KR20210115703A

KR20210115703A - Robot Joint

Info

Publication number: KR20210115703A
Application number: KR1020200031860A
Authority: KR
Inventors: 최영진; 이냉설
Original assignee: 한양대학교 에리카산학협력단
Priority date: 2020-03-16
Filing date: 2020-03-16
Publication date: 2021-09-27
Also published as: KR102331630B1

Abstract

Provided is a robot joint. The robot joint comprises: a first body; a second body which is placed on one side of the first body and comes in contact with the first body; a third body which is placed on one side of the second body while the first body is placed on the other side, and comes in contact with the second body; and a string member which connects the first body with the second body and the second body with the third body to make the bodies from the first body to the third body form a tensegrity structure. The robot joint has three rotational degree of freedom and has flexibility on external force.

Description

로봇 관절{Robot Joint}Robot Joint

본 발명은 로봇 관절에 관련된 것으로 보다 구체적으로는, 3개의 회전 자유도를 가지면서 외력에 대한 유연성을 갖는 로봇 관절에 관련된 것이다.The present invention relates to a robot joint, and more particularly, to a robot joint having three degrees of rotational freedom and flexibility against external forces.

산업용 로봇과는 달리 서비스용 로봇이나 재활 로봇의 경우 로봇의 동작에 있어 사람과의 접촉이 생기게 되므로, 이러한 접촉에 의한 로봇과 사람에게 일어날 수 있는 충격까지 고려되어야 한다.Unlike industrial robots, in the case of service robots or rehabilitation robots, contact with humans occurs in the operation of the robot.

현존하는 로봇 관절 또는 기계 관절은 강체(링크)끼리 단단하게 고정되어 있는 것이 대부분이며, 외부 충격이 발생할 시 그 충격이 관절 메커니즘과 충격체에 온전히 전달된다. 또한, 때에 따라 제어를 통해 회전 방향으로의 유연성을 적용하기도 하지만, 제어 기법만으로는 회전 축 방향으로의 유연성은 적용할 수가 없다. 뿐만 아니라, 현존하는 기계 관절은 강체(링크) 사이에 반발력이 작용하여 마찰로 인한 마모 현상이 생기기도 하며 이러한 마모는 기계 관절의 장기간 사용을 어렵게 하는 문제점이 있다.Most of the existing robot joints or mechanical joints are rigidly fixed to each other, and when an external impact occurs, the impact is completely transmitted to the joint mechanism and impact body. In addition, although flexibility in the direction of rotation is sometimes applied through control, flexibility in the direction of the axis of rotation cannot be applied only by the control technique. In addition, existing mechanical joints have a problem in that a repulsive force acts between rigid bodies (links) to cause wear due to friction, and this wear makes it difficult to use the mechanical joints for a long time.

또한, 기존의 전동 의수 팔은 무게가 무겁고 유연성도 낮아서, 환자가 장시간 이를 착용하게 되면, 어깨에 무리를 주는 문제점이 있다.In addition, since the conventional electric prosthetic arm is heavy in weight and low in flexibility, there is a problem in that when a patient wears it for a long time, it puts a strain on the shoulder.

본 발명이 해결하고자 하는 일 기술적 과제는, 3개의 회전 자유도를 갖는 로봇 관절을 제공하는 데 있다.One technical problem to be solved by the present invention is to provide a robot joint having three degrees of rotational freedom.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, 외력에 대한 유연성을 갖는 로봇 관절을 제공하는 데 있다.Another technical problem to be solved by the present invention is to provide a robot joint having flexibility against external force.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 무게가 가벼운 로봇 관절을 제공하는 데 있다.Another technical problem to be solved by the present invention is to provide a lightweight robot joint.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 상술된 것에 제한되지 않는다.The technical problem to be solved by the present invention is not limited to the above.

상기 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 로봇 관절을 제공한다.In order to solve the above technical problem, the present invention provides a robot joint.

일 실시 예에 따르면, 로봇 관절은, 제1 바디; 상기 제1 바디의 일측에 구비되며, 상기 제1 바디와 비 접촉되는 제2 바디; 일측에 상기 제1 바디가 구비되는 상기 제2 바디의 타측에 구비되며, 상기 제2 바디와 비 접촉되는 제3 바디; 및 상기 제1 바디와 상기 제2 바디 및 상기 제2 바디와 상기 제3 바디를 연결하여, 상기 제1 바디 내지 상기 제3 바디가 텐세그리티(tensegrity) 구조를 이루게 하는 스트링(string) 부재를 포함할 수 있다.According to one embodiment, the robot joint, a first body; a second body provided on one side of the first body and not in contact with the first body; a third body provided on the other side of the second body having the first body on one side and not in contact with the second body; and a string member connecting the first body and the second body and the second body and the third body to form a tensegrity structure of the first body to the third body. may include

일 실시 예에 따르면, 상기 스트링 부재는 상기 제1 바디와 상기 제2 바디를 연결하는 복수 개의 제1 스트링 부재 및 복수 개의 제2 스트링 부재를 포함하며, 상기 복수 개의 제1 스트링 부재는 상기 제1 바디의 일측과 상기 제2 바디의 일측을 연결하되 정사각뿔 구조를 이루고, 상기 복수 개의 제2 스트링 부재는 상기 제1 바디의 타측과 상기 제2 바디의 타측을 연결하되 마름모 구조를 이룰 수 있다.According to an embodiment, the string member includes a plurality of first string members and a plurality of second string members connecting the first body and the second body, and the plurality of first string members includes the first One side of the body and one side of the second body are connected to form a square pyramid structure, and the plurality of second string members connect the other side of the first body and the other side of the second body to form a rhombus structure.

일 실시 예에 따르면, 상기 제2 바디는 상기 제1 바디에 대하여 피치 방향으로 회전 자유도를 가지며, 요 방향 및 롤 방향으로 회전 자유도가 구속되되, 상기 요 방향, 롤 방향 및 피치 방향으로 유연성을 가질 수 있다.According to one embodiment, the second body has a degree of freedom of rotation in the pitch direction with respect to the first body, and the degree of freedom of rotation in the yaw direction and the roll direction is restricted, and has flexibility in the yaw direction, the roll direction and the pitch direction. can

일 실시 예에 따르면, 상기 스트링 부재는 상기 제2 바디와 상기 제3 바디를 연결하는 복수 개의 제3 스트링 부재를 포함하며, 상기 복수 개의 제3 스트링 부재는 상기 제2 바디와 상기 제3 바디를 연결하되, 8개의 삼각형 면이 연결된 팔면체 구조를 이룰 수 있다.According to an embodiment, the string member includes a plurality of third string members connecting the second body and the third body, and the plurality of third string members connect the second body and the third body. However, it is possible to form an octahedral structure in which eight triangular faces are connected.

일 실시 예에 따르면, 상기 제3 바디는 상기 제2 바디에 대하여 요 방향, 롤 방향 및 피치 방향으로 3개의 회전 자유도를 가지며, 상기 요 방향, 롤 방향 및 피치 방향으로 유연성을 가질 수 있다.According to an embodiment, the third body may have three degrees of freedom of rotation in the yaw direction, the roll direction, and the pitch direction with respect to the second body, and may have flexibility in the yaw direction, the roll direction, and the pitch direction.

일 실시 예에 따르면, 상기 제1 바디는, 중심에 개구부를 갖는 제1 본체 프레임; 바(bar) 형태로 구비되며, 상기 제1 본체 프레임의 상단과 하단에 각각 결합되되, 상기 제1 바디 본체의 일측으로 돌출되고, 서로 마주하는 일측면에 제1 고정 포인트가 각각 마련되는 제1 지지 프레임; 및 바(bar) 형태로 구비되며, 상기 제1 본체의 양측단에 각각 결합되되, 상기 제1 본체 프레임의 양측으로 돌출되고, 길이 방향 일측면 및 타측면에 제2 고정 포인트 및 제3 고정 포인트가 각각 마련되는 제2 지지 프레임을 포함할 수 있다.According to one embodiment, the first body, the first body frame having an opening in the center; The first is provided in the form of a bar, coupled to the upper end and the lower end of the first body frame, respectively, protruding to one side of the first body main body, and having first fixing points on one side facing each other, respectively support frame; and a bar shape, coupled to both ends of the first body, respectively, protruding from both sides of the first body frame, and second and third fixing points on one side and the other side in the longitudinal direction may include a second support frame each provided with.

일 실시 예에 따르면, 상기 제2 바디는, 길이 방향 일단이 상기 개구부에 삽입되는 형태로 배치되되, 일단부에 제4 고정 포인트가 마련되며, 타단부에 제5 고정 포인트가 마련되는 제2 본체 프레임; 및 상기 제2 본체 프레임의 타단 측 외주면 양측에 각각 구비되며 각각의 길이 방향 단부에 제6 고정 포인트가 마련되는 날개 프레임을 포함하되, 상기 제5 고정 포인트는 상기 타단부의 가장자리 양측에 구비될 수 있다.According to an embodiment, the second body is disposed in a longitudinal direction one end is inserted into the opening, the fourth fixing point is provided at one end, the second body is provided with a fifth fixing point at the other end frame; and a wing frame provided on both sides of an outer peripheral surface of the other end of the second body frame and having a sixth fixing point at each longitudinal end, wherein the fifth fixing point may be provided on both sides of the edge of the other end have.

일 실시 예에 따르면, 상기 스트링 부재는 복수 개로 구비되며, 복수 개의 상기 스트링 부재는 각각, 상기 제1 고정 포인트와 상기 제4 고정 포인트, 상기 제2 고정 포인트와 상기 제4 고정 포인트 및 상기 제3 고정 포인트와 상기 제5 고정 포인트에 길이 방향으로 고정될 수 있다.According to an embodiment, the string member is provided in plurality, and the plurality of string members include the first fixing point and the fourth fixing point, the second fixing point and the fourth fixing point, and the third fixing point, respectively. It may be fixed to the fixing point and the fifth fixing point in the longitudinal direction.

