WO2024063270A1

WO2024063270A1 - 와이어 구동 외골격 매니퓰레이터 및 이를 구비한 로봇 청소기

Info

Publication number: WO2024063270A1
Application number: PCT/KR2023/009202
Authority: WO
Inventors: 손형민; 사디사지드; 전리오
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2022-09-21
Filing date: 2023-06-30
Publication date: 2024-03-28
Also published as: KR20240040545A

Abstract

매니퓰레이터는 링 형상을 갖는 베이스 링크와, 링 형상을 가지며, 베이스 링크의 선단에 일정 각도 선회 가능하게 설치되는 제1링형 링크와, 링 형상을 가지며, 제1링형 링크의 선단에 일정 각도 선회 가능하게 설치되는 제2링형 링크와, 제1링형 링크에 연결되며, 제1링형 링크를 선회시키는 제1보든 케이블 및 제2보든 케이블과, 제2링형 링크에 연결되며, 제2링형 링크를 선회시키는 제3보든 케이블 및 제4보든 케이블, 및 제1보든 케이블, 제2보든 케이블, 제3보든 케이블, 및 제4보든 케이블을 작동시키는 구동장치를 포함한다.

Description

와이어 구동 외골격 매니퓰레이터 및 이를 구비한 로봇 청소기

본 개시는 와이어 구동 외골격 매니퓰레이터 및 이를 구비한 로봇 청소기에 관한 것이다.

일반적으로, 매니퓰레이터는 서로 연결된 복수의 링크를 포함할 수 있다. 복수의 링크 각각은 대응하는 링크를 회전시킬 수 있는 액추에이터를 포함할 수 있다. 액추에이터는 대응하는 링크에 인접하여 설치될 수 있다. 따라서, 매니퓰레이터는 복수의 액추에이터에 의해 구동되는 복수의 링크를 이용하여 선단부를 다양한 위치에 위치시킬 수 있다.

일반적으로, 로봇 청소기는 자율 주행을 하면서 피청소면의 청소를 수행할 수 있도록 형성된다. 로봇 청소기는 흡입력을 발생시키는 흡입장치를 구비하며, 흡입력을 이용하여 피청소면의 오물을 흡입하여 집진장치에 수거할 수 있다.

로봇 청소기는 피청소면을 주행할 수 있도록 형성되며, 피청소면을 대향하도록 마련된 흡입 노즐을 포함할 수 있다. 따라서, 로봇 청소기는 흡입 노즐을 통해 주행하는 피청소면에 있는 오물을 흡입할 수 있다.

본 개시의 하나 이상의 실시 예에 의한 매니퓰레이터는, 링 형상을 갖는 베이스 링크; 링 형상을 가지며, 상기 베이스 링크의 선단에 일정 각도 선회 가능하게 설치되는 제1링형 링크; 링 형상을 가지며, 상기 제1링형 링크의 선단에 일정 각도 선회 가능하게 설치되는 제2링형 링크; 상기 제1링형 링크에 직접적 또는 간접적으로 연결되며, 상기 제1링형 링크를 선회시키는 제1보든 케이블과 제2보든 케이블; 상기 제2링형 링크에 직접적 또는 간접적으로 연결되며, 상기 제2링형 링크를 선회시키는 제3보든 케이블과 제4보든 케이블; 및 상기 제1보든 케이블, 상기 제2보든 케이블, 상기 제3보든 케이블, 및 상기 제4보든 케이블을 직접적 또는 간접적으로 작동시키는 구동장치;를 포함할 수 있다.

이때, 상기 제1보든 케이블은, 일단은 상기 구동장치에 직접적 또는 간접적으로 연결되고, 타단은 상기 베이스 링크에 직접적 또는 간접적으로 연결되는 제1플렉시블 도관; 및 상기 제1플렉시블 도관의 내부에 수용되며, 일단은 상기 구동장치에 직접적 또는 간접적으로 연결되고, 타단은 상기 제1링형 링크에 직접적 또는 간접적으로 고정되는 제1와이어;를 포함할 수 있다.

상기 제2보든 케이블은, 일단은 상기 구동장치에 직접적 또는 간접적으로 연결되고, 타단은 상기 제1링형 링크의 회전축을 기준으로 상기 제1플렉시블 도관과 반대쪽에 상기 베이스 링크에 직접적 또는 간접적으로 연결되는 제2플렉시블 도관; 및 상기 제2플렉시블 도관의 내부에 수용되며, 일단은 상기 구동장치에 직접적 또는 간접적으로 연결되고, 타단은 상기 제1링형 링크의 회전축을 기준으로 상기 제1와이어와 반대쪽에 상기 제1링형 링크에 고정되는 제2와이어;를 포함할 수 있다.

또한, 상기 제3보든 케이블은, 일단은 상기 구동장치에 직접적 또는 간접적으로 연결되고, 타단은 상기 제1링형 링크에 직접적 또는 간접적으로 연결되는 제3플렉시블 도관; 및 상기 제3플렉시블 도관의 내부에 수용되며, 일단은 상기 구동장치에 직접적 또는 간접적으로 연결되고, 타단은 상기 제2링형 링크에 고정되는 제3와이어;를 포함할 수 있다.

상기 제4보든 케이블은, 일단은 상기 구동장치에 직접적 또는 간접적으로 연결되고, 타단은 상기 제2링형 링크의 회전축을 기준으로 상기 제3플렉시블 도관과 반대쪽에 상기 제1링형 링크에 직접적 또는 간접적으로 연결되는 제4플렉시블 도관; 및 상기 제4플렉시블 도관의 내부에 수용되며, 일단은 상기 구동장치에 직접적 또는 간접적으로 연결되고, 타단은 상기 제2링형 링크의 회전축을 기준으로 상기 제3와이어와 반대쪽에 상기 제2링형 링크에 고정되는 제4와이어;를 포함할 수 있다.

또한, 상기 구동장치는, 제1모터 샤프트를 포함하는 제1모터; 상기 제1모터 샤프트와 일체로 회전하도록 설치되는 제1드럼; 제2모터 샤프트를 포함하는 제2모터; 및 상기 제2모터 샤프트와 일체로 회전하도록 설치되는 제2드럼;을 포함할 수 있다. 상기 제1와이어의 일단과 상기 제2와이어의 일단은 제1드럼에 고정될 수 있다. 상기 제3와이어의 일단과 상기 제4와이어의 일단은 제2드럼에 고정될 수 있다.

또한, 상기 구동장치는, 모터; 상기 제1와이어의 일단과 상기 제2와이어의 일단이 고정된 제1드럼; 상기 제3와이어의 일단과 상기 제4와이어의 일단이 고정된 제2드럼; 및 상기 모터의 회전력을 선택적으로 상기 제1드럼과 상기 제2드럼 중 하나로 전달하는 클러치;를 포함할 수 있다.

또한, 상기 제1링형 링크는 상기 베이스 링크에 대해 한 쌍의 제1힌지에 의해 회전 가능하게 직접적 또는 간접적으로 연결될 수 있다. 상기 제2링형 링크는 상기 제1링형 링크에 대해 적어도 한 쌍의 제2힌지에 의해 회전 가능하게 직접적 또는 간접적으로 연결될 수 있다.

또한, 상기 한 쌍의 제1힌지의 회전축과 상기 한 쌍의 제2힌지의 회전축은 서로 평행하지 않도록 배치될 수 있다.

또한, 상기 제1링형 링크의 선회 각도를 검출하도록 형성되는 제1각도 센서와 상기 제2링형 링크의 선회 각도를 검출하도록 형성되는 제2각도 센서를 포함할 수 있다.

또한, 상기 제1보든 케이블, 상기 제2보든 케이블, 상기 제3보든 케이블, 및 상기 제4보든 케이블은 각각 장력 조절기를 포함할 수 있다.

본 개시의 하나 이상의 실시 예에 따르는 로봇 청소기는 본체; 상기 본체의 전면에 직접적 또는 간접적으로 설치되는, 상술한 특징 중 어느 하나를 포함하는 매니퓰레이터; 상기 매니퓰레이터를 상기 본체에 대해 일정 각도 선회시키는 틸팅장치; 상기 매니퓰레이터와 상기 틸팅장치를 승강시키는 승강장치; 상기 매니퓰레이터의 내부에 설치되는 흡입관; 상기 흡입관에 직접적 또는 간접적으로 연결되며, 흡입력을 발생시켜 오물을 수거하는 흡입장치; 상기 본체를 이동시키는 이동장치; 및 상기 매니퓰레이터, 상기 틸팅장치, 상기 승강장치, 상기 흡입장치, 및 상기 이동장치를 제어하는 프로세서;를 포함할 수 있다.

이때, 상기 승강장치는, 상기 매니퓰레이터의 뒤로 상기 본체의 베이스에 수직 방향으로 설치되는 승강 가이드; 상기 승강 가이드를 따라 상하로 이동하도록 마련되는 승강 블록; 및 상기 승강 가이드에 대해 상기 승강 블록을 상하로 이동시키도록 형성된 승강 구동부;를 포함할 수 있다.

또한, 상기 승강 구동부는, 상기 승강 가이드에 수직 방향으로 설치되는 랙 기어; 상기 랙 기어에 맞물리는 승강 피니언; 및 상기 승강 블록에 설치되며, 상기 승강 피니언을 회전시키는 승강 모터;를 포함할 수 있다.

또한, 상기 틸팅장치는, 상기 승강 블록에 직접적 또는 간접적으로 마련되는 틸팅 베이스; 상기 매니퓰레이터의 베이스 링크에 설치되는 틸팅 샤프트; 및 상기 틸팅 샤프트를 회전시키도록 형성된 틸팅 구동부;를 포함할 수 있다.

또한, 상기 틸팅 구동부는, 회전력을 발생시키는 틸팅 모터; 및 상기 틸팅 베이스의 일측면에 설치되며, 상기 틸팅 모터의 회전력을 상기 틸팅 샤프트에 전달하는 동력전달장치;를 포함할 수 있다.

또한, 로봇 청소기는 상기 제1링형 링크와 상기 제2링형 링크는 각각의 중심에 설치되며, 상기 흡입관을 고정하는 홀더;를 포함할 수 있다.

본 개시의 이들 및/또는 다른 실시예들은 첨부된 도면과 함께 기술된실시예들의 다음 설명으로부터 명백해지고 더 쉽게 이해될 것이다. 첨부도면에서:

도 1은 본 개시의 하나 이상의 실시 예에 의한 매니퓰레이터를 나타내는 사시도이다.

도 2는 본 개시의 하나 이상의 실시 예에 의한 복수의 링형 링크의 분해 사시도이다.

도 3은 본 개시의 하나 이상의 실시 예에 의한 링형 링크를 나타내는 사시도이다.

도 4는 본 개시의 하나 이상의 실시 예에 의한 매니퓰레이터의 복수의 보든 케이블의 배치를 설명하기 위한 개념도이다.

도 5는 본 개시의 하나 이상의 실시 예에 의한 매니퓰레이터의 복수의 보든 케이블의 배치를 설명하기 위해 도 4를 상측에서 본 개념도이다.

도 6은 본 개시의 하나 이상의 실시 예에 의한 매니퓰레이터의 복수의 보든 케이블의 배치의 다른 예를 설명하기 위한 개념도이다.

도 7은 도 1의 매니퓰레이터에 사용되는 모터 조립체를 나타내는 사시도이다.

도 8은 도 7의 모터 조립체를 선A-A를 따라 절단하여 나타내는 단면도이다.

도 9는 도 7의 모터 조립체를 선B-B를 따라 절단하여 나타내는 단면도이다.

도 10은 본 개시의 하나 이상의 실시 예에 의한 매니퓰레이터에 사용되는 장력 조절기를 나타내는 사시도이다.

도 11은 본 개시의 하나 이상의 실시 예에 의한 매니퓰레이터에 사용되는 구동장치를 나타내는 개념도이다.

도 12는 본 개시의 하나 이상의 실시 예에 의한 매니퓰레이터의 동작을 설명하기 위한 도면이다.

도 13은 본 개시의 하나 이상의 실시 예에 의한 매니퓰레이터의 동작을 설명하기 위한 도면이다.

도 14는 본 개시의 하나 이상의 실시 예에 의한 로봇 청소기를 나타내는 사시도이다.

도 15는 본 개시의 하나 이상의 실시 예에 의한 로봇 청소기의 기능 블록도이다.

도 16은 본 개시의 하나 이상의 실시 예에 의한 로봇 청소기를 나타내는 단면도이다.

도 17은 본 개시의 하나 이상의 실시 예에 의한 로봇 청소기의 승강장치와 틸팅장치를 나타내는 사시도이다.

도 18은 본 개시의 하나 이상의 실시 예에 의한 로봇 청소기의 승강장치와 틸팅장치를 나타내는 부분 사시도이다.

도 19는 도 17의 승강장치와 틸팅장치를 선 C-C에서 절단하여 나타낸 단면도이다.

도 20은 도 19의 승강장치와 틸팅장치를 선 D-D에서 절단하여 나타낸 단면도이다.

도 21은 본 개시의 하나 이상의 실시 예에 의한 로봇 청소기의 매니퓰레이터가 상승하여 일정 각도 선회한 상태를 나타내는 도면이다.

본 실시 예들은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 특정한 실시 형태에 대해 범위를 한정하려는 것이 아니며, 본 개시의 실시 예의 다양한 변경(modifications), 균등물(equivalents), 및/또는 대체물(alternatives)을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.

본 개시를 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.

덧붙여, 하기 실시 예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 개시의 기술적 사상의 범위가 하기 실시 예에 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시 예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 개시의 기술적 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다.

본 개시에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 권리범위를 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 개시에서, "가진다," "가질 수 있다," "포함한다," 또는 "포함할 수 있다" 등의 표현은 해당 특징(예: 수치, 기능, 동작, 또는 부품 등의 구성요소)의 존재를 가리키며, 추가적인 특징의 존재를 배제하지 않는다.

본 개시에서, "A 또는 B," "A 또는/및 B 중 적어도 하나," 또는 "A 또는/및 B 중 하나 또는 그 이상"등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. 예를 들면, "A 또는 B," "A 및 B 중 적어도 하나," 또는 "A 또는 B 중 적어도 하나"는, (1) 적어도 하나의 A를 포함, (2) 적어도 하나의 B를 포함, 또는 (3) 적어도 하나의 A 및 적어도 하나의 B 모두를 포함하는 경우를 모두 지칭할 수 있다.

본 개시에서 사용된 "제1," "제2," "첫째," 또는 "둘째,"등의 표현들은 다양한 구성요소들을, 순서 및/또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다.

또한, 본 개시에서 사용한 '선단', '후단', '상부', '하부', '상단', '하단' 등의 용어는 도면을 기준으로 정의한 것이며, 이 용어에 의해 각 구성요소의 형상 및 위치가 제한되는 것은 아니다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 개시에 의한 매니퓰레이터(1)의 실시예에 대해 상세하게 설명한다.

도 1은 본 개시의 하나 이상의 실시 예에 의한 매니퓰레이터(1)를 나타내는 사시도이다. 도 2는 본 개시의 하나 이상의 실시 예에 의한 복수의 링형 링크의 분해 사시도이다. 도 3은 본 개시의 하나 이상의 실시 예에 의한 링형 링크를 나타내는 사시도이다.

도 1을 참조하면, 본 개시의 하나 이상의 실시 예에 의한 매니퓰레이터(1)는 베이스 링크(3), 복수의 링형 링크(10,20,30,40), 복수의 보든 케이블(60), 구동장치(80)를 포함할 수 있다.

베이스 링크(3)는 베이스(5)에 고정될 수 있다. 베이스(5)는 매니퓰레이터(1)가 설치되며, 매니퓰레이터(1)의 다양한 동작을 지지할 수 있는 것을 말한다. 예를 들면, 로봇 청소기(100)의 경우에는 로봇 청소기(100)(도 14 참조)의 본체(110)가 베이스(5)가 될 수 있다. 또는, 베이스(5)는 리테일 로봇의 몸체가 될 수 있다. 또는, 베이스(5)는 고정된 벽이나 바닥일 수 있다.

베이스 링크(3)는 링 형상을 가질 수 있다. 다시 말하면, 베이스 링크(3)는 중공의 원통 형상을 가질 수 있다. 베이스 링크(3)의 후단은 베이스(5)에 고정되고, 선단에는 복수의 링형 링크(10,20,30,40)가 회전 가능하게 결합될 수 있다.

베이스 링크(3)의 선단에는 한 쌍의 볼록부(3a)와 한 쌍의 오목부(3b)가 마련될 수 있다. 한 쌍의 볼록부(3a)와 한 쌍의 오목부(3b)는 베이스 링크(3)의 원주방향으로 교대로 배치될 수 있다. 따라서, 한 쌍의 볼록부(3a)는 서로 마주하고, 한 쌍의 오목부(3b)도 서로 마주할 수 있다.

복수의 링형 링크(10,20,30,40)는 베이스 링크(3)의 선단에 직접적 또는 간접적으로 연결될 수 있다. 복수의 링형 링크(10,20,30,40)는 베이스 링크(3)의 한 쌍의 볼록부(3a)에 직접적 또는 간접적으로 연결될 수 있다. 복수의 링형 링크(10,20,30,40)는 베이스 링크(3)에 대해 일정 각도 회전할 수 있도록 설치될 수 있다.

