KR101007246B1 - Nongravitational lifter - Google Patents

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KR101007246B1 KR1020080058005A KR20080058005A KR101007246B1 KR 101007246 B1 KR101007246 B1 KR 101007246B1 KR 1020080058005 A KR1020080058005 A KR 1020080058005A KR 20080058005 A KR20080058005 A KR 20080058005A KR 101007246 B1 KR101007246 B1 KR 101007246B1
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Abstract

본 발명은 각종 공장이나 적,하역 장소에서 사용되는 무중력 리프터에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 이동작동부(10) 하부에 수직으로 고정 안내구(21)와 상기 고정 안내구 하부에 삽입 안내되어 업다운하는 작동 안내구(22)로 형성된 업다운 가이드 (20)와; 상기 작동 안내구의 하부 일측에 연결 설치되고 선단의 클램프(32)에 의해 작업물을 파지 작동하는 아암부(30) 및; 상기 이동 작동부 하부에 서보모터(M)를 설치하고, 상기 서보모터(M)의 모터축에 의해 정역회전하는 드럼에 권취되는 와이어(60) 하단을 아암부(30)에 연결하여 업다운 제어하되, 별도 마련되어 웨이트 밸런스 기능을 선택하는 웨이트 밸런스 버튼(46)과, 작업물의 중량을 측정하는 로드셀(45)를 구비하여 웨이트 밸런스 기능 선택시 제어부(50)가 로드셀(45)에 의해 측정되는 작업물의 중량을 무중력화하고 작업자의 업,다운 조절에 따른 중량 변화를 로드셀(45)이 감지하여 제어부(50)가 서보모터(M)의 정,역 회전에 의해 와이어를 통해 아암부의 중량 밸런스를 제로화하는 업다운 제어작동부(40)로 구성하므로, 작업자가 작업물의 중량을 느끼지 않으면서 간편하게 업다운 이동하므로 작업 편리성을 극대화하는데 그 특징이 있다.The present invention relates to a gravity-free lifter used in various factories or loading and unloading places, and more specifically, is inserted into the fixed guide 21 and the lower guide guide vertically below the moving operation unit 10 and up-down An up-down guide 20 formed of an operation guide 22 to make; An arm portion 30 connected to the lower side of the operation guide and gripping the workpiece by the clamp 32 at the tip; Servo motor (M) is installed in the lower portion of the moving operation unit, and connected to the arm portion 30, the lower end of the wire (60) wound on the drum reversely rotated by the motor shaft of the servo motor (M) to control the up and down And a weight balance button 46 for separately selecting a weight balance function and a load cell 45 for measuring the weight of the workpiece. The controller 50 measures the weight of the workpiece by the load cell 45 when the weight balance function is selected. The load cell 45 detects the weight change according to the weightlessness of the operator and adjusts the up and down of the operator so that the controller 50 zeros the weight balance of the arm part through the wire by the forward and reverse rotation of the servomotor (M). Since the up-down control operation portion 40 is configured, the operator can easily move up and down without feeling the weight of the work, so that it is characterized in maximizing work convenience.

무중력, 리프터, 서보모터, 로드셀, 클램프, 작업물, 적,하역 Zero gravity, lifter, servomotor, load cell, clamp, workpiece, loading, unloading

Description

서보모터를 이용한 무중력 리프터{Nongravitational lifter} Nongravitation lifter using servomotors {Nongravitational lifter}

본 발명은 각종 공장이나 적,하역 장소에서 작업물을 파지하여 취급하는 무중력 리프터에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 작업물을 파지하여 업,다운 이동하되, 상기 작업물을 파지시 웨이트 밸런스 버튼으로 중량을 무중력 상태로 제어하고, 작업자가 업, 다운 조절함에 따른 중량 변화를 로드셀로 감지하여 서보모터에 의해 신속하게 업, 다운 제어하므로 웨이트 밸런스를 유지하여 작업자의 중량감을 최소화하고 작업 편리성을 극대화하는 서보모터를 이용한 무중력 리프터에 관한 것이다.The present invention relates to a gravity-free lifter for holding and handling a workpiece in various factories or unloading and unloading places, and more specifically, while holding the workpiece to move up, down, the weight balance button when holding the workpiece To control the weightless state and detect the weight change according to the operator's up and down control by load cell and control the up and down quickly by servo motor to maintain the weight balance to minimize the operator's weight and maximize the convenience of work. It relates to a zero gravity lifter using a servomotor.

