KR102064463B1 - 로봇용 툴 체인저 - Google Patents

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KR102064463B1
KR102064463B1 KR1020180054355A KR20180054355A KR102064463B1 KR 102064463 B1 KR102064463 B1 KR 102064463B1 KR 1020180054355 A KR1020180054355 A KR 1020180054355A KR 20180054355 A KR20180054355 A KR 20180054355A KR 102064463 B1 KR102064463 B1 KR 102064463B1
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안진웅
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재단법인대구경북과학기술원
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J15/00—Gripping heads and other end effectors
    • B25J15/04—Gripping heads and other end effectors with provision for the remote detachment or exchange of the head or parts thereof
    • B25J15/0408—Connections means

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Abstract

일 실시예에 따른 로봇용 툴 체인저는, 로봇팔 및 툴 중 어느 하나에 연결된 마스터부; 및 상기 마스터부에 대하여 장착되고 상기 로봇팔 및 툴 중 다른 하나에 연결되는 슬레이브부;를 포함하고, 상기 슬레이브부는, 상기 마스터부와 결합 또는 분리 가능한 제1 하우징 부재; 상기 마스터부의 하부에서 외측으로 돌출되도록 상기 제1 하우징 부재에 연결되는 제2 하우징 부재; 및 상기 제2 하우징 부재 내에 배치되어, 상기 마스터부 및 상기 슬레이브부를 체결 또는 분리시키기 위한 동력을 제공하는 구동 부재;를 포함하고, 상기 제1 하우징 부재 및 상기 제2 하우징 부재의 탈부착에 의해서 상기 마스터부 및 상기 슬레이브부가 자동 또는 수동으로 결합 또는 분리 가능할 수 있다.

Description

로봇용 툴 체인저{TOOL CHANGER FOR ROBOT}
본 발명은 로봇용 툴 체인저에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 자동 또는 수동으로 탈부착이 가능한 로봇용 툴 체인저에 관한 것이다.
기존의 로봇용 툴 체인저는 크게 마스터 플레이트, 마스터의 인터페이스 플레이트, 툴 플레이트, 툴의 인터페이스 플레이트로 구성되어 있다. 체결 메커니즘은 피스톤이 툴 플레이트 방향으로 이동하면서 락킹볼이 툴 플레이트의 베어링레이스에 위치하게 된다. 캠과 베어링레이스사이에 락킹볼이 고정되면서 마스터 플레이트와 툴 플레이트가 체결되는 구조이다.
기존의 로봇용 툴 체인저를 적용하기 위해서 마스터와 툴 플레이트용 인터페이스 플레이트가 필요하다. 로봇과 툴에 인터페이스 플레이트를 먼저 장착해야 하는 단점이 있다. 전장 연결을 위해 마스터사이드와 툴 사이드에 전장모듈이 설치되어야 한다. 또한 마스터와 툴을 체결하는 구조적 메커니즘이 복잡하다. 툴 교환장치를 사용하는 중 문제가 발생하였을 때 유지, 보수 측면에서 어려움이 있다.
이에 개선된 로봇용 툴 체인저에 대한 개발이 요구된다.
전술한 배경기술은 발명자가 본 발명의 도출과정에서 보유하거나 습득한 것으로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에 공개된 공지기술이라고 할 수는 없다.
등록특허공보 제10-1044204호 (2011.07.01. 공고)
일 실시예에 따른 목적은 하나의 로봇에 다양한 기능성 툴을 자동으로 교체할 수 있고, 툴 부분의 인터페이스 플레이트가 없이도 연결될 수 있는 로봇용 툴 체인저를 제공하는 것이다.
일 실시예에 따른 목적은 툴 체인저의 구조를 단순화하여 제작 및 세팅이 용이하게 하고, 전장모듈을 PCB도 대체하여, 설치상 제약 조건을 제거하며, 작동메커니즘을 구동 부재, 샤프트 브라켓 부재, 후크 브라켓 부재 및 그랩 브라켓 부재로 단순화 및 자동화하여 유지, 보수가 용이한 로봇용 툴 체인저를 제공하는 것이다.
일 실시예에 따른 목적은 슬레이브부를 탈부착이 가능한 복수 개의 하우징 부재로 구성하여 전원이 인가되어야만 툴 교체가 가능한 자동 툴 체인저의 단점을 보완할 수 있는 로봇용 툴 체인저를 제공하는 것이다.
일 실시예에 따른 목적은 슬레이브부의 기본적인 부품과 구동 부재가 서로 다른 하우징 부재 내에 위치되어, 복수 개의 하우징 부재가 장착되는 경우 마스터부 및 슬레이브부가 자동으로 체결 가능하고 복수 개의 하우징 부재가 탈착되는 경우 마스터부 및 슬레이브부가 수동으로 체결 가능한 로봇용 툴 체인저를 제공하는 것이다.