일 실시 예에 따르면, 상기 제2 바디는 제1 베어링 및 제2 베어링을 더 포함하되, 상기 제1 베어링은 상기 제2 본체 프레임의 일단부에 장착되며, 일측으로 상기 제4 고정 포인트를 제공하고, 상기 제2 베어링은 상기 날개 프레임의 길이 방향 단부에 장착되며, 일측으로 상기 제6 고정 포인트를 제공할 수 있다.According to an embodiment, the second body further includes a first bearing and a second bearing, wherein the first bearing is mounted on one end of the second body frame, and provides the fourth fixing point to one side, , The second bearing is mounted on the longitudinal end of the wing frame, it may provide the sixth fixing point to one side.

일 실시 예에 따르면, 상기 제3 바디는, 일 방향으로 연장되는 제3 본체 프레임; 및 상기 제3 본체 프레임의 길이 방향 일단에서 양측으로 분기되며, 각각의 길이 방향 단부의 서로 마주하는 측면에 제7 고정 포인트가 마련되는 분기 프레임을 포함하되, 상기 제7 고정 포인트는 상기 서로 마주하는 측면의 가장자리 양측에 구비될 수 있다.According to an embodiment, the third body may include a third body frame extending in one direction; and a branch frame that is branched from one end in the longitudinal direction of the third body frame to both sides and provided with a seventh fixing point on opposite sides of each of the longitudinal ends, wherein the seventh fixing point is opposite to each other. It may be provided on both sides of the edge of the side.

일 실시 예에 따르면, 복수 개의 상기 스트링 부재는 각각, 상기 제6 고정 포인트와 상기 제7 고정 포인트에 길이 방향으로 고정될 수 있다.According to an embodiment, the plurality of string members may be respectively fixed to the sixth fixing point and the seventh fixing point in the longitudinal direction.

일 실시 예에 따르면, 상기 제3 바디는 제3 베어링을 더 포함하되, 상기 제3 베어링은 상기 분기 프레임의 양측 단부에 각각 장착되며, 서로 마주하는 양측면으로 제7 고정 포인트를 제공할 수 있다.According to an embodiment, the third body may further include a third bearing, wherein the third bearing is mounted on both ends of the branch frame, respectively, and may provide a seventh fixing point to both sides facing each other.

본 발명의 실시 예에 따르면, 제1 바디; 상기 제1 바디의 일측에 구비되며, 상기 제1 바디와 비 접촉되는 제2 바디; 일측에 상기 제1 바디가 구비되는 상기 제2 바디의 타측에 구비되며, 상기 제2 바디와 비 접촉되는 제3 바디; 및 상기 제1 바디와 상기 제2 바디 및 상기 제2 바디와 상기 제3 바디를 연결하여, 상기 제1 바디 내지 상기 제3 바디가 텐세그리티(tensegrity) 구조를 이루게 하는 스트링(string) 부재를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a first body; a second body provided on one side of the first body and not in contact with the first body; a third body provided on the other side of the second body having the first body on one side and not in contact with the second body; and a string member connecting the first body and the second body and the second body and the third body to form a tensegrity structure of the first body to the third body. may include

이에 따라, 3개의 회전 자유도를 갖는 로봇 관절이 제공될 수 있으며, 이를 통해, 예컨대, 인간의 어깨의 동작 및 범위를 모방할 수 있는 로봇 관절이 제공될 수 있다.Accordingly, a robot joint having three degrees of rotational freedom may be provided, and through this, for example, a robot joint capable of mimicking the motion and range of a human shoulder may be provided.

또한, 본 발명의 실시 예에 따르면, 탄성 소재로 이루어진 제1 바디, 제2 바디 및 제3 바디를 구비함과 아울러, 구동 모터를 외부에 마련함으로써, 무게가 가벼운 로봇 관절이 제공될 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, a robot joint having a light weight may be provided by providing the first body, the second body and the third body made of an elastic material and providing a driving motor to the outside.

또한, 본 발명의 실시 예에 따르면, 제1 바디, 제2 바디 및 제3 바디가 복수 개의 스트링 부재에 의해 서로 비 접촉 상태로 유지됨으로써, 유연성을 가질 수 있으며, 이를 통해, 외부로부터 힘이 가해질 때 충격이 흡수되어 파손을 줄일 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, the first body, the second body, and the third body are maintained in a non-contact state by the plurality of string members, so that they can have flexibility, and through this, force from the outside can be applied. When impact is absorbed, damage can be reduced.

또한, 본 발명의 실시 예에 따르면, 스트링 부재가 고정되는 부분에 베어링을 구비함으로써, 운동 과정에서 마찰로 인한 마모 현상을 방지할 수 있는 로봇 관절이 제공될 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, by providing a bearing at a portion to which the string member is fixed, a robot joint capable of preventing abrasion caused by friction in the course of movement may be provided.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇 관절을 나타낸 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇 관절을 나타낸 일측 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇 관절을 나타낸 타측 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇 관절을 나타낸 일측 부분 투영 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇 관절을 나타낸 타측 부분 투영 사시도이다.
도 6은 도 5의 'A' 부분을 나타낸 분해 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇 관절의 3자유도를 설명하기 위한 참고도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇 관절의 동작을 설명하기 위한 참고도로, 굽힘 동작과 폄 동작을 나타낸 참고도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇 관절의 동작을 설명하기 위한 참고도로, 벌림 동작과 오므림 동작을 나타낸 참고도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇 관절의 바깥쪽 돌림 동작과 안쪽 돌림 동작을 나타낸 참고도이다.1 is an exploded perspective view showing a robot joint according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a side perspective view showing a robot joint according to an embodiment of the present invention.
3 is a perspective view from the other side showing a robot joint according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a partial projection perspective view showing a robot joint according to an embodiment of the present invention.
5 is a partially projected perspective view showing the robot joint according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is an exploded perspective view illustrating part 'A' of FIG. 5 .
7 is a reference diagram for explaining three degrees of freedom of a robot joint according to an embodiment of the present invention.
8 is a reference diagram for explaining the operation of the robot joint according to an embodiment of the present invention, and is a reference diagram showing a bending operation and an extension operation.
9 is a reference diagram for explaining the operation of the robot joint according to an embodiment of the present invention, and is a reference diagram showing a bulging operation and a closing operation.
10 is a reference diagram illustrating an outward turning operation and an inward turning operation of the robot joint according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명할 것이다. 그러나 본 발명의 기술적 사상은 여기서 설명되는 실시 예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화 될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the technical spirit of the present invention is not limited to the embodiments described herein and may be embodied in other forms. Rather, the embodiments introduced herein are provided so that the disclosed content may be thorough and complete, and the spirit of the present invention may be sufficiently conveyed to those skilled in the art.

본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한, 도면들에 있어서, 형상 및 크기는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. In this specification, when a component is referred to as being on another component, it may be directly formed on the other component or a third component may be interposed therebetween. In addition, in the drawings, the shape and size are exaggerated for effective description of technical content.

또한, 본 명세서의 다양한 실시 예 들에서 제1, 제2, 제3 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 따라서, 어느 한 실시 예에 제 1 구성요소로 언급된 것이 다른 실시 예에서는 제 2 구성요소로 언급될 수도 있다. 여기에 설명되고 예시되는 각 실시 예는 그것의 상보적인 실시 예도 포함한다. 또한, 본 명세서에서 '및/또는'은 전후에 나열한 구성요소들 중 적어도 하나를 포함하는 의미로 사용되었다.In addition, in various embodiments of the present specification, terms such as first, second, third, etc. are used to describe various components, but these components should not be limited by these terms. These terms are only used to distinguish one component from another. Accordingly, what is referred to as a first component in one embodiment may be referred to as a second component in another embodiment. Each embodiment described and illustrated herein also includes a complementary embodiment thereof. In addition, in the present specification, 'and/or' is used to mean including at least one of the elements listed before and after.

명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 또한, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 또한, 본 명세서에서 "연결"은 복수의 구성 요소를 간접적으로 연결하는 것, 및 직접적으로 연결하는 것을 모두 포함하는 의미로 사용된다.In the specification, the singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In addition, terms such as "comprise" or "have" are intended to designate that a feature, number, step, element, or a combination thereof described in the specification is present, and one or more other features, numbers, steps, configuration It should not be construed as excluding the possibility of the presence or addition of elements or combinations thereof. Also, in the present specification, the term “connection” is used to include both indirectly connecting a plurality of components and directly connecting a plurality of components.

또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.In addition, in the following description of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related well-known function or configuration may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

도 1 내지 도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇 관절을 설명하기 위한 도면들이다.1 to 10 are views for explaining a robot joint according to an embodiment of the present invention.

도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇 관절(10)은, 제1 바디(100), 제2 바디(200), 제3 바디(300) 및 스트링 부재(400)를 포함하여 형성될 수 있다.1 to 3, the robot joint 10 according to an embodiment of the present invention is a first body 100, a second body 200, a third body 300 and a string member ( 400) may be formed.

도 1을 참조하면, 제1 바디(100)는 제1 본체 프레임(110), 제2 지지 프레임(120) 및 제3 지지 프레임(130)을 포함하여 형성될 수 있다. 이때, 제1 바디(100)는 탄성 소재로 구비될 수 있으며, 이에 따라, 로봇 관절(10)의 무게는 감소될 수 있다.Referring to FIG. 1 , the first body 100 may include a first body frame 110 , a second support frame 120 , and a third support frame 130 . At this time, the first body 100 may be provided with an elastic material, and accordingly, the weight of the robot joint 10 may be reduced.

제1 본체 프레임(110)은 설정 부피를 사각테 형상으로 구비될 수 있다. 제1 본체 프레임(110)은 중심에 개구부(111)를 가질 수 있다. 개구부(111) 내측에는 제2 바디(200)의 길이 방향 일단이 삽입되는 형태로 배치될 수 있는데, 이에 대해서는 하기에서 보다 상세히 설명하기로 한다.The first body frame 110 may be provided in a rectangular frame shape with a set volume. The first body frame 110 may have an opening 111 in the center. One end of the second body 200 in the longitudinal direction may be disposed inside the opening 111 to be inserted, which will be described in more detail below.

