KR102465725B1 - Rotary actuator - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 회전 액추에이터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 유체의 공급 유무에 따라 형상이 변형되면서 대상물의 일방향 회전을 유도하는 회전 액추에이터에 관한 것이다.The present invention relates to a rotary actuator, and more particularly, to a rotary actuator that induces rotation of an object in one direction while changing its shape depending on whether fluid is supplied or not.
일반적으로 공압 인공 근육(Pneuamtic Artificial Muscle)은 직선 운동에 특화되어 있다. 공압 인공 근육을 사용하여 회전 운동을 만들어내기 위해서는 통상적으로 길항근(antagonistic) 배열을 사용하지만, 공압 인공 근육을 서로 연결하기 위해 쓰는 줄의 비선형성과 공간과 환경 등의 제약으로 실제 산업에서 쓰이기에 적절치 않다. 또한, 기존 공압 근육의 격자 무늬로 배열된 메쉬(mesh)를 한 방향의 사선 무늬로만 배치하여 회전 가능하도록 만든 공압 근육이 있다.In general, pneuamtic artificial muscles are specialized for linear motion. In order to create rotational motion using pneumatic artificial muscles, an antagonistic arrangement is usually used, but it is not suitable for use in the actual industry due to the non-linearity of the string used to connect the pneumatic artificial muscles and the limitations of space and environment. . In addition, there is a pneumatic muscle that is rotatable by arranging a mesh arranged in a grid pattern of the existing pneumatic muscle only in a diagonal pattern in one direction.
그러나, 종래의 액추에이터는 유체가 공급되면 유연체의 형상이 변형되면서 일방향으로 회전력을 제공하고, 유체가 제거되면 유연체가 원상 복귀되면서 타방향으로 회전력을 제공한다. 이로 인해 대상물을 일방향으로만 회전시키기 어렵다는 문제점이 있다. 따라서, 이를 개선할 필요성이 요청된다.However, conventional actuators provide rotational force in one direction while the shape of the flexible body is deformed when fluid is supplied, and provide rotational force in the other direction while returning the flexible body to its original state when the fluid is removed. Due to this, there is a problem that it is difficult to rotate the object in only one direction. Therefore, there is a need to improve this.
본 발명의 배경기술은 대한민국 등록특허공보 제10-1639520호(2016.07.07 등록, 발명의 명칭: 공압식 인공근육 구동기)에 개시되어 있다.The background art of the present invention is disclosed in Korean Patent Registration No. 10-1639520 (registered on July 7, 2016, title of the invention: pneumatic artificial muscle actuator).
본 발명은 상기와 같은 문제점들을 개선하기 위해 안출된 것으로서, 유체의 공급 유무에 따라 형상이 변형되면서 대상물의 일방향 회전을 유도하는 회전 액추에이터를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to improve the above problems, and an object of the present invention is to provide a rotary actuator that induces one-way rotation of an object while the shape is deformed according to the presence or absence of fluid supply.
본 발명에 따른 회전 액추에이터는: 하부홀더부; 상기 하부홀더부와 마주보도록 배치되는 상부홀더부; 상기 하부홀더부에 삽입되고, 상기 상부홀더부를 관통하는 회전부; 상기 하부홀더부와 상기 회전부를 연결하고, 상기 회전부의 일방향 회전을 허용하는 하부클러치부; 상기 상부홀더부와 상기 회전부를 연결하고, 상기 회전부의 타방향 회전을 허용하는 상부클러치부; 상기 하부홀더부와 상기 상부홀더부에 장착되고, 나선형으로 팽창되거나 수축되면서 회전력을 제공하는 유연챔버부; 및 상기 유연챔버부의 내부 공압을 조절하여 상기 유연챔버부를 변형시키는 공급부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.A rotary actuator according to the present invention includes: a lower holder part; an upper holder portion disposed to face the lower holder portion; a rotation unit inserted into the lower holder unit and penetrating the upper holder unit; a lower clutch unit connecting the lower holder unit and the rotation unit and allowing rotation of the rotation unit in one direction; an upper clutch unit connecting the upper holder unit and the rotation unit and allowing rotation of the rotation unit in another direction; flexible chambers mounted on the lower holder part and the upper holder part and providing rotational force while expanding or contracting spirally; And a supply unit for adjusting the internal air pressure of the flexible chamber unit to deform the flexible chamber unit; characterized in that it comprises a.
