KR101459325B1 - Vertical articulated robot with a internal gravity compensation device - Google Patents

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KR101459325B1
KR101459325B1 KR1020130131911A KR20130131911A KR101459325B1 KR 101459325 B1 KR101459325 B1 KR 101459325B1 KR 1020130131911 A KR1020130131911 A KR 1020130131911A KR 20130131911 A KR20130131911 A KR 20130131911A KR 101459325 B1 KR101459325 B1 KR 101459325B1
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Abstract

The present invention relates to a vertical articulated robot having a built-in compensation device. The compensation device, which is used to compensate for gravity that differs depending on an angle of an arm movement when arms are in vertical motion in the articulated robot handling heavy objects, is disposed in an inner space between the arms inside a link. According to the present invention, the built-in gravity compensation device is configured to include a first gas spring that is disposed in an inner space of a rotating portion, has an upper end connected to a lower portion of a first arm, and has a lower end connected to the rotating portion; a second gas spring that is disposed in the inner space of the rotating portion, has an upper end connected to a ring-shaped lower end of the first arm, and has a lower end connected to a lower surface of the rotating portion; a first fixing member and a second fixing member that are provided at the respective upper and lower ends of the first gas spring; and a third fixing member and a fourth fixing member that are provided at the respective upper and lower ends of the second gas spring. A first motor is provided on one side of the ring-shaped lower end of the first arm, and a link plate is provided on the other side.

Description

내장형 중력 보상장치를 지닌 수직 다관절 로봇{VERTICAL ARTICULATED ROBOT WITH A INTERNAL GRAVITY COMPENSATION DEVICE}Technical Field [0001] The present invention relates to a vertical articulated robot having an internal gravity compensation device,

본 발명은 중력 보상장치를 지닌 수직 다관절 로봇에 관한 것으로, 특히, 고중량물을 취급하는 다관절 로봇에서 아암이 수직방향으로 운동할 때, 아암의 움직이는 각도에 따라 달라지는 중력을 보상하기 위한 보상장치를 링크의 내측인 아암과 아암 사이의 내부 공간에 설치한, 내장형 중력 보상장치를 지닌 수직 다관절 로봇에 관한 것이다.
The present invention relates to a vertical articulated robot having a gravity compensation device and, more particularly, to a vertical articulated robot having a gravity compensation device for compensating for gravity which varies depending on a moving angle of an arm when the arm moves in a vertical direction, To an internal space between an arm and an arm which is an inner side of a link, and a built-in gravity compensation device.

일반적으로 산업용 로봇은 근로자가 작업하기 위험 곳이나 불결한 장소에서 사용되어 근로자의 안전사고와 직업병을 감소시키며, 또한 정밀성 및 반복성이 요구되는 작업현장에 투입되어 작업능률을 향상시켜 주고 있다. 이와같이 산업용 로봇은 중공업 분야 및 반조체 산업 분야, 자동차 산업 분야 등의 자동화된 공장에서 주로 사용되고 있다.
In general, industrial robots are used in dangerous or unclean places where workers are working, which reduces worker safety accidents and occupational diseases, and improves work efficiency by putting them into work sites where precision and repeatability are required. Thus, industrial robots are mainly used in automation factories such as heavy industry, semi-industrial and automobile industries.

특히, 중공업 분야 및 자동차 산업 분야에서는 중량이 많이 나가는 고중량 부품을 다루거나 조립시에 수직 다관절 로봇이 이용되고 있다. 수직 다관절 롯봇은 모터에 의해 구동되는 회전축을 중심으로 회전 및 수직방향 운동을 하는 복수의 아암을 구비하며, 상기 아암의 좌우 선회 및 수직방향 운동을 함으로써 원하는 위치에 부품을 이동시키고 조립할 수 있다.
Especially, in the field of heavy industry and automobile industry, a vertical articulated robot is used when handling heavy weight heavy parts and assembling. The vertical articulated joint robot has a plurality of arms that rotate and vertically move around a rotary shaft driven by a motor, and the components can be moved and assembled at desired positions by performing a leftward and rightward rotation and a vertical movement of the arms.

