KR200145221Y1 - 로봇 회전관절 스토퍼 - Google Patents

Abstract

작업영역이 360。 이상인 회전축을 가지는 로봇에 사용되는 로봇 회전관절 스토퍼에 관해 개시한다. 개시된 스토퍼는, 중심부에 관통공이 형성된 고리형상의 제1원주부와, 제1원주부의 내측에 몰입되어 그 제1원주부와 단차를 가지도록 형성된 제2원주부와, 제1원주부의 일측에서부터 제2원주부까지 연장되어 형성되며 제1원주부와 제2원주부가 이루는 단차를 가지는 제1걸림턱과, 제1원주부의 후면에 형성된 제3원주부와, 제3원주부상에서 그 제3원주부보다 작은 직경을 가지고 돌출되어 형성되는 제4원주부와, 제4원주부의 일측에서부터 제3원주부까지 연장되어 형성되며 제4원주부와 제3원주부가 이루는 단차를 가지는 제2걸림턱을 포함하는 것을 특징으로 한다. 따라서, 회전관절의 작업영역을 360。이상 확보할 수 있도록 할 뿐 아니라, 샤프트의 외주면에 스토퍼가 꽉 끼이는 작동불량 현상을 줄일 수 있다.

Description

로봇 회전관절 스토퍼{The stopper of robot arm}

본 고안은 로봇(robot) 회전관절이 회전되는 작업영역을 제한하는 로봇 회전관절 스토퍼에 관한 것으로서, 특히 작업영역이 360。 이상인 회전축을 가지는 로봇에 사용되는 로봇 회전관절 스토퍼에 관한 것이다.

일반적으로 산업용 로봇의 회전관절부 구조는, 도 1에 도시된 바와 같이, 동력을 발생시키는 모터(1)에 감속기(2)가 연결되어 있고, 그 감속기(2)는 하우징 본체(3) 내에 고정 설치되며, 감속기(2)의 출력측은 회전가능하게 설치된 샤프트(4)와 결합되어 있다. 또한 상기 샤프트(4)의 외주면 일측에는 그 샤프트(4)의 회전을 지지하는 복수의 베어링(5)이 설치된다.

그리고 상기 샤프트(4)의 외주면에는 외측반경방향으로 돌출된 회전스토퍼(6)가 형성되어 있고, 상기 하우징(3)의 내측벽에는 상기 회전스토퍼(6)와 동일 평면상에 고정스토퍼(7)가 형성되어 있다.

이 회전스토퍼(6) 및 고정스토퍼(7)는 로봇이 작업영역을 벗어나지 못하도록 하기 위해 설치된 제동수단이다.

이와 같은 구조에 있어서, 모터(1)의 회전력이 감속기(2)를 거쳐 샤프트(4)에 전달되면, 상기 샤프트(4)가 회전되게 되고, 이 때 상기 샤프트(4)에 형성된 회전스토퍼(6)가 같이 회전되면서, 기설정된 작업영역의 한계에 다다를 때, 그 회전스토퍼(6)가 상기 고정스토퍼(7)에 간섭되어 회전이 정지되게 된다.

그런데, 상기와 같은 종래의 스토퍼는, 도 2에 도시된 바와 같이, 회전스토퍼(6)와 고정스토퍼(7)의 두께를 최소한의 크기로하여 만들더라도 스토퍼 자체가 차지하는 공간의 각도(θ) 때문에, 상기 샤프트(4)의 회전각도는 360。를 넘을 수 없게 된다.

따라서, 도 3에 도시된 바와 같이, 샤프트가 A지점에서 B지점으로 회전하기 위해서는 도면의 반시계방향으로 긴경로를 돌아가야 되게 된다.

이는 작업시간이 길어지는 원인이 되어, 결국 작업능률이 저하되는 단점이 있다.

한편, 이와 같은 단점을 극복하기 위해, 도 4에 도시된 바와 같이, 360。 이상의 작업영역을 확보할 수 있는 스토퍼 구조가 제안된 바 있다.

도면을 참조하면, 고리형상의 환형부재(10)에 제1,2걸림부(11)(12)가 상호 대향되는 반대측을 향해 돌출 형성되어 있다.

