KR101014226B1 - 그리퍼 및 그의 구동 방법 - Google Patents

그리퍼 및 그의 구동 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101014226B1
KR101014226B1 KR1020080012348A KR20080012348A KR101014226B1 KR 101014226 B1 KR101014226 B1 KR 101014226B1 KR 1020080012348 A KR1020080012348 A KR 1020080012348A KR 20080012348 A KR20080012348 A KR 20080012348A KR 101014226 B1 KR101014226 B1 KR 101014226B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
contact portion
bending structure
gripper
tongs
links
Prior art date
Application number
KR1020080012348A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20090086853A (ko
Inventor
박광범
박준식
박효덕
Original Assignee
전자부품연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 전자부품연구원 filed Critical 전자부품연구원
Priority to KR1020080012348A priority Critical patent/KR101014226B1/ko
Priority to CNA2008100880504A priority patent/CN101508108A/zh
Priority to JP2008083396A priority patent/JP4562782B2/ja
Priority to US12/364,460 priority patent/US8065920B2/en
Publication of KR20090086853A publication Critical patent/KR20090086853A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101014226B1 publication Critical patent/KR101014226B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J7/00—Micromanipulators
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K13/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or adjusting assemblages of electric components
    • H05K13/04—Mounting of components, e.g. of leadless components
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J13/00—Controls for manipulators
    • B25J13/08—Controls for manipulators by means of sensing devices, e.g. viewing or touching devices
    • B25J13/085—Force or torque sensors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J15/00—Gripping heads and other end effectors
    • B25J15/08—Gripping heads and other end effectors having finger members
    • B25J15/12—Gripping heads and other end effectors having finger members with flexible finger members

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manipulator (AREA)
  • General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)

Abstract

본 발명은 그리퍼 및 그의 구동 방법에 관한 것으로, 액츄에이터의 구동으로 집게의 간격을 좁혀 미세 물체를 그리핑할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 액츄에이터를 압전 구동부와 벤딩 구조물이 결합된 구조로 구성하여, 압전 구동부의 변위 방향과 수직한 방향으로 집게의 변위가 발생됨으로써, 상기 집게의 변위를 압전 구동부의 변위보다 증폭시킬 수 있게 된다.
더불어, 본 발명은 아암들에 지지대를 형성함으로써, 아암들 및 집게들이 경사지게 변형되어, 집게들의 끝부분 간격 변위의 크기를 더 크게 증복할 수 있고, 다양한 크기의 미세한 물체를 그립할 수 있는 것이다.
그리퍼, 벤딩, 링크, 아암, 집게, 압전

Description

그리퍼 및 그의 구동 방법{ Gripper and driving method thereof }
본 발명은 다양한 크기의 미세 물체를 그리핑할 수 있는 그리퍼 및 그의 구동 방법에 관한 것이다.
최근 전자부품의 소형 경량화가 진행됨에 따라 반도체 공정을 이용하여 미세 구조물 및 마이크로 센서나 엑츄에이터(Actuator)에 대한 개발이 진행되고 있다.
또한, 인체에 대한 관심이 증폭되어 바이오 셀(Bio Cell) 등을 조작하는 새로운 연구가 진행되고 있다.
그러나 상기와 같은 미세 구조물이나 바이오 셀 등과 같은 물질을 이동, 고정, 조합할 수 있는 장비가 없는 실정이다.
따라서, 상기 미세 구조물 및 엑츄에이터 등과 같은 미소 전자부품 및 생체용 바이오 셀 등과 같은 물질을 고정, 이동, 조합 등의 동작을 하기 위하여 정밀하게 움직일 수 있는 마이크로 그리퍼(Micro Gripper)에 대한 연구가 필요한 실정이다.
기존의 소형 그리퍼는 정전기력을 이용한 방식과 열팽창을 이용한 방식이 있다.
정전기력을 이용한 소형 그리퍼는 그리퍼의 팔을 동작시키기 위해 구조물에 직접 정전기력을 발생할 수 있는 전극을 형성하고, 구동력을 높이기 위해 전극 사이에 높은 전압을 인가하여 그리퍼를 동작시키게 된다.
