KR102166482B1 - Flexible instrument - Google Patents
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Abstract
가요성 기구에 관한 것으로서, 베이스; 상기 베이스와 격리되는 플랫폼; 및 상기 베이스와 상기 플랫폼 사이에 브릿지 형태로 설치되는 복수개의 가요성 유닛을 포함하고, 각각 상기 베이스에 고정되는 제1 몸체부가 있고, 상기 플랫폼에 연결되는 제2 몸체부는 상기 제1 몸체부와 격리되고, 제3 몸체부는 제1 연성부 및 제2 연성부가 각각 상기 제1 몸체부 및 상기 제2 몸체부와 연결된 것이고, 여기에서 상기 제1 연성부와 제2 연성부는 각기 다른 차원의 탄성을 가진다.A flexible device, comprising: a base; A platform isolated from the base; And a plurality of flexible units installed in the form of a bridge between the base and the platform, each having a first body portion fixed to the base, and a second body portion connected to the platform is isolated from the first body portion And the third body portion is the first flexible portion and the second flexible portion connected to the first body portion and the second body portion, respectively, wherein the first and second flexible portions have different dimensions of elasticity. .
Description
본 발명은 운동 플랫폼에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 가요성 기구에 관한 것이며, 단행정(short stroke) 정밀 위치고정 플랫폼에 응용하여 운동 정밀도 및 반응 속도를 향상시키는데 사용된다.The present invention relates to a movement platform, and more particularly, to a flexible mechanism, and is used to improve the movement precision and reaction speed by applying to a short stroke precision positioning platform.
반도체 나노 사이즈 기술이 발전함에 따라 반도체 설비 업체들은 정밀도가 높고 반응속도가 빠른 설비를 연구 및 개발하는데 주력하고 있다. 그 중 검출 설비 구성 유닛인 운동 플랫폼은 운동 속도가 빠르기는 하나 관성 작용 때문에 운동 중인 물체를 초단시간 내에 정확한 위치에 정지시키기가 어렵다. 또한 통상적으로 물체의 운동 속도가 빠를수록 완전히 정지하기 전에 흔들림 정도가 커지기 때문에 상대적으로 필요한 세팅 시간도 길어져 정확한 위치에 빠르게 고정 시키기가 어렵다.With the development of semiconductor nano-sized technology, semiconductor equipment manufacturers are focusing on research and development of equipment with high precision and fast reaction speed. Among them, the movement platform, which is a unit of the detection facility, has a high movement speed, but it is difficult to stop a moving object in an accurate position within a very short time due to its inertial action. Also, as the movement speed of the object increases, the degree of shaking increases before it stops completely, so the required setting time is relatively long, making it difficult to quickly fix the object at the correct position.
종래기술에서는 운동하는 물체가 관성 때문에 세팅하기 어려운 문제를 해결하기 위하여, 가요성 기구로 위치 이동 후 발생하는 운동 오차를 보정함으로써 세팅 시간을 줄이고 정밀도를 높였다. 종래기술에서는 운동 물체의 운동 위치 오차를 보정하여 가요성 기구의 자체적인 정확도를 확보하였으나, 종래기술의 가요성 기구는 가요성을 제공하는 각 구성 부위를 일체형으로 성형하기 때문에 가요성 기구를 제조할 때 난이도가 높고 국부적인 가요성 구성에 따른 탄성이 부족한 단점이 있다. 또한 수리할 때 가요성 기구가 일체형으로 성형되어 있어 분해한 후 교체해야 하므로 자원 활용도가 떨어진다.In the prior art, in order to solve a problem that is difficult to set due to the inertia of a moving object, the setting time is shortened and the precision is increased by correcting a motion error that occurs after a position movement with a flexible device. In the prior art, the accuracy of the flexible mechanism was secured by correcting the motion position error of the moving object. However, the flexible mechanism of the prior art is capable of manufacturing a flexible mechanism because each component part providing flexibility is integrally molded. There is a disadvantage in that the difficulty is high and the elasticity is insufficient due to the local flexible configuration. In addition, when repairing, the flexible mechanism is integrally molded and must be disassembled and replaced, resulting in poor resource utilization.
