JP5856686B2 - 分離型アクチューエータ - Google Patents

Description

本発明は、分離型アクチューエータに関し、より詳細には、複数の減速モジュールを用いてロボットの関節運動を制御することができる分離型アクチューエータに関する。

ロボットは、産業用ロボットからヒューマノイドロボットに至るまで多様に使用されており、減速機能を備えたアクチューエータを用いて関節運動が可能である。

特に、最近、急激に発展しているロボット工学技術は、従来、産業用にのみ活用されたロボット工学メカニズムが他の産業分野にまで適用され、技術の融合・複合が進行されており、例えば、家庭用掃除ロボット、プログラミング教育用ロボット、玩具用ロボット、エンタテイメント用ロボットなどの開発と生産を挙げることができる。

このようなロボット技術において駆動と関連したアクチューエータは、非常に重要な核心部品であり、ひいては、アクチューエータを構成する主な構成として減速器を挙げることができる。このような減速器としては、様々な種類を挙げることができるが、代表的な例として、歯車式減速器、転動ボール式減速器、サイクロイド減速器などを挙げることができる。

この際、歯車式減速器は、最も多く使用している一般的な減速器であって、インボリュート歯形（Ｉｎｖｏｌｕｔｅ Ｔｏｏｔｈ Ｆｏｒｍ）を使用している減速器を言い、転動ボール式減速器は、エピサイクロイド曲線（Ｅｐｉｃｙｃｌｏｉｄ Ｃｕｒｖｅ）とハイポサイクロイド曲線（Ｈｙｐｏｃｙｃｌｏｉｄ Ｃｕｒｖｅ）が対向する形状の案内溝内をボールが転動し、減速回転を実行させるようにした減速器を言い、ハーモニックドライブ減速器は、楕円形よりなるウェーブジェネレータが回転すれば、楕円形に従って回る軸受を通じて楕円運動部分だけがフレックススプラインに伝達され、フレックススプラインは、ゆっくり最も外側リング歯車を１つずつ飛び越えながら回転し、減速を誘導する減速器を言い、サイクロイド減速器は、通常、ピンを固定し、遊星歯車としてトロコイド歯車（Ｔｒｏｃｈｏｉｄ Ｇｅａｒ）を偏心回転させて、トロコイド内に同一の角度で配置されているピン孔及びピンを通じてトロコイド歯車の自転のみを実行させて減速回転を得るようにした減速器を言い、これらを基本として相互組み合わせて変形した減速器が存在している。

これらのうち、特にサイクロイド減速器（Ｃｙｃｌｏｉｄ Ｄｅｃｅｌｅｒａｔｏｒ）は、多様な減速比を具現することができ、高精密高減速に有利なので、精密制御が必要な分野に多く活用されている。これと関連した先行技術としては、韓国実用新案登録第３２５０１８号公報、韓国特許公開第２０１０−３８１４６号公報及び韓国特許公開第２０１１−６８５００号公報などがある。

ところが、開示された先行技術を含む様々な減速器の場合、１つのハウジング内に減速歯車が設置された構造であるので、減速器のサイズが増加するとともに、ユーザが減速比を容易に組み合わせることができないという問題がある。また、ユーザの要求（中心距離、歯車タイプ、歯車比など）を柔軟に選択することができないという限界がある。

本発明の目的は、１次減速モジュール及び２次減速モジュールでモジュール化させて、柔軟な選択が可能な分離型アクチューエータモジュールを提供することにある。

また、本発明の他の目的は、高い自由度、拡張性、及び互換性を有し、これにより、ユーザの目的に合わせて多様なアプリケーションが可能な分離型アクチューエータモジュールを提供することにある。