이러한 정전기력을 이용한 소형 그리퍼는 충분한 구동력을 얻기 위해, 전극 사이의 간격을 좁히고, 전극간에 높은 전압을 공급해야 하기 때문에, 제조 공정의 난이도가 높아져 제조 비용이 증대되고, 높은 구동전압으로 조작하는 경우 세포 및 미생물 등과 같은 살아있는 물체에 문제를 야기할 수 있다.
그리고, 열팽창을 이용한 소형 그리퍼는 수백도 이상의 주울(Joule) 열을 발생시켜야 하기 때문에, 온도를 올리는데 필요한 시간이 소요되어 동작속도가 느린것이 단점이다.
또한, 동작을 위해 열팽창을 이용한 소형 그리퍼에 높은 열을 전달해야 함으로, 열에 약한 세포 또는 미생물과 같은 미세 구조물을 조작하는 경우, 미세 구조물이 변형 또는 파괴되는 경우가 발생한다.
본 발명은 다양한 크기의 미세 물체를 그립할 수 있는 과제를 해결하는 것이다.
본 발명의 바람직한 양태(樣態)는,
고정대와;
상기 고정대의 일측에 각각 연결된 제 1 아암(Arm) 및 제 2 아암과;
상기 제 1 아암 및 제 2 아암에 각각 연결된 제 1 집게 및 제 2 집게와;
상기 제 1 아암과 제 1 집게 사이에 연결된 제 1 링크와;
상기 제 2 아암과 제 2 집게 사이에 연결된 제 2 링크와;
상기 제 1과 2 링크 사이에 위치되어, 인가된 전압에 의해 상기 제 1과 2 링크를 잡아당기는 엑츄에이터로 구성된 그리퍼가 제공된다.
본 발명의 바람직한 다른 양태(樣態)는,
제 1 집게 및 제 2 집게에 각각 연결된 제 1 링크 및 제 2 링크와, 제 1 링크 및 제 2 링크에 각각 연결된 제 1 벤딩 구조물 및 제 2 벤딩 구조물과, 상기 제 1 벤딩 구조물의 일측과 상기 제 2 벤딩 구조물의 일측에 연결된 제 1 접점부와, 상기 제 1 벤딩 구조물의 타측과 상기 제 2 벤딩 구조물의 타측에 연결된 제 2 접점부와, 상기 제 1 접점부에 연결되고, 상기 제 2 접점부에 연결되어, 인가된 전압에 의해 상기 제 1 접점부와 상기 제 2 접점부로 팽창되는 압전 구동부로 구성된 그리퍼를 준비하는 단계와;
상기 압전 구동부에 전압을 인가하여, 상기 압전 구동부를 제 1 접점부와 제 2 접점부로 팽창시켜, 상기 제 1 접점부와 상기 제 2 접점부에 변위를 발생시키는 단계와;
상기 제 1 접점부에서 발생된 변위로 제 1 벤딩 구조물을 상기 압전 구동부 방향으로 수축시키고, 상기 제 2 접점부 각각에서 발생된 변위로, 제 2 벤딩 구조물을 상기 압전 구동부 방향으로 수축시키는 단계와;
상기 제 1과 2 벤딩 구조물의 수축으로, 상기 제 1과 2 벤딩 구조물에 연결된 제 1과 2 링크를 상기 압전 구동부 방향으로 당기는 단계와;
상기 제 1과 2 링크에 각각 연결된 제 1과 2 집게의 간격을 좁아지게 하여 대상물을 그립(Grip)하는 단계로 구성된 그리퍼의 구동 방법이 제공된다.
본 발명은 액츄에이터의 구동으로 집게의 간격을 좁혀 미세 물체를 그리핑할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 액츄에이터를 압전 구동부와 벤딩 구조물이 결합된 구조로 구성하여, 압전 구동부의 변위 방향과 수직한 방향으로 집게의 변위가 발생됨으로써, 상기 집게의 변위를 압전 구동부의 변위보다 증폭시킬 수 있게 된다.
