KR101015215B1 - 다방향 회동장치와 이를 구비한 토치봉의 각도 조절기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다방향 회동장치와 이를 구비한 토치봉의 각도 조절기에 관한 것으로, 토치봉을 상부암과 하부암에 동시에 연결한 상태로 이 상부암을 어느 하나의 4절 링크에 연결함과 동시에 하부암을 다른 하나의 4절 링크에 연결함에 따라 한 쌍의 4절 링크의 운동 방향에 따라 토치봉의 기울기를 쉽게 조절하도록 하기 위한 것을 특징으로 한다.

4절 링크, 토치봉, 기울기 조절

Description

다방향 회동장치와 이를 구비한 토치봉의 각도 조절기{LINKAGE APPARATUS AND TORCH THEREOF}

본 발명은 다방향 회동장치와 이를 구비한 토치봉의 각도 조절기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 토치봉을 상부암과 하부암에 동시에 연결한 상태로 이 상부암을 어느 하나의 4절 링크에 연결함과 동시에 하부암을 다른 하나의 4절 링크에 연결함에 따라 한 쌍의 4절 링크의 운동 방향에 따라 토치봉의 기울기를 쉽게 조절하도록 하기 위한 다방향 회동장치와 이를 구비한 토치봉의 각도 조절기에 관한 것이다.

플라즈마 절단 토치의 토치봉을 이용하여 강판이나 스테인레스 강판 등의 피절단재로부터 직선 및 곡선을 포함하는 도형을 절단할 경우, 토치봉의 이동 경로가 목적 도형의 윤곽선이 되도록 제어하고, 이 이동과정에서 토치봉을 구동하여 형절단하는 것이 이루어지고 있다.

형절단을 수행하는 절단장치는 부설된 레일을 따라 y축 방향으로 주행하는 주행대차와, 이 주행대차에 탑재되어 레일의 부설 방향에 대해 직교하는 방향(x축 방향)으로 가로주행하고, 동시에 토치봉을 설치한 가로주행대차를 가지며, 각 대차의 속도와 방향을 제어함으로써 토치봉의 이동속도 및 이동방향을 제어할 수 있도록 구성되어 있다.

특히, 대형 절단장치에서는 절단할 도형의 형상에 대응시킨 각 대차의 이동제어 및 절단공정의 진행을 포함하는 절단 프로그램의 진행 제어를 NC 장치에 의해 제어하는 NC 절단장치로서 구성되는 것이 일반적이다.

피절단재로부터 절단한 제품이 다른 제품과 용접될 경우, 이 제품의 외주에 개선을 형성하는 경우가 있다.

개선 절단을 실시할 경우, 토치봉을 목적의 개선 각도에 대응시켜 경사시킴과 동시에 상기 토치봉 경사방향이 항상 절단의 진행방향에 대해 법선 방향을 향하도록 제어할 필요가 있다.

따라서, 형절단에서는 절단 진행방향의 변화에 따라 경사시킨 토치봉을 선회시키는 것이 필요하게 된다.

이 때문에, 형절단장치에서는 토치봉을 소정의 각도로 설정할 수 있도록 구성한 토치 블록과, 이 토치 블록을 선회시키는 토치선회장치와, 상기 토치 블록의 선회에 따라 토치를 자전시키는 토치자전장치 등으로 이루어진 개선절단장치를 가지고 있으며, 절단이 진행됨에 따라, 토치봉의 진행방향에 대응시켜 토치선회장치를 제어함으로써, 제품의 측면에 소정 각도를 가진 개선을 형성할 수 있도록 구성되어 있다.

상기 개선절단장치에서는 토치봉이 피절단재의 표면에 대해 수직 상태에 있을 때, 상기 토치봉의 축심은 토치 선회장치 선회축심의 연장선상에 있다.

또한, 상기 토치봉을 경사시킬 때의 회동중심은 토치봉 축심의 연장선상으로 설정되며, 토치봉을 경사시켰을 때, 상기 토치봉 축심의 연장선과 선회축심 연장선과의 교점은 피절단재의 표면 또는 두께 방향의 소정 위치에 있도록 조정된다.

기존의 토치각도 설정장치는 토치봉에 공급할 가스나 냉각수와 같은 유체의 수 및 접속할 케이블 수에 대응하여 토치 선회 장치의 구조가 복잡해지며, 대형화되어 코스트의 상승이나 보수 점검이 복잡해지는 문제점이 있다. 따라서 이를 개선할 필요성이 요청된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점들을 개선하기 위하여 안출된 것으로서, 종래 기술과 달리 서로 연결된 한 쌍의 4절 링크를 구비하여 토치봉을 상부암과 하부암에 동시에 연결한 상태로 이 상부암을 어느 하나의 4절 링크에 연결함과 동시에 하부암을 다른 하나의 4절 링크에 연결함에 따라 한 쌍의 4절 링크의 운동 방향에 따라 토치봉의 기울기를 쉽게 조절하도록 하기 위한 다방향 회동장치와 이를 구비한 토치봉의 각도 조절기를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명에 따른 다방향 회동장치는: 정반대되는 양측에 하부설치홀을 서로 나란하게 형성한 하부부재, 상기 하부설치홀 각각에 회전 가능하게 삽입되는 한 쌍의 하부링크축부재, 상기 하부링크축부재와 하부힌지핀으로 결합되어 상기 하부링크축부재의 축방향을 따라 호 궤적 상으로 이동 가능함과 더불어 상기 하부링크축부재의 회전방향과 동일한 호 궤적을 따라 이동 가능하고 연통홀을 상기 하부링크축부재에 수직한 방향으로 서로 일직선 위치에 형성한 두 쌍의 수직링크부재, 상기 하부링크축부재와 수직하도록 서로 일직선 위치에 형성된 상기 연통홀에 삽입되고 고정된 한 쌍의 상부세로링크축부재, 상기 하부링크축부재에 동일 축 방향이 되도록 인접한 한 쌍의 상기 수직링크부재 상측에 회동 가능하도록 상부힌지핀으로 결합된 상부가로링크축부재, 상기 상부세로링크축부재 사이에 형성되어 외부 조작시 상기 수직링크부재 전체를 동일하게 상기 하부링크축부재의 축방향으로 호 궤적을 따라 이동 유도하는 가로작동부 및 상기 상부가로링크축부재 사이에 형성되어 외부 조작시 상기 하부링크축부재와 함께 상기 수직링크부재 전체를 동일하게 상기 하부링크축부재의 회전 가능 방향으로 호 궤적을 따라 이동 유도하는 세로작동부를 포함한다.

상기 가로작동부는 상기 상부세로링크축부재와 나란하도록 상기 상부세로링크축부재 사이에 형성되는 미들메인축부재, 상기 미들메인축부재와 나란하도록 상기 미들메인축부재를 기준으로 일측 방향에 위치한 상기 상부세로링크축부재와 상기 미들메인축부재 사이에 형성되는 제 1미들서브축부재, 상기 미들메인축부재와 나란하도록 상기 미들메인축부재를 기준으로 타측 방향에 위치한 상기 상부세로링 크축부재와 상기 미들메인축부재 사이에 형성되는 제 2미들서브축부재, 상기 상부세로링크축부재 한 쌍과 상기 미들메인축부재와 상기 제 1,2미들서브축부재를 동일 중심축 상에 배열되도록 축방향으로 삽입하기 위해 미들설치홀을 통공한 미들부재 및 상기 미들메인축부재에 직접적으로 전달되는 회전력을 통해 상기 수직링크부재에 구속된 상기 상부세로링크축부재를 상기 미들부재와 함께 상기 하부링크축부재의 축방향과 수직되게 호 궤적을 이루며 왕복 이동시키기 위한 가로전동부를 포함한다.

