KR102441530B1 - Robot - Google Patents

Abstract

The present invention relates to a robot capable of lifting a person or an object. The robot comprises: a body of which a lower portion supports a bottom; a robot arm rotatably coupled to an upper portion of the body; a first driving unit provided on an upper portion of the body, and connected to a rotary shaft of the robot arm to transfer power to the robot arm; a torque lever provided between the robot arm and the first driving unit, transferring power of the first driving unit to the robot arm, and extended to a side perpendicular to the robot arm; a wire wherein one end thereof is connected to an end of the torque lever, and the other end thereof is extended into the body; a weight compensation device provided in the body, connected to the other end of the wire, and compensating for the weight of the robot arm; and a roller rotation body rotatably provided on an upper portion of the body, and guiding the movement of the wire.

Description

로봇{ROBOT}robot {ROBOT}

본 발명은 로봇에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 사람이나 물건 등을 들어올릴 수 있는 로봇에 관한 것이다.The present invention relates to a robot, and more particularly, to a robot capable of lifting a person or an object.

현재 다양한 산업 현장에서는 효율성 향상을 위해 공정 자동화가 활발히 수행되고 있으며, 이에 따라 여러 작업에 유연하게 사용될 수 있는 로봇 암의 중요성이 커지고 있다. 로봇 암은 중량물의 운반이나 조립, 용접, 도색 등 다양한 작업에 사용되고 있으며, 대상 작업에 따라 다양한 크기의 로봇 암이 개발되어 사용되고 있다.Currently, process automation is actively performed to improve efficiency in various industrial sites, and accordingly, the importance of a robot arm that can be used flexibly for various tasks is increasing. Robot arms are used for various tasks such as transporting, assembling, welding, and painting heavy objects, and robot arms of various sizes have been developed and used according to target tasks.

이러한 로봇 암이 자세를 유지하거나 구동할 때, 링크를 연결하는 관절에는 중력 방향으로 로봇 암의 자중에 의한 중력토크가 인가된다. 로봇 암이 대형화될수록 중력토크의 크기는 더욱 커지며 관절에 큰 구동부 동력이 필요하게 된다. 따라서 대형 로봇 암은 큰 용량의 모터 및 감속기를 구비해야 해서 제작 비용이 증가하고 작업에 소모되는 전력 역시 크게 증가하는 문제점이 있다. 이를 해결하기 위해 로봇 암의 관절에 무게 추나 스프링을 이용한 중력보상장치를 설치하여 기계식으로 중력토크를 상쇄시키는 다양한 방법이 활용되고 있다.When the robot arm maintains its posture or is driven, a gravitational torque due to the weight of the robot arm is applied in the direction of gravity to the joints connecting the links. As the robot arm becomes larger, the magnitude of the gravitational torque becomes larger, and a large driving force is required for the joints. Therefore, the large robot arm has a problem in that it is necessary to have a large capacity motor and a reducer, which increases the manufacturing cost and also greatly increases the power consumed for the operation. To solve this problem, various methods have been used to mechanically offset the gravity torque by installing a gravity compensating device using a weight or a spring on the joints of the robot arm.

대한민국 등록특허공보 제1190228호에는 종래의 베벨 기어를 이용한 중력 보상기구 및 방법 및 이를 이용하는 로봇암에 대해 기재되어 있다.Korean Patent No. 1190228 discloses a conventional gravity compensating mechanism and method using a bevel gear and a robot arm using the same.

이러한 한계를 극복하기 위해, 평행 4절 링크 구조를 이용한 다자유도 중력보상장치가 제안된 바 있다. 그런데 평행 4절 링크 구조의 중력보상장치는 평행 4절 링크 구조의 사점 때문에 관절의 가동 범위가 180도 미만으로 제한된다는 문제가 있다. 또한 종래의 평행 4절 링크 기반의 로봇 암은 몸체 외부에 추가적인 링크가 돌출되어 로봇 팔의 부피가 커지는 단점도 가지고 있다.In order to overcome this limitation, a multi-DOF gravity compensator using a parallel 4-bar link structure has been proposed. However, the gravity compensating device of the parallel four-bar link structure has a problem in that the range of motion of the joint is limited to less than 180 degrees due to the dead point of the parallel four-bar link structure. In addition, the conventional parallel 4-bar link-based robot arm has a disadvantage in that an additional link protrudes from the outside of the body, thereby increasing the volume of the robot arm.

따라서 본 발명은 위와 같은 문제점들을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 로봇 팔 부피 증가 없이도 로봇 팔의 하중보상 일치성을 향상시키면서 로봇 팔 자중 및 작업하중을 모두 보상할 수 있는 로봇을 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been devised to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide a robot capable of compensating for both the robot arm's own weight and the working load while improving the load compensation consistency of the robot arm without increasing the volume of the robot arm. .

본 발명의 일 실시예에 따른 로봇은 하부가 바닥을 지지하는 몸체, 상기 몸체의 상부에 회전 가능하게 결합하는 로봇 팔, 상기 몸체의 상부에 마련되고, 상기 로봇 팔의 회전 축에 연결되어 상기 로봇 팔에 동력을 전달하는 제1 구동부, 상기 로봇 팔과 상기 제1 구동부의 사이에 마련되고, 상기 제1 구동부의 동력을 상기 로봇 팔로 전달하되, 상기 로봇 팔과 수직하는 측으로 연장되는 토크 레버, 상기 토크 레버의 단부에 일단부를 연결하고, 타단부는 상기 몸체의 내부로 연장되는 와이어, 상기 몸체의 내부에 마련되고, 상기 와이어의 타단부와 연결되며, 상기 로봇 팔의 하중을 보상하는 하중 보상 장치 및 상기 몸체의 상부에 선회 가능하게 마련되고, 상기 와이어의 이동을 가이드하는 롤러 회전체를 포함하는 것을 특징으로 한다.The robot according to an embodiment of the present invention includes a body having a lower portion supporting the floor, a robot arm rotatably coupled to the upper portion of the body, provided on the upper portion of the body, and connected to a rotation axis of the robot arm to connect the robot A first driving unit for transmitting power to an arm, a torque lever provided between the robot arm and the first driving unit, and transmitting the power of the first driving unit to the robot arm, extending in a direction perpendicular to the robot arm, the A load compensating device connecting one end to the end of the torque lever, the other end being a wire extending into the body, provided inside the body, connected to the other end of the wire, and compensating for the load of the robot arm and a roller rotating body provided rotatably on the upper portion of the body and guiding the movement of the wire.

