KR100393186B1 - Optical goniometer transfer device - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 광학 고니오미터(goniometer) 이송장치에 관한 것으로서, 특히 이송장치에 모터 시스템을 채용함으로써 광학 고니오미터를 원하는 위치로 자유롭게 이동시킬 수 있는 광학 고니오미터 이송장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical goniometer transfer apparatus, and more particularly, to an optical goniometer transfer apparatus capable of freely moving an optical goniometer to a desired position by employing a motor system in the transfer apparatus.
광학 고니오미터는 마이크로미터급의 정밀도로 각도를 조정할 수 있는 장치로서 약 30kg 정도의 중량을 가진다. 이와 같은 고니오미터를 탑재하고 정해진 궤도를 따라 마이크로미터급의 정밀도로 움직이기 위해서는 고니오미터의 중량을 지탱해주는 장치와, 궤도에 고정시켜주는 장치와, 궤도를 따라 움직이게 하는 구동장치 등이 필요하다.The optical goniometer is a device that can adjust the angle with micrometer accuracy and weighs about 30 kg. In order to mount the Goniometer and move it with a micrometer-class accuracy along a predetermined track, a device supporting the weight of the Goniometer, a device fixed to the track, and a driving device moving along the track is required. Do.
한편, 이와 같은 고니오미터와 유관한 광학장치로서 X-선 회절분광기가 있다. X-선 회절분광기에서는 고니오미터가 일정한 지점에 고정되어 있어서, 별도의 이송장치가 필요하지 않다. 이에 반해 입사 X-선의 에너지 변화가 필요한 X-선 분광기에서는 고니오미터를 일정한 길이의 팔에 연결하고, 팔의 움직임에 따라 고니오미터가 이동하도록 되어 있다. 이때, 팔의 위치는 X-선 광원의 위치와 고니오미터 사이의 각이 브래그(Bragg) 조건 nλ=2dsinθ를 만족하도록 고정되어 있다. 이 경우에는 팔의 길이가 고정되어 있고, 팔은 정해진 궤도를 따라 움직이기 때문에 고니오미터의 위치가 팔의 위치에 의해서 한정된다. 분광기를 최적의 조건으로 만들기 위해서는 기계적인 얼라인먼트(alignment)와 광학적인 얼라인먼트가 이루어져야 한다. 최적의 얼라인먼트를 이루기 위해서는 고니오미터가 정해진 궤도상에서 자유롭게 이동하여 원하는 위치에 오도록 해야 한다.On the other hand, there is an X-ray diffraction spectrometer as an optical device associated with such a goniometer. In the X-ray diffraction spectrometer, the goniometer is fixed at a fixed point, so that a separate transfer device is not necessary. In contrast, in an X-ray spectrometer that requires energy change of the incident X-ray, the goniometer is connected to an arm of a certain length, and the goniometer is moved as the arm moves. At this time, the position of the arm is fixed so that the angle between the position of the X-ray light source and the goniometer satisfies the Bragg condition nλ = 2dsinθ. In this case, the length of the arm is fixed and the position of the goniometer is limited by the position of the arm because the arm moves along a defined trajectory. In order to make the spectrometer optimal, mechanical alignment and optical alignment must be performed. In order to achieve optimal alignment, the goniometer should move freely on a defined track to the desired position.
본 발명은 상기와 같은 점들을 감안하여 창출된 것으로서, 길이가 고정되어 있는 팔 대신 이송장치에 모터를 사용함으로써 광학 고니오미터를 원하는 위치로 자유롭게 이동시킬 수 있는 광학 고니오미터 이송장치를 제공함에 그 목적이 있다.The present invention has been made in view of the above points, and provides an optical goniometer transfer apparatus that can freely move an optical goniometer to a desired position by using a motor in a transfer apparatus instead of an arm having a fixed length. The purpose is.
도 1은 본 발명에 따른 광학 고니오미터 이송장치를 나타내 보인 평면도.1 is a plan view showing an optical goniometer transfer apparatus according to the present invention.
도 2는 본 발명에 따른 광학 고니오미터 이송장치를 나타내 보인 정면도.Figure 2 is a front view showing an optical goniometer transfer apparatus according to the present invention.
도 3은 본 발명에 따른 광학 고니오미터 이송장치를 나타내 보인 저면도.Figure 3 is a bottom view showing the optical goniometer transfer apparatus according to the present invention.
