WO2014069696A1 - 액츄에이터 어셈블리 - Google Patents

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WO2014069696A1
WO2014069696A1 PCT/KR2012/009073 KR2012009073W WO2014069696A1 WO 2014069696 A1 WO2014069696 A1 WO 2014069696A1 KR 2012009073 W KR2012009073 W KR 2012009073W WO 2014069696 A1 WO2014069696 A1 WO 2014069696A1
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WO
WIPO (PCT)
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adapter
frame
profile
actuator assembly
flange
Prior art date
Application number
PCT/KR2012/009073
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English (en)
French (fr)
Inventor
김병수
이정호
한재권
Original Assignee
로보티즈 (주)
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Filing date
Publication date
Application filed by 로보티즈 (주) filed Critical 로보티즈 (주)
Priority to CN201280076721.XA priority Critical patent/CN104768716B/zh
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J17/00—Joints
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/08—Programme-controlled manipulators characterised by modular constructions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J19/00—Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators

Definitions

  • the present invention relates to an actuator assembly, and more particularly, to an actuator assembly that can be variously expanded as needed.
  • Robots are used in a variety of applications, ranging from industrial robots to humanoid robots, and flexible joint movement is possible through actuators with deceleration functions.
  • Actuator related to driving in such robot technology is a very important core part, and furthermore, the main components constituting the actuator can be a reducer, and there are several kinds of such reducers, such as gear type reducers and electric ball reducers. And cycloid reducer.
  • the actuator is installed in various locations as needed to provide power, the robot is capable of a variety of operations through the actuator. Therefore, the actuator needs to be installed at a desired position through mechanical connection and assembly, and it is necessary to provide various shapes and sizes according to the structure of the robot.
  • Another object of the present invention is to provide an actuator assembly that can be variously expanded as necessary.
  • the actuator assembly a drive motor; At least one primary reduction gear rotating by the drive motor;
  • the drive motor and the primary reduction gear are mounted, and include a lower frame having a rectangular parallelepiped having two coupling surfaces parallel to each other and two connection surfaces perpendicular to the coupling surfaces, wherein the lower frame is the coupling surface. And a plurality of couplers spaced apart by a first spacing parallel to the long side of and a first width parallel to the short side of the coupling surface.
  • the actuator assembly further includes an extension adapter having an opening having a square shape in which the lower frame is inserted along a length direction, and the extension adapter has a plurality of upper extension couplers corresponding to the coupler on a surface corresponding to the coupling surface. May be spaced apart by a second interval parallel to the first interval and the first width.
  • the extension adapter has a plurality of lower extension couplers respectively formed on the mating surface and the surface corresponding to the connection surface, the actuator assembly further comprises a profile adapter fastened to the bottom of the extension adapter, the profile adapter is A profile flange in the form of a plate; And a profile frame having a rectangular opening protruding from one surface of the profile flange, wherein a plurality of profile frame connectors corresponding to the lower extension coupler are spaced apart by the first interval and the first width.
  • the profile flange may have a plurality of first profile flange connectors spaced apart from the first gap and the first width to correspond to the coupler.
  • the lower frame has a plurality of frame connectors that are spaced apart from the first width at one end of the connecting surface, and the actuator assembly rotates in engagement with the primary reduction gear through the open end of the lower frame.
  • An upper frame having the secondary reduction gear mounted thereon and connected to the lower frame and having a cylindrical shape and a flat upper flange and a lower flange connected to both ends of the body and having an opening in the center thereof;
  • an output member which is fastened to the secondary reduction gear and rotates on the upper frame, wherein the lower flange has a plurality of flange connectors corresponding to the frame connector by being spaced apart by the first width on the side. .
  • the actuator assembly further includes a profile adapter fastened to a plurality of output member connectors formed on concentric circles with respect to the rotation center of the output member, the profile adapter comprising: a profile flange of a flat shape; And a profile frame having a rectangular opening projecting from one surface of the profile flange, wherein the profile flange has a plurality of second profile flange connectors corresponding to the output member connector formed on a concentric circle with respect to a center thereof. Can be.
  • the output member has a plurality of output member connector formed on a concentric circle with respect to the rotation center, the actuator assembly is connected to the extension flange and the extension flange coupled to the other end of the lower frame and rotatable and the center reference
  • a rotating member which is formed on a concentric circle and has a plurality of rotating member connecting members corresponding to the output member connecting member;
  • a rotating frame each connected to the output member and the rotating member and having a plurality of rotary connectors respectively corresponding to the output member connector and the rotary member connector; And it may further comprise a plate-shaped connecting frame for connecting the rotating frame.
  • connection frame has a plurality of first connection frame connectors formed spaced apart from the first interval along the longitudinal direction of the connection frame and the first width along the direction perpendicular to the longitudinal direction
  • the actuator assembly includes the first Further comprising a profile adapter coupled to the connecting frame connector, wherein the profile adapter has a plurality of first profile flange connector spaced apart in the first spacing and the first width to correspond to the first connecting frame connector, the flat plate Profile flanges shaped; And a profile frame having a rectangular opening protruding from one surface of the profile flange.
  • the connecting frame has a plurality of second connecting frame connector formed spaced apart from the first interval along the longitudinal direction of the connecting frame and the second width along the direction perpendicular to the longitudinal direction, the actuator assembly is the second connection And a profile adapter fastened to a frame connector, wherein the profile adapter comprises: a profile flange having a plurality of third profile flange connectors spaced apart by the second width so as to correspond to the second connection frame connector; And a profile frame having a rectangular opening protruding from one surface of the profile flange.
  • the connecting frame has a plurality of second connecting frame connectors formed spaced apart from the first interval along the longitudinal direction of the connecting frame and the second width along the direction perpendicular to the longitudinal direction, the lower frame and the coupling surface Fasteners may be formed on both end surfaces of the connection surface to meet the edges, and the fasteners may have a plurality of fastening slots spaced apart from each other by a second width parallel to the short side of the short side and the connection surface.
  • the lower frame is formed along a corner where the coupling surface and the connecting surface is formed, fasteners are formed on both end surfaces, respectively, the fastener has a plurality of fastening slots spaced apart by a second width parallel to the short side,
  • the actuator assembly further includes a connection adapter coupled to the other end of the lower frame, wherein the connection adapter is coupled to the other end of the lower frame, and a plurality of first adapter connector corresponding to the fastener is the second width.
  • Adapter plates spaced apart; And adapter flanges connected to both sides of the adapter plate, respectively.
  • the lower frame is formed along a corner where the coupling surface and the connecting surface is formed, fasteners are formed on both end surfaces, respectively, the fastener has a plurality of fastening slots spaced apart by a second width parallel to the short side,
  • the actuator assembly further includes a connection adapter coupled to the engagement surface, the connection adapter comprising: an adapter plate opposite the connection surface; The adapter plate may be connected to both sides of the adapter plate, and the plurality of flange connectors corresponding to the coupler may be spaced apart at the first interval.
  • the actuator assembly further includes a connection adapter fastened to a plurality of output member connector formed on a concentric circle on the basis of the rotation center of the output member, the connection adapter is fastened to the output member, the concentric circle on the center
  • An adapter plate formed in the adapter plate and having a plurality of second adapter connectors corresponding to the output member connector; And adapter flanges connected to both sides of the adapter plate, respectively.
  • connection frame has a plurality of first connection frame connectors formed spaced apart from the first interval along the longitudinal direction of the connection frame and the first width along the direction perpendicular to the longitudinal direction
  • the actuator assembly includes the first And a connection adapter fastened to a connection frame connector
  • connection adapter comprises: an adapter plate having a plurality of third adapter connectors spaced apart at the first interval and the first width so as to correspond to the first connection frame connector; And a profile frame having a rectangular opening protruding from one surface of the profile flange.
  • the connecting frame has a plurality of second connecting frame connector formed spaced apart from the first interval along the longitudinal direction of the connecting frame and the second width along the direction perpendicular to the longitudinal direction, the actuator assembly is the second And a connection adapter fastened to a connection frame connector, wherein the connection adapter comprises: an adapter plate having a plurality of fourth adapter connectors spaced apart from the second width so as to correspond to the second connection frame connector; And a profile frame having a rectangular opening protruding from one surface of the profile flange.
  • the shape and size of the actuator assembly may be modified as necessary.
  • the actuator assembly can be variously expanded as needed.
  • FIG. 1 is a perspective view schematically showing an actuator assembly according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view schematically showing a primary deceleration module and a secondary deceleration module shown in FIG. 1.
  • FIG. 3 is a view schematically showing a primary deceleration module shown in FIG. 1.
  • FIG. 4 is a perspective view schematically showing a part of the secondary deceleration module shown in FIG. 1.
  • FIG. 5 is an exploded perspective view of the secondary deceleration module shown in FIG. 1.
  • FIG. 6 is an exploded perspective view showing a cross section of the secondary deceleration module shown in FIG. 1.
  • FIG. 7 is an exploded perspective view illustrating the secondary deceleration module and the position detector illustrated in FIG. 1.
  • FIG. 8 is an exploded perspective view showing the rotating rod, the magnet and the rod bearing shown in FIG. 7.
  • FIG. 9 is a perspective view schematically showing an actuator assembly according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a perspective view schematically showing an actuator assembly according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a view showing the profile flange shown in FIG. 10.
  • FIG. 12 is a perspective view schematically showing an actuator assembly according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a perspective view schematically illustrating an actuator assembly according to a fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is a perspective view schematically showing an actuator assembly according to a sixth embodiment of the present invention.
  • 15 and 16 are perspective views schematically showing an actuator assembly according to a seventh embodiment of the present invention.
  • FIG. 17 is a perspective view schematically showing an actuator assembly according to an eighth embodiment of the present invention.
  • FIG. 18 is a perspective view schematically showing an actuator assembly according to a ninth embodiment of the present invention.
  • connection adapter 19 is a perspective view schematically illustrating the connection adapter shown in FIG. 18.
  • FIG. 20 is a perspective view schematically showing an actuator assembly according to a tenth embodiment of the present invention.
  • 21 is a perspective view schematically showing an actuator assembly according to an eleventh embodiment of the present invention.
  • FIG. 22 is a perspective view schematically showing an actuator assembly according to a twelfth embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a perspective view schematically showing an actuator assembly according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a perspective view schematically showing a primary deceleration module and a secondary deceleration module shown in FIG. 1.
  • the actuator assembly according to the present invention includes a primary deceleration module and a secondary deceleration module.
  • the primary deceleration module and the secondary deceleration module each have a reduction ratio, and various reduction ratios can be realized through mutual combinations.
  • FIG. 3 is a view schematically showing a primary deceleration module shown in FIG. 1.
  • the primary deceleration module includes a lower frame 100 having a rectangular parallelepiped shape, a driving motor 120 embedded in the lower frame 100, power supply and cutoff of the primary deceleration module, and communication.
