KR101278527B1 - Link cylinder actuator and wearable robot with link cylinder actuator - Google Patents
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Abstract
본 발명은 링크 자체에서 구동력을 제공하는 것에 의해 부가적인 엑츄에이터를 구비하지 않도록 하여 구조를 간소화시킨 링크 실린더 엑츄에이터와 링크 실린더 엑츄에이터를 구비한 착용로봇에 관한 것으로서,
상기 링크 실린더 엑츄에이터는, 제 2 링크와 연결되는 단부에 제 1 크랭크를 구비하고, 내부에는 제 2 링크의 제 2 크랭크에 편심되게 결합되는 제 1 크랭크로드와 제 1 크랭크로드에 결합되는 제 1 피스톤이 내장되는 제 1 링크;와, 상기 제 1 크랭크에 동일 중심을 가지며 회전 가능하게 결합되는 제 2 크랭크를 구비하고, 내부에는 상기 제 1 링크의 제 1 크랭크에 편심되게 결합되는 제 2 크랭크로드와 제 2 크랭크로드에 결합되는 제 2 피스톤이 내장되는 제 2 링크;를 포함하여 구성되어,
상기 제 1 피스톤 또는 제 2 피스톤의 피스톤 작용에 의해 상호 회전 작용을 수행하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a link cylinder actuator and a wear robot having a link cylinder actuator, which simplifies the structure by providing no additional actuator by providing a driving force in the link itself.
The link cylinder actuator has a first crank at an end connected to the second link, and has a first crank rod coupled to the second crank of the second link and a first piston coupled to the first crank rod. And a second crank rod having a same center and rotatably coupled to the first crank, and having a second crank rod eccentrically coupled to the first crank of the first link. And a second link having a second piston coupled to the second crank rod;
It is characterized in that it is configured to perform mutual rotation action by the piston action of the first piston or the second piston.
Description
본 발명은 링크 자체에서 구동력을 제공하는 것에 의해 부가적인 엑츄에이터를 구비하지 않도록 하여 구조를 간소화시킨 링크 실린더 엑츄에이터와 링크 실린더 엑츄에이터를 구비한 착용로봇에 관한 것이다.The present invention relates to a link cylinder actuator and a wear robot having a link cylinder actuator, which simplifies the structure by providing no additional actuator by providing a driving force in the link itself.
일반적으로, 착용로봇은 인체와 유사한 관절 작용을 수행하는 링크들이 인체에 착용될 수 있는 형상으로 유기적으로 결합되어 제작된다. 이러한 착용로봇은 사용자에게 착용되어 상지 또는 하지 근력을 보조함으로써 별도의 외부 기계의 도움없이 사용자가 일반적인 인간의 근력 한계를 벗어나는 근력이 요구되는 고 하중 작업을 수행할 수 있도록 한다.In general, the wearable robot is organically coupled to the shape that can be worn on the human body links that perform a joint action similar to the human body. The wearable robot is worn by the user to assist the upper or lower extremity muscle so that the user can perform a high load operation requiring muscle strength beyond the general human strength limit without the help of a separate external machine.
도 1은 상술한 종래기술의 착용로봇의 일 실시예로서 전신착용로봇을 나타내는 도면이다.1 is a view showing the whole body worn robot as an embodiment of the wearable robot of the prior art described above.
