KR102369005B1

KR102369005B1 - Teaching apparatus using external force and control method of the same

Info

Publication number: KR102369005B1
Application number: KR1020200125209A
Authority: KR
Inventors: 신동관; 김무림; 이준영; 박상현; 신주성
Original assignee: 한국로봇융합연구원
Priority date: 2020-09-25
Filing date: 2020-09-25
Publication date: 2022-02-28

Abstract

The present invention relates to a teaching device that can use robot's external force information, comprising: a first frame; a second frame; and a rotation connection part. One side of the rotation connection part is fixedly connected to the first frame, and when air is supplied to each of a first hole and a second hole spaced apart from the first hole, the second frame is connected to a rotating part rotated according to a pressure difference between the first hole and the second hole so that the rotation connection part controls a force applied by the second frame during rotation to the first frame. The present invention can reduce the cost to construct a joint.

Description

로봇의 외력 정보를 이용 가능한 교시장치 및 제어방법{TEACHING APPARATUS USING EXTERNAL FORCE AND CONTROL METHOD OF THE SAME}TEACHING APPARATUS USING EXTERNAL FORCE AND CONTROL METHOD OF THE SAME

본 발명은 로봇의 외력 정보를 이용 가능한 교시장치 및 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a teaching device and a control method that can use information about external force of a robot.

직관성은 활용성을 증가시킬 수 있다.Intuition can increase usability.

각종 대형 재난 사고 시 추가 재해 상황 발생이 예상되어 인력의 투입이 위험한 상황에서는 유인 또는 무인으로 신속한 이동 및 진압, 방재 작업을 위한 로봇이 필요하다. 이 로봇은 위험 환경으로부터 소방관 및 구조자를 보호해 줄 수 있는 장갑형 구조, 작업용 로봇 팔 및 소화 또는 방재액 살포기가 장착된 구조로 구성된다.In a situation where the input of manpower is dangerous because additional disaster situations are expected in the case of various large-scale disasters, robots are needed for rapid movement, suppression, and disaster prevention work, manned or unmanned. The robot consists of an armored structure that can protect firefighters and rescuers from hazardous environments, a robot arm for work, and a structure equipped with a fire extinguisher or a fire extinguisher sprayer.

이러한 로봇에 장착된 작업용 로봇 팔을 조작하기 위한 방법은 (i) 작업자가 미리 프로그래밍대로 로봇 팔을 움직이는 방법과, (ii) 작업자가 직접 동작하는 대로, 로봇 팔이 움직여 로봇 팔을 움직이는 방법으로 나눌 수 있다. Methods for manipulating the robot arm for work mounted on such a robot are divided into (i) a method in which the operator moves the robot arm as programmed in advance, and (ii) a method in which the robot arm moves as the operator moves directly. can

즉, 전자의 경우 해당 작업을 수행하기 위하여 로봇 팔의 목표 위치를 정하는 방법으로 로봇이 속한 공간상의 절대 위치에 대한 임의의 작업점들을 off-line 상에서 수치로 기록하는 방법과, 작업자가 티칭펜던트를 이용하여 로봇을 움직여 작업점들을 기록하는 방법이 대표적이다.That is, in the former case, a method of determining the target position of the robot arm to perform the corresponding task, a method of numerically recording arbitrary work points for an absolute position in the space to which the robot belongs, a method of numerically recording off-line, and a method of setting the teaching pendant by the operator A representative method is to use a robot to move and record work points.

후자의 경우, 로봇 팔과 유사한 로봇 교시장치를 작업자가 장착하고 작업자가 해당 교시장치를 직접 움직여 교시하는 방법이 있다. In the latter case, there is a method in which an operator mounts a robot teaching device similar to a robot arm, and the operator directly moves the teaching device to teach.

후자의 방법은 번거로움이 있을 수 있으나, 작업자의 움직임에 따라 로봇 팔이 움직여 직관적으로 로봇을 동작할 수 있으므로, 활용성이 증가될 수 있다. 따라서 로봇 교시장치를 이용하여 로봇 팔을 조종하는 방법에 대한 관심이 증가되고 있다.The latter method may be cumbersome, but since the robot arm moves according to the movement of the operator to intuitively operate the robot, usability may be increased. Therefore, interest in a method of controlling a robot arm using a robot teaching device is increasing.

종래의 로봇 교시장치는 관절을 모터, 감속기, 엔코더 등을 조합하여 구성하였다. 종래의 로봇 교시장치는 장점, 편의성 등에 장점이 있었으나, 관절을 구성하기 위한 비용이 많이 들며, 관절이 파손 시, 유지 보수에 어려움이 있었으며, 모터가 능동적으로 움직이게 구성되어 작업자에게 이질감을 주었으며, 모터가 오동작(예를 들면 360도 회전)되는 경우 작업자에게 부상을 입힐 수 있는 문제점이 있었다.A conventional robot teaching device is configured by combining a motor, a reducer, an encoder, and the like. The conventional robot teaching device has advantages, convenience, etc., but it is expensive to construct a joint, and when the joint is damaged, there is a difficulty in maintenance, and the motor is configured to move actively, giving a sense of heterogeneity to the operator, and the motor If the machine malfunctions (for example, rotate 360 degrees), there is a problem that may injure the operator.

