KR19990087761A - 위치결정 선회 기구 - Google Patents

Abstract

본 발명은 베이스 부재; 작동할 때 회전축 둘레에서 회전할 수 있는 회전 샤프트; 구동부 및 기어조합으로 이루어진 선회 기구에 관련된다. 이 선회 기구는, 구동부가 가압 유체에 의해 작동되는 하나 이상의 작동기(4, 5)로 이루어질 때 특히 신뢰성 있게 작동한다. 본 발명은 예를 들어 위성 안테나용의, 높은 토크와 보지력을 가지는 정비가 많이 필요하지 않는 구동부를 제공한다.

Description

위치결정 선회 기구

혹독한 기후 영향을 받으면서 종래기술에 따른 위치결정/선회 기구가 사용되어서 위치결정/선회 기구가 영향을 받을 때, 이것은 위치결정/선회 기구에 의해 구동된 세팅 조절의 정확성을 저하시킨다. 그리고 충돌 외력이 존재할 때 쉽게 안정된 상태를 취하지 못하므로 전기모터 구동부를 사용하여 결정된 위치결정 양상에 문제점이 발생하게 된다. 끝으로, 필요한 안정성을 가지는 전기 모터 구동부는 제작 기술면에서 생산시 고비용이 소모된다.

본 발명은 청구항 1 항에서 기술된 것과 같은 개선된 특징을 가지는 위치결정/선회 기구에 관련된다.

전술한 위치결정/선회 기구는, 예를 들어 교통 감시 및 보안 장치에서 사용되는 카메라의 위치를 결정할 때뿐만 아니라, 레이다 또는 위성 안테나용 위치결정/선회 기구로서 사용된다. 알맞은 위치결정 구동부는 축방향 구동을 위해 산업용 로봇에도 사용된다. 실용화된 상기 위치결정/선회 기구에서 사용되는 구동부는 전기모터, 특히 서보 모터인데 이것은 기어 조합을 통하여 또는 직접 위치결정/회전 샤프트에 연결된다.

도 1 은 위치 결정 장치 축방향으로 위쪽에서 본, 본 발명에 따른 위치 결정 장치의 개략도.

도 2 는 도 1 에 따른 위치 결정 구동부를 위한 전기, 유압 기본선도.

도 3 은 장치 캐리어의 세가지 가능한 세팅에서 위치 결정 및 편향 기구의 측면도.

* 부호 설명

1 ... 소켓 2,3 ... 베어링

4,5 ... 유압 실린더 6 ... 회전 샤프트

7,8 ... 피스톤 막대 9,10 ... 로울러

11 ... 평벨트 12 ... 엔드 피이스

본 발명의 목적은 우수한 세팅 정확성 및 고도의 안정성을 가지는 위치결정/선회 기구를 만드는 것이다.

이 목적은 청구항 1 항에서 기술된 바와 같은 특징을 가지는 위치 결정 구동부에 의해 달성된다. 구동부는 가압 유체에 의해 구동되는 하나이상의 작동기를 포함하므로, 높은 구동력이 발생될 수 있다. 기상 상태 또는 다른 기계적 부하 영향을 상쇄할 수 있는 각각의 안정성은 유체-구동 작동기의 밀폐식(누수방지) 클로저를 사용함으로써 이루어질 수 있다.

구동부가 벨트 구동부라면 유극없는 구동 유니트를 만들 수 있다. 토크 전달 요소로서 벨트의 알맞은 바이어스 커플링을 이용함으로써 유극없이 조절되고 세팅될 수 있다. 구동부가 간단하게 작동하는 두 개의 선형 작동기를 포함할 때 두 위치결정 방향을 쉽게 대칭 제어한다. 고도의 세팅 정확성과 고도의 세팅 동력 및 높은 구동 토크를 위해 가압 유체가 유압 유체이라면 유리하다. 이 경우에 ― 특히 옥외에 적용하는 경우에 ― 유체가 지성 무기물이 아니라, 글리콜-, 글리코에테르- 또는 폴리알킬글리콜-로 제조된 비지성 무기물인 것이 선호된다. 이런 유형의 유압 액체는 수용성이고 생물분해성이며, 지성 무기물 유압 액체에 비해 환경 오염 문제도 적다. 또, 지성 무기물을 사용하지 않은 유압 액체인 경우에, 고온 및 냉온의 기상 상태에서도 점도 차이가 작기 때문에, 대기 온도 변화는 유압에 거의 영향을 끼치지 않는다.

