KR101743367B1 - Modular Actuator And Control Method Of The Same - Google Patents

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공경철
최정수
나병훈
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서강대학교산학협력단
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Abstract

본 발명은 복수 개의 모터를 구비하는 모듈형 구동기에 인가되는 입력 인가전류와 모듈형 구동기의 출력 구동토크의 상관관계에 대한 데이터 또는 관계식에 근거하여, 신속하고 정확하게 목표 출력토크를 발생시킬 수 있도록 제어되는 모듈형 구동기 및 그 동기화 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a control method and apparatus for quickly and accurately generating a target output torque based on data or a relational expression of a correlation between an input applied current to a modular actuator having a plurality of motors and an output drive torque of the modular actuator And a synchronization control method therefor.

Description

모듈형 구동기 및 그 동기화 제어방법{Modular Actuator And Control Method Of The Same}[0001] MODULAR ACTUATOR AND CONTROL METHOD THEREOF [0002]

본 발명은 모듈형 구동기 및 그 동기화 제어방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 복수 개의 모터를 구비하는 모듈형 구동기에 인가되는 입력 인가전류와 모듈형 구동기의 출력 구동토크의 상관관계에 대한 데이터 또는 관계식에 근거하여, 신속하고 정확하게 목표 출력토크를 발생시킬 수 있도록 제어되는 모듈형 구동기 및 그 동기화 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a modular driver and a synchronization control method thereof. More specifically, the present invention quickly and accurately generates a target output torque based on data or relational expressions about a correlation between an input applied current applied to a modular actuator having a plurality of motors and an output drive torque of the modular actuator And a synchronous control method thereof.

구동기(Actuator)는 동력을 이용하여 기계를 동작(구동)시키는 장치로서, 메카트로닉스(Mechatronics) 분야에서는 전류가 흐르는 도체가 자기장 속에서 받는 힘을 이용하여 전기적 에너지를 역학적 에너지로 바꾸는 모터(motor)가 대표적이며, 최근에는 소형화 및 고출력화 되고 있다.Actuator is a device that drives (drives) a machine by using power. In the field of mechatronics, a motor that converts electric energy into mechanical energy by using a force that a current-carrying conductor receives in a magnetic field In recent years, miniaturization and high output have been achieved.

하나의 구동기를 통해서 제공될 수 있는 동력, 즉, 구동토크에는 한계가 있으므로, 복수의 구동기가 모듈화(이하, '모듈형 구동기라'함)되어 적용될 수 있으며, 모듈화된 복수의 구동기는 일시에 구동 제어되어 기계를 구동시킬 수 있다.A plurality of actuators may be modularized (hereinafter, referred to as a 'modular driver'), and a plurality of modular actuators may be driven at a time And the machine can be controlled.

이와 같은 모듈형 구동기(Modular)는 복수의 구동기에서 발생된 구동토크를 하나의 구동축으로 출력하므로 복수의 구동기의 동기화 제어가 반드시 필요할 수 있다.Such a modular driver outputs drive torques generated by a plurality of drivers to one drive shaft, so that synchronization control of a plurality of drivers may be necessarily required.

모듈형 구동기를 구동함에 있어서 인가되는 입력 인가전류 크기의 제어는 출력될 수 있는 출력 구동토크의 크기와 직결될 수 있으므로, 입력 인가전류 크기의 제어 기술은 매우 중요하다.Since the control of the applied input current magnitude in driving the modular driver can be directly related to the magnitude of the output drive torque that can be outputted, the control technique of the input applied current magnitude is very important.

그러나, 모듈형 구동기는 인가되는 입력 인가전류 크기에 대한 출력되는 출력 구동토크의 크기가 단순 비례하지 않는 경우가 대부분이다.However, most of the modular actuators are not simply proportional in magnitude of the output drive torque to the applied input current magnitude.

따라서, 단순히 하나의 구동기에 대한 입력 인가전류에 대한 출력 구동토크를 구동기의 개수로 곱한 형태로 취합된 구동토크가 발생되지 않거나, 입력 인가전류의 크기를 계속 증가시켜도 출력 구동토크가 더 이상 증가되지 않는 등의 특성을 보인다.Therefore, even if the driving torque, which is obtained by simply multiplying the output driving torque for the input applied current for one driver by the number of the actuators, is not generated or the output driving torque is further increased even if the magnitude of the input applied current is continuously increased And so on.

이는 내부의 감속구조의 마찰, 소음, 진동 또는 외란 등이 그 원인일 수 있으며, 모듈형 구동기를 통해 정확하게 상황에 따라 요구되는 정확한 출력 구동토크를 얻기 위해서는 새로운 제어방법이 요구된다.This may be caused by friction, noise, vibration or disturbance of the internal deceleration structure, and a new control method is required to obtain an accurate output drive torque required by the modular actuator precisely according to the situation.

본 발명은 복수 개의 모터를 구비하는 모듈형 구동기에 인가되는 입력 인가전류와 모듈형 구동기의 출력 구동토크의 상관관계에 대한 데이터 또는 관계식에 근거하여, 신속하고 정확하게 목표 출력토크를 발생시킬 수 있도록 제어되는 모듈형 구동기 및 그 동기화 제어방법을 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.The present invention relates to a control method and apparatus for quickly and accurately generating a target output torque based on data or a relational expression of a correlation between an input applied current to a modular actuator having a plurality of motors and an output drive torque of the modular actuator And a synchronization control method therefor.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 하나의 실시예에 따른 모듈형 구동기의 동기화 제어방법은, 상기 모듈형 구동기에 인가되는 입력 인가전류의 크기에 따른 상기 모듈형 구동기의 출력 구동토크 크기의 상관관계를 도출하는 상관관계 도출단계 및 상기 상관관계 도출단계에서 도출된 상기 입력 인가전류의 크기에 따른 상기 모듈형 구동기의 구동토크 크기의 관계를 통해, 상기 모듈형 구동기의 목표 구동토크에 대응하는 상기 입력 인가전류를 상기 모듈형 구동기에 인가하여 상기 모듈형 구동기를 상기 목표 구동토크로 구동되도록 제어하는 구동토크 제어단계를 포함할 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of controlling synchronization of a modular actuator, the method comprising: a first step of calculating a correlation between output drive torque magnitudes of the modular drivers according to magnitudes of input applied currents applied to the modular drivers The relationship between the target driving torque of the modular driver and the driving torque magnitude of the modular driver according to the magnitude of the input applied current derived in the correlation deriving step, And a drive torque control step of applying an input application current to the modular driver to control the modular driver to be driven to the target drive torque.

또한, 상기 상관관계 도출단계는 상기 모듈형 구동기의 사전 구동실험을 통해 상기 입력 인가전류 크기에 따른 상기 모듈형 구동기의 출력 구동토크 크기의 데이터베이스를 확보하는 방법으로 수행될 수 있다.In addition, the correlation deriving step may be performed by a method of securing a database of the output drive torque magnitude of the modular driver according to the magnitude of the input applied current through a pre-drive experiment of the modular driver.

그리고, 상기 상관관계 도출단계는, 상기 모듈형 구동기의 출력 구동토크의 크기를 단위모터의 구동토크의 크기에 대한 상기 모듈형 구동기의 구동토크 크기의 비율로 정의되는 이득값으로 변환하는 이득값 변환단계 및 상기 입력 인가전류에 따른 상기 이득값에 대한 상기 데이터베이스를 커브피팅(curve-fitting)하여 상기 입력 인가전류 크기에 대한 상기 모듈형 구동기의 출력 구동토크 크기의 상관관계가 성립된 제어함수를 도출하는 제어함수 도출단계를 포함할 수 있다.The correlation derivation step may include a gain value conversion step of converting the magnitude of the output drive torque of the modular driver into a gain value defined as a ratio of the drive torque magnitude of the modular driver to the magnitude of the drive torque of the unit motor And deriving a control function having a correlation of the output drive torque magnitude of the modular driver with respect to the magnitude of the input applied current by curve-fitting the database with respect to the gain value according to the input applied current. A control function derivation step.

여기서, 상기 제어함수 도출단계는 상기 입력 인가전류에 따른 상기 이득값에 대한 상기 데이터베이스를 커브피팅하여 하기 식으로 표현되는 상기 제어함수를 도출할 수 있다.Here, the deriving the control function may derive the control function expressed by the following equation by curve fitting the database with respect to the gain value according to the input applied current.

Figure 112015118607418-pat00001
Figure 112015118607418-pat00001

* x는 입력 인가전류의 크기, c의 수치 범위는 모듈형 구동기를 구성하는 모터의 개수 이하로서 양수.* x is the magnitude of the input applied current, and c is a positive number less than the number of motors making up the modular actuator.

한편, 본 발명의 하나의 실시예에 따라 상기 모듈형 구동기의 동기화 제어방법을 통해 복수의 모터를 동기화하여 구동하는 모듈형 구동기는, 복수의 상기 모터, 복수의 상기 모터의 모터 샤프트에 의하여 각각 구동되는 복수의 기어부, 복수의 상기 기어부의 구동에 따라 회전 구동하는 링기어 형태의 내접기어, 상기 내접기어의 회전 구동에 따라 회전 구동하는 구동부재 및 상기 모듈형 구동기의 동기화를 제어하여 상기 모듈형 구동기의 구동토크를 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.Meanwhile, a modular driver for synchronously driving a plurality of motors through the synchronous control method of the modular driver according to one embodiment of the present invention includes a plurality of motors, a plurality of motors of the motors, An internal gear in the form of a ring gear that is rotationally driven in accordance with the driving of the plurality of gears, a driving member that is rotationally driven in accordance with the rotational drive of the internal gear, And a control unit for controlling the driving torque of the driving unit.

여기서, 복수의 상기 모터는 상기 구동 출력단의 회전축을 중심으로 등간격 이격되어 배치될 수 있다.Here, the plurality of motors may be disposed at equal intervals around the rotation axis of the drive output terminal.

이 경우, 복수의 상기 기어부 각각은 서로 다른 평행축 상에 서로 연결되는 복수의 기어를 포함하여 복수의 상기 기어의 회전을 통해 상기 내접기어를 회전 구동시킬 수 있다.In this case, each of the plurality of gear portions includes a plurality of gears connected to each other on different parallel axes, so that the internal gear can be rotationally driven through the rotation of the plurality of gears.

또한, 상기 내접기어는 복수의 상기 기어부 각각을 구성하는 적어도 하나의 상기 기어와 내접하여 복수의 상기 기어부에 회전에 의하여 회전 구동될 수 있다.Further, the internal gear may be rotatably driven by rotation on the plurality of gear portions in contact with at least one gear constituting each of the plurality of gear portions.

그리고, 상기 구동부재는 내측이 상기 내접기어의 외주면을 감싸도록 상기 내접기어에 체결되는 디스크 형태일 수 있다.The driving member may be in the form of a disk, the inner side of which is fastened to the internal gear so as to surround the outer circumferential surface of the internal gear.

본 발명의 하나의 실시예에 따르면 모듈형 구동기에 인가되는 입력 인가전류의 크기 및 상기 모듈형 구동기의 출력 구동토크의 크기에 대한 관계 도출을 통해 상기 모듈형 구동기가 출력할 수 있는 출력 구동토크를 정밀하게 제어할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the relationship between the magnitude of the input applied current applied to the modular actuator and the magnitude of the output drive torque of the modular actuator is used to calculate an output drive torque that the modular actuator can output Precise control is possible.

