KR100891357B1 - 링크기구를 이용한 변위 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 링크를 이용한 변위 장치에 관한 것으로, 장착판(2)과, 장착판(2)에 대하여 직각 방향인 전후 방향으로 선회 작동하게 이루어진 전후선회장치와, 전후선회장치와 연결되는 선회판(20)과, 선회판(20)에 설치되며, 상기한 전후선회장치에 대하여 가로 방향인 좌우로 선회하는 좌우 선회장치와, 좌우선회장치에 설치하는 변위기구(43)를 포함하는 것을 특징으로 하며, 상기한 전후선회장치는, 상기한 장착판(2)에 설치되는 감속기모터(4)와, 감속기 모터(4)와 연결되어 동력전달하는 구동기어(5)와, 구동기어(5)와 물려 전동하는 전동기어(6)와, 전동기어(6)에 연결되어 작동하는 전동링크(7)와, 전동링크(7)의 타 단부에 연결되는 브이링크(9)와, 브이링크(9)의 절곡된 부위에 축으로 연결되는 전달링크(14)와, 상기한 전달링크(14) 및 브이링크(9)와 동일 축으로 연결되며, 하단부는 축(17)에 의해 장착판(2)과 연결되는 삼각링크(13)와, 상기한 전달링크(14)의 한 단부와 연결되고 다른 단부는 선회판(20)과 연결되는 제2전달링크(19)를 포함하는 것을 특징으로 하며, 상기한 브이링크(9)의 일단은 전동링크(7)와 연결축(8)으로 연결되고, 타단은 제1결합축(22)에 의하여 선회판(20)과 연결되는 것을 특징으로 하며, 상기한 좌우 선회장치는, 상기한 상기한 선회판(20)에 대하여 직각으로 수직하게 설치하는 수직판(26)과, 수직판(26)에 설치하는 수직감속기어모터(27)와, 상기한 수직감속기어모터(27)와 연결되는 수직구동기어(28)와, 수직구동기어(28)와 연결되는 수직전동기어(29)와, 수직전동기어(29)와 연결되는 피동기어(30)와, 피동기어(30)와 연 결되는 수직전동링크(31)와, 수직전동링크(31)와 연결되는 수직브이링크(33)와, 수직브이링크(33)의 절곡부 중간에 결합축(38)으로 연결되는 고정판(40)과, 수직브이링크(33)의 측부에서 링크결합축(39)으로 고정판(40)과 연결되는 수직링크(35)와, 수직브이링크(33) 및 수직링크(35) 하단에 연결되는 변위기구(43)를 포함하는 것을 특징으로 하며, 상기한 고정판(40)은 삼각 형상이며 하단은 선회축(41)에 의하여 수직판(26)과 연결되어, 이 선회축(41)을 중심으로 고정판(40)이 선회 가능하게 구성한 것을 특징으로 하며, 상기한 장착판(2)에 설치되는 감속기모터(4)와, 수직판(26)에 설치하는 수직감속기어모터(27)는 감속기어를 포함하는 서보모터인 것은 특징으로 한다.
링크장치, 변위장치

Description

링크기구를 이용한 변위 장치{position adjusting apparatus using link apparatus}
본 발명은 링크 기구를 이용한 변위 장치에 관한 것으로, 한가지 예를 들어, CNC 플라즈마 및 가스 절단기 등에 사용되는 강판 절단기의 절단 토치를 임의 각도로 경사지게 각도 조절 가능한 변위 장치에 관한 것이다
종래의 경우, 위치 변위를 위한 장치나 기구들은 많은 종류가 있다
예를 들어, 로봇의 관절 장치나 기계 분야에서의 각종 아암 작동 장치 등등 여러 기술분야에서 사용되고 있음을 확인할 수 있다
구체적인 예를 들어, 가스나 플라즈마 절단기(도 5 참조)에서 사용되는 절단토치는 수직으로 설치되어 있어 상하로 이동 가능하며, 그리고 그 장치의 작동 프로그램된 내용에 따라 평면적으로 높여진 철판을 위에서 좌우 상하 위치 이동하면서 자유롭게 절단하는 작동을 한다.
