KR100974580B1

KR100974580B1 - 물체 회동 장치

Info

Publication number: KR100974580B1
Application number: KR1020087005401A
Authority: KR
Inventors: 균타 라이쓰
Original assignee: 에사브 캇팅 시스템스 게엠베하
Priority date: 2005-09-01
Filing date: 2006-07-28
Publication date: 2010-08-06
Also published as: US8079284B2; US20090145256A1; DE102005041462B3; DE502006001961D1; WO2007025495A2; EP1924409A2; EP1924409B1; JP4852101B2; KR20080036133A; ATE412496T1; JP2009506806A; WO2007025495A3

Abstract

본 발명은 고정축 둘레로 물체를 회동시키기 위한 장치에 관한 것으로, 상기 고정축(16)은 장치 외부에 놓인다. 본 발명에 따른 장치는 특별히 큰 강성을 가지는 것을 특징으로 한다. 지지 커플러(5) 및 가이딩 커플러(10)는 크로스 슬라이딩 요소들의 도움으로 프레임(1)에 평행하게 가이드된다. 지지 커플러(5) 및 가이딩 커플러(10)는 각기 하나의 회전 조인트에 의해 크랭크(4)에 연결되며, 상기 크랭크(4)는 동심의 동일하지 않은 원형 경로를 따라 지지 커플러(5) 및 가이딩 커플러(10)를 가이드한다. 지지 커플러(5) 및 가이딩 커플러(10)에는 제1 회전 조인트로부터 동일한 간격으로 위치한 제2 회전 조인트, 즉 출력 단부 지지 커플러 회전 조인트(5b) 및 출력 단부 가이딩 커플러 회전 조인트(10b)가 제공되며, 상기 회전 조인트들을 통해 상기 양 커플러들(5,10)은 공동으로 출력부재(9)와 연결된다. 고정축(16) 둘레의 원형 회동 경로를 따라 이동하는 출력 부재(9)에 공구가 고정된다.

물체 회동 장치, 지지 커플러, 가이딩 커플러, 크랭크, 회전 조인트

Description

물체 회동 장치{DEVICE FOR SWIVELING OBJECTS}

본 발명은 물체를 회동시키는 장치에 관한 것으로, 상기 물체는 본질적으로 공구 또는 카메라 등이며, 통상적인 기술에서 일반적인 것보다 큰 선회 영역을 갖는다.

알려져 있는 바와 같이, 공구 회동 장치는 많은 기술 영역에서 사용된다. 이 장치는 공구의 일단에 연결되어 그 점 둘레로 회동시키며, 방향 변경시 공구 첨단은 고정되어 있는 것이 여러 가지 이유에서 바람직하다. 이는 전형적으로 로봇 공학에서 로봇 팔 조인트로서 적용된다. 로봇 팔 조인트는 로봇에 의해 가이드된 공구, 예컨대 천공기 또는 프레이즈반의 방향 설정을 변경하기 위한 장치이다. 공구의 방향 설정 변경은 팔 조인트의 공간적인 위치의 변경을 요구하지 않는다. 로봇 작업 공간의 확대, 위치 정확도의 개선, 및 매우 빠른 방향 설정 변경의 가능성은 이러한 작용 원리의 긍정적인 결과들이다.

이때, 힘 전달 및 가이드를 위한 많은 수량의 부재들 때문에 자주 충분한 강성이 주어지지 않는다는 것이 간과되어서는 안된다. 이와 같은 장치는 자주 오물, 먼지, 경우에 따라서는 칩에 의해 그 기능에 있어 손상된다. 이 문제는 예컨대 노즐의 사용하에 정화 작업을 수행하는 장치에서도 나타난다.