본 발명의 목적은 분리 가능한 복수개의 독립적인 가요성 유닛으로 구성되어 제조, 조립 가공 및 유지보수가 편리한 가요성 기구를 제안하는 데에 있다.An object of the present invention is to propose a flexible mechanism that is composed of a plurality of detachable independent flexible units and is convenient to manufacture, assemble, process, and maintain.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서 제안하는 가요성 기구는 베이스; 상기 베이스와 격리되는 플랫폼; 및 상기 베이스와 상기 플랫폼 사이에 브릿지 형태로 설치되는 복수개의 가요성 유닛을 포함하고, 여기에서 상기 가요성 유닛은 각각 상기 베이스에 고정되는 제1 몸체부가 있고, 상기 플랫폼에 연결되는 제2 몸체부는 상기 제1 몸체부와 격리되고, 제3 몸체부는 제1 연성부 및 제2 연성부가 각각 상기 제1 몸체부 및 상기 제2 몸체부와 연결된 것이고, 여기에서 상기 제1 연성부와 제2 연성부는 각기 다른 차원의 탄성을 가진다.In order to achieve the above object, the flexible mechanism proposed in the present invention includes a base; A platform isolated from the base; And a plurality of flexible units installed in the form of a bridge between the base and the platform, wherein each of the flexible units has a first body portion fixed to the base, and a second body portion connected to the platform It is isolated from the first body portion, the third body portion is the first flexible portion and the second flexible portion is connected to the first body portion and the second body portion, respectively, wherein the first flexible portion and the second flexible portion Each has a different dimension of elasticity.
여기에서, 상기 제3 몸체부에는 개구부가 있고, 상기 제1 연성부는 상기 제3 몸체부의 개구부 내에 위치하고; 상기 제1 연성부에는 제1 결합부재, 제1 가요부재 및 2개의 제2 가요부재가 포함되고, 상기 제1 가요부재는 상기 제1 결합부재와 상기 제2 몸체부 사이에 브릿지 형태로 연결되고, 각 상기 제2 가요부재는 각각 상기 제3 몸체부 개구부의 내측 벽면과 상기 제1 결합부재 사이에 브릿지 형태로 연결된다.Here, the third body portion has an opening, and the first flexible portion is located within the opening of the third body portion; The first flexible part includes a first coupling member, a first flexible member and two second flexible members, and the first flexible member is connected in a bridge shape between the first coupling member and the second body part, Each of the second flexible members is connected in the form of a bridge between the inner wall surface of the opening of the third body and the first coupling member.
여기에서, 상기 제1 몸체부에는 개구부가 있고, 상기 제1 연성부는 상기 제1 몸체부의 개구부 내에 위치한다. 상기 제2 연성부에는 제2 결합부재, 제3 가요부재 및 2개의 제4 가요부재가 포함되고, 상기 제3 가요부재는 상기 제2 결합부재와 상기 제3 몸체부의 외측 벽면 사이에 브릿지 형태로 연결되고, 각 상기 제4 가요부재는 각각 상기 제1 몸체부 개구부의 내측 벽면과 상기 제2 결합부재 사이에 브릿지 형태로 연결된다.Here, the first body portion has an opening, and the first flexible portion is located within the opening of the first body portion. The second flexible portion includes a second coupling member, a third flexible member, and two fourth flexible members, and the third flexible member is formed in a bridge shape between the second coupling member and the outer wall surface of the third body portion. And each of the fourth flexible members is connected in the form of a bridge between the inner wall surface of the first body portion opening and the second coupling member.
여기에서, 제1 몸체부, 제2 몸체부, 제3 몸체부, 제1 연성부 및 제2 연성부의 상대적인 위치, 수량, 형상 또는 구조는 실제 상황에 따라 변경하여 실시할 수 있으며 전술한 내용에 국한되지 않는다.Here, the relative position, quantity, shape or structure of the first body part, the second body part, the third body part, the first soft part and the second soft part can be changed according to the actual situation. Not limited.
본 발명은 분리 가능한 복수개의 독립적인 가요성 유닛으로 구성되어 제조, 조립 가공 및 유지보수가 편리하다.The present invention is composed of a plurality of detachable independent flexible units, so that manufacturing, assembly processing and maintenance are convenient.