本発明のさらに他の目的は、次の詳細な説明と添付の図面からさらに明確になる。

本発明の一態様によれば、ロボットの関節運動を制御し、１次減速モジュールと、該１次減速モジュールと噛み合って、動力を伝達されて出力する２次減速モジュールとを備えるアクチューエータにおいて、前記１次減速モジュールは、駆動モータと、前記２次減速モジュールの出力をフィードバックし、前記駆動モータを制御する第１印刷回路基板と、前記駆動モータにより回転する１つ以上の１次減速歯車と、前記駆動モータ、第１印刷回路基板及び１次減速歯車が実装されるハウジングとを備え、前記２次減速モジュールは、前記１次減速歯車に噛み合って回転する１つ以上の２次減速歯車と、該２次減速歯車が実装され、前記ハウジングに連結されるケースとを含む。

前記１次減速歯車は、前記駆動モータの回転軸に固定された駆動歯車と、前記駆動歯車に噛み合う従動歯車と、前記従動歯車と同一の軸上に設置され、前記従動歯車とともに回転し、前記２次減速歯車に噛み合う伝達歯車とを備えることができる。

前記２次減速モジュールは、インボリュート歯形の歯車式減速器、転動式減速器、ハーモニックドライブ減速器、及びサイクロイド減速器のうちいずれか１つであることができる。

前記２次減速モジュールは、出力軸の位置を感知し、電気的信号に変換して伝送する位置検出器をさらに備え、前記位置検出器は、マグネチックアブソリュートエンコーダ、ポテンショメータ、光学式回転アブソリュートエンコーダのうちいずれか１つであることができる。

前記ハウジング及び前記ケースは、既定の間隔に沿って複数のボルト孔がそれぞれ形成され、前記ボルト孔は、四角形状よりなり、単位格子を構成することができる。

前記分離型アクチューエータは、前記ボルト孔に挿入され、前記ハウジング及び前記ケースを締結する１つ以上の位置決定ピンをさらに含むことができる。

前記２次減速歯車は、前記ケースの実装空間の内周面から突出し、前記内周面に沿って形成される複数のピン歯車と、前記１次減速歯車に噛み合って回転可能な入力歯車と、前記入力歯車の回転中心から偏心され、前記入力歯車から順次に突出する第１及び第２偏心軸と、前記第１及び第２偏心軸上にそれぞれ設置され、前記第１及び第２偏心軸の回転によって前記ピン歯車と接触し、それぞれ回転する第１及び第２板歯車とを備え、前記分離型アクチューエータは、前記第１及び第２板歯車に固定され、前記第１及び第２板歯車とともに回転する出力部材をさらに含むことができる。

前記分離型アクチューエータは、前記出力部材の回転を感知し、感知された結果を電気的信号に変換して伝送する位置検出器をさらに含み、前記位置検出器は、マグネチックアブソリュートエンコーダ、ポテンショメータ、光学式回転アブソリュートエンコーダのうちいずれか１つであることができる。

前記位置検出器は、前記入力歯車と前記第１及び第２偏心軸、及び第１及び第２板歯車を順に貫通し、前記出力部材の中央に設置された出力軸に一端が固定され、前記出力軸とともに回転する回転ロッドと、前記回転ロッドの他端に固定設置されたマグネットと、前記マグネットから離隔設置され、前記マグネットの回転を感知するマグネチックエンコーダが実装された第２印刷回路基板とを備えることができる。

前記位置検出器は、前記ケースの入力側の中央に設置されたロッドハウジングと、前記ロッドハウジングに挿入され、前記回転ロッドを支持する軸受とをさらに備えることができる。

前記位置検出器は、前記入力歯車と前記第１及び第２偏心軸、及び第１及び第２板歯車を順に貫通し、前記出力部材の中央に設置された出力軸に一端が固定され、前記出力軸とともに回転する回転ロッドと、前記回転ロッドから離隔設置される印刷回路基板と、前記印刷回路基板に実装され、前記回転ロッドの下端と結合し、前記回転ロッドの回転を感知するエンコーダとを備えることができる。

前記第１及び第２偏心軸は、反対方向に偏心されることができる。

前記ピン歯車の歯数は、前記第１及び第２板歯車の歯数より大きいことができる。

前記ケースは、前記内周面に沿って凹設され、前記ピン歯車の出力側に位置する軸受溝をさらに有し、前記２次減速モジュールは、前記軸受溝に挿入設置され、前記出力部材を支持する軸受をさらに含むことができる。