제1 본체 프레임(110)은, 그 측면부, 예컨대, 상단, 하단, 양측단에 장착홈(112)을 구비할 수 있다. 장착홈(112)은 각 단부의 양측에 구비되며, 각 단부면의 폭을 감소시키는 형태로 형성될 수 있다. 즉, 장착홈(112)은 제1 본체 프레임(110)의 좌측면 및 우측면(도면 기준)으로부터 깊이 방향으로 형성되며, 개방된 양측부를 가질 수 있다. 여기서, 제1 본체 프레임(110)의 상단과 하단에 구비되는 장착홈(112)에는 제1 지지 프레임(120)이 장착될 수 있다. 또한, 제1 본체 프레임(110)의 양측단에 구비되는 장착홈(112)에는 제2 지지 프레임(130)이 장착될 수 있다.The first body frame 110 may be provided with mounting grooves 112 on its side portions, for example, upper, lower, and both ends. The mounting groove 112 is provided on both sides of each end, and may be formed to reduce the width of each end surface. That is, the mounting groove 112 is formed in the depth direction from the left side and the right side (based on the drawing) of the first body frame 110, and may have open both sides. Here, the first support frame 120 may be mounted in the mounting grooves 112 provided at the upper end and lower end of the first body frame 110 . In addition, the second support frame 130 may be mounted in the mounting grooves 112 provided at both ends of the first body frame 110 .

제1 지지 프레임(120)은 바(bar) 형태로 구비될 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에서, 제1 지지 프레임(120)은 한 쌍으로 구비될 수 있다. 이러한 한 쌍의 제1 지지 프레임(120)은 제1 본체 프레임(110)의 상단과 하단에 각각 결합될 수 있다. 구체적으로, 한 쌍의 제1 지지 프레임(120)은 제1 본체 프레임(110)의 상단과 하단에 형성되어 있는 장착홈(112)에 각각 결합될 수 있다. 이를 위해, 제1 지지 프레임(120)은 장착구(121)를 구비할 수 있다. 장착구(121)는 제1 본체 프레임(110)의 상단 및 하단에 좌우 한 쌍으로 구비되는 장착홈(112)에 끼움 결합될 수 있다. 이를 위해, 장착구(121)는 제1 지지 프레임(120)의 일측면으로부터 돌출 형성될 수 있다. 이때, 장착구(121)는 서로 마주하는 한 쌍의 격벽 형태로 구비될 수 있으며, 이들의 폭은 좌우 한 쌍으로 구비되는 장착홈(112) 간의 폭과 대응될 수 있다. 제1 본체 프레임(110)의 상단에 구비되는 장착홈(112)에 제1 지지 프레임(120)에 구비되는 장착구(121)가 결합되는 경우, 측방으로부터 적어도 하나의 핀(미도시)이 체결되어 결합을 공고히 할 수 있다.The first support frame 120 may be provided in a bar shape. In an embodiment of the present invention, the first support frame 120 may be provided as a pair. The pair of first support frames 120 may be respectively coupled to the upper end and lower end of the first body frame 110 . Specifically, the pair of first support frames 120 may be respectively coupled to the mounting grooves 112 formed at the upper end and lower end of the first body frame 110 . To this end, the first support frame 120 may include a mounting hole 121 . The mounting hole 121 may be fitted into the mounting groove 112 provided as a pair of left and right at the upper end and lower end of the first body frame 110 . To this end, the mounting hole 121 may be formed to protrude from one side of the first support frame 120 . At this time, the mounting hole 121 may be provided in the form of a pair of bulkheads facing each other, and their width may correspond to the width between the left and right mounting grooves 112 provided as a pair. When the mounting hole 121 provided in the first support frame 120 is coupled to the mounting groove 112 provided at the upper end of the first body frame 110, at least one pin (not shown) is fastened from the side. can strengthen the bond.

한편, 제1 지지 프레임(120)의 일측면에는 제1 고정 포인트(P1)가 마련될 수 있다. 이때, 제1 고정 포인트(P1)는 제1 본체 프레임(110)에 결합된 한 쌍의 제1 지지 프레임(120)이 서로 마주하는 일측면에 각각 구비될 수 있다. 제1 고정 포인트(P1)에는 스트링(string) 부재(400)의 길이 방향 일단이 고정되며, 이때, 스트링 부재(400)의 길이 방향 타단은 제2 바디(200)에 마련되는 제4 고정 포인트(P4)에 고정되는데, 이에 대해서는 하기에서 보다 상세히 설명하기로 한다.Meanwhile, a first fixing point P1 may be provided on one side of the first support frame 120 . In this case, the first fixing point P1 may be provided on one side of the pair of first support frames 120 coupled to the first body frame 110 facing each other, respectively. One end in the longitudinal direction of the string member 400 is fixed to the first fixing point P1, and the other end in the longitudinal direction of the string member 400 is a fourth fixing point ( P4), which will be described in more detail below.

제2 지지 프레임(130)은 바(bar) 형태로 구비될 수 있다. 제2 지지 프레임(130)은 제1 지지 프레임(120)보다 상대적으로 긴 길이를 가질 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에서, 제2 지지 프레임(130)은 한 쌍으로 구비될 수 있다. 이러한 한 쌍의 제2 지지 프레임(130)은 제1 본체 프레임(110)의 양측단에 각각 결합될 수 있다. 구체적으로, 한 쌍의 제2 지지 프레임(130)은 제1 본체 프레임(110)의 양측단에 형성되어 있는 장착홈(112)에 각각 결합될 수 있다. 이때, 한 쌍의 제2 지지 프레임(130)과 제1 본체 프레임(110)의 결합 구조는 한 쌍의 제1 지지 프레임(120)과 제1 본체 프레임(110)의 결합 구조와 동일하므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.The second support frame 130 may be provided in the form of a bar. The second support frame 130 may have a relatively longer length than the first support frame 120 . In an embodiment of the present invention, the second support frame 130 may be provided as a pair. The pair of second support frames 130 may be respectively coupled to both ends of the first body frame 110 . Specifically, the pair of second support frames 130 may be respectively coupled to the mounting grooves 112 formed at both ends of the first body frame 110 . At this time, since the coupling structure of the pair of second support frames 130 and the first body frame 110 is the same as the coupling structure of the pair of first support frames 120 and the first body frame 110 , this A detailed description thereof will be omitted.

한편, 본 발명의 일 실시 예에서, 제2 지지 프레임(130)은 제1 지지 프레임(120)보다 길게 형성되며, 이에 따라, 제1 본체 프레임(110)에 결합 시, 제1 본체 프레임(110)의 좌우측(도면 기준)으로 돌출될 수 있다.Meanwhile, in one embodiment of the present invention, the second support frame 130 is formed longer than the first support frame 120 , and thus, when coupled to the first body frame 110 , the first body frame 110 . ) may protrude to the left and right (based on the drawing).

본 발명의 일 실시 예에 따른 제2 지지 프레임(130)은, 제1 본체 프레임(110)의 좌우측으로 돌출된 부위에 제2 고정 포인트(P2) 및 제3 고정 포인트(P3)가 마련될 수 있다. 이때, 제2 고정 포인트(P2) 및 제3 고정 포인트(P3)는 제1 본체 프레임(110)에 결합된 한 쌍의 제2 지지 프레임(130)이 서로 마주하는 일측면에 각각 구비될 수 있다. 제2 고정 포인트(P2)에는 스트링 부재(400)의 길이 방향 일단이 고정되며, 이때, 스트링 부재(400)의 길이 방향 타단은 제2 바디(200)에 마련되는 제4 고정 포인트(P4)에 고정될 수 있다. 또한, 제3 고정 포인트(P3)에는 다른 스트링 부재(400)의 길이 방향 일단이 고정되며, 이때, 상기 스트링 부재(400)의 길이 방향 타단은 제2 바디(200)에 마련되는 제5 고정 포인트(P5)에 고정되는데, 이에 대해서는 하기에서 보다 상세히 설명하기로 한다.In the second support frame 130 according to an embodiment of the present invention, a second fixing point P2 and a third fixing point P3 may be provided at a portion protruding to the left and right of the first body frame 110 . have. In this case, the second fixing point P2 and the third fixing point P3 may be respectively provided on one side of the pair of second support frames 130 coupled to the first body frame 110 facing each other. . One longitudinal end of the string member 400 is fixed to the second fixing point P2 , and the other longitudinal end of the string member 400 is at the fourth fixing point P4 provided in the second body 200 . can be fixed. In addition, one longitudinal end of the other string member 400 is fixed to the third fixing point P3 , and in this case, the other longitudinal end of the string member 400 is a fifth fixing point provided in the second body 200 . It is fixed to (P5), which will be described in more detail below.

계속해서, 도 1 내지 도 3을 참조하면, 제2 바디(200)는 제1 바디(100)의 일측에 구비될 수 있다. 이때, 제2 바디(200)는 제1 바디(100)와 비 접촉될 수 있다. 제2 바디(200)는 스트링 부재(400)를 매개로 제1 바디(100)와 연결될 수 있다. 이러한 제2 바디(200)는 탄성 소재로 구비될 수 있으며, 제1 바디(100)와 동일한 탄성 소재로 구비될 수 있다.Continuingly, referring to FIGS. 1 to 3 , the second body 200 may be provided on one side of the first body 100 . In this case, the second body 200 may not be in contact with the first body 100 . The second body 200 may be connected to the first body 100 via the string member 400 . The second body 200 may be made of an elastic material, and may be made of the same elastic material as that of the first body 100 .

제2 바디(200)는 스트링 부재(400)에 의해, 제1 바디(100)에 대하여 피치 방향(도 7의 y축 방향)으로 회전 자유도를 가질 수 있다. 또한, 제2 바디(200)는 스트링 부재(400)에 의해, 제1 바디(100)에 대하여 요 방향(도 7의 z축 방향), 롤 방향(도 7의 x축 방향) 및 피치 방향(도 7의 y축 방향)으로 유연성을 가질 수 있다.The second body 200 may have rotational freedom in the pitch direction (the y-axis direction of FIG. 7 ) with respect to the first body 100 by the string member 400 . In addition, the second body 200 is formed by the string member 400 in the yaw direction (z-axis direction in FIG. 7), roll direction (x-axis direction in FIG. 7) and pitch direction ( It may have flexibility in the y-axis direction of FIG. 7 ).