이와 같이 절단 작업된 철판의 절단면은 상부의 평면에서 볼 때, 수직으로 절단된 절단면을 갖는다. 그러나 일정 두께를 갖는 철판의 경우, 두 철판 절단면을 맞대기 용접 작업을 하거나 또는 수직한 용접물을 용접할 경우, 절단면을 경사진 절단면으로 만들기 위한 개선 작업을 하여야 한다. 한가지 예를 들면, 맞대기 용접할 경우, 용접할 철판의 한쪽 단면과 다른 단면을 각각의 용접할 부위에 대하여 경사지게 절단면을 컷팅한 후 맞대기 육성 용접을 하여야 한다
이런 경우 경사면으로 만들기 위한 경사면 컷팅작업을 추가로 행하여야 하므로 작업 시간이 많이 소요되고 공정이 복잡 및 불편하고 그로 인해 생산성이 떨어지고 결국은 원가 상승의 원인이 된다.
이를 해결하기 위한 방법으로는 만약 토치가 경사각도진 위치되게 할 수 있다면 상기한 번거로운 작업이 필요 없이 바로 경사각으로 절단이 가능하다
본 발명은 상기한 예를 들은 바와 같이, 소정의 기구물이나 이동 대상물이 원하는 임의 위치로 전후, 좌우 및 경사각으로 자유자재로 위치 시킬 수 있는 새로운 기구를 개발하였다
본 발명의 종래의 각종 관절기구나 링크 기구와는 다른 새로운 구조의 링크 기구를 제공하며, 특히 기어와의 조합으로 정밀한 제어가 가능하고 큰 힘을 전달 가능한 전동 기구를 제공한다
본 발명의 또 다른 목적은 링크를 이용한 새로운 구조의 변위 장치를 제공하여 여러 산업 기술 분야에서 활용 가능할 수 있도록 함에 있다
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 주요 구성은, 장착판(2)과, 장착판(2)에 대하여 직각 방향인 전후 방향으로 선회 작동하게 이루어진 전후선회장치와, 전후선회장치와 연결되는 선회판(20)과, 선회판(20)에 설치되며, 상기한 전후선회장치에 대하여 가로 방향인 좌우로 선회하는 좌우 선회장치와, 좌우선회장치에 설치하는 변위기구(43)를 포함하는 것을 특징으로 하며, 상기한 전후선회장치는, 상기한 장착판(2)에 설치되는 감속기모터(4)와, 감속기 모터(4)와 연결되어 동력전달하는 구동기어(5)와, 구동기어(5)와 물려 전동하는 전동기어(6)와, 전동기어(6)에 연결되어 작동하는 전동링크(7)와, 전동링크(7)의 타 단부에 연결되는 브이링크(9)와, 브이링크(9)의 절곡된 부위에 축으로 연결되는 전달링크(14)와, 상기한 전달링크(14) 및 브이링크(9)와 동일 축으로 연결되며, 하단부는 축(17)에 의해 장착판(2)과 연결되는 삼각링크(13)와, 상기한 전달링크(14)의 한 단부와 연결되고 다른 단부는 선회판(20)과 연결되는 제2전달링크(19)를 포함하는 것을 특징으로 하며, 상기한 브이링크(9)의 일단은 전동링크(7)와 연결축(8)으로 연결되고, 타단은 제1결합축(22)에 의하여 선회판(20)과 연결되는 것을 특징으로 하며, 상기한 좌우 선회장치는, 상기한 상기한 선회판(20)에 대하여 직각으로 수직하게 설치하는 수직판(26)과, 수직판(26)에 설치하는 수직감속기어모터(27)와, 상기한 수직감속기어모터(27)와 연결되는 수직구동기어(28)와, 수직구동기어(28)와 연결되는 수직전동기어(29)와, 수직전동기어(29)와 연결되는 피동기어(30)와, 피동기어(30) 와 연결되는 수직전동링크(31)와, 