KR101434999B1

KR101434999B1 - A measuring apparatus having multi-joint for manufacturing adjustment tube

Info

Publication number: KR101434999B1
Application number: KR1020130023971A
Authority: KR
Inventors: 조현우; 이정환; 조동균; 최두진
Original assignee: 삼성중공업 주식회사
Priority date: 2013-03-06
Filing date: 2013-03-06
Publication date: 2014-08-27

Abstract

The present invention relates to a measuring device having multiple joints. The measuring device includes a joint row in which a plurality of joints including motors having encoders are connected in series by links; a first jig connected to a first joint of the joint row; a second jig connected to a second joint of the joint row; and a computation part which computes a location relation between the first jig and the second jig based on the value measured by the encoder and the length of the link.

Description

계측관 제작을 위한 다관절 계측기{A measuring apparatus having multi-joint for manufacturing adjustment tube}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a multi-

본 발명은 조정관 제작을 위한 다관절 계측기에 관한 것이다.The present invention relates to a multi-joint measuring instrument for making a tuning tube.

서로 떨어진 두 배관을 접합할 때 배관의 양 끝단이 서로 어긋나게 되는 경우에는 현장에서 양 끝단을 이어주기 위해 조정이 필요하게 된다. 이 때 두 배관의 어긋난 사이를 이어주는 배관을 조정관이라고 한다. 조정관은 충분한 길이를 가지도록 제작되어 현장으로 보내지고, 현장에서 직접 접속할 위치에 맞춰 본 후 여러 번의 절단 작업을 거쳐 양 배관 사이에 삽입 가능한 크기로 조정된다. 따라서, 반복되는 수정 작업으로 인해 일반 고정관에 비해 약 3배 정도의 작업시간이 소요된다.If two pipes are separated from each other and both ends of the pipe are displaced from each other, adjustment is necessary to connect both ends in the field. At this time, the piping that connects the gap between the two pipes is called the adjustment pipe. The adjustment pipe is made to have a sufficient length and sent to the site, adjusted to the position to be directly connected at the site, and then cut to a size that can be inserted between the pipes by a plurality of cutting operations. Therefore, it takes about 3 times as much work time as general fixed tube due to repetitive correction work.

반면에 계측관은 서로 떨어진 양 배관 사이에 삽입되는 배관이라는 점에서 조정관과 동일하나 여러 번의 반복되는 수정 작업을 통해서가 아닌 삽입될 위치를 계측기를 통해 계측한 후 계측 결과를 이용하여 제작되는 배관이다. 그러나 현재 계측관 제작을 위한 계측은 플랜지(Flange)가 있는 배관에 대해서만 가능하며, 플랜지가 없는 버트(Butt)타입 배관에 대해서는 계측관 제작이 불가능하다. 그 이유는 플랜지 타입의 경유 플랜지 볼트 홀을 기준으로 배관 간의 위치 관계를 계측하기 때문이다. 또한, 이러한 계측은 양쪽 배관의 각 플랜지 볼트 홀에 대해서 여러 번의 측정을 필요로 하는 삼각 측량 방식을 통해 이루어진다. 따라서, 보다 직관적이고 손쉽게 사용할 수 있으며, 버트 타입 배관에 대해서도 계측이 가능한 새로운 계측기가 요구된다.On the other hand, the measurement pipe is the same as the control pipe in that it is a pipe inserted between the two pipes which are separated from each other, but the pipe is manufactured by using the measurement result after measuring the position to be inserted through the measuring device . However, the measurement for the current measurement can only be made for pipes with flanges, and for butt-type pipes without flanges it is not possible to make measurement pipes. This is because the positional relationship between pipes is measured based on the flange type light oil flange bolt hole. This measurement is also made by a triangulation method which requires several measurements for each flange bolt hole of both pipes. Therefore, there is a need for a new meter that is more intuitive and easy to use, and that can measure the butt-type piping.

본 발명의 목적은 계측관 제작을 위해 양 배관 사이의 위치 관계를 계측하는 다관절 계측기를 제공하는 데 있다.An object of the present invention is to provide a multi-joint measuring instrument for measuring a positional relationship between two pipes for producing a measuring pipe.

본 발명의 또 다른 목적은 계측관 제작을 위해 양 배관 사이의 위치 관계를 계측하는 방법을 제공하는 데 있다.It is still another object of the present invention to provide a method for measuring a positional relationship between two pipes for producing a measuring pipe.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 엔코더를 구비한 모터를 포함하는 복수의 관절이 링크에 의해 직렬로 연결된 관절열; 상기 관절열의 제1관절에 연결되는 제1지그; 상기 관절열의 제2관절에 연결되는 제2지그; 및 상기 엔코더의 측정값과 상기 링크의 길이에 기초하여 상기 제1지그와 상기 제2지그의 위치 관계를 계산하는 계산부; 를 포함하는 다관절 측정기일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, there is provided a joint array comprising: a joint row in which a plurality of joints including a motor having an encoder are connected in series by a link; A first jig connected to the first joint of the row of joints; A second jig connected to a second joint of the row of joints; A calculation unit calculating a positional relationship between the first jig and the second jig based on the measured value of the encoder and the length of the link; And the like.

또한, 상기 제1관절은 상기 관절열의 첫번째 관절이고 상기 제2관절은 상기 관절열의 마지막 관절인 다관절 측정기일 수 있다.Also, the first joint may be the first joint of the joint row, and the second joint may be a joint articulator which is the last joint of the joint row.

