KR960000293B1 - 로보트의 구동장치 - Google Patents

로보트의 구동장치 Download PDF

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KR960000293B1
KR960000293B1 KR1019920017959A KR920017959A KR960000293B1 KR 960000293 B1 KR960000293 B1 KR 960000293B1 KR 1019920017959 A KR1019920017959 A KR 1019920017959A KR 920017959 A KR920017959 A KR 920017959A KR 960000293 B1 KR960000293 B1 KR 960000293B1
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Abstract

내용 없음.

Description

보트의 구동장치
제1도는 종래 로보트의 구동장치를 나타내는 일부 결합 단면도이고,
제2도는 본 발명에 따른 로보트를 나타내는 전체 도면으로서, (a)는 로보트의 측면도이고, (b)는 도면 (a)의 저면도이다.
제3도는 본 발명에 따른 로보트의 구동장치를 나타내는 전체 분해사시도이고,
제4도는 본 발명에 따른 로보트의 구동장치를 나타내는 결합상태의 측단면도이며,
제5도는 본 발명에 따른 로보트의 구동장치를 나타내는 도면으로서, 상기 제4도와는 다른 방향에서 본 결합상태의 측단면도이다.
제6도는 본 발명의 요부인 구동바퀴를 나타내는 분해사시도이고,
제7도는 본 발명에 따른 구동바퀴의 결합단면도이며,
제8도(a),(b),(c)는 본 발명에 따른 로보트의 초기 동작상태를 나타내는 개략도이고,
제9도는(a),(b), (c),(d)는 본 발명에 따른 로보트의 방향전환시의 동작상태를 나타내는 개략도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 로보트본체 11 : 구동바퀴
13 : 베이스판 14 : 바퀴커버판
15 : 방향전환수단 16 : 구동전달수단
17 : 보울 18 : 리테이너
19 : 링기어 20a,20b : 안내홈
21a,21b : 자석 22a : 위치감지센서
22b : 회전수 감지센서 24,28 : 모터
25,29 : 워엄 26,30 : 워엄기어
30a : 소경기어 33a′ : 스플라인축
34 : 고무테 36 : 전달기어
37a : 제1클러치 37b : 제2클러치
38 : 스프링
본 발명은 청소기등에 적용될 수 있는 자주식 로보트의 구동장치에 관한 것으로서, 특히 간단한 구조로 조립이 용이하며 외부에서 가해지는 충격등의 과부하에 적절히 대처할 수 있고, 방향전환이 정확하도록 된 로보트의 구동장치에 관한 것이다.
종래의 로보트에 적용된 구동장치는 제1도에 도시한 바와같이 로보트 본체(1)의 저면에는 구동축(2)이 회전자유롭게 삽입설치되며, 상기 구동축(2)의 외측에는 일측에 제1기어(3)를 고정설치한 구동바퀴(4)가 고정설치되고, 상기 구동바퀴(4)의 일측에는 회전력을 전달하기 위한 워엄(5a)이 형성된 구동모터(5)가 설치되며, 상기 워엄(5a)에는 일측에 상기 제1기어(3)와 맞물리는 제2기어(6)를 가진 워엄기어(7)가 맞물려져 상기 구동모터(5)의 회전력이 워엄 및 워엄기어(5a),(7)로 전달됨과 동시에 제1기어 및 제2기어(3),(6)로 전달됨으로써 상기 구동바퀴(4)가 회전되도록 구성되어 있다.
그러나, 상기한 바와같이 종래의 기술은 로보트 본체(1)의 저면에 다수의 구동바퀴(4)가 설치됨에 따라 상기 구동바퀴(4)를 구동하기 위한 각각의 구동장치가 필요하게 됨으로써 그 구조가 복잡할 뿐만 아니라 조립공수가 많게 되어 제조코스트를 증대시킨다고 하는 문제점이 있다.
또, 외부로부터 충격등의 과부하가 가해질 경우에는 그 충격력이 구동모터에 직접 전달됨으로써 고장의 한 요인으로 되며, 특히 심한 경우에는 워엄 및 워엄기어를 파손시켜 작동을 불가능케 한다고 하는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 바와같이 종래 기술의 문제점들을 해결하기 위하여 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은 구조가 간단하고 조립이 용이하며 제조코스트를 절감할 수 있는 로보트의 구동장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 외부로부터 가해지는 충격등의 과부하에 적절히 대처할 수 있으며 작동의 확실하고 신뢰성을 가진 로보트의 구동장치를 제공하는데 있다.
