KR20190062122A - 리니어 액추에이터 시스템 - Google Patents

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KR20190062122A
KR20190062122A KR1020180054159A KR20180054159A KR20190062122A KR 20190062122 A KR20190062122 A KR 20190062122A KR 1020180054159 A KR1020180054159 A KR 1020180054159A KR 20180054159 A KR20180054159 A KR 20180054159A KR 20190062122 A KR20190062122 A KR 20190062122A
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세종뉴텍 주식회사
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Abstract

본 발명 따른 리니어 액츄에이터 시스템은 본체와, 상기 본체에 연결되며, 리니어 왕복 이동되는 로드와, 상기 본체의 외부에 배치되어, 상기 로드에 작용되는 하중을 감지하는 감지부와, 상기 본체와 상기 감지부를 상호 연결하며, 상기 감지부를 상기 로드의 이동 방향의 축선과 평행한 축선을 갖도록 배치시키는 지지부와, 상기 본체의 외부에 배치되고 상기 지지부와 연결되어, 상기 로드에 작용되는 하중에 따라 선택적으로 상기 감지부에 접촉되는 하중 작용부를 포함하고, 상기 지지부와 상기 하중 작용부는 회전축선을 가지고 연결되어, 상기 로드에 작용되는 인장 하중 및 압축 하중 중 어느 하나에 따라 상기 하중 작용부와 상기 감지부가 선택적으로 접촉된다.

Description

리니어 액추에이터 시스템{linear actuator system}
본 발명은 리니어 액츄에이터 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 직선 동작시의 하중을 감지하도록 하는 하중 감지센서를 구비하는 리니어 액츄에이터 시스템에 관한 것이다.
최근 자동화 생산시스템에서는 품질관리개념의 도입으로 생산과 동시에 생산 제품의 작업데이터를 실측하여 생산의 적합성을 판정하고 이를 데이터 베이스에 저장하여 관리하고 있다. 특히 리니어 액츄에이터 시스템은 이러한 자동화 생산시스템에서 절반이상의 비중을 차지할 정도로 사용되는 경우가 많다. 이와 같은 리니어 액츄에이터 시스템으로는 모터실린더, 유압실린더, 공압실린더, 서보모터, 직교로봇 등 많은 제품에 사용 되고 있다.
이와 같은 리니어 액츄에이터 시스템은 품질관리를 위하여 축에 걸리는 하중을 측정하기 위하여 로드셀을 구비하고 있다. 이와 관련된 종래기술로 대한민국 공개특허공보 제10-2010-0011001호에서는 리니어 액츄에이터 시스템의 축상에 로드셀이 구비된 것을 개시하고 있다. 그런데 이와 같은 경우 지속적인 왕복운동과정에서 로드셀과 로드셀 인디케이터 사이를 연결하는 케이블이 반복적인 굽힘에 의하여 끊어지는 문제점이 발생하거나, 늘어진 케이블과 주변에 있는 기구물이나 장비와 간섭을 일으켜 2차적인 문제를 일으킬 수 있다.
대한민국 공개특허공보 제10-2010-0011001호, 기계식 리니어 액추에이터
본 발명의 목적은 직선 동작시 수평 또는 수직 방향의 배치 조건 또는 기타 구조물의 간섭 없이 리니어 왕복 이동되는 축의 하중을 측정 할 수 있도록 구조가 개선된 리니어 액츄에이터 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 리니어 액츄에이터 시스템은 본체와, 상기 본체에 연결되며, 리니어 왕복 이동되는 로드와, 상기 본체의 외부에 배치되어, 상기 로드에 작용되는 하중을 감지하는 감지부와, 상기 본체와 상기 감지부를 상호 연결하며, 상기 감지부를 상기 로드의 이동 방향의 축선과 평행한 축선을 갖도록 배치시키는 지지부와, 상기 본체의 외부에 배치되고 상기 지지부와 연결되어, 상기 로드에 작용되는 하중에 따라 선택적으로 상기 감지부에 접촉되는 하중 작용부를 포함하고, 상기 지지부와 상기 하중 작용부는 회전축선을 가지고 연결되어, 상기 로드에 작용되는 인장 하중 및 압축 하중 중 어느 하나에 따라 상기 하중 작용부와 상기 감지부가 선택적으로 접촉된다.
