KR20220056808A

KR20220056808A - Parallel mechanism

Info

Publication number: KR20220056808A
Application number: KR1020210142605A
Authority: KR
Inventors: 이병주; 정현환
Original assignee: 한양대학교 에리카산학협력단; 고려대학교 세종산학협력단
Priority date: 2020-10-28
Filing date: 2021-10-25
Publication date: 2022-05-06
Also published as: KR102506211B1

Abstract

The present invention provides a parallel mechanism with an amplified motion range. The parallel mechanism comprises: a first module including a first plate with a first hollow space formed therein; a second module separated from the first module to be arranged, and including a second plate with a second hollow space formed therein; and a power transfer unit provided in a separation space of the first and second modules, and including a third plate connecting the first and second modules in parallel. The first and second modules form a symmetric structure around the power transfer unit. A first motion range in the first module is amplified to a second motion range wider than the first motion range in the second module by the symmetric structure. A work space is formed in a space connecting the first and second hollow spaces. The third plate is provided outside the work space.

Description

Parallel mechanism

본 발명은 병렬 메커니즘에 관련된 것으로, 보다 구체적으로는, 운동범위가 증폭되고, 공간 활용도가 우수한, 병렬 메커니즘에 관련된 것이다.The present invention relates to a parallel mechanism, and more particularly, to a parallel mechanism in which the range of motion is amplified and the space utilization is excellent.

종래의 로봇 관절 시스템은, 로봇 관절을 이루는 결합 구조에 따라 예를 들어, 직렬 연결형, 병렬 연결형 등으로 마련될 수 있다. Conventional robot joint system, according to the coupling structure constituting the robot joint, for example, may be provided in series connection type, parallel connection type, etc.

종래의 직렬 연결형 구조로 형성된 로봇 관절 시스템의 경우, 로봇 관절의 넓은 운동범위를 확보할 수 있다. In the case of a robot joint system formed in a conventional serial connection type structure, it is possible to secure a wide range of motion of the robot joint.

하지만, 이러한 직렬 연결형 구조로 형성된 로봇 관절 시스템의 경우, 병렬 연결형 구조로 형성된 로봇 관절 시스템에 비하여 구조적으로 강성이 부족한 단점이 있다. However, in the case of a robot joint system formed in such a serial connection type structure, there is a disadvantage in that structural rigidity is insufficient compared to a robot joint system formed in a parallel connection type structure.

한편, 종래의 병렬 연결형 구조로 형성된 로봇 관절 시스템의 경우, 상기 와 같은 직렬 연결형 구조로 형성된 로봇 관절 시스템 대비 구조적 강성이 우수한 한편, 병렬 구조를 이루는 각각의 관절이 회전할 수 있는 넓은 관절 회전 공간이 요구되는 단점이 있다. On the other hand, in the case of the robot joint system formed in the conventional parallel connection type structure, the structural rigidity is excellent compared to the robot joint system formed in the series connection type structure as described above, while the wide joint rotation space in which each joint forming the parallel structure can rotate is provided. There are disadvantages required.

이에, 로봇 관절 시스템에 있어서, 직렬 연결형 구조 보다 높은 강성을 제공하되, 넓은 관절 회전 공간이 요구되는 단점을 개선할 수 있는 병렬 메커니즘이 필요한 실정이다. Accordingly, there is a need for a parallel mechanism capable of improving the disadvantage that a large joint rotation space is required while providing higher rigidity than a series-connected structure in the robot joint system.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 운동범위가 증폭되는 병렬 메커니즘을 제공하는 데 있다.The technical problem to be solved by the present invention is to provide a parallel mechanism in which the range of motion is amplified.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, 공간 활용도가 우수한 병렬 메커니즘을 제공하는 데 있다.Another technical problem to be solved by the present invention is to provide a parallel mechanism having excellent space utilization.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 강성이 우수한 병렬 메커니즘을 제공하는 데 있다.Another technical problem to be solved by the present invention is to provide a parallel mechanism having excellent rigidity.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 정밀 제어가 가능한 병렬 메커니즘을 제공하는 데 있다.Another technical problem to be solved by the present invention is to provide a parallel mechanism capable of precise control.

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 병렬 메커니즘을 제공한다.In order to solve the above technical problem, the present invention provides a parallel mechanism.

일 실시 예에 따르면, 상기 병렬 메커니즘은, 내부에 제1 중공이 형성된 제1 플레이트를 포함하는 제1 모듈, 상기 제1 모듈과 이격하여 배치되되, 내부에 제2 중공이 형성된 제2 플레이트를 포함하는 제2 모듈, 및 상기 제1 및 제2 모듈의 이격 공간에 마련되되, 상기 제1 및 제2 모듈을 병렬 연결하는 제3 플레이트를 포함하는 동력 전달부로 구성되되, 상기 제1 및 제2 모듈은 상기 동력 전달부를 중심으로 대칭구조를 이루되, 상기 대칭구조에 의하여 상기 제1 모듈에서의 제1 운동범위는 상기 제2 모듈에서 상기 제1 운동범위보다 넓은 제2 운동범위로 증폭되며, 상기 제1 및 제2 중공을 연통하는 공간에는 작업공간이 형성되되, 상기 제3 플레이트는, 상기 작업공간 외측에 마련될 수 있다. According to an embodiment, the parallel mechanism includes a first module including a first plate having a first hollow therein, and a second plate disposed spaced apart from the first module, and having a second hollow therein Doedoe provided in a space separated from the first and second modules, and a power transmission unit including a third plate connecting the first and second modules in parallel, the first and second modules Doedoe has a symmetrical structure around the power transmission unit, and by the symmetrical structure, the first range of motion in the first module is amplified to a second range of motion that is wider than the first range of motion in the second module, and the A working space may be formed in a space communicating with the first and second hollows, and the third plate may be provided outside the working space.

일 실시 예에 따르면, 상기 제1 모듈은, 상기 제1 플레이트의 내측에 마련되되, 제1 방향으로 회전운동하는 제1 능동 회전관절, 상기 제1 능동 회전관절로부터의 제1 방향 회전운동을 전달하는 제1 링크, 상기 제1 플레이트의 외측에 마련되되, 제2 방향으로 회전운동하는 제2 능동 회전관절, 상기 제2 능동 회전관절로부터의 제2 방향 회전운동을 전달하는 제1 수동 회전관절, 및 상기 제1 수동 회전관절로부터의 제2 방향 회전운동을 전달하는 제2 링크를 포함할 수 있다.According to an embodiment, the first module is provided on the inside of the first plate, and transmits a first active rotational joint rotating in a first direction and a rotational movement in the first direction from the first active rotational joint. a first link that is provided on the outside of the first plate, a second active rotational joint rotating in a second direction, a first passive rotational joint transmitting rotational movement in a second direction from the second active rotational joint, And it may include a second link for transmitting the rotational motion in the second direction from the first passive rotational joint.

일 실시 예에 따르면, 상기 동력 전달부는, 상기 제3 플레이트의 일 측에 마련되되, 상기 제1 방향 회전운동의 역 방향인 제3 방향 회전운동으로 전환하는 제1 동력 전달부, 및 상기 제3 플레이트의 타 측에 마련되되, 상기 제2 방향 회전운동의 역 방향인 제4 방향 회전운동으로 전환하는 제2 동력 전달부를 포함할 수 있다.According to an embodiment, the power transmission unit is provided on one side of the third plate, and a first power transmission unit configured to convert to a third direction rotational motion that is a reverse direction of the first direction rotational motion, and the third It is provided on the other side of the plate, and may include a second power transmission unit for converting the rotational movement in the fourth direction in the reverse direction of the rotational movement in the second direction.