국내 공개특허 공개번호 "10-2018-0063515"Domestic Patent Publication No. "10-2018-0063515" 국내 공개특허 공개번호 "특 1999-0044591"Domestic Laid-Open Patent Publication No. "Special 1999-0044591"

본 발명은 전술한 문제점을 해결한 로봇 교시장치 및 그 제어방법을 제공하는데 목적이 있다. An object of the present invention is to provide a robot teaching apparatus and a control method thereof, which solve the above problems.

본 발명은 종래의 로봇 교시장치와 다른 구성들로 관절을 구성하여, 관절을 구성하기 위한 비용이 절감되고, 관절의 유지 보수 비용이 적게 들며, 작업자가 교시 작업 시 이질감이 들지 않고, 안전성이 담보된 로봇 교시장치 및 그 제어방법을 제공하는데 목적이 있다. The present invention configures the joint in configurations different from those of the conventional robot teaching device, thereby reducing the cost for constructing the joint, reducing the maintenance cost of the joint, causing the operator to feel no discomfort during teaching work, and ensuring safety An object of the present invention is to provide a robot teaching device and a control method thereof.

본 발명인 로봇의 외력 정보를 이용 가능한 교시장치는 제1프레임, 제2프레임 및 일측은 상기 제1프레임에 고정 연결되고, 제1홀과 상기 제1홀과 이격된 제2홀 각각에 공기가 공급되면, 상기 제1홀과 제2홀의 압력 차이에 따라 회전되는 회전부에 상기 제2프레임이 연결되어, 상기 제2프레임이 회전되는 힘을 제어하는 회전연결부를 포함한다.In the teaching device that can use the external force information of the robot according to the present invention, the first frame, the second frame, and one side are fixedly connected to the first frame, and air is supplied to the first hole and the second hole spaced apart from the first hole, respectively When the second frame is connected to the rotating unit that rotates according to the pressure difference between the first hole and the second hole, the second frame includes a rotating connecting unit for controlling the rotating force of the second frame.

상기 회전연결부는 내부에 공간이 형성되며, 일측에 상기 제1홀과 제2홀이 형성된 베이스부와, 단부분이 상기 제1홀과 상기 제2홀 각각을 향하며 상기 베이스부 내부에 배치되어 상기 제1홀과 상기 제2홀에 공급되는 공기량에 따라 각각 전후 이동될 수 있는 제1이동부, 제2이동부와, 일측의 둘레면은 상기 제1이동부와 맞닿고, 상기 제1이동부가 맞닿는 둘레면과 대응되는 둘레면에는 상기 제2이동부와 맞닿아, 상기 제1이동부와 제2이동부의 각각의 이동에 따라 회전되는 회전부를 포함하는 것을 특징으로 한다.The rotation connection part has a space formed therein, a base part having the first hole and the second hole formed on one side, and an end portion facing each of the first hole and the second hole and disposed inside the base part, A first moving part and a second moving part each capable of moving back and forth according to the amount of air supplied to the first hole and the second hole, and a circumferential surface of one side is in contact with the first moving part, and the first moving part A peripheral surface corresponding to the abutting peripheral surface is in contact with the second moving part, characterized in that it comprises a rotating part that is rotated according to the respective movement of the first moving part and the second moving part.

상기 제1이동부와 제2이동부는 일측이 상기 베이스부와 맞닿는 탄성부에 각각 연결되어 탄성력이 인가되는 것을 특징으로 한다.One side of the first moving part and the second moving part is connected to an elastic part in contact with the base part, respectively, and an elastic force is applied thereto.

상기 제1이동부와 상기 제2이동부의 일측면에는 나사산이 형성되고, 상기 회전부의 둘레에는 상기 나사산과 치합되는 나사산이 형성된 것을 특징으로 한다.A screw thread is formed on one side of the first moving part and the second moving part, and a screw thread meshing with the screw thread is formed around the periphery of the rotating part.

상기 제1홀과 제2홀에는 공기공급관이 각각 연결되고, 상기 각각의 공기공급관에는 공기량조절부가 배치되어 공급되는 공기의 양을 조절할 수 있는 것을 특징으로 한다.An air supply pipe is respectively connected to the first hole and the second hole, and an air amount adjusting unit is disposed in each of the air supply pipes to adjust the amount of supplied air.

상기 공기량조절부는, 전원공급에 의하여 일방향으로 이동되어 상기 공기공급관의 유로를 개폐하는 플런저를 포함하는 솔레노이드 밸브인 것을 특징으로 한다.The air volume control unit is characterized in that it is a solenoid valve including a plunger that moves in one direction by the power supply to open and close the flow path of the air supply pipe.

상기 공기량조절부를 제어하는 제어부를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 공기량조절부를 제어하여 상기 공기공급관에 공급되는 공기를 조절하는 것을 특징으로 한다.Further comprising a control unit for controlling the air amount control unit, the control unit is characterized in that the control of the air amount control unit to adjust the air supplied to the air supply pipe.

상기 제어부는, 로봇으로부터 외력값을 수신하고, 상기 외력값에 대응되는 기설정된 동작값을 연산하여 상기 공기량조절부을 제어하여 상기 공기공급관에 공급되는 공기량을 조절하는 것을 특징으로 한다.The control unit receives an external force value from the robot, calculates a preset operation value corresponding to the external force value, and controls the air quantity control unit to adjust the amount of air supplied to the air supply pipe.

