KR101190678B1 - 다축 링크의 단계적 구동 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다축 링크를 단계적으로 구동하기 위한 장치 및 방법에 관한 것으로, 이동되는 구동제어바와; 상기 구동제어바의 이동과 연동하며, 구동력을 갖는 구동부와; 상기 구동제어바의 이동 경로 A상에 복수개 배치되어, 상기 구동제어바가 접근하면 구속해제되어 구동부에 의해 구동되고, 상기 구동제어바의 접근이 해제되면 구속되는 피구동부;를 포함하며, 상기 구동제어바의 접근 여부에 따라 상기 복수개의 피구동부가 단계적으로 구동되는 것을 특징으로 하는 다축 링크의 단계적 구동 장치 및
설정된 A경로로 아이들 상태인 구동부와 구동제어바를 이동시키는 단계와; 상기 구동제어바의 이동 경로 A상에 배치된 복수개의 피구동부에 상기 구동제어바가 접근하는지의 여부를 체크하는 단계와; 상기 구동제어바가 상기 복수개의 피구동부 중 어느 하나의 피구동부에 접근하면 피구동부를 구속해제한 후 피구동부를 구동시키는 단계와; 상기 구동제어바가 상기 피구동부로부터 떨어지면 상기 피구동부를 구속하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 다축 링크의 단계적 구동 방법을 개시한다.

Description

다축 링크의 단계적 구동 장치{Device and Method for Stepwise Actuation of Multi-link}

본 발명은 다축 링크를 단계적으로 구동하기 위한 장치에 관한 것이다.

현재까지 부품의 제작 및 가공 그리고 이송 등과 같은 작업을 수행하기 위해 다양한 분야에서 다양한 기구적 구조를 가진 로봇을 포함한 자동화 장치들이 고안 개발되어 활용되어지고 있으며 이들을 개량하기 위한 연구가 활발히 이뤄지고 있다.

현재 산업계에서 사용되고 있는 로봇의 한 형태로 분류 가능한 자동화 시스템은 기구적인 형태에 따라 개회로 구조(open link)를 가지는 직렬형(serial type)과 폐회로 구조(closed link)를 가지는 병렬형(parallel type)으로 분류된다. 구조에 따라 직렬형 자동화 장치의 경우 작업공간(workspace)가 크고 작업성(manipulability)가 좋은 특징을 가지나 고속 작업 및 작업물 하중의 변화가 심한 작업 등에는 동역학적 효율이 떨어지는 단점을 가진다. 반면 병렬형 자동화 장치의 경우 직렬형 자동화 장치에 비해 상대적으로 작은 작업공간을 가지지만 작업공간이 제약되는 단점을 가진다. 무엇보다 두 구조의 자동화 장치들은 운동의 전달을 위한 각 축(link)에 대해 독립적인 전기적 및 유압적인 구동기를 모두 장착한다. 이는 불필요한 에너지 소모를 야기시키며, 자동화 장치의 가격을 상승시키는 요인이 된다.

따라서 다수의 전기적 및 유압적 구동기로 인한 자동화 장치의 불필요한 에너지 소모를 줄임과 동시에 구동기의 개수를 줄임으로써 자동화 장치의 가격을 낮추기 위한 다양한 기구적 메카니즘에 대한 연구 개발이 필요하다.

본 발명의 제1 목적은 다축 링크를 단계적으로 구동하는 것이고, 제2 목적은 다축 링크를 단계적으로 구동함에 있어 다축 링크를 단계적으로 제어하기 위한 기준이 되는 구동제어바의 접근여부를 체크함으로써 안정적인 단계적 구동을 가능하게 하는 것이다.

상기와 같은 본 발명의 목적들은, 구동모터에 의해 회전되는 구동제어바와;
상기 구동제어바에 장착되어 구동제어바의 회전과 연동하며, 모터와 기어의 조합으로 이루어진 구동부와;
상기 구동제어바의 회전 경로 상에 복수개 배치되고, 상기 구동부에 의해 회전되는 피구동부와;
상기 구동제어바가 피구동부에 접근되거나 접근해제되는 것을 체크하는 센서부와;
상기 센서부에 의해 피구동부로 구동제어바가 접근되면 피구동부를 구속해제하고, 구동제어바가 접근해제되면 피구동부를 구속하는 브레이크 패드;를 포함하며,
상기 구동제어바의 피구동부로의 접근 여부에 따라 상기 복수개의 피구동부가 단계적으로 구동되는 것을 특징으로 하는 다축 링크의 단계적 구동 장치에 의해 달성된다.