수직전동링크(31)와 연결되는 수직브이링크(33)와, 수직브이링크(33)의 절곡부 중간에 결합축(38)으로 연결되는 고정판(40)과, 수직브이링크(33)의 측부에서 링크결합축(39)으로 고정판(40)과 연결되는 수직링크(35)와, 수직브이링크(33) 및 수직링크(35) 하단에 연결되는 변위기구(43)를 포함하는 것을 특징으로 하며, 상기한 고정판(40)은 삼각 형상이며 하단은 선회축(41)에 의하여 수직판(26)과 연결되어, 이 선회축(41)을 중심으로 고정판(40)이 선회 가능하게 구성한 것을 특징으로 하며, 상기한 장착판(2)에 설치되는 감속기모터(4)와, 수직판(26)에 설치하는 수직감속기어모터(27)는 감속기어를 포함하는 서보모터인 것은 특징으로 한다
본 발명에 의하면, 토치 등과 같은 변위시키고자 하는 기구물을 원하는 위치로 자유자재로 위치시켜 원하는 작업을 자유롭게 행할 수 있다. 예를 들어, 상술한 절단토치의 절단에 대한 예에서 설명한 바와 같이, 작업물의 절단면을 원하는 경사각으로 절단 가능하다
또한 본 발명에 의하면 새로운 구조의 링크 기구를 제공하여 산업상 다른 여러 기술 분야의 굴절 또는 관절 작동 등에 활용할 수 있다
또한 본 발명에 의하면, 서보모터에 의한 정확한 작동이 가능하여 변위시키고자 하는 대상물의 위치적 작동 제어가 정밀하게 이루어지며, 또한 변위시키고자 하는 대상물이 무거운 중량물이라도 미끄러짐 등의 작동 오류가 발생하지 않고 큰 힘을 무리 없이 전달하여 작동시킬 수 있다
이하, 본 발명을 첨부 도면에 의거 상술한다
도 1 은 본 발명에 따른 장치에 대한 사시도이다
도시한 바와 같이, 본 발명에서는 예를 들어, 승강장치(1)에서 장착판(2)이 상하로 승하강 가능하게 구성된다. 장착판(2)이 승하강 작동하지 않고 고정된 경우에도 적용될 수 있음은 물론이다.
장착판(2) 후방에는 감속기모터(4)가 설치되고 이 감속기모터(4)와 연결되는 전방에는 구동기어(5)가 설치된다. 감속기모터(4)는 서보모터를 사용하면 정밀한 작동 제어가 가능하다. 감속기어 서보모터인 감속기 모터(4)를 사용하면 작동이 정밀하게 제어될 수 있어, 토치 등과 같이 소정의 위치로 변위시키려고 하는 대상물의 경사각도 조절이 매우 정밀하게 이루어질 수 있고 또한 후술하는 바와 같이, 비록 링크 동력 전달이지만 초기 동력 전달이 기어 전동이어서 큰 힘이 정확하게 전달 가능한 장점이 있다.
구동기어(5)는 전동기어(6)와 연결되고 전동기어(6)는 전동링크(7)를 작동시킨다. 전동링크(7)의 단부에는 연결축(8)이 연결되고, 이 동일한 연결축(8)에 2 개의 브이링크(9)가 간격을 두고 연결된다. 브이링크(9)의 "V"자 꺾임부위에는 제2연결축(11)이 연결되고 이 제2연결축(11)에는 삼각링크(13)가 연결된다. 삼각링크(13)의 절곡부(16)는 장착판(2)에서 축(17) 중심으로 선회 가능하게 고정된다. 따라서 전동기어(6)가 선회하면 전동링크(7)가 당겨져 연결축(8)을 당긴다.
그러면 연결축(8)과 연결된 브이링크(9)가 당겨진다. 브이링크(9)의 절곡부에는 삼각링크(13)가 연결되어 있어, 브이링크(9)가 당겨지면 이 삼각링크(13)가 함께 선회하는데, 이때 삼각링크(13)의 축(17)이 선회하는 중심축이 됨과 동시에 지지점이 된다.
