KR20080063710A

KR20080063710A - 전동 그리퍼

Info

Publication number: KR20080063710A
Application number: KR1020070137768A
Authority: KR
Inventors: 쥬이-밍 후앙
Original assignee: 홀드 웰 인더스트리얼 컴퍼니 리미티드
Priority date: 2007-01-02
Filing date: 2007-12-26
Publication date: 2008-07-07
Also published as: TWI324546B; KR100910872B1; TW200829370A; US8052130B2; US20080157454A1; DE102008003125B4; DE102008003125A1

Abstract

본 발명은 전동 그리퍼로 파지장치와 구동장치를 포함한다. 상기 파지장치는 길이방향을 따라 연장된 베이스와 이 베이스 위에 설치되어 상대적으로 이동하는 제1파지대와 제2파지대를 포함한다. 상기 구동장치는 전력으로 움직이는 동력원과 길이방향을 따라 연장된 구동막대를 포함하는데, 이 구동막대는 동력원과 연결되며, 제1파지대 또는 제2파지대와 연결되고, 상기 동력원은 구동막대를 통해 상기 제1,2파지대를 대향되게 이동시킨다. 이로써 상기 동력원을 통해 제2파지대를 구동하여 위치이동을 발생시키고 나아가 상기 제2파지대와 제1파지대를 통제하여 물품을 견고하게 잡거나 혹은 물품을 놓아주는 작업을 하게 되어 작업속도가 수동조작보다 빠르고 자동화 제어의 작업수요에도 부합된다.

그리퍼, 파지장치, 구동장치, 제어장치, 감속기, 기어, 탄성부품

Description

전동 그리퍼{electromotive gripper}

본 발명은 물품을 잡는 그리퍼에 관한 것으로, 특히 자동으로 공장 작업공정을 통제하는 전동 그리퍼에 관한 것이다.

도 1에서 예시하는 것은 일반적인 그리퍼(100) 구조인데, 이 그리퍼(100)는 제1파지대(11), 이 제1파지대(11)와 대응하여 미끄럼 이동하는 제2파지대(12), 이 제2파지대(12)에 연결된 나선막대(13) 및 이 나선막대(13)에 연결되는 조작핸들(14)을 포함한다.

사용자는 상기 조작핸들(14)을 잡고 상기 나선막대(13)를 회전시켜 제2파지대(12)가 미끄럼 이동하게 하여 물품을 잡거나 놓는 작업을 진행하게 된다.

그러나 공장 작업공정에서 이러한 그리퍼(100)의 수동 조작방식은 자동화 수요에 부합되지 못하며, 기계팔 등 자동화 설비에 배합하여 작동시키는 경우에 수동조작은 그 속도가 너무 느리고 안정적이지 못하며 인력의 수요도 많이 드는 결점을 가지고 있다.

따라서 본 발명의 목적은 동력원 구동을 채용하여 자동화 제어와 배합해 사용할 수 있는 전동 그리퍼를 제공하는 데 있다.

따라서 본 발명의 전동 그리퍼는 파지장치와 구동장치를 포함한다.

상기 파지장치는 길이방향을 따라 연장된 베이스와 이 베이스 위에 설치되며 상대적으로 이동하는 제1파지대와 제2파지대를 포함한다.

상기 구동장치는 전력으로 움직이는 동력원과 길이방향을 따라 연장된 구동막대를 포함하는데, 상기 구동막대는 동력원과 연결되며, 제1파지대 또는 제2파지대와 연결되고, 상기 동력원은 구동막대를 통해 상기 제1,2파지대를 대향되게 이동시킨다.

본 발명의 효과는 동력원을 통해 제2파지대를 구동하여 위치이동을 발생시키고 나아가 제2파지대와 제1파지대를 통제하여 물품을 견고하게 잡거나 혹은 물품을 놓아주는 작업을 하게 되어 작업속도가 수동조작보다 빠르고 자동화 제어의 작업수요에도 부합되게 하는데 있다.

