KR102155723B1 - Backward Tilting Gripper Device for Cable Pulling Robot - Google Patents

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Abstract

본 발명은 그리퍼 방식으로 전선(10)을 포설하는 기구에 있어서: 왕복대(22)를 지니는 본체(20); 상기 왕복대(22) 상에 회동축(36)을 개재하여 회동 가능하도록 설치되는 클램프(30); 및 상기 클램프(30)의 일방향 회동과 연동하여 파지력을 증대하는 파지보조수단(40);을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 그리퍼 방식으로 전선을 포설하는 과정에서 그리퍼의 강제적인 일방향 회동운동을 유발하여 슬립 방지로 인한 파지력 증대와 포설력 향상을 도모하는 효과가 있다.The present invention provides a mechanism for laying an electric wire 10 in a gripper manner: a main body 20 having a carriage 22; A clamp 30 installed on the carriage 22 so as to be rotatable through a rotation shaft 36; And a gripping auxiliary means 40 for increasing a gripping force by interlocking with the rotation of the clamp 30 in one direction.
Accordingly, there is an effect of inducing a forcible one-way rotational motion of the gripper in the process of laying the electric wire in the gripper method, thereby increasing the gripping force and improving the laying force due to slip prevention.

Description

전선포설로봇의 후방 기울어짐 그리퍼 기구{Backward Tilting Gripper Device for Cable Pulling Robot}Backward Tilting Gripper Device for Cable Pulling Robot}

본 발명은 전선포설로봇에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 그리퍼의 파지로 전선을 포설하는 과정에서 일방향의 파지력을 증대하여 포설력을 향상하는 전선포설로봇의 후방 기울어짐 그리퍼 기구에 관한 것이다.The present invention relates to a wire laying robot, and more specifically, to a rear inclined gripper mechanism of a wire laying robot that increases a gripping force in one direction in the process of laying a wire by gripping a gripper to improve laying power.

일반적으로 그리퍼 방식의 전선포설로봇은 전선(케이블)과 그리퍼의 접촉면에서 발생하는 미끄럼 마찰력을 활용하여 그리퍼가 자동으로 후방으로 기울어져 케이블의 윗면과 아랫면을 사선으로 눌러 주며 케이블을 파지와 동시에 견인하는 원리로 작동된다.In general, the gripper-type wire laying robot uses the sliding friction force generated at the contact surface between the wire (cable) and the gripper, and the gripper automatically tilts backwards and presses the upper and lower surfaces of the cable diagonally and pulls the cable at the same time. It works on the principle.

선행기술문헌으로서 한국 등록실용신안공보 제0454764호는 케이블을 포설하기 위한 장치로서, 케이블이 삽입될 수 있는 원통 형상으로서 삽입되는 케이블을 압착할 수 있도록 복수개의 요홈이 형성되어 볼이 끼워져 있는 케이블 그리퍼와; 고정물에 설치되며 상기 케이블 그리퍼를 케이블을 포설하기 위한 방향으로 이동시키기 위한 볼 스크류 및 모터를 포함한다. 이에 따라, 케이블의 손상을 최소화하고 작업자의 안전을 보장하는 효과를 기대한다.As a prior art document, Korean Utility Model Publication No. 0454764 is a device for laying cables. A cable gripper in which a plurality of grooves is formed so that the inserted cable can be crimped in a cylindrical shape into which the cable can be inserted. Wow; It is installed on the fixture and includes a ball screw and a motor for moving the cable gripper in a direction for laying cables. Accordingly, the effect of minimizing damage to the cable and ensuring the safety of workers is expected.

그러나 종래의 그리퍼형 전선포설로봇에 의하면 그리퍼와 케이블 아래면에서 미끄럼 마찰력을 발생하는 과정에서 케이블의 벤딩 상태, 수직하중 여부 등에 따라 불균일한 접촉을 유발하여 불확실한 파지 상태를 나타낼 수 있다.However, according to the conventional gripper-type wire laying robot, in the process of generating sliding friction between the gripper and the lower surface of the cable, non-uniform contact may be caused depending on the bending state of the cable, whether there is a vertical load, etc., thereby indicating an uncertain gripping state.

