KR20210110099A - 케이블을 지지하는 다관절 로봇 - Google Patents

케이블을 지지하는 다관절 로봇 Download PDF

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KR20210110099A
KR20210110099A KR1020200025588A KR20200025588A KR20210110099A KR 20210110099 A KR20210110099 A KR 20210110099A KR 1020200025588 A KR1020200025588 A KR 1020200025588A KR 20200025588 A KR20200025588 A KR 20200025588A KR 20210110099 A KR20210110099 A KR 20210110099A
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KR1020200025588A
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이병철
윤병호
양재호
구동한
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현대자동차주식회사
기아 주식회사
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Abstract

본 발명은 복수개의 링크로 형성되고, 일단부가 지면에 고정되면서 외측으로 돌출되도록 연장되어 복수개의 링크가 회전됨에 따라 타단부가 이동되는 로봇바디; 일단부가 로봇바디의 타단부에 결합되고, 로봇바디 측으로 연장된 케이블; 및 로봇바디의 일단부 및 타단부에서 이격되어 일단부와 타단부 사이에 위치되고, 로봇바디가 연장된 방향으로 케이블과 슬라이딩 가능하게 결합되어 케이블의 하중을 지지하는 지지부;를 포함하는 케이블을 지지하는 다관절 로봇이 소개된다.

Description

케이블을 지지하는 다관절 로봇 {ARTICULATED ROBOT SUPORTING THE CABLE}
본 발명은 케이블을 지지하는 다관절 로봇에 관한 것이다.
자동차의 배기가스로 인한 환경오염의 문제, 자동차의 연료인 경유, 휘발유 등의 유가의 부담으로 인해 전기 자동차에 대한 수요가 최근 급격히 증가되고 있는 상황이다.
최근까지도 전기 자동차 내부의 배터리 충전 설비에 대한 인프라가 충분히 갖추어져 있지 않은 이유에서 많은 잠재적 수요자들은 전기차의 구매를 망설이고 있는 실정이다. 뿐만 아니라, 전기 자동차는 아직까지는 배터리 용량의 한계로 인해 빈번한 충전이 필요하기 때문에 전기 자동차의 사용자들은 거의 매일 직접 전기 자동차의 배터리 상태를 점검하고 충전을 실행해야 하는 번거로움을 감수해야 하였다.
이를 해결하기 위해 전기 자동차의 충전을 자동화하기 위해 전기 자동차 충전 로봇은 다관절 로봇으로 구성되고, 다관절 로봇에 충전케이블이 결합되어 전기 자동차를 자동으로 충전할 수 있는 형태로 개발되어 왔다.
그러나, 전기 자동차의 충전속도를 증가시키기 위하여 충전케이블의 두께는 점점 두꺼워져짐에 따라 다관절 로봇은 충전케이블의 하중을 지지 하기 힘들어지고, 충전케이블의 두꺼운 두께로 인해 낮아진 케이블의 곡률로 인해 다관절 로봇의 회전 각도가 낮아지는 문제가 있었다.
상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
KR 10-1410272 B1
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 다관절의 링크로 형성된 로봇에 케이블을 지지하는 지지부가 장착되어 케이블을 지지함으로써, 작은 동력으로 로봇의 액추에이터를 작동시킬 수 있고, 케이블의 두께로 인해 곡률이 낮아짐에도 로봇의 링크가 회전될 수 있는 케이블을 지지하는 다관절 로봇을 제공하고자 함이다.
본 발명에 따른 케이블을 지지하는 다관절 로봇은, 복수개의 링크로 형성되고, 일단부가 지면에 고정되면서 외측으로 돌출되도록 연장되어 복수개의 링크가 회전됨에 따라 타단부가 이동되는 로봇바디; 일단부가 로봇바디의 타단부에 결합되고, 로봇바디 측으로 연장된 케이블; 및 로봇바디의 일단부 및 타단부에서 이격되어 일단부와 타단부 사이에 위치되고, 로봇바디가 연장된 방향으로 케이블과 슬라이딩 가능하게 결합되어 케이블의 하중을 지지하는 지지부;를 포함한다.