또한, 모듈형 구동기의 입력 인가전류 및 출력 구동토크 간의 상관관계 도출을 비교적 간단한 절차를 통해 수행 가능하므로 상기 모듈형 구동기의 신속한 구동토크 제어가 가능할 수 있다.In addition, the derivation of the correlation between the input applied current and the output drive torque of the modular actuator can be performed through a relatively simple procedure, so that the modular actuator can quickly control the drive torque.

도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 모듈형 구동기를 도시한다.
도 2는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 모듈형 구동기의 분해 사시도를 도시한다.
도 3은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 모터, 감속 구조를 포함하지 않는 기어부, 및 내접기어 간의 결합도를 도시한다.
도 4는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 모터, 감속구조를 포함하는 기어부, 및 내접기어 간의 결합도를 도시한다.
도 5는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 모듈형 구동기의 모듈 하우징의 결합관계를 도시한다.
도 6은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 모듈형 구동기에서 구동부재가 분리된 구성을 도시한다.
도 7은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 모듈형 구동기의 동기화 제어방법의 흐름도를 도시한다.
도 8는 본 발명의 하나의 실시예에 따라 모듈형 구동기의 사전 구동실험을 통해 확보된 데이터베이스의 커브피팅을 도시한다.Figure 1 shows a modular actuator according to one embodiment of the invention.
Figure 2 shows an exploded perspective view of a modular actuator according to one embodiment of the invention.
3 shows a coupling between a motor according to one embodiment of the present invention, a gear portion not including a reduction gear structure, and an internal gear.
4 shows a coupling between a motor, a gear portion including a reduction gear structure, and an internal gear according to an embodiment of the present invention.
Figure 5 shows the coupling relationship of the module housing of the modular actuator according to one embodiment of the present invention.
Fig. 6 shows a configuration in which a driving member is separated from a modular driver according to one embodiment of the present invention.
7 shows a flowchart of a method for controlling synchronization of a modular driver according to one embodiment of the present invention.
Figure 8 illustrates a curve fitting of a database obtained through pre-driving experiments of a modular actuator in accordance with one embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명된 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록, 그리고 당업자에게 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein but may be embodied in other forms. Rather, the embodiments disclosed herein are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the concept of the invention to those skilled in the art. Like reference numerals designate like elements throughout the specification.

본 발명은 복수의 모터 (Motor)를 구비하고, 복수의 모터를 동기화하여 구동되는 모듈형 구동기 (Modular Actuator) 및 그 동기화 제어방법에 관한 것으로, 상기 모듈형 구동기에 대해 살펴보기로 한다.The present invention relates to a modular actuator having a plurality of motors and driven by synchronizing a plurality of motors, and a synchronization control method thereof, and the modular actuator will be described.

도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 모듈형 구동기를 도시하고, 도 2는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 모듈형 구동기의 분해 사시도를 도시한다.Figure 1 shows a modular actuator according to one embodiment of the invention, and Figure 2 shows an exploded perspective view of a modular actuator according to one embodiment of the invention.

본 발명의 하나의 실시예에 따른 모듈형 구동기(1000)는 복수의 모터(100a, 100b, 100c), 복수의 상기 모터(100a, 100b, 100c)의 모터 샤프트(110a, 110b, 110c)에 의하여 각각 구동되는 복수의 기어부(200a, 200b, 200c), 복수의 상기 기어부(200a, 200b, 200c)의 구동에 따라 회전 구동하는 링기어 형태의 내접기어(300), 상기 내접기어(300)의 회전 구동에 따라 회전 구동하는 구동부재(400), 및 상기 모듈형 구동기(1000)의 동기화를 제어하여 상기 모듈형 구동기(1000)의 구동토크를 제어하는 제어부(미도시)를 포함할 수 있다.The modular actuator 1000 according to one embodiment of the present invention includes a plurality of motors 100a, 100b and 100c and a plurality of motor shafts 110a, 110b and 110c of the motors 100a, 100b and 100c. An internal gear 300 in the form of a ring gear that is rotationally driven in accordance with driving of the plurality of gears 200a, 200b and 200c; And a control unit (not shown) for controlling the driving torque of the modular driver 1000 by controlling the synchronization of the modular driver 1000 .

복수의 상기 모터(100a, 100b, 100c)는 각각의 모터 샤프트(110a, 110b, 110c)를 회전 구동시키며, 각각의 상기 모터 샤프트(110a, 110b, 110c)를 통해 구동 대상에 구동토크를 제공할 수 있다.The plurality of motors 100a, 100b and 100c rotate the respective motor shafts 110a, 110b and 110c and provide drive torques to the driven object through the respective motor shafts 110a, 110b and 110c .

복수의 상기 모터(100a, 100b, 100c)는 회전축의 회전을 통하여 구동토크를 구동 대상에 전달할 수 있는 것이라면 특별히 한정되지 않으나, 일 예로, 반도체 소자를 이용한 스위칭을 통해 구동하는 BLDC 모터(Brush-Less Direct Current Motor)가 사용될 수 있다.The plurality of motors 100a, 100b, and 100c are not particularly limited as long as they can transmit driving torque to a driven object through rotation of a rotating shaft. For example, a BLDC motor (Brush-Less Direct Current Motor) can be used.

복수의 상기 모터(100a, 100b, 100c) 각각으로부터 제공되는 구동토크는 상기 내접기어(300)를 통해 취합되어 내접기어(300)에 장착되어 상기 내접기어(300)의 회전 구동에 따라 회전 구동하는 상기 구동부재(400)를 회전 구동시킬 수 있으며, 따라서, 복수의 상기 모터(100a, 100b, 100c)는 상기 구동부재(400)의 회전축을 중심으로 등간격 이격되어 배치될 수 있으며, 이를 통해, 상기 내접기어(300)를 통해 복수의 상기 내접기어(300)의 회전 구동 및 이를 통한 구동토크의 취합이 용이할 수 있다. 상기 내접기어(300) 및 이에 장착되는 상기 구동부재(400)에 대한 자세한 설명은 후술할 수 있다.The drive torque provided from each of the plurality of motors 100a, 100b and 100c is collected through the internal gear 300 to be mounted on the internal gear 300 and rotationally driven in accordance with the rotational drive of the internal gear 300 The plurality of motors 100a, 100b, and 100c may be disposed at equal intervals around the rotational axis of the driving member 400, It is easy to rotate the internal gear 300 through the internal gear 300 and to collect the driving torque through the internal gear 300. A detailed description of the internal gear 300 and the driving member 400 mounted thereon will be described later.

도 3은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 모터(100a, 100b, 100c), 감속 구조를 포함하지 않는 기어부(200a, 200b, 200c), 및 내접기어(300) 간의 결합도를 도시한다.3 shows the coupling between the motors 100a, 100b, and 100c according to one embodiment of the present invention, the gear portions 200a, 200b, and 200c that do not include the deceleration structure, and the internal gear 300. FIG.

도 3을 참조하면, 복수의 상기 모터(100a, 100b, 100c)의 모터 샤프트(110a, 110b, 110c)는 각각 하나의 기어(210a, 210b, 210c)로 구성된 상기 기어부(200a, 200b, 200c)와 연결되며, 복수의 상기 모터(100a, 100b, 100c)의 모터 샤프트(110a, 110b, 110c)를 통해 회전하는 복수의 상기 기어부(200a, 200b, 200c)는 상기 내접기어(300)의 내측과 맞물려 상기 내접기어(300)를 회전시킬 수 있다.3, the motor shafts 110a, 110b, and 110c of the plurality of motors 100a, 100b, and 100c are connected to the gear portions 200a, 200b, and 200c each composed of one gear 210a, 210b, And a plurality of gear portions 200a, 200b and 200c connected to the motor shafts 110a, 110b and 110c of the plurality of motors 100a, 100b and 100c, So that the internal gear 300 can be rotated.

즉, 상기한 예에서, 복수의 상기 기어부(200a, 200b, 200c)는 동시에 회전하여 상기 내접기어(300)를 회전시킴으로써, 이를 통해, 각각의 상기 모터(100a, 100b, 100c)에서 제공되는 구동토크를 상기 내접기어(300)를 통해 취합시킬 수 있다.That is, in the above example, the plurality of gear portions 200a, 200b, and 200c rotate simultaneously to rotate the internal gear 300 to thereby rotate the gears 200a, 200b, The driving torque can be collected through the internal gear 300.

이와 다른 실시예에 따르면, 복수의 상기 기어부(200a, 200b, 200c)는 감속구조를 포함하여, 각각 증폭된 구동토크를 통해 상기 내접기어(300)를 구동시킬 수 있으며, 따라서, 상기 내접기어(300)를 통해 취합되는 구동토크의 크기가 더욱 증가될 수 있다.According to another embodiment, the plurality of gear portions 200a, 200b, and 200c may include a deceleration structure to drive the internal gear 300 through the respective amplified drive torques, The magnitude of the drive torque to be collected through the motor 300 can be further increased.

도 4는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 모터, 감속구조를 포함하는 기어부, 및 내접기어 간의 결합도를 도시한다.4 shows a coupling between a motor, a gear portion including a reduction gear structure, and an internal gear according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 복수의 상기 모터(100a, 100b, 100c)의 모터 샤프트(110a, 110b, 110c)는 각각 복수의 상기 기어(210a, 210b, 210c)를 포함하는 기어부(200a, 200b, 200c)를 구동시킬 수 있으며, 복수의 상기 기어부(200a, 200b, 200c) 각각을 구성하는 복수의 상기 기어(210a, 210b, 210c)는 서로 연결된 구조를 통해 감속구조를 형성할 수 있다.4, the motor shafts 110a, 110b, and 110c of the plurality of motors 100a, 100b, and 100c include gear portions 200a, 200b, and 200c including a plurality of gears 210a, 210b, And a plurality of gears 210a, 210b, and 210c that constitute each of the plurality of gears 200a, 200b, and 200c may form a deceleration structure through a structure connected to each other.

여기서, 복수의 상기 기어부(200a, 200b, 200c) 각각은 서로 다른 평행축 상에서 서로 연결되어 회전하는 복수의 기어(210a, 210b, 210c)를 포함할 수 있다.Here, each of the plurality of gear portions 200a, 200b, 200c may include a plurality of gears 210a, 210b, 210c connected to each other on different parallel axes and rotated.

도 2 및 도 4를 참조하면, 복수의 상기 기어부(200a, 200b, 200c) 각각을 구성하는 복수의 상기 기어(210a, 210b, 210c)는, 구동토크를 제공하는 각각의 상기 모터(100a, 100b, 100c)의 모터 샤프트(110a, 110b, 110c) 및 상기 모터(100a, 100b, 100c)의 모터 샤프트(110a, 110b, 110c)와 평행하게 배치되는 적어도 하나의 기어축(211a, 211b, 211c) 각각에 구비되어 서로 맞물릴 수 있으며, 이를 통해, 상기 기어부(200a, 200b, 200c)는 감속구조를 형성할 수 있다.2 and 4, a plurality of gears 210a, 210b and 210c constituting each of the plurality of gear portions 200a, 200b and 200c are connected to each of the motors 100a, 110b, and 110c of the motors 100a, 100b, and 100c and the motor shafts 110a, 110b, and 110c of the motors 100a, 100b, And the gears 200a, 200b, and 200c can form a deceleration structure through the gears 200a, 200b, and 200c.