도 1과 같이 종래기술의 전신착용로봇은 상지단위링크(2a)들이 링크구동부(8)에 의해 회전 가능하게 연결되고 말단에 손착용부(3)가 결합된 상지링크(2), 하지단위링크(4a)들이 링크구동부(8)에 의해 회전 가능하게 연결되고 말단부에 발착용부(5)가 결합된 하지링크(4), 멜빵 등의 착용구(9a)가 구비되고 내부에 배터리와 제어부가 장착된 상체착용부(9), 팔과 다리에 각각 상지링크(2)와 하지링크(4)를 장착시키는 사지착용부(6), 상지 또는 하지 단위링크들의 단부를 관절작용을 하도록 회전가능하게 결합시키며 회전 구동력을 제공하는 링크구동부(8)를 포함하여 구성된다.In the conventional body-mounted robot as shown in FIG. 1, the upper
도 1에서 알 수 있는 바와 같이 종래기술의 착용로봇은 각각의 링크들의 회전 작용을 위하여 관절부위별로 링크구동부(8)를 구비하여야 한다. 따라서 종래기술의 착용로봇은 그 구조가 복잡해지며, 링크구동부(8)에 의해 다른 링크들의 구동이 방해되지 않도록 설계해야 하므로 설계가 어렵게 되는 문제점을 가진다.As can be seen in Figure 1, the wearable robot of the prior art should be provided with a
또한, 종래기술의 착용로봇은 링크들과 별도로 링크구동부(8)를 구비해야 하므로 하중이 증가되어 배터리의 사용효율 및 착용로봇의 출력이 저하되는 문제점이 발생하게 된다.In addition, the wearable robot of the related art has to have a
따라서 본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 링크가 자체적으로 각 링크들의 회전 구동력을 발생시키도록 구성하는 것에 의해 링크의 외부에 부가되어 노출됨으로써 착용로봇의 하중을 증가시키는 링크구동부를 구비하지 않도록 하는 링크 실린더 엑츄에이터 및 링크 실린더 엑츄에이터를 구비한 착용로봇을 제공하는 것을 목적으로 한다.Therefore, the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, the link driving unit to increase the load of the wear robot by being exposed to the outside of the link by configuring the link to generate the rotational driving force of the respective links itself. An object of the present invention is to provide a link cylinder actuator and a wearable robot having a link cylinder actuator.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 링크 실린더 엑츄에이터는, 제 2 링크와 연결되는 단부에 제 1 크랭크를 구비하고, 내부에는 제 2 링크의 제 2 크랭크에 편심되게 결합되는 제 1 크랭크로드와 제 1 크랭크로드에 결합되는 제 1 피스톤이 내장되는 제 1 링크;와, 상기 제 1 크랭크에 동일 중심을 가지며 회전 가능하게 결합되는 제 2 크랭크를 구비하고, 내부에는 상기 제 1 링크의 제 1 크랭크에 편심되게 결합되는 제 2 크랭크로드와 제 2 크랭크로드에 결합되는 제 2 피스톤이 내장되는 제 2 링크;를 포함하여 구성되어,The link cylinder actuator of the present invention for achieving the above object is provided with a first crank at an end connected to the second link, and the first crank rod and the first crank rod eccentrically coupled to the second crank of the second link. A first link having a first piston coupled to the first crank rod; and a second crank rotatably coupled to the first crank at the same center, and having a first crank rotatably coupled to the first crank. And a second link having a second crank rod coupled eccentrically and a second piston coupled to the second crank rod embedded therein.
상기 제 1 피스톤 또는 제 2 피스톤의 피스톤 작용에 의해 상호 회전 작용을 수행하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.It is characterized in that it is configured to perform mutual rotation action by the piston action of the first piston or the second piston.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 링크 실린더 엑츄에이터를 구비한 착용로봇은, 링크들이 결합되어 관절과 골격 구조를 이루며 작업자가 착용 가능한 착용로봇에 있어서, 상기 링크들은, 제 2 링크와 연결되는 단부에 제 1 크랭크를 구비하고, 내부에는 제 2 링크의 제 2 크랭크에 편심되게 결합되는 제 1 크랭크로드와 제 1 크랭크로드에 결합되는 제 1 피스톤이 내장되는 제 1 링크;와, 상기 제 1 크랭크에 동일 중심을 가지며 회전 가능하게 결합되는 제 2 크랭크를 구비하고, 내부에는 상기 제 1 링크의 제 1 크랭크에 편심되게 결합되는 제 2 크랭크로드와 제 2 크랭크로드에 결합되는 제 2 피스톤이 내장되는 제 2 링크;를 포함하여, 상기 제 1 피스톤 또는 제 2 피스톤의 피스톤 작용에 의해 상호 회전 작용을 수행하도록 구성되는 링크 실린더 엑츄에이터로 구성되는 것을 특징으로 한다.In the wearable robot having a link cylinder actuator of the present invention for achieving the above object, in the wearable robot wearable by the link is coupled to form a joint and a skeletal structure, the links, the end is connected to the second link A first crank having a first crank rod coupled therein and having a first crank rod eccentrically coupled to a second crank of the second link and a first piston coupled to the first crank rod; and the first crank A second crank having the same center and rotatably coupled thereto, wherein a second crank rod eccentrically coupled to the first crank of the first link and a second piston coupled to the second crank rod are embedded therein. A link cylinder actuator configured to perform mutual rotational action by a piston action of the first piston or the second piston; Characterized in that the configuration teoro.