상기 로봇 팔은 상기 몸체의 상부에 회전 가능하게 결합하는 상부 팔과, 상기 상부 팔의 단부에 아이들(idle) 결합되는 하부 팔을 포함할 수 있다.The robot arm may include an upper arm rotatably coupled to an upper portion of the body, and a lower arm coupled to an end of the upper arm idle.

상기 하부 팔은 상기 상부 팔에 회전 가능하게 연결된 회전 연결부와, 상기 회전 연결부에 상측으로 선회 가능하게 연결되되, 무게 중심은 하측으로 편중되고, 바닥과 수평을 형성하는 받침부 및 상기 회전 연결부와 상기 받침부의 연결부에 형성되고, 상기 받침부를 상측 또는 하측으로 선회 이동시키되 하측으로는 상기 받침부가 상기 바닥과 수평을 이루는 위치까지 선회 이동시키는 제3 구동부를 포함할 수 있다.The lower arm includes a rotation connection part rotatably connected to the upper arm, a support part rotatably connected to the rotation connection part upwardly, the center of gravity being biased downward, and a support part that forms a level with the floor, and the rotation connection part and the It is formed on the connection part of the support part, and may include a third driving part for pivoting and moving the support part upward or downward to a position where the support part is horizontal to the floor.

상기 하중 보상 장치는 상기 와이어의 타단부와 연결되는 팔 자중 보상부와, 상기 팔 자중 보상부를 관통하게 연결되고, 상기 팔 자중 보상부의 이동을 가이드 하는 제1 가이드 레일과, 상기 상기 제1 가이드 레일의 일단부에 형성된 제1 지지부와, 상기 팔 자중 보상부와 상기 제1 지지부의 사이에 위치하고, 상기 팔 자중 보상부를 탄성 지지하는 제1 탄성부재와, 상기 팔 자중 보상부를 관통하게 연결된 제2 가이드 레일과, 상기 제2 가이드 레일에 관통되게 연결되고, 상기 제2 가이드 레일에 의해 이동을 가이드 받는 리프트 하중 보상부와, 상기 팔 자중 보상부와 상기 리프트 하중 보상부의 사이에 위치하고, 상기 팔 자중 보상부를 탄성 지지하는 제2 탄성부재 및 상기 리프트 하중 보상부에 연결되고, 상기 리프트 하중 보상부를 이동시키는 제2 구동부를 포함할 수 있다.The load compensating device includes an arm self-weight compensator connected to the other end of the wire, a first guide rail connected through the arm self-weight compensator to guide movement of the arm self-weight compensator, and the first guide rail A first support portion formed at one end of the , a first elastic member positioned between the arm weight compensation portion and the first support portion and elastically supporting the arm weight compensation portion, and a second guide connected through the arm weight compensation portion a rail, a lift load compensator connected to the second guide rail penetratingly, and guided by the second guide rail, and positioned between the arm self-weight compensator and the lift load compensator, the arm self-weight compensator It may include a second elastic member for elastically supporting the unit and a second driving unit connected to the lift load compensator to move the lift load compensator.

상기 롤러 회전체는 상기 몸체의 상부에 선회 가능하게 형성되고, 상기 와이어가 관통하는 본체부와, 상기 본체부에 회전 가능하게 형성되고, 상기 와이어와 구름 접촉하는 한 쌍의 롤러부 및 상기 본체부와 상기 몸체의 사이에 연결되고, 상기 본체부를 탄성 지지하는 탄성 지지부를 포함할 수 있다.The roller rotating body is rotatably formed on the upper part of the body, and a body part through which the wire passes, a pair of roller parts rotatably formed in the body part, and rolling contact with the wire, and the body part and an elastic support part connected between the body and elastically supporting the body part.

본 발명에 따르면, 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇은 로봇 팔의 하중보상 일치성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, the robot according to an embodiment of the present invention has the effect of improving the load compensation consistency of the robot arm.

본 발명에 따르면, 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇은 로봇 팔의 자중 및 작업하중을 모두 보상할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, the robot according to an embodiment of the present invention has the effect of compensating for both the self-weight and the working load of the robot arm.

