KR101867277B1

KR101867277B1 - 반중공형 액추에이터 모듈

Info

Publication number: KR101867277B1
Application number: KR1020170008602A
Authority: KR
Inventors: 김병수; 음용진
Original assignee: (주)로보티즈
Priority date: 2017-01-18
Filing date: 2017-01-18
Publication date: 2018-06-15
Also published as: US20190321966A1; JP6872267B2; CN110114192B; WO2018135698A1; CN110114192A; US10792805B2; JP2020504680A

Abstract

본 발명은 반중공형 액추에이터 모듈 관한 것으로, 더욱 상세하게는 모터 및 감속기를 내장하는 액추에이터 모듈에 있어서, 배선(케이블)의 연결구조를 개선하여 다른 액추에이터 모듈 또는 모듈연결부재 등과의 결합함에 있어 배선의 얽힘 문제를 해결한 반중공형 액추에이터 모듈에 관한 것이다. 반중공형 액추에이터 모듈은 모터에 연결된 구동측(active) 샤프트가 관통 결합되는 제1하우징과, 제1하우징에 결합되며, 구동측 샤프트와 대응되는 위치에 아이들러부가 결합되는 제2하우징을 포함하며, 아이들러부는, 내부에 중공부가 형성된 원판 형상의 피동측(passive) 아이들러와, 외주면에 중심부측으로 함몰 형성되는 관통홈을 가지며, 아이들러를 제2하우징에 회전 가능하게 고정하는 결합부재를 포함하고, 중공부와, 관통홈을 통해 제2하우징 내로 케이블이 연결될 수 있는 것을 특징으로 한다.

Description

반중공형 액추에이터 모듈{ACTUATOR MODULE}

본 발명은 반중공형 액추에이터 모듈 관한 것으로, 더욱 상세하게는 모터 및 감속기를 내장하는 액추에이터 모듈에 있어서, 배선(케이블)의 연결구조를 개선하여 다른 액추에이터 모듈 또는 모듈연결부재 등과의 결합함에 있어 배선의 얽힘 문제를 해결한 반중공형 액추에이터 모듈에 관한 것이다.

액추에이터 모듈은 보통 구동장치(모터)와 감속기를 내장하며, 일반 산업용은 물론 가정용 및 교육용으로도 널리 사용된다. 특히 다수개의 액추에이터 모듈을 결합하면 복잡한 동작이 구현가능한 다관절 로봇을 구현할 수 있다는 점에서 최근에 더욱 주목을 받고 있다.

도 1은 규격화된 액추에이터 모듈과 이들 모듈의 연결부재를 다수 반복 결합하여 휴머노이드 형태의 다관절 로봇을 구현한 실제 사진이다(특허문헌1 참조). 이러한 로봇에서는 각 액추에이터 모듈을 정해진 규칙에 따라 제어해야 하며, 이를 위해 모든 액추에이터 모듈에 전원 및 신호전달을 위한 배선이 연결되어야 한다.

도 2에는 액추에이터 모듈(하측)과 모듈연결부재(상측)를 서로 결합한 모습이 나타나 있다. 액추에이터 모듈을 다수 결합하기 위해서는 액추에이터 모듈의 구동축을 중심으로 모듈연결부재와 연결하는 것이 필수적이며, 이러한 다수개의 액추에이터 모듈 및 모듈연결부재의 결합구조가 반복되어 도 1과 같은 형태, 또는 제작자가 원하는 다양한 형태의 로봇을 제작할 수 있게 된다.

액추에이터 모듈을 모듈연결부재 또는 다른 액추에이터 모듈과 연결함에 있어 배선의 처리가 중요하다. 특히 다수의 액추에이터 모듈을 중앙처리장치 또는 중앙 제어기로 제어하는 경우에는 제어 및 센싱을 위한 다수개의 배선이 필요하게 되는데, 이들 배선의 처리가 액추에이터 모듈의 구동을 방해하지 않도록 해야 한다. 또한 배선이 복잡하게 얽혀 있으면 외관상으로도 좋지 못하다.

특히 로봇을 구성하는 액추에이터 모듈이 많아지면 배선처리의 곤란성이 더욱 커지고, 이로 인해 액추에이터의 구동범위가 제한되거나, 로봇의 구조를 다양화할 수 없게 되는 등의 문제가 발생하기도 한다.

