KR20090012063A - Joint apparatus for a reciprocating rotating motion - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 왕복 회전 운동 조인트장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 일축의 일방향 회전운동을 일축에 직교하는 타축의 왕복 회전운동으로 전환시키기 위한 왕복 회전 운동 조인트 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a reciprocating rotary joint device, and more particularly, to a reciprocating rotary joint device for converting the unidirectional rotary motion of one axis into a reciprocating rotary motion of the other axis orthogonal to one axis.
종래의 조인트의 구성을 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.Referring to the configuration of the conventional joint with reference to the accompanying drawings as follows.
도 1은 종래의 조인트의 구성을 나타낸 사시도이다. 종래의 조인트는 제1축(1), 제2축(2) 및 제3축(3)으로 구성되며, 각각을 회전 방향(A,B,C)으로 회전시키기 위한 모터 등의 구동장치(도시 않음)가 구비된다. 이러한 구성을 갖는 조인트의 구동장치로 제1 내지 제3축(1,2,3)을 구동시키는 경우에 발생될 수 있는 제3축(3)의 작용을 개략적으로 설명하면 다음과 같다.1 is a perspective view showing the structure of a conventional joint. Conventional joints are composed of a first shaft (1), a second shaft (2) and a third shaft (3), and a driving device such as a motor for rotating each in the rotation directions A, B, and C (shown in FIG. Not included). Referring to the operation of the third shaft (3) that can be generated when driving the first to third shaft (1, 2, 3) by the drive device of the joint having such a configuration as follows.
제1축(1)을 회전시키고 제2 및 제3축(2,3)을 정지시키는 경우에 제3축(3)은 축단이 제1축(1)을 회전중심으로 하면서 구면상의 임의의 궤도를 따라 움직이게 된다. 제1 및 제2축(1,2)을 각각 회전시키고 제3축(3)을 고정시키는 경우에 제3축(3)은 축단이 제1 및 제2축(1,2)을 회전중심으로 하면서 구면상의 임의의 궤도를 따라 움직이게 된다. 또한, 제1 내지 제3축(1,2,3)을 회전시키는 경우에 제3축(3)은 축단이 제1 내지 제2축(1,2)을 회전중심으로 임의의 궤도를 따라 움직임과 아울러 제3축(3)을 회전중심으로 회전하게 된다. When the
종래와 같은 조인트는 제1 내지 제3축을 각각 회전시킴으로써 각각의 축을 회전중심으로 임의의 궤도를 따라 움직이거나 회전시키는 경우에 일축의 일방향 회전운동을 일축에 직교하는 타축의 왕복 회전운동으로 전환시킬 수 없는 문제점이 있다.The conventional joint can convert one direction rotational motion of one axis into a reciprocating rotational motion of another axis orthogonal to one axis when each axis is moved or rotated along an arbitrary trajectory at the center of rotation by rotating the first to third axes respectively. There is no problem.
본 발명은 입력축의 일방향 회전운동을 입력축에 직교하는 출력축의 왕복회전 운동으로 전환시키는 왕복 회전운동 조인트 장치를 제공함에 있다. The present invention provides a reciprocating rotary joint device for converting one-way rotary motion of an input shaft into reciprocating rotary motion of an output shaft orthogonal to the input shaft.
본 발명의 왕복 회전운동 조인트장치는 제1 왕복 회전축과; 관통홀이 형성되는 제2 왕복 회전축과; 상기 제1왕복 회전축에 제2 보조 안내부재를 삽설하여 끼워지며, 관통홀과 제2 경사홈부를 갖는 제2 가이드 부재와; 상기 제2왕복 회전축에 제1 보조 안내부재를 삽설하여 끼워지며, 관통홀과 제1 경사홈부를 갖는 제1 가이드 부재로 이루어지며,The reciprocating rotary joint device of the present invention includes a first reciprocating rotary shaft; A second reciprocating rotating shaft having a through hole formed therein; A second guide member inserted into the first reciprocating rotation shaft by inserting a second auxiliary guide member, the second guide member having a through hole and a second inclined groove; The first auxiliary guide member is inserted into the second reciprocating rotation shaft, and the first guide member has a through hole and a first inclined groove.
