KR101110876B1 - 산업용 로봇 - Google Patents

Abstract

본 발명은 최소한의 구동원에 의해 다양한 높낮이별 협소 공간 내에서의 작업이 가능함과 더불어 동작이 안정적이면서도 원활히 이루어질 수 있도록 한 새로운 형태의 산업용 로봇에 관한 것이다.

이를 위해, 본 발명은 지면이나 벽면 혹은, 여타의 장치에 설치되는 베이스; 상기 베이스의 상면에 수직 방향으로의 회전이 가능하게 설치된 수직암; 상기 수직암에 결합되는 모터축을 가지면서 상기 수직암이 회전하도록 구동력을 제공하는 제1구동부; 상기 수직암의 상단에 힌지축에 의해 회전 가능하게 설치되는 회전암; 상기 수직암과 상기 회전암을 연동시키면서 상기 회전암이 상기 수직암과는 반대 방향을 향해 상기 수직암의 회전 각도만큼 회전되도록 하는 연동부; 상기 회전암을 관통하면서 수평 이동 가능하게 설치되는 수평암; 그리고, 상기 수평암을 수평 이동시키도록 구동력을 제공하는 제2구동부:를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 산업용 로봇이 제공된다.

산업용 로봇, 승강, 회전, 신장, 연동

Description

산업용 로봇{industrial robot}

본 발명은 산업용 로봇에 관한 것으로써, 더욱 구체적으로는 최소한의 구동원에 의해 다양한 높낮이별 협소 공간 내에서의 작업이 가능함과 더불어 동작이 안정적이면서도 원활히 이루어질 수 있도록 한 새로운 형태의 산업용 로봇에 관한 것이다.

일반적으로 산업용 로봇이라 함은 작업자에 의한 작업이 곤란한 부위 혹은, 대량 생산을 위해 자동화 작업을 수행하는 장치를 의미한다.

상기한 산업용 로봇은 복수의 로봇암을 가지면서 상기 각 로봇암의 선택적인 조작 제어를 통해 각종 작업을 수행한다.

한편, 산업용 로봇은 복수의 로봇암이 서로 연동되면서 작업을 수행하여야만 원활하면서도 빠른 작업의 진행이 이루어질 수 있는데, 종래의 일반적인 산업용 로봇은 각 로봇암이 각각의 개별 제어에 의해 동작됨에 따라 전체적인 동작이 부드럽게 이루어지는 것이 아니라 각 부분별 동작을 수행하였기 때문에 빠른 작업의 진행이 이루어지지 못하였던 문제점이 있다.

물론, 종래에는 국내 등록특허공보 제10-0592957호, 국내 공개특허공보 제 10-2004-015536호 등과 같이 단일의 구동원에 의해 복수의 로봇암들이 서로 연동되도록 하는 기술은 이미 널리 알려져 있다.

그러나, 전술한 종래의 기술들은 각 로봇암들이 모두 수평 이동에 대한 연동만을 수행하도록 구성된 것일 뿐 수직 방향으로의 회전에 대한 연동은 이루어지지 못하여 서로 다른 높이에의 작업물 반송을 위한 작업에는 적용되지 못하였다.

즉, 종래 기술에 따른 산업용 로봇은 높이 방향을 따라 복수의 작업 부위가 배치된 곳에 적용될 경우 많은 구동원이 존재하여야 하고, 이로 인해 제어상의 복잡함 및 불량 발생율이 증가될 수밖에 없다는 문제점을 가지는 것이다.

특히, 작업 부위가 협소하면서 깊은 요입 부위일 경우에는 해당 산업용 로봇의 구조가 더욱 복잡할 뿐 아니라 정밀한 작업물의 반송을 수행하지 못하고, 작업 시간 역시 오래 걸릴 수밖에 없다는 문제점을 가진다.

또한, 상하 방향으로 신축 이동되는 로봇암이 적용되는 산업용 로봇의 경우에는 모든 로봇암들이 서로 별도의 구동원에 의해 구동되도록 구성됨으로써 전체적인 구조가 복잡해 질 뿐 아니라 작업을 위한 제어가 복잡하게 이루어질 수밖에 없다는 문제점 역시 가진다.

또한, 종래의 산업용 로봇은 복수의 높이 부위에 대한 작업을 수행할 경우 해당 높이 부위는 미리 설정된 특정한 높이만 가능하도록 구성되기 때문에 다양한 작업 환경에 대한 대처가 어렵고, 각 높이별 작업을 위한 복수의 산업용 로봇이 제공되어야 한다는 문제점을 가지고 있다.

본 발명은 전술한 종래 기술에 따른 각종 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로써, 본 발명의 목적은 단일의 구동원에 의해 수직암 및 수평암의 구동이 동시에 이루어질 수 있도록 하고, 특히 작업물의 반송시 수평암은 항상 수평 상태가 유지될 수 있도록 하며, 수직암은 별도의 구동원에 의해 신장될 수 있도록 하여 각 높이별 작업물의 안정적인 반송이 가능하도록 한 새로운 형태의 산업용 로봇을 제공하는데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 산업용 로봇에 따르면 지면이나 벽면 혹은, 여타의 장치에 설치되는 베이스; 상기 베이스의 상면에 수직 방향으로의 회전이 가능하게 설치된 수직암; 상기 수직암에 결합되는 모터축을 가지면서 상기 수직암이 회전하도록 구동력을 제공하는 제1구동부; 상기 수직암의 상단에 힌지축에 의해 회전 가능하게 설치되는 회전암; 상기 수직암과 상기 회전암을 연동시키면서 상기 회전암이 상기 수직암과는 반대 방향을 향해 상기 수직암의 회전 각도만큼 회전되도록 하는 연동부; 상기 회전암을 관통하면서 수평 이동 가능하게 설치되는 수평암; 그리고, 상기 수평암을 수평 이동시키도록 구동력을 제공하는 제2구동부:를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

여기서, 상기 제1구동부는 상기 수직암의 형성 방향과는 수직한 방향을 향해 설치되면서 그의 모터축이 상기 수직암의 하단을 수직하게 관통하여 상기 수직암의 하단에 압입 고정됨을 특징으로 한다.