더불어, 본 발명은 아암들에 지지대를 형성함으로써, 아암들 및 집게들이 경사지게 변형되어, 집게들의 간격이 좁아져 변위 크기를 크게 할 수 있고, 더 다양한 크기의 미세한 물체를 그립할 수 있는 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따른 그리퍼(Gripper)의 평면도로서, 그리퍼는 고정대(100)와; 상기 고정대(100)의 일측에 각각 연결된 제 1 아암(Arm)(111) 및 제 2 아암(112)과; 상기 제 1 아암(111) 및 제 2 아암(112)에 각각 연결된 제 1 집게(151) 및 제 2 집게(152)와; 상기 제 1 아암(111)과 제 1 집게(151) 사이에 연결된 제 1 링크(131)와; 상기 제 2 아암(112)과 제 2 집게(152) 사이에 연결된 제 2 링크(132)와; 상기 제 1과 2 링크(131,132) 사이에 위치되어, 인가된 전압에 의해 상기 제 1과 2 링크(131,132)를 잡아당기는 엑츄에이터(200)로 구성된다.
그러므로, 본 발명의 그리퍼는 상기 엑츄에이터(200)에 전압을 인가하면, 상기 제 1과 2 링크(131,132)를 잡아당기게 되고, 상기 제 1과 2 링크(131,132)에 연결된 제 1과 2 집게(151,152)의 간격이 좁아져 대상물을 그리핑할 수 있다.
그리고, 본 발명의 그리퍼를 초정밀 가공기술로 미세하게 제작하면, 수에서 수백 마이크로미터까지의 세포 등 미세 물체를 파지(把持)할 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 그리퍼(Gripper)가 동작되는 원리를 설명하기 위한 개략적인 도면으로서, 액츄에이터(200)에 전압을 인가에 따라서 액츄에이터가 수축하여, 제 1과 2 링크(131,132)를 잡아당기면, 제 1과 2 집게(151,152)의 간격은 좁아지게 된다.
그러므로, 상기 액츄에이터(200)에 전압을 인가하기 전(前) 상태의 제 1과 2 집게(151,152)의 간격(d1)보다 상기 액츄에이터(200)에 전압을 인가한 후(後) 상태의 제 1과 2 집게(151,152)의 간격(d2)이 더 좁아지게 되어, 상기 제 1과 2 집게(151,152)의 좁아진 간격으로 미세한 대상물을 그리핑할 수 있는 것이다.
이때, 상기 액츄에이터(200)에 전압을 인가하는 것을 중단하면, 상기 제 1과 2 링크(131,132)를 잡아당기는 힘이 해제되어, 상기 제 1과 2 링크(131,132)은 원상태로 복원되고, 상기 제 1과 2 집게(151,152)의 간격은 넓어지게 되어 그리핑한 대상물을 그리퍼에서 이탈시킬 수 있는 것이다.
따라서, 본 발명은 액츄에이터의 구동으로 집게의 간격을 좁혀 미세 물체를 그리핑할 수 있는 것이다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 그리퍼의 평면도로서, 제 1 실시예의 그리퍼는 도 1의 그리퍼에 있는 액츄에이터를 압전으로 구동할 수 있도록 구성하는 것이다.
즉, 상기 액츄에이터는 제 1 링크(131) 및 제 2 링크(132)에 각각 연결된 제 1 벤딩 구조물(210) 및 제 2 벤딩 구조물(220)과; 상기 제 1 벤딩 구조물(210)의 일측과 상기 제 2 벤딩 구조물(220)의 일측에 연결된 제 1 접점부(230)와; 상기 제 1 벤딩 구조물(210)의 타측과 상기 제 2 벤딩 구조물(220)의 타측에 연결된 제 2 접점부(240)와; 상기 제 1 접점부(230)에 연결되고, 상기 제 2 접점부(240)에 연결되어, 인가된 전압에 의해 상기 제 1 접점부(230)와 상기 제 2 접점부(240)로 팽창 되는 압전 구동부(250)로 구성된다.
