KR102024312B1 - Gantry robot for measuring electromagnetic field of cyclotron and the method of measuring electromagnetic field using it - Google Patents

Gantry robot for measuring electromagnetic field of cyclotron and the method of measuring electromagnetic field using it Download PDF

Info

Publication number
KR102024312B1
KR102024312B1 KR1020180039132A KR20180039132A KR102024312B1 KR 102024312 B1 KR102024312 B1 KR 102024312B1 KR 1020180039132 A KR1020180039132 A KR 1020180039132A KR 20180039132 A KR20180039132 A KR 20180039132A KR 102024312 B1 KR102024312 B1 KR 102024312B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
magnetic field
cyclotron
measuring
gantry
reference point
Prior art date
Application number
KR1020180039132A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
홍봉환
김창혁
정인수
김경민
Original Assignee
한국원자력의학원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국원자력의학원 filed Critical 한국원자력의학원
Priority to KR1020180039132A priority Critical patent/KR102024312B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102024312B1 publication Critical patent/KR102024312B1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/02Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
    • G01R33/10Plotting field distribution ; Measuring field distribution
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J5/00Manipulators mounted on wheels or on carriages
    • B25J5/02Manipulators mounted on wheels or on carriages travelling along a guideway
    • B25J5/04Manipulators mounted on wheels or on carriages travelling along a guideway wherein the guideway is also moved, e.g. travelling crane bridge type
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00Programme-controlled manipulators
    • B25J9/02Programme-controlled manipulators characterised by movement of the arms, e.g. cartesian coordinate type
    • B25J9/023Cartesian coordinate type
    • B25J9/026Gantry-type
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05HPLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H13/00Magnetic resonance accelerators; Cyclotrons
    • H05H13/005Cyclotrons

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Particle Accelerators (AREA)

Abstract

The present invention relates to a gantry robot for measuring the magnetic field of the electromagnetism of a cyclotron and a method for measuring a magnetic field using the same. The robot comprises: a gantry frame which is configured to be inserted into a magnetic field measuring area in the space among poles of a cyclotron; a shuttle including a magnetic field measuring sensor and configured to be moved on the gantry frame; a driving unit provided on the outside of the magnetic field measuring area and providing driving force to the shuttle; and a control unit configured to control the driving unit. Therefore, according to the gantry robot for measuring the magnetic field of the electromagnetism of a cyclotron and the method for measuring a magnetic field using the same of the present invention, a magnetic field can be measured after a reference point is calculated from the measured magnetic field and the magnetic field measuring area is coordinated while having the reference point as a starting point. In addition, the movement of a sensor, which has the non-limited degree of freedom, increases speed and accuracy in the measurement of the magnetic field. Furthermore, because the size of a frame can be adjusted to be used for various sizes and various shapes of yokes, universality can be guaranteed.

Description

사이클로트론의 전자석 자기장 측정 갠트리 로봇 및 이를 이용한 자기장 측정 방법{GANTRY ROBOT FOR MEASURING ELECTROMAGNETIC FIELD OF CYCLOTRON AND THE METHOD OF MEASURING ELECTROMAGNETIC FIELD USING IT}GANTRY ROBOT FOR MEASURING ELECTROMAGNETIC FIELD OF CYCLOTRON AND THE METHOD OF MEASURING ELECTROMAGNETIC FIELD USING IT}

본 발명은 사이클로트론의 전자석 자기장 측정 갠트리 로봇 및 이를 이용한 자기장 측정 방법에 관한 것이며, 보다 상세하게는 자유도에 제한이 없는 갠트리 로봇을 이용하여 사이클로트론의 자기장을 측정하는 로봇 및 자기장 측정 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an electromagnet magnetic field measurement gantry robot of the cyclotron and a magnetic field measurement method using the same, and more particularly to a robot and a magnetic field measurement method for measuring the magnetic field of the cyclotron using a gantry robot having no limit of freedom.

사이클로트론은 대전입자를 가속시키는 장치의 일종으로서, 방출된 이온이 자기장에 영향을 받아 원운동을 함과 동시에 금속판의 극을 이온의 위치에 따라 바꾸어 주어가며 입자를 가속하게 된다. 사이클로트론은 입자를 가속하기 위해 호의 형태로 구성된 복수의 전극이 회전대칭적으로 구비되어 있으며, 또한, 전극에 의해 발생하는 전기장과 수직인 방향으로 자기장이 발생할 수 있도록 폴이 형성된다. 이러한 사이클로트론에서 발생되는 자기장은 위치 및 정밀도의 향상을 위하여 정밀한 자기장의 측정이 필요하며, 사이클로트론의 폴 사이의 공간(gap)에 자기장 측정장치를 삽입하여 자기장을 측정하고 있다.      Cyclotron is a kind of device for accelerating charged particles. The released ions are influenced by the magnetic field and move in a circular motion, and at the same time, they change the pole of the metal plate according to the position of the ions and accelerate the particles. Cyclotron is provided with a plurality of electrodes rotationally symmetrically in the form of an arc to accelerate the particles, and the pole is formed so that the magnetic field can be generated in a direction perpendicular to the electric field generated by the electrode. The magnetic field generated in the cyclotron requires precise magnetic field measurement in order to improve position and accuracy, and the magnetic field is measured by inserting a magnetic field measuring device into a gap between the poles of the cyclotron.

이와같은 사이클로트론의 자기장 측정장치와 관련하여 대한민국 등록특허 제1778796 호가 개시되어 있다. 그러나 이와같은 종래기술은 x축의 구동 및 y축의 구동을 별도로 구동하여 직교하는 움직임을 가지므로 평면상에서 이동의 자유도가 낮으며, 직선 움직임으로 원형 자기장 영역 외의 부분까지 측정하게 되므로 동선의 낭비가 발생하여 측정효율이 낮아진다.Korean Patent No. 1778796 has been disclosed with respect to such a cyclotron magnetic field measuring apparatus. However, since the conventional technique has a perpendicular movement by driving the drive of the x-axis and the drive of the y-axis separately, the degree of freedom of movement in the plane is low, and since the linear motion is measured to a portion outside the circular magnetic field region, waste of copper wire occurs. Measurement efficiency is lowered.

대한민국 등록특허 제1778796 호(2017년 09년 26일 공고)Republic of Korea Patent No.1778796 (Announcement on 09/26/2017)

본 발명은 전술한 종래의 문제점을 해결할 수 있는 자유도에 제한이 없으며, 사이클로트론의 중심축의 위치파악 및 이를 기준으로 좌표의 설정이 용이한 사이클로트론의 전자석 자기장 측정 갠트리 로봇 및 이를 이용한 자기장 측정 방법을 제공하는 것에 그 목적이 있다.The present invention is not limited to the degree of freedom that can solve the above-described conventional problems, and to provide the position of the central axis of the cyclotron and the electromagnet magnetic field measurement gantry robot of the cyclotron easy to set the coordinates based on the same and a magnetic field measuring method using the same There is that purpose.

상기 과제의 해결 수단으로서, 사이클로트론의 폴 사이의 공간에 적어도 일부가 삽입가능하도록 구성되는 갠트리 프레임, 자기장측정센서를 포함하며, 갠트리 프레임상에서 이동되도록 구성되는 셔틀, 자기장측정영역의 외부에 구비되며, 셔틀에 구동력을 제공하도록 구성되는 구동부 및 구동부를 제어하도록 구성되는 제어부를 포함하는 사이클로트론의 전자석 자기장 측정 갠트리 로봇이 제공될 수 있다. As a means for solving the above problems, a gantry frame, a magnetic field measuring sensor configured to be inserted into at least a portion of the space between the poles of the cyclotron, the shuttle is configured to move on the gantry frame, is provided outside the magnetic field measuring area, An electromagnet magnetic field measurement gantry robot of cyclotron may be provided that includes a drive configured to provide a driving force to the shuttle and a control configured to control the drive.

여기서 구동부와 셔틀을 연결하는 타이밍 벨트를 더 포함하여 구성되며, 구동부는 한 쌍의 구동부를 포함하여 구성되며, 제어부는 셔틀이 자기장측정영역 내의 위치를 제어할 수 있도록 한 쌍의 구동부의 회전을 제어할 수 있다.Here, the drive unit is configured to further include a timing belt connecting the shuttle, the drive unit comprises a pair of drive unit, the control unit controls the rotation of the pair of drive unit so that the shuttle can control the position in the magnetic field measurement area can do.

그리고 제어부는 자기장측정영역 중 중심부분의 소정영역의 자기장을 측정한 값을 근거로 중심좌표인 기준점을 설정하며, 자기장측정센서가 기준점을 원점으로 하는 새로운 좌표에 따라 자기장을 측정하도록 구동부를 제어할 수 있다.The control unit sets a reference point, which is a center coordinate, based on the measured value of the magnetic field of a predetermined area of the magnetic field measurement area, and controls the driving unit to measure the magnetic field according to the new coordinates using the reference point as the reference point. Can be.

한편, 자기장측정영역은 소정 패턴의 자기장이 회전대칭으로 형성되는 영역에서 자기장을 측정하며, 제어부는 기준점의 설정시 자기장측정센서로부터 측정되는 값 및 해당좌표를 근거로 자기장의 회전대칭의 중심좌표를 추출하여 기준점으로 설정할 수 있다.On the other hand, the magnetic field measuring region measures the magnetic field in the region where the magnetic field of the predetermined pattern is formed by rotational symmetry, and the control unit measures the center coordinates of the rotational symmetry of the magnetic field based on the value measured from the magnetic field measuring sensor and the corresponding coordinate when setting the reference point. Can be extracted and set as a reference point.

그리고, 제어부는 기준점의 설정시, 단위 자기장의 영역 중 인접하는 다른 단위 자기장의 영역과 가장 가까운 최인접좌표를 추출하고, 복수의 최인접좌표들의 중심점을 기준점으로 설정할 수 있다.When the reference point is set, the controller extracts the closest coordinate closest to the area of the other unit magnetic field among the areas of the unit magnetic field, and sets the center point of the plurality of closest coordinates as the reference point.

한편, 제어부는 기준점 설정시, 각각의 단위 자기장 영역 중 중심부에 최인접한 힐 꼭지점(hill vertex)의 좌표를 추출하고, 회전대칭으로 배치된 힐 꼭지점(hill vertex)의 좌표의 중심을 기준점으로 설정할 수 있다.Meanwhile, when setting the reference point, the controller extracts the coordinates of the hill vertex closest to the center of each unit magnetic field region and sets the center of the coordinates of the hill vertices arranged in rotational symmetry as the reference point. have.

그리고, 제어부는 새로운 좌표에 따라 자기장을 측정할 때 r - θ 좌표계로 적용하여 구동부를 제어할 수 있다.The controller may control the driving unit by applying the r − θ coordinate system when measuring the magnetic field according to the new coordinates.

또한, 제어부는 새로운 좌표에 따라 자기장을 측정할 때 x-y 좌표계로 적용하여 구동부를 제어할 수 있다.The controller may control the driving unit by applying the x-y coordinate system when measuring the magnetic field according to the new coordinates.