이와같은 목적을 달성하기 위하여 이루어진 본 발명에 따른 로보트의 구동장치는 구동수단의 작동에 따라 전,후진 및 방향전환이 가능케 되는 자주식 로보트에 있어서, 상기 로보트의 본체내에 장착되는 베이스판과, 상기 베이스판의 하측에 회동가능케 삽입설치되는 바퀴커버판과, 상기 베이스판의 상측에서 상기 바퀴커버 판상에 체결되어 일체로 회동되는 링기어와, 상기 바퀴커버판의 저면에 회전자유롭게 설치되는 구동바퀴와, 상기 베이스판이 일측에 결합되어 상기 링기어를 회동시킴에 따라 구동바퀴가 회동되도록 하는 방향전환수단과, 상기 바퀴커버판의 일측에 결합되어 상기 구동바퀴를 전,후진시키는 구동전달수단으로 이루어져 구조가 간단하여 작동이 확실하고 조립이 용이하여 제조코스트가 절감되며, 외부의 충격에 적절히 대처함으로써 파손등에 의한 고장의 발생을 방지할 수 있는 것을 그 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면 제2도 내지 제9도에 따라서 더욱 상세하게 설명한다.
도면 제2도(a)는 본 발명에 따른 로보트를 나타내는 일측면도이고, (b)는 도면(a)의 전면도로서 부호(10)은 로보트 본체를 나타내고 있으며, 상기 로보트 본체(10)의 일측에 구동수단의 작동에 따라 방향전환 및 구동을 가능케 하는 구동바퀴(11)가 회전가능케 설치되어 있고, 그 타측에는 상기 구동바퀴(11)의 구동에 따라 회전되는 무동력바퀴(12a)(12b)가 각각 회전자유롭게 설치되어 있다.
한편, 제3도 내지 제5도에는 본 발명에 따른 로보트의 구동장치를 나타내는 도면으로서, 부호(13)은 로보트 본체(10)의 저면에 부착되는 베이스판을 나타내고 있으며, 상기 베이스판(13)의 하측에는 그 저면에 회동가능케 설치된 바퀴커버판(14)의 하측에 상기 구동바퀴(11)가 회전가능케 설치되고, 상기 베이스판(13)의 일측에는 상기 구동바퀴(11)의 방향전환을 가능케 하는 방향전환수단(15)이 설치되며, 상기 베이스판(14)의 일측에는 상기 구동바퀴(11)를 구동시켜 전,후진을 가능케 하는 구동전달수단(16)이 결합되어진다.
그리고, 상기 베이스판(13)은 대체로 고리형상으로 형성되어 있으며, 그 내측에는 상기 바퀴커버판(14)의 내측에 돌출형성된 내측벽(14a)이 삽입설치되는데 상기 베이스판(13)의 저면과 바퀴커버판(14)의 상면사이에는 소정간격을 두고 다수의 보올(17)을 삽입설치한 리테이너(18)가 개재되어지고, 상기 바퀴커버판(14)의 상측에는 외주면에 걸쳐서 다수의 치차(19a)가 형성된 링기어(19)가 체결됨에 따라 상기 바퀴커버판(14) 및 링기어(19)는 일체로 회동가능케 된다.
또한, 상기 베이스판(13)의 저면 및 바퀴커버판(14)의 상면에는 리테이너(18)내에 삽입설치된 보울(17)이 유동되는 것을 방지함과 동시에 회동이 용이하도록 안내하기 위한 가이드홈(20a)(20b)이 각각 형성되어 있다.
그리고, 상기 링기어(19)의 일측 외주면에는 자석(21a)이 장착되어 있고, 상기 베이스판(13)의 일측에도 상기 자석(21a)의 위치를 감지하기 위한 위치감지센서(22a )가 고정설치되어 있다.
