KR100785869B1

KR100785869B1 - 그립퍼

Info

Publication number: KR100785869B1
Application number: KR1020060091223A
Authority: KR
Inventors: 김선관; 이영우
Original assignee: 주식회사 로보스
Priority date: 2006-09-20
Filing date: 2006-09-20
Publication date: 2007-12-14

Abstract

본 발명은 작업물을 파지하는 그립퍼에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 실린더의 샤프트에 고정되어 승하강하는 링크 홀더와, 상기 링크 홀더에 장착되어 작업물을 파지하는 링크 어셈블리로 구성되어 작업물을 보다 효율적이고 정확하게 이송할 수 있는 그립퍼에 관한 것이다

그립퍼, 휠, 이송, 센서

Description

그립퍼{Gripper}

도 1은 종래의 그립퍼에 대한 개념도,

도 2는 본 발명인 그립퍼에 대한 분리 사시도,

도 3은 본 발명인 한 쌍의 그립퍼에 대한 사시도,

도 4 및 도 5는 본 발명인 그립퍼의 작동 원리는 나타내는 개념도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 그립퍼 110 : 링크 홀더

111 : 본체 112 : 링크 고정부

113 : 가이드 바 관통부 120 : 링크 어셈블리

121 : 제1회전링크 122 : 제2회전링크

123 : 동작제어링크 124 : 그립 링크

125 : 브라켓 130 : 실린더부

131 : 실린더 132 : 샤프트

140 : 링크 홀더 고정 축

150 : 센싱부 151 : 센서 브라켓

152 : 상부 센서 153 : 하부 센서

B : 베어스 P : 핀

S : 볼트 G : 가이드 바

R : 로봇

본 발명은 작업물을 파지하는 그립퍼에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 실린더의 샤프트에 고정되어 승하강하는 링크 홀더와, 상기 링크 홀더에 장착되어 작업물을 파지하는 링크 어셈블리로 구성되어 작업물을 보다 효율적이고 정확하게 이송할 수 있는 그립퍼에 관한 것이다.

일반적으로 그립퍼(Gripper)라고 하는 것은 작업물을 파지하기 위한 것으로서 상기 그립퍼가 작업물을 파지한 후 로봇이 상기 그립퍼를 이동시켜 상기 작업물을 이송시키게 되는 것이다.

종래의 그립퍼(10)는 도 1에 도시된 바와 같이 실리더(12)에 의해 구동되는 파지부(14)에 의해 작업물 즉 상기 종래의 경우 휠(wheel)을 파지하게 된다. 이때 상기 파지부(14)는 브라켓(13)에 의해 고정되는 아암(14a)과, 상기 아암(14a)의 일측으로부터 돌출하여 상기 휠(W)을 파지하는 돌출부(14b)로 구성된다.

이러한 구성에 의해 상기 휠(W)을 파지한 후 로봇(R)에 의해 이송되는 것이다.

그러나, 상술한 바와 같은 그립퍼(10)의 경우 평면 형상의 파지부(14)로 인해 안정적인 파지가 어려운 문제점이 있었으며 또한 한 번에 하나의 휠(W)만을 이 송할 수 있어 그 효율이 떨어지는 문제점이 있었다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서 실린더의 샤프트에 고정되어 승하강하는 링크 홀더와, 상기 링크 홀더에 장착되어 작업물을 파지하는 링크 어셈블리로 구성되어 상기 작업물을 안정적으로 파지하는 한편 한 쌍의 그립퍼를 장착함에 의해 다수개의 작업물을 이송가능하게 하여 효율적인 이송을 할 수 있는 그립퍼를 제공하는데 그 목적이 있다.

상술한 목적은 실린더의 샤프트에 고정되어 승하강하는 링크 홀더와, 상기 링크 홀더에 장착되어 작업물을 파지하는 링크 어셈블리로 구성되는 그립퍼로서,

상기 링크 홀더는 원판 형상으로서 상기 실린더의 샤프트에 의해 승하강 되는 본체와, 상기 본체의 주변부에 다수개 돌출되는 한편 상기 링크 어셈블리가 회전가능하게 고정되는 링크 고정부를 포함하고, 상기 링크 어셈블리는 일측이 상하로 각각 회전가능도록 상기 링크 고정부에 장치되는 제1회전링크 및 제2회전링크와, 상기 제1회전링크 및 제2회전링크의 타측과 회전가능하게 장치되는 그립 링크와, 상기 제2회전링크의 중앙부측에 회전가능하게 결합하는 한편 상기 실린더의 일측에 형성되는 브라켓에 회전가능하게 장치되는 동작제어링크를 포함하는 그립퍼 및 상기 그립퍼를 한 쌍으로 설치한 구성에 의해 달성될 수 있다.

