KR20110121231A - Parallel robotic mechanism with a large working area in the form of a cylinder - Google Patents
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Abstract
본 발명은 실린더 형태의 큰 작업영역을 갖는 병렬형 로봇기구에 관한 것으로, 실린더 형태의 고정베이스(10)와; 상기 고정베이스(10)의 상부 중앙에 설치되어 링크를 회전시키는 회전구동수단(20)과; 상기 회전구동수단(20)의 제 1회전구동기(21)에 구동링크(31)를 통해 연결되는 제 1수평암부(30)와; 상기 회전구동기(20)의 제 2회전구동기(22)에 구동링크(41)를 통해 연결되는 제 2수평암부(40)와; 상기 회전구동기(20)의 여유회전구동기(23)에 구동링크(51)를 통해 연결되는 수직암부(50)와; 상기 제 1수평암부(30)와 제 2수평암부(40) 및 수직암부(50)의 단부에 연결되는 이동플랫폼(60)과; 상기 이동플랫폼(60)의 외측면에 설치되는 추가구동기(70) 및; 상기 추가구동기(70)에 설치되어 공구가 부착되는 로봇끝단(80)으로 구성되어 고정베이스와 각 암의 첫 번째 연결 조인트 축을 동일 선상에 배치함으로써 구동부 및 제어기의 크기를 감소시켜 이동부의 관성 및 중량을 획기적으로 감소시킬 수 있고, 로봇기구를 데스크 상에 고정할 수 있어 로봇기구의 설치면적을 대폭 감소시킴으로써 설치면적 대비 작업영역이 크게 넓어지면서도 위치배치 작업을 고속으로 할 수 있을 뿐만 아니라 넓은 작업영역을 가져 주변장치의 설치를 배제할 수 있고, 위치배치 작업을 고속/고가속으로 할 수 있어 시간대비 생산성을 획기적으로 향상시킬 수 있으므로 경제성이 탁월한 각별한 장점이 있는 유용한 발명이다.The present invention relates to a parallel robot mechanism having a large working area in the form of a cylinder, comprising: a fixed base 10 in the form of a cylinder; Rotation drive means 20 is installed in the upper center of the fixed base 10 to rotate the link; A first horizontal arm portion 30 connected to the first rotary driver 21 of the rotary driving means 20 through a drive link 31; A second horizontal arm portion 40 connected to the second rotary driver 22 of the rotary driver 20 through a drive link 41; A vertical arm part 50 connected to the spare rotary driver 23 of the rotary driver 20 through a drive link 51; A moving platform 60 connected to ends of the first horizontal arm part 30, the second horizontal arm part 40, and the vertical arm part 50; An additional driver 70 installed on an outer surface of the movable platform 60; It is composed of the robot end (80) installed in the additional driver 70 is attached to the tool, the fixed base and the first connecting joint shaft of each arm is arranged on the same line to reduce the size of the drive and controller by moving the inertia and weight of the moving part Can be dramatically reduced, and the robot mechanism can be fixed on the desk, which greatly reduces the installation area of the robot mechanism, which greatly expands the work area compared to the installation area and enables high speed positioning work as well as wide work. It is a useful invention that has a special advantage with excellent economical efficiency because it can eliminate the installation of peripheral devices with the area, and can greatly improve productivity over time since the positioning operation can be performed at high speed / high acceleration.
Description
본 발명은 병렬형 로봇에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 적절한 조인트 배치를 통하여 작업영역을 크게 증가시키고, 이동부의 관성 및 중량을 획기적으로 감소시킬 수 있으면서 위치배치 작업을 고속으로 할 수 있는 실린더 형태의 큰 작업영역을 갖는 병렬형 로봇기구에 관한 것이다.The present invention relates to a parallel robot, and more particularly, to a cylinder type that can increase the work area greatly and appropriately reduce the inertia and weight of the moving part while positioning can be performed at a high speed through proper joint arrangement. A parallel robotic mechanism having a large working area.