일반적으로 각종 공장이나 적,하역 장소 등지에서는 작업물을 파지하여 취급하기 위해 호이스트나 간이 리프팅 장치를 사용하였다.In general, hoists or simple lifting devices are used to grasp and handle the work in various factories, loading and unloading places.

그러나 상기 호이스트나 간이 리프팅 장치는 작업물의 움직임이 심하여 안전성 저하는 물론 작업물을 취급하는 중량감을 작업자가 심하게 느끼기 때문에 작업성이 취약한 문제점이 있었다.However, the hoist or the simple lifting device has a problem that the workability is weak because the worker feels a heavy feeling of handling the work as well as the safety of the work is severely lowered.

이를 개선하고자 최근 무중력 리프터가 사용되고 있다.In order to improve this, a gravity free lifter has recently been used.

상기 종래 무중력 리프터는 주로 공압식으로서, 작업물의 중량에 따른 웨이트 밸런스 압력을 미리 설정하거나 작업물을 파지시 공압에 의해 무중력 상태로 무게 균형을 조정한 후 작업자가 작업물을 이동하였다.The conventional zero gravity lifter is mainly pneumatic, and the operator moves the workpiece after adjusting the weight balance pressure in the zero gravity state by presetting the weight balance pressure according to the weight of the workpiece or holding the workpiece.

그리고 작업물의 이동에 따른 중량 변화를 로드셀로 감지하여 공압을 제어하므로 작업물의 이동에 따른 중량감을 작업자가 적게 느끼면서 작업할 수 있도록 하였다.In addition, by controlling the pneumatic pressure by detecting the change in weight according to the movement of the workpiece by the load cell, the operator can feel the weight due to the movement of the workpiece while working.

그러나 상기한 종래의 공압식 무중력 리프터는 작업물의 이동에 따른 중량 변화를 공압으로 제어하기 때문에 제어 속도가 공압 흐름의 속도 한계를 벗어날 수 없어 반응 속도가 느리고, 이와 같이 반응 속도가 느림에 따라 작업물의 이동에 따른 중량 변화를 작업자가 느끼게 되므로 작업 효율이 저하되는 문제점이 있었다.However, since the conventional pneumatic gravity-free lifter controls the weight change according to the movement of the workpiece by pneumatic control, the control speed can not escape the speed limit of the pneumatic flow, the reaction speed is slow, and thus the movement of the workpiece as the reaction speed is slow There is a problem that the work efficiency is lowered because the worker feels the weight change.

본 발명은 상기한 종래 기술이 갖는 제반 문제점을 해결하고자 발명된 것으로서, 작업물을 파지하여 업,다운 이동하되, 상기 작업물을 파지시 웨이트 밸런스 버튼으로 중량을 무중력 상태로 제어하고, 작업자가 업, 다운 조절함에 따른 중량 변화를 로드셀이 감지하여 서보모터에 의해 신속하게 업, 다운 제어하므로 웨이트 밸런스를 유지하여 작업자의 중량감을 최소화하고 작업 편리성을 극대화하데 그 목적이 있다.The present invention has been invented to solve the above-mentioned problems of the prior art, while holding the workpiece to move up, down, while holding the workpiece to control the weight in a weightless state by the weight balance button, the operator up In addition, the load cell senses the weight change caused by the down adjustment, and is controlled by the servo motor to be up and down quickly, thereby maintaining the weight balance to minimize the weight of the operator and maximize the convenience of work.