本発明の一実施例によれば、分離型アクチューエータモジュールは、１次減速モジュール及び２次減速モジュールでモジュール化させて、ユーザの柔軟な選択が可能である。また、高い自由度、拡張性及び互換性を確保することができ、これにより、ユーザの目的に合わせて多様なアプリケーションが可能である。

本発明の一実施例による分離型アクチューエータの分解斜視図である。 図１に示した１次減速モジュールを概略的に示す図である。 図１に示した分離型アクチューエータの組み合わせを示す図である。 本発明の他の実施例による分離型アクチューエータの組み合わせを示す図である。 図１に示した２次減速モジュールを切開して概略的に示す斜視図である。 図５に示した２次減速モジュールの分解斜視図である。 図５に示した２次減速モジュールの断面を示す分解斜視図である。 図５に示した２次減速モジュールと位置検出器を示す分解斜視図である。 図８に示した回転ロッド、マグネット及びロッド軸受を示す分解斜視図である。 本発明の他の実施例による位置検出器を概略的に示す斜視図である。

以下、本発明の好ましい実施例を添付の図１〜図３を参照してさらに詳細に説明する。本発明の実施例は、さまざまな形態で変形されることができ、本発明の範囲が下記で説明する実施例に限定するものと解すべきではない。本実施例は、当該発明の属する技術分野における通常の知識を有する者に本発明をさらに詳細に説明するために提供されるものである。したがって、図面に示された各要素の形状は、さらに明確な説明を強調するために誇張されることができる。

図１に示されたように、本発明による分離型アクチューエータは、１次減速モジュール１００と２次減速モジュール２００で構成される。

ここで、１次減速モジュール１００は、共通で活用し、２次減速モジュール２００を多様な減速比を有するように多数で構成し、多様な減速比と自由度を具現することができるように構成するものであり、ひいては、前記１次減速モジュール１００を多数個で具現すれば、幾何級数的に増加する組合数を有するようになり、減速比と自由度を非常に多様に可変させることができる。但し、本発明では、最も好ましい実施例である１次減速モジュール１００を共通で活用する場合にのみ、例示的に説明する。

さらに、２次減速モジュール２００は、当該分野において通常的に最も多く使用している歯車式減速器、主にインボリュート歯形（Ｉｎｖｏｌｕｔｅ Ｔｏｏｔｈ Ｆｏｒｍ）を使用する減速器と；エピサイクルロイド曲線（Ｅｐｉｃｙｃｌｏｉｄ Ｃｕｒｖｅ）とハイポサイクルロイド曲線（Ｈｙｐｏｃｙｃｌｏｉｄ Ｃｕｒｖｅ）が対向する形状の案内溝内をボールが転動して減速回転を実行させるようにした電動式減速器と；楕円形よりなるウェーブジェネレータが回転すれば、楕円形に従って回る軸受を通じて楕円運動部分だけがフレックススプラインに伝達され、フレックススプラインは、ゆっくり最も外側リング歯車を１つずつ飛び越えながら回転し、減速を誘導するハーモニックドライブ減速器と；ピン歯車を固定し、遊星歯車としてエピトロコイド歯形を有する板歯車を偏心回転させて減速比を得るサイクロイド減速器などが使用されることができ、その他、これらの組合よりなる変形された減速器が使用されることができることは勿論である。

特に、１次減速モジュール１００は、図１及び図２に示されたように、１次減速モジュール１００自体で入力である駆動モータ１２０の動力を歯車比を通じて１次減速することができるように構成される。

