KR20090094294A - 물체 그리퍼 장치 - Google Patents

물체 그리퍼 장치

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KR20090094294A
KR20090094294A KR1020097012966A KR20097012966A KR20090094294A KR 20090094294 A KR20090094294 A KR 20090094294A KR 1020097012966 A KR1020097012966 A KR 1020097012966A KR 20097012966 A KR20097012966 A KR 20097012966A KR 20090094294 A KR20090094294 A KR 20090094294A
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렌데르트 코르넬리스 미젤모에
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페이네만 이큅먼트 비.브이.
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Abstract

본 발명은 두개의 단부 플레이트 사이로 연장된 한묶음의 피드스루(feed-through) 튜브를 구비한, 다양한 크기의 열교환기와 같은 물체를 잡기 위한 장치에 관한 것으로, 상기 장치는 제1 그리퍼 아암과 제2 그리퍼 아암을 구비하는데, 이들 사이에 한개 이상의 물체를 감싸기 위해 한개 이상의 그리퍼 아암이 다른 그리퍼 아암에 대해 이동할 수 있고, 그리퍼를 필요에 따라 개폐하기 위해 제1 그리퍼 아암 및 제2 그리퍼 아암 중 한개 이상의 그리퍼 아암에 연결된 구동 메커니즘을 구비하며, 상기 제1 그리퍼 아암과 제2 그리퍼 아암 중 한개 이상이 서로 회전가능하게 연결된 제1 그리퍼 아암부와 제2 그리퍼 아암부를 구비하며, 조절 메커니즘이 상기 제1 그리퍼 아암부와 제2 그리퍼 아암부 사이에 구비되는데, 상기 조절 메커니즘이 물체를 다루기 전에 물체의 직경에 따라 상기 그리퍼 아암부 사이의 각도를 조절할 수 있도록 배열된다.

Description

물체 그리퍼 장치{Gripper for objects}
본 발명은 두개의 단부 플레이트 사이로 연장된 한묶음의 피드스루(feed-through) 튜브를 구비한, 다양한 크기의 열교환기와 같은 물체를 잡기 위한 장치에 관한 것으로, 상기 장치는 제1 그리퍼 아암과 제2 그리퍼 아암을 구비하는데, 이들 사이에 한개 이상의 물체를 감싸기 위해 한개 이상의 그리퍼 아암이 다른 그리퍼 아암에 대해 이동할 수 있고, 그리퍼를 필요에 따라 개폐하기 위해 제1 그리퍼 아암 및 제2 그리퍼 아암 중 한개 이상이 그리퍼 아암에 연결된 구동 메커니즘을 구비한다.
이러한 그리퍼는 일반적으로 알려져 있고, 그리퍼 아암들은 대체로 일체형으로 만들어진다. 통상적으로, 이러한 일체형 그리퍼 아암은 다뤄야 할 긴 물체를 감싸기 위해 구부러져 있거나 곡선 모양이다. 그리퍼 아암이 폐쇄된 상태에서 형성된 원호는 다뤄야 할 물체를 잡기 위해 이용가능한 공간을 형성한다. 상술된 원호는 일체형 그리퍼 아암의 만곡, 굴곡 또는 형상에 직접적으로 연관된다.
종래 기술에 따른 이러한 형상은 그리퍼 아암에 의해 형성된 원보다 외부 둘레가 작은 물체가 그리퍼 아암이 폐쇄된 상태일 때 그리퍼 내에서 회전하거나 미끄러질 수 있다는 불편함을 갖는다. 그러나 그리퍼 아암이 특정한 굴곡을 나타내도록 구성될 때, 그리퍼 아암에 의해 형성된 원보다 큰 외부 둘레를 갖는 물체는 어렵게 조여질 수밖에 없는데, 이 경우 그리퍼 아암은 다뤄야 할 물체를 완전히 감쌀 수 없다.
아래에 본 발명의 실시예는 더욱 상세히 설명될 것이다. 이 설명이 단지 가능한 실시예 중 한가지 예시만을 기술하지만 본 발명은 이 실시예에 국한되지 않는다. 그리고, 개별적인 부재들은 같은 번호로 표시되고, 적용할 수 있는 범위 내에서 다양한 도면과 보기로 표시된다.