따라서, 상기 압전 구동부(250)에 전압이 인가되면, 상기 압전 구동부는 상기 제 1 접점부(230)와 상기 제 2 접점부(240)로 팽창되어, 상기 제 1 접점부(230)와 상기 제 2 접점부(240)는 변위가 발생된다.
그 후, 상기 제 1 접점부(230)와 상기 제 2 접점부(240)에서 발생된 변위로 상기 제 1과 2 벤딩 구조물(210,220)은 상기 압전 구동부(250) 방향으로 수축되고, 상기 제 1과 2 벤딩 구조물(210,220)에 연결된 제 1과 2 링크(131,132)는 상기 압전 구동부(250) 방향으로 잡아 당겨지게 된다.
이렇게, 상기 제 1과 2 링크(131,132)가 상기 압전 구동부(250) 방향으로 당겨지는 힘에 의해, 제 1과 2 집게(151,152)의 간격은 좁아지게 되어 대상물이 그립(Grip)된다.
즉, 압전 구동부에 전압이 인가되면, 도 4a와 같이, 상기 압전 구동부는 팽창되고, 상기 압전 구동부에 연결된 제 1과 2 접점부(230,240)를 밀게되고, 상기 제 1과 2 접점부(230,240)가 밀리게 되어, 상기 밴딩 구조물(210,220)은 하부로 이동되어, 제 1 링크(131)와 연결되어 있는 제 1 연결부(501)는 'A'방향으로 이동되어, 상기 제 1 링크(131)를 잡아당길 수 있게 되는 것이다.
그리고, 압전 구동부에 전압의 인가가 중단되면, 도 4b와 같이, 상기 압전 구동부는 수축되고, 상기 압전 구동부에 연결된 제 1과 2 접점부(230,240)를 잡아 당기게되고, 상기 제 1과 2 접점부(230,240)가 잡아 당기게 되어, 상기 밴딩 구조물(210,220)은 상부로 이동되고, 상기 제 1 링크(131)와 연결되어 있는 제 1 연결 부(501)는 'B'방향으로 이동되어, 상기 제 1 링크(131)는 원위치로 복원된다.
전술된 도 4a와 도 4b에서 제 1 링크(131)와 연결된 제 1 연결부(501)의 움직인 변위의 크기는 밴딩 구조물(210,220)이 이루고 있는 각도(θ)에 따라서 제 1 연결부(501)의 움직이는 변위를 증폭시킬 수 있다.
즉, 압전 구동부에 연결된 제 1과 2 접점부(230,240)의 변위가 좌, 우 방향으로 10㎛ 수축 팽창하면, 각도(θ)의 변화에 제 1 연결부(501)의 변위 크기는 상, 하로 50㎛ ~ 100㎛ 이상 움직이게 할 수 있다.
또, 상기 고정대(100), 제 1과 2 아암(111,112), 제 1과 2 집게(151,152), 제 1과 2 링크(131,132), 제 1과 2 벤딩 구조물(210,220)과 제 1과 2 접점부(230,240)의 재료는 Si,Ni,NiCr와 폴리머 중 하나인 것이 바람직하다.
여기서, 상기 폴리머로 그리퍼를 제작하면, 생화학 실험에 적용할 수 있다.
도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 그리퍼의 동작을 설명하기 위한 개념도로서, 압전 구동부(미도시)가 외부 전압에 의해 변위가 증가하게 되면, 제 1과 2 링크(131,132)를 잡아당기게 된다.
그러므로, 상기 제 1과 2 아암(111,112)의 왼쪽은 지지대(100)에 고정되어 있고, 상기 제 1과 2 아암(111,112)의 오른쪽은 제 1과 2 링크(131,132)에 연결되어 있으므로, 상기 제 1과 2 링크(131,132)에 연결되어 있는 상기 제 1과 2 아암(111,112)은 변형이 발생된다.
즉, 도 5를 참조하여, 상기 제 1 아암(111)의 변형을 살펴보면, 상기 제 1 아암(111)의 A,B,C 구간은 S자 형태로 변형이 이루어진다.
