KR102357258B1 - 낙하방지수단을 포함하는 이송용 로봇 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이송용 로봇에 관한 것으로, 보다 상세하게는 구동부에 손상이 발생하더라도 이송 중이던 물품의 낙하를 방지할 수 있는 이송용 로봇에 관한 것이다. 본 발명의 낙하방지수단을 포함하는 이송용 로봇은 하우징, 구동축과 종동축, 둘을 연결하는 체인을 포함하는 구동부, 종동축에 연결되는 이송부, 그리고 낙하방지수단을 포함한다. 이와 같은 구성에 의한 본 발명의 낙하방지수단을 포함하는 이송용 로봇은 구동부의 부품에 손상이 생기더라도 물품의 낙하가 발생하지 않도록 함으로써 보다 안정적으로 물품을 이송할 수 있는 효과가 있다.

Description

낙하방지수단을 포함하는 이송용 로봇{Transfer robot for preventing fall}

본 발명은 이송용 로봇에 관한 것으로, 보다 상세하게는 구동부에 손상이 발생하더라도 이송 중이던 물품의 낙하를 방지할 수 있는 이송용 로봇에 관한 것이다.

기존의 물품을 운반하기 위한 이송용 로봇은 다관절 로봇을 사용하는데, 이송용 물품과 직접적으로 연결되는 최 상단부측에는 모터에 체인을 연결한 형태를 도입하고 있다. 이 때, 로봇을 다수 사용한 상태이거나, 이송용 물품이 기준보다 과적된 상태이면 구동부의 체인에 단락이 발생할 수 있다.

체인에 단락이 발생하면 구동축과 이송용 물품이 추락하면서, 물품에 손상이 발생할 수 있다. 특히 이송용 물품의 단가가 높을수록, 그 손실은 더 커질 수 있다.

이에, 체인에 단락이 발생했을 시 구동축을 원래 위치에 고정시킬 수 있는 안전장치의 필요성이 대두되었다. 종래에는 그에 대한 방안으로, 구동부와 이송용 물품이 연결되는 부분에 모터를 추가하는 것이 제안된 바 있으나 이 경우에는 이송용 물품의 하중을 견딜 수 있는 모터의 단가가 높아 비효율적이라는 단점이 있었다.

따라서, 체인이 단락 되었을 때와 같이 구동부에 문제가 생겼을 시 이송 물품이 낙하하는 것을 방지할 수 있는 저단가의 안전장치가 필요했다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서 본 발명의 목적은, 구동부의 부품에 손상이 생기더라도 물품의 낙하가 발생하지 않도록 함으로써 보다 안정적으로 물품을 이송할 수 있는 낙하방지 수단을 포함하는 이송용 로봇을 제공함에 있다.

또한, 낙하방지수단은 체인의 종동축에 연결되는 디스크와 디스크 브레이크를 포함하고 체인의 상태를 감지할 수 있는 감지부와 감지부에서 디스크 브레이크에 신호를 전달할 수 있는 정보전달수단을 포함하여 체인이 단락됨과 동시에 디스크를 제동시켜 종동축과 연결된 이송 물품의 낙하를 방지할 수 있는 낙하방지수단을 포함하는 이송용 로봇을 제공함에 있다.