상기 가로전동부는 제 1모터에 일방향과 타방향으로 번갈아 가며 회전되도록 연결된 가로구동부재, 상기 미들메인축부재에 고정 형성되고, 상기 가로구동부재와 결합되어 상기 가로구동부재의 회전력을 상기 미들메인축부재에 전달하는 가로전동부재, 상기 미들메인축부재의 축방향에 대해 적어도 일측에 고정 형성되어 상기 가로전동부재와 동일 방향으로 회전되는 가로피동부재, 상기 제 1미들서브축부재에 고정 형성되어 상기 가로피동부재와 결합됨으로써 상기 가로피동부재와 반대방향으로 회전되는 제 1가로종동부재, 상기 제 2미들서브축부재에 고정 형성되어 상기 가로피동부재와 결합됨으로써 상기 가로피동부재와 반대방향으로 회전되는 제 2가로종동부재 및 상기 제 1가로종동부재와 상기 제 2가로종동부재 각각과 결합되도록 상기 연통홀 내부에서 구속된 상기 상부세로링크축부재 한 쌍에 각각 고정 형성되어 상기 가로전동부재의 회전방향으로 호 궤적을 따라 상기 미들부재와 상기 수직링크부재를 이동 유도하는 가로고정부재를 포함한다.

상기 세로작동부는 상기 상부가로링크축부재와 나란하도록 상기 상부가로링 크축부재 사이에 형성되는 상부메인축부재, 상기 상부메인축부재와 나란하도록 상기 상부메인축부재를 기준으로 일측 방향에 위치한 상기 상부가로링크축부재와 상기 상부메인축부재 사이에 형성되는 제 1상부서브축부재, 상기 상부메인축부재와 나란하도록 상기 상부메인축부재를 기준으로 타측 방향에 위치한 상기 상부가로링크축부재와 상기 상부메인축부재 사이에 형성되는 제 2상부서브축부재, 상기 상부가로링크축부재 한 쌍과 상기 상부메인축부재와 상기 제 1,2상부서브축부재를 동일 중심축 상에 배열되도록 축방향으로 삽입하기 위해 상부설치홀을 통공한 상부부재 및 상기 상부메인축부재에 직접적으로 전달되는 회전력을 통해 상기 수직링크부재에 힌지 가능하게 연결된 상기 상부가로링크축부재를 상기 상부부재와 함께 상기 하부링크축부재의 축방향을 따라 호 궤적을 이루며 왕복 이동시키기 위한 세로전동부를 포함한다.

상기 세로전동부는 제 2모터에 일방향과 타방향으로 번갈아 가며 회전되도록 연결된 세로구동부재, 상기 상부메인축부재에 고정 형성되고, 상기 세로구동부재와 결합되어 상기 가로구동부재의 회전력을 상기 상부메인축부재에 전달하는 세로전동부재, 상기 상부메인축부재의 축방향에 대해 적어도 일측에 고정 형성되어 상기 세로전동부재와 동일 방향으로 회전되는 세로피동부재, 상기 제 1상부서브축부재에 고정 형성되어 상기 세로피동부재와 결합됨으로써 상기 세로피동부재와 반대방향으로 회전되는 제 1세로종동부재, 상기 제 2상부서브축부재에 고정 형성되어 상기 세로피동부재와 결합됨으로써 상기 세로피동부재와 반대방향으로 회전되는 제 2세로종동부재 및 상기 제 1세로종동부재와 상기 제 2세로종동부재 각각과 결합되도록 상기 수직링크부재 각각에 힌지 연결된 상기 상부가로링크축부재 한 쌍에 각각 고정 형성되어 상기 세로전동부재의 회전방향으로 호 궤적을 따라 상기 상부부재와 상기 수직링크부재를 이동 유도하는 세로고정부재를 포함한다.

본 발명에 따른 다방향 회동장치를 구비한 토치봉의 각도 조절기는: 용접용 토치봉을 동시에 삽입 고정하고 상·하 나란하게 구비된 상부삽입부재와 하부삽입부재, 상기 상부삽입부재를 마주하는 일직선상에 위치한 내측면에 각각 연결하여 상기 상부삽입부재를 회동 가능하게 형성한 상부지지링, 상기 상부삽입부재의 회동방향과 동일한 방향으로 회동 가능하도록 상기 하부삽입부재를 마주하는 내측면에 각각 연결한 하부지지링, 상기 상부지지링을 상기 상부삽입부재의 회동방향과 수직된 방향으로 회동 가능하도록 연결한 상부암, 상기 하부지지링을 상기 하부삽입부재의 회동방향과 수직된 방향으로 회동 가능하도록 연결한 하부암 및 상기 상부암과 상기 하부암에 독립적으로 연결되어 외부 구동시 상기 상부암과 상기 하부암을 설정된 범위 내에서 서로 동일방향을 제외한 모든 방향으로 이동시킴으로써 상기 토치봉의 기울기를 조절하는 다방향 회동장치를 포함한다.

상기 다방향 회동장치는 정반대되는 양측에 하부설치홀을 서로 나란하게 형성한 하부부재, 상기 하부설치홀 각각에 회전 가능하게 삽입되는 한 쌍의 하부링크축부재, 상기 하부링크축부재와 하부힌지핀으로 결합되어 상기 하부링크축부재의 축방향을 따라 호 궤적 상으로 이동 가능함과 더불어 상기 하부링크축부재의 회전방향과 동일한 호 궤적을 따라 이동 가능하고 연통홀을 상기 하부링크축부재에 수직한 방향으로 서로 일직선 위치에 형성하며 상부암과 상기 하부암에 간접적으로 연결되어 토치봉과 동일하게 기울어지는 두 쌍의 수직링크부재, 상기 하부링크축부재와 수직하도록 서로 일직선 위치에 형성된 상기 연통홀에 삽입되고 고정된 한 쌍의 상부세로링크축부재, 상기 하부링크축부재에 동일 축 방향이 되도록 인접한 한 쌍의 상기 수직링크부재 상측에 회동 가능하도록 상부힌지핀으로 결합된 상부가로링크축부재, 상기 상부세로링크축부재 사이에 형성되어 외부 조작시 상기 수직링크부재 전체를 동일하게 상기 하부링크축부재의 축방향으로 호 궤적을 따라 이동 유도하는 가로작동부 및 상기 상부가로링크축부재 사이에 형성되어 외부 조작시 상기 하부링크축부재와 상기 상부암과 상기 수직링크부재 전체를 동일하게 상기 하부링크축부재의 회전 가능 방향으로 호 궤적을 따라 이동 유도하는 세로작동부를 포함한다.

상기 가로작동부는 상기 상부세로링크축부재와 나란하도록 상기 상부세로링크축부재 사이에 형성되는 미들메인축부재, 상기 미들메인축부재와 나란하도록 상기 미들메인축부재를 기준으로 일측 방향에 위치한 상기 상부세로링크축부재와 상기 미들메인축부재 사이에 형성되는 제 1미들서브축부재, 상기 미들메인축부재와 나란하도록 상기 미들메인축부재를 기준으로 타측 방향에 위치한 상기 상부세로링크축부재와 상기 미들메인축부재 사이에 형성되는 제 2미들서브축부재, 미들설치홀을 통공하여 상기 상부세로링크축부재 한 쌍과 상기 미들메인축부재와 상기 제 1,2미들서브축부재를 동일 중심축 상에 배열되도록 축방향으로 삽입함으로써 상기 수직링크부재의 경사시에 상기 하부부재와 수평을 유지하면서 이동하고, 상기 하부암을 연결하여 상기 토치봉의 기울기를 직접적으로 조절하는 미들부재 및 상기 미들 메인축부재에 직접적으로 전달되는 회전력을 통해 상기 수직링크부재에 구속된 상기 상부세로링크축부재를 상기 미들부재와 함께 상기 하부링크축부재의 축방향과 수직되게 호 궤적을 이루며 왕복 이동시키기 위한 가로전동부를 포함한다.