이러한 본 발명은,This invention,

이동 가능하게 설치되는 이동작동부 하부에 수직으로 고정 안내구와 상기 고정 안내구 하부에 삽입 안내되어 업다운하는 작동 안내구로 형성된 업다운 가이드와,An up-down guide formed of a fixed guide and a guide inserted into the lower portion of the fixed guide and vertically inserted into the lower portion of the movable operating part to be movable;

상기 작동 안내구의 하부 일측에 연결 설치되고 선단의 클램프에 의해 작업물을 파지 작동하는 아암부 및,An arm part connected to one side of the lower portion of the operation guide and gripping the workpiece by a clamp at the tip;

상기 이동 작동부 하부에 서보모터를 설치하고, 상기 서보모터의 모터축에 의해 정역회전하는 드럼에 권취되는 와이어 하단을 아암부에 연결하여 업다운 제어하되,The servo motor is installed under the moving operation part, and the lower end of the wire wound on the drum rotating forward and backward by the motor shaft of the servo motor is connected to the arm part to control up and down,

별도 마련되어 웨이트 밸런스 기능을 선택하는 웨이트 밸런스 버튼(미도시)과, 작업물의 중량을 측정하는 로드셀를 구비하여 웨이트 밸런스 기능 선택시 제어부가 로드셀에 의해 측정되는 작업물의 중량을 무중력상태로 제어하고 작업자의 업,다운 조절에 따라 변화되는 아암부의 중량 변화를 로드셀이 감지하여 제어부가 서보모터의 정,역 회전을 제어함으로써 아암부의 중량 밸런스를 무중력화 하는 업다운 제어작동부로 구성함에 의해 달성된다.A weight balance button (not shown) for separately selecting a weight balance function and a load cell for measuring the weight of the workpiece are provided so that, when the weight balance function is selected, the controller controls the weight of the workpiece measured by the load cell in a zero-gravity state. The load cell detects the weight change of the arm part that changes according to the down adjustment, and the control unit controls the forward / reverse rotation of the servomotor to achieve an up-down control operation unit that neutralizes the weight balance of the arm part.

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이러한 본 발명은 작업물을 파지하여 업,다운 이동하되, 상기 작업물을 파지시 웨이트 밸런스 버튼으로 중량을 무중력 상태로 제로 셋팅하고, 작업자가 업, 다운 조절함에 따른 중량 변화를 로드셀로 감지하여 서보모터에 의해 신속하게 업, 다운 제어하므로 웨이트 밸런스를 유지하여 작업자의 중량감을 최소화하고 작업 편리성을 우수하게 제공하는 효과를 갖는 것이다.The present invention, while holding the workpiece to move up, down, the weight is set to zero weightless state by weight balance button when holding the workpiece, the weight change by the operator to adjust the up, down by the load cell servo Since the motor is quickly controlled up and down, the weight balance is maintained to minimize the weight of the operator and provide excellent work convenience.

이하, 상기한 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부도면을 살펴보기로 한다.Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention described above will be described with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 서보모터를 이용한 무중력 리프터는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이,Zero gravity lifter using the servomotor of the present invention, as shown in Figures 1 to 3,

레일(1)을 따라 이동가능하게 설치되는 이동작동부(10)와;A moving operation unit 10 movably installed along the rail 1;

상기 이동작동부(10)에 수직하게 연결된 고정 안내구(21)와, 지면에서 일정거리 이격된 상태에서 상기 고정 안내구(21)속으로 슬라이드가능하게 결합되는 작동 안내구(21)를 포함하는 업다운 가이드 (20)와;A fixed guide 21 vertically connected to the movable operation unit 10 and an operating guide 21 slidably coupled into the fixed guide 21 in a state of being spaced a predetermined distance from the ground; An up-down guide 20;

상기 작동 안내구(22)에 연결되면서 작업물을 파지할 수 있는 클램프(32)를 포함하는 아암부(30)와;An arm portion 30 connected to the operation guide 22 and including a clamp 32 capable of gripping a workpiece;