  • a main PCB 130 performing related control
  • a sub-PCB 140 controlling the driving of the driving motor 120 by receiving the position of the output shaft
  • a driving gear 150 fixed to the rotating shaft of the driving motor 120.
  • a driven gear 160 engaged with the drive gear 150 to induce primary deceleration
  • a transmission gear 170 integrally formed with the driven gear 160 and transmitting power to the secondary reduction module.
  • the primary deceleration module may decelerate power of the driving motor 120 through a gear ratio.
  • the driving gear 150 and the driven gear 160 for implementing the reduction unit may use both a spur gear type or a harmonic gear type and a combination thereof.
  • the spur gear type may be understood as a conventional spur gear type
  • the harmonic gear type is a known gear type having little backlash unlike other gear types, and it is preferable to apply it to a robot requiring precise control.
  • the output shaft of the primary reduction module and the input shaft of the secondary reduction module are connected in the form of gear coupling, for example, spur gear coupling
  • the primary reduction gear drive gear + driven
  • the primary reduction module Deceleration function connected spur gear
  • the secondary deceleration function by the secondary decelerator provided in the secondary deceleration module. Since the intermediate deceleration is performed more, the deceleration efficiency is further enhanced.
  • a position detector such as a magnetic absolute encoder, a potentiometer, an optical rotary absolute encoder, and the like may be further provided to detect the position of the output shaft of the secondary reduction module and feed it back to the PCB.
  • the lower frame 100 has a rectangular parallelepiped shape having two coupling surfaces and a connection surface, and the coupling surface and the connection surface have a rectangular shape having long sides and short sides, respectively.
  • the coupler 182 is formed on the coupling surface and is spaced apart by a first distance d1 parallel to the long side and a first width W1 parallel to the short side.
  • the frame connector 188 is formed on the connecting surface, and is spaced apart by the first width (W1) parallel to the short side.
  • the lower frame 100 has a fastening slot 186 recessed along the corner where the coupling surface and the connection surface meets, the fastener 184 is formed on both end surfaces of the fastening slot 186.
  • the fasteners 184 are spaced apart by a second width W2 parallel to the short sides of the coupling surface and the connection surface, respectively.
  • the positioning pin 190 is inserted into the primary deceleration module and the secondary deceleration module, respectively, and achieve the assembly of the primary deceleration module and the secondary deceleration module quickly and smoothly in a short time. can do.
  • FIG. 4 is a perspective view schematically showing a part of the secondary deceleration module shown in FIG. 1.
  • 5 is an exploded perspective view of the secondary deceleration module illustrated in FIG. 1
  • FIG. 6 is an exploded perspective view showing a cross section of the secondary deceleration module illustrated in FIG. 1.
  • Secondary reduction module is a reduction gear using an internal gear of the epitrochoid tooth type.
  • the pin gear 110 and the plate gear 301 which will be described later may have an epitroid-type tooth, but may have an involute tooth.
  • the secondary deceleration module is a gear type reducer that is commonly used in the art, a reducer that mainly uses the Involute Tooth Form (Involute Tooth Form);
  • An electric reducer configured to cause the ball to rotate in the guide groove having a shape in which an epicycloid curve and a hypocycloid curve face each other to execute deceleration rotation;
  • As the bundle of elliptical wave generators rotates only elliptical movements are transferred to the flexplane by bearings that are swept in an elliptical shape, and the flexplane slowly rotates by skipping the outermost ring gear one by one to induce a deceleration.
  • Cycloid reducers can be used to fix the pin gears and eccentrically rotate the plate gears having epitaxial teeth as planetary gears, and a decelerator made of a combination thereof can be used.
  • the upper frame 200 has a cylindrical body 204 and the upper flange 202 and the lower flange 206 connected to both ends of the body 204, respectively.
  • the body 204 has a cylindrical mounting space
  • the upper flange 202 and the lower flange 206 has a flat plate shape with an opening in the center thereof.
  • the upper flange 202 has an upper fastener 210 and a side fastener 212
  • the lower flange 206 has a lower fastener and a side fastener.
  • the upper surface fastener 210 is spaced apart from the upper flange 202 by the second width W2
  • the side fastener 212 is spaced apart from the side of the upper flange 202 by the first width W1. Is formed.
  • the pin gear 110 protrudes from the inner circumferential surface of the mounting space and is formed along the inner circumferential surface.
  • the pin gear 110 may be integrally molded when the upper frame 200 is molded.
  • the conventional pin gear 110 employs a method in which roll-shaped pins are planted and fixed to the upper frame 200 one by one. Therefore, as well as the assembly tolerance, it is produced separately, it is difficult to achieve the object that requires high precision and high deceleration due to the processing error during the production, causing a malfunction.
  • the plate gear 301 and the pin gear 110 corresponding to the epitroid tooth shape are integrally formed together in the forming step of the upper frame 200, thereby processing errors as well. Assembly errors can be minimized and manufacturing costs can be reduced.
  • the input gear 290 may be mounted in a mounting space of the upper frame 200, and may be connected to the driving motor 120 through a lower end (or based on FIG. 4) (or an input side) of the lower frame 100.
  • the transmission gear 170 described above transfers power to the input gear 290 by meshing with the input gear 290. That is, the transmission gear 170 and the input gear 290 meshes with a spur gear type or a helical gear type, and the rotation shaft of the transmission gear 170 and the rotation shaft of the input gear 290 are parallel to each other.
  • the input gear 290 may be directly connected to the rotating shaft of the drive motor 120, or may be engaged with the transmission 170 gear in a bevel gear type.
  • the first and second eccentric shafts S1 and S2 are sequentially projected from the input gear 290 toward the output side, and the first eccentric shaft S1 is closer to the input gear 290 than the second eccentric shaft S2. Is located.
  • the first and second eccentric shafts are eccentric from the center of rotation of the input gear 290, and the eccentric direction is in the opposite direction, but the amount of eccentricity is substantially the same.
  • the first and second eccentric shafts S1 and S2 are connected to the input gear 290 through the central axis 210.
  • the first and second plate gears 302 and 304 are circular disk shapes of the same size and have an epitroid tooth shape.
  • the first and second plate gears 302 and 304 are tightly fixed to each other and have a plurality of plate holes 310 formed around the center thereof. As shown in FIG. 6, the first and second plate gears 302 and 304 are coupled to each other through a fixing pin 330 inserted into the plate hole 310, and may transmit power to the output member 220.
  • the first plate gear 302 is rotatably installed on the first eccentric shaft S1
  • the second plate gear 304 is rotatably installed on the second eccentric shaft S2.
  • the first and second plate gears 302 and 304 are disposed eccentrically with each other and rotate while contacting the pin gear 110 in accordance with the rotation of the first and second eccentric shafts S1 and S2. The speed is reduced according to the difference in the number of teeth of the gears 302 and 304 and the pin gear 110.
  • the motor decelerates and rotates at the gear ratio of the number of teeth). For example, if the number of teeth of the plate gear 300 is 50, the number of teeth of the pin gear 110 is 51, and the plate gear 300 has a reduction ratio of 1/50.
  • the vibration generated through the first and second plate gears 302 and 304 may be offset. And it can double the engagement with the pin gear (110).
  • the output member 220 has a binding hole 520, the binding pin 340 protruding from one surface of the plate gear 300 is inserted into the binding hole 520, the first and second plate gear (302, 304) And the output member 220 is bound.
  • the lower frame 200 has a bearing groove 120 recessed along the inner circumferential surface, the bearing groove 120 is located on the output side of the pin gear (110).
  • the cross roller bearing 400 is installed at the output side of the plate gear 300, and the output member 220 is installed at the output side of the cross roller bearing 400.
  • a part of the cross roller bearing 400 is inserted into the bearing groove 120, and the other part of the cross roller bearing 400 is inserted into the recess (not shown) recessed from the lower surface of the output member 220 (based on FIG. 4).
  • the output member 220 may smoothly rotate in a state supported by the cross roller bearing 400.
  • the cross roller bearing 400 is described as an example, but the cross roller bearing 400 may be replaced with another bearing.
  • a bearing housing (not shown) including a cross roller bearing 400 is separately fixed to an output side of the lower frame 200.
  • the outer ring of the cross roller bearing 400 is formed integrally with the lower frame 200, through which the cross roller bearing 400 can be implemented integrally with the lower frame 200.
  • bearing housing does not need to be fixed separately as in the related art, additionally required fixing bolts can be omitted and cost can be reduced, and precise centering work can be omitted during assembly, thereby improving accuracy and productivity. have.
  • weight and weight can be realized by minimizing volume and weight.
  • the output member 220 is in the form of a circular flange, thereby having a very free and easy connection for the output. That is, the output shaft made of a shaft (shaft) is very inconvenient because it is used to reduce the power by assembling the coupling to the shaft or assembled in the form of key coupling, but the circular flange type output member 220 has a plurality of outputs The ease of use is further enhanced because the member connector is formed to allow the reduced power to be used simply by tightening the bolt in the required position. On the other hand, the output member 220 has an output shaft 510 is installed in the center.
  • FIG. 7 is an exploded perspective view showing the secondary deceleration module and the position detector shown in FIG. 1, and FIG. 8 is an exploded perspective view showing the rotating rod, the magnet and the rod bearing shown in FIG. 7.
  • the secondary deceleration module further includes a position detector 600, it can detect the rotation of the output member 220.
  • the position detector 600 may be an encoder capable of detecting the position of the output member 220 (or the output shaft 510) by detecting the number of rotations according to the rotational direction of the output member 220, and the magnetic encoder as an absolute encoder. Can be. However, as discussed below, the position detector 600 may be replaced with a potentiometer or optical rotary absolute encoder.
  • the position detector 600 converts the detected position information into an electrical signal and transmits it to a controller (not shown). The controller may control an input value of the motor through feedback.
  • the rotating rod 610 is fixed to the output shaft 510 by sequentially passing through the input gear 290, the first and second eccentric shafts S1 and S2, and the center of the plate gear 300.
  • the magnet 620 is built in the input side of the rotation rod 610.
  • the load housing 640 is installed at the center of the input side of the upper frame 200, and the load bearing 630 is inserted into the load housing 640 to support the rotating rod 610 in which the magnet 620 is built.
  • the printed circuit board 650 is spaced apart from the magnet 620, and a magnetic encoder, which is a position detector 652, is mounted on the printed circuit board 650.
  • the position detector 652 may be located on an opening (not shown) of the rod housing 640 to detect a change in magnetic flux density when the magnet 620 rotates, thereby detecting the position of the rotating rod 610. have.
  • the power input through the transmission gear 170 is decelerated at a constant reduction ratio through the secondary reduction module is output through the output member 220
  • the position detector 600 is the position of the output member 220
  • the actuator assembly may further include an extension adapter 20 fastened to the lower frame 100, and the extension adapter 20 may have a square in which the lower frame 100 is inserted along the length direction. It has an opening of a shape.
