KR102174924B1 - Parallel robot having transmission mechanism of rotational motion - Google Patents

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KR102174924B1
KR102174924B1 KR1020190102580A KR20190102580A KR102174924B1 KR 102174924 B1 KR102174924 B1 KR 102174924B1 KR 1020190102580 A KR1020190102580 A KR 1020190102580A KR 20190102580 A KR20190102580 A KR 20190102580A KR 102174924 B1 KR102174924 B1 KR 102174924B1
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김한성
김기성
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경남대학교 산학협력단
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Abstract

The present invention relates to a parallel robot including a rotation delivery mechanism, capable of enabling rotation at an end effector. The parallel robot includes: a reference frame; a driving frame including an end effector; a plurality of driving link parts including a main driving link and a pair of parallel driven links; a plurality of first actuators delivering power to each driving link of the driving link part; and a rotation delivery part installed in at least one of the driving link parts so as to deliver rotation of one or more degrees of freedom to the end effector provided in the driving frame. The rotation delivery part includes: a main driving rotation shaft rotating by receiving a rotation force from a second actuator; a rotation delivery link performing a parallel link movement together with the pair of driven links while being located between the parallel driven links of the driving link part in parallel therewith, and rotating by having one end receiving a rotation force from the other end of the main driving rotation shaft; a first power delivery means installed in the main driving link of the driving link part, and delivering a rotation force from the other end of the main driving rotation shaft to one end of the rotation delivery link; and a second power delivery means installed in the driving frame, and delivering a rotation force from the other end of the rotation delivery link to the end effector.

Description

회전운동 전달 메카니즘이 구비된 병렬로봇{PARALLEL ROBOT HAVING TRANSMISSION MECHANISM OF ROTATIONAL MOTION}Parallel robot equipped with rotational motion transmission mechanism {PARALLEL ROBOT HAVING TRANSMISSION MECHANISM OF ROTATIONAL MOTION}

본 발명은 병렬로봇에 관한 것으로, 보다 상세하게는 엔드이펙터에 회전운동이 가능하도록 회전운동 전달 메카니즘이 구비된 병렬로봇에 관한 것이다.The present invention relates to a parallel robot, and more particularly, to a parallel robot provided with a rotational motion transmission mechanism to enable the rotational motion to the end effector.

현재 산업 현장에서는 다양한 로봇을 이용하여 많은 부분에서 작업의 자동화가 이루어져 왔다. 원활한 작업의 자동화를 위해서는 로봇의 움직임을 정밀하게 제어할 수 있어야 한다는 것이 기본적인 조건이 되며, 이외에도 작업 내용이나 환경에 따른 여러 조건들을 충족시킬 수 있도록 로봇이 설계되어 사용되고 있다.In the current industrial field, various robots have been used to automate tasks in many areas. The basic condition is that the movement of the robot must be precisely controlled for smooth automation of work. In addition, robots are designed and used to satisfy various conditions according to the work content or environment.

이와 같이 산업 현장에서 사용되는 로봇에 있어서, 직렬로봇(Serial Robot)이 더욱 많은 분야에서 사용되고 있고, 이러한 직렬로봇은 구동장치를 포함한 링크들이 연속적으로 연결되어 최종의 엔드이펙터(end-effector)가 다수의 자유도를 구사하는 로봇으로 큰 작업 공간에서 사용되기 적절하며, 상대적으로 제작 및 운용에 드는 비용이 저렴하고, 다양한 작업에 적용될 수 있는 유연성을 가지는 등의 장점이 있다.In the robots used in the industrial field as described above, serial robots are used in more fields, and these serial robots have a number of end-effectors as links including driving devices are connected in series. As a robot that makes full use of the degree of freedom, it is suitable to be used in a large work space, relatively inexpensive to manufacture and operate, and has advantages such as flexibility that can be applied to various tasks.

종래에 널리 사용되고 있는 직렬로봇의 경우 제조 및 조립 공정에서 야기된 기구학적 오차를 다루기가 상대적으로 쉽다는 장점이 있다. 그러나, 정밀도와 연관된 강성을 향상시키는 것은 매우 어려운데, 예를 들어 동일한 작업 공간을 유지하면서 강성을 증가시키는 것은 기계 구조에 사용된 재료의 양을 증가시키는 것을 의미하는바 비용의 증가를 직접적으로 초래하며, 또한 무게의 증가에 따라 엑추에이터, 관절 및 동력전달수단 등에 더 높은 사양이 요구되기 때문에 공학적 어려움과 비용 증가를 야기하게 된다.In the case of a serial robot that is widely used in the related art, it has the advantage that it is relatively easy to handle kinematic errors caused in manufacturing and assembly processes. However, it is very difficult to improve the stiffness associated with precision, e.g., increasing stiffness while maintaining the same working space means increasing the amount of material used in the machine structure, which directly leads to an increase in cost. In addition, as the weight increases, higher specifications are required for actuators, joints, and power transmission means, leading to engineering difficulties and increased cost.

갈수록 더 높은 정밀도가 요구되고 있는 산업 현장에서, 이와 같이 직렬로봇의 한계가 점차 드러나고 있고, 이러한 문제점을 해소하기 위하여 다른 형태의 로봇 설계가 이루어져 왔다. 그 중 한 예가 병렬로봇(Parallel Robot)으로, 병렬로봇은 본질적으로 무게의 증가가 거의 없이 강성을 크게 향상시킬 수 있으며, 이에 따라 정밀도 역시 높일 수 있다는 장점을 갖는다.In industrial sites where higher precision is increasingly required, the limitations of serial robots are gradually emerging, and other types of robot designs have been made to solve these problems. One example is a parallel robot, which essentially has the advantage that rigidity can be greatly improved with little increase in weight, and thus precision can also be increased.

즉, 병렬로봇은 제한된 작업공간 내에서 제품이나 부품을 고속으로 이송하는데 주로 사용되는 것으로서, 링크부의 개수의 개수에 따라 3개인 델타(delta)형 병렬로봇 또는 4개인 쿼트로(quattro)형 병렬 로봇 등으로 불린다.That is, parallel robots are mainly used to transfer products or parts at high speed within a limited work space, and depending on the number of link parts, three delta-type parallel robots or four quattro-type parallel robots, etc. Is called

병렬로봇의 일반적인 구조는 도 1에 도시된 바와 같이 기준프레임(10), 구동프레임(20) 및 기준프레임(10)과 구동프레임(20)을 연결하는 복수의 링크부(30)를 포함하며, 구동프레임(20)에는 엔드이펙터(40)가 구비된다. 도면상 링크부(30)가 3개인 델타형 병렬로봇으로서, 각각의 링크부(30)의 구조는 동일하다. 즉, 링크부(30)는 주동링크(31)와 2개의 수동링크(32, 33)를 포함하고, 주동링크(31)의 일단은 기준프레임(10)에 설치된 엑추에이터(11)와 연결된다. 이때, 2개의 수동링크(32, 33)의 각 일단은 주동링크(31)의 타단에 볼조인트 결합되고, 각 타단은 구동프레임(20)에 볼조인트 결합되면서 평행사변형 링크구조를 가진다. 따라서, 각각의 링크부(30)는 각각의 주동링크(31)와 연결된 엑추에이터(11)에 의해 개별적으로 제어되며, 구동프레임(20)은 기준프레임(10)를 기준으로 3축 이동을 통해 위치결정이 가능해진다.The general structure of the parallel robot includes a reference frame 10, a driving frame 20, and a plurality of link units 30 connecting the reference frame 10 and the driving frame 20, as shown in FIG. 1, The driving frame 20 is provided with an end effector 40. As a delta-type parallel robot having three link units 30 in the drawing, the structure of each link unit 30 is the same. That is, the link unit 30 includes a main link 31 and two manual links 32 and 33, and one end of the main link 31 is connected to the actuator 11 installed in the reference frame 10. At this time, each end of the two manual links 32 and 33 is a ball joint coupled to the other end of the main link 31, and each other end has a parallelogram link structure while being ball joint coupled to the driving frame 20. Therefore, each link unit 30 is individually controlled by the actuator 11 connected to each main link 31, and the driving frame 20 is positioned through 3-axis movement based on the reference frame 10. The decision becomes possible.

그런데, 이러한 병렬로봇은 구동프레임의 3축 직선이동만이 가능하므로 최근에는 엔드이펙터(40)에 회전운동을 전달할 수 있도록 회전운동 전달 메카니즘이 구비된 다양한 병렬로봇이 소개되고 있다.However, since such a parallel robot is capable of only 3-axis linear movement of the driving frame, various parallel robots having a rotational motion transmission mechanism have been introduced recently so as to transmit the rotational motion to the end effector 40.

예컨대, 일본공표특허공보 제2002-532269호 및 본 출원인이 출원 및 등록한 한국등록특허공보 제10-1383878호와 같이 기준프레임(10)를 관통하는 신축 가능한 별도의 회전전달링크부를 구비하는 구조인데, 회전전달링크부의 길이에 의해 구동프레임(20)의 이동이 제한되는 등의 문제가 있다. 또한, 미국특허공보 제4976582호나 일본공개특허공보 제2011-88262호와 같이 구동프레임(20)이나 수동링크(32, 33)에 엔드이펙터(40)를 회전시키는 별도의 회전엑추에이터를 직접 설치하는 등의 구조는 구동프레임(20)의 가감속 성능이 크게 저하되고, 구동프레임(20)를 이동시키는 엑추에이터(11)에 걸리는 부하가 커진다는 문제가 있다.For example, as in Japanese Patent Publication No. 2002-532269 and Korean Patent Publication No. 10-1383878 filed and registered by the present applicant, it is a structure having a separate rotation transmission link that can be stretched through the reference frame 10, There is a problem in that the movement of the driving frame 20 is limited by the length of the rotation transmission link. In addition, as in U.S. Patent No. 4976582 or Japanese Patent Application No. 2011-88262, a separate rotary actuator for rotating the end effector 40 is directly installed on the drive frame 20 or the manual links 32 and 33. The structure of the drive frame 20 has a problem that the acceleration/deceleration performance of the drive frame 20 is greatly reduced, and the load applied to the actuator 11 moving the drive frame 20 is increased.

한편, 한국등록특허공보 제10-1269187호의 '와이어로프를 이용하여 추가 자유도를 부여한 병렬 링크 로봇'의 경우에는 와이어로프를 이용해 엔드이펙터에 회전운동을 전달하고자 한다. 그러나, 와이어로프의 경우에는 첫째, 꺾이는 지점마다 가이드풀리가 설치되어야 하므로 공간활용성 저하 및 조립이나 설치에 큰 어려움이 있고, 둘째 와이어로프 자체가 동력전달에 있어서나 자체적인 신축성에 의해 정밀제어에는 전혀 맞지가 않다는 문제가 있다.On the other hand, in the case of the'parallel link robot with an additional degree of freedom using a wire rope' of Korean Patent Publication No. 10-1269187, a wire rope is used to transmit a rotational motion to the end effector. However, in the case of wire ropes, first, since guide pulleys must be installed at each bending point, space utilization is deteriorated and there is great difficulty in assembly or installation, and second, wire ropes themselves are not suitable for precise control due to power transmission or their own elasticity. There is a problem that it doesn't fit at all.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명의 목적은, 엔드이펙터에 회전운동이 가능하도록 회전운동 전달 메카니즘을 구비하되, 조립이나 설치가 용이하고, 구동프레임의 가감속 성능을 저하시키지 않으면서도 정밀한 제어를 달성할 수 있는 회전운동 전달 메카니즘이 구비된 병렬로봇을 제공하는 데 있다.An object of the present invention conceived to solve the above problems is to provide a rotational motion transmission mechanism to enable rotational motion to the end effector, but it is easy to assemble or install, and without deteriorating the acceleration/deceleration performance of the drive frame. It is to provide a parallel robot equipped with a rotational motion transmission mechanism capable of achieving precise control.