このために、１次減速モジュール１００は、この１次減速モジュール１００のハウジング１１０と、前記ハウジング１１０に内蔵される駆動モータ１２０と、１次減速モジュール１００の電源供給及び遮断、通信と関連した制御を行うメインＰＣＢ １３０と、出力軸の位置をフィードバックされて駆動モータ１２０の駆動を制御するサブＰＣＢ １４０と、駆動モータ１２０の回転軸に固定された駆動歯車１５０と、駆動歯車１５０に噛み合って、１次減速を誘導する従動歯車１６０と、従動歯車１６０に一体に形成され、２次減速モジュール２００に動力を伝達する伝達歯車１７０とで構成される。

この場合、減速部を具現する前記駆動歯車１５０と従動歯車１６０は、スパー歯車タイプあるいはハーモニック歯車タイプ及びこれらを組み合わせた形態をすべて使用することができる。この際、スパー歯車タイプは、通常的な平歯車タイプで理解すればよく、ハーモニック歯車タイプは、他の歯車タイプとは異なって、バックラッシュ（Ｂａｃｋｌａｓｈ）がほとんどない公知された歯車タイプであって、精密制御が要求されるロボットに適用することが好ましい。

さらに、本発明では、１次減速モジュール１００の出力軸と２次減速モジュール２００の入力軸が歯車結合、好ましくは、平歯車結合される形態で連結接続されるので、１次減速モジュール１００に設けられた１次減速器（駆動歯車＋従動歯車）による１次減速機能と、２次減速モジュール２００に設けられた２次減速器による２次減速機能以外に、１次減速モジュール１００と２次減速モジュール２００の連結部での減速機能（平歯車結合）、すなわち中間減速がさらに行われるので、減速効率がさらに増進される。

なお、２次減速モジュール２００には、図示してはいないが、２次出力軸の位置を検出し、前記ＰＣＢにフィードバックさせるようにマグネチックアブソリュートエンコーダ、ポテンショメータ、光学式回転アブソリュートエンコーダなどのような位置検出手段をさらに備える。

一方、図１のように、本発明によるアクチューエータ減速モジュールは、１次減速モジュール１００と２次減速モジュール２００の結合のためにそれぞれ１次減速モジュール１００の結合面には、タップ（Ｔａｂ）が形成された多数個、好ましくは、四角を成す４個の結合孔１８０が形成され、２次減速モジュール２００の欠陥面にもタップが形成された多数個の結合孔２１０が形成される。

なお、拡張性を高めるように前記１次、２次減速モジュール１００、２００の少なくとも一側面には、単位格子の倍数で形成される多数の単位格子型ボルト孔１８２が形成される。前記単位格子型ボルト孔１８２は、少なくとも４個のボルト孔が一定間隔をもって略四角形状を成すように配置され、基本格子である単位格子を構成し、この単位格子を基本としてその倍数だけずつ多数の他のボルト孔が形成される構造を有する。

言い換えれば、単位格子が多数繰り返して形成された構造を有するようになり、これにより、サイズが異なる１次減速モジュール多数個を互いに連結し、ボリュームを大きくしやすいように、言い換えれば、拡張性を高めることができる。したがって、ユーザが用途によってアクチューエータモジュールのサイズ（ボリューム）を単位格子に比例して増加させるか、または低減することができる。

結局、本発明は、このようなモジュールが単位格子の倍数でモジュール化されているので、多様なボリュームを有するようにユーザが任意に可変させることができる長所を有する。特に、図１の例示のように、１次、２次減速モジュール１００、２００の結合面のうち任意の位置に位置決定ピン１９０をさらに具備すれば、組立時に迅速で且つ円滑にさらに正確な組立を非常に短時間内に達成することができるので、非常に有利である。

なお、２次減速モジュール２００に設けられる出力部材５００は、減速された動力を出力する部材であって、従来、通常、シャフト形態よりなるので、減速された動力を使用するためには、シャフトにカップリングを連結するか、あるいはキー結合する形態で組立しなければならなかったので、非常に不便であったが、本発明では、これを円形フランジタイプに変えて、フランジ面に多数のボルト孔（参照番号省略）を形成し、必要位置に単純にボルトを締めれば、減速された動力を使用することができるので、使用上、便宜性がさらに増進される。

