KR970010619B1 - Arm of vertical multi-articulated robot - Google Patents

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임생기
이병렬
김정
김상명
범진환
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고등기술연구원 연구조합
김준성
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    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J17/00—Joints

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manipulator (AREA)

Abstract

An arm structure of robot having arm housing(1), arm(2), wrist portion driving motor(7), arm portion driving motor(8), first power transmitting means(10) and second transmitting means(20) is disclosed. The arm's rear portion is jointed to the arm housing by bearing, and the front portion of the arm is jointed to the wrist portion. The wrist portion driving motor(7) and arm portion driving motor(8) installed in the arm housing(1) parallel to the arm's rear portion. The first power transmitting means(10) transfer power of wrist portion driving motor(7) to wrist portion. The second power transmitting means(20) transfer power of arm portion driving motor(8) to arm. Thereby, the robot is very stable at its kinematic feature and the base portion can be miniatured and lightened.

Description

수직다관절 로보트의 아암부구조Arm Structure of Vertical Articulated Robot

제1도는 본 발명에 따른 수직다관절 로보트의 아암부구조를 도시한 단면도.1 is a cross-sectional view showing the arm portion structure of the vertical articulated robot according to the present invention.

제2도는 제1도에 도시된 아암부의 후단을 발췌하여 도시한 확대단면도.2 is an enlarged cross-sectional view showing the rear end of the arm portion shown in FIG.

제3도는 제1도에 도시된 아암부의 전단을 발췌하여 도시한 확대단면도.3 is an enlarged cross-sectional view showing a front end of the arm portion shown in FIG.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

1 : 아암하우징 2 : 아암1: Arm Housing 2: Arm

3, 4, 6 : 베어링 7 : 손목부 구동모터3, 4, 6: bearing 7: wrist drive motor

8 : 아암부 구동모터 10 : 제1동력전달수단8: arm drive motor 10: first power transmission means

11 : 커플링 12 : 측11 coupling 12 side

13, 14 : 베벨기어 20 : 제2동력전달수단13, 14: bevel gear 20: second power transmission means

21 : 제1풀리 22 : 제2풀리21: first pulley 22: second pulley

23 : 타이밍벨트23: timing belt

본 발명은 수직다절관 로보트의 아암부구조에 관한 것으로서, 특히 로보트의 동역학적 특성을 향상시킴과 동시에 베이스부를 경량화 및 소형화시킬 수 있도록 개선된 수직다관절 로보트의 아암부구조에 관한 것이다.The present invention relates to an arm part structure of a vertical articulated robot, and more particularly, to an arm part structure of an improved vertical articulated robot to improve the dynamic characteristics of the robot and to reduce the weight and size of the base part.

종래의 수직다관절 로보트의 아암부구조로는, 손목부 밴딩용 모터가 아암부의 전단에 설치되어 직접구동 방식으로 동력을 손목부로 전달하도록 되어 있었다.In the arm structure of the conventional vertical articulated robot, a wrist banding motor is installed at the front end of the arm portion to transmit power to the wrist portion in a direct driving manner.

그러나 이와 같이 구성된 종래 수직다관절 로보트의 아암부구조는, 직접구동 방식으로 손목부에 동력을 전달하기 때문에 동력전달 효율과 정밀도가 높은 장점을 가지는 반면에, 손목부 밴딩용 모터가 아암부의 전단에 설치되어 있으므로 다음과 같은 문제점이 있었다.However, the arm part structure of the conventional vertical articulated robot configured as described above has the advantage of high power transmission efficiency and precision because it transmits power to the wrist part by direct driving method, while the wrist banding motor is placed on the front end of the arm part. Since it was installed, there were the following problems.

첫째, 로보트의 질량 중심위치가 베이스로부터 멀어지기 때문에 베이스부에 하중이 많이 걸리게 됨에 따라 베이스부의 동역학적 특성이 나빠지게 된다.First, since the center of mass of the robot is far from the base, the load on the base part increases, and the dynamic characteristics of the base part deteriorate.

둘째, 베이스부에 하중이 많이 걸리게 됨에 따라 베이스부 구동용 모터의 용량을 크게하여야 하므로 베이스부의 소형화 및 경량화가 어렵다.Second, as the load on the base portion increases, the capacity of the base driving motor must be increased, which makes it difficult to reduce the size and weight of the base portion.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 감안하여 창출된 것으로서, 베이스부의 동역학적 특성을 향상시킴과 동시에 베이스부를 소형화 및 경량화시킬 수 있도록 개선된 수직다관절 로보트의 아암부구조를 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object thereof is to provide an arm portion structure of a vertical articulated robot, which can be improved in size and weight while improving the dynamic characteristics of the base portion. .