상기 회전연결부에는 상기 회전부의 회전각도를 측정하는 회전각센서가 설치되어 있어서, 상기 제어부는 상기 회전각센서가 송신하는 신호를 수신하여 상기 회전부의 회전각도를 연산하는 것을 특징으로 한다.A rotation angle sensor for measuring the rotation angle of the rotation part is installed in the rotation connection part, and the control unit receives a signal transmitted by the rotation angle sensor and calculates the rotation angle of the rotation part.

상기와 같은 구성을 통하여 본 발명은 능동적으로 동작되는 로봇 교시장치가 아니라, 수동적으로 동작되는 로봇 교시장치를 제공할 수 있다.Through the above configuration, the present invention can provide a passively operated robot teaching device rather than an actively operated robot teaching device.

또한, 본 발명은 모터, 감속기를, 공압에 따라 토크력을 변화시킬 수 있는 회전연결부, 공기의 양을 조절하는 공기량조절부로 대체 구성하여 관절 구성 비용이 절감되고, 유지 보수 비용이 적게 들 수 있다. In addition, the present invention replaces the motor and the speed reducer with a rotation connection that can change the torque force according to the pneumatic pressure, and an air amount control unit that adjusts the amount of air, thereby reducing joint construction costs and lowering maintenance costs. .

또한, 본 발명은 로봇에 가해지는 외력을 측정하여 이에 따라 회전연결부를 동작 시 가해야되는 토크력을 변경하여 작업자가 교시 작업 시 이질감이 발생되지 않을 수 있다.In addition, the present invention measures the external force applied to the robot and changes the torque force to be applied when the rotating connection part is operated accordingly, so that a sense of heterogeneity may not occur when the operator is teaching.

또한, 본 발명은 수동적으로 동작되어 작업자의 안전성이 담보될 수 있다.In addition, the present invention can be operated passively to ensure the safety of the operator.

도 1은 본 발명인 로봇의 외력 정보를 이용 가능한 교시장치와 로봇을 도시한 것이다.
도 2는 본 발명인 로봇의 외력 정보를 이용 가능한 교시장치의 일부 확대도이다.
도 3은 본 발명인 로봇의 외력 정보를 이용 가능한 교시장치의 회전연결부의 단면도이다.
도 4는 본 발명인 로봇의 외력 정보를 이용 가능한 교시장치의 공기공급관과 공기량조절부의 확대도이다.
도 5는 본 발명인 로봇의 외력 정보를 이용 가능한 교시장치의 제어단계를 순서에 따라 도시한 것이다.1 shows a teaching device and a robot that can use external force information of the robot according to the present invention.
2 is an enlarged view of a part of a teaching device that can use external force information of a robot according to the present invention.
3 is a cross-sectional view of a rotation connection part of a teaching device that can use external force information of a robot according to the present invention.
4 is an enlarged view of the air supply pipe and the air quantity control unit of the teaching device that can use the external force information of the robot of the present invention.
5 is a flowchart showing the control steps of the teaching device that can use the external force information of the robot according to the present invention.

이하, 본 발명의 일실시예를 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 그러나 이는 본 발명의 범위를 한정하려고 의도된 것은 아니다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to exemplary drawings. However, this is not intended to limit the scope of the present invention.

각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.In adding reference numerals to the components of each drawing, it should be noted that the same components are given the same reference numerals as much as possible even though they are indicated on different drawings. In addition, in describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known configuration or function may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

또한, 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 것일 뿐이고, 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.In addition, the size or shape of the components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of explanation. In addition, terms specifically defined in consideration of the structure and operation of the present invention are only for describing the embodiments of the present invention, and do not limit the scope of the present invention.

본 발명인 로봇 교시장치는 능동형이 아닌 수동형인 것이 특징이다. 즉, 로봇 교시장치의 움직임은 전적으로 작업자에게 의존될 수 있다. The robot teaching device of the present invention is characterized in that it is a passive type rather than an active type. That is, the movement of the robot teaching device may depend entirely on the operator.

도 1은 본 발명인 로봇의 외력 정보를 이용 가능한 교시장치와 로봇을 도시한 것이다.1 shows a teaching device and a robot that can use external force information of the robot according to the present invention.

도 2는 본 발명인 로봇의 외력 정보를 이용 가능한 교시장치의 일부 확대도이다.2 is an enlarged view of a part of a teaching device that can use external force information of a robot according to the present invention.

본 발명인 로봇의 외력 정보를 이용 가능한 로봇의 외력 정보를 이용 가능한 교시장치는 프레임(100), 회전연결부(200), 공기량조절부(500), 제어부(400), 회전각센서를 포함한다.The present invention, a teaching device that can use external force information of a robot that can use external force information of the robot includes a frame 100 , a rotation connection unit 200 , an air volume control unit 500 , a control unit 400 , and a rotation angle sensor.

프레임(100)은 본 발명인 로봇의 외력 정보를 이용 가능한 교시장치의 기초가 되는 것으로 적어도 2개 이상으로 구성됨이 바람직하다. 서로 다른 프레임(100)은 단부에서 설정된 각도를 가지며 연결될 수 있다. 일례로 어느 하나의 프레임(100)은 횡방향을 따라서 배치되고, 다른 하나의 프레임(100)은 종방향을 따라서 배치될 수 있다. 이 경우 작업자는 횡방향을 따라서 배치된 프레임(100)을 어깨에 위치시키고, 종방향을 따라 배치된 프레임(100)을 팔에 장착하여 본 발명인 로봇의 외력 정보를 이용 가능한 교시장치를 장착할 수 있다.The frame 100 serves as a basis for a teaching device that can use the external force information of the robot according to the present invention, and is preferably composed of at least two or more. Different frames 100 may be connected at an angle set at the end. For example, any one frame 100 may be disposed along the transverse direction, and the other frame 100 may be disposed along the longitudinal direction. In this case, the operator places the frame 100 arranged along the lateral direction on the shoulder, and mounts the frame 100 arranged along the longitudinal direction on the arm to mount the teaching device that can use the external force information of the robot of the present invention. there is.