또한, 상기 관절은 일단에 연결되는 링크를 중심축으로 회전하고 상기 연결된 링크와 직교하는 축을 중심으로 회전하는 다관절 측정기일 수 있다.Further, the joint may be a multi-armed tester that rotates about a link connected to one end on a central axis and rotates about an axis orthogonal to the connected link.

또한, 상기 제1지그와 상기 제2지그의 위치 관계는 상기 제1지그를 기준 좌표계로 하는 상기 제2지그의 상대 좌표인 다관절 측정기일 수 있다.The positional relationship between the first jig and the second jig may be a multi-joint measuring device, which is a relative coordinate of the second jig having the first jig as a reference coordinate system.

또한, 상기 제1지그 및 상기 제2지그는 지그 중심으로부터 길이방향으로 길이가 조정되는 복수의 부재; 를 포함하고, 상기 복수의 부재는 상기 지그 중심으로부터 길이가 동일한 다관절 측정기일 수 있다.Further, the first jig and the second jig may include a plurality of members whose lengths are adjusted in the longitudinal direction from the center of the jig; And the plurality of members may be a multi-joint measuring instrument having the same length from the center of the jig.

또한, 상기 제1지그 및 상기 제2지그는 중심부로부터 제1방향으로 길이가 조정되고 끝단에 제1지그볼트가 구비되는 제1부재; 상기 제1방향과 시계방향으로 90도로 회전된 제2방향으로 길이가 조정되고 끝단에 제2지그볼트가 구비되는 제2부재; 상기 제2방향과 시계방향으로 90도로 회전된 제3방향으로 길이가 조정되고 끝단에 제3지그볼트가 구비되는 제3부재; 상기 제3방향과 시계방향으로 90도로 회전된 제4방향으로 길이가 조정되고 끝단에 제4지그볼트가 구비되는 제4부재; 및 상기 제1부재 내지 제4부재를 중심부로부터 길이가 동일하도록 길이를 조정하는 길이 조정부; 를 포함하는 다관절 측정기일 수 있다.The first jig and the second jig may include a first member whose length is adjusted in a first direction from a central portion and a first jig bolt is provided at an end thereof; A second member whose length is adjusted in a second direction rotated 90 degrees clockwise with respect to the first direction and a second jig bolt is provided at an end thereof; A third member whose length is adjusted in a third direction rotated 90 degrees clockwise from the second direction and a third jig bolt is provided at an end thereof; A fourth member whose length is adjusted in a fourth direction rotated 90 degrees clockwise from the third direction and a fourth jig bolt is provided at an end thereof; And a length adjusting unit for adjusting lengths of the first member to the fourth member so that they are equal in length from the center; And the like.

또한, 상기 계산부는 상기 엔코더의 값을 기억하여 저장하며, 상기 저장한 상기 엔코더의 값을 읽어 상기 제1지그와 상기 제2지그의 위치 관계를 재현하는 다관절 측정기일 수 있다.Also, the calculation unit may be a multi-joint measuring device for storing and storing the value of the encoder, and reproducing the positional relationship between the first jig and the second jig by reading the stored value of the encoder.

또한, 상기 링크는 길이가 조정되는 다관절 측정기일 수 있다.Further, the link may be a multi-joint measuring instrument whose length is adjusted.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 길이 조정이 가능한 링크; 상기 링크와 제1지그를 연결하고 상기 링크 및 상기 제1지그를 연결 축을 중심으로 회전가능하며 연결 축과 수직방향으로 회전가능한 제1관절; 상기 링크와 제2지그를 연결하고 상기 링크 및 상기 제2지그를 연결 축을 중심으로 회전가능하며 연결 축과 수직방향으로 회전가능한 제2관절; 및 상기 링크와 연결된 계산부; 를 포함하고, 상기 계산부는 상기 제1관절 및 상기 제2관절에 포함된 엔코더의 측정값과 상기 링크의 길이에 기초하여 상기 제1지그 중심과 상기 제2지그 중심의 위치 관계를 계산하는 다관절 측정기일 수 있다.According to another embodiment of the present invention, A first joint connected to the link and the first jig and rotatable about the connection shaft and rotatable in a direction perpendicular to the connection shaft; A second joint that connects the link and the second jig, rotates the link and the second jig around the connection axis, and is rotatable in a direction perpendicular to the connection axis; And a calculator coupled to the link; Wherein the calculation unit calculates the positional relationship between the center of the first jig and the center of the second jig based on the measured value of the encoder included in the first joint and the second joint and the length of the link, Lt; / RTI >

본 발명의 일 측면에 따르면 플랜지 타입과 버트 타입 배관에서 계측이 가능한 다관절 계측기를 제공할 수 있다.According to an aspect of the present invention, it is possible to provide a multi-joint measuring instrument capable of measuring in a flange type and a butt type pipe.

본 발명의 다른 측면에 따르면 계측관 제작을 위한 보다 정확도 높은 계측기를 제공할 수 있다.According to another aspect of the present invention, it is possible to provide a more accurate instrument for manufacturing a measuring tube.

본 발명의 다른 측면에 따르면 계측관 제작을 위해 양 배관 사이의 위치 관계를 계측하는 방법을 제공할 수 있다.According to another aspect of the present invention, it is possible to provide a method for measuring the positional relationship between both pipes for producing a measuring pipe.