상기 지지부는, 상기 본체에 대해 이격 배치되어, 상기 감지부를 지지하는 제 1지지부와, 상기 제 1지지부의 배치 방향에 대해 가로 방향으로 상기 로드와 인접된 상기 본체에 결합되어, 상기 로드에 하중이 작용될 때 상기 본체와 상기 지지부의 상호 이탈을 제한할 수 있다.
상기 로드에 작용되는 인장 하중과 압축 하중 중 어느 하나를 F, 상기 로드의 중심과 상기 회전축선과의 거리를 R 및 상기 회전축선과 상기 감지부의 중심 사이의 거리를 D라고 할 때, 상기 감지부에 의해 감지되는 하중 FL은 다음의 [수학식]을 포함할 수 있다.
[수학식] FL = (FㅧR)/D (F, R 및 D는 실수)
본 발명에 따른 하중 감지유닛은 선형으로 왕복 이동되는 작동 수단의 외부에 배치되는 지지부와, 상기 작동 수단에 연결되고 상기 지지부와 회전축선을 가지고 상호 결합되어, 상기 작동 수단에 작용되는 하중에 따라 상기 지지부와 상대 회전 운동되는 하중 작용부와, 상기 지지부에 지지되고 상기 하중 작용부에 인접하게 배치되며, 상기 지지부와 상기 하중 작용부의 상대 회전 운동에 따라 선택적으로 상기 하중 작용부에 접촉되어 상기 작동 수단에 작용되는 하중을 감지하는 감지부를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 리니어 액츄에이터 시스템은 본체, 상기 본체에 구비되어 외부 동력에 의하여 직선 운동하는 로드, 상기 본체가 일측에 결합되고, 상기 로드가 관통하는 관통홀이 형성된 받침부, 상기 받침부의 타측에 결합되어 상기 본체와 상기 받침부를 거쳐서 전달되는 하중을 전달하는 하중 전달부, 상기 하중 전달부에서 전달되는 하중을 감지하는 하중 감지센서, 상기 받침부와 상기 하중 전달부 그리고 상기 하중 감지센서를 지지하는 지지부를 구비할 수 있다.
상기 하중 전달부는 상기 지지부에 일측면에 고정되며 적어도 하나 이상의 지지홀이 형성된 고정블럭과, 상기 지지홀의 내주면에 지지되어 하중 감지센서로 하중을 전달하는 하중 전달 로드를 구비할 수 있다.
상기 하중 전달 로드의 단부에는 상기 하중 감지센서와 접하는 하중 전달 플레이트가 구비될 수 있다.
상기 하중 감지센서는 상기 지지대부에 고정된 하중 감지센서 설치대에 설치되고, 상기 하중 감지센서 설치대에는 적어도 하나 이상의 영점 조절 볼트가 구비되어 상기 하중 감지센서의 영점을 조절할 수 있다.
상기 지지부에는 상기 받침부의 일단부를 받쳐서 지지하는 지지턱이 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 리니어 액츄에이터 시스템은 로드에 작용되는 하중을 리니어 액츄에이터 시스템의 측부에 하중 감지유닛을 위치시켜 보다 효과적이고, 안정적으로 하중을 감지할 수 있도록 하여 제품의 작동 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 제 1실시예에 따른 리니어 액츄에이터 시스템의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 제 1실시예에 따른 리니어 액츄에이터 시스템의 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 제 1실시예에 따른 리니어 액츄에이터 시스템의 하중 감지유닛의 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 제 1실시예에 따른 리니어 액츄에이터 시스템의 측면도이다.
도 5는 본 발명의 제 2실시예에 따른 리니어 액츄에이터 시스템의 사시도이다.
도 6은 본 발명의 제 2실시예에 따른 리니어 액츄에이터 시스템의 하중 감지유닛의 사시도이다.
도 7은 본 발명의 제 2실시예에 따른 리니어 액츄에이터 시스템의 하중 감지유닛의 부분 절개 사시도이다.
도 8은 본 발명의 제 2실시예에 따른 리니어 액츄에이터 시스템의 하중 감지유닛의 분해사시도이다.