또한, 발명의 일 실시예에 따른 로봇은 로봇 팔의 자중 및 작업하중을 모두 보상하면서도 로봇 팔의 크기 및 구조를 단순화하는 효과가 있다.In addition, the robot according to an embodiment of the present invention has the effect of simplifying the size and structure of the robot arm while compensating for both the self-weight and the working load of the robot arm.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇을 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1을 다른 각도에서 도시한 사시도이다.
도 3 내지 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇의 로봇 팔이 하측에서 상측으로 순차적으로 이동할 시 외장부의 내부를 도시한 사용상태도이다.
도 9은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇의 로봇 팔과 하중 보상 장치의 연결 구성을 개략적으로 도시한 개념도이다.
도 10 내지 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇의 로봇 팔이 하측에서 상측으로 순차적으로 이동하는 것을 도시한 사용상태도이다.1 is a perspective view schematically illustrating a robot according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view illustrating FIG. 1 from another angle.
3 to 8 are diagrams showing the inside of the exterior part when the robot arm of the robot moves sequentially from the lower side to the upper side according to an embodiment of the present invention.
9 is a conceptual diagram schematically illustrating a connection configuration between a robot arm of a robot and a load compensation device according to an embodiment of the present invention.
10 to 12 are diagrams in use showing sequential movement of the robot arm of the robot from the lower side to the upper side according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 로봇에 대하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, a robot according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과하고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.The terms or words used in the present specification and claims should not be construed as being limited to their ordinary or dictionary meanings, and the inventor may properly define the concept of the term in order to best describe his invention. Based on the principle that there is, it should be interpreted as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention. Accordingly, the embodiments described in the present specification and the configurations shown in the drawings are only the most preferred embodiment of the present invention and do not represent all of the technical spirit of the present invention. It should be understood that there may be equivalents.

도면에서 각 구성요소 또는 그 구성요소를 이루는 특정 부분의 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 따라서, 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다. 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그러한 설명은 생략하도록 한다.In the drawings, the size of each component or a specific part constituting the component is exaggerated, omitted, or schematically illustrated for convenience and clarity of description. Therefore, the size of each component does not fully reflect the actual size. If it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the gist of the present invention, such description will be omitted.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇을 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1을 다른 각도에서 도시한 사시도이고, 도 3 내지 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇의 로봇 팔이 하측에서 상측으로 순차적으로 이동할 시 외장부의 내부를 도시한 사용상태도이고, 도 9은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇의 로봇 팔과 하중 보상 장치의 연결 구성을 개략적으로 도시한 개념도이고, 도 10 내지 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇의 로봇 팔이 하측에서 상측으로 순차적으로 이동하는 것을 도시한 사용상태도이고, 1 is a perspective view schematically showing a robot according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a perspective view showing FIG. 1 from another angle, and FIGS. 3 to 8 are views of a robot according to an embodiment of the present invention. It is a state diagram showing the inside of the exterior part when the robot arm sequentially moves from the lower side to the upper side. , Figure 10 to Figure 12 is a state diagram showing the robot arm of the robot according to an embodiment of the present invention moves sequentially from the lower side to the upper side,

도 1 내지 도 12에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇(1)은 몸체(100)와 로봇 팔(200)을 포함한다.1 to 12 , the robot 1 according to an embodiment of the present invention includes a body 100 and a robot arm 200 .

몸체(100)는 하부로 바닥을 지지하고, 내부에 각종 기계 및 전기 장치 등을 설치할 수 있다. 몸체(100)는 하부에 이동을 위한 복수 개의 바퀴(101)를 형성할 수 있다. 또한 몸체(100)는 하부에 전방을 향해 연장된 한 쌍의 지지대(103)를 형성하고, 복수 개의 바퀴(101)는 한 쌍의 지지대(103)의 각 단부에 형성될 수 있다. 그리고 몸체(100)는 하부의 상측으로 기립되게 형성된 상부를 형성할 수 있다. 또한 몸체(100)는 숄더부(110), 와이어(120) 및 하중 보상 장치(130)를 형성할 수 있다.The body 100 supports the floor in the lower part, and various mechanical and electrical devices may be installed therein. The body 100 may form a plurality of wheels 101 for movement in the lower portion. In addition, the body 100 forms a pair of supports 103 extending forwardly at the lower portion, and a plurality of wheels 101 may be formed at each end of the pair of supports 103 . And the body 100 may form an upper portion formed to stand up to the upper side of the lower portion. In addition, the body 100 may form the shoulder portion 110 , the wire 120 , and the load compensation device 130 .

숄더부(110)는 몸체(100)의 상부 양측부에 각각 형성될 수 있다. 숄더부(110)는 로봇 팔(200)을 몸체(100)에 연결할 수 있다. 몸체(100)는 양측부에 승강 가이드 홀(105)을 형성하고, 숄더부(110)는 승강 가이드 홀(105)을 따라 승강 가능하게 설치될 수 있다. 숄더부(110)는 외장부(111), 제1 구동부(113), 토크 레버(115) 및 롤러 회전체(117)를 형성할 수 있다. The shoulder portion 110 may be formed on both upper sides of the body 100 , respectively. The shoulder part 110 may connect the robot arm 200 to the body 100 . The body 100 may have elevating guide holes 105 formed on both sides thereof, and the shoulder portion 110 may be installed to be elevating along the elevating guide hole 105 . The shoulder part 110 may form the exterior part 111 , the first driving part 113 , the torque lever 115 , and the roller rotating body 117 .