본 발명의 전술한 내용과 기타 기술내용, 특징 및 효과를 아래 도면과 배합해 자세히 설명하기로 한다.

도 2에서 예시한 것은 본 발명인 전동 그리퍼(200)의 구체적인 실시예로 파지장치(20), 구동장치(30) 및 제어장치(40)를 포함한다.

상기 파지장치(20)는 길이방향(X)을 따라 연장된 베이스(21)와 이 베이스(21) 위에 설치되는 제1파지대(22)와 상기 베이스(21)에 설치되어 미끄럼 이동하는 제2파지대(23)를 포함한다.

상기 베이스(21)는 길이방향(X)을 따라 연장되는 두 개의 직립벽(211), 상기 직립벽(221) 사이에 위치하며 길이방향(X)을 따라 연장되는 용치실(212), 및 상기 용치실(212) 양측에 형성되는 두 개의 직립벽(211)에 각각 형성되어 상기 길이방향(X)을 따라 연장되는 미끄럼 도랑(213)을 가지고 있다.

상기 제1파지대(22)는 직립벽(211)에 고정된다. 상기 제2파지대(23)는 직립벽(212) 사이에서 미끄럼 이동이 가능하게 설치되며, 상기 제2파지대(23)는 용치실(212)에 위치하며 미끄럼 도랑(213)과 결합하는 미끄럼 편(231), 길이방향(X)으로 상기 미끄럼 편(231)에 뚫고 설치되는 나선구멍(232) 및 상기 미끄럼 편(231)에 설치되며 제1파지대(22)에 대응되는 파지편(233)을 가지고 있다.

도 2, 3, 4에서 예시한 대로 상기 구동장치(30)는 전력으로 움직이는 동력원(32)과 길이방향(X)을 따라 연장되며 용치실(212)에 설치되는 구동막대(33), 상기 동력원(32)에 연결되는 감속모듈(34), 상기 감속모듈(34)에 연결되는 구동부품(35), 상기 구동막대(33)에 설치되며 상기 구동부품(35)에 연결되는 배력부품(36) 및 도우넛형 탄성부품(37)을 가진다.

상기 동력원(32)은 동작에너지를 공급하며 구동막대(33)를 통해 제2파지 대(23)가 제1파지대(22)를 향해 이동시키는데, 본 실시예 중에서 상기 동력원(32)은 모터를 채용하며, 실제 제조시 전자기어장치, 압전기어장치 및 기타 전력회전부품을 사용해도 된다.

상기 구동막대(33)의 한쪽 단은 배력부품(36),구동부품(35)을 통해 감속모듈(34)에 연결되고, 반대편의 한쪽 단은 제2파지대(23)의 나선구멍(232)에 뚫고 들어가 결합된다.

상기 감속모듈(34)은 동력원(32)에 연결되는 감속기(341), 이 감속기(341)에 연결되는 작은 기어(342)와 이 작은 기어(342)와 구동부품(35) 사이에 연결되는 큰 기어(343)를 가진다.

상기 구동부품(35)은 외부 환 덮개(351), 이 외부 환 덮개(351)의 중간에 나사결합되며 상기 큰 기어(343)와 연결되는 나선막대(352), 상기 나선막대(352)의 외부 주변에 돌출되게 설치되며 상기 외부 환 덮개(351)의 내부 둘레면에 맞물리게 결합하는 롤러(353) 및 이 롤러(353)에 설치되어 외부 환 덮개를 저항할 수 있는 힘을 제공하는 탄성부품(354)을 가지는데, 상기 외부 환 덮개(351)의 한쪽 단은 길이방향(X)을 따라 이동하며 상기 구동막대(33)에 연결되며, 반대편의 한쪽 단은 도우넛형 탄성부품(37)에 맞대게 된다.