본 발명의 낙하방지수단을 포함하는 이송용 로봇은 지면에 고정되는 고정부, 상기 고정부에 연결되는 무게추를 포함하는 하우징과, 모터의 회전축인 구동축, 및 상기 모터 구동축과 체인으로 연동되어 힘을 전달받는 종동축을 포함하는 로봇 암 형태의 구동부 및 상기 구동부의 상기 종동축에 연결되어, 이송하고자 하는 물품을 탑재하고 이송하는 이송부를 포함하며, 상기 종동축과 상기 이송부, 그리고 상기 이송부에 탑재된 상기 물체의 낙하를 방지하기 위한 낙하 방지수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 낙하방지수단은, 상기 체인의 상태를 감지하는 감지부, 상기 감지부로부터 상기 체인의 상태를 수신하여, 상기 체인에 이상이 생겼을 경우 외부로 신호를 발생시키는 정보전달부, 상기 종동축에 끼워지는 디스크 및 상기 디스크의 외주면에 끼워지며 상기 정보 전달부에 의해 제어되는 디스크 브레이크를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 디스크는 앞 또는 뒤에 지지수단을 포함하여 상기 종동축에 끼워지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 체인이 외부에서 상태 관측이 가능하도록 상기 구동부에 내삽되며, 상기 감지부는 외부에서 상기 체인의 상태를 감지하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 감지부는 상기 구동부에 부착되어 상기 체인이 단락될 때 발생하는 파열음을 감지하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 정보전달부는 상기 디스크 브레이크를 제어하는 밸브를 포함하며, 상기 밸브는 에어 솔레노이드 밸브인 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 정보전달부는 상기 디스크 브레이크를 제어하는 밸브를 포함하며, 상기 밸브는 유압 솔레노이드 밸브인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 정보전달부는 상기 밸브를 제어하는 밸브제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상술한 낙하방지수단을 포함하는 이송용 로봇을 이용한 낙하방지방법은, 상기 감지부가 상기 체인의 단락을 감지하여 상기 정보전달부에 정보를 송신하는 감지 단계, 상기 정보전달부가 상기 감지부로부터 정보를 수신하여 상기 밸브 제어부에 제어신호를 발생시키는 신호 발생단계, 상기 밸브 제어부가 상기 정보전달부로부터 제어신호를 수신하여 밸브를 제어하는 밸브 제어 단계, 상기 밸브가 상기 밸브 제어부로부터 제어되어 상기 디스크 브레이크에 유압 및 공압을 공급하는 유압/공압 공급 단계 및 상기 디스크 브레이크가 상기 디스크를 제동하는 디스크 제동단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 낙하방지방법.

상기와 같은 구성에 의한 본 발명의 낙하방지 수단을 포함하는 이송용 로봇은 구동부의 부품에 손상이 생기더라도 물품의 낙하가 발생하지 않도록 함으로써 보다 안정적으로 물품을 이송할 수 있는 효과가 있다.

또한, 낙하방지수단은 체인의 종동축에 연결되는 디스크와 디스크 브레이크를 포함하고 체인의 상태를 감지할 수 있는 감지부와 감지부에서 디스크 브레이크에 신호를 전달할 수 있는 정보전달수단을 포함하여 체인이 단락됨과 동시에 디스크를 제동시켜 종동축과 연결된 이송 물품의 낙하를 방지할 수 있는 낙하방지수단을 포함하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 이송용 로봇의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 낙하방지수단의 구성간 연결관계를 도시한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 디스크와 디스크브레이크의 연결관계를 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 감지부의 제 1 실시 예를 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 정보전달부의 구성을 도시한 블록도이다.
도 6은 본 발명의 낙하방지방법을 도시한 순서도이다.

이하, 본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면을 사용하여 더욱 구체적으로 설명한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 하나의 실시 예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이하, 본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면을 사용하여 더욱 구체적으로 설명한다. 첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상을 더욱 구체적으로 설명하기 위하여 도시한 일예에 불과하므로 본 발명의 기술적 사상이 첨부된 도면의 형태에 한정되는 것은 아니다.

이하로, 도 1을 참조하여 낙하방지수단을 포함하는 이송용 로봇(1000)의 기본 구성에 대해 설명한다.

본 발명의 낙하방지수단을 포함하는 이송용 로봇(1000)은 하우징(100)을 포함할 수 있다. 하우징(100)은 지면에 고정되는 고정부(110)와 고정부(110)에 연결되는 무게추(120)를 포함할 수 있다.

무게추(120)는 고정부(110)의 무게중심을 기준으로 후술할 이송부(300) 위치의 반대쪽에 배치되는 것이 바람직하고, 무게추(120)는 하우징(100)에서 용이하게 탈착 가능한 형태일 수 있고, 이송하는 물품의 무게에 따라 각각 다른 무게의 무게추(120)를 연결할 수 있다.

고정부(110)와 무게추(120)를 포함함으로써 이송하는 물품이 무거워도 낙하방지수단을 포함하는 이송용 로봇(1000)의 무게 밸런스를 안정적으로 유지할 수 있다.

또한, 본 발명의 낙하방지수단을 포함하는 이송용 로봇(1000)은 로봇 암 형태의 구동부(200)를 포함할 수 있다. 구동부(200)는 모터, 모터의 회전축인 구동축(210), 구동축(210)에 끼워지는 체인(230), 구동축(210)과 체인(230)으로 연결되어 힘을 전달받을 수 있는 종동축(220)을 포함할 수 있다. 구동축(210)과 종동축(220)은 구동범위가 180도 내외인 것이 바람직하다.