또한, 이러한 병렬로봇이 직선방향으로의 확장된 작업영역을 가지도록 기준프레임을 고정시키지 않고, 직선이동 가능하게 슬라이딩하도록 구성하며, 각 링크부의 구동원인 복수의 엑추에이터를 분리 설치하여 하중을 최소화함으로써 정밀도를 향상시키고, 구동프레임의 이송속도를 보다 고속으로 수행할 수 있는 회전운동 전달 메카니즘이 구비된 병렬로봇을 제공하는 데 있다.In addition, this parallel robot does not fix the reference frame so that it has an extended work area in the linear direction, and is configured to slide so that it can move linearly, and by separating and installing a plurality of actuators, which are driving sources of each link, the load is minimized. It is to provide a parallel robot equipped with a rotational motion transmission mechanism capable of improving the speed of the drive frame and performing the transfer speed of the drive frame at a higher speed.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 회전운동 전달 메카니즘이 구비된 병렬로봇의 제1 실시예는, X-Y-Z의 3축으로 된 기준좌표계의 기준원점이 정의되는 기준프레임과, 상기 기준프레임으로부터 이격되어 이동 가능하게 설치되고, x-y-z의 3축으로 된 구동좌표계의 구동원점이 정의되며, 엔드이펙터가 구비된 구동프레임과, 상기 기준프레임과 상기 구동프레임을 연결하고, 각각이 상기 기준프레임에 대하여 1자유도를 갖는 주동링크 및 상기 주동링크와 상기 구동프레임을 연결하는 한 쌍의 평행한 수동링크를 구비하는 복수의 구동링크부와, 상기 기준프레임에 각각 설치되고, 상기 구동링크부 각각의 주동링크에 동력을 전달하는 복수의 제1 엑추에이터와, 상기 구동프레임에 구비된 상기 엔드이펙터에 1 자유도 이상의 회전운동을 전달하도록 상기 구동링크부 중 적어도 어느 하나 이상에 설치되는 회전운동전달부를 포함하고, 상기 회전운동전달부는, 상기 구동링크부의 주동링크 내부에 고정 설치된 제2 엑추에이터와, 상기 구동링크부의 주동링크 내부에 회전 가능하게 설치되고, 일단이 상기 제2 엑추에이터로부터 회전력을 전달받아 회전하는 주동회전축과, 상기 구동링크부 중 한 쌍의 평행한 상기 수동링크 사이에 평행하게 위치하면서 한 쌍의 상기 수동링크와 함께 평행링크 운동을 하고, 일단이 상기 주동회전축의 타단으로부터 회전력을 전달받아 회전하는 회전운동전달링크와, 상기 구동링크부의 주동링크 내부에 설치되고, 상기 주동회전축의 타단으로부터 상기 회전운동전달링크의 일단에 회전력을 전달하는 제1 동력전달수단과, 상기 구동프레임에 설치되고, 상기 회전운동전달링크의 타단으로부터 상기 엔드이펙터에 회전력을 전달하는 제2 동력전달수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a first embodiment of a parallel robot equipped with a rotational motion transmission mechanism according to the present invention includes a reference frame in which a reference origin of a reference coordinate system consisting of three axes of XYZ is defined, and from the reference frame. It is installed to be movable apart from each other, and the driving origin of the driving coordinate system of xyz is defined, the driving frame equipped with an end effector, and the reference frame and the driving frame are connected, each of which is relative to the reference frame. A plurality of driving link units including a main link having one degree of freedom and a pair of parallel manual links connecting the main link and the driving frame, and each of the driving link units installed on the reference frame, and each of the driving link units A plurality of first actuators that transmit power to the drive frame, and a rotational motion transmission unit installed on at least one of the driving link units to transmit a rotational movement of more than one degree of freedom to the end effector provided in the driving frame, The rotational motion transmission unit includes a second actuator fixedly installed inside the main link of the driving link unit, and a main rotating shaft rotatably installed inside the main link of the driving link unit, and one end is rotated by receiving rotational force from the second actuator. And, while being positioned in parallel between a pair of parallel manual links among the driving link units, a parallel link motion is performed with the pair of manual links, and one end rotates by receiving a rotational force from the other end of the main rotating shaft. A motion transmission link, a first power transmission means installed inside the main link of the driving link unit and transmitting a rotational force to one end of the rotational motion transmission link from the other end of the main rotation shaft, and installed on the drive frame, the rotation It characterized in that it comprises a second power transmission means for transmitting the rotational force to the end effector from the other end of the motion transmission link.

또한, 상기 제1 동력전달수단은, 상기 주동회전축의 타단에 결합되어 함께 회전하는 제1 주동베벨기어와, 일단에 상기 제1 주동베벨기어와 치합되어 회전하는 제1 종동베벨기어가 구비되고, 타단이 상기 주동링크의 외부로 돌출되어 상기 회전운동전달링크의 일단과 제1 유니버셜조인트를 매개로 결합되는 제1 베벨기어축을 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the first power transmission means is provided with a first main bevel gear coupled to the other end of the main rotating shaft and rotating together, and a first driven bevel gear engaged with the first main bevel gear to rotate at one end, And a first bevel gear shaft having the other end protruding out of the main link and coupled to one end of the rotational motion transmission link through a first universal joint.

또한, 상기 제2 동력전달수단은, 일단이 상기 회전운동전달링크의 타단과 제2 유니버셜조인트를 매개로 결합되고, 타단에 구비된 제2 종동베벨기어가 상기 구동프레임의 내부로 삽입되어 회전 가능하게 지지되는 제2 베벨기어축과, 상기 구동프레임의 내부에 회전 가능하게 설치되고, 상기 제2 종동베벨기어와 치합되어 회전하는 제3 종동베벨기어와, 상기 제3 종동베벨기어의 회전력을 상기 구동프레임에 구비된 상기 엔드이펙터에 회전운동으로 전달하는 기어연결 메카니즘을 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the second power transmission means has one end coupled to the other end of the rotational motion transmission link through a second universal joint, and a second driven bevel gear provided at the other end is inserted into the drive frame to be rotated. A second bevel gear shaft supported so as to be rotatably installed inside the drive frame, a third driven bevel gear engaged with the second driven bevel gear to rotate, and a rotational force of the third driven bevel gear. It characterized in that it comprises a gear connection mechanism for transmitting the rotational motion to the end effector provided in the drive frame.

또한, 상기 구동링크부는, 3개의 델타형 구조이고, 상기 회전운동전달부는, 상기 구동프레임에 구비된 상기 엔드이펙터에 3 자유도의 회전운동을 전달하도록 상기 구동링크부 각각에 설치되는 것을 특징으로 한다.In addition, the driving link unit is of three delta-type structures, and the rotational motion transmission unit is installed on each of the driving link units to transmit a rotational movement of 3 degrees of freedom to the end effector provided in the driving frame. .

한편, 본 발명에 따른 회전운동 전달 메카니즘이 구비된 병렬로봇의 제2 실시예는, 서로 마주보도록 이격되어 고정 설치된 한 쌍의 제1 및 제2 고정베이스와, 양단이 각각 상기 제1 및 제2 고정베이스에 회전 가능하게 결합되고, 직선구동엑추에이터로부터 동력을 전달받아 회전하는 장형의 볼스크류와, 각각의 양단이 상기 제1 및 제2 고정베이스에 회전 가능하게 결합되고, 각각이 복수의 회전구동엑추에이터로부터 동력을 각각 전달받아 회전하며, 각각의 외주면에 길이방향을 따라 볼스플라인이 함몰 형성된 복수의 볼스플라인가이드봉과, 상기 볼스크류와 결합되는 볼너트가 고정 결합되고, 상기 볼스플라인가이드봉 각각과 결합되는 복수의 볼스플라인너트가 각각 회전 가능하게 결합되며, 상기 볼스크류의 회전운동을 전달받아 상기 제1 및 제2 고정베이스 사이를 직선 이동하는 기준프레임과, 상기 기준프레임으로부터 이격되어 이동 가능하게 설치되고, 엔드이펙터가 구비된 구동프레임과, 상기 기준프레임과 상기 구동프레임을 연결하고, 각각이 상기 기준프레임에 구비된 각각의 볼스프라인너트로부터 회전력을 전달받아 회전운동을 하는 주동링크 및 상기 주동링크와 상기 구동프레임을 연결하는 한 쌍의 평행한 수동링크를 구비하는 복수의 구동링크부와, 상기 구동프레임에 구비된 상기 엔드이펙터에 1 자유도 이상의 회전운동을 전달하도록 상기 구동링크부 중 적어도 어느 하나 이상에 설치되는 회전운동전달부를 포함하여 이루어진다.On the other hand, the second embodiment of the parallel robot equipped with the rotational motion transmission mechanism according to the present invention is a pair of first and second fixed bases fixedly installed to face each other, and the first and second ends respectively A long ball screw that is rotatably coupled to the fixed base and rotates by receiving power from a linear actuator, and both ends of each are rotatably coupled to the first and second fixed bases, each of which is driven by a plurality of rotations. A plurality of ball spline guide rods in which a ball spline is recessed along a longitudinal direction on each outer circumferential surface and a ball nut coupled to the ball screw are fixedly coupled, and each of the ball spline guide rods and A plurality of ball spline nuts to be coupled are rotatably coupled, and a reference frame that linearly moves between the first and second fixed bases by receiving the rotational motion of the ball screw, and a reference frame that is spaced apart from the reference frame to enable movement. A driving frame installed and provided with an end effector, a main driving link that connects the reference frame and the driving frame, and performs rotational motion by receiving rotational force from each ball spline nut provided in the reference frame, and the A plurality of driving link units having a pair of parallel manual links connecting the main link and the driving frame, and one of the driving link units to transmit a rotational motion of at least one degree of freedom to the end effector provided in the driving frame. It comprises a rotational motion transmission unit installed on at least one or more.

