WO2024014847A1 - 밸런스 스테이지 - Google Patents

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WO2024014847A1
WO2024014847A1 PCT/KR2023/009889 KR2023009889W WO2024014847A1 WO 2024014847 A1 WO2024014847 A1 WO 2024014847A1 KR 2023009889 W KR2023009889 W KR 2023009889W WO 2024014847 A1 WO2024014847 A1 WO 2024014847A1
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WO
WIPO (PCT)
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rail
base
bearing
balance stage
central
Prior art date
Application number
PCT/KR2023/009889
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
현세환
최정미
Original Assignee
주식회사 블루로봇
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Priority claimed from KR1020220085558A external-priority patent/KR102454629B1/ko
Priority claimed from KR1020220085557A external-priority patent/KR102463976B1/ko
Application filed by 주식회사 블루로봇 filed Critical 주식회사 블루로봇
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/687—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches

Definitions

  • the present invention relates to a balance stage, and more specifically, to a balance stage used to set the declination angle of an object by adjusting the inclination or balance of the object.
  • a balance stage is applied as a means to control the posture or balance of an object.
  • balance stages are used in semiconductor manufacturing processes or in the field of research on precision components.
  • the balance stage may be referred to as a tilting stage, a balance stage, etc.
  • a conventional tilting stage tilts the stage based on a plurality of actuators connected to the stage.
  • the tilting stage is expensive because it includes a plurality of actuators, and precise control of the actuators is not easy. Additionally, in order to handle heavy objects, a greater number of actuators are required, and precise control of a plurality of actuators is required.
  • balance stages modified in various forms are being proposed.
  • the conventional balance stage is not easy to manufacture because it contains precision parts, and it is difficult to apply it in practice.
  • a balance stage with a simple structure has been proposed.
  • the simple structure of the balance stage had limitations in precise angle control.
  • the purpose of the present invention is to provide a balance stage that has a simple structure and is easy to manufacture and use.
  • Another object of the present invention is to provide a balance stage that enables stable and precise angle control and can be applied even to heavy objects.
  • Another object of the present invention is to provide a balance stage that has excellent durability and can reduce malfunction.
  • the balance stage includes a first base supported on an installation surface, a second base whose rotation with respect to the first base is restricted, and which is spaced apart from the first base and supports an object on one surface, and the first and second bases.
  • a third base disposed between two bases, a first rotating portion rotatably disposed between the first and third bases, and a second rotating portion rotatably disposed between the second and third bases; , one surface of the second base may be tilted in a predetermined direction and angle according to the rotation of the first and second rotating parts.
  • the balance stage is disposed between the first and second bases, and is disposed between the first and third bases and a first rotation support member that restrains rotation of the second base with respect to the first base, It may further include a second rotation support unit that restrains rotation of the third base with respect to the first base.
  • the first and second rotating parts may include first and second rails.
  • the first rail may be rotatably connected to the first base via a lower rail and rotatably connected to the third base via a first bearing disposed at a predetermined distance above the lower rail.
  • the lower rail and the first bearing have a first gap vertically on one side in the circumferential direction of the first rail, and a second gap different from the first gap vertically on the other side spaced a predetermined distance in the circumferential direction from the one side. It can be arranged to have
  • the upper and lower spacing between the lower rail and the first bearing gradually increases or decreases as it moves from one side in the circumferential direction of the first rail corresponding to the first interval to the other side corresponding to the second interval along the circumferential direction. can be formed.
  • the second rail is rotatably fastened to the third base via a second bearing disposed at a predetermined distance above the first bearing, and has a third bearing disposed at a predetermined distance above the second bearing. It may be rotatably fastened to the second base through a medium.
  • the second bearing and the third bearing have a third gap vertically on one side in the circumferential direction of the second rail, and a fourth gap different from the third gap vertically on the other side spaced a predetermined distance in the circumferential direction from the one side. It can be arranged to have.
  • the vertical spacing gradually increases. It can be made larger or smaller.
  • the first rail and the second rail can be rotated independently of each other and arranged at a predetermined rotation position.
  • the third base is formed to be tilted in a predetermined direction and angle according to the rotation position of the first rail while being rotationally restrained by the second rotation supporter, and the second base is tilted at a predetermined direction and angle by the first rotation supporter. It may be formed to be tilted in a predetermined direction and angle according to the tilting position of the central base and the rotating position of the second rail in a rotationally restricted state.
  • the second rotation support portion is formed in a cylindrical shape, one side is rotatably inserted into the third base, the other side is inserted into and fixed to the support column, and the central rotation pin and one side are fixed to the first base, and the other side is fixed to the first base. It may include a support column into which the central rotating pin is inserted.
  • the central rotating pin is formed as a cylinder with a smaller diameter than the central rotating pin, and may include a central insertion pin disposed on an inner edge of the central rotating pin and inserted into one side of the support pillar.
  • the balance stage may further include an operating unit disposed on one side of the third base, in contact with the outer periphery of the first rail and the second rail, and rotating the first rail and the second rail.
  • the first rail and the second rail have gear teeth formed on the outer periphery, and the operating unit meshes with the teeth of the gear formed on the outer periphery of the first rail, and a first gear unit rotated by a first motor; It may include a second gear unit engaged with the teeth of the gear formed on the outer periphery of the second rail and rotated by a second motor.
  • the first and second motors are aligned on one side so that the maximum heights of the first and second rails match, and the second base is adjusted to the maximum angle. Can be rotated to set.
  • the first and second motors may rotate the first and second rails to set the declination angle of the second base at a specific angle.
  • the balance stage according to the present invention includes the following effects.
  • the present invention allows adjustment of the declination of an object by rotating the first and second rotating parts, which has the effect of enabling precise angle adjustment while having a simple structure.
  • the present invention can have a stable load-supporting structure, so it can be applied to objects of large weight, has excellent durability, and has the effect of preventing malfunction.
  • the present invention is provided in an integrated form, which has the effect of reducing the volume compared to the prior art.
  • FIG. 1 is a schematic perspective view of a balance stage according to a first embodiment
  • Figure 2 is a schematic perspective view of the balance stage shown in Figure 1 viewed from another direction;
  • Figure 3 is a schematic exploded perspective view of the balance stage shown in Figure 1;
  • Figure 4 is a schematic longitudinal cross-sectional view of the balance stage taken along line A1-A1 shown in Figure 1;
  • Figure 5 is a schematic cross-sectional view of the balance stage taken along line A2-A2 shown in Figure 4;
  • Figure 6 is a schematic cross-sectional view of the balance stage taken along line A3-A3 shown in Figure 4;
  • Figure 7 is a schematic cross-sectional view of the balance stage taken along line A4-A4 shown in Figure 4;
  • Figure 8 is a schematic cross-sectional view of the balance stage taken along line A5-A5 shown in Figure 4;
  • Figure 9 is a schematic cross-sectional view of the balance stage taken along line A6-A6 shown in Figure 4;
  • Figure 10 is a schematic longitudinal cross-sectional view showing the first rail shown in Figure 4 separated;
  • Figure 11 is a schematic longitudinal cross-sectional view showing the second rail shown in Figure 4 separated;
  • Figure 12 is a schematic perspective view showing the central rotation support shown in Figure 1 separated;
  • Figure 13 is a schematic perspective view showing the rotation support shown in Figure 2 separated;
  • Figure 14 is an operational diagram of the balance stage shown in Figure 4.
  • Figure 15 is a schematic perspective view of the balance stage according to the second embodiment
  • Figure 16 is a schematic perspective view of the balance stage shown in Figure 15 viewed from another direction;
  • Figure 17 is a schematic exploded perspective view of the balance stage shown in Figure 15;
  • Figure 18 is a schematic longitudinal cross-sectional view of the balance stage taken along line A1-A1 shown in Figure 15;
  • Figure 19 is a schematic cross-sectional view of the balance stage taken along line A4-A4 shown in Figure 18;
  • Figure 20 is a block diagram showing the setting and operation process of the balance stage shown in Figure 15.
  • the balance stage includes a first base installed on the installation surface, a second base spaced apart from the first base, a third base located between the first and second bases, and a third base between the first and third bases. It includes a first rotating part that rotates and a second rotating part that rotates between the second and third bases. At this time, the balance stage can adjust the declination of the object according to the rotation of the first rotating part and the second rotating part.
  • the first base may be a lower base disposed on the installation surface, and the second base may be an upper base on which an object is supported.
  • the third base may be a middle base disposed between the lower base and the upper base.
  • the first rotating part may be a first rail, and the second rotating part may be a second rail.
  • FIG. 1 is a schematic perspective view of a balance stage according to a first embodiment
  • FIG. 2 is a schematic perspective view of the balance stage shown in FIG. 1 viewed from another direction.
  • the balance stage 100 has an object placed on its top, and can be used to set the declination angle of the object. In other words, it can be used to tilt the balance stage 100 to a desired angle to a predetermined degree.
  • the lower base 110 may be placed at the lower end of the balance stage 100.
  • the lower base 110 can be fixed to a predetermined installation surface, and the upper base 150 can be tilted relative to the lower base 110, so that a tilting operation toward an object can be implemented.
  • the lower base 110 may include a lower plate 111 and a lower rail 112 that extends in the circumferential direction and is disposed on the top of the lower plate 111.
  • the lower plate 111 may be formed as a plate with a flat area.
  • the lower plate 111 may be formed in various structures or shapes to properly secure the balance stage 100 to the installation surface.
  • the lower plate 111 is not necessarily limited to a plate shape as its name suggests, and may include various types of frames, brackets, and coupling parts that can provide the same or similar functions.
  • the lower rail 112 is fixed to the top of the lower plate 111, so that its rotation is restricted, and may be formed to extend in a circular trajectory on a plane.
  • the lower rail 112 may be formed in a ring shape centered on the central axis C of the balance stage 100, and may be divided into multiple pieces.
  • the lower rail 112 may have a radial inner surface facing the central axis C and a radial outer surface opposite to it.
  • the radial outer surface of the lower rail 112 is formed to protrude to a predetermined degree, and can support the first rail 120 by combining with the lower rail groove 121a of the first rail 120, which will be described later.
  • the lower rail 112 can rotatably support the first rail 120 with respect to the lower base 110.
  • the first rail 120 and the second rail 140 can rotate about the central axis (C).
  • the lower rail 112 may be fixed to the lower plate 111 or formed integrally with the lower plate 111, thereby limiting rotation.
  • the first rail 120 may be rotated with respect to the lower rail 112 via a bearing (not shown) disposed between the lower rail 112 and the first rail 120.
  • first rail 120 may be placed on the top of the lower plate 111 and supported by the lower rail 112.
  • the first rail 120 may be disposed on the outer circumference of the lower rail 112.
  • the first rail 120 may be formed to be rotatable with respect to the lower rail 112. At this time, the first rail 120 may be rotatable about the vertical central axis C of the balance stage 100.
  • the first rail 120 may be rotated by applying an operating force from the outside.
  • the operating means for applying operating force to the first rail 120 is not specifically shown, and the first rail 120 is operated based on the central axis C by operating means such as an actuator or motor. This can be rotated appropriately.
  • the central base 130 may be placed on the upper part of the first rail 120.
  • the central base 130 may be placed on the inner circumference of the first rail 120.
  • the central base 130 may be restricted in rotation with respect to the lower base 110 by the central rotation support unit 160. That is, the central base 130 may be tilted and arranged at a predetermined direction and angle depending on the rotational position of the first rail 120.
  • the second rail 140 may be placed on the upper part of the central base 130.
  • the second rail 140 may be placed on the outer periphery of the central base 130. Additionally, the second rail 140 may be formed to be rotatable with respect to the central base 130. That is, the second rail 140 may be formed to be rotatable about the central axis C, similar to the above-described first rail 120.
  • the second rail 140 may be rotated by applying an operating force from the outside.
  • the operating means for applying operating force to the second rail 140 is not specifically shown, and the second rail 140 is properly rotated about the central axis C by operating means such as an actuator or motor. It can be.
  • first rail 120 and the second rail 140 can each be rotated independently.
  • the rotational position and direction of the first rail 120 may be set independently from the rotational position or direction of the second rail 140. That is, the operating means for applying rotational driving force to the first rail 120 and the second rail 140 may be provided separately or formed to be operable independently of each other.
  • the upper base 150 may be disposed on the upper part of the second rail 140 and supported by the second rail 140.
  • the upper base 150 may correspond to the lower base 110 to form the upper structure of the balance stage 100.
  • An object may be placed on the upper base 150.
  • the upper base 150 may be tilted relative to the lower base 110 by the first rail 120 and the second rail 140. Accordingly, tilting of the object placed on the upper base 150 can be implemented.
  • the upper base 150 may include an upper rail 152 and an upper plate (not shown).
  • the upper rail 152 may be provided on the bottom of the upper plate.
  • the upper rail 152 may be fastened to the inner circumference of the second rail 140 and supported by the second rail 140. Accordingly, the arrangement of the upper rail 152 to the upper base 150 can be appropriately adjusted depending on the rotational positions of the first rail 120 and the second rail 140.
  • the upper plate has an appropriate structure or shape to support the object.
  • the upper plate may have a plate shape with a predetermined planar area, similar to the lower plate 111 described above.
  • the central rotation support portion 160 may be fastened between the lower base 110 and the central base 130.