1. 한국 등록실용신안공보 제0454764호 "케이블 포설 장치"(공개일자 : 2011. 7. 25.)1. Korean Utility Model Publication No. 0454764 "Cable laying device" (Publication date: 2011. 7. 25)

상기와 같은 종래의 문제점들을 개선하기 위한 본 발명의 목적은, 그리퍼 방식으로 전선을 포설하는 과정에서 그리퍼의 강제적인 일방향 회동운동을 유발하여 파지력 증대에 의한 포설력 향상을 기대할 수 있는 전선포설로봇의 후방 기울어짐 그리퍼 기구를 제공하는 데 있다.An object of the present invention for improving the conventional problems as described above is of a wire laying robot that can be expected to increase the laying power by increasing the gripping force by inducing a forced one-way rotation of the gripper in the process of laying wires in a gripper method. It is to provide a rear tilt gripper mechanism.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 그리퍼 방식으로 전선을 포설하는 기구에 있어서: 왕복대를 지니는 본체; 상기 왕복대 상에 회동축을 개재하여 회동 가능하도록 설치되는 클램프; 및 상기 클램프의 일방향 회동과 연동하여 파지력을 증대하는 파지보조수단;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a mechanism for laying electric wires in a gripper manner: a main body having a carriage; A clamp installed on the carriage so as to be rotatable through a rotation shaft; And a gripping auxiliary means for increasing a gripping force by interlocking with the one-way rotation of the clamp.

또, 본 발명에 따르면 상기 파지보조수단은 유체가 출입되는 챔버를 지닌 실린더, 챔버에 설치되고 회동축에 연결되는 회동판으로 구성하는 것을 특징으로 한다.In addition, according to the present invention, the holding aid is characterized in that it comprises a cylinder having a chamber through which the fluid enters and exits, and a rotating plate installed in the chamber and connected to the rotating shaft.

이때, 상기 실린더는 반구형으로 형성되고 반원형의 회동판을 구비하는 것을 특징으로 한다.At this time, the cylinder is formed in a hemispherical shape and characterized in that it has a semi-circular rotating plate.

본 발명의 변형예로서, 상기 실린더의 회동판은 일방향에서 탄성력을 받도록 탄성체를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.As a modification of the present invention, the rotating plate of the cylinder is characterized in that it further includes an elastic body to receive an elastic force in one direction.

본 발명의 변형예로서, 상기 파지보조수단은 솔레노이드의 작동력을 래크와 피니언기어를 통하여 클램프에 전달하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.As a variant of the present invention, the gripping aid is configured to transmit the operating force of the solenoid to the clamp through the rack and pinion gear.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 그리퍼 방식으로 전선을 포설하는 과정에서 그리퍼의 강제적인 일방향 회동운동을 유발하여 슬립 방지로 인한 파지력 증대와 포설력 향상을 도모하는 효과가 있다.As described above, according to the present invention, there is an effect of inducing a forced one-way rotational motion of the gripper in the process of laying the electric wire in the gripper method, thereby increasing the gripping force and improving the installation force due to slip prevention.

도 1은 본 발명에 따른 그리퍼 기구를 정면과 측면에서 나타내는 구성도
도 2는 본 발명에 따른 그리퍼 기구의 작동상태를 나타내는 구성도
도 3은 본 발명의 변형예에 따른 그리퍼 기구를 나타내는 부분확대도1 is a configuration diagram showing a gripper mechanism according to the present invention from the front and the side
Figure 2 is a configuration diagram showing the operating state of the gripper mechanism according to the present invention
3 is a partially enlarged view showing a gripper mechanism according to a modified example of the present invention

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명은 그리퍼 방식으로 전선(10)을 포설하는 기구에 관하여 제안한다. 그리퍼 방식은 전선(10)의 표면에서 발생하는 미끄럼 마찰(Sliding Friction)로 전선(10)을 일방향으로 견인하여 포설하는 원리이다. 본 발명은 케이블 트레이와 같은 구조물 상으로 전선(10)을 포설하는 기구를 대상으로 하지만 반드시 이에 국한되는 것은 아니다.The present invention proposes a mechanism for laying the electric wire 10 in a gripper method. The gripper method is a principle of traction and installation of the electric wire 10 in one direction by sliding friction generated on the surface of the electric wire 10. The present invention targets a mechanism for laying the electric wire 10 on a structure such as a cable tray, but is not limited thereto.

본 발명에 따르면 본체(20) 상에 왕복대(22)를 지니는 구조이다. 본체(20)는 구동기(25)에 연결한 왕복대(22)를 전후진운동 가능하게 지지한다. 구동기(25)는 에어실린더, 유압실린더, 솔레노이드, 모터 등의 동력원을 사용한다. 왕복대(22)의 전후진운동 중 일방향 행정에서 전선(10)에 미끄럼 마찰력이 인가된다.According to the present invention, it is a structure having a carriage 22 on the main body 20. The main body 20 supports the carriage 22 connected to the actuator 25 so as to move forward and backward. The actuator 25 uses a power source such as an air cylinder, a hydraulic cylinder, a solenoid, and a motor. During the forward and backward movement of the carriage 22, a sliding friction force is applied to the electric wire 10 in one-way stroke.