일 실시 예에 따르면, 상기 제2 모듈은, 상기 제1 동력 전달부로부터의 제3 방향 회전운동을 전달하는 제3 링크, 상기 제2 플레이트의 내측에 마련되되, 상기 제3 링크로부터의 제3 방향 회전운동을 전달하는 제2 수동 회전관절, 상기 제2 동력 전달부로부터의 제4 방향 회전운동을 전달하는 제4 링크, 및 상기 제2 플레이트의 외측에 마련되되, 상기 제4 링크로부터의 제4 방향 회전운동을 전달하는 제3 수동 회전관절을 포함할 수 있다.According to one embodiment, the second module, a third link for transmitting the rotational motion in the third direction from the first power transmission unit, is provided inside the second plate, the third link from the third link A second manual rotary joint for transmitting directional rotational motion, a fourth link for transmitting a fourth direction rotational motion from the second power transmission unit, and a second plate provided on the outside of the second plate, It may include a third manual rotation joint that transmits a four-way rotational motion.

일 실시 예에 따르면, 상기 제1 능동 회전관절의 제1 방향 회전운동을 생성하는 제1 회전 구동부, 및 상기 제2 능동 회전관절의 제2 방향 회전운동을 생성하는 제2 회전 구동부를 더 포함할 수 있다.According to an embodiment, it further comprises a first rotational driving unit for generating a first rotational motion of the first active rotational joint, and a second rotational driving portion for generating a second rotational movement of the second active rotational joint. can

일 실시 예에 따르면, 상기 제1 동력 전달부는, 상기 제1 방향 회전운동하는 제1 기어, 및 상기 제3 방향 회전운동하는 제2 기어를 포함하고, 상기 제2 동력 전달부는, 상기 제2 방향 회전운동하는 제3 기어 및 상기 제4 방향 회전운동하는 제4 기어를 포함할 수 있다.According to an embodiment, the first power transmitting unit includes a first gear rotating in the first direction, and a second gear rotating in the third direction, and the second power transmitting unit is configured in the second direction. It may include a third gear that rotates and a fourth gear that rotates in the fourth direction.

일 실시 예에 따르면, 상기 제2 플레이트의 일 측에는, 엔드 이펙터(end effector)가 결합될 수 있다.According to an embodiment, an end effector may be coupled to one side of the second plate.

일 실시 예에 따르면, 상기 엔드 이펙터에는, 상기 엔드 이펙터의 구동을 위한 전선이 연결되되, 상기 엔드 이펙터의 구동을 위한 전선은, 상기 제2 중공, 상기 작업공간, 및 상기 제1 중공을 관통할 수 있다.According to an embodiment, a wire for driving the end effector is connected to the end effector, and the electric wire for driving the end effector passes through the second hollow, the working space, and the first hollow. can

일 실시 예에 따르면, 상기 엔드 이펙터는, 상기 제1 및 상기 제2 회전 구동부에 의하여 2 자유도를 가지되, 상기 엔드 이펙터가 상기 2 자유도로 구동되는 경우, 상기 엔드 이펙터의 구동을 위한 전선은 상기 작업공간 내에 위치할 수 있다.According to an embodiment, the end effector has two degrees of freedom by the first and second rotation driving units, and when the end effector is driven with the two degrees of freedom, the electric wire for driving the end effector is the It can be located within the workspace.

일 실시 예에 따르면, 상기 2 자유도는, 피치(pitch) 운동 및 요(yaw) 운동을 포함하되, 상기 피치 운동은 -45° 이상 내지 +90° 이하의 운동범위에서 수행되고, 상기 요 운동은 -65° 이상 내지 +50° 이하의 운동범위에서 수행될 수 있다.According to an embodiment, the two degrees of freedom include a pitch motion and a yaw motion, wherein the pitch motion is performed in a motion range of -45° or more to +90° or less, and the yaw motion is It can be performed in a range of motion of -65° or more to +50° or less.

일 실시 예에 따르면, 상기 엔드 이펙터는, 10 N 이상 내지 24 N 이하 범위의 외력에 대하여 9 × 10³ N/m 초과 내지 10 × 10³ N/m 미만 범위의 강성(stiffness)을 가질 수 있다.According to an embodiment, the end effector may have a stiffness in the range of more than 9 × 10 ³ N/m to less than 10 × 10 ³ N/m with respect to an external force in the range of 10 N or more to 24 N or less. .

일 실시 예에 따르면, 상기 제3 플레이트는, 상기 작업공간 외측에 마련되되, 링크 형태로 마련될 수 있다.According to an embodiment, the third plate is provided outside the work space, and may be provided in the form of a link.

본 발명의 실시 예에 따르면, 내부에 제1 중공이 형성된 제1 플레이트를 포함하는 제1 모듈, 상기 제1 모듈과 이격하여 배치되되, 내부에 제2 중공이 형성된 제2 플레이트를 포함하는 제2 모듈, 및 상기 제1 및 제2 모듈의 이격 공간에 마련되되, 상기 제1 및 제2 모듈을 병렬 연결하는 제3 플레이트를 포함하는 동력 전달부로 구성되되, 상기 제1 및 제2 모듈은 상기 동력 전달부를 중심으로 대칭구조를 이루되, 상기 대칭구조에 의하여 상기 제1 모듈에서의 제1 운동범위는 상기 제2 모듈에서 상기 제1 운동범위보다 넓은 제2 운동범위로 증폭되며, 상기 제1 및 제2 중공을 연통하는 공간에는 작업공간이 형성되되, 상기 제3 플레이트는, 상기 작업공간 외측에 마련된, 병렬 메커니즘이 제공될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a first module including a first plate having a first hollow formed therein, a second module disposed spaced apart from the first module, and including a second plate having a second hollow formed therein Doedoe provided in the spaced apart space of the module and the first and second modules, the first and second modules are configured as a power transmission unit including a third plate that connects in parallel, the first and second modules are the power A symmetrical structure is formed around the transmission unit, and by the symmetrical structure, the first range of motion in the first module is amplified to a second range of motion that is wider than the first range of motion in the second module, and the first and A working space may be formed in the space communicating with the second hollow, and the third plate may be provided with a parallel mechanism provided outside the working space.

이에 따라, 상기와 같이 운동범위가 증폭되는 것에 의하여, 상기 제2 플레이트의 일 측에 결합되는 엔드 이펙터(end effector)의 운동범위가 넓어질 수 있는 기술적 효과가 있다.Accordingly, by amplifying the range of motion as described above, there is a technical effect that the range of motion of the end effector coupled to one side of the second plate can be widened.

또한, 상기와 같이 작업공간이 형성되는 것에 의하여, 상기 엔드 이펙터가 구동되는 경우, 상기 엔드 이펙터의 구동을 위한 전선이 상기 작업공간 내에 위치하는 것에 의하여, 공간 활용도가 우수한 기술적 효과도 있다.In addition, by forming the workspace as described above, when the end effector is driven, the electric wire for driving the end effector is located in the workspace, so that there is a technical effect of excellent space utilization.

도 1 내지 도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 병렬 메커니즘을 설명하기 위한 도면이다.
도 10 내지 도 14는 본 발명의 실험 예를 설명하기 위한 도면이다.1 to 9 are diagrams for explaining a parallel mechanism according to an embodiment of the present invention.
10 to 14 are diagrams for explaining an experimental example 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 게재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한, 도면들에 있어서, 형상 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. In this specification, when a component is referred to as being on another component, it means that it may be directly formed on the other component or a third component may be interposed therebetween. In addition, in the drawings, shapes and thicknesses of regions 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 this specification, 'and/or' is used in the sense of including at least one of the components listed before and after.

명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 또한, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 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 exists, but one or more other features, number, step, configuration It should not be construed as excluding the possibility of the presence or addition of elements or combinations thereof. In addition, in this specification, "connection" is used in a sense including both indirectly connecting a plurality of components and directly connecting a plurality of components.

또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.In addition, terms such as “…unit”, “…group”, and “module” described in the specification mean a unit that processes at least one function or operation, which may be implemented as hardware or software or a combination of hardware and software. there is.

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.

이하, 도면을 참조하여, 본 발명의 실시 예에 따른 병렬 메커니즘이 설명된다.Hereinafter, a parallel mechanism according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

이하에서 설명되는 본 발명의 실시 예에 따른 병렬 메커니즘은, 로봇 손에 있어서의 병렬 메커니즘을 상정한 것이다. 보다 구체적으로는 엔드 이펙터(end effector)로 마련되는 로봇 손과 결합될 수 있는 로봇 손목 관절에 있어서의 병렬 메커니즘을 상정한 것이다. A parallel mechanism according to an embodiment of the present invention to be described below assumes a parallel mechanism in a robot hand. More specifically, a parallel mechanism in a robot wrist joint that can be combined with a robot hand provided as an end effector is assumed.