스카라[SCARA; Selective Compliant Assembly Robot Arm(또는 Selective Compliant Articulated Robot Arm으로도 알려져 있음)]는 작업 공간 내에 어떠한 X-Y-Z, 또는 차라리 R-θ-Z 좌표로 접근할 수 있는 다중 축선 로봇 아암이다. 'X' 및 'Y' 운동은 3개의 평행 축선 회전 조인트로 얻어진다. 수직 운동 'Z'는 보통 리스트(wrist) 또는 베이스에서 독립 선형 축선이다.SCARA; Selective Compliant Assembly Robot Arm (also known as Selective Compliant Articulated Robot Arm) is a multi-axis robotic arm that can be accessed in any X-Y-Z, or rather R-θ-Z coordinates within the workspace. 'X' and 'Y' motion is obtained with three parallel axis rotary joints. The vertical motion 'Z' is usually an independent linear axis at the wrist or base.
SCARA 로봇은 상기 부분을 삽입하기 위한 최종 운동이 단일 수 직 운동인 조립 작업에서 이용된다. 인쇄 회로 기판 내로의 부품 삽입이 일 예가 될 수 있다. 이는 종종 "수직 조립"으로 지칭된다. 전자 장치 제조 동안 처리 챔버들 사이의 기판 이송은 SCARA 로봇에 대한 또 다른 일반적인 용도가 될 수 있다.SCARA robots are used in assembly operations where the final movement to insert the part is a single vertical movement. Inserting components into a printed circuit board may be an example. This is often referred to as "vertical assembly". Substrate transfer between processing chambers during electronic device manufacturing may be another common use for SCARA robots.
SCARA의 특색은 조인트형 두 개의 링크 아암 배치이며, 이는 사람의 팔과 유사할 수 있으며, 따라서 종종 관절형이라는 용어를 사용한다. 이러한 특성은 아암이 한정된 영역으로 연장하고 나서 이 진로로부터 철회되거나 "접혀질" 수 있다. 이는 하나의 챔버로부터 또 다른 챔버로의 기판 이송을 위해 또는 둘러싸인 로딩/언로딩 공정 스테이션들에 유용하다.A feature of SCARA is a jointed two link arm arrangement, which may be similar to a human arm, and therefore often uses the term articulated. This property can be withdrawn or "folded" out of this path after the arm extends into the defined area. This is useful for transferring substrates from one chamber to another or in enclosed loading / unloading process stations.
그러나 SCARA 로봇은 특정의 설치면적과 작업영역에서 위치배치 작업을 고속으로 할 수 없고, 구동부 및 제어기의 크기가 매우 크다고 하는 문제점뿐만 아니라 중량이 고 중량이라고 하는 문제점도 있다.However, the SCARA robot cannot perform high speed positioning work in a specific installation area and work area, and there are problems such as high weight and weight as well as a problem that the size of the driving unit and the controller is very large.
한편, 로봇과 관련한 종래의 기술로서 미국특허 제4,976,582호, 제6,339,969호, 제6,616,681호가 알려져 있다.Meanwhile, US Pat. Nos. 4,976,582, 6,339,969, and 6,616,681 are known as conventional technologies related to robots.
그러나, 상기한 미국특허들은 델타(Delta) 형식의 병렬형으로서 로봇을 천정과 같이 상부에 고정하는 것이므로 로봇의 설치면적 대비 작업영역이 좁다고 하는 문제점이 있다.However, the above-described US patents have a problem that the work area is narrow compared to the installation area of the robot because the robot is fixed to the upper side like the ceiling as a delta type parallel type.
본 발명은 상기한 종래의 로봇에서 야기되는 여러 가지 결점 및 문제점 들을 해결하고자 발명한 것으로서, 그 목적은 고정베이스와 각 암의 첫 번째 연결 조인트 축을 동일 선상에 배치함으로써 구동부 및 제어기의 크기를 획기적으로 감소시켜 이동부의 관성 및 중량을 획기적으로 감소시킬 수 있는 실린더 형태의 큰 작업영역을 갖는 병렬형 로봇기구를 제공함에 있다.The present invention has been invented to solve various defects and problems caused by the above-described conventional robot, and its object is to place the fixed base and the first connecting joint shaft of each arm in the same line, thereby dramatically reducing the size of the drive unit and the controller. It is to provide a parallel robot mechanism having a large working area in the form of a cylinder that can significantly reduce the inertia and weight of the moving part.
