KR101369515B1 - Variable Stiffness Structure - Google Patents

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조규진
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허태명
이대영
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Abstract

본 발명에 의한 가변 강성 구조체는, 탄성변형이 용이한 탄성재질로 형성되는 복수의 탄성부재와, 상기 탄성부재보다 강성이 강한 재질로 형성되는 복수의 강성부재를 구비하며, 상기 탄성부재와 강성부재가 교대로 배열되고, 상기 탄성부재와 강성부재의 배열 경로를 따라 각각 상기 탄성부재와 강성부재를 관통하도록 형성된 케이블 구멍을 구비하는 작동 조립체; 및 외부로부터 가해지는 장력에 따라 상기 작동 조립체의 탄성부재를 탄성변형시킬 수 있도록 한쪽 끝은 상기 작동 조립체의 한쪽 끝에 고정되고 다른 한쪽 끝은 상기 작동 조립체의 케이블 구멍을 경유하여 상기 작동조립체의 다른 한쪽 끝으로 연장되는 케이블;을 구비하는 점에 특징이 있다.The variable rigid structure according to the present invention includes a plurality of elastic members formed of an elastic material that is easily elastically deformed, and a plurality of rigid members formed of a material having a stronger rigidity than the elastic member. An actuating assembly having alternating arrangements and cable holes formed to pass through the elastic member and the rigid member, respectively, along an arrangement path of the elastic member and the rigid member; And one end is fixed to one end of the operation assembly and the other end is connected to the other end of the operation assembly via a cable hole of the operation assembly so as to elastically deform the elastic member of the operation assembly according to a tension applied from the outside. The cable extending to the end; is characterized in that it has a.

Description

가변 강성 구조체{Variable Stiffness Structure}Variable Stiffness Structure

본 발명은 가변 강성 구조체에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 필요에 따라 강성을 조절할 수 있는 가변 강성 구조체에 관한 것이다.The present invention relates to a variable rigid structure, and more particularly, to a variable rigid structure that can adjust the rigidity as needed.

로봇의 개발 과정에서 다양한 역학적 특성을 가지는 요소기술이 필요하게 되었다. 로봇의 용도가 다양해지면서 그 특성에 따라 필요하게 되는 운동 능력도 더욱 다양해지고 있다. 이와 같은 로봇에 요구되는 다양한 특성 중 하나가 필요에 따라 강성이 변할 수 있는 구조체이다.In the development of robots, element technology with various mechanical characteristics is needed. As the uses of robots are diversified, the motor skills required according to their characteristics are also becoming more diverse. One of the various characteristics required for such a robot is a structure whose rigidity can be changed as necessary.

구조체의 강성이 상황에 따라 연성이 될 수도 있고 강성이 될 수도 있는 구조체가 개발되면 다양한 분야에 이용될 수 있다. 내시경을 이와 같은 가변 강성 구조체에 결합하여 필요에 따라 강성을 변화시킴으로써 내시경의 활용도를 높일 수 있다. 입는 로봇(wearable robot)에도 가변 강성 구조체를 적용함으로써 물건을 잡고 있는 상태를 유지하게 하는 등의 다양한 동작을 구현할 수 있다.The stiffness of the structure may be flexible or may be used in various fields when the structure is developed may be rigid depending on the situation. The endoscope can be combined with such a variable rigid structure to increase the utilization of the endoscope by changing the rigidity as necessary. By applying the variable rigid structure to a wearable robot, various operations such as maintaining a state of holding an object can be implemented.

