KR20050086277A - 산업용 쉘프형 로봇암의 케이블 처리 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 산업용 쉘프형 다관절 로봇암의 케이블 처리구조에 관한 것이다.

이같은 본 발명은, 케이블 보호구인 스프링 재질의 탄성력을 이용하여 선회 케이싱과 제 1 암 사이의 케이블 및 케이블 보호구의 경로를 가로 막고 있는 중심축 부위를 우회하는 구조를 채택함으로써, 구동모터의 고속회전 동력을 로봇암으로 전달하여 로봇암의 구동이 이루어질 때 로봇암에 부착 및 체결된 케이블도 소정의 설정된 동작각도내에서 로봇암과 함께 고속 회전시킬 수 있도록 하고, 선회케이싱 및 제 1 암 그리고 기타의 부재와 케이블의 간섭으로 인해서 생길 수 있는 케이블 손상 및 수명 감소 등을 경감할 수 있음은 물론, 마찰에 의해 케이블에 부가될 수 있는 인장 하중을 경감하면서 선회 케이싱과 결합되는 배선고정 브라켓을 통해 케이블을 선회 케이싱의 바닥면으로부터 분리시켜 수(水) 침입 및 고임, 분진 및 이물질의 누적을 방지하는 산업용 쉘프형 다관절 로봇암의 케이블 처리 구조를 제공한다.

Description

산업용 쉘프형 로봇암의 케이블 처리 구조{Structure for internal wire of industrial shelf type robot arm}

본 발명은 산업용 쉘프형 로봇암의 케이블 처리 구조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 산업용 쉘프형 로봇암의 케이블이 케이블 보호구인 스프링의 탄성을 이용하여 소정의 곡률반경을 유지하면서 2회에 걸친 굽힘 형태로 고정하고, 소정의 설정 각도내에서 제 1 암의 회전운동이 선회 케이싱의 지지하에서 가능하도록 배선 처리하여 선회 케이싱에서 제 1 암으로 도입되는 케이블 처리에 있어서 케이블 및 케이블 보호구의 표면이 손상되는 것을 완화하고, 케이블 자체에 무리한 인장 응력이 가해지지 않도록 하는 산업용 쉘프형 로봇암의 케이블 처리구조에 관한 것이다.

종래 산업용 쉘프형 다관절 로봇암 케이블 구조는 도 1에 도시된 바와같이,

선회 케이싱(1)의 내부로 도입된 케이블(2)이 상기 선회 케이싱(1)의 일측 구멍 위에 설치된 2개의 커버(3,4)를 통해 선회 케이싱(1)의 외부로 토출된 후, 케이블 고정구(5)에 의해 선회 케이싱(1)의 외부에서 케이블 보호구(6)와 함께 고정된다.

그리고, 상기 케이블(2)은 제 1 암(7)내의 중간부위에서 케이블 보호구(6)와 함께 케이블 고정구(8)에 의해 고정되어 소정의 설정 각도내에서 선회하는 선회 케이싱(1)과 상하방향으로 회전하는 제 1 암(7)의 사이에서 처리되도록 하였다.

이때, 종래에는 제 1 암(7)과 제 2 암(9)의 사이에 케이블(2)의 도입 통로를 가로 막는 중심축이 없으므로, 상기 케이블(2)의 진출입이 용이하게 이루어지도록 하였다.

그러나, 상기의 케이블(2)은 제 1 암(7)과 제 2 암(9)의 안정적 지지 및 로봇암 가격 경쟁력 유지를 위한 고(高)가격의 축수 절감을 위해 제 1 암(7)과 제 2 암(9)의 사이에 중심축이 적용된 형태를 채용한 로봇암 구조에서는 그 적용이 불가능한 단점을 가지고 있다.

또한, 케이블 보호구(6)의 일부는 선회 케이싱(1)의 외부 및, 제 1 암(7)의 내부와 계속해서 접촉을 이루고, 고정부위 특히 선회 케이싱(1)의 외부 케이블 고정부(5)는 선회 케이싱(1)의 바닥면에 위치하므로 각종 이물질이 누적되는 문제점을 초래하게 되었다.