상기 하부홀더부는 상기 회전부가 안착되는 하부받침부; 상기 하부받침부에서 상방으로 연장되고, 상기 하부클러치부를 감싸는 하부지지부; 상기 하부지지부의 상측 개구된 부분을 커버하는 하부덮개부; 상기 하부덮개부와, 상기 하부지지부와, 상기 하부클러치부를 연결하는 하부고정부; 상기 하부받침부에서 하방으로 연장되는 하부돌기부; 및 상기 하부돌기부와 나사 결합되고, 상기 유연챔버부를 구속하는 하부결합부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.The lower holder part includes a lower supporting part on which the rotating part is seated; a lower support portion extending upward from the lower support portion and surrounding the lower clutch portion; a lower cover covering an upper open portion of the lower support; a lower fixing portion connecting the lower cover portion, the lower support portion, and the lower clutch portion; a lower protrusion extending downward from the lower supporting portion; and a lower coupling portion screwed to the lower protrusion and restraining the flexible chamber portion.
상기 하부받침부와 상기 하부결합부에는 동심원을 갖도록 돌출되어 상기 유연챔버부와 밀착되는 하부압박부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.It characterized in that it further comprises; the lower support portion and the lower coupling portion protrudes to have a concentric circle and is in close contact with the flexible chamber portion.
상기 상부홀더부는 상기 회전부가 관통되는 상부받침부; 상기 상부받침부에서 하방으로 연장되고, 상기 상부클러치부를 감싸는 상부지지부; 상기 상부지지부의 하측 개구된 부분을 커버하는 상부덮개부; 상기 상부덮개부와, 상기 상부지지부와, 상기 상부클러치부를 연결하는 상부고정부; 상기 상부받침부에서 상방으로 연장되는 상부돌기부; 및 상기 상부돌기부와 나사 결합되고, 상기 유연챔버부를 구속하는 상부결합부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.The upper holder portion includes an upper supporting portion through which the rotating portion passes; an upper support portion extending downward from the upper support portion and surrounding the upper clutch portion; an upper cover portion covering the lower open portion of the upper support portion; an upper fixing portion connecting the upper cover portion, the upper support portion, and the upper clutch portion; an upper protrusion extending upward from the upper supporting portion; and an upper coupling portion screwed to the upper protrusion and restraining the flexible chamber portion.
상기 상부받침부와 상기 상부결합부에는 동심원을 갖도록 돌출되어 상기 유연챔버부와 밀착되는 상부압박부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.It characterized in that it further comprises; the upper supporting portion and the upper coupling portion protrudes to have a concentric circle and is in close contact with the flexible chamber portion.
상기 유연챔버부는 상기 하부홀더부와 상기 상부홀더부에 고정되고, 유체가 주입됨에 따라 팽창되는 제1유연부; 및 상기 제1유연부에 방사상으로 와선형을 이루도록 배치되고, 상기 제1유연부의 팽창시 상기 제1유연부를 회전시키는 복수의 제2유연부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.The flexible chamber part includes a first flexible part fixed to the lower holder part and the upper holder part and expanded as fluid is injected; and a plurality of second flexible parts arranged radially on the first flexible part to form a spiral shape, and rotating the first flexible part when the first flexible part expands.
상기 공급부는 상기 유연챔버부에 연결되는 공급라인부; 및 상기 공급라인부에 연결되고, 공압을 조절하는 공급조절부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.The supply unit includes a supply line unit connected to the flexible chamber unit; and a supply control unit connected to the supply line unit and adjusting air pressure.
본 발명에 따른 회전 액추에이터는: 상기 회전 액추에이터가 직렬로 연결되어 연속적인 회전력을 제공하는 것을 특징으로 한다.The rotary actuator according to the present invention is characterized in that the rotary actuators are connected in series to provide continuous rotational force.
본 발명에 따른 회전 액추에이터는 하부클러치부와 상부클러치부가 방향에 따라 회전부의 회전을 선택적으로 허용함으로써, 공급부를 통해 유연챔버부 내부가 팽창하거나 수축됨에 따라 회전부가 일방향으로 회전될 수 있다.The rotary actuator according to the present invention selectively allows rotation of the rotation unit according to the direction of the lower clutch unit and the upper clutch unit, so that the rotation unit can be rotated in one direction as the inside of the flexible chamber unit expands or contracts through the supply unit.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 액추에이터를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 하부홀더부를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 상부홀더부를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 유연챔버부를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 공급부를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 액추에이터에서 유연챔버부가 팽창되는 상태를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 액추에이터에서 유연챔버부가 수축되는 상태를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 회전 액추에이터를 개략적으로 나타내는 도면이다.1 is a diagram schematically illustrating a rotary actuator according to an embodiment of the present invention.
