KR100897034B1 - Robot - Google Patents
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Abstract
본 발명은 한팔 또는 양팔 구축이 용이한 듀얼용 산업형 로봇에 관한 것이다. 이를 위해 본 발명은 다수의 구동부에 의해 6자유도를 갖는 다관절 암(Arm)이 장착된 산업형 로봇에 있어서, 상부의 양측에 각각 구비되는 중공의 하모닉 드라이브와, 하부에 구비되며 상기 각각의 하모닉 드라이브와 대응되는 모터부와, 상기 모터부와 하모닉 드라이브에 연결되어 모터부의 회전력을 상기 하모닉 드라이브에 전달하는 연결수단을 포함하여 구성되는 상부몸체와; 상기 상부몸체의 수직회동을 위해 상기 상부몸체의 하부에 구비되는 수직회동부와; 상기 상부몸체의 수평회동을 위해 상기 수직회동부의 하부에 구비되는 수평회동부를 포함하되,상기 6자유도 다관절 암의 일측은 상기 상부몸체에 하나 또는 두개가 선택적으로 결합될 수 있도록 착탈형 구조로 구성된 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a dual-use industrial robot that is easy to build one arm or both arms. To this end, the present invention is an industrial robot equipped with a multi-joint arm (Arm) having six degrees of freedom by a plurality of driving units, the hollow harmonic drive is provided on both sides of the upper, and each harmonic An upper body configured to include a motor unit corresponding to a drive, and a connecting unit connected to the motor unit and the harmonic drive to transmit rotational force of the motor unit to the harmonic drive; A vertical pivot provided on the lower portion of the upper body for vertical rotation of the upper body; It includes a horizontal pivot provided on the lower portion of the vertical pivot for the horizontal rotation of the upper body, one side of the six degree of freedom articulated arm is detachable structure so that one or two can be selectively coupled to the upper body Characterized in that consisting of.
로봇, Robot, 듀얼 암, 하모닉 드라이브, 산업용 로봇 Robot, Robot, Dual Arm, Harmonic Drive, Industrial Robot
Description
본 발명은 다수의 구동부에 의해 6자유도를 갖는 다관절 암(Arm)이 장착된 산업형 로봇에 있어서, 상부의 양측에 각각 구비되는 중공의 하모닉 드라이브와, 하부에 구비되며 상기 각각의 하모닉 드라이브와 대응되는 모터부와, 상기 모터부와 하모닉 드라이브에 연결되어 모터부의 회전력을 상기 하모닉 드라이브에 전달하는 연결수단을 포함하여 구성되는 상부몸체와; 상기 상부몸체의 수직회동을 위해 상기 상부몸체의 하부에 구비되는 수직회동부와; 상기 상부몸체의 수평회동을 위해 상기 수직회동부의 하부에 구비되는 수평회동부를 포함하되, 상기 6자유도 다관절 암의 일측은 상기 상부몸체에 하나 또는 두개가 선택적으로 결합될 수 있도록 착탈형 구조로 구성된 것을 특징으로 하는 한팔 또는 양팔 구축이 용이한 듀얼용 산업형 로봇에 관한 것이다.The present invention is an industrial robot equipped with a multi-joint arm (Arm) having six degrees of freedom by a plurality of driving units, the hollow harmonic drive is provided on both sides of the upper, and the lower harmonic drive and the respective harmonic drive An upper body configured to include a corresponding motor unit, and a connecting unit connected to the motor unit and the harmonic drive to transfer the rotational force of the motor unit to the harmonic drive; A vertical pivot provided on the lower portion of the upper body for vertical rotation of the upper body; It includes a horizontal pivot provided on the lower portion of the vertical pivot for the horizontal rotation of the upper body, one side of the six degree of freedom articulated arm is detachable structure so that one or two can be selectively coupled to the upper body It relates to a dual-use industrial robot easy to build one arm or both arms, characterized in that consisting of.
한 팔을 가진 산업용 로봇은 그 응용 범위에 있어서 많은 제한을 가지고 있다. 즉 하나의 팔만을 가지고 있기 때문에 양팔을 이용해야 하는 작업이 필요한 경우에는 적용할 수 없다. 두 대의 독립적인 로봇을 동시에 사용함으로써 이러한 문제를 해결할 수도 있지만, 각각의 로봇이 독립된 작업을 하는 것을 전제로 설계되 었기 때문에 근본적인 해결책은 되지 못한다. 이러한 현실에도 불구하고 점차 많은 수의 회사들이 양팔작업을 통해서 협조 작업을 수행할 수 있는 로봇을 통해서 생산라인에서 인간노동자를 최소화하는데 큰 관심을 가지고 있으며 일부 업체는 자국 내의 로봇업체들과 함께 양팔로봇을 개발하여 이를 실제로 적용하고자 노력하고 있다. 이러한 양팔로봇이 요구되는 시장은 점차 크게 형성될 것으로 전망된다.Industrial robots with one arm have many limitations in their applications. In other words, because it has only one arm, it cannot be applied when it is necessary to use both arms. This problem can be solved by using two independent robots at the same time, but it is not a fundamental solution because each robot is designed to work independently. Despite this reality, a growing number of companies are interested in minimizing human workers in the production line through robots that can cooperate with both arms. We are trying to develop and apply it in practice. It is expected that the market that requires these two-armed robots will gradually grow.