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 아암하우징에 그 후단부가 베어링 결합되고 그 전단부에 손목부가 베어링 결합되는 아암과, 상기 아암의 후단과 상기 아암하우징에 각각 나란하게 설치되는 손목부 구동모터 및 아암부 구동모터와, 상기 손목부 구동모터의 동력을 손목부로 전달하기 위한 제1동력전달수단과, 상기 아암부 구동모터의 동력을 아암부로 전달하기 위한 제2동력전달수단을 포함하여 되는 점에 그 특징이 있다.In order to achieve the above object, the present invention is an arm bearing the rear end portion is coupled to the arm housing and the wrist portion bearing coupled to the front end portion, and the rear end of the arm and the wrist drive motor installed in parallel to the arm housing, respectively And an arm drive motor, a first power transfer means for transferring the power of the wrist drive motor to the wrist, and a second power transfer means for transferring the power of the arm drive motor to the arm. Has its features.

따라서 본 발명은 베이스부의 동역학적 특성이 향상됨과 동시에 베이스부의 경량화 및 소형화가 가능하게 된다.Accordingly, the present invention can improve the dynamic characteristics of the base and at the same time reduce the weight and size of the base.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명에 따른 수직다관절 로보트의 아암부구조는 제1도 내지 제3도에 도시되어 있는 바와 같이, 아암 하우징(1)에 아암(2)의 후단부가 한쌍의 베어링(3)(4)에 의해 회동가능하게 결합되고, 이 아암(2)의 선단에는 손목부(5)가 회동가능하게 베어링(6) 결합된다.The arm part structure of the vertical articulated robot according to the present invention has a rear end portion of the arm (2) on the arm housing (1), as shown in FIGS. 1 to 3, on a pair of bearings (3) (4). The wrist part 5 is rotatably coupled to the bearing 6 at the distal end of the arm 2.

그리고 아암(2)의 후단과 아암하우징(1)에는 손목부 구동모터(7)와 아암부 구동모터(8)가 각각 상하로 나란하게 설치되고, 상기 손목부 구동모터(7)와 아암부 구동모터(8)의 동력은 제1, 제2동력전달수단(10)(20)에 의해 각각 손목부(5)와 아암(2)으로 전달된다.The rear end of the arm 2 and the arm housing 1 are respectively provided with a wrist drive motor 7 and an arm drive motor 8 arranged up and down side by side, and the wrist drive motor 7 and the arm drive Power of the motor 8 is transmitted to the wrist 5 and the arm 2 by the first and second power transmission means 10, 20, respectively.

상기 제1동력전달수단(10)은, 손목부 구동모터(7)의 회전축(7a)과 커플링(11)에 의해 연결되는 축(12)과, 이 축(12)의 단부와 상기 손목부(5)에 각각 설치되는 한쌍의 베벨기어(13)(14)로 구성된다.The first power transmission means (10) comprises a shaft (12) connected by a rotating shaft (7a) and a coupling (11) of the wrist drive motor (7), an end of the shaft (12) and the wrist portion. It consists of a pair of bevel gears 13 and 14 provided in (5), respectively.

상기 제2동력전달수단(20)은 상기 아암(2)의 외주면에 설치되는 제1풀리(21)와 상기 아암부 구동모터(8)의 회전축(8a)에 설치되는 제2풀리(22)와, 상기 제1, 제2풀리(21)(22)를 연결하는 타이밍벨트(23)로 구성된다.The second power transmission means 20 and the first pulley 21 is installed on the outer circumferential surface of the arm (2) and the second pulley 22 is installed on the rotary shaft (8a) of the arm drive motor (8); The timing belt 23 connects the first and second pulleys 21 and 22.

그리고 상기 한쌍의 베어링(3)(4)중 아암(2)의 후단측에 위치되는 일측 베어링(3)은 회전방향을 고정시켜 주는 역할을 하는 볼베어링으로 이루어지고, 타측 베어링(4)은 손목부에 충격이 가해졌을 경우를 대비하여 크로스 롤러베어링으로 이루어진다.And one of the bearings (3) (4) of the one side bearing (3) located on the rear end side of the arm (2) is made of a ball bearing that serves to fix the rotation direction, the other bearing (4) is a wrist It is made of cross roller bearing in case of impact.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 수직다관절 로보트의 아암부구조는 다음과 같이 손목부(5)와 아암(2)으로 동력을 전달하게 된다.The arm part structure of the vertical articulated robot according to the present invention configured as described above is to transfer power to the wrist part 5 and the arm 2 as follows.

즉, 손목부 구동모터(7)의 구동에 따라 그 동력이 제1동력전달수단(10)으로서의 손목부 구동모터(7)의 회전축(7a)에 커플링(11)에 의해 연결된 축(12)과, 이 축(12)의 단부에 설치된 베벨기어(13)를 통해 손목부(5)에 설치된 베벨기어(14)로 전달되게 됨에 따라 손목부(5)가 구동되게 된다.That is, the shaft 12 connected to the rotation shaft 7a of the wrist drive motor 7 as the first power transmission means 10 by the coupling 11 in accordance with the drive of the wrist drive motor 7 And the bevel gear 13 provided at the end of the shaft 12 to the bevel gear 14 provided at the wrist 5 so that the wrist part 5 is driven.