2개의 브이링크(9) 사이에는 직선형의 전달링크(14)가 장착되어 있어, 브이링크(9)의 당겨지는 작동으로 전달링크(14)가 당겨진다. 전달링크(14)의 다른 단부에는 도 2 에서 보듯이, 제3연결축(18)이 연결된다. 제3연결축(18)에는 전달링크(14) 좌우로 제2전달링크(19)가 제3연결축(18)을 중심으로 선회 자유롭게 연결된다. 제2전달링크(19)의 다른 단부는 선회판(20)과 연결된다
한편, 선회판(20)은 제2전달링크(19)과의 연결 외에 추가로 1곳이 더 연결되는데, 즉, 브이링크(9)와 연결된다. 다시 설명하면, 브이링크(9)의 한 단부가 제1결합축(22)을 중심으로 선회판(20)과 결합되고, 제2전달링크(19)의 단부는 제2결합축(23)으로 선회판(20)과 연결된다. 이와 같은 구성에 의하면, 전동링크(7) - 브이링크(9) - 전달링크(14) - 제2전달링크(14)의 당김작동으로 선회판(20)이 선회 작동한다.
좀더 상세히 설명하면, 브이링크(9)가 당겨질때, 브이링크(9)의 일단은 선회판(20)과 결합되어 있고, 삼각링크(13)의 축(17)은 제 위치에서 선회(회전)하며, 그리고 전달링크(14)와 링크 작동하는 제2전달링크(19)가 선회판(20)과 결합되어 있으므로 선회판(20)을 앞으로 잡아 돌리는 선회작동을 하게 된다
즉, 도 1 의 상태에서 전동링크(7)를 당기면 도 2 와 같이 선회판(20)이 앞으로 당겨져 회전하게 된다. 상기한 작동으로 인해 선회판(20)이 앞으로 회전 작동하는 것이 가능하다.
선회판(20)에는 직각으로 수직판(26)이 설치된다. 수직판(26)에도 도 2 에서 보듯이, 수직감속기어모터(27)가 설치된다. 수직감속기어모터(27)의 구동은 수직구동기어(28), 수직전동기어(29), 피동기어(30)로 전동된다. 피동기어(30)의 회전에 따라 수직전동링크(31)가 선회되게 연결되며, 수직전동링크(31)의 타 단부에는 수직연결축(32)이 결합되어 수직브이링크(33)와 연결된다. 수직브이링크(33) 옆에는 수직링크(35)가 설치된다
도 3 에서 보듯이, 수직브이링크(33)의 절곡되는 부분에는 결합축(38)이 설치되어 삼각판 형상의 고정판(40)과 결합되고, 수직링크(35)의 상단에도 링크결합축(39)이 설치되어 고정판(40)과 결합되게 구성된다. 고정판(40)은 삼각판 형상으로 이루어지고 그 하단에는 선회축(41)이 수직과 결합되어 있어 이 선회축(41)을 중심으로 삼각 형상의 고정판(40)이 좌우로 선회 가능하다. 이 삼각 형상의 고정판(40)이 좌우 선회 작동하면, 이와 함께 결합된 수직브이링크(33) 및 수직링크(35)도 함께 선회축(41)을 중심으로 선회한다. 그로 인해 수직브이링크(33) 및 수직링크(35) 하단에 결합되어 있는 변위기구(43)가 좌우로 틀어지는 동작을 하게 된다. 상기한 변위기구(43)의 장착은 토치를 단지 예시적인 것으로 도시하였으나 다른 작업을 위한 절단, 제단 기구 또는 소정의 위치로 변위시키기 위한 모든 기구물을 설치할 수 있음은 물론이다
수직전동링크(31)의 링크 동작이 수직브이링크(33)를 밀고 당기는 동작을 야기시키고 그리고 수직브이링크(33)의 후방에 연결된 고정판(40)의 하단이 선회축(41)으로 이루어진 구조로 인해, 수직전동링크(31) 및 수직브리링크(33)가 링크 관절 작동을 하여 결론적으로 수직브이링크(33) 타단부 하단에 연결된 변위기구(43)가 관절작동을 받아 경사지게 틀어지는 동작을 하게 된다.