프레임(100)은 복수의 피스가 연결되어 형성될 수 있다. 프레임(100)은 어느 하나의 피스가 다른 하나의 피스 내로 인입되어 형성될 수 있다. 따라서 프레임(100)은 피스가 중첩되는 범위가 커지면 전체 길이가 작아지고, 그렇지 않으면 전체 길이가 길어질 수 있다.The frame 100 may be formed by connecting a plurality of pieces. The frame 100 may be formed by inserting one piece into the other piece. Accordingly, the frame 100 may have a smaller overall length if the overlapping range of the pieces increases, otherwise the overall length may be increased.

여기서 프레임(100)과 프레임(100)은 회전연결부(200)를 통하여 연결될 수 있다. 따라서 어느 하나의 프레임(100)은 다른 하나의 프레임(100)에 회전 가능하게 연결될 수 있다.Here, the frame 100 and the frame 100 may be connected through the rotation connection unit 200 . Therefore, one frame 100 may be rotatably connected to the other frame 100 .

프레임(100)은 복수개로 구성되고 각각의 프레임(100)은 회전연결부(200)를 통하여 연결될 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 어느 하나의 회전연결부(200)를 기준으로 회전이 되지 않고 기준이 되는 프레임(100)을 제1프레임(110)이라 명명하고, 회전연결부(200)의 회전부(230)에 연결되어 회전되는 프레임(100)을 제2프레임(120)이라 명명하겠다.The frame 100 is configured in plurality, and each frame 100 may be connected through the rotation connection unit 200 . Hereinafter, for convenience of explanation, the frame 100 that does not rotate with respect to any one of the rotational connection parts 200 as a reference is named as the first frame 110 , and the rotational part 230 of the rotational connection part 200 . The frame 100 connected to and rotated will be referred to as a second frame 120 .

회전연결부(200)의 일측은 제1프레임(110)에 연결되고, 타측은 제2프레임(120)에 연결된다. 회전연결부(200)의 회전부(230)는 제1홀(211)과 제2홀(212)에 공급되는 공기의 양에 따라 형성된 제1홀(211)과 제2홀(212)의 압력 차로 인하여 회전될 수 있다. 그러나 회전연결부(200)의 이러한 회전 동작은 작업자가 프레임(100)을 착용 시, 작업자의 팔을 이동시키는 회전력을 가하는 것이 아닌 작업자의 동작 시 작업자의 동작을 방해하는 적당한 방해력을 인가하는 것일 수 있다.One side of the rotation connection unit 200 is connected to the first frame 110 , and the other side is connected to the second frame 120 . Due to the pressure difference between the first hole 211 and the second hole 212 formed according to the amount of air supplied to the first hole 211 and the second hole 212 , the rotation part 230 of the rotation connection part 200 is formed. can be rotated. However, this rotational operation of the rotational connection part 200 is not to apply a rotational force to move the operator's arm when the operator wears the frame 100, but to apply an appropriate interfering force to interfere with the operator's operation during the operator's operation. there is.

즉, 회전연결부(200)를 인위적으로 회전을 시키려는 경우, 인가되어야 하는 토크력은 제1홀(211)과 제2홀(212)에 공급되는 공기의 양에 따른 압력에 따라 변경될 수 있는 것이다.That is, in the case of artificially rotating the rotation connection part 200, the torque force to be applied may be changed according to the pressure according to the amount of air supplied to the first hole 211 and the second hole 212. .

이하에서는 회전연결부(200)의 구성을 보다 정확하게 살펴보도록 하겠다.Hereinafter, the configuration of the rotary connection unit 200 will be more precisely described.

도 3은 본 발명인 로봇의 외력 정보를 이용 가능한 교시장치의 회전연결부의 단면도이다. 3 is a cross-sectional view of a rotation connection part of a teaching device that can use external force information of a robot according to the present invention.

회전연결부(200)는 베이스부(210), 제1이동부(221), 제2이동부(222), 회전부(230)로 구성된다.The rotation connecting unit 200 includes a base unit 210 , a first moving unit 221 , a second moving unit 222 , and a rotating unit 230 .

베이스부(210)는 설정된 형상으로 형성되며, 내부에 공간이 형성되어 제1이동부(221), 제2이동부(222), 회전부(230)를 수용할 수 있다. 여기서 베이스부(210)의 일면에는 홀이 형성되어 회전부(230)의 일부분이 외측으로 노출되어 관찰될 수 있다.The base part 210 is formed in a set shape, and a space is formed therein to accommodate the first moving part 221 , the second moving part 222 , and the rotating part 230 . Here, a hole is formed in one surface of the base part 210 so that a portion of the rotating part 230 is exposed to the outside and can be observed.