한편, 갠트리 프레임은 자기장측정영역에 중공이 형성된 제1 갠트리 프레임, 제1 갠트리 프레임에 구비되어 중공 둘레에 구비되는 제2 갠트리 프레임, 제1 갠트리 프레임 상에서 제1 방향으로 가이드할 수 있도록 구성되는 한 쌍의 제1 가이드 로드 및 양단이 제1 가이드 로드 각각에 가이드되어 제1 방향으로 이동할 수 있도록 구성되는 제2 가이드 로드를 포함하여 구성될 수 있다.Meanwhile, the gantry frame may include a first gantry frame having a hollow in the magnetic field measuring region, a second gantry frame provided at the first gantry frame, and configured to be guided in a first direction on the first gantry frame. The pair of first guide rods and both ends may be configured to include a second guide rod configured to be guided to each of the first guide rods so as to move in the first direction.

그리고, 셔틀은 제2 가이드 로드상 에서 제2 가이드 로드가 연장된 방향을 따라 이동 가능하도록 구성될 수 있다.The shuttle may be configured to be movable along the direction in which the second guide rod extends on the second guide rod.

나아가, 갠트리 프레임에 대한 셔틀의 상대적인 좌표를 측정할 수 있도록 제1 가이드 로드 및 제2 가이드 로드 중 적어도 하나에 구비되는 엔코더를 더 포함할 수 있다.Furthermore, the encoder may further include an encoder provided on at least one of the first guide rod and the second guide rod to measure the relative coordinates of the shuttle with respect to the gantry frame.

한편, 구동부는 갠트리 프레임에 연결된 암에 구비되며, 암은 사이클로트론의 형상에 따라 변형되어 배치될 수 있도록 복수의 링크를 포함하여 구성될 수 있다.On the other hand, the driving unit is provided on the arm connected to the gantry frame, the arm may be configured to include a plurality of links to be arranged in accordance with the shape of the cyclotron.

그리고, 갠트리 프레임을 사이클로트론에 고정할 수 있도록 구성되는 복수의 고정부를 더 포함하여 구성되며, 사이클로트론과 갠트리 프레임과의 상대적인 거리를 조절할 수 있는 간격조절부를 포함하여 구성되는 것을 And, it is configured to further comprise a plurality of fixing parts configured to fix the gantry frame to the cyclotron, it is configured to include a gap adjusting unit for adjusting the relative distance between the cyclotron and the gantry frame

한편, 간격조절부는 회전에 따라 돌출길이가 조절될 수 있도록 조절나사를 포함하여 구성될 수 있다. On the other hand, the gap adjusting portion may be configured to include an adjustment screw so that the protrusion length can be adjusted according to the rotation.

그리고, 갠트리 프레임은 자기장측정영역의 크기에 대응하여 크기가 조절될 수 있도록 길이조절부가 구비될 수 있다.In addition, the gantry frame may be provided with a length adjusting unit so that the size can be adjusted to correspond to the size of the magnetic field measurement area.

추가로, 갠트리 로봇으로 사이클로트론의 자기장측정영역 중 중심부 소정영역의 자기장을 측정하는 제1 측정단계, 소정영역에서 측정된 좌표 및 자기장을 기준으로 자기장의 회전대칭의 중심점인 기준점을 산출하는 기준점 산출단계 및 기준점을 원점으로 좌료를 설정하며 자기장측정영역의 자기장을 측정하는 제2 측정단계를 포함하는 갠트리 로봇을 이용한 사이클로트론의 자기장 측정 방법이 제공될 수 있다.In addition, the first measurement step of measuring the magnetic field of the predetermined region of the center of the cyclotron magnetic field measurement region with a gantry robot, the reference point calculation step of calculating the reference point which is the center point of the rotational symmetry of the magnetic field based on the coordinates and the magnetic field measured in the predetermined region And a second measuring step of setting a left reference point as a reference point and measuring a magnetic field of the magnetic field measuring region, and a method of measuring a magnetic field of a cyclotron using a gantry robot.

여기서, 갠트리 로봇은 H-bot타입의 갠트리 프레임 및 자기장측정센서를 포함하며, 제1 측정단계 내지 제2 측정단계에서 자기장측정센서의 위치 이동은 자기장측정영역 외부에 구비된 구동부가 타이밍 벨트로 구동력을 전달하여 이루어지도록 구성될 수 있다. Here, the gantry robot includes an H-bot type gantry frame and a magnetic field measuring sensor. In the first to second measuring steps, the position movement of the magnetic field measuring sensor is driven by a timing belt with a driving unit provided outside the magnetic field measuring region. It may be configured to deliver by.

한편, 기준점 산출단계는, 자기장의 세기를 근거로 소정영역에서 복수의 힐의 꼭지점의 좌표를 추출한 뒤 복수의 힐의 꼭지점들의 중심점의 좌표를 기준점으로 산출할 수 있다.On the other hand, the reference point calculation step, after extracting the coordinates of the vertices of the plurality of hills in the predetermined region based on the strength of the magnetic field may calculate the coordinates of the center point of the vertices of the plurality of hills as a reference point.

또한, 기준점의 산출단계는, 기준점의 산출시 힐의 꼭지점의 좌표가 짝수로 추출된 뒤 마주보는 두 힐의 꼭지점을 연결하는 직선들이 교차하는 점을 기준점으로 산출할 수 있다.In the calculating of the reference point, the coordinates of the vertices of the hills are extracted as an even number when the reference point is calculated, and then the point where the straight lines connecting the vertices of the two hills facing each other may be calculated as the reference point.

한편, 제1 측정단계는, 갠트리 로봇의 갠트리 프레임을 사이클로트론의 폴의 사이 공간에 삽입하는 프레임 삽입단계 및 갠트리 로봇을 사이클로트론에 고정하는 고정단계를 수행한 뒤에 수행될 수 있다. Meanwhile, the first measuring step may be performed after the frame insertion step of inserting the gantry frame of the gantry robot into the space between the poles of the cyclotron and the fixing step of fixing the gantry robot to the cyclotron.

본 발명에 따른 사이클로트론의 전자석 자기장 측정 갠트리 로봇 및 이를 이용한 자기장 측정 방법은 측정된 자기장으로부터 기준점을 산출하고 이를 원점으로 자기장측정영역을 좌표화하여 자기장을 측정할 수 있으며, 자유도에 제한이 없는 센서의 움직임으로 자기장의 측정이 신속도와 정확도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.Electromagnet magnetic field measurement gantry robot of the cyclotron according to the present invention and a magnetic field measurement method using the same can calculate the reference point from the measured magnetic field and coordinate the magnetic field measurement area to the origin to measure the magnetic field, there is no limitation of the sensor Measurement of the magnetic field by movement has the effect of improving the speed and accuracy.

또한 프레임의 크기를 조절가능하므로 다양한 크기 및 요크의 형태와 무관하게 사용되므로 범용성을 확보할 수 있는 효과가 있다.In addition, since the size of the frame is adjustable, it can be used regardless of the various sizes and shapes of the yoke, thereby ensuring the universality.

도 1은 사이클로트론의 전자석의 부분확대도 및 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 제1 실시예인 갠트리 로봇의 사시도이다.
도 3은 제1 실시예의 분해사시도이다.
도 4는 갠트리 로봇의 작동원리를 나타낸 도면이다.
도 5는 제1 실시예의 사용상태도이다.
도 6은 도 5의 부분을 나타낸 도면이다.
도 7은 자기장 측정방법의 순서에 따른 개념을 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 제2 실시예인 갠트리 로봇의 사용상태도이다.
도 9는 본 발명에 따른 제3 실시예인 갠트리 로봇의 사용상태도이다.
도 10은 본 발명에 따른 제4 실시예인 갠트리 로봇을 이용한 자기장 측정방법의 순서도이다.
1 is a partially enlarged view and cross-sectional view of an electromagnet of cyclotron.
2 is a perspective view of a gantry robot according to a first embodiment of the present invention.
3 is an exploded perspective view of the first embodiment.
4 is a view showing the operation principle of the gantry robot.
5 is a use state diagram of the first embodiment.
FIG. 6 is a view illustrating a portion of FIG. 5.
7 is a view showing a concept according to the order of the magnetic field measurement method.
8 is a state diagram used in the gantry robot according to the second embodiment of the present invention.
9 is a state diagram used in the gantry robot according to the third embodiment of the present invention.
10 is a flowchart illustrating a magnetic field measuring method using a gantry robot according to a fourth embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 실시 예에 사이클로트론의 전자석 자기장 측정 갠트리 로봇 및 이를 이용한 자기장 측정 방법에 대하여, 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그리고 이하의 실시예의 설명에서 각각의 구성요소의 명칭은 당업계에서 다른 명칭으로 호칭될 수 있다. 그러나 이들의 기능적 유사성 및 동일성이 있다면 변형된 실시예를 채용하더라도 균등한 구성으로 볼 수 있다. 또한 각각의 구성요소에 부가된 부호는 설명의 편의를 위하여 기재된다. 그러나 이들 부호가 기재된 도면상의 도시 내용이 각각의 구성요소를 도면내의 범위로 한정하지 않는다. 마찬가지로 도면상의 구성을 일부 변형한 실시예가 채용되더라도 기능적 유사성 및 동일성이 있다면 균등한 구성으로 볼 수 있다. 또한 당해 기술분야의 일반적인 기술자 수준에 비추어 보아, 당연히 포함되어야 할 구성요소로 인정되는 경우, 이에 대하여는 설명을 생략한다.Hereinafter, an electromagnet magnetic field measurement gantry robot and a magnetic field measurement method of the cyclotron according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. And the names of each component in the description of the following embodiments may be called other names in the art. However, if their functional similarity and identity, even if the modified embodiment can be seen as an equivalent configuration. In addition, the symbols added to each component is described for convenience of description. However, the contents shown in the drawings in which these symbols are described do not limit each component to the ranges in the drawings. Similarly, even if an embodiment in which the configuration on the drawings is partially modified is employed, it can be regarded as an equivalent configuration if there is functional similarity and identity. In addition, in view of the general level of those skilled in the art, if it is recognized as a component to be included naturally, the description thereof will be omitted.

이하에서 '자기장측정영역'이라 함은 자기장을 측정하기 위해 갠트리 로봇에서 셔틀을 제어하여 이동시킬 수 있는 면적 중 일부 또는 전부를 뜻하며, '자기장측정영역'은 갠트리 로봇이 사이클로 트론에 삽입되었을 때 폴에 의해 발생되는 자기장의 면적에 대응될 수 있다.Hereinafter, the 'magnetic field measuring area' means a part or all of the area that can be moved by controlling the shuttle in the gantry robot to measure the magnetic field, and the 'magnetic field measuring area' refers to the pole when the gantry robot is inserted into the cyclotron. It can correspond to the area of the magnetic field generated by.

도 1은 사이클로트론(1000)의 전자석의 부분확대도 및 단면도이다. 도시된 바와 같이, 사이클로트론(1000)의 전자석은 요크(1100)(yoke), 폴(1200)(pole) 및 코일(1300)(coil)을 포함하여 구성될 수 있다. 요크(1100), 폴(1200) 및 코일(1300)이 한 쌍으로 구성되어 도 1의 도면을 기준으로 상부와 하부가 대칭적으로 구성될 수 있다. 도 1(b)에 나타난 단면도를 살펴보면 한 쌍의 폴(1200) 사이의 공간이 형성된 간격이 나타나 있다. 자기장 측정장치는 도 1(b)에 나타난 폴(1200) 사이의 공간에 삽입되어 자기장을 측정할 수 있도록 구성된다. 1 is a partially enlarged view and a cross-sectional view of an electromagnet of a cyclotron 1000. As shown, the electromagnet of the cyclotron 1000 may include a yoke 1100, a pole 1200, and a coil 1300. The yoke 1100, the pole 1200, and the coil 1300 may be configured as a pair so that the upper and lower parts may be symmetrically configured based on the drawing of FIG. 1. Looking at the cross-sectional view shown in Figure 1 (b) shows a gap in which a space is formed between a pair of poles (1200). The magnetic field measuring device is inserted into a space between the poles 1200 shown in FIG. 1 (b) and configured to measure a magnetic field.

