KR101383141B1 - a robot finger having micro control and robot hand using the same - Google Patents

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KR101383141B1 KR1020120102282A KR20120102282A KR101383141B1 KR 101383141 B1 KR101383141 B1 KR 101383141B1 KR 1020120102282 A KR1020120102282 A KR 1020120102282A KR 20120102282 A KR20120102282 A KR 20120102282A KR 101383141 B1 KR101383141 B1 KR 101383141B1
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Abstract

본 발명은 피봇 연결되는 두개 이상 마디의 관절부에 근접하여 V자형 연결구조를 갖는 기어쌍이 각각 구비되고, 상기 기어쌍은 유니버셜조인트를 통하여 동력전달로드에 각각 연결되며, 상기 동력전달로드에는 볼트가 형성되어 마디에 구비되는 너트에 치합되고, 상기 너트의 이동시 관절부가 회전토록 일단이 다른 마디를 중심으로 회전토록 하는 가변바의 타단이 너트에 연결되며, 마지막 마디에는 동력전달로드에 치합되어 이동시 마지막 마디가 회전토록 액튜에이터가 구비되는 구성으로 미세 조정이 가능하면서 견고한 파지한 가능토록 하는 미세 조정이 가능한 로봇 손가락 및 이를 이용한 로봇손에 관한 것이다. The present invention is provided with a pair of gears each having a V-shaped connection structure in close proximity to the joints of two or more nodes that are pivotally connected, the gear pairs are each connected to a power transmission rod through a universal joint, the power transmission rod is formed with a bolt The other end of the variable bar, which is rotated about the other end of the joint so that the joint rotates when the nut moves, the nut is connected to the nut. The present invention relates to a robot finger and a robot hand using the same.

Description

미세 조정이 가능한 로봇 손가락 및 이를 이용한 로봇손{a robot finger having micro control and robot hand using the same}A robot finger having micro control and robot hand using the same}

본 발명은 피봇 연결되는 두개 이상 마디의 관절부에 근접하여 V자형으로 치합되는 기어쌍이 각각 구비되고, 상기 기어쌍은 유니버셜조인트를 통하여 동력전달로드에 각각 연결되며, 상기 동력전달로드에는 볼트가 형성되어 그 외경측의 너트에 치합되고, 상기 너트의 이동시 관절부가 회전토록 일단이 다른 마디를 중심으로 회전토록 하는 가변바의 타단이 너트에 연결되며, 마지막 마디에는 동력전달로드에 치합되어 이동시 마지막 마디가 회전토록 액튜에이터가 구비되는 구성으로 미세 조정이 가능하면서 견고한 파지한 가능토록 하는 미세 조정이 가능한 로봇 손가락 및 이를 이용한 로봇손에 관한 것이다. The present invention is provided with a pair of gears respectively engaged in a V-shape close to the joints of two or more nodes that are pivotally connected, the gear pairs are connected to the power transmission rod through the universal joint, respectively, the power transmission rod is formed with a bolt The other end of the variable bar, which is engaged with the nut on the outer diameter side, and the one end rotates about the other node so that the joint is rotated when the nut is moved, is connected to the nut, and the last node is engaged with the power transmission rod, The present invention relates to a robot finger and a robot hand using the same.

일반적으로, 로봇손은 인간의 손을 대체하기 위한 것으로, 크게 산업용 로봇손과 인간의 손동작을 모방한 휴머노이드 로봇손으로 구분할 수 있다. In general, the robot hand is intended to replace a human hand, and can be largely divided into an industrial robot hand and a humanoid robot hand that mimics a human hand motion.

그리고, 산업용 로봇손으로 물체를 파지하는데 주로 사용되는 집게 형상의 그립퍼(Gripper)와 각종 공구가 부착되어 소정의 작업을 수행하는 엔드-이펙터(End effecter) 등이 있다. In addition, a gripper (Gripper) of a tong shape mainly used for gripping an object with an industrial robot hand and an end effecter (attach) to which various tools are attached to perform a predetermined task, and the like.

이러한 산업용 로봇손은, 특정한 동작을 수행하는 데는 유용하지만, 인간의 손과 같이 상황에 따른 다양한 동작을 할 수 없을 뿐만 아니라 의수 등에 사용하는 경우 사람들의 거부감이 크다는 단점이 있다.Such an industrial robot hand is useful for performing a specific operation, but has a disadvantage in that it is not possible to perform various operations according to a situation, such as a human hand, and when people use it for prostheses, they have a great objection.

또한, 휴머노이드 로봇손은 자연스러운 인간의 손동작을 모방한 것으로 의수 및 휴머노이드 로봇에 적용될 경우 사람들의 거부감이 적으며, 휴머노이드 로봇손이 구비해야할 기본적인 동작으로는 손가락끝으로 물체를 집는 정밀파지(fingertip grasp), 손가락 및 손바닥 표면을 사용하여 물체를 강하게 움켜쥐는 강력파지(power grasp), 그리고 개별 손가락을 구부려 물체를 누르는 동작 등이 있다.In addition, the humanoid robot hand mimics the natural human hand motion, and when applied to prosthetic and humanoid robots, there is little objection of the humanoid robot hand, and the basic motion that the humanoid robot hand should have is a fingertip grasp that picks up an object with a fingertip. , A power grasp that uses the fingers and palm surface to grasp the object strongly, and an individual finger bends the object.