본 발명의 일 실시 예에 따른 제2 바디(200)는 제2 본체 프레임(210) 및 날개 프레임(220)을 포함하여 형성될 수 있다.The second body 200 according to an embodiment of the present invention may be formed to include a second body frame 210 and a wing frame 220 .

제2 본체 프레임(210)은 대략 원통형으로 구비될 수 있다. 제2 본체 프레임(210)은, 그 길이 방향 일단이 제1 본체 프레임(110)에 구비되는 개구부(111)에 삽압되는 형태로 배치될 수 있다. 이때, 제2 본체 프레임(210)은 케이스(211)와 커버(212)의 결합으로 구비될 수 있다.The second body frame 210 may have a substantially cylindrical shape. The second body frame 210 may be disposed so that one end thereof in the longitudinal direction is inserted into the opening 111 provided in the first body frame 110 . In this case, the second body frame 210 may be provided by combining the case 211 and the cover 212 .

도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에서, 케이스(211)와 커버(212)로 이루어지는 제2 본체 프레임(210)의 내측에는 두 개의 제1 베어링(230)이 하나의 회전축(231)에 축 결합되는 형태로 장착될 수 있다. 이때, 제1 베어링(230)은 예컨대, 스러스트 베어링으로 구비될 수 있다.Referring to FIG. 4 , in one embodiment of the present invention, two first bearings 230 are provided on the inside of the second body frame 210 including the case 211 and the cover 212 as one rotation shaft 231 . It can be mounted in the form of shaft coupling to the. In this case, the first bearing 230 may be provided as, for example, a thrust bearing.

본 발명의 일 실시 예에서, 제2 본체 프레임(210)의 일단부, 즉, 제1 본체 프레임(110)에 구비되는 개구부(111)에 삽입되는 일단부에는 제4 고정 포인트(P4)가 마련될 수 있다. 이때, 제4 고정 포인트(P4)는 상기 두 개의 제1 베어링(230) 중 좌측(도면 기준) 제1 베어링(230)에 의해 제공될 수 있다.In an embodiment of the present invention, a fourth fixing point P4 is provided at one end of the second body frame 210 , that is, one end inserted into the opening 111 provided in the first body frame 110 . can be In this case, the fourth fixing point P4 may be provided by the left first bearing 230 of the two first bearings 230 (refer to the drawing).

본 발명의 일 실시 예에서, 제4 고정 포인트(P4)에는 한 쌍의 제1 지지 프레임(120)에 마련되는 2개의 제1 고정 포인트(P1) 및 한 쌍의 제2 지지 프레임(120)에 마련되는 2개의 제2 고정 포인트(P2) 각각에 길이 방향 일단이 연결된 4개의 스트링 부재(400)의 길이 방향 타단이 연결될 수 있다. 이때, 4개의 스트링 부재(400)는 모두 동일한 길이로 구비될 수 있으며, 이에 따라, 4개의 스트링 부재(400)는 제1 바디(100)와 제2 바디(200)를 연결하면서, 정사각뿔 구조를 이루게 된다. 이를 통해, 제2 바디(200)는 제1 바디(100)와 비 접촉 상태에서 안정적으로 지지될 수 있다.In an embodiment of the present invention, the fourth fixing point P4 has two first fixing points P1 provided on the pair of first support frames 120 and the pair of second support frames 120 . The other lengthwise ends of the four string members 400 having one longitudinal end connected to each of the two second fixing points P2 may be connected to each other. In this case, all four string members 400 may be provided with the same length, and accordingly, the four string members 400 connect the first body 100 and the second body 200 and have a square pyramid structure. will achieve Through this, the second body 200 may be stably supported in a non-contact state with the first body 100 .

한편, 본 발명의 일 실시 예에서, 제2 본체 프레임(210)의 타단부, 즉, 커버(212)가 배치되는 단부에는 제5 고정 포인트(P5)가 마련될 수 있다. 이때, 제5 고정 포인트(P5)는 상기 타단부의 가장자리 양측에 구비될 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시 예에서, 제5 고정 포인트(P5)는 2개로 구비될 수 있다. 일측의 제5 고정 포인트(P5)에는 한 쌍의 제2 지지 프레임(130) 중 어느 하나에 마련된 제3 고정 포인트(P3)에 길이 방향 일단이 연결된 한 개의 스트링 부재(400)의 길이 방향 타단이 연결되고, 한 쌍의 제2 지지 프레임(130) 중 다른 하나에 마련된 제3 고정 포인트(P3)에 길이 방향 일단이 연결된 한 개의 스트링 부재(400)의 길이 방향 타단이 연결될 수 있다. 또한, 타측의 제5 고정 포인트(P5)에는 한 쌍의 제2 지지 프레임(130) 중 어느 하나에 마련된 제3 고정 포인트(P3)에 길이 방향 일단이 연결된 다른 한 개의 스트링 부재(400)의 길이 방향 타단이 연결되고, 한 쌍의 제2 지지 프레임(130) 중 다른 하나에 마련된 제3 고정 포인트(P3)에 길이 방향 일단이 연결된 또 다른 한 개의 스트링 부재(400)의 길이 방향 타단이 연결될 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시 예에서는 총 4개의 스트링 부재(400)가 제3 고정 포인트(P3)와 제5 고정 포인트(P5) 사이에 길이 방향으로 연결되어, 마름모 구조를 이룰 수 있다.On the other hand, in one embodiment of the present invention, the other end of the second body frame 210, that is, the end at which the cover 212 is disposed may be provided with a fifth fixing point (P5). In this case, the fifth fixing point P5 may be provided on both sides of the edge of the other end. That is, in an embodiment of the present invention, two fifth fixing points P5 may be provided. At one side of the fifth fixing point P5, the other longitudinal end of one string member 400 having one longitudinal end connected to the third fixing point P3 provided on any one of the pair of second supporting frames 130 is The other end in the length direction of one string member 400 may be connected to the third fixing point P3 provided at the other one of the pair of second support frames 130 and one end in the length direction is connected. In addition, the length of the other string member 400 has one end connected in the longitudinal direction to the third fixing point P3 provided in any one of the pair of second support frames 130 to the fifth fixing point P5 on the other side. The other end in the longitudinal direction is connected, and the other end in the longitudinal direction of another string member 400 having one end in the longitudinal direction connected to the third fixing point P3 provided at the other one of the pair of second support frames 130 may be connected. have. That is, in one embodiment of the present invention, a total of four string members 400 may be connected in the longitudinal direction between the third fixing point P3 and the fifth fixing point P5 to form a rhombus structure.

이와 같이, 본 발명의 일 실시 예에서는 제1 바디(100)의 일측과 제2 바디(200)의 일측이 4개의 스트링 부재(400)에 의해 연결되고, 이때, 이들을 연결하는 4개의 스트링 부재(400)는 정사각뿔 구조를 이루게 된다. 또한, 본 발명의 일 실시 예에서는 제1 바디(100)의 타측과 제2 바디(200)의 타측이 4개의 스트링 부재(400)에 의해 연결되고, 이때, 이들을 연결하는 4개의 스트링 부재(400)는 마름모 구조를 이루게 된다. 이를 통해, 제2 바디(200)는 제1 바디(100)와 비 접촉 상태에서 안정적으로 지지되는 가운데, 스트링 부재(400)에 의해, 제1 바디(100)에 대하여 피치 방향(도 7의 y축 방향)으로 회전 자유도를 가질 수 있으며, 요 방향(도 7의 z 방향), 롤 방향(도 7의 x 방향) 및 피치 방향(도 7의 y 방향)으로 유연성을 가질 수 있다.As such, in an embodiment of the present invention, one side of the first body 100 and one side of the second body 200 are connected by four string members 400, and in this case, four string members connecting them ( 400) forms a square pyramid structure. In addition, in an embodiment of the present invention, the other side of the first body 100 and the other side of the second body 200 are connected by four string members 400 , and in this case, four string members 400 connecting them. ) forms a rhombus structure. Through this, while the second body 200 is stably supported in a non-contact state with the first body 100 , the pitch direction (y in FIG. 7 ) with respect to the first body 100 by the string member 400 . axial direction), and may have flexibility in the yaw direction (z direction in FIG. 7 ), roll direction (x direction in FIG. 7 ), and pitch direction (y direction in FIG. 7 ).

한편, 날개 프레임(220)은 제2 본체 프레임(210)의 타단 측 외주면 양측에 각각 구비될 수 있다. 이러한 날개 프레임(220)은 날개 몸체(221), 케이스(222) 및 커버(223)를 포함할 수 있다.On the other hand, the wing frame 220 may be provided on both sides of the outer peripheral surface of the other end side of the second body frame 210, respectively. The wing frame 220 may include a wing body 221 , a case 222 and a cover 223 .

날개 몸체(221)는 한 쌍으로 구비될 수 있다. 날개 몸체(221)는 제2 본체 프레임(210)의 타단부보다 더 외측으로 연장될 수 있다. 도면을 기준으로 볼 때, 한 쌍의 날개 몸체(221)는 대략 'ㄷ'자 형상을 이룰 수 있다. 이러한 날개 몸체(221)는 제2 본체 프레임(210)에 장착되는 우측 제1 베어링(230)(도면 기준)에 의해 회전될 수 있다.The wing body 221 may be provided as a pair. The wing body 221 may extend outward more than the other end of the second body frame 210 . When viewed based on the drawings, the pair of wing bodies 221 may form an approximately 'C' shape. The wing body 221 may be rotated by the right first bearing 230 (as shown in the drawing) mounted on the second body frame 210 .

케이스(222) 및 커버(223) 조립체는 한 쌍의 날개 몸체(221) 각각의 단부에 구비될 수 있다.The case 222 and the cover 223 assembly may be provided at each end of the pair of wing bodies 221 .