베이스부(210)의 일면에는 제1홀(211)과 제2홀(212)이 형성될 수 있다. 제1홀(211)과 제2홀(212)은 이격되어 배치될 수 있다. 제1홀(211)과 제2홀(212)은 각각 베이스부(210)의 내부 공간과 연통된다. 베이스부(210)의 내부 공간에는 격벽이 형성되어 베이스부(210)의 일부 공간이 구획될 수 있다. 베이스부(210)의 격벽은 베이스부(210)의 내부 공간을 구획하면서 제1이동부(221), 제2이동부(222)의 위치를 가이드 하는 브라켓의 역할을 할 수 있다.A first hole 211 and a second hole 212 may be formed on one surface of the base portion 210 . The first hole 211 and the second hole 212 may be disposed to be spaced apart. The first hole 211 and the second hole 212 communicate with the inner space of the base part 210 , respectively. A partition wall may be formed in the internal space of the base part 210 to partition a partial space of the base part 210 . The partition wall of the base part 210 may serve as a bracket for guiding the positions of the first moving part 221 and the second moving part 222 while partitioning the internal space of the base part 210 .

제1이동부(221)와 제2이동부(222)는 각각 단부가 제1홀(211), 제2홀(212)을 향하여 배치될 수 있다. 제1이동부(221)와 제2이동부(222)는 대응되는 형태로 형성될 수 있다. 제1이동부(221)와 제2이동부(222)는 각각 제1홀(211)과 제2홀(212)에 공급 또는 흡입되는 공기에 따라 전방 또는 후방으로 이동될 수 있다. 제1이동부(221)와 제2이동부(222)는 설정된 길이를 가지며 형성된다. Ends of the first moving part 221 and the second moving part 222 may be disposed toward the first hole 211 and the second hole 212 , respectively. The first moving part 221 and the second moving part 222 may be formed in corresponding shapes. The first moving part 221 and the second moving part 222 may move forward or backward according to the air supplied or sucked into the first hole 211 and the second hole 212 , respectively. The first moving part 221 and the second moving part 222 are formed to have a set length.

제1이동부(221)와 제2이동부(222)의 일면에는 나사산이 형성될 수 있다. 제1이동부(221)와 제2이동부(222)는 도 3에서 도시된 바와 같이 각각 나사산이 형성된 부분이 마주보는 형태로 각각 베이스부(210)에 배치된다.A screw thread may be formed on one surface of the first moving part 221 and the second moving part 222 . As shown in FIG. 3 , the first moving part 221 and the second moving part 222 are respectively disposed on the base part 210 in a form in which threaded portions face each other.

회전부(230)는 제1이동부(221)와 제2이동부(222) 사이에 배치된다. 회전부(230)는 원형의 단면을 가질 수 있다. 회전부(230)의 둘레면에는 나사산이 형성된다. 회전부(230)의 나사산은 제1이동부(221)와 제2이동부(222)의 나사산과 치합된다. 따라서 제1이동부(221)와 제2이동부(222)의 이동에 따라서 회전부(230)는 회전을 할 수 있다. The rotating part 230 is disposed between the first moving part 221 and the second moving part 222 . The rotating part 230 may have a circular cross-section. A screw thread is formed on the circumferential surface of the rotating part 230 . The screw threads of the rotating part 230 mesh with the threads of the first moving part 221 and the second moving part 222 . Accordingly, the rotating unit 230 may rotate according to the movement of the first moving part 221 and the second moving part 222 .

일례로 제1이동부(221)가 도 3을 기준으로 상부로 이동되고, 제2이동부(222)가 하부로 이동되면 회전부(230)는 시계방향으로 회동될 수 있다. 반대의 경우 회전부(230)는 반시계방향으로 회동될 수 있다. 또한, 제1이동부(221)와 제2이동부(222)에 각각 설정된 공기가 주입되어 회전부(230)가 인위적으로 회전될 때 필요한 힘의 크기가 변경될 수 있다. 이를 통하여 작업자가 교시 작업 시, 로봇의 움직임과 이질감을 줄어들 수 있다.For example, when the first moving part 221 moves upward with reference to FIG. 3 and the second moving part 222 moves downward, the rotating part 230 may rotate clockwise. In the opposite case, the rotating part 230 may be rotated counterclockwise. In addition, when the air set to each of the first moving part 221 and the second moving part 222 is injected and the rotating part 230 is artificially rotated, the magnitude of the force required may be changed. Through this, when the operator is teaching, the movement of the robot and the sense of heterogeneity can be reduced.

또한, 제1이동부(221)와 제2이동부(222)는 탄성부(미도시)를 통하여 베이스부(210)와 맞닿을 수 있다. 즉, 제1이동부(221)와 제2이동부(222)의 단부 각각은 탄성부의 일단과 연결되고, 탄성부의 타단은 베이스부(210)와 맞닿을 수 있다. 따라서 제1이동부(221)와 제2이동부(222)는 각각 공기가 주입되어 이동 시, 탄성부에 의하여 탄성력이 인가될 수 있고, 그에 따라 제1이동부(221)와 제2이동부(222)에 공기량이 적어지게 되면 제1이동부(221)와 제2이동부(222)는 원래의 위치로 복원될 수 있다.In addition, the first moving part 221 and the second moving part 222 may contact the base part 210 through an elastic part (not shown). That is, each end of the first moving part 221 and the second moving part 222 may be connected to one end of the elastic part, and the other end of the elastic part may be in contact with the base part 210 . Accordingly, when air is injected and moved to the first moving part 221 and the second moving part 222 , elastic force may be applied by the elastic part, and accordingly, the first moving part 221 and the second moving part When the amount of air in 222 is reduced, the first moving part 221 and the second moving part 222 may be restored to their original positions.