본 발명은 상술한 바와 같은 필요성을 만족하기 위하여 안출 된 것으로, 필요에 따라 구조체의 강성을 변화시킬 수 있는 가변 강성 구조체를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been made in order to satisfy the necessity as described above, and an object thereof is to provide a variable rigid structure capable of changing the rigidity of the structure as necessary.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 가변 강성 구조체는, 탄성변형이 용이한 탄성재질로 형성되는 복수의 탄성부재와, 상기 탄성부재보다 강성이 강한 재질로 형성되는 복수의 강성부재를 구비하며, 상기 탄성부재와 강성부재가 교대로 배열되고, 상기 탄성부재와 강성부재의 배열 경로를 따라 각각 상기 탄성부재와 강성부재를 관통하도록 형성된 케이블 구멍을 구비하는 작동 조립체; 및 외부로부터 가해지는 장력에 따라 상기 작동 조립체의 탄성부재를 탄성변형시킬 수 있도록 한쪽 끝은 상기 작동 조립체의 한쪽 끝에 고정되고 다른 한쪽 끝은 상기 작동 조립체의 케이블 구멍을 경유하여 상기 작동조립체의 다른 한쪽 끝으로 연장되는 케이블;을 구비하는 점에 특징이 있다.The variable rigid structure according to the present invention for achieving the above object comprises a plurality of elastic members formed of an elastic material that is easily elastic deformation, and a plurality of rigid members formed of a material stronger than the elastic member, An operation assembly having the elastic members and the rigid members arranged alternately and having cable holes formed to penetrate the elastic members and the rigid members, respectively, along an arrangement path of the elastic members and the rigid members; And one end is fixed to one end of the operation assembly and the other end is connected to the other end of the operation assembly via a cable hole of the operation assembly so as to elastically deform the elastic member of the operation assembly according to a tension applied from the outside. The cable extending to the end; is characterized in that it has a.

본 발명에 의한 가변 강성 구조체는 사용자의 필요에 따라 구조체의 강성을 연하게 할 수도 있고 강하게 할 수도 있는 장점이 있다.The variable rigid structure according to the present invention has the advantage that the rigidity of the structure may be softened or hardened according to the needs of the user.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 가변 강성 구조체의 사시도이다.
도 2 및 도 3은 도 1에 도시된 가변 강성 구조체의 작동을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 가변 강성 구조체의 사시도이다.
도 5는 도 4에 도시된 가변 강성 구조체의 구조를 설명하기 위한 분리사시도이다.
도 6은 본 발명의 제3실시예에 따른 가변 강성 구조체의 정면도이다.
도 7은 본 발명의 제4실시예에 따른 가변 강성 구조체의 단면도이다.1 is a perspective view of a variable rigid structure according to a first embodiment of the present invention.
2 and 3 are views for explaining the operation of the variable rigid structure shown in FIG.
4 is a perspective view of a variable rigid structure according to a second embodiment of the present invention.
5 is an exploded perspective view for explaining the structure of the variable rigid structure shown in FIG. 4.
6 is a front view of a variable rigid structure according to a third embodiment of the present invention.
7 is a cross-sectional view of a variable rigid structure according to a fourth embodiment of the present invention.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 의한 가변 강성 구조체에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, a variable rigid structure according to the present invention will be described in detail.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 가변 강성 구조체의 사시도이고, 도 2 및 도 3은 도 1에 도시된 가변 강성 구조체의 작동을 설명하기 위한 도면이다.1 is a perspective view of a variable rigid structure according to a first embodiment of the present invention, Figures 2 and 3 are views for explaining the operation of the variable rigid structure shown in FIG.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 제1실시예의 가변 강성 구조체는 작동 조립체(130)와 3개의 케이블(141, 142, 143)을 포함하여 이루어진다.1 to 3, the variable rigid structure of the first embodiment comprises an actuating assembly 130 and three cables 141, 142, 143.

작동 조립체(130)는 복수의 탄성부재(120)와 강성부재(110)를 구비한다. 제1실시예의 작동조립체(130)는 도 1에 도시된 것과 같이 7개의 강성부재(110)와 6개의 탄성부재(120)를 구비한다.The operating assembly 130 includes a plurality of elastic members 120 and rigid members 110. The operating assembly 130 of the first embodiment has seven rigid members 110 and six elastic members 120 as shown in FIG.

