KR20200059697A

KR20200059697A - 배선수용공간을 가지는 액츄에이터 및 이를 가지는 다관절 기구

Info

Publication number: KR20200059697A
Application number: KR1020180144743A
Authority: KR
Inventors: 김도량; 김병수
Original assignee: (주)로보티즈
Priority date: 2018-11-21
Filing date: 2018-11-21
Publication date: 2020-05-29
Also published as: WO2020105754A1

Abstract

본 발명의 일실시예는 배선수용공간을 가지는 액츄에이터를 제공한다. 배선수용공간을 가지는 액츄에이터는 하우징; 상기 하우징에 수용되며, 상기 하우징으로부터 노출되는 출력단을 가지는 구동모듈; 일단이 상기 구동모듈에 전기적으로 연결되며, 상기 하우징의 외부로 노출된 배선; 그리고 상기 출력단측에서 상기 하우징에 결합된 배선처리유닛으로서, 상기 출력단에 대응하는 개구부와, 상기 개구부 주변에 형성된 배선수용공간을 가지며, 상기 하우징의 외면을 따라 연장된 상기 배선이 상기 출력단의 회전에 방해되지 않도록 배선여유분을 가지되, 상기 배선여유분은 상기 배선수용공간에서 절곡되어 수용되며, 상기 배선의 타단이 상기 개구부를 통해 상기 배선처리유닛의 외부로 인출되는 배선처리유닛;을 포함한다.

Description

배선수용공간을 가지는 액츄에이터 및 이를 가지는 다관절 기구{ACTUATOR HAVING WIRING ACCOMMODATING SPACE AND MULTI-JOINT APPARATUS HAVING THE SAME}

본 발명은 배선수용공간을 가지는 액츄에이터 및 이를 가지는 다관절 기구 에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 배선의 외부노출을 현저히 감소시킨 배선수용공간을 가지는 액츄에이터 및 이를 가지는 다관절 기구에 관한 것이다.

액츄에이터는 보통 구동장치(모터)와 감속기를 내장하며, 일반 산업용은 물론 가정용 및 교육용으로도 널리 사용된다. 특히 다수개의 액츄에이터를 결합하면 복잡한 동작이 구현가능한 다관절 로봇을 구현할 수 있다는 점에서 최근에 더욱 주목을 받고 있다. 이러한 다관절 로봇에서는 각 액츄에이터를 정해진 규칙에 따라 제어해야 하며, 이를 위해 모든 액츄에이터에 전원 및 신호전달을 위한 배선이 연결되어야 한다.

액츄에이터를 다수 결합하기 위해서는 액츄에이터의 구동축을 중심으로 모듈연결부재 또는 다른 액츄에이터와 연결될 수 있으며, 이러한 다수개의 액츄에이터 및 모듈연결부재의 결합구조가 반복되어 다양한 형태의 다관절 로봇을 제작할 수 있게 된다.

액츄에이터를 모듈연결부재 또는 다른 액츄에이터와 연결함에 있어 배선의 처리가 중요하다. 특히 다수의 액츄에이터를 중앙처리장치 또는 중앙 제어기로 제어하는 경우에는 제어 및 센싱을 위한 다수개의 배선이 필요하게 되는데, 이들 배선의 처리가 액츄에이터의 구동을 방해하지 않도록 해야 한다. 따라서, 도 1(a)에 예시된 바와 같이, 액츄에이터의 구동을 방해하지 않도록, 로봇의 관절의 외측으로 배선이 일정길이 만큼 여유길이가 확보되도록 노출되게 제작된다. 그러나, 이러한 배선이 로봇의 외관으로 노출되고, 배선이 복잡하게 얽혀 있으면 깔끔하지 못한 인상을 줄 수 있고, 휴머노이드형 로봇의 경우 팔이나 다리부에서 외부로 노출된 배선이 로봇의 구동을 방해할 수도 있다. 특히 로봇을 구성하는 액츄에이터가 많아지면 배선처리의 곤란성이 더욱 커지고, 상기한 문제점이 더욱 커진다.