수직 다관절 로봇에서 아암이 부품을 이동시키고 조립할 때 회전축을 중심으로 좌우 선회나 수직운동을 하게된다. 특히 아암이 수직운동시에, 아암에는 부품의 무게 및 아암 자체의 무게로 인해 중력이 가해진다. 이와같이 아암에 가해지는 중력을 보상하기 위해 도 1에 도시된 바와 같이 밸런스 웨이트(4)나 밸런스 스프링(3)이 로봇 아암(1,2)의 후방이나 측방에서 외부로 돌출되어 구성되는 것이 일반적인데, 상기 밸런스 웨이트는 아암에 가해지는 중력을 보상하도록 일정한 무게의 균형추로써 아암에 가해지는 중력에 따라 무게를 가감할 수 있게 구성되며, 밸런스 스프링은, 하우징에 내장된 코일형 인장 스프링에 의해 수직방향으로 운동하는 아암에 가해지는 중력을 보상하는 것이다. 즉 수직 다관절 로봇의 경우 아암을 상하로 수직 운동시키는 회전축(2축)에 대해 아암이 움직이는 각도에 따라 중력의 영향이 변화하므로 상기 아암의 움직임 각도에 따라 토크 하중이 변하게 된다.
In a vertical articulated robot, when the arm moves and assembles parts, it makes a left or right turn or a vertical motion about the rotation axis. Particularly during vertical motion of the arm, the arm is subjected to gravity due to the weight of the part and the weight of the arm itself. In order to compensate for the gravity applied to the arm, as shown in Fig. 1, it is general that the balance weight 4 or the balance spring 3 protrudes outward from the rear or side of the robot arm 1, 2 And the balance weight is configured to balance a predetermined weight to compensate for gravity applied to the arm, and to adjust the weight according to the gravity applied to the arm. The balance spring is supported by a coil- To compensate for the gravitational force exerted on the arm. That is, in the case of the vertical articulated robot, since the effect of gravity changes depending on the angle at which the arm moves with respect to the rotation axis (two axes) for vertically moving the arm vertically, the torque load changes according to the movement angle of the arm.

이러한 밸런스 웨이트나 밸런스 스프링은 아암에 가해지는 중력을 보상함으로써 모터 토크를 최소화하여 모터 부하를 감소시킬 수 있는데, 도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 밸런스 웨이트나 밸런스 스프링은 로봇의 측방이나 후방 외부로 돌출되게 설치되었다. 이러한 외부 돌출 설치로 인해 로봇 자체의 부피, 설치 면적 및, 회전 운동시 회전 반경이 커지는 문제가 있다.
As shown in FIG. 1, a conventional balance weight or balance spring is provided on the side of the robot or on the rear side of the robot, as shown in FIG. 1, As shown in FIG. Such external protrusion installation has a problem that the volume of the robot itself, the installation area, and the turning radius during the rotational motion become large.

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 중량물을 취급하는 로봇 아암의 움직이는 각도에 따라 달라지는 중력을 보상하기 위한 보상장치를 링크의 내측인 아암과 아암 사이의 내부 공간에 설치하여 로봇 자체의 부피 및 로봇이 회전 및 수직 운동을 위해 작동시 차지하는 공간을 줄일 수 있는 내장형 중력 보상장치를 지닌 수직 다관절 로봇을 제공하는데 있다.
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a compensation device for compensating for gravity which varies depending on a moving angle of a robot arm handling a heavy object, The present invention provides a vertical articulated robot having a built-in gravity compensation device installed in an internal space to reduce the volume of the robot itself and the space occupied by the robot in its operation for rotation and vertical movement.

상기와 같은 문제를 해결하기 위해 본 발명에 따른 회전부(10)의 내부 공간에 설치되어 아암(20,30)에 가해지는 중력을 보상하기 위한 수직 다관절 로봇의 내장형 중력 보상장치는, 상기 회전부(10)의 내부 공간에 설치되어 그 상단은 제1 아암(20)의 하부에 연결되며, 하단은 회전부와 연결되는 제1 가스 스프링(60); 상기 회전부(10)의 내부 공간에 설치되어 그 상단은 제1 아암(20)의 링 형상 하단과 연결되며, 하단은 회전부의 하부면과 연결되는 제2 가스 스프링(70); 상기 제1 가스 스프링의 상단 및 하단에 각각 구비되는 제1 고정부재(601) 및 제2 고정부재(602); 상기 제2 가스 스프링의 상단 및 하단에 각각 구비되는 제3 고정부재(701) 및 제4 고정부재(702); 를 포함하여 구성되며, 또한 상기 제1 아암의 링 형상 하단 일측에는 제1 모터(22)가 구비되며, 타측에는 링크 플레이트(53)가 구비되는 것을 특징으로 한다.
In order to solve the above problems, the built-in gravity compensation device of the vertical articulated robot for compensating for the gravity applied to the arms 20 and 30 installed in the internal space of the rotary part 10 according to the present invention, 10, a first gas spring 60 connected to a lower portion of the first arm 20 at an upper end thereof and a lower end connected to the rotation portion; A second gas spring 70 installed in an inner space of the rotary part 10 and having an upper end connected to the lower end of the ring of the first arm 20 and a lower end connected to a lower surface of the rotary part; A first fixing member 601 and a second fixing member 602 provided at the upper and lower ends of the first gas spring; A third fixing member 701 and a fourth fixing member 702 respectively provided at the upper and lower ends of the second gas spring; And a first motor 22 is provided on one side of the lower end of the first arm and a link plate 53 is provided on the other side.