또한, 상기 회전운동전달부는, 상기 구동링크부의 주동링크 내부에 고정 설치된 제2 엑추에이터와, 상기 구동링크부의 주동링크 내부에 회전 가능하게 설치되고, 일단이 상기 제2 엑추에이터로부터 회전력을 전달받아 회전하는 주동회전축과, 상기 구동링크부 중 한 쌍의 평행한 상기 수동링크 사이에 평행하게 위치하면서 한 쌍의 상기 수동링크와 함께 평행링크 운동을 하고, 일단이 상기 주동회전축의 타단으로부터 회전력을 전달받아 회전하는 회전운동전달링크와, 상기 구동링크부의 주동링크 내부에 설치되고, 상기 주동회전축의 타단으로부터 상기 회전운동전달링크의 일단에 회전력을 전달하는 제1 동력전달수단과, 상기 구동프레임에 설치되고, 상기 회전운동전달링크의 타단으로부터 상기 엔드이펙터에 회전력을 전달하는 제2 동력전달수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the rotational motion transmission unit includes a second actuator fixedly installed inside the main link of the driving link unit, and rotatably installed inside the main link of the driving link unit, and one end rotates by receiving a rotational force from the second actuator. A parallel link motion is performed with the pair of manual links while being positioned in parallel between the main rotating shaft and the pair of parallel manual links among the driving link parts, and one end is rotated by receiving rotational force from the other end of the main rotating shaft. A rotational motion transmission link and a first power transmission means installed inside the main link of the driving link unit and transmitting a rotational force from the other end of the main rotational shaft to one end of the rotational movement transmission link, and installed in the drive frame, It characterized in that it comprises a second power transmission means for transmitting the rotational force to the end effector from the other end of the rotational motion transmission link.

또한, 상기 제1 동력전달수단은, 상기 주동회전축의 타단에 결합되어 함께 회전하는 제1 주동베벨기어와, 일단에 상기 제1 주동베벨기어와 치합되어 회전하는 제1 종동베벨기어가 구비되고, 타단이 상기 주동링크의 외부로 돌출되어 상기 회전운동전달링크의 일단과 제1 유니버셜조인트를 매개로 결합되는 제1 베벨기어축을 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the first power transmission means is provided with a first main bevel gear coupled to the other end of the main rotating shaft and rotating together, and a first driven bevel gear engaged with the first main bevel gear to rotate at one end, And a first bevel gear shaft having the other end protruding out of the main link and coupled to one end of the rotational motion transmission link through a first universal joint.

또한, 상기 제2 동력전달수단은, 일단이 상기 회전운동전달링크의 타단과 제2 유니버셜조인트를 매개로 결합되고, 타단에 구비된 제2 종동베벨기어가 상기 구동프레임의 내부로 삽입되어 회전 가능하게 지지되는 제2 베벨기어축과, 상기 구동프레임의 내부에 회전 가능하게 설치되고, 상기 제2 종동베벨기어와 치합되어 회전하는 제3 종동베벨기어와, 상기 제3 종동베벨기어의 회전력을 상기 구동프레임에 구비된 상기 엔드이펙터에 회전운동으로 전달하는 기어연결 메카니즘을 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the second power transmission means has one end coupled to the other end of the rotational motion transmission link through a second universal joint, and a second driven bevel gear provided at the other end is inserted into the drive frame to be rotated. A second bevel gear shaft supported so as to be rotatably installed inside the drive frame, a third driven bevel gear engaged with the second driven bevel gear to rotate, and a rotational force of the third driven bevel gear. It characterized in that it comprises a gear connection mechanism for transmitting the rotational motion to the end effector provided in the drive frame.

또한, 상기 구동링크부는, 3개의 델타형 구조이고, 상기 회전운동전달부는, 상기 구동프레임에 구비된 상기 엔드이펙터에 3 자유도의 회전운동을 전달하도록 상기 구동링크부 각각에 설치되는 것을 특징으로 한다.In addition, the driving link unit is of three delta-type structures, and the rotational motion transmission unit is installed on each of the driving link units to transmit a rotational movement of 3 degrees of freedom to the end effector provided in the driving frame. .

본 발명에 따른 회전운동 전달 메카니즘이 구비된 병렬로봇은, 회전운동전달부를 통해 엔드이펙터에 회전운동이 가능하도록 회전운동 전달 메카니즘을 구비하되, 회전운동전달부를 주동회전축 및 회전운동전달링크와 같이 구동링크부에 새로운 방식의 구조를 접목하여 조립이나 설치가 용이하고, 구동프레임(의 가감속 성능을 저하시키지 않으면서도 정밀한 제어를 달성할 수 있다.A parallel robot equipped with a rotational motion transmission mechanism according to the present invention has a rotational motion transmission mechanism to enable rotational movement to an end effector through a rotational motion transmission unit, and the rotational movement transmission unit is driven like a main rotation shaft and a rotational movement transmission link. By grafting a new structure into the link part, it is easy to assemble or install, and precise control can be achieved without deteriorating the acceleration/deceleration performance of the drive frame.

특히, 회전운동전달부의 제1 동력전달수단 및 제2 동력전달수단을 통해 주동회전축으로부터 회전운동전달링크를 거쳐 엔드이펙터에 회전운동을 전달할 수 있고, 회전운동전달링크가 구동링크부의 한 쌍의 수동링크와 함께 평행링크 운동이 가능하도록 제1 동력전달수단 및 제2 동력전달수단에 각각 제1 및 제2 유니버셜조인트를 회전운동전달링크의 양단에 개재시키면서 제1 주동 및 제2 내지 제3 베벨기어에 의한 주동회전축 및 엔드이펙터의 기어연결 메카니즘에 회전력 전달이 가능하도록 하여 최종적인 엔드이펙터에 원하는 회전운동을 전달할 수 있는 효과가 있다.In particular, through the first power transmission means and the second power transmission means of the rotational motion transmission unit, the rotational movement can be transmitted from the main rotational shaft to the end effector through the rotational movement transmission link, and the rotational movement transmission link is a pair of manual driving link units The first main and second to third bevel gears while the first and second universal joints are interposed at both ends of the rotational motion transmission link, respectively, to the first power transmission means and the second power transmission means to enable parallel link movement with the link. By allowing the transmission of rotational force to the main rotation shaft and the gear connection mechanism of the end effector, there is an effect of transmitting the desired rotational motion to the final end effector.

더욱이, 직선방향으로의 확장된 작업영역을 가지면서도 기준프레임을 고정시키지 않고, 직선이동 가능하게 구성하면서 각 구동링크부의 구동원인 복수의 제1 엑추에이터를 기준프레임으로부터 분리하여 제1 고정베이스 또는 제2 고정베이스에 회전구동엑추에이터로 설치하여 하중을 최소화함으로써 정밀도를 향상시키고, 구동프레임의 이송속도를 보다 고속으로 수행할 수 있는 효과가 있다.Moreover, while having an extended working area in a linear direction, the reference frame is not fixed, and a plurality of first actuators, which are driving sources of each driving link unit, are separated from the reference frame, while the reference frame is not fixed. It has the effect of improving precision by minimizing the load by installing it as a rotational actuator on the fixed base, and performing the transfer speed of the driving frame at a higher speed.

도 1은 종래 기술에 따른 병렬로봇을 개략적으로 도시한 사시도이고,
도 2는 본 발명에 따른 회전운동 전달 메카니즘이 구비된 병렬로봇의 제1 실시예를 도시한 사시도이며,
도 3은 도 2의 실시예의 측면도이고,
도 4는 도 2의 실시예 중 단일의 구동링크부, 제1 엑추에이터 및 회전운동전달부를 도시한 요부 사시도이며,
도 5는 도 2의 실시예 중 단일의 구동링크부 및 회전운동전달부를 도시한 요부 사시도이고,
도 6은 도 5의 실시예에서 구동링크부 중 주동링크의 내부에 설치된 제1 동력전달수단을 도시한 요부 절개 사시도이며,
도 7은 도 5의 실시예에서 구동링크부를 배제한 회전운동전달부를 도시한 요부 사시도이고,
도 8은 도 5의 실시예에서 단일의 구동링크부 및 회전운동전달부의 링크 연결관계를 개략적으로 도시한 링크연결도이며,
도 9는 도 2의 실시예 중 구동프레임을 도시한 요부 사시도이고,
도 10 내지 12는 도 9의 실시예에서 구동프레임에 구비된 엔드이펙터의 3 자유도 회전운동 각각을 표현하기 위해 회전운동전달부 중 제2 동력전달수단의 작동과정을 도시한 단면도이며,
도 13은 본 발명에 따른 회전운동 전달 메카니즘이 구비된 병렬로봇의 제2 실시예를 도시한 사시도이고,
도 14는 도 13의 실시예의 평면도이다.1 is a perspective view schematically showing a parallel robot according to the prior art,
2 is a perspective view showing a first embodiment of a parallel robot equipped with a rotational motion transmission mechanism according to the present invention,
Figure 3 is a side view of the embodiment of Figure 2,
4 is a perspective view of a main part showing a single driving link part, a first actuator, and a rotational motion transmission part in the embodiment of FIG. 2;
5 is a perspective view of a main part showing a single driving link part and a rotational motion transmission part in the embodiment of FIG. 2;
6 is a cut-away perspective view of a main part showing a first power transmission means installed inside the main link among the driving link parts in the embodiment of FIG. 5;
7 is a perspective view of a main part showing a rotational motion transmission part excluding a driving link part in the embodiment of FIG. 5;
8 is a link connection diagram schematically showing a link connection relationship between a single driving link unit and a rotational motion transmission unit in the embodiment of Fig. 5;
9 is a perspective view of a main part showing a driving frame in the embodiment of FIG. 2,
10 to 12 are cross-sectional views showing the operation of the second power transmission means among the rotational motion transmission units in order to express each of the three degrees of freedom rotational movement of the end effector provided in the driving frame in the embodiment of FIG. 9,
13 is a perspective view showing a second embodiment of a parallel robot equipped with a rotational motion transmission mechanism according to the present invention,
14 is a plan view of the embodiment of FIG. 13.

이하에서는 첨부된 도면을 참조로 본 발명에 따른 회전운동 전달 메카니즘이 구비된 병렬로봇의 제1 실시예 및 제2 실시예를 각각 나누어 상세히 설명한다.Hereinafter, a first embodiment and a second embodiment of a parallel robot equipped with a rotational motion transmission mechanism according to the present invention will be separately described in detail with reference to the accompanying drawings.

먼저, 본 발명에 따른 회전운동 전달 메카니즘이 구비된 병렬로봇의 제1 실시예는, 도 2 내지 12에 도시된 바와 같이 기준프레임(100), 구동프레임(200), 구동링크부(300), 제1 엑추에이터(400) 및 회전운동전달부(500)를 포함하여 이루어지고, 상기 회전운동전달부(500)는 제2 엑추에이터(510), 주동회전축(520), 회전운동전달링크(530), 제1 동력전달수단(540) 및 제2 동력전달수단(550)을 포함한다.First, the first embodiment of the parallel robot equipped with the rotational motion transmission mechanism according to the present invention, as shown in Figs. 2 to 12, the reference frame 100, the driving frame 200, the driving link unit 300, A first actuator 400 and a rotational motion transmission unit 500 are included, and the rotational motion transmission unit 500 includes a second actuator 510, a main rotational shaft 520, a rotational motion transmission link 530, It includes a first power transmission means 540 and a second power transmission means 550.

기준프레임(100)은 도 2 및 3에 도시된 바와 같이 X-Y-Z의 3축으로 된 기준좌표계의 기준원점(110)이 정의된다. 보통 기준프레임(100)은 정해진 작업공간의 상부에 고정 설치되는데, 작업좌표계의 원점과 기준프레임(100)의 기준원점(110)의 위치를 일치하도록 설치하는 것이 좋다. 특히, 본 발명에 따른 회전운동 전달 메카니즘이 구비된 병렬로봇의 제1 실시예에서의 기준프레임(100)은 고정 설치되는 고정프레임이다.In the reference frame 100, as shown in FIGS. 2 and 3, a reference origin 110 of a reference coordinate system having three axes of X-Y-Z is defined. Usually, the reference frame 100 is fixedly installed on the upper part of a predetermined work space, and it is preferable to install the reference frame 100 so as to match the origin of the work coordinate system with the reference origin 110 of the reference frame 100. In particular, the reference frame 100 in the first embodiment of the parallel robot equipped with the rotational motion transmission mechanism according to the present invention is a fixed frame that is fixedly installed.