2 is a view schematically showing a lower holder according to an embodiment of the present invention.
3 is a view schematically showing an upper holder part according to an embodiment of the present invention.
4 is a view schematically showing a flexible chamber unit according to an embodiment of the present invention.
5 is a view schematically showing a supply unit according to an embodiment of the present invention.
Figure 6 is a view schematically showing a state in which the flexible chamber unit expands in the rotary actuator according to an embodiment of the present invention.
7 is a view schematically showing a state in which the flexible chamber part is contracted in the rotary actuator according to an embodiment of the present invention.
8 is a diagram schematically illustrating a rotary actuator according to another embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 회전 액추에이터의 실시예를 설명한다. 이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.Hereinafter, an embodiment of a rotary actuator according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In this process, the thickness of lines or the size of components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of explanation. In addition, terms to be described later are terms defined in consideration of functions in the present invention, which may vary according to the intention or custom of a user or operator. Therefore, definitions of these terms will have to be made based on the content throughout this specification.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 액추에이터를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 액추에이터(1)는 하부홀더부(10), 상부홀더부(20), 회전부(30), 하부클러치부(40), 상부클러치부(50), 유연챔버부(60), 공급부(70)를 포함한다.1 is a diagram schematically illustrating a rotary actuator according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, the rotary actuator 1 according to an embodiment of the present invention includes a
하부홀더부(10)는 고정체인 베이스부(100)에 결합되고, 상부홀더부(20)는 하부홀더부(10)와 마주보도록 배치된다. 일예로, 하부홀더부(10)와 상부홀더부(20)는 상하로 마주보도록 배치될 수 있다.The
회전부(30)는 하부홀더부(10)에 삽입되고, 상부홀더부(20)를 관통한다. 일예로, 회전부(30)는 하부가 하부홀더부(10)에 안착되고, 상부가 상부홀더부(20)를 관통하여 외부로 노출될 수 있다. 이러한 회전부(30)의 상단부는 출력단이 될 수 있다.The rotating
하부클러치부(40)는 하부홀더부(10)와 회전부(30)를 연결하고, 회전부(30)의 일방향 회전을 허용한다. 일예로, 하부클러치부(40)는 하부홀더부(10)와 회전부(30) 사이에 배치될 수 있다. 하부클러치부(40)는 하부홀더부(10)에 결합되고, 회전부(30)에 선택적으로 맞물릴 수 있다. 이로 인해, 회전부(30)의 일방향 회전시 하부클러치부(40)와 회전부(30)가 맞물리지 않아 회전부(30)의 일방향 회전을 허용할 수 있다. 그리고, 회전부(30)의 타방향 회전시 하부클러치부(40)와 회전부(30)가 맞물리므로 회전부(30)의 타방향 회전을 제한할 수 있다. 하부클러치부(40)로는 원웨이 클러치 베어링이 사용될 수 있으며, 그 외, 일방향 회전력을 전달하기 위한 다양한 부품이 채택될 수 있다.The