복수의 링형 링크(10,20,30,40)는 매니퓰레이터(1)의 용도에 대응하는 개수를 포함할 수 있다. 예를 들면, 도 1에 도시된 실시예의 경우에는, 매니퓰레이터(1)는 4개의 링형 링크(10,20,30,40)를 포함한다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 제1링형 링크(10)는 베이스 링크(3)의 선단에 일정 각도 선회 가능하게 설치될 수 있다. 제1링형 링크(10)는 베이스 링크(3)의 선단에 힌지로 직접적 또는 간접적으로 연결될 수 있다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 제1링형 링크(10)는 링 형상으로 형성될 수 있다. 다시 말하면, 제1링형 링크(10)는 중공의 원통 형상을 가질 수 있다. 제1링형 링크(10)의 후단은 베이스 링크(3)에 회전 가능하게 직접적 또는 간접적으로 연결되고, 선단은 제2링형 링크(20)와 회전 가능하게 직접적 또는 간접적으로 연결될 수 있다.

제1링형 링크(10)의 선단에는 한 쌍의 선단 볼록부(11)와 한 쌍의 선단 오목부(12)가 마련될 수 있다. 한 쌍의 선단 볼록부(11)와 한 쌍의 선단 오목부(12)는 제1링형 링크(10)의 원주방향으로 교대로 배치될 수 있다. 따라서, 한 쌍의 선단 볼록부(11)는 서로 마주하고, 한 쌍의 선단 오목부(12)도 서로 마주할 수 있다. 한 쌍의 선단 볼록부(11)는 볼록한 곡선으로 형성되며, 한 쌍의 선단 오목부(12)는 오목한 곡선으로 형성될 수 있다. 인접한 선단 볼록부(11)와 선단 오목부(12)는 부드럽게 연결될 수 있다.

제1링형 링크(10)의 후단에는 한 쌍의 후단 볼록부(13)와 한 쌍의 후단 오목부(14)가 마련될 수 있다. 한 쌍의 후단 볼록부(13)와 한 쌍의 후단 오목부(14)는 제1링형 링크(10)의 원주방향으로 교대로 배치될 수 있다. 제1링형 링크(10)의 후단에 마련된 한 쌍의 후단 볼록부(13)는 선단에 마련된 한 쌍의 선단 오목부(12)에 대응하도록 형성될 수 있다.

또한, 제1링형 링크(10)의 후단에 마련된 한 쌍의 후단 오목부(14)는 선단에 마련된 한 쌍의 선단 볼록부(11)에 대응하도록 형성될 수 있다. 한 쌍의 후단 볼록부(13)는 볼록한 곡선으로 형성되며, 한 쌍의 후단 오목부(14)는 오목한 곡선으로 형성될 수 있다. 인접한 후단 볼록부(13)와 후단 오목부(14)는 부드럽게 연결될 수 있다.

따라서, 제1링형 링크(10)는 선단과 후단이 대략 파도 형상이며, 원주방향으로 대략 동일한 길이를 갖는 중공의 원통 형상으로 형성될 수 있다.

제1링형 링크(10)는 한 쌍의 제1힌지(51)에 의해 베이스 링크(3)에 직접적 또는 간접적으로 회전 가능하게 연결될 수 있다.

한 쌍의 제1힌지(51)는 제1링형 링크(10)의 한 쌍의 후단 볼록부(13)와 베이스 링크(3)의 한 쌍의 볼록부(3a) 사이에 마련될 수 있다. 한 쌍의 제1힌지(51)는 서로 마주하도록 배치될 수 있다. 즉, 한 쌍의 제1힌지(51)는 제1링형 링크(10)의 하단에 180도 간격으로 배치될 수 있다.

한 쌍의 제1힌지(51) 각각은 제1링형 링크(10)의 후단 볼록부(13)의 하단에 마련된 후단 힌지판(512)과, 베이스 링크(3)의 볼록부(3a)의 상단에 마련된 선단 힌지판(511), 후단 힌지판(512)과 선단 힌지판(511)을 연결하는 힌지핀(513)을 포함할 수 있다.

따라서, 제1링형 링크(10)는 한 쌍의 제1힌지(51)의 힌지핀(513)을 중심으로 베이스 링크(3)에 대해 일정 각도 회전할 수 있다. 즉, 제1링형 링크(10)는 2개의 힌지핀(513)으로 형성되는 한 쌍의 제1힌지(51)의 회전축(51a)을 중심으로 일정 각도 회전할 수 있다. 따라서, 한 쌍의 제1힌지(51)의 회전축(51a)이 제1링형 링크(10)의 회전축을 형성할 수 있다.

제1링형 링크(10)의 회전은 제1링형 링크(10)의 후단 오목부(14)와 베이스 링크(3)의 오목부(3b)에 의해 제한될 수 있다.

제1힌지(51)에는 제1링형 링크(10)의 회전 각도를 검출할 수 있는 제1각도 센서(514)가 설치될 수 있다. 제1각도 센서(514)는 베이스 링크(3)에 대한 제1링형 링크(10)의 회전 각도를 검출할 수 있도록 형성될 수 있다. 제1각도 센서(514)로는 포텐셜 미터가 사용될 수 있다.

제2링형 링크(20)는 제1링형 링크(10)의 선단에 일정 각도 선회 가능하게 설치될 수 있다. 제2링형 링크(20)는 제1링형 링크(10)의 선단에 힌지로 연결될 수 있다.

제2링형 링크(20)는 링 형상으로 형성될 수 있다. 다시 말하면, 제2링형 링크(20)는 중공의 원통 형상을 가질 수 있다. 제2링형 링크(20)의 후단은 제1링형 링크(10)에 회전 가능하게 직접적 또는 간접적으로 연결되고, 선단은 제3링형 링크(30)와 회전 가능하게 직접적 또는 간접적으로 연결될 수 있다.

제2링형 링크(20)는 제1링형 링크(10)와 동일하거나 유사하게 형성될 수 있다.

제2링형 링크(20)의 선단에는 한 쌍의 선단 볼록부(21)와 한 쌍의 선단 오목부(22)가 마련될 수 있다. 한 쌍의 선단 볼록부(21)와 한 쌍의 선단 오목부(22)는 제2링형 링크(20)의 원주방향으로 교대로 배치될 수 있다. 따라서, 한 쌍의 선단 볼록부(21)는 서로 마주하고, 한 쌍의 선단 오목부(22)도 서로 마주할 수 있다. 한 쌍의 선단 볼록부(21)는 볼록한 곡선으로 형성되며, 한 쌍의 선단 오목부(22)는 오목한 곡선으로 형성될 수 있다. 인접한 선단 볼록부(21)와 선단 오목부(22)는 부드럽게 연결될 수 있다.

제2링형 링크(20)의 후단에는 한 쌍의 후단 볼록부(23)와 한 쌍의 후단 오목부(24)가 마련될 수 있다. 한 쌍의 후단 볼록부(23)와 한 쌍의 후단 오목부(24)는 제2링형 링크(20)의 원주방향으로 교대로 배치될 수 있다. 제2링형 링크(20)의 후단에 마련된 한 쌍의 후단 볼록부(23)는 선단에 마련된 한 쌍의 선단 오목부(22)에 대응하도록 형성될 수 있다. 또한, 제2링형 링크(20)의 한 쌍의 후단 오목부(24)는 선단에 마련된 한 쌍의 선단 볼록부(21)에 대응하도록 형성될 수 있다.

한 쌍의 후단 볼록부(23)는 볼록한 곡선으로 형성되며, 한 쌍의 후단 오목부(24)는 오목한 곡선으로 형성될 수 있다. 인접한 후단 볼록부(23)와 후단 오목부(24)는 부드럽게 연결될 수 있다.

따라서, 제2링형 링크(20)는 선단과 후단이 대략 파도 형상이며, 원주방향으로 대략 동일한 길이를 갖는 중공의 원통 형상으로 형성될 수 있다.

제2링형 링크(20)는 한 쌍의 제2힌지(52)에 의해 제1링형 링크(10)에 직접적 또는 간접적으로 회전 가능하게 연결될 수 있다. 한 쌍의 제2힌지(52)는 상술한 한 쌍의 제1힌지(51)와 동일하거나 유사하게 형성될 수 있다.

한 쌍의 제2힌지(52)는 제2링형 링크(20)의 한 쌍의 후단 볼록부(23)와 제1링형 링크(10)의 한 쌍의 선단 볼록부(11) 사이에 마련될 수 있다. 한 쌍의 제2힌지(52)는 서로 마주하도록 배치될 수 있다. 즉, 한 쌍의 제2힌지(52)는 제2링형 링크(20)의 하단에 180도 간격으로 배치될 수 있다.

한 쌍의 제2힌지(52) 각각은 제2링형 링크(20)의 후단 볼록부(23)의 하단에 마련된 후단 힌지판(522)과, 제1링형 링크(10)의 선단 볼록부(11)의 상단에 마련된 선단 힌지판(521), 제2링형 링크(20)의 후단 힌지판(522)과 제1링형 링크(10)의 선단 힌지판(521)을 연결하는 힌지핀(523)을 포함할 수 있다.

따라서, 제2링형 링크(20)는 한 쌍의 제2힌지(52)의 힌지핀(523)을 중심으로 제1링형 링크(10)에 대해 일정 각도 회전할 수 있다. 즉, 제2링형 링크(20)는 2개의 힌지핀(523)으로 형성되는 한 쌍의 제2힌지(52)의 회전축(52a)을 중심으로 일정 각도 회전할 수 있다. 따라서, 한 쌍의 제2힌지(52)의 회전축(52a)이 제2링형 링크(20)의 회전축을 형성할 수 있다.

제2링형 링크(20)의 회전은 제2링형 링크(20)의 후단 오목부(24)와 제1링형 링크(10)의 선단 오목부(12)에 의해 제한될 수 있다.

제2힌지(52)에는 제2링형 링크(20)의 회전 각도를 검출할 수 있는 제2각도 센서(524)가 설치될 수 있다. 제2각도 센서(524)는 제1링형 링크(10)에 대한 제2링형 링크(20)의 회전 각도를 검출할 수 있도록 형성될 수 있다. 제2각도 센서(524)로는 포텐셜 미터가 사용될 수 있다.

한 쌍의 제2힌지(52)의 회전축(52a)은 한 쌍의 제1힌지(51)의 회전축(51a)에 대해 평행하지 않도록 배치될 수 있다. 예를 들면, 도 1에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 제2힌지(52)의 회전축(52a)은 한 쌍의 제1힌지(51)의 회전축(51a)에 대해 대략 직각을 이루도록 배치될 수 있다.

제3링형 링크(30)는 제2링형 링크(20)의 선단에 일정 각도 선회 가능하게 설치될 수 있다. 제3링형 링크(30)는 제2링형 링크(20)의 선단에 힌지로 직접적 또는 간접적으로 연결될 수 있다.

제3링형 링크(30)는 링 형상, 즉 중공의 원통 형상을 가질 수 있다. 제3링형 링크(30)의 후단은 제2링형 링크(20)에 회전 가능하게 직접적 또는 간접적으로 연결되고, 선단은 제4링형 링크(40)와 직접적 또는 간접적으로 회전 가능하게 연결될 수 있다.

제3링형 링크(30)는 제1링형 링크(10) 또는 제2링형 링크(20)와 동일하거나 유사하게 형성될 수 있다.

제3링형 링크(30)의 선단에는 한 쌍의 선단 볼록부(31)와 한 쌍의 선단 오목부(32)가 마련될 수 있다.

제3링형 링크(30)의 후단에는 한 쌍의 후단 볼록부(33)와 한 쌍의 후단 오목부(34)가 마련될 수 있다.

따라서, 제3링형 링크(30)는 선단과 후단이 대략 파도 형상이며, 원주방향으로 대략 동일한 길이를 갖는 중공의 원통 형상으로 형성될 수 있다.

제3링형 링크(30)는 제2링형 링크(20)와 한 쌍의 제3힌지(53)에 의해 회전 가능하게 연결될 수 있다. 한 쌍의 제3힌지(53)는 상술한 한 쌍의 제1힌지(51)와 동일하거나 유사하게 형성될 수 있다.

한 쌍의 제3힌지(53)는 제3링형 링크(30)의 한 쌍의 후단 볼록부(33)와 제2링형 링크(20)의 한 쌍의 선단 볼록부(21) 사이에 마련될 수 있다. 한 쌍의 제3힌지(53)는 서로 마주하도록 배치될 수 있다. 즉, 한 쌍의 제3힌지(53)는 제3링형 링크(30)의 하단에 180도 간격으로 배치될 수 있다.

한 쌍의 제3힌지(53) 각각은 제3링형 링크(30)의 후단 볼록부(33)의 하단에 마련된 후단 힌지판(532)과, 제2링형 링크(20)의 선단 볼록부(21)의 상단에 마련된 선단 힌지판(531), 제3링형 링크(30)의 후단 힌지판(532)과 제2링형 링크(20)의 선단 힌지판(531)을 연결하는 힌지핀(533)을 포함할 수 있다.

따라서, 제3링형 링크(30)는 한 쌍의 제3힌지(53)의 힌지핀(533)을 중심으로 제2링형 링크(20)에 대해 일정 각도 회전할 수 있다. 즉, 제3링형 링크(30)는 2개의 힌지핀(533)으로 형성되는 한 쌍의 제3힌지(53)의 회전축(53a)을 중심으로 일정 각도 회전할 수 있다. 따라서, 한 쌍의 제3힌지(53)의 회전축(53a)이 제3링형 링크의 회전축을 형성할 수 있다.

제3링형 링크(30)의 회전은 제3링형 링크(30)의 후단 오목부(34)와 제2링형 링크(20)의 선단 오목부(22)에 의해 제한될 수 있다.

제3힌지(53)에는 제3링형 링크(30)의 회전 각도를 검출할 수 있는 제3각도 센서(534)가 설치될 수 있다. 제3각도 센서(534)는 제2링형 링크(20)에 대한 제3링형 링크(30)의 회전 각도를 검출할 수 있도록 형성될 수 있다. 제3각도 센서(534)로는 포텐셜 미터가 사용될 수 있다.

한 쌍의 제3힌지(53)의 회전축(53a)은 한 쌍의 제2힌지(52)의 회전축(52a)에 대해 평행하지 않도록 배치될 수 있다. 예를 들면, 도 1에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 제3힌지(53)의 회전축(53a)은 한 쌍의 제2힌지(52)의 회전축(52a)에 대해 대략 직각을 이루도록 배치될 수 있다. 이때, 한 쌍의 제3힌지(53)의 회전축(53a)은 한 쌍의 제1힌지(51)의 회전축(51a)과 대략 평행을 이루도록 배치될 수 있다.

제4링형 링크(40)는 제3링형 링크(30)의 선단에 일정 각도 선회 가능하게 설치될 수 있다. 제4링형 링크(40)는 제3링형 링크(30)의 선단에 힌지로 연결될 수 있다.

제4링형 링크(40)는 링 형상으로 형성될 수 있다. 다시 말하면, 제4링형 링크(40)는 중공의 원통 형상을 가질 수 있다. 제4링형 링크(40)의 후단은 제3링형 링크(30)에 회전 가능하게 연결되고, 선단에는 작업툴(45)이 설치될 수 있다.

예를 들어, 로봇 청소기(100)의 경우에는, 제4링형 링크(40)의 선단에는 흡입 노즐이 설치될 수 있다. 그러나, 작업툴(45)은 이에 한정되는 것은 아니다. 작업툴(45)은 매니퓰레이터(1)의 용도에 따라 다양한 장치들을 포함할 수 있다.

제4링형 링크(40)는 제1링형 링크(10)와 유사하게 형성될 수 있다.

제4링형 링크(40)의 후단에는 한 쌍의 후단 볼록부(43)와 한 쌍의 후단 오목부(44)가 마련될 수 있다. 한 쌍의 후단 볼록부(43)와 한 쌍의 후단 오목부(44)는 제4링형 링크(40)의 원주방향으로 교대로 배치될 수 있다. 따라서, 한 쌍의 후단 볼록부(43)는 서로 마주하고, 한 쌍의 후단 오목부(44)도 서로 마주할 수 있다. 한 쌍의 후단 볼록부(43)는 볼록한 곡선으로 형성되며, 한 쌍의 후단 오목부(44)는 오목한 곡선으로 형성될 수 있다. 인접한 후단 볼록부(43)와 후단 오목부(44)는 부드럽게 연결될 수 있다.

제4링형 링크(40)의 선단(41)에는 작업툴(45)이 설치될 수 있다. 제4링형 링크(40)의 선단(41)은 작업툴(45)을 고정할 수 있도록 작업툴(45)에 대응하는 형상으로 형성될 수 있다.

제4링형 링크(40)는 제3링형 링크(30)와 한 쌍의 제4힌지(54)에 의해 회전 가능하게 연결될 수 있다. 한 쌍의 제4힌지(54)는 상술한 한 쌍의 제1힌지(51)와 동일하거나 유사하게 형성될 수 있다.