여기서, 복수의 상기 모터(100a, 100b, 100c)의 모터 샤프트(110a, 110b, 110c) 및 상기 기어축(211a, 211b, 211c) 각각에 구비되는 상기 기어(210a, 210b, 210c)는 도 2 및 도 4에서 도시하듯이 상기 기어축(211a, 211b, 211c) 상에 복수 개가 적층되어 동일한 회전축으로 회전하도록 구비될 수 있으며, 이는, 본 발명의 하나의 실시예에 따른 모듈형 구동기(1000)를 설계함에 있어서, 상기 모듈형 구동기(1000)가 구현할 수 있는 구동토크를 조절하기 위한 다양한 실시예중 하나일 수 있으며, 따라서, 상기 모터(100a, 100b, 100c)의 모터(100a, 100b, 100c)샤프트 및 상기 기어축(211a, 211b, 211c)을 통한 상기 기어부(200a, 200b, 200c)의 조합 형태에 관한 자세한 설명은 논외로 한다.The gears 210a, 210b and 210c provided on the motor shafts 110a, 110b and 110c of the plurality of motors 100a, 100b and 100c and the gear shafts 211a, 211b and 211c, respectively, A plurality of gears may be stacked on the gear shafts 211a, 211b, and 211c to rotate with the same rotation axis as shown in FIG. 4, which may be provided in the modular actuator 1000 according to one embodiment of the present invention. The motors 100a, 100b, and 100c of the motors 100a, 100b, and 100c may be any one of various embodiments for controlling the driving torque that the modular driver 1000 can implement, The shaft, and the combination of the gear portions 200a, 200b, and 200c through the gear shafts 211a, 211b, and 211c will not be described in detail.

따라서, 상기 기어부(200a, 200b, 200c)는 감속구조를 포함하지 않을 수도, 또는 포함할 수도 있으며, 상기 기어부(200a, 200b, 200c)의 상기 감속구조 채택 유무는 요구되는 구동토크의 크기 또는 적용대상 등에 따라 결정될 수 있다.The gear portions 200a, 200b, 200c may or may not include a deceleration structure. The gear portion 200a, 200b, 200c may be provided with the deceleration structure, Or may be determined depending on the application target and the like.

복수의 상기 기어부(200a, 200b, 200c)는 상기 내접기어(300)를 회전 구동시킬 수 있으며, 복수의 상기 기어부(200a, 200b, 200c)를 통해 회전하는 상기 내접기어(300)의 회전 구동에 따라 복수의 상기 모터(100a, 100b, 100c) 각각으로부터 제공되는 구동토크는 취합 또는 합산될 수 있다.The plurality of gear portions 200a, 200b and 200c can rotate the internal gear 300 and rotate the internal gear 300 rotating through the plurality of gear portions 200a, 200b and 200c Drive torques provided from each of the plurality of motors 100a, 100b, and 100c in accordance with the driving can be collected or summed.

여기서, 상기 내접기어(300)는 복수의 상기 기어부(200a, 200b, 200c) 각각을 구성하는 적어도 하나의 기어(210a, 210b, 210c)와 내접하여 복수의 상기 기어부(200a, 200b, 200c)에 의하여 구동될 수 있다.The internal gear 300 includes a plurality of gears 200a, 200b, and 200c in contact with at least one gear 210a, 210b, and 210c that constitute each of the plurality of gears 200a, 200b, ). ≪ / RTI >

구체적으로, 상기 내접기어(300)는 복수의 상기 기어부(200a, 200b, 200c) 각각을 구성하는 적어도 하나의 상기 기어(210a, 210b, 210c)와 내접할 수 있으며, 이를 통해, 상기 내접기어(300)는 복수의 상기 기어(210a, 210b, 210c)와 모두 연결될 수 있으며, 복수의 상기 기어(210a, 210b, 210c)가 회전할 경우, 이에 따라 회전 구동될 수 있다.Specifically, the internal gear 300 may be in contact with at least one of the gears 210a, 210b, and 210c that constitute each of the plurality of gears 200a, 200b, and 200c, 210b, and 210c, and when the plurality of gears 210a, 210b, and 210c rotate, they may be rotationally driven.

상기 내접기어(300)는 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 내측에 톱니를 형성하고, 중심으로부터 둘레의 모든 영역까지의 거리가 일정한 원 형태의 링기어(210a, 210b, 210c)일 수 있으며, 따라서, 상기 내접기어(300)는 복수의 상기 모터(100a, 100b, 100c)의 회전에 따라 일정한 회전축으로 회전 구동될 수 있다.As shown in FIGS. 2 to 4, the internal gear 300 may be a circular ring gear 210a, 210b, or 210c having internal teeth and having a constant distance from the center to all the circumferential areas. Accordingly, the internal gear 300 can be rotationally driven at a constant rotation axis according to the rotation of the plurality of motors 100a, 100b, and 100c.

만약, 상기 내접기어(300)의 형태가 상기한 바와 다른, 타원이나 또는 다른 형태의 도형일 경우, 회전축으로부터 외곽 둘레까지의 거리가 회전함과 동시에 지속적으로 불규칙하게 변경되어 복수의 상기 기어부(200a, 200b, 200c)와의 맞물림 및 이를 통한 회전 구동이 불가능할 수 있다.If the shape of the internal gear 300 is different from that of the internal gear 300, the distance from the rotation axis to the outer circumference is changed and continuously irregularly changed, 200a, 200b, and 200c, and rotational driving through them may be impossible.

따라서, 상기 내접기어(300)는 중심으로부터 둘레의 모든 영역까지의 거리가 일정한 원 형태로 형성되는 것이 바람직할 수 있다.Therefore, it is preferable that the internal gear 300 is formed in a circular shape having a constant distance from the center to all the areas around the center.

상기 내접기어(300)는 복수의 상기 기어부(200a, 200b, 200c)와 연결되어 일정한 회전축으로 회전해야 하므로, 복수의 상기 기어부(200a, 200b, 200c) 각각을 구성하는 상기 기어(210a, 210b, 210c)의 회전축으로 구비될 수 있는 복수의 상기 모터(100a, 100b, 100c)의 모터 샤프트(110a, 110b, 110c) 및/또는 상기 기어축(211a, 211b, 211c)은 상기 내접기어(300)의 회전축과 평행할 수 있으며, 또한, 복수의 상기 기어부(200a, 200b, 200c) 각각을 구성하는 상기 기어(210a, 210b, 210c) 중 상기 내접기어(300)의 내측면과 맞물려 연결되는 상기 기어(210a, 210b, 210c)는 상기 내접기어(300)와 동일한 높이로서 구성될 수 있다.Since the internal gear 300 is connected to the plurality of gears 200a, 200b and 200c and rotates at a constant rotation axis, the internal gears 300a, 200b and 200c constitute the gears 210a, The motor shafts 110a, 110b and 110c and / or the gear shafts 211a, 211b and 211c of the plurality of motors 100a, 100b and 100c, which can be provided with the rotation shafts of the internal gears 210a, 210b and 210c, 200b and 200c of the gears 210a, 210b, and 210c, respectively, of the gears 200a, 200b, and 200c, The gears 210a, 210b, and 210c may be configured to have the same height as the internal gear 300. FIG.

복수의 상기 모터(100a, 100b, 100c)로부터 제공된 구동토크는 상기 기어부(200a, 200b, 200c)를 통해 상기 내접기어(300)에 전달되어 상기 내접기어(300)를 회전시킬 수 있고, 상기 내접기어(300)는 상기 구동부재(400)를 회전 구동시킬 수 있다.The drive torque provided from the plurality of motors 100a, 100b and 100c can be transmitted to the internal gear 300 through the gear portions 200a, 200b and 200c to rotate the internal gear 300, The internal gear 300 can rotate the driving member 400. [

상기 구동부재(400)는 디스크 형태로 구비되어 내측이 상기 내접기어(300)의 외주면을 감싸도록 상기 내접기어(300)에 체결될 수 있다.The driving member 400 may be formed in a disc shape and may be fastened to the internal gear 300 so that the inner side thereof surrounds the outer peripheral surface of the internal gear 300.

상기 구동부재(400)는 상기 내접기어(300)와 대응되는 형상으로서, 상기 내접기어(300)와 같이 측면 둘레의 형상이 원형일 수 있으며, 내측면에 상기 내접기어(300)가 안착되게 상기 내접기어(300)의 외주면을 감싸도록 상기 내접기어(300)에 체결될 수 있다.The driving member 400 may have a shape corresponding to the internal gear 300 and may have a circular peripheral shape like the internal gear 300. The internal gear 300 may be mounted on the inner surface of the driving member 400, And may be fastened to the internal gear 300 so as to surround the outer peripheral surface of the internal gear 300.

따라서, 상기 구동부재(400)는 상기 내접기어(300)의 회전 구동에 의해, 상기 내접기어(300)와 동일한 회전축으로 회전할 수 있다.Accordingly, the driving member 400 can be rotated by the same rotation axis as that of the internal gear 300 by the rotation driving of the internal gear 300.

그러나, 상기 구동부재(400)는 상기한 형상에 한정되지 않으며, 상기 내접기어(300)의 회전 구동에 의해 상기 내접기어(300)와 동일한 회전축으로 회전 구동할 수 있는 형상이라면 어떠한 형상이라도 가능하다.However, the driving member 400 is not limited to the above-described shape, and any shape can be used as long as the driving member 400 can be rotationally driven by the same rotation axis as that of the internal gear 300 by rotational driving of the internal gear 300 .

도 5는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 모듈형 구동기의 모듈 하우징(500)의 결합관계를 도시한다.Figure 5 illustrates the coupling relationship of the module housing 500 of the modular actuator according to one embodiment of the present invention.

전술한 설명에서 참조되었던 도 1 및 도 2와 도 5를 참조하면, 본 발명의 하나의 실시예에 따른 모듈형 구동기(1000)는 복수의 상기 모터(100a, 100b, 100c)의 모터 샤프트(110a, 110b, 110c)가 관통되어 연장되며, 복수의 상기 모터(100a, 100b, 100c)의 모터 샤프트(110a, 110b, 110c)에 의하여 각각 구동되는 복수의 기어부(200a, 200b, 200c)를 수용하는 모듈 하우징(500)을 포함할 수 있다.1 and 2 and 5, a modular actuator 1000 according to an embodiment of the present invention includes a plurality of motors 100a, 100b, and 100c, a motor shaft 110a And a plurality of gear portions 200a, 200b, and 200c that are driven by the motor shafts 110a, 110b, and 110c of the plurality of motors 100a, 100b, and 100c, respectively, (Not shown).

복수의 상기 모터(100a, 100b, 100c)는 상기 모듈 하우징(500)에 고정될 수 있으며, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 모듈 하우징(500)은 복수의 상기 모터(100a, 100b, 100c)의 모터 샤프트(110a, 110b, 110c) 각각이 관통될 수 있는 모터 샤프트(110a, 110b, 110c) 관통부(520)를 포함할 수 있다.The plurality of motors 100a, 100b, and 100c may be fixed to the module housing 500, and the module housing 500 may include a plurality of motors 100a, 100b, and 100c, 110b, and 110c through which the motor shafts 110a, 110b, and 110c of the motor shafts 110a, 110b, and 110c can pass, respectively.

