KR20130029914A - 관절 로봇형 수직 승강장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 천장에 형성되는 베이스 플레이트와; 상기 베이스 플레이트의 하방에 결합되는 제1 베이스 링크와 제2 베이스 링크가 형성된 베이스 링크절과; 상기 베이스 플레이트의 직하방에 형성되는 카세트 플레이트와; 상기 카세트 플레이트의 상방에 결합되는 제1 카세트 링크와 제2 카세트 링크가 형성된 카세트 링크절과; 상기 베이스 링크절과 카세트 링크절의 가운데 부분에 형성되는 이등변 삼각형 구조의 링크절로서, 이등변 삼각형의 일측변은 상기 제1 베이스 링크와 제2 베이스 링크에 평행 대칭되는 제1 관절링크와 제2 관절링크가 형성되고, 이등변 삼각형의 타측변은 상기 제1 카세트 링크와 제2 카세트 링크에 평행 대칭되는 제3 관절링크와 제2 관절링크가 형성된 관절 링크절과; 상기 베이스 링크절과 관절 링크절을 연결시키는 링크암으로서, 상기 제1 베이스 링크와 제1 관절링크를 연결시키는 제1 상단 링크암과, 제2 베이스 링크와 제2 관절링크를 연결시키는 제2 상단 링크암으로 구성되는 상단 링크암과; 상기 카세트 링크절과 관절 링크절을 연결시키며 상기 관절 링크절을 중심으로 상기 상단 링크암에 대칭 형성되는 링크암으로서, 상기 제1 카세트 링크와 제3 관절링크를 연결시키는 제1 하단 링크암과, 제2 카세트 링크와 제2 관절링크를 연결시키는 제2 하단 링크암으로 구성되는 하단 링크암과; 상기 제2 베이스 링크에 결합되어 상기 베이스 플레이트와 상기 제2 상단 링크암 사이각을 변동시키는 제1 엑츄에이터와; 상기 제2 관절 링크에 결합되어 상기 제2 상단 링크암과 제2 하단 링크암 사이각을 변동시키되 상기 제1 엑츄에이터의 변동량의 2배 변동량을 가지는 제2 엑츄에이터로 구성되어 상기 상단 링크암과 하단 링크암의 관절 운동이 상기 카세트 플레이트를 상기 베이스 플레이트에 대해 수직 승강 운동시키는 것을 특징으로 하는 관절 로봇형 수직 승강장치에 관한 것이다.

Description

관절 로봇형 수직 승강장치{JOINT ARM ROBOT TYPE ELEVATION APPARATUS}
본 발명은 천장에 형성되는 베이스 플레이트와; 상기 베이스 플레이트의 하방에 결합되는 제1 베이스 링크와 제2 베이스 링크가 형성된 베이스 링크절과; 상기 베이스 플레이트의 직하방에 형성되는 카세트 플레이트와; 상기 카세트 플레이트의 상방에 결합되는 제1 카세트 링크와 제2 카세트 링크가 형성된 카세트 링크절과; 상기 베이스 링크절과 카세트 링크절의 가운데 부분에 형성되는 이등변 삼각형 구조의 링크절로서, 이등변 삼각형의 일측변은 상기 제1 베이스 링크와 제2 베이스 링크에 평행 대칭되는 제1 관절링크와 제2 관절링크가 형성되고, 이등변 삼각형의 타측변은 상기 제1 카세트 링크와 제2 카세트 링크에 평행 대칭되는 제3 관절링크와 제2 관절링크가 형성된 관절 링크절과; 상기 베이스 링크절과 관절 링크절을 연결시키는 링크암으로서, 상기 제1 베이스 링크와 제1 관절링크를 연결시키는 제1 상단 링크암과, 제2 베이스 링크와 제2 관절링크를 연결시키는 제2 상단 링크암으로 구성되는 상단 링크암과; 상기 카세트 링크절과 관절 링크절을 연결시키며 상기 관절 링크절을 중심으로 상기 상단 링크암에 대칭 형성되는 링크암으로서, 상기 제1 카세트 링크와 제3 관절링크를 연결시키는 제1 하단 링크암과, 제2 카세트 링크와 제2 관절링크를 연결시키는 제2 하단 링크암으로 구성되는 하단 링크암과; 상기 제2 베이스 링크에 결합되어 상기 베이스 플레이트와 상기 제2 상단 링크암 사이각을 변동시키는 제1 엑츄에이터와; 상기 제2 관절 링크에 결합되어 상기 제2 상단 링크암과 제2 하단 링크암 사이각을 변동시키되 상기 제1 엑츄에이터의 변동량의 2배 변동량을 가지는 제2 엑츄에이터로 구성되어 상기 상단 링크암과 하단 링크암의 관절 운동이 상기 카세트 플레이트를 상기 베이스 플레이트에 대해 수직 승강 운동시키는 것을 특징으로 하는 관절 로봇형 수직 승강장치에 관한 것이다.