도 4는 본 발명에 따른 광학 고니오미터 이송장치의 밀착용 스프링 장치의 구조를 나타내 보인 부분 발췌 단면도.Figure 4 is a partial cross-sectional view showing the structure of the spring device for close contact of the optical goniometer transfer apparatus according to the present invention.
도 5는 본 발명에 따른 광학 고니오미터 이송장치가 설치되는 특정 궤도의 구조체를 나타내 보인 평면도.Figure 5 is a plan view showing a structure of a specific track on which the optical goniometer feed apparatus according to the present invention is installed.
도 6은 고니오미터를 탑재한 본 발명에 따른 광학 고니오미터 이송장치가 도 5의 특정 궤도의 구조체에 설치된 상태도.6 is a state in which the optical goniometer feeder according to the present invention equipped with a goniometer is installed in the structure of the specific track of FIG.
도 7은 본 발명에 따른 광학 고니오미터 이송장치에 있어서, 구동장치를 구성하는 스텝핑 모터와 동력전달용 기어 어셈블리를 보여주는 장치구성도.7 is a device configuration showing a stepping motor and a power transmission gear assembly constituting the drive in the optical goniometer transfer apparatus according to the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
11...고니오미터 받침대 12a,12b...받침대 이동용 로울러11
13a∼13d...받침대 고정용 로울러 14a,14b,18...로울러 고정용 지지부재13a to 13d Roller Supporting Rollers 14a, 14b, 18 ...
15a,15b,19...밀착용 스프링 장치 16...기어 어셈블리 고정용 지지부재15a, 15b, 19 ... Contact
17...기어 어셈블리 지지부재 고정용 로울러 20...엘보우형 지지부재17 ... Roller for fixing the gear
41...제1하우징 42...제2하우징41 ... 1
43...압축스프링 51...특정 궤도(반원형 궤도) 구조체43.
61...고니오미터 62...스텝핑 모터61
63...동력전달용 기어 어셈블리 63a∼63j...기어63 Gear Drive Assembly 63a to 63j Gears
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 광학 고니오미터 이송장치는, 광학 고니오미터의 탑재를 위한 안착부를 가지는 고니오미터 받침대; 상기 고니오미터 받침대의 소정 부위에 설치되며, 고니오미터 받침대 및 탑재된 고니오미터의 중량을 견디면서 고니오미터 받침대를 특정 궤도의 구조체 상에서 궤도를 따라 이동가능하게 하는 복수의 받침대 이동용 로울러; 상기 고니오미터 받침대의 소정 부위에 설치되며, 고니오미터 받침대를 상기 특정 궤도의 구조체에 궤도를 따라 이동가능하게 고정시키는 복수의 받침대 고정용 로울러; 및 상기 고니오미터 받침대의 하부에 설치되며, 고니오미터 받침대가 상기 특정 궤도의 구조체 상에서 궤도를 따라 이동가능하게 하는 구동력을 제공하는 구동장치를 포함하는 점에 그 특징이 있다.In order to achieve the above object, the optical goniometer transfer apparatus according to the present invention, the goniometer pedestal having a mounting portion for mounting the optical goniometer; A plurality of pedestal moving rollers installed on a predetermined portion of the goniometer pedestal, the bearer for moving the goniometer pedestal along the trajectory on the structure of the specific trajectory while bearing the weight of the goniometer pedestal and the mounted goniometer; A plurality of pedestal fixing rollers installed at a predetermined portion of the goniometer pedestal, the pedestal fixing rollers fixing the goniometer pedestal to the structure of the specific trajectory so as to be movable along the trajectory; And a driving device installed under the goniometer pedestal, and providing a driving force that allows the goniometer pedestal to move along the track on the structure of the particular track.