도 9는 본 발명의 제 2실시예에 따른 영점 조절 볼트의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
이하에서 본 발명에 따른 리니어 액츄에이터 시스템에 대한 실시예들을 설명하기로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 리니어 액츄에이터 시스템의 로드는 볼-스크루 방식으로 모터로부터 제공된 구동력에 의해 리니어 왕복 이동되는 것으로 기재되어 있으나, 이에 한정되지 않고 리니어 액츄에이터 시스템은 유체압에 따라 리니어 왕복 이동되는 실린더와 피스톤으로 구성될 수도 있다. 즉, 이하에서 설명되는 본체와 로드 또는 로드는 각각 실린더와 피스톤으로 치환되어 구성될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 리니어 액츄에이터 시스템은 수평 방향으로 배치와 수직 방향으로 배치로 구분되어 개시 및 도시하였으나, 동일한 명칭에 대해서는 동일한 도면 부호로 기재하였음도 미리 밝혀둔다.
<제 1실시예>
도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 1실시예에 따른 리니어 액츄에이터 시스템(1)는 본체(10), 로드(20), 감지부(40), 지지부(50) 및 하중 작용부(70)를 포함한다. 또한, 본 발명의 실시 예에 따른 리니어 액츄에이터 시스템(1)는 구동부(30) 및 회전축(90)을 더 포함할 뿐만 아니라 지지부(50)와 하중 작용부(70)를 각각 체결시키는 제 1체결부재(60) 및 제 2체결부재(80)를 더 포함한다.
본체(10)는 로드(20)의 일부 영역을 수용한다. 본체(10)는 로드(20)의 리니어 이동 거리에 대응하는 길이를 가지며 사각통 형상으로 마련되나. 이에 한정되지 않고 원통 형상과 같은 다양한 통 형상으로 마련될 수 있다. 본체(10)는 리니어 액츄에이터 시스템(1)가 수평 방향으로 배치될 때, 베이스(B)에 지지된다.
본체(10)는 본원발명과 같이 모터와 같은 구동부(30)에 연결되어 로드(20)가 리니어 왕복 이동될 때, 로드(20)가 리니어 왕복 이동되는 공간과 볼-스크루 방식으로 구성을 수용하는 공간을 형성한다. 여기서, 본체(10)는 로드(20)가 피스톤으로 대체되고 유체압에 의해 로드(20)가 리니어 왕복 이동될 때, 유체가 수용 및 배출되는 실린더 역할을 수행한다.
로드(20)는 본체(10)에 연결되며 리니어 왕복 이동된다. 로드(20)의 일부는 본체(10) 내부에 수용된다. 로드(20)는 본 발명에서는 도시되어 있지 않지만 볼-스크루 방식으로 리니어 왕복 이동된다. 즉, 로드(20)는 본 발명의 일 실시 예로서, 볼-스크루 방식으로 배치됨에 따라 구동부(30)로부터 제공된 구동력에 의해 회전 운동과 동시에 리니어 왕복 이동된다.
반면, 로드(20)는 피스톤으로 구성될 때 본체(10)로 공급 및 본체(10)로부터 배출되는 유체압에 의해 리니어 왕복 이동된다. 이때, 로드(20)는 유체압에 의해 리니어 왕복 이동될 때는 볼-스크루 방식과 달리 실질적으로 무회전으로 리니어 왕복 이동된다.
구동부(30)는 본체(10)에 인출입되는 로드(20)의 타측에 배치된다. 구동부(30)는 로드(20)와 연결된다. 구동부(30)는 로드(20)가 리니어 왕복 이동되도록 로드(20)에 구동력을 제공한다. 본 발명의 일 실시 예로서, 구동부(30)는 다양한 모터가 사용된다. 그러나, 구동부(30)는 본체(10)와 로드(20)가 실린더와 피스톤으로 사용될 때 실린더로 공급 및 배출되는 유체를 공급 및 수용하는 유체 공급수단으로 사용될 수 있다.
감지부(40)는 본체(10)의 외부에 배치되어 로드(20)에 작용되는 하중을 감지한다. 감지부(40)는 본 발명의 일 실시예로서 로드셀과 같은 하중 감지센서가 사용되나, 로드 셀 이외에도 하중을 감지할 수 있는 다양한 접촉 센서가 사용될 수 있다. 감지부(40)는 실질적으로 로드(20)에 작용되는 하중, 예를 들어 인장 하중 또는 압축 하중에 따라 상대 회전 운동되는 지지부(50)와 하중 작용부(70)에 따라 하중 작용부(70)에 선택적으로 접촉되어 로드(20)에 작용되는 하중을 감지한다.