このような概念に基づいて図３のようなアクチューエータモジュールを具現することができる。例えば、図３の場合は、一般型で１次減速モジュール１００と２次減速モジュール２００が組み立てられたとき、動力を与える入力軸と出力軸が平行に維持される形態を示す。

以上のように、本発明によるアクチューエータモジュールは、１次減速モジュール１００を通じて１次減速機能を行うとともに、２次減速モジュール２００を通じて２次減速を連続的に行うことができるので、さらに精巧で且つ精密な制御を必要とする分野に活用されることができ、ひいては、規格を有するモジュールよりなるので、アクチューエータの拡張と縮小が自由であり、ユーザの環境によって所望の減速比を有するように交替組合が可能で、ユーザの自由度を極大化させるという長所を有する。

本発明を好ましい実施例を通じて詳細に説明したが、これと異なる形態の実施例も可能である。したがって、以下に記載した請求項の技術的思想と範囲は、好ましい実施例に限定されない。

以下、本発明の好ましい実施例を添付の図４〜図１０を参照してさらに詳細に説明する。本発明の実施例は、さまざまな形態で変形されることができ、本発明の範囲が下記で説明する実施例に限定するものと解すべきではない。本実施例は、当該発明の属する技術分野における通常の知識を有する者に本発明をさらに詳細に説明するために提供されるものである。したがって、図面に示された各要素の形状は、さらに明確な説明を強調するために誇張させることができる。以下では、前述した実施例と区別される内容については説明し、以下で省略された説明は、前述した内容に代替されることができる。

図４の場合は、直交形で１次減速モジュール１００と２次減速モジュール２００が組み立てられたとき、動力を与える入力軸と出力軸が互いに直交するように維持される形態を示す。

本発明の一実施例による２次減速モジュールは、エピトロコイド歯形の内接歯車を使用する減速器である。後述するピン歯車２１３及び板歯車３００は、エピトロコイド形態の歯形を有するが、これとは異なって、インボリュート歯形を有してもよい。

図５及び図６に示されたように、ケース２０１は、円筒形状の実装空間を有する。ピン歯車２１３は、実装空間の内周面から突出し、内周面に沿って形成される。ピン歯車２１３は、ケース２０１の成形時に一体に成形されることができる。

一方、韓国特許公開２０１０−００３８１４６号公報に開示されたように、従来のピン歯車２１３は、ロール形状のピンを１つずつ個別的にケース２０１に装着して固定される方式を採用した。したがって、組立公差はもちろん、別個で製作されるので、製作時に加工誤差が発生し、高精密及び高減速を必要とする目的を達成することが困難であり、作動不良を引き起こす原因になった。しかし、本発明の一実施例によれば、エピトロコイド歯形を有する板歯車３００と対応するピン歯車２１３をケース２０１の成形段階で一緒に成形して一体化し、これにより、加工誤差はもちろん、組立誤差を最小化することができ、製造費用を節減することができる。

入力歯車２０３は、ケース２０１の実装空間内に実装されることができ、ケース２０１の下端（図５を基準として）（または入力側）を通じてモータに連結されることができる。前述した伝達歯車１７０は、入力歯車２０３に噛み合って入力歯車２０３に動力を伝達する。すなわち、駆動歯車と入力歯車２０３は、平歯車（ｓｐｕｒ ｇｅａｒ）タイプまたはヘリカル歯車（ｈｅｌｉｃａｌ ｇｅａｒ）タイプで噛み合い、駆動歯車の回転軸と入力歯車２０３の回転軸は、互いに並んで配置される。但し、本実施例とは異なって、入力歯車２０３は、モータの回転軸に直接連結されるか、ベベル歯車タイプで駆動歯車に噛み合うことができる。

第１及び第２偏心軸Ｓ１、Ｓ２は、入力歯車２０３から出力軸に向けて順次に突出し、第１偏心軸Ｓ１は、第２偏心軸Ｓ２より入力歯車２０３に近接して位置する。第１及び第２偏心軸は、入力歯車２０３の回転中心から偏心され、偏心方向は、反対方向であるが、偏心量は、ほぼ同一である。 第１及び第２偏心軸Ｓ１、Ｓ２は、中心軸２１１を通じて入力歯車２０３に連結される。