한 쌍의 제4힌지(54)는 제4링형 링크(40)의 한 쌍의 후단 볼록부(43)와 제3링형 링크(30)의 한 쌍의 선단 볼록부(31) 사이에 마련될 수 있다. 한 쌍의 제4힌지(54)는 서로 마주하도록 배치될 수 있다. 즉, 한 쌍의 제4힌지(54)는 제4링형 링크(40)의 하단에 180도 간격으로 배치될 수 있다.

한 쌍의 제4힌지(54) 각각은 제4링형 링크(40)의 후단 볼록부(43)의 하단에 마련된 후단 힌지판(542)과, 제3링형 링크(30)의 선단 볼록부(31)의 상단에 마련된 선단 힌지판(541), 제4링형 링크(40)의 후단 힌지판(542)과 제3링형 링크(30)의 선단 힌지판(541)을 연결하는 힌지핀(543)을 포함할 수 있다.

따라서, 제4링형 링크(40)는 한 쌍의 제4힌지(54)의 힌지핀(543)을 중심으로 제3링형 링크(30)에 대해 일정 각도 회전할 수 있다. 즉, 제4링형 링크(40)는 2개의 힌지핀(543)으로 형성되는 한 쌍의 제4힌지(54)의 회전축(54a)을 중심으로 일정 각도 회전할 수 있다. 따라서, 한 쌍의 제4힌지(54)의 회전축(54a)이 제4링형 링크(40)의 회전축을 형성할 수 있다.

제4링형 링크(40)의 회전은 제4링형 링크(40)의 후단 오목부(44)와 제3링형 링크(30)의 선단 오목부(32)에 의해 제한될 수 있다.

제4힌지(54)에는 제4링형 링크(40)의 회전 각도를 검출할 수 있는 제4각도 센서(544)가 설치될 수 있다. 제4각도 센서(544)는 제3링형 링크(30)에 대한 제4링형 링크(40)의 회전 각도를 검출할 수 있도록 형성될 수 있다. 제4각도 센서(544)로는 포텐셜 미터가 사용될 수 있다. 제4각도 센서(544)는 상술한 제1 내지 제3각도 센서(514, 524, 534)와 동일하게 형성될 수 있다.

한 쌍의 제4힌지(54)의 회전축(54a)은 한 쌍의 제3힌지(53)의 회전축(53a)에 대해 평행하지 않도록 배치될 수 있다. 예를 들면, 도 1에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 제4힌지(54)의 회전축(54a)은 한 쌍의 제3힌지(53)의 회전축(53a)에 대해 대략 직각을 이루도록 배치될 수 있다.

복수의 링형 링크(10,20,30,40) 각각의 내부에는 홀더(49)가 설치될 수 있다. 홀더(49)는 제4링형 링크(40)의 선단에 설치된 작업툴(45)과 연결되는 부품을 고정할 수 있도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 작업툴(45)이 흡입 노즐인 경우, 홀더(49)는 흡입 노즐에 연결되는 흡입관(140)을 고정할 수 있도록 형성될 수 있다.

복수의 보든 케이블(60)은 복수의 링형 링크(10,20,30,40)를 작동시킬 수 있도록 설치될 수 있다. 복수의 보든 케이블(60)은 복수의 링형 링크(10,20,30,40)에 대응하여 마련될 수 있다. 복수의 보든 케이블(60) 각각은 플렉시블 도관과 플렉시블 도관의 내부에 적어도 부분적으로 수용되는 와이어를 포함할 수 있다. 와이어는 플렉시블 도관 내부에서 슬라이드 이동할 수 있다.

한 개의 링형 링크는 2개의 보든 케이블에 의해 일정 각도 회전할 수 있다. 따라서, 도 1에 도시된 실시예와 같은 매니퓰레이터(1)는 4개의 링형 링크(10,20,30,40)와 8개의 보든 케이블(61-68)을 포함할 수 있다. 복수의 보든 케이블(60)은 복수의 링형 링크(10,20,30,40)의 내부에 배치될 수 있다.

이하, 도 4 및 도 5를 참조하여, 복수의 링형 링크(10,20,30,40)와 복수의 보든 케이블(60)의 배치에 대해 설명한다.

도 4는 본 개시의 하나 이상의 실시 예에 의한 매니퓰레이터(1)의 복수의 보든 케이블(60)의 배치를 설명하기 위한 개념도이다. 도 5는 본 개시의 하나 이상의 실시 예에 의한 매니퓰레이터(1)의 복수의 보든 케이블(60)의 배치를 설명하기 위해 도 4를 상측에서 본 개념도이다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 복수의 보든 케이블(60)은 제1 내지 제8보든 케이블(61-68)을 포함할 수 있다.

제1보든 케이블(61)과 제2보든 케이블(62)은 제1링형 링크(10)를 일정 각도 선회시킬 수 있도록 제1링형 링크(10)에 연결될 수 있다.

제1보든 케이블(61)은 제1플렉시블 도관(611)과 제1와이어(612)를 포함할 수 있다.

제1플렉시블 도관(611)의 일단은 구동장치(80)에 연결되고, 타단(611b)은 베이스 링크(3)에 연결될 수 있다.

제1와이어(612)는 제1플렉시블 도관(611)의 내부에 적어도 부분적으로수용되며, 일단은 구동장치(80)에 연결되고, 타단(612b)은 제1링형 링크(10)에 직접적 또는 간접적으로 고정될 수 있다. 제1와이어(612)의 타단(612b)은 베이스 링크(3)에 직접적 또는 간접적으로 고정된 제1플렉시블 도관(611)의 타단(611b)에서 돌출되어 베이스 링크(3)를 지나 제1링형 링크(10)에 직접적 또는 간접적으로 고정될 수 있다. 따라서, 제1와이어(612)는 제1플렉시블 도관(611)보다 길다.

제2보든 케이블(62)은 제2플렉시블 도관(621)과 제2와이어(622)를 포함할 수 있다.

제2플렉시블 도관(621)의 일단은 구동장치(80)에 연결되고, 타단(621b)은 베이스 링크(3)에 연결될 수 있다. 제2플렉시블 도관(621)의 타단(621b)은 제1링형 링크(10)의 회전축(51a)을 기준으로 제1플렉시블 도관(611)과 반대쪽에 베이스 링크(3)에 연결될 수 있다.

제2와이어(622)는 제2플렉시블 도관(621)의 내부에 적어도 부분적으로수용되며, 일단은 구동장치(80)에 연결되고, 타단(622b)은 제1링형 링크(10)에 고정될 수 있다. 제2와이어(622)의 타단(622b)은 베이스 링크(3)에 고정된 제2플렉시블 도관(621)의 타단(621b)에서 돌출되어 베이스 링크(3)를 지나 제1링형 링크(10)에 고정될 수 있다. 따라서, 제2와이어(622)는 제2플렉시블 도관(621)보다 길다.

제2와이어(622)의 타단(622b)은 제1링형 링크(10)의 회전축(51a)을 기준으로 제1와이어(612)와 반대쪽에 제1링형 링크(10)에 고정될 수 있다. 제1와이어(612)의 타단(612b)과 제2와이어(622)의 타단(622b)은 제1링형 링크(10)의 회전축(51a)에 대해 대략 90도를 이루도록 제1링형 링크(10)에 고정될 수 있다.

제1링형 링크(10)의 내부에는 제1와이어(612)의 타단(612b)이 고정되는 제1와이어 고정부(612c)와 제2와이어(622)의 타단(622b)이 고정되는 제2와이어 고정부(622c)가 마련될 수 있다. 제1와이어 고정부(612c)와 제2와이어 고정부(622c)는 서로 마주보도록 제1링형 링크(10)의 내면에 설치될 수 있다. 예를 들면, 제1와이어 고정부(612c)와 제2와이어 고정부(622c)는 대략 180도 간격으로 제1링형 링크(10)의 내주면에 설치될 수 있다.

베이스 링크(3)의 내부에는 제1플렉시블 도관(611)의 타단(611b)이 고정되는 제1도관 고정부(611c)와 제2플렉시블 도관(621)의 타단(621b)이 고정되는 제2도관 고정부(621c)가 마련될 수 있다. 제1도관 고정부(611c)와 제2도관 고정부(621c)는 서로 마주보도록 베이스 링크(3)의 내부에 설치될 수 있다. 예를 들면, 제1도관 고정부(611c)와 제2도관 고정부(621c)는 대략 180도 간격으로 베이스 링크(3)의 내부에 설치될 수 있다.

따라서, 구동장치(80)가 제1와이어(612)와 제2와이어(622)를 작동시키면, 제1링형 링크(10)가 제1힌지(51)의 회전축(51a)을 중심으로 시계방향 또는 반시계방향으로 회전할 수 있다.

제3보든 케이블(63)과 제4보든 케이블(64)은 제2링형 링크(20)를 일정 각도 선회시킬 수 있도록 제2링형 링크(20)에 연결될 수 있다.

제3보든 케이블(63)은 제3플렉시블 도관(631)과 제3와이어(632)를 포함할 수 있다.

제3플렉시블 도관(631)의 일단은 구동장치(80)에 연결되고, 타단(631b)은 베이스 링크(3)를 통과하여 제1링형 링크(10)에 연결될 수 있다.

제3와이어(632)는 제3플렉시블 도관(631)의 내부에 적어도 부분적으로수용되며, 일단은 구동장치(80)에 연결되고, 타단(632b)은 제2링형 링크(20)에 고정될 수 있다. 제3와이어(632)의 타단(632b)은 제1링형 링크(10)에 고정된 제3플렉시블 도관(631)의 타단(631b)에서 돌출되어 제1링형 링크(10)를 지나 제2링형 링크(20)에 고정될 수 있다. 따라서, 제3와이어(632)는 제3플렉시블 도관(631)보다 길다.

제4보든 케이블(64)은 제4플렉시블 도관(641)과 제4와이어(642)를 포함할 수 있다.

제4플렉시블 도관(641)의 일단은 구동장치(80)에 연결되고, 타단(641b)은 베이스 링크(3)를 통과하여 제1링형 링크(10)에 연결될 수 있다. 제4플렉시블 도관(641)의 타단(641b)은 제2링형 링크(20)의 회전축(52a)을 기준으로 제3플렉시블 도관(631)과 반대쪽에 제1링형 링크(10)에 연결될 수 있다.

제4와이어(642)는 제4플렉시블 도관(641)의 내부에 적어도 부분적으로수용되며, 일단은 구동장치(80)에 연결되고, 타단(642b)은 제2링형 링크(20)에 고정될 수 있다. 제4와이어(642)의 타단(642b)은 제1링형 링크(10)에 고정된 제4플렉시블 도관(641)의 타단(641b)에서 돌출되어 제1링형 링크(10)를 지나 제2링형 링크(20)에 고정될 수 있다. 따라서, 제4와이어(642)는 제4플렉시블 도관(641)보다 길다.

제4와이어(642)의 타단(642b)은 제2링형 링크(20)의 회전축(52a)을 기준으로 제3와이어(632)와 반대쪽에 제2링형 링크(20)에 고정될 수 있다. 제3와이어(632)의 타단(632b)과 제4와이어(642)의 타단(642b)은 제2링형 링크(20)의 회전축(52a)에 대해 대략 90도를 이루도록 제2링형 링크(20)에 고정될 수 있다.

제2링형 링크(20)의 내부에는 제3와이어(632)의 타단(632b)이 고정되는 제3와이어 고정부(632c)와 제4와이어(642)의 타단(642b)이 고정되는 제4와이어 고정부(642c)가 마련될 수 있다. 제3와이어 고정부(632c)와 제4와이어 고정부(642c)는 서로 마주보도록 제2링형 링크(20)의 내면에 설치될 수 있다. 예를 들면, 제3와이어 고정부(632c)와 제4와이어 고정부(642c)는 대략 180도 간격으로 제2링형 링크(20)의 내주면에 설치될 수 있다.

제1링형 링크(10)의 내부에는 제3플렉시블 도관(631)의 타단(631b)이 고정되는 제3도관 고정부(631c)와 제4플렉시블 도관(641)의 타단(641b)이 고정되는 제4도관 고정부(641c)가 마련될 수 있다. 제3도관 고정부(631c)와 제4도관 고정부(641c)는 서로 마주보도록 제1링형 링크(10)의 내부에 설치될 수 있다. 예를 들면, 제3도관 고정부(631c)와 제4도관 고정부(641c)는 대략 180도 간격으로 제1링형 링크(10)의 내부에 설치될 수 있다.

따라서, 구동장치(80)가 제3와이어(632)와 제4와이어(642)를 작동시키면, 제2링형 링크(20)가 제2힌지(52)의 회전축(52a)을 중심으로 시계방향 또는 반시계방향으로 회전할 수 있다. 이때, 제3와이어(632)와 제4와이어(642)는 제1보든 케이블(61) 및 제2보든 케이블(62)과 간섭 없이 제2링형 링크(20)를 제1링형 링크(10)에 대해 회전시킬 수 있다.

제5보든 케이블(65)과 제6보든 케이블(66)은 제3링형 링크(30)를 일정 각도 선회시킬 수 있도록 제3링형 링크(30)에 연결될 수 있다.

제5보든 케이블(65)은 제5플렉시블 도관(651)과 제5와이어(652)를 포함할 수 있다.

제5플렉시블 도관(651)의 일단은 구동장치(80)에 연결되고, 타단(651b)은 베이스 링크(3)와 제1링형 링크(10)를 통과하여 제2링형 링크(20)에 연결될 수 있다.

제5와이어(652)는 제5플렉시블 도관(651)의 내부에 적어도 부분적으로수용되며, 일단은 구동장치(80)에 직접적 또는 간접적으로 연결되고, 타단(652b)은 제3링형 링크(30)에 고정될 수 있다. 제5와이어(652)의 타단(652b)은 제2링형 링크(20)에 고정된 제5플렉시블 도관(651)의 타단(651b)에서 돌출되어 제2링형 링크(20)를 지나 제3링형 링크(30)에 고정될 수 있다. 따라서, 제5와이어(652)는 제5플렉시블 도관(651)보다 길다.

제6보든 케이블(66)은 제6플렉시블 도관(661)과 제6와이어(662)를 포함할 수 있다.

제6플렉시블 도관(661)의 일단은 구동장치(80)에 연결되고, 타단(661b)은 베이스 링크(3)와 제1링형 링크(10)를 통과하여 제2링형 링크(20)에 연결될 수 있다. 제6플렉시블 도관(661)의 타단(661b)은 제3링형 링크(30)의 회전축(53a)을 기준으로 제5플렉시블 도관(651)과 반대쪽에 제2링형 링크(20)에 연결될 수 있다.

제6와이어(662)는 제6플렉시블 도관(661)의 내부에 적어도 부분적으로수용되며, 일단은 구동장치(80)에 연결되고, 타단(662b)은 제3링형 링크(30)에 고정될 수 있다. 제6와이어(662)의 타단(662b)은 제2링형 링크(20)에 고정된 제6플렉시블 도관(661)의 타단(661b)에서 돌출되어 제2링형 링크(20)를 지나 제3링형 링크(30)에 고정될 수 있다. 따라서, 제6와이어(662)는 제6플렉시블 도관(661)보다 길다.

제6와이어(662)의 타단(662b)은 제3링형 링크(30)의 회전축(53a)을 기준으로 제5와이어(652)와 반대쪽에 제3링형 링크(30)에 고정될 수 있다. 제5와이어(652)의 타단(652b)과 제6와이어(662)의 타단(662b)은 제3링형 링크(30)의 회전축(53a)에 대해 대략 90도를 이루도록 제3링형 링크(30)에 고정될 수 있다.

제3링형 링크(30)의 내부에는 제5와이어(652)의 타단(652b)이 고정되는 제5와이어 고정부(652c)와 제6와이어(662)의 타단(662b)이 고정되는 제6와이어 고정부(662c)가 마련될 수 있다. 제5와이어 고정부(652c)와 제6와이어 고정부(662c)는 서로 마주보도록 제3링형 링크(30)의 내면에 설치될 수 있다. 예를 들면, 제5와이어 고정부(652c)와 제6와이어 고정부(662c)는 대략 180도 간격으로 제3링형 링크(30)의 내주면에 설치될 수 있다.

제2링형 링크(20)의 내부에는 제5플렉시블 도관(651)의 타단(651b)이 고정되는 제5도관 고정부(651c)와 제6플렉시블 도관(661)의 타단(661b)이 고정되는 제6도관 고정부(661c)가 마련될 수 있다. 제5도관 고정부(651c)와 제6도관 고정부(661c)는 서로 마주보도록 제2링형 링크(20)의 내부에 설치될 수 있다. 예를 들면, 제5도관 고정부(651c)와 제6도관 고정부(661c)는 대략 180도 간격으로 제2링형 링크(20)의 내부에 설치될 수 있다.