도 1은 사용중인 본 발명에 따른 장치의 사시도를 도시한다.
도 2a 및 도 2b는 다양한 작동 조건에서의 도 2에 도시된 단일 그리퍼를 도시한다.
본 발명의 목적은 더욱 다목적으로 사용가능한 그리퍼를 제공하는 것으로, 이 그리퍼에 의해 작은 물체들이 단단하고 안전하게 조여지는 동시에, 큰 물체의 외부 윤곽을 다루도록 그리퍼를 조절하는 것 또한 가능하다. 상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 장치는, 제1 그리퍼 아암과 제2 그리퍼 아암 중 적어도 하나는 제1 그리퍼 아암부와 제2 그리퍼 아암부를 구비하고, 이 제1 그리퍼 아암부와 제2 그리퍼 아암부는 회전가능하게 결합되며, 조절 메커니즘이 제1 그리퍼 아암부와 제2 그리퍼 아암부 사이에 구비되고, 상기 조절 메커니즘은 물체를 잡기 전에 조여질 물체의 직경에 따라 그리퍼 아암부 사이의 각도를 조절하도록 배열된다. 이 방법으로 각 그리퍼 아암, 또는 두개의 그리퍼 아암들 중 적어도 하나의 최종적인 굴곡 또는 형상은 필요에 따라 조절될 수 있다. 따라서, 다뤄야 할 작은 물체는 안전하게 죄어지고 감싸질 수 있고, 그리퍼가 다뤄야 할 큰 물체도 동일하게 조일 수 있다.
이 단계에서 이미 그리퍼를 결합 형성하는 굴곡지거나 구부러진 형상의 그리퍼 아암의 여러가지 다른 형상이 가능하다는 것에 주목해야 한다. 그러나 일반적으로 상기 그리퍼 아암은 그리퍼 아암 세그먼트들을 구비하는데, 이는 예컨대 두개 이상의 그리퍼 아암 세그먼트들로, 서로에 대해 조절가능하지만 그럼에도 불구하고 충분히 그리퍼 아암을 결합 형성할 수 있어야 한다.
본 발명에 따른 장치의 다양하고 바람직한 실시예가 가능하며, 이 실시예는 종속항으로 한정된다. 그리고 장치는 두개 이상의 그리퍼를 구비할 수 있다. 특히 상대적으로 긴 물체의 경우에는 물체의 길이에 따라 여러 지점에 그리퍼를 구비하여 더 안정적인 방식으로 상대적으로 긴 물체를 잡을 수 있다. 다른 실시예에서, 이 구조의 장치가 상기 두개 이상의 그리퍼 사이에 한개 이상의 연결부재를 구비하는 것이 가능하다. 따라서 두개의 그리퍼가 연결부재를 따라서, 통해서, 또는 안에서 조화로운 작동을 실행하는 것도 가능하다. 두개 이상의 그리퍼들이 조화롭게 작동하는 것은 동기화되어 작동하는 것뿐만 아니라 양 그리퍼들이 동시에 개폐되는 것을 의미한다. 그리퍼들이 개별적으로 개폐되는 작동도 가능하다.
추가적인 또는 이와 다른 실시예에 따라, 물체를 지지하기 위해 두개 이상의 그리퍼가 구성된 구조에서, 두개의 대응하는 그리퍼 아암 사이에 지지부가 구비될 수 있다. 이 방법으로 지지부에 의해 개별적인 그리퍼의 그리퍼 아암들이 연결됨으로써, 다뤄야 할 물체가 큰 거리에 걸쳐 지지될 수 있으므로, 손상될 위험 없이 물체를 다루기 위해 큰 접촉면이 구비된다.
이와 다른 또는 추가적인 실시예에서, 장치는 구동 메커니즘과 조절 메커니즘 중 적어도 하나가 유압식 동력원을 수단으로 선택적으로 가동될 수 있는 것을 특징으로 한다. 이 실시예는 만약 본 발명에 따른 장치 일부를 형성하거나 선택적으로 연결될 수 있는 크레인 또는 다른 장치가 유압식 동력원을 구비한다면 특히 유리하다.
이것은 크레인이 매우 많은 경우이고, 상기 이유로 이러한 실시예가 유리할 수 있다. 그러나, 전기 모터용 전기 동력원 등과 같은 다른 동력원을 사용하는 것도 가능하다.