이상에서 설명한 것과 같은 특징을 갖는 본 발명에 따른 내장형 중력 보상장치를 지닌 수직 다관절 로봇은, 아암이 중량물 취급을 위해 중력 보상장치가 외부로 돌출되지 않고 아암 사이의 공간에 내장됨으로써, 작동시 로봇이 차지하는 공간, 즉 회전 반경을 줄일 수 있어 전체 로봇이 차지하는 설치 면적을 줄일 수 있다.
In the vertical articulated robot having the built-in gravity compensation device according to the present invention having the features as described above, since the gravity compensation device is built in the space between the arms without the projection of the gravity compensation device to the outside, The space occupied by the robot, that is, the turning radius can be reduced, and the installation area occupied by the entire robot can be reduced.

도 1은 종래의 중력 보상장치가 구비된 수직 다관절 로봇의 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 본 발명에 따른 내장형 중력 보상장치를 지닌 수직 다관절 로봇의 사시도이다.
도 3는 본 발명에 따른 내장형 중력 보상장치를 지닌 수직 다관절 로봇의 후면, 측면을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 내장형 중력 보상장치를 지닌 수직 다관절 로봇에서 보상장치 부분을 도시한 확대도이다.
도 5는 도 4에 따른 보장장치인 가스 스프링들을 도시한 측단면도이다.1 is a view of a vertical articulated robot equipped with a conventional gravity compensation device.
2 is a perspective view of a vertical articulated robot having a built-in gravity compensation apparatus according to the present invention in accordance with the present invention.
3 is a rear view and a side view of a vertical articulated robot having a built-in gravity compensation apparatus according to the present invention.
Fig. 4 is an enlarged view showing a part of a compensation device in a vertical articulated robot having an embedded gravity compensation device according to the present invention.
Fig. 5 is a side cross-sectional view showing the gas springs, which are the assurance devices according to Fig. 4;

도 2 내지 도 5를 참조하여 본 발명에 따른 내장형 중력 보상장치를 지닌 수직 다관절 로봇의 바람직한 실시예를 설명한다.
A preferred embodiment of the vertical articulated robot having the built-in gravity compensation apparatus according to the present invention will be described with reference to FIGS. 2 to 5. FIG.

도 2 내지 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 평행링크 구조를 갖는 수직 다관절 로봇은, 로봇을 지지하는 베이스(40); 상기 베이스(40)의 상단에 설치되어 베이스에 대해 회전 가능한 회전부(10); 상기 회전부(10) 상단 일측에 설치되는 제1 회전축(21); 상기 제2 회전축(21)에 일단이 연결되어 상하 방향으로 회전하고, 타단에는 링크 플레이트(53)가 설치되는 제2 아암(30); 상기 링크 플레이트(53)에 일단이 연결되며, 타단은 제2 회전축(31)에 연결되는 링크(50); 상기 제2 회전축(31)에 일단이 연결되어 설치되는 제3 아암(30); 을 포함하며, 상기 링크(50)는 링크 피봇축들(51,52)에 의해 각각 제2 회전축(31) 및 링크 플레이트(53)에 대해 피봇가능하게 연결되어 구성된다.
2 to 3, a vertical articulated robot having a parallel link structure according to the present invention includes: a base 40 for supporting a robot; A rotating part 10 installed at an upper end of the base 40 and rotatable with respect to the base; A first rotation shaft 21 installed on one side of the upper end of the rotation unit 10; A second arm 30 having one end connected to the second rotation shaft 21 and rotated in a vertical direction and having a link plate 53 at the other end; A link 50 having one end connected to the link plate 53 and the other end connected to the second rotation shaft 31; A third arm 30 having one end connected to the second rotation shaft 31; And the link 50 is configured to be pivotally connected to the second rotational shaft 31 and the link plate 53 by link pivot shafts 51 and 52, respectively.