본 발명은 물체 이송용 관절 로봇형 수직 승강장치에 관한 것으로서, 특히 반도체 웨이퍼나 액정표시소자 글래스(LCD glass), 솔라셀의 제조공정 라인과 같이 고청정도를 요하는 환경에서 사용되는 로봇에 관한 것이다.
반도체 제조 과정에서는, 반도체 웨이퍼를 카세트에 적재하거나 또는 한 공정에서 다음 공정으로 이송하기 위하여, 제조라인에서 웨이퍼를 적재한 카세트를 자동으로 반송하는 다관절 로보트가 사용된다.
상기 다관절 로보트는 전동식 핸드를 이용하여 웨이퍼 카세트를 고청정의 환경하에서 다른 로보트 및 설비 사이에 신속, 정확히 전달하는 기능을 수행한다.
이와 같이 종래의 로봇은, 본체의 상단에 회전가능하게 설치된 로봇아암과, 로봇아암의 선단에 설치된 핸드를 구비하여서, 반도체 웨이퍼를 클램핑한 후, 상기 로봇아암의 승강 및 회전운동을 이용하여 이송시키도록 구성되어 있다.
그런데, 종래의 로봇은 다관절의 복잡한 구성으로 인하여, 로봇암 자체의 크기가 크고, 다관절의 구동을 위한 회전반경과 작동공간 여유가 크며, 천장에 설치된 이송장치로부터 카세트 까지의 승강거리를 고려하여야 하므로 주변장치 여유공간와 공정 활용공간을 크게 설계해야 하는 문제점이 있다.
한편, 상기의 문제점을 해결하기 위하여 수직 승강의 기능을 가진 엘리베이터형 로봇을 고려할 수 있으나, 공정 설비가 복잡하게 나열된 공장 내에서 이동시 시설물과 동선이 겹쳐서 이동이 방해되거나, 공정에 사용할 수 있는 공간이 극히 협소한 경우 등과 같은 특수한 경우에 적합한 로봇의 개발이 요구되고 있다.
또한, 다관절 로봇의 경우에는 선등록 특허 10-0275704 와 같이 단말부(로봇의 손) 위치를 측정하여 이를 보정하는 장치가 필요해 지거나, 하부 부하에 대한 균형 제어가 필요하는 등 부가적인 제어 필요성이 대두되고 있는 문제점이 있다.