지지부(50)는 본체(10)와 감지부(40)를 상호 연결하며 감지부(40)를 로드(20)의 이동 방향의 축선과 평행한 축선을 갖도록 배치시킨다. 본 발명의 일 실시 예로서, 지지부(50)는 제 1지지부(52) 및 제 2지지부(54)를 포함한다. 지지부(50)는 Y축 방향에서 시인할 때 L자 형상을 갖는다. L자 형상의 지지부(50)의 일측, 즉 수평 방향은 감지부(40)를 지지한다. L자 형상의 지지부(50)의 타측, 즉 수평 방향인 일측에 대해 수직으로 배치된 수직 방향은 본체(10)에 결합된다. L자 형상의 지지부(50)에서 수평 방향의 지지부(50)는 제 1지지부(52), 그리고 수직 방향의 지지부(50)는 제 2지지부(54)로 구성된다.
제 1지지부(52)는 로드(20)의 리니어 이동 방향에 대해 평행하게 배치된 감지부(40)를 지지한다. 제 2지지부(54)는 제 1지지부(52)의 배치 방향에 대해 가로 방향으로 로드(20)와 인접된 본체(10)에 결합된다. 제 2지지부(54)는 로드(20)에 하중이 작용될 때 본체(10)와 지지부(50)의 상호 이탈을 제한한다.
상세하게 제 1지지부(52)는 감지부(40)를 지지함과 함께 회전축(90)에 의해 하중 작용부(70)와 회전축선을 가지고 결합된다. 제 1지지부(52)는 감지부(40)를 지지하는 판재의 형상과 판재 형상으로부터 연장되어 하중 작용부(70)와 회전축(90)에 의해 함께 결합되는 결합 영역을 포함한다. 제 1지지부(52)는 제 1체결부재(60)에 의해 감지부(40)와 결합된다. 여기서, 수평 방향으로 배치된 리니어 액츄에이터 시스템(1)는 감지부(40)와 제 1지지부(52)를 상호 결합시키는 제 1체결부재(60)에 의해 베이스(B)에 결합된다.
그러나, 이러한 제 1체결부재(60)에 의한 체결 방식은 일 실시 예일 뿐 다양한 체결 방식에 의해서 리니어 액츄에이터 시스템(1)와 베이스(B)가 상호 결합될 수 있다.
제 2지지부(54)는 감지부(40)를 지지하는 제 1지지부(52) 영역의 배치 방향에 대해 가로 방향, 즉 수직 방향으로 배치된다. 제 2지지부(54)는 몸체(54a)와 지지홈(54b)을 포함한다. 몸체(54a)는 제 1지지부(52)에 대해 수직 방향으로 형성된다. 지지홈(54b)은 몸체(54a)에 관통 형성된다. 지지홈(54b)은 로드(20)가 배치되는 본체(10)의 일부 영역과 결합된다.
이렇게 지지홈(54b)이 본체(10)의 일부 영역에 결합됨에 따라 로드(20)에 하중이 작용될 때 본체(10)와 지지부(50)의 상호 이탈을 제한시킨다. 예를 들어, 제 2지지부(54)는 로드(20)에 인장 하중이 작용될 때 로드(20)에 작용되는 인장 하중에 따라 지지부(50)의 견인이 제한되도록 본체(10)와 결합된다.
하중 작용부(70)는 본체(10)의 외부에 배치되고 지지부(50)와 연결된다. 하중 작용부(70)는 로드(20)에 작용되는 하중에 따라 선택적으로 감지부(40)에 접촉된다. 하중 작용부(70)는 본 발명의 일 실시 예로서, 제 1하중 작용부(72) 및 제 2하중 작용부(74)를 포함한다. 하중 작용부(70)는 제 2체결부재(80)에 의해 본체(10)에 직접적으로 결합된다.
제 1하중 작용부(72)는 로드(20)에 작용되는 하중에 따라 감지부(40)에 선택적으로 접촉된다. 제 2하중 작용부(74)는 본체(10)와 제 1하중 작용부(72)를 상호 연결한다. 또한, 제 2하중 작용부(74)는 회전축(90)에 의해 제 2지지부(54)와 회전축선을 갖도록 상호 연결된다. 회전축(90)은 본 발명의 일 실시 예로서, 핀 조인트 방식으로 지지부(50)와 하중 작용부(70)를 상호 연결한다. 상세하게 지지부(50)와 하중 작용부(70)는 회전축선을 가지고 연결되어 로드(20)에 작용되는 인장 하중 및 압축 하중 중 어느 하나에 따라 하중 작용부(70)와 감지부(40)가 선택적으로 접촉된다.