도 1은 본 발명에 있어서 실시예 1의 조합 사시도이다.
도 2는 본 발명에 있어서 실시예 1의 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예 1에 있어서 도 2에서 도시하는 가요성 유닛의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예 1에 있어서 도 3을 다른 각도에서 도시한 모식도이다.
도 5는 본 발명에 있어서 실시예 1의 조감도이다.
도 6은 본 발명의 실시예 1에 있어서 도 5에서 도시하는 6-6 절단선의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 실시예 1에 있어서 도 5에서 도시하는 7-7 절단선의 단면도이다.
도 8은 본 발명에 있어서 실시예 2의 분해 사시도이다.1 is a perspective view of a combination of Example 1 in the present invention.
2 is an exploded perspective view of Example 1 in the present invention.
Fig. 3 is a perspective view of the flexible unit shown in Fig. 2 in the first embodiment of the present invention.
Fig. 4 is a schematic diagram showing Fig. 3 from a different angle in Example 1 of the present invention.
5 is a bird's-eye view of Example 1 in the present invention.
Fig. 6 is a cross-sectional view taken along line 6-6 shown in Fig. 5 in the first embodiment of the present invention.
Fig. 7 is a cross-sectional view taken along line 7-7 shown in Fig. 5 in the first embodiment of the present invention.
8 is an exploded perspective view of Example 2 in the present invention.
도 1 내지 7에서 도시하는 바와 같이, 본 발명의 실시예 1에서 제안하는 가요성 기구는 베이스(10); 상기 베이스(10)와 격리되는 플랫폼(20); 및 상기 베이스(10)와 상기 플랫폼(20) 사이에 브릿지 형태로 설치되는 복수개의 가요성 유닛(30)을 포함한다. 본 실시예에 있어서, 가요성 유닛(30)의 수량은 4개이고 모듈화 방식으로 설계되어 베이스(10) 및 플랫폼(20)과 조합하여 하나의 전체 부품을 형성하며, 각각의 가요성 유닛(30)은 모두 독립적으로 교체할 수 있다. 특정 하나의 가요성 유닛(30)이 피로 손상된 경우, 유지보수 작업자는 상기 가요성 유닛(30)만 교체하면 되므로 전체 가요성 기구를 교체할 필요가 없어 가요성 기구의 유지보수 비용이 크게 줄어들 뿐만 아니라 유지보수, 조정에 따른 편의성이 향상된다.As shown in Figs. 1 to 7, the flexible mechanism proposed in Embodiment 1 of the present invention includes a
각 상기 가요성 유닛(30)은 각각 상기 베이스(10) 상에 고정되는 제1 몸체부(31)가 있고, 상기 플랫폼(20)에 연결되는 제2 몸체부(32)는 상기 제1 몸체부(31)와 격리되고, 2개의 제3 몸체부(33)는 각각 상기 제1 몸체부(31)와 상기 제2 몸체부(32) 사이에 있으며 서로 격리되고, 2개의 제1 연성부(34)는 각각 상기 제3 몸체부(33)와 상기 제2 몸체부(32)에 연결되고, 2개의 제2 연성부(35)는 각각 상기 제3 몸체부(33)와 상기 제1 몸체부(31)에 연결되고, 여기에서 상기 제1 연성부(34)와 상기 제2 연성부(35)의 매칭 위치 및 방향에 의거하여 각기 다른 차원의 탄성을 가지며(예를 들어 X축 차원 A1, Y축 차원 A2) 플랫폼(20)의 이동 방향을 구속하는데 사용된다. 더욱 상세하게는 상기 제2 몸체부(32)와 연결되는 각 상기 제1 연성부(34)는 각각 A1과 A2의 다른 차원의 탄성을 제공하며, 상기 제1 몸체부(31)에 연결되는 각 상기 제2 연성부(35)도 A1과 A2 방향의 다른 차원의 탄성을 제공한다. 따라서 각 상기 제3 몸체부(33)와 상기 제1 몸체부(31), 상기 제2 몸체부(32) 사이에서 2개의 다른 차원 방향의 탄성을 얻는다. 또한 부재 사이의 결합 공간 상태 측면에서 볼 때, 상기 제1 몸체부(31)에 2개의 개구부(311)를 두어 다른 차원 탄성의 각 상기 제2 연성부(35)를 각각 수용하여 설치하고, 각 상기 제3 몸체부(33)에 각각 하나의 개구부(333)를 두어 다른 차원 탄성의 각 상기 제1 연성부(34)를 수용하여 설치한다. Each of the