또한, 상기 연동부는 상기 수직암이 향하는 방향과 동일한 방향을 향해 설치되면서 저부 끝단은 상기 제1구동부를 이루는 모터축의 끝단과 인접하게 위치됨과 더불어 상부 끝단은 상기 회전암의 힌지에 인접하게 위치되는 회전축과, 상기 모터축의 끝단에 축결합되는 제1베벨기어와, 상기 회전축의 저부 끝단에 축결합되면서 상기 제1베벨기어의 상단 부위에 맞물려 회전되는 제2베벨기어와, 상기 회전암의 힌지축에 축결합되는 제3베벨기어와, 상기 회전축의 상부 끝단에 축결합되면서 상기 제3베벨기어의 하단 부위에 맞물려 회전되는 제4베벨기어를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

또한, 상기 수평암은 내부가 빈 파이프체로 형성되고, 상기 제2구동부는 일단이 상기 수평암 내의 어느 한 끝단에 고정됨과 더불어 타단은 상기 수평암의 내부를 따라 설치된 웜기어와, 상기 회전암의 내벽면에 고정되면서 상기 웜기어와 맞물리는 웜휠과, 상기 수평암의 어느 한 측 끝단에 구비되면서 상기 웜기어를 회전시키는 구동모터를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

이때, 상기 수평암은 상기 회전암 내를 관통하여 상기 회전암의 지지를 받으면서 이동 가능하게 설치된 파이프체 형상의 제1신축암과, 상기 제1신축암 내를 관통하여 상기 제1신축암의 지지를 받으면서 이동 가능하게 설치되며, 선단에는 로봇 핸드가 구비된 파이프체 형상의 제2신축암과, 상기 구동모터의 구동력을 전달받아 상기 제2신축암이 상기 제1신축암으로부터 신장되도록 이동력을 제공하는 이동부를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

이와 함께, 상기 이동부는 상기 제2구동부의 구동모터에 의한 구동력을 제공받아 회전되며, 일단은 상기 제2신축암 내에 위치됨과 더불어 타단은 상기 제2신축암 내의 개구 부위를 관통하여 상기 구동모터에 연결되는 볼나사축과, 상기 볼나사축이 관통되면서 상기 볼나사축 정역 회전에 의해 상기 제2신축암을 축 방향으로 이동시키도록 상기 제2신축암의 내벽면에 일부가 고정된 볼나사 너트와, 상기 볼나사축의 내부를 관통하여 이동 가능하게 설치됨과 더불어 선단은 상기 제2신축암의 선단에 고정되는 스플라인축을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

또한, 상기 수직암은 상기 베이스에 회전 가능하게 설치되면서 내부가 빈 파이프 형태의 회전 파이프와, 상기 회전 파이프 내에 승강 이동 가능하게 설치되면서 상단이 상기 회전암에 결합되는 승강축과, 상기 승강축을 승강 이동시키는 승강부를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

이때, 상기 승강부는 상기 승강축 내를 따라 설치되면서 하단은 상기 회전 파이프 내의 하단에 회전 가능하게 설치된 볼나사축과, 내주면은 상기 볼나사축의 외주면에 나사 결합됨과 동시에 외주면은 상기 승강축의 하단 내주면에 고정되는 볼나사너트와, 상기 볼나사축 내를 따라 승강 가능하게 설치됨과 더불어 상단은 상기 승강축의 상단 내주면에 고정되는 스플라인축과, 상기 볼나사축을 회전시키는 승강모터를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

이와 함께, 상기 승강부를 구성하는 승강모터는 상기 회전 파이프의 어느 한 측면에 그의 모터축이 상기 회전 파이프가 향하는 방향과 동일한 방향을 향하도록 고정 설치되고, 상기 승강모터의 모터축과 상기 볼나사축 간은 기어 결합되어 구성 됨을 특징으로 한다.

이와 함께, 상기 연동부는 상기 제1구동부의 모터축이 향하는 방향과는 수직한 방향을 향해 설치되며, 저부 끝단은 상기 모터축의 끝단에 인접하게 위치되는 제1회전축과, 상기 제1회전축 내에 승강 이동 가능하게 스플라인 결합됨과 더불어 타단은 상기 회전암의 힌지축에 인접하게 위치되는 제2회전축과, 상기 제2회전축을 상기 승강축에 연결하여 상기 승강축과 함께 승강되도록 하는 연동블럭과, 상기 모터축에 축결합되는 제1베벨기어와, 상기 제1회전축의 저부 끝단에 축결합되면서 상기 제1베벨기어의 상단 부위에 맞물려 회전되는 제2베벨기어와, 상기 회전암의 힌지축에 축결합되는 제3베벨기어와, 상기 제2회전축의 상부 끝단에 축결합되면서 상기 제3베벨기어의 하단 부위에 맞물려 회전되는 제4베벨기어를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

이상에서 설명된 바와 같은 본 발명의 산업용 로봇은 높이 방향을 따라 복수의 작업 부위가 배치된 곳에서의 사용이 가능함과 더불어 상기한 작업 부위가 협소하면서 깊은 요입 부위이더라도 정밀하면서 안정적인 작업이 가능하다는 효과를 가진다.

특히, 최소한의 구동원에 의해 구동이 이루어지도록 함과 더불어 일부 구성간은 서로 연동되면서 동시적인 동작이 이루어질 수 있도록 구성되기 때문에 구동에 의한 동작 시간이 짧아 작업 시간이 현저히 단축될 수 있게 됨과 더불어 간단한 제어에 의해 각 부위의 동시적인 동작이 이루어질 수 있게 된 효과를 가진다.

또한, 본 발명에 따른 산업용 로봇은 수직암이 신장 가능하게 구성되기 때문에 더욱 다양한 높이별 작업 진행이 가능함과 더불어 수평암이 신장 가능하게 구성되기 때문에 더욱 깊은 작업 부위에의 작업이 가능하다는 효과를 가지며, 상기 수평암의 신장시 작업 핸드가 설치된 부위는 회전암 및 제1신축암에 의해 이동에 따른 지지를 받기 때문에 흔들림 없이 안정적으로 작업물을 반송할 수 있게 된 효과를 가진다.

뿐만 아니라, 본 발명에 따른 산업용 로봇은 수평암을 신장시키기 위해 구동되는 제2구동부가 구동량의 제어가 가능한 고가의 구동장치를 추가로 사용하지 않더라도 되기 때문에 제조 단가의 저감을 얻을 수 있게 된 효과를 가진다. 즉, 수직암이 후방(작업물의 반송 방향을 기준으로볼 때 후방측)으로도 회전 가능하게 구성되기 때문에 수평암이 항상 완전히 신장되도록 동작되더라도 작업 부위의 깊이에 따른 작업물의 반송이 가능하게 되는 것이다.

이하, 본 발명에 따른 산업용 로봇의 바람직한 실시예들을 첨부된 도 1 내지 도 18을 참조하여 설명하도록 한다.

첨부된 도 1 내지 도 4와 같이 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 산업용 로봇은 크게 베이스(100)와, 수직암(200)과, 제1구동부와, 회전암(400)과, 연동부(500)와, 수평암(600) 및 제2구동부(700)를 포함하여 구성된다.

이를 각 구성별로 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상기 베이스(100)는 지면 혹은, 여타의 장치에 고정 설치되는 부위이 다.

이때, 상기 베이스(100)의 상면에는 상기 수직암(200)과의 결합을 위한 한 쌍의 제1결합리브(110)가 서로 이격되게 구비된다.

다음으로, 상기 수직암(200)은 상기 베이스(100)의 상면에 수직 방향으로의 회전이 가능하게 설치되는 일련의 구성이다.

이때, 상기 수직암(200)의 하단은 상기 베이스(100)의 상면에 구비된 두 제1결합리브(110) 사이에 위치되며, 후술될 제1구동부(300)에 의해 상기 두 제1결합리브(110)에 회전 가능하게 결합된다.

