KR20200074793A

KR20200074793A - 로봇암 보호장치

Info

Publication number: KR20200074793A
Application number: KR1020180163586A
Authority: KR
Inventors: 박순복
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2018-12-17
Filing date: 2018-12-17
Publication date: 2020-06-25
Also published as: KR102177618B1

Abstract

로봇암 보호장치가 개시된다. 본 발명의 실시 예에 따른 다관절 암으로 구성된 로봇암의 보호장치로서, 로봇암 전체를 둘러싸도록 설치된 보호커버 및 로봇암의 회전력을 이용하여 팽창과 수축을 반복하여 압축공기를 생성하고, 생성된 압축공기를 보호커버의 내부공간에 분출하여 보호커버의 내부공간에 양압을 형성하는 압축공기공급부를 포함한다.

Description

로봇암 보호장치{APPARATUS FOR PROTECTING ROBOT ARM}

본 발명은 로봇암 보호장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 외부에서 발생된 산화성 흄으로부터 로봇암을 보호하기 위한 장치에 관한 것이다.

일반적으로 산세장치에서는 시편을 일정한 주기로 이송시키는 로봇암이 이용되고 있다.

로봇암은 제어부, 동력원, 구동부로 나뉘어지고, 구동부에 의해 물건을 집거나 이동시켜 주는 팔은 여러 개의 관절로 이루어진다. 이러한 다관절로 이루어진 로봇팔은 각종 유해 화학물질에 노출되면 쉽게 부식이 발생되어 작동이 중지되는 문제가 발생한다.

따라서, 고가의 로봇암이 조기에 폐기되는 경제적 손실을 예방하기 위하여 산세작업 중 발생되는 흄으로부터 로봇암을 보호하기 위한 보호커버를 로봇암 전체에 둘러싸는 방법이 제시되었다.

한국공개특허 제2018-0123680호(2018.11.19 공개)

본 발명의 실시 예들은 외부의 각종 유해물질로부터 로봇암을 안정적으로 보호할 수 있는 로봇암 보호장치를 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 다관절 암으로 구성된 로봇암의 보호장치로서, 상기 로봇암 전체를 둘러싸도록 설치된 보호커버 및 상기 로봇암의 회전력을 이용하여 팽창과 수축을 반복하여 압축공기를 생성하고, 생성된 압축공기를 상기 보호커버의 내부공간에 분출하여 상기 보호커버의 내부공간에 양압을 형성하는 압축공기공급부;를 포함하는 로봇암 보호장치가 제공될 수 있다.

또한 상기 압축공기공급부는 상기 로봇암의 베이스 수직축에 연결되어 상기 베이스 수직축과 함께 회전하는 회전암과, 상기 회전암의 회전방향에 따라 신축되어 상기 압축공기를 제공하는 신축튜브를 포함한다.

또한 상기 신축튜브에는 상기 신축튜브가 신장될 때만 외부공기가 유입되는 제1 체크밸브가 설치된 흡입관과 상기 신축튜브가 수축될 때만 상기 신축튜브 내부의 압축공기를 상기 보호커버의 내부공간에 배출하는 제2 체크밸브가 설치된 토출관이 마련될 수 있다.

또한 상기 압축공기공급부는 상기 신축튜브가 설치되는 링프레임을 더 포함하고, 상기 회전암의 단부에는 상기 신축튜브와 연결되어 상기 링프레임의 내부를 따라 이동하면서 상기 신축튜브를 신축 운동시키는 작동부재가 설치될 수 있다.

또한 상기 링프레임 내부에는 상기 신축튜브의 신축 운동 시 상기 신축튜브의 단부을 고정시키기 위한 스토퍼부재가 설치될 수 있다.

또한 상기 회전암은 상기 베이스 수직축에서 180도 간격으로 설치될 수 있다.

본 발명의 실시 예들은 로봇암의 회전력을 이용하여 발생하는 압축공기를 보호커버 내부에 제공하여 양압을 형성함에 의해 외부의 유해물질이 보호커버 내부로 유입되는 것을 차단하여 로봇암의 수명을 연장하고, 오작동을 방지할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 보호장치가 장착된 로봇암을 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 압축공기공급부를 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 압축공기공급부의 수직 절개도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 압축공기공급부의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 베이스 수직축의 시계방향 회전에 따른 압축공기공급부의 동작 상태도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 베이스 수직축의 반시계방향 회전에 따른 압축공기공급부의 동작 상태도이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 보호장치 내부에 양압이 형성되는 압축공기 흐름을 도시한 것이다.

이하에서는 본 발명의 실시 예들을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하에 소개되는 실시 예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 본 발명은 이하 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략하였으며 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 보호장치가 장착된 로봇암을 도시한 것이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 압축공기공급부를 도시한 사시도이고, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 압축공기공급부의 수직 절개도이고, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 압축공기공급부의 단면도이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 의한 로봇암 보호장치(20)는 로봇암(10) 전체를 둘러싸도록 설치된 보호커버(21)와, 로봇암(10)의 회전력을 이용하여 압축공기를 생성하는 압축공기공급부(30)를 포함한다.