이하 첨부된 도면과 일 실시예를 참조하여 본 발명의 구성을 더욱 상세히 설명한다.

본 발명은 상술한 바와 같이 실린더의 샤프트에 고정되어 승하강하는 링크 홀더와, 상기 링크 홀더에 장착되어 작업물을 파지하는 링크 어셈블리로 구성되어 상기 작업물을 안정적으로 파지하는 한편 한 쌍의 그립퍼를 장착함에 의해 다수개의 작업물을 이송가능하게 하여 효율적인 이송을 할 수 있는 그립퍼에 관한 것이다.

상술한 바와 같은 본 발명을 설명하기 위해 일 실시예를 예로 들어 설명하기로 하며, 본 실시예에서는 상기 구성요소를 회전가능하도록 장착하기 위해 핀(P)을 삽입하여 결합하는 핀 결합 방식을 기준으로 한다. 또한, 상기 작업물로서는 휠(W)을 대상으로 하고, 상기 휠(W)을 파지하기 위한 링크 어셈블리(120)는 4개를 기준으로 한다. 물론 본 발명은 상기 실시예에 국한되는 것은 아니다.

이하 도 2를 참조하여 설명하면, 본 발명은 크게 휠(W)을 파지하기 위해 다수개의 링크로 구성되는 링크 어셈블리(120)와 상기 링크 어셈블리(120)가 회전가능하게 고정되는 링크 홀더(110)과, 상기 링크 홀더(110)를 승하강시키는 실린더부(130)로 구성된다. 상기 도 2에서 링크 어셈블리(120)는 도면을 명료하게 하기 위해 4개의 링크 어셈블리(120) 중 하나의 링크 어셈블리(120)만을 도시하였다.

상기 링크 홀더(110)는 원판 형상의 본체(111)와, 상기 본체(111)의 주변부에 다수개 돌출되는 한편 상기 링크 어셈블리(120)가 회전가능하게 고정되는 링크 고정부(112)를 포함한다. 이때 상기 본체(111)는 실린더부(130)의 실린더(131)에 설치되어 승하강 하는 샤프트(132)에 의해 승하강하게 된다.

또한 상기 링크 어셈블리(120)는 일측이 상하로 각각 회전가능도록 상기 링크 고정부(112)에 장치되는 제1회전링크(121) 및 제2회전링크(122)와, 상기 제1회전링크(121) 및 제2회전링크(122)의 타측과 회전가능하게 장치되는 그립 링크(123)와, 상기 제2회전링크(122)의 중앙부측에 회전가능하게 결합하는 한편 상기 실린더(131)의 일측에 형성되는 브라켓(125)에 회전가능하게 장치되는 동작제어링크(123)를 포함한다.

상기 링크 고정부(112)는 상기 링크 어셈블리(120)의 제1회전링크(121)과 제2회전링크(122)가 핀 결합하기 위해 슬릿(112a)이 형성된다. 상기 슬릿(112a)은 상기 링크 고정부(112)를 관통하는 형상이다. 한편 상기 슬릿(112a)의 양측면에는 핀 홀(112b)이 각각 형성된다. 상기 핀 홀(112b)은 후술하는 제1 및 제2회전링크(121,122)와 핀 결합하게 된다.

한편 상기 슬릿(112a)이 형성되는 링크 고정부(112)는 본 실시예의 경우 4개가 형성되고, 이에 의해 상기 링크 어셈블리(120) 또는 4개가 설치된다. 물론 상기 휠(W)을 안정적으로 파지할 수 있는 한 그 갯수는 제한되지 않는다.

이하 상기 링크 고정부(112)의 슬릿(112a)에 삽입되는 제1회전링크(121) 및 제2회전링크(122)에 대해 설명하기로 한다.