고정된 점 둘레로 물체를 회동시키는 하기의 기술들이 선행기술의 특성을 보이기 위해 언급될 수 있다:

EP 0556499 A2에 따르면 최소로 침입하는 외과 기구를 가이드하기 위한 장치가 기술되어 있다. 이를 위해, 상기 외과 기구는 신체에 찔린 점 둘레로 수직으로 포개어 놓인 2개의 축 둘레로 선회되어야 한다. 이는 상기 문헌에서 2 개의 평행 크랭크 메카니즘의 연속된 배치에 의해 달성된다. 서로 피봇 연결된 복수의 부재들은 공구(여기에서는 외과 기구)와 프레임 사이의 연결을 형성한다. 이 장치의 기계적 강성은 물론 프레임과 공구 사이의 긴 부재 체인으로 인해 낮으며, 그 외에 복수의 조인트들은 위험을 포함한다. 많은 수량의 기어 부재들은 원하는 작동을 달성하기 위해 각 개별 기어 부재의 매우 정밀한 제조를 요구한다.

유사한 해결책이 US 5697939 A에 기술되어 있다. 이 해결책도 외과 기구의 가이드 및 무엇보다도 고정을 위해 평행 크랭크(평행사변형 메카니즘으로 칭함)를 사용한다. 하지만 여기에서는 단지 하나의 평행 크랭크-메카니즘이 사용되고, 프레임에 가까운 회전 조인트와 함께 평행 크랭크의 회동축에 대해 직각으로 놓인 축 둘레로 선회가 실현된다.

이와 관련해서 언급될 수 있는 기술은 WO 03/086219 A 2에 개시되어 있다.

상기 언급된 단점들은 경우에 따라서는 다음에 언급되는 기술들에 의하여 감소되기는 하나 동일한 방식으로 계속 존재한다.

US 5201742 A에는 최소한 침입하는 기구의 정확한 방향 설정을 위해 사용되는 기구가 기술되어 있으며, 즉 상기 방향 설정은 고정된 점 둘레로 원호 가이드를 통해 실행되며, 상기 원호 가이드의 중점에는 기구 회전점이 있고, 원호 가이드 상에서 기구가 수동으로 선회되며, 원하는 위치에 도달할 때 고정될 수 있다.

찢기 위한 기술적인 해결책이 DE 3545008 A 1에 개시되어 있다. 4분의 1 원형을 포함하는 원호 가이드부는 회전 조인트와, 회전축과 상기 회전축의 중심이 교차하고 공구는 이 교차점 둘레로 반구의 영역에서 자유로이 회동될 수 있도록 연결된다. 원호 가이드부를 갖는 모든 기술적인 해결책에는 특수한 단점들이 있다. 원호 가이딩 요소들은 무겁고, 값비싼 정밀부품이며, 충돌공간으로서 완전한 운동영역을 요구한다. 상기 운동영역은 물론 제한되어 있다.

고정된 점 둘레로 공구를 회동시키기 위한 로봇 팔 조인트는 DE 3211688 A1 에 기술되어 있으며, 이를 위해 소위 이중-평행 가이드가 사용된다. 다시, 비교적 많은 부재와 조인트가 요구된다. 특히 평행 사변형 가이드부의 운동 평면에 대해 수직으로, 적은 강성이 그 결과이다. 장치 안의 많은 수의 회전 조인트는 유극이 없는 운동성을 어렵게 한다. 운동영역은 메카니즘의 소위 데드 위치를 통해 대략 120˚에 제한된다.

이 원리의 그 밖의 개발은 Yang, C.H., Rauchfuss, J.W.: A new Zero-Dimension Robot Wrist: Design and Accessebility Analysis, The International Journal of Robotics Research, Vol. 20, No. 2, Februar 2001, pp. 163-173에 기술되어 있다. 포개어져 또는 서로 뒤섞여 배치된 2 개의 평행 크랭크-메카니즘은 선회 영역의 제한을 없애고, 이론적으로 360˚ 공구의 회동를 가능하게 한다. 하지만 평행 크랭크-메카니즘의 모든 다른 단점들은 계속 남아있다.