도 1 내지 도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 병렬 메커니즘을 설명하기 위한 도면이다.1 to 9 are diagrams for explaining a parallel mechanism according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 병렬 메커니즘(1000)은, 제1 모듈(100), 제2 모듈(200), 및 동력 전달부(300) 중에서 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 1 , a parallel mechanism 1000 according to an embodiment of the present invention may include at least one of a first module 100 , a second module 200 , and a power transmission unit 300 . .

이하, 각 구성이 설명된다.Hereinafter, each configuration is described.

제1 모듈(100)first module (100)

도 1을 참조하면, 상기 제1 모듈(100)은, 제1 플레이트(10), 제1 능동 회전관절(110), 제1 링크(113), 제2 능동 회전관절(120), 제1 수동 회전관절(130), 및 제2 링크(133) 중에서 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1 , the first module 100 includes a first plate 10 , a first active rotation joint 110 , a first link 113 , a second active rotation joint 120 , and a first passive rotation joint 110 . It may include at least one of the rotation joint 130 and the second link 133 .

일 실시 예에 따르면, 상기 제1 플레이트(10)는, 본 발명의 실시 예에 따른 로봇 손목 관절의 병렬 메커니즘을 위한 기저면으로써 마련될 수 있다.According to an embodiment, the first plate 10 may be provided as a base surface for the parallel mechanism of the robot wrist joint according to an embodiment of the present invention.

이때, 상기 제1 플레이트(10)의 일 측에는, 로봇 팔의 전완부가 결합될 수 있다. In this case, the forearm of the robot arm may be coupled to one side of the first plate 10 .

한편, 상기 제1 플레이트(10)는, 후술되는 제2 모듈(200)의 제2 플레이트(20)와 대칭구조를 이룰 수 있다. 이때, 상기 제2 플레이트(20)의 일 측에는 엔드 이펙터(end effector, ef, 도 12 참조)로써 로봇 손이 결합될 수 있다. 이에 관해서는 보다 상세히 후술하기로 한다.Meanwhile, the first plate 10 may form a symmetrical structure with the second plate 20 of the second module 200 to be described later. In this case, a robot hand may be coupled to one side of the second plate 20 as an end effector (ef, see FIG. 12 ). This will be described later in more detail.

한편, 상기 제1 플레이트(10)에는 상기와 같은 엔드 이펙터(ef, 도 12 참조)의 구동을 위한 전선(wr, 도 12 참조)이 관통될 수 있다. Meanwhile, a wire (wr, see FIG. 12 ) for driving the end effector (ef, see FIG. 12 ) as described above may pass through the first plate 10 .

이를 위해, 상기 제1 플레이트(10) 내부에는, 도 1에 도시된 바와 같이, 제1 중공(hl1)이 형성될 수 있다.To this end, as shown in FIG. 1 , a first hollow hl1 may be formed inside the first plate 10 .

이에 따라, 본 발명의 실시 예에 의하면, 상기 제1 플레이트(10)의 중공(hl1)에 상기 엔드 이펙터(ef, 도 12 참조)의 구동을 위한 전선(wr, 도 12 참조)이 관통됨에 따라 상기 엔드 이펙터(ef, 도 12 참조)의 구동에 있어서, 상기 전선(wr, 도 12 참조)에 의한 구속이 최소화될 수 있다. Accordingly, according to an embodiment of the present invention, as the electric wire wr (refer to FIG. 12 ) for driving the end effector (ef, see FIG. 12 ) passes through the hollow hl1 of the first plate 10 , In driving the end effector ef (refer to FIG. 12), restraint by the electric wire wr (refer to FIG. 12) may be minimized.

상기 제1 능동 회전관절(110)은, 상기 제1 플레이트(10)의 내측에 마련되되, 제1 방향으로 회전운동할 수 있다. The first active rotation joint 110 is provided on the inner side of the first plate 10, it can rotate in a first direction.

여기에서 제1 방향은 후술되는 제2 방향과 같은 방향일 수도 있고, 반대 방향일 수도 있다. Here, the first direction may be the same as or opposite to the second direction to be described later.

이를 위해, 상기 제1 능동 회전관절(110)은, 제1 회전 구동부를 통하여 회전력을 제공받을 수 있다.To this end, the first active rotation joint 110 may receive rotational force through the first rotation driving unit.

도 9를 참조하면, 상기 제1 회전 구동부는, 제1 회전축을 포함하는 제1 모터(미 도시), 및 상기 제1 회전축의 회전력을 상기 제1 능동 회전관절(110)로 전달하는 제1 전달 기어(112, 도 9 참조) 중에서 적어도 어느 하나를 포함하도록 구성될 수 있다. Referring to FIG. 9 , the first rotation driving unit transmits a first motor (not shown) including a first rotation shaft, and a rotational force of the first rotation shaft to the first active rotation joint 110 . It may be configured to include at least one of the gears 112 (see FIG. 9 ).

이에 따라, 상기 제1 능동 회전관절(110)은, 상기 제1 전달 기어(112, 도 9 참조)를 통하여 회전력을 제공받아, 상기 제1 방향으로 회전운동할 수 있는 것이다.Accordingly, the first active rotation joint 110 may receive rotational force through the first transmission gear 112 (refer to FIG. 9 ) to rotate in the first direction.

한편, 상기 제1 능동 회전관절(110)은 상기 제1 전달 기어(112, 도 9 참조)와 둔각을 이룰 수 있다. Meanwhile, the first active rotation joint 110 may form an obtuse angle with the first transmission gear 112 (refer to FIG. 9 ).

또한, 후술되는 제1 링크(113)는 림(rim) 또는 뼈대의 형상을 가질 수 있다. In addition, the first link 113 to be described later may have a shape of a rim or a skeleton.

이에 따라, 상기와 같이 제1 전달 기어(112, 도 9 참조)와 둔각을 이루는 제1 능동 회전관절(110)에 연결된 제1 링크(113)의 운동범위가 넓어지고, 상기 제1 링크(113)의 정밀 제어가 가능해질 수 있다.Accordingly, the range of motion of the first link 113 connected to the first active rotation joint 110 forming an obtuse angle with the first transmission gear 112 (see FIG. 9 ) as described above is widened, and the first link 113 is ) can be precisely controlled.

또한, 상기와 같이 운동범위가 넓어지는 것에 의하여, 후술되는 제2 플레이트(20)의 일 측에 결합되는 엔드 이펙터(end effector, ef, 도 12 참조)의 운동범위가 넓어질 수 있다.In addition, as the range of motion is widened as described above, the range of motion of an end effector (ef, see FIG. 12 ) coupled to one side of the second plate 20 to be described later may be widened.

상기 제1 링크(113)는, 상기 제1 능동 회전관절(110)로부터의 제1 방향 회전운동을 후술되는 제1 동력 전달부(310)에 전달할 수 있다.The first link 113 may transmit the rotational motion in the first direction from the first active rotation joint 110 to a first power transmission unit 310 to be described later.

이를 위해, 상기 제1 링크(113)의 일 단은 상기 제1 능동 회전관절(110)과 연결되고, 상기 제1 링크(113)의 타 단은 후술되는 제1 동력 전달부(310)와 연결될 수 있다.To this end, one end of the first link 113 is connected to the first active rotation joint 110 , and the other end of the first link 113 is connected to a first power transmission unit 310 to be described later. can

상기 제2 능동 회전관절(120)은, 상기 제1 플레이트(10)의 외측에 마련되되, 제2 방향으로 회전운동할 수 있다. The second active rotation joint 120 is provided on the outside of the first plate 10, it can rotate in the second direction.

여기에서 제2 방향은 앞서 설명된 바와 같이 상기 제1 방향과 같은 방향일 수도 있고, 반대 방향일 수도 있다. Here, the second direction may be in the same direction as the first direction as described above, or may be opposite to the first direction.