종동축(220)에는 이송부(300)가 연결될 수 있다. 이송부(300)는 이송하고자 하는 물품을 탑재할 수 있는 구조가 마련되어 있으며, 이송부(300)는 종동축(220)의 작동에 따라 상하 또는 좌우로 이동할 수 있다. 이 때, 이송부(300)의 이동은 직선운동이 아닌 구동축(210)을 중심으로 하는 회전운동인 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 낙하방지수단을 포함하는 이송용 로봇(1000)은 낙하방지수단을 포함할 수 있다. 낙하방지수단을 포함함으로써, 체인(230) 단락과 같은 구동부(200) 구성의 손상이 발생했을 때 이송부(300)에 탑재된 물품의 손상 없이 안정적으로 물품의 이송이 수행될 수 있다는 효과가 있다.

이하로, 도 2를 참조하여 낙하방지수단에 대해 설명한다.

본 발명의 낙하방지수단은 감지부(410), 정보전달부(420), 디스크(430), 디스크 브레이크(440)를 포함할 수 있다. 각각의 구성과 그에 따른 효과를 설명하면,

감지부(410)는 체인(230)의 상태를 감지할 수 있다. 감지부(410)는 센서와 센서에 연결된 케이블로 구성될 수 있다. 감지부(410)에 사용되는 센서는 전체 시스템의 사용처에 따라 달라질 수 있다.

정보전달부(420)는 감지부(410)로부터 체인(230)의 상태를 수신할 수 있다. 감지부(410)가 체인(230)의 단락을 감지하면 정보전달부(420)는 그 신호를 수신할 수 있으며, 이러한 신호를 수신했을 때 외부로 신호를 발생시켜 후술할 디스크(430)와 디스크 브레이크(440)의 움직임을 조정할 수 있다. 이 때 정보전달부(420)는 PLC를 사용하는 것이 바람직하다.

디스크(430)는 종동축(220)에 끼워지는 원 형태의 판일 수 있다. 디스크(430)는 중앙에 종동축(220)에 끼워질 수 있도록 홀이 형성되고, 가장자리에 이송부(300)와 같은 타 구성과 결합할 수 있는 홀이 일정한 간격으로 형성될 수 있다.

디스크 브레이크(440)는 디스크(430)의 외주면에 끼워지며 유압 또는 공압으로 작동하여 디스크(430)의 움직임을 제어할 수 있다. 디스크 브레이크(440)는 정보전달부(420)에 의해 제어될 수 있다.

이와 같이 체인(230)이 단락 되더라도 디스크(430)의 움직임은 정지될 수 있고, 디스크(430)의 움직임이 정지됨에 따라 디스크(430)가 고정된 종동축(220)과 이송부(300) 및 이송하는 물품의 위치가 고정될 수 있다.

이하로, 도 3을 참조하여 디스크(430)와 디스크 브레이크(440)에 대해 설명한다.

디스크(430)는 상술한 바와 같이 종동축(220)에 끼워질 수 있으며, 이 때 디스크(430)의 앞뒤로는 지지수단이 포함될 수 있다. 지지수단은 종동축(220)의 반경방향 힘을 지지하는 것이 바람직하며, 디스크(430)가 종동축(220) 상에 고정되어 있도록 할 수 있다. 지지수단은 파워록일 수 있으며, 레이디얼 베어링일 수 있다.

상술한 바와 같이 디스크(430)는 가장자리에 타 부재와 연결될 수 있는 홀이 일정한 간격으로 형성 될 수 있는데, 이러한 디스크(430)의 홀에 이송부(300)가 결합되어 연동되는 것이 바람직하다.

디스크 브레이크(440)는 구동부(200) 외면에 부착되는 고정 브라켓에 결합된 것일 수 있다, 디스크 브레이크(440)의 사양은 낙하방지수단이 포함되는 이송용 로봇이 이송할 물품의 평균적인 무게에 따라 발생하는 토크를 계산하여 그보다 큰 힘을 낼 수 있는 사양을 가지는 것이 바람직하다.

디스크 브레이크(440)는 디스크(430)의 외주면 중 어느 한 부분을 감싸도록 위치할 수 있으며, 유압 또는 공압을 받았을 때 디스크(430)의 가장자리 중 한 지점의 위치를 고정시키도록 디스크(430)를 누름으로써 디스크(430)의 위상을 고정시키는 것이 바람직하다.

