KR20170137504A - Winch module for a cable robot - Google Patents

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KR20170137504A
KR20170137504A KR1020160069743A KR20160069743A KR20170137504A KR 20170137504 A KR20170137504 A KR 20170137504A KR 1020160069743 A KR1020160069743 A KR 1020160069743A KR 20160069743 A KR20160069743 A KR 20160069743A KR 20170137504 A KR20170137504 A KR 20170137504A
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고성영
박종오
박석호
왕데리
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전남대학교산학협력단
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Abstract

The present invention relates to a winch module for a cable robot and, more specifically, relates to a winch module capable of preventing a cable from escaping and improve precision. The winch module winds or unwinds a cable connected to an end effector, comprising: a drum (110) to wind or unwind the cable (1); a motor (120) to rotate the drum (110) forwards or backwards; a tension adjustment unit (130) including a pair of a driving roller (131) and a driven roller (132) coming in contact with each other to rotate to supply prescribed tension to the cable (1) guided to the drum (110); and a drive force transfer unit to transfer a rotational drive force of the drum (110) to the driving roller (131).

Description

케이블 로봇용 윈치모듈{Winch module for a cable robot}Winch Module for a Cable Robot {Winch module for a cable robot}

본 발명은 케이블 로봇의 윈치모듈에 관한 것으로, 특히 케이블의 이탈을 방지하고 정밀도를 개선할 수 있는 윈치모듈에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a winch module of a cable robot, and more particularly to a winch module capable of preventing cable from escaping and improving precision.

최근 로봇산업은 기술과 규모에 있어서 꾸준한 발전을 이루고 있다. 그중에서도 새로운 형태의 로봇인 병렬형 케이블 로봇은 기존의 로봇의 링크를 케이블로 대체하는 로봇으로, 넓은 작업 공간, 큰 하중, 빠른 속도의 움직임 등의 이점을 가지고 있다. 이러한 형태의 로봇은 케이블을 사용하기 때문에 빠른 움직임이 가능하면서 넓은 작업공간을 만들 수 있는 장점이 존재한다.Recently, the robot industry has made steady progress in technology and scale. Among them, a parallel type cable robot, which is a new type of robot, is a robot that replaces a link of a conventional robot with a cable, and has advantages such as a large working space, a large load, and a high speed movement. This type of robot uses a cable, so there is an advantage that a robot can move quickly and can make a wide working space.

병렬형 케이블 로봇은 산업, 놀이, 환경 등 다양한 응용 분야에 사용될 수 있는 잠재력이 매우 큰 로봇 시스템의 한 형태이다. 구체적으로는 선박을 도장하는 페인트 로봇, 건물의 외벽이나 창문을 청소하는 청소로봇, 무거운 물건을 옮겨주는 크레인 로봇 등에 사용될 수 있다. 그리고, 국내에 있는 케이블 파크에서는 케이블 구조물을 이용하여 수상스포츠를 즐길 수 있는 곳이 운영 중이며, 케이블을 이용한 놀이기구 또한 개발 및 운영된다. 환경 분야에서는 강이나 호수 바다 등의 수질을 검사 및 관리할 수 있는 수질 검사 케이블 로봇이 개발되어 있다.Parallel cable robots are a type of robotic system that has great potential to be used in various applications such as industry, play, and environment. Specifically, it can be used for paint robots for painting ships, cleaning robots for cleaning the outer walls or windows of buildings, and crane robots for transferring heavy objects. In the cable park in Korea, there is a place where water sports can be enjoyed using a cable structure, and a play equipment using a cable is also developed and operated. In the environmental field, a water quality inspection cable robot capable of inspecting and managing water quality such as river or lake sea has been developed.

이러한 케이블 로봇은 크게 로봇의 작업공간을 결정하는 프레임과, 프레임에 설치되어 케이블 길이를 조절하는 윈치 시스템과, 윈치에서 나온 케이블이 연결되는 작업도구로 이루어져 있으며, 추가 구성으로는 윈치와 작업도구 사이에 설치되어 다양한 위치와 높이에서 케이블이 나올 수 있게 해주는 풀리로 구성되어 있다.These cable robots are largely composed of a frame for determining the working space of the robot, a winch system installed on the frame for adjusting the cable length, and a working tool for connecting the cable from the winch. And a pulley that allows the cable to come out at various positions and heights.