그러므로 본 발명의 목적은 고정축 둘레로 물체를 회동시키는 장치를 제공하는 것이며, 상기 고정축은 가상의 축의 의미에서 상기 장치의 외부에 놓인다. 상기 장치의 구동 장치는 오직 하나의 (유일한) 회전하는 또는 선택적으로 병진(translational) 구동 운동과 함께 실행되어야 한다. 또한 본 발명의 목적은 힘 흐름의 경로가 짧게 형성되게 함으로써 상기 고정축의 방향으로 장치의 특히 높은 강성을 달성하는 것이다. 상기 물체가 제한없이 가상의 고정축 둘레를 회전할 수 있도록, 물체의 선회 영역은 360˚이어야 한다.

상기한 목적은 본 발명에 따라 하기와 같이 달성되며, 이때 기초가 되는 발명적 사상에 대해서는 특허청구범위 제 1 항을 참조하도록 한다.

본 발명의 그 밖의 형태는 특허청구범위 제 2 항 내지 제 7 항에 나타나 있다.

본 발명을 설명하기 위해서는 추가적인 설명이 필요하다.

프레임(frame)에는 이미 공지된 크로스 슬라이딩 요소들(cross-sliding elements)을 사용하여 2 개의 커플링 부재가 가이드되며, 상기 커플링 부재들은 회동될 물체를 지지한다. 첫째로 프레임과 제1 커플링 부재(지지 커플러로 칭함) 사이에 있고, 또한 지지 커플러와 제2 커플링 부재(가이딩 커플러로 칭함) 사이에 있는 상기 크로스 슬라이딩 요소들로 인해, 상기 커플링 부재들은 평행하게 프레임으로부터 일정한 간격을 두고 가이드된다. 상기 크로스 슬라이딩 요소들은 바람직하게는 각각 서로 직각으로 각 하나의 크로스 플레이트 상에 배치된 2 개의 직선 가이드부(linear guide)로 구성된다. 먼저, 2 개의 크로스 슬라이딩 요소들로 인해 지지 커플러 및 가이딩 커플러가 프레임에 대하여 자유롭게 2차원적으로, 즉 프레임에 대하여 평행하게 움직일 수 있는 것이 확인되어야 한다.

상기 목적을 달성할 수 있도록, 즉 물체가 가상의 고정축 둘레로 장치의 외부에서 선회할 수 있도록, 커플링 부재들의 필요한 정렬된 운동이 설명되어야 한다.

상기 커플링 부재들의 운동은 가이딩 부재에 의해 제공되며, 상기 가이딩 부재는 운동학적으로 크랭크(crank)이다(따라서 이하 '크랭크'라는 개념도 사용된다). 크랭크는 일 단부에서 프레임에 고정 설치되고, 예컨대 프레임에 플랜지 연결된 전동기를 통해 프레임쪽에서 구동된다.

크랭크는 그 말단 단부에 조인트 핀을 가지며, 상기 조인트 핀은 입력 단부 지지 커플러 회전 조인트의 일부를 형성하고, 크랭크를 지지 커플러와 피봇 연결한다. 지지 커플러 회전 조인트의 일부로서 조인트 핀은 지지 커플러를 관통하여 가이드하고, 크랭크 반대편 단부에서 크랭크 연장부와 강성적으로 연결되며, 상기 크랭크 연장부는 그 단부에서 가이딩 커플러의 입력 단부 가이딩 커플러 회전 조인트와 연결된다. 이와 함께, 크랭크는 입력 단부 지지 커플러 회전 조인트 및 입력 단부 가이딩 커플러 회전 조인트를 동일하지 않은 동심의 원형 경로를 따라 이동시킨다.

각 커플링 부재는 지지 커플러 회전 조인트 및 가이딩 커플러 회전 조인트로부터의 동일한 간격을 두고 다른 회전 조인트를 구비하며, 이 회전 조인트를 통해 상기 커플링 부재들은 공동으로 출력 부재와 연결된다. 이 출력 부재는 상기 언급된 배치를 통해 가상의 고정축 둘레로 원형 선회 이동하며, 상기 축은 프레임과 크랭크 사이에서 커플링 부재들의 양 회전 조인트들 사이의 벡터만큼 옮겨진 회전축으로 나타난다.