상기 제1회전링크(121) 및 제2회전링크(122)는 상기 슬릿(112a)에 상부 및 하부에 각각 설치된다. 이때 상기 제1회전링크(121)와 제2회전링크(122)는 그 양측 단부에 핀 홀(121a,122a)이 형성된다. 이때 상기 핀 홀(121a,122b)는 상술한 바와 같이 상기 링크 고정부(112)의 슬릿(112a)에 상기 링크(121,122)가 삽입된 후 핀(P)이 관통하여 결합되도록 하여 상기 링크(121,122)가 상기 슬릿(112a)에 회전가능하도록 설치하기 위한 것이다.

한편 상기 제1회전링크(121)와 제2회전링크(122)의 반대측에도 핀 홀이 형성되며 이는 실제 휠(W)을 파지하는 그립 링크(124)와 회전가능하게 결합하기 위한 것이다.

상기 그립 링크(124)는 그 일측에 슬릿(124a)을 형성하여 상기 제1회전링크(121)와 제2회전링크(122)의 타측이 삽입되도록 한다. 이 후 상기 삽입된 제1회전링크(121)와 제2회전링크(122)가 회전가능하게 결합되도록 핀(P)에 의해 고정한다.

이상 상술한 바와 같이 링크 홀더(110)의 링크 고정부(112)에 상기 제1회전링크(121) 및 제2회전링크(122)의 일측을 핀 결합시킨 후 상기 제1회전링크(121)와 제2회전링크(122)의 타측을 상기 그립 링크(124)에 핀 결합시킴에 의해, 상기 링크 홀더(110)가 상부로 이동하면 그에 의해 상기 제1회전링크(121)와 제2회전링크(122)가 회전하게 되고 그에 따라 상기 그립 링크(124)가 하측으로 내려오게 되어 휠(W)을 파지하게 된다. 이때 상기 휠(W)을 손상없이 파지하기 위해 상기 그립 링크(124)의 끝단부에 롤러(124c)를 설치하여 파지시 상기 휠(W)에 손상을 주는 것을 방지하는 것도 바람직하다.

한편 상기 휠(W)을 보다 안정적으로 파지하기 위해 동작제어링크(123)을 설치하게 된다.

상기 동작제어링크(123)는 일측은 상기 제2회전링크(122)의 중앙부측에 핀 결합하고 타측은 상기 실린더(131)의 일측에 형성되는 브라켓(125)에 핀 결합한다.

즉, 상기 동작제어링크(123)의 일측에 슬릿(123b)을 형성한 후 상기 슬릿(123b)의 양측면에 핀 홀(123c)를 각각 형성한다. 이때 상기 슬릿(123b)에 상기 제2회전링크(122)의 중앙부측이 삽입된 후 상기 각 핀 홀에 의해 핀 결합한다.

이러한 구성에 의해 상기 제2회전링크(122)가 회전함에 의해 상기 동작제어링크(123)가 같이 회전하게 된다. 이러한 작동 메카니즘은 후술하기로 한다.

한편, 상기 동작제어링크(123)의 타측에도 핀 홀(123a)을 형성하여 상기 브라켓(125)과 핀 결합하게 된다.

이상 상술한 바와 같은 본 실시예의 링크 홀더(110)의 경우 상기 실린더(131)의 샤프트(132)로부터 이탈되는 것을 방지하기 위해 볼트(S)를 사용하여 고정하는 것도 가능하며, 특히 상기 링크 홀더(110)에 밑면에 고정되는 한편 상기 실린더(131)의 샤프트(132)에 끼움되도록 삽입홀(140a)이 형성되는 링크 홀더 고정 축(140)을 더 포함하는 것도 바람직하다. 이때, 상기 볼트(S)가 상기 링크 홀더 고정 축(140)에 고정되기 위해 상기 링크 홀더 고정 축(140)의 상면에 상기 볼트(S)가 고정될 수 있는 고정홀(140b)를 형성하는 것도 바람직하다.

한편 상술한 바와 같이 상기 링크 홀더(110)가 상기 실린더부(130)에 의해 승하강되는데 이때 상기 승하강 운동을 정밀하게 제어하기 위해 가이드 바(G)를 설치하는 것도 바람직하다.