한편, 한팔 6자유도를 가지는 산업용 시장은 현재 큰 수요를 가지고 있으므로 로봇 개발업체는 이 시장에 대응할 수 있는 로봇을 개발하고 판매하여야 한다.On the other hand, the industrial market with one-arm six degree of freedom is currently in great demand, so robot developers must develop and sell robots that can cope with this market.
또한 점차 양팔로봇이 필요한 시장이 확대되고 있으므로 이 시장에서 경쟁력을 가지기를 원하는 기업은 양팔로봇시장에 대응할 수 있는 제품의 개발을 진행하는 것 또한 중요하다. 그러나 양팔로봇의 수요가 단기간에 크게 증가하지는 않을 것이므로 양팔로봇시장에만 적용될 수 있는 로봇을 개발하는 것은 현실적으로 어렵다. In addition, as the market that requires both arms is expanding, it is also important for companies that want to be competitive in this market to develop products that can respond to the arms and arms market. However, since the demand for both arms robots will not increase significantly in the short term, it is practically difficult to develop a robot that can be applied only to the two arms robot market.
본 발명의 목적은 현재의 산업용 한팔 6자유도 로봇 시장과 양팔로봇시장에 동시에 대응이 가능한 구조를 가지는 듀얼용 산업형 로봇을 제공하는데 있다. 또한, 본 발명의 다른 목적은 현재의 산업용 한팔 6자유도 로봇 시장과 양팔로봇시장에 동시에 대응이 가능한 구조를 가지는 듀얼용 산업형 로봇을 제공하는데 있다.An object of the present invention is to provide a dual-use industrial robot having a structure capable of simultaneously responding to the current industrial one-arm six degree of freedom robot market and both arms robot market. In addition, another object of the present invention is to provide a dual-use industrial robot having a structure capable of simultaneously responding to the current industrial one-arm six degree of freedom robot market and both arms robot market.
상기와 같은 본 발명의 목적은 다수의 구동부에 의해 6자유도를 갖는 다관절 암(Arm)이 장착된 산업형 로봇에 있어서, 상부의 양측에 각각 구비되는 중공의 하모닉 드라이브와, 하부에 구비되며 상기 각각의 하모닉 드라이브와 대응되는 모터부와, 상기 모터부와 하모닉 드라이브에 연결되어 모터부의 회전력을 상기 하모닉 드라이브에 전달하는 연결수단을 포함하여 구성되는 상부몸체와; 상기 상부몸체의 수직회동을 위해 상기 상부몸체의 하부에 구비되는 수직회동부와; 상기 상부몸체의 수평회동을 위해 상기 수직회동부의 하부에 구비되는 수평회동부를 포함하되, 상기 6자유도 다관절 암의 일측은 상기 상부몸체에 하나 또는 두개가 선택적으로 결합될 수 있도록 착탈형 구조로 구성된 것을 특징으로 하는 한팔 또는 양팔 구축이 용이한 듀얼용 산업형 로봇에 의해 달성된다.An object of the present invention as described above, in the industrial robot equipped with a multi-joint arm (Arm) having a six degree of freedom by a plurality of drive units, the hollow harmonic drive is provided on both sides of the upper, and provided below An upper body including a motor unit corresponding to each harmonic drive, and a connecting unit connected to the motor unit and the harmonic drive to transfer rotational force of the motor unit to the harmonic drive; A vertical pivot provided on the lower portion of the upper body for vertical rotation of the upper body; It includes a horizontal pivot provided on the lower portion of the vertical pivot for the horizontal rotation of the upper body, one side of the six degree of freedom articulated arm is detachable structure so that one or two can be selectively coupled to the upper body It is achieved by a dual-use industrial robot that is easy to build one-arm or both arms, characterized in that consisting of.