일 실시예에 따른 목적은 일반적으로 산업 로봇 분야에서 각종 툴에 적용할 수 있을 뿐만 아니라, 위험한 환경에서 사람을 대신해 포탄을 제거하거나, 산소 공급, 지혈, 주사가젯 등의 구난/구호 작업을 하는 로봇 등 다양한 분야에 적용될 수 있는 로봇용 툴 체인저를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 일 실시예에 따른 로봇용 툴 체인저는, 로봇팔 및 툴 중 어느 하나에 연결된 마스터부; 및 상기 마스터부에 대하여 장착되고 상기 로봇팔 및 툴 중 다른 하나에 연결되는 슬레이브부;를 포함하고, 상기 슬레이브부는, 상기 마스터부와 결합 또는 분리 가능한 제1 하우징 부재; 상기 마스터부의 하부에서 외측으로 돌출되도록 상기 제1 하우징 부재에 연결되는 제2 하우징 부재; 및 상기 제2 하우징 부재 내에 배치되어, 상기 마스터부 및 상기 슬레이브부를 체결 또는 분리시키기 위한 동력을 제공하는 구동 부재;를 포함하고, 상기 제1 하우징 부재 및 상기 제2 하우징 부재의 탈부착에 의해서 상기 마스터부 및 상기 슬레이브부가 자동 또는 수동으로 결합 또는 분리 가능할 수 있다.
일 측에 의하면, 상기 슬레이브부는, 상기 제1 하우징 부재 및 상기 제2 하우징 부재를 탈부착시키기 위한 탈부착 부재;를 더 포함하고, 상기 탈부착 부재는, 상기 제2 하우징 부재의 상면에 배치되어 수동으로 조작 가능한 레버 요소; 및 상기 제1 하우징 부재의 상면에 배치되어, 상기 레버 요소에 의해서 걸림 또는 풀림되는 돌기 요소;를 포함하고, 상기 돌기 요소가 상기 레버 요소에 의해서 풀림되면서 상기 제1 하우징 부재 및 상기 제2 하우징 부재가 분리될 수 있다.
일 측에 의하면, 상기 슬레이브부는, 상기 제1 하우징 부재 내에 배치되어, 상기 구동 부재의 구동에 의해서 직선운동하는 샤프트 브라켓 부재; 상기 제1 하우징 부재 내에서 상기 샤프트 브라켓 부재에 연결되어 상기 샤프트 브라켓 부재의 직선운동에 의해서 회전운동하는 후크 브라켓 부재; 및 일단은 상기 샤프트 브라켓 부재에 연결되고, 타단은 상기 후크 브라켓 부재에 연결되는 링크 부재;를 더 포함하고, 상기 마스터부는, 케이싱 부재; 및 상기 케이싱 부재에 구비되어 상기 후크 브라켓 부재와 체결 가능한 그랩 브라켓 부재;를 포함할 수 있다.
일 측에 의하면, 상기 그랩 브라켓 부재는 상기 케이싱 부재에 볼트로 고정되고, 상기 케이싱 부재로부터 상기 제1 하우징 부재의 상면을 관통하여 상기 후크 브라켓 부재와 체결 가능할 수 있다.
일 측에 의하면, 상기 마스터부는, 상기 케이싱 부재 내에 배치된 제1 전장 부재; 및 상기 제1 전장 부재에 구비되어, 상기 마스터부 및 상기 슬레이브부의 결합 유무을 확인하는 제1 체결 확인 부재;를 더 포함하고, 상기 슬레이브부는, 상기 제1 하우징 부재의 상면에서 상기 제1 전장 부재와 마주보도록 배치된 제2 전장 부재; 및 상기 제2 전장 부재에서 상기 제1 체결 확인 부재와 접촉 가능하도록 배치되어, 상기 마스터부 및 상기 슬레이브부의 결합 유무을 확인하는 제2 체결 확인 부재;를 더 포함할 수 있다.
일 측에 의하면, 상기 제1 하우징 부재에는 전원 스위치가 구비되고, 상기 전원 스위치 및 상기 구동 부재가 상기 제2 전장 부재를 통하여 전기적으로 연결되어, 상기 전원 스위치에 의해서 상기 구동 부재에 전원이 공급될 수 있다.
일 측에 의하면, 상기 슬레이브부는, 상기 제1 하우징 부재의 하면에 장착된 플레이트 부재;를 더 포함하고, 상기 플레이트 부재에 상기 로봇팔 및 툴 중 다른 하나가 장착될 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 일 실시예에 따른 로봇용 툴 체인저는, 로봇팔 및 툴 중 어느 하나에 연결된 마스터부; 및 상기 마스터부에 대하여 장착되고 상기 로봇팔 및 툴 중 다른 하나에 연결되는 슬레이브부;를 포함하고, 상기 슬레이브부는, 상기 마스터부와 결합 또는 분리 가능한 제1 하우징 부재; 상기 제1 하우징 부재 내에 배치되어 직선운동하는 샤프트 브라켓 부재; 상기 제1 하우징 부재 내에서 상기 샤프트 브라켓 부재에 연결되어 상기 샤프트 브라켓 부재의 직선운동에 의해서 회전운동하는 후크 브라켓 부재; 및 일단은 상기 샤프트 브라켓 부재에 연결되고, 타단은 상기 후크 브라켓 부재에 연결되는 링크 부재;를 포함하고, 상기 제1 하우징 부재의 일측이 개방되어 상기 샤프트 브라켓 부재가 외부에 노출되고, 상기 샤프트 브라켓 부재의 수동 조작에 의해서 상기 마스터부 및 상기 슬레이브부가 수동으로 결합 또는 분리 가능할 수 있다.
