KR20170053499A

KR20170053499A - 다관절 매니퓰레이터

Info

Publication number: KR20170053499A
Application number: KR1020150156105A
Authority: KR
Inventors: 이석우; 신영일; 임재훈; 조기용; 김태훈
Original assignee: 삼성중공업 주식회사
Priority date: 2015-11-06
Filing date: 2015-11-06
Publication date: 2017-05-16

Abstract

본 발명의 일 실시예에 의해 다관절 매니퓰레이터가 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 다관절 매니퓰레이터는, 하나의 축을 중심으로 회전력을 제공하는 적어도 하나의 제1 구동모듈과, 서로 직교하는 두 개의 축을 중심으로 회전력을 제공하는 적어도 하나의 제2 구동모듈, 및 제1 구동모듈과 제2 구동모듈 중 어느 하나가 연결되는 제1 연결부와 제2 연결부를 포함하되, 제1 연결부와 제2 연결부는 각각 연결되는 제1 구동모듈 또는 제2 구동모듈의 회전축이 서로 직교를 이루는 적어도 하나의 연결모듈을 포함한다.

Description

다관절 매니퓰레이터{Multi-joint manipulator}

본 발명은 다관절 매니퓰레이터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 최소한의 모듈로 다양한 관절 형태 구현이 가능한 다관절 매니퓰레이터에 관한 것이다.

일반적으로, 산업용 로봇(industrial robot)은 공장 자동화의 최종 목표인 무인 자동 공장을 구성하기 위한 필수적인 요소로, 크게 이동형 로봇(mobile robot)과 고정형 로봇(또는 매니퓰레이터; manipulating robot, manipulator)으로 분류될 수 있다.

이동형 로봇은 자율적으로 장애물을 피해가며 주어진 경로를 따라 물체를 이송하는 작업을 수행하며, 센서와 액츄에이터를 가지고 자유로이 움직여 위치 제어를 할 수 있다. 매니퓰레이터는 복수 개의 관절부를 구비하여 용접(welding), 자재 취급(material handling), 페인팅(painting), 조립(assembly) 등의 작업을 수행하며, 관절부의 자유도에 따라 연결된 링크의 운동이 결정될 수 있다.

그러나 종래의 매니퓰레이터는 다양한 관절 형태를 구현하기가 쉽지 않아 사용하는 데 제약이 존재하므로, 다양한 분야에서 용이하게 활용할 수 없는 문제점이 있다.

대한민국 공개특허 제10-2008-0048055호 2008. 05. 30

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 최소한의 모듈로 다양한 관절 형태 구현이 가능한 다관절 매니퓰레이터를 제공하는 것이다.

본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 다관절 매니퓰레이터는, 하나의 축을 중심으로 회전력을 제공하는 적어도 하나의 제1 구동모듈과, 서로 직교하는 두 개의 축을 중심으로 회전력을 제공하는 적어도 하나의 제2 구동모듈, 및 상기 제1 구동모듈과 상기 제2 구동모듈 중 어느 하나가 연결되는 제1 연결부와 제2 연결부를 포함하되, 상기 제1 연결부와 상기 제2 연결부는 각각 연결되는 상기 제1 구동모듈 또는 상기 제2 구동모듈의 회전축이 서로 직교를 이루는 적어도 하나의 연결모듈을 포함한다.

상기 연결모듈은 상기 제1 연결부와 상기 제2 연결부가 각각 서로 다른 면에 형성되고, 상기 제1 연결부와 상기 제2 연결부의 법선이 수직을 이루도록 굴절 형성될 수 있다.

상기 제1 구동모듈과 상기 제2 구동모듈은 각각 독립적으로 회전력을 제공하며, 상기 제2 구동모듈은 상기 두 개의 축을 중심으로 각각 독립적으로 회전력을 제공할 수 있다.

상기 제1 구동모듈은 하나의 제1 구동유닛을 포함하며, 상기 제1 구동유닛은, 회전하여 구동력을 제공하는 제1 구동부와, 상기 제1 구동부의 회전을 제한하는 제1 제동부와, 상기 제1 구동부에 연결되어 상기 제1 구동부의 회전 속도를 가변하는 제1 감속부, 및 상기 제1 제동부에 연결되어 상기 제1 구동부를 제어하는 제1 제어부를 포함할 수 있다.