다른 한편으로는, 유압식 동력원이 그리퍼 아암부 사이에서 연장되고 그리퍼 아암부 상에서 작동하는 실린더와 같은 조절 메커니즘을 구성하기 위해 사용된다면 매우 유리할 것이다. 이 방법으로 그리퍼 아암부의 각위치를 서로에 대해 조절 가능하고 그리퍼 아암 전체의 굴곡 또는 구부러진 형상도 조절 가능하다. 그리고 그리퍼 아암의 구동 메커니즘은 실린더로 형성되거나 적어도 실린더로 이루어질 수 있다.
이와 다른 또는 추가적인 실시예에서, 구동 메커니즘은 제1 그리퍼 아암 및 제2 그리퍼 아암에 회전가능하게 연결된 링키지(linkage)를 구비할 수 있다. 상기 링키지는 그리퍼 아암과 결합하여 평행사변형을 형성할 수 있다. 구동 부재는 이 경우 평행사변형의 선택된 회전점(pivot point)상에서 작동할 수 있다. 이러한 구동 부재는 실린더일 수 있다. 이 방법으로, 이 장치의 그리퍼 아암은 정밀한 방식으로 구동될 수 있다.
추가적으로 및/또는 이와 다르게 본 발명에 따른 장치의 실시예는 한개 이상의 그리퍼의 두개의 그리퍼 아암이 움직일 수 있고, 제1 그리퍼 아암 및 제2 그리퍼 아암이 메싱(meshing) 기어에 의해 연결되어서, 서로 반대방향으로 동기화되어 움직이는 것이 가능하다. 앞에서 그리퍼들이 개별적으로 가동될 수 있다는 설명을 하였고, 그리퍼의 그리퍼 아암이 동일하게 조여진다는 것이 이해될 것이지만, 한개 이상의 그리퍼의 그리퍼 아암이 반대방향으로 동기화되어 움직이는 것은 유리한 실시예를 형성할 수 있다. 특히 만약 이것이 반대방향으로 회전하는 기어를 구비한 단순한 구성에 의해 실행된다면, 그리퍼 아암이 다루어야 할 물체를 안전하게 감싸쥐도록 보장받을 수 있다.
도 1은 본 발명의 가능한 실시예로서 장치(1)를 도시한다. 장치(1)는 캐리어 빔(3)이 부착된 서스펜션(2)을 구비한다. 두개의 그리퍼(4, 5)는 캐리어 빔(3)의 양단에 장착된다.
그리퍼(4, 5)는 긴 물체(6)를 잡고, 들어올리고, 이동하고, 일반적으로 다루기 위해 사용된다. 원통형 물체(6)는 산업용 열교환기일 수 있다. 이 열교환기에서, 유체 전달용 튜브는 단부 플레이트(미도시) 사이로 연장된다. 점선은 조립체 또는 상술된 유체 전달용 튜브 다발의 외부 윤곽만을 도시한다. 이러한 원통형 물체(6)는 다양한 외부 윤곽을 갖는데, 특히 다양한 직경을 갖는다. 그리퍼(4, 5)는 다양한 직경의 원통형 물체(6)를 적절히 잡고 다루도록 설계된다.
이를 위해 그리퍼(4, 5)는 각각 두개의 그리퍼 아암(7, 8)을 구비한다.
설명을 명확히 하기 위하여, 이제 그리퍼 아암(7)이 더욱 상세히 설명될 것이고, 이들의 연결에서 그리퍼 아암(8)은 대체로 동일한 구성을 갖는다. 그러나 이는 도 1에 도시된 실시예에만 적용된다.
그리퍼(4)는 두개의 그리퍼 아암(7)을 구비하는데, 이 아암은 반대방향에서 서로를 향하거나 떨어지게 이동 가능한 방식으로 캐리어 빔(3)으로부터 고정된다. 각각의 그리퍼 아암(7)은 두개의 그리퍼 아암부(9, 10)를 구비한다. 그리퍼 아암부(9, 10)는 연결점(11)에서 회전 가능하게 연결된다.