다음으로, 상기 제1구동부는 상기 수직암(200)이 회전하도록 구동력을 제공하는 일련의 구성으로써, 상기 수직암(200)의 하단과 상기 베이스(100) 간의 연결 부위에 구비된다.

이때, 상기 제1구동부는 구동력을 발생시키는 제1구동모터(300)를 포함하여 구성되며, 첨부된 도 3과 같이 상기 제1구동모터(300)의 모터축(310)은 상기 베이스(100)의 두 제1결합리브(110)와 수직암(200)의 하단을 순차적으로 관통하도록 구성되고, 상기 두 제1결합리브(110)에는 상기 모터축(310)의 원활한 회전을 위한 베어링(111)이 각각 설치된다.

물론, 상기 베이스(100)의 두 제1결합리브(110) 및 수직암(200)의 하단을 순차적으로 관통하는 별도의 결합축(320)을 구비하고, 상기 결합축(320)은 상기 제1구동모터(300)의 모터축(310)과 축결합되도록 구성할 수도 있다.

다음으로, 상기 회전암(400)은 후술될 수평암(600)이 항상 수평 상태를 유지 할 수 있도록 하는 일련의 구성이다.

상기한 회전암(400)은 상기 수직암(200)의 상단에 힌지축(401)에 의해 회전 가능하게 설치되면서 상기 수직암(200)과는 반대 방향을 향해 상기 수직암(200)의 회전 각도만큼 회전되도록 구성된다.

특히, 상기한 회전암(400)은 하단 부위를 이루는 하부몸체(410)와, 상단 부위를 이루는 상부몸체(420)로 구분되어 서로 간이 볼트 체결 등을 통해 결합 고정된다.

이때, 상기 회전암(400)을 이루는 하부몸체(410)의 저면에는 상기 수직암(200)의 상단이 수용된 상태로 힌지축(401)에 의해 서로 결합될 수 있도록 한 쌍의 제2결합리브(411)가 각각 돌출 형성된다.

이와 함께, 상기한 하부몸체(410) 및 상부몸체(420) 간의 대향면은 서로 대응되는 형상으로 요입 형성됨으로써 회전암(400)의 내부는 작업 방향을 향해 관통되도록 개구된다.

다음으로, 상기 연동부(500)는 상기 수직암(200)과 상기 회전암(400)을 연동시키기 위한 일련의 구성이다.

즉, 상기한 연동부(500)는 제1구동모터(300)에 의한 구동력을 상기 회전암(400)에 전달하여 상기 수직암(200)의 회전 각도만큼 상기 회전암(400)이 반대 방향으로 회전되도록 하여 항상 수평 상태를 유지할 수 있도록 한 것이다.

상기와 같은 연동부(500)는 첨부된 도 2 및 도 3과 같이 회전축(510) 및 복수의 베벨기어(520,530,540,550)로 구성된다.

여기서, 상기 회전축(510)은 상기 수직암(200)이 향하는 방향과 동일한 방향을 향해 설치되면서 저부 끝단은 상기 제1구동모터(300)의 모터축(310) 끝단과 인접하게 위치됨과 더불어 상부 끝단은 힌지축(401)의 끝단과 인접하게 위치된다.

또한, 상기 각 베벨기어(520,530,540,550)는 상기 모터축(310)과 회전축(510) 및 힌지축(401) 상호 간을 결합하는 기어로써, 상기 모터축(310)의 끝단에 축결합되는 제1베벨기어(520)와, 상기 회전축(510)의 저부 끝단에 축결합되면서 상기 제1베벨기어(520)의 상단 부위에 맞물려 회전되는 제2베벨기어(530)와, 상기 힌지축(401)의 끝단에 축결합되는 제3베벨기어(540)와, 상기 회전축(510)의 상부 끝단에 축결합되면서 상기 제3베벨기어(540)의 하단 부위에 맞물려 회전되는 제4베벨기어(550)로 구성된다.

다음으로, 상기 수평암(600)은 상기 회전암(400)의 지지를 받으면서 상기 회전암(400)으로부터 수평 방향으로 이동되면서 작업물이나 각종 작업용 장치(예컨대, 조립 장치 혹은, 용접 장치 등)를 작업 위치로 반송하는 일련의 구성이다.

상기한 수평암(600)은 첨부된 도 1 및 도 4와 같이 상기 회전암(400)을 수평 방향으로 관통하면서 수평 이동 가능하게 설치됨으로써, 상기 수직암(200)에 대하여 수직한 방향(지면과는 수평한 방향)을 향하도록 구성된다.

이와 함께, 상기한 수평암(600)의 선단측 끝단 부위에는 로봇 핸드(601)가 구비된다.

이때, 상기 로봇 핸드(601)라 함은 작업물을 파지하거나 혹은, 각종 작업(예컨대, 용접 작업이나 조립 작업 등)을 수행하는 장치가 취부되는 부위를 의미한다.

또한, 상기한 수평암(600)은 내부가 빈 파이프체 형상으로 형성됨으로써 후술되는 제2구동부(700)의 일부가 상기 수평암(600)의 내부를 따라 설치되도록 구성되어 상기 수평암(600)의 높이를 최소화할 수 있게 되고, 이로 인해 협소한 공간 내부로 작업물의 반송이 가능하도록 구성된다.

다음으로, 상기 제2구동부(700)는 상기 수평암(600)을 수평 이동시키도록 구동력을 제공하는 일련의 구성이다.

본 발명의 실시예에서는 상기한 제2구동부(700)가 웜기어(710)와 웜휠(720) 및 제2구동모터(730)로 구성됨을 제시한다.

여기서, 상기 웜기어(710)는 첨부된 도 1 및 도 4와 같이 상기 수평암(600) 내부의 저부 공간을 따라 설치되며, 일단은 상기 수평암(600)의 선단측 끝단 부위에 회전 가능하게 결합 고정됨과 더불어 타단은 상기 수평암(600)의 후단측 끝단 부위에 회전 가능하게 결합 고정된다.

또한, 상기 웜휠(720)은 첨부된 도 1 및 도 4와 같이 상기 회전암(400)의 내벽면 중 상기 웜기어(710)가 지나는 부위에 구비되면서 일부가 상기 웜기어(710)에 맞물리도록 구성된다. 상기한 웜휠(720)은 상기 웜기어(710)의 회전될 경우 상기 웜기어(710)의 정역 회전되는 회전 방향에 따라 상기 웜기어(710) 전체가 전진 이동 혹은, 후진 이동되도록 하는 역할을 수행한다.

또한, 상기 제2구동모터(730)는 상기 수평암(600)의 후단측 끝단 부위에 구비되면서 상기 웜기어(710)를 회전시키도록 구동력을 제공하는 일련의 구성이다. 이때, 상기 제2구동모터(730)의 모터축(731)과 상기 웜기어(710) 간은 서로 직접적 인 축결합을 통해 동력 전달이 이루어질 수 있도록 구성될 수도 있고, 복수의 기어 혹은, 벨트나 체인 등을 이용하여 서로 간의 동력 전달이 이루어지도록 구성될 수도 있다.