상기 배력부품(36)은 구동막대(33)에 씌워져 설치되며, 이 구동막대(33)에 맞대고 있는 전방 밀대편(361), 상기 외부 환 덮개(351)에 맞대고 있는 후방 밀대편(362), 상기 전후방 밀대편(361,362)의 사이에 연결되는 배력 팔 부품(363), 상기 나선막대(352)에 맞대어 후방 밀대편(362)을 뚫고 들어가는 배력 밀대(364), 상 기 전후방 밀대편(361,362)에 직렬로 연접되며 동일한 각도 분포를 나타내는 다수의 긴 나선마개(365) 및 상기 긴 나선마개(365)에 씌워져 설치되며 상기 전후방 밀대편(361,362)이 서로 접근되게 하는 힘을 제공하는 탄성부품(366)을 가진다.

상기 배력 팔 부품(363)은 서로 저촉되며 하나의 협각(끼인각)을 이루는 조각체로 조립되며, 상기 배력 밀대(364)는 배력 팔 부품(363)으로 향하게 하여 이 배력 팔 부품(363)이 전후방 밀대편(361,362)을 밀어 앞과 뒤를 향해 밀려지게 한다.

상기 도우넛형 탄성부품(37)은 길이방향(X)을 따라 상기 배력부품(36)과 상기 구동부품(35)의 외부 환 덮개(351) 사이에 설치되며, 상기 외부 환 덮개(351)에게 후방 밀대편(362)을 맞대게 하는 힘을 제공한다.

상기 제어장치(40)는 동력원(32)에 연접되는 통제기(41), 제1검측기(42)와 제2검측기(43)를 포함한다. 상기 통제기(41)는 동력원(32)이 회전방향과 속도전환을 하게 통제하는 데 쓰이며, 상기 제1,2검측기(42,43)와 배합해 그리퍼(200)의 작업상태를 판단하며 나아가 상기 동력원(32)을 정지, 등속회전, 정방향 회전, 역방향 회전 등 작업을 하게 한다.

상기 제1검측기(42)는 길이방향(X)을 따라 구동부품(35)의 나선막대(352)의 말단에 대응되며, 상기 제2검측기(43)는 베이스(21)의 직립벽(211)에 뚫고 설치되며 동시에 용치실(212)을 향하고 있어 제2파지대(23)에 대응되며, 상기 제1,2검측기(42,43)는 상기 나선막대(352)와 제2파지대(23)의 접근이 멀어짐에 따라 각기 다른 검측신호를 내보내어 검측신호가 상기 통제기(41)에 전달되도록 한다.

도 2, 3, 4, 5에서 예시한 대로 본 발명의 그리퍼(200)의 사용상황을 설명하면, 제2파지대(23)와 제1파지대(22) 사이에 파지가 진행되지 않을 때(도 5를 참고), 동력원(32)이 작동을 시작하여 큰 기어(343)가 나선막대(352)를 회전하고, 나선막대(352)가 회전할 때 롤러(353)와 외부 환 덮개(351)의 맞물림이 외부 환 덮개(351)를 동시에 회전시키고, 또 외부 환 덮개(351)와 구동막대(33)가 나선마개(301)와 긴 뚫음구멍(302)의 구조로 연결되어 있어 이 둘이 동시에 운동하며 따라서 상기 구동막대(33)가 동력원(32)의 운전을 따라 지속적으로 제2파지대(23)를 움직여 이동을 진행한다.

상기 제2파지대(23)와 제1파지대(22) 사이가 점차 가까워지고 파지동작을 실행할 때(도 3,4에서 예시한 것은 양자가 접촉 혹은 중간에 가공물이 있는 경우임),

