KR20230027261A

KR20230027261A - 기계적 제한 기구

Info

Publication number: KR20230027261A
Application number: KR1020237002492A
Authority: KR
Inventors: 샤오방 장; 위위 션; 샤오동 두안
Original assignee: 안콘 메디컬 테크놀로지스 (상하이) 컴퍼니 리미티드
Priority date: 2020-06-24
Filing date: 2021-06-24
Publication date: 2023-02-27
Also published as: US20230258226A1; WO2021259359A1; CN111609031A; JP2023531080A; EP4174332A1

Abstract

본 발명은 기계적 제한 기구를 제공한다. 일 실시예에 의한 기계적 제한 기구는, 회전 베이스(2), 스프링 팔(3), 물체 적재부(4) 및 보강팔(5)을 포함하고, 스프링 팔(3), 회전 베이스(2), 보강팔(5) 및 물체 적재부(4)는 4절 링크 기구를 구성하며, 상기 스프링 팔(3)과 상기 보강팔(5)의 제한은 상기 스프링 팔(3)과 상기 보강팔(5)의 접촉을 통해 실현되고, 제한된 높이의 변화는 상기 스프링 팔(3)의 크기 및/또는 상기 보강팔(5)의 크기에 대한 조절을 통해 실현될 수 있다. 스프링 팔(3)과 보강팔(5)로 물체 적재부(4)를 아래로로 운동시키면, 스프링 팔(3)과 보강팔(5)이 맞닿은 후, 4절 링크 기구는 더이상 회전하지 못하게 되어, 기계적 제한을 실현하여, 물체 적재부(4)가 낙하하는 것을 방지할 수 있으며, 별도의 부품을 추가할 필요가 없이, 단지 스프링 팔(3)의 크기 및/또는 보강팔(5)의 크기에 대한 조절을 통해 상이한 제한 높이를 실현하므로, 사용이 편리하고 구조가 간단하다.

Description

기계적 제한 기구

본 출원은 2020년 06월 24일에 중국 특허청에 제출하고 발명의 명칭이 "기계적 제한 기구"인 제202010592572.9호 중국 특허 출원의 우선권을 주장하는 바, 해당 중국 특허 출원의 모든 내용은 참조로 본 출원에 참조로써 포함된다.

본 발명은 기계 장치 기술분야에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기계적 제한 기구에 관한 것이다.

균형팔 시스템은 스프링(예컨대, 기계 스프링 또는 가스 스프링)에 의존하여 말단의 무거운 물체 하중을 균형시키고, 일정한 공간 범위 내에서 기타의 외력에 의존하지 않고서 하중의 자유로운 부상을 실현하는 장치이다. 현재 이러한 장치는 병원에서 무영등, 모니터링 표시장치 등의 장치 시스템에 대량으로 적용된다. 하나의 서스펜션 시스템으로, 병원 장치 적용 환경에서, 균형팔 시스템 중의 기능성 스프링 부재는 허용 가능한 설계 하중 중량 내에서 상대적으로 높은 신뢰도를 가지고 있다. 그러나, 의료 기기 장치의 검출 표준 요구에 따라, 스프링 고장(예컨대, 기계적 스프링 피로, 스프링 파손, 가스 스프링 효력 상실 등)으로 인한 하중이 낙하하는 위험을 대응하기 위하여, 반드시 기계적 제한 방법이 있어야 한다.

본 발명은 하중이 낙하하는 것을 방지할 수 있는 기계적 제한 기구를 제공하는 것을 일 목적으로 한다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제가 상술한 과제들로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 과제들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명의 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명은 기계적 제한 기구를 제공한다. 일 실시예에 의한 기계적 제한 기구는, 회전 베이스; 제1 단부가 상기 회전 베이스와 연결되는 스프링 팔; 물체를 적재하도록 구성되고, 상기 스프링 팔의 제2 단부와 연결되는 물체 적재부; 상기 스프링 팔, 상기 회전 베이스, 보강팔 및 상기 물체 적재부로 4절 링크 기구를 구성하도록, 제1 단부가 상기 회전 베이스와 연결되고, 제2 단부가 상기 물체 적재부와 연결되는 보강팔;을 포함하되, 상기 스프링 팔과 상기 보강팔의 제한은 상기 스프링 팔과 상기 보강팔의 접촉을 통해 실현되고, 제한된 높이의 변화는 상기 스프링 팔의 크기 및/또는 상기 보강팔의 크기에 대한 조절을 통해 실현될 수 있다.

일 실시예에 의하면, 상기 스프링 팔의 제1 단부는 제1 회전축을 통해 상기 회전 베이스와 연결되고, 상기 스프링 팔의 제2 단부는 제2 회전축을 통해 상기 물체 적재부와 연결되고; 상기 보강팔의 제1 단부는 제3 회전축을 통해 상기 회전 베이스와 연결되고, 상기 보강팔의 제2 단부는 제4 회전축을 통해 상기 물체 적재부와 연결될 수 있다.