이를 위해, 상기 제2 능동 회전관절(120)은, 제2 회전 구동부를 통하여 회전력을 제공받을 수 있다.To this end, the second active rotation joint 120 may receive rotational force through the second rotation driving unit.

도 9를 참조하면, 상기 제2 회전 구동부는, 제2 회전축을 포함하는 제2 모터(미 도시), 및 상기 제2 회전축의 회전력을 상기 제2 능동 회전관절(120)로 전달하는 제2 전달 기어(122, 도 9 참조) 중에서 적어도 어느 하나를 포함하도록 구성될 수 있다. Referring to FIG. 9 , the second rotation driving unit transmits a second motor (not shown) including a second rotation shaft, and the rotational force of the second rotation shaft to the second active rotation joint 120 . It may be configured to include at least one of the gears 122 (refer to FIG. 9).

이에 따라, 상기 제2 능동 회전관절(120)은, 상기 제2 전달 기어(122, 도 9 참조)를 통하여 회전력을 제공받아, 상기 제2 방향으로 회전운동할 수 있는 것이다.Accordingly, the second active rotation joint 120 may receive rotational force through the second transmission gear 122 (refer to FIG. 9 ), and may rotate in the second direction.

한편, 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 제2 능동 회전관절(120)의 일 측에는 상기 제2 전달 기어(122)가 맞물리고, 상기 제2 능동 회전관절(120)의 타 측에는 후술되는 제1 수동 회전관절(130)이 맞물릴 수 있다.On the other hand, as shown in FIG. 9 , the second transmission gear 122 is engaged with one side of the second active rotation joint 120 , and the other side of the second active rotation joint 120 has a first to be described later. Manual rotation joint 130 may be engaged.

한편, 상기 제2 능동 회전관절(120)과 후술되는 제1 수동 회전관절(130)은 둔각을 이룰 수 있다. Meanwhile, the second active rotation joint 120 and the first passive rotation joint 130 to be described later may form an obtuse angle.

또한, 후술되는 제2 링크(133)는 림(rim) 또는 뼈대의 형상을 가질 수 있다. In addition, the second link 133 to be described later may have a shape of a rim or a skeleton.

이에 따라, 상기와 같이 제2 능동 회전관절(120)와 둔각을 이루는 제1 수동 회전관절(130)에 연결된 제2 링크(133)의 운동범위가 넓어지고, 상기 제2 링크(133)의 정밀 제어가 가능해질 수 있다.Accordingly, the range of motion of the second link 133 connected to the first passive rotation joint 130 forming an obtuse angle with the second active rotation joint 120 as described above is widened, and the precision of the second link 133 is increased. Control may be enabled.

상기 제1 수동 회전관절(130)은, 상기 제2 능동 회전관절(120)로부터의 제2 방향 회전운동을 후술되는 제2 링크(133)로 전달할 수 있다.The first passive rotation joint 130 may transmit the rotational movement in the second direction from the second active rotation joint 120 to a second link 133 to be described later.

이를 위해, 상기 제1 수동 회전관절(130)의 일 측은 상기 제2 능동 회전관절(120)과 연결되고, 상기 제1 수동 회전관절(130)의 타 측은 후술되는 제2 링크(133)와 연결될 수 있다.To this end, one side of the first passive rotation joint 130 is connected to the second active rotation joint 120 , and the other side of the first passive rotation joint 130 is connected to a second link 133 to be described later. can

상기 제2 링크(133)는, 상기 제1 수동 회전관절(130)로부터의 제2 방향 회전운동을 후술되는 제2 동력 전달부(330)에 전달할 수 있다.The second link 133 may transmit the rotational motion in the second direction from the first manual rotation joint 130 to a second power transmission unit 330 to be described later.

이를 위해, 상기 제2 링크(133)의 일 단은 상기 제1 수동 회전관절(130)과 연결되고, 상기 제2 링크(133)의 타 단은 후술되는 제2 동력 전달부(330)와 연결될 수 있다.To this end, one end of the second link 133 is connected to the first manual rotation joint 130 , and the other end of the second link 133 is to be connected to a second power transmission unit 330 to be described later. can

제2 모듈(200)second module 200

도 1을 참조하면, 상기 제2 모듈(200)은, 상기 제1 모듈(100)과 이격하여 배치될 수 있다.Referring to FIG. 1 , the second module 200 may be disposed to be spaced apart from the first module 100 .

한편, 도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 제2 모듈(200)은 상기 제1 모듈(100)과 후술되는 동력 전달부(300)를 중심(A)으로 대칭구조를 이룰 수 있다. Meanwhile, referring to FIGS. 2 and 3 , the second module 200 may have a symmetrical structure with the first module 100 and a power transmission unit 300 described later as a center (A).

이에 따라, 상기와 같은 대칭구조에 의하여, 상기 제1 모듈(100)에서의 제1 운동범위는 상기 제2 모듈(200)에서 상기 제1 운동범위보다 넓은 제2 운동범위로 증폭될 수 있다. 여기에서 상기 제1 운동범위보다 넓은 제2 운동범위로 증폭되는 것은, 상기 제2 운동범위가 상기 제1 운동범위의 두 배로 증폭되는 것을 포함하는 개념으로 이해될 수 있다. Accordingly, due to the symmetrical structure as described above, the first range of motion in the first module 100 may be amplified into a second range of motion that is wider than the first range in the second module 200 . Here, the amplification of the second range of motion that is wider than the first range of motion may be understood as a concept including the amplification of the second range of motion to twice the first range of motion.

이를 위해, 상기 제2 모듈(200)은, 제2 플레이트(20), 제3 링크(213), 제2 수동 회전관절(210), 제4 링크(233), 및 제3 수동 회전관절(230) 중에서 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.To this end, the second module 200 includes a second plate 20 , a third link 213 , a second manual rotation joint 210 , a fourth link 233 , and a third manual rotation joint 230 . ) may include at least any one of.

일 실시 예에 따르면, 상기 제2 플레이트(20)는, 앞서 설명된 바와 같이, 상기 제1 모듈(100)에서의 제1 운동범위보다 넓은 제2 운동범위로 증폭 운동할 수 있다. According to an embodiment, as described above, the second plate 20 may amplify a second motion range wider than the first motion range in the first module 100 .

이때, 상기 제2 플레이트(20)의 일 측에는 엔드 이펙터(ef, 도 12 참조)가 결합될 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 플레이트(20)의 일 측에는 엔드 이펙터(ef, 도 12 참조)로써 로봇 손이 결합될 수 있다. In this case, an end effector ef (refer to FIG. 12 ) may be coupled to one side of the second plate 20 . For example, a robot hand may be coupled to one side of the second plate 20 as an end effector (ef, see FIG. 12 ).

이에 따라, 상기 제2 플레이트(20)의 일 측에 결합된 엔드 이펙터(ef, 도 12 참조)의 운동범위가 앞서 설명된 바와 같이 증폭될 수 있음은 물론이다.Accordingly, it goes without saying that the range of motion of the end effector (ef, see FIG. 12 ) coupled to one side of the second plate 20 may be amplified as described above.

한편, 상기 제2 플레이트(20)에는 상기와 같은 엔드 이펙터(ef, 도 12 참조)의 구동을 위한 전선(wr, 도 12 참조)이 관통될 수 있다. Meanwhile, a wire (wr, see FIG. 12 ) for driving the end effector (ef, see FIG. 12 ) as described above may pass through the second plate 20 .

이를 위해, 상기 제2 플레이트(20) 내부에는, 도 1에 도시된 바와 같이, 제2 중공(hl2)이 형성될 수 있다.To this end, as shown in FIG. 1 , a second hollow hl2 may be formed inside the second plate 20 .

