KR100808308B1

KR100808308B1 - 가변구조물과 케이블지지시스템

Info

Publication number: KR100808308B1
Application number: KR1020060036229A
Authority: KR
Inventors: 타카시 하라다; 유지 마에구치; 타카히로 이나다
Original assignee: 가와사키 쥬코교 가부시키가이샤
Priority date: 2005-04-22
Filing date: 2006-04-21
Publication date: 2008-02-27
Also published as: EP1714751A3; CN100445050C; US7484351B2; US20060258229A1; EP1714751A2; JP2006304559A; KR20060111407A; CN1850456A; JP4376822B2; EP1714751B1

Abstract

본 발명은 가변구조물에 관한 것으로, 베이스부를 갖춘 연결부들이 길이방향으로 배열되어 있어서, 인접한 연결부들이 서로 연결되고, 인접한 2개의 베이스부 중 하나에 있는 스페이서인 정지부가 다른쪽 베이스부와 접촉한 상태에서 인접한 연결부들의 제1축들이 서로 각도를 이루고 있으며, 외부의 힘이 가변구조물에 가해질 때 정지부는 가변구조물이 소정의 허용곡률반경보다 작은 곡률반경으로 더 구부려지는 것을 저지하고, 가변구조물에 가해진 대부분의 외부의 힘은 베이스부와 정지부에 의해 지탱되어서, 단지 작은 힘이 연결부들에 작용하게 되며, 따라서 연결부들은 쉽게 파손되지 않아 가변구조물이 높은 강도를 갖게 된다.

Description

가변구조물과 케이블지지시스템 {Deformable structure and cable support system}

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 가변구조물의 부분사시도이다.

도 2는 회전가능한 분할부의 확대사시도이다.

도 3은 도 2의 S3-S3선에 따른 회전가능한 분할부의 단면도이다.

도 4는 도 2의 S4-S4선에 따른 회전가능한 분할부의 단면도이다.

도 5는 도 2의 S5-S5선에 따른 회전가능한 분할부의 단면도이다.

도 6은 도 2에 도시된 회전가능한 분할부의 정면도이다.

도 7은 도 1에 도시된 가변구조물에 구비된 정지부들에 대한 설명도이다.

도 8은 도 1에 도시된 가변구조물의 부분평면도이다.

도 9는 도 1에 도시된 가변구조물의 부분단면도이다.

도 10은 도 1에 도시된 가변구조물의 평면도이다.

도 11은 비교예의 가변구조물의 개략적인 평면도이다.

도 12는 도 1에 도시된 가변구조물의 개략적인 사시도이다.

도 13은 변형된 형태에서 도 1에 도시된 가변구조물의 사시도이다.

도 14는 다른 변형된 형태에서 도 1에 도시된 가변구조물의 개략도이다.

도 15는 구동장치와 조합될 때 도 1에 도시된 가변구조물의 크기를 설명하는 설명도이다.

도 16은 구동장치와 조합될 때 본 발명의 제2실시예에 따른 가변구조물의 도면이다.

도 17은 본 발명의 가변구조물의 곡률반경을 설명하는 설명도이다.

도 18은 산업용 로봇과 조합될 때 본 발명의 제3실시예에 따른 케이블지지시스템의 정면도이다.

도 19는 산업용 로봇의 부분정면도이다.

도 20는 산업용 로봇의 일부를 절개한 정면도이다.

도 21은 산업용 로봇의 부분측면도이다.

도 22는 케이블지지시스템에 의해 케이블을 지지하는 형태를 설명하는 설명도이다.

도 23은 케이블지지시스템에 의해 케이블을 지지하는 형태를 설명하는 설명도이다.

도 24는 케이블지지시스템에 의해 케이블을 지지하는 형태를 설명하는 설명도이다.

도 25는 케이블지지시스템에 의해 케이블을 지지하는 형태를 설명하는 설명도이다.

도 26은 산업용 로봇의 개략도이다.

본 발명은 유연성 있는 케이블을 지지하는 케이블지지시스템에 사용되는 가변구조물에 관한 것으로, 특히 산업용 로봇에서 케이블을 지지하는 케이블지지시스템에 사용되는 가변구조물에 관한 것이다.

산업용 로봇(이하 간단히 "로봇"이라 한다)의 로봇아암의 외주면을 따라 케이블이 뻗어 있는바, 이 케이블은 말단장치(end effector)에 연결된 한쪽 끝과, 파워유니트(power unit)와 같은 주변장치에 연결된 다른쪽 끝을 갖추고 있다. 또, 케이블은 상기 말단장치에 동력을 전달하면서 말단장치에 명령신호를 전달하는 전선다발과, 말단장치를 작동시키는 데에 필요한 작동유를 이송하는 관다발을 구비하고 있다. 케이블의 일부는 로봇에 부착된 다수의 조임부재에 의해 보유지지되게 된다.

로봇의 축들이 적어도 전체의 뒤틀림이나 구부림 또는 회전을 위해 로봇아암에 보유지지된 손목을 작동시킴으로써 서로에 대해 이동될 때, 인접한 축에 부착된 조임부재들 사이의 거리가 변화하게 된다. 결국, 조임부재들 사이에 뻗어 있는 케이블의 일부가 구부려져서 팽팽해지거나 늘어지게 된다. 어떤 경우에 로봇의 축들이 아주 멀리 이동되면, 상기 케이블은 너무 늘어져서 주변장치와 부딪치거나, 너무 팽팽해져서 끊어지게 된다.

케이블의 바람직하지 못한 변형을 방지할 수 있는 케이블지지시스템이 일본국 실용신안공개공보 제58-184293호에 게재되어 있는바, 이 케이블지지시스템은 수직축 주위로 회전할 수 있는 선회유니트와 고정유니트를 갖춘 구동장치에 사용되고 있다. 특히 공간부에서 U형상으로 구부려진 밴드형상부재가 상기 고정유니트 주위 로 감겨있고 고정유니트에 부착되어 있으며, 이 밴드형상부재의 구부려진 내부면에는 직사각형 피라미드의 형상을 가진 많은 지지블록이 밀집되게 배치되어 있다. 케이블은 상기 밴드형상부재에 의해 지지되어 고정유니트 주위에 느슨하게 감겨있게 된다. 상기 선회유니트가 고정유니트에 대해 소정의 각도로 회전하면, 케이블은 회전축의 근처에서 밴드형상부재와 함께 변형되어서, 케이블의 좋지 못한 변형이 방지되게 된다.

일본국 특허공개공보 제62-34795에 기재된 케이블지지시스템은, 상기 실용신안공개공보에 기술된 밴드와 지지블록 대신에 체인을 사용하고 있다. 이 체인은 케이블을 위한, 원호형상을 가진 통로를 형성한다. 인접한 체인들은 서로에 대해 소정의 각도로 회전될 수 있어서, 이 케이블지지시스템은 케이블이 구동장치로부터 멀리 떨어져 있게 되는 것을 방지한다.

상기 문헌들로 알려진 각 케이블지지시스템은 원호형상을 가진 가변적인 케이블지지구조물을 갖추고 있다. 이 가변적인 케이블지지구조물은 구동장치 주위로 감겨져 있으며, 그 길이를 따라 배치된 다수의 회전가능한 분할부를 갖추고 있는데, 각각의 회전가능한 분할부는 인접한 분할부가 회전축에 평행한 축 주위로 회전하는 것을 저지하면서, 인접한 분할부가 회전축에 직각인 축 주위로 회전하는 것을 허용하도록 되어 있다.

상기 실용신안공개공보에 게재된 케이블지지시스템은 그 자중에 의한 가변구조물의 변형을 방지하기 위해 가변구조물을 지지하는 지지링을 필요로 한다. 이러한 지지링을 구비하는 케이블지지시스템은 부득이하게 크게 된다. 회전축이 수평하 면, 상기 가변구조물은 소정의 위치를 유지할 수 없고, 이에 따라 케이블을 지지할 수 없게 된다.

상기 특허공개공보에 기재된 케이블지지시스템의 가변구조물은 핀에 의해 연속적으로 연결된 다수의 체인링크로 형성되어 있다. 핀에 의해 연결된 두 체인링크의 조인트는 가변구조물의 무게에 대해 소정의 곡률반경을 가진 만곡형상으로 가변구조물을 유지하도록 힘을 받게 된다. 조인트로 연결되고서 인접한 두 체인링크는 서로에 대해 회전될 수 있어야 하는데, 조인트의 구조적인 강도가 약해 조인트가 파손되게 되어서, 가변구조물은 무거운 중량으로 형성될 수 없다. 회전축이 수평하거나, 무거운 케이블이 가변구조물에 의해 지지되거나, 가변구조물에 급가속이 부여되면, 같은 문제가 일어나게 된다.

따라서, 본 발명의 목적은 고강도이면서 소정의 변형된 형상을 확실히 유지할 수 있는 케이블지지시스템과, 이 케이블지지시스템에 사용되는 가변구조물을 제공하는 데에 있다.

본 발명은 소정의 크기변화로 변형될 수 있게 대체로 원호와 유사한 가늘고 긴 형상을 갖고서, 유연성 있는 케이블을 지지하는 케이블지지시스템에 사용되도록 된 가변구조물에 관한 것으로, 이는 가변구조물의 길이방향 축에 설치되고서 서로 연결되어 인접한 연결부에 대해 길이방향 축과 교차하는 연결부의 제1축 주위로 소정의 각도로 회전할 수 있게 된 다수의 연결부와; 상기 제1축에 평행한 제1방향으로 뻗어 있어 상기 연결부에 연결되는 다수의 베이스부 및; 길이방향으로 인접한 2 개의 베이스부 중 적어도 하나에 형성되고서, 상기 제1방향에 있는 연결부의 위치와 다른 위치로부터 길이방향으로 베이스부에서 돌출함과 더불어, 인접한 베이스부와 접촉하여 길이방향으로 인접한 2개의 베이스부에 각각 연결된 2개의 인접한 연결부의 두 제1축이 서로 각도를 이루게 되는 다수의 정지부;를 구비한다.

서로 연결되고 길이방향으로 배치된 다수의 연결부는 길이방향으로 뻗은 가늘고 긴 구조물을 형성한다. 각 베이스부의 정지부는 인접한 베이스부와 접촉하여 인접한 연결부의 각 제1축이 서로 각도를 이루게 한다. 다수의 연결부를 연결함으로써 형성된 가늘고 긴 구조물은, 고정된 각도로 연결부들의 각 제1축이 각도를 이루게 함으로써 소정의 허용곡률반경의 원호를 따라 뻗을 수 있게 된다. 이 상태에서, 연결부는 인접한 연결부에 대해 소정의 각도로 제1축 주위로 회전될 수 있다.

허용곡률반경보다 작은 곡률반경의 곡선으로 가변구조물을 변형시키는 변형힘, 즉 정지부의 양쪽에 있는 2개의 베이스부가 서로 가깝게 되도록 작용하는 힘이, 2개의 인접한 연결부 중 한쪽 정지부가 다른쪽 연결부의 베이스부와 접촉한 상태에서 가변구조물에 가해지면, 이 정지부는 그 양쪽에 있는 베이스부들이 서로 더 접근하는 것을 저지하게 된다. 따라서, 상기 가변구조물은 정지부에 의해 소정의 허용곡률반경보다 작은 곡률반경의 원호로 변형되는 것이 방지된다.

상기 변형힘이 가변구조물에 가해질 때, 정지부들과 연결부들이 다른 위치에 있기 때문에 베이스부들과 정지부들에 힘이 작용하게 된다. 결국, 낮은 구조적인 강도를 가진 연결부에 큰 힘이 가해지는 것이 방지될 수 있게 된다. 그러므로, 가변구조물의 소정의 허용곡률반경의 원호로 변형시키는 변형힘을 초과하는 변형힘이 가변구조물에 작용하더라도, 연결부가 파손되는 것이 방지될 수 있고, 따라서 가변구조물의 강도가 향상될 수 있게 된다.

본 발명에 따른 가변구조물을 구비한 케이블지지시스템은, 이 케이블지지시스템의 위치와 상관없이 어떤 추가적인 지지부재를 사용하지 않고서, 바람직한 변형된 형상을 유지할 수 있다. 예컨대, 가변구조물에 의해 보유지지된 케이블은 로봇 등과 같은 구동장치의 외부면 근처로 뻗어 있을 수 있다. 본 명세서에서, "케이블"이라는 용어는 유연성 있고 긴 물체를 의미하는 것으로, 이 유연성 있고 긴 물체는 전기케이블이나, 동력케이블, 냉각수나 코팅재 또는 작동유와 같은 유체를 이송하는 호스 등으로 될 수 있다. 또한, 본 명세서에서, "원호형상"이라는 용어는 구부러진 형상과 같이 비선형 형상을 나타내는 데에 사용되되, 이 구부러진 형상은 반드시 원호형상이어야 하는 것은 아니고, 타원형상과 같이 임의의 구부러진 형상으로 될 수 있다.

본 발명에 따른 가변구조물은 높은 강도를 가져서, 이 가변구조물이 케이블지지시스템에 사용될 때, 가변구조물 또는 케이블이 무거운 중량을 갖거나 급가속이 가변구조물에 부여되더라도 케이블지지시스템의 위치에 상관없이 예정된 위치를 유지할 수 있으며, 구동장치의 외부면 근처에 케이블을 지지할 수 있게 된다.