10-0275704
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 공정 설비가 복잡하게 나열된 공장 내에서 이동시 시설물과 동선이 겹쳐서 이동이 방해되거나, 공정에 사용할 수 있는 공간이 극히 협소한 경우 등과 같은 특수한 경우에 적합한 관절 로봇형 수직 승강장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 단말부 위치 보정이 자동으로 실행되며, 하부 부하에 대한 균형 제어가 불필요한 관절 로봇형 수직 승강장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 천장에 형성되는 베이스 플레이트와; 상기 베이스 플레이트의 하방에 결합되며 상기 베이스 플레이트를 밑변으로 하는 직각 삼각형 구조로서 빗변의 양단에는 제1 베이스 링크(100직각 삼각형의 밑변과 빗변 사이 꼭지점에 형성)와 제2 베이스 링크(직각 삼각형의 빗변과 높이 사이 꼭지점에 형성)가 형성된 베이스 링크절과; 상기 베이스 플레이트의 직하방에 형성되는 카세트 플레이트와; 상기 카세트 플레이트의 상방에 결합되며 상기 카세트 플레이트를 밑변으로 하는 직각 삼각형 구조로서 빗변의 양단에는 제1 카세트 링크(직각 삼각형의 밑변과 빗변 사이 꼭지점에 형성)와 제2 카세트 링크(직각 삼각형의 빗변과 높이 사이 꼭지점에 형성)가 형성된 카세트 링크절과; 상기 베이스 링크절과 카세트 링크절의 가운데 부분에 형성되는 이등변 삼각형 구조의 링크절로서, 이등변 삼각형의 일측변은 상기 제1 베이스 링크와 제2 베이스 링크에 평행 대칭되는 제1 관절링크(이등변 삼각형의 밑변과 빗변 사이 꼭지점에 형성)와 제2 관절링크(이등변 삼각형의 빗변 사이 꼭지점에 형성)가 형성되고, 이등변 삼각형의 타측변은 상기 제1 카세트 링크와 제2 카세트 링크에 평행 대칭되는 제3 관절링크(이등변 삼각형의 밑변과 빗변 사이 꼭지점에 형성)와 제2 관절링크가 형성된 관절 링크절과; 상기 베이스 링크절과 관절 링크절을 연결시키는 링크암으로서, 상기 제1 베이스 링크와 제1 관절링크를 연결시키는 제1 상단 링크암과, 제2 베이스 링크와 제2 관절링크를 연결시키는 제2 상단 링크암으로 구성되는 상단 링크암과; 상기 카세트 링크절과 관절 링크절을 연결시키며 상기 관절 링크절을 중심으로 상기 상단 링크암에 대칭 형성되는 링크암으로서, 상기 제1 카세트 링크와 제3 관절링크를 연결시키는 제1 하단 링크암과, 제2 카세트 링크와 제2 관절링크를 연결시키는 제2 하단 링크암으로 구성되는 하단 링크암과; 상기 제2 베이스 링크에 결합되어 상기 베이스 플레이트와 상기 제2 상단 링크암 사이각을 변동시키는 제1 엑츄에이터와; 상기 제2 관절 링크에 결합되어 상기 제2 상단 링크암과 제2 하단 링크암 사이각을 변동시키되 상기 제1 엑츄에이터의 변동량의 2배 변동량을 가지는 제2 엑츄에이터로 구성되어 상기 상단 링크암과 하단 링크암의 관절 운동이 상기 카세트 플레이트를 상기 베이스 플레이트에 대해 수직 승강 운동시키는 것을 특징으로 하는 관절 로봇형 수직 승강장치를 기술적 요지로 한다.
여기서 상기 상단 링크암은 제1 상단 링크암을 중심으로 평행형성되는 두개의 제2 상단 링크암으로 형성되어, 상기 제1 상단 링크암은 자세를 지지시키고 상기 제2 상단 링크암은 강성을 보강시키는 것을 특징으로 하는 관절 로봇형 수직 승강장치로 되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제2 상단 링크암은 평행하는 링크암 사이를 링크 홀더로 연결시켜 힘을 보강시키는 것을 특징으로 하는 관절 로봇형 수직 승강장치로 되는 것이 바람직하다.
상기한 본 발명에 의하여, 공정 설비가 복잡하게 나열된 공장 내에서 이동시 시설물과 동선이 겹쳐서 이동이 방해되거나, 공정에 사용할 수 있는 공간이 극히 협소한 경우 등과 같은 특수한 경우에 적합한 관절 로봇형 수직 승강장치가 제공되는 이점이 있다.