상기 세로작동부는 상기 상부가로링크축부재와 나란하도록 상기 상부가로링크축부재 사이에 형성되는 상부메인축부재, 상기 상부메인축부재와 나란하도록 상기 상부메인축부재를 기준으로 일측 방향에 위치한 상기 상부가로링크축부재와 상기 상부메인축부재 사이에 형성되는 제 1상부서브축부재, 상기 상부메인축부재와 나란하도록 상기 상부메인축부재를 기준으로 타측 방향에 위치한 상기 상부가로링크축부재와 상기 상부메인축부재 사이에 형성되는 제 2상부서브축부재, 상부설치홀을 통공하여 상기 상부가로링크축부재 한 쌍과 상기 상부메인축부재와 상기 제 1,2상부서브축부재를 동일 중심축 상에 배열되도록 축방향으로 삽입함으로써 상기 수직링크부재의 경사시에 상기 하부부재와 수평을 유지하면서 이동하고 상기 상부암을 연결하여 상기 토치봉의 기울기를 직접적으로 조절하는 상부부재 및 상기 상부메인축부재에 직접적으로 전달되는 회전력을 통해 상기 수직링크부재에 힌지 가능하게 연결된 상기 상부가로링크축부재를 상기 상부부재와 함께 상기 하부링크축부재의 축방향을 따라 호 궤적을 이루며 왕복 이동시키기 위한 세로전동부 및 상기 상부부재 상부에 면접되고 상기 상부암과 연결됨으로써 상기 상부부재와 상기 상부암의 이동방향에 따라 상기 토치봉의 기울기를 조절하는 커버부재를 포함한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 다방향 회동장치와 이를 구비한 토치봉의 각도 조절기는 토치봉을 서로 연결되면서 독립적으로 작동하는 한 쌍의 링크를 통해 원 궤적 범위 내에서 기울어지며 자유롭게 이동할 수 있도록 하여 쉽게 토치봉의 기울기를 조절할 수 있다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 다방향 회동장치와 이를 구비한 토치봉의 각도 조절기의 실시예를 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다방향 회동장치를 구비한 토치봉의 각도 조절기의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 다방향 회동장치를 구비한 토치봉의 각도 조절기의 분해 사시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 다방향 회동장치를 구비한 토치봉의 각도 조절기의 프레임 연결관계를 나타낸 사시도이다.

도 4 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 다방향 회동장치를 구비한 토치봉의 각도 조절기의 링크 작동에 따른 토치봉의 기울기를 보인 작동 개념도이며, 도 7 및 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 다방향 회동장치를 구비한 토치봉의 각도 조절기의 링크 작동에 따른 토치봉의 기울기를 보인 사용 상태도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 토치봉의 각도 조절기는 상부삽입부재(20), 하부삽입부재(30), 상부지지링(40), 하부지지링(50), 상부암(upper arm,60), 하부암(lower arm,70) 및 다방향 회동장치(100)를 포함한다.

상부삽입부재(20)는 하부삽입부재(30) 상부에 위치하고, 상부삽입부재(20)와 하부삽입부재(30)는 서로 나란하게 배열된다. 그리고, 상부삽입부재(20)와 하부삽입부재(30)는 동시에 상부에서 하부 방향으로 용접용 토치봉(10)을 삽입하여 고정한다. 이때, 상부삽입부재(20)와 하부삽입부재(30)가 토치봉(10)을 삽입 고정하는 구조는 볼팅 등 다양한 방식으로 적용 가능하다. 아울러, 상부삽입부재(20)와 하부삽입부재(30)는 다양한 형상으로 변형 가능하다.

그리고, 상부지지링(40)은 내부에 상부삽입부재(20)를 수용한다. 특히, 상부지지링(40)은 상부삽입부재(20)를 마주하는 양쪽 내측면에 각각 회동 가능하게 연결한다. 즉, 상부지지링(40)은 한 쌍의 제 1상부연결핀(82)을 사용하여 상부삽입부재(20)를 회동 가능하게 연결한다. 이때, 한 쌍의 제 1상부연결핀(82)은 일직선(L1) 상에 위치한다. 그래서, 상부삽입부재(20)는 이 일직선(L1)을 기준으로 양측으로 회동 가능하게 상부지지링(40)에 장착된다.

아울러, 하부지지링(50)은 내부에 하부삽입부재(30)를 수용한다. 특히, 하부지지링(50)은 하부삽입부재(30)를 마주하는 양쪽 내측면에 각각 회동 가능하게 연결한다. 즉, 하부지지링(50)은 한 쌍의 제 1하부연결핀(92)을 사용하여 하부삽입부 재(30)를 회동 가능하게 연결한다. 이때, 한 쌍의 제 1하부연결핀(92)은 일직선(L1) 상에 위치한다. 그래서, 하부삽입부재(30)는 이 일직선(L1)을 기준으로 양측으로 회동 가능하게 하부지지링(50)에 장착된다.

여기서, 상부삽입부재(20)가 한 쌍의 제 1상부연결핀(82)을 연결하는 일직선(L1)을 기준으로 상부지지링(40) 내부에서 회동하는 방향과 하부삽입부재(30)가 한 쌍의 제 1하부연결핀(92)을 연결하는 일직선(L1)을 기준으로 하부지지링(50) 내부에서 회동하는 방향은 동일하다.

특히, 상부지지링(40)과 하부지지링(50)은 원형 또는 다각형의 링 형상으로 형성된다.

그리고, 상부암(60)은 상부지지링(40)의 정반대되는 부위와 연결된다. 특히, 상부암(60)은 상부지지링(40)을 정반대되는 외측면에 각각 회동 가능하게 연결한다. 즉, 상부암(60)의 일측은 한 쌍의 제 2상부연결핀(84)을 사용하여 상부지지링(40)을 회동 가능하게 연결한다. 이때, 한 쌍의 제 2상부연결핀(84)은 일직선(L2) 상에 위치한다. 그래서, 상부지지링(40)은 이 일직선(L2)을 기준으로 양측으로 회동 가능하게 상부암(60)의 일측에 연결된다. 여기서, 한 쌍의 제 1상부연결핀(82)을 잇는 일직선(L1)과 한 쌍의 제 2상부연결핀(84)을 잇는 일직선(L2)은 직교한다.

이와 마찬가지로, 하부암(70)은 하부지지링(50)의 정반대되는 부위와 연결된다. 특히, 하부암(70)은 하부지지링(50)을 정반대되는 외측면에 각각 회동 가능하게 연결한다. 즉, 하부암(70)의 일측은 한 쌍의 제 2하부연결핀(94)을 사용하여 하 부지지링(50)을 회동 가능하게 연결한다. 이때, 한 쌍의 제 2하부연결핀(94)은 일직선(L2) 상에 위치한다. 그래서, 하부지지링(50)은 이 일직선(L2)을 기준으로 양측으로 회동 가능하게 하부암(70)의 일측에 연결된다. 여기서, 한 쌍의 제 1하부연결핀(92)을 잇는 일직선(L1)과 한 쌍의 제 2하부연결핀(94)을 잇는 일직선(L2)은 직교한다.

아울러, 한 쌍의 제 1상부연결핀(82)을 잇는 일직선(L1)과 한 쌍의 제 1하부연결핀(92)을 잇는 일직선(L1)은 동일 축방향을 향하고, 한 쌍의 제 2상부연결핀(84)을 잇는 일직선(L2)과 한 쌍의 제 2하부연결핀(94)을 잇는 일직선(L2)은 동일 축방향을 향한다.

특히, 한 쌍의 제 1상부연결핀(82)과 한 쌍의 제 1하부연결핀(92)은 각각 하나만 도시하나, 동일한 형상 및 동일한 방식으로 장착된다.

한편, 다방향 회동장치(100)는 상부암(60)과 하부암(70)에 독립적으로 연결되어 외부 구동시 상부암(60)과 하부암(70)을 설정된 범위 내에서 서로 동일방향을 제외한 모든 방향으로 이동시킴으로써 토치봉(10)의 기울기를 조절하는 역할을 한다. 특히, 상부암(60)과 하부암(70)은 서로 연결되어 직교되는 방향을 따라 독립적으로 움직이는 한 쌍의 4절 링크에 각각 이어짐으로써 복합적으로 움직임에 따라 토치봉(10)은 설정된 원 궤적 안에서 모든 방향으로 기울어질 수 있게 된다.

이때, 상부암(60)과 하부암(70)이 서로 동일한 방향으로 움직이지 말아야 하는 이유는 토치봉(10)을 원하는 방향으로 기울이기 위함이다.