상기 이동작동부(10) 하부에 서보모터(M)를 설치하고, 상기 서보모터(M)의 모터축과 연결된 드럼에 권취되는 와이어(60)의 단부에 아암부(30)에 연결되면서 상기 아암부(30)의 중량을 검출하는 로드셀(45)로 이루어진 업다운 제어작동부(40) 및;
상기 로드셀(45)의 센싱값을 전달받아 제어부(50)가 로드셀(45)의 센싱값에 대응하여 상기 서보모터(M)의 구동속도를 제어하여 와이어(60)의 감김 혹은 풀림속도를 제어하여 상기 아암부(30)의 중량을 무중력화 되도록 제어하는 제어부(50)로 구성되어 있다.The servo motor (M) is installed below the moving operation unit (10), and is connected to the arm part (30) at the end of the wire (60) wound on the drum connected to the motor shaft of the servo motor (M). An up-down control operation part 40 including a load cell 45 for detecting a weight of the arm part 30;
In response to the sensing value of the load cell 45, the controller 50 controls the driving speed of the servo motor M in response to the sensing value of the load cell 45 to control the winding or unwinding speed of the wire 60. It is comprised by the control part 50 which controls so that the weight of the arm part 30 may be weightless.

이때 상기 업다운 가이드(20)는 신축방 방식을 적용하되 하부 위치가 지면에서 이격되어 걸림이 없기 때문에 작업물의 이동이 자유롭다.At this time, the up-down guide 20 is applied to the expansion and contraction method, but since the lower position is spaced apart from the ground there is no jam free movement of the workpiece.

또한, 상기 업다운 제어작동부(40)는 서보모터(M)와 아암부(30) 사이에 연결 설치되어 코일형 케이블(65)이 연결되어 로드셀(45)의 승하강시 제어작동부(40)와 제어부(50)와의 전기적인 연결상태를 유지한다.In addition, the up-down control operation unit 40 is installed between the servo motor (M) and the arm unit 30 is connected to the coil type cable 65 is connected to the control operation unit 40 when the lifting and lowering of the load cell 45 and Maintain an electrical connection with the controller 50.

또한, 상기 아암부(30) 선단에 설치되는 클램프(32)는 작업물(100)의 형상에 따라 다양하게 적용 가능함은 물론이다.In addition, the clamp 32 installed at the tip of the arm 30 may be variously applied according to the shape of the workpiece 100.

그리고 본 발명의 이동작동부(10)는 도 1 및 도 2에서와 같이 레일(1)에 X,Y축 이동 및 회전 이동이 가능한 타입이나 도 3에서와 같이 회전 및 전후 이동가능한 타입 등 다양한 형태로 구성할 수 있음은 물론이다.And the movement operation part 10 of the present invention is a type capable of moving the X, Y-axis and rotational movement on the rail 1 as shown in Figs. Of course, it can be configured as.

미설명부호로서, 35는 손잡이를 나타내는 것이다.As an unexplained reference numeral 35 denotes a handle.

다음은 상기와 같이 구성되는 본 발명의 작동 및 작용에 대해 살펴보기로 한다.Hereinafter, the operation and operation of the present invention will be described.

먼저 아암부(30) 선단의 클램프(32)에 의해 작업물(100)을 파지하게 된다.First, the workpiece 100 is gripped by the clamp 32 at the tip of the arm portion 30.

이때 클램프는 작업물의 형상에 따라 적용한다.The clamp is then applied according to the shape of the workpiece.

이와 같이 클램프가 작업물(100)을 파지하면, 작업자는 업,다운 조절버튼(미도시)에 의해 서보모터(M)를 정,역 회전시키고, 상기 서보모터(M)에 의해 드럼(미도시 도 4b 참조)을 정,역회선시켜 상기 드럼에 권취된 와이어(60)가 아암부(30)를 업,다운 시키게 되는 것이다. 도 4a 및 도 4b에서 참조번호 M1은 서보모터(M)의 동력을 드럼으로 전달하는 기어군이다.When the clamp grips the workpiece 100 as described above, the operator rotates the servo motor M forward and reverse by the up and down adjustment buttons (not shown), and the drum (not shown) by the servo motor M. 4B), the wire 60 wound on the drum causes the arm part 30 to move up and down. In FIG. 4A and FIG. 4B, reference numeral M1 denotes a gear group that transmits power of the servomotor M to the drum.