상기 링크 실린더 엑츄에이터와 상기 링크 실린더 엑츄에이터를 구비한 착용로봇에 있어서, 상기 제 1 링크와 상기 제 2 링크의 내부에는 상기 제 1 피스톤 또는 상기 제 2 피스톤의 이동 방향의 양측에 상기 제 1 피스톤 또는 상기 제 2 피스톤을 외부와 격리시키는 차폐판이 형성되는 것을 특징으로 한다.The wearable robot provided with the link cylinder actuator and the link cylinder actuator, wherein the first piston or the second link is provided on both sides of a movement direction of the first piston or the second piston inside the first link and the second link. It is characterized in that a shielding plate isolating the second piston from the outside.
또한, 상기 링크 실린더 엑츄에이터와 상기 링크 실린더 엑츄에이터를 구비한 착용로봇에 있어서, 상기 제 1 크랭크로드와 상기 제 2 크랭크로드는 상기 제 1 크랭그와 상기 제 2 크랭크의 회전 가능하게 결합되는 결합 중심을 중심으로 대칭이 되도록 각각 상기 제 2 크랭크와 상기 제 1 크랭크에 편심되게 결합되는 것을 특징으로 한다.In addition, in the wear robot including the link cylinder actuator and the link cylinder actuator, the first crank rod and the second crank rod may be coupled to a coupling center in which the first crank and the second crank are rotatably coupled. And eccentrically coupled to the second crank and the first crank, respectively, so as to be centrally symmetrical.
상기 링크 실린더 엑츄에이터는 또한, 상기 제 1 링크와 상기 제 2 링크는 상기 제 1 크랭크와 상기 제 2 크랭크가 형성된 단부의 반대측 단부가 개방된 중공부로 형성되고, 2 개의 제 1 링크 또는 2 개의 제 2 링크들 중 하나의 제 1 링크 또는 제 2 링크의 상기 개방된 중공부로 일단부가 삽입되고 타측 단부는 다른 제 1 링크 또는 제 2 링크의 상기 개방된 중공부로 삽입되는 길이조절봉을 더 포함하여 구성되어, 2 개의 제 1 링크 또는 2 개의 제 2 링크가 링크의 길이를 길게 하기 위하여 서로 연결될 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 한다.The link cylinder actuator further includes the first link and the second link formed of a hollow portion having an open end opposite to the end where the first crank and the second crank are formed, and two first links or two second links. And further comprising a length adjusting rod inserted at one end into the open hollow portion of the first link or the second link of one of the links and the other end inserted into the open hollow portion of the other first link or the second link. And two first links or two second links can be connected to each other to lengthen the length of the link.
상기 개방된 중공부가 형성되는 상기 제 1 링크 또는 상기 제 2 링크들의 외주면에는 각각 길이 방향을 따라 길이 조절을 위한 관통공들이 형성되고, 상기 길이조절봉의 외주면에는 길이 방향을 따라 길이 조절을 위한 관통공들이 형성되는 것을 특징으로 한다.Through holes for length adjustment in the lengthwise direction are formed on the outer circumferential surface of the first link or the second links in which the open hollow part is formed, and through holes for length adjustment in the lengthwise direction on the outer circumferential surface of the length adjusting rod. Characterized in that they are formed.
상술한 구성을 가지는 본 발명은 외골격을 이루는 링크와 링크를 구동시키는 구동장치를 일체로 형성하는 것에 의해 착용로봇의 구조를 간소화시키고, 이에 따라 착용로봇의 설계 작업을 용이하게 수행할 수 있도록 하는 효과를 제공한다.The present invention having the above-described configuration simplifies the structure of the wearable robot by integrally forming the link forming the exoskeleton and the driving device for driving the link, thereby making it easy to design the wearable robot. To provide.