이때, C구간은 완만한 변형이 발생되고, 이 C구간의 완만한 변형은 제 1 집게(151)에 그대로 전달되어, 상기 제 1 링크(131)의 변위에 따라 상기 제 1 집게(151)도 이동하게 된다.
결국, 전술된 동작에 의해, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 그리퍼의 제 1과 2 집게(151,152)의 간격은 좁아지게 되어 그리핑 동작을 수행할 수 있는 것이다.
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 그리퍼의 평면도로서, 제 1 실시예의 그리퍼는 도 3의 그리퍼에 있는 제 1과 2 아암(111,112)에 지지대(161,162)를 형성한 것이다.
여기서, 상기 제 1과 2 아암(111,112)에 형성된 상기 지지대(161,162)는 도 5와 같이 상기 제 1과 2 아암(111,112)의 S자 변형을 방지하고, 제 1과 2 집게(151,152)의 이동 변위를 크게 할 수 있는 역할을 수행한다.
도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 그리퍼의 동작을 설명하기 위한 개념도로서, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 그리퍼에서는 제 1과 2 아암(111,112) 각각의 일부에 제 1과 2 지지대(161,162)가 형성되어 있다.
그러므로, 외부 전압에 의해 압전 구동부(미도시)의 변위가 증가하게 되면, 제 1 링크(131)를 잡아당기게 되고, 상기 제 1 링크(131)에서 잡아당기는 힘이 상기 지지대(161)에서 완충되어 상기 제 1 아암(111)은 S자 변형이 발생되지 않고 단 순 방향의 굽음이 발생하여 도 7의 E구간 및 F구간이 경사지게 변형된다.
그리고, 제 1 집게(151)가 있는 F구간도 E구간 및 F구간의 경사각도로 경사지게 변형된다.
결국, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 그리퍼는 제 1과 2 집게가 경사지게 변형됨으로써, 제 2 실시예의 제 1과 2 집게 간격이 제 1 실시예의 제 1과 2 집게 간격보다 좁게 되어, 그리퍼의 변위 크기가 커지게 된다.
그러므로, 본 발명은 아암들에 지지대를 형성함으로써, 아암들 및 집게들이 경사지게 변형되어, 집게들의 간격이 좁아져 변위 크기를 크게 하고, 더 다양한 크기의 미세한 물체를 그립할 수 있게 된다.
한편, 상기 제 1과 2 지지대(161,162) 각각의 일측은 상기 제 1과 2 아암(111,112) 길이(L)의 1/2지점에 위치하고, 상기 제 1과 2 지지대(161,162) 각각의 타측은 상기 제 1과 2 링크(131,132)와 상기 제 1과 2 아암(111,112)이 만나는 지점을 넘어 제 1과 2 집게(151,152) 일부에 위치되는 것이 바람직하다.
도 8은 본 발명의 제 1과 2 실시예에 적용된 액츄에이터의 동작을 설명하기 위한 개념도로서, 액츄에이터는 제 1 링크(131) 및 제 2 링크(132)에 각각 연결된 제 1 벤딩 구조물(210) 및 제 2 벤딩 구조물(220)과; 상기 제 1 벤딩 구조물(210)의 일측과 상기 제 2 벤딩 구조물(220)의 일측에 연결된 제 1 접점부(230)와; 상기 제 1 벤딩 구조물(210)의 타측과 상기 제 2 벤딩 구조물(220)의 타측에 연결된 제 2 접점부(240)와; 상기 제 1 접점부(230)에 연결되고, 상기 제 2 접점부(240)에 연결되어, 인가된 전압에 의해 상기 제 1 접점부(230)와 상기 제 2 접점부(240)로 팽창되는 압전 구동부(250)로 구성된다.
이때, 상기 압전 구동부(250)에 전압이 인가되면, 상기 압전 구동부는 팽창되어 도 8의 'a' 및 'b'방향으로 상기 제 1 접점부(230) 및 제 2 접점부(240)를 밀게된다.