따라서, 복수의 상기 모터(100a, 100b, 100c)는 상기 모터(100a, 100b, 100c)의 모터 샤프트(110a, 110b, 110c)가 상기 모듈 하우징(500)에 관통되어 연장됨에 따라 상기 모듈 하우징(500)에 지지되어 고정될 수 있다.Accordingly, the plurality of motors 100a, 100b, and 100c may be configured such that the motor shafts 110a, 110b, and 110c of the motors 100a, 100b, and 100c extend through the module housing 500, 500, respectively.

여기서, 복수의 상기 기어부(200a, 200b, 200c) 각각도 상기 모듈 하우징(500)에서 복수의 상기 모터(100a, 100b, 100c)의 모터 샤프트(110a, 110b, 110c)가 관통되어 연장된 동일 면 상에 구비되어 복수의 상기 모터(100a, 100b, 100c)의 모터 샤프트(110a, 110b, 110c)와 연결될 수 있다.Each of the plurality of gear portions 200a, 200b, and 200c may include a plurality of motor shafts 110a, 110b, and 110c of the plurality of motors 100a, 100b, and 100c extending through the module housing 500 110b, and 110c of the plurality of motors 100a, 100b, and 100c.

복수의 상기 기어부(200a, 200b, 200c)는 각각의 상기 모터(100a, 100b, 100c)의 모터 샤프트(110a, 110b, 110c)에 구비되거나 복수의 상기 모터(100a, 100b, 100c)의 모터 샤프트(110a, 110b, 110c)와 다른 평행성상에 배치되는 상기 기어축(211a, 211b, 211c) 상에 구비되는 기어(210a, 210b, 210c)를 포함할 수 있으며, 상기 기어(210a, 210b, 210c)가 상기 모터(100a, 100b, 100c)의 모터 샤프트(110a, 110b, 110c) 상에 구비되는 경우, 복수의 상기 모터(100a, 100b, 100c)는 각각의 모터 샤프트(110a, 110b, 110c)를 상기 모듈 하우징(500)의 모터 샤프트 관통부(520)를 통해 관통한 상태로 모듈 하우징에 고정되므로, 상기 모터(100a, 100b, 100c)의 모터 샤프트(110a, 110b, 110c)에 구비되는 상기 기어(210a, 210b, 210c) 또한 상기 모듈 하우징(500)을 통해 안정적인 회전축 상에 위치하여 정상적인 회전 구동될 수 있다.The plurality of gear portions 200a, 200b and 200c may be provided on the motor shafts 110a, 110b and 110c of the motors 100a, 100b and 100c or may be provided on the motors of the plurality of motors 100a, 100b and 100c, And may include gears 210a, 210b and 210c provided on the gear shafts 211a, 211b and 211c arranged in parallel to the shafts 110a, 110b and 110c. The gears 210a, 210b, 110b and 110c of the motors 100a, 100b and 100c are provided on the motor shafts 110a, 110b and 110c of the motors 100a, 100b and 100c, Are fixed to the module housing through the motor shaft penetration part 520 of the module housing 500 so that the motor shafts 110a, 110b, and 110c of the motors 100a, 100b, The gears 210a, 210b, and 210c are also positioned on a stable rotation axis through the module housing 500 and can be normally rotated.

그러나, 상기 기어부(200a, 200b, 200c)를 구성하는 상기 기어(210a, 210b, 210c)가 상기 모터(100a, 100b, 100c)의 모터 샤프트(110a, 110b, 110c)가 아닌 상기 기어축(211a, 211b, 211c)에 구비되는 경우, 상기 기어축(211a, 211b, 211c)은 상기 기어(210a, 210b, 210c)가 정상적으로 회전 구동되도록 상기 모듈 하우징(500)에 고정되는 것이 바람직하다.However, the gears 210a, 210b and 210c constituting the gear portions 200a, 200b and 200c are not the motor shafts 110a, 110b and 110c of the motors 100a, 100b and 100c, The gear shafts 211a, 211b and 211c are fixed to the module housing 500 such that the gears 210a, 210b and 210c are normally driven to rotate.

따라서, 상기 모듈 하우징(500)은 복수의 상기 기어축(211a, 211b, 211c)이 고정될 수 있는 기어축 하부 고정홀(552)을 포함할 수 있으며, 이에 따라, 상기 기어축 하부 고정홀(552)에 일단이 고정된 상기 기어축(211a, 211b, 211c)에 구비되는 상기 기어(210a, 210b, 210c)는 상기 모터 샤프트(110a, 110b, 110c)에 의해 정상적인 회전 구동이 가능할 수 있다.Accordingly, the module housing 500 may include a gear shaft lower fixing hole 552 to which the plurality of gear shafts 211a, 211b, and 211c can be fixed, The gears 210a, 210b, and 210c provided on the gear shafts 211a, 211b, and 211c, one end of which is fixed to the gear shafts 551 and 552, can be normally rotated by the motor shafts 110a, 110b and 110c.

도 6은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 모듈형 구동기에서 구동부재가 분리된 상태의 사시도를 도시한다Figure 6 shows a perspective view of the modular actuator according to one embodiment of the present invention in a state in which the driving member is separated

여기서, 일단이 상기 기어축(211a, 211b, 211c) 하부 고정홀(552)을 통해 상기 모듈 하우징(500)에 고정된 상기 기어축(211a, 211b, 211c)의 타단 역시 고정될 수 있으며, 이를 통해 상기 기어축(211a, 211b, 211c)의 더욱 완전한 고정 및 이를 통한 상기 기어축(211a, 211b, 211c)에 구비되는 상기 기어(210a, 210b, 210c)의 안정적인 회전 구동을 가능하게 할 수 있다.The other ends of the gear shafts 211a, 211b, and 211c fixed to the module housing 500 through the lower fixing holes 552 of the gear shafts 211a, 211b, and 211c may be fixed. The gears 210a, 210b, and 210c provided on the gear shafts 211a, 211b, and 211c can be stably rotated by the more complete fixing of the gear shafts 211a, 211b, and 211c .

따라서, 일단이 상기 모듈 하우징(500)의 상기 기어축(211a, 211b, 211c) 하부 고정홀(552)에 고정된 상기 기어축(211a, 211b, 211c)의 타단은 상기 모듈 하우징(500)에서 복수의 상기 모터(100a, 100b, 100c)의 샤프트가 돌출된 면과 대향되는 면으로 상기 기어축(211a, 211b, 211c)의 타단을 고정하는 기어 고정판(250)을 포함할 수 있다.The other ends of the gear shafts 211a, 211b and 211c, one end of which is fixed to the lower fixing holes 552 of the gear shafts 211a, 211b and 211c of the module housing 500, And a gear fixing plate 250 that fixes the other ends of the gear shafts 211a, 211b, and 211c to the surfaces of the plurality of motors 100a, 100b, and 100c that are opposed to the protruding surfaces of the shafts.

상기 기어(210a, 210b, 210c) 고정판(250)은 도 2 및 도 6을 참조하여 알 수 있듯이, 상기 기어축(211a, 211b, 211c)의 타단을 고정할 수 있는 기어축 상부 고정홀(252)을 포함할 수 있으며, 이를 통해, 상기 모듈 하우징(500)의 상기 기어축 하부 고정홀(552)을 통해 일단이 고정되고, 상기 기어 고정판(250)의 상기 기어축 상부 고정홀(252)을 통해 타단이 고정된 상기 기어축(211a, 211b, 211c)은 일단 및 타단이 안정적으로 고정되어 상기 기어축(211a, 211b, 211c)상에 구비될 수 있는 상기 기어(210a, 210b, 210c)를 안정적이고 정상적으로 회전 구동시키는 축으로서 작용할 수 있다.2 and 6, the fixing plate 250 of the gears 210a, 210b and 210c includes a gear shaft upper fixing hole 252 which can fix the other end of the gear shaft 211a, 211b, Through which one end is fixed through the gear shaft lower fixing hole 552 of the module housing 500 and the gear shaft upper fixing hole 252 of the gear fixing plate 250 The gear shafts 211a, 211b and 211c to which the other ends are fixed are fixed stably at one end and the other end so that the gears 210a, 210b and 210c, which are provided on the gear shafts 211a, 211b and 211c, And can function as a stable and normally rotatable shaft.

상기 기어축(211a, 211b, 211c)은 일단이 상기 기어축 하부 고정홀(552)을 통해 고정되고 타단이 상기 기어축 상부 고정홀(252)을 통해 고정됨에 있어서 베어링(212a, 212b, 212c)을 매개로 각각 고정되어 상기 기어축(211a, 211b, 211c)에 구비되는 상기 기어(210a, 210b, 210c)의 회전 구동을 더욱 원활하게 할 수 있으나, 일반적으로 회전축을 통해 구동 또는 회전 구동하는 장치에 있어서 상기 베어링(212a, 212b, 212c)은 필수적이고 보편적인 사항이므로 이에 대한 설명은 생략할 수 있다.The gear shafts 211a, 211b and 211c are fixed through the gear shaft lower fixing hole 552 and the other ends are fixed through the gear shaft upper fixing hole 252. The bearings 212a, 212b, The gears 210a, 210b and 210c provided on the gear shafts 211a, 211b and 211c can be smoothly rotated. However, in general, the gears 210a, 210b and 210c are driven or rotated The bearings 212a, 212b and 212c are indispensable and universal, so that a description thereof may be omitted.

상기 기어 고정판(250)은 상기 기어축(211a, 211b, 211c)의 타단을 고정할 수 있으므로, 상기 기어축(211a, 211b, 211c)의 일단이 고정되는 상기 기어축 하부 고정홀(552)을 포함하는 상기 모듈 하우징(500)과 상기 기어 고정판(250) 사이에는 상기 기어부(200a, 200b, 200c)가 위치할 수 있는 소정 공간이 존재할 수 있다.The gear fixing plate 250 can fix the other ends of the gear shafts 211a, 211b and 211c so that the gear shaft lower fixing holes 552 to which one ends of the gear shafts 211a, 211b, A predetermined space in which the gear portions 200a, 200b, and 200c can be positioned may exist between the module housing 500 and the gear fixing plate 250. [

따라서, 상기 모듈 하우징(500) 및 상기 기어(210a, 210b, 210c) 고정판(250) 사이 소정 공간에는 복수의 상기 기어부(200a, 200b, 200c)가 연결된 상기 내접기어(300)가 위치할 수 있다.Accordingly, the internal gear 300 connected to the plurality of gear portions 200a, 200b, 200c may be positioned in a predetermined space between the module housing 500 and the gears 210a, 210b, have.

여기서, 상기 기어 고정판(250)은 상기 내접기어(300) 및 상기 내접기어(300)에 체결하는 상기 구동부재(400) 사이에 위치할 수 있으며, 만약, 상기 기어 고정판(250)이 상기 내접기어(300) 및 상기 구동부재(400) 사이에서 상기 내접기어(300) 및/또는 상기 구동부재(400)와 체결할 경우, 상기 구동부재(400) 및 상기 내접기어(300)가 회전함에 있어서, 상기 구동부재(400) 및 상기 내접기어(300) 외의 다른 구성들도 모두 회전되어 상기 모듈형 구동기(1000)의 구동 자체가 불가능해지는 문제점이 발생할 수 있다.The gear fixing plate 250 may be positioned between the internal gear 300 and the driving member 400 to be coupled to the internal gear 300. If the gear fixing plate 250 is positioned between the internal gear 300 and the internal gear 300, When the driving member 400 and the internal gear 300 are rotated when the internal gear 300 and / or the driving member 400 is fastened between the driving member 300 and the driving member 400, The driving member 400 and other components other than the internal gear 300 are also rotated, which may make it impossible to drive the modular driver 1000 itself.