또, 본 발명에 따르면 클램프(30)가 상기 왕복대(22) 상에 회동축(36)을 개재하여 회동 가능하도록 설치되는 구조이다. 클램프(30)는 상부대(31)와 하부대(32)로 원형을 형성하도록 구성하고, 상부대(31)는 전선(10)의 출입이 가능하도록 개폐 구조를 택한다. 클램프(30)는 작동간(34)의 단부에서 회동축(36)을 개재하여 왕복대(22)에 회동 가능하게 결합된다. 클램프(30)는 대략 수직 상태에서 후방으로 45˚ 경사진 상태 사이를 회동한다. '후방'이란 전선(10)의 진행과 반대되는 방향을 의미한다. 클램프(30)의 수직 상태에서 전선(10)에 미끄럼 마찰력이 발생하지 않지만, 클램프(30)의 후방 기울임에 의한 경사진 상태에서 전선(10)에 미끄럼 마찰력이 발생한다.Further, according to the present invention, the clamp 30 is installed on the carriage 22 so as to be rotatable through the rotation shaft 36. The clamp 30 is configured to form a circular shape with the upper stage 31 and the lower stage 32, and the upper stage 31 adopts an opening/closing structure so that the electric wire 10 can enter and exit. The clamp 30 is rotatably coupled to the carriage 22 via a rotation shaft 36 at the end of the working space 34. The clamp 30 rotates between a state that is inclined 45 degrees backward from an approximately vertical state. "Rear" means the direction opposite to the progress of the electric wire 10. Although the sliding friction force does not occur in the electric wire 10 in the vertical state of the clamp 30, the sliding friction force occurs in the electric wire 10 in an inclined condition due to the rear tilt of the clamp 30.

또, 본 발명에 따르면 파지보조수단(40)이 상기 클램프(30)의 일방향 회동과 연동하여 파지력을 증대하는 구조이다. 종래의 경우 클램프(30)의 후방 기울임이 자중으로 진행되기 때문에 전선(10)의 상태에 따라 밀착력이 일정하지 않아 포설력이 불안정하다. 본 발명은 파지보조수단(40)으로 클램프(30)의 후방 기울임을 강제로 진행하여 안정적인 미끄럼 마찰력을 유지한다.In addition, according to the present invention, the holding auxiliary means 40 is a structure in which the holding force is increased by interlocking with the one-way rotation of the clamp 30. In the conventional case, since the rear inclination of the clamp 30 proceeds to its own weight, the adhesion force is not constant according to the state of the electric wire 10, and the installation force is unstable. The present invention maintains a stable sliding friction force by forcibly tilting the rear of the clamp 30 by the holding aid means 40.

본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 파지보조수단(40)은 유체가 출입되는 챔버를 지닌 실린더(41), 챔버에 설치되고 회동축(36)에 연결되는 회동판(43)으로 구성하는 것을 특징으로 한다. 실린더(41)는 유공압을 받기 위한 챔버를 지니고 왕복대(22)의 상면에 고정된다. 작동간(34)을 지지하는 회동축(36)은 실린더(41)의 챔버를 통과하도록 설치된다. 실린더(41)의 챔버에는 회동판(43)이 회동축(36)을 개재하여 설치된다. 이에 따라, 도 2(a)처럼 실린더(41)의 전방챔버에 유체(공기)가 공급되면 클램프(30)가 후방으로 기울어지고, 도 2(b)처럼 후방챔버에 유체가 공급되면 클램프(30)가 수직으로 세워진다. 클램프(30)가 수직 상태에서 전방으로 기울어지지 않도록 실린더(41)의 외면에서 작동간(34)에 인접하여 스토퍼(47)를 설치한다.According to the detailed configuration of the present invention, the gripping aid 40 comprises a cylinder 41 having a chamber through which fluid enters and exits, and a rotating plate 43 installed in the chamber and connected to the rotating shaft 36. To do. The cylinder 41 has a chamber for receiving hydraulic pressure and is fixed to the upper surface of the carriage 22. The rotation shaft 36 supporting the working space 34 is installed to pass through the chamber of the cylinder 41. A rotating plate 43 is installed in the chamber of the cylinder 41 via a rotating shaft 36. Accordingly, when fluid (air) is supplied to the front chamber of the cylinder 41 as shown in FIG. 2(a), the clamp 30 is tilted backward, and when the fluid is supplied to the rear chamber as shown in FIG. 2(b), the clamp 30 ) Stands vertically. A stopper 47 is installed on the outer surface of the cylinder 41 adjacent to the operating space 34 so that the clamp 30 does not incline forward in a vertical state.