로봇바디는 일단부가 지면에 지지되는 지지링크; 일단부가 지지링크의 타단부와 회전가능하게 결합되고, 지지부가 결합되는 제1회전링크; 및 일단부가 제1회전링크의 타단부와 회전가능하게 결합되고, 타단부가 케이블의 일단부와 결합되는 제2회전링크;를 포함하고, 지지부는 제1회전링크에 결합된 제1지지부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
지지링크는 일단부가 지면에 지지되며 연장된 제1지지링크; 및 일단부가 제1지지링크의 타단부에 회전 가능하게 결합되고, 타단부는 제1링크에 회전가능하게 결합되어 지지링크를 제1링크와 연결하는 제2지지링크;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
지지부는 복수개로 형성되어 제2회전링크와 결합된 제2지지부; 포함하는 것을 특징으로 한다.
제1지지부는 제1회전링크의 타단부측으로 연장되고, 제2지지부는 제2회전링크의 일단부측으로 연장되어, 제1지지부와 제2지지부는 연결된 것을 특징으로 한다.
제1지지부와 제2지지부를 회전가능하게 결합시키는 회전연결부;를 더 포함하는 것을 특징으로
케이블은 일단부가 전기차의 충전구와 연결되는 커넥터와 결합되고, 타단부는 전력 공급원과 결합되어 전력 공급원의 전력을 전기차로 공급하는 것을 특징으로 한다.
지지부에는, 로봇바디가 연장된 방향으로 나란하게 연장된 레일; 레일이 연장된 방향으로 슬라이딩 가능하게 레일에 장착되고, 롤러에 의해 슬라이딩되는 롤러부; 및 케이블과 일체로 결합되고, 일측이 롤러부와 결합된 연결부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
지지부에는 탄성이 있는 재질로 형성되며, 일단이 롤러부와 결합되고, 타단은 레일의 단부와 결합되어, 롤러부가 레일을 따라 이동됨에 따라 롤러부에 복원력을 발생시키는 탄성체;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
탄성체는 롤러부가 레일의 일단부에 위치될 때 압축응력이 최대로 발생되고, 롤러부가 레일의 타단부에 위치될 때 인장응력이 최대로 발생되는 것을 특징으로 한다.
연결부에는 롤러부의 결합지점에서 전방향으로 회전 가능하도록 결합된 제1구형베어링;을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
연결부에는 케이블의 외주면을 감싸면서 케이블이 길이방향과 교차되는 방향으로 회전 가능하도록 결합된 제2구형베어링;을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
로봇바디를 구성하는 복수개의 링크의 결합부위에 장착되어 작동시 로봇바디의 링크를 회전시키는 액추에이터;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 케이블을 지지한 다관절 로봇은, 복수개의 링크로 구성된 로봇바디에 케이블을 지지하는 지지부가 장착되어 케이블과 로봇바디를 연결하고, 지지부는 로봇바디가 연장된 방향으로 연장되어 장착된 레일, 레일에 롤러로 장착되어 이동되는 롤러부, 롤러부와 케이블을 연결하는 연결부 및 롤러부와 레일의 단부를 연결하는 탄성부로 형성되어 로봇바디의 링크가 회전시 케이블의 하중에 따라 이동하여 로봇바디를 회전시키는 액추에이터의 작동효율을 높이는 효과가 있다.
또한, 연결부는 제1구형베어링 및 제2구형베어링으로 롤러부와 케이블을 연결하여 케이블의 길이방향과 교차되는 방향으로 회전될 수 있으며, 로봇바디가 작동시 케이블의 두께로 인해 커진 곡률반경을 보상하며 로봇바디의 링크가 쉽게 회전되도록 할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 케이블을 지지하는 다관절 로봇의 제1실시예를 도시한 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 케이블을 지지하는 다관절 로봇의 구성 중 지지부의 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 케이블을 지지하는 다관절 로봇의 지지부에 포함된 롤러부의 사시도,
도 4는 본 발명에 따른 케이블을 지지하는 다관절 로봇의 지지부에 포함된 연결부의 사시도,
도 5는 본 발명에 따른 케이블을 지지하는 다관절 로봇의 구성 중 지지부의 탄성부가 최대로 인장되었을 때의 사시도,
도 5은 본 발명에 따른 케이블을 지지하는 다관절 로봇의 구성 중 지지부의 탄성부가 최대로 압축되었을 때의 사시도,
도 6은 본 발명에 따른 케이블을 지지하는 다관절 로봇의 구성 중 지지부의 탄성부가 최대로 인장되었을 때의 사시도,
도 7은 발명에 따른 케이블을 지지하는 다관절 로봇의 제2실시예를 도시한 사시도,
도 8은 발명에 따른 케이블을 지지하는 다관절 로봇의 제3실시예를 도시한 사시도이다.
