KR0124570B1 - 산업용 다관절 로보트의 손목구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 산업용 다관절 로보트의 손목구조에 관한 것으로 연결구조를 간략화하여 동력전달 효율을 향상시킴과 동시에 로보트의 콤팩트화를 실현시킬 수 있도록 한 것이다.

이를위해, 본 발명은 로보트암(1)에 제 1축(3)이 일체로 형성된 제 1리스트(29)를 결합하고 상기 제 1축(3) 내부에는 제 2축(7)과 제 3축(8)을 차례로 결합하여 제 3축(8)의 동력이 베벨기어(11), (39)와 타이밍벨트(37)로 연결된 풀리(35), (36)를 통해 베벨기어(29)의 외측으로 제 2리스트(30)를 회전가능하게 축(32)으로 결합하여 제 2축(7)의 동력이 베벨기어(10), (33)와 감속기(34)를 통해 제 2리스트(30)로 전달되도록 하여서 된 것이다.

Description

산업용 다관절 로보트의 손목구조

제1도는 종래 산업용 다관절 로보트의 손목구조를 나타낸 개략도.

제2도는 본 발명을 나타낸 개략도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 로보트암 3 : 제 1축

7 : 제 2축 8 : 제 3축

10, 11, 33, 39, 41, 43 : 베벨기어

29 : 제 1리스트 30 : 제 2리스트

31 : 제 3리스트 32 : 축

34 : 감속기 35, 36 : 풀리

37 : 타이밍벨트

본 발명은 산업용 다관절 로보트의 손목구조에 관한 것으로서, 좀더 구체적으로는 연결구조를 간략화하여 동력전달 효율을 향상시킴과 동시에 로보트의 콤팩트(Compact)화를 실현시킬 수 있도록 한 것이다.

근래에는 공장자동화(Factory Automation)의 발달과 더불어 산업용 로보트의 보급이 확대되고 있는 실정이다.

그 대표적인 예로 수평다관절 로보트와 수직다관절 로보트의 보급이 보편화되고 있다.

특히, 수직다관절 로보트의 경우 오픈-루프 메카니즘(open-loop mechanism)과 크로스-루프 메카니즘(closed-loop mechanism)모델이 주된 타입으로 상기 각 타입은 모델의 상이함에도 불구하고 손목구조(wrist)는 거의 동일한 구조를 갖고 있다.

상기 수직다관절 로보트의 손목구조는 콤팩트하면서도 동력손실이 적도록 하여야 동력전달 효율이 향상되므로 손목구조에 대한 기술개발에 박차를 가하고 있다.

첨부도면 제1도는 종래 수직다관절 로보트의 손목구조를 나타낸 개략도로서, 로보트암(1)에 제 1리스트(2)의 제 1축(3)이 베어링(4)으로 지지되어 있고, 상기 제 1리스트(2)에는 제 2리스트(5)가 제 1리스트(2)와 직각방향으로 회전하도록 결합되어 있으며 상기 제 2리스트(5)에는 제 3리스트(6)가 제 1리스트(2)와 동일방향으로 회전하도록 결합되어 있다.

그리고 제 1리스트(2)와 일체로 형성된 제 1축(3)의 내부에는 제 2축(7)과 제 3축(8)이 차례로 결합되어 베어링(9)으로 지지되어 있고 상기 각 축에는 베벨기어(10), (11)가 고정되어 있는데, 이때 제 3축(8)은 제 2축(7)보다 외부로 많이 노출되어 있다.

이는 베벨기어(10), (11)의 상호간섭을 피하기 위함이다.

또한 제 1리스트(2)의 일측에는 타이밍벨트(12)에 의해 동력이 전달되게 한쌍의 풀리(13), (14)가 회전가능 하게 설치되어 있고 일측의 풀리(13)와 고정된 축(15)에는 제 2축(7)과 고정된 베벨기어(10)와 맞물리게 베벨기어(16)가 고정되어 있으며 또 다른 풀리(14)와 고정된 축(17)은 제 2리스트(5)와 연결되어 제 2축(7)이 회전됨에 따라 동력이 제 2축(7)→베벨기어(10)→베벨기어(16)→축(15)→풀리(13)→타이밍벨트(12)→풀리(14)→축(17)→감속기(18)를 통해 전달되어 제 2리스트(5)를 회전시키게 된다.

또, 제 1리스트(2)의 다른 일측에는 타이밍벨트(19)에 의해 동력이 전달되게 한쌍의 풀리(20), (21)가 회전 가능하게 설치되어 있고 일측의 풀리(20)와 고정된 축(22)에는 제 3축(8)과 고정된 베벨기어(11)와 맞물리게 베벨기어(23)가 고정되어 있으며 또 다른 풀리(21)와 고정된 축(24)은 제 2리스트(5)의 내부를 통과하여 선단에 베벨기어(25)가 고정되어 제 3리스트(6)의 축(26)에 고정된 베벨기어(27)와 맞물리도록 되어 있다.

따라서 모터(도시는 생략함)에 의해 제 1축(3)이 회전하면 제 1리스트(2)는 제 1축(3)의 회전방향과 동일하게 회전하고 제 2리스트(5)는 전술한 바와같이 동력이 전달되어 제 1리스트(2)와 직각방향으로 회전하며 제 3리스트(6)는 제 3축(8)→베벨기어(11)→베벨기어(23)→풀리(20)→타이밍벨트(19)→풀리(21)→축(24)→베벨기어(25)→베벨기어(27)→축(26)→감속기(28)를 통해 동력이 전달되므로 제 1축(3)의 회전방향과 동일하게 회전된다.

