KR101401463B1 - Parallel link robot providing additional degree of freedom by wire rope - Google Patents

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KR101401463B1
KR101401463B1 KR1020130055680A KR20130055680A KR101401463B1 KR 101401463 B1 KR101401463 B1 KR 101401463B1 KR 1020130055680 A KR1020130055680 A KR 1020130055680A KR 20130055680 A KR20130055680 A KR 20130055680A KR 101401463 B1 KR101401463 B1 KR 101401463B1
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Abstract

Disclosed is a parallel link robot having additional degree of freedom applied to an operation part using a wire rope. The parallel link robot according to the present invention comprises: a base part and an operation part separated from each other; three or more link parts for connecting the base part and the operation part; a posture changing tool part installed to have one or more degree of freedom relative to the operation part; and a wire actuator for driving a wire rope connected to the posture changing tool part. One end of a pair of manual links belonging to the link part is coupled to the driving link by a first rotation connection part having two or more degree of freedom, and the other end thereof is coupled to the operation part by a second rotation connection part having two or more degree of freedom. The present invention can minimize the degradation of acceleration and deceleration performance of the parallel link robot due to additionally increased load by additionally applying the degree of freedom to the posture changing tool part using the wire rope. Also, the present invention can precisely control the operation of the posture changing tool part and can increase the life of the wire rope by constantly maintaining the tension of the wire rope when the operation part operates.

Description

와이어로프를 이용하여 추가 자유도를 부여한 병렬 링크 로봇{Parallel link robot providing additional degree of freedom by wire rope}Parallel link robot providing additional degree of freedom by using wire rope

본 발명은 병렬링크로봇에 관한 것으로서, 구체적으로는 와이어로프를 이용하여 추가 자유도를 부여함으로써 보다 다양하고 복잡한 동작이 가능한 병렬링크로봇에 관한 것이다. 또한 동작 중에도 와이어로프의 장력을 일정하게 유지할 수 있는 병렬링크로봇에 관한 것이다.The present invention relates to a parallel link robot, and more particularly, to a parallel link robot capable of performing various and complex operations by providing additional degrees of freedom using wire ropes. And also to a parallel link robot capable of maintaining the tension of a wire rope constant during operation.

병렬링크로봇은 비교적 경량의 제품이나 부품을 고속으로 이송하는데 주로 사용되는 것으로서, 링크부의 개수에 따라 델타(delta)로봇 또는 쿼트로(quattro)로봇 등으로 불린다.Parallel link robots are mainly used to transfer relatively lightweight products or parts at high speed, and are called delta robots or quattro robots depending on the number of link parts.

예를 들어 델타형 병렬링크로봇(100)은 도 1에 예시한 바와 같이, 기초부(110), 가동부(120), 기초부(110)와 가동부(120)를 연결하는 제1 내지 제3링크부(200a, 200b, 200c)를 포함하며, 가동부(120)에는 공구장착부(190)가 구비된다.For example, as shown in FIG. 1, the delta type parallel link robot 100 includes a base 110, a movable part 120, first to third links 130, 130 connecting the base part 110 and the movable part 120, 200b and 200c, and the movable part 120 is provided with a tool mounting part 190. [

제1 링크부(200a)는 구동링크(210a)와 2개의 수동링크(220a,230a)를 포함한다. 구동링크(210a)의 일단은 기초부(110)에 설치된 제1 액츄에이터(130a)에 연결된다. 2개의 수동링크(220a,230a)의 각 일단은 구동링크(210a)의 타단에 볼조인트를 통해 연결되고, 각 타단은 가동부(120)에 볼조인트를 통해 연결된다.The first link portion 200a includes a driving link 210a and two manual links 220a and 230a. One end of the driving link 210a is connected to the first actuator 130a provided on the base 110. [ One end of each of the two manual links 220a and 230a is connected to the other end of the drive link 210a through a ball joint and the other end is connected to the movable part 120 through a ball joint.

제2 링크부(200b)와 제3 링크부(200c)도 제1 링크부(200a)와 동일한 구조를 가지며, 각각 구동링크(210b, 210c), 각 2개의 수동링크(220b,230b)(220c,230c)를 포함한다. 또한 각 구동링크(210b, 210c)에는 제2 액츄에이터(130b)와 제3 액츄에이터(130c)가 각각 연결된다.The second link portion 200b and the third link portion 200c also have the same structure as the first link portion 200a and include drive links 210b and 210c and two passive links 220b and 230b , And 230c. The second actuators 130b and the third actuators 130c are connected to the driving links 210b and 210c, respectively.

제1 내지 제3 링크부(200a, 200b, 200c)는 각각 제1 내지 제3 액츄에이터(130a,130b,130c)에 의해 개별적으로 제어되며, 따라서 가동부(120)는 x축, y축, z축의 3자유도 이동을 통해 위치결정이 가능해진다.The first to third link portions 200a, 200b and 200c are individually controlled by the first to third actuators 130a, 130b and 130c, respectively. Accordingly, the movable portion 120 is movable in the x-, y-, and z- Positioning becomes possible through 3 degrees of freedom movement.

그런데 이러한 병렬링크로봇(100)은 가동부(120)의 병진운동만이 가능하므로 최근에는 공구장착부(190)에 추가 자유도를 부여한 여러 유형의 병렬링크로봇이 소개되고 있다.However, since the parallel link robot 100 can only translate the movable part 120, various types of parallel link robots having added flexibility to the tool mounting part 190 have been introduced.

예를 들어 도 2a는 일본공표특허공보 제2002-532269호(2002.10.2공표)에 개시된 것으로서, 신축 가능한 구동축(250)과 유니버셜조인트(251)를 포함하는 제4링크부(200d)를 설치하고, 기초부(110)에 구동축(250)을 위한 추가 액츄에이터(130d)를 설치하는 한편 구동축(250)의 하단을 유니버셜조인트(251)를 통해 공구장착부(190)에 연결하였다. 이를 통해 공구장착부(190)는 도면의 화살표에 나타낸 바와 같이 축회전 운동이 가능해진다.For example, FIG. 2A shows a fourth link portion 200d including a stretchable drive shaft 250 and a universal joint 251, as disclosed in Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2002-532269 (published on Oct. 2, 2002) An additional actuator 130d for the drive shaft 250 is installed in the base 110 while the lower end of the drive shaft 250 is connected to the tool mount 190 through the universal joint 251. [ As a result, the tool mounting portion 190 can be rotated in the axial direction as shown by arrows in the figure.

그런데 이와 같이 구동축(250)을 사용하면 가동부(120)의 동작범위가 구동축(250)의 길이에 의해 제한되는 문제가 있다. 또한 유니버셜조인트(251)를 사용하면 그 굽힘각이 커질 때 다른 부품과 간섭하게 되므로 역시 가동부(120)의 동작범위가 크게 제한되는 문제가 있다.However, when the driving shaft 250 is used as described above, there is a problem that the operating range of the moving part 120 is limited by the length of the driving shaft 250. In addition, when the universal joint 251 is used, it interferes with other components when the bending angle is large, so that there is a problem that the operation range of the movable part 120 is also greatly restricted.

또한 도 2b는 미국특허공보 제4976582호(1990.12.11 공고)에 개시된 것으로서, 추가 액츄에이터(130d)를 가동부(120)에 직접 설치하여 공구장착부(190)를 축회전 시킬 수 있도록 하였다. 그런데 이 경우에는 추가 액츄에이터(130d)의 무게로 인해 가동부(120)의 가감속 성능이 크게 저하되고 산, 알카리 등의 부식용액에 노출되는 작업환경에서 사용될 경우에는 액츄에이터 보호를 위한 별도의 커버가 필요하므로 무게가 더욱 늘어나 성능저하가 심화되는 문제가 있다.FIG. 2B is an example of a method disclosed in U.S. Patent No. 4976582 (published on Dec. 12, 1990), in which the additional actuator 130d is installed directly on the movable portion 120 so that the tool mounting portion 190 can be rotated. However, in this case, when the acceleration / deceleration performance of the movable part 120 is largely lowered due to the weight of the additional actuator 130d and is used in a working environment exposed to corrosive solution such as acid or alkali, a separate cover for protecting the actuator is required There is a problem that the weight is further increased and the performance deterioration is intensified.

또한 도 2c 및 도 2d는 중간부재(160, 170)를 사용하여 공구장착부(190)를 가동부(120)에 회전 가능하게 결합한 경우인데, 가동부(120)의 중량이 증가하여 가감속 성능이 저하되는 것은 물론이고, 중간부재(160) 구동을 위한 구동축을 연결하면 중간부재(160,170)의 동작범위가 크게 제한되는 문제가 있다.2C and 2D show a case in which the tool mounting portion 190 is rotatably coupled to the movable portion 120 by using the intermediate members 160 and 170. The weight of the movable portion 120 increases and the acceleration / As a matter of course, when the drive shaft for driving the intermediate member 160 is connected, the operation range of the intermediate members 160 and 170 is severely limited.

또한 도 2e는 일본공개특허공보 제2011-88262호(2011.5.6)에 개시된 것으로서, 가동부(120)에 자세변경기구부(150)를 설치하고, 예를 들어 제2 링크부(200b)를 구성하는 수동링크(220b,230b)에 추가 액츄에이터(130d)를 설치하는 한편 추가 액츄에이터(130d)와 자세변경기구부(150)를 유니버셜조인트를 포함하는 동력전달축(300)을 이용하여 연결한다.2E is a perspective view showing a state in which the posture changing mechanism part 150 is provided in the movable part 120 and the second link part 200b is constituted, The additional actuator 130d is installed on the manual links 220b and 230b while the additional actuator 130d and the posture changing mechanism 150 are connected to each other using the power transmission shaft 300 including the universal joint.

그런데 이 경우에도 액츄에이터에 걸리는 부하가 증가하므로 여전히 가동부(120)의 가감속 성능이 저하되는 문제가 있다.However, also in this case, there is a problem that the acceleration / deceleration performance of the moving part 120 still deteriorates because the load applied to the actuator increases.

본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위한 것으로서, 가감속 성능을 저하시키거나 동작범위를 제한하지 않으면서 추가 자유도를 부여할 수 있는 병렬링크로봇을 제공하는 데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a parallel link robot capable of providing additional degrees of freedom without lowering the acceleration / deceleration performance or limiting the operation range.

본 발명은 전술한 목적을 달성하기 위하여, 서로 이격된 기초부와 가동부; 상기 기초부와 상기 가동부를 연결하는 것으로서, 각각 상기 기초부에 대해 1 자유도를 갖는 구동링크와 상기 구동링크와 상기 가동부를 연결하는 한 쌍의 평행한 수동링크를 구비하는 3개 이상의 링크부; 상기 링크부의 구동링크에 각각 연결된 다수의 액츄에이터; 상기 가동부에 대해 1자유도 이상을 갖도록 설치된 자세변환기구부; 상기 자세변환기구부에 연결된 와이어로프; 상기 와이어로프를 구동시키는 와이어 액츄에이터를 포함하며, 상기 한 쌍의 수동링크의 각 일단은 2자유도 이상의 제1회전연결부에 의해 상기 구동링크에 결합하고, 각 타단은 2자유도 이상의 제2회전연결부에 의해 상기 가동부에 결합하는 것을 특징으로 하는 병렬링크로봇를 제공한다.In order to accomplish the above-mentioned object, the present invention is characterized by comprising: a base portion and a movable portion spaced apart from each other; Three or more link portions connecting the base portion and the movable portion, each of the link portions including a drive link having one degree of freedom with respect to the base portion and a pair of parallel passive links connecting the drive link and the movable portion; A plurality of actuators respectively connected to driving links of the link portion; A posture changing mechanism provided so as to have at least one degree of freedom with respect to the movable part; A wire rope connected to the posture changing mechanism; And a wire actuator for driving the wire rope, wherein one end of each of the pair of manual links is coupled to the drive link by a first rotation connection portion having two degrees of freedom or more, and the other end is connected to a second rotation connection portion Wherein the movable link is coupled to the movable part by a link mechanism.

본 발명의 실시예에 따른 병렬링크로봇에서, 상기 제1회전연결부는, 상기 구동링크에 결합된 수평방향의 제1회전축과, 상기 제1회전축의 양단에 상기 한 쌍의 수동링크의 일단을 각각 결합하기 위해 상기 제1회전축과 교차하는 방향으로 설치된 한 쌍의 제2회전축을 포함하고, 상기 제2회전연결부는, 상기 가동부에 결합된 수평방향의 제3회전축과, 상기 제3회전축의 양단에 상기 한 쌍의 수동링크의 타단을 각각 결합하기 위해 상기 제3회전축과 교차하는 방향으로 설치된 한 쌍의 제4회전축을 포함 할 수 있다.In the parallel link robot according to the embodiment of the present invention, the first rotation connection portion includes a first rotation axis in the horizontal direction coupled to the drive link, and a second rotation axis in the opposite direction of the first rotation axis, And a pair of second rotation shafts provided in a direction intersecting with the first rotation shaft to couple the first rotation shaft and the second rotation shaft to each other, the second rotation connection portion includes a third rotation shaft in the horizontal direction coupled to the movable portion, And a pair of fourth rotational shafts provided in a direction crossing the third rotational shaft to couple the other ends of the pair of manual links, respectively.

또한 본 발명의 실시예에 따른 병렬링크로봇에서, 상기 제1회전연결부는, 상기 구동링크에 결합된 수평방향의 제1회전축과, 상기 제1회전축의 양단에 상기 한 쌍의 수동링크의 일단을 각각 결합하는 볼조인트를 포함하고, 상기 제2회전연결부는, 상기 가동부에 결합된 수평방향의 제3회전축과, 상기 제3회전축의 양단에 상기 한 쌍의 수동링크의 타단을 각각 결합하는 볼조인트를 포함할 수 있다.In addition, in the parallel link robot according to the embodiment of the present invention, the first rotation connection portion may include a first rotation axis in the horizontal direction coupled to the drive link, and a second rotation axis in the horizontal direction at one end of the first rotation axis, Wherein the second rotary connection portion includes a third rotary shaft in the horizontal direction coupled to the movable portion and a second rotary shaft coupled to both ends of the third rotary shaft in a ball joint . ≪ / RTI >

또한 본 발명의 실시예에 따른 병렬링크로봇에서, 상기 링크부는 상기 와이어로프의 방향을 가이드하는 가이드수단을 포함하며, 상기 가이드수단은, 상기 와이어 액츄에이터에 의해 회전하는 제1풀리; 상기 제1회전축에 설치되어 상기 제1회전축에 대해 자유 회전하는 제3풀리; 상기 제3풀리와 인접하여 직교하도록 상기 제1회전축의 측면에 결합된 제4풀리; 상기 제3회전축의 측면에 결합된 제5풀리; 상기 제5풀리와 인접하여 직교하며 상기 제3회전축에 설치되어 상기 제3회전축에 대해 자유 회전하는 제6풀리를 포함할 수 있다.Further, in the parallel link robot according to the embodiment of the present invention, the link portion includes a guide means for guiding the direction of the wire rope, and the guide means includes: a first pulley rotated by the wire actuator; A third pulley installed at the first rotating shaft and freely rotating with respect to the first rotating shaft; A fourth pulley coupled to a side of the first rotating shaft so as to be adjacent to the third pulley; A fifth pulley coupled to a side of the third rotation shaft; And a sixth pulley which is adjacent to the fifth pulley and which is orthogonal to the fifth pulley and installed on the third rotation shaft and rotates freely relative to the third rotation shaft.