이러한 액츄에이터의 배선처리 문제는 그 대소의 차이는 있을지 언정 가정용 또는 교육용 로봇 뿐만 아니라 모든 액츄에이터가 필연적으로 가지고 있는 문제이다. 따라서 액츄에이터의 배선처리 문제를 해결할 수 있는 개선된 형태의 모듈 구조가 요구되고 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 간섭 방지와 외관 개선을 위한 배선수용공간을 가지는 액츄에이터 및 이를 가지는 다관절 기구를 제공하는 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예는 배선수용공간을 가지는 액츄에이터를 제공한다. 배선수용공간을 가지는 액츄에이터는 하우징; 상기 하우징에 수용되며, 상기 하우징으로부터 노출되는 출력단을 가지는 구동모듈; 일단이 상기 구동모듈에 전기적으로 연결되며, 상기 하우징의 외부로 노출된 배선; 그리고 상기 출력단측에서 상기 하우징에 결합된 배선처리유닛으로서, 상기 출력단에 대응하는 개구부와, 상기 개구부 주변에 형성된 배선수용공간을 가지며, 상기 하우징의 외면을 따라 연장된 상기 배선이 상기 출력단의 회전에 방해되지 않도록 배선여유분을 가지되, 상기 배선여유분은 상기 배선수용공간에서 절곡되어 수용되며, 상기 배선의 타단이 상기 개구부를 통해 상기 배선처리유닛의 외부로 인출되는 배선처리유닛;을 포함한다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 배선처리유닛은, 상기 구동모듈의 출력단에 결합되어 상기 출력단과 함께 회전하는 출력블록으로서, 상기 개구부는 상기 출력단과 마주보는 상기 출력블록의 일측으로부터 상기 출력블록의 타측까지 관통하도록 연장되고, 상기 출력블록의 일측에 상기 배선수용공간으로부터 나온 배선을 상기 개구부측으로 가이드 하는 배선가이드홈이 형성된 출력블록; 그리고 상기 출력블록의 타측이 노출되도록 상기 출력블록을 커버하면서 상기 하우징에 결합되며, 상기 배선수용공간이 형성된 케이스;를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 출력블록의 타측은 다른 액츄에이터와 결합되거나, 상기 다른 액츄에이터를 수용하는 연결부에 결합되며, 상기 개구부를 통해 상기 출력블록의 타측으로 인출된 상기 배선은 상기 다른 액츄에이터에 데이지체인(Daisy Chain) 방식으로 연결될 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 배선가이드홈은 상기 개구부의 연장방향에 대해 수직한 방향으로 개방되도록 상기 출력블록의 일측에 형성될 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 배선은 상기 모터에 전원 또는 신호를 전송하며, 상기 배선가이드홈 및 상기 케이스와의 접촉에 의해 상기 배선수용공간에서 절곡된 상태를 유지할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 구동모듈은, 모터; 그리고 상기 모터와 상기 출력단을 연결하는 기어모듈을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 케이스는, 상기 하우징에 결합하며, 상기 하우징의 외면과 함께 상기 배선의 통로를 형성하는 배선통로홈이 형성된 하우징 결합부; 그리고 상기 하우징 결합부와 일체로 형성되며, 상기 출력블록의 타측이 노출되는 홀이 형성되며, 상기 출력블록의 일측과 상기 출력블록의 타측을 연결하는 상기 출력블록의 외측면과의 사이에 상기 배선수용공간을 형성하는 케이스 몸체;를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 케이스 몸체에 형성된 걸림돌기;를 더 포함하며, 상기 출력부의 회전에 따라 상기 다른 액츄에이터에 형성된 걸림돌기와 상기 케이스 몸체에 형성된 걸림돌기가 서로 걸려 회전각이 제한될 수 있다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 다른 실시예는 액츄에이터를 가지는 다관절 기구를 제공한다. 다관절 기구는 각 관절에 구비된 복수의 액츄에이터로서, 각 액츄에이터는 하우징과, 상기 하우징에 수용되며, 상기 하우징으로부터 노출되는 출력단을 가지는 구동모듈을 포함하는 복수의 액츄에이터; 복수의 액츄에이터들 사이에 구비된 배선처리유닛; 그리고 일단이 하나의 액츄에이터의 상기 구동모듈에 전기적으로 연결되며, 상기 하우징의 외면을 따라 연장되는 배선으로서, 상기 배선처리유닛의 배선수용공간에서 절곡된 후, 상기 배선처리유닛의 상기 개구부를 통해 인출되어 다른 액츄에이터에 전기적으로 연결되는 배선;을 포함한다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 배선처리유닛은, 상기 구동모듈의 출력단에 결합되어 상기 출력단과 함께 회전하는 출력블록으로서, 상기 개구부는 상기 출력단과 마주보는 상기 출력블록의 일측으로부터 상기 출력블록의 타측까지 관통하도록 연장되고, 상기 출력블록의 일측에 상기 배선수용공간으로부터 나온 배선을 상기 개구부측으로 가이드 하는 배선가이드홈이 형성된 출력블록; 그리고 상기 출력블록의 타측이 노출되도록 상기 출력블록을 커버하면서 상기 하우징에 결합되며, 상기 배선수용공간이 형성된 케이스;를 포함하며, 상기 출력블록의 타측은 상기 다른 액츄에이터와 결합되거나, 상기 다른 액츄에이터를 수용하는 연결부에 결합되며, 상기 개구부를 통해 상기 출력블록의 타측으로 인출된 상기 배선은 상기 다른 액츄에이터에 데이지체인(Daisy Chain) 방식으로 연결될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 배선처리유닛이 배선수용공간을 제공하면서, 액츄에이터들을 연결함으로써, 다관절 기구에서 배선의 노출을 현저히 감소하고, 작동상의 간섭을 방지할 수 있다.