도 1 및 2에 도시된 액추에이터 모듈에서는, 액추에이터 모듈의 외피를 구성하는 하우징의 각 측면에 배선이 통과할 수 있는 관통홀을 가진 돌출구조물을 설치하였으나, 이러한 구조물을 사용하는 경우에도 여전히 액추에이터 모듈의 구동범위(회동범위)가 제한될 수 있으며, 또한 돌출구조물 자체가 다수개의 액추에이터 모듈을 연결하는 경우에 방해물로서 작용하기도 한다. 또한 외관상으로도 깔끔하지 못한 인상을 줄 수 있다. 도 1에 나타난 휴머노이드형 로봇의 경우 팔이나 다리부에서 외부로 연결된 배선이 로봇의 구동을 방해할 수 있음을 알 수 있다.

한편, 위에서는 가정용 또는 교육용 로봇의 예를 들어 액추에이터 모듈의 배선처리 문제를 언급하였으나, 이러한 문제는 그 대소의 차이는 있을지 언정 모든 액추에이터 모듈이 필연적으로 가지고 있는 문제이다. 따라서 액추에이터 모듈의 배선처리 문제를 해결할 수 있는 개선된 형태의 모듈 구조가 요구되고 있다.

대한민국 공개특허공보 제10-2013-0018402호

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 액추에이터 모듈의 배선처리 문제를 해결할 수 있는 신규한 모듈 구조를 제공하는 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예는 반중공형 액추에이터 모듈을 제공한다.

본 발명의 실시예에 있어서, 모터, 감속기 및 제어회로를 내장할 수 있는 반중공형 액추에이터 모듈은 모터에 연결된 구동측(active) 샤프트가 관통 결합되는 제1하우징과, 제1하우징에 결합되며, 구동측 샤프트와 대응되는 위치에 아이들러부가 결합되는 제2하우징을 포함하며, 아이들러부는, 내부에 중공부가 형성된 원판 형상의 피동측(passive) 아이들러와, 외주면에 중심부측으로 함몰 형성되는 관통홈을 가지며, 아이들러를 제2하우징에 회전 가능하게 고정하는 결합부재를 포함하고, 중공부와, 관통홈을 통해 제2하우징 내로 케이블이 연결될 수 있으며, 제2하우징은 관통홈과 대응되는 위치에 내측으로 오목하게 형성되는 이동홈이 형성되고, 케이블은 이동홈을 통해 제2하우징의 내로 연결될 수 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 있어서, 결합부재는, 아이들러의 중공부에 삽입되며, 제2하우징과 결합될 수 있다..

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본 발명의 실시예에 있어서, 아이들러는, 결합구멍이 마련되며 내부에 중공부가 형성되는 원판과, 원판의 내주면에서 수직 연장되어 형성되는 걸림돌기를 포함하고, 결합부재는, 길이방향으로 중공부가 형성되며 제2하우징에 결합되고, 관통홈이 형성된 원통과, 관통홈이 형성된 영역을 제외한 원통의 일단에서 수직 연장되는 이탈방지턱을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 제1하우징의 측면에 케이블 단부의 커넥터와 연결 가능한 단자부가 형성될 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 제2하우징의 측면에 관통부가 형성되며, 관통부를 통해 단자부에 연결된 케이블이 제2하우징 내로 연결될 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 단자부는, 제1하우징의 양쪽 측면에 각각 마련될 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 제2하우징은, 결합부재가 결합되는 상단부와, 상단부와 같은 높이로 마련되는 하단부와, 상단부와 하단부 사이에 마련되며, 내측으로 오목하게 형성되는 상하단 연결부를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상단부는, 아이들러부가 안착되는 위치에 안착홈이 내측으로 오목하게 형성될 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상하단 연결부에 결합되며 단자부에 연결된 케이블 단부의 커넥터가 탈락되는 것을 방지하는 측면 돌출부를 가진 커버부를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 샤프트와 아이들러는, 동축상에 마련될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 액추에이터 모듈의 배선처리 문제를 해결할 수 있는 신규한 모듈 구조를 제공할 수 있다. 이러한 액추에이터 모듈 구조에 의해 배선의 꼬임이나 단선 문제가 예방되며, 또한 통신상의 불량 문제도 감소하게 된다. 더불어 액추에이터 모듈의 외관상 심미감이 향상될 수 있다. 이러한 효과는 특히 액추에이터 모듈을 다수개 반복 결합하여 다관절 로봇을 제작하는 경우에 더욱 유용하게 된다.