상기 제1 왕복 회전축은 상기 제2 왕복 회전축의 관통홀에 회전 가능하게 삽설되고, 상기 제1 가이드 부재는 상기 제2 가이드 부재의 관통홀에 회전 가능하게 삽설되며, 상기 제1 가이드 부재나 상기 제2 가이드 부재는 상기 제1 왕복회전축이 나 상기 제2 왕복 회전축의 왕복 회전 운동에 의해 원추 운동하는 상기 제1 보조 안내부재와 상기 제2 보조 안내부재에 의해 왕복 회전 운동됨을 특징으로 하는 점에 있다. The first reciprocating rotation shaft is rotatably inserted into the through hole of the second reciprocating rotation shaft, and the first guide member is rotatably inserted into the through hole of the second guide member. And the second guide member is reciprocally rotated by the first auxiliary guide member and the second auxiliary guide member which are conical by the reciprocating rotational movement of the first reciprocating rotation shaft or the second reciprocating rotation shaft. .
본 발명의 왕복 회전운동 조인트장치는 제1 왕복회전축이나 제2 왕복회전축이 각각 왕복 회전운동을 하게 되면, 제1 가이드 바나 제2 가이드 바가 연결된 제1 보조 안내부재나 제2 보조 안내부재가 제1 경사홈부나 제2 경사홈부내에서 원추운동을 하여 제1 가이드 부재나 제2 가이드 부재는 왕복 회전운동을 하게 되어 왕복회전축과 가이드 부재를 이용하여 회전운동을 왕복회전 운동으로 전환시킬 수 있는 이점이 있다. In the reciprocating rotary joint device of the present invention, when the first reciprocating rotary shaft or the second reciprocating rotary shaft respectively performs the reciprocating rotary movement, the first auxiliary guide member or the second auxiliary guide member to which the first guide bar or the second guide bar is connected may be the first. The first guide member or the second guide member is reciprocated by the conical motion in the inclined groove or the second inclined groove, so that the rotational motion can be converted into the reciprocating motion by using the reciprocating shaft and the guide member. have.
(실시예)(Example)
본 발명의 왕복 회전운동 조인트 장치의 일 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.When explaining an embodiment of the reciprocating rotary joint device of the present invention with reference to the accompanying drawings as follows.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 왕복 회전운동 조인트 장치의 일 실시예를 나타낸 사시도이고, 도3은 본 발명의 왕복 회전운동 조인트 장치의 분해 사시도이다.2a and 2b is a perspective view showing an embodiment of the reciprocating rotary joint device of the present invention, Figure 3 is an exploded perspective view of the reciprocating rotary joint device of the present invention.
본 발명의 왕복 회전운동 조인트 장치(100)는 하우징(10)과, 하우징(10)의 일측에 설치되는 연결부재(20)와, 하우징(10)의 일측에 설치되고, 연결부재(20)에 연결되는 동력 발생장치(30)와, 경사면(42)의 일측에 안내부재(44)가 형성되고, 경사면(42)의 타측에 중공 핀부재(46)가 형성된 경사 안내부재(40)와, 경사 안내부 재(40)의 안내부재(44)가 삽설되도록 세로방향 슬롯(52)이 설치되는 가이드 부재(50)로 이루어진다. The reciprocating
상기 하우징(10)은 가이드 핀(56)에 의해 가이드 부재(50)와 연결되고, 상기 하우징(10)의 일측에는 동력 발생장치(30)가 설치된다. 하우징(10)의 일측에는 가이드 핀(56)이 삽입 설치되도록 홀(12)이 형성된다. The
연결부재(20)의 일측에는 관통홀(22)이 형성되고, 상기 관통홀(22)에는 경사 안내부재(40)의 중공 핀부재(46)가 끼워지게 된다. 상기 중공 핀부재(46)는 동력 발생장치(30)의 회전축(도시되지 않음)에 회전 가능하게 끼워지게 된다.A through
경사 안내부재(40)의 경사면(42)은 단면이 "L"자형으로 이루어지도록 형성되며, 그 내각은 90도 보다 크게 형성되어 있다. 그리고, 경사 안내부재(40)의 안내부재(44)가 삽입되는 중공 가이드바(60)의 중앙에는 연결핀(58)의 끝단이 끼워지게 되도록 구멍(62)이 형성된다. The
경사 안내부재(40)는 그 안내부재(44)에 중공 가이드바(60)를 삽설하여 가이드 부재(50)의 세로방향 슬롯(52)에 삽설 연결된다. 그리고, 상기 가이드 부재(50)의 일측에는 평탄부(54)가 형성된다. 미설명 부호 59는 상기 가이드 부재(50)의 안내홈이다. 상기 가이드 부재(50)는 한쌍의 연결핀(58)에 의해 하우징(10)에 연결되어 있다.The
이제, 본 발명의 일 실시예에 따른 왕복 회전운동 조인트장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.Now, the operation of the reciprocating rotary joint device according to an embodiment of the present invention will be described.
