KR20090011671A - Reciprocal rotating power apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 왕복 회전 동력장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 일방향 회전의 운동을 입력하여 왕복 회전의 출력을 얻는 왕복 회전 동력장치에 관한 것이다.The present invention relates to a reciprocating rotational power unit, and more particularly, to a reciprocating rotational power unit that receives the output of the reciprocating rotation by inputting the motion in one direction.
종래, 축단이 구면상의 임의의 궤도를 움직이고, 축단이 자세를 유지하기 위해서는 도1에 나타낸 바와 같이, 제1축(1)의 회전(A), 제2축(2)의 회전(B), 제3축의 회전(C)을 모터등의 구동장치를 이용하여 동작하도록 조합시키는 것이 일반적이다. 즉, 도 1에서, 제1축(1)과 제2축(2)의 회전(A,B)에 의해 제3축(3)의 축단이 구면상의 임의의 궤도를 움직인다. 또한, 제3축(3)의 회전(C)에 의해 제3축(3)의 축단의 자세를 유지하는 것도 가능하다.Conventionally, in order for the shaft end to move an arbitrary track on the spherical surface and the shaft end to maintain the posture, as shown in Fig. 1, the rotation A of the
상기와 같이 구성된 종래의 조인트는 3자유도의 회전축이 필요하고, 회전축의 자유도에 따라 모터등의 구동장치도 필요하며, 그 구조도 크게 되고 복잡해지는 문제점을 가지고 있다.Conventional joints configured as described above require a rotational shaft having three degrees of freedom, and also require a driving device such as a motor according to the degree of freedom of the rotational shaft, and the structure thereof becomes large and complicated.
본 발명은 일방향 회전축에 동력 발생장치를 설치하고, 일방향 회전운동을 시키면 회전축에 부착된 경사부재가 회전운동을 하고, 연결부재가 원추운동을 하게 되어 핀을 이용하여 연결부재의 운동을 구속하면 원추운동이 하우징에 핀에 의해서 연결된 출력축의 왕복 회전운동을 유도하게 되는 왕복 회전 동력장치를 제공하는 점에 있다.The present invention is to install the power generating device in one direction of the rotation shaft, if the one-way rotational movement of the inclined member attached to the rotational shaft to rotate, the connection member to the conical motion to constrain the motion of the connection member using a pin cone The movement is to provide a reciprocating rotational power unit which induces a reciprocating rotational movement of the output shaft connected by a pin to the housing.
본 발명의 왕복 회전 동력장치는 하우징, 상기 하우징의 내측에 설치되는 동력 발생장치와, 그 일측에 동력 발생장치가 연결되고, 경사면을 갖는 경사판 부재와, 그 일측에 안내돌기가 형성된 C자형 부재와, 그 일측에 복수개의 핀이 삽입되도록 핀 삽입구멍이 형성된 출력축으로 이루어지는 점에 있다.The reciprocating rotary power unit of the present invention includes a housing, a power generator installed inside the housing, a power generator connected to one side thereof, an inclined plate member having an inclined surface, and a C-shaped member having guide protrusions formed on one side thereof. And an output shaft having a pin insertion hole formed therein so as to insert a plurality of pins on one side thereof.
본 발명의 왕복 회전 동력장치는 그 일측에 복수개의 요크부가 평행하게 설치된 하우징과; 상기 하우징의 내측에 설치되며, 회전축을 갖는 동력 발생장치와; 그 일측에 동력 발생장치가 연결되고, 경사부재를 갖는 회전판 부재와; 상기 회전판 부재에 회전 가능하게 연결되는 T자형 부재와; 상기 하우징에 수직으로 설치되며, 상기 T자형 부재와 연결되는 출력축으로 이루어지는 점에 있다.The reciprocating rotary power unit of the present invention includes a housing in which a plurality of yoke portions are installed in parallel on one side thereof; A power generator installed inside the housing and having a rotating shaft; A rotary plate member having a power generator connected to one side thereof and having an inclined member; A T-shaped member rotatably connected to the rotating plate member; It is installed vertically to the housing, and consists of an output shaft connected to the T-shaped member.