또한 본 발명은 착용로봇에서 링크구동부가 외부로 노출되지 않게 됨으로써 링크구동부에 의한 착용로봇의 동작 제한을 제거하는 것에 의해 착용로봇의 구동을 더욱 원활히 수행할 수 있도록 하여, 착용로봇을 이용한 작업 효율성을 향상시키는 효과를 제공한다.In addition, the present invention can be performed more smoothly by the operation of the wearable robot by removing the restriction of the operation of the wearable robot by the link driving unit is not exposed to the outside from the wearable robot, the work efficiency using the wearable robot Provide the effect of improving.
또한 본 발명은 착용로봇의 하중을 줄여, 배터리의 사용 수명 및 착용로봇의 출력 효율을 향상시키는 효과를 제공한다.In addition, the present invention reduces the load of the wear robot, thereby providing an effect of improving the service life of the battery and the output efficiency of the wear robot.
도 1은 종래기술의 전신 착용로봇의 사시도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따르는 링크 실린더 엑츄에이터(100)의 사시도,
도 3은 도 2의 링크 실린더 엑츄에이터(100)의 단면도,
도 4는 도 2 및 도 3의 링크 실린더 엑츄에이터(100)의 회전동작을 나타내는 도면,
도 5는 본 발명의 실시예에 따르는 링크 실린더 엑츄에이터(100)를 구비한 착용로봇의 측면도,
도 6은 도 5의 착용로봇(200)의 사시도이다.1 is a perspective view of a whole body wearing robot of the prior art,
2 is a perspective view of a
3 is a cross-sectional view of the
4 is a view showing a rotation operation of the
5 is a side view of a wearable robot having a
6 is a perspective view of the wearing robot 200 of FIG.
이하, 본 발명의 실시예를 나타내는 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings showing embodiments of the present invention.
본 발명의 실시예에서 상부링크(10), 상부크랭크(11), 상부크랭크로드(13), 상부피스톤(15), 상부피스톤로드(16)는 본 발명의 제 1 링크, 제 1 크랭크로드, 제 1 피스톤, 제 1 피스톤로드의 실시예이며, 하부링크(40), 하부크랭크(41), 하부크랭크로드(43), 하부피스톤(45), 하부피스톤로드(46)는 본 발명의 제 2 링크, 제 2 피스톤, 제 2 크랭크로드의 실시예이다.In the embodiment of the present invention, the
이하 첨부 도면의 설명에서는 본 발명의 실시예의 구성을 예로 들어 본 발명을 설명한다.In the following description of the accompanying drawings, the present invention will be described taking the configuration of an embodiment of the present invention as an example.
도 2는 본 발명의 실시예에 따르는 링크 실린더 엑츄에이터(100)의 사시도이고, 도 3은 도 2의 링크 실린더 엑츄에이터(100)의 단면도이다.2 is a perspective view of a
도 2 및 도 3과 같이 상기 링크 실린더 엑츄에이터(100)는 상부링크(10)와 하부링크(40)를 포함하여 구성된다.2 and 3, the