도 2는 본 발명에 따른 제1 실시예인 갠트리 로봇(1)의 사시도이며, 도 3은 제1 실시예의 분해사시도이다.2 is a perspective view of a gantry robot 1 which is a first embodiment according to the present invention, and FIG. 3 is an exploded perspective view of the first embodiment.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 갠트리 로봇(1)은 갠트리 프레임(100), 가이드 로드(210,220), 슬라이더(300), 셔틀(500), 엔코더(400), 암(700), 구동부(600), 타이밍 벨트(610), 고정부(800), 지지부(900) 및 제어부(미도시)를 포함하여 구성될 수 있다.As shown, the gantry robot 1 according to the present invention is a gantry frame 100, guide rods 210 and 220, slider 300, shuttle 500, encoder 400, arm 700, drive unit 600 ), A timing belt 610, a fixing part 800, a supporting part 900, and a controller (not shown).

갠트리 프레임(100)은 본 발명에 따른 갠트리 로봇(1)의 전체적인 외형을 형성하며, 다른 구성요소가 구비될 수 있는 공간을 제공한다. 갠트리 프레임(100)은 하측의 제1 갠트리 프레임(110)과 제1 갠트리 프레임(110)의 상측에 연결되는 제2 갠트리 프레임(120)을 포함하여 구성될 수 있다. 제1 갠트리 프레임(100)은 전체적으로 사각형상으로 구성될 수 있으며, 삽입시 자기장 형성영역에 대응하는 부분에는 발생하는 자기장에 영향이 미치지 않도록 중공이 형성된다. 제1 갠트리 프레임은 중공을 제외하고 나머지 구성요소가 구비될 수 있는 기반을 제공한다. 제2 갠트리 프레임(120)에는 테두리 부분에 가이드 로드, 구동부(600) 등의 구성요소가 구비될 수 있다. 한편, 자기장측정영역(Am)은 평면상의 공간에서 후술할 셔틀(500)이 이동 가능한 영역이 된다. The gantry frame 100 forms an overall appearance of the gantry robot 1 according to the present invention, and provides a space in which other components can be provided. The gantry frame 100 may include a first gantry frame 110 and a second gantry frame 120 connected to an upper side of the first gantry frame 110. The first gantry frame 100 may be generally formed in a quadrangular shape, and a hollow is formed in a portion corresponding to the magnetic field forming region so as not to affect the generated magnetic field. The first gantry frame provides a foundation on which the remaining components can be provided except for the hollow. The second gantry frame 120 may include components such as a guide rod and a driving unit 600 at the edge portion. On the other hand, the magnetic field measuring area Am is an area in which the shuttle 500 to be described later can move in a planar space.

가이드 로드(210, 220)는 셔틀(500)의 이동경로를 가이드하도록 구성된다. 가이드 로드는 제1 방향으로 형성된 제1 가이드 로드(210) 한 쌍과 제1 방향과 수직방향인 제2 방향으로 형성된 제2 가이드 로드(220)를 포함하여 구성될 수 있다. 제1 가이드 로드(210)는 도면상의 y 방향으로 형성되어 있으며 직선형으로 구성되어 최종적으로 셔틀(500)의 움직임 중 y 방향의 움직임을 가이드하도록 구성된다. 제1 가이드 로드(210)는 레일형태로 구성되어 프레임에 고정될 수 있다. 제1 가이드 로드(210)는 자기장측정영역(Am)을 사이에 두고 갠트리 프레임(100)의 외곽측에 구비될 수 있다. 제2 가이드 로드(220)는 양단이 한 쌍의 제1 가이드 로드(210) 각각이 지지되도록 구성된다. 제2 가이드 로드(220)는 도면상에서 x 방향의 움직임을 가이드하도록 구성된다. 제2 가이드 로드(220)는 제1 가이드 로드(210) 상에서 이동될 수 있도록 슬라이더(300)에 구비될 수 있다. 슬라이더(300)는 후술할 타이밍 벨트(610)로부터 장력이 전달되면 제1 방향으로 이동될 수 있도록 구성된다. 제2 가이드 로드(220)는 셔틀(500)의 회전을 제한할 수 있도록 한 쌍의 로드로 구성되어 가이드 되도록 구성될 수 있다.The guide rods 210 and 220 are configured to guide the movement path of the shuttle 500. The guide rod may include a pair of first guide rods 210 formed in a first direction and a second guide rod 220 formed in a second direction perpendicular to the first direction. The first guide rod 210 is formed in the y direction on the drawing and is configured in a straight line to finally guide the movement in the y direction among the movements of the shuttle 500. The first guide rod 210 may be configured in a rail shape and fixed to the frame. The first guide rod 210 may be provided on the outer side of the gantry frame 100 with the magnetic field measuring area Am therebetween. The second guide rod 220 is configured such that both ends thereof support each of the pair of first guide rods 210. The second guide rod 220 is configured to guide the movement in the x direction on the drawing. The second guide rod 220 may be provided on the slider 300 to be moved on the first guide rod 210. Slider 300 is configured to be moved in the first direction when the tension is transmitted from the timing belt 610 to be described later. The second guide rod 220 may be configured to be guided by a pair of rods to limit the rotation of the shuttle 500.

슬라이더(300)는 전술한 바와 같이 제1 가이드 로드(210) 상에서 슬라이딩 가능할 수 있도록 구성되며, 제2 가이드 로드(220)의 양단이 각각 슬라이더(300)에 고정설치될 수 있다. The slider 300 is configured to be slidable on the first guide rod 210 as described above, and both ends of the second guide rod 220 may be fixed to the slider 300, respectively.

셔틀(500)은 제1 가이드 로드(210) 및 제2 가이드 로드(220)에 의해 가이드되어 이동되며, 이동가능한 범위 내에서 자기장측정영역(Am)을 정의하게 된다. 셔틀(500)은 자기장을 측정할 수 있도록 자기장측정센서(510)를 포함하여 구성될 수 있다. 셔틀(500)은 측정되는 자기장에 미치는 영향을 최소화 할 수 있도록 자기적 요소를 배제하여 구성될 수 있으며, 예를들어 셔틀(500)을 구성하는 재질 은 금속 또는 플라스틱과 같은 비자성 물질(Non-magnetic materials)로 구성될 수 있다. 또한 셔틀(500)에 구비되는 구성요소도 비자성 물질로 구성될 수 있으며, 일 예로 후술할 셔틀(500)에 포함되는 엔코더(400)는 예를들어 비자성 선형 엔코더(400)(Non-magnetic encoder)로 구성될 수 있다. 한편, 셔틀(500)은 제2 가이드 로드(220) 상에서 회전을 방지할 수 있도록 한 쌍의 제2 가이드 로드(220)가 삽입되는 두 개의 설치 홀이 형성될 수 있다. 한편, 셔틀은 The shuttle 500 is guided and moved by the first guide rod 210 and the second guide rod 220, and defines the magnetic field measuring area Am within the movable range. The shuttle 500 may include a magnetic field measuring sensor 510 to measure a magnetic field. Shuttle 500 may be configured to exclude the magnetic element to minimize the effect on the measured magnetic field, for example, the material constituting the shuttle 500 is a non-magnetic material such as metal or plastic (Non- magnetic materials). In addition, the components provided in the shuttle 500 may also be made of a nonmagnetic material. For example, the encoder 400 included in the shuttle 500 to be described later may be, for example, a nonmagnetic linear encoder 400 (Non-magnetic). encoder). Meanwhile, the shuttle 500 may have two installation holes into which a pair of second guide rods 220 are inserted to prevent rotation on the second guide rod 220. Meanwhile, the shuttle

엔코더(400)는 셔틀(500)의 위치, 즉 좌표를 확인할 수 있도록 구성될 수 있다. 엔코더(400)는 적어도 두 개로 구성되어 슬라이더(300) 및 셔틀(500)에 구비될 수 있다. 슬라이더(300)가 제1 가이드 로드(210)를 따라 상대적으로 이동하는 경우 제1 방향에 대한 좌표를 인식할 수 있으며, 셔틀(500)이 제2 가이드 로드(220)를 따라 상대적으로 이동하는 경우 제2 방향에 대한 좌표를 인식할 수 있다. The encoder 400 may be configured to check the position, that is, the coordinate of the shuttle 500. At least two encoders 400 may be provided in the slider 300 and the shuttle 500. When the slider 300 relatively moves along the first guide rod 210, the slider 300 may recognize coordinates for the first direction, and when the shuttle 500 moves relatively along the second guide rod 220. Coordinates for the second direction may be recognized.

암(700)은 갠트리 프레임(100)의 일측에 구비되며, 구동요소가 구비되는 공간을 제공한다. 구동요소에는 자기장에 영향을 미치는 요소가 포함되어 있어 자기장측정영역(Am)으로부터 멀리 떨어져서 배치되는 것이 바람직하다. 따라서 갠트리 로봇(1)이 사이클로트론(1000)에 설치되었을 때 구동부(600)가 사이클로트론(1000) 외부에 구비될 수 있도록 갠트리 프레임(100)의 외측으로 소정거리 연장되어 형성된다. 여기서 사이클로트론(1000)의 다양한 형상에 따라 형상 또는 각도가 변화되어 설치될 수 있도록 암(700)은 복수의 링크를 포함하여 구성되며, 형상을 변화시킬 수 있도록 구성될 수 있다. 암(700)의 변형된 형상은 사이클로트론(1000)의 외측면의 구조에 대응하여 변형되거나, 사이클론내부의 빈 공간에 대응하여 변형될 수 있도록 복수의 링크가 복수의 관절로 연결되어 3차원적으로 형상이 변화되도록 구성될 수 있다. 암(610)은 사용자가 수동으로 조작하여 고정될 수 있으며, 별도의 구동부를 두어 자동으로 변화시킬 수 있도록 변형되어 적용될 수 있다. 또한 암(700)에는 형상에 대응하여 타이밍 벨트(610)를 가이드할 수 있도록 복수의 롤러가 구비될 수 있다. The arm 700 is provided at one side of the gantry frame 100 and provides a space in which the driving element is provided. The drive element preferably includes an element that affects the magnetic field and is disposed away from the magnetic field measurement area Am. Therefore, when the gantry robot 1 is installed in the cyclotron 1000, the driving unit 600 is formed to extend a predetermined distance to the outside of the gantry frame 100 so that the driving unit 600 may be provided outside the cyclotron 1000. Here, the arm 700 may include a plurality of links and may be configured to change the shape so that the shape or the angle may be changed according to various shapes of the cyclotron 1000. The deformed shape of the arm 700 may be deformed to correspond to the structure of the outer surface of the cyclotron 1000, or a plurality of links may be connected to a plurality of joints in three dimensions to be deformed to correspond to the empty space inside the cyclone. The shape can be configured to change. The arm 610 may be fixed by a user's manual operation and may be modified and applied to automatically change by leaving a separate driving unit. In addition, the arm 700 may be provided with a plurality of rollers to guide the timing belt 610 corresponding to the shape.