구동부가 상호 평행하게 배치된 두 개의 유압 실린더를 포함할 때 구조적으로 간단하게 할 수 있다. 그후에 유압 실린더의 유압 커플링 및 연결부는 상호 이웃하여 배치된다. 유압 실린더가 고정되지 않은 단부에 회전할 수 있게 장착된 로울러를 장착한 피스톤 막대를 가진다면 구동부에 미치는 유압 실린더의 효과는 쉽게 달성된다. 벨트 구동부가 힘 전달 요소로서 평 벨트, 특히 일면 치형 벨트 또는 스플라인 벨트를 포함한다면 유리하다. 치형 벨트, 특히 치형 평벨트는 현 구동부에 적합하다. 왜냐하면 한편으로는 평벨트가 연속적으로 하중을 받고 다른 한편으로는 위치결정/회전 샤프트와 포지티브 기계 정합하므로 미끄럼없이 파지할 수 있다. 일정량의 미끄러짐에 대해 견딜 수 있다면 스플라인 벨트가 사용될 수 있다. 힘 전달 요소가 위치 결정 장치의 기저 요소와 하나 이상의 자유 단부에서 부착되는 비순환 벨트이라면 정비가 별로 필요없고, 적은 공간을 소모하며 유극이 없는 구동부를 형성할 수 있다. 힘 전달 요소 이외에 위치 결정/회전 샤프트를 180도로 둘러싼다면, 위치 결정/회전 샤프트에 힘 전달 요소를 신뢰성있게 정합시킬 수 있다. 이것은, 특히 치형 벨트가 알맞은 패턴으로 그것의 치형부와 위치결정/회전 샤프트와 맞물려서 위치 결정/회전 샤프트와 포지티브 기계 정합을 일으킬 때 유효하다. 유압 실린더의 로울러가 실린더 또는 드럼 형태의 횡단면을 가지고 치형면에서 이격되어 대향한 치형벨트 측부에 맞서 배치된 평활한 표면을 가지는 로울러이라면 유압 실린더의 직선 운동을 치형 벨트의 표면에 대한 구름 운동으로 변환하는 것은 아주 간단하게 이루어진다. 어떤 치형부분도 치형 벨트와 맞물리지 않기 때문에 로울러에서 치형 벨트의 특정 하중은 최소로 유지된다. 드럼 형태의 횡단면을 가지는 로울러인 경우에 치형 벨트의 중심부는 가장자리보다 높은 하중을 받는다. 따라서 하중이 가해지지 않은 가장자리는 적게 마모된다.

구동부가 기저 요소에 위치하고 작동하는 동안 기저 요소에서 유지된다면 위치 결정 장치의 가동부의 관성은 최소 상태로 유지될 수 있다. 그러나, 구동부가 위치결정/회전 샤프트에 놓이고 작동할 때 위치결정/회전 샤프트와 함께 기저 요소와 반대로 기울어진다면, 유압 연결부를 가지는 또다른 구동부는 제 2 위치 결정 액슬을 위해 유사한 방식으로 위치 결정/회전 샤프트에 구비될 것이다.

상기 위치 결정 장치는 위치 결정 축 둘레에서 일회이상 완전히 회전하도록 허용해야 하므로 위치결정/회전샤프트의 위치 결정 영역은 360도 이상이어야 한다. 위치결정/회전 샤프트의 위치 결정 영역이 440도 이상이라면 유리하다. 여러번의 완전 회전이 이루어질 수 있도록 구성될 수 있다.

한 평면에 위치 결정 장치를 세팅하는 것으로 충분치 않은 경우에, 위치결정/회전 샤프트가 편향 기구를 포함하고 상기 편향 기구의 편향축이 위치 결정 축에 대해 직각으로 놓인다면 유리하다. 전술한 방식으로 할 때 유체 구동된다면 편향 기구에 유리하다. 위치 결정/회전 샤프트와 결합된 유압 라인을 통하여 편향 기구가 유체를 공급받을 때 구조를 소형화하고 신뢰성 있게 만들 수 있다. 여기에서, 유체가 비무기질 지성 유압 액체이라면 유리하다.