따라서, 구동장치(80)가 제5와이어(652)와 제6와이어(662)를 작동시키면, 제3링형 링크(30)가 제3힌지(53)의 회전축(53a)을 중심으로 시계방향 또는 반시계방향으로 회전할 수 있다. 이때, 제5와이어(652)와 제6와이어(662)는 제1보든 케이블(61), 제2보든 케이블(62), 제3보든 케이블(63), 및 제4보든 케이블(64)과 간섭 없이 제3링형 링크(30)를 제2링형 링크(20)에 대해 회전시킬 수 있다.

제7보든 케이블(67)과 제8보든 케이블(68)은 제4링형 링크(40)를 일정 각도 선회시킬 수 있도록 제4링형 링크(40)에 연결될 수 있다.

제7보든 케이블(67)은 제7플렉시블 도관(671)과 제7와이어(672)를 포함할 수 있다.

제7플렉시블 도관(671)의 일단은 구동장치(80)에 연결되고, 타단(671b)은 베이스 링크(3), 제1링형 링크(10), 및 제2링형 링크(20)를 통과하여 제3링형 링크(30)에 연결될 수 있다.

제7와이어(672)는 제7플렉시블 도관(671)의 내부에 적어도 부분적으로수용되며, 일단은 구동장치(80)에 연결되고, 타단(672b)은 제4링형 링크(40)에 고정될 수 있다. 제7와이어(672)의 타단(672b)은 제3링형 링크(30)에 고정된 제7플렉시블 도관(671)의 타단(671b)에서 돌출되어 제3링형 링크(30)를 지나 제4링형 링크(40)에 고정될 수 있다. 따라서, 제7와이어(672)는 제7플렉시블 도관(671)보다 길다.

제8보든 케이블(68)은 제8플렉시블 도관(681)과 제8와이어(682)를 포함할 수 있다.

제8플렉시블 도관(681)의 일단은 구동장치(80)에 연결되고, 타단(682b)은 베이스 링크(3), 제1링형 링크(10), 및 제2링형 링크(20)를 통과하여 제3링형 링크(30)에 연결될 수 있다. 제8플렉시블 도관(681)의 타단은 제3링형 링크(30)의 회전축(53a)을 기준으로 제7플렉시블 도관(671)과 반대쪽에 제3링형 링크(30)에 연결될 수 있다.

제8와이어(682)는 제8플렉시블 도관(681)의 내부에 적어도 부분적으로수용되며, 일단은 구동장치(80)에 연결되고, 타단(682b)은 제4링형 링크(40)에 고정될 수 있다. 제8와이어(682)의 타단(682b)은 제3링형 링크(30)에 고정된 제8플렉시블 도관(681)의 타단(681b)에서 돌출되어 제3링형 링크(30)를 지나 제4링형 링크(40)에 고정될 수 있다. 따라서, 제8와이어(682)는 제8플렉시블 도관(681)보다 길다.

제8와이어(682)의 타단(682b)은 제4링형 링크(40)의 회전축(54a)을 기준으로 제7와이어(672)와 반대쪽에 제4링형 링크(40)에 고정될 수 있다. 제7와이어(672)의 타단(672b)과 제8와이어(682)의 타단(682b)은 제4링형 링크(40)의 회전축(54a)에 대해 대략 90도를 이루도록 제4링형 링크(40)에 고정될 수 있다.

제4링형 링크(40)의 내부에는 제7와이어(672)의 타단(672b)이 고정되는 제7와이어 고정부(672c)와 제8와이어(682)의 타단(682b)이 고정되는 제8와이어 고정부(682c)가 마련될 수 있다. 제7와이어 고정부(672c)와 제8와이어 고정부(682c)는 서로 마주보도록 제4링형 링크(40)의 내면에 설치될 수 있다. 예를 들면, 제7와이어 고정부(672c)와 제8와이어 고정부(682c)는 대략 180도 간격으로 제4링형 링크(40)의 내주면에 설치될 수 있다.

제3링형 링크(30)의 내부에는 제7플렉시블 도관(671)의 타단(671b)이 고정되는 제7도관 고정부(671c)와 제8플렉시블 도관(681)의 타단(681b)이 고정되는 제8도관 고정부(681c)가 마련될 수 있다. 제7도관 고정부(671c)와 제8도관 고정부(681c)는 서로 마주보도록 제3링형 링크(30)의 내부에 설치될 수 있다. 예를 들면, 제7도관 고정부(671c)와 제8도관 고정부(681c)는 대략 180도 간격으로 제3링형 링크(30)의 내부에 설치될 수 있다.

따라서, 구동장치(80)가 제7와이어(672)와 제8와이어(682)를 작동시키면, 제4링형 링크(40)가 제4힌지(54)의 회전축(54a)을 중심으로 시계방향 또는 반시계방향으로 회전할 수 있다. 이때, 제7와이어(672)와 제8와이어(682)는 제1보든 케이블(61), 제2보든 케이블(62), 제3보든 케이블(63), 제4보든 케이블(64), 제5보든 케이블(65), 및 제6보든 케이블(66)과 간섭 없이 제4링형 링크(40)를 제3링형 링크(30)에 대해 회전시킬 수 있다.

이상에서는 플렉시블 도관이 와이어에 의해 구동되는 링형 링크의 바로 아래의 링형 링크에 고정되는 구조에 대해 설명하였다. 그러나, 본 개시는 이에 한정되는 것은 아니다. 본 개시는 조립의 편의성을 위해 복수의 와어어의 타단은 제4링형 링크에 가깝게 고정하고, 복수의 플렉시블 도관의 타단은 베이스 링크에 가깝게 고정할 수 있다.

도 6은 본 개시의 하나 이상의 실시 예에 의한 매니퓰레이터(1)의 복수의 보든 케이블(60)의 배치의 다른 예를 설명하기 위한 개념도이다.

도 6을 참조하면, 제1보든 케이블(61)과 제2보든 케이블(62)은 제1링형 링크(10)를 일정 각도 선회시킬 수 있도록 제1링형 링크(10)에 연결될 수 있다.

제1플렉시블 도관(611)의 일단은 구동장치(80)에 연결되고, 타단(611b)은 베이스 링크(3)에 고정될 수 있다.

제1와이어(612)는 제1플렉시블 도관(611)의 내부에 수용되며, 일단은 구동장치(80)에 연결되고, 타단(612b)은 제2링형 링크(20)의 상부에 고정될 수 있다. 제1와이어(612)의 타단(612b)은 베이스 링크(3)에 고정된 제1플렉시블 도관(611)의 타단(611b)에서 돌출되어 베이스 링크(3)와 제1링형 링크(10)를 지나 제2링형 링크(20)에 고정될 수 있다.

이때, 제1와이어(612)는 제1링형 링크(10)와 제2링형 링크(20)를 연결하는 제2힌지(52)의 후면에 설치된 와이어 홀더(60a)를 통과하여 제2링형 링크(20)에 고정될 수 있다. 제1링형 링크(10)의 내면에도 제1와이어(612)를 지지하는 와이어 가이드(60b)가 설치될 수 있다.

도 3을 참조하면, 와이어 홀더(60a)는 중공의 원통 형상으로 형성되며, 힌지판(521)의 내면에 고정될 수 있다. 제1와이어(612)는 와이어 홀더(60a)의 구멍(60a1)을 통과하도록 설치될 수 있다. 와이어 가이드(60b)는 제1링형 링크(10)의 내면에 설치되며, 제1링형 링크(10)의 길이방향으로 형성된 복수의 와이어 안내구멍(60b1)을 포함할 수 있다. 제1와이어(612)는 와이어 가이드(60b)의 복수의 와이어 안내구멍(60b1) 중 하나를 통과하도록 설치될 수 있다.

제2와이어(622)는 제2플렉시블 도관(621)의 내부에 수용되며, 일단은 구동장치(80)에 연결되고, 타단(622b)은 제2링형 링크(10)의 상부에 고정될 수 있다. 제2와이어(622)의 타단(622b)은 베이스 링크(3)에 고정된 제2플렉시블 도관(621)의 타단(621b)에서 돌출되어 베이스 링크(3)와 제1링형 링크(10)를 지나 제2링형 링크(20)에 고정될 수 있다.

이때, 제2와이어(622)는 제1링형 링크(10)와 제2링형 링크(20)를 연결하는 제2힌지(52)의 후면에 설치된 와이어 홀더(60a)를 통해 제2링형 링크(20)에 고정될 수 있다. 제1링형 링크(10)의 내면에도 제2와이어(622)를 지지하는 와이어 가이드(60b)가 설치될 수 있다.

제2와이어(622)의 타단(622b)은 제1링형 링크(10)의 회전축(51a)을 기준으로 제1와이어(612)와 반대쪽에 제2링형 링크(20)에 고정될 수 있다. 제1와이어(612)의 타단(612b)과 제2와이어(622)의 타단(622b)은 제1링크(10)의 회전축(51a)에 대해 대략 90도를 이루도록 제2링형 링크(20)에 고정될 수 있다.

제2링형 링크(20)의 상부에는 제1와이어(612)의 타단(612b)이 고정되는 제1와이어 고정부(612c)와 제2와이어(622)의 타단(622b)이 고정되는 제2와이어 고정부(622c)가 마련될 수 있다. 제1와이어 고정부(612c)와 제2와이어 고정부(622c)는 서로 마주보도록 제2링형 링크(20)의 상부에 설치될 수 있다. 예를 들면, 제1와이어 고정부(612c)와 제2와이어 고정부(622c)는 대략 180도 간격으로 제2링형 링크(20)의 상부에 설치될 수 있다.

따라서, 구동장치(80)가 제1와이어(612)와 제2와이어(622)를 작동시키면, 제1링형 링크(10)가 제1힌지(51)의 회전축(51a)을 중심으로 시계방향 또는 반시계방향으로 회전할 수 있다. 이때, 제1링형 링크(10)와 제2링형 링크(20)를 연결하는 한 쌍의 제2힌지(52)는 제1링형 링크(10)와 베이스 링크(3)를 연결하는 한 쌍의 제1힌지(51)와 대략 90도로 배치되어 있으므로, 제1링형 링크(10)가 베이스 링크(3)에 대해 회전할 때, 제2링형 링크(20)는 제1링형 링크(10)와 일체로 베이스 링크(3)에 대해 회전할 수 있다. 즉, 제1와이어(612)와 제2와이어(622)에 의해 제2링형 링크(20)가 제1링형 링크(10)에 대해 회전하지 않는다.

제3플렉시블 도관(631)의 일단은 구동장치(80)에 연결되고, 타단(631b)은 베이스 링크(3)에 고정될 수 있다.

제3와이어(632)는 제3플렉시블 도관(631)의 내부에 수용되며, 일단은 구동장치(80)에 연결되고, 타단(632b)은 제3링형 링크(30)의 상부에 고정될 수 있다. 제3와이어(632)의 타단(632b)은 베이스 링크(3)에 고정된 제3플렉시블 도관(631)의 타단(631b)에서 돌출되어 제1링형 링크(10)과 제2링형 링크(20)를 지나 제3링형 링크(30)의 상부에 고정될 수 있다.

이때, 제3와이어(632)는 제2링형 링크(20)와 제3링형 링크(30)를 연결하는 제3힌지(53)의 후면에 설치된 와이어 홀더(60a)를 통과하여 제3링형 링크(30)에 고정될 수 있다. 제1링형 링크(10)와 제2링형 링크(20)의 내면에도 제3와이어(632)를 지지하는 와이어 가이드(60b)가 설치될 수 있다.

제4플렉시블 도관(641)의 일단은 구동장치(80)에 연결되고, 타단(641b)은 베이스 링크(3)에 연결될 수 있다. 제4플렉시블 도관(641)의 타단(641b)은 제2링형 링크(20)의 회전축(52a)을 기준으로 제3플렉시블 도관(631)과 반대쪽에 베이스 링크(3)에 고정될 수 있다.

제4와이어(642)는 제4플렉시블 도관(641)의 내부에 수용되며, 일단은 구동장치(80)에 연결되고, 타단(642b)은 제3링형 링크(30)의 상부에 고정될 수 있다. 제4와이어(642)의 타단(642b)은 베이스 링크(3)에 고정된 제4플렉시블 도관(641)의 타단(641b)에서 돌출되어 제1링형 링크(10)과 제2링형 링크(20)를 지나 제3링형 링크(30)의 상부에 고정될 수 있다.

제4와이어(642)의 타단(642b)은 제2링형 링크(20)의 회전축(52a)을 기준으로 제3와이어(632)와 반대쪽에 제3링형 링크(30)에 고정될 수 있다. 제3와이어(632)의 타단(632b)과 제4와이어(642)의 타단(642b)은 제2링형 링크(20)의 회전축(52a)에 대해 대략 90도를 이루도록 제3링형 링크(30)에 고정될 수 있다.

제3링형 링크(20)의 상부에는 제3와이어(632)의 타단(632b)이 고정되는 제3와이어 고정부(632c)와 제4와이어(642)의 타단(642b)이 고정되는 제4와이어 고정부(642c)가 마련될 수 있다. 제3와이어 고정부(632c)와 제4와이어 고정부(642c)는 서로 마주보도록 제3링형 링크(30)의 상부에 설치될 수 있다. 예를 들면, 제3와이어 고정부(632c)와 제4와이어 고정부(642c)는 대략 180도 간격으로 제3링형 링크(30)의 상부에 설치될 수 있다.

이때, 제4와이어(632)는 제2링형 링크(20)와 제3링형 링크(30)를 연결하는 제3힌지(53)의 후면에 설치된 와이어 홀더(60a)를 통과하여 제3링형 링크(30)에 고정될 수 있다. 제1링형 링크(10)와 제2링형 링크(20)의 내면에도 제4와이어(642)를 지지하는 와이어 가이드(60b)가 설치될 수 있다.

베이스 링크(3)의 내부에는 제3플렉시블 도관(631)의 타단(631b)이 고정되는 제3도관 고정부(631c)와 제4플렉시블 도관(641)의 타단(641b)이 고정되는 제4도관 고정부(641c)가 마련될 수 있다. 제3도관 고정부(631c)와 제4도관 고정부(641c)는 서로 마주보도록 베이스 링크(3)의 내부에 설치될 수 있다. 예를 들면, 제3도관 고정부(631c)와 제4도관 고정부(641c)는 대략 180도 간격으로 베이스 링크(3)의 내부에 설치될 수 있다.

따라서, 구동장치(80)가 제3와이어(632)와 제4와이어(642)를 작동시키면, 제2링형 링크(20)가 제2힌지(52)의 회전축(52a)을 중심으로 시계방향 또는 반시계방향으로 회전할 수 있다. 이때, 제2링형 링크(20)와 제3링형 링크(30)를 연결하는 한 쌍의 제3힌지(53)는 제1링형 링크(10)와 제2링형 링크(20)를 연결하는 한 쌍의 제2힌지(52)와 대략 90도로 배치되어 있으므로, 제2링형 링크(20)가 제1링형 링크(10)에 대해 회전할 때, 제3링형 링크(30)는 제2링형 링크(20)와 일체로 제1링형 링크(10)에 대해 회전할 수 있다. 즉, 제3와이어(632)와 제4와이어(642)에 의해 제3링형 링크(30)가 제2링형 링크(20)에 대해 회전하지 않는다.

제5보든 케이블(65)과 제6보든 케이블(66)은 제3링형 링크(30)를 일정 각도 선회시킬 수 있도록 제4링형 링크(40)에 연결될 수 있다.

제5플렉시블 도관(651)의 일단은 구동장치(80)에 연결되고, 타단(651b)은 베이스 링크(3)를 통과하여 제1링형 링크(10)의 하부에 연결될 수 있다.

제5와이어(652)는 제5플렉시블 도관(651)의 내부에 수용되며, 일단은 구동장치(80)에 연결되고, 타단(652b)은 제4링형 링크(40)에 고정될 수 있다. 제5와이어(652)의 타단(652b)은 제1링형 링크(10)에 고정된 제5플렉시블 도관(651)의 타단(651b)에서 돌출되어 제2링형 링크(20)와 제3링형 링크(30)를 지나 제4링형 링크(40)의 상부에 고정될 수 있다.

이때, 제5와이어(652)는 제2힌지(52)와 제4힌지(54)의 후면에 설치된 와이어 홀더(60a)를 통과하여 제4링형 링크(40)에 고정될 수 있다. 제1링형 링크(10), 제2링형 링크(20), 및 제3링형 링크(30)의 내면에도 제5와이어(652)를 지지하는 와이어 가이드(60b)가 설치될 수 있다.

제6플렉시블 도관(661)의 일단은 구동장치(80)에 연결되고, 타단(661b)은 베이스 링크(3)를 통과하여 제1링형 링크(10)의 하부에 연결될 수 있다. 제6플렉시블 도관(661)의 타단(661b)은 제3링형 링크(30)의 회전축(53a)을 기준으로 제5플렉시블 도관(651)과 반대쪽에 제1링형 링크(10)에 연결될 수 있다.

제6와이어(662)는 제6플렉시블 도관(661)의 내부에 수용되며, 일단은 구동장치(80)에 연결되고, 타단(662b)은 제4링형 링크(40)에 고정될 수 있다. 제6와이어(662)의 타단(662b)은 제1링형 링크(10)에 고정된 제6플렉시블 도관(661)의 타단(661b)에서 돌출되어 제2링형 링크(20)와 제3링형 링크(30)를 지나 제4링형 링크(40)에 고정될 수 있다.