  • the extension adapter 20 is formed with a plurality of upper extension couplers 24 formed on the surface corresponding to the coupling surface of the lower frame 100, the upper extension coupler 24 is similar to the coupling sphere 182 It is spaced apart by a second interval d2 and a first width W1 parallel to the first interval d1.
  • the extension adapter 20 may secure the lower frame 100 to the extension adapter 20 by fastening the upper extension coupler 24 and the coupler 182 with separate fastening members (not shown), and the lower frame.
  • the position of the 100 may be adjusted along the longitudinal direction of the extension adapter 20 as well as fixed through the upper extension coupler 24 and the coupler 182 in the adjusted position.
  • the coupler 182 may be a screw thread formed on the inner peripheral surface, the fastening member may be screwed to the coupler 182.
  • the actuator assembly may further include a profile adapter 30 fastened to the extension adapter 20.
  • the profile adapter 30 has a flat profile flange 32 and a profile frame 34 protruding from one surface of the profile flange 32.
  • the profile frame 34 has an opening having a rectangular shape, and similarly to the coupler 182, the plurality of profile frame connectors 36 are parallel to the first gap d1 and the profile flange 32 along the protruding direction. It is spaced apart by one width W1.
  • the profile frame 34 may be inserted at a position opposite to the insertion position of the lower frame 100 of the extension adapter 20.
  • the extension adapter 20 has a plurality of lower extension coupler 26 formed on the mating surface and the surface corresponding to the connection surface, respectively.
  • the lower extension coupler 26 is formed at a position opposite to the insertion position of the lower frame 100 among the extension adapters 20, and has a first width W1 like the profile frame connector 36. Therefore, by fastening the lower extension coupler 26 and the profile frame connectors 36 through a separate fastening member (not shown), the profile adapter 30 can be fixed to the extension adapter 20, and the profile adapter ( The position of 30 can be adjusted along the length of the extension adapter 20, as well as fixed through the lower extension coupler 26 and the profile frame connectors 36 in the adjusted position.
  • FIG. 11 is a view showing the profile flange shown in FIG. 10. Meanwhile, as shown in FIG. 11, the profile flange 32 has first to fourth profile flange connectors 33, 35, 38, and 39.
  • the second profile flange connector 33 is disposed concentrically about an opening formed in the center of the profile flange 32.
  • the first profile flange connector 35 is disposed at both sides about the second profile flange connector 33, and is spaced apart from the second profile flange connector 33 by a first distance d1 to form a square.
  • the third profile flange connector 38 is formed at four corner portions of the profile flange 32 and is spaced apart by the second width W2 to form a square.
  • the fourth profile flange connector 39 is located at the corner of the square formed through the second profile flange connector 33 and is spaced apart by the first width W1.
  • FIG. 12 is a perspective view schematically showing an actuator assembly according to a fourth embodiment of the present invention.
  • the profile adapter 30 may be fastened to another lower frame 100 ′.
  • the profile adapter 30 may be fixed to the lower frame 100 ′, and the profile adapter 30 ) Position can be adjusted along the longitudinal direction of the lower frame (100 '), it can be fixed through the coupler 182' and the first profile flange connector 35 in the adjusted position.
  • FIG. 13 is a perspective view schematically illustrating an actuator assembly according to a fifth embodiment of the present invention.
  • the profile adapter 30 described above may be fastened to the output member 220.
  • the output member 220 has a plurality of output member connectors disposed concentrically around the output shaft 510, and fastens the second profile flange connector 33 and the output member connector through separate coupling members (not shown). As a result, the profile adapter 30 may be fixed to the output member 220.
  • FIGS. 15 and 16 are perspective views schematically showing an actuator assembly according to a seventh embodiment of the present invention.
  • the actuator assembly includes an extension flange 300 and a rotating member 320.
  • the extension flange 300 is coupled to the lower portion of the lower frame 100 (opposite to the upper frame 200), the rotating member 320 is connected to the extension flange 300 is rotatable.
  • Rotating member 320 has a configuration substantially the same as the output member 220, and has a plurality of rotating member connector formed on a concentric circle with respect to the center.
  • the actuator assembly may further include a hinge adapter 10 fastened to the output member 220 and the rotating member 320, the hinge adapter 10 is a rotary frame (14, 16) and the connecting frame 12 It is provided.
  • the rotating frame 14 has a fastener 15a formed on a concentric circle with respect to the center, and the rotary frame 14 is fastened by fastening the rotary connector 15a and the output member through a separate fastening member (not shown). It can be fixed to the output member 220.
  • the rotary connector of the rotary frame 16 may be fastened to the rotary member connector of the rotary member 320, the rotary frame 16 may be fixed to the rotary member 320.
  • the connecting frame 12 has a flat plate shape for connecting the rotating frames 14 and 16 and is disposed outside along the longitudinal direction of the lower frame 100.
  • the connecting frame 12 has first and second connecting frame connectors 17 and 13.
  • the first connection frame connector 17 is spaced apart from the first interval d1 along the longitudinal direction and the first width W1 along the direction perpendicular to the longitudinal direction
  • the second connection frame connector 13 is in the longitudinal direction It is spaced apart by the first interval (d1) and the second width (W2) along the direction perpendicular to the longitudinal direction.
  • the profile adapter 30 may be fastened to the connection frame 12. Through a separate fastening member (not shown), the profile adapter 30 can be fixed to the connecting frame 12 by fastening the first profile flange connector 35 and the first connecting frame connector 17. The position of 30 may be adjusted along the longitudinal direction of the connecting frame 12, and may be fixed through the first profile flange connector 35 and the first connecting frame connector 17 in the adjusted position.
  • the profile adapter 30 can be adjusted not only along the longitudinal direction of the connecting frame 12, but also can be fixed through the third profile flange connector 38 and the second connecting frame connector 13 in the adjusted position. have.
  • FIG. 17 is a perspective view schematically showing an actuator assembly according to an eighth embodiment of the present invention.
  • the lower frame 100 may be fastened to the connection frame 12.
  • the fastener 184 and the second connecting frame connector 13 By fastening the fastener 184 and the second connecting frame connector 13 through a separate fastening member (not shown), the lower frame 100 may be fixed to the connecting frame 12, and the lower frame 100 may be The position may be adjusted along the longitudinal direction of the connecting frame 12, and may be fixed through the fastener 184 and the second connecting frame connector 13 in the adjusted position.
  • FIG. 18 is a perspective view schematically showing an actuator assembly according to a ninth embodiment of the present invention
  • FIG. 19 is a perspective view schematically showing a connection adapter shown in FIG. 18.
  • the actuator assembly further comprises a connection adapter 40, the connection adapter 40 may be fastened to different lower frames (100, 100 ').
  • the connecting adapter 40 has an adapter plate 42 and an adapter flange 44, which are connected to both sides of the adapter plate 42, respectively.
  • Adapter plate 42 has first to fourth adapter connectors 43, 47, 48, and 49.
  • the second adapter connector 47 is disposed concentrically about an opening formed in the center of the adapter plate 42.
  • the third adapter connector 48 is disposed at both sides around the second adapter connector 47, and is spaced apart from the second adapter connector 47 by a first distance d1 to form a square.
  • the fourth adapter connector 49 is located at the corner of the square formed through the third adapter connector 48 and is spaced apart by the first width W1.
  • the first adapter connector 43 is formed at four corners of the adapter plate 42 and is spaced apart by the second width W2 to form a square.
  • the adapter flange 44 has a plurality of flange connectors 46, the flange connector 46 is spaced apart at a first interval d1 along the longitudinal direction of the adapter flange 44.
  • the adapter plate 42 having the above configuration can be fastened to different lower frames 100 and 100 '.
  • the connection adapter 40 may be fixed to the lower frame 100.
  • the coupling adapter 40 can be fixed to the lower frame 100 'by fastening the flange connector 46 and the coupling member 182' through an additional fastening member (not shown), and the connection adapter 40 Not only can be adjusted along the longitudinal direction of the lower frame (100 '), it can be fixed through the flange connector 46 and the coupler (182') in the adjusted position.
  • connection adapter 40 described above may be fastened to the output member 220.
  • the connection adapter 40 may be fixed to the output member 220 by fastening the second adapter connector 47 and the output member connector through a separate fastening member (not shown).
  • 21 is a perspective view schematically showing an actuator assembly according to an eleventh embodiment of the present invention. 18 and 20 described above can be applied as shown in FIG.
  • connection adapter 40 may be fastened to the connection frame 12. Through a separate fastening member (not shown), by connecting the third adapter connector 48 and the first connection frame connector 17 can be fixed to the connection adapter 40 to the connection frame 12, the connection adapter ( The position of 40 may be adjusted along the longitudinal direction of the connecting frame 12, and may be fixed through the third adapter connector 48 and the first connecting frame connector 17 in the adjusted position.
  • connection adapter 40 By connecting the first adapter connector 43 and the first connection frame connector 17 through a separate fastening member (not shown), it is possible to fix the connection adapter 40 to the connection frame 12, the connection The position of the adapter 40 can be adjusted not only along the longitudinal direction of the connection frame 12, but also can be fixed through the first adapter connector 43 and the first connection frame connector 17 in the adjusted position.
  • the actuator assembly can be modified or expanded in various shapes and sizes through various structures and combinations thereof, thereby maximizing the degree of freedom of the robot and at the same time freely installing it without being restricted by the installation position. Can be.
  • the present invention can be applied to various reducers and actuators, including cycloidal reducers.

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 의하면, 액츄에이터 어셈블리는, 구동모터; 상기 구동모터에 의해 회전하는 하나 이상의 1차 감속기어; 그리고 상기 구동모터 및 상기 1차 감속기어가 실장되며, 서로 나란한 2개의 결합면들과 상기 결합면들에 수직한 2개의 연결면을 가지는 직육면체 형상의 하부프레임을 포함하되, 상기 하부프레임은 상기 결합면의 장변과 나란한 제1 간격 및 상기 결합면의 단변과 나란한 제1 너비로 이격형성된 복수의 결합구들을 가진다.

Description

액츄에이터 어셈블리
본 발명은 액츄에이터 어셈블리에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 필요에 따라 다양하게 확장할 수 있는 액츄에이터 어셈블리에 관한 것이다.
로봇은 산업용 로봇부터 휴머노이드 로봇에 이르기까지 다양하게 사용되고 있으며, 감속기능을 갖춘 액츄에이터를 통해 유연한 관절 운동이 가능하다.
특히, 최근 급격히 발전하고 있는 로봇공학 기술은 기존에 산업용으로만 활용되던 로봇공학 메커니즘들이 타 산업분야로까지 접목되어 기술의 융복합이 진행되고 있는데, 이를 테면 가정용 청소로봇, 프로그래밍 교육용 로봇, 완구용 로봇, 엔터테이먼트용 로봇 등의 개발과 생산을 들 수 있다.
이러한 로봇 기술에서 구동과 관계된 액츄에이터는 매우 중요한 핵심 부품이며, 더 나아가 액츄에이터를 구성하는 주된 구성으로 감속기를 들 수 있고, 이러한 감속기로는 여러 종류를 들 수 있는데, 대표적인 예로 기어식 감속기, 전동볼식 감속기, 사이클로이드 감속기 등을 들 수 있다.