이때, 본 발명의 웨이트 밸런스 기능을 사용하고자 웨이트 밸런스 버튼(46, 도 4a 및 도 4b 참조)를 조작하면 제어부(50)가 로드셀(45)에 의해 측정되는 작업물의 중량을 무중력 상태(제로세팅이라고도 함)가 되도록 제어한다.At this time, when the weight balance button 46 (see FIGS. 4A and 4B) is operated to use the weight balance function of the present invention, the controller 50 controls the weight of the workpiece measured by the load cell 45 in a zero gravity state (also called zero setting). Control).

이와 같은 상태에서 작업자가 업, 다운 방향으로 힘을 조금이라도 가하게 되면 로드셀(45)이 중량 변화를 감지하여 제어부(50)에 변화 값을 입력하게 되고,In this state, if the operator applies even a small amount of force in the up and down directions, the load cell 45 detects a weight change and inputs a change value to the controller 50.

상기 제어부(50)에 입력된 중량 변화 값에 의해 제어부가 서보모터(M)의 구동속도를 제어하여 와이어의 감김 혹은 풀림동작을 통해 아암부(30)의 중량을 무중력 상태와 같이 되도록 제어하는 것이다.The control unit controls the driving speed of the servomotor M by the weight change value input to the control unit 50 to control the weight of the arm unit 30 to be in a zero gravity state by winding or unwinding the wire. .

다시 말하면, 상기 제어부(50)가 서보모터(M)를 정역회전 제어하여 아암부(30)에 연결된 와이어(60)가 드럼에 감기거나 풀리면서 아암부(30)의 중량이 작업자가 들어올리는 힘 만큼 서보모터(M)가 회전하면서 와이어(60)가 드럼에 감기게 된다.In other words, the control unit 50 controls the servo motor M to reverse rotation, and the wire 60 connected to the arm unit 30 is wound or unwound on the drum, and the weight of the arm unit 30 is lifted by the operator. As the servo motor M rotates, the wire 60 is wound around the drum.

따라서, 작업자는 아암부(30)의 업, 다운 작업시 아암부(30)의 중량감을 느끼지 않고 적은 힘으로 아암부(30)를 업,다운시킬 수 있는 것이다.Therefore, the operator can up and down the arm part 30 with little force, without feeling the weight of the arm part 30 at the time of the up-down operation of the arm part 30.

특히, 상기 제어부(50)에 의한 작업물의 업,다운 조절 작업은 종래와 같이 공압식이 아닌 서보모터(M)에 의해 신속하고 정확하게 제어할 수 있는 것이다.In particular, the up, down adjustment work of the workpiece by the control unit 50 can be controlled quickly and accurately by the servo motor (M) rather than the conventional pneumatic type.

또한, 본 발명에서는 상기 작업물의 업,다운 조절시에 서보모터(M)와 아암부(30) 사이에 설치된 로드셀(45)에 의해 아암부(30)의 중량을 검출(웨이트 밸런스 버튼(46) 조작시)하여 제어부(50)가 서보모터(M)를 정,역방향으로 회전시켜 와이어의 업다운속도를 제어함으로써 작업자는 무중력 상태와 같이 아암부(30)의 중량감을 최소화함으로 작업자의 피로도를 낮출 수 있고 작업물을 간편하고 편리하게 이동시킬 수 있다.Further, in the present invention, the weight of the arm portion 30 is detected by the load cell 45 provided between the servo motor M and the arm portion 30 during the up and down adjustment of the workpiece (weight balance button 46). By operating the control unit 50 to rotate the servo motor M in the forward and reverse directions to control the up-down speed of the wire, the operator can reduce the fatigue of the operator by minimizing the weight of the arm part 30 like the zero gravity state. It can move the workpiece simply and conveniently.

따라서, 본 발명은 작업자가 업, 다운 동작시 아암부에 가해지는 작업자의 힘에 대응하여 아암부의 중량 변화를 로드셀(45)이 감지하여 드럼에 권취된 와이어(60)의 풀림과 감김동작을 신속하게 제어함으로써 중량물의 중량감이 무중력상태에서와 같이 가볍게 느낄 수 있도록 제어함으로써 작업자는 작업물을 간편하게 이동시킬 수 있다.Therefore, in the present invention, the load cell 45 detects the weight change of the arm portion in response to the force of the operator applied to the arm portion when the operator moves up and down to quickly unwind and wind the wire 60 wound on the drum. By controlling so that the weight of the heavy object can be felt lightly as in the zero gravity state, the operator can easily move the workpiece.