상부클러치부(50)는 상부홀더부(20)와 회전부(30)를 연결하고, 회전부(30)의 타방향 회전을 허용한다. 일예로, 상부클러치부(50)는 상부홀더부(20)와 회전부(30) 사이에 배치될 수 있다. 상부클러치부(50)는 상부홀더부(20)에 결합되고, 회전부(30)에 선택적으로 맞물릴 수 있다. 이로 인해, 상부클러치부(50)와 회전부(30)가 맞물리지 않는 경우, 상부클러치부(50)는 회전부(30)와 간섭되지 않고 상부홀더부(20)와 일방향 회전될 수 있다. 그리고, 상부클러치부(50)와 회전부(30)가 맞물리는 경우, 상부홀더부(20)와 상부클러치부(50)가 타방향 회전될 때 회전부(30)도 타방향 회전될 수 있다. 상부클러치부(50)로는 원웨이 클러치 베어링이 사용될 수 있으며, 그 외, 일방향 회전력을 전달하기 위한 다양한 부품이 채택될 수 있다.The
유연챔버부(60)는 하부홀더부(10)와 상부홀더부(20)에 장착되고, 나선형으로 팽창되거나 수축되면서 회전력을 제공한다. 그리고, 공급부(70)는 유연챔버부(60)의 내부 공압을 조절하여 유연챔버부(60)를 변형시킨다. 일예로, 유연챔버부(60)는 하부홀더부(10)와 상부홀더부(20)를 감싼 상태를 유지하고, 공압이 제거되면 수축되면서 회전력을 제공하고, 공압이 공급되면 팽창되면서 회전력을 제공할 수 있다.The
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 하부홀더부를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 하부홀더부(10)는 하부받침부(11)와, 하부지지부(12)와, 하부덮개부(13)와, 하부고정부(14)와, 하부돌기부(15)와, 하부결합부(16)를 포함한다.2 is a view schematically showing a lower holder according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 2, the
하부받침부(11)는 원판 형상을 하고 회전부(30)가 안착된다. 하부지지부(12)는 하부받침부(11)에서 상방으로 연장되고, 하부클러치부(40)를 감싼다. 일예로, 하부지지부(12)는 단면이 링 형상을 하여 상측이 개구된 형상을 할 수 있다.The lower supporting
하부덮개부(13)는 하부지지부(12)의 상측 개구된 부분을 커버한다. 일예로, 하부덮개부(13)의 가장자리는 하부지지부(12)의 외측을 커버하도록 연장될 수 있다.The
하부고정부(14)는 하부덮개부(13)와, 하부지지부(12)와, 하부클러치부(40)를 연결한다. 일예로, 하부고정부(14)는 볼트 체결 방식으로 하부덮개부(13)와, 하부지지부(12)와, 하부클러치부(40)를 일체로 연결할 수 있다.The
하부돌기부(15)는 하부받침부(11)에서 하방으로 연장된다. 일예로, 하부돌기부(15)는 원통 형상을 하고, 베이스부(100)에 결합되어 고정될 수 있다.The
하부결합부(16)는 하부돌기부(15)와 나사 결합되고, 유연챔버부(60)를 구속한다. 일예로, 하부결합부(16)는 중앙부에 홀이 형성되는 원판 형상을 하고, 중앙부는 하부돌기부(15)와 나사 결합될 수 있다. 하부결합부(16)는 하부판부(11)와 마주보도록 배치되고, 이들 사이에 유연챔버부(60)가 압입되어 고정될 수 있다.The
이때, 유연챔버부(60)에 대한 구속력을 향상시키기 위해 하부받침부(11)와 하부결합부(16)에는 동심원을 갖도록 돌출되는 하부압박부(17)가 형성될 수 있다. 이러한 하부압박부(17)는 단면이 톱니 형상을 하여 지름방향으로 유연챔버부(60)가 이탈되는 것을 방지할 수 있다.At this time, in order to improve the binding force for the
그리고, 하부지지부(12)와 회전부(30) 사이에는 하부베어링부(18)가 추가 장착되어 하중을 지지할 수 있다. 일예로, 하부베어링부(18)는 하부클러치부(40)를 받쳐줄 수 있다.In addition, a
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 상부홀더부를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 상부홀더부(20)는 상부받침부(21)와, 상부지지부(22)와, 상부덮개부(23)와, 상부고정부(24)와, 상부돌기부(25)와, 상부결합부(26)를 포함한다.3 is a view schematically showing an upper holder part according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 3, the
상부받침부(21)는 원판 형상을 하고 회전부(30)가 관통된다. 상부지지부(22)는 상부받침부(21)에서 하방으로 연장되고, 상부클러치부(50)를 감싼다. 일예로, 상부지지부(22)는 단면이 링 형상을 하여 하측이 개구된 형상을 할 수 있다.The upper supporting
상부덮개부(23)는 상부지지부(22)의 하측 개구된 부분을 커버한다. 일예로, 상부덮개부(23)의 가장자리는 상부지지부(22)의 외측을 커버하도록 연장될 수 있다.The
상부고정부(24)는 상부덮개부(23)와, 상부지지부(22)와, 상부클러치부(50)를 연결한다. 일예로, 상부고정부(24)는 볼트 체결 방식으로 상부덮개부(23)와, 상부지지부(22)와, 상부클러치부(50)를 일체로 연결할 수 있다.The upper fixing
상부돌기부(25)는 상부받침부(21)에서 상방으로 연장된다. 일예로, 상부돌기부(25)는 파이프 형상을 하여 회전부(30)를 통과시킬 수 있다.The
상부결합부(26)는 상부돌기부(25)와 나사 결합되고, 유연챔버부(60)를 구속한다. 일예로, 상부결합부(26)는 중앙부에 홀이 형성되는 원판 형상을 하고, 중앙부는 상부돌기부(25)와 나사 결합될 수 있다. 상부결합부(26)는 상부판부(21)와 마주보도록 배치되고, 이들 사이에 유연챔버부(60)가 압입되어 고정될 수 있다.The