구동프레임(200)은 도 2 내지 5, 7 및 9에 도시된 바와 같이 상기 기준프레임(100)으로부터 이격되어 이동 가능하게 설치되고, x-y-z의 3축으로 된 구동좌표계의 구동원점(210)이 정의되며, 엔드이펙터(220)가 구비된다. 구동프레임(200)의 구동좌표계는 상기 기준프레임(100)의 기준좌표계를 기준으로 표현되는 좌표계이다. 즉, 구동좌표계의 구동원점(210)의 위치 이동에 대한 기준을 정의하기 위해 기준프레임(100)의 기준좌표계가 정의되어야 하고, 기준좌표계를 기준으로 구동좌표계의 구동원점(210)의 위치 이동을 확인할 수 있어 제어를 용이하게 한다.As shown in Figs. 2 to 5, 7 and 9, the driving frame 200 is installed to be movable and spaced apart from the reference frame 100, and the driving origin 210 of the driving coordinate system consisting of three axes of xyz is defined. And, the end effector 220 is provided. The driving coordinate system of the driving frame 200 is a coordinate system expressed based on the reference coordinate system of the reference frame 100. That is, the reference coordinate system of the reference frame 100 must be defined in order to define the reference for the position movement of the driving origin 210 of the driving coordinate system, and the movement of the driving origin 210 of the driving coordinate system is performed based on the reference coordinate system. Can be checked to facilitate control.

이러한 구동프레임(200)에는 엔드이펙터(220)가 구비되는데, 즉 엔드이펙터(220)는 가공공구(working tool)일 수 있고, 이송을 위해 제품을 파지하는 그리퍼(gripper)일 수 있다. 이러한 엔드이펙터(220)의 구동을 위한 회전운동을 전달하기 위한 메카니즘이 필요하며, 엔드이펙터(220) 자체에 직접 구동엑추에이터를 설치하지 않고, 엔드이펙터(220)의 회전운동을 발생하는 구동엑추에이터를 후술하는 구동링크부(300)에 설치한 후 구동엑추에이터로부터 엔드이펙터(220)에 회전운동을 전달하기 위한 메카니즘을 구현하기 위한 것이 본 발명의 목적이며, 이는 후술하는 회전운동전달부(500)를 통해 달성될 수 있다.The drive frame 200 is provided with an end effector 220, that is, the end effector 220 may be a working tool or a gripper that grips a product for transport. A mechanism for transmitting the rotational motion for driving the end effector 220 is required, and without installing the drive actuator directly on the end effector 220 itself, a drive actuator that generates the rotational motion of the end effector 220 is provided. It is an object of the present invention to implement a mechanism for transmitting the rotational motion from the drive actuator to the end effector 220 after being installed in the drive link unit 300 to be described later, and this is an object of the present invention. Can be achieved through

구동링크부(300)는 도 2 내지 5 및 8에 도시된 바와 같이 복수가 구비되어 상기 기준프레임(100)과 구동프레임(200)을 연결하고, 각각이 상기 기준프레임(100)에 대하여 1 자유도를 갖는 주동링크(310) 및 상기 주동링크(310)와 상기 구동프레임(200)을 연결하는 한 쌍의 평행한 수동링크(320)를 구비한다. 이때, 제1 엑추에이터(400)는 역시 복수가 구비되어 상기 기준프레임(100)에 각각 설치되고, 상기 구동링크부(300) 각각의 주동링크(310)에 동력을 전달한다.As shown in Figs. 2 to 5 and 8, the driving link unit 300 is provided with a plurality of connecting the reference frame 100 and the driving frame 200, each of which is 1 degree of freedom with respect to the reference frame 100 It includes a main link 310 having a and a pair of parallel manual links 320 connecting the main link 310 and the drive frame 200. At this time, a plurality of the first actuators 400 are also provided and installed on the reference frame 100, respectively, and transmit power to the main links 310 of each of the driving link units 300.

상기 구동링크부(300)는 도면상 3개의 델타형 병렬로봇을 도시하고 있으나, 구동링크부(300)의 개수는 4개 또는 5개의 병렬로봇을 구성할 수도 있다. 즉, 구동프레임(200)에 구비되는 엔드이펙터(220)의 필요한 회전운동의 자유도 수에 따라 구동링크부(300)의 수를 정할 수 있는 것이다.The driving link unit 300 shows three delta-type parallel robots in the drawing, but the number of the driving link units 300 may constitute 4 or 5 parallel robots. That is, the number of driving link units 300 may be determined according to the required number of degrees of freedom of rotational movement of the end effector 220 provided in the driving frame 200.

상술한 기준프레임(100), 구동프레임(200), 복수의 구동링크부(300) 및 복수의 제1 엑추에이터(400)의 구조만을 살펴볼 때, 도 1에 도시된 바와 같이 종래의 일반적인 병렬로봇과 동일하므로 제1 엑추에이터(400)의 작동으로 구동링크부(300)의 구동에 의해 기준프레임(100)을 기준으로 구동프레임(200)의 3축 위치이동 과정에 관한 상세한 설명은 생략한다.When looking at only the structures of the reference frame 100, the driving frame 200, the plurality of driving link units 300, and the plurality of first actuators 400, as shown in FIG. 1, a conventional parallel robot Therefore, a detailed description of the process of moving the three-axis position of the driving frame 200 relative to the reference frame 100 by driving the driving link unit 300 by the operation of the first actuator 400 will be omitted.

본 발명은 앞서 살핀 바와 같이, 상기와 같은 병렬로봇에 있어서 구동프레임(200)에 구비된 엔드이펙터(220)에 회전운동을 전달하기 위한 메카니즘을 구현하기 위한 것으로, 회전운동전달부(500)를 통해 달성될 수 있으며 이러한 회전운동전달부(500)에 대하여 보다 구체적으로 살펴본다.The present invention is to implement a mechanism for transmitting the rotational motion to the end effector 220 provided in the driving frame 200 in the parallel robot as described above, as salpin, the rotational motion transmission unit 500 It can be achieved through and looks at in more detail with respect to this rotational motion transmission unit 500.

회전운동전달부(500)는 도 2 내지 12에 도시된 바와 같이 상기 구동프레임(200)에 구비된 상기 엔드이펙터(220)에 1 자유도 이상의 회전운동을 전달하도록 상기 구동링크부(300) 중 적어도 어느 하나 이상에 설치된다. 도 2 및 3에 도시된 바와 같이 구동링크부(300)가 3개인 델타형 병렬로봇으로, 각각의 구동링크부(300)에 회전운동전달부(500)가 각각 설치되어 엔드이펙터(220)에 3 자유도의 회전운동을 전달할 수 있다. 만일, 엔드이펙터(220)에 1 자유도의 회전운동만을 전달하는 경우에는 복수의 구동링크부(300) 중 하나의 구동링크부(300)에만 회전운동전달부(500)를 설치하면 되고, 특히 엔드이펙터(220)에 4 또는 5자유도의 회전운동이 필요한 경우에는 구동링크부(300)의 개수를 4개 또는 5개로 설치하고, 회전운동전달부(500)를 각 구동링크부(300)에 설치하면 될 것이다.The rotational motion transmission unit 500 is one of the driving link units 300 to transmit a rotational movement of more than one degree of freedom to the end effector 220 provided in the driving frame 200 as shown in FIGS. It is installed in at least one or more. As shown in Figs. 2 and 3, a delta-type parallel robot having three driving link units 300, and a rotational motion transmission unit 500 is installed in each driving link unit 300, respectively, to the end effector 220. It can transmit the rotational motion of 3 degrees of freedom. If, in the case of transmitting only the rotational motion of one degree of freedom to the end effector 220, it is sufficient to install the rotational motion transmission unit 500 only in one driving link unit 300 among the plurality of driving link units 300, in particular, the end If the effector 220 requires a rotational motion of 4 or 5 degrees of freedom, the number of driving link units 300 is 4 or 5, and the rotational motion transmission unit 500 is installed in each driving link unit 300 You will do it.

이러한 회전운동전달부(500)의 구체적인 구조는 새로운 회전운동 전달구조이고, 제2 엑추에이터(510), 주동회전축(520), 회전운동전달링크(530), 제1 동력전달수단(540) 및 제2 동력전달수단(550)을 포함한다. 상기 제2 엑추에이터(510)로부터 발생한 회전력을 주동회전축(520)을 통해 회전운동전달링크(530)로 전달하되, 회전운동전달링크(530)가 구동링크부(300)의 한 쌍의 평행한 수동링크(320)와 함께 평행링크 운동을 하면서 구동프레임(200)의 이동에 대한 간섭은 배제하고, 엔드이펙터(220)에 회전운동이 전달되도록 제1 동력전달수단(540) 및 제2 동력전달수단(550)을 통해 이루어내고자 하는 것이다.The specific structure of this rotational motion transmission unit 500 is a new rotational motion transmission structure, and the second actuator 510, the main rotational shaft 520, the rotational motion transmission link 530, the first power transmission means 540 and the first It includes 2 power transmission means (550). The rotational force generated from the second actuator 510 is transmitted to the rotational movement transmission link 530 through the main rotational shaft 520, but the rotational movement transmission link 530 is a pair of parallel manuals of the driving link unit 300. The first power transmission means 540 and the second power transmission means so that the rotational motion is transmitted to the end effector 220 while excluding interference with the movement of the driving frame 200 while performing the parallel link movement with the link 320 It is to achieve through (550).

제2 엑추에이터(510)는 도 5 내지 8에 도시된 바와 같이 상기 구동링크부(300)의 주동링크(310) 내부에 고정 설치된다. 구동링크부(300)는 주동링크(310) 및 한 쌍의 평행한 수동링크(320)로 구성되고, 주동링크(310)는 제1 엑추에이터(400)로부터 회전력을 전달받아 회전하며, 주동링크(310)의 회전에 따라 수동링크(320)가 구동하면서 구동프레임(200)을 이동시키게 된다. 이때, 상기 주동링크(310)를 도 5 및 6에 도시된 바와 같이 내부가 중공인 장형의 아암형상으로 제작하고, 이러한 주동링크(310)의 내부에 상기 제2 엑추에이터(510)를 고정 설치하는 것이다. 제2 엑추에이터(510)는 도 8에 도시된 바와 같이 회전운동전달부(500)의 동력원으로서 인풋 회전력을 제공한다.The second actuator 510 is fixedly installed inside the main link 310 of the driving link unit 300 as shown in FIGS. 5 to 8. The driving link unit 300 is composed of a main link 310 and a pair of parallel manual links 320, the main link 310 rotates by receiving a rotational force from the first actuator 400, and the main link ( As the manual link 320 is driven according to the rotation of 310), the driving frame 200 is moved. At this time, the main link 310 is manufactured in a long arm shape with a hollow inside as shown in Figs. 5 and 6, and the second actuator 510 is fixedly installed inside the main link 310. will be. The second actuator 510 provides an input rotational force as a power source of the rotational motion transmission unit 500 as shown in FIG. 8.