이와 같이 디스크(430)의 위상이 고정됨으로써 체인(230)의 단락에 의한 종동축의 회전이 방지될 수 있고, 이송하는 물품 및 이송부가 낙하하여 이송하는 물품에의 손상을 방지할 수 있다.

이하로, 도 4를 참조하여 감지부(410)와 그의 실시 예에 대해 설명한다.

감지부(410)의 제 1 실시 예에 있어서, 로봇 암 형태의 구동부(200)는 일부분에 아크릴과 같은 투명한 부재를 사용하여 내부 시스템을 보호하는 것이 바람직하다. 이 때 투명한 부재를 사용하는 이유는 내부에서 동작하는 체인(230)의 상태를 외부에서 관측할 수 있도록 하기 위함이다.

이 때 감지부(410)는 상기 투명한 부재의 위에 부착되는 이미지 센서일 수 있다. 이에 따라 체인(230)이 단락되어 비정상적인 움직임을 보일 시 이를 감지하여 정보전달부(420)에 신호를 송신할 수있다.

감지부(410)의 제 2 실시 예에 있어서, 감지부(410)는 구동부(200)의 외면에 부착된 진동 감지 센서일 수 있다. 이에 따라 체인(230)이 단락되었을 때의 충격을 감지하여 정보전달부(420)에 신호를 송신할 수 있다.

감지부(410)의 제 3 실시 예에 있어서, 감지부(410)는 소리센서일 수 있다. 이에 따라 체인(230)이 단락되었을 때의 파열음을 감지하여 정보전달부(420)에 신호를 송신할 수 있다.

감지부(410)의 각 실시 예는 전체 시스템인 낙하방지수단을 포함하는 이송용 로봇(1000)의 용례에 따라 선택적으로 적용되는 것이 바람직하다.

이하로, 도 5를 참조하여 정보전달부(420)에 대해 설명한다.

정보전달부(420)는 밸브(422)와 밸브 제어수단(421)을 포함할 수 있다. 밸브(422)는 디스크 브레이크(440)에 유압 또는 공압을 보내 디스크(430)를 제동하도록 할 수 있다. 이 때의 밸브(422)는 유압 솔레노이드 밸브 또는 에어 솔레노이드 밸브 일 수 있다.

밸브 제어수단(421)은 상기 밸브(422)를 제어하여 밸브(422)의 개폐를 결정할 수 있다. 감지기로부터 체인(230)의 단락이 발생했다는 신호를 수신하면 밸브(422)를 개방하고, 체인(230)의 단락이 발생하지 않았을 때는 밸브(422)를 폐쇄할 수 있다.

또한, 정보전달부(420)는 에어부스터를 추가로 더 포함할 수 있다. 에어부스터는 밸브(422)와 디스크 브레이크(440) 사이에 배치되는 것이 바람직하며, 이송할 물품의 무게와 기기의 사양에 의해 도출된 토크보다 디스크 브레이크(440)의 힘이 크도록 밸브(422)로부터 가해지는 유압 및 공압의 양의 세기를 높일 수 있다.

이하로, 도 6을 참조하여 낙하방지방법에 대해 설명한다.

낙하방지수단을 포함하는 이송용 로봇(1000)을 이용한 낙하방지방법은, 감지부(410)가 체인(230)의 단락을 감지하여 정보전달부(420)에 정보를 송신하는 감지 단계를 포함할 수 있다.

또한 낙하방지방법은 정보전달부(420)가 감지부(410)로부터 정보를 수신하여 밸브 제어수단(421)에 제어신호를 발생시키는 신호 발생단계를 포함할 수 있다.

또한 낙하방지방법은 밸브 제어수단(421)이 정보전달부(420)로부터 제어신호를 수신하여 밸브(422)를 제어하는 밸브 제어 단계를 포함할 수 있다.

또한 낙하방지방법은 밸브(422)가 밸브 제어수단(421)으로부터 제어되어 디스크 브레이크(440)에 유압 및 공압을 공급하는 유압/공압 공급 단계를 포함할 수 있다.

또한 낙하방지방법은 디스크 브레이크(440)가 디스크(430)를 제동하는 디스크 제동단계를 포함할 수 있다.

상술한 낙하방지방법의 단계들은 서술된 순서대로 진행되는 것이 바람직하며, 하나의 단계가 완료된 후에 다음 단계가 진행되는 것이 바람직하다.