도 3과 같이 상기 상부링크(10)는 내부가 중공인 관의 내부에 상부피스톤로드(16)가 상부크랭크(11) 방향으로 돌출 형성된 상부피스톤(15)이 장착되고, 상부피스톤로드(16)의 단부에는 상부크랭크로드(13)가 회전 가능하게 결합되며, 상부크랭크로드(13)의 타측 단부는 상부크랭크(11)와 동일 축을 중심으로 회전 가능하게 결합되는 하부링크(40)의 하부크랭크(41) 면에 중심으로부터 편심되며 회전 가능하게 결합되도록 구성된다.As shown in FIG. 3, the
상기 하부링크(40) 또한, 내부가 중공인 관의 내부에 하부피스톤로드(46)가 하부크랭크(41) 방향으로 돌출 형성된 하부피스톤(45)이 장착되고, 하부피스톤로드(46)의 단부에는 하부크랭크로드(43)가 회전 가능하게 결합되며, 하부크랭크로드(43)의 타측 단부는 하부크랭크(41)와 동일 축을 중심으로 회전 가능하게 결합되는 상부링크(10)의 상부크랭크(11) 면에 중심으로부터 편심되며 회전 가능하게 결합되도록 구성된다.The
도 2 내지 도 4에도는 도시되지 않았으나, 상기 상부링크(10) 및 하부링크(40)의 상부피스톤(15) 또는 하부피스톤(45)의 상하부에는 피스톤 구동을 위하여 제공된 유체의 누설이 발생하지 않도록 도 6과 같이 차폐판(160)이 형성된다. 상기 상부피스톤로드(16)와 상기 하부피스톤로드(46)의 내부 유체의 누설이 되지 않도록 밀봉된 상태에서 차폐판(160)을 관통하여 상부크랭크로드(13) 또는 하부크랭크로드(43)의 단부와 회전 가능하게 결합된다.Although not shown in FIGS. 2 to 4, the upper and lower portions of the
상기 구성의 상부링크(10)와 하부링크(40)는 상부크랭크(11)와 하부크랭크(41)가 동일축을 이루며 회전 가능하게 결합되고, 상부크랭크로드(13)와 하부크랭크로드(43)는 상부크랭크(11)와 하부크랭크(41)의 결합 중심의 양측에서 서로 대향하도록 각각 하부크랭크(41)와 상부크랭크(11)의 면에 편심되고 회전 가능하게 결합되는 것에 의해 하나의 링크 실린더 엑츄에이터(100)로 결합된다. 이렇게 결합된 링크 실린더 엑츄에이터(100)는 상부크랭크(11)와 하부크랭크(41)의 결합부가 회전되는 관절로 되어 외골격의 상지, 하지, 어깨, 골반 등의 외골력 링크를 형성하게 된다.The
상술한 설명을 위한 도 3및 도 4는 단면도이나 표시의 용이함을 위해 단면의 표시는 생략하였다.
3 and 4 for the above description, the cross-sectional display is omitted for ease of sectional view and display.
이와 같이 형성된 상기 링크 실린더 엑츄에이터(100)는 상부피스톤(15)과 하부피스톤(45)의 상호 동작에 의해 결합된 상부크랭크(11)와 하부크랭크(41)의 회전에 의해 상대측 링크를 회전시키는 관절 운동을 수행하게 된다.The
도 4는 도 2 및 도 3의 링크 실린더 엑츄에이터(100)의 회전동작을 나타내는 도면으로, 이하, 도 4를 참조하여 상기 링크 실린더 엑츄에이터(100)에 의한 관절 회전 운동을 설명한다. 4 is a view illustrating a rotation operation of the
도 4의 (a)는 관절이 펼쳐진 상태로서 상지 또는 하지가 펼친 상태를 가지도록 하는 링크 실린더 엑츄에이터(100)의 상부피스톤(15)과 하부피스톤(45)의 결합 구조를 나타낸다. 도 4에서 상부링크(10)의 상단부가 고정단이되고 하부링크(40)의 하단부가 자유단인 것으로 가정한다.Figure 4 (a) shows the coupling structure of the
이러한 상태에서 상부피스톤(15)과 하부피스톤(45)이 하 방향으로 이동하면, 상부피스톤(15)에 의해 상부크랭크로드(13)가 하부크랭크(41)를 상부크랭크(11)와 하부크랭크(41)의 결합 중심을 중심으로 회전시키게 되어 도 4의 (b)-(c)-(d)와 같이, 하부링크(40)의 하부가 상부크랭크(11)와 하부크랭크(41)의 결합 중심을 중심으로 반 시계 방향으로 회전운동을 수행하게 된다.In this state, when the
이와 달리 도면에는 도시하지 않았으나, 상부피스톤(15)과 하부피스톤(45)이 각각 상 방향으로 이동하게 되면, 상부피스톤(15)과 하부피스톤(45)의 하 방향으로 이동하는 것과 반대로 상부크랭크(11)와 하부크랭크(41)가 회전되어 하부링크(40)는 시계방향으로 회전하게 된다.