하기에서는, 전술한 본 발명의 제1실시예에 따른 산업용 로봇의 동작 과정에 대하여 설명하도록 한다.

우선, 최초의 상태는 수직암(200)이 수직하게 세워짐과 더불어 회전암(400)은 수평암(600)이 지면과 수평한 상태를 유지하도록 위치된다. 이는, 첨부된 도 4와 같다.

이의 상태에서 작업물의 반송을 위한 동작 제어가 발생되어 제1구동부를 이루는 제1구동모터(300)의 구동이 이루어지면 모터축(310)에 결합된 수직암(200)이 회전된다.

이때, 상기한 수직암(200)의 회전 각도 및 회전 방향은 작업물을 반송하고자 하는 작업 부위의 높이 및 해당 작업 부위의 인접 거리에 따라 달라 진다. 예컨대, 작업 부위가 낮음과 더불어 해당 작업 부위의 인접 거리가 상대적으로 멀 경우에는 첨부된 도 5와 같이 상기 제1구동모터(300)가 정방향 구동되도록 제어함으로써 상기 수직암(200)이 전방으로 기울어지도록 하고, 작업 부위가 낮음과 더불어 해당 작업 부위의 인접 거리가 상대적으로 가까울 경우에는 첨부된 도 7과 같이 상기 제1구동모터(300)가 역방향 구동되도록 제어함으로써 상기 수직암(200)이 후방으로 기울어지도록 하는 것이다.

그리고, 상기한 바와 같은 상기한 제1구동모터(300)의 구동에 의한 수직 암(200)의 회전이 이루어질 경우에는 연동부(500)의 회전축(510) 역시 회전된다. 즉, 상기 회전축(510)의 하단에 결합된 제2베벨기어(530)가 상기 모터축(310)의 제1베벨기어(520)에 맞물려 회전되기 때문에 상기 모터축(310)의 회전 방향과는 수직한 방향으로 상기 회전축(510)이 회전되는 것이다.

상기 회전축(510)의 회전 방향은 상기 모터축(310)의 회전 방향에 의해 결정된다.

예컨대, 첨부된 도 5와 같이 상기 모터축(310)이 정방향(수직암이 전방을 향하여 회전되는 방향) 회전되면 상기 회전축(510)은 반시계 방향으로 회전되며, 첨부된 도 7과 같이 상기 모터축(310)이 역방향(수직암이 후방을 향하여 회전되는 방향) 회전되면 상기 회전축(510)은 시계 방향으로 회전된다.

그리고, 상기한 회전축(510)의 회전이 이루어지면 회전암(400)의 힌지축(401) 역시 회전된다.

즉, 상기 힌지축(401)에 결합된 제3베벨기어(540)가 상기 회전축(510)의 상단에 결합된 제4베벨기어(550)에 맞물려 회전되기 때문에 상기 수직암(200)과의 결합 부위를 기준으로 상기 수직암(200)의 회전 방향과는 반대의 방향으로 상기 수직암(200)의 회전 각도만큼 회전되는 것이다.

예컨대, 첨부된 도 5와 같이 모터축(310)의 정방향 회전에 의해 회전축(510)이 반시계 방향으로 회전될 경우 상기 회전암(400)은 상기 수직암(200)의 반대 방향인 후방을 향해 상기 수직암(200)의 회전 각도만큼 회전되고, 첨부된 도 7과 같이 모터축(310)의 역방향 회전에 의해 회전축(510)이 시계 방향으로 회전될 경우 상기 회전암(400)은 상기 수직암(200)의 반대 방향인 전방을 향해 상기 수직암(200)의 회전 각도만큼 회전되는 것이다.

따라서, 상기한 회전암(400)을 관통하여 설치되는 수평암(600)은 상기한 수직암(200)의 회전에 상관없이 항상 수평 상태를 유지할 수 있게 되는 것이다.

그리고, 상기한 바와 같은 제1구동모터(300)의 구동에 의한 수직암(200)의 회전은 상기 수평암(600)의 높이가 작업물을 반송하고자 하는 작업 부위에 도달될 때까지 진행된다.

이후, 상기한 수평암(600)이 작업 부위에 도달되면 제1구동모터(300)의 구동이 완료됨과 더불어 계속해서 제2구동부(700)의 동작이 이루어진다. 이에 따라 수평암(600)은 첨부된 도 6 혹은, 도 8과 같이 상기 작업 부위를 향해 수평 이동되면서 작업물을 상기 작업 부위로 반송하게 된다.

즉, 제2구동부(700)를 이루는 제2구동모터(730)의 구동에 의해 웜기어(710)가 회전되고, 상기한 웜기어(710)의 회전에 의해 수평암(600)은 상기 작업 부위를 향해 수평 이동되는 것이다.

이때, 상기한 수평암(600)은 그의 신장 이동을 위한 구성들(웜기어)이 내부에 구비되기 때문에 전체적인 높이(두께)가 작을 뿐 아니라 지면과 수평한 상태를 유지하면서 수평 방향을 향해 이동되기 때문에 상기 작업 부위가 협소한 부위이더라도 안정적인 반송이 가능하게 된다.

전술한 바와 같은 일련의 과정 중 제2구동모터(730)의 동작은 상기 제1구동모터(300)의 동작과 동시에 진행되도록 제어함으로써 작업 시간을 더욱 단축되도록 할 수도 있다.

그리고, 전술한 바와 같은 작업물의 반송 혹은, 해당 작업 부위에서의 작업이 완료되면 전술된 일련의 과정(작업물을 작업 부위로 반송하기 위한 각 구성 요소들의 동작 과정)과는 역순으로 동작되면서 상기 수평암(600)이 원위치로 복귀됨과 더불어 수직암(200)이 원위치로 복귀됨으로써 작업이 완료된다.

한편, 첨부된 도 9 내지 도 13은 본 발명의 제2실시예에 따른 산업용 로봇이 도시되고 있다.

상기한 본 발명의 제2실시예에서는 전술된 본 발명의 제1실시예에 따른 산업용 로봇의 각 구성 중 수직암(200)이 베이스(100)로부터 신장 가능하게 구성함으로써, 더욱 다양한 작업 부위의 높낮이에 따른 작업이 가능하도록 함을 제시한다.

이를 위해, 본 발명의 제2실시예에 따른 수직암(200)은 회전 파이프(210)와 승강축(220) 및 승강부(230)를 포함하여 구성되며, 연동부(500)를 구성하는 회전축(510)은 서로 신장 가능하게 결합되는 제1회전축(511) 및 제2회전축(512)을 포함하여 구성됨을 제시한다.

이를 각 구성별로 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 수직암(200)을 구성하는 회전 파이프(210)는 상기 베이스(100)에 회전 가능하게 설치되는 부위로써, 내부가 빈 파이프 형태로 형성된다.

다음으로, 수직암(200)을 구성하는 승강축(220)은 상단이 상기 회전암(400)에 회전 가능하게 설치되는 부위로써, 하단은 상기 회전 파이프(210) 내에 승강 이동 가능하게 설치된다.