본 발명의 다른 목적은 로봇기구를 데스크 상에 고정할 수 있어 로봇기구의 설치면적을 대폭 감소시킴으로써 설치면적 대비 작업영역이 크게 넓어지면서도 위치배치 작업을 고속으로 할 수 있는 고속/고가속 작업능력을 갖는 실린더 형태의 큰 작업영역을 갖는 병렬형 로봇기구를 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to fasten the robot mechanism on the desk to greatly reduce the installation area of the robot mechanism by largely widening the work area compared to the installation area while high speed / high acceleration work ability to perform the positioning work at high speed It is to provide a parallel robot mechanism having a large working area in the form of a cylinder having a.
본 발명의 또 다른 목적은 넓은 작업영역을 가져 주변장치의 설치를 배제할 수 있고, 위치배치 작업을 고속/고가속으로 할 수 있어 시간대비 생산성을 획기적으로 향상시킬 수 있으므로 경제성이 탁월한 병렬형 로봇기구를 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to have a large work area to eliminate the installation of peripheral devices, and to perform the positioning work at a high speed / high acceleration can dramatically improve productivity over time, so the economical parallel robot To provide an appliance.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명 실린더 형태의 큰 작업영역을 갖는 병렬형 로봇기구는 실린더 형태의 고정베이스(10)와; 상기 고정베이스(10)의 상부 중앙에 제 1회전구동기(21)와 제 2회전구동기(22) 및 여유회전구동기(23)가 다단으로 회전가능하게 설치되어 링크를 회전시키는 회전구동수단(20)과; 상기 회전구동수단(20)의 제 1회전구동기(21)에 구동링크(31)를 통해 연결되는 제 1수평암부(30)와; 상기 회전구동기(20)의 제 2회전구동기(22)에 구동링크(41)를 통해 연결되는 제 2수평암부(40)와; 상기 회전구동기(20)의 여유회전구동기(23)에 구동링크(51)를 통해 연결되는 수직암부(50)와; 상기 제 1수평암부(30)와 제 2수평암부(40) 및 수직암부(50)의 단부에 연결되는 이동플랫폼(60)과; 상기 이동플랫폼(60)의 외측면에 설치되는 추가구동기(70) 및; 상기 추가구동기(70)에 설치되어 공구가 부착되는 로봇끝단(80)으로 구성된 것을 특징으로 한다.Parallel robot mechanism having a large working area of the present invention cylinder type for achieving the above object and the
본 발명은 고정베이스와 각 암의 첫 번째 연결 조인트 축을 동일 선상에 배치함으로써 구동부 및 제어기의 크기를 획기적으로 감소시켜 이동부의 관성 및 중량을 획기적으로 감소시킬 수 있고, 로봇기구를 데스크 상에 고정할 수 있어 로봇기구의 설치면적을 대폭 감소시킴으로써 설치면적 대비 작업영역이 크게 넓어지면서도 위치배치 작업을 고속으로 할 수 있을 뿐만 아니라 넓은 작업영역을 가져 주변장치의 설치를 배제할 수 있고, 위치배치 작업을 고속/고가속으로 할 수 있어 시간대비 생산성을 획기적으로 향상시킬 수 있으므로 경제성이 탁월한 각별한 장점이 있다.The present invention can significantly reduce the inertia and weight of the moving part by placing the fixed base and the first connecting joint axis of each arm on the same line, thereby drastically reducing the size of the driving part and the controller, and fixing the robot mechanism on the desk. By drastically reducing the installation area of the robotic mechanism, the work area can be greatly expanded compared to the installation area, and the positioning work can be performed at high speed, and the work area can be eliminated by having a large work area. It can be made at high speed and high speed, which can dramatically improve productivity over time, so it has a special advantage with excellent economic efficiency.