일 실시예에 의하면, 상기 스프링 팔과 접촉하기 위한 상기 보강팔의 부위와 상기 제4 회전축의 축심 사이의 거리(L3)와 상기 스프링 팔의 반경(R) 사이의 관계는,

이되; L1은 상기 제1 회전축과 상기 제3 회전축의 축심 거리이고, L4는 상기 제3 회전축과 상기 제4 회전축의 축심 거리이고, h는 상기 스프링 팔과 접촉하기 위한 상기 보강팔의 부위와 상기 스프링 팔 외벽 사이에 형성된 간격이고, H는 물체 적재부가 하강하는 거리일 수 있다.

일 실시예에 의하면, 상기 스프링 팔은 원기둥형 구조로 설치되고, 상기 보강팔은 홈형 구조로 설치되고, 상기 홈형 구조의 개구는 상기 스프링 팔을 향하고; 상기 홈형 구조 내부에는 지지 부재가 구비되고, 상기 지지 부재는 홈형 구조의 하단부로부터 상기 홈형 구조의 높이 방향을 따라 돌출되고, 보강팔의 길이 방향을 따라 연장되고, 상기 지지 부재의 상단부는 상기 스프링 팔과 맞닿도록 구성될 수 있다.

일 실시예에 의하면, 상기 보강팔의 팔 길이 방향을 따라, 상기 보강팔의 홈형 구조는 상기 홈형 구조의 양단에 설치되는 단부 판을 포함하고, 상기 단부 판은 모두 상기 홈형 구조의 측벽을 연결하고; 상기 스프링 팔을 향한 상기 단부 판의 일측은 곡면으로 형성되고, 상기 곡면과 상기 스프링 팔의 단면 형상은 맞물릴 수 있다.

일 실시예에 의하면, 상기 스프링 팔은 원기둥형 구조로 설치되고, 상기 스프링 팔에 인접한 상기 보강팔의 면은 원호면이고, 상기 원호면은 상기 원기둥형 면과 적어도 일부 적합되고, 상기 원호면은 상기 스프링 팔과 맞닿도록 구성되고, 상기 보강팔은 중공 구조 또는 중실 구조로 설치될 수 있다.

일 실시예에 의하면, 상기 스프링 팔은 원기둥형 구조로 설치되고, 상기 스프링 팔에 인접한 상기 보강팔의 면은 평면이고, 상기 평면은 상기 스프링 팔과 맞닿도록 구성될 수 있다.

일 실시예에 의하면, 상기 스프링 팔은 그의 제1 제한부를 통해 상기 보강팔과 접촉되고, 상기 보강팔은 그의 제2 제한부를 통해 상기 스프링 팔과 접촉되고, 상기 제1 제한부는 상기 제2 제한부와 맞닿아 상기 스프링 팔에 대한 제한을 가할 수 있다.

일 실시예에 의하면, 상기 스프링 팔은 로드 본체를 포함하고, 상기 로드 본체에는 스프링이 구비되고, 상기 스프링은 일단이 상기 로드 본체와 연결되고, 타단이 상기 회전 베이스와 연결되어, 상기 스프링이 항상 인장 상태에 있도록 할 수 있다.

일 실시예에 의하면, 상기 제1 링크는 일단이 상기 스프링 팔과 고정 연결되고, 타단이 상기 회전 베이스와 경첩 연결되고; 상기 제2 링크는 일단이 상기 스프링 팔과 고정 연결되고, 타단이 상기 물체 적재부와 경첩 연결될 수 있다.

본 발명에서 제공하는 기술적 방안은 아래와 같은 유익한 효과를 실현할 수 있다.

본 발명에서 제공하는 기계적 제한 기구는 회전 베이스, 스프링 팔, 물체 적재부 및 보강팔을 포함하되, 스프링 팔, 회전 베이스, 보강팔 및 물체 적재부은 4절 링크 기구를 구성하며, 스프링 팔의 회전을 통해 물체 적재부를 상하로 운동시키고, 스프링 팔의 탄성 부재가 효력을 상실할 경우, 스프링 팔과 보강팔의 접촉을 통해 제한을 가한다. 스프링 팔과 보강팔로 물체 적재부를 아래로 운동시키면, 스프링 팔과 보강팔이 맞닿은 후, 4절 링크 기구는 더이상 회전하지 못하게 되어, 기계적 제한을 실현하여, 물체 적재부가 낙하하는 것을 방지할 수 있으며; 별도의 부품을 추가할 필요가 없이, 단지 스프링 팔의 크기 및/또는 보강팔의 크기에 대한 조절을 통해 상이한 제한 높이를 실현하므로, 사용이 편리하고 구조가 간단하다.

본 발명의 효과가 상술한 효과들로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 일 실시예에 따른 기계적 제한 기구의 구조 개략도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 기계적 제한 기구의 정면도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 도 2의 A-A 선의 단면도이다.
도 4는 다른 실시예에 따른 도 2의 A-A 선의 단면도이다.
도 5는 다른 실시예에 따른 도 2의 A-A 선의 단면도이다.
도 6은 다른 실시예에 따른 도 2의 A-A 선의 단면도이다.
도 7은 일 실시예에 따른 기계적 제한 기구의 부분 단면도이다.