여기서, 다방향 회동장치(100)는 하부부재(110), 하부링크축부재(120), 수직 링크부재(130), 상부세로링크축부재(140), 상부가로링크축부재(150), 가로작동부(200) 및 세로작동부(300)를 포함한다.

하부부재(110)는 하부링크축부재(120), 수직링크부재(130), 상부세로링크축부재(140), 상부가로링크축부재(150), 가로작동부(200) 및 세로작동부(300) 모두를 지지하는 역할을 하고, 서로 직교한 방향으로 독립적으로 작동하는 한 쌍의 4절 링크 구조의 공통된 하측이 된다. 하부부재(110)는 다양한 형상으로 적용 가능하나, 하부링크축부재(120), 수직링크부재(130), 상부세로링크축부재(140), 상부가로링크축부재(150), 가로작동부(200) 및 세로작동부(300)를 견고하게 지지하기 위해 판 형상으로 형성되어 바닥과 접함이 바람직하다.

아울러, 하부부재(110)는 정반대되는 양측에 하부설치홀(112)을 양측 연통되게 형성한다. 그리고, 이 하부설치홀(112)은 서로 나란하게 배열된다. 이때, 하부설치홀(112)은 'Y'축 방향으로 형성된다.

이하에서, 'Y'축 방향과 가로방향이 동일한 방향을 의미하고, 'X'축 방향과 세로방향이 동일한 방향을 의미한다.

또한, 한 쌍의 하부설치홀(112)에는 각각 회전 가능하도록 하부링크축부재(120)를 삽입한다. 이때, 하부링크축부재(120)는 'X'축 방향으로 시계방향 및 반시계방향으로 번갈아 가며 설정된 회전각도 범위 내에서 회전한다. 특히, 하부링크축부재(120)는 각각 해당되는 하부설치홀(112)에 삽입되어 축방향으로 이동되지 않고 고정되도록 핀(도시하지 않음) 등으로 위치 고정함이 바람직하다.

그리고, 각 하부링크축부재(120)의 양측에는 수직링크부재(130)가 하부링크 축부재(120)의 축방향으로 회동 가능하게 형성된다. 즉, 수직링크부재(130)는 4개 형성된다.

특히, 수직링크부재(130)는 하부힌지핀(122)으로 하부링크축부재(120)와 힌지 가능하게 결합되어 하부링크축부재(120)의 축방향으로 이동되지 않도록 구속된다. 여기서, 하부링크축부재(120)는 수직링크부재(130)의 하측에 끼움되어 하부힌지핀(122)으로 결합됨이 바람직하다. 그래서, 수직링크부재(130) 각각은 하부링크축부재(120)의 축방향인 'Y'축 방향을 따라 호 궤적 상으로 이동하게 된다. 아울러, 수직링크부재(130) 각각은 하부힌지핀(122)으로 하부링크축부재(120)와 결합되기 때문에 하부링크축부재(120)의 회전방향과 동일한 호 궤적을 따라 이동하게 된다. 이때, 수직링크부재(130) 두 쌍은 모두 동일한 방향으로 동일한 각도만큼 기울어진다.

또한, 수직링크부재(130)는 'X'축 방향으로 이웃한 수직링크부재(130)는 서로 일직선상에 위치하는 연통홀(132)을 통공한다. 그리고, 토치봉(10)은 수직링크부재(130)와 동일한 방향으로 동일한 각도만큼 기울어지도록 수직링크부재(130)는 상부암(60)과 하부암(70)에 간접적으로 연결된다.

한편, 서로 일직선상에 위치한 한 쌍씩의 연통홀(132)에는 각각 상부세로링크축부재(140)가 회전되지 않도록 삽입된다. 따라서, 상부세로링크축부재(140)는 'X'축 방향을 따라 나란하게 배열된다. 그리고, 각 연통홀(132)에 삽입된 상부세로링크축부재(140)는 결속핀(142)에 의해 수직링크부재(130)와 결속된다. 즉, 결속핀(142)은 각 수직링크부재(130)와 상부세로링크축부재(140)에 함께 삽입된다. 그 래서, 상부세로링크축부재(140)는 연통홀(132)에 삽입되어 회전되지 않게 된다. 물론, 수직링크부재(130) 각각은 결속핀(142)에 의해 상부세로링크축부재(140)와 'X'축 방향으로 회동 가능하게 결속되기 때문에 상부세로링크축부재(140)의 축방향을 따라 호 궤적을 그리면서 왕복 이동 가능하게 되며, 이 경우, 상부세로링크축부재(140)는 하부부재(110)와 평행을 유지한 채 수직링크부재(130)의 호 궤적과 동일한 곡률의 궤적을 따라 이동하게 된다.

또한, 두 쌍의 수직링크부재(130) 상측에는 한 쌍의 상부가로링크축부재(150)가 나란하게 구비된다. 즉, 상부가로링크축부재(150)는 'Y'축 방향을 따라 일직선상에 위치한 한 쌍씩의 수직링크부재(130)의 상측에 회전되지 않도록 나란하게 배열된다. 그리고, 각 상부가로링크축부재(150)는 상부힌지핀(152)에 의해 수직링크부재(130)의 상측과 결속된다. 즉, 상부힌지핀(152)은 각 수직링크부재(130) 상측과 상부가로링크축부재(150)에 함께 삽입된다. 그래서, 상부가로링크축부재(150)는 회전되지 않도록 수직링크부재(130)에 결속된다. 이때, 상부가로링크축부재(150)는 각 수직링크부재(130) 상측에 안착되고 상부힌지핀(152)으로 결속됨이 바람직하다. 물론, 수직링크부재(130) 각각은 상부힌지핀(152)에 의해 상부가로링크축부재(150)와 'Y'축 방향으로 회동 가능하게 결속되기 때문에 상부가로링크축부재(150)의 축 방향을 따라 호 궤적을 그리면서 왕복 이동 가능하게 되며, 이 경우, 상부가로링크축부재(150)는 하부부재(110)와 평행을 유지한 채 수직링크부재(130)의 호 궤적과 동일한 곡률의 궤적을 따라 이동하게 된다.

그리고, 한 쌍의 상부세로링크축부재(140) 사이에는 가로작동부(200)가 구비 되는데, 가로작동부(200)는 수직링크부재(130)를 'Y'축 방향을 따라 호 궤적을 그리며 왕복 이동 가능하도록 작동하는 역할을 한다.

아울러, 한 쌍의 상부가로링크축부재(150) 사이에는 세로작동부(300)가 구비되는데, 세로작동부(300)는 수직링크부재(130)를 'X'축 방향을 따라 호 궤적을 그리며 왕복 이동 가능하도록 작동하는 역할을 한다.

따라서, 두 쌍의 수직링크부재(130)는 가로작동부(200)에 의해 'Y'축 방향으로 호 궤적을 따라 링크 작동하면서 세로작동부(300)에 의해 'X'축 방향으로 호 궤적을 따라 링크 작동함으로써 서로 연결되어 독립적으로 링크 작동하면서 토치봉(10)을 복합적으로 기울이는 한 쌍의 4절 링크 구조가 완성된다.

특히, 가로작동부(200)는 미들메인축부재(210), 제 1미들서브축부재(220), 제 2미들서브축부재(230), 미들부재(240) 및 가로전동부(250)를 포함한다.

미들메인축부재(210)는 상부세로링크축부재(140)와 나란하도록 한 쌍의 상부세로링크축부재(140) 사이에 형성되고, 제 1미들서브축부재(220)는 미들메인축부재(210)와 나란하도록 미들메인축부재(210)를 기준으로 일측 방향에 위치한 상부세로링크축부재(140)와 미들메인축부재(210) 사이에 형성되며, 제 2미들서브축부재(230)는 미들메인축부재(210)와 나란하도록 미들메인축부재(210)를 기준으로 타측 방향에 위치한 상부세로링크축부재(140)와 미들메인축부재(210) 사이에 형성된다. 즉, 상부세로링크축부재(140), 제 1미들서브축부재(220), 미들메인축부재(210), 제 2미들서브축부재(230) 및 상부세로링크축부재(140)는 'X'축과 'Y'축이 교차하는 지점에서 '-Y'축 방향으로 순서대로 배열된다.