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 1(a) 및 도 1(b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 배선수용공간을 가지는 액츄에이터를 구비하는 로봇과, 통상의 로봇을 비교하기 위한 도면들이다.
도 2(a) 및 도 2(b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 배선수용공간을 가지는 액츄에이터와, 통상의 액츄에이터를 비교하기 위한 도면들이다.
도 3및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 액츄에이터를 가지는 다관절 기구를 설명하기 위한 도면들이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 배선수용공간을 가지는 액츄에이터에서, 배선이 처리되는 방식의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 6(a) 내지 도 8(b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 배선수용공간을 가지는 액츄에이터의 동작을 설명하기 위한 도면들이다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1(a) 및 도 1(b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 배선수용공간을 가지는 액츄에이터를 구비하는 로봇과, 통상의 로봇을 비교하기 위한 도면들이다. 도 2(a) 및 도 2(b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 배선수용공간을 가지는 액츄에이터와, 통상의 액츄에이터를 비교하기 위한 도면들이다.

도 2(b)를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배선수용공간을 가지는 액츄에이터(100)(이하, 액츄에이터)는 하우징(102; 도 3참조), 구동모듈, 배선(88) 및 배선처리유닛(300)을 포함한다.

구동모듈은 하우징(102)에 수용되며, 하우징(102)으로부터 노출되는 출력단(50; 도 4 참조)을 가질 수 있다. 구동모듈은 모터(12), 그리고 모터(12)와 상기 출력단(50)을 연결하는 기어모듈(24)을 포함할 수 있다(도 5 참조).

배선(88)은 일단이 구동모듈에 전기적으로 연결되며, 하우징(102)의 외부로 노출될 수 있다. 배선처리유닛(300)은 출력단측에서 하우징(102)에 결합될 수 있다.

배선처리유닛(300)은 출력단(50)에 대응하는 개구부(315; 도 4 참조)와, 개구부(315) 주변에 형성된 배선수용공간(359; 도 5참조)을 가질 수 있다. 배선(88)은 하우징(102)의 외면을 따라 연장되며, 배선(88)은 출력단(50)의 회전에 방해되지 않도록 여유배선(89; 도 3참조)을 가지되, 여유배선(89)은 배선수용공간(359)에서 절곡되어 수용될 수 있다.

