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각각 제1 방향을 축으로 회전력을 발생하는 제1 구동 모듈 및 제2 구동 모듈과;상기 제1 구동 모듈과 상기 제2 구동 모듈이 관절을 동일한 방향으로 회전시키는 방향으로 회전할 때 상기 제1 구동 모듈과 상기 제2 구동 모듈의 회전을 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향을 축으로 하는 회전으로 전환하여 관절을 회전시키는 제1 회전 모듈과;상기 제1 회전 모듈의 상기 제2 방향으로의 회전 운동을 탄성적으로 지지하여 강성을 제공하는 강성 제공 부재와;상기 제1 구동 모듈과 상기 제2 구동 모듈이 상기 관절을 서로 상이한 방향으로 회전시키는 방향으로 회전할 때 상기 제1 구동 모듈과 상기 제2 구동 모듈의 회전을 상기 제1 방향으로의 직선 운동으로 변환하여 상기 강성 제공 부재의 탄성력을 조절하는 제2 회전 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 강성 로봇 관절 시스템
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제1항에 있어서,상기 제1 구동 모듈의 회전에 따라 상기 제1 방향을 축으로 회전하여 상기 제1 구동 모듈의 회전력을 상기 제1 회전 모듈 및 상기 제2 회전 모듈에 전달하는 제1 회전 중심축과;상기 제2 구동 모듈의 회전에 따라 상기 제1 방향을 축으로 회전하여 상기 제2 구동 모듈의 회전력을 상기 제1 회전 모듈 및 상기 제2 회전 모듈에 전달하는 제2 회전 중심축을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 강성 로봇 관절 시스템
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제2항에 있어서,상기 제1 회전 모듈은상기 제2 방향을 축으로 회전하여 상기 관절을 회전시키는 제1 관절축 회전 기어와,상기 제1 회전 중심축과 상기 제2 회전 중심축에 각각 축 결합되고, 상기 제1 관절축 회전 기어에 맞물려 회전하되 상기 제1 구동 모듈과 상기 제2 구동 모듈이 상기 관절을 동일한 방향으로 회전시키는 방향으로 회전할 때 상기 제1 관절축 회전 기어를 회전시키도록 맞물려 회전하는 한 쌍의 제1 교차축 회전 기어를 포함하고;상기 제2 회전 모듈은상기 제1 방향으로의 슬라이딩 이동에 따라 상기 강성 제공 부재의 탄성력을 가변시키는 슬라이딩 프레임과,상기 제2 방향을 축으로 회전하는 제2 관절축 회전 기어와,상기 제1 회전 중심축과 상기 제2 회전 중심축에 각각 축 결합되고, 상기 제2 관절축 회전 기어에 맞물려 회전하되 상기 제1 구동 모듈과 상기 제2 구동 모듈이 상기 관절을 서로 상이한 방향으로 회전시키는 방향으로 회전할 때 상기 슬라이딩 프레임을 상기 제1 방향을 따라 이동시키는 한 쌍의 제2 교차축 회전 기어를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 강성 로봇 관절 시스템
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제3항에 있어서,상기 강성 제공 부재는한 쌍의 상기 제1 교차축 회전 기어를 각각 상기 제1 방향으로 탄성적으로 가압하는 한 쌍의 탄성 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 강성 로봇 관절 시스템
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제4항에 있어서,상기 슬라이딩 프레임은한 쌍의 상기 제2 교차축 회전 기어의 상기 제1 방향으로의 양측을 각각 지지하고, 상기 제1 회전 중심축 및 상기 제2 회전 중심축의 회전에 따라 한 쌍의 상기 제2 교차축 회전 기어가 상기 제2 관절축 회전 기어에 맞물려 상기 제1 방향을 따라 직선 이동할 때 함께 이동하여 상기 슬라이딩 프레임을 상기 제1 방향으로 직선 이동시키는 한 쌍의 제1 기어 플레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 강성 로봇 관절 시스템
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제5항에 있어서,상기 슬라이딩 프레임은상기 제1 기어 플레이트와 한 쌍의 상기 제1 교차축 회전 기어 사이에 배치되고, 상기 제1 회전 중심축 및 상기 제2 회전 중심축이 각각 관통하는 한 쌍의 관통공이 형성된 제2 기어 플레이트를 더 포함하며;상기 제1 회전 모듈은상기 제2 기어 플레이트를 사이에 두고 한 쌍의 상기 제1 교차축 회전 기어 각각의 반대측에 배치된 상태로 각각의 상기 관통공을 통해 각각의 상기 제1 교차축 회전 기어와 연결되어 상기 제1 교차축 회전 기어의 반대측에서 상기 관통공에 걸리는 한 쌍의 스토퍼를 더 포함하며;각각의 상기 탄성 부재는 각각의 상기 스토퍼를 상기 제1 방향으로 탄성적으로 가압하여 한 쌍의 상기 제1 교차축 회전 기어에 각각 탄성력을 제공하는 것을 특징으로 하는 가변 강성 로봇 관절 시스템