또한, 단말부 위치 보정이 자동으로 실행되며, 하부 부하에 대한 균형 제어가 불필요한 관절 로봇형 수직 승강장치가 제공되는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 사시도
도 2는 본 발명의 측면도
도 3은 본 발명의 기본 구조도
도 4는 본 발명의 정단면 구조도
도 5는 도 3 상태에서 본 발명의 기본 구조 및 작동도
도 6은 본 발명의 승강 중 측면도
도 7은 도 6 상태에서 본 발명의 기본 구조 및 작동도
도 8은 본 발명의 완전 상승 시 측면도
도 9는 도 8 상태에서 본 발명의 기본 구조 및 작동도
이하 도면을 참조하여 본 발명에 관하여 살펴보기로 하며, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.
그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 발명을 설명하는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
이하의 도 1은 본 발명의 사시도이며, 도 2는 본 발명의 측면도이며, 도 3은 본 발명의 기본 구조도이며, 도 4는 본 발명의 정단면 구조도이며, 도 5는 도 3 상태에서 본 발명의 기본 구조 및 작동도, 도 6은 본 발명의 승강 중 측면도, 도 7은 도 6 상태에서 본 발명의 기본 구조 및 작동도, 도 8은 본 발명의 완전 상승 시 측면도, 도 9는 도 8 상태에서 본 발명의 기본 구조 및 작동도이다.
본 발명은 크게 베이스 플레이트(10)와; 제1 베이스 링크(110)와 제2 베이스 링크(120)가 형성된 베이스 링크절(100)과; 카세트 플레이트(30)와; 제1 카세트 링크(310)와 제2 카세트 링크(320)가 형성된 카세트 링크절(300)과; 제1 관절링크(210)와 제2 관절링크(220)와 제3 관절링크(230)가 형성된 관절 링크절(20)과; 제1 상단 링크암(1-1)과 제2 상단 링크암(1-2)으로 구성되는 상단 링크암(1)과; 제1 하단 링크암(2-1)과 제2 하단 링크암(2-2)으로 구성되는 하단 링크암(2)과; 제1 엑츄에이터(40)와; 제2 엑츄에이터(50)로 구성된다.
도 1과 도 2에 도시된 상기 본 발명의 베이스 플레이트(10)는 천장에 형성되는 마운트 부분으로서, 일반적으로 공정상 설치 반경을 확장시키기 위하여 공장 내 천장에 형성된 레일을 타고 이동하는 대차로 형성되어 진다.
본 발명은 상기 베이스 플레이트(10)에 마운트되는 관절형 로봇암으로서, 상기 베이스 플레이트(10)의 하방에 형성되는 카세트 플레이트(30)를 수직 승강시키기 위한 장치이다.
본 발명은 3개의 관절을 가지며, 각 관절은 링크암으로 연결되어지는데, 상기 베이스 플레이트(10)에 연결되는 베이스 링크절(100)이 제1 관절이 되며, 카세트 플레이트(30)에 연결되는 카세트 링크절(300)이 제3 관절이 되며, 상기 베이스 링크절(100)과 카세트 링크절(300) 사이에 관절 링크절(20)이 제2 관절로 형성되어진다.
상기 베이스 링크절(100)과 관절 링크절(20) 사이에는 상박에 해당되는 상단 링크암(1)이 형성되며, 상기 관절 링크절(20)과 카세트 링크절(300) 사이에는 하박에 해당되는 하단 링크암(2)이 형성되어진다.
상기 관절 링크절(20)은 상기 베이스 링크절(100)과 카세트 링크절(300)의 중심부에 형성되어지며, 상기 베이스 링크절(100)과 상단 링크암(1) 및 카세트 링크절(300)과 하단 링크암(2)은 상기 관절 링크절(20)을 중심으로 대칭 형성되어진다.
이하 이에 대하여 보다 상세히 살펴보기로 한다.