본 발명의 기술적 방안을 보다 잘 이해하도록, 아래에 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명한다.

이하에서 설명하는 실시예는 단지 본 발명의 일부 실시예인 것을 명확하여야 한다. 본 발명 중의 실시예를 바탕으로, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 진보성 노동이 없이 획득한 모든 기타의 실시예는 모두 본 발명이 보호 범위 내에 해당된다. 또한, 본 출원에 첨부된 도면은 명세서에 병입되어 본 명세서의 일부를 구성하며, 본 발명에 부합되는 실시예를 도시하고, 명세서와 함께 본 발명의 원리를 해석하기 위한 것이다.

구체적인 일 실시예에 있어서, 아래에 구체적인 실시예를 통해 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세하게 설명한다.

도 1은 일 실시예에 따른 기계적 제한 기구의 구조 개략도이다. 도 2는 일 실시예에 따른 기계적 제한 기구의 정면도이다. 도 3 내지 도 6은 각각 다른 실시예에 따른 도 2의 A-A 선의 단면도들이다. 도 7은 일 실시예에 따른 기계적 제한 기구의 부분 단면도이다.

도 1 내지 도 3, 그리고 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예는 기계적 제한 기구를 제공한다. 일 실시예에 의한 기계적 제한 기구는, 회전 베이스(2), 스프링 팔(3), 물체 적재부(4) 및 보강팔(5)을 포함하되, 스프링 팔(3), 회전 베이스(2), 보강팔(5) 및 물체 적재부(4)는 4절 링크 기구를 구성하고, 4절 링크 기구 중의 각 구성요소의 연결은 회전 가능한 연결이고, 스프링 팔(3)의 회전을 통해 물체 적재부(4)를 상하로 운동시키고, 스프링 팔(3)의 탄성 부재가 효력이 상실할 경우, 스프링 팔(3)과 보강팔(5)의 접촉을 통해 제한을 가한다. 스프링 팔(3)과 보강팔(5)로 물체 적재부(4)를 아래로 운동시키면, 스프링 팔(3)과 보강팔(5)이 맞닿은 후, 4절 링크 기구는 더이상 회전하지 못하게 되어, 기계적 제한을 실현하여, 물체 적재부가 낙하하는 것을 방지할 수 있다.

또한, 별도의 부품을 추가할 필요가 없이, 단지 스프링 팔(3)의 크기 및/또는 보강팔(5)의 크기를 통해 상이한 제한 높이를 실현하므로, 사용이 편리하고 구조가 간단하다. 또한, 기계적 제한 기구는 수평팔(1)을 더 포함하고, 수평팔(1)은 기계 장치과 연결되고, 회전 베이스(2)는 수평팔(1)에 장착되고, 수평팔(1)은 회전 베이스(2)의 운동을 구동시키고, 회전 베이스(2)를 지지할 수 있다.

여기서, 스프링 팔(3)의 크기 및/또는 보강팔(5)의 크기는 구체적으로 형상과 형상 크기를 포함하는 것을 가리키고, 스프링 팔(3) 및/또는 보강팔(5)이 상이한 구조를 사용함에 따라 상이하게 된다. 구체적으로, 스프링 팔(3)의 수직 팔 길이 방향의 단면이 직사각형일 경우, 스프링 팔(3)의 크기는 스프링 팔(3)의 해당 단면의 길이, 너비 또는 대각선 등일 수 있다. 또한, 예를 들어, 스프링 팔(3)의 수직 팔 길이 방향의 단면이 타원형일 경우, 스프링 팔(3)의 크기는 스프링 팔(3)의 해당 단면의 장축 또는 단축일 수 있다. 또한, 보강팔(5)이 홈형 구조일 경우, 보강팔(5)의 크기는 홈형의 구경 또는 홈형의 홈 깊이 등일 수 있다.

스프링 팔(3)의 제1 단부는 제1 회전축(31)을 통해 회전 베이스(2)와 연결될 수 있다. 또한, 스프링 팔(3)의 제2 단부는 제2 회전축(32)을 통해 물체 적재부(4)와 연결되어, 스프링 팔(3)의 양단부가 각각 회전 베이스(2) 및 물체 적재부(4)와 경첩 연결될 수 있다.

보강팔(5)의 제1 단부는 제3 회전축(51)을 통해 회전 베이스(2)와 연결될 수 있다. 또한, 보강팔(5)의 제2 단부는 제4 회전축(52)을 통해 물체 적재부(4)와 연결되어, 보강팔(5)의 양단부가 각각 회전 베이스(2) 및 물체 적재부(4)와 경첩 연결될 수 있다.