이와 같은 본 발명에 의하면, 고니오미터가 탑재된 받침대가 로울러와 모터 구동력에 의해 궤도를 따라 자유롭게 움직일 수 있도록 되어 있어, 광학 고니오미터가 일정한 길이의 팔에 고정되어 있는 종래의 장치에 비해 광학 고니오미터를 원하는 곳에 정밀하게 위치 이동시킬 수 있는 장점이 있다.According to the present invention, the pedestal on which the goniometer is mounted is freely movable along the track by the roller and the motor driving force, so that the optical goniometer is optical in comparison with the conventional device fixed to the arm of constant length. The advantage is that the goniometer can be precisely positioned where it is desired.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1 내지 도 3은 본 발명에 따른 광학 고니오미터 이송장치를 나타내 보인 것으로서, 도 1은 평면도이고, 도 2는 정면도이며, 도 3은 저면도이다.1 to 3 show an optical goniometer feed apparatus according to the present invention, Figure 1 is a plan view, Figure 2 is a front view, Figure 3 is a bottom view.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 광학 고니오미터 이송장치는 그 몸체의 일부위에 광학 고니오미터(61:도 6 참조)를 탑재시키기 위한 안착부(11a)가 마련되어 있는 소정 형상의 고니오미터 받침대(11)와, 그 고니오미터 받침대(11)의 양측에 설치되어 특정 궤도(예컨대, 반원형 궤도)의 구조체(51:도 5 참조)의 상면(51u) 궤도를 따라 이동하며, 고니오미터 받침대(11) 및 탑재된 고니오미터(61)의 중량을 견디면서 고니오미터(61)를 상기 특정 궤도의 구조체 상에서 정밀 이동가능하게 하는 2개의 받침대 이동용 로울러(12a)(12b)와, 상기 고니오미터 받침대(11)의 전면 양단부 및 상기 2개의 받침대 이동용 로울러(12a)(12b)의 후방에 각각 마련되며, 고니오미터 받침대(11)를 상기 특정 궤도의 구조체(51)에 궤도를 따라 이동가능하게 고정시키는 4개의 받침대 고정용 로울러(13a)(13b)(13c)(13d) 및 상기 고니오미터 받침대(11)의 하부에 설치되며, 고니오미터 받침대(11)가 상기 특정 궤도의 구조체(51) 상에서 궤도를 따라 이동가능하게 하는 구동력을 제공하는 구동장치를 구비한다.1 to 3, the optical goniometer transfer apparatus according to the present invention is a predetermined shape provided with a seating portion (11a) for mounting the optical goniometer (see Fig. 6) on a portion of the body Is installed on both sides of the
여기서, 상기 4개의 받침대 고정용 로울러(13a)(13b)(13c)(13d)중 고니오미터 받침대(11)의 전면 양단부에 위치하는 2개의 받침대 고정용 로울러(13a)(13b)는 도시된 바와 같이 고니오미터 받침대(11)에 직접 고정된다. 그리고, 나머지 2개의 받침대 고정용 로울러(13c)(13d)는 엘보우(elbow) 형상의 로울러 고정용 지지부재(14a)(14b)에 각각 고정되고, 그 지지부재(14a)(14b)는 고니오미터 받침대(11)에 각각 결합된다. 특히, 이 지지부재(14a)(14b)에는 상기 2개의 받침대 고정용 로울러(13c)(13d)를 상기 특정 궤도의 구조체(51)의 궤도면에 밀착시키기 위한 탄성력을 제공하는 밀착용 스프링 장치(15a)(15b)가 각각 설치된다. 여기서, 이 밀착용 스프링 장치(15a)(15b)는 도 4에 도시된 바와 같이, 탄성력을 제공하는 압축스프링(43)과, 그 압축스프링(43)을 내장하는 원통형의 제1,제2하우징(41)(42)으로 구성되는데, 제1하우징(41)은 로울러 고정용 지지부재(14b)에 압입 고정되고, 제2하우징(42)은 상기 압축스프링(43)의 스프링력에 의해 제1하우징(41)의 내외부로 출몰 가능하게 제1하우징(41)에 결합된다.Here, among the four
상기 구동장치는 도 7에 도시된 바와 같이 구동력을 발생시키는 모터(62)와, 그 모터(62)와 결합되며, 모터(62)로부터 발생된 동력을 전달하기 위한 다수의 기어군(63a∼63j)으로 이루어진 동력전달용 기어 어셈블리(63)로 구성된다. 여기서, 동력을 발생시키기 위한 모터(62)로는 고니오미터(61)의 정밀한 위치이동을 위해 바람직하게는 스텝핑(stepping) 모터가 사용된다. 특히, 이 스텝핑 모터로는 1 스텝당 1.8°씩 회전하는 스텝핑 모터가 사용되며, 상기 기어 어셈블리(63)는 스텝핑 모터(62)가 1 스텝 회전할 때, 이송장치가 1.83×10-4mm 만큼씩 궤도를 따라 움직이도록 구성된다. 그리고, 이 동력전달용 기어 어셈블리(63)는 최종 기어가 상기 특정 궤도의 구조체(51)의 내측면(51i)에 형성되어 있는 기어(미도시)와 상호 맞물림 결합될 수 있도록 후술되는 기어 어셈블리 고정용 지지부재(16)에 설치된다.As shown in FIG. 7, the driving device includes a
