KR101149527B1 - 링크동작구간 제어장치 및 이를 포함하는 링크 - Google Patents

Abstract

본 발명의 링크동작구간 제어장치는, 가이드를 통해 회전관절이 지지대에 축고정되고 상기 회전관절과 회전가능하게 연결되어 상하 운동을 하는 아암의 하부에 스토퍼가 구비되어, 상기 아암의 특정 회전 방향에서 상기 아암의 하방 운동시 상기 아암의 스토퍼의 말단이 상기 가이드에 접촉됨으로써 아암의 동작 반경이 제한되는 것을 특징으로 하며, 본 발명의 링크는 상기 스토퍼를 포함한다.

본 발명에 따르면, 특정방향에서 아암의 동작구간을 제한할 수 있게 되어 사용자의 손가락이 협착되는 등의 안전사고는 물론 기기 파손과 같은 설비사고도 미연에 방지할 수 있으며, 또한 부드러운 동작반경 제한을 통해 동작반경 제한시 발생될 수 있는 충돌소음을 방지할 수 있는 효과도 얻을 수 있다.

관절, 링크, 아암

Description

링크동작구간 제어장치 및 이를 포함하는 링크{CONTROLL UNIT FOR LINK MOTION AREA AND LINK HAVING IT}

본 발명은 링크동작구간 제어장치 및 이를 포함하는 링크에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 다수의 관절을 통해 상하좌우 또는 회전가능하도록 연결되는 링크에서 특정 방향이나 구간에서 링크동작을 제한하는 링크동작구간 제어장치 및 이를 포함하는 링크에 관한 것이다.

일반적으로, 링크(Link)는 아암(Arm)과 아암을 관절을 통하여 서로 연결하여 유동가능하게 함으로써 일정한 한정운동(限定運動)을 하게 하는 기기의 총칭으로서, 보통 기계의 각 부분에 대한 동력의 전달, 운동의 전달 등에 널리 사용되며, 거의 모든 기계에 이용된다.

이러한 링크는 다수의 아암과 결합되어 최종단에 결합된 아암을 상,하,좌,우 또는 회전운동 가능하게 하여 필요로 하는 작업을 하게 하는데, 이를테면 각종 산업용 다축 로봇을 비롯하여 의료기기, 특히 치과용 스탠드에 적용되어 유용하게 활 용되고 있다.

그런데, 이와 같은 링크의 관절과 아암은 도 1 및 도 2의 예시와 같이, 지지대(10) 상에 회전관절(20)이 축고정되고, 해당 회전관절(20)에 제 1 아암(30)이 제 1 관절(22)을 통해 연결되고, 또한 해당 제1아암(30)에 제2아암(40)이 제 2 관절(24)을 통해 연결되어 아암이 관절을 통해 상하좌우 또는 회전가능하도록 연결되게 된다.

이때, 회전관절(20)이 지지대(10)에 직접 회전가능하게 축고정되는 구조로 이루어졌기 때문에 제1아암(30)이 도 1의 예시와 같이 심하게 하방으로 처지더라도 이를 제한할 수단이 없어 부주의시 작업자의 손이 협착되는 안전사고의 위험은 물론 처진 제1아암(30)이 지지대(10)와 충돌하거나 혹은 그 하방에 설치된 다른 구조물들과 충돌하면서 기기 파손을 일으키는 문제도 상존하여 왔다. 또한 이 경우 충돌소음이 발생하여 해당 작업 환경을 저해하고 작업장의 품위를 떨어뜨리는 요인이 되고 있다.

본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하고자 창출된 것으로, 링크에서 관절 및 아암의 동작으로 인하여 발생될 수 있는 손가락 끼임과 같은 안전사고는 물론 기기 파손 등과 같은 설비사고도 미연에 방지할 수 있도록 특정 방향에서 아암이 하방으로 처지지 않아 그 동작반경을 제한할 수 있는 수단을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 충돌소음 및 동작소음의 발생을 방지할 수 있도록 부드러운 동작반경 제한이 가능한 수단을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 전술한 과제를 해결하기 위한 수단으로, 가이드를 통해 회전관절이 지지대에 축고정되고 상기 회전관절과 회전가능하게 연결되어 상하 운동을 하는 아암의 하부에 스토퍼가 구비되어, 상기 아암의 특정 회전 방향에서 상기 아암의 하방 운동시 상기 아암의 스토퍼의 말단이 상기 가이드에 접촉됨으로써 아암의 동작 반경이 제한되는 것을 특징으로 하는 링크동작구간 제어장치를 제공한다.