이로 인해, 스프링 팔(3), 회전 베이스(2), 보강팔(5) 및 물체 적재부(4)는 4절 링크 기구를 구성하고, 4절 링크 기구 중의 각 구성요소의 연결은 회전 가능한 연결일 수 있고, 스프링 팔(3)과 보강팔(5)의 회전에 편리하여, 물체 적재부(4)를 상하로 운동시킬 수 있다.

본 발명의 바람직한 일 실시예에 의하면, 스프링 팔(3)은 원기둥 구조이고, 스프링 팔(3)의 반경 또는 보강팔(5)의 높이에 대한 조절을 통해 상이한 제한 높이를 실현할 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 있어서, 스프링 팔(3)은 원통 구조이고, 스프링 팔(3)의 외경 또는 보강팔(5)의 높이에 대한 조절을 통해 상이한 제한 높이를 실현할 수 있다. 스프링 팔(3)의 크기 및/또는 보강팔(5)의 크기에 대한 조절을 통해 상이한 제한 높이를 실현하므로, 구조가 간단하고 사용이 편리한 장점을 구비한다.

스프링 팔(3)의 길이가 변하지 않을 경우, 스프링 팔(3)이 아래로 스윙 됨에 따라, 스프링 팔(3)과 보강팔(5)이 접촉될 때까지, 스프링 팔(3)과 보강팔(5) 사이의 거리가 점차적으로 축소될 수 있다. 스프링 팔(3)이 보강팔(5)과 맞닿은 후, 4절 링크 기구가 더이상 회전하지 못하게 되므로, 스프링 팔(3)과 보강팔(5) 사이의 상호 작용을 통해 스프링 팔(3)과 보강팔(5)의 회전을 정지시키고, 물체 적재부(4)의 운동도 정지시킴으로써, 제한 작용을 실현할 수 있다.

일 실시예에 있어서, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 스프링 팔(3)과 접촉하기 위한 보강팔(5)의 부위와 제4 회전축(52)의 축심 사이의 거리(L3)와 스프링 팔(3)의 반경(R) 사이의 관계는,

이되,

여기서, L1은 제1 회전축(31)과 제3 회전축(51)의 축심 거리이고, L4는 제3 회전축(51)과 제4 회전축(52)의 축심 거리이고, h는 스프링 팔(3)과 접촉하기 위한 보강팔(5)의 부위와 스프링 팔(3)의 외벽 사이에 형성된 간격이고, H는 물체 적재부(4)가 하강하는 거리이다.

상술한 공식에 따르면, 스프링 팔(3)과 접촉하기 위한 보강팔(5)의 부위와 스프링 팔(3)의 외벽 사이에 형성된 간격을 조절하기만 하면, 상이한 제한 높이 요구를 실현할 수 있다.

다른 실시예에 있어서, h에 대하여, 스프링 팔(3)과 접촉하는 보강팔(5)의 부위는 변화하며, 따라서, 실제 상황에 따라 양자의 구체적인 구조가 상이하며, h도 상이하게 될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, h는 모두 예시적인 설명이며, h에 대한 조절을 통해 제한에 대해 조절을 진행할 수만 있다면, 본 발명 중의 h는 스프링 팔(3)의 외부 표면과 보강팔(5)의 상부 표면 사이의 최소 거리를 가리킬 수 있다. 또한, 스프링 팔(3)(예컨대, 원기둥일 때)의 단면의 지름 방향을 따른 스프링 팔(3)의 외부 표면과 보강팔(5)의 상부 표면 사이의 거리를 가리킬 수도 있다. 또한, 스프링 팔(3)의 외부 표면과 보강팔(5)의 측벽 상단부 사이의 거리를 가리킬 수도 있다. 또한, 양자 사이의 기타의 접촉 부위 사이의 거리 등을 가리킬 수도 있다.

물체 적재부(4)가 하강하는 최대 거리를 설정한 후, 먼저 물체 적재부(4)를 설정된 위치로 하강시키고(즉, 물체 적재부(4)를 최저 위치로 하강시키고), 이어서 제3 회전축(51)과 제4 회전축(52)의 축심 거리(L4) 및 물체 적재부(4)가 하강하는 거리(H)를 측정하고, 공식 sin(a)=H/L4를 통해, a의 각도를 산출할 수 있음을 유의하여야 한다.

제1 회전축(31)과 제3 회전축(51)의 축심 거리도 측정될 수 있으므로, 이어서 공식 L2=L1*cos(a)을 통해 L2의 길이를 산출하고, L2는 보강팔(5)과 스프링 팔(3)의 축심 거리일 수 있다. 또한, 스프링 팔(3)과 접촉하기 위한 보강팔(5)의 부위와 스프링 팔(3)의 외벽 사이에 형성된 간격(h)도 측정될 수 있으므로, 공식 h=L2-L3-R를 통해, 스프링 팔(3)과 접촉하기 위한 보강팔(5)의 부위와 제4 회전축(52)의 축심 사이의 거리(L3)와 스프링 팔(3)의 반경(R) 사이의 관계를 얻을 수 있다. L3 및/또는 R에 대한 조절을 통해, 상이한 제한 높이 요구를 실현할 수 있다.