본 발명의 왕복 회전 동력장치는 하우징과; 하우징에 연결되는 복수개의 동력 발생장치와; 동력 발생장치에 각기 연결되고, 상호 치합되어 있는 복수개의 기어와; 기어중 어느 하나에 설치되는 연결부재 및 상기 연결부재와 간격을 두고 설치된 경사부재와; 연결부재에 설치되는 출력축과; 경사부재 및 출력축에 상호 연결되는 ㄱ자형 연결부재로 이루어지는 점에 있다.The reciprocating rotary power unit of the present invention includes a housing; A plurality of power generators connected to the housing; A plurality of gears each connected to the power generating device and engaged with each other; A connecting member installed on any one of the gears and an inclined member spaced apart from the connecting member; An output shaft installed at the connecting member; At the point consisting of the inclined member and the L-shaped connecting member interconnected to the output shaft.
본 발명의 왕복 회전 동력장치는 일방향 회전의 운동을 입력하여 왕복 회전의 출력을 얻을 수 있다. 또한, 2축 자유도에 있어서 축단의 자세를 유지하는 구조를 간단하게 하고, 소형인 왕복 회전 동력장치를 제공한다.The reciprocating rotary power unit of the present invention can obtain the output of the reciprocating rotation by inputting the motion in one direction rotation. Moreover, the structure which keeps the attitude | position of an axial end in biaxial freedom is simplified, and the compact reciprocating rotational power apparatus is provided.
게다가, 동력 발생장치를 선택적으로 독립적으로 구동하여 그 동력을 사용자의 요구에 따라 조절할 수 있는 왕복 회전 동력장치를 제공한다. In addition, it provides a reciprocating rotary power unit that can selectively drive the power generator independently and adjust its power according to the needs of the user.
본 발명의 왕복 회전 동력장치(50)를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.Referring to the reciprocating
도 2a 및 도2b는 본 발명의 일실시예에 따른 왕복 회전 동력장치의 구성을 나타낸 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 왕복 회전 동력장치의 분해 사시도이다. 2a and 2b is a perspective view showing the configuration of a reciprocating rotary power unit according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is an exploded perspective view of the reciprocating rotary power unit according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 왕복 회전 동력장치(50)는 도 3에 도시된 바와 같이, 입력축인 하우징(10)과, 상기 하우징(10)의 내측에 설치되는 동력 발생장치(20)와, 그 일측에 동력 발생장치(20)가 연결되고, 경사면을 갖는 경사판 부재(30)와, 그 일측에 안내돌기(44)가 형성된 C자형 부재(40)와, 그 일측에 복수개의 핀이 삽입되도록 핀 삽입구멍이 형성된 출력축(60)으로 이루어진다.As shown in FIG. 3, the reciprocating
상기 하우징(10)은 입력축에 해당되고, 그 양단에는 요크부(12)가 각기 형성되며, 상기 요크부(12)에는 관통홀(14)이 형성된다. 그리고, 하우징(10)의 중앙에는 동력발생장치(20)의 일방향 회전축(22)이 삽설될 수 있도록 중공부(16)가 형성된다. The
상기 경사판 부재(30)는 경사면(32)에 C자형 부재(40)의 안내돌기(44)가 회전 가능하게 끼워지도록 구멍(34)이 형성되고, 그 하부에 동력발생장치(20)의 일방향 회전축(22)에 회전가능하게 연결되는 연결부(36)가 형성된다. 여기서, 연결부(36)는 일측이 개방된 원통형태로 구성되어 있다.The
한편, 상기 C자형 부재(40)는 그 양단의 요크(46,46)에 서로 평행한 2개의 홀(42,42)이 관통되어 있고, 상기 2개의 홀(42,42)이 출력축(60)의 핀 삽입구멍(62)과 서로 핀(72)에 의해 끼워지게 되므로 자유회전이 가능하다. 즉, 출력축(60)의 핀 삽입구멍(62)과 C자형 부재(40)의 홀(42,42)을 일치시키고 핀(72)을 끼우게 된다. On the other hand, the C-
상기 출력축(60)의 다른 핀 삽입구멍(62,62)에는 핀(70,70)이 끼워지고, 상기 핀(70,70)은 다시 하우징(10)의 요크부(12,12)의 관통홀(14,14)에 끼워지게 된다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 일실시예에 따른 왕복 회전 동력장치의 동작에 대하여 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the reciprocating rotary power unit according to an embodiment of the present invention configured as described above are as follows.