탄성부재(120)는 탄성변형이 용이한 탄성재질로 형성되고, 강성부재(110)는 탄성부재(120)보다 강성이 강한 재질로 형성된다. 즉, 강성부재(110)는 탄성부재(120)보다 더 큰 탄성계수(Elastic Modulus)를 가진 재질로 이루어진다. 탄성부재(120)와 강성부재(110)는 교대로 배열된다. 본 실시예에서는 도 1에 도시된 것과 같이 탄성부재(120)와 강성부재(110)가 일렬로 배열된다. 또한, 본 실시예에서 탄성부재(120)와 강성부재(110)는 각각 일정한 두께를 가진 형태로 형성되었다. 탄성부재(120)와 강성부재(110)는 서로 접착되어 고정된 형태로 작동 조립체(130)를 구성할 수도 있고, 서로 접착되지 않은 상태로 배열되어 작동 조립체(130)를 구성할 수도이다. 작동 조립체(130)에는 탄성부재(120)와 강성부재(110)의 교대 배열 경로를 따라서 3개의 케이블 구멍(131, 132, 133)이 형성된다. 즉, 작동 조립체(130)의 연장 방향을 따라서 각각 탄성부재(120)와 강성부재(110)를 관통하도록 3개의 케이블 구멍(131, 132, 133)이 형성된다. 3개의 케이블 구멍(131, 132, 133) 중 하나(132)는 작동 조립체(130)의 중심축을 따라 연장되도록 형성되고 나머지 2개의 케이블 구멍(131, 133)은 중심축에 배치된 케이블 구멍(132)을 중심으로 원주 방향을 따라 배치된다 본 실시예에서는 2개의 케이블 구멍(131, 133)이 180도의 각도 간격으로 배치된다.The elastic member 120 is formed of an elastic material that is easily elastically deformed, and the rigid member 110 is formed of a material having a stronger rigidity than the elastic member 120. That is, the rigid member 110 is made of a material having a larger elastic modulus (Elastic Modulus) than the elastic member 120. The elastic member 120 and the rigid member 110 are alternately arranged. In this embodiment, the elastic member 120 and the rigid member 110 are arranged in a line as shown in FIG. In addition, in the present embodiment, the elastic member 120 and the rigid member 110 are each formed in a shape having a predetermined thickness. The elastic member 120 and the rigid member 110 may be configured to form the operating assembly 130 in a bonded form fixed to each other, or may be arranged in a non-bonded state to form the operating assembly 130. Three cable holes 131, 132, and 133 are formed in the operating assembly 130 along the alternate arrangement path of the elastic member 120 and the rigid member 110. That is, three cable holes 131, 132, and 133 are formed to penetrate the elastic member 120 and the rigid member 110 in the extending direction of the operation assembly 130, respectively. One of the three cable holes 131, 132, 133 is formed to extend along the central axis of the operating assembly 130, and the other two cable holes 131, 133 are arranged in the central axis of the cable hole 132. In the present embodiment, two cable holes 131 and 133 are arranged at angular intervals of 180 degrees.

케이블 구멍(131, 132, 133)에는 각각 케이블(141, 142, 143)이 배치된다 케이블(141, 142, 143)의 한쪽 끝은 작동 조립체의 한쪽 끝에 고정되고 다른 한쪽 끝은 케이블 구멍(131, 132, 133)의 외부로 연결되도록 연장된다. 본 실시예에서는 작동 조립체의 가장 하측에 배치된 강성부재(110)에 케이블(141, 142, 143)의 한쪽 끝이 고정되고 다른 한쪽 끝은 작동 조립체의 위쪽으로 연장된다.Cables 141, 142, and 143 are disposed in the cable holes 131, 132, and 133, respectively. One end of the cable 141, 142, and 143 is fixed to one end of the operation assembly, and the other end is connected to the cable hole 131, 132, 143. 132, 133 is extended to be connected to the outside. In this embodiment, one end of the cable 141, 142, 143 is fixed to the rigid member 110 disposed at the bottom of the operating assembly, and the other end extends upward of the operating assembly.

이하 상술한 바와 같이 구성된 가변 강성 구조체의 작동에 대해 설명한다.Hereinafter, the operation of the variable rigid structure configured as described above will be described.

먼저 도 1에 도시된 가변 강성 구조체는 케이블(141, 142, 143)에 장력이 가해지지 않은 상태이다. 탄성부재(120)의 탄성에 의해 가변 강성 구조체는 전체적으로 비교적 강성이 약한 상태이다. 작은 외력에 의해 쉽게 탄성 변형될 수 있는 상태이다.First, the variable rigid structure shown in FIG. 1 is in a state where tension is not applied to the cables 141, 142, and 143. Due to the elasticity of the elastic member 120, the variable rigid structure is in a relatively weak state as a whole. It is a state that can be easily elastically deformed by a small external force.