第１及び第２板歯車３０２、３０４は、同一サイズの円形ディスク形状であり、エピトロコロイド歯形を有する。第１及び第２板歯車３０２、３０４は、互いに密着して固定され、中心を基準として周りに形成された複数の板孔３１０を有する。図７に示されたように、第１及び第２板歯車３０２、３０４は、板孔３１０に挿入された固定ピン３３０を通じて相互係合され、出力部材５００に動力を伝達することができる。

第１板歯車３０２は、第１偏心軸Ｓ１に回転可能に設置され、第２板歯車３０４は、第２偏心軸Ｓ２に回転可能に設置される。第１及び第２板歯車３０２、３０４は、互いに偏心するように配置され、第１及び第２偏心軸Ｓ１、Ｓ２の回転によってピン歯車２１３と接触しつつ回転するが、第１及び第２板歯車３０２、３０４とピン歯車２１３の歯数（ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ ｔｅｅｔｈ）の差異によって減速される。

板歯車３００は、ピン歯車２１３の歯数より１つさらに多い歯数を有するので、板歯車３００は、入力歯車２０３の回転数に対して「１／ｎ」（ｎ＝板歯車３００の歯数）の減速比で減速して回転する。例えば、板歯車３００の歯数が５０なら、ピン歯車２１３の歯数は、５１であり、板歯車３００は、１／５０の減速比を有する。

一方、第１及び第２板歯車３０２、３０４を反対方向に偏心させた状態で出力部材５００に動力を伝達する場合、第１及び第２板歯車３０２、３０４を通じて発生する振動を相殺することができ、ピン歯車２１３と噛み合いを二倍で強化することができる。また、出力部材５００は、係合孔５２０を有し、板歯車３００の一面から突出した係合ピン３４０は、係合孔５２０に挿入され、第１及び第２板歯車３０２、３０４と出力部材５００を係合する。

図７及び図８に示されたように、ケース２０１は、内周面に沿って凹設された軸受溝２２１を有し、軸受溝２２１は、ピン歯車２１３の出力側に位置する。クロスローラ軸受４００は、板歯車３００の出力側に設置され、出力部材５００は、クロスローラ軸受４００の出力側に設置される。クロスローラ軸受４００の一部は、軸受溝２２１に挿入設置され、残りは、出力部材５００の下部面から（図５を基準として）凹設された溝（図示せず）に挿入設置される。出力部材５００は、クロスローラ軸受４００により支持された状態で円滑に回転することができる。本実施例では、クロスローラ軸受４００を例として取って説明しているが、クロスローラ軸受４００は、他の軸受に代替されることができる。

従来、ケース２０１の出力側の外面にクロスローラ軸受４００を含む軸受ハウジング（図示せず）が別途に固定設置された。しかし、本実施例によれば、クロスローラ軸受４００の外輪がケース２０１と一体に形成されたものと見られ、これにより、クロスローラ軸受４００をケース２０１と一体に具現することができ、組立誤差や加工誤差を最小化することができる。

特に、従来のように、軸受ハウジングを別途に固定する必要がないので、付随的に必要な固定ボルトを省略することができ、費用節減が可能であり、組立時に精密に行われるセンタリング作業を省略することができ、精密度及び生産性を向上させることができる。これとは別に、体積及び重さを最小化することによって、軽量化及び小型化を具現することができる。

出力部材５００は、円形フランジタイプであり、これにより、出力のための接続が非常に自由であり、容易であるという長所を有する。出力部材５００は、中央に設置された出力軸５１０を有する。