이와같은 기술과 관련되어 종래의 특허공개 제2009-41474호에 로본 손가락 및 이를 이용한 로봇손의 기술이 제시되고 있으며 그 구성은 도1에서와 같이, 모터에 의한 회전되면서 베이스(110)에 설치되는 구동베벨기어(112)가 회전함에 따라 제1관절축(150) 상에 설치된 제1동력전달베벨기어(152)와 제1마디회전베벨기어(154)가 서로 반대방향으로 회전하게 된다. In connection with such a technique, a technique of a robon finger and a robot hand using the same is disclosed in Korean Patent Publication No. 2009-41474, the configuration of which is installed on the base 110 while being rotated by a motor as shown in FIG. As the driving bevel gear 112 rotates, the first power transmission bevel gear 152 and the first node rotating bevel gear 154 installed on the first joint shaft 150 rotate in opposite directions.

이때, 제1마디회전베벨기어(154)는 제1관절축(150)에 회전가능하게 설치된 제1마디(120)의 일단에 구속되어 있어 제1마디(120)는 제1마디회전베벨기어(154)와 일체로 회전하게 된다. At this time, the first node rotating bevel gear 154 is constrained to one end of the first node 120 rotatably installed on the first joint shaft 150 so that the first node 120 is the first node rotating bevel gear ( 154 and integrally rotate.

또한, 제1동력전달베벨기어(152)는 제1연결축(180)의 일단에 구비된 제1연결베벨기어(182)와 맞물려 있어서 제1연결축(180)이 회전하게 되고, 제1연결축(180)의 제2연결베벨기어(182)가 회전함에 따라 제2관절축(160)상에 설치된 제2동력전달베벨기어(162)와 제2마디회전베벨기어(164)가 서로 반대방향으로 회전하게 된다.In addition, the first power transmission bevel gear 152 is engaged with the first connecting bevel gear 182 provided at one end of the first connecting shaft 180, so that the first connecting shaft 180 is rotated, the first connection As the second connecting bevel gear 182 of the shaft 180 rotates, the second power transmission bevel gear 162 and the second node rotating bevel gear 164 installed on the second joint shaft 160 are opposite to each other. Will rotate.

이때, 제2마디회전베벨기어(164)는 제2관절축(160)에 회전가능하게 설치된 제2마디(130)의 일단에 구속되어 있어 제2마디(130)는 제2마디회전베벨기어(164)와 일체로 회전하게 된다.At this time, the second node rotating bevel gear 164 is constrained to one end of the second node 130 rotatably installed on the second joint shaft 160 so that the second node 130 is a second node rotating bevel gear ( 164 and rotates integrally.

그리고, 상기 제2동력전달베벨기어(162)는 제1평기어(196a), 제2평기어(196b), 제3평기어(196c) 및 제3연결베벨기어(196d)로 이루어진 감속기어(196)를 두고 제4연결베벨기어(192)를 회전시키고, 제2연결축의 제5연결베벨기어(194)는 제4연결베벨기어(192)와 함께 회전하게 되면서 제5연결베벨기어(194)가 회전함에 따라 제3관절축(170) 상에 설치된 제3마디회전베벨기어(172)가 회전하게 된다. In addition, the second power transmission bevel gear 162 is a reduction gear consisting of a first spur gear 196a, a second spur gear 196b, a third spur gear 196c and a third connecting bevel gear 196d ( 196, the fourth connecting bevel gear 192 is rotated, and the fifth connecting bevel gear 194 of the second connecting shaft rotates together with the fourth connecting bevel gear 192 while the fifth connecting bevel gear 194 is rotated. As it rotates, the third node rotating bevel gear 172 installed on the third joint shaft 170 rotates.

이때, 제3마디회전베벨기어(172)는 제3마디(140)의 일단에 구속되어 있어 제3마디(140)는 제3마디회전베벨기어(172)와 일체로 회전하게 되는 구성으로 이루어 진다.In this case, the third node rotating bevel gear 172 is constrained to one end of the third node 140 so that the third node 140 rotates integrally with the third node rotating bevel gear 172. .

그러나, 상기와 같은 로봇손 및 로봇손가락은, 복수의 기어 및 직각방향에서 동력을 전달하는 구성으로 부피가 증가하게 되고, 복수의 연결축을 통하여 동력이 전달되어 정확한 동력전달이 힘들게 되며, 사람과 동일한 손의 구현이 힘들어 정확한 파지가 힘들게 되는 단점이 있는 것이다.However, the robot hand and the robot finger as described above, the volume is increased by the configuration of transmitting power in a plurality of gears and the right angle direction, the power is transmitted through a plurality of connecting shafts, it is difficult to accurately transmit power, the same as human It is difficult to implement the hand, which makes it difficult to accurately grasp.

또한, 동력이 각각 치합되는 베벨기어를 통하여 연결되는 구성으로 부하의 증가시 베벨기어가 파손되는 등의 문제점이 있는 것이다.In addition, there is a problem in that the bevel gear is damaged when the load is increased by the configuration that is connected through the bevel gear that the power is engaged respectively.