배선(88)의 타단이 개구부(315)를 통해 배선처리유닛(300)의 외부로 인출될 수 있다. 개구부(315)를 통해 인출된 배선(88)은 다른 액츄에이터(1001)에 연결될 수 있다. 예를 들어, 배선(88)은 액츄에이터(100)와 다른 액츄에이터(1001) 간에 데이지체인(Daisy Chain) 방식으로 연결될 수 있다. 여기서 데이지체인 방식이란 연속적으로 연결되어 있는 하드웨어 장치들의 구성을 지칭한다. 예를 들어, 장치 A, B, C를 연결할 때 장치 A와 B를 연결하고, 장치 B와 C를 연속하여 연결하는 방식의 버스 결선 방식을 말한다.

도 2(a)에 예시된 통상의 액츄에이터(11)는 배선처리유닛(300)을 구비하지 않고, 관절운동에 방해가 되지 않도록 배선(88)이 일정 여유길이 만큼 외부로 길게 노출된 것을 알 수 있다. 이로 인해 로봇 등의 다관절 기구에 통상의 액츄에이터(11)가 적용되는 경우, 도 1(a)에 예시된 바와 같이, 배선(88)이 관절의 외부로 일정 길이 노출될 수밖에 없다. 그 결과 외관상 보기에 좋지 않고, 관절의 기능이나 로봇의 다른 동작에 방해가 될 수도 있다.

반면, 도 2(b)로 설명한 전술한 본 실시예에 따른 액츄에이터(100) 및 이를 가지는 다관절 기구에 의하면, 관절의 회전운동에 방해되지 않기 위해 필요한 여유배선(89)이 배선처리유닛(300)의 배선수용공간(359)에 수용되어 있어서, 외부로 배선(88)의 노출을 현저히 감소시킬 수 있다. 이에 따라, 도 1(b)에 예시된 바와 같이, 외관이 깔끔하고, 기능적으로 간섭이 더욱 적은 다관절 장치, 예를 들어, 휴머노이드 로봇을 제공할 수 있다.

도 3및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 액츄에이터(100)를 가지는 다관절 기구를 설명하기 위한 도면들이다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 배선수용공간(359)을 가지는 액츄에이터(100)에서, 배선(88)이 처리되는 방식의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.

다관절 기구는 배선수용공간(359)을 가지는 액츄에이터(100)를 복수개 포함할 수 있다. 이러한 배선(88)은 복수의 액츄에터를 전술한 데이지체인 방식으로 연결할 수 있다. 도시의 편의상 도 3 및 도 4에는 2개의 액츄에이터(100,1001)를 도시하였으나, 본 실시예에 따른 다관절 기구에 있어서, 3개 이상의 액츄에이터가 그 사이에 배선처리유닛(300)을 두고 서로 연결될 수 있다. 설명의 편의상 도 3 및 도 4에서 액츄에이터(100) 및 다른 액츄에이터(1001)로 칭한다.

도 5에 예시된 바와 같이, 구동모듈은 모터(12)와 모터(12)에 연결되어 동력을 전달받는 기어모듈(24)(예: 감속기어모듈)을 포함할 수 있고, 출력단(50)은 기어모듈(24)의 출력측에 연결되어 하우징(102)의 외부로 노출될 수 있다. 모터(12), 기어모듈(24) 및 출력단(50)의 구성 및 배치는 도 5에 예시된 구조로 한정되지 않으며, 다양한 배치 및 구성이 가능할 것이다.

배선(88)은 모터(12)에 전기적으로 연결되어 모터(12)에 전원 또는 제어신호를 전달할 수 있다. 모터(12)와 배선(88)의 연결은 하우징(102)에 형성된 커넥터를 매개로 이루어질 수 있다. 도 5에서 배선(88)은 복수의 와이어들을 포함할 수 있으며, 도 3 및 도 4에서는 배선(88)을 간략히 도시하였다.

도 3 내지 도 5를 참조하면, 배선처리유닛(300)은 출력블록(310) 및 케이스(350)를 포함할 수 있다.

출력블록(310)은 구동모듈의 출력단(50)에 결합되어 출력단(50)과 함께 회전할 수 있다. 출력블록(310)과 출력단(50)은 나사체결이나 접착제 등의 방법으로 결합될 수 있다. 출력블록(310)에는 전술한 개구부(315)가 형성되며, 개구부(315)는 출력단(50)과 마주보는 출력블록(310)의 일측으로부터 출력블록(310)의 타측까지 관통하도록 연장되어 형성될 수 있다.