상기 제1 감속부의 회전축은 상기 제1 구동부의 회전축과 동일 선 상에 배치될 수 있다.

상기 제2 구동모듈은 두 개의 제2 구동유닛을 포함하며, 상기 제2 구동유닛은 각각, 회전하여 구동력을 제공하는 제2 구동부와, 상기 제2 구동부의 회전을 제한하는 제2 제동부와, 상기 제2 구동부에 연결되어 상기 제2 구동부의 회전 속도를 가변하는 제2 감속부, 및 상기 제2 제동부에 연결되어 상기 제2 구동부를 제어하는 제2 제어부를 포함할 수 있다.

상기 제2 감속부의 회전축은 상기 제2 구동부의 회전축과 동일 선 상에 배치될 수 있다.

본 발명에 따르면, 최소한의 모듈을 조립하여 다양한 관절 형태를 구현할 수 있다. 따라서, 사용에 따른 제약이 줄어 다양한 분야에서 용이하게 활용할 수 있으며, 정밀 제어가 가능하여 그에 따른 생산 효율이 향상될 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 다관절 매니퓰레이터의 사시도이다.
도 2는 도 1의 다관절 매니퓰레이터의 정면도이다.
도 3은 도 1의 다관절 매니퓰레이터의 분해도이다.
도 4는 도 1의 다관절 매니퓰레이터의 단면도이다.
도 5는 다관절 매니퓰레이터의 동작을 설명하기 위한 작동도이다.
도 6은 다관절 매니퓰레이터의 사용상태를 도시한 도면이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

이하, 도 1 내지 도 6을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 다관절 매니퓰레이터에 관하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 다관절 매니퓰레이터의 사시도이다.

본 발명의 실시예에 따른 다관절 매니퓰레이터(1)는 구비된 관절부의 자유도에 따라 운동이 결정되는 산업용 로봇으로, 예를 들어, 용접, 자재 취급, 도장, 실링, 조립 등의 작업에 활용될 수 있다.

다관절 매니퓰레이터(1)는 최소한의 모듈을 조립하여 다양한 관절 형태를 구현할 수 있다. 따라서, 사용에 따른 제약이 줄어 다양한 분야에서 용이하게 활용할 수 있으며, 정밀 제어가 가능하여 그에 따른 생산 효율이 향상될 수 있는 특징이 있다.

이하, 도 2 내지 도 4를 참조하여, 다관절 매니퓰레이터(1)에 관하여 구체적으로 설명한다.

도 2는 도 1의 다관절 매니퓰레이터의 정면도이고, 도 3은 도 1의 다관절 매니퓰레이터의 분해도이며, 도 4는 도 1의 다관절 매니퓰레이터의 단면도이다.

본 발명에 따른 다관절 매니퓰레이터(1)는 적어도 하나의 제1 구동모듈(10)과, 적어도 하나의 제2 구동모듈(20), 및 적어도 하나의 연결모듈(30)을 포함한다.

제1 구동모듈(10)은 하나의 축을 중심으로 회전력을 제공하며, 원형 또는 다각형의 횡단면을 갖는 통 형태로 형성되어 수평 또는 수직 방향으로 배치될 수 있다. 제1 구동모듈(10)은 일 측이 판 상의 지지부(40)에 결합될 수 있으며, 지지부(40)는 작업 공간의 바닥부에 안착되어 다관절 매니퓰레이터(1)를 지지함과 동시에 일정 위치에 고정시킬 수 있다. 제1 구동모듈(10)의 구조에 대해서는 후술하여 보다 상세히 설명한다.