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 종래의 액추에이터 모듈을 이용한 휴머노이드형 다관절 로봇의 사진이다.
도 2는 종래의 액추에이터 모듈과 모듈연결부재를 결합한 모습을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 반중공형 액추에이터 모듈의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 반중공형 액추에이터 모듈의 측면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 반중공형 액추에이터 모듈의 분해 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 반중공형 액추에이터 모듈에 케이블을 연결한 모습을 나타내는 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 반중공형 액추에이터 모듈과 모듈 연결부재가 결합한 모습을 나타내는 사시도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 반중공형 액추에이터 모듈과 커버부를 나타낸 분해 사시도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 반중공형 액추에이터 모듈과 커버부가 결합한 모습을 나타내는 사시도이다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 반중공형 액추에이터 모듈(1)의 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 반중공형 액추에이터 모듈(1)의 측면도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 반중공형 액추에이터 모듈(1)은 제1하우징(10) 및 제2하우징(20)을 포함한다.

여기서, 액추에이터(actuator)는 동력을 이용하여 기계 또는 기구를 동작시키는 장치이며, 주로 전기모터를 이용하여 구현된다. 반중공형 액추에이터 모듈(1)은 구동부로서의 모터와 함께 감속기 및 이들의 제어회로를 내장하여 이루어진다.

제1하우징(10) 및 제2하우징(20)을 통칭하여 하우징이라 할 수 있는데, 이러한 하우징은 반중공형 액추에이터 모듈(1)의 외피 또는 외형을 구성하며, 그 내부에 있는 모터, 감속기, 제어회로를 보호하는 구성요소이다. 하우징에는 다른 액추에이터 모듈과 직접 결합하거나, 또는 다른 액추에이터 모듈과 연결하기 위한 모듈연결부재와 결합되기 위한 구조가 형성될 수 있다. 다른 액추에이터 모듈은 본원 발명의 반중공형 액추에이터 모듈(1) 또는 다른 구조의 액추에이터 모듈일 수 있다.

제1하우징(10)에는 모터(미도시)에 구동측(active) 샤프트(30)가 관통 결합될 수 있다(도 4 참조). 즉, 반중공형 액추에이터 모듈(1)에 내장된 모터를 통해 구동력을 전달받은 샤프트(30)가 제1하우징(10)의 일면에 설치된다. 이 샤프트(30)에는 외부 부재와 연결될 수 있는 구조, 예컨대 결합홈이나 혼 구조가 일체로 또는 분리 가능하게 설치될 수 있다. 액추에이터 모터와 샤프트(30) 사이에는 감속기가 마련될 수 있다.

제1하우징(10)은 일체로 형성될 수 있으며, 이와 달리 분리 가능한 서브 하우징으로 구성될 수도 있다. 예컨대 도시된 바와 같이, 제1하우징(10)은 제1서브하우징(11)과 제2서브하우징(12)을 포함할 수 있다. 제1서브하우징(11) 내에는 예컨대 감속기가, 제2서브하우징(12) 내에는 예컨대 모터가 내장될 수 있으며, 이러한 제1하우징(10)의 분리형 구조를 통해 보다 효율적인 내부 공간 구획이 가능하게 되고, 조립 및 분리를 용이하게 할 수 있다.

한편, 제1하우징(10)의 측면에는 단자부(13)가 마련될 수 있다. 단자부(13)에는 케이블(100)이 전기적으로 연결될 수 있는데(도 6 참조), 케이블(100)과 단자부(13)를 통해 반중공형 액추에이터 모듈(1)에 내장된 모터에 전류를 공급하거나, 또는 반중공형 액추에이터 모듈(1)에 내장된 제어회로와 전기적으로 신호를 주고받을 수 있다. 여기서 송수신되는 신호는 모터의 구동을 위한 제어신호 또는 반중공형 액추에이터 모듈(1)에 내장된 센서로부터의 감지신호 등일 수 있다. 케이블(100)의 단부에는 커넥터(110)가 설치되고, 이 커넥터(110)가 단자부(13)에 결합될 수 있다(도 6 참조).