On the other hand, although not shown in the drawing, when the
상술한 구성을 가지는 링크 실린더 엑츄에이터(100)가 적용된 하지용 착용로봇(200)을 도 5 및 도 6을 참조하여 설명한다.The wearable robot 200 for the lower body to which the
도 5는 본 발명의 실시예에 따르는 링크 실린더 엑츄에이터(100)를 구비한 착용로봇의 측면도이고, 도 6은 도 5의 착용로봇(200)의 사시도이다. 도 5는 도 3및 도 4와 같이 단면도이나 표시의 용이함을 위해 단면의 표시는 생략하였다.5 is a side view of a wearable robot having a
도 5 및 도 6과 같이 상기 링크 실린더 엑츄에이터(100)는 상부크랭크(11)와 하부크랭크(41)의 결합부위가 골반, 무픔, 발목 등의 관절을 이루며 하지용 착용로봇(200)으로 결합된다.5 and 6, the
도 5 및 도 6에서 하지용 착용로봇(200)은 두 개의 상부링크(10)가 서로 개방된 중공부가 형성된 단부에 길이조절봉(153)의 양단부가 각각 삽입되어 길이가 연장된 대퇴부를 형성하였다. 이때 두 개의 상부링크(10)의 개방된 중공부가 결합되어 도 5와 같이 길이조정봉삽입부(180)를 형성한다. 상기 길이조절봉(153)에는 길이 방향을 따라 다수의 길이조절을 위한 관통공(151)이 형성된다. 그리고 도면에는 미도시되어 있으나 상기 상부링크(10)의 내부가 중공이고 개방된 단부의 외측면에도 길이조절봉(153)의 관통공과 대응하는 관통공이 형성된다. 이렇게 형성된 관통공들은 그 위치를 가변시킨 후 고정핀 등을 삽입하는 것에 의해 서로 결합된 상부링크(10)의 길이를 미세하게 가변시킬 수 있도록 한다.5 and 6 in the lower limb wearing robot 200 is formed at both ends of the
이렇게 형성된 대퇴부의 상부에 위치하는 상부크랭크(11)는 골반부를 형성하는 링크 실린더 엑츄에이터의 크랭크와 회전 가능하게 결합된다. 상부크랭크로드(13)는 골반부를 형성하는 링크 실린더 엑츄에이터의 크랭크에 편심되게 결합되고, 골반부를 형성하는 링크 실린더 엑츄에이터의 크랭크로드 또한 상부크랭크(11)의 면에 편심되게 결합된다. 이와 같은 결합에 의해 대퇴부가 골반에 회전 가능하게 결합된다.The upper crank 11 located above the formed thigh is rotatably coupled with the crank of the link cylinder actuator forming the pelvis. The
또한 도 5 및 도 6에서 하지용 착용로봇(200)은 두 개의 하부링크(40)가 서로 개방된 중공부가 형성된 단부에 길이조절봉(153)의 양단부가 각각 삽입되어 길이가 연장된 정강이부를 형성하였다. 이때 두 개의 하부링크(40)의 개방된 중공부가 결합되어 도 5와 같이 길이조정봉삽입부(180)를 형성한다. 상기 길이조절봉(153)에는 길이 방향을 따라 다수의 길이조절을 위한 관통공(151)이 형성된다. 그리고 도면에는 미도시되어 있으나 상기 하부링크(40)의 내부가 중공이고 개방된 단부의 외측면에도 길이조절봉(153)의 관통공과 대응하는 관통공이 형성된다. 이렇게 형성된 관통공들은 그 위치를 가변시킨 후 고정핀 등을 삽입하는 것에 의해 서로 결합된 하부링크(40)의 길이를 미세하게 가변시킬 수 있도록 한다.In addition, the wear robot 200 for the lower limbs in Figures 5 and 6, the two ends of the
이렇게 형성된 정강이부의 상부에 위치하는 하부크랭크(41)는 대퇴부를 이루는 상부링크(10) 중 하부에 위치하는 상부링크(10)의 상부크랭크(11)와 회전가능하게 결합된다. 그리고 하부크랭크로드(43)는 상부크랭크(11)에 편심되게 결합되고, 상부크랭크로드(13)는 하부크랭크(41)에 편심되게 결합된다. 이와 같은 결합에 의해 대퇴부와 정강이부가 회전 관절 운동을 수행하는 하지골격을 형성하게 된다.The lower crank 41 positioned above the shin portion is rotatably coupled to the upper crank 11 of the
본 발명의 착용로봇의 실시예로서 도 5 및 도 6과 같이 하지용 착용로봇을 들어 설명하였으나, 본 발명의 링크 실린더 엑츄에이터는 상지, 하지 또는 전신착용로봇에 적용될 수 있음은 자명하다.As an example of the wearable robot of the present invention, the wearable robot for the lower limb is described as shown in FIGS. 5 and 6, but it is obvious that the link cylinder actuator of the present invention can be applied to the upper limb, the lower limb or the whole-body wearable robot.