제2 구동모듈(20)은 서로 직교하는 두 개의 축을 중심으로 회전력을 제공하며, 구 형태로 형성되어 제1 구동모듈(10)의 일 측에 배치될 수 있다. 이 때, 제2 구동모듈(20)은 축이 제1 구동모듈(10)의 축과 서로 직교하도록 배치될 수 있다. 제1 구동모듈(10)의 축과 제2 구동모듈(20)의 축이 서로 직교 배치됨으로써, 다관절 매니퓰레이터(1)는 요구되는 작업 방향으로 용이하게 굴절될 수 있으며, 요구되는 작업 범위 및 요건에 대응하여 용이하게 연장될 수 있다. 제2 구동모듈(20)의 구조에 대해서는 후술하여 보다 상세히 설명한다.

제1 구동모듈(10)과 제2 구동모듈(20)은 연결모듈(30)에 의해 연결될 수 있다.

연결모듈(30)은 제1 구동모듈(10)과 제2 구동모듈(20) 중 어느 하나가 연결되는 제1 연결부(31)와 제2 연결부(32)를 포함하되, 제1 연결부(31)와 제2 연결부(32)는 각각 연결되는 제1 구동모듈(10) 또는 제2 구동모듈(20)의 회전축이 서로 직교를 이룰 수 있다. 다시 말해, 연결모듈(30)은 제1 연결부(31)와 제2 연결부(32)의 법선이 수직을 이루도록 일정 각도, 예를 들어, 수직으로 굴절 형성되며, 제1 연결부(31)와 제2 연결부(32)는 각각 서로 다른 면에 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1 연결부(31)는 연결모듈(30)의 외측에 형성되고, 제2 연결부(32)는 연결모듈(30)의 내측에 형성될 수 있다. 제1 연결부(31)가 연결모듈(30)의 외측에 형성되고, 제2 연결부(32)가 연결모듈(30)의 내측에 형성됨으로써, 다관절 매니퓰레이터(1)의 작업 범위가 대각선 방향으로만 연장되는 것을 방지할 수 있으며, 도 2에 도시된 바와 같이, 다관절 매니퓰레이터(1)의 작업 범위를 수직 방향으로 연장시킬 수 있다.

그러나, 연결모듈(30)이 제1 구동모듈(10)과 제2 구동모듈(20) 사이를 연결하는 것으로 한정될 것은 아니며, 연결모듈(30)은 두 개의 제1 구동모듈(10) 사이를 연결하거나, 제2 구동모듈(20)과 작업모듈(도 6의 200 참조) 사이를 연결할 수도 있다.

제1 구동모듈(10)과 제2 구동모듈(20)은 각각의 축을 중심으로 독립적으로 회전력을 제공할 수 있으며, 제2 구동모듈(20)은 두 개의 축을 중심으로 각각 독립적으로 회전력을 제공할 수 있다. 따라서, 다관절 매니퓰레이터(1)는 요구되는 작업 요건에 대응하여 회전력을 제공할 수 있으며, 보다 정밀하게 회전력을 제어할 수 있다.

한편, 제1 구동모듈(10)은 하나의 제1 구동유닛(100a)을 포함한다.

도 4를 참조하여 설명하면, 제1 구동유닛(100a)은 제1 구동부(110a)와, 제1 제동부(120a)와, 제1 감속부(130a)와, 제1 제어부(140a), 및 제1 엔코더(150a)를 포함하며, 통 형상의 제1 하우징(160a) 내부에 수용될 수 있다.

제1 구동부(110a)는 회전하여 구동력을 제공하는 것으로, 구동력을 전달하는 회전축이 제1 구동모듈(10)의 배치 방향과 동일한 방향으로 배치될 수 있다. 즉, 제1 구동모듈(10)이 수평 방향으로 배치되는 경우, 제1 구동부(110a)는 수평 방향으로 구동력을 제공할 수 있으며, 제1 구동모듈(10)이 수직 방향으로 배치되는 경우, 제1 구동부(110a)는 수직 방향으로 구동력을 제공할 수 있다. 제1 구동부(110a)는 제1 제동부(120a)에 의해 제어될 수 있다.

제1 제동부(120a)는 제1 구동부(110a)의 회전을 제한하는 것으로, 제1 구동부(110a)와 기계적 또는 전기적으로 연결될 수 있다. 제1 제동부(120a)는 제1 구동부(110a)의 외부에 별도로 형성되거나 제1 구동부(110a)의 내부에 일체로 형성될 수 있으며, 제1 구동부(110a)의 회전축에 연결되어 회전을 제한할 수 있다. 제1 제동부(120a)의 일 측에는 제1 제어부(140a)가 연결될 수 있다.