각 상기 제2 몸체부(32)에는 각각 호형 블록체(321) 및 상기 호형 블록체(321)의 오목한 호형 측면에 오목하게 설치된 그루브(322)가 있으며, 각 상기 제2 몸체부(32)의 그루브(322)를 상호간 순서대로 직렬로 연결하여 둥근 고리 형상을 띠도록 만든다. 상기 플랫폼(20)에는 각 상기 제2 몸체부(32) 사이에 있는 플랫폼 몸체(21)가 있으며, 둥근 고리 형상의 래치(latch)(22)는 상기 플랫폼 몸체(21) 상에 돌출 설치되어 상기 직렬인 둥근 고리 형상의 그루브(322) 내에 삽입 연결된다. 여기에서 상기 래치(22) 내측 고리면의 형상 및 상기 그루브(322) 양측 홈벽의 형상은 동일한 테이퍼(taper) 형상을 나타낸다. Each of the
상기 제1 연성부(34)에는 제1 결합부재(341), 2개의 제1 가요부재(342), 2개의 제2 가요부재(342), 및 2개의 제2 가요부재(343)가 포함되고, 상기 제1 가요부재(342)는 상기 제1 결합부재(341)와 상기 제2 몸체부(32) 사이에 브릿지 형태로 연결되고, 각 상기 제2 가요부재(343)는 각각 상기 제3 몸체부(33) 개구부(333)의 내측 벽면과 상기 제1 결합부재(341) 사이에 브릿지 형태로 연결된다. 더욱 상세하게는, 상기 제1 연성부(34)의 2개 제1 가요부재(342)는 상기 제2 가요부재(343)와 병렬 방식으로 상기 제3 몸체부(33)의 개구부(333) 내에 탑재되고, 각각 제1 결합부재(341), 제2 몸체부(32) 및 제3 몸체부(33) 개구부(333)의 내측 벽면에 대응하여 연결된다. 여기에서 상기 제1 가요부재(342) 및 상기 제2 가요부재(343)의 상대적인 위치, 수량, 형상 또는 구조는 상기에서 공개한 실시예에 국한되지 않으며 실제 상황에 따라 변경할 수 있다. The first
또한, 제1 가요부재(342) 및 제2 가요부재(343)은 각각 일체형으로 보강 리브(reinforced rib)(344)가 돌출 설치되어 변형 저항을 향상시키는데 사용된다.In addition, each of the first
상기 제2 가요부(35)에 있는 제2 결합부재(351), 제3 가요부재(352) 및 제4 가요부재(353)는 제1 가요부(34)의 부재와 동일하며, 상기 제1 가요부(34)와 달리 제3 가요부재(352)를 상기 제2 결합부재(351)와 상기 제3 몸체부(33)의 외측 벽면 사이에 브릿지 형태로 연결하고, 각 상기 제4 가요부재(353)는 상기 제1 몸체부(31) 개구부의 내측 벽면과 상기 제2 결합부재(351) 사이에 각각 브릿지 형태로 연결된다. 또한, 제3 가요부재(352) 및 제4 가요부재(353)에는 각각 일체형으로 보강 리브(354)가 돌출 설치되어 변형 저항을 향상시키는데 사용된다.The
본 실시예에 있어서, 상기 가요성 유닛(30)은 모듈화 방식으로 설계되어 제조, 조립 및 분해가 용이하며, 4개의 가요성 유닛(30)을 상호 삽입 결합 방식으로 플랫폼(20)에 삽입 고정할 수 있을 뿐만 아니라 래치(22)와 그루브(322)의 서로 대응하는 구조 설계를 통하여 플랫폼(20)이 상기 가요성 유닛(30) 상에 자동 조정되어 삽입되도록 만든다. 이후 각 가요성 유닛(30)은 스크류(미도시)를 이용하여 플랫폼(20) 사이를 정밀하고 미세하게 조정함으로써 피치(Pitch), 요(Yaw), 롤(Roll)의 각도 오차를 개선하여 조립 정밀도를 더욱 높여주는 역할을 한다.In this embodiment, the
상기 플랫폼(20)과 상기 베이스(10) 사이에 구동 유닛(40)이 있으며, 상기 구동 유닛(40)은 엔코더(encoder)(41) 및 복수개의 리니어 모터(42)를 포함한다.There is a