도 1의 (a)는 일반적이 케이블 로봇의 구성도로서, 복수의 케이블이 연결되어 자율 운동이 가능한 엔드 이펙터(10)와, 각 케이블의 권취(winding) 또는 권출(unwinding)이 이루어지는 윈치모듈(20)(30)을 포함한다.Fig. 1 (a) is a schematic view of a general cable robot. Fig. 1 (a) is a schematic view of a cable robot, in which an end effector 10 capable of performing autonomous motion by connecting a plurality of cables and a winch module 20) < / RTI >

윈치모듈(20)(30)은 케이블(1)이 감기게 되는 드럼(20)과, 드럼(20)을 회전 구동하기 위한 모터(30)를 포함하며, 모터(30)는 제어부(미도시)에 의해 회전 구동이 이루어진다. 엔드 이펙터(10)와 윈치모듈(20)(30)에 연결되는 케이블(1)은 복수의 풀리(41)(42)에 의해 안내된다.The winch modules 20 and 30 include a drum 20 on which the cable 1 is wound and a motor 30 for rotationally driving the drum 20. The motor 30 includes a control unit As shown in Fig. The cable 1 connected to the end effector 10 and the winch modules 20 and 30 is guided by a plurality of pulleys 41 and 42.

한편, 일반적인 케이블 로봇은 윈치모듈(20)(30)이 특정 위치에 고정되어 케이블을 풀거나 되감게 되며, 작동 중에 전원공급이 잘못되거나 케이블(1)이 끊어지는 경우, 또는 기타 오작동에 의해 드럼(20)에서 케이블(1)이 이탈될 수 있다. On the other hand, in a general cable robot, the winch modules 20 and 30 are fixed at specific positions to unwind or rewind the cable. If the power supply is wrong during operation or the cable 1 is broken, The cable 1 can be released from the cable 20.

예를 들어, 도 1의 (b)에 예시된 것과 같이, 케이블(1)이 끊어지는 경우에 드럼(20)에서 케이블(1)이 풀리게 되면, 케이블(1)이 귄출(unwinding)되지 못하고 케이블(1)이 드럼(20)에 축적되어 드럼(20)에서 케이블(1)의 이탈이 발생될 수 있다.For example, as illustrated in FIG. 1 (b), when the cable 1 is loosened in the drum 20 when the cable 1 is broken, the cable 1 can not be unwound, The cable 1 may be accumulated in the drum 20 and the cable 1 may be separated from the drum 20.

이러한 경우에 윈치모듈을 정상 상태로 복구하기 위하여 작업자가 직접 케이블(1)을 다시 드럼(20)에 감아주어야 하는 불편함이 있다. 또한 일반적으로 윈치모듈은 높은 곳에 설치되며, 따라서 작업자가 윈치모듈까지 접근이 용이하지 않고 사고의 위험도 높다.In such a case, there is an inconvenience that the operator must directly wind the cable 1 back onto the drum 20 to restore the winch module to a normal state. Generally, the winch module is installed at a high place, so that it is not easy for the operator to reach the winch module and the risk of accident is high.

또한 케이블은 일정 폭을 갖는 드럼(20)의 외주면을 따라서 감기게 되며, 이때 케이블은 드럼(20) 회전 시에 권취되는 구간의 피치(pitch)만큼 케이블의 권취/귄출 시에 길이 오차가 발생되어 엔드 이펙터(10)의 정확한 위치 제어에 어려움이 있다.
In addition, the cable is wound along the outer circumferential surface of the drum 20 having a constant width. At this time, a length error occurs when the cable is wound / extended by the pitch of the section wound around the drum 20 It is difficult to precisely control the position of the end effector 10.

