KR102109887B1 - 그리퍼장치 - Google Patents

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KR102109887B1
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김창균
임현지
조선주
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순천향대학교 산학협력단
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Abstract

그리퍼장치가 개시되어 있다. 본 발명은, 길게 형성된 몸체; 상기 몸체의 전면에 설치되어 대상물을 파지하는 그립부재; 상기 그립부재의 상단에 장착되어 상기 그립부재를 개폐시키는 개폐부재; 및 상기 개폐부재를 작동시키기 위해서 상기 개폐부재의 내부로 진입되거나 진입이 해제될 수 있으며, 상기 몸체의 내부에 그 길이방향을 따라서 길게 내장되는 가압로드;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

그리퍼장치{GRIPPER APPARATUS}
본 발명은 그리퍼장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 그리퍼의 폭을 줄이고 그 작동구조를 개선함으로써 한 번의 동작으로 대량의 배터리 셀을 동시에 이송하여 사이클 타임을 대폭적으로 줄여서 생산량을 증대시킬 수 있도록 한 그리퍼장치에 관한 것이다.
일반적으로 조립이 완료된 전지를 트레이에 적재하여 이송한 후에, 압력을 가해서 배터리 셀의 전류를 검사해야만 한다.
기존에 사용되고 있는 전류검사장치는 그리퍼의 폭이 넓고 이송장치도 변형이 이루어지지 않는 고정형이라서 부분적인 이송만 가능했었다. 또한, 기존의 배터리 셀 이송용 트레이에는 총 25개의 셀이 적재되어 있는데, 이를 모두 이송하려면 5개의 그리퍼가 5번 반복해서 이송작업을 해야만 하는 문제점이 있었다.
1. 대한민국 공개특허 제10-1997-0048497호 (1997.07.29) 2. 대한민국 공개특허 제10-1997-0028595호 (1997.06.24)
본 발명의 목적은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 그리퍼의 구조를 개선함으로써, 용이하고 간편하게 목적물을 파지할 수 있도록 한 그리퍼장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 그리퍼의 구조를 컴팩트하게 개선함으로써, 한 번의 작업으로 배터리 셀등과 같은 대상물을 대량으로 이송할 수 있도록 한 그리퍼장치를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 그리퍼장치는, 길게 형성된 몸체; 상기 몸체의 전면에 설치되어 대상물을 파지하는 그립부재; 상기 그립부재의 상단에 장착되어 상기 그립부재를 개폐시키는 개폐부재; 및 상기 개폐부재를 작동시키기 위해서 상기 개폐부재의 내부로 진입되거나 진입이 해제될 수 있으며, 상기 몸체의 내부에 그 길이방향을 따라서 길게 내장되는 가압로드;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 그립부재는, 상기 몸체의 선단에 고정축에 의해 회전가능하게 설치되는 제 1회전체와 제 2회전체; 상기 제 1회전체의 일단에 직육면체의 형상으로 일체로 결합되어 설치되는 제 1파지부; 및 상기 제 2회전체의 일단에는 직육면체의 형상으로 일체로 결합되어 설치되는 제 2파지부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제 1회전체와 제 2회전체는 원통형 형상을 가지면 서로 동축상에 접하여서 설치되고 상기 개폐부재의 작동에 의해서 상호간에 벌어지거나 밀착될 수 있는 것을 특징으로 한다.
상기 개폐부재는, 상기 제 1회전체의 타단에 일체로 결합되어 설치되는 제 1경사돌부; 상기 제 2회전체의 타단에 일체로 결합되어 설치되는 제 2경사돌부; 및 상기 제 1경사돌부와 상기 제 2경사돌부 사이에 설치되는 압축스프링;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 가압로드의 선단에는 상기 개폐부재의 내부로 삽입되거나 이탈될 수 있는 가압볼이 일체로 형성되어 있고,
상기 가압로드의 소정 위치에는 스프링지지부재가 일체로 형성되어 있으며, 상기 스프링지지부재와 상기 몸체의 선단 내부 일측 사이에는 리턴스프링이 설치되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 그리퍼의 구조를 컴팩트하게 개선함으로써, 전류검사장치에 복수의 그리퍼를 설치할 수 있어서 한 번의 작업으로 배터리 셀등과 같은 대상물을 동시에 대량으로 이송할 수 있도록 하여 사이클 타임을 대폭적으로 줄여서 생산량을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 그리퍼장치가 설치된 전류검사장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 그리퍼장치를 상세하게 도시한 사시도이다.
