가변 토크 보상기 및 이를 이용하는 로봇 암
VARIABLE TORQUE COMPENSATOR AND ROBOT ARM USING THE SAME
특허 요약
가변 토크 보상기 및 이를 이용하는 로봇 암이 제공된다. 본 발명의 일측면에 따른 로봇 암은, 제1 링크; 제1 링크에 대하여 회전가능하게 결합된 제2 링크; 제2 링크를 제1 링크에 대하여 상대적으로 회전시키도록 구성된 구동모터부; 일단이 제2 링크에 결합된 탄성 부재; 탄성 부재의 타단에 형성되는 기어 부재; 기어 부재와 치합하여 제1 링크에 대하여 상대적으로 기어 부재의 위치 또는 회전각을 조절하도록 구성되고 제1 링크에 결합된 보상모터부; 및 구동모터부와 보상모터부의 구동을 제어하는 제어부를 포함할 수 있다. 본 발명의 일부 실시예에 따르면 로봇 암에 가해지는 다양한 토크에 유연하게 대응할 수 있고, 로봇 암을 구동하는 모터가 로봇 암에 가해지는 하중으로 인해 손상되는 것을 방지할 수 있는 가변 토크 보상기 및 이를 이용한 로봇 암이 제공된다.
청구항
번호청구항
1

로봇 암(robot arm)에 있어서,제1 링크;상기 제1 링크에 대하여 회전 가능하게 결합된 제2 링크;일단이 상기 제2 링크에 결합되어 토크의 방향을 조절하는 제 2 기어 부재에 결합되고, 타단이 상기 제 1 링크에 결합되어 토크의 크기를 조절하는 제 1 기어 부재에 결합되는 탄성 부재;상기 탄성 부재와 상기 제 1 기어 부재를 결합시키는 제 1 기어 결합부;상기 탄성 부재와 상기 제 2 기어 부재를 결합시키는 제 2 기어 결합부;상기 제 2 기어 부재의 위치를 조절하는 제 2 보상 모터부;상기 제 1 기어 부재의 위치를 조절하는 제 1 보상 모터부; 상기 제 1 보상 모터부와 상기 제 1 기어 부재를 연결시키는 제 1 스크류 샤프트; 상기 제 2 보상 모터부와 상기 제 2 기어 부재를 연결시키는 제 2 스크류 샤프트; 및상기 제 1 보상 모터부 및 상기 제 2 보상 모터부의 구동을 제어하는 제어부를 포함하되, 상기 탄성 부재는 상기 로봇 암에 가해지는 외부 토크에 따른 상기 제 1 링크와 제 2 링크의 위치 및 각도에 대응하여 보상 토크를 발생시키고, 상기 제 1 보상 모터부의 동작에 따라 상기 제 1 스크류 샤프트가 회전하며, 상기 제 1 스크류 샤프트의 회전에 따라 상기 제 1 기어 부재가 상기 제 1 스크류 샤프트 상에서 이동하고, 상기 제 2 보상 모터부의 동작에 따라 상기 제 2 스크류 샤프트가 회전하며, 상기 제 2 스크류 샤프트의 회전에 따라 상기 제 2 기어 부재가 상기 제 2 스크류 샤프트 상에서 이동하며, 상기 제 1 기어 부재 및 상기 제 2 기어 부재의 이동에 따라 상기 탄성 부재가 보상 토크를 상기 제 1 링크 또는 상기 제 2 링크로 제공하는 것을 특징으로 하는 로봇 암.

2

서로 회전 가능하게 결합된 제 1 링크 및 제 2 링크를 포함하는 로봇 암을 위한 토크 보상기로서,일단이 상기 제2 링크에 결합되어 토크의 방향을 조절하는 제 2 기어 부재에 결합되고, 타단이 상기 제 1 링크에 결합되어 토크의 크기를 조절하는 제 1 기어 부재에 결합되는 탄성 부재;상기 탄성 부재와 상기 제 1 기어 부재를 결합시키는 제 1 기어 결합부;상기 탄성 부재와 상기 제 2 기어 부재를 결합시키는 제 2 기어 결합부;상기 제 2 기어 부재의 위치를 조절하는 제 2 보상 모터부; 상기 제 1 기어 부재의 위치를 조절하는 제 1 보상 모터부;상기 제 1 보상 모터부와 상기 제 1 기어 부재를 연결시키는 제 1 스크류 샤프트; 및상기 제 2 보상 모터부와 상기 제 2 기어 부재를 연결시키는 제 2 스크류 샤프트를 포함하되,상기 탄성 부재는 상기 로봇 암에 가해지는 외부 토크에 따른 상기 제 1 링크와 제 2 링크의 위치 및 각도에 대응하여 보상 토크를 발생시키고, 상기 제 1 보상 모터부의 동작에 따라 상기 제 1 스크류 샤프트가 회전하며, 상기 제 1 스크류 샤프트의 회전에 따라 상기 제 1 기어 부재가 상기 제 1 스크류 샤프트 상에서 이동하고, 상기 제 2 보상 모터부의 동작에 따라 상기 제 2 스크류 샤프트가 회전하며, 상기 제 2 스크류 샤프트의 회전에 따라 상기 제 2 기어 부재가 상기 제 2 스크류 샤프트 상에서 이동하며, 상기 제 1 기어 부재 및 상기 제 2 기어 부재의 이동에 따라 상기 탄성 부재가 보상 토크를 상기 제 1 링크 또는 상기 제 2 링크로 제공하는 것을 특징으로 하는 가변 토크 보상기.

3

제2항에 있어서,상기 탄성 부재는 코일 스프링을 포함하고,상기 제 2 기어 부재는 상기 제 2 스크류 샤프트와 치합되며, 상기 제 2 보상 모터부의 회전에 따라서 상기 제 2 스크류 샤프트 상에서 축 방향으로 이동하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 가변 토크 보상기.

4

제2항에 있어서,상기 제 2 링크에 가해지는 하중을 산출하는 센서부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 토크 보상기.

5

제4항에 있어서,상기 제 1 및 제 2 보상 모터부는 상기 센서부의 산출 결과에 기초하여 상기 제 1 및 제 2 기어 부재의 위치를 조절하는 것을 특징으로 하는 가변 토크 보상기.