공개특허공보 제10-2015-0114136호(공개일자: 2015.10.12)
Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-2015-0114136 (published on October 10, 2015)

본 발명은 이러한 종래기술의 문제점을 해소하기 위한 것으로, 케이블의 이탈을 방지하고 정밀도를 개선할 수 있는 윈치모듈을 제공하고자 한다.
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a winch module capable of preventing detachment of a cable and improving precision.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 윈치모듈은, 엔드 이펙터에 연결된 케이블의 권취 또는 귄출이 이루어지는 윈치모듈에 있어서, 케이블의 권취 또는 권출이 이루어지는 드럼과, 상기 드럼을 정회전 또는 역회전 구동하기 위한 모터와; 서로 접하여 회전 구동이 이루어지는 한 쌍의 구동롤러와 피동롤러로 이루어져 상기 드럼으로 안내되는 케이블에 일정 장력을 제공하기 위한 장력조절부와; 상기 드럼의 회전구동력을 상기 구동롤러로 동기화하여 전달하는 구동력전달부;를 포함한다.In order to achieve the above object, a winch module according to the present invention is a winch module in which a cable connected to an end effector is wound or unwound. The winch module includes a drum on which a cable is wound or unwound, A motor for; A tension regulator for providing a predetermined tension to the cable guided to the drum, the tension regulator comprising a pair of driving rollers and driven rollers which are rotated in contact with each other; And a driving force transmitting portion for transmitting the rotational driving force of the drum in synchronization with the driving roller.

바람직하게는, 상기 구동력전달부는, 상기 드럼과 동일한 회전축에 축설되어 회전 운동이 이루어지는 제1타이밍풀리와; 상기 제1타이밍풀리와 연동되어 상기 구동롤러에 회전 운동을 전달하는 제2타이밍풀리;를 포함한다.Preferably, the driving force transmitting portion includes: a first timing pulley that rotates in the same rotational axis as the drum and performs rotational motion; And a second timing pulley interlocked with the first timing pulley and transmitting rotational motion to the driving roller.

보다 바람직하게는, 상기 구동롤러는, 상기 제2타이밍풀리와 동일한 반경을 갖는 제3타이밍풀리를 더 포함하며, 상기 제1타이밍풀리, 상기 제2타이밍풀리 및 상기 제3타이밍풀리는 하나에 구동력 전달요소에 의해 연결되어 회전 구동이 이루어지는 것을 특징으로 한다.More preferably, the drive roller further includes a third timing pulley having the same radius as the second timing pulley, wherein the first timing pulley, the second timing pulley, and the third timing pulley transmit drive force to one And the rotary drive is performed.

더욱 바람직하게는, 상기 드럼의 반경(R), 상기 제1타이풀리의 반경(r1), 상기 제3타이밍풀리(r3)의 반경 및 상기 구동롤러의 반경(r)은 다음의 수학식으로 표현되는 것을 특징으로 한다.More preferably, the radius R of the drum, the radius r1 of the first tie pulley, the radius of the third timing pulley r3, and the radius r of the drive roller may be expressed by the following equations .

[수학식][Mathematical Expression]

Figure pat00001
Figure pat00001

; p는 드럼에 권취되는 케이블의 간격(피치).; and p is the pitch (pitch) of the cable wound around the drum.

보다 더욱 바람직하게는, 상기 드럼과 나란하게 구비되어 전후 이동하여 케이블의 위치를 안내하게 되는 풀리와; 상기 제2타이밍풀리의 회전 운동과 연동되어 상기 풀리를 전후 구동하기 위한 리니어 액추에이터를 더 포함한다.
More preferably, the pulley is disposed in parallel with the drum and moves back and forth to guide the position of the cable. And a linear actuator for interlocking with the rotational motion of the second timing pulley to drive the pulley back and forth.

본 발명에 따른 윈치모듈은, 케이블을 권취 또는 권출하게 되는 드럼의 회전 운동과 연동되어 드럼으로 안내되는 케이블의 장력을 일정하게 유지할 수 있는 구동력전달부를 갖는 장력조절부가 구비되어 윈치의 오동작 시 드럼에서 케이블이 장력을 상실하여 풀어지는 것을 방지할 수 있으며, 드럼 회전 시에 피치만큼 케이블의 길이 누적 오차가 발생되는 것을 최소화하여 엔드 이펙터의 위치 제어 정밀도를 개선할 수 있는 효과가 있다.
The winch module according to the present invention is provided with a tension adjusting portion having a driving force transmitting portion capable of maintaining the tension of a cable guided to the drum in cooperation with a rotating motion of a drum to be wound or unwound from a cable, It is possible to prevent the cable from being loosened due to the loss of the tension of the cable and to minimize the cumulative error of the length of the cable by pitch during the rotation of the drum, thereby improving the position control accuracy of the end effector.