먼저, 도 2a 및 도3에 도시된 바와 같이, 하우징(10)의 내측에 설치된 동력 발생장치(20)를 동작시키게 되면, 동력 발생장치(20)의 일방향 회전축(22)에 연결된 경사판 부재(30)의 연결부(36)가 회전운동을 하게 된다. 그리고, 상기 경사판 부재(30)의 경사면(32)의 구멍(34)에 C자형 부재(40)의 안내돌기(44)가 연결되고, 상기 C자형 부재(40)의 요크(46,46)의 끝단은 출력축(60)의 끝단의 핀 삽입구멍(62) 부위를 회전 중심으로 하여 원추운동을 하게 된다.First, as illustrated in FIGS. 2A and 3, when the
상기 C자형 부재(40)의 원추운동은 핀(72)을 통해 출력축(60)에 전달되며, 출력축(60)의 운동이 핀(70)에 의해 한 축이 제한되므로 출력축(60)은 핀(70)을 회전축으로 왕복 회전운동을 하게 된다(도2a로부터 도2b로 왕복 회전운동을 하는 것을 나타냄).The cone motion of the C-
또한, 상기 C자형 부재(40)와 경사판부재(30)가 연결되는 부분(도시되지 않음)에는 회전에 의한 미끄럼 마찰이 발생하게 된다. 이와 같은 마찰을 줄이는 것은 설계상의 미세한 변형에 의해 가능하므로 여기서는 그 설명을 생략하기로 한다.In addition, a sliding friction occurs due to rotation in a portion (not shown) to which the C-
한편, 도 4a 및 도4b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 왕복 회전 동력장치의 구성을 나타낸 사시도이고, 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 왕복 회전 동력장치의 분해 사시도이다. On the other hand, Figures 4a and 4b is a perspective view showing the configuration of a reciprocating rotary power unit according to another embodiment of the present invention, Figure 5 is an exploded perspective view of a reciprocating rotary power unit according to another embodiment of the present invention.