즉, 상기 실린더(131)의 일측에 가이드 바(G)를 설치하고, 상기 링크 홀더(110)의 본체(111) 일측에 돌출되는 한편 상기 가이드 바(G)가 관통되기 위한 관통홀(113a)이 구비되는 가이드 바 관통부(113)를 형성하는 것도 바람직하다.

본 실시예에서는 상기 도 2에 도시된 바와 같이 2개의 가이드 바(G)가 설치되어 있는 것으로 되었있으나 1개 또는 2개 이상의 가이드 바(G)를 설치하는 것도 가능하다.

한편, 상기 브라켓(125)의 경우 실린더(131)의 일측에 설치하는 것도 가능하나 상기 실린더(131)의 하측에 위치하는 받침판(133)을 설치한 후 상기 받침판(133)에 상기 브라켓(125)을 설치하는 것도 가능하다.

이상 실시예에 의해 설명된 바와 같이 본 발명은 링크 홀더(110)의 승하강운동과 그에 의한 링크 어셈블리(120)의 운동에 의해 휠(W)을 파지하게 되는데, 이때 상기 링크 홀더(110)의 승하강 위치를 센싱하기 위해 센싱부(150)를 설치하는 것도 바람직하다.

상기 센싱부(150)는 상기 실린더(131)의 일측에 장치되는 센서 브라켓(151)과, 상기 센서 브라켓(151)의 상하측에 각각 설치되어 상기 링크 홀더의 최상점과 최하점을 센싱하는 상부 센서(152)와 하부 센서(153)로 구성된다. 상기 상부 센서(152)와 하부 센서(153)에 의해 상기 링크 홀더(110)가 최상점 혹은 최하점에 이른 경우 이를 센싱하여 상기 실린더(131)의 작동을 멈추게 하여 작동의 정확성 및 안정성을 담보하게 된다.

이상 상술한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명의 그립퍼(100)는 한 쌍으로 설치하여 한번에 여러개의 휠(W)을 이송케 하여 효율을 향상시키는 것도 가능하다. 즉, 도 3에 도시된 바와 같이 로봇(R)에 고정되는 베이스(B)에 한 쌍의 그립 퍼(100)를 설치한 후 상기 한 쌍의 그립퍼(100)에 의해 휠(W)을 파지하여 이송하여작업을 효율을 향상시키는 것도 바람직하다.

이하 도 4와 도 5를 참조하여 본 발명의 그립퍼(100)의 작동 메카니즘에 대해 설명하기로 한다.

우선 도 4는 본 발명의 그리퍼(100)가 휠(W)을 파지하기 전의 상태를 도시하고 있다. 상기 도 4의 상태에서 링크 홀더(110)가 실린더부(130)에 의해 상승되면 도 5와 같이 제1회전링크(121)와 제2회전링크(122)가 오무라드는 방향으로 회전하게 된다. 또한 동작제어링크(123)의 경우 세워지는 방향으로 회전하게 된다. 이러한 회전에 의해 상기 그립 링크(124)는 안측으로 모여지게 되는데 이때 상기 롤러(124c)가 상기 휠(W)에 닿게 되어 결국 파지하게 되는 것이다.

이때 상기 동작제어링크(123)에 의해 상기 안측으로 모여지는 그립 링크(124)가 다시 외측으로 벌어지지 않게 되어 상기 휠(W)을 안정적으로 파지하게 되는 것이다.

한편 상기 링크 홀더(110)의 승하강하는 변위는 상술한 바와 같이 상기 센서(152,153)에 의해 제어되어 상기 링크 어셈블리(120)의 운동 변위를 조절하게 되고, 결국 상기 휠(W)을 정확하게 파지하게 된다.

한편 상기 도 4와 도 5에서 링크 어셈블리(120)는 도면을 명료하게 도시하기 위해 4개의 링크 어셈블리(120) 중 전면에 나타나는 2개의 링크 어셈블리(120)만을 도시한 것이다.

이상 살펴본 바와 같이 종래에는 작업물을 파지함에 있어 안정성이나 효율성이 떨어지는 문제점이 있었으나, 본 발명의 그립퍼의 경우 실린더의 샤프트에 고정되어 승하강하는 링크 홀더와, 상기 링크 홀더에 장착되어 작업물을 파지하는 링크 어셈블리로 구성되어 상기 작업물을 안정적으로 파지하는 한편 한 쌍의 그립퍼를 장착함에 의해 다수개의 작업물을 이송가능하게 하여 효율적인 이송을 할 수 있는 효과가 있다.