상기 나선막대(352)가 먼저 지속적으로 회전하여 순서대로 상기 롤러(353)를 밀어 외부 환 덮개(351)와의 맞물림 상태를 벗어나게 하며 배력 밀대(364)를 앞으로 밀고 배력팔 부품(363)이 밀려져 벌리게 되며 전후방 밀대편(361,362)을 앞뒤 방향으로 이동하게 힘을 가하며, 이때 후방 밀대편(362)이 파지하는 힘을 외부 환 덮개(351)로 반대로 보내며 이로써 외부 환 덮개(351)가 도우넛형 탄성부품(37)을 압축하게 되고 동시에 나선막대(352)가 계속하여 앞을 향해 접근되어 제1검측기(42)의 검측신호가 나선막대(352)가 멀어지는 것을 검측하고 통제기(41)가 이미 파지상태에 도달했음을 판단하며, 이때 상기 통제기(41)가 예정된 회전수 비율에 따라 동력원(32)이 계속 나선막대(352)를 몇 바퀴 회전시킬지 통제하며, 이로써 예정된 파지력을 형성하고 다시 나선막대(352)의 회전을 정지하여 파지한 상태를 유 지하는 기능에 도달하고 나선막대(352)가 다시 회전하여 느슨하게 하는 동작을 진행하여 이전의 상태로 회복된다.　

한편 상기 제2파지대(23)와 제1파지대(22)가 서로 멀어질 때 제1검측기(43)로 제2파지대(23)가 처음 위치까지 후퇴되었음을 판단하고 제2파지대(23)가 제1검측기(42)의 검측범위까지 후퇴되었을 때 상기 통제기(41)는 즉시 동력원(32)의 회전을 정지시킨다.

간단히 말해서 상기 제2파지대(23)는 순서대로 동력원(32), 구동부품(35), 구동막대(33)의 연속적인 동작으로 미끄럼 이동을 발생하고, 상기 제2파지대(23)와 제1파지대(22) 사이에 파지가 시작될 때 그 파지력이 순서대로 제2파지대(23), 구동막대(33), 배력부품(35)으로부터 구동부품(35)으로 반대로 보내지게 하며 동시에 도우넛형 탄성부품(37)이 압축을 받게 하고, 상기 제1,2검측기(42,43)가 수시로 파지상태를 검측하여 다시 통제기(41)를 통해 다른 단계의 동력원(32) 통제작업을 진행한다.

도 6에서 나타낸 것처럼, 상술한 구조로 제2파지대(23)에 이동을 발생시키고 나아가 이 제2파지대(23)와 제1파지대(22)를 통제하여 물품을 끼우거나 느슨하게 하는 작업을 완성함을 알 수 있었다.

본 발명의 전동 그리퍼(200)의 작동속도는 수동조작보다 빠르며 또한 본 발명은 쉽게 자동으로 작업을 통제할 수 있어 다수의 집중통제가 가능하여 하나의 그리퍼 통제시스템을 형성하거나 혹은 다수가 서로 연결될 때 그중 하나가 통제하여 기타 전동 그리퍼(200)를 명령하여 동시적으로 작동시켜 고도의 자동화 통제의 작 업수요에 도달하며 이로써 본 발명의 사용수요와 목적을 충분히 만족시킨다.

도 1은 종래의 그리퍼를 나타낸 사시도.

도 2는 본 발명의 전동 그리퍼를 나타낸 분해사시도.

도 3은 본 발명의 전동 그리퍼의 평면도로서, 각 장치의 조립과 제2파지대와 제1파지대가 긴밀하게 끼워진 상태의 국부 단면도.

도 4는 본 발명의 전동 그리퍼의 측면도로서, 제2파지대와 제1파지대가 긴밀하게 끼워진 상태의 국부 단면도.

도 5는 본 발명의 전동 그리퍼의 측면도로서, 제2파지대와 제1파지대가 느슨해진 상태의 국부 단면도.

도 6은 본 발명의 전동 그리퍼 다수를 이용한 그리퍼 통제시스템을 조립상태도.

** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 **

200：전동 그리퍼 20：파지장치

21：베이스 211：직립벽

212：용치실 213：미끄럼 도랑

22：제1파지대 23：제2파지대

231：미끄럼 편 232：나선구멍

233：파지편 30：구동장치

32：동력원 33：구동막대

34：감속모듈 341：감속기

342：작은 기어 343：큰 기어

35：구동부품 351：외부 환 덮개

352：나선막대 353：롤러

354：탄성부품 36：배력부품

361：전방 밀대편 362：후방 밀대편

363：배력 팔 부품 364：배력 밀대

365：긴 나선마개 366：탄성부품

37：도우넛형 탄성부품 301：나선마개

302：긴 뚫음 구멍 40：제어장치

41：통제기 42：제1검측기

43：제2검측기 X：길이방향

Claims

파지장치(20)와 구동장치(30)를 포함하되, 상기 파지장치는 길이방향을 따라 연장된 베이스(21)와 이 베이스 위에 설치되어 상대적으로 이동하는 제1파지대(22)와 제2파지대(23)를 포함하며, 상기 구동장치는 전력을 사용하는 동력원(32)과 길이방향을 따라 연장되는 구동막대(33)를 포함하며, 상기 구동막대는 동력원과 연결되며, 제1파지대 또는 제2파지대와 연결되고, 상기 동력원은 상기 구동막대를 통해 상기 제1,2파지대를 대향되게 이동시키는 것을 특징으로 하는 전동 그리퍼.
제1항에 있어서, 상기 파지장치의 베이스는 길이방향을 따라 연장되는 두 개의 직립벽(211)과, 상기 직립벽 사이에 위치하며 긴 방향을 따라 연장되는 용치실(212)을 가지는데, 상기 제1파지대는 상기 직립벽에 고정되며, 상기 제2파지대는 직립벽에서 미끄럼 이동되고 상기 구동막대는 상기 용치실에 설치되며 제2파지대에 연결되는 것을 특징으로 하는 전동 그리퍼.
제2항에 있어서, 상기 베이스는 상기 용치실 양측의 직립벽에 길이방향을 따라 연장되는 미끄럼 도랑(213)이 형성되며, 상기 제2파지대는 용치실 중에 위치하여 상기 미끄럼 도랑의 미끄럼 편(231)과 결합되며, 상기 구동막대는 길이방향을 따라 상기 미끄럼 편에 뚫고 들어가는 나선구멍(232)에 설치되며 이 구동막대의 한쪽 단은 동력원에 연결되고 반대편의 한쪽 단은 제2파지대(23)의 나선구멍(232)에 뚫고 들어가 나사로 결합되는 것을 특징으로 하는 전동 그리퍼.
제1항에 있어서, 상기 구동장치의 동력원은 모터, 전자기어장치 또는 압전기어장치인 것을 특징으로 하는 전동 그리퍼.
제1항에 있어서, 상기 구동장치는 동력원과 구동막대에 연결되는 감속모듈(34)을 포함하는 것을 특징으로 하는 전동 그리퍼.
제5항에 있어서, 상기 감속모듈은 동력원에 연결되는 감속기(341), 이 감속기에 연결되는 작은 기어(342), 이 작은 기어와 구동막대에 사이에 연결되는 큰 기어(343)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동 그리퍼.
제1항에 있어서, 상기 구동장치는 동력원과 구동막대 사이에 연결되는 구동부품을 포함하는데, 상기 구동부품은 길이방향을 따라 이동하며 구동막대에 연결되는 외부 환 덮개(351), 상기 외부 환 덮개 중간에 나사로 결합되며 동력원에 연동되는 나선막대(352), 상기 나선막대의 외부주변에 돌출되게 연결되며 외부 환 덮개의 내부 둘레면에 연결되는 롤러(353), 및 이 롤러에 설치되어 상기 외부 환 덮개를 저항할 수 있는 힘을 제공하는 탄성부품(354)을 포함하는 전동 그리퍼.