이와 같은 상태에서 도 2에 도시된 것과 같이 3개의 케이블(141, 142, 143)에 장력을 가하면 각각의 탄성부재(120)들이 압축되면서 작동 조립체(130)는 전체적으로 길이가 짧아진다. 케이블(141, 142, 143)에 의해 장력이 가해진 상태이므로 작동 조립체(130)의 전체적인 강성은 비교적 강한 상태가 된다. 이와 같은 상태에서는 작동 조립체(130)가 외력에 의해 쉽게 변형되지 않고 도 2에 도시된 형태를 유지하게 된다. 이와 같은 가변 강성 구조체의 특성을 내시경에 적용하면 다음과 같은 장점을 얻을 수 있다. 먼저 도 2에 도시된 것과 같은 상태는 강성이 강하므로 형상을 유지하면서 내시경을 인체 내로 밀어 넣을 수 있다. 인체의 원하는 위치까지 내시경의 렌즈가 도달한 후에는 케이블(141, 142, 143)의 장력을 제거하면 작동 조립체(130)의 강성은 약해진다. 작동 조립체(130)의 강성이 약해짐으로 인해 인체에 가해지는 힘의 크기가 약해지고 인체의 주는 부담이 적어져서 환자의 불편함이 감소하게 된다. 또한 내시경으로 파악된 환자의 병변을 제거하거나 검사를 위해 조직을 절단하고자 할 때 작동 조립체(130)의 강성을 증가시켜 수술도구를 지지할 수 있도록 이용하는 것도 가능하다. 이러한 특성을 이용하여 내시경뿐만 아니라 다양한 분야에 본 실시예의 가변 강성 구조체를 적용할 수 있다. 예를 들어 로봇 물고기 꼬리 지느러미에 본 발명의 가변 강성 구조체를 적용하여 필요시에는 추력을 향상 시키는 용도로 사용하는 것도 가능하다.In this state, as shown in FIG. 2, when the three cables 141, 142, and 143 are tensioned, the elastic assembly 120 is compressed, and the operating assembly 130 is shortened overall. Since the tension is applied by the cables 141, 142, and 143, the overall rigidity of the operating assembly 130 is relatively strong. In this state, the operation assembly 130 is not easily deformed by external force and maintains the shape shown in FIG. 2. Applying the characteristics of such a variable rigid structure to the endoscope can obtain the following advantages. First, as shown in FIG. 2, since the rigidity is strong, the endoscope may be pushed into the human body while maintaining the shape. After the lens of the endoscope reaches the desired position of the human body, the rigidity of the operating assembly 130 is weakened by removing the tension of the cables 141, 142, and 143. As the rigidity of the operating assembly 130 is weakened, the magnitude of the force applied to the human body is weakened, and the burden on the human body is reduced, thereby reducing the discomfort of the patient. It is also possible to increase the stiffness of the operating assembly 130 to support the surgical tool when removing the lesion of the patient identified by the endoscope or cutting the tissue for examination. By using these characteristics, the variable rigid structure of the present embodiment can be applied to various fields as well as endoscopes. For example, by applying the variable rigid structure of the present invention to a robot fish tail fin, it is also possible to use it for the purpose of improving the thrust if necessary.

앞에서 도 2의 경우 3개의 케이블(141, 142, 143)을 동시에 잡아당기는 것으로 설명하였으나 경우에 따라서는 작동 조립체(130)의 중심축에 배치된 하나의 케이블(142)에 장력을 가하는 방법으로 동일한 작동과 효과를 얻을 수 있다. 중앙부에 배치된 케이블(142)만 잡아당김으로써 탄성부재(120)들을 균일하게 압축시키는 것이 가능하다.In the case of FIG. 2, the three cables 141, 142, and 143 are simultaneously pulled. However, in some cases, the same cable is applied to the cable 142 disposed on the central axis of the operation assembly 130. It works and works. By pulling only the cable 142 disposed in the center portion, it is possible to uniformly compress the elastic members 120.

제1실시예의 가변 강성 구조체는 작당부재의 강성을 변경시킬 수 있을 뿐만 아니라 작동 조립체(130)에 굽힘 변형을 가하는 것도 가능하다. 도 3을 참조하면, 왼쪽에 위치하는 케이블(141)을 잡아 당기면 탄성부재(120)의 왼쪽 부분의 두께가 감소하면서 작동 조립체(130)가 왼쪽으로 오목하게 휘어지는 작동을 하게 된다. 중앙부에 케이블(142)을 잡아당기는 장력을 조절함으로써 작동 조립체(130)의 휘어지는 정도를 조절할 수도 있고 휘어진 작동 조립체(130)의 강성을 조절하는 것도 가능하다.The variable rigid structure of the first embodiment can not only change the rigidity of the assignment member, but can also apply bending deformation to the operating assembly 130. Referring to FIG. 3, when the cable 141 positioned on the left side is pulled out, the thickness of the left side portion of the elastic member 120 is reduced, and the operating assembly 130 is curved to the left side. The degree of bending of the operating assembly 130 may be adjusted by adjusting the tension of pulling the cable 142 in the center portion, and the rigidity of the curved operating assembly 130 may be adjusted.