도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 다관절 계측기를 나타낸 것이다.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 다관절 계측기에서 사용되는 관절을 예시적으로 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 다관절 계측기의 동작을 예시적으로 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 다관절 계측기에서 사용되는 지그를 나타낸 것이다.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 일 실시예에 따른 다관절 계측기에서 사용되는 지그가 버트(Butt)타입 배관에 고정되는 방법을 나타낸 것이다.
도 9a 및 도 9b는 본 발명의 일 실시예에 따른 다관절 계측기에서 사용되는 지그가 플랜지(Flange)타입 배관에 고정되는 방법을 나타낸 것이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 다관절 계측기에서 사용되는 지그를 나타낸 것이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 다관절 계측기를 나타낸 것이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 계측관 제작을 위한 계측 방법을 설명하기 위한 도면이다.1 and 2 show a polyarthropometer according to an embodiment of the present invention.
FIGS. 3 through 5 illustrate joints used in a polyarthropometer according to an embodiment of the present invention.
6 illustrates an exemplary operation of the articulated instrument according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7 illustrates a jig used in a polyarthrometer according to an embodiment of the present invention.
FIGS. 8A and 8B illustrate a method of fixing a jig used in a multi-joint measuring instrument according to an embodiment of the present invention to a butt type pipe.
FIGS. 9A and 9B illustrate a method of fixing a jig used in a polyarticular meter to a flange-type pipe according to an embodiment of the present invention.
10 shows a jig used in a polyarthropometer according to an embodiment of the present invention.
11 shows a polyarthropometer according to another embodiment of the present invention.
12 is a view for explaining a measuring method for manufacturing a measuring tube according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 다른 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술 되는 실시 예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.Other advantages and features of the present invention and methods of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described below in detail with reference to the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as being limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the concept of the invention to those skilled in the art. Is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims.

만일 정의되지 않더라도, 여기서 사용되는 모든 용어들(기술 혹은 과학 용어들을 포함)은 이 발명이 속한 종래 기술에서 보편적 기술에 의해 일반적으로 수용되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적인 사전들에 의해 정의된 용어들은 관련된 기술 그리고/혹은 본 출원의 본문에 의미하는 것과 동일한 의미를 갖는 것으로 해석될 수 있고, 그리고 여기서 명확하게 정의된 표현이 아니더라도 개념화되거나 혹은 과도하게 형식적으로 해석되지 않을 것이다.Unless defined otherwise, all terms (including technical or scientific terms) used herein have the same meaning as commonly accepted by the generic art in the prior art to which this invention belongs. Terms defined by generic dictionaries may be interpreted to have the same meaning as in the related art and / or in the text of this application, and may be conceptualized or overly formalized, even if not expressly defined herein I will not.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다' 및/또는 이 동사의 다양한 활용형들 예를 들어, '포함', '포함하는', '포함하고', '포함하며' 등은 언급된 조성, 성분, 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 조성, 성분, 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.The terminology used herein is for the purpose of illustrating embodiments and is not intended to be limiting of the present invention. In the present specification, the singular form includes plural forms unless otherwise specified in the specification. As used herein, the terms' comprise 'and / or various forms of use of the verb include, for example,' including, '' including, '' including, '' including, Steps, operations, and / or elements do not preclude the presence or addition of one or more other compositions, components, components, steps, operations, and / or components.

본 명세서에서 '및/또는' 이라는 용어는 나열된 구성들 각각 또는 이들의 다양한 조합을 가리킨다.
The term 'and / or' as used herein refers to each of the listed configurations or various combinations thereof.

본 발명은 서로 떨어진 두 배관을 접합하는 계측관을 제작하기 위해 두 배관의 위치 관계를 계측하는 다관절 계측기에 관한 것이다. 두 배관의 위치 관계를 계측하기 위해서 본 발명에서는 엔코더를 포함하는 관절과 관절의 양쪽에 연결되고 전방향으로 자유롭게 조정되는 링크를 복수개 포함하고 양 끝단의 링크에는 배관에 고정가능한 지그를 포함할 수 있다. 사용자가 한 쪽 배관에 지그를 고정시키고 관절과 링크를 조정하여 다른 끝단의 지그를 다른 쪽 배관에 고정시키면 계산부가 각 관절의 엔코더의 측정값으로부터 얻은 링크 간의 각도와 링크의 길이에 기초하여 기구학을 이용해 양 배관의 위치 관계를 측정할 수 있다. 기구학이란, 기계요소들간의 상호 연계되어 이루어지는 운동을 파악하는 방법에 대해 연구하는 학문으로 본 발명에서는 관절의 각도와 방향, 링크의 길이 등을 종합적으로 고려하여 양 배관의 중심 간의 위치 관계를 계산할 수 있다. 이하 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명할 것이다.
The present invention relates to a multi-joint measuring instrument for measuring a positional relationship between two pipes for manufacturing a measuring pipe connecting two pipes which are separated from each other. In order to measure the positional relationship between the two pipes, the present invention may include a plurality of links connected to both joints including the encoder and freely adjusted in all directions, and jigs capable of being fixed to the pipe at the links at both ends . When the user fixes the jig on one pipe and adjusts the joint and the link and fixes the jig on the other end to the other pipe, the calculation unit calculates the kinematics based on the angle of the link and the length of the link obtained from the measurement of the encoder of each joint. It is possible to measure the positional relationship between both pipes. Kinematics is a study of how to understand the interactions between mechanical elements. In the present invention, the positional relationship between the centers of both pipes can be calculated by taking into consideration the joint angle and direction, have. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 다관절 계측기(100)를 나타낸 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 다관절 계측기(100)는 복수의 링크(10)와 복수의 관절(20), 제1지그(30), 제2지그(40) 및 계산부(50)를 포함할 수 있다.FIG. 1 and FIG. 2 show a polyarthropeter 100 according to an embodiment of the present invention. The articulating instrument 100 according to an embodiment of the present invention includes a plurality of links 10 and a plurality of joints 20, a first jig 30, a second jig 40, and a calculation unit 50 can do.