상기 출력 부재에는 임의로 형성된 플랜지와 함께, 회동될 물체, 예컨대 공구가, 공구 첨단, 소위 TCP(Tool Center Point)가 가상의 고정축에 맞도록 고정된다. 상기 언급된 장치의 변형예는 2 개의 가이딩 부재, 즉 2 개의 크랭크가 사용되는 것을 특징으로 한다.

공작기계에서의 공구를 위한 홀딩 장치의 그 밖의 기술은 JP 2004146714 A에 소개되어 있다. 상기 장치의 3 개의 회전 샤프트(shaft) 중 하나는 기본 부재와 연결되어 있고, 이때 가이딩 레일들도 기본 부재에 고정되어 있다. 이때, 레일을 따라 움직일 수 있는 홀딩 부재들은 이동 가능한 물체와 연결되어 있다. 또한 커플러들은 각기 다른 샤프트들과 연결되고, 이때 운동 방향 전환 메카니즘은 이동될 물체의 직선 방향으로 커플러들의 회전 운동의 방향 전환을 위해 존재한다. 그러므로, 회전 샤프트들의 회전운동은 각기 유지된 부재들의 직선운동으로 전환된다.

고정된 가상의 축 둘레의 물체의 회동는 이 기술로는 가능하지 않다.

DE 20 2004 017 526 U1에 따르면 특히 부품의 포장을 위한 시스템의 내부에서 물체의 이송 및 회동를 위한 병진 장치 및 회동 장치가 알려져 있다. 이 장치는 일괄 제조에서 부품의 제조 내에서 간단한 작업들도 실시할 수 있다. 상기 장치는 2 개의 병진 운동 진행을 가능하게 하며, 이때 그 자체로 보아 이송될 수 있는 지지 유닛에는 운동학적으로 정의되어 힌지연결된 크랭크 암이 장착되어 있다. 후자는 물체를 특정한 형성을 통해 붙잡을 수 있고, 장소 변경을 야기할 수 있다. 그러나 이 기술은 본 발명의 요구를 충족시킬 수 없다.

이에 상응하여, 프레임은, 상기 언급된 크랭크와 정확히 일치하고 수평적으로 똑같은 높이에서 프레임에 설치된 제 2 크랭크가 상기 상술된 크랭크와 동시적으로 구동되도록 넓게 형성된다. 이와 함께 그 자체에 주어진 초과 조절은 장치의 안정성에 바람직한 영향을 미친다. 그 밖의 운동 전달은 상기에서 설명된 바와 같이 실행되며, 단지 차이는 입력 단부에서 필요한 부품들이 이중으로 형성된다는 것이다.

본 발명에 따른 대안적인 해결책으로서 장치가 하나의 커플링 부재로 구성되는 것이 제안되며, 상기 커플링 부재는 이미 설명된 방식으로 하나의 크로스 슬라이딩 요소를 통해 프레임과 연결된다. 회전 조인트에 의하여 이 커플링 부재는 레버와 연결되며, 상기 레버는 다시 회전 조인트에 의하여 프레임과 연결된다.

커플링 부재 상의 제2 회전 조인트는 출력 부재를 위한 베어링으로 사용되며, 상기 출력 부재는 공구를 위한 플랜지를 갖는다.

레버와 커플링 부재 사이에 놓인 회전 조인트의 축 상에서 견인수단 기어의 제1 원통형 디스크는, 원통축이 회전축과 일치하도록 배치된다. 동일한 방식으로, 출력 부재는 제2 디스크를 가지며, 상기 디스크는 그 직경에 있어 제1 디스크와 동일하다. 양 디스크들은 견인수단, 예컨대 톱니벨트 또는 체인을 통해 연결되고, 입력 커플러에 대한 출력부재의 평행 가이드를 보장한다.

본 발명의 그 밖의 형태와 관계가 있는 몇 가지 참조사항이 설명되어야 한다:

프레임 및 상기 프레임에 대해 일정한 간격을 갖고 평행하게 가이드되는 커플링 부재들은 바람직하게는 평평하게 형성되어야 한다.

