KR101382666B1

KR101382666B1 - 병렬형 머니퓰레이터

Info

Publication number: KR101382666B1
Application number: KR1020120134592A
Authority: KR
Inventors: 양국진
Original assignee: 양국진
Priority date: 2012-11-26
Filing date: 2012-11-26
Publication date: 2014-04-07
Also published as: US20140144276A1

Abstract

병렬형 머니퓰레이터가 개시된다. 이격거리를 두고 각각 배치된 복수의 모터장치(21)와;상기 복수의 모터장치(21)를 각각 연결하는 연결부재(22)와;상기 복수의 모터장치(21)에 각각 결합된 로봇암(23)과;상기 로봇암(23)의 말단에 결합된 이동부재(24)를 포함하는 병렬형 머니퓰레이터가 제공된다.

Description

병렬형 머니퓰레이터{Parallel manipulator}

본 발명은 병렬형 머니퓰레이터에 관한 것으로서, 작업환경에 맞추어 설치됨으로써, 작업영역의 변화에 능동적으로 대처할 수 있고, 구동모듈에 걸리는 부하를 최소화할 수 있는 병렬형 머니퓰레이터에 관한 것이다.

병렬형 머니퓰레이터는 반도체 산업, 전자부품 등 정밀산업에 사용되는 장비이다. 물체를 A공간에서 B공간으로 고속으로 옮겨주는 역할을 한다. 도 1과 같이, 종래의 병렬형 머니퓰레이터(10)는 복수의 로봇암(23)과, 로봇암(23)의 말단에 부착된 이동부재(14)를 이용하여, 물체를 이동부재(14)에 결합한 후 이동시킨다. 복수의 로봇암(23)에는 각각 구동부(12)가 결합된다. 구동부(12)는 로봇암(23)에 각각 대응되도록 모터장치들로 구성되어 있다. 모터장치는 모터와 기어모듈로 구성된다.

이러한 병렬형 머니퓰레이터(10)는 양산시 획일적인 형태로서 제작되는 데, 사용자의 작업장의 특성에 따라 다양한 형태의 이동 작업에 주로 사용된다. 로봇암(23)은 금속 또는 탄소섬유 등으로 이루어지며, 로봇암(23)과 이동부재(14) 및 이동부재(14)에 결합된 작업물의 이동에 따른 부하는 구동부(12)의 모터가 모두 받게 된다.

이와 같이, 종래의 병렬형 머니퓰레이터(10)는 획일적인 형태로 인하여 사용자의 다양한 작업환경에 맞추어 최적의 형태로 설치되지 못하는 문제가 있었다.

본 발명과 관련된 기술로는 한국특허출원 제10-2011-0054463호가 있다.

본 발명은 사용자의 작업환경에 맞추어, 맞춤 설치가 가능한 병렬형 머니퓰레이터를 제공하고자 한다.

또한, 모터장치의 배치영역에서 크게 벗어나지 않고 이동부재가 움직이기 때문에, 부하를 최소화 할 수 있는 병렬형 머니퓰레이터를 제공하고자 한다.

본 발명의 일측면에 따르면,

이격거리를 두고 각각 배치된 복수의 모터장치(21)와;

상기 복수의 모터장치(21)를 각각 연결하는 연결부재(22)와;

상기 복수의 모터장치(21)에 각각 결합된 로봇암(23)과;

상기 로봇암(23)의 말단에 결합된 이동부재(24)를 포함하는 병렬형 머니퓰레이터가 제공된다.

또한,

상기 연결부재(22)는,

제1 가이드부재(221),

상기 제1 가이드부재(221)와 가이드결합되는 제2 가이드부재(222)로 구성되는 것을 특징으로 하는 병렬형 머니퓰레이터가 제공된다.

또한,

상기 제1 가이드부재(221)에는 등간격으로 제1 가이드부재 홀(2211)이 형성되어 있고,

상기 제2 가이드부재(222)는 제2 가이드부재 홀(2221)이 형성되어 있으며,

상기 제1 가이드부재(221)와 상기 제2 가이드부재(222)는, 상기 제2 가이드부재 홀(2221)과 상기 제1 가이드부재 홀(2211)의 위치를 대응시키면서 가이드 결합한 후, 상기 제1 가이드부재 홀(2211)과 상기 제2 가이드부재 홀(2221)을 관통하여 고정부재(223)를 결합함으로써 고정되는 것을 특징으로 하는 병렬형 머니퓰레이터가 제공된다.