상기와 같은 종래의 문제점들을 개선하기 위한 본 발명의 목적은, 인체와 동일한 동작으로 강한 파지력과 동작이 자유롭게 이루어지도록 하고, 힘의 미세 조정이 가능토록 하며, 마디가 굽혀진 상태에서도 동력의 전달이 정확하게 이루어지도록 하고, 컴팩트한 구성으로 손가락 및 손의 부피를 최소화 할 수 있도록 하며, 하나의 동력전달로드을 통하여 동력이 전달되어 정확한 동력전달이 가능토록 하는 미세 조정이 가능한 로봇 손가락 및 이를 이용한 로봇손을 제공하는데 있다. An object of the present invention for improving the conventional problems as described above, the same operation as the human body to make a strong gripping force and operation freely, to fine-tune the force, the transmission of power even in the bent state It is made precisely, and the compact configuration allows the volume of fingers and hands to be minimized, and the power is transmitted through one power transmission rod so that the finely adjustable robot finger and the robot hand using the same can be used for accurate power transmission. To provide.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 피봇 연결되는 두개 이상 마디의 관절부에 근접하여 V자형상으로 치합되는 기어쌍이 각각 구비되고, 상기 기어쌍은 유니버셜조인트를 통하여 외부동력으로 회전되는 동력전달로드에 각각 연결되며, 상기 동력전달로드에는 볼트가 형성되어 너트에 치합되고, 상기 너트의 이동시 관절부가 회전토록 일단이 다른 마디를 중심으로 회전토록 하는 가변바의 타단이 네트에 연결되며, 마지막 마디에는 동력전달로드에 치합되어 이동시 마지막 마디가 회전토록 액튜에이터가 구비되는 구성으로 미세 조정이 가능하면서 견고한 파지한 가능토록 하는 미세 조정이 가능한 로봇 손가락을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention is provided with a pair of gears engaged in a V-shape close to the joints of two or more nodes that are pivotally connected, and the gear pairs are connected to a power transmission rod that is rotated by external power through a universal joint. The power transmission rods are connected to each other, and bolts are formed on the power transmission rods, and the other ends of the variable bars are connected to the net so that one end of the joint rotates around the other node so that the joint part rotates when the nut moves. The actuator is equipped with an actuator so that the last node is rotated when moved by the delivery rod, so that the robot finger can be fine-tuned to allow fine adjustment and firm grip.

그리고, 본 발명의 동력전달로드는, 마디에 연결되면서 동력전달로드가 자유회전가능토록 설치되는 슬라이딩블럭을 통하여 지지되는 미세 조정이 가능한 로봇 손가락을 제공한다.And, the power transmission rod of the present invention, while being connected to the node provides a finely adjustable robot finger that is supported through the sliding block is installed so that the power transmission rod is free to rotate.

더하여, 본 발명의 액튜에이터는, 시소원리가 작용토록 피봇연결되는 스윙바의 양단이 너트와 지지바에 각각 연결되는 미세 조정이 가능한 로봇 손가락을 제공한다.In addition, the actuator of the present invention provides a finely adjustable robot finger in which both ends of a swing bar pivotally connected to the seesaw principle are connected to the nut and the support bar, respectively.

또한, 본 발명의 마디는, 관절부에 외력의 작용시 탄성력이 저장되면서 제거시 복원토록 서로 다른 마디에 양단이 지지되는 스프링이 연결되는 미세 조정이 가능한 로봇 손가락을 제공한다.In addition, the node of the present invention provides a finely adjustable robot finger that is connected to the spring is supported on both ends to be restored to different nodes so that the elastic force is stored when the external force is applied to the joint portion to restore.

계속하여, 본 발명의 V자형 기어쌍은, 각 마디에서 고정 또는 가변토록 지지되면서 일정기울기로서 복수의 기어를 동시에 지지토록 하는 고정브라켓에 의해 연결되는 미세 조정이 가능한 로봇 손가락을 제공한다.Subsequently, the V-shaped gear pair of the present invention provides a finely adjustable robot finger that is connected by a fixed bracket to simultaneously support a plurality of gears as a constant tilt while being fixed or variable supported at each node.

그리고, 본 발명의 동력전달로드는, 엔코더가 부착되는 구동모터에 일체로 연결되어 그 회전수가 제어토록 설치되고, 상기 구동모터에는 과전류 차단센서가 구비되는 미세 조정이 가능한 로봇 손가락을 제공한다.In addition, the power transmission rod of the present invention is integrally connected to the drive motor to which the encoder is attached so that the rotation speed is controlled to control, the drive motor provides a finely adjustable robot finger provided with an over-current blocking sensor.

한편, 본 발명은, 복수의 손가락 및 상기 손가락에 대응되는 엄지손가락을 구비하는 손이 구비되고, On the other hand, the present invention is provided with a hand having a plurality of fingers and the thumb corresponding to the finger,

상기 엄지손가락은 손과 잭을 통하여 회전토록 설치되며,The thumb is installed to rotate through the hand and jack,

상기 잭은 모터의 회전시 손가락에 연결되는 연결바의 길이가 변하면서 손가락을 접거나 펼칠 수 있도록 설치되고, The jack is installed to fold or unfold the fingers while the length of the connection bar connected to the finger when the motor rotates,

상기 손가락은, 피봇 연결되는 두개 이상 마디의 관절부에 근접하여 V자형 치합구조를 갖는 기어쌍이 각각 구비되고, 상기 기어쌍은 유니버셜조인트를 통하여 동력전달로드에 각각 연결되며, 상기 동력전달로드에는 볼트가 형성되어 너트에 치합되고, 상기 너트의 이동시 관절이 회전토록 일단이 다른 마디를 중심으로 회전토록 하는 가변바의 타단이 너트에 연결되며, 마지막 마디에는 동력전달로드에 치합되어 이동시 마지막 마디가 회전토록 액튜에이터가 구비되는 미세 조정이 가능한 로봇 손가락을 이용한 로봇손을 제공한다.The finger is provided with a pair of gears each having a V-shaped engagement structure in close proximity to the joints of two or more nodes that are pivotally connected, and the gear pairs are respectively connected to a power transmission rod through a universal joint, and a bolt is provided on the power transmission rod. The other end of the variable bar, which is formed to be engaged with the nut, and rotates the joint when the nut is rotated around the other node is connected to the nut, and the last node is engaged with the power transmission rod to rotate the last node when moving. Provided is a robot hand using a robot finger capable of fine adjustment provided with an actuator.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 인체와 동일한 동작으로 강한 파지력과 동작이 자유롭고, 힘의 미세 조정이 가능하며, 마디가 굽혀진 상태에서도 동력의 전달이 정확하게 이루어지고, 컴팩트한 구성으로 손가락 및 손의 부피를 최소화하며, 하나의 동력전달로드을 통하여 정확한 동력전달이 가능한 효과를 가져오는 것이다.As described above, according to the present invention, a strong gripping force and a motion are free in the same motion as the human body, fine adjustment of the force is possible, power is accurately transmitted even when the node is bent, and a compact configuration of the finger and the hand Minimizing the volume, and through a single power transmission rod will bring the effect of accurate power transmission.