이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 소자 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시 예 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것 일 뿐, 본 발명은 상기의 하나의 실시 예에 한정되는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.

따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허 청구 범위뿐 아니라 이 특허 청구 범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

1000 : 낙하방지수단을 포함하는 이송용 로봇
100 : 하우징
110 : 고정부 120 : 무게추
200 : 구동부
210 : 구동축 220 : 종동축
230 : 체인
300 : 이송부
400 : 낙하방지수단
410 : 감지부 420 : 정보전달부
430 : 디스크 440 : 디스크 브레이크

Claims (9)

1. 지면에 고정되는 고정부, 상기 고정부에 연결되는 무게추를 포함하는 하우징;
   모터의 회전축인 구동축, 및 상기 모터 구동축과 체인으로 연동되어 힘을 전달받는 종동축을 포함하는 로봇 암 형태의 구동부; 및
   상기 구동부의 상기 종동축에 연결되어, 이송하고자 하는 물품을 탑재하고 이송하는 이송부;
   를 포함하며,
   상기 종동축과 상기 이송부, 그리고 상기 이송부에 탑재된 상기 물품의 낙하를 방지하기 위한 낙하 방지수단을 포함하며,
   상기 낙하방지수단은, 상기 체인의 상태를 감지하는 감지부를 포함하고,
   상기 감지부는 소리센서 및 진동 감지 센서 중 적어도 어느 하나를 포함하고,
   상기 소리 센서는 상기 체인이 단락되었을 때의 파열음을 감지하여 정보전달부에 신호를 송신하고,
   상기 진동 감지 센서는 상기 체인이 단락되었을 때의 충격을 감지하여 상기 정보전달부에 신호를 송신하는 것을 특징으로 하는 낙하방지수단을 포함하는 이송용 로봇.
   
   
2. 제 1항에 있어서, 상기 낙하방지수단은,
   상기 감지부로부터 상기 체인의 상태를 수신하여, 상기 체인에 이상이 생겼을 경우 외부로 신호를 발생시키는 정보전달부,
   상기 종동축에 끼워지는 디스크, 및
   상기 디스크의 외주면에 끼워지며 상기 정보 전달부에 의해 제어되는 디스크 브레이크를 포함하는 것을 특징으로 하는 낙하방지수단을 포함하는 이송용 로봇.
   
3. 제 2항에 있어서,
   상기 디스크는 앞 또는 뒤에 지지수단을 포함하여 상기 종동축에 끼워지는 것을 특징으로 하는 낙하방지수단을 포함하는 이송용 로봇.
   
4. 제 2항에 있어서,
   상기 체인이 외부에서 상태 관측이 가능하도록 상기 구동부에 내삽되며,
   상기 감지부는 외부에서 상기 체인의 상태를 감지하는 것을 특징으로 하는 낙하방지수단을 포함하는 이송용 로봇.
   
5. 삭제
6. 제 2항에 있어서,
   상기 정보전달부는 상기 디스크 브레이크를 제어하는 밸브를 포함하며, 상기 밸브는 에어 솔레노이드 밸브인 것을 특징으로 하는 낙하방지수단을 포함하는 이송용 로봇.
   
7. 제 2항에 있어서,
   상기 정보전달부는 상기 디스크 브레이크를 제어하는 밸브를 포함하며, 상기 밸브는 유압 솔레노이드 밸브인 것을 특징으로 하는 낙하방지수단을 포함하는 이송용 로봇.
   
8. 제 6항 또는 제 7항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 정보전달부는 상기 밸브를 제어하는 밸브제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 낙하방지수단을 포함하는 이송용 로봇.
   
9. 제 2항에 개시된 낙하방지수단을 포함하는 이송용 로봇을 이용한 낙하방지방법은,
   상기 감지부가 상기 체인의 단락을 감지하여 상기 정보전달부에 정보를 송신하는 감지 단계;
   상기 정보전달부가 상기 감지부로부터 정보를 수신하여 밸브 제어부에 제어신호를 발생시키는 신호 발생단계;
   밸브 제어부가 상기 정보전달부로부터 제어신호를 수신하여 밸브를 제어하는 밸브 제어 단계;
   상기 밸브가 상기 밸브 제어부로부터 제어되어 상기 디스크 브레이크에 유압 및 공압을 공급하는 유압/공압 공급 단계; 및
   상기 디스크 브레이크가 상기 디스크를 제동하는 디스크 제동단계;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 낙하방지방법.
   

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