일 실시예에 있어서, 도 3에 도시된 바와 같이, 보강팔(5)과 접촉하기 위한 스프링 팔(3)의 부위는 제1 제한부(33)일 수 있다. 스프링 팔(3)과 접촉하기 위한 보강팔(5)의 부위는 제2 제한부(53)일 수 있다. 제1 제한부(33)와 제2 제한부(53)가 맞닿게 됨으로써, 스프링 팔(3)의 탄성 부재가 효력이 상실할 경우, 스프링 팔(3)과 보강팔(5)이 맞닿게 되어, 4절 링크 기구가 더이상 회전하지 못하게 된다.

이에 따라, 스프링 팔(3)과 보강팔(5) 사이의 상호 작용을 통해 스프링 팔(3)과 보강팔(5)의 회전을 정지시키고, 물체 적재부(4)의 운동도 정지시킴으로써, 물체 적재부(4)에 적재되거나 물체 적재부(4) 상에 장착된 무거운 물체가 낙하하는 것을 최소화할 수 있다.

일 실시예에 있어서, 도 3에 도시된 바와 같이, 스프링 팔(3)은 원기둥형 구조로 설치될 수 있다. 또한, 보강팔(5)은 홈형 구조로 설치될 수 있다. 또한, 홈형 구조의 개구는 스프링 팔(3)을 향하고, 홈형 구조 내부에는 지지 부재(54)가 구비될 수 잇다. 또한, 지지 부재(54)는 홈형 구조의 높이 방향을 따라 홈형 구조의 하단부로부터 돌출될 수 있다. 또한, 보강팔(5)의 팔 길이 방향을 따라 연장될 수 있다. 또한, 지지 부재(54)의 상단부는 스프링 팔(3)과 맞닿도록 구성될 수 있다.

지지 부재(54)와 홈형 구조는 대체로 "E"형 구조를 구성하고, 지지 부재(54)의 설치를 통해 측벽을 도와 보강팔(5)에 대한 스프링 팔(3)의 수직 방향에서의 압력을 분담하고, 양측벽에 인가되는 양의 압력을 감소시킴으로써, 보강팔 구조를 보호하는 작용을 실현하고, 보강팔(5)이 받는 응력의 한계를 향상시켜, 제한 신뢰도를 증강시킬 수 있다.

아울러, 지지 부재(54)의 상단부는 제2 제한부(53)로 이용될 수 있으며, 제1 제한부(33)가 제2 제한부(53)와 맞닿은 후, 제1 제한부(33)와 제2 제한부(53) 사이의 상호 작용을 통해 스프링 팔(3)과 보강팔(5)의 회전을 정지시킬 수 있으며, 스프링 팔(3)이 계속하여 아래로 스윙되는 것을 제한할 수 있다.

여기서, 홈형 구조의 길이 방향을 따라, 홈형 구조가 구비하는 양측벽은 원호형 감합부를 형성하여, 스프링 팔(3)과 맞닿도록 구성되고, 이때, 양측벽의 상단부는 경사면 또는 원호면 등일 수 있으며, 스프링 팔(3)의 외벽과 감합되도록 구성될 수 있다. 홈형 구조의 너비 방향을 따라, 홈형 구조가 구비하는 양단부의 측벽의 감합부는 스프링 팔(3)과 지름 방향으로 맞춤되고, 높이는 홈형 구조의 길이 방향을 따라 구비되는 양측벽의 높이보다 낮을 수 있다.

바람직하게, 보강팔(5)이 하중을 견디는 능력을 향상시키기 위하여, 보강팔(5)의 팔 길이 방향을 따라, 홈형 구조는 보강팔(5)의 양단부에 설치되는 두개의 단부 판을 더 포함할 수 있다. 두개의 단부 판은 모두 홈형 구조의 양측벽을 연결하여, 홈형 구조가 더욱 견교하게 될 수 있다.

보다 바람직하게, 스프링 팔(3)을 향한 두개의 단부 판의 일 측은 곡면으로 형성되고, 곡면은 스프링 팔(3)의 단면과 형상이 맞물림으로써, 스프링 팔(3)과 보강팔(5)이 접촉된 후 발생하는 상대적 운동을 진일보로 제한시켜, 제한 신뢰도를 향상시킬 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 있어서, 홈형 구조 내에는 다수의 지지 부재(미도시)가 더 구비되어 보강팔(5)의 신뢰도를 증강시킬 수 있다.

다른 실시예에 있어서, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 스프링 팔(3)은 원기둥형 구조로 설치되고, 스프링 팔(3)에 인접한 보강팔(5)의 면은 원호면이고, 원호면은 원기둥형 면과 적어도 일부 적합되며, 원호면은 스프링 팔(3)과 맞닿도록 구성될 수 있다.