본 명세서 또는 출원에 개시되어 있는 본 발명의 실시예들에 대해서 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 명세서 또는 출원에 설명된 실시 예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.
본 발명에 따른 실시 예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 특정실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서 또는 출원에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예를 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1 및/또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미이다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미인 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 본 발명에 따른 케이블(200)을 지지하는 다관절 로봇의 제1실시예를 도시한 사시도, 도 2는 본 발명에 따른 케이블(200)을 지지하는 다관절 로봇의 구성 중 지지부(300)의 사시도, 도 3은 본 발명에 따른 케이블(200)을 지지하는 다관절 로봇의 지지부(300)에 포함된 롤러부(340)의 사시도, 도 4는 본 발명에 따른 케이블(200)을 지지하는 다관절 로봇의 지지부(300)에 포함된 연결부(350)의 사시도, 도 5는 본 발명에 따른 케이블(200)을 지지하는 다관절 로봇의 구성 중 지지부(300)의 탄성부가 최대로 인장되었을 때의 사시도, 도 5은 본 발명에 따른 케이블(200)을 지지하는 다관절 로봇의 구성 중 지지부(300)의 탄성부가 최대로 압축되었을 때의 사시도, 도 6은 본 발명에 따른 케이블(200)을 지지하는 다관절 로봇의 구성 중 지지부(300)의 탄성부가 최대로 인장되었을 때의 사시도, 도 7은 발명에 따른 케이블(200)을 지지하는 다관절 로봇의 제2실시예를 도시한 사시도, 도 8은 발명에 따른 케이블(200)을 지지하는 다관절 로봇의 제3실시예를 도시한 사시도이다.
이하 첨부된 도 1 내지 도 8을 참조하여 본 발명에 따른 케이블(200)을 지지하는 다관절 로봇에 대해 알아보기로 한다.
케이블(200)을 지지하는 다관절 로봇은 전기 자동차를 충전하기 위한 로봇으로 제조되었으며, 전기 자동차가 충전소에서 운전자가 직접 충전기를 전기 자동차에 꼽지않고 자동으로 충전기를 전기 자동차의 충전구에 꼽도록 한 것이다.
케이블(200)을 지지하는 다관절 로봇의 케이블(200)의 일단 전력 공급원과 연결되어 있으며, 타단은 커넥터(210)와 연결되어 전기 자동차로 전력을 공급할 수 있다.
본 발명에 따른 케이블(200)을 지지하는 다관절 로봇은, 복수개의 링크로 형성되고, 일단부가 지면에 고정되면서 외측으로 돌출되도록 연장되어 복수개의 링크가 회전됨에 따라 타단부가 이동되는 로봇바디(100); 일단부가 로봇바디(100)의 타단부에 결합되고, 로봇바디(100) 측으로 연장된 케이블(200); 및 로봇바디(100)의 일단부 및 타단부에서 이격되어 일단부와 타단부 사이에 위치되고, 로봇바디(100)가 연장된 방향으로 케이블(200)과 슬라이딩 가능하게 결합되어 케이블(200)의 하중을 지지하는 지지부(300);를 포함한다.
복수개의 링크로 형성된 로봇바디(100)는 일단부가 지면에서 연장되고 지지될 수 있으며, 복수개의 링크가 회전가능하게 결합되어 복수개의 링크는 회전하면서 작동될 수 있다.
일단부가 로봇바디(100)의 타단부에 결합되고, 로봇바디(100)측으로 연장되 케이블(200)은 전기 자동차를 충전시키는 충전케이블(200)이 될 수 있다.
케이블(200)은 전기 자동차의 충전 속도 및 충전량을 증가시키기 위해 두께가 증가될 수 있으며, 증가된 두께에 따라 무게가 증가될 수 있다.
로봇바디(100)의 타단부에 연결된 케이블(200)은 로봇바디(100)에 장착된 지지부(300)에 의해 중간측이 지지되어 로봇바디(100)가 움직여 케이블(200)의 일단부를 전기 자동차의 충전구로 향하게 할 수 있다.