  • the lower end of the central rotation support unit 160 may be fastened to the lower base 110, and the upper end may be fastened to the central base 130.
  • the central rotation support unit 160 limits rotation of the central base 130 with respect to the lower base 110. That is, the central rotation support unit 160 may limit the rotation of the central base 130 about the central axis C. Accordingly, the central base 130 does not rotate together with the first rail 120, and only the declination angle can be changed at a certain rotation position. For example, the central rotation support unit 160 may restrict rotation of the central base 130 about the central axis C, but may allow tilting of the central base 130 about any axis on the plane.
  • the upper rotation support part 170 may be fastened between the lower base 110 and the upper base 150.
  • the lower end of the upper rotation support 170 may be fastened to the lower base 110, and the upper end may be fastened to the upper base 150.
  • the upper rotation support unit 170 may restrict rotation of the upper base 150 with respect to the lower base 110.
  • the upper rotation support unit 170 may limit the rotation of the upper base 150 about the central axis C. Accordingly, the upper base 150 does not rotate together with the first rail 120 and the second rail 140, and only the declination angle can be changed at a certain rotation position. Additionally, the upper rotation support unit 170 may limit the rotation of the upper base 150 about the central axis C, but may allow tilting of the upper base 150 about any axis on the plane.
  • Figure 3 is a schematic exploded perspective view of the balance stage shown in Figure 1
  • Figure 4 is a schematic longitudinal cross-sectional view of the balance stage taken along line A1-A1 shown in Figure 1.
  • the balance stage 100 may be provided with a first bearing 191 between the first rail 120 and the central base 130.
  • the first bearing 191 may rotatably support the first rail 120 with respect to the central base 130.
  • a second bearing 192 may be provided between the central base 130 and the second rail 140.
  • the second bearing 192 may rotatably support the second rail 140 with respect to the central base 130.
  • the third bearing 193 may be disposed above the second bearing 192 at a predetermined distance apart.
  • the third bearing 193 may be provided between the second rail 140 and the upper rail 152.
  • first, second, and third bearings 191, 192, and 193 may be divided into multiple pieces as needed.
  • Figure 5 is a schematic cross-sectional view of the balance stage taken along line A2-A2 shown in Figure 4.
  • the lower rail 112 and the first rail 120 may each be formed to extend in a circular trajectory on a plane.
  • the lower rail 112 has a relatively small radius and may be placed on the inside in the radial direction
  • the first rail 120 has a relatively large radius and may be placed on the outside in the radial direction.
  • a bearing (not shown) may be placed between the lower rail 112 and the first rail 120. Accordingly, the first rail 120 may be rotated relative to the lower rail 112.
  • Figure 6 is a schematic cross-sectional view of the balance stage taken along line A3-A3 shown in Figure 4.
  • the first rail 120, the first bearing 191, and the central base 130 may each be formed to extend in a circular trajectory on a plane.
  • the first rail 120 has a relatively large radius compared to the central base 130 and may be disposed on the outer side in the radial direction, and the first bearing 191 is located between the first rail 120 and the central base 130. can be placed in
  • the first rail 120 may be rotated with respect to the central base 130 with the first bearing 191 interposed therebetween.
  • the rotation of the central base 130 may be restricted because the central rotation support 160 is fastened between the lower plate 111 and the central base 130. That is, the first rail 120 is disposed between the lower base 110 and the middle base 130, and since the lower base 110 and the middle base 130 are rotationally constrained, only the first rail 120 It can be operated in rotation.
  • Figure 7 is a schematic cross-sectional view of the balance stage taken along line A4-A4 shown in Figure 4.
  • the central base 130 may be formed to extend in a circular trajectory on a plane.
  • the central base 130 is disposed at the top of the first rail 120 and may be fixed to the lower base 110 by the central rotation support unit 160. That is, only the arrangement angle and direction of the central base 130 are changed by rotation of the first rail 120, but are not rotated.
  • Figure 8 is a schematic cross-sectional view of the balance stage taken along line A5-A5 shown in Figure 4.
  • the second rail 140, the second bearing 192, and the central base 130 may each be formed to extend in a circular trajectory on a plane.
  • the central base 130 has a relatively small radius compared to the second rail 140 and may be placed on the inner side in the radial direction, and the second bearing 192 is located between the central base 130 and the second rail 140. can be placed in The rotation of the central base 130 may be restricted because the central rotation support 160 is fastened between the lower plate 111 and the central base 130.
  • Figure 9 is a schematic cross-sectional view of the balance stage taken along line A6-A6 shown in Figure 4.
  • the second rail 140, the third bearing 193, and the upper rail 152 may each be formed to extend in a circular trajectory on a plane.
  • the upper rail 152 has a relatively small radius compared to the second rail 140 and can be placed on the inner side in the radial direction, and the third bearing 193 is between the upper rail 152 and the second rail 140. can be placed in The rotation of the upper rail 152 may be restricted because the upper rotation support portion 170 is fastened between the lower plate 111 and the upper rail 152.
  • the central base 130 may include a support protrusion 134.
  • the support protrusion 134 is formed to protrude on the inside of the central base 130, and may extend upward to the upper rail 152.
  • the support protrusion 134 is formed in an approximately 'L' shape and may be arranged to limit the rotation of the central base 130 and the upper rail 152.
  • the lower end of the support protrusion 134 may be connected to the central base 130, and the upper end of the support protrusion 134 may be disposed in the protrusion insertion groove 152b formed on the inner periphery of the upper rail 152. That is, the support protrusion 134 is disposed in the protrusion insertion groove 152b to limit rotation of the central base 130 and the upper rail 152.
  • FIG. 10 is a schematic longitudinal cross-sectional view showing the first rail shown in FIG. 4 separated
  • FIG. 11 is a schematic longitudinal cross-sectional view showing the second rail shown in FIG. 4 separated.
  • the first rail 120 and the second rail 140 may be formed to extend in a circle with a predetermined radius.
  • the first rail 120 and the second rail 140 may have a radial inner surface facing the central axis C and a radial outer surface on the opposite side.
  • first rail 120 and the second rail 140 may each be divided into a plurality of pieces.
  • the first rail 120 may be divided into a first rail inner block 121 and a first rail outer block 122.
  • the first rail inner block 121 and the first rail outer block 122 can be stacked and assembled vertically to form the first rail 120.
  • the first rail inner block 121 may be provided with a lower rail groove (121a).
  • the lower rail groove 121a may be disposed adjacent to the lower end of the first rail 120 and extend along the radial inner surface of the first rail 120.
  • the lower rail 112 may be mounted in the lower rail groove 121a.
  • the first rail 120 may be supported on the lower rail 112.
  • a bearing (not shown) may be disposed on the lower rail 112 and inserted into and supported in the first rail inner block 121.
  • first rail inner block 121 may be provided with a 1-1 bearing groove (121b).
  • the 1-1 bearing groove 121b may be disposed adjacent to the top of the first rail 120 and extend along the radial inner surface of the first rail 120.
  • the 1-1 bearing groove 121b can be combined with the 1-2 bearing groove 131 of the central base 130, which will be described later, to mount and support the first bearing 191.
  • the first rail 120 may have different longitudinal heights depending on the circumferential position. Specifically, the first rail 120 may have a first height H1 in the longitudinal direction on one side (left in the drawing), and may have a first height H1 in the longitudinal direction on the other side (right in the drawing) spaced a predetermined distance in the circumferential direction therefrom. It can have 2 heights (H2). Here, the second height H2 may be formed to be larger than the first height H1 by a predetermined amount. Additionally, the first rail 120 may be formed to gradually increase or decrease in height along the circumferential direction.
  • the circumferential direction is Accordingly, the height of the first rail 120 may gradually increase as it moves toward the second height (H2) position. Additionally, the height of the first rail 120 may gradually decrease as it moves from the second height H2 position to the first height H1 position along the circumferential direction.
  • the lower rail groove 121a is located at a certain distance from the bottom of the first rail 120
  • the 1-1 bearing groove 121b is located at a certain distance from the top of the first rail 120.
  • the distance between the lower rail groove 121a and the 1-1 bearing groove 121b may also change depending on the position. That is, depending on each position in the circumferential direction of the first rail 120, the gap between the lower rail groove 121a and the 1-1 bearing groove 121b may be formed differently.
  • the balance stage 100 of this embodiment can implement a tilting operation through this difference in spacing (height).
  • the lower rail groove (121a) and the 1-1 bearing groove (121b) are arranged vertically at a first distance (G1).
  • the lower rail groove 121a and the 1-1 bearing groove 121b may be spaced apart from each other by a second distance G2 up and down.
  • the first gap G1 and the second gap G2 may be defined as the gap between the vertical center of the lower rail groove 121a and the vertical center of the 1-1 bearing groove 121b.
  • the second gap G2 may be formed to be larger than the first gap G1 by a predetermined amount.
  • the gap between the lower rail groove (121a) and the 1-1 bearing groove (121b) may gradually increase as it moves from the position of the first gap (G1) to the position of the second gap (G2) along the circumferential direction, Conversely, as you move from the position of the second gap (G2) to the position of the first gap (G1) along the circumferential direction, the gap between the lower rail groove (121a) and the 1-1 bearing groove (121b) may gradually become smaller. .
  • the second rail 140 is divided into a second rail inner block 141 and a second rail outer block 142.
  • the second rail inner block 141 and the second rail outer block 142 can be stacked and assembled vertically to form the second rail 140.
  • the second rail inner block 141 may be provided with a 2-1 bearing groove (141a).
  • the 2-1 bearing groove 141a may be disposed adjacent to the lower end of the second rail 140 and extend along the radial inner surface of the second rail 140.
  • the second bearing 192 may be mounted in the 2-1 bearing groove 141a.
  • the second rail 140 may be supported on the central base 130. That is, the second bearing 192 is fastened to the 2-1 bearing groove 141a formed in the second rail 140, and the 2-2 bearing formed in the central base 130 is again connected to the second bearing 192. As the grooves 132 are fastened, the second rail 140 can be supported on the central base 130 via the second bearing 192. Additionally, the second rail 140 may be rotated with respect to the central base 130 via the second bearing 192.
  • the second rail inner block 141 may be provided with a 3-1 bearing groove (141b).
  • the 3-1 bearing groove 141b may be disposed adjacent to the top of the second rail 140 and extend along the radial inner surface of the second rail 140.
  • the 3-1 bearing groove 141b can be combined with the 3-2 bearing groove 152a of the upper rail 152, which will be described later, to mount and support the third bearing 193.
  • the second rail 140 may have different longitudinal heights depending on the circumferential position. Specifically, the second rail 140 may have a third height H3 in the longitudinal direction on one side (left in the drawing), and has a third height H3 in the longitudinal direction on the other side (right in the drawing) spaced a predetermined distance in the circumferential direction therefrom. It can have 4 heights (H4). Additionally, the fourth height H4 may be formed to be larger than the third height H3 by a predetermined amount. The height of the second rail 140 may gradually increase as it moves from the position of the third height (H3) to the position of the fourth height (H4) along the circumferential direction. In the opposite case, the height of the second rail (140) may gradually increase. It can become smaller.
  • the 2-1 bearing groove (141a) and the 3-1 bearing groove (141b) are spaced vertically at a third gap (G3). It can be arranged spaced apart, and on the other side (right side in the drawing) of the second rail 140, the 2-1 bearing groove (141a) and the 3-1 bearing groove (141b) are arranged vertically at a fourth distance (G4). It can be.
  • the third gap (G3) and the fourth gap (G4) may be defined as the gap between the vertical center of the 2-1 bearing groove (141a) and the vertical center of the 3-1 bearing groove (141b). .
  • the fourth gap G4 may be formed to be larger than the third gap G3 by a predetermined amount.
  • the gap between the 2-1 bearing groove (141a) and the 3-1 bearing groove (141b) gradually increases as it moves from the position of the third gap (G3) to the position of the fourth gap (G4) along the circumferential direction. Conversely, as you move from the position of the fourth gap (G4) to the position of the third gap (G3) along the circumferential direction, the gap between the 2-1 bearing groove (141a) and the 3-1 bearing groove (141b) increases. It can gradually become smaller.
  • the 3rd and 4th heights (H3, H4) or the 3rd and 4th intervals (G3, G4) are the same as the above-mentioned 1st and 2nd heights (H1, H2) or the 1st and 2nd intervals (G1, G2) or may be different. That is, the third and fourth heights (H3, H4) or the third and fourth intervals (G3, G4) of the second rail 140 are the first and second heights (H1, H2) or the third and fourth heights (H1, H2) of the first rail 120. It does not have to be the same as the 1st and 2nd interval (G1, G2).
  • the difference in height between the first rail 120 and the second rail 140 as described above, and the difference in spacing between the grooves 121a, 121b, 141a, and 141b are the spacing between the lower rail 112 and the first bearing 191.
  • a difference may occur in the spacing between the second bearing 192 and the third bearing 193. That is, depending on each position in the circumferential direction, the vertical distance between the lower rail 112 and the first bearing 191 may appear different. Additionally, depending on each position in the circumferential direction, the vertical spacing between the second bearing 192 and the third bearing 193 may appear different.