이와 같은 제1실시예에 따른 가변 강성 구조체의 기본 개념을 다양하게 변형함으로써 본 발명의 기술적 사상은 유지하면서 다양한 형태의 가변 강성 구조체를 구성하는 것이 가능하다. By variously modifying the basic concept of the variable rigid structure according to the first embodiment, it is possible to configure various types of variable rigid structures while maintaining the technical idea of the present invention.

예를 들어 케이블 구멍의 위치와 개수 및 케이블의 개수는 다양하게 변경하는 것이 가능하다.For example, the position and number of cable holes and the number of cables can be changed in various ways.

또한, 탄성부재와 강성부재의 크기와 형상도 다양하게 변경할 수 있다.In addition, the size and shape of the elastic member and the rigid member can also be variously changed.

도 4 및 도 5는 제2실시예에 따른 가변 강성 구조체를 도시한 것이다.4 and 5 show the variable rigid structure according to the second embodiment.

제2실시예의 가변 강성 구조체에서 탄성부재(220)와 강성부재(210)로 구성된 작동 조립체(230)에는 2개의 케이블 구멍(231, 232)이 형성된다. 케이블 구멍(231, 232)은 나선형으로 연장되도록 형성되고 그 내부에 케이블(241, 242)이 배치된다. 케이블(241, 242)은 가장 아래쪽에 배치된 강성부재(210)에 고정된다.In the variable rigid structure of the second embodiment, two cable holes 231 and 232 are formed in the operation assembly 230 including the elastic member 220 and the rigid member 210. The cable holes 231 and 232 are formed to extend in a helical manner and the cables 241 and 242 are disposed therein. The cables 241 and 242 are fixed to the rigid member 210 disposed at the bottom.

이와 같은 상태에서 케이블(241, 242)을 잡아 당기면 나선 경로를 따라 움직이는 케이블(241, 242)로 인해 각각의 탄성부재(220)에 비틀림 하중(Torque)이 가해진다. 가장 위쪽에 배치된 강성부재(210)를 고정한 상태에서 케이블(241, 242)을 잡아 당긴다면 가장 아래쪽에 배치된 강성부재(210)는 반시계방향으로 회전하면서 상승하게 된다. 동시에 작동 조립체(230)의 강성은 증가하게 된다. 작동 조립체(230)의 아래쪽 끝부분에 회전이 필요한 기계요소를 결합한다면 이를 회전시켜서 특별한 작동 메커니즘을 구현할 수 있다.When the cables 241 and 242 are pulled in such a state, a torsional load (Torque) is applied to each elastic member 220 due to the cables 241 and 242 moving along the spiral path. Pulling the cables 241 and 242 in a state where the uppermost rigid member 210 is fixed, the lowermost rigid member 210 rises while rotating counterclockwise. At the same time, the rigidity of the actuating assembly 230 is increased. If a mechanical element requiring rotation is coupled to the lower end of the operation assembly 230, it may be rotated to implement a special actuation mechanism.

제2실시예의 경우 탄성부재(220)와 강성부재(210)의 사이에 비틀림 하중이 작용하므로 탄성부재(220)와 강성부재(210)의 상대회전을 방지하기 위하여 도 5에 도시된 것과 같은 고정홈(221)과 고정돌기(211)를 강성부재(210)와 탄성부재(220)의 접촉면에 마련한다. 탄성부재(220)에는 고정홈(221)이 형성되고 그와 접촉하는 강성부재(210)에는 고정돌기(211)가 형성된다. 고정돌기(211)는 고정홈(221)에 끼워진 상태로 탄성부재(220)와 고정돌기(211)가 접촉하게 된다. 이와 같은 상태에서 탄성부재(220)와 강성부재(210)는 서로 접착될 수도 있고 사용환경이나 필요에 따라서 서로 분리 가능하게 접촉하도록 배치될 수도 있다.In the second embodiment, since the torsional load acts between the elastic member 220 and the rigid member 210, it is fixed as shown in FIG. 5 to prevent relative rotation of the elastic member 220 and the rigid member 210. The groove 221 and the fixing protrusion 211 are provided on the contact surface between the rigid member 210 and the elastic member 220. A fixing groove 221 is formed in the elastic member 220, and a fixing protrusion 211 is formed in the rigid member 210 contacting the elastic member 220. The fixing protrusion 211 comes into contact with the elastic member 220 and the fixing protrusion 211 in a state of being fitted into the fixing groove 221. In such a state, the elastic member 220 and the rigid member 210 may be bonded to each other, or may be arranged to be in contact with each other in accordance with the use environment or needs.

