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    一种基于激光雷达点云的高架边墙提取方法

    12695057752A
    发明人
    严尉剑, 王然, 王哲成, 杨淑君, 李陆君, 杨少磊
    受让人
    SHANGHAI YOUDAO ZHITU TECH CO LTD
    申请人
    华为技术有限公司
    申请号
    1020150042418
    申请日
    2000-08-03
    公开(公告)号
    12695057752A
    公开(公告)日
    1989-05-15
    IPC分类号
    H04B001/76H04L025/02H04L027/00
    CPC分类号
    -
    优先权号
    204220
    20664251
    优先权日
    2018-03-29
    2018-05-06
    摘要

    A low alloy sintered steel contains at least 0.15 wt.% but less than 0.8 wt.% C. The matrix is tempered martensite contg. prior austenite crystal grains with a mean grain size of not more than 15 microns. The matrix has pores, non-metallic inclusions of max. dia. not larger than 50 microns, and a density of at least 96% of the theoretical density.

    The steel is mfd. by: (i) treating raw material powder contg. at least one or atomised Fe or Fe alloy powder, in an inert atmos. of air, with a dry mill to introduce dislocations into the powder and pulverise non-metallic inclusions; (ii) softening/annealing the treated powder; (iii) adding and mixing the C; (iv) cold-forming the power to obtains a compact; (v) densifying the compact by sintering or hot plastic working; and (vi) heat treating the compact.

    At least one of an oxide, carbide or nitride, with a mean particle size of not more than 0.5 microns, has at most a low solid solubility in the austenite phase, and is homogeneously dispersed in the matrix. The particles (pref. alumina) are added to the raw material powder in an amt. of 0.5-5 vol.% prior to treatment in a dry mill. The steel contains (wt.%): 10-300 ppm B, 0.05-3 of at least one of Nb, V, Ti, W and Al (added prior to dry milling) and 0.5-3 Cr, 0.1-1.5 Mo, 0.2-1.6 Mn, 0.5-3 Mi and 0.1-1.5 Mo. Step (ii) is carried out in a vacuum of non-oxidising atmos. at 600-1000 deg.C. Ferroboron powder is then added.

    USE/ADVANTAGE -The steel is used in the mfr. of structural parts for machines, such as gears or a bearing race. The steel has excellent fatigue strength and toughness.

    In an example, an Fe alloy powder (contg. 1.8 wt.% Fe, ).5 wt.% Ni, Mo) was mixed with 5 vol.% alumina powder of mean particle size 0.05 microns. The powder mixt. was treated in a dry mill under Ar for 40 hrs. The material was then annealed/softened under N2 at 800 deg.C for 1 hr., mixed with graphite powder, cold-formed, sintered in N2 at 1150 deg.C for 1 hr. and forged to produce a real:theoretical density ratio of at least 0.99. The forged body was carburised at 910 deg.C, held at 850 deg.C. quenched in oil and tempered at 200 deg.C for 90 mins. On testing, the resulting steel has a prior austenite grains size of 2.5 microns, a transverse rupture strength of 342 kg per mm2, an impact value of 5.9 kgf.m per cm2 and a fatigue strength of 120 kg per mm2.

    权利要求
    1. A card connector provided at an electronic device, the card connector configured for inserting a card having recorded electronic information in the electronic device and for withdrawing the card from the electronic device, the card connector comprising: a connector main body; a tray having a tilt spring that is movably disposed with respect to said connector main body between a pulled-out position in which a portion of the tray is pulled out from said connector main body and an advanced position in which a portion of the tray is advanced into said connector main body; and an inclining means for inclining said tray in the movement direction of said tray so that a gap between said connector main body and a card mounting surface of said tray increases when said tray is in said pulled-out position, wherein said pulled-out position is a position that allows said card to be mounted on the card mounting surface of said tray, wherein said inclining means comprises: a pawl disposed in said tray and extended outward in a direction that intersects with the movement direction of said tray; and a tilt groove formed in a side of said connector main body and directed perpendicular to said card mounting surface, into which said pawl fits when said tray is in said pulled-out position, and which inclines said tray by guiding said pawl in a direction perpendicular to said card mounting surface; and wherein said connector main body comprises: a first base plate portion disposed below said tray.
    2. The card connector according to claim 1 , wherein said advanced position is a position in which said card is connected to an internal circuitry of said electronic device.
    3. The card connector according to claim 1 , wherein a slide groove is formed extending along the movement direction of said tray in said connector main body; the distal end on said pulled-out position side of the tray is in communication with said tilt groove, and, when said tray moves between said advanced position and said pulled-out position, said tray is guided via the movement of said pawl within the slide groove while engaged therein.
    4. The card connector according to claim 1 , wherein said connector main body comprises: a pair of first side plate portions that stand upwardly erect from two edges that extend in the movement direction of said tray in the first base plate portion; and an upper plate portion extended inward from the upper end of the first side plate portions; said tray comprises: a second base plate portion in which the upper surface thereof constitutes said card mounting surface; and a pair of second side plate portions stand upwardly erect from two edges that extend in the movement direction of said tray in the second base plate portion; said tilt groove is formed from said first side plate portion across said upper plate portion, and guides said pawl in a direction away from said first base plate portion; said pawl is formed on said second side plate portion; said first side plate portion and said upper plate portion extend further to said pulled-out position side from said first base plate portion; and the edge on said pulled-out position side in said first base plate portion is disposed further to said pulled-out position side than said tilt groove.