  • the spacing between the lower rail 112 and the first bearing 191, or the spacing between the second bearing 192 and the third bearing 193, corresponds to the spacing of each of the grooves 121a, 121b, 141a, and 141b described above. ) can be formed to gradually become larger or smaller.
  • Figure 12 is a schematic perspective view showing the central rotation support shown in Figure 1 separated.
  • the central rotation support unit 160 can restrict the rotation of the central base 130 with respect to the lower base 110.
  • the central rotation support unit 160 may include a central rotation pin 161 with one side inserted into the central base 130 and a support pillar 162 connected to and fixed to the lower base 110.
  • the central rotation pin 161 may be formed in a rotatable cylindrical shape.
  • the central rotation pin 161 is inserted into the inner periphery of the central base 130 and may be rotatable in place.
  • the central rotation pin 161 may extend in the horizontal direction and be inserted into the central base 130 in the horizontal direction.
  • the central rotation pin 161 may include a central insertion pin 161a inserted into the support pillar 162.
  • the central insertion pin 161a is formed as a cylinder with a smaller diameter than the central rotation pin 161, is placed on one side of the central rotation pin 161, and can be inserted into the support pillar 162.
  • the central insertion pin ( 161a) may be disposed to protrude on the inner surface of the central rotation pin 161 disposed in the horizontal direction.
  • the central insertion pin (161a) may be placed on one side of the edge of the central rotation pin (161) rather than in the center.
  • the support pillar 162 may be connected and fixed to the lower base 110.
  • the support pillar 163 may include a lower support pillar 162b extending laterally and an upper support pillar 162a extending longitudinally.
  • the lower support pillar 162b is connected and fixed to the lower base 110, and the upper support pillar 162a is disposed on one side of the lower support pillar 162b, and may extend upward.
  • an insertion pin insertion hole 162a-1 into which the central insertion pin 161a is inserted may be disposed at the top of the upper support pillar 162a.
  • the insertion pin insertion hole 162a-1 is formed open at the top of the upper support pillar 162a, and is formed open in the transverse direction, so that the central insertion pin 161a can be inserted. That is, the central insertion pin 161a may be arranged to be perpendicular to the longitudinal direction of the upper support pillar 162a. Accordingly, the central insertion pin 161a can be rotated according to the change in height of the central base 130 while inserted into the upper support pillar 162a.
  • the central rotation pin 161 is rotatably disposed on the central base 130, and the central insertion pin 161a is rotatably disposed in the insertion pin insertion hole 162a-1 of the upper support pillar 162a.
  • the support pillar 162 may be fixed to the lower base 110 without moving.
  • the central rotation pin 161 when the central base 130 is placed at a low height, the central rotation pin 161 is rotated so that the central insertion pin 161a is placed at the top, and when the central base 130 is placed at a high height, the central rotation pin 161 is rotated.
  • the pin 161 may be rotated to place the central insertion pin 161a at the bottom.
  • the central insertion pin 161a since the central insertion pin 161a is inserted into the insertion pin insertion hole 162a-1, the central insertion pin 161a can be supported so that the central base 130 does not rotate.
  • Figure 13 is a schematic perspective view showing the upper rotation support shown in Figure 2 separated.
  • the upper rotation supporter 170 can restrict the rotation of the upper base 150 with respect to the lower base 110.
  • the upper rotation support portion 170 is connected to an upper rotation pin 171 with one side inserted into the upper base 150, a support panel 172 with one side of the upper rotation pin 171 inserted, and the lower base 110. It may include a fixed pillar 173 that is connected and fixed.
  • the upper rotation pin 171 may be provided in a similar form to the middle rotation pin 161 and inserted into the upper base 150. And the upper rotation pin 171 may include an upper insertion pin 171a inserted into the support panel 172.
  • the upper insertion pin 171a is provided in a similar form to the middle insertion pin 161a and can be inserted into the support panel 172.
  • the upper insertion pin (171a) may be disposed on one side of the edge of the upper rotation pin (171) rather than in the center.
  • one side of the support panel 172 may be connected to the fixing pillar 173, and the other side may be connected to the upper insertion pin 171a.
  • the support panel 172 may include a lower support panel 172b connected to the fixing pillar 173 and an upper support panel 172a connected to the upper insertion pin 171a.
  • the lower support panel 172b is formed with a larger area than the upper support panel 172a and can be stably connected to and supported by the fixing pillar 173.
  • the upper support panel 172a is formed with a smaller area than the lower support panel 172b and may include an insertion pin insertion hole 172a-1 at the top.
  • the upper rotation pin 171 is rotatably disposed on the upper base 150
  • the upper insertion pin 171a is rotatably disposed in the insertion pin insertion hole 172a-1 of the upper support panel 172a.
  • the fixing pillar 173 may be fixed to the lower base 110 so as not to move.
  • the upper rotation pin 171 is rotatably disposed on the upper base 150
  • the upper insertion pin 171a is rotatably disposed in the insertion pin insertion hole 172a-1 of the upper support panel 172a.
  • the fixing pillar 173 and the support panel 172 may be fixed to the lower base 110 without moving.
  • the upper rotation pin 171 when the upper base 150 is placed at a low height, the upper rotation pin 171 is rotated so that the upper insertion pin 171a is placed at the top, and when the upper base 150 is placed at a high height, the upper rotation pin 171 is rotated.
  • the pin 171 may be rotated to place the upper insertion pin 171a at the bottom.
  • the upper insertion pin 171a since the upper insertion pin 171a is inserted into the insertion pin insertion hole 172a-1, the upper insertion pin 171a can be supported so that the upper base 150 does not rotate.
  • the fixing pillar 173 may be connected and fixed to the lower base 110.
  • the fixed pillar 173 may be formed of a pair of facing plate-shaped plates.
  • the fixing pillars 173 may be arranged at a predetermined interval on one side of the lower plate 111.
  • a support panel 172 may be inserted and fixed between the pair of fixing pillars 173.
  • the support panel 172 is not independently connected to the lower base 110, but the lower support panel 172b is coupled to the lower base 110 while being supported on both sides by the fixing pillars 173. It can be fixed stably.
  • Figure 14 is an operational diagram of the balance stage shown in Figure 4.
  • the arrangement angle of the upper rail 152 can be adjusted depending on the rotational positions of the first rail 120 and the second rail 140. there is. Accordingly, the placement angle of the object placed on the upper plate can be appropriately adjusted.
  • the gap between the lower rail 112 and the first bearing 191 is referred to as E1
  • the gap between the first bearing 191 and the second bearing 192 is referred to as M
  • the gap between the first bearing 191 and the second bearing 192 is referred to as M.
  • the gap between and third bearing 193 is called F1.
  • the gap E1 between the lower rail 112 and the first bearing 191 corresponds to the gap between the above-described lower rail groove 121a and the 1-1 bearing groove 121b
  • the gap F1 between the and third bearings 193 corresponds to the gap between the above-described 2-1 bearing grooves 141a and 3-1 bearing grooves 141b.
  • the distance M between the first bearing 191 and the second bearing 192 is the 1-2 bearing groove 131 and the second bearing groove 131 in which the first bearing 191 and the second bearing 192 are inserted. It corresponds to the gap between the 2-2 bearing grooves 132. At this time, the gap between the 1-2 bearing groove 131 and the 2-2 bearing groove 132 corresponds to the thickness of the central base 130, and the central base 130 is connected to the first and second rails 120, Unlike 140), since it is formed with a constant thickness and there is no change in the thickness, the gap M between the first bearing 191 and the second bearing 192 can be formed to be constant without change.
  • the gap between the lower rail 112 (i.e., corresponding to the lower rail 112) and the upper rail 152 (i.e., corresponding to the third bearing 193) may be formed as “E1+M+F1.”
  • the arrangement angle of the upper rail 152 is between the lower rail 112 and the first bearing 191. It can be determined by the interval E1 and the interval F1 between the second bearing 192 and the third bearing 193.
  • the distance between the lower rail 112 and the first bearing 191 is E2, and the distance between the second bearing 192 and the third bearing 193 is E2.
  • the gap between them can be formed as F2.
  • the distance between the lower rail 112 and the first bearing 191 is E3, and the distance between the second bearing 192 and the third bearing 193 is E3.
  • the gap may be formed as F3.
  • the gap M between the first bearing 191 and the second bearing 192 can be formed to be constant without change.
  • the gap between the lower rail 112 and the upper rail 152 at each location may be formed as “E2+M+F2”, etc., similar to what was described above.
  • the balance stage 100 of this embodiment may have different spacing between the lower rail 112 and the first bearing 191 depending on the position in the circumferential direction, and the second bearing 192 and the third bearing 193 ) can also be formed differently. Accordingly, the above “E1+M+F1” to “E3+M+F3” may be formed differently.
  • “E1+M+F1” may be placed as the largest, and the spacing may become smaller along the circumferential direction so that “E3+M+F3” may be placed as the smallest.
  • the upper rail 152 or the object may be inclined to a position corresponding to E3. Meanwhile, the direction of inclination may be adjusted by rotation of the first rail 120 and the second rail 140.
  • the inclination direction may also be moved clockwise to correspond thereto.
  • the balance stage 100 of this embodiment can easily adjust the inclination direction in this way. Additionally, the direction of inclination can be precisely adjusted through the rotational positions of the first rail 120 and the second rail 140.
  • the inclination angle can be adjusted by rotation of the first rail 120 or the second rail 140.
  • the inclination angle can be adjusted by the spacing between the three bearings 193.
  • the distance between the lower rail 112 and the first bearing 191 at the right end shown may change from the initial E1 to E2 according to the rotation of the first rail 120. That is, the gap between the lower rail 112 and the first bearing 191 can be reduced.
  • the gap between the second bearing 192 and the third bearing 193 can be maintained at F1.
  • the arrangement angle of the upper rail 152 or the object can be changed.
  • the rotational position of the first rail 120 or the second rail 140 is changed, or the rotational position of the first rail 120 and the second rail 140 is changed as necessary.
  • various inclination angles can be implemented.
  • the change in inclination angle is implemented by the gap between the lower rail 112 and the first bearing 191 or the gap between the second bearing 192 and the third bearing 193, which is formed to change gradually, so simple operation Despite the method, it can be controlled quite precisely.
  • FIG. 15 is a schematic perspective view of the balance stage according to the second embodiment
  • FIG. 16 is a schematic perspective view of the balance stage shown in FIG. 15 when viewed from another direction.
  • the balance stage 100 may include an operating unit 180 that rotates the first rail 120 and the second rail 140.
  • gear teeth are formed on the outer periphery of the first rail 120. And by applying operating force to the first gear unit 181 of the operating unit 180 engaged with the outer periphery of the first rail 120, the first rail 120 rotates appropriately based on the central axis C. It can be.
  • gear teeth are formed on the outer periphery of the second rail 140.
  • first rail 120 and the second rail 140 can be rotated independently.
  • the operating units 180 may be provided separately or may be formed to be operable independently of each other.
  • the operating unit 180 may be fixed to the central base 130 and placed in contact with the first rail 120 and the second rail 140.
  • the operating unit 180 includes a cylindrical gear, engages with the teeth of the gears formed on the surfaces of the first rail 120 and the second rail 140, and operates the gear to move the first rail 120.
  • the second rail 140 can be rotated.
  • FIG. 17 is a schematic exploded perspective view of the balance stage shown in FIG. 15, and FIG. 18 is a schematic longitudinal cross-sectional view of the balance stage taken along line A1-A1 shown in FIG. 15.
  • the operating unit 180 is the first gear unit 181 and the second rail 140 that are in contact with the outer periphery of the first rail 120. It may include a second gear unit 182 in contact with the outer periphery.
  • the first and second gear units 181 and 182 are formed as cylindrical gears and are meshed with the first and second rails 120 and 140 to rotate the first and second gear units 181 and 182. Accordingly, the first and second rails 120 and 140 can be rotated.
  • first gear unit 181 may be connected to the first motor 181a
  • second gear unit 182 may be connected to the second motor 182a. That is, the first and second motors 181a and 182a transmit operating force to the first and second gear units 181 and 182, thereby rotating the first and second gear units 181 and 182 clockwise or counterclockwise. It can be rotated in any direction.
  • the operating unit 180 is fixedly connected to the central base 130 and can be moved according to changes in the arrangement angle and direction of the central base 130. That is, because the operating unit 180 moves along with the movement of the central base 130, it is continuously engaged with the outer periphery of the first and second rails 120 and 140 disposed at the upper and lower ends of the central base 130. status can be maintained. For example, since the first and second rails 120 and 140 are connected to the central base 130 through the first and second bearings 191 and 192, the outside of the first and second rails 120 and 140 The teeth of the gears formed on the periphery can always maintain the same spacing based on the central base 130.
  • the teeth of the gear formed on the outer periphery of the first rail 120 are maintained at the same distance from the central base 130. It may be formed at a certain location on the first rail 120.
  • the teeth of the gear formed on the outer periphery of the second rail 140 are maintained at the same distance from the central base 130. It may be formed at a certain location on the second rail 140.
  • the gap between the gear teeth formed on the outer periphery of the first and second rails 120 and 140 and the central base 130 will always remain constant. You can. Therefore, if the operating unit 180 is formed integrally with the central base 130 and moves together with the central base 130, the operating unit 180 is positioned at a certain position of the first rail 120 and the second rail 140. Even if rotated, it can remain engaged with the outer periphery of the first and second rails 120 and 140.