일 측에 의하면, 상기 슬레이브부는, 상기 제1 하우징 부재의 개방된 일측에 연결되는 제2 하우징 부재; 상기 제2 하우징 부재 내에 배치되어, 상기 마스터부 및 상기 슬레이브부를 체결시키기 위한 동력을 제공하는 구동 부재; 상기 제2 하우징 부재의 상면에 배치되어 수동으로 조작 가능한 레버 요소 및 상기 제1 하우징 부재의 상면에 배치되어, 상기 레버 요소에 의해서 걸림 또는 풀림되는 돌기 요소를 포함하는 탈부착 부재;를 더 포함하고, 상기 제1 하우징 부재 및 상기 제2 하우징 부재의 결합에 의해서 상기 마스터부 및 상기 슬레이브부가 자동으로 결합 또는 분리 가능할 수 있다.
일 실시예에 따른 로봇용 툴 체인저에 의하면, 하나의 로봇에 다양한 기능성 툴을 자동으로 교체할 수 있고, 툴 부분의 인터페이스 플레이트가 없이도 연결될 수 있다.
일 실시예에 따른 로봇용 툴 체인저에 의하면, 툴 체인저의 구조를 단순화하여 제작 및 세팅이 용이하게 하고, 전장모듈을 PCB도 대체하여, 설치상 제약 조건을 제거하며, 작동메커니즘을 구동 부재, 샤프트 브라켓 부재, 후크 브라켓 부재 및 그랩 브라켓 부재로 단순화 및 자동화하여 유지, 보수가 용이할 수 있다.
일 실시예에 따른 로봇용 툴 체인저에 의하면, 슬레이브부를 탈부착이 가능한 복수 개의 하우징 부재로 구성하여 전원이 인가되어야만 툴 교체가 가능한 자동 툴 체인저의 단점을 보완할 수 있다.
일 실시예에 따른 로봇용 툴 체인저에 의하면, 슬레이브부의 기본적인 부품과 구동 부재가 서로 다른 하우징 부재 내에 위치되어, 복수 개의 하우징 부재가 장착되는 경우 마스터부 및 슬레이브부가 자동으로 체결 가능하고 복수 개의 하우징 부재가 탈착되는 경우 마스터부 및 슬레이브부가 수동으로 체결 가능할 수 있다.
일 실시예에 따른 로봇용 툴 체인저에 의하면, 일반적으로 산업 로봇 분야에서 각종 툴에 적용할 수 있을 뿐만 아니라, 위험한 환경에서 사람을 대신해 포탄을 제거하거나, 산소 공급, 지혈, 주사가젯 등의 구난/구호 작업을 하는 로봇 등 다양한 분야에 적용될 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 로봇용 툴 체인저의 사시도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 로봇용 툴 체인저의 분해도이다.
도 3은 마스터부의 내부 모습을 도시한다.
도 4는 슬레이브부의 분해도이다.
도 5는 슬레이브부의 제1 하우징 부재 및 제2 하우징 부재가 탈착된 모습을 도시한다.
이하, 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
어느 하나의 실시예에 포함된 구성요소와, 공통적인 기능을 포함하는 구성요소는, 다른 실시예에서 동일한 명칭을 사용하여 설명하기로 한다. 반대되는 기재가 없는 이상, 어느 하나의 실시예에 기재한 설명은 다른 실시예에도 적용될 수 있으며, 중복되는 범위에서 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 일 실시예에 따른 로봇용 툴 체인저의 사시도이고, 도 2는 일 실시예에 따른 로봇용 툴 체인저의 분해도이고, 도 3은 마스터부의 내부 모습을 도시하고, 도 4는 슬레이브부의 분해도이고, 도 5는 슬레이브부의 제1 하우징 부재 및 제2 하우징 부재가 탈착된 모습을 도시한다.
도 1 또는 2를 참조하여, 일 실시예에 따른 로봇용 툴 체인저(10)는, 마스터부(100) 및 슬레이브부(200)를 포함할 수 있다.
상기 마스터부(100)는 로봇팔 및 툴 중 어느 하나에 연결될 수 있다.
구체적으로, 마스터부(100)는 케이싱 부재(110), 제1 전장 부재(120), 그랩 브라켓 부재(130)를 포함할 수 있다.
상기 케이싱 부재(110)의 상면에는 로봇팔 및 툴 중 어느 하나가 연결될 수 있다.
또한, 케이싱 부재(110)는 슬레이브부(200)의 제1 하우징 부재(210)와 탈부착 가능하게 마련되어, 마스터부(100) 및 슬레이브부(200) 사이의 결합 또는 분리를 가능하게 할 수 있다. 이러한 마스터부(100) 및 슬레이브부(200) 사이의 결합 또는 분리는 로봇에 대한 툴 부분의 교체를 가능하게 할 수 있다.
한편, 케이싱 부재(110)에는 제1 전장 부재(120)가 구비될 수 있다.
상기 제1 전장 부재(120)는 PCB 기판 형태로 마련되어, 케이싱 부재(110)의 내부에 장착될 수 있고, 케이싱 부재(110)의 상면을 통해서 외부에 노출되도록 마련될 수 있다.
특히, 도 3을 참조하여, 케이싱 부재(110)에는 그랩 브라켓 부재(130)가 장착될 수 있다.
상기 그랩 브라켓 부재(130)는 슬레이브부(300)의 후크 브라켓 부재(270)와 체결 또는 분리 가능하도록 마련될 수 있다. 예를 들어, 그랩 브라켓 부재(130)는 후크 브라켓 부재(270)가 걸림 또는 풀림 가능하도록 마련될 수 있다.