단자부(13)는 제1하우징(10)의 양쪽 측면에 각각 마련될 수 있으며, 이 경우에도 배선 연결의 편의에 따라 어느 한쪽 측면에 단자부(13)만을 이용하는 것이 가능하다.

또한, 제1하우징(10)의 외측면, 즉 제1하우징(10)의 측면, 상면 또는 하면 중 하나 이상의 면에는 다른 액추에이터 모듈이나 모듈연결부재와 결합하기 위한 제1결합홈(14, 15)이 형성될 수 있다. 제1결합홈(14, 15)내에는 암나사부가 내주면을 따라 형성될 수 있다. 도시된 바와 같이, 제1하우징(10) 및 제2하우징(20)의 외면은 거의 평면으로 형성될 수 있으며, 제1결합홈(14, 15)을 통해 다른 액추에이터 모듈이나 모듈연결부재와 나사(볼트)결합할 수 있다.

제2하우징(20)은 제1하우징(10)에 결합된다. 제2하우징(20)은 제1하우징(10)의 타면, 즉 샤프트(30)가 관통 설치된 면의 반대면에 결합될 수 있다. 제1하우징(10)과 제2하우징(20)은 볼트(B)에 의해 결합될 수 있으며, 이러한 볼트(B)는 제2하우징(20)의 일면에 마련된 복수개의 볼트구멍을 통해 삽입되어 제1하우징(10)의 내측면에 형성된 암나사부와 결합될 수 있다. 제1하우징(10)과 제2하우징(20)의 결합 방식으로 기타의 다른 방식, 예컨대 요철 구조 등에 의한 끼워 맞춤 방식, 기타 구조적 방식, 접착방식 등 어떠한 방식도 사용될 수 있음은 물론이다.

제2하우징(20)은 구동측 샤프트(30)에 대응하는 위치에 안착부(21)가 형성될 수 있으며(도 5 참조), 안착부(21)에는 아이들러부(40)가 안착될 수 있다. 안착부(21)는 아이들러부(40)와 동일한 형상으로 형성되어, 아이들러부(40)의 이탈을 방지할 수 있다.

아이들러부(40)는 피동측(passive) 아이들러(41) 및 아이들러(41)를 제2하우징(20)에 회전 가능하게 결합되는 결합부재(42)를 포함한다. 아이들러(41)는 원판 형상으로 형성되며 중심부에는 중공부(413)가 형성된다(도 5 참조). 이때, 중공부(413)는 반중공 형태로 형성될 수 있다. 결합부재(42)는 아이들러(41)의 중공부(413)로 삽입되며, 제2하우징(20)에 결합될 수 있다. 결합부재(42)와 제2하우징(20)의 결합은 볼트(50)가 결합부재(42)의 중심부에 형성된 중공부(424)를 통해 삽입되어 제2하우징(20)의 내측면에 형성된 암나사부와 결합될 수 있다. 결합부재(42)의 최대 직경은 아이들러(41)의 중공부(413)의 최대 직경보다 크게 형성되어, 아이들러(41)는 아이들러(41)의 중공부(413)에 삽입되고 제2하우징(20)에 결합된 결합부재(42)에 의해 제2하우징(20)에 회전 가능하게 배치될 수 있다.

즉, 제2하우징(20)의 일면에는 구동측 샤프트(30)와 동축을 이루는 위치에 안착부(21)가 형성되고, 안착부(21)에, 아이들러(41)가 회전 가능하게 배치될 수 있다.

아이들러(41)는 반중공형 액추에이터 모듈(1)에 내장된 모터로부터 구동력을 전달받는 것은 아니며, 단지 구동측 샤프트(30)가 타 부재로 구동력을 전달할 때 타 부재를 지지하는 역할을 한다.

도 7을 미리 참조하면, 반중공형 액추에이터 모듈(1)이 타 부재, 즉 모듈연결부재(200)와 연결될 때, 아이들러(41)는 모듈연결부재(200)를 지지하게 되는데, 이에 대한 상세는 후술하기로 한다.