일반적으로 작업공간의 지면에 설치되는 베이스(40)를 중심으로 회전부(10)는 회전부 모터(11) 및, 상기 회전부 모터(11)와 연결되어 구성되는 감속기의 작동으로 소정의 방향으로 회전하고, 상기 회전부(10)의 상단의 제1 회전축(21)에 연결된 제1 아암(20)은 제1 모터(22) 및 감속기의 작동으로 상하 방향으로 회전하게 된다. 또한 제1 아암(20)의 상단에 설치되는 제2 회전축(31)은 제2 모터(32)의 작동으로 회전하고, 이로인해 제2 회전축과 연결된 제2 아암(30)도 상하 방향으로 회전한다. 상기 제1 모터(22)는, 제1 회전축(21)에 설치되는데, 하기에 설명될 링크 플레이트(53) 및 상기 제2 모터(32)와는 대향하여 설치되는데, 즉 링크 플레이트가 연결되는 제1 아암(20)의 링 형상 하단에 대향하여 설치된다.
The rotary part 10 is rotated about a base 40 installed on the ground of the work space in a predetermined direction by operation of a rotary part motor 11 and a speed reducer connected to the rotary part motor 11, The first arm 20 connected to the first rotary shaft 21 at the upper end of the rotary part 10 is rotated in the vertical direction by the operation of the first motor 22 and the speed reducer. The second rotary shaft 31 mounted on the upper end of the first arm 20 rotates by the operation of the second motor 32 so that the second arm 30 connected to the second rotary shaft also rotates in the vertical direction . The first motor 22 is installed on the first rotating shaft 21 and is disposed opposite to the link plate 53 and the second motor 32 to be described later, And is disposed opposite to the ring-shaped lower end of the arm 20.

상기 회전부(10)의 일측, 즉 제1 아암(20)의 링 형상 하단에 대해 회전가능하게 연결된 원형의 링크 플레이트(53)가 제2 모터(32)에 의해 회전함으로써, 링크 플레이트(53)의 회전력이 링크(50)를 통해 상기 제2 회전축(31)에 전달되며, 이로인해 제2 회전축(21)에 연결된 제2 아암(30)이 소정의 상하 방향으로 작동하게 된다. 즉 링크플레이트, 링크 및 제3 회전축은 서로 연동하는 것이다.
A circular link plate 53 rotatably connected to one side of the rotation part 10, that is, the ring-shaped lower end of the first arm 20 is rotated by the second motor 32, The rotational force is transmitted to the second rotary shaft 31 through the link 50 so that the second arm 30 connected to the second rotary shaft 21 operates in a predetermined vertical direction. That is, the link plate, the link and the third rotary shaft cooperate with each other.

더욱 상세하게는, 상기 제1 아암(20)의 링 형상 하단에 대해 회전 가능하게 연결되는 링크 플레이트(53)는 피봇축(52)을 통해 링크(50)와 연결되고, 상기 링크(50)는 또 다른 피봇축(51)을 통해 제2 회전축(31)과 연결된다. 상기 회전축(31)은 제2 아암(30)과 연결되어 제2 아암(30)을 상하로 작동시킨다. 즉 제2 모터(32)가 작동되면 상기 제2 모터와 연결된 링크 플레이트(53)가 회전하고, 이어서 링크(53) 및 제2 회전축(31)이 회전함으로써 제3 아암(30)이 상하로 작동된다.
More specifically, a link plate 53 rotatably connected to the lower end of the ring of the first arm 20 is connected to the link 50 via a pivot shaft 52, And is connected to the second rotary shaft 31 via another pivot shaft 51. The rotary shaft 31 is connected to the second arm 30 to operate the second arm 30 up and down. That is, when the second motor 32 is operated, the link plate 53 connected to the second motor is rotated, and then the link 53 and the second rotation shaft 31 are rotated, and the third arm 30 is operated up and down do.

상기 제1 아암(20)의 후방에는 제1 가스 스프링(60)이 설치되며, 그 상부에는 압축가스의 압축비를 낮추고, 가스 스프링의 반력을 일정하게 유지시키기 위해 리저버 탱크(어큐뮬레이터)(도면부호 미도시)들이 가스 스프링과 연통되게 설치되는 것이 바람직하다. 상기 제1 가스 스프링(60)은, 제1 고정부재(601)에 의해 그 일단이 제1 아암(20)의 하부와 연결되며, 타단은 제2 고정 부재(602)에 의해 회전부(10)의 중간부와 연결되어 회전부 내측 공간에 위치한다. A first gas spring 60 is provided at the rear of the first arm 20 and a reservoir tank (accumulator) (not shown in the drawing) is provided at the upper part thereof to lower the compression ratio of the compressed gas and to maintain the reaction force of the gas spring constant. Are preferably provided so as to communicate with the gas springs. One end of the first gas spring 60 is connected to the lower portion of the first arm 20 by a first fixing member 601 and the other end of the first gas spring 60 is connected to a second fixing member 602 of the rotation part 10 And is connected to the intermediate portion and is located in the inner space of the rotating portion.

