KR102174924B1

KR102174924B1 - 회전운동 전달 메카니즘이 구비된 병렬로봇

Info

Publication number: KR102174924B1
Application number: KR1020190102580A
Authority: KR
Inventors: 김한성; 김기성
Original assignee: 경남대학교 산학협력단
Priority date: 2019-08-21
Filing date: 2019-08-21
Publication date: 2020-11-05
Anticipated expiration: 2039-08-21

Abstract

본 발명은 엔드이펙터에 회전운동이 가능하도록 회전운동 전달 메카니즘을 구비된 병렬로봇에 관한 것으로, 기준프레임과, 엔드이펙터가 구비된 구동프레임과, 중동링크 및 한 쌍의 평행한 수동링크를 구비하는 복수의 구동링크부와, 상기 구동링크부 각각의 주동링크에 동력을 전달하는 복수의 제1 엑추에이터와, 상기 구동프레임에 구비된 상기 엔드이펙터에 1 자유도 이상의 회전운동을 전달하도록 상기 구동링크부 중 적어도 어느 하나 이상에 설치되는 회전운동전달부를 포함하고, 상기 회전운동전달부는, 제2 엑추에이터로부터 회전력을 전달받아 회전하는 주동회전축과, 상기 구동링크부 중 한 쌍의 평행한 상기 수동링크 사이에 평행하게 위치하면서 한 쌍의 상기 수동링크와 함께 평행링크 운동을 하고, 일단이 상기 주동회전축의 타단으로부터 회전력을 전달받아 회전하는 회전운동전달링크와, 상기 구동링크부의 주동링크 내부에 설치되고, 상기 주동회전축의 타단으로부터 상기 회전운동전달링크의 일단에 회전력을 전달하는 제1 동력전달수단과, 상기 구동프레임에 설치되고, 상기 회전운동전달링크의 타단으로부터 상기 엔드이펙터에 회전력을 전달하는 제2 동력전달수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

회전운동 전달 메카니즘이 구비된 병렬로봇{PARALLEL ROBOT HAVING TRANSMISSION MECHANISM OF ROTATIONAL MOTION}

본 발명은 병렬로봇에 관한 것으로, 보다 상세하게는 엔드이펙터에 회전운동이 가능하도록 회전운동 전달 메카니즘이 구비된 병렬로봇에 관한 것이다.

현재 산업 현장에서는 다양한 로봇을 이용하여 많은 부분에서 작업의 자동화가 이루어져 왔다. 원활한 작업의 자동화를 위해서는 로봇의 움직임을 정밀하게 제어할 수 있어야 한다는 것이 기본적인 조건이 되며, 이외에도 작업 내용이나 환경에 따른 여러 조건들을 충족시킬 수 있도록 로봇이 설계되어 사용되고 있다.

이와 같이 산업 현장에서 사용되는 로봇에 있어서, 직렬로봇(Serial Robot)이 더욱 많은 분야에서 사용되고 있고, 이러한 직렬로봇은 구동장치를 포함한 링크들이 연속적으로 연결되어 최종의 엔드이펙터(end-effector)가 다수의 자유도를 구사하는 로봇으로 큰 작업 공간에서 사용되기 적절하며, 상대적으로 제작 및 운용에 드는 비용이 저렴하고, 다양한 작업에 적용될 수 있는 유연성을 가지는 등의 장점이 있다.

종래에 널리 사용되고 있는 직렬로봇의 경우 제조 및 조립 공정에서 야기된 기구학적 오차를 다루기가 상대적으로 쉽다는 장점이 있다. 그러나, 정밀도와 연관된 강성을 향상시키는 것은 매우 어려운데, 예를 들어 동일한 작업 공간을 유지하면서 강성을 증가시키는 것은 기계 구조에 사용된 재료의 양을 증가시키는 것을 의미하는바 비용의 증가를 직접적으로 초래하며, 또한 무게의 증가에 따라 엑추에이터, 관절 및 동력전달수단 등에 더 높은 사양이 요구되기 때문에 공학적 어려움과 비용 증가를 야기하게 된다.

갈수록 더 높은 정밀도가 요구되고 있는 산업 현장에서, 이와 같이 직렬로봇의 한계가 점차 드러나고 있고, 이러한 문제점을 해소하기 위하여 다른 형태의 로봇 설계가 이루어져 왔다. 그 중 한 예가 병렬로봇(Parallel Robot)으로, 병렬로봇은 본질적으로 무게의 증가가 거의 없이 강성을 크게 향상시킬 수 있으며, 이에 따라 정밀도 역시 높일 수 있다는 장점을 갖는다.

즉, 병렬로봇은 제한된 작업공간 내에서 제품이나 부품을 고속으로 이송하는데 주로 사용되는 것으로서, 링크부의 개수의 개수에 따라 3개인 델타(delta)형 병렬로봇 또는 4개인 쿼트로(quattro)형 병렬 로봇 등으로 불린다.

병렬로봇의 일반적인 구조는 도 1에 도시된 바와 같이 기준프레임(10), 구동프레임(20) 및 기준프레임(10)과 구동프레임(20)을 연결하는 복수의 링크부(30)를 포함하며, 구동프레임(20)에는 엔드이펙터(40)가 구비된다. 도면상 링크부(30)가 3개인 델타형 병렬로봇으로서, 각각의 링크부(30)의 구조는 동일하다. 즉, 링크부(30)는 주동링크(31)와 2개의 수동링크(32, 33)를 포함하고, 주동링크(31)의 일단은 기준프레임(10)에 설치된 엑추에이터(11)와 연결된다. 이때, 2개의 수동링크(32, 33)의 각 일단은 주동링크(31)의 타단에 볼조인트 결합되고, 각 타단은 구동프레임(20)에 볼조인트 결합되면서 평행사변형 링크구조를 가진다. 따라서, 각각의 링크부(30)는 각각의 주동링크(31)와 연결된 엑추에이터(11)에 의해 개별적으로 제어되며, 구동프레임(20)은 기준프레임(10)를 기준으로 3축 이동을 통해 위치결정이 가능해진다.

그런데, 이러한 병렬로봇은 구동프레임의 3축 직선이동만이 가능하므로 최근에는 엔드이펙터(40)에 회전운동을 전달할 수 있도록 회전운동 전달 메카니즘이 구비된 다양한 병렬로봇이 소개되고 있다.