상기 부재를 조합한 본 발명의 가요성 기구는 사용 시 장행정(long stroke)의 고속 이동 후 관성 작용으로 인해 초단시간 내에 소정의 정밀 위치에 정지할 수 없기 때문에, 각 상기 가요성 유닛(30)의 상기 제1 연성부(34)와 상기 제2 연성부(35)에 상기 리니어 모터(42)를 탑재함으로써 위치 이동 후의 플랫폼(20)의 운동 오차를 보정하여 세팅 시간을 줄여 생산효율을 개선하였다.Since the flexible mechanism of the present invention combining the above members cannot be stopped at a predetermined precise position within a very short time due to inertial action after high-speed movement of a long stroke in use, each of the
도 8에서 도시하는 바와 같이, 본 발명의 실시예 2에 있어서 제1 실시예와 주된 차이점은 가요성 유닛(30)의 수량이 8개라는 것이며, 마찬가지로 상호 삽입 결합 방식으로 플랫폼(20)을 삽입 고정한다. 그 외, 가요성 유닛(30)에는 상기 베이스(10) 상에 고정되는 제1 몸체부(31)가 있고, 상기 플랫폼(20)에 연결되는 제2 몸체부(32)는 상기 제1 몸체부(31)와 격리되고, 제3 몸체부(33)는 제1 연성부(34) 및 제2 연성부(35)가 각각 상기 제1 몸체부(31) 및 상기 제2 몸체부(32)와 연결된 것이다.As shown in Fig. 8, the main difference from the first embodiment in the second embodiment of the present invention is that the number of
Claims (10)
상기 베이스와 격리되는 플랫폼; 및
상기 베이스와 상기 플랫폼 사이에 브릿지 형태로 설치되는 복수개의 가요성 유닛을 포함하고;
상기 가요성 유닛은 각각 상기 베이스에 고정되는 제1 몸체부가 있고, 상기 플랫폼에 연결되는 제2 몸체부는 상기 제1 몸체부와 격리되고, 제3 몸체부는 제1 연성부 및 제2 연성부가 각각 상기 제1 몸체부 및 상기 제2 몸체부와 연결된 것이고, 여기에서 상기 제1 연성부와 제2 연성부는 각기 다른 차원의 탄성을 가지며;
각 상기 제2 몸체부에는 각각 호형 블록체 및 상기 호형 블록체의 오목한 호형 측면에 오목하게 설치된 그루브가 있으며, 각 상기 제2 몸체부의 그루브를 상호간 순서대로 직렬로 연결하여 둥근 고리 형상을 띠도록 만들고;
상기 플랫폼에는 각 상기 제2 몸체부 사이에 있는 플랫폼 몸체가 있으며, 둥근 고리 형상의 래치(latch)는 상기 플랫폼 몸체에 돌출 설치되어 상기 직렬인 둥근 고리 형상의 그루브 내에 삽입 연결되는 것을 특징으로 하는 가요성 기구.Base;
A platform isolated from the base; And
And a plurality of flexible units installed in the form of a bridge between the base and the platform;
Each of the flexible units has a first body portion fixed to the base, a second body portion connected to the platform is isolated from the first body portion, and a third body portion has a first flexible portion and a second flexible portion, respectively. Connected to the first body portion and the second body portion, wherein the first and second flexible portions have different dimensions of elasticity;
Each of the second body portions has an arc-shaped block body and grooves concavely installed on the concave arc-shaped side of the arc-shaped block body, and the grooves of the second body portions are connected in series in order to each other to form a round ring shape. ;
The platform has a platform body between each of the second body parts, and a round ring-shaped latch is protruded from the platform body and is inserted and connected into the series of round ring-shaped grooves. Sex apparatus.