도1은 종래의 로봇손을 도시한 측면도이다.
도2는 본 발명에 따른 로봇 손가락을 도시한 사시도이다.
도3 및 도4는 각각 본 발명에 따른 손가락의 굽힘 및 펴진상태를 도시한 측면도이다.
도5는 본 발명에 따른 손가락을 도시한 저면도이다.
도6 및 도7은 각각 본 발명에 따른 손가락의 너트 및 액튜에이터를 도시한 사시도이다.
도8 및 도9는 각각 본 발명의 다른 실시예에 따른 손가락이 적용된 손을 도시한 평면도 및 요부연결상태도 이다.1 is a side view showing a conventional robot hand.
Figure 2 is a perspective view of a robot finger according to the present invention.
3 and 4 are side views showing the bent and extended state of the finger according to the present invention, respectively.
Figure 5 is a bottom view of the finger according to the present invention.
6 and 7 are perspective views showing the nut and the actuator of the finger according to the present invention, respectively.
8 and 9 are a plan view and a main connection state diagram showing a hand to which a finger is applied according to another embodiment of the present invention, respectively.

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도2는 본 발명에 따른 로봇 손가락을 도시한 사시도이고, 도3 및 도4는 각각 본 발명에 따른 손가락의 굽힘 및 펴진상태를 도시한 측면도이며, 도5는 본 발명에 따른 손가락을 도시한 저면도이고, 도6 및 도7은 각각 본 발명에 따른 손가락의 너트 및 액튜에이터를 도시한 사시도이며, 도8 및 도9는 각각 본 발명의 다른 실시예에 따른 손가락이 적용된 손을 도시한 평면도 및 요부연결상태도 이다.Figure 2 is a perspective view showing a robot finger according to the present invention, Figures 3 and 4 are side views showing the bent and extended state of the finger according to the present invention, respectively, Figure 5 is a bottom view showing a finger according to the present invention 6 and 7 are perspective views showing a nut and an actuator of a finger according to the present invention, respectively, and FIGS. 8 and 9 are a plan view and a main part of a hand to which a finger is applied according to another embodiment of the present invention, respectively. There is also a connection.

본 발명의 손가락(P)은, 피봇(301)을 통하여 연결되어 복수의 하나 이상의 관절부(J)를 갖는 적어도 두개 이상의 마디(303)로서 이루어진다.The finger P of the present invention is made up of at least two nodes 303 connected through the pivot 301 and having a plurality of one or more joints J.

이때, 상기 관절부(J)에 근접하여 V자형 연결구조를 갖는 기어쌍(310)이 각각 구비된다.At this time, the gear pair 310 having a V-shaped connection structure is provided close to the joint portion (J), respectively.

그리고, 상기 기어쌍(310)은, 유니버셜조인트(330)를 통하여 동력전달로드(350)에 각각 연결된다.The gear pairs 310 are connected to the power transmission rods 350 through the universal joint 330, respectively.

더하여, 상기 동력전달로드(350)는, 다각형으로 분할설치되면서 단부가 유니버셜조인트(330)에 각각 연결되고, 일측이 나사산을 갖는 볼트(351)에 연결되어 일체로 회전토록 설치된다.In addition, the power transmission rod 350 is divided into polygons, each end is connected to the universal joint 330, one side is connected to the bolt 351 having a screw thread is installed to rotate integrally.

또한, 상기 동력전달로드(350)에 연결되는 볼트의 외경측에는 볼트에 치합되면서 각각의 마디(303)에 대응토록 위치하는 너트(353)가 연결된다.In addition, a nut 353 positioned to correspond to each node 303 while being engaged with the bolt is connected to an outer diameter side of the bolt connected to the power transmission rod 350.

이때, 상기 너트(353)는, 동력전달로드(350)의 정,역회전시 동력전달로드를 중심으로 전,후진토록 설치되고, 상기 너트(353)의 내측에는 제1스프링(354)이 구비되어 볼트(351)에 복원력이 작용토록 설치된다.At this time, the nut 353 is installed forward and backward with respect to the power transmission rod during forward and reverse rotation of the power transmission rod 350, and the first spring 354 is provided inside the nut 353. Thus, the restoring force is installed to the bolt 351 to act.

더하여, 상기 동력전달로드(350)의 회전시 이에 연결되는 볼트(351)가 너트를 중심으로 이동하여도 된다.In addition, the bolt 351 connected thereto when the power transmission rod 350 rotates may move about the nut.

그리고, 상기 너트(353)에 가변바(370)의 타단이 연결될 때 상기 가변바의 일단은 너트가 위치하는 하나의 마디에 연결되는 다른 하나의 마디에 연결된다.When the other end of the variable bar 370 is connected to the nut 353, one end of the variable bar is connected to the other node connected to one node where the nut is located.

또한, 상기 마디(303)중 마지막 마디에는 동력전달로드(350)의 단부가 치합되는 구성으로 동력전달로드의 회전시 마지막 회전토록 액튜에이터(390)가 구비된다.In addition, the last node of the node 303 is configured such that the end of the power transmission rod 350 is engaged with the actuator 390 for the last rotation during the rotation of the power transmission rod.