    5. The card connector according to claim 4 , wherein said tray comprises an elastic member for urging the portion where said pawl is disposed in said tray toward a direction away from said first base plate portion when the tray is in said pulled-out position.
    6. The card connector according to claim 5 , wherein said elastic member is a spring member provided to said second base plate portion.
    7. The card connector according to claim 1 , wherein a lock groove is formed in said connector main body, and a lock pawl that fits into said lock groove when the tray is in said advanced position is provided to said tray.
    8. The card connector according to claim 2 wherein said connector main body comprises a plurality of contact point terminals for connecting terminals of said card to said internal circuitry; and an insulation plate in which the plurality of contact point terminals is embedded and which insulates said plurality of contact point terminals from each other; and that notches are formed in positions that correspond to the terminals of said card in said tray.
    9. A card connector provided at an electronic device, the card connector configured for inserting a card having recorded electronic information in the electronic device and for withdrawing the card from the electronic device, the card connector comprising: a connector main body; a tray that is movably disposed with respect to said connector main body between a pulled-out position in which a portion of the tray is pulled out from said connector main body and an advanced position in which a portion of the tray is advanced into said connector main body; and an inclining means for inclining said tray in the movement direction of said tray so that a gap between said connector main body and a card mounting surface of said tray increases when said tray is in said pulled-out position, wherein said inclining means comprises: a pawl disposed in said tray and extended outward in a direction that intersects with the movement direction of said tray; and a tilt groove formed on said connector main body and directed perpendicular to said card mounting surface, into which said pawl fits when said tray is in said pulled-out position, and which inclines said tray by guiding said pawl in a direction perpendicular to said card mounting surface; wherein said connector main body comprises: a first base plate portion disposed below said tray; a pair of first side plate portions that stand upwardly erect from two edges that extend in the movement direction of said tray in the first base plate portion; and an upper plate portion extended inward from the upper end of the first side plate portions; said tray comprises: a second base plate portion in which the upper surface thereof constitutes said card mounting surface; and a pair of second side plate portions stand upwardly erect from two edges that extend in the movement direction of said tray in the second base plate portion; said tilt groove is formed from said first side plate portion across said upper plate portion, and guides said pawl in a direction away from said first base plate portion; said pawl is formed on said second side plate portion; said first side plate portion and said upper plate portion extend further to said pulled-out position side from said first base plate portion; and the edge on said pulled-out position side in said first base plate portion is disposed further to said pulled-out position side than said tilt groove.
    说明书
    [0001][0001] 본 발명은 하모닉 드라이브를 포함하는 로봇 구동계 시스템에 관한 것이다.
    [0002][0002] 하모닉 드라이브는 산업용 로봇, 공작기계, 각종 제조장치에 널리 사용되고 있다. 하모닉 드라이브는 콤팩트한 디자인으로 구성되어 공간상의 제약이 크지 않으며, 큰 감속비를 가진 장점을 가지고 있다. 한편 하모닉 드라이브는 웨이브 제너레이터(Wave generator)에 의한 진동이 발생되며 고 감속비를 가지며 작동되므로 정교하게 조립될 필요가 있다.
    [0003][0003] 로봇에 사용되는 구동계 시스템은 모터, 브레이크, 하모닉 드라이브를 기본으로 하여 작동이 이루어지며, 하나의 조립체로 결합된 상태에서 로봇에 설치된다. 하모닉 드라이브에는 입출력단에 로봇 암과 연결되기 위한 복수의 체결공이 관통되어 형성되는 것이 일반적이다. 일 예로 각각의 입력단과 출력단에는 회전방향을 따라 30도 간격으로 12개씩의 스루홀이 형성될 수 있다. 입력단과 출력단이 로봇암과 복수의 지점에서 견고하게 연결된 경우 Radial/Axial 정렬이 유지될 수 있으며, 크로스 베어링을 통한 출력단의 정렬이 이루어질 수 있어 제조사 수준에서 보장하는 안정된 성능을 구현할 수 있게 된다.
    [0004][0004] 이와 같은 로봇에 사용되는 구동장치와 관련하여 대한민국 공개특허 제 10-2010-0078898 호(2010.07.08) 가 개시되어 있다.
    [0005][0005] 그러나 이러한 종래의 로봇에 사용되는 구동장치는 정밀한 제조를 위한 시간이 많이 소요되는 문제점이 있었다. 또한 하모닉 드라이브 자체의 태생적인 문제에 의해 내구성이 약한 문제점이 있었다.
    [0006][0006] 대한민국 공개특허 제 10-2010-0078898 호(2010.07.08)
    [0007][0007] 본 발명은 전술한 종래의 로봇에 사용되는 구동계 시스템의 문제점을 해결하여 신속하게 정밀한 제조가 가능하며, 내구성을 향상시킨 하모닉 드라이브를 포함하는 로봇 구동계 시스템을 제공하는 것에 그 목적이 있다.