도 4를 참조하면, 케이스(222) 및 커버(223) 조립체의 내부에는 제2 베어링(240)이 회전축(241)에 축 결합되는 형태로 장착될 수 있다. 이때, 제2 베어링(240)은 예컨대, 스러스트 베어링으로 구비될 수 있다.Referring to FIG. 4 , the second bearing 240 may be mounted to the inside of the assembly of the case 222 and the cover 223 to be axially coupled to the rotation shaft 241 . In this case, the second bearing 240 may be provided as, for example, a thrust bearing.

한편, 한 쌍의 날개 몸체(221)의 단부에 각각 구비되는 한 쌍의 케이스(222) 및 커버(223) 조립체는 양측 커버(223)가 서로 마주하도록 배치될 수 있다. 이때, 커버(223)에는 제6 고정 포인트(P6)가 마련될 수 있다. 제6 고정 포인트(P6)는 상기 제2 베어링(240)에 의해 제공될 수 있다.On the other hand, the pair of case 222 and the cover 223 assembly respectively provided at the ends of the pair of wing bodies 221 may be disposed so that both sides of the cover 223 face each other. In this case, a sixth fixing point P6 may be provided on the cover 223 . The sixth fixing point P6 may be provided by the second bearing 240 .

제6 고정 포인트(P6)에는 두 개의 스트링 부재(400)의 길이 방향 일단이 고정될 수 있다. 이때, 두 개의 스트링 부재(400)의 길이 방향 타단은 제3 바디(300)에 마련되는 제7 고정 포인트(P7)에 고정되는데, 이에 대해서는 하기에서 보다 상세히 설명하기로 한다.One end of the two string members 400 in the longitudinal direction may be fixed to the sixth fixing point P6 . At this time, the other longitudinal ends of the two string members 400 are fixed to the seventh fixing point P7 provided on the third body 300 , which will be described in more detail below.

다시 도 1 내지 도 3을 참조하면, 제3 바디(300)는 일측에 제1 바디(100)가 구비되는 제2 바디(200)의 타측에 구비될 수 있다. 이때, 제3 바디(300)는 제2 바디(200)와 비 접촉될 수 있다. 제3 바디(300)는 스트링 부재(400)를 매개로 제2 바디(200)와 연결될 수 있다. 이러한 제3 바디(300)는 탄성 소재로 구비될 수 있으며, 제1 바디(100) 및 제2 바디(200)와 동일한 탄성 소재로 구비될 수 있다.Referring back to FIGS. 1 to 3 , the third body 300 may be provided on the other side of the second body 200 on which the first body 100 is provided on one side. In this case, the third body 300 may not contact the second body 200 . The third body 300 may be connected to the second body 200 via the string member 400 . The third body 300 may be made of an elastic material, and may be made of the same elastic material as the first body 100 and the second body 200 .

제3 바디(300)는 스트링 부재(400)에 의해, 제2 바디(200)에 대하여 요 방향(도 7의 z 축 방향), 롤 방향(도 7의 x축 방향) 및 피치 방향(도 7의 y축 방향)으로 3개의 회전 자유도를 가질 수 있다. 또한, 제3 바디(300)는 스트링 부재(400)에 의해, 제2 바디(200)에 대하여, 요 방향(도 7의 z 축 방향), 롤 방향(도 7의 x축 방향) 및 피치 방향(도 7의 y축 방향)으로 유연성을 가질 수 있다. 이를 통해, 예를 들어, 로봇 관절(10)이 로봇 어깨 관절에 적용 시, 인간의 어깨의 동작 및 범위를 모방할 수 있게 된다.The third body 300 is formed by the string member 400 in the yaw direction (z-axis direction in FIG. 7 ), roll direction (x-axis direction in FIG. 7 ) and pitch direction ( FIG. 7 ) with respect to the second body 200 . in the y-axis direction) can have three degrees of freedom of rotation. In addition, the third body 300 is formed by the string member 400 in the yaw direction (z-axis direction in FIG. 7 ), roll direction (x-axis direction in FIG. 7 ) and pitch direction with respect to the second body 200 , with respect to the second body 200 . It may have flexibility in the (y-axis direction of FIG. 7 ). Through this, for example, when the robot joint 10 is applied to the robot shoulder joint, it is possible to imitate the motion and range of the human shoulder.

본 발명의 일 실시 예에 따른 제3 바디(300)는 제3 본체 프레임(310) 및 분기 프레임(320)을 포함할 수 있다.The third body 300 according to an embodiment of the present invention may include a third body frame 310 and a branch frame 320 .

제3 본체 프레임(310)은 일 방향으로 연장된 바(bar) 형태로 구비될 수 있다. 제3 본체 프레임(310)은 길이 방향 일단에 구비되는 분기 프레임(320)을 지지하는 역할을 한다.The third body frame 310 may be provided in the form of a bar extending in one direction. The third body frame 310 serves to support the branch frame 320 provided at one end in the longitudinal direction.

분기 프레임(320)은 제3 본체 프레임(310)의 길이 방향 일단에 구비될 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에서, 이러한 분기 프레임(320)은 분기 본체(321), 케이스(322) 및 커버(323) 조립체를 포함할 수 있다.The branch frame 320 may be provided at one end in the longitudinal direction of the third body frame 310 . In one embodiment of the present invention, the branch frame 320 may include a branch body 321 , a case 322 and a cover 323 assembly.

분기 본체(321)는 바(bar) 형태로 구비될 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에서, 분기 본체(321)는 한 쌍으로 구비될 수 있다. 한 쌍의 분기 본체(321)는 제3 본체 프레임(310)의 길이 방향 일단에 구비될 수 있다. 이때, 한 쌍의 분기 본체(321)는 일 방향으로 연장될 수 있다. 또한, 한 쌍의 분기 본체(321)는 서로 이격될 수 있다. 이에 따라, 제3 본체 프레임(310)과 한 쌍의 분기 본체(321)는 대략 'Y' 자 형태를 이루게 된다.The branch body 321 may be provided in a bar shape. In one embodiment of the present invention, the branch body 321 may be provided as a pair. The pair of branching bodies 321 may be provided at one end in the longitudinal direction of the third body frame 310 . In this case, the pair of branching bodies 321 may extend in one direction. Also, the pair of branching bodies 321 may be spaced apart from each other. Accordingly, the third body frame 310 and the pair of branched bodies 321 form an approximately 'Y' shape.

케이스(322) 및 커버(323) 조립체는 한 쌍의 분기 본체(321) 각각의 단부에 구비될 수 있다.The case 322 and the cover 323 assembly may be provided at each end of the pair of branch bodies 321 .

도 5 및 도 6을 참조하면, 케이스(322) 및 커버(323) 조립체의 내부에는 제3 베어링(330)이 회전축(331)에 축 결합되는 형태로 장착될 수 있다. 이때, 제3 베어링(330)은 예컨대, 스러스트 베어링으로 구비될 수 있다.Referring to FIGS. 5 and 6 , the third bearing 330 may be mounted to the inside of the assembly of the case 322 and the cover 323 to be axially coupled to the rotation shaft 331 . In this case, the third bearing 330 may be, for example, a thrust bearing.

한편, 한 쌍의 분기 본체(321)의 단부에 각각 구비되는 한 쌍의 케이스(322) 및 커버(323) 조립체는 양측 커버(323)가 서로 마주하도록 배치될 수 있다. 이때, 커버(323)에는 제7 고정 포인트(P7)가 마련될 수 있다. 제7 고정 포인트(P7)는 상기 제3 베어링(330)에 의해 제공될 수 있다.On the other hand, the pair of cases 322 and the cover 323 assembly provided at the ends of the pair of branching bodies 321, respectively, may be disposed so that both sides of the cover 323 face each other. In this case, a seventh fixing point P7 may be provided on the cover 323 . The seventh fixing point P7 may be provided by the third bearing 330 .

본 발명의 일 실시 예에 따른 제7 고정 포인트(P7)는 커버(323)의 가장자리 양측에 구비될 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시 예에서, 제7 고정 포인트(P7)는 양측 커버(323)에 각각 2개씩, 총 4개로 구비될 수 있다. 일측 커버(323)에 구비되는 2개의 제7 고정 포인트(P7)를 기준으로 설명하면, 2개의 제7 고정 포인트(P7)에는 일측의 제6 고정 포인트(P6)에 길이 방향 일단이 연결된 2개의 스트링 부재(400)의 길이 방향 타단이 각각 연결된다. 또한, 2개의 제7 고정 포인트(P7)에는 타측의 제6 고정 포인트(P6)에 길이 방향 일단이 연결된 2개의 스트링 부재(400)의 길이 방향 타단이 각각 연결된다. 마찬가지로, 타측에 구비되는 2개의 제7 고정 포인트(P7)에는 일측의 제6 고정 포인트(P6)에 길이 방향 일단이 연결된 2개의 스트링 부재(400)의 길이 방향 타단이 각각 연결된다. 또한, 2개의 제7 고정 포인트(P7)에는 타측의 제6 고정 포인트(P6)에 길이 방향 일단이 연결된 2개의 스트링 부재(400)의 길이 방향 타단이 각각 연결된다.The seventh fixing point P7 according to an embodiment of the present invention may be provided on both sides of the edge of the cover 323 . That is, in one embodiment of the present invention, the seventh fixing point P7 may be provided in two each on both sides of the cover 323, a total of four. Described based on the two seventh fixing points P7 provided on the one side cover 323, the two seventh fixing points P7 have two longitudinal ends connected to the sixth fixing point P6 on one side. The other ends in the longitudinal direction of the string member 400 are respectively connected. In addition, the other longitudinal ends of the two string members 400 having one longitudinal end connected to the other sixth fixing point P6 are respectively connected to the two seventh fixing points P7 . Similarly, the other longitudinal ends of the two string members 400 having one longitudinal end connected to the sixth fixing point P6 on one side are respectively connected to the two seventh fixing points P7 provided on the other side. In addition, the other longitudinal ends of the two string members 400 having one longitudinal end connected to the other sixth fixing point P6 are respectively connected to the two seventh fixing points P7 .