한편, 상기 베이스판(13)의 일측에는 바퀴커버판(14)의 저면에 회전자유롭게 설치되는 구동바퀴(11)를 좌측 또는 우측으로 방향전환시키기 위한 방향전환수단(15)이 체결되어지는데, 상기 방향전환수단(15)은 베이스판(13)의 일측에 브라켓(23)이 고정설치되고, 상기 브라켓(23)에는 상기 링기어(19)의 외주면에 형성된 치차(19a)와 맞물림과 동시에 그 일측에 고정설치된 모터(24)의 작동에 따라 회전되는 워엄(25)과 맞물려 회전되는 워엄기어(26)가 회전가능케 설치되어 있으며, 상기 워엄(25)의 일측에는 워엄(25)의 회전수와 동일하게 회전되어지는 자석(21b)이 장착되어 있다.
그리고, 상기 베이스판(13)의 소정위치에도 상기 워엄(25)에 장착된 자선(21b)과 대응하는 위치에 상기 자석(21b)의 회전수를 감지하기 위한 회전수 감지센서(22b)가 고정설치됨으로써 상기 모터(24)의 작동에 따른 워엄(25)를 회전수를 감지하여 별도의 마이콤(도시않음)으로 보냄에 따라 상기 구동바퀴(11)의 회동량을 제어하게 된다.
한편, 상기 구동바퀴(11)를 구동시키기 위한 구동전달수단(16)은 바퀴커버판( 14)의 상부 일측에 브라켓(27)이 체결되어지고, 상기 브라켓(27)에는 모터(28)의 작동에 따라 회전되는 워엄(29)과 맞물려 워엄기어(30)가 회전가능케 설치되며, 상기 워엄기어(30)의 일측에는 지름이 작은 소경기어(30a)가 일체로 형성되어 있다.
또, 상기 바퀴커버판(14)의 저면에는 구동바퀴(11)가 회전가능케 설치되는데, 상기 구동바퀴(11)의 양단에는 고정판(31a)(31b)이 상기 바퀴커버판(14)의 저면 및 상면에서 각각 체결됨으로써 상기 구동바퀴(11)는 회전가능케 설치되어진다.
그리고, 상기 바퀴커버판(14)의 저면에는 내측에 상기 구동바퀴(11)가 관통되는 개구부(32a)를 형성한 덮개판(32)이 체결되어진다.
한편, 상기 방향전환수단(15) 및 구동전달수단(16)의 작동에 따라 회동 및 회전되는 구동바퀴(11)는 제6도 및 제7도에 도시한 바와같이 내측에 스플라인축(33a′)을 돌출형성한 제1측판(33a)과 제2측판(33b)이 서로 대향하여 체결되고, 그 외주면에는 마찰력을 증대시키기 위한 고무테(34)가 삽입설치되어 이루어진다.
그리고, 상기 제1 및 제2측판(33a)(33b)의 내측에는 축(35)이 삽입설치되고, 상기 제2측판(33b)의 내측에는 상기 워엄기어(30)의 일측에 형성된 소경기어(30a)와 맞물리는 전달기어(36)가 회전가능케 삽입설치되며, 상기 전달기어(36)의 내측에는 모터(28)의 회전력을 전달받는 제1클러치(37a)가 스플라인 결합되고, 상기 제1클러치(37a)의 타측에는 대향하여 또다른 제2클러치(37b)가 스플라인(33a′)의 외측에서 스플라인 결합되어 스프링(38)에 의해 슬라이드가능케 탄발설치되어 있으며, 외부에서 충격등의 과부하가 부여될 경우 상기 제2클러치(37b)는 상기 스프링(38)을 압축시켜 제1 및 제2클러치(37a)(37b)가 서로 분리됨으로써 동력전달을 차단시킴에 다라 파손등에 의한 고장을 방지하게 된다.
그리고, 상기 제1측판(33a) 및 전달기어(36)의 내측에는 구동바퀴(11)의 회전을 원활히 하기 위하여 부싱(39a)(39b)이 삽입설치되며, 상기 축(35)의 양단에는 와셔(40)가 다수개 삽입설치됨에 따라 축(35)의 이동을 방지하게 된다.
다음에는 이와같이 구성되는 본 발명에 따른 로보트의 구동장치에 대한 작용 및 효과를 설명한다.
먼저, 제8도(a)의 도시와 같이 구동바퀴(11)가 임의의 방향으로 향한 상태에 놓여지게 되면, 로보트 본체(10)의 방향전환 또는 전,후진 작동전에 초기작동을 행하게 되는데 이때에는 방향전환수단(15)이 작동하게 된다.