한편, 액츄에이터는 필요에 따라 다양한 위치에 설치되어 동력을 제공하며, 로봇은 액츄에이터를 통해 다양한 동작이 가능하다. 따라서, 액츄에이터가 기계적인 연결 및 조립을 통해 원하는 위치에 설치될 필요가 있으며, 로봇의 구조에 따라 다양한 형상과 크기를 제공할 필요가 있다.
본 발명의 목적은 필요에 따라 형상과 크기를 변형할 수 있는 액츄에이터 어셈블리를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 필요에 따라 다양하게 확장할 수 있는 액츄에이터 어셈블리를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적들은 다음의 상세한 설명과 첨부한 도면으로부터 보다 명확해질 것이다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 액츄에이터 어셈블리는, 구동모터; 상기 구동모터에 의해 회전하는 하나 이상의 1차 감속기어; 그리고 상기 구동모터 및 상기 1차 감속기어가 실장되며, 서로 나란한 2개의 결합면들과 상기 결합면들에 수직한 2개의 연결면을 가지는 직육면체 형상의 하부프레임을 포함하되, 상기 하부프레임은 상기 결합면의 장변과 나란한 제1 간격 및 상기 결합면의 단변과 나란한 제1 너비로 이격형성된 복수의 결합구들을 가진다.
상기 액츄에이터 어셈블리는 상기 하부프레임이 길이방향을 따라 삽입되는 사각 형상의 개구를 가지는 연장 어댑터를 더 포함하며, 상기 연장 어댑터는 상기 결합면과 대응되는 면에 상기 결합구와 대응되는 복수의 상부 연장결합구가 상기 제1 간격과 나란한 제2 간격 및 상기 제1 너비로 이격형성될 수 있다.
상기 연장 어댑터는 상기 결합면 및 상기 연결면과 대응되는 면에 각각 형성된 복수의 하부 연장결합구를 가지며, 상기 액츄에이터 어셈블리는 상기 연장 어댑터의 하부에 체결되는 프로파일 어댑터를 더 포함하되, 상기 프로파일 어댑터는, 평판 형상의 프로파일 플랜지; 그리고 상기 프로파일 플랜지의 일면으로부터 돌출된 사각 형상의 개구를 가지며, 상기 하부 연장결합구와 대응되는 복수의 프로파일 프레임 연결구가 상기 제1 간격 및 상기 제1 너비로 이격형성되는 프로파일 프레임을 구비할 수 있다.
상기 프로파일 플랜지는 상기 결합구와 대응되도록 상기 제1 간격 및 상기 제1 너비로 이격형성된 복수의 제1 프로파일 플랜지 연결구를 가질 수 있다.
상기 하부프레임은 상기 연결면의 일단에 상기 제1 너비로 이격형성되는 복수의 프레임 연결구를 가지며, 상기 액츄에이터 어셈블리는, 상기 하부프레임의 개방된 상기 일단을 통해 상기 1차 감속기어에 맞물려 회전하는 하나 이상의 2차 감속기어; 상기 2차 감속기어가 실장되어 상기 하부프레임에 연결되며, 원통 형상의 몸체 및 상기 몸체의 양단에 각각 연결되고 중앙에 개구가 형성되는 평판 형상의 상부플랜지 및 하부플랜지를 구비하는 상부프레임; 그리고 상기 2차 감속기어에 체결되어 상기 상부프레임 상에서 회전하는 출력부재를 더 포함하되, 상기 하부플랜지는 측면에 상기 제1 너비로 이격형성되어 상기 프레임 연결구와 대응되는 복수의 플랜지 연결구를 가질 수 있다.
상기 액츄에이터 어셈블리는 상기 출력부재의 회전중심을 기준으로 동심원 상에 형성된 복수의 출력부재 연결구에 체결되는 프로파일 어댑터를 더 포함하며, 상기 프로파일 어댑터는, 평판 형상의 프로파일 플랜지; 그리고 상기 프로파일 플랜지의 일면으로부터 돌출된 사각 형상의 개구를 가지는 프로파일 프레임을 구비하되, 상기 프로파일 플랜지는 중심을 기준으로 동심원 상에 형성되어 상기 출력부재 연결구와 대응되는 복수의 제2 프로파일 플랜지 연결구를 가질 수 있다.
상기 출력부재는 회전중심을 기준으로 동심원 상에 형성되는 복수의 출력부재 연결구를 가지며, 상기 액츄에이터 어셈블리는, 상기 하부프레임의 타단에 결합되는 연장 플랜지 및 상기 연장 플랜지에 연결되어 회전가능하고 중심을 기준으로 동심원 상에 형성되어 상기 출력부재 연결구와 대응되는 복수의 회전부재 연결구를 가지는 회전부재; 상기 출력부재 및 상기 회전부재에 각각 연결되며, 상기 출력부재 연결구 및 상기 회전부재 연결구와 각각 대응되는 복수의 회전연결구를 각각 가지는 회전프레임; 그리고 상기 회전프레임을 연결하는 평판 형상의 연결프레임을 더 포함할 수 있다.
상기 연결프레임은 상기 연결프레임의 길이방향에 따른 상기 제1 간격 및 상기 길이방향과 수직한 방향에 따른 상기 제1 너비로 이격형성된 복수의 제1 연결프레임 연결구를 가지며, 상기 액츄에이터 어셈블리는 상기 제1 연결프레임 연결구에 체결되는 프로파일 어댑터를 더 포함하되, 상기 프로파일 어댑터는, 상기 제1 연결프레임 연결구와 대응되도록 상기 제1 간격 및 상기 제1 너비로 이격형성된 복수의 제1 프로파일 플랜지 연결구를 가지며, 평판 형상인 프로파일 플랜지; 그리고 상기 프로파일 플랜지의 일면으로부터 돌출된 사각 형상의 개구를 가지는 프로파일 프레임을 구비할 수 있다.
상기 연결프레임은 상기 연결프레임의 길이방향에 따른 상기 제1 간격 및 상기 길이방향과 수직한 방향에 따른 제2 너비로 이격형성된 복수의 제2 연결프레임 연결구를 가지며, 상기 액츄에이터 어셈블리는 상기 제2 연결프레임 연결구에 체결되는 프로파일 어댑터를 더 포함하되, 상기 프로파일 어댑터는, 상기 제2 연결프레임 연결구와 대응되도록 상기 제2 너비로 이격형성된 복수의 제3 프로파일 플랜지 연결구를 가지며, 평판 형상인 프로파일 플랜지; 그리고 상기 프로파일 플랜지의 일면으로부터 돌출된 사각 형상의 개구를 가지는 프로파일 프레임을 구비할 수 있다.
상기 연결프레임은 상기 연결프레임의 길이방향에 따른 상기 제1 간격 및 상기 길이방향과 수직한 방향에 따른 제2 너비로 이격형성된 복수의 제2 연결프레임 연결구를 가지며, 상기 하부프레임은 상기 결합면과 상기 연결면이 만나는 모서리를 따라 형성되어 양단면에 체결구가 각각 형성되며, 상기 체결구가 상기 단변 및 상기 연결면의 단변과 나란한 제2 너비로 이격형성되는 복수의 체결슬롯을 가질 수 있다.
상기 하부프레임은 상기 결합면과 상기 연결면이 만나는 모서리를 따라 형성되어 양단면에 체결구가 각각 형성되며, 상기 체결구가 상기 단변과 나란한 제2 너비로 이격형성되는 복수의 체결슬롯을 가지며, 상기 액츄에이터 어셈블리는 상기 하부프레임의 타단에 결합되는 연결 어댑터를 더 포함하되, 상기 연결 어댑터는, 상기 하부프레임의 상기 타단에 결합되며, 상기 체결구와 대응되는 복수의 제1 어댑터 연결구가 상기 제2 너비로 이격형성되는 어댑터 플레이트; 그리고 상기 어댑터 플레이트의 양변에 각각 연결되는 어댑터 플랜지를 구비할 수 있다.
상기 하부프레임은 상기 결합면과 상기 연결면이 만나는 모서리를 따라 형성되어 양단면에 체결구가 각각 형성되며, 상기 체결구가 상기 단변과 나란한 제2 너비로 이격형성되는 복수의 체결슬롯을 가지며, 상기 액츄에이터 어셈블리는 상기 결합면에 결합되는 연결 어댑터를 더 포함하되, 상기 연결 어댑터는, 상기 연결면과 대향되는 어댑터 플레이트; 그리고 상기 어댑터 플레이트의 양변에 각각 연결되며, 상기 결합구와 대응되는 복수의 플랜지 연결구가 상기 제1 간격으로 이격형성되는 어댑터 플랜지를 구비할 수 있다.
상기 액츄에이터 어셈블리는 상기 출력부재의 회전중심을 기준으로 동심원 상에 형성된 복수의 출력부재 연결구에 체결되는 연결 어댑터를 더 포함하되, 상기 연결 어댑터는, 상기 출력부재와 체결되며, 중심을 기준으로 동심원 상에 형성되어 상기 출력부재 연결구와 대응되는 복수의 제2 어댑터 연결구를 가지는 어댑터 플레이트; 그리고 상기 어댑터 플레이트의 양변에 각각 연결되는 어댑터 플랜지를 구비할 수 있다.
상기 연결프레임은 상기 연결프레임의 길이방향에 따른 상기 제1 간격 및 상기 길이방향과 수직한 방향에 따른 상기 제1 너비로 이격형성된 복수의 제1 연결프레임 연결구를 가지며, 상기 액츄에이터 어셈블리는 상기 제1 연결프레임 연결구에 체결되는 연결 어댑터를 더 포함하되, 상기 연결 어댑터는, 상기 제1 연결프레임 연결구와 대응되도록 상기 제1 간격 및 상기 제1 너비로 이격형성된 복수의 제3 어댑터 연결구를 가지는 어댑터 플레이트; 그리고 상기 프로파일 플랜지의 일면으로부터 돌출된 사각 형상의 개구를 가지는 프로파일 프레임을 구비할 수 있다.
상기 연결프레임은 상기 연결프레임의 길이방향에 따른 상기 제1 간격 및 상기 길이방향과 수직한 방향에 따른 상기 제2 너비로 이격형성된 복수의 제2 연결프레임 연결구를 가지며, 상기 액츄에이터 어셈블리는 상기 제2 연결프레임 연결구에 체결되는 연결 어댑터를 더 포함하되, 상기 연결 어댑터는, 상기 제2 연결프레임 연결구와 대응되도록 상기 제2 너비로 이격형성된 복수의 제4 어댑터 연결구를 가지는 어댑터 플레이트; 그리고 상기 프로파일 플랜지의 일면으로부터 돌출된 사각 형상의 개구를 가지는 프로파일 프레임을 구비할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면 필요에 따라 액츄에이터 어셈블리의 형상과 크기를 변형할 수 있다. 또한, 필요에 따라 액츄에이터 어셈블리를 다양하게 확장할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 액츄에이터 어셈블리를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시한 1차 감속모듈 및 2차 감속모듈을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 3은 도 1에 도시한 1차 감속모듈을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 도 1에 도시한 2차 감속모듈을 일부 절개하여 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 5는 도 1에 도시한 2차 감속모듈의 분해사시도이다.