크로스 슬라이딩 요소들은 바람직하게는 서로 직각으로 배치되고 플레이트와 연결된 직선 가이드부들로 구성된다.

(프레임쪽, 지지 커플러쪽, 가이딩 커플러쪽의) 제 1 직선 가이드 또는 제 2 직선 가이드의 축들에 의해 형성된 각도는 가능한 한 커야 한다(90˚).

상기된 방식으로 제 2 직선 가이드가 가이딩 커플러를 지지 커플러 대신 프레임과도 연결할 수 있는 것을 참조하도록 한다.

또한, 강성을 높이기 위해 및 다른 구조적인 이유들로 인해, 직선 가이드의 하나의 레일뿐만 아니라 2 개의 또는 여러 개의 레일들도 서로 평행하게 배치될 수 있는 것을 참조하도록 한다.

피니언 및 구동 톱니휠을 통한 크랭크의 구동은 바람직하게는 회전 구동 장치를 통해, 목적에 부합되도록 전기 구동 장치를 통해 행해진다. 병진적 구동도 가능하다.

구동에 대해 덧붙여 언급될 것은, 상기 구동이 바람직하게는 프레임과 함께 회전 가능하게 연결된 크랭크에서 회전적으로 행해진다는 것이다. 구동은 프레임과 크로스 플레이트 사이에서, 프레임과 제 1 커플링 부재 사이에서 또는 프레임과 제 1 커플링 부재 사이의 크로스 플레이트 사이에서 병진적 구동의 형태로 행해질 수도 있다. 구동장치가 프레임에 고정되어 형성되어 있는 모든 실시들이 바람직하다. 본 발명에 따른 해결책들은, 완전한 폐쇄를 통해 매우 더러운 환경에서도 이용할 수 있는 기계 요소들만을 이용하는 것을 가능하게 한다. 특히 바람직한 것은 콤팩트한 구조적 형태이며, 상기 구조는 표준화되고 비용이 적절한 기계요소들의 사용으로 실시된다.

이하, 본 발명을 3 개의 실시예를 참조로 상세히 설명한다.

하기의 도면들은 회동 장치의 원리를 도시한 것이다.

도 1은 왼쪽 사시도,

도 2는 오른쪽 사시도,

도 3은 정면도,

도 4는 측면도,

도 5는 프레임이 전방에 도시된 2 개의 크랭크의 사시도,

도 6은 가이딩 커플러가 전방에 도시된 2 개의 크랭크의 사시도,

도 7은 견인수단 기어를 구비한 왼쪽 사시도,

도 8은 견인수단 기어를 구비한 오른쪽 사시도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

1 : 프레임 2: 공구

3 : 구동장치 3a : 구동 피니언

4 : 크랭크 4b : 조인트 핀

4c : 크랭크 연장부 5 : 지지 커플러

5a : 입력 단부 지지 커플러 회전 조인트

5b : 출력 단부 지지 커플러 회전 조인트

6a : 프레임쪽 레일 6b : 제 1 직선 가이드부

7 : 제 1 크로스 플레이트 8a : 지지 커플러쪽 레일

8b : 지지 커플러쪽 캐리지 9 : 출력부재

9a : 캔틸레버 핀 9b : 출력레버

10 : 가이딩 커플러

10a : 입력 단부 가이딩 커플러 회전 조인트

10b : 출력 단부 가이딩 커플러 회전 조인트

11a : 제 2 직선 가이드부의 지지 커플러쪽 레일

11b : 제 2 직선 가이드부의 지지 커플러쪽 캐리지

12 : 제 2 크로스 플레이트

14a : 제 2 직선 가이드부의 가이딩 커플러쪽 레일

14b : 제 2 직선 가이드부의 가이딩 커플러쪽 캐리지

16 : 고정축 17 : 입력 단부 견인수단 기어휠

18 : 출력 단부 견인수단 기어휠 19 : 견인수단

도 1 내지 도 4에 도시된 것 중 몇몇 상세부분은 반복을 피하기 위해 도 5 및 도 6에서 생략하였다.