또한 본 발명의 실시예에 따른 병렬링크로봇은, 상기 제1풀리, 상기 제3풀리 및 상기 제6풀리의 직경이 모두 동일하고, 상기 제4풀리와 상기 제5풀리의 직경이 동일하며, 상기 가동부가 동작할 때 상기 와이어로프의 장력이 일정하게 유지되는 것을 특징으로 할 수 있다.Further, in the parallel link robot according to the embodiment of the present invention, the diameters of the first pulley, the third pulley, and the sixth pulley are all the same, the diameters of the fourth pulley and the fifth pulley are the same, And the tension of the wire rope is kept constant when the movable part is operated.

또한 본 발명의 실시예에 따른 병렬링크로봇은, 상기 링크부는 한 쌍의 와이어로프를 가이드하는 가이드수단을 포함하며, 상기 가이드수단은, 상기 와이어 액츄에이터에 의해 회전하는 한 쌍의 제1풀리; 상기 제1회전축에 설치되어 상기 제1회전축에 대해 자유 회전하는 한 쌍의 제3풀리; 상기 한 쌍의 제3풀리의 각 풀리와 인접하여 직교하도록 상기 제1회전축의 측면에 결합되고, 서로 상기 제1회전축의 반대쪽에 위치하는 한 쌍의 제4풀리; 상기 제3회전축의 측면에 결합되고 서로 상기 제3회전축의 반대쪽에 위치하는 한 쌍의 제5풀리; 상기 한 쌍의 제5풀리의 각 풀리와 인접하여 직교하며 상기 제3회전축에 설치되어 상기 제3회전축에 대해 자유 회전하는 한 쌍의 제6풀리를 포함하며, 상기 한 쌍의 제1풀리, 상기 한 쌍의 제3풀리 및 상기 한 쌍의 제6풀리에서 동일한 와이어로프가 감기는 풀리는 서로 동일한 직경을 가지고, 상기 한 쌍의 제4풀리와 상기 한 쌍의 제5풀리에서 동일한 와이프가 감기는 풀리는 서로 동일한 직경을 갖는 것을 특징으로 할 수 있다.Further, in the parallel link robot according to the embodiment of the present invention, the link portion includes a guide means for guiding a pair of wire ropes, and the guide means includes a pair of first pulleys rotated by the wire actuator; A pair of third pulleys installed at the first rotation shaft and freely rotating with respect to the first rotation shaft; A pair of fourth pulleys coupled to the sides of the first rotation shaft so as to be adjacent to and orthogonal to the respective pulleys of the pair of third pulleys and positioned opposite to each other with respect to the first rotation shaft; A pair of fifth pulleys coupled to the side of the third rotational shaft and positioned opposite to each other with respect to the third rotational shaft; And a pair of sixth pulleys which are adjacent to the respective pulleys of the pair of fifth pulleys and are orthogonal to the pulleys of the pair of fifth pulleys and installed on the third rotational shaft and rotate freely relative to the third rotational shaft, A pair of third pulleys and a pair of sixth pulleys having the same diameter and having the same diameter as each other, wherein the same wire rope-winding pulleys have the same diameter, and the pulleys of the pair of fourth pulleys and the pair of fifth pulleys, And have the same diameter.

또한 본 발명의 실시예에 따른 병렬링크로봇에서, 상기 한 쌍의 와이어로프는 상기 한 쌍의 제1풀리, 상기 한 쌍의 제3풀리, 상기 한 쌍의 제6풀리 및 상기 자세변환기구부의 입력축에서 서로 반대방향으로 감길 수 있다.Further, in the parallel link robot according to the embodiment of the present invention, the pair of wire ropes may include a pair of first pulleys, a pair of third pulleys, a pair of sixth pulleys, In the opposite direction to each other.

또한 본 발명의 실시예에 따른 병렬링크로봇에서, 상기 한 쌍의 제1풀리는 상기 와이어 액츄에이터에 의해 회전하는 와이어구동축에 서로 이격되어 고정되거나, 상기 와이어구동축의 표면에 서로 이격되어 형성된 풀리홈일 수 있다,Also, in the parallel link robot according to the embodiment of the present invention, the pair of first pulleys may be spaced apart from each other on a wire drive shaft rotated by the wire actuator, or may be a pulley groove formed on the surface of the wire drive shaft, ,

또한 본 발명의 실시예에 따른 병렬링크로봇에서, 상기 자세변환기구부는 서로 독립하여 회전하는 다수의 입력축을 구비하고, 상기 다수의 입력축에는 서로 다른 와이어 액츄에이터에 연결된 와이어로프가 감길 수 있다.In the parallel link robot according to an embodiment of the present invention, the posture changing mechanism includes a plurality of input shafts rotating independently of each other, and wire ropes connected to different wire actuators may be wound on the plurality of input shafts.

또한 본 발명은, 서로 이격된 기초부와 가동부; 상기 기초부와 상기 가동부를 연결하는 것으로서, 각각 상기 기초부에 대해 1 자유도를 갖는 구동링크와 상기 구동링크와 상기 가동부를 연결하는 한 쌍의 평행한 수동링크를 구비하는 3개 이상의 링크부; 상기 각 링크부의 구동링크에 각각 연결된 다수의 액츄에이터; 상기 가동부에 설치된 자세변환기구부; 상기 자세변환기구부에 각각 연결되는 다수의 와이어로프; 상기 다수의 와이어로프를 각각 구동시키는 다수의 와이어 액츄에이터; 상기 가동부에 결합되어 상기 다수의 와이어로프가 상기 자세변환기구부를 향하도록 각각 가이드하는 다수의 방향전환풀리를 포함하며, 상기 다수의 방향전환풀리는 서로 다른 직경을 가지면서 각 회전축이 동일 수평면상에 위치하거나, 동일한 직경을 가지면서 각 회전축이 다른 수평면상에 위치하는 병렬링크로봇을 제공한다. Further, the present invention provides an apparatus comprising: a base portion and a movable portion spaced apart from each other; Three or more link portions connecting the base portion and the movable portion, each of the link portions including a drive link having one degree of freedom with respect to the base portion and a pair of parallel passive links connecting the drive link and the movable portion; A plurality of actuators respectively connected to drive links of the link portions; A posture changing mechanism provided in the movable part; A plurality of wire ropes respectively connected to the posture changing mechanism; A plurality of wire actuators for driving the plurality of wire ropes, respectively; And a plurality of directional pulleys coupled to the movable part to guide the plurality of wire ropes toward the posture changing mechanism part, wherein the plurality of directional pulleys have different diameters, and each rotation axis is positioned on the same horizontal plane Or a parallel link robot having the same diameter and each rotation axis being located on another horizontal plane.

상기 병렬링크로봇에서 상기 자세변환기구부는 서로 독립적으로 회전하는 다수의 입력축을 포함하고, 상기 다수의 와이어로프는 각각 다른 입력축에 감길 수 있다.In the parallel link robot, the posture changing mechanism includes a plurality of input shafts rotating independently of each other, and the plurality of wire ropes can be wound on different input shafts.

또한 본 발명은, 서로 이격된 기초부와 가동부; 상기 기초부와 상기 가동부를 연결하는 것으로서, 각각 상기 기초부에 대해 1 자유도를 갖는 구동링크와 상기 구동링크와 상기 가동부를 연결하는 한 쌍의 평행한 수동링크를 구비하는 3개 이상의 링크부; 상기 각 링크부의 구동링크에 각각 연결된 다수의 액츄에이터; 상기 가동부에 설치되는 자세변환기구부; 상기 자세변환기구부의 입력축과 이격되어 설치된 회전축; 상기 회전축의 회전력을 상기 입력축으로 전달하는 동력전달부재; 상기 가동부에 결합되어 와이어로프가 상기 회전축에 감기도록 가이드하는 방향전환수단; 상기 와이어로프를 구동시키는 와이어 액츄에이터를 포함하는 병렬링크로봇을 제공한다.Further, the present invention provides an apparatus comprising: a base portion and a movable portion spaced apart from each other; Three or more link portions connecting the base portion and the movable portion, each of the link portions including a drive link having one degree of freedom with respect to the base portion and a pair of parallel passive links connecting the drive link and the movable portion; A plurality of actuators respectively connected to drive links of the link portions; A posture changing mechanism provided in the movable part; A rotating shaft provided separately from the input shaft of the posture changing mechanism; A power transmitting member for transmitting rotational force of the rotating shaft to the input shaft; A direction switching means coupled to the movable portion for guiding the wire rope to be wound on the rotary shaft; And a wire actuator for driving the wire rope.

상기 병렬링크로봇의 상기 자세변환기구부는 서로 독립적으로 회전하는 다수의 입력축을 포함하고, 상기 회전축과 상기 동력전달부재는 상기 입력축에 각각 대응하는 다수 개가 설치되며, 상기 다수의 입력축은 각각 다른 와이어 액츄에이터에 의해 구동될 수 있다.Wherein the posture changing mechanism portion of the parallel link robot includes a plurality of input shafts rotating independently of each other, wherein the rotational shafts and the power transmitting members are provided in a plurality corresponding to the input shafts, Lt; / RTI >

본 발명에 따른 병렬링크 로봇은 와이어로프를 이용하여 자세변환기구부에 추가 자유도를 부여하므로 부가적인 하중 증가로 인한 가감속 성능 저하를 최소화할 수 있다. The parallel link robot according to the present invention provides additional degrees of freedom to the posture changing mechanism portion using the wire rope, thereby minimizing acceleration / deceleration performance degradation due to an additional load increase.

또한 와이어로프를 사용하므로 가동부의 동작범위가 제한되지 않는 장점이 있다. 또한 와이어 액츄에이터가 가동부로부터 이격되어 있으므로 부식액 등에 노출되는 작업환경에서도 추가적인 보호장치 없이 사용할 수 있다.Also, since the wire rope is used, there is an advantage that the operating range of the movable part is not limited. In addition, since the wire actuator is spaced apart from the movable part, it can be used without any additional protection device in a work environment exposed to a corrosive liquid or the like.

또한 가동부가 동작하는 경우에도 와이어로프의 장력이 일정하게 유지되므로 자세변환기구부의 동작을 정밀하게 제어할 수 있고, 와이어로프의 사용수명을 늘릴 수 있다.Further, even when the movable section is operated, the tension of the wire rope is kept constant, so that the operation of the posture change mechanism section can be precisely controlled and the service life of the wire rope can be increased.

도 1은 종래 병렬링크로봇을 나타낸 도면
도 2a 내지 도 2e는 종래 병렬링크로봇에서 추가 자유도가 부여된 여러 유형을 나타낸 도면
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 병렬링크로봇의 구조를 개략적으로 나타낸 도면
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 병렬링크로봇의 제1 링크부의 구조를 나타낸 도면
도 5는 제 1회전연결부에서 풀리와 와이어로프의 연결구조를 나타낸 도면
도 6a 및 도 6b는 각각 구동링크의 움직임 전후의 풀리 배치 및 와이어로프 길이를 예시한 도면
도 7a 및 도 7b 는 수동링크가 움직이기 이전의 풀리 배치와 와이어로프 길이를 예시한 도면
도 8a 및 도 8b 는 수동링크가 움직인 이후의 풀리 배치와 와이어로프 길이를 예시한 도면
도 9a 내지 도 9c는 자세변환기구부에 와이어로프를 연결하는 다양한 방법을 예시한 도면
도 10a 및 도 10b는 수동링크의 사이에 가이드블록이 설치된 여러 모습을 나타낸 도면
도 11a 및 도 11b 는 제1회전연결부에서 풀리의 다른 배치방법을 예시한 도면
도 12는 직경이 같은 풀리를 직교시키는 여러 방법을 예시한 도면
도 13은 제1회전연결부의 변형예를 나타낸 도면
도 14는 수동링크의 사이에 와이어 액츄에이터가 설치된 모습을 나타낸 도면
도 15는 가동부의 내부로 와이어로프가 삽입되는 경우를 나타낸 도면1 is a view showing a conventional parallel link robot
FIGS. 2A to 2E are diagrams illustrating various types of conventional parallel link robots to which additional degrees of freedom are given;
3 is a view schematically showing the structure of a parallel link robot according to an embodiment of the present invention;
4 is a view showing a structure of a first link portion of a parallel link robot according to an embodiment of the present invention;
5 is a view showing a connection structure of a pulley and a wire rope in a first rotation connection portion;
Figs. 6A and 6B are diagrams illustrating the pulley arrangement and the wire rope length before and after the movement of the drive link, respectively; Figs.
Figures 7a and 7b illustrate the pulley arrangement and wire rope lengths before the manual link moves;
Figures 8A and 8B illustrate the pulley arrangement and wire rope length after the manual link has been moved.
9A to 9C are diagrams illustrating various methods of connecting wire ropes to the posture changing mechanism unit
10A and 10B are views showing various aspects in which guide blocks are installed between passive links
Figs. 11A and 11B are views illustrating another method of disposing the pulleys in the first rotation connecting portion
Fig. 12 is a view illustrating various methods for orthogonally moving pulleys having the same diameter
13 is a view showing a modification of the first rotation connecting portion
14 is a view showing a state where a wire actuator is installed between passive links
15 is a view showing a case where a wire rope is inserted into the movable portion;

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

본 발명의 실시예에 따른 병렬링크로봇(10)은 도 3의 사시도에 나타낸 바와 같이, 기초부(11), 기초부(11)와 이격되어 있는 가동부(12), 기초부(11)와 가동부(12)를 연결하는 제1, 제2, 제3링크부(20a, 20b, 20c), 가동부(12)에 추가 자유도를 부여하기 위하여 설치된 자세변환기구부(30)를 포함한다.3, the parallel link robot 10 according to the embodiment of the present invention includes a base portion 11, a movable portion 12 spaced apart from the base portion 11, a base portion 11, Second and third link parts 20a, 20b and 20c for connecting the movable part 12 to the movable part 12 and a posture changing mechanism part 30 provided for giving the movable part 12 a further degree of freedom.

각 링크부(20a, 20b, 20c)는 동일 각도로 이격된 지점에서 각각 기초부(11)와 가동부(12)에 연결되고, 각각 제1, 제2, 제3 액츄에이터(13a,13b,13c)에 의해 독립적으로 동작한다.The link portions 20a, 20b and 20c are connected to the base portion 11 and the movable portion 12 at the same angular positions and are connected to the first, second and third actuators 13a, 13b and 13c, respectively. Respectively.

자세변환기구부(30)는 와이어로프(W)에 의해 동작하며, 와이어로프(W)는 별도 설치된 와이어 액츄에이터(14a)에 의해 구동된다. 도 3에는 제1링크부(20a)에 설치된 와이어로프(W)를 구동시키는 와이어 액츄에이터(14a)만 도시되었으나 이에 한정되는 것은 아니며 제2 및/또는 제3링크부(20b,20c)에도 와이어로프(W)를 설치하고 이를 별도의 와이어 액츄에이터로 구동시킬 수 있다. 와이어로프(W)의 연결구조 및 구동방식에 대한 자세한 설명은 후술한다.The posture changing mechanism unit 30 is operated by the wire rope W and the wire rope W is driven by the wire actuator 14a provided separately. 3 shows only the wire actuator 14a for driving the wire rope W provided on the first link portion 20a. However, the present invention is not limited to this and the wire rope W may be also provided on the second and / or third link portions 20b and 20c. (W) may be installed and driven by a separate wire actuator. A detailed description of the connection structure and driving method of the wire rope W will be given later.