따라서, 상기 구동부재(400)는 서로 체결되는 상기 내접기어(300) 및 상기 구동부재(400) 사이에 위치하되, 상기 내접기어(300) 및/또는 상기 구동부재(400)와 체결하지 않은 상태로 위치할 수 있으며, 상기 기어축(211a, 211b, 211c)의 타단에 상기 기어축 상부 고정홀(252)을 통해 고정된 상태로 위치할 수 있다.Therefore, the driving member 400 is positioned between the internal gear 300 and the driving member 400 to be coupled to each other, but is not engaged with the internal gear 300 and / or the driving member 400 And may be fixed to the other end of the gear shafts 211a, 211b, 211c through the gear shaft upper fixing hole 252. [

이상에서, 본 발명의 하나의 실시예에 따른 모듈형 구동기(1000)에 대해서 살펴보았다.In the foregoing, the modular driver 1000 according to one embodiment of the present invention has been described.

상기 모듈형 구동기(1000)는 복수의 상기 모터(100a, 100b, 100c)로부터 제공될 수 있는 구동토크의 취합 제공이 가능하므로 상대적으로 높은 구동토크를 필요로 하는 구동 대상을 효율적으로 구동할 수 있으며, 적용되는 구동 대상에 따라 상기 모터(100a, 100b, 100c)의 개수 조절이 용이하여 구동 대상에 대한 유연한 적용이 가능할 수 있다.Since the modular driver 1000 can collect and provide drive torques that can be provided from a plurality of the motors 100a, 100b, and 100c, it is possible to efficiently drive a drive target requiring a relatively high drive torque , The number of the motors (100a, 100b, 100c) can be easily adjusted according to the applied driving object, so that the driving object can be flexibly applied.

이러한, 상기 모듈형 구동기(1000)는 구동토크를 필요로 하는 어떠한 장치에도 유용하게 적용될 수 있으며, 일 예로, 관절을 포함하는 로봇에 적용될 수 있으며, 더욱 바람직하게는 관절을 포함하는 로봇에서 비교적 높은 구동토크를 필요로하는 고관절 영역의 구동에 유용하게 적용될 수 있다.Such a modular actuator 1000 can be usefully applied to any device requiring driving torque, and can be applied to, for example, a robot including a joint, more preferably a robot having a relatively high It can be advantageously applied to driving of the hip joint region requiring driving torque.

상기 모듈형 구동기(1000)는 복수의 상기 모터(100a, 100b, 100c)를 동기화하여 구동되는 바, 상기 모듈형 구동기(1000)가 출력될 수 있는 최대 출력 구동토크는 상기 모듈형 구동기(1000)를 구성하는 복수의 상기 모터(100a, 100b, 100c) 각각의 구동토크의 합으로 예측 가능할 수 있으며, 이를 통해, 상기 모듈형 구동기(1000)는 복수의 상기 모터(100a, 100b, 100c) 각각의 구동출력의 합으로 예측될 수 있는 최대 출력 구동토크 내에서 출력할 수 있는 출력 구동토크의 크기를 제어하여 적용되는 장치의 구동대상에 제공할 수 있다.The modular driver 1000 is driven by synchronizing a plurality of the motors 100a, 100b and 100c. The maximum output drive torque at which the modular driver 1000 can output is controlled by the modular driver 1000, The modular actuator 1000 can be predicted by the sum of the driving torques of the plurality of motors 100a, 100b and 100c constituting the motor 100a, 100b and 100c, The magnitude of the output drive torque that can be output within the maximum output drive torque that can be predicted by the sum of the drive outputs can be controlled and provided to the driven object of the applied device.

즉, 상기 모듈형 구동기(1000)는 적용되는 장치가 필요로 하는 구동토크의 크기에 따라 포함될 수 있는 상기 모터(100a, 100b, 100c)의 개수가 결정될 수 있으며, 상기 모듈형 구동기(1000)의 출력 가능한 출력 구동토크는 포함될 수 있는 상기 모터(100a, 100b, 100c)의 구동토크 합의 범위 내에서 제어될 수 있다.That is, the number of the motors 100a, 100b, and 100c that can be included in the modular driver 1000 can be determined according to the magnitude of the driving torque required by the applied device, The outputable output drive torque can be controlled within the range of the drive torque sum of the motors 100a, 100b, and 100c that may be included.

여기서, 상기 구동기의 출력 구동토크는 상기 모듈형 구동기(1000)의 동기화를 제어하기 위해 상기 모듈형 구동기(1000)에 인가되는 입력 인가전류를 제어하는 상기 제어부를 통해 제어될 수 있다.Here, the output drive torque of the driver may be controlled through the controller that controls the input application current applied to the modular driver 1000 to control the synchronization of the modular driver 1000.

그러나, 상기 모듈형 구동기(1000)의 출력 구동토크는 인가되는 입력 인가전류의 크기에 대해 규칙적인 증가성향을 보이지 않을 수 있으며, 특히, 상기 입력 인가전류가 일정 수치 이하일 경우에는, 상기 모듈형 구동기(1000)의 낮은 출력 구동토크로 인해 상기 모듈형 구동기(1000)가 상기 모듈형 구동기(1000) 내부의 감속구조로 인한 마찰, 진동 또는 외란의 영향에 더욱 민감하게 반응할 수 있으므로, 상기 입력 인가전류에 대한 상기 출력 구동토크의 비규칙성은 더욱 심해질 수 있다.However, the output drive torque of the modular driver 1000 may not exhibit a regular tendency to increase with respect to the magnitude of the applied input applied current. Particularly, when the input applied current is a certain value or less, The low output drive torque of the modular driver 1000 may cause the modular driver 1000 to be more sensitive to the effects of friction, vibration or disturbance due to the deceleration structure within the modular driver 1000, The irregularity of the output drive torque with respect to the current can be further increased.

이와 같은, 상기 모듈형 구동기(1000)의 입력 인가전류에 대한 상기 출력 구동토크의 비규칙적인 출력 경향은 상기 모듈형 구동기(1000)의 목표 출력 구동토크를 정확하게 제어할 수 없음을 의미한다.As such, the irregular output trend of the output drive torque with respect to the input applied current of the modular driver 1000 means that the target output drive torque of the modular driver 1000 can not be accurately controlled.

따라서, 상기 모듈형 구동기(1000)를 구동함에 있어서, 상기 입력 인가전류에 대해 불규칙한 출력 경향을 보이는 상기 출력 구동토크의 정밀한 제어를 가능하게 하는 방법이 요구되며, 이러한 요구사항은 이하에서 설명될 상기 모듈형 구동기(1000)의 동기화 제어방법을 통해 제공될 수 있다.Accordingly, in driving the modular driver 1000, a method is required to enable precise control of the output drive torque, which exhibits an irregular output tendency with respect to the input applied current, May be provided through a method of controlling synchronization of the modular driver 1000.

도 7은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 모듈형 구동기의 동기화 제어방법의 흐름도를 도시한다.7 shows a flowchart of a method for controlling synchronization of a modular driver according to one embodiment of the present invention.

이하에서는, 상술한 바의 상기 모듈형 구동기(1000)를 참조하여 본 발명의 하나의 실시예에 따른 모듈형 구동기(1000)의 동기화 제어방법에 대해 설명하기로 한다.Hereinafter, a method of controlling synchronization of the modular driver 1000 according to one embodiment of the present invention will be described with reference to the modular driver 1000 described above.

본 발명의 하나의 실시예에 따른 모듈형 구동기(1000)의 동기화 제어방법은, 상기 모듈형 구동기(1000)에 인가되는 입력 인가전류의 크기에 따른 상기 모듈형 구동기(1000)의 출력 구동토크 크기의 상관관계를 도출하는 상관관계 도출단계(S100) 및 상기 상관관계 도출단계(S100)에서 도출된 상기 입력 인가전류의 크기에 따른 상기 모듈형 구동기(1000)의 구동토크 크기의 관계를 통해, 상기 모듈형 구동기(1000)의 목표 구동토크에 대응하는 상기 입력 인가전류를 상기 모듈형 구동기(1000)에 인가하여 상기 모듈형 구동기(1000)를 상기 목표 구동토크로 구동되도록 제어하는 구동토크 제어단계(S200)를 포함할 수 있다.The synchronization control method of the modular driver 1000 according to an embodiment of the present invention may include a method of controlling the synchronization of the output drive torque magnitude of the modular driver 1000 according to the magnitude of the input applied current applied to the modular driver 1000, (S100) for deriving a correlation of the modular driver (1000) and the driving torque magnitude of the modular driver (1000) according to the magnitude of the input applied current derived in the correlation deriving step (S100) A drive torque control step of controlling the modular actuator 1000 to be driven with the target drive torque by applying the input applied current corresponding to the target drive torque of the modular actuator 1000 to the modular actuator 1000 S200).

상기 목표 구동토크는 상기 모듈형 구동기(1000)가 적용되는 장치의 구동 대상을 구동하기 위한 목표 또는 요구되는 크기를 갖는 출력 구동토크일 수 있으며, 상기 목표 구동토크는 상기 모듈형 구동기(1000)에 포함될 수 있는 복수의 상기 모터(100a, 100b, 100c)가 제공할 수 있는 각각의 구동토크의 합의 범위 내에서 조절되어 제공될 수 있다.The target drive torque may be an output drive torque having a target or a required size for driving a driven object of the apparatus to which the modular driver 1000 is applied, May be provided within a range of the sum of the respective drive torques that can be provided by a plurality of the motors (100a, 100b, 100c) that may be included.

상기 모듈형 구동기(1000)는 구동대상의 작동 상황에 따라 요구되는 목표 구동토크에 따라 구동되어야 한다. 요구되는 목표 구동토크보다 실제공 구동토크가 작은 경우 구동대상을 구동시키지 못하거나 오작동시킬 수 있으며, 목표 구동토크보다 실제공 구동토크가 큰 경우에는 마찬가지로 오작동 또는 구동대상의 고장 등의 문제를 유발할 수 있다.The modular driver 1000 must be driven in accordance with a target drive torque required according to an operation state of a drive target. If the actual provided drive torque is smaller than the required target drive torque, the driven object may not be driven or malfunctioned. If the actual provided drive torque is larger than the target drive torque, it may cause malfunction or failure of the driven object have.

따라서, 상기 모듈형 구동기(1000)는 구동대상의 정상적인 구동을 가능하게 하는 상기 목표 구동토크에 따라 정확하게 제어되어 목표 구동토크를 제공해야 한다.Therefore, the modular driver 1000 must be precisely controlled according to the target drive torque enabling the normal drive of the driven object to provide the target drive torque.