제7항에 있어서, 상기 구동장치는 구동부품(35)과 구동막대(33) 사이에 설치 되는 배력부품(361)을 포함하는데, 상기 배력부품은 구동막대에 맞대고 있는 전방 밀대편(361), 상기 외부환 덮개에 맞대고 있는 후방 밀대편(362), 상기 전후방 밀대편(361,362)의 사이에 연결되는 배력 팔 부품(363), 상기 나선막대에 맞대어 후방 밀대편을 뚫고 들어가는 배력 밀대(364), 상기 전후방 밀대편(361,362)이 서로 접근되게 하는 힘을 제공하는 탄성부품(366)을 가지며, 상기 배력 밀대는 배력 팔 부품으로 향하게 하여 이 배력 팔 부품이 전후방 밀대편(361,362)에 힘을 가해 밀려지게 하는 것을 특징으로 하는 전동 그리퍼.
제8항에 있어서, 상기 구동장치는 도우넛형 탄성부품(37)을 포함하는데, 이 도우넛형 탄성부품은 길이방향을 따라 배력부품(361)과 구동부품(35)의 외부 환 덮개(351)의 사이에 설치되며 상기 외부 환 덮개에게 후방 밀대편(362)과 맞대게 하는 힘을 제공하는 것을 특징으로 하는 전동 그리퍼.
제1항에 있어서, 상기 동력원은 모터이며, 상기 구동장치는 상기 모터와 서로 연결되는 구동부품(35), 이 구동부품과 구동막대(33) 사이에 설치되는 배력부품(36)을 가지는데, 상기 제2파지대는 순서대로 모터, 구동부품, 구동막대의 연속적인 동작으로 미끄럼 이동하며, 상기 제2파지대와 제1파지대 사이의 파지력은 순서대로 제2파지대, 구동막대, 배력부품으로부터 구동부품으로 반대로 보내지는 것을 특징으로 하는 전동 그리퍼.
제10항에 있어서, 상기 구동부품(35)은 길이방향을 따라 이동하며 구동막대(33)에 연결되는 외부 환 덮개(351), 이 외부 환 덮개 중간에 나사로 결합되며 동력원에 연동되는 나선막대(352), 이 나선막대의 외부 주변에 돌출되게 연결되며 외부 환 덮개의 내부 둘레면에 연결되는 롤러(353), 및 이 롤러에 설치되어 외부 환 덮개를 맞대게 하는 힘을 제공하는 탄성부품(354)을 포함하며, 상기 배력부품(36)은 구동막대에 맞대어 있는 전방 밀대편(361), 외부 환 덮개에 맞대어 있는 후방 밀대편(362), 상기 전후방 밀대편(361,362) 사이에 연결되는 배력 팔 부품(363), 상기 나선막대(352)에 맞대어 후방 밀대편을 뚫고 들어가는 배력 밀대(364), 및 상기 전후방 밀대편(361,362)이 서로 접근되게 하는 힘을 제공하는 탄성부품(354)을 가지며, 상기 배력 밀대는 배력 팔 부품으로 향하게 하여 이 배력 팔 부품이 전후방 밀대편(361,362)에 힘을 가해 밀려지게 하는 것을 특징으로 하는 전동 그리퍼.
제11항에 있어서, 상기 구동장치는 도우넛형 탄성부품(37)을 포함하는데, 이 도우넛형 탄성부품은 길이방향을 따라 배력부품(361)과 구동부품(35)의 외부 환 덮개(351)의 사이에 설치되며 상기 외부 환 덮개에게 후방 밀대편(362)과 맞대게 하는 힘을 제공하는 것을 특징으로 하는 전동 그리퍼.
제11항에 있어서, 제어장치(40)를 더 포함하는데, 이 제어장치는 모터에 연접되는 통제기(41)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동 그리퍼.
제13항에 있어서, 상기 제어장치는 통제기에 연결되는 제1검측기(42)와 제2검측기(43)를 포함하는데, 상기 제1검측기는 구동부품의 나선막대(352)에 대응되며, 상기 제2검측기는 베이스(21)에 설치되며 동시에 제2파지대에 대응되며, 상기 제1,2검측기는 상기 나선막대(352)와 제2파지대의 접근과 멀어짐에 따라 각기 다른 검측신호를 내보내는 것을 특징으로 하는 전동 그리퍼.