바람직하기로, 각 베이스부는 각 연결부에 대해 제1방향의 반대쪽으로 뻗어 있는 2개의 베이스부를 구비한다. 또, 각 정지부는 상기 2개의 베이스부에 각각 형성된 2개의 정지부를 구비한다.

연결부로부터 제1방향의 반대쪽으로 뻗어 있는 각 쌍의 베이스부에 정지부가 형성될 때, 가변구조물을 허용곡률반경보다 작은 곡률반경의 곡선으로 변형시키는 변형힘이 가해지면 베이스부들과 제1방향에 대해 연결부의 양쪽에 있는 정지부들에 힘이 작용한다. 결국, 연결부에 작용하는 힘은 감소될 수 있고, 가변구조물의 강도는 증대될 수 있다.

바람직하기로, 인접한 2개의 연결부 중 하나는, 길이방향 축과 제1축에 직각인 제2축 주위로 인접한 상기 2개의 연결부 중 다른쪽 연결부에 대해 회전할 수 있게 되어 있다. 또한, 각 정지부는 길이방향으로 인접한 2개의 베이스부 중 하나에 분리가능하게 부착되어 있다.

정지부가 인접한 2개의 연결부의 인접한 베이스부들 중 하나로부터 분리될 때, 앞의 연결부는 제2축 주위로 뒤의 연결부에 대해 회전할 수 있게 된다. 2개의 베이스부가 인접하게 연결된 2개의 연결부 중 하나의 베이스부에 부착된 정지부에 의해 서로 쪽으로 회전될 때, 이 정지부는 인접한 2개의 연결부 중 다른 하나의 베이스부와 접촉하여, 인접한 2개의 베이스부가 서로 쪽으로 더 회전하는 것을 저지하게 된다. 결국, 베이스부를 갖춘 2개의 연결부가 회전하는 것이 방지된다. 따라서, 정지부들은 인접한 베이스부들이 서로 쪽으로 회전하는 것을 제한하여서, 가변구조물이 소정의 변형범위 내에서만 변형되게 한다.

베이스부들에 있는 정지부들의 크기와 위치는 선택적으로 결정되어, 정지부들이 베이스부들과 접촉할 때 가변구조물이 구부려질 수 있는 허용곡률반경을 결정하게 된다. 따라서, 허용곡률반경은 연결부들과 베이스부들을 바꾸지 않고서 변경될 수 있다. 그러므로, 상이한 허용곡률반경에서도 구부려질 수 있는 가변구조물 이, 동일한 연결부들과 동일한 베이스부들을 이용하여 형성될 수 있게 된다. 따라서, 상이한 허용곡률반경에서도 구부려질 수 있는 가변구조물을 형성하는 동일한 연결부들과 동일한 베이스부들을 공통으로 이용함으로써, 가변구조물의 제조비용을 절감할 수 있다.

바람직하기로, 정지부는 인접한 베이스부를 향한 표면을 갖추고, 이 표면은 제1축 주위로 구부려져서 이 제1축에 중심이 있는 고정된 곡률반경의 만곡면을 형성하게 된다.

다른쪽 베이스부를 향한 정지부의 표면이 제1축 주위로 구부려지고서 이 제1축에 그 중심이 있는 고정된 곡률반경의 만곡면으로 될 때, 정지부가 인접한 연결부의 베이스부와 접촉한 상태에서 연결부는 인접한 연결부에 대해 제1축 주위로 원활하게 회전될 수 있다. 정지부가 뒤의 연결부의 베이스부와 접촉한 채로 앞의 연결부가 제1축 주위로 회전되더라도, 2개의 연결부의 제1축이 서로 고정된 각도로 보유지지될 수 있다. 예컨대, 정지부들은 구형상이나 원통형상 또는 원추형상으로 형성될 수 있다.

바람직하기로, 인접한 베이스부는 인접한 정지부와 접촉하는 접촉부를 갖추는데, 이 접촉부는 제1축과 길이방향 축을 포함하는 가상면에 대해 양쪽에 있는 정지부와 접촉하도록 되어 있다.

접촉부가 제1축과 길이방향 축을 포함하는 가상면에 대해 양쪽에 있는 정지부와 접촉하기 때문에, 연결부가 인접한 연결부에 대해 길이방향 축 주위로 회전하는 것이 저지되게 된다. 따라서, 연결부의 배열을 따라 뻗어 있는 케이블이 길이방 향 축 주위로 전체가 뒤틀려지는 것이 방지될 수 있다.

바람직하기로, 가변구조물은 인접한 베이스부와 접촉하여 정지부를 보유지지하도록 된 보유지지부재를 추가로 구비한다.

인접한 2개의 베이스부 중 한쪽에 있는 정지부가 보유지지부재에 의해 다른쪽 베이스부와 접촉하여 보유지지될 때, 베이스부는 인접한 정지부로부터 분리되는 것으로 인해 회전하는 것이 방지된다. 따라서, 인접한 연결부에 대한 연결부의 바람직하지 못한 회전이 방지될 수 있다.

또, 본 발명은, 제1구동유니트와 이 제1구동유니트에 대해 소정의 회전축 주위로 회전할 수 있는 제2구동유니트를 구비하는 구동장치에 설치되어, 제1구동유니트와 제2구동유니트 사이에 뻗어 있는 유연성 있는 케이블을 지지하도록 된 케이블지지시스템에 관한 것으로, 이는 제1구동유니트에 고정되는 제1고정부와; 제2구동유니트에 고정되어 회전축의 한쪽 방향으로 제1고정부로부터 떨어져 있는 제2고정부; 제1고정부에 고정되는 제1끝과 상기 제2고정부에 고정되는 제2끝을 갖추어 구동장치 주위로 구부려져 뻗어 있으며, 그 연결부가 각 정지부에 의해 인접한 연결부에 대해 회전축에 평행한 축 주위로 회전하는 것이 저지되면서 소정의 각도로 회전축에 직각인 축 주위로 회전할 수 있게 된 전술된 가변구조물 및; 이 가변구조물의 길이방향 축을 따라 케이블을 보유지지하도록 된 보유지지부;를 구비한다.

본 발명에 따른 케이블지지시스템은 전술된 가변구조물을 구비한다. 이 가변구조물은 구동장치 주위에 느슨하게 뻗어 있도록 구부려져 있으며, 구동장치로부터 방사상으로 멀리 떨어져 있게 되는 것이 방지되게 되어 있다. 예컨대, 회전축이 수 평할 때, 정지부들은 가변구조물이 그 자중 하에 축 늘어지는 것을 방지한다. 따라서, 가변구조물은 구동장치 근처에 지지된 채로 있을 수 있다.

이 가변구조물은, 제2구동유니트가 제1구동유니트에 대해 회전축 주위로 회전하는 경우에도 구동장치 근처에 지지되어 있을 수 있다. 가변구조물이 회전축에 직각인 축 주위로 변형될 수 있기 때문에, 가변구조물의 양끝 중 하나가 다른쪽 끝에 대해 회전축 주위로 이동할 수 있다. 제2구동유니트가 제1구동유니트에 대해 회전할 때, 제2고정부는 제1고정부에 대해 회전축 주위로 회전한다. 이 상태에서 가변구조물은, 외주방향에 대한 양끝 사이의 위치관계가 외주방향에 대한 제1고정부와 제2고정부 사이의 위치관계의 변화에 따라 변하도록 변형된다. 따라서, 가변구조물은 구동장치로부터 멀리 떨어지지 않고서 변형된다.

케이블이 가변구조물의 보유지지부에 의해 보유지지되기 때문에, 케이블이 가변구조물과 함께 늘어지더라도 케이블은 구동장치로부터 떨어져 있지 않게 된다. 구동장치와 주변장치에 대한 케이블의 충돌이 방지될 수 있고, 케이블은 구동장치의 운동을 방해하지 않게 된다. 케이블은 극도로 팽팽하게 되지 않아 끊어지는 것이 방지될 수 있다.

상기 케이블지지시스템은 가변구조물에 의해 케이블을 지지한다. 이 케이블지지시스템은 가변구조물을 지지하기 위한 별도의 지지기구를 필요로 하지 않는다. 그러므로 이 케이블지지시스템은 구조가 단순하다. 가변구조물을 지지하기 위한 지지기구가 불필요하기 때문에, 케이블지지시스템은 작은 크기로 형성될 수 있다. 케이블이 지지부재에서 미끄럼이동하지 않기 때문에 케이블이 손상되지 않는다. 가변 구조물이 높은 강도를 갖고 있기 때문에, 케이블지지시스템이 어떤 위치에 설치될 때 또는 케이블지지시스템이 소정의 이동속도로 이동될 때 큰 외부의 힘이 가변구조물에 가해지더라도 가변구조물은 파손되지 않고 케이블의 무게 하에서 구동장치 근처에 케이블을 지지할 수 있게 된다.

본 발명의 목적과 특징 및 장점이 첨부도면을 참조로 하여 아래의 설명으로부터 더욱 명확하게 될 것이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 가변구조물(83)은 대체로 원호와 유사한 형상의 가늘고 긴 구조물이다. 이 가변구조물(83)은 소정의 변형량만큼 소정의 변형방향으로 변형될 수 있으며, 소정의 변형불가능한 방향으로는 변형될 수 없게 되어 있다. 가변구조물(83)은 케이블지지시스템의 일체형 구성요소로서, 이는 나중에 설명될 것인바, 케이블지지시스템은 케이블이 로봇 등과 같은 구동장치 주위로 뻗도록 지지하고 있다.

가변구조물(83)은 소정의 곡률반경을 가진 원호형상으로 형성되어 있다. 이 가변구조물(83)은 길이방향 축(X)에 평행한 방향으로 배치된 다수의 회전가능한 분할부(100)를 갖추고 있다. 이 회전가능한 분할부(100)는 길이방향(S)에서 동일한 간격으로 배치되어 있으며, 인접한 회전가능한 분할부(100)와 서로 연결되어 있다. 인접한 2개의 회전가능한 분할부(100) 중 하나는 다른쪽 회전가능한 분할부(100)에 대해 특정한 회전점(P)에서 소정의 각도범위 내로 회전할 수 있다. 따라서, 회전가능한 분할부(100)들이 연속적으로 연결되어 형성된 가변구조물(83)은 변형될 수 있 다.

각각의 회전가능한 분할부(100)는 연결부(101)와 베이스부(102) 및 정지부(104,105)를 갖추고 있다. 길이방향(S)으로 배치되고 인접한 2개의 회전가능한 분할부(100)의 연결부(101)들이 연결되는데, 앞의 회전가능한 분할부(100)의 연결부(101)가 뒤의 회전가능한 분할부(100)의 연결부(101)에 연결된다.

제1축(Y)이 연결부(101)에 정의된다. 이 제1축(Y)은 길이방향 축(X)과 교차한다. 이 실시예에서는, 제1축(Y)이 길이방향 축(X)에 직각이다. 연결된 2개의 연결부(101) 중 하나는 다른쪽 연결부(101)에 대해 상기 정의된 제1축(Y) 주위로 소정의 각도로 회전할 수 있다. 연결부(101)는 길이방향 축(X)과 제1축(Y)에 직각인 제2축(Z) 주위로 소정의 각도로 회전할 수 있다. 이 실시예에서 연결된 2개의 연결부(101)는 볼조인트로 연결되어, 연결부(101)들이 제1축(Y)과 제2축(Z) 주위로 서로에 대해 회전할 수 있다.

베이스부(102)는 연결부(101)와 일체로 형성되어 있다. 베이스부(102)는 연결부(101)와 연속되게 이루어져서 제1축(Y)에 평행한 제1방향(T1,T2)으로 뻗어 있다. 베이스부(102)는 제1축(Y)에 평행한 제1방향(T1,T2) 양쪽으로 각각 연결부(101)로부터 뻗어 있다. 이 베이스부(102)는 대체로 판과 유사한 형상을 갖는다. 연결부(101)는 베이스부(102)들 사이에 형성되어 있다.

정지부(104,105)는 가변구조물(83)이 구부려질 수 있는 소정의 허용곡률반경을 결정하게 된다. 정지부(104,105)는 길이방향으로 인접한 2개의 베이스부(102) 중 적어도 하나에 형성되어 있다. 정지부(104,105)는 연결부(101)로부터 분리된 베이스부(102) 상의 위치들로부터 길이방향(S)으로 돌출해 있다. 이 실시예에서, 모든 베이스부(102)는 정지부(104,105)를 구비하고 있다. 길이방향으로 인접하고서 쌍으로 된 2개의 베이스부(102) 중 하나에 형성된 정지부(104,105)는 다른 베이스부(102)쌍과 접촉할 수 있다. 앞의 베이스부(102)쌍의 연결부(101)와 뒤의 베이스부(102)쌍의 연결부(101)의 제1축(Y)들은, 길이방향으로 인접하고서 쌍으로 된 2개의 베이스부(102) 중 하나에 형성된 정지부(104,105)가 다른 베이스부(102)쌍과 접촉할 때 서로에 대해 소정의 각도로 뻗을 수 있다. 이 실시예에서, 정지부(104,105)는 베이스부(102)의 바깥쪽 끝부에 형성되어 있다. 제1방향(T1)으로 뻗어 있는 베이스부(102)에 형성된 정지부(104)는 베이스부(102)에 분리가능하게 부착된 스페이서이다. 또, 제1방향(T2)으로 뻗어 있는 베이스부(102)에 형성된 정지부(105)는 길이방향 축(X) 주위로 뻗은 케이블 보유기인 커버(103)의 일부이다.