즉, 상기 구동바퀴(11)가 임의의 방향에 놓여지면 링기어(19)의 외주면에 장착된 자석(21a)과 베이스판(13)에 장착된 위치감지센서(22a)가 제8도(b)와 같이 일치하도록 모터(24)가 작동한다.
이때, 상기 모터(24)의 작동에 따라 워엄(25)이 회전하면 상기 워엄(25)과 맞물려진 워엄기어(26)가 회전함과 동시에 상기 워엄기어(26)와 맞물려진 링기어(19)가 회전함으로써 상기 링기어(19)와 일체로 회전가능케 체결된 바퀴커버판(14)이 회전하게 되고, 이에 따라 상기 바퀴커버판(14)에 장착된 구동바퀴(11)가 회동하게 되는 것이다.
그리고, 상기 베이스판(13)과 바퀴커버판(14)의 사이에는 다수의 보울(17)을 삽입설치한 리테이너(18)가 개재됨에 따라 상기 바퀴커버판(14)은 더욱 원활하게 회전되어지며, 더우기, 상기 베이스판(13)의 저면 및 바퀴커버판(14)의 상면에는 보울(17)을 안내하기 위한 가이드홈(20a)(20b)이 형성됨에 따라 상기 바퀴커버판(14)은 요동없이 원활하게 회전되어진다.
이렇게하여 자석(21a) 및 위치감지센서(22a)가 일치되면 그 신호를 받은 별도의 마이콤 제어에 의해 상기 모터(24)는 다시 역방향으로 90°각도로 회전하여 제8도(c)의 도시와 같이 구동바퀴(11)가 직진위치에 정지되도록 하게 된다.
이때, 상기 모터(24)가 정확히 90°각도로 회전되는 것은 워엄(25)의 일측에 장착된 자석(21b)과 상기 베이스판(13)상에 장착된 회전수 감지센서(22b)의 작동에 따라 가능케 된다.
이와같이 방향전환수단(15)의 작동에 따라 구동바퀴(11)의 기준점이 정해지면 구동전달수단(16)의 작동에 따라 전진 및 후진이 이루어지게 된다.
즉, 모터(28)의 작동에 따라 워엄(29) 및 워엄기어(30)가 맞물려 회전됨과 동시에 소경기어(30a)와 맞물려진 전달기어(36)가 회전함으로써 상기 전달기어(36)와 스플라인결합된 제1클러치(37a)가 회전되고 이어 이와 맞물려진 제2클러치(37b)가 스플라인축(33a)과 일체로 회전됨으로써 제1축판(33a)이 회전되어 상기 구동바퀴(11)는 전진 및 후진이 가능케 된다.
이때, 상기 구동바퀴(11)에 외부에서 충격등의 과부하가 전달되면 스프링(38)에 의해 탄발설치된 제2클러치(37b)가 스플라인 축(33a′)상에서 슬라이드하여 제1클러치(37a)로부터 분리됨에 따라 제1클러치(37a)를 통한 동력전달을 차단함으로써 상기 구동바퀴(11)는 공회전을 하게 되며, 이에 따라서 워엄기어(30) 및 구동모터(28)로으 충격력이 전달되지 않게됨에 따라 기어등의 파손에 의한 고장의 발생을 방지할 수 있게 된다.
또한, 좌회전 또는 우회전시의 방향 전환은 상기 방향전환수단(15)의 작동에 따라 이루어지게 되는데, 이때 모터(24)의 작동에 다른 워엄(25)의 회전수는 이와 일체로 회전되는 자석(21b)의 회전수를 감지센서(22b)에서 감지하여 별도의 마이콤에 의해 상기 모터(24)의 회전수를 제어함으로써 제9도(a),(b),(c)에 도시와 같이 무동력바퀴(12a)(12b)를 중심으로 본체(10)가 회동하여 필요한 각도만큼의 방향전환이 가능케 된다.
그리고, 상기 방향전환수단(15)의 작동에 따라 방향전환이 완료되면 제9도(d)의 도시와 같이 상기 구동바퀴(11)는 초기의 상태로 위치되어 전진 및 후진이 가능한 상태로 위치되어진다.