링크(10)는 관절(20)과 관절(20)을 연결하며 미리 정해진 길이로 제공되거나 필요에 따라 길이 조절이 가능한 것으로 제공될 수 있다. 이 경우 계산부(50)는 링크(10)의 길이를 측정할 수 있다.The link 10 connects the joint 20 and the joint 20 and can be provided with a predetermined length or can be provided with a length adjustable if necessary. In this case, the calculation unit 50 can measure the length of the link 10.

관절(20)은 도 1 및 도 2에서 원형으로 표시되고 있으나 이는 예시적인 것이며 관절(20)은 링크(10)를 중심축을 기준으로 회전이 가능하고 여러 방향으로 조작가능하게 하는 것이면 어떠한 것이라도 가능하다. 관절(20)은 엔코더(미도시)와 모터(미도시)를 더 포함할 수 있다. 엔코더는 관절(20)에 연결된 링크(20)들의 각도를 측정하여 계산부로 하여금 링크(20) 간의 위치 관계를 계산할 수 있도록 해준다. 관절(20)에 대해서는 도 3에서 보다 자세히 설명할 것이다.The joint 20 is shown in a circular form in FIGS. 1 and 2, but this is exemplary and the joint 20 may be any that allows the link 10 to be rotatable about a central axis and operable in various directions Do. The joint 20 may further include an encoder (not shown) and a motor (not shown). The encoder measures the angle of the links (20) connected to the joint (20) and allows the calculator to calculate the positional relationship between the links (20). The joint 20 will be described in more detail in Fig.

지그(30, 40)는 십자 모양의 형상을 가지고 십자 방향으로 길이가 조정될 수 있다. 4방향의 길이가 동일하게 동시에 조정됨으로써 지그(30, 40)의 중심이 배관 중심과 일치하도록 할 수 있다. 또한 십자 방향으로 뻗은 제1부재 내지 제4부재는 일면에 지그 볼트를 포함할 수 있다. 지그 볼트는 버트 타입의 배관에서는 배관 안쪽면과의 마찰력으로 지그(30, 40)를 배관에 고정시킬 수 있다. 또한, 플랜지 타입의 배관에서는 플랜지 홀에 지그 볼트를 삽입함으로써 지그(30, 40)를 배관에 고정시킬 수 있다. 지그(30, 40)에 대해서는 도 6 내지 도 8을 참조하여 보다 자세히 설명할 것이다.The jigs 30 and 40 may have a cross shape and the length may be adjusted in the cross direction. The lengths of the four directions can be adjusted at the same time so that the centers of the jigs 30 and 40 coincide with the center of the pipe. In addition, the first member to the fourth member extending in the cross direction may include a jig bolt on one side. The jig bolts can fix the jig (30, 40) to the pipe by frictional force with the inner surface of the pipe in the butt type pipe. Further, in the flange-type pipe, the jigs 30, 40 can be fixed to the pipe by inserting the jig bolts into the flange holes. The jigs 30 and 40 will be described in more detail with reference to Figs. 6 to 8. Fig.

계산부(50)는 링크(10)와 관절(20)로 이루어진 몸체와 유선 또는 무선으로 연결될 수 있다. 도 1에서는 유선으로 연결된 것으로 표시하고 있으나 이는 예시적인 것이며 필요에 따라 무선 통신 장치를 구비하여 계산부(50)와 몸체를 무선으로 연결할 수 있다. 계산부(50)는 복수의 관절(20)에 포함된 각각의 엔코더가 측정한 값을 수신하고 복수의 관절에 연결된 링크(10)의 길이를 이용하여 기구학을 이용해 제1지그(30)의 중심과 제2지그(40)의 중심의 위치 관계를 계산할 수 있다. 제1지그(30)의 중심과 제2지그(40)의 중심의 위치 관계는 제1지그(30)를 기준으로 하는 3차원 좌표계에서 제2지그(40)의 상대 좌표일 수 있고, 제2지그(30)를 기준으로 하는 3차원 좌표계에서 제1지그(30)의 상대 좌표일 수도 있다. 또한, 작업 공간 내의 특정한 지점을 기준으로 한 상대 좌표일 수 있다. 계산부(50)는 계산한 제1지그(30)와 제2지그(40)의 위치 관계 외에도 각 관절에 포함된 엔코더들의 측정값 및 링크의 길이 등의 정보를 기록함으로써 필요에 따라 다관절 측정기(100)가 기록된 값을 이용하여 양 배관에 대해 측정한 결과를 재현할 수 있다. 또한, 계산부(50)는 사용자에 의해 무작위로 조정된 링크(10)와 관절(20)을 조정하여 제1지그(30)에서 제2지그(40)까지 이어지는 링크(10)와 관절(20)의 연결관계를 최적화할 수 있다.The calculation unit 50 may be connected to the body made up of the link 10 and the joint 20 by wire or wirelessly. In FIG. 1, the connection is shown as a wire connection, but this is an example, and a wireless communication device may be provided as needed to connect the body with the calculation unit 50 wirelessly. The calculation unit 50 receives the measured value of each encoder included in the plurality of joints 20 and calculates the center of the first jig 30 using the kinematics using the length of the link 10 connected to the plurality of joints. And the center of the second jig 40 can be calculated. The positional relationship between the center of the first jig 30 and the center of the second jig 40 may be the relative coordinate of the second jig 40 in the three dimensional coordinate system with respect to the first jig 30, It may be the relative coordinate of the first jig 30 in the three-dimensional coordinate system with the jig 30 as a reference. It may also be a relative coordinate relative to a specific point in the workspace. In addition to the calculated positional relationship between the first jig 30 and the second jig 40, the calculation unit 50 records information such as the measured values of the encoders included in each joint and the length of the link, It is possible to reproduce the measurement results of both pipes by using the recorded value of the pipe 100. The calculation unit 50 also adjusts the link 10 and the joint 20 randomly adjusted by the user so that the link 10 extending from the first jig 30 to the second jig 40 and the joint 10 ) Can be optimized.