위치결정/회전 샤프트에서 위치 결정 축의 바깥쪽에 위치하고, 이중벽을 가지며, 복동식의 유압 실린더를 편향기구가 포함할 때 편향 기구는 90°이상의 편향 영역을 만들 수 있다. 편향 기구가 부분적으로 공동 부분을 가지고 이 공동 부분에서 유압 실린더를 둘러싸는 기둥을 포함한다면, 기상 변화에 대해 용이하게 보호할 수 있는 편향기구를 소형화하고 운동 역학적으로 단순화시킨다. 한편으로는 유압 실린더가 편향 기구의 자유 단부에 인접하고 다른 한편으로는 위치 결정/회전 샤프트에 인접하도록 소형 편향 기구를 만든다. 따라서 편향 기구의 유압 실린더는 구조적으로 길이가 길기 때문에 큰 기능 스트로크를 부여한다. 위치 결정 장치 구동부의 유압 펌프와 편향 기구의 유압 실린더는 유압 라인, 예로 플러그 연결부 또는 유압 중간면을 경유하여 간단하게, 신뢰성 있게 연결된다. 위치 결정 장치와 편향기구가 일반적인 유압 펌프에 의해 작동된다면 위치 결정 장치의 생산비는 최소로 유지된다. 이 경우에 압력 어큐뮬레이터를 구비하고 있다면 유압 펌프는 불연속 작동된다. 이 방법은 위치결정 장치의 에너지 소비면에서 유리한 결과를 가진다. 활용가능한 위치 결정 장치의 제작 비용을 낮추고 신뢰성을 높이기 위해 위치결정 장치의 작동기 및 편향 기구가 2/2-방향 포핏 밸브, 특히 글로우브(globe) 밸브에 의해 작동된다면 유리하다. 이 경우에 구조만 동일한 밸브가 사용된다면 상기 시스템을 단순화시킬 수 있다. 10bar의 최소 압력하에 위치결정 구동부의 유압 실린더 및 편향기구가 작동시에 일정하게 유압 작동된다면 안정성이 높은 유극이 없는 구동부를 형성할 수 있다.

만일 유압 펌프가 자동차 안티-로크 시스템을 위한 유압 펌프와 구조적으로 유사하거나 동일하다면 기술적으로 완벽하면서, 신뢰성 있는 성분의 사용이 가능하다. 또, 안티-로크 시스템에서 사용되는, 작동기의 구동을 위한 볼 밸브는 여러 가지 장점을 가지고 있다. 이 성분은 악조건하에서도 상당히 긴 유효 수명을 가진다는 특징이 있다.

위성 안테나용의 위치결정 및 편향기구로서 본원에 설명된 위치결정장치는 유리하다; 예를 들어, 저궤도에서 위성을 추적하거나 선박등에서 가동성 작동시 통신 위성을 픽업(pick up)하는데 사용된다.

본원에 설명된 위치 결정 장치는 감시 카메라를 위한 위치 결정 및 편향 기구로서 유리하게 적용될 수 있다. 촛점 거리가 긴 카메라가 사용된다면 세팅 정확성을 높이고 고도의 안정성을 달성할 수 있어서 유리하다. 위치 결정 장치는, 높은 토크로 작동하는 유극이 없는, 빠른 구동을 전제로 카메라가 바람으로 인해 흔들릴 수 있는 기둥에 장착된다면 상기 카메라의 부가 추적을 허용한다. 이렇게 함으로써, 상기 기둥의 구조 비용은 상당히 줄일 수 있다. 왜냐하면 좀더 간단한 형태로 고정시킬 수 있기 때문이다. 더욱이, 감시 카메라 자체가 기상 상태에 노출된다면 유리하다.

끝으로 고토크와 유극이 없는 세팅 정확성을 달성하여 본원에서 설명된 위치 결정 장치는 로봇 제작, 생산시 축으로서 유리하게 사용될 수 있다.

아래에서 첨부도면을 참고로 본 발명의 실시예가 설명된다:

도 1 은 위치결정 장치 축방향으로 위쪽에서 본, 본 발명에 따른 위치 결정 장치의 개략도이다.

상기 위치 결정 장치는, 두 개의 고정된 어버트먼트 또는 카운터 베어링(2, 3)을 지지하는 고정된 소켓(1)을 포함한다. 또 유압 실린더(4, 5)는 소켓(1)에 단단히 장착된다. 위치결정/회전 샤프트(6)는 원형 원판형 소켓(1)에 위치하고 소켓(1)과 대향하여 회전 장착되므로, 위치 결정/회전 샤프트(6)는 도 1 에서 도면과 직교한다.

유압 실린더(4, 5)는, 로울러(9, 10)가 장착되는 자유 단부에서 피스톤 막대(7, 8)를 지지한다. 로울러(9, 10)는 피스톤 막대(7, 8)와 대향하여 배치되고 자유 회전하므로, 로울러의 회전축은 도면에 직교한다; 따라서, 이것은 위치설정/회전 샤프트의 회전축과 평행을 이룬다.

비순환식 평 벨트의 형태인 평벨트(1)는 엔드 피이스(12)를 사용하여 카운터 베어링(3)에 부착된다; 여기에서 카운터 베어링은 로울러(9)의 방향으로 피스톤 막대(7)와 평행하게 뻗어있고, 약 180도의 간격으로 로울러(9)에 접근해 있으며 이 지점으로부터 위치설정/회전 샤프트(6)의 방향으로 피스톤 막대(7)와 평행하게 놓인다. 그후에 평벨트(11)는 약 180°도로 회전하여 위치설정/회전 샤프트(6)에 접근하고 위치결정/회전 샤프트(6)와 로울러(10) 사이에 직선부를 형성한다; 이 직선부는 피스톤 막대(8)와 평행하게 정렬된다. 로울러(10)는 로울러(9)와 유사한 방식으로 평 벨트에 의해 감싸진다. 위치 결정/회전 샤프트(6)로부터 이격되어 대향한 유압 실린더(5)의 측부에서 평 벨트(11)의 제 2 자유 단부(13)는 카운터 베어링에 고정된다.