  • Figure 19 is a schematic cross-sectional view of the balance stage taken along line A4-A4 shown in Figure 18;
  • the central base 130 may include a connection piece 133 extending outward on one side.
  • the connecting piece 133 may be formed as a plate-shaped member with an open center so that the operating unit 180 can be fixed to the central base 130.
  • the connecting piece 133 may be any one that can connect and fix the operating unit 180 to the central base 130.
  • the connecting piece 133 is inserted between the first gear unit 181 and the second gear unit 182 arranged in the vertical direction on the operating unit 180, which will be described later, and is connected to the housing of the operating unit 180 and The connection can be fixed. That is, the operating unit 180 can be moved as the arrangement direction and angle of the central base 130 changes, so that the operating unit 180 can be continuously contacted and supported by the first rail 120 and the second rail 140. there is.
  • Figure 20 is a block diagram showing the setting and operation process of the balance stage shown in Figure 15.
  • the first motor 181a and the second motor 182a of the operation unit 180 are operated to rotate the first gear unit 181 and the second gear unit 182.
  • the first rail 120 and the second rail 140 are aligned on one side so that their maximum heights match. That is, the highest part of the first rail 120 and the highest part of the second rail 140 are arranged at the same position.
  • the upper base 150 is set to the maximum angle of declination. In this state, an object is placed on the upper base 150. Thereafter, the first rail 120 and the second rail 140 can be rotated to set the declination angle of the upper base 150 at a specific angle.
  • the balance stage according to the present invention includes the following effects.
  • the present invention allows adjustment of the declination of an object by rotating the first and second rotating parts, which has the effect of enabling precise angle adjustment while having a simple structure.
  • the present invention can have a stable load-supporting structure, so it can be applied to objects of large weight, has excellent durability, and has the effect of preventing malfunction.
  • the present invention is provided in an integrated form, which has the effect of reducing the volume compared to the prior art.

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Abstract

본 발명에 따른 밸런스 스테이지는 설치면에 지지되는 제1베이스 및 상기 제1베이스에 대한 회전이 구속되며, 상기 제1베이스로부터 이격 배치되어 일면에 대상물이 지지되는 제2베이스 및 상기 제1 및 제2베이스 사이에 배치되는 제3베이스 및 상기 제1 및 제3베이스의 사이에 회전 가능하게 배치되는 제1회전부 및 상기 제2 및 제3베이스의 사이에 회전 가능하게 배치되는 제2회전부를 포함하고, 상기 제2베이스의 일면은 상기 제1 및 제2회전부의 회전에 따라 소정의 방향 및 각도로 틸팅될 수 있다.

Description

밸런스 스테이지
본 발명은 밸런스 스테이지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 대상물의 기울임이나 평형을 조절하여 대상물의 편각을 셋팅하기 위해 사용되는 밸런스 스테이지에 관한 것이다.
일반적으로, 대상물의 자세를 제어하거나 평형을 조절하기 위한 수단으로 밸런스 스테이지가 적용되고 있다. 일례로, 밸런스 스테이지는 반도체 제조과정 또는 정밀 부품을 연구하는 분야에 사용된다. 밸런스 스테이지는 틸팅 스테이지 및 평형 스테이지 등으로 지칭될 수 있다.
종래의 틸팅 스테이지는 스테이지에 연결되는 복수 개의 액추에이터를 기반으로 스테이지를 틸팅시킨다. 다만, 틸팅 스테이지는 복수 개의 액추에이터를 구비하여 가격이 비싸고, 액추에이터의 정밀 제어가 쉽지 않다. 또한, 고중량의 대상물을 취급하기 위해서는 보다 많은 개수의 액추에이터가 필요하고, 복수 개의 액추에이터에 대한 정밀 제어가 요구된다.
이에, 다양한 형태로 변형된 밸런스 스테이지가 제안되고 있다. 그러나 종래의 밸런스 스테이지는 정밀 부품을 포함하여 제작이 쉽지 않고 실제 적용에도 어려움이 있다. 이에, 단순한 구조의 밸런스 스테이지가 제안되고 있다. 그러나 단순한 구조의 밸런스 스테이지는 정밀한 각도 제어에 한계점이 있었다.
본 발명의 목적은 단순한 구조를 포함하여 제작이나 사용이 편리한 밸런스 스테이지를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 목적은 안정적이고 정밀한 각도 제어가 가능하여 중량이 큰 대상물에도 적용이 가능한 밸런스 스테이지를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 내구성이 우수하고 오작동을 줄일 수 있는 밸런스 스테이지를 제공하기 위한 것이다.
본 발명에 따른 밸런스 스테이지는 설치면에 지지되는 제1베이스 및 상기 제1베이스에 대한 회전이 구속되며, 상기 제1베이스로부터 이격 배치되어 일면에 대상물이 지지되는 제2베이스 및 상기 제1 및 제2베이스 사이에 배치되는 제3베이스 및 상기 제1 및 제3베이스의 사이에 회전 가능하게 배치되는 제1회전부 및 상기 제2 및 제3베이스의 사이에 회전 가능하게 배치되는 제2회전부를 포함하고, 상기 제2베이스의 일면은 상기 제1 및 제2회전부의 회전에 따라 소정의 방향 및 각도로 틸팅될 수 있다.
상기 밸런스 스테이지는 상기 제1 및 제2베이스의 사이에 배치되어, 상기 제1베이스에 대한 상기 제2베이스의 회전을 구속하는 제1회전지지부 및 상기 제1 및 제3베이스의 사이에 배치되어, 상기 제1베이스에 대한 상기 제3베이스의 회전을 구속하는 제2회전지지부를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 및 제2회전부는 제1 및 제2 레일을 포함할 수 있다.
상기 제1레일은 하부레일을 매개로 상기 제1베이스에 회전 가능하게 연결되고 상기 하부레일의 상측으로 소정 간격 이격 배치된 제1베어링을 매개로 상기 제3베이스에 회전 가능하게 연결될 수 있다.
상기 하부레일과 상기 제1 베어링은 상기 제1레일의 원주방향 일측에서 상하로 제1간격을 갖고, 상기 일측에서 원주방향으로 소정 간격 이격된 타측에서 상하로 상기 제1간격과 상이한 제2간격을 갖도록 배치될 수 있다.
상기 하부레일과 상기 제1베어링은 상기 제1간격에 대응되는 상기 제1레일 원주방향 일측에서 원주방향을 따라 상기 제2간격에 대응되는 타측으로 갈수록 상하로 이격된 간격이 점진적으로 커지거나 작아지게 형성될 수 있다.
상기 제2레일은 상기 제1베어링의 상측으로 소정 간격 이격 배치된 제2베어링을 매개로 상기 제3베이스에 회전 가능하게 체결되고, 상기 제2베어링의 상측으로 소정 간격 이격 배치된 제3베어링을 매개로 상기 제2베이스에 회전 가능하게 체결될 수 있다.
상기 제2베어링과 상기 제3베어링은 상기 제2레일의 원주방향 일측에서 상하로 제3간격을 갖고, 상기 일측에서 원주방향으로 소정 간격 이격된 타측에서 상하로 상기 제3간격과 상이한 제4간격을 갖도록 배치될 수 있다.
상기 제2베어링과 상기 제3베어링은 상기 제3간격에 대응되는 상기 제2레일의 원주방향 일측에서, 원주방향을 따라 상기 제4간격에 대응되는 타측으로 갈수록, 상하로 이격된 간격이 점진적으로 커지거나 작아지게 형성될 수 있다.
상기 제1레일과 상기 제2레일은 상호 독립적으로 회전되어, 소정의 회전 위치에 배치될 수 있도록 형성될 수 있다.
상기 제3베이스는 상기 제2회전지지부에 의해 회전 구속된 상태에서, 상기 제1레일의 회전 위치에 따라, 소정의 방향 및 각도로 틸팅 배치되도록 형성되고, 상기 제2베이스는 상기 제1회전지지부에 의해 회전 구속된 상태에서, 상기 중부베이스의 틸팅 위치와 상기 제2레일의 회전 위치에 따라, 소정의 방향 및 각도로 틸팅 배치되도록 형성될 수 있다.
상기 제2회전지지부는 원통 형상으로 형성되어, 일측이 상기 제3베이스에 회전 가능하게 삽입되고, 타측은 지지기둥에 삽입 고정되는 중부회전핀 및 일측은 상기 제1베이스에 고정되고, 타측은 상기 중부회전핀이 삽입되는 지지기둥을 포함할 수 있다.
상기 중부회전핀은 상기 중부회전핀보다 작은 직경의 원통으로 형성되고, 상기 중부회전핀의 내측면 가장자리에 배치되어, 상기 지지기둥의 일측에 삽입되는 중부삽입핀을 포함할 수 있다.
상기 밸런스 스테이지는 상기 제3베이스의 일측에 배치되고, 상기 제1레일 및 상기 제2레일의 외주연과 접촉되어, 상기 제1레일 및 상기 제2레일을 회전시키는 작동부를 더 포함할 수 있다.
상기 제1레일 및 상기 제2레일은 외주연에 기어의 이가 형성되고, 상기 작동부는 상기 제1레일의 외주연에 형성된 상기 기어의 이와 치합되고, 제1모터에 의해 회전되는 제1기어부 및 상기 제2레일의 외주연에 형성된 상기 기어의 이와 치합되고, 제2모터에 의해 회전되는 제2기어부를 포함할 수 있다.
상기 대상물이 상기 제2상부베이스에 지지되기 이전에, 상기 제1 및 제2모터는 상기 제1 및 제2 레일의 최대 높이가 일치되도록 일측으로 정렬하고, 상기 제2베이스가 최대 각도의 편각으로 셋팅되도록 회전할 수 있다.
상기 대상물이 상기 제2상부베이스에 지지된 이후에, 상기 제1 및 제2모터는 상기 제1 및 제2 레일을 회전시켜 특정한 각도로 상기 제2베이스의 편각이 셋팅되도록 할 수 있다.
본 발명에 따른 밸런스 스테이지는 다음과 같은 효과를 포함한다.
첫째, 본 발명은 제1 및 제2 회전부의 회전에 의해 대상물의 편각 조절이 가능하여 간단한 구조를 가지면서도 정밀한 각도 조절이 가능한 효과가 있다.
둘째, 본 발명은 안정적인 하중 지지구조를 가질 수 있어 중량이 큰 대상물에도 적용 가능하며 내구성이 우수하고 오작동이 방지되는 효과가 있다.
셋째, 본 발명은 일체형으로 마련되어 종래 대비 부피가 작아지는 효과가 있다.
이상과 같은 본 발명의 기술적 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 제1실시예에 따른 밸런스 스테이지의 개략적인 사시도이고,
도 2는 도 1에 도시된 밸런스 스테이지를 다른 방향에서 바라본 개략적인 사시도이고,
도 3은 도 1에 도시된 밸런스 스테이지의 개략적인 분해 사시도이고,
도 4는 도 1에 표시된 A1-A1선을 따라 취한 밸런스 스테이지의 개략적인 종단면도이고,
도 5는 도 4에 표시된 A2-A2선을 따라 취한 밸런스 스테이지의 개략적인 횡단면도이고,
도 6은 도 4에 표시된 A3-A3선을 따라 취한 밸런스 스테이지의 개략적인 횡단면도이고,
도 7은 도 4에 표시된 A4-A4선을 따라 취한 밸런스 스테이지의 개략적인 횡단면도이고,
도 8은 도 4에 표시된 A5-A5선을 따라 취한 밸런스 스테이지의 개략적인 횡단면도이고,
도 9는 도 4에 표시된 A6-A6선을 따라 취한 밸런스 스테이지의 개략적인 횡단면도이고,
도 10은 도 4에 도시된 제1레일을 분리해 도시한 개략적인 종단면도이고,
도 11은 도 4에 도시된 제2레일을 분리해 도시한 개략적인 종단면도이고,
도 12는 도 1에 도시된 중부회전지지부를 분리해 도시한 개략적인 사시도이고,
도 13은 도 2에 도시된 회전지지부를 분리해 도시한 개략적인 사시도이고,
도 14는 도 4에 도시된 밸런스 스테이지의 작동도이고,
도 15는 제2실시예에 따른 밸런스 스테이지의 개략적인 사시도이고,
도 16은 도 15에 도시된 밸런스 스테이지를 다른 방향에서 바라본 개략적인 사시도이고,
도 17은 도 15에 도시된 밸런스 스테이지의 개략적인 분해 사시도이고,
도 18은 도 15에 표시된 A1-A1선을 따라 취한 밸런스 스테이지의 개략적인 종단면도이고,
도 19는 도 18에 표시된 A4-A4선을 따라 취한 밸런스 스테이지의 개략적인 횡단면도이고,
도 20은 도 15에 도시된 밸런스 스테이지의 셋팅 및 작동 과정을 나타낸 블록도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 실시예는 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 위하여 과장되게 표현된 부분이 있을 수 있으며, 도면 상에서 동일 부호로 표시된 요소는 동일 요소를 의미한다.