그러나, 상기 모듈형 구동기(1000)는 상기 입력 인가전류의 크기에 대해 출력되는 상기 출력 구동토크의 크기가 불규칙적인 성향을 보일 수 있으므로, 인가되는 상기 입력 인가전류의 크기에 대해 출력할 수 있는 상기 출력 구동토크 크기에 대한 정확한 데이터가 요구되며, 이는 상기 상관관계 도출단계(S100)를 통한 상기 입력 인가전류의 크기에 따른 상기 모듈형 구동기(1000)의 출력 구동토크 크기의 상관관계를 사전에 파악하는 방법으로 수행될 수 있다.However, the modular driver 1000 may exhibit an irregular magnitude of the output drive torque output with respect to the magnitude of the input applied current. Therefore, the modular driver 1000 may output the magnitude of the input applied current, Accurate data on the output drive torque magnitude is required and it is necessary to grasp the correlation between the output drive torque magnitude of the modular driver 1000 according to the magnitude of the input applied current through the correlation deriving step S100 . ≪ / RTI >

상기 상관관계 도출단계(S100)는 상기 모듈형 구동기(1000)의 사전 구동실험을 통해 상기 입력 인가전류 크기에 따른 상기 모듈형 구동기(1000)의 출력 구동토크 크기의 데이터베이스를 확보하여, 확보된 상기 데이터베이스를 바탕으로 상기 입력 인가전류 크기에 따른 상기 모듈형 구동기(1000)의 출력 구동토크 크기의 상관관계를 도출하는 방법으로 수행될 수 있다.The correlating derivation step S100 secures a database of the output drive torque magnitude of the modular driver 1000 according to the magnitude of the input applied current through the pre-drive experiment of the modular driver 1000, A method of deriving a correlation between output drive torque magnitudes of the modular driver 1000 according to the magnitude of the input applied current based on the database.

구체적으로, 상기 상관관계 도출단계(S100)는, 상기 모듈형 구동기(1000)의 출력 구동토크의 크기를 단위모터(100a, 100b, 100c)의 구동토크의 크기에 대한 상기 모듈형 구동기(1000)의 구동토크 크기의 비율로 정의되는 이득(gain)값으로 변환하는 이득값 변환단계(S110) 및 상기 입력 인가전류에 따른 상기 이득값에 대한 상기 데이터베이스를 커브피팅하여 상기 입력 인가전류 크기에 대한 상기 모듈형 구동기(1000)의 출력 구동토크 크기의 상관관계가 성립된 제어함수를 도출하는 제어함수 도출단계(S120)를 포함할 수 있다.More specifically, the correlation deriving step S100 may include calculating the magnitude of the output drive torque of the modular driver 1000 by the modular driver 1000 with respect to the magnitude of the drive torque of the unit motors 100a, 100b, To a gain value defined as a ratio of a driving torque magnitude of the input applied current to a gain value of the driving current magnitude of the input applied current, And deriving a control function in which a correlation of the output drive torque magnitude of the modular driver 1000 is established (S120).

전술한 바와 같이, 상기 모듈형 구동기(1000)는 복수의 상기 모터(100a, 100b, 100c)를 동기화하여 구동하므로 복수의 상기 모터(100a, 100b, 100c) 각각, 즉, 상기 모듈형 구동기(1000)를 구성하는 상기 단위모터(100a, 100b, 100c) 각각의 구동토크의 합의 범위 내에서 상기 출력 구동토크가 제어될 수 있다.As described above, since the modular driver 1000 drives a plurality of motors 100a, 100b, and 100c in synchronization, the plurality of motors 100a, 100b, and 100c, that is, the modular drivers 1000 The output drive torque can be controlled within the range of the sum of the drive torques of the unit motors 100a, 100b, and 100c.

구체적으로, 상기 모듈형 구동기(1000)는 복수의 상기 모터(100a, 100b, 100c)의 구동토크의 합의 범위 내에서 상기 모듈형 구동기(1000)의 최대 출력 구동토크가 결정될 수 있으므로 상기 모듈형 구동기(1000)의 출력 구동토크의 크기는 상기 단위모터(100a, 100b, 100c)의 구동토크의 크기에 대한 상기 모듈형 구동기(1000)의 구동토크 크기의 비율로 변환하여 상기 모듈형 구동기(1000)의 출력 구동토크를 제어하는 것이 입력 인가전류에 대한 모듈형 구동기의 출력 구동토크의 상관관계를 직관적으로 판단하기 용이하다.Specifically, since the modular driver 1000 can determine the maximum output drive torque of the modular driver 1000 within the sum of the driving torques of the plurality of motors 100a, 100b, and 100c, The magnitude of the output drive torque of the modular driver 1000 is converted into the ratio of the drive torque magnitude of the modular driver 1000 to the magnitude of the drive torque of the unit motors 100a, 100b, and 100c, It is easy to intuitively determine the correlation between the output drive torque of the modular actuator and the input applied current.

따라서, 상기 이득값 변환단계(S110)는 상기 모듈형 구동기(1000)의 출력 구동토크의 크기를 단위모터(100a, 100b, 100c)의 구동토크의 크기에 대한 상기 모듈형 구동기(1000)의 구동토크 크기의 비율로 정의되는 상기 이득값으로 변환할 수 있다.Therefore, the gain value conversion step S110 may be performed by changing the magnitude of the output drive torque of the modular driver 1000 to the driving of the modular driver 1000 with respect to the magnitude of the driving torque of the unit motors 100a, 100b, To the gain value defined by the ratio of the torque magnitude.

여기서, 상술한 상기 목표 구동토크 또한 상기 이득값의 수치를 통해 변환될 수 있으며, 일 예로, 상기 모듈형 구동기(1000)가 상기 구동대상에 제공해야할 상기 목표 구동토크가 상기 단위모터(100a, 100b, 100c) 2개가 출력할 수 있는 구동토크의 합과 동일할 경우, 상기 목표 구동토크는 상기 이득값이 2일 때의 상기 출력 구동토크, 즉, 상기 모듈형 구동기(1000)의 출력 구동토크가 상기 단위모터(100a, 100b, 100c) 2개의 구동토크를 합한 수치와 같을 때의 상기 이득값의 수치로서 이해될 수 있다.In this case, the target drive torque described above may also be converted through the numerical value of the gain value. For example, if the target drive torque to be provided to the driven object by the modular driver 1000 is smaller than the target drive torque of the unit motors 100a and 100b , And 100c are equal to the sum of the drive torques that can be output, the target drive torque is the output drive torque when the gain is 2, that is, the output drive torque of the modular driver 1000 Can be understood as a numerical value of the gain when the unit motors (100a, 100b, 100c) are equal to the sum of the two drive torques.

도 8는 본 발명의 하나의 실시예에 따라 모듈형 구동기의 사전 구동실험을 통해 확보된 데이터베이스의 커브피팅을 도시한다.Figure 8 illustrates a curve fitting of a database obtained through pre-driving experiments of a modular actuator in accordance with one embodiment of the present invention.

상기 이득값 변환단계(S110)를 통해 변환된 상기 이득값은 아래의 표 1과 같이 상기 모듈형 구동기의 인가전류 크기에 따른 데이터베이스로서 선확보될 수 있으며, 또한, 도 8의 (a)와 같이 상기 입력 인가전류의 크기에 대한 상기 그래프상의 좌표로 표시될 수 있다.The gain value converted through the gain value conversion step S110 can be secured as a database according to the magnitude of the applied current of the modular driver as shown in Table 1 below, And may be represented by coordinates on the graph on the magnitude of the input applied current.


입력 인가전류(A)
Input applied current (A)

이득값
Gain value
4.5
4.5

0.511278236
0.511278236
5
5

2.134317827
2.134317827
5.5
5.5

2.656361172
2.656361172
6
6

2.842873701
2.842873701
6.5
6.5

2.915575615
2.915575615
7
7

2.946074183
2.946074183
7.5
7.5

2.959697148
2.959697148
8
8

2.96612154
2.96612154
8.5
8.5

2.96929823
2.96929823
9
9

2.970935987
2.970935987
ㆍ
ㆍ
ㆍ
ㆍ

ㆍ
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ㆍ
ㆍ

상기 표 1과 같이 표로서 제공되는 상기 데이터베이스는 상기 모듈형 구동기(1000)의 상기 출력 구동토크 제어를 가능하게 할 수 있다.The database provided as a table as shown in Table 1 above may enable the output drive torque control of the modular driver 1000.

구체적으로, 상기 표로서 제공되는 상기 데이터베이스를 통해 상기 모듈형 구동기(1000)에 상기 테이블 상의 임의의 입력 인가전류가 인가되는 경우, 상기 임의의 입력 인가전류에 대응한 상기 모듈형 구동기(1000)의 출력 구동토크를 얻을 수 있을 것으로 예측할 수 있다.Specifically, when an arbitrary input applied current on the table is applied to the modular driver 1000 through the database provided as the table, the modular driver 1000 corresponding to the arbitrary input applied current It can be predicted that the output drive torque can be obtained.

역으로, 특정 목표 구동토크에 따른 이득값이 결정되는 경우 이에 해당되는 입력 인가전류의 크기를 판단할 수 있으므로 목표 이득값에 따른 입력 인가전류를 가변시켜 모듈형 구동기를 정확하게 제어할 수 있다.Conversely, when the gain according to a specific target drive torque is determined, the magnitude of the input applied current can be determined, so that the modular driver can be accurately controlled by varying the input applied current according to the target gain value.

그러나, 모든 입력 인가전류에 대한 출력 구동토크의 데이터를 확보할 수 없으며 모듈형 구동기를 제어하는 경우 데이터 테이블을 참조하여 입력 인가전류를 결정하는 작업은 불필요한 연산을 요구하거나 신속한 제어신호를 발생시키는 것이 어려울 수 있다.However, it is not possible to secure the data of the output drive torque for all the input applied currents, and in the case of controlling the modular actuators, the task of determining the input applied current with reference to the data table requires an unnecessary operation or generates a quick control signal It can be difficult.

따라서, 보다 세밀한 상기 입력 인가전류의 조절이 필요한 경우, 즉 세밀하게 목표 구동토크의의 변화가 필요하고, 그에 따른 입력 인가전류의 조절이 필요한 경우에는 테이블 형태의 데이터 베이스를 통한 상관관계를 근거로 제어신호를 결정하는 것은 쉽지 않다.Therefore, when finer adjustment of the input applied current is required, that is, finely change of the target drive torque is required, and accordingly, adjustment of the input applied current is required, based on the correlation through the database in the form of a table It is not easy to determine the control signal.

일 예로, 상기 표 1을 참조하면, 상기 표 형태의 상기 데이터베이스를 통해 상기 모듈형 구동기(1000)의 출력 구동토크가 제어될시, 상기 모듈형 구동기(1000)가 구동하는 구동대상이 요구하는 목표 구동토크에 대한 이득값이 약 0.5인 경우는 약 4.5A의 입력 인가전류를 공급할 필요가 있으므로, 상기 모듈형 구동기(1000)에는 4.5A의 입력 인가전류가 인가되어 이에 해당하는 상기 목표 구동토크를 상기 구동대상에 제공할 수 있다.For example, referring to Table 1, when the output drive torque of the modular driver 1000 is controlled through the database of the tabular form, When the gain for the driving torque is about 0.5, it is necessary to supply the input applied current of about 4.5 A. Therefore, the input driving current of 4.5 A is applied to the modular driver 1000, Can be provided to the driven object.

그러나, 상기 구동대상이 요구하는 상기 목표 구동토크의 이득값이 약 1.0 정도라면, 모듈형 구동기에 제공되는 입력 인가전류는 데이터 베이스의 4.5A와 5A 사이의 크기가 될 것이나, 이를 보간법 등을 사용하여 결정하는 경우, 신속한 제어신호 발생을 저해하는 불필요한 연산작업이 요구되므로 목표 구동토크에 대응하는 정확한 제어가 어렵게 된다.However, if the gain of the target driving torque required by the driving object is about 1.0, the input applied current provided to the modular driver will be between 4.5 A and 5 A of the database, It is necessary to perform an unnecessary calculation operation that hinders the generation of a rapid control signal, so that accurate control corresponding to the target drive torque becomes difficult.