제1 제어부(140a)는 제1 구동부(110a)를 제어하는 것으로, 제1 제동부(120a)를 통해 제1 구동부(110a)를 제어할 수 있다. 다시 말해, 제1 제어부(140a)가 제1 제동부(120a)에 동작신호를 제공하면, 제1 제동부(120a)는 기계적 또는 전기적으로 제1 구동부(110a)의 회전을 제어할 수 있다. 제1 제어부(140a)는 제1 하우징(160a)의 외측으로 노출되어 인접한 연결모듈(30) 내부에 수용될 수 있으며, 제1 제어부(140a)와 제1 구동부(110a) 사이, 또는 제1 제어부(140a)와 제1 제동부(120a) 사이에는 제1 엔코더(150a)가 배치될 수 있다.

제1 엔코더(150a)는 제1 구동부(110a)와 제1 제어부(140a)에 각각 전기적으로 연결되어, 제1 구동부(110a)의 물리적 정보를 전기적 신호로 변환하여 제1 제어부(140a)에 제공할 수 있다. 예를 들어, 제1 엔코더(150a)는 제1 구동부(110a)의 회전 속도, 회전 방향 등에 관한 정보를 전기적 신호로 변환한 후, 출력하여 제1 제어부(140a)에 제공할 수 있다. 그러나, 제1 엔코더(150a)가 제1 제어부(140a)와 제1 구동부(110a) 사이, 또는 제1 제어부(140a)와 제1 제동부(120a) 사이에 배치되는 것으로 한정될 것은 아니며, 예를 들어, 제1 엔코더(150a)는 제1 구동부(110a)의 내부에 수용될 수도 있다.

한편, 제1 구동부(110a)는 일 측에 제1 감속부(130a)가 연결될 수 있다. 제1 감속부(130a)는 제1 구동부(110a)의 회전 속도를 가변하는 것으로, 제1 제동부(120a)와 대향되게 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 구동부(110a)의 일 측에 제1 제동부(120a)가 연결되는 경우, 제1 감속부(130a)는 제1 구동부(110a)의 일 측과 대향되는 타 측에 연결될 수 있다.

제1 감속부(130a)는 제1 구동부(110a)의 회전 속도를 줄여 토크(torque)를 증가시킬 수 있으며, 회전축이 제1 구동부(110a)의 회전축과 동일 선상에 배치될 수 있다. 즉, 제1 감속부(130a)는 하모닉 드라이브(harmonic drive)로 형성될 수 있다. 제1 감속부(130a)가 하모닉 드라이브로 형성됨으로써, 구성 요소들의 배치가 용이하여 제1 하우징(160a)의 내부 공간을 보다 효율적으로 운용할 수 있으며, 이에 따라, 제1 구동모듈(10) 및 다관절 매니퓰레이터(1)를 소형화할 수 있다.

제1 감속부(130a)의 회전축은 적어도 일부가 제1 하우징(160a)의 외측으로 노출되어, 연결모듈(30)에 회전 가능하게 결합될 수 있다. 다시 말해, 제1 감속부(130a)의 회전축은 제1 구동부(110a)의 구동력을 전달받아 회전하며 연결모듈(30)에 회전력을 제공할 수 있다. 제1 하우징(160a)은 제1 제동부(120a)와 근접한 일 측이 연결모듈(30)에 고정 결합되고, 제1 감속부(130a)와 근접한 타 측이 다른 연결모듈(30)에 회전 가능하게 결합되므로, 제1 감속부(130a)의 회전축이 연결모듈(30)에 회전력을 제공하면, 연결모듈(30)은 제1 구동모듈(10)로부터 회전할 수 있다.

한편, 제2 구동모듈(20)은 서로 직교하는 두 개의 제2 구동유닛(100b)을 포함한다.