도 2 에서는 도 1 에 따른 위치 결정 구동부의 구동을 위한 전기 및 유압 기본선도가 나타나 있다.

피스톤 막대(7, 8)를 가지는 두 개의 작동 유압 실린더(4, 5)는 유압 라인(20, 21)을 통하여 연결부(A)와 (B)에 연결된다. 입력부 P에서 연결된 유압 유니트는 특정 압력하에서 조립체에 유압 액체를 공급한다. 이를 위해 상기 유압 장치는 펌프 및 압력 어큐뮬레이터를 구비한다. 전자 밸브(솔레노이드 밸브)(22, 23)는 입력부(P)와 연결부(A, B) 사이에 장착된다; 전자 밸브는 스프링이 달린 양방향 전자 밸브 형태로 만들어진다. 연결부(A, B)로부터 추가 유압 라인은 3/3방향 디버터 밸브(26)까지 뻗어있다. 다른 면에서 3/3방향 밸브(26)는 압력 제한 밸브(27)와 연결되는데 상기 압력제한 밸브 자체는 유출부(T)에 결합된다.

자석 밸브(22, 23)는 제어 회로(20, 31)를 통하여 전자 트리거(trigger) 유니트(32)에 의해 통제된다. 전자 작동기(32)는 명령 변수로서 입력 신호(33)를 수신하고 제어 변수로서 인코더(35)로 부터 전송된 제어 신호를 받아들인다. 인코더(35)는 피스톤 막대(7, 8)에 연결된 경로 트래커 또는 각운동 트래커로부터 입력 회로(36, 37)를 통하여 입력 신호를 받아들인다.

도 3 은 본원에서 기술된 바와 같은 위치 결정 장치의 구체적인 레이아웃 예의 측방향 횡단면도이다. 도 1 의 상측면도에 나타난 것처럼, 소켓(1)은 체결 피이트(40)를 가지는 원형 원판 형태로 만들어진다. 이 경우에 위치결정 구동부는 소켓(1)에 장착되고 후드(41)에 의해 둘러싸여진다. 후드(41)와 소켓(1) 사이에 누수를 막기 위해서 후드 커버의 내부를 밀폐하는 씨일 또는 절연부(42)가 형성된다. 베이스 유니트(43)는 소켓에 단단히 장착되고 카운터 베어링(2, 3)과 유압 실린더(4, 5)를 지지한다. 유압 실린더(3, 4)는 로울러(9, 10) 뒤에서 피스톤 막대(7, 8)로 가려져 있다. 로울러(9, 10)는 가시 정면에서 평 벨트(11)로 감싸져 있는데 상기 로울러는 로울러(9)에서 관찰자를 향해 좌측으로 뻗어있고, 그후 로울러(9)는 관찰자로부터 이격되어 로울러(9)로부터 오른쪽으로 움직이고 위치결정/회전 샤프트(9)의 피니언 섹터(44)를 감싸므로, 도 3 에 나타난 것처럼 평 벨트(11)는 피니언 섹터(44) 뒤에 배치된다. 피니언 섹터의 우측에 평벨트(11)가 다시 배치되고, 관찰자를 향해 로울러(10)를 통하여 뻗어있으며 그후 로울러(10)의 우측은 관찰자로부터 멀어진다. 그리하여 거의 Ω형으로 피니언 섹터(44) 둘레를 감싸게 된다. 따라서 피니언 섹터(44)는 치형 벨트로서 존재하는 평벨트의 치형부와 확동 정합하기 위해 구비된 축방향으로 평행을 이루는 홈(45)을 가진다.

피니언 섹터(44) 위에서 위치결정/회전 샤프트(6)가 베어링 블록(46)으로 뻗어있는데 상기 베어링 블록은 베이스 유니트(43)에 단단히 연결되어 일체형을 이룬다. 이 베어링 블록(46)은 피니언 섹터(44)를 포함하고 핀 베어링으로서 만들어진 하부 베어링(47)과 인접해 있다. 핀 베어링(48)과 대향하여 배치된 베어링 블록(46)의 단부에서 위치결정/회전 샤프트(6)의 베어링을 위해 볼 베어링(48)이 구비된다. 볼 베어링(48)의 바깥쪽으로 위쪽에서 작동시에 수신할 수 있는 주위 채널(49)은, 위성 안테나의 신호 회로를 위해 신호 케이블이 나선형으로 감겨져 있다. 이 나선형 감김은 위치 결정/회전 샤프트(6)의 회전시에 시계의 용수철 저울처럼 "수축 및 이완"이 가능하므로 회전부로부터 위치 결정 장치의 고정 위치까지 신호 회로의 통과를 허용한다.