로봇바디(100)에 장착되어 케이블(200)을 지지하는 지지부(300)는 로봇바디(100)가 이동됨에 따라 로봇바디(100)의 길이방향으로 이동될 수 있다. 이를 통해 케이블(200)의 손상을 방지할 수 있고, 또한, 액추에이터(400)로 작동되는 로봇바디(100)가 케이블(200)의 하중을 지지할 수 있는 효과가 있다.
로봇바디(100)를 구성하는 복수개의 링크의 결합부위에 장착되어 작동시 로봇바디(100)의 링크를 회전시키는 액추에이터(400);를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
복수개의 링크로 구성된 로봇바디(100)를 작동시키기 위해서는 링크를 회전시켜야 된다. 링크를 회전시키기 위해서는 동력원으로 액추에이터(400)가 로봇바디(100)에 장착될 수 있다. 액추에이터(400)는 모터, 케이블(200) 및 풀리 등이 포함되어 모터가 작동하면서 발생하는 회전력으로 로봇바디(100)의 링크를 회전시킬 수 있다. 액추에이터(400)는 로봇바디(100) 내부에 장착되며 도면에는 도시하지 않았다. 액추에이터(400)는 복수개로 장착될 수 있으며, 로봇바디(100)를 구성하는 복수개의 링크의 각각의 연결부(350)위에 장착되어 복수개의 링크를 각각 회전시킬 수 있다.
상기 기재한 액추에이터(400)는 모터, 케이블(200) 및 풀리 등으로 구성되었지만, 로봇바디(100)의 링크를 회전시킬 수 있는 이외의 구성으로도 액추에이터(400)는 형성될 수 있다.
로봇바디(100)는 일단부가 지면에 지지되는 지지링크(110); 일단부가 지지링크(110)의 타단부와 회전가능하게 결합되고, 지지부(300)가 결합되는 제1회전링크(120); 및 일단부가 제1회전링크(120)의 타단부와 회전가능하게 결합되고, 타단부가 케이블(200)의 일단부와 결합되는 제2회전링크(130);를 포함하고, 지지부(300)는 복수개로 형성되어 제1회전링크(120)에 결합된 제1지지부(310);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
로봇바디(100)는 지지링크(110), 제1회전링크(120), 제2회전링크(130)로 구성되며, 지지링크(110)의 일단부는 지면에 지지될 수 있다. 또한, 지지링크(110)의 일단부는 지면이 아니더라도 지지될 수 있는 물체와 결합되어 고정될 수 있다.
제1회전링크(120)의 일단부는 지지링크(110)의 타단부에 회전 가능하게 결합되고, 타단부는 제2회전링크(130)의 일단부와 회전 가능하게 결합됨에따라 로봇바디(100)는 회전하며 작동될 수 있고, 로봇바디(100)의 일단부가 지면 또는 지지될 수 있는 곳에 결합될 수 있다.
본 발명에 따른 케이블(200)을 지지하는 다관절 로봇의 제1실시예로 지지부(300)에 포함된 제1지지부(310)는 제1회전링크(120)와 결합될 수 있고, 케이블(200)은 제1지지부(310)에 의해 지지되어 로봇바디(100)와 연결될 수 있다. 제1지지부(310)는 케이블(200)의 중간측이 연결되어 케이블(200) 하중을 지지하며, 케이블(200) 전체가 로봇바디(100)와 연결된 종래의 케이블(200)을 지지하는 다관절 로봇 보다 작은 동력으로도 로봇바디(100)가 움직일 수 있는 효과가 있다.
지지링크(110)는 일단부가 지면에 지지되며 연장된 제1지지링크(111)(110); 및 일단부가 제1지지링크(111)(110)의 타단부에 회전 가능하게 결합되고, 타단부는 제1링크에 회전가능하게 결합되어 지지링크(110)를 제1링크와 연결하는 제2지지링크(112)(110);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
지지링크(110)는 복수개의 링크로 형성되어 일단부가 지면 또는 고정점에서 연장되는 제1지지링크(111)(110) 및 제1지지링크(111)(110)의 타단부에 회전가능하게 결합되고 길이방향으로 연장된 제2지링크로 구성된다. 이를 통해 로봇바디(100)의 작동범위가 더 넓게 형성될 수 있고, 또한 로봇바디(100)의 일단부를 고정시킬 수 있다.