암(700)은 후술할 구동부(600)가 2개로 구성되므로, 두 개의 다관절 암(700)으로 구성될 수 있으며, 두 개의 암(700)은 한 쌍의 제1 가이드 로드(210)에 각각 인접하여 갠트리 프레임(100)에 설치될 수 있다.Since the arm 700 includes two driving units 600 to be described later, the arm 700 may be configured with two articulated arms 700, and the two arms 700 may be provided on the pair of first guide rods 210, respectively. Adjacent to the gantry frame 100 may be installed.

구동부(600)는 회전하여 구동력을 발생시켜 셔틀(500)의 위치를 변화시킬 수 있도록 구성된다. 구동부(600)는 타이밍 벨트(610)를 통하여 셔틀(500)에 구동력을 제공한다. 구동부(600)는 예를 들어 스텝퍼 모터(stepper motor)로 구성될 수 있다. 구동부(600)는 후술할 제어부의 제어입력에 따라 구동되며, 두 개의 구동부(600)의 회전량의 차이에 따라서 셔틀(500)의 위치가 결정되도록 구성된다. 한편, 이와같은 구동부(600)의 동작에 따른 셔틀(500)의 위치에 대하여 도 4를 참조하여 차후 상세히 설명하도록 한다. 구동부(600)는 예를들어 측정 분해능(resolution)이 0.1mm 이하가 될 수 있도록 스텝모터의 구동간격 및 타이밍 벨트와 연결되는 기어의 구조가 결정될 수 있다.The driving unit 600 is configured to rotate to generate a driving force to change the position of the shuttle 500. The driver 600 provides a driving force to the shuttle 500 through the timing belt 610. The driver 600 may be configured as, for example, a stepper motor. The driving unit 600 is driven according to a control input of a controller to be described later, and is configured to determine the position of the shuttle 500 according to a difference in rotation amounts of the two driving units 600. On the other hand, the position of the shuttle 500 according to the operation of the drive unit 600 will be described in detail later with reference to FIG. For example, the driving unit 600 may determine the driving interval of the step motor and the structure of the gear connected to the timing belt so that the measurement resolution may be 0.1 mm or less.

타이밍 벨트(610)는 구동부(600)로부터 장력을 전달받으며 최종적으로 셔틀(500)이 이동시킬 수 있도록 구성된다. 타이밍 벨트(610)는 제1 가이드 로드(210) 및 제2 가이드 로드(220)를 따라 경로가 형성되며, 하나의 타이밍 벨트(610)가 전술한 경로를 따라 배치되며, 한 쌍의 구동부(600) 모두를 경유하여 거치된다. 타이밍 벨트(610)는 제1 가이드 로드(210)로부터 구동부(600)까지 암(700)을 따라 경로가 형성될 수 있도록 암(700)에 형성된 롤러에 지지되어 설치될 수 있다. 한편, 이와같은 타이밍 벨트(610)의 구성과 관련하여 차후 도 4를 참조하여 상세히 설명하도록 한다.The timing belt 610 receives the tension from the driver 600 and is configured to finally move the shuttle 500. The timing belt 610 has a path formed along the first guide rod 210 and the second guide rod 220, one timing belt 610 is disposed along the path described above, and a pair of driving units 600. ) Is mounted via all. The timing belt 610 may be supported by a roller formed on the arm 700 so that a path may be formed along the arm 700 from the first guide rod 210 to the driving unit 600. On the other hand, with respect to the configuration of such a timing belt 610 will be described in detail later with reference to FIG.

고정부(800)는 갠트리 로봇(1)을 사이클로트론(1000)에 고정할 수 있도록 구성된다. 고정부(800)는 갠트리 프레임(100)의 외측에 복수로 구성되며, 예를 들어 4개로 구성되어 사이클로트론(1000)의 외부의 4 지점을 고정할 수 있도록 구성된다. 고정부(800)는 갠트리 프레임(100)이 폴(1200) 사이의 공간에 삽입된 이후 되었을 때 외측에서 체결되어 고정될 수 있다. 고정부(800)는 갠트리 로봇(1)의 설치위치를 정밀하게 조절할 수 있도록 간격조절부(810)를 포함하여 구성될 수 있다. 간격조절부(810)는 조절나사를 포함하여 구성될 수 있으며, 회전량에 따라 고정부(800)와 사이클로트론(1000)과의 상대적인 거리가 조절되도록 구성될 수 있다. 한편 이러한 고정부(800)의 구성, 기능 및 형상은 일 예일 뿐, 개별적으로 달라지는 사이클로트론(1000)의 형상에 따라 갠트리 프레임(100)을 고정할 수 있는 다양한 구성으로 적용될 수 있다.The fixing part 800 is configured to fix the gantry robot 1 to the cyclotron 1000. The fixing part 800 is configured in plural on the outer side of the gantry frame 100, for example, is composed of four to be configured to fix the four points of the outside of the cyclotron (1000). The fixing part 800 may be fastened and fixed from the outside when the gantry frame 100 is inserted into the space between the poles 1200. The fixing part 800 may include a gap adjusting part 810 so as to precisely adjust the installation position of the gantry robot 1. The gap adjusting unit 810 may be configured to include an adjustment screw, and the relative distance between the fixing unit 800 and the cyclotron 1000 may be adjusted according to the amount of rotation. On the other hand, the configuration, function, and shape of the fixing part 800 is only an example, and may be applied in various configurations capable of fixing the gantry frame 100 according to the shape of the cyclotron 1000 that is individually changed.

지지부(900)는 갠트리 로봇(1)을 세로로 세워서 사이클로트론(1000)의 내부에 설치해야 하는 경우 갠트리 로봇(1)을 지지할 수 있도록 구성된다. 지지부(900)는 자기장측정영역(Am)에 영향을 미치지 않고 구비될 수 있도록 갠트리 프레임(100)의 외측에 연결된다. 지지부(900)는 지지가 용이할 수 있도록 평면을 포함한 형태로 구성될 수 있다. 다만, 도시된 지지부(900)의 형상은 일 예일 뿐, 갠트리 로봇(1)을 지지할 수 있는 다양한 형상으로 변형될 수 있다.The support unit 900 is configured to support the gantry robot 1 when the gantry robot 1 is to be placed vertically and installed inside the cyclotron 1000. The support 900 is connected to the outside of the gantry frame 100 so that the support 900 can be provided without affecting the magnetic field measuring area Am. The support 900 may be configured in a form including a plane to facilitate the support. However, the shape of the illustrated support unit 900 is just an example, and may be modified into various shapes capable of supporting the gantry robot 1.

제어부는 자기장의 원점을 계산하고, 셔틀(500)의 위치를 제어하며, 자기장을 측정할 수 있도록 구성된다. 제어부는 자기장측정센서(510)로부터 신호를 수신하며, 엔코더(400)로부터 현재 셔틀(500)의 위치를 수신하며, 구동부(600)를 제어할 수 있도록 구성될 수 있다. 한편, 이러한 제어부의 기능에 대하여는 차후 도 7을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.The controller is configured to calculate the origin of the magnetic field, control the position of the shuttle 500, and measure the magnetic field. The controller may be configured to receive a signal from the magnetic field measurement sensor 510, receive a current position of the shuttle 500 from the encoder 400, and control the driving unit 600. On the other hand, the function of the control unit will be described in detail later with reference to FIG.

도 4는 갠트리 로봇(1)의 작동원리를 나타낸 도면이다. 도시된 바와 같이, 갠트리 프레임은 H-bot 타입으로 구성될 수 있으며, 한 쌍의 구동부의 구동량에 따라 셔틀의 위치가 자유롭게 이동될 수 있다. 도 4를 기준으로 타이밍 벨트(610)의 경로에 대하여 설명하면, 타이밍 벨트(610)는 일단이 셔틀의 일단에 연결되며, 셔틀로부터 제2 가이드 로드(220)를 따라 배치되며, 슬라이더(300)에서 롤러에 거치되며, 제1 가이드 로드(210)를 따라 배치되고, 제1 가이드 로드(210)의 일단에 구비된 롤러에 거치된 후 다시 제1 가이드 로드(210)를 따라 되돌아오는 경로에 배치되며, 구동부(600)를 거친 구 다시 제1 가이드 로드(210)를 따라 슬라이더(300)에 구비된 다른 롤러에 거치된 후 제2 가이드 로드(220)를 따라 셔틀(500)을 통과하도록 배치된다. 여기서 타이밍 벨트(610)가 셔틀(500)에 영향을 미치지 않도록 셔틀을 통과하거나 셔틀과 이격된 위치에서 제2 가이드 로드(220)를 따라 배치되도록 구성될 수 있다. 전체적인 타이밍 벨트(610)의 구성은 전술한 구성의 좌우 대칭적으로 구성된다.4 is a view showing the operating principle of the gantry robot (1). As shown, the gantry frame may be of the H-bot type, the position of the shuttle can be freely moved according to the driving amount of the pair of drive unit. Referring to FIG. 4, the path of the timing belt 610 will be described. One end of the timing belt 610 is connected to one end of the shuttle, is disposed along the second guide rod 220 from the shuttle, and the slider 300. Mounted on a roller, disposed along the first guide rod 210, mounted on a roller provided at one end of the first guide rod 210, and then placed on a path returned along the first guide rod 210. After being passed through the driving unit 600, the ball is mounted on another roller provided on the slider 300 along the first guide rod 210 and then disposed to pass through the shuttle 500 along the second guide rod 220. . Here, the timing belt 610 may be configured to be disposed along the second guide rod 220 at a position passing through the shuttle or spaced apart from the shuttle so that the timing belt 610 does not affect the shuttle 500. The configuration of the overall timing belt 610 is configured symmetrically of the above-described configuration.

타이밍 벨트(610)의 전체적인 경로를 살펴보면, 타이밍 벨트는 제1 가이드 로드(210) 및 제2 가이드 로드(220)를 따라 각각 두 개의 경로로 배치되고, 제2 가이드 로드(220) 상에서 타이밍 벨트(610)의 양 끝단만이 셔틀(500)의 양측에 연결되며, 다른 하나의 경로는 셔틀(500)에 연결되지 않도록 구성된다.Looking at the overall path of the timing belt 610, the timing belt is disposed in two paths along the first guide rod 210 and the second guide rod 220, respectively, and the timing belt (on the second guide rod 220). Only both ends of the 610 are connected to both sides of the shuttle 500, the other path is configured not to be connected to the shuttle 500.

한편, 도시되지는 않았으나, 암(700)의 형상이 변화된 경우에는 암(700)에서 타이밍 벨트의 경로(610)가 다소 변화될 수 있다.On the other hand, although not shown, when the shape of the arm 700 is changed, the path 610 of the timing belt in the arm 700 may be somewhat changed.