케이스(350)는 출력블록(310)의 타측이 노출되도록 출력블록(310)을 커버하면서 하우징(102)에 결합될 수 있다. 예를 들어, 케이스(350)는 하우징 결합부(351) 및 케이스 몸체(352)를 포함한다. 하우징 결합부(351)는 하우징(102)에 결합하며, 하우징 결합부(351)에는 하우징(102)의 외면과 함께 배선(88)의 통로를 형성하는 배선통로홈(354)이 형성될 수 있다.

케이스 몸체(352)는 하우징 결합부(351)와 일체로 형성될 수 있고, 출력블록(310)의 타측이 노출되는 홀(355)이 형성되어 있다. 상기 출력블록(310)의 일측과 상기 출력블록(310)의 타측을 연결하는 상기 출력블록(310)의 외측면과 케이스 몸체(352)의 내측면이 서로 이격되어 있고, 출력블록(310)의 상기 외측면과 케이스 몸체(352)의 내측면 사이의 공간이 배선수용공간(359)이 될 수 있다.

이와 같은 케이스(350)의 구조는 예시일 뿐이며, 출력블록(310)과의 사이에서 배선수용공간(359)을 형성하는 구성이라면, 케이스(350)의 형태나 구조는 여러가지 변형이 가능할 것이다.

본 실시예에서 배선(88)은 출력단(50)의 회전축의 연장선상의 방향으로 개구부(315)를 통해 인출될 수 있다. 예를 들어, 배선(88)은 하우징(102)의 외부에서 연장되며 출력단측으로 이어져 배선통로홈(354)를 통해 케이스(350)의 배선수용공간(359)로 연장되고, 출력블록(310)의 개구부(315)를 통해 인출될 수 있다.

이와 같이 출력단(50)의 회전축 연장선 방향으로 배선(88)을 가이드하기 위해, 출력블록(310)의 일측에 배선수용공간(359)으로부터 나온 배선(88)을 개구부(315)측으로 가이드 하는 배선가이드홈(311)이 형성될 수 있다. 배선가이드홈(311)은, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 개구부(315)의 연장방향에 대해 수직한 방향으로 개방되도록 출력블록(310)의 일측에 형성될 수 있다.

배선(88)은 모터(12)에 전원 또는 신호를 전송하며, 상기 배선통로홈(354) 및 배선가이드홈(311)과의 접촉에 의해 배선수용공간(359)에서 전술한 절곡된 상태를 유지할 수 있고, 이렇게 배선수용공간(359)에 수용된 일정한 여유배선(89)으로 인해 출력단(50)이 회전시 다관절 기구의 관절회전운동과 배선(88) 간의 간섭이 방지될 뿐만 아니라, 배선(88)이 다관절 기구의 외부로 길게 노출되는 것이 현저히 감소하고, 깔끔한 외관을 달성할 수 있다.

출력블록(310)의 타측은 다른 액츄에이터(1001)와 결합되거나, 다른 액츄에이터(1001)와 결합된 소정의 연결부(1120)에 결합될 수 있다. 다른 액츄에이터(1001) 또는 연결부(1120)에도 배선(88)의 통로(1130)가 형성될 수 있고, 출력블록(310)의 개구부(315)를 통해 출력블록(310)의 타측으로 인출된 배선(88)은 다른 액츄에이터(1001)에 데이지체인(Daisy Chain) 방식으로 연결될 수 있다.

도 6(a) 내지 도 8(b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 배선수용공간(359)을 가지는 액츄에이터(100)의 동작을 설명하기 위한 도면들이다. 도 6(a) 내지 도 8(b)는 액츄에이터(100)와 다른 액츄에이터(1001)간의 상대적 회전각에 따른 상태를 도시하며, 배선처리유닛(300) 내부의 배선(88)을 도시하였다.