로봇암(10)은 베이스 상에서 회전할 수 있게 설치되는 베이스 수직축(11)과, 베이스 수직축(11)에서 연장되며 조인트(12,13,14)를 통해 서로 결합되는 다수개의 암(15,16,17)을 구비한 다관절 암을 포함한다.

로봇암(10)의 각 암(15,16,17)은 조인트(12,13,14)를 의해 상하, 좌우, 회전 등 다자유도 운동을 하도록 구성될 수 있고, 조인트(12,13,14)에는 서보모터 등과 같은 구동부가 설치된다. 또한 로봇암(10)의 단부에는 물건을 파지할 수 있는 집게부(18)가 설치될 수 있다.

보호커버(21)는 로봇암(10)의 전체 형상과 대응하는 형상을 가지도록 마련되어, 로봇암(10) 전체를 둘러싼 상태로 밀폐되도록 결합된다.

보호커버(21)는 산세작업 중 발생되는 흄으로부터 로봇암(10)을 보호할 수 있는 재질로 마련될 수 있다. 일 예로, 보호커버(21)는 방수재질의 비닐로 구성될 수 있다.

압축공기공급부(30)는 로봇암(10)의 회전력을 이용하여 팽창과 수축을 반복하여 압축공기를 생성하는 신축튜브(40)와, 신축튜브(40)를 가압하여 수축시키거나 신축튜브(40)를 당겨 팽창시키는 작동부재(50)와, 베이스 수직축(11)의 회전력을 작동부재(50)에 전달하여 작동부재(50)를 회전 구동하기 위한 회전암(60)을 포함한다.

신축튜브(40)는 베이스 수직축(11) 주위를 감싸도록 베이스에 설치되는 링프레임(31) 내부에 설치될 수 있고, 작동부재(50)의 이동에 따라 수축 및 팽창하도록 마련된다.

신축튜브(40)는 벨로우즈 형태로 형성될 수 있고, 일측에는 신축튜브(40)가 신장될 때만 외부공기를 신축튜브(40) 내부로 유입시키기 위한 제1 체크밸브(41)가 설치된 흡입관(42)이 마련되고, 타측에는 신축튜브(40)가 수축될 때만 신축튜브(40) 내부의 가압된 압축공기를 보호커버(21) 내부공간으로 배출하기 위한 제2 체크밸브(43)가 설치된 토출관(44)이 마련된다.

제1 체크밸브(41)는 외부공기가 신축튜브(40) 내부로만 유입되도록 하고, 제2 체크밸브(43)는 신축튜브(40) 내부공기가 보호커버(21) 내부공간으로만 배출되도록 한다.

신축튜브(40)는 일단이 링프레임(31) 내부공간에 설치된 스토퍼부재(32)에 고정 설치되고, 타단은 링프레임(31)를 따라 이동하는 작동부재(50)에 고정될 수 있다.

작동부재(50)가 링프레임(31)을 따라 스토퍼부재(32)와 멀어지는 방향으로 이동하는 경우 신축튜브(40)는 당겨짐에 따라 신장되게 되고, 작동부재(50)가 링프레임(31)을 따라 스토퍼부재(32)와 가까워지는 방향으로 이동하는 경우 신축튜브(40)는 가압됨에 따라 수축되게 된다.

신축튜브(40)가 수축되는 동안에는 신축튜브(40) 내부에서 가압된 공기는 제2 체크밸브(43)를 거쳐 토출관(44)을 통해 배출되고, 신축튜브(40)가 신장되는 동안에는 제1 체크밸브(41)를 거쳐 흡입관(42)을 통해 외부공기가 신축튜브(40) 내부공간으로 유입된다.

신축튜브(40)를 신장시키거나 압축시키는 작동부재(50)는 베이스 수직축(11)의 회전력을 이용하여 이동할 수 있다.

베이스 수직축(11)의 일측에는 작동부재(50)와 연결되는 회전암(60)이 결합된다.

회전암(60)은 베이스 수직축(11)의 외면에 일단이 결합되고, 타단은 작동부재(50)와 결합된다.

회전암(60)은 베이스 수직축(11)에서 180도 간격을 가지고 배치되는 한 쌍을 구비할 수 있고, 한 쌍의 회전암(60)의 각 단부에는 작동부재(50)가 결합된다.

한 쌍의 회전암(60)이 구비된 경우에는 신축튜브(40)는 링프레임(31) 내부에 4개소 배치될 수 있다.

구체적으로, 링프레임(31) 내부에는 링프레임(31) 내부를 서로 구분된 두 영역으로 나뉘기 위한 한 쌍의 스토퍼부재(32)가 배치되고, 구분된 두 영역에는 각각 작동부재(50)가 이동할 수 있게 설치된다.