또한, 그랩 브라켓 부재(130)는 케이싱 부재(110)의 상면에서 예를 들어 볼트로 고정되어, 케이싱 부재(110)의 내부 공간을 통해서 슬레이브부(200)의 후크 브라켓 부재(270)를 향해서 연장될 수 있다. 이때, 그랩 브라켓 부재(130)는 케이싱 부재(110)에 볼트로 고정되어, 그랩 브라켓 부재(130)의 케이싱 부재(110)에 대한 결합 또는 분리 또한 용이하게 될 수 있다.
여기에서는 2개의 그랩 브라켓 부재(130)가 제1 전장 부재(120)를 사이에 두고 서로 이격 배치된 것으로 도시되었으나, 그랩 브라켓 부재(130)의 개수 및 배치는 이에 국한되지 아니하며, 후크 브라켓 부재(270)와 효과적으로 체결 또는 분리 가능한 구조라면 어느 것이든지 가능하다.
한편, 제1 전장 부재(120)의 하면에는 제1 체결 확인 부재(122)가 구비될 수 있다.
상기 제1 체결 확인 부재(122)는 케이싱 부재(110) 및 제1 하우징 부재(210) 사이의 체결 유무, 더 나아가서 마스터부(100) 및 슬레이브부(200) 사이의 체결 유무를 확인하기 위한 것이다.
예를 들어, 제1 체결 확인 부재(122)는 적어도 하나의 스프링 핀으로 마련되고, 제2 전장 부재(240)의 상면에 구비된 제2 체결 확인 부재(242)는 적어도 하나의 스프링 핀 접점으로 마련될 수 있다. 따라서 스프링 핀 및 스프링 핀 접점의 전기적 연결을 통하여 케이싱 부재(110) 및 제1 하우징 부재(210) 사이의 체결 유무, 더 나아가서 마스터부(100) 및 슬레이브부(200) 사이의 체결 유무를 확인할 수 있다.
그러나, 제1 체결 확인 부재(122) 및 제2 체결 확인 부재(242)의 구성은 이에 국한되지 아니하며, 케이싱 부재(110) 및 제1 하우징 부재(210) 사이의 체결 유무, 더 나아가서 마스터부(100) 및 슬레이브부(200) 사이의 체결 유무를 확인할 수 있다면 어느 것이든지 가능하다.
전술된 마스터부(100)에는 슬레이브부(200)가 장착될 수 있다.
상기 슬레이브부(200)에는 로봇팔 및 툴 중 다른 하나가 연결될 수 있다.
예를 들어, 마스터부(100)에 로봇팔이 연결된다면, 슬레이브부(200)에는 툴이 연결될 수 있고, 마스터부(100)에 툴이 연결된다면, 슬레이브부(200)에는 로봇팔이 연결될 수 있다.
특히, 도 4를 더 참조하여, 상기 슬레이브부(200)는 제1 하우징 부재(210), 제2 하우징 부재(220), 플레이트 부재(230), 제2 전장 부재(240), 구동 부재(250), 샤프트 브라켓 부재(260), 후크 브라켓 부재(270), 링크 부재(280) 및 탈부착 부재(290)를 포함할 수 있다.
상기 제1 하우징 부재(210)는 마스터부(100)와 결합 또는 분리 가능하게 마련될 수 있다. 예를 들어, 제1 하우징 부재(210)는 케이싱 부재(110)의 하부에 배치되어, 케이싱 부재(110)와 결합 또는 분리 가능할 수 있다.
또한, 제1 하우징 부재(210)의 상면에는 제2 전장 부재(240)가 장착될 수 있고, 제1 하우징 부재(210)에는 샤프트 브라켓 부재(260), 후크 브라켓 부재(270) 및 링크 부재(280)가 수용되는 내부 공간이 구비될 수 있고, 제1 하우징 부재(210)의 하부는 플레이트 부재(230)에 의해서 폐쇄될 수 있다.
이때, 제1 하우징 부재(210)의 일측은 개방되게 형성될 수 있다.
제1 하우징 부재(210)의 개방된 일측에는 제2 하우징 부재(220)가 연결될 수 있다. 제1 하우징 부재(210) 및 제2 하우징 부재(220)는 서로 탈부착 가능한 구조로 마련될 수 있는데, 이에 대해서는 이하에서 상술된다.
또한, 제1 하우징 부재(210)의 상면에는 케이싱 부재(110)에 장착된 그랩 브라켓 부재(130)가 관통되는 관통홀(212)이 구비될 수 있으며, 관통홀(212)의 하부에는 후크 브라켓 부재(270)가 배치되어, 그랩 브라켓 부재(130)가 관통홀(212)을 통해서 후크 브라켓 부재(270)와 체결될 수 있다.
한편, 제1 하우징 부재(210)의 타측에는 전원 스위치(214)가 구비될 수 있다. 전원 스위치(214)는 제2 하우징 부재(220)의 내부에 수용된 구동 부재(250)에 전원을 공급하기 위한 것으로서, 구체적으로 도시되지는 않았으나, 전원 스위치(214), 제1 전장 부재(120), 제2 전장 부재(240) 및 구동 부재(250) 사이에는 전기적인 연결이 존재할 수 있다.
