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KR-20260000572-U - 복합 감속 구조, 관절 동력 기구 및 로봇

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Abstract

본 고안은 로봇 장치 기술 분야에 관련된 것으로, 복합 감속 구조, 관절 동력 기구 및 로봇을 개시한다. 본 고안에서 제공하는 복합 감속 구조의 관절 동력 기구는 제1 그룹 감속 유닛과 제2 그룹 감속 유닛 등 다단 감속 구조를 채택하므로, 작은 구조 공간을 활용하여 비교적 높은 감속비를 얻을 수 있고; 이중에서 1단 감속 구조 중 양면 링 기어를 치합 전동으로 채택하고, 내외 양측에 기어면이 설치된 양면 링 기어가 내치 링 기어 상에서 편심 운동을 함으로써 외치 링 기어를 연동시켜 출력되게 하고, 구조가 간결하면서 컴팩트하고, 유성 감속기 등 기타 구조의 감속기 방안에 비해 비교적 적은 부품을 사용하여 큰 감속비를 얻을 수 있고; 1단 감속 구조는 상호 치합하여 전동하는 과정에서 항시 기어면이 접촉되며, 기어의 접촉 면적이 크고 접촉 수량이 많으므로, 항과부하 능력이 강하여 하중 충격으로 인해 손상 또는 효력을 상실하기 어려워, 구조가 간결하면서 컴팩트하고, 쉽게 손상되거나 효력을 상실하지 않는다.

Inventors

  • 왕 싱싱

Assignees

  • 항저우 위슈 테크놀로지 컴퍼니 리미티드

Dates

Publication Date
20260506
Application Date
20231027
Priority Date
20230901

Claims (10)