예컨대, 일본공표특허공보 제2002-532269호 및 본 출원인이 출원 및 등록한 한국등록특허공보 제10-1383878호와 같이 기준프레임(10)를 관통하는 신축 가능한 별도의 회전전달링크부를 구비하는 구조인데, 회전전달링크부의 길이에 의해 구동프레임(20)의 이동이 제한되는 등의 문제가 있다. 또한, 미국특허공보 제4976582호나 일본공개특허공보 제2011-88262호와 같이 구동프레임(20)이나 수동링크(32, 33)에 엔드이펙터(40)를 회전시키는 별도의 회전엑추에이터를 직접 설치하는 등의 구조는 구동프레임(20)의 가감속 성능이 크게 저하되고, 구동프레임(20)를 이동시키는 엑추에이터(11)에 걸리는 부하가 커진다는 문제가 있다.

한편, 한국등록특허공보 제10-1269187호의 '와이어로프를 이용하여 추가 자유도를 부여한 병렬 링크 로봇'의 경우에는 와이어로프를 이용해 엔드이펙터에 회전운동을 전달하고자 한다. 그러나, 와이어로프의 경우에는 첫째, 꺾이는 지점마다 가이드풀리가 설치되어야 하므로 공간활용성 저하 및 조립이나 설치에 큰 어려움이 있고, 둘째 와이어로프 자체가 동력전달에 있어서나 자체적인 신축성에 의해 정밀제어에는 전혀 맞지가 않다는 문제가 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명의 목적은, 엔드이펙터에 회전운동이 가능하도록 회전운동 전달 메카니즘을 구비하되, 조립이나 설치가 용이하고, 구동프레임의 가감속 성능을 저하시키지 않으면서도 정밀한 제어를 달성할 수 있는 회전운동 전달 메카니즘이 구비된 병렬로봇을 제공하는 데 있다.

또한, 이러한 병렬로봇이 직선방향으로의 확장된 작업영역을 가지도록 기준프레임을 고정시키지 않고, 직선이동 가능하게 슬라이딩하도록 구성하며, 각 링크부의 구동원인 복수의 엑추에이터를 분리 설치하여 하중을 최소화함으로써 정밀도를 향상시키고, 구동프레임의 이송속도를 보다 고속으로 수행할 수 있는 회전운동 전달 메카니즘이 구비된 병렬로봇을 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 회전운동 전달 메카니즘이 구비된 병렬로봇의 제1 실시예는, X-Y-Z의 3축으로 된 기준좌표계의 기준원점이 정의되는 기준프레임과, 상기 기준프레임으로부터 이격되어 이동 가능하게 설치되고, x-y-z의 3축으로 된 구동좌표계의 구동원점이 정의되며, 엔드이펙터가 구비된 구동프레임과, 상기 기준프레임과 상기 구동프레임을 연결하고, 각각이 상기 기준프레임에 대하여 1자유도를 갖는 주동링크 및 상기 주동링크와 상기 구동프레임을 연결하는 한 쌍의 평행한 수동링크를 구비하는 복수의 구동링크부와, 상기 기준프레임에 각각 설치되고, 상기 구동링크부 각각의 주동링크에 동력을 전달하는 복수의 제1 엑추에이터와, 상기 구동프레임에 구비된 상기 엔드이펙터에 1 자유도 이상의 회전운동을 전달하도록 상기 구동링크부 중 적어도 어느 하나 이상에 설치되는 회전운동전달부를 포함하고, 상기 회전운동전달부는, 상기 구동링크부의 주동링크 내부에 고정 설치된 제2 엑추에이터와, 상기 구동링크부의 주동링크 내부에 회전 가능하게 설치되고, 일단이 상기 제2 엑추에이터로부터 회전력을 전달받아 회전하는 주동회전축과, 상기 구동링크부 중 한 쌍의 평행한 상기 수동링크 사이에 평행하게 위치하면서 한 쌍의 상기 수동링크와 함께 평행링크 운동을 하고, 일단이 상기 주동회전축의 타단으로부터 회전력을 전달받아 회전하는 회전운동전달링크와, 상기 구동링크부의 주동링크 내부에 설치되고, 상기 주동회전축의 타단으로부터 상기 회전운동전달링크의 일단에 회전력을 전달하는 제1 동력전달수단과, 상기 구동프레임에 설치되고, 상기 회전운동전달링크의 타단으로부터 상기 엔드이펙터에 회전력을 전달하는 제2 동력전달수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1 동력전달수단은, 상기 주동회전축의 타단에 결합되어 함께 회전하는 제1 주동베벨기어와, 일단에 상기 제1 주동베벨기어와 치합되어 회전하는 제1 종동베벨기어가 구비되고, 타단이 상기 주동링크의 외부로 돌출되어 상기 회전운동전달링크의 일단과 제1 유니버셜조인트를 매개로 결합되는 제1 베벨기어축을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제2 동력전달수단은, 일단이 상기 회전운동전달링크의 타단과 제2 유니버셜조인트를 매개로 결합되고, 타단에 구비된 제2 종동베벨기어가 상기 구동프레임의 내부로 삽입되어 회전 가능하게 지지되는 제2 베벨기어축과, 상기 구동프레임의 내부에 회전 가능하게 설치되고, 상기 제2 종동베벨기어와 치합되어 회전하는 제3 종동베벨기어와, 상기 제3 종동베벨기어의 회전력을 상기 구동프레임에 구비된 상기 엔드이펙터에 회전운동으로 전달하는 기어연결 메카니즘을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 구동링크부는, 3개의 델타형 구조이고, 상기 회전운동전달부는, 상기 구동프레임에 구비된 상기 엔드이펙터에 3 자유도의 회전운동을 전달하도록 상기 구동링크부 각각에 설치되는 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명에 따른 회전운동 전달 메카니즘이 구비된 병렬로봇의 제2 실시예는, 서로 마주보도록 이격되어 고정 설치된 한 쌍의 제1 및 제2 고정베이스와, 양단이 각각 상기 제1 및 제2 고정베이스에 회전 가능하게 결합되고, 직선구동엑추에이터로부터 동력을 전달받아 회전하는 장형의 볼스크류와, 각각의 양단이 상기 제1 및 제2 고정베이스에 회전 가능하게 결합되고, 각각이 복수의 회전구동엑추에이터로부터 동력을 각각 전달받아 회전하며, 각각의 외주면에 길이방향을 따라 볼스플라인이 함몰 형성된 복수의 볼스플라인가이드봉과, 상기 볼스크류와 결합되는 볼너트가 고정 결합되고, 상기 볼스플라인가이드봉 각각과 결합되는 복수의 볼스플라인너트가 각각 회전 가능하게 결합되며, 상기 볼스크류의 회전운동을 전달받아 상기 제1 및 제2 고정베이스 사이를 직선 이동하는 기준프레임과, 상기 기준프레임으로부터 이격되어 이동 가능하게 설치되고, 엔드이펙터가 구비된 구동프레임과, 상기 기준프레임과 상기 구동프레임을 연결하고, 각각이 상기 기준프레임에 구비된 각각의 볼스프라인너트로부터 회전력을 전달받아 회전운동을 하는 주동링크 및 상기 주동링크와 상기 구동프레임을 연결하는 한 쌍의 평행한 수동링크를 구비하는 복수의 구동링크부와, 상기 구동프레임에 구비된 상기 엔드이펙터에 1 자유도 이상의 회전운동을 전달하도록 상기 구동링크부 중 적어도 어느 하나 이상에 설치되는 회전운동전달부를 포함하여 이루어진다.

