KR101194316B1

KR101194316B1 - 중공구동모듈

Info

Publication number: KR101194316B1
Application number: KR1020120032907A
Authority: KR
Inventors: 박찬훈; 경진호; 최태용; 도현민; 박동일
Original assignee: 한국기계연구원
Priority date: 2012-03-30
Filing date: 2012-03-30
Publication date: 2012-10-29
Anticipated expiration: 2032-03-30

Abstract

본 발명은 중공구동모듈에 관한 것으로서, 더욱 상세하게 중앙이 관통된 중공형 모터의 회전각도를 검출하는 제1엔코더와, 상기 중공형 모터의 출력 측에 위치된 감속기와 연결되어 감속된 회전각도로 구동되는 제1구동링크의 실제 회전각도를 검출하기 위한 제2엔코더가 상기 중공형 모터의 입력 측, 다시 말해, 상기 중공형 모터의 회전자 측에 위치되어 상기 제1엔코더 및 제2엔코더의 케이블 꼬임현상을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 상기 중공형 모터의 회전각도와 출력 측 회전각도가 모두 측정 가능하여 제어의 정확도를 향상시킬 수 있는 중공구동모듈에 관한 것이다.

Description

중공구동모듈{driving modules with hollowness}

일반적으로 산업용 로봇은 중실형의 감속기, 서보 모터 및 브레이크로 조인트를 구성하고, 도 1에 도시한 바와 같이 상기 서보 모터(10)의 샤프트(20)에 중실형의 회전각 센서(30)를 사용하여 위치 또는 속도를 피드백 받아 제어한다. 그러나 상기의 경우 서보 모터(10)의 파워 라인(40) 및 센서 라인이 로봇 본체(50)의 외부로 드러나게 된다.

최근 로봇을 사용하는 제조업 분야에서는 작업 공정 및 공간의 고밀도화를 위해 로봇의 경량화 및 단순화를 요구하고 있다.

상기 산업용 로봇의 경량, 단순화를 위해서는 로봇의 조인트를 구성하는 감속기(미도시)와 서보 모터(10)가 일체형으로 구성되어 부품을 공용화하고 고밀도로 구성하여 무게 및 체적을 줄여야 하며, 전원공급, 센서 및 각종 유틸리티 라인(70)이 이들 구성품의 축 중심을 관통할 수 있도록 중공형으로 구성할 필요가 있다.

따라서 로봇 공급사는 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이 서보 모터(10), 감속기(미도시) 및 브레이크(미도시)를 일체화하여 부품의 공용화 및 고밀도 배치 설계를 통하여 액츄에이터(80)를 경량, 슬림화함으로써 로봇의 경량화 및 단순화 요구에 대응하려는 움직임을 보이고 있다. 또한, 일체형 액츄에이터(80)의 중심에 홀을 두어 파워 라인(40) 및 유틸리티 라인(70)이 액츄에이터(80)를 통과하도록 설계하여 로봇의 단순화를 꾀하고 있다.

한국등록특허 제0642307호(명칭 : 중공형 모터 감속기)에는 중공형 감속기 본체와 중공형 모터 일체를 각각 별도의 공정으로 조립하여 제조한 중공형 모터 감속기에 대한 발명이 개시된 바 있다.

한편, 상술한 바와 같은 중공형 모터를 이용하여 링크를 구동하기 위한 중공구동모듈은 모터의 회전속도는 늦추고 토크는 증폭하여 출력 측(링크)으로 토크를 전달하기 위해 감속기가 구비된다.

이 때, 상기 중공구동모듈은 이론적으로 모터가 실제로 회전한 각도에 감속기의 감속비를 곱한 값이 정확히 출력 측의 회전각도가 되어야 하지만, 실제로 출력 측으로 토크를 전달하는 과정에서 감속기의 치의 변형이 발생하게 되어 모터가 실제로 회전한 각도에 감속기의 감속비를 곱한 값이 출력 측의 회전각도와 달라진다는 문제점이 있다.

특히, 상기와 같은 문제점은 상기 중공구동모듈이 수직 다관절 로봇과 같이 감속기가 중력 및 관성의 영향을 크게 받는 경우에 더욱 부각될 수밖에 없다.