제6와이어(662)의 타단(662b)은 제3링형 링크(30)의 회전축(53a)을 기준으로 제5와이어(652)와 반대쪽에 제4링형 링크(40)에 고정될 수 있다. 제5와이어(652)의 타단(652b)과 제6와이어(662)의 타단(662b)은 제3링형 링크(30)의 회전축(53a)에 대해 대략 90도를 이루도록 제4링형 링크(40)에 고정될 수 있다.

이때, 제6와이어(662)는 제2힌지(52)와 제4힌지(54)의 후면에 설치된 와이어 홀더(60a)를 통과하여 제4링형 링크(40)에 고정될 수 있다. 제1링형 링크(10), 제2링형 링크(20), 및 제3링형 링크(30)의 내면에도 제6와이어(662)의 이동을 지지하고 안내하는 와이어 가이드(60b)가 설치될 수 있다.

제4링형 링크(40)의 상부에는 제5와이어(652)의 타단(652b)이 고정되는 제5와이어 고정부(652c)와 제6와이어(662)의 타단(662b)이 고정되는 제6와이어 고정부(662c)가 마련될 수 있다. 제5와이어 고정부(652c)와 제6와이어 고정부(662c)는 서로 마주보도록 제4링형 링크(40)의 내면에 설치될 수 있다. 예를 들면, 제5와이어 고정부(652c)와 제6와이어 고정부(662c)는 대략 180도 간격으로 제4링형 링크(30)의 상부에 설치될 수 있다.

제1링형 링크(10)의 하부에는 제5플렉시블 도관(651)의 타단(651b)이 고정되는 제5도관 고정부(651c)와 제6플렉시블 도관(661)의 타단(661b)이 고정되는 제6도관 고정부(661c)가 마련될 수 있다. 제5도관 고정부(651c)와 제6도관 고정부(661c)는 서로 마주보도록 제1링형 링크(10)의 하부에 설치될 수 있다. 예를 들면, 제5도관 고정부(651c)와 제6도관 고정부(661c)는 대략 180도 간격으로 제1링형 링크(10)의 하부에 설치될 수 있다.

따라서, 구동장치(80)가 제5와이어(652)와 제6와이어(662)를 작동시키면, 제3링형 링크(30)가 제3힌지(53)의 회전축(53a)을 중심으로 시계방향 또는 반시계방향으로 회전할 수 있다. 이때, 제3링형 링크(30)와 제4링형 링크(40)를 연결하는 한 쌍의 제4힌지(54)는 제2링형 링크(20)와 제3링형 링크(30)를 연결하는 한 쌍의 제3힌지(53)와 대략 90도로 배치되어 있으므로, 제3링형 링크(30)가 제2링형 링크(20)에 대해 회전할 때, 제4링형 링크(40)는 제3링형 링크(30)와 일체로 제2링형 링크(20)에 대해 회전할 수 있다. 즉, 제5와이어(652)와 제6와이어(662)에 의해 제4링형 링크(40)가 제3링형 링크(30)에 대해 회전하지 않는다.

제7플렉시블 도관(671)의 일단은 구동장치(80)에 연결되고, 타단(671b)은 베이스 링크(3)와 제1링형 링크(10)를 통과하여 제2링형 링크(20)의 하부에 연결될 수 있다.

제7와이어(672)는 제7플렉시블 도관(671)의 내부에 수용되며, 일단은 구동장치(80)에 연결되고, 타단(672b)은 제4링형 링크(40)에 고정될 수 있다. 제7와이어(672)의 타단(672b)은 제2링형 링크(20)의 하부에 고정된 제7플렉시블 도관(671)의 타단(671b)에서 돌출되어 제2링형 링크(20)와 제3링형 링크(30)를 지나 제4링형 링크(40)의 상부에 고정될 수 있다.

이때, 제7와이어(672)는 제3힌지(53)의 후면에 설치된 와이어 홀더(60a)를 통과하여 제4링형 링크(40)에 고정될 수 있다. 제3링형 링크(30)의 내면에도 제7와이어(672)를 지지하는 와이어 가이드(60b)가 설치될 수 있다.

제8플렉시블 도관(681)의 일단은 구동장치(80)에 연결되고, 타단(681b)은 베이스 링크(3)와 제1링형 링크(10)를 통과하여 제2링형 링크(20)의 하부에 연결될 수 있다. 제8플렉시블 도관(681)의 타단(681b)은 제3링형 링크(30)의 회전축(53a)을 기준으로 제7플렉시블 도관(671)과 반대쪽에 제2링형 링크(20)의 하부에 연결될 수 있다.

제8와이어(682)는 제8플렉시블 도관(681)의 내부에 수용되며, 일단은 구동장치(80)에 연결되고, 타단(682b)은 제4링형 링크(40)의 상부에 고정될 수 있다. 제8와이어(682)의 타단(682b)은 제2링형 링크(20)의 하부에 고정된 제8플렉시블 도관(681)의 타단(681b)에서 돌출되어 제2링형 링크(20)와 제3링형 링크(30)를 지나 제4링형 링크(40)에 고정될 수 있다.

이때, 제8와이어(682)는 제3힌지(53)의 후면에 설치된 와이어 홀더(60a)를 통과하여 제4링형 링크(40)에 고정될 수 있다. 제3링형 링크(30)의 내면에도 제8와이어(682)를 지지하고 안내하는 와이어 가이드(60b)가 설치될 수 있다.

제4링형 링크(40)의 상부에는 제7와이어(672)의 타단(672b)이 고정되는 제7와이어 고정부(672c)와 제8와이어(682)의 타단(682b)이 고정되는 제8와이어 고정부(682c)가 마련될 수 있다. 제7와이어 고정부(672c)와 제8와이어 고정부(682c)는 서로 마주보도록 제4링형 링크(40)의 상부에 설치될 수 있다. 예를 들면, 제7와이어 고정부(672c)와 제8와이어 고정부(682c)는 대략 180도 간격으로 제4링형 링크(40)의 상부에 설치될 수 있다.

제2링형 링크(20)의 하부에는 제7플렉시블 도관(671)의 타단(671b)이 고정되는 제7도관 고정부(671c)와 제8플렉시블 도관(681)의 타단(681b)이 고정되는 제8도관 고정부(681c)가 마련될 수 있다. 제7도관 고정부(671c)와 제8도관 고정부(681c)는 서로 마주보도록 제2링형 링크(20)의 하부에 설치될 수 있다. 예를 들면, 제7도관 고정부(671c)와 제8도관 고정부(681c)는 대략 180도 간격으로 제2링형 링크(20)의 하부에 설치될 수 있다.

구동장치(80)는 제1 내지 제8보든 케이블(61-68)을 작동시킬 수 있도록 형성될 수 있다. 구동장치(80)는 제1 내지 제8보든 케이블(61-68)을 작동시킬 수 있도록 복수의 모터 조립체를 포함할 수 있다.

예를 들면, 구동장치(80)는 제1보든 케이블(61)과 제2보든 케이블(62)을 작동시키는 제1모터 조립체(81), 제3보든 케이블(63)과 제4보든 케이블(64)을 작동시키는 제2모터 조립체(82), 제5보든 케이블(65)과 제6보든 케이블(66)을 작동시키는 제3모터 조립체(83), 및 제7보든 케이블(67)과 제8보든 케이블(68)을 작동시키는 제4모터 조립체(84)를 포함할 수 있다. 즉, 한 개의 모터 조립체는 2개의 보든 케이블을 길항적으로 작동시킬 수 있다.

제1 내지 제4모터 조립체(81-84)는 동일한 구조로 형성되므로, 이하에서는 도 7 내지 도 9를 참조하여 제1모터 조립체(81)에 대해서만 상세하게 설명한다. 이하에서, 설명의 편의를 위해 제1모터 조립체(81)를 모터 조립체라고 한다.

도 7은 도 1의 매니퓰레이터(1)에 사용되는 모터 조립체를 나타내는 사시도이다. 도 8은 도 7의 모터 조립체를 선A-A를 따라 절단하여 나타내는 단면도이다. 도 9는 도 7의 모터 조립체를 선B-B를 따라 절단하여 나타내는 단면도이다.

도 7 내지 도 9를 참조하면, 모터 조립체(81)는 모터(811), 드럼(812), 및 케이스(813)를 포함할 수 있다.

모터(811)는 회전력을 발생시킬 수 있도록 형성되며, 양방향 회전이 가능한 모터 샤프트(811a)를 포함할 수 있다. 따라서, 모터 샤프트(811a)는 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전할 수 있다.

드럼(812)은 모터 샤프트(811a)에 설치되며, 모터 샤프트(811a)와 일체로 회전할 수 있다. 드럼(812)은 원통 형상으로 형성되며, 드럼(812)의 외주면에는 한 쌍의 와이어 각각의 일단이 고정될 수 있다. 한 쌍의 와이어 각각의 일단은 드럼(812)의 외주면에 대략 180도 이격되어 고정될 수 있다.

케이스(813)는 모터(811)를 지지할 수 있도록 형성된다. 모터 샤프트(811a)에 설치된 드럼(812)은 케이스(813)의 내부에 수용될 수 있다. 케이스(813)의 일면에는 드럼(812)에 고정되는 한 쌍의 와이어가 통과하는 2개의 와이어 구멍이 마련될 수 있다. 2개의 와이어 구멍 각각에는 플렉시블 도관의 일단이 결합될 수 있다.

모터 샤프트(811a)에 의해 드럼(812)이 일방향으로 회전하면, 한 쌍의 와이어 중 하나는 당겨져서 드럼(812)에 감기고, 다른 하나는 반대방향으로 밀리게 된다. 드럼(812)이 반대 방향으로 회전하면, 한 쌍의 와이어 중 다른 하나가 당겨져서 드럼(812)에 감기고, 하나는 드럼(812)에서 풀려 반대방향으로 밀리게 된다. 즉 모터(811)는 한 쌍의 와이어를 길항적으로 작동시킬 수 있다.

예를 들면, 제1모터(811)의 제1모터 샤프트(811a)에 일체로 설치된 제1드럼(812)의 외주면에는 제1와이어(612)의 일단(612a)과 제2와이어(622)의 일단(622a)이 대략 180도 이격되어 고정될 수 있다. 제1케이스(813)의 2개의 와이어 구멍에는 제1플렉시블 도관(611)의 일단(611a)과 제2플렉시블 도관(621)의 일단(621a)이 결합될 수 있다. 제1와이어(612)는 제1플렉시블 도관(611)을 통해 일단(612a)이 제1드럼(812)에 고정되고, 제2와이어(622)는 제2플렉시블 도관(621)을 통해 일단(622a)이 제1드럼(812)에 고정될 수 있다.

따라서, 제1모터 샤프트(811a)에 의해 제1드럼(812)이 일방향으로 회전하면, 제1플렉시블 도관(611)를 따라 이동하는 제1와이어(612)가 제1드럼(812)의 외주면에 감기고, 제2와이어(622)는 제1드럼(812)에 의해 밀려 제2플렉시블 도관(621)을 따라 제1와이어(612)와 반대방향으로 이동하게 된다.

제2모터(821)의 제2모터 샤프트(821a)에 일체로 설치된 제2드럼(822)의 외주면에는 제3와이어(632)의 일단(632a)과 제4와이어(642)의 일단(642a)이 대략 180도 이격되어 고정될 수 있다. 제2케이스(823)의 2개의 와이어 구멍에는 제3플렉시블 도관(631)의 일단(631a)과 제4플렉시블 도관(641)의 일단(641a)이 결합될 수 있다. 제3와이어(632)는 제3플렉시블 도관(631)을 통해 제2드럼(822)에 고정되고, 제4와이어(642)는 제4플렉시블 도관(641)을 통해 제2드럼(822)에 고정될 수 있다.

따라서, 제2모터 샤프트(821)에 의해 제2드럼(822)이 일방향으로 회전하면, 제3플렉시블 도관(631)를 따라 이동하는 제3와이어(632)가 제2드럼(822)의 외주면에 감기고, 제4와이어(642)는 제2드럼(822)에 의해 밀려 제4플렉시블 도관(641)을 따라 제3와이어(632)와 반대방향으로 이동하게 된다.

제3모터(831)의 제3모터 샤프트(831a)에 일체로 설치된 제3드럼(832)의 외주면에는 제5와이어(652)의 일단(652a)과 제6와이어(662)의 일단(662a)이 대략 180도 이격되어 고정될 수 있다. 제3케이스(833)의 2개의 와이어 구멍에는 제5플렉시블 도관(651)의 일단(651a)과 제6플렉시블 도관(661)의 일단(661a)이 결합될 수 있다. 제5와이어(652)는 제5플렉시블 도관(651)을 통해 제3드럼(832)에 고정되고, 제6와이어(662)는 제6플렉시블 도관(661)을 통해 제3드럼(832)에 고정될 수 있다.

따라서, 제3모터 샤프트(831a)에 의해 제3드럼(832)이 일방향으로 회전하면, 제5플렉시블 도관(651)를 따라 이동하는 제5와이어(652)가 제3드럼(832)의 외주면에 감기고, 제6와이어(662)는 제3드럼(832)에 의해 밀려 제6플렉시블 도관(661)을 따라 제5와이어(652)와 반대방향으로 이동하게 된다.

제4모터(841)의 제4모터 샤프트(841a)에 일체로 설치된 제4드럼(842)의 외주면에는 제7와이어(672)의 일단(672a)과 제8와이어(682)의 일단(682a)이 대략 180도 이격되어 고정될 수 있다. 제4케이스(843)의 2개의 와이어 구멍에는 제7플렉시블 도관(671)의 일단(671a)과 제8플렉시블 도관(681)의 일단(681a)이 결합될 수 있다. 제7와이어(672)는 제7플렉시블 도관(671)을 통해 제4드럼(842)에 고정되고, 제8와이어(682)는 제8플렉시블 도관(681)을 통해 제4드럼(842)에 고정될 수 있다.

따라서, 제4모터 샤프트(841a)에 의해 제4드럼(842)이 일방향으로 회전하면, 제7플렉시블 도관(671)를 따라 이동하는 제7와이어(672)가 제4드럼(842)의 외주면에 감기고, 제8와이어(682)는 제4드럼(842)에 의해 밀려 제8플렉시블 도관(681)을 따라 제7와이어(672)와 반대방향으로 이동하게 된다.

보든 케이블(60)은 와이어의 장력을 조절하기 위한 장력 조절기(70)를 포함할 수 있다.

도 10은 본 개시의 하나 이상의 실시 예에 의한 매니퓰레이터(1)에 사용되는 장력 조절기(70)를 나타내는 사시도이다.

도 10을 참조하면, 장력 조절기(70)는 고정 브라켓(71)와 조절부(72)를 포함할 수 있다.

고정 브라켓(71)은 대략 바닥이 평평한 U자 형상으로 형성될 수 있다. 고정 브라켓(71)은 고정판(711)과 고정판(711)의 양단에서 수직하게 연장되는 한 쌍의 지지판(712)을 포함할 수 있다. 한 쌍의 지지판(712) 각각은 고정 구멍(713)이 마련될 수 있다. 고정 구멍(713)에는 플렉시블 도관(611)이 고정될 수 있다.

조절부(72)는 와이어(612)의 장력을 조절할 수 있도록 형성된다. 조절부(72)는 회전부(721)와 회전부(721)의 양단에 결합되는 한 쌍의 볼트(722)를 포함할 수 있다. 회전부(721)의 양단에는 한 쌍의 볼트(722)가 체결될 수 있는 한 쌍의 암나사(723)가 마련될 수 있다.

회전부(721)는 대략 트랙 형상 또는 타원 형상으로 형성될 수 있다. 한 쌍의 볼트(722) 각각의 일단에는 와이어(612)의 일단이 결합될 수 있다. 따라서, 회전부(721)의 암나사(723)에 결합된 한 쌍의 볼트(722)에 와이어(612)를 결합한 상태에서, 회전부(721)를 회전시키면, 와이어(612)의 장력을 조절할 수 있다.

조절부(72)의 길이는 고정 브라켓(71)의 한 쌍의 지지판(712) 사이의 간격보다 작게 형성될 수 있다. 구동장치(80)에 의해 와이어(612)가 플렉시블 도관(611) 내에서 이동할 때, 조절부(72)가 와이어(612)와 함께 이동한다. 따라서, 조절부(72)의 길이와 한 쌍의 지지판(712) 사이의 간격은 와이어(612)의 이동을 방해하지 않도록 정해질 수 있다.

도 10에서는 장력 조절기(70)가 제1보든 케이블(61)에 설치된 상태를 예로 들어 도시하고 있다. 그러나, 도 1에 도시된 바와 같이 제2보든 케이블 내지 제8보든 케이블(62-68)에도 동일한 장력 조절기(70)가 설치될 수 있다. 장력 조절기(70)의 고정 브라켓(71)은 베이스(5)에 고정될 수 있다.