주동회전축(520)은 도 5 내지 8에 도시된 바와 같이 상기 구동링크부(300)의 주동링크(310) 내부에 회전 가능하게 설치되고, 일단이 상기 제2 엑추에이터(510)로부터 회전력을 전달받아 회전한다. 즉, 제2 엑추에이터(510)가 주동회전축(520)을 회전시키게 된다. 여기서 상기 제2 엑추에이터(510) 및 주동회전축(520)은 주동링크(310) 내부에 설치되므로 제1 엑추에이터(400)에 의해 주동링크(310)가 구동할 때 함께 움직인다.The main rotation shaft 520 is rotatably installed inside the main link 310 of the driving link unit 300 as shown in FIGS. 5 to 8, and one end receives rotational force from the second actuator 510 Rotate. That is, the second actuator 510 rotates the main rotation shaft 520. Here, since the second actuator 510 and the main rotation shaft 520 are installed inside the main link 310, they move together when the main link 310 is driven by the first actuator 400.

회전운동전달링크(530)는 도 5 내지 8에 도시된 바와 같이 상기 구동링크부(300) 중 한 쌍의 평행한 상기 수동링크(320) 사이에 평행하게 위치하면서 한 쌍의 상기 수동링크(320)와 함께 평행링크 운동을 하고, 일단이 상기 주동회전축(520)의 타단으로부터 회전력을 전달받아 회전한다. 즉, 회전운동전달링크(530)는 제2 엑추에이터(510)를 통해 회전하는 주동회전축(520)으로부터 회전력을 전달받아 최종 구동프레임(200)에 구비된 엔드이펙터(220)에 회전운동을 전달하는 구성으로, 회전운동전달링크(530)는 한 쌍의 수동링크(320)를 지나야 한다. 이때 구동프레임(200)은 구동링크부(300)의 작동에 따라 이동하므로 이러한 구동링크부(300)의 작동에 간섭되지 않도록 회전운동전달링크(530)가 설치되어야 한다.As shown in Figs. 5 to 8, the rotational motion transmission link 530 is positioned in parallel between a pair of parallel manual links 320 among the driving link units 300, and a pair of manual links 320 ) And the parallel link movement, one end is rotated by receiving a rotational force from the other end of the main rotation shaft 520. That is, the rotational motion transmission link 530 receives the rotational force from the main rotational shaft 520 rotating through the second actuator 510 and transmits the rotational movement to the end effector 220 provided in the final driving frame 200. In configuration, the rotational motion transmission link 530 must pass through a pair of manual links 320. At this time, since the driving frame 200 moves according to the operation of the driving link unit 300, the rotational motion transmission link 530 must be installed so as not to interfere with the operation of the driving link unit 300.

이를 위하여, 상기 회전운동전달링크(530)는 한 쌍의 상기 수동링크(320)와 함께 평행링크 운동을 하도록 한 쌍의 상기 수동링크(320) 사이에 평행하게 위치시킨다. 이때, 회전운동전달링크(530)가 상기 수동링크(320)와 함께 평행링크 운동을 하면서도 주동회전축(520)으로부터 회전력을 전달받아 회전할 수 있도록 구성하기 위해 제1 동력전달수단(540) 및 제2 동력전달수단(550)이 구비되는 것이다.To this end, the rotational motion transmission link 530 is positioned in parallel between the pair of manual links 320 so as to perform a parallel link motion together with the pair of manual links 320. In this case, the first power transmission means 540 and the first power transmission means 540 and the first power transmission means 540 and the first power transmission means 540 and the first power transmission means 540 and the first power transmission means 540 and the second 2 The power transmission means 550 is provided.

먼저, 제1 동력전달수단(540)은 도 6 내지 8에 도시된 바와 같이 상기 구동링크부(300)의 주동링크(310) 내부에 설치되고, 상기 주동회전축(520)의 타단으로부터 상기 회전운동전달링크(530)의 일단에 회전력을 전달한다. 구체적으로, 상기 제1 동력전달수단(540)은 상기 주동회전축(520)의 타단에 결합되어 함께 회전하는 제1 주동베벨기어(541)와, 일단에 상기 제1 주동베벨기어(541)와 치합되어 회전하는 제1 종동베벨기어(542a)가 구비되고, 타단이 상기 주동링크(310)의 외부로 돌출되어 상기 회전운동전달링크(530)의 일단과 제1 유니버셜조인트(542b)를 매개로 결합되는 제1 베벨기어축(542)을 포함한다.First, the first power transmission means 540 is installed inside the main link 310 of the driving link unit 300 as shown in Figs. 6 to 8, and the rotational movement from the other end of the main rotary shaft 520 It transmits the rotational force to one end of the transmission link 530. Specifically, the first power transmission means 540 is coupled to the other end of the main rotation shaft 520, a first main bevel gear 541 that rotates together, and the first main bevel gear 541 at one end meshed with A first driven bevel gear (542a) is provided to rotate and the other end protrudes to the outside of the main link (310), and is coupled to one end of the rotational motion transmission link (530) and the first universal joint (542b) as a medium. It includes a first bevel gear shaft (542).

즉, 회전운동전달링크(530)가 주동회전축(520)으로부터 회전력을 전달받는 과정은, 주동회전축(520)에 결합된 제1 주동베벨기어(541)가 제1 베벨기어축(542)의 일단에 구비된 제1 종동베벨기어(542a)와 치합되어 제1 베벨기어축(542)을 회전시키고, 제1 베벨기어축(542)의 타단이 상기 회전운동전달링크(530)의 일단과 제1 유니버셜조인트(542b)를 매개로 결합되어 있어 제1 베벨기어축(542)이 회전운동전달링크(530)를 회전시키게 되는 것이다.That is, the process of receiving the rotational force from the main rotational shaft 520 by the rotational motion transmission link 530 is that the first main bevel gear 541 coupled to the main rotational shaft 520 is at one end of the first bevel gear shaft 542. The first bevel gear shaft 542 is engaged with the first driven bevel gear 542a provided in the device to rotate the first bevel gear shaft 542, and the other end of the first bevel gear shaft 542 is connected to one end of the rotational motion transmission link 530 It is coupled through the universal joint 542b so that the first bevel gear shaft 542 rotates the rotational motion transmission link 530.

여기서 상기 제1 유니버셜조인트(542b)는 2가지 기능을 함께 수행하기 위한 것으로서, 첫째 회전운동전달링크(530)와 구동링크부(300)의 한 쌍의 수동링크(320)가 함께 평행링크 운동이 가능하도록 연결하는 기능과, 둘째 회전운동전달링크(530)가 평행링크 운동을 할 때에는 회전을 제한하되, 제1 베벨기어축(542)이 회전하는 경우에만 회전운동전달링크(530)가 회전하도록 축 회전이 가능하도록 연결하는 기능이다.Here, the first universal joint 542b is for performing two functions together, and the first rotational motion transmission link 530 and a pair of manual links 320 of the driving link unit 300 perform parallel link motion together. When the second rotational motion transmission link 530 performs a parallel link movement, the rotation is limited, but the rotational movement transmission link 530 rotates only when the first bevel gear shaft 542 rotates. It is a function to connect to enable axis rotation.

또한, 제2 동력전달수단(550)은 도 7 내지 12에 도시된 바와 같이 상기 구동프레임(200)에 설치되고, 상기 회전운동전달링크(530)의 타단으로부터 상기 엔드이펙터(220)에 회전력을 전달한다. 구체적으로, 상기 제2 동력전달수단(550)은 일단이 상기 회전운동전달링크(530)의 타단과 제2 유니버셜조인트(551a)를 매개로 결합되고, 타단에 구비된 제2 종동베벨기어(551b)가 상기 구동프레임(200)의 내부로 삽입되어 회전 가능하게 지지되는 제2 베벨기어축(551)과, 상기 구동프레임(200)의 내부에 회전 가능하게 설치되고, 상기 제2 종동베벨기어(551b)와 치합되어 회전하는 제3 종동베벨기어(552)와, 도 9 내지 12에 도시된 바와 같이 상기 제3 종동베벨기어(552)의 회전력을 상기 구동프레임(200)에 구비된 상기 엔드이펙터(220)에 회전운동으로 전달하는 기어연결 메카니즘(553)을 포함한다.In addition, the second power transmission means 550 is installed on the drive frame 200 as shown in FIGS. 7 to 12, and applies a rotational force to the end effector 220 from the other end of the rotational motion transmission link 530. Deliver. Specifically, the second power transmission means 550 has one end coupled to the other end of the rotational motion transmission link 530 via a second universal joint 551a, and a second driven bevel gear 551b provided at the other end. ) Is inserted into the drive frame 200 to be rotatably supported, the second bevel gear shaft 551 is rotatably installed in the drive frame 200, and the second driven bevel gear ( 551b) and the third driven bevel gear 552 that rotates while being engaged with, and the end effector provided in the drive frame 200 with the rotational force of the third driven bevel gear 552 as shown in FIGS. 9 to 12 It includes a gear connection mechanism 553 that transmits the rotational motion to 220.

즉, 회전운동전달링크(530)로부터 엔드이펙터(220)에 회전력을 전달하는 과정은, 제2 베벨기어축(551)의 일단이 회전운동전달링크(530)의 타단과 제2 유니버셜조인트(551a)를 매개로 결합되어 있어 회전운동전달링크(530)가 제2 베벨기어축(551)을 회전시키고, 제2 베벨기어축(551)의 타단에 제2 종동베벨기어(551b)가 제3 종동베벨기어(552)와 치합되어 있어 제3 종동베벨기어(552)를 회전시키며, 제3 종동베벨기어(552)는 기어연결 메카니즘(553)을 통해 엔드이펙터(220)에 회전운동을 전달하게 되는 것이다.That is, in the process of transmitting the rotational force from the rotational motion transmission link 530 to the end effector 220, one end of the second bevel gear shaft 551 is the other end of the rotational motion transmission link 530 and the second universal joint 551a. ), the rotational motion transmission link 530 rotates the second bevel gear shaft 551, and the second driven bevel gear 551b is a third driven at the other end of the second bevel gear shaft 551. It is engaged with the bevel gear 552 to rotate the third driven bevel gear 552, and the third driven bevel gear 552 transmits the rotational motion to the end effector 220 through the gear connection mechanism 553. will be.

여기서 상기 제2 유니버셜조인트(551a) 역시 상술한 제1 유니버셜조인트(542b)와 그 위치만 차이가 있을 뿐 동일하게 2가지 기능, 즉 회전운동전달링크(530)의 평행링크 운동시의 회전제한 기능과 회전운동전달링크(530)에 대한 제2 베벨기어축(551)의 축회전시의 회전연결 기능을 수행하게 된다. Here, the second universal joint 551a also differs only in its position from the above-described first universal joint 542b, but has two functions identically, namely, a rotation limiting function during the parallel link movement of the rotational motion transmission link 530. It performs a rotation connection function when the second bevel gear shaft 551 is rotated with respect to the rotational motion transmission link 530.