원호면은 제2 제한부(53)로 이용될 수 있다. 또한, 원호면과 적합한 원기둥형 면은 제1 제한부(33)로 이용될 수 있다. 또한, 제1 제한부(33)와 제2 제한부(53)는 면 접촉을 통해 양측벽에 인가되는 응력을 분산시키고, 양측벽에 인가되는 양의 압력을 감소시킴으로써, 보강팔 구조를 보호하는 작용을 실현할 수 있다. 또한, 양자가 접촉된 후 제1 제한부(33)와 제2 제한부(53) 사이의 상호 작용을 통해 스프링 팔(3)과 보강팔(5)의 회전을 정지시킬 수 있으므로, 스프링 팔(3)이 계속하여 아래로 스윙되는 것을 방지할 수 있다.

도 5에 도시된 바와 같이, 보강팔(5)은 중공 구조(예컨대, 보강팔(5)은 홈 형상 본체가 아닌 원통과 유사한 중공의 형상일 수 있음)로 설치될 수 있다. 스프링 팔(3)에 인접한 보강팔(5)의 일 측은 완전한 원호형 접판을 형성하며, 원호형 접판의 라디안은 스프링 팔(3)과 감합될 수 있다.

대안으로, 도 4에 도시된 바와 같이, 보강팔(5)은 중실 구조로 설치될 수도 있다. 스프링 팔(3)에 인접한 보강팔(5)의 일 측은 원호형 오목부로 형성되며, 오목부의 표면은 스프링 팔(3)과 맞닿을 수 있다.

다른 일 실시예에 있어서, 도 6에 도시된 바와 같이, 스프링 팔(3)은 원기둥형 구조로 설치될 수 있다. 또한, 스프링 팔(3)과 접촉하기 위한 보강팔(5)의 부위는 평면일 수 있다. 또한, 제한을 가할 때 평면은 스프링 팔(3)과 맞닿도록 구성될 수 있다. 본 실시예에 있어서, 평면은 제2 제한부(53)로 이용되고, 제1 제한부(33)가 제2 제한부(53)와 맞닿은 후, 제1 제한부(33)와 제2 제한부(53) 사이의 상호 작용을 통해 스프링 팔(3)과 보강팔(5)의 회전을 정지시킬 수 있으며, 스프링 팔(3)이 계속하여 아래로 회전하는 것을 제한할 수 있다.

본 실시예에 있어서, 도 2 및 도 7에 도시된 바와 같이, 스프링 팔(3)의 제1 단부는 제1 링크(34)를 통해 회전 베이스(2)와 연결되고, 스프링 팔(3)의 제2 단부는 제2 링크(35)를 통해 물체 적재부(4)와 연결될 수 있다. 스프링 팔(3)을 장착하는 과정에서, 제1 링크(34)와 제2 링크(35)만 있으면 스프링 팔(3)을 장착할 수 있으므로, 장착이 아주 편리하다.

구체적으로, 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 링크(34)는 일단이 스프링 팔(3)과 고정 연결되고, 타단이 회전 베이스(2)와 경첩 연결될 수 있다. 이에 따라, 스프링 팔(3)은 회전 베이스(2)를 중심으로 회전할 수 있다. 또한, 제2 링크(35)는 일단이 스프링 팔(3)과 고정 연결되고, 타단이 물체 적재부(4)와 경첩 연결될 수 있다. 이에 따라, 스프링 팔(3)은 물체 적재부(4)와 회전 가능하게 연결되고, 스프링 팔(3)이 회전할 때, 물체 적재부(4)는 상하로 이동하도록 확보할 수 있다.

나아가, 도 7에 도시된 바와 같이, 스프링 팔(3)은 로드 본체(36)를 포함하고, 로드 본체(36)에는 스프링(37)(즉, 스프링 팔(3)의 탄성 부재)이 구비될 수 있다. 스프링(37)은 일단이 로드 본체(36)와 연결되고, 타단이 회전 베이스(2)와 연결되어, 스프링(37)이 인장 상태에 있게 되어, 스프링(37)이 수축력을 구비할 수 있다. 해당 수축력은 수직 방향과 수평 방향의 두 개의 분력으로 나우어질 수 있다.

물체 적재부(4)에 무거운 물체가 설치되지 않을 경우, 스프링(37)의 수축력의 수직 방향의 분력은, 스프링 팔(3)을 제1 링크(34)와 회전 베이스(2)가 경첩 연결된 위치를 중심으로 위로 회전시키거나 위로 회전하는 추세가 존재하게 된다.

물체 적재부(4)에 무거운 물체가 설치될 경우, 무거운 물체의 중력이 스프링 팔(3)의 수직 방향의 분력보다 크면, 스프링 팔(3)은 경첩 연결 위치를 중심으로 아래로 회전하고, 스프링 팔(3)이 점차적으로 아래로 회전됨에 따라, 스프링 팔(3)의 수축력이 점차적으로 커지게 된다. 이에 따라, 스프링 팔(3)과 수직 방향의 각도도 점차적으로 커지게 되어, 스프링(37)의 수축력의 수직 방향의 분력도 점차적으로 커지게 되며, 해당 수직 방향의 분력이 무거운 물체의 중력과 동일해지게 되면, 스프링 팔(3)이 더이상 회전하지 않아, 기구가 균형 상태에 있게 된다.