제1 링크부(20a)는 기초부(11)에 대해 1자유도를 갖는 구동링크(21a)와 구동링크(21a)에 연결된 한 쌍의 평행한 수동링크(22a,23a)를 포함하며, 구동링크(21a)에는 제1 액츄에이터(13a)가 연결된다.The first link portion 20a includes a driving link 21a having one degree of freedom with respect to the base portion 11 and a pair of parallel manual links 22a and 23a connected to the driving link 21a, The first actuator 13a is connected to the first actuator 21a.

한 쌍의 수동링크(22a,23a)의 각 일단은 제1회전연결부(60a)에 의해 구동링크(21a)에 연결되고, 각 타단은 제2회전연결부(70a)에 의해 가동부(12)에 연결된다.One end of each of the pair of manual links 22a and 23a is connected to the drive link 21a by a first rotation connection portion 60a and the other end of the pair of manual links 22a and 23a is connected to the movable portion 12 by a second rotation connection portion 70a do.

도 4에 나타낸 바와 같이, 제1회전연결부(60a)는 구동링크(21a)의 단부에서 구동링크(21a)에 대해 회전 가능하게 결합된 제1회전축(61), 제1회전축(61)의 양단부의 각각에 제1회전축(61)과 직교하는 방향으로 설치된 한 쌍의 제2회전축(63)을 포함한다. 4, the first rotary coupling portion 60a includes a first rotary shaft 61 rotatably coupled to the drive link 21a at an end of the drive link 21a, And a pair of second rotation shafts 63 provided in a direction orthogonal to the first rotation shafts 61, respectively.

제2회전연결부(70a)는 가동부(12)의 가장자리에서 가동부(12)에 대해 회전 가능하게 결합된 제3회전축(71), 제3회전축(71)의 양단부의 각각에 제3회전축(71)과 직교하는 방향으로 설치된 한 쌍의 제4회전축(73)을 포함한다.The second rotary connection portion 70a includes a third rotary shaft 71 rotatably coupled to the movable portion 12 at the edge of the movable portion 12 and a third rotary shaft 71 disposed at both ends of the third rotary shaft 71, And a pair of fourth rotary shafts 73 provided in a direction orthogonal to the first and second rotary shafts.

제1회전연결부(60a)의 제1회전축(61)과 제2회전연결부(70a)의 제3회전축(71)은 서로 평행하고 수평방향으로 배치되는 것이 바람직하다. It is preferable that the first rotation shaft 61 of the first rotation coupling portion 60a and the third rotation shaft 71 of the second rotation coupling portion 70a are disposed parallel to each other and horizontally.

제1 링크부(20a)의 각 수동링크(22a,23a)의 상단부는 상기 제2회전축(63)에 의해 상기 제1회전축(61)의 양단에 각각 회전 가능하게 결합하고, 각 수동링크(22a,23a)의 하단부는 상기 제4회전축(73)에 의해 상기 제3회전축(61)의 양단에 각각 회전 가능하게 결합한다.The upper ends of the respective manual links 22a and 23a of the first link portion 20a are rotatably coupled to both ends of the first rotation shaft 61 by the second rotation shaft 63, And 23a are rotatably coupled to both ends of the third rotary shaft 61 by the fourth rotary shaft 73, respectively.

따라서 각 수동링크(22a,23a)는 구동링크(21a)와 가동부(12)에 대해 각각 2자유도를 가지며, 가동부(12)의 움직임에 따라 2개의 수동링크(22a,23a)와 제1 및 제2회전축(61,71)이 평행사변형의 형태를 유지하게 된다. 이때 한 쌍의 제2회전축(63)과 한 쌍의 제4회전축(73)이 각각 평행사변형의 꼭지점을 이루게 된다.Therefore, each of the manual links 22a and 23a has two degrees of freedom with respect to the driving link 21a and the movable portion 12, and the two manual links 22a and 23a, The two rotary shafts 61 and 71 maintain a parallelogram shape. At this time, the pair of second rotation shafts 63 and the pair of fourth rotation shafts 73 form the vertices of the parallelograms.

따라서 가동부(12)의 움직임에 의해 수동링크(22a,23a)가 제1회전축(61) 또는 제2회전축(71)을 중심으로 회전하거나, 제3회전축(63) 또는 제4회전축(73)을 중심으로 회전하더라도 수동링크(22a,23a)의 간격은 일정하게 유지된다.The manual link 22a or 23a is rotated about the first rotation axis 61 or the second rotation axis 71 or the third rotation axis 63 or the fourth rotation axis 73 is rotated by the movement of the movable section 12. [ The spacing of the manual links 22a and 23a is maintained constant even when rotated around the center.

한편 제2 링크부(20b)와 제3 링크부(20c)도 제1 링크부(20a)와 동일한 구조를 갖는다. 즉, 각각 구동링크(21b, 21c)와 각 구동링크(21b, 21c)에 결합된 각 한 쌍의 수동링크(22b,23b)(22c,23c)를 포함한다. 또한 각 구동링크(21b, 21c)에는 제2 액츄에이터(13b)와 제3 액츄에이터(13c)가 각각 연결된다. 제1 내지 제3 액츄에이터(13a, 13b, 13c)는 각각 기초부(11)에 고정되는 것이 바람직하지만 이에 한정되는 것은 아니다.On the other hand, the second link portion 20b and the third link portion 20c have the same structure as the first link portion 20a. And includes a pair of manual links 22b and 23b (22c and 23c) coupled to drive links 21b and 21c and driving links 21b and 21c, respectively. The second actuators 13b and the third actuators 13c are connected to the driving links 21b and 21c, respectively. The first to third actuators 13a, 13b, and 13c are preferably fixed to the base 11, but are not limited thereto.

또한 제2 링크부(20b)에서도 각 수동링크(22b,23b)의 일단은 제3회전연결부(60b)에 의해 구동링크(21b)의 단부에 연결되고, 각 수동링크(22b,23b)의 타단은 제4회전연결부(70b)에 의해 가동부(12)에 연결된다. One end of each of the manual links 22b and 23b is also connected to the end of the driving link 21b by the third rotation connecting portion 60b in the second link portion 20b and the other end of each of the manual links 22b and 23b Is connected to the movable portion 12 by the fourth rotation connecting portion 70b.

또한 제3 링크부(20c)에서도 각 수동링크(22c,23c)의 일단은 제5회전연결부(60c)에 의해 구동링크(21c)의 단부에 연결되고, 각 수동링크(22c,23c)의 타단은 제6회전연결부(70c)에 의해 가동부(12)에 연결된다.One end of each of the manual links 22c and 23c is connected to the end of the drive link 21c by the fifth rotation connecting portion 60c in the third link portion 20c and the other end of each of the manual links 22c and 23c Is connected to the movable portion 12 by the sixth rotation connecting portion 70c.

제3회전연결부(60b)와 제5회전연결부(60c)의 구조는 각각 제1회전연결부(60a)와 실질적으로 동일하고, 제4회전연결부(70b)와 제6회전연결부(70c)의 구조는 각각 제2회전연결부(70a)와 동일하므로 이에 대한 설명은 생략한다.The structures of the third rotation connection portion 60b and the fifth rotation connection portion 60c are substantially the same as those of the first rotation connection portion 60a and the structure of the fourth rotation connection portion 70b and the sixth rotation connection portion 70c is Are the same as those of the second rotation connecting portion 70a, and therefore, a description thereof will be omitted.

이러한 구조를 가지면, 병렬링크로봇(10)의 기구학적 형상으로 인해 가동부(12)는 항상 수평 상태를 유지할 수 있다.With such a structure, the movable portion 12 can always maintain a horizontal state due to the kinematic shape of the parallel link robot 10.

또한 본 발명의 실시예에서는 각 쌍의 수동링크(22a,23a)(22b,23b)(22c,23c)의 상단과 하단을 탄성연결부재(81,82)를 이용하여 연결한다. 탄성연결부재(81,82)는 수동링크(22a,22b)에 회전 가능하게 결합하는 양단부와, 그 중간에 설치된 스프링 등의 탄성수단을 포함한다. 이러한 탄성연결부재(81,82)는 부품의 유격으로 인해 발생하는 동작 중의 충격이나 진동을 완충시키는 역할을 한다.In the embodiment of the present invention, the upper and lower ends of the pairs of the manual links 22a, 23a (22b, 23b) (22c, 23c) are connected to each other using elastic connecting members (81, 82). The elastic connecting members 81 and 82 include elastic means such as a spring provided at both ends thereof rotatably engaged with the manual links 22a and 22b. The elastic connecting members 81 and 82 serve to buffer shocks and vibrations during operation caused by the play of the parts.

자세변환기구부(30)는 예를 들어, 가동부(12)의 중심부에 회전 가능하게 결합된 것으로서 그 하단부에 공구장착부(도 15의 19 참조)가 따로 결합될 수도 있고, 자세변환기구부(30)의 하단에 공구장착부가 일체로 구성될 수도 있다.For example, the posture changing mechanism portion 30 may be rotatably coupled to the center portion of the movable portion 12, and the tool attaching portion (see 19 in FIG. 15) may be separately attached to the lower end portion thereof. And the tool mounting portion may be integrally formed at the lower end.

이하에서는 도 3 내지 도 5를 참조하여 제1 링크부(20a)를 중심으로 와이어로프(W)의 설치구조를 자세히 설명한다. 제2 및 제3 링크부(20b, 20c)에도 제1링크부(20a)와 동일한 방식으로 별도의 와이어로프(W)가 연결될 수 있음은 물론이다.Hereinafter, the installation structure of the wire rope W around the first link portion 20a will be described in detail with reference to FIGS. 3 to 5. FIG. The wire rope W may be connected to the second and third link portions 20b and 20c in the same manner as the first link portion 20a.

와이어로프(W)는 와이어 액츄에이터(14a)에 의해 구동하며, 와이어 액츄에이터(14a)는 구동링크(21a)에 장착될 수도 있으나, 구동링크(21a)에 연결하면 부하의 증가로 인해 가감속 성능을 저하시킬 수 있고 구동링크(21a)의 회전으로 인해 와이어로프(W)의 변위가 발생할 수 있으므로 기초부(11)에 와이어 액츄에이터(14a)를 장착하는 것이 보다 바람직하다.The wire rope W is driven by the wire actuator 14a and the wire actuator 14a may be mounted on the drive link 21a. However, when the wire rope W is connected to the drive link 21a, acceleration / deceleration performance It is more preferable to mount the wire actuator 14a on the base portion 11 because the wire rope W may be displaced due to rotation of the drive link 21a.

와이어로프(W)의 제어를 보다 편리하게 하기 위해서는 와이어 액츄에이터(14a)에 의해 회전하고 와이어로프(W)가 감기는 와이어구동축(16)을 제1 액츄에이터(13a)의 회전축과 동축상에 위치시키는 것이 바람직하다. 이때 와이어 액츄에이터(14a)의 출력축을 와이어구동축(16)에 직접 연결할 수도 있고, 더 큰 힘을 발휘하기 위하여 와이어 액츄에이터(14a)의 회전축에 감속기, 감속풀리 등을 연결한 후에 감속기, 감속풀리 등의 회전력을 직접 또는 간접으로 와이어구동축(16)으로 전달할 수도 잇다.In order to control the wire rope W more conveniently, the wire drive shaft 16, which is rotated by the wire actuator 14a and wound with the wire rope W, is positioned coaxially with the rotation axis of the first actuator 13a . At this time, the output shaft of the wire actuator 14a may be directly connected to the wire driving shaft 16, or a reduction gear, a reduction pulley, or the like may be connected to the rotation shaft of the wire actuator 14a to exert a greater force, The rotational force can be transmitted directly or indirectly to the wire drive shaft 16.

와이어구동축(16)을 제1액츄에이터(13a)의 회전축과 편심시키거나, 와이어구동축(16)을 구동링크(21a)의 외부에 설치하고 방향전환수단을 이용하여 와이어로프(W)를 구동링크(21a)의 내부로 인입시킬 수도 있다.The wire drive shaft 16 is eccentric with the rotation shaft of the first actuator 13a or the wire drive shaft 16 is provided outside the drive link 21a and the wire rope W is driven by the drive link 21a.

한편 본 발명의 실시예에서는 제1 링크부(20a)에 설치된 한 쌍의 와이어로프(WA,WB)를 사용하여 자세변환기구부(30)를 제어하는데, 전술한 바와 같이 이에 한정되는 것은 아니므로 다른 링크부(20b,20c)에 설치된 와이어로프를 사용하여 제어할 수도 있다.Meanwhile, in the embodiment of the present invention, the posture changing mechanism unit 30 is controlled by using a pair of wire ropes W A and W B provided on the first link portion 20a. However, as described above, the present invention is not limited thereto It is also possible to perform control using wire ropes provided on the other link portions 20b and 20c.

제1 링크부(20a)에 설치된 각 와이어로프(WA,WB)의 일단은 구동링크(21a)의 내부에서 와이어구동축(16)에 감기고 타단은 자세변환기구부(30)에 감긴다. 또한 각 와이어로프(WA,WB)는 구동링크(21a)의 하단 부근에서 제1회전연결부(60a)에 설치된 방향전환수단에 의해 방향전환되어 한 쌍의 수동풀리(22a,23a)의 사이로 연장되고, 가동부(12) 가장자리의 제2회전연결부(70a)에 설치된 방향전환수단에 의해 방향전환된 후 자세변환기구부(30)에 감긴다. 방향전환수단은 풀리일 수도 있고, 곡면을 갖는 가이드부재일 수도 있다.One end of each of the wire ropes W A and W B provided on the first link portion 20a is wound on the wire drive shaft 16 inside the drive link 21a and the other end is wound on the posture change mechanism portion 30. [ Each of the wire ropes W A and W B is changed in direction by the direction switching means provided in the first rotation connecting portion 60a in the vicinity of the lower end of the driving link 21a so as to be located between the pair of manual pulleys 22a and 23a And is turned by the direction switching means provided at the second rotation connecting portion 70a at the edge of the movable portion 12 and wound around the posture changing mechanism portion 30. [ The direction changing means may be a pulley or a guide member having a curved surface.

구동링크(21a)는 그 내부가 비어 있는 통 형상인 것이 바람직하다. 만일 통 형상이 아닌 경우에는 구동링크(21a)의 내부에 와이어로프(WA,WB)가 삽입되는 가이드홀 또는 가이드홈이 길이방향을 따라 형성되어 있거나, 와이어로프(WA,WB)를 가이드하는 별도의 부재가 설치되는 것이 바람직하다.It is preferable that the driving link 21a has a cylindrical shape with an empty interior. If a non-cylindrical shape has or have a guide hole or a guide groove to be inserted the wire rope (W A, W B) on the inside of the drive link (21a) is formed along the longitudinal direction, the wire ropes (W A, W B) It is preferable that a separate member for guiding the guide member is provided.