외장부(111)는 숄더부(110)의 외부를 형성할 수 있다. 제1 구동부(113)는 전기 모터 등으로 형성될 수 있고, 외장부(111)의 일측부에 결합되며, 외장부(111)의 내부에 형성된 로봇 팔(200)의 회전 축과 연결되어 로봇 팔(200)에 동력을 전달할 수 있다. 토크 레버(115)는 로봇 팔(200)과 제1 구동부(113)의 사이에 형성된 로봇 팔(200)의 회전 축에 연결되고, 제1 구동부의 동력을 로봇 팔(200)로 전달할 수 있다. 토크 레버(115)는 로봇 팔(200)과 수직하는 측으로 연장되게 형성될 수 있다. 롤러 회전체(117)는 외장부(111)의 내부에 선회 가능하게 형성될 수 있다. 롤러 회전체(117)는 본체부(117a), 한 쌍의 롤러부(117b) 및 탄성 지지부(117c)를 형성할 수 있다. 본체부(117a)는 서로 소정 간격 이격되며 대칭되게 형성된 한 쌍의 판체로 형성될 수 있다. 본체부(117a)의 한 쌍의 판체는 각각 외장부(111)에 선회 가능하게 결합할 수 있다. 한 쌍의 롤러부(117b)는 각각 본체부(117a)의 한 쌍의 판체 사이에 회전 가능하게 형성될 수 있다. 탄성 지지부(117c)는 본체부(117a)와 외장부(111)의 사이에 연결되고, 본체부(117a)를 탄성지지할 수 있다. 그리고 탄성 지지부(117c)는 본체부(117a)의 선회 이동 시 본체부(117a)를 본래의 위치로 복원 시킬 수 있다. 탄성 지지부(117c)는 한 쌍의 스프링 등과 같은 탄성체로 형성되되, 각각의 스프링은 양단부에 결합뭉치를 형성할 수 있다. 한 쌍의 스프링은 일단부의 결합뭉치를 본체부(117a)의 양측부에 각각 힌지 결합하고, 타단부의 결합뭉치를 외장부(111)의 내부에 힌지 결합할 수 있다. The exterior part 111 may form the outside of the shoulder part 110 . The first driving unit 113 may be formed of an electric motor, etc., coupled to one side of the exterior unit 111 , and connected to the rotation shaft of the robot arm 200 formed inside the exterior unit 111 to connect the robot arm. Power can be transmitted to (200). The torque lever 115 is connected to the rotation shaft of the robot arm 200 formed between the robot arm 200 and the first driving unit 113 , and may transmit power of the first driving unit to the robot arm 200 . The torque lever 115 may be formed to extend in a direction perpendicular to the robot arm 200 . The roller rotating body 117 may be pivotably formed inside the exterior part 111 . The roller rotating body 117 may form a body part 117a, a pair of roller parts 117b and an elastic support part 117c. The body portion 117a may be formed of a pair of plates spaced apart from each other by a predetermined distance and formed symmetrically. A pair of plate bodies of the body portion 117a may be pivotably coupled to the exterior portion 111 , respectively. A pair of roller parts 117b may be rotatably formed between a pair of plate bodies of the body part 117a, respectively. The elastic support part 117c may be connected between the body part 117a and the exterior part 111 and elastically support the body part 117a. And the elastic support part 117c can restore the body part 117a to its original position when the body part 117a is pivotally moved. The elastic support portion 117c is formed of an elastic body such as a pair of springs, and each spring may form a coupling bundle at both ends. The pair of springs may hinge-couple one end of the coupling bundle to both sides of the body portion 117a, respectively, and hinge-couple the coupling bundle at the other end to the inside of the exterior part 111 .

와이어(120)는 몸체(100)의 내부에 형성될 수 있다. 와이어(120)는 로봇 팔(200)과 하중 보상 장치(130)를 연결하고, 로봇 팔(200)의 자중과 리프트 작업 하중을 보상하게 할 수 있다. 와이어(120)는 일단부를 토크 레버(115)의 단부에 연결하고, 타단부를 하중 보상 장치(130)에 연결할 수 있다. 그리고 와이어(120)는 한 쌍의 롤러부(117b)와 구름 접촉하여 한 쌍의 롤러부(117b)에 의해 이동을 가이드 받으며 본체부(117a)를 관통하고, 본체부(117a)의 일측으로 연장된 이동로(121)를 따라 하중 보상 장치(130)로 연결될 수 있다. 또한 몸체(100)는 내부에 와이어(120)의 이동을 가이드할 수 있는 복수 개의 가이드 롤러(107)를 형성할 수 있다.The wire 120 may be formed inside the body 100 . The wire 120 connects the robot arm 200 and the load compensating device 130 , and may compensate for the self-weight and the lifting work load of the robot arm 200 . The wire 120 may connect one end to the end of the torque lever 115 and the other end to the load compensating device 130 . And the wire 120 is in rolling contact with the pair of roller parts 117b and is guided by the pair of roller parts 117b to pass through the body part 117a, and extends to one side of the body part 117a. It may be connected to the load compensating device 130 along the moved path 121 . In addition, the body 100 may form a plurality of guide rollers 107 capable of guiding the movement of the wire 120 therein.

와이어(120)의 일단부가 토크 레버(115)의 단부에 연결되고 와이어(120)가 롤러 회전체(117)의 한 쌍의 롤러부(117b)와 구름접촉하여 이동하기 때문에 로봇 팔(200)의 하중보상 일치성을 향상시킬 수 있다.Since one end of the wire 120 is connected to the end of the torque lever 115 and the wire 120 moves in rolling contact with the pair of roller parts 117b of the roller rotating body 117, the robot arm 200 It can improve the load compensation consistency.

즉 도 3 내지 도 8을 참고하여 로봇 팔(200)이 하측을 향한 상태에서 선회하며 상측으로 이동하면 로봇 팔과(200)과 수직을 형성하는 토크 레버(115)의 단부가 롤러 회전체(117)의 한 쌍의 롤러부(117b)의 사이를 향하게 될 수 있다. 그러면 토크 레버(115)의 단부에 연결된 와이어(120)가 로봇 팔(200)을 지지하는 지지점(토크 레버와의 연결부분)에서 탄성 지지부(117c)의 고정점인 본체부(117a)와 가장 가까운 한 쌍의 롤러부(117b)의 사이로 통과하기 때문에 로봇 팔(200)의 하중보상 일치성을 극대화할 수 있다.That is, with reference to FIGS. 3 to 8 , when the robot arm 200 turns in a downward-facing state and moves upward, the end of the torque lever 115 forming a vertical position with the robot arm 200 is a roller rotating body 117 . ) may be directed between the pair of roller parts 117b. Then, the wire 120 connected to the end of the torque lever 115 is closest to the body portion 117a, which is the fixing point of the elastic support portion 117c at the support point (connection portion with the torque lever) supporting the robot arm 200. Since it passes between the pair of roller parts 117b, the load compensation consistency of the robot arm 200 can be maximized.