본 발명의 베이스 링크절(100)은 도 3에 도시된 바와 같이 상기 베이스 플레이트(10)의 하방에 결합되며 상기 베이스 플레이트(10)를 밑변으로 하는 직각 삼각형 구조로서 빗변의 양단에는 제1 베이스 링크(110)(100직각 삼각형의 밑변과 빗변 사이 꼭지점에 형성)와 제2 베이스 링크(120)(직각 삼각형의 빗변과 높이 사이 꼭지점에 형성)가 형성된다.
상기 설명에서 '직각 삼각형 구조'는 상기 제1 베이스 링크(110)와 제2 베이스 링크(120)가 대각으로 경사지게 형성되어 지며, 상기 베이스 플레이트(10)에 대한 카세트 플레이트(30)의 수직 운동 동선이 상기 제2 베이스 링크(120)에서 수직선 방향으로 이루어지는 것을 바탕으로 개념적으로 도입된 것이다.
따라서, 상기한 바와 같이 설명을 위하여 도입된 직각 삼각형 구조는 도 1의 실시예에서 보여지는 바와 같이 상기 베이스 링크절(100)의 실제 형태가 반드시 직각 삼각형 형태를 갖추어야 한다는 의미는 아니다.
본 발명의 카세트 플레이트(30)는 상기 베이스 플레이트(10)의 직하방에 형성되는 플레이트로서, 하방에 이송시킬 물품들이 장착되는 수단이 된다.
본 발명의 카세트 링크절(300)은 상기 카세트 플레이트(30)의 상방에 결합되며 상기 카세트 플레이트(30)를 밑변으로 하는 직각 삼각형 구조로서 빗변의 양단에는 제1 카세트 링크(310)(직각 삼각형의 밑변과 빗변 사이 꼭지점에 형성)와 제2 카세트 링크(320)(직각 삼각형의 빗변과 높이 사이 꼭지점에 형성)가 형성된다.
상기 카세트 링크절(300)의 직각 삼각형 구조 역시 베이스 링크절(100)과 동일하게 개념적으로 도입된 구조이다.
상기 카세트 링크절(300)과 베이스 링크절(100)이 형성시키는 직각 삼각형 구조는 서로 대칭하는 '합동' 구조로 형성된다.
상기 카세트 링크절(300)과 베이스 링크절(100)을 대칭구조로 형성시키는 중심 위치에 본 발명의 관절 링크절(20)이 형성된다.
상기 관절 링크절(20)은 도 3에 도시된 바와 같이 상기 베이스 링크절(100)과 카세트 링크절(300)의 가운데 부분에 형성되는 이등변 삼각형 구조의 링크절로서, 이등변 삼각형의 양측 빗변이 각각 상기 카세트 링크절(300)의 빗변과 베이스 링크절(100)의 빗변과 동일 길이의 평행선으로 이루어진다.
자세하게는 상기 이등변 삼각형의 일측변은 상기 제1 베이스 링크(110)와 제2 베이스 링크(120)에 평행 대칭되는 제1 관절링크(210)(이등변 삼각형의 밑변과 빗변 사이 꼭지점에 형성)와 제2 관절링크(220)(이등변 삼각형의 빗변 사이 꼭지점에 형성)가 형성되고, 이등변 삼각형의 타측변은 상기 제1 카세트 링크(310)와 제2 카세트 링크(320)에 평행 대칭되는 제3 관절링크(230)(이등변 삼각형의 밑변과 빗변 사이 꼭지점에 형성)와 제2 관절링크(220)(이등변 삼각형의 꼭지점 부분으로 공통된다.)가 형성된다.
상기 관절 링크절(20)은 3개의 관절링크가 삼각 구조로 형성되는데 의미가 있다.
상기한 바와 같이 상기 베이스 링크절(100)과 관절 링크절(20) 사이에는 상박에 해당되는 상단 링크암(1)이 형성되며, 상기 관절 링크절(20)과 카세트 링크절(300) 사이에는 하박에 해당되는 하단 링크암(2)이 형성되어진다.