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7
제6항에 있어서,한 쌍의 상기 탄성 부재는 각각의 상기 제1 교차축 회전 기어에 상기 제1 방향으로 탄성력을 제공하여, 상기 관절 및 상기 제1 교차축 회전 기어를 통해 외부로부터 전달되는 정역 방향으로 회전력을 각각 탄성적으로 지지하는 것을 특징으로 하는 가변 강성 로봇 관절 시스템
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제6항에 있어서,한 쌍의 상기 제1 교차축 회전 기어는 각각 상기 제1 회전 중심축 및 상기 제2 회전 중심축에 상기 제1 방향을 따라 자유 이동 가능하게 설치되어, 각각의 상기 탄성 부재를 압축 또는 이완시키는 것을 특징으로 하는 가변 강성 로봇 관절 시스템
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제6항에 있어서,상기 제1 회전 중심축 및 상기 제2 회전 중심축을 각각 상기 제1 방향을 축으로 회전 가능하게 지지하는 중심축 지지부와;상기 슬라이딩 프레임을 상기 제1 방향으로 직선 이동 가능하게 지지하는 플레이트 가이드를 갖는 메인 프레임을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 강성 로봇 관절 시스템
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제9항에 있어서,상기 메인 프레임은 상기 제1 방향으로 상호 이격된 한 쌍의 지지 플레이트를 더 포함하며;상기 플레이트 가이드는한 쌍의 상기 지지 플레이트 사이에 상기 제1 방향을 따라 설치되는 복수의 고정 샤프트와;상기 슬라이딩 프레임에 설치되어 각각의 고정 샤프트를 따라 직선 이동하는 슬라이딩 베어링 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 강성 로봇 관절 시스템
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제10항에 있어서,상기 슬라이딩 프레임은 한 쌍의 상기 제1 기어 플레이트와 상기 제2 기어 플레이트를 연결하는 연결 플레이트를 더 포함하며;한 쌍의 상기 제1 기어 플레이트는 한 쌍의 상기 지지 플레이트 사이에 배치되고, 상기 제2 기어 플레이트는 한 쌍의 상기 지지 플레이트 외곽에 배치되며;한 쌍의 상기 지지 플레이트 중 상기 제1 기어 플레이트와 상기 제2 기어 플레이트 사이에 위치하는 하나에는 상기 연결 플레이트가 통과하는 플레이트 통과공이 형성되는 것을 특징으로 하는 가변 강성 로봇 관절 시스템
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제10항에 있어서,상기 메인 프레임은상기 제1 방향을 따라 연장되어 한 쌍의 상기 지지플레이트를 연결하는 메인 플레이트를 더 포함하며;상기 제2 관절축 회전 기어 및 상기 제1 관절축 회전 기어는 상기 메인 플레이트에 회전 가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 가변 강성 로봇 관절 시스템
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제3항에 있어서,상기 제1 구동 모듈 및 상기 제2 구동 모듈은 각각회전력을 발생하는 구동 모터와;상기 구동 모터의 회전력을 상기 회전 중심축에 전달하는 적어도 하나의 회전력 전달부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 강성 로봇 관절 시스템
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제13항에 있어서,상기 구동 모터는 회전축이 상기 제1 방향을 따라 형성되도록 상기 슬라이딩 프레임에 설치되고;상기 회전력 전달부재는 상호 맞물려 회전하는 전달 기어 형태로 마련되는 것을 특징으로 하는 가변 강성 로봇 관절 시스템
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제3항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,상기 제1 관절축 회전 기어와 상기 제2 관절축 회전 기어는 웜 휠 또는 링 기어 형태로 마련되고;상기 제1 교차축 회전 기어와 상기 제2 교차축 회전 기어는 상기 웜 휠과 맞물려 회전하는 웜 기어 또는 상기 링 기어와 맞물려 회전하는 피니언 기어 형태로 마련되는 것을 특징으로 하는 가변 강성 로봇 관절 시스템
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