다시말해, 산업용 로봇암에서는 동력 및 신호 케이블(2)이 외부로부터 제 1 암(7)을 지지하는 선회 케이싱(1) 속으로 도입되지만, 이들 케이블(2)들은 우선 베이스를 통해 선회 케이싱(1)에 도입되고 있는 관계로, 상기 케이블(2)은 선회 케이싱(1)의 선회 동작에 수반하여 선회 방향으로 이동함은 물론, 제 1 암(7)의 상하동작에 수반하여 상하방향으로 이동하고, 상기 선회 케이싱(1)과 제 1 암(7)은 상호간 독립된 동작을 행하게 된다.

이에따라, 종래의 케이블(2)은 선회 케이싱(1)의 작동 및 제 1 암(7)의 작동에 지장을 주지 않도록 베이스에 고정한 후, 제 1 암(7)이 소정의 설정 각도 내에서 작동이 가능하도록 선회 케이싱(1)의 내부 또는 외부와 제 1 암(7)의 내부에서 그 고정이 일정한 길이의 여유를 유지하게 하는 조치를 취하면서 적용할 필요가 대두되었다.

그러나, 종래의 케이블 처리에서는 선회 케이싱(1) 및 제 1 암(7)의 내부에 수용된 케이블(2)이 선회 케이싱(1)의 선회 동작 및, 제 1 암(7)의 상하동작에 의해, 또는 선회 케이싱(1) 및 제 1 암(7)과의 마찰에 의해 그의 표면에 손상이 생기지 않도록 특별한 배려가 필요하지만, 단순히 케이블(2)의 표면에 원통형으로 권선된 스프링이나 플라스틱 재질의 케이블 보호구(6)를 씌우는 조치만을 취하여 케이블(2)과의 직접적인 마찰을 회피하였다.

하지만, 상기 케이블 보호구(6)에서는 여전히 직접적인 마찰이 발생하고 있어 케이블(2)의 수명에 악영향을 주고 있었다.

또한, 선회 케이싱(1) 및 제 1 암(7)의 내부에서 케이블(2)이 상기 선회 케이싱(1) 및 제 1 암(7)과 접촉되지 않는 구조를 유지할 수 있어서 마찰을 일으키지 않는 마루형 즉, 표준형과는 달리 쉘프형 로봇암에서는 케이블 보호구(6)가 선회케이싱(1)의 바닥과 계속해서 접촉되는 관계로, 상기 케이블 보호구(6)가 선회 케이싱(1)의 내부에 쌓여있거나 고여 있는 수분이나 구리스는 물론 이물질 등과 접촉하여 전기적인 장애 및 수명 저하의 문제가 발생하는 구조적인 단점을 가지게 되었다.

그리고, 상기 제 1 암(7)과 제 2 암(9)의 안정적인 지지와 대형 축수 절감용도로 도입된 중심축으로 제 1 암(7)과 제 2 암(9)의 사이를 연결한 현재의 구조에서는, 케이블(2)이 도입되는 제 1 암(7)의 입구부를 중심축이 가로 막아 케이블(2)의 도입 경로를 매우 협소하게 만들게 됨으로써, 케이블 보호구(6)와 제 1 암(7)의 입구에서는 마찰이 계속해서 발생하게 됨은 물론, 케이블 보호구(6)의 내부 케이블(2)에는 상당한 인장 응력이 발생하면서 파손 및 단선으로 진행되는 문제점을 초래할 수 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 케이블 보호구인 스프링의 탄성을 이용하여 소정의 곡률반경을 유지하면서 2회에 걸친 굽힘 형태로 고정되고, 소정의 설정 각도 내에서 제 1 암의 회전운동이 선회케이싱의 지지하에서 가능하도록 하는 개선된 케이블 처리 구조를 구성함으로써, 제 1 암에서의 케이블 및 케이블 보호구의 결합 위치에 비해 상대적으로 배선 고정브라켓이 선회 케이싱에 결합되는 위치를 높게 유지시키면서 제 1,2 암의 사이를 연결하는 중심축 부위와 케이블 및 케이블 보호구와의 접촉을 최소화시키고, 배선 고정 브라켓에 고정되는 케이블 및 케이블 보호구와 선회 케이싱 사이의 마찰 발생을 방지할 수 있도록 하는 산업용 쉘프형 로봇암의 케이블 처리 구조를 제공하려는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 제 1 암의 소정의 설정 동작영역 내에서 케이블의 경로가 반영된 오목형의 홈이 달린 유선형 구조의 선회케이싱 외형을 구성함으로써, 케이블 및 케이블 보호구가 선회 케이싱과 간섭없이 자유로이 활동할 수 있도록 하는 산업용 쉘프형 로봇암의 케이블 처리 구조를 제공하려는 것이다.