삭제

본 발명에 의하면, 다축 링크를 단계적으로 구동하는 것이 가능하고, 다축 링크를 단계적으로 구동함에 있어 다축 링크를 단계적으로 제어하기 위한 기준이 되는 구동제어바의 접근여부를 동작 재현성이 우수한 기계식으로 체크함으로써 안정적인 단계적 구동을 가능하게 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 다축 링크의 단계적 구동 장치를 나타낸 도면,
도 2는 도 1의 동작관계를 나타낸 도면,
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 다축 링크의 단계적 구동 장치를 나타낸 도면,
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 다축 링크의 단계적 구동 장치를나타낸 도면,
도 5는 본 발명에 따른 다축 링크의 단계적 구동 방법의 개략적인 흐름을 나타낸 도면.

본 발명은 다축 링크를 단계적으로 구동하고, 다축 링크를 단계적으로 구동함에 있어 다축 링크를 단계적으로 제어하기 위한 기준이 되는 구동제어바의 접근여부를 체크함으로써 안정적인 단계적 구동을 가능하게 하는 다축 링크의 단계적 구동 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 상세한 구성은 다음과 같다.

<다축 링크의 단계적 구동 장치>

다축 링크의 단계적 구동 장치는 구동모터(11)에 의해 회전되는 구동제어바(10)와, 상기 구동제어바(10)의 회전과 연동하며 구동력을 갖는 구동부(20)와, 상기 구동제어바(10)의 회전 경로 A상에 복수개 배치되어 상기 구동제어바(10)가 접근하면 구속해제되어 구동부(20)에 의해 구동되고 상기 구동제어바(10)의 접근이 해제되면 구속되는 피구동부(30,40,50)를 포함하며, 특히 상기 구동제어바(10)의 접근 여부에 따라 상기 복수개의 피구동부(30,40,50)가 단계적으로 구동되는 것을 특징으로 한다.

한편, 이와 같이 구성된 다축 링크의 단계적 구동 장치에 있어서, 상기 구동제어바(10)의 피구동부(30)로의 접근 여부는 센서부(31,32)로 체크하는 것을 특징으로 하고, 상기 센서부(31,32)는 상기 구동제어바(10)의 접근에 의한 터치로 상기 피구동부(30)를 구속해제하고, 상기 구동제어바(10)의 접근 해제에 의한 터치로 상기 피구동부(30)를 구속하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 구동제어바(10), 구동부(20) 및 피구동부(30,40,50)를 그룹화하여 수직으로 배열한 후 같은 수직라인의 피구동부가 동시에 구동되는 것을 특징으로 한다.

<다축 링크의 단계적 구동 방법>

다축 링크의 단계적 구동 방법은 설정된 경로로 구동제어바(10)를 회전시키는 단계(S100)와, 상기 구동제어바(10)의 회전 경로 A상에 배치된 복수개의 피구동부(30,40,50)에 상기 구동제어바(10)가 접근하는지의 여부를 체크하는 단계(S200)와, 상기 구동제어바(10)가 상기 복수개의 피구동부(30,40,50) 중 어느 하나의 피구동부에 접근하면 피구동부를 구속해제한 후 피구동부를 구동시키는 단계(S300)와, 상기 구동제어바(10)가 상기 피구동부로부터 떨어지면 상기 피구동부를 구속하는 단계(S400)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

한편, 이와 같은 다축 링크의 단계적 구동 방법에 있어서, 상기 이동단계(S100), 체크단계(S200), 구동단계(S300), 구속단계(S400)는 수직 배열상의 그룹별로 동시에 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 구동제어바(10)가 상기 피구동부로부터 떨어지면 상기 피구동부를 구속하는 단계(S400)는 상기 피구동부의 구동이 완료된 후 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 양호한 실시예들을 도시한 첨부도면들을 참조하여 상세히 설명한다.

<다축 링크의 단계적 구동 장치의 실시예1>

도 1에 도시한 바와 같이 다축 링크의 단계적 구동 장치는 구동제어바(10)와, 구동부(20)와, 피구동부(30,40,50)를 포함한다.