이상 본 발명의 제2실시예에 따른 가변 강성 구조체에 대해 설명하였다. 경우에 따라서는 도 4에 도시된 형태와 달리 작동 조립체(230)가 자체가 나선형으로 연장되는 형상이 되도록 가변 강성 구조체를 구성하는 것도 가능하다.The variable rigid structure according to the second embodiment of the present invention has been described above. In some cases, unlike the form shown in FIG. 4, it is also possible to configure the variable rigid structure such that the operating assembly 230 itself has a spirally extending shape.

본 실시예의 가변 강성 구조체는 탄성부재(320)의 좌우의 두께가 다른 것을 특징으로 한다. 즉, 탄성부재(320)의 왼쪽부분은 두께가 얇고 오른쪽부분은 두께가 두껍게 형성된 점에 특징이 있다. 이와 같이 단면이 사다리꼴 형상으로 형성된 탄성부재(320)를 강성부재(310)와 교대로 배열하면 도 6에 도시된 것과 같이 하측으로 갈수록 왼쪽으로 휘어진 형태의 작동 조립체(330)가 구성된다. 이와 같은 상태에서 케이블 구멍(331, 332)에 배치된 두개의 케이블(341, 342))을 동시에 잡아당기면 왼쪽으로 휘어진 상태를 유지하면서 작동 조립체(330)의 전체적인 강성은 증가하게 된다. 오른쪽에 위치하는 케이블(342)만 잡아당기면 탄성부재(320)의 오른쪽 부분이 주로 압축되면서 작동 조립체(330)가 점차적으로 펼쳐지게 된다. 동시에 작동 조립체(330)의 전체적인 강성은 증가하게 된다. 휘어진 상태와 똑바로 펴진 상태를 두가지 동작을 구현하기 위해서 도 6에 도시된 제3실시예의 가변 강성 구조체를 이용할 수 있다.Variable rigid structure of the present embodiment is characterized in that the left and right thickness of the elastic member 320 is different. That is, the left portion of the elastic member 320 is characterized in that the thickness is thin and the right portion is formed thick. As such, when the elastic members 320 having a trapezoidal cross section are alternately arranged with the rigid members 310, as shown in FIG. 6, an operating assembly 330 having a curved shape toward the lower side is configured. In this state, when the two cables 341 and 342 disposed at the cable holes 331 and 332 are simultaneously pulled out, the overall rigidity of the operating assembly 330 is increased while maintaining the curved state to the left. If only the cable 342 positioned on the right side is pulled, the right side of the elastic member 320 is mainly compressed, and the operating assembly 330 is gradually expanded. At the same time the overall stiffness of the actuating assembly 330 is increased. The variable rigid structure of the third embodiment shown in FIG. 6 may be used to implement two operations, a curved state and a straight state.

다음으로 도 7에 도시된 제4실시예의 가변 강성 구조체에 대해 설명한다.Next, the variable rigid structure of the fourth embodiment shown in FIG. 7 will be described.

제4실시예의 가변 강성 구조체는 앞서 설명하나 제1실시예 내지 제3실시예의 가변 강성 구조체와 비교하여 작동 조립체(440)가 탄성 연결부재(430)를 더 포함하는 점에 특징이 있다.The variable rigid structure of the fourth embodiment is described above, but the operating assembly 440 further includes an elastic connecting member 430 as compared with the variable rigid structure of the first to third embodiments.