図７及び図８に示されたように、２次減速モジュールは、位置検出器６００をさらに含み、出力部材５００の回転を感知することができる。位置検出器６００は、出力部材５００の回転方向による回転数を感知し、出力部材５００（または出力軸５１０）の位置を感知することができるエンコーダであることができ、アブソリュートエンコーダとしてマグネチックエンコーダであることができる。しかし、後述するように、位置検出器６００は、ポテンショメータまたは光学式回転アブソリュートエンコーダに代替されることができる。位置検出器６００は、検出された位置情報を電気的信号に変換し、制御器（図示せず）に伝送し、制御器は、フィードバックを通じてモータの入力値を制御することができる。

回転ロッド６１０は、入力歯車２０３と第１及び第２偏心軸Ｓ１、Ｓ２、及び板歯車３００の中心を順に貫通し、出力軸５１０に固定される。マグネット６２０は、回転ロッド６１０の入力軸に内蔵される。ロッドハウジング６４０は、ケース２０１の入力側の中央に設置され、ロッド軸受６３０は、ロッドハウジング６４０に挿入設置され、マグネット６２０が内蔵された回転ロッド６１０を支持する。

印刷回路基板６５０は、マグネット６２０から離隔設置され、位置検出子６５２であるマグネットエンコーダが印刷回路基板６５０に実装される。位置検出子６５２は、ロッドハウジング６４０の開口（図示せず）上に位置し、マグネット６２０の回転時に磁束密度の変化を感知し、これにより、回転ロッド６１０の位置を感知することができる。

前述したところによれば、伝達歯車１７０を通じて入力された動力は、２次減速モジュールを通じて一定の減速比で減速され、出力部材５００を通じて出力され、位置検出器６００は、出力部材５００の位置情報を制御器にフィードバックすることによって、制御器は、出力部材５００の回転を精密に制御することができる。

図１０に示されたように、エンコーダは、マウンティング部６２１と回転子６２３を備え、マウンティング部６２１は、印刷回路基板６５０上に実装され、回転子６２３は、マウンティング部６２１に回転可能に設置される。回転ロッド６１０の下端は、回転子６２３に結合され、エンコーダは、回転ロッド６１０の回転を感知し、制御器にフィードバックする。エンコーダは、ポテンショメータまたは光学式回転アブソリュートエンコーダであることができる。

一方、前述した位置検出器６００は、他の形態の２次減速モジュールに適用されることができる。すなわち、ピン歯車２１３がケース２０１と別に実装空間に設置されることができ、クロスローラ軸受４００を含む軸受ハウジング（図示せず）がケース２０１と別に設置されることができる。

本発明を実施例を通じて詳細に説明したが、これと異なる形態の実施例が可能である。したがって、以下に記載した請求項の技術的思想と範囲は、実施例に限定されない。

本発明は、ロボットを含む多様なアクチューエータに応用されることができる。

Claims (14)