도 1은 본 발명 실린더 형태의 큰 작업영역을 갖는 병렬형 로봇기구의 제 1실시예를 나타낸 사시도,
도 2는 본 발명 실린더 형태의 큰 작업영역을 갖는 병렬형 로봇기구의 제 2실시예를 나타낸 사시도,
도 3은 본 발명 실린더 형태의 큰 작업영역을 갖는 병렬형 로봇기구의 제 3실시예를 나타낸 사시도,
도 4는 본 발명 실린더 형태의 큰 작업영역을 갖는 병렬형 로봇기구의 제 4실시예를 나타낸 사시도 이다.1 is a perspective view showing a first embodiment of a parallel robot mechanism having a large working area in the form of a cylinder of the present invention;
Figure 2 is a perspective view showing a second embodiment of the parallel robot mechanism having a large working area of the present invention cylinder type,
Figure 3 is a perspective view showing a third embodiment of the parallel robot mechanism having a large working area in the form of the present invention,
Figure 4 is a perspective view showing a fourth embodiment of the parallel robot mechanism having a large working area of the present invention cylinder type.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명 실린더 형태의 큰 작업영역을 갖는 병렬형 로봇기구의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the parallel robot mechanism having a large working area in the form of the present invention.
도 1은 본 발명 실린더 형태의 큰 작업영역을 갖는 병렬형 로봇기구의 제 1실시예를 나타낸 사시도, 도 2는 본 발명 실린더 형태의 큰 작업영역을 갖는 병렬형 로봇기구의 제 2실시예를 나타낸 사시도, 도 3은 본 발명 실린더 형태의 큰 작업영역을 갖는 병렬형 로봇기구의 제 3실시예를 나타낸 사시도, 도 4는 본 발명 실린더 형태의 큰 작업영역을 갖는 병렬형 로봇기구의 제 4실시예를 나타낸 사시도 로서, 본 발명 실린더 형태의 큰 작업영역을 갖는 병렬형 로봇기구는 실린더 형태의 고정베이스(10)와; 상기 고정베이스(10)의 상부 중앙에 제 1회전구동기(21)와 제 2회전구동기(22) 및 여유회전구동기(23)가 다단으로 회전가능하게 설치되어 링크를 회전시키는 회전구동수단(20)과; 상기 회전구동수단(20)의 제 1회전구동기( 21)에 구동링크(31)를 통해 연결되는 제 1수평암부(30)와; 상기 회전구동기(20)의 제 2회전구동기(22)에 구동링크(41)를 통해 연결되는 제 2수평암부(40)와; 상기 회전구동기(20)의 여유회전구동기(23)에 구동링크(51)를 통해 연결되는 수직암부(50)와; 상기 제 1수평암부(30)와 제 2수평암부(40) 및 수직암부(50)의 단부에 연결되는 이동플랫폼(60)과; 상기 이동플랫폼(60)의 외측면에 설치되는 추가구동기(70) 및; 상기 추가구동기(70)에 설치되어 공구가 부착되는 로봇끝단(80)으로 구성되어 있다.1 is a perspective view showing a first embodiment of a parallel robot mechanism having a large working area in the form of the present invention, and FIG. 2 is a second embodiment of a parallel robot mechanism having a large working area in the form of a present invention. 