탄성 연결부재(430)는 탄성부재(420)와 동일한 재질로 형성된다. 도 7에 도시한 것과 같이 외측에서 탄성부재(420)들을 서로 연결하도록 형성된다. 인서트 사출과 같은 방법으로 강성부재(410)를 인서트하여 탄성부재(420) 및 탄성 연결부재(430)를 형성하는 합성수지를 용융상태로 사출하여 도 7에 도시된 것과 같은 형태의 작동 조립체(440)를 구성할 수 있다. 제4실시예의 가변 강성 구조체의 작동과 구조 및 특징은 대체로 제1실시예 내지 제3실시예의 가변 강성 구조체와 유사하나 탄성 연결부재(430)를 탄성부재(420) 및 강성부재(410)의 외측에 감싸도록 배치함으로써 작동 조립체(440)를 안정적으로 지지하고 구조적으로 견고하면서 안정적인 동적 특성을 가지도록 구성할 수 있다. 또한, 탄성부재(420)를 구성하는 재료의 탄성계수를 뿐만 아니라 탄성 연결부재(430)의 두께나 구조를 이용하여 작동 조립체(440)의 기본적인 강성을 조절할 수 있는 장점이 있다.The elastic connection member 430 is formed of the same material as the elastic member 420. As shown in FIG. 7, the elastic members 420 are formed to be connected to each other from the outside. By inserting the rigid member 410 in the same manner as the insert injection molding the synthetic resin forming the elastic member 420 and the elastic connecting member 430 in a molten state, the operation assembly 440 of the type as shown in Figure 7 Can be configured. The operation, structure, and features of the variable rigid structure of the fourth embodiment are generally similar to those of the variable rigid structures of the first to third embodiments, but the elastic connection member 430 is disposed outside the elastic member 420 and the rigid member 410. By wrapping so as to surround the operating assembly 440 can be configured to stably support and have a structurally robust and stable dynamic characteristics. In addition, there is an advantage that the basic rigidity of the operating assembly 440 can be adjusted using not only the elastic modulus of the material constituting the elastic member 420 but also the thickness or structure of the elastic connecting member 430.

케이블 구멍(441, 442)에 배치된 케이블(451, 452)를 잡아당겨 작동 조립체(440)의 강성을 변경하는 방법은 앞서 설명한 다른 실시예들과 유사하다.The method of changing the rigidity of the actuating assembly 440 by pulling the cables 451, 452 disposed in the cable holes 441, 442 is similar to the other embodiments described above.

이상 본 발명에 대해 바람직한 실시예를 들어 설명하였으나 본 발명의 범위가 앞에서 설명하고 도시한 형태로 한정되는 것은 아니다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the scope of the present invention is not limited to the above-described embodiments.

예를 들어 케이블 구멍과 케이블의 개수는 다양하게 조절될 수 있으며, 하나의 케이블 구멍에 2개 이상의 케이블이 삽입되도록 구성하는 것도 가능하다. 또한 탄성부재의 형상을 모두 동일하게 하지 않고 각각 다른 크기와 형상을 가진 탄성부재와 강성부재를 배열하여 작동 조립체를 구성하는 것도 가능하다.For example, the number of cable holes and the number of cables can be adjusted in various ways, it is also possible to configure so that two or more cables are inserted into one cable hole. In addition, it is also possible to configure the operating assembly by arranging elastic members and rigid members having different sizes and shapes, respectively, without making the shapes of the elastic members the same.

110, 210, 310, 410: 탄성부재 120, 220, 320, 420: 강성부재
130, 230, 330, 440: 작동 조립체 430: 탄성 연결부재
131, 132, 133: 케이블 구멍 231, 232: 케이블 구멍
331, 332: 케이블 구멍 441, 442: 케이블 구멍
141, 142, 143: 케이블 241, 242: 케이블
341, 342: 케이블 451, 452: 케이블110, 210, 310, 410: elastic member 120, 220, 320, 420: rigid member
130, 230, 330, 440: working assembly 430: elastic connecting member
131, 132, 133: cable hole 231, 232: cable hole
331, 332: cable hole 441, 442: cable hole
141, 142, 143: cable 241, 242: cable
341, 342: cable 451, 452: cable

Claims (9)