탄성부는 타단이 베이스부(210)와 맞닿으면 되며, 나선형으로 형성되어 제1이동부(221) 또는 제2이동부(222)가 내부에 위치되어 제1이동부(221), 제2이동부(222)의 둘레면과 맞닿을 수 있다. 그러나 탄성부는 적어도 제1이동부(221)와 제2이동부(222)의 나사산이 형성된 부분과는 맞닿지 않아서 제1이동부(221)와 제2이동부(222)가 회전부(230)와 맞닿는 것을 방해하지 않는 것이 바람직하다.The elastic part only needs to be in contact with the base part 210 at the other end, and is formed in a spiral shape so that the first moving part 221 or the second moving part 222 is located inside the first moving part 221 and the second moving part. It may come into contact with the circumferential surface of the part 222 . However, the elastic portion does not come into contact with at least the threaded portion of the first moving portion 221 and the second moving portion 222 , so that the first moving portion 221 and the second moving portion 222 are separated from the rotating unit 230 . It is desirable not to interfere with the abutment.

제1홀(211)과 제2홀(212) 각각에는 공기공급관(300)이 연결된다. 공기공급관(300)은 공급되는 공기를 제1홀(211), 제2홀(212)로 안내한다. 공기공급관(300)은 유로가 형성되어 있어서 공기를 이동시킬 수 있다. 공기공급관(300)의 유로에는 공기량조절부(500)가 배치될 수 있다. An air supply pipe 300 is connected to each of the first hole 211 and the second hole 212 . The air supply pipe 300 guides the supplied air to the first hole 211 and the second hole 212 . The air supply pipe 300 is provided with a flow path to move air. An air amount control unit 500 may be disposed in the flow path of the air supply pipe 300 .

도 4는 본 발명인 로봇의 외력 정보를 이용 가능한 교시장치의 공기공급관과 공기량조절부의 확대도이다.4 is an enlarged view of the air supply pipe and the air quantity control unit of the teaching device that can use the external force information of the robot of the present invention.

공기량조절부(500)는 공기공급관(300)의 유로의 크기를 조절하여 공급되는 공기의 양을 조절할 수 있다. 공기량조절부(500)는 공기공급관(300)의 유로를 개방하거나 폐쇄할 수 있는 플런저를 포함하는 솔레노이드 밸브일 수 있다.The air amount control unit 500 may adjust the amount of supplied air by adjusting the size of the flow path of the air supply pipe 300 . The air volume control unit 500 may be a solenoid valve including a plunger capable of opening or closing the flow path of the air supply pipe 300 .

즉, 공기량조절부(500)는 하우징 내부에 코일이 감겨져 있으며, 코일 내부에 사이에 플런저가 배치되어 있을 수 있다. 플런저의 둘레에는 탄성부가 배치되어 플런저에 탄성력을 가하여 플런저가 설정된 위치에 위치할 수 있도록 한다. 또한, 플런저는 시트에 안착될 수 있다. 시트는 유로 사이에 배치될 수 있다.That is, the air amount control unit 500 may have a coil wound inside the housing, and a plunger may be disposed between the inside of the coil. An elastic part is disposed around the plunger to apply an elastic force to the plunger so that the plunger can be positioned at a set position. Also, the plunger may be seated on the seat. The seat may be disposed between the flow passages.

제어부(400)는 공기량조절부(500)에 제어신호를 인가하여, 공기량조절부(500)에 전원을 인가하여 플런저의 이동을 제어할 수 있다. 일례로 제어부(400)가 제어신호를 인가하면 플런저는 이동하여 공기공급관(300)의 유로를 개방할 수 있다. 그리고 제어부(400)는 또 다른 제어신호를 인가하여 공기량조절부(500)에 인가된 전원을 차단하여 유효를 폐쇄할 수 있다. 이처럼 공기량조절부(500)는 제어부(400)의 제어신호에 따라 공기공급관(300)의 유로를 개폐하여 공급되는 회전연결부(200)에 공급되는 공기량을 조절할 수 있다. The control unit 400 may control the movement of the plunger by applying a control signal to the air quantity adjusting unit 500 and applying power to the air quantity adjusting unit 500 . For example, when the control unit 400 applies a control signal, the plunger may move to open the flow path of the air supply pipe 300 . And the control unit 400 may apply another control signal to cut off the power applied to the air amount control unit 500 to close the effective. As such, the air volume control unit 500 may adjust the amount of air supplied to the rotation connection unit 200 supplied by opening and closing the flow path of the air supply pipe 300 according to the control signal of the control unit 400 .

또한, 미도시 되어 있으나, 회전부(230)에는 회전각센서가 설치될 수 있다. 회전각센서는 로터리 엔코더일 수 있다. 회전각센서는 회전부(230)의 회전각도를 측정하여 제어부(400)에 전기신호를 인가하고, 제어부(400)는 전기신호를 수신하여 회전각을 연산할 수 있다. 제어부(400)는 연산된 회전각에 따라 로봇의 관절을 제어하는 제어신호를 송신하여 로봇을 제어할 수 있다. Also, although not shown, a rotation angle sensor may be installed in the rotation unit 230 . The rotation angle sensor may be a rotary encoder. The rotation angle sensor may measure the rotation angle of the rotation unit 230 and apply an electrical signal to the control unit 400 , and the control unit 400 may receive the electrical signal and calculate the rotation angle. The controller 400 may control the robot by transmitting a control signal for controlling the joints of the robot according to the calculated rotation angle.