3 is a perspective view showing a third embodiment of a parallel robot mechanism having a large working area in the form of the present invention, and FIG. 4 is a fourth embodiment of a parallel robot mechanism having a large working area in the form of a present invention. As a perspective view of the present invention, the parallel robot mechanism having a large working area in the form of a cylinder includes a
본 발명의 제 1실시에 있어서의 상기 제 1수평암부(30)는 상기 구동링크(31)의 단부에 연결되는 연결블록(32)과, 상기 연결블록(32)의 단부에 설치되는 구형 조인트(33, 33')와, 상기 구형 조인트(33, 33') 각각에 일측 단부가 연결되는 연결링크(34, 34')와, 상기 연결링크(34, 34') 각각의 타측 단부에 연결되는 구형 조인트(35, 35') 및, 상기 구형 조인트(35, 35') 사이에 연결되는 연결블록(36)으로 구성되어 공간 평행사변형 기구를 이루고 있다.In the first embodiment of the present invention, the first
본 발명의 제 1실시에 있어서의 상기 제 2수평암부(40)는 상기 구동링크(41)의 단부에 연결되는 연결블록(42)과, 상기 연결블록(42)의 단부에 설치되는 구형 조인트(43, 43')와, 상기 구형 조인트(43, 43') 각각에 일측 단부가 연결되는 연결링크(44, 44')와, 상기 연결링크(44, 44') 각각의 타측 단부에 연결되는 구형 조인트(45, 45') 및, 상기 구형 조인트(45, 45') 사이에 연결되는 연결블록(46)으로 구성되어 공간 평행사변형 기구를 이루고 있다.In the first embodiment of the present invention, the second
본 발명의 제 1실시에 있어서의 상기 수직암부(50)는 상기 구동링크(51)의 단부에 연결되는 연결블록(52)과, 상기 연결블록(52)의 단부에 설치되는 구형 조인트(53, 53')와, 상기 구형 조인트(53, 53') 각각에 일측 단부가 연결되는 연결링크(54, 54')와, 상기 연결링크(54, 54') 각각의 타측 단부에 연결되는 구형 조인ㅌ트55, 55') 및, 상기 구형 조인트(55, 55') 사이에 연결되는 연결블록(56)으로 구성되어 공간 평행사변형 기구를 이루고 있다.In the first embodiment of the present invention, the
본 발명의 제 1실시에 있어서의 상기 구동링크(51)는 상기 여유회전구동기(23)의 상부면 가장자리에 세워져 고정되는 지지대(23a) 사이에 설치되는 제 3회전구동기(24)에 일단이 연결 고정되어 있다.One end of the
또한 본 발명의 제 1실시에 있어서의 상기 이동플랫폼(60)은 좌측 단부가 상기 제 1수평암부(30)의 연결블록(36)에 연결되고, 우측 단부는 제 2수평암부(40)의 연결블록(46)에 연결되며, 상측 단부는 상기 수직암부(50)의 연결블록(56)에 연결되어 있다.In addition, the
본 발명의 제 2실시에 있어서의 상기 제 1수평암부(30)는 상기 구동링크(31)의 단부에 연결되는 유니버셜 조인트(31a)와, 상기 유니버셜 조인트(31a)에 일측 단부가 연결되는 연결링크(32a)와, 상기 연결링크(32a)의 타측 단부에 연결되는 유니버셜 조인트(33a)로 구성되어 있다.In the second embodiment of the present invention, the first
본 발명의 제 2실시에 있어서의 상기 제 2수평암부(40)는 상기 구동링크(41)의 단부에 연결되는 유니버셜 조인트(41a)와, 상기 유니버셜 조인트(41a)에 일측 단부가 연결되는 연결링크(42a)와, 상기 연결링크(42a)의 타측 단부에 연결되는 유니버셜 조인트(43a)로 구성되어 있다.In the second embodiment of the present invention, the second