도 3은 도 2의 그리퍼장치가 작동하는 구조를 구체적으로 도시한 단면도이다.
도 4는 도 2의 그리퍼장치가 대상물을 잡을 수 있도록 닫혀진 상태를 도시한 사시도이다.
도 5는 도 2의 그리퍼가 대상물의 파지를 해제할 수 있도록 개방된 상태를 도시한 사시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 그리퍼장치를 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 그리퍼장치가 설치된 전류검사장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 픽업플레이스 장치(1)는 상단에 위치한 링크구조물(10), 상기 링크구조물(10)을 좌우로 펼치거나 압축시키기 위해 상기 링크구조물(10)의 양단에 설치되는 서보모터(19), 및 상기 링크구조물(10)로부터 하부로 길게 설치되는 복수의 그리퍼장치(30)를 포함한다.
상기 링크구조물(10)은 중심축(11)을 중심으로 'X'자 형으로 연결되는 X자형 연결바(17), 상기 X자형 연결바(17)의 상단부와 다른 X자형 연결바의 상단부를 회전가능하게 연결하는 상부힌지축(13) 및 상기 X자형 연결바(17)의 하단부와 다른 X자형 연결바의 하단부를 회전가능하게 연결하는 하부힌지축(13)을 포함한다.
또한, 상기 중심축(11)에는 그리퍼장치(30)의 상부 일측에 고정결합하게 된다.
따라서, 서보모터(19)의 작동에 의해 상기 X자형 연결바(17)가 상기 중심축(11)을 중심으로 둔각의 형태로 좁혀지게 되면, 상기 상부힌지축(13)은 최상부로 이동함과 동시에 좌측 또는 우측으로 이동하게 되고, 상기 하부힌지축(15)은 최하부로 이동함과 동시에 좌측 또는 우측으로 이동하게 된다. 그로인해, 상기 펼쳐져서 위치하던 복수의 그리퍼장치(30)들이 간격을 좁히면서 서로 밀착하게 되는 것이다.
또한, 서보모터(19)가 역으로 작동을 하게 되면, 상기 X자형 연결바(17)가 상기 중심축(11)을 중심으로 예각의 형태로 펼쳐지게 되고, 상기 상부힌지축(13)은 중앙부로 이동함과 동시에 우측 또는 좌측으로 이동하게 되고, 상기 하부힌지축(15)도 중앙부로 이동함과 동시에 우측 또는 좌측으로 이동하게 된다. 그로인해, 상기 좁혀져서 위치하던 복수의 그리퍼장치(30)들이 간격을 넓히면서 서로 이격되는 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 그리퍼장치를 상세하게 도시한 사시도이고, 도 3은 도 2의 그리퍼장치가 작동하는 구조를 구체적으로 도시한 단면도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 그리퍼장치(30)는 길게 형성된 몸체(31), 상기 몸체(31)의 전면에 설치되어 대상물을 파지하는 그립부재(50) 및 상기 그립부재(50)의 상단에 장착되어 상기 그립부재(50)를 개폐시키는 개폐부재(40)를 포함한다.
또한, 상기 몸체(31)의 내부에는 상기 몸체(31)의 길이방향을 따라서 가압로드(33)가 길게 내장되어 있다. 상기 가압로드(33)의 선단에는 상기 개폐부재(40)의 내부로 삽입되거나 이탈될 수 있는 가압볼(35)이 일체로 형성되어 있다. 상기 가압로드(33)의 소정 위치에는 스프링지지부재(39)가 일체로 형성되어 있고, 상기 스프링지지부재(39)와 상기 몸체(31)의 선단 내부 일측 사이에는 리턴스프링(37)이 설치되어 있다.