  1. 복합 감속 구조의 관절 동력 기구에 있어서, 제1 그룹 감속 유닛과 제2 그룹 감속 유닛이 순차적으로 동력을 전달하는 모터 유닛(1)을 포함하고; 상기 제1 그룹 감속 유닛은 원통 기어 세트 및/또는 베벨 기어 세트를 포함하고; 상기 제2 그룹 감속 유닛은 전동축(31), 내외 양측에 기어면이 설치된 양면 링 기어(32), 내치 링 기어(33), 외치 링 기어(34)를 포함하고, 상기 전동축(31)에는 기하 중심이 이 회전 중심에서 이탈된 편심 휠(35)이 설치되며; 상기 양면 링 기어(32)의 외측 톱니와 상기 내치 링 기어(33)의 내측 톱니는 톱니 1개가 차이나며, 상기 양면 링 기어(32)의 내측 톱니와 상기 외치 링 기어(34)의 외측 톱니는 톱니 1개가 차이나고; 상기 편심 휠(35)은 상기 양면 링 기어(32)를 편심 회전하게 할 수 있고, 상기 양면 링 기어(32)는 각각 상기 내부 링 기어(33) 및 상기 외부 링 기어(34)와 항시 일부가 치합되어 전동할 수 있으면서, 상기 내부 링 기어(33) 또는 상기 외부 링 기어(34)를 통해 동력을 출력할 수 있는 것을 특징으로 하는 복합 감속 구조의 관절 동력 기구.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 그룹 감속 유닛은 상호 치합되면서 회전 중심이 상호 평행인 제1 원통 기어(21), 제2 원통 기어(22), 상호 치합되면서 회전 중심이 상호 수직인 제1 베벨 기어(41), 제2 베벨 기어(42)를 포함하며; 상기 제1 원통 기어(21)와 상기 모터 유닛(1)의 출력축이 동축으로 고정하여 연결되고, 상기 제1 베벨 기어(41)는 상기 제2 원통 기어(22)와 동축으로 고정하여 연결되며; 상기 제2 베벨 기어(42)는 상기 전동축(31)과 동축으로 고정하여 연결되며; 또는, 상기 제1 그룹 감속 유닛은 상호 치합되면서 회전 중심이 상호 평행인 제1 원통 기어(21), 제2 원통 기어(22), 상호 치합되면서 회전 중심이 상호 평행인 제3 원통 기어(51), 제4 원통 기어(52)를 포함하며; 상기 제1 원통 기어(21)와 상기 모터 유닛(1)의 출력축이 동축으로 고정하여 연결되고, 상기 제3 원통 기어(51)는 상기 제2 원통 기어(22)와 동축으로 고정하여 연결되며; 상기 제4 원통 기어(52)는 상기 전동축(31)과 동축으로 고정하여 연결되며; 또는, 상기 제1 그룹 감속 유닛은 적어도 두 그룹의 원통 기어 세트를 포함하고, 각 원통 기어 세트에는 적어도 두 개의 상호 치합되는 원통 기어가 설치되는 것을 특징으로 하는 복합 감속 구조의 관절 동력 기구.
  3. 제2항에 있어서, 상기 양면 링 기어(32)는 제1 베어링(61)을 통해 상기 편심 휠(35)에 고정되고, 상기 양면 링 기어(32)의 내측면 축방향에서 일부분에는 상기 외치 링 기어(34)와 치합되는 기어면(321)이 설치되며, 상기 양면 링 기어(32)의 내측면 축방향에서 다른 일부분에는 상기 제1 베어링(61)을 고정하는 장착면(322)이 설치되는 것을 특징으로 하는 복합 감속 구조의 관절 동력 기구.
  4. 제3항에 있어서, 상기 모터 유닛(1), 상기 제1 그룹 감속 유닛, 상기 제2 그룹 감속 유닛이 베이스(7) 내에 설치되고, 상기 내치 링 기어(33)는 상기 베이스(7) 내에 직접 고정되며, 상기 외치 링 기어(34)는 상기 베이스(7)의 외부를 향해 연장되어 출력부(8)를 형성하고, 상기 외치 링 기어(34)는 감속된 출력축으로서 동력을 출력하며; 또는, 상기 외치 링 기어(34)와 상기 베이스(7)가 고정되고, 상기 내치 링 기어(33)는 감속된 출력축으로서 동력을 출력하는 것을 특징으로 하는 복합 감속 구조의 관절 동력 기구.
  5. 제4항에 있어서, 상기 외치 링 기어(34)는 제2 베어링(62)을 통해 상기 베이스(7) 내에 고정되고; 상기 전동축(31)의 일단은 제3 베어링(63)을 통해 상기 베이스(7) 내에 고정되고, 상기 전동축(31)의 다른 일단은 제4 베어링(64)을 통해 상기 외치 링 기어(34)의 내부에 고정되며; 및/또는, 상기 모터 유닛(1)은 모터를 포함하고, 상기 모터는 코어리스 모터 또는 브러시리스 모터이며; 상기 모터의 회전자 단부에는 회전 인코더가 설치되고, 상기 모터의 측부에는 모터 구동 회로 기판이 설치되는 것을 특징으로 하는 복합 감속 구조의 관절 동력 기구.