따라서 모터 측에만 엔코더를 설치한 일반적인 중공구동모듈은 출력 측의 정확한 회전각도를 알 수 없으므로 출력 측의 정밀도를 높이는데 한계가 있다.

한국등록특허 제0642307호(등록일 : 2006년10월27일, 명칭 : 중공형 모터 감속기)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 중앙이 관통된 중공형 모터의 회전각도를 검출하는 제1엔코더와, 상기 중공형 모터의 출력 측에 위치된 감속기와 연결되어 감속된 회전각도로 구동되는 제1구동링크의 실제 회전각도를 검출하기 위한 제2엔코더가 상기 중공형 모터의 입력 측, 다시 말해, 상기 중공형 모터의 회전자 측에 위치되어 상기 제1엔코더 및 제2엔코더의 케이블 꼬임현상을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 상기 중공형 모터의 회전각도와 출력 측 회전각도가 모두 측정 가능하여 제어의 정확도를 향상시킬 수 있는 중공구동모듈을 제공하는 것이다.

본 발명의 중공구동모듈은 고정자(110), 상기 고정자(110)에 대하여 회전하며 중심부가 관통된 회전자(120), 상기 회전자(120)의 관통된 중심부에 배치 결합되며 중앙에 관통된 제1중공부(140)를 갖는 회전샤프트(130)를 포함하여 형성되는 중공형 모터(100); 상기 중공형 모터(100)의 출력 측에 위치한 상기 회전샤프트(130)와 연결되어 상기 회전샤프트(130)의 회전을 감속하며, 중앙에 관통된 제2중공부(210)를 갖는 감속기(200); 상기 감속기(200)의 출력 측과 연결되어 감속된 회전각도로 구동되는 제1구동링크(310); 상기 중공형 모터(100)의 상기 감속기(200)와 연결되는 측과 반대되는 입력 측에 위치하고, 상기 회전샤프트(130)와 연결되어 상기 중공형 모터(100)의 회전각도를 검출하며, 중앙에 관통된 제3중공부(410)를 갖는 제1엔코더(400); 상기 제1엔코더(400)의 상기 중공형 모터(100)와 연결되는 측과 반대되는 측에 위치하고, 중앙에 관통된 제4중공부(510)를 가지며, 상기 제1 내지 제4중공부(510)에 삽입되어 배치되는 원통형의 연결파이프(600)에 의해 상기 제4중공부(510) 및 상기 감속기(200)의 출력 측이 연결되어 감속기(200)의 출력 회전각도를 검출하는 제2엔코더(500); 를 포함하여 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 감속기(200)는 하모닉 감속기(200)이며, 상기 제1구동링크(310)와 연결되며, 동체 개구부 측 외주면에 기어 치형이 형성된 컵형의 플렉스 스플라인(220); 상기 플렉스 스플라인(220)의 외주면 기어 치형에 대응하여 내주면 기어 치형이 형성된 서큘러 스플라인(230); 상기 플렉스 스플라인(220)에 개구부 내주면에 결합되며 상기 중공형 모터(100)의 출력 측에 위치한 상기 회전샤프트(130)와 연결된 웨이브 제너레이터(240); 를 포함하여 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 중공구동모듈(1)은 내륜이 상기 감속기(200)의 서큘러 스플라인(230)에 연결되며, 외륜이 상기 제1구동링크(310)에 연결되는 크로스롤러베어링(710)을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 중공구동모듈(1)은 상기 제3중공부(410) 및 제4중공부(510)의 직경이 동일하되, 상기 제3중공부(410)와 연결파이프(600) 사이에 상기 연결파이프(600) 외주면의 직경보다 큰 내주면을 갖는 제1링부(810)를 포함하며, 상기 제4중공부(510)와 연결파이프(600) 사이에 상기 연결파이프(600) 외주면의 직경과 동일한 내주면을 갖는 제2링부(820)를 포함하여 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 중공구동모듈(1)은 상기 연결파이프(600)의 외주면과, 상기 제4중공부(510) 및 제2링부(820)의 내주면이 서로 접하여 결합되며, 상기 연결파이프(600)의 외주면과, 상기 회전샤프트(130) 및 제1링부(810)의 내주면 사이에 이격되는 공간부가 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 중공구동모듈(1)은 상기 연결파이프(600)의 흔들림이 방지되도록 내륜이 상기 연결파이프(600)와 연결되는 제1베어링(720)을 포함하며, 상기 회전샤프트(130)의 흔들림이 방지되도록 내륜이 상기 회전샤프트(130)와 연결되는 제2베어링(730)을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 중공구동모듈(1)은 상기 제1엔코더(400) 및 제2엔코더(500)의 케이블은 상기 연결파이프(600) 내부로 배선되는 것을 특징으로 한다.