상기 상단 링크암(1)은 상기 베이스 링크절(100)과 관절 링크절(20)을 연결시키는 링크암으로서, 상기 제1 베이스 링크(110)와 제1 관절링크(210)를 연결시키는 제1 상단 링크암(1-1)과, 제2 베이스 링크(120)와 제2 관절링크(220)를 연결시키는 제2 상단 링크암(1-2)으로 구성되는 평행 2선 링크암이다.
상기 하단 링크암(2)은 상기 카세트 링크절(300)과 관절 링크절(20)을 연결시키며 상기 관절 링크절(20)을 중심으로 상기 상단 링크암(1)에 대칭 형성되는 링크암으로서, 상기 제1 카세트 링크(310)와 제3 관절링크(230)를 연결시키는 제1 하단 링크암(2-1)과, 제2 카세트 링크(320)와 제2 관절링크(220)를 연결시키는 제2 하단 링크암(2-2)으로 구성되는 평행 2선 링크암이다.
이상 설명한 바에 의하면 본 발명은 도 3에 도시된 바와 같이 상기 관절 링크암을 중심으로 상하가 대칭되는 관절 로봇암이 형성되어진다.
본 발명의 상기 관절 로봇암은 두개의 엑츄에이터에 의하여 구동된다.
본 발명의 제1 엑츄에이터(40)는 도 1과 도 4에 도시된 바와 같이 상기 제2 베이스 링크(120)에 결합되어 상기 베이스 플레이트(10)와 상기 제2 상단 링크암(1-2) 사이각을 변동시키는 동력전달장치이다.
본 발명의 제2 엑츄에이터(50)는 상기 제2 관절링크(220)에 결합되어 상기 제2 상단 링크암(1-2)과 제2 하단 링크암(2-2) 사이각을 변동시키는 동력전달장치이다.
상기 엑츄에이터(40, 50)는 도 4에 도시된 바와 같이 제어회로의 제어에 따라 구동되는 모터(400, 500)와 상기 모터의 속도를 일정 감속비에 따라 감속시키는 감속기(420)와 상기 감속기의 동력을 장치에 전달시키는 기어 결합체, 체인 등의 동력 전달 수단(410)으로 이루어진다.
이하, 본 발명의 구동에 관하여 살펴보면, 도 5에 도시된 바와 같이 본 발명의 상기 제2 엑츄에이터(50)는 제1 엑츄에이터(40)의 각변위에 대하여 항상 두배의 각변위가 발생되도록 제어되는데, 본 발명에서는 상기 제1 엑츄에이터(40)와 제2 엑츄에이터(50)를 동일하게 형성시키게, 상기 제2 엑츄에이터(50)에는 1:2 각변위 기어를 추가하여 구동하였다.
이와 같은 엑츄에이터에 의하면, 도 5 내지 도 9에 도시된 바와 같은 승강 운동이 실행된다.
상기 도 5 내지 도 9를 살펴보면 상기 베이스 링크절(100)의 직각 삼각형 높이변과 카세트 링크절의 직각 삼각형 높이변은 항상 동일 수직선상에 있게 되며, 따라서, 상기 카세트 플레이트(30)는 상기 베이스 플레이트(10)의 높이변 연속선을 따라 수직 승강하게 된다.
즉, 본 발명에 의하면 다관절 로봇의 링크암 각변위 운동이 카세트 플레이트(30)를 정밀하게 수직 승강시키는 승강 운동으로 변동되는 특징을 형성시킨다.
한편, 상기 제1 엑츄에이터(40)와 결합되는 상단 링크암(1)을 살펴보면, 상기 제2 상단 링크암(1-2)은 제1 엑츄에이터(40)의 힘을 하방에 전달하는 제1 구성요소가 되며, 제1 상단 링크암(1-1)은 상기 제2 상단 링크암(1-2)의 힘과 동선을 지지하는 지지 프레임이 된다.