상기 스토퍼의 타단은 탄성 수단과 결합되는 것이 바람직하고,

상기 가이드는 편심돌출부를 갖는 것이 바람직하다.

전술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 링크는, 아암과, 상기 아암을 회전 가능하게 연결하는 회전관절과, 상기 아암의 하단과 회전관절 사이에 연결되고 상 기 아암을 상하 운동 가능하게 연결하는 제1관절과, 상기 회전관절이 축고정되는 지지대와, 상기 회전관절과 지지대 사이에 개재되는 가이드와, 상기 아암의 하부에 구비되는 스토퍼를 포함하여 이루어질 수 있다.

본 발명에 따르면, 특정방향에서 아암의 동작구간을 제한할 수 있게 되어 사용자의 손가락이 협착되는 등의 안전사고는 물론 기기 파손과 같은 설비사고도 미연에 방지하는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 부드러운 동작반경 제한을 통해 동작반경 제한시 발생될 수 있는 충돌소음을 방지할 수 있는 효과도 얻을 수 있다.

이하에서는, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.

각 도면에 도시된 동일한 참조 부호는 동일한 기능을 수행하는 구성요소를 의미한다.

도 3은 본 발명에 따른 링크동작구간 제어장치가 링크에 설치된 상태도이고, 도 4는 본 발명에 따른 링크동작구간 제어장치의 평면도이고, 도 5는 본 발명에 따른 링크동작구간 제어장치의 동작을 설명하기 위한 투시단면도이며, 도 6은 본 발명에 따른 편심 돌출부의 사시도이다.

도 3 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 링크는 링크동작구간 제어장치를 포함한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 상기 링크는 지지대(S)와 회전관절(R)을 연결하는 부위에 가이드(400)를 개재시키며, 해당 회전관절(R)에는 회전유동하는 제1관절(210)을 통해 제1아암(200)이 연결된다. 따라서, 해당 제1아암(200)은 제1관절(210)의 회전유동에 따라 상하 유동하여 말단에 마련되는 타 부재를 통해 작업자가 필요로 하는 작업을 하게 한다. 기기에 따라서는 상기 제1아암(200)의 말단에 별도의 제2아암이 제2관절을 통해 연장연결될 수도 있다.

본 발명의 링크동작구간 제어장치는 제1아암(200)의 하부에 스토퍼(550)를 구비시키고 해당 스토퍼(550)의 말단이 가이드(400)에 접촉하는 구조를 갖도록 함으로써 특정방향에서 제1아암(200)의 하방향 동작을 제한한다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 상기 스토퍼(550)는 제1아암(200)의 하부에 마련된 수납부에 일부가 수납되며, 그 말단이 상기 가이드(400)에 접촉하게 된다. 이러한 접촉상태의 유지를 위해 해당 수납부 내에서 스토퍼(550)는 스프링(530)과 결합된 결합구(540)와 연결되며, 해당 스프링(530)의 탄성에 의해 상기 가이드(400) 방향으로 밀리는 상태를 유지하게 된다.

따라서 제1아암(200)의 상하 유동시 해당 제 1아암(200)이 지지대(S)와 맡닿는 하방향으로 처지더라도 상기 스토퍼(550)의 말단이 먼저 가이드(400)와 접촉하여 내부 스프링(530)의 탄성에 의해 제1아암(200)의 하방향 유동을 제한할 수 있으며, 해당 탄성에 의해 손가락이 끼이는 안전사고를 방지할 수 있게 된다.

이때, 상기 결합구(540) 및 스프링(530)은 제1아암(200)의 하부에 마련된 커버(520)에 의해 보호되도록 하여 스프링(530)의 탄성 동작에 이상이 생기지 않도록 하며 외관 품위의 향상도 도모할 수 있게 된다.

한편, 상기 스토퍼(550)의 말단과 접촉됨으로써 해당 스토퍼(550)를 지지하게 되는 상기 가이드(400)는 도 6에 도시된 바와 같이 한쪽으로 편향되게 돌출된 편심돌출부(410)를 갖는 구조를 가지게 된다.

따라서, 상기 제1아암(200)이 회전하는 경우 해당 제1아암(200)에 마련된 스토퍼(550)의 말단이 접촉되는 가이드(400)의 측면 위치에 따라 제1아암(200)의 하방향 유동의 제한각도는 다양하게 조정될 수 있다.