또, 상기 중공구동모듈(1)은 로봇의 관절에 적용되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 중공구동모듈은 중앙이 관통된 중공형 모터의 회전각도를 검출하는 제1엔코더와, 상기 중공형 모터의 출력 측에 위치된 감속기와 연결되어 감속된 회전각도로 구동되는 제1구동링크의 실제 회전각도를 검출하기 위한 제2엔코더가 상기 중공형 모터의 입력 측, 다시 말해, 상기 중공형 모터의 회전자 측에 위치되어 상기 제1엔코더 및 제2엔코더의 케이블 꼬임현상을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 상기 중공형 모터의 회전각도와 출력 측 회전각도가 모두 측정 가능하여 제어의 정확도를 향상시킨다는 장점이 있다.

또한, 본 발명의 중공구동모듈은 중앙이 관통된 중공형 모터를 사용함으로써, 연속적으로 링크들이 연결되어 있으며, 회전축마다 구동모듈이 들어 있는 로봇에 적용할 경우, 로봇 전체의 무게를 획기적으로 줄일 수 있으며, 각 구동모듈의 케이블을 중앙으로 통과시킬 수 있어 케이블의 손상 및 꼬임을 방지할 수 있고, 외형적으로 더 깔끔해질 수 있다.

더불어, 본 발명의 중공구동모듈은 중공형 모터의 회전각도와 출력 측 회전각도가 모두 측정 가능하도록 두 개의 엔코더를 사용하되, 엔코더를 모터의 입력 측에 배치함으로써, 상용화된 일반적인 엔코더를 사용할 수 있을 뿐만 아니라, 두 개의 엔코더를 하나의 모듈로 모듈화가 가능하여 제작비용을 절감시키고, 사용의 편리함을 향상시킬 수 있다.

도 1은 종래의 서보 모터와 회전각 센서 구동 메커니즘을 도시한 도면.
도 2는 다관절 로봇의 개념도를 도시한 도면.
도 3은 본 발명에 따른 중공구동모듈을 나타낸 횡단면도.
도 4는 본 발명에 따른 중공구동모듈의 감속기를 나타낸 횡단면도.
도 5는 본 발명에 따른 중공구동모듈에서 연결파이프가 분리된 상태를 나타낸 횡단면도.
도 6은 본 발명에 따른 중공구동모듈의 구성도.

이하, 상술한 바와 같은 본 발명에 따른 중공구동모듈의 실시예를 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 1은 종래의 서보 모터와 회전각 센서 구동 메커니즘을 도시한 도면이고, 도 2는 다관절 로봇의 개념도를 도시한 도면이며, 도 3은 본 발명에 따른 중공구동모듈을 나타낸 횡단면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 중공구동모듈의 감속기를 나타낸 횡단면도이며, 도 5는 본 발명에 따른 중공구동모듈에서 연결파이프가 분리된 상태를 나타낸 횡단면도이고, 도 6은 본 발명에 따른 중공구동모듈의 구성도이다.

실시예1

실시예 1은 본 발명에 따른 중공구동모듈(1)의 일실시예에 관한 것이다.

본 발명의 중공구동모듈(1)은 크게 중공형 모터(100), 감속기(200), 제1구동링크(310), 제1엔코더(400) 및 제2엔코더(500)를 포함하여 형성된다.

상기 중공형 모터(100)는 고정자(110)와, 상기 고정자(110)에 대하여 회전하며 중심부가 관통된 회전자(120)와, 상기 회전자(120)의 관통된 중심부에 배치 결합되며 중앙에 관통된 제1중공부(140)를 갖는 회전샤프트(130)를 포함하여 형성된다.