  6. 복합 감속 구조에 있어서, 모터 유닛(1)을 연결시키는 제1 그룹 감속 유닛과 제2 그룹 감속 유닛을 포함하고; 상기 제1 그룹 감속 유닛에는 상기 모터 유닛(1)의 동력을 전달할 수 있는 기어 세트가 설치되며; 상기 제2 그룹 감속 유닛은 전동축(31), 양면 링 기어(32), 내치 링 기어(33), 외치 링 기어(34)를 포함하고; 상기 전동축(31)의 일단에는 편심 휠(35)이 설치되고, 상기 전동축(31)의 다른 일단은 상기 제1 그룹 감속 유닛의 기어 세트와 연결되며; 상기 제1 그룹 감속 유닛의 기어 세트는 전동축(31)을 회전시킬 수 있어, 상기 전동축(31) 상의 상기 편심 휠(35)이 상기 양면 링 기어(32)를 편심 회전시킬 수 있어, 상기 양면 링 기어(32) 각각이 상기 내치 링 기어(33) 및 상기 외치 링 기어(34)와 치합되어 전동할 수 있는 것을 특징으로 하는 복합 감속 구조.
  7. 제6항에 있어서, 상기 기어 세트는 원통 기어 세트 및/또는 베벨 기어 세트이며; 또는, 상기 기어 세트는 상호 치합되면서 회전 중심이 상호 평행인 제1 원통 기어(21), 제2 원통 기어(22), 상호 치합되면서 회전 중심이 상호 수직인 제1 베벨 기어(41), 제2 베벨 기어(42)를 포함하며; 상기 제1 원통 기어(21)와 상기 모터 유닛(1)의 출력축이 동축으로 고정하여 연결되고, 상기 제1 베벨 기어(41)는 상기 제2 원통 기어(22)와 동축으로 고정하여 연결되며; 상기 제2 베벨 기어(42)는 상기 전동축(31)과 동축으로 고정하여 연결되며; 또는, 상기 기어 세트는 상호 치합되면서 회전 중심이 상호 평행인 제1 원통 기어(21), 제2 원통 기어(22), 상호 치합되면서 회전 중심이 상호 평행인 제3 원통 기어(51), 제4 원통 기어(52)를 포함하며; 상기 제1 원통 기어(21)와 상기 모터 유닛(1)의 출력축이 동축으로 고정하여 연결되고, 상기 제3 원통 기어(51)는 상기 제2 원통 기어(22)와 동축으로 고정하여 연결되며; 상기 제4 원통 기어(52)는 상기 전동축(31)과 동축으로 고정하여 연결되며; 및/또는, 상기 전동축(31)은 로드형 구조 또는 스트립형 구조 또는 직경 가변형 구조이며; 및/또는, 상기 양면 링 기어(32)의 내외 양측에는 기어면(321)이 설치되는 것을 특징으로 하는 복합 감속 구조.
  8. 복합 감속 구조의 관절 동력 기구에 있어서, 회전자 단부를 구비한 모터 유닛(1), 상기 회전자 단부와 장착되는 제1 그룹 감속 유닛 및 상기 제1 그룹 감속 유닛과 장착되는 제2 그룹 감속 유닛을 포함하고; 상기 제1 그룹 감속 유닛에는 기어 세트가 설치되며; 상기 제2 그룹 감속 유닛은 전동축(31), 내외 양측에 기어면(321)이 설치된 양면 링 기어(32), 내치 링 기어(33), 외치 링 기어(34)를 포함하고, 상기 제1 그룹 감속 유닛에는 기어 세트가 설치되며; 상기 제2 그룹 감속 유닛은 전동축(31), 양면 링 기어(32), 내치 링 기어(33), 외치 링 기어(34)를 포함하고; 상기 전동축(31)의 일단에는 편심 휠(35)이 설치되고, 상기 전동축(31)의 다른 일단은 상기 제1 그룹 감속 유닛의 기어 세트와 연결되며; 상기 제1 그룹 감속 유닛의 기어 세트는 전동축(31)을 회전시킬 수 있어, 상기 전동축(31) 상의 상기 편심 휠(35)이 상기 양면 링 기어(32)를 편심 회전시킬 수 있어, 상기 양면 링 기어(32) 각각이 상기 내치 링 기어(33) 및 상기 외치 링 기어(34) 또는 상기 외치 링 기어(34)와 치합하여 동력을 출력시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 복합 감속 구조의 관절 동력 기구.
  9. 제8항에 있어서, 상기 기어 세트는 수직으로 설치되어, 상기 모터 유닛(1)의 힘이 수직으로 전달되고; 상기 전동축(31)이 수평으로 설치되어, 이의 연장 방향이 상기 회전자 단부의 연장 방향과 상호 평행하여 n자형 동력 전달 구조를 형성하고; 및/또는, 상기 모터 유닛(1), 상기 제1 그룹 감속 유닛, 상기 제2 그룹 감속 유닛이 베이스(7) 내에 설치되며; 상기 베이스(7)에는 상기 모터 유닛(1)을 장착시키는 제1 스루홀, 동력을 출력시키는 제2 스루홀이 설치되며; 상기 제1 스루홀과 상기 제2 스루홀은 관절 동력 기구의 입력 및 출력의 세로 방향 투영이 서로 중합되도록 동일한 평면에 위치하여 U자형 리턴 감속 구조를 형성하는 것을 특징으로 하는 복합 감속 구조의 관절 동력 기구.
  10. 로봇에 있어서, 로봇은 범용형 휴머노이드 로봇 또는 4족 로봇이고, 이는 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 복합 감속 구조의 관절 동력 기구, 또는 제6항 내지 제7항 중 어느 한 항에 기재된 복합 감속 구조, 또는 제8항 내지 제9항 중 어느 한 항에 기재된 복합 감속 구조의 관절 동력 기구를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇.