도 1의 (a)(b)는 일반적인 케이블 로봇의 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 윈치모듈의 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 윈치모듈의 요부 구성도,
도 4는 본 발명에 따른 윈치모듈의 바람직한 실시예를 보여주는 사시도.
1 (a) and 1 (b) are diagrams showing a general cable robot,
2 is a configuration diagram of a winch module according to the present invention,
3 is a block diagram of a winch module according to the present invention,
4 is a perspective view showing a preferred embodiment of a winch module according to the present invention;

본 발명의 실시예에서 제시되는 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있다. 또한 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The specific structure or functional description presented in the embodiment of the present invention is merely illustrative for the purpose of illustrating an embodiment according to the concept of the present invention, and embodiments according to the concept of the present invention can be implemented in various forms. And should not be construed as limited to the embodiments described herein, but should be understood to include all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.

한편, 본 명세서에서 사용하는 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서 "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
It is to be understood, however, that the terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. It will be further understood that the terms " comprises ", or "having ", and the like in the specification are intended to specify the presence of stated features, integers, But do not preclude the presence or addition of steps, operations, elements, parts, or combinations thereof.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부 도면을 참고하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2를 참고하면, 본 발명의 윈치모듈은, 케이블(1)의 권취 또는 권출이 이루어지는 드럼(110)과, 드럼(110)을 정회전 또는 역회전 구동하기 위한 모터(120)와; 서로 접하여 회전 구동이 이루어지는 한 쌍의 구동롤러(131)와 피동롤러(132)로 이루어진 장력조절부(130)와; 드럼(110)의 회전구동력을 구동롤러(131)로 동기화하여 전달하는 구동력전달부;를 포함한다.2, the winch module of the present invention includes a drum 110 on which a cable 1 is wound or unwound, a motor 120 for driving the drum 110 in a forward or reverse direction, A tension adjusting unit 130 including a pair of driving rollers 131 and driven rollers 132 which are rotated in contact with each other; And a driving force transmitting portion for transmitting the rotational driving force of the drum 110 to the driving roller 131 in synchronization.

드럼(110)과 장력조절부(130) 사이에는 케이블(1)을 안내하기 위한 복수의 풀리(151)(152)가 마련된다. 본 실시예에서 풀리(151)(152)는 장력조절부(130)에서 인출된 케이블(1)을 드럼(110)과 나란한 방향으로 안내하게 되는 제1풀리(151)와, 제1풀리(151)에 의해 안내된 케이블(1)을 드럼(110)에 일정 간격(pitch)으로 귄취(winding)될 수 있도록 케이블(1)을 안내하게 되는 제2풀리(152)로 구성된다. 제1풀리(151)는 위치가 고정된 풀리일 수 있으며, 한편, 제2풀리(152)는 별도의 구동부가 마련되어 드럼(110)의 중심축 방향으로 전후 이동이 가능하여 케이블(1)이 드럼(110)에 일정 간격을 갖고 정렬되어 권취/귄출이 이루어질 수 있다. 즉, 제2풀리(152)는 케이블을 감거나 푸는 과정에서 드럼(110)을 따라서 전후 이동하여 케이블(1)의 권출/권취 위치를 안내함으로써 드럼(110)의 1회전당 감기거나 풀리는 케이블의 길이를 동일하여 유지하여 케이블의 길이에 대한 정밀한 제어가 가능하다. 이와 관련하여 공개특허공보 제10-2011-0070593호(공개일자: 2011.06.24)는 드럼의 1회전당 권출/권취 위치를 일정하게 안내할 수 있는 와이어 윈치를 참고할 수 있다.A plurality of pulleys 151 and 152 for guiding the cable 1 are provided between the drum 110 and the tension adjusting unit 130. In this embodiment, the pulleys 151 and 152 include a first pulley 151 that guides the cable 1 drawn out from the tension adjuster 130 in a direction parallel to the drum 110, a first pulley 151 And a second pulley 152 for guiding the cable 1 so that the cable 1 guided by the cable 110 can be wound on the drum 110 at a predetermined pitch. The first pulley 151 may be a fixed pulley while the second pulley 152 is provided with a separate driving unit so that the cable 1 can be moved back and forth in the direction of the central axis of the drum 110, (Not shown) may be arranged at predetermined intervals in the winding unit 110 so that winding / waving can be performed. That is, the second pulley 152 moves back and forth along the drum 110 in the course of winding and unwinding the cable to guide the winding / winding position of the cable 1 so that the cable wound around the drum 110 It is possible to precisely control the length of the cable by maintaining the same length. In this connection, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-2011-0070593 (published on June 24, 2011), a wire winch capable of constantly guiding the winding / winding position per one rotation of the drum can be referred to.