감지부(40)와 하중 작용부(70)는 회전축(90)과의 결합에 의해 회전축선을 형성한다. 감지부(40)와 하중 작용부(70)는 회전축선을 기준으로 상호 상대적인 회전 운동된다. 상세하게 설명하면 감지부(40)와 하중 작용부(70)는 로드(20)에 작용되는 인장 하중과 압축 하중 중 어느 하나의 하중에 따라 상대 회전 운동된다. 감지부(40)와 하중 작용부(70)의 상대 회전 운동에 따라 하중 작용부(70)는 감지부(40)에 접촉되고, 이에 따라 감지부(40)는 로드(20)에 작용되는 인장 하중과 압축 하중 중 어느 하나의 하중을 감지한다.
상술한 감지부(40), 지지부(50), 하중 작용부(70) 및 회전축(90)은 로드(20)에 작용되는 하중을 감지하는 하중 감지유닛으로 구성된다. 이러한 하중 감지유닛은 리니어 왕복 이동되는 즉, 선형으로 왕복 이동되는 작동 수단에 탈부착 가능하게 결합된다. 선형으로 왕복 이동되는 작동 수단에 작용되는 하중은 하중 감지유닛에 의해 감지된다.
여기서, 감지부(40)에서 감지되는 인장 하중과 압축 하중 중 어느 하나의 하중 FL은 로드(20)에 작용되는 인장 하중과 압축 하중 중 어느 하나를 F, 로드(20)의 중심과 회전축선과의 거리를 R 및 회전축선과 감지부(40)의 중심 사이의 거리를 D라고 할 때 다음의 [수학식]에 의해 측정된다.
[수학식] FL = (FㅧR)/D (F, R 및 D는 실수)
상기 [수학식]에서 F는 +, -로 기재될 수 있으며, +, -는 방향성을 의미한다. 상세하게 +F는 압축 하중을 의미 할 수 있고, -F는 인장 하중을 의미 할 수 있다. 물론, +F가 인장 하중 및 -F가 압축 하중으로 설정에 따라 상호 치환될 수 있다.
보다 상세하게 상기 [수학식]에서 감지부(40)에 의해 감지되는 하중 FL은 R과 D 중 적어도 어느 하나의 변경에 따라 변동된다. 이렇게 감지부(40)에서 감지되는 하중은 거리 값 R 및 D에 따라 변동될 있으므로, 하중 감지유닛은 리니어 액추에이터의 크기, 작동력에 따라 설계 변경되어 리니어 액추에이터에 탈부착 될 수 있다. 예를 들어, 상기 [수학식]을 참조하면 R과 D의 값은 상호 반비례 하고, R과 D의 값 중 적어도 어느 하나의 값이 변경되면 감지부(40)에 의해 감지되는 하중 FL의 값이 감지 범위 값이 변경될 수 있다.
본 발명의 제 1실시예에 따른 수직 방향으로 배치된 리니어 액츄에이터 시스템(1)은 수평 방향으로 배치된 리니어 액츄에이터 시스템(1)와 같이 본체(10), 로드(20), 구동부(30), 감지부(40), 지지부(50), 하중 작용부(70) 및 회전축(90)을 포함한다.
다만, 본 발명의 실시 예에 따른 수직 방향으로 배치된 리니어 액츄에이터 시스템(1)는 제 2지지부(54)가 베이스(B)에 결합되어 로드(20)의 리니어 왕복 운동은 수직 방향으로 이루어진다. 그리고, 하중 감지유닛을 구성하는 감지부(40), 지지부(50), 하중 작용부(70) 및 회전축(90)은 상기 [수학식]을 적용하여 설계 변경 가능하다.
수직 방향으로 배치된 리니어 액츄에이터 시스템(1)의 로드(20)는 수평 방향으로 배치된 리니어 액츄에이터 시스템(1)의 로드(20)와 달리 리니어 이동 방향에 대한 자중 방향의 영향을 받지 않는 특성을 갖는다. 그러나, 수평 방향으로 배치된 리니어 액츄에이터 시스템(1)의 로드(20)와 같이 감지부(40), 지지부(50), 하중 작용부(70) 및 회전축(90)으로 구성된 하중 감지유닛이 본체(10)에 부착될 때 로드(20)에 작용되는 인장 하중과 압축 하중 중 어느 하나의 하중을 감지 할 수 있다.
