KR100309261B1 - 전선케이블보호를위한로보트의회전체구조 - Google Patents

Abstract

개시된 내용은 로보트의 회전체구조에 관한 것으로, 특히 중공으로 형성되어 내부로 전선케이블(100)이 통과하는 회전축(60)을 고정부(10)에 구비된 회전축구동 수단으로 회동시시키고, 상기 고정부(10)와 베어링(80)으로 결합된 회전부(20)를 상기 회전축(60)에 결합된 하모닉드라이브기어(70)에 의해 저속으로 회전시킴으로써 전선케이블의 비틀림 및 굽힘을 감소시켜 단선을 방지할 수 있는 로보트의 회전체구조에 관한 것이다. 이와 같은 본 발명에 따른 로보트의 회전체구조는 중공으로 형성되어 내부로 전선케이블(100)이 통과되고, 상기 전선케이블(100)을 보호하는 전선케이블보호부재(22)를 구비한 회전축(60)과, 상기 회전축(60)을 회전시키기 위한 회전축구동수단을 구비하고, 상기 회전축구동수단에 의해 회전되는 상기 회전축(60)의 하부를 지지하는 제1베어링(62)을 구비한 고정부(10)와, 상기 회전축(60)의 회전을 원활히 하기 위한 제2베어링(63)을 상부에 구비하며, 상기 고정부(10)와 베어링(80)으로 결합되어 상기 회전축(60)회동시 동시에 회전하는 회전부(20) 및 상기 회전부(20)를 저속으로 회전시키기 위해 내측은 상기 회전축(60)에 끼워지고 외측은 상기 회전부(20)에 결합된 하모닉드라이브기어(70)으로 달성된다.

[색인어]

로보트, 전선, 회전

Description

전선케이블 보호를 위한 로보트의 회전체구조

본 발명의 전선케이블 보호를 위한 로보트의 회전체구조에 관한 것으로, 특히 중공으로 형성되어 내부로 전선케이블(100)이 통과하는 회전축(60)을 고정부(10)에 구비된 회전축구동수단으로 회동시시키고, 상기 고정부(10)와 베어링(80)으로 결합된 회전부(20)를 상기 회전축(60)에 결합된 하모닉드라이브기어(70)에 의해 저속으로 회전시킴으로써 전선케이블의 비틀림 및 굽힘을 감소시켜 단선을 방지할 수 있는 로보트의 회전체구조에 관한 것이다.

일반적으로, 산업용로보트는 회전하는 관절부를 많이 가지고 있다. 이러한 관절부위는 고정부와 그위에서 회전하는 회전부로 구성되어 있다. 이와 같은 회전체는 전원이 공급되는 전선이 필요하며, 전선의 일측부는 고정부에, 타측부위는 회전부에 고정된다. 따라서, 회전부의 회전시 꼬임이 발생하여 단선 등의 위험이 발생한다. 이에 대한 종래의 실시예가 도1에 도시되어 있다.

도1은 일반적인 로보트의 회전체구조에 있어서 전선고정방법을 설명하기 위한 로보트베이스의 구성도이다. 도시한 바와 같이, 회전체는 고정부(10)와 회전체(20)로 구성되어 있으며, 고정부(20)의 상부에는 회전부(20)가 회동가능하게 설치되어 있다. 이 회전부(20)에는 모터(30)와 감속기(40)가 고정되어 있다. 특히, 고정부(10)에서 나온 전선케이블(100)의 일측은 고정부(10)에, 다른 일측은 회전부(20)에 고정되어 있다. 여기에 도시된 도면부호 A와 B는 고정부(10)와 회전부(20)의 전선고정위치를 나타낸다.

특히, 회전축중심으로부터 전선케이블(100)의 고정위치가 이격되어 있으므로 회전부(20)의 회전시 전선의 비틀어짐 및 굽힘이 크게 발생한다. 이에 대해서는 도2를 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 도 1의 장치에서 회전부의 회전시 전선의 비틀림 및 굽힘을 설명하기 위한 것으로, 도 2(가)는 좌회전시의 전선 꼬임 상태를 상면에서 나타낸 것이고, 도 2(나)는 우회전시의 전선 꼬임 상태를 상면에서 나타낸 것이다. 도시한 바와 같이, 좌우 회전시 많은 양의 비틀림과 굽힘이 발생한다.

이와 같은 회전체 구조는 회전부의 회전시 전선의 비틀림 및 굽힘이 심하게 발생하여 전선이 단선되는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 중공으로 형성되어 내부로 전선케이블(100)이 통과하는 회전축(60)을 고정부(10)에 구비된 회전축구동수단으로 회동시시키고, 상기 고정부(10)와 베어링(80)으로 결합된 회전부(20)를 상기 회전축(60)에 결합된 하모닉드라이브기어(70)에 의해 저속으로 회전시킴으로써 전선의 비틀림 및 굽힘을 감소시켜 전선을 보호하고자 함에 그 목적이 있다.