먼저, 도2a에 도시된 바와 같은 상태에서, 왕복 회전운동 조인트장치(100)의 동력 발생장치(30)를 동작시키면 경사 안내부재(40)의 L자형 경사면(42)이 일방향으로 회전하게 된다. 그리고, 상기 경사 안내부재(40)의 안내부재(44)와 연결된 중공 가이드바(60)는 가이드 부재(50)의 세로방향 슬롯(52)내에 끼워지고 연결핀(58)에 의해 체결되므로 세로방향 슬롯(52)내에서 원추운동을 하게 된다. 즉, 안내부재(44)의 원추 운동에 의해서 가이드 부재(50)의 왕복회전 운동이 발생된다.First, in the state shown in FIG. 2A, when the
상기 중공 가이드바(60)의 원추운동은 가이드 부재(50)의 세로방향 슬롯(52)내의 슬라이딩면을 따라 가이드 부재(50)에 전달되고, 가이드 부재(50)는 가이드핀(56)에 의해 하우징(10)에 연결되어 한 축이 구속되므로 가이드 부재(50)는 가이드핀(56)을 회전축으로 하여 왕복 회전운동을 하게 되어 도2b와 같은 상태로 되게 된다.Conical motion of the
상기 가이드 부재(50)와 경사 안내부재(40)에서는 회전 미끄럼운동이 일어나며 중공 가이드바(60)는 베어링의 역할을 하게 된다.In the
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 왕복 회전운동 조인트 장치의 다른 실시예를 나타낸 사시도이고, 도5는 본 발명의 왕복 회전운동 조인트 장치의 다른 실시예를 나타낸 분해 사시도이다.Figures 4a and 4b is a perspective view showing another embodiment of the reciprocating rotary joint device of the present invention, Figure 5 is an exploded perspective view showing another embodiment of the reciprocating rotary joint device of the present invention.