본 발명은 사용자의 작업환경에 맞추어, 맞춤 설치가 가능한 병렬형 머니퓰레이터를 제공한다.

또한, 모터장치의 배치영역에서 크게 벗어나지 않고 이동부재가 움직이기 때문에, 부하를 최소화 할 수 있는 병렬형 머니퓰레이터를 제공한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 병렬형 머니퓰레이터의 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 병렬형 머니퓰레이터의 평면도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 병렬형 머니퓰레이터의 연결부재의 분리 사시도.

이하에는, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명하되, 이는 본 발명에 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로써 본 발명의 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 병렬형 머니퓰레이터의 사시도이며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 병렬형 머니퓰레이터의 평면도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 병렬형 머니퓰레이터의 연결부재의 분리 사시도이다.

본 실시예의 병렬형 머니퓰레이터(20)는, 이격거리를 두고 각각 배치된 복수의 모터장치(21)와;상기 복수의 모터장치(21)를 각각 연결하는 연결부재(22)와;상기 복수의 모터장치(21)에 각각 결합된 로봇암(23)과;상기 로봇암(23)의 말단에 결합된 이동부재(24)를 포함한다.

본 실시예의 병렬형 머니퓰레이터(20)는 물체를 이동시키는 산업현장에서 주로 사용되는 로봇 장비이다. 복수의 모터장치(21)들의 유기적인 제어로 인하여 이동부재(24)에 부착된 물체를 정확하게 이동시키는 운동이 가능하다.

모터장치(21)는 다각형의 꼭지점에 위치하는 지점에 배치된다. 도 1과 같이, 본 실시예에서는 6개의 모터장치(61)가 정육각형의 꼭지점에 해당하는 위치에 배치되어 있다. 경우에 따라서는 3개의 모터장치를 이용하여 삼각형, 4개의 모터장치를 이용하여 4각형, 5개의 모터장치를 이용하여 5각형으로 배치될 수도 있다. 그 이상의 다각형도 가능하다. 이렇게 모터장치(21)가 많으면 각각의 모터장치(21)가 부하를 분산하기 때문에 안정적이고 부드러우며, 내구성 있는 병렬형 머니퓰레이터(20)의 작동이 가능하다. 본 실시예어서는 정육각형의 형태로 배치되었으나, 작업공간의 특성에 맞추어 다소 변형된 육각형의 형태로 배치되어도 무방하다. 아울러, 사용자의 작업환경에 맞추어 다양한 형태의 변형이 가능하다.

모터장치(21)는 모터와 기어모듈로 구성된다.

복수의 모터장치(21)는 각각 연결부재(22)로서 연결된다. 연결부재(22)에 의해서 모터장치(21)들은 단단하게 결속되며, 흔들림이 없다. 한 치의 오차가 없는 정동작을 위해서는 모터장치(21)들의 단단한 결속이 중요하다.

연결부재(22)는, 제1 가이드부재(221), 제1 가이드부재(221)와 가이드결합되는 제2 가이드부재(222)로 구성된다. 제1 가이드부재(221)와 제2 가이드부재(222)의 가이드결합되는 위치에 따라서, 연결부재(22)의 길이조절이 가능하다. 따라서, 다양한 작업환경에 맞추어 모터장치(21)들의 이격거리를 조절할 수 있게 된다.

제1 가이드부재(221)에는 등간격으로 제1 가이드부재 홀(2211)이 형성되어 있고, 제2 가이드부재(222)는 제2 가이드부재 홀(2221)이 형성되어 있다. 또한, 제1 가이드부재(221)와 상기 제2 가이드부재(222)는, 제2 가이드부재 홀(2221)과 상기 제1 가이드부재 홀(2211)의 위치를 대응시키면서 가이드 결합한 후, 제1 가이드부재 홀(2211)과 상기 제2 가이드부재 홀(2221)을 관통하여 고정부재(223)를 결합함으로써 단단히 고정된다. 고정부재(223)는 볼트와 너트일 수 있다.

복수의 모터장치(21)에는 각각 로봇암(23)이 결합된다. 로봇암(23)은 다단의 관절구조로 이루어진다. 로봇암(23)은 금속으로 만들어지기 때문에, 로봇암(23)의 무게도 상당하다. 로봇암(23)의 말단에는 이동부재(24)가 결합된다. 이동부재(24)에 작업대상이 되는 물체를 결합시켜 이동시킨다.