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 일실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 4는 본 발명의 일 실시예로 산업용 쉘프형 다관절 로봇암의 하방향 최대 동작 위치 상태를 보인 단면도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예로 산업용 쉘프형 다관절 로봇암의 상방향 최대 동작 위치 상태를 보인 단면도 이다.

도 6은 본 발명의 일 실시예로 산업용 쉘프형 다관절 로봇암의 구조를 보인 평면도이고, 도 7은 본 발명의 일실시예로 도 6의 확대도이며, 도 8은 본 발명의 일실시예로 도 4의 B방향에서 바라본 상세도 이다.

도 4 내지 도 8에 도시된 바와같이, 제 1 축 구동모터(21)의 제 1 축 모터샤프트에 제 1 축 감속기(22)의 입력기어(23)가 볼트 결합되고, 상기 제 1 축 감속기(22)의 출력축에 선회 케이싱(24)이 체결되며, 상기 선회 케이싱(24)에는 볼트를 통해 제 2 축 구동모터(25)가 결합되고, 상기 제 2 축 구동모터(25)의 제 2 축 모터샤프트에는 제 2 축 감속기의 입력기어가 볼트를 통해 결합되며, 상기 제 2 축 감속기의 출력축에는 볼트를 통해 제 1 암(26)이 결합되고, 로봇암 외부에서 베이스(27)로 도입된 후 선회 케이싱(24)의 내부를 통해 외부로 진출되는 케이블(28) 및 케이블 보호구(29)와 중심축(30)이 적용된 산업용 쉘프형 다관절 로봇암의 케이블 구조에 있어서,

상기 선회 케이싱(24)에서의 케이블(28) 및 케이블 보호구(29)의 결합위치를 바닥면이 아닌 바닥면에서 일정한 높이가 유지되도록 설정하며,

상기 선회 케이싱(24)의 외부와 케이블(28) 및 케이블 보호구(29)와의 직접적인 접촉이 방지되도록 제 1 암(26)의 결합 위치보다 상대적으로 높은 위치에서 케이블(28)과 케이블 보호구(29)를 선회케이싱(24)과 결합시키고,

상기 케이블 보호구(29)는 제 1 암(26)과의 간섭을 줄이면서 상기 제 1 암(26)을 관통한 케이블(28)이 중심축(30)을 우회한 후 그 통과가 이루어지도록 2회에 걸쳐 상호간 반대 방향으로 구부린 형태로 형성하며,

상기 선회 케이싱(24)은 설정된 소정의 동작영역 내에서 케이블(28)의 자유로운 회전이 보장될 수 있도록 그 외부 형상을 케이블(28)의 경로를 고려하여 오목형의 홈이 달린 유선형(A)으로 형성하고,

상기 선회 케이싱(24)에는 슬롯을 내서 케이블(28) 및 케이블 보호구(29)를 고정하는 배선고정용 새들(31)을 배선고정 브라켓(32)을 이용하여 결합 구성함을 특징으로 한다.

이와같이 구성된 본 발명의 일실시예에 대한 작용을 첨부된 도 4 내지 도 8을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 제 1 축 구동모터(21)의 제 1 축 모터샤프트에 제 1 축 감속기(22)의 입력기어(23)를 볼트로 결합한 후, 상기 제 1 축 감속기(22)의 출력축에는 선회 케이싱(24)을 체결한다.

이후, 상기 선회 케이싱(24)에는 볼트를 통해 제 2 축 구동모터(25)를 결합한 후, 상기 제 2 축 구동모터(25)의 제 2 축 모터샤프트에는 제 2 축 감속기의 입력기어를 볼트를 통해 결합한다.

이때, 상기 제 2 축 감속기의 출력축에는 제 1 암(26)과 볼트를 통해 결합되어 선회 케이싱(24)과 제 1 암(26)이 독립적으로 운동할 때 로봇암 외부에서 베이스(27)를 통해 도입된 케이블(28)이 선회 케이싱(24)으로 진입한 후 그 내부를 지나서 외부로 진출하여 제 1 암(26)으로 도입되는 경로 도중에 제 1 암(26)의 동작영역 내에서 자유로운 회전운동을 유지하도록 케이블(28) 및 케이블 보호구(29)를 배선한다.