이상과 같은 본 발명을 통해, 양팔 로봇 개발자는 듀얼암 로봇을 양팔로봇을 필요로 하는 구매자에게 판매할 수 있을 뿐만 아니라, 양팔 로봇용으로 개발된 6자유도 다관절암을 단독으로도 판매하는 것이 가능하여, 듀얼암 로봇 시장과 한팔 로봇시장에 모두 매우 경제적으로 대응할 수 있다. 또한, 본 발명은 하모닉 드라이브, 모터부, 밸트를 통하여 제5모듈의 회전중심점 사이의 거리를 짧게 유지하면서도 손쉽게 양팔을 착탁할 수 있는 듀얼용 산업형 로봇의 구성이 가능하게 된다.Through the present invention as described above, a two-armed robot developer can not only sell a dual-arm robot to a buyer who needs a two-armed robot, but also sells six-degree-of-freedom articulated cancer developed for a two-armed robot alone. It is possible to cope with the dual arm robot market and single arm robot market very economically. In addition, the present invention enables the construction of a dual-use industrial robot capable of easily depositing both arms while maintaining a short distance between the rotational center points of the fifth module through the harmonic drive, the motor unit, and the belt.
본 발명은 다수의 구동부(예컨대, 본 발명의 제1 모듈,제2 모듈,제3 모듈,제4 모듈,제5 모듈, 상부몸체)에 의해 6자유도를 갖는 다관절 암(Arm)(A,B)이 장착된 산업형 로봇에 관한 것으로, 본 발명의 개괄적인 구성은 로봇의 베이스가 되는 상부몸체(10)와, 상기 상부몸체(10)의 양측에 연결된 6자유도 다관절 암(A,B)과, 상기 상부몸체(10)의 하부에 연결되며 상기 6자유도 다관절 암(A,B)과 상부몸체(10)를 각도로 수직회전시키는 수직회동부(20)와, 상기 수직회동부(20)의 하부에 구비되며 6자유도 다관절 암(A,B)과 상부몸체(10), 수직회동부(20)를 수평회전시키는 수평회동부(30)를 포함하는 구성이며, 상기 6자유도 다관절 암은 상부몸체(10)에 하나 또는 두개가 장착된다.The present invention provides a multi-joint arm (Arm) having six degrees of freedom by a plurality of driving units (for example, the first module, the second module, the third module, the fourth module, the fifth module, and the upper body of the present invention). B) is equipped with an industrial robot, the general configuration of the present invention is the
여기서, 상부몸체(10)는 상부의 양측에 각각 구비되는 중공의 하모닉 드라이브(12a,12b)와, 상기 상부몸체(10)의 하부에 구비되며 상기 각각의 하모닉 드라이브(12a,12b)와 대응되는 모터부(10a,10b)와, 상기 모터부(10a,10b)와 하모닉 드라 이브(12a,12b)에 연결되어 모터부(10a,10b)의 회전력을 상기 하모닉 드라이브(12a,12b)에 전달하는 연결수단(11a,11b)을 포함하여 구성된다.Here, the
6자유도 다관절 암(A,B)은 제1 모터(1a)와, 제1 모터(1a)에 연결된 축(1b)과, 상기 제1 모터(1a)의 회전력을 전달하는 축(1b)에 의해 수직회전하는 회전부(1c)를 구비한 제1 모듈(1)과; 상기 제1 모듈(1)의 상,하부와 수직으로 연결된 제1 회동축(2b)과, 상기 제1 회동축(2b)의 상부 또는 하부에 연결된 제1 회전풀리(2d)와, 상기 제1 회전풀리(2d)와 동일 수평상에 구비되는 제2 회전풀리(2e)와, 상기 제1 회전풀리(2d)와 제2 회전풀리(2e)에 연결되는 연결수단(2f)과, 상기 제2 회전풀리(2e)와 연결된 제2 회동축(2c)과, 상기 제2 회동축(2c)과 연결된 제2 모터(2a)를 포함하여 구성되며 상기 제1 모듈(1)을 수평회전시키는 제2 모듈(2)과; 상기 제2 모듈(2)과 연결되는 축(3a)과 상기 축(3a)에 연결된 제3 모터(3b)로 제2 모듈(2)을 수직회전시키며 내부에 제3 회동축(3c)을 구비한 제3 모듈(3)과; 상기 제3 회동축(3c)의 일측에 연결된 제3 회전풀리(4b)와, 상기 제3 회전풀리(4b)와 동일 수평상에 구비되는 제4 회전풀리(4c)와, 상기 제3 회전풀리(4b)와 제4 회전풀리(4c)에 연결되는 연결수단(4d)과, 상기 제4 회전풀리(4c)와 연결된 제4 회동축(4f)과, 상기 제4 회동축(4f)과 연결된 제4 모터(4a)를 포함하며, 상기 제3 모듈(3)을 수평회전시키는 제4 모듈(4)과; 상기 제4 모듈(4)과 수직으로 연결된 제5 회동축(5b)과, 상기 제5 회동축(5b)을 회전하여 제4 모듈(4)을 수평회전시키는 제5 모터(5a)를 구비한 제5 모듈(5);을 포함하여 구성된다. 여기서, 본 발명은 회전되는 모듈의 미세조정을 용이하게 하기 위해 상기 연결수단(11a,11b,2f,4d)을 밸트로 구성하였으나 당업자에 의해 다양하게 변경(예컨대, 체인+스프라켓)될 수 있음은 물론이다.The six degrees of freedom articulated arm (A, B) has a first motor (1a), a shaft (1b) connected to the first motor (1a), and a shaft (1b) for transmitting the rotational force of the first motor (1a) A first module (1) having a rotating portion (1c) vertically rotated by; A first rotating