1. ロボットの関節運動を制御し、１次減速モジュールと、該１次減速モジュールと噛み合って、動力を伝達されて出力する２次減速モジュールとを備えるアクチューエータにおいて、
   前記１次減速モジュールは、駆動モータと、前記２次減速モジュールの出力をフィードバックし、前記駆動モータを制御する第１印刷回路基板と、前記駆動モータにより回転する１つ以上の１次減速歯車と、前記駆動モータ、第１印刷回路基板及び１次減速歯車が実装されるハウジングと、を備え、
   前記２次減速モジュールは、前記１次減速歯車に噛み合って回転する１つ以上の２次減速歯車と、該２次減速歯車が実装され、前記ハウジングに連結されるケースとを含むことを特徴とする分離型アクチューエータ。
2. 前記１次減速歯車は、
   前記駆動モータの回転軸に固定された駆動歯車と、
   前記駆動歯車に噛み合う従動歯車と、
   前記従動歯車と同一の軸上に設置され、前記従動歯車とともに回転し、前記２次減速歯車に噛み合う伝達歯車と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の分離型アクチューエータ。
3. 前記２次減速モジュールは、インボリュート歯形の歯車式減速器、転動式減速器、ハーモニックドライブ減速器、及びサイクロイド減速器のうちいずれか１つであることを特徴とする請求項１に記載の分離型アクチューエータ。
4. 前記２次減速モジュールは、出力軸の位置を感知し、電気的信号に変換して伝送する位置検出器をさらに備え、
   前記位置検出器は、マグネチックアブソリュートエンコーダ、ポテンショメータ、光学式回転アブソリュートエンコーダのうちいずれか１つであることを特徴とする請求項１に記載の分離型アクチューエータ。
5. 前記ハウジング及び前記ケースは、既定の間隔に沿って複数のボルト孔がそれぞれ形成され、前記ボルト孔は、四角形状よりなり、単位格子を構成することを特徴とする請求項１に記載の分離型アクチューエータ。
6. 前記分離型アクチューエータは、前記ボルト孔に挿入され、前記ハウジング及び前記ケースを締結する１つ以上の位置決定ピンをさらに含むことを特徴とする請求項５に記載の分離型アクチューエータ。
7. 前記２次減速歯車は、
   前記ケースの実装空間の内周面から突出し、前記内周面に沿って形成される複数のピン歯車と、
   前記１次減速歯車に噛み合って回転可能な入力歯車と、
   前記入力歯車の回転中心から偏心され、前記入力歯車から順次に突出する第１及び第２偏心軸と、
   前記第１及び第２偏心軸上にそれぞれ設置され、前記第１及び第２偏心軸の回転によって前記ピン歯車と接触し、それぞれ回転する第１及び第２板歯車と、を備え、
   前記分離型アクチューエータは、前記第１及び第２板歯車に固定され、前記第１及び第２板歯車とともに回転する出力部材をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の分離型アクチューエータ。
8. 前記分離型アクチューエータは、前記出力部材の回転を感知し、感知された結果を電気的信号に変換して伝送する位置検出器をさらに含み、
   前記位置検出器は、マグネチックアブソリュートエンコーダ、ポテンショメータ、光学式回転アブソリュートエンコーダのうちいずれか１つであることを特徴とする請求項７に記載の分離型アクチューエータ。
9. 前記位置検出器は、
   前記入力歯車と前記第１及び第２偏心軸、及び第１及び第２板歯車を順に貫通し、前記出力部材の中央に設置された出力軸に一端が固定され、前記出力軸とともに回転する回転ロッドと、
   前記回転ロッドの他端に固定設置されたマグネットと、
   前記マグネットから離隔設置され、前記マグネットの回転を感知するマグネチックエンコーダが実装された第２印刷回路基板と、を備えることを特徴とする請求項８に記載の分離型アクチューエータ。
10. 前記位置検出器は、
    前記ケースの入力側の中央に設置されたロッドハウジングと、
    前記ロッドハウジングに挿入され、前記回転ロッドを支持する軸受と、をさらに備えることを特徴とする請求項９に記載の分離型アクチューエータ。
11. 前記位置検出器は、
    前記入力歯車と前記第１及び第２偏心軸、及び第１及び第２板歯車を順に貫通し、前記出力部材の中央に設置された出力軸に一端が固定され、前記出力軸とともに回転する回転ロッドと、
    前記回転ロッドから離隔設置される印刷回路基板と、
    前記印刷回路基板に実装され、前記回転ロッドの下端と結合し、前記回転ロッドの回転を感知するエンコーダと、を備えることを特徴とする請求項８に記載の分離型アクチューエータ。
12. 前記第１及び第２偏心軸は、反対方向に偏心されることを特徴とする請求項７に記載の分離型アクチューエータ。
13. 前記ピン歯車の歯数は、前記第１及び第２板歯車の歯数より大きいことを特徴とする請求項７に記載の分離型アクチューエータ。
14. 前記ケースは、前記内周面に沿って凹設され、前記ピン歯車の出力側に位置する軸受溝をさらに有し、
    前記２次減速モジュールは、前記軸受溝に挿入設置され、前記出力部材を支持する軸受をさらに含むことを特徴とする請求項７に記載の分離型アクチューエータ。

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