장력조절부(130)는 서로 접하여 회전 구동이 이루어지는 한 쌍의 구동롤러(131)와 피동롤러(132)로 구성되어 구동롤러(131)와 피동롤러(132) 사이에 케이블(1)이 위치하게 되어 드럼(110)으로 안내되는 케이블(1)에 일정 장력을 제공하게 된다.The tension adjusting unit 130 includes a pair of driving rollers 131 and driven rollers 132 that are rotated in contact with each other so that the cable 1 is positioned between the driving roller 131 and the driven roller 132 Thereby providing a constant tension to the cable 1 that is guided to the drum 110.

구동력전달부는 모터(120)에 의해 회전 구동이 이루어지는 드럼(110)의 회전구동력을 동기화하여 구동롤러(131)로 전달하는 기능을 한다.The driving force transmitting unit synchronously transmits the rotational driving force of the drum 110, which is rotationally driven by the motor 120, to the driving roller 131.

도 2에서 구동력전달부는 드럼(110)과 동일한 회전축에 축설되는 제1타이밍풀리(141)와, 제1타이밍풀리(141)와 벨트(141a)로 연결되어 회전 구동이 이루어지는 제2타이밍풀리(142)를 포함하며, 제2타이밍풀리(142)는 구동롤러(131)와 샤프트(142a)에 의해 연결되어 구동롤러(131)에 회전 구동력을 전달한다. 본 실시예에서 제1타이밍풀리(141)와 제2타이밍풀리(142)는 벨트(141a)에 의해 구동력이 전달되는 것으로 예시하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고 체인 또는 복수의 기어로 구성된 기어군과 같은 다양한 주지의 구동력 전달수단이 사용될 수 있음을 이해하여야 할 것이다.2, the driving force transmitting portion includes a first timing pulley 141 that is installed at the same rotational axis as the drum 110, a second timing pulley 142 that is connected to the first timing pulley 141 by a belt 141a and is rotationally driven And the second timing pulley 142 is connected to the driving roller 131 and the shaft 142a to transmit the rotational driving force to the driving roller 131. [ In the present embodiment, the first timing pulley 141 and the second timing pulley 142 are illustrated as being driven by a belt 141a, but the present invention is not limited to this. It is to be understood that various known driving force transmitting means such as those described above may be used.

한편, 드럼(110)의 1회당 감기는 케이블의 길이(WR)는 다음의 [수학식 1]과 같이 표현될 수 있다.On the other hand, the length WR of the cable wound around the drum 110 can be expressed by the following equation (1).

[수학식 1][Equation 1]

Figure pat00002
Figure pat00002

;R은 드럼의 반지름이고, p는 드럼에 감기는 케이블의 피치 간격.; R is the radius of the drum, and p is the pitch spacing of the cable wrapped around the drum.

장력조절부(130)와 제1풀리(151) 사이의 거리는 'd'라 하고, 제1풀리(151)와 제2풀리(152) 사이의 거리를 'x0'이라 하면, 초기 케이블 길이(L1)는 [수학식 2]와 같이 표현될 수 있으며, 드럼(110)의 1회전에 대한 총 케이블의 길이(L)는 [수학식 3]과 같이 나타낼 수 있다.If the distance between the tension adjusting part 130 and the first pulley 151 is d and the distance between the first pulley 151 and the second pulley 152 is x0, Can be expressed as in Equation (2), and the total length L of the cable for one rotation of the drum 110 can be expressed by Equation (3).