본 발명의 일 실시예에 따른 다관절 측정기(100)에서 모든 링크(10)들의 길이의 합과 관절(20)의 개수는 양 배관을 다관절 측정기(100)가 연결하기에 충분한 자유도를 갖도록 하는 개수 및 길이로 제작되는 것이 바람직하다. 도 2에서 보는 바와 같이 관절(20)과 링크(10)는 착탈이 자유롭도록 제작되어 사용자의 필요에 따라 링크(10)와 관절(20)의 개수를 조절할 수 있다.
The sum of the lengths of all the links 10 and the number of the joints 20 in the arthroscopic measuring instrument 100 according to the embodiment of the present invention are set so that both joints have a degree of freedom sufficient to connect the joints measuring instrument 100 It is preferable that the number and length are made. As shown in FIG. 2, the joint 20 and the link 10 can be freely attached and detached, and the number of the links 10 and the joints 20 can be adjusted according to the needs of the user.

도 3 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 다관절 측정기(100)에서 사용되는 관절(20)을 보다 자세히 설명하기 위한 도면이다.3 to 5 are views for explaining the joint 20 used in the articulating joint measuring instrument 100 according to an embodiment of the present invention in more detail.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 다관절 측정기(100)에서 사용되는 관절(20)의 동작을 예시적으로 나타낸 것이다. 관절(20)은 관절(20)에 연결되는 제1링크(11)와 제2링크(12)가 기구적으로 구현 가능한 최대 크기를 가지도록 만들어지는 것이 측정기 활용에 유리하다. 도 3은 관절의 회전을 예시적으로 나타낸 것이며, 이러한 회전이 가능한 관절이라면 어떠한 것이라도 본 발명의 일 실시예에 따른 다관절 측정기(100)에 이용될 수 있다.
3 illustrates an example of the operation of the joint 20 used in the articulating joint measuring instrument 100 according to an embodiment of the present invention. The joint 20 is advantageous in that the first link 11 and the second link 12 connected to the joint 20 are made to have the maximum size that can be mechanically implemented. FIG. 3 exemplarily shows the rotation of the joint, and any of the joints capable of rotating can be used in the joint articulator 100 according to an embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 관절(20)을 보다 구체화하여 나타낸 단면도이다. 이는 예시적인 것이며 본 발명이 속하는 기술 분야에 속하는 통상의 기술자가 생각할 수 있는 다양한 변형 가능한 실시예 역시 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다. 관절(20)은 중심에 엔코더를 포함한 제1모터(21)와 제1모터(21)에 연결된 엔코더를 포함한 제2모터(22), 제1링크(11)와 연결하는 제1연결부재(23) 및 제2모터(22)와 제2링크(12)를 연결하는 제2연결부재(24)를 포함할 수 있다. 제1모터(21)는 제2링크(12)의 수직방향 회전, 즉 제2링크(12)와 직교하는 축을 중심으로 하는 회전을 가능하게 하고 제2모터(22)는 제2링크(12)가 제2링크(12)의 중심축으로 360도 회전을 가능하게 한다. 연결부재(23, 24)는 링크(11, 12)의 착탈을 자유롭게 하여 사용자가 필요에 따라 관절(20)과 링크(10)의 개수를 조절할 수 있도록 한다. 또한, 연결부재(23, 24)는 필요에 따라 지그(30, 40)와 연결될 수 있다.
4 is a cross-sectional view of a more specific embodiment of a joint 20 according to an embodiment of the present invention. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. The joint 20 includes a first motor 21 including an encoder at its center and a second motor 22 including an encoder connected to the first motor 21 and a first connecting member 23 connected to the first link 11 And a second linking member 24 connecting the second motor 22 and the second link 12 to each other. The first motor 21 enables rotation of the second link 12 in a vertical direction, that is, rotation about an axis orthogonal to the second link 12, and the second motor 22 enables rotation of the second link 12, To rotate 360 degrees with respect to the central axis of the second link (12). The linking members 23 and 24 allow the links 11 and 12 to be freely attached and detached so that the user can adjust the number of the joints 20 and the links 10 as necessary. Further, the connecting members 23 and 24 can be connected to the jigs 30 and 40 as required.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 관절(20)을 나타낸 것이다. 도 4의 관절(20)과 유사한 부분에 대한 설명은 생략한다. 도 4의 관절(20)과는 달리 제1링크(11)와 관절(20)의 연결에도 엔코더를 포함한 모터를 이용함으로써 보다 자유도가 높은 측정기를 제공할 수 있다.
5 shows a joint 20 according to another embodiment of the present invention. A description of portions similar to the joint 20 of Fig. 4 will be omitted. Unlike the joint 20 of FIG. 4, a measuring instrument with a higher degree of freedom can be provided by using a motor including an encoder for connecting the first link 11 and the joint 20.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 다관절 측정기(100)의 동작을 예시적으로 나타낸 것이다. 상술한 것처럼 계산부(50)는 측정 결과를 기록할 수 있고 측정 결과를 읽어 다관절 측정기(100)가 측정을 하기 위해 연결된 상태로 재현할 수 있다. 다관절 측정기(100)가 측정 결과를 재현함으로써 계측관 제작 후에 제작된 계측관이 양 배관을 연결하기에 적합하도록 제작되었는지 확인할 수 있다.
6 illustrates an exemplary operation of the arthroscopic measuring apparatus 100 according to an embodiment of the present invention. As described above, the calculation unit 50 can record the measurement result, read the measurement result, and reproduce the joint measurement device 100 in a connected state for measurement. The multi-armed joint measuring device 100 reproduces the measurement result, so that it is possible to confirm whether the measuring pipe manufactured after the measurement pipe manufacturing is manufactured to be suitable for connecting both pipes.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 지그(30, 40)를 나타낸 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 지그(30, 40)는 제1방향으로 길이가 조정가능하고 제1지그볼트(35)를 포함하는 제1부재(31), 제1방향과 시계방향으로 90도인 제2방향으로 길이가 조정가능하고 제2지그볼트(36)를 포함하는 제2부재(32), 제2방향과 시계방향으로 90도인 제3방향으로 길이가 조정가능하고 제3지그볼트(37)를 포함하는 제3부재(33), 제3방향과 시계방향으로 90도인 제4방향으로 길이가 조정가능하고 제4지그볼트(38)를 포함하는 제4부재(34) 및 링크나 관절과 연결하기 위한 연결부재(39)를 포함할 수 있다. 제1부재 내지 제4부재(31~34)는 지그 중심으로부터 동일한 길이를 갖도록 길이가 조정됨으로써 지그 중심이 배관 중심과 일치하도록 배관에 고정될 수 있다. 또한, 지그는 길이 조정부(미도시)를 더 포함할 수 있으며 길이 조정부는 제1부재 내지 제4부재(31~34)의 길이를 조정할 수 있다.
7 shows jigs 30 and 40 according to an embodiment of the present invention. The jig 30 according to the embodiment of the present invention includes a first member 31 whose length is adjustable in the first direction and includes the first jig bolts 35, A second member 32 whose length is adjustable in the second direction and which includes the second jig bolts 36 and whose length is adjustable in a third direction which is 90 degrees clockwise to the second direction and the length of the third jig bolts 37 A fourth member 34 whose length is adjustable in a fourth direction that is 90 degrees clockwise from the third direction and includes a fourth jig bolt 38, And a connection member 39 for connection. The first to fourth members 31 to 34 can be fixed to the pipe so that the center of the jig matches the center of the pipe by adjusting the length to have the same length from the center of the jig. In addition, the jig may further include a length adjusting unit (not shown), and the length adjusting unit may adjust the lengths of the first to fourth members 31 to 34.