또한, 본 발명의 제 2실시에 있어서의 상기 수직암부(50)는 상기 구동링크(51)의 단부에 연결되는 유니버셜 조인트(51a)와, 상기 유니버셜 조인트(51a)에 일측 단부가 연결되는 연결링크(52a)와, 상기 연결링크(52a)의 타측 단부에 연결되는 유니버셜 조인트(53a)로 구성되어 있다.In addition, the
본 발명의 제 3실시에 있어서는 회전구동수단(20)의 여유회전구동기(23) 대신에 수동회전조인트(23')가 채용되어 있다.In the third embodiment of the present invention, a manual rotary joint 23 'is employed in place of the spare
상기 제 1수평암부(30)는 상기 구동링크(31)의 단부에 연결되는 연결블록(32)과, 상기 연결블록(32)의 단부에 설치되는 구형 조인터(33, 33')와, 상기 구형 조인터(33, 33') 각각에 일측 단부가 연결되는 연결링크(34, 34')와, 상기 연결링크(34, 34') 각각의 타측 단부에 연결되는 구형 조인터(35, 35') 및, 상기 구형 조인터(35, 35') 사이에 연결되는 연결블록(36)으로 구성되어 공간 평행사변형 기구를 이루고 있다.The first
본 발명의 제 3실시에 있어서의 상기 제 2수평암부(40)는 상기 구동링크(41)의 단부에 연결되는 연결블록(42)과, 상기 연결블록(42)의 단부에 설치되는 구형 조인터(43, 43')와, 상기 구형 조인터(43, 43') 각각에 일측 단부가 연결되는 연결링크(44, 44')와, 상기 연결링크(44, 44') 각각의 타측 단부에 연결되는 구형 조인터(45, 45') 및, 상기 구형 조인터(45, 45') 사이에 연결되는 연결블록(46)으로 구성되어 공간 평행사변형 기구를 이루고 있다.In the third embodiment of the present invention, the second
또한, 본 발명의 제 3실시에 있어서의 상기 수직암부(50)는 상기 구동링크(51)의 단부에 연결되는 수동회전조인트(51b)와, 상기 수동회전조인트(51b)에 일측 단부가 연결되는 연결링크(52b)와, 상기 연결링크(52b)의 타측 단부에 연결되는 수동회전조인트(53b)로 구성되어 있다.In addition, the
그리고, 제 4실시에 있어서는 회전구동수단(20)의 여유회전구동기(23) 대신에 수동회전조인트(23')가 채용되어 있다.In the fourth embodiment, a manual rotary joint 23 'is used in place of the spare
본 발명의 제 4실시에 있어서의 상기 제 1수평암부(30)는 상기 구동링크(31)의 단부에 연결되는 유니버셜 조인트(31a)와, 상기 유니버셜 조인트(31a)에 일측 단부가 연결되는 연결링크(32a)와, 상기 연결링크(32a)의 타측 단부에 연결되는 유니버셜 조인트(33a)로 구성되어 있다.In the fourth embodiment of the present invention, the first
본 발명의 제 4실시에 있어서의 상기 제 2수평암부(40)는 상기 구동링크(41)의 단부에 연결되는 유니버셜 조인트(41a)와, 상기 유니버셜 조인트(41a)에 일측 단부가 연결되는 연결링크(42a)와, 상기 연결링크(42a)의 타측 단부에 연결되는 유니버셜 조인트(43a)로 구성되어 있다.In the fourth embodiment of the present invention, the second
또한, 본 발명의 제 4실시에 있어서의 상기 수직암부(50)는 상기 구동링크(51)의 단부에 연결되는 수동회전조인트(51b)와, 상기 수동회전조인트(51b)에 일측 단부가 연결되는 연결링크(52b)와, 상기 연결링크(52b)의 타측 단부에 연결되는 수동회전조인트(53b)로 구성되어 있다.In addition, in the fourth embodiment of the present invention, the
다음에는 상기한 바와 같이 구성된 본 발명 실린더 형태의 큰 작업영역을 갖는 병렬형 로봇기구의 동작에 따른 작용에 대하여 설명한다.Next, a description will be given of the operation according to the operation of the parallel robot mechanism having a large working area in the form of the present invention configured as described above.