    [0008][0008] 상기 과제의 해결 수단으로서, 샤프트 어셈블리를 회전시킬 수 있도록 구성되는 모터 모듈, 샤프트 어셈블리로부터 전달받은 회전력을 소정 감속비에 의한 출력으로 변환하는 하모닉 드라이브 모듈 및 모터 모듈 및 하모닉 드라이브 모듈은 샤프트 어셈블리의 축 방향을 따라 배치되며, 하모닉 드라이브 모듈에 도포된 그리스가 모터 모듈측으로 유입되는 것을 방지할 수 있도록 하모닉 드라이브 모듈과 모터 모듈 사이에 구비되는 고리형 실링판을 포함하는 하모닉 드라이브를 포함하는 로봇 구동계 시스템이 제공될 수 있다.
    [0009][0009] 한편, 고리형 실링판은 중심부분이 샤프트 어셈블리가 통과할 수 있도록 구성될 수 있다.
    [0010][0010] 또한, 샤프트 어셈블리 중 고리형 실링판과 인접하는 부분은 상기 고리형 실링판의 내주면보다 작은 내경으로 구성될 수 있다.
    [0011][0011] 나아가, 고리형 실링판은 일측면이 모터 모듈의 메인 하우징에 의해 가압되며, 타측면이 하모닉 드라이브 모듈에 의해 가압되어 고정될 수 있다.
    [0012][0012] 또한, 고리형 분리판은 내열성을 갖는 폴리카보네이트 재질로 구성될 수 있다.
    [0013][0013] 한편, 하모닉 드라이브는, 서큘러 스플라인(Circular spline), 플렉스 스플라인(Flex spline) 및 웨이브 제너레이터(Wave generator)를 포함하며, 웨이브 제너레이터는 샤프트 어셈블리와 연결될 수 있다.
    [0014][0014] 한편, 모터 모듈은, 메인 하우징에 배치되며, 고리형으로 형성되며, 자기장을 발생시킬수 있도록 구성되는 스테이터(stator) 및 스테이터에 의해 발생되는 자기장에 따라 회전할 수 있도록 구성되는 로테이터(rotator)를 포함하여 구성되며, 로테이터는 샤프트 어셈블리에 고정될 수 있다.
    [0015][0015] 한편, 메인 하우징은 하모닉 드라이브의 플렉스 스플라인과 밀착되는 지점에 반경방향으로 확장되어 형성되는 연장부를 더 포함하며, 하모닉 드라이브 모듈은, 원주방향을 따라 복수의 지점에서, 축 방향으로 형성되는 복수의 체결공을 포함하며, 복수의 체결공에 체결되는 체결부를 통하여 메인 하우징의 연장부와 축 방향으로 연결될 수 있다.
    [0016][0016] 한편, 하모닉 드라이브 모듈은 임시 고정을 위하여 체결공에 삽입된 적어도 하나의 임시고정볼트를 더 포함하며, 모터 하우징은 플렉스 스플라인의 외면상에 임시고정볼트가 돌출된 상태에서 연장부가 플렉스 스플라인에 밀착될 수 있도록 임시고정볼트의 위치에 대응하여 형성되는 임시고정볼트 수용홀을 더 포함할 수 있다.
    [0017][0017] 한편, 연장부는 얇은 두께로 단차를 두어 형성되는 브라켓 안착부가 구비되며, 임시고정볼트 수용홈은 안착부에 형성될 수 있다.
    [0018][0018] 한편, 브라켓 안착부에 안착되며, 임시고정볼트의 재채결시 브라켓 안착부를 가압할 수 있도록 구성되는 브라켓을 더 포함할 수 있다.
    [0019][0019] 또한, 브라켓은 임시고정볼트로 고정될 수 있도록 중공이 형성될 수 있다.
    [0020][0020] 한편, 샤프트 어셈블리의 내측으로 축방향으로 삽입되는 내부 파이프 및 내부 파이프의 일측이 중심부분에 연결되며, 베어링을 포함하여 구성되는 오일 방지캡을 더 포함할 수 있다.
    [0021][0021] 한편, 모터 모듈의 일측과 연결되며, 샤프트 어셈블리에 제동력을 선택적으로 발생시킬 수 있도록 구성되는 브레이크 모듈을 더 포함할 수 있다.
    [0022][0022] 본 발명에 따른 하모닉 드라이브를 포함하는 로봇 구동계 시스템은 정밀도를 유지하면서 신속하게 구동계 시스템을 조립할 수 있으며, 내구성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
    [0023][0023] 도 1은 본 발명에 따른 일 실시예인 하모닉 드라이브를 포함하는 로봇 구동계 시스템의 사시도이다. 도 2는 도 1에 나타난 하모닉 드라이브를 포함하는 로봇 구동계 시스템의 분해사시도이다. 도 3은 도 1에서 I-I'에 의해 절단된 단면을 도시한 단면도이다. 도 4는 본 발명에 따른 일 시예인 하모닉 드라이브를 포함하는 로봇 구동계 시스템의 작동상태도이다. 도 5는 도 1에서 II 부분을 확대하여 도시한 도면이다. 도 6a, 6b, 6c, 6d 및 6e 는 모터 모듈과 하모닉 드라이브 모듈의 조립순서를 나타낸 부분확대사시도이다.