본 발명은 상기 카세트 플레이트(30)에 반도체나 엘시디 등의 생산품을 결합시켜 승강 이동시키기 위한 수단이므로, 상기 제1 엑츄에이터(40)의 하방에는 큰 하중이 발생될 여지가 있다.
이를 보완하기 위하여 본 발명은 도 1에 도시된 바와 같이 상기 제2 상단 링크암(1-2)을 변형하여 상기 제1 상단 링크암(1-1)을 중심으로 평행 형성되는 두개의 링크암으로 형성시킨다.
이에 의해 상기 상단 링크암(1)은 상기 제1 상단 링크암(1-1)에 의해 자세와 동선이 지지되며 상기 제2 상단 링크암(1-2)은 강성이 보강되는 특징을 가지게 된다.
또한, 두개로 평행하게 형성된 상기 제2 상단 링크암(1-2) 사이에는 링크 홀더(1-3)를 연결시켜 결합이 보강되도록 한다.
상기 상단 링크암(1)의 보강과 동일 개념으로 하단 링크암(2)을 보강시킬 수도 있음은 물론이다.
이상 본 발명에 의하면, 공정 설비가 복잡하게 나열된 공장 내에서 이동시 시설물과 동선이 겹쳐서 이동이 방해되거나, 공정에 사용할 수 있는 공간이 극히 협소한 경우 등과 같은 특수한 경우에 천장에 밀착한 상태로 붙여 이동할 수 있으며, 승강 운동의 동선이 항상 일치되므로 단말부 위치 보정이 자동으로 실행되며, 하부 부하에 대한 균형 제어가 불필요한 관절 로봇형 수직 승강장치가 제공된다.
이상 본 발명의 설명을 위하여 도시된 도면은 본 발명이 구체화되는 하나의 실시예로서 도면에 도시된 바와 같이 본 발명의 요지가 실현되기 위하여 다양한 형태의 조합이 가능함을 알 수 있다.
따라서 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
1 : 상단 링크암 1-1 : 제1 상단 링크암
1-2 : 제2 상단 링크암 2 : 하단 링크암
2-1 : 제1 하단 링크암 2-2 : 제2 하단 링크암
10 : 베이스 플레이트
30 : 카세트 플레이트 40 : 제1 엑츄에이터
50 : 제2 엑츄에이터 100 : 베이스 링크절
110 : 제1 베이스 링크 120 : 제2 베이스 링크
20 : 관절 링크절 210 : 제1 관절링크
220 : 제2 관절링크 230 : 제3 관절링크
300 : 카세트 링크절 310 : 제1 카세트 링크
320 : 제2 카세트 링크

Claims (3)

  1. 천장에 형성되는 베이스 플레이트와;
    상기 베이스 플레이트의 하방에 결합되며 상기 베이스 플레이트를 밑변으로 하는 직각 삼각형 구조로서 빗변의 양단에는 제1 베이스 링크(100직각 삼각형의 밑변과 빗변 사이 꼭지점에 형성)와 제2 베이스 링크(직각 삼각형의 빗변과 높이 사이 꼭지점에 형성)가 형성된 베이스 링크절과;
    상기 베이스 플레이트의 직하방에 형성되는 카세트 플레이트와;
    상기 카세트 플레이트의 상방에 결합되며 상기 카세트 플레이트를 밑변으로 하는 직각 삼각형 구조로서 빗변의 양단에는 제1 카세트 링크(직각 삼각형의 밑변과 빗변 사이 꼭지점에 형성)와 제2 카세트 링크(직각 삼각형의 빗변과 높이 사이 꼭지점에 형성)가 형성된 카세트 링크절과;
    상기 베이스 링크절과 카세트 링크절의 가운데 부분에 형성되는 이등변 삼각형 구조의 링크절로서, 이등변 삼각형의 일측변은 상기 제1 베이스 링크와 제2 베이스 링크에 평행 대칭되는 제1 관절링크(이등변 삼각형의 밑변과 빗변 사이 꼭지점에 형성)와 제2 관절링크(이등변 삼각형의 빗변 사이 꼭지점에 형성)가 형성되고, 이등변 삼각형의 타측변은 상기 제1 카세트 링크와 제2 카세트 링크에 평행 대칭되는 제3 관절링크(이등변 삼각형의 밑변과 빗변 사이 꼭지점에 형성)와 제2 관절링크가 형성된 관절 링크절과;