이에 따라, 본 발명의 실시 예에 의하면, 상기 제2 플레이트(20)의 중공(hl2)에 상기 엔드 이펙터(ef, 도 12 참조)의 구동을 위한 전선(wr, 도 12 참조)이 관통됨에 따라 상기 엔드 이펙터(ef, 도 12 참조)의 구동에 있어서, 상기 전선(wr, 도 12 참조)에 의한 구속이 최소화될 수 있다. Accordingly, according to the embodiment of the present invention, as the electric wire wr (refer to FIG. 12 ) for driving the end effector (ef, see FIG. 12 ) passes through the hollow hl2 of the second plate 20 , In driving the end effector ef (refer to FIG. 12), restraint by the electric wire wr (refer to FIG. 12) may be minimized.

상기 제3 링크(213)는, 후술되는 제1 동력 전달부(310)로부터의 제3 방향 회전운동을 후술되는 제2 수동 회전관절(210)에 전달할 수 있다. 여기에서 제3 방향 회전운동이라 함은, 앞서 설명된 제1 방향 회전운동의 역 방향을 포함하는 개념으로 이해될 수 있다.The third link 213 may transmit a third-direction rotational motion from the first power transmission unit 310 to be described later to a second manual rotary joint 210 to be described later. Here, the third-direction rotational motion may be understood as a concept including the reverse direction of the first-direction rotational motion described above.

이를 위해, 상기 제3 링크(213)의 일 단은 후술되는 제1 동력 전달부(310)와 연결되고, 상기 제3 링크(213)의 타 단은 후술되는 제2 수동 회전관절(210)과 연결될 수 있다.To this end, one end of the third link 213 is connected to a first power transmission unit 310 to be described later, and the other end of the third link 213 is connected to a second manual rotation joint 210 to be described later. can be connected

상기 제2 수동 회전관절(210)은, 상기 제2 플레이트(20)의 내측에 마련되되, 상기 제3 링크(213)로부터의 제3 방향 회전운동을 상기 제2 플레이트(20)에 전달할 수 있다.The second manual rotation joint 210 may be provided inside the second plate 20 , and may transmit a rotational motion in a third direction from the third link 213 to the second plate 20 . .

이를 위해, 상기 제2 수동 회전관절(210)의 일 측은 상기 제3 링크(213)와 연결되고, 상기 제2 수동 회전관절(210)의 타 측은 상기 제2 플레이트(20)와 연결될 수 있다.To this end, one side of the second manual rotation joint 210 may be connected to the third link 213 , and the other side of the second manual rotation joint 210 may be connected to the second plate 20 .

한편, 상기 제2 수동 회전관절(210)은 상기 제2 플레이트(20)와 둔각을 이룰 수 있다. Meanwhile, the second passive rotation joint 210 may form an obtuse angle with the second plate 20 .

또한, 상기 제3 링크(213)는 림(rim) 또는 뼈대의 형상을 가질 수 있다. In addition, the third link 213 may have a shape of a rim or a skeleton.

이에 따라, 상기와 같이 제2 플레이트(20)와 둔각을 이루는 제2 수동 회전관절(210)에 연결된 제3 링크(213)의 운동범위가 넓어지고, 상기 제3 링크(213)의 정밀 제어가 가능해질 수 있다.Accordingly, the range of motion of the third link 213 connected to the second passive rotary joint 210 forming an obtuse angle with the second plate 20 is widened, and the precise control of the third link 213 is improved. it can be possible

상기 제4 링크(233)는, 후술되는 제2 동력 전달부(330)로부터의 제4 방향 회전운동을 후술되는 제3 수동 회전관절(230)에 전달할 수 있다. 여기에서 제4 방향 회전운동이라 함은, 앞서 설명된 제2 방향 회전운동의 역 방향을 포함하는 개념으로 이해될 수 있다.The fourth link 233 may transmit a fourth direction rotational motion from the second power transmission unit 330 to be described later to a third manual rotary joint 230 to be described later. Here, the fourth direction rotational motion may be understood as a concept including a reverse direction of the second direction rotational motion described above.

이를 위해, 상기 제4 링크(233)의 일 단은 후술되는 제2 동력 전달부(330)와 연결되고, 상기 제4 링크(233)의 타 단은 후술되는 제3 수동 회전관절(230)과 연결될 수 있다.To this end, one end of the fourth link 233 is connected to a second power transmission unit 330 to be described later, and the other end of the fourth link 233 is connected to a third manual rotation joint 230 to be described later. can be connected

상기 제3 수동 회전관절(230)은, 상기 제2 플레이트(20)의 외측에 마련되되, 상기 제4 링크(233)로부터의 제4 방향 회전운동을 상기 제2 플레이트(20)에 전달할 수 있다.The third manual rotation joint 230 may be provided on the outside of the second plate 20 , and may transmit a fourth direction rotational motion from the fourth link 233 to the second plate 20 . .

이를 위해, 상기 제3 수동 회전관절(230)의 일 측은 상기 제4 링크(233)와 연결되고, 상기 제3 수동 회전관절(230)의 타 측은 상기 제2 플레이트(20)와 연결될 수 있다.To this end, one side of the third manual rotation joint 230 may be connected to the fourth link 233 , and the other side of the third manual rotation joint 230 may be connected to the second plate 20 .

한편, 상기 제3 수동 회전관절(230)은 상기 제2 플레이트(20)와 둔각을 이룰 수 있다. Meanwhile, the third passive rotation joint 230 may form an obtuse angle with the second plate 20 .

또한, 상기 제4 링크(233)는 림(rim) 또는 뼈대의 형상을 가질 수 있다. In addition, the fourth link 233 may have a shape of a rim or a skeleton.

이에 따라, 상기와 같이 제2 플레이트(20)와 둔각을 이루는 제3 수동 회전관절(230)에 연결된 제4 링크(233)의 운동범위가 넓어지고, 상기 제4 링크(233)의 정밀 제어가 가능해질 수 있다.Accordingly, the range of motion of the fourth link 233 connected to the third passive rotary joint 230 forming an obtuse angle with the second plate 20 is widened, and precise control of the fourth link 233 is improved. it can be possible

동력 power 전달부transmission department (300)(300)

도 1을 참조하면, 상기 동력 전달부(300)는, 상기 제1 및 제2 모듈(100, 200)의 이격 공간에 마련되되, 상기 제1 및 제2 모듈(100, 200)을 병렬 연결하는 제3 플레이트(30)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1 , the power transmission unit 300 is provided in a space apart from the first and second modules 100 and 200, and connects the first and second modules 100 and 200 in parallel. A third plate 30 may be included.

한편, 앞서 설명된 바와 같이 상기 제1 모듈(100)의 제1 플레이트(10)에는 제1 중공(hl1)이 형성되고, 상기 제2 모듈(200)의 제2 플레이트(20)에는 제2 중공(hl2)이 형성될 수 있는 바, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 제1 및 제2 중공(hl1, hl2)을 연통하는 공간에는 작업공간(wp)이 형성될 수 있다. Meanwhile, as described above, a first hollow hl1 is formed in the first plate 10 of the first module 100 , and a second hollow is formed in the second plate 20 of the second module 200 . Since hl2 may be formed, a working space wp may be formed in a space communicating with the first and second hollows hl1 and hl2 as shown in FIG. 1 .

이에 따라, 상기 작업공간(wp)으로 상기 엔드 이펙터(ef, 도 12 참조)의 구동을 위한 전선(wr, 도 12 참조)이 관통될 수 있다.Accordingly, an electric wire wr (refer to FIG. 12 ) for driving the end effector ef (refer to FIG. 12 ) may pass through the work space wp.

또한, 앞서 설명된 바와 같이, 상기 전선(wr, 도 12 참조)은, 상기 제2 중공(hl2) 및 상기 제1 중공(hl1)에 관통되는 바, 종국적으로 상기 전선은 상기 제2 중공(hl2), 상기 작업공간(wp), 및 상기 제1 중공(hl1)에 관통될 수 있는 것이다. In addition, as described above, the electric wire wr (refer to FIG. 12 ) penetrates through the second hollow hl2 and the first hollow hl1 , and ultimately the electric wire passes through the second hollow hl2 ), the work space wp, and the first hollow hl1 to be penetrated.

이때, 상기 제3 플레이트(30)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 작업공간(wp) 외측에 마련될 수 있다.In this case, the third plate 30 may be provided outside the working space wp, as shown in FIG. 1 .