그리고 아암부 구동모터(8)의 구동에 따라 그 동력이 제2동력전달수단(20)으로서의 아암부 구동모터(8)의 회전축(8a)에 설치된 제2풀리(22)와 타이밍벨트(23)를 통해 아암(2)의 외주면에 설치된 제1풀리(21)로 전달되게 됨에 따라 아암(2)이 구동되게 된다.The second pulley 22 and the timing belt 23 provided with the driving force of the arm drive motor 8 are provided on the rotation shaft 8a of the arm drive motor 8 as the second power transmission means 20. As it is transmitted to the first pulley 21 installed on the outer circumferential surface of the arm 2, the arm 2 is driven.

또한 본 발명에 따른 수직다관절 로보트의 아암부구조는, 손목부 구동모터(7)와 아암부 구동모터(8)가 아암(2)의 후단부에 나란하게 설치되어 있으므로, 종래 손목부 구동모터가 아암부의 전방에 설치된 방식에 비하여 로보트의 질량 중심위치가 베이스로부터 가깝기 때문에 베이스부에 하중이 적게 걸리게 됨에 따라 베이스부의 동역학적 특성 및 안정성이 향상되게 된다.In addition, since the arm part structure of the vertical articulated robot according to the present invention is provided with the wrist drive motor 7 and the arm drive motor 8 side by side at the rear end of the arm 2, the conventional wrist drive motor As the center of mass of the robot is closer to the base than the method installed in front of the arm part, the load on the base part becomes less, and the dynamic characteristics and stability of the base part are improved.

그리고 베이스부에 하중이 적게 걸리게 됨에 따라 베이스부 구동용 모터의 용량을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 베이스부의 소형화 및 경량화가 가능하게 되고, 타이밍벨트를 이용하여 동력을 아암으로 전달하도록 되어 있으므로, 아암부의 경량화가 가능함과 동시에 구동 정밀도를 높일 수 있게 된다.As the load on the base part is less, the capacity of the base driving motor can be reduced, and the base part can be reduced in size and weight, and the power is transmitted to the arm using a timing belt. At the same time, driving accuracy can be increased.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명 수직다관절 로보트의 아암부구조에 의하면, 로보트의 동역학적 특성 및 안정성이 향상되게 되고, 베이스부를 소형화 및 경량화시킬 수 있게 되는 등의 이점을 가진다.As described above, according to the arm portion structure of the vertical articulated robot of the present invention, the dynamic characteristics and stability of the robot can be improved, and the base portion can be made smaller and lighter.

Claims (3)

아암하우징에 그 후단부가 베어링 결합되고 그 전단부에 손목부가 베어링 결합되는 아암과, 상기 아암의 후단과 상기 아암하우징에 각각 나란하게 설치되는 손목부 구동모터 및 아암부 구동모터와, 상기 손목부 구동모터의 동력을 손목부로 전달하기 위한 제1동력전달수단과, 상기 아암부 구동모터의 동력을 아암으로 전달하기 위한 제2동력전달수단을 포함하여 되는 수직다관절 로보트의 아암부구조.An arm bearing a rear end thereof to the arm housing and a wrist-bearing portion to the front end thereof, a wrist driving motor and an arm driving motor installed in parallel to the rear end of the arm and the arm housing, and the wrist driving Arm arm structure of a vertical articulated robot comprising a first power transmission means for transmitting the power of the motor to the wrist portion, and a second power transmission means for transmitting the power of the arm drive motor to the arm. 제1항에 있어서, 상기 제1동력전달수단은, 손목부 구동모터의 회전축과 커플링에 의해 연결되는 축과, 이 축의 단부와 상기 손목부에 각각 설치되는 한쌍의 베벨기어를 구비하여 구성되는 것을 특징으로 하는 수직다관절 로보트의 아암부구조.According to claim 1, wherein the first power transmission means, the shaft is connected to the rotational axis and coupling of the wrist drive motor, and a pair of bevel gears respectively provided at the end of the shaft and the wrist portion Arm portion structure of the vertical articulated robot, characterized in that. 제1항에 있어서, 상기 제2동력전달수단은, 상기 아암의 외주면에 설치되는 제1풀리와, 상기 아암부 구동모터의 회전축에 설치되는 제1풀리와 상기 제1, 제2풀리를 연결하는 타이밍벨트를 구비하여 구성되는 것을 특징으로 하는 수직다관절 로보트의 아암부구조.The method of claim 1, wherein the second power transmission means, the first pulley provided on the outer peripheral surface of the arm, the first pulley provided on the rotating shaft of the arm drive motor connecting the first and second pulley Arm portion structure of a vertical articulated robot, characterized by comprising a timing belt.
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