또한, 상기 회전운동전달부는, 상기 구동링크부의 주동링크 내부에 고정 설치된 제2 엑추에이터와, 상기 구동링크부의 주동링크 내부에 회전 가능하게 설치되고, 일단이 상기 제2 엑추에이터로부터 회전력을 전달받아 회전하는 주동회전축과, 상기 구동링크부 중 한 쌍의 평행한 상기 수동링크 사이에 평행하게 위치하면서 한 쌍의 상기 수동링크와 함께 평행링크 운동을 하고, 일단이 상기 주동회전축의 타단으로부터 회전력을 전달받아 회전하는 회전운동전달링크와, 상기 구동링크부의 주동링크 내부에 설치되고, 상기 주동회전축의 타단으로부터 상기 회전운동전달링크의 일단에 회전력을 전달하는 제1 동력전달수단과, 상기 구동프레임에 설치되고, 상기 회전운동전달링크의 타단으로부터 상기 엔드이펙터에 회전력을 전달하는 제2 동력전달수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 회전운동 전달 메카니즘이 구비된 병렬로봇은, 회전운동전달부를 통해 엔드이펙터에 회전운동이 가능하도록 회전운동 전달 메카니즘을 구비하되, 회전운동전달부를 주동회전축 및 회전운동전달링크와 같이 구동링크부에 새로운 방식의 구조를 접목하여 조립이나 설치가 용이하고, 구동프레임(의 가감속 성능을 저하시키지 않으면서도 정밀한 제어를 달성할 수 있다.

특히, 회전운동전달부의 제1 동력전달수단 및 제2 동력전달수단을 통해 주동회전축으로부터 회전운동전달링크를 거쳐 엔드이펙터에 회전운동을 전달할 수 있고, 회전운동전달링크가 구동링크부의 한 쌍의 수동링크와 함께 평행링크 운동이 가능하도록 제1 동력전달수단 및 제2 동력전달수단에 각각 제1 및 제2 유니버셜조인트를 회전운동전달링크의 양단에 개재시키면서 제1 주동 및 제2 내지 제3 베벨기어에 의한 주동회전축 및 엔드이펙터의 기어연결 메카니즘에 회전력 전달이 가능하도록 하여 최종적인 엔드이펙터에 원하는 회전운동을 전달할 수 있는 효과가 있다.

더욱이, 직선방향으로의 확장된 작업영역을 가지면서도 기준프레임을 고정시키지 않고, 직선이동 가능하게 구성하면서 각 구동링크부의 구동원인 복수의 제1 엑추에이터를 기준프레임으로부터 분리하여 제1 고정베이스 또는 제2 고정베이스에 회전구동엑추에이터로 설치하여 하중을 최소화함으로써 정밀도를 향상시키고, 구동프레임의 이송속도를 보다 고속으로 수행할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 병렬로봇을 개략적으로 도시한 사시도이고,
도 2는 본 발명에 따른 회전운동 전달 메카니즘이 구비된 병렬로봇의 제1 실시예를 도시한 사시도이며,
도 3은 도 2의 실시예의 측면도이고,
도 4는 도 2의 실시예 중 단일의 구동링크부, 제1 엑추에이터 및 회전운동전달부를 도시한 요부 사시도이며,
도 5는 도 2의 실시예 중 단일의 구동링크부 및 회전운동전달부를 도시한 요부 사시도이고,
도 6은 도 5의 실시예에서 구동링크부 중 주동링크의 내부에 설치된 제1 동력전달수단을 도시한 요부 절개 사시도이며,
도 7은 도 5의 실시예에서 구동링크부를 배제한 회전운동전달부를 도시한 요부 사시도이고,
도 8은 도 5의 실시예에서 단일의 구동링크부 및 회전운동전달부의 링크 연결관계를 개략적으로 도시한 링크연결도이며,
도 9는 도 2의 실시예 중 구동프레임을 도시한 요부 사시도이고,
도 10 내지 12는 도 9의 실시예에서 구동프레임에 구비된 엔드이펙터의 3 자유도 회전운동 각각을 표현하기 위해 회전운동전달부 중 제2 동력전달수단의 작동과정을 도시한 단면도이며,
도 13은 본 발명에 따른 회전운동 전달 메카니즘이 구비된 병렬로봇의 제2 실시예를 도시한 사시도이고,
도 14는 도 13의 실시예의 평면도이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조로 본 발명에 따른 회전운동 전달 메카니즘이 구비된 병렬로봇의 제1 실시예 및 제2 실시예를 각각 나누어 상세히 설명한다.

먼저, 본 발명에 따른 회전운동 전달 메카니즘이 구비된 병렬로봇의 제1 실시예는, 도 2 내지 12에 도시된 바와 같이 기준프레임(100), 구동프레임(200), 구동링크부(300), 제1 엑추에이터(400) 및 회전운동전달부(500)를 포함하여 이루어지고, 상기 회전운동전달부(500)는 제2 엑추에이터(510), 주동회전축(520), 회전운동전달링크(530), 제1 동력전달수단(540) 및 제2 동력전달수단(550)을 포함한다.

기준프레임(100)은 도 2 및 3에 도시된 바와 같이 X-Y-Z의 3축으로 된 기준좌표계의 기준원점(110)이 정의된다. 보통 기준프레임(100)은 정해진 작업공간의 상부에 고정 설치되는데, 작업좌표계의 원점과 기준프레임(100)의 기준원점(110)의 위치를 일치하도록 설치하는 것이 좋다. 특히, 본 발명에 따른 회전운동 전달 메카니즘이 구비된 병렬로봇의 제1 실시예에서의 기준프레임(100)은 고정 설치되는 고정프레임이다.