그리고, 상부세로링크축부재(140), 제 1미들서브축부재(220), 미들메인축부재(210), 제 2미들서브축부재(230) 및 상부세로링크축부재(140)는 미들부재(240)에 축 삽입된다. 즉, 미들부재(240)는 'X'축 방향으로 4개의 미들설치홀(242)을 동일 중심축을 따라 나란하게 연통한다. 그래서, 상부세로링크축부재(140), 제 1미들서브축부재(220), 미들메인축부재(210), 제 2미들서브축부재(230) 및 상부세로링크축부재(140)는 각각 미들설치홀(242)에 회전 가능하게 삽입된다. 따라서, 상부세로링크축부재(140), 제 1미들서브축부재(220), 미들메인축부재(210), 제 2미들서브축부재(230) 및 상부세로링크축부재(140)는 동일 중심 축 상에 위치한다.

이 미들부재(240)는 수직링크부재(130)가 기울어질 경우 상부세로링크축부재(140), 제 1미들서브축부재(220), 미들메인축부재(210), 제 2미들서브축부재(230) 및 상부세로링크축부재(140) 전체를 하부부재(110)와 평행을 유지한 채 수직링크부재(130)의 호 궤적과 동일한 곡률의 호 궤적을 따라 이동하도록 하는 역할을 한다.

특히, 미들부재(240)는 상측면 또는 하측면에 하부암(70)의 타측을 연결한다. 하부암(70)은 미들부재(240)에 볼팅 등 다양한 방식에 의해 결합된다. 그래서, 하부암(70)은 미들부재(240)의 동일 궤적을 따라 이동한다. 따라서, 토치봉(10)의 기울기는 미들부재(240)의 위치 이동과 관계가 있다.

한편, 미들메인축부재(210)는 가로전동부(250)를 연결한다. 이 가로전동부(250)는 미들메인축부재(210)에 회전력을 전달하고, 이 회전력은 제 1미들서브축부재(220)와 제 2미들서브축부재(230)에 직접적으로 전달하게 되고, 결과적으로 수 직링크부재(130) 전체가 'Y'축 방향으로 기울어지게 되면서 미들부재(240)가 호 궤적을 따라 왕복 이동하게 된다.

또한, 세로작동부(300)는 상부메인축부재(310), 제 1상부서브축부재(320), 제 2상부서브축부재(330), 상부부재(340) 및 세로전동부(350)를 포함한다.

상부메인축부재(310)는 상부가로링크축부재(150)와 나란하도록 한 쌍의 상부가로링크축부재(150) 사이에 형성되고, 제 1상부서브축부재(320)는 상부메인축부재(310)와 나란하도록 상부메인축부재(310)를 기준으로 일측 방향에 위치한 상부가로링크축부재(150)와 상부메인축부재(310) 사이에 형성되며, 제 2상부서브축부재(330)는 상부메인축부재(310)와 나란하도록 상부메인축부재(310)를 기준으로 타측 방향에 위치한 상부가로링크축부재(150)와 상부메인축부재(310) 사이에 형성된다. 즉, 상부가로링크축부재(150), 제 1상부서브축부재(320), 상부메인축부재(310), 제 2상부서브축부재(330) 및 상부가로링크축부재(150)는 'X'축과 'Y'축이 교차하는 지점에서 '-X'축 방향으로 순서대로 배열된다.

그리고, 상부가로링크축부재(150), 제 1상부서브축부재(320), 상부메인축부재(310), 제 2상부서브축부재(330) 및 상부가로링크축부재(150)는 상부부재(340)에 축 삽입된다. 즉, 상부부재(340)는 'Y'축 방향으로 4개의 상부설치홀(342)을 동일 중심축을 따라 나란하게 연통한다. 그래서, 상부가로링크축부재(150), 제 1상부서브축부재(320), 상부메인축부재(310), 제 2상부서브축부재(330) 및 상부가로링크축부재(150)는 각각 상부설치홀(342)에 회전 가능하게 삽입된다. 따라서, 상부가로링크축부재(150), 제 1상부서브축부재(320), 상부메인축부재(310), 제 2상부서브축부 재(330) 및 상부가로링크축부재(150)는 동일 중심 축 상에 위치한다.

이 상부부재(340)는 수직링크부재(130)가 기울어질 경우 상부가로링크축부재(150), 제 1상부서브축부재(320), 상부메인축부재(310), 제 2상부서브축부재(330) 및 상부가로링크축부재(150) 전체를 하부부재(110)와 평행을 유지한 채 수직링크부재(130)의 호 궤적과 동일한 곡률의 호 궤적을 따라 이동하도록 하는 역할을 한다.

특히, 상부부재(340)는 상측면에 커버부재(360)를 면접촉하도록 형성한다. 이 커버부재(360)는 후술할 제 2모터(351)를 고정 장착하는 역할을 함과 아울러 세로구동부재(352)를 보호하는 역할을 한다. 그리고, 커버부재(360)는 상부부재(340)에 볼팅 등의 방식에 의해 견고하게 결합된다. 또한, 커버부재(360)는 상부암(60)의 타측을 연결한다. 상부암(60)은 커버부재(360)에 볼팅 등 다양한 방식에 의해 결합된다. 그래서, 상부암(60)은 커버부재(360)의 동일 궤적을 따라 이동한다. 특히, 상부암(60)은 상부부재(340)에 직접적으로 결합될 수도 있다. 따라서, 토치봉(10)의 기울기는 상부부재(340)의 위치 이동과 관계가 있다.

한편, 상부메인축부재(310)는 세로전동부(350)를 연결한다. 이 세로전동부(350)는 상부메인축부재(310)에 회전력을 전달하고, 이 회전력은 제 1상부서브축부재(320)와 제 2상부서브축부재(330)에 직접적으로 전달하게 되고, 결과적으로 수직링크부재(130) 전체가 'X'축 방향으로 기울어지게 되면서 상부부재(340)가 호 궤적을 따라 왕복 이동하게 된다.

도 3에는 상부암(60)이 상부부재(340)에 연결됨과 하부암(70)이 미들부 재(240)에 연결됨을 도시한다. 미설명된 도면부호는 상술한 것으로 대체한다.

특히, 가로전동부(250)는 제 1모터(251), 가로구동부재(252), 가로전동부재(253), 가로피동부재(254), 제 1가로종동부재(255), 제 2가로종동부재(256) 및 가로고정부재(257)를 포함한다.

제 1모터(251)는 공급되는 외부 전원에 의해 가로구동부재(252)를 일방향과 타방향으로 번갈아 가며 회전하도록 작동한다. 이때, 제 1모터(251)는 스텝모터로 함이 바람직하다. 그리고, 가로구동부재(252)는 제 1모터(251)에 직접적으로 연결된다. 특히, 제 1모터(251)는 볼팅 등의 방식에 의해 미들부재(240)에 고정 장착됨이 바람직하다.

또한, 가로전동부재(253)는 미들메인축부재(210)에 고정 형성되어 가로구동부재(252)와 결합된다. 그래서, 가로전동부재(253)와 가로구동부재(252)는 서로 다른 방향으로 회전된다. 물론, 미들메인축부재(210)는 가로전동부재(253)와 동일한 방향 및 동일한 회전속도로 회전된다.

그리고, 가로피동부재(254)는 미들메인축부재(210)의 축방향에 대해 양측 중 적어도 어느 일측에 고정 형성되어 가로전동부재(253)와 동일한 방향으로 회전된다.

제 1가로종동부재(255)는 가로피동부재(254)에 대응되도록 제 1미들서브축부재(220)에 형성되어 가로피동부재(254)와 결합된다. 그래서, 제 1가로종동부재(255)는 가로피동부재(254)와 반대방향으로 회전한다.

제 2가로종동부재(256)는 가로피동부재(254)에 대응되도록 제 2미들서브축부 재(230)에 형성되어 가로피동부재(254)와 결합된다. 그래서, 제 2가로종동부재(256)는 가로피동부재(254)와 반대방향으로 회전한다.

