KR20170053020A - 구동 모듈 및 이를 포함하는 운동 보조 장치 - Google Patents

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Abstract

구동 모듈은, 동력을 생성하는 구동원; 상기 구동원으로부터 구동력을 전달받는 감속 기어 세트와, 일측에 고정되는 링 기어를 포함하는 기어 트레인; 및 상기 감속 기어 세트의 출력단으로부터 동력을 전달받아 회전되며, 상기 링 기어를 따라서 공전하는 적어도 하나 이상의 유성 기어를 포함하는 회전 조인트를 포함할 수 있다.

Description

구동 모듈 및 이를 포함하는 운동 보조 장치{A driving module and a motion assist apparatus comprising thereof}
아래의 설명은 구동 모듈 및 이를 포함하는 운동 보조 장치에 관한 것이다.
인간은 이족보행으로 두 손을 자유롭게 사용할 수 있게 되었으며, 이를 통해 다양한 일상생활을 할 수 있게 되었다. 이런 중요한 보행을 힘들어지면, 인간의 신체는 많은 문제를 노출한다. 근력의 저하로 인해 신체 활동에 제약을 받게 되며, 근육량과 에너지 소비도 줄고 물질대사가 떨어지게 된다.
이에 따라 보행이 어려운 사람들이 지속적으로 보행을 가능하도록 하는 보행보조로봇/보행보조장치 (walking assist robot/walking assist device) 개발되고 있다. 이 로봇/장치는 사용자의 하체에 착용/부착하여 평지, 경사면, 계단 등의 보행이나 기립 시 등의 상황에서 근력을 보조하고 체중에 의한 부담을 경감시켜 주는 장치이다.
일반적으로 하체 관절 고관절, 무릎, 발목(hip, knee, ankle)의 움직임을 구동기를 이용하여 도와주는 구조를 가지고 있다. 과거에는 몸이 불편한 환자의 보행 보조/근력증폭을 위해 개발되었으나, 최근에는 보행활동능력 향상을 위한 군사용, 제조용, 일반 보행 보조용으로도 개발되고 있다.
예를 들어, 구동기의 의한 힘과 토크를 사람의 관절에 전달하기 위해서는 인체 관절과 장치의 인터페이스(interface)인 인체에 부착하거나 감싸는 착용부가 제공될 수 있다. 착용부와 연결된 장치 관절부가 인체 관절의 운동방향과 일치된 방향으로 구동력이 전달되어야 하며 힘과 토크는 인체의 불편감이 없게 적절히 가해진다. 구동원은 모터와 감속기를 포함하고 인체의 관절의 회전축과 일치하는 위치에 장착된다. 착용부는 구동원과 연결된 프레임(frame)이 인체의 다리부분과 고정되도록 벨트, 밴드 형태로 구성된다. 이러한 구조는 구동원과 착용부가 두꺼운 형태의 외골격 구조로서 의복을 갖춘 상태로 그 위에 장착하여 외부에 노출되는 구조이다.
일 실시 예에 따르면, 구동 모듈은, 동력을 생성하는 구동원; 일 측에 상기 구동원이 연결되고, 상기 구동원으로부터 전달되는 동력에 의해 회전되는 감속 기어 세트, 및 적어도 하나의 프레임을 포함하는 기어 트레인; 상기 프레임 세트에 회전 가능하게 고정되는 회전 조인트; 및 상기 프레임 세트 및 회전 조인트 내부에 배치되고, 상기 회전 조인트가 회전시에 발생하는 소음을 감소시키기 위한 소음 방지 부재를 포함할 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 기어 트레인은 링 기어를 포함하고, 상기 적어도 하나의 프레임은, 상기 감속 기어 세트에 포함되는 복수 개의 기어의 회전 축이 일체로 형성되는 제 1 프레임; 및 상기 링 기어가 고정되는 제 2프레임을 포함할 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 감속 기어 세트는, 상기 구동원의 구동 축에 연결되는 입력 기어; 상기 입력 기어와 맞물리는 아이들 기어; 및 상기 아이들 기어와 맞물리는 베이스 기어를 포함하고, 상기 입력 기어, 아이들 기어 및 베이스 기어는 동력 전달 순서에 따라서 순차적으로 지름이 증가할 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 회전 조인트는, 적어도 하나의 유성 기어, 및 상기 유성 기어의 회전 축이 일체로 형성되는 캐리어를 포함하고, 상기 캐리어는 상기 유성 기어가 상기 링 기어에 맞물림에 따라 회전할 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 베이스 기어는 직경이 서로 다른 두 개의 기어를 포함하고, 상기 베이스 기어의 두 개의 기어 중 직경이 작은 기어는 상기 유성 기어와 맞물릴 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 유성기어는 일체형으로 형성되는 지름이 작은 제1 유성기어와 지름이 큰 제2 유성기어를 포함하고, 상기 제1 유성기어는 상기 링 기어와 맞물리고, 상기 제2 유성 기어는 상기 베이스 기어의 직경이 작은 기어와 맞물릴 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 직경이 큰 기어는 고강도 플라스틱 재질로 구성되고, 상기 직경이 작은 기어는 금속 재질로 형성되고 상기 직경이 큰 기어 내측에서 상기 직경이 큰 기어와 결합될 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 회전 조인트는 상기 유성 기어의 이탈을 방지하기 위한 얼라이너(aligner)를 포함하고, 상기 얼라이너는 상기 유성 기어 세트를 사이에 두고 상기 캐리어에 고정될 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 기어 트레인은 상기 제1 프레임 또는 제2 프레임의 내측 면에는 상기 감속 기어 세트가 발생하는 소음을 감소시키기 위한 복수의 타공을 더 포함할 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 기어 트레인은, 상기 베이스 기어과 상기 베이스 기어의 회전 축 사이에 배치되는 베이스 베어링 및 베이스 링을 더 포함하고, 상기 베이스 링은 상기 베이스 기어를 상기 제1 프레임과 접촉하지 않도록 상기 제1 프레임으로부터 이격시킬 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 베이스 베어링 및 베이스 링은 각각 복수 개로 제공되고, 상기 베이스 베어링 및 베이스 링은, 상기 지름이 큰 기어와 상기 제1 프레임의 회전 축 사이 및 상기 지름이 작은 기어와 상기 제1 프레임의 회전 축 사이에 각각 배치될 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 기어 트레인은, 상기 제1 프레임과 상기 아이들 기어 사이에 배치되는 바닥 링; 아이들 베어링; 및 상기 제2 프레임과 상기 아이들 기어의 회전 축 사이 및 캡 링(cap ring)을 더 포함하고, 상기 캡 링은 상기 아이들 기어를 상기 제2 프레임과 접촉하지 않도록 상기 제2 프레임으로부터 이격시킬 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 회전 조인트는, 상기 회전 조인트의 회전 시에 발생하는 소음을 감소시키기 위하여, 상기 캐리어 및 각각의 상기 유성 기어 사이에 배치되는 적어도 하나의 유성 링을 더 포함할 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 베이스 기어의 회전 축 및 상기 회전 조인트의 중심을 관통하고, 자성을 가지는 방향 축을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 구동 모듈은, 동력을 생성하는 구동원; 적어도 하나의 스퍼 기어를 포함하고 상기 구동원으로부터 전달되는 동력에 의해 회전되는 감속 기어 세트; 외측에 상기 구동원이 연결되고, 상기 감속 기어 세트를 고정하기 위한 감속 기어 회전축을 포함하는 제1 프레임; 상기 제1 프레임의 내측과 결합하고, 링 기어가 고정되는 제2프레임; 적어도 하나의 유성 기어를 포함하고, 상기 링 기어와 맞물리는 유성 기어 세트; 상기 제2 프레임에 회전 가능하게 고정되고, 상기 유성 기어 세트를 고정하기 위한 유성 기어 회전축을 포함하는 캐리어; 상기 감속 기어 세트와 감속 기어 회전축 사이에 배치되는 감속 기어 베어링; 및 상기 유성 기어 세트와 유성 기어 회전축 사이에 배치되는 유성 기어 베어링을 포함할 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 제1 프레임 또는 제2 프레임의 내측 면에는 상기 감속 기어 세트가 발생하는 소음을 감소시키기 위한 복수의 타공이 배치될 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 감속 기어 베어링과 상기 감속 기어 회전축 사이에 배치되는 적어도 하나의 제1 링, 및 상기 유성 기어 베어링과 상기 캐리어 사이에 배치되는 적어도 하나의 제2 링을 더 포함하고, 상기 제1 링 또는 제2 링은 고강도 플라스틱 재질로 형성될 수 있다.