상기 그립부재(50)는 상기 몸체(31)의 선단에 고정축(59)에 의해 회전가능하게 설치되는 제 1회전체(51)와 제 2회전체(53)를 포함한다. 상기 제 1회전체(51)와 제 2회전체(53)는 원통형 형상을 가지면 서로 동축상에 접하여서 설치되고 상기 개폐부재(40)의 작동에 의해서 상호간에 벌어지거나 밀착될 수 있는 것이다.
또한, 상기 제 1회전체(51)의 일단에는 제 1파지부(55)가 직육면체의 형상으로 일체로 결합되어 설치되며, 상기 제 2회전체(53)의 일단에는 제 2파지부(57)가 직육면체의 형상으로 일체로 결합되어 설치된다.
이때, 상기 제 1파지부(55)와 제 2파지부(57)는 서로 마주하여 위치하게 되며, 서로 밀착되었을 때 대상물을 파지할 수 있는 것이고, 서로 벌어져서 위치할 때 대상물의 파지를 해제할 수 있는 것이다.
또한, 상기 제 1회전체(51)의 타단에는 제 1경사돌부(41)가 일체로 결합되어 설치되며, 상기 제 2회전체(53)의 타단에는 제 2경사돌부(43)가 일체로 결합되어 설치된다.
상기 제 1경사돌부(41)의 경사면과 상기 제 2경사돌부(43)의 경사면에는 상기 가압볼(35)이 위치하게 되며, 상기 가압로드(33)의 병진운동에 의해 상기 가압볼(35)이 경사면을 가압하면서 상기 제 1경사돌부(41)와 상기 제 2경사돌부(43)가 벌어지거나 밀착될 수 있는 것이다.
상기 개폐부재(40)는 상기 제 1경사돌부(41), 상기 제 2경사돌부(43) 및 상기 제 1경사돌부(41)와 상기 제 2경사돌부(43) 사이에 설치되는 압축스프링(45)을 포함한다.
상기 압축스프링(45)은 상기 제 1경사돌부(41)와 상기 제 2경사돌부(43) 사이로 진입했던 가압볼(35)이 해제될 때, 상기 제 경사돌부(41)와 제 2경사돌부(43)이 원위치로 복귀하여 밀착되게 하는 역할을 한다.
즉, 상기 그리퍼장치(30)의 작동을 살펴보면, 대상물을 잡기 위해서, 유압실린더 또는 공압실린더(미도시)의 작동에 의해서 가압로드(33)가 이동하여 상기 가압볼(35)이 상기 개폐부재(40)의 제 1경사돌부(41)과 제 2경사돌부(43) 사이로 진입하게 되면, 상기 개폐부재(40)은 좌우로 벌어지게 된다. 그러면, 상기 제 1경사돌부(41)에 일체로 결합된 제 1회전체(51)가 회전하고 상기 제 1회전체(51)의 일단에 결합된 상기 제 1파지부(55)가 안쪽으로 이동하게 된다.
이와 동시에, 상기 제 2경사돌부(43)에 일체로 결합된 제 2회전체(53)가 회전하고 상기 제 2회전체(53)의 일단에 결합된 상기 제 2파지부(57)가 안쪽으로 이동하게 된다.
그러면, 상기 제 1파지부(55)와 제 2파지부(57)가 서로 밀착하게 되고, 대상물이 제 1파지부(55)와 제 2파지부(57) 사이에 파지될 수 있는 것이다(도 4 참조).
이렇게 대상물을 파지하여 가압지그(3)로 이송한 후에, 상기 픽업플레이스장치(1)의 링크구조물(10)을 펼쳐서, 각각의 그리퍼장치(30)와 대상물이 가압지그의 제 위치에 배치하게 되면, 그리퍼장치(30)의 파지를 해제시키게 된다.
즉, 유압실린더 또는 공압실린더(미도시)의 작동을 해제시키면, 상기 리턴스프링(37)의 복귀동작을 통해서 상기 스프링지지부재(39)가 우측으로 이동하고 동시에 가압로드(33)와 가압볼(35)이 이동하게 된다. 이렇게 가압볼(35)이 상기 개폐부재(40)로부터 이탈하게 되면, 상기 제 1경사돌부(41)와 제 2경사돌부(43) 사이에 위치해 있던 압축스프링(45)에 의해서 상기 제 1경사돌부(41)와 제 2경사돌부(43)가 원위치로 복귀하여 서로 밀착하게 되는 것이다.