[수학식 2]&Quot; (2) "

Figure pat00003
Figure pat00003

[수학식 3]&Quot; (3) "

Figure pat00004
Figure pat00004

[수학식 3]을 참고하면, 드럼(110)에 케이블(1)의 권출 또는 권취가 이루어지는 경우에 케이블의 이탈이 발생되지 않기 위해서는 드럼(110)의 회전에 의한 제1풀리(151)와 제2풀리(152) 사이의 길이 변화

Figure pat00005
가 발생될 때, L1과 L의 차이를 보정하기 위하여 장력조절부(130)에 의해
Figure pat00006
만큼 케이블(1)의 길이의 조정이 이루어지면 케이블(1)의 장력이 일정하게 유지될 수가 있다. 이때, 드럼(110)에 케이블(1)이 감기는 방향과 제2풀리(152)가 같은 방향으로 움직이면 '+' 부호를, 반대 방향으로 움직이면 '-' 부호를 취하여 보정이 이루어진다.In order to prevent the cable from being separated from the drum 110 when the cable 110 is wound or unwound from the drum 110, the first pulley 151 and the second pulley 151, which are caused by the rotation of the drum 110, 2 pulley 152,
Figure pat00005
The tension adjusting unit 130 corrects the difference between L1 and L
Figure pat00006
The tension of the cable 1 can be kept constant as long as the length of the cable 1 is adjusted. In this case, if the direction in which the cable 1 is wound on the drum 110 and the second pulley 152 move in the same direction, the '+' sign is shifted. If the second pulley 152 is shifted in the opposite direction, the symbol '-'

따라서 본 발명 구동력전달부는 이러한 조건이 만족될 수 있도록 드럼(110)의 회전 운동과 연동되어 구동롤러(131)를 회전 구동함으로써 케이블(1)의 장력을 일정하게 유지할 수 있다.
Therefore, the driving force transmitting portion of the present invention can maintain the tension of the cable 1 constant by interlocking with the rotational motion of the drum 110 so as to satisfy such a condition, thereby rotating the driving roller 131.

도 3은 본 발명에 따른 윈치모듈의 요부 구성도이다.3 is a block diagram of a winch module according to the present invention.

도 3을 참고하면, 반경 'R'인 드럼(110)과 동일축 상에서 일체로 회전이 이루어지는 제1타이밍풀리(141)는 반경이 'r1'이며, 제2타이밍풀리(142)는 제1타이밍풀리(141)와 동일한 반경 'r1'을 가지며, 반경 'r'인 구동롤러(131)는 반경이 'r3'인 제3타이밍풀리(131a)가 마련된다.Referring to FIG. 3, the first timing pulley 141, which is integrally rotated on the same axis as the drum 110 having the radius 'R', has a radius of 'r1', and the second timing pulley 142 has a first timing The driving roller 131 having the same radius 'r1' as the pulley 141 and having a radius 'r' is provided with a third timing pulley 131a having a radius 'r3'.

제1타이밍풀리(141), 제2타이밍풀리(142) 및 제3타이밍풀리(131a)는 하나의 벨트(141a)에 의해 연결되어 회전 구동이 이루어지며, 이때, 각 풀리(141)(142)(131a)는 치형이 형성되어 체인 등과 같은 구동력 전달요소에 의해 구동력 전달이 이루어질 수도 있다.The first timing pulley 141, the second timing pulley 142 and the third timing pulley 131a are connected by a belt 141a to be rotationally driven. At this time, the pulleys 141, 142, The gear 131a may be formed in a tooth profile so that the driving force may be transmitted by a driving force transmitting element such as a chain.

앞서 설명한 것과 같이 케이블(1)의 장력을 일정하기 위한 조건을 도 3의 실시예에 적용하면 다음 [수학식 4]와 같이 두 개의 관계식으로 나타낼 수 있다.As described above, when the condition for keeping the tension of the cable 1 constant is applied to the embodiment of FIG. 3, it can be represented by two relational expressions as shown in the following equation (4).

[수학식 4]&Quot; (4) "

Figure pat00007
Figure pat00007

[수학식 4]의 두 개 관계식으로부터 다음의 [수학식 5]를 얻을 수 있다.From Equation (4), the following Equation (5) can be obtained.

[수학식 5]&Quot; (5) "

Figure pat00008
Figure pat00008

따라서, [수학식 5]가 만족될 수 있도록 드럼(110)의 반경(R)과, 구동풀리(131)의 반경(r)과, 제1타이밍풀리(141), 제3타이밍풀리(131a) 등을 설정하여 드럼(110)의 회전 운동에 따라서 장력조절부(130)에 의해 케이블(1)의 장력이 일정하게 유지되어 케이블이 드럼(110)에서 이탈되는 것을 방지할 수 있다.
Accordingly, the radius R of the drum 110, the radius r of the driving pulley 131, and the radius of the first timing pulley 141, the third timing pulley 131a, So that the tension of the cable 1 is kept constant by the tension adjusting unit 130 in accordance with the rotational motion of the drum 110 to prevent the cable from being detached from the drum 110. [

도 4는 본 발명에 따른 윈치모듈의 바람직한 실시예를 보여주는 사시도이다.4 is a perspective view showing a preferred embodiment of a winch module according to the present invention.