이때, 상기 마디(303)중 마디막 마디의 볼트는 양측에 서로 다른 회전방향을 갖는 나사산이 형성되어 동력전달로드에 의해 회전시 그 양측에 각각 치합되는 너트를 내측으로 이동시키도록 설치된다.At this time, the bolts of the node of the node 303 of the node 303 is formed with a screw thread having a different rotation direction on both sides is installed to move the nut engaged on both sides when the rotation of the power transmission rod, respectively.

그리고, 상기 동력전달로드(350)은, 마디의 공간상에 고정바(357)를 통하여 연결되면서 동력전달로드이 자유회전가능토록 설치되는 슬라이딩블럭(355)을 통하여 지지된다.In addition, the power transmission rod 350 is supported through a sliding block 355 which is connected so as to be freely rotatable while the power transmission rod is connected through the fixing bar 357 on the space of the node.

더하여, 상기 액튜에이터(390)는, 시소의 원리가 작용토록 피봇연결되는 스윙바(391)의 양단이 너트(353)와 지지바(399)에 각각 연결된다.In addition, the actuator 390 is connected to both the nut 353 and the support bar 399 at both ends of the swing bar 391, which is pivotally connected so that the principle of seesaw may be applied.

또한, 상기 마디(303)는, 관절부(J)에 외력의 작용시 탄성력이 저장되면서 제거시 복원토록 서로 다른 마디에 양단이 지지되는 복원스프링(380)이 연결된다.In addition, the node 303, the elastic spring is stored when the external force is applied to the joint (J) is connected to the restoring spring 380 is supported at both ends to be restored to the other node to restore when removed.

계속하여, 상기 V자형 기어쌍(310)는, 마디에 고정설치되거나 마디에 형성되는 슬롯(311)을 통하여 가변토록 지지되면서 일정기울기로서 복수의 기어를 통시에 지지토록 하는 고정브라켓(315)에 의해 일체로 연결된다.Subsequently, the V-shaped gear pair 310 is fixedly installed at the node or supported by the slot 311 formed in the node while being variablely supported and fixed to the fixed bracket 315 to support a plurality of gears as a constant tilt. By being integrally connected.

그리고, 상기 동력전달로드(350)은, 회전판의 둘레에 복수의 홀을 갖는 구성으로 이루어진 엔코더(352)가 부착되는 구동모터(354)에 일체로 연결되어 그 회전수가 제어토록 설치되고, 상기 구동모터(354)에는 과전류 차단센서(356)가 구비된다.In addition, the power transmission rod 350 is integrally connected to a drive motor 354 to which the encoder 352 having a plurality of holes is attached to the periphery of the rotating plate, and the rotation speed thereof is controlled so as to control the drive. The motor 354 is provided with an overcurrent blocking sensor 356.

더하여, 상기 볼트 및 너트는 각각의 마디(303)에 설치될 때 대응되는 피치가 서로 다르도록 설치되어 동일회전수로 회전되는 동력전달로드의 회전시 손바닥(H1)에서 가장 먼 거리에 위치한 마디의 회전속도가 가장빠르게 되고, 손바닥을 향하여 점차로 회전속도가 차이를 갖도록 설치된다.In addition, the bolts and nuts are installed so that the corresponding pitch is different when installed in each node 303, the node located at the farthest distance from the palm (H1) during the rotation of the power transmission rod rotated at the same speed The rotation speed is the fastest, and the rotation speed is gradually set toward the palm to have a difference.

한편, 본 발명은, 복수의 손가락(P) 및 상기 손가락에 대응되는 엄지손가락(P1)을 구비하는 손(H)이 구비된다.On the other hand, the present invention includes a hand H having a plurality of fingers P and a thumb P1 corresponding to the fingers.

그리고, 상기 엄지손가락(P1)은 손(H)에 구비되는 손바닥(H1)의 잭(400)을 통하여 회전토록 설치된다.And, the thumb (P1) is installed to rotate through the jack 400 of the palm (H1) is provided in the hand (H).

또한, 상기 잭(400)은, 동작모터(410)의 회전시 손가락에 연결되는 연결바(430)의 길이가 변하면서 고정편(450)을 중심으로 회전되는 손가락을 접거나 펼칠 수 있도록 설치된다. In addition, the jack 400 is installed to fold or unfold the fingers rotated around the fixing piece 450 while the length of the connection bar 430 connected to the finger when the operation motor 410 is rotated. .

이때, 상기 손가락 및 엄지손가락은 상기에서 설명한 손의 구성과 동일하게 형성된다.In this case, the fingers and the thumb is formed in the same manner as the configuration of the hand described above.

또한, 상기 관절부를 커버링하도록 신축가능한 커버링부재(500)가 더 구비되는 구성으로 이루어 진다.In addition, it is made of a configuration that is further provided with a covering member 500 that is stretchable to cover the joint.

상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 동작을 설명한다.The operation of the present invention constructed as described above will be described.

도2 내지 도9에서 도시한 바와같이 본 발명의 손가락(P) 및 엄지손가락(P1)은, 피봇(301)을 통하여 복수의 마디(303)가 연결되어 하나 이상의 관절부(J)를 구비함으로써 인간의 손과 동일한 메카니즘의 적용이 가능토록 된다.As shown in FIGS. 2 to 9, the finger P and the thumb P1 of the present invention have a plurality of nodes 303 connected to each other through a pivot 301 to have one or more joints J. It is possible to apply the same mechanism as the hand.

이때, 상기 관절부(J)에 근접하여 일정한 경사도를 갖도록 V자형 연결구조를 갖는 기어쌍(310)이 각각 구비되어 동력의 전달이 가능함은 물론 관절부(J)가 꺽일때에도 동력전달이 용이하게 된다.In this case, gear pairs 310 having a V-shaped connection structure are provided to have a predetermined inclination in proximity to the joint part J, respectively, so that power can be transmitted as well as power is easily transmitted even when the joint part J is bent.