이상에서는 도 1, 도 2, 도 4, 도 5, 및 도 6을 참조하여, 베이스 링크(3)와 제4링형 링크(40) 사이에 3개의 링형 링크(10,20,30)가 설치된 경우에 대해 설명하였으나, 본 개시에 의한 매니퓰레이터(1)는 이에 한정되는 것은 아니다.

일 예로, 본 개시의 하나 이상의 실시 예에 따른 매니퓰레이터(1)는 베이스 링크(3)와 제4링형 링크(40) 사이에 한 개의 링형 링크(10)만 포함할 수 있다. 즉, 매니퓰레이터(1)는 2개의 링형 링크(10, 40)를 포함할 수 있다. 매니퓰레이터(1)가 2개의 링형 링크(10, 40)를 포함하는 경우에는 4개의 보든 케이블(60)과 2개의 모터 조립체를 이용하여 2개의 링형 링크(10,40)를 작동시킬 수 있다.

다른 예로, 본 개시의 하나 이상의 실시 예에 따른 매니퓰레이터(1)는 베이스 링크(3)와 제4링형 링크(40) 사이에 두 개의 링형 링크(10, 20)를 포함할 수 있다. 즉, 매니퓰레이터(1)는 3개의 링형 링크(10, 20, 40)를 포함할 수 있다. 매니퓰레이터(1)가 3개의 링형 링크(10,20,40)를 포함하는 경우에는 6개의 보든 케이블(60)과 3개의 모터 조립체를 이용하여 3개의 링형 링크(10,20,40)를 작동시킬 수 있다.

다른 예로, 본 개시의 하나 이상의 실시 예에 따른 매니퓰레이터(1)는 베이스 링크(3)와 제4링형 링크(40) 사이에 4개 이상의 링형 링크만 포함할 수 있다. 즉, 매니퓰레이터(1)는 5개 이상의 링형 링크를 포함할 수 있다. 매니퓰레이터(1)가 5개 이상의 링형 링크를 포함하는 경우에는 링형 링크의 개수의 2배의 보든 케이블과 5개 이상의 모터 조립체를 이용하여 5개 이상의 링형 링크를 작동시킬 수 있다.

이상에서는 한 개의 모터가 한 개의 링형 링크를 작동시키도록 형성된 구동장치(80)에 대해 설명하였다. 그러나, 본 개시의 구동장치(80)는 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 구동장치(80)는 한 개의 모터가 2개의 링형 링크를 작동시키도록 구성될 수도 있다.

도 11은 본 개시의 하나 이상의 실시 예에 의한 매니퓰레이터(1)에 사용되는 구동장치(80)를 나타내는 개념도이다.

도 11을 참조하면, 구동장치(80)는 모터(801), 제1드럼(802), 제2드럼(803), 클러치(804)를 포함할 수 있다.

모터(801)는 회전력을 발생시킬 수 있도록 형성되며, 양방향 회전이 가능한 모터 샤프트(801a)를 포함할 수 있다. 따라서, 모터 샤프트(801a)는 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전할 수 있다.

제1드럼(802)은 원통 형상으로 형성되며, 제1드럼(802)의 외주면에는 제1와이어(612)와 제2와이어(622) 각각의 일단이 고정될 수 있다. 제1 및 제2와이어(612,622) 각각의 일단은 제1드럼(802)의 외주면에 대략 180도 이격되어 고정될 수 있다.

제2드럼(803)은 원통 형상으로 형성되며, 제1드럼(802)과 동일한 지름을 가질 수 있다. 제1드럼(802)은 제1회전축(802a)을 중심으로 회전하고, 제2드럼(803)은 제2회전축(803a)을 중심으로 회전할 수 있다. 제1회전축(802a)과 제2회전축(803a)은 일직선을 이룰 수 있다. 그러나, 제1드럼(802)과 제2드럼(803)은 별개로 회전하도록 설치된다.

제2드럼(803)의 외주면에는 제3와이어(632)와 제4와이어(642) 각각의 일단이 고정될 수 있다. 제3 및 제4와이어(632,642) 각각의 일단은 제2드럼(803)의 외주면에 대략 180도 이격되어 고정될 수 있다.

클러치(804)는 모터(801)의 회전력을 선택적으로 제1드럼(802)과 제2드럼(803) 중 하나로 전달하도록 형성될 수 있다. 즉, 클러치(804)는 제1드럼(802)과 제2드럼(803)을 선택적으로 회전시킬 수 있도록 형성될 수 있다.

클러치(804)는 제1드럼(802)의 일측면에 제1드럼(802)과 동축상으로 설치된 제1기어(802b)와 제2드럼(803)의 일측면에 제2드럼(803)과 동축상으로 설치된 제2기어(803b)를 포함할 수 있다.

클러치(804)는 제1기어(802b)와 제2기어(803b) 중 하나와 선택적으로 치합되는 구동 기어(805)를 포함할 수 있다. 구동 기어(805)는 구동 샤프트(806)와 일체로 회전할 수 있도록 설치될 수 있다. 구동 샤프트(806)는 커플러(809)에 의해 모터 샤프트(801a)와 연결될 수 있다. 따라서, 모터 샤프트(801a)가 회전하면 구동 샤프트(806)와 구동 기어(805)가 회전할 수 있다.

클러치(804)는 구동 샤프트(806)를 회전 가능하게 지하는 지지 브라켓(807)을 포함할 수 있다. 지지 브라켓(807)은 구동 샤프트(806)를 양단 지지할 수 있도록 마련될 수 있다.

구동 기어(805)는 구동 샤프트(806)를 따라 구동 샤프트(806)의 길이 방향으로 이동할 수 있도록 설치된다. 클러치(804)는 구동 기어(805)를 구동 샤프트(806)의 길이 방향으로 이동시키는 액추에이터를 포함할 수 있다. 액추에이터는 구동 기어(805)를 제1위치와 제2위치 중 한 곳에 위치시킬 수 있도록 형성될 수 있다.

예를 들면, 액추에이터는 2개의 전자석(808a,808b)으로 형성될 수 있다. 이때, 구동 기어(805)는 금속으로 형성될 수 있다. 제1전자석(808a)이 온되고 제2전자석(808b)이 오프되면, 구동 기어(805)는 제1전자석(808a)의 자력에 의해 제1위치에 위치할 수 있다. 제2전자석(808b)이 온되고, 제1전자석(808a)이 오프되면, 구동 기어(805)는 제2전자석(808b)의 자력에 의해 제2위치에 위치할 수 있다.

제1위치에서는 구동 기어(805)는 제1기어(802b)와 치합되고, 제2위치에서는 구동 기어(805)는 제2기어(803b)와 치합될 수 있다.

구동 기어(805)가 제1기어(802b)와 치합되면, 제1드럼(802)이 회전할 수 있다. 따라서, 제1드럼(802)에 고정된 제1와이어(612)와 제2와이어(622)에 의해 제1링형 링크(10)가 일정 각도 선회할 수 있다. 이때, 제3와이어(632)와 제4와이어(642)가 고정된 제2드럼(803)에는 동력이 전달되지 않으므로, 제3와이어(632)와 제4와이어(642)에 연결된 제2링형 링크(20)는 작동하지 않는다.

구동 기어(805)가 제2기어(803b)와 치합되면, 제2드럼(803)이 회전할 수 있다. 따라서, 제2드럼(803)에 고정된 제3와이어(632)와 제4와이어(642)에 의해 제2링형 링크(20)가 일정 각도 선회할 수 있다. 이때, 제1와이어(612)와 제2와이어(622)가 고정된 제1드럼(802)에는 동력이 전달되지 않으므로, 제1와이어(612)와 제2와이어(622)에 연결된 제1링형 링크(10)는 작동하지 않는다.

이상에서는 구동장치(80)가 제1링형 링크(10)와 제2링형 링크(20)를 선택적으로 작동시키는 경우에 대해 설명하였으나, 본 개시는 이에 한정되는 것은 아니다. 본 개시에 의한 구동장치(80)는 제2링형 링크(20)와 제3링형 링크(30)를 선택적으로 작동시키도록 구성할 수도 있다. 또는, 본 개시에 의한 구동장치(80)는 제3링형 링크(30)와 제4링형 링크(40)를 선택적으로 작동시키도록 구성할 수도 있다.

이하, 도 1, 도 4, 도 5, 도 8, 도 9, 도 12, 및 도 13을 참조하여, 본 개시의 하나 이상의 실시 예에 의한 매니퓰레이터(1)의 동작을 설명한다.

도 12는 본 개시의 하나 이상의 실시 예에 의한 매니퓰레이터(1)의 동작을 설명하기 위한 도면이다. 도 13은 본 개시의 하나 이상의 실시 예에 의한 매니퓰레이터(1)의 동작을 설명하기 위한 도면이다. 참고로, 도 12와 도 13에서는 도시의 편의를 위해 복수의 보든 케이블 중 작동하는 와이어만 도시하고 있다.

도 1, 도 4, 도 5, 도 8, 도 9, 및 도 12를 참조하면, 제1링형 링크(10)가 베이스 링크(3)에 대해 일방향으로 일정 각도 선회하였다.

구체적으로, 제1모터(811)의 제1모터 샤프트(811a)가 일방향으로 회전하면, 제1모터 샤프트(811a)에 고정된 제1드럼(812)도 일방향으로 회전한다. 제1드럼(812)이 일방향으로 회전하면, 제1와이어(612)는 일방향으로 이동하여 제1드럼(812)의 외주면에 감기게 되고, 제2와이어(622)는 제1드럼(812)에 의해 제1와이어(612)와 반대방향으로 일정 거리 이동하게 된다.

제1와이어(612)는 베이스 링크(3)에 고정된 제1플렉시블 도관(611)을 통과하여, 제1와이어(612)의 타단이 제1링형 링크(10)에 고정되어 있다. 제2와이어(622)는 베이스 링크(3)에 고정된 제2플렉시블 도관(621)을 통과하여, 제2와이어(622)의 타단이 제1링형 링크(10)에 고정되어 있다.

따라서, 제1와이어(612)가 제1드럼(802)에 감기면, 제1플렉시블 도관(611)의 내부에서 슬라이드 이동하는 제1와이어(612)가 제1링형 링크(10)를 잡아 당기고, 제2플렉시블 도관(621)의 내부에서 슬라이드 이동하는 제2와이어(622)가 제1링형 링크(10)를 밀므로, 제1링형 링크(10)는 한 쌍의 제1힌지(51)를 중심으로 일방향으로 일정 각도 회전할 수 있다.

이때, 제1링형 링크(10)의 선단에 연결된 제2링형 링크(20), 제3링형 링크(30), 및 제4링형 링크(40)는 직선을 유지하고 있다.

제1모터(811)의 제1모터 샤프트(811a)가 반대방향으로 회전하면, 제1드럼(812)이 반대방향으로 회전하게 된다. 따라서, 제1드럼(812)에 일단이 고정되고, 제1링형 링크(10)에 타단이 고정된 제1와이어(612)와 제2와이어(622)에 의해 제1링형 링크(10)는 도 12와 반대방향으로 회전할 수 있다.

도 13을 참조하면, 제1링형 링크(10)가 도 12에 도시된 바와 같이 베이스 링크(3)에 대해 일방향으로 일정 각도 선회한 상태에서 제2링형 링크(20)가 제1링형 링크(10)에 대해 다른 방향으로 일정 각도 선회하였다.

구체적으로, 제2모터(821)의 제2모터 샤프트(821a)가 일방향으로 회전하면, 제2모터 샤프트(821a)에 고정된 제2드럼(822)도 일방향으로 회전한다. 제2드럼(822)이 일방향으로 회전하면, 제3와이어(632)는 일방향으로 이동하여 제2드럼(822)의 외주면에 감기게 되고, 제4와이어(642)는 제2드럼(822)에 의해 제3와이어(632)와 반대방향으로 일정 거리 이동하게 된다.

제3와이어(632)는 제1링형 링크(10)에 고정된 제3플렉시블 도관(631)을 통과하여, 제3와이어(632)의 타단(632b)이 제2링형 링크(20)에 고정되어 있다. 제4와이어(642)는 제1링형 링크(10)에 고정된 제4플렉시블 도관(641)을 통과하여, 제4와이어(642)의 타단(642b)이 제2링형 링크(20)에 고정되어 있다.

따라서, 제3와이어(632)가 제2드럼(822)에 감기면, 제3플렉시블 도관(631)의 내부에서 슬라이드 이동하는 제3와이어(632)가 제2링형 링크(20)를 잡아 당기고, 제4플렉시블 도관(641)의 내부에서 슬라이드 이동하는 제4와이어(642)가 제2링형 링크(20)를 밀므로, 제2링형 링크(20)는 한 쌍의 제2힌지(52)를 중심으로 일정 각도 일방향으로 회전할 수 있다.

이때, 제1링형 링크(10)는 제2링형 링크(20)의 회전에 의해 영향을 받지 않고, 이전에 회전된 상태를 그대로 유지하고 있다. 또한, 제2링형 링크(20)의 선단에 직접적 또는 간접적으로 연결된 제3링형 링크(30) 및 제4링형 링크(40)는 직선을 유지하고 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 개시의 하나 이상의 실시 예에 의한 매니퓰레이터(1)는 복수의 힌지로 직접적 또는 간접적으로 연결된 복수의 링형 링크를 포함하고, 복수의 링형 링크는 복수의 보든 케이블(60)과 복수의 모터 조립체에 의해 구동되므로, 다양한 자세를 취할 수 있다. 따라서, 매니퓰레이터(1)의 선단을 복잡한 공간의 목표 지점에 위치시킬 수 있다.

또한, 본 개시의 하나 이상의 실시 예에 의한 매니퓰레이터(1)는 복수의 링형 링크(10,20,30,40)와 구동장치(80)가 보든 케이블(60)에 의해 연결되어 있으므로, 구동장치(80)를 링형 링크에 인접하게 설치할 필요가 없다. 따라서, 구동장치(80)를 링형 링크와 관계 없이 다양한 위치에 설치할 수 있다. 즉, 복수의 링형 링크에 대한 구동장치(80)의 배치 자유도가 높다.

이하, 본 개시의 하나 이상의 실시 예에 의한 매니퓰레이터(1)를 포함하는 로봇 청소기(100)에 대해 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.

도 14는 본 개시의 하나 이상의 실시 예에 의한 로봇 청소기(100)를 나타내는 사시도이다. 도 15는 본 개시의 하나 이상의 실시 예에 의한 로봇 청소기(100)의 기능 블록도이다.

도 14 및 도 15를 참조하면, 본 개시의 하나 이상의 실시 예에 의한 로봇 청소기(100)는 본체(110), 매니퓰레이터(1), 승강장치(120), 틸팅장치(130), 흡입관(140), 흡입장치(150), 이동장치(160), 처리 회로를 포함하는 프로세서(200)를 포함할 수 있다.

본체(110)는 로봇 청소기(100)의 외관을 형성하며, 내부에는 매니퓰레이터(1), 틸팅장치(130), 승강장치(120), 흡입장치(150), 이동장치(160), 프로세서(200)가 설치될 수 있다.

본체(110)의 전면에는 매니퓰레이터(1)의 복수의 링형 링크가 수용되는 매니퓰레이터 수용부(111)가 직접적 또는 간접적으로 마련될 수 있다. 매니퓰레이터 수용부(111)는 매니퓰레이터(1)에 대응하여 대략 반원 형상의 단면을 갖도록 형성된다.

매니퓰레이터(1)는 매니퓰레이터 수용부(111)를 따라 상하로 승강할 수 있다. 매니퓰레이터(1)는 매니퓰레이터 수용부(111)에 대해 일정 각도 범위 내에서 선회할 수 있다.

매니퓰레이터(1)는 복수의 링형 링크(10,20,30,40)를 포함할 수 있다. 매니퓰레이터(1)의 복수의 링형 링크(10,20,30,40)는 구동장치(80)에 의해 작동할 수 있다.

구동장치(80)는 복수의 링형 링크(10,20,30,40)에 대응하는 개수의 모터와 각도 센서를 포함할 수 있다.

본 실시예의 경우에는 매니퓰레이터(1)가 4개의 링형 링크를 포함하므로, 구동장치(80)는 4개의 모터(811,821,831,841)와 4개의 각도 센서(514,524,534,544)를 포함할 수 있다.

즉, 구동장치(80)는 제1링형 링크(10)를 회전시키는 제1모터(811)와 제1링형 링크(10)의 회전각도를 검출할 수 있는 제1각도 센서(514)를 포함할 수 있다. 구동장치(80)는 제2링형 링크(20)를 회전시키는 제2모터(821)와 제2링형 링크(20)의 회전각도를 검출할 수 있는 제2각도 센서(524)를 포함할 수 있다. 구동장치(80)는 제3링형 링크(30)를 회전시키는 제3모터(831)와 제3링형 링크(30)의 회전각도를 검출할 수 있는 제3각도 센서(534)를 포함할 수 있다. 구동장치(80)는 제4링형 링크(40)를 회전시키는 제4모터(841)와 제4링형 링크(40)의 회전각도를 검출할 수 있는 제4각도 센서(544)를 포함할 수 있다.