한편 제1링크부(20a)에서 와이어로프(WA,WB)의 방향전환을 위하여 풀리 등의 방향전환수단을 사용하면, 구동링크(21a)가 동작할 때마다 와이어로프(WA,WB)가 방향전환수단에 접하는 길이가 조금씩 달라질 수 있고, 이로 인해 와이어로프(W)의 장력이 달라져 자세변환기구부(30)를 정밀하게 제어하기 어려울 뿐만 아니라 와이어로프(WA,WB)가 끊어지거나 늘어져서 풀리는 경우가 발생할 수 있다.On the other hand, when a direction switching means such as a pulley is used to change the direction of the wire ropes W A and W B at the first link portion 20a, the wire ropes W A and W B) a and the length in contact with the direction switching means may vary a little, thereby alters the tension of the wire rope (W), the posture changing mechanism (30) as well as difficult to precisely control the wire ropes (W a, W B) It may be broken or loosened and loosened.

이러한 현상을 방지하기 위해서는 구동링크(21a)가 동작하더라도 장력이 일정하게 유지될 수 있도록 와이어로프(WA,WB)를 설치해야 한다.In order to prevent such a phenomenon, the wire ropes W A and W B must be installed so that the tension can be kept constant even if the driving link 21a operates.

이하에서는 구동링크(21a)의 동작에도 불구하고 와이어로프(WA,WB)의 장력이 일정하게 유지될 수 있는 풀리 설치구조를 개시한다.Hereinafter, a pulley installation structure capable of maintaining the tension of the wire ropes W A , W B constant despite the operation of the drive link 21a is described.

구체적으로 살펴보면, 구동링크(21a)의 일단 부근에 위치하는 와이어구동축(16)에는 한 쌍의 와이어로프(WA,WB)가 각각 반대로 감기는 한 쌍의 제1풀리(P1,P1')가 설치되고, 구동링크(21a)의 타단 부근에는 한 쌍의 제2풀리(P2,P2')가 설치된다. Specifically, a pair of first pulleys P1 and P1 ', in which a pair of wire ropes W A and W B are reversely wound on the wire driving shaft 16 located near one end of the driving link 21a, And a pair of second pulleys P2 and P2 'are provided near the other end of the drive link 21a.

한 쌍의 제1풀리(P1,P1')는 서로 이격된 채 와이어구동축(16)에 동축으로 결합되거나, 와이어구동축(16)의 표면에 각 와이어로프(WA,WB)가 따로 감기도록 형성된 풀리홈일 수 있다.The pair of first pulleys P1 and P1 'are coaxially coupled to the wire drive shaft 16 while being separated from each other or the wire ropes W A and W B are wound on the surface of the wire drive shaft 16 separately It may be a formed pulley groove.

한 쌍의 제2풀리(P2,P2')는 각각 한 쌍의 제1풀리(P1,P1')와 같은 방향으로 설치되는 것이 바람직하며, 구동링크(21a)에 의해 회전 가능하게 지지된다. 그런데 한 쌍의 제2풀리(P2,P2')는 각 와이어로프(WA,WB)가 한 쌍의 제3풀리(P3, P3')에 감기는 방향을 최적으로 조절하기 위해 설치된 것이어서, 필요에 따라서는 생략될 수도 있다.The pair of second pulleys P2 and P2 'is preferably installed in the same direction as the pair of first pulleys P1 and P1' and is rotatably supported by the drive link 21a. The pair of second pulleys P2 and P2 'are provided to optimally adjust the direction in which the wire ropes W A and W B are wound on the pair of third pulleys P3 and P3' And may be omitted if necessary.

그리고 제1회전연결부(60a)에는 제1회전축(61)과 동축상에 상기 제1회전축(61)에 대해 자유 회전하는 한 쌍의 제3풀리(P3, P3')가 설치된다.A pair of third pulleys P3 and P3 'that are free to rotate relative to the first rotation shaft 61 are installed on the first rotation coupling portion 60a coaxially with the first rotation shaft 61. [

또한 제1회전축(61)의 측면에는 한 쌍의 제3풀리(P3, P3')와 각각 직교하도록 한 쌍의 제4풀리(P4, P4')가 설치되며, 이때 한 쌍의 제4풀리(P4, P4')는 서로 제1회전축(61)의 반대측에 위치한다. 구체적으로는 한 쌍의 제4풀리(P4, P4')중에서 하나의 풀리(P4)는 제1회전축(61)의 내측(병렬링크로봇의 중심쪽)에 설치되고, 다른 풀리(P4')는 제1회전축(61)의 외측(병렬링크로봇의 외부쪽)에 설치된다.A pair of fourth pulleys P4 and P4 'are provided on the side of the first rotating shaft 61 so as to be orthogonal to the pair of third pulleys P3 and P3' P4 and P4 'are located on the opposite sides of the first rotational shaft 61 with respect to each other. Specifically, one of the pair of fourth pulleys P4 and P4 'is provided on the inner side of the first rotary shaft 61 (the center of the parallel link robot), and the other pulley P4' (Outside of the parallel link robot) of the first rotation shaft 61. [0052]

한편 제2회전연결부(70a)에는 제2회전축(71)의 측면에 한 쌍의 제5풀리(P5, P5')가 설치되고, 이때 한 쌍의 제5풀리(P5, P5')는 서로 제2회전축(71)의 반대측에 위치한다. 구체적으로는 한 쌍의 제5풀리(P5, P5')중에서 하나의 풀리(P5)는 제2회전축(71)의 내측에 설치되고, 다른 풀리(P5')는 제2회전축(71)의 외측에 설치된다.On the other hand, a pair of fifth pulleys P5 and P5 'are provided on the side of the second rotation shaft 71 in the second rotation connecting portion 70a. At this time, the pair of fifth pulleys P5 and P5' And is located on the opposite side of the second rotary shaft 71. More specifically, one of the pair of fifth pulleys P5 and P5 'is provided on the inner side of the second rotary shaft 71 and the other pulley P5' is provided on the outer side of the second rotary shaft 71 Respectively.

또한 제2회전축(71)에는 한 쌍의 제5풀리(P5, P5')와 각각 직교하는 한 쌍의 제6풀리(P6, P6')가 제2회전축(71)과 동축상에 자유 회전하도록 설치된다.The pair of fifth pulleys P5 and P5 'and the pair of sixth pulleys P6 and P6' orthogonal to the pair of pulleys P6 and P6 'are freely rotated coaxially with the second rotation shaft 71 on the second rotation shaft 71 Respectively.

본 발명의 실시예에서는 제1링크부(20a)에서 한 쌍의 수동링크(22a,23a)를 구동링크(21a)에 결합하는 제1회전연결부(60a)와, 가동부(12)에 결합하는 제2회전연결부(70a)가 각각 2자유도를 갖는다. In the embodiment of the present invention, a first rotation connecting portion 60a for coupling the pair of manual links 22a and 23a to the driving link 21a in the first link portion 20a, And the two rotation connecting portions 70a have two degrees of freedom.

제1회전연결부(60a)의 제1회전축(61)에 두 쌍의 풀리(P3,P3')(P4,P4')를 서로 직교하도록 배치하고, 제2회전연결부(70b)의 제2회전축(71)에 두 쌍의 풀리(P5,P5')(P6,P6')를 서로 직교하도록 배치하면, 수동링크(22a,23a)의 2자유도 운동에도 불구하고 각 와이어로프(WA,WB)를 안정적으로 가이드할 수 있는 효과가 있다.Two pairs of pulleys P3 and P3 'and P4 and P4' are arranged perpendicularly to the first rotary shaft 61 of the first rotary coupling portion 60a and the second rotary shaft The two wire ropes W A , W B (P B, P B ') are arranged in a direction orthogonal to the direction of movement of the passive links 22a, 23a when the two pairs of pulleys P5, P5' ) Can be stably guided.

한편 각 와이어로프(WA,WB)의 일단은 각각 한 쌍의 제1풀리(P1, P1')에 서로 반대 방향으로 감겨서 고정되고, 타단은 자세변환기구부(30)에 서로 반대 방향으로 감겨서 고정된다. 따라서 와이어구동축(16)이 회전하면 한 쌍의 와이어로프(WA,WB) 중에서 하나의 와이어로프는 감기고 다른 와이어로프는 풀리게 되므로 자세변환기구부(30)를 임의의 방향으로 회전시키는 것이 가능하다.One end of each of the wire ropes W A and W B is wound and fixed to a pair of first pulleys P 1 and P 1 'in opposite directions to each other and the other end is fixed to the posture changing mechanism portion 30 in the opposite direction It is wound and fixed. Therefore, when the wire driving shaft 16 rotates, one of the wire ropes W A and W B is wound and the other wire rope is unwound, so that the posture changing mechanism 30 can be rotated in an arbitrary direction .

각 와이어로프(WA,WB)는 제1회전연결부(60a)와 제2회전연결부(70a)에서도 서로 반대 방향으로 감긴다. The respective wire ropes W A and W B are wound in opposite directions in the first rotation connection portion 60a and the second rotation connection portion 70a.

구체적으로 설명하면, 도면에 나타낸 바와 같이 제1와이어로프(WA)는 제1풀리(P1)의 상부, 제2풀리(P2)의 상부, 제3풀리(P3)의 상부에서 외측을 따라 하부로 감긴 다음 제3풀리(P3)와 직교하는 제4풀리(P4)의 상부를 거쳐 아래로 연장된다.More specifically, as shown in the drawing, the first wire rope W A is connected to the upper portion of the first pulley P 1, the upper portion of the second pulley P 2, the lower portion of the third pulley P 3, And then extends downward through an upper portion of the fourth pulley P4 orthogonal to the third pulley P3.

또한 제2와이어로프(WB)는 제1풀리(P1')의 하부, 제2풀리(P2')의 상부, 제3풀리(P3')의 내측을 따라 하부로 감긴 다음 제3풀리(P3')와 직교하는 제4풀리(P4')의 상부를 거쳐 아래로 연장된다.In addition, the second wire rope (W B) is then wound by the lower along the inner side of the first pulley (P1 '), a lower portion, a second pulley (P2') of the upper portion, a third pulley (P3 ') of the third pulley (P3 'Through the upper portion of the fourth pulley P4'.

계속해서, 제1와이어로프(WA)는 제5풀리(P5)의 내측을 따라 하부로 감기고, 이어서 제5풀리(P5)와 직교하는 제6풀리(P6)의 상부에서 외측을 따라 하부로 감긴 다음 자세변환기구부(71)에 감겨서 고정된다.Subsequently, the first wire rope W A is wound downward along the inner side of the fifth pulley P 5 and then wound downward along the outer side from the top of the sixth pulley P 6 orthogonal to the fifth pulley P 5 And wound and fixed to the posture changing mechanism portion 71. [

또한 제2와이어로프(WB)는 제5풀리(P5')의 내측을 따라 하부로 감기고, 이어서 제5풀리(P5')와 직교하는 제6풀리(P6')의 외측에서 상부로 감긴 다음 자세변환기구부(71)에 감겨서 고정된다. 이때 제2와이어로프(WB)는 제1와이어로프(WA)보다 높은 위치에서 자세변환기구부(71)에 감긴다. In addition, the second wire rope (W B) is' wound downward along the inner side of, and then the fifth pulley (P5 fifth pulley (P5) 'wound on the outer side of) the orthogonal sixth pulley (P6') to the upper portion, and then And is wound and fixed to the posture changing mechanism unit 71. [ At this time, the second wire rope W B is wound on the posture changing mechanism portion 71 at a position higher than the first wire rope W A.

본 발명의 실시예와 같은 방식으로 풀리와 와이어로프(WA,WB)를 설치하면 병렬링크로봇(10)이 동작하는 과정에서 구동링크(21a)와 수동링크(22b,22c) 사이의 각도가 달라지거나, 수동링크(22b,22c)와 가동부(12) 사이의 각도가 달라지더라도 각 와이어로프(WA,WB)의 전체길이가 일정하게 유지되어 장력변화가 발생하지 않는 효과가 있다. 이하에서는 이에 대해 자세히 설명한다. When the pulley and the wire ropes W A and W B are installed in the same manner as the embodiment of the present invention, the angle between the drive link 21a and the passive links 22b and 22c And the total length of the wire ropes W A and W B is maintained constant even when the angle between the movable links 22b and 22c and the movable portion 12 is changed, . This will be described in detail below.

먼저 도 6a 및 도 6b를 참조하여, 한 쌍의 제1풀리(P1, P1'), 한 쌍의 제2풀리(P2, P2') 및 한 쌍의 제3풀리(P3, P3')의 상부(제3풀리의 중심을 지나는 수평선을 기준으로 그 상부)에 이르는 와이어로프의 길이를 설명한다.6A and 6B, an upper portion of a pair of first pulleys P1 and P1 ', a pair of second pulleys P2 and P2' and a pair of third pulleys P3 and P3 ' (The upper portion with respect to the horizontal line passing through the center of the third pulley).

먼저 한 쌍의 제1풀리(P1, P1'), 한 쌍의 제2풀리(P2, P2'), 한 쌍의 제3풀리(P1, P1')는 모두 구동링크(21a)에 대해 위치가 고정되어 있으므로 구동링크(21a)가 동작하더라도 상대적인 위치는 변하지 않는다. The pair of first pulleys P1 and P1 ', the pair of second pulleys P2 and P2' and the pair of third pulleys P1 and P1 'are positioned relative to the drive link 21a The relative position does not change even if the driving link 21a is operated.

따라서 제1와이어로프(WA)에서 제1풀리(P1)와 제2풀리(P2)의 접점을 잇는 l a1 과 제2풀리(P2)와 제3풀리(P3)의 접점을 잇는 l a2 의 길이는 구동링크(21a)의 동작에도 불구하고 항상 일정하다. 마찬가지로 제2와이어로프(WB)에서 제1풀리(P1')와 제2풀리(P2')의 접점을 잇는 l b1 과 제2풀리(P2')와 제3풀리(P3')의 접점을 잇는 l b2 의 길이도 항상 일정하다.Therefore, l a1 connecting the first pulley P1 and the second pulley P2 at the first wire rope W A , And the length of l a2 connecting the contacts of the second pulley P2 and the third pulley P3 are always constant regardless of the operation of the drive link 21a. Similarly, in the second wire rope W B , l b1 connecting the contacts of the first pulley P1 'and the second pulley P2' And the length of I b2 connecting the contacts of the second pulley P2 'and the third pulley P3' are always constant.

그리고 수평선을 기준으로 제1와이어로프(WA)가 각 풀리(P1,P2,P3)의 접점까지 감기는 길이 a1, a2, a3 는 호의 길이 계산식으로 구할 수 있다. 마찬가지로 수평선을 기준으로 제2 와이어로프(WB)가 각 풀리(P1',P2' P3')의 접점까지 감기는 길이 b1, b2, b3 도 호의 길이 계산식으로 구할 수 있다.The lengths a 1 , a 2 and a 3 of the first wire rope W A to the contact points of the respective pulleys P 1, P 2 and P 3 with respect to the horizontal line can be obtained by a calculation formula of the arc. Similarly, the lengths b 1 , b 2 and b 3 of the second wire ropes W B to the contact points of the respective pulleys P 1 'and P 2' P 3 'on the basis of the horizontal line can also be obtained from the calculation formula of the arc.