수직회동부(20)는 6자유도 다관절 암(A,B)과 상부몸체(10)를 수직으로 회전될 수 있도록 회전축(미도시)과 수직모터부(20a)를 구비한다. The
수평회동부(30)는 6자유도 다관절 암(A,B)과 상부몸체(10) 및 수직회동부(20)를 수평으로 회전시키는 구성으로 수평모터부(30a)와 축(30b), 밸트(30c)를 통하여 구동되는 구성일 수 있다.The horizontal rotating
한편, 상기 6자유도 다관절(A,B) 암의 6자유도 중 1자유도는 상기 모터부(10a,10b), 하모닉 드라이브(12a,12b), 연결수단(11a,11b)에 의한 수직회전인 것으로, 상부몸체(10)의 양측에 장착된 중공의 하모닉 드라이브(12a,12b)와, 상기 중공의 하모닉 드라이브(12a,12b)와 대응되도록 하부에 구비된 모터부(10a,10b)와, 상기 모터부(10a,10b)의 회전력을 상기 중공의 하모닉 드라이브(12a,12b)에 전달하는 연결수단(11a,11b)을 통하여 이루어진다. 아울러 상기 구성(모터부, 하모닉 드라이브, 연결수단)은 상부몸체(10)의 폭을 상당부분 줄일 수 있는 구성이고 이는 6자유도 다관절 암(A,B) 간의 간극이 좁혀질 수 있어서 양팔로봇으로서의 기능을 수행하기에 그 구조가 적절하게 됨을 의미한다. 이러한 구성에서는 각각의 다관절 암(A,B)는 별도로 분리가 용이하고, 또한 다시 부착하는 것도 용이하므로 각각의 다관절 암(A, B)을 개발하여 양팔암의 구성품으로 사용하는 것도 가능하고, 단독으로 판매하는 것도 가능하게 된다.Meanwhile, one degree of freedom among the six degrees of freedom of the six degrees of freedom articulated arm (A, B) is vertical rotation by the
또한, 6자유도 다관절 암(A,B)은 도 5의 우측에 도시된 바와 같은 구형손목형으로 이루어진다. 이는 도 5의 좌측에 도시된 인간형 구조 보다 움직임을 직관적으로 이해하기 어려운 구조이지만 역기구학 연산이 단순화된다는 장점이 있기 때문이다.In addition, the six degree of freedom articulated arm (A, B) is made of a spherical wrist as shown on the right side of FIG. This is because it is more difficult to intuitively understand the motion than the humanoid structure shown on the left side of FIG. 5, but the inverse kinematic operation is simplified.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 한팔 또는 양팔 구축이 용이한 듀얼용 산업형 로봇의 정면도,1 is a front view of a dual-arm industrial robot easy to build one arm or both arms according to an embodiment of the present invention,
도 2는 도 1의 측면도로서 수직회동부에 의해 6자유도 다관절 암과 상부몸체가 수직으로 45°수직회전하는 모습을 나타낸 도면,FIG. 2 is a side view of FIG. 1 illustrating a state in which the six degree of freedom articulated arm and the upper body are vertically rotated by 45 ° vertically by a vertical pivot unit; FIG.
도 3은 도 1의 평면도,3 is a plan view of FIG.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 한팔 또는 양팔 구축이 용이한 듀얼용 산업형 로봇의 정면도,Figure 4 is a front view of a dual-arm industrial robot easy to build one arm or both arms according to another embodiment of the present invention,
도 5는 다양한 암의 구조를 보여주는 관절구조 개략도이다. 5 is a schematic diagram of joint structure showing the structure of various cancers.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>
A,B: 6자유도 다관절 암 10: 상부몸체A, B: 6 degree of freedom articulated arm 10: upper body
20: 수직회동부 30: 수평회동부20: vertical rotating part 30: horizontal rotating part
10a,10b: 모터부 11a,11b,2f,4d: 연결수단10a, 10b:
12a,12b: 하모닉 드라이브 1: 제1 모듈12a, 12b: harmonic drive 1: first module
2: 제2 모듈 3: 제3 모듈2: second module 3: third module
4: 제4 모듈 5: 제5 모듈4: fourth module 5: fifth module
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
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FPAY | Annual fee payment |
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FPAY | Annual fee payment |
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LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |