KR102133397B1

KR102133397B1 - Xy축 모션 시스템

Info

Publication number: KR102133397B1
Application number: KR1020180129925A
Authority: KR
Inventors: 이지선; 최혁; 김선욱; 유재림; 변광열; 정재환
Original assignee: (주)이노시뮬레이션
Priority date: 2018-10-29
Filing date: 2018-10-29
Publication date: 2020-07-13
Also published as: KR20200048167A

Abstract

본 발명은 평면 상에서 직교하는 XY축을 따라 이동하는 XY축 모션 시스템에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 콤팩트하고, 안정적인 구조를 가지며, 평면 상에서 강력한 모션을 출력하여 고하중에서도 정밀하고, 다이나믹한 운동을 구현할 수 있는 XY축 모션 시스템에 관한 것이다. 이를 위한 본 발명에 따른 XY축 모션 시스템은 평면 상에서 직교하는 XY축을 따라 이동하는 XY축 모션 시스템에 있어서, X축과 Y축 방향으로 이동하는 상판 프레임과, 상기 상판 프레임을 X축 방향으로 이동시키는 제1 이동부 및 상기 제1 이동부를 Y축 방향으로 이동시키는 제2 이동부를 포함한다.

Description

XY축 모션 시스템{XY axis motion system}

본 발명은 평면 상에서 직교하는 XY축을 따라 이동하는 XY축 모션 시스템에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 콤팩트하고, 안정적인 구조를 가지며, 평면 상에서 강력한 모션을 출력하여 고하중에서도 정밀하고, 다이나믹한 운동을 구현할 수 있는 XY축 모션 시스템에 관한 것이다.

각종 모션(motion)을 모사하는 모션 플랫폼은, 예컨대 자동차나 전동차 또는 항공기나 탱크 등과 같은 다양한 동작체의 움직임을 반복 재현하는 장치로서, 입력되어 있는 프로그램에 의해 작동하여 사용자로 하여금 실제 동작체에 탑승한 것과 같은 체험을 할 수 있게 한다.

상기 모션 플랫폼에 관한 기술은, 예컨대, 군사, 산업, 교육, 엔터테인먼트 등의 분야에 이미 넓게 적용되고 있다. 가령, 영화, 엔터테인먼트, 비행 조종훈련, 특수장비 전문가 양성 등을 포함하는 다양한 응용분야에서, 가상현실 기술과 접목되어 사실적인 체험을 극대화할 수 있도록 발전하고 있는 것이다.

한국등록특허공보 제10-1049198호에 개시된 종래의 모션 플랫폼은 베이스부에 고정되는 다수의 모터와, 이러한 모터에 의해 동작하게 되는 다수의 링크가 구비되어 있으나, 이와 같이 다수의 링크가 직교하거나 수직으로 세워진 상태에서 동작하게 되면 장치 전체의 부피 증가로 인해 설치 공간의 제약이 있게 되고, 무게 중심의 위치가 높아져서 구조적으로 불안정해지게 된다.

또한, 모션 플랫폼 사용 과정에서 인가되는 하중이 막대형 링크에 집중되므로 강력한 모션 출력 시에 링크가 변형되거나 부러질 수 있게 되고, 이로 인해 강력하고, 다이나믹한 운동을 표현하기 어려운 한계가 있다.

따라서 이러한 부분에 대한 개선이 필요한 실정이다.

한국 등록특허공보 제10-1049198호(2011.07.14. 공고)

본 발명에서 해결하고자 하는 기술적 과제는 콤팩트하고, 안정적인 구조를 가지며, 평면 상에서 강력한 모션을 출력하여 고하중에서도 정밀하고, 다이나믹한 운동을 구현할 수 있는 XY축 모션 시스템을 제공하는 것이다.

상기한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 XY축 모션 시스템은 평면 상에서 직교하는 XY축을 따라 이동하는 XY축 모션 시스템에 있어서, X축과 Y축 방향으로 이동하는 상판 프레임과, 상기 상판 프레임을 X축 방향으로 이동시키는 제1 이동부 및 상기 제1 이동부를 Y축 방향으로 이동시키는 제2 이동부를 포함한다.

이때, 상기 제1 이동부는, 지지력을 제공하는 제1 베이스 프레임과, 상기 제1 베이스 프레임의 둘레를 따라 구비된 제1 사이드 프레임 및 상기 제1 베이스 프레임의 상면에 장착되어 상기 상판 프레임을 이동시키는 제1 구동 부재를 포함할 수 있다.

또한, 상기 제2 이동부는, 지지력을 제공하는 제2 베이스 프레임과, 상기 제2 베이스 프레임의 둘레를 따라 구비된 제2 사이드 프레임 및 상기 제2 베이스 프레임의 상면에 장착되어 상기 제1 베이스 프레임을 이동시키는 제2 구동 부재를 포함할 수 있다.

이때, 상기 제1 구동 부재와 상기 제2 구동 부재는, 상기 제1 베이스 프레임과 상기 제2 베이스 프레임의 상면에 장착되는 제1 구동 모터와 제2 구동 모터와, 상기 제1 구동 모터와 상기 제2 구동 모터에 각각 연결되어 축 회전하는 제1 리드 스크류와 제2 리드 스크류 및 상기 제1 리드 스크류와 상기 제2 리드 스크류의 회전 시 축 방향으로 이동하는 제1 볼 너트와 제2 볼 너트를 각각 포함할 수 있다.

또한, 상기 제1 베이스 프레임과 상기 제2 베이스 프레임에는 상기 제1 구동 모터와 상기 제2 구동 모터가 높이 방향으로 하향 배치되도록 상기 제1 구동 모터와 상기 제2 구동 모터가 각각 삽입 배치되는 모터 배치홀이 각각 형성될 수 있다.

아울러 상기 상판 프레임의 하면에는 상기 제1 볼 너트가 장착되는 제1 장착홈이 형성되고, 상기 제1 베이스 프레임의 하면에는 상기 제2 볼 너트가 장착되는 제2 장착홈이 형성될 수 있다.

상기 제1 사이드 프레임 중 상기 제1 구동 부재의 축 방향에 위치한 제1 사이드 프레임의 상단에는 상기 제1 베이스 프레임의 상부를 일정 영역만큼 덮을 수 있도록 제1 연장면이 형성되고, 상기 제2 사이드 프레임 중 상기 제2 구동 부재의 축 방향에 위치한 제2 사이드 프레임의 상단에는 상기 제2 베이스 프레임의 상부를 일정 영역만큼 덮을 수 있도록 제2 연장면이 형성될 수 있다.

이때, 상기 제1 구동 모터와 인접한 상기 제1 연장면에는 상기 제1 구동 모터를 감싸도록 상향 연장된 제1 돌출부가 형성될 수 있다.

상기 상판 프레임의 하면에는 상기 제1 돌출부를 감싸도록 상향 연장된 제1 삽입홈이 형성되고, 상기 제1 삽입홈은 상기 제1 볼 너트의 이동 방향을 따라 연장 형성될 수 있다.

이때, 상기 제2 구동 모터와 인접한 상기 제2 연장면에는 상기 제2 구동 모터를 감싸도록 상향 연장된 제2 돌출부가 형성될 수 있다.

또한, 상기 제1 베이스 프레임의 하면에는 상기 제2 돌출부를 감싸도록 상향 연장된 제2 삽입홈이 형성되고, 상기 제2 삽입홈은 상기 제2 볼 너트의 이동 방향을 따라 연장 형성될 수 있다.

상기 제1 사이드 프레임 중 상기 제1 구동 부재의 축 방향과 수직한 방향에 위치한 제1 사이드 프레임의 상단에는 상기 제1 연장면이 결합되는 제1 결합면이 형성되고, 상기 제2 사이드 프레임 중 상기 제2 구동 부재의 축 방향과 수직한 방향에 위치한 제2 사이드 프레임의 상단에는 상기 제2 연장면이 결합되는 제2 결합면이 형성될 수도 있다.

이때, 상기 제1 사이드 프레임의 상단에는 상기 제1 결합면으로부터 상향 연장되는 제1 돌출면이 형성되되, 상기 제1 돌출면의 상단은 상기 제1 연장면의 상단과 동일 평면 상에 위치하고, 상기 제2 사이드 프레임의 상단에는 상기 제2 결합면으로부터 상향 연장되는 제2 돌출면이 형성되되, 상기 제2 돌출면의 상단은 상기 제2 연장면의 상단과 동일 평면 상에 위치할 수 있다.

이때, 상기 상판 프레임, 상기 제 1 베이스 프레임 및 상기 제 2 베이스 프레임에 각각 관통홀이 형성될 수 있다.

상기한 구성을 갖는 본 발명에 따른 XY축 모션 시스템은 콤팩트하고, 안정적인 구조를 가지므로 설치공간을 적게 차지하여 공간 활용도가 향상되고, 사용 중에 안전사고가 발생하는 것을 방지할 수 있으며, 평면 상에서 강력한 모션을 출력하여 고하중에서도 정밀하고, 다이나믹한 운동을 구현할 수 있으므로 평면 상의 모션 효과를 배가시킬 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 XY축 모션 시스템이 적용된 상태를 도시한 측면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 XY축 모션 시스템이 조립된 상태를 도시한 사시도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 XY축 모션 시스템이 분해된 상태를 도시한 사시도로서, 이들은 상호 상이한 각도에서 바라본 상태를 도시한 도면이다.
도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 제1 이동부를 도시한 사시도로서, 도 5는 제1 이동부의 모든 구성이 분해된 상태를 도시한 도면이고, 도 6은 제1 사이드 프레임이 분해된 상태를 도시한 도면이다.
도 7 및 도 8은 본 발명에 따른 제2 이동부를 도시한 사시도로서, 도 7은 제2 이동부의 모든 구성이 분해된 상태를 도시한 도면이고, 도 8은 제2 사이드 프레임이 분해된 상태를 도시한 도면이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참고부호를 붙였다.

본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "아래에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.

도 1은 본 발명에 따른 XY축 모션 시스템이 적용된 상태를 도시한 측면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 XY축 모션 시스템이 조립된 상태를 도시한 사시도이고, 도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 XY축 모션 시스템이 분해된 상태를 도시한 사시도로서, 이들은 상호 상이한 각도에서 바라본 상태를 도시한 도면이고, 도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 제1 이동부를 도시한 사시도로서, 도 5는 제1 이동부의 모든 구성이 분해된 상태를 도시한 도면이고, 도 6은 제1 사이드 프레임이 분해된 상태를 도시한 도면이며, 도 7 및 도 8은 본 발명에 따른 제2 이동부를 도시한 사시도로서, 도 7은 제2 이동부의 모든 구성이 분해된 상태를 도시한 도면이고, 도 8은 제2 사이드 프레임이 분해된 상태를 도시한 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 평평한 바닥면 상에 전장 박스(10), XY축 모션 시스템 및 사용자용 시트(20)가 순차적으로 적층 결합된다. 전장 박스(10)는 XY축 모션 시스템에 전원을 공급하고, 각각의 이동부(200, 300)의 움직임을 제어하여 상판 프레임(100)을 통해 이러한 움직임이 시트(20)를 통해 출력될 수 있도록 구비된다.

평면 상에서 직교하는 XY축을 따라 이동하는 XY축 모션 시스템은 X축과 Y축 방향으로 이동하는 상판 프레임(100)과 이러한 상판 프레임(100)을 X축 방향으로 이동시키는 제1 이동부(200)와 Y축 방향으로 이동시키는 제2 이동부(300)를 포함한다.

즉, 제2 이동부(300)에 의한 Y축 방향 움직임은 제1 이동부(200)를 Y축 방향으로 직접 이동시키고, 제1 이동부(200)는 이와 같이 Y축 방향으로 이동하는 상태에서 상판 프레임(100)을 X축 방향으로 직접 이동시킴으로써 이러한 상판 프레임(100) 및 이에 장착된 시트(20)가 X축 및 Y축 방향으로 이동하게 되는 것이다.

이때, 제1 이동부(200)와 제2 이동부(300)는 배치 순서를 바꾸어 적층하는 것도 가능하다. 즉, 상판 프레임(100), 제2 이동부(300) 및 제1 이동부(200)의 순서로 적층하는 것이다. 이와 같이 구성하면 제1 이동부(200)는 제2 이동부(300)를 X축 방향으로 이동시키고, 제2 이동부(300)는 X축 방향으로 이동하는 상태에서 상판 프레임(100)을 Y축 방향으로 직접 이동시킴으로써 상판 프레임(100) 및 이에 장착된 시트(20)는 X축 및 Y축 방향으로 이동하게 되는 것이다.

이와 같이 상판 프레임(100), 제1 이동부(200) 및 제2 이동부(300)가 순차적으로 적층된 XY축 모션 시스템은 전체 높이가 낮아져서 콤팩트하게 구성하는 것이 중요하며, 이를 위한 상세 구성은 후술하도록 한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 이러한 상판 프레임(100)에는 전원 및 제어선이 관통하는 다수의 관통홀(H)이 형성되어 있으며, 이러한 관통홀(H) 이외에도 시스템의 경량화를 위해 일정 부분을 추가로 제거하는 것도 가능하다. 이때, 관통홀(H)은 상판프레임 이외에 후술하는 제 1 이동부(200)의 제 1 베이스 프레임(210) 및 제 2 이동부(300)의 제 2 베이스 프레임(310)에도 형성될 수 있다. 다만, 이와 같이 시스템 경량화를 위해 일정 부분을 추가로 제거하는 경우 시스템의 구조적인 강성에 영향이 없는 부분을 제거하는 것이 중요하다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 전술한 제1 이동부(200)는 지지력을 제공하는 제1 베이스 프레임(210)과, 제1 베이스 프레임(210)의 둘레를 따라 구비된 제1 사이드 프레임(220) 및 제1 베이스 프레임(210)의 상면에 장착되어 상판 프레임(100)을 이동시키는 제1 구동 부재(230)를 포함할 수 있다.

즉, 제1 이동부(200)는 상판 프레임(100)을 이동시키는 제1 구동 부재(230)와 이를 감싸는 제1 베이스 프레임(210)과 제1 사이드 프레임(220)으로 구성되며, 제1 사이드 프레임(220)은 제1 베이스 프레임(210)의 둘레를 따라 구비된다. 제1 이동부(200)는 이와 같은 방식으로 모듈화되며, 이를 통해 상판 프레임(100)이나 제2 이동부(300)로부터 제1 이동부(200)만을 분리하여 수리나 교체가 가능하게 된다.

이와 마찬가지로 전술한 제2 이동부(300)도 제1 이동부(200)를 이동시키는 제2 구동 부재(330)와 이를 감싸는 제2 베이스 프레임(310)과 제2 사이드 프레임(320)으로 구성되며, 제2 사이드 프레임(320)은 제2 베이스 프레임(310)의 둘레를 따라 구비된다. 제2 이동부(300)도 이와 같은 방식으로 모듈화되며, 전술한 바와 같이, 제1 이동부(200)로부터 제2 이동부(300)를 분리하여 수리나 교체가 가능하게 된다.

X축 방향의 움직임을 만들어내는 제1 구동 부재(230)에는 제1 베이스 프레임(210)의 상면에 장착되는 제1 구동 모터(231)와, 이러한 제1 구동 모터(231)의 구동축에 연결되어 축 회전하는 제1 리드 스크류(232)와, 이러한 제1 리드 스크류(232) 회전 시 축 방향으로 이동하는 제1 볼 너트(233)가 구비된다. 즉, 제1 구동 모터(231) 구동축의 회전 방향에 따라 제1 볼 너트(233)가 제1 구동 모터(231)와 멀어지거나 또는 가까워지는 방향으로 이동하게 된다.

이와 같이 제1 구동 모터(231)의 구동축에 제1 리드 스크류(232)를 연결하고, 이의 회전에 따라 제1 볼 너트(233)가 이동하도록 구성하면 종래의 링크 구조를 이용하는 것보다 콤팩트하게 되고, 무게 중심의 위치가 낮아져서 안정성이 향상된다. 또한, 하중이 제1 볼 너트(233)에 집중되어도 이러한 제1 볼 너트(233)를 지지하는 제1 리드 스크류(232)가 효과적으로 제1 볼 너트(233)를 지지하게 되어 변형 또는 파손되지 않고, 이를 통해 강력하고, 다이나믹한 움직임을 표현할 수 있게 된다.

이와 마찬가지로 Y축 방향의 움직임을 만들어내는 제2 구동 부재(330)에는 제2 베이스 프레임(310)의 상면에 장착되는 제2 구동 모터(331)와, 이러한 제2 구동 모터(331)의 구동축에 연결되어 축 회전하는 제2 리드 스크류(332)와, 이러한 제2 리드 스크류(332) 회전 시 축 방향으로 이동하는 제2 볼 너트(333)가 구비된다. 즉, 제2 구동 모터(331) 구동축의 회전 방향에 따라 제2 볼 너트(333)가 제2 구동 모터(331)와 멀어지거나 또는 가까워지는 방향으로 이동하게 되며, 이와 같이 제2 구동 모터(331)의 구동축에 제2 리드 스크류(332)를 연결하고, 이의 회전에 따라 제2 볼 너트(333)가 이동하도록 구성하면 종래의 링크 구조를 이용하는 것보다 콤팩트하게 되고, 무게 중심의 위치가 낮아져서 안정성이 향상되며, 또한, 하중이 제2 볼 너트(333)에 집중되어도 이러한 제2 볼 너트(333)를 지지하는 제2 리드 스크류(332)가 효과적으로 제2 볼 너트(333)를 지지하게 되어 변형 또는 파손되지 않고, 이를 통해 강력하고, 다이나믹한 움직임을 표현할 수 있게 된다.

이때, 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 베이스 프레임(210)에는 제1 구동 모터(231)가 높이 방향으로 하향 배치되도록 모터 배치홀(211)이 형성되고, 제1 구동 모터(231)는 이러한 모터 배치홀(211)에 삽입된 상태로 고정된다.

X축 방향과 Y축 방향이 평면 상에서 상호 직교하는 방향으로 정의할 때, 전술한 높이 방향은 이러한 X축과 Y축에 동시에 직교하는 방향을 의미한다.

즉, 제1 구동 모터(231)가 모터 배치홀(211)에 삽입된 상태로 고정되면 제1 베이스 프레임(210)의 상면으로 돌출되는 제1 구동 모터(231)의 높이가 낮아지게 되어 제1 이동부(200)가 콤팩트하게 된다.

아울러 제1 리드 스크류(232)의 양단을 각각 고정하는 제1 브라켓(231a)과 제2 브라켓(231b)이 구비되며, 이러한 제1 브라켓(231a)과 제2 브라켓(231b)도 높이 방향으로 하향 배치되도록 제1 베이스 프레임(210)에 별도의 홈을 형성하고, 이러한 홈에 제1 브라켓(231a)과 제2 브라켓(231b)이 삽입된 상태로 고정되는 것이 바람직하다.

이와 더불어 제1 구동 모터(231)의 회전에 따라 X축 방향으로 이동하는 제1 볼 너트(233)도 제1 베이스 프레임(210)에 별도의 홈을 형성해서 하향 배치되도록 구성하는 것이 바람직하다.

제1 베이스 프레임(210) 상면에는 상판 프레임(100)의 안정적 이동을 위해 상판 프레임(100)의 하면을 지지하는 제1 슬라이더(235)가 구비되고, 이러한 제1 슬라이더(235)는 제1 가이드 레일(234)을 따라 이동하게 되는데, 제1 가이드 레일(234)이 장착되는 제1 베이스 프레임(210) 부분에는 제1 안착홈(234a)을 형성하여 시스템 전체 높이를 감소시킬 수 있다.

아울러 제1 베이스 프레임(210) 상면에는 각각의 홈 가공 시 기준이 되는 제1 가공 기준 바아(236)도 구비될 수 있다.

또한, 도 7에 도시된 바와 같이, 제2 베이스 프레임(310)에는 제2 구동 모터(331)가 높이 방향으로 하향 배치되도록 모터 배치홀(311)이 형성되고, 제2 구동 모터(331)는 이러한 모터 배치홀(311)에 삽입된 상태로 고정된다.

이와 같이 제2 구동 모터(331)가 모터 배치홀(311)에 삽입된 상태로 고정되면 제2 베이스 프레임(310)의 상면으로 돌출되는 제2 구동 모터(331)의 높이가 낮아지게 되어 제2 이동부(300)가 콤팩트하게 된다.

또한, 제2 리드 스크류(332)의 양단을 각각 고정하는 제3 브라켓(331a)과 제4 브라켓(331b)이 구비되며, 이러한 제3 브라켓(331a)과 제4 브라켓(331b)도 높이 방향으로 하향 배치되도록 제2 베이스 프레임(310)에 별도의 홈을 형성하고, 이러한 홈에 제3 브라켓(331a)과 제4 브라켓(331b)이 삽입된 상태로 고정되는 것이 바람직하다.

이와 더불어 제2 구동 모터(331)의 회전에 따라 Y축 방향으로 이동하는 제2 볼 너트(333)도 제2 베이스 프레임(310)에 별도의 홈을 형성해서 하향 배치되도록 구성하는 것이 바람직하다.

제2 베이스 프레임(310) 상면에는 제1 베이스 프레임(210)의 안정적 이동을 위해 제1 베이스 프레임(210)의 하면을 지지하는 제2 슬라이더(335)가 구비되고, 이러한 제2 슬라이더(335)는 제2 가이드 레일(334)을 따라 이동하게 되는데, 제2 가이드 레일(334)이 장착되는 제2 베이스 프레임(310) 부분에는 제2 안착홈(334a)을 형성하여 시스템 전체 높이를 감소시킬 수 있다.

아울러 제2 베이스 프레임(310) 상면에는 각각의 홈 가공 시 기준이 되는 제2 가공 기준 바아(336)도 구비될 수 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 상판 프레임(100)의 하면에는 제1 볼 너트(233)가 장착되는 제1 장착홈(110)이 형성된다. 즉, 제1 볼 너트(233)의 하부는 제1 베이스 프레임(210)의 상면에 형성된 별도의 홈에 삽입되고, 제1 볼 너트(233)의 상부는 상판 프레임(100)의 하면에 형성된 제1 장착홈(110)에 삽입되도록 구성하면 제1 이동부(200)와 상판 프레임(100)이 결합된 상태에서의 전체 높이 감소하게 되어 콤팩트하게 된다.

이와 마찬가지로 제1 베이스 프레임(210)의 하면에는 제2 볼 너트(333)가 장착되는 제2 장착홈(212)이 형성된다. 즉, 제2 볼 너트(333)의 하부는 제2 베이스 프레임(310)의 상면에 형성된 별도의 홈에 삽입되고, 제2 볼 너트(333)의 상부는 제1 베이스 프레임의 하면에 형성된 제2 장착홈(212)에 삽입되도록 구성하면 제1 이동부(200)와 제2 이동부(300)가 결합된 상태에서 전체 높이가 감소하게 되어 콤팩트하게 된다.

결국 제1 볼 너트(233)와 제2 볼 너트(333)의 상부와 하부가 각각 삽입된 상태에서 이동 가능하게 구성함으로써 시스템의 전체 높이가 감소하게 되어 콤팩트하고, 안정적인 구조를 갖게 되고, 이를 통해 공간 활용도가 향상된다.

도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 제1 사이드 프레임(220) 중 제1 구동 부재(230)의 축 방향에 위치한 제1 사이드 프레임(220)의 상단에는 제1 베이스 프레임(210)의 상부를 일정 영역만큼 덮을 수 있도록 제1 연장면(221)이 형성된다.

전술한 바와 같이, 제1 구동 부재(230)는 제1 베이스 프레임(210)과 제1 사이드 프레임(220)에 의해 보호되고, 제1 구동 부재(230)의 상부는 상판 프레임(100)에 의해 보호된다.

이와 같이 상판 프레임(100)과 제1 이동부(200)가 상하 일렬로 배열된 상태에서 제1 구동 부재(230)에 의해 상판 프레임(100)이 X축을 따라 이동하게 되면 이러한 상판 프레임(100)이 이동한 만큼 제1 이동부(200)의 상부가 일부 개방되게 되고, 이러한 상태에서 제1 이동부(200)의 내부로 이물질이 유입될 경우 제1 구동 부재(230)가 파손되는 문제가 생길 수 있게 된다. 따라서 이를 방지하고자 제1 구동 부재(230)의 축 방향에 위치한 제1 사이드 프레임(220)의 상단에 제1 연장면(221)을 형성하고, 이러한 제1 연장면(221)이 상판 프레임(100)의 이동에 따라 개방되는 제1 베이스 프레임(210)의 상부 일정 영역을 덮을 수 있도록 구성하고 있다.

이러한 상판 프레임(100)은 제1 구동 부재(230)에 의해 X축을 따라 왕복 이동하게 되므로 제1 연장면(221)은 제1 구동 부재(230)의 축 방향에 위치한 한 쌍의 제1 사이드 프레임(220)에 모두 형성하는 것이 바람직하다.

이와 마찬가지로 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 제2 사이드 프레임(320) 중 제2 구동 부재(330)의 축 방향에 위치한 제2 사이드 프레임(320)의 상단에는 제2 베이스 프레임(310)의 상부를 일정 영역만큼 덮을 수 있도록 제2 연장면(321)이 형성될 수 있다.

전술한 바와 같이, 제2 구동 부재(330)는 제2 베이스 프레임(310)과 제2 사이드 프레임(320)에 의해 보호되고, 제2 구동 부재(330)의 상부는 제1 이동부(200), 특히, 제1 베이스 프레임(210)에 의해 보호되는데, 이와 같이 제1 이동부(200)와 제2 이동부(300)가 상하 일렬로 배열된 상태에서 제2 구동 부재(330)에 의해 제1 이동부(200)가 Y축을 따라 이동하게 되면 제1 이동부(200)가 이동한 만큼 제2 이동부(300)의 상부가 일부 개방되게 되고, 이러한 상태에서 제2 이동부(300)의 내부로 이물질이 유입될 경우 제2 구동 부재(330)가 파손되는 문제가 생길 수 있게 된다. 따라서 이를 방지하고자 제2 구동 부재(330)의 축 방향에 위치한 제2 사이드 프레임(320)의 상단에 제2 연장면(321)을 형성하고, 이러한 제2 연장면(321)이 제1 이동부(200)의 이동에 따라 개방되는 제2 베이스 프레임(310)의 상부 일정 영역을 덮을 수 있도록 구성하고 있다.

또한, 이러한 제1 이동부(200)는 제2 구동 부재(330)에 의해 Y축을 따라 왕복 이동하게 되므로 제2 연장면(321)은 제2 구동 부재(330)의 축 방향에 위치한 한 쌍의 제2 사이드 프레임(320)에 모두 형성하는 것이 바람직하다.

도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 제1 구동 모터(231)와 인접한 제1 연장면(221)에는 제1 구동 모터(231)를 감싸도록 상향 연장된 제1 돌출부(221a)가 형성될 수 있다. 즉, 전술한 제1 연장면(221)은 상판 프레임(100)의 이동에 따라 개방되는 제1 베이스 프레임(210)의 일정 영역을 덮어서 이물질 유입을 차단하는 것이 목적이므로 이러한 제1 연장면(221)이 형성되는 높이는 제1 베이스 프레임(210)의 상면에 배치된 다른 구성들과 간섭이 발생하지 않는 정도의 높이로 형성되는 것이 바람직하다. 다만, 제1 베이스 프레임(210)의 상면에 배치된 다른 구성들 중에서 제1 구동 모터(231)의 높이가 가장 높게 형성되므로 제1 연장면(221)을 이러한 제1 구동 모터(231)의 높이보다 높게 형성할 수 있으나, 이와 같이 구성하면 제1 이동부의 전체 높이가 높아지게 되는 다른 문제가 있을 수 있게 된다. 따라서 제1 연장면(221)의 높이는 제1 구동 모터(231)를 제외한 다른 구성들과 간섭이 발생하지 않는 정도로 그 높이를 형성하고, 이로 인해 제1 구동 모터(231)와 간섭이 발생하는 부분에서는 이러한 제1 구동 모터(231)를 감싸도록 상향 연장된 제1 돌출부(221a)를 형성해서 제1 연장면(221)과 제1 구동 모터(231)가 상호 간섭이 발생하는 것을 방지하고 있다.

이때, 도 4에 도시된 바와 같이, 상판 프레임(100)의 하면에는 제1 돌출부(221a)를 감싸도록 상향 연장된 제1 삽입홈(120)이 형성되고, 이러한 제1 삽입홈(120)은 제1 볼 너트(233)의 이동 방향을 따라 연장 형성될 수 있다.

즉, 상판 프레임(100)은 제1 연장면(221) 상에 안착된 상태로 이동하게 되므로 제1 연장면의 높이가 낮아진 만큼 시스템의 전체 높이도 낮아지게 되어 콤팩트하게 된다. 다만, 전술한 바와 같이, 제1 돌출부(221a)가 형성된 부분에서는 상판 프레임(100)에 이러한 제1 돌출부(221a)가 삽입되는 제1 삽입홈(120)을 형성함으로써 제1 돌출부(221a)로 인해 시스템의 전체 높이가 증가하는 것을 효과적으로 방지할 수 있게 된다.

이때, 이러한 제1 돌출부(221a)가 삽입되는 제1 삽입홈(120)은 제1 볼 너트(233)의 이동 방향을 따라 연장 형성되는 것이 바람직하다. 이는 제1 볼 너트(233)가 이동함으로 인해 상판 프레임(100)이 이동하는 과정에서 제1 돌출부(221a)와 간섭이 발생하는 것을 방지하기 위함이다.

이와 마찬가지로 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 제2 구동 모터(331)와 인접한 제2 연장면(321)에는 제2 구동 모터(331)를 감싸도록 상향 연장된 제2 돌출부(321a)가 형성될 수 있다. 즉, 제2 연장면(321)이 형성되는 높이는 제2 베이스 프레임(310)의 상면에 배치된 다른 구성들과 간섭이 발생하지 않는 정도의 높이로 형성되는 것이 바람직하고, 다만, 제2 베이스 프레임(310)의 상면에 배치된 구성들 중에서 제2 구동 모터(331)를 제외한 다른 구성들과 간섭이 발생하지 않는 정도로 그 높이를 형성하고, 이로 인해 제2 구동 모터(331)와 간섭이 발생하는 부분에서는 이러한 제2 구동 모터(331)를 감싸도록 상향 연장된 제2 돌출부(321a)를 형성해서 제2 연장면(321)과 제2 구동 모터(331)가 상호 간섭이 발생하는 것을 방지하고 있다.

이때, 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 베이스 프레임(210)의 하면에는 제2 돌출부(321a)를 감싸도록 상향 연장된 제2 삽입홈(210a)이 형성되고, 이러한 제2 삽입홈(210a)은 제2 볼 너트(333)의 이동 방향을 따라 연장 형성될 수 있다.

즉, 제1 베이스 프레임(210)은 제2 연장면(321) 상에 안착된 상태로 이동하게 되므로 제2 연장면의 높이가 낮아진 만큼 시스템의 전체 높이도 낮아지게 되어 콤팩트하게 된다. 다만, 전술한 바와 같이, 제2 돌출부(321a)가 형성된 부분에서는 제1 베이스 프레임(210)에 이러한 제2 돌출부(321a)가 삽입되는 제2 삽입홈(210a)을 형성함으로써 제2 돌출부(321a)로 인해 시스템의 전체 높이가 증가하는 것을 효과적으로 방지할 수 있게 된다.

이때, 이러한 제2 돌출부(321a)가 삽입되는 제2 삽입홈(210a)은 제2 볼 너트(333)의 이동 방향을 따라 연장 형성되는 것이 바람직하다. 이는 제2 볼 너트(333)가 이동함으로 인해 제1 베이스 프레임(210)이 이동하는 과정에서 제2 돌출부(321a)와 간섭이 발생하는 것을 방지하기 위함이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 제1 사이드 프레임(220) 중 제1 구동 부재(230)의 축 방향과 수직한 방향에 위치한 제1 사이드 프레임(220)의 상단에는 제1 연장면(221)이 결합되는 제1 결합면(222)이 형성된다.

이와 마찬가지로 제2 사이드 프레임(320) 중 제2 구동 부재(330)의 축 방향과 수직한 방향에 위치한 제2 사이드 프레임(320)의 상단에는 제2 연장면(321)이 결합되는 제2 결합면(322)이 형성될 수도 있다.

이와 같이 제1 결합면(222)과 제2 결합면(322)을 형성하면 제1 연장면(221)이나 제2 연장면(321)에 의해 시스템 전체의 높이가 증가하는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 제1 사이드 프레임(220) 및 제2 사이드 프레임(320)이 상호 간에 견고하게 결합되면서 구조적 안정성이 향상되게 된다.

이때, 제1 사이드 프레임(220)의 상단에는 제1 결합면(222)으로부터 상향 연장되는 제1 돌출면이 형성되되, 이러한 제1 돌출면의 상단은 제1 연장면(221)의 상단과 동일 평면 상에 위치하고, 제2 사이드 프레임(320)의 상단에는 제2 결합면(322)으로부터 상향 연장되는 제2 돌출면이 형성되되, 제2 돌출면의 상단은 제2 연장면(321)의 상단과 동일 평면 상에 위치하도록 구성할 수 있다. 이를 통해 제1 사이드 프레임(220) 및 제2 사이드 프레임(320)이 상호 간에 견고하게 결합되고, 상판 프레임(100), 제1 이동부(200) 및 제2 이동부(300)가 상하 간에 안정적으로 결합될 수 있게 된다.

본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.

10 : 전장 박스 20 : 시트
100 : 상판 프레임 110 : 제1 장착홈
120 : 제1 삽입홈 200 : 제1 이동부
210 : 제1 베이스 프레임 210a : 제2 삽입홈
211 : 모터 배치홀 212 : 제2 장착홈
220 : 제1 사이드 프레임 221 : 제1 연장면
221a : 제1 돌출부 222 : 제1 결합면
230 : 제1 구동 부재 231 : 제1 구동 모터
231a : 제1 브라켓 231b : 제2 브라켓
232 : 제1 리드 스크류 233 : 제1 볼 너트
234 : 제1 가이드 레일 234a : 제1 안착홈
235 : 제1 슬라이더 236 : 제1 가공 기준 바아
300 : 제2 이동부 310 : 제2 베이스 프레임
311 : 모터 배치홀 320 : 제2 사이드 프레임
321 : 제2 연장면 321a : 제2 돌출부
322 : 제2 결합면 330 : 제2 구동 부재
331 : 제2 구동 모터 331a : 제3 브라켓
331b : 제4 브라켓 332 : 제2 리드 스크류
333 : 제2 볼 너트 334 : 제2 가이드 레일
334a : 제2 안착홈 335 : 제2 슬라이더
336 : 제2 가공 기준 바아 H : 관통홀

Claims

평면 상에서 직교하는 XY축을 따라 이동하는 XY축 모션 시스템에 있어서,
X축과 Y축 방향으로 이동하는 상판 프레임;
상기 상판 프레임을 X축 방향으로 이동시키는 제1 이동부; 및
상기 제1 이동부를 Y축 방향으로 이동시키는 제2 이동부;
를 포함하며,
상기 제1 이동부는,
지지력을 제공하는 제1 베이스 프레임;
상기 제1 베이스 프레임의 둘레를 따라 구비된 제1 사이드 프레임; 및
상기 제1 베이스 프레임의 상면에 장착되어 상기 상판 프레임을 이동시키는 제1 구동 모터가 구비된 제1 구동 부재;
를 포함하되,
상기 제1 사이드 프레임 중 상기 제1 구동 부재의 축 방향에 위치한 제1 사이드 프레임의 상단에는 상기 제1 베이스 프레임의 상부를 일정 영역만큼 덮을 수 있도록 제1 연장면이 형성되고,
상기 제1 구동 모터와 인접한 상기 제1 연장면에는 상기 제1 구동 모터를 감싸도록 상향 연장된 제1 돌출부가 형성되는 것을 특징으로 하는 XY축 모션 시스템.
삭제
제1항에 있어서,
상기 제2 이동부는,
지지력을 제공하는 제2 베이스 프레임;
상기 제2 베이스 프레임의 둘레를 따라 구비된 제2 사이드 프레임; 및
상기 제2 베이스 프레임의 상면에 장착되어 상기 제1 베이스 프레임을 이동시키는 제2 구동 부재;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 XY축 모션 시스템.
제3항에 있어서,
상기 제1 구동 부재는,
상기 제1 구동 모터에 연결되어 축 회전하는 제1 리드 스크류와, 상기 제1 리드 스크류의 회전 시 축 방향으로 이동하는 제1 볼 너트를 포함하고,
상기 제2 구동 부재는,
상기 제2 베이스 프레임의 상면에 장착되는 제2 구동 모터와, 상기 제2 구동 모터에 연결되어 축 회전하는 제2 리드 스크류와, 상기 제2 리드 스크류의 회전 시 축 방향으로 이동하는 제2 볼 너트를 포함하는 것을 특징으로 하는 XY축 모션 시스템.
제4항에 있어서,
상기 제1 베이스 프레임과 상기 제2 베이스 프레임에는 상기 제1 구동 모터와 상기 제2 구동 모터가 높이 방향으로 하향 배치되도록 상기 제1 구동 모터와 상기 제2 구동 모터가 각각 삽입 배치되는 모터 배치홀이 각각 형성되는 것을 특징으로 하는 XY축 모션 시스템.
제4항에 있어서,
상기 상판 프레임의 하면에는 상기 제1 볼 너트가 장착되는 제1 장착홈이 형성되고,
상기 제1 베이스 프레임의 하면에는 상기 제2 볼 너트가 장착되는 제2 장착홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 XY축 모션 시스템.
제4항에 있어서,
상기 제2 사이드 프레임 중 상기 제2 구동 부재의 축 방향에 위치한 제2 사이드 프레임의 상단에는 상기 제2 베이스 프레임의 상부를 일정 영역만큼 덮을 수 있도록 제2 연장면이 형성되는 것을 특징으로 하는 XY축 모션 시스템.
삭제
제7항에 있어서,
상기 상판 프레임의 하면에는 상기 제1 돌출부를 감싸도록 상향 연장된 제1 삽입홈이 형성되고,
상기 제1 삽입홈은 상기 제1 볼 너트의 이동 방향을 따라 연장 형성되는 것을 특징으로 하는 XY축 모션 시스템.
제7항에 있어서,
상기 제2 구동 모터와 인접한 상기 제2 연장면에는 상기 제2 구동 모터를 감싸도록 상향 연장된 제2 돌출부가 형성되는 것을 특징으로 하는 XY축 모션 시스템.
제10항에 있어서,
상기 제1 베이스 프레임의 하면에는 상기 제2 돌출부를 감싸도록 상향 연장된 제2 삽입홈이 형성되고,
상기 제2 삽입홈은 상기 제2 볼 너트의 이동 방향을 따라 연장 형성되는 것을 특징으로 하는 XY축 모션 시스템.
제7항에 있어서,
상기 제1 사이드 프레임 중 상기 제1 구동 부재의 축 방향과 수직한 방향에 위치한 제1 사이드 프레임의 상단에는 상기 제1 연장면이 결합되는 제1 결합면이 형성되고,
상기 제2 사이드 프레임 중 상기 제2 구동 부재의 축 방향과 수직한 방향에 위치한 제2 사이드 프레임의 상단에는 상기 제2 연장면이 결합되는 제2 결합면이 형성되는 것을 특징으로 하는 XY축 모션 시스템.
제12항에 있어서,
상기 제1 사이드 프레임의 상단에는 상기 제1 결합면으로부터 상향 연장되는 제1 돌출면이 형성되되, 상기 제1 돌출면의 상단은 상기 제1 연장면의 상단과 동일 평면 상에 위치하고,
상기 제2 사이드 프레임의 상단에는 상기 제2 결합면으로부터 상향 연장되는 제2 돌출면이 형성되되, 상기 제2 돌출면의 상단은 상기 제2 연장면의 상단과 동일 평면 상에 위치하는 것을 특징으로 하는 XY축 모션 시스템.
제3항에 있어서,
상기 상판 프레임, 상기 제1 베이스 프레임 및 상기 제2 베이스 프레임에 각각 관통홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 XY축 모션 시스템.