Claims

실린더의 샤프트에 고정되어 승하강하는 링크 홀더와, 상기 링크 홀더에 장착되어 작업물을 파지하는 다수개의 링크 어셈블리로 구성되는 그립퍼로서,

상기 링크 홀더는 원판 형상으로서 상기 실린더의 샤프트에 의해 승하강 되는 본체와, 상기 본체의 주변부에 다수개 돌출되는 한편 상기 링크 어셈블리가 회전가능하게 결합되는 링크 고정부를 포함하고,

상기 링크 어셈블리는 일측이 상기 링크 고정부의 상하측에 각각 회전가능하게 결합되는 제1회전링크 및 제2회전링크와, 상기 제1회전링크 및 제2회전링크의 타측과 회전가능하게 결합되어 상기 작업물을 파지하는 그립 링크와, 상기 제2회전링크의 중앙부측과 상기 실린더의 일측면에 형성되는 브라켓에 회전가능하게 각각 결합되는 동작제어링크를 포함하는 것을 특징으로 하는 그립퍼.
실린더의 샤프트에 고정되어 승하강하는 링크 홀더와, 상기 링크 홀더에 장착되어 작업물을 파지하는 다수개의 링크 어셈블리로 구성되는 한 쌍의 그립퍼가 로봇에 고정되는 베이스에 장착되는 것으로서,

상기 링크 홀더는 원판 형상으로서 상기 실린더의 샤프트에 의해 승하강 되는 본체와, 상기 본체의 주변부에 다수개 돌출되는 한편 상기 링크 어셈블리가 회전가능하게 고정되는 링크 고정부를 포함하고,

상기 링크 어셈블리는 일측이 상기 링크 고정부의 상하측에 각각 회전가능하 게 결합되는 제1회전링크 및 제2회전링크와, 상기 제1회전링크 및 제2회전링크의 타측과 회전가능하게 결합되어 상기 작업물을 파지하는 그립 링크와, 상기 제2회전링크의 중앙부측과 상기 실린더의 일측면에 형성되는 브라켓에 회전가능하게 각각 결합되는 동작제어링크를 포함하는 것을 특징으로 하는 그립퍼.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 링크 홀더에 밑면에 고정되는 한편 상기 실린더의 샤프트에 끼움되도록 삽입홀이 형성되는 링크 홀더 고정 축이 더 포함되는 것을 특징으로 하는 그립퍼.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 실린더의 일측에 장치되는 가이드 바와, 상기 링크 홀더의 본체 일측에 돌출되는 한편 상기 가이드 바가 관통되기 위한 관통홀이 구비되는 가이드 바 관통부가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 그립퍼.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 실린더의 일측에 장치되는 센서 브라켓과, 상기 센서 브라켓의 상하측에 각각 설치되어 상기 링크 홀더의 최상점과 최하점을 센싱하는 센서로 구성되는 센싱부가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 그립퍼.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 제1회전링크 및 제2회전링크의 양측 단부와 상기 제2회전링크의 중앙부측에 형성되는 핀 홀과,

상기 제1회전링크 및 제2회전링크의 양 단부가 각각 삽입되기 위해 상기 링크 고정부 및 그립 링크의 일측면에 각각 형성되는 슬릿과, 상기 삽입된 제1회전링크 및 제2회전링크를 핀 결합하기 위해 상기 각 슬릿의 양측면에 형성되는 핀 홀과,

상기 제2회전링크의 중앙부측이 상기 동작제어링크에 삽입된 후 핀 결합되기 위해 상기 동작제어링크의 일측 단부에 형성되는 슬릿과 상기 슬릿의 양측면에 형성되는 핀 홀과, 상기 동작제어링크의 타측 단부에 형성되어 상기 브라켓과 핀 결합되기 위해 형성되는 핀 홀을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 그립퍼.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 실린더의 하측에 위치하는 한편 상기 브라켓이 고정되는 받침판이 더 포함되는 것을 특징으로 하는 그립퍼.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 그립 링크의 끝단부에 작업물과 접촉하는 롤러가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 그립퍼.