이에 의해서 전원 스위치(214)가 ON으로 되는 경우, 구동 부재(250)가 작동 개시되어, 마스터부(100) 및 슬레이브부(200)가 자동으로 결합되거나 분리될 수 있다. 이때, 마스터부(100) 및 슬레이브부(200)의 결합 또는 분리는 구동 부재(250)의 구동 방향에 의해서 결정될 수 있다.
한편, 전술된 제1 하우징 부재(210)의 개방된 외측에는 제2 하우징 부재(220)가 연결될 수 있다.
상기 제2 하우징 부재(220)는 마스터부(100)의 하부에서 외측으로 돌출되도록 제1 하우징 부재(210)에 연결될 수 있다.
이때, 제2 하우징 부재(220)의 상면 중 일부는 제1 하우징 부재(210)의 하면에 의해서 폐쇄될 수 있다. 다시 말해서, 제1 하우징 부재(210)의 상면 또한 마스터부(100)의 하부에서 외측으로 돌출되게 형성될 수 있다.
또한, 제2 하우징 부재(220) 내에는 구동 부재(250)가 내부에 수용될 수 있다. 이에 의해서, 제1 하우징 부재(210) 및 제2 하우징 부재(220)의 탈부착에 의해서, 구동 부재(250)가 마스터부(100) 및 슬레이브부(200)의 결합 또는 분리에 관여하거나 관여하지 않을 수 있다.
특히, 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 하우징 부재(210) 및 제2 하우징 부재(220)가 탈착된 경우, 구동 부재(250)가 샤프트 브라켓 부재(260), 후크 브라켓 부재(270) 및 링크 부재(280)와 기계적으로 분리되어서, 제1 하우징 부재(210)의 개방된 일측을 통해서 수동으로 샤프트 브라켓 부재(260), 후크 브라켓 부재(270) 및 링크 부재(280)를 구동시켜, 결국 마스터부(100) 및 슬레이브부(200)의 결합 또는 분리를 수동으로 구현할 수 있다. 이는 특히 전원이 인가되지 못하는 상황에서 로봇용 툴 교체가 요구되는 경우에 바람직할 수 있다.
반면, 제1 하우징 부재(210) 및 제2 하우징 부재(220)가 장착된 경우, 구동 부재(250)가 샤프트 브라켓 부재(260), 후크 브라켓 부재(270) 및 링크 부재(280)와 기계적으로 결합되어서, 구동 부재(250)에 의해서 자동으로 샤프트 브라켓 부재(260), 후크 브라켓 부재(270) 및 링크 부재(280)를 구동시켜, 결국 마스터부(100) 및 슬레이브부(200)의 결합 또는 분리를 자동으로 구현할 수 있다.
한편, 제1 하우징 부재(210)의 하면에는 플레이트 부재(230)가 장착될 수 있다. 이때, 플레이트 부재(230)에 로봇팔 및 툴 중 다른 하나가 연결될 수 있다.
또한, 플레이트 부재(230)의 상면에 샤프트 브라켓 부재(260), 후크 브라켓 부재(270) 및 링크 부재(280)가 서로 결합된 상태로 배치될 수 있다.
한편, 제1 하우징 부재(210)에는 제2 전장 부재(240)가 구비될 수 있다.
상기 제2 전장 부재(240)는 PCB 기판 형태로 마련되어, 제1 하우징 부재(210)의 상면에 장착될 수 있고, 제1 전장 부재(120)와 서로 마주보도록 배치될 수 있다.
전술된 바와 같이, 제2 전장 부재(240)의 상면에는 스프링 핀 접점으로 마련되어, 마스터부(100) 및 슬레이브부(200)의 결합 또는 분리를 확인할 수 있는 체결 확인 부재(242)가 배치될 수 있다.
한편, 제2 하우징 부재(220) 내에는 구동 부재(250)가 배치될 수 있다.
상기 구동 부재(250)는 마스터부(100) 및 슬레이브부(200)를 자동으로 체결 또는 분리시키기 위한 동력을 제공할 수 있다.
예를 들어, 구동 부재(250)는 서보 모터로 마련될 수 있으며, 구동 부재(250)의 샤프트가 제2 하우징 부재(220) 내에 회전될 수 있다.
구체적으로, 구동 부재(250)의 샤프트가 제1 방향으로 회전하는 경우, 샤프트 브라켓 부재(260), 후크 브라켓 부재(270) 및 링크 부재(280)에 대하여 제1 방향으로 회전력을 전달하여, 마스터부(100) 및 슬레이브부(200)를 자동으로 분리시킬 수 있다.
또는 구동 부재(250)의 샤프트가 제2 방향으로 회전하는 경우, 샤프트 브라켓 부재(260), 후크 브라켓 부재(270) 및 링크 부재(280)에 대하여 제2 방향으로 회전력을 전달하여, 마스터부(100) 및 슬레이브부(200)를 자동으로 결합시킬 수 있다.
한편, 제1 하우징 부재(210) 내에는 구동 부재(250)의 구동에 의해서 직선운동하는 샤프트 브라켓 부재(260)가 배치될 수 있다.
이때, 구동 부재(250) 및 샤프트 브라켓 부재(260) 사이에는 구동 부재(250)에 의한 회전운동을 직선운동으로 변환하는 로드 부재(미도시)가 추가적으로 연결될 수 있다.
구체적으로, 로드 부재가 구동 부재(250)의 회전운동을 직선운동으로 변환하여, 로드 부재가 샤프트 브라켓 부재(260)를 밀어주거나 당겨줄 수 있다.