이에, 감지부를 지지하는 지지부와 로드에 작용되는 하중에 따라 선택적으로 감지부에 접촉하는 하중 작용부를 배치하여 로드에 작용되는 하중을 정확하게 측정할 수 있으므로, 제품의 작동 신뢰성을 확보할 수 있다.
또한, 지지부와 하중 작용부가 회전축선을 가지고 상호 연결되어 지렛대 원리로 로드에 작용되는 하중을 감지할 수 있으므로, 회전축과의 거리를 변경에 따라 용량이 작은 감지부를 사용할 수 있고, 이에 따라 제품의 제조비용을 절감할 수 있다.
<제 2실시예>
도 5내지 도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 2실시예에 따른 리니어 액츄에이터 시스템은 본체(100)와 본체(100)에서 출입하며 외부로 외력을 제공하기 위하여 직선 동작하는 로드(110)를 구비한다. 본 실시예에서 본체(100)와 로드(110)는 볼-스크류로 구성될 수 있다. 따라서 본체(100)의 상부에는 동력원(300)이 구비되는데, 본 실시예에서 동력원(300)은 서보모터일 수 있다.
본체(100)의 하부에는 본체(100)의 하단이 볼트 등의 체결부재로 결합 가능하도록 결합홀(122)이 형성된 받침부(120)가 구비된다. 그리고 로드(110)는 받침부(120)에 형성된 관통홀(121)에 접촉없이 관통하도록 구성된다.
받침부(120)는 본체(100)와 결합된 단부에서 일측으로 연장 형성되어 있고, 이 연장 형성된 부분의 상부에 하중 감지유닛이 위치한다.
하중 감지유닛은 하중 전달부(130)를 포함한다. 그리고 받침부(120)의 하중 전달부(130)가 위치하는 부분의 끝단부는 하중 전달부(130)의 측면과 결합된 지지부(190)에 형성된 지지턱(191)에 받쳐져 있다. 이 지지부(190)는 도면에 도시되지 않았지만, 별도의 구조물에 고정 설치될 수 있다.
그리고 하중 전달부(130)는 지지부(190)의 측면에 고정 결합되고, 받침부(120)의 상부에 위치하는 고정블럭(131)을 포함한다. 고정블럭(131)에는 고정블럭(131)의 상하로 연장된 지지홀(132)이 형성된다. 지지홀(132)은 하나 이상 형성될 수 있으며, 본 실시예에서 지지홀(132)은 제 1지지홀(132a)과 제 2지지홀(132b) 두 개로 형성된다.
고정블럭(131)의 각각의 지지홀(132)에는 하중 전달 로드(133)가 지지홀(132)을 관통하여 설치된다. 하중 전달 로드(133)는 제 1지지홀(132a)에 설치되는 제 1하중 전달 로드(133b)와 제 2지지홀(132b)에 설치되는 제 2하중 전달 로드(133b)를 포함한다.
그리고 각각의 하중 전달 로드(133)의 외주면은 지지홀(132) 내주면에 밀착하는 크기로 형성된다. 이 하중 전달 로드(133)의 상하단에는 결합홀(134)이 형성된다. 또한 하중 전달 로드(133)의 하단부는 받침부(120)를 관통하는 결합볼트(135)에 의하여 하중 전달 로드(133)의 결합홀(134)과 결합되어 받침부(120)에 설치된다.
따라서 하중 전달 로드(133)는 로드(110)의 직선 동작 방향과 거의 평행한 상태를 유지한다. 이에 따라 로드(110)의 동작으로 발생하는 하중은 받침부(120)를 거쳐서 하중 전달 로드(133)로 전달된다. 이때 받침부(120)에는 지지턱(191)를 축심으로 하는 회전 모멘트가 발생하고, 이 회전 모멘트는 받침부(120)를 거쳐서 하중 전달 로드(133)에 전달된다. 그러나 회전 모멘트는 하중 전달 로드(133)를 지지하는 지지홀(132)를 구비한 고정블럭(131)에 의하여 상쇄된다. 따라서 최종적으로 직선 운동에 의한 하중만이 하중 전달 로드(133)의 상단으로 전달된다.