즉, 스토퍼(550)가 상기 가이드(400)의 편심돌출부(410)와 접촉하는 경우에는 돌출된 해당 편심돌출부(410)로 인해 제1아암(200)의 하방향 유동은 일찍 간섭받게 되어 하방향 유동 각도가 제한적이며, 이와 상대적으로 스토퍼(550)가 상기 가이드(400)의 편심돌출부(410) 이외의 부위와 접촉하는 경우에는 해당 부위가 편심돌출부(410)에 비해 오목한 형상이기 때문에 제1아암(200)의 하방향 유동이 늦게 간섭받게 되어 하방향 유동 각도가 편심돌출부(410)의 경우에 비해 덜 제한적이게 된다.

따라서 이러한 편심돌출부(410)의 구조를 갖는 가이드(400)에 의해 스토퍼(550)가 지지되도록 해서 결과적으로 제1아암(200)이 회전각도에 따라 서로 다른 상하유동 각도를 가지게 함으로써 회전에 따라 제1아암(200)의 다양한 작동 공간을 설정해 줄 수 있게 된다. 이때, 이러한 제1아암(200)의 하방향 동작을 제한하는 특정 회전방향 및 그 범위는 기기의 용도에 따라 다양하게 설정할 수 있고 그에 따라 가이드(400)의 편심돌출부(410)의 방향 및 범위가 다양하게 정해질 것이다.

이때, 상기 가이드(400)는 도시된 예에 한정되는 것이 아니라 회전관절(R)과 지지대(S)의 연결구조를 갖는 모든 관절 및 아암의 연결구조에 적용될 수 있음은 물론이다.

여기에서, 상술한 지지대(S)는 설명의 편의상 구분하기 위해 정의한 것에 불과하며, 이는 또다른 아암(Arm)일 수도 있다.

따라서, 제1아암(200)은 탄성을 가지는 스토퍼(550)와 편심돌출부(410)의 간섭에 의해 그 회전반경이 다양하게 제한됨으로써 제1아암(200)과 지지대(S)가 직접 충돌하거나 혹은 그 사이에 사용자의 손가락 등이 끼이는 협착 사고 등을 미연에 방지할 수 있고, 또한 스프링(530)의 유연한 탄성에 의해 제1아암(200)의 회전동작이 원활하게 이루어지고 동작소음도 줄일 수 있게 된다.

이와 같은 구성을 갖는 본 발명이 적용되는 관절 및 아암의 구조는 각종 산업용 다축 로봇을 비롯하여 치과용 스탠드에 이르기까지 광범위하게 적용되어 활용될 때 외관 품위 향상은 물론 안전사고 예방, 기기파손 등과 같은 설비사고를 미연에 방지하는 장점을 얻을 수 있게 된다.

이상과 같이 도면과 명세서에서 최적 실시 예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

도 1 및 도 2는 종래 기술에 따른 링크의 관절 및 아암에 대한 예시도.

도 3은 본 발명에 따른 링크동작구간 제어장치가 링크에 설치된 상태도.

도 4는 본 발명에 따른 링크동작구간 제어장치의 평면도.

도 5는 본 발명에 따른 링크동작구간 제어장치의 동작을 설명하기 위한 투시단면도.

도 6은 본 발명에 따른 편심 돌출부의 사시도.

♧ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ♧

200....제1아암 210....제1관절

400....가이드 410....편심돌출부

520....커버 530....스프링

540....결합구 550....스토퍼

Claims (4)

1. 가이드를 통해 회전관절이 지지대에 축고정되고 상기 회전관절과 회전가능하게 연결되어 상하 운동을 하는 아암의 하부에 스토퍼가 구비되어,

   상기 아암의 특정 회전 방향에서 상기 아암의 하방 운동시 상기 아암의 스토퍼의 말단이 상기 가이드에 접촉됨으로써 아암의 동작 반경이 제한되며,

   상기 가이드는 편심돌출부를 갖는 것을 특징으로 하는 링크동작구간 제어장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 스토퍼의 타단은 스프링과 결합된 결합구에 연결되는 것을 특징으로 하는 링크동작구간 제어장치.
3. 삭제
4. 아암과,

   상기 아암을 회전 가능하게 연결하는 회전관절과,

   상기 아암의 하단과 회전관절 사이에 연결되고 상기 아암을 상하 운동 가능하게 연결하는 제1관절과,

   상기 회전관절이 축고정되는 지지대와,

   상기 회전관절과 지지대 사이에 개재되는 가이드와,

   상기 아암의 하부에 구비되는 스토퍼를 포함하여 이루어지며,

   상기 가이드는 편심돌출부를 갖는 것을 특징으로 링크.

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