실제 작동에 있어서, 스프링 팔(3)의 수직 방향의 분력은 물체 적재부(4)에 설치된 무거운 물체의 중력을 균형시키기 위한 것이며, 외부에서 아주 작은 힘을 인가하여도 물체 적재부(4)의 운동을 구동시킬 수 있다. 물체 적재부(4)의 위치는 외부에서 인가되는 힘으로 제어되고, 작동 상태의 물체 적재부(4)는 구동력을 통해 작동 범위 내에서 이동한다. 작동 과정에, 스프링(37)이 효력을 상실하면, 스프링 팔(3)은 계속하여 아래로 이동하게 된다. 스프링 팔(3)의 제1 제한부(33)가 보강팔(5)의 제2 제한부(53)와 맞닿은 후, 제1 제한부(33)와 제2 제한부(53) 사이의 상호 제한을 통해 스프링 팔(3)과 보강팔(5)의 회전을 정지시킬 수 있다. 이에, 스프링 팔(3)이 계속하여 아래로 회전하는 것을 제한할 수 있다. 따라서, 스프링(37)이 효력을 상실하면, 기계적 제한 기구는 스프링 팔(3)과 보강팔(5) 사이의 상호 작용을 통해 물체 적재부(4)에 대해 제한을 가함으로써, 물체 적재부(4)와 무거운 물체가 낙하하는 것을 최소화할 수 있다.

스프링(37)은 일단이 제1 연결 부재를 통해 회전 베이스(2)와 연결되고, 스프링(37)은 타단이 제2 연결 부재를 통해 로드 본체(36)의 내벽과 연결될 수 있다. 제1 연결 부재는 일단이 스프링(37)과 고정 연결되고, 제1 연결 부재는 타단이 회전 베이스(2)와 경첩 연결되어, 스프링(37)이 회전 베이스(2)를 중심으로 회전할 수 있다. 제2 연결 부재는 일단이 스프링(37)과 고정 연결되고, 제2 연결 부재는 타단이 로드 본체(36)의 내벽과 고정 연결되어, 스프링(37)의 일단이 고정되도록 확보할 수 있다. 스프링 팔(3)이 회전할 때, 스프링(37)은 스프링 팔(3)을 따라 회전할 수 있으며, 이때 스프링(37)은 인장될 수 있다.

대안으로, 스프링(37)은 일단이 제1 연결 부재를 통해 회전 베이스(2)와 연결되고, 스프링(37)은 타단이 제2 연결 부재를 통해 물체 적재부(4)와 연결될 수 있다. 제1 연결 부재는 일단이 스프링(37)과 고정 연결되고, 제1 연결 부재는 타단이 회전 베이스(2)와 경첩 연결되어, 스프링(37)이 회전 베이스(2)를 중심으로 회전할 수 있다. 제2 연결 부재는 일단이 스프링(37)과 고정 연결되고, 제2 연결 부재는 타단이 물체 적재부(4)와 경첩 연결되어, 스프링(37)이 물체 적재부(4)를 중심으로 회전할 수 있다. 스프링 팔(3)이 회전할 때, 스프링(37)은 스프링 팔(3)을 따라 회전할 수 있으며, 이때 스프링(37)은 인장될 수 있다.

이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내어 설명하는 것이며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 전술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 최선의 상태를 설명하는 것이며, 본 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

1: 수평팔
2: 회전 베이스
3: 스프링 팔
4: 물체 적재부
5: 보강팔
31: 제1 회전 축
32: 제2 회전 축
33: 제1 제한부
34: 제1 링크
35: 제2 링크
36: 로드 본체
37: 스프링
51: 제3 회전축
52: 제4 회전축
53: 제2 제한부
54: 지지 부재

Claims

기계적 제한 기구에 있어서,
회전 베이스(2);
제1 단부가 상기 회전 베이스(2)와 연결되는 스프링 팔(3);
물체를 적재하도록 구성되고, 상기 스프링 팔(3)의 제2 단부와 연결되는 물체 적재부(4); 및
상기 스프링 팔(3), 상기 회전 베이스(2), 보강팔(5), 그리고 상기 물체 적재부(4)로 4절 링크 기구를 구성하도록, 제1 단부가 상기 회전 베이스(2)와 연결되고, 제2 단부가 상기 물체 적재부(4)와 연결되는 보강팔(5);을 포함하되,
상기 스프링 팔(3)과 상기 보강팔(5)의 제한은 상기 스프링 팔(3)과 상기 보강팔(5)의 접촉을 통해 실현되고,
제한된 높이의 변화는 상기 스프링 팔(3)의 크기 및/또는 상기 보강팔(5)의 크기에 대한 조절을 통해 실현되는 것을 특징으로 하는 기계적 제한 기구.
제1항에 있어서,
상기 스프링 팔(3)의 제1 단부는, 제1 회전축(31)을 통해 상기 회전 베이스(2)와 연결되고,
상기 스프링 팔(3)의 제2 단부는, 제2 회전축(32)을 통해 상기 물체 적재부(4)와 연결되고,
상기 보강팔(5)의 제1 단부는, 제3 회전축(51)을 통해 상기 회전 베이스(2)와 연결되고,
상기 보강팔(5)의 제2 단부는, 제4 회전축(52)을 통해 상기 물체 적재부(4)와 연결되는 것을 특징으로 하는 기계적 제한 기구.
제2항에 있어서,
상기 스프링 팔(3)과 접촉하기 위한 상기 보강팔(5)의 부위와, 상기 제4 회전축(52)의 축심 사이의 거리(L3)와, 상기 스프링 팔(3)의 반경(R) 사이의 관계는,