도 9를 참고하여 하중 보상 장치(130)는 몸체(100)의 내부에 마련되고, 와이어(120)의 타단부와 연결되어 로봇 팔(200)의 자중과 리프트 작업 하중을 보상할 수 있다. 하중 보상 장치(130)는 팔 자중 보상부(131), 제1 가이드 레일(132), 제1 지지부(133), 제1 탄성부재(134), 제2 가이드 레일(135), 리프트 하중 보상부(136), 제2 탄성부재(137) 및 제2 구동부(138)를 형성할 수 있다.Referring to FIG. 9 , the load compensating device 130 is provided inside the body 100 , and is connected to the other end of the wire 120 to compensate for the self-weight and lift work load of the robot arm 200 . The load compensating device 130 includes an arm weight compensator 131 , a first guide rail 132 , a first support unit 133 , a first elastic member 134 , a second guide rail 135 , and a lift load compensator. 136 , the second elastic member 137 and the second driving unit 138 may be formed.

팔 자중 보상부(131)는 중앙부에 와이어(120)의 타단부를 연결할 수 있다. 제1 가이드 레일(132)은 팔 자중 보상부(131)를 관통하게 연결되고, 팔 자중 보상부(131)의 이동을 가이드 할 수 있다. 제1 가이드 레일(132)은 단수 또는 복수로 형성될 수 있고, 제1 가이드 레일(132)이 단수일 경우 제1 가이드 레일(132)이 팔 자중 보상부(131)의 중앙부를 관통하게 형성될 수 있다. 그리고 제1 가이드 레일(132)이 복수 일 경우 팔 자중 보상부(131)를 균등 비율로 나눈 부분을 관통하여 팔 자중 보상부(131)의 이동 시 팔 자중 보상부(131)가 일측으로 치우치지 않도록 할 수 있다. 제1 지지부(133)는 제1 가이드 레일(132)의 일단부에 형성될 수 있다. 제1 탄성부재(134)는 팔 자중 보상부(131)와 제1 지지부(133)의 사이에 위치하여 일단부는 제1 지지부(133)를 지지하고 타단부는 팔 자중 보상부(131)를 탄성 지지할 수 있다. 그리고 제1 탄성부재(134)는 제1 가이드 레일(132)의 둘레부를 감싸게 형성되어 제1 가이드 레일(132)을 따라 신축될 수 있다. 제1 탄성부재(134)는 탄성을 갖는 스프링 등으로 형성될 수 있다. 즉 와이어(120)가 팔 자중 보상부(131)를 당겨 팔 자중 보상부(131)가 제1 가이드 레일(132)을 따라 이동하면 제1 지지부(133)와의 사이에 형성된 제1 탄성부재(134)가 팔 자중 보상부(131)를 탄성지지하면서 로봇 팔(200)에 작업하중이 인가되지 않은 상태에서 로봇 팔(200)의 자중을 보상할 수 있다. 제2 가이드 레일(135)은 복수 개로 형성되되, 2개 이상으로 형성될 수 있고, 팔 자중 보상부(131)의 양단부로부터 동일하게 이격된 부분을 관통하게 형성될 수 있다. 리프트 하중 보상부(136)는 양단부로부터 동일하게 이격된 부분을 제2 가이드 레일(135)에 의해 관통되어 가이드 레일(135)에 의해 이동을 가이드 받게 연결될 수 있다. 리프트 하중 보상부(136)는 제1 지지부(133)를 기준으로 제1 지지부(133)가 팔 자중 보상부(131)를 바라보는 반대측에 위치할 수 있다. 제2 탄성부재(137)는 팔 자중 보상부(131)와 리프트 하중 보상부(136)의 사이에 위치하도록 제2 가이드 레일(135)의 둘레부를 감싸게 형성되고, 제2 가이드 레일(135)을 따라 신축될 수 있다. 제2 탄성부재(137)는 탄성을 갖는 스프링 등으로 형성될 수 있다. 제2 구동부(138)는 리프트 하중 보상부(136)에 연결되고, 리프트 하중 보상부(136)가 제2 가이드 레일(135)을 따라 이동할 수 있도록 동력을 제공할 수 있다. 제2 구동부(138)는 전기 모터 등으로 형성될 수 있다. 즉 로봇 팔(200)에 작업하중이 인가되는 경우 제2 구동부(138)가 리프트 하중 보상부(136)를 이동시켜 리프트 하중 보상부(136)와 팔 자중 보상부(131) 사이를 탄성 지지하는 제2 탄성부재(137)을 압축시키는 방식으로 작업하중을 필요한 만큼 보상할 수 있다. The arm weight compensator 131 may connect the other end of the wire 120 to the central portion. The first guide rail 132 may be connected to pass through the arm weight compensator 131 and guide the movement of the arm weight compensator 131 . The first guide rail 132 may be formed in a single number or a plurality, and when the first guide rail 132 is a single number, the first guide rail 132 is formed to pass through the central portion of the arm weight compensation unit 131 . can And when there are a plurality of first guide rails 132, the arm weight compensation unit 131 passes through the portion divided by the equal ratio and the arm weight compensation unit 131 is not biased to one side when the arm weight compensation unit 131 moves. can prevent it The first support part 133 may be formed at one end of the first guide rail 132 . The first elastic member 134 is positioned between the arm weight compensation part 131 and the first support part 133 so that one end supports the first support part 133 and the other end elasticizes the arm weight compensation part 131 . can support In addition, the first elastic member 134 is formed to surround the circumference of the first guide rail 132 and can be stretched and contracted along the first guide rail 132 . The first elastic member 134 may be formed of a spring having elasticity or the like. That is, when the wire 120 pulls the arm weight compensation part 131 and the arm weight compensation part 131 moves along the first guide rail 132 , the first elastic member 134 formed between the first support part 133 and the first support part 133 . ) while elastically supporting the arm weight compensation unit 131 , it is possible to compensate for the weight of the robot arm 200 in a state in which a working load is not applied to the robot arm 200 . The second guide rail 135 may be formed in plurality, may be formed of two or more, and may be formed to pass through portions equally spaced from both ends of the arm weight compensation unit 131 . The lift load compensator 136 may be connected to be guided by the guide rail 135 through a portion equally spaced apart from both ends by the second guide rail 135 . The lift load compensating unit 136 may be located on the opposite side from which the first supporting unit 133 faces the arm weight compensating unit 131 with respect to the first supporting unit 133 . The second elastic member 137 is formed to surround the periphery of the second guide rail 135 so as to be positioned between the arm weight compensating part 131 and the lift load compensating part 136 , and the second guide rail 135 . can be stretched accordingly. The second elastic member 137 may be formed of a spring having elasticity or the like. The second driving unit 138 may be connected to the lift load compensator 136 , and may provide power so that the lift load compensator 136 moves along the second guide rail 135 . The second driving unit 138 may be formed of an electric motor or the like. That is, when a working load is applied to the robot arm 200, the second driving unit 138 moves the lift load compensator 136 to elastically support between the lift load compensator 136 and the arm weight compensator 131. By compressing the second elastic member 137, the working load can be compensated as needed.