구동프레임(200)은 도 2 내지 5, 7 및 9에 도시된 바와 같이 상기 기준프레임(100)으로부터 이격되어 이동 가능하게 설치되고, x-y-z의 3축으로 된 구동좌표계의 구동원점(210)이 정의되며, 엔드이펙터(220)가 구비된다. 구동프레임(200)의 구동좌표계는 상기 기준프레임(100)의 기준좌표계를 기준으로 표현되는 좌표계이다. 즉, 구동좌표계의 구동원점(210)의 위치 이동에 대한 기준을 정의하기 위해 기준프레임(100)의 기준좌표계가 정의되어야 하고, 기준좌표계를 기준으로 구동좌표계의 구동원점(210)의 위치 이동을 확인할 수 있어 제어를 용이하게 한다.

이러한 구동프레임(200)에는 엔드이펙터(220)가 구비되는데, 즉 엔드이펙터(220)는 가공공구(working tool)일 수 있고, 이송을 위해 제품을 파지하는 그리퍼(gripper)일 수 있다. 이러한 엔드이펙터(220)의 구동을 위한 회전운동을 전달하기 위한 메카니즘이 필요하며, 엔드이펙터(220) 자체에 직접 구동엑추에이터를 설치하지 않고, 엔드이펙터(220)의 회전운동을 발생하는 구동엑추에이터를 후술하는 구동링크부(300)에 설치한 후 구동엑추에이터로부터 엔드이펙터(220)에 회전운동을 전달하기 위한 메카니즘을 구현하기 위한 것이 본 발명의 목적이며, 이는 후술하는 회전운동전달부(500)를 통해 달성될 수 있다.

구동링크부(300)는 도 2 내지 5 및 8에 도시된 바와 같이 복수가 구비되어 상기 기준프레임(100)과 구동프레임(200)을 연결하고, 각각이 상기 기준프레임(100)에 대하여 1 자유도를 갖는 주동링크(310) 및 상기 주동링크(310)와 상기 구동프레임(200)을 연결하는 한 쌍의 평행한 수동링크(320)를 구비한다. 이때, 제1 엑추에이터(400)는 역시 복수가 구비되어 상기 기준프레임(100)에 각각 설치되고, 상기 구동링크부(300) 각각의 주동링크(310)에 동력을 전달한다.

상기 구동링크부(300)는 도면상 3개의 델타형 병렬로봇을 도시하고 있으나, 구동링크부(300)의 개수는 4개 또는 5개의 병렬로봇을 구성할 수도 있다. 즉, 구동프레임(200)에 구비되는 엔드이펙터(220)의 필요한 회전운동의 자유도 수에 따라 구동링크부(300)의 수를 정할 수 있는 것이다.

상술한 기준프레임(100), 구동프레임(200), 복수의 구동링크부(300) 및 복수의 제1 엑추에이터(400)의 구조만을 살펴볼 때, 도 1에 도시된 바와 같이 종래의 일반적인 병렬로봇과 동일하므로 제1 엑추에이터(400)의 작동으로 구동링크부(300)의 구동에 의해 기준프레임(100)을 기준으로 구동프레임(200)의 3축 위치이동 과정에 관한 상세한 설명은 생략한다.

본 발명은 앞서 살핀 바와 같이, 상기와 같은 병렬로봇에 있어서 구동프레임(200)에 구비된 엔드이펙터(220)에 회전운동을 전달하기 위한 메카니즘을 구현하기 위한 것으로, 회전운동전달부(500)를 통해 달성될 수 있으며 이러한 회전운동전달부(500)에 대하여 보다 구체적으로 살펴본다.

회전운동전달부(500)는 도 2 내지 12에 도시된 바와 같이 상기 구동프레임(200)에 구비된 상기 엔드이펙터(220)에 1 자유도 이상의 회전운동을 전달하도록 상기 구동링크부(300) 중 적어도 어느 하나 이상에 설치된다. 도 2 및 3에 도시된 바와 같이 구동링크부(300)가 3개인 델타형 병렬로봇으로, 각각의 구동링크부(300)에 회전운동전달부(500)가 각각 설치되어 엔드이펙터(220)에 3 자유도의 회전운동을 전달할 수 있다. 만일, 엔드이펙터(220)에 1 자유도의 회전운동만을 전달하는 경우에는 복수의 구동링크부(300) 중 하나의 구동링크부(300)에만 회전운동전달부(500)를 설치하면 되고, 특히 엔드이펙터(220)에 4 또는 5자유도의 회전운동이 필요한 경우에는 구동링크부(300)의 개수를 4개 또는 5개로 설치하고, 회전운동전달부(500)를 각 구동링크부(300)에 설치하면 될 것이다.

이러한 회전운동전달부(500)의 구체적인 구조는 새로운 회전운동 전달구조이고, 제2 엑추에이터(510), 주동회전축(520), 회전운동전달링크(530), 제1 동력전달수단(540) 및 제2 동력전달수단(550)을 포함한다. 상기 제2 엑추에이터(510)로부터 발생한 회전력을 주동회전축(520)을 통해 회전운동전달링크(530)로 전달하되, 회전운동전달링크(530)가 구동링크부(300)의 한 쌍의 평행한 수동링크(320)와 함께 평행링크 운동을 하면서 구동프레임(200)의 이동에 대한 간섭은 배제하고, 엔드이펙터(220)에 회전운동이 전달되도록 제1 동력전달수단(540) 및 제2 동력전달수단(550)을 통해 이루어내고자 하는 것이다.

제2 엑추에이터(510)는 도 5 내지 8에 도시된 바와 같이 상기 구동링크부(300)의 주동링크(310) 내부에 고정 설치된다. 구동링크부(300)는 주동링크(310) 및 한 쌍의 평행한 수동링크(320)로 구성되고, 주동링크(310)는 제1 엑추에이터(400)로부터 회전력을 전달받아 회전하며, 주동링크(310)의 회전에 따라 수동링크(320)가 구동하면서 구동프레임(200)을 이동시키게 된다. 이때, 상기 주동링크(310)를 도 5 및 6에 도시된 바와 같이 내부가 중공인 장형의 아암형상으로 제작하고, 이러한 주동링크(310)의 내부에 상기 제2 엑추에이터(510)를 고정 설치하는 것이다. 제2 엑추에이터(510)는 도 8에 도시된 바와 같이 회전운동전달부(500)의 동력원으로서 인풋 회전력을 제공한다.