이때, 상기 실린더(41)는 반구형으로 형성되고 반원형의 회동판(43)을 구비하는 것을 특징으로 한다. 실린더(41)를 반구형으로 하면 왕복대(22) 상에 소형의 구조로 설치하는데 유리하다. 반구형 실린더(41)는 내부에 반구형 챔버와 함께 반원형의 회동판(43)을 구비한다. 물론 클램프(30)를 지지하는 작동간(34)도 반구형 실린더(41)에 대응하도록 반원형으로 형성한다.At this time, the cylinder 41 is formed in a hemispherical shape and characterized in that it has a semi-circular rotating plate 43. If the cylinder 41 has a hemispherical shape, it is advantageous to install it in a compact structure on the carriage 22. The hemispherical cylinder 41 has a semi-circular rotating plate 43 with a hemispherical chamber therein. Of course, the working space 34 for supporting the clamp 30 is also formed in a semicircular shape to correspond to the hemispherical cylinder 41.

본 발명의 변형예로서, 상기 실린더(41)의 회동판(43)은 일방향에서 탄성력을 받도록 탄성체(45)를 더 구비하는 구성도 가능하다. 도 2(b)처럼 실린더(41)의 후방챔버에 탄성체(45)인 스프링을 설치하면 클램프(30)가 수직 상태를 유지하는 탄성력을 받는다. 도 1의 경우 실린더(41)와 회동판(43)을 복동식으로 작동하는 것인 반면, 도 2(b)의 경우 단동식으로 작동하여 배관 구성이 간편화된다.As a modified example of the present invention, the rotating plate 43 of the cylinder 41 may further include an elastic body 45 to receive an elastic force in one direction. As shown in FIG. 2(b), when a spring, which is an elastic body 45, is installed in the rear chamber of the cylinder 41, the clamp 30 receives an elastic force to maintain the vertical state. In the case of FIG. 1, the cylinder 41 and the rotating plate 43 are operated in a double-acting manner, whereas in the case of FIG. 2(b), the piping configuration is simplified by operating in a single-acting manner.

어느 경우에나 클램프(30)의 기울임을 위하여 실린더(41)로 유공압을 작동하는 타이밍은 본체(20) 상에서 왕복대(22)가 전진하는 타이밍과 일치되도록 구성하는 것이 좋다.In any case, the timing of operating the hydraulic pressure with the cylinder 41 in order to incline the clamp 30 is preferably configured to match the timing at which the carriage 22 advances on the main body 20.

작동에 있어서, 왕복대(22)의 전진운동이 개시되는 작동에 연동하여 실린더(41)의 전방챔버로 유공압을 작용하면 클램프(30)의 후방 기울어짐으로 미끄럼 마찰력이 증가되어 전선(10)이 왕복대(22)와 함께 일정 거리를 이동한다. 이후 왕복대(22)의 전진행정단에서 실린더(41)의 후방챔버로 유공압이 작용하면 클램프(30)가 수직으로 세워지므로 왕복대(22)의 후진운동에도 전선(10)의 후퇴가 발생하지 않는다.In operation, when the hydraulic pressure is applied to the front chamber of the cylinder 41 in conjunction with the operation in which the forward motion of the carriage 22 is started, the sliding friction force is increased due to the rear inclination of the clamp 30 so that the electric wire 10 is It moves a certain distance together with the carriage 22. Thereafter, when hydraulic pressure acts from the forward stroke end of the carriage 22 to the rear chamber of the cylinder 41, the clamp 30 is vertically erected, so that the retraction of the electric wire 10 does not occur even in the backward movement of the carriage 22. Does not.