또한, 제1 하우징 부재(210) 내에서 샤프트 브라켓 부재(260)에 후크 브라켓 부재(270)가 연결될 수 있다.
상기 후크 브라켓 부재(270)는 전술된 바와 같이 케이싱 부재(110)에 장착된 그랩 브라켓 부재(120)와 체결 가능하게 마련될 수 있다.
구체적으로, 후크 브라켓 부재(270)는 샤프트 브라켓 부재(260)의 전진 운동 방향으로 이격 배치될 수 있으며, 복수 개의 후크 브라켓 부재(270)가 샤프트 브라켓 부재(260)를 사이에 두고 이격 배치될 수 있다.
이때, 후크 브라켓 부재(270)는 샤프트 브라켓 부재(260)의 직선운동에 의해서 회전운동할 수 있고, 후크 브라켓 부재(270)는 회전운동하여서 그랩 브라켓 부재(120)에 대하여 체결 또는 분리될 수 있다.
이때, 샤프트 브라켓 부재(260) 및 후크 브라켓 부재(270) 사이에는 링크 부재(280)가 연결될 수 있다.
구체적으로, 링크 부재(280)의 일단에는 샤프트 브라켓 부재(260)가 연결되고, 링크 부재(280)의 타단에는 후크 브라켓 부재(270)가 연결될 수 있다.
전술된 바와 같이 복수 개의 후크 브라켓 부재(270)가 구비된 경우, 링크 부재(280) 또한 복수 개로 마련되어, 복수 개의 링크 부재(280) 중 하나는, 샤프트 브라켓 부재(260) 및 복수 개의 후크 브라켓 부재(270) 중 하나와 연결되고, 복수 개의 링크 부재(280) 중 다른 하나는, 샤프트 브라켓 부재(260) 및 복수 개의 후크 브라켓 부재(270) 중 다른 하나와 연결될 수 있다.
이때, 복수 개의 후크 브라켓 부재(270) 및 복수 개의 링크 부재(280)는 샤프트 브라켓 부재(260)의 전진 운동 방향으로 연장된 축을 중심으로 서로 대칭되게 배치될 수 있다.
구체적으로, 링크 부재(280)는 샤프트 브라켓 부재(260)의 직선운동과 연동되어서 후크 브라켓 부재(270)를 회전운동시킬 수 있다.
이와 같이 일 실시예에 따른 로봇용 툴 체인저(10)는 작동메커니즘을 구동 부재, 샤프트 브라켓 부재(260), 후크 브라켓 부재(270) 및 그랩 브라켓 부재(120)로 단순화 및 자동화하여 유지, 보수가 용이해질 수 있다.
한편, 전술된 바와 같이 제1 하우징 부재(210) 및 제2 하우징 부재(220)의 탈부착을 가능하게 하기 위해서, 제1 하우징 부재(210) 및 제2 하우징 부재(220)에는 탈부착 부재(290)가 구비될 수 있다.
상기 탈부착 부재(290)는 레버 요소(292) 및 돌기 요소(294)를 포함할 수 있다.
상기 레버 요소(292)는 제2 하우징 부재(220)의 상면에 배치되어 수동으로 조작 가능할 수 있고, 상기 돌기 요소(294)는 제1 하우징 부재(210)의 상면에 배치되어, 레버 요소(292)에 의해서 걸림 또는 풀림될 수 있다.
구체적으로, 레버 요소(292)를 수동으로 돌려서, 레버 요소(292)에 의해서 돌기 요소(294)가 풀림되면서 제1 하우징 부재(210) 및 제2 하우징 부재(220)가 분리될 수 있다. 반면, 레버 요소(292)를 수동으로 돌려서, 레버 요소(292)에 의해서 돌기 요소(294)가 걸림되면서 제1 하우징 부재(210) 및 제2 하우징 부재(220)가 결합될 수 있다.
이와 같이 레버 요소(292) 및 돌기 요소(294)의 결합 또는 분리에 의해서 제1 하우징 부재(210) 및 제2 하우징 부재(220)가 용이하게 탈부착될 수 있다.
전술된 일 실시예에 따른 로봇용 툴 체인저(10)에서 마스터부(100) 및 슬레이브부(200)는 다음과 같이 자동으로 또는 수동으로 결합 또는 분리될 수 있다.
우선, 전원이 공급되는 상황에서, 마스터부(100) 및 슬레이브부(200)가 접촉되도록 배치된 후, 전원 스위치(214)를 켜서 구동 부재(250)를 제1 방향으로 구동시킬 수 있다.
이때, 레버 요소(292)에 의해서 돌기 요소(294)가 걸림되어, 제1 하우징 부재(210) 및 제2 하우징 부재(220)는 서로 결합된 상태로 될 수 있다.
구체적으로, 구동 부재(250)가 제1 방향으로 구동되면, 샤프트 브라켓 부재(260)가 구동 부재(250)로부터 멀어지는 방향으로 직선운동하여 링크 부재(280)를 회전시키고, 후크 브라켓 부재(270)를 회전시켜서, 후크 브라켓 부재(270)가 그랩 브라켓 부재(120)에 체결될 수 있다. 이때, 제1 전장 부재(120)에 구비된 제1 체결 확인 부재(122) 및 제2 전장 부재(240)에 구비된 제2 체결 확인 부재(242)의 접점을 통하여 마스터부(100) 및 슬레이브부(200)의 완전 체결 유무를 확인할 수 있다.