일측에 따르면, 내측면이 상기 링 기어에 접하고, 외측면이 상기 캐리어에 접하는 조인트 베어링을 더 포함하고, 상기 캐리어는 상기 조인트 베어링에 의하여 상기 제2 프레임에 회전가능하게 고정될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 운동 보조 장치는, 사용자에 고정되는 고정 모듈; 상기 고정 모듈의 일측에 배치되는 구동원과, 상기 구동원으로부터 구동력을 전달받는 기어 트레인과, 상기 기어 트레인의 출력단에 연결되는 적어도 하나 이상의 유성 기어를 포함하는 회전 조인트를 포함하는 구동 모듈; 및 상기 사용자의 신체의 일 부분을 지지하며, 상기 구동 모듈에 의해 구동되는 지지 모듈을 포함하고, 상기 기어 트레인은 상기 회전 조인트가 회전할 때 발생하는 소음을 감소시키기 위한 소음 방지 부재를 포함할 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 기어 트레인은 상기 구동원으로부터 전달되는 동력에 의해 회전되는 감속 기어 세트, 및 상기 감속 기어 세트에 맞물리고 상기 회전 조인트에 회전축이 형성되는 유성 기어 세트를 포함하고, 상기 소음 방지 부재는 상기 감속 기어 세트 또는 상기 유성기어 세트의 회전 축에 배치되는 적어도 하나의 소음 감소 링을 포함할 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 기어 트레인은 상기 감속 기어 세트의 회전축이 형성되는 적어도 하나의 프레임을 포함하고, 상기 소음 감소 부재는 상기 적어도 하나의 프레임의 내측면에 배치되는 복수의 타공을 포함할 수 있다.
도 1은 실시 예에 따른 구동 모듈을 포함하는 운동 보조 장치를 나타낸 사시도이다.
도 2 및 3은 는 실시 예에 따른 구동 모듈의 분해 사시도이다.
도 4 및 5는 실시 예에 따른 구동 모듈을 일부 부분으로 분리한 분해 사시도이다.
도 5는 실시 예에 따른 구동 모듈을 더 구체적으로 분해한 분해 사시도이다.
도 6는 실시 예에 따른 구동 모듈의 감속 기어 세트를 나타낸 사시도이다.
도 7은 실시 예에 따른 감속 기어 세트의 베이스 기어를 나타낸 사시도이다.
도 8는 실시 예에 따른 구동 모듈의 프레임 세트를 나타낸 사시도이다.
도 9은 실시 예에 따른 구동 모듈의 프레임 세트에 배치되는 링을 나타낸 사시도이다.
도 10은 실시 예에 따른 구동 모듈의 회전 조인트 및, 회전 조인트에 배치되는 링을 나타낸 사시도이다.
도 11는 실시 예에 따른 구동 모듈의 단면도를 나타낸다.
실시예들에 대한 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 예시를 위한 목적으로 개시된 것으로서, 다양한 형태로 변경되어 실시될 수 있다. 따라서, 실시예들은 특정한 개시형태로 한정되는 것이 아니며, 본 명세서의 범위는 기술적 사상에 포함되는 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.
제1 또는 제2 등의 용어를 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이런 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 해석되어야 한다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설명된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함으로 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 실시 예에 따른 운동 보조 장치(1) 및 구동 모듈(100)을 나타낸다.
도 1을 참조하면, 운동 보조 장치(1)는, 사용자에 착용되어 사용자의 운동을 보조할 수 있다.
사용자는 사람, 동물 또는 로봇 등일 수도 있으며, 이에 제한되지 않는다. 또한, 도 1은 운동 보조 장치(1)가, 사용자의 허벅지의 운동을 보조하는 경우에 대하여 도시하고 있으나, 운동 보조 장치(1)는, 사용자의 손, 상박, 하박 등 상체의 다른 부분이나, 발, 종아리 등의 하체의 다른 부위를 보조하는 것도 가능하다. 다시 말하면, 운동 보조 장치(1)는, 사용자의 일 부분의 운동을 보조할 수 있다.
운동 보조 장치가 일상 생활에 보급되기 위해서는 보조 장치로서의 필요한 구동력 전달이 기본이 되는 것과 더불어, 부피를 적게 차지하고 신체와의 접촉에 의한 불편함이 최소화되어야 한다. 또한, 보조 장치를 의복 내에 착용되어 외부로 노출되지 않는 구조가 되어야 한다.
기존의 운동 보조 장치의 경우, 기능상으로는 그 역할을 수행이 가능하나, 주변의 시선집중, 외관상의 괴리감, 일상 생활의 불편함 등 제약 사항이 많다. 기존의 운동 보조 장치는, 관절에 대응되는 부분에 모터와 감속기 등이 축방향으로 배치되어 돌출되어 튀어 나오는 형상이기 때문에 바지 속에 숨길 수가 없고 전체 구조가 외부로 노출될 수 밖에 없다.
일 실시예에 따른 운동 보조 장치는 구성요소들을 관절에 일괄 배치하면서도 하체에 장착되는 구조물의 돌출 높이를 최소화하는 것이 가능하고 두께가 얇은 조인트 일체형 구동 모듈(Slim Joint??integrated driving module)을 포함할 수 있다. 이를 통해 외관상의 슬림화 및 구조 최적화를 통한 경량화를 구현할 수 있고, 착용성 향상 및 효과적인 구동력 전달이 가능한 운동 보조 장치를 제공할 수 있다.
일 실시예에 따른 구동 모듈은, 개선된 기어부 구조, 관절배치를 포함하고 있으며, 경량화 구조 및 슬림화 구조를 이용하므로 구동시 발생하는 소음을 차폐시키는 것이 어렵게 된다. 따라서, 이에 따른 소음 발생 자체를 방지 또는 억제하기 위한 구조 및 발생된 소음을 저감시키기 위한 메커니즘을 포함할 수 있다.
운동 보조 장치(1)는, 고정 모듈(30), 지지 모듈(40), 구동 모듈(100) 및 구동 모듈(100)을 제어하기 위한 제어부(20)를 포함할 수 있다.
구동 모듈(100)은, 고정 모듈(30) 일측에 배치되는 구동원(110)과, 구동원(110)으로부터 구동력을 전달받는 기어 트레인(120)과, 기어 트레인(120)의 출력단에 연결되는 적어도 하나 이상의 유성 기어를 포함하는 회전 조인트(150)를 포함할 수 있다. 회전 조인트(150)에는 결합 부재(160)가 연결될 수 있다. 구동 모듈(100)은, 운동 보조 장치의 관절을 구동시키기 위하여 사용자의 고관절(Hip joint)에 위치할 수 있다. 두 개의 구동 모듈(100)는 각각 좌측 및 우측의 고관절에 배치되어, 좌측 및 우측 각각의 회전 운동을 보조할 수 있다. 구동모듈(100)에 대한 자세한 설명은 후술한다.
고정 모듈(30)은, 사용자에 고정될 수 있다. 고정 모듈(30)은, 사용자의 외면의 적어도 일부에 접촉할 수 있고, 사용자의 외면을 따라서 감싸는 형상일 수 있다. 다시 말하면, 고정 모듈(30)은, 사용자에 접촉하는 만곡면을 포함할 수 있다. 예를 들어, 고정 모듈(30)은, 사용자의 허리의 일측에 고정될 수 있다.
지지 모듈(40)은 지지 프레임(46)을 더 포함할 수 있다. 결합 부재(160)와 결합되는 지지 프레임(46)은 구동모듈(100)에 의하여 회전되는 결합 부재(160)의 회전 방향에 따라서 회동될 수 있다. 지지 모듈(40)은, 지지 프레임(46)으로부터 연결되는 가압 부재(48)와, 지지 부재(49)를 포함할 수 있다.
가압 부재(48)는, 지지 프레임(46)의 일측에 연결될 수 있다. 예를 들어, 가압 부재(48)는, 사용자의 다리의 일측에 배치되어, 사용자의 허벅지를 밀거나, 당길 수 있다. 예를 들어, 가압 부재(48)는, 사용자의 허벅지의 전면에 배치될 수 있다.