주동회전축(520)은 도 5 내지 8에 도시된 바와 같이 상기 구동링크부(300)의 주동링크(310) 내부에 회전 가능하게 설치되고, 일단이 상기 제2 엑추에이터(510)로부터 회전력을 전달받아 회전한다. 즉, 제2 엑추에이터(510)가 주동회전축(520)을 회전시키게 된다. 여기서 상기 제2 엑추에이터(510) 및 주동회전축(520)은 주동링크(310) 내부에 설치되므로 제1 엑추에이터(400)에 의해 주동링크(310)가 구동할 때 함께 움직인다.

회전운동전달링크(530)는 도 5 내지 8에 도시된 바와 같이 상기 구동링크부(300) 중 한 쌍의 평행한 상기 수동링크(320) 사이에 평행하게 위치하면서 한 쌍의 상기 수동링크(320)와 함께 평행링크 운동을 하고, 일단이 상기 주동회전축(520)의 타단으로부터 회전력을 전달받아 회전한다. 즉, 회전운동전달링크(530)는 제2 엑추에이터(510)를 통해 회전하는 주동회전축(520)으로부터 회전력을 전달받아 최종 구동프레임(200)에 구비된 엔드이펙터(220)에 회전운동을 전달하는 구성으로, 회전운동전달링크(530)는 한 쌍의 수동링크(320)를 지나야 한다. 이때 구동프레임(200)은 구동링크부(300)의 작동에 따라 이동하므로 이러한 구동링크부(300)의 작동에 간섭되지 않도록 회전운동전달링크(530)가 설치되어야 한다.

이를 위하여, 상기 회전운동전달링크(530)는 한 쌍의 상기 수동링크(320)와 함께 평행링크 운동을 하도록 한 쌍의 상기 수동링크(320) 사이에 평행하게 위치시킨다. 이때, 회전운동전달링크(530)가 상기 수동링크(320)와 함께 평행링크 운동을 하면서도 주동회전축(520)으로부터 회전력을 전달받아 회전할 수 있도록 구성하기 위해 제1 동력전달수단(540) 및 제2 동력전달수단(550)이 구비되는 것이다.

먼저, 제1 동력전달수단(540)은 도 6 내지 8에 도시된 바와 같이 상기 구동링크부(300)의 주동링크(310) 내부에 설치되고, 상기 주동회전축(520)의 타단으로부터 상기 회전운동전달링크(530)의 일단에 회전력을 전달한다. 구체적으로, 상기 제1 동력전달수단(540)은 상기 주동회전축(520)의 타단에 결합되어 함께 회전하는 제1 주동베벨기어(541)와, 일단에 상기 제1 주동베벨기어(541)와 치합되어 회전하는 제1 종동베벨기어(542a)가 구비되고, 타단이 상기 주동링크(310)의 외부로 돌출되어 상기 회전운동전달링크(530)의 일단과 제1 유니버셜조인트(542b)를 매개로 결합되는 제1 베벨기어축(542)을 포함한다.

즉, 회전운동전달링크(530)가 주동회전축(520)으로부터 회전력을 전달받는 과정은, 주동회전축(520)에 결합된 제1 주동베벨기어(541)가 제1 베벨기어축(542)의 일단에 구비된 제1 종동베벨기어(542a)와 치합되어 제1 베벨기어축(542)을 회전시키고, 제1 베벨기어축(542)의 타단이 상기 회전운동전달링크(530)의 일단과 제1 유니버셜조인트(542b)를 매개로 결합되어 있어 제1 베벨기어축(542)이 회전운동전달링크(530)를 회전시키게 되는 것이다.

여기서 상기 제1 유니버셜조인트(542b)는 2가지 기능을 함께 수행하기 위한 것으로서, 첫째 회전운동전달링크(530)와 구동링크부(300)의 한 쌍의 수동링크(320)가 함께 평행링크 운동이 가능하도록 연결하는 기능과, 둘째 회전운동전달링크(530)가 평행링크 운동을 할 때에는 회전을 제한하되, 제1 베벨기어축(542)이 회전하는 경우에만 회전운동전달링크(530)가 회전하도록 축 회전이 가능하도록 연결하는 기능이다.

또한, 제2 동력전달수단(550)은 도 7 내지 12에 도시된 바와 같이 상기 구동프레임(200)에 설치되고, 상기 회전운동전달링크(530)의 타단으로부터 상기 엔드이펙터(220)에 회전력을 전달한다. 구체적으로, 상기 제2 동력전달수단(550)은 일단이 상기 회전운동전달링크(530)의 타단과 제2 유니버셜조인트(551a)를 매개로 결합되고, 타단에 구비된 제2 종동베벨기어(551b)가 상기 구동프레임(200)의 내부로 삽입되어 회전 가능하게 지지되는 제2 베벨기어축(551)과, 상기 구동프레임(200)의 내부에 회전 가능하게 설치되고, 상기 제2 종동베벨기어(551b)와 치합되어 회전하는 제3 종동베벨기어(552)와, 도 9 내지 12에 도시된 바와 같이 상기 제3 종동베벨기어(552)의 회전력을 상기 구동프레임(200)에 구비된 상기 엔드이펙터(220)에 회전운동으로 전달하는 기어연결 메카니즘(553)을 포함한다.

즉, 회전운동전달링크(530)로부터 엔드이펙터(220)에 회전력을 전달하는 과정은, 제2 베벨기어축(551)의 일단이 회전운동전달링크(530)의 타단과 제2 유니버셜조인트(551a)를 매개로 결합되어 있어 회전운동전달링크(530)가 제2 베벨기어축(551)을 회전시키고, 제2 베벨기어축(551)의 타단에 제2 종동베벨기어(551b)가 제3 종동베벨기어(552)와 치합되어 있어 제3 종동베벨기어(552)를 회전시키며, 제3 종동베벨기어(552)는 기어연결 메카니즘(553)을 통해 엔드이펙터(220)에 회전운동을 전달하게 되는 것이다.

여기서 상기 제2 유니버셜조인트(551a) 역시 상술한 제1 유니버셜조인트(542b)와 그 위치만 차이가 있을 뿐 동일하게 2가지 기능, 즉 회전운동전달링크(530)의 평행링크 운동시의 회전제한 기능과 회전운동전달링크(530)에 대한 제2 베벨기어축(551)의 축회전시의 회전연결 기능을 수행하게 된다.

