KR200410088Y1 - 주사기를 이용한 학습용 다관절 로봇팔 - Google Patents

Abstract

본 고안은 주사기를 이용한 다관절 로봇팔에 관한 것이다.

초.중등학생들이 로봇의 작동원리, 특히 기계적인 작동의 원리 혹은 다른 여러 가지 구동부의 원리를 손쉽게 이해할 수 있고 특히 직접 제작하여 작동하면서 과학의 상식을 얻기 위한 구조물이 거의 없는 것이 현실이다.

몇 가지 조립식 블록구조가 있으나 정확한 공기압력에 따른 힘의 세기를 조절하거나 제작과 사용이 용이한 구조는 흔치 않다.

본 고안자는 도 1에 도시하듯이 2개의 주사기를 이용하여 핸들부의 상면에 공압조절주사기를 고정하고, 이 공압조절주사기의 배출부와 주사기로 구성된 액튜에이터실린더의 주입부를 연결하여, 포크에 의한 물건의 파지가 가능한 로봇팔을 개발하였다. 이 로봇팔에 의하여 초.중등학생의 유공압 작동원리 등을 손쉽게 이해시킬 수 있는 장점은 있으나, 보다 정교하고 복잡한 실물에 가까운 동작의 이해에는 어려움이 있었다.

이에 본 고안은 마스타부 자체도 적절한 회전운동이 임의로 조절가능하도록 하는 다관절 형태의 로봇팔을 개발하였다.

Description

주사기를 이용한 학습용 다관절 로봇팔{Robot arm using the injector for the students}

도 1 은 본 고안자의 종래 로봇팔의 전체적인 구성을 도시한 사시도,

도 2 는 본 고안의 전체 구성을 보여주는 사시도,

도 3 은 본 고안의 측면도,

도 4 는 본 고안의 마스타부가 회전작동하는 상태의 측면도,

도 5 는 본 고안의 포크가 물건을 파지한 상태의 측면도임.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1:상면 2,3:좌.우마스타 5:전방부 6:핸들몸체 7:피봇부 10:1차유공압조절주사기 11:배출부 12:도관 13:2차유공압조절주사기 14:피스톤축 15:피봇부 16:액튜에이터실린더 17:주입부 19:연통도관 20:마스타조절 주사기 21:보조링크 22:피봇핀 24:보조링크

본 고안은 주사기를 이용한 로봇팔에 관한 것이다.

초.중등학생들이 로봇의 작동원리, 특히 기계적인 작동의 원리 혹은 다른 여러가지 구동부의 원리를 손쉽게 이해할 수 있고 특히 직접 제작하여 작동하면서 과학의 상식을 얻기 위한 구조물이 거의 없는 것이 현실이다.

몇 가지 조립식 블록구조가 있으나 정확한 공기압력에 따른 힘의 세기를 조절하거나 제작과 사용이 용이한 구조는 흔치 않다. 이러한 단점을 개선하고자 본 고안자는 도1에 도시하듯이 시중에서 흔히 구할 수 있는 주사기와 합성수지 혹은 다른 목재와 같은 박판 판넬을 이용하여 주사기의 진.출입 동작으로 공압이 전달되면서 로봇팔과 같은 구조의 작동이 가능한 고안을 개발하였다.

이러한 개발로 초.중등학생들이 보다 손쉽게 유.공압의 작동원리의 이해와 로봇팔의 작동원리를 이해할 수 있게 되었지만 보다 정밀하고 로봇팔의 동작범위가 보다 넓은 구조가 요구되어 왔다.

본 고안은 시중에 흔히 분포되어있는 주사기를 이용하여 공압의 조절과 그에 따른 로봇팔의 작동을 직접 제작 관찰할 수 있는 로봇팔 구조를 제공하고자 한다.

본 고안은 특히 주사기의 눈금을 이용하여 공급되는 공압력에 따른 압력의 차이를 직접 육안으로 관찰가능하게 한 로봇팔을 제공하고자 한다.

본 고안은 특히 마스타부 자체의 회전을 임의로 조절 가능하게 하면서 포크의 파지기능을 겸비토록 하여 보다 정밀한 로봇팔의 작동을 이해할 수 있도록 하였다.

본 고안은 주사기를 이용한 학습용 다관절 로봇팔에 관한 것이다.

본 고안은 특히 일반 주사기를 서로 이어주어 유.공압에 의한 피스톤기능을 눈으로 확인할 수 있고, 눈금 표시부에 의하여 현재의 압력변화와 그에 따른 로봇팔의 변화상태를 직업 육안 관찰 가능한 로봇의 아암부와 동일한 구조의 로봇팔에 관한 것이다.

본 고안은 마스타와 아암부 등의 구성요소를 목재, 합성수지판, 경질발포수지 혹은 판지 등의 재료를 이용하여 초.중등학생들이 직접 조립 구성할 수 있고, 직접 작동가능한 로봇팔을 제공하고자 한다.

본 고안은 마스타부의 포크 기능과 함께 마스타부의 회전기능을 겸비토록 하여 효율적인 조립식 학습용 로봇팔의 기능을 구현하고자 한다.

이하 본 고안의 대표적인 실시 예를 첨부한 도면에 의하여 설명한다.

본 고안의 전체적인 구성을 도 2 는 본 고안의 전체 구성을 보여주는 사시도이고, 도 3 은 본 고안의 측면도이며, 도 4 는 본 고안의 마스타부가 회전 작동하는 상태의 측면도이고, 도 5 는 본 고안의 포크가 물건을 파지한 상태의 측면도임이다.