지지 부재(49)는, 가압 부재(48)의 일측에 연결될 수 있다. 예를 들어, 지지 부재(49)는, 사용자의 허벅지의 적어도 일부의 둘레를 감싸도록 배치되어, 사용자의 허벅지가 지지 프레임(44)으로부터 이탈되는 것을 방지할 수 있다. 지지 부재(49)는, 사용자의 허벅지를 기준으로 가압 부재(48)의 반대측에 배치될 수 있다.
구동 모듈(100)로부터 발생된 토크는 결합 부재(160)를 통해 지지 모듈(40)로 전달되며, 지지 모듈(40)을 통해 전달되는 토크는 가압부재(46)를 통해 사용자의 허벅지를 들어올려서, 사용자의 운동을 보조할 수 있다.
도 2는 실시 예에 따른 구동 모듈(100)의 분해 사시도이고, 도 4는 도 3을 다른 각도에서 바라본 도면이다. 구체적으로, 도 2은 회전 조인트(160)쪽에서 바라본 구동모듈(100)의 분해된 모습이고, 도 4는 구동원 (110)쪽에서 바라본 구동 모듈(100)의 분해된 모습을 나타낸다.
소음 방지 부재를 포함하지 않았던 기존의 구동 모듈은, 고감속비의 기어회전에 의해 발생하는 기어이빨의 맞물림/부딪힘/마찰에 의한 소음이 본체 프레임의 얇은 두께로 인하여 차폐가 잘 되지 않을 수 있으며, 오히려 얇은 프레임이 공명/공진이 되어 소음이 증폭되는 경우가 발생할 수 있다.
프레임 세트가 극슬림한 구조로 제공되는 경우에는 어느 정도 두께(2~3mm)가 있는 프레임에서는 발생하지 않는 부가적인 소음이 발생할 수 있다. 프레임이 얇은 경우, 강성이 떨어지므로 기어맞물림에 의한 진동과 소음, 및 기어에 장착된 베어링 내의 볼의 구름에 의한 진동과 볼과 베어링 하우징의 마찰로 인한 소음이 발생하며, 이는 프레임 세트들을 긁는 듯한 마찰음을 발생시킬 수 있다. 이러한 마찰음은 고주파수대 영역이며 사용자가 듣기 거북한 소리에 해당한다. 또한 이러한 소리는 프레임에 전달되어 프레임 진동과 공진이 발생하게 된다.
기어 맞물림에 의한 소음 및 프레임 세트의 떨림에 의한 소음은, 구동 모터를 제외한 고유한 소음이며, 아래 설명되는 구동 모듈(100)은 소음 감소를 위한 다양한 해결 방법을 제안한다.
구동 모듈(100)은, 동력을 생성하는 구동원(110), 일 측에 구동원(110)이 연결되고 구동원(100)으로부터 전달되는 동력에 의해 회전되는 감속 기어 세트(130), 및 적어도 하나의 프레임(120, 150)을 포함하는 프레임 세트를 포함하는 기어 트레인, 프레임 세트에 회전 가능하게 고정되는 회전 조인트(160); 및 프레임 세트 및 회전 조인트(160) 내부에 배치되고, 회전 조인트(160)가 회전시에 발생하는 소음을 감소시키기 위한 소음 방지 부재를 포함할 수 있다.
구동원(110)은 회전 조인트(150)를 구동하기 위한 동력을 생성할 수 있다. 구동원(110)은, 예를 들어, 사용자의 허벅지와 엉덩이 사이의 공간에 배치될 수 있다. 구동원(110)은 예를 들어, 전기 모터일 수 있으나, 실시 예에서 구동원(110)의 종류가 제한되는 것은 아니다.
기어 트레인은 링 기어(152)를 포함할 수 있고, 프레임 세트는 감속 기어 세트(130)에 포함되는 복수 개의 기어의 회전 축이 일체로 형성되는 제 1 프레임(120), 및 링 기어(152)가 고정되는 제 2프레임(151)을 포함할 수 있다.
감속 기어 세트(130)를 구성하는 감속 기어의 각 회전축을 제 1프레임(120)과 일체로 제공함으로써, 감속 기어의 회전축을 제 1프레임(120)에 고정시키기 위하여 필요한 부가적인 부품과 공간이 불필요하게 되므로, 기어 트레인의 크기를 최소화 시킬 수 있다.
감속 기어 세트(130)의 감속 기어는, 구동원(110)의 구동 축에 연결되는 입력 기어(131), 입력 기어(131)과 맞물리는 아이들 기어(132); 및 아이들 기어(132)와 맞물리는 베이스 기어(133, 134, 135)를 포함한다. 입력 기어(131), 아이들 기어(132) 및 베이스 기어(133, 134, 135)는 동력 전달 순서에 따라서 순차적으로 지름이 증가할 수 있다.
감속 기어 세트(130)는, 구동 모듈(100)로부터 전달된 회전 운동의 회전 속도를 낮추고 높은 토크를 발생시킬 수 있다. 감속 기어 세트(130)은, 예를 들어, 평기어(spur gear) 또는 헬리컬 기어(helical gear)로 구성될 수 있다. 감속 기어 세트(130) 중 출력단으로 작용하는 기어가 베이스 기어(133, 134, 135)라고 할 수 있다.
베이스 기어(133, 134, 135)는, 직경이 서로 다른 두 개의 기어, 및 두 개의 기어를 결합하기 위한 판(134)를 포함할 수 있다. 직경이 서로 다른 두 개의 기어 중 직경이 큰 기어(133)은 아이들 기어(132)와 맞물리고, 직경이 작은 기어(135)는 유성 기어(163)에 맞물리는 선 기어(135)로 작용할 수 있다.
구동원(110)에서 발생한 토크는 감속 기어 세트(110)의 입력기어(input 131)에 전달되고 아이들 기어(132, idle gear)를 거쳐 복합 베이스 기어(133, 134, 135)에 전달된다. 베이스 기어(133, 134, 135)는 서로 동축의 직경이 큰 기어(133)와 직경이 작은 기어(135)를 포함하는 일체형 기어이다. 따라, 감속 기어 세트(1110)의 최종 토크는 직경이 작은 기어(135)인 선 기어에 전달된다.
아이들 기어(132)과 아이들 기어(132)의 회전 축 사이에는 제1 프레임으로부터 순서대로 바닥 링(145)과 아이들 베어링(146)이 배치될 수 있다. 아이들 기어(132)의 상측에는, 일 단이 아이들 베어링(146)에 삽입되고 제1 프레임(120)에 형성되는 아이들 기어(132)의 회전축과 접하고, 타 단은 아이들 기어(132)를 덮을 수 있는 캡 링(147)이 배치될 수 있다. 바닥 링(145), 아이들 베어링(146), 및 캡 링(147)은 모둘 아이들 기어(132)와 동심을 이루도록 배치된다.
제1 프레임(120)의 베이스 기어(133, 134, 135)의 회전 축은, 베이스 기어(133, 134, 135)의 내측 형상을 따라 지지할 수 있다. 베이스 기어(133, 134, 135)의 회전 축은 제1 프레임(120)으로부터 차례로 형성되는 지름이 넓은 제1 회전축과, 선 기어(135)의 내측을 관통하고 지름이 작은 제2 회전축을 포함할 수 있다.
베이스 기어(133, 134, 135)와 제1 회전축 사이에는 제1 프레임(120)으로부터 순서대로 배치되는 베이스 링(142) 및 베이스 베어링(141)이 배치될 수 있다. 베이스 기어(133, 134, 135)의 선 기어(135)와 제2 회전축 사이에는 보조 베어링 조립체(143) 및 선 링(144)이 배치될 수 있다. 베어스 베어링(141)은 두께가 얇은 단면을 갖는 베어링(thin section bearing)이 사용될 수 있다.
제1 프레임(120)은 감속 기어 세트(130)의 각각의 감속 기어의 형상에 대응하도록 숫자 '8'과 유사한 형상을 가지고, 상측에서 하측으로 갈수록 크기가 커지고, 각각의 감속 기어의 두께를 수용하도록 외측을 따라 테두리를 형성할 수 있다. 예를 들면, 작은 원, 작은 원과 일부가 겹치는 중간 원, 중간 원과 일부가 겹치는 큰 원이 순서대로 배열된 얇은 판 형상을 가질 수 있다.