로봇 팔(200)은 몸체(100)의 상부 양측부에 각각 회전 가능하게 형성되고, 사람 또는 물건 등을 들어올릴 수 있다. 따라서 로봇 팔(200)은 몸체(100)의 상부를 따라 승강하게 형성될 수 있다. 이러한 로봇 팔(200)은 하네스(harness)나 시트(sheet)를 매달아 올릴 수 있다. 로봇 팔(200)은 상부 팔(210)과 하부 팔(220)을 형성할 수 있다.The robot arm 200 is rotatably formed on both upper sides of the body 100, respectively, and can lift a person or an object. Therefore, the robot arm 200 may be formed to move up and down along the upper portion of the body 100 . Such a robot arm 200 may suspend a harness or a sheet. The robot arm 200 may form an upper arm 210 and a lower arm 220 .

도 10 내지 도 12를 참고하여, 상부 팔(210)은 숄더부(110)의 외장부(111)의 전방부에 회전 가능하게 결합할 수 있다. 상부 팔(210)은 외장부(111)의 전방부에 수직하게 형성된 회전축을 중심으로 회전 가능하게 결합될 수 있다. 하부 팔(220)은 상부 팔(210)의 단부에 아이들(idle) 결합할 수 있다. 여기서 아이들 결합이란 하부 팔(220)이 상부 팔(210)에 고정적으로 결합된 것이 아니라, 상부 팔(210)의 움직임과 무관하게 자유롭게 회전 가능하도록 결합된 것을 의미할 수 있다. 이에 따라 하부 팔(220)은 항상 아래 방향을 향하는 구조일 수 있다. 하부 팔(220)은 회전 연결부(221), 받침부(222), 제3 구동부(223)를 형성할 수 있다.10 to 12 , the upper arm 210 may be rotatably coupled to the front part of the exterior part 111 of the shoulder part 110 . The upper arm 210 may be rotatably coupled to a rotation axis formed perpendicular to the front portion of the exterior part 111 . The lower arm 220 may be idle coupled to an end of the upper arm 210 . Here, the idle coupling may mean that the lower arm 220 is not fixedly coupled to the upper arm 210 , but is freely rotatably coupled regardless of the movement of the upper arm 210 . Accordingly, the lower arm 220 may have a structure that always faces downward. The lower arm 220 may form a rotation connection part 221 , a support part 222 , and a third driving part 223 .

회전 연결부(221)는 상부 팔(210)의 단부에 수직으로 연결된 회전축에 회전 가능하게 아이들 결합될 수 있다. 받침부(222)는 회전 연결부(221)의 단부에 상측으로 선회 가능하게 연결되되, 무게 중심은 하측으로 편중되고, 바닥과 수평을 형성하게 연장될 수 있다. 받침부(222)는 상측부에 사람, 물건 등을 올려서 받치거나 하네스, 시트 등을 매달아 지지할 수 있다. 제3 구동부(223)는 회전 연결부(221)와 받침부(222)의 연결부에 형성되는 전기 모터 등과 같은 동력발생장치일 수 있다. 제3 구동부(223)는 받침부(222)를 상측 또는 하측으로 선회 이동시킬 수 있다. 이때 받침부(222)는 바닥과 수평을 이루는 위치까지만 이동하고, 바닥과 수평을 이루는 위치 아래로는 이동하지 않을 수 있다.The rotation connection part 221 may be rotatably idle-coupled to a rotation shaft vertically connected to the end of the upper arm 210 . The support part 222 is pivotably connected to the end of the rotation connection part 221 upwardly, and the center of gravity is biased downward, and may extend to form a level with the floor. The support part 222 may support by placing a person, an object, etc. on the upper part, or by hanging a harness, a seat, etc. to support it. The third driving unit 223 may be a power generating device such as an electric motor formed in a connection between the rotation connecting unit 221 and the supporting unit 222 . The third driving unit 223 may pivotally move the support unit 222 upward or downward. At this time, the support 222 may move only to a position that is horizontal with the floor, and may not move below a position that is horizontal with the floor.