이에 따라, 상기 엔드 이펙터(ef, 도 12 참조)가 구동되는 경우, 상기 엔드 이펙터(ef, 도 12 참조)의 구동을 위한 전선(wr, 도 12 참조)이 상기 작업공간(wp) 내에 위치할 수 있다. Accordingly, when the end effector (ef, see FIG. 12) is driven, the electric wire wr (refer to FIG. 12) for driving the end effector (ef, see FIG. 12) is located in the working space wp. can

따라서, 본 발명의 실시 예에 의하면, 상기 제2 중공(hl2), 상기 작업공간(wp), 및 상기 제1 중공(hl1)에 상기 엔드 이펙터(ef, 도 12 참조)의 구동을 위한 전선(wr, 도 12 참조)이 관통될 뿐 아니라, 상기 엔드 이펙터(ef, 도 12 참조)가 구동되는 경우, 상기 전선(wr, 도 12 참조)이 상기 작업공간(wp) 내에 위치함에 따라 상기 엔드 이펙터(ef, 도 12 참조)의 구동에 있어서, 상기 전선(wr, 도 12 참조)에 의한 구속이 최소화될 수 있다.Therefore, according to an embodiment of the present invention, the electric wire for driving the end effector (ef, see FIG. 12) in the second hollow (hl2), the working space (wp), and the first hollow (hl1) ( wr (refer to FIG. 12) penetrates, and when the end effector ef (refer to FIG. 12) is driven, as the electric wire wr (refer to FIG. 12) is positioned within the working space wp, the end effector In the driving (ef, see FIG. 12), restraint by the electric wire wr (refer to FIG. 12) can be minimized.

한편 도 1 내지 도 3을 참조하면, 상기 제3 플레이트(30)는, 상기 작업공간(wp) 외측에 마련되되, 링크 형태로 마련될 수 있다. 여기에서 링크 형태라 함은, 앞서 설명된 링크들과 마찬가지로 림(rim) 또는 뼈대의 형상을 가질수 있음을 의미한다.Meanwhile, referring to FIGS. 1 to 3 , the third plate 30 is provided outside the working space wp, and may be provided in the form of a link. Here, the link form means that it may have the shape of a rim or a skeleton, like the links described above.

이에 따라, 상기 제3 플레이트(30)는, 운동범위가 넓어지고, 정밀 제어가 가능해질 수 있다. Accordingly, the third plate 30 can have a wider range of motion and can be precisely controlled.

한편, 도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 동력 전달부(300)를 중심(A)으로 상기 제1 및 제2 모듈(100, 200)이 대칭 운동할 수 있다.Meanwhile, referring to FIGS. 2 and 3 , the first and second modules 100 and 200 may symmetrically move with the power transmission unit 300 as a center (A).

이는 즉, 상기 제1 모듈(100)에서의 회전운동이 상기 동력 전달부(300)를 통해 상기 제2 모듈(200)로 전달되면서 역 방향의 회전운동으로 전환됨을 의미할 수 있다.That is, it may mean that the rotational motion in the first module 100 is transferred to the second module 200 through the power transmission unit 300 and converted into a rotational motion in the reverse direction.

즉 다시 말해, 도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 동력 전달부(300)를 통해, 상기 제1 모듈(100)에서의 회전운동이 상기 제2 모듈(200)에서 역 방향의 회전운동으로 전환됨에 따라, 상기 동력 전달부(300)를 중심(A)으로 상기 제1 및 제2 모듈(100, 200)이 대칭 운동할 수 있는 것이다. In other words, referring to FIGS. 2 and 3 , through the power transmission unit 300 , the rotational motion in the first module 100 is converted into a rotational motion in the reverse direction in the second module 200 . Accordingly, the first and second modules 100 and 200 may symmetrically move with the power transmission unit 300 as the center (A).

또한, 상기 제1 및 제2 모듈(100, 200)은 상기 동력 전달부(300)를 중심(A)으로 대칭구조를 이루되, 상기 대칭구조에 의하여 상기 제1 모듈(100)에서의 제1 운동범위는 상기 제2 모듈(200)에서 상기 제1 운동범위보다 넓은 제2 운동범위로 증폭될 수 있다. 여기에서 상기 제1 운동범위보다 넓은 제2 운동범위로 증폭되는 것은, 앞서 설명된 바와 같이, 상기 제2 운동범위가 상기 제1 운동범위의 두 배로 증폭되는 것을 포함하는 개념으로 이해될 수 있다.In addition, the first and second modules 100 and 200 have a symmetrical structure with the power transmission unit 300 as a center (A), and the first in the first module 100 by the symmetrical structure The motion range may be amplified in the second module 200 as a second motion range wider than the first motion range. Here, the amplification to a second range of motion wider than the first range of motion may be understood as a concept including amplification of the second range of motion to twice the first range of motion, as described above.

이를 위해 도 3을 참조하면, 상기 동력 전달부(300)는, 제1 동력 전달부(310) 및 제2 동력 전달부(330) 중에서 적어도 어느 하나를 포함하도록 구성될 수 있다.To this end, referring to FIG. 3 , the power transmission unit 300 may be configured to include at least one of the first power transmission unit 310 and the second power transmission unit 330 .

보다 구체적으로 도 4를 참조하면, 상기 제1 동력 전달부(310)는, 상기 제3 플레이트(30)의 일 측에 마련되되, 상기 제1 방향(θ1) 회전운동을, 상기 제1 방향(θ1) 회전운동의 역 방향인 제3 방향(-θ1) 회전운동으로 전환할 수 있다. More specifically, referring to FIG. 4 , the first power transmission unit 310 is provided on one side of the third plate 30 , and performs rotational motion in the first direction θ1 in the first direction ( θ1) It is possible to switch to a rotational motion in the third direction (-θ1), which is the reverse direction of the rotational motion.

이를 위해, 도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 제1 동력 전달부(310)는 상기 제1 방향 회전운동하는 제1 기어(313) 및 상기 제3 방향 회전운동하는 제2 기어(315) 중에서 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.To this end, referring to FIGS. 3 and 4 , the first power transmission unit 310 may be selected from among the first gear 313 rotating in the first direction and the second gear 315 rotating in the third direction. It may include at least one.

한편, 상기 제1 기어(313)의 일 측은 앞서 설명된 제1 링크(113)와 연결되는 한편, 상기 제1 기어(313)는 상기 제2 기어(315)와 맞물려 회전될 수 있다. Meanwhile, one side of the first gear 313 may be connected to the first link 113 described above, while the first gear 313 may be rotated while being meshed with the second gear 315 .

한편, 상기 제2 기어(315)의 일 측은 앞서 설명된 제3 링크(213)와 연결되는 한편, 상기 제2 기어(315)는 상기 제1 기어(313)와 맞물려 회전할 수 있다. Meanwhile, one side of the second gear 315 may be connected to the third link 213 described above, while the second gear 315 may be engaged with the first gear 313 to rotate.

이에 따라, 상기 제1 동력 전달부(310)를 통해, 상기 제1 모듈(100)의 제1 방향(θ1) 회전운동이 상기 제2 모듈(200)의 제3 방향(θ1) 회전운동으로 전환될 수 있는 것이다.Accordingly, through the first power transmission unit 310 , the rotational motion in the first direction θ1 of the first module 100 is converted into rotational motion in the third direction θ1 of the second module 200 . it can be

한편, 도 4를 참조하면, 상기 제2 동력 전달부(330)는, 상기 제3 플레이트(30)의 타 측에 마련되되, 상기 제2 방향(θ2) 회전운동을, 상기 제2 방향(θ2) 회전운동의 역 방향인 제4 방향(-θ2) 회전운동으로 전환할 수 있다. Meanwhile, referring to FIG. 4 , the second power transmission unit 330 is provided on the other side of the third plate 30 , and performs rotational motion in the second direction θ2 in the second direction θ2 . ) can be converted to a rotational motion in the fourth direction (-θ2), which is the reverse direction of the rotational motion.