본 고안은 상면(1)이 평면상태이며, 전방이 2분되어진 좌.우마스타(2)(3) 그리고 좌.우마스타(2)(3)의 2분되어진 전방부(5)와 핸들몸체(6)간에는 회전가능한 피봇부(7)을 형성한 핸들부,

상기한 핸들부의 상면(1)의 후방에 눈금이 있는 1차유공압조절주사기(10)를 고정하고, 이 유공압조절주사기의 배출부(11)에는 연질의 도관(12)의 일단을 연결하고 도관의 타단은 또다른 2차유공압조절주사기(13)를 연통하도록 설치하며, 이 2차유공압조절주사기(13)의 피스톤축(14)의 선단에는 피봇부(15)를 설치하여 마스타부에 수직 고정되어진 액튜에이터실린더(16)의 주입부(17)에 연통하여 유공압이 전달가능하도록하며, 상기한 액튜에이터실린더(16)는 연질의 연통도관(19)에 의하여 연결된 마스타조절 주사기(20)와 연결되어져 상기한 연통도관으로 유공압을 전달가능하도록 설치한 공압조절부,

상기한 핸들부의 좌마스타(2)에 상기한 공압조절부의 액튜에이터실린더(16)를 중심으로 서로 대칭이 되도록 보조링크(21)를 피봇핀(22)으로 고정하고, 이 보조링크의 하단부는 또 다른 피봇핀(23)에 의하여 좌측포크(24)와 연결하며, 우측마스타(3)에도 좌측마스타와 동일한 형태로 보조링크(24)와 피봇핀(25) 그리고 우측포크(26)를 연결한 아암부로 구성되는 주사기를 이용한 학습용 다관절 로봇팔에 관한 것이다.

본 고안에서 유.공압조절주사기란 시중문방구와 같은 곳에서 흔히 구할 수 있는 눈금이 있는 주사기이다. 그리고 도관 역시 연질의 도관으로 밀폐성만 보장되는 것이라면 어떠한 것이라도 사용가능하다.

본 고안의 또 다른 특징으로는 유.공압조절부의 공압조절주사기(10)와 액튜에이터실린더(16)의 표면에 육안으로 식별 가능한 눈금(25)이 설치되어 있어 주사기와 실린더내의 피스톤 승하강이 서로 비례적으로 변화하는 것을 육안관찰 가능하게 한 것이다.

따라서 초.중등학생이 공압조절주사기의 피스톤을 작동하면 이곳의 눈금의 변화를 직접 육안을 관찰하면서 그 변화에 따른 마스타의 작동 그리고 포크부의 작동을 이해하여 유공압전달 구조에 대한 손쉬운 이해가 가능하게 되었다.

따라서 작동하는 학생들은 공압조절주사기의 피스톤의 승.하강에 따른 아암부의 물건 파지압력, 물건을 집어 올릴 수 있는 중량의 측정이 가능하게 된다. 따라서 로봇팔의 조작과 함께 유공압장치의 원리를 손쉽게 이해할 수 있다.

본 고안의 또 다른 특징으로는 이러한 모든 구조물이 피봇부를 볼트 너트에 의한 체결구조로 구성한 것이다. 이는 구조 전체를 볼트 너트의 조임과 해체 동작으로 임의로 조립과 해체가 가능하도록 하여 학습현장에서 학생들이 직접 조립이 가능하며, 조립결과에 따른 작동의 원활성을 체크할 수 있는 것이다.

이상 본 고안은 시중에서 흔히 구입가능한 학습용 주사기를 이용하여 주시기의 피스톤만 승.하강 하게 되면 피봇핀을 중심으로 포크가 개방, 폐쇄작동이 되며, 그에 따른 중량물의 파지와 해체를 경험할 수 있다. 이러한 동작으로 초.중등학생은 일반적인 기계에서 널리 이용되는 유압, 공압의 작동 원리를 직접 체험할 수 있으며, 주사기의 눈금에 따른 압력의 정도에 따른 압력변화도 체험하게 된다.

본 고안은 특히 포크부의 견인기능과 함께 마스타부 전체의 각도 회전이 가능하여 보다 효율적인 기능을 구현하므로서 학습용으로 효과적인 이용이 가능하다.

Claims (1)

1. 상면(1)이 평면상태이며, 전방이 2분되어진 좌.우마스타(2)(3) 그리고 좌.우마스타(2)(3)의 2분되어진 전방부(5)와 핸들몸체(6)간에는 회전가능한 피봇부(7)을 형성한 핸들부,

   상기한 핸들부의 상면(1)의 후방에 눈금이 있는 1차유공압조절주사기(10)를 고정하고, 이 유공압조절주사기의 배출부(11)에는 연질의 도관(12)의 일단을 연결하고 도관의 타단은 또다른 2차유공압조절주사기(13)를 연통하도록 설치하며, 이 2차유공압조절주사기(13)의 피스톤축(14)의 선단에는 피봇부(15)를 설치하여 마스타부에 수직 고정되어진 액튜에이터실린더(16)의 주입부(17)에 연통하여 유공압이 전달가능하도록하며, 상기한 액튜에이터실린더(16)는 연질의 연통도관(19)에 의하여 연결된 마스타조절 주사기(20)와 연결되어져 상기한 연통도관으로 유공압을 전달가능하도록 설치한 공압조절부,

   상기한 핸들부의 좌마스타(2)에 상기한 공압조절부의 액튜에이터실린더(16)를 중심으로 서로 대칭이 되도록 보조링크(21)를 피봇핀(22)으로 고정하고, 이 보조링크의 하단부는 또 다른 피봇핀(23)에 의하여 좌측포크(24)와 연결하며, 우측마스타(3)에도 좌측마스타와 동일한 형태로 보조링크(24)와 피봇핀(25) 그리고 우측포크(26)를 연결한 아암부로 구성되는 주사기를 이용한 학습용 다관절 로봇팔.

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