위치결정/회전 샤프트(6)의 정면에서, 도 3 에 나타난 것처럼 볼 베어링(48)의 위쪽에 헤드 피이스(50)가 배치되는데 이 헤드 피이스는 위치결정/회전 샤프트(6)의 정면부에 단단히 고정되어 베어링 블록(46)을 덮는다. 베어링(47, 48) 사이 및 베어링 블록(46)에서 다수의 고리형, 원주 요홈(51)이 형성되는데 이것은 밀폐 고리를 수용한다. 상기 밀폐 고리는 PTFE를 사용하여, 영구 미끄럼 운동할 수 있도록 위치결정/회전 샤프트(6) 표면에서 층을 이루며 배치된다. 자유 횡단면을 가지는 두 개의 보다 작은 홈(52)은 위치결정/회전 샤프트(6)에 내장된 채널(53)과 통한다. 상기 홈(52)은 유압 밸브에 연결되는데 이 유압 밸브는 베이스 유니트(43)와 결합되고 작동시에 유압 액체가 홈(52)으로 유입되도록 하여서 가압된 유압 액체는 채널(53)로 유입된 후 헤드 피이스(50)의 영역에 저장될 수 있다. 후드(41)의 내부에서 도 3 에 나타난 것처럼 전기구동된 유압 펌프 조립체(55)는 위치결정/회전 샤프트(6) 뒤에 배치된다; 이 펌프는 위치결정 및 편향 기구를 작동하기 위해 유압 액체를 압력 어큐뮬레이터(56)로 전달한다. 가압하에 있는, 유압 액체는 압력 어큐뮬레이터로부터 회수되어 사용할 수 있다.

위치결정 및 편향 기구의 상부에서, 즉 후드(41) 위에 세 위치 L, M과 R에서 유압 편향가능한 기둥(60)이 배치된다. 공동이 있는 기둥(60)은 복동식 유압 실린더(61)를 둘러싸는데 상기 실린더 대부분이 기둥(60) 내부에 위치한다. 기둥(60)과 유압 실린더(61) 각각은 헤드 피이스(50)에 놓인 위치결정 베어링(62, 3) 위에 배치되고 기울어질 수 있게 연결된다. 유압 실린더(61)의 작동은 유압 액체에 의해 이루어지고 호스 라인을 통하여 유압 실린더(61)에 전달된다. 완전히 확장된 유압 실린더(61)인 경우에 기둥은 "L" 위치에 놓인다; 완전히 수축된 유압 실린더(61)에서 기둥은 "R" 위치를 취하고 중간 세팅시 "M" 위치에 놓인다. 슬리브(65)는 기둥(60)의 바깥 부분을 둘러싸고 소켓(1)과 함께 후드(41)는 먼지와 물의 유입을 막기 위해 외부에 대해 밀폐한다.

기둥(60)은 상부에서 위치 결정을 위해 위성 안테나를 지지한다.

본원에서 설명되고 전술한 선호되는 구조에 따라 작동하는 위치결정 및 편향기구는 다음과 같이 작동한다:

위치결정 및 편향 기구는 베이스, 예를 들어 선박의 브릿지에 장착되고 기둥(60)의 상단에서 통신용 위성 안테나를 지지한다.

위성의 장의 세기는 명령 및 기준값(33)으로서 도 2 에 따른 전기 및 유압회로에 입력된다. 유압 실린더(4, 5)를 알맞은 위치에 두기 위해서 밸브(22, 23)를 열어야 하는 선택 유니트(32)가 픽업한다. 이렇게 발생된 신호는 제어회로(30) 또는 제어회로(31)를 통하여 전자 밸브(22, 23)중 하나로 전송되고, 여기에서 전자 밸브는 유압 액체 흐름을 유입점 "P"로부터 이송점 "A" 또는 "B"로 운반한다. 제어 신호가 제어 회로(30)에 전송되고 전자 밸브(22)가 열려지는 경우에, 유입점 "P"로부터 유압 액체는 이송점 "A"로 흐르고 여기에서 라인(20)을 통하여 유압 실린더(4)로 흐르며 유압실린더의 피스톤 막대(7)는 확장된다. 도 1 에서 전술한 과정이 실행될 때 로울러(9)는 치형 벨트(11)를 눌러서 위로 이동시킨다는 것을 알 수 있다. 이것이 이루어지는데 필요한 치형 벨트(11) 부분은 위치 결정/회전 샤프트(6) 둘레로 당겨지는데 상기 위치 결정/회전 샤프트(6)는 시계방향으로 회전하고 피스톤 막대(8)는 로울러(10)에 대해 유압 실린더로 밀어진다. 도 2 에서 피스톤 막대(8)가 수축된 경우에 유압 액체는 유압 실린더(5)의 바깥쪽으로 압착되고 이송점 "B"로 흐른다.