도 6은 도 1에 도시한 2차 감속모듈의 단면을 나타내는 분해사시도이다.
도 7은 도 1에 도시한 2차 감속모듈과 위치검출기를 나타내는 분해사시도이다.
도 8은 도 7에 도시한 회전로드 및 마그네트, 로드베어링을 나타내는 분해사시도이다.
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 액츄에이터 어셈블리를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 10은 본 발명의 제3 실시예에 따른 액츄에이터 어셈블리를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 11은 도 10에 도시한 프로파일 플랜지를 나타내는 도면이다.
도 12는 본 발명의 제4 실시예에 따른 액츄에이터 어셈블리를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 13은 본 발명의 제5 실시예에 따른 액츄에이터 어셈블리를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 14는 본 발명의 제6 실시예에 따른 액츄에이터 어셈블리를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 15 및 도 16은 본 발명의 제7 실시예에 따른 액츄에이터 어셈블리를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 17은 본 발명의 제8 실시예에 따른 액츄에이터 어셈블리를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 18은 본 발명의 제9 실시예에 따른 액츄에이터 어셈블리를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 19는 도 18에 도시한 연결 어댑터를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 20은 본 발명의 제10 실시예에 따른 액츄에이터 어셈블리를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 21은 본 발명의 제11 실시예에 따른 액츄에이터 어셈블리를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 22는 본 발명의 제12 실시예에 따른 액츄에이터 어셈블리를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도 1 내지 도 8을 참고하여 더욱 상세히 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 설명하는 실시예에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 상세하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에 나타난 각 요소의 형상은 보다 분명한 설명을 강조하기 위하여 과장될 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 액츄에이터 어셈블리를 개략적으로 나타내는 사시도이며, 도 2는 도 1에 도시한 1차 감속모듈 및 2차 감속모듈을 개략적으로 나타내는 사시도이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 액츄에이터 어셈블리는 1차 감속모듈과 2차 감속모듈을 포함한다. 1차 감속모듈과 2차 감속모듈은 각각 감속비를 가지며, 상호 조합을 통해 다양한 감속비를 구현할 수 있다.
도 3은 도 1에 도시한 1차 감속모듈을 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 3에 도시한 바와 같이, 1차 감속모듈은 직육면체 형상의 하부프레임(100)과, 하부프레임(100)에 내장되는 구동모터(120)와, 1차 감속모듈의 전원공급 및 차단, 통신과 관련된 제어를 수행하는 메인PCB(130)와, 출력축의 위치를 피드백 받아 구동모터(120)의 구동을 제어하는 서브PCB(140)와, 구동모터(120)의 회전축에 고정된 구동기어(150)와, 구동기어(150)에 맞물려 1차 감속을 유도하는 종동기어(160)와, 종동기어(160)에 일체로 형성되고 2차 감속모듈로 동력을 전달하는 전달기어(170)로 구성된다. 1차 감속모듈은 도 3에 도시된 바와 같이, 구동모터(120)의 동력을 기어비를 통해 1차 감속할 수 있다.
이 경우, 감속부를 구현하는 상기 구동기어(150)와 종동기어(160)는 스퍼기어 타입 혹은 하모닉기어 타입 및 이들을 조합한 형태 모두 사용할 수 있다. 이때, 스퍼기어 타입은 통상적인 평기어 타입으로 이해하면 되고, 하모닉기어 타입은 다른 기어 타입과 다르게 백래쉬(Backlash)가 거의 없는 공지된 기어 타입으로서 정밀 제어가 요구되는 로봇에 적용함이 바람직하다.
덧붙여, 본 발명에서는 1차 감속모듈의 출력축과 2차 감속모듈의 입력축이 기어 결합, 예를 들어 평기어 결합되는 형태로 연결접속되기 때문에 1차 감속모듈에 구비된 1차 감속기(구동기어+종동기어)에 의한 1차 감속기능과, 2차 감속모듈에 구비된 2차 감속기에 의한 2차 감속기능 외에, 1차 감속모듈과 2차 감속모듈의 연결부에서의 감속기능(평기어 결합), 즉 중간감속이 더 수행되므로 감속효율이 더욱 더 증진되게 된다.
뿐만 아니라, 2차 감속모듈의 출력축의 위치를 검출하여 PCB로 피드백시키도록 마그네틱 절대 엔코더, 포텐셔미터, 광학식 회전 절대 엔코더 등과 같은 위치검출기가 더 구비될 수 있다.
한편, 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 하부프레임(100)은 2개의 결합면 및 연결면을 가지는 직육면체 형상이며, 결합면 및 연결면은 장변과 단변을 각각 가지는 직사각형 형상이다. 결합구(182)는 결합면에 형성되며, 장변과 나란한 제1 간격(d1) 및 단변과 나란한 제1 너비(W1)로 이격형성된다. 또한, 프레임 연결구(188)는 연결면에 형성되며, 단변과 나란한 제1 너비(W1)로 이격형성된다.
또한, 하부프레임(100)은 결합면과 연결면이 만나는 모서리를 따라 함몰형성된 체결슬롯(186)을 가지며, 체결구(184)가 체결슬롯(186)의 양단면에 형성된다. 체결구(184)는 결합면 및 연결면의 단변과 각각 나란한 제2 너비(W2)로 이격형성된다.
또한, 도 2에 도시한 바와 같이, 위치결정핀(190)은 1차 감속모듈 및 2차 감속모듈에 각각 삽입되며, 1차 감속모듈과 2차 감속모듈의 조립을 신속하면서 원활하게 단시간 내에 달성할 수 있다.
도 4는 도 1에 도시한 2차 감속모듈을 일부 절개하여 개략적으로 도시한 사시도이다. 도 5는 도 1에 도시한 2차 감속모듈의 분해사시도이며, 도 6은 도 1에 도시한 2차 감속모듈의 단면을 나타내는 분해사시도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 2차 감속모듈은 에피트로코이드(Epitrochoid) 치형의 내접기어를 사용하는 감속기이다. 후술하는 핀기어(110) 및 판기어(301)는 에피트로코이드 형태의 치형을 가지나, 이와 달리 인볼루트(involute) 치형을 가질 수 있다. 한편, 2차 감속모듈은 당해 분야에서 통상적으로 가장 많이 사용하고 있는 기어식 감속기, 주로 인볼루트 치형(Involute Tooth Form)을 사용하는 감속기와; 에피싸이클로이드 곡선(Epicycloid Curve)과 하이포 싸이클로이드 곡선(Hypocycloid Curve)이 마주보는 형상의 안내홈 내를 볼이 전동(轉動)하여 감속회전을 실행시키도록 한 전동식 감속기와; 타원형으로 된 웨이브 제네레이터 뭉치가 회전하면 타원형으로 쓸려 돌아가는 베어링에 의해 타원운동 부분만 플렉스플라인으로 전달되고 플렉스플라인은 천천히 맨 바깥쪽 링기어를 한칸씩 건너 뛰면서 회전하여 감속을 유도하는 하모닉 드라이브 감속기와; 핀기어 고정하고 유성기어로서 에피트로코이드 치형을 갖는 판기어를 편심회전시켜 감속비를 얻는 싸이클로이드 감속기 등이 사용될 수 있으며, 그 이외에도 이들의 조합으로 이루어진 변형된 감속기도 사용될 수 있음은 물론이다.
도 4 및 도 5에 도시한 바와 같이, 상부프레임(200)은 원통 형상의 몸체(204)와 몸체(204)의 양단에 각각 연결되는 상부플랜지(202) 및 하부플랜지(206)를 구비한다. 몸체(204)는 원통 형상의 실장공간을 가지며, 상부플랜지(202) 및 하부플랜지(206)는 중앙에 개구가 형성되는 평판 형상이다. 상부플랜지(202)는 상부면 체결구(210) 및 측면 체결구(212)를 가지며, 마찬가지로, 하부플랜지(206)는 하부면 체결구 및 측면 체결구를 가진다. 상부면 체결구(210)는 상부플랜지(202)의 상부에 제2 너비(W2) 만큼 이격형성되며, 측면 체결구(212)는 상부플랜지(202)의 측면에 제1 너비(W1) 만큼 이격형성된다.
핀기어(110)는 실장공간의 내주면으로부터 돌출되어 내주면을 따라 형성된다. 핀기어(110)는 상부프레임(200) 성형시 일체로 성형될 수 있다.
반면에, 한국공개특허공보 2010-0038146호에 개시된 바와 같이, 종래의 핀기어(110)는 롤 형상의 핀을 하나씩 일일이 상부프레임(200)에 심어 고정되는 방식을 채용하였다. 따라서, 조립공차는 물론, 별개로 제작하므로 제작시 가공오차가 발생하여 고정밀 및 고감속을 요하는 목적을 달성하기 곤란하며, 작동불량을 초래하는 원인이 되었다. 그러나, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 에피트로코이드 치형을 갖는 판기어(301)와 대응되는 핀기어(110)를 상부프레임(200) 성형단계에서 함께 성형하여 일체화하며, 이를 통해 가공오차는 물론 조립오차를 최소화할 수 있으며, 제조비용을 절감할 수 있다.
입력기어(290)는 상부프레임(200)의 실장공간 내에 실장될 수 있으며, 하부프레임(100)의 하단(도 4를 기준으로)(또는 입력측)을 통해 구동모터(120)에 연결될 수 있다. 앞서 설명한 전달기어(170)는 입력기어(290)에 맞물려 입력기어(290)에 동력을 전달한다. 즉, 전달기어(170)와 입력기어(290)는 평기어(spur gear) 타입 또는 헬리컬 기어(helical gear) 타입으로 맞물리며, 전달기어(170)의 회전축과 입력기어(290)의 회전축은 서로 나란하게 배치된다. 다만, 본 실시예와 달리, 입력기어(290)는 구동모터(120)의 회전축에 직접 연결되거나, 베벨기어 타입으로 전달(170)기어에 맞물릴 수 있다.
제1 및 제2 편심축(S1,S2)은 입력기어(290)로부터 출력측을 향해 순차적으로돌출되며, 제1 편심축(S1)은 제2 편심축(S2) 보다 입력기어(290)에 근접하여 위치한다. 제1 및 제2 편심축은 입력기어(290)의 회전중심으로부터 편심되며, 편심방향은 반대방향이나, 편심량은 대체로 동일하다. 제1 및 제2 편심축(S1,S2)은 중심축(210)을 통해 입력기어(290)에 연결된다.