하중 전달 로드(133)의 상단에는 판체의 하중 전달 플레이트(140)가 설치된다. 하중 전달 플레이트(140)에는 복수개의 결합홀(141)이 형성되어 하중 전달 로드(133)의 상단이 결합볼트(135)에 의하여 하중 전달 플레이트(140)에 고정 결합되어 있다. 그리고 하중 전달 플레이트(140)의 상부에는 하중 전달 플레이트(140)와 소정 간격 이격되어 지지대(190)에 고정 결합된 하중 감지센서 설치대(160)가 구비된다.
하중 감지센서 설치대(160)의 하부에는 하중 감지센서(150)가 설치된다. 하중 감지센서(150)는 압축 하중 감지용 로드셀 또는 인장 하중 감지용 로드셀 및 그 외의 다양한 종류의 하중을 감지할 수 있는 센서로 실시될 수 있다.
하중 감지센서(150)는 하중 감지센서 설치대(160)의 결합홀(161)과 스페이서(170)를 관통한 결합핀 등과 같은 결합부재에 의하여 위치가 지지된다. 그리고 이 하중 감지센서(150)는 하부의 하중 전달 플레이트(140)의 상부면에 접해있다.
또한 하중 감지센서 설치대(160)에는 서로 등간격으로 형성된 3개의 영점 조절 볼트 체결홀(162)이 형성된다. 그리고 이 영점 조절 볼트 체결홀(162) 각각에는 영점 조절 볼트(180)이 설치되고, 이들 영점 조절 볼트(180)의 하단은 스페이서(170)의 상부면에 접촉한 상태로 위치한다. 따라서 하중 감지센서(150)의 영점 조절을 위하여 3개의 영점 조절 볼트(180)를 조작하여 스페이서(170)를 누르거나 느슨하게 하면 하중 감지센서(160)의 하중 감지를 위한 영점 조절 작업을 수행할 수 있다.
한편, 하중 전달부(130) 전체의 외관을 덮어서 보호하는 커버(200)가 구비되고, 커버(200)는 양측단이 지지부(190)의 측단과 별도의 결합부재에 의하여 고정 결합된다.
한편 이미 언급한 바와 같이 하중 감지센서(150)는 압축 하중과 인장 하중을 감지하기 위한 다양한 종류의 하중 감지센서를 사용할 수 있다. 압축 하중은 하중 전달 로드(133)가 도면상의 상부로 하중을 전달하고, 하중 감지센서(150)가 이때 전달된 압축 하중을 감지한다. 반면에 인장 하중은 하중 전달 로드(133) 또는 하중 전달 플레이트(140)의 단부를 하중 감지센서에 결합시켜 인장 하중이 감지되도록 할 수 있다.
이하에서는 이상과 같이 구성된 본 발명의 제 2실시예에 따른 리니어 액츄에이터 시스템의 동작에 대하여 설명하기로 한다.
본 발명의 제 2실시예에 따른 리니어 액츄에이터 시스템은 동력원(300)으로부터 동력이 제공되어 본체(100)로부터 로드(110)가 전진하여 대상물을 압축하기 위한 동작을 수행할 수 있다(예를 들어 서보 프레스 등과 같은 장치의 동작). 이때 로드(110)가 대상물을 압축하면 로드(110)의 압축 하중은 로드(110)의 압축 방향과 반대 방향에 위치한 본체(100)로 전달된다. 이에 따라 본체(100)와 결합된 받침부(120)에도 하중이 전달된다.