상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇은 로봇 팔의 하중보상 일치성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the present invention, the robot according to an embodiment of the present invention has the effect of improving the load compensation consistency of the robot arm.

본 발명에 따르면, 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇은 로봇 팔의 자중 및 작업하중을 모두 보상할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, the robot according to an embodiment of the present invention has the effect of compensating for both the self-weight and the working load of the robot arm.

또한, 발명의 일 실시예에 따른 로봇은 로봇 팔의 자중 및 작업하중을 모두 보상하면서도 로봇 팔의 크기 및 구조를 단순화하는 효과가 있다.In addition, the robot according to an embodiment of the present invention has the effect of simplifying the size and structure of the robot arm while compensating for both the self-weight and the working load of the robot arm.

이상과 같이 본 발명에 따른 을 예시된 도면을 참고하여 설명하였으나, 본 발명은 이상에서 설명된 실시예와 도면에 의해 한정되지 않으며, 특허청구범위 내에서 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자들에 의해 다양한 실시가 가능하다.As described above, the present invention has been described with reference to the illustrated drawings, but the present invention is not limited by the above-described embodiments and drawings, and within the scope of the claims, common knowledge in the technical field to which the present invention pertains has been described. Various implementations are possible by those who have it.

1: 로봇
100: 몸체
101: 바퀴
103: 지지대
105: 승강 가이드 홀
107: 가이드 롤러
110: 숄더부
111: 외장부
113: 제1 구동부
115: 토크 레버
117: 롤러 회전체
117a: 본체부
117b: 한 쌍의 롤러부
117c: 탄성 지지부
120: 와이어
121: 이동로
130: 하중 보상 장치
131: 팔 자중 보상부
132: 제1 가이드 레일
133: 제1 지지부
134: 제1 탄성부재
135: 제2 가이드 레일
136: 리프트 하중 보상부
137: 제2 탄성부재
138: 제2 구동부
200: 로봇 팔
210: 상부 팔
220: 하부 팔
221: 회전 연결부
222: 받침부
223: 제3 구동부1: Robot
100: body
101: wheel
103: support
105: elevating guide hole
107: guide roller
110: shoulder
111: exterior
113: first driving unit
115: torque lever
117: roller rotating body
117a: body part
117b: a pair of roller units
117c: elastic support
120: wire
121: transfer path
130: load compensation device
131: arm weight compensation unit
132: first guide rail
133: first support
134: first elastic member
135: second guide rail
136: lift load compensation unit
137: second elastic member
138: second driving unit
200: robot arm
210: upper arm
220: lower arm
221: rotation connection
222: support
223: third driving unit

Claims (5)