또한, 상기 기어연결 메카니즘(553)이란 단순한 평기어 세트는 물론 널리 알려진 내접 또는 외접기어 세트나 웜기어세트 등을 포함하며, 복잡한 기어연결 메카니즘인 벤딕스 손목 메카니즘(bendix wrist mechanism)이나 기어식 구형 손목 메카니즘(geared spherical wrist mechanism) 등을 모두 포함한다. 즉, 기어연결 메카니즘(553)은 복수의 기어가 연결된 구조를 통칭한다.In addition, the gear connection mechanism 553 includes not only a simple spur gear set, but also a well-known internal or external gear set or a worm gear set, and a Bendix wrist mechanism or a geared spherical wrist which is a complex gear connection mechanism It includes all of the geared spherical wrist mechanism. That is, the gear connection mechanism 553 collectively refers to a structure in which a plurality of gears are connected.

예컨대, 엔드이펙터(220)에 1 자유도의 회전운동만이 필요한 경우라면, 단순히 상기 제3 종동베벨기어(552)와 평기어 또는 베벨기어 등으로 연결하여 회전운동을 전달할 수도 있지만, 엔드이펙터(220)에 3 자유도의 회전운동이 필요한 경우 구동프레임(200) 및 엔드이펙터(220) 사이의 좁은 공간 내에 3 자유도의 회전운동을 전달하기 위하여 복잡한 기어연결 메카니즘(553)이 필요할 수 있는 것이다.For example, if the end effector 220 requires only one degree of rotational motion, the third driven bevel gear 552 and the spur gear or bevel gear may be connected to transmit the rotational motion, but the end effector 220 ), a complex gear connection mechanism 553 may be required in order to transmit a rotational motion of 3 degrees of freedom in a narrow space between the driving frame 200 and the end effector 220.

즉, 상기 구동링크부(300)는 3개의 델타형 구조이고, 상기 회전운동전달부(500)는 상기 구동프레임(200)에 구비된 상기 엔드이펙터(220)에 3 자유도의 회전운동을 전달하도록 상기 구동링크부(300) 각각에 설치될 수 있다. 이때, 엔드이펙터(220)에 3 자유도의 회전운동을 전달하기 위하여 기어연결 메카니즘(553)은 도 10 내지 12에 도시된 바와 같이 벤딕스 손목 메카니즘(bendix wrist mechanism)으로 구현하고 있다.That is, the driving link unit 300 has a three delta-type structure, and the rotational motion transmission unit 500 transmits a rotational movement of 3 degrees of freedom to the end effector 220 provided in the driving frame 200. It may be installed on each of the driving link units 300. At this time, in order to transmit the rotational motion of 3 degrees of freedom to the end effector 220, the gear connection mechanism 553 is implemented as a Bendix wrist mechanism as shown in FIGS. 10 to 12.

3개의 회전운동전달부(500)를 통한 엔드이펙터(220)에 작용하는 3가지의 회전운동 전달과정을 설명한다. 즉, 도 10에 도시된 바와 같이 첫번째 회전운동전달부(500)의 작동으로 엔드이펙터(220)의 공구(too)를 회전시키는 과정이고, 도 11에 도시된 바와 같이 두번째 회전운동전달부(500)의 작동으로 엔드이펙터(220)를 전후로 회전시키는 과정이며, 도 12에 도시된 바와 같이 세번째 회전운동전달부(500)의 작동으로 엔드이펙터(220)를 좌우로 회전시키는 과정을 나타내고 있다.The three rotational motion transmission processes acting on the end effector 220 through the three rotational motion transmission units 500 will be described. That is, as shown in FIG. 10, it is a process of rotating the tool too of the end effector 220 by the operation of the first rotational motion transmission unit 500, and as shown in FIG. 11, the second rotational motion transmission unit 500 ) Is a process of rotating the end effector 220 back and forth by the operation, and shows a process of rotating the end effector 220 left and right by the operation of the third rotational motion transmission unit 500 as shown in FIG. 12.

다음으로, 본 발명에 따른 회전운동 전달 메카니즘이 구비된 병렬로봇의 제2 실시예는, 상술한 제1 실시예를 직선이동이 가능하도록 구성하여 작업영역을 확장시킬 수 있도록 도 13 및 14에 도시된 바와 같이 한 쌍의 제1 고정베이스(600) 및 제2 고정베이스(700)와, 볼스크류(800) 및 볼스플라인가이드봉(900)을 기준으로 기준프레임(100), 구동프레임(200), 구동링크부(300) 및 회전운동전달부(500)를 포함하여 이루어진다.Next, the second embodiment of the parallel robot equipped with the rotational motion transmission mechanism according to the present invention is shown in Figs. 13 and 14 to expand the work area by configuring the first embodiment to be linearly moved. As described above, a reference frame 100, a driving frame 200 based on a pair of the first fixed base 600 and the second fixed base 700, the ball screw 800 and the ball spline guide rod 900 , Including a driving link unit 300 and a rotational motion transmission unit 500.

제1 고정베이스(600) 및 제2 고정베이스(700)는 도 13 및 14에 도시된 바와 같이 서로 마주보도록 이격되어 고정 설치된다. 제1 고정베이스(600) 및 제2 고정베이스(700)는 긴 작업영역의 상방에 고정 설치되고, 작업영역에는 컨베이어벨트나 작업대가 구비되어 부품 또는 제품 등의 이송 또는 조립하는 작업이 수행된다. 이러한 제1 고정베이스(600) 및 제2 고정베이스(700)를 따라 상기 기준프레임(100)이 직선 이동하면서 긴 작업영역을 가지게 되고, 기준프레임(100)을 기준으로 이동하는 구동프레임(200)에 그립퍼나 공구툴이 장착되어 확장된 작업영역 내에 위치하는 부품 또는 제품 등을 이송 또는 조립하는 작업을 수행할 수 있다.The first fixed base 600 and the second fixed base 700 are fixedly installed to be spaced apart to face each other as shown in FIGS. 13 and 14. The first fixed base 600 and the second fixed base 700 are fixedly installed above a long working area, and a conveyor belt or a worktable is provided in the working area to carry or assemble parts or products. The reference frame 100 moves linearly along the first fixed base 600 and the second fixed base 700 to have a long working area, and the driving frame 200 moves based on the reference frame 100 A gripper or tool tool is mounted on the device to transfer or assemble parts or products located in the extended work area.

볼스크류(800)는 도 13 및 14에 도시된 바와 같이 장형으로 양단이 각각 상기 제1 고정베이스(600) 및 제2 고정베이스(700)에 회전 가능하게 결합되고, 직선구동엑추에이터(810)로부터 동력을 전달받아 회전한다. 볼스크류(800)의 양단에는 도면부호는 도시하지 않았으나 베어링이 구비되어 제1 고정베이스(600) 및 제2 고정베이스(700)에 대하여 회전 가능하게 결합된다.As shown in Figs. 13 and 14, the ball screw 800 has a long shape, and both ends are rotatably coupled to the first fixed base 600 and the second fixed base 700, respectively, from the linear drive actuator 810. It rotates by receiving power. Although reference numerals are not shown at both ends of the ball screw 800, bearings are provided so as to be rotatably coupled to the first fixed base 600 and the second fixed base 700.

이러한 볼스크류(800)는 길이방향을 따라 외주면에 나선홈이 형성되어 있고, 후술하는 볼너트(120)와 결합되어 볼스크류(800)의 회전운동이 볼너트(120)와 고정 결합된 기준프레임(100)의 직선운동을 발생시킨다. 직선구동엑추에이터(810)는 상기 볼스크류(800)를 회전구동시키는데, 도면상 제1 고정베이스(600)에 설치되어 있지만, 제2 고정베이스(700)에 설치되어도 무방하며, 직선구동엑추에이터(810)로부터 발생하는 동력을 감속기나 별도의 동력전달수단을 통해 볼스크류(800)를 회전구동시킬 수도 있다.This ball screw 800 has a helical groove formed on the outer circumferential surface along the longitudinal direction, and is combined with a ball nut 120 to be described later, so that the rotational motion of the ball screw 800 is fixedly coupled to the ball nut 120 It generates (100) linear motion. The linear drive actuator 810 rotates the ball screw 800, and is installed on the first fixed base 600 in the drawing, but may be installed on the second fixed base 700, and the linear drive actuator 810 The ball screw 800 may be driven to rotate through a speed reducer or a separate power transmission means for the power generated from ).

볼스플라인가이드봉(900)은 도 13 및 14에 도시된 바와 같이 복수가 구비되어 각각의 양단이 상기 제1 고정베이스(600) 및 제2 고정베이스(700)에 회전 가능하게 결합되고, 각각이 복수의 회전구동엑추에이터(910)로부터 동력을 전달받아 회전하며, 각각의 외주면에 길이방향을 따라 볼스플라인(920)이 함몰 형성된다. 각각의 볼스플라인가이드봉(900) 역시 양단에 베어링이 구비되어 제1 고정베이스(600) 및 제2 고정베이스(700)에 대하여 회전 가능하게 결합된다.As shown in Figs. 13 and 14, the ball spline guide rod 900 is provided with a plurality so that both ends of each are rotatably coupled to the first fixed base 600 and the second fixed base 700, and each It rotates by receiving power from a plurality of rotation drive actuators 910, and a ball spline 920 is formed in recesses along the longitudinal direction on each outer circumferential surface. Each ball spline guide rod 900 is also provided with bearings at both ends and is rotatably coupled with respect to the first fixed base 600 and the second fixed base 700.

회전구동엑추에이터(910)는 상기 볼스플라인가이드봉(900)을 회전구동시키는데, 도면상 제1 고정베이스(600)에 설치되어 있지만, 제2 고정베이스(700)에 설치되어도 무방하며, 회전구동엑추에이터(910)로부터 발생하는 동력을 감속기나 별도의 동력전달수단을 통해 볼스플라인가이드봉(900)을 회전구동시킬 수도 있다.The rotation drive actuator 910 rotates the ball spline guide rod 900, and is installed on the first fixed base 600 in the drawing, but it may be installed on the second fixed base 700, and the rotary drive actuator It is also possible to rotate the ball spline guide rod 900 through a speed reducer or a separate power transmission means for the power generated from the 910.

이러한 볼스플라인가이드봉(900)은 길이방향을 따라 직선의 볼스플라인(920)이 함몰 형성되는데, 후술하는 볼스플라인너트(130)와 결합되어 볼스플라인가이드봉(900)을 따라 볼스플라인너트(130)가 직선이동하면서, 볼스플라인가이드봉(900)이 회전하는 경우 볼스플라인너트(130)가 함께 회전하도록 구성된다. 즉, 볼스플라인가이드봉(900)은 볼스플라인너트(130)와 베어링을 매개로 회전 가능하게 결합된 기준프레임(100)의 직선이동을 가이드하며, 또한 볼스플라인가이드봉(900)이 회전하는 경우에는 기준프레임(100)에 대하여 볼스플라인너트(920)만 회전시킬 수 있다.The ball spline guide rod 900 has a straight ball spline 920 recessed in the longitudinal direction, and is coupled with a ball spline nut 130 to be described later to follow the ball spline guide rod 900. ) Is linearly moved while the ball spline guide rod 900 rotates, the ball spline nut 130 is configured to rotate together. That is, the ball spline guide rod 900 guides the linear movement of the reference frame 100 rotatably coupled through the ball spline nut 130 and the bearing, and when the ball spline guide rod 900 rotates Only the ball spline nut 920 can be rotated with respect to the reference frame 100.