제1 프레임(120)의 입력 기어(131)가 배치되는 부분의 상단에는 구동 모듈(100)의 제어를 위한 회로 판(circuit board, 190)가 배치될 수 있도록, 추가적으로 제1 프레임(120)으로부터 연장하는 부분이 형성될 수 있다.
제 2 프레임(151)은 제1 프레임(120)의 형상과 대응하는 형상을 가지고, 링 기어(152)를 수용할 수 있도록, 하측에 큰 중공을 형성할 수 있다. 제2 프레임(120)의 내측면은 감속 기어 세트(130)을 덮고 제1 프레임(120)과 결합되고, 제2 프레임(120)의 외측면에는 링 기어(152)가 고정된다. 제2 프레임(120)또한 감속 기어 세트(130)의 감속 기어의 두께에 대응하도록 외관을 따라 테두리가 형성될 수 있다.
링 기어(152)의 두께 방향을 기준으로, 링 기어(152)의 내측 일부분은 제2 프레임(120)의 중공에 삽입되고 볼트 결합에 의하여 제2 프레임(151)에 고정되며, 외측에는 조인트 베어링(153)이 배치될 수 있다. 링 기어(152)는 제2 프레임(151)에 고정되면 움직이지 않는다.
조인트 베어링(153)은 링 기어(152)보다 지름이 크고 링 기어(152)의 원주방향 외측을 따라 견고하게 링 기어(152)에 고정될 수 있다. 따라서, 조인트 베어링(153)의 원주방향 내측면 전체와 링 기어(152)의 원주방향 외측면의 일부분이 접하게 된다. 조인트 베어링(153)은 링 기어(152)에 일단 결합이 되면 특별한 공정을 거치지 않고서는 절대로 빠지지 않도록 견고하게 결합된다. 조인트 베어링(132)은 두께가 얇은 단면을 갖는 베어링(thin section bearing)이 사용될 수 있다.
제 1 프레임(120) 및 제 2 프레임(151)의 윤곽에는 각각 제 1 프레임(120) 및 제 2 프레임(151) 윤곽을 따라 서로 결합하기 위한 볼트 홈이 제공될 수 있다.
제 2 프레임(151)의 외측으로 조인트 베어링(132)에 의하여 회전가능한 회전 조인트(160)가 결합될 수 있다. 회전 조인트(160)는 적어도 하나의 유성 기어(163), 및 유성 기어(163)의 회전 축이 일체로 형성되는 캐리어(161)를 포함한다. 캐리어(161)는, 유성 기어(163)가 링 기어(153) 및 선 기어(153)에 모두 맞물리기 때문에 선 기어(153)가 회전할 때, 캐리어(161)가 회전하게 된다.
회전 조인트(160)는 유성 기어(63)의 이탈을 방지하기 위한 얼라이너(aligner, 162)를 포함하고, 얼라이너(162)는 각각의 유성 기어(63)를 사이에 두고 캐리어(161)의 내측면에 결합되고, 캐리어(161)의 외측면으로부터 볼트로 얼라이너(1562)를 고정시킬 수 있다.
유성 기어(163)와 유성 기어(163)의 회전축 사이에는 유성 베어링(165)이 배치되고, 유성 기어(163)의 회전 축과 얼라이너(162) 사이에는 유성 기어(163)의 훈들림을 방지하기 위한 배치 베어링(164)가 배치될 수 있다. 또한, 캐리어(161) 및 각각의 유성 기어(163) 사이에는, 유성 기어(163)와 선 기어(153) 사이의 마찰음 및 캐리어(160)에 전달하는 공명음을 감소시키기 위하여, 적어도 하나의 유성 링(166)이 배치될 수 있다.
유성기어(163)는 서로 일체형으로 형성되는 지름이 작은 제1 유성기어(1631)와 지름이 큰 제2 유성기어(1632)를 포함하고, 제1 유성기어(1631)는 링 기어(153)와 맞물리고, 제2 유성 기어(1632)는 선 기어(135)와 맞물리게 될 수 있다.
구동 모듈(110)은, 베이스 기어(133, 134, 135)의 회전 축. 및 회전 조인트(160)의 중심을 관통하고 자성을 가지는 방향 축(170)을 더 포함할 수 있다.
도 4 및 5는 구동 모듈(100)을 구성하는 각 파츠들이 일부 조립된 모습을 나타낸다. 도 4은 구동원(110)쪽에서 바라본 구동모듈(100)의 모습이고, 도 5는 회전 조인트 (110)쪽에서 바라본 구동 모듈(100)의 분해된 모습을 나타낸다.
도4를 참고하면, 구동원(110)은 제1프레임(120)의 후면 부분에 조립된다. 제1프레임(120)의 후면 부분에는 운동 보조 장치(1)의 고정 모듈(30)과 연결되기 위한 파츠가 결합될 수 있다. 이러한 파츠는 제1프레임(120)의 후면과 볼트에 의하여 견고하게 고정될 수 있다.
제1프레임(120)의 전면에는 제2 프레임 조립부(150)가 결합될 수 있다. 제2프레임 조립부(150)에는 제2 프레임(151), 및 링 기어(152)가 순서대로 배치되고, 서로 분리되지 않도록 강하게 결합된다. 또한, 제2 프레임(151)에는 아이들 기어(132)의 중심을 관통하는 회전축이 형성될 수 있다.
아이들 기어(132)의 회전축은 제1 프레임(120) 및 제 2프레임(151)에 각각 일체로 형성될 수 있다. 제1 프레임(120)에 형성되는 아이들 기어(132)의 회전축의 지름은 제2 프레임(151)에 형성되는 아이들 기어(132)의 회전축의 지름보다 작도록 형성될 수 있다. 제1 프레임(120)에 형성되는 아이들 기어(132)의 회전축은, 중앙이 비어 있는 2 프레임(151)에 형성되는 아이들 기어(132)의 회전축의 비어 있는 공간에 삽입될 수 잇다.
캡 링(147)은 2 프레임(151)에 형성되는 아이들 기어(132)의 회전축에 끼워질 수 있다. 캡 링(147) 상에는 아이들 베어링(146) 및 아이들 기어(131)가 차례로 끼워질 수 있다. 따라서 캡 링(147)의 내측면은 2 프레임(151)에 형성되는 아이들 기어(132)의 회전축과 접하고, 캡 링(147)의 외측면은 아이들 베어링(146)의 내측면과 접하게 된다.
감속 기어 세트(130)의 베이스 기어(133, 134, 135)는 제1 프레임(120)에 형성되는 베이스 기어(133, 134, 135)에 견고하게 끼워질 수 있다. 선 기어(135)를 제외한 감속 기어 세트(130)의 다른 기어들은 제1 프레임(120)에 형성되는 테두리의 높이를 초과하지 않으나, 선 기어(135)는 유성 기어(163)과 결합하기 위하여 회전 조인트(160)의 캐리어(161)의 깊이까지 돌출할 수 있다.
도 4 및 5를 참고하면, 조인트 베어링(153)이 링 기어(152)의 원주방향 외측면에 끼워진 모습을 확인할 수 있다. 링 기어(152)의 일 부분은 제2 프레임(151)의 중공 내에 삽입되고, 링 기어(152)의 나머지 부분 상에 조인트 베어링(153)이 끼워질 수 있다.
또한, 조인트 베어링(153)의 원주방향 외측면은 캐리어(161)의 테두리의 내측면과 접하고, 조인트 베어링(153)의 원주방향 내측면은 링 기어(152)의 외측면과 접하게 될 수 있다.
도 6는 구동 모듈(100)의 감속 기어 세트(130)가 제1 프레임(120)에 결합된 모습을 나타낸다. 입력 기어(131)는 구동원(110)의 구동축과 직접적으로 연결되기 때문에. 입력 기어(132)에는 베어링이 배치되지 않는다.
입력기어(131)는 아이들 기어(132)와 맞물리고, 제1 프레임(120)에 형성되는 아이들 기어(132)의 회전축 주위로 캡 링(147)이 배치되고, 캡 링은(147)의 하측에는 아이들 베어링(146)이 배치될 수 있다.