본 발명에 따른 밸런스 스테이지는 설치면에 설치되는 제1베이스, 제1베이스에 대해 이격 배치되는 제2베이스, 제1 및 제2베이스 사이에 위치하는 제3베이스, 제1 및 제3베이스 사이에서 회전하는 제1회전부 및 제2 및 제3베이스 사이에서 회전하는 제2회전부를 포함한다. 이때, 밸런스 스테이지는 제1회전부와 제2회전부의 회전에따라 대상물의 편각을 조정할 수 있다.
일례로, 제1베이스는 설치면에 배치되는 하부베이스일 수 있고, 제2베이스는 대상물이 지지되는 상부베이스일 수 있다. 그리고 제3베이스는 하부베이스와 상부베이스 사이에 배치되는 중부베이스일 수 있다. 제1회전부는 제1레일일 수 있고, 제2회전부는 제2레일일 수 있다.
도 1은 제1실시예에 따른 밸런스 스테이지의 개략적인 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 밸런스 스테이지를 다른 방향에서 바라본 개략적인 사시도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 제1실시예에 따른 밸런스 스테이지(100)는 상단에 대상물이 안착되며, 대상물의 편각 셋팅을 위해 사용될 수 있다. 즉, 밸런스 스테이지(100)를 원하는 각도로 소정 정도 틸팅(tilting)시키기 위해 사용될 수 있다.
먼저, 하부베이스(110)는 밸런스 스테이지(100)의 하단부에 배치될 수 있다. 하부베이스(110)는 소정의 설치면에 고정될 수 있고, 상부베이스(150)는 하부베이스(110)에 대해 상대적으로 틸팅되어, 대상물에 대한 틸팅 동작이 구현될 수 있다.
구체적으로, 하부베이스(110)는 하부플레이트(111) 및 원주방향으로 연장 형성되어 하부플레이트(111)의 상단에 배치된 하부레일(112)을 포함할 수 있다.
일례로, 하부플레이트(111)는 평면 영역을 가진 플레이트로 형성될 수 있다. 하부플레이트(111)는 밸런스 스테이지(100)를 적절히 설치면에 고정시키기 위한 다양한 구조나 형상으로 형성될 수 있다. 다만, 하부플레이트(111)는 반드시 그 명칭과 같이 플레이트 형태로 한정되는 것은 아니며, 이와 동일 또는 유사한 기능을 제공할 수 있는 다양한 형태의 프레임, 브라켓, 결합부품 등을 포함할 수 있다.
하부레일(112)은 하부플레이트(111)의 상단에 고정되어 회전이 구속되고, 평면상 원형의 궤적을 그리며 연장 형성될 수 있다.
일례로, 하부레일(112)은 밸런스 스테이지(100)의 중심축(C)을 중심으로 한 고리 형태로 형성될 수 있으며, 다수 개로 분할 형성될 수 있다.
일례로, 하부레일(112)은 중심축(C)을 향하는 반경방향 내측면과 그 반대측인 반경방향 외측면을 가질 수 있다. 하부레일(112)의 반경방향 외측면은 소정 정도 돌출 형성되어, 후술할 제1레일(120)의 하부레일홈(121a)에 조합되어 제1레일(120)을 지지할 수 있다.
즉, 하부레일(112)은 하부베이스(110)에 대해 제1레일(120)을 회전 가능하게 지지할 수 있다. 제1레일(120) 및 제2레일(140)은 중심축(C)을 중심으로 회전 가능하다. 그러나 하부레일(112)은 하부플레이트(111)에 고정되거나, 하부플레이트(111)에 일체로 형성되어, 회전이 제한될 수 있다. 그리고 제1레일(120)은 하부레일(112)과 제1레일(120)의 사이에 배치된 베어링(미도시)을 매개로 하부레일(112)에 대해 회전될 수 있다.
한편, 제1레일(120)은 하부플레이트(111)의 상단에 배치되어 하부레일(112)에 의해 지지될 수 있다.
일례로, 제1레일(120)은 하부레일(112)의 외주 부위에 배치될 수 있다. 제1레일(120)은 하부레일(112)에 대해 회전 가능하게 형성될 수 있다. 이때, 제1레일(120)은 밸런스 스테이지(100)의 상하방향 중심축(C)을 기준으로 회전 가능하게 형성될 수 있다.
제1레일(120)은 외부로부터 작동력이 인가되어 회전될 수 있다. 본 실시예에서는 제1레일(120)에 작동력을 인가하기 위한 작동수단에 대하여는 구체적으로 도시하고 있지 않으며, 액츄에이터, 모터 등의 작동수단에 의해 중심축(C)을 기준으로 제1레일(120)이 적절히 회전 동작될 수 있다.
중부베이스(130)는 제1레일(120)의 상부에 배치될 수 있다.
일례로, 중부베이스(130)는 제1레일(120)의 내주 부위에 배치될 수 있다. 중부베이스(130)는 중부회전지지부(160)에 의해 하부베이스(110)에 대해 회전이 구속될 수 있다. 즉, 중부베이스(130)는 제1레일(120)의 회전 위치에 따라 소정의 방향 및 각도로 틸팅 배치될 수 있다.
제2레일(140)은 중부베이스(130)의 상부에 배치될 수 있다.
일례로, 제2레일(140)은 중부베이스(130)의 외주 부위에 배치될 수 있다. 또한, 제2레일(140)은 중부베이스(130)에 대해 회전 가능하게 형성될 수 있다. 즉, 제2레일(140)은 전술한 제1레일(120)과 유사하게, 중심축(C)을 기준으로 회전 가능하게 형성될 수 있다.
제2레일(140)은 외부로부터 작동력이 인가되어 회전될 수 있다. 제2레일(140)에 작동력을 인가하기 위한 작동수단에 대하여는 구체적으로 도시하고 있지 않으며, 액츄에이터, 모터 등의 작동수단에 의해 중심축(C)을 기준으로 제2레일(140)이 적절히 회전동작될 수 있다.
한편, 제1레일(120) 및 제2레일(140)은 각각 독립적으로 회전 동작될 수 있다. 일례로, 제1레일(120)의 회전 위치 및 방향은 제2레일(140)의 회전 위치나 방향과 독립적으로 설정될 수 있다. 즉, 제1레일(120) 및 제2레일(140)에 회전 구동력을 인가하는 작동수단은 각각 별개로 구비되거나, 상호 독립적으로 동작 가능하게 형성될 수 있다.
상부베이스(150)는 제2레일(140)의 상부에 배치되어 제2레일(140)에 의해 지지될 수 있다. 상부베이스(150)는 하부베이스(110)와 대응되어 밸런스 스테이지(100)의 상부 구조를 형성할 수 있다. 상부베이스(150)에는 대상물이 안착 배치될 수 있다. 상부베이스(150)는 제1레일(120) 및 제2레일(140)에 의해 하부베이스(110)에 대해서 틸팅 동작될 수 있다. 이에, 상부베이스(150)에 배치된 대상물에 대한 틸팅이 구현될 수 있다.
구체적으로, 상부베이스(150)는 상부레일(152) 및 상부플레이트(미도시)를 구비할 수 있다.
상부레일(152)은 상부플레이트의 저면에 구비될 수 있다.
일례로, 상부레일(152)은 제2레일(140)의 내주 부위에 체결되어, 제2레일(140)에 의해 지지될 수 있다. 이에 따라 상부레일(152) 내지 상부베이스(150)는 제1레일(120) 및 제2레일(140)의 회전 위치에 따라 그 배치상태가 적절히 조절될 수 있다. 그리고 상부플레이트는 대상물이 지지될 수 있는 적절한 구조나 형상을 가진다. 일례로 상부플레이트는 전술한 하부플레이트(111)와 유사하게 소정의 평면 영역을 가진 플레이트 형태를 가질 수 있다.
한편, 중부회전지지부(160)는 하부베이스(110)와 중부베이스(130)의 사이에 체결될 수 있다. 일례로, 중부회전지지부(160)는 하단이 하부베이스(110)에 체결될 수 있고, 상단이 중부베이스(130)에 체결될 수 있다.
중부회전지지부(160)는 중부베이스(130)가 하부베이스(110)에 대해 회전되는 것을 제한한다. 즉, 중부회전지지부(160)는 중심축(C)을 중심으로 한 중부베이스(130)의 회전을 제한할 수 있다. 이에, 중부베이스(130)는 제1레일(120)과 함께 회전되지 않고, 일정한 회전 위치에서 편각만이 변경될 수 있다. 일례로, 중부회전지지부(160)는 중심축(C)에 대한 중부베이스(130)의 회전은 제한하되, 평면상의 임의의 축에 대한 중부베이스(130)의 틸팅은 허용할 수 있다.
상부회전지지부(170)는 하부베이스(110)와 상부베이스(150)의 사이에 체결될 수 있다. 일례로, 상부회전지지부(170)는 하단이 하부베이스(110)에 체결될 수 있고, 상단이 상부베이스(150)에 체결될 수있다. 또한, 상부회전지지부(170)는 상부베이스(150)가 하부베이스(110)에 대해 회전되는 것을 제한할 수 있다. 일례로, 상부회전지지부(170)는 중심축(C)을 중심으로 한 상부베이스(150)의 회전을 제한할 수 있다. 이에, 상부베이스(150)는 제1레일(120) 및 제2레일(140)과 함께 회전되지 않고, 일정한 회전 위치에서 편각만이 변경될 수 있다. 그리고 상부회전지지부(170)는 중심축(C)에 대한 상부베이스(150)의 회전은 제한하되, 평면상의 임의의 축에 대한 상부베이스(150)의 틸팅은 허용할 수 있다.
도 3은 도 1에 도시된 밸런스 스테이지의 개략적인 분해 사시도이고, 도 4는 도 1에 표시된 A1-A1선을 따라 취한 밸런스 스테이지의 개략적인 종단면도이다.
도3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 제1실시예에 따른 밸런스 스테이지(100)는 제1레일(120)과 중부베이스(130)의 사이에 제1베어링(191)이 구비될 수 있다. 제1베어링(191)은 중부베이스(130)에 대해 제1레일(120)을 회전 가능하게 지지할 수 있다.
그리고 중부베이스(130)와 제2레일(140)의 사이에는 제2베어링(192)이 구비될 수 있다. 제2베어링(192)은 중부베이스(130)에 대해 제2레일(140)을 회전 가능하게 지지할 수 있다.
또한, 제2베어링(192)의 상측으로 소정 간격 이격되게 제3베어링(193)이 배치될 수 있다. 제3베어링(193)은 제2레일(140)과 상부레일(152)의 사이에 구비될 수 있다.
이러한 제1, 제2, 제3베어링(191, 192, 193)은 필요에 따라 복수 개로 분할 형성될 수 있다.
도 5는 도 4에 표시된 A2-A2선을 따라 취한 밸런스 스테이지의 개략적인 횡단면도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 제1실시예에 따른 하부레일(112) 및 제1레일(120)은 각각 평면상 원형의 궤적을 그리며 연장 형성될 수 있다. 하부레일(112)은 상대적으로 작은 반경을 가지며 반경 방향의 내측에 배치될 수 있고, 제1레일(120)은 상대적으로 큰 반경을 가지며 반경 방향의 외측에 배치될 수 있다. 필요에 따라, 하부레일(112)과 제1레일(120)의 사이에는 베어링(미도시)이 배치될 수 있다. 이에, 제1레일(120)은 하부레일(112)에 대해 회전 동작될 수 있다.
도 6은 도 4에 표시된 A3-A3선을 따라 취한 밸런스 스테이지의 개략적인 횡단면도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 제1실시예에 따른 제1레일(120), 제1베어링(191) 및 중부베이스(130)는 각각 평면상 원형의 궤적을 그리며 연장 형성될 수 있다. 제1레일(120)은 중부베이스(130) 대비 상대적으로 큰 반경을 갖고 반경 방향의 외측에 배치될 수 있고, 제1베어링(191)은 제1레일(120)과 중부베이스(130)의 사이에 배치될 수 있다. 제1레일(120)은 제1베어링(191)을 사이에 두고 중부베이스(130)에 대해 회전 동작될 수 있다. 중부베이스(130)는 하부플레이트(111)와의 사이에서 중부회전지지부(160)가 체결되어 회전이 제한될 수 있다. 즉, 제1레일(120)은 하부베이스(110)와 중부베이스(130)의 사이에 배치되고, 하부베이스(110)와 중부베이스(130)는 회전 구속된 상태이므로 제1레일(120)만이 회전 동작될 수 있다.
도 7은 도 4에 표시된 A4-A4선을 따라 취한 밸런스 스테이지의 개략적인 횡단면도이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 제1실시예에 따른 중부베이스(130)는 평면상 원형의 궤적을 그리며 연장 형성될 수 있다. 중부베이스(130)는 제1레일(120)의 상단에 배치되고, 중부회전지지부(160)에 의해 하부베이스(110)에 고정될 수 있다. 즉, 중부베이스(130)는 제1레일(120)의 회전에 의해 배치 각도 및 방향만이 변경되고, 회전되지는 않는다.
도 8은 도 4에 표시된 A5-A5선을 따라 취한 밸런스 스테이지의 개략적인 횡단면도이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 제1실시예에 따른 제2레일(140), 제2베어링(192) 및 중부베이스(130)는 각각 평면상 원형의 궤적을 그리며 연장 형성될 수 있다. 중부베이스(130)는 제2레일(140) 대비 상대적으로 작은 반경을 갖고 반경 방향의 내측에 배치될 수 있고, 제2베어링(192)은 중부베이스(130)와 제2레일(140)의 사이에 배치될 수 있다. 중부베이스(130)는 하부플레이트(111)와의 사이에서 중부회전지지부(160)가 체결되어 회전이 제한될 수 있다.