도 8a 및 도 8b는 본 발명의 일 실시예에 따른 지그(30, 40)가 버트(Butt)타입 배관에 고정되는 모습을 나타낸 것으로 도 8a는 평면도이고, 도 8b는 단면도이다. 길이 조정부를 통해 제1부재 내지 제4부재(31~34)의 길이를 제1지그볼트 내지 제4지그볼트(35~38)가 배관의 안쪽에 닿을 때까지 늘려 지그볼트(35~38)와 배관 안쪽의 마찰력으로 인해 지그가 고정될 수 있도록 한다. 계산부는 길이 조정부의 길이를 고려하여 배관 중심의 위치를 계산할 수 있게 된다.
8A and 8B show a state in which the jigs 30 and 40 are fixed to a butt type pipe according to an embodiment of the present invention, wherein FIG. 8A is a plan view and FIG. 8B is a cross-sectional view. The lengths of the first to fourth members 31 to 34 are extended through the length adjusting unit until the first jig bolts to the fourth jig bolts 35 to 38 touch the inside of the pipe, The jig can be fixed by friction force inside the pipe. The calculation unit can calculate the position of the center of the pipe in consideration of the length of the length adjusting unit.

도 9a 및 도 9b는 본 발명의 일 실시예에 따른 지그(30, 40)가 플랜지(Flange)타입 배관에 고정되는 모습을 나타낸 것으로 도 9a는 평면도이고, 도 9b는 단면도이다. 길이 조정부를 통해 제1부재 내지 제4부재(31~34)의 길이를 제1지그볼트 내지 제4지그볼트(35~38)가 플랜지 볼트 홀에 삽입되도록 조정하여 지그를 배관에 고정할 수 있다. 계산부는 길이 조정부의 길이를 고려하여 배관 중심의 위치를 계산할 수 있게 된다.
FIGS. 9A and 9B show a state where the jigs 30 and 40 are fixed to a flange type pipe according to an embodiment of the present invention, wherein FIG. 9A is a plan view and FIG. 9B is a sectional view. The length of the first to fourth members 31 to 34 can be adjusted through the length adjusting unit so that the first jig bolts to the fourth jig bolts 35 to 38 are inserted into the flange bolt holes to fix the jig to the pipe . The calculation unit can calculate the position of the center of the pipe in consideration of the length of the length adjusting unit.

도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 지그(30', 40')를 나타낸 것이다. 본 발명의 다른 실시예에 따른 지그(30', 40')는 제1지그볼트 내지 제4지그볼트(35~38)를 포함할 수 있고, 지그볼트(35~38)의 위치를 지그 중심으로부터 동일하게 이동시킴으로써 지그 중심이 배관 중심과 일치하도록 지그를 고정시킬 수 있다.
10 shows a jig 30 ', 40' according to another embodiment of the present invention. The jig 30 'or 40' according to another embodiment of the present invention may include the first to fourth jig bolts 35 to 38 and the position of the jig bolts 35 to 38 from the center of the jig The jig can be fixed so that the center of the jig coincides with the center of the pipe.

