KR101526333B1 - 인덱스 로킹 아암을 구비하는 측정 장치 - Google Patents

Abstract

높은 위치와 낮은 위치 사이에서, 수평축을 중심으로 피봇하도록 장착되는 베이스, 포인팅 부재가 제공되는 제 2 단부를 가지는 관절식 아암의 제 1 단부를 구비하는 측정 장치. 위치 로킹 장치는 베이스와 제 1 단부 사이에 장착되고, 위치 로킹 장치는 낮은 위치를 향한 아암의 이동을 방해하도록 장착되는 폴을 포함하고 폴의 분리를 위한 수단에 연결된다.

Description

인덱스 로킹 아암을 구비하는 측정 장치{Measuring device including an indexed locking arm}

본 발명은 관절식 아암을 구비하는 측정 장치에 관한 것이다. 이와 같은 측정 장치는 예를 들어 품질 제어 동작들의 프레임워크에서 예를 들어 부품의 치수들을 확인하기 위해 사용된다.

필러(feeler) 또는 레이저 빔 방출기와 같은 포인팅 부재가 제공되는 제 2 단부를 가지는 관절식 아암의 제 1 단부를 수평축(A)을 중심으로 피봇시키기 위해 장착되는 베이스를 구비하는 알려진 측정 장치들이 있다. 아암의 제 2 단부에는 또한 조작자가 측정될 물체의 표면에 필러를 적용하고 레이저 빔 방출기를 측정될 물체의 일부를 향해 지향시킬 수 있는 조종기 핸들이 제공된다.

관절식 아암은 일반적으로 일측 상에서 베이스에 그리고 다른 측 상에는 조종기 핸들 및 포인팅 부재를 보유하는 관절식 팔목이 제공되는 자유단을 가지는 제 2 세그먼트에 관절식으로 연결되는 제 1 세그먼트를 포함한다.

이들 측정 장치들에 있어서, 관절식 아암은 일반적으로 제 1 세그먼트가 베이스의 일부를 향해 실질적으로 수직으로 인접하여 연장하고 제 2 세그먼트가 제 1 세그먼트를 향해 접히는 정지 또는 비사용의 안정한 위치를 가지도록 설계된다. 이러한 위치에서, 세그먼트들, 팔목, 조종기 핸들 및 포인팅 부재를 포함하는 조립체의 무게 중심은 베이스와 실질적으로 수직 정렬로 놓이고 베이스에 인접하여 제 1 세그먼트를 유지하는 경향이 있고, 따라서, 상기 조립체의 안정성을 보장한다.

그러나, 아암에 대한 우연한 충격은 그것을 그것의 정지 위치를 벗어나게 할 위험이 있고, 그러면 아암은 그 자신의 중량의 영향 때문에 경사져서, 아암이 장애물과 부딪힐 때까지 하향 이동을 시작한다. 이러한 유형의 충격은 포인팅 부재 및 또는 아암의 이동을 안내하는 부재들, 더 일반적으로는 전체로서 아암의 구조의 열화로 이어질 수 있다.

아암의 중량을 보상하기 위해 아암의 제 1 세그먼트와 베이스 사이에 탄성 실린더를 장착하는 것이 알려져 있다. 이러한 실린더의 부수적인 효과는 정지 위치에서 아암의 안정성을 보강하는 것이다.

비록 아암의 우연한 틸팅의 위험이 감소되지만, 그럼에도 불구하고 그것은 높게 유지되고 있다.

이러한 위험을 더욱 감소시키기 위해, 몇몇 측정 장치들은 실린더의 로드의 슬라이딩을 차단하기 위한 부재를 포함한다. 이러한 로킹 부재는 아암이 정지 위치에 있을 때 실린더의 로드 위에 결합되는 대략 U자형 단면을 가지는 제거 가능한 스페이서 형태를 취하고, 그 결과 스페이서는 실린더의 본체 및 실린더의 로드의 자유단의 서로를 향한 이동을 방해한다. 그럼에도 불구하고 스페이서를 잃을 위험이 존재하고, - 그 경우에 아암의 로킹은 더 이상 가능하지 않고, - 또는 반대로, 조작자가 아암을 그것의 정지 위치를 떠나게 하는 경향이 있는 아암에 힘을 작용할 때 로드 상의 스페이서를 떠날 - 이 경우 아암 및 스페이서는 약화를 또는 심지어 이들을 열화시키는 스트레스를 받고 - 위험이 존재한다.