상기 래치 내측 고리면의 형상 및 상기 그루브 양측 홈벽의 형상은 동일한 테이퍼(taper) 형상을 나타내는 것을 특징으로 하는 가요성 기구.The method of claim 1,
The flexible mechanism, characterized in that the shape of the inner ring surface of the latch and the shape of the groove wall on both sides of the groove have the same tapered shape.
상기 제3 몸체부에는 개구부가 있고, 상기 제1 연성부는 상기 제3 몸체부의 개구부 내에 위치하고;
상기 제1 연성부에는 제1 결합부재, 제1 가요부재 및 2개의 제2 가요부재가 포함되고, 상기 제1 가요부재는 상기 제1 결합부재와 상기 제2 몸체부 사이에 브릿지 형태로 연결되고, 각 상기 제2 가요부재는 각각 상기 제3 몸체부 개구부의 내측 벽면과 상기 제1 결합부재 사이에 브릿지 형태로 연결되는 것을 특징으로 하는 가요성 기구.The method of claim 1 or 4,
The third body portion has an opening, and the first flexible portion is located within the opening of the third body portion;
The first flexible part includes a first coupling member, a first flexible member and two second flexible members, and the first flexible member is connected in a bridge shape between the first coupling member and the second body part, And each of the second flexible members is connected in the form of a bridge between the inner wall surface of the opening of the third body and the first coupling member.
상기 제3 몸체부의 개구부 수량은 2개이고, 상기 제1 연성부의 수량은 2개이고, 각 상기 제1 연성부는 차원이 다른 탄성을 제공하는 방식으로 각 상기 제3 몸체부의 개구부 내에 분리 설치되는 것을 특징으로 하는 가요성 기구.The method of claim 5,
The number of openings of the third body portion is two, the number of the first flexible portions is two, and each of the first flexible portions is separately installed in the openings of each of the third body portions in a manner that provides elasticity having a different dimension. Flexible apparatus.
상기 제1 몸체부에 개구부가 있고, 상기 제2 연성부가 상기 제1 몸체부의 개구부 내에 위치하고;
상기 제2 연성부에 제2 결합부재, 제3 가요부재 및 2개의 제4 가요부재가 있고, 상기 제3 가요부재는 상기 제2 결합부재와 상기 제3 몸체부의 외측 벽면 사이에 브릿지 형태로 연결되고, 각 상기 제4 가요부재가 상기 제1 몸체부 개구부의 내측 벽면과 상기 제2 결합부재 사이에 각각 브릿지 형태로 연결되는 것을 특징으로 하는 가요성 기구.The method of claim 6,
The first body portion has an opening, and the second flexible portion is located within the opening of the first body portion;
The second flexible part has a second coupling member, a third flexible member, and two fourth flexible members, and the third flexible member is connected in the form of a bridge between the second coupling member and the outer wall surface of the third body part. And each of the fourth flexible members is connected in the form of a bridge between the inner wall surface of the opening of the first body and the second coupling member.
상기 제1 몸체부의 개구부 수량은 2개이고, 상기 제2 연성부의 수량은 2개이고, 각 상기 제2 연성부는 차원이 다른 탄성을 제공하는 방식으로 각 상기 제1 몸체부의 개구부 내에 분리 설치되는 것을 특징으로 하는 가요성 기구.The method of claim 7,
The number of openings of the first body portion is two, the number of the second flexible portions is two, and each of the second flexible portions is separately installed in the openings of each of the first body portions in a manner that provides elasticity having a different dimension. Flexible apparatus.
상기 플랫폼과 상기 베이스 사이에 설치되어 상기 플랫폼을 구동시키는 구동 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가요성 기구.The method of claim 1,
And a drive unit installed between the platform and the base to drive the platform.
상기 구동 유닛에 엔코더 및 복수개의 리니어 모터가 포함되는 것을 특징으로 하는 가요성 기구.The method of claim 9,
A flexible mechanism, characterized in that the drive unit includes an encoder and a plurality of linear motors.
Priority Applications (1)
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