도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 다관절 측정기(200)를 나타낸 것이다. 본 발명의 다른 실시예에 따른 다관절 측정기(200)는 길이 조정이 가능한 링크(210)와 링크(210) 양단에 연결되는 제1관절(220)과 제2관절(225), 제1관절(220)에 연결되는 제1지그(230), 제2관절(225)에 연결되는 제2지그(240) 및 계산부(250)를 포함할 수 있다. 링크(210)는 양 배관 사이의 위치 관계를 측정하기에 적합한 길이까지 늘어날 수 있다. 링크(210)를 제외한 다른 구성요소들은 제1실시예에 따른 다관절 측정기(100)에서 사용되는 것들과 동일하다. 사용자는 제1지그(230)를 한 쪽 배관에 고정시키고 제1관절(220), 제2관절(225)의 각도와 링크(210)의 길이를 조정하여 제2지그(240)가 다른 쪽 배관에 고정시킬 수 있도록 다관절 측정기(200)를 조정하고 계산부(250)는 제1관절(220)과 제2관절(225)의 각도, 링크(210)의 길이 등에 기초하여 양 배관의 위치 관계를 계산할 수 있다.
FIG. 11 shows a multi-armed tester 200 according to another embodiment of the present invention. The articulation measuring apparatus 200 according to another embodiment of the present invention includes a link 210 capable of adjusting the length and a first joint 220 and a second joint 225 connected to both ends of the link 210, A second jig 240 connected to the second joint 225, and a calculator 250. The first jig 230 is connected to the first jig 220, The link 210 may extend to a length suitable for measuring the positional relationship between the two pipes. Other components except for the link 210 are the same as those used in the articulated joint measuring instrument 100 according to the first embodiment. The user fixes the first jig 230 to one pipe and adjusts the angle of the first joint 220 and the second joint 225 and the length of the link 210 so that the second jig 240 is moved to the other pipe The calculation unit 250 calculates the positional relationship between the first and second joints 220 and 225 based on the angle of the first joint 220 and the length of the link 210, Can be calculated.

도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 계측관 제작을 위한 계측 방법을 나타낸 것이다. 먼저 사용자는 제1지그의 지그볼트를 이용하여 제1배관에 고정한다(S10). 그리고 복수의 관절의 각도를 조정하여(S20) 제2지그를 제2배관에 고정한다(S30). 마지막으로 계산부는 각 관절에 포함된 엔코더의 측정값과 각 링크의 길이에 기초하여 기구학을 이용하여 제1배관 중심과 제2배관 중심의 위치 관계를 계산한다(S40).
12 shows a measuring method for manufacturing a measuring tube according to an embodiment of the present invention. First, the user fixes the first pipe with the jig bolts of the first jig (S10). Then, the angle of the plurality of joints is adjusted (S20) and the second jig is fixed to the second pipe (S30). Finally, the calculation unit calculates the positional relationship between the center of the first pipe and the center of the second pipe using the kinematics based on the measured value of the encoder included in each joint and the length of each link (S40).

이상의 실시예들은 본 발명의 이해를 돕기 위하여 제시된 것으로, 본 발명의 범위를 제한하지 않으며, 이로부터 다양한 변형 가능한 실시예들도 본 발명의 범위에 속할 수 있음을 이해하여야 한다. 예를 들어, 본 발명의 실시예에 도시된 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 반대로 여러 개로 분산된 구성 요소들은 결합되어 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명의 기술적 보호범위는 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이며, 본 발명의 기술적 보호범위는 특허청구범위의 문언적 기재 그 자체로 한정되는 것이 아니라 실질적으로는 기술적 가치가 균등한 범주의 발명에 대하여까지 미치는 것임을 이해하여야 한다.
It is to be understood that the above-described embodiments are provided to facilitate understanding of the present invention, and do not limit the scope of the present invention, and it is to be understood that various modifications may be made within the scope of the present invention. For example, each component shown in the embodiment of the present invention may be distributed and implemented, and conversely, a plurality of distributed components may be combined. Therefore, the technical protection scope of the present invention should be determined by the technical idea of the claims, and the technical protection scope of the present invention is not limited to the literary description of the claims, The invention of a category.

100, 200: 다관절 측정기 10, 210: 링크
20, 220: 관절 30, 40, 230, 240: 지그
50, 250: 계산부100, 200: articulation measuring instrument 10, 210: link
20, 220: joint 30, 40, 230, 240: jig
50, 250: calculation unit

Claims

엔코더를 구비한 모터를 포함하는 복수의 관절이 링크에 의해 직렬로 연결된 관절열;
상기 관절열의 제1관절에 연결되는 제1지그;
상기 관절열의 제2관절에 연결되는 제2지그; 및
상기 엔코더의 측정값과 상기 링크의 길이에 기초하여 상기 제1지그와 상기 제2지그의 위치 관계를 계산하는 계산부;
를 포함하며,
상기 관절은 일단에 연결되는 링크를 중심축으로 회전하고 상기 연결된 링크와 직교하는 축을 중심으로 회전하는 다관절 측정기.
A joint row in which a plurality of joints including a motor having an encoder are connected in series by a link;
A first jig connected to the first joint of the row of joints;
A second jig connected to a second joint of the row of joints; And
A calculation unit calculating a positional relationship between the first jig and the second jig based on the measured value of the encoder and the length of the link;
/ RTI >
Wherein the joint is rotated around a center axis of a link connected to one end and is rotated about an axis orthogonal to the connected link.