상기 회전자(120)에는 전자력이 발생되도록 코일이 감겨져 있으며, 코일에 전류가 흐르도록 양 끝단이 전원과 연결된다.

상기 감속기(200)는 상기 중공형 모터(100)의 출력 측에 위치한 상기 회전샤프트(130)와 연결되어 상기 회전샤프트(130)의 회전을 감속하며, 중앙에 관통되어 형성된 제2중공부(210)를 포함한다.

상기 제1엔코더(400)는 상기 중공형 모터(100)의 상기 감속기(200)와 연결되는 측과 반대되는 입력 측에 위치하고, 상기 회전샤프트(130)와 연결되어 상기 중공형 모터(100)의 회전각도를 검출하며, 중앙에 관통된 제3중공부(410)를 갖는다.

상기 제2엔코더(500)는 상기 제1엔코더(400)의 상기 중공형 모터(100)와 연결되는 측과 반대되는 측에 위치하고, 중앙에 관통된 제4중공부(510)를 가지며, 상기 제1 내지 제4중공부(510)에 삽입되어 배치되는 원통형의 연결파이프(600)에 의해 상기 제4중공부(510) 및 상기 감속기(200)의 출력 측이 연결되어 감속기(200)의 출력 회전각도를 검출한다.

한편, 상기 감속기(200)는 하모닉 감속기(200) 일 수 있으며, 상기 제1구동링크(310)와 연결되며, 동체 개구부 측 외주면에 기어 치형이 형성된 컵형의 플렉스 스플라인(220); 상기 플렉스 스플라인(220)의 외주면 기어 치형에 대응하여 내주면 기어 치형이 형성된 서큘러 스플라인(230); 상기 플렉스 스플라인(220)에 개구부 내주면에 결합되며 상기 중공형 모터(100)의 출력 측에 위치한 상기 회전샤프트(130)와 연결된 웨이브 제너레이터(240); 를 포함하여 형성될 수 있다.

도 4를 참고로 하여 자세히 설명하면, 상기 웨이브 제너레이터(240)는 타원형상의 캠 외주에 내ㆍ외륜이 유연한 볼베어링이 끼워져 구성되고, 상기 플렉스 스플라인(220)의 동체 개구부 내측에 결합된다.

상기 볼베어링은 내륜과 외륜, 그리고 내ㆍ외륜 사이에 다수의 볼로 구성되며, 외륜은 플렉스 스플라인(220)이 결합된다. 타원형 캠과 베어링으로 구성되는 상기 플렉스 스플라인(220)은 동체의 개구부 측 외주면에 치형(기어 이빨)이 형성되고, 개구부 타단부의 보스(boss)에 출력축이 연결된다.

상기 서큘러 스플라인(230)은 강성의 링 형상으로서, 상기 플렉스 스플라인(220)의 외주면 기어에 상응하도록 내주면에 상기 플렉스 스플라인(220)의 치형과 맞물리는 치형이 형성되고, 서큘러 스플라인(230)은 제2구동링크(320)에 고정된다.

상술한 바와 같이 구성된 상기 감속기(200)는 입력 축, 즉 상기 중공형 모터(100)의 출력 측에 위치한 상기 회전 샤프트와 연결된 타원형상의 캠이 소정 속도로 회전하면 상기 볼베어링 내륜이 회전되고, 타원형상의 캠 장축이 상기 볼베어링을 외측으로 밀어내면 상기 플렉스 스플라인(220)의 외주면에 형성된 치형이 외측으로 밀려져서 상가 서큘러 스플라인(230)의 치형과 맞물리게 된다. 따라서 상기 웨이브 제너레이터(240)의 캠이 시계방향으로 1회전하는 경우, 상기 서큘러 스플라인(230)의 기어 이빨 수보다 작은 수의 기어 이빨 수를 갖는 상기 플렉스 스플라인(220)은 반시계 방향으로 기어 이빨 수 차이만큼 회전되어 감속이 이루어진다.

이에 따라, 상기 감속기(200)의 출력 측인 상기 플렉스 스플라인(220)과 연결되는 제1구동링크(310)는 상기 감속기(200)의 감속비만큼 감속되어 구동된다.