본 발명의 다른 실시예에 따른 왕복 회전운동 조인트 장치(200)는 하우징(10;110,110)과, 하우징(10;110,110)의 일측에 각기 설치되는 연결부재(20,120)와, 하우징(10;110,110)의 일측에 설치되고, 연결부재(20,120)에 각기 연결되어 동력을 발생하는 동력 발생장치(30,130)와, 경사면(42,142)의 일측에 안내부재(44,144)가 형성되고, 경사면(42,142)의 타측에 중공 핀부재(46,146)가 형성된 한쌍의 경사 안내부재(40,140)와, 경사 안내부재(40,140)의 안내부재(44,144)가 삽설되도록 세로방향 및 가로방향 슬롯(152,153)이 각기 직교되게 설치되는 가이드 부재(150,150)로 이루어진다.Reciprocating
상기 복수개의 하우징(110,110)의 사이에는 도 5에 도시된 바와 같이, 연결부재(120)가 설치되고, 연결부재(120)의 관통홀(122)에는 상기 동력 발생장치(130)의 일방향 회전축(132)이 끼워지게 된다. 그리고, 상기 복수개의 하우징(110,110)에는 가이드 부재(150)의 홀(157)과 일체로 되어 핀(172)에 의해 끼워질 수 있도록 각기 홀(112)이 형성된다. 상기 관통홀(122)에 끼워진 일방향 회전축(132)이 경사 안내부재(140)의 중공 핀부재(146)와 회전 가능하게 연결된다. As shown in FIG. 5, the connecting
경사 안내부재(140)는 전술한 본 발명의 일 실시예의 구성과 동일하게 구성된다. 즉, 경사 안내부재(140)의 경사면(142)은 단면이 "L"자형으로 이루어지도록 형성되며, 그 내각은 90도 보다 크게 형성되어 있다. 상기 경사 안내부재(140)는 그 안내부재(144)에 가이드 바(147)를 삽설하여 가이드 부재(150)의 가로방향 슬롯(153)에 삽설하여 연결되게 된다. Inclined
한편, 하우징(10)은 가이드 핀(56)에 의해 가이드 부재(150)와 연결되고, 상기 하우징(10)의 일측에는 동력 발생장치(30)가 설치된다. 하우징(10)의 일측에는 가이드 핀(56)이 삽입 설치되도록 홀(12)이 형성된다. 상기 가이드 핀(56)은 홀(12)을 경유하여 가이드 부재(150)의 홀(157)에 끼워지게 된다.On the other hand, the
연결부재(20)의 일측에는 관통홀(22)이 형성되고, 상기 관통홀(22)에는 경사 안내부재(40)의 중공 핀부재(46)가 끼워지게 된다. 상기 중공 핀부재(46)는 동력 발생장치(30)의 일방향 회전축(32)에 회전 가능하게 끼워지게 된다.A through
경사 안내부재(40)의 경사면(42)은 단면이 "L"자형으로 이루어지도록 형성되며, 그 내각은 90도 보다 크게 형성되어 있다. 경사 안내부재(40)는 그 안내부재(44)를 가이드 바(47)에 삽설하여 가이드 부재(150)의 세로방향 슬롯(152)에 끼우게 된다. 그리고, 상기 가이드 부재(150)의 일측에는 평탄부(154)가 형성되며, 평탄부(154)의 일측에 홀(157)이 형성된다. 그리고, 도 5에서 미설명 부호 172는 핀이고, 참고부호 191,192는 가이드 부재(150)에 각기 연결되는 연결핀이며, 가이드 바(47, 147)는 본 발명의 일실시예의 중공 가이드 바(60)와 같이 베어링 역할을 한다. The
이제, 본 발명의 다른 실시예에 따른 왕복 회전운동 조인트장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.Now, the operation of the reciprocating rotary joint device according to another embodiment of the present invention will be described.
도4a에 도시된 바와 같이, 왕복 회전운동 조인트장치(200)의 동력 발생장치(30,130)를 동작시키면 경사 안내부재(40,140)의 L자형 경사면(42,142)이 일방향으로 회전하게 된다. 그리고, 상기 경사 안내부재(40,140)의 안내부재(44,144)는 가이드 부재(150,150)의 세로방향 및 가로방향 슬롯(152,153)내에 끼워지고 연결핀(56) 및 핀(172)에 의해 체결되므로 세로방향 및 가로방향 슬롯(152,153)내에서 원추운동을 하게 된다. As shown in FIG. 4A, when the
상기 안내부재(44,144)의 원추운동은 가이드 부재(150)의 세로방향 및 가로방향 슬롯(152,153)내의 슬라이딩면을 따라 가이드 부재(150)에 전달되고, 가이드 부재(150)는 연결핀(56) 및 핀(172)에 의해 하우징(10;110,110)에 각기 연결되어 한 축이 구속되므로 가이드 부재(150)는 연결핀(56) 및 핀(172)을 회전축으로 하여 왕복 회전운동을 하게 되어 도4b와 같은 상태로 되게 된다.Conical motion of the