또한, 상기 기어연결 메카니즘(553)이란 단순한 평기어 세트는 물론 널리 알려진 내접 또는 외접기어 세트나 웜기어세트 등을 포함하며, 복잡한 기어연결 메카니즘인 벤딕스 손목 메카니즘(bendix wrist mechanism)이나 기어식 구형 손목 메카니즘(geared spherical wrist mechanism) 등을 모두 포함한다. 즉, 기어연결 메카니즘(553)은 복수의 기어가 연결된 구조를 통칭한다.

예컨대, 엔드이펙터(220)에 1 자유도의 회전운동만이 필요한 경우라면, 단순히 상기 제3 종동베벨기어(552)와 평기어 또는 베벨기어 등으로 연결하여 회전운동을 전달할 수도 있지만, 엔드이펙터(220)에 3 자유도의 회전운동이 필요한 경우 구동프레임(200) 및 엔드이펙터(220) 사이의 좁은 공간 내에 3 자유도의 회전운동을 전달하기 위하여 복잡한 기어연결 메카니즘(553)이 필요할 수 있는 것이다.

즉, 상기 구동링크부(300)는 3개의 델타형 구조이고, 상기 회전운동전달부(500)는 상기 구동프레임(200)에 구비된 상기 엔드이펙터(220)에 3 자유도의 회전운동을 전달하도록 상기 구동링크부(300) 각각에 설치될 수 있다. 이때, 엔드이펙터(220)에 3 자유도의 회전운동을 전달하기 위하여 기어연결 메카니즘(553)은 도 10 내지 12에 도시된 바와 같이 벤딕스 손목 메카니즘(bendix wrist mechanism)으로 구현하고 있다.

3개의 회전운동전달부(500)를 통한 엔드이펙터(220)에 작용하는 3가지의 회전운동 전달과정을 설명한다. 즉, 도 10에 도시된 바와 같이 첫번째 회전운동전달부(500)의 작동으로 엔드이펙터(220)의 공구(too)를 회전시키는 과정이고, 도 11에 도시된 바와 같이 두번째 회전운동전달부(500)의 작동으로 엔드이펙터(220)를 전후로 회전시키는 과정이며, 도 12에 도시된 바와 같이 세번째 회전운동전달부(500)의 작동으로 엔드이펙터(220)를 좌우로 회전시키는 과정을 나타내고 있다.

다음으로, 본 발명에 따른 회전운동 전달 메카니즘이 구비된 병렬로봇의 제2 실시예는, 상술한 제1 실시예를 직선이동이 가능하도록 구성하여 작업영역을 확장시킬 수 있도록 도 13 및 14에 도시된 바와 같이 한 쌍의 제1 고정베이스(600) 및 제2 고정베이스(700)와, 볼스크류(800) 및 볼스플라인가이드봉(900)을 기준으로 기준프레임(100), 구동프레임(200), 구동링크부(300) 및 회전운동전달부(500)를 포함하여 이루어진다.

제1 고정베이스(600) 및 제2 고정베이스(700)는 도 13 및 14에 도시된 바와 같이 서로 마주보도록 이격되어 고정 설치된다. 제1 고정베이스(600) 및 제2 고정베이스(700)는 긴 작업영역의 상방에 고정 설치되고, 작업영역에는 컨베이어벨트나 작업대가 구비되어 부품 또는 제품 등의 이송 또는 조립하는 작업이 수행된다. 이러한 제1 고정베이스(600) 및 제2 고정베이스(700)를 따라 상기 기준프레임(100)이 직선 이동하면서 긴 작업영역을 가지게 되고, 기준프레임(100)을 기준으로 이동하는 구동프레임(200)에 그립퍼나 공구툴이 장착되어 확장된 작업영역 내에 위치하는 부품 또는 제품 등을 이송 또는 조립하는 작업을 수행할 수 있다.

볼스크류(800)는 도 13 및 14에 도시된 바와 같이 장형으로 양단이 각각 상기 제1 고정베이스(600) 및 제2 고정베이스(700)에 회전 가능하게 결합되고, 직선구동엑추에이터(810)로부터 동력을 전달받아 회전한다. 볼스크류(800)의 양단에는 도면부호는 도시하지 않았으나 베어링이 구비되어 제1 고정베이스(600) 및 제2 고정베이스(700)에 대하여 회전 가능하게 결합된다.

이러한 볼스크류(800)는 길이방향을 따라 외주면에 나선홈이 형성되어 있고, 후술하는 볼너트(120)와 결합되어 볼스크류(800)의 회전운동이 볼너트(120)와 고정 결합된 기준프레임(100)의 직선운동을 발생시킨다. 직선구동엑추에이터(810)는 상기 볼스크류(800)를 회전구동시키는데, 도면상 제1 고정베이스(600)에 설치되어 있지만, 제2 고정베이스(700)에 설치되어도 무방하며, 직선구동엑추에이터(810)로부터 발생하는 동력을 감속기나 별도의 동력전달수단을 통해 볼스크류(800)를 회전구동시킬 수도 있다.

볼스플라인가이드봉(900)은 도 13 및 14에 도시된 바와 같이 복수가 구비되어 각각의 양단이 상기 제1 고정베이스(600) 및 제2 고정베이스(700)에 회전 가능하게 결합되고, 각각이 복수의 회전구동엑추에이터(910)로부터 동력을 전달받아 회전하며, 각각의 외주면에 길이방향을 따라 볼스플라인(920)이 함몰 형성된다. 각각의 볼스플라인가이드봉(900) 역시 양단에 베어링이 구비되어 제1 고정베이스(600) 및 제2 고정베이스(700)에 대하여 회전 가능하게 결합된다.

회전구동엑추에이터(910)는 상기 볼스플라인가이드봉(900)을 회전구동시키는데, 도면상 제1 고정베이스(600)에 설치되어 있지만, 제2 고정베이스(700)에 설치되어도 무방하며, 회전구동엑추에이터(910)로부터 발생하는 동력을 감속기나 별도의 동력전달수단을 통해 볼스플라인가이드봉(900)을 회전구동시킬 수도 있다.

이러한 볼스플라인가이드봉(900)은 길이방향을 따라 직선의 볼스플라인(920)이 함몰 형성되는데, 후술하는 볼스플라인너트(130)와 결합되어 볼스플라인가이드봉(900)을 따라 볼스플라인너트(130)가 직선이동하면서, 볼스플라인가이드봉(900)이 회전하는 경우 볼스플라인너트(130)가 함께 회전하도록 구성된다. 즉, 볼스플라인가이드봉(900)은 볼스플라인너트(130)와 베어링을 매개로 회전 가능하게 결합된 기준프레임(100)의 직선이동을 가이드하며, 또한 볼스플라인가이드봉(900)이 회전하는 경우에는 기준프레임(100)에 대하여 볼스플라인너트(920)만 회전시킬 수 있다.