도 6(a) 및 도 6(b)에 도시된 액츄에이터(100)와 다른 액츄에이터(1001)간의 정렬상태를 기준상태로 하고, 0도의 기준값을 부여하는 경우, 도 7(a) 및 도 7(b)는 액츄에이터(100)와 다른 액츄에이터(1001)간의 상대적 회전각으로 볼 때, 대략 플러스165도의 회전상태를 나타내는 도면이다. 도 8(a) 및 도 8(b)는 도 7(a)에 대해 반대방향으로 대략 마이너스 165도의 회전상태를 나타내는 도면이다. 회전각은 필요에 따라 변경될 수 있다.

축이 한 바퀴 이상 돌아갈 경우 배선(88)이 꼬일 수 있으므로, 원점(예: 상기 0도 상태) 기준으로 대각선 방향에 도 6(a) 및 도 6(b)에 예시된 바와 같이, 걸림돌기(예: 볼트)를 형성할 수 있다. 예를 들어, 케이스 몸체(352)에 볼트(358)를 결합하고, 다른 액츄에이터(1001)에도 볼트(1058)를 결합하여, 과도한 회전시, 7(a) 내지 도 8(b)에 도시된 바와 같이, 상기 볼트(358,1058)간에 간섭 내지 걸림으로써 플러스165도에서 마이너스165도 정도의 기구적 제한각을 설정할 수 있다. 볼트 이외에도 단순히 케이스 몸체(352) 형성시 돌출부를 함께 형성하는 것도 가능하다.

7(a) 내지 도 8(b)에 도시된 바와 같이, 액츄에이터(100)와 다른 액츄에이터(1001)간의 상대적 회전이 이루어져도, 케이스(350)의 배선수용공간(359)에 여유배선(89)이 절곡된 상태로 수용되어 있고, 출력블록(310)의 배선가이드홈(311)에 의해 출력블록(310)과 함께 배선(88)이 회전될 수 있어서, 회전운동에 배선(88)이 간섭을 일으키지 않으며, 배선(88)이 외부로 노출되는 것이 극히 감소된다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

12 : 모터
24 : 기어모듈
50 : 출력부
88 : 배선
89 : 여유배선
100 : 액츄에이터
102 : 하우징
300 : 배선처리유닛
310 : 출력블록
311 : 배선가이드홈
315 : 개구부
350 : 케이스
351 : 하우징 결합부
352 : 케이스 몸체
354 : 배선통로홈
355 : 홀
359 : 배선수용공간
1120 : 연결부