Description

복합 감속 구조, 관절 동력 기구 및 로봇 본 고안은 로봇 장치 기술 분야에 관련된 것으로, 특히 복합 감속 구조, 관절 동력 기구 및 로봇에 관한 것이다. 오늘날 로봇 관절 유닛에서 사용되는 감속기 대부분은 유성 감속기, 고조파 감속기 등이며, 감속기의 크기가 크면서 구조가 복잡하여 소형 관절 유닛의 감속기로서 적합하지 않고, 내충격성이 떨어져 사용 환경이 제한받는다. 출원번호 202111228323.2인 중국 특허는 복합 감속기 관절 동력 유닛 및 이를 응용한 기계 암을 개시하여, 이는 고정 시트, 상기 고정 시트 내에 설치된 모터 유닛, 감속기 유닛을 포함하고, 감속기 유닛은 내치 링 기어, 내치 링 기어의 내측에 설치된 연성 외치 링 기어, 연성 외치 링 기어의 내측에 설치된 캠을 포함하고, 연성 외치 링 기어는 순차적으로 치합부, 변형 가능한 연성 연결부, 출력부를 포함하며, 치합부는 내치 링 기어와 치합되어 전동하고, 치합부의 톱니는 내부 링 톱니보다 적고; 캠은 치합부와 밀착되어 치합부에 대향하여 회전함으로써, 치합부를 내치 링 기어의 내측에서 회전시키고; 내치 링 기어가 고정될 때, 치합부는 내치 링 기어의 내측에서 롤링하며, 연성 연결부를 통해 출력부를 회전시킬 수 있다. 상술한 기술방안에서, 감속기 유닛은 캠, 내치 링 기어, 연성 외치 링 기어로 감속 전동을 구현하여 구조 원리가 비교적 복잡하고; 이와 동시에, 연성 외치 링 기어에 포함된 변형 가능한 연성 연결부는 왕복 변형 중 피로 손상이 발생하기 용이하여 효력을 상실하고, 내충격력이 떨어지며; 2단 감속 전동만 채택하므로 감속비가 작다. 본 배경기술에서 개시된 정보는 본 고안의 구상 배경을 이해하는 데만 사용되므로, 종래기술을 구성하지 않는 정보를 포함할 수 있다. 도 1은 본 고안에서 복합 감속 구조의 관절 동력 기구에 대한 전체 구조 개략도이다. 도 2는 본 고안에서 복합 감속 구조의 관절 동력 기구에 대한 전체 단면도이다. 도 3은 본 고안에서 복합 감속 구조의 관절 동력 기구에 대한 분해도이다. 도 4는 본 고안에서 복합 감속 구조의 관절 동력 기구에 대한 다른 하나의 전체 구조 개략도이다. 도 5는 본 고안에서 복합 감속 구조의 관절 동력 기구에 대한 다른 하나의 전체 단면도이다. 도 6은 본 고안에서 복합 감속 구조의 관절 동력 기구에 대한 다른 하나의 분해도이다. 본 고안의 목적, 기술적 해결책 및 이점을 더 명확하게 이해하기 위해, 아래의 도면과 및 실시예를 참조하여 본 고안을 더 상세히 설명한다. 본 고안에서 서술하는 구체적인 실시예는 본 고안을 설명하기 위해 사용될 뿐, 본 고안에 한정되지 않는다. 반면, 본 고안은 청구항에서 정의하는 본 고안의 취지 및 범위에서의 임의의 대체, 수정, 등가 방법 및 방안을 포함한다. 더 나아가서, 본 고안을 더 잘 이해하기 위해, 아래 본 고안의 상세한 설명에서 일부 특정한 세부 사항을 자세하게 설명하였다. 통상의 기술자는 이러한 세부 사항에 대한 설명이 없어도 본 고안을 완전히 이해할 수 있다. 설명이 필요한 것은 두 소자가 "고정 연결" 또는 "회전 연결"될 때, 두 소자는 직접 연결되거나 중간 소자가 존재할 수도 있다. 이와 반대로, 소자가 다른 하나의 소자 "상"에 직접적으로 위치한다"고 칭해질 경우, 중간 소자는 존재하지 않는다. 