도 4를 참고하면, 본 실시예에 따른 윈치모듈은, 베이스 프레임(101) 상부에 케이블(1)의 권취 또는 권출이 이루어지는 드럼(110)이 회동 가능하게 구비되며, 이 드럼(110)은 모터에 의해 정회전 또는 역회전 구동이 이루어진다.4, the winch module according to the present embodiment includes a drum 110 on which a cable 1 is wound or unwound on a base frame 101, A forward rotation or a reverse rotation drive is performed.

드럼(110)에서 일체로 연장된 회전축과 연결되는 제1타이밍풀리(141)가 구비되며, 제1타이밍풀리(141)와 나란하게 제2타이밍풀리(142)가 배치된다. 바람직하게는, 도 3에서 설명한 것과 같이, 제1타이밍풀리(141)와 제2타이밍풀리(142)는 동일한 반경을 갖는다.A first timing pulley 141 connected to a rotation axis integrally extending from the drum 110 and a second timing pulley 142 disposed in parallel to the first timing pulley 141 are provided. Preferably, as described in FIG. 3, the first timing pulley 141 and the second timing pulley 142 have the same radius.

드럼(110)과 인접하여 케이블(1)을 안내하는 한 쌍의 구동롤러(131)와 피동롤러(132)가 구비되며, 구동롤러(131)와 동일축을 갖고 회전 가능한 제3타이밍풀리(131a)가 마련된다.A pair of driving rollers 131 and driven rollers 132 for guiding the cable 1 adjacent to the drum 110 and a third timing pulley 131a rotatable about the same axis as the driving roller 131, .

제1타이밍풀리(141), 제2타이밍풀리(142) 및 제3타이밍풀리(131a)는 벨트(141a)에 의해 연결되어 동기화되어 회전 구동이 이루어진다.The first timing pulley 141, the second timing pulley 142, and the third timing pulley 131a are connected to each other by a belt 141a, and are synchronously rotated.

제2풀리(152)는 드럼(110) 상부에 배치되어 구동롤러(131)와 피동롤러(132)를 경유하여 드럼(110)으로 권취 또는 권출되는 케이블(1)의 위치를 안내하게 된다.The second pulley 152 is disposed on the drum 110 and guides the position of the cable 1 wound or unwound by the drum 110 via the driving roller 131 and the driven roller 132.

바람직하게는, 제2풀리(152)는 제2타이밍풀리(142)에 의해 드럼(110)을 따라서 전후 이동이 이루어지는 리니어 액추에이터에 의해 전후 구동이 이루어질 수 있으며, 본 실시예에서 제2풀리(152)는 드럼(110)과 나란하게 구비되어 제2타이밍풀리(142)에 축설되는 볼스크류(143)에 의해 전후 이동이 이루어지는 가동블록(153)에 고정된다.Preferably, the second pulley 152 can be driven back and forth by a linear actuator that is moved back and forth along the drum 110 by the second timing pulley 142, and in this embodiment the second pulley 152 Is fixed to the movable block 153 which is provided in parallel with the drum 110 and is moved forward and backward by a ball screw 143 which is installed in the second timing pulley 142.

바람직하게는, 가동블록(153)은 볼스크류(143)와 나란하게 구비되는 가이드레일(154)에 의해 전후 이동이 이루어진다.Preferably, the movable block 153 is moved back and forth by the guide rails 154 arranged in parallel with the ball screws 143.

이와 같이 구성된 제2풀리(152)는 제2타이밍풀리(142)의 회전 운동과 연동되어 드럼(110)을 따라서 전후 방향으로 이동하여 드럼(110)에 권취 또는 권출되는 케이블(1)의 위치를 안내하는 역할을 한다.
The second pulley 152 configured in this manner is moved in the forward and backward direction along the drum 110 in cooperation with the rotation of the second timing pulley 142 to adjust the position of the cable 1 wound or unwound on the drum 110 It serves as a guide.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.
It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the inventions. It will be apparent to those of ordinary skill in the art.