따라서, 상기 제어함수 도출단계(S120)는 상기 모듈형 구동기(1000)의 사전 구동실험을 통해 확보된 상기 데이터베이스를 커브피팅(curve-fitting)할 수 있으며, 구체적으로, 상기 제어함수 도출단계(S120)는 상기 입력 인가전류에 따른 상기 이득값에 대한 상기 데이터베이스를 커브피팅(도 8의 (b))하여, 상기 입력 인가전류에 따른 상기 이득값을 제어함수화할 수 있다.Therefore, the control function derivation step S120 may curve-fit the database obtained through the pre-drive experiment of the modular driver 1000, and more specifically, derive the control function S120 ) Can curve-fit the database with respect to the gain value according to the input applied current (FIG. 8 (b)), thereby controlling the gain value according to the input applied current.

상기 커브피팅이라 함은 도 8의 (b)와 같이 그래프상에 흩어진 복수의 좌표를 연결하는 곡선을 매칭하는 작업을 의미하고, 도출된 곡선에 따른 제어함수를 도출할 수 있다.The curve fitting refers to an operation of matching curves connecting a plurality of coordinates scattered on a graph as shown in FIG. 8 (b), and a control function according to the derived curve can be derived.

상기 제어함수 도출단계(S120)는 상기 모듈형 구동기(1000)에 인가되는 상기 입력 인가전류 크기에 따른 상기 출력 구동토크 크기의 증가 경향으로부터 적절한 곡선을 도출하고 이를 통해 상기 제어함수를 결정할 수 있으므로, 상기 제어함수는 상기 모듈형 구동기(1000)에 인가되는 상기 입력 인가전류의 모든 영역에 대응하는 상기 출력 구동토크 크기, 즉 이득값을 계산할 수 있다.The control function deriving step S120 may derive an appropriate curve from the increasing tendency of the output drive torque magnitude according to the magnitude of the input applied current to the modular driver 1000 and determine the control function through it, The control function may calculate the output drive torque magnitude, that is, the gain value, corresponding to all areas of the input applied current applied to the modular driver 1000. [

이는 요구되는 목표 구동토크에 대응되는 이득값이 결정되면 그때의 입력 인가전류의 크기를 단순 방정식의 연산을 통해 간단히 결정할 수 있음을 의미하는 것이다.This means that if the gain value corresponding to the desired target driving torque is determined, the magnitude of the input applied current at that time can be easily determined through calculation of the simple equation.

상기 제어함수는 상기 커브 피팅단계를 통해 상기 그래프상에 생성된 곡선을 표현할 수 있는 함수로서 제공될 수 있다.The control function may be provided as a function capable of expressing a curve generated on the graph through the curve fitting step.

본 발명의 하나의 실시예에 따르면 상기 제어함수는 이하의 수학식 1로서 표현될 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the control function can be expressed by the following equation (1).

Figure 112015118607418-pat00002
Figure 112015118607418-pat00002

여기서, x는 상기 모듈형 구동기(1000)에 인가되는 상기 입력 인가전류의 크기, c의 수치범위는 상기 모듈형 구동기(1000)를 구성하는 상기 모터(100a, 100b, 100c)의 개수 이하로서 양수로 제시될 수 있다.Here, x is the magnitude of the input applied current applied to the modular driver 1000, and the numerical range of c is equal to or smaller than the number of the motors 100a, 100b, and 100c constituting the modular driver 1000, .

상기 수학식 1을 통해 제시된 상기 제어함수는 지수함수의 그래프에서 y축의 수치범위 한정에 영향을 미치는 “c”값이 상기 모듈형 구동기(1000)를 구성하는 모터(100a, 100b, 100c)의 개수 이하의 양수로 제시되므로, 상기 모듈형 구동기(1000)에 인가되는 상기 입력 인가전류의 크기가 무한대로 갈수록 상기 이득값은 상기 단위모터(100a, 100b, 100c)의 개수의 크기, 즉, 3 으로 수렴될 수 있으므로, 상기 모듈형 구동기(1000)는 상기 제어함수를 통해 상기 모듈형 구동기(1000)의 최대 출력 구동토크 이내에서 상기 출력 구동토크가 제어될 수 있다.The control function presented by the equation (1) is a function of the number of motors (100a, 100b, 100c) constituting the modular driver (1000) The gain value increases as the magnitude of the input applied current applied to the modular driver 1000 becomes infinite as the magnitude of the number of the unit motors 100a, 100b, and 100c, that is, 3 The modular driver 1000 can control the output drive torque within the maximum output drive torque of the modular driver 1000 via the control function.

상기 구동토크 제어단계(S200)는 상기 제어함수 도출단계(S120)를 통해 도출된 상기 제어함수를 통해 상기 모듈형 구동기(1000)의 상기 목표 구동토크의 크기, 즉, 상기 이득값에 대응하는 상기 입력 인가전류를 상기 모듈형 구동기(1000)에 인가할 수 있으며, 이를 통해, 상기 모듈형 구동기(1000)는 상기 목표 구동토크로 구동되도록 제어될 수 있다.The driving torque control step S200 may control the magnitude of the target driving torque of the modular driver 1000 through the control function derived in the deriving the control function S120, An input application current can be applied to the modular driver 1000 through which the modular driver 1000 can be controlled to be driven with the target drive torque.

상기 구동토크 제어단계(S200)는 모터 드라이버(미도시)를 통해 상기 입력 인가전류를 상기 모듈형 구동기(1000)에 인가할 수 있다.The drive torque control step S200 may apply the input applied current to the modular driver 1000 through a motor driver (not shown).

여기서, 상기 모터드라이버는 상기 모듈형 구동기(1000)에 상기 입력 인가전류를 인가함으로써 상기 모듈형 구동기(1000)의 구동을 제어하는 장치로서, 상기 구동토크 제어단계(S200)는 상기 제어함수에 따라 원하는 상기 목표 구동토크, 즉, 원하는 상기 이득값에 대응하는 상기 입력 인가전류의 인가 신호를 상기 모터드라이버에 입력함으로써 상기 모듈형 구동기(1000)가 상기 목표 구동토크로 구동되도록 제어할 수 있다.Here, the motor driver controls the driving of the modular driver 1000 by applying the input applied current to the modular driver 1000, wherein the driving torque control step S200 is performed according to the control function It is possible to control the modular driver 1000 to be driven with the target drive torque by inputting the desired drive torque, that is, the application signal of the input applied current corresponding to the desired gain value, to the motor driver.

이하에서, 도 1, 도 7 및 도 8를 참조하여, 상기 모듈형 구동기(1000)의 동기화 제어방법을 하나의 실시예를 통해 다시 한번 살펴보기로 한다.Hereinafter, a synchronization control method of the modular driver 1000 will be described with reference to FIGS. 1, 7, and 8 through an embodiment.

본 발명의 하나의 실시예에 따른 상기 모듈형 구동기(1000)는 3개의 상기 모터(100a, 100b, 100c)를 동기화하여 구동되도록 설계될 수 있다.The modular driver 1000 according to one embodiment of the present invention can be designed to synchronously drive the three motors 100a, 100b, and 100c.

상기 모듈형 구동기(1000)가 복수의 모터(100a, 100b, 100c)를 동기화하기 위해서는 복수의 상기 모터(100a, 100b, 100c) 각각의 구동토크 대비 상기 모듈형 구동기(1000)가 출력할 수 있는 상기 출력 구동토크를 상기 모듈형 구동기(1000)에 인가되는 상기 입력 인가전류의 크기에 따라 정확히 제어되어야 하며, 이를 위해, 본 발명의 하나의 실시예에 따른 모듈형 구동기(1000)의 제어방법은 상기 모듈형 구동기(1000)의 입력 인가전류에 대한 상기 출력 구동토크가 정확히 제어되도록 상기 모듈형 구동기(1000)의 동기화를 가능하게 할 수 있다.In order for the modular driver 1000 to synchronize the plurality of motors 100a, 100b and 100c, the driving torque of each of the plurality of motors 100a, 100b, The output drive torque must be accurately controlled according to the magnitude of the input applied current applied to the modular driver 1000. To this end, the control method of the modular driver 1000 according to an embodiment of the present invention It may enable synchronization of the modular driver 1000 so that the output drive torque for the input applied current of the modular driver 1000 is accurately controlled.

우선, 상기 상관관계 도출단계(S100)는 상기 모듈형 구동기(1000)에 인가되는 입력 인가전류의 크기에 따른 상기 모듈형 구동기(1000)의 출력 구동토크, 즉 이득값 크기의 상관관계를 도출할 수 있다.First, the correlation deriving step S100 derives a correlation between the output drive torque of the modular driver 1000, that is, the gain magnitude depending on the magnitude of the input applied current to the modular driver 1000 .

구체적으로, 상기 상관관계 도출단계(S100)를 구성하는 상기 이득값 변환단계(S110)는 상기 모듈형 구동기(1000)의 사전 구동실험을 통해 제공될 수 있는 상기 모듈형 구동기(1000)의 출력 구동토크의 크기를 상기 이득값으로 변환(도 8의 (a), 표 1)할 수 있다.Specifically, the gain value conversion step (S110) constituting the correlation derivation step (S100) may include an output operation of the modular driver (1000), which can be provided through a pre-driving experiment of the modular driver The magnitude of the torque can be converted into the gain value (FIG. 8 (a), Table 1).

이어서, 상기 상관관계 도출단계(S100)를 구성하는 상기 제어함수 도출단계(S120)는 상기 입력 인가전류에 따른 상기 이득값에 대한 상기 데이터베이스를 커브피팅하여 상기 수학식 1로 표현되는 상기 제어함수를 도출할 수 있다.Next, the control function derivation step S120 constituting the correlation derivation step S100 may be performed by curve fitting the database on the gain value according to the input applied current to obtain the control function represented by Equation (1) .

상기 수학식 1로 표현되는 상기 제어함수의 x는 상술한 바로 상기 모듈형 구동기(1000)에 인가되는 상기 인가 전류의 크기로서, 상기 모듈형 구동기(1000)의 출력 구동토크의 크기를 제어하기 위한 제어 변수로서 작용할 수 있다.The control function x expressed by Equation (1) is a magnitude of the applied current applied to the modular driver 1000 immediately above, and is used to control the magnitude of the output drive torque of the modular driver 1000 Can act as control variables.