제2 구동유닛(100b)은 각각, 제2 구동부(110b)와, 제2 제동부(120b)와, 제2 감속부(130b)와, 제2 제어부(140b), 및 제2 엔코더(150b)를 포함하며, 구 형상의 제2 하우징(160b) 내부에 수용될 수 있다.

제2 구동부(110b)는 회전하여 구동력을 제공하는 것으로, 수평 또는 수직 방향으로 배치되어 구동력을 제공할 수 있다. 제2 구동부(110b)는 제2 제동부(120b)에 의해 제어될 수 있다.

제2 제동부(120b)는 제2 구동부(110b)의 회전을 제한하는 것으로, 제2 구동부(110b)와 기계적 또는 전기적으로 연결될 수 있다. 제2 제동부(120b)는 제2 구동부(110b)의 외부에 별도로 형성되거나 제2 구동부(110b)의 내부에 일체로 형성될 수 있으며, 제2 구동부(110b)의 회전축에 직접 또는 간접적으로 연결되어 회전을 제한할 수 있다. 제2 제동부(120b)가 제2 구동부(110b)의 회전축에 간접적으로 연결되는 경우, 제2 제동부(120b)와 제2 구동부(110b) 사이에는 기어박스(170b)가 개재될 수 있다. 기어박스(170b)는 제2 구동부(110b)의 구동력을 소정의 기어비에 따라 변환하여 회전축의 회전을 제한할 수 있다. 제2 제동부(120b)의 일 측에는 제2 제어부(140b)가 연결될 수 있다.

제2 제어부(140b)는 제2 구동부(110b)를 제어하는 것으로, 제2 제동부(120b)를 통해 제2 구동부(110b)를 제어할 수 있다. 다시 말해, 제2 제어부(140b)가 제2 제동부(120b)에 동작신호를 제공하면, 제2 제동부(120b)는 기계적 또는 전기적으로 제2 구동부(110b)의 회전을 제어할 수 있다. 제2 제어부(140b)는 제2 하우징(160b)의 내부에 수용될 수 있으며, 제2 제어부(140b)와 제2 구동부(110b) 사이, 또는 제2 제어부(140b)와 제2 제동부(120b) 사이에는 제2 엔코더(150b)가 배치될 수 있다.

제2 엔코더(150b)는 제2 구동부(110b)와 제2 제어부(140b)에 각각 전기적으로 연결되어, 제2 구동부(110b)의 물리적 정보를 전기적 신호로 변환하여 제2 제어부(140b)에 제공할 수 있다. 예를 들어, 제2 엔코더(150b)는 제2 구동부(110b)의 회전 속도, 회전 방향 등에 관한 정보를 전기적 신호로 변환한 후, 출력하여 제2 제어부(140b)에 제공할 수 있다. 그러나, 제2 엔코더(150b)가 제2 제어부(140b)와 제2 구동부(110b) 사이, 또는 제2 제어부(140b)와 제2 제동부(120b) 사이에 배치되는 것으로 한정될 것은 아니며, 예를 들어, 제2 엔코더(150b)는 제2 구동부(110b)의 내부에 수용될 수도 있다.

한편, 제2 구동부(110b)는 일 측에 제2 감속부(130b)가 연결될 수 있다. 제2 감속부(130b)는 제2 구동부(110b)의 회전 속도를 가변하는 것으로, 제2 제동부(120b)와 대향되게 배치될 수 있다. 예를 들어, 제2 구동부(110b)의 일 측에 제2 제동부(120b)가 연결되는 경우, 제2 감속부(130b)는 제2 구동부(110b)의 일 측과 대향되는 타 측에 연결될 수 있다.

제2 감속부(130b)는 제2 구동부(110b)의 회전 속도를 줄여 토크(torque)를 증가시킬 수 있으며, 회전축이 제2 구동부(110b)의 회전축과 동일 선상에 배치될 수 있다. 즉, 제2 감속부(130b)는 전술한 제1 감속부(130a)와 같이, 하모닉 드라이브(harmonic drive)로 형성될 수 있다. 제2 감속부(130b)가 하모닉 드라이브로 형성됨으로써, 구성 요소들의 배치가 용이하여 제2 하우징(160b)의 내부 공간을 보다 효율적으로 운용할 수 있으며, 이에 따라, 제2 구동모듈(20) 및 다관절 매니퓰레이터(1)를 소형화할 수 있다.