이때, 유연챔버부(60)에 대한 구속력을 향상시키기 위해 상부받침부(21)와 상부결합부(26)에는 동심원을 갖도록 돌출되는 상부압박부(27)가 형성될 수 있다. 이러한 상부압박부(27)는 단면이 톱니 형상을 하여 지름방향으로 유연챔버부(60)가 이탈되는 것을 방지할 수 있다.At this time, in order to improve the restraining force for the
그리고, 상부지지부(22)와 회전부(30) 사이에는 상부베어링부(28)가 추가 장착되어 회전 하중을 지지할 수 있다. 일예로, 상부베어링부(28)는 상부클러치부(50)의 상방에 배치되고, 상부베어링부(28)와 상부클러치부(50) 사이에는 공압 누출을 방지하기 위한 상부실링부(29)가 배치될 수 있다.In addition, an
한편, 회전부(30)는 단일 형태로 제작되거나 복수개가 조립될 수 있다. 일예로, 회전부(30)는 하부홀더부(10)에 삽입되는 하부회전부(31)와, 상부홀더부(20)에 삽입되는 상부회전부(32)와, 하부회전부(31)와 상부회전부(32) 사이를 연결하고, 하부홀더부(10)와 상부홀더부(20)간의 간섭을 방지하기 위해 이들을 이격시키는 중간회전부(33)와, 상부회전부(32)에 연결되고 외부로 노출되어 회전력을 제공하는 출력회전부(34)를 포함할 수 있다. 중간회전부(33)는 하부클러치부(40)와 상부클러치부(50)를 지지할 수 있다.On the other hand, the
본 발명의 일 실시예에 따른 유연챔버부(60)는 제1유연부(61)와 제2유연부(62)를 포함한다. 이러한 유연챔버부(60)는 하부홀더부(10)와 상부홀더부(20)에 고정 설치되고, 유체가 주입됨에 따라 팽창되면서 회전된다. 이로 인해 하부홀더부(10)와 상부홀더부(20)에 회전력을 제공할 수 있다.The
제1유연부(61)는 하부홀더부(10)와 상부홀더부(20)에 고정되고, 유체가 주입됨에 따라 팽창된다. 일예로, 유연라인부(61)는 압력에 의해 탄성적으로 팽창될 수 있는 엘라스토머(elastomer)로 형성될 수 있으며, 폴리디메틸실록산(PDMS: polydimethylsiloxane), 실리콘, 아미드 또는 나일론 등을 적어도 1종 이상 포함할 수 있다. The first
복수개의 제2유연부(62)는 제1유연부(61)에 방사상으로 와선형을 이루도록 배치되고, 제1유연부(61)의 팽창시 제1유연부(61)를 회전시킨다. 일예로, 제2유연부(62)는 탄소섬유, 그래핀, 탄소나노튜브 및 탄소 중 적어도 1종 이상을 포함할 수 있다. 복수의 제2유연부(62)가 제1유연부(61)를 와선형으로 지지하므로, 제1유연부(61)가 제2유연부(62)의 와선 형상을 따라 스파이럴 형태(spiral)로 회전되면서 팽창될 수 있다. The plurality of second
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 공급부를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 공급부(70)는 공급라인부(71)와 공급조절부(72)를 포함한다.5 is a view schematically showing a supply unit according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 5 , a
공급라인부(71)는 유연챔버부(60)에 연결되고, 공급조절부(72)는 공급라인부(71)에 연결되어 공압을 조절한다. 일예로, 공급라인부(71)의 일단부는 공급조절부(72)에 연결되고, 공급라인부(71)의 타단부는 유연챔버부(60)에 연결될 수 있다. 공급조절부(72)가 구동되면서 유연챔버부(60)에 유체가 주입되거나 배출될 수 있다. 유연챔버부(60)에 유체가 공급되면 유연챔버부(60)는 팽창하고, 유연채버부(60)에서 유체가 배출되면 유연챔버부(60)는 수축할 수 있다.The
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 액추에이터에서 유연챔버부가 팽창되는 상태를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 6을 참조하여 유연챔버부(60)가 팽창될 때 작동 상태를 설명하면 다음과 같다.Figure 6 is a view schematically showing a state in which the flexible chamber unit expands in the rotary actuator according to an embodiment of the present invention. An operating state when the
공급부(70)를 통해 유체가 유연챔버부(60)에 공급되면, 유연챔버부(60)가 팽창된다. 팽창되는 유연챔버부(60)는 평면에서 볼 때 시계반대방향으로 회전된다.When fluid is supplied to the
유연챔버부(60)의 회전력은 상부홀더부(20)에 전달되어 상부홀더부(20)를 시계반대방향으로 회전시킨다. 이때, 상부클러치부(50)는 회전부(30)와 맞물리고, 하부클러치부(40)는 회전부(30)와 간섭되지 않는다. 이로 인해 회전부(30)는 상부클러치부(50)와 연동되어 시계반대방향으로 회전되고, 외부로 회전력을 출력할 수 있다.The rotational force of the