이 때, 본 발명의 중공구동모듈(1)은 상기 감속기(200)의 플렉스 스플라인(220) 및 제1구동링크(310)에 모터의 회전토크 이외의 외력이나 외부 모멘트가 인가되지 않도록 내륜이 상기 감속기(200)의 서큘러 스플라인(230)에 연결되며, 외륜이 상기 제1구동링크(310)에 연결되는 크로스롤러베어링(710)을 더 포함하여 형성된다.

또한, 본 발명의 중공구동모듈(1)은 상기 연결파이프(600)의 흔들림이 방지되도록 내륜이 상기 연결파이프(600)와 연결되는 제1베어링(720)을 포함하며, 상기 회전샤프트(130)의 흔들림이 방지되도록 내륜이 상기 회전샤프트(130)와 연결되는 제2베어링(730)을 포함하여 형성되는 것이 바람직하다. 상기 제1베어링(720) 및 제2베어링(730)은 일반적인 롤베어링일 수 있다.

한편, 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 중공구동모듈(1)은 상기 제3중공부(410) 및 제4중공부(510)의 직경이 동일한 제1엔코더(400) 및 제2엔코더(500)를 사용하되, 상기 제3중공부(410)와 연결파이프(600) 사이에 상기 연결파이프(600) 외주면의 직경보다 큰 내주면을 갖는 제1링부(810)를 포함하며, 상기 제4중공부(510)와 연결파이프(600) 사이에 상기 연결파이프(600) 외주면의 직경과 동일한 내주면을 갖는 제2링부(820)를 포함하여 형성될 수 있다.

이에 따라, 본 발명의 중공구동모듈(1)은 동일한 종류 및 크기의 상기 제1엔코더(400) 및 제2엔코더(500)를 사용할 수 있으며, 일반적으로 사용되는 엔코더를 구입하여 적용할 수 있어 주문제작할 필요가 없다는 장점이 있다.

도 3 및 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 중공구동모듈(1)은 상기 연결파이프(600)의 외주면과, 상기 제2중공부(210) 및 제2링부(820)의 내주면이 서로 접하여 결합되고, 상기 연결파이프(600)의 외주면과, 상기 회전샤프트(130) 및 제1링부(810)의 내주면 사이에 이격되는 공간부가 형성될 수 있다. 이를 통해, 본 발명의 중공구동모듈(1)은 상기 연결파이프(600)가 상기 중공형 모터(100) 및 제1엔코더(400)와는 일정거리 이격되어 배치됨으로써 원활하게 회전될 수 있도록 할 뿐만 아니라, 회전시 발생될 수 있는 마찰 및 마모를 방지하고, 상기 제2엔코더(500)만 결합되어 같이 회전되도록 할 수 있다.

도 2를 참고로 본 발명의 중공구동모듈(1)의 전체적인 구조를 설명하면,

상기 중공형 모터(100), 제1엔코더(400) 및 제2엔코더(500)는 상기 제1중공부(140), 제3중공부(410) 및 제4중공부(510)가 서로 연통되도록 축방향으로 배치되며, 모터하우징(910) 및 엔코더하우징(930) 내부에 수용될 수 있다.

상기 모터하우징(910) 및 엔코더하우징(930)은 컵형이며, 상기 엔코더하우징(930)의 컵 바닥면이 상기 모터하우징(910)의 개구된 측에 장착되어 결합될 수 있다.

이 때, 상기 모터하우징(910) 및 엔코더하우징(930)은 일체로 형성될 수도 있으며, 상기 중공형 모터(100), 제1엔코더(400) 및 제2엔코더(500)가 내부에 장착되어 배치될 수 있다면 다양한 형태로 변경실시 가능하다.

상기 감속기(200)는 상기 제2중공부(210)가 상기 중공형 모터(100)의 제1중공부(140)와 연통되도록 축방향으로 배치되며, 감속기하우징(920) 내부에 수용될 수 있다. 상기 감속기(200)의 서큘러 스플라인(230)은 상기 감속기하우징(920)을 통해 상기 크로스롤러베어링(710)의 내륜과 결합되어 연결되며, 상기 감속기하우징(920)은 상기 모터하우징(910) 및 제2구동링크(320)와 결합되어 상기 크로스롤러베어링(710)의 내륜을 단단히 지지하게 된다.