반면, 구동 부재(250)가 제2 방향으로 구동되면, 샤프트 브라켓 부재(260)가 구동 부재(250)를 향하는 방향으로 직선운동하여 링크 부재(280)를 회전시키고, 후크 브라켓 부재(270)를 회전시켜서, 후크 브라켓 부재(270)를 그랩 브라켓 부재(120)로부터 분리시킬 수 있다.
이와 같이 마스터부(100) 및 슬레이브부(200)는 자동으로 결합 또는 분리될 수 있다.
또한, 전원이 공급되지 않는 상황에서, 제1 하우징 부재(210) 및 제2 하우징 부재(220)를 분리시킬 수 있다. 구체적으로, 레버 요소(292)를 수동으로 돌려서 돌기 요소(294)가 레버 요소(292)로부터 풀리게 할 수 있다. 이때, 제2 하우징 부재(220) 내에 배치된 구동 부재(250) 또한 제2 하우징 부재(220)와 함께 분리될 수 있고, 샤프트 브라켓 부재(260)가 제1 하우징 부재(210)의 개방된 일측으로 통해서 외부에 노출될 수 있다.
이때, 작업자가 샤프트 브라켓 부재(260)를 제1 하우징 부재(210)의 내부를 향하여 밀어주면 링크 부재(280)가 회전되고 후크 브라켓 부재(270)가 회전되어서, 후크 브라켓 부재(270)가 그랩 브라켓 부재(120)에 체결될 수 있다. 이때, 제1 전장 부재(120)에 구비된 제1 체결 확인 부재(122) 및 제2 전장 부재(240)에 구비된 제2 체결 확인 부재(242)의 접점을 통하여 마스터부(100) 및 슬레이브부(200)의 완전 체결 유무를 확인할 수 있다.
반면, 작업자가 샤프트 브라켓 부재(260)를 제1 하우징 부재(210)의 외부를 향하여 당겨주면 링크 부재(280)가 회전되고 후크 브라켓 부재(270)가 회전되어서, 후크 브라켓 부재(270)가 그랩 브라켓 부재(120)로부터 분리될 수 있다.
이와 같이 마스터부(100) 및 슬레이브부(200)는 작업자의 수동 조작에 의해서 결합 또는 분리될 수 있고, 따라서 전원이 인가되지 않는 상황에서도 로봇팔에 대하여 툴 교체가 가능할 수 있다.
이상과 같이 비록 한정된 도면에 의해 실시 예들이 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 구조, 장치 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
10: 로봇용 툴 체인저.
100: 마스터부
110: 케이싱 부재
120: 제1 전장 부재
130: 그랩 브라켓 부재
122: 제1 체결 확인 부재
200: 슬레이브부
210: 제1 하우징 부재
212: 관통홀
214: 전원 스위치
220: 제2 하우징 부재
230: 플레이트 부재
240: 제2 전장 부재
242: 제2 체결 확인 부재
250: 구동 부재
260: 샤프트 브라켓 부재
270: 후크 브라켓 부재
280: 링크 부재
290: 탈부착 부재
292: 레버 요소
294: 돌기 요소

Claims (9)

  1. 로봇팔 및 툴 중 어느 하나에 연결된 마스터부; 및
    상기 마스터부에 대하여 장착되고 상기 로봇팔 및 툴 중 다른 하나에 연결되는 슬레이브부;
    를 포함하고,
    상기 슬레이브부는,
    상기 마스터부와 결합 또는 분리 가능한 제1 하우징 부재;
    상기 마스터부의 하부에서 외측으로 돌출되도록 상기 제1 하우징 부재에 연결되는 제2 하우징 부재;
    상기 제2 하우징 부재 내에 배치되어, 상기 마스터부 및 상기 슬레이브부를 체결 또는 분리시키기 위한 동력을 제공하는 구동 부재;
    상기 제1 하우징 부재 내에 배치되어, 상기 구동 부재의 구동에 의해서 직선운동하는 샤프트 브라켓 부재;
    상기 제1 하우징 부재 내에서 상기 샤프트 브라켓 부재에 연결되어 상기 샤프트 브라켓 부재의 직선운동에 의해서 회전운동하는 후크 브라켓 부재; 및
    일단은 상기 샤프트 브라켓 부재에 연결되고, 타단은 상기 후크 브라켓 부재에 연결되는 링크 부재;
    를 포함하고,
    상기 마스터부는,
    케이싱 부재; 및
    상기 케이싱 부재에 구비되어 상기 후크 브라켓 부재와 체결 가능한 그랩 브라켓 부재;
    를 포함하며,
    상기 그랩 브라켓 부재는 상기 케이싱 부재에 볼트로 고정되고, 상기 케이싱 부재로부터 상기 제1 하우징 부재의 상면을 관통하여 상기 후크 브라켓 부재와 체결 가능하고,
    상기 제1 하우징 부재 및 상기 제2 하우징 부재의 탈부착에 의해서 상기 마스터부 및 상기 슬레이브부가 자동 또는 수동으로 결합 또는 분리 가능한 로봇용 툴 체인저.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 슬레이브부는,
    상기 제1 하우징 부재 및 상기 제2 하우징 부재를 탈부착시키기 위한 탈부착 부재;
    를 더 포함하고,
    상기 탈부착 부재는,