한편, 하우징(10) 또는 하우징(110,110)을 고정시키고, 두 개의 동력 발생장치(30,130)중 한 개를 선택적으로 구동시키면 하우징(10) 또는 하우징(110,110)은 1자유도를 갖는 왕복 회전운동을 하게 된다. 즉, 상기 하우징(10)(110,110)중 하나를 고정하게 되면, 두 개의 동력 발생장치(30,130)중 어느 하나의 동력 발생장치가 동작하게 된다. 상기 동력 발생장치의 축에 연결된 두 개의 경사 안내부재(40,140)중 하나가 가이드 부재(150)의 세로방향 및 가로방향 슬롯(152,153)중의 하나의 슬롯에서 동작하게 되므로 상기 가이드 부재(150)와 직교 되게 설치된 다른 가이드 부재를 움직이게 하므로 고정되지 않은 다른 하우징이 1자유도를 갖고 왕복 회전운동을 하게 된다. Meanwhile, when the
그러나, 하우징(10) 또는 하우징(110)을 고정시키고, 두 개의 동력 발생장치(30,130)를 모두 구동시키면 하우징(10) 또는 하우징(110)은 2자유도를 갖는 왕복 회전운동을 하게 된다.However, when the
한편, 도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 왕복 회전운동 조인트장치를 나타낸 사시도이고, 도 7은 도 6의 분해 조립도이다.On the other hand, Figure 6 is a perspective view showing a reciprocating rotary joint device according to another embodiment of the present invention, Figure 7 is an exploded view of Figure 6.
본 발명의 또 다른 실시예는 전술한 다른 실시예의 가이드 부재를 1/2로 자르고, 2개를 대칭적으로 부착하여 2개의 동축의 독립적인 회전운동을 운동 방향을 90도 변환시킨 두 개의 동축의 회전운동으로 바꾸는 왕복 회전운동 조인트장치이다. Another embodiment of the present invention is to cut the guide member of the other embodiment described above by halving, two symmetrical attachment of two coaxial independent rotational movement of two coaxial 90 It is a reciprocating rotary joint device that converts the rotary motion.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 왕복 회전운동 조인트장치(300)는 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 복수개의 제1 및 제2 왕복 회전축(310,330)과, 제1왕복 회전축(310)에 제2 보조 안내부재(372)를 삽설하여 끼워지며, 제2 경사홈부(374)를 갖는 제2 가이드 부재(370)와, 제2왕복 회전축(330)에 제1 보조 안내부재(352)를 삽설하여 끼워지며, 제1 경사홈부(354)를 갖는 제1 가이드 부재(350)로 이루어진다.As illustrated in FIGS. 6 and 7, the reciprocating rotary
상기 제1 왕복 회전축(310)은 그 일측에 제1 가이드 바(312)가 설치되고, 상기 제1 가이드 바(312)는 제2 보조 안내부재(372)에 끼워지며, 상기 제2 보조 안내부재(372)는 제2 가이드 부재(370)의 제2 경사홈부(374)에 끼워지게 된다.The first
한편, 제2 왕복 회전축(330)은 그 일측에 제2 가이드바(332)가 설치되고 그 타측에 제1 왕복회전축(310)을 회전 가능하게 끼우기 위한 관통홀(334)이 형성된다. 그리고, 상기 제2 가이드바(332)는 제1 보조 안내부재(352)에 끼워지고, 제1 보조 안내부재(352)는 제1 가이드 부재(350)의 제1 경사홈부(354)에 끼워지게 된다. 상기 제1 보조 안내부재(352)에는 원통홈(353)이 형성된다. 미설명 부호 358은 제1 가이드 부재(350)의 하부 일측에 설치되며 제2 가이드 부재(370)의 관통홀(376)에 끼워지게 되는 원기둥 부재이다.On the other hand, the second
상기와 같이 구성된 본 발명의 왕복 회전운동 조인트장치의 동작관계를 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the reciprocating rotary joint device of the present invention configured as described above are as follows.