그리고, 상기 기어쌍(310)은, 유니버셜조인트(330)를 통하여 동력전달로드(350)에 각각 연결되는 구성으로 관절부의 절곡에 상관없이 동일한 회전력으로 동력전달이 가능토록 된다.In addition, the gear pair 310 is configured to be connected to the power transmission rod 350 through the universal joint 330, respectively, so that power transmission is possible with the same rotational force regardless of bending of the joint portion.

더하여, 상기 동력전달로드(350)에는 나사산을 갖는 볼트(351)가 형성되어 각각의 마디(303)에 대응토록 위치하는 너트(353)에 치합토록 설치되어 동력전달로드의 회전에 따른 볼트의 회전시 상기 너트가 볼트(351)를 중심으로 이동토록 된다.In addition, a bolt 351 having a thread is formed on the power transmission rod 350 so as to be engaged with the nut 353 positioned to correspond to each node 303, so that the rotation of the bolt according to the rotation of the power transmission rod is performed. When the nut is moved around the bolt 351.

이때, 상기 너트(353)는, 동력전달로드(350)의 정,역회전시 동력전달로드을 중심으로 전,후진토록 설치될 때 다른 마디에 일단이 연결되는 가변바(370)를 회전시켜 다른 마디를 중심으로 너트가 설치되는 마디를 회전시켜 손가락이 굽혀지도록 한다.At this time, the nut 353 is rotated by the variable bar 370, one end of which is connected to the other node when the forward and reverse rotation around the power transmission rod during forward and reverse rotation of the power transmission rod 350, another node Rotate the node where the nut is installed so that the finger is bent.

상기 너트(353)의 내측에는 제1스프링(354)이 구비되어 볼트(351)에 복원력이 작용토록 설치되어 동력전달로드(350)의 가변에 따른 간극을 흡수토록 하여 동력전달은 물론 동력전달로드의 압축에 의한 파손을 방지토록 한다.The inner side of the nut 353 is provided with a first spring 354 so that the restoring force is applied to the bolt 351 to absorb the gap according to the change of the power transmission rod 350 to power transmission as well as power transmission rod. To prevent damage caused by compression.

이상과 같은 구성으로 연결되는 각각의 마디가 상기 너트(353)의 이동시 동시에 각각 절곡될 때 상기 마디(303)중 마지막 마디에는 동력전달로드(350)의 단부가 치합되어 동력전달로드의 회전시 마지막 마디를 절곡토록 하는 액튜에이터(390)가 설치되어 마지막 마디도 동작에 굽혀지도록 한다.When each node connected in the above configuration is bent at the same time when the nut 353 is moved, the end of the power transmission rod 350 is engaged with the last node of the node 303 to the last when the power transmission rod is rotated. An actuator 390 is installed to bend the node so that the last node is also bent in motion.

그리고, 상기 동력전달로드(350)은, 마디의 공간상에 고정바(353)를 통하여 연결되면서 동력전달로드가 자유회전가능토록 설치되는 슬라이딩블럭(355)을 통하여 지지되어 일정길이를 갖는 동력전달로드(350)의 회전력에 의한 원심력 발생을 최소화 한다.In addition, the power transmission rod 350 is connected via a fixed bar 353 on the space of the node, the power transmission rod is supported by a sliding block 355 is installed so that the power transmission rod is free to rotate power transmission having a certain length. Minimization of centrifugal force caused by the rotational force of the rod 350.

더하여, 상기 액튜에이터(390)는, 시소의 원리가 작용토록 피봇연결되는 스윙바(391)의 양단이 너트(353)와 지지바(259)에 각각 연결되어 너트의 이동시 마지막 마디(303)에 연결되는 스윙바(391)를 회전시켜 마지막 마디도 동시에 굽혀지도록 한다.In addition, the actuator 390 has both ends of the swing bar 391, which is pivotally connected so that the principle of seesaw, is connected to the nut 353 and the support bar 259, respectively, and is connected to the last node 303 when the nut is moved. By rotating the swing bar 391, the last node is also bent at the same time.

또한, 상기 마디(303)는, 관절부(J)에는 서로 다른 마디에 양단이 지지되는 복원스프링(380)이 연결설치되어 절곡부에 외력이 제거될 때 용이하게 복원토록 된다.In addition, the node 303, the joint portion (J) is connected to the restoring spring 380, which is supported at both ends on different nodes are easily restored when the external force is removed in the bent portion.

계속하여, 상기 V자형 기어쌍(310)는, 마디에 고정 또는 슬롯(311)을 통하여 가변토록 지지되면서 일정기울기로서 복수의 기어를 통시에 지지토록 하는 고정브라켓(315)에 의해 일체로 연결되어 한쌍의 기어쌍이 일정한 기울기에서 동시에 회전토록 하면서 기어쌍의 동력전달로드에 대한 각도가 가변토록 되어 마디의 절곡각도에 따라 신속한 대응이 가능토록 된다.Subsequently, the V-shaped gear pair 310 is integrally connected by a fixing bracket 315 which supports a plurality of gears at a time as a constant tilt while being fixed to the node or variably supported through the slot 311. As the pair of gears are rotated at a constant slope at the same time, the angle to the power transmission rod of the gear pair is variable so that quick response is possible according to the bending angle of the node.