제1 및 제2 판기어(302,304)는 동일한 크기의 원형 디스크 형상이며, 에피트로코이드 치형을 가진다. 제1 및 제2 판기어(302,304)는 서로 밀착되어 고정되며, 중심을 기준으로 둘레에 형성된 복수의 판공(310)을 가진다. 도 6에 도시한 바와 같이, 제1 및 제2 판기어(302,304)는 판공(310)에 삽입된 고정핀(330)을 통해 상호 결속되며, 출력부재(220)에 동력을 전달할 수 있다.
제1 판기어(302)는 제1 편심축(S1)에 회전가능하도록 설치되며, 제2 판기어(304)는 제2 편심축(S2)에 회전가능하도록 설치된다. 제1 및 제2 판기어(302,304)는 서로 편심되게 배치되며, 제1 및 제2 편심축(S1,S2)의 회전에 따라 핀기어(110)와 접촉하면서 회전하나, 제1 및 제2 판기어(302,304)와 핀기어(110)의 잇수(number of teeth) 차이에 따라 감속된다.
판기어(300)는 핀기어(110)의 잇수보다 1개 더 많은 잇수를 가지므로, 판기어(300)는 입력기어(290)의 회전수 대비 "1/n"(n=판기어(300)의 잇수)의 감속비로 감속하여 회전한다. 예를 들어, 판기어(300)의 잇수가 50이라면, 핀기어(110)의 잇수는 51이며, 판기어(300)는 1/50의 감속비를 가진다.
한편, 제1 및 제2 판기어(302,304)를 반대방향으로 편심시킨 상태에서 출력부재(220)에 동력을 전달하는 경우, 제1 및 제2 판기어(302,304)를 통해 발생하는 진동을 상쇄할 수 있으며, 핀기어(110)와 맞물림을 2배로 강화할 수 있다. 또한, 출력부재(220)는 결속공(520)을 가지며, 판기어(300)의 일면으로부터 돌출된 결속핀(340)은 결속공(520)에 삽입되어 제1 및 제2 판기어(302,304)와 출력부재(220)를 결속한다.
도 6 및 도 7에 도시한 바와 같이, 하부프레임(200)은 내주면을 따라 함몰형성된 베어링홈(120)을 가지며, 베어링홈(120)은 핀기어(110)의 출력측에 위치한다. 크로스롤러 베어링(400)은 판기어(300)의 출력측에 설치되며, 출력부재(220)는 크로스롤러 베어링(400)의 출력측에 설치된다. 크로스롤러 베어링(400)의 일부는 베어링홈(120)에 삽입설치되며, 나머지는 출력부재(220)의 하부면으로부터(도 4를 기준으로) 함몰형성된 홈(도시안함)에 삽입설치된다. 출력부재(220)는 크로스롤러 베어링(400)에 의해 지지된 상태에서 원활하게 회전할 수 있다. 본 실시예에서는 크로스롤러 베어링(400)을 예로 들어 설명하고 있으나, 크로스롤러 베어링(400)은 다른 베어링으로 대체될 수 있다.
종래에는 하부프레임(200)의 출력측 외면에 크로스롤러 베어링(400)을 포함한 베어링하우징(도시안함)이 별도로 고정설치되었다. 그러나, 본 실시예에 따르면, 크로스롤러 베어링(400)의 외륜이 하부프레임(200)과 일체로 형성된 것으로 볼 수 있으며, 이를 통해 크로스롤러 베어링(400)을 하부프레임(200)과 일체로 구현할 수 있어 조립오차나 가공오차를 최소화할 수 있다.
특히, 종래와 같이 베어링하우징을 별도로 고정할 필요가 없으므로, 부수적으로 필요한 고정볼트를 생략할 수 있어 비용절감이 가능하며, 조립시 정밀하게 이루어지는 센터링 작업을 생략할 수 있어 정밀도 및 생산성을 향상시킬 수 있다. 이와 별도로, 부피 및 무게를 최소화함으로써 경량화 및 소형화를 구현할 수 있다.
출력부재(220)는 원형 플랜지 형태이며, 이로 인해 출력을 위한 접속이 매우 자유롭고 용이한 장점을 가진다. 즉, 샤프트(Shaft) 형태로 이루어진 출력축은 샤프트에 커플링을 연결하거나 혹은 키결합하는 형태로 조립하여 감속된 동력을 사용해야 하므로, 매우 불편하였으나, 원형 플랜지 타입의 출력부재(220)는 다수의 출력부재 연결구를 형성하여 필요 위치에 단순히 볼트만 조이면 감속된 동력을 사용할 수 있게 하여 주므로 사용상 편의성이 더욱 더 증진된다. 한편, 출력부재(220)는 중앙에 설치된 출력축(510)을 가진다.
도 7은 도 1에 도시한 2차 감속모듈과 위치검출기를 나타내는 분해사시도이며, 도 8은 도 7에 도시한 회전로드 및 마그네트, 로드베어링을 나타내는 분해사시도이다.
도 7 및 도 8에 도시한 바와 같이, 2차 감속모듈은 위치검출기(600)를 더 포함하며, 출력부재(220)의 회전을 감지할 수 있다. 위치검출기(600)는 출력부재(220)의 회전방향에 따른 회전수를 감지하여 출력부재(220)(또는 출력축(510))의 위치를 감지할 수 있는 엔코더일 수 있으며, 절대 엔코더로서 마그네틱 엔코더일 수 있다. 그러나, 후술하는 바와 같이, 위치검출기(600)는 포텐셔미터(potentiometer) 또는 광학식 회전 절대 엔코더로 대체될 수 있다. 위치검출기(600)는 검출된 위치정보를 전기적 신호로 변환하여 제어기(도시안함)에 전송하며, 제어기는 피드백을 통해 모터의 입력값을 제어할 수 있다.
회전로드(610)는 입력기어(290)와 제1 및 제2 편심축(S1,S2), 그리고 판기어(300)의 중심을 차례로 관통하여 출력축(510)에 고정된다. 마그네트(620)는 회전로드(610)의 입력측에 내장된다. 로드하우징(640)은 상부프레임(200)의 입력측 중앙에 설치되며, 로드베어링(630)은 로드하우징(640)에 삽입설치되어 마그네트(620)가 내장된 회전로드(610)를 지지한다.
인쇄회로기판(650)은 마그네트(620)로부터 이격설치되며, 위치검출자(652)인 마그네틱 엔코더가 인쇄회로기판(650)에 실장된다. 위치검출자(652)는 로드하우징(640)의 개구(도시안함) 상에 위치하여 마그네트(620)의 회전시 자속밀도의 변화를 감지하며, 이를 통해 회전로드(610)의 위치를 감지할 수 있다.
상술한 바에 의하면, 전달기어(170)를 통해 입력된 동력은 2차 감속모듈을 통해 일정한 감속비로 감속되어 출력부재(220)를 통해 출력되며, 위치검출기(600)는 출력부재(220)의 위치정보를 제어기에 피드백함으로써 제어기는 출력부재(220)의 회전을 정밀하게 제어할 수 있다.
본 발명을 바람직한 실시예를 통하여 상세하게 설명하였으나, 이와 다른 형태의 실시예들도 가능하다. 그러므로, 이하에 기재된 청구항들의 기술적 사상과 범위는 바람직한 실시예에 한정되지 않는다.
이하, 본 발명의 실시예들을 첨부된 도 9 내지 도 22를 참고하여 더욱 상세히 설명한다. 본 발명의 실시예들은 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 설명하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예들은 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 상세하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에 나타난 각 요소의 형상은 보다 분명한 설명을 강조하기 위하여 과장될 수 있다. 이하에서는 앞서 설명한 실시예와 구별되는 내용에 대해서만 설명하기로 하며, 이하에서 생략된 설명은 앞서 설명한 내용으로 대체될 수 있다.
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 액츄에이터 어셈블리를 개략적으로 나타내는 사시도이다. 도 9에 도시한 바와 같이, 액츄에이터 어셈블리는 하부프레임(100)에 체결되는 연장 어댑터(20)를 더 포함할 수 있으며, 연장 어댑터(20)는 하부프레임(100)이 길이방향을 따라 삽입되는 사각 형상의 개구를 가진다. 또한, 연장 어댑터(20)는 하부프레임(100)의 결합면과 대응되는 면에 형성된 복수의 상부 연장결합구(24)가 형성되며, 상부 연장결합구(24)는 결합구(182)와 마찬가지로 제1 간격(d1)과 나란한 제2 간격(d2) 및 제1 너비(W1)로 이격형성된다. 연장 어댑터(20)는 상부 연장결합구(24) 및 결합구(182)를 별도의 체결부재(도시안함)로 체결함으로써 연장 어댑터(20)에 하부프레임(100)을 고정할 수 있으며, 하부프레임(100)의 위치는 연장 어댑터(20)의 길이방향을 따라 조절할 수 있을 뿐만 아니라, 조절된 위치에서 상부 연장결합구(24) 및 결합구(182)를 통해 고정될 수 있다. 이때, 결합구(182)는 내주면에 나사산이 형성될 수 있으며, 체결부재가 결합구(182)에 나사결합될 수 있다.
도 10은 본 발명의 제3 실시예에 따른 액츄에이터 어셈블리를 개략적으로 나타내는 사시도이다. 도 10에 도시한 바와 같이, 액츄에이터 어셈블리는 연장 어댑터(20)에 체결되는 프로파일 어댑터(30)를 더 포함할 수 있다. 프로파일 어댑터(30)는 평판 형상의 프로파일 플랜지(32)와 프로파일 플랜지(32)의 일면으로부터 돌출된 프로파일 프레임(34)을 구비한다. 프로파일 프레임(34)은 사각 형상의 개구를 가지며, 결합구(182)와 마찬가지로, 복수의 프로파일 프레임 연결구들(36)이 돌출방향에 따른 제1 간격(d1) 및 프로파일 플랜지(32)와 나란한 제1 너비(W1)로 이격형성된다. 프로파일 프레임(34)은 연장 어댑터(20) 중 하부프레임(100)의 삽입위치에 반대되는 위치에 삽입될 수 있다.
한편, 연장 어댑터(20)는 결합면 및 연결면과 각각 대응되는 면에 형성된 복수의 하부 연장결합구(26)를 가진다. 하부 연장결합구(26)는 연장 어댑터(20) 중 하부프레임(100)의 삽입위치에 반대되는 위치에 형성되며, 프로파일 프레임 연결구들(36)과 마찬가지로 제1 너비(W1)로 형성된다. 따라서, 별도의 체결부재(도시안함)를 통해 하부 연장결합구(26)와 프로파일 프레임 연결구들(36)을 체결함으로써 프로파일 어댑터(30)를 연장 어댑터(20)에 고정할 수 있으며, 프로파일 어댑터(30)의 위치는 연장 어댑터(20)의 길이방향을 따라 조절할 수 있을 뿐만 아니라, 조절된 위치에서 하부 연장결합구(26)와 프로파일 프레임 연결구들(36)을 통해 고정될 수 있다.