본 고안에서 사용하는 전문 용어인 "내", "외", "수평", "수직", "상", 하" 및 이와 유사한 표현은 설명 목적으로만 사용된다. 달리 정의하지 않는 한, 본 고안에서 사용하는 모든 기술과 과학 전문 용어는 통상의 기술자가 상식적으로 이해할 수 있는 의미와 일치한다. 본 고안에서 사용한 전문 용어는 구체적인 실시예를 설명하기 위한 목적으로 사용할 뿐, 본 고안을 한정하지 않는다. 본 고안에서 사용되는 용어 "및/또는"은 하나 이상으로 관련되어 있는 나열된 항목 및 모든 조합을 포함한다. 본 고안에서 복합 감속 구조의 구체적인 실시예에 있어서, 본 고안의 복합 감속 구조에 있어서 모터 유닛을 연결시키는 제1 그룹 감속 유닛과 제2 그룹 감속 유닛을 포함하고; 상기 제1 그룹 감속 유닛에는 상기 모터 유닛의 동력을 전달할 수 있는 기어 세트가 설치되며; 상기 제2 그룹 감속 유닛은 전동축, 양면 링 기어, 내치 링 기어, 외치 링 기어를 포함하고, 상기 전동축의 일단에는 편심 휠이 설치되고, 상기 전동축의 다른 일단은 상기 제1 그룹 감속 유닛의 기어 세트와 연결되며; 상기 제1 그룹 감속 유닛의 기어 세트는 전동축을 회전시킬 수 있어, 전동축 상의 편심 휠이 상기 양면 링 기어를 편심 회전시킬 수 있어, 양면 링 기어 각각이 상기 내치 링 기어 및 상기 외치 링 기어와 치합되어 전동할 수 있다. 상기 제1 그룹 감속 유닛의 기어 세트는 전동축을 회전시킬 수 있어, 전동축 상의 편심 휠이 상기 양면 링 기어를 편심 회전시킬 수 있어, 양면 링 기어 각각이 상기 내치 링 기어 및 상기 외치 링 기어와 치합되어 전동할 수 있다. 도 1, 도 2, 도 3, 도 4, 도 5, 도 6에 도시된 바와 같이, 본 고안에서 복합 감속 구조의 관절 동력 기구에 대한 첫번째 구체적인 실시예에 있어서, 본 고안의 복합 감속 구조의 관절 동력 기구에 있어서, 회전자 단부를 구비한 모터 유닛(1), 회전자 단부와 장착되는 제1 그룹 감속 유닛 및 제1 그룹 감속 유닛과 장착되는 제2 그룹 감속 유닛을 포함하고; 상기 제1 그룹 감속 유닛에는 기어 세트가 설치되며; 상기 제2 그룹 감속 유닛은 전동축(31), 내외 양측에 기어면(321)이 설치된 양면 링 기어(32), 내치 링 기어(33), 외치 링 기어(34)를 포함하고, 상기 제1 그룹 감속 유닛에는 기어 세트가 설치되며; 상기 제2 그룹 감속 유닛은 전동축(31), 양면 링 기어(32), 내치 링 기어(33), 외치 링 기어(34)를 포함하고, 상기 전동축(31)의 일단에는 편심 휠(35)이 설치되고, 상기 전동축(31)의 다른 일단은 상기 제1 그룹 감속 유닛의 기어 세트와 연결되며; 상기 제1 그룹 감속 유닛의 기어 세트는 전동축(31)을 회전시킬 수 있어, 전동축(31) 상의 편심 휠(35)이 상기 양면 링 기어(32)를 편심 회전시킬 수 있어, 양면 링 기어(32) 각각이 상기 내치 링 기어(33) 및 상기 외치 링 기어(34) 또는 외치 링 기어(34)와 치합하여 동력을 출력시킬 수 있다. 