상술한 바와같이 본 발명에 따른 로보트의 구동장치에 의하면 하나의 구동바퀴에서 전,후진 및 좌,우측으로의 방향전환이 가능토록 하여 구조가 간단하고 작동이 정확하게 이루어질 뿐만 아니라 제조공정에서 조립이 용이하여 작업능률이 향상되고 이로 인하여 제조코스트를 현저하게 절감할 수 있게 된다.
또, 구동장치의 각종 성능시험등을 조립된 하나의 유니트에서 검사가 가능하여 특성등의 검사가 용이하고, 더우기 구동의 전달을 클러치수단에 의해 이루어지도록 하여 외부에서의 과부하가 전달될 경우에 이를 차단시켜 구동전달수단의 파손등에 의한 고장의 발생을 미연에 방지함으로써 더욱 수명을 연장시킬 수 있는 등의 여러가지 이점을 갖는다.

Claims (9)

  1. 구동수단의 작동에 따라 전,후진 및 방향전환이 가능케 되는 자주식 로보트에 있어서, 상기 로보트의 본체(10)내에 장착되는 베이스판(13)과, 상기 베이스판(13)의 하측에 회동가능케 삽입설치되는 바퀴커버판(14)과, 상기 베이스판(13)의 상측에서 상기 바퀴커버판(14)상에 체결되어 일체로 회동되는 링기어(19)와, 상기 바퀴커버판(14)의 저면에 회전자유롭게 설치되는 구동바퀴(11)와, 상기 베이스판(13)의 일측에 결합되어 상기 링기어(19)를 회동시킴에 따라 구동바퀴(11)가 회동되도록 하는 방향전환수단(15)과, 상기 바퀴커버판(14)의 일측에 결합되어 상기 구동바퀴(11)를 전,후진시키는 구동전달수단(16)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 로보트의 구동장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 베이스판(13)은 그 하측에 위치되는 바퀴커버판(14)과의 사이에 회동이 원활하게 되도록 다수의 보올(17)이 삽입설치된 리테이너(18)를 개재시킨 것을 특징으로 하는 로보트의 두동장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 베이스판(13) 및 바퀴커버판(14)은 서로 대향하는 면에 상기 보올(17)을 안내하기 위한 가이드홈(20a)(20b)이 형성된 것을 특징으로 하는 로보트의 구동장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 구동바퀴(11)는 그 내측에 상기 구동전달수단(16)으로부터의 회전력을 전달받는 제1클러치(37a)와, 상기 제1클러치(37a)와 대향하여 스프링(38)에 의해 탄발설치됨과 동시에 내측에 돌출형성한 스플라인축(33a′)상에 슬라이드 가능케 삽입된 제2클러치(37b)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 로보트의 구동장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 방향전환수단(15)은 상기 링기어(19)와 맞물려 회전되는 워엄기어(26)와, 상기 워엄기어(26)와 맞물려 회전되는 워엄(25)을 가진 모터(24)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 로보트의 구동장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 구동전달수단(16)은 구동바퀴(11)내에 회전가능케 삽입설치된 전달기어(36)와 맞물려 회전되는 소경기어(30a)를 가진 워엄기어(30)와, 상기 워엄기어(30)와 맞물려 회전되는 워엄(29)을 가진 모터(28)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 로보트의 구동장치.
  7. 제1항 또는 제4항에 있어서, 상기 구동바퀴(11)는 그 외주면에 마찰력이 증대되도록 고무테(34)가 삽입설치된 것을 특징으로 하는 로보트의 구동장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 링기어(19)는 그 일측면에 자석(21a)이 설치되고, 상기 베이스판(13)에는 상기 자석(21a)의 위치를 감지하며 구동바퀴(11)의 초기동작이 이루어지도록 하기 위한 위치감지센서(22)가 설치된 것을 특징으로 하는 로보트의 구동장치.
  9. 제1항 또는 제5항에 있어서, 상기 방향전환수단(15)은 워엄(25)의 일측에 장착된 자석(21b)의 회전수를 감지하여 구동바퀴(11)의 회전각도를 제어하기 위하여 베이스판(13)에 회전수 감지센서(22b)가 설치된 것을 특징으로 하는 로보트의 구동장치.
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