제2하우징(20)의 측면에는 관통부(22)가 마련될 수 있다. 관통부(22)를 통해 단자부(13)에 연결된 케이블(100)이 제2하우징(20) 내측으로 연결될 수 있다. 한편, 관통부(22)를 사용하지 않는 경우에는 관통부(22)를 통해 하우징 내측으로 이물질 등이 유입될 수 있으므로, 관통부(22)를 막는 커버부재(미도시)가 관통부(22)에 마련될 수 있다. 또한, 커버부재를 제2하우징(20)으로부터 제거하면 관통부(22)가 형성되도록 하는 것도 가능하다.

제2하우징(20)의 전면에는 제2결합홈(24)이 마련될 수 있다. 제2결합홈(24)은 제1결합홈(14, 15)와 마찬가지로, 다른 액추에이터 모듈이나 모듈연결부재와 결합하기 위한 것이다. 또한, 제2결합홈(24)내에는 내주면을 따라 암나사부가 마련될 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 반중공형 액추에이터 모듈(1)의 분해 사시도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 반중공형 액추에이터 모듈(1)에 케이블(100)을 연결한 모습을 나타내는 사시도이다.

도시된 바와 같이, 제1하우징(10)에는 구동측 샤프트(30)가 설치되기 위한 제1중공부(16)가 설치되며, 제2하우징(20)에는 제1하우징(10)의 제1중공부(16)와 대응하는 위치에, 아이들러부(40)가 설치되기 위한 안착부(21)가 마련된다. 이를 통해, 구동측 샤프트(30)와 아이들러(41)는 동축상에 마련될 수 있다.

이때, 아이들러(41)는 중심부에 중공부(413)가 형성되는 원판(411) 및 원판(411)의 내주면에서 수직 연장되어 형성되는 걸림돌기(412)를 포함한다. 이때, 원판(411)에는 결합구멍(414)이 형성될 수 있다. 결합구멍(414)에는 다른 액추에이터 모듈 또는 모듈연결부재가 고정 결합될 수 있다.

결합부재(42)는 길이방향으로 중공부(424)가 형성되며 외주면에 중심부측으로 함몰 형성되는 관통홈(421)을 가지고, 제2하우징(20)에 결합되는 원통(422) 및 관통홈(421)이 형성된 영역을 제외한 원통(422)의 일단에서 수직 연장되는 이탈방지턱(423)을 포함한다. 결합부재(42)는 아이들러(41)의 회전을 따라 회전하지 않기때문에, 관통홈(421)을 관통하는 케이블(100)도 아이들러(41)의 회전에 영향을 받지 않는다.

안착부(21)에는 아이들러부 결합홈(211)이 마련될 수 있으며, 아이들러부 결합홈(211)에는 내주면을 따라 암나사부가 형성될 수 있다. 따라서, 결합부재(42)는 볼트(50)에 의해 아이들러부 결합홈(211)에 결합될 수 있다.

제2하우징(20)은 관통홈(421)과 대응되는 위치에 이동홈(23)이 형성될 수 있다. 이동홈(23)은 관통홈(421)을 관통한 케이블(100)의 이동을 안내하는 홈으로, 관통홈(421)과 동일한 형상으로 이루어질 수 있다. 케이블(100)은 관통홈(421) 및 이동홈(23)을 통해 제2하우징(20)의 내부로 연결되기 때문에, 아이들러(41)가 회동한다 하더라도, 케이블(100)은 아이들러(41)를 따라 회전하지 않아 꼬이지 않는다.

제2하우징(20)은 상단부(201), 하단부(203) 및 이들 사이에 마련되는 상하단 연결부(202)를 포함한다. 상단부(201)의 전면에는 아이들러부(40)가 결합할 수 있는 안착부(21) 및 케이블(100)이 이동할 수 있는 이동홈(23)이 형성될 수 있으며, 하단부(203)는 상단부(201)와 실질적으로 동일한 높이가 되도록 형성될 수 있다. 상하단 연결부(202)는 상단부(201)와 하단부(203) 사이에 마련되며 내측으로 오목하게 형성될 수 있다. 본 발명의 실시예에 따라, 상하단 연결부(202)에는 커버부(60)가 결합될 수 있다. 이에 대해서는 도 8과 관련하여 후술하기로 한다.