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 액추에이터에서 유연챔버부가 수축되는 상태를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 7을 참조하여 유연챔버부(60)가 수축될 때 작동 상태를 설명하면 다음과 같다.7 is a view schematically showing a state in which the flexible chamber part is contracted in the rotary actuator according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 7, an operating state when the
공급부(70)를 통해 유체가 유연챔버부(60)에서 배출되면, 유연챔버부(60)가 수축된다. 수축되는 유연챔버부(60)는 평면에서 볼 때 시계방향으로 회전된다.When the fluid is discharged from the
유연챔버부(60)의 회전력은 상부홀더부(20)에 전달되어 상부홀더부(20)를 시계방향으로 회전시킨다. 이때, 상부클러치부(50)는 회전부(30)와 간섭되지 않고, 하부클러치부(40)는 회전부(30)와 맞물린다. 이로 인해 상부홀더부(20)가 유연챔버부(60)에 의해 시계방향으로 회전되더라도 회전부(30)에 회전력이 전달되지 않는다. 한편, 베이스부(100)에 고정된 하부홀더부(10)는 하부클러치부(40)를 통해 회전부(30)의 회전을 제한한다. 따라서, 회전부(30)는 유연챔버부(60)의 팽창시 회전된 상태를 유지할 수 있다.The rotational force of the
본 발명의 일 실시예에 따른 회전 액추에이터(1)는 공급부(70)를 통해 유체 공급 및 배출을 반복함에 따라 회전부(30)를 일방향으로 회전시키는 과정을 반복 수행할 수 있다.The rotary actuator 1 according to an embodiment of the present invention may repeatedly perform a process of rotating the
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 회전 액추에이터를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 8을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 회전 액추에이터(2)는 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 액추에이터(1)가 직렬로 연결되어 연속적인 회전력을 제공한다. 이때, 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 액추에이터(1)는 2개가 서로 연결되고, 필요에 따라 3개 이상이 직렬로 연결될 수 있다.8 is a diagram schematically illustrating a rotary actuator according to another embodiment of the present invention. Referring to FIG. 8 , the
보다 구체적으로, 본 발명의 다른 실시예에 따른 회전 액추에이터(2)는 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 액추에이터(1)가 상하로 연결된다. 이때, 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 액추에이터(1)의 상세한 구조는 상술한 바와 동일하므로 이에 대한 설명은 생략한다.More specifically, the
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 회전 액추에이터(2)는 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 액추에이터(1)가 상하로 한 쌍이 배치되므로, 각각의 회전 액추에이터(1)에 대한 공압 조절을 통해 회전부(30)가 멈추지 않고 연속적으로 회전될 수 있다. 즉, 하방에 배치되는 회전 액추에이터(1)에 구비된 유연챔버부(60)와 상방에 배치되는 회전 액추에이터(1)에 구비된 유연챔버부(60)가 번갈아 팽창 및 수축되는 과정을 반복함으로써, 회전부(30)의 연속적인 회전을 유도할 수 있다.On the other hand, since the
본 발명의 일 실시예에 따른 회전 액추에이터(1)는 하부클러치부(40)와 상부클러치부(50)가 방향에 따른 회전부(30)의 회전을 선택적으로 허용함으로써, 공급부(70)를 통해 유연챔버부(60) 내부가 팽창하거나 수축됨에 따라 회전부(30)가 일방향으로 회전될 수 있다.The rotary actuator 1 according to an embodiment of the present invention is flexible through the
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.The present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, but this is only exemplary, and those skilled in the art can make various modifications and equivalent other embodiments. will understand Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be determined by the claims below.