본 발명의 다른 실시예에 따른 왕복 회전 동력장치(150)는 그 일측에 복수개의 요크부(112)가 평행하게 설치된 하우징(100)과, 상기 하우징(100)의 내측에 설치되며, 회전축(122)을 갖는 동력 발생장치(120)와, 그 일측에 동력 발생장치(120)가 연결되고, 경사부재(132)를 갖는 회전판 부재(130)와, 상기 회전판 부재(130)에 회전 가능하게 연결되는 T자형 부재(140)와, 상기 하우징(100)에 수직으로 설치되며, 상기 T자형 부재(140)와 연결되는 출력축(160)으로 이루어진다.Reciprocating
상기 하우징(100)의 요크부(112,112)에는 도 5에 도시된 바와 같이, 각기 관통홀(114,114)이 설치되고, 상기 요크부(112,112)는 서로 대향되게 평행하게 설치되어 있다. 상기 하우징(100)에는 회전축(122)을 구비한 동력 발생장치(120)가 연결된다. 그리고, 회전판 부재(130)는 그 상부 일측에 경사부재(132)가 설치되고, 상기 경사부재(132)에는 구멍(134)이 형성된다. 또한, 상기 회전판 부재(130)의 하부에는 동력 발생장치(120)의 회전축(122)에 끼워져서 회전하게 되는 연결부(136)가 설치된다. As shown in FIG. 5, through
한편, T자형 부재(140)의 연결돌기(142)는 상기 회전판 부재(130)의 경사부재(132)의 구멍(134)에 회전가능하게 끼워지게 된다. 상기 T자형 부재(140)는 그 머리부가 원기둥 형상으로 되어 있고, 출력축(160)의 돌기부(162)의 구멍(164)에 회전 가능하게 끼워지게 된다. On the other hand, the connecting
상기와 같이 구성된 본 발명의 다른 실시예에 따른 왕복 회전 동력장치(150)의 동작에 대하여 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the reciprocating
하우징(100)에 연결된 동력 발생장치(120)를 동작시키게 되면 그 회전축(122)이 회전하게 되고, 상기 회전축(122)에 연결된 회전판 부재(130)의 연결부(136)가 회전하게 되어 경사부재(132)가 회전 운동을 하게 된다. 그리고, 상기 경사부재(132)에 연결된 T자형 부재(140)의 출력축(160)과 연결된 부분(도시되지 않음)과 경사부재(132)와 연결된 점에서 회전운동이 일어나게 된다. When the
상기 T자형 부재(140)의 원추 회전운동은 출력축(160)에 전달되며, 상기 출력축(160)이 하우징(100)에 연결된 구조로 인해 연결부(136)를 회전축으로 한 왕복 회전운동을 얻을 수 있다.The conical rotational motion of the T-
한편, 도 6a 및 도6b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 왕복 회전 동력장치의 구성을 나타낸 사시도이고, 도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 왕복 회전 동력장치의 분해 사시도이다. 6A and 6B are perspective views showing the configuration of a reciprocating rotary power unit according to still another embodiment of the present invention, and FIG. 7 is an exploded perspective view of the reciprocating rotary power unit according to another embodiment of the present invention.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 왕복 회전 동력장치(200)는 하우징(210), 상기 하우징(210)에 연결되는 복수개의 동력 발생장치(220,222)와, 상기 동력 발생장치(220,222)에 각기 연결되고, 상호 치합되는 복수개의 기어(230,232)와, 상기 기어(230,232)중 어느 하나에 설치되는 연결부재(240) 및 상기 연결부재(240)와 간격을 두고 설치된 경사부재(250)와, 상기 연결부재(240)에 설치되는 출력축(260)과, 상기 경사부재(250) 및 출력축(260)에 상호 연결되는 ㄱ자형 연결부재(270)로 이루어진다.Reciprocating
상기 하우징(210)은 2개의 동력 발생장치(220,222)에 지지되고, 상기 동력 발생장치(220,222)의 축(도시되지 않음)은 복수개의 기어(230,232)에 연결되어 있다. 상기 기어(230,232)는 그 중 하나의 기어(230)에 연결부재(240)가 설치되고, 상기 연결부재(240)와 소정 간격을 두고 경사부재(250)가 설치된다. 상기 기어(230)와 기어(232)는 서로 치합되어 있다.The
상기 연결부재(240)는 ㄷ자 형태로 이루어지고, 그 끝단에 출력축(260)을 회전가능하게 끼우기 위한 구멍(242)이 형성된다. 상기 연결부재(240)의 구멍(242)에 출력축(260)의 구멍(264)을 일치시킨 후 핀(266)을 끼우게 된다.The connecting
한편, 출력축(260)은 그 일측에 핀(266)을 삽입하기 위한 구멍(264)이 형성되고, 상기 구멍(264)과 직교되게 돌기부(262)가 형성된다. 상기 돌기부(262)는 ㄱ자형 연결부재(270)의 관통홀(272)에 끼워진다. 그리고, ㄱ자형 연결부재(270)의 타측에 형성된 돌기부(274)는 경사부재(250)의 구멍(252)에 끼워지게 된다. On the other hand, the
상기와 같이 구성된 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 왕복 회전 동력장 치(200)의 동작에 대하여 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the reciprocating
하우징(210)에 연결된 동력 발생장치(220,222)를 구동하게 되면 기어(230,232)가 왕복 회전운동을 하게 된다. 이때, 상기 기어(230)의 상부에 설치된 경사부재(250)도 왕복 회전운동을 하게 되고, 경사부재(250)에 연결된 ㄱ자형 연결부재(270)는 원추 회전운동을 하게 된다.Driving the