제2 감속부(130b)의 회전축은 적어도 일부가 제2 하우징(160b)의 외측으로 노출되어, 연결모듈(30)에 회전 가능하게 결합될 수 있다. 다시 말해, 제2 감속부(130b)의 회전축은 제2 구동부(110b)의 구동력을 전달받아 회전하며 제2 구동모듈(20) 또는 연결모듈(30)에 회전력을 제공할 수 있다. 제2 하우징(160b)은 양 측이 각각 연결모듈(30)에 회전 가능하게 결합되므로, 제2 감속부(130b)의 회전축이 회전하면, 제2 구동모듈(20)이 연결모듈(30)로부터 회전하거나 연결모듈(30)이 제2 구동모듈(20)로부터 회전할 수 있다.

이하, 도 5를 참조하여, 다관절 매니퓰레이터(1)의 동작에 관하여 좀 더 상세히 설명한다.

도 5는 다관절 매니퓰레이터의 동작을 설명하기 위한 작동도이다.

본 발명의 실시예에 따른 다관절 매니퓰레이터(1)는 최소한의 모듈을 조립하여 다양한 관절 형태를 구현할 수 있다. 따라서, 사용에 따른 제약이 줄어 다양한 분야에서 용이하게 활용할 수 있으며, 정밀 제어가 가능하여 그에 따른 생산 효율이 향상될 수 있다.

다관절 매니퓰레이터(1)는 제1 구동모듈(10)과 제2 구동모듈(20), 및 연결모듈(30)의 조합으로 구성되며, 제1 구동모듈(10)과 제2 구동모듈(20) 사이, 또는 두 개의 제1 구동모듈(10) 사이에는 연결모듈(30)이 배치된다.

이하, 다관절 매니퓰레이터(1)가 4 개의 제1 구동모듈(10a, 10b, 10c, 10d)과 하나의 제2 구동모듈(20), 및 5 개의 연결모듈(30a, 30b, 30c, 30d, 30e)로 조합된 구조로 한정하여 설명한다.

지지부(40)는 작업 공간의 바닥부에 안착되며, 제1 구동모듈(10a)은 일 측이 지지부(40)에 수직 방향으로 고정 결합된다. 제1 구동모듈(10a)의 타 측에는 연결모듈(30a)이 회전 가능하게 결합되므로, 연결모듈(30a)은 제1 구동모듈(10a)의 회전력을 제공받아 제1 구동모듈(10a)로부터 회전할 수 있다.

연결모듈(30a)의 타 측에는 제1 구동모듈(10b)이 일 측이 수평 방향으로 고정 결합된다. 제1 구동모듈(10b)의 타 측에는 연결모듈(30b)이 회전 가능하게 결합되므로, 연결모듈(30b)은 제1 구동모듈(10b)의 회전력을 제공받아 제1 구동모듈(10b)로부터 회전할 수 있다.

연결모듈(30b)의 타 측에는 제1 구동모듈(10c)의 일 측이 수직 방향으로 고정 결합된다. 제1 구동모듈(10c)의 타 측에는 연결모듈(30c)이 회전 가능하게 결합되므로, 연결모듈(30c)은 제1 구동모듈(10c)의 회전력을 제공받아 제1 구동모듈(10c)로부터 회전할 수 있다.

연결모듈(30c)의 타 측에는 제1 구동모듈(10d)의 일 측이 수평 방향으로 고정 결합된다. 제1 구동모듈(10d)의 타 측에는 연결모듈(30d)이 회전 가능하게 결합되므로, 연결모듈(30d)은 제1 구동모듈(10d)의 회전력을 제공받아 제1 구동모듈(10d)로부터 회전할 수 있다.

연결모듈(30d)의 타 측에는 제2 구동모듈(20)의 일 측이 수직 방향으로 회전 가능하게 결합되므로, 제2 구동모듈(20)은 연결모듈(30d)로부터 회전할 수 있다. 이와 동시에, 제2 구동모듈(20)의 타 측에는 연결모듈(30e)이 회전 가능하게 결합되므로, 연결모듈(30e)은 제2 구동모듈(20)의 회전력을 제공받아 제2 구동모듈(20)로부터 회전할 수 있다.