이를 위해, 도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 제2 동력 전달부(330)는 상기 제2 방향(θ2) 회전운동하는 제3 기어(333) 및 상기 제4 방향(-θ2) 회전운동하는 제4 기어(335) 중에서 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.To this end, referring to FIGS. 3 and 4 , the second power transmission unit 330 includes a third gear 333 that rotates in the second direction (θ2) and a third gear 333 that rotates in the fourth direction (-θ2). At least one of the fourth gears 335 may be included.

한편, 상기 제3 기어(333)의 일 측은 앞서 설명된 제2 링크(133)와 연결되는 한편, 상기 제3 기어(333)는 상기 제4 기어(335)와 맞물려 회전할 수 있다. Meanwhile, one side of the third gear 333 may be connected to the second link 133 described above, while the third gear 333 may be engaged with the fourth gear 335 to rotate.

한편, 상기 제4 기어(335)의 일 측은 앞서 설명된 제4 링크(233)와 연결되는 한편, 상기 제4 기어(335)는 상기 제3 기어(333)와 맞물려 회전할 수 있다. Meanwhile, one side of the fourth gear 335 may be connected to the fourth link 233 described above, while the fourth gear 335 may be engaged with the third gear 333 to rotate.

이에 따라, 상기 제2 동력 전달부(330)를 통해, 상기 제1 모듈(100)의 제2 방향(θ2) 회전운동이 상기 제2 모듈(200)의 제4 방향(-θ2) 회전운동으로 전환될 수 있는 것이다.Accordingly, through the second power transmission unit 330 , the rotational movement in the second direction (θ2) of the first module 100 is converted into rotational movement in the fourth direction (−θ2) of the second module 200 . that can be converted

이에 따라 도 5 내지 도 8을 참조하면, 도 8에 도시된 상기 제1 및 제2 중공(hl1, hl2)을 연통하는 공간인 작업공간(wp)을 유지하며, 상기 제2 플레이트(20)는 도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같은 다양한 회전동작을 구현할 수 있다. Accordingly, referring to FIGS. 5 to 8 , a working space wp, which is a space communicating with the first and second hollows hl1 and hl2 shown in FIG. 8 , is maintained, and the second plate 20 is Various rotational operations as shown in FIGS. 5 to 7 can be implemented.

한편, 도 8을 참조하면, 앞서 설명된 바와 같이 상기 제2 플레이트(20)의 일 측에는 엔드 이펙터(ef, 도 12 참조)가 결합될 수 있는 바, 상기 작업공간(wp)을 통해 상기 엔드 이펙터(ef, 도 12 참조)의 구동을 위한 전선(wr, 도 12 참조)이 관통됨으로써, 상기 엔드 이펙터(ef, 도 12 참조)의 구동에 있어서, 상기 전선(wr, 도 12 참조)에 의한 구속이 최소화될 수 있음은 물론이다.Meanwhile, referring to FIG. 8 , an end effector ef (refer to FIG. 12 ) may be coupled to one side of the second plate 20 as described above, and the end effector may be coupled through the working space wp. As the electric wire (wr, see FIG. 12) for driving (ef, see FIG. 12) is penetrated, in the driving of the end effector (ef, see FIG. 12), restraint by the electric wire (wr, see FIG. 12) Of course, this can be minimized.

한편, 본 발명의 실시 예에 의하면 상기 엔드 이펙터(ef, 도 12 참조)는, 상기 제1 및 상기 제2 회전 구동부에 의하여 2 자유도를 가질 수 있다.Meanwhile, according to an embodiment of the present invention, the end effector ef (refer to FIG. 12 ) may have two degrees of freedom by the first and second rotation driving units.

또한, 상기 엔드 이펙터(ef, 도 12 참조)의 상기와 같은 2 자유도는, 앞서 설명된 제1 능동 회전관절(110)의 제1 방향 회전운동 및 제2 능동 회전관절(120)의 제2 방향 회전운동의 조합에 의하여 구현될 수 있음은 물론이다.In addition, the above two degrees of freedom of the end effector (ef, see FIG. 12), the first direction rotational motion of the first active rotation joint 110 and the second direction of the second active rotation joint 120 described above Of course, it can be implemented by a combination of rotational motion.

한편, 여기에서 2 자유도라 함은, 피치(pitch) 운동(pi, 도 12 참조) 및 요(ya, 도 12 참조) 운동을 포함하는 개념으로 이해될 수 있다. Meanwhile, the two degrees of freedom herein may be understood as a concept including a pitch motion (pi, see FIG. 12) and a yaw (ya, see FIG. 12) motion.

보다 구체적으로 상기 엔드 이펙터(ef, 도 12 참조)는, 상기 제1 및 상기 제2 회전 구동부에 의하여, -45° 이상 내지 +90° 이하 운동범위의 피치 운동(pi, 도 12 참조) 및 -65° 이상 내지 +50° 이하의 운동범위의 요 운동(ya, 도 12 참조)을 수행할 수 있다.More specifically, the end effector (ef, see FIG. 12) is, by the first and the second rotational driving unit, a pitch movement (pi, see FIG. 12) in a motion range of -45° or more to +90° or less, and - A yaw motion (ya, see FIG. 12 ) in a range of motion of 65° or more to +50° or less may be performed.

한편, 상기 엔드 이펙터(ef, 도 12 참조)가 상기와 같은 2 자유도로 구동되는 경우에도, 상기 전선(wr, 도 12 참조)은 상기 작업공간(wp) 내에 위치할 수 있다.Meanwhile, even when the end effector ef (refer to FIG. 12 ) is driven in two degrees of freedom as described above, the electric wire wr (refer to FIG. 12 ) may be located in the working space wp.

이에 따라, 상기 엔드 이펙터(ef, 도 12 참조)의 상기와 같은 2 자유도구동에 있어서, 상기 전선(wr, 도 12 참조)에 의한 구속이 최소화될 수 있음은 물론이다.Accordingly, in the two-free operation of the end effector ef (refer to FIG. 12), it goes without saying that restraint by the electric wire wr (refer to FIG. 12) can be minimized.

한편, 상기 엔드 이펙터(ef, 도 12 참조)는, 상기 제2 회전 구동부에 의하여 롤(roll) 운동을 더 수행할 수 있다.Meanwhile, the end effector ef (refer to FIG. 12 ) may further perform a roll motion by the second rotation driving unit.

이 경우, 도 9를 참조하면, 상기 제2 능동 회전관절(120)은, 상기 제2 전달 기어(122)를 통하여 회전력을 제공받아, 상기 제2 방향으로 회전운동할 수 있음은 물론이다.In this case, referring to FIG. 9 , the second active rotation joint 120 may receive rotational force through the second transmission gear 122 to rotate in the second direction.

이상, 본 발명의 실시 예에 따른 병렬 메커니즘(1000)이 설명되었다.Above, the parallel mechanism 1000 according to an embodiment of the present invention has been described.

이하, 본 발명의 실험 예가 설명된다.Hereinafter, an experimental example of the present invention will be described.

도 10 내지 도 14는 본 발명의 실험 예를 설명하기 위한 도면이다.10 to 14 are diagrams for explaining an experimental example of the present invention.

도 10 및 도 11을 참조하면, 앞서 설명된 각 구성을 포함하는 프로토타입(prototype)의 병렬 메커니즘(1000)을 제작하였다. Referring to FIGS. 10 and 11 , a parallel mechanism 1000 of a prototype including each configuration described above was manufactured.

또한, 도 12를 참조하면, 상기와 같이 제작된 프로토타입(prototype)의 병렬 메커니즘(1000)의 일 측, 보다 구체적으로는, 상기 제2 플레이트(20)의 일 측에는 엔드 이펙터(ef)로써 로봇 손을 결합하였다.In addition, referring to FIG. 12 , on one side of the parallel mechanism 1000 of the prototype manufactured as described above, more specifically, on one side of the second plate 20 , the robot as an end effector ef hands joined.