    [0024][0024] 이하, 본 발명의 실시 예에 따른 하모닉 드라이브를 포함하는 로봇 구동계 시스템에 대하여, 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그리고 이하의 실시예의 설명에서 각각의 구성요소의 명칭은 당업계에서 다른 명칭으로 호칭될 수 있다. 그러나 이들의 기능적 유사성 및 동일성이 있다면 변형된 실시예를 채용하더라도 균등한 구성으로 볼 수 있다. 또한 각각의 구성요소에 부가된 부호는 설명의 편의를 위하여 기재된다. 그러나 이들 부호가 기재된 도면상의 도시 내용이 각각의 구성요소를 도면내의 범위로 한정하지 않는다. 마찬가지로 도면상의 구성을 일부 변형한 실시예가 채용되더라도 기능적 유사성 및 동일성이 있다면 균등한 구성으로 볼 수 있다. 또한 당해 기술 분야의 일반적인 기술자 수준에 비추어 보아, 당연히 포함되어야 할 구성요소로 인정되는 경우, 이에 대하여는 설명을 생략한다.
    [0025][0025] 도 1은 본 발명에 따른 일 실시예인 하모닉 드라이브를 포함하는 로봇 구동계 시스템의 사시도이며, 도 2는 도 1에 나타난 하모닉 드라이브를 포함하는 로봇 구동계 시스템의 분해사시도, 도 3은 도 1에서 I-I'에 의해 절단된 단면을 도시한 단면도이다. 설명의 편의를 위하여 도 3 및 도 4에서는 브레이크 모듈이 생략되어 있다.
    [0026][0026] 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 하모닉 드라이브를 포함하는 로봇 구동계 시스템(1)은 구동계가 하나의 모듈로 조립되어 구성될 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 구동계 시스템(1)에서, 샤프트 어셈블리(400)의 회전 중심축을 기준으로 모터 모듈(100)이 하모닉 드라이브 모듈(200)을 바라보는 방향을 '전방', 하모닉 드라이브 모듈(200)이 모터 모듈(100)을 바라보는 방향을 '후방'이라 하고 설명하도록 한다.
    [0027][0027] 본 발명에 따른 하모닉 드라이브를 포함하는 로봇 구동계 시스템(1)은 모터 모듈(100), 하모닉 드라이브 모듈(200), 샤프트 어셈블리(400), 오일 방지캡(500) 및 브레이크 모듈(800)을 포함하여 구성될 수 있다.
    [0028][0028] 모터 모듈(100)은 외부로부터 전력을 전달받아 샤프트 어셈블리(400)를 회전시킬 수 있도록 구성될 수 있다.
    [0029][0029] 모터 모듈(100)은 메인 하우징(130), 스테이터(110)(stator), 로터(120)(rotor), 후방 베어링(180) 및 아웃 슬리브(160)를 포함하여 구성될 수 있다.
    [0030][0030] 메인 하우징(130)은 모터 모듈(100)이 구비될 수 있도록 전방측이 개방되며, 내측이 비어있는 원통형 형상으로 구성될 수 있다. 내측으로 스테이터(110), 샤프트 어셈블리(400)의 일부, 로터(120)가 배치되도록 구성될 수 있다. 메인 하우징(130)은 샤프트 어셈블리(400)의 회전중심축의 방향 중 일 방향인 전방측에서 후술할 하모닉 드라이브 모듈(200)과 연결되도록 구성될 수 있다.
    [0031][0031] 메인 하우징(130)은 원통형 형상에서 측벽을 이루는 서브 하우징(131), 후방 측 윗면에 구비되는 메인 하우징 캡(133) 및 서브 하우징(131)의 일측에서 반경방향으로 연장되어 형성되는 연장부(132)를 포함하여 구성될 수 있다.
    [0032][0032] 연장부(132)는 서브 하우징(131)의 전방측 단부에는 샤프트 어셈블리(400)의 회전중심축을 기준으로 반경방향으로 소정길이로 연장되어 형성된다. 연장부(132)에는 반경방향을 따라 복수의 체결홀이 구성되어 외부의 로봇 암 구조물과 연결되기 위한 고정볼트가 삽입될 수 있도록 구성될 수 있다. 연장부(132)에는 하모닉 드라이브 모듈(200)과 결합시 정밀도를 유지하면서 신속하게 조립이 이루어질 수 있도록 브라켓(140)과 브라켓(140) 수용부가 구비될 수 있다. 한편 이와 같은 브라켓(140)과 브라켓(140) 수용부의 기능에 대하여는 차후 도 5 내지 도 6e를 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
    [0033][0033] 서브 하우징(131)의 중심부분에는 샤프트 어셈블리(400)가 통과할 수 있도록 관통홀이 형성될 수 있다. 관통홀의 주변에는 단차를 두어 전방을 향하여 절곡된 단차가 형성될 수 있으며, 후방 베어링(180)이 절곡된 부분에 삽입될 수 있도록 구성될 수 있다. 샤프트 어셈블리(400)는 원활하게 회전할 수 있도록 후방 베어링(180)의 중공에 삽입될 수 있다. 후방 베어링(180)은 메인 하우징(130)의 후방측에서 전방을 향하여 삽입될 수 있다.