이되;
L1은 상기 제1 회전축(31)과 상기 제3 회전축(51)의 축심 거리이고,
L4는 상기 제3 회전축(51)과 상기 제4 회전축(52)의 축심 거리이고,
h는 상기 스프링 팔(3)과 접촉하기 위한 상기 보강팔(5)의 부위와 상기 스프링 팔(3)의 외벽 사이에 형성된 간격이고,
H는 상기 물체 적재부(4)가 하강하는 거리인 것을 특징으로 하는 기계적 제한 기구.
제1항에 있어서,
상기 스프링 팔(3)은 원기둥형 구조로 설치되고,
상기 보강팔(5)은 홈형 구조로 설치되고,
상기 홈형 구조의 개구는 상기 스프링 팔(3)을 향하고,
상기 홈형 구조 내부에는 지지 부재(54)가 구비되고,
상기 지지 부재(54)는,
상기 홈형 구조의 하단부로부터 상기 홈형 구조의 높이 방향을 따라 돌출되고, 상기 보강팔(5)의 길이 방향을 따라 연장되고,
상기 지지 부재(54)의 상단부는 상기 스프링 팔(3)과 맞닿도록 구성되는 것을 특징으로 하는 기계적 제한 기구.
제4항에 있어서,
상기 보강팔(5)의 팔 길이 방향을 따라, 상기 보강팔(5)의 상기 홈형 구조는 상기 홈형 구조의 양단에 설치되는 단부 판을 포함하고,
상기 단부 판은 모두 상기 홈형 구조의 측벽을 연결하고,
상기 스프링 팔(3)을 향한 상기 단부 판의 일측은 곡면으로 형성되고,
상기 곡면과 상기 스프링 팔(3)의 단면 형상은 맞물리는 것을 특징으로 하는 기계적 제한 기구.
제1항에 있어서,
상기 스프링 팔(3)은 원기둥형 구조로 설치되고,
상기 스프링 팔(3)에 인접한 상기 보강팔(5)의 면은 원호면이고,
상기 원호면은 상기 원기둥형 면과 적어도 일부 적합되고,
상기 원호면은 상기 스프링 팔(3)과 맞닿도록 구성되고,
상기 보강팔(5)은 중공 구조 또는 중실 구조로 설치되는 것을 특징으로 하는 기계적 제한 기구.
제1항에 있어서,
상기 스프링 팔(3)은 원기둥형 구조로 설치되고,
상기 스프링 팔(3)에 인접한 상기 보강팔(5)의 면은 평면이고,
상기 평면은 상기 스프링 팔(3)과 맞닿도록 구성되는 것을 특징으로 하는 기계적 제한 기구.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 스프링 팔(3)은, 상기 스프링 팔(3)의 제1 제한부(33)를 통해 상기 보강팔(5)과 접촉하고,
상기 보강팔(5)은, 상기 보강팔(5)의 제2 제한부(53)를 통해 상기 스프링 팔(3)과 접촉되고,
상기 제1 제한부(33)는 상기 제2 제한부(53)와 맞닿아 상기 스프링 팔(3)에 대해 제한을 가하는 것을 특징으로 하는 기계적 제한 기구.
제1항에 있어서,
상기 스프링 팔(3)은 로드 본체(36)를 포함하고,
상기 로드 본체(36)에는 스프링(37)이 구비되고,
상기 스프링(37)이 항상 인장 상태에 있도록, 상기 스프링(37)은, 일단이 상기 로드 본체(36)와 연결되고, 타단이 상기 회전 베이스(2)와 연결되는 것을 특징으로 하는 기계적 제한 기구.
제1항에 있어서,
제1 링크(34)는, 일단이 상기 스프링 팔(3)과 고정 연결되며, 타단이 상기 회전 베이스(2)와 경첩 연결되고,
제2 링크(35)는, 일단이 상기 스프링 팔(3)과 고정 연결되며, 타단이 상기 물체 적재부(4)와 경첩 연결되는 것을 특징으로 하는 기계적 제한 기구.