바람직하게는, 상기 고정부재들(601,602)들은 제1 아암(20)에 대해 횡방향으로 설치되는 제1 샤프트(603) 및 회전부(10)의 내부 공간을 가로질러 설치되는 제2 샤프트(604)에 각각 피봇 가능하게 연결된다.
The fixing members 601 and 602 preferably include a first shaft 603 installed transversely with respect to the first arm 20 and a second shaft 604 installed across the inner space of the rotary part 10, Respectively.

상기 제1 가스 스프링(60)과 인접하여 제2 가스 스프링(70)이 설치되는데, 상기 제2 가스 스프링(70)은, 그 일단이 제3 고정부재(701)에 의해 링크 플레이트(53)에 연결되고, 타단은 제4 고정부재(702)에 의해 회전부(31)의 하면에 연결된다. 상기 제3 고정부재(701)는 링크 플레이트(50)의 둘레의 일정 위치에 설치되는 제3 샤프트(703)에 피봇가능하게 연결된다. 제4 고정부재(702)와 제2 가스 스프링(70)의 하단은 제4 샤프트(704)로 연결되는데, 제4 샤프트(704)는 제4 고정부재(702)에 대해 피봇가능하다.
A second gas spring 70 is provided adjacent to the first gas spring 60. One end of the second gas spring 70 is connected to the link plate 53 by a third fixing member 701, And the other end is connected to the lower surface of the rotary part 31 by the fourth fixing member 702. [ The third fixing member 701 is pivotally connected to a third shaft 703 installed at a predetermined position around the link plate 50. The lower ends of the fourth fixing member 702 and the second gas spring 70 are connected to a fourth shaft 704 which is pivotable with respect to the fourth fixing member 702.

여기에서 상기 제1 고정부재(601)는 제1 가스 스프링의 실린더의 상단과 연결되며, 제2 고정부재(602)는 가스 스프링 본체 하단과 연결된다. 또한 상기 제3 고정부재(701)는 제2 가스 스프링의 실린더 상단과 연결되며, 제4 고정부재(702)는가스 스프링 본체 하단과 연결된다.
Here, the first fixing member 601 is connected to the upper end of the cylinder of the first gas spring, and the second fixing member 602 is connected to the lower end of the gas spring body. Also The third fixing member 701 is connected to the cylinder upper end of the second gas spring, and the fourth fixing member 702 is connected to the lower end of the gas spring body.

상기의 회전부(10), 제1 아암(20) 및 제2 아암(30)의 좌우, 상하 회전은 아암의 작업위치를 결정하기 위한 회전으로, 제어장치(미도시)에 입력된 위치값(x,y,z)에 따라 각 아암를 회전시키는 회전축이 회전을 하여 취급할 물품이 있는 소정의 위치로 아암을 이동시키는 것이다. 모터는 회전축을 회전시키는 회전력을 발생시키고, 감속기는 모터의 회전력을 일정 속도로 감속시키는 역할을 하는 것이므로, 여기에서는 감속기가 모터와 일체로 연결 형성되는 것이 당업자에게는 자명하므로 감속기를 도면 상에 표시하지 않았다. 또한 제2 아암(30)의 단부에는 복수개의 회전축이 더 구성되어 상하,좌우 회전을 동시에 취할 수 있는 아암(도면부호 미도시)이 더 형성되는 것이 일반적이다. 제1 및 제2 아암(20,30)이 소정의 위치에 도달하면 제어장치(미도시)에 지정된 코디네이션 값에 따라 상기 아암이 물품을 다루기 위한 정확한 자세를 결정한다. 일반적으로 상기 아암의 단부에는 물품을 이동시키기 위한 보조장치인 지그를 장착할 수 있다.
The left, right, and up and down rotations of the rotary part 10, the first arm 20, and the second arm 30 are rotations for determining the working position of the arm, and the position value x , y, z), the rotary shaft is rotated to move the arm to a predetermined position where there is an article to be handled. Since the motor serves to rotate the rotating shaft and the speed reducer decelerates the rotating force of the motor at a constant speed, it is obvious to those skilled in the art that the speed reducer is integrally formed with the motor. I did. Further, at the end of the second arm 30, a plurality of rotation shafts are further formed, and an arm (not shown) is further formed to be capable of simultaneously taking up and down and right and left rotations. When the first and second arms 20, 30 reach a predetermined position, the arm determines the correct posture for handling the article according to the coordination value assigned to the controller (not shown). In general, a jig, which is an auxiliary device for moving an article, can be mounted on an end of the arm.