한편, 상기 고니오미터 받침대(11)의 하부에는 상기 동력전달용 기어 어셈블리(63)의 설치를 위해 도 2에 도시된 바와 같이 U형의 기어 어셈블리 고정용 지지부재(16)가 설치된다. 그리고, 그 지지부재(16)의 하단부에는 고니오미터 받침대(11)에 결합된 상기 지지부재(16)가 상기 특정 궤도의 구조체(51)의 측면 궤도를 따라 안정되게 이동될 수 있도록 지지부재(16)를 고정 및 안내하는 별도의 지지부재 고정용 로울러(17)가 설치된다. 이때, 이 별도의 지지부재 고정용 로울러(17)는 로울러 고정용 지지부재(18)에 고정되고, 그 지지부재(18)는 기어 어셈블리 고정용 지지부재(16)의 저면에 결합된다. 또한, 상기 로울러 고정용 지지부재(18)의 일측에는 도 3에 도시된 바와 같이 상기 별도의 지지부재 고정용 로울러(17)를 상기 특정 궤도의 구조체(51)의 궤도면에 밀착시키기 위한 밀착용 스프링 장치(19)가 마련된다. 이때, 이 밀착용 스프링 장치(19)는 엘보우형 지지부재(20)에 고정되고, 그 엘보우형 지지부재(20)는 로울러 고정용 지지부재(18) 및 고니오미터 받침대(11)에 각각 고정 결합된다.On the other hand, the lower portion of the
그러면, 이상과 같은 구성을 가지는 본 발명에 따른 광학 고니오미터 이송장치의 동작에 대해 간략히 설명해 보기로 한다.Then, the operation of the optical goniometer feeder according to the present invention having the above configuration will be briefly described.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 광학 고니오미터 이송장치가 상기 특정 궤도(반원형 궤도)의 구조체(51)에 설치되고, 고니오미터 받침대(11)에 고니오미터(61)가 탑재된 상태에서 스텝핑 모터(62)에 전원을 인가하면, 스텝핑 모터(62)가 구동된다. 이에 따라, 스텝핑 모터(62)로부터 발생된 회전력은 모터(62) 축에 결합되어 있는 동력전달용 기어 어셈블리(63)로 전달되고, 기어 어셈블리(63)의다수의 기어들을 연속적으로 거쳐 전달된 회전력이 최종적으로 상기 특정 궤도(반원형 궤도)의 구조체(51)의 내측면에 형성되어 있는 기어에 전달되면, 그 반력으로 본 발명의 이송장치는 궤도를 따라 이동하게 된다. 이때, 이 이동은 전술한 바와 같이 상기 스텝핑 모터(62)가 1 스텝 회전할 때, 이송장치가 1.83×10-4mm 만큼씩 궤도를 따라 움직이도록 구성되어 있으므로, 매우 세분화된 이동이며, 따라서 이송장치에 탑재된 광학 고니오미터(61)는 정밀한 위치이동을 하게 된다.As shown in Fig. 6, the optical goniometer feeder according to the present invention is installed in the
이상의 설명에서와 같이 본 발명에 따른 광학 고니오미터 이송장치는, 고니오미터가 탑재된 받침대가 로울러와 스텝핑 모터의 구동력에 의해 궤도를 따라 자유롭게 움직일 수 있도록 되어 있고, 특히 스텝핑 모터의 구동력을 전달하는 기어 어셈블리가 스텝핑 모터가 1 스텝 회전할 때, 이송장치가 1.83×10-4mm 만큼씩 궤도를 따라 움직이도록 구성되어 있어, 광학 고니오미터가 일정한 길이의 팔에 고정되어 있는 종래의 이송장치에 비해 광학 고니오미터를 원하는 곳에 정밀하게 위치이동 시킬 수 있는 장점이 있다.As described above, in the optical goniometer feeder according to the present invention, the pedestal on which the goniometer is mounted is freely movable along the track by the driving force of the roller and the stepping motor, and particularly, the driving force of the stepping motor is transmitted. The conventional gearing device is configured such that when the stepping motor rotates one step, the feeder moves along the track by 1.83 × 10 -4 mm so that the optical goniometer is fixed to the arm of a certain length. Compared to this, the optical goniometer can be precisely positioned where desired.
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