프로세서(200)는 복수의 모터(811,821,831,841)와 복수의 각도 센서(514,524,534,544)를 제어하여, 매니퓰레이터(1)의 선단에 설치된 작업툴(45)을 임의의 위치에 위치시킬 수 있다.

승강장치(120)는 매니퓰레이터(1)를 상하로 이동시킬 수 있도록 형성될 수 있다. 승강장치(120)는 매니퓰레이터(1)가 고정되는 승강 블록(121)과 승강 블록(121)을 승강시키는 승강 모터(122)를 포함할 수 있다. 승강장치(120)는 승강 블록(121)의 위치, 즉 매니퓰레이터(1)의 위치를 검출할 수 있도록 형성된 승강 센서(123)를 포함할 수 있다.

승강장치(120)에 의해 매니퓰레이터(1)가 본체(110)에 대해 상하로 이동할 때, 매니퓰레이터(1)의 구동장치(80)는 본체(110) 내에 고정되어 있다. 구동장치(80)는 복수의 보든 케이블(60)을 통해 복수의 링형 링크(10,20,30,40)에 연결되어 있다. 따라서, 매니퓰레이터(1)가 승강장치(120)에 의해 상하로 이동하여도, 매니퓰레이터(1)는 구동장치(80)에 의해 작동될 수 있다.

틸팅장치(130)는 매니퓰레이터(1)를 본체(110)에 대해 일정 각도 범위 내에서 선회시킬 수 있도록 형성될 수 있다. 틸팅장치(130)는 매니퓰레이터(1)의 베이스 링크(3)를 일정 각도 선회시킬 수 있도록 형성될 수 있다. 틸팅장치(130)는 매니퓰레이터(1)의 베이스 링크(3)를 회전시키는 틸팅 모터(134)와 베이스 링크(3)의 선회 각도를 검출할 수 있도록 형성된 틸팅 센서(136)를 포함할 수 있다.

틸팅장치(130)는 매니퓰레이터(1)와 함께 승강장치(120)에 의해 상하로 승강할 수 있다. 따라서, 틸팅장치(130)는 승강장치(120)의 승강 블록(121)에 설치될 수 있다.

매니퓰레이터(1)의 내부에는 흡입관(140)이 설치될 수 있다. 즉, 흡입관(140)은 베이스 링크(3), 제1링형 링크(10), 제2링형 링크(20), 제3링형 링크(30), 및 제4링형 링크(40)의 내부에 설치될 수 있다.

흡입관(140)은 제1링형 링크(10), 제2링형 링크(20), 제3링형 링크(30), 및 제4링형 링크(40) 각각의 내부에 마련된 홀더(49)에 의해 지지될 수 있다. 도 2를 참조하면, 홀더(49)는 링 형상으로 형성되며, 복수의 암으로 링형 링크(10,20,30,40)의 내주면에 고정될 수 있다. 따라서, 흡입관(140)은 복수의 링형 링크(10,20,30,40)를 구동하는 복수의 보든 케이블(60)과 간섭되지 않을 수 있다.

흡입관(140)의 일단은 제4링형 링크(40)의 선단에 마련된 흡입 노즐(45)에 직접적 또는 간접적으로 연결될 수 있다. 흡입관(140)의 타단은 본체(110)의 내부에 설치된 흡입장치(150)에 직접적 또는 간접적으로 연결될 수 있다.

흡입장치(150)는 흡입력을 발생시켜 오물을 수거할 수 있도록 형성될 수 있다. 흡입장치(150)는 흡입 모터(151)와 집진장치(152)를 포함할 수 있다. 흡입 모터(151)는 흡입력을 발생시키도록 형성될 수 있다. 집진장치(152)는 흡입 모터(151)의 앞에 설치되며, 흡입관(140)의 타단과 직접적 또는 간접적으로 연결될 수 있다. 집진장치(152)는 흡입 모터(151)의 흡입력에 의해 흡입관(140)을 통해 공기와 함께 흡입되는 오물을 분리하여 수거할 수 있도록 형성될 수 있다.

따라서, 프로세서(200)가 매니퓰레이터(1)를 제어하여 흡입 노즐(45)을 작업 영역에 위치시키면, 흡입장치(150)에 의해 발생하는 흡입력에 의해 작업 영역에 있는 오물이 흡입 노줄(45)로 유입될 수 있다. 흡입 노즐(45)로 유입된 오물은 흡입관(140)을 따라 이동하여 집진장치(152)에 수거될 수 있다.

흡입장치(150)는 하부 흡입 노즐(153)(도 21 참조)을 포함할 수 있다. 하부 흡입 노즐(153)은 본체(110)의 베이스(112)의 아래에 로봇 청소기(100)가 놓인 바닥을 마주하도록 형성될 수 있다. 따라서, 흡입장치(150)가 작동하면, 하부 흡입 노즐(153)을 통해 바닥의 오물을 흡입할 수 있다.

이동장치(160)는 평평한 바닥에서 본체(110)를 이동시킬 수 있도록 형성될 수 있다. 이동장치(160)는 한 쌍의 바퀴(161, 162)를 포함할 수 있다. 한 쌍의 바퀴, 즉 제1바퀴(161)와 제2바퀴(162)는 본체(110)의 좌측면과 우측면에 회전 가능하게 설치될 수 있다.

제1바퀴(161)는 제1이동 모터(163)에 의해 회전하도록 형성될 수 있다. 제1이동 모터(163)는 본체(110)의 내부에 설치될 수 있다. 즉, 제1이동 모터(163)는 본체(110)의 하부에 마련된 베이스(112)에 직접적 또는 간접적으로 설치될 수 있다.

제2바퀴(162)는 제2이동 모터(164)에 의해 회전하도록 형성될 수 있다. 제2이동 모터(164)는 본체(110)의 내부에 설치될 수 있다. 제2이동 모터(164)는 제1이동 모터(163)와 대칭이 되도록 본체(110)의 베이스(112)에 설치될 수 있다.

본체(110)의 베이스(112)의 하면에는 보조 바퀴(165)가 설치될 수 있다. 보조 바퀴(165)는 매니퓰레이터 수용부(111)의 아래에 설치될 수 있다.

프로세서(200)는 제1이동 모터(163)와 제2이동 모터(164)를 제어하여 로봇 청소기(100)를 전후좌우로 이동시킬 수 있다.

로봇 청소기(100)는 자기의 위치를 인식할 수 있도록 위치인식센서(170)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 위치인식센서(170)로는 이미지 센서 등과 같이 로봇 청소기(100)의 현재 위치를 인식할 수 있는 센서가 사용될 수 있다.

로봇 청소기(100)는 작업영역 인식센서(172)를 포함할 수 있다. 작업영역 인식센서(172)는 매니퓰레이터(1)의 선단이 위치할 작업영역을 인식할 수 있도록 형성될 수 있다. 작업영역 인식센서(172)는 로봇 청소기(100) 전방의 3차원 공간 내의 작업영역을 인식할 수 있도록 형성될 수 있다. 예를 들면, 작업영역 인식센서(172)로 카메라와 같은 이미지 센서가 사용될 수 있다.

예를 들면, 작업영역은 로봇 청소기(100)가 이동하는 바닥보다 높은 곳에 위치한 피청소면일 수 있다. 또는 작업영역은 로봇 청소기(100)가 들어갈 수 없으나 매니퓰레이터(1)는 들어갈 수 있는 좁은 공간일 수 있다.

프로세서(200)는 위치인식센서(170)와 이동장치(160)를 제어하여 로봇청소기(100)를 작업영역의 근처까지 이동시킬 수 있다. 프로세서(200)는 매니퓰레이터(1)의 구동장치(80)를 제어하여, 매니퓰레이터(1)의 선단에 설치된 흡입 노즐(45)을 작업영역에 위치시킬 수 있다.

로봇 청소기(100)는 사용자 인터페이스(180)를 포함할 수 있다. 사용자 인터페이스(180)는 사용자가 로봇 청소기(100)를 제어할 수 있도록 형성된다. 사용자 인터페이스(180)는 본체(110)에 직접적 또는 간접적으로 마련된 터치 디스플레이, 복수의 버튼 등으로 형성될 수 있다. 사용자 인터페이스(180)는 로봇 청소기(100)의 전원을 온/오프 시킬 수 있는 전원 스위치와 로봇 청소기(100)의 동작을 시작시키거나 정지시킬 수 있는 시작 버튼을 포함할 수 있다.

사용자 인터페이스(180)는 로봇 청소기(100)와 별도로 마련되는 리모컨으로 형성될 수 있다. 이 경우, 본체(110)에는 리모컨의 신호를 수신할 수 있는 리모컨 수신부가 마련될 수 있다. 프로세서(200)는 리모컨 수신부와 전기적으로 직접적 또는 간접적으로 연결되어, 리모컨의 신호에 따라 로봇 청소기(100)를 제어할 수 있다.

사용자 인터페이스(180)는 스마트폰과 같은 모바일 기기에 설치되는 로봇 청소기 앱을 포함할 수 있다. 이 경우, 로봇 청소기(100)의 프로세서(200)는 Blutooth, WiFi, 4G, 5G 등 다양한 이동통신방식에 의해 모바일 기기와 연결될 수 있다.

로봇 청소기(100)는 전원장치(190)를 포함할 수 있다. 전원장치(190)는 로봇 청소기(100)를 구성하는 구성 요소들에 전원을 공급하도록 형성될 수 있다. 전원장치(190)로는 충전 배터리가 사용될 수 있다.

프로세서(200)는 매니퓰레이터(1), 틸팅장치(130), 승강장치(120), 흡입장치(150), 이동장치(160)를 제어할 수 있도록 형성될 수 있다.

프로세서(200)는 전원장치(190)를 상태를 판단하여, 전원이 부족한 경우 자동으로 전원을 충전하도록 로봇 청소기(100)를 제어할 수 있다.

프로세서(200)는 사용자 인터페이스(180)를 통해 입력된 명령에 따라 로봇 청소기(100)를 제어할 수 있다.

이하, 도 16 내지 도 20을 참조하여 승강장치(120)와 틸팅장치(130)에 대해 상세하게 설명한다.

도 16은 본 개시의 하나 이상의 실시 예에 의한 로봇 청소기(100)를 나타내는 단면도이다. 도 17은 본 개시의 하나 이상의 실시 예에 의한 로봇 청소기(100)의 승강장치(120)와 틸팅장치(130)를 나타내는 사시도이다. 도 18은 본 개시의 하나 이상의 실시 예에 의한 로봇 청소기(100)의 승강장치(120)와 틸팅장치(130)를 나타내는 부분 사시도이다. 도 19는 도 17의 승강장치(120)와 틸팅장치(130)를 선 C-C에서 절단하여 나타낸 단면도이다. 도 20은 도 19의 승강장치(120)와 틸팅장치(130)를 선 D-D에서 절단하여 나타낸 단면도이다.

도 16 내지 도 20을 참조하면, 승강장치(120)는 승강 가이드(124), 승강 블록(121), 승강 구동부(125)를 포함할 수 있다.

승강 가이드(124)는 본체(110)의 전면에 설치된 매니퓰레이터 수용부(111) 뒤에 설치될 수 있다. 즉, 승강 가이드(124)는 매니퓰레이터(1)의 뒤에 설치될 수 있다.

승강 가이드(124)는 본체(110)의 베이스(112)에 수직하게 설치될 수 있다. 승강 가이드(124)는 일정 간격 이격되어 나란하게 베이스(112)에 설치되는 제1기둥(1241)과 제2기둥(1241), 제1기둥(1241)과 제2기둥(1242)의 상단에 설치되는 연결판(1243)을 포함할 수 있다. 따라서, 승강 가이드(124)는 직사각형의 프레임 형상으로 형성될 수 있다.

승강 가이드(124)의 일면에는 한 쌍의 엘엠 가이드(LM guide)가 평행하게 설치될 수 있다. 즉, 제1기둥(1241)에는 제1엘엠 가이드(1244)가 설치되고, 제2기둥(1242)에는 제2엘엠 가이드(1245)가 설치될 수 있다.

승강 블록(121)은 승강 가이드(124)를 따라 상하로 이동하도록 마련될 수 있다. 승강 블록(121)의 일면에는 한 쌍의 엘엠 블록이 설치될 수 있다. 한 쌍의 엘엠 블록은 승강 가이드(124)에 설치된 한 쌍의 엘엠 가이드에 직접적 또는 간접적으로 슬라이드 가능하도록 결합될 수 있다.

즉, 승강 블록(121)은 제1엘엠 가이드(1244)에 결합되는 제1엘엠 블록(1214)과 제2엘엠 가이드(1245)에 결합되는 제2엘엠 블록(1215)을 포함할 수 있다. 따라서, 승강 블록(121)은 승강 가이드(124)를 따라 상하로 슬라이드 이동할 수 있다.

승강 블록(121)은 승강 구동부(125)에 의해 상하로 이동할 수 있다. 즉, 승강 구동부(125)는 승강 가이드(124)에 대해 승강 블록(121)을 상하로 이동시킬 수 있도록 형성된다.

예를 들면, 승강 구동부(125)는 승강 가이드(124)에 수직 방향으로 설치되는 랙 기어(1251), 랙 기어(1251)에 맞물리는 승강 피니언(1252), 및 승강 피니언(1252)을 회전시키는 승강 모터(122)를 포함할 수 있다.

랙 기어(1251)는 제1기둥(1241)의 일면에 본체(110)의 베이스(112)에 대해 수직하게 설치될 수 있다. 랙 기어(1251)는 제1기둥(1241)의 일면에 제1엘엠 가이드(1244)와 평행하게 설치될 수 있다.

승강 모터(122)는 승강 블록(121)에 설치될 수 있다. 승강 모터(122)는 양방향 회전이 가능할 수 있다. 승강 모터(122)의 샤프트에는 승강 피니언(1252)이 결합될 수 있다. 승강 피니언(1252)은 승강 모터(122)의 샤프트와 일체로 회전하도록 설치될 수 있다.

승강 피니언(1252)은 랙 기어(1251)와 치합되도록 설치될 수 있다. 따라서, 승강 모터(122)의 샤프트가 회전하면, 승강 피니언(1252)이 회전하고, 승강 피니언(1252)이 회전하면, 승강 블록(121)이 랙 기어(1251)를 따라 이동하게 된다. 예를 들어, 승강 모터(122)가 일방향으로 회전하면, 승강 블록(121)이 랙 기어(1251)를 따라 상승하고, 승강 모터(122)가 반대방향으로 회전하면, 승강 블록(121)이 랙 기어(1251)를 따라 하강할 수 있다.

틸팅장치(130)는 승강장치(120)에 의해 상하로 이동할 수 있도록 설치될 수 있다. 즉, 틸팅장치(130)는 승강장치(120)의 승강 블록(121)에 설치될 수 있다.

틸팅장치(130)는 틸팅 베이스(131), 틸팅 샤프트(132), 및 틸팅 구동부(133)를 포함할 수 있다.

틸팅 베이스(131)는 승강 블록(121)에 마련될 수 있다. 틸팅 베이스(131)는 승강 블록(121)의 후면에 고정될 수 있다.

틸팅 베이스(131)의 양측부에는 한 쌍의 엘엠 블록, 즉 제3엘엠 블록(1311)과 제4엘엠 블록(1312)이 설치될 수 있다. 틸팅 베이스(131)의 양측부 사이의 중간 부분은 곡면(131a)으로 형성될 수 있다. 즉, 틸팅 베이스(131)의 중간 부분은 매니퓰레이터 수용부(111)에 대응하는 곡률을 갖는 곡면판으로 형성될 수 있다. 곡면판에는 개구(131b)가 형성될 수 있다. 개구(131b)는 복수의 보든 케이블(60)과 흡입관(140)이 통과할 수 있도록 형성된다.

승강 가이드(124)의 타면에는 틸팅 베이스(131)의 상하 이동을 안내하는 한 쌍의 엘엠 가이드가 설치될 수 있다. 즉, 제1엘엠 가이드(1244)가 설치된 제1기둥(1241)의 일면의 반대쪽 면에는 제3엘엠 가이드(1313)가 설치될 수 있고, 제2엘엠 가이드(1245)가 설치된 제2기둥(1242)의 일면의 반대쪽 면에는 제4엘엠 가이드(1314)가 설치될 수 있다.

틸팅 베이스(131)의 제3엘엠 블록(1311)과 제4엘엠 블록(1312)은 각각 승강 가이드(124)의 제3엘엠 가이드(1313)와 제4엘엠 가이드(1314)에 직접적 또는 간접적으로 결합될 수 있다. 따라서, 틸팅 베이스(131)는 승강 가이드(124)를 따라 상하로 직선 이동할 수 있다.

틸팅 샤프트(132)는 매니퓰레이터(1)의 베이스 링크(3)에 설치될 수 있다. 틸팅 샤프트(132)는 베이스 링크(3)의 양측면에서 외부로 돌출되도록 설치된다. 틸팅 샤프트(132)는 좌측 틸팅 샤프트와 우측 틸팅 샤프트를 포함할 수 있다. 좌측 틸팅 샤프트와 우측 틸팅 샤프트는 일직선 상에 위치하도록 설치될 수 있다.