도 4(a)에 도시된 바와 같이, 두 개의 구동부(600)에서 회전하는 방향이 동일한 경우 셔틀(500)은 x 방향으로 이동하게 된다. 즉 두 개의 모터가 시계방향으로 회전하는 경우 셔틀(500)은 x+ 방향으로 이동한다. 반대로 두 개의 구동부(600)에서 회전하는 방향이 반대가 되면 y방향으로 위치가 이동된다. 결국 갠트리 로봇(1)은 두 개의 구동부(600)에서 회전량을 조절하여 상대적으로 장력을 발생시켜 셔틀(500)의 평면상의 위치를 조절하게 된다. 여기서 H-bot 타입의 갠트리 로봇(1)은 x 방향 구동부 및 y 방향 구동부가 독립적으로 구성된 2 자유도의 구동시스템과는 달리 구동부(600)가 x 방향 및 y 방향의 이동을 시킬 수 있도록 두 개의 구동부(600)의 회전량의 차이를 발생시켜 구동시키며, 이때 셔틀(500)의 움직임은 2 자유도에 구속되지 않고 평면상의 공간에서 자유롭게 움직이게 된다. 즉 자유도에 제한이 없이 이동하는 것이 가능하다. 특히, 사이클로트론(1000)의 내부에서 자기장이 형성되는 영역의 단면은 전체적으로 원형으로 형성되며, 원형에 대응하여 효율적으로 셔틀(500)을 이동시킬 수 있도록 r-θ 좌표계로 제어가 가능하다. r-θ 좌표계로 자기장을 측정하는 경우에는 자기장 영역에 대하여 사전정보가 없더라도 셔틀(500)을 나선형으로 이동시켜 중심부부터 점차 외곽으로 이동시킬 수 있다. 따라서 자기장이 발생하는 영역에 대응하여 효율적으로 측정이 가능하므로 측정속도가 향상될 수 있다.As shown in FIG. 4 (a), when the two driving units 600 rotate in the same direction, the shuttle 500 moves in the x direction. That is, when two motors rotate clockwise, the shuttle 500 moves in the x + direction. On the contrary, when the directions of rotation in the two driving units 600 are reversed, the position is moved in the y direction. As a result, the gantry robot 1 adjusts the amount of rotation in the two driving units 600 to generate relative tension to adjust the position on the plane of the shuttle 500. Here, the H-bot type gantry robot 1 has two driving parts such that the driving part 600 can move in the x direction and the y direction, unlike the two degree of freedom driving system in which the x direction driver and the y direction driver are independently configured. Drives by generating a difference in the amount of rotation of 600, wherein the movement of the shuttle 500 is free to move in the space on the plane without being constrained to two degrees of freedom. In other words, it is possible to move without restriction in degrees of freedom. In particular, the cross section of the region in which the magnetic field is formed in the cyclotron 1000 is generally formed in a circular shape, and can be controlled by an r-θ coordinate system so that the shuttle 500 can be efficiently moved corresponding to the circular shape. In the case of measuring the magnetic field with the r-θ coordinate system, the shuttle 500 may be moved spirally from the center to the outside even if there is no prior information about the magnetic field region. Therefore, the measurement speed can be improved because the measurement can be efficiently performed corresponding to the region in which the magnetic field is generated.

도 5는 제1 실시예의 사용상태도이며, 도 6은 도 5의 부분을 나타낸 도면이다.Fig. 5 is a state diagram of use of the first embodiment, and Fig. 6 is a view showing a part of Fig. 5.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 사이클로트론(1000)의 전자석 자기장 측정 갠트리 로봇(1)은 사이클로트론(1000)의 폴(1200) 사이의 공간에 갠트리 프레임(100)이 삽입되며, 자기장측정영역(Am)이 폴(1200)에 대응하여 위치될 수 있도록 위치가 정렬된다. 갠트리 로봇(1)은 갠트리 프레임(100)의 위치가 정렬된 경우 고정부(800)를 이용하여 사이클로트론(1000) 외부와 고정될 수 있다. 고정부(800)는 갠트리 프레임(100)의 양측에서 각각 두 지점, 총 4 지점에서 사이클로트론(1000)을 지지하여 고정된다. 한편, 도시되지는 않았으나, 갠트리 프레임(100)의 설치위치를 미세하게 조절하기 위하여 조절나사를 조절할 수 있다.As shown, the gantry robot 1 of the electromagnet magnetic field measurement of the cyclotron 1000 according to the present invention is inserted into the space between the pole 1200 of the cyclotron 1000, the magnetic field measuring area Am Position is aligned such that) may be positioned corresponding to pole 1200. The gantry robot 1 may be fixed to the outside of the cyclotron 1000 using the fixing part 800 when the positions of the gantry frames 100 are aligned. The fixing part 800 is fixed by supporting the cyclotron 1000 at two points on each side of the gantry frame 100 and a total of four points. On the other hand, although not shown, the adjustment screw can be adjusted to finely adjust the installation position of the gantry frame 100.

전술한 바와 같이, 구동부(600)의 위치는 자기적 요소가 측정대상인 자기장에 미치는 영향을 방지하거나 최소화 할 수 있도록 자기장측정영역(Am)으로부터 소정거리 이격된 지점이 될 수 있다. 구체적으로 프레임으로부터 소정거리 연장되어 형성된 다관절 암(700)으로 구성될 수 있으며, 도시된 바와 같이 자기장에 영향을 미치지 않도록 사이클로트론(1000)의 외부에 배치된다.As described above, the position of the driving unit 600 may be a point spaced a predetermined distance from the magnetic field measuring area Am so as to prevent or minimize the influence of the magnetic element on the magnetic field to be measured. In more detail, it may be configured as an articulated arm 700 which extends a predetermined distance from the frame and is disposed outside the cyclotron 1000 so as not to affect the magnetic field as shown.

도 6을 살펴보면, 사이클로트론(1000)이 가로로 배치된 경우 갠트리 프레임(100)을 세로방향으로 세워진 상태에서 설치가 이루어진다. 세로방향으로 설치시 갠트리 로봇(1)이 지지될 수 있도록 지지부(900)를 사용할 수 있다.Referring to FIG. 6, when the cyclotron 1000 is disposed horizontally, the gantry frame 100 is installed in a vertical position. When installed in the longitudinal direction, the support portion 900 can be used so that the gantry robot 1 can be supported.

도 7은 자기장 측정방법의 순서에 따른 개념을 나타낸 도면이다. 도시된 바와 같이, 제어부는 갠트리 로봇(1)이 사이클로트론(1000)에 설치된 상태에서 자기장측정영역(Am) 내에서 셔틀(500)의 위치에 따른 자기장의 세기를 측정하도록 구동부(600)를 제어한다. 제어부는 자기장을 측정할 때 두 단계로 나누어서 측정이 이루어지도록 구동부(600)를 구동할 수 있다. 초기에는 갠트리 로봇(1)이 설치된 경우 자기장측정영역(Am)의 중심과 실제 폴(1200)의 중심에는 오차가 발생할 수 있으므로 실제 폴(1200)의 중심좌표를 산출하는 단계가 선행될 수 있다. 7 is a view showing a concept according to the order of the magnetic field measurement method. As shown, the control unit controls the driving unit 600 to measure the strength of the magnetic field according to the position of the shuttle 500 in the magnetic field measuring area Am in a state where the gantry robot 1 is installed in the cyclotron 1000. . The controller may drive the driver 600 to measure the magnetic field in two steps. Initially, when the gantry robot 1 is installed, an error may occur between the center of the magnetic field measuring area Am and the center of the actual pole 1200, so that calculating the center coordinate of the actual pole 1200 may be preceded.

초기에는 도 7(a)와 같이, 폴(1200)(pole)에는 자기장 발생영역의 중심부 측에 꼭지점이 형성되는데, 자기장의 중심인 기준점(Pr)을 찾기하기 위하여 다수의 꼭지점의 좌표를 추출하게 된다. 기준점(Pr)은 소정 패턴으로 형성되는 자기장의 패턴의 회전 중심의 좌표가 될 수 있다.Initially, as shown in FIG. 7 (a), a vertex is formed at the central side of the magnetic field generating region in the pole 1200. The coordinates of the plurality of vertices are extracted to find the reference point Pr, which is the center of the magnetic field. do. The reference point Pr may be a coordinate of the rotation center of the pattern of the magnetic field formed in the predetermined pattern.

이후 도 7(b)와 같이 제어부는 기준점(Pr)의 좌표를 산출하기 위하여 자기장측정영역(Am) 전체에 대하여 측정을 수행하지 않고 일차적으로 중심부분을 포함한 소정영역인 기준점판단영역(Ac) 에 대하여 자기장을 측정하게 된다. 구체적으로 제어부는 기준점판단영역(Ac) 내에서 셔틀(500)을 이동시켜가면서 해당면적 내에서 발생되는 자기장을 측정하게 된다. 기준점판단영역(Ac)은 사각형으로 구성될 수 있으며, 이와 같은 경우에는 x-y 좌표계로 적용할 수 있다. 한편, 기준점판단영역(Ac)는 이와 달리 r-θ좌표계로 측정이 용이한 원형으로 적용될 수 있다. Subsequently, as shown in FIG. 7B, the controller does not measure the entire magnetic field measuring area Am to calculate the coordinates of the reference point Pr. Magnetic field is measured. In detail, the controller measures the magnetic field generated in the corresponding area while moving the shuttle 500 in the reference point determination region Ac. The reference point determination region Ac may be configured as a quadrangle, and in this case, the reference point determination region Ac may be applied as an x-y coordinate system. On the other hand, the reference point determination region (Ac) can be applied in a circular form that is easy to measure with the r-θ coordinate system.

이후 도 7(c)와 같이, 기준점판단영역(Ac) 내부에서 자기장이 측정된 경우, 자기장의 세기를 근거로 힐의 꼭지점(hill vertex)을 산출하게 된다. 힐의 꼭지점은 측정된 자기장 값을 근거로 힐의 경계를 구성하는 직선의 교차점 또는 어느 하나의 힐의 영역 중 인접하는 힐과 가장 가까운 위치에 해당하는 점인 최인접좌표를 추출하는 알고리즘을 이용하여 추출될 수 있다. 일 예로 도 7(c)에는 4개의 힐이 구비된 폴(1200)에서 측정된 자기장 값을 근거로 4개의 꼭지점이 최인접좌표로 산출된 예가 도시되어 있다. Subsequently, as shown in FIG. 7C, when a magnetic field is measured inside the reference point determination region Ac, a hill vertex is calculated based on the strength of the magnetic field. The vertices of the hills are extracted using an algorithm that extracts the nearest coordinates, which are points of intersections of the straight lines that form the boundary of the hills, or points that are closest to the adjacent hills of any one hill area, based on the measured magnetic field values. Can be. For example, FIG. 7 (c) shows an example in which four vertices are calculated as the nearest coordinates based on the magnetic field values measured by the poles 1200 having four heels.

힐의 꼭지점의 좌표를 이용한 기준점(Pr)의 좌표의 산출은 도 7(d)에 나타난 바와 같이 추출된 힐의 좌표에서 서로 마주보는 대각선 방향의 힐의 꼭지점끼리 연결한 직선간의 교차점의 좌표를 산출하여 이루어 질 수 있다.Calculation of the coordinates of the reference point Pr using the coordinates of the vertices of the hill calculates the coordinates of the intersection points between straight lines connecting vertices of diagonal hills facing each other from the extracted coordinates of the hill as shown in FIG. Can be done.