기준프레임(500)은 도 13 및 14에 도시된 바와 같이 상기 볼스크류(800)와 결합되는 볼너트(120)가 고정 결합되고, 상기 볼스플라인가이드봉(900) 각각과 결합되는 복수의 볼스플라인너트(130)가 각각 회전 가능하게 결합되며, 상기 볼스크류(800)의 회전운동을 전달받아 상기 제1 고정베이스(600) 및 제2 고정베이스(700) 사이를 직선 이동한다.

즉, 상기 볼스크류(800)의 회전운동이 볼너트(120)를 직선이동시키고, 그에 따라 볼너트(120)와 고정 결합된 상기 기준프레임(100)을 직선 이동시키게 된다. 이때, 볼스플라인가이드봉(900) 각각과 결합된 복수의 볼스플라인너트(130)가 기준프레임(100)에 결합되어 있으므로 기준프레임(100)은 직선이동시 볼스플라인가이드봉(900)을 따라 직선이동하면서 가이드된다. 또한, 볼스플라인너트(130)가 기준프레임(100)에 대하여 도면부호는 도시하지 않았으나 베어링을 매개로 회전 가능하게 결합되어 있으므로 볼스플라인가이드봉(900)이 회전하는 경우에는 기준프레임(100)에 대하여 볼스플라인너트(130)만 회전하게 된다.

구동프레임(200)은 도 13 및 14에 도시된 바와 같이 상기 기준프레임(100)으로부터 이격되어 상기 기준프레임(100)을 기준으로 이동 가능하게 설치된다. 이러한 구동프레임(200)에는 부품 또는 제품을 이송하거나 조립하기 위한 엔드이펙터(220)가 구비되고, 엔드이펙터(220)는 조립이나 가공을 위한 공구(too) 또는 이송을 위해 제품을 파지하는 그리퍼(gripper)일 수 있다. 이러한 구동프레임(200)은 후술하는 병렬링크기구인 구동링크부(300)를 통해 상기 기준프레임(100)을 기준으로 위치이동할 수 있다.

즉, 구동링크부(300)는 도 13 및 14에 도시된 바와 같이 복수가 구비되어 상기 기준프레임(500)과 상기 구동프레임(200)을 연결하고, 각각이 상기 기준프레임(100)에 구비된 각각의 볼스플라인너트(130)로부터 회전력을 전달받아 회전운동을 하는 주동링크(310) 및 상기 주동링크(310)와 상기 구동프레임(200)을 연결하는 한 쌍의 평행한 수동링크(320)를 구비한다. 즉, 상기 구동링크부(200) 각각은 단일의 주동링크(310)와 2개의 수동링크(320)를 포함하고, 주동링크(310)의 일단은 기준프레임(100)에 구비된 볼스플라인너트(130)로부터 회전력을 전달받아 회전운동을 하고, 2개의 수동링크(320)의 각 일단은 상기 주동링크(310)의 타단에 볼조인트 결합되고, 각 타단은 구동프레임(200)에 볼조인트 결합되면서 평행사변형 링크구조를 가진다. 그에 따라, 구동링크부(300)의 구동으로 기준프레임(100)을 기준으로 구동프레임(200)을 3축방향으로 위치이동시킬 수 있다.

상술한 본 발명의 제2 실시예에 따른 구조에 있어서, 본 발명의 제1 실시예와 차이점은 첫째 기준프레임(100)이 직선이동이 가능하도록 구성된다는 것과, 둘째 제1 실시예가 도 2 내지 4에 도시된 바와 같이 구동링크부(300)의 작동을 위한 제1 엑추에이터(400)가 기준프레임(100)에 설치되는 것과 달리 제2 실시예는 도 13 및 14에 도시된 바와 같이 구동링크부(300)를 작동시키는 회전구동엑추에이터(910)가 제1 고정베이스(600)에 설치된다는 것이며, 이러한 회전구동엑추에이터(910)가 볼스플라인가이드봉(900) 및 볼스플라인너트(130)를 통해 구동링크부(300)의 주동링크(310)를 회전시킨다는 것이다. 이를 통해 회전구동엑추에이터(910)가 기준프레임(100)으로부터 별도로 이격되어 설치되므로 기준프레임(100)의 직선이동시 하중을 최소화시킬 수 있어 작업영역을 확장하면서도 신속하고 정밀한 작업이 가능케하는 효과를 볼 수 있다.

상기와 같은 본 발명의 제2 실시예에서 도 13 및 14에 도시된 바와 같이 엔드이펙터(220)의 회전운동 전달을 위한 회전운동전달부(500)가 구비되며, 회전운동전달부(500)는 상술한 본 발명의 제1 실시예와 동일하게 상기 구동프레임(200)에 구비된 상기 엔드이펙터(220)에 1 자유도 이상의 회전운동을 전달하도록 상기 구동링크부(300) 중 적어도 어느 하나 이상에 설치된다.

본 발명에 따른 제2 실시예의 회전운동전달부(500)의 구체적인 구성 및 결합관계나 작동과정은 상술한 본 발며의 제1 실시예와 동일하므로 그 구체적인 구성이나 결합관계 및 작동과정은 중복되므로 생략한다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 회전운동 전달 메카니즘이 구비된 병렬로봇은, 회전운동전달부(500)를 통해 엔드이펙터(220)에 회전운동이 가능하도록 회전운동 전달 메카니즘을 구비하되, 회전운동전달부(500)를 주동회전축(520) 및 회전운동전달링크(530)와 같이 구동링크부(300)에 새로운 방식의 구조를 접목하여 조립이나 설치가 용이하고, 구동프레임(200)의 가감속 성능을 저하시키지 않으면서도 정밀한 제어를 달성할 수 있다.

특히, 회전운동전달부(500)의 제1 동력전달수단(540) 및 제2 동력전달수단(550)을 통해 주동회전축(520)으로부터 회전운동전달링크(530)를 거쳐 엔드이펙터(220)에 회전운동을 전달할 수 있고, 회전운동전달링크(530)가 구동링크부(300)의 한 쌍의 수동링크(320)와 함께 평행링크 운동이 가능하도록 제1 동력전달수단(540) 및 제2 동력전달수단(550)에 각각 제1 및 제2 유니버셜조인트를 회전운동전달링크(530)의 양단에 개재시키면서 제1 주동 및 제2 내지 제3 베벨기어에 의한 주동회전축(520) 및 엔드이펙터(220)의 기어연결 메카니즘(553)에 회전력 전달이 가능하도록 하여 최종적인 엔드이펙터(220)에 원하는 회전운동을 전달할 수 있는 효과가 있다.