그리고 받침부(120)의 전달된 압축 하중에 의하여 받침부(120)에는 지지부(190)의 지지턱(191)을 회전 중심으로 하는 회전 모멘트가 발생한다. 또한 이 회전 모멘트는 받침부(120)에 상부에 결합된 하중 전달 로드(133)에 전달된다. 이때 하중 전달 로드(133)에 전달된 회전 모멘트는 고정블럭(131)에서 상쇄되고, 오로지 압축 하중만이 상부의 하중 전달 플레이트(140)로 전달되며, 하중 전달 플레이트(140)로 전달된 압축 하중은 하중 감지센서(150)에 의하여 감지된다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징들이 변경되지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것으로 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10: 본체 20: 로드
40: 감지부 50; 지지부
52: 제 1지지부 54: 제 2지지부
70: 하중 작용부 90: 회전축

Claims (9)

  1. 본체와;
    상기 본체에 연결되며, 리니어 왕복 이동되는 로드와;
    상기 본체의 외부에 배치되어, 상기 로드에 작용되는 하중을 감지하는 감지부와;
    상기 본체와 상기 감지부를 상호 연결하며, 상기 감지부를 상기 로드의 이동 방향의 축선과 평행한 축선을 갖도록 배치시키는 지지부와;
    상기 본체의 외부에 배치되고 상기 지지부와 연결되어, 상기 로드에 작용되는 하중에 따라 선택적으로 상기 감지부에 접촉되는 하중 작용부를 포함하고,
    상기 지지부와 상기 하중 작용부는 회전축선을 가지고 연결되어, 상기 로드에 작용되는 인장 하중 및 압축 하중 중 어느 하나에 따라 상기 하중 작용부와 상기 감지부가 선택적으로 접촉되는 리니어 액츄에이터 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 지지부는,
    상기 본체에 대해 이격 배치되어, 상기 감지부를 지지하는 제 1지지부와;
    상기 제 1지지부의 배치 방향에 대해 가로 방향으로 상기 로드와 인접된 상기 본체에 결합되어, 상기 로드에 하중이 작용될 때 상기 본체와 상기 지지부의 상호 이탈을 제한하는 것을 특징으로 하는 리니어 액츄에이터 시스템.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 로드에 작용되는 인장 하중과 압축 하중 중 어느 하나를 F, 상기 로드의 중심과 상기 회전축선과의 거리를 R 및 상기 회전축선과 상기 감지부의 중심 사이의 거리를 D라고 할 때, 상기 감지부에 의해 감지되는 하중 FL은 다음의 [수학식]을 포함하는 것을 특징으로 하는 리니어 액츄에이터 시스템.
    [수학식] FL = (FㅧR)/D (F, R 및 D는 실수)
  4. 선형으로 왕복 이동되는 작동 수단의 외부에 배치되는 지지부와;
    상기 작동 수단에 연결되고 상기 지지부와 회전축선을 가지고 상호 결합되어, 상기 작동 수단에 작용되는 하중에 따라 상기 지지부와 상대 회전 운동되는 하중 작용부와;
    상기 지지부에 지지되고 상기 하중 작용부에 인접하게 배치되며, 상기 지지부와 상기 하중 작용부의 상대 회전 운동에 따라 선택적으로 상기 하중 작용부에 접촉되어 상기 작동 수단에 작용되는 하중을 감지하는 감지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 하중 감지유닛.
  5. 본체;
    상기 본체에 구비되어 외부 동력에 의하여 직선 운동하는 로드;
    상기 본체가 일측에 결합되고, 상기 로드가 관통하는 관통홀이 형성된 받침부;
    상기 받침부의 타측에 결합되어 상기 본체와 상기 받침부를 거쳐서 전달되는 하중을 전달하는 하중 전달부;
    상기 하중 전달부에서 전달되는 하중을 감지하는 하중 감지센서;
    상기 받침부와 상기 하중 전달부 그리고 상기 하중 감지센서를 지지하는 지지부를 구비하는 리니어 액츄에이터 시스템.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 하중 전달부는 상기 지지부에 일측면에 고정되며 적어도 하나 이상의 지지홀이 형성된 고정블럭과, 상기 지지홀의 내주면에 지지되어 하중 감지센서로 하중을 전달하는 하중 전달 로드를 구비하는 리니어 액츄에이터 시스템.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 하중 전달 로드의 단부에는 상기 하중 감지센서와 접하는 하중 전달 플레이트가 구비된 리니어 액츄에이터 시스템.
  8. 제 5항에 있어서, 상기 하중 감지센서는 상기 지지대부에 고정된 하중 감지센서 설치대에 설치되고, 상기 하중 감지센서 설치대에는 적어도 하나 이상의 영점 조절 볼트가 구비되어 상기 하중 감지센서의 영점을 조절할 수 있도록 구비된 리니어 액츄에이터 시스템.
  9. 제 5항에 있어서, 상기 지지부에는 상기 받침부의 일단부를 받쳐서 지지하는 지지턱이 형성된 리니어 액츄에이터 시스템.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110987134A (zh) * 2019-11-21 2020-04-10 贵州电网有限责任公司 一种气瓶重量检测装置及其检测方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100011001A (ko) 2008-07-24 2010-02-03 전남도립대학산학협력단 기계식 리니어 액추에이터

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100011001A (ko) 2008-07-24 2010-02-03 전남도립대학산학협력단 기계식 리니어 액추에이터

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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