즉, 도 4에 도시된 바와 같이 케이블 보호구(29)인 원통형태로 권선된 코일스프링의 탄성력과 선회 케이싱(24)의 외부 형태인 오목형의 홈이 달린 유선형(A) 및, 2곳의 고정위치, 즉 선회 케이싱(24)과 제 1 암(26)에서 케이블 고정 위치의 상호간 높이차를 설정하여, 제 1 암(26)의 결합 위치보다 상대적으로 선회케이싱(24)에서의 결합위치를 높게 유지한다.

이후, 배선 고정용 새들(31)을 이용하여 케이블(28)과 케이블 보호구(29)인 스프링을 제 1 암(26)의 배선 입구부에 고정한다.

그리고, 상기 제 1 암(26)과 선회 케이싱(24)을 가로 막고 있는 중심축(30)의 부위를 위쪽으로 우회하여 통과되도록 케이블(28)과 케이블 보호구(29)의 경로를 취한다.

즉, 상기 케이블 보호구(29)는 제 1 암(26)과의 간섭을 줄이면서 상기 제 1 암(26)을 관통한 케이블(28)이 중심축(30)을 우회한 후 그 통과가 이루어질 수 있도록 도 4 및 도 5에서와 같이 2회에 걸쳐 상호간 반대 방향으로 구부린 형태로 형성하여 둔다.

아울러, 상기 선회 케이싱(24)은 설정된 소정의 동작영역 내에서 케이블(28)의 자유로운 회전이 보장될 수 있도록 그 외부 형상을 케이블(28)의 경로를 고려하여 오목형의 홈이 달린 유선형(A)으로 형성하여 둔다.

이후, 상기의 형태로 중심축(30)의 부위를 통과한 배선을 배선고정 브라켓(32)의 케이블 고정부에 케이블(28)과 케이블 보호구(29)인 스프링을 배선고정용 새들(31)을 이용하여 고정시킨 후, 상기 배선고정 브라켓(32)을 선회 케이싱(24)에 결합시킨다.

여기서, 소정의 길이 여유를 고려하여 상기 배선고정 브라켓(32)의 슬롯을 이용하여 그 결합위치를 조정한다.

그러면, 도 5 내지 도 8에서와 같이, 소정의 설정 동작영역에서 케이블(28) 및 케이블보호구(29)가 선회 케이싱(24)과 마찰 및 간섭 없는 구조를 갖는 바,

구동모터의 고속회전 동력을 로봇암으로 전달하여 로봇암의 구동이 이루어질 때 로봇암에 부착 및 체결된 케이블(28)도 소정의 설정된 동작각도내에서 로봇암과 함께 고속 회전이 가능함은 물론, 상기 케이블(28)에 발생할 수도 있는 인장 및 굽힘에 의한 악영향과, 더불어 주위의 로봇암 지지부재 즉 선회케이싱(24) 및 제 1 암(26) 그리고 기타의 부재와 케이블(28)의 간섭으로 인해 생길 수 있는 상기 케이블(28)의 손상 및 수명 감소 등을 경감할 수 있는 것이다.

아울러, 본 발명의 일실시예는 종래의 로봇암 구조에서 채용되었던 것처럼 케이블(28)이 선회 케이싱(24)의 바닥면에 위치하는 형태가 아닌 선회 케이싱(24)의 바닥면과 분리된 형태인 바,

상기 선회 케이싱(24)과 제 1 암(26)이 독립적으로 운동할 때 로봇암 외부에서 베이스(27)를 통해 도입된 케이블(28)이 선회 케이싱(24)으로 진입한 후 그 내부를 지나 외부로 진출할 때, 상기 케이블(28)은 제 1 암(26)으로 도입되는 경로 도중에 제 1 암(26)의 동작영역 내에서 자유로운 회전운동을 한다.