구체적으로, 구동제어바(10)는 판, 바(bar), 또는 판과 바의 조합된 형태 등 다양한 형태로 이루어질 수 있는 구성으로, 어느 한 지점을 기준으로 회전되는 구성이다. 구동제어바(10)의 회전은 모터의 회전축에 직접 연결되어 회전되거나, 기어 등에 의해 간접적으로 연결되어 회전될 수 있다.

구동부(20)는 상기 구동제어바(10)의 하부에 장착되어 구동제어바(10)의 회전과 연동되며, 모터 및 기어 등을 구비하고 있어 상기 구동제어바(10)의 회전과는 별도로 자체 구동력을 갖는 구성이다. 그리고 구동부(20)는 구동제어바(10)의 회전에 의해 피구동부(30,40,50)와 인접하면 피구동부(30,40,50)와 맞물려 피구동부(30,40,50)를 회전시킨다.

피구동부(30,40,50)는 상기 구동제어바(10)의 이동 경로 A상에 복수개 배치되는 기어로서, 구동제어바(10)가 접근하면 구속해제되고 구동부(20)의 기어와 맞물려 구동부(20)에 의해 회전된다. 그리고 구동제어바(10)가 접근해제(떨어지면)되면 구속된다. 이때 구동부(20)는 구동제어바(10)와 연동되는 것이므로 피구동부(30,40,50)와 떨어지는 당연한 것이고, 이로 인해 피구동부(30,40,50)에 동력 전달이 불가능해지는 것은 당연하다.

한편, 구동제어바(10)의 접근 및 접근 해제를 체크할 수 있는 구성은 센서부(31,32)로서, 이러한 센서부(31,32)는 상기 구동제어바(10)의 접근에 의한 터치로 상기 피구동부(30)를 구속해제하고, 상기 구동제어바(10)의 접근 해제에 의한 터치로 상기 피구동부(30)를 구속한다.

이와 같이 구성된 다축 링크의 단계적 구동 장치의 동작관계를 도 1 및 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

구동제어바(10)가 회전되어 센서부(31)에 감지되면, 피구동부(30)를 잡고 있던 브레이크 패드(미도시)가 떨어져 피구동부(30)는 구속해제된다. 즉, 피구동부(30)인 기어의 상면, 또는 하면과 브레이크 패드가 밀착되어 있어 피구동부(30)가 움직이지 못하는 상태인 브레이크 패드에 의한 구속된 상태가 되어 있었으나, 센서부(31)에 구동제어바(10)가 감지되면 피구동부(30)인 기어의 상면, 또는 하면과 밀착된 브레이크 패드가 밀착된 상태에서 떨어지게 됨으로써 피구동부(30)가 움직일 수 있는 상태인 구속해제된 상태가 된다. 그리고 구동제어바(10)의 회전은 정지되고 구동부(20)는 피구동부(30)와 잘 물려지기 위해 아이들(idle) 상태를 유지하면서 피구동부(30)와 기어결합하고 이후 피구동부(30)를 구동시킨다. 다음 피구동부(30)의 구동이 구동부(20)에 의해 설정 시간 동안 이루어지면 구동부(20)는 다시 아이들 상태가 되고 구동모터(11)에 의해 피구동부(30)로부터 자연스럽게 벗어난다. 이때 구동제어바(10)가 회전되어 다른 센서부(32)에 감지되면 피구동부(30)의 브레이크 패드는 피구동부(30)와 접촉하여 구속한다.

다음 구동제어바(10)가 다른 피구동부(40)에 접근하면 상기와 같은 과정이 반복되어 결국 다축 링크를 단계적으로 구동하는 것이다.

<다축 링크의 단계적 구동 장치의 실시예2>

실시예1은 피구동부(30,40,50)가 세 개 구비되어 있으나, 실시예2에서는 도 3과 같이 피구동부(30,40,50,60,70,80)가 여섯 개 구비된 것이 다르고, 그 외 구성은 상기 실시예1과 같다. 그리고 이와 같은 피구동부는 다양한 직경을 갖을 수 있다.