상기 ㄱ자형 연결부재(270)의 원추 운동은 돌기부(262)에 의해 출력축(260)으로 전달되고, 출력축(260)의 운동이 핀(266)에 의해 구속되므로 출력축(260)은 핀(266)을 회전 축으로 왕복 회전운동을 하게 된다. The cone motion of the L-shaped connecting
한편, 상기 동력 발생장치(220,222)는 사용자의 요구에 따라 각각 선택적으로 구동시킬 수도 있고, 출력축(260)을 서로 직교하는 2방향으로 왕복 회전운동을 시킬 수 있다.Meanwhile, the
이상과 같이 본 발명의 다양한 실시예에 적용되는 C 자형 부재, T 자형 부재 및 ㄱ자형 부재의 형상은 각각 C 자형, T 자형 및 ㄱ 자형으로 형성되는 것으로 본 발명의 실시예에서는 한정하여 설명하고 있으나 원추 운동을 하는 다양한 형상으로 적용할 수 있다. As described above, the shapes of the C-shaped member, the T-shaped member, and the A-shaped member applied to the various embodiments of the present invention are formed in a C-shaped, T-shaped, and a-shape, respectively, but the embodiments of the present invention are limitedly described. It can be applied in various shapes for conical motion.
본 발명의 왕복 회전 동력장치는 로봇의 축이나 관절이나 산업용 기기의 축, 조인트나 액츄에이터 등과 같이 축의 회전방향(이동방향 포함)을 전환시키거나 일방향 회전운동을 왕복 회전운동으로 바꾸는 구조에는 어디든지 적용할 수 있다.The reciprocating rotational power unit of the present invention is applicable to any structure that changes the rotational direction (including the moving direction) of the axis, such as the axis or joint of the robot or the axis of the industrial equipment, joint or actuator, or changes the one-way rotational motion to the reciprocating rotational motion. can do.
도 1은 종래의 조인트의 사시도,1 is a perspective view of a conventional joint,
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 왕복 회전 동력장치의 사시도,2a and 2b is a perspective view of a reciprocating rotary power unit according to an embodiment of the present invention,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 왕복 회전 동력장치의 분해 사시도,3 is an exploded perspective view of a reciprocating rotary power unit according to an embodiment of the present invention;
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 왕복 회전 동력장치의 사시도,4a and 4b is a perspective view of a reciprocating rotary power unit according to another embodiment of the present invention,
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 왕복 회전 동력장치의 분해 사시도,5 is an exploded perspective view of a reciprocating rotary power unit according to another embodiment of the present invention;
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 왕복 회전 동력장치의 사시도,6a and 6b is a perspective view of a reciprocating rotary power unit according to another embodiment of the present invention,
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 왕복 회전 동력장치의 분해 사시도.7 is an exploded perspective view of a reciprocating rotary power unit according to another embodiment of the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
10,100,200: 하우징 20,120,220,222: 동력 발생장치10,100,200: housing 20,120,220,222: power generator
30: 경사판 부재 40: C자형 부재30: inclined plate member 40: C-shaped member
60,160,260: 출력축 140: T자형 부재60,160,260: output shaft 140: T-shaped member
240: 연결부재 250: 경사부재240: connecting member 250: inclined member
270: ㄱ자형 연결부재270: L-shaped connecting member
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