이때, 상기한 승강축(220)의 상단에는 상기 회전암(400)과의 결합을 위한 결합블럭(221)이 일체로 형성되며, 상기 결합블럭(221)은 상기 승강축(220)이 상기 회전 파이프(210) 내로 과도하게 요입됨을 방지할 수 있도록 상기 회전 파이프(210)의 내경(내부 폭)에 비해 큰 직경(외부 폭)을 갖도록 형성된다.

다음으로, 수직암(200)을 구성하는 승강부(230)는 상기 승강축(220)을 승강 이동시키는 구성으로써, 제1볼나사축(231)과 제1볼나사너트(232)와 제1스플라인축(233) 및 승강모터(234)를 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 제1볼나사축(231)은 상기 승강모터(234)의 구동력을 전달받아 회전되는 축으로써, 상기 승강축(220) 내를 따라 설치되면서 하단은 상기 수직암(200)을 이루는 회전 파이프(210) 내의 하단에 회전 가능하게 설치된다.

또한, 상기 제1볼나사너트(232)는 상기 제1볼나사축(231)의 회전에 의해 상기 제1볼나사축(231)의 축 방향을 따라 이동되는 구성으로써, 내주면은 상기 제1볼나사축(231)의 외주면에 나사 결합됨과 동시에 외주면은 상기 승강축(220)의 하단 내주면에 고정된다.

또한, 상기 제1스플라인축(233)은 상기 제1볼나사축(231) 내를 따라 승강 가능하게 설치됨과 더불어 상단은 상기 승강축(220)의 상단 내주면에 고정되는 축으로써, 상기 승강축(220)의 승강 이동을 지지하는 역할을 수행한다. 이때, 상기한 제1스플라인축(233)은 상기 제1볼나사축(231)과는 스플라인 결합되도록 구성됨에 따라 더욱 안정적인 승강축(220)의 지지를 수행할 수 있지만 상기 승강축(220)과의 결합 부위는 베어링 결합되도록 구성함으로써 상기한 제1스플라인축(233)의 회전은 상기 승강축(220)에 아무런 영향을 미치지 않게 된다.

또한, 상기 승강모터(234)는 상기 회전 파이프(210)의 어느 한 외측면에 그의 모터축(235)이 상기 회전 파이프(210)가 향하는 방향과 동일한 방향을 향하도록 고정 설치되고, 상기 승강모터(234)의 모터축(235)과 상기 제1볼나사축(231) 간은 복수의 기어로 결합되도록 구성된다.

물론, 상기 승강모터(234)의 모터축(235)과 상기 제1볼나사축(231) 간은 벨트나 체인 등 다양한 동력전달부재로 연결할 수도 있지만, 안정적이면서도 정확한 동력의 전달을 위해 기어 결합됨을 그 예로 제시한다.

다음으로, 연동부(500)를 구성하는 제1회전축(511)은 제1구동모터(300)의 모터축(310)이 향하는 방향과는 수직한 방향을 향해 설치되며, 상기 제1회전축(511)의 저부 끝단에는 제2베벨기어(530)가 축결합된다.

이때, 상기 제2베벨기어(530)는 제1구동모터(300)를 이루는 모터축(310)의 끝단에 설치된 제1베벨기어(520)와 맞물리도록 설치되어 상기 제1구동모터(300)의 구동에 따라 상기 제1회전축(511)이 회전될 수 있도록 구성된다.

특히, 상기한 제1회전축(511)은 고정블럭(513) 내에 수용된 상태로 외부 환경으로부터 보호되도록 구성되며, 상기 고정블럭(513)은 수직암(200)을 이루는 회전 파이프(210)의 외측면에 고정 설치된다. 이와 함께, 상기한 고정블럭(513) 내의 상측 및 하측 부위에는 상기 제1회전축(511)의 상단 및 하단을 감싸면서 상기 제1회전축(511)의 회전을 지지하는 베어링(514,515)이 각각 설치된다.

다음으로, 연동부(500)를 구성하는 제2회전축(512)은 상기 제1회전축(511) 내에 승강 이동 가능하게 스플라인 결합됨과 더불어 타단은 상기 회전암(400)의 힌지축(401)와 서로 대응되는 베벨 기어로 결합된다.

이때, 상기 힌지축(401)에는 제3베벨기어(540)가 구비되고, 상기 제2회전축(512)의 타단에는 제4베벨기어(550)가 구비된다.

한편, 전술한 연동부(500)의 제2회전축(512)은 상기 수직암(200)의 승강축(220)과 연동되면서 승강될 수 있어야 하며, 이를 위해 본 발명의 제2실시예에서는 상기 제2회전축(512)을 상기 승강축(220)에 연결하는 연동블럭(560)이 더 포함되어 구성됨을 제시한다.

이때, 상기 연동블럭(560)은 상기 승강축(220)의 상단에 구비된 결합블럭(221)에 고정된 상태로 상기 결합블럭(221)과 함께 승강 이동되도록 구성된다.

하기에서는, 전술한 본 발명의 제2실시예에 따른 산업용 로봇의 동작 과정 중 수직암(200)의 승강 동작 과정에 대하여 설명하도록 한다.

우선, 최초의 상태는 수직암(200)을 구성하는 회전 파이프(210) 내에 승강축(220)이 수용된 상태로 위치됨과 더불어 연동부(500)를 구성하는 제2회전축(512)은 제1회전축(511) 내에 위치된 상태이다. 이는, 첨부된 도 9 및 도 11과 같다.

이의 상태에서 수직암(200)에 대한 신장 제어가 이루어지면 승강모터(234)의 구동이 이루어짐과 더불어 이 승강모터(234)의 모터축(235)과 기어 결합된 제1볼나사축(231)의 회전이 이루어지게 된다.

그리고, 상기한 제1볼나사축(231)의 회전이 이루어지게 되면 이 제1볼나사축(231)에 결합되어 있던 제1볼나사너트(232)가 상기 제1볼나사축(231)의 회전에 의해 상승 이동되면서 승강축(220)을 상승 이동시키게 된다.

따라서, 상기 승강축(220)의 상단에 구비된 결합블럭(221)과 결합되어 있던 회전암(400) 역시 상승 이동하게 된다.

또한, 이때에는 상기 결합블럭(221)과 연동되는 연동블럭(560) 역시 상승 이동하게 되면서 제2회전축(512)을 제1회전축(511)으로부터 상승 이동시키게 된다.

이로 인해, 상기 제1회전축(511)의 제2베벨기어(530)와 제1구동모터(300)의 모터축(310)에 구비된 제1베벨기어(520)는 항상 서로 맞물린 상태를 유지할 수 있음과 더불어 상기 제2회전축(512)의 제4베벨기어(550)와 힌지축(401)에 구비된 제3베벨기어(540) 역시 항상 서로 맞물린 상태를 유지할 수 있게 되며, 상기 제1구동모터(300)의 구동력은 상기 각 베벨기어(520,530,540,550)와 각 회전축(511,512) 및 힌지축(401)를 통해 회전암(400)으로 원활히 전달될 수 있게 된다. 이는, 첨부된 도 12와 같다.