도 1은 본 발명 실린더 형태의 큰 작업영역을 갖는 병렬형 로봇기구의 제 1실시예를 나타낸 사시도로서, 먼저 제 1수평암부(30)와 제 2수평암부(40)가 이동플랫폼(60)의 위치(x, y 좌표)를 평면상에서 결정하고, 제 3회전구동기(24)의 구동에 의해 수직암부(50)가 이동플랫폼(60)의 높이(z)를 결정한다.1 is a perspective view showing a first embodiment of a parallel robot mechanism having a large working area in the form of a cylinder of the present invention. First, the first
이때 공간 평행사변형 기구를 이루고 있는 제 1수평암부(30)와 제 2수평암부(40)는 구동기의 모멘트를 축력형태로 이동플랫폼(60)에 전달함과 동시에 다른 방향으로는 수동동작을 가능하게 한다.At this time, the first
이동플랫폼(60)이 좌우로 움직이는 경우 이동플랫폼(60)의 동작범위는 수직암부(50)의 연결링크(54, 54')에 의해 제한을 받게 되므로 이러한 구속조건을 완화하고 가상적으로 실린더 형태의 작업영역을 갖게 하기 위하여 구동링크(51)를 지지하는 회전구동수단(20)의 여유회전구동기(23)를 이동플랫폼(60)의 움직임에 따라 하기의 수학식 1과 같이 제어한다.When the moving
여기서 θ 는 x축으로부터 측정한 여유회전구동기(23) 또는 수동회전조인트(23')의 회전각이고, p x , p y 는 이동플랫폼(60)의 x,y 좌표를 각각 나타낸다.Here, θ is the rotation angle of the spare
도 2는 본 발명 실린더 형태의 큰 작업영역을 갖는 병렬형 로봇기구의 제 2실시예를 나타낸 사시도로서, 도 1에 나타낸 본 발명의 제 1실시예에 있는 공간 평행사변형 기구를 이루고 있는 제 1수평암부(30)와 제 2수평암부(40) 및 수직암부(50)를 유니버셜 조인트(31a, 33a, 41a, 43a, 51a, 53a)와 연결링크(32a, 42a, 52a)로 대체한 것이다. 이러한 제 2실시예의 구성을 사용하면, 제 1수평암부(30)와 제 2수평암부(40) 및 수직암부(50) 각각에서 연결링크의 수를 2개에서 1개로 감소시킬 수 있고, 제 1수평암부(30)와 제 2수평암부(40) 및 수직암부(50) 각각에서 4개의 구형 조인트를 2개의 유니버셜 조인트로 감소시킬 수 있는 장점이 있다.2 is a perspective view showing a second embodiment of a parallel robot mechanism having a large working area in the form of a cylinder of the present invention, wherein the first horizontal plane forms a spatial parallelogram mechanism in the first embodiment of the present invention shown in FIG. The
제 2실시예로 나타낸 병렬형 로봇기구의 동작은 상기한 제 1실시예로 나타낸 로봇기구의 동작과 동일하고, 다만, 제 1실시예의 제 1수평암부(30)의 작용을 제 2실시예에서는 유니버셜 조인트(31a, 33a)와 연결링크(32a)가 하게 되고, 제 1실시예의 제 2수평암부(40)의 작용을 제 2실시예에서는 유니버셜 조인트(41a, 43a)와 연결링크(42a)가 하게 되며, 제 1실시예의 수직암부(50)의 작용을 제 2실시예에서는 유니버셜 조인트(51a, 53a)와 연결링크(52a)가 하게 된다.The operation of the parallel robot mechanism shown in the second embodiment is the same as that of the robot mechanism shown in the first embodiment described above, except that the operation of the first
도 3은 본 발명 실린더 형태의 큰 작업영역을 갖는 병렬형 로봇기구의 제 3실시예를 나타낸 사시도로서, 제 1수평암부(30)와 제 2수평암부(40)의 구조는 도 1에 나타낸 제 1실시예와 동일하고, 그 동작도 동일하다. 다만, 제 1실시예의 수직암부(50)의 작용을 제 3실시예에서는 수동회전조인트(51a, 53a)와 연결링크(52a)가 하게 되고, 회전구동수단(20)의 여유회전구동기(23) 대신에 수동회전조인트(23')를 사용하게 된다.3 is a perspective view showing a third embodiment of a parallel robot mechanism having a large working area in the form of a cylinder of the present invention. The structure of the first
따라서 제 3실시예는 구동기가 3개의 회전구동기(21, 22, 24)만으로 구성되어 구동기의 수를 줄일 수 있고 제어가 간단해지는 장점이 있다.Therefore, the third embodiment has the advantage that the driver is composed of only three rotary drivers (21, 22, 24) can reduce the number of drivers and simplify the control.