도 2는 회전가능한 분할부(100)의 확대사시도로서, 여기서 길이방향 축(X)은 길이방향(S)에 평행하고, 제1축(Y)은 길이방향 축(X)에 직각이며, 제2축(Z)은 길이방향 축(X)과 제1축(Y)에 직각임과 더불어, 제1방향(T)은 제1축(Y)에 평행하고, 제2방향(U)은 제2축(Z)에 평행하다.

연결부(101)는 중심부(110)와, 이 중심부(110)로부터 제1길이방향(S1)으로 돌출한 제1결합부(107) 및, 중심부(110)로부터 반대쪽 제2길이방향(S2)으로 돌출한 제2결합부(106)를 갖추고 있다. 제1결합부(107)는 제1길이방향(S1)에 대해서 이 연결부(101)에 인접한 다른 연결부(101)에 연결된다. 또, 제2결합부(106)는 제2길이방향(S2)에 대해서 이 연결부(101)에 인접한 다른 연결부(101)에 연결된다.

이 실시예에서, 2개의 연결부(101)는 한 쌍의 구형상부를 갖춘 볼조인트에 의해 연결된다. 2개의 연결부(101)가 간단히 연결될 때, 연결부(101) 중 하나는 연결부(101)의 조인트에서 회전점(P) 주위로 임의의 방향으로 회전할 수 있다.

도 3 내지 도 5를 참조하면, 제1결합부(107)는 대체로 판과 유사한 형상을 갖고서 중심부(110)와 연속으로 되어 있다. 제1결합부(107)는 중심부(110)의 제1방향(U1) 쪽의 일부로부터 제1길이방향(S1)으로 돌출해 있다. 제2축(Z)에 직각인 평면에서 제1결합부(107)의 투영도는 반원형이다. 제1방향에 따른 결합부(107)의 크기는 제1길이방향(S1)으로 감소한다. 소켓(113)이 제1결합부(107)에 형성되어, 제2방향(U2)을 향한 표면(111)으로부터 다른 제2방향(U1)으로 오목하게 되어 있다. 소켓(113)을 향한 제1결합부(107)의 표면(112)은 제1결합부(107)의 제1회전점(P1)에 그 중심을 가진 가상적인 구의 일부이다. 제2축(Z)에 직각인 평면에서 소켓(113)의 직경은, 제2방향(U2)으로 향한 표면(111)으로부터 다른 제2방향(U1) 쪽으로 길이방향 축(S)까지 증가하고, 길이방향 축(S)으로부터 제2방향(U1) 쪽으로 감소한다. 제1결합부(107)와 소켓(113)은 제2축(Z)에 직각인 평면에 대해 동축이다. 제1회전점(P1)은 중심부(110)로부터 제1길이방향(S1)으로 소정 거리만큼 떨어져 길이방향 축(X) 상의 위치에 있다.

제2결합부(106)는 중심부(110)와 연속이면서 대체로 U형상인 외주벽(116)과, 이 외주벽(116)에 연속인 바닥부(114) 및, 이 바닥부(114)로부터 제2방향(U1)으로 돌출한 돌출부(115)를 갖추고 있다. 외주벽(116)은 제1길이방향(S1)으로 볼록한 반원통형상을 갖고 있다. 외주벽(116)은 제2결합부(106)의 제2회전점(P2) 주위로 U형 상으로 구부려진다. 제2회전점(P2)은 중심부(110)로부터 제2길이방향(S2)으로 소정 거리만큼 떨어져 길이방향 축(X) 상의 위치에 있다.

바닥부(114)는 제2방향을 향한 제1결합부(107)의 표면(111)에 대해 다른 제2방향(U2) 쪽에 놓여서, 상기 다른 제2방향(U2) 쪽에 있는 외주벽(116)의 끝부(120)를 덮어씌우게 된다. 바닥부(114)는 적어도 제2회전점(P2)에 대해 제2길이방향(S2) 쪽으로 뻗어 있다. 돌출부(115)는 바닥부(114)로부터 제2방향(U1)으로 제2회전점(P2)을 지나 돌출해 있다. 이 돌출부(115)는 제2회전점(P2)에 그 중심이 있는 구형상부(118)와, 바닥부(114) 및 구형상부(118) 사이로 뻗어 있는 이음부(119)를 갖추고 있다. 제2축(Z)에 직각인 평면에서 구형상부(118)의 직경은 이음부(119)로부터 제2방향(U1)으로 길이방향 축(X)까지 점차 증대되고, 길이방향 축(X)부터 제2방향(U1)으로 점차 감소한다. 구형상부(118)의 직경은 대략 소켓(113)의 직경과 동일하다. 돌출부(115)는 외주벽(116)으로부터 떨어져 있다. 제2축(Z)에 직각인 평면에서 제2결합부(106)의 투영도는 대체로 U형상이다. 제2결합부(106)는 제1방향(T)을 따라 제1길이방향(S1)으로 감소하는 크기를 가진 홈(117)을 구비한다. 이 홈(117)은 제1결합부(107)보다 큰 직경을 갖고 있다.

길이방향(S)으로 배치되고 인접한 2개의 연결부(101) 중 하나의 제1결합부(107)는 다른 연결부(101)의 제2결합부(106)의 홈(117)에 끼워진다. 제2결합부(106)의 돌출부(115)의 구형상부(118)는 제1결합부(107)의 소켓(113)에 끼워진다. 제2결합부(106)에 있는 제2회전점(P2)은 제1결합부(107)에 있는 제1회전점(P1)과 일치하게 된다. 2개의 연결부(101)가 연결된 상태에서, 연결부(101) 중 하나의 제2 결합부(106)의 바닥부(114) 및 외주벽(116)과, 다른 연결부(101)의 제1결합부(107) 사이에는 틈새가 형성된다.

따라서, 소켓(113)으로부터 구형상부(118)의 분리가 방지될 수 있고, 구형상부(118)는 소켓(113) 내에서 회전할 수 있다. 결국, 인접한 2개의 연결부(101) 중 하나가 소정의 각도범위 내에서 회전점(P) 주위로 다른 연결부(101)에 대해 회전할 수 있다.

다수의 연결부(101)가 연결될 때, 스페이서인 정지부(104)가 인접한 연결부(101)들의 베이스부(102) 사이에 보유지지된다. 이 정지부(104)는 인접하게 연결된 연결부(101)들의 회전을 서로에 대해 제한할 수 있다. 각 베이스부(102)는 보유지지부(121)를 갖추고 있으며, 정지부(104)는 보유지지부(121)에 분리가능하게 안착된다. 이 실시예에서, 보유지지부(121)는 제1길이방향(S1)과 제1방향(T) 쪽에서 베이스부(102)의 측부에 형성되어 있다.

상기 정지부(104)는 보유지지부(121)에 이 정지부(104)를 안착시킴으로써 베이스부(102)와 결합된다. 스페이서인 정지부는 제1결합부(107)로부터 제1방향(T1)으로 소정 거리만큼 떨어진 위치에서 베이스부(102)로부터 제1길이방향(S1)으로 돌출해 있다. 이 정지부(104)는 보유지지부(121)에 수용된 베이스부(130)와, 이 베이스부(130)에 연속이면서 베이스부(102)로부터 제1길이방향(S1)으로 돌출한 이격부(131)를 갖추고 있다. 이 실시예에서, 동일한 형상의 정지부(104)들이 베이스부(102)들에 각각 끼워져 있다.

베이스부(130)는 원통형상이고, 이 베이스부(130)가 보유지지부(121)에 형성 된 홈에 끼워지게 된다. 이격부(131)는 대체로 구형상이며, 이 이격부(131)는 베이스부(130)가 보유지지부(121)에 형성된 홈에 끼워진 상태에서 제1길이방향(S1)으로 향한 표면(123)을 갖추고 있다. 이 표면(123)은 고정된 곡률반경을 갖추고 있으며, 제1방향(T1)에 평행한 축 주위로 구부려져 뻗어 있다. 표면(123)은 제1길이방향(S1)으로 볼록한 만곡면이다. 또, 표면(123)은 베이스부(102)와 접촉하게 된다.

상기 베이스부(102)는 길이방향(S)에 대해 인접한 베이스부(102)에 있는 정지부(104)가 접촉하게 되는 접촉부(132)를 갖추고 있다. 이 베이스부(102)의 접촉부(132)는 앞의 베이스부(102)에 인접한 베이스부의 보유지지부(121)에 보유지지된 정지부(104)와 마주보고 있으며, 이 정지부(104)와 동축인 홈을 구비하고 있다. 이 홈은 베이스부(102)에 형성된 길이방향(S)에 평행한 길이방향의 원통형 삽입구멍이다. 정지부(104)의 이격부(131)의 끝부가 상기 홈에 맞물리게 된다. 홈의 직경은 이격부(131)의 직경보다 작다. 접촉부(132)는 길이방향(S)과 제1축(Y)으로 제2회전점(P2)을 통과하는 길이방향 축(X)을 포함하는 가상면에 대해 양쪽에서 정지부(104)와 접촉하게 된다. 이 실시예에서, 정지부(104)의 표면(123)은 홈에 상응하는 접촉부(132)의 개방부와 접촉하게 된다. 따라서, 정지부(104)의 표면(121)의 원형부는 접촉부(132)와 접촉하게 된다.

길이방향(S)으로 뻗어 있는 관통구멍(122)은 제1방향(T)에 대해 베이스부(102)의 반대쪽 부분에 형성되어 있다. 긴 와이어(124)가 베이스부의 관통구멍(122)을 관통하게 된다. 와이어(124)의 양끝부분의 직경은 관통구멍(122)의 직경보다 크다. 와이어(124)의 양끝 사이의 길이는, 베이스부(102)에 힘을 가하도록 와이 어(124)가 연속적으로 모든 관통구멍(122)을 관통한 후 줄어들어, 제1방향(T2) 쪽에 있는 베이스부(102)의 측부들이 길이방향(S)에 대해 서로 쪽으로 압박되게 된다. 와이어(124)에 의해 가변구조물(83)의 바람직하지 못한 변형이 방지될 수 있게 된다.

도 6은 회전가능한 분할부(100)의 정면도이다. 이 실시예에서, 제1커버(103a)가 한쪽 제1방향(T1)에 있는 베이스부(102)의 측부(127)와 연속적으로 형성되어 있다. 이 제1커버(103a)는 베이스부(102) 근처에서 길이방향 축(X) 주위로 구부려진 반원형상을 하고 있다. 또, 제2커버(103b)가 다른쪽 제1방향(T2)에 있는 베이스부(102)의 측부(128)와 연속적으로 형성되어 있다. 이 제2커버(103b)는 베이스부(102) 근처에서 길이방향 축(X) 주위로 구부려진 반원형상을 하고 있다. 따라서, 회전가능한 분할부(100)는 2개의 커버(103a,103b)를 형성함으로써 대체로 원통형으로 형성되게 된다. 각 커버(103a,103b)는 케이블이 연결부(101)로부터 멀리 떨어지게 되는 것을 방지하는 케이블 보유기로 작용한다.

각 커버(103a,103b)는 외피(125)와 내피(126)를 갖춘다. 각 커버(103a,103b)의 외피(125)는 제1길이방향(S1)으로 뻗어 있으며, 각 커버(103a,103b)의 내피(126)는 제2길이방향(S2)으로 뻗어 있다. 외피(125)는 대략 180°와 같은 중심각을 가진 원호로 뻗은 반원통형상을 하고 있으며, 내피(126)는 외피(125)와 연속이면서 동축으로 되어 있다. 외피(125)는 내피(126)의 외경과 거의 같은 내경을 갖고 있다. 외피(125)의 내부면은 제1회전점(P1)에 그 중심이 있는 가상적인 구를 따라 뻗어 있으며, 내피(126)의 외부면은 제2회전점(P2)에 그 중심이 있는 가상적인 구를 따라 뻗어 있다.

연결되고 인접한 2개의 연결부(101)에서, 제1길이방향(S1) 쪽에 있는 연결부(101)의 내피(126)는 제2길이방향(S2) 쪽에 있는 연결부(101)의 외피(125)의 아래에 놓인다. 외피(125)의 내부면과 내피(126)의 외부면이 각각 구의 일부이기 때문에, 인접한 연결부(101)들이 서로에 대해 회전될 때 외피(125)가 내피(126)를 부분적으로 덮어씌우는 것을 유지하게 된다. 따라서, 연결부들은 서로에 대해 원활하게 회전할 수 있다.

커버(103)의 내피(126)는 베이스부(102)에 연결되어 있다. 길이방향(S1) 쪽에 있는 내피(126)의 끝은 베이스부(102)에 연결되어 있고, 내피(126)는 길이방향(S2)으로 베이스부(102)로부터 뻗어 있다. 연결되고 인접한 2개의 연결부(101) 중 하나가, 회전점(P)을 지나가면서 제2방향(U)에 평행하게 뻗어 있는 축 주위로 다른쪽 연결부(101)에 대해 회전할 때, 뒤의 연결부(101)의 베이스부에 연결된 내피(126)는 앞의 연결부(101)의 베이스부(102)와 접촉하게 된다. 따라서, 앞의 연결부(101)는 뒤의 연결부(101)에 대해, 회전점(P)을 지나가면서 제2방향(U)에 평행한 상기 축 주위로 더 회전하는 것이 저지된다. 이에 따라, 커버(103)의 내피(126)는 정지부(104)와 함께, 연결부(101)의 회전을 제한하는 정지부(105)로 작용하게 된다.