이후, 상기한 회전암(400)의 상승 이동에 의해 수평암(600)이 작업 부위에 도달되면 제1구동모터(300)의 구동이 완료되며, 계속해서 제2구동부(700)의 동작이 이루어지면서 상기 수평암(600)은 상기 작업 부위를 향해 수평 이동되면서 작업물을 상기 작업 부위로 반송하게 된다.

즉, 제2구동부(700)를 이루는 제2구동모터(730)의 구동에 의해 웜기어(710)가 회전되고, 상기한 웜기어(710)의 회전에 의해 수평암(600)은 상기 작업 부위를 향해 수평 이동되는 것이다. 이는, 첨부된 도 13과 같다.

이때, 상기한 수평암(600)은 지면과 수평한 상태를 유지하면서 수평 방향을 향해 이동되기 때문에 상기 작업 부위가 협소한 부위이더라도 안정적인 반송이 가능하게 된다.

물론, 전술한 제2구동부(700)의 동작은 상기 제1구동모터(300)의 구동이 완전히 완료된 이후에 수행되어야만 하는 것이 아니며, 상기 제1구동모터(300)의 구동이 진행되는 도중에도 제2구동부(700)의 동작이 진행될 수 있도록 제어될 수도 있다.

그리고, 전술한 바와 같은 작업물의 반송 혹은, 해당 작업 부위에서의 작업이 완료되면 전술된 일련의 과정(작업물을 작업 부위로 반송하기 위한 각 구성 요소들의 동작 과정)과는 역순으로 동작되면서 상기 수평암(600)이 원위치로 복귀됨과 더불어 수직암(200) 및 회전암(400)이 원위치로 복귀됨으로써 작업이 완료된다.

결국, 전술한 수직암(200)의 신장에 의해 작업물에 대한 반송은 반송 위치의 높낮이에 상관없이 항상 정확히 이루어질 수 있게 된다.

한편, 첨부된 도 14 내지 도 18은 본 발명의 제3실시예에 따른 산업용 로봇이 도시되고 있다.

상기한 본 발명의 제3실시예에서는 전술된 본 발명의 제1실시예에 따른 산업용 로봇의 각 구성 중 수평암(600)을 신장 가능하게 구성함으로써, 더욱 깊은 장소의 작업 부위 내에서 작업이 가능하도록 함을 제시한다.

이를 위해, 본 발명의 제3실시예에 따른 수평암(600)은 제1신축암(610)과 제2신축암(620) 및 이동부(630)를 포함하여 구성됨을 제시한다.

이를 각 구성별로 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상기 제1신축암(610)은 상기 회전암(400)의 지지를 받으면서 이동되는 부위로써, 전술한 본 발명의 제1실시예에 따른 수평암(600)의 외관을 이루는 구성이다.

이때, 상기 제1신축암(610)은 그의 이동 방향을 따라 내부가 개구된 파이프체 형상으로 형성된다.

다음으로, 상기 제2신축암(620)은 상기 제1신축암(610)의 지지를 받으면서 신축되는 부위로써, 상기 제1신축암(610) 내를 관통하도록 설치된다.

이때, 상기한 제2신축암(620) 역시 내부가 개구된 파이프체 형상으로 형성되며, 상기 제2신축암(620)의 외주면과 이에 대응되는 제1신축암(610)의 내주면은 서로 동일한 형상(예컨대, 원형)을 이루도록 형성된다.

특히, 로봇 핸드(601)는 상기한 제2신축암(620)의 선단에 구비된다.

다음으로, 상기 이동부(630)는 상기 제2구동부(700)를 구성하는 제2구동모터(730)의 구동력을 제공받아 상기 제2신축암(620)이 상기 제1신축암(610)으로부터 신장되도록 이동력을 제공하는 일련의 구성이다.

본 발명의 제3실시예에서는 첨부된 도 14와 도 15 및 도 17과 같이 상기한 이동부(630)가 제2볼나사축(631)과 제2볼나사너트(632) 및 제2스플라인축(633)을 포함하여 구성됨을 제시한다.

이때, 상기 제2볼나사축(631)은 상기 제2신축암(620) 내부의 공간을 따라 설치되며, 일단은 상기 제2신축암(620) 내에 위치됨과 더불어 타단은 상기 제2신축암(620) 내를 관통하여 상기 제2신축암(620)의 후단측 부위에 회전 가능하게 고정 된다.

특히, 상기한 제2볼나사축(631)은 제2구동부(700)를 이루는 제2구동모터(730)의 구동력을 전달받아 구동되도록 구성된다.

즉, 상기한 제2구동모터(730)의 구동력에 의해 웜기어(710) 및 제2볼나사축(631)이 동시에 회전될 수 있도록 함으로써 제1신축암(610)의 이동 및 제2신축암(620)의 신장 이동이 동시에 이루어질 수 있도록 한 것이다.

이를 위해, 상기한 제2구동모터(730)의 모터축(731)과 상기 웜기어(710) 및 상기 제2볼나사축(631)은 복수의 기어(741,742,743,744,745)에 의해 서로 연동되도록 구성됨을 제시한다.

이때, 상기 각 기어(741,742,743,744,745)는 첨부된 도 16과 같이 상기 제2구동모터(730)의 모터축(731)에 결합되는 제1기어(741)와, 상기 제2볼나사축(631)의 후단측 끝단에 결합되는 제2기어(742)와, 상기 제1기어(741) 및 제2기어(742)를 서로 연결하는 제3기어(743)와, 상기 웜기어(710)의 후단측 끝단에 결합되는 제4기어(744) 및 상기 제2기어(742)와 제4기어(744) 간의 구동력 전달을 위한 제5기어(745)로 구성된다. 물론, 상기한 각 기어(741,742,743,744,745)는 필요에 따라(예컨대, 속도비의 조절이 필요시 될 경우 등) 더욱 많은 갯수로 제공되거나 혹은, 더욱 적은 갯수로 제공될 수도 있다.

이와 함께, 상기한 각 기어(741,742,743,744,745)가 서로 맞물리도록 결합되는 부위는 기어박스(750)로 감싸여지도록 구성함으로써 상기 결합 부위가 외부 환경으로부터 보호될 수 있도록 한다.

또한, 상기 제2볼나사너트(632)는 상기 제2볼나사축(631)의 정역 회전에 의해 상기 제2신축암(620)을 그의 축 방향으로 이동시키는 구성으로써, 상기 제2신축암(620)의 내벽면에 일부가 고정된 상태로 상기 제2볼나사축(632)이 관통되도록 구성된다.

이와 함께, 상기한 제2볼나사축(631)은 내부가 빈 원통형으로 형성되며, 상기 제2스플라인축(633)은 상기 제2볼나사축(631)의 내부에 신장 가능하게 설치됨과 더불어 상기 제2스플라인축(633)의 선단은 상기 제2신축암(620)의 선단에 고정되도록 구성된다.