도 4는 본 발명 실린더 형태의 큰 작업영역을 갖는 병렬형 로봇기구의 제 3실시예를 나타낸 사시도로서, 도 3에 나타낸 본 발명의 제 3실시예에 있는 공간 평행사변형 기구를 이루고 있는 제 1수평암부(30)와 제 2수평암부(40)를 유니버셜 조인트(31a, 33a, 41a, 43a)와 연결링크(32a, 42a)로 대체한 것이다. 이러한 제 4실시예의 구성을 사용하면, 제 1수평암부(30)와 제 2수평암부(40) 각각에서 연결링크의 수를 2개에서 1개로 감소시킬 수 있고, 제 1수평암부(30)와 제 2수평암부(40) 각각에서 4개의 구형 조인트를 2개의 유니버셜 조인트로 감소시킬 수 있는 장점이 있다.4 is a perspective view showing a third embodiment of a parallel robot mechanism having a large working area in the form of a cylinder of the present invention, wherein the first horizontal plane constitutes a spatial parallelogram mechanism in the third embodiment of the present invention shown in FIG. The
제 4실시예로 나타낸 병렬형 로봇기구의 동작은 상기한 제 3실시예로 나타낸 로봇기구의 동작과 동일하고, 다만, 제 3실시예의 제 1수평암부(30)의 작용을 제 4실시예에서는 유니버셜 조인트(31a, 33a)와 연결링크(32a)가 하게 되고, 제 3실시예의 제 2수평암부(40)의 작용을 제 4실시예에서는 유니버셜 조인트(41a, 43a)와 연결링크(42a)가 하게 된다.The operation of the parallel robot mechanism shown in the fourth embodiment is the same as the operation of the robot mechanism shown in the third embodiment described above, except that the action of the first
지금까지 본 발명을 바람직한 실시예로서 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 발명의 요지를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있음은 물론이다.While the present invention has been described as a preferred embodiment, the present invention is not limited thereto, and various modifications can be made without departing from the gist of the invention.
10 : 고정베이스 20 : 회전구동수단
21 : 제 1회전구동기 22 : 제 2회전구동기
23 : 여유회전구동기 23' : 수동회전조인트
23a : 지지대 24 : 제 3회전구동기
30 : 제 1수평암부 31 : 구동링크
31a : 유니버셜 조인트 32 : 연결블록
32a : 연결링크33, 33' : 구형 조인트
33a : 유니버셜 조인트 34, 34' : 연결링크
35, 35' : 구형 조인트 36 : 연결블록
40 : 제 2수평암부 41 : 구동링크
41a : 유니버셜 조인트 42 : 연결블록
42a : 연결링크 43, 43' : 구형 조인트
43a : 유니버셜 조인트 44, 44' : 연결링크
45, 45' : 구형 조인트 46 : 연결블록
50 : 수직암부 51 : 구동링크
51a : 유니버셜 조인트 51b : 수동회전조인트
52 : 연결블록 52a, 52b : 연결링크
53, 53' : 구형 조인트 53a : 유니버셜 조인트
53b : 수동회전조인트 54, 54' : 연결링크
55, 55' : 구형 조인트 56 : 연결블록
60 : 이동플랫폼 70 : 추가구동기
80 : 로봇끝단10: fixed base 20: rotation driving means
21: first rotary driver 22: second rotary driver
23: Extra rotary actuator 23 ': Manual rotary joint
23a: support 24: third rotary actuator
30: first horizontal arm portion 31: drive link
31a: Universal Joint 32: Connection Block
32a:
33a:
35, 35 ': spherical joint 36: connection block
40: second horizontal arm portion 41: drive link
41a: universal joint 42: connection block
42a:
43a:
45, 45 ': spherical joint 46: connection block
50: vertical arm 51: drive link
51a:
52:
53, 53 ': spherical joint 53a: universal joint
53b: Manual rotary joint 54, 54 ': Link
55, 55 'spherical joint 56 connection block
60: mobile platform 70: additional driver
80: robot end
Claims (13)
[수학식 1]
θ = arctan(p y /p x )
여기서 θ 는 x축으로부터 측정한 여유회전구동기(23)의 회전각이고, p x , p y 는 이동플랫폼(60)의 x,y 좌표를 각각 나타낸다.According to claim 1 having a large working area of the cylinder shape, characterized in that for controlling the free rotation driver 23 of the rotary drive means 20 in accordance with the movement of the moving platform 60. Parallel robotic mechanism.
[Equation 1]
θ = arctan ( p y / p x )
Θ is the rotation angle of the marginal rotation driver 23 measured from the x-axis, p x , p y represents the x, y coordinates of the moving platform 60, respectively.
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