로봇 관절

텐세그리티 스트링으로 3자유도 회전과 유연성을 확보한 로봇 관절

본 기술은 텐세그리티(tensegrity) 원리를 이용한 로봇 관절 구조로, 복수의 바디(제1~3 바디)가 서로 직접 접촉하지 않고 복수 개의 스트링 부재에 의해 연결되어 3자유도(피치, 요, 롤) 회전 및 외력에 대한 유연성을 확보합니다.

기존 강체 기반 로봇 관절은 외부 충격 전달 시 관절 파손 위험이 크고, 제어 기법만으로는 회전축 방향의 유연성 구현이 어려우며, 강체 간 접촉으로 인한 마찰 마모와 구조적 무게 증가로 인한 장시간 착용의 불편함이 존재합니다.

본 기술은 3개의 바디를 비접촉식으로 배치하고 스트링 부재를 정사각뿔, 마름모, 팔면체 구조로 구성하여 텐세그리티 구조를 구현합니다. 제1~3 바디는 탄성 소재를 적용하고, 회전축 고정 포인트에 베어링을 구비하여 마찰 마모를 방지하며, 구동부를 외부로 분리하여 관절부 무게를 경량화합니다. 로봇 어깨와 협동 로봇, 웨어러블 로봇에 적용될 수 있어 외부 충격에 유연하게 대응하며 관절 무게를 줄입니다.

‍

‍

Key Features:

• 제1 바디와 제2 바디 및 제2 바디와 제3 바디를 연결하여, 제1 바디 내지 제3 바디가 텐세그리티(tensegrity) 구조를 이루게 하는 스트링(string) 부재
• 복수 개의 제2 스트링 부재는 제1 바디의 타측과 제2 바디의 타측을 연결하되 마름모 구조를 이루는 로봇 관절.
• 일측에 제1 바디가 구비되는 제2 바디의 타측에 구비되며, 제2 바디와 비 접촉되는 제3 바디
• 제1 바디의 일측에 구비되며, 제1 바디와 비 접촉되는 제2 바디

‍

본 발명은 과학기술정보통신부의 공압 및 텐던 혼합 구동을 이용한 텐세그리티 로봇 시스템 지원을 통해 개발되었습니다.