상기 프로토타입(prototype)의 병렬 메커니즘(1000)에 결합된 엔드 이펙터(ef)로써 로봇 손을 통해, 도 12에 도시된 바와 같이 피치 운동(pi) 및 요 운동(ya)을 수행하고, 상기 피치 운동(pi) 및 상기 요 운동(ya)의 운동범위를 측정하였다. Through a robotic hand as an end effector (ef) coupled to the parallel mechanism (1000) of the prototype, the pitch motion (pi) and the yaw motion (ya) as shown in FIG. 12 are performed, and the pitch The motion (pi) and the range of motion of the yaw motion (ya) were measured.

상기 프로토타입(prototype)의 병렬 메커니즘(1000)에 결합된 로봇 손을 통해 측정된 상기 피치 운동(pi)의 범위는 -45° 이상 내지 +90° 이하였으며, 상기 요 운동(ya) 범위는 -65° 이상 내지 +50° 이하였다.The range of the pitch motion (pi) measured through a robotic hand coupled to the parallel mechanism 1000 of the prototype was -45° or more to +90° or less, and the yaw motion (ya) range was - 65° or more and +50° or less.

한편, 도 13을 참조하면, 상기 제작된 프로토타입(prototype)의 병렬 메커니즘(1000)의 외력(Fext)에 대한 강성(stiffness, st)을 테스트하였다. Meanwhile, referring to FIG. 13 , the stiffness (stiffness, st) with respect to the external force (Fext) of the parallel mechanism 1000 of the manufactured prototype was tested.

이를 위해, 도 13에 도시된 바와 같이, 상기 제작된 프로토타입(prototype)의 병렬 메커니즘(1000)의 일 측, 보다 구체적으로는, 상기 제2 플레이트(20)의 일 측에 엔드 이펙터(ef)로써 원기둥 형태의 구조체를 결합하고, 상기 엔드 이펙터(ef)에 소정 하중(wt)을 제공하여 상기 제작된 프로토타입(prototype)의 병렬 메커니즘(1000)에 결합된 엔드 이펙터(ef)의 외력(Fext)에 대한 강성(st)을 측정하였다.To this end, as shown in FIG. 13 , one side of the parallel mechanism 1000 of the manufactured prototype, more specifically, an end effector ef on one side of the second plate 20 . The external force Fext of the end effector ef coupled to the parallel mechanism 1000 of the manufactured prototype by combining the cylindrical structure and providing a predetermined load wt to the end effector ef ) was measured for stiffness (st).

한편, 이때 상기 엔드 이펙터(ef)와 상기 소정 하중(wt) 사이에는 도르래(pl)를 마련하였다. Meanwhile, at this time, a pulley pl is provided between the end effector ef and the predetermined load wt.

도 14를 참조하면, 상기 제작된 프로토타입(prototype)의 병렬 메커니즘(1000)에 결합된 엔드 이펙터(ef)는 상기 소정 하중(wt)에 의하여 발생되는 외력(Fext) 범위 10 N 이상 내지 24 N 이하 범위에서 9.3458 Х 10³ N/m에 해당하는 강성(st)을 가지는 것을 관측할 수 있다.Referring to FIG. 14 , the end effector ef coupled to the parallel mechanism 1000 of the manufactured prototype has an external force Fext in the range of 10 N to 24 N generated by the predetermined load wt. It can be observed that the stiffness (st) corresponds to 9.3458 Х 10 ³ N/m in the following range.

이러한 실험 결과를 통해, 상기 제작된 프로토타입(prototype)의 병렬 메커니즘(1000)에 결합된 엔드 이펙터(ef)가 로봇으로 구현되기에 적합한 수준의 강성을 가지는 것이 입증될 수 있다. Through these experimental results, it can be verified that the end effector ef coupled to the parallel mechanism 1000 of the manufactured prototype has a level of rigidity suitable for being implemented as a robot.

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 will understand that many modifications and variations are possible without departing from the scope of the present invention.

10: 제1 플레이트
20: 제2 플레이트
30: 제3 플레이트
100: 제1 모듈
110: 제1 능동 회전관절
112: 제1 전달 기어
113: 제1 링크
120: 제2 능동 회전관절
122: 제2 전달 기어
130: 제1 수동 회전관절
133: 제2 링크
200: 제2 모듈
210: 제2 수동 회전관절
213: 제3 링크
230: 제3 수동 회전관절
233: 제4 링크
300: 동력 전달부
310: 제1 동력 전달부
313: 제1 기어
315: 제2 기어
330: 제2 동력 전달부
333: 제3 기어
335: 제4 기어
1000: 병렬 메커니즘10: first plate
20: second plate
30: third plate
100: first module
110: first active rotation joint
112: first transmission gear
113: first link
120: second active rotation joint
122: second transmission gear
130: first manual rotation joint
133: second link
200: second module
210: second manual rotation joint
213: third link
230: the third manual rotation joint
233: fourth link
300: power transmission unit
310: first power transmission unit
313: first gear
315: second gear
330: second power transmission unit
333: third gear
335: fourth gear
1000: parallel mechanism

Claims

a first module including a first plate having a first hollow formed therein;
a second module disposed to be spaced apart from the first module, the second module including a second plate having a second hollow therein; and
Doedoe provided in spaced apart from the first and second modules, a power transmission unit including a third plate connecting the first and second modules in parallel;
The first and second modules form a symmetrical structure around the power transmission unit, and by the symmetrical structure, the first range of motion in the first module is wider than the first range of motion in the second module. amplified in the range of motion,
A work space is formed in a space communicating with the first and second hollows, and the third plate is provided outside the work space.

According to claim 1,
The first module is
a first active rotation joint provided on the inside of the first plate and rotated in a first direction;
a first link for transmitting rotational motion in a first direction from the first active rotational joint;
a second active rotation joint provided on the outside of the first plate and rotated in a second direction;
a first passive rotation joint for transmitting rotational motion in a second direction from the second active rotation joint; and
and a second link that transmits rotational motion in a second direction from the first passive rotational joint.

3. The method of claim 2,
The power transmission unit,
a first power transmission unit provided on one side of the third plate to convert to a third direction rotational motion that is a reverse direction of the first direction rotational motion; and
A second power transmission unit provided on the other side of the third plate, the second power transmitting unit converting to a fourth direction rotational movement that is a reverse direction of the second direction rotational movement; including, a parallel mechanism.

4. The method of claim 3,
The second module is
a third link for transmitting rotational motion in a third direction from the first power transmission unit;
a second manual rotation joint provided on the inside of the second plate and configured to transmit rotational motion in a third direction from the third link;
a fourth link for transmitting rotational motion in a fourth direction from the second power transmission unit; and
Doedoe provided on the outside of the second plate, a third manual rotation joint for transmitting the rotational movement in the fourth direction from the fourth link; Containing, a parallel mechanism.

3. The method of claim 2,
a first rotational driving unit for generating rotational motion in a first direction of the first active rotational joint; and
A second rotational drive unit for generating rotational motion in the second direction of the second active rotational joint; further comprising a parallel mechanism.

4. The method of claim 3,
The first power transmission unit,
a first gear rotating in the first direction; and
and a second gear rotating in the third direction.
The second power transmission unit,
a third gear rotating in the second direction; and
A parallel mechanism including; a fourth gear rotating in the fourth direction.

6. The method of claim 5,
On one side of the second plate, an end effector is coupled, a parallel mechanism.

8. The method of claim 7,
In the end effector,
A wire for driving the end effector is connected,
The wire for driving the end effector,
a parallel mechanism passing through the second hollow, the workspace, and the first hollow.

8. The method of claim 7,
The end effector, doedoe having two degrees of freedom by the first and the second rotation driving unit,
and when the end effector is driven in the two degrees of freedom, a wire for driving the end effector is located in the workspace.

10. The method of claim 9,
The two degrees of freedom are,
including pitch motion and yaw motion,
The pitch movement is performed in a range of motion of -45° or more to +90° or less,
The yaw motion is performed in a range of motion of -65° or more to +50° or less, a parallel mechanism.

8. The method of claim 7,
The end effector is
A parallel mechanism having a stiffness in the range of greater than 9×10 ³ N/m to less than 10×10 ³ N/m for external forces in the range of greater than or equal to 10 N and less than or equal to 24 N.

According to claim 1,
The third plate is provided outside the working space, and is provided in the form of a link, a parallel mechanism.