<다축 링크의 단계적 구동 장치의 실시예3>

실시예1의 구성이 하나의 그룹으로 이루어진 것이라면, 실시예3은 이러한 그룹이 수직으로 연결된 구성으로 이해하면 된다. 즉, 도 4와 같이 구성될 수 있는 것으로, 그룹별 동작관계를 동일하게 구성한 것인데, 이는 최상부에 위치한 다축 링크의 단계적 구동 장치(100)의 구동제어바(10)가 첫 번째 피구동부(30)에 위치되어 있으면, 다른 구동장치(200,300,400,500)의 구동제어바도 최상부에 위치한 구동장치(100)의 구동제어바(10)와 동일하게 첫 번째 피구동부에 위치되어 있도록 하여 동일한 수직라인의 피구동부가 동시에 구동되게 하는 것을 의미한다.

한편, 당업자는 최상부에 위치한 다축링크의 단계적 구동장치(100)의 구동제어바(10)가 첫 번째 피구동부(30)에 위치시키고, 그 아래의 다축링크의 단계적 구동장치(200)의 구동제어바(10)는 두 번째 피구동부(40)에 위치시키고, 그 아래의 다축링크의 단계적 구동장치(300)의 구동제어바(10)는 세 번째 피구동부(50)에 위치시켜 서로 서로 상이하게 피구동부를 구동하게 구성할 수도 있을 것이다.

도 4의 미설명 부호 12는 구동제어바(10)를 통합적으로 구동하는 구동모터이다.

<다축 링크의 단계적 구동 방법>

다축 링크의 단계적 구동 방법은 설정된 경로로 구동제어바(10)를 이동시키는 단계(S100)와, 상기 구동제어바(10)의 이동 경로 A상에 배치된 복수개의 피구동부(30,40,50)에 상기 구동제어바(10)가 접근하는지의 여부를 체크하는 단계(S200)와, 상기 구동제어바(10)가 상기 복수개의 피구동부(30,40,50) 중 어느 하나의 피구동부에 접근하면 피구동부를 구속해제한 후 피구동부를 구동시키는 단계(S300)와, 상기 구동제어바(10)가 상기 피구동부로부터 떨어지면 상기 피구동부를 구속하는 단계(S400)를 포함하여 이루어지는 것이 특징이다.

여기서, 상기 구동제어바(10)가 상기 피구동부로부터 떨어지면 상기 피구동부를 구속하는 단계(S400)는 상기 피구동부의 구동이 완료된 후 이루어지는 것이 특징이고, 상기 이동단계(S100), 체크단계(S200), 구동단계(S300), 구속단계(S400)는 수직 배열상의 그룹별로 동시에 이루어지는 것이 특징이다. 이와 같은 다축 링크의 단계적 구동 방법에 대한 설명은 상기 다축 링크의 단계적 구동 장치를 참조하여도 충분히 이해할 수 있어 그 상세한 설명은 생략한다.

이상 본 발명이 양호한 실시예와 관련하여 설명되었으나, 본 발명의 기술 분야에 속하는 자들은 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에 다양한 변경 및 수정을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예는 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 하고, 본 발명의 진정한 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

10: 구동제어바 20: 구동부
30,40,50,60,70,80: 피구동부
31,32: 센서부

Claims (7)

1. 구동모터(11)에 의해 회전되는 구동제어바(10)와;
   상기 구동제어바(10)에 장착되어 구동제어바(10)의 회전과 연동하며, 모터와 기어의 조합으로 이루어진 구동부(20)와;
   상기 구동제어바(10)의 회전 경로 상에 복수개 배치되고, 상기 구동부(20)에 의해 회전되는 피구동부(30,40,50)와;
   상기 구동제어바(10)가 피구동부(30,40,50)에 접근되거나 접근해제되는 것을 체크하는 센서부(31,32)와;
   상기 센서부(31,32)에 의해 피구동부(30,40,50)로 구동제어바(10)가 접근되면 피구동부(30,40,50)와 떨어져 구속해제하고, 구동제어바(10)가 접근해제되면 피구동부(30,40,50)와 접촉되어 구속하는 브레이크 패드;를 포함하며,
   상기 구동제어바(10)의 피구동부(30,40,50)로의 접근 여부에 따라 상기 복수개의 피구동부(30,40,50)가 단계적으로 구동되는 것을 특징으로 하는 다축 링크의 단계적 구동 장치.
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