유압 밸브(23)가 닫혀질 때, 유압 라인(25)이 압력 제한 밸브(27)와 연결되고 상기 압력 제한 밸브를 통하여 유압 액체가 유출점 "T"로 배출될 수 있도록 유압 조절된 3/3 귀환 밸브(26)를 연다. 이것을 실시할 때 압력 제한 밸브(27)가 유압 시스템에서 최소 압력을 유지하여 이 결과 치형 벨트(11)는 유압실린더(4, 5)에 의해 응력을 받는다.

위성 안테나의 실렉터(32)에 의해 측정된 위치는 각도 및 경로 설정자를 통하여 인코더(35)에 전송되고 이 입력 신호(36, 37)와 인코더는 로컬라이저(localizer)/실렉터로 선형 작동기(4)의 실제 위치를 전송한다. 원하는 위치에 도달한다면 전자 밸브(22)는 닫혀져서 압력 제한 밸브(27)에 의해 프로그램된 최소 압력이 이 시스템에서 유지되고 위치 결정 및 편향 기구는 유압 바이어스되거나 예비 인장된다. 만약 조절 회로가 반대 방향으로 조절된다면 전자 밸브(23)는 열려지고, 유압 액체는 유입점 "P"에서 이송점 "B"로 흐르고 여기에서 피스톤 막대(8)가 확장되는 유압 실린더(5)로 이동한다. 동시에 유압 실린더의 피스톤 막대(7)를 안으로 밀어준다. 유압 피스톤(4) 밖으로 배출되는 유압 액체는 라인(20)을 통하여 이송점 "A"로 흐르고 여기에서 라인(24)을 통하여 압력 제한 밸브(27)와 연결된다. 과다한 유압 액체가 여기에서 유출점 "T"로 흐른다. 위치결정 운동에 의해 전자 밸브(23)는 닫혀지므로 이 시스템은 최소 압력하에서 유지된다. 압력 어큐뮬레이터내 압력이 시스템의 최소 압력 이하로 떨어진다면 시스템으로부터 유입점까지 유압 액체의 역류가 일어나고 이런 현상이 발생하지 않도록 전자 밸브(22, 23)의 밀폐력이 미치지 않는다. 이런 역류 현상을 막으려면 전자 밸브(22, 23) 및 이송점 "A"와 "B" 사이에 체크 밸브가 각각 설치될 수 있다.

도 1 에 나타난 것처럼 회전축 둘레에서 위치 결정/회전 샤프트(6)의 회전 운동은 유압 실린더(4, 5)중 하나의 전진에 의해 이루어지므로, 다른 유압 실린더는 반동력 때문에 압축된다. 이 특정 형태에서 유압 실린더(4, 5)는 피스톤 막대(7, 8)를 위해 고비용이 드는 베어링(마운팅)을 필요로 하지 않는다. 왜냐하면 상기 막대는 카운터-베어링(2, 3)과 회전 샤프트(6) 사이의 중심에서 유지되기 때문이다.

도 3 은, 위치 결정 및 회전 구동부에 관한 한, 대부분이 베이스(43)에 배치될 수 있는 여러 성분의 상대 정렬을 나타낸 횡단면도이다. 따라서 베이스는 평 벨트의 자유 단부(12, 13)를 위한 카운터-베어링(2, 3)을 포함한다. 또, 유압 실린더(4, 5)는 베이스 요소로 고정된다. 채널 또는 통로와 각각의 유압 밸브가 스프링 및 밀폐 고리를 사용하여 각 통로에 설치될 때 유압 조립체(55)와 압력 어큐뮬레이터(56), 전자 밸브(22, 23)와 3/3 귀환 밸브(26) 및 압력 제한 밸브(27)를 유압 실린더(4, 5)와 연결하는 유압 라인은 베이스 요소(43)에 고정된다. 이런 배치는 작동 신뢰도가 높고 소형이며 보수가 용이하다.

악천후속에서도 정확하게 사용하기 위해 소켓(1), 후드(41) 및 슬리브(65)가 모든 성분을 보호하는 소형 구조는 유리하다. 이렇게 날씨에 대해 영향을 받지 않기 때문에 작동 신뢰도를 높일 수 있다. 자동차의 종래 기술에 따른 안티로크 시스템의 글로우브 밸브가 전자 밸브로서 사용되므로 작동 신뢰도는 보다 증진된다. 또 유압 조립체(55, 56)는 구조면에서 안티로크시스템의 유압 펌프와 동일하다. 자동차의 이 성분은 고장 가능성이 적다는 특징을 가진다.