도 6은 다관절 매니퓰레이터의 사용상태를 도시한 도면이다.

본 발명의 실시예에 따른 다관절 매니퓰레이터(1)는 제2 구동모듈(20)에 연결되는 연결모듈(30)의 단부에 요구되는 작업에 필요한 작업모듈(200)이 결합되어 사용될 수 있다. 작업모듈(200)은 예를 들어, 용접용의 토치 및 건, 도장용의 도장 건, 핸들리용의 핸드, 실리용의 건 중 어느 하나일 수 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야 한다.

1: 다관절 매니퓰레이터
10: 제1 구동모듈 20: 제2 구동모듈
30: 연결모듈 31: 제1 연결부
32: 제2 연결부 40: 지지부
100a: 제1 구동유닛 110a: 제1 구동부
120a: 제1 제동부 130a: 제1 감속부
140a: 제1 제어부 150a: 제1 엔코더
160a: 제1 하우징
100b: 제2 구동유닛 110b: 제2 구동부
120b: 제2 제동부 130b: 제2 감속부
140b: 제2 제어부 150b: 제2 엔코더
160b: 제2 하우징 170b: 기어박스
200: 작업모듈

Claims

하나의 축을 중심으로 회전력을 제공하는 적어도 하나의 제1 구동모듈;
서로 직교하는 두 개의 축을 중심으로 회전력을 제공하는 적어도 하나의 제2 구동모듈; 및
상기 제1 구동모듈과 상기 제2 구동모듈 중 어느 하나가 연결되는 제1 연결부와 제2 연결부를 포함하되, 상기 제1 연결부와 상기 제2 연결부는 각각 연결되는 상기 제1 구동모듈 또는 상기 제2 구동모듈의 회전축이 서로 직교를 이루는 적어도 하나의 연결모듈을 포함하는 다관절 매니퓰레이터.
제1 항에 있어서, 상기 연결모듈은 상기 제1 연결부와 상기 제2 연결부가 각각 서로 다른 면에 형성되고, 상기 제1 연결부와 상기 제2 연결부의 법선이 수직을 이루도록 굴절 형성되는 다관절 매니퓰레이터.
제2 항에 있어서, 상기 제1 구동모듈과 상기 제2 구동모듈은 각각 독립적으로 회전력을 제공하며,
상기 제2 구동모듈은 상기 두 개의 축을 중심으로 각각 독립적으로 회전력을 제공하는 다관절 매니퓰레이터.
제2 항에 있어서, 상기 제1 구동모듈은 하나의 제1 구동유닛을 포함하며,
상기 제1 구동유닛은,
회전하여 구동력을 제공하는 제1 구동부와,
상기 제1 구동부의 회전을 제한하는 제1 제동부와,
상기 제1 구동부에 연결되어 상기 제1 구동부의 회전 속도를 가변하는 제1 감속부; 및
상기 제1 제동부에 연결되어 상기 제1 구동부를 제어하는 제1 제어부를 포함하는 다관절 매니퓰레이터.
제4 항에 있어서, 상기 제1 감속부의 회전축은 상기 제1 구동부의 회전축과 동일 선 상에 배치되는 다관절 매니퓰레이터.
제2 항에 있어서, 상기 제2 구동모듈은 두 개의 제2 구동유닛을 포함하며,
상기 제2 구동유닛은 각각,
회전하여 구동력을 제공하는 제2 구동부와,
상기 제2 구동부의 회전을 제한하는 제2 제동부와,
상기 제2 구동부에 연결되어 상기 제2 구동부의 회전 속도를 가변하는 제2 감속부; 및
상기 제2 제동부에 연결되어 상기 제2 구동부를 제어하는 제2 제어부를 포함하는 다관절 매니퓰레이터.
제6 항에 있어서, 상기 제2 감속부의 회전축은 상기 제2 구동부의 회전축과 동일 선 상에 배치되는 다관절 매니퓰레이터.