그리고, 상기 동력전달로드(350)은, 엔코더(352)가 부착되는 구동모터(354)에 일체로 연결되어 그 회전수가 제어토록 설치하면서 상기 구동모터(354)에는 과전류 차단센서(356)가 구비되어 정확한 회전수의 제어가 가능토록 하면서 과전류에 따른 모터손상을 방지토록 한다.In addition, the power transmission rod 350 is integrally connected to the drive motor 354 to which the encoder 352 is attached, and the rotation speed thereof is controlled so that the drive motor 354 is provided with an overcurrent blocking sensor 356. It is possible to control precise rotation speed and to prevent motor damage due to overcurrent.

이때, 상기 엔코더는, 송, 수신쎈서가 구멍 뚫린 회전판을 서로 마주보고 설치되어 회전 할 때 복수개의 신호를 만들어 내어 일정한 회전수의 미세제어가 가능토록 된다.At this time, the encoder is provided to face the rotation plate, which is transmitted and received by the receiver, to generate a plurality of signals when rotating to enable a fine control of a certain number of revolutions.

즉, 상기 손(H)에 5개의 손가락을 부착할 경우 어느 손가락을 쥐느냐 펴느냐 하는 것은 각 구동모터를 우로 또는 좌로 몇 바퀴 돌리느냐 하는 수치제어 이므로 수치상으로 정해진 명령어에 따라 로봇 손을 통제한다면 전세계 어디에 흩어져 있더라도 한 명령어에 따라 똑같은 동작을 취할 있는 것이다.In other words, when the five fingers are attached to the hand H, which finger is held or extended is a numerical control of how many turns each drive motor is to the right or left. No matter where you are in the world, you can do the same thing with one command.

예를 들어, 힘을 빼고 있는 상태의 인체의 손의 생김새를 기준으로 로봇손에 있어서도 그 상태를 중립 0으로 했을 때 손가락을 펴는 동작은 좌회전 구부리는 동작은 우회전으로 정하면 볼트 및 너트의 피치를 1mm로 할 경우 한바퀴 회전 할 때 1mm의 전진 또는 후진을 뜻하며 엔코더는 1바퀴 돌 때 4개의 신호를 발생시키면 손가락 끼리는 0.25mm의 통제가 가능하게 된다.For example, in the case of the robot hand with the force of the human body in the state of removing the force, if the neutral state is 0, the straightening of the fingers is left turning and the right turning is the right turning. In this case, it means forward or backward of 1mm when rotating one turn, and encoder generates 4 signals when turning one turn, allowing 0.25mm control of fingers.

한편, 본 발명은 복수의 손가락(P) 및 상기 손가락에 대응되는 엄지손가락(P1)을 구비하는 손(H)이 구비되어 사람의 손과 동일한 동작이 가능토록 된다.On the other hand, the present invention is provided with a hand (H) having a plurality of fingers (P) and the thumb (P1) corresponding to the finger to enable the same operation as the human hand.

그리고, 상기 엄지손가락(P1)은 손(H)과 잭(400)을 통하여 회전토록 설치되어 일반적인 손가락과 상이하게 동작하는 엄지손가락(H1)을 사람의 엄지손가락과 동일하게 움직이도록 한다.And, the thumb (P1) is installed so as to rotate through the hand (H) and the jack 400 to move the thumb (H1) that operates differently from the general finger in the same way as the thumb of a person.

이때, 상기 잭(400)은, 동작모터(410)의 회전시 손가락에 연결되는 연결바(430)의 길이가 변하면서 고정편(450)을 중심으로 회전되는 손가락을 접거나 펼치게 된다. At this time, the jack 400, while the length of the connection bar 430 connected to the finger when the operation motor 410 is rotated to fold or unfold the finger rotated around the fixing piece 450.

또한, 상기 관절부를 커버링하도록 신축가능한 커버링부재(500)가 더 구비되어 마디를 굽힐 때 외부에 노출되는 관절부를 커버링 하여 이물질의 유입등에 의한 동작불량을 방지하게 되는 것이다.In addition, the flexible covering member 500 is further provided to cover the joint part to cover the joint part exposed to the outside when the node is bent to prevent malfunction due to inflow of foreign matter.

301...피봇 303...마디
310...기어쌍 330...유니버셜조인트
350...동력전달로드 351...볼트
353...너트 380...복원스프링
390...액튜에이터 400...잭
500...커버링부재301 ... Pivot 303 ... Node
310 ... Gear Pair 330 ... Universal Joint
350 ... power train rod 351 ... bolts
353 Nuts 380 Restoration Springs
390 Actuator 400 Jack
500 ... covering member

Claims (10)