기준점(Pr)의 좌표가 산출된 이후 기준점(Pr)을 중심으로 자기장측정영역(Am) 내의 자기장 측정이 이루어진다. 자기장의 측정은 전술한 바와 같이 원형으로 구성되는 자기장이 형성되는 영역에 대응하여 효율적으로 셔틀의 위치를 조절하고 자기장을 측정할 수 있도록 r-θ좌표계를 이용하여 수행될 수 있다. 한편, 전술한 기준점(Ac)을 찾은 뒤 r-θ좌표계의 원점을 기준점(Ac)로 설정하게 되므로 계산이 용이하게 수행되며, 셔틀(500)의 측정경도로 최적화 될 수 있다. 구체적으로 r-θ좌표계로 셔틀(500)의 위치를 제어하는 경우 x-y 좌표계일 때 사각형상으로 측정영역을 설정한 경우 관심대상에서 제외되는 원형면적 이외의 사각면적 모서리 부분까지 모두 측정하게 되므로 비효율적인 문제를 해결할 수 있다. 나아가, After the coordinates of the reference point Pr are calculated, the magnetic field measurement is performed in the magnetic field measuring area Am around the reference point Pr. As described above, the measurement of the magnetic field may be performed using the r-θ coordinate system to efficiently adjust the position of the shuttle and to measure the magnetic field in response to the region in which the magnetic field formed in a circular shape is formed. Meanwhile, since the reference point Ac is found and the origin of the r-θ coordinate system is set as the reference point Ac, the calculation is easily performed, and the measurement hardness of the shuttle 500 may be optimized. Specifically, when the position of the shuttle 500 is controlled by the r-θ coordinate system, when the measurement area is set in the quadrangle when the xy coordinate system is set, all the corners of the rectangular area other than the circular area excluded from the interest are measured, which is inefficient. You can solve the problem. Furthermore,

H-hot 타입의 갠트리의 원리가 적용되어 자유도에 제한을 받지 않고 두 개의 구동부의 회전량의 차이로 원형, 타원 및 포물선과 같은 궤적으로 셔틀(500)의 위치를 변화시킬 수 있게 된다.The principle of the H-hot gantry is applied so that the position of the shuttle 500 can be changed to a trajectory such as a circle, an ellipse, and a parabola by the difference in the amount of rotation of the two driving units without being limited by the degree of freedom.

이하에서는 도 8 내지 도 10을 참조하여 본 발명에 따른 각각의 다른 실시예에 대하여 설명하도록 한다. 이하에서도 전술한 실시예와 동일한 구성요소를 포함하여 구성될 수 있으며, 동일한 구성요소에 대하여는 중복기재를 피하기 위하여 그 설명을 생략하고 차이가 있는 구성에 대하여만 설명하도록 한다.Hereinafter, with reference to Figures 8 to 10 will be described for each other embodiment according to the present invention. In the following, it may be configured to include the same components as the above-described embodiment, and the same components will be omitted for the sake of brevity so as to avoid overlapping descriptions, and only different configurations will be described.

도 8은 본 발명에 따른 제2 실시예인 갠트리 로봇(1)의 사용상태도이다. 도시된 바와 같이, 자기장을 측정하는 사이클로트론(1000)의 요크(1100)가 이전 실시예와 달리 원형으로 구성되는 경우에 설치되는 예가 도시되어 있다.8 is a state diagram of use of the gantry robot 1 according to the second embodiment of the present invention. As shown, an example is shown in which the yoke 1100 of the cyclotron 1000 for measuring the magnetic field is installed in a circular configuration unlike the previous embodiment.

구동부(600)가 사이클로트론(1000)의 외부에 구비될 수 있도록 프레임의 일측이 연장되어 형성된 모습이 도시되어 있다. 본 실시예는 사이클로트론(1000)에 형성된 형상이 연장된 프레임을 수용가능한 경우에 적용될 수 있다. 또한 본 실시예에서도 자기장 측정영역에 형성되는 자기장에 미치는 영향을 최소화 할 수 있도록 프레임이 연장된 길이가 결정될 수 있다. One side of the frame is extended so that the driving unit 600 may be provided outside the cyclotron 1000 is illustrated. This embodiment can be applied when the shape formed in the cyclotron 1000 can accommodate the extended frame. In addition, in the present embodiment, the length of the extended frame may be determined to minimize the influence on the magnetic field formed in the magnetic field measurement region.

도 9는 본 발명에 따른 제3 실시예인 갠트리 로봇(1)의 사용상태도이다. 도시된 바와 같이, 본 실시예에서는 크기가 다른 사이클로트론(1000)에 범용으로 활용될 수 있도록 프레임 크기 및 자기장 측정영역의 크기를 조절할 수 있는 구성을 포함한다.9 is a state diagram of use of the gantry robot 1 as a third embodiment according to the present invention. As shown, the present embodiment includes a configuration capable of adjusting the frame size and the size of the magnetic field measurement area so that it can be widely used in the cyclotron 1000 having different sizes.

본 실시예에서는 갠트리 프레임(100)이 4개의 서브 프레임(130)으로 구성되며, 각각의 서브 프레임(130)은 서로 체결되어 사각 형태로 연결된다. 각각의 서브 프레임(130)은 길이조절이 가능할 수 있도록 길이조절부가 구비된다. 사이클로트론(1000)의 크기에 맞게 로드의 길이가 정해진 후 가이드 로드는 길이에 맞는 로드로 교체하여 설치될 수 있다. 가이드 로드에 단차나 굴곡부가 형성된 경우 셔틀(500)의 동작 및 위치 제어에 오차가 발생할 수 있어 이를 방지하기 위함이다.In the present embodiment, the gantry frame 100 is composed of four subframes 130, and each subframe 130 is connected to each other in a rectangular shape. Each subframe 130 is provided with a length adjuster so that the length can be adjusted. After the length of the rod is determined according to the size of the cyclotron 1000, the guide rod may be installed by replacing the rod with the correct length. When the stepped portion or the bent portion is formed in the guide rod, an error may occur in the operation and position control of the shuttle 500.

이하에서는 본 발명에 따른 제4 실시예인 갠트리 로봇(1)을 이용한 자기장측정방법에 대하여 설명하도록 한다.Hereinafter, a magnetic field measuring method using the gantry robot 1 according to the fourth embodiment of the present invention will be described.

도 10은 본 발명에 따른 제4 실시예인 갠트리 로봇을 이용한 자기장 측정방법의 순서도이다. 도시된 바와 같이, 본 실시예에서는 프레임 삽입단계(S100), 암 자세 설정단계(S200), 고정단계(S300), 제1 측정단계(S400), 기준점 산출단계(S500) 및 제2 측정단계(S600)를 포함하여 구성될 수 있다.10 is a flowchart illustrating a magnetic field measuring method using a gantry robot according to a fourth embodiment of the present invention. As shown, in the present embodiment, the frame insertion step (S100), the arm posture setting step (S200), the fixing step (S300), the first measurement step (S400), the reference point calculation step (S500), and the second measurement step ( S600) can be configured to include.

프레임 삽입단계(S100)는 H-hot 타입의 갠트리 로봇에 포함되어 있는 갠트리 프레임을 사이클로트론의 폴 사이에 형성된 공간에 삽입하는 단계에 해당한다. 여기서 갠트리 로봇은 전술한 실시예에서 설명한 갠트리 로봇이 될 수 있다.Frame insertion step (S100) corresponds to the step of inserting the gantry frame included in the H-hot gantry robot in the space formed between the poles of the cyclotron. Here, the gantry robot may be the gantry robot described in the above embodiment.

암 자세 설정 단계(S200)는 갠트리 프레임이 사이클로트론으로 삽입되었을 때 갠트리 로봇의 구동부가 구비된 암을 사이클로트론 외부에 배치하면서 자세를 결정하는 단계에 해당한다. 사이클로트론의 형상은 각각 다를 수 있으며, 자기적 요소를 포함하는 구동부이 사이클로트론의 외부에 배치될 수 있도록 사이클로트론의 형상에 대응하여 암의 형상을 변화시키는 단계에 해당한다.Arm posture setting step (S200) corresponds to the step of determining the posture while arranging the arm provided with the drive of the gantry robot outside the cyclotron when the gantry frame is inserted into the cyclotron. The shape of the cyclotron may be different from each other, and corresponds to the step of changing the shape of the arm corresponding to the shape of the cyclotron so that the driving unit including the magnetic element may be disposed outside the cyclotron.

고정단계(S300)는 자기장측정센서를 포함한 갠트리 프레임이 삽입된 상태에서 갠트리 로봇을 고정하기 위해 수행된다. 고정단계는 갠트리 프레임에 구비된 고정부를 통하여 사이클로트론의 외부에서 지지하여 고정되도록 구성될 수 있다. 이때, 도시되지는 않았으나, 갠트리 로봇의 위치를 정밀하게 조절하면서 고정이 수행될 수 있다. The fixing step S300 is performed to fix the gantry robot in a state where the gantry frame including the magnetic field measuring sensor is inserted. The fixing step may be configured to be supported by being fixed from the outside of the cyclotron through a fixing part provided in the gantry frame. At this time, although not shown, the fixing may be performed while precisely adjusting the position of the gantry robot.

제1 측정단계(S400)는 자기장측정영역 중 일부의 영역에 대하여 자기장을 측정하고 기준점을 산출해내는 단계에 해당한다. 제1 측정단계(S400)는 자기장 측정영역 중 중심부분에 해당하는 일부분의 영역에 대하여 좌표별로 자기장을 측정하는 단계에 해당한다. 기준점을 실제 자기장의 중심점에 대하여 오차를 최소화 할 수 있도록 수행되며, 이후 자기장측정영역 전체에 대하여 측정을 수행하는 제2 측정단계에서 보다 원활하고 정확한 자기장 측정을 수행하기 위한 사전단계에 해당한다.The first measuring step S400 corresponds to a step of measuring a magnetic field and calculating a reference point for a portion of the magnetic field measuring region. The first measuring step S400 corresponds to a step of measuring a magnetic field for each coordinate of a region corresponding to a central portion of the magnetic field measuring region. The reference point is performed to minimize the error with respect to the center point of the actual magnetic field, and then corresponds to a preliminary step for more smooth and accurate magnetic field measurement in the second measurement step of performing the measurement over the entire magnetic field measurement area.

기준점 산출단계(S500)는 측정된 자기장과 좌표를 근거로 기준점을 산출하게 된다. 기준점은 폴에 구비된 힐의 꼭지점의 좌표를 짝수로 추출한 뒤 마주보는 두 힐의 꼭지점을 연결하는 직선들이 교차하는 점이 될 수 있다. 한편, 좌표 추출 알고리즘을 통하여 측정된 자기장을 근거로 복수의 힐의 꼭지점의 좌표가 산출된 경우 복수의 힐의 꼭지점 좌표들 사이의 중심점이 기준점으로 설정될 수 있다.The reference point calculating step S500 calculates a reference point based on the measured magnetic field and coordinates. The reference point may be a point where straight lines connecting vertices of two opposite hills intersect after extracting even coordinates of the vertices of the hills provided in the pole. Meanwhile, when coordinates of vertices of a plurality of hills are calculated based on a magnetic field measured through a coordinate extraction algorithm, a center point between vertex coordinates of the plurality of hills may be set as a reference point.