제어부(400)는 공기량조절부(500), 회전각센서와 연동되어 로봇을 제어하거나, 본 발명인 로봇의 외력 정보를 이용 가능한 교시장치를 제어할 수 있다.The control unit 400 may control the robot by interlocking with the air volume control unit 500 and the rotation angle sensor, or may control a teaching device that can use the external force information of the robot according to the present invention.

도 5는 본 발명인 로봇의 외력 정보를 이용 가능한 교시장치의 제어단계를 순서에 따라 도시한 것이다.5 is a flowchart showing the control steps of the teaching device that can use the external force information of the robot according to the present invention.

제어부(400)가 로봇과 로봇의 외력 정보를 이용 가능한 교시장치를 제어하는 동작은 다음과 같다.The operation of the control unit 400 controlling the robot and the teaching device that can use information about the external force of the robot is as follows.

로봇에는 외력을 측정하는 외력측정센서가 설치될 수 있다. 로봇은 외력측정센서를 이용하여 외력의 크기인 외력값과 현재 로봇의 팔의 단부의 위치를 제어부(400)로 전달할 수 있다. 또한, 제어부(400)는 로봇이 송신한 외력값을 수신하고 로봇 교시장치의 동작이 로봇과 이질적으로 되지 않도록 회전연결부(200)에 공급되어야 할 공기량을 연산한 동작값을 연산할 수 있다. An external force measuring sensor for measuring an external force may be installed in the robot. The robot may transmit the external force value, which is the magnitude of the external force, and the current position of the end of the arm of the robot to the controller 400 by using the external force measuring sensor. In addition, the control unit 400 may receive the external force value transmitted by the robot and calculate the operation value calculated by calculating the amount of air to be supplied to the rotation connection unit 200 so that the operation of the robot teaching device does not become heterogeneous with the robot.

이후 제어부(400)는 동작값에 따라 공기량조절부(500)에 제어신호를 인가하여 회전연결부(200)를 제어한다. 회전연결부(200)의 제1홀(211), 제2홀(212)에 각각 설정된 양의 공기를 주입하여 회전연결부(200)를 인위적으로 동작 시 가해지는 토크력을 제어할 수 있다. 작업자는 본 발명인 로봇 교시장치를 착용하고, 인위적으로 동작을 수행한다. 회전각센서는 회전부(230)의 회전에 따라 전기신호를 제어부(400)로 송신한다. Thereafter, the control unit 400 controls the rotation connection unit 200 by applying a control signal to the air quantity control unit 500 according to the operation value. By injecting a set amount of air into the first hole 211 and the second hole 212 of the rotation connection part 200, respectively, it is possible to control the torque force applied when the rotation connection part 200 is artificially operated. The operator wears the robot teaching device of the present invention, and artificially performs an operation. The rotation angle sensor transmits an electrical signal to the control unit 400 according to the rotation of the rotation unit 230 .

제어부(400)는 전기신호를 수신하고 회전부(230)의 회전각도를 연산한다. 제어부(400)는 연산된 회전각도에 따라 제어신호를 로봇에게 송신한다. 로봇은 제어신호를 수신하고, 관절을 회전시켜 작업자의 동작에 따라 동작을 수행한다.The control unit 400 receives the electric signal and calculates the rotation angle of the rotating unit 230 . The control unit 400 transmits a control signal to the robot according to the calculated rotation angle. The robot receives the control signal, rotates the joint, and performs an action according to the operator's motion.

위 과정에서 제어부(400)는 실시간으로 공기량조절부(500)를 제어하여 작업자가 동작 시 로봇의 동작과의 이질감을 줄일 수 있다.In the above process, the control unit 400 controls the air amount control unit 500 in real time to reduce the sense of heterogeneity with the operation of the robot when the operator operates.

본 발명은 특정한 실시 예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.Although the present invention has been shown and described in relation to specific embodiments, it is within the art that the present invention can be variously improved and changed without departing from the spirit of the present invention provided by the following claims. It will be obvious to those of ordinary skill in the art.

100 : 프레임
110 : 제1프레임
120 : 제2프레임
200 : 회전연결부
210 : 베이스부
211 : 제1홀
212 : 제2홀
221 : 제1이동부
222 : 제2이동부
230 : 회전부
300 : 공기공급관
400 : 제어부
500 : 공기량조절부100 : frame
110: first frame
120: second frame
200: rotation connection part
210: base part
211: Hall 1
212: 2nd hole
221: first moving part
222: second moving part
230: rotating part
300: air supply pipe
400: control unit
500: air volume control unit