본 고안에서 복합 감속 구조의 관절 동력 기구에 대한 두번째 구체적인 실시예에 있어서, 본 고안의 복합 감속 구조의 관절 동력 기구에 있어서, 제1 그룹 감속 유닛과 제2 그룹 감속 유닛이 순차적으로 동력을 전달하는 모터 유닛(1)을 포함하고; 상기 제1 그룹 감속 유닛은 원통 기어 세트 및/또는 베벨 기어 세트를 포함하고; 상기 제2 그룹 감속 유닛은 전동축(31), 내외 양측에 기어면(321)이 설치된 양면 링 기어(32), 내치 링 기어(33), 외치 링 기어(34)를 포함하고, 상기 전동축(31)에는 기하 중심이 이 회전 중심에서 이탈된 편심 휠(35)이 설치되며; 상기 양면 링 기어(32)의 외측 톱니와 상기 내치 링 기어(33)의 내측 톱니는 톱니 1개가 차이나며, 상기 양면 링 기어(32)의 내측 톱니와 상기 외치 링 기어(34)의 외측 톱니는 톱니 1개가 차이나고; 상기 편심 휠(35)은 상기 양면 링 기어(32)를 편심 회전하게 하고, 상기 양면 링 기어(32)는 각각 상기 내치 링 기어(33) 및 상기 외치 링 기어(34)와 항시 일부가 치합되어 전동할 수 있으면서, 상기 외치 링 기어(34)를 통해 동력을 출력할 수 있다. 도 1, 도 2, 도 3에 도시된 바와 같이, 본 고안에서 복합 감속 구조의 관절 동력 기구에 대한 세번째 구체적인 실시예에 있어서, 본 고안의 복합 감속 구조의 관절 동력 기구에 있어서, 제1 그룹 감속 유닛과 제2 그룹 감속 유닛이 순차적으로 동력을 전달하는 모터 유닛(1)을 포함한다. 상기 제1 그룹 감속 유닛은 상호 치합되면서 회전 중심이 상호 평행인 제1 원통 기어(21), 제2 원통 기어(22), 상호 치합되면서 회전 중심이 상호 수직인 제1 베벨 기어(41), 제2 베벨 기어(42)를 포함하며; 상기 제1 원통 기어(21)와 상기 모터 유닛(1)의 출력축이 동축으로 고정하여 연결되고, 상기 제1 베벨 기어(41)는 상기 제2 원통 기어(22)와 동축으로 고정하여 연결되며; 상기 제2 베벨 기어(42)는 상기 전동축(31)과 동축으로 고정하여 연결된다. 감속 유닛은 베벨 기어로 전동하여 입력단과 출력단을 90도로 구현하고, 서로 다른 입, 출력 각도는 서로 다른 상황에 적용되어 관절 동력 기구의 적응성을 더 높일 수 있다. 도 4, 도 5, 도 6에 도시된 바와 같이, 본 고안에서 복합 감속 구조의 관절 동력 기구에 대한 네번째 구체적인 실시예에 있어서, 본 고안의 복합 감속 구조의 관절 동력 기구에 있어서, 제1 그룹 감속 유닛과 제2 그룹 감속 유닛이 순차적으로 동력을 전달하는 모터 유닛(1)을 포함한다. 상기 제1 그룹 감속 유닛은 상호 치합되면서 회전 중심이 상호 평행인 제1 원통 기어(21), 제2 원통 기어(22), 상호 치합되면서 회전 중심이 상호 평행인 제3 원통 기어(51), 제4 원통 기어(52)를 포함하며; 상기 제1 원통 기어(21)와 상기 모터 유닛(1)의 출력축이 동축으로 고정하여 연결되고, 상기 제3 원통 기어(51)는 상기 제2 원통 기어(22)와 동축으로 고정하여 연결되며; 상기 제4 원통 기어(52)는 상기 전동축(31)과 동축으로 고정하여 연결된다. 감속 유닛은 원통 기어로 전동하여 입력단과 출력단이 평행하여, 서로 다른 입, 출력 각도는 서로 다른 상황에 적용되어 관절 동력 기구의 적응성을 더 높일 수 있다. 본 고안에서 양면 링 기어(32)의 구체적인 실시예에 있어서, 상기 양면 링 기어(32)는 제1 베어링(61)을 통해 상기 편심 휠(35)에 고정되고, 상기 양면 링 기어(32)의 내측면 축방향에서 일부분에는 상기 외치 링 기어(34)와 치합되는 기어면(321)이 설치되며, 상기 양면 링 기어(32)의 내측면 축방향에서 다른 일부분에는 상기 제1 베어링(61)을 고정하는 장착면(322)이 설