결합부재(42)의 관통홈(421) 및 제2하우징(20)의 이동홈(23)을 통해 하우징 내로 연결된 케이블(100)은, 제2하우징(20)의 측면에 형성된 관통부(22)를 통해 제1하우징(10)에 마련된 단자부(13)와 전기적으로 연결될 수 있다. 즉, 케이블(100) 단부의 커넥터(110)가 단자부(13)와 결합될 수 있으며, 커넥터 결합의 구조는 공지되어 있으므로 상세 설명은 생략하기로 한다.

관통홈(421) 및 이동홈(23)을 통해 케이블(100)을 하우징 내부로 연결하면, 케이블(100)이 아이들러(41)의 회전 구동에 영향을 주지 않아 단선이 방지되고, 케이블(100)의 꼬임 현상도 발생하지 않는다. 즉, 본 발명의 배선(케이블) 연결구조를 통해 배선을 효과적으로 하우징의 외측과 연결할 수 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 반중공형 액추에이터 모듈(1)과 모듈연결부재(200)가 결합한 모습을 나타낸 사시도이다.

모듈연결부재(200)는 본체부(210) 및 본체부(210)의 양쪽 측면에 수직 설치되는 제1수직부(220) 및 제2수직부(230)를 포함할 수 있다. 제1수직부(220)는 제2중공부(221) 및 제2중공부(221)의 둘레를 따라 형성되는 나사구멍(222)을 포함할 수 있다. 나사구멍(222)과 아이들러(41)의 결합구멍(414)은 볼트로 결합될 수 있다. 도 7에 도시되어 있지 않지만, 제2수직부(230)은 제1수직부(220)와 유사하게 중공부 및 나사구멍이 마련될 수 있고, 구동측 샤프트(30)와 결합될 수 있다.

반중공형 액추에이터 모듈(1)이 모듈연결부재(200)와 결합된 경우에도, 케이블(100)은 결합부재(42)의 관통홈(421) 및 모듈연결부재(200)의 제2중공부(221)를 통해 반중공형 액추에이터 모듈(1)의 내부로 연결될 수 있다. 따라서, 반중공형 액추에이터 모듈(1)의 구동에 따라 모듈연결부재(200)가 회전 동작하더라도 케이블(100)이 꼬이지 않는다. 또한, 케이블(100)에 의해 모듈연결부재(200)의 회전 동작이 방해 받지 않는다. 케이블(100)을 연결한 후, 케이블(100)이 쉽게 빠지지 않고 외관상 정리되도록 하기 위해 커버부(60)를 결합할 수 있다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 반중공형 액추에이터 모듈(1)과 커버부(60)를 나타낸 분해 사시도이고, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 반중공형 액추에이터 모듈(1)과 커버부(60)가 결합한 모습을 나타내는 사시도이다.

도시된 바와 같이, 커버부(60)는 제2하우징(20)의 상하단 연결부(202) 주변에 결합 설치되어, 제2하우징(20)의 외면의 일부를 이루게 된다. 커버부(60)는 직사각형 형상의 커버본체(61)와, 커버본체(61)의 각 코너에서 수직하게 돌출 설치된 측면 돌출부(62)를 포함한다. 돌출부(62)는 커넥터(110)와 제2하우징 사이의 공간에 끼움 결합 될 수 있다.

커버부(60)가 제2하우징(20)에 결합되면, 커버부(60)의 측면 돌출부(62)는 단자부(13)에 연결된 케이블(100) 단부의 커넥터(110)와 접하게 되고, 이에 의해 커넥터(110)는 단자부(13)로부터 탈락되는 것이 방지될 수 있다. 또한, 커버부(60)가 결합된 반중공형 액추에이터 모듈(1)은 하우징 내부가 완전히 외부와 차단되어 있기 때문에 내부로 유입된 이물질에 의한 오작동이 방지될 수 있다.

단자부(13)에 연결된 케이블(100)은 제2하우징(20)의 이동홈(23) 및 결합부재(42)의 관통홈(421)을 통해 외부로 연결될 수 있으며, 도 8 및 도 9에서 도시된 바와 같이, 커버부(60)의 내측을 통해 외부로 연결될 수 있다. 본 발명에 따른 반중공형 액추에이터 모듈(1)의 하우징 구조를 통하여, 사용자는 반중공형 액추에이터 모듈(1)의 배선을 아이들러부(40) 및 제2하우징(20)의 관통부(22)를 거쳐 하우징 내부로 연결할 수 있게 되며, 이를 통해 배선의 꼬임이나 단선 문제가 예방되고, 통신상의 불량 문제가 감소할 뿐만 아니라, 반중공형 액추에이터 모듈(1)의 외관상 심미감이 향상될 수 있다. 특히, 반중공형 액추에이터 모듈(1)에 다른 액추에이터 모듈 또는 모듈연결부재(200)를 결합하여 다관절 로봇을 제작하는 경우에 상기와 같은 배선처리로 인해 설계의 자유도가 높아지고 원활한 액추에이터 구동이 가능하게 된다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