즉, 본 발명의 일 실시 예에서는 총 8개의 스트링 부재(400)가 2개의 제6 고정 포인트(P6) 및 4개의 제7 고정 포인트(P7) 사이에 길이 방향으로 연결되어, 8개의 삼각형 면이 연결된 팔면체 구조를 이룰 수 있다. 이를 통해, 제3 바디(300)는 제2 바디(200)와 비 접촉 상태에서 안정적으로 지지되는 가운데, 8개의 스트링 부재(400)에 의해, 제2 바디(200)에 대하여 요 방향(도 7의 z 축 방향), 롤 방향(도 7의 x축 방향) 및 피치 방향(도 7의 y축 방향)으로 3개의 회전 자유도를 가질 수 있으며, 동시에 요 방향(도 7의 z 축 방향), 롤 방향(도 7의 x축 방향) 및 피치 방향(도 7의 y축 방향)으로 유연성을 가질 수 있다.That is, in one embodiment of the present invention, a total of eight string members 400 are connected in the longitudinal direction between the two sixth fixing points P6 and the four seventh fixing points P7, so that eight triangular faces are formed. A connected octahedral structure can be achieved. Through this, while the third body 300 is stably supported in a non-contact state with the second body 200 , by the eight string members 400 , the yaw direction with respect to the second body 200 ( FIG. 7 ). can have three rotational degrees of freedom in the z-axis direction of the It may have flexibility in a direction (x-axis direction of FIG. 7 ) and a pitch direction (y-axis direction of FIG. 7 ).

도 2 및 도 3을 참조하면, 스트링 부재(400)는 제1 바디(100)와 제2 바디(200) 및 제2 바디(200)와 제3 바디(300)를 서로 연결하는 부재이다. 스트링 부재(400)는 이들을 서로 연결하여, 제1 바디(100) 내지 제3 바디(300)가 텐세그리티(tensegrity) 구조를 이루게 한다. 이러한 스트링 부재(400)는 복수 개의 제1 스트링 부재(410), 복수 개의 제2 스트링 부재(420) 및 복수 개의 제3 스트링 부재(430)를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에서는, 이러한 복수 개의 제1 스트링 부재(410), 복수 개의 제2 스트링 부재(420) 및 복수 개의 제3 스트링 부재(430)가 힘의 평형 상태를 이루는 가운데, 제1 바디(100)와 제2 바디(200) 및 제2 바디(200)와 제3 바디(300)를 각각 연결 및 지지함으로써, 텐세그리티 구조를 유지시키게 된다.2 and 3 , the string member 400 is a member that connects the first body 100 and the second body 200 and the second body 200 and the third body 300 to each other. The string member 400 connects them to each other so that the first body 100 to the third body 300 forms a tensegrity structure. The string member 400 may include a plurality of first string members 410 , a plurality of second string members 420 , and a plurality of third string members 430 . In an embodiment of the present invention, among the plurality of first string members 410 , the plurality of second string members 420 , and the plurality of third string members 430 form a balance of forces, the first body By connecting and supporting the 100 and the second body 200 and the second body 200 and the third body 300, respectively, the tensegrity structure is maintained.

제1 스트링 부재(410)는 탄성력이 있는 물질로 이루어질 수 있다. 제1 스트링 부재(410)는 장축 방향으로 유연성을 가질 수 있다. 또한, 제1 스트링 부재(410)의 탄성도는 조절될 수 있다. 이를 통해, 유연성을 갖는, 또는 유연성이 향상된 로봇 관절(10)이 제공될 수 있다.The first string member 410 may be made of an elastic material. The first string member 410 may have flexibility in the long axis direction. Also, the elasticity of the first string member 410 may be adjusted. Through this, the robot joint 10 having flexibility or improved flexibility may be provided.

제1 스트링 부재(410)는 복수 개로 구비될 수 있다. 복수 개의 제1 스트링 부재(410)는 제1 바디(100)의 일측과 제2 바디(200)의 일측을 연결한다. 보다 상세하게, 제1 본체 프레임(110)의 상단에 결합된 제1 지지 프레임(120)에 마련된 제1 고정 포인트(P1)에는 하나의 제1 스트링 부재(410)의 길이 방향 일단이 연결된다. 제1 본체 프레임(110)의 하단에 결합된 제1 지지 프레임(120)에 마련된 제1 고정 포인트(P1)에도 하나의 제1 스트링 부재(410)의 길이 방향 일단이 연결된다. 또한, 제1 본체 프레임(110)의 양측단에 결합된 제2 지지 프레임(130)에 마련된 제2 고정 포인트(P2) 각각에 하나의 제1 스트링 부재(410)의 길이 방향 일단이 연결된다. 이와 같이, 제1 바디(100)의 일측, 총 4개의 고정 포인트(P1, P2)에 길이 방향 일단이 연결된 4개의 제1 스트링 부재(410)의 길이 방향 타단은 제2 바디(200)의 제2 본체 프레임(210)에 마련된 하나의 제4 고정 포인트(P4)에 연결된다. 이에 따라, 복수 개, 즉, 총 4개의 제1 스트링 부재(410)는 제1 바디(100)의 일측과 제2 바디(200)의 일측 사이에서 정사각뿔 구조를 이루게 된다.A plurality of first string members 410 may be provided. The plurality of first string members 410 connect one side of the first body 100 and one side of the second body 200 . In more detail, one longitudinal end of the first string member 410 is connected to the first fixing point P1 provided on the first support frame 120 coupled to the upper end of the first body frame 110 . One longitudinal end of the first string member 410 is also connected to the first fixing point P1 provided on the first support frame 120 coupled to the lower end of the first body frame 110 . In addition, one longitudinal end of the first string member 410 is connected to each of the second fixing points P2 provided on the second support frame 130 coupled to both ends of the first body frame 110 . In this way, one side of the first body 100, the other longitudinal end of the four first string members 410 in the longitudinal direction connected to a total of four fixing points (P1, P2) in the longitudinal direction of the second body (200) 2 is connected to one fourth fixing point P4 provided on the body frame 210 . Accordingly, a plurality of, that is, a total of four first string members 410 form a square pyramid structure between one side of the first body 100 and one side of the second body 200 .

제2 스트링 부재(420)는 탄성력이 있는 물질로 이루어질 수 있다. 제2 스트링 부재(420)는 장축 방향으로 유연성을 가질 수 있다. 또한, 제2 스트링 부재(420)의 탄성도는 조절될 수 있다. 이를 통해, 유연성을 갖는, 또는 유연성이 향상된 로봇 관절(10)이 제공될 수 있다.The second string member 420 may be made of an elastic material. The second string member 420 may have flexibility in the long axis direction. Also, the elasticity of the second string member 420 may be adjusted. Through this, the robot joint 10 having flexibility or improved flexibility may be provided.

제2 스트링 부재(420)는 복수 개로 구비될 수 있다. 복수 개의 제2 스트링 부재(420)는 제1 바디(100)의 타측과 제2 바디(200)의 타측을 연결한다. 보다 상세하게, 일측의 제2 지지 프레임(130)에 마련된 제3 고정 포인트(P3)에는 2개의 제2 스트링 부재(420)의 길이 방향 일단이 연결된다. 또한, 타측의 제2 지지 프레임(130)에 마련된 제3 고정 포인트(P3)에는 마찬가지로, 2개의 제2 스트링 부재(420)의 길이 방향 일단이 연결된다. 이와 같이, 총 2개의 제3 고정 포인트(P3)에 길이 방향 일단이 연결된 4개의 제2 스트링 부재(420)의 타단은 제2 바디(200)의 제2 본체 프레임(210)에 마련된 두 개의 제5 고정 포인트(P5)에 연결된다. 일측의 제3 고정 포인트(P3)에 길이 방향 일단이 연결된 2개의 제2 스트링 부재(420) 중 하나의 제2 스트링 부재(420)의 길이 방향 타단과, 타측의 제3 고정 포인트(P3)에 길이 방향 일단이 연결된 2개의 제2 스트링 부재(420) 중 하나의 제2 스트링 부재(420)의 길이 방향 타단은 상측(도면 기준)에 마련된 제5 고정 포인트(P5)에 연결된다. 또한, 일측의 제3 고정 포인트(P3)에 길이 방향 일단이 연결된 2개의 제2 스트링 부재(420) 중 다른 하나의 제2 스트링 부재(420)의 길이 방향 타단과, 타측의 제3 고정 포인트(P3)에 길이 방향 일단이 연결된 2개의 제2 스트링 부재(420) 중 다른 하나의 제2 스트링 부재(420)의 길이 방향 타단은 하측(도면 기준)에 마련된 제5 고정 포인트(P5)에 연결된다. 여기서, 도면 기준으로, 양측의 제3 고정 포인트(P3)는 서로 수평 방향으로 마주하고, 양측의 제5 고정 포인트(P5)는 서로 수직 방향으로 구비된다. 이에 따라, 총 4개의 제2 스트링 부재(420)는 제1 바디(100)의 타측과 제2 바디(200)의 타측 사이에서 마름모 구조를 이루게 된다.A plurality of second string members 420 may be provided. The plurality of second string members 420 connect the other side of the first body 100 and the other side of the second body 200 . In more detail, the longitudinal ends of the two second string members 420 are connected to the third fixing point P3 provided on the second support frame 130 on one side. Also, the longitudinal ends of the two second string members 420 are connected to the third fixing point P3 provided on the second support frame 130 on the other side. In this way, the other end of the four second string members 420 having one end in the longitudinal direction connected to the two third fixing points P3 in total is two second string members provided in the second body frame 210 of the second body 200 . 5 It is connected to the fixing point (P5). The other longitudinal end of one of the second string members 420 among the two second string members 420 having one longitudinal end connected to the third fixing point P3 on one side and the third fixing point P3 on the other side The other longitudinal end of one of the second string members 420 among the two second string members 420 to which one end in the longitudinal direction is connected is connected to the fifth fixing point P5 provided on the upper side (based on the drawing). In addition, the other longitudinal end of the second string member 420 of the other one of the two second string members 420 having one longitudinal end connected to the third fixing point P3 on one side, and the third fixing point of the other side ( The other longitudinal end of the other second string member 420 among the two second string members 420 having one longitudinal end connected to P3) is connected to a fifth fixing point P5 provided on the lower side (based on the drawing) . Here, based on the drawing, the third fixing points P3 on both sides face each other in a horizontal direction, and the fifth fixing points P5 on both sides are provided in a vertical direction. Accordingly, a total of four second string members 420 form a rhombus structure between the other side of the first body 100 and the other side of the second body 200 .