그리고, 링프레임(31)의 구분된 각 영역에는 각각 작동부재(50)의 좌우 양측으로 한 쌍의 신축튜브(40)가 배치될 수 있다.

링프레임(31)의 구분된 각 영역에 배치된 한 쌍의 신축튜브(40)는 각각 양단이 스토퍼부재(32)와 작동부재(50)에 고정되어, 작동부재(50)가 일방향으로 회전 시 한 쌍의 신축튜브(40) 중 하나는 수축되고, 다른 하나는 신장되게 된다.

이하에서는 본 발명의 실시 예에 따른 로봇암 보호장치의 작용에 대하여 설명한다.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 베이스 수직축의 시계방향 회전에 따른 압축공기공급부의 동작 상태도이고, 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 베이스 수직축의 반시계방향 회전에 따른 압축공기공급부의 동작 상태도이고, 도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 보호장치 내부에 양압이 형성되는 압축공기 흐름을 도시한 것이다.

도 5 내지 도 7을 참조하면, 로봇암(10)이 물건을 잡거나 놓기 위해 베이스 수직축(11)이 회전하게 되면, 베이스 수직축(11)과 회전암(60)을 통해 연결된 작동부재(50)도 링프레임(31)을 따라 회전하게 된다.

즉, 베이스 수직축(11)이 시계방향 또는 반시계방향으로 회전하게 되면 작동부재(50)도 링프레임(31) 내에서 시계방향 또는 반시계방향으로 회전하면서 4개의 신축튜브(40) 중 2개를 가압하여 압축하고, 나머지 2개는 당겨서 신장시킨다.

작동부재(50)에 의해 가압되어 압축되는 2개의 신축튜브(40) 내부의 압축공기는 토출관(44)을 통해 보호커버(21) 내부공간으로 배출되고, 신장되는 2개의 신축튜브(40)는 흡입관(42)을 통해 외부공기가 유입되어 충만되게 된다.

따라서, 베이스 수직축(11)의 회전방향에 따라 보호커버(21) 내부공간으로 배출되는 압축공기에 의해 보호커버(21) 내부공간에는 양압이 형성되게 되므로 보호커버(21) 외부의 유해물질이 로봇암(10)과 보호커버(21) 사이틈새를 통해 보호커버(21) 내부로 유입되는 것이 차단되게 된다.

이상에서는 특정의 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였다. 그러나 상기한 실시 예에만 한정되지 않으며 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어남이 없이 얼마든지 다양하게 변경 실시할 수 있을 것이다.

10: 로봇암, 11: 베이스 수직축,
20: 로봇암 보호장치, 21: 보호커버,
30: 압축공기공급부, 31: 링프레임,
32: 스토퍼부재, 40: 신축튜브,
41: 제1 체크밸브, 42: 흡입관,
43: 제2 체크밸브, 44: 토출관,
50: 작동부재, 60: 회전암.

Claims

다관절 암으로 구성된 로봇암의 보호장치로서,
상기 로봇암 전체를 둘러싸도록 설치된 보호커버; 및
상기 로봇암의 회전력을 이용하여 팽창과 수축을 반복하여 압축공기를 생성하고, 생성된 압축공기를 상기 보호커버의 내부공간에 분출하여 상기 보호커버의 내부공간에 양압을 형성하는 압축공기공급부;를 포함하는 로봇암 보호장치.
제1항에 있어서,
상기 압축공기공급부는 상기 로봇암의 베이스 수직축에 연결되어 상기 베이스 수직축과 함께 회전하는 회전암과, 상기 회전암의 회전방향에 따라 신축되어 상기 압축공기를 제공하는 신축튜브를 포함하는 로봇암 보호장치.
제2항에 있어서,
상기 신축튜브에는 상기 신축튜브가 신장될 때만 외부공기가 유입되는 제1 체크밸브가 설치된 흡입관과 상기 신축튜브가 수축될 때만 상기 신축튜브 내부의 압축공기를 상기 보호커버의 내부공간에 배출하는 제2 체크밸브가 설치된 토출관이 마련되는 로봇암 보호장치.
제3항에 있어서,
상기 압축공기공급부는 상기 신축튜브가 설치되는 링프레임을 더 포함하고,
상기 회전암의 단부에는 상기 신축튜브와 연결되어 상기 링프레임의 내부를 따라 이동하면서 상기 신축튜브를 신축 운동시키는 작동부재가 설치되는 로봇암 보호장치.
제4항에 있어서,
상기 링프레임 내부에는 상기 신축튜브의 신축 운동 시 상기 신축튜브의 단부을 고정시키기 위한 스토퍼부재가 설치되는 로봇암 보호장치.
제4항에 있어서,
상기 회전암은 상기 베이스 수직축에서 180도 간격으로 설치되는 한 쌍을 구비하는 로봇암 보호장치.