실린더(12)는 두개의 고정점(13) 사이에서 연결점(11)을 통해 연장된다. 실린더(12)가 가동되어 확장될 때, 그리퍼 아암부(9, 10) 사이의 각도는 더욱 작아진다. 따라서, 그리퍼(4)의 그리퍼 아암(7)은 다뤄야 할 물체(6)의 외경에 맞게 맞춰질 수 있다. 상기 적용은 도 2a 및 도 2b에 더욱 상세히 도시된다. 이 적용의 의도는 그리퍼 아암(7)이 과도하게 움직이지 않고 다뤄야 할 물체(6)를 감싸쥘 수 있는 것이다. 도 2a는 비교적 큰 외경을 갖는 다뤄야 할 물체(6)를 도시한다. 이러한 경우, 그리퍼 아암(7)은 다뤄야 할 물체(6)를 수용하도록 아암들 사이에 넓은 가용 공간을 만들어서 더 작은 각도를 가질 것이다. 도 2a에 도시된 실시예와 동일하게 구성된, 도 2b에 도시된 그리퍼는 매우 작은 외경의 다뤄야 할 물체(6)를 수용하기 위해 실린더(12)에 의해 조절될 수 있다. 이를 위해 실린더(12)는 고정점(13) 사이에 더 짧은 거리를 형성하기 위해 가동된다. 따라서 그리퍼 아암부(9, 10) 사이의 각도는 도 2b에 명확하게 도시된 바와 같이 덜 작거나 크게 형성된다.
도 1을 다시 살펴보면, 그리퍼(5)의 그리퍼 아암(8) 뿐만 아니라 그리퍼(4)의 그리퍼 아암(7)도 기어(14)에 의해 서로 연결되어 도시되었다. 이 방법으로 그리퍼(4, 5)의 그리퍼 아암(7, 8)은 구동 메커니즘(15, 개략적으로 도시됨)이 가동될 때 반대 방향으로 동기화되어 움직이게 할 수 있다. 각각의 그리퍼(4, 5)는 자체 구동 메커니즘(15)을 갖는다. 상기 구동 메커니즘은 그리퍼(4, 5)를 동시에 동기식으로 개폐하도록 구동, 가동, 또는 제어될 수 있다. 반면 구동 메커니즘(15)에 의해 개별적으로 그리퍼(4) 및/또는 그리퍼(5)의 폐쇄를 달성하는 것도 가능하다. 그러나 도 1에 도시된 실시예에서, 그리퍼(4, 5)는 동기식으로 움직인다. 이는 구동 메커니즘(15)을 동기화 시킴으로써, 그리고 지지부(16)에 의해 달성될 수 있다. 지지부(16)는 그리퍼(4) 및 그리퍼(5)의 대응되는 그리퍼 아암부(10) 사이로 연장된다. 이 방법으로 구동 메커니즘(15)의 동기식 운동이 두개의 구동 메커니즘을 동기화시키는 것뿐만 아니라 기계식 기동(forcing) 수단에 의해서도 달성될 수 있다.
구동 메커니즘(15)이 유압식 실린더(17)를 구비한다는 것에도 더욱 주목해야 한다. 실린더(17)는 캐리어 빔(3)으로부터 링키지(18) 내의 회전점으로 연장된다. 링키지(18)는 회전가능하게 함께 연결된 아암(19)들을 구비하는데, 이 아암(19)들은 고정점(20)에서 그리퍼 아암(7, 8)을 회전가능하게 고정한다. 구동 메커니즘(15)의 실린더(17)가 도 1에 도시된 구조로 연장되도록 가동될 때, 그리퍼(4, 5)의 그리퍼 아암(7, 8)은 서로 근접하게 이동될 것이다. 한편 실린더(17)가 피스톤 로드를 물러나게 하도록 구동되거나 제어될 때, 그리퍼(4, 5)의 그리퍼 아암(7, 8)은 멀어질 것이다. 따라서 아암(19)은 제1 그리퍼 아암부(9)와 함께 평행사변형을 형성하고, 이 평행사변형은 실린더(17)와 함께 구동 메커니즘(15)의 일부로 형성된다.