아이들 기어(132)는 베이스 기어(133,134, 135)의 지름이 큰 기어(133)와 결합되고, 1 프레임(120)에 형성되는 베이스 기어(133,134, 135)의 회전축은 회전축 방향으로 선 기어(135)의 높이를 일부 초과할 정도로 연장한다. 선 기어(135)와 베이스 기어(133,134, 135)의 회전축 사이에는 선 링(144)이 배치되고, 선 링(144)은 선 기어(135)보다 베이스 기어(133,134, 135)의 회전축 방향으로 더 돌출되어 있다.
입력 기어(131), 아이들 기어(132), 및 베이스 기어(133, 134, 135)의 지름이 큰 기어(135)는 모두 피크(peek) 또는 엔지니어링 플라스틱(engineering plastic) 재질로 구성될 수 있다. 이러한 피크 또는 엔지니어링 플라스틱 재질은 기어 이빨이 서로 부딪히면서 발생하는 소음을 감소시킬 수 있으며, 스틸(steel) 또는 알루미늄 재질에 비하여 가볍기 때문에, 감속 기어 세트(130)의 무게를 감소시킬 수 있다.
도 7은 감속 기어 세트(130)의 베이스 기어(133, 134, 135)를 나타낸다. 베이스 기어(133, 134, 135)은 아이들 기어(132)와 맞물리고 구동 기어(driven gear)로 작용하는 지름이 큰 기어(133), 연결 판 (134), 선 기어(sun gear)로 작용하는 지름이 작은 기어(135)를 포함한다.
연결판(134)와 선 기어(135)는 동일한 소재로 형성되고, 서로 일체형으로 형성될 수 있다. 선 기어(135)는 회전 조인트(160)에 강력한 큰 토크를 전달해야 하기 때문에 초초듀랄루민이라고 불리는 A7075 알루미늄 소재를 사용할 수 있다. A7075 알루미늄 소재는 알류미늄 합금 중에서 가장 강도가 큰 재료에 속하므로, 장시간 사용하더라도 기어 이빨이 상하지 않으므로, 선 기어(135)의 내구성을 높일 수 있다.
고속의 선속도를 갖게되는 베이스 기어(133, 134, 135)의 지름이 큰 기어(133)의 재질을 높은 주파수대의 소음에서 소리가 낮은 주파수대의 소음으로 이동시키기 위하여 금속재질 대신 플라스틱 재질(Peek)로 선택할 수 있고, 중앙의 선 기어(135)는 알루미늄 재질로 선택하여 두 가지 재질로 베이스 기어(133, 134, 135)를 구성할 수 있다. 기어의 부딪힘에서 발생하는 소음은 1차적으로 연결판(134)과 지름이 큰 기어(135)의 연결되는 부분에서 일부 흡수될 수 있고, 발생하는 소음 레벨을 고주파주 영역대에서 저주파수 영역대로 이동시킬 수 있다
지름이 큰 기어(133)은 중심으로 연장하는 내측 면(1331)을 포함하고, 내측 면에는 지름이 큰 기어(133)의 두께 방향으로 삽입가능한 결합 로드(1332)가 지름이 큰 기어(133)의 원주를 따라 일정한 간격으로 배치될 수 있다. 결합 로드(1332)의 주변에는 결합 로드(1332)가 삽입될 수 있는 공간을 확보하기 위하여 내측면(1331)의 바닥으로 움푹 꺼진 결합 홈(1333)이 형성될 수 있다. 결합 홈(1333)의 중앙 부분에는 결합 로드(1332)가 지름이 큰 기어(133)가 바닥으로부터 삽입될 수 있도록 로드 홀을 포함할 수 있다.
연결판(134)의 원주방향 외측 면에는 결합 로드(1332)를 관통시키기 위한 결합 홀(1342)이 연결판(134)의 원주방향을 따라 배치될 수 있다. 결합 홀(1342)이 배치되는 연결판(134)의 하측면에는 결합 홈(1333)에 삽입되기 위한 연결 돌출부(1342)가 형성될 수 있다.
연결판(134)가 지름이 큰 기어(133)에 결합될 때, 결합 로드(1332)는 결합 홀(1342)에 삽입되고, 동시에 연결 돌출부(1332)는 결합 홈(1333)에 삽입되므로, 연결판(134)의 일부 부분이 지름이 큰 기어(133)의 일부 부분에 삽입되고, 지름이 큰 기어(133)의 일부 부분 또한 연결판(134)에 삽입되게 된다. 따라서, 연결판(134)과 지름이 큰 기어(133)는 서로 맞물리도록 결합되는 구조를 가지고 있으므로, 서로 유격이 생기지 않고 견고하게 결합될 수 있다.
이러한 결합 방식은, 각 파츠의 마찰에 의하여 발생하는 내구성 감소 및 결합된 공간에서 발생하는 비틀림 문제를 해결할 수 있으며, 접착제 사용 없이 두 개의 기어를 결합 할 수 있다.
연결판(134)은 원주방향을 따라 다수의 홀(hole, 1341)을 포함할 수 있다. 연결판(134)는 금속 소재를 사용하기 때문에 무게가 증가될 수 있으나, 홀(1341)이 배치됨으로 인하여 무게를 감소시킬 수 있으며, 전체적으로 연결된 연속체에 비하여 중간에 빈 공간이 있는 바디가 더 비틀림 강성이 크므로, 홀(1341)이 배치됨으로 인하여 연결판(134)의 비틀림 강성을 증가시킬 수 있다.
도 8은 제1 프레임(120), 및 제2 프레임(153)을 포함하는 프레임 세트를 나타낸다.
제1 프레임(120)은 하측에 형성되는 베이스 기어(133, 134, 135)의 회전축(121), 및 상측에 형성되는 아이들 기어(132)의 회전축(122)를 포함할 수 있다. 베이스 기어(133, 134, 135)의 회전축(121)은 서로 다른 지름을 가지는 3개의 실린더가 결합된 형태를 가지고 있으며, 회전축(121)은 제1 프레임(120)의 바닥으로부터 차례대로 실린더의 지름이 감소하는 형태를 가진다.
제1 프레임(120)은 베이스 기어(133, 134, 135)의 회전축(121) 및 아이들 기어(132)의 회전축(124)의 주변을 따라 형성되는 바닥판(123)을 포함하고, 바닥판(123)에는 복수의 타공(122)이 형성될 수 있다. 또한, 제2 프레임(151)은 내측면 전체에 분포되는 복수의 타공(1512)를 포함할 수 있다. 이러한 복수의 타공(122, 1512)들은 감속 기어 세트(130)가 회전시 발생하는 소음을 흡수하거나 프레임 세트 외부로 노출되는 것을 방지할 수 있다.
제1 프레임(120) 또는 제2 프레임(151)의 일 면에 복수의 타공(122, 1512)들을 배치하는 것은, 제1 프레임(120) 또는 제2 프레임(151)의 강성을 향상시킬 수 있고, 동시에 감속 기어 세트(130)가 회전시 발생하는 소음을 감소 시킬 수 있다.
복수의 타공(122, 1512)들은 반구형으로 형성될 수 있고, 반구형의 타공(122, 1512)들 내에는 구리스를 채워 놓을 수 잇다. 구리스는 감속 기어 세트(130)가 회전할 때, 각각의 감소 기어에 골고루 뿌려 질 수 있으므로, 감속 기어의 마찰 에 의하여 발생하는 소음을 줄일 수 있고, 타공(122, 1512) 내에 채워져 있는 구리스의 특성으로 인해 소음이 추가적으로 흡수될 수 있다.
.제2 프레임(151)은 내측면 쪽에서 상측에 형성되는 아이들 기어(132)의 회전축(1511)을 포함할 수 있다. .제2 프레임(151)에 형성되는 형성되는 아이들 기어(132)의 회전축(1511)은 제2 프레임(121) 아이들 기어(132)의 회전축(124)과 상호 결속될 수 있으며, 제1 프레임(120)과 제2 프레임(151)이 결합할 때 회전축(124, 1511)들은 서로 맞물리면서 결합된다.