본 발명에 따른 케이블(200)을 지지하는 다관절 로봇의 제2실시예로 지지부(300)는 복수개로 형성되어 제2회전링크(130)와 결합된 제2지지부(320); 포함하는 것을 특징으로 한다.
지지부(300)는 복수개로 형성될 수 있으며 제1지지부(310)와 별개로 제2링크에 장착된 제2지지부(320)가 형성되어 케이블(200)을 지지할 수 있다.
제1지지부(310) 및 제2지지부(320)가 케이블(200)을 지지함에 따라 본 발명의 제1실시예에서 제1회전링크(120)가 받는 하중을 분산시켜 로봇바디(100)가 회전시 사용되는 동력을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
제1지지부(310)는 제1회전링크(120)의 타단부측으로 연장되고, 제2지지부(320)는 제2회전링크(130)의 일단부측으로 연장되어, 제1지지부(310)와 제2지지부(320)는 연결된 것을 특징으로 한다.
제1지지부(310) 및 제2지지부(320)는 제1회전링크(120)와 제2회전링크(130)가 결합된 부위측으로 연장되어 연결되며, 이를 통해 케이블(200)을 지지하는 지지부(300)의 이동거리가 증가되어 로봇바디(100)의 제1회전링크(120) 및 제2회전링크(130)가 회전될 때 사용되는 동력을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
제1지지부(310)와 제2지지부(320)를 회전가능하게 결합시키는 회전연결부(500);를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
제1지지부(310)와 제2지지부(320)의 연결부위에서 제1지지부(310)에 대해 제2지지부(320)가 상대회전할 수 있도록 결합되어 제1지지부(310)와 제2지지부(320)를 연결시키는 회전연결부(500)가 형성되어, 제1회전링크(120)에 대해 제2회전링크(130)가 상대회전시 제1지지부(310)에 대해 제2지지부(320)가 상대회전하여 제1회전링크(120)에 대해 제2회전링크(130)가 정상적으로 상대회전할 수 있도록 하는 효과가 있다.
케이블(200)은 일단부가 전기차의 충전구와 연결되는 커넥터(210)와 결합되고, 타단부는 전력 공급원과 결합되어 전력 공급원의 전력을 전기차로 공급하는 것을 특징으로 한다.
케이블(200)은 전기 자동차에 전력을 공급하는 전력케이블(200)으로 형성되어 일단은 전력 공급원과 연결되어 전력 공급원으로 부터 전력을 전달받을 수 있고, 타단은 전기 자동차의 충전구과 연결되는 커넥터(210)와 결합되어 형성된다. 전기 자동차의 충전시 커넥터(210)는 전기 자동차의 충전구와 연결될 수 있고, 전력 공급원으로 부터 케이블(200)을 통해 전기 자동차에 전력을 충전할 수 있다.
지지부(300)에는, 로봇바디(100)가 연장된 방향으로 나란하게 연장된 레일(330); 레일(330)이 연장된 방향으로 슬라이딩 가능하게 레일(330)에 장착되고, 롤러(341)에 의해 슬라이딩되는 롤러부(340); 및 케이블(200)과 일체로 결합되고, 일측이 롤러부(340)와 결합된 연결부(350);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
지지부(300)는 로봇바디(100)의 연장된 방향으로 이동되기 위해 로봇바디(100)의 연장된 방향으로 연장되어 장착된 레일(330)이 포함되고, 레일(330)에 롤러(341)를 통해 이동되는 롤러부(340) 및 롤러부(340)와 연결되고 케이블(200)의 중간측 일부를 감싸면서 연결하는 연결부(350)로 형성된다.
지지부(300)는 로봇바디(100)의 링크에 장작되고 링크가 회전함에 따라 케이블(200)의 하중에 따라 레일(330) 위에서 움직일 수 있게 된다. 로봇바디(100)에 입력되는 케이블(200)의 하중의 변위가 변경되어 로봇바디(100)의 링크가 회전될 때 사용되는 동력을 감소시켜 작동효율을 향상시키는 효과가 있다.