더욱이, 직선방향으로의 확장된 작업영역을 가지면서도 기준프레임(100)을 고정시키지 않고, 직선이동 가능하게 구성하면서 각 구동링크부(300)의 구동원인 복수의 제1 엑추에이터(400)를 기준프레임(100)으로부터 분리하여 제1 고정베이스(600) 또는 제2 고정베이스(700)에 회전구동엑추에이터(910)로 설치하여 하중을 최소화함으로써 정밀도를 향상시키고, 구동프레임(200)의 이송속도를 보다 고속으로 수행할 수 있는 효과가 있다.

앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 실시예는, 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.

100 : 기준프레임 110 : 기준원점
120 : 볼너트 130 : 볼스플라인너트
200 : 구동프레임
210 : 구동원점 220 : 엔드이펙터
300 : 구동링크부
310 : 주동링크 320 : 수동링크
400 : 제1 엑추에이터
500 : 회전운동전달부
510 : 제2 엑추에이터 520 : 주동회전축
530 : 회전운동전달링크
540 : 제1 동력전달수단
541 : 제1 주동베벨기어 542 : 제1 베벨기어축
542a : 제1 종동베벨기어 542b : 제1 유니버셜조인트
550 : 제2 동력전달수단
551 : 제2 베벨기어축
551a : 제2 유니버셜조인트 551b : 제2 종동베벨기어
552 : 제3 종동베벨기어 553 : 기어연결 메카니즘
600 : 제1 고정베이스
700 : 제2 고정베이스
800 : 볼스크류 810 : 직선구동엑추에이터
900 : 볼스플라인가이드봉
910 : 회전구동엑추에이터 920 : 볼스플라인

Claims

서로 마주보도록 이격되어 고정 설치된 한 쌍의 제1 및 제2 고정베이스와,
양단이 각각 상기 제1 및 제2 고정베이스에 회전 가능하게 결합되고, 직선구동엑추에이터로부터 동력을 전달받아 회전하는 장형의 볼스크류와,
각각의 양단이 상기 제1 및 제2 고정베이스에 회전 가능하게 결합되고, 각각이 복수의 회전구동엑추에이터로부터 동력을 각각 전달받아 회전하며, 각각의 외주면에 길이방향을 따라 볼스플라인이 함몰 형성된 복수의 볼스플라인가이드봉과,
상기 볼스크류와 결합되는 볼너트가 고정 결합되고, 상기 볼스플라인가이드봉 각각과 결합되는 복수의 볼스플라인너트가 각각 회전 가능하게 결합되며, 상기 볼스크류의 회전운동을 전달받아 상기 제1 및 제2 고정베이스 사이를 직선 이동하는 기준프레임과,
상기 기준프레임으로부터 이격되어 이동 가능하게 설치되고, 엔드이펙터가 구비된 구동프레임과,
상기 기준프레임과 상기 구동프레임을 연결하고, 각각이 상기 기준프레임에 구비된 각각의 볼스프라인너트로부터 회전력을 전달받아 회전운동을 하는 주동링크 및 상기 주동링크와 상기 구동프레임을 연결하는 한 쌍의 평행한 수동링크를 구비하는 복수의 구동링크부와,
상기 구동프레임에 구비된 상기 엔드이펙터에 1 자유도 이상의 회전운동을 전달하도록 상기 구동링크부 중 적어도 어느 하나 이상에 설치되는 회전운동전달부를 포함하여 이루어진 회전운동 전달 메카니즘이 구비된 병렬로봇.
제1항에 있어서,
상기 회전운동전달부는,
상기 구동링크부의 주동링크 내부에 고정 설치된 제2 엑추에이터와,
상기 구동링크부의 주동링크 내부에 회전 가능하게 설치되고, 일단이 상기 제2 엑추에이터로부터 회전력을 전달받아 회전하는 주동회전축과,
상기 구동링크부 중 한 쌍의 평행한 상기 수동링크 사이에 평행하게 위치하면서 한 쌍의 상기 수동링크와 함께 평행링크 운동을 하고, 일단이 상기 주동회전축의 타단으로부터 회전력을 전달받아 회전하는 회전운동전달링크와,
상기 구동링크부의 주동링크 내부에 설치되고, 상기 주동회전축의 타단으로부터 상기 회전운동전달링크의 일단에 회전력을 전달하는 제1 동력전달수단과,
상기 구동프레임에 설치되고, 상기 회전운동전달링크의 타단으로부터 상기 엔드이펙터에 회전력을 전달하는 제2 동력전달수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 회전운동 전달 메카니즘이 구비된 병렬로봇.
제2항에 있어서,
상기 제1 동력전달수단은,
상기 주동회전축의 타단에 결합되어 함께 회전하는 제1 주동베벨기어와,
일단에 상기 제1 주동베벨기어와 치합되어 회전하는 제1 종동베벨기어가 구비되고, 타단이 상기 주동링크의 외부로 돌출되어 상기 회전운동전달링크의 일단과 제1 유니버셜조인트를 매개로 결합되는 제1 베벨기어축을 포함하는 것을 특징으로 하는 회전운동 전달 메카니즘이 구비된 병렬로봇.
제3항에 있어서,
상기 제2 동력전달수단은,
일단이 상기 회전운동전달링크의 타단과 제2 유니버셜조인트를 매개로 결합되고, 타단에 구비된 제2 종동베벨기어가 상기 구동프레임의 내부로 삽입되어 회전 가능하게 지지되는 제2 베벨기어축과,
상기 구동프레임의 내부에 회전 가능하게 설치되고, 상기 제2 종동베벨기어와 치합되어 회전하는 제3 종동베벨기어와,
상기 제3 종동베벨기어의 회전력을 상기 구동프레임에 구비된 상기 엔드이펙터에 회전운동으로 전달하는 기어연결 메카니즘을 포함하는 것을 특징으로 하는 회전운동 전달 메카니즘이 구비된 병렬로봇.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 구동링크부는,
3개의 델타형 구조이고,
상기 회전운동전달부는,
상기 구동프레임에 구비된 상기 엔드이펙터에 3 자유도의 회전운동을 전달하도록 상기 구동링크부 각각에 설치되는 것을 특징으로 하는 회전운동 전달 메카니즘이 구비된 병렬로봇.
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