.제2 프레임(151)의 외측에는 먼저 링 기어(152)가 결합되고, 링 기어(152)의 외측에는 조인트 베어링(153)이 결합된다. 제2 프레임(151)의 외곽을 따라 형성되는 테두리의 크기는 제1 프레임(120)의 외곽을 따라 형성되는 테두리보다 작아서, 제2 프레임(151)의 외측에서 볼 때, 제2 프레임(151)이 제1 프레임 위에 씌워지는 형태로 서로 결합된다.
도 9은 감속 기어 세트(130)가 회전시 발생하는 소음을 감소시키기 위하여, 프레임 세트 내에 배치되는 복수 개의 소음 감소 링들을 나타낸다.
베이스 기어(133, 134, 135)의 회전축(121)의 가장 낮은 실린더 부분에는, 중심으로부터 차례대로 베이스 링(142), 베이스 베어링(141), 연결판(134)이 배치될 수 있다. 즉, 베이스 링(142) 및 베이스 베어링(141)은 회전축(121)에 견고하게 고정되고, 연결판(134)은 베이스 베어링(141)에 의하여 회전가능하게 회전축(121)에 고정될 수 있다. 베이스 링(142)은 원주방향으로 돌출하는 바닥 면을 포함하고, 바닥면이 베이스 베어링(141)을 지지하기 때문에 베이스 기어(133, 134, 135)와 제1 프레임(120)이 직접 접촉하지 않도록 이격될 수 있다. 베이스 링(142)은 플렌지 형상을 가질 수 있다.
베이스 기어(133, 134, 135)의 회전축(121)의 중간 실린더 부분에는 보조 베어링 조립체(143)가 배치될 수 있다. 보조 베어링 조립체(143)는 보조 링(1432) 및 보조 베어링(1431)를 포함할 수 있다. 베이스 기어(133, 134, 135)의 회전축(121)의 중심으로부터 순서대로 보조 링(1432) 및 보조 베어링(1431) 배치된다.
베이스 기어(133, 134, 135)의 회전축(121)의 가장 높은 실린더 부분에는 선 기어(153)와 회전축(121)사이의 공간을 채우기 위한 선 링(144)가 배치될 수 있다. 선 링(144)은, 선 링(144)의 중간보다 윗쪽 부분에 배치되는 선 테두리(1441)을 포함할 수 있고, 선 테두리(1441)는 선 기어(135)가 끝단과 접하여서, 선 기어(135)가 회전축(121) 방향으로 이탈하지 않도록 고정할 수 있다.
제1 프레임(120)에 형성되는 아이들 기어(121)의 회전 축(124) 주면에는, 캡 링(147) 및 바닥 링(145)가 배치될 수 있다. 캡 링(147)과 아이들 기어(132) 사이에는 아이들 베어링(146)이 배치될 수 있다. 바닥 링(145)는 캡 링(147)과 아이들 베어링(146)의 하측에 배치되어서, 아이들 기어(132)와 제1 프레임(120)이 직접 접촉하지 않도록 이격될 수 있다. 제1 프레임(120)에 형성되는 회전 축(124)과 캡 링(147)은 직접적으로 접촉하지 않으며, 제1 프레임(120)에 형성되는 회전 축(124)과 캡 링(147) 사이에는 제2 프레임(151)에 형성되는 회전축(1511)이 삽입된다.
캡 링(147)은 상측 부분에서 원주 방향 외측으로 연장하는 캡 면(1471)을 포함하고, 캡 면(147)은 아이들 베어링(146)과 제2 프레임(151)의 내측면 상에 배치되어서, 아이들 기어(132)와 제2 프레임(151)이 직접 접촉하지 않도록 이격될 수 있다. 캡 링(147)은 플렌지 형상을 가질 수 있다.
앞서 설명한, 베이스 링(142), 보조 링(1432), 선 링(144), 바닥 링(145), 및 캡 링(147)을 포함하는 소음 감소 링은 피크(peek) 또는 엔지니어링 플라스틱(engineering plastic) 재질로 구성될 수 있으며, 감속 기어 세트(130)가 회전 시 발생하는 소음을 감소시킬 수 있다.
또한, 이러한 소음 감소 링은, 각각의 베어링 자체에서 발생하는 소음이 프레임 세트에 전달되지 않도록 하기 위하여, 베어링의 볼을 잡고 있는 베어링의 내륜 안쪽에서 베어링의 내륜과 회전축 사이에 위치시키고, 베어링이 직접 기어의 회전 축에 접촉하지 않도록 배치할 수 잇다.
도 10(a)은 회전 조인트(160)의 중심을 관통하는 단면을 나타내고, 도 10(b)은 유성 기어(163)의 배치를 나타낸다. 회전 조인트의 중심 부분에는 방향 축(170)이 배치되며, 방향 축(170)은 제1 프레임(120)의 회전축(121)의 내부 공간을 관통하여, 캐리어(161)의 내측면 끝단까지 연장할 수 있다.
캐리어(161)의 중심에는, 회전 조인트(160)의 회전을 원활하게 하기 위하여 캐리어(161)의 중심으로부터 차례대로 캐리어 베어링(167) 및 캐리어 링(168)이 배치될 수 있다. 캐리어 베어링(167)의 내측 공간에는 제1 프레임(120)의 회전축(121) 상에 끼워지는 선 링(144)이 배치될 수 있다. 선 링(144)에 형성되는 선 테두리(1441)의 일 측에는 선 기어(135)가 배치되고, 타 측에는 캐리어(167) 베어링이 배치될 수 있다.
유성기어(163)와 캐리어(161)의 내측에 형성되는 유성기어(163)의 회전축 사이에는, 유성 링(166), 유성 베어링(165), 및 배치 베어링(164)이 배치될 수 있다. 유성 베어링(165)의 원주방향 내측면은 유성기어(163)의 회전축과 접하고, 유성 베어링(165)의 원주방향 외측면은 유성기어(163)의 내측면과 접한다. 유성 링(166) 은 캐리어(161)의 내측면과 인접하도록 배치되고, 하측면은 유성 베어링(165)과 접한다. 배치 베어링(164)은, 유성 링(166)과 반대쪽에서 유성기어(163)와 캐리어(161)의 내측에 형성되는 유성기어(163)의 회전축 사이에 배치된다. 따라서, 유성기어(163)는 상측 및 하측에 배치되는 두개의 링(164, 166)에 의하여 지지될 수 있다.
캐리어(161)의 내측에 형성되는 유성기어(163)의 회전축은 중앙이 비어있는 중공(hollow) 구조를 가지고, 얼라이너(162)의 일부분이 유성기어(163)의 회전축의 중공 내로 삽입될 수 있다. 얼라이너(162)의 다른 부분은 배치 베어링(164)의 일부와 접하게 될 수 있다.
얼라이너(162)는 유성기어(163)의 각 축을 동시에 연결하여 각 축의 강성을 보강할 수 있고, 유성기어(163)와 선 기어(135)의 맞물림에 의해 발생하는 힘에 의하여 축이 휘어지거나 축에 진동이 발생하는 것을 방지할 수 있으며, 유성기어(163)를 축방향으로 이탈하지 않도록 막을 수 있다. 유성기어의 회전에 의한 베어링 소음의 본체 프레임 전달을 막기 위해 유성기어 얼라이너의 재질을 피크(peek) 재질로 구성할 수 있으며, 이는 유성기어(163)의 축방향 진동을 흡수하여 기어의 맞물림을 원활하게 하고, 베어링 자체의 소음을 감소 시키킬 수 있으며, 베어링 진동 및 소음을 프레임 세트에 직접 전달하지 않게 할 수 있다.
도 11을 참고하면, 세 개의 유성기어(163)가 서로 동일하게 120도 각도를 이루도록 배치되어 있고, 유성기어(163)들 사이에 얼라이너(162)와 캐리어(161)가 결합되는 부분이 배치되어 있다. 유성기어(163)의 지름이 큰 기어의 크기는 캐리어(161)의 내측에서 선 기어(135)와 맞물릴 수 있고, 외측에서 캐리어(161)의 내측면과 접촉하지 않는 범위에서 결정된다.
도 11은 조립이 완성된 상태에서 구동 모듈(100)의 중앙 부분을 관통하는 단면을 나타낸다.