이와 같이, 4개의 제1 스트링 부재(410) 및 4개의 제2 스트링 부재(420)에 의해 제1 바디(100)와 제2 바디(200)가 비 접촉 상태로 연결됨에 따라, 제2 바디(200)는 제1 바디(100)에 대하여 피치 방향(도 7의 y축 방향)으로 회전 자유도를 가질 수 있다. 이때, 제2 바디(200)는, 복수 개의 제1 스트링 부재(410)가 정사각뿔 구조를 이루고, 복수 개의 제2 스트링 부재(420)가 마름모 구조를 이루면서 힘의 평형을 이룸에 따라, 요 방향(도 7의 z축 방향) 및 롤 방향(도 7의 x축 방향)으로 회전 자유도가 구속될 수 있다. 하지만, 제2 바디(200)는, 복수 개의 제1 스트링 부재(410) 및 제2 스트링 부재(4200에 의해 요 방향(도 7의 z축 방향), 롤 방향(도 7의 x축 방향) 및 피치 방향(도 7의 y축 방향)으로 유연성을 가질 수 있다.In this way, as the first body 100 and the second body 200 are connected in a non-contact state by the four first string members 410 and the four second string members 420 , the second body ( 200 may have a rotational degree of freedom in the pitch direction (y-axis direction in FIG. 7 ) with respect to the first body 100 . At this time, in the second body 200, as the plurality of first string members 410 form a square pyramid structure, and the plurality of second string members 420 form a rhombus structure to balance forces, the yaw direction Rotational freedom may be restricted in the (z-axis direction of FIG. 7 ) and the roll direction (x-axis direction of FIG. 7 ). However, the second body 200 has a yaw direction (z-axis direction in FIG. 7), a roll direction (x-axis direction in FIG. 7) and a plurality of first string members 410 and second string members 4200. It may have flexibility in the pitch direction (the y-axis direction of FIG. 7 ).

제3 스트링 부재(430)는 탄성력이 있는 물질로 이루어질 수 있다. 제3 스트링 부재(430)는 장축 방향으로 유연성을 가질 수 있다. 또한, 제3 스트링 부재(430)의 탄성도는 조절될 수 있다. 이를 통해, 유연성을 갖는, 또는 유연성이 향상된 로봇 관절(10)이 제공될 수 있다.The third string member 430 may be made of an elastic material. The third string member 430 may have flexibility in the long axis direction. Also, the elasticity of the third string member 430 may be adjusted. Through this, the robot joint 10 having flexibility or improved flexibility may be provided.

제3 스트링 부재(430)는 복수 개로 구비될 수 있다. 복수 개의 제3 스트링 부재(430)는 제2 바디(200)와 제3 바디(300)를 연결한다. 보다 상세하게, 일측에 마련된 제6 고정 포인트(P6)에는 4개의 제3 스트링 부재(430)의 길이 방향 일단이 연결된다. 또한, 타측에 마련된 제6 고정 포인트(P6)에는 마찬가지로, 4개의 제3 스트링 부재(430)의 길이 방향 일단이 연결된다. 이와 같이, 총 2개의 제6 고정 포인트(P6)에 길이 방향 일단이 연결된 8개의 제3 스트링 부재(430)의 길이 방향 타단은 일측에 마련된 제7 고정 포인트(P7) 및 타측에 마련된 제7 고정 포인트(P7)에 각각 연결된다. 즉, 양측의 제7 고정 포인트(P7)에는 4개의 제3 스트링 부재(430)가 연결된다. 이때, 본 발명의 일 실시 예에 따른 양측의 제7 고정 포인트(P7)는 각각 2개로 구비된다. 이에 따라, 일측의 제7 고정 포인트(P7)에 연결되는 4개의 제3 스트링 부재(430) 중 2개는 도면 기준으로 좌측에 마련된 제7 고정 포인트(P7)에 연결되고, 나머지 2개는 우측에 마련된 제7 고정 포인트(P7)에 연결된다. 마찬가지로, 타측의 제7 고정 포인트(P7)에 연결되는 4개의 제3 스트링 부재(430) 중 2개는 좌측에 마련된 제7 고정 포인트(P7)에 연결되고, 나머지 2개는 우측에 마련된 제7 고정 포인트(P7)에 연결된다. 이때, 도면 기준으로, 양측의 제6 고정 포인트(P6)는 서로 수직 방향으로 마주하고, 양측의 제7 고정 포인트(P7)는 서로 수평 방향으로 마주하며, 양측 각각에 마련된 2개의 제7 고정 포인트(P7) 또한 서로 수평 방향으로 구비된다. 이에 따라, 총 8개의 제3 스트링 부재(430)는 제2 바디(200)와 제3 바디(300) 사이에서 8개의 삼각형 면이 연결된 팔면체 구조를 이루게 된다.A plurality of third string members 430 may be provided. The plurality of third string members 430 connect the second body 200 and the third body 300 . In more detail, longitudinal ends of the four third string members 430 are connected to the sixth fixing point P6 provided on one side. In addition, the longitudinal ends of the four third string members 430 are similarly connected to the sixth fixing point P6 provided on the other side. In this way, the other longitudinal ends of the eight third string members 430 having one longitudinal end connected to the two sixth fixing points P6 are a seventh fixing point P7 provided on one side and a seventh fixing point P7 provided on the other side. Each is connected to a point P7. That is, the four third string members 430 are connected to the seventh fixing points P7 on both sides. At this time, two seventh fixing points P7 on both sides according to an embodiment of the present invention are provided, respectively. Accordingly, two of the four third string members 430 connected to the seventh fixing point P7 on one side are connected to the seventh fixing point P7 provided on the left side based on the drawing, and the other two are on the right side. It is connected to the seventh fixing point P7 provided in the . Similarly, two of the four third string members 430 connected to the seventh fixing point P7 on the other side are connected to the seventh fixing point P7 provided on the left side, and the other two are connected to the seventh string member 430 provided on the right side. It is connected to the fixing point P7. At this time, based on the drawings, the sixth fixing points P6 on both sides face each other in the vertical direction, the seventh fixing points P7 on both sides face each other in the horizontal direction, and two seventh fixing points provided on each side (P7) are also provided in a horizontal direction to each other. Accordingly, a total of eight third string members 430 form an octahedral structure in which eight triangular faces are connected between the second body 200 and the third body 300 .

이와 같이, 8개의 제3 스트링 부재(430)에 의해, 제2 바디(200)와 제3 바디(300)가 비 접촉 상태로 연결됨에 따라, 제3 바디(300)는 제2 바디(200)에 대하여 요 방향(도 7의 z축 방향), 롤 방향(도 7의 x축 방향) 및 피치 방향(도 7의 y축 방향)으로 3개의 회전 자유도를 가지며, 요 방향(도 7의 z축 방향), 롤 방향(도 7의 x축 방향) 및 피치 방향(도 7의 y축 방향)으로 유연성을 가질 수 있다. 이를 통해, 예를 들어, 로봇 관절(10)이 로봇 어깨 관절에 적용 시, 인간의 어깨의 동작 및 범위를 모방할 수 있게 된다.In this way, as the second body 200 and the third body 300 are connected in a non-contact state by the eight third string members 430 , the third body 300 is connected to the second body 200 . has three degrees of freedom of rotation in the yaw direction (z-axis direction in Fig. 7), roll direction (x-axis direction in Fig. 7), and pitch direction (y-axis direction in Fig. 7) with respect to the yaw direction (z-axis direction in Fig. 7) direction), the roll direction (the x-axis direction of FIG. 7 ), and the pitch direction (the y-axis direction of FIG. 7 ) may have flexibility. Through this, for example, when the robot joint 10 is applied to the robot shoulder joint, it is possible to imitate the motion and range of the human shoulder.

한편, 도 8 내지 도 10은 인간의 어깨의 동작 및 범위를 모방하는 본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇 관절을 설명하기 위한 참고도들이다.Meanwhile, FIGS. 8 to 10 are reference views for explaining a robot joint according to an embodiment of the present invention that imitates the motion and range of a human shoulder.

먼저, 도 8을 참조하면, 제1 바디(100)와 제2 바디(200) 및 제2 바디(200) 및 제3 바디(300)가 스트링 부재(400)에 의해 서로 연결되어 텐세그리티 구조를 이루면서, 3개의 회전 자유도 및 유연성을 갖는 로봇 관절(10)은 굽힘 동작(flexion) 및 폄 동작(extension)을 인간의 굽힘 동작 및 폄 동작 대로 모방할 수 있다. 이때, 로봇 관절(10)은 0° ~ 180° 범위로 굽힘 동작을 수행할 수 있고, 0° ~ 50° 범위로 폄 동작을 수행할 수 있다.First, referring to FIG. 8 , the first body 100 and the second body 200 and the second body 200 and the third body 300 are connected to each other by a string member 400 to form a tensegrity structure. While forming, the robot joint 10 having three degrees of rotational freedom and flexibility can imitate a bending motion and an extension motion as human bending motions and extension motions. At this time, the robot joint 10 may perform a bending operation in a range of 0° to 180°, and may perform an extension operation in a range of 0° to 50°.

다음으로, 도 9를 참조하면, 로봇 관절(10)은 벌림 동작(abduction) 및 오므림(모음) 동작(adduction with flexion)을 인간의 벌림 동작 및 오므림 동작 대로 모방할 수 있다. 이때, 로봇 관절(10)은 0° ~ 120° 범위로 벌림 동작을 수행할 수 있고, 0° ~ 30° 범위로 오므림 동작을 수행할 수 있다.Next, referring to FIG. 9 , the robot joint 10 may imitate an abduction and an abduction (adduction with flexion) motion as a human abduction and abduction motion. At this time, the robot joint 10 may perform an open operation in the range of 0° to 120°, and may perform a closing operation in the range of 0° to 30°.