이후부터는, 정지부(104)가 제1정지부(104)로 불리며, 연결부(101)에 대해 정지부(104)의 반대쪽에 위치된 내피(126)가 필요에 따라 제2정지부(105)로 불리게 될 것이다. 베이스부(102)의 정지부(104)는 인접한 베이스부(102)와 접촉하게 되어서, 인접한 베이스부(102)들이 한쪽 제1방향(T1)에서 길이방향(S)으로 서로 쪽으로 더 접근하는 것이 저지되게 된다. 또한, 인접한 2개의 베이스부(102) 중 하나의 제2정지부(105)는 다른쪽 베이스부(102)와 접촉하게 되어서, 인접한 베이스부(102)들이 다른쪽 제1방향(T2)에서 길이방향(S)으로 서로 쪽으로 더 접근하는 것이 저지되게 된다.

인접한 2개의 연결부(101)에 설정된 제1축(Y)들이 평행한 상태에서, 2개의 연결부(101) 중 하나의 베이스부(102)에 있는 보유지지부(121)와 다른쪽 연결부(101)의 베이스부(102)에 있는 접촉부(132) 사이의 거리는 제1정지부(104)의 길이보다 짧다. 즉, 제1정지부(104)와 제2정지부(105)는 인접한 2개의 베이스부(102) 사이의 공간으로 들어가서, 인접한 2개의 연결부(101)에 설정된 제1축(Y)들이 각도를 이루게 된다. 결국, 인접한 2개의 연결부(101)에 설정된 제1축(Y)들이 서로에 대해 각도를 이루게 된다.

이 실시예에서, 인접한 2개의 연결부(101) 중 하나의 베이스부(102)에 있는 제1정지부(104)와 제2정지부(105)는 다른쪽 연결부(101)의 베이스부(102)와 접촉하게 된다. 따라서, 제1정지부(104)와 제2정지부(105)는 고정된 각도로 길이방향(S)에 대해 서로 인접한 제1축(Y)들을 설정하게 된다. 그러므로, 가변구조물(83)은 소정의 곡률반경을 가진 대체로 원호와 유사한 형상으로 뻗어 있게 되며, 회전가능한 분할부(100)는 인접한 회전가능한 분할부(100)에 대해 제1축(Y) 주위로 회전할 수 있다.

도 7은 정지부(129)를 설명하기 위한 가변구조물(83)의 개략도로서, 도 7의 (1)은 길이방향 축(X)이 곧게 뻗은 상태에서 가변구조물(83)을 도시한 것이고, 도 7의 (2)는 길이방향 축(X)이 제2방향(U)으로 구부려진 상태에서 가변구조물(83)을 도시한 것이다. 회전가능한 분할부(100)는 소정 각도 이상의 각도로 제1축(Y) 주위로 회전되는 것을 방지하는 정지부(129)를 갖추고 있다. 이 실시예에서, 상기 정지부(129)는 베이스부(102)에 형성되어 있어서, 제2방향(U1,U2)으로 돌출해 있다. 더 구체적으로, 정지부(129)는 제2방향(U1,U2)으로 베이스부(102)의 제1방향(T1,T2) 쪽 양끝으로부터 뻗어 있는 커버(103)의 외피(125)이다. 정지부(129)가 베이스부(102)에 형성되어 제2방향(U)으로 뻗어 있기 때문에, 연결부(101)는 양쪽 방향으로 소정 각도 이하의 각도로 제1축(Y) 주위로 회전할 수 있다.

길이방향 축(X)이 곧게 뻗은 도 7의 (1)에 도시된 상태에서 인접한 2개의 연결부(101) 중 하나의 베이스부(102)가 다른쪽 연결부(101)의 베이스부(102)에 대해 제1축(Y) 주위로 소정의 각도로 회전될 때, 인접한 2개의 연결부(101) 중 하나의 베이스부(102)에 있는 정지부(129)가 도 7의 (2)에 도시된 바와 같이 다른쪽 연결부(101)의 베이스부(102)에 있는 정지부(129)와 접촉하게 된다. 그 후에, 앞의 베이스부(102)는 뒤의 베이스부(102)에 대해 더 회전할 수 없게 된다. 따라서, 베이스부(102)는 소정 각도 이상의 각도로 회전하는 것이 저지되게 된다.

도 8은 가변구조물(83)의 부분평면도이고, 도 9는 가변구조물(83)의 부분단면도이다. 길이방향(S)에 대해 서로 인접한 2개의 연결부(101)는 볼조인트에 의해 함께 연결된다. 그러므로, 인접한 2개의 연결부(101) 중 하나는, 정지부(104)가 연결부(101)의 베이스부(102)에 부착되어 있지 않다면, 다른쪽 연결부(101)에 대해 소정의 각도범위 내에서 회전점(P) 주위로 임의의 방향으로 회전할 수 있다.

도 9에 도시된 바와 같이, 정지부(104)가 베이스부(102)에 부착되어, 길이방향(S)에 대해 서로 인접한 2개의 회전가능한 분할부(100)의 베이스부(102)들 사이에 놓인다. 정지부(104)가 인접한 베이스부(102)들 사이에 놓여 있는 상태에서, 연결부(101)에 대해 정지부(104)와 마주보고 있으면서 인접한 2개의 연결부(101) 중 하나의 베이스부(102)와 연속으로 된 내피(126)가 다른쪽 연결부(101)의 베이스부(102)와 접촉하게 된다. 따라서, 인접한 베이스부(102)들은, 정지부(104)가 인접한 베이스부(102)들 사이에 놓여 있는 상태로부터 서로에 대해 회전점(P)을 지나가는 제2축(Z) 주위로 회전하는 것이 저지되고, 다른 방향으로 이동되어질 수 있다.

가변구조물(83)은, 제1방향(T)에 대해 각 연결부(101)의 반대쪽에 위치된 제1정지부(104)와 제2정지부(105)에 의해 소정의 곡률반경보다 작은 곡률반경의 곡선으로 구부려지는 것이 방지된다. 따라서, 제1정지부(104)와 제2정지부(105)가 가변구조물(83)의 허용곡률반경을 결정하게 된다. 제1방향(T)으로 구부려진 가변구조물(83)은, 연결부(101)들이 소정의 각도로 제1축(Y) 주위로 회전할 수 있기 때문에 제2방향(U)으로 변형될 수 있다. 따라서, 각 회전가능한 분할부(100)는 도 2에 도시된 바와 같이 인접한 회전가능한 분할부에 대해 A방향으로 예정된 제2축(Z) 주위로 회전하는 것이 저지된다. 회전가능한 분할부(100)는 C방향의 소정의 각도로 제1축(X) 주위로 회전할 수 있다.

와이어(124)는 길이방향(S)에 대해 제1방향(T2) 쪽에 있는 베이스부(102)들 을 함께 압박하여, 가변구조물(83)이 구부려진 형상을 유지하게 하며 구부려진 가변구조물(83)의 강도를 향상시키게 된다. 가변구조물(83)은 이 가변구조물(83)에 소정 크기의 변형힘을 가함으로써 변형될 수 있다. 따라서, 소정 크기보다 작은 크기의 변형힘에 의해 가변구조물(83)이 바람직하지 못하게 변형되는 것이 방지될 수 있다. 와이어(124)는 베이스부(102)의 제1방향(T2) 쪽으로 베이스부(102)를 모으는 힘을 계속 가하게 된다. 따라서, 와이어(124)는 인접한 2개의 베이스부(102) 중 하나에 있는 제2정지부(105)가 다른쪽 베이스부(102)와 접촉하도록 보유지지하는 보유지지부재로 작용하게 된다.

도 10은 가변구조물(83)의 평면도이다. 가변구조물(83)이 케이블지지시스템에 사용될 때, 외부의 변형힘이 가변구조물(83)에 작용한다. 어떤 경우에는, 가변구조물(83)의 허용곡률반경을 바꾸기에 충분히 큰 외부의 변형힘(F1,F2)이 가변구조물(83)에 작용한다.

이러한 외부의 변형힘(F1,F2)이 가변구조물(83)에 가해지면, 인접한 2개의 베이스부(102) 중 하나에 있는 정지부들(104,105)은 다른쪽 베이스부(102)와 직접 또는 간접적으로 접촉하여, 가변구조물(83)의 예정된 허용곡률반경을 유지하게 되며, 이 허용곡률반경보다 작은 곡률반경의 곡선으로 가변구조물(83)이 변형되는 것이 방지될 수 있다. 정지부들(104,105)이 제1방향(T)에 대해 상이한 위치에서 연결부(101)에 형성되기 때문에, 외부의 큰 변형힘이 가변구조물(83)에 가해지더라도 제한된 힘이 연결부(101)에 가해진다.

예컨대, 제1방향(T1) 쪽에 있는 인접한 베이스부(102)들의 측부(127)들 사이 의 거리를 감소시키는 외부의 변형힘(F1)이 가변구조물(83)에 가해지면, 외부의 변형힘(F1)의 대부분은 베이스부(102)와 제1정지부(104)에 의해 지탱되고, 단지 작은 힘이 낮은 구조적인 강도를 가진 연결부(101)에 작용한다. 또, 제1방향(T2) 쪽에 있는 인접한 베이스부(102)들의 측부(128)들 사이의 거리를 감소시키는 외부의 변형힘(F2)이 가변구조물(83)에 가해지면, 외부의 변형힘(F2)의 대부분은 베이스부(102)와 제2정지부(105)에 의해 지탱되고, 단지 작은 힘이 낮은 구조적인 강도를 가진 연결부(101)에 작용한다.

가변구조물(83)의 허용곡률반경을 변경시키기에 충분히 큰 외부의 변형힘이 가변구조물(83)에 가해지더라도, 연결부(101)의 파손이 방지될 수 있다. 따라서, 가변구조물(83)은 충분히 큰 강도를 갖게 된다. 이 실시예에서, 정지부(104)는 연결부(101)의 양쪽에 위치되어 있다. 그러므로, 허용곡률반경보다 작은 곡률반경으로 가변구조물(83)을 구부릴 수 있는 외부의 힘 또는 허용곡률반경보다 큰 곡률반경으로 가변구조물(83)을 구부릴 수 있는 외부의 힘이 가변구조물(83)에 작용하더라도, 연결부(101)는 큰 힘을 받지 않는다. 따라서, 가변구조물(83)은 높은 강도를 갖게 된다.

도 11은 비교예의 가변구조물(283)의 개략적인 평면도이다. 이 가변구조물(283)은 각각 베이스부(202)를 갖고 있는 회전가능한 분할부(200)와, 이 회전가능한 분할부(200)를 연결시키는 연결부재(201)를 구비한다. 이 연결부재(201)는 제1방향(T)에 대해 각 회전가능한 분할부(200)의 베이스부((202)의 양끝에 부착되어 있다. 인접한 회전가능한 분할부(200)들은 핀에 의해 함께 결합되어 있다. 가변구 조물(283)의 곡률반경을 결정하는 정지부재(204,205)들은 제1방향에 대해 베이스부(202)의 양쪽에 배치되어 있다. 따라서, 정지부(204,205)들과 연결부재(201)들이 조립된다.

외부의 변형힘(F1,F2)이 가변구조물(283)에 가해져 도 11에 도시된 바와 같이 가변구조물(283)의 곡률반경이 변경될 때, 외부의 변형힘(F1,F2)은 연결부재(201)에 작용한다. 그 후에, 외부의 변형힘(F1,F2)으로부터 생긴 전단력이 연결부재(201)에 작용한다. 비교적 낮은 구조적인 강도를 가진 연결부재(201)는 이러한 전단력 하에서 파손될 것이다.

도 10과 관련하여 설명된 바와 같이, 작은 힘이 본 발명에 따른 가변구조물의 연결부(101)에 작용한다. 그러므로, 가변구조물(83)의 강도는 비교예의 가변구조물(283)의 강도보다 높다. 동일한 내용이 정지부(129)에도 적용된다. 제1축(Y) 주위로 연결부(101)를 회전시키는 것을 제한하는 정지부(129)가 연결부(101)와 다른 위치에 위치된다. 그러므로, 소정의 각도보다 큰 각도로 제1축(Y) 주위로 연결부(101)를 회전시킬 수 있는 외부의 힘이 연결부(101)에 작용해야 하더라도, 작은 외부의 힘만 정지부(129)에 작용한다. 따라서, 가변구조물(83)이 높은 강도를 갖게 된다.

이 실시예의 가변구조물(83)은 높은 강도를 갖는다. 따라서, 이 가변구조물(83)을 사용하는 케이블지지시스템은 그 위치에 상관없이 로봇과 같은 구동장치의 외부면 근처에 케이블을 지지할 수 있다. 가변구조물(83) 또는 케이블이 무겁거나, 급가속이 가변구조물(83)에 부여되더라도, 가변구조물(83)은 소정의 허용곡률반경 의 구부러진 형상으로 유지될 수 있다.

이 실시예에서, 정지부(104,105)들은 제1방향(T)에 대해, 연결부(101)의 양쪽으로 뻗어 있는 베이스부(102)의 말단에 각각 형성되어 있다. 힘이 가변구조물(83)에 가해져 가변구조물(83)의 곡률반경이 변경될 때, 힘들이 정지부(104,105)들 모두에 작용하게 되는데, 이는 연결부(101)의 파손을 더욱 확실히 방지할 수 있다.