이 환형부재(10)는 샤프트(20)에 상대회전 가능하게 삽입된다. 즉, 상기 샤프트(20)가 초기에 회전될 때는 상기 환형부재(10)가 회전되지 않고, 상기 샤프트(20)에 형성된 이동돌기(21)가 상기 제1걸림부(11)와 접촉되는 순간부터 함께 회전하게 된다. 이후, 상기 제2걸림부(12)가 하우징에 고정된 고정돌기(30)에 접촉되면, 상기 샤프트(20)는 더 이상 회전하지 못하게 되는 것이다.

그러나 이와 같은 구조의 스토퍼는 360。 이상의 회전범위를 확보하는 데는 유효하지만, 상술한 바와 같이 제1걸림부(11)가 이동돌기(21)에 간섭되어 함께 회전할 때, 스토퍼 자체의 비대칭적인 형상 때문에 구조적으로 편심회전될 가능성이 높다. 따라서 상기 환형부재(10)가 어느 한쪽으로 기울어지기 쉽게 되고, 이에 따라 상기 환형부재(10)가 샤프트(20)의 외주면에 꽉 끼일 우려가 있어, 자칫 작동불량의 원인이 되는 문제점을 갖고 있다.

따라서 본 고안은 상기의 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 로봇 회전관절의 작업영역을 360。 이상 확보하며, 동시에 작동이 원활하게 이루어질 수 있도록 그 구조가 개선된 로봇 회전관절 스토퍼를 제공하는데 목적이 있다.

도 1은 종래의 스토퍼가 채용된 로봇 회전관절의 단면도,

도 2는 도 1에 도시된 스토퍼의 단면도,

도 3은 도 1에 도시된 스토퍼의 작동예를 개략적으로 나타낸 개념도,

도 4는 종래의 다른 스토퍼 구조를 나타낸 사시도,

도 5a 및 도 5b는 본 고안의 로봇 회전관절 스토퍼 구조를 좌,우측에서 바라본 사시도,

도 6a 내지 도 9b는 본 고안의 스토퍼가 채용된 로봇 회전 관절의 작동예를 단계적으로 나타낸 개념도.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

100...스토퍼 101...제1원주부

102...제2원주부 103...제3원주부

104...제4원주부 105...제1걸림턱

106...제2걸림턱 H...나사구멍

상기의 목적을 달성하기 위한 본 고안은, 로봇 회전관절의 회전가능한 범위를 제한하는 로봇 회전관절 스토퍼에 있어서, 중심부에 관통공이 형성된 고리형상의 제1원주부와, 상기 제1원주부의 내측에 몰입되어 그 제1원주부와 단차를 가지도록 형성된 제2원주부와, 상기 제1원주부의 일측에서부터 상기 제2원주부까지 연장되어 형성되며 상기 제1원주부와 제2원주부가 이루는 단차를 가지는 제1걸림턱과, 상기 제1원주부의 후면에 형성된 제3원주부와, 상기 제3원주부상에서 그 제3원주부보다 작은 직경을 가지고 돌출되어 형성되는 제4원주부와, 상기 제4원주부의 일측에서부터 상기 제3원주부까지 연장되어 형성되며 상기 제4원주부와 제3원주부가 이루는 단차를 가지는 제2걸림턱을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제2원주부 및 제3원주부에는 고정볼트가 선택적으로 체결되는 복수의 나사구멍이 형성된다.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 고안에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 5a 및 도 5b는 본 고안에 따른 로봇 회전관절 스토퍼를 앞뒤에서 각각 바라본 사시도이다.

도면에 도시된 바와 같이 본 고안의 스토퍼는, 중심부에 관통공이 형성된 고리형상의 제1원주부(101)가 형성되고, 그 제1원주부(101)의 내측에 몰입되어 그 제1원주부(101)와 단차를 가지는 제2원주부(102)가 형성된다.

그리고, 상기 제1원주부(101)의 일측에서부터 상기 제2원주부(102)까지 연장되어, 상기 제1원주부(101)와 제2원주부(102)가 이루는 단차를 가지도록 형성된 제1걸림턱(105)이 마련된다.

한편, 상기 제1원주부(101)의 대향된 후면에는, 도 5b와 같이 제3원주부(103)가 형성되고, 상기 제3원주부(103)상에서 그 제3원주부(103)보다 작은 직경을 가진 제4원주부(104)가 돌출 형성되어 있다.