다음으로, 도 10을 참조하면, 로봇 관절(10)은 바깥쪽 돌림 동작(lateral rotation) 및 안쪽 돌림 동작(medial rotation)을 인간의 바깥쪽 돌림 동작 및 안쪽 돌림 동작 대로 모방할 수 있다. 이때, 로봇 관절(10)은 0° ~ 80° 범위로 바깥쪽 돌림 동작을 수행할 수 있고, 0° ~ 30° 범위로 안쪽 돌림 동작을 수행할 수 있다.Next, referring to FIG. 10 , the robot joint 10 may imitate an outward rotation operation (lateral rotation) and an internal rotation operation (medial rotation) as a human external rotation operation and an inward rotation operation. At this time, the robot joint 10 may perform an outward rotation operation in the range of 0° to 80°, and may perform an inward rotation operation in the range of 0° to 30°.

이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.As mentioned above, although the present invention has been described in detail using preferred embodiments, the scope of the present invention is not limited to specific embodiments and should be construed according to the appended claims. In addition, those skilled in the art should understand that many modifications and variations are possible without departing from the scope of the present invention.

10; 로봇 관절 100; 제1 바디
110; 제1 본체 프레임 120; 제1 지지 프레임
130; 제2 지지 프레임 200; 제2 바디
210; 제2 본체 프레임 220; 날개 프레임
300; 제3 바디 310; 제3 본체 프레임
320; 분기 프레임 400; 스트링 부재
410; 제1 스트링 부재 420; 제2 스트링 부재
430; 제3 스트링 부재10; robot joints 100; first body
110; a first body frame 120; first support frame
130; a second support frame 200; second body
210; a second body frame 220; wing frame
300; a third body 310; 3rd body frame
320; branch frame 400; no string
410; first string member 420; second string member
430; third string member

Claims

제1 바디;
상기 제1 바디의 일측에 구비되며, 상기 제1 바디와 비 접촉되는 제2 바디;
일측에 상기 제1 바디가 구비되는 상기 제2 바디의 타측에 구비되며, 상기 제2 바디와 비 접촉되는 제3 바디; 및
상기 제1 바디와 상기 제2 바디 및 상기 제2 바디와 상기 제3 바디를 연결하여, 상기 제1 바디 내지 상기 제3 바디가 텐세그리티(tensegrity) 구조를 이루게 하는 스트링(string) 부재;를 포함하는 로봇 관절.
a first body;
a second body provided on one side of the first body and not in contact with the first body;
a third body provided on the other side of the second body having the first body on one side and not in contact with the second body; and
a string member connecting the first body and the second body and the second body and the third body to form a tensegrity structure of the first body to the third body; Robot joints including.

제1 항에 있어서,
상기 스트링 부재는 상기 제1 바디와 상기 제2 바디를 연결하는 복수 개의 제1 스트링 부재 및 복수 개의 제2 스트링 부재를 포함하며,
상기 복수 개의 제1 스트링 부재는 상기 제1 바디의 일측과 상기 제2 바디의 일측을 연결하되 정사각뿔 구조를 이루고, 상기 복수 개의 제2 스트링 부재는 상기 제1 바디의 타측과 상기 제2 바디의 타측을 연결하되 마름모 구조를 이루는 로봇 관절.
According to claim 1,
The string member includes a plurality of first string members and a plurality of second string members connecting the first body and the second body,
The plurality of first string members connect one side of the first body and one side of the second body to form a square pyramid structure, and the plurality of second string members connect the other side of the first body and the second body. A robot joint that connects the other side but forms a rhombus structure.

제2 항에 있어서,
상기 제2 바디는 상기 제1 바디에 대하여 피치 방향으로 회전 자유도를 가지며, 요 방향 및 롤 방향으로 회전 자유도가 구속되되, 상기 요 방향, 롤 방향 및 피치 방향으로 유연성을 갖는 로봇 관절.
3. The method of claim 2,
The second body has a degree of freedom of rotation in the pitch direction with respect to the first body, and the degree of freedom of rotation in the yaw and roll directions is constrained, the robot joint having flexibility in the yaw direction, the roll direction and the pitch direction.

제1 항에 있어서,
상기 스트링 부재는 상기 제2 바디와 상기 제3 바디를 연결하는 복수 개의 제3 스트링 부재를 포함하며,
상기 복수 개의 제3 스트링 부재는 상기 제2 바디와 상기 제3 바디를 연결하되, 8개의 삼각형 면이 연결된 팔면체 구조를 이루는 로봇 관절.
According to claim 1,
The string member includes a plurality of third string members connecting the second body and the third body,
The plurality of third string members connect the second body and the third body, and form an octahedral structure in which eight triangular faces are connected.

제4 항에 있어서,
상기 제3 바디는 상기 제2 바디에 대하여 요 방향, 롤 방향 및 피치 방향으로 3개의 회전 자유도를 가지며, 상기 요 방향, 롤 방향 및 피치 방향으로 유연성을 갖는 로봇 관절.
5. The method of claim 4,
The third body has three degrees of freedom of rotation in the yaw direction, the roll direction and the pitch direction with respect to the second body, and the robot joint has flexibility in the yaw direction, the roll direction and the pitch direction.

제1 항에 있어서,
상기 제1 바디는,
중심에 개구부를 갖는 제1 본체 프레임;
바(bar) 형태로 구비되며, 상기 제1 본체 프레임의 상단과 하단에 각각 결합되되, 상기 제1 바디 본체의 일측으로 돌출되고, 서로 마주하는 일측면에 제1 고정 포인트가 각각 마련되는 제1 지지 프레임; 및
바(bar) 형태로 구비되며, 상기 제1 본체의 양측단에 각각 결합되되, 상기 제1 본체 프레임의 양측으로 돌출되고, 길이 방향 일측면 및 타측면에 제2 고정 포인트 및 제3 고정 포인트가 각각 마련되는 제2 지지 프레임을 포함하는 로봇 관절.
According to claim 1,
The first body,
a first body frame having an opening in the center;
The first is provided in the form of a bar, coupled to the upper end and the lower end of the first body frame, respectively, protruding to one side of the first body main body, and having first fixing points on one side facing each other, respectively support frame; and
It is provided in the form of a bar, which is coupled to both ends of the first body, respectively, protrudes from both sides of the first body frame, and has a second fixing point and a third fixing point on one side and the other side in the longitudinal direction. A robot joint including a second support frame that is provided, respectively.

제6 항에 있어서,
상기 제2 바디는,
길이 방향 일단이 상기 개구부에 삽입되는 형태로 배치되되, 일단부에 제4 고정 포인트가 마련되며, 타단부에 제5 고정 포인트가 마련되는 제2 본체 프레임; 및
상기 제2 본체 프레임의 타단 측 외주면 양측에 각각 구비되며 각각의 길이 방향 단부에 제6 고정 포인트가 마련되는 날개 프레임을 포함하되,
상기 제5 고정 포인트는 상기 타단부의 가장자리 양측에 구비되는 로봇 관절.
7. The method of claim 6,
The second body,
a second body frame having one end disposed in the longitudinal direction to be inserted into the opening, a fourth fixing point provided at one end, and a fifth fixing point provided at the other end; and
A wing frame provided on both sides of the outer peripheral surface of the other end of the second body frame and provided with a sixth fixing point at each longitudinal end,
The fifth fixing point is a robot joint provided on both sides of the edge of the other end.

제7 항에 있어서,
상기 스트링 부재는 복수 개로 구비되며,
복수 개의 상기 스트링 부재는 각각, 상기 제1 고정 포인트와 상기 제4 고정 포인트, 상기 제2 고정 포인트와 상기 제4 고정 포인트 및 상기 제3 고정 포인트와 상기 제5 고정 포인트에 길이 방향으로 고정되는 로봇 관절.
8. The method of claim 7,
The string member is provided in plurality,
The plurality of string members are respectively fixed to the first fixing point and the fourth fixing point, the second fixing point and the fourth fixing point, and the third fixing point and the fifth fixing point in the longitudinal direction. joint.

제8 항에 있어서,
상기 제2 바디는 제1 베어링 및 제2 베어링을 더 포함하되,
상기 제1 베어링은 상기 제2 본체 프레임의 일단부에 장착되며, 일측으로 상기 제4 고정 포인트를 제공하고,
상기 제2 베어링은 상기 날개 프레임의 길이 방향 단부에 장착되며, 일측으로 상기 제6 고정 포인트를 제공하는 로봇 관절.
9. The method of claim 8,
The second body further comprises a first bearing and a second bearing,
The first bearing is mounted on one end of the second body frame, and provides the fourth fixing point to one side,
The second bearing is mounted on the longitudinal end of the wing frame, the robot joint providing the sixth fixing point to one side.

제9 항에 있어서,
상기 제3 바디는,
일 방향으로 연장되는 제3 본체 프레임; 및
상기 제3 본체 프레임의 길이 방향 일단에서 양측으로 분기되며, 각각의 길이 방향 단부의 서로 마주하는 측면에 제7 고정 포인트가 마련되는 분기 프레임을 포함하되,
상기 제7 고정 포인트는 상기 서로 마주하는 측면의 가장자리 양측에 구비되는 로봇 관절.
10. The method of claim 9,
The third body,
a third body frame extending in one direction; and
It includes a branch frame that is branched from one end in the longitudinal direction of the third body frame to both sides, and a seventh fixing point is provided on opposite sides of each longitudinal end,
The seventh fixed point is a robot joint provided on both sides of the edge of the side facing each other.

제10 항에 있어서,
복수 개의 상기 스트링 부재는 각각, 상기 제6 고정 포인트와 상기 제7 고정 포인트에 길이 방향으로 고정되는 로봇 관절.
11. The method of claim 10,
Each of the plurality of string members is a robot joint fixed to the sixth and the seventh fixing point in the longitudinal direction.

제11 항에 있어서,
상기 제3 바디는 제3 베어링을 더 포함하되,
상기 제3 베어링은 상기 분기 프레임의 양측 단부에 각각 장착되며, 서로 마주하는 양측면으로 제7 고정 포인트를 제공하는 로봇 관절.
12. The method of claim 11,
The third body further comprises a third bearing,
The third bearing is mounted on both ends of the branch frame, respectively, and the robot joint provides a seventh fixing point to both sides facing each other.