    [0034][0034] 스테이터(110)는 외부로부터 전력을 전달받아 자기장을 형성할 수 있도록 구성될 수 있다. 스테이터(110)는 도체의 집합체로서 도넛 형상으로 구성되어 메인 하우징(130)에 삽입될 수 있다. 스테이터(110)는 외부와 전기적으로 연결될 수 있도록 일측에 와이어가 구비되며, 와이어는 하우징의 후방측에 형성된 와이어 홀(170)을 통하여 일측이 외부로 노출될 수 있다.
    [0035][0035] 로터(120)는 스테이터(110)와 상호작용으로 회전할 수 있도록 구성될 수 있다. 로터(120)는 영구자석을 포함하여 구성될 수 있으며, 고리형으로 구성되어 스테이터(110)의 내측에서 자기장의 변화에 따라 회전가능하게 구성될 수 있다. 로터(120)는 모터 모듈(100)이나, 샤프트 어셈블리(400)로 회전력을 전달할 수 있도록 샤프트 어셈블리(400)에 고정될 수 있다.
    [0036][0036] 아웃 슬리브(160)는 전술한 후방 베어링(180)이 메인 하우징 캡(133)으로부터 축방향으로 이탈되는 것을 방지할 수 있도록 구성된다. 아웃 슬리브(160)는 판상 부재로 구성되며, 고리형으로 구성되어 내측으로 베어링을 통과한 샤프트 어셈블리(400)의 일측이 통과할 수 있도록 구성될 수 있다. 아웃 슬리브(160)는 회전방향을 따라 체결공(600)이 형성되며, 볼트를 통하여 메인 하우징 캡(133)의 외측면에 고정될 수 있다.
    [0037][0037] 하모닉 드라이브 모듈(200)은 모터 모듈(100)로부터 발생된 회전력을 감속시킬 수 있도록 구성될 수 있다. 하모닉 드라이브 모듈(200)은 모터에서 발생된 회전력을 샤프트 어셈블리(400)로 전달받으며, 샤프트 어셈블리(400)에 고정된 웨이브 제너레이터(210)(wave generator)에 의해 플렉스 스플라인의 기어이빨과 서큘러 스플라인(201)의 내측에 구비된 기어이빨이 서로 맞물리면서 플렉스 스플라인(202)과 서큘러 스플라인(201)은 서로 상대적으로 회전하게 된다. 한편, 이러한 원리는 널리 사용되고 있는 하모닉 드라이브에서 널리 사용되고 있는 구성이므로 더 이상의 상세한 설명은 생략하도록 한다.
    [0038][0038] 샤프트 어셈블리(400)는 모터 모듈(100)로부터 전달받은 동력을 하모닉 드라이브로 전달할 수 있도록 구성된다. 샤프트 어셈블리(400)는 메인 샤프트(410), 로터(120), 웨이브 제너레이터(210) 및 베어링 샤프트(420)를 포함하여 구성될 수 있다. 메인 샤프트(410)는 샤프트 어셈블리(400) 중 후방측의 일체형 구조물이며, 모터 모듈(100)로부터 회전력을 전달받을 수 있도록 구성된다. 메인 샤프트(410)는 강성확보 및 로터(120)의 체결, 오일 실링 및 베어링과의 연결을 위하여 축방향을 따라 각각 다른 외경을 갖도록 절삭될 수 있다. 메인 샤프트(410)는 후방측이 모터 모듈(100) 내로 삽입되며, 삽입된 위치에서 스테이터(110)와 대응되는 위치에 로터(120)가 구비될 수 있다. 한편, 메인 샤프트(410)의 중심에는 중공이 형성되어 후술할 오일 방지 캡(500)이 삽입될 수 있도록 구성될 수 있다.
    [0039][0039] 웨이브 제너레이터(210)는 메인 샤프트(410)의 전방측에 하모닉 드라이브의 일부인 웨이브 제너레이터(210)가 구비될 수 있다. 웨이브 제너레이터(210)의 전방에는 베어링 샤프트(420)가 구비될 수 있다. 웨이브 제너레이터(210)는 메인 샤프트(410)와 베어링 샤프트(420)가 축방향의 양측에서 결합됨으로써 하나의 조립체를 구성할 수 있다.
    [0040][0040] 오일 방지 캡(500)은 하모닉 드라이브 모듈(200)의 전방측에 구비되어 샤프트 어셈블리(400)의 일측을 고정하고 하모닉 드라이브 모듈(200)에 도포된 그리스와 같은 유체의 이탈을 방지할 수 있도록 구성될 수 있다. 오일방지 캡은 하모닉 드라이브 모듈(200)의 크기 및 형상에 대응하여 회전 대칭으로 구성될 수 있다.
    [0041][0041] 오일 방지 캡(500)은 내부 파이프(510), 전방 베어링(520)을 포함하여 구성될 수 있다.