이 실시예에서, 길이방향(S)에 배치되고 인접한 2개의 연결부(101) 중 하나는, 정지부(104)가 연결부(101)의 베이스부(102)에 부착되어 있지 않으면 다른쪽 연결부(101)에 대해 제2축(Z) 주위로 회전할 수 있다. 따라서, 베이스부(102)에 있는 정지부(104)의 위치와 정지부(104)의 크기를 조정함으로써, 인접한 2개의 연결부(101) 중 하나의 베이스부(102)에 부착된 정지부(104)가 다른쪽 연결부(102)의 베이스부(102)와 접촉한 상태에서 가변구조물(83)의 곡률반경이 변경될 수 있다. 그러므로, 연결부(101)와 베이스부(102)의 크기를 변경시키지 않고서 가변구조물(83)의 곡률반경이 변경될 수 있다. 따라서, 연결부(101)와 베이스부(102)는 일반적으로 각기 상이한 곡률반경으로 구부려질 수 있는 가변구조물(83)을 형성하는 데에 이용될 수 있다. 결국, 가변구조물의 제조비용이 줄어들 수 있다.

이 실시예에서, 다른쪽 베이스부(102)를 향하고 있는 인접한 2개의 베이스부(102) 중 하나에 부착된 정지부의 표면(123)은, 고정된 곡률반경으로 제1축 주위로 구부려진 만곡면이다. 그러므로, 다른쪽 베이스부(102)와 정지부(104)가 접촉하는 지점부터 제1축(Y)까지의 거리는, 베이스부(102)가 제1축(Y) 주위로 회전될 때 변경되지 않는다. 인접한 2개의 연결부(101) 중 하나는, 연결부(101) 중 하나의 베이스부(102)에 부착된 정지부(104)가 다른쪽 연결부(101)의 베이스부(102)와 접촉한 상태에서 다른쪽 연결부(101)에 대해 제1축(Y) 주위로 원활하게 회전될 수 있다. 정지부(104)는 구형상부재와 원통형부재 및 원추형부재 중 하나로 될 수 있다.

이 실시예에서, 인접한 2개의 베이스부(102) 중 하나에 부착된 정지부(104)와 다른쪽 베이스부(102)가 제1축(Y)과 길이방향 축(X)을 포함하는 가상면에 대해 양쪽에서 서로 접촉하게 된다. 따라서, 상기 인접한 2개의 연결부(101) 중 하나는 다른쪽 연결부(101)에 대해 길이방향 축(X) 주위로 회전하는 것이 저지되는데, 즉 앞의 연결부(101)는 길이방향 축(X) 주위로 C방향으로 회전하는 것이 저지된다. 그러므로, 연결부(101)의 배열을 따라 뻗어 있는 케이블은 길이방향 축(X) 주위로 뒤틀리지 않는다.

가변구조물(83)의 와이어(124)는 정지부(104)와 제2정지부(105)를 유지하는데, 즉 내피가 인접한 베이스부(102)와 직접 또는 간접적으로 접촉하게 된다. 그러므로, 베이스부(102)가 회전할 때 이 베이스부(102)는 정지부(104,105)로부터 분리되는 것이 방지되고, 인접한 2개의 베이스부(102) 중 하나가 다른쪽 베이스부(102)에 대해 바람직하지 못하게 회전하는 것이 확실히 방지될 수 있다.

회전가능한 분할부(100)는 제1결합부(107)와 제2결합부(106)가 맞물리게 됨으로써 연결될 수 있다. 따라서, 가변구조물(83)은 핀과 같은 다른 결합부재를 사용하지 않고서 쉽게 조립될 수 있다. 회전가능한 분할부(100)를 연결시키는 데에 핀과 같은 결합부재가 사용되지 않을 때, 연결부(101)는 높은 강도를 갖게 된다.

도 12는 가변구조물(83)의 개략적인 사시도이고, 도 13은 변형된 가변구조물(83)의 사시도이다. 길이방향(S)으로 연결부(101)들을 배열하고 인접한 연결부(101)들을 연결함으로써 형성된 가변구조물(83)은 제1변형형상으로 변형되어, 가변구조물(83)의 양끝(87,88)을 연결하는 직선과 변형된 가변구조물(83)을 따라 뻗어 있는 곡선이 가상면(140)에 포함될 수 있다. 가변구조물(83)이 제1변형형상으로 변형될 때, 가변구조물(83)은 가상면(140)에 직각인 수직축(W)에 그 중심이 있는 대체로 원호와 유사한 형상을 갖게 된다. 회전가능한 분할부(100)들이 수직축(W)에 그 중심이 있는 원으로 배열된다. 회전가능한 분할부(100)들을 연결하여 형성된 가변구조물(83)에서, 정지부(104)는 연결부(101)의 방사상 바깥쪽에 있다. 인접한 2개의 회전가능한 분할부(100) 중 하나는 다른쪽 회전가능한 분할부(100)에 대해 수직축(W)에 직각인 축(V) 주위로 회전할 수 있다. 이 축(V)은 각 회전가능한 분할부(100)에 설정되고, 대략 제1축(Y)과 일치하게 된다.

가변구조물(83)은 서로에 대해 가변구조물(83)의 연결부(101)들을 회전시킴으로써 제2변형형상으로 구부려질 수 있다. 따라서 가변구조물(83)이 제2변형형상으로 구부려질 때, 가변구조물(83)의 중간부(89)는 도 13에 도시된 바와 같은 대체로 U형상과 유사한 형상을 갖는다. 수직축(W)과 중간부(89)의 축(V)을 포함하는 평면에서 제2변형형상의 가변구조물(83)의 투영도는 제1변형형상과 대체로 유사하다.

도 14는 다른 변형형상의 가변구조물(83)을 도시한 도면으로서, 가변구조물(83)은 바형상의 구동장치(150) 주위로 감겨 있다. 이 구동장치(150)는 제1구동유니트(152)와, 이 제1구동유니트(152)에 대해 소정의 축(L) 주위로 회전될 수 있는 제2구동유니트(151)를 구비하고 있다. 가변구조물(83)은 구동장치(150)에 고정되어 제2변형형상으로 변형될 수 있다. 더욱 구체적으로는, 가변구조물(83)의 양끝(87,88)이 제1구동유니트(152)와 제2구동유니트(151)에 고정되어서, 가변구조물(83)이 구동장치(150)의 외부면을 따라 구부려지게 된다. 이 상태에서, 길이방향(S)으로 배열된 회전가능한 분할부(100)는 인접한 회전가능한 분할부(100)에 대해 축(L) 주위로 회전하는 것이 저지되고, 이 축(L)에 직각인 축들 주위로 소정의 각도로 회전할 수 있게 된다.

도 14의 (1)은 도 13에 도시된 변형형상으로 구동장치(150) 주위로 감겨진 가변구조물(83)을 도시하고 있는바, 도 14의 (1)에 도시된 바와 같이 가변구조물(83)의 양끝(87,88)은 축(L)에 대해 유사한 위치에 위치된다. 가변구조물(83)은 제1원주방향으로 한쪽 끝(87)에서 중간부(89)로 뻗어 있으며, 제2원주방향으로 중간부(89)에서 다른쪽 끝(88)으로 뻗어 있다.

인접한 2개의 회전가능한 분할부(100) 중 하나는 다른쪽 회전가능한 분할부(100)에 대해 축(L)에 직각인 축 주위로 회전할 수 있다. 그러므로, 가변구조물(83)은 축(L)에 직각인 축 주위로 변형될 수 있다. 인접한 2개의 회전가능한 분할부(100) 중 하나는 다른쪽 회전가능한 분할부(100)에 대해 축(L)에 평행한 축 주위로 회전하는 것이 저지된다. 그러므로, 구동장치(150) 주위로 감겨 있는 가변구조물(83)은 구동장치(150)로부터 방사상으로 멀리 떨어져 있게 되는 것이 방지된다. 축(L)이 수평하더라도 가변구조물(83)은 그 자중 하에서 아래로 축 늘어지는 것이 저지된다. 그러므로, 가변구조물(83)은 어떤 추가적인 지지부재에 의해 가변구조물 (83)을 지지하지 않고서 구동장치(150)로부터 멀리 떨어져 있게 되는 것이 방지될 수 있고, 가변구조물(83)은 구동장치(150)를 따라 밀접하게 뻗어 있는 채로 있을 수 있다.

가변구조물(83)은, 제2구동유니트(151)가 제1구동유니트(152)에 대해 축(L) 주위로 회전할 때 구동장치(150)를 따라 밀접하게 뻗어 있는 채로 있을 수 있다. 도 14의 (2)는 제2구동유니트(151)가 도 14의 (1)에 도시된 위치로부터 180°의 각도로 제1방향으로 회전된 상태에서의 가변구조물(83)을 도시하고 있다. 도 14의 (3)은 도 14의 (1)에 도시된 위치로부터 180°의 각도로 제1방향에 반대쪽인 제2방향으로 회전된 상태에서의 가변구조물(83)을 도시하고 있다. 도 14의 (2)와 (3)에 도시된 바와 같이, 가변구조물(83)은 축(L)에 직각인 축 주위로 변형될 수 있다. 그러므로, 가변구조물(83)의 끝(87)은 다른쪽 끝(88)에 대해 축(L) 주위로 회전할 수 있다. 제2구동유니트(151)가 제1구동유니트(152)에 대해 소정의 각도로 회전할 때 양끝(87,88)은 서로에 대해 위치된다. 따라서, 가변구조물(83)이 변형될 때 이 가변구조물은 구동장치(150)로부터 멀리 떨어져 있게 되는 것이 방지될 수 있다.

가변구조물(83)을 관통한 케이블은, 이 케이블이 가변구조물(83)과 함께 느슨하게 되더라도 구동장치(150)로부터 멀리 떨어져 있게 되는 것이 방지될 수 있다. 상기 케이블은 구동장치(150) 주위의 장치들과 충돌하지 않게 되고, 구동장치(150)의 작동을 방해하지 않게 된다. 또, 케이블은 과도하게 팽팽하게 되지 않고, 파손되지 않게 될 것이다.

상기 가변구조물(83)은 단지 한 예로서, 본 발명의 범주로부터 벗어남 없이 다양하게 변경될 수 있다. 예컨대, 정지부(104)는 베이스부(104)에 분리가능하게 부착되는 것 대신에 베이스부(102)와 일체로 형성되어서, 구성부품의 수를 줄이고 가변구조물(83)의 비용을 절감하며 가변구조물(83)의 조립작업을 단순화시키고 가변구조물(83)의 강도를 향상시킬 수 있다.

정지부(104) 즉 제1정지부(104)와, 내피(106) 즉 제2정지부(105)가 이 실시예에서 인접한 베이스부(102)와 접촉하게 되지만, 제1정지부(104)와 제2정지부(105)는 가변구조물(83)이 제2축(Z) 주위로 소정의 각도로 회전할 수 있을 때 베이스부(102)와 동시에 접촉할 필요는 없는데, 즉 제1정지부(104)와 인접한 베이스부(102) 사이에 그리고 제2정지부와 인접한 베이스부(102) 사이에 틈새가 형성될 수 있다. 따라서, 가변구조물이 제2축(Z) 주위로 회전할 수 있을 때, 가변구조물(83)은 더욱 원활하게 변형될 수 있다. 가변구조물(83)이 제2축(Z) 주위로 회전할 수 있더라도, 정지부들(104,105)은 가변구조물(83)이 허용곡률반경보다 작은 곡률반경으로 구부려지는 것을 저지한다.

이 실시예에서, 내피(126)는 제2정지부(105)로 작용한다. 추가적인 제2스페이서가 베이스부(102)에 부착되어, 제2스페이서를 제2정지부(105)로 이용할 수 있다. 이 실시예에서, 정지부들(104,105)은 제1방향(T)에 대해 양쪽에 위치된다. 정지부(104)만 가변구조물의 용도에 따라 연결부(101)에 대해 제1방향(T1)에 위치될 수 있다. 이 경우에, 가변구조물은 허용곡률반경보다 작은 곡률반경으로 제2축(Z) 주위의 원주방향으로 구부려지는 것이 저지된다. 이 실시예에서, 정지부들(104,105)은 각 베이스부(102)로부터 제1길이방향(S1)으로 돌출한다. 정지부들 (104,105) 중 적어도 어느 한쪽이 제2길이방향(S2)으로 돌출한다. 정지부들(104,105)은 베이스부(102)로부터 양쪽 길이방향(S1,S2)으로 각각 돌출할 수 있다. 이 경우에, 정지부들(104,105)을 구비한 베이스부(102)와, 어떤 정지부도 구비하지 않은 베이스부(102)가 이용될 수 있다.

이 실시예에서, 길이방향 축(X) 주위로 뻗어 있는 커버(103)는 케이블을 보유지지하는 케이블 보유기 역할을 한다. 케이블은 다른 보유지지부재에 의해 보유지지될 수 있는데, 예컨대 케이블은 조임부재에 의해 베이스부(102)에 보유지지될 수 있다.

이 실시예에서, 인접한 2개의 연결부(101)는 볼조인트에 의해 연결된다. 인접한 2개의 연결부(101)는 유니버살 조인트와 같은 다른 적당한 연결기구에 의해 연결될 수 있다. 연결부(101)는 정지부(104)가 베이스부(102)에 고정될 때 제2축(Z) 주위로 회전할 필요는 없다. 그러므로, 인접한 2개의 연결부(101)는 예컨대 핀을 이용하는 간단한 연결기구에 의해 연결될 수 있다.