이때, 상기한 제2볼나사축(631)의 내주면에는 상기 제2스플라인축(633)의 외주면 형상과 대응되는 스플라인(도시는 생략됨)이 형성됨으로써 상기한 제2스플라인축(633)은 상기 제2볼나사축(631)이 제2신축암(620) 내로부터 유동없이 안정적으로 이동 가능함과 더불어 상기 제2신축암(620)의 신장에 따른 처짐을 방지하는 역할을 수행할 수 있게 된다.

따라서, 제2볼나사축(631)의 정역 회전에 따른 제2볼나사너트(632)의 이동에 의해 상기 제2신축암(620)은 상기 제1신축암(610)과 제2스플라인축(633)의 지지를 받으면서 안정적으로 신장될 수 있게 된다.

하기에서는, 전술한 본 발명의 제3실시예에 따른 수평암(600)의 동작 과정에 대하여 더욱 구체적으로 설명하도록 한다.

우선, 최초의 상태는 제2신축암(620)이 제1신축암(610) 내에 완전히 수용된 상태임과 더불어 제1신축암(610)은 최대한 후퇴되면서 그 선단측 부위가 회전 암(400)에 의해 지지되는 상태를 이룬다. 이는, 첨부된 도 14 및 도 15와 같다.

전술한 최초의 상태에서 제2신축암(620)의 선단에 구비되는 로봇 핸드(601)에 작업물을 취부한다. 이때, 상기 작업물이라 함은 협소 공간 내로 반송하고자 하는 제품이 될 수도 있고, 협소 공간 내에서 각종 작업(예컨대, 용접 작업 등)을 수행하는 작업 장치일 수도 있다.

그리고, 전술한 작업물이 취부된 상태에서 필요에 따른 제1구동부의 동작 제어가 이루어지면 제1구동모터(300)의 구동에 의해 수직암(200)이 회전되면서 작업 부위를 향해 기울어지고, 연동부(500)에 의해 회전암(400)은 상기 수직암(200)의 회전 방향과는 반대 방향으로 상기 수직암(200)의 회전 각도만큼 회전되면서 수평암(600)을 수평 상태로 유지하게 된다.

상기와 같은 수직암(200)의 회전 및 회전암(400)의 회전 과정은 전술한 본 발명의 제1실시예와 같기 때문에 반복적인 설명은 생략되며, 금번의 실시예에서는 상기한 수직암(200) 및 회전암(400)이 회전되지 않은 상태임을 그 예로 한다.

그리고, 상기한 수직암(200) 및 회전암(400)의 동작이 완료되면 제2구동부(700)를 이루는 제2구동모터(730)의 구동이 이루어지면서 수평암(600)을 구성하는 각 신축암(610,620)이 신장 이동되도록 동작하게 된다.

즉, 제2구동모터(730)의 정방향 구동이 이루어지면 각 기어(741,742,743,744,745)를 통해 제2볼나사축(631) 및 웜기어(710)로 상기 구동력이 전달되면서 상기 제2구동모터(730)의 구동 방향과 동일한 정방향 회전이 이루어진다.

그리고, 상기한 바와 같은 과정에 의해 회전되는 웜기어(710)는 웜휠(720)에 맞물린 상태이고, 상기한 웜휠(720)은 회전암(400)에 고정된 상태이기 때문에 상기 웜기어(710)가 설치된 제1신축암(610)이 상기 회전암(400)을 기준으로 전진 이동(작업물을 반송하고자 하는 방향으로 이동)하게 된다.

이와 함께, 상기한 바와 같은 과정에 의해 회전되는 제2볼나사축(631)은 이에 맞물려 있는 제2볼나사너트(632)를 직선 이동시키게 됨과 더불어 상기 제2볼나사너트(632)가 고정되어 있는 제2신축암(620)이 상기 제1신축암(610) 내로부터 전진 이동된다.

이때, 상기한 제2신축암(620)에 결합되어 있는 제2스플라인축(633) 역시 상기 제2볼나사축(631)의 내부로부터 전진 이동되면서 상기 제2신축암(620)의 전진 이동을 지지하게 된다.

따라서, 상기한 제2신축암(620)은 그를 감싸는 상기 제1신축암(610)에 의한 지지 및 제2스플라인축(633)의 지지에 의해 휨 변형이 방지되면서 안정적인 신장이 이루어지게 되며, 이로 인해 로봇 핸드(601)에 취부된 작업물(혹은, 작업 장치)은 원하는 위치로 정확히 이송된다. 이는, 첨부된 도 17 및 도 18과 같다.

그리고, 전술한 바와 같은 작업물의 반송 혹은, 해당 작업 부위에서의 작업이 완료되면 전술된 일련의 과정(작업물을 작업 부위로 반송하기 위한 각 구성 요소들의 동작 과정)과는 역순으로 동작되면서 상기 수평암(600)의 각 신축암(610,620)이 원위치로 복귀됨과 더불어 수직암(200)이 원위치로 복귀됨으로써 작업이 완료된다.

결국, 전술한 수평암(600)을 이루는 각 신축암(610,620)의 신장에 의해 협소하면서도 깊이가 깊은 공간으로의 작업물에 대한 반송이나 작업 장치에 의한 작업은 안정적이면서 정확히 이루어질 수 있게 된다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 산업용 로봇의 외관 및 내부의 일부 구조를 설명하기 위해 나타낸 일부 절개 사시도

도 3은 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 산업용 로봇의 내부 구조를 설명하기 위해 나타낸 측단면도

도 4 는 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 산업용 로봇 중 수평암 내부의 구조를 설명하기 일부를 단면하여 나타낸 정면도

도 5 내지 도 8은 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 산업용 로봇의 동작 상태를 설명하기 위해 나타낸 정면도

도 9는 본 발명의 바람직한 제2실시예에 따른 산업용 로봇의 외관 및 내부의 일부 구조를 설명하기 위해 나타낸 일부 절개 사시도

도 10은 본 발명의 제2실시예에 따른 산업용 로봇의 내부 구조를 설명하기 위해 나타낸 측단면도

도 11은 본 발명의 바람직한 제2실시예에 따른 산업용 로봇 중 수직암 내부의 구조를 설명하기 일부를 단면하여 나타낸 정면도

도 12 및 도 13은 본 발명의 바람직한 제2실시예에 따른 산업용 로봇의 동작 상태를 설명하기 위해 나타낸 정면도

도 14는 본 발명의 제3실시예에 따른 산업용 로봇의 외관 및 내부의 일부 구조를 설명하기 위해 나타낸 일부 절개 사시도

도 15는 본 발명의 바람직한 제3실시예에 따른 산업용 로봇 중 수평암 내부 의 구조를 설명하기 일부를 단면하여 나타낸 정면도

도 16은 본 발명의 바람직한 제3실시예에 따른 산업용 로봇 중 기어박스 내부의 각 기어간 결합 구조를 설명하기 위해 나타낸 상태도

도 17은 본 발명의 바람직한 제3실시예에 따른 산업용 로봇의 동작 상태를 설명하기 위해 나타낸 정면도

도 18은 본 발명의 바람직한 제3실시예에 따른 산업용 로봇의 동작 상태를 설명하기 위해 나타낸 사시도

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

100. 베이스 110. 제1결합리브

111,514,515. 베어링 200. 수직암

210. 회전파이프 220. 승강축

221. 결합블럭 230. 승강부

231. 제1볼나사축 232. 제1볼나사너트

233. 제1스플라인축 234. 승강모터

235,310,731. 모터축 300. 제1구동모터

320. 결합축 400. 회전암

401. 힌지축 410. 하부몸체

411. 제2결합리브 420. 상부몸체

500. 연동부 510. 회전축

511. 제1회전축 512. 제2회전축

513. 고정블럭 520,530,540,550. 베벨기어

560. 연동블럭 600. 수평암

601. 로봇 핸드 610. 제1신축암

620. 제2신축암 630. 이동부

631. 제2볼나사축 632. 제2볼나사너트

633. 제2스플라인축 700. 제2구동부

710. 웜기어 720. 웜휠

730. 제2구동모터 741,742,743,744. 기어

750. 기어박스

Claims (10)