    [0042][0042] 내부 파이프(510)는 샤프트 어셈블리(400)의 내측에서 샤프트 어셈블리(400)를 지지할 수 있도록 구성될 수 있다. 내부 파이프(510)는 오일 방지 캡(500)의 중심부분에 구비되며, 샤프트 어셈블리(400)의 길이에 상응하는 길이로 구성될 수 있다.
    [0043][0043] 전방 베어링(520)은 오일 방지 캡(500)의 후방측에서 전방측을 향하여 삽입되어 고정될 수 있다. 삽입된 전방 베어링(520)의 내측에는 전술한 샤프트 어셈블리(400)의 베어링 샤프트(420)가 삽입되어 원활한 회전을 확보할 수 있게 된다.
    [0044][0044] 한편, 하모닉 드라이브 모듈(200)과 모터 모듈(100) 사이에는 고리형 실링판(300)이 구비될 수 있다. 고리형 실링판(300)은 평면상에서 고리형으로 구성되는 형상으로 구성될 수 있다. 고리형 실링판(300)은 하모닉 드라이브 모듈(200)의 내측에 도포되는 그리스가 모터 모듈(100)측으로 침투되는 것을 방지할 수 있도록 구성된다. 고리형 실링판(300)은 내열성을 갖는 재질로 구성될 수 있으며, 일 예로서 폴리카보네이트로 구성될 수 있다. 한편 이와 같은 고리형 실링판(300)의 구성 및 기능에 대하여는 차후 도 4를 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
    [0045][0045] 브레이크 모듈(800)은 샤프트에 제동력을 전달할 수 있도록 구성될 수 있다. 모터 모듈(100)의 후방에 연결되는 브레이크 모듈(800) 및 엔코더와 컨트롤러를 포함하여 구성될 수 있다. 일 예로 소정 개수의 기어이빨이 구비된 브레이크 허브(810)가 샤프트 어셈블리(400)에 결합될 수 있으며, 브레이크 모듈(800)은 중심측으로 전술한 샤프트 어셈블리(400)의 일부와 브레이크 허브(810)가 삽입되어 외부 입력에 따라 제동력을 가할 수 있도록 구성딜 수 있다. 엔코더는 모터의 회전수를 전기적 신호로 전환할 수 있도록 구성될 수 있으며, 컨트롤러는 브레이크 모듈(800)과 모터 모듈(100)을 작동시키는데 필요한 제어법칙이 탑재될 수 있다. 한편 이러한 브레이크 모듈(800), 엔코더 및 제어부의 구성은 다양하게 구성될 수 있으므로 더 이상의 상세한 설명은 생략하도록 한다.
    [0046][0046] 도 4는 본 발명에 따른 일 시예인 하모닉 드라이브를 포함하는 로봇 구동계 시스템(1)의 작동상태도이다.
    [0047][0047] 도 4를 참조하면, 하모닉 드라이브 모듈(200)의 일측과 모터 모듈(100)의 일측이 나타나 있으며, 로봇 구동계 시스템(1)이 작동할 때의 내부의 상태가 도시되어 있다.
    [0048][0048] 하모닉 드라이브 모듈(200)에는 전술한 바와 같이 웨이브 제너레이터(210)가 구비되며 고속으로 회전하는 탄성 베어링에 의해 마찰열이 발생하게 된다. 베어링 및 웨이브 제너레이터(210)에서 발생하는 마찰열을 감소시키며, 금속 마찰면 내에 침투하여 내구성을 증가시킬 수 있도록 하모닉 드라이브 모듈(200)의 내부에는 그리스(900)가 도포될 수 있다.
    [0049][0049] 하모닉 드라이브 모듈(200)의 내측공간, 즉 플렉스 스플라인, 웨이브 제너레이터(210), 샤프트 어셈블리(400)에 형성되는 공간에 그리스가 채워지게 된다. 이때 구동 시스템이 작동하여 회전이 이루어지게 되면 회전하는 샤프트 어셈블리(400), 웨이브 제너레이터(210), 그리고 플렉스 스플라인에 의해 그리스가 유동하게 된다. 특히 회전함에 따라 회전 중심축에서부터 반경방향으로 유동하는 경향이 커지게 되며, 이는 플렉스 스플라인의 내측면을 따라 모터 모듈(100) 측으로 이동하게 된다. 이때, 모터 모듈(100) 내부로 그리스가 유입되는 경우, 회전에 대한 마찰력이 증가하며, 전기적 간섭으로 인하여 성능을 확보할 수 없으므로 모터측으로 그리스가 유입되는 것을 방지하는 것이 바람직하다.
    [0050][0050] 이때, 고리형 실링판(300)은 모터 모듈(100)과 하모닉 드라이브 모듈(200) 사이에서 구멍이 뚫린 원판형으로 구성되어 얇은 분리막의 기능을 한다. 구동 시스템이 구동함에 따라 이동하는 그리스는 전술한 공간 내에서 플렉스 스플라인의 내벽을 따라 이동하다가 고리형 실링판(300)을 따라 다시 샤프트 어셈블리(400)를 향하여 유동하게 된다.