도 2의 평면도와 같이, 연결부재(22)의 길이를 조절하여, 육각형의 형태를 조절할 수 있다. 또한, 이동부재(24)를 육각형의 내부에서 동선이 이루어지도록 모터장치(21)의 배치 형태를 다양하게 변형할 수 있다. 그 결과, 이동부재(24)의 위치에 따라 각각의 모터장치(21)의 부하를 적절히 조절함으로써, 모터장치(21)의 부하를 분산할 수 있다. 예를 들어, 이동부재(24)가 특정 모터장치에 가까이 위치할 경우, 해당 모터장치에 주로 부하를 걸어두고, 이동부재(24)와 멀리 떨어진 모터장치는 지지하는 정도의 부하만 걸어둘 수 있다. 그 결과, 모터장치에 무리가 가지 않는 선에서 지속적이고 반복적인 작업을 진행할 수 있다. 특히, 본 실시예의 병렬형 머니퓰레이터(20)는 사용자의 작업환경에 맞추어, 맞춤설치가 가능한 장점이 있다.

한편, 연결부재(22)는 가이드 구조가 아닌, 하나의 부재로 이루어져, 설치시 절단하여 사용할 수도 있다. 또한, 연결부재(22)는 다양한 길이의 부자재로 준비되어 있어서, 작업환경에 맞추어 설치할 수가 있다. 연결부재(22)는 다각형 구조의 내부를 가로지는 대각선 형태로 모터장치(21)에 결합될 수 있다.

이상의 병렬형 머니퓰레이터(20)는 사용자의 작업환경에 따라 연결부재(22)의 길이를 조절함으로써 다양한 크기 및 형태로 맞춤 제작이 가능하다.

또한, 종래에는 모터장치들로 부터 이동부재가 멀리 떨어지면, 모든 모터장치에 상당한 부하가 걸릴 수 밖에 없다. 그러나, 본 실시예와 같이, 작업환경에 맞추어 모터장치들의 위치를 변경할 수 있다면, 특정 모터장치에 최적의 부하를 걸어둠으로써, 다른 모터장치는 무리하지 않게 된다.

종래에는 다양한 작업환경에 맞추어 병렬형 머니퓰레이터가 작동하기 위하여, 고출력 고사양의 모터가 사용되었으나, 본 실시예는 작업환경에 맞추어 연결부재(22)의 길이를 조절하여 병렬형 머니퓰레이터(20)의 크기 및 사양을 조절할 수 있다.

아울러, 본 실시예의 병렬형 머니퓰레이터(20)의 연결부재(22)는 육각형 내부를 크로스하여 멀리 떨어진 모터장치들을 서로 연결할 수도 있다.

이상에서 본 발명의 실시예에 대해서 상세히 설명하였으나, 이는 하나의 실시예에 불과하며, 이로써 본 발명의 특허청구범위를 한정하는 것은 아니다. 본 실시예를 바탕으로 균등한 범위까지 당업자가 변형 및 추가하는 범위도 본 발명의 권리범위에 속한다 할 것이다.

모터장치(21) 연결부재(22)
로봇암(23) 이동부재(24)
병렬형 머니퓰레이터(20)

Claims

이격거리를 두고 각각 배치된 복수의 모터장치(21)와;
상기 복수의 모터장치(21)를 각각 연결하는 연결부재(22)와;
상기 복수의 모터장치(21)에 각각 결합된 로봇암(23)과;
상기 로봇암(23)의 말단에 결합된 이동부재(24)를 포함하는 병렬형 머니퓰레이터에 있어서,
상기 연결부재(22)는,
제1 가이드부재(221),
상기 제1 가이드부재(221)와 가이드결합되는 제2 가이드부재(222)로 구성되는 것을 특징으로 하는 병렬형 머니퓰레이터.
제1항에 있어서,
상기 제1 가이드부재(221)에는 등간격으로 제1 가이드부재 홀(2211)이 형성되어 있고,
상기 제2 가이드부재(222)는 제2 가이드부재 홀(2221)이 형성되어 있으며,
상기 제1 가이드부재(221)와 상기 제2 가이드부재(222)는, 상기 제2 가이드부재 홀(2221)과 상기 제1 가이드부재 홀(2211)의 위치를 대응시키면서 가이드 결합한 후, 상기 제1 가이드부재 홀(2211)과 상기 제2 가이드부재 홀(2221)을 관통하여 고정부재(223)를 결합함으로써 고정되는 것을 특징으로 하는 병렬형 머니퓰레이터.
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