전술한 위치결정/회전 및 편향 기구를 사용하는 경우에, 자동차 섹터에서 사용되는 것처럼 브레이크 유체와 같은, 비무기질 오일로 만들어진 유압 액체가 사용될 수 있다는 것을 알 수 있다. 상기 유압 액체는 무기물 오일 유압 액체에 비해 환경 오염문제가 적고 극심한 온도 변화 및 물의 작용에 대해 덜 민감하며 부식 가능성이 적다는 장점을 가진다.

이런 식으로 본원에서 기술한 위치결정/회전 및 편향 기구는, 선형 작동기로서 단일 방향으로 작동하는 두 개의 유압 실린더가 아니라, 단 하나의 복동식 유압 실린더를 장착한 회전 구동부를 장착할 수 있다. 이 경우에 단지 전체 벨트 구동부에 유압 응력을 가할 뿐만 아니라 안정성도 높인다. 또, 도 1 에 나타낸 것처럼 위치 결정/회전 구동부는 두 회전 방향으로 완전 대칭을 이루는 반면에, 복동식 유압 실린더는 가해진 유압에 따라 상이한 힘을 두 방향으로 발생시킨다.

끝으로, 축과 평행하게 뻗어있지 않은 치형 벨트를 위한 홈이 구비되고 평 벨트(11)로서 스플라인 벨트를 사용할 수 있는 사다리꼴 횡단면을 가지는 원주둘레의 홈이 만들어지므로 위치 결정/회전 샤프트(6)의 피니언 섹터가 단순화된다. 이 구조는 위치결정/회전 샤프트(6)의 보다 경제적인 제작을 허용하지만, 교체시에 위치 결정/회전 샤프트(6)에 대한 평 벨트(11)의 일정량의 미끄러짐이 보상되어야 한다.

헤드 피이스(50)는 도면에 나타낸 편향 기구 대신에 부가 위치 결정/회전 구동부 또는 다른 조립체를 지지할 수도 있다; 이것은 용도에 따라 선택된다.

베이스(43)는 속도 리시버를 장착할 수 있어서 소켓의 고유 운동은 픽업되어 이 장치에서 즉각 보상된다.

Claims (32)