본 발명의 목적은 더 안정한 정지 위치를 가지는 측정 장치를 제공하는 것이다.

이를 위해, 본 발명은 높은 위치와 낮은 위치 사이에서, 수평축을 중심으로 피봇하도록 장착되는 베이스, 포인팅 부재가 제공되는 제 2 단부를 가지는 관절식 아암의 제 1 단부를 구비하는 측정 장치를 제공한다. 위치 로킹 장치는 베이스와 제 1 단부 사이에 장착되고, 위치 로킹 장치는 낮은 위치를 향한 아암의 이동을 방해하도록 장착되고 폴의 분리를 위한 수단에 연결되는 폴을 포함한다.

따라서, 폴은 제위치에서 아암의 인덱스된 로킹을 보장하는 제위치에 아암을 로킹하는 간단하고 신뢰성 있는 수단을 구성한다. 그것이 결합된 때, 폴은 낮은 위치를 향한 아암의 이동을 방해하여 아암이 낙하하는 것을 방지하고 이것이 일으킬 수 있는 열화를 방지한다.

본 발명의 다른 특징들 및 이점들은 본 발명의 특히 비제한적인 실시예들의 다음의 설명을 읽을 때 나타날 것이다.

첨부 도면들이 참조된다.

도 1은 본 발명의 측정 장치의 사시도로서, 아암이 높은 정지 위치에 있는, 사시도.
도 2는 높은 위치에 있는 이러한 아암의 아마츄어의 부분 사시도.
도 3은 낮은 위치에 있는 아암의 아마츄어의 부분 사시도.
도 4는 폴 장치를 나타내는 아암의 부분 전개 사시도.
도 5는 폴 장치의 부분 전개 사시도.
도 6은 아암의 제 1 세그먼트의 편향을 나타내는 개략 입면도.
도 7은 토크 제한기를 나타내는 부분 단면도.
도 8은 폴의 분리를 위한 액츄에이터의 제어 회로를 나타낸 개략도.

도면들을 참조하면, 본 발명에 따른 측정 장치는 낮은 위치와 높은 위치 사이에서, 수평축(A)을 중심으로 피봇하도록, 장착되는 베이스(1), 포인팅 부재(pointing member; 4)가 고정되는 관절 팔목(3)이 제공되는 제 2 단부(2.2)를 가지며, 전반에 걸쳐 2로 나타낸 관절식 아암의 제 1 단부(2.1)를 포함한다. 이하에서는 상기 높은 위치를 '제1 위치'라 하고, 상기 낮은 위치를 제1 위치보다 낮은 높이인 '제2 위치'라 한다.

더 정확하게는, 아암(2)은 아암(2)의 제 1 단부(2.1)를 형성하는 제 1 단부 및 아암(2)의 제 2 단부(2.2)를 형성하는 제 2 단부를 가지는 제 2 세그먼트(5.2)의 제 1 단부가 관절식으로 연결되는 제 2 단부를 가지는 제 1 세그먼트(5.1)를 구비한다.

아암(2), 베이스(10) 및 팔목(3)의 상기 장치 및 구조는 본래 알려져 있고 여기에 상세히 기술되지 않을 것이다.

전반에 걸쳐 6로 나타낸 위치 로킹 장치는 관절식 아암(2)의 제 1 단부와 베이스 사이에 장착된다.

더 정확하게는, 이 장치는 베이스(1)에 견고하게 고정된 고정 부분(7.1) 및 제 1 세그먼트(5.1) 아래에 놓이고 수평축(A)을 중심으로 피봇하도록 고정 부분(7.1) 위에 장착되는 이동 부분(7.2)을 구비하는 관절식 아마츄어(7)을 포함한다. 여기서 고정 부분(7.1)은 관형상(tubular shape)이고 베이스(1)에 나사결합된다. 탄성 실린더(8)는 부분들(7.1, 7.2) 사이에 장착되고 제 1 세그먼트(5.1)과 접하여 부분(7.2)을 고정하는 경향이 있다. 관절식 아마츄어(7)는 베이스(1)에 대해 아암(2)의 관절의 레벨에서 브레이스(brace)를 형성한다.