1. 지면이나 벽면 혹은, 여타의 장치에 설치되는 베이스;

   상기 베이스의 상면에 수직 방향으로의 회전이 가능하게 설치된 수직암;

   상기 수직암에 결합되는 모터축을 가지면서 상기 수직암이 회전하도록 구동력을 제공하는 제1구동부;

   상기 수직암의 상단에 힌지축에 의해 회전 가능하게 설치되는 회전암;

   상기 수직암과 상기 회전암을 연동시키면서 상기 회전암이 상기 수직암과는 반대 방향을 향해 상기 수직암의 회전 각도만큼 회전되도록 하는 연동부;

   상기 회전암을 관통하면서 수평 이동 가능하게 설치되는 수평암; 그리고,

   상기 수평암을 수평 이동시키도록 구동력을 제공하는 제2구동부:를 포함하여 구성되며,

   상기 수평암은 내부가 빈 파이프체로 형성되고,

   상기 제2구동부는

   일단이 상기 수평암 내의 어느 한 끝단에 고정됨과 더불어 타단은 상기 수평암의 내부를 따라 설치된 웜기어와,

   상기 회전암의 내벽면에 고정되면서 상기 웜기어와 맞물리는 웜휠과,

   상기 수평암의 어느 한 측 끝단에 구비되면서 상기 웜기어를 회전시키는 구동모터를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 산업용 로봇.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 제1구동부는 상기 수직암의 형성 방향과는 수직한 방향을 향해 설치되면서 그의 모터축이 상기 수직암의 하단을 수직하게 관통하여 상기 수직암의 하단에 압입 고정됨을 특징으로 하는 산업용 로봇.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 연동부는

   상기 수직암이 향하는 방향과 동일한 방향을 향해 설치되면서 저부 끝단은 상기 제1구동부를 이루는 모터축의 끝단과 인접하게 위치됨과 더불어 상부 끝단은 상기 회전암의 힌지에 인접하게 위치되는 회전축과,

   상기 모터축의 끝단에 축결합되는 제1베벨기어와,

   상기 회전축의 저부 끝단에 축결합되면서 상기 제1베벨기어의 상단 부위에 맞물려 회전되는 제2베벨기어와,

   상기 회전암의 힌지축에 축결합되는 제3베벨기어와,

   상기 회전축의 상부 끝단에 축결합되면서 상기 제3베벨기어의 하단 부위에 맞물려 회전되는 제4베벨기어를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 산업용 로봇.
4. 삭제
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 수평암은

   상기 회전암 내를 관통하여 상기 회전암의 지지를 받으면서 이동 가능하게 설치된 파이프체 형상의 제1신축암과,

   상기 제1신축암 내를 관통하여 상기 제1신축암의 지지를 받으면서 이동 가능하게 설치되며, 선단에는 로봇 핸드가 구비된 파이프체 형상의 제2신축암과,

   상기 구동모터의 구동력을 전달받아 상기 제2신축암이 상기 제1신축암으로부터 신장되도록 이동력을 제공하는 이동부를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 산업용 로봇.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 이동부는

   상기 제2구동부의 구동모터에 의한 구동력을 제공받아 회전되며, 일단은 상기 제2신축암 내에 위치됨과 더불어 타단은 상기 제2신축암 내의 개구 부위를 관통하여 상기 구동모터에 연결되는 볼나사축과,

   상기 볼나사축이 관통되면서 상기 볼나사축 정역 회전에 의해 상기 제2신축암을 축 방향으로 이동시키도록 상기 제2신축암의 내벽면에 일부가 고정된 볼나사 너트와,

   상기 볼나사축의 내부를 관통하여 이동 가능하게 설치됨과 더불어 선단은 상기 제2신축암의 선단에 고정되는 스플라인축을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 산업용 로봇.
7. 제 1 항과 제 5 항 또는, 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 수직암은

   상기 베이스에 회전 가능하게 설치되면서 내부가 빈 파이프 형태의 회전 파이프와,

   상기 회전 파이프 내에 승강 이동 가능하게 설치되면서 상단이 상기 회전암에 결합되는 승강축과,

   상기 승강축을 승강 이동시키는 승강부를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 산업용 로봇.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 승강부는

   상기 승강축 내를 따라 설치되면서 하단은 상기 회전 파이프 내의 하단에 회전 가능하게 설치된 볼나사축과,

   내주면은 상기 볼나사축의 외주면에 나사 결합됨과 동시에 외주면은 상기 승강축의 하단 내주면에 고정되는 볼나사너트와,

   상기 볼나사축 내를 따라 승강 가능하게 설치됨과 더불어 상단은 상기 승강축의 상단 내주면에 고정되는 스플라인축과,

   상기 볼나사축을 회전시키는 승강모터를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 산업용 로봇.
9. 제 8 항에 있어서,

   상기 승강부를 구성하는 승강모터는 상기 회전 파이프의 어느 한 측면에 그의 모터축이 상기 회전 파이프가 향하는 방향과 동일한 방향을 향하도록 고정 설치되고,

   상기 승강모터의 모터축과 상기 볼나사축 간은 기어 결합되어 구성됨을 특징으로 하는 산업용 로봇.
10. 제 7 항에 있어서,

    상기 연동부는

    상기 제1구동부의 모터축이 향하는 방향과는 수직한 방향을 향해 설치되며, 저부 끝단은 상기 모터축의 끝단에 인접하게 위치되는 제1회전축과,

    상기 제1회전축 내에 승강 이동 가능하게 스플라인 결합됨과 더불어 타단은 상기 회전암의 힌지축에 인접하게 위치되는 제2회전축과,

    상기 제2회전축을 상기 승강축에 연결하여 상기 승강축과 함께 승강되도록 하는 연동블럭과,

    상기 모터축에 축결합되는 제1베벨기어와,

    상기 제1회전축의 저부 끝단에 축결합되면서 상기 제1베벨기어의 상단 부위에 맞물려 회전되는 제2베벨기어와,

    상기 회전암의 힌지축에 축결합되는 제3베벨기어와,

    상기 제2회전축의 상부 끝단에 축결합되면서 상기 제3베벨기어의 하단 부위에 맞물려 회전되는 제4베벨기어를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 산업용 로봇.

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