제 1 실시예:

도 1 내지 도 4를 참조한다.

프레임(1)에 대해 소정 간격을 두고 평행하게 2 개의 커플링 부재, 즉 지지 커플러(supporting coupler)(5) 및 가이딩 커플러(guiding coupler)(10)가 가이드된다. 프레임(1)에 대한 지지 커플러(5)의 간격은 프레임에 대한 가이딩 커플러(10)의 간격보다 작다. 지지 커플러(5) 및 가이딩 커플러(10)의 가이드를 위해 2 개의 크로스 슬라이딩 요소(cross-sliding elements)가 사용되며, 상기 크로스 슬라이딩 요소들은 각각 서로 직각으로 배치되고 하나의 플레이트와 연결된 2 개의 직선 가이드부(linear guide)로 구성된다.

제1 직선 가이드부(6b)는 프레임쪽 레일(6a)과 프레임 상에서 직선으로 움직일 수 있는 프레임쪽 캐리지(carriage)로 구성되며, 상기 프레임쪽 레일은 프레임(1)에 단단히 연결(즉, 고정되도록 결합)되어 있다. 제1 직선 가이드부(6b)의 캐리지는 제1 크로스 플레이트(cross plate)(7)와 연결되어 있고, 상기 크로스 플레이트는 제1 직선 가이드부(6b)의 지지 커플러쪽 캐리지(8b)와도 연결되어 있다. 제1 직선 가이드부(6b)의 지지 커플러쪽 캐리지(8b) 안으로 뻗어있는 상기 제1 직선 가이드부(6b)의 지지 커플러쪽 레일(8a)은 지지 커플러(5)와 연결되어 있다.

본 실시예에서 제1 크로스 플레이트(7)와 캐리지의 연결은, 제1 직선 가이드부(6b)의 프레임쪽 레일(6a)의 축들 및 제 1 직선 가이드부(6b)의 지지 커플러쪽 레일(8a)의 각도가 90˚가 되도록 연결된다(양 축들 사이에서 0˚의 각도는 허용되지 않는다). 동일한 방식으로 지지 커플러(5) 및 가이딩 커플러(10)는 제2 직선 가이드부와 연결된다. 이를 위해 제2 직선 가이드부의 지지 커플러쪽 레일(11a)은 지지 커플러(5)와 연결된다. 상기 레일 상에서 제2 직선 가이드부의 지지 커플러쪽 캐리지(11b)들은 직선으로 움직일 수 있으며, 상기 지지 커플러쪽 캐리지들은 제 2 크로스 플레이트(12)와 연결된다. 마찬가지로 제2 크로스 플레이트(12)와 제2 직선 가이드부의 가이딩 커플러쪽 캐리지(14b)들이 연결되어 있으며, 상기 캐리지들 안에서 제2 직선 가이드부의 가이딩 커플러쪽 레일(14a)이 직선으로 움직일 수 있고, 상기 가이딩 커플러쪽 레일은 가이딩 커플러(10)와 단단히 연결되어 있다. 제2 직선 가이드부의 지지 커플러쪽 레일(11a) 및 제2 직선 가이드부의 가이딩 커플러쪽 레일(14a)의 축들에 의해 형성된 각도는 90˚이다.

상기 커플링 부재들의 운동은 크랭크(crank)(4)에 의해 실행된다. 크랭크(4)는 일 단부에서 프레임에 단단히 연결되고, 구동 기어와 단단히 연결되어 있다. 바람직하게는 구동 피니언(3a)을 구비한 회전하는 전기 구동장치(3)를 통해 구동 기어와 크랭크(4)가 움직인다. 크랭크(4)는 말단부에 조인트 핀(4b)을 가지며, 상기 조인트 핀은 입력 단부 지지 커플러 회전 조인트(5a)의 일부를 형성하고, 크랭 크(4)를 지지 커플러(5)와 피봇 연결한다. 조인트 핀(4b)은 지지 커플러(5)를 관통하여 가이드하고 크랭크(4) 반대편 단부에서 크랭크 연장부(4c)와 강성적으로 연결되어 있으며, 크랭크 연장부는 그 단부에서 가이딩 커플러(10)의 입력 단부 가이딩 커플러 회전 조인트(10a)와 연결되어 있다.