선 기어(135)가 회전하면 회전 조인트(160) 내에 배치되는 베어링에 외력이 작용하게 된다. 선 기어(135)와 세 개의 유성기어(163)가 동시에 맞물려서 회전하기 때문에 맞물리는 위치에 따라 계속적으로 기어를 미는 힘이 작용할 수 있다. 이에 따라 선 기어(135)에 의하여 발생되는 되는 힘은 회전 조인트(160) 내에 베어링에 전달되게 되고, 캐리어(161)도 이에 따라 축직각 방향으로 힘을 받게 된다.
이러한 캐리어(161)에 전달되는 힘에 의해 약간의 비틀림이 생기게 되고 이러한 비틀림은 다시 감속 기어 세트에 배치되는 베어링에 힘을 작용시키게 되고 이러한 힘은 감속 기어 세트가 뒤틀리면서 회전하게 되는 현상을 만들게 된다. 또한 이러한 비틀림은 감속 기어 세트에 배치되는 베어링 면에 불균일한 힘을 가하게 되어 베어링 볼의 마찰력이 증가하게 된다. 이로 인해 소음이 증가하게 되고 소음증가는 프레임 세트에 전달되어 증폭될 수 있다.
따라서, 선 기어(153)와 회전 조인트(160)의 캐리어(161)가 서로의 회전에 의해 영향을 받지 않고 독립적으로 회전할 수 있도록 구성하는 것이 유성캐리어와 조인트의 원활한 회전과 소음의 증가를 억제 할 수 있는 방법이다.
링 기어(152)는 일부가 제2 프레임(151)에 삽입되고 볼트에 의하여 제 2 프레임(151)에 고정되고, 링 기어(162)의 외측 원주면에 조인트 베어링(153)의 내측면이 접하도록 배치될 수 있다.
유성기어(163)의 지름이 큰 기어는 선 기어(163)와 맞물리고, 동시에 유성기어(163)의 지름이 작은 기어는 링 기어(152)와 맞물릴 수 있다. 따라서, 선 기어(135)가 회전할 때, 유성기어(163)의 지름이 작은 기어가 링 기어(152)의 원주면을 타고 돌아가는 것에 의하여 캐리어(161)가 회전할 수 있다. 따라서, 선 기어(135) 의 회전 방향과 유성기어(163)의 지름이 작은 기어의 회전 방향은 반대이다.
제1 프레임(120)에 일체로 형성되는 베이스 기어(133, 134, 135)의 회전축(121) 주위로 세 개의 베어링(141, 1431, 167)이 지지된다. 제1 프레임(120)에 가까운 쪽으로부터 캐리어(161) 쪽으로 올라가는 순서대로, 베이스 베어링(141), 보조 베어링(1431), 및 캐리어 베어링(167)이 배치될 수 있다. 각각의 베어링(141, 1431, 167)과 회전축(121) 사이에는 피크 또는 엔지니어링 플라스틱 재질의 소음 감소 링(142, 1432, 168)이 배치될 수 있다.
베이스 기어(133, 134, 135)의 회전축(121)은 중앙이 비어있는 중공(hollow) 구조를 가지고, 회전축(121) 내부에는 제1 프레임(120)의 외측면으로부터 방향 축(170)이 삽입될 수 있다. 제1 프레임(120)의 외측면에는 방향 축(170)이 빠져나오지 않도록 마개(180)가 배치될 수 있다.
보조 베어링(1431)은 캐리어(161)의 중앙 축이 아니라 제1 프레임(120)의 중앙 축(121)에 삽입되도록 배치되어 있다. 따라서, 베이스 기어(133, 134, 135)와 캐리어(161)가 서로 독립적으로 회전운동을 하기 때문에 베이스 베어링(141)에서의 마찰로 발생하는 소음을 감소시킬 수 있다. 따라서, 베이스 기어(133, 134, 135)와 회전 조인트(160)의 캐리어(161)가 서로의 회전에 해 영향을 받지 않고 독립적으로 회전할 수 있으므로, 회전 조인트(160)의 원활한 회전과 소음의 증가를 억제 할 수 있다.
이상과 같이 실시 예들이 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시 예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

Claims (20)

  1. 동력을 생성하는 구동원;
    일 측에 상기 구동원이 연결되고, 상기 구동원으로부터 전달되는 동력에 의해 회전되는 감속 기어 세트, 및 적어도 하나의 프레임을 포함하는 포함하는 기어 트레인;
    상기 기어 트레인의 타측에 회전 가능하게 고정되는 회전 조인트; 및
    상기 프레임 세트 및 회전 조인트 내부에 배치되고, 상기 회전 조인트가 회전시에 발생하는 소음을 감소시키기 위한 소음 방지 부재를 포함하는 구동 모듈.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 기어 트레인은 링 기어를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 프레임은,
    상기 감속 기어 세트에 포함되는 복수 개의 기어의 회전 축이 일체로 형성되는 제 1 프레임; 및
    상기 링 기어가 고정되는 제 2프레임을 포함하는 구동 모듈.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 감속 기어 세트는,
    상기 구동원의 구동 축에 연결되는 입력 기어;
    상기 입력 기어와 맞물리는 아이들 기어; 및
    상기 아이들 기어와 맞물리는 베이스 기어를 포함하고,
    상기 입력 기어, 아이들 기어 및 베이스 기어는 동력 전달 순서에 따라서 순차적으로 지름이 증가하는 구동 모듈.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 회전 조인트는, 적어도 하나의 유성 기어, 및 상기 유성 기어의 회전 축이 일체로 형성되는 캐리어를 포함하고,
    상기 캐리어는 상기 유성 기어가 상기 링 기어에 맞물림에 따라 회전하는 구동 모듈.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 베이스 기어는 직경이 서로 다른 두 개의 기어를 포함하고, 상기 베이스 기어의 두 개의 기어 중 직경이 작은 기어는 상기 유성 기어와 맞물리는 구동 모듈.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 유성기어는 일체형으로 형성되는 지름이 작은 제1 유성기어와 지름이 큰 제2 유성기어를 포함하고,
    상기 제1 유성기어는 상기 링 기어와 맞물리고, 상기 제2 유성 기어는 상기 베이스 기어의 직경이 작은 기어와 맞물리는 구동 모듈.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 직경이 큰 기어는 고강도 플라스틱 재질로 구성되고, 상기 직경이 작은 기어는 금속 재질로 형성되고 상기 직경이 큰 기어 내측에서 상기 직경이 큰 기어와 결합되는 구동 모듈.
  8. 제 4항에 있어서,
    상기 회전 조인트는 상기 유성 기어의 이탈을 방지하기 위한 얼라이너(aligner)를 포함하고,
    상기 얼라이너는 상기 유성 기어 세트를 사이에 두고 상기 캐리어에 고정되는 구동 모듈.
  9. 제 2항에 있어서,
    상기 기어 트레인은 상기 제1 프레임 또는 제2 프레임의 내측 면에는 상기 감속 기어 세트가 발생하는 소음을 감소시키기 위한 복수의 타공을 더 포함하는 구동 모듈.
  10. 제 5항에 있어서,
    상기 기어 트레인은, 상기 베이스 기어과 상기 베이스 기어의 회전 축 사이에 배치되는 베이스 베어링 및 베이스 링을 더 포함하고,
    상기 베이스 링은 상기 베이스 기어를 상기 제1 프레임과 접촉하지 않도록 상기 제1 프레임으로부터 이격시키는 구동 모듈.
  11. 제 11항에 있어서,
    상기 베이스 베어링 및 베이스 링은 각각 복수 개로 제공되고,
    상기 베이스 베어링 및 베이스 링은, 상기 지름이 큰 기어와 상기 제1 프레임의 회전 축 사이 및 상기 지름이 작은 기어와 상기 제1 프레임의 회전 축 사이에 각각 배치되는 구동 모듈.
  12. 제 3항에 있어서,
    상기 기어 트레인은,
    상기 제1 프레임과 상기 아이들 기어 사이에 배치되는 바닥 링;
    아이들 베어링; 및
    상기 제2 프레임과 상기 아이들 기어의 회전 축 사이 및 캡 링(cap ring)을 더 포함하고,
    상기 캡 링은 상기 아이들 기어를 상기 제2 프레임과 접촉하지 않도록 상기 제2 프레임으로부터 이격시키는 구동 모듈.