제2 측정단계(S600)는 산출된 기준점을 중심으로 자기장측정영역의 자기장을 측정하는 단계에 해당한다. 제2 측정단계에서는 기준점을 원점으로 하여 좌표별 자기장의 세기를 측정할 수 있다. 자기장의 측정시 H-BOT타입의 갠트리 로봇이 적용되므로 자유도에 제한없이 이동이 가능하다. 구체적으로 좌표계는 x-y 직교좌표계를 이용하여 측정할 수 있으며, 또는 r-θ 좌표계를 이용하여 수행될 수 있다. r-θ 좌표계가 적용되는 경우 실제 자기장의 중심을 기준점으로 설정하여 측정하므로 회전중심축이 동일하게 설정될 수 있어 좌표변환을 위한 추가적인 연산이 불필요하며 정확하고 신속한 결과를 얻을 수 있다. The second measuring step S600 corresponds to measuring a magnetic field of the magnetic field measuring region based on the calculated reference point. In the second measurement step, the intensity of the magnetic field for each coordinate may be measured using the reference point as the origin. H-BOT type gantry robot is applied to measure magnetic field, so it can be moved without any restriction on degrees of freedom. Specifically, the coordinate system may be measured using an x-y rectangular coordinate system, or may be performed using an r-θ coordinate system. When the r-θ coordinate system is applied, the center of rotation is measured by setting the center of the actual magnetic field as a reference point, so the rotation center axis can be set identically, so that no additional calculation for coordinate transformation is required and accurate and fast results can be obtained.

이상에서 설명한 바와 같이 발명에 따른 사이클로트론의 전자석 자기장 측정 갠트리 로봇은 H-bot 타입으로 구성되어 자유도에 제한이 없이 자유로운 움직임으로 자기장을 측정할 수 있으며, 폴에 형성되는 자기장의 중심점인 기준점의 좌표를 측정된 자기장을 근거로 산출하고, 산출된 기준점을 원점으로 설정하여 자기장을 측정할 수 있으므로 신속하고 정확한 자기장의 측정이 가능한 효과가 있다.As described above, the electromagnet field measurement gantry robot of the cyclotron according to the invention is composed of an H-bot type, which can measure the magnetic field with free movement without limiting the degree of freedom, and coordinates of the reference point which is the center point of the magnetic field formed on the pole. The magnetic field can be measured based on the measured magnetic field, and the calculated reference point can be set as the origin, thereby making it possible to measure the magnetic field quickly and accurately.

1000: 사이클로트론
1100: 요크 1200: 폴 1300: 코일
1: 갠트리 로봇
100: 갠트리 프레임
110: 제1 갠트리 프레임 120: 제2 갠트리 프레임
130: 서브프레임
210: 제1 가이드 로드 220: 제2 가이드 로드
300: 슬라이더 400: 엔코더
500: 셔틀 510: 자기장측정센서
600: 구동부 610: 타이밍 벨트
2: 자기장
Ac: 기준점판단영역 Am: 자기장측정영역
Pr: 기준점 700: 암
800: 고정부 810: 간격조절부
900: 지지부
S100: 프레임 삽입단계
S200: 암 자세 설정단계
S300: 고정단계
S400: 제1 측정단계
S500: 기준점 산출단계
S600: 제2 측정단계
1000: cyclotron
1100: yoke 1200: pole 1300: coil
1: gantry robot
100: gantry frame
110: first gantry frame 120: second gantry frame
130: subframe
210: first guide rod 220: second guide rod
300: slider 400: encoder
500: shuttle 510: magnetic field sensor
600: drive unit 610: timing belt
2: magnetic field
Ac: reference point judgment area Am: magnetic field measurement area
Pr: Reference Point 700: Cancer
800: fixed part 810: gap adjusting part
900: support
S100: frame insertion step
S200: arm posture setting step
S300: fixed stage
S400: first measuring step
S500: reference point calculation step
S600: second measuring step

Claims (20)

사이클로트론의 폴 사이의 공간에 적어도 일부가 삽입가능하도록 구성되는 갠트리 프레임;
상기 갠트리 프레임상에서 구비되며, 자기장 측정영역의 외측에서 서로 이격된 거리로 평행하게 구비되는 한 쌍의 제1 가이드 로드;
상기 한 쌍의 제1 가이드 로드와 직교하는 방향으로 배치되며, 양측이 상기 한 쌍의 제1 가이드 로드에 의해 각각 가이드되도록 구성되는 제2 가이드 로드;
상기 제2 가이드 로드 상에서 이동가능하도록 구성되며, 자기장 측정센서가 구비되는 셔틀;
상기 한 쌍의 제1 가이드 로드 각각의 일측에 구비되는 한 쌍의 구동부; 및
일단이 상기 셔틀의 일측에 연결되며, 상기 제1 가이드 로드 및 상기 제2 가이드 로드에 의해 형성되는 H형 경로를 둘러가며 배치되며, 타단이 상기 셔틀의 타측에 연결되는 타이밍 벨트; 및
상기 한 쌍의 구동부의 회전량의 차이에 의해 상기 제2 가이드 로드 및 상기 셔틀의 위치가 조절되도록 상기 한 쌍의 구동부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 사이클로트론의 전자석 자기장 측정 갠트리 로봇.
A gantry frame configured to be at least partially insertable into a space between poles of a cyclotron;
A pair of first guide rods provided on the gantry frame and arranged in parallel at a distance spaced apart from each other outside the magnetic field measuring region;
A second guide rod disposed in a direction orthogonal to the pair of first guide rods and configured to be guided by both sides of the pair of first guide rods;
A shuttle configured to be movable on the second guide rod and having a magnetic field measuring sensor;
A pair of driving units provided at one side of each of the pair of first guide rods; And
A timing belt having one end connected to one side of the shuttle, disposed around the H-shaped path formed by the first guide rod and the second guide rod, and the other end connected to the other side of the shuttle; And
And a control unit for controlling the pair of driving units such that the position of the second guide rod and the shuttle is adjusted by a difference in the rotation amount of the pair of driving units.
삭제delete 제1 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 자기장측정영역 중 중심부분의 소정영역의 자기장을 측정한 값을 근거로 중심좌표인 기준점을 설정하며,
상기 자기장측정센서가 상기 기준점을 원점으로 하는 새로운 좌표에 따라 자기장을 측정하도록 상기 구동부를 제어하는 것을 특징으로 하는 사이클로트론의 전자석 자기장 측정 갠트리 로봇.
The method of claim 1,
The control unit,
A reference point, which is a central coordinate, is set based on a value of measuring a magnetic field of a predetermined region of the magnetic field measuring region.
And the magnetic field measuring sensor controls the driving unit to measure the magnetic field according to new coordinates using the reference point as the origin.
제3 항에 있어서,
상기 자기장측정영역은 소정 패턴의 자기장이 회전대칭으로 형성되는 영역에서 자기장을 측정하며,
상기 제어부는 상기 기준점의 설정시 상기 자기장측정센서로부터 측정되는 값 및 해당좌표를 근거로 상기 자기장의 회전대칭의 중심좌표를 추출하여 기준점으로 설정하는 것을 특징으로 하는 사이클로트론의 전자석 자기장 측정 갠트리 로봇.
The method of claim 3, wherein
The magnetic field measuring region measures a magnetic field in a region in which a magnetic field of a predetermined pattern is formed by rotational symmetry,
And the control unit extracts the center coordinates of the rotational symmetry of the magnetic field based on the value measured from the magnetic field measuring sensor and the corresponding coordinates when setting the reference point, and sets the electromagnet magnetic field measurement gantry robot of the cyclotron.
삭제delete 제3 항에 있어서,
상기 제어부는 기준점 설정시,
각각의 단위 자기장 영역 중 중심부에 최인접한 힐 꼭지점(hill vertex)의 좌표를 추출하고,
회전대칭으로 배치된 힐 꼭지점(hill vertex)의 좌표의 중심을 기준점으로 설정하는 것을 특징으로 하는 사이클로트론의 전자석 자기장 측정 갠트리 로봇.
The method of claim 3, wherein
When the control unit sets a reference point,
Extract the coordinates of the hill vertex closest to the center of each unit magnetic field region,
A cyclotron electromagnet magnetic field measurement gantry robot, characterized in that the center of the coordinates of the hill vertices arranged in rotationally symmetry is set as a reference point.
제3 항에 있어서,
상기 제어부는 상기 새로운 좌표에 따라 자기장을 측정할 때 r - θ 좌표계로 적용하여 상기 구동부를 제어하는 것을 특징으로 하는 사이클로트론의 전자석 자기장 측정 갠트리 로봇.
The method of claim 3, wherein
Wherein the control unit when measuring the magnetic field according to the new coordinates by applying a r-θ coordinate system cyclotron electromagnet magnetic field measurement gantry robot, characterized in that the control.
제3 항에 있어서,
상기 제어부는 상기 새로운 좌표에 따라 자기장을 측정할 때 x-y 좌표계로 적용하여 상기 구동부를 제어하는 것을 특징으로 하는 사이클로트론의 전자석 자기장 측정 갠트리 로봇.
The method of claim 3, wherein
The control unit is a cyclotron electromagnet magnetic field measurement gantry robot, characterized in that for controlling the drive unit by applying a xy coordinate system when measuring the magnetic field according to the new coordinates.
제3 항에 있어서,
상기 갠트리 프레임은,
상기 자기장측정영역에 중공이 형성된 제1 갠트리 프레임;
상기 제1 갠트리 프레임에 구비되어 상기 중공 둘레에 구비되는 제2 갠트리 프레임을 포함하는 것을 특징으로 하는 사이클로트론의 전자석 자기장 측정 갠트리 로봇.
The method of claim 3, wherein
The gantry frame,
A first gantry frame having hollows formed in the magnetic field measuring region;
And a second gantry frame provided in the first gantry frame and provided around the hollow.
삭제delete 제3 항에 있어서,
상기 갠트리 프레임에 대한 상기 셔틀의 상대적인 좌표를 측정할 수 있도록 상기 제1 가이드 로드 및 상기 제2 가이드 로드 중 적어도 하나에 구비되는 엔코더를 더 포함하여 구성되는 사이클로트론의 전자석 자기장 측정 갠트리 로봇.
The method of claim 3, wherein
And an encoder provided on at least one of the first guide rod and the second guide rod to measure relative coordinates of the shuttle with respect to the gantry frame.
제1 항에 있어서,
상기 구동부는 상기 갠트리 프레임에 연결된 암에 구비되며,
상기 암은 상기 사이클로트론의 형상에 따라 변형되어 배치될 수 있도록 복수의 링크를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 사이클로트론의 전자석 자기장 측정 갠트리 로봇.
The method of claim 1,
The driving unit is provided on an arm connected to the gantry frame,
The arm of the cyclotron electromagnet magnetic field measurement gantry robot, characterized in that it comprises a plurality of links to be arranged in accordance with the shape of the cyclotron.
제1 항에 있어서,
상기 갠트리 프레임을 상기 사이클로트론에 고정할 수 있도록 구성되는 복수의 고정부를 더 포함하여 구성되며,
상기 사이클로트론과 상기 갠트리 프레임과의 상대적인 거리를 조절할 수 있는 간격조절부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 사이클로트론의 전자석 자기장 측정 갠트리 로봇.
The method of claim 1,
It further comprises a plurality of fixing parts configured to secure the gantry frame to the cyclotron,
Electromagnetic magnetic field measurement gantry robot of the cyclotron characterized in that it comprises a spacing adjuster that can adjust the relative distance between the cyclotron and the gantry frame.
제13 항에 있어서,
상기 간격조절부는,
회전에 따라 돌출길이가 조절될 수 있도록 조절나사를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 사이클로트론의 전자석 자기장 측정 갠트리 로봇.
The method of claim 13,
The gap adjusting unit,
Electromagnetic magnetic field measurement gantry robot of cyclotron, characterized in that it comprises an adjustment screw so that the protrusion length can be adjusted according to the rotation.
제1 항에 있어서,
상기 갠트리 프레임은 자기장측정영역의 크기에 대응하여 크기가 조절될 수 있도록 길이조절부가 구비되는 것을 특징으로 하는 사이클로트론의 전자석 자기장 측정 갠트리 로봇.
The method of claim 1,
The gantry frame of the cyclotron electromagnet magnetic field measurement gantry robot, characterized in that the length adjuster is provided so that the size can be adjusted in accordance with the size of the magnetic field measurement area.
갠트리 로봇으로 사이클로트론의 자기장 측정영역 중 중심부 소정영역의 자기장을 측정하는 제1 측정단계;
상기 소정영역에서 측정된 좌표 및 자기장을 기준으로 자기장의 회전대칭의 중심점인 기준점을 산출하는 기준점 산출단계; 및
상기 기준점을 원점으로 좌료를 설정하며 상기 자기장 측정영역의 자기장을 측정하는 제2 측정단계를 포함하며,
상기 갠트리 로봇은,
상기 자기장 측정영역의 외측에서 서로 이격된 거리로 평행하게 구비되는 한 쌍의 제1 가이드 로드;
상기 한 쌍의 제1 가이드 로드와 직교하는 방향으로 배치되며, 양단이 상기 한 쌍의 제1 가이드 로드에 의해 각각 가이드되도록 구성되는 제2 가이드 로드;
상기 제2 가이드 로드 상에서 이동가능하도록 구성되며, 자기장측정센서가 구비되는 셔틀;
상기 한 쌍의 제1 가이드 로드 각각의 일측에 구비되는 한 쌍의 구동부; 및
일단이 상기 셔틀의 일측에 연결되며, 상기 제1 가이드 로드 및 상기 제2 가이드 로드에 의해 형성되는 H 형 경로를 둘러가며 배치되며, 타단이 상기 셔틀의 타측에 연결되는 타이밍 벨트를 포함하며,
상기 한 쌍의 구동부의 회전량의 차이에 상기 제2 가이드 로드 및 상기 셔틀의 위치가 조절하여 자기장 측정센서의 위치를 조절하는 것을 특징으로 하는 갠트리 로봇을 이용한 사이클로트론의 자기장 측정 방법.
A first measuring step of measuring a magnetic field of a predetermined region of the center of the magnetic field measuring region of the cyclotron with a gantry robot;
A reference point calculating step of calculating a reference point which is a center point of rotational symmetry of the magnetic field based on the coordinates and the magnetic field measured in the predetermined region; And
A second measuring step of measuring a magnetic field of the magnetic field measuring region by setting a left point based on the reference point;
The gantry robot,
A pair of first guide rods provided in parallel at a distance spaced apart from each other outside the magnetic field measurement region;
A second guide rod disposed in a direction orthogonal to the pair of first guide rods and configured to be guided at both ends by the pair of first guide rods;
A shuttle configured to be movable on the second guide rod and having a magnetic field measuring sensor;
A pair of driving units provided at one side of each of the pair of first guide rods; And
One end is connected to one side of the shuttle, is disposed surrounding the H-shaped path formed by the first guide rod and the second guide rod, the other end includes a timing belt connected to the other side of the shuttle,
Method of measuring the magnetic field of the cyclotron using a gantry robot, characterized in that for adjusting the position of the magnetic field measurement sensor by adjusting the position of the second guide rod and the shuttle to the difference in the amount of rotation of the pair of drive unit.
제16 항에 있어서,
상기 갠트리 로봇은 H-bot타입의 갠트리 프레임 및 자기장측정센서를 포함하며,
상기 제1 측정단계 내지 상기 제2 측정단계에서 상기 자기장측정센서의 위치 이동은 상기 자기장측정영역 외부에 구비된 구동부가 타이밍 벨트로 구동력을 전달하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 갠트리 로봇을 이용한 사이클로트론의 자기장 측정 방법.
The method of claim 16,
The gantry robot includes an gantry frame and a magnetic field measuring sensor of the H-bot type,
The magnetic field measurement of the cyclotron using the gantry robot is characterized in that the position shift of the magnetic field measuring sensor in the first measuring step to the second measuring step is performed by a driving unit provided outside the magnetic field measuring region transmitting a driving force to a timing belt. Way.
제16 항에 있어서,
상기 기준점 산출단계는,
자기장의 세기를 근거로 상기 소정영역에서 복수의 힐의 꼭지점의 좌표를 추출한 뒤 상기 복수의 힐의 꼭지점들의 중심점의 좌표를 기준점으로 산출하는 것을 특징으로 하는 갠트리 로봇을 이용한 사이클로트론의 자기장 측정 방법.
The method of claim 16,
The reference point calculation step,
And extracting coordinates of vertices of the plurality of hills from the predetermined region based on the strength of the magnetic field, and calculating coordinates of the center points of the vertices of the plurality of hills as reference points.
제18 항에 있어서,
상기 기준점의 산출단계는,
상기 기준점의 산출시 힐의 꼭지점의 좌표가 짝수로 추출된 뒤 마주보는 두 힐의 꼭지점을 연결하는 직선들이 교차하는 점을 기준점으로 산출하는 것을 특징으로 하는 갠트리 로봇을 이용한 사이클로트론의 자기장 측정 방법.
The method of claim 18,
The calculating step of the reference point,
The method of measuring the magnetic field of the cyclotron using a gantry robot, characterized in that the coordinates of the vertices of the hill is extracted as an even number when the reference point is calculated and the point at which the straight lines connecting the vertices of the two hills intersect as the reference point.
제16 항에 있어서,
상기 제1 측정단계는,
상기 갠트리 로봇의 갠트리 프레임을 상기 사이클로트론의 폴의 사이 공간에 삽입하는 프레임 삽입단계; 및
상기 갠트리 로봇을 상기 사이클로트론에 고정하는 고정단계를 수행한 뒤에 수행되는 것을 특징으로 하는 갠트리 로봇을 이용한 사이클로트론의 자기장 측정 방법.
The method of claim 16,
The first measuring step,
A frame insertion step of inserting a gantry frame of the gantry robot into a space between poles of the cyclotron; And
Method for measuring the magnetic field of the cyclotron using a gantry robot, characterized in that performed after performing the fixing step of fixing the gantry robot to the cyclotron.
KR1020180039132A 2018-04-04 2018-04-04 Gantry robot for measuring electromagnetic field of cyclotron and the method of measuring electromagnetic field using it KR102024312B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180039132A KR102024312B1 (en) 2018-04-04 2018-04-04 Gantry robot for measuring electromagnetic field of cyclotron and the method of measuring electromagnetic field using it