도 1은 본 발명의 전체 구성을 보여주는 정면 구성도.1 is a front configuration diagram showing the overall configuration of the present invention.

도 2는 본 발명의 전체 구성을 보여주는 측면 구성도.Figure 2 is a side configuration diagram showing the overall configuration of the present invention.

도 3은 본 발명의 다른 실시 예를 보여주는 정면 구성도.
도 4a와 도 4b는 본 발명에 따른 업다운 제어작동부의 사시도 및 그 요부단면도이다.3 is a front configuration diagram showing another embodiment of the present invention.
4A and 4B are a perspective view and a main portion sectional view of the up-down control operation unit according to the present invention.

**도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명**** Description of the symbols for the main parts of the drawings **

10: 이동작동부 20: 업다운 가이드10: moving operation part 20: up-down guide

21: 고정 안내구 22: 작동 안내구21: fixed guide 22: operating guide

30: 아암부 32: 클램프30: arm 32: clamp

35: 손잡이 40: 업다운 제어작동부35: handle 40: up-down control

45: 로드셀 46: 밸런스 버튼
50: 제어부 60: 와이어
65: 코일형 케이블 M: 서보모터
M1: 기어군45: load cell 46: balance button
50: control unit 60: wire
65: coiled cable M: servomotor
M1: gear group

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Claims (2)

각종 공장이나 적,하역 장소에서 작업물을 파지하여 취급하는 무중력 리프트에 있어서,In the zero gravity lift that handles and handles the work in various factories, loading and unloading places, 레일(1)을 따라 이동가능하게 설치되는 이동작동부(10)와;A moving operation unit 10 movably installed along the rail 1; 상기 이동작동부(10)에 수직하게 연결된 고정 안내구(21)와, 지면에서 일정거리 이격된 상태에서 상기 고정 안내구(21)속으로 슬라이드가능하게 결합되는 작동 안내구(21)를 포함하는 업다운 가이드 (20)와;A fixed guide 21 vertically connected to the movable operation unit 10 and an operating guide 21 slidably coupled into the fixed guide 21 in a state of being spaced a predetermined distance from the ground; An up-down guide 20; 상기 작동 안내구(22)에 연결되면서 작업물을 파지할 수 있는 클램프(32)를 포함하는 아암부(30)와;An arm portion 30 connected to the operation guide 22 and including a clamp 32 capable of gripping a workpiece; 상기 이동작동부(10) 하부에 서보모터(M)를 설치하고, 상기 서보모터(M)의 모터축과 연결된 드럼에 권취되는 와이어(60)의 단부에 아암부(30)에 연결되면서 상기 아암부(30)의 중량을 검출하는 로드셀(45)로 이루어진 업다운 제어작동부(40) 및; The servo motor (M) is installed below the moving operation unit (10), and is connected to the arm part (30) at the end of the wire (60) wound on the drum connected to the motor shaft of the servo motor (M). An up-down control operation part 40 including a load cell 45 for detecting a weight of the arm part 30; 상기 로드셀(45)의 센싱값을 전달받아 제어부(50)가 로드셀(45)의 센싱값에 대응하여 상기 서보모터(M)의 구동속도를 제어하여 와이어(60)의 감김 혹은 풀림속도를 제어하여 상기 아암부(30)의 중량을 무중력화 되도록 제어하는 제어부(50)로 구성된 것을 특징으로 하는 서보모터를 이용한 무중력 리프터.In response to the sensing value of the load cell 45, the controller 50 controls the driving speed of the servo motor M in response to the sensing value of the load cell 45 to control the winding or unwinding speed of the wire 60. Zero gravity lifter using a servo motor, characterized in that the control unit 50 for controlling the weight of the arm portion 30 to be weighted. 삭제delete
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