결국 도 6a와 같은 상태에서, 제1풀리(P1) 에서 제3풀리(P3)의 수평선 상부까지 이르는 제1와이어로프(WA)의 길이 A 와, 제1풀리(P1') 에서 제3풀리(P3')의 수평선 상부까지 이르는 제2와이어로프(WB)의 길이 B 는 각각 다음과 같은 수학식 1 및 수학식 2로 각각 표시될 수 있다.6A, the length A of the first wire rope W A from the first pulley P1 to the upper portion of the horizontal line of the third pulley P3 and the length A of the first wire rope W A from the first pulley P1 ' The length B of the second wire rope W B extending to the upper portion of the horizontal line of the first wire rope P3 'can be expressed by Equation 1 and Equation 2, respectively.

Figure 112013043401011-pat00001
Figure 112013043401011-pat00001

Figure 112013043401011-pat00002
Figure 112013043401011-pat00002

위 수학식 1, 2에서 R a1 , R a2 , R a3 는 각각 제1풀리(P1), 제2풀리(P2), 제3풀리(P3)의 반경이고, R b1 , R b2 , R b3 는 각각 제1풀리(P1'), 제2풀리(P2'), 제3풀리(P3')의 반경이다. 그리고 θ a1 , θ a2 , θ a3 는 제1와이어로프(WA)가 각각 제1풀리(P1), 제2풀리(P2), 제3풀리(P3)에 감길 때 원호가 이루는 각도이고, θ b1 , θ b2 , θ b3 는 제2와이어로프(WB)가 각각 제1풀리(P1'), 제2풀리(P2'), 제3풀리(P3')에 감길 때 원호가 이루는 각도이다.In the above equations (1) and (2)R a1 , R a2 , R a3  Are the radii of the first pulley P1, the second pulley P2 and the third pulley P3, respectively,R b1 , R b2 , R b3  Are the radii of the first pulley P1 ', the second pulley P2' and the third pulley P3 ', respectively. Andθ a1 , θ a2 , θ a3 The first wire rope WAIs an angle formed by the arc when the first pulley P1, the second pulley P2 and the third pulley P3 are wound,θ b1 , θ b2 , θ b3 The second wire rope WBIs an angle formed by the arc when the first pulley P1 ', the second pulley P2' and the third pulley P3 'are wound on the first pulley P1', the second pulley P2 'and the third pulley P3', respectively.

이 상태에서 도 6b에 나타낸 바와 같이, 구동링크(21a)를 Δθ 만큼 회전시키면, 제1 풀리(P1)부터 제3풀리(P3)의 중심을 지나는 수평선까지 이르는 제1와이어로프(WA)의 길이 A'와 제1 풀리(P1')부터 제3풀리(P3')의 수평선까지 이르는 제2와이어로프(WB)의 길이 B'는 각각 다음과 같은 수학식 3 및 수학식 4로 각각 표시될 수 있다.As it is shown in Figure 6b in this state, when the driving link (21a) rotates by Δθ, in the first pulley (P1) from the third pulley (P3) a first wire rope (W A) up to the horizontal line passing through the center of the The length B 'of the second wire rope W B extending from the length A' to the horizontal line of the first pulley P 1 'to the third pulley P 3' is expressed by the following equations (3) and .

Figure 112013043401011-pat00003
Figure 112013043401011-pat00003

Figure 112013043401011-pat00004
Figure 112013043401011-pat00004

위 수학식 3, 4에서, a 1 θ , a 3 θ , b 1 θ , b 3 θ 는 구동링크(21a)를 Δθ 만큼 회전시켰을 때 와이어로프가 각각의 풀리에 대해 더 감기거나 풀리게 되는 원호 길이의 변화량이다. In the above equations (3) and (4), a 1 θ , a 3 θ , b 1 θ and b 3 θ are the lengths of the arcs where the wire rope is further wound or unwound relative to each pulley when the drive link 21a is rotated by Δθ .

위 수학식 1 내지 4를 통해 구동링크(21a)가 Δθ만큼 움직였을 때 R a2 와 R b2 는 각각 제1와이어로프(WA)와 제2와이어로프(WB)의 길이 변화에 영향을 주지 않음을 알 수 있다.When the drive link 21a is moved by ?? by the above Equations 1 to 4, R a2 And R b2 do not affect the length change of the first wire rope W A and the second wire rope W B , respectively.

또한 R a1 ≠ R a3 이고, R b1 ≠ R b3 이면, 각 와이어로프(WA, WB)의 길이가 2πR a1 Δθ/360°, 2πR b1 Δθ/360°만큼 모자라거나 남을 수 있으며, 이 경우에는 각 와이어로프(WA, WB)에 걸리는 장력이 달라져서 물리적 특성에 따라서는 와이어로프(WA, WB)가 늘어나거나 끊어질 수 있다.Also, R a1 ≠ R a3 , and R b1 ≠ R b3 If a length of 2π R a1 Δθ / 360 °, 2π R b1 Δθ / 360 ° insufficient as are or can be left, in this case, each of the wire ropes (W A, W B) of the respective wire ropes (W A, W B) The wire ropes W A and W B may be stretched or broken depending on physical properties.

반면에 R a1 = R a3 이고, R b1 = R b3 이면, A', B' 는 각각 다음의 수학식 5 로 표시된다.On the other hand, R a1 = R a3 , R b1 = R b3 , A 'and B' are respectively expressed by the following equation (5).

Figure 112013043401011-pat00005
Figure 112013043401011-pat00005

∴ A = A', B = B'∴ A = A ', B = B'

따라서 한 쌍의 제1풀리(P1, P1')와 한 쌍의 제3풀리(P3, P3')에서, 같은 와이어가 감기는 풀리 P1, P3의 직경을 동일하게 하고 풀리 P1', P3'의 직경을 동일하게 하면, 구동링크(21a)의 움직임 Δθ 에 상관없이 제1풀리(P1,P1')에서 제3 풀리(P3,P3')의 상부까지 이르는 각 와이어로프(WA,WB)의 길이가 변하지 않으므로 일정한 장력을 유지할 수 있다. Therefore, in the pair of first pulleys P1 and P1 'and the pair of third pulleys P3 and P3', the pulleys P1 and P3, to which the same wire is wound, have the same diameter, and the pulleys P1 'and P3' When the diameters are the same, the respective wire ropes W A and W B extending from the first pulleys P1 and P1 'to the upper portions of the third pulleys P3 and P3' regardless of the motion ?? of the drive link 21a, A constant tension can be maintained.

이하에서는 제3풀리(P3,P3')의 하부(제3풀리의 중심을 지나는 수평선을 기준으로 그 하부)에서 제6풀리(P6,P6')까지 이르는 각 와이어로프(WA, WB)의 길이를 설명한다.The respective wire ropes W A and W B extending from the lower portion of the third pulleys P3 and P3 'to the sixth pulleys P6 and P6' from the lower portion thereof (the lower portion with respect to the horizontal line passing through the center of the third pulley) .

먼저 도 7a 및 도 7b와 같은 초기상태에서, 제3풀리(P3, P3')의 하부에서 제6풀리(P6, P6')까지 이르는 각 와이어로프(WA,WB)의 길이 A, B는 다음과 같은 수학식 6으로 표시될 수 있다. 도 7a와 도 7b는 각각 수동링크(22a,23a)를 측면과 정면에서 나타낸 도면이다.The lengths A and B of the respective wire ropes W A and W B extending from the lower part of the third pulleys P3 and P3 'to the sixth pulleys P6 and P6' in the initial state as shown in FIGS. 7A and 7B, Can be expressed by the following Equation (6). 7A and 7B are side and front views of the manual links 22a and 23a, respectively.

Figure 112013043401011-pat00006
Figure 112013043401011-pat00006

위 수학식 6에서 a 3 , a 4 , a 5 , a 6 은 각각 제1와이어로프(WA)가 제3 내지 제6풀리(P3, P4, P5, P6)에 감기는 부분의 길이를 나타낸 것이고, b 3 , b 4 , b 5 , b 6 은 각각 제2와이어로프(WB)가 제3 내지 제6풀리(P3',P4',P5', P6')에 감기는 부분의 길이를 나타낸 것이다.In Equation (6), a 3 , a 4 , a 5 , a 6 Is the third to sixth will the length of the part is wound on the pulleys (P3, P4, P5, P6 ), b 3, b 4, b 5, b 6 a first wire rope (W A), respectively Shows a second wire rope (W B) is the third to sixth pulley (P3 ', P4', P5 ', P6') length of the winding part, respectively.

이 상태에서 구동링크(21a)가 동작하여, 도 8a 및 도 8b에 나타낸 바와 같이, 수동링크(22a,23a)가 각각

Figure 112013043401011-pat00007
,
Figure 112013043401011-pat00008
만큼 움직인다고 가정한다. In this state, the drive link 21a operates, and as shown in Figs. 8A and 8B, the manual links 22a and 23a
Figure 112013043401011-pat00007
,
Figure 112013043401011-pat00008
.

이때

Figure 112013043401011-pat00009
움직임은 제4풀리(P4, P4')와 제5풀리(P5, P5')가 놓여진 평면의 움직임이므로 이들 풀리에 감기는 와이어로프의 길이에는 영향을 주지 않는다. 또한
Figure 112013043401011-pat00010
움직임은 제3풀리(P3, P3')와 제6풀리(P6, P6')가 놓여진 평면의 움직임이므로 이들 풀리에 감기는 와이어로프의 길이에 영향을 주지 않는다.At this time
Figure 112013043401011-pat00009
The movement does not affect the length of the wire rope wound on the pulleys since it is the movement of the plane on which the fourth pulleys P4 and P4 'and the fifth pulleys P5 and P5' are placed. Also
Figure 112013043401011-pat00010
The movement does not affect the length of the wire rope wound on these pulleys since it is the movement of the plane in which the third pulleys P3 and P3 'and the sixth pulleys P6 and P6' are placed.

(an θ = 2π R an Δθ/360°, an Φ= 2π R an Δφ/360°)(a n ? = 2 π R an Δθ / 360 °, a n Φ = 2 π R an Δφ / 360 °)

따라서 이때 제3풀리(P3, P3')의 하부로부터 제6풀리(P6, P6')까지 각 와이어로프(WA, WB)의 길이 A', B' 는 각각 다음의 수학식 7 및 수학식 8로 나타낼 수 있다.Therefore, the lengths A 'and B' of the wire ropes W A and W B from the bottom of the third pulleys P 3 and P 3 'to the sixth pulleys P 6 and P 6' Can be expressed by Equation (8).

Figure 112013043401011-pat00011
Figure 112013043401011-pat00011

Figure 112013043401011-pat00012
Figure 112013043401011-pat00012

위 수학식 7 및 수학식 8에서In the above equations (7) and (8)

R a6 - R a3 = 0 이고, R a4 - R a5 = 0 이면, R a6 - R a3 = 0 and R a4 - R a5 = 0,

∴ A = A'∴ A = A '

R b6 - R b3 = 0 이고, R b4 - R b5 = 0 이면, R b6 - R b3 = 0 and R b4 - R b5 = 0,

∴ B = B'∴ B = B '

이다. 따라서 한 쌍의 제3풀리(P3, P3')와 한 쌍의 제6풀리(P6, P6')에서 동일한 와이어로프가 감기는 풀리의 크기를 같게 하고, 한 쌍의 제4풀리(P4, P4') 와 한 쌍의 제5풀리(P5, P5')에서 동일한 와이어로프가 감기는 풀리의 크기를 같게 하면, 수동링크(22a,23a)가

Figure 112013043401011-pat00013
,
Figure 112013043401011-pat00014
만큼 2자유도 운동을 하더라도 각 와이어로프(WA, WB)의 길이 A, B가 변하지 않는다. to be. Accordingly, the same size of the pulleys in which the same wire rope is wound is equalized between the pair of third pulleys P3 and P3 'and the pair of sixth pulleys P6 and P6', and the pair of fourth pulleys P4 and P4 'And the pair of fifth pulleys P5 and P5' have the same size of the pulley in which the same wire rope is wound, the manual links 22a and 23a
Figure 112013043401011-pat00013
,
Figure 112013043401011-pat00014
The lengths A and B of the respective wire ropes W A and W B do not change even when the two degrees of freedom movement is performed.

결국, 본 발명의 실시예에 따르면, 한 쌍의 제1풀리(P1, P1'), 한 쌍의 제3풀리(P3, P3') 및 한 쌍의 제6풀리(P6, P6')에서 같은 와이어로프가 감기는 풀리의 직경을 모두 동일하게 하고, 한 쌍의 제4풀리(P4, P4')와 한 쌍의 제5풀리(P5, P5')에서 같은 와이어로프가 감기는 풀리의 직경을 동일하게 하면 가동부(12)의 움직임에도 불구하고 와이어로프(WA,WB)의 길이가 일정하게 유지된다.As a result, according to the embodiment of the present invention, a pair of first pulleys P1 and P1 ', a pair of third pulleys P3 and P3' and a pair of sixth pulleys P6 and P6 ' The diameters of the pulleys in which the wire rope is wound are all the same and the diameters of the pulleys in which the same wire rope is wound in the pair of fourth pulleys P4 and P4 'and the pair of fifth pulleys P5 and P5' The length of the wire ropes W A and W B is kept constant regardless of the movement of the movable portion 12.

따라서 가동부(12)가 동작하더라도 와이어로프(WA,WB)의 장력이 일정하게 유지될 수 있어서, 자세변환기구부(30)를 정밀하게 제어할 수 있을 뿐만 아니라 와이어로프(WA,WB)가 끊어지거나 늘어지는 현상을 방지하여 사용수명을 늘리 수 있다.Therefore, even when the movable part 12 operates, the tension of the wire ropes W A and W B can be kept constant, so that not only the posture changing mechanism part 30 can be precisely controlled but also the wire ropes W A and W B ) Can be prevented from being cut off or slackened, so that the service life can be increased.

한편 전술한 바와 같이 제1링크부(20a)에서 한 쌍의 제1풀리(P1. P1') 내지 한 쌍의 제6풀리(P6. P6')에 감긴 제1와이어로프(WA)와 제2와이어로프(WB)가 자세변환기구부(30)의 입력축에 감기는 높이는 서로 다르다. 이것은 제1와이어로프(WA)는 제6풀리(P6)의 상부, 외측 및 하부를 거쳐 자세변환기구부(30)에 연결되고, 제2와이어로프(WB)는 제6풀리(P6')의 외측과 상부를 거쳐 자세변환기구부(30)에 연결되기 때문이다.The first wire rope W A wound on the pair of first pulleys P1.about.P1 'to the pair of sixth pulleys P6.P6' in the first link portion 20a and the first wire rope W A wound on the pair of sixth pulleys P6.P6 ' The height at which the two-wire rope W B is wound on the input shaft of the posture changing mechanism portion 30 is different. This is because the first wire rope W A is connected to the posture changing mechanism portion 30 via the upper portion, the outer side and the lower portion of the sixth pulley P 6 and the second wire rope W B is connected to the sixth pulley P 6 ' And is connected to the posture changing mechanism unit 30 via the outside and the upper part of the body.