도 15는 구동장치(150)와 조합될 때 가변구조물(83)의 크기를 설명하기 위한 설명도이다. 구동장치(150)는 회전방경(r1)을 갖는다. 도 9에 도시된 바와 같이 가변구조물(83)은 정지부(104)에 의해 결정된 허용곡률반경(r2)을 갖는다. 또, 도 7의 (2)에 도시된 바와 같이 가변구조물(83)은 정지부(129)에 의해 결정된 제2방향(U)에 대해 최소곡률반경(r)을 갖는다.

가변구조물(83)의 제1방향(T)에 대한 허용곡률반경(r2)은 r1 + α와 같은데, 여기서 α는 가변구조물(83)과 구동장치(150) 사이의 공간의 두께이다. 가변구조물(83)은 구동장치(150)에 밀접하게 위치되되, 가변구조물(83)이 구동장치(150)로부 터 거리(α)만큼 떨어져 있게 된다. 가변구조물(83)의 양끝(87,88) 사이에서 축(L)을 따르는 거리는 m = 2 × r3 이다. 이 거리(m)는 양끝(87,88)이 정지부(129)에 의해 제한된 변형 하에서 축(L)을 따라 서로로부터 거리(m)만큼 떨어져 있을 수 있도록 결정된다. 따라서, 가변구조물(83)은 자연스럽게 변형될 수 있다.

이 실시예에서, 가변구조물(83)은 구동장치(150)와 조합되어 축(L)을 따르는 거리(m)가 300mm로 된다. 이 가변구조물(83)의 제1방향(T)에 대한 허용곡률반경(r2)은 150mm이다. 정지부(129)에 의해 결정된 제2방향(U)에 대한 최소곡률반경(43)은 150mm이다.

가변구조물(83)이 원호로 구부려진다는 가정으로 설명되었지만, 양끝(87,88) 사이의 각도거리는 360°이하의 각도로 되거나, 360°이상의 각도로 될 수 있다. 가변구조물(83)이 구동장치(150)로부터 제거되고서 양끝(87,88) 사이로 뻗어 있는 직선과 가변구조물(83)의 길이방향으로 뻗어 있는 곡선을 포함하는 가상면에서 제1변형형상으로 변형될 때, 이 가변구조물(83)은 상기 가상면에 포함되고 이 가상면에 직각인 수직축(W)에 그 중심이 있으며 360°이하의 중심각도를 갖는 원호로 구부려지게 된다.

구동장치(150)로부터 제거된 가변구조물(83)은 소정의 중심축 주위로 감겨 있는 다수의 감음을 갖춘 코일로 될 수 있다. 이 가변구조물(83)은 360°를 초과하는 각도로 회전되어 양끝(87,88) 사이에서 다수의 감음을 형성한다. 구동장치(150)로부터 제거된 가변구조물(83)은 코일로 감길 수 있다. 양끝(87,88) 사이에 있는 가변구조물(83) 부분은 440°의 각도로 축 주위로 회전될 수 있다. 양끝 사이의 각 도거리가 360°이상일 때, 가변구조물(83)은 제2구동유니트(39)가 큰 각도범위로 제1구동유니트(40)에 대해 회전하더라도 제2구동유니트(39)가 제1구동유니트(140)에 대해 회전할 때 변형될 수 있다. 가변구조물(83)이 나선형상으로 변형될 때, 가변구조물(83)은 제2구동유니트(139)가 ±240°의 각도범위로 제1구동유니트(140)에 대해 회전될 때 제2구동유니트(139)와 함께 회전할 수 있다.

도 16은 구동장치(151)와 조합될 때 본 발명에 따른 다른 실시예의 가변구조물(183)을 도시한 도면이고, 도 17은 이 가변구조물(183)의 곡률반경을 설명하기 위한 설명도이다. 이 실시예의 가변구조물(183)은 도 1에 도시되고 전술된 실시예의 가변구조물(83)의 형상과 유사하고, 전술된 실시예의 가변구조물(83)과 상이한 허용곡률반경을 갖는다. 가변구조물(83)과 상응하거나 유사한 가변구조물(183)의 부분에 대한 설명은 생략한다.

이 실시예에 따른 가변구조물(183)은 상이한 크기를 갖는 정지부(104)를 구비한 베이스부(102)를 구비한다. 가변구조물(183)의 제1부분(190)과 제2부분(191)은 각각 큰 곡률반경 및 작은 곡률반경으로 구부려지게 된다. 이 제1부분(190)과 제2부분(191)은 연속으로 되어 있다. 가변구조물(183)의 제1부분(190)의 베이스부(102)에 부착된 정지부(104)는 커서, 제1부분(190)은 큰 곡률반경으로 구부려질 수 있다. 가변구조물(183)의 제2부분(191)의 베이스부(102)에 부착된 정지부(104)는 작아서, 제2부분(191)은 작은 곡률반경으로 구부려질 수 있다.

상이한 곡률반경으로 구부려질 수 있는 제1부분(190)과 제2부분(191)을 갖추고서 길이방향(S)으로 연속적으로 뻗어 있는 가변구조물(183)은 균일한 직경을 갖 지 않은 구동장치(151) 주위로 감긴다. 도 16에 도시된 구동장치(151)는 상이한 직경을 갖고서 양끝(187,188) 사이에 길이방향으로 배치된 길이방향 부품 또는 가변구조물(183)을 갖춘다. 이 가변구조물(183)의 제1부분(190)과 제2부분(191)은 구동장치의 큰 직경의 큰 부분(154)과 작은 직경의 작은 부분(153) 주위로 감긴다. 더욱 구체적으로는, 제1부분(190)의 곡률반경(r4)이 구동장치(151)의 큰 부분(154)의 반경(rL)과 소정의 제1틈새크기(αL)의 합과 같고, 제2부분(191)의 곡률반경(r5)이 구동장치(151)의 작은 부분(153)의 반경(r3)과 소정의 제2틈새크기(αS)의 합과 같다. 따라서, 가변구조물(183)은 구동장치(151)가 균일한 직경을 갖지 않더라도 구동장치(151)의 표면으로부터 과도하게 떨어지는 것이 방지될 수 있다.

정지부(104)는 베이스부(102)에 분리가능하게 부착된다. 가변구조물(183)이 구부려질 수 있는 곡선의 곡률반경은, 상이한 크기로 된 정지부(104)를 베이스부(102)에 부착함으로써 변경될 수 있다. 따라서, 동일한 연결부(101)와 동일한 베이스부(102)가, 상이한 직경을 가진 구동장치(150)와의 조합에 사용되는 가변구조물을 형성하는 데에 이용될 수 있다. 그러므로, 연결부(101)와 베이스부(102)는 다양한 가변구조물을 형성하는 데에 이용될 수 있다.

도 18은 산업용 로봇(20)에 사용되는 본 발명의 실시예에 따른 케이블지지시스템(19)의 정면도인바, 이 케이블지지시스템(19)은 전술한 가변구조물(83)을 구비하고 있다. 도 19는 산업용 로봇(20)의 부분정면도이고, 도 20은 산업용 로봇(20)의 일부를 절개한 정면도이며, 도 21은 산업용 로봇(20)의 부분측면도이다.

산업용 로봇(20)은 점용접을 위한 6축의 수직하고 관절이음된 로봇이다. 이 산업용 로봇(20)은 조인트에 의해 연결되어 서로에 대해 회전할 수 있는 다수의 회전부재를 갖추고 있다. 용접건(gun)은 산업용 로봇(20)의 말단에 부착되어 있다. 산업용 로봇(20)의 이동가능한 부재들은 서로에 대해 적절히 회전되어 점용접을 위한 소정의 용접위치에 용접건을 위치시키게 된다. 용접건은 산업용 로봇(20)의 말단에 부착된 말단장치이다.

이 로봇(20)은 케이블(22)을 구비하고 있는바, 용접건에 용접전류를 공급하는 용접파워서플라이와, 용접건(21)을 구동시키는 파워를 공급하는 구동파워서플라이, 용접건(21)의 작동을 제어하는 전기신호를 공급하는 로봇제어기 및, 용접건을 냉각시키는 냉각수를 펌핑하는 냉각수펌프를 포함하는 주변장치가 케이블(22)에 의해 용접건에 연결된다. 따라서, 케이블(22)은 용접건(21)에 파워와 신호를 공급하는 전선들과, 용접건(21)에 가스 및 액체를 이송하는 관들의 다발이다. 이 케이블(22)은 로봇(20)의 회전부재들의 회전운동에 따라 변형될 수 있는 가늘고 길며 유연성 있는 부재이다.

로봇(20)은 적어도 제1구동유니트(39)와 이 제1구동유니트(39)에 대해 소정의 축(L1) 주위로 회전할 수 있는 제2구동유니트(40)를 구비한 구동장치이다. 이 로봇(20)은 제1구동유니트(39)에 대해 축(L1) 주위로 회전하는 제2구동유니트를 구동시키는 구동시스템과, 이 구동시스템을 제어하는 로봇제어기를 구비한다. 이 로봇제어기는 구동시스템에 제어신호를 제공하여, 구동시스템이 제1구동유니트(39)에 대해 축(L1) 주위로 제2구동유니트(40)를 구동시키게 한다. 또, 로봇(20)은 제1구동유니트(39)와 제2구동유니트(40)를 따라 케이블을 지지하는 케이블지지시스템 (19)을 구비한다.

축(L1)에 평행한 방향은 축방향(N)으로 불리고, 축(L1) 주위의 방향은 원주방향(Q)이며, 축(L1)에 직각인 평면에서 축(L1) 쪽으로 그리고 축(L1)으로부터 나가는 방향은 방사상방향(R)이다. 제1구동유니트(39)로부터 제2구동유니트(40) 쪽으로의 방향은 제1축방향(N1)이고, 제2구동유니트(40)로부터 제1구동유니트(39) 쪽으로의 방향은 제2축방향(N2)이다.

제1구동유니트(39)와 제2구동유니트(40)는 대체로 원통형이고, 축(L1)과 일직선으로 된 공통축을 갖는다. 제1구동유니트(39)와 제2구동유니트(40)는 조인트(33)에 의해 연결된다. 조인트(33)로 연결된 제1구동유니트(39)와 제2구동유니트(40)는 축(L1) 주위로 서로에 대해 회전할 수 있다. 구동시스템은 제1구동유니트(39)에 대해 축(L1) 주위로 제2구동유니트(40)를 구동시킨다. 예컨대, 이 구동시스템은 제1구동유니트(39) 또는 제2구동유니트(40) 내에 설치된 서보모터이다.

케이블지지시스템(19)은 제1구동유니트(39)에 고정된 제1고정부(81)와, 제2구동유니트(40)에 고정된 제2고정부(82) 및, 케이블(22)을 지지하는 가변구조물(83)을 구비한다. 제1고정부(81)는 제1구동유니트(39)에 직접 또는 간접적으로 고정되고, 방사상방향(R)으로 제1구동유니트(39)로부터 돌출해 있다. 제2고정부(82)는 제1고정부(81)보다 제2구동유니트(40)에 더 가까이 위치되고, 축방향(N)으로 제1고정부(81)로부터 떨어져 있다.

제2고정부(82)는 제2구동유니트(40) 쪽에 있는 제2부분(84)과, 연결부분(85) 및, 제1구동유니트(39) 쪽에 있는 제1부분(86)을 갖추고 있다. 제2부분(84)은 제1 구동유니트(39) 근처의 제2구동유니트(40)의 일부에 직접 또는 간접적으로 고정되어 있으며, 방사상방향(R)으로 제1구동유니트(40)로부터 돌출해 있다. 연결부분(85)은 제1부분(86)과 제2부분(84)을 연결하고 있다. 이 연결부분(85)은 제2부분(84)으로부터 뻗어 있으며, 제1구동유니트(29)와 제2구동유니트(40)의 외부면으로부터 방사상방향(R)으로 떨어져 있다. 제1부분(86)은 제1구동유니트(39)의 외부면으로부터 소정 거리만큼 떨어져 제1구동유니트(39)의 반대쪽에 위치되어 있다. 이 제1부분(86)은 제1고정부(81)보다 제2구동유니트(40)에 더 가까이 있다. 제2고정부(82)가 제1구동유니트(39)로부터 방사상방향(R)으로 떨어져 있어서, 제2고정부(82)는 제1구동유니트(39)와 접촉하는 것이 방지되게 된다.

제2구동유니트(40)는 제1구동유니트(39)에 대해 축(L1) 주위로 회전될 때, 제2고정부(82)는 제1구동유니트(39)와 접촉하지 않고 제2구동유니트(40)와 함께 축(L1) 주위로 회전한다. 제1고정부(81)는 제2구동유니트(40)가 제1구동유니트(39)에 대해 회전될 때 제1구동유니트(39)와 함께 고정된 채로 남아 있게 된다. 따라서, 제1고정부(81)와 제2고정부(82)는 제2구동유니트(40)가 회전될 때 원주방향(Q)으로 서로에 대해 이동된다.