기준프레임(500)은 도 13 및 14에 도시된 바와 같이 상기 볼스크류(800)와 결합되는 볼너트(120)가 고정 결합되고, 상기 볼스플라인가이드봉(900) 각각과 결합되는 복수의 볼스플라인너트(130)가 각각 회전 가능하게 결합되며, 상기 볼스크류(800)의 회전운동을 전달받아 상기 제1 고정베이스(600) 및 제2 고정베이스(700) 사이를 직선 이동한다.The reference frame 500 is a plurality of ball splines that are fixedly coupled to a ball nut 120 coupled to the ball screw 800 as shown in FIGS. 13 and 14, and coupled to each of the ball spline guide rods 900 Each of the nuts 130 is rotatably coupled, and receives the rotational motion of the ball screw 800 to linearly move between the first fixing base 600 and the second fixing base 700.

즉, 상기 볼스크류(800)의 회전운동이 볼너트(120)를 직선이동시키고, 그에 따라 볼너트(120)와 고정 결합된 상기 기준프레임(100)을 직선 이동시키게 된다. 이때, 볼스플라인가이드봉(900) 각각과 결합된 복수의 볼스플라인너트(130)가 기준프레임(100)에 결합되어 있으므로 기준프레임(100)은 직선이동시 볼스플라인가이드봉(900)을 따라 직선이동하면서 가이드된다. 또한, 볼스플라인너트(130)가 기준프레임(100)에 대하여 도면부호는 도시하지 않았으나 베어링을 매개로 회전 가능하게 결합되어 있으므로 볼스플라인가이드봉(900)이 회전하는 경우에는 기준프레임(100)에 대하여 볼스플라인너트(130)만 회전하게 된다.That is, the rotational motion of the ball screw 800 moves the ball nut 120 linearly, thereby linearly moving the reference frame 100 fixedly coupled to the ball nut 120. At this time, since the plurality of ball spline nuts 130 coupled to each of the ball spline guide rods 900 are coupled to the reference frame 100, the reference frame 100 moves linearly along the ball spline guide rod 900 when moving linearly. While being guided. In addition, the ball spline nut 130 is not shown in the reference frame 100, but is rotatably coupled through a bearing, so when the ball spline guide rod 900 rotates, the reference frame 100 On the other hand, only the ball spline nut 130 is rotated.

구동프레임(200)은 도 13 및 14에 도시된 바와 같이 상기 기준프레임(100)으로부터 이격되어 상기 기준프레임(100)을 기준으로 이동 가능하게 설치된다. 이러한 구동프레임(200)에는 부품 또는 제품을 이송하거나 조립하기 위한 엔드이펙터(220)가 구비되고, 엔드이펙터(220)는 조립이나 가공을 위한 공구(too) 또는 이송을 위해 제품을 파지하는 그리퍼(gripper)일 수 있다. 이러한 구동프레임(200)은 후술하는 병렬링크기구인 구동링크부(300)를 통해 상기 기준프레임(100)을 기준으로 위치이동할 수 있다.As shown in FIGS. 13 and 14, the driving frame 200 is spaced apart from the reference frame 100 and is installed to be movable with respect to the reference frame 100. The drive frame 200 is provided with an end effector 220 for transferring or assembling a part or product, and the end effector 220 is a tool for assembly or processing or a gripper that grips the product for transportation ( gripper). The driving frame 200 may be moved in position with respect to the reference frame 100 through a driving link unit 300 which is a parallel link mechanism to be described later.

즉, 구동링크부(300)는 도 13 및 14에 도시된 바와 같이 복수가 구비되어 상기 기준프레임(500)과 상기 구동프레임(200)을 연결하고, 각각이 상기 기준프레임(100)에 구비된 각각의 볼스플라인너트(130)로부터 회전력을 전달받아 회전운동을 하는 주동링크(310) 및 상기 주동링크(310)와 상기 구동프레임(200)을 연결하는 한 쌍의 평행한 수동링크(320)를 구비한다. 즉, 상기 구동링크부(200) 각각은 단일의 주동링크(310)와 2개의 수동링크(320)를 포함하고, 주동링크(310)의 일단은 기준프레임(100)에 구비된 볼스플라인너트(130)로부터 회전력을 전달받아 회전운동을 하고, 2개의 수동링크(320)의 각 일단은 상기 주동링크(310)의 타단에 볼조인트 결합되고, 각 타단은 구동프레임(200)에 볼조인트 결합되면서 평행사변형 링크구조를 가진다. 그에 따라, 구동링크부(300)의 구동으로 기준프레임(100)을 기준으로 구동프레임(200)을 3축방향으로 위치이동시킬 수 있다.That is, as shown in FIGS. 13 and 14, the driving link unit 300 is provided with a plurality of connecting the reference frame 500 and the driving frame 200, each of which is provided in the reference frame 100. Each ball spline nut 130 receives a rotational force from each of the main link 310 to perform a rotational movement, and a pair of parallel manual links 320 connecting the main link 310 and the drive frame 200 Equipped. That is, each of the driving link units 200 includes a single main link 310 and two manual links 320, and one end of the main link 310 is a ball spline nut provided in the reference frame 100 ( 130) to perform a rotational motion by receiving a rotational force, and each end of the two manual links 320 is a ball joint coupled to the other end of the main link 310, and each other end is a ball joint coupled to the drive frame 200 It has a parallelogram link structure. Accordingly, by driving the driving link unit 300, the driving frame 200 may be moved in the three-axis direction with respect to the reference frame 100.

상술한 본 발명의 제2 실시예에 따른 구조에 있어서, 본 발명의 제1 실시예와 차이점은 첫째 기준프레임(100)이 직선이동이 가능하도록 구성된다는 것과, 둘째 제1 실시예가 도 2 내지 4에 도시된 바와 같이 구동링크부(300)의 작동을 위한 제1 엑추에이터(400)가 기준프레임(100)에 설치되는 것과 달리 제2 실시예는 도 13 및 14에 도시된 바와 같이 구동링크부(300)를 작동시키는 회전구동엑추에이터(910)가 제1 고정베이스(600)에 설치된다는 것이며, 이러한 회전구동엑추에이터(910)가 볼스플라인가이드봉(900) 및 볼스플라인너트(130)를 통해 구동링크부(300)의 주동링크(310)를 회전시킨다는 것이다. 이를 통해 회전구동엑추에이터(910)가 기준프레임(100)으로부터 별도로 이격되어 설치되므로 기준프레임(100)의 직선이동시 하중을 최소화시킬 수 있어 작업영역을 확장하면서도 신속하고 정밀한 작업이 가능케하는 효과를 볼 수 있다.In the structure according to the second embodiment of the present invention described above, the difference from the first embodiment of the present invention is that the first reference frame 100 is configured to be linearly moved, and the second embodiment is shown in FIGS. 2 to 4 Unlike the first actuator 400 for operating the driving link unit 300 is installed on the reference frame 100 as shown in the second embodiment, as shown in Figs. 13 and 14, the driving link unit ( The rotation drive actuator 910 that operates 300 is installed on the first fixed base 600, and this rotation drive actuator 910 is a driving link through the ball spline guide rod 900 and the ball spline nut 130 It is to rotate the main link 310 of the part 300. Through this, since the rotational actuator 910 is installed separately from the reference frame 100, the load can be minimized when the reference frame 100 is moved linearly, so that the work area can be expanded while allowing quick and precise work. have.

상기와 같은 본 발명의 제2 실시예에서 도 13 및 14에 도시된 바와 같이 엔드이펙터(220)의 회전운동 전달을 위한 회전운동전달부(500)가 구비되며, 회전운동전달부(500)는 상술한 본 발명의 제1 실시예와 동일하게 상기 구동프레임(200)에 구비된 상기 엔드이펙터(220)에 1 자유도 이상의 회전운동을 전달하도록 상기 구동링크부(300) 중 적어도 어느 하나 이상에 설치된다.In the second embodiment of the present invention as described above, as shown in FIGS. 13 and 14, a rotational motion transmission unit 500 for transmitting rotational movement of the end effector 220 is provided, and the rotational movement transmission unit 500 is In the same manner as in the first embodiment of the present invention described above, at least one or more of the driving link units 300 are provided to transmit a rotational motion of more than one degree of freedom to the end effector 220 provided in the driving frame 200. Installed.

본 발명에 따른 제2 실시예의 회전운동전달부(500)의 구체적인 구성 및 결합관계나 작동과정은 상술한 본 발며의 제1 실시예와 동일하므로 그 구체적인 구성이나 결합관계 및 작동과정은 중복되므로 생략한다.Since the specific configuration and coupling relationship or operation process of the rotational motion transmission unit 500 according to the second embodiment of the present invention is the same as the first embodiment of the present invention described above, the specific configuration, coupling relationship and operation process are redundant and thus omitted. do.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 회전운동 전달 메카니즘이 구비된 병렬로봇은, 회전운동전달부(500)를 통해 엔드이펙터(220)에 회전운동이 가능하도록 회전운동 전달 메카니즘을 구비하되, 회전운동전달부(500)를 주동회전축(520) 및 회전운동전달링크(530)와 같이 구동링크부(300)에 새로운 방식의 구조를 접목하여 조립이나 설치가 용이하고, 구동프레임(200)의 가감속 성능을 저하시키지 않으면서도 정밀한 제어를 달성할 수 있다.As described above, the parallel robot equipped with the rotational motion transmission mechanism according to the present invention has a rotational motion transmission mechanism to enable rotational motion to the end effector 220 through the rotational motion transmission unit 500, but the rotational motion transmission It is easy to assemble or install the unit 500 by grafting a new structure to the driving link unit 300, such as the main rotation shaft 520 and the rotational motion transmission link 530, and acceleration/deceleration performance of the driving frame 200 Precise control can be achieved without deteriorating the value.

특히, 회전운동전달부(500)의 제1 동력전달수단(540) 및 제2 동력전달수단(550)을 통해 주동회전축(520)으로부터 회전운동전달링크(530)를 거쳐 엔드이펙터(220)에 회전운동을 전달할 수 있고, 회전운동전달링크(530)가 구동링크부(300)의 한 쌍의 수동링크(320)와 함께 평행링크 운동이 가능하도록 제1 동력전달수단(540) 및 제2 동력전달수단(550)에 각각 제1 및 제2 유니버셜조인트를 회전운동전달링크(530)의 양단에 개재시키면서 제1 주동 및 제2 내지 제3 베벨기어에 의한 주동회전축(520) 및 엔드이펙터(220)의 기어연결 메카니즘(553)에 회전력 전달이 가능하도록 하여 최종적인 엔드이펙터(220)에 원하는 회전운동을 전달할 수 있는 효과가 있다.In particular, through the first power transmission means 540 and the second power transmission means 550 of the rotational motion transmission unit 500 from the main rotation shaft 520 through the rotational motion transmission link 530 to the end effector 220 The first power transmission means 540 and the second power so that the rotational movement can be transmitted, and the rotational movement transmission link 530 is capable of a parallel link movement together with the pair of manual links 320 of the driving link unit 300. The main rotation shaft 520 and the end effector 220 by the first main and second to third bevel gears while interposing the first and second universal joints to the transmission means 550 at both ends of the rotational motion transmission link 530, respectively. ), there is an effect of transmitting the desired rotational motion to the final end effector 220 by enabling the transmission of the rotational force to the gear connection mechanism 553.