100: 링크 실린더 엑츄에이터
10: 상부링크, 11: 상부크랭크, 13: 상부크랭크로드, 15: 상부피스톤, 16: 상부피스톤로드
40: 하부링크, 41: 하부크랭크, 43: 하부크랭크로드, 45: 하부피스톤, 46: 하부피스톤로드
151; 관통공, 153: 길이조절봉
160: 차폐판, 180: 길이조절봉삽입부
200: 착용로봇100: link cylinder actuator
10: upper link, 11: upper crank, 13: upper crank rod, 15: upper piston, 16: upper piston rod
40: lower link, 41: lower crank, 43: lower crank rod, 45: lower piston rod, 46: lower piston rod
151; Through hole, 153: Length adjusting rod
160: shielding plate, 180: length adjustment rod insert
200: Worn Robot
Claims (6)
상기 제 1 크랭크에 동일 중심을 가지며 회전 가능하게 결합되는 제 2 크랭크를 구비하고, 내부에는 상기 제 1 링크의 제 1 크랭크에 편심되게 결합되는 제 2 크랭크로드와 제 2 크랭크로드에 결합되는 제 2 피스톤이 내장되는 제 2 링크;를 포함하여, 상기 제 1 피스톤 또는 제 2 피스톤의 피스톤 작용에 의해 상호 회전 작용을 수행하도록 구성되며,
상기 제 1 링크와 상기 제 2 링크는 상기 제 1 크랭크와 상기 제 2 크랭크가 형성된 단부의 반대측 단부가 개방된 중공부로 형성되고,
2 개의 제 1 링크 또는 2 개의 제 2 링크들 중 하나의 제 1 링크 또는 제 2 링크의 상기 개방된 중공부로 일단부가 삽입되고 타측 단부는 다른 제 1 링크 또는 제 2 링크의 상기 개방된 중공부로 삽입되는 길이조절봉을 더 포함하여 구성되어,
2 개의 제 1 링크 또는 2 개의 제 2 링크가 링크의 길이를 가변할 수 있도록 서로 연결 구성되는 것을 특징으로 하는 링크 실린더 엑츄에이터.A first crank having an end connected to the second link, and having a first crank rod eccentrically coupled to a second crank of the second link and a first piston coupled to the first crank rod; ;Wow,
A second crank having a same center and rotatably coupled to the first crank, and having a second crank rod eccentrically coupled to the first crank of the first link and a second crank rod coupled therein; It is configured to perform a mutual rotation action by the piston action of the first piston or the second piston;
The first link and the second link is formed of a hollow portion that is open at an end opposite to an end at which the first crank and the second crank are formed,
One end is inserted into the open hollow part of the first link or the second link of one of the two first links or two second links and the other end is inserted into the open hollow part of the other first link or the second link. Consists of further comprising a length adjustment rod,
Link cylinder actuators, characterized in that two first links or two second links are configured to be connected to each other to vary the length of the link.
상기 제 1 링크와 상기 제 2 링크의 내부에는 상기 제 1 피스톤 또는 상기 제 2 피스톤의 이동 방향의 양측에 상기 제 1 피스톤 또는 상기 제 2 피스톤을 외부와 격리시키는 차폐판이 형성되는 것을 특징으로 하는 링크 실린더 엑츄에이터.The method according to claim 1,
A shield plate is formed inside the first link and the second link to shield the first piston or the second piston from the outside on both sides of a movement direction of the first piston or the second piston. Cylinder actuator.