도 9는 도 4에 표시된 A6-A6선을 따라 취한 밸런스 스테이지의 개략적인 횡단면도이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 제1실시예에 따른 제2레일(140), 제3베어링(193) 및 상부레일(152)은 각각 평면상 원형의 궤적을 그리며 연장 형성될 수 있다. 상부레일(152)은 제2레일(140) 대비 상대적으로 작은 반경을 갖고 반경방향의 내측에 배치될 수 있고, 제3베어링(193)은 상부레일(152)과 제2레일(140)의 사이에 배치될 수 있다. 상부레일(152)은 하부플레이트(111)와의 사이에서 상부회전지지부(170)가 체결되어 회전이 제한될 수 있다.
또한, 중부베이스(130)는 지지돌기(134)를 포함할 수 있다. 지지돌기(134)는 중부베이스(130)의 내측에 돌출 형성되되, 상측으로 연장 형성되어, 상부레일(152)까지 연장 형성될 수 있다. 일례로, 지지돌기(134)는 대략 'ㄷ'자 형상으로 형성되어, 중부베이스(130)와 상부레일(152)의 회전을 제한하기 위해 배치될 수 있다. 일례로, 지지돌기(134)의 하단은 중부베이스(130)에 연결되고, 지지돌기(134)의 상단은 상부레일(152)의 내주연에 형성된 돌기삽입홈(152b)에 배치될 수 있다. 즉, 돌기삽입홈(152b)에 지지돌기(134)가 배치되어, 중부베이스(130) 및 상부레일(152)이 회전되는 것을 제한할 수 있다.
도 10은 도 4에 도시된 제1레일을 분리해 도시한 개략적인 종단면도이고, 도 11은 도 4에 도시된 제2레일을 분리해 도시한 개략적인 종단면도이다.
도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이, 제1실시예에 따른 제1레일(120)과 제2레일(140)은 소정 반경을 갖고 원형으로 연장 형성될 수 있다. 제1레일(120) 및 제2레일(140)은 중심축(C)을 향하는 반경방향 내측면과, 그 반대측인 반경방향 외측면을 가질 수 있다.
그리고 제1레일(120) 및 제2레일(140)은 각각 복수 개로 분할 형성될 수 있다.
먼저, 제1레일(120)은 제1레일이너블록(121)과 제1레일아우터블록(122)으로 분할 형성될 수 있다. 제1레일이너블록(121)과 제1레일아우터블록(122)은 상하로 적층 및 조립되어, 제1레일(120)을 형성할 수 있다.
제1레일이너블록(121)은 하부레일홈(121a)을 구비할 수 있다. 하부레일홈(121a)은 제1레일(120)의 하단에 인접하게 배치되어, 제1레일(120)의 반경방향 내측면을 따라 연장 형성될 수 있다. 하부레일홈(121a)에는 하부레일(112)이 장착될 수 있다. 제1레일(120)은 하부레일(112)에 지지될 수 있다. 하부레일(112)에는 베어링(미도시)이 배치되어 제1레일이너블록(121)에 삽입 지지될 수 있다.
또한, 제1레일이너블록(121)은 제1-1베어링홈(121b)을 구비할 수 있다. 제1-1베어링홈(121b)은 제1레일(120)의 상단에 인접하게 배치되어, 제1레일(120)의 반경방향 내측면을 따라 연장 형성될 수 있다. 제1-1베어링홈(121b)은 후술할 중부베이스(130)의 제1-2베어링홈(131)과 조합되어, 제1베어링(191)을 장착 지지할 수 있다.
제1레일(120)은 종방향의 높이가 원주방향의 위치에 따라 상이하게 형성될 수 있다. 구체적으로, 제1레일(120)은 일측(도면상 좌측)에서 종방향으로 제1높이(H1)를 가질 수 있고, 그로부터 원주방향으로 소정 간격 이격된 타측(도면상 우측)에서 종방향으로 제2높이(H2)를 가질 수 있다. 여기서 제2높이(H2)는 제1높이(H1)보다 소정 정도 크게 형성될 수 있다. 또한, 제1레일(120)은 원주 방향을 따라 그 높이가 점진적으로 커지거나 작아지게 형성될 수 있다. 즉, 제1높이(H1)를 제1레일(120)의 최소 높이, 제2높이(H2)를 제1레일(120)의 최대 높이로 가정하면, 제1높이(H1) 위치에서 원주방향을 따라 제2높이(H2) 위치로 갈수록 제1레일(120)의 높이는 점진적으로 커질 수 있다. 또한, 제2높이(H2) 위치에서 원주방향을 따라 제1높이(H1) 위치로 갈수록 제1레일(120)의 높이는 점진적으로 작아질 수 있다.
하부레일홈(121a)이 제1레일(120)의 하단으로부터 일정 간격 이격된 위치에 배치되고, 제1-1베어링홈(121b)이 제1레일(120)의 상단으로부터 일정 간격 이격된 위치에 배치된다고 하면, 상기와 같은 제1레일(120)의 높이 변화에 따라, 하부레일홈(121a)과 제1-1베어링홈(121b) 사이의 간격도 위치에 따라 변경될 수 있다. 즉, 제1레일(120)의 원주방향 각 위치에 따라, 하부레일홈(121a)과 제1-1베어링홈(121b) 사이의 간격이 상이하게 형성될 수 있다. 본 실시예의 밸런스 스테이지(100)는 이와 같은 간격(높이)의 차이를 통해 틸팅 동작을 구현할 수 있다.
상기의 개념을 달리 설명하면, 제1레일(120)의 일측(도면상 좌측)에서 하부레일홈(121a)과 제1-1베어링홈(121b)은 상하로 제1간격(G1) 이격 배치될 수 있고, 제1레일(120)의 타측(도면상 우측)에서 하부레일홈(121a)과 제1-1베어링홈(121b)은 상하로 제2간격(G2) 이격 배치될 수 있다. 제1간격(G1) 및 제2간격(G2)은 하부레일홈(121a)의 상하방향 중심과, 제1-1베어링홈(121b)의 상하방향 중심 사이의 간격으로 정의될 수 있다. 여기서 상기와 유사하게, 제2간격(G2)은 제1간격(G1)보다 소정 정도 크게 형성될 수 있다. 또한 제1간격(G1)의 위치에서 원주 방향을 따라 제2간격(G2)의 위치로 갈수록 하부레일홈(121a)과 제1-1베어링홈(121b) 사이의 간격은 점진적으로 커질 수 있고, 반대로 제2간격(G2)의 위치에서 원주방향을 따라 제1간격(G1)의 위치로 갈수록 하부레일홈(121a)과 제1-1베어링홈(121b) 사이의 간격은 점진적으로 작아질 수 있다.
한편, 제2레일(140)은 제2레일이너블록(141)과 제2레일아우터블록(142)으로 분할 형성된 경우를 예시하고 있다. 제2레일이너블록(141)과 제2레일아우터블록(142)은 상하로 적층 및 조립되어, 제2레일(140)을 형성할 수 있다.
제2레일이너블록(141)은 제2-1베어링홈(141a)을 구비할 수 있다. 제2-1베어링홈(141a)은 제2레일(140)의 하단에 인접하게 배치되어, 제2레일(140)의 반경방향 내측면을 따라 연장 형성될 수 있다. 제2-1베어링홈(141a)에는 제2베어링(192)이 장착될 수 있다. 제2레일(140)은 중부베이스(130)에 지지될 수 있다. 즉, 제2레일(140)에 형성된 제2-1베어링홈(141a)에 제2베어링(192)이 체결되고, 다시 제2베어링(192)에 중부베이스(130)에 형성된 제2-2베어링홈(132)이 체결되어, 제2레일(140)은 제2베어링(192)을 매개로 중부베이스(130)에 지지될 수 있다. 또한, 제2레일(140)은 제2베어링(192)을 매개로 중부베이스(130)에 대해 회전될 수 있다.
또한, 제2레일이너블록(141)은 제3-1베어링홈(141b)을 구비할 수 있다. 제3-1베어링홈(141b)은 제2레일(140)의 상단에 인접하게 배치되어, 제2레일(140)의 반경방향 내측면을 따라 연장 형성될 수 있다. 제3-1베어링홈(141b)은 후술할 상부레일(152)의 제3-2베어링홈(152a)과 조합되어, 제3베어링(193)을 장착 지지할 수 있다.
제2레일(140)은 종방향의 높이가 원주방향의 위치에 따라 상이하게 형성될 수 있다. 구체적으로, 제2레일(140)은 일측(도면상 좌측)에서 종방향으로 제3높이(H3)를 가질 수 있고, 그로부터 원주방향으로 소정 간격 이격된 타측(도면상 우측)에서 종방향으로 제4높이(H4)를 가질 수 있다. 또한, 제4높이(H4)는 제3높이(H3)보다 소정 정도 크게 형성될 수 있다. 제3높이(H3)의 위치에서 원주방향을 따라 제4높이(H4)의 위치로 갈수록 제2레일(140)의 높이는 점진적으로 커질 수 있고, 반대의 경우 제2레일(140)의 높이는 점진적으로 작아질 수 있다.
상기의 개념을 달리 설명하면, 제2레일(140)의 일측(도면상 좌측)에서 제2-1베어링홈(141a)과 제3-1베어링홈(141b)은 상하로 제3간격(G3) 이격 배치될 수 있고, 제2레일(140)의 타측(도면상 우측)에서 제2-1베어링홈(141a)과 제3-1베어링홈(141b)은 상하로 제4간격(G4) 이격 배치될 수 있다. 제3간격(G3) 및 제4간격(G4)은 제2-1베어링홈(141a)의 상하방향 중심과, 제3-1베어링홈(141b)의 상하방향 중심 사이의 간격으로 정의될 수 있다.
여기서 제4간격(G4)은 제3간격(G3)보다 소정 정도 크게 형성될 수 있다. 또한 제3간격(G3)의 위치에서 원주방향을 따라 제4간격(G4)의 위치로 갈수록 제2-1베어링홈(141a)과 제3-1베어링홈(141b) 사이의 간격은 점진적으로 커질 수 있고, 반대로 제4간격(G4)의 위치에서 원주방향을 따라 제3간격(G3)의 위치로 갈수록 제2-1베어링홈(141a)과 제3-1베어링홈(141b) 사이의 간격은 점진적으로 작아질 수 있다.
상기에서 제3,4높이(H3, H4) 또는 제3,4간격(G3, G4)은 전술한 제1,2높이(H1, H2) 또는 제1,2간격(G1, G2)과 동일 또는 상이할 수 있다. 즉, 제2레일(140)의 제3,4높이(H3, H4) 또는 제3,4간격(G3, G4)은 제1레일(120)의 제1,2높이(H1, H2) 또는 제1,2간격(G1, G2)과 동일하지 않아도 무방하다.
상기와 같은 제1레일(120) 및 제2레일(140)의 높이 차이나, 각 홈(121a, 121b, 141a, 141b)의 간격 차이는 하부레일(112)과 제1베어링(191) 사이의 간격, 제2베어링(192)과 제3베어링(193)의 간격에 차이를 발생시킬 수 있다. 즉, 원주방향의 각 위치에 따라, 하부레일(112)과 제1베어링(191)이 상하로 이격된 간격이 각각 상이하게 나타날 수 있다. 또한 원주방향의 각 위치에 따라, 제2베어링(192)과 제3베어링(193)이 상하로 이격된 간격이 각각 상이하게 나타날 수 있다. 다시 말하면, 전술한 각 홈(121a, 121b, 141a, 141b)의 간격에 대응되게 하부레일(112)과 제1베어링(191) 사이의 간격이나, 제2베어링(192)과 제3베어링(193) 사이의 간격이 점진적으로 커지거나 작아지게 형성될 수 있다.
도 12는 도 1에 도시된 중부회전지지부를 분리해 도시한 개략적인 사시도이다.
도 12에 도시된 바와 같이, 제1실시예에 따른 중부회전지지부(160)는 하부베이스(110)에 대한 중부베이스(130)의 회전을 구속할 수 있다.
일례로, 중부회전지지부(160)는 중부베이스(130)에 일측이 삽입된 중부회전핀(161) 및 하부베이스(110)에 연결 고정되는 지지기둥(162)을 포함할 수 있다.
중부회전핀(161)은 회전이 가능한 원통 형상으로 형성될 수 있다. 중부회전핀(161)은 중부베이스(130)의 내주연에 삽입 배치되며 제자리에서 회전 가능하게 배치될 수 있다.
일례로, 중부회전핀(161)은 횡방향으로 연장 형성되어, 횡방향으로 중부베이스(130)에 삽입 배치될 수 있다. 중부회전핀(161)은 지지기둥(162)에 삽입 배치되는 중부삽입핀(161a)을 포함할 수 있다.