자세변환기구부(30)의 입력축은 풀리 형태일 수도 있고 곡면을 갖는 부재일 수도 있다. 또한 자세변환기구부(30)의 입력축이 도시된 바와 같이 수직방향에 국한되는 것은 아니며, 수평방향 또는 이와 교차하는 방향으로 설치될 수도 있다. 다만 후자의 경우는 입력축과 제6풀리(P6, P6')의 사이에 적절한 방향전환수단이 설치되어야 할 것이다.The input shaft of the posture changing mechanism (30) may be a pulley type or a member having a curved surface. Also, the input shaft of the posture changing mechanism unit 30 is not limited to the vertical direction as shown in the drawing, but may be provided in the horizontal direction or in the direction crossing the horizontal direction. In the latter case, however, appropriate direction switching means should be provided between the input shaft and the sixth pulleys P6 and P6 '.

또한 자세변환기구부(30)를 제1링크부(20a)에 설치된 와이어로프(WA,WB)만으로 제어하지 않고, 제2링크부(20b) 및/또는 제3링크부(20c)에 설치된 와이어로프를 이용하여 자세변환기구부(30)에 더 많은 자유도를 부여할 수도 있다. The posture changing mechanism portion 30 may be provided on the second link portion 20b and / or the third link portion 20c without controlling the wire ropes W A and W B provided on the first link portion 20a. The posture changing mechanism 30 can be given more degrees of freedom by using the wire rope.

그런데 이 경우에 제2링크부(20b) 및/또는 제3링크부(20c)에 설치된 와이어로프를 제1링크부(20a)와 동일한 방식으로 자세변환기구부(30)의 입력축에 연결하면 각 링크부(20a, 20b, 20c)의 와이어로프가 서로 겹치거나 꼬여서 정밀한 제어가 어려울 수 있다.In this case, if the wire rope provided on the second link portion 20b and / or the third link portion 20c is connected to the input shaft of the posture change mechanism portion 30 in the same manner as the first link portion 20a, The wire ropes of the parts 20a, 20b and 20c are overlapped or twisted to each other, so precise control may be difficult.

이를 방지하기 위해서는, 도 9a에 나타낸 바와 같이 각 링크부(20a, 20b)의 각 제6풀리(P6a, P6b)의 회전축을 동일 평면(예, 동일 수평면)상에 위치시키되 각 제6풀리(P6a, P6b)의 직경을 서로 다르게 함으로써 자세변환기구부(30)의 입력축에 감기는 와이어로프(WA,WB)의 높이를 서로 다르게 할 수 있다. 9A, the rotational axes of the sixth pulleys P6a and P6b of the link portions 20a and 20b are positioned on the same plane (for example, on the same horizontal plane), and the sixth pulleys P6a and P6b And P6b are different from each other, the height of the wire ropes W A and W B wound on the input shaft of the posture changing mechanism unit 30 can be made different from each other.

도 9b는 각 링크부(20a, 20b)의 각 제6풀리(P6a, P6b)의 회전축을 서로 다른 평면(예, 동일 수평면)상에 배치하여 와이어로프가 감기는 높이를 다르게 한 경우이다. 이때 제6풀리(P6a, P6b)의 직경은 동일한 것이 바람직하지만 자세변환기구부(30)의 입력축에 감기는 와이어로프(WA,WB)의 높이가 달라지는 범위내에서 그 직경이 다를 수 있다.9B shows a case where the rotation axes of the sixth pulleys P6a and P6b of the link portions 20a and 20b are arranged on different planes (for example, the same horizontal plane) so that the wire rope is wound at different heights. At this time, although the diameter of the sixth pulleys P6a and P6b is preferably the same, the diameter of the sixth pulleys P6a and P6b may be different within a range where the height of the wire ropes W A and W B wound on the input shaft of the posture changing mechanism unit 30 varies.

도 9a 및 도 9b의 경우, 자세변환기구부(30)에는 각 링크부(20a, 20b)의 와이어로프에 의해 독립적으로 제어되는 2개의 입력축이 동축상에 설치되는 것이 바람직하지만, 하나의 입력축을 복수 링크부(20a, 20b)의 와이어로프를 이용하여 동시에 구동시키는 것도 가능하다.In the case of Figs. 9A and 9B, it is preferable that two input shafts independently controlled by the wire ropes of the link portions 20a and 20b are coaxially installed in the posture changing mechanism portion 30. However, It is also possible to drive them at the same time by using the wire ropes of the link portions 20a and 20b.

또한 도 9c에 나타낸 바와 같이, 각 링크부(20a, 20b)의 와이어로프를 자세변환기구부(30)에 직접 연결하지 않을 수도 있다. 즉, 가동부(12)에 각 링크부(20a,20b)에 대응하는 회전축(32a,32b)을 설치하고, 각 회전축(32a,32b)에 각 링크부(20a, 20b)의 와이어로프를 감은 후에 기어, 벨트, 와이어로프 등의 동력전달부재(34a,34b)를 이용하여 각 회전축(32a,32b)의 회전력을 자세변환기구부(30)에 구비된 다수의 입력축에 각각 전달할 수도 있다.Further, as shown in Fig. 9C, the wire ropes of the link portions 20a and 20b may not be directly connected to the posture changing mechanism portion 30. [ That is, the rotating shafts 32a and 32b corresponding to the link portions 20a and 20b are provided in the movable portion 12 and the wire ropes of the link portions 20a and 20b are wound around the rotating shafts 32a and 32b The rotational force of each of the rotational shafts 32a and 32b may be transmitted to a plurality of input shafts of the posture change mechanism unit 30 by using the power transmitting members 34a and 34b such as gears, belts, and wire ropes.

또한 본 발명의 실시예에 따른 병렬링크로봇(10)에서는 구동링크(21a,21b,21c)에 비하여 수동링크(22a,23a)(22b,23b)(22c,23c)의 동작범위가 매우 넓으므로 와이어로프(W)가 수동링크(22a,23a)(22b,23b)(22c,23c) 또는 다른 부재와의 간섭을 방지할 필요도 있고, 각 링크부마다 한 쌍의 와이어로프(WA ,WB)를 사용하므로 와이어로프(WA,WB)간의 간섭이나 꼬임을 방지할 수 있는 기구적인 구성도 필요하다.In the parallel link robot 10 according to the embodiment of the present invention, since the manual link 22a, 23a, 22b, 23b (22c, 23c) has a wider operating range than the drive links 21a, 21b, 21c It is necessary to prevent the wire rope W from interfering with the manual links 22a, 23a, 22b, 23b, 22c, 23c or other members, and a pair of wire ropes W A , W B ) is used , a mechanical structure is required to prevent interference or kinking between the wire ropes W A and W B.

예를 들어, 본 발명의 실시예에서는 2자유도를 갖는 제1링크부(20a)의 제1회전연결부(60a)에서 각 와이어로프(WA ,WB)를 안정적으로 가이드하기 위하여, 한 쌍의 제3풀리(P3, P3')와 한 쌍의 제4풀리(P3, P3')를 직교하도록 배치하였는데, 각 와이어로프(WA,WB)가 직교하는 풀리(P3,P4)(P3',P4') 사이에 끼이거나 풀리로부터 이탈하는 것을 방지하기 위하여 각 풀리(P3, P4)(P3',P4')의 측면에 이탈방지부재를 장착하거나, 각 와이어로프(WA ,WB)가 감기는 위치를 정하기 위해 각 풀리(P3, P4)(P3',P4')의 표면에 홈을 형성할 수도 있다. 이는 제2회전연결부(60b)에서 와이어로프를 가이드하기 위해 서로 직교하도록 배치된 한 쌍의 제5풀리(P5, P5')와 한 쌍의 제6풀리(P6, P6')의 경우에도 마찬가지이다.For example, in the embodiment of the present invention, in order to stably guide the respective wire ropes W A and W B in the first rotation connecting portion 60a of the first link portion 20a having two degrees of freedom, The pulleys P3 and P4 and the pulleys P3 and P4 in which the respective wire ropes W A and W B are orthogonal are arranged so that the third pulleys P3 and P3 'and the pair of fourth pulleys P3 and P3'"each pulley to prevent deviation from the pulley caught or between) (P3, P4) (P3 ', P4, P4') mounted, or each of the wire ropes (W a, W B) for escape prevention member to the side of the Grooves may be formed on the surfaces of the pulleys P3 and P4 (P3 'and P4') in order to determine the winding position. This also applies to a pair of fifth pulleys P5 and P5 'and a pair of sixth pulleys P6 and P6' arranged to be orthogonal to each other to guide the wire rope in the second rotation connecting portion 60b .

그리고 각 와이어로프(WA ,WB)의 단면은 원형에 국한되는 것은 아니며, 삼각형 또는 다각형의 벨트 형태일 수도 있다. The cross section of each of the wire ropes W A and W B is not limited to a circular shape but may be a triangular or polygonal belt shape.

한편, 예를 들어 제1링크부(20a)의 한 쌍의 수동링크(22a, 23a) 사이에 위치하는 각 와이어로프(WA ,WB)는 긴 현의 진동현상으로 인해 장력을 잃거나 풀리로부터 이탈할 위험이 있다. 이를 방지하기 위해서는 도 10a에 나타낸 바와 같이, 한 쌍의 수동링크(22a, 23a)의 사이에 와이어로프(WA ,WB)가 통과하는 가이드블록(80)을 설치하는 것이 바람직하다. On the other hand, for example, the respective wire ropes W A and W B positioned between the pair of the manual links 22a and 23a of the first link portion 20a lose tension due to the vibration phenomenon of the long strings, There is a risk of separation. In order to prevent this , it is preferable to provide a guide block 80 through which the wire ropes W A and W B pass between the pair of the manual links 22a and 23a, as shown in Fig. 10A.

이를 위해 수동링크(22a, 23a)의 사이에 한 쌍의 평행링크(50a,50b)를 상하로 이격되도록 설치하고, 각 평행링크(50a,50b)와 각 수동링크(22a,23a)를 회전조인트(29)로 결합하고, 수동링크(22a, 23a)의 중간에서 가이드블록(80)을 각 평행링크(50a,50b)에 회전조인트(29)로 결합한다.To this end, a pair of parallel links 50a, 50b are provided so as to be spaced apart from each other between the manual links 22a, 23a, and the parallel links 50a, 50b and the respective manual links 22a, And the guide block 80 is coupled to each of the parallel links 50a and 50b by the rotation joint 29 in the middle of the manual links 22a and 23a.

만일 제1회전연결부(60a)의 제4풀리(P4, P4')의 각 축과 제2회전연결부(70a)의 제5풀리(P5, P5')의 각 축이 동일 선상에 있으면 두 와이어로프(WA ,WB)의 상대거리가 일정하게 유지되므로 하나의 가이드블록(80)으로 두 와이어로프(WA ,WB)를 가이드할 수 있다.If the respective axes of the fourth pulleys P4 and P4 'of the first rotary connection portion 60a and the respective axes of the fifth pulleys P5 and P5' of the second rotary connection portion 70a are on the same line, it is possible to guide a guide block 80 in the two wire ropes (W a, W B) since the relative distance is maintained constant in the (W a, W B).

이 경우 가이드블록(80)은 두 와이어로프(WA ,WB)가 모두 통과하는 하나의 가이드홀을 구비할 수도 있고, 각 와이어로프(WA ,WB)가 통과하는 2개의 가이드홀을 구비할 수도 있다.In this case, the guide block 80 may be provided with a guide hole passing through both wire ropes (W A, W B), the two guide holes through which the respective wire ropes (W A, W B) .

만일 제1회전연결부(60a)의 제4풀리(P4, P4')의 각 축과 제2회전연결부(70a)의 제5풀리(P5, P5')의 각 축이 도 12의 (a)와 같이 동일한 경우에는 두 와이어로프 사이의 거리는 변하지 않으나 도 12의 (b)나 (c)와 같이 풀리의 축이 동일 하지 않은 경우에는 두 와이어로프(WA ,WB)의 간격이 계속 변하므로 하나의 가이드블록으로 동시에 가이드하기 어렵다.If the respective axes of the fourth pulleys P4 and P4 'of the first rotary connection portion 60a and the respective axes of the fifth pulleys P5 and P5' of the second rotary connection portion 70a are The distance between the two wire ropes does not change. However, if the axes of the pulleys are not the same as shown in FIG. 12 (b) or (c) The gap between the two wire ropes W A and W B is continuously changed, so that it is difficult to simultaneously guide the two wire ropes W and W B to one guide block.

이 경우에는 도 10b에 나타낸 바와 같이, 두 와이어로프(WA ,WB)를 각각 가이드하는 2개의 가이드블록(80a,80b)을 설치하면 된다. 각 가이드블록(80a,80b)도 상하로 이격된 한 쌍의 평행링크(50a,50b)에 각각 회전조인트(29)로 결합되며, 수동링크(22a,23a)와 평행하게 배치된다. 이렇게 하면 두 와이어로프(WA ,WB) 사이의 상대 거리와 두 가이드블록(80a,80b)의 와이어 통과 구멍 사이의 상대 거리가 같게 되어 마주보는 풀리의 축이 동일하지 않는 경우에도 대응할 수 있다.In this case, as shown in FIG. 10B, two guide blocks 80a and 80b for guiding the two wire ropes W A and W B , respectively, may be provided. Each of the guide blocks 80a and 80b is also coupled to a pair of parallel links 50a and 50b spaced vertically by rotation joints 29 and disposed parallel to the manual links 22a and 23a. This makes it possible to cope with the case where the relative distances between the two wire ropes W A and W B and the relative distances between the wire passage holes of the two guide blocks 80a and 80b are the same so that the axes of the opposite pulleys are not the same .

한편 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 전술한 실시예에 한정되지 않고 다양한 형태로 수정 또는 변형되어 실시될 수 있다.While the present invention has been described in connection with certain exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments.

예를 들어 도 4 및 도 5에는 제1회전연결부(60a)에서 서로 직교하는 제3풀리(P3, P3')와 제4풀리(P4, P4')의 직경이 서로 다르고, 제2회전연결부(70a)에서 서로 직교하는 제5풀리(P5, P5')와 제6풀리(P6, P6')의 직경이 서로 다른 것으로 도시하고 있으나, 제3풀리(P3, P3')와 제4풀리(P4, P4')의 직경을 동일하게 하거나, 제5풀리(P5, P5')와 제6풀리(P6, P6')의 직경을 동일하게 할 수 있다.For example, in FIGS. 4 and 5, the diameters of the third pulleys P3 and P3 'and the fourth pulleys P4 and P4', which are orthogonal to each other in the first rotation connecting portion 60a, The third and fourth pulleys P5 and P5 'and the sixth pulleys P6 and P6' are perpendicular to each other in the first and second pulleys 70a and 70a. However, the third pulleys P3 and P3 ' And P4 'may be the same or the diameters of the fifth pulleys P5 and P5' and the sixth pulleys P6 and P6 'may be the same.