상기 제 1 크랭크로드와 상기 제 2 크랭크로드는 상기 제 1 크랭그와 상기 제 2 크랭크의 회전 가능하게 결합되는 결합 중심을 중심으로 대칭이 되도록 각각 상기 제 2 크랭크와 상기 제 1 크랭크에 편심되게 결합되는 것을 특징으로 하는 링크 실린더 엑츄에이터.The method according to claim 1,
The first crank rod and the second crank rod are eccentrically coupled to the second crank and the first crank, respectively, so as to be symmetrical about a coupling center that is rotatably coupled to the first crank and the second crank. Link cylinder actuator, characterized in that.
상기 개방된 중공부가 형성되는 상기 제 1 링크 또는 상기 제 2 링크들의 외주면에는 각각 길이 방향을 따라 길이 조절을 위한 관통공들이 형성되고,
상기 길이조절봉의 외주면에는 길이 방향을 따라 길이 조절을 위한 관통공들이 형성되는 것을 특징으로 하는 링크 실린더 엑츄에이터.The method according to claim 1,
Through holes for length adjustment along a longitudinal direction are formed in outer circumferential surfaces of the first link or the second links in which the open hollow part is formed,
Link cylinder actuator, characterized in that the through hole for the length adjustment in the longitudinal direction on the outer circumferential surface of the length adjusting rod.
상기 링크들은,
제 2 링크와 연결되는 단부에 제 1 크랭크를 구비하고, 내부에는 제 2 링크의 제 2 크랭크에 편심되게 결합되는 제 1 크랭크로드와 제 1 크랭크로드에 결합되는 제 1 피스톤이 내장되는 제 1 링크;와,
상기 제 1 크랭크에 동일 중심을 가지며 회전 가능하게 결합되는 제 2 크랭크를 구비하고, 내부에는 상기 제 1 링크의 제 1 크랭크에 편심되게 결합되는 제 2 크랭크로드와 제 2 크랭크로드에 결합되는 제 2 피스톤이 내장되는 제 2 링크;를 포함하여, 상기 제 1 피스톤 또는 제 2 피스톤의 피스톤 작용에 의해 상호 회전 작용을 수행하도록 구성되며,
상기 제 1 링크와 상기 제 2 링크는 상기 제 1 크랭크와 상기 제 2 크랭크가 형성된 단부의 반대측 단부가 개방된 중공부로 형성되고,
2 개의 제 1 링크 또는 2 개의 제 2 링크들 중 하나의 제 1 링크 또는 제 2 링크의 상기 개방된 중공부로 일단부가 삽입되고 타측 단부는 다른 제 1 링크 또는 제 2 링크의 상기 개방된 중공부로 삽입되는 길이조절봉을 더 포함하여,
2 개의 제 1 링크 또는 2 개의 제 2 링크가 링크의 길이를 가변될 수 있도록 서로 연결되는 링크 실린더 엑츄에이터로 구성되는 것을 특징으로 하는 링크 실린더 엑츄에이터를 구비한 착용로봇.Links are combined to form a joint and skeletal structure and wearable by the worker,
The links,
A first crank having an end connected to the second link, and having a first crank rod eccentrically coupled to a second crank of the second link and a first piston coupled to the first crank rod; ;Wow,
A second crank having a same center and rotatably coupled to the first crank, and having a second crank rod eccentrically coupled to the first crank of the first link and a second crank rod coupled therein; It is configured to perform a mutual rotation action by the piston action of the first piston or the second piston;
The first link and the second link is formed of a hollow portion that is open at an end opposite to an end at which the first crank and the second crank are formed,
One end is inserted into the open hollow part of the first link or the second link of one of the two first links or two second links and the other end is inserted into the open hollow part of the other first link or the second link. Including a length adjustment rod,
A wearable robot having a link cylinder actuator, characterized in that two first links or two second links are configured as link cylinder actuators connected to each other so that the length of the link can be varied.
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- 2011-09-15 KR KR1020110093006A patent/KR101278527B1/en active IP Right Grant
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