중부삽입핀(161a)은 중부회전핀(161)보다 작은 직경의 원통으로 형성되어, 중부회전핀(161)의 일측에 배치되고, 지지기둥(162)에 삽입될 수 있다. 일례로, 중부회전핀(161)을 중부베이스(130)의 내부에 삽입되는 외측면, 곡면인 기둥면 및 중부베이스(130) 중심부의 개방된 공간에 배치되는 내측면으로 나눠 본다면, 중부삽입핀(161a)은 횡방향으로 배치된 중부회전핀(161)의 내측면에 돌출 배치될 수 있다. 중부삽입핀(161a)은 중부회전핀(161)의 중심이 아닌 가장자리 일측에 배치될 수 있다.
한편, 지지기둥(162)은 하부베이스(110)에 연결 고정될 수 있다. 지지기둥(163)은 횡방향으로 연장 형성되는 하부지지기둥(162b)과 종방향으로 연장 형성되는 상부지지기둥(162a)을 포함할 수 있다. 하부지지기둥(162b)은 하부베이스(110)에 연결 고정되고, 상부지지기둥(162a)은 하부지지기둥(162b)의 일측에 배치되되, 상측으로 연장 형성될 수 있다.
또한, 상부지지기둥(162a)의 상단에는 중부삽입핀(161a)이 삽입되는 삽입핀삽입홀(162a-1)이 배치될 수 있다.
삽입핀삽입홀(162a-1)은 상부지지기둥(162a)의 상단에 개방 형성되되, 횡방향으로 개방 형성되어, 중부삽입핀(161a)이 삽입될 수 있다. 즉, 중부삽입핀(161a)은 상부지지기둥(162a)의 길이방향과 직교하도록 배치될 수 있다. 이에 따라, 중부삽입핀(161a)은 상부지지기둥(162a)에 삽입된 상태에서 중부베이스(130)의 높이 변화에 따라 회전될 수 있다.
즉, 중부회전핀(161)은 중부베이스(130)에 회전 가능하도록 배치되고, 중부삽입핀(161a)은 상부지지기둥(162a)의 삽입핀삽입홀(162a-1)에 회전 가능하도록 배치될 수 있다. 지지기둥(162)은 하부베이스(110)에 움직이지 않게 고정될 수 있다.
일례로, 중부베이스(130)가 낮은 높이로 배치되면, 중부회전핀(161)이 회전되어 중부삽입핀(161a)이 상단에 배치되고, 중부베이스(130)가 높은 높이로 배치되면, 중부회전핀(161)이 회전되어 중부삽입핀(161a)이 하단에 배치될 수 있다. 이때, 중부삽입핀(161a)은 삽입핀삽입홀(162a-1)에 삽입된 상태이기 때문에, 중부베이스(130)가 회전되지 않도록 중부삽입핀(161a)을 지지할 수 있다.
도 13은 도 2에 도시된 상부회전지지부를 분리해 도시한 개략적인 사시도이다.
도 13에 도시된 바와 같이, 제1실시예에 따른 상부회전지지부(170)는 하부베이스(110)에 대한 상부베이스(150)의 회전을 구속할 수 있다..
일례로, 상부회전지지부(170)는 상부베이스(150)에 일측이 삽입된 상부회전핀(171), 상부회전핀(171)의 일측이 삽입되는 지지패널(172) 및 하부베이스(110)에 연결 고정되는 고정기둥(173)을 포함할 수 있다.
상부회전핀(171)은 중부회전핀(161)과 유사한 형태로 마련되어 상부베이스(150)에 삽입 배치될 수 있다. 그리고 상부회전핀(171)은 지지패널(172)에 삽입 배치되는 상부삽입핀(171a)을 포함할 수 있다.
상부삽입핀(171a)은 중부삽입핀(161a)과 유사한 형태로 마련되어 지지패널(172)에 삽입될 수 있다. 상부삽입핀(171a)은 상부회전핀(171)의 중심이 아닌 가장자리 일측에 배치될 수 있다.
한편, 지지패널(172)은 일측이 고정기둥(173)에 연결되고, 타측은 상부삽입핀(171a)과 연결될 수 있다.
일례로, 지지패널(172)은 고정기둥(173)에 연결되는 하부지지패널(172b)과 상부삽입핀(171a)이 연결되는 상부지지패널(172a)을 포함할 수 있다. 하부지지패널(172b)은 상부지지패널(172a)보다 넓은 면적으로 형성되어 안정적으로 고정기둥(173)과 연결 및 지지될 수 있다. 상부지지패널(172a)은 하부지지패널(172b)보다 작은 면적으로 형성되어, 상단에 삽입핀삽입홀(172a-1)을 포함할 수 있다.
즉, 상부회전핀(171)은 상부베이스(150)에 회전 가능하도록 배치되고, 상부삽입핀(171a)은 상부지지패널(172a)의 삽입핀삽입홀(172a-1)에 회전 가능하도록 배치될 수 있다. 고정기둥(173)은 하부베이스(110)에 움직이지 않게 고정될 수 있다.
즉, 상부회전핀(171)은 상부베이스(150)에 회전 가능하도록 배치되고, 상부삽입핀(171a)은 상부지지패널(172a)의 삽입핀삽입홀(172a-1)에 회전 가능하도록 배치될 수 있다. 고정기둥(173) 및 지지패널(172)은 하부베이스(110)에 움직이지 않게 고정될 수 있다.
일례로, 상부베이스(150)가 낮은 높이로 배치되면, 상부회전핀(171)이 회전되어 상부삽입핀(171a)이 상단에 배치되고, 상부베이스(150)가 높은 높이로 배치되면, 상부회전핀(171)이 회전되어 상부삽입핀(171a)이 하단에 배치될 수 있다. 이때, 상부삽입핀(171a)은 삽입핀삽입홀(172a-1)에 삽입된 상태이기 때문에, 상부베이스(150)가 회전되지 않도록 상부삽입핀(171a)을 지지할 수 있다.
한편, 고정기둥(173)은 하부베이스(110)에 연결 고정될 수 있다. 고정기둥(173)은 마주보는 한 쌍의 판형 플레이트로 형성될 수 있다. 고정기둥(173)은 하부플레이트(111)의 일측 면에 소정 간격 이격 배치될 수 있다. 한 쌍의 고정기둥(173)의 사이에는 지지패널(172)이 삽입되어 고정될 수 있다. 일례로, 지지패널(172)만이 단독적으로 하부베이스(110)에 연결되지 않고, 하부지지패널(172b)을 고정기둥(173)이 양 측면에서 지지하면서 하부베이스(110)에 결합되기 때문에, 더욱 안정적으로 고정될 수 있다.
도 14는 도 4에 도시된 밸런스 스테이지의 작동도이다.
도 14에 도시된 바와 같이, 제1실시예에 따른 밸런스 스테이지(100)는 제1레일(120) 및 제2레일(140)의 회전 위치에 따라 상부레일(152)의 배치 각도가 조절될 수 있다. 이에, 상부플레이트에 배치된 대상물의 배치 각도는 적절히 조절될 수 있다.
일례로, 하부레일(112)과 제1베어링(191) 사이의 간격을 E1이라고 하고, 제1베어링(191)과 제2베어링(192) 사이의 간격을 M이라고 하고, 제2베어링(192)과 제3베어링(193) 사이의 간격을 F1이라고 한다. 하부레일(112)과 제1베어링(191)사이의 간격(E1)은 전술한 하부레일홈(121a)과 제1-1베어링홈(121b) 사이의 간격에 대응되고, 제2베어링(192)과 제3베어링(193) 사이의 간격(F1)은 전술한 제2-1베어링홈(141a)과 제3-1베어링홈(141b) 사이의 간격에 대응된다.
또한, 제1베어링(191)과 제2베어링(192) 사이의 간격(M)은 제1베어링(191)과 제2베어링(192)이 끼움 배치된 제1-2베어링홈(131)과 제2-2베어링홈(132) 사이의 간격에 대응된다. 이때, 제1-2베어링홈(131)과 제2-2베어링홈(132) 사이의 간격은 중부베이스(130)의 두께에 대응되고, 중부베이스(130)는 제1,2레일(120, 140)과 달리 일정한 두께로 형성되어 두께에 변화가 없으므로 제1베어링(191)과 제2베어링(192) 사이의 간격(M)은 변화가 없이 일정하게 형성될 수 있다.
하부레일(112)(즉, 하부레일(112)에 대응)과 상부레일(152)(즉, 제3베어링(193)에 대응)의 간격은 "E1+M+F1"로 형성될 수 있다. 이때, 제1베어링(191)과 제2베어링(192) 사이의 간격(M)은 변화가 없이 일정하므로, 상부레일(152)의 배치 각도는 하부레일(112)과 제1베어링(191)사이의 간격(E1)과 제2베어링(192)과 제3베어링(193) 사이의 간격(F1)에 의해 결정될 수 있다.
상기와 유사하게, E1의 위치에서 원주방향으로 소정 간격 이격된 위치에서는, 하부레일(112)과 제1베어링(191)사이의 간격이 E2, 제2베어링(192)과 제3베어링(193) 사이의 간격이 F2로 형성될 수 있다. 또한, 여기서 다시 원주방향으로 소정 간격 이격된 E1 위치의 반대편에서는, 하부레일(112)과 제1베어링(191)사이의 간격이 E3, 제2베어링(192)과 제3베어링(193) 사이의 간격이 F3으로 형성될 수 있다. 또한 상기와 동일하게, 제1베어링(191)과 제2베어링(192) 사이의 간격(M)은 변화 없이 일정하게 형성될 수 있다. 각 위치에서 하부레일(112)과 상부레일(152)의 간격은 전술한 바와 유사하게 "E2+M+F2"등으로 형성될 수 있다.
여기서 본 실시예의 밸런스 스테이지(100)는 원주방향의 위치에 따라 하부레일(112)과 제1베어링(191)의 간격이 상이하게 형성될 수 있고, 제2베어링(192)과 제3베어링(193)의 간격 또한 상이하게 형성될 수 있다. 이에 따라 상기의 "E1+M+F1" 내지 "E3+M+F3"는 상이하게 형성될 수 있다. 예컨대, "E1+M+F1"이 가장 크고, 원주방향을 따라 갈수록 간격이 작아져 "E3+M+F3"가 가장 작게 배치될 수 있다. 이와 같은 경우 상부레일(152) 내지 대상물은 E3에 대응되는 위치로 경사지게 배치될 수 있다.한편, 경사 방향은 제1레일(120) 및 제2레일(140)의 회전에 의해 조절될 수 있다.
예컨대, 도시된 상태에서 제1레일(120) 및 제2레일(140)이 함께 회전되어, E4에 대응되는 위치가 시계방향으로 이동되면, 경사 방향 또한 이에 대응되도록 시계방향으로 이동될 수 있다. 본 실시예의 밸런스 스테이지(100)는 이러한 방식으로 쉽게 경사방향을 조절할 수 있다. 또한, 경사 방향은 제1레일(120) 및 제2레일(140)의 회전 위치를 통해 정밀하게 조절될 수 있다.
한편, 경사 각도는 제1레일(120) 또는 제2레일(140)의 회전에 의해 조절될 수 있다. 일례로, 제1레일(120)의 회전 위치에 따른 하부레일(112)과 제1베어링(191) 사이의 간격 또는, 제2레일(140)의 회전 위치에 따른 제2베어링(192)과 제3베어링(193) 사이의 간격에 의해, 경사 각도가 조절될 수 있다.
예컨대, 도시된 상태에서 제1레일(120)만이 시계방향으로 소정 각도 회전되어, E2에 대응되는 위치가 E1에 대응되는 위치까지 회전되는 경우를 가정한다. 이와 같은 경우 도시된 우측단에서 하부레일(112)과 제1베어링(191) 사이의 간격은 초기의 E1에서 제1레일(120)의 회전에 따라 E2로 변경될 수 있다. 즉, 하부레일(112)과 제1베어링(191) 사이의 간격이 작아질 수 있다. 반면에 제2레일(140)은 회전되지 않았으므로, 제2베어링(192)과 제3베어링(193) 사이의 간격은 F1으로 유지될 수 있다. 결론적으로, 우측단에서의 하부레일(112)과 상부레일(152) 사이의 간격이 "E2+M+F1"으로 변경되면서, 상부레일(152) 내지 대상물의 배치 각도가 변경될 수 있다.
또한, 상기와 유사한 방식으로, 제1레일(120) 또는 제2레일(140)의 회전 위치를 변경하거나, 필요에 따라 제1레일(120) 및 제2레일(140)의 회전 위치를 변경하여, 다양한 경사 각도를 구현해낼 수 있다. 여기서 경사 각도의 변경은 점진적으로 변경되도록 형성된 하부레일(112)과 제1베어링(191) 사이의 간격 또는 제2베어링(192)과 제3베어링(193) 사이의 간격에 의해 구현되므로, 간단한 조작 방식에도 불구하고, 상당히 정밀하게 조절될 수 있다.
한편, 이하에서는 다른 실시예에 따른 밸런스 스테이지에 대하여 설명하도록 한다.
도 15는 제2실시예에 따른 밸런스 스테이지의 개략적인 사시도이고, 도 16은 도 15에 도시된 밸런스 스테이지를 다른 방향에서 바라본 개략적인 사시도이다.
도 15 및 도 16에 도시된 바와 같이, 제2실시예에 따른 밸런스 스테이지(100)는 제1레일(120)과 제2레일(140)을 회전시키는 작동부(180)를 포함할 수 있다.