또한 도 4 및 도 5에는 마주보는 한 쌍의 풀리가 모두 동일한 직경인 것으로 나타내었으나, 이에 한정되지 않으므로, 예를 들어 도 11a 및 도 11b에 나타낸 바와 같이 서로 마주보는 한 쌍의 제3풀리(P3, P3')가 서로 다른 직경일 수도 있고, 서로 마주보는 한 쌍의 제4풀리(P4, P4')가 서로 다른 직경일 수도 있다. 제5풀리(P5, P5') 또는 제6풀리(P6, P6')의 경우도 서로 다른 직경을 한 쌍으로 할 수도 있다.4 and 5, the opposite pair of pulleys are shown to have the same diameter. However, the present invention is not limited thereto. For example, as shown in FIGS. 11A and 11B, a pair of third pulleys P3 , P3 'may be diameters different from each other, or a pair of fourth pulleys P4 and P4' facing each other may have different diameters. In the case of the fifth pulleys P5 and P5 'or the sixth pulleys P6 and P6', the diameters may be different from each other.

또한 도 4 및 도 5에는 마주보는 한 쌍의 제4풀리(P4, P4')의 축이 서로 편심되고, 마주보는 한 쌍의 제5풀리(P5, P5')의 축이 서로 편심되는 것으로 도시되어 있는데, 이에 한정되는 것은 아니므로 도 11a 및 도 11b에 나타낸 바와 같이 마주보는 풀리의 축이 동일 선상에 배치될 수도 있다.4 and 5, the shafts of the pair of fourth pulleys P4 and P4 'facing each other are eccentric to each other and the axes of the pair of fifth pulleys P5 and P5' However, the present invention is not limited to this. As shown in FIGS. 11A and 11B, the axes of the opposing pulleys may be arranged on the same line.

또한 도 4 및 도 5에는 서로 인접하여 직교하는 풀리들(P3, P4)(P3', P4')(P5, P6)(P5',P6')은 그 직경이 서로 다른 것으로 도시되었으나, 도 12에 나타낸 바와 같이 서로 같은 직경(R1)의 풀리가 서로 직교하도록 배치할 수도 있다. Although the pulleys P3 and P4 (P3 'and P4') and the pulleys P5 and P6 (P5 'and P6'), which are adjacent to each other at right angles, are shown to have different diameters in FIGS. 4 and 5, The pulleys having the same diameter R1 may be arranged so as to be orthogonal to each other.

이때 도 12(a)에 나타낸 바와 같이 4개의 풀리를 인접한 각 풀리와 연속하여 직교하도록 배치할 수도 있고, 도 12(b)에 나타낸 바와 같이 서로 마주보는 한 쌍의 풀리 각각에 서로 편심되어 마주보는 풀리를 직교시킬 수도 있다. 또한 도 12(c)에 나타낸 바와 같이 동축상에 서로 인접하여 배치된 한 쌍의 풀리의 반대측에 각각 풀리를 직교시킬 수도 있다.At this time, as shown in Fig. 12 (a), the four pulleys may be arranged so as to be orthogonal to the adjacent pulleys successively, or alternatively, as shown in Fig. 12 (b) The pulleys may be orthogonal. Further, as shown in Fig. 12 (c), the pulleys may be orthogonal to the opposite sides of the pair of pulleys disposed adjacent to each other on the same axis.

또한 본 발명의 실시예에서는 각 링크부(20a,20b,20c)의 제1회전연결부(60a)와 제2회전연결부(70a)를 수평방향의 제1회전축(61,71)과 제1회전축(61,71)에 각각 직교하는 제2회전축(63,73)으로 구성하여, 수동링크가 2자유도를 갖도록 하였다. In the embodiment of the present invention, the first rotation connecting portion 60a and the second rotation connecting portion 70a of the link portions 20a, 20b and 20c are connected to the first rotation shafts 61 and 71 and the first rotation shafts 61 and 71, respectively, so that the manual link has two degrees of freedom.

그런데 도 13에 나타낸 바와 같이, 제1회전연결부(60a)의 제1회전축(61)의 양단에 볼조인트(65)로 수동링크(22a,23a)의 상단을 결합하고, 제2회전연결부(70a)의 제1회전축(71)의 양단에도 볼조인트로 수동링크(22a,23a)의 하단을 결합할 수도 있다. 이렇게 하여도 가동부(12)의 동작 중에 수동링크(22a,23a)의 평행상태는 유지될 수 있다.13, the upper ends of the manual links 22a and 23a are coupled to both ends of the first rotation shaft 61 of the first rotation connection portion 60a by the ball joint 65, and the second rotation connection portion 70a The lower ends of the manual linkages 22a and 23a may be coupled to both ends of the first rotation shaft 71 of the first and second link members 22a and 22b by a ball joint. In this way, the parallel state of the manual links 22a, 23a can be maintained during the operation of the movable portion 12. [

또한 앞에서는 와이어 액츄에이터(14a)를 기초부(11) 또는 구동링크(21a)에 장착하는 것으로 설명하였으나, 도 14에 나타낸 바와 같이 와이어 액츄에이터(14a)를 수동링크(22a,23a)의 사이에 설치할 수도 있다. 즉, 각 수동링크(22a,23a)에 지지부재(27)의 양단을 각각 회전조인트(29)로 결합하고 상기 지지부재(27)에 와이어 액츄에이터(14a)를 장착할 수도 있다. In the above description, the wire actuator 14a is mounted on the base 11 or the driving link 21a. However, as shown in Fig. 14, the wire actuator 14a is installed between the manual links 22a and 23a It is possible. That is, both ends of the support member 27 may be coupled to the respective manual links 22a and 23a by the rotation joint 29, and the wire actuator 14a may be mounted on the support member 27. [

이 경우 링크부(20a)의 하중이 증가하는 문제가 있긴 하지만, 여전히 와이어로프(W)를 사용하는 것이므로 도 2e에서 유니버셜조인트 등을 포함하는 동력전달축(300)을 이용하는 경우에 비해 하중 증가가 훨씬 적어 감속성능 저하를 최소화할 수 있는 이점이 있다. 또한 이 경우에도 가동부(12)의 주변에 풀리 등의 방향전환수단을 설치하는 것이 바람직함은 물론이다.In this case, there is a problem that the load of the link portion 20a increases. However, since the wire rope W is still used, the load increase is larger than that in the case of using the power transmission shaft 300 including the universal joint etc. There is an advantage that the deceleration performance degradation can be minimized. Also in this case, it goes without saying that it is preferable to provide a direction switching means such as a pulley around the movable portion 12.

또한 본 발명의 실시예에서는 와이어로프(W)가 가동부(12)의 상부에서 자세변환기구부(30)를 향하도록 배치되었으나, 도 15와 같이 와이어로프(W)가 가동부(12)의 내부를 거쳐 자세변환기구부(30)에 연결될 수도 있다. 이 경우에는 가동부(12)의 주변의 제2회전연결부(70a)에서 제5풀리(P5, P5')와 제6풀리(P6, P6')를 적절한 높이에 설치하면 된다.In the embodiment of the present invention, the wire rope W is disposed so as to face the posture changing mechanism part 30 from the upper part of the movable part 12. However, as shown in FIG. 15, when the wire rope W is passed through the inside of the movable part 12 May be connected to the posture changing mechanism (30). In this case, the fifth pulleys P5 and P5 'and the sixth pulleys P6 and P6' may be installed at appropriate heights in the second rotation connecting portion 70a around the movable portion 12. [

도 15에서 자세변환기구부(30)에 설치된 공구결합부(19)에 결합되는 공구의 종류는 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어 진공흡착기, 피커(picker) 등의 이송수단일 수도 있고, 액체 등을 토출하는 시린지(syringe)일 수도 있고, 기타 기계적 가공이나 전기적 조작을 위한 공구일 수도 있다.In Fig. 15, the type of the tool to be coupled to the tool engagement portion 19 provided on the posture change mechanism portion 30 is not particularly limited. For example, a conveying means such as a vacuum adsorber or a picker, a syringe for discharging a liquid or the like, or a tool for other mechanical processing or electrical operation.

또한 이상에서는 자세변환기구부(30)가 수직축을 중심으로 회전하는 1자유도를 갖는 것으로 설명하였으나, 2자유도 이상을 갖는 자세변환기구부(30)를 구성할 수도 있다. In the above description, the posture changing mechanism unit 30 has one degree of freedom in which it rotates about the vertical axis. However, the posture changing mechanism unit 30 having two degrees of freedom or more may be configured.

또한 제1 내지 제3와이어 액츄에이터(14a, 14b, 14c)가 각각 별도의 와이어로프(W)를 통해 자세변환기구부(30)를 동시에 제어할 수도 있고, 하나의 액츄에이터만을 이용하여 자세변환기구부(30)를 제어할 수도 있다.The first to third wire actuators 14a, 14b and 14c may simultaneously control the posture changing mechanism 30 through separate wire ropes W and may use only one actuator to control the posture changing mechanism 30 ).

또한 자세변환기구부(30)가 2자유도 이상을 갖는 경우에는 예를 들어 각 액츄에이터(14a, 14b, 14c)가 1자유도씩 분담하여 자세변환기구부(30)를 제어할 수도 있을 것이다.When the posture changing mechanism unit 30 has two degrees of freedom or more, for example, each of the actuators 14a, 14b, and 14c may share one degree of freedom to control the posture changing mechanism unit 30. [

또한 와이어로프가 감기는 풀리의 개수가 전술한 바에 한정되는 것은 아니며, 와이어로프의 방향전환을 위해서 다수의 풀리를 추가할 수도 있다. Further, the number of pulleys in which the wire rope is wound is not limited to that described above, and a plurality of pulleys may be added to change the direction of the wire rope.

또한 이상에는 각 링크부(20a,20b,20c)마다 한 쌍의 와이어로프(WA ,WB)가 사용되고, 한 쌍의 와이어로프(WA ,WB)가 하나의 와이어 액츄에이터에 의해 동시에 구동하는 것으로 설명하였다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니므로 각 와이어로프(WA ,WB)를 서로 다른 액츄에이터로 구동시킬 수도 있을 것이다.A pair of wire ropes W A and W B are used for each of the link portions 20a and 20b and a pair of wire ropes W A and W B are simultaneously driven by a single wire actuator . However, the present invention is not limited to this , and the wire ropes W A and W B may be driven by different actuators.

또한 본 발명의 실시예에서 사용되는 각종 액츄에이터는 모터 등의 회전구동수단에 국한되는 것은 아니며, 와이어로프(W)의 왕복운동이 가능하도록 공압/유압 실린더 등의 직선구동수단과 방향전환수단을 적절히 조합함으로써 구현될 수도 있다.The various actuators used in the embodiments of the present invention are not limited to the rotary drive means such as a motor and may be suitably used for linear drive means such as a pneumatic / hydraulic cylinder and direction changing means so that the wire rope W can reciprocate .

이와 같이 본 발명은 다양한 형태로 변형될 수 있으며, 변형 또는 수정된 실시예도 후술하는 특허청구범위에 개시된 본 발명의 기술적 사상을 포함한다면 본 발명의 권리범위에 속함은 당연하다 할 것이다.It is to be understood that the invention is not limited to the details of the foregoing embodiment (s) and various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.

10: 병렬링크로봇 11: 기초부
12: 가동부 13a, 13b, 13c: 제1, 제2, 제3 액츄에이터
14a, 14b, 14c: 와이어 액츄에이터 16: 와이어구동축
19: 공구결합부 20a, 20b, 20c: 제1, 제2, 제3 링크부
21a, 21b, 21c: 구동링크 22a, 23a, 22b, 23b, 22c, 23c: 수동링크
27: 지지부재 29: 회전조인트
30: 자세변환기구부 50a, 50b: 평행링크
60a, 60b, 60c: 제1회전연결부 61: 제1회전축
63: 제2회전축 70a, 70b, 70c: 제2회전연결부
80: 가이드블록 81, 82: 제1, 제2탄성연결부
W: 와이어로프10: parallel link robot 11:
12: moving parts 13a, 13b, 13c: first, second and third actuators
14a, 14b, 14c: wire actuator 16: wire drive shaft
19: Tool coupling parts 20a, 20b, 20c: First, second and third link parts
21a, 21b, 21c: drive link 22a, 23a, 22b, 23b, 22c, 23c: manual link
27: Support member 29: Rotary joint
30: posture changing mechanism 50a, 50b: parallel link
60a, 60b, 60c: first rotation connecting portion 61: first rotation shaft
63: second rotation shaft 70a, 70b, 70c:
80: guide block 81, 82: first and second elastic connection parts
W: Wire rope

Claims (19)