한편, 가로고정부재(257)는 각각 제 1가로종동부재(255)와 제 2가로종동부재(256)에 대응되도록 한 쌍의 상부세로링크축부재(140)에 형성된다. 그래서, 어느 하나의 가로고정부재(257)는 제 1가로종동부재(255)와 결합되고, 다른 하나의 가로고정부재(257)는 제 2가로종동부재(256)와 결합된다.

이때, 한 쌍의 상부세로링크축부재(140)는 수직링크부재(130)의 연통홀(132)에 삽입되어 회전되지 않도록 구속되기 때문에 제 1가로종동부재(255)와 제 2가로종동부재(256)의 회전력에 의해 각 대응되는 가로고정부재(257)는 호 궤적을 따라 이동하게 되고, 이로 인해, 상부세로링크축부재(140)와 수직링크부재(130)가 호 궤적을 따라 'Y'축 방향으로 이동하게 된다.

여기서, 가로구동부재(252), 가로전동부재(253), 가로피동부재(254), 제 1가로종동부재(255), 제 2가로종동부재(256) 및 가로고정부재(257)는 다양한 기계요소로 적용 가능하나 기어로 함이 바람직하다.

이와 마찬가지로, 세로전동부(350)는 제 2모터(351), 세로구동부재(352), 세로전동부재(353), 세로피동부재(354), 제 1세로종동부재(355), 제 2세로종동부재(356) 및 세로고정부재(357)를 포함한다.

제 2모터(351)는 공급되는 외부 전원에 의해 세로구동부재(352)를 일방향과 타방향으로 번갈아 가며 회전하도록 작동한다. 이때, 제 2모터(351)는 스텝모터로 함이 바람직하다. 그리고, 세로구동부재(352)는 제 2모터(351)에 직접적으로 연결 된다. 특히, 제 2모터(351)는 볼팅 등의 방식에 의해 커버부재(360)에 고정 장착됨이 바람직하다.

또한, 세로전동부재(353)는 상부메인축부재(310)에 고정 형성되어 세로구동부재(352)와 결합된다. 그래서, 세로전동부재(353)와 세로구동부재(352)는 서로 다른 방향으로 회전된다. 물론, 상부메인축부재(310)는 세로전동부재(353)와 동일한 방향 및 동일한 회전속도로 회전된다.

그리고, 세로피동부재(354)는 상부메인축부재(310)의 축방향에 대해 양측 중 적어도 어느 일측에 고정 형성되어 세로전동부재(353)와 동일한 방향으로 회전된다.

제 1세로종동부재(355)는 세로피동부재(354)에 대응되도록 제 1상부서브축부재(320)에 형성되어 세로피동부재(354)와 결합된다. 그래서, 제 1세로종동부재(355)는 세로피동부재(354)와 반대방향으로 회전한다.

제 2세로종동부재(356)는 세로피동부재(354)에 대응되도록 제 2상부서브축부재(330)에 형성되어 세로피동부재(354)와 결합된다. 그래서, 제 2세로종동부재(356)는 세로피동부재(354)와 반대방향으로 회전한다.

한편, 세로고정부재(357)는 각각 제 1세로종동부재(355)와 제 2세로종동부재(356)에 대응되도록 한 쌍의 상부가로링크축부재(150)에 형성된다. 그래서, 어느 하나의 세로고정부재(357)는 제 1세로종동부재(355)와 결합되고, 다른 하나의 세로고정부재(357)는 제 2세로종동부재(356)와 결합된다.

이때, 한 쌍의 상부가로링크축부재(150)는 수직링크부재(130)의 상측에 회전 되지 않도록 구속되기 때문에 제 1세로종동부재(355)와 제 2세로종동부재(356)의 회전력에 의해 각 대응되는 세로고정부재(357)는 호 궤적을 따라 이동하게 되고, 이로 인해, 상부가로링크축부재(150)와 수직링크부재(130)가 호 궤적을 따라 'X'축 방향으로 이동하게 된다.

여기서, 세로구동부재(352), 세로전동부재(353), 세로피동부재(354), 제 1세로종동부재(355), 제 2세로종동부재(356) 및 세로고정부재(357)는 다양한 기계요소로 적용 가능하나 기어로 함이 바람직하다.

일례로써, 도 4 내지 도 6은 세로작동부(300)의 작동 개념도를 도시한다. 특히, 도 4 내지 도 6은 도 1과 일치하지 않으나 작동 개념을 쉽게 이해할 수 있도록 개략적으로 도시한다.

즉, 도 4에서처럼, 초기 상태에서는 수직링크부재(130)는 하부부재(110)에 대해 수직한 상태를 유지하고, 상부부재(340)는 수직링크부재(130) 사이에 형성된다. 결과적으로, 초기 상태에서는 정사각 형상의 4절 링크를 구현한다. 이때, 토치봉(10)은 수직된 상태이다. 아울러, 세로고정부재(357), 제 2세로종동부재(356), 세로피동부재(354), 제 1세로종동부재(355) 및 세로고정부재(357)는 정지한 상태이고, 동시에 상부부재(340)에 회전 가능하게 장착된다. 그리고, 상부부재(340)에는 간접적으로 상부암(60)이 연결되고, 수직링크부재(130)의 길이방향에 대해 중앙부위에는 간접적으로 하부암(70)이 연결된다. 토치봉(10)은 상부암(60)과 하부암(70)에 동시에 연결된다.

또한, 도 5에서처럼, 세로피동부재(354)가 제 2모터(도시하지 않음)의 구동 력을 전달받아 반시계방향으로 회전하면, 제 1세로종동부재(355) 및 제 2세로종동부재(356)는 시계방향으로 회전한다. 이때, 제 1세로종동부재(355)와 제 2세로종동부재(356) 각각에 기어 결합된 세로고정부재(357)는 회전되지 않기 때문에 수직링크부재(130)는 제 2모터(351)의 작동에 의해 정해지는 각도(θ)만큼 호 궤적을 따라 일측으로 이동하게 되면서, 이 수직링크부재(130)에 연결된 동일한 각도(θ)만큼 호 궤적을 따라 이동하게 된다. 이때, 상부부재(340)는 하부부재(110)와 수평한 상태를 유지하게 된다. 물론, 상부암(60)은 상부부재(340)의 이동에 의해 동일 궤적만큼 이동하게 되고, 이에 따라, 토치봉(10)은 동일한 각도(θ)만큼 기울어진다. 특히, 상부부재(340)가 일측으로 이동시 미들부재(도시하지 않음) 및 하부암(70)도 동일 각도(θ)만큼 호 궤적을 따라 이동한다.

그리고, 도 6에서처럼, 세로피동부재(354)가 제 2모터(도시하지 않음)의 구동력을 전달받아 시계방향으로 회전하면, 제 1세로종동부재(355) 및 제 2세로종동부재(356)는 반시계방향으로 회전한다. 이때, 제 1세로종동부재(355)와 제 2세로종동부재(356) 각각에 기어 결합된 세로고정부재(357)는 회전되지 않기 때문에 수직링크부재(130)는 타측으로 제 2모터(351)의 작동에 의해 정해지는 각도(α)만큼 호 궤적을 따라 이동하게 되면서, 이 수직링크부재(130)에 연결된 동일한 각도(α)만큼 호 궤적을 따라 이동하게 된다. 이때, 상부부재(340)는 하부부재(110)와 수평한 상태를 유지하게 된다. 물론, 상부암(60)은 상부부재(340)의 이동에 의해 동일 궤적만큼 이동하게 되고, 이에 따라, 토치봉(10)은 동일한 각도(α)만큼 기울어진다. 특히, 상부부재(340)가 타측으로 이동시 미들부재(도시하지 않음) 및 하부암(70)도 동일 각도(α)만큼 호 궤적을 따라 이동한다.

도시하지는 않았지만, 가로작동부(200)의 작동상태는 세로작동부(300)의 작동상태와 동일하다.