이와 함께, 크랭크(4)는 입력 단부 지지 커플러 회전 조인트(5a) 및 입력 단부 가이딩 커플러 회전 조인트(10a)를 동일하지 않은 동심의 원형 경로를 따라 이동시킨다.

크랭크 반대편 단부에서 지지 커플러(5)는 다른 회전 조인트, 즉 출력 단부 지지 커플러 회전 조인트(5b)를 가진다. 가이딩 커플러(10)에도 마찬가지로 적용되며, 가이딩 커플러는 출력 단부 가이딩 커플러 회전 조인트(10b)를 구비한다. 가이딩 커플러(10) 및 지지 커플러(5)의 확장 평면에서의 회전 조인트 간격은 동일해야 하며, 크랭크 연장부(4c)의 조인트 간격보다 커야한다.

출력 단부 지지 커플러 회전 조인트(5b)에 의하여, 지지 커플러(5)는 공구 홀더(tool holder)와 동일한 출력 부재(output member)(9)와, 공구 홀더가 지지 커플러(5)의 프레임(1)을 향한 쪽에 있도록 회전 가능하게 연결된다. 캔틸레버 핀(cantilever pin)(9a)은 출력 레버(9b)에 단단히 연결, 즉 고정식으로 결합되어 있고, 상기 출력 레버는 다시 출력 단부 가이딩 커플러 회전 조인트(10b)와 연결된다.

출력 부재(9)는 고정축(stationary axis)(16) 둘레로 원형 선회 운동을 한다.

장치의 작동을 위해, 크랭크 연장부(4c) 조인트 간격 및 출력 레버(9b) 상의 조인트 간격은 크기가 같아야 한다.

모든 회전 운동은 평행한 평면들에서 시작된다.

제 2 실시예 :

도 5 및 도 6을 참조한다.

2개의 크랭크(4)가 사용되는 예가 도시되어 있다. 작동 및 힘의 흐름은 제1 실시예와 동일하다.

제 3 실시예:

도 7 및 도 8을 참조한다.

제3 실시예는 견인 수단 기어, 예컨대 톱니 벨트 또는 체인을 사용하는 예이다. 이를 위해, 제1 실시예와는 달리 조인트 핀(4b) 상에 크랭크 연장부(4c) 대신 입력 단부 견인 수단 기어휠(17)이 고정된다. 출력 단부 견인수단 기어휠(18)은 출력 레버(9b) 대신 출력 단부 지지 커플러 회전 조인트(5b) 상에 설치된다. 견인수단 기어휠들(17, 18)은 동일한 직경을 갖는다. 양 견인수단 기어휠들(17, 18)은 견인수단(19)을 통해 연결된다.

Claims

프레임(1)과; 지지 커플러(5) 및 가이딩 커플러(10)로 구성된 2 개의 커플링 부재와; 2 개의 크로스 슬라이딩 요소로서 하나는 프레임(1)과 지지 커플러(5) 사이에 위치된 프레임쪽 레일(6a)과 제 1 직선 가이드부(6b)와 제 1 크로스 플레이트(7) 및 지지 커플러쪽 캐리지(8b)로 구성되어 있고, 다른 하나는 지지 커플러(5)와 가이딩 커플러(10) 사이에 위치된 제 2 직선 가이드부의 지지 커플러쪽 레일(11a)과 제 2 직선 가이드부의 지지 커플러쪽 캐리지(11b)와 제 2 크로스 플레이트(12)와 제 2 직선 가이드부의 가이딩 커플러쪽 레일(14a)과 제 2 직선 가이드부의 가이딩 커플러쪽 캐리지(14b)로 구성되어 있는, 2 개의 크로스 슬라이딩 요소;를 포함하고, 크랭크(4)가 프레임(1)과 지지 커플러(5) 사이에 배치되어 있으며, 공구(2)를 지지하는 출력 부재(9)가 지지 커플러(5)에 연결되어 있는, 물체를 회동시키는 물체 회동 장치에 있어서,