1. 베이스 요소(43); 작동할 때 회전축 둘레에서 회전하는 위치결정/회전 샤프트(6) 및; 구동부와 트랜스미션을 포함하는, 위치결정/선회 기구에 있어서, 상기 구동부는 가압 액체로 작동하는 하나 이상의 작동기(4, 5)를 포함하는 것을 특징으로 하는 위치결정 선회기구.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 트랜스미션(transmission)은 벨트 구동 트랜스미션(9, 10, 11, 44)임을 특징으로 하는 위치결정 선회기구.
3. 상기 청구항중 한 항에 있어서, 구동부는 두 개의 기본 기능을 가지는 선형 작동기(4, 5)를 포함하는 것을 특징으로 하는 위치결정 선회기구.
4. 상기 청구항중 한 항에 있어서, 유체는 광물성 기름의 유압 액체가 아니라, 글리콜, 글리콜 에테르 및 폴리알킬글리콜 액체가 선호되는 것을 특징으로 하는 위치결정 선회기구.
5. 상기 청구항중 한 항에 있어서, 구동부는 서로에 대해 평행하게 배치된 두 개의 유압 실린더(4, 5)를 포함하는 것을 특징으로 하는 위치결정 선회기구.
6. 상기 청구항중 한 항에 있어서, 유압 실린더(4, 5)는 자유단부(12, 13)에서 회전 로울러(9, 10)를 구비한 피스톤 막대(7, 8)를 가지는 것을 특징으로 하는 위치결정 선회기구.
7. 상기 청구항중 한 항에 있어서, 벨트 구동부는 평벨트(11), 특히 힘 전달 요소로서 단 한면에만 치형부를 가지는 치형 벨트(11) 또는 스플라인 벨트임을 특징으로 하는 위치결정 선회기구.
8. 상기 청구항중 한 항에 있어서, 힘 전달 요소는 하나 이상의 자유 단부에서 위치결정 선회기구의 베이스 요소(43)에 고정된 비순환식 벨트(11)임을 특징으로 하는 위치결정 선회기구.
9. 상기 청구항중 한 항에 있어서, 힘 전달 요소(11)는 위치결정 선회기구를 약 180°로 에워싸는 것을 특징으로 하는 위치결정 선회기구.
10. 상기 청구항중 한 항에 있어서, 치형 벨트(11)는 알맞은 패턴(45)으로 치형부를 가지는 위치결정 선회축(6)과 맞물리는 것을 특징으로 하는 위치결정 선회기구.
11. 상기 청구항중 한 항에 있어서, 유압 실린더(4, 5)의 로울러(9, 10)는 원통형 또는 드럼 모양의 횡단면과 치형 부분에서 이격되어 치형 벨트(11)의 측부에 놓인 평활한 표면을 가지는 로울러임을 특징으로 하는 위치결정 선회기구.
12. 상기 청구항중 한 항에 있어서, 구동부(4, 5)는 베이스 요소(43)에 부착되고 작동시에 반드시 배치되어야 하는 것을 특징으로 하는 위치결정 선회기구.
13. 상기 청구항중 한 항에 있어서, 구동부(4, 5)는 위치 결정 회전축(6)에 부착되고 작동할 때 베이스 요소(43)와 대향하여 배치되는 것을 특징으로 하는 위치결정 선회기구.
14. 상기 청구항중 한 항에 있어서, 위치결정 회전축(6)의 위치결정/선회 자유도 범위는 360°임을 특징으로 하는 위치결정 선회기구.
15. 상기 청구항중 한 항에 있어서, 위치결정 회전축(6)의 위치결정/선회 자유도 범위는 440°임을 특징으로 하는 위치결정 선회기구.
16. 상기 청구항중 한 항에 있어서, 위치결정 회전축(6)은 편향 기구(60, 61)를 지지하고 상기 편향 기구의 편향축은 회전축과 직교하는 것을 특징으로 하는 위치결정 선회기구.
17. 상기 청구항중 한 항에 있어서, 편향 기구(60, 61)는 유체로 구동되는 것을 특징으로 하는 위치결정 선회기구.
18. 상기 청구항중 한 항에 있어서, 편향 기구(60, 61)는 위치결정 회전축(6)에 부착된 유압 라인(53)을 수단으로 유체를 공급받는 것을 특징으로 하는 위치결정 선회기구.
19. 상기 청구항중 한 항에 있어서, 편향 기구(60, 61)는 회전축 바깥쪽에 결합되고 복동식의 이중벽을 가지는 유압 실린더(61)를 포함하는 것을 특징으로 하는 위치결정 선회기구.
20. 상기 청구항중 한 항에 있어서, 편향 기구(60, 61)는 부분적으로 공동이 있는 기둥을 포함하고 상기 편향 기구(60, 61)의 유압 실린더(61)는 공동이 있는 기둥내에 위치하는 것을 특징으로 하는 위치결정 선회기구.
21. 상기 청구항중 한 항에 있어서, 한 측부상의 유압 실린더(61)는 그것의 자유 단부에서 편향 기구(60, 61)에 결합되고 다른 측부상의 유압 실린더는 위치결정/회전 샤프트(6)에 결합되는 것을 특징으로 하는 위치결정 선회기구.
22. 상기 청구항중 한 항에 있어서, 편향 기구(60, 61)의 유압 실린더(61)는 유압 접촉부/커플링을 통하여 유압 펌프에 연결되는 것을 특징으로 하는 위치결정 선회기구.
23. 상기 청구항중 한 항에 있어서, 편향 기구의 유압 실린더는 유압 라인을 통하여 유압 펌프(55)에 연결되는 것을 특징으로 하는 위치결정 선회기구.
24. 상기 청구항중 한 항에 있어서, 위치결정/회전 구동부(45)와 편향 기구(60, 61)는 유압 펌프에 의해 작동되는 것을 특징으로 하는 위치결정 선회기구.
25. 상기 청구항중 한 항에 있어서, 압력 어큐뮬레이터(56)는 유압 펌프(55)에 포함되는 것을 특징으로 하는 위치결정 선회기구.
26. 상기 청구항중 한 항에 있어서, 위치결정/선회 기구의 작동기(4, 5, 6)는 2/2방향 밸브(22, 23), 특히 볼 밸브에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 위치결정 선회기구.
27. 상기 청구항중 한 항에 있어서, 구조만 동일한 2/2 방향 밸브(22, 23)는 작동기(4, 5, 6)를 제동하는 것을 특징으로 하는 위치결정 선회기구.
28. 상기 청구항중 한 항에 있어서, 작동할 때 편향 기구 및 위치결정/회전 구동부의 유압 실린더(4, 5, 6)는 10bar 이상의 최소 압력을 일정하게 받고, 선호적으로 20bar 이상의 유압 응력을 받는 것을 특징으로 하는 위치결정 선회기구.
29. 상기 청구항중 한 항에 있어서, 유압 펌프(55)는 자동차의 안티로크 시스템을 위한 유압 펌프와 구조적으로 동일한 것을 특징으로 하는 위치결정 선회기구.
30. 위성 안테나용 위치결정/선회 및 편향 기구로서 상기 청구항중 한 항에 따른 위치결정 선회기구의 용도.
31. 감시 카메라용 위치결정/선회 및 편향 기구로서 상기 청구항중 한 항에 따른 위치결정 선회기구의 용도.
32. 로봇을 위한 축방향 구동부로서 상기 청구항중 한 항에 따른 위치결정 선회기구의 용도.