Claims

제1프레임;
제2프레임; 및
일측은 상기 제1프레임에 고정 연결되고, 제1홀과 상기 제1홀과 이격된 제2홀 각각에 공기가 공급되면, 상기 제1홀과 제2홀의 압력 차이에 따라 회전되는 회전부에 상기 제2프레임이 연결되어, 상기 제2프레임이 회전되는 힘을 제어하는 회전연결부를 포함하며
상기 회전연결부는
내부에 공간이 형성되며, 일측에 상기 제1홀과 제2홀이 형성된 베이스부와,
단부분이 상기 제1홀과 상기 제2홀 각각을 향하며 상기 베이스부 내부에 배치되어 상기 제1홀과 상기 제2홀에 공급되는 공기량에 따라 각각 전후 이동될 수 있는 제1이동부, 제2이동부와,
일측의 둘레면은 상기 제1이동부와 맞닿고, 상기 제1이동부가 맞닿는 둘레면과 대응되는 둘레면에는 상기 제2이동부와 맞닿아, 상기 제1이동부와 제2이동부의 각각의 이동에 따라 회전되는 회전부를 포함하는 것
을 특징으로 하는 로봇의 외력 정보를 이용 가능한 로봇 교시장치.first frame;
second frame; and
One side is fixedly connected to the first frame, and when air is supplied to each of the first hole and the second hole spaced apart from the first hole, the second hole is rotated according to the pressure difference between the first hole and the second hole. The two frames are connected and include a rotation connection unit for controlling the force by which the second frame is rotated,
The rotary connector
A space is formed therein, and a base portion having the first hole and the second hole formed on one side thereof;
A first moving part, a second end portion facing each of the first hole and the second hole, disposed inside the base part and capable of moving back and forth according to the amount of air supplied to the first hole and the second hole, respectively; moving part,
The circumferential surface of one side is in contact with the first moving part, and the circumferential surface corresponding to the circumferential surface to which the first moving part abuts is in contact with the second moving part, each movement of the first moving part and the second moving part Including a rotating part rotated according to
A robot teaching device that can use information about the external force of the robot, characterized in that

삭제delete

제1항에 있어서,
상기 제1이동부와 제2이동부는
일측이 상기 베이스부와 맞닿는 탄성부에 각각 연결되어 탄성력이 인가되는 것
을 특징으로 하는 로봇의 외력 정보를 이용 가능한 로봇 교시장치.According to claim 1,
The first moving part and the second moving part
One side is connected to each of the elastic parts in contact with the base part, the elastic force is applied
A robot teaching device that can use information about the external force of the robot, characterized in that

제1항에 있어서,
상기 제1이동부와 상기 제2이동부의 일측면에는 나사산이 형성되고, 상기 회전부의 둘레에는 상기 나사산과 치합되는 나사산이 형성된 것
을 특징으로 하는 로봇의 외력 정보를 이용 가능한 로봇 교시장치.According to claim 1,
A screw thread is formed on one side of the first moving part and the second moving part, and a screw thread meshing with the screw thread is formed around the periphery of the rotating part
A robot teaching device that can use information about the external force of the robot, characterized in that

제1항에 있어서,
상기 제1홀과 제2홀에는 공기공급관이 각각 연결되고, 상기 각각의 공기공급관에는 공기량조절부가 배치되어 공급되는 공기의 양을 조절할 수 있는 것
을 특징으로 하는 로봇의 외력 정보를 이용 가능한 로봇 교시장치.According to claim 1,
An air supply pipe is connected to the first hole and the second hole, respectively, and an air volume control unit is disposed in each of the air supply pipes to adjust the amount of supplied air
A robot teaching device that can use information about the external force of the robot, characterized in that

제5항에 있어서,
상기 공기량조절부는,
전원공급에 의하여 일방향으로 이동되어 상기 공기공급관의 유로를 개폐하는 플런저를 포함하는 솔레노이드 밸브인 것
을 특징으로 하는 로봇의 외력 정보를 이용 가능한 로봇 교시장치.6. The method of claim 5,
The air volume control unit,
It is a solenoid valve that is moved in one direction by power supply and includes a plunger that opens and closes the flow path of the air supply pipe.
A robot teaching device that can use information about the external force of the robot, characterized in that

제5항에 있어서,
상기 공기량조절부를 제어하는 제어부를 더 포함하고,
상기 제어부는 상기 공기량조절부를 제어하여 상기 공기공급관에 공급되는 공기를 조절하는 것
을 특징으로 하는 로봇의 외력 정보를 이용 가능한 로봇 교시장치.6. The method of claim 5,
Further comprising a control unit for controlling the air amount control unit,
The control unit controls the air amount control unit to adjust the air supplied to the air supply pipe
A robot teaching device that can use information about the external force of the robot, characterized in that

제7항에 있어서,
상기 제어부는,
로봇으로부터 외력값을 수신하고, 상기 외력값에 대응되는 기설정된 동작값을 연산하여 상기 공기량조절부을 제어하여 상기 공기공급관에 공급되는 공기량을 조절하는 것
을 특징으로 하는 로봇의 외력 정보를 이용 가능한 로봇 교시장치.8. The method of claim 7,
The control unit is
Receives an external force value from the robot, calculates a preset operation value corresponding to the external force value, and controls the air amount adjusting unit to adjust the amount of air supplied to the air supply pipe
A robot teaching device that can use information about the external force of the robot, characterized in that

제8항에 있어서,
상기 회전연결부에는 상기 회전부의 회전각도를 측정하는 회전각센서가 설치되어 있어서,
상기 제어부는 상기 회전각센서가 송신하는 신호를 수신하여 상기 회전부의 회전각도를 연산하는 것
을 특징으로 하는 로봇의 외력 정보를 이용 가능한 로봇 교시장치.9. The method of claim 8,
A rotation angle sensor for measuring the rotation angle of the rotation part is installed in the rotation connection part,
The control unit receives the signal transmitted by the rotation angle sensor to calculate the rotation angle of the rotation unit
A robot teaching device that can use information about the external force of the robot, characterized in that