서로 이격된 기초부와 가동부;
상기 기초부와 상기 가동부를 연결하는 것으로서, 각각 상기 기초부에 대해 1 자유도를 갖는 구동링크와 상기 구동링크와 상기 가동부를 연결하는 한 쌍의 평행한 수동링크를 구비하는 3개 이상의 링크부;
상기 링크부의 구동링크에 각각 연결된 다수의 액츄에이터;
상기 가동부에 대해 1자유도 이상을 갖도록 설치된 자세변환기구부;
상기 자세변환기구부에 연결된 와이어로프;
상기 와이어로프를 구동시키는 와이어 액츄에이터
를 포함하며, 상기 한 쌍의 수동링크의 각 일단은 2자유도 이상의 제1회전연결부에 의해 상기 구동링크에 결합하고, 각 타단은 2자유도 이상의 제2회전연결부에 의해 상기 가동부에 결합하는 것을 특징으로 하는 병렬링크로봇A base portion and a movable portion spaced apart from each other;
Three or more link portions connecting the base portion and the movable portion, each of the link portions including a drive link having one degree of freedom with respect to the base portion and a pair of parallel passive links connecting the drive link and the movable portion;
A plurality of actuators respectively connected to driving links of the link portion;
A posture changing mechanism provided so as to have at least one degree of freedom with respect to the movable part;
A wire rope connected to the posture changing mechanism;
A wire actuator for driving the wire rope
Wherein one end of each of the pair of manual links is coupled to the drive link by a first rotation connection portion having two degrees of freedom or more and the other end is coupled to the movable portion by a second rotation connection portion having two degrees of freedom or more Features a parallel link robot 제1항에 있어서,
상기 제1회전연결부는, 상기 구동링크에 결합된 수평방향의 제1회전축과, 상기 제1회전축의 양단에 상기 한 쌍의 수동링크의 일단을 각각 결합하기 위해 상기 제1회전축과 교차하는 방향으로 설치된 한 쌍의 제2회전축을 포함하고,
상기 제2회전연결부는, 상기 가동부에 결합된 수평방향의 제3회전축과, 상기 제3회전축의 양단에 상기 한 쌍의 수동링크의 타단을 각각 결합하기 위해 상기 제3회전축과 교차하는 방향으로 설치된 한 쌍의 제4회전축을 포함하는 것을 특징으로 하는 병렬링크로봇The method according to claim 1,
Wherein the first rotation connection portion includes a first rotation axis in a horizontal direction coupled to the drive link and a second rotation axis in a direction crossing the first rotation axis to couple one ends of the pair of passive links to both ends of the first rotation axis And a pair of second rotation shafts,
Wherein the second rotation connection portion includes a third rotation axis in a horizontal direction coupled to the movable portion and a second rotation axis in a direction crossing the third rotation axis to couple the other ends of the pair of manual links to both ends of the third rotation axis Wherein the parallel link robot includes a pair of fourth rotary shafts 제1항에 있어서,
상기 제1회전연결부는, 상기 구동링크에 결합된 수평방향의 제1회전축과, 상기 제1회전축의 양단에 상기 한 쌍의 수동링크의 일단을 각각 결합하는 볼조인트를 포함하고,
상기 제2회전연결부는, 상기 가동부에 결합된 수평방향의 제3회전축과, 상기 제3회전축의 양단에 상기 한 쌍의 수동링크의 타단을 각각 결합하는 볼조인트를 포함하는 것을 특징으로 하는 병렬링크로봇The method according to claim 1,
Wherein the first rotation connection portion includes a first rotation axis in a horizontal direction coupled to the drive link and a ball joint that connects one end of the pair of passive links to both ends of the first rotation axis,
Wherein the second rotation connection portion includes a third rotation axis in the horizontal direction coupled to the movable portion and a ball joint for coupling the other ends of the pair of passive links to both ends of the third rotation axis, robot 제2항 또는 제3항에 있어서,
상기 링크부는 상기 와이어로프의 방향을 가이드하는 가이드수단을 포함하며, 상기 가이드수단은,
상기 와이어 액츄에이터에 의해 회전하는 제1풀리;
상기 제1회전축에 설치되어 상기 제1회전축에 대해 자유 회전하는 제3풀리;
상기 제3풀리와 인접하여 직교하도록 상기 제1회전축의 측면에 결합된 제4풀리;
상기 제3회전축의 측면에 결합된 제5풀리;
상기 제5풀리와 인접하여 직교하며 상기 제3회전축에 설치되어 상기 제3회전축에 대해 자유 회전하는 제6풀리
를 포함하는 것을 특징으로 하는 병렬링크로봇The method according to claim 2 or 3,
Wherein the link portion includes guiding means for guiding the direction of the wire rope,
A first pulley rotated by the wire actuator;
A third pulley installed at the first rotating shaft and freely rotating with respect to the first rotating shaft;
A fourth pulley coupled to a side of the first rotating shaft so as to be adjacent to the third pulley;
A fifth pulley coupled to a side of the third rotation shaft;
A sixth pulley which is adjacent to the fifth pulley and which is orthogonal to the fifth pulley and is provided on the third rotation shaft and rotates freely relative to the third rotation shaft;
And a parallel link robot 제4항에 있어서,
상기 제1풀리, 상기 제3풀리 및 상기 제6풀리의 직경이 모두 동일하고, 상기 제4풀리와 상기 제5풀리의 직경이 동일하며, 상기 가동부가 동작할 때 상기 와이어로프의 장력이 일정하게 유지되는 것을 특징으로 하는 병렬링크로봇5. The method of claim 4,
Wherein the diameters of the first pulley, the third pulley, and the sixth pulley are all the same, the diameters of the fourth pulley and the fifth pulley are the same, and the tension of the wire rope is constant And a parallel link robot 제4항에 있어서,
상기 구동링크에 의해 지지되고, 상기 제1풀리와 상기 제3풀리의 사이에서 와이어로프의 방향을 가이드하는 제2풀리를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 병렬링크로봇5. The method of claim 4,
Further comprising a second pulley supported by the drive link and guiding the direction of the wire rope between the first pulley and the third pulley, 제2항 또는 제3항에 있어서,
상기 와이어로프는 제1 와이어로프와 제2 와이어로프를 포함하고, 상기 링크부는 상기 제1 및 제2 와이어로프를 가이드하는 가이드수단을 포함하며,
상기 가이드수단은,
상기 와이어 액츄에이터에 의해 회전하며, 상기 제1 및 제2 와이어로프가 각각 감기는 한 쌍의 제1풀리;
상기 제1회전축에 설치되어 상기 제1회전축에 대해 자유 회전하며, 상기 제1 및 제2 와이어로프가 각각 감기는 한 쌍의 제3풀리;
상기 한 쌍의 제3풀리의 각 풀리와 인접하여 직교하도록 상기 제1회전축의 측면에 결합되고, 서로 상기 제1회전축의 반대쪽에 위치하며, 상기 제1 및 제2 와이어로프가 각각 감기는 한 쌍의 제4풀리;
상기 제3회전축의 측면에 결합되고 서로 상기 제3회전축의 반대쪽에 위치하며, 상기 제1 및 제2 와이어로프가 각각 감기는 한 쌍의 제5풀리;
상기 한 쌍의 제5풀리의 각 풀리와 인접하여 직교하며 상기 제3회전축에 설치되어 상기 제3회전축에 대해 자유 회전하며, 상기 제1 및 제2 와이어로프가 각각 감기는 한 쌍의 제6풀리
를 포함하고,
상기 한 쌍의 제1풀리, 상기 한 쌍의 제3풀리, 및 상기 한 쌍의 제6풀리에서 상기 제1 와이어로프가 감기는 풀리는 서로 동일한 직경을 가지고,
상기 한 쌍의 제4풀리와 상기 한 쌍의 제5풀리에서 상기 제1 와이어로프가 감기는 풀리는 서로 동일한 직경을 가지며,
상기 한 쌍의 제1풀리, 상기 한 쌍의 제3풀리, 및 상기 한 쌍의 제6풀리에서 상기 제2 와이어로프가 감기는 풀리는 서로 동일한 직경을 가지며,
상기 한 쌍의 제4풀리와 상기 한 쌍의 제5풀리에서 상기 제2 와이어로프가 감기는 풀리는 서로 동일한 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 병렬링크로봇The method according to claim 2 or 3,
Wherein the wire rope includes a first wire rope and a second wire rope, and the link portion includes guiding means for guiding the first and second wire ropes,
Wherein the guide means comprises:
A pair of first pulleys rotated by the wire actuator and each winding the first and second wire ropes;
A pair of third pulleys installed at the first rotating shaft and freely rotating with respect to the first rotating shaft and winding the first and second wire ropes, respectively;
A pair of third pulleys each of which is coupled to a side of the first rotating shaft so as to be adjacent to each of the pulleys of the pair of third pulleys and which is opposite to the first rotating shaft, Of the fourth pulley;
A pair of fifth pulleys coupled to a side surface of the third rotation shaft and positioned opposite to each other with respect to the third rotation shaft, the first and second wire ropes being wound respectively;
And a pair of sixth pulleys, each of which is adjacent to each of the pulleys of the pair of fifth pulleys and is installed on the third rotating shaft and freely rotates about the third rotating shaft,
Lt; / RTI >
Wherein the first wire rope-winding pulleys in the pair of first pulleys, the pair of third pulleys, and the pair of sixth pulleys have the same diameter,
Wherein the pulleys in which the first wire rope is wound in the pair of fourth pulleys and the pair of fifth pulleys have the same diameter,
Wherein the pulleys for winding the second wire rope in the pair of first pulleys, the pair of third pulleys, and the pair of sixth pulleys have the same diameter,
Wherein the pulleys for winding the second wire rope in the pair of fourth pulleys and the pair of fifth pulleys have the same diameter as each other. 제7항에 있어서,
상기 구동링크에 의해 지지되고, 상기 한 쌍의 제1풀리와 상기 한 쌍의 제3풀리의 사이에 설치되어 상기 제1 및 제2 와이어로프의 방향을 각각 가이드하며, 상기 한 쌍의 제1풀리와 같은 방향으로 설치된 한 쌍의 제2풀리를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 병렬링크로봇8. The method of claim 7,
And a pair of second pulleys supported by the drive link and provided between the pair of first pulleys and the pair of third pulleys to guide the directions of the first and second wire ropes, Further comprising a pair of second pulleys arranged in the same direction as the parallel link robot 제7항에 있어서,
상기 제1 및 제2 와이어로프는, 상기 한 쌍의 제1풀리, 상기 한 쌍의 제3풀리, 상기 한 쌍의 제6풀리, 및 상기 자세변환기구부의 입력축에서 서로 반대방향으로 감기는 것을 특징으로 하는 병렬링크로봇8. The method of claim 7,
The first and second wire ropes are wound in opposite directions on the input shaft of the pair of first pulleys, the pair of third pulleys, the pair of sixth pulleys, and the posture changing mechanism portion Parallel link robot 제7항에 있어서,
상기 한 쌍의 제1풀리는,
상기 와이어 액츄에이터에 의해 회전하는 와이어구동축에 서로 이격되어 고정된 풀리이거나, 상기 와이어구동축의 표면에 서로 이격되어 형성된 풀리홈인 것을 특징으로 하는 병렬링크로봇8. The method of claim 7,
The pair of first pulleys,
Wherein the pulley groove is a pulley fixed to a wire driving shaft rotated by the wire actuator and spaced apart from each other or a pulley groove formed on the surface of the wire driving shaft so as to be spaced apart from each other. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 와이어로프는 상기 와이어 액츄에이터에 의해 회전하는 와이어구동축에 감기며, 상기 와이어구동축은 상기 구동링크의 회전축과 동축상에 위치하는 것을 특징으로 하는 병렬링크로봇4. The method according to any one of claims 1 to 3,
Wherein the wire rope is wound on a wire drive shaft rotated by the wire actuator, and the wire drive shaft is coaxial with the rotation axis of the drive link. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 와이어 액츄에이터는 상기 기초부에 장착되거나, 상기 구동링크에 장착되거나, 상기 수동링크의 사이에 회전조인트로 결합된 지지부재에 장착된 것을 특징으로 하는 병렬링크로봇4. The method according to any one of claims 1 to 3,
Wherein the wire actuator is attached to a supporting member mounted on the base portion, mounted on the driving link, or coupled with a rotational joint between the manual links. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 자세변환기구부는 서로 독립하여 회전하는 다수의 입력축을 구비하고, 상기 다수의 입력축에는 각각 서로 다른 와이어 액츄에이터에 의해 구동하는 와이어로프가 감기는 것을 특징으로 하는 병렬링크로봇4. The method according to any one of claims 1 to 3,
Wherein the posture changing mechanism includes a plurality of input shafts rotating independently of each other, and wire ropes driven by different wire actuators are wound on the plurality of input shafts, 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
회전조인트를 통해 상기 한 쌍의 수동링크의 사이에 설치된 평행링크;
상기 한 쌍의 수동링크와 같은 방향으로 상기 평행링크에 결합되며, 상기 와이어로프가 삽입되는 홀 또는 홈을 구비하는 가이드블록
을 포함하는 것을 특징으로 하는 병렬링크로봇4. The method according to any one of claims 1 to 3,
A parallel link disposed between the pair of manual links via a rotational joint;
The guide rods being connected to the parallel links in the same direction as the pair of manual links,
And a parallel link robot 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
양단이 상기 한 쌍의 수동링크에 각각 결합하는 탄성연결부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 병렬링크로봇4. The method according to any one of claims 1 to 3,
Further comprising an elastic connecting member having both ends thereof engaged with the pair of manual links, respectively, 서로 이격된 기초부와 가동부;
상기 기초부와 상기 가동부를 연결하는 것으로서, 각각 상기 기초부에 대해 1 자유도를 갖는 구동링크와 상기 구동링크와 상기 가동부를 연결하는 한 쌍의 평행한 수동링크를 구비하는 3개 이상의 링크부;
상기 각 링크부의 구동링크에 각각 연결된 다수의 액츄에이터;
상기 가동부에 설치된 자세변환기구부;
상기 자세변환기구부에 각각 연결되는 다수의 와이어로프;
상기 다수의 와이어로프를 각각 구동시키는 다수의 와이어 액츄에이터;
상기 가동부에 결합되어 상기 다수의 와이어로프가 상기 자세변환기구부를 향하도록 각각 가이드하는 다수의 방향전환풀리를 포함하며,
상기 다수의 방향전환풀리는 서로 다른 직경을 가지면서 각 회전축이 동일 수평면상에 위치하거나, 동일한 직경을 가지면서 각 회전축이 다른 수평면상에 위치하는 것을 특징으로 하는 병렬링크로봇A base portion and a movable portion spaced apart from each other;
Three or more link portions connecting the base portion and the movable portion, each of the link portions including a drive link having one degree of freedom with respect to the base portion and a pair of parallel passive links connecting the drive link and the movable portion;
A plurality of actuators respectively connected to drive links of the link portions;
A posture changing mechanism provided in the movable part;
A plurality of wire ropes respectively connected to the posture changing mechanism;
A plurality of wire actuators for driving the plurality of wire ropes, respectively;
And a plurality of direction switching pulleys coupled to the movable portion to guide the plurality of wire ropes toward the posture changing mechanism portion,
Wherein the plurality of direction changing pulleys have diameters different from each other, and the rotational shafts are located on the same horizontal surface or have the same diameter, and the rotational shafts are located on different horizontal surfaces. 제16항에 있어서,
상기 자세변환기구부는 서로 독립적으로 회전하는 다수의 입력축을 포함하고, 상기 다수의 와이어로프는 각각 다른 입력축에 감기는 것을 특징으로 하는 병렬링크로봇17. The method of claim 16,
Wherein the posture changing mechanism includes a plurality of input shafts rotating independently of each other, and the plurality of wire ropes are wound on different input shafts. 서로 이격된 기초부와 가동부;
상기 기초부와 상기 가동부를 연결하는 것으로서, 각각 상기 기초부에 대해 1 자유도를 갖는 구동링크와 상기 구동링크와 상기 가동부를 연결하는 한 쌍의 평행한 수동링크를 구비하는 3개 이상의 링크부;
상기 각 링크부의 구동링크에 각각 연결된 다수의 액츄에이터;
상기 가동부에 설치되는 자세변환기구부;
상기 자세변환기구부의 입력축과 이격되어 설치된 회전축;
상기 회전축의 회전력을 상기 입력축으로 전달하는 동력전달부재;
상기 가동부에 결합되어 와이어로프가 상기 회전축에 감기도록 가이드하는 방향전환수단;
상기 와이어로프를 구동시키는 와이어 액츄에이터
를 포함하는 것을 특징으로 하는 병렬링크로봇A base portion and a movable portion spaced apart from each other;
Three or more link portions connecting the base portion and the movable portion, each of the link portions including a drive link having one degree of freedom with respect to the base portion and a pair of parallel passive links connecting the drive link and the movable portion;
A plurality of actuators respectively connected to drive links of the link portions;
A posture changing mechanism provided in the movable part;
A rotating shaft provided separately from the input shaft of the posture changing mechanism;
A power transmitting member for transmitting rotational force of the rotating shaft to the input shaft;
A direction switching means coupled to the movable portion for guiding the wire rope to be wound on the rotary shaft;
A wire actuator for driving the wire rope
And a parallel link robot 제18항에 있어서,
상기 자세변환기구부는 서로 독립적으로 회전하는 다수의 입력축을 포함하고, 상기 회전축과 상기 동력전달부재는 상기 입력축에 각각 대응하는 다수 개가 설치되며, 상기 다수의 입력축은 각각 다른 와이어 액츄에이터에 의해 구동되는 것을 특징으로 하는 병렬링크로봇19. The method of claim 18,
Wherein the posture changing mechanism includes a plurality of input shafts rotating independently of each other, wherein the rotational shafts and the power transmitting members are provided in a plurality corresponding to the input shafts, and the plurality of input shafts are driven by different wire actuators Features a parallel link robot
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