이때, 상기 케이블(28) 및 케이블 보호구(29)는 주변부와의 마찰은 물론, 케이블(28)에 부가되는 인장력 등의 악영향을 줄일 수 있고, 분진의 누적은 물론 수(水) 침입과 고임 및 이물질의 악영향으로부터 자유로운 형태를 유지할 수 있게 되는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 케이블 보호구인 스프링 재질의 탄성력을 이용하여 선회 케이싱과 제 1 암 사이의 케이블 및 케이블 보호구의 경로를 가로 막고 있는 중심축 부위를 우회하는 구조를 채택함으로써, 케이블과 제 1 암의 마찰을 줄이고, 상기 마찰에 의해 케이블에 부가될 수 있는 인장 하중을 경감할 수 있음은 물론, 고정위치의 상호간 높이차를 고려하여 소정의 설정된 동작영역 내에서 케이블과 선회 케이싱의 마찰을 방지하고, 더불어 선회 케이싱으로 결합되는 배선고정 브라켓을 통해 케이블을 선회 케이싱의 바닥면으로부터 분리시켜 수(水) 침입 및 고임, 분진 및 이물질의 누적을 방지하는 효과를 제공한다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

도 1은 종래 산업용 쉘프형 다관절 로봇암의 단면도.

도 2는 종래 산업용 쉘프형 다관절 로봇암의 외형을 보인 평면도.

도 3은 종래 산업용 쉘프형 다관절 로봇암의 외형을 보인 측면도.

도 4는 본 발명의 일 실시예로 산업용 쉘프형 다관절 로봇암의 하방향 최대 동작 위치 상태를 보인 단면도.

도 5는 본 발명의 일 실시예로 산업용 쉘프형 다관절 로봇암의 상방향 최대 동작 위치 상태를 보인 단면도.

도 6은 본 발명의 일 실시예로 산업용 쉘프형 다관절 로봇암의 구조를 보인 평면도.

도 7은 본 발명의 일실시예로 도 6의 확대 상세도.

도 8은 본 발명의 일실시예로 도 4의 B방향에서 바라본 상세도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

21; 제 1 축 구동모터 22; 제 1 축 감속기

23; 입력기어 24; 선회 케이싱

25; 제 2 축 구동모터 26; 제 1 암

27; 베이스 28; 케이블

29; 케이블 보호구 30; 중심축

31; 배선고정용 새들 32; 배선고정 브라켓

Claims (1)

1. 제 1 축 구동모터의 제 1 축 모터샤프트에 제 1 축 감속기의 입력기어가 볼트 결합되고, 상기 제 1 축 감속기의 출력축에 선회 케이싱이 체결되며, 상기 선회 케이싱에는 볼트를 통해 제 2 축 구동모터가 결합되고, 상기 제 2 축 구동모터의 제 2 축 모터샤프트에는 제 2 축 감속기의 입력기어가 볼트를 통해 결합되며, 상기 제 2 축 감속기의 출력축에는 볼트를 통해 제 1 암이 결합되고, 로봇암 외부에서 베이스로 도입된 후 선회 케이싱의 내부를 통해 외부로 진출되는 케이블 및 케이블 보호구와 중심축이 적용된 산업용 쉘프형 다관절 로봇암의 케이블 구조에 있어서,

   상기 선회 케이싱에서의 케이블 및 케이블 보호구의 결합위치를 바닥면이 아닌 바닥면에서 일정한 높이가 유지되도록 설정하며,

   상기 케이블과 케이블 보호구는 선회케이싱 외부와의 직접적인 접촉이 방지되도록 제 1 암의 결합위치보다 상대적으로 높은 위치에서 선회케이싱과 결합시키고,

   상기 케이블 보호구는 제 1 암과의 간섭을 줄이면서 상기 제 1 암을 관통한 케이블이 중심축을 우회한 후 그 통과가 이루어지도록 2회에 걸쳐 상호간 반대 방향으로 구부린 형태로 형성하며,

   상기 선회 케이싱은 설정된 소정의 동작영역내에서 케이블의 자유로운 회전이 보장되도록 그 외부 형상을 케이블의 경로를 고려하여 오목형의 홈이 달린 유선형으로 형성하고,

   상기 선회 케이싱에는 슬롯을 내서 케이블 및 케이블 보호구를 고정하는 배선고정용 새들을 배선고정 브라켓을 이용하여 결합 구성함을 특징으로 하는 산업용 쉘프형 다관절 로봇암의 케이블 처리 구조.