틸팅 샤프트(132)는 틸팅 베이스(131)에 의해 회전 가능하도록 지지될 수 있다. 따라서, 매니퓰레이터(1)의 베이스 링크(3)는 틸팅 샤프트(132)를 중심으로 틸팅 베이스(131)에 대해 회전할 수 있다.

틸팅 샤프트(132)는 틸팅 구동부(133)에 의해 회전할 수 있다. 도 17 및 도 19를 참조하면, 우측 틸팅 샤프트(132)는 틸팅 구동부(133)에 의해 회전하도록 마련되어 있다. 따라서, 틸팅 구동부(132)가 우측 틸팅 샤프트(132)를 회전시키면, 베이스 링크(3)가 틸팅 샤프트(132)를 중심으로 틸팅 베이스(131)에 대해 일정 각도 선회할 수 있다. 베이스 링크(3)는 매니퓰레이터(1)와 일체로 설치되어 있으므로, 베이스 링크(3)가 회전하면 매니퓰레이터(1)가 틸팅 샤프트(132)를 중심으로 일정 각도 회전할 수 있다.

틸팅 구동부(133)는 틸팅 샤프트(132)를 회전시키도록 형성될 수 있다. 예를 들면, 틸팅 구동부(133)는 틸팅 모터(134)와 동력전달장치(135)를 포함할 수 있다.

틸팅 모터(134)는 승강 블록(121)에 설치될 수 있다. 틸팅 모터(134)는 양방향 회전이 가능할 수 있다. 틸팅 모터(134)의 샤프트에는 제1베벨 기어(1351)(도 19 참조)가 결합될 수 있다. 제1베벨 기어(1351)는 틸팅 모터(134)의 샤프트와 일체로 회전하도록 설치될 수 있다.

동력전달장치(135)는 틸팅 모터(134)의 회전력을 틸팅 샤프트(132)에 전달할 수 있도록 형성될 수 있다. 동력전달장치(135)는 복수의 기어로 형성될 수 있다. 동력전달장치(135)는 틸팅 모터(134)와 틸팅 샤프트(132)의 배치, 틸팅 모터(134)의 회전수 등에 따라 적절하게 형성될 수 있다.

예를 들면, 도 19 및 도 20에 도시된 본 실시예의 경우에, 동력전달장치(135)는 틸팅 모터(134)에 직접적 또는 간접적으로 결합된 제1베벨 기어(1351)와 치합되는 제2베벨 기어(1352), 제2베벨 기어(1352)와 동축상으로 일체로 형성되는 제1스퍼 기어(1353), 제1스퍼 기어(1353)와 치합되는 제2스퍼 기어(1354), 제2스퍼 기어(1354)와 동축상으로 일체로 형성되는 제3스퍼 기어(1355), 제3스퍼 기어(1355)와 치합되며 틸팅 샤프트(132)에 고정된 틸팅 기어(1356)를 포함할 수 있다. 따라서, 틸팅 모터(134)가 회전하면, 틸팅 기어(1356)가 회전할 수 있다. 틸팅 기어(1356)가 회전하면, 틸팅 기어(1356)가 일체로 설치된 틸팅 샤프트(132)가 회전할 수 있다. 틸팅 샤프트(132)가 회전하면, 매니퓰레이터(1)가 틸팅 샤프트(132)를 중심으로 로봇 청소기(100)의 본체(110)에 대해 회전할 수 있다.

틸팅장치(130)는 틸팅 샤프트(132)의 회전 각도를 검출할 수 있는 틸팅 센서(136)를 포함할 수 있다. 따라서, 프로세서(200)는 틸팅 센서(136)를 이용하여 틸팅 샤프트(132)가 회전한 각도를 인식할 수 있다. 즉, 프로세서(200)는 틸팅 센서(136)를 이용하여 매니퓰레이터(1)가 본체(110)에 대해 기울어진 각도를 인식할 수 있다.

이하, 도 14, 도 16, 및 도 21을 참조하여 본 개시의 하나 이상의 실시 예에 의한 로봇 청소기(100)의 승강장치(120)와 틸팅장치(130)의 동작에 대해 설명한다.

도 21은 본 개시의 하나 이상의 실시 예에 의한 로봇 청소기(100)의 매니퓰레이터(1)가 상승하여 일정 각도 선회한 상태를 나타내는 도면이다.

도 14 및 도 16을 참조하면, 매니퓰레이터(1)는 매니퓰레이터 수용부(111)의 하단에 위치하며, 본체(110)의 베이스(112)에 대해 수직한 상태를 유지하고 있다.

이 상태에서 프로세서(200)가 승강 모터(122)를 작동시키면, 승강 블록(121)이 승강 가이드(124)를 따라 상승하게 된다. 승강 블록(121)이 상승하면, 승강 블록(121)에 고정된 매니퓰레이터(1)가 상승하게 된다. 그러면, 도 21에 도시된 바와 같이, 매니퓰레이터(1)의 흡입 노즐(45)이 상승하여 본체(110) 위로 더 돌출하게 된다.

이 상태에서, 프로세서(200)가 틸팅 모터(134)를 작동시키면, 틸팅 샤프트(132)가 회전하게 된다. 틸팅 샤프트(132)는 매니퓰레이터(1)의 베이스 링크(3)에 고정되어 있으므로, 틸팅 샤프트(132)가 회전하면, 매니퓰레이터(1)가 틸팅 샤프트(132)를 중심으로 회전하게 된다. 그러면, 도 21에 도시된 바와 같이, 매니퓰레이터(1)가 바닥에 대해 일정 각도 경사진 상태가 된다.

이 상태에서, 프로세서(200)는 매니퓰레이터(1)의 복수의 링형 링크(10,20,30,40)를 작동시켜, 제4링형 링크(40)의 선단에 설치된 흡입 노즐(45)을 작업 위치에 위치시킬 수 있다.

이하, 본 개시의 하나 이상의 실시 예에 의한 로봇 청소기(100)가 바닥보다 위의 공간에 있는 목표 청소 지점을 청소하는 동작에 대해 설명한다. 목표 청소 지점은 사용자가 사용자 인터페이스(180)를 이용하여 로봇 청소기(100)에 인식시킬 수 있다.

사용자는 로봇 청소기(100)의 전원을 온하고, 시작 버튼을 누른다.

그러면, 프로세서(200)는 이동장치(160)를 제어하여 로봇 청소기(100)를 목표 청소 지점 근처에 위치시킬 수 있다.

다음으로, 프로세서(200)는 작업영역 인식센서(172)를 이용하여 목표 청소 지점을 인식할 수 있다.

그 후, 프로세서(200)는 매니퓰레이터(1)를 제어하여 흡입 노즐(45)을 목표 청소 지점에 위치시킬 수 있다. 이때, 프로세서(200)는 목표 청소 지점에 접근하기 위해 역기구학 기반으로 복수의 링형 링크(10,20,30,40) 각각의 회전 각도를 계산할 수 있다. 이어서, 프로세서(200)는 구동장치(80)를 제어하여 복수의 링형 링크(10,20,30,40) 각각을 계산한 회전 각도로 회전시킬 수 있다. 그러면, 흡입 노즐(45)이 목표 청소 지점에 위치할 수 있다.

흡입 노즐(45)이 목표 청소 지점에 도달하면, 프로세서(200)는 흡입장치(150)를 제어하여 목표 청소 지점의 청소를 수행할 수 있다.

현재 목표 청소 지점의 청소 작업이 완료되면, 프로세서(200)는 로봇 청소기(100)를 제어하여 다음 목표 청소 지점으로 이동할 수 있다. 로봇 청소기(100)가 다음 목표 청소 지점에 도달하면, 프로세서(200)는 매니퓰레이터(1)를 제어하여 청소를 수행할 수 있다.

본 명세서의 각 실시 예(들)은 본 명세서에 기재된 임의의 다른 실시 예(들)와 조합하여 사용될 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 개시의 하나 이상의 실시 예에 의한 로봇 청소기(100)는 다양한 자세를 취할 수 있는 매니퓰레이터(1)를 구비하므로, 일반적인 로봇 청소기(100)로 청소할 수 없는 구석의 청소를 수행할 수 있다.

또한, 본 개시의 하나 이상의 실시 예에 의한 로봇 청소기(100)는 매니퓰레이터(1)의 선단에 부착된 흡입 노즐(45)과 매니퓰레이터(1)의 내부에 수용된 흡입관(140)을 이용하여 오물을 흡입할 수 있으므로, 로봇 청소기(100)가 주행하는 바닥보다 높은 곳에 존재하는 오물을 흡입할 수 있다.

또한, 본 개시의 하나 이상의 실시 예에 의한 로봇 청소기(100)는 승강장치(120)와 틸팅장치(130)를 이용하여 매니퓰레이터(1)를 상하로 이동시킬 수 있고, 일정 각도 범위 내에서 선회시킬 수 있으므로, 바닥만 청소할 수 있는 일반적인 로봇 청소기에 비해 청소를 수행할 수 있는 작업 영역이 매우 넓다.

상기에서 본 개시는 다양한 실시예들을 참조하여 도시되고 설명되었으나, 첨부된 청구범위 및 그 균등물에 의해 정의되는 본 개시의 범위를 벗어나지 않으면서 형태 및 세부 사항에서 다양한 변경이 이루어질 수 있음이 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 이해될 것이다.

Claims

링 형상을 갖는 베이스 링크;

링 형상을 가지며, 상기 베이스 링크의 선단에 일정 각도 선회 가능하게 설치되는 제1링형 링크;

링 형상을 가지며, 상기 제1링형 링크의 선단에 일정 각도 선회 가능하게 설치되는 제2링형 링크;

상기 제1링형 링크에 연결되며, 상기 제1링형 링크를 선회시키는 제1보든 케이블과 제2보든 케이블;

상기 제2링형 링크에 연결되며, 상기 제2링형 링크를 선회시키는 제3보든 케이블과 제4보든 케이블; 및

상기 제1보든 케이블, 상기 제2보든 케이블, 상기 제3보든 케이블, 및 상기 제4보든 케이블을 작동시키는 구동장치;를 포함하는, 매니퓰레이터.
제 1 항에 있어서,

상기 제1보든 케이블은,

일단은 상기 구동장치에 연결되고, 타단은 상기 베이스 링크에 연결되는 제1플렉시블 도관; 및

상기 제1플렉시블 도관의 내부에 적어도 부분적으로 수용되며, 일단은 상기 구동장치에 연결되고, 타단은 상기 제1링형 링크에 고정되는 제1와이어;를 포함하며,

상기 제2보든 케이블은,

일단은 상기 구동장치에 연결되고, 타단은 상기 제1링형 링크의 회전축을 기준으로 상기 제1플렉시블 도관과 반대쪽에 상기 베이스 링크에 연결되는 제2플렉시블 도관; 및

상기 제2플렉시블 도관의 내부에 적어도 부분적으로 수용되며, 일단은 상기 구동장치에 연결되고, 타단은 상기 제1링형 링크의 회전축을 기준으로 상기 제1와이어와 반대쪽에 상기 제1링형 링크에 고정되는 제2와이어;를 포함하는, 매니퓰레이터.
제 2 항에 있어서,

상기 제3보든 케이블은,

일단은 상기 구동장치에 연결되고, 타단은 상기 제1링형 링크에 연결되는 제3플렉시블 도관; 및

상기 제3플렉시블 도관의 내부에 적어도 부분적으로 수용되며, 일단은 상기 구동장치에 연결되고, 타단은 상기 제2링형 링크에 고정되는 제3와이어;를 포함하며,

상기 제4보든 케이블은,

일단은 상기 구동장치에 연결되고, 타단은 상기 제2링형 링크의 회전축을 기준으로 상기 제3플렉시블 도관과 반대쪽에 상기 제1링형 링크에 연결되는 제4플렉시블 도관; 및

상기 제4플렉시블 도관의 내부에 적어도 부분적으로 수용되며, 일단은 상기 구동장치에 연결되고, 타단은 상기 제2링형 링크의 회전축을 기준으로 상기 제3와이어와 반대쪽에 상기 제2링형 링크에 고정되는 제4와이어;를 포함하는, 매니퓰레이터.
제 3 항에 있어서,

상기 구동장치는,

제1모터 샤프트를 포함하는 제1모터;

상기 제1모터 샤프트와 함께 회전하도록 설치되는 제1드럼;

제2모터 샤프트를 포함하는 제2모터; 및

상기 제2모터 샤프트와 함께 회전하도록 설치되는 제2드럼;을 포함하며,

상기 제1와이어의 일단과 상기 제2와이어의 일단은 상기 제1드럼에 고정되고,

상기 제3와이어의 일단과 상기 제4와이어의 일단은 상기 제2드럼에 고정되는, 매니퓰레이터.
제 3 항에 있어서,

상기 구동장치는,

모터;

상기 제1와이어의 일단과 상기 제2와이어의 일단이 고정된 제1드럼;

상기 제3와이어의 일단과 상기 제4와이어의 일단이 고정된 제2드럼; 및

상기 모터의 회전력을 선택적으로 상기 제1드럼과 상기 제2드럼 중 하나로 전달하는 클러치;를 포함하는, 매니퓰레이터.
제 1 항에 있어서,

상기 제1링형 링크는 상기 베이스 링크에 대해 적어도 한 쌍의 제1힌지에 의해 회전 가능하게 연결되고,

상기 제2링형 링크는 상기 제1링형 링크에 대해 적어도 한 쌍의 제2힌지에 의해 회전 가능하게 연결되는, 매니퓰레이터.
제 6 항에 있어서,

상기 한 쌍의 제1힌지의 회전축과 상기 한 쌍의 제2힌지의 회전축은 서로 평행하지 않도록 배치되는, 매니퓰레이터.
제 1 항에 있어서,

상기 제1링형 링크의 선회 각도를 검출하도록 형성되는 제1각도 센서와 상기 제2링형 링크의 선회 각도를 검출하도록 형성되는 제2각도 센서를 더 포함하는, 매니퓰레이터.
제 1 항에 있어서,

상기 제1보든 케이블, 상기 제2보든 케이블, 상기 제3보든 케이블, 및 상기 제4보든 케이블은 각각 장력 조절기를 포함하는, 매니퓰레이터.
본체;

상기 본체의 전면에 설치되는 매니퓰레이터;

상기 매니퓰레이터의 내부에 설치되는 흡입관;

상기 흡입관에 연결되며, 흡입력을 발생시켜 오물을 수거하는 흡입장치; 및

상기 매니퓰레이터와 상기 흡입장치를 제어하는 프로세서;를 포함하며,

상기 매니퓰레이터는,

링 형상을 갖는 베이스 링크;

링 형상을 가지며, 상기 베이스 링크의 선단에 일정 각도 선회 가능하게 설치되는 제1링형 링크;

링 형상을 가지며, 상기 제1링형 링크의 선단에 일정 각도 선회 가능하게 설치되는 제2링형 링크;

상기 제1링형 링크에 연결되며, 상기 제1링형 링크를 선회시키는 제1보든 케이블과 제2보든 케이블;

상기 제2링형 링크에 연결되며, 상기 제2링형 링크를 선회시키는 제3보든 케이블과 제4보든 케이블; 및

상기 제1보든 케이블, 상기 제2보든 케이블, 상기 제3보든 케이블, 및 상기 제4보든 케이블을 작동시키는 구동장치;를 포함하는, 로봇 청소기.
제 10 항에 있어서,

상기 매니퓰레이터와 틸팅장치를 승강시키도로 형성된 승강장치;를 더 포함하며,

상기 승강장치는,

상기 매니퓰레이터의 뒤로 상기 본체의 베이스에 수직 방향으로 설치되는 승강 가이드;

상기 승강 가이드를 따라 상하로 이동하도록 마련되는 승강 블록; 및

상기 승강 가이드에 대해 상기 승강 블록을 상하로 이동시키도록 형성된 승강 구동부;를 포함하는, 로봇 청소기.
제 11 항에 있어서,

상기 승강 구동부는,

상기 승강 가이드에 수직 방향으로 설치되는 랙 기어;

상기 랙 기어에 맞물리는 승강 피니언; 및

상기 승강 피니언을 회전시키는 승강 모터;를 포함하는, 로봇 청소기.
제 11 항에 있어서,

상기 틸팅장치는,

상기 승강 블록에 마련되는 틸팅 베이스;

상기 매니퓰레이터의 베이스 링크에 설치되는 틸팅 샤프트; 및

상기 틸팅 샤프트를 회전시키도록 형성된 틸팅 구동부;를 포함하는, 로봇 청소기.
제 13 항에 있어서,

상기 틸팅 구동부는,

회전력을 발생시키는 틸팅 모터; 및

상기 틸팅 베이스의 일측면에 설치되며, 상기 틸팅 모터의 회전력을 상기 틸팅 샤프트에 전달하는 동력전달장치;를 포함하는, 로봇 청소기.
제 10 항에 있어서,

상기 제1링형 링크와 상기 제2링형 링크는 각각의 중심에 설치되며, 상기 흡입관을 고정하는 홀더;를 포함하는, 로봇 청소기.