한편, 도 7은 도 4 내지 도 6의 개념도에 의해 세로작동부(300)가 작동함에 따라 토치봉(10)이 각도 조절되는 상태를 구체적으로 도시한 도면이다.

즉, 제 2모터(351)가 작동함에 따라, 세로피동부재(354)가 반시계방향으로 회전하고, 이로 인해, 제 1세로종동부재(355)와 제 2세로종동부재(356)는 시계방향으로 회전한다.

그리고, 세로고정부재(357)가 고정됨에 따라 수직링크부재(130)와 상부부재(340)는 '-X'축 방향을 따라 호 궤적을 그리며 이동하게 된다. 이로 인해, 토치봉(10)은 '+X'축 방향으로 기울어지게 된다. 이때, 미들부재(240)는 상부부재(340)와 함께 동일방향으로 이동한다.

미설명된 도면부호는 상술한 것으로 대체한다.

그리고, 도 8은 가로작동부(200)가 작동함에 따라 토치봉(10)이 각도 조절되는 상태를 구체적으로 도시한 도면이다.

즉, 제 1모터(251)가 작동함에 따라, 가로피동부재(254)가 시계방향으로 회전하고, 이로 인해, 제 1가로종동부재(255)와 제 2가로종동부재(256)는 반시계방향으로 회전한다.

그리고, 가로고정부재(257)가 고정됨에 따라 수직링크부재(130)와 미들부재(240)는 '-Y'축 방향을 따라 호 궤적을 그리며 이동하게 된다. 이로 인해, 토치 봉(10)은 '+Y'축 방향으로 기울어지게 된다. 이때, 상부부재(340)는 미들부재(240)와 함께 동일방향으로 이동한다.

미설명된 도면부호는 상술한 것으로 대체한다.

이와 같이, 가로작동부(200)와 세로작동부(300)가 함께 작동하면, 상부암(60)과 하부암(70)은 서로 다른 방향으로 이동함으로써 토치봉(10)은 다방향으로 기울어질 수 있게 된다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다방향 회동장치를 구비한 토치봉의 각도 조절기의 사시도이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 다방향 회동장치를 구비한 토치봉의 각도 조절기의 분해 사시도이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 다방향 회동장치를 구비한 토치봉의 각도 조절기의 프레임 연결관계를 나타낸 사시도이다.

도 4 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 다방향 회동장치를 구비한 토치봉의 각도 조절기의 링크 작동에 따른 토치봉의 기울기를 보인 작동 개념도이다.

도 7 및 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 다방향 회동장치를 구비한 토치봉의 각도 조절기의 링크 작동에 따른 토치봉의 기울기를 보인 사용 상태도이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

10: 토치봉 60: 상부암

70: 하부암 100: 다방향 회동장치

110: 하부부재 120: 하부링크축부재

130: 수직링크부재 140: 상부세로링크축부재

150: 상부가로링크축부재 200: 가로작동부

210: 미들메인축부재 220,230: 제 1,2미들서브축부재

240: 미들부재 250: 가로전동부

300: 세로작동부 310: 상부메인축부재

320,330: 제 1,2상부서브축부재

340: 상부부재 350: 세로전동부

Claims (9)

1. 정반대되는 양측에 하부설치홀을 서로 나란하게 형성한 하부부재;

   상기 하부설치홀 각각에 회전 가능하게 삽입되는 한 쌍의 하부링크축부재;

   상기 하부링크축부재와 하부힌지핀으로 결합되어 상기 하부링크축부재의 축방향을 따라 호 궤적 상으로 이동 가능함과 더불어 상기 하부링크축부재의 회전방향과 동일한 호 궤적을 따라 이동 가능하고, 연통홀을 상기 하부링크축부재에 수직한 방향으로 서로 일직선 위치에 형성한 두 쌍의 수직링크부재;

   상기 하부링크축부재와 수직하도록 서로 일직선 위치에 형성된 상기 연통홀에 삽입되고, 고정된 한 쌍의 상부세로링크축부재;

   상기 하부링크축부재에 동일 축 방향이 되도록 인접한 한 쌍의 상기 수직링크부재 상측에 회동 가능하도록 상부힌지핀으로 결합된 상부가로링크축부재;

   상기 상부세로링크축부재 사이에 형성되어 외부 조작시 상기 수직링크부재 전체를 동일하게 상기 하부링크축부재의 축방향으로 호 궤적을 따라 이동 유도하는 가로작동부; 및

   상기 상부가로링크축부재 사이에 형성되어 외부 조작시 상기 하부링크축부재와 함께 상기 수직링크부재 전체를 동일하게 상기 하부링크축부재의 회전 가능 방향으로 호 궤적을 따라 이동 유도하는 세로작동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 다방향 회동장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 가로작동부는,

   상기 상부세로링크축부재와 나란하도록 상기 상부세로링크축부재 사이에 형성되는 미들메인축부재;

   상기 미들메인축부재와 나란하도록 상기 미들메인축부재를 기준으로 일측 방향에 위치한 상기 상부세로링크축부재와 상기 미들메인축부재 사이에 형성되는 제 1미들서브축부재;

   상기 미들메인축부재와 나란하도록 상기 미들메인축부재를 기준으로 타측 방향에 위치한 상기 상부세로링크축부재와 상기 미들메인축부재 사이에 형성되는 제 2미들서브축부재;

   미들설치홀을 통공하여 상기 상부세로링크축부재 한 쌍과 상기 미들메인축부재와 상기 제 1,2미들서브축부재를 동일 중심축 상에 배열되도록 축방향으로 삽입함으로써 상기 수직링크부재의 경사시에 상기 하부부재와 수평을 유지하면서 이동하는 미들부재; 및

   상기 미들메인축부재에 직접적으로 전달되는 회전력을 통해 상기 수직링크부재에 구속된 상기 상부세로링크축부재를 상기 미들부재와 함께 상기 하부링크축부재의 축방향과 수직되게 호 궤적을 이루며 왕복 이동시키기 위한 가로전동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 다방향 회동장치.
3. 제 2항에 있어서, 상기 가로전동부는,

   제 1모터에 일방향과 타방향으로 번갈아 가며 회전되도록 연결된 가로구동부재;

   상기 미들메인축부재에 고정 형성되고, 상기 가로구동부재와 결합되어 상기 가로구동부재의 회전력을 상기 미들메인축부재에 전달하는 가로전동부재;

   상기 미들메인축부재의 축방향에 대해 적어도 일측에 고정 형성되어 상기 가로전동부재와 동일 방향으로 회전되는 가로피동부재;

   상기 제 1미들서브축부재에 고정 형성되어 상기 가로피동부재와 결합됨으로써 상기 가로피동부재와 반대방향으로 회전되는 제 1가로종동부재;

   상기 제 2미들서브축부재에 고정 형성되어 상기 가로피동부재와 결합됨으로써 상기 가로피동부재와 반대방향으로 회전되는 제 2가로종동부재; 및

   상기 제 1가로종동부재와 상기 제 2가로종동부재 각각과 결합되도록 상기 연통홀 내부에서 구속된 상기 상부세로링크축부재 한 쌍에 각각 고정 형성되어 상기 가로전동부재의 회전방향으로 호 궤적을 따라 상기 미들부재와 상기 수직링크부재를 이동 유도하는 가로고정부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 다방향 회동장치.
4. 제 1항 내지 제 3항 중 적어도 어느 한 항에 있어서, 상기 세로작동부는,

   상기 상부가로링크축부재와 나란하도록 상기 상부가로링크축부재 사이에 형성되는 상부메인축부재;

   상기 상부메인축부재와 나란하도록 상기 상부메인축부재를 기준으로 일측 방향에 위치한 상기 상부가로링크축부재와 상기 상부메인축부재 사이에 형성되는 제 1상부서브축부재;

   상기 상부메인축부재와 나란하도록 상기 상부메인축부재를 기준으로 타측 방향에 위치한 상기 상부가로링크축부재와 상기 상부메인축부재 사이에 형성되는 제 2상부서브축부재;