하부가 바닥을 지지하는 몸체;
상기 몸체의 상부에 회전 가능하게 결합하는 로봇 팔;
상기 몸체의 상부에 마련되고, 상기 로봇 팔의 회전 축에 연결되어 상기 로봇 팔에 동력을 전달하는 제1 구동부;
상기 로봇 팔과 상기 제1 구동부의 사이에 마련되고, 상기 제1 구동부의 동력을 상기 로봇 팔로 전달하되, 상기 로봇 팔과 수직하는 측으로 연장되는 토크 레버;
상기 토크 레버의 단부에 일단부를 연결하고, 타단부는 상기 몸체의 내부로 연장되는 와이어;
상기 몸체의 내부에 마련되고, 상기 와이어의 타단부와 연결되며, 상기 로봇 팔의 하중을 보상하는 하중 보상 장치; 및
상기 몸체의 상부에 선회 가능하게 마련되고, 상기 와이어의 이동을 가이드하는 롤러 회전체; 를 포함하고,
상기 로봇 팔은,
상기 몸체의 상부에 회전 가능하게 결합하는 상부 팔과,
상기 상부 팔의 단부에 아이들(idle) 결합되는 하부 팔을 포함하고,
상기 하부 팔은,
상기 상부 팔에 회전 가능하게 연결된 회전 연결부와,
상기 회전 연결부에 상측으로 선회 가능하게 연결되되, 무게 중심은 하측으로 편중되고, 바닥과 수평을 형성하는 받침부 및
상기 회전 연결부와 상기 받침부의 연결부에 형성되고, 상기 받침부를 상측 또는 하측으로 선회 이동시키되 하측으로는 상기 받침부가 상기 바닥과 수평을 이루는 위치까지 선회 이동시키는 제3 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇.The lower body supports the floor;
a robot arm rotatably coupled to the upper portion of the body;
a first driving unit provided on the upper portion of the body and connected to the rotation shaft of the robot arm to transmit power to the robot arm;
a torque lever provided between the robot arm and the first driving unit and transmitting the power of the first driving unit to the robot arm, the torque lever extending in a direction perpendicular to the robot arm;
a wire connecting one end to the end of the torque lever and the other end extending into the body;
a load compensating device provided inside the body, connected to the other end of the wire, and compensating for the load of the robot arm; and
a roller rotating body provided rotatably on the upper portion of the body and guiding the movement of the wire; including,
The robot arm,
an upper arm rotatably coupled to the upper portion of the body;
a lower arm that is idlely coupled to an end of the upper arm;
the lower arm,
a rotation connection part rotatably connected to the upper arm;
Doedoe rotatably connected to the upper side of the rotation connection part, the center of gravity is biased to the lower side, and a support part that forms a level with the floor, and
A third driving part formed in the connection part of the rotation connection part and the support part and pivotally moving the support part upwards or downwards to a position where the support part is horizontal with the floor in a lower direction. Robot characterized in that it comprises: . 삭제delete 삭제delete 하부가 바닥을 지지하는 몸체;
상기 몸체의 상부에 회전 가능하게 결합하는 로봇 팔;
상기 몸체의 상부에 마련되고, 상기 로봇 팔의 회전 축에 연결되어 상기 로봇 팔에 동력을 전달하는 제1 구동부;
상기 로봇 팔과 상기 제1 구동부의 사이에 마련되고, 상기 제1 구동부의 동력을 상기 로봇 팔로 전달하되, 상기 로봇 팔과 수직하는 측으로 연장되는 토크 레버;
상기 토크 레버의 단부에 일단부를 연결하고, 타단부는 상기 몸체의 내부로 연장되는 와이어;
상기 몸체의 내부에 마련되고, 상기 와이어의 타단부와 연결되며, 상기 로봇 팔의 하중을 보상하는 하중 보상 장치; 및
상기 몸체의 상부에 선회 가능하게 마련되고, 상기 와이어의 이동을 가이드하는 롤러 회전체; 를 포함하고,
상기 하중 보상 장치는,
상기 와이어의 타단부와 연결되는 팔 자중 보상부와,
상기 팔 자중 보상부를 관통하게 연결되고, 상기 팔 자중 보상부의 이동을 가이드 하는 제1 가이드 레일과,
상기 제1 가이드 레일의 일단부에 형성된 제1 지지부와,
상기 팔 자중 보상부와 상기 제1 지지부의 사이에 위치하고, 상기 팔 자중 보상부를 탄성 지지하는 제1 탄성부재와,
상기 팔 자중 보상부를 관통하게 연결된 제2 가이드 레일과,
상기 제2 가이드 레일에 관통되게 연결되고, 상기 제2 가이드 레일에 의해 이동을 가이드 받는 리프트 하중 보상부와,
상기 팔 자중 보상부와 상기 리프트 하중 보상부의 사이에 위치하고, 상기 팔 자중 보상부를 탄성 지지하는 제2 탄성부재 및
상기 리프트 하중 보상부에 연결되고, 상기 리프트 하중 보상부를 이동시키는 제2 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇.The lower body supports the floor;
a robot arm rotatably coupled to the upper portion of the body;
a first driving unit provided on the upper portion of the body and connected to the rotation shaft of the robot arm to transmit power to the robot arm;
a torque lever provided between the robot arm and the first driving unit and transmitting the power of the first driving unit to the robot arm, the torque lever extending in a direction perpendicular to the robot arm;
a wire connecting one end to the end of the torque lever and the other end extending into the body;
a load compensating device provided inside the body, connected to the other end of the wire, and compensating for the load of the robot arm; and
a roller rotating body provided rotatably on the upper portion of the body and guiding the movement of the wire; including,
The load compensation device,
an arm weight compensator connected to the other end of the wire;
a first guide rail connected to pass through the arm weight compensation unit and guiding the movement of the arm weight compensation unit;
a first support portion formed at one end of the first guide rail;
a first elastic member positioned between the arm weight compensating part and the first support part and elastically supporting the arm weight compensating part;
a second guide rail connected through the arm weight compensation unit;
a lift load compensator connected through the second guide rail and guided by the second guide rail;
a second elastic member positioned between the arm weight compensator and the lift load compensator and elastically supporting the arm weight compensator; and
and a second driving unit connected to the lift load compensator and configured to move the lift load compensator. 하부가 바닥을 지지하는 몸체;
상기 몸체의 상부에 회전 가능하게 결합하는 로봇 팔;
상기 몸체의 상부에 마련되고, 상기 로봇 팔의 회전 축에 연결되어 상기 로봇 팔에 동력을 전달하는 제1 구동부;
상기 로봇 팔과 상기 제1 구동부의 사이에 마련되고, 상기 제1 구동부의 동력을 상기 로봇 팔로 전달하되, 상기 로봇 팔과 수직하는 측으로 연장되는 토크 레버;
상기 토크 레버의 단부에 일단부를 연결하고, 타단부는 상기 몸체의 내부로 연장되는 와이어;
상기 몸체의 내부에 마련되고, 상기 와이어의 타단부와 연결되며, 상기 로봇 팔의 하중을 보상하는 하중 보상 장치; 및
상기 몸체의 상부에 선회 가능하게 마련되고, 상기 와이어의 이동을 가이드하는 롤러 회전체; 를 포함하고,
상기 롤러 회전체는,
상기 몸체의 상부에 선회 가능하게 형성되고, 상기 와이어가 관통하는 본체부와,
상기 본체부에 회전 가능하게 형성되고, 상기 와이어와 구름 접촉하는 한 쌍의 롤러부 및
상기 본체부와 상기 몸체의 사이에 연결되고, 상기 본체부를 탄성 지지하는 탄성 지지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇.The lower body supports the floor;
a robot arm rotatably coupled to the upper portion of the body;
a first driving unit provided on the upper portion of the body and connected to the rotation shaft of the robot arm to transmit power to the robot arm;
a torque lever provided between the robot arm and the first driving unit and transmitting the power of the first driving unit to the robot arm, the torque lever extending in a direction perpendicular to the robot arm;
a wire connecting one end to the end of the torque lever and the other end extending into the body;
a load compensating device provided inside the body, connected to the other end of the wire, and compensating for the load of the robot arm; and
a roller rotating body provided rotatably on the upper portion of the body and guiding the movement of the wire; including,
The roller rotating body,
a body portion pivotably formed on the upper portion of the body and through which the wire passes;
A pair of roller parts rotatably formed in the body part and in rolling contact with the wire; and
and an elastic support part connected between the body part and the body part and elastically supporting the body part.

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