위치 로킹 장치는 축(A)과 동축이고 이동 부분(7.2)과 함께 회전하도록 제한되는 치형 휠(9) 및 제1 위치보다 낮은 높이인 제2 위치를 향한 아암(2)의 이동을 방해하도록 폴이 치형 휠의 2개의 이(teeth) 사이에서 결합되는 활성 위치와 폴(10)이 치형 휠(9)로부터 분리되는 비활성 위치 사이에서 이동되도록 고정 부분(7.1) 위에 장착되는 폴(pawl; 10)을 포함한다. 수동의 기계적 제어 버튼(11)은 폴의 2개의 위치들 사이에서 폴(10)을 이동시키기 위해 고정 부분 위에 장착된다.

기계적 제어 버튼(11)은 기계적 트랜스미션 체인을 그것의 활성 위치로부터 그것의 비활성 위치로 이동시키기 위해 13으로 상징적으로 나타낸 기계적 트랜스미션 체인에 의해 폴(10)에 연결된 전기기계 액츄에이터(12)를 또한 포함하는 폴(10)의 분리 수단의 부분을 형성한다. 전기기계 액츄에이터(12)는 메인들(mains), 아암(2)의 전원 또는 배터리와 같은 전원(22)에 차례로 연결되는 제어 유닛(21)에 연결된다. 전기 제어 버튼(14)은 관절식 아암(2)의 제 2 단부(2.2) 위에 장착되고 제어 유닛(21)에 전기적으로 접속된다. 여기서, 전기기계 액츄에이터(12)는 솔레노이드, 스텝퍼 모터(stepper motor) 또는 선형 액츄에이터와 같은 전자기 액츄에이터이다.

끝으로, 분리 수단(disengagement means)은 15로 전반에 걸쳐 나타낸 토크 제한기를 포함한다. 토크 디리미터(torque delimiter; 15)는 치형 휠(9)에 견고하게 부착되는 제 1 플레이트(16) 및 이동 부분(7.2)에 견고하게 부착되는 제 2 플레이트(17)를 포함한다. 플레이트들(16, 17)은 벨레빌 스프링 워셔들(Belleville spring washers; 18)에 의해 서로에 대해 탄성적으로 지탱된다. 플레이트(17)는 플레이트(16)로부터 돌출하는 볼들(balls)을 수용하기 위한 하우징들을 구비하고, 그 결과 미리 정해진 임계치를 초과하는 토크가 아암에 그러므로 이동 부분(7.2)에 작용되고 폴이 치형 휠(9)과 분리될 때, 볼들은 플레이트들을 스프링 워셔들의 힘에 대항하여 서로에 대해 다시 밀므로써 이들의 하우징들을 벗어날 수 있고, 그렇게 하여 서로에 대한 플레이트들(16, 17)의 피봇팅을 허용한다.

힘 센서(19)는 아암(2)의 제 1 세그먼트(5.1)의 근방에서 이동 부분(7.2) 위에 장착되고 경보 부재(20)에 연결된다. 경보 부재(20)는 아암의 제 2 단부 위에 장치되는 발광 경보 장치 또는 램프(lamp), 예를 들어, 가청 경보 장치 또는 진동 소자이다. 힘 센서(19)는 이동 부분(7.2)의 신축성(flexing)을 검출하기 위해 장착된다. 대안으로, 센서(19)는 이동 부분(7.2)과 세그먼트(5.1) 사이의 거리의 변화를 측정하도록 구성될 수 있다.

분리 수단은 폴(10)의 분리를 실행할 수 있도록 배열되고 아암(2)이 정지 위치에 있을 때 폴(10)의 결합을 명령하기 위해 아암(2)의 제1 위치를 감지하기 위한 센서(23)에 연결된다(도 1 및 도 2 참조). 유사하게, 미리 정해진 기속기간 동안 아암의 실질적으로 고정된 위치를 검출하고 나서 조작자의 지루함을 줄여주기 위해 폴(10)의 자동 결합을 명령하기 위한 설비가 있을 수 있다.