상기 제1구동링크(310)는 상기 감속기(200)의 출력 측, 즉 상기 플렉스 스플라인(220)에 연결되어 토크를 전달받고, 외측이 상기 크로스롤러베어링(710)의 외륜에 연결되어 지지될 수 있다.

상기 연결파이프(600)는 상기 회전샤프트(130) 내부에 삽입되며, 일측이 상기 플렉스 스플라인(220)과 결합되고, 타측이 제2엔코더(500)와 결합된다. 이 때, 상기 연결파이프(600)는 접착제에 의해 결합될 수도 있으며, 그 외에도 다양한 결합 수단을 통해 결합될 수 있다.

상기 제1엔코더(400) 및 제2엔코더(500)의 케이블은 상기 연결파이프(600) 내부로 배선될 수 있으며, 이 외에도 모터 및 감속기(200)에 등의 모든 케이블도 상기 연결파이프(600) 내부로 배선될 수 있다.

상기 중공구동모듈(1)은 연속적으로 링크들이 연결되어 있으며, 회전축마다 구동모듈이 들어 있는 로봇에 적용되어 로봇 전체의 무게를 획기적으로 줄일 수 있으며, 각 구동모듈의 케이블을 중앙으로 통과시킬 수 있어 케이블의 손상 및 꼬임을 방지할 수 있고, 외형적으로 더 깔끔해질 수 있다.

특히, 본 발명의 중공구동모듈(1)은 상기 중공형 모터(100)의 출력 측에 위치된 감속기(200)와 연결되어 감속된 회전각도로 구동되는 제1구동링크(310)의 실제 회전각도를 검출하기 위한 제2엔코더(500)가 상기 중공형 모터(100)의 입력 측, 다시 말해, 상기 중공형 모터(100)의 회전자(120) 측에 위치되어 상기 제1엔코더(400) 및 제2엔코더(500)의 케이블 꼬임현상을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 상기 중공형 모터(100)의 회전각도와 출력 측 회전각도가 모두 측정 가능하여 제어의 정확도를 향상시킨다는 장점이 있다.

더불어, 본 발명의 중공구동모듈(1)은 중공형 모터(100)의 회전각도와 출력 측 회전각도가 모두 측정 가능하도록 두 개의 엔코더를 사용하되, 엔코더를 모터의 입력 측에 배치함으로써, 상용화된 일반적인 엔코더를 사용할 수 있을 뿐만 아니라, 두 개의 엔코더를 하나의 모듈로 모듈화가 가능하여 제작비용을 절감시키고, 사용의 편리함을 향상시킬 수 있다.

실시예2

실시예2는 본 발명의 중공구동모듈(1)이 작동되는 일실시예에 관한 것이다.

도 6을 참고로 상기 중공형 모터(100)가 6000rpm으로 회전하고, 상기 감속기(200)의 감속비가 1/100일 경우에 대해 설명하면,

상기 감속기(200)는 상기 중공형 모터(100)를 감속시켜 출력 측에 연결된 상기 제1구동링크(310)가 60rpm으로 회전하도록 한다.

이 때, 상기 감속기(200)의 실제 회전각도가 측정되도록 연결된 상기 제2엔코더(500)에서는 이상적인 경우 60rpm이 검출되며, 아닐 경우에는 그 이상 또는 그 이하가 검출된다.

이와 마찬가지로, 상기 중공형 모터(100)의 실제 회전각도가 측정되도록 연결된 상기 제1엔코더(400)에서는 이상적인 경우, 6000rpm의 회전각도가 검출된다.

본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.

1 : 중공구동모듈
100 : 중공형 모터
110 : 고정자 120 : 회전자
130 : 회전샤프트 140 : 제1중공부
200 : 감속기
210 : 제2중공부 220 : 플렉스 스플라인
230 : 서큘러 스플라인 240 : 웨이브 제너레이터
310 : 제1구동링크 320 : 제2구동링크
400 : 제1엔코더 410 : 제3중공부
500 : 제2엔코더 510 : 제4중공부
600 : 연결파이프
710 : 크로스롤러베어링 720 : 제1베어링
730 : 제2베어링
810 : 제1링부 820 : 제2링부
910 : 모터하우징 920 : 감속기하우징
930 : 엔코더하우징