10 : 하부홀더부 11 : 하부받침부
12 : 하부지지부 13 : 하부덮개부
14 : 하부고정부 15 : 하부돌기부
16 : 하부결합부 17 : 하부압박부
20 : 상부홀더부 21 : 상부받침부
22 : 상부지지부 23 : 상부덮개부
24 : 상부고정부 25 : 상부돌기부
26 : 상부결합부 27 : 상부압박부
30 : 회전부 40 : 하부클러치부
50 : 상부클러치부 60 : 유연챔버부
61 : 제1유연부 62 : 제2유연부
70 : 공급부 71 : 공급라인부
72 : 공급조절부10: lower holder part 11: lower supporting part
12: lower support 13: lower cover
14: lower fixing part 15: lower protrusion
16: lower coupling part 17: lower compression part
20: upper holder part 21: upper supporting part
22: upper support part 23: upper cover part
24: upper fixing part 25: upper protrusion
26: upper coupling part 27: upper compression part
30: rotating part 40: lower clutch part
50: upper clutch part 60: flexible chamber part
61: first flexible part 62: second flexible part
70: supply unit 71: supply line unit
72: supply control unit
Claims (8)
상기 하부홀더부와 마주보도록 배치되는 상부홀더부;
상기 하부홀더부에 삽입되고, 상기 상부홀더부를 관통하는 회전부;
상기 하부홀더부와 상기 회전부를 연결하고, 상기 회전부의 일방향 회전을 허용하는 하부클러치부;
상기 상부홀더부와 상기 회전부를 연결하고, 상기 회전부의 타방향 회전을 허용하는 상부클러치부;
상기 하부홀더부와 상기 상부홀더부에 장착되고, 나선형으로 팽창되거나 수축되면서 회전력을 제공하는 유연챔버부; 및
상기 유연챔버부의 내부 공압을 조절하여 상기 유연챔버부를 변형시키는 공급부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전 액추에이터.
lower holder;
an upper holder portion disposed to face the lower holder portion;
a rotation unit inserted into the lower holder unit and penetrating the upper holder unit;
a lower clutch unit connecting the lower holder unit and the rotation unit and allowing rotation of the rotation unit in one direction;
an upper clutch unit connecting the upper holder unit and the rotation unit and allowing rotation of the rotation unit in another direction;
flexible chambers mounted on the lower holder part and the upper holder part and providing rotational force while expanding or contracting spirally; and
A rotary actuator comprising a; supply unit for adjusting the internal air pressure of the flexible chamber unit to deform the flexible chamber unit.
상기 회전부가 안착되는 하부받침부;
상기 하부받침부에서 상방으로 연장되고, 상기 하부클러치부를 감싸는 하부지지부;
상기 하부지지부의 상측 개구된 부분을 커버하는 하부덮개부;
상기 하부덮개부와, 상기 하부지지부와, 상기 하부클러치부를 연결하는 하부고정부;
상기 하부받침부에서 하방으로 연장되는 하부돌기부; 및
상기 하부돌기부와 나사 결합되고, 상기 유연챔버부를 구속하는 하부결합부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전 액추에이터.
The method of claim 1, wherein the lower holder part
a lower supporting part on which the rotating part is seated;
a lower support portion extending upward from the lower support portion and surrounding the lower clutch portion;
a lower cover covering an upper open portion of the lower support;
a lower fixing portion connecting the lower cover portion, the lower support portion, and the lower clutch portion;
a lower protrusion extending downward from the lower supporting portion; and
A rotary actuator comprising a; lower coupling portion screwed to the lower protrusion and restraining the flexible chamber portion.