  13. 제 4 항에 있어서,
    상기 회전 조인트는, 상기 회전 조인트의 회전 시에 발생하는 소음을 감소시키기 위하여, 상기 캐리어 및 각각의 상기 유성 기어 사이에 배치되는 적어도 하나의 유성 링을 더 포함하는 구동 모듈.
  14. 제 3 항에 있어서,
    상기 베이스 기어의 회전 축 및 상기 회전 조인트의 중심을 관통하고, 자성을 가지는 방향 축을 더 포함하는 구동 모듈.
  15. 동력을 생성하는 구동원;
    적어도 하나의 스퍼 기어를 포함하고 상기 구동원으로부터 전달되는 동력에 의해 회전되는 감속 기어 세트;
    외측에 상기 구동원이 연결되고, 상기 감속 기어 세트를 고정하기 위한 감속 기어 회전축을 포함하는 제1 프레임;
    상기 제1 프레임의 내측과 결합하고, 링 기어가 고정되는 제2프레임;
    적어도 하나의 유성 기어를 포함하고, 상기 링 기어와 맞물리는 유성 기어 세트;
    상기 제2 프레임에 회전 가능하게 고정되고, 상기 유성 기어 세트를 고정하기 위한 유성 기어 회전축을 포함하는 캐리어;
    상기 감속 기어 세트와 감속 기어 회전축 사이에 배치되는 감속 기어 베어링; 및
    상기 유성 기어 세트와 유성 기어 회전축 사이에 배치되는 유성 기어 베어링을 포함하는 구동 모듈.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제1 프레임 또는 제2 프레임은, 내측 면에 배치되고 상기 감속 기어 세트가 발생하는 소음을 감소시키기 위한 복수의 타공을 포함하고,
    상기 구동 모듈은 상기 감속 기어 베어링과 상기 감속 기어 회전축 사이에 배치되는 적어도 하나의 제1 링, 및 상기 유성 기어 베어링과 상기 캐리어 사이에 배치되는 적어도 하나의 제2 링을 더 포함하고,
    상기 제1 링 또는 제2 링은 고강도 플라스틱 재질로 형성되는 구동 모듈.
  17. 제15항에 있어서
    내측면이 상기 링 기어에 접하고, 외측면이 상기 캐리어에 접하는 조인트 베어링을 더 포함하고,
    상기 캐리어는 상기 조인트 베어링에 의하여 상기 제2 프레임에 회전가능하게 고정되는 구동 모듈.

    구동 모듈.
  18. 사용자에 고정되는 고정 모듈;
    상기 고정 모듈의 일측에 배치되는 구동원과, 상기 구동원으로부터 구동력을 전달받는 기어 트레인과, 상기 기어 트레인의 출력단에 연결되는 적어도 하나 이상의 유성 기어를 포함하는 회전 조인트를 포함하는 구동 모듈; 및
    상기 사용자의 신체의 일 부분을 지지하며, 상기 구동 모듈에 의해 구동되는 지지 모듈을 포함하고,
    상기 기어 트레인은 상기 회전 조인트가 회전할 때 발생하는 소음을 감소시키기 위한 소음 방지 부재를 포함하는 운동 보조 장치.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 기어 트레인은 상기 구동원으로부터 전달되는 동력에 의해 회전되는 감속 기어 세트, 및 상기 감속 기어 세트에 맞물리고 상기 회전 조인트에 회전축이 형성되는 유성 기어 세트를 포함하고,
    상기 소음 방지 부재는 상기 감속 기어 세트 또는 상기 유성기어 세트의 회전 축에 배치되는 적어도 하나의 소음 감소 링을 포함하는 구동 모듈.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 기어 트레인은 상기 감속 기어 세트의 회전축이 형성되는 적어도 하나의 프레임을 포함하고,
    상기 소음 감소 부재는 상기 적어도 하나의 프레임의 내측면에 배치되는 복수의 타공을 포함하는 구동 모듈.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20210228430A1 (en) * 2018-07-31 2021-07-29 Parker-Hannifin Corporation Remote actuation configuration for powered orthotic devices
KR102322610B1 (ko) * 2021-07-21 2021-11-04 김몽룡 2단 유선기어형 감속기를 적용한 로봇 감속기 시스템

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2968616C (en) 2014-01-30 2022-08-23 Genesis Advanced Technology Inc. Roller drive
CA3075690A1 (en) 2017-09-16 2019-03-21 Genesis Advanced Technology Inc. Differential planetary gearbox
EP3830446A4 (en) * 2018-08-01 2022-02-23 Genesis Advanced Technology Inc. TOOTHED ROLLER HOUSING
DE112020003582T5 (de) * 2019-07-26 2022-04-21 Denso Corporation Kupplungsvorrichtung
CN114144594A (zh) * 2019-07-26 2022-03-04 株式会社电装 离合器装置
WO2021030086A1 (en) * 2019-08-14 2021-02-18 Parker-Hannifin Corporation Two stage actuator for powered mobilitity assistance devices with electrical isolation
DE112021006242T5 (de) * 2020-12-03 2023-10-05 Denso Corporation Kupplungsaktuator

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060142105A1 (en) * 2002-08-30 2006-06-29 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Speed reducer for walk assist apparatus
JP2008081060A (ja) * 2006-09-29 2008-04-10 Hitachi Ltd パワーステアリング装置
KR100907518B1 (ko) * 2007-11-19 2009-07-14 세일공업 주식회사 구동축용 감속기
KR20130045693A (ko) * 2011-10-26 2013-05-06 (주)로보티즈 분리형 엑츄에이터
KR20150121856A (ko) * 2014-04-22 2015-10-30 황정호 소음을 저감하는 감속기

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6423099B1 (en) * 2000-05-22 2002-07-23 Motion Control, Inc. Safety clutch for a prosthetic grip
JP2004089376A (ja) 2002-08-30 2004-03-25 Honda Motor Co Ltd 歩行補助装置の減速機
KR20050099273A (ko) 2004-04-09 2005-10-13 씨멘스브이디오한라 주식회사 플라스틱 기어
WO2008080231A1 (en) * 2007-01-05 2008-07-10 Victhom Human Bionics Inc. Joint actuation mechanism for a prosthetic and/or orthotic device having a compliant transmission
US7998096B1 (en) * 2007-06-25 2011-08-16 Skoog Eric J Paraplegic controlled, concealed mechanized walking device
JP2009178369A (ja) 2008-01-31 2009-08-13 Toyota Motor Corp 歩行補助装置
US8403870B2 (en) * 2009-09-15 2013-03-26 Covidien Lp Portable, self-contained compression device
JP5868011B2 (ja) 2011-03-16 2016-02-24 国立大学法人九州大学 歩行運動補助具
KR101392727B1 (ko) 2011-10-07 2014-05-12 근로복지공단 전동보조기용 구동장치
JP2014030338A (ja) 2012-06-28 2014-02-13 Nidec Copal Electronics Corp 薄型ギヤモータおよび該薄型ギヤモータを用いた筋力アシスト装置
KR101488192B1 (ko) 2014-04-18 2015-01-30 주식회사 티이에스 박형 구동 모듈 및 이를 사용한 착용형 로봇
KR102346198B1 (ko) * 2015-01-07 2021-12-31 삼성전자주식회사 구동 모듈 및 이를 포함하는 운동 보조 장치
US10588811B2 (en) * 2015-04-30 2020-03-17 Steering Solutions Ip Holding Corporation Low friction gearbox for medical assist device

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060142105A1 (en) * 2002-08-30 2006-06-29 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Speed reducer for walk assist apparatus
JP2008081060A (ja) * 2006-09-29 2008-04-10 Hitachi Ltd パワーステアリング装置
KR100907518B1 (ko) * 2007-11-19 2009-07-14 세일공업 주식회사 구동축용 감속기
KR20130045693A (ko) * 2011-10-26 2013-05-06 (주)로보티즈 분리형 엑츄에이터
KR20150121856A (ko) * 2014-04-22 2015-10-30 황정호 소음을 저감하는 감속기

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20210228430A1 (en) * 2018-07-31 2021-07-29 Parker-Hannifin Corporation Remote actuation configuration for powered orthotic devices
KR102322610B1 (ko) * 2021-07-21 2021-11-04 김몽룡 2단 유선기어형 감속기를 적용한 로봇 감속기 시스템

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