도 11은 도 10에 도시한 프로파일 플랜지를 나타내는 도면이다. 한편, 도 11에 도시한 바와 같이, 프로파일 플랜지(32)는 제1 내지 제4 프로파일 플랜지 연결구(33,35,38,39)를 가진다. 제2 프로파일 플랜지 연결구(33)는 프로파일 플랜지(32)의 중앙에 형성된 개구를 중심으로 동심원 상에 배치된다. 제1 프로파일 플랜지 연결구(35)는 제2 프로파일 플랜지 연결구(33)를 중심으로 양측에 배치되며, 제1 간격(d1)만큼 제2 프로파일 플랜지 연결구(33)로부터 이격형성되어 정사각형을 이룬다. 제3 프로파일 플랜지 연결구(38)는 프로파일 플랜지(32)의 네 모서리 부분에 형성되며, 제2 너비(W2) 만큼 이격형성되어 정사각형을 이룬다. 제4 프로파일 플랜지 연결구(39)는 제2 프로파일 플랜지 연결구(33)를 통해 형성된 정사각형의 모서리에 위치하며, 제1 너비(W1) 만큼 이격형성된다.
도 12는 본 발명의 제4 실시예에 따른 액츄에이터 어셈블리를 개략적으로 나타내는 사시도이다. 도 11에 도시한 제3 실시예에 덧붙여, 프로파일 어댑터(30)는 다른 하부프레임(100')에 체결될 수 있다. 별도의 체결부재(도시안함)를 통해 결합구(182')와 제1 프로파일 플랜지 연결구(35)를 체결함으로써 프로파일 어댑터(30)를 하부프레임(100')에 고정할 수 있으며, 프로파일 어댑터(30)의 위치는 하부프레임(100')의 길이방향을 따라 조절할 수 있을 뿐만 아니라, 조절된 위치에서 결합구(182')와 제1 프로파일 플랜지 연결구(35)를 통해 고정될 수 있다.
도 13은 본 발명의 제5 실시예에 따른 액츄에이터 어셈블리를 개략적으로 나타내는 사시도이다. 앞서 설명한 프로파일 어댑터(30)는 출력부재(220)에 체결될 수 있다. 출력부재(220)는 출력축(510)을 중심으로 동심원 상에 배치된 복수의 출력부재 연결구를 가지며, 별도의 체결부재(도시안함)를 통해 제2 프로파일 플랜지 연결구(33)와 출력부재 연결구를 체결함으로써 프로파일 어댑터(30)를 출력부재(220)에 고정할 수 있다.
도 14는 본 발명의 제6 실시예에 따른 액츄에이터 어셈블리를 개략적으로 나타내는 사시도이며, 도 15 및 도 16은 본 발명의 제7 실시예에 따른 액츄에이터 어셈블리를 개략적으로 나타내는 사시도이다. 먼저, 도 15 및 도 16에 도시한 바와 같이, 액츄에이터 어셈블리는 연장플랜지(300)와 회전부재(320)를 구비한다. 연장플랜지(300)는 하부프레임(100)의 하부(상부프레임(200)의 반대편)에 결합되며, 회전부재(320)는 연장플랜지(300)에 연결되어 회전가능하다. 회전부재(320)는 출력부재(220)와 대체로 동일한 구성을 가지며, 중심을 기준으로 동심원 상에 형성된 복수의 회전부재 연결구를 가진다.
또한, 액츄에이터 어셈블리는 출력부재(220) 및 회전부재(320)에 체결되는 힌지 어댑터(10)를 더 포함할 수 있으며, 힌지 어댑터(10)는 회전프레임(14,16)과 연결프레임(12)을 구비한다. 회전프레임(14)은 중심을 기준으로 동심원 상에 형성된 체결구(15a)를 가지며, 별도의 체결부재(도시안함)를 통해 회전연결구(15a)와 출력부재 연결구를 체결함으로써 회전프레임(14)을 출력부재(220)에 고정할 수 있다. 마찬가지로, 회전프레임(16)의 회전연결구는 회전부재(320)의 회전부재 연결구와 체결될 수 있으며, 회전프레임(16)은 회전부재(320)에 고정될 수 있다.
연결프레임(12)은 회전프레임(14,16)을 연결하는 평판 형상이며, 하부프레임(100)의 길이방향을 따라 외측에 배치된다. 연결프레임(12)은 제1 및 제2 연결프레임 연결구(17,13)를 가진다. 제1 연결프레임 연결구(17)는 길이방향에 따른 제1 간격(d1) 및 길이방향과 수직한 방향에 따른 제1 너비(W1)로 이격형성되며, 제2 연결프레임 연결구(13)는 길이방향에 따른 제1 간격(d1) 및 길이방향과 수직한 방향에 따른 제2 너비(W2)로 이격형성된다.
다시 도 14를 살펴보면, 프로파일 어댑터(30)는 연결프레임(12)에 체결될 수 있다. 별도의 체결부재(도시안함)를 통해, 제1 프로파일 플랜지 연결구(35)와 제1 연결프레임 연결구(17)를 체결함으로써 프로파일 어댑터(30)를 연결프레임(12)에 고정할 수 있으며, 프로파일 어댑터(30)의 위치는 연결프레임(12)의 길이방향을 따라 조절할 수 있을 뿐만 아니라, 조절된 위치에서 제1 프로파일 플랜지 연결구(35)와 제1 연결프레임 연결구(17)를 통해 고정될 수 있다. 또한, 별도의 체결부재(도시안함)를 통해, 제3 프로파일 플랜지 연결구(38)와 제2 연결프레임 연결구(13)를 체결함으로써 프로파일 어댑터(30)를 연결프레임(12)에 고정할 수 있으며, 프로파일 어댑터(30)의 위치는 연결프레임(12)의 길이방향을 따라 조절할 수 있을 뿐만 아니라, 조절된 위치에서 제3 프로파일 플랜지 연결구(38)와 제2 연결프레임 연결구(13)를 통해 고정될 수 있다.
도 17은 본 발명의 제8 실시예에 따른 액츄에이터 어셈블리를 개략적으로 나타내는 사시도이다. 도 17에 도시한 바와 같이, 하부프레임(100)은 연결프레임(12)에 체결될 수 있다. 별도의 체결부재(도시안함)를 통해 체결구(184)와 제2 연결프레임 연결구(13)를 체결함으로써 하부프레임(100)을 연결프레임(12)에 고정할 수 있으며, 하부프레임(100)의 위치는 연결프레임(12)의 길이방향을 따라 조절할 수 있을 뿐만 아니라, 조절된 위치에서 체결구(184)와 제2 연결프레임 연결구(13)를 통해 고정될 수 있다.
도 18은 본 발명의 제9 실시예에 따른 액츄에이터 어셈블리를 개략적으로 나타내는 사시도이며, 도 19는 도 18에 도시한 연결 어댑터를 개략적으로 나타내는 사시도이다. 도 18 및 도 19에 도시한 바와 같이, 액츄에이터 어셈블리는 연결 어댑터(40)를 더 포함하며, 연결 어댑터(40)는 서로 다른 하부프레임(100,100')에 체결될 수 있다. 연결 어댑터(40)는 어댑터 플레이트(42) 및 어댑터 플랜지(44)를 구비하며, 어댑터 플랜지(44)는 어댑터 플레이트(42)의 양변에 각각 연결된다.
어댑터 플레이트(42)는 제1 내지 제4 어댑터 연결구(43,47,48,49)를 가진다. 제2 어댑터 연결구(47)는 어댑터 플레이트(42)의 중앙에 형성된 개구를 중심으로 동심원 상에 배치된다. 제3 어댑터 연결구(48)는 제2 어댑터 연결구(47)를 중심으로 양측에 배치되며, 제1 간격(d1)만큼 제2 어댑터 연결구(47)로부터 이격형성되어 정사각형을 이룬다. 제4 어댑터 연결구(49)는 제3 어댑터 연결구(48)를 통해 형성된 정사각형의 모서리에 위치하며, 제1 너비(W1) 만큼 이격형성된다. 제1 어댑터 연결구(43)는 어댑터 플레이트(42)의 네 모서리 부분에 형성되며, 제2 너비(W2) 만큼 이격형성되어 정사각형을 이룬다. 또한, 어댑터 플랜지(44)는 복수의 플랜지 연결구(46)를 가지며, 플랜지 연결구(46)는 어댑터 플랜지(44)의 길이방향을 따라 제1 간격(d1)으로 이격형성된다.
위와 같은 구성을 갖는 어댑터 플레이트(42)는 서로 다른 하부프레임(100,100')에 체결될 수 있다. 별도의 체결부재(도시안함)를 통해 체결구(184)와 제1 어댑터 연결구(43)를 체결함으로써 연결 어댑터(40)를 하부프레임(100)에 고정할 수 있다. 또한, 별도의 체결부재(도시안함)를 통해 플랜지 연결구(46)와 결합구(182')를 체결함으로써 연결 어댑터(40)를 하부프레임(100')에 고정할 수 있으며, 연결 어댑터(40)의 위치는 하부프레임(100')의 길이방향을 따라 조절할 수 있을 뿐만 아니라, 조절된 위치에서 플랜지 연결구(46)와 결합구(182')를 통해 고정될 수 있다.
도 20은 본 발명의 제10 실시예에 따른 액츄에이터 어셈블리를 개략적으로 나타내는 사시도이다. 앞서 설명한 연결 어댑터(40)는 출력부재(220)에 체결될 수 있다. 별도의 체결부재(도시안함)를 통해 제2 어댑터 연결구(47)와 출력부재 연결구를 체결함으로써 연결 어댑터(40)를 출력부재(220)에 고정할 수 있다.
도 21은 본 발명의 제11 실시예에 따른 액츄에이터 어셈블리를 개략적으로 나타내는 사시도이다. 앞서 설명한 도 18 및 도 20에 대한 실시예는 도 21에 도시한 바와 같이 응용될 수 있다.
도 22는 본 발명의 제12 실시예에 따른 액츄에이터 어셈블리를 개략적으로 나타내는 사시도이다. 도 22에 도시한 바와 같이, 연결 어댑터(40)는 연결프레임(12)에 체결될 수 있다. 별도의 체결부재(도시안함)를 통해, 제3 어댑터 연결구(48)와 제1 연결프레임 연결구(17)를 체결함으로써 연결 어댑터(40)를 연결프레임(12)에 고정할 수 있으며, 연결 어댑터(40)의 위치는 연결프레임(12)의 길이방향을 따라 조절할 수 있을 뿐만 아니라, 조절된 위치에서 제3 어댑터 연결구(48)와 제1 연결프레임 연결구(17)를 통해 고정될 수 있다. 또한, 별도의 체결부재(도시안함)를 통해, 제1 어댑터 연결구(43)와 제1 연결프레임 연결구(17)를 체결함으로써 연결 어댑터(40)를 연결프레임(12)에 고정할 수 있으며, 연결 어댑터(40)의 위치는 연결프레임(12)의 길이방향을 따라 조절할 수 있을 뿐만 아니라, 조절된 위치에서 제1 어댑터 연결구(43)와 제1 연결프레임 연결구(17)를 통해 고정될 수 있다.