가변구조물(83)이 가늘고 긴 원통형 형상으로 형성되어 있으며, 양끝 즉 제1끝(87)과 제2끝(88)을 갖추고 있다. 제1끝(87)과 제2끝(88)은 제1고정부(81)와, 제2고정부(82)의 제1부분(86)에 각각 고정되어 있다. 가변구조물(83)의 양끝(87,88)은 고정부들(81,82)에 의해 고정되게 보유지지되며, 제1구동유니트(39)로부터 방사상방향(R)으로 떨어져 있다. 상기 양끝(87,88)은 축방향(N)으로 서로로부터 떨어진 위치에서 고정부들(81,82)에 의해 고정되게 보유지지된다. 가변구조물(83)의 제1끝(87)은 축(L1)에 직각인 가상면에서 원주방향(Q)으로 제1고정부(81)로부터 뻗어 있다. 또, 가변구조물(83)의 제2끝(88)은 축(L1)에 직각인 가상면에서 원주방향(Q)으로 제2고정부(82)의 제1부분(86)으로부터 뻗어 있다.

고정부들(81,82)에 고정되는 양끝(87,88)을 갖춘 가변구조물(83)은 축방향(N)과 제1구동유니트(39)의 외부면을 따라 구부러져 뻗어 있다. 더욱 구체적으로, 가변구조물(83)은 제1축방향(N1) 및 원주방향(Q) 중 한쪽으로 제1끝(87)으로부터 경사져 뻗은 다음, 제2끝(88) 쪽으로 다른쪽 원주방향(Q)으로 뻗어 있다. 상기 가변구조물(83)은 축(L1) 주위로 대체로 U형상으로 구부려져 있게 된다.

예컨대, 제1고정부(81)와 제2고정부의 제1부분(86)이 도 18에 도시된 바와 같이 원주방향(Q)에 대해 동일한 각도위치에 있는 상태에서, 제1끝(87)과 중간부(89) 사이의 가변구조물(83) 부분은 축방향(N) 및 원주방향(Q) 중 한쪽으로 뻗어 있으며, 제2끝(88)과 중간부(89) 사이의 가변구조물(83) 부분은 축방향(N) 및 다른쪽 원주방향(Q)으로 뻗어 있다.

도 20에 도시된 바와 같이, 가변구조물(83)은 대체로 원통형이고, 케이블(22)을 느슨하게 수용하는 내부공간(94)을 형성한다. 이 내부공간(94)은 가변구조물(83)을 통해 길이방향으로 뻗어 있으며, 케이블(22)의 외경보다 큰 직경을 갖는다. 이 케이블(22)은 가변구조물(83)의 내부공간(94)을 관통하고서, 가변구조물(83)에 의해 지지된다. 케이블(22)은 가변구조물(83) 내에서 뻗어 있는 중간부(22a)와, 이 중간부(22a)로부터 제1축방향(N1)으로 뻗어 있는 제1끝부(22b) 및, 중 간부(22a)로부터 제2축방향(N2)으로 뻗어 있는 제2끝부(22c)를 갖추고 있다. 케이블(22)의 제1끝부(22b)는 제2구동유니트(40)에 있는 제3고정부(91) 또는 제2구동유니트(40)보다 자유끝에 더 가까운 부분에 의해 고정되게 보유지지된다. 또한, 케이블(22)의 제2끝부(22c)는 제1구동유니트(39)에 있는 제4고정부(95) 또는 제1구동유니트(39)보다 베이스끝에 더 가까운 부분에 의해 고정되게 보유지지된다.

도 22 내지 도 25는 케이블지지시스템(19)에 의해 케이블(22)을 지지하는 형태를 설명하기 위한 설명도들이다. 도 22의 (1) 내지 (3)과 도 23의 (1)과 (2)는, 제2구동유니트(40)가 제1원주방향(Q)으로 회전될 때 케이블지지시스템(19)의 형상이 순차적으로 변화되는 것을 도시하고 있다. 도 24의 (1) 내지 (3)과 도 25의 (1)과 (2)는, 제2구동유니트(40)가 제2원주방향(Q)으로 회전될 때 케이블지지시스템(19)의 형상이 순차적으로 변화되는 것을 도시하고 있다.

제1고정부(81)와 제2고정부(82) 사이의 원주위치관계가 변화할 때, 가변구조물(83)은 이 가변구조물(83)의 제1끝(87)과 제2끝(88)이 원주방향에 대해 서로 이동되도록 변형된다. 따라서, 가변구조물은 변형되지만, 이 가변구조물(83)은 제1구동유니트(39)로부터 멀리 떨어지는 것이 방지될 수 있다.

가변구조물(83)에 의해 지지되는 케이블(22)이 가변구조물(83)과 함께 늘어지게 되더라도, 케이블(22)은 제1구동유니트(39)로부터 멀리 떨어지는 것이 방지될 수 있다. 주변장치들과 케이블(22)의 간섭과, 케이블(22)에 의해 제1구동유니트(39)의 작동이 방해되는 것이 방지될 수 있게 된다. 또, 케이블(22)이 과도하게 팽팽해지고 파손되는 것이 방지될 수 있다.

상기 가변구조물(83)을 통해 느슨하게 뻗어 있는 케이블(22)은 축방향(S)에 직각인 방향으로 가변구조물(83)로부터 멀리 떨어지는 것이 방지된다. 따라서, 제1구동유니트(39)로부터 멀리 떨어지는 것이 저지될 수 있고, 케이블(22)에 의해 로봇의 작동이 방해되는 것이 확실히 방지될 수 있다. 케이블(22)은 가변구조물(83)에 대해 축방향(S)으로 이동할 수 있다. 결국, 제2구동유니트(40)가 제1구동유니트(39)에 대해 회전될 때 케이블(22)의 일부에 힘이 집중되는 것이 방지될 수 있어서, 케이블(22)의 수명이 연장될 수 있게 된다.

제2구동유니트(40)가 제1구동유니트(39)에 대해 회전될 때, 케이블(22)은 대체로 가변구조물(83)의 전체 내부공간에 의해 보유지지될 수 있어서, 케이블(22)이 가변구조물(83)에 의해 확실히 보유지지될 수 있고, 케이블(22)의 일부에 힘이 집중되는 것이 확실히 방지될 수 있다. 상기 케이블(22)은 가변구조물(83)의 변형에 따라 변형된다. 그러므로, 케이블(22)의 곡률반경은 가변구조물(83)의 곡률반경과 대략 동일하여서, 케이블(22)은 너무 작은 곡률반경으로 구부려지지 않게 된다.

제1끝(87)과 제2끝(88) 사이에서 축(L) 주위의 최대각도거리는 축(L) 주위의 원주방향으로 가변구조물(83)을 늘임으로써 증대될 수 있다. 따라서, 제2구동유니트(40)가 제1구동유니트(39)에 대해 회전될 수 있는 각도범위가 넓어질 수 있다. 가변구조물(83)이 축(L) 주위의 원주방향으로 뻗어 있기 때문에, 로봇이 작동할 때 가변구조물(83)과 주변장치들 사이의 간섭이 방지될 수 있다.

제1변형형상에서 가변구조물(83)의 곡률반경은 제1구동유니트(39)의 반경보다 크다. 가변구조물(83)의 곡률반경이 제1구동유니트(39)의 반경보다 과도하게 작 으면, 가변구조물(83)은 로봇과 접촉하게 될 것이다. 가변구조물(83)의 곡률반경이 제1구동유니트(39)의 반경보다 크기 때문에, 가변구조물(83)과 로봇 사이의 접촉이 방지될 수 있다. 바람직하기로, 가변구조물(83)의 곡률반경은 제1구동유니트(39)의 반경에 대해 소정의 범위 내에 있어서, 가변구조물(83)이 가능한 제1구동유니트(39)에 가까이 위치되는데, 이는 케이블지지시스템(19)의 크기를 줄이는 데에 효과적이다.

도 26은 산업용 로봇(20)의 개략도이다. 이 산업용 로봇(20)은 3차원 공간에서 주로 용접건(21)을 위치시키는 3개의 조인트(30,31,32)와, 주로 용접건(21)의 자세를 결정하는 3개의 손목조인트(33,34,35)를 갖추고 있다. 로봇아암(37~42)은 조인트들(30~35)에 의해 연결되어 있다.

특히, 산업용 로봇(20)은 베이스(36)와, 제1조인트(30), 제1아암(37), 제2조인트(31), 제2아암(38), 제3조인트(32) 및, 제3아암(39)을 구비한다. 베이스(36)는 소정의 고정된 위치에 고정되게 설치되어 있다. 제1아암(37)은 제1조인트(30)에 의해 베이스(36)에 연결되어 있으며, 제2아암(38)은 제2조인트(31)에 의해 제1아암(37)에 연결되어 있고, 제3아암(39)은 제3조인트(32)에 의해 제2아암(38)에 연결되어 있다. 제1아암(37)은 제1축 주위로 제1조인트(30)에서 회전하는데, 예컨대 이 제1축은 베이스(36)에 설정된 수직축이다. 제2아암(38)은 제1아암(37)에 설정된 제2축 주위로 제2조인트(31)에서 회전하는데, 제2축은 상기 제1축과 직교한다. 제3아암은 제2아암(38)에 설정된 제3축 주위로 제3조인트(32)에서 회전하는데, 제3축은 제2축에 평행하다.

산업용 로봇(20)은 제1손목조인트(33)와, 제1손목부재(40), 제2손목조인트(34), 제2손목부재(41), 제3손목조인트(35) 및, 제3손목부재(42)를 갖추고 있다. 제1손목부재(40)는 제1손목조인트(33)에 의해 제3아암(39)에 연결되어 있으며, 제2손목부재(41)는 제2손목조인트(33)에 의해 제1손목부재(40)에 연결되어 있고, 제3손목부재(42)는 제3손목조인트(35)에 의해 제2손목부재(41)에 연결되어 있다.

제1손목부재(40)는 제3아암(39)에 설정된 제1손목축(L1) 주위로 제1손목조인트(33)에서 회전할 수 있다. 제1손목축(L1)은 제3아암(39)과 정렬되어 있으며, 제3아암축에 직각으로 되어 있다. 제2손목부재(41)는 제1손목부재(40)에 설정된 제2손목축(L2) 주위로 제2손목조인트(34)에서 회전할 수 있다. 제2손목축(L2)은 제1손목축(L1)과 직교한다.

제3손목부재(42)는 제2손목부재(41)에 설정된 제3손목축(L3) 주위로 제3손목조인트(35)에서 회전할 수 있다. 제3손목축(L3)은 제2손목축(L2)에 직각으로 되어 있다. 제1손목축(L1)과 제2손목축(L2) 및 제3손목축(L3)은 한 점에서 만난다. 용접건(21)은 제3손목부재(42)에 부착되어 있다.

아암들(37~39)과 손목부재들(40~42)은 로봇(20)의 가동(可動)부재들이다. 구동장치는 원하는 위치와 원하는 자세로 용접건(21)을 설정하도록 축들 주위로 회전시키기 위해 아암들(37~39)과 손목부재들(40~42)을 구동시킨다. 이들 부재를 회전시키는 것은 360°이상의 각도로 회전시키는 것을 포함한다. 어떤 경우에, 용접건(21) 쪽으로 가동부재를 따르는 방향은 앞쪽방향(X1)으로 불리고, 베이스(36) 쪽으로 가동부재를 따르는 방향은 뒤쪽방향(X2)로 불리게 된다.

용접건(21)을 주변장치(23)에 연결하는 케이블(22)은 적어도 제3아암(39)과 손목부재들(40~42)을 따라 뻗어 있다. 산업용 로봇(20)은 케이블(22)을 지지하는 케이블지지시스템(19)을 구비한다. 이 케이블지지시스템(19)은 손목부재들(40~42)이 이동될 때 손목부재들(40~42)을 따라 뻗어 있는 케이블(22)를 보유지지한다. 케이블지지시스템(19)은 주로 제3아암(39) 즉 제1구동유니트와, 제1손목부재(40) 즉 제2구동유니트에서 뻗어 있는 케이블(22)의 일부를 지지한다.

도 19 내지 도 21을 참조하면, 제2손목부재(41)는 대체로 U형상이면서 중공부를 형성한다. 제1손목부재(40)의 앞부분은 제2손목부재(41)의 중공부에 삽입된다. 제1손목부재(40)와 제2손목부재(41)는 제2손목조인트(34)에 의해 연결된다. 제2손목부재(41)와 제3손목부재(42)는 제3손목조인트(35)에 의해 연결된다.

산업용 로봇(20)은 제2구동유니트(40)와 함께 케이블(22)을 회전시키는 제3고정부(91)를 구비한다. 제3고정부(91)는 제2고정부(82)의 제1부분(86)으로부터 앞쪽방향(X1)으로 소정의 거리만큼 떨어진 위치에 위치된다. 도 20에 도시된 바와 같이, 제3고정부(91)는 제2고정부(82)의 연결부분(85)에 놓인다. 제3고정부(91)는 케이블(22)과 연결부분(85)을 고정되게 보유지지한다. 제3고정부(91)에 의해 고정되게 보유지지된 케이블(22)의 일부는 제3고정부(91)에 대해 축방향(N)으로 이동되는 것이 저지된다. 따라서, 케이블(22)은 제2손목부재(41)와 제3손목부재(42)가 회전될 때 가변구조물(83)에서 빠져나오는 것이 방지될 수 있다.

산업용 로봇(20)은 케이블(22)을 안내하는 케이블안내부(52)를 구비한다. 이 케이블안내부(52)는 제2손목부재(41)에 연결된다. 더욱 구체적으로는, 케이블안내 부(52)가 제1연결부재(53)에 의해 제2손목부재(41)에 연결된다. 제1연결부재(53)는 제2손목부재(41)에 고정되어 있다.