    상기 제2 하우징 부재의 상면에 배치되어 수동으로 조작 가능한 레버 요소; 및
    상기 제1 하우징 부재의 상면에 배치되어, 상기 레버 요소에 의해서 걸림 또는 풀림되는 돌기 요소;
    를 포함하고,
    상기 돌기 요소가 상기 레버 요소에 의해서 풀림되면서 상기 제1 하우징 부재 및 상기 제2 하우징 부재가 분리되는 로봇용 툴 체인저.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 로봇팔 및 툴 중 어느 하나에 연결된 마스터부; 및
    상기 마스터부에 대하여 장착되고 상기 로봇팔 및 툴 중 다른 하나에 연결되는 슬레이브부;
    를 포함하고,
    상기 슬레이브부는,
    상기 마스터부와 결합 또는 분리 가능한 제1 하우징 부재;
    상기 마스터부의 하부에서 외측으로 돌출되도록 상기 제1 하우징 부재에 연결되는 제2 하우징 부재;
    상기 제2 하우징 부재 내에 배치되어, 상기 마스터부 및 상기 슬레이브부를 체결 또는 분리시키기 위한 동력을 제공하는 구동 부재;
    상기 제1 하우징 부재 내에 배치되어, 상기 구동 부재의 구동에 의해서 직선운동하는 샤프트 브라켓 부재;
    상기 제1 하우징 부재 내에서 상기 샤프트 브라켓 부재에 연결되어 상기 샤프트 브라켓 부재의 직선운동에 의해서 회전운동하는 후크 브라켓 부재;
    일단은 상기 샤프트 브라켓 부재에 연결되고, 타단은 상기 후크 브라켓 부재에 연결되는 링크 부재;
    상기 제1 하우징 부재의 상면에서 제1 전장 부재와 마주보도록 배치된 제2 전장 부재; 및
    상기 제2 전장 부재에서 제1 체결 확인 부재와 접촉 가능하도록 배치되어, 상기 마스터부 및 상기 슬레이브부의 결합 유무을 확인하는 제2 체결 확인 부재;
    를 포함하며,
    상기 마스터부는,
    케이싱 부재;
    상기 케이싱 부재에 구비되어 상기 후크 브라켓 부재와 체결 가능한 그랩 브라켓 부재;
    상기 케이싱 부재 내에 배치된 제1 전장 부재; 및
    상기 제1 전장 부재에 구비되어, 상기 마스터부 및 상기 슬레이브부의 결합 유무을 확인하는 제1 체결 확인 부재;
    를 포함하고,
    상기 제1 하우징 부재 및 상기 제2 하우징 부재의 탈부착에 의해서 상기 마스터부 및 상기 슬레이브부가 자동 또는 수동으로 결합 또는 분리 가능한 로봇용 툴 체인저.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 하우징 부재에는 전원 스위치가 구비되고,
    상기 전원 스위치 및 상기 구동 부재가 상기 제2 전장 부재를 통하여 전기적으로 연결되어, 상기 전원 스위치에 의해서 상기 구동 부재에 전원이 공급되는 로봇용 툴 체인저.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 슬레이브부는,
    상기 제1 하우징 부재의 하면에 장착된 플레이트 부재;
    를 더 포함하고,
    상기 플레이트 부재에 상기 로봇팔 및 툴 중 다른 하나가 장착되는 로봇용 툴 체인저.
  8. 로봇팔 및 툴 중 어느 하나에 연결된 마스터부; 및
    상기 마스터부에 대하여 장착되고 상기 로봇팔 및 툴 중 다른 하나에 연결되는 슬레이브부;
    를 포함하고,
    상기 슬레이브부는,
    상기 마스터부와 결합 또는 분리 가능한 제1 하우징 부재;
    상기 제1 하우징 부재 내에 배치되어 직선운동하는 샤프트 브라켓 부재;
    상기 제1 하우징 부재 내에서 상기 샤프트 브라켓 부재에 연결되어 상기 샤프트 브라켓 부재의 직선운동에 의해서 회전운동하는 후크 브라켓 부재;
    일단은 상기 샤프트 브라켓 부재에 연결되고, 타단은 상기 후크 브라켓 부재에 연결되는 링크 부재;
    상기 제1 하우징 부재의 개방된 일측에 연결되는 제2 하우징 부재;
    상기 제2 하우징 부재 내에 배치되어, 상기 마스터부 및 상기 슬레이브부를 체결시키기 위한 동력을 제공하는 구동 부재; 및
    상기 제2 하우징 부재의 상면에 배치되어 수동으로 조작 가능한 레버 요소 및 상기 제1 하우징 부재의 상면에 배치되어, 상기 레버 요소에 의해서 걸림 또는 풀림되는 돌기 요소를 포함하는 탈부착 부재;
    를 포함하고,
    상기 제1 하우징 부재의 일측이 개방되어 상기 샤프트 브라켓 부재가 외부에 노출되고, 상기 샤프트 브라켓 부재의 수동 조작에 의해서 상기 마스터부 및 상기 슬레이브부가 수동으로 결합 또는 분리 가능하며,
    상기 제1 하우징 부재 및 상기 제2 하우징 부재의 결합에 의해서 상기 마스터부 및 상기 슬레이브부가 자동으로 결합 또는 분리 가능한 로봇용 툴 체인저.
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