도1은 일반적인 로보트의 회전체구조에 있어서 전선고정방법을 설명하기 위한 로보트베이스의 구성도.

도2(가), 도2(나)는 종래의 로보트의 회전체구조 회전시 전선의 비틀림 및 굽힘을 설명하기 위한 작동설명도.

도3은 본 발명에 따른 로보트의 회전체 구조를 나타낸 구성 단면도.

도4(가), 도4(나)는 본 발명에 따른 로보트의 회전체구조에서 회전부의 회전시 전선의 비틀림 및 굽힘을 설명하기 위한 작동설명도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 고정부 11 : 하부베어링하우징

20 : 회전부 21 : 상부베어링하우징

22 : 케이블보호부재 30 : 모터

31 : 구동축 32 : 제1벨트풀리

40 : 감속기 50 : 벨트

60 : 회전축 61 : 제2벨트풀리

62 : 제1베어링 63 : 제2베어링

70 : 하모닉드라이브기어 71 : 웨이브제네레이터

72 : 플랙스스플라인 73 : 서큘러스플라인

80 : 바디회전지지베어링 90 : 콘넥터

100 : 전선케이블

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 로보트의 회전체 구조는 중공으로 형성되어 내부로 전선케이블(100)이 통과되고, 상기 전선케이블(100)을 보호하는 전선케이블보호부재(22)를 구비한 회전축(60)과, 상기 회전축(60)을 회전시키기 위한 회전축구동수단을 구비하고, 상기 회전축구동수단에 의해 회전되는 상기 회전축(60)의 하부를 지지하는 제1베어링(62)을 구비한 고정부(10)와, 상기 회전축(60)이 중심부를 통과하고, 상기 회전축(60)의 회전을 원활히 하기 위한 제2 베어링(63)을 상부에 구비하며, 상기 고정부(10)와 베어링(80)으로 결합되어 상기 회전축(60)회동시 동시에 회전하는 회전부(20) 및 상기 회전부(20)를 저속으로 회전시키기 위해 내측은 상기 회전축(60)에 끼워지고 외측은 상기 회전부(20)에 결합된 하모닉드라이브기어(70)로 달성된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 로보트의 회전체구조를 나타낸 베이스 부분의 단면도이다. 도시된 바와 같이, 회전체는 고정부(10)와, 회전부(20)로 구성되어 있다. 고정부(10)에는 회전부(20)를 구동하는 모터(30)가 고정되어 있다. 이 모터(30)의 일측에는 구동축(31)이 돌출되어 있으며, 이곳에는 회전축구동수단인 제1벨트풀리(32)가 고착되어 있다. 특히, 제1벨트풀리(32)에는 벨트(50)가 감겨져 회전축(60)에 고착된 제2벨트풀리(61)에 걸려 회전축(60)에 회전력을 전달한다.

회전축(60)의 상하부는 제1,2베어링(62,63)으로 지지되어 있다. 하부에 설치된 제1베어링(62)은 회전축(60)을 고정부(10)에 회전가능케 지지한다. 이때, 제1베어링(62)은 하부베어링하우징(11)에 고정된다. 아울러 상부에 고정된 제2베어링(63)은 회전부(20)에 고정된 상부베어링하우징(21)에 지지되어 회전축(60)을 원활하게 구동케하며 흔들림을 방지한다. 이 상부 베어링하우징(21)에는 전선케이블(100)을 보호하는 케이블 보호부재(22)가 고정되어 있다. 케이블보호부재(22)는 회전축(60)의 중공내부로 삽통되어 회전축(60)의 고속회전시 전선케이블(100)을 보호한다. 아울러, 이 케이블 보호부재(22)는 회전축(60)과 일정간격 이격되어 있으며, 회전축(60)은 고속으로 회전하는 데 반하여 케이블 보호부재(22)는 회전부(20)와 일체로 회전하여 저속회전하게 된다.

또한, 회전축(60)에는 감속기(40) 인 하모닉드라이브기어(70)가 삽입고정 되어 있다. 이와 같은 하모닉드라이브기어(70)는 중고타입이 사용된다. 이 하모닉드라이브기어(70)는 웨이브제너레이터(71)와 플렉스 스플라인(72) 및 서큘러스플라인(73)으로 구성되어 있다. 웨이브제너레이터(71)는 회전축(60)에 고정되어 고속으로 회전하며, 고속입력을 이와 당접하는 플렉스 스플라인(72)에 전달한다. 이 플렉스 스플라인(72)은 박판으로 제작되며, 그 외주면에 기어가 형성되어 있다. 이 플레인 스플라인(72)의 기어와 이와 치합되는 서큘러 스플라인(73)의 기어는 잇수가 다르므로 감속효과를 얻게된다. 서큘러 스플라인(73)은 회전부(20)에 고정되어 있어 회전축(60)에 고착된 웨이브제너레이터(71)의 입력을 감속하여 회전부(20)를 저속으로 회전 구동시킨다. 이때, 회전부(20)의 회전을 원활하게 유도하기 위해 고정부(10)와 회전부(20)사이에는 보디회전지지베어링(80)이 고정되어 있다. 또한, 고정부(10)에는 콘넥터(90)가 설치되어 전선케이블(100)이 연결되어 있다. 이 전선케이블(100)은 중공의 회전축(60)을 관통하여 회전부(20)의 일정부위에 고정되어 있다.