제어 유닛(21)은 본질적으로 알려져 있고 예를 들어 위에서 언급한 기능들을 제공하기 위해 본질적으로 알려진 방식으로 프로그램된 프로세서를 포함한다.

물론, 본 발명은 기재된 실시예로 제한되지 않고 청구항들에 정의된 것과 같은 본 발명의 범위 내에서 속하는 임의의 변형예를 포함한다.

특히, 분리 수단은 기재된 것과는 다른 구조를 가질 수 있고, 예를 들어 분리 수단은 베이스 위에 장착되고 액츄에이터에 전기적으로 접속되는 수동 제어 버튼을 포함한다. 만약 제어 버튼이 무선 접속으로 액츄에이터에 연결되면, 제어 버튼은 측정 장치 위 또는 심지어 그것 외부의 요소 위의 임의의 위치에 장착될 수 있다.

대안으로, 전기기계 액츄에이터는 피에조전기 액츄에이터(piezoelectric actuator)이다.

기계적 트랜스미션 체인은 그것의 가장 단순한 표현으로 감소될 수 있다: 즉 선형 액츄에이터의 출력 로드(output rod)는 폴(10)에 직접 연결될 수 있다.

토크 제한기는 치형 휠과 이 치형 휠이 장착되는 샤프트 사이에 끼인 마찰 링(friction ring)을 포함할 수 있고, 마찰 링은 치형 휠에 미리 정해진 값보다 작은 최대 토크를 전달하도록 구성되어 있다.

액츄에이터에 대한 제어 버튼의 전기 접속은 유선 또는 무선 접속 수단, 예를 들어 적외선 또는 무선-주파수 접속 수단 등을 포함할 수 있다.

1 : 베이스
2 : 아암
2.1 : 제 1 단부
2.2 : 제 2 단부
3 : 관절 팔목
4 : 포인팅 부재
5.1 : 제 1 세그먼트
5.2 : 제 2 세그먼트
6 : 로킹 장치
7 : 관절식 아마츄어
7.1 : 고정 부분
7.2 : 이동 부분
8 : 탄성 실린더
9 : 치형 휠
10 : 베이스
11 : 수동의 기계적 제어 버튼
12 : 전기기계 액츄에이터
13 : 기계적 트랜스미션 체인
14 : 전기 제어 버튼
15 : 토크 제한기
16 : 제 1 플레이트
17 : 제 2 플레이트
18 : 벨레빌 스프링 워셔들
19 : 힘 센서
20 : 경보 부재
21 : 제어 유닛
22 : 전원
23 : 센서

Claims (15)