    [0051][0051] 한편, 고리형 실링판(300)의 내주면이 샤프트 어셈블리(400)의 외주면과 접촉되어 그리스가 실링되는 것이 그리스의 유출 방지에 가장 이상적일 것이나, 이와 같이 고리형 실링판(300)의 내주면이 샤프트 어셈블리(400)의 외주면과 밀착되어 접촉되는 경우에는 마찰에 의해 브레이크가 걸리게 되며, 상대적으로 강성이 약한 고리형 실링판(300)이 파손될 우려가 있다. 따라서 고리형 실링판(300)은 내주면이 샤프트 어셈블리(400)의 외면과 닿지 않을 정도의 크기로 형성되는 것이 바람직하다. 고리형 실링판(300)의 내주면과 샤프트 어셈블리(400)의 외면 사이에 다소 유격이 있더라도 샤프트 어셈블리(400)의 회전에 의한 원심력, 그리고 그리스의 자체 점성에 의하여 그리스가 모터 측으로 침투되지 않게 된다.
    [0052][0052] 다시 도 4를 살펴보면, 결국 단면상에서 그리스(900)는 구동계 시스템(1)의 동작에 따라 공간 내에서 전체적으로 회전 유동을 하게 되면서 모터 모듈(100) 측으로 유출되지 않게 된다. 따라서 그리스는 손실되지 않고 본연의 기능인 윤활기능으로 내마모성을 향상시키고, 댐핑(damping) 기능으로 진동억제, 그리고 지속적으로 마찰열이 발생되는 것을 억제 및 감소시킬 수 있게 된다.
    [0053][0053] 이하에서는 도 5를 참조하여 본 발명에 따른 하모닉 드라이브 모듈(200)을 포함하는 로봇 구동계 시스템(1)의 정밀한 제작을 위한 구성에 대하여 상세히 설명하도록 한다.
    [0054][0054] 일반적으로 하모닉 드라이브 모듈(200)과 모터 모듈(100)은 각각의 구성요소가 다른 공정을 통하여 제작되고 하나의 모듈로 조립되면서 모듈화된다. 하모닉 드라이브 모듈(200) 자체를 고정하기 위한 체결부가 구비되고, 또한 하모닉 드라이브 모듈(200)과 모터 모듈(100)을 연결하기 위한 체결부를 별도로 구비하는 경우에는 구성요소의 증가 및 체결을 위한 공간확보가 필요하므로 부피, 가공 공정 및 비용이 증가하게 된다. 따라서 하모닉 드라이브 모듈(200)과 모터 모듈(100)을 동시에 체결하는 방식으로 조립이 이루어질 수 있다.
    [0055][0055] 이 경우 하모닉 드라이브 모듈(200)이 가결합된 상태, 구체적으로 플랙스 스플라인과 서큘러 스플라인이 가결합된 상태에서 모터 모듈(100)과 결합이 이루어진다. 하모닉 드라이브 모듈(200)과 모터 모듈(100)을 결합시킬 때 가결합된 하모닉 드라이브 모듈(200)의 임시고정볼트(700)를 결합해제하게 되면 높은 정밀도를 필요로 하는 하모닉 드라이브 모듈(200)의 정렬이 흐트러질 우려가 있다. 따라서 하모닉 드라이브 모듈(200)의 정렬을 유지하면서 신속하게 모터 모듈(100)과 고정하기 위한 구성요소를 필요로 한다.
    [0056][0056] 도 5는 도 1에서 II 부분을 확대하여 도시한 도면이다.
    [0057][0057] 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 하모닉 드라이브를 포함하는 로봇 구동계 시스템(1)은 메인 하우징(130)의 연장부(132)에 브라켓 안착부(150)와 임시고정볼트 수용홈(141)이 형성될 수 있다. 브라켓 안착부(150)는 모터 모듈(100)과 하모닉 드라이브를 고정하는 고정볼트가 체결되는 위치에 대응하여 복수의 지점에 형성될 수 있다. 일 예로서, 브라켓 안착부(150)는 연장부(132) 상에서 회전방향을 따라 90도 간격으로 4개가 구비될 수 있다. 브라켓 안착부(150)는 연장부(132)의 일면, 즉 하모닉 드라이브 모듈(200)과 밀착되는 면과 반대되는 면 상에서 단차를 두어 절삭되어 형성될 수 있다. 브라켓 안착부(150)의 단차는 후술할 브라켓(140)의 두께에 대응하여 형성될 수 있으며, 브라켓(140)이 브라켓 안착부(150)에 안착된 상태에서 임시고정볼트(700)가 체결되었을 때 안착면 상에서 돌출되는 부분이 없거나 최소화할 수 있도록 구성될 수 있다.