이하, 본 발명의 동작을 상세히 설명한다.

모터(30)가 회전하면 구동력은 벨트(50)를 통하여 회전축(60)으로 전달된다. 이로 인해 회전축(60)은 회전하며, 회전축(60)의 회전은 감속기인 하모닉 드라이브기어(70)의 입력측으로 전달된다. 입력된 회전력은 감속되어 출력측인 서큘러 스플라인(73)을 저속으로 회전시킨다. 그러면, 이와 연결된 회전부(20)도 동일한 속도로 회전한다. 아울러, 회전부(20)에 고정된 상부 베어링하우징(21) 및 케이블 보호부재(22)도 저속으로 회전한다. 이 회전으로 인해 회전축(60)의 중공을 통과하여 회전부(20)에 고정된 전선케이블(100)은 비틀림 및 굽힘이 발생하게 된다. 그러나, 전선케이블(100)이 회전축(60)을 삽통하므로 회전축(60)의 축심과 전선케이블(100)의 중심이 일치한다. 이로 인하여, 회전부(20)의 회전시 비틀림 및 굽힘이 현저히 감소하며, 이에 대해서는 도 4를 참고하여 설명한다.

도 4는 본 발명에 따른 로보트의 회전체구조에서의 전선의 비틀림 및 굽힘상태를 나타낸 것이다. 특히, 도 4(가)는 좌회전시의 전선케이블의 비틀림 및 굽힘을 나타낸 것이고, 도 4(나)도는 우회전시의 전선케이블의 비틀림 및 굽힘을 나타낸 것이다. 도시된 바와 같이, 회전부(20)의 회전축심과 전선케이블(100)의 중심이 일치되어 회전시 비틀림 및 굽힘이 도 2(가) 및 도 2(나)에 도시된 종래의 회전체구조에 비해서 현저히 감소됨을 볼 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 전선보호를 위한 로보트의 회전체구조는 중공으로 형성되어 내부로 전선케이블(100)이 통과하는 회전축(60)을 고정부(10)에 구비된 회전축구동수단으로 회동시시키고, 상기 고정부(10)와 베어링(80)으로 결합된 회전부(20)를 상기 회전축(60)에 결합된 하모닉드라이브기어(70)에 의해 저속으로 회전시킴으로써 회전부의 회전시 전선의 비틀림 및 굽힘을 현저히 감소시킬 수 있는 효과를 제공한다. 또한, 이로 인하여 전선 케이블의 단선에 의한 기계작동불능상태를 예방할 수 있는 효과도 가지고 있다.

Claims (2)

1. 로보트의 회전체 구조에 있어서, 중공으로 형성되어 내부로 전선케이블(100)이 통과되고, 상기 전선케이블(100)을 보호하는 전선케이블보호부재(22)를 구비한 회전축(60); 상기 회전축(60)을 회전시키기 위한 회전축구동수단을 구비하고, 상기 회전축구동수단에 의해 회전되는 상기 회전축(60)의 하부를 지지하는 제1베어링(62)을 구비한 고정부(10); 상기 회전축(60)이 중심부를 통과하고, 상기 회전축(60)의 회전을 원활히 하기 위한 제2베어링(63)을 상부에 구비하며, 상기 고정부(10)와 베어링(80)으로 결합되어 상기 회전축(60)회동시 동시에 회전하는 회전부(20); 및 상기 회전부(20)를 저속으로 회전시키기 위해 내측은 상기 회전축(60)에 끼워지고 외측은 상기 회전부(20)에 결합된 하모닉드라이브기어(70)를 포함하는 전선케이블 보호를 위한 로보트의 회전체구조.
2. 제1항에 있어서, 상기 회전축구동수단은 모터(30)와, 상기 모터(30)의 구동축(310)에 결합된 제1풀리(32)와, 상기 회전축(60)에 결합된 제2풀리(61) 및 상기 제1풀리(32)와 상기 제2풀리(61)를 연결하는 벨트(50)로 이루어진 것을 특징으로 하는 전선케이블 보호를 위한 로보트의 회전체구조.