도 3 내지 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 내장형 중력 보상장치의 제1 및 제2 가스 스프링(60,70)의 연결 구성이 보다 상세히 도시되어 있다. 3 to 5, the connection structure of the first and second gas springs 60 and 70 of the built-in gravity compensation device according to the present invention is shown in more detail.

상기 내장형 중력 보상장치는, 회전부(10)의 내부 공간에 설치되어 아암(20,30)에 가해지는 중력을 보상하기 위해 수직 다관절 로봇에 구성되는데, 상기 회전부(10)의 내부 공간에 설치되어 그 상단은 제1 아암(20)의 하부에 연결되며, 하단은 회전부와 연결되는 제1 가스 스프링(60); 상기 회전부(10)의 내부 공간에 설치되어 그 상단은 제1 아암(20)의 링 형상 하단과 연결되며, 하단은 회전부의 하부면과 연결되는 제2 가스 스프링(70); 상기 제1 가스 스프링의 상단 및 하단에 각각 구비되는 제1 고정부재(601) 및 제2 고정부재(602); 및 상기 제2 가스 스프링의 상단 및 하단에 각각 구비되는 제3 고정부재(701) 및 제4 고정부재(702); 를 포함한다.The built-in gravity compensation device is installed in an internal space of the rotary part 10 and is configured as a vertical articulated robot for compensating for gravity applied to the arms 20 and 30, A first gas spring 60 connected to the lower portion of the first arm 20 and a lower end connected to the rotation portion; A second gas spring 70 installed in an inner space of the rotary part 10 and having an upper end connected to the lower end of the ring of the first arm 20 and a lower end connected to a lower surface of the rotary part; A first fixing member 601 and a second fixing member 602 provided at the upper and lower ends of the first gas spring; And a third fixing member (701) and a fourth fixing member (702) respectively provided at upper and lower ends of the second gas spring; .

바람직하게는, 상기 제1 아암의 링 형상 하단 일측에는 제1 모터(22)가 구비되며, 타측에는 링크 플레이트(53)가 구비된다.
Preferably, the first arm is provided with a first motor 22 on one side of the lower end of the ring and the link plate 53 is provided on the other side.

상기 제1 및 제2 가스 스프링(60,70)은 회전부(10)와 제1 아암(20)의 후방 사이에 설치되는데, 보다 상세하게는, 회전부(10)의 내측 공간과 제1 아암(20)의 후방 공간 사이에 설치된다.The first and second gas springs 60 and 70 are installed between the rotary part 10 and the first arm 20 and more specifically the inner space of the rotary part 10 and the first arm 20 As shown in Fig.

상기 제1 가스 스프링(60)의 실린더(도면부호 미도시)는 제1 고정부재(601)를 통해 제1 아암(20)의 후방 하부에 연결되는데, 상기 제1 고정부재(601)는 제1 샤프트(603)에 피봇가능하게 연결됨으로써, 제1 가스 스프링의 실린더가 제1 아암의 후방 하부에 연결되는 것이다. 또한 제1 가스 스프링(60)의 타단은 회전부(10)의 내부 공간의 중간부를 가로질러 설치되는 제3 샤프트(703)에 제3 고정부재(701)를 통해 피봇 가능하게 연결된다.A cylinder (not shown) of the first gas spring 60 is connected to a rear lower portion of the first arm 20 through a first fixing member 601, The first fixing member 601 is pivotally connected to the first shaft 603 so that the cylinder of the first gas spring is connected to the rear lower portion of the first arm. Further, the other end of the first gas spring 60 And is pivotally connected to a third shaft 703 provided across the middle portion of the inner space of the rotary part 10 via a third fixing member 701. [

상기 제2 가스 스프링(70)의 실린더는 제1 아암(20)의 링 형상 하단 일측에 구성된 링크 플레이트(53)와 제3 고정부재(701)를 통해 연결되고, 제2 가스 스프링의 타단은 회전부(10)의 하면에 제4 고정부재(702)를 통해 연결된다. 바람직하게는, 상기 제1 가스 스프링은 종래의 밸런스 스프링의 역할을 하며, 제2 가스 스프링은 종래의 밸런스 웨이트의 역할을 한다.
The cylinder of the second gas spring 70 is connected to the link plate 53 formed at one side of the lower end of the ring shape of the first arm 20 through the third fixing member 701, And the fourth fixing member 702 is connected to the lower surface of the base 10. Preferably, the first gas spring serves as a conventional balance spring, and the second gas spring serves as a conventional balance weight.