본 발명에 의하면 정밀한 위치 변위와 큰 힘을 요구하는 여러 전동 장치에 활용 가능하다.
또한 예를 들어, 용접 로봇 기술 분야에도 활용 가능하다. 또는 각종 물건의 위치 이동에 활용할 수 있다.
본 발명은 구조적으로 종래의 링크 등의 전동 장치 등과는 다른 특이한 구조적 특성으로 이는 여러 기술 산업 분야에 활용 가치는 매우 클 것으로 예상된다.
도 1 내지 도 3 은 본 발명에 따른 장치를 설명하기 위한 작동 사시도
도 4 는 도 3 의 상태를 상부에서 본 도면
도 5 는 예를 들어, 종래의 플라즈마 절단기에 대한 한 예시도

Claims (6)

  1. 링크기구를 이용한 변위 장치에 있어서,
    장착판(2)과, 장착판(2)에 대하여 직각 방향인 전후 방향으로 선회 작동하게 이루어진 전후선회장치와, 전후선회장치와 연결되는 선회판(20)과, 선회판(20)에 설치되며, 상기한 전후선회장치에 대하여 가로 방향인 좌우로 선회하는 좌우 선회장치와, 좌우선회장치에 설치하는 변위기구(43)를 포함하며;
    상기한 전후선회장치는, 상기한 장착판(2)에 설치되는 감속기모터(4)와, 감속기 모터(4)와 연결되어 동력전달하는 구동기어(5)와, 구동기어(5)와 물려 전동하는 전동기어(6)와, 전동기어(6)에 연결되어 작동하는 전동링크(7)와, 전동링크(7)의 타 단부에 연결되는 브이링크(9)와, 브이링크(9)의 절곡된 부위에 축으로 연결되는 전달링크(14)와, 상기한 전달링크(14) 및 브이링크(9)와 동일 축으로 연결되며, 하단부는 축(17)에 의해 장착판(2)과 연결되는 삼각링크(13)와, 상기한 전달링크(14)의 한 단부와 연결되고 다른 단부는 선회판(20)과 연결되는 제2전달링크(19)를 포함하며;
    상기한 브이링크(9)의 일단은 전동링크(7)와 연결축(8)으로 연결되고, 타단은 제1결합축(22)에 의하여 선회판(20)과 연결되는 것을 특징으로 하는 링크기구를 이용한 변위 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서, 상기한 좌우 선회장치는,
    상기한 상기한 선회판(20)에 대하여 직각으로 수직하게 설치하는 수직판(26)과,
    수직판(26)에 설치하는 수직감속기어모터(27)와,
    상기한 수직감속기어모터(27)와 연결되는 수직구동기어(28)와,
    수직구동기어(28)와 연결되는 수직전동기어(29)와,
    수직전동기어(29)와 연결되는 피동기어(30)와,
    피동기어(30)와 연결되는 수직전동링크(31)와,
    수직전동링크(31)와 연결되는 수직브이링크(33)와,
    수직브이링크(33)의 절곡부 중간에 결합축(38)으로 연결되는 고정판(40)과,
    수직브이링크(33)의 측부에서 링크결합축(39)으로 고정판(40)과 연결되는 수직링크(35)와,
    수직브이링크(33) 및 수직링크(35) 하단에 연결되는 변위기구(43)를 포함하는 것을 특징으로 하는 링크기구를 이용한 변위 장치
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기한 고정판(40)은 삼각 형상이며 하단은 선회축(41)에 의하여 수직판(26)과 연결되어, 이 선회축(41)을 중심으로 고정판(40)이 선회 가능하게 구성한 것을 특징으로 하는 링크기구를 이용한 변위 장치
  6. 삭제
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