상기 하부받침부와 상기 하부결합부에는 동심원을 갖도록 돌출되어 상기 유연챔버부와 밀착되는 하부압박부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 회전 액추에이터.
According to claim 2,
The rotary actuator further comprises a; the lower support portion and the lower coupling portion protrudes to have a concentric circle and is in close contact with the flexible chamber portion.
상기 회전부가 관통되는 상부받침부;
상기 상부받침부에서 하방으로 연장되고, 상기 상부클러치부를 감싸는 상부지지부;
상기 상부지지부의 하측 개구된 부분을 커버하는 상부덮개부;
상기 상부덮개부와, 상기 상부지지부와, 상기 상부클러치부를 연결하는 상부고정부;
상기 상부받침부에서 상방으로 연장되는 상부돌기부; 및
상기 상부돌기부와 나사 결합되고, 상기 유연챔버부를 구속하는 상부결합부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전 액추에이터.
The method of claim 1, wherein the upper holder part
an upper supporting portion through which the rotating portion passes;
an upper support portion extending downward from the upper support portion and surrounding the upper clutch portion;
an upper cover portion covering the lower open portion of the upper support portion;
an upper fixing portion connecting the upper cover portion, the upper support portion, and the upper clutch portion;
an upper protrusion extending upward from the upper supporting portion; and
A rotary actuator comprising a; upper coupling portion screwed to the upper protrusion and restraining the flexible chamber portion.
상기 상부받침부와 상기 상부결합부에는 동심원을 갖도록 돌출되어 상기 유연챔버부와 밀착되는 상부압박부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 회전 액추에이터.
According to claim 4,
The rotary actuator further comprises: an upper pressing part protruding to have a concentric circle at the upper support part and the upper coupling part and being in close contact with the flexible chamber part.
상기 하부홀더부와 상기 상부홀더부에 고정되고, 유체가 주입됨에 따라 팽창되는 제1유연부; 및
상기 제1유연부에 방사상으로 와선형을 이루도록 배치되고, 상기 제1유연부의 팽창시 상기 제1유연부를 회전시키는 복수의 제2유연부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전 액추에이터.
The method of claim 1, wherein the flexible chamber part
a first flexible part that is fixed to the lower holder part and the upper holder part and expands as fluid is injected; and
and a plurality of second flexible parts arranged radially on the first flexible part to form a spiral shape, and rotating the first flexible part when the first flexible part expands.
상기 유연챔버부에 연결되는 공급라인부; 및
상기 공급라인부에 연결되고, 공압을 조절하는 공급조절부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전 액추에이터.
The method of claim 1, wherein the supply unit
a supply line unit connected to the flexible chamber unit; and
A rotary actuator comprising a; supply control unit connected to the supply line unit and adjusting air pressure.
상기 회전 액추에이터가 직렬로 연결되어 연속적인 회전력을 제공하는 것을 특징으로 하는 회전 액추에이터.
According to claim 1,
A rotary actuator, characterized in that the rotary actuators are connected in series to provide a continuous rotational force.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020220001729A KR102465725B1 (en) | 2022-01-05 | 2022-01-05 | Rotary actuator |
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KR1020220001729A KR102465725B1 (en) | 2022-01-05 | 2022-01-05 | Rotary actuator |
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Publication Number | Publication Date |
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KR102465725B1 true KR102465725B1 (en) | 2022-11-11 |
Family
ID=84043028
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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KR1020220001729A KR102465725B1 (en) | 2022-01-05 | 2022-01-05 | Rotary actuator |
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Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR102465725B1 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001026225A (en) * | 1999-05-17 | 2001-01-30 | Warn Ind Inc | Pneumatic annular actuator |
KR102004484B1 (en) * | 2018-06-07 | 2019-07-26 | 성균관대학교산학협력단 | Rotary actuator |
KR102247634B1 (en) * | 2021-02-16 | 2021-05-04 | 성균관대학교산학협력단 | Rotary actuator |
KR20210116796A (en) * | 2020-03-16 | 2021-09-28 | 성균관대학교산학협력단 | Rotary actuator |
KR102322499B1 (en) * | 2021-06-01 | 2021-11-08 | 성균관대학교산학협력단 | Bidirectional rotary actuator |
-
2022
- 2022-01-05 KR KR1020220001729A patent/KR102465725B1/en active IP Right Grant
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