그러나 이러한 종래의 구조는 동력전달 요소인 축과 풀리 그리고 타이밍벨트등의 동력전달 및 지지거리가 멀어 동력전달시 에너지 손실이 커지게 되므로 동력전달 효율이 저하되었음은 물론 부피가 커져 콤팩트화가 어렵게 되는 문제점이 있었다.

본 발명은 종래의 이와같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 동력전달 구조를 개선하여 별도의 풀리와 타이밍벨트를 사용하지 않고도 제 2리스트를 구동시킬 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 형태에 따르면, 로보트암에 제 1축이 일체로 형성된 제 1리스트를 결합하고 상기 제 1축 내부에는 제 2축과 제 3축을 차례로 결합하여 제 3축의 동력이 베벨기어와 타이밍벨트로 연결된 풀리를 통해 베벨기어로 전달되어 제 3리스트를 회전시키도록 된 것에 있어서, 제 1리스트의 외측으로 제 2리스트를 회전가능하게 축으로 결합하여 제 2축의 동력이 베벨기어와 감속기를 통해 제 2리스트로 전달되도록 하여서된 산업용 다관절 로보트의 손목구조가 제공된다.

이하, 본 발명을 일실시예로 도시한 첨부한 도면 제2도를 차고로하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

첨부도면 제2도는 본 발명의 개략도로서, 종래의 구조와 동일한 부분의 설명은 생략하고 동일부호를 부여하기로 한다.

로보트암(1)에 베어링(4)으로 지지되게 결합되어 모터(도시는 생략함)의 구동에 따라 회전하는 제 1리스트(29)와, 상기 제 1리스트(29)에 축결합되어 제 1리스트(29)와 직각방향으로 회전하는 제 2리스트(30)와, 상기 제 2리스트(30)에 결합되어 제 1리스트(29)와 동일축선상에서 회전하는 제 3리스트(31)로 구성되어 있다.

상기 제2리스트(30)는 제 1리스트(29)의 외측에 회전가능하게 축(32)으로 결합되어 있고 축(32)에 고정된 베벨기어(33)는 제 2축(7)의 끝단에 고정된 베벨기어(10)와 맞물려 있어 제 2축(7)이 회전함에 따라 베벨기어(10), (33)와 감속기(34)를 통해 회전력이 전달되어 제 1리스트(29)와 직각방향으로 회전하도록 되어 있다.

그리고 제 2리스트(30)의 일측에는 한쌍의 풀리(35), (36)가 타이밍벨트(37)에 의해 연결되어 있고 상기 풀리(35)의 축(38)에는 베벨기어(39)가 고정되어 제 3축(8)과 고정된 베벨기어(11)와 맞물리도록 되어 있으며 다른 풀리(36)의 축(40)에 고정된 베벨기어(41)는 제 3리스트(31)와 고정된 축(42)의 베벨기어(43)와 맞물려 있어 제 3축(8)이 회전됨에 따라 동력이 베벨기어(11), (39)와 풀리(35), (36) 그리고 베벨기어(41), (43)를 통해 전달됨과 동시에 감속기(44)에 의해 감속되어 제 3리스트(31)를 회전시키도록 되어 있다.

이와같이 구성된 본 발명의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.

먼저 제 1축(3)이 모터에 의해 회전함에 따라 제 1축(3)과 고정된 제 1리스트(29)가 제 1축(3)의 회전방향과 동일하게 회전된다.

또한 제 2축(7)이 회전하면 제 2축(7)의 끝단에 고정된 베벨기어(10)가 회전되고, 이에따라 그 회전력이 베벨기어(33)→축(32)→감속기(34)를 통해 제 2리스트(30)에 전달되므로 제 2리스트(30)는 축(32)을 중심으로 제 1리스트(29)의 회전방향과 직각되게 회전운동을 하게 된다.

또, 제 3축(8)이 회전하면 종래와 마찬가지로 그 동력이 베벨기어(11)→베벨기어(39)→축(38)→풀리(35)→타이밍벨트(37)→풀리(36)→축(40)→베벨기어(41)→베벨기어(43)→축(42)→감속기(44)를 통해 전달되므로 제 3리스트(31)가 회전되는 것이다.

이상에서와 같이 본 발명은 제 2축(7)의 회전력이 베벨기어(10), (33)를 통해 제 2리스트(30)에 직접 전달될 수 있도록 되어 있으므로 동력전달구조가 간단하게 되고, 이에따라 에너지 손실을 최소화할 수 있게 됨은 물론 로보트의 손목을 콤팩트화 할 수 있게 되는 효과를 가지게 된다.

Claims (1)

1. 로보트암(1)에 제 1축(3)이 일체로 형성된 제 1리스트(29)를 결합하고 상기 제 1축(3) 내부에는 제 2축(7)과 제 3축(8)을 차례로 결합하여 제 3축(8)의 동력이 베벨기어(11), (39)와 타이밍벨트(37)로 연결된 풀리(35), (36)를 통해 베벨기어(41), (43)로 전달되어 제 3리스트(31)를 회전시키도록 된 것에 있어서, 제 1리스트(29)의 외측으로 제 2리스트(30)를 회전가능하게 축(32)으로 결합하여 제 2축(7)의 동력이 베벨기어(10), (33)와 감속기(34)를 통해 제 2리스트(30)로 전달되도록 함을 특징으로 하는 산업용 다관절 로보트의 손목구조.