    상기 베이스 링크절과 관절 링크절을 연결시키는 링크암으로서, 상기 제1 베이스 링크와 제1 관절링크를 연결시키는 제1 상단 링크암과, 제2 베이스 링크와 제2 관절링크를 연결시키는 제2 상단 링크암으로 구성되는 상단 링크암과;
    상기 카세트 링크절과 관절 링크절을 연결시키며 상기 관절 링크절을 중심으로 상기 상단 링크암에 대칭 형성되는 링크암으로서, 상기 제1 카세트 링크와 제3 관절링크를 연결시키는 제1 하단 링크암과, 제2 카세트 링크와 제2 관절링크를 연결시키는 제2 하단 링크암으로 구성되는 하단 링크암과;
    상기 제2 베이스 링크에 결합되어 상기 베이스 플레이트와 상기 제2 상단 링크암 사이각을 변동시키는 제1 엑츄에이터와;
    상기 제2 관절 링크에 결합되어 상기 제2 상단 링크암과 제2 하단 링크암 사이각을 변동시키되 상기 제1 엑츄에이터의 변동량의 2배 변동량을 가지는 제2 엑츄에이터로
    구성되어
    상기 상단 링크암과 하단 링크암의 관절 운동이 상기 카세트 플레이트를 상기 베이스 플레이트에 대해 수직 승강 운동시키는 것을 특징으로 하는 관절 로봇형 수직 승강장치.
  2. 제1항에 있어서 상기 상단 링크암은
    제1 상단 링크암을 중심으로 평행형성되는 두개의 제2 상단 링크암으로 형성되어, 상기 제1 상단 링크암은 자세를 지지시키고 상기 제2 상단 링크암은 강성을 보강시키는 것을 특징으로 하는 관절 로봇형 수직 승강장치.
  3. 제2항에 있어서 상기 제2 상단 링크암은
    평행하는 링크암 사이를 링크 홀더로 연결시켜 힘을 보강시키는 것을 특징으로 하는 관절 로봇형 수직 승강장치.

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160017066A (ko) * 2013-06-07 2016-02-15 프란체스코 아우텔리 사람 및/또는 화물을 선박으로 전달하거나 또는 그로부터 전달받기 위한 장치
KR20190128353A (ko) 2018-05-08 2019-11-18 한국기계연구원 인체모사 관절 및 이를 가지는 인체모사 로봇 팔
KR20200057863A (ko) 2018-11-16 2020-05-27 한국기계연구원 인체모사 관절 및 인체모사 관절의 구동방법
CN114673873A (zh) * 2022-03-09 2022-06-28 杭州国辰机器人科技有限公司 基于模块化设计的单自由度机器人云台升降臂

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11207626A (ja) 1998-01-23 1999-08-03 Tokki Corp ブラスト装置
JP2002292346A (ja) 2001-03-29 2002-10-08 Sharp Corp 付着膜回収装置および付着膜の回収方法
JP2008254138A (ja) 2007-04-06 2008-10-23 Yaskawa Electric Corp 多関節ロボット

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160017066A (ko) * 2013-06-07 2016-02-15 프란체스코 아우텔리 사람 및/또는 화물을 선박으로 전달하거나 또는 그로부터 전달받기 위한 장치
KR20190128353A (ko) 2018-05-08 2019-11-18 한국기계연구원 인체모사 관절 및 이를 가지는 인체모사 로봇 팔
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CN114673873A (zh) * 2022-03-09 2022-06-28 杭州国辰机器人科技有限公司 基于模块化设计的单自由度机器人云台升降臂

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