제1연결부재(53)는 제2손목부재(41)로부터 뻗어 있는 베이스부(53a)와, 제2축(L2)에 평행하게 베이스부(53a)로부터 뻗어 있는 보유지지부(53b)를 갖추고 있다. 케이블안내부(52)는 제1연결부재(53)의 보유지지부(53b)에 연결되어 있고, 제2축(L2) 위에 놓여 있다. 제2축(L2)은 케이블안내부(52)를 통해 뻗어 있다.

케이블안내부(52)는 보유지지부(53b)에 연결된 베이스부(54)와, 이 베이스부(54)로부터 제2축(L2)을 따라 뻗어 있는 안내부(55)를 갖추고 있다. 이 안내부(55)는 케이블(22)이 통과하는 구멍을 갖추고 있다. 안내부(55)의 구멍은 케이블(22)의 직경부다 큰 직경으로 형성되어 있다. 구멍의 축은 제2축(L2)에 직각이다.

앞쪽방향(X1)으로 제3고정부(91)로부터 뻗어 있는 케이블(22)의 일부(22b)는 케이블안내부(52)의 구멍을 통과해서 용접건(21) 쪽으로 뻗어 있다. 이 케이블(22)은 케이블안내부(52)의 구멍을 느슨하게 통과해서, 케이블(22)은 케이블안내부(52)에 대해 이동하고 회전할 수 있게 된다.

산업용 로봇(20)은 앞쪽 케이블고정부(56)를 구비한다. 이 앞쪽 케이블고정부(56)는 제3손목부재(42)에서 케이블(22)의 일부를 고정되게 보유지지한다. 앞쪽 케이블고정부(56)는 제2연결부재(60)에 의해 제3손목부재(42)의 앞부분(58)에 고정되게 연결된다. 앞쪽 케이블고정부(56)로부터 앞쪽방향(X1)으로 뻗어 있는 케이블(22)의 일부는 용접건(21)에 연결되어 있다.

산업용 로봇(20)은 제2고정부(82)와 앞쪽 케이블고정부(56) 사이에 뻗어 있 는 케이블(22) 부분을 덮어씌우는 커버(61)를 구비한다. 커버(61)는 케이블(22)이 손목부재들(40,41,42)로부터 더 멀리 떨어지는 것이 저지된다. 커버(61)는 관형상을 하고 있다. 케이블안내부(52)의 구멍은 커버(61)가 케이블안내부(52)의 구멍을 관통할 수 있도록 형성되어 있다.

상기 커버(61)는 유연성 있고 탄력이 있다. 코일스프링이 커버(61) 주위로 나선형으로 감겨있다. 이 커버(61)는 제2고정부(82)의 연결부분(85)에 고정된 한쪽 끝(92)과, 제3손목부재(42)의 앞부분(58)에 고정된 다른쪽 끝(93)을 갖추고 있다. 코일스프링의 길이와 탄성은, 손목부재들(40~42)이 정상상태에서 최대로 이동된 변형상태에서 커버(61)가 많이 이동되지 않도록 결정된다.

코일스프링은 손목부재들(40~42)이 이동될 때 커버(61)가 크게 변형되는 것을 저지할 수 있다. 커버(61)에서 뻗어 있는 케이블(22)과 커버(61)에 의해 산업용 로봇(20)의 작동이 방해되는 것이 방지될 수 있다. 제1손목부재(40)가 제3아암(39)에 대해 회전될 때, 케이블안내부(52)로부터 앞쪽방향으로 뻗어 있는 커버(61)의 일부(61b)는 뒤쪽방향(X2)으로 당겨지게 된다. 제3손목부재(42)가 제2손목부재(41)에 대해 회전될 때, 케이블안내부(52)로부터 뒤쪽방향(X2)으로 뻗어 있는 커버(61)의 일부(61a)는 앞쪽방향(X1)으로 당겨지게 된다. 코일스프링의 탄성은 커버(61)를 그 정상상태로 복귀시킨다. 따라서, 코일스프링은 커버(61)가 과도하게 늘어지는 것을 방지한다.

이 실시예에서, 케이블(22)은 다수의 작은 케이블의 묶음이다. 작은 케이블에는, 용접전류를 전달하는 파워서플라이케이블과, 물을 이송하는 4개의 호스, 서 보신호를 전달하는 2개의 서보건(servo gun)케이블 및, 온도측정을 위한 써모(thermo)케이블을 포함하는데, 이들 작은 케이블은 단지 예이다.

이 실시예의 케이블지지시스템(19)은, 케이블(22)이 커버(61)에서 늘어지더라도 케이블(22)이 제1구동유니트(29)로부터 멀리 떨어지는 것이 방지될 수 있고, 늘어진 케이블(22)과 주변장치들 사이의 간섭이 방지될 수 있다. 결국, 케이블의 수명이 연장될 수 있고, 용접건(21)은 좁은 공간에 위치될 수 있다. 가변구조물(83)이 고강도이기 때문에, 케이블지지시스템(19)의 위치가 로봇의 작동에 따라 변경될 때 가변구조물(83)이 로봇으로부터 멀리 떨어지는 것이 확실히 방지될 수 있다. 축(L)이 수평 또는 수직하더라도, 가변구조물(83)은 지지부재들에 의해 지지될 필요가 없고, 그 자세를 확실히 자율적으로 유지할 수 있게 된다.

케이블지지시스템(19)에 의해 지지된 케이블이 무겁거나, 로봇이 고속의 작동속도로 작동하더라도, 높은 강도를 가진 가변구조물(83)은 작은 곡률반경의 구부려진 형상을 유지할 수 있게 된다. 그러므로, 가변구조물(83)은 로봇이 좁은 작동공간에서 작동하더라도 주변장치와 충돌하지 않게 된다. 가변구조물(83)은 제2구동유니트(40)가 제1구동유니트(39)에 대해 큰 각도로 회전되더라도 안내부재의 도움없이 자율적으로 그 자세를 유지할 수 있게 된다. 가변구조물(83)은 정지부(104)에 의해 구부려진 형상으로 유지될 수 있다. 또, 가변구조물(83)은 이 가변구조물(83)이 반복적으로 변형되더라도 바람직한 변형상태로 유지될 수 있다.

케이블(22)이 케이블보유지지부(51)에 대해 앞쪽방향(X1)으로 이동하지 않기 때문에, 케이블안내부(52)와 케이블보유지지부(51) 사이에 뻗어 있는 케이블(22)의 부분(22b)의 과도한 늘어짐이 방지될 수 있다. 따라서, 케이블(22)이 손목부재들(40~42)과 접촉할 가능성이 줄어들 수 있다.

케이블(22)이 제1구동유니트 주위로 감겨 있기 때문에, 제1손목부재(40)가 넓은 각도범위로 회전할 수 있는 한편, 제1구동유니트가 짧더라도 늘어진 케이블(22)이 팽팽하게 된다. 안내링이 필요하지 않기 때문에 로봇은 경량이면서 비싸지 않게 된다.

여기에 설명된 본 발명의 바람직한 실시예들은 단지 본 발명의 예로서, 본 발명의 범주로부터 벗어남 없이 다양한 변경이 이루어질 수 있다. 케이블지지시스템(19)이 산업용 로봇에 적용된 것으로 설명되었지만, 이 케이블지지시스템(19)은 서로에 대해 축 주위로 회전할 수 있는 제1 및 제2구동유니트를 갖춘 구동장치(150)와 조합될 수도 있다. 또, 케이블지지시스템(19)은 공작기계와 자동차제조장치 등과 같이, 산업용 로봇과 다른 구동장치와 조합되어 사용될 수 있다. 제2구동유니트(40)가 이 실시예에서 제1구동유니트(39)에 대해 회전하도록 되어 있지만, 제1구동유니트(39)는 제2구동유니트(40)에 대해 회전할 수 있다. 가변구조물(83)이 제1구동유니트(39) 근처에 위치되지만, 가변구조물(83)이 제2구동유니트(40) 근처에 위치되거나, 제1구동유니트(39)와 제2구동유니트(40) 모두를 따라 뻗어 있을 수 있다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 고강도이면서 소정의 변형된 형상을 확실히 유지할 수 있는 케이블지지시스템과, 이에 사용되는 가변구조물을 제공하게 된다.

Claims

예정된 크기변화로 변형될 수 있게 원호와 유사한 가늘고 긴 형상을 갖고, 유연성 있는 케이블을 지지하는 케이블지지시스템에 사용되도록 되어 있고,

가변구조물(83)의 길이방향 축에 설치되고 서로 연결되어 인접한 연결부(101)에 대해 길이방향 축과 교차하는 연결부의 제1축(Y) 주위로 예정된 각도로 회전할 수 있게 된 다수의 연결부(101)와; 상기 제1축에 평행한 제1방향으로 뻗어 있어 상기 연결부에 연결되는 다수의 베이스부(102) 및; 길이방향으로 인접한 2개의 베이스부 중 적어도 하나에 형성되고, 상기 제1방향에 있는 연결부의 위치와 다른 위치로부터 길이방향으로 베이스부에서 돌출함과 더불어, 인접한 베이스부와 접촉하여 길이방향으로 인접한 2개의 베이스부에 각각 연결된 2개의 인접한 연결부의 두 제1축이 서로 각도를 이루게 되는 다수의 정지부(104, 105);를 구비하는 가변구조물.
제1항에 있어서, 상기 베이스부(102)는 각 연결부에 대해 상기 제1방향의 양쪽으로 뻗어 있는 2개의 베이스부를 구비하며,

상기 정지부는 상기 2개의 베이스부에 형성된 2개의 정지부(104, 105)를 구비하는 가변구조물.
제1항에 있어서, 상기 인접한 2개의 연결부(101) 중 하나가, 제1축과 길이방향 축에 직각인 제2축 주위로 인접한 2개의 연결부 중 다른쪽 연결부에 대해 회전할 수 있도록 되어 있고,

상기 정지부는 길이방향으로 인접한 2개의 베이스부 중 하나에 분리가능하게 부착되는 가변구조물.
제1항에 있어서, 상기 정지부(104, 105)는 인접한 베이스부(102)를 향한 표면을 갖추되, 이 표면은 제1축 주위로 구부려져서 제1축에 중심이 있는 고정된 곡률반경의 만곡면을 형성하는 가변구조물.
제1항에 있어서, 상기 인접한 베이스부(102)는 인접한 정지부와 접촉하는 접촉부(132)를 갖추되, 이 접촉부(132)는 길이방향 축과 제1축을 포함하는 가상면에 대해 양쪽의 정지부(104, 105)와 접촉하도록 된 가변구조물.
제1항에 있어서, 상기 정지부(104, 105)가 인접한 베이스부와 접촉하는 것을 유지하도록 된 보유지지부(121)를 추가로 구비하는 가변구조물.
제1구동유니트(39)와 이 제1구동유니(39)트에 대해 회전축 주위로 회전할 수 있는 제2구동유니트(40)를 구비하는 구동장치에 설치되어, 제1구동유니트(39)와 제2구동유니트(40) 사이에 뻗어 있는 유연성 있는 케이블(22)을 지지하도록 되어 있고서,

제1구동유니트(39)에 고정되는 제1고정부(81)와; 제2구동유니트(40)에 고정되어 회전축의 한쪽 방향으로 제1고정부로부터 떨어져 있는 제2고정부(82); 상기 제1고정부(81)에 고정되는 제1끝(87)과 상기 제2고정부(82)에 고정되는 제2끝(88)을 갖추어 구동장치 주위로 구부려져 뻗어 있으며, 그 연결부(101)가 각 정지부(104, 105)에 의해 인접한 연결부(101)에 대해 회전축에 평행한 축 주위로 회전하는 것이 저지되면서 예정된 각도로 회전축에 직각인 축 주위로 회전할 수 있게 된 제1항에 따른 가변구조물 및; 이 가변구조물의 길이방향 축을 따라 케이블을 보유지지하도록 된 케이블 보유기;를 구비하는 케이블지지시스템.
제7항에 있어서, 상기 베이스부는 각 연결부에 대해, 길이방향 축과 교차하는 연결부의 제1축에 평행한 제1방향의 양쪽으로 뻗어 있는 2개의 베이스부를 구비하며,

상기 정지부는 상기 2개의 베이스부에 형성된 2개의 정지부를 구비하는 케이블지지시스템.
제7항에 있어서, 상기 인접한 2개의 연결부 중 하나가, 제1축과 길이방향 축에 직각인 제2축 주위로 인접한 2개의 연결부 중 다른쪽 연결부에 대해 회전할 수 있도록 되어 있고,

상기 정지부는 길이방향으로 인접한 2개의 베이스부 중 하나에 분리가능하게 부착되는 케이블지지시스템.
제7항에 있어서, 상기 정지부는 인접한 베이스부를 향한 표면을 갖추되, 이 표면은 제1축 주위로 구부려져서 제1축에 중심이 있는 고정된 곡률반경의 만곡면을 형성하는 케이블지지시스템.
제7항에 있어서, 상기 인접한 베이스부는 인접한 정지부와 접촉하는 접촉부를 갖추되, 이 접촉부는 길이방향 축과 제1축을 포함하는 가상면에 대해 양쪽의 정지부와 접촉하도록 된 케이블지지시스템.
제7항에 있어서, 상기 정지부가 인접한 베이스부와 접촉하는 것을 유지하도록 된 보유지지부(121)를 추가로 구비하는 케이블지지시스템.