1 : 반중공형 액추에이터 모듈
10 : 제1하우징
20 : 제2하우징
30 : 샤프트
40 : 아이들러부

Claims

모터, 감속기 및 제어회로를 내장할 수 있는 반중공형 액추에이터 모듈로서,
상기 모터에 연결된 구동측(active) 샤프트가 관통 결합되는 제1하우징과,
상기 제1하우징에 결합되며, 상기 구동측 샤프트와 대응되는 위치에 아이들러부가 결합되는 제2하우징을 포함하며,
상기 아이들러부는,
내부에 중공부가 형성된 원판 형상의 피동측(passive) 아이들러와,
외주면에 중심부측으로 함몰 형성되는 관통홈을 가지며, 상기 아이들러를 상기 제2하우징에 회전 가능하게 고정하는 결합부재를 포함하고,
상기 중공부와, 상기 관통홈을 통해 상기 제2하우징 내로 케이블이 연결될 수 있으며,
상기 제2하우징은, 상기 관통홈과 대응되는 위치에 내측으로 오목하게 형성되는 이동홈이 형성되고,
상기 케이블은, 상기 이동홈을 통해 상기 제2하우징의 내로 연결될 수 있는 것을 특징으로 하는, 반중공형 액추에이터 모듈.
제1항에 있어서,
상기 결합부재는, 상기 아이들러의 중공부에 삽입되며, 상기 제2하우징과 결합되는 것을 특징으로 하는, 반중공형 액추에이터 모듈.
삭제
제2항에 있어서,
상기 아이들러는,
결합구멍이 마련되며 내부에 중공부가 형성되는 원판과,
상기 원판의 내주면에서 수직 연장되어 형성되는 걸림돌기를 포함하고,
상기 결합부재는,
길이방향으로 중공부가 형성되며 상기 제2하우징에 결합되고, 상기 관통홈이 형성된 원통과,
상기 관통홈이 형성된 영역을 제외한 상기 원통의 일단에서 수직 연장되는 이탈방지턱을 포함하는 것을 특징으로 하는, 반중공형 액추에이터 모듈.
제1항에 있어서,
상기 제1하우징의 측면에 케이블 단부의 커넥터와 연결 가능한 단자부가 형성되는 것을 특징으로 하는, 반중공형 액추에이터 모듈.
제5항에 있어서,
상기 제2하우징의 측면에 관통부가 형성되며, 상기 관통부를 통해 상기 단자부에 연결된 케이블이 상기 제2하우징 내로 연결될 수 있는 것을 특징으로 하는, 반중공형 액추에이터 모듈.
제5항에 있어서,
상기 단자부는, 상기 제1하우징의 양쪽 측면에 각각 마련되는 것을 특징으로 하는, 반중공형 액추에이터 모듈.
제5항에 있어서,
상기 제2하우징은,
상기 결합부재가 결합되는 상단부와,
상기 상단부와 같은 높이로 마련되는 하단부와,
상기 상단부와 상기 하단부 사이에 마련되며, 내측으로 오목하게 형성되는 상하단 연결부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 반중공형 액추에이터 모듈.
제8항에 있어서,
상기 상단부는, 상기 아이들러부가 안착되는 위치에 안착홈이 내측으로 오목하게 형성되는 것을 특징으로 하는, 반중공형 액추에이터 모듈.
제8항에 있어서,
상기 상하단 연결부에 결합되며 상기 단자부에 연결된 케이블 단부의 커넥터가 탈락되는 것을 방지하는 측면 돌출부를 가진 커버부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 반중공형 액추에이터 모듈.
제1항에 있어서,
상기 샤프트와 상기 아이들러는, 동축상에 마련되는 것을 특징으로 하는, 반중공형 액추에이터 모듈.