Claims

고정자(110), 상기 고정자(110)에 대하여 회전하며 중심부가 관통된 회전자(120), 상기 회전자(120)의 관통된 중심부에 배치 결합되며 중앙에 관통된 제1중공부(140)를 갖는 회전샤프트(130)를 포함하여 형성되는 중공형 모터(100);
상기 중공형 모터(100)의 출력 측에 위치한 상기 회전샤프트(130)와 연결되어 상기 회전샤프트(130)의 회전을 감속하며, 중앙에 관통된 제2중공부(210)를 갖는 감속기(200);
상기 감속기(200)의 출력 측과 연결되어 감속된 회전각도로 구동되는 제1구동링크(310);
상기 중공형 모터(100)의 상기 감속기(200)와 연결되는 측과 반대되는 입력 측에 위치하고, 상기 회전샤프트(130)와 연결되어 상기 중공형 모터(100)의 회전각도를 검출하며, 중앙에 관통된 제3중공부(410)를 갖는 제1엔코더(400);
상기 제1엔코더(400)의 상기 중공형 모터(100)와 연결되는 측과 반대되는 측에 위치하고, 중앙에 관통된 제4중공부(510)를 가지며, 상기 제1 내지 제4중공부(510)에 삽입되어 배치되는 원통형의 연결파이프(600)에 의해 상기 제4중공부(510) 및 상기 감속기(200)의 출력 측이 연결되어 감속기(200)의 출력 회전각도를 검출하는 제2엔코더(500); 를 포함하며,
상기 제3중공부(410) 및 제4중공부(510)의 직경이 동일하되,
상기 제3중공부(410)와 연결파이프(600) 사이에 상기 연결파이프(600) 외주면의 직경보다 큰 내주면을 갖는 제1링부(810)를 포함하며,
상기 제4중공부(510)와 연결파이프(600) 사이에 상기 연결파이프(600) 외주면의 직경과 동일한 내주면을 갖는 제2링부(820)를 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 중공구동모듈(1).
제 1항에 있어서,
상기 감속기(200)는 하모닉 감속기(200)이며,
상기 제1구동링크(310)와 연결되며, 동체 개구부 측 외주면에 기어 치형이 형성된 컵형의 플렉스 스플라인(220);
상기 플렉스 스플라인(220)의 외주면 기어 치형에 대응하여 내주면 기어 치형이 형성된 서큘러 스플라인(230);
상기 플렉스 스플라인(220)에 개구부 내주면에 결합되며 상기 중공형 모터(100)의 출력 측에 위치한 상기 회전샤프트(130)와 연결된 웨이브 제너레이터(240); 를 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 중공구동모듈(1).
제 2항에 있어서,
상기 중공구동모듈(1)은
내륜이 상기 감속기(200)의 서큘러 스플라인(230)에 연결되며,
외륜이 상기 제1구동링크(310)에 연결되는 크로스롤러베어링(710)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 중공구동모듈(1).
삭제
제 2항에 있어서,
상기 중공구동모듈(1)은
상기 연결파이프(600)의 외주면과, 상기 제4중공부(510) 및 제2링부(820)의 내주면이 서로 접하여 결합되며,
상기 연결파이프(600)의 외주면과, 상기 회전샤프트(130) 및 제1링부(810)의 내주면 사이에 이격되는 공간부가 형성되는 것을 특징으로 하는 중공구동모듈(1).
제 1항에 있어서,
상기 중공구동모듈(1)은
상기 연결파이프(600)의 흔들림이 방지되도록 내륜이 상기 연결파이프(600)와 연결되는 제1베어링(720)을 포함하며,
상기 회전샤프트(130)의 흔들림이 방지되도록 내륜이 상기 회전샤프트(130)와 연결되는 제2베어링(730)을 포함하는 것을 특징으로 하는 중공구동모듈(1).
제 1항에 있어서,
상기 중공구동모듈(1)은
상기 제1엔코더(400) 및 제2엔코더(500)의 케이블은 상기 연결파이프(600) 내부로 배선되는 것을 특징으로 하는 중공구동모듈(1).
제 1항, 2항, 3항, 5항, 6항 및 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 중공구동모듈(1)은
로봇의 관절에 적용되는 것을 특징으로 하는 중공구동모듈(1).