여러가지 다르고 추가적인 실시예들과 가능성들은 앞서 말한 것을 당업자가 정독함으로써 사용가능할 것이고, 상기 추가적인 및/또는 다른 실시예들과 가능성들이 상기 청구항의 문서와 범주로부터 벗어나지 않는다면 실시예들은 모두 첨부된 청구항의 범위 이내에 있을 것이다. 따라서 각각의 그리퍼(4) 및 그리퍼(5)는 동기화되지 않고 개별적으로 구동되는 것이 가능하며, 이 경우 지지부(16)가 제거되어야 한다. 그리퍼 아암(7, 8)도 반대방향으로 동기화되지 않고 개별적으로 구동될 수 있는데, 이는 여기 도해되고 논의된 실시예에서 기어(14)에 의해 달성될 수 있다. 각각의 그리퍼 아암(7, 8)은 개별적으로 구동될 수 있다. 그리퍼 아암(7, 8)을 구동하기 위해 및/또는 상기 그리퍼 아암(7, 8)의 각위치를 조절하기 위해 유압식 동력원과 다른 동력원을 사용하는 것도 가능하다. 그러나 개별적인 그리퍼 아암부(9, 10)에 의해 제공된 조절 가능성은 각각의 개별적인 그리퍼 아암(7, 8)이 개별적으로 조절되는 것을 가능하게 하고, 다루어야 할 물체(6)의 외부 윤곽에 맞춰지는 것을 가능하게 한다. 크레인 또는 다뤄야 할 물체를 다루기 위한 유사한 장치가 일반적으로 유압식 동력원을 구비할 것이기 때문에 유압식 구동 수단을 사용하는 것이 바람직하다.

Claims (9)

  1. 두개의 단부 플레이트 사이로 연장된 피드스루 튜브 다발을 구비한, 다양한 크기의 열교환기와 같은, 물체를 잡기 위해,
    - 한개 이상의 물체를 감싸기 위해, 한개 이상의 그리퍼 아암이 다른 그리퍼 아암에 대해 이동가능한, 제1 그리퍼 아암 및 제2 그리퍼 아암;과
    - 그리퍼를 필요에 따라 개폐하기 위해 상기 제1 그리퍼 아암 및 제2 그리퍼 아암 중 한개 이상에 연결된 구동 메커니즘;을 구비하고,
    상기 제1 그리퍼 아암과 제2 그리퍼 아암 중 한개 이상이 서로 회전가능하게 연결된 제1 그리퍼 아암부와 제2 그리퍼 아암부를 구비하며, 조절메커니즘이 상기 제1 그리퍼 아암부와 제2 그리퍼 아암부 사이에 구비되고, 상기 조절 메커니즘이 물체를 다루기 전에 물체의 직경에 따라 상기 그리퍼 아암부 사이의 각도를 조절할 수 있도록 배열되는 그리퍼 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 두개 이상의 그리퍼를 구비한 그리퍼 장치.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 두개 이상의 그리퍼 사이에 한개 이상의 연결부재를 추가로 구비한 그리퍼 장치.
  4. 제 2항 또는 3항에 있어서, 지지부가 물체를 지지하기 위해 두개의 대응하는 그리퍼 아암 사이에 구비된 그리퍼 장치.
  5. 제 1항 내지 4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 구동 메커니즘과 상기 조절 메커니즘 중 한개 이상이 유압식 동력원에 의해 선택적으로 가동될 수 있는 그리퍼 장치.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 조절 메커니즘은 상기 그리퍼 아암부 사이로 연장되어 작동하는 실린더를 구비한 그리퍼 장치.
  7. 제 5항 또는 6항에 있어서, 상기 구동 메커니즘은 실린더를 구비한 그리퍼 장치.
  8. 제 1항 내지 7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 구동 메커니즘은 제1 그리퍼 아암과 제2 그리퍼 아암에 회전가능하게 연결되는 링키지를 구비하며, 이 링키지는 평행사변형의 회전점에서 작동하는 실린더와 같은, 구동부재 뿐만 아니라 그리퍼 아암과 결합하여 평행사변형을 형성할 수 있는 그리퍼 장치.
  9. 제 1항 내지 8항 중 어느 한 항에 있어서, 한개 이상의 그리퍼의 두개의 그리퍼 아암이 움직일 수 있고, 상기 제1 그리퍼 아암과 제2 그리퍼 아암은 반대방향으로 동기식으로 움직이기 위해 상기 제1 그리퍼 아암과 제2 그리퍼 아암 상에 메싱기어에 의해 연결된 그리퍼 장치.
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