일례로, 제1레일(120)의 외주연에는 기어의 이가 형성된다. 그리고 제1레일(120)의 외주연에 치합되는 작동부(180)의 제1기어부(181)에 작동력을 인가함으로써, 중심축(C)을 기준으로 제1레일(120)이 적절히 회전 동작될 수 있다.
그리고 제2레일(140)의 외주연에는 기어의 이가 형성된다. 제2레일(140)의 외주연에 치합되는 작동부(180)의 제2기어부(182)에 작동력을 인가함으로써, 중심축(C)을 기준으로 제2레일(140)이 적절히 회전 동작될 수 있다.
이에, 제1레일(120) 및 제2레일(140)은 각각 독립적으로 회전 동작될 수 있다.
여기서, 작동부(180)는 각각 별개로 구비되거나, 상호 독립적으로 동작 가능하게 형성될 수 있다. 작동부(180)는 중부베이스(130)에 고정되어 제1레일(120) 및 제2레일(140)과 접촉 배치될 수 있다. 일례로, 작동부(180)는 원통형의 기어를 포함하고, 제1레일(120) 및 제2레일(140)의 표면에 형성된 기어의 이와 치합되어, 기어의 작동에 의해 제1레일(120) 및 제2레일(140)을 회전시킬 수 있다.
도 17은 도 15에 도시된 밸런스 스테이지의 개략적인 분해 사시도이고, 도 18은 도 15에 표시된 A1-A1선을 따라 취한 밸런스 스테이지의 개략적인 종단면도이다.
도 17 및 도 18에 도시된 바와 같이, 제2실시예에 따른 작동부(180)는 제1레일(120)의 외주연과 접촉되는 제1기어부(181)와 제2레일(140)의 외주연과 접촉되는 제2기어부(182)를 포함할 수 있다. 제1 및 제2기어부(181, 182)는 원통형의 기어로 형성되고, 제1 및 제2레일(120, 140)과 치합되어, 제1 및 제2기어부(181, 182)의 회전에 따라 제1 및 제2레일(120, 140)을 회전시킬 수 있다.
일례로, 제1기어부(181)는 제1모터(181a)와 연결되고, 제2기어부(182)는 제2모터(182a)와 연결될 수 있다. 즉, 제1 및 제2모터(181a, 182a)가 제1 및 제2기어부(181, 182)에 작동력을 전달하여, 제1 및 제2기어부(181, 182)를 시계방향 또는 반시계방향으로 회전시킬 수 있다.
또한, 작동부(180)는 중부베이스(130)에 연결 고정되어, 중부베이스(130)의 배치 각도 및 방향 변경에 따라 이동될 수 있다. 즉, 작동부(180)는 중부베이스(130)의 이동과 같이 이동되기 때문에, 중부베이스(130)의 상하단에 배치된 제1 및 제2레일(120, 140)의 외주연과 지속적으로 치합된 상태를 유지할 수 있다. 일례로, 제1 및 제2레일(120, 140)은 중부베이스(130)에 제1 및 제2베어링(191, 192)을 통해 연결되기 때문에 제1 및 제2레일(120, 140)의 외주연에 형성된 기어의 이는 중부베이스(130)를 기준으로 항상 같은 간격을 유지할 수 있다.
일례로, 제1레일(120)이 회전되어 제1레일(120)의 높이가 변경된다고 하더라도, 제1레일(120)의 외주연에 형성된 기어의 이는 중부베이스(130)와 동일한 간격을 유지하도록 제1레일(120)의 일정한 위치에 형성될 수 있다.
마찬가지로, 제2레일(140)이 회전되어, 제2레일(140)의 높이가 변경된다고 하더라도, 제2레일(140)의 외주연에 형성된 기어의 이는 중부베이스(130)와 동일한 간격을 유지하도록 제2레일(140)의 일정한 위치에 형성될 수 있다.
즉, 제1 및 제2레일(120, 140)이 회전된다고 하더라도, 제1 및 제2레일(120, 140)의 외주연에 형성된 기어의 이와 중부베이스(130)간의 간격은 항상 일정하게 유지될 수 있다. 따라서, 작동부(180)가 중부베이스(130)와 일체형으로 형성되어 중부베이스(130)와 같이 이동된다면, 작동부(180)는 제1레일(120) 및 제2레일(140)이 어떤 위치로 회전된다고 하더라도 지속적으로 제1 및 제2레일(120, 140)의 외주연과 치합된 상태를 유지할 수 있다.
도 19는 도 18에 표시된 A4-A4선을 따라 취한 밸런스 스테이지의 개략적인 횡단면도이고,
도 19에 도시된 바와 같이, 제2실시예에 따른 중부베이스(130)는 일측에 외측 방향으로 연장 형성된 연결편(133)을 포함할 수 있다.
일례로, 연결편(133)은 작동부(180)를 중부베이스(130)에 고정시킬 수 있도록 중심부가 개방된 판형 부재로 형성될 수 있다. 그러나 반드시 이에 한정되지는 않으며, 연결편(133)은 중부베이스(130)에 작동부(180)를 연결 고정시킬 수 있는 것이면 무방하다.
일례로, 연결편(133)은 후술할 작동부(180)에 상하방향으로 배치된 제1기어부(181) 및 제2기어부(182)의 사이에 삽입되어, 작동부(180)의 하우징과 연결 고정될 수 있다. 즉, 작동부(180)는 중부베이스(130)의 배치 방향 및 각도 변경과 같이 이동되어, 작동부(180)가 지속적으로 제1레일(120) 및 제2레일(140)과 접촉 지지될 수 있다.
도 20은 도 15에 도시된 밸런스 스테이지의 셋팅 및 작동 과정을 나타낸 블록도이다.
도 20에 도시된 바와 같이, 제3실시예에 따른 밸런스 스테이지(100)의 셋팅 및 작동 과정을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 작동부(180)의 제1모터(181a)와 제2모터(182a)를 작동시켜, 제1기어부(181)와 제2기어부(182)를 회전시킨다. 이때, 제1레일(120)과 제2레일(140)을 최대 높이가 일치되도록 일측으로 정렬시킨다. 즉, 제1레일(120)의 높이가 가장 높은 부분과 제2레일(140)의 높이가 가장 높은 부분이 같은 위치에 배치되도록 배치시킨다. 제1레일(120)과 제2레일(140)이 이와 같이 배치되면, 상부베이스(150)가 최대 각도의 편각으로 셋팅된다. 이와 같은 상태에서 상부베이스(150)에 대상물을 안착시킨다. 이후, 제1레일(120) 및 제2레일(140)을 회전시켜 특정한 각도로 상부베이스(150)의 편각을 셋팅할 수 있다.
이에, 본 발명에 따른 밸런스 스테이지는 다음과 같은 효과를 포함한다.
첫째, 본 발명은 제1 및 제2 회전부의 회전에 의해 대상물의 편각 조절이 가능하여 간단한 구조를 가지면서도 정밀한 각도 조절이 가능한 효과가 있다.
둘째, 본 발명은 안정적인 하중 지지구조를 가질 수 있어 중량이 큰 대상물에도 적용 가능하며 내구성이 우수하고 오작동이 방지되는 효과가 있다.
셋째, 본 발명은 일체형으로 마련되어 종래 대비 부피가 작아지는 효과가 있다.
앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 일 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.

Claims (17)

  1. 설치면에 지지되는 제1베이스;
    상기 제1베이스에 대한 회전이 구속되며, 상기 제1베이스로부터 이격 배치되어 일면에 대상물이 지지되는 제2베이스;
    상기 제1 및 제2베이스 사이에 배치되는 제3베이스;
    상기 제1 및 제3베이스의 사이에 회전 가능하게 배치되는 제1회전부; 및
    상기 제2 및 제3베이스의 사이에 회전 가능하게 배치되는 제2회전부를 포함하고,
    상기 제2베이스의 일면은,
    상기 제1 및 제2회전부의 회전에 따라 소정의 방향 및 각도로 틸팅되는 것을 특징으로 하는 밸런스 스테이지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2베이스의 사이에 배치되어, 상기 제1베이스에 대한 상기 제2베이스의 회전을 구속하는 제1회전지지부; 및
    상기 제1 및 제3베이스의 사이에 배치되어, 상기 제1베이스에 대한 상기 제3베이스의 회전을 구속하는 제2회전지지부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 밸런스 스테이지.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 및 제2회전부는,
    제1 및 제2 레일을 포함하는 것을 특징으로 하는 밸런스 스테이지.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1레일은,
    하부레일을 매개로 상기 제1베이스에 회전 가능하게 연결되고 상기 하부레일의 상측으로 소정 간격 이격 배치된 제1베어링을 매개로 상기 제3베이스에 회전 가능하게 연결되는 것을 특징으로 하는 밸런스 스테이지.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 하부레일과 상기 제1 베어링은,
    상기 제1레일의 원주방향 일측에서 상하로 제1간격을 갖고, 상기 일측에서 원주방향으로 소정 간격 이격된 타측에서 상하로 상기 제1간격과 상이한 제2간격을 갖도록 배치되는 것을 특징으로 하는 밸런스 스테이지.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 하부레일과 상기 제1베어링은,
    상기 제1간격에 대응되는 상기 제1레일 원주방향 일측에서 원주방향을 따라 상기 제2간격에 대응되는 타측으로 갈수록 상하로 이격된 간격이 점진적으로 커지거나 작아지게 형성되는 것을 특징으로 하는 밸런스 스테이지.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 제2레일은,
    상기 제1베어링의 상측으로 소정 간격 이격 배치된 제2베어링을 매개로 상기 제3베이스에 회전 가능하게 체결되고, 상기 제2베어링의 상측으로 소정 간격 이격 배치된 제3베어링을 매개로 상기 제2베이스에 회전 가능하게 체결되는 것을 특징으로 하는 밸런스 스테이지.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제2베어링과 상기 제3베어링은,
    상기 제2레일의 원주방향 일측에서 상하로 제3간격을 갖고, 상기 일측에서 원주방향으로 소정 간격 이격된 타측에서 상하로 상기 제3간격과 상이한 제4간격을 갖도록 배치되는 것을 특징으로 하는 밸런스 스테이지.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제2베어링과 상기 제3베어링은,
    상기 제3간격에 대응되는 상기 제2레일의 원주방향 일측에서, 원주방향을 따라 상기 제4간격에 대응되는 타측으로 갈수록, 상하로 이격된 간격이 점진적으로 커지거나 작아지게 형성되는 것을 특징으로 하는 밸런스 스테이지.
  10. 제3항에 있어서,
    상기 제1레일과 상기 제2레일은,
    상호 독립적으로 회전되어, 소정의 회전 위치에 배치될 수 있도록 형성되는 것을 특징으로 하는 밸런스 스테이지.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제3베이스는,
    상기 제2회전지지부에 의해 회전 구속된 상태에서, 상기 제1레일의 회전 위치에 따라, 소정의 방향 및 각도로 틸팅 배치되도록 형성되고,
    상기 제2베이스는,
    상기 제1회전지지부에 의해 회전 구속된 상태에서, 상기 중부베이스의 틸팅 위치와 상기 제2레일의 회전 위치에 따라, 소정의 방향 및 각도로 틸팅 배치되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 밸런스 스테이지.
  12. 제2항에 있어서,
    상기 제2회전지지부는,
    원통 형상으로 형성되어, 일측이 상기 제3베이스에 회전 가능하게 삽입되고, 타측은 지지기둥에 삽입 고정되는 중부회전핀 및
    일측은 상기 제1베이스에 고정되고, 타측은 상기 중부회전핀이 삽입되는 지지기둥을 포함하는 것을 특징으로 하는 밸런스 스테이지.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 중부회전핀은,
    상기 중부회전핀보다 작은 직경의 원통으로 형성되고, 상기 중부회전핀의 내측면 가장자리에 배치되어, 상기 지지기둥의 일측에 삽입되는 중부삽입핀을 포함하는 것을 특징으로 하는 밸런스 스테이지.
  14. 제3항에 있어서,
    상기 제3베이스의 일측에 배치되고, 상기 제1레일 및 상기 제2레일의 외주연과 접촉되어, 상기 제1레일 및 상기 제2레일을 회전시키는 작동부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 밸런스 스테이지.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제1레일 및 상기 제2레일은,
    외주연에 기어의 이가 형성되고,
    상기 작동부는,
    상기 제1레일의 외주연에 형성된 상기 기어의 이와 치합되고, 제1모터에 의해 회전되는 제1기어부 및
    상기 제2레일의 외주연에 형성된 상기 기어의 이와 치합되고, 제2모터에 의해 회전되는 제2기어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 밸런스 스테이지.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 대상물이 상기 제2상부베이스에 지지되기 이전에,
    상기 제1 및 제2모터는
    상기 제1 및 제2 레일의 최대 높이가 일치되도록 일측으로 정렬하고,
    상기 제2베이스가 최대 각도의 편각으로 셋팅되도록 회전하는 것을 특징으로 하는 밸런스 스테이지.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 대상물이 상기 제2상부베이스에 지지된 이후에,
    상기 제1 및 제2모터는
    상기 제1 및 제2 레일을 회전시켜 특정한 각도로 상기 제2베이스의 편각이 셋팅되도록 하는 것을 특징으로 하는 밸런스 스테이지.
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