이상, 상술한 바에 의하면, 액츄에이터 어셈블리는 다양한 구조와 이들의 조합을 통해 형상과 크기를 다양하게 변형하거나 확장할 수 있으며, 이를 통해 로봇의 자유도를 극대화함과 동시에 설치위치에 제한을 받지 않고 자유롭게 설치할 수 있다.
본 발명을 바람직한 실시예들을 통하여 상세하게 설명하였으나, 이와 다른 형태의 실시예들도 가능하다. 그러므로, 이하에 기재된 청구항들의 기술적 사상과 범위는 바람직한 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명은 사이클로이드 감속기를 포함한 다양한 감속기 및 액츄에이터에 응용될 수 있다.

Claims (14)

  1. 구동모터;
    상기 구동모터에 의해 회전하는 하나 이상의 1차 감속기어; 및
    상기 구동모터 및 상기 1차 감속기어가 실장되며, 서로 나란한 2개의 결합면들과 상기 결합면들에 수직한 2개의 연결면을 가지는 직육면체 형상의 하부프레임을 포함하되,
    상기 하부프레임은 상기 결합면의 장변과 나란한 제1 간격 및 상기 결합면의 단변과 나란한 제1 너비로 이격형성된 복수의 결합구들을 가지는 것을 특징으로 하는 액츄에이터 어셈블리.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 액츄에이터 어셈블리는 상기 하부프레임이 길이방향을 따라 삽입되는 사각 형상의 개구를 가지는 연장 어댑터를 더 포함하며,
    상기 연장 어댑터는 상기 결합면과 대응되는 면에 상기 결합구와 대응되는 복수의 상부 연장결합구가 상기 제1 간격과 나란한 제2 간격 및 상기 제1 너비로 이격형성된 것을 특징으로 하는 액츄에이터 어셈블리.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 연장 어댑터는 상기 결합면 및 상기 연결면과 대응되는 면에 각각 형성된 복수의 하부 연장결합구를 가지며,
    상기 액츄에이터 어셈블리는 상기 연장 어댑터의 하부에 체결되는 프로파일 어댑터를 더 포함하되,
    상기 프로파일 어댑터는,
    평판 형상의 프로파일 플랜지; 및
    상기 프로파일 플랜지의 일면으로부터 돌출된 사각 형상의 개구를 가지며, 상기 하부 연장결합구와 대응되는 복수의 프로파일 프레임 연결구가 상기 제1 간격 및 상기 제1 너비로 이격형성되는 프로파일 프레임을 구비하는 것을 특징으로 하는 액츄에이터 어셈블리.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 프로파일 플랜지는 상기 결합구와 대응되도록 상기 제1 간격 및 상기 제1 너비로 이격형성된 복수의 제1 프로파일 플랜지 연결구를 가지는 것을 특징으로 하는 액츄에이터 어셈블리.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 하부프레임은 상기 연결면의 일단에 상기 제1 너비로 이격형성되는 복수의 프레임 연결구를 가지며,
    상기 액츄에이터 어셈블리는,
    상기 하부프레임의 개방된 상기 일단을 통해 상기 1차 감속기어에 맞물려 회전하는 하나 이상의 2차 감속기어;
    상기 2차 감속기어가 실장되어 상기 하부프레임에 연결되며, 원통 형상의 몸체 및 상기 몸체의 양단에 각각 연결되고 중앙에 개구가 형성되는 평판 형상의 상부플랜지 및 하부플랜지를 구비하는 상부프레임; 및
    상기 2차 감속기어에 체결되어 상기 상부프레임 상에서 회전하는 출력부재를 더 포함하되,
    상기 하부플랜지는 측면에 상기 제1 너비로 이격형성되어 상기 프레임 연결구와 대응되는 복수의 플랜지 연결구를 가지는 것을 특징으로 하는 액츄에이터 어셈블리.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 액츄에이터 어셈블리는 상기 출력부재의 회전중심을 기준으로 동심원 상에 형성된 복수의 출력부재 연결구에 체결되는 프로파일 어댑터를 더 포함하며,
    상기 프로파일 어댑터는,
    평판 형상의 프로파일 플랜지; 및
    상기 프로파일 플랜지의 일면으로부터 돌출된 사각 형상의 개구를 가지는 프로파일 프레임을 구비하되,
    상기 프로파일 플랜지는 중심을 기준으로 동심원 상에 형성되어 상기 출력부재 연결구와 대응되는 복수의 제2 프로파일 플랜지 연결구를 가지는 것을 특징으로 하는 액츄에이터 어셈블리.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 출력부재는 회전중심을 기준으로 동심원 상에 형성되는 복수의 출력부재 연결구를 가지며,
    상기 액츄에이터 어셈블리는,
    상기 하부프레임의 타단에 결합되는 연장 플랜지 및 상기 연장 플랜지에 연결되어 회전가능하고 중심을 기준으로 동심원 상에 형성되어 상기 출력부재 연결구와 대응되는 복수의 회전부재 연결구를 가지는 회전부재;
    상기 출력부재 및 상기 회전부재에 각각 연결되며, 상기 출력부재 연결구 및 상기 회전부재 연결구와 각각 대응되는 복수의 회전연결구를 각각 가지는 회전프레임; 및
    상기 회전프레임을 연결하는 평판 형상의 연결프레임을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액츄에이터 어셈블리.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 연결프레임은 상기 연결프레임의 길이방향에 따른 상기 제1 간격 및 상기 길이방향과 수직한 방향에 따른 상기 제1 너비로 이격형성된 복수의 제1 연결프레임 연결구를 가지며,
    상기 액츄에이터 어셈블리는 상기 제1 연결프레임 연결구에 체결되는 프로파일 어댑터를 더 포함하되,
    상기 프로파일 어댑터는,
    상기 제1 연결프레임 연결구와 대응되도록 상기 제1 간격 및 상기 제1 너비로 이격형성된 복수의 제1 프로파일 플랜지 연결구를 가지며, 평판 형상인 프로파일 플랜지; 및
    상기 프로파일 플랜지의 일면으로부터 돌출된 사각 형상의 개구를 가지는 프로파일 프레임을 구비하는 것을 특징으로 하는 액츄에이터 어셈블리.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 연결프레임은 상기 연결프레임의 길이방향에 따른 상기 제1 간격 및 상기 길이방향과 수직한 방향에 따른 제2 너비로 이격형성된 복수의 제2 연결프레임 연결구를 가지며,
    상기 하부프레임은 상기 결합면과 상기 연결면이 만나는 모서리를 따라 형성되어 양단면에 체결구가 각각 형성되며, 상기 체결구가 상기 단변 및 상기 연결면의 단변과 나란한 제2 너비로 이격형성되는 복수의 체결슬롯을 가지는 것을 특징으로 하는 액츄에이터 어셈블리.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 하부프레임은 상기 결합면과 상기 연결면이 만나는 모서리를 따라 형성되어 양단면에 체결구가 각각 형성되며, 상기 체결구가 상기 단변과 나란한 제2 너비로 이격형성되는 복수의 체결슬롯을 가지며,
    상기 액츄에이터 어셈블리는 상기 하부프레임의 타단에 결합되는 연결 어댑터를 더 포함하되,
    상기 연결 어댑터는,
    상기 하부프레임의 상기 타단에 결합되며, 상기 체결구와 대응되는 복수의 제1 어댑터 연결구가 상기 제2 너비로 이격형성되는 어댑터 플레이트; 및
    상기 어댑터 플레이트의 양변에 각각 연결되는 어댑터 플랜지를 구비하는 것을 특징으로 하는 액츄에이터 어셈블리.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 하부프레임은 상기 결합면과 상기 연결면이 만나는 모서리를 따라 형성되어 양단면에 체결구가 각각 형성되며, 상기 체결구가 상기 단변과 나란한 제2 너비로 이격형성되는 복수의 체결슬롯을 가지며,
    상기 액츄에이터 어셈블리는 상기 결합면에 결합되는 연결 어댑터를 더 포함하되,
    상기 연결 어댑터는,
    상기 연결면과 대향되는 어댑터 플레이트; 및
    상기 어댑터 플레이트의 양변에 각각 연결되며, 상기 결합구와 대응되는 복수의 플랜지 연결구가 상기 제1 간격으로 이격형성되는 어댑터 플랜지를 구비하는 것을 특징으로 하는 액츄에이터 어셈블리.
  12. 제5항에 있어서,
    상기 액츄에이터 어셈블리는 상기 출력부재의 회전중심을 기준으로 동심원 상에 형성된 복수의 출력부재 연결구에 체결되는 연결 어댑터를 더 포함하되,
    상기 연결 어댑터는,
    상기 출력부재와 체결되며, 중심을 기준으로 동심원 상에 형성되어 상기 출력부재 연결구와 대응되는 복수의 제2 어댑터 연결구를 가지는 어댑터 플레이트; 및
    상기 어댑터 플레이트의 양변에 각각 연결되는 어댑터 플랜지를 구비하는 것을 특징으로 하는 액츄에이터 어셈블리.
  13. 제7항에 있어서,
    상기 연결프레임은 상기 연결프레임의 길이방향에 따른 상기 제1 간격 및 상기 길이방향과 수직한 방향에 따른 상기 제1 너비로 이격형성된 복수의 제1 연결프레임 연결구를 가지며,
    상기 액츄에이터 어셈블리는 상기 제1 연결프레임 연결구에 체결되는 연결 어댑터를 더 포함하되,
    상기 연결 어댑터는,
    상기 제1 연결프레임 연결구와 대응되도록 상기 제1 간격 및 상기 제1 너비로 이격형성된 복수의 제3 어댑터 연결구를 가지는 어댑터 플레이트; 및
    상기 프로파일 플랜지의 일면으로부터 돌출된 사각 형상의 개구를 가지는 프로파일 프레임을 구비하는 것을 특징으로 하는 액츄에이터 어셈블리.
  14. 제7항에 있어서,
    상기 연결프레임은 상기 연결프레임의 길이방향에 따른 상기 제1 간격 및 상기 길이방향과 수직한 방향에 따른 상기 제2 너비로 이격형성된 복수의 제2 연결프레임 연결구를 가지며,
    상기 액츄에이터 어셈블리는 상기 제2 연결프레임 연결구에 체결되는 연결 어댑터를 더 포함하되,
    상기 연결 어댑터는,
    상기 제2 연결프레임 연결구와 대응되도록 상기 제2 너비로 이격형성된 복수의 제4 어댑터 연결구를 가지는 어댑터 플레이트; 및
    상기 프로파일 플랜지의 일면으로부터 돌출된 사각 형상의 개구를 가지는 프로파일 프레임을 구비하는 것을 특징으로 하는 액츄에이터 어셈블리.
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