피봇 연결되는 두개 이상 마디의 관절부에 근접하여 V자형 연결구조를 갖는 기어쌍이 각각 구비되고, 상기 기어쌍은 유니버셜조인트를 통하여 외력에 의해 회전되는 동력전달로드에 각각 연결되며, 상기 동력전달로드에는 볼트가 설치되어 마디에 연결되는 너트에 치합되고, 상기 너트에는 타단이 연결되면서 너트의 이동시 마디의 관절부가 회전토록 일단이 다른 마디에 연결되는 가변바가 구비되어 상기 너트의 이동시 하나의 마디가 이에 연결되는 다른 마디를 중심으로 회전토록 설치되며,
상기 V자형의 기어쌍은, 마디에 고정 또는 가변토록 지지되면서 일정기울기로서 복수의 기어를 동시에 지지토록 하는 고정브라켓에 의해 연결되는 미세 조정이 가능한 로봇 손가락.Gear pairs each having a V-shaped connection structure are provided in close proximity to joints of two or more nodes which are pivotally connected, and the gear pairs are respectively connected to a power transmission rod rotated by an external force through a universal joint, and the power transmission rod has a bolt. Is installed and engaged to the nut connected to the node, and the nut is provided with a variable bar that is connected to the other node so that one end is connected to the other node so that the joint part of the node rotates when the nut is moved. It is installed to rotate around another node,
The V-shaped gear pair is a microfinger robot finger that is connected by a fixed bracket to support a plurality of gears at the same time as a constant tilt while being fixed or variable support to the node. 제1항에 있어서, 상기 동력전달로드는, 마디에 연결되면서 동력전달로드가 자유회전가능토록 설치되는 슬라이딩블럭을 통하여 지지되는 것을 특징으로 하는 미세 조정이 가능한 로봇 손가락.The robot finger of claim 1, wherein the power transmission rod is connected to the node and supported by a sliding block to which the power transmission rod is freely rotatable. 제1항에 있어서, 상기 마디는, 마지막 마디에 동력전달로드에 치합되어 이동시 마지막 마디가 회전토록 액튜에이터가 구비되는 것을 특징으로 하는 미세 조정이 가능한 로봇 손가락. The robot finger according to claim 1, wherein the node is provided with an actuator such that the last node is rotated when the node is engaged with the power transmission rod. 제3항에 있어서, 상기 액튜에이터는, 시소의 원리가 작용토록 피봇연결되는 스윙바의 양단이 너트와 지지바에 각각 연결되고,
상기 너트는 서로 다른 방향의 나사산을 갖는 볼트에 연결되는 것을 특징으로 하는 미세 조정이 가능한 로봇 손가락.The actuator of claim 3, wherein both ends of the swing bar are pivotally connected so that the principle of seesaw is applied to the nut and the support bar, respectively.
And the nut is connected to a bolt having threads in different directions. 제1항에 있어서, 상기 마디는, 관절부에 외력의 작용시 탄성력이 저장되면서 제거시 복원토록 서로 다른 마디에 양단이 지지되는 스프링이 연결되고,
손가락의 단부를 향하여 마디의 회전속도가 점차로 증가토록 설치되는 것을 특징으로 하는 미세 조정이 가능한 로봇 손가락.According to claim 1, The nodes are connected to the spring is supported at both ends to the different nodes to restore when removed while the elastic force is stored when the external force is applied to the joint portion,
A finely adjustable robot finger, characterized in that the rotational speed of the node is gradually installed toward the end of the finger. 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 동력전달로드는, 엔코더가 부착되는 구동모터에 일체로 연결되어 그 회전수가 제어토록 설치되고,
상기 구동모터에는 과전류 차단센서가 구비되는 것을 특징으로 하는 미세 조정이 가능한 로봇 손가락.According to claim 1, The power transmission rod is integrally connected to the drive motor to which the encoder is attached, the rotation speed is installed to control,
The drive motor is finely adjustable robot finger, characterized in that the over-current blocking sensor is provided. 제1항에 있어서, 상기 너트는, 동력전달로드의 정,역회전시 동력전달로드를 중심으로 전,후진토록 설치되고,
상기 너트의 내측에는 제1스프링이 구비되어 볼트의 이동시 탄성력이 저장토록 설치되는 것을 특징으로 하는 미세 조정이 가능한 로봇 손가락.The method of claim 1, wherein the nut, the forward and reverse rotation of the power transmission rod, the forward and backward centering around the power transmission rod,
The inside of the nut is provided with a first spring finely adjustable robot finger, characterized in that the elastic force is stored so as to store the bolt movement. 손바닥에 하나 이상의 손가락 및 상기 손가락에 대응되는 엄지손가락을 구비하는 구성의 손이 설치되고,
상기 엄지손가락은 손바닥에 장착되는 잭을 통하여 손바닥에서 움직이도록 연결되며,
상기 잭은 모터의 회전시 엄지손가락에 연결되는 연결바의 길이가 변하면서 엄지손가락을 접거나 펼칠 수 있도록 설치되고,
상기 손가락 및 엄지손가락은, 피봇 연결되는 두개 이상 마디의 관절부에 근접하여 V자형 연결구조를 갖는 기어쌍이 각각 구비되고, 상기 기어쌍은 유니버셜조인트를 통하여 동력전달로드에 각각 연결되며, 상기 동력전달로드에는 볼트가 형성되어 너트에 치합되고, 상기 너트의 이동시 마디가 회전토록 일단이 다른 마디를 중심으로 회전토록 하는 가변바의 타단이 너트에 연결되어 하나의 마디가 다른 마디를 중심으로 회전되며,
상기 손가락 및 엄지손가락은, 마지막 마디에 동력전달로드에 치합되어 이동시 마지막 마디가 회전토록 액튜에이터가 구비되고,
상기 액튜에이터는, 시소의 원리가 작용토록 피봇연결되는 스윙바의 양단이 너트와 지지바에 각각 연결되는 미세 조정이 가능한 로봇 손가락을 이용한 로봇손.A hand having a configuration having at least one finger and a thumb corresponding to the finger is installed in the palm,
The thumb is connected to move in the palm through a jack mounted on the palm,
The jack is installed to fold or unfold the thumb while changing the length of the connecting bar connected to the thumb when the motor rotates,
The finger and thumb are each provided with a gear pair having a V-shaped connection structure in close proximity to the joint portion of two or more nodes that are pivotally connected, the gear pair is connected to the power transmission rod through a universal joint, respectively, the power transmission rod There is a bolt is formed in the nut is engaged, the other end of the variable bar is rotated about the other node so that the end is rotated so that the node is rotated when the nut is moved, one node is rotated about the other node,
The finger and thumb is engaged with the power transmission rod in the last node, the actuator is provided to rotate the last node when moving,
The actuator is a robot hand using a finely adjustable robot finger that both ends of the swing bar is pivotally connected so that the principle of seesaw is connected to the nut and the support bar, respectively. 삭제delete
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