제1항에 있어서,
상기 제1관절은 상기 관절열의 첫번째 관절이고 상기 제2관절은 상기 관절열의 마지막 관절인 다관절 측정기.
The method according to claim 1,
Wherein the first joint is the first joint of the joint row and the second joint is the last joint of the joint row.

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제1항에 있어서,
상기 제1지그와 상기 제2지그의 위치 관계는
상기 제1지그를 기준 좌표계로 하는 상기 제2지그의 상대 좌표인 다관절 측정기.
The method according to claim 1,
The positional relationship between the first jig and the second jig
Wherein the first jig is a relative coordinate of the second jig having the first jig as a reference coordinate system.

엔코더를 구비한 모터를 포함하는 복수의 관절이 링크에 의해 직렬로 연결된 관절열;
상기 관절열의 제1관절에 연결되는 제1지그;
상기 관절열의 제2관절에 연결되는 제2지그; 및
상기 엔코더의 측정값과 상기 링크의 길이에 기초하여 상기 제1지그와 상기 제2지그의 위치 관계를 계산하는 계산부;
를 포함하며,
상기 제1지그 및 상기 제2지그는
지그 중심으로부터 길이방향으로 길이가 조정되는 복수의 부재;
를 포함하고,
상기 복수의 부재는 상기 지그 중심으로부터 길이가 동일한 다관절 측정기.
A joint row in which a plurality of joints including a motor having an encoder are connected in series by a link;
A first jig connected to the first joint of the row of joints;
A second jig connected to a second joint of the row of joints; And
A calculation unit calculating a positional relationship between the first jig and the second jig based on the measured value of the encoder and the length of the link;
/ RTI >
The first jig and the second jig
A plurality of members whose length is adjusted in the longitudinal direction from the center of the jig;
Lt; / RTI >
Wherein the plurality of members are the same in length from the center of the jig.

제1항 또는 제5항에 있어서,
상기 제1지그 및 상기 제2지그는
중심부로부터 제1방향으로 길이가 조정되고 끝단에 제1지그볼트가 구비되는 제1부재;
상기 제1방향과 시계방향으로 90도로 회전된 제2방향으로 길이가 조정되고 끝단에 제2지그볼트가 구비되는 제2부재;
상기 제2방향과 시계방향으로 90도로 회전된 제3방향으로 길이가 조정되고 끝단에 제3지그볼트가 구비되는 제3부재;
상기 제3방향과 시계방향으로 90도로 회전된 제4방향으로 길이가 조정되고 끝단에 제4지그볼트가 구비되는 제4부재; 및
상기 제1부재 내지 제4부재를 중심부로부터 길이가 동일하도록 길이를 조정하는 길이 조정부;
를 더 포함하는 다관절 측정기.
6. The method according to claim 1 or 5,
The first jig and the second jig
A first member whose length is adjusted in a first direction from a central portion and a first jig bolt is provided at an end thereof;
A second member whose length is adjusted in a second direction rotated 90 degrees clockwise with respect to the first direction and a second jig bolt is provided at an end thereof;
A third member whose length is adjusted in a third direction rotated 90 degrees clockwise from the second direction and a third jig bolt is provided at an end thereof;
A fourth member whose length is adjusted in a fourth direction rotated 90 degrees clockwise from the third direction and a fourth jig bolt is provided at an end thereof; And
A length adjusting unit for adjusting the lengths of the first to fourth members so that they are equal in length from the center;
Further comprising:

제1항 또는 제5항에 있어서,
상기 계산부는 상기 엔코더의 값을 기억하며,
상기 저장한 상기 엔코더의 값을 읽어 상기 제1지그와 상기 제2지그의 위치 관계를 재현하는 다관절 측정기.
6. The method according to claim 1 or 5,
Wherein the calculation unit stores the value of the encoder,
And reads the stored value of the encoder to reproduce the positional relationship between the first jig and the second jig.

제1항 또는 제5항에 있어서,
상기 링크는 길이가 조정되는 다관절 측정기.
6. The method according to claim 1 or 5,
Wherein the link is adjustable in length.

길이 조정이 가능한 링크;
상기 링크와 제1지그를 연결하고 상기 링크 및 상기 제1지그를 연결 축을 중심으로 회전가능하며 연결 축과 수직방향으로 회전가능한 제1관절;
상기 링크와 제2지그를 연결하고 상기 링크 및 상기 제2지그를 연결 축을 중심으로 회전가능하며 연결 축과 수직방향으로 회전가능한 제2관절; 및
상기 링크와 연결된 계산부;
를 포함하고,
상기 계산부는 상기 제1관절 및 상기 제2관절에 포함된 엔코더의 측정값과 상기 링크의 길이에 기초하여 상기 제1지그 중심과 상기 제2지그 중심의 위치 관계를 계산하는 다관절 측정기.Length adjustable link;
A first joint connected to the link and the first jig and rotatable about the connection shaft and rotatable in a direction perpendicular to the connection shaft;
A second joint that connects the link and the second jig, rotates the link and the second jig around the connection axis, and is rotatable in a direction perpendicular to the connection axis; And
A calculation unit connected to the link;
Lt; / RTI >
Wherein the calculation unit calculates a positional relationship between the center of the first jig and the center of the second jig based on the measured value of the encoder included in the first joint and the second joint and the length of the link.