   상부설치홀을 통공하여 상기 상부가로링크축부재 한 쌍과 상기 상부메인축부재와 상기 제 1,2상부서브축부재를 동일 중심축 상에 배열되도록 축방향으로 삽입함으로써 상기 수직링크부재의 경사시에 상기 하부부재와 수평을 유지하면서 이동하는 상부부재; 및

   상기 상부메인축부재에 직접적으로 전달되는 회전력을 통해 상기 수직링크부재에 힌지 가능하게 연결된 상기 상부가로링크축부재를 상기 상부부재와 함께 상기 하부링크축부재의 축방향을 따라 호 궤적을 이루며 왕복 이동시키기 위한 세로전동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 다방향 회동장치.
5. 제 4항에 있어서, 상기 세로전동부는,

   제 2모터에 일방향과 타방향으로 번갈아 가며 회전되도록 연결된 세로구동부재;

   상기 상부메인축부재에 고정 형성되고, 상기 세로구동부재와 결합되어 상기 가로구동부재의 회전력을 상기 상부메인축부재에 전달하는 세로전동부재;

   상기 상부메인축부재의 축방향에 대해 적어도 일측에 고정 형성되어 상기 세로전동부재와 동일 방향으로 회전되는 세로피동부재;

   상기 제 1상부서브축부재에 고정 형성되어 상기 세로피동부재와 결합됨으로써 상기 세로피동부재와 반대방향으로 회전되는 제 1세로종동부재;

   상기 제 2상부서브축부재에 고정 형성되어 상기 세로피동부재와 결합됨으로써 상기 세로피동부재와 반대방향으로 회전되는 제 2세로종동부재; 및

   상기 제 1세로종동부재와 상기 제 2세로종동부재 각각과 결합되도록 상기 수직링크부재 각각에 힌지 연결된 상기 상부가로링크축부재 한 쌍에 각각 고정 형성되어 상기 세로전동부재의 회전방향으로 호 궤적을 따라 상기 상부부재와 상기 수직링크부재를 이동 유도하는 세로고정부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 다방향 회동장치.
6. 용접용 토치봉을 동시에 삽입 고정하고, 상·하 나란하게 구비된 상부삽입부재와 하부삽입부재;

   상기 상부삽입부재를 마주하는 일직선상에 위치한 내측면에 각각 연결하여 상기 상부삽입부재를 회동 가능하게 형성한 상부지지링;

   상기 상부삽입부재의 회동방향과 동일한 방향으로 회동 가능하도록 상기 하부삽입부재를 마주하는 내측면에 각각 연결한 하부지지링;

   상기 상부지지링을 상기 상부삽입부재의 회동방향과 수직된 방향으로 회동 가능하도록 연결한 상부암;

   상기 하부지지링을 상기 하부삽입부재의 회동방향과 수직된 방향으로 회동 가능하도록 연결한 하부암; 및

   상기 상부암과 상기 하부암에 독립적으로 연결되어 외부 구동시 상기 상부암과 상기 하부암을 설정된 범위 내에서 서로 동일방향을 제외한 모든 방향으로 이동시킴으로써 상기 토치봉의 기울기를 조절하는 다방향 회동장치를 포함하고,

   상기 다방향 회동장치는, 정반대되는 양측에 하부설치홀을 서로 나란하게 형성한 하부부재;

   상기 하부설치홀 각각에 회전 가능하게 삽입되는 한 쌍의 하부링크축부재;

   상기 하부링크축부재와 하부힌지핀으로 결합되어 상기 하부링크축부재의 축방향을 따라 호 궤적 상으로 이동 가능함과 더불어 상기 하부링크축부재의 회전방향과 동일한 호 궤적을 따라 이동 가능하고, 연통홀을 상기 하부링크축부재에 수직한 방향으로 서로 일직선 위치에 형성하며, 상기 상부암과 상기 하부암에 간접적으로 연결되어 상기 토치봉과 동일하게 기울어지는 두 쌍의 수직링크부재;

   상기 하부링크축부재와 수직하도록 서로 일직선 위치에 형성된 상기 연통홀에 삽입되고, 고정된 한 쌍의 상부세로링크축부재;

   상기 하부링크축부재에 동일 축 방향이 되도록 인접한 한 쌍의 상기 수직링크부재 상측에 회동 가능하도록 상부힌지핀으로 결합된 상부가로링크축부재; 및

   상기 상부세로링크축부재 사이에 형성되어 외부 조작시 상기 하부링크축부재와 상기 하부암과 상기 수직링크부재 전체를 동일하게 상기 하부링크축부재의 축방향으로 호 궤적을 따라 이동 유도하는 가로작동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 토치봉의 각도 조절기.
7. 제 6항에 있어서,

   상기 다방향 회동장치는, 상기 상부가로링크축부재 사이에 형성되어 외부 조작시 상기 하부링크축부재와 상기 상부암과 상기 수직링크부재 전체를 동일하게 상기 하부링크축부재의 회전 가능 방향으로 호 궤적을 따라 이동 유도하는 세로작동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 토치봉의 각도 조절기.
8. 제 6항에 있어서, 상기 가로작동부는,

   상기 상부세로링크축부재와 나란하도록 상기 상부세로링크축부재 사이에 형성되는 미들메인축부재;

   상기 미들메인축부재와 나란하도록 상기 미들메인축부재를 기준으로 일측 방향에 위치한 상기 상부세로링크축부재와 상기 미들메인축부재 사이에 형성되는 제 1미들서브축부재;

   상기 미들메인축부재와 나란하도록 상기 미들메인축부재를 기준으로 타측 방향에 위치한 상기 상부세로링크축부재와 상기 미들메인축부재 사이에 형성되는 제 2미들서브축부재;

   미들설치홀을 통공하여 상기 상부세로링크축부재 한 쌍과 상기 미들메인축부재와 상기 제 1,2미들서브축부재를 동일 중심축 상에 배열되도록 축방향으로 삽입함으로써 상기 수직링크부재의 경사시에 상기 하부부재와 수평을 유지하면서 이동하고, 상기 하부암을 연결하여 상기 토치봉의 기울기를 직접적으로 조절하는 미들부재; 및

   상기 미들메인축부재에 직접적으로 전달되는 회전력을 통해 상기 수직링크부재에 구속된 상기 상부세로링크축부재를 상기 미들부재와 함께 상기 하부링크축부재의 축방향과 수직되게 호 궤적을 이루며 왕복 이동시키기 위한 가로전동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 토치봉의 각도 조절기.
9. 제 7항에 있어서, 상기 세로작동부는,

   상기 상부가로링크축부재와 나란하도록 상기 상부가로링크축부재 사이에 형성되는 상부메인축부재;

   상기 상부메인축부재와 나란하도록 상기 상부메인축부재를 기준으로 일측 방향에 위치한 상기 상부가로링크축부재와 상기 상부메인축부재 사이에 형성되는 제 1상부서브축부재;

   상기 상부메인축부재와 나란하도록 상기 상부메인축부재를 기준으로 타측 방향에 위치한 상기 상부가로링크축부재와 상기 상부메인축부재 사이에 형성되는 제 2상부서브축부재;

   상부설치홀을 통공하여 상기 상부가로링크축부재 한 쌍과 상기 상부메인축부재와 상기 제 1,2상부서브축부재를 동일 중심축 상에 배열되도록 축방향으로 삽입함으로써 상기 수직링크부재의 경사시에 상기 하부부재와 수평을 유지하면서 이동하고, 상기 상부암을 연결하여 상기 토치봉의 기울기를 직접적으로 조절하는 상부부재;

   상기 상부메인축부재에 직접적으로 전달되는 회전력을 통해 상기 수직링크부재에 힌지 가능하게 연결된 상기 상부가로링크축부재를 상기 상부부재와 함께 상기 하부링크축부재의 축방향을 따라 호 궤적을 이루며 왕복 이동시키기 위한 세로전동부; 및

   상기 상부부재 상부에 면접되고 상기 상부암과 연결됨으로써 상기 상부부재와 상기 상부암의 이동방향에 따라 상기 토치봉의 기울기를 조절하는 커버부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 토치봉의 각도 조절기.

Images