1. 위치 로킹 장치;
   베이스(1);
   제1 단부(2.1)와 제2 단부를 가지는 관절식 아암(2);을 포함하며,
   상기 제1 단부(2.1)는 제1 위치와 상기 제1 위치보다 낮은 높이인 제2 위치 사이에서 수평축(A)을 중심으로 피봇하도록 상기 베이스(1)에 장착되며,
   상기 관절식 아암(2)의 상기 제2 단부는 상기 관절식 아암이 상기 제2 위치에 있을 때보다 상기 관절식 아암이 상기 제1 위치에 있을 때 더 높으며,
   상기 제2 단부는 포인팅 부재(pointing member)가 제공되고,
   상기 베이스와 상기 제 1 단부 사이에 장착되고, 상기 위치 로킹 장치는 상기 베이스에 고정되는 고정 부분과 상기 고정 부분에 장착되는 이동 부분과 함께 회전하도록 제한되는 치형 휠에 장착되는 폴을 포함하며, 상기 폴은 상기 치형 휠과 결합하고 상기 제 2 위치를 향한 상기 관절식 아암의 이동을 방해하도록 상기 고정 부분에 장착되며, 상기 위치 로킹 장치는 상기 치형 휠로부터 상기 폴의 분리를 위한 분리 수단에 연결되며, 상기 분리 수단은 상기 치형 휠에 연결되는 토크 제한기를 포함하여 상기 폴이 상기 치형 휠과 결합하는 동안 미리 정해진 임계치보다 큰 토크가 상기 관절식 아암에 작용하면 토크 제한기는 상기 관절식 아암이 상기 수평축(A)에 대하여 피봇하도록 허용하는 것을 특징으로 하는, 측정 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 분리 수단은 기계적 트랜스미션 체인을 이동시키기 위해 상기 기계적 트랜스미션 체인에 의해 상기 폴에 연결되는 전기기계 액츄에이터를 포함하는 것을 특징으로 하는, 측정 장치.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 분리 수단은 상기 전기기계 액츄에이터에 전기적으로 접속되는 수동 제어 버튼을 포함하는 것을 특징으로 하는, 측정 장치.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 수동 제어 버튼은 상기 베이스 위에 장착되는 것을 특징으로 하는, 측정 장치.
5. 제 2 항에 있어서,
   상기 전기기계 액츄에이터는 피에조전기 액츄에이터인 것을 특징으로 하는, 측정 장치.
6. 제 2 항에 있어서,
   상기 전기기계 액츄에이터는 전자기 액츄에이터인 것을 특징으로 하는, 측정 장치.
7. 삭제
8. 제 6 항에 있어서,
   상기 폴은 상기 아암의 상기 제 1 단부에 연결된 상기 치형 휠과 협력하도록 상기 베이스에 연결되고, 상기 토크 제한기는 상기 아암의 상기 제 1 단부에 회전 가능하게 연결되는 제 1 플레이트 및 상기 치형 휠에 회전 가능하게 연결되는 제 2 플레이트를 포함하고,
   상기 제 1 플레이트 및 상기 제 2 플레이트 중 하나는 다른 플레이트로부터 돌출하는 적어도 하나의 볼을 수용하기 위한 하우징을 구비하여, 만약 미리 정해진 임계치보다 큰 토크가 상기 아암에 작용하면, 상기 볼이 그것의 하우징을 벗어나서, 서로에 대해 상기 플레이트들의 피봇팅을 허용하는 것을 특징으로 하는, 측정 장치.
9. 제 6 항에 있어서,
   상기 폴은 상기 아암의 상기 제 1 단부에 연결되는 상기 치형 휠과 협력하도록 상기 베이스에 연결되고, 상기 토크 제한기는 상기 치형 휠과 상기 치형 휠이 장착되는 샤프트 사이에 끼인 마찰 링을 포함하고, 상기 마찰 링은 미리 정해진 값보다 낮은 최대 토크를 상기 치형 휠에 전달하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는, 측정 장치.
10. 제 1 항에 있어서,
    힘 센서가 상기 제 1 단부에 인접한 상기 아암의 세그먼트 위에 장착되고 경보 부재에 연결되는 것을 특징으로 하는, 측정 장치.
11. 제 10 항에 있어서,
    상기 힘 센서는 상기 아암의 상기 세그먼트의 변형을 측정하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는, 측정 장치.
12. 제 11 항에 있어서,
    이동 부분(mobile part)은 상기 세그먼트로부터 떨어져서, 이동 부분과 평행한 상기 세그먼트 아래에 놓이고, 상기 힘 센서는 상기 이동 부분과 상기 세그먼트 사이의 거리의 변화를 검출하기 위해 상기 이동 부분과 상기 세그먼트 사이에 장착되는 것을 특징으로 하는, 측정 장치.
13. 제 10 항에 있어서,
    상기 경보 부재는 상기 아암의 상기 제 2 단부 위에 장착되는 가청 경보 장치, 발광 경보 장치, 및 진동 소자 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는, 측정 장치.
14. 제 1 항에 있어서,
    상기 분리 수단은 상기 아암이 비사용 위치에 있을 때 상기 아암의 미리 정해진 비사용 위치의 검출을 위한 센서에 연결되는 것을 특징으로 하는, 측정 장치.
    
15. 제1항에 있어서,
    상기 치형 휠(9)은 상기 수평축(A)과 동축인 것을 특징으로 하는 측정장치.

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