    [0058][0058] 일 예로서, 브라켓(140)의 헤드부는 반 원통형상으로 구성되며, 일측으로는 임시고정볼트 수용홈(141)에 단부가 삽입될 수 있도록 전방을 향하여 돌출부가 형성될 수 있다. 돌출부의 중심에는 축 방향으로 임시고정볼트(700)가 삽입될 수 있도록 체결공(600)이 형성되며, 체결공(600)은 브라켓(140)이 브라켓 안착부(150)에 안착되었을 때 하모닉 드라이브 모듈(200)의 체결공(600)과 동심이 되도록 구성될 수 있다. 따라서 브라켓(140)이 브라켓 안착부(150)에 안착된 후 임시고정볼트(700)를 하모닉 드라이브 모듈(200)에 체결하면 브라켓(140), 메인 하우징(130)의 연장부(132) 및 하모닉 드라이브 모듈(200)이 서로 밀착되면서 고정될 수 있다.
    [0059][0059] 이하에서는 도 6a, 6b, 6c, 6d 및 6e를 참조하여 모터 모듈(100)과 하모닉 드라이브 모듈(200)의 결합에 대하여 상세히 설명하도록 한다.
    [0060][0060] 도 6a, 6b, 6c, 6d 및 6e 는 모터 모듈(100)과 하모닉 드라이브 모듈(200)의 조립순서를 나타낸 부분확대사시도이다. 한편 도시되지는 않았으나, 하모닉 드라이브 모듈(200)에는 웨이브 제너레이터(210), 로터(120) 등이 구비된 샤프트 어셈블리(400)가 결합되어 있는 상태이나 설명의 편의를 위하여 이를 생략하고, 메인 하우징(130)의 연장부(132), 브라켓(140), 하모닉 드라이브 모듈(200)의 일부와 임시고정볼트(700)가 도시되어 있다.
    [0061][0061] 도 6a를 참조하면, 먼저 메인 하우징(130)과 하모닉 드라이브 모듈(200)을 정렬하여 접근시킨다. 이때에는 전술한 바와 같이 하모닉 드라이브 모듈(200)의 정밀도를 유지하기 위하여 임시고정볼트(700)가 하모닉 드라이브를 고정하고 있는 상태이다.
    [0062][0062] 다음으로, 도 6b을 참조하면, 모터 모듈(100)과 하모닉 드라이브 모듈(200)을 밀착시켰을 때 모터 모듈(100)의 메인 하우징(130)에서 반경 방향으로 돌출되어 있는 연장부(132)의 일측면이 하모닉 드라이브의 일측면과 밀착된다. 이때 연장부(132)에 형성된 임시고정볼트 수용홈(141)에 하모닉 드라이브 모듈(200)을 고정하고 있는 임시고정볼트(700)가 삽입된다. 따라서 하모닉 드라이브 모듈(200)의 일면상에서 임시고정볼트(700)가 돌출되어 있더라도 임시고정볼트(700)의 헤드가 임시고정볼트 수용홈(141)으로 삽입되면서 연장부(132)와 하모닉 드라이브 모듈(200)이 서로 밀착될 수 있다.
    [0063][0063] 다음으로, 도 6c를 참조하면, 모터 모듈(100)과 하모닉 드라이브 모듈(200)을 축방향에서 서로 마주보는 방향으로 프레스로 가압하여 밀착시키게 된다.
    [0064][0064] 다음으로, 도 6d를 참조하면, 연장부(132)와 하모닉 드라이브 모듈(200)을 서로 가압한 상태에서 임시고정볼트(700)를 체결해제한다. 따라서 임시고정볼트(700)을 체결해제 하더라도 양측에서 축방향으로 가압하는 프레스에 의해 하모닉 드라이브 모듈 내부의 정렬이 유지될 수 있다.
    [0065][0065] 다음으로, 도 6e를 참조하면, 브라켓(140)을 브라켓 안착부(150)에 안착시킨 상태에서 임시고정볼트(700)를 다시 축방향으로 삽입하여 하모닉 드라이브 모듈(200)에 체결한다. 임시고정볼트(700)의 헤드가 브라켓(140)을 지지하면서 모터 모듈(100)의 안착부와 하모닉 드라이브 모듈(200)은 서로 밀착되고, 원주방향을 따라 견고하게 체결력을 확보할 수 있게 된다.
    [0066][0066] 전술한 바와 같이 본 발명에 따른 하모닉 드라이브를 포함하는 로봇 구동 시스템은 운용시 그리스가 모터 모듈측으로 침투하는 것을 방지하는 것을 간단한 구성으로 달성할 수 있는 효과가 있으며, 또한 정밀도를 유지하면서 신속한 조립이 가능한 효과가 있다.
    [0067][0067] 1: 하모닉 드라이브를 포함하는 로봇 구동계 시스템 100: 모터 모듈 110: 스테이터 120: 로터 130: 메인 하우징 131: 서브 하우징 132: 연장부 133: 메인 하우징 캡 140: 브라켓 141: 임시고정볼트 수용홈 150: 브라켓 안착부 160: 아웃 슬리브 170: 와이어 홀 180: 후방 베어링 200: 하모닉 드라이브 모듈 201: 서큘러 스플라인 202: 플렉스 스플라인 210: 웨이브 제너레이터 300: 고리형 실링판 400: 샤프트 어셈블리 410: 메인 샤프트 420: 베어링 샤프트 500: 오일 방지 캡 510: 내부 파이프 520: 전방 베어링 600: 체결공 700: 임시고정볼트 800: 브레이크 모듈 810: 브레이크 허브
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