더욱이, 직선방향으로의 확장된 작업영역을 가지면서도 기준프레임(100)을 고정시키지 않고, 직선이동 가능하게 구성하면서 각 구동링크부(300)의 구동원인 복수의 제1 엑추에이터(400)를 기준프레임(100)으로부터 분리하여 제1 고정베이스(600) 또는 제2 고정베이스(700)에 회전구동엑추에이터(910)로 설치하여 하중을 최소화함으로써 정밀도를 향상시키고, 구동프레임(200)의 이송속도를 보다 고속으로 수행할 수 있는 효과가 있다.Moreover, while having an extended working area in a linear direction, the reference frame 100 is not fixed, and a plurality of first actuators 400, which are driving sources of each driving link unit 300, are referenced while configuring to be linearly movable. Separated from 100 and installed on the first fixed base 600 or the second fixed base 700 as a rotation drive actuator 910 to minimize the load, the precision is improved, and the transfer speed of the drive frame 200 is increased. There is an effect that can be performed at high speed.

앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 실시예는, 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.Embodiments of the present invention described above and shown in the drawings should not be construed as limiting the technical idea of the present invention. The protection scope of the present invention is limited only by the matters described in the claims, and those of ordinary skill in the technical field of the present invention can improve and change the technical idea of the present invention in various forms. Therefore, such improvements and changes will fall within the scope of the present invention as long as it is apparent to those of ordinary skill in the art.

100 : 기준프레임 110 : 기준원점
120 : 볼너트 130 : 볼스플라인너트
200 : 구동프레임
210 : 구동원점 220 : 엔드이펙터
300 : 구동링크부
310 : 주동링크 320 : 수동링크
400 : 제1 엑추에이터
500 : 회전운동전달부
510 : 제2 엑추에이터 520 : 주동회전축
530 : 회전운동전달링크
540 : 제1 동력전달수단
541 : 제1 주동베벨기어 542 : 제1 베벨기어축
542a : 제1 종동베벨기어 542b : 제1 유니버셜조인트
550 : 제2 동력전달수단
551 : 제2 베벨기어축
551a : 제2 유니버셜조인트 551b : 제2 종동베벨기어
552 : 제3 종동베벨기어 553 : 기어연결 메카니즘
600 : 제1 고정베이스
700 : 제2 고정베이스
800 : 볼스크류 810 : 직선구동엑추에이터
900 : 볼스플라인가이드봉
910 : 회전구동엑추에이터 920 : 볼스플라인100: reference frame 110: reference origin
120: ball nut 130: ball spline nut
200: drive frame
210: drive origin 220: end effector
300: drive link part
310: main link 320: manual link
400: first actuator
500: rotational motion transmission unit
510: second actuator 520: main rotation shaft
530: rotational motion transmission link
540: first power transmission means
541: first main bevel gear 542: first bevel gear shaft
542a: first driven bevel gear 542b: first universal joint
550: second power transmission means
551: second bevel gear shaft
551a: second universal joint 551b: second driven bevel gear
552: 3rd driven bevel gear 553: gear connection mechanism
600: first fixed base
700: second fixed base
800: ball screw 810: linear actuator
900: Ball spline guide rod
910: rotational actuator 920: ball spline

Claims (9)

서로 마주보도록 이격되어 고정 설치된 한 쌍의 제1 및 제2 고정베이스와,
양단이 각각 상기 제1 및 제2 고정베이스에 회전 가능하게 결합되고, 직선구동엑추에이터로부터 동력을 전달받아 회전하는 장형의 볼스크류와,
각각의 양단이 상기 제1 및 제2 고정베이스에 회전 가능하게 결합되고, 각각이 복수의 회전구동엑추에이터로부터 동력을 각각 전달받아 회전하며, 각각의 외주면에 길이방향을 따라 볼스플라인이 함몰 형성된 복수의 볼스플라인가이드봉과,
상기 볼스크류와 결합되는 볼너트가 고정 결합되고, 상기 볼스플라인가이드봉 각각과 결합되는 복수의 볼스플라인너트가 각각 회전 가능하게 결합되며, 상기 볼스크류의 회전운동을 전달받아 상기 제1 및 제2 고정베이스 사이를 직선 이동하는 기준프레임과,
상기 기준프레임으로부터 이격되어 이동 가능하게 설치되고, 엔드이펙터가 구비된 구동프레임과,
상기 기준프레임과 상기 구동프레임을 연결하고, 각각이 상기 기준프레임에 구비된 각각의 볼스프라인너트로부터 회전력을 전달받아 회전운동을 하는 주동링크 및 상기 주동링크와 상기 구동프레임을 연결하는 한 쌍의 평행한 수동링크를 구비하는 복수의 구동링크부와,
상기 구동프레임에 구비된 상기 엔드이펙터에 1 자유도 이상의 회전운동을 전달하도록 상기 구동링크부 중 적어도 어느 하나 이상에 설치되는 회전운동전달부를 포함하여 이루어진 회전운동 전달 메카니즘이 구비된 병렬로봇.
A pair of first and second fixed bases that are fixedly installed and spaced apart to face each other,
A long ball screw having both ends rotatably coupled to the first and second fixed bases, respectively, and rotating by receiving power from a linear drive actuator,
Each of both ends is rotatably coupled to the first and second fixed bases, each rotates by receiving power from a plurality of rotational actuators, and a plurality of ball splines are recessed along the longitudinal direction on each outer circumferential surface. Ball spline guide rod,
A ball nut coupled to the ball screw is fixedly coupled, a plurality of ball spline nuts coupled to each of the ball spline guide rods are rotatably coupled, respectively, and receiving the rotational motion of the ball screw, the first and second A reference frame that moves linearly between the fixed bases,
A drive frame spaced apart from the reference frame and movably installed and equipped with an end effector,
The reference frame and the driving frame are connected, each of which receives a rotational force from each ball spline nut provided in the reference frame to perform a rotational movement, and a pair of linking the main link and the driving frame A plurality of driving link units having parallel manual links,
A parallel robot with a rotational motion transmission mechanism including a rotational motion transmission unit installed on at least one or more of the driving link units to transmit a rotational motion of one or more degrees of freedom to the end effector provided in the driving frame.
 제1항에 있어서,
상기 회전운동전달부는,
상기 구동링크부의 주동링크 내부에 고정 설치된 제2 엑추에이터와,
상기 구동링크부의 주동링크 내부에 회전 가능하게 설치되고, 일단이 상기 제2 엑추에이터로부터 회전력을 전달받아 회전하는 주동회전축과,
상기 구동링크부 중 한 쌍의 평행한 상기 수동링크 사이에 평행하게 위치하면서 한 쌍의 상기 수동링크와 함께 평행링크 운동을 하고, 일단이 상기 주동회전축의 타단으로부터 회전력을 전달받아 회전하는 회전운동전달링크와,
상기 구동링크부의 주동링크 내부에 설치되고, 상기 주동회전축의 타단으로부터 상기 회전운동전달링크의 일단에 회전력을 전달하는 제1 동력전달수단과,
상기 구동프레임에 설치되고, 상기 회전운동전달링크의 타단으로부터 상기 엔드이펙터에 회전력을 전달하는 제2 동력전달수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 회전운동 전달 메카니즘이 구비된 병렬로봇.
The method of claim 1,
The rotational motion transmission unit,
A second actuator fixedly installed inside the main link of the driving link unit,
A main rotation shaft that is rotatably installed inside the main link of the driving link unit and rotates at one end by receiving a rotational force from the second actuator;
A rotational motion transmission in which one of the driving link units is positioned in parallel between the pair of parallel manual links and performs a parallel link movement with the pair of manual links, and one end receives rotational force from the other end of the main rotation shaft to rotate. With the link,
A first power transmission means installed inside the main link of the drive link unit and transmitting a rotational force from the other end of the main rotation shaft to one end of the rotational motion transmission link;
A parallel robot provided with a rotational motion transmission mechanism, which is installed on the drive frame and includes a second power transmission means for transmitting rotational force to the end effector from the other end of the rotational motion transmission link.
 제2항에 있어서,
상기 제1 동력전달수단은,
상기 주동회전축의 타단에 결합되어 함께 회전하는 제1 주동베벨기어와,
일단에 상기 제1 주동베벨기어와 치합되어 회전하는 제1 종동베벨기어가 구비되고, 타단이 상기 주동링크의 외부로 돌출되어 상기 회전운동전달링크의 일단과 제1 유니버셜조인트를 매개로 결합되는 제1 베벨기어축을 포함하는 것을 특징으로 하는 회전운동 전달 메카니즘이 구비된 병렬로봇.
The method of claim 2,
The first power transmission means,
A first main bevel gear coupled to the other end of the main rotating shaft and rotating together,
At one end, a first driven bevel gear engaged with the first main bevel gear and rotated is provided, and the other end protrudes to the outside of the main link and is coupled to one end of the rotational motion transmission link through a first universal joint. 1 Parallel robot equipped with a rotational motion transmission mechanism, characterized in that it comprises a bevel gear shaft.
 제3항에 있어서,
상기 제2 동력전달수단은,
일단이 상기 회전운동전달링크의 타단과 제2 유니버셜조인트를 매개로 결합되고, 타단에 구비된 제2 종동베벨기어가 상기 구동프레임의 내부로 삽입되어 회전 가능하게 지지되는 제2 베벨기어축과,
상기 구동프레임의 내부에 회전 가능하게 설치되고, 상기 제2 종동베벨기어와 치합되어 회전하는 제3 종동베벨기어와,
상기 제3 종동베벨기어의 회전력을 상기 구동프레임에 구비된 상기 엔드이펙터에 회전운동으로 전달하는 기어연결 메카니즘을 포함하는 것을 특징으로 하는 회전운동 전달 메카니즘이 구비된 병렬로봇.
The method of claim 3,
The second power transmission means,
A second bevel gear shaft whose one end is coupled to the other end of the rotational motion transmission link through a second universal joint, and a second driven bevel gear provided at the other end is inserted into the drive frame to be rotatably supported,
A third driven bevel gear rotatably installed inside the driving frame and engaged with the second driven bevel gear to rotate,
A parallel robot with a rotational motion transmission mechanism, characterized in that it comprises a gear connection mechanism for transmitting the rotational force of the third driven bevel gear to the end effector provided in the drive frame as a rotational motion.
 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 구동링크부는,
3개의 델타형 구조이고,
상기 회전운동전달부는,
상기 구동프레임에 구비된 상기 엔드이펙터에 3 자유도의 회전운동을 전달하도록 상기 구동링크부 각각에 설치되는 것을 특징으로 하는 회전운동 전달 메카니즘이 구비된 병렬로봇.The method according to any one of claims 1 to 4,
The driving link unit,
It has three delta-type structures,
The rotational motion transmission unit,
A parallel robot provided with a rotational motion transmission mechanism, characterized in that it is installed on each of the driving link units to transmit a rotational motion of three degrees of freedom to the end effector provided in the drive frame. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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