Claims

배선수용공간을 가지는 액츄에이터에 있어서,
하우징;
상기 하우징에 수용되며, 상기 하우징으로부터 노출되는 출력단을 가지는 구동모듈;
일단이 상기 구동모듈에 전기적으로 연결되며, 상기 하우징의 외부로 노출된 배선; 그리고
상기 출력단측에서 상기 하우징에 결합된 배선처리유닛으로서, 상기 출력단에 대응하는 개구부와, 상기 개구부 주변에 형성된 배선수용공간을 가지며, 상기 하우징의 외면을 따라 연장된 상기 배선이 상기 출력단의 회전에 방해되지 않도록 배선여유분을 가지되, 상기 배선여유분은 상기 배선수용공간에서 절곡되어 수용되며, 상기 배선의 타단이 상기 개구부를 통해 상기 배선처리유닛의 외부로 인출되는 배선처리유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 배선수용공간을 가지는 액츄에이터.
제1항에 있어서,
상기 배선처리유닛은,
상기 구동모듈의 출력단에 결합되어 상기 출력단과 함께 회전하는 출력블록으로서, 상기 개구부는 상기 출력단과 마주보는 상기 출력블록의 일측으로부터 상기 출력블록의 타측까지 관통하도록 연장되고, 상기 출력블록의 일측에 상기 배선수용공간으로부터 나온 배선을 상기 개구부측으로 가이드 하는 배선가이드홈이 형성된 출력블록; 그리고
상기 출력블록의 타측이 노출되도록 상기 출력블록을 커버하면서 상기 하우징에 결합되며, 상기 배선수용공간이 형성된 케이스;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배선수용공간을 가지는 액츄에이터.
제2항에 있어서,
상기 출력블록의 타측은 다른 액츄에이터와 결합되거나, 상기 다른 액츄에이터와 결합된 연결부에 결합되며, 상기 개구부를 통해 상기 출력블록의 타측으로 인출된 상기 배선은 상기 다른 액츄에이터에 데이지체인(Daisy Chain) 방식으로 연결된 것을 특징으로 하는 배선수용공간을 가지는 액츄에이터.
제2항에 있어서,
상기 배선가이드홈은 상기 개구부의 연장방향에 대해 수직한 방향으로 개방되도록 상기 출력블록의 일측에 형성된 것을 특징으로 하는 배선수용공간을 가지는 액츄에이터.
제2항에 있어서,
상기 배선은 상기 모터에 전원 또는 신호를 전송하며, 상기 배선가이드홈 및 상기 케이스와의 접촉에 의해 상기 배선수용공간에서 절곡된 상태를 유지하는 것을 특징으로 하는 배선수용공간을 가지는 액츄에이터.
제2항에 있어서,
상기 구동모듈은,
모터; 그리고
상기 모터와 상기 출력단을 연결하는 기어모듈;을 포함하는 것을 특징으로 하는 배선수용공간을 가지는 액츄에이터.
제3항에 있어서,
상기 케이스는,
상기 하우징에 결합하며, 상기 하우징의 외면과 함께 상기 배선의 통로를 형성하는 배선통로홈이 형성된 하우징 결합부; 그리고
상기 하우징 결합부와 일체로 형성되며, 상기 출력블록의 타측이 노출되는 홀이 형성되며, 상기 출력블록의 일측과 상기 출력블록의 타측을 연결하는 상기 출력블록의 외측면과의 사이에 상기 배선수용공간을 형성하는 케이스 몸체;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배선수용공간을 가지는 액츄에이터.
제7항에 있어서,
상기 케이스 몸체에 형성된 걸림돌기;를 더 포함하며,
상기 출력부의 회전에 따라 상기 다른 액츄에이터에 형성된 걸림돌기와 상기 케이스 몸체에 형성된 걸림돌기가 서로 걸려 회전각이 제한되는 것을 특징으로 하는 배선수용공간을 가지는 액츄에이터.
액츄에이터를 가지는 다관절 기구에 있어서,
각 관절에 구비된 복수의 액츄에이터로서, 각 액츄에이터는 하우징과, 상기 하우징에 수용되며, 상기 하우징으로부터 노출되는 출력단을 가지는 구동모듈을 포함하는 복수의 액츄에이터;
복수의 액츄에이터들 사이에 구비된 제1항의 배선처리유닛; 그리고
일단이 하나의 액츄에이터의 상기 구동모듈에 전기적으로 연결되며, 상기 하우징의 외면을 따라 연장되는 배선으로서, 상기 배선처리유닛의 배선수용공간에서 절곡된 후, 상기 배선처리유닛의 상기 개구부를 통해 인출되어 다른 액츄에이터에 전기적으로 연결되는 배선;을 포함하는 것을 특징으로 하는 액츄에이터를 가지는 다관절 기구.
제9항에 있어서,
상기 배선처리유닛은,
상기 구동모듈의 출력단에 결합되어 상기 출력단과 함께 회전하는 출력블록으로서, 상기 개구부는 상기 출력단과 마주보는 상기 출력블록의 일측으로부터 상기 출력블록의 타측까지 관통하도록 연장되고, 상기 출력블록의 일측에 상기 배선수용공간으로부터 나온 배선을 상기 개구부측으로 가이드 하는 배선가이드홈이 형성된 출력블록; 그리고
상기 출력블록의 타측이 노출되도록 상기 출력블록을 커버하면서 상기 하우징에 결합되며, 상기 배선수용공간이 형성된 케이스;를 포함하며,
상기 출력블록의 타측은 상기 다른 액츄에이터와 결합되거나, 상기 다른 액츄에이터와 결합된 연결부에 결합되며, 상기 개구부를 통해 상기 출력블록의 타측으로 인출된 상기 배선은 상기 다른 액츄에이터에 데이지체인(Daisy Chain) 방식으로 연결된 것을 특징으로 하는 액츄에이터를 가지는 다관절 기구.