그리고, 상기 제1걸림턱(105)과 유사하게, 상기 제4원주부(104)의 일측에서부터 상기 제3원주부(103)까지 연장되어, 상기 제4원주부(104)와 제3원주부(103)가 이루는 단차를 가지도록 형성된 제2걸림턱(106)이 구비된다.

이와 같은 구조에 있어서, 본 고안에 따른 로봇 회전관절 스토퍼는 도 6a 내지 도 9b에 도시된 바와 같이 작동되게 된다.

먼저 도 6a 및 도 6b는 로봇 회전관절의 원점위치를 각각 좌측과 우측에서 나타내고 있다. 본 실시예에서는 샤프트(200)에 형성된 이동돌기(201)와 하우징(미도시)에 고정된 고정돌기(300)가 차지하는 각도가 각각 10。이며, 상기 제1,2걸림턱(105)(106)이 차지하는 각도가 각각 60。인 경우를 가정한다.

이 상태에서 상기 샤프트(200)가 도 7a 및 도 7b에 도시된 바와 같이 시계방향으로 145。를 회전하면(-145。), 상기 이동돌기(201)가 상기 제1걸림턱(105)에 접촉하게 된다. 이때부터는 도 8a 및 도 8b에 도시된 바와 같이 스토퍼(100) 전체도 상기 샤프트(200)와 함께 회전하게 된다. 이때 상기 이동돌기(201)는 제1원주부(101)의 내주면 및 제2원주부(102)의 단차면에 동시에 접촉되고, 제4원주부(104)의 외주면도 하우징에 고정된 고정돌기(300)와 접촉되므로, 스토퍼(100)는 이동돌기(201) 및 고정돌기(300)에 의해 안정되게 지지되면서 회전할 수 있다.

이후, 상기 샤프트(200)가 계속 회전하여 도 9a 및 도 9b와 같이 시계방향으로 290。를 회전하면(-290。), 상기 제2걸림턱(106)이 하우징에 고정된 고정돌기(300)에 걸리게 되어 더 이상 회전하지 못하게 된다.

이는 반대의 경우 즉, 반시계방향으로 회전될 경우에도 동일한 과정을 거치게 된다. 따라서 본 실시예에 있어서는 ±290。의 작업영역, 즉 총 580。의 작업영역을 확보할 수 있게 된다.

한편, 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 상기한 제2원주면(102) 및 제3원주면(103)에 소정간격당 나사구멍(H)을 형성시키고, 그 나사구멍(H)중 원하는 위치에 고정볼트(미도시)를 체결하여, 상기한 이동돌기(201) 및 고정돌기(300)에 그 고정볼트가 간섭되도록 함으로써, 상기 제1,2걸림턱(105)(106)에 해당되는 각도를 선택하게 할 수도 있다.

본 고안에 따른 로봇 회전관절 스토퍼는 회전관절의 작업영역을 360。이상 확보할 수 있으며, 또한 상기 스토퍼가 샤프트 뿐만 아니라 이동돌기 및 고정돌기에 의해 접촉 지지되므로, 스토퍼가 회전할 시 축방향에 대해 기울어지는 것을 억제할 수 있고, 따라서 샤프트의 외주면에 스토퍼가 꽉 끼이는 작동불량 현상을 줄일 수 있다.

Claims (2)

1. 로봇 회전관절의 회전가능한 범위를 제한하는 로봇 회전관절 스토퍼에 있어서,

   중심부에 관통공이 형성된 고리형상의 제1원주부와,

   상기 제1원주부의 내측에 몰입되어 그 제1원주부와 단차를 가지도록 형성된 제2원주부와,

   상기 제1원주부의 일측에서부터 상기 제2원주부까지 연장되어 형성되며 상기 제1원주부와 제2원주부가 이루는 단차를 가지는 제1걸림턱과,

   상기 제1원주부의 후면에 형성된 제3원주부와,

   상기 제3원주부상에서 그 제3원주부보다 작은 직경을 가지고 돌출되어 형성되는 제4원주부와,

   상기 제4원주부의 일측에서부터 상기 제3원주부까지 연장되어 형성되며 상기 제4원주부와 제3원주부가 이루는 단차를 가지는 제2걸림턱을 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇 회전관절 스토퍼.
2. 제1항에 있어서, 상기 제2원주부 및 제3원주부에 복수의 나사구멍이 형성되고, 그 나사구멍에 고정볼트가 선택적으로 체결되는 것을 특징으로 하는 로봇 회전관절 스토퍼.