도 4 및 도 5는 참조하면, 아암들이 소정의 방향으로 상하 이동하기 전의 최초 상태의 제1 및 제2 가스 스프링(60,70)을 도시한 것인데, 상기 제1 가스 스프링(60) 및 제2 가스 스프링(70)의 실린더가 외부로 연장된 상태이다. 4 and 5 illustrate first and second gas springs 60 and 70 in an initial state before the arms move up and down in a predetermined direction. The first gas spring 60 and the second gas spring 60 And the cylinder of the gas spring 70 is extended to the outside.

제1 모터(22)가 작동되어 제1 회전축(21)을 회전시키면(시계방향) 제1 아암(20)이 하향으로 작동(회전)되고, 제1 가스 스프링(60)은 제2 샤프트(604) 중심으로 시계방향으로 피봇되므로, 실린더가 가스 스프링(23)의 하우징 내로 인입되면서 하우징 내의 압축가스를 압축하여 제1 아암(20)에 가해지는 중력을 보상하게 된다. 또한 소정의 위치에서 중량물 취급 작업 완료 후, 제1 아암(20)이 원위치로 복귀시에는 회전축(21)이 반대로 회전(반시계 방향)하는데, 이때 실린더가 외부로 인출됨과 동시에 하우징 내의 압축가스가 실린더를 밀어줌으로써 보다 용이하게 제1 아암(20)은 원위치로 복귀된다.
When the first motor 22 is operated to rotate the first rotation shaft 21 (clockwise direction), the first arm 20 is operated downward (rotated), and the first gas spring 60 is rotated on the second shaft 604 So that the compressed gas in the housing is compressed to compensate for the gravity applied to the first arm 20. In this case, When the first arm 20 returns to its original position after completion of the heavy object handling operation at a predetermined position, the rotary shaft 21 rotates in the opposite direction (counterclockwise direction). At this time, the cylinder is drawn out to the outside, The first arm 20 is returned to the home position more easily by pushing the cylinder.

또한, 제2 아암(30)은, 제2 모터(32)가 작동되어 링크 플레이트(53)를 회전(시계방향)시키고, 이때 링크(26)가 연동하여 제3 회전축을(21) 회전시킴으로써 하향으로 작동하는데, 제2 가스 스프링(70)은 제2 샤프트(704)를 중심으로 반시계방향으로 피봇되고 이때 제2 가스 스프링(23)의 실린더도 하우징의 내부로 인입되면서 하우징 내의 압축가스를 압축하여 제2 아암(30)에 가해지는 중력을 보상하게 된다. 그리고 제2 아암(30)이 원위치로 복귀시에, 링크 플레이트(26)가 반시계방향으로 회전하고 제2 가스 스프링(70)은 제4 샤프트(704)를 중심으로 시계방향으로 피봇되면서 실린더가 제2 가스 스프링(70)의 외부로 인출됨과 동시에 하우징 내의 압축가스가 실린더를 밀어줌으로써 보다 용이하게 제2 아암(30)은 원위치로 복귀된다. 여기에서 제2 가스 스프링(70)의 실린더가 링크 플레이트(53)의 중심점과 일치하게 정렬된 상태를 유지시에 실린더가 하우징 내로 최대 인입하게 된다.
The second arm 30 is operated by the second motor 32 to rotate the link plate 53 clockwise so that the link 26 interlocks and rotates the third rotation shaft 21, The second gas spring 70 is pivoted counterclockwise about the second shaft 704 and the cylinder of the second gas spring 23 is also drawn into the interior of the housing to compress the compressed gas in the housing Thereby compensating for the gravity applied to the second arm 30. When the second arm 30 returns to its original position, the link plate 26 rotates counterclockwise and the second gas spring 70 pivots clockwise about the fourth shaft 704, The second arm 30 is returned to its original position more easily by being pushed out of the second gas spring 70 and simultaneously the compressed gas in the housing pushing the cylinder. Here, when the cylinder of the second gas spring 70 is kept aligned with the center point of the link plate 53, the cylinder is drawn into the housing at the maximum.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과하며,본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 갖는 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 게시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이런 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the scope of the present invention but to limit the scope of the present invention. The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents should be construed as falling within the scope of the present invention.