본 발명의 변형예로서, 상기 파지보조수단(40)은 솔레노이드(56)의 작동력을 래크(53)와 피니언기어(54)를 통하여 클램프(30)에 전달하도록 구성되는 것을 특징으로 한다. 도 3에서 왕복대(22) 상에 전술한 실린더(41)와 유사한 하우징(51)을 고정하고, 내부의 챔버에 래크(53), 피니언기어(54), 솔레노이드(56)를 수용한다. 피니언기어(54)는 회동축(36) 상에 결합하고, 솔레노이드(56)의 작동로드에는 래크(53)를 결합한다. 이에 따라, 솔레노이드(56)의 작동로드가 전후진되면 클램프(30)의 경사각도를 일정하게 유지할 수 있다.As a variant of the present invention, the gripping auxiliary means 40 is characterized in that it is configured to transmit the operating force of the solenoid 56 to the clamp 30 through the rack 53 and the pinion gear 54. In FIG. 3, a housing 51 similar to the cylinder 41 described above is fixed on the carriage 22, and a rack 53, a pinion gear 54, and a solenoid 56 are accommodated in the chamber inside. The pinion gear 54 is coupled on the rotation shaft 36 and the rack 53 is coupled to the operating rod of the solenoid 56. Accordingly, when the operation rod of the solenoid 56 is moved forward and backward, the inclination angle of the clamp 30 can be kept constant.

본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.The present invention is not limited to the disclosed embodiments, and it is obvious to those of ordinary skill in the art that various modifications and variations can be made without departing from the spirit and scope of the present invention. Therefore, such variations or modifications will have to belong to the claims of the present invention.

10: 전선 20: 본체
22: 왕복대 25: 구동기
30: 클램프 31: 상부대
32: 하부대 34: 작동간
36: 회동축 40: 파지보조수단
41: 실린더 43: 회동판
45: 탄성체 51: 하우징
53: 래크 54: 피니언기어
56: 솔레노이드10: wire 20: main body
22: carriage 25: actuator
30: clamp 31: upper stand
32: lower base 34: between operation
36: pivot shaft 40: gripping aid
41: cylinder 43: rotating plate
45: elastic body 51: housing
53: rack 54: pinion gear
56: solenoid

Claims (5)

그리퍼 방식으로 전선(10)을 포설하는 기구에 있어서:
왕복대(22)를 지니는 본체(20);
상기 왕복대(22) 상에 회동축(36)을 개재하여 회동 가능하도록 설치되는 클램프(30); 및
상기 클램프(30)의 일방향 회동과 연동하여 파지력을 증대하는 파지보조수단(40);을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 전선포설로봇의 후방 기울어짐 그리퍼 기구.In the mechanism for laying the electric wire 10 in a gripper method:
A main body 20 having a carriage 22;
A clamp 30 installed on the carriage 22 so as to be rotatable through a rotation shaft 36; And
A gripping auxiliary means (40) for increasing a gripping force by interlocking with the one-way rotation of the clamp (30). A rear inclined gripper mechanism of the electric wire laying robot, comprising: a. 청구항 1에 있어서,
상기 파지보조수단(40)은 유체가 출입되는 챔버를 지닌 실린더(41), 챔버에 설치되고 회동축(36)에 연결되는 회동판(43)으로 구성하는 것을 특징으로 하는 전선포설로봇의 후방 기울어짐 그리퍼 기구.The method according to claim 1,
The gripping aid 40 is a cylinder 41 having a chamber through which fluid enters and exits, and a rotating plate 43 installed in the chamber and connected to the rotating shaft 36. Load gripper mechanism. 청구항 2에 있어서,
상기 실린더(41)는 반구형으로 형성되고 반원형의 회동판(43)을 구비하는 것을 특징으로 하는 전선포설로봇의 후방 기울어짐 그리퍼 기구.The method according to claim 2,
The cylinder (41) is formed in a hemispherical shape and has a semi-circular rotating plate (43), the rear tilting gripper mechanism of the electric wire laying robot. 청구항 2에 있어서,
상기 실린더(41)의 회동판(43)은 일방향에서 탄성력을 받도록 탄성체(45)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 전선포설로봇의 후방 기울어짐 그리퍼 기구.The method according to claim 2,
The pivoting plate 43 of the cylinder 41 further includes an elastic body 45 so as to receive an elastic force in one direction. 청구항 1에 있어서,
상기 파지보조수단(40)은 솔레노이드(56)의 작동력을 래크(53)와 피니언기어(54)를 통하여 클램프(30)에 전달하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 전선포설로봇의 후방 기울어짐 그리퍼 기구.The method according to claim 1,
The gripping aid (40) is configured to transmit the operating force of the solenoid (56) to the clamp (30) through the rack (53) and pinion gear (54).The rear tilting gripper mechanism of the electric wire laying robot, characterized in that.
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