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180039132A KR102024312B1 (en) 2018-04-04 2018-04-04 Gantry robot for measuring electromagnetic field of cyclotron and the method of measuring electromagnetic field using it

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102024312B1 true KR102024312B1 (en) 2019-11-04

Family

ID=68578072

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180039132A KR102024312B1 (en) 2018-04-04 2018-04-04 Gantry robot for measuring electromagnetic field of cyclotron and the method of measuring electromagnetic field using it

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102024312B1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117452296A (en) * 2023-10-27 2024-01-26 北京核力同创科技有限公司 Magnetic field measurement system and method based on six-dimensional assistance robot
JP7554084B2 (en) 2020-09-18 2024-09-19 住友重機械工業株式会社 Magnetic field measuring device, cyclotron manufacturing method, and cyclotron

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120031381A (en) * 2010-09-24 2012-04-03 한국전력공사 Magnetic measuring apparatus
US20140354190A1 (en) * 2013-06-04 2014-12-04 Ion Beam Applications, S.A. Methods for adjusting the position of a main coil in a cyclotron
KR20170101659A (en) * 2016-02-29 2017-09-06 성균관대학교산학협력단 Magnetic field profile measuring apparatus for electromagnet of cyclotron

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120031381A (en) * 2010-09-24 2012-04-03 한국전력공사 Magnetic measuring apparatus
US20140354190A1 (en) * 2013-06-04 2014-12-04 Ion Beam Applications, S.A. Methods for adjusting the position of a main coil in a cyclotron
KR20170101659A (en) * 2016-02-29 2017-09-06 성균관대학교산학협력단 Magnetic field profile measuring apparatus for electromagnet of cyclotron
KR101778796B1 (en) 2016-02-29 2017-09-26 성균관대학교 산학협력단 Magnetic field profile measuring apparatus for electromagnet of cyclotron

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7554084B2 (en) 2020-09-18 2024-09-19 住友重機械工業株式会社 Magnetic field measuring device, cyclotron manufacturing method, and cyclotron
CN117452296A (en) * 2023-10-27 2024-01-26 北京核力同创科技有限公司 Magnetic field measurement system and method based on six-dimensional assistance robot
CN117452296B (en) * 2023-10-27 2024-04-19 国电投核力同创(北京)科技有限公司 Magnetic field measurement system and method based on six-dimensional assistance robot

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3567749B2 (en) Method for measuring distribution of charged particle beam and related methods
KR102024312B1 (en) Gantry robot for measuring electromagnetic field of cyclotron and the method of measuring electromagnetic field using it
KR100722159B1 (en) Ion implantation method and apparatus
JP5118193B2 (en) Ion beam profiling method and system
KR101068345B1 (en) Ion implanter
JP5449515B2 (en) Method for improving ribbon beam uniformity
KR100913445B1 (en) Ion implanter apparatus and method for adjusting and controlling uniformity of charged particles in continuous ion beam
CN108603920B (en) Magnetic field measuring method and magnetic field measuring apparatus
KR920004876A (en) System for irradiating surface with atomic and molecular ions using two-dimensional magnetic scanning
EP1942317A1 (en) Position detecting apparatus and optical device
JP2009192261A (en) Rectilinear displacement detector
KR101514185B1 (en) Ion beam dimension control for ion implantation process and apparatus, and advanced process control
US5588312A (en) Driving apparatus for needles of knitting machine
CN103227087A (en) Ion implantation method and ion implantation apparatus
JP4490198B2 (en) Particle beam irradiation equipment
KR100663939B1 (en) Long range stage with full stroke nano resolution for high vacuum
JP2006179890A (en) Electromagnetic focusing method of electronic beam lithography system
JP5904998B2 (en) Increased throughput in ion implanters where the beam is scanned
US8773227B2 (en) Method for fabricating an electromagnetic actuator, an electromagnetic actuator, and a charged particle device comprising the same
CN106054954B (en) Probe measuring force adjuster
US20060124867A1 (en) Method and apparatus for ion beam profiling
TW201528331A (en) C-shaped yoke coil mass analyzer apparatus for separating desired ion species from unwanted ion species in ribbon ion beams of arbitrary breadth
CN107561820A (en) Actuator and possess the lens unit of the actuator, video camera
JP2007116815A (en) Linear motor
JPH05228761A (en) Moving stage

Legal Events

Date Code Title Description
GRNT Written decision to grant