- 크랭크(4)는 한쪽에서 프레임(1)에 설치되고,

- 크랭크(4)는 다른 쪽에서 지지 커플러(5)와 피봇 연결되며,

- 크랭크(4) 반대편 단부에서 강성적으로 연결되어 있는 크랭크 연장부(4c)가 조인트 핀(4b)에 의해 크랭크(4)와 지지 커플러(5)가 피봇 연결되어 있는 축방향으로 배치되어 있고, 지지 커플러(5)에 구비된 입력 단부 지지 커플러 회전 조인트(5a)의 일부분을 형성하는 조인트 핀(4b)이 크랭크(4)의 단부에 끼워져 있어 크랭크(4) 반대편 단부에 있는 크랭크 연장부(4c)와 연결되고, 상기 크랭크 연장부(4c)가 가이딩 커플러(10)에 구비된 입력 단부 가이딩 커플러 회전 조인트(10a)와 연결되어, 입력 단부 지지 커플러 회전 조인트(5a)와 입력 단부 가이딩 커플러 회전 조인트(10a)가 크랭크(4)에 의해 구동될 때 동심 원형 경로를 따라 움직이고,

- 지지 커플러(5) 및 가이딩 커플러(10)는 각각 입력 단부 지지 커플러 회전 조인트(5a) 및 입력 단부 가이딩 커플러 회전 조인트(10a)로부터 동일한 간격을 두고 배치되어 있는 출력 단부 지지 커플러 회전 조인트(5b) 및 출력 단부 가이딩 커플러 회전 조인트(10b)를 구비하며,

- 공구(2)를 지지하는 출력 부재(9)가 지지 커플러(5)의 프레임(1) 쪽에 배치되고, 지지 커플러(5)는 출력 단부 지지 커플러 회전 조인트(5b)에 의해 회전가능하게 출력 부재(9)와 연결되어 있고, 캔틸레버 핀(9a)이 출력 레버(9b)에 고정식으로 결합되어 있고 캔틸레버 핀(9a)에 의해 출력 레버(9b)가 출력 단부 가이딩 커플러 회전 조인트(10b)에 연결되어 함께 작용하는 것을 특징으로 하는 물체 회동 장치.
제1항에 있어서,

제2 크랭크가 프레임으로부터 제1 크랭크와 동일한 높이에 배치되어 제1 크랭크와 평행하게 움직이도록 제2 크랭크가 제공됨으로써, 입력 단부 부품들인 조인트 핀(4b), 크랭크 연장부(4c), 입력 단부 지지 커플러 회전 조인트(5a) 및 입력 단부 가이딩 커플러 회전 조인트(10a)가 이중으로 제공되는 것을 특징으로 하는 물체 회동 장치.
제1항에 있어서,

견인수단을 조인트 핀(4b)에 사용하는 경우, 입력 단부 견인수단 기어휠(17)이 크랭크 연장부(4c)에 고정되고, 출력 단부 견인수단 기어휠(18)이 출력 단부 지지 커플러 회전 조인트(5b)에 설치되어 출력 부재(9)와 연결되며, 입력 단부 견인수단 기어휠(17)과 출력 단부 견인수단 기어휠(18)은 직경이 동일하며 견인 수단(19)을 통해 서로 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 물체 회동 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,

커플링 부재인 지지 커플러(5)와 가이딩 커플러(10)는 프레임(1)에 대해 평행하게 움직이는 것을 특징으로 하는 물체 회동 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 크로스 슬라이딩 요소들은 서로 직각으로 배치된 직선 가이드부들로 구성되는 것을 특징으로 하는 물체 회동 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 장치의 구동은, 프레임(1)에 고정되어 있는 회전하는 전기 구동장치(3)에 의해 크랭크(4)를 회전 구동시킴으로써 이루어지는 것을 특징으로 하는 물체 회동 장치.
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