1 : 케이블 110 : 드럼
120 : 모터 130 : 장력조절부
131 : 구동롤러 131a : 제3타이밍풀리
132 : 피동롤러 141 : 제1타이밍풀리
141a : 벨트 142 : 제2타이밍풀리
142a : 샤프트 143 : 볼스크류
151 : 제1풀리 152 : 제2풀리
153 : 가동블록 154 : 가이드레일
1: cable 110: drum
120: motor 130:
131: drive roller 131a: third timing pulley
132: driven roller 141: first timing pulley
141a: Belt 142: Second timing pulley
142a: shaft 143: ball screw
151: first pulley 152: second pulley
153: movable block 154: guide rail

Claims (5)

엔드 이펙터에 연결된 케이블의 권취 또는 귄출이 이루어지는 윈치모듈에 있어서,
케이블의 권취 또는 권출이 이루어지는 드럼과,
상기 드럼을 정회전 또는 역회전 구동하기 위한 모터와;
서로 접하여 회전 구동이 이루어지는 한 쌍의 구동롤러와 피동롤러로 이루어져 상기 드럼으로 안내되는 케이블에 일정 장력을 제공하기 위한 장력조절부와;
상기 드럼의 회전구동력을 상기 구동롤러로 동기화하여 전달하는 구동력전달부;를 포함하는 윈치모듈.
A winch module in which a cable connected to an end effector is wound or unwound,
A drum in which a cable is wound or unwound,
A motor for driving the drum to rotate forward or backward;
A tension regulating unit including a pair of driving rollers and driven rollers which are rotated in contact with each other to provide a predetermined tension to a cable guided to the drum;
And a driving force transmitting portion for transmitting the rotational driving force of the drum in synchronization with the driving roller.
제1항에 있어서, 상기 구동력전달부는,
상기 드럼과 동일한 회전축에 축설되어 회전 운동이 이루어지는 제1타이밍풀리와;
상기 제1타이밍풀리와 연동되어 상기 구동롤러에 회전 운동을 전달하는 제2타이밍풀리;를 포함하는 윈치모듈.
The driving force transmitting device according to claim 1,
A first timing pulley that rotates in the same rotational axis as the drum and rotates;
And a second timing pulley interlocked with the first timing pulley to transmit rotational motion to the drive roller.
제2항에 있어서, 상기 구동롤러는, 상기 제2타이밍풀리와 동일한 반경을 갖는 제3타이밍풀리를 더 포함하며, 상기 제1타이밍풀리, 상기 제2타이밍풀리 및 상기 제3타이밍풀리는 하나에 구동력 전달요소에 의해 연결되어 회전 구동이 이루어지는 것을 특징으로 하는 윈치모듈.3. The apparatus of claim 2, wherein the drive roller further comprises a third timing pulley having the same radius as the second timing pulley, wherein the first timing pulley, the second timing pulley, And is connected by a transmission element so as to be rotationally driven. 제3항에 있어서, 상기 드럼의 반경(R), 상기 제1타이풀리의 반경(r1), 상기 제3타이밍풀리(r3)의 반경 및 상기 구동롤러의 반경(r)은 다음의 수학식으로 표현되는 것을 특징으로 하는 윈치모듈.
[수학식]
Figure pat00009

; p는 드럼에 권취되는 케이블의 간격(피치).
4. The method according to claim 3, wherein the radius R of the drum, the radius r1 of the first tie pulley, the radius of the third timing pulley r3, and the radius r of the drive roller are expressed by the following equations Wherein the winch module is a winch module.
[Mathematical Expression]
Figure pat00009

; and p is the pitch (pitch) of the cable wound around the drum.
제4항에 있어서, 상기 드럼과 나란하게 구비되어 전후 이동하여 케이블의 위치를 안내하게 되는 풀리와;
상기 제2타이밍풀리의 회전 운동과 연동되어 상기 풀리를 전후 구동하기 위한 리니어 액추에이터를 더 포함하는 윈치모듈.
[5] The apparatus of claim 4, further comprising: a pulley provided in parallel with the drum to move back and forth to guide the position of the cable;
And a linear actuator for interlocking with the rotational motion of the second timing pulley to drive the pulley back and forth.
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