제1 왕복회전축(310)이 왕복 회전운동을 하게 되면, 제1 가이드 바(312)와 연결된 제2 보조 안내부재(372)가 제2 가이드 부재(370)의 제2 경사홈부(374)내에 서 원추운동을 하고, 제2 가이드 부재(370)는 왕복 회전운동을 하게 된다.When the
상기 제2 가이드 부재(370)의 왕복 회전운동은 직각 방향의 왕복 회전운동이다.The reciprocating rotational movement of the
그리고, 제2 왕복회전축(330)을 왕복 회전운동을 시키면 상기 제1 왕복회전축(310)과 동일한 원리에 의해서 왕복 회전운동을 하게 된다. 즉, 제2 왕복회전축(330)의 제2 가이드바(332)가 제1 보조 안내부재(352)의 원통홈(353)에 끼워지고, 제1 보조 안내부재(352)가 제1 가이드 부재(350)의 제1 경사홈부(354)내에서 원추운동을 하게 되고, 제1 가이드 부재(350)는 왕복 회전운동을 하게 된다.When the
한편, 제1 및 제2 왕복회전축(310,330)을 독립적으로 왕복 회전운동을 시키면 직각 방향의 서로 독립적인 왕복 회전운동을 얻을 수 있고, 제2 가이드부재(370)를 왕복 회전운동을 시키면 동일한 원리에 의해 제1 왕복회전축(310)이 왕복 회전운동을 하게 되고, 제1 가이드부재(350)를 왕복 회전운동을 시키면 제2 왕복회전축(330)이 왕복 회전운동을 하게 된다. Meanwhile, if the first and second
본 발명의 왕복 회전 운동 조인트장치는 로봇의 축이나 관절이나 산업용 기기의 축, 조인트나 액츄에이터 등과 같이 축의 회전방향(이동방향 포함)을 전환시키거나 일방향 회전운동을 왕복운동으로 전환할 수 있는 구조에는 어디든지 적용할 수 있다.The reciprocating rotary joint device of the present invention is a structure that can switch the rotation direction (including the moving direction) of the shaft, such as the axis or joint of the robot or industrial equipment, joints or actuators, or one-way rotational movement to reciprocating motion You can apply anywhere.
도 1은 종래의 조인트의 구성을 나타낸 사시도,1 is a perspective view showing the configuration of a conventional joint,
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일실시예에 따른 왕복 회전 운동 조인트장치의 동작 상태도,2a and 2b is an operating state of the reciprocating rotary joint device according to an embodiment of the present invention,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 왕복 회전 운동 조인트장치의 분해 조립 사시도,Figure 3 is an exploded perspective view of the reciprocating rotary joint device according to an embodiment of the present invention,
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 왕복 회전 운동 조인트장치의 동작 상태도,4a and 4b is an operating state of the reciprocating rotary joint device according to another embodiment of the present invention,
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 왕복 회전 운동 조인트장치의 분해 조립 사시도,5 is an exploded perspective view of the reciprocating rotary joint device according to another embodiment of the present invention;
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 왕복 회전 운동 조인트의 사시도,6 is a perspective view of a reciprocating rotary joint according to another embodiment of the present invention,
도 7은 도6의 분해 조립도이다.FIG. 7 is an exploded view of FIG. 6.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
10,110: 하우징 20,120: 연결부재10,110 housing 20,120 connection member
30,130: 동력 발생장치 32,132: 일방향 회전축30,130: power generating device 32,132: one-way rotary shaft
40,140: 경사 안내부재 50,150: 가이드 부재40, 140:
100,200: 왕복 회전운동 조인트장치100,200: reciprocating rotary joint device
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KR1020080064352A KR100893140B1 (en) | 2008-07-03 | 2008-07-03 | Joint apparatus for a reciprocating rotating motion |
Applications Claiming Priority (1)
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KR1020080064352A KR100893140B1 (en) | 2008-07-03 | 2008-07-03 | Joint apparatus for a reciprocating rotating motion |
Related Parent Applications (1)
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KR1020070075491A Division KR100874482B1 (en) | 2007-07-27 | 2007-07-27 | Joint apparatus for a reciprocating rotating motion |
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Family Applications (1)
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KR1020080064352A KR100893140B1 (en) | 2008-07-03 | 2008-07-03 | Joint apparatus for a reciprocating rotating motion |
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-
2008
- 2008-07-03 KR KR1020080064352A patent/KR100893140B1/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
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