탄성변형이 용이한 탄성재질로 형성되는 복수의 탄성부재와, 상기 탄성부재보다 강성이 강한 재질로 형성되는 복수의 강성부재를 구비하며, 상기 탄성부재와 강성부재가 교대로 배열되고, 상기 탄성부재와 강성부재의 배열 경로를 따라 각각 상기 탄성부재와 강성부재를 관통하도록 형성된 케이블 구멍을 구비하는 작동 조립체; 및
외부로부터 가해지는 장력에 따라 상기 작동 조립체의 탄성부재를 탄성변형시킬 수 있도록 한쪽 끝은 상기 작동 조립체의 한쪽 끝에 고정되고 다른 한쪽 끝은 상기 작동 조립체의 케이블 구멍을 경유하여 상기 작동조립체의 다른 한쪽 끝으로 연장되는 케이블;을 구비하고,
상기 작동 조립체의 탄성부재들 중 적어도 일부는 상기 작동 조립체의 연장 방향을 따라 양측의 두께가 다르게 형성되는 것을 특징으로 하는 가변 강성 구조체.And a plurality of elastic members formed of an elastic material that is easily elastically deformed, and a plurality of rigid members formed of a material having a stronger rigidity than the elastic member, wherein the elastic members and the rigid members are alternately arranged, and the elastic member And an operating assembly having cable holes formed to penetrate the elastic member and the rigid member, respectively, along an arrangement path of the rigid member. And
One end is fixed to one end of the operation assembly and the other end is connected to the other end of the operation assembly via a cable hole of the operation assembly so as to elastically deform the elastic member of the operation assembly according to externally applied tension. Cable extending to; provided with,
At least some of the elastic members of the operating assembly is variable rigid structure, characterized in that the thickness of both sides is formed along the extending direction of the operating assembly. 제1항에 있어서,
상기 작동 조립체는 복수의 케이블 구멍을 구비하고,
상기 케이블도 복수개가 마련되어 각각 상기 케이블 구멍에 배치되는 것을 특징으로 하는 가변 강성 구조체.The method of claim 1,
The actuating assembly has a plurality of cable holes,
A plurality of the cable is also provided, each variable rigid structure, characterized in that arranged in the cable hole. 제2항에 있어서,
상기 작동 조립체의 복수의 케이블 구멍들 중 하나는 상기 작동 조립체의 중심축을 따라 연장되도록 형성되고
나머지 상기 케이블 구멍들은 상기 중심축에 배치된 케이블 구멍을 중심으로 원주 방향을 따라 배치되는 것을 특징으로 하는 가변 강성 구조체.3. The method of claim 2,
One of the plurality of cable holes of the actuating assembly is formed to extend along a central axis of the actuating assembly;
And the remaining cable holes are disposed along the circumferential direction with respect to the cable holes arranged on the central axis. 제2항에 있어서,
상기 작동 조립체의 케이블 구멍들 중 적어도 하나는 상기 작동 조립체에 대해 나선형으로 연장되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 가변 강성 구조체.3. The method of claim 2,
At least one of the cable holes of the actuating assembly is formed to extend helically with respect to the actuating assembly. 제2항에 있어서,
상기 작동 조립체는 나선형으로 연장되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 가변 강성 구조체.3. The method of claim 2,
And the actuating assembly is formed to extend helically. 제4항 또는 제5항에 있어서,
상기 작동 조립체는 인접하는 탄성부재와 강성부재 사이의 접촉면에 대한 회전이 방지되도록 탄성부재와 강성부재 중 어느 하나에는 고정홈이 형성되고 다른 하나에는 그 고정홈에 끼워져 걸리는 고정돌기가 형성된 것을 특징으로 하는 가변 강성 구조체.The method according to claim 4 or 5,
The actuating assembly is characterized in that a fixing groove is formed in one of the elastic member and the rigid member and the fixing protrusion is fitted to the fixing groove in one of the elastic member and the rigid member to prevent rotation of the contact surface between the adjacent elastic member and the rigid member. Variable Rigid Structure. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 작동 조립체의 탄성부재는 각각 인접하는 강성부재와 접착된 것을 특징으로 하는 가변 강성 구조체.The method of claim 1,
And the elastic members of the operating assembly are adhered to adjacent rigid members, respectively. 제1항에 있어서,
상기 작동 조립체는, 상기 탄성부재와 동일한 재질로 형성되어 상기 탄성부재들을 서로 연결하는 탄성 연결부재를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 가변 강성 구조체.The method of claim 1,
The operating assembly, the variable rigid structure characterized in that it further comprises an elastic connecting member formed of the same material as the elastic member to connect the elastic members to each other.
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