지지부(300)에는 탄성이 있는 재질로 형성되며, 일단이 롤러부(340)와 결합되고, 타단은 레일(330)의 단부와 결합되어, 롤러부(340)가 레일(330)을 따라 이동됨에 따라 롤러부(340)에 복원력을 발생시키는 탄성체(360);를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
탄성체(360)의 초기형태는 롤러부(340)가 레일(330)의 중간측에 위치될 때이며, 롤러부(340)가 케이블(200)의 하중에 의해 레일(330)을 따라 움직이면 탄성체(360)는 압축되거나 인장되며 롤러부(340)의 이동을 보조할 수 있다.
도 5 내지 도 6을 참조하면, 도 5는 탄성체(360)가 최대로 연장된 상태를 도시하였고, 도 6은 탄성체(360)가 최대로 압축된 상태를 도시하였다. 탄성체(360)는 롤러부(340)가 레일(330)의 일단부에 위치될 때 압축응력이 최대로 발생되고, 롤러부(340)가 레일(330)의 타단부에 위치될 때 인장응력이 최대로 발생되는 것을 특징으로 한다.
롤러부(340)가 케이블(200)의 하중에 의해 레일(330)의 일단부에 위치될 때 탄성체(360)는 최대로 압축되어 탄성체(360)의 압축응력이 최대로 발생되며, 롤러부(340)가 케이블(200)의 하중에 의해 레일(330)의 타단부에 위치될 때 탄성체(360)는 최대로 인장되어 탄성체(360)의 인장응력이 최대로 발생된다. 이를 통해 케이블(200)을 연결하는 연결부(350) 및 롤러부(340)의 이동을 보조하여 로봇바디(100)의 링크를 회전시키는 액추에이터(400)의 작동효율을 증가시킬 수 있는 효과가 있다.
연결부(350)에는 롤러부(340)의 결합지점에서 전방향으로 회전 가능하도록 결합된 제1구형베어링(351);을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
케이블(200)과 롤러부(340)를 연결하는 연결부(350)는 롤러부(340)와 전방향으로 회전가능하게 결합되어 형성된 제1구형베어링(351)이 포함될 수 있다. 로봇바디(100)의 링크가 회전될 때 케이블(200)의 두께로 인해 커진 곡률반경으로 인해 로봇바디(100)의 작동이 어려워진다. 이를 보상하기 위해 제1구형베어링(351)이 롤러부(340)와 연결된 지점에서 전방향으로 회전가능하게 케이블(200)과 결합되어 케이블(200)의 두께로 인해 커진 곡률반경을 보상하여 로봇바디(100)의 작동을 보조할 수 있는 효과가 있다.
연결부(350)에는 케이블(200)의 외주면을 감싸면서 케이블(200)이 길이방향과 교차되는 방향으로 회전 가능하도록 결합된 제2구형베어링(352);을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
제1구형베어링(351)과 결합되며, 케이블(200)의 중간측 일부의 외주면을 감싸면서 결합되고, 케이블(200)과 결합된 상태에서 케이블(200)의 길이방향과 교차되는 방향으로 회전될 수 있다.
로봇바디(100)의 링크가 회전될 때 케이블(200)의 두께로 인해 커진 곡률반경으로 인해 로봇바디(100)의 작동이 어려워진다. 이를 보상하기 위해 제2구형베어링(352)은 케이블(200)이 길이 방향과 교차되는 방향으로 회전가능하도록 케이블(200)을 감싸면서 결합될 수 있다.
발명의 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
100 : 로봇바디 110 : 지지링크
111 : 제1지지링크 112 : 제2지지링크
120 : 제1회전링크 130 : 제2회전링크
200 : 케이블 210 : 커넥터
300 : 지지부 310 : 제1지지부
320 : 제2지지부 330 : 레일
340 : 롤러부 341 : 롤러
350 : 연결부 351 : 제1구형베어링
352 : 제2구형베어링 360 : 탄성체
400 : 액추에이터 500 : 회전연결부

Claims (13)

  1. 복수개의 링크로 형성되고, 일단부가 지면에 고정되면서 외측으로 돌출되도록 연장되어 복수개의 링크가 회전됨에 따라 타단부가 이동되는 로봇바디;
    일단부가 로봇바디의 타단부에 결합되고, 로봇바디 측으로 연장된 케이블; 및
    로봇바디의 일단부 및 타단부에서 이격되어 일단부와 타단부 사이에 위치되고, 로봇바디가 연장된 방향으로 케이블과 슬라이딩 가능하게 결합되어 케이블의 하중을 지지하는 지지부;를 포함하는 케이블을 지지하는 다관절 로봇.