이와 같이, 상기 제어함수의 a, b 및 c의 수치는 상기 모듈형 구동기(1000)에 인가되는 상기 입력 인가전류에 따라 상기 모듈형 구동기(1000)가 상기 입력 인가전류에 대응하는 상기 목표 구동토크를 구현할 수 있는 수치로 설정되어야 하는데, 상기 모듈형 구동기(1000)는 다양한 실시예들에 따라 포함할 수 있는 상기 모터(100a, 100b, 100c)의 개수 및 감속구조의 형태가 상이할 수 있으므로, 상기 모듈형 구동기(1000)의 설계된 구성에 따라 상이하게 설정될 수 있다.As described above, the numerical values of a, b, and c of the control function are set such that the modular driver 1000, according to the input applied current applied to the modular driver 1000, Since the number of the motors 100a, 100b, and 100c and the shape of the deceleration structure that can be included in the modular driver 1000 according to various embodiments may be different from each other, And may be set differently according to the designed configuration of the modular driver 1000. [

일 예로서, 3개의 상기 모터(100a, 100b, 100c)를 포함하여 구성된 상기 모듈형 구동기(1000)를 통하여 설명되는 본 실시예 에서는, 상기 제어함수의 a는 -1.167 X 107, b는 -10.22, c는 2.973으로 하는 경우 상기 표에 기재된 데이터에 대응되는 커브 피팅이 가능함을 확인하였다.As an example, in the present embodiment described through the modular driver 1000 comprising three motors 100a, 100b and 100c, a of the control function is -1.167 x 10 7 , b is - 10.22, and c is 2.973, curve fitting corresponding to the data described in the above table is possible.

위 커브 피팅에 대한 제어함수의 계수를 통해 알수 있듯이, 3개의 모터를 사용하는 경우, c의 값은 3을 넘지 못함을 확인할 수 있다.As can be seen from the coefficient of the control function for the upper curve fitting, it can be seen that the value of c does not exceed 3 when using three motors.

즉, 각각의 상기 모터(100a, 100b, 100c)가 기여하는 이득의 합이 기계적 결합 또는 마찰 등의 이유로 3보다는 작을 수 밖에 없음을 의미하는 것이다.That is, the sum of the gains contributed by each of the motors 100a, 100b, and 100c must be smaller than 3 because of mechanical coupling or friction.

따라서, 모듈형 구동기를 구성하는 모터의 개수가 n개가 되는 경우에 상기 이득값은 입력 인가전류의 크기를 크게 증가시키더라도 c는 n보다 커질 수 없다. 따라서, 목표 구동토크에 따라 불필요하게 입력전류 공급을 증가시킬 필요가 없다.Therefore, when the number of motors constituting the modular driver is n, the gain can not be larger than n even if the magnitude of the input applied current greatly increases. Therefore, there is no need to unnecessarily increase the input current supply according to the target drive torque.

따라서, 상기 입력 인가전류가 지속적으로 증가함에 따라 상기 이득값은 상기 모터(100a, 100b, 100c)의 개수와 동일한 수치로 수렴되는 경향으로 증가될 수 있으므로, 상기 모듈형 구동기(1000)가 복수의 상기 모터(100a, 100b, 100c) 각각의 구동토크 합의 범위 내에서 상기 목표 구동토크 구현이 가능하도록 제어될 수 있다.Therefore, as the input applied current continuously increases, the gain value can be increased to tend to converge to the same value as the number of the motors 100a, 100b, and 100c, so that the modular driver 1000 has a plurality of The target drive torque can be controlled to be within the range of the sum of the drive torques of the motors 100a, 100b, and 100c.

이와 같이 상기 상관관계 도출단계(S100)는 상기 모듈형 구동기(1000)에 인가되는 상기 입력 인가전류의 크기에 따른 상기 모듈형 구동기(1000)의 출력 구동토크 크기의 상관관계를 도출함으로써, 구동대상의 구동상태에 따른 목표 구동토크(목표 이득값)에 필요한 입력 인가전류 도출을 가능하게 하는 상기 제어 함수를 도출할 수 있으며, 상기 구동토크 제어단계(S200)는 상기 목표 구동토크에 대응되는 상기 입력 인가전류의 크기를 상기 제어함수를 통해 도출하여 상기 모듈형 구동기(1000)에 인가할 수 있으므로, 상기 모듈형 구동기(1000)가 상기 목표 구동토크로 구동되도록 할 수 있다.As described above, the correlation deriving step (S100) derives the correlation of the output drive torque magnitude of the modular driver (1000) according to the magnitude of the input applied current applied to the modular driver (1000) And the control function for deriving the input applied current required for the target drive torque (target gain value) according to the drive state of the input torque can be derived, and the drive torque control step (S200) The magnitude of the applied current can be derived through the control function and applied to the modular driver 1000 so that the modular driver 1000 can be driven with the target driving torque.

즉, 상기 모듈형 구동기(1000)가 적용되는 구동대상이 상기 이득값이 1에 대응하는 상기 목표 구동토크를 요구할 경우, 상기 구동토크 제어단계(S200)는 상기 모듈형 구동기(1000)에 상기 이득값 1에 대응하는 상기 입력 인가전류인 4.6A을 상기 모듈형 구동기(1000)에 인가(도 8의 ①)할 수 있으며, 이를 통해, 상기 모듈형 구동기(1000)는 상기 구동대상을 구동시키기 위한 적절한 상기 목표 구동토크를 출력할 수 있다.That is, when the driven object to which the modular driver 1000 is applied requires the target drive torque corresponding to the gain of 1, the drive torque control step (S200) The modular driver 1000 can apply the input applied current 4.6A corresponding to the value 1 to the modular driver 1000 (1 in Fig. 8), thereby allowing the modular driver 1000 to drive It is possible to output the appropriate target drive torque.

상기한 실시예를 통한 상기 모듈형 구동기(1000)는 3개의 상기 모터(100a, 100b, 100c)를 포함함으로써 3개의 상기 모터(100a, 100b, 100c)를 동기화하여 구동되며, 본 명세서에 첨부된 도면들 또한 상기 모듈형 구동기(1000)가 3개의 상기 모터(100a, 100b, 100c)를 포함하여 구성된 것으로 도시하나, 본 발명에 따른 상기 모듈형 구동기(1000)는 더 많거나 더 적은 수의 상기 모터(100a, 100b, 100c)를 포함할 수 있으며, 구비되는 상기 모터(100a, 100b, 100c)의 개수에 관계없이 상술한 상기 모듈형 구동기(1000)의 동기화 제어방법을 적용하여 동기화가 제어될 수 있는 것으로 이해될 수 있다.The modular driver 1000 according to the embodiment described above includes three motors 100a, 100b and 100c to synchronously drive the three motors 100a, 100b and 100c, Although the modular driver 1000 is shown as including three motors 100a, 100b, and 100c, the modular driver 1000 according to the present invention may include more or fewer The synchronization control may be performed by applying the synchronization control method of the modular driver 1000 described above regardless of the number of the motors 100a, 100b, and 100c included in the motors 100a, 100b, and 100c And the like.

본 발명의 일실시 예에 따르면 상기 모듈형 구동기(1000)의 동기화 제어방법은, 상기 모듈형 구동기(1000)를 구동함에 있어서 문제시 되어 왔던 입력 인가전류에 대한 출력 구동토크의 불규칙적인 증가성향을 해결할 수 있으며, 상기 입력 인가전류의 모든 범위 영역에 대해 상기 모듈형 구동기(1000)가 출력할 수 있는 상기 출력 구동토크의 제어가 가능하므로, 상기 모듈형 구동기(1000)의 출력 구동토크를 보다 정밀하게 제어할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the synchronization control method of the modular driver 1000 may include an irregular increase tendency of the output drive torque with respect to the input applied current, which has been a problem in driving the modular driver 1000 And it is possible to control the output drive torque that the modular driver 1000 can output for the entire range of the input applied current so that the output drive torque of the modular driver 1000 can be more precisely controlled .

또한, 상기 입력 인가전류 및 상기 출력 구동토크 간의 상관관계를 도출이 상기 이득값 도출 및 상기 커브피팅 적용과 같이 비교적 간단한 절차로 수행될 수 있으므로, 상기 모듈형 구동기(1000)의 신속한 구동토크 제어가 가능할 수 있다.Also, since the derivation of the correlation between the input applied current and the output drive torque can be performed in a relatively simple procedure such as deriving the gain value and applying the curve fitting, the rapid drive torque control of the modular driver 1000 It can be possible.

본 명세서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 당업자는 이하에서 서술하는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경 실시할 수 있을 것이다. 그러므로 변형된 실시가 기본적으로 본 발명의 특허청구범위의 구성요소를 포함한다면 모두 본 발명의 기술적 범주에 포함된다고 보아야 한다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to preferred embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the following claims. . It is therefore to be understood that the modified embodiments are included in the technical scope of the present invention if they basically include elements of the claims of the present invention.

100a, 100b, 100c : 모터 200a, 200b, 200c : 기어부
210a, 210b, 210c : 기어 300 : 내접기어
400 : 구동부재 500 : 모듈 하우징100a, 100b, 100c: motors 200a, 200b, 200c:
210a, 210b, 210c: gear 300: internal gear
400: driving member 500: module housing

Claims (9)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 복수의 모터를 동기화하여 구동하는 모듈형 구동기에 있어서,
복수의 상기 모터;
복수의 상기 모터의 모터 샤프트에 의하여 각각 구동되는 복수의 기어부;
복수의 상기 기어부의 구동에 따라 회전 구동하는 링기어 형태의 내접기어;
상기 내접기어의 외주면을 감싸도록 상기 내접기어에 체결되는 디스크 형태의 구동부재; 및
상기 모듈형 구동기의 출력인 구동토크(f(x))와 입력 인가전류의 크기(x)에 따른 아래의 제어함수를 만족하도록 목표 구동토크에 대응하는 입력 인가전류를 모듈형 구동기에 인가하는 제어부;를 포함하고,
복수의 상기 모터는 상기 구동부재의 회전축을 중심으로 등간격 이격되어 배치되는 것을 특징으로 하는 모듈형 구동기.
- 아래 -
Figure 112016129055384-pat00012

* c의 수치 범위는 모듈형 구동기를 구성하는 모터의 개수 이하로서 양수A modular driver for driving a plurality of motors synchronously,
A plurality of said motors;
A plurality of gears each driven by a motor shaft of the plurality of motors;
An internal gear in the form of a ring gear that rotates in accordance with the driving of the plurality of gears;
A drive member in the form of a disk, which is fastened to the internal gear so as to surround the outer peripheral surface of the internal gear; And
A controller for applying the input applied current corresponding to the target driving torque to the modular actuator so as to satisfy the following control function according to the driving torque f (x) as the output of the modular driver and the magnitude (x) Lt; / RTI >
Wherein the plurality of motors are disposed at equal intervals around a rotational axis of the driving member.
- Below -
Figure 112016129055384-pat00012

The value range of * c is less than the number of motors constituting the modular actuator, 삭제delete 제5항에 있어서,
복수의 상기 기어부 각각은 서로 다른 평행축 상에 서로 연결되는 복수의 기어를 포함하여 복수의 상기 기어의 회전을 통해 상기 내접기어를 회전 구동시키는 것을 특징으로 하는 모듈형 구동기.6. The method of claim 5,
Wherein each of the plurality of gear portions includes a plurality of gears connected to each other on different parallel axes to rotationally drive the internal gear through rotation of the plurality of gears. 제7항에 있어서,
상기 내접기어는 복수의 상기 기어부 각각을 구성하는 적어도 하나의 상기 기어와 내접하여 복수의 상기 기어부에 회전에 의하여 회전 구동되는 것을 특징으로 하는 모듈형 구동기.8. The method of claim 7,
Wherein the internal gear is rotatably driven by rotation on at least one of the gears constituting each of the plurality of gear portions and in contact with the plurality of gear portions. 삭제delete
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2005245058A (en) * 2004-02-24 2005-09-08 Fuji Electric Fa Components & Systems Co Ltd Parallel drive method of dc brushless motor

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