10.회전부 11.회전부 모터
20.제1 아암 21.제1 회전축
22.제1 모터
30.제2 아암 31.제2 회전축
32.제2 모터
40.베이스
50.링크 51,52.피봇축
53.링크 플레이트
60.제1 가스 스프링 601,602.제1 및 제2 고정부재
603,604.제1 및 제2 샤프트
70.제2 가스 스프링 701,702.제3 및 제4 고정부재
703,704.제3 및 제4 샤프트10. Rotating part 11. Rotating part motor
20. First arm 21. First rotary shaft
22. The first motor
30. Second arm 31. Second rotary shaft
32. Second motor
40. Base
50. Link 51, 52. Pivot axis
53. Link plate
60. First gas spring 601, 602. First and second fixing members
603, 604. The first and second shafts
70. Second gas spring 701, 702. Third and fourth fixing members
703, 704. The third and fourth shafts

Claims (6)

회전부의 내부 공간에 설치되어 아암에 가해지는 중력을 보상하기 위한 내장형 중력 보상장치를 지닌 수직 다관절 로봇에 있어서, 상기 내장형 중력 보상장치는,
상기 회전부의 내부 공간에 설치되어 그 상단은 제1 아암의 하부에 연결되며, 하단은 회전부와 연결되는 제1 가스 스프링;
상기 회전부의 내부 공간에 설치되어 그 상단은 제1 아암의 링 형상 하단과 연결되며, 하단은 회전부의 하부면과 연결되는 제2 가스 스프링;
상기 제1 가스 스프링의 상단 및 하단에 각각 구비되는 제1 고정부재 및 제2 고정부재;
상기 제2 가스 스프링의 상단 및 하단에 각각 구비되는 제3 고정부재 및 제4 고정부재; 를 포함하며,
상기 제1 아암의 링 형상 하단 일측에는 제1 모터가 구비되며, 타측에는 링크 플레이트가 구비되는 것을 특징으로 내장형 중력 보상장치를 지닌 수직 다관절 로봇.
A built-in gravity compensator having a built-in gravity compensator installed in an internal space of a rotary part to compensate gravity applied to an arm,
A first gas spring installed in an inner space of the rotary part and having an upper end connected to a lower portion of the first arm and a lower end connected to the rotary part;
A second gas spring installed in the inner space of the rotary part, the upper end of the second gas spring being connected to the lower end of the ring of the first arm, and the lower end being connected to the lower surface of the rotary part;
A first fixing member and a second fixing member respectively provided at upper and lower ends of the first gas spring;
A third fixing member and a fourth fixing member respectively provided at upper and lower ends of the second gas spring; / RTI >
Wherein a first motor is provided on one side of the ring-shaped lower end of the first arm, and a link plate is provided on the other side of the ring-shaped lower end of the first arm.
제 1항에 있어서,
제1 가스 스프링의 상단에 구성되는 실린더가 제1 고정부재에 연결되며, 상기 제1 고정부재는 제1 아암의 하부에 구성된 제1 샤프트에 연결되는 것을 특징으로 하는 내장형 중력 보상장치를 지닌 수직 다관절 로봇.
The method according to claim 1,
Characterized in that the cylinder constituted at the upper end of the first gas spring is connected to the first fixing member and the first fixing member is connected to the first shaft constituted at the lower part of the first arm Joint robot.
제 1항에 있어서,
제1 가스 스프링의 하단은 제2 고정부재를 통해 회전부의 내측 공간을 가로질러 설치되는 제2 샤프트에 연결되는 것을 특징으로 하는 내장형 중력 보상장치를 지닌 수직 다관절 로봇.
The method according to claim 1,
And the lower end of the first gas spring is connected to a second shaft installed across the inner space of the rotary part through the second fixing member.
제 1항에 있어서,
제2 가스 스프링의 상단에 구성되는 실린더가 제3 고정부재에 연결되며, 상기 제3 고정부재는 제1 아암의 링크 플레이트에 구성되는 제3 샤프트에 연결되는 것을 특징으로 하는 내장형 중력 보상장치를 지닌 수직 다관절 로봇.
The method according to claim 1,
Characterized in that the cylinder constituted on the upper end of the second gas spring is connected to the third fixing member and the third fixing member is connected to the third shaft constituted on the link plate of the first arm Vertical articulated robot.
제 1항에 있어서,
제2 가스 스프링의 하단은 제4 샤프트를 통해 제4 고정부재와 연결되며, 상기 제4 고정부재는 회전부의 하부면에 연결되는 것을 특징으로 하는 내장형 중력 보상장치를 지닌 수직 다관절 로봇.
The method according to claim 1,
Wherein the lower end of the second gas spring is connected to the fourth fixed member via a fourth shaft, and the fourth fixed member is connected to the lower surface of the rotary part.
제 1항에 있어서,
제1 및 제2 가스 스프링은 회전부 내측 공간 및 과 제1 아암의 후방 사이에 설치되는 것을 특징으로 하는 내장형 중력 보상장치를 지닌 수직 다관절 로봇.





The method according to claim 1,
Wherein the first and second gas springs are installed between the inner space of the rotary part and the rear of the first arm.





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