  2. 청구항 1에 있어서,
    로봇바디는 일단부가 지면에 지지되는 지지링크;
    일단부가 지지링크의 타단부와 회전가능하게 결합되고, 지지부가 결합되는 제1회전링크; 및
    일단부가 제1회전링크의 타단부와 회전가능하게 결합되고, 타단부가 케이블의 일단부와 결합되는 제2회전링크;를 포함하고,
    지지부는 제1회전링크에 결합된 제1지지부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 케이블을 지지하는 다관절 로봇.
  3. 청구항 2에 있어서,
    지지링크는 일단부가 지면에 지지되며 연장된 제1지지링크; 및
    일단부가 제1지지링크의 타단부에 회전 가능하게 결합되고, 타단부는 제1링크에 회전가능하게 결합되어 지지링크를 제1링크와 연결하는 제2지지링크;를 포함하는 것을 특징으로 하는 케이블을 지지하는 다관절 로봇.
  4. 청구항 2에 있어서,
    지지부는 복수개로 형성되어 제2회전링크와 결합된 제2지지부; 포함하는 것을 특징으로 하는 케이블을 지지하는 다관절 로봇.
  5. 청구항 4에 있어서,
    제1지지부는 제1회전링크의 타단부측으로 연장되고, 제2지지부는 제2회전링크의 일단부측으로 연장되어, 제1지지부와 제2지지부는 연결된 것을 특징으로 하는 케이블을 지지하는 다관절 로봇.
  6. 청구항 5에 있어서,
    제1지지부와 제2지지부를 회전가능하게 결합시키는 회전연결부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 케이블을 지지하는 다관절 로봇.
  7. 청구항 1에 있어서,
    케이블은 일단부가 전기차의 충전구와 연결되는 커넥터와 결합되고, 타단부는 전력 공급원과 결합되어 전력 공급원의 전력을 전기차로 공급하는 것을 특징으로 하는 케이블을 지지하는 다관절 로봇.
  8. 청구항 1에 있어서,
    지지부에는, 로봇바디가 연장된 방향으로 나란하게 연장된 레일;
    레일이 연장된 방향으로 슬라이딩 가능하게 레일에 장착되고, 롤러에 의해 슬라이딩되는 롤러부; 및
    케이블과 일체로 결합되고, 일측이 롤러부와 결합된 연결부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 케이블을 지지하는 다관절 로봇.
  9. 청구항 8에 있어서,
    지지부에는 탄성이 있는 재질로 형성되며, 일단이 롤러부와 결합되고, 타단은 레일의 단부와 결합되어, 롤러부가 레일을 따라 이동됨에 따라 롤러부에 복원력을 발생시키는 탄성체;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 케이블을 지지하는 다관절 로봇.
  10. 청구항 9에 있어서,
    탄성체는 롤러부가 레일의 일단부에 위치될 때 압축응력이 최대로 발생되고, 롤러부가 레일의 타단부에 위치될 때 인장응력이 최대로 발생되는 것을 특징으로 하는 케이블을 지지하는 다관절 로봇.
  11. 청구항 8에 있어서,
    연결부에는 롤러부의 결합지점에서 전방향으로 회전 가능하도록 결합된 제1구형베어링;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 케이블을 지지하는 다관절 로봇.
  12. 청구항 8에 있어서,
    연결부에는 케이블의 외주면을 감싸면서 케이블이 길이방향과 교차되는 방향으로 회전 가능하도록 결합된 제2구형베어링;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 케이블을 지지하는 다관절 로봇.
  13. 청구항 1에 있어서,
    로봇바디를 구성하는 복수개의 링크의 결합부위에 장착되어 작동시 로봇바디의 링크를 회전시키는 액추에이터;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 케이블을 지지하는 다관절 로봇.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR102394068B1 (ko) * 2021-12-30 2022-05-04 중앙제어 주식회사 충전 건 이동용 관절동력장치를 구비한 전기자동차 충전기

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101410272B1 (ko) 2013-04-25 2014-06-23 (주)세화하이테크 전기차 충전용 로봇

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