그러면, 상기 제 1경사돌부(41)에 일체로 결합된 제 1회전체(51)가 회전하고 상기 제 1회전체(51)의 일단에 결합된 상기 제 1파지부(55)가 외부로 이동하게 된다.
이와 동시에, 상기 제 2경사돌부(43)에 일체로 결합된 제 2회전체(53)가 회전하고 상기 제 2회전체(53)의 일단에 결합된 상기 제 2파지부(57)가 외부로 이동하게 된다.
그러면, 상기 제 1파지부(55)와 제 2파지부(57)가 서로 이격되고, 대상물이 제 1파지부(55)와 제 2파지부(57) 사이로부터 이탈될 수 있는 것이다(도 5 참조).
한편, 본 발명은 상술한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 안에서 예시되지 않은 여러 가지 변형과 응용이 가능함은 물론 구성요소의 치환 및 균등한 타실시 예로 변경할 수 있으므로 본 발명의 특징에 대한 변형과 응용에 관계된 내용은 본 발명의 범위 내에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1: 픽업플레이스 장치 10: 링크구조물
11: 중심축 13: 상부힌지축
15: 하부힌지축 17: X자형 연결바
19: 서보모터 30: 그리퍼장치
31: 몸체 33: 가압로드
35: 가압볼 37: 리턴스프링
39: 스프링지지부재 40: 개폐부재
41: 제 1경사돌부 43: 제 2경사돌부
45: 압축스프링 50: 그립부재
51: 제 1회전체 53: 제 2회전체
55: 제 1파지부 57: 제 2파지부

Claims (5)

  1. 길게 형성된 몸체;
    상기 몸체의 전면에 설치되어 대상물을 파지하는 그립부재;
    상기 그립부재의 상단에 장착되어 상기 그립부재를 개폐시키는 개폐부재; 및
    상기 개폐부재를 작동시키기 위해서 상기 개폐부재의 내부로 진입되거나 진입이 해제될 수 있으며, 상기 몸체의 내부에 그 길이방향을 따라서 길게 내장되는 가압로드;를 포함하며,
    상기 가압로드의 선단에는 상기 개폐부재의 내부로 삽입되거나 이탈될 수 있는 가압볼이 일체로 형성되어 있고,
    상기 가압로드의 소정 위치에는 스프링지지부재가 일체로 형성되어 있으며, 상기 스프링지지부재와 상기 몸체의 선단 내부 일측 사이에는 리턴스프링이 설치되며,
    유압실린더 또는 공압실린더의 작동이 해제되면, 상기 리턴스프링의 복귀동작을 통해서 상기 스프링지지부재가 이동하고 동시에 가압로드와 가압볼이 이동하는 것을 특징으로 하는 그리퍼장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 그립부재는
    상기 몸체의 선단에 고정축에 의해 회전가능하게 설치되는 제 1회전체와 제 2회전체;
    상기 제 1회전체의 일단에 직육면체의 형상으로 일체로 결합되어 설치되는 제 1파지부; 및
    상기 제 2회전체의 일단에는 직육면체의 형상으로 일체로 결합되어 설치되는 제 2파지부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 그리퍼장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 제 1회전체와 제 2회전체는 원통형 형상을 가지면 서로 동축상에 접하여서 설치되고 상기 개폐부재의 작동에 의해서 상호간에 벌어지거나 밀착될 수 있는 것을 특징으로 하는 그리퍼장치.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 개폐부재는,
    상기 제 1회전체의 타단에 일체로 결합되어 설치되는 제 1경사돌부;
    상기 제 2회전체의 타단에 일체로 결합되어 설치되는 제 2경사돌부; 및
    상기 제 1경사돌부와 상기 제 2경사돌부 사이에 설치되는 압축스프링;을 포함하는 것을 특징으로 하는 그리퍼장치.
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