그리고, 상기 제 1 접점부(230) 및 제 2 접점부(240)가 밀리게 되어, 상기 제 1과 2 벤딩 구조물(210,220)은 도 8의 'c' 및 'd'방향으로 당겨짐으로, 상기 제 1과 2 벤딩 구조물(210,220)에 연결되어 있는 제 1 링크(131) 및 제 2 링크(132)도 당겨지게 된다.
그러므로, 상기 제 1과 2 링크(131,132)를 당기게 되어 그리퍼의 제 1과 2 집게의 간격은 좁아지게 되어서 그리핑 공정을 수행할 수 있게 된다.
따라서, 본 발명은 액츄에이터를 압전 구동부와 벤딩 구조물이 결합된 구조로 구성하여, 압전 구동부의 변위 방향과 수직한 방향으로 집게의 변위가 발생되어, 상기 집게의 변위는 압전 구동부의 변위보다 증폭된 변위를 얻을 수 있는 장점이 있다.
한편, 본 발명의 그리퍼의 구동 방법은 제 1 집게 및 제 2 집게에 각각 연결된 제 1 링크 및 제 2 링크와, 제 1 링크 및 제 2 링크에 각각 연결된 제 1 벤딩 구조물 및 제 2 벤딩 구조물과, 상기 제 1 벤딩 구조물의 일측과 상기 제 2 벤딩 구조물의 일측에 연결된 제 1 접점부와, 상기 제 1 벤딩 구조물의 타측과 상기 제 2 벤딩 구조물의 타측에 연결된 제 2 접점부와, 상기 제 1 접점부에 연결되고, 상기 제 2 접점부에 연결되어, 인가된 전압에 의해 상기 제 1 접점부와 상기 제 2 접점부로 팽창되는 압전 구동부로 구성된 그리퍼를 준비하는 단계와; 상기 압전 구동부에 전압을 인가하여, 상기 압전 구동부를 제 1 접점부와 제 2 접점부로 팽창시켜, 상기 제 1 접점부와 상기 제 2 접점부에 변위를 발생시키는 단계와; 상기 제 1 접점부에서 발생된 변위로 제 1 벤딩 구조물을 상기 압전 구동부 방향으로 수축시키고, 상기 제 2 접점부 각각에서 발생된 변위로, 제 2 벤딩 구조물을 상기 압전 구동부 방향으로 수축시키는 단계와; 상기 제 1과 2 벤딩 구조물의 수축으로, 상기 제 1과 2 벤딩 구조물에 연결된 제 1과 2 링크를 상기 압전 구동부 방향으로 당기는 단계와; 상기 제 1과 2 링크에 각각 연결된 제 1과 2 집게의 간격을 좁아지게 하여 대상물을 그립(Grip)하는 단계로 구성할 수 있다.
본 발명은 구체적인 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 그리퍼(Gripper)의 평면도
도 2는 본 발명에 따른 그리퍼(Gripper)가 동작되는 원리를 설명하기 위한 개략적인 도면
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 그리퍼의 평면도
도 4a와 4b는 본 발명에 따른 그리퍼의 동작을 설명하기 위한 기본 개념도
도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 그리퍼의 동작을 설명하기 위한 개념도
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 그리퍼의 평면도
도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 그리퍼의 동작을 설명하기 위한 개념도
도 8은 본 발명의 제 1과 2 실시예에 적용된 액츄에이터의 동작을 설명하기 위한 개념도

Claims (6)

  1. 고정대와;
    상기 고정대의 일측에 각각 연결된 제 1 아암(Arm) 및 제 2 아암과;
    상기 제 1 아암 및 제 2 아암에 각각 연결된 제 1 집게 및 제 2 집게와;
    상기 제 1 아암과 제 1 집게 사이에 연결된 제 1 링크와;
    상기 제 2 아암과 제 2 집게 사이에 연결된 제 2 링크와;
    상기 제 1과 2 링크 사이에 위치되어, 인가된 전압에 의해 상기 제 1과 2 링크를 잡아당기는 엑츄에이터로 구성되며,
    상기 액츄에이터는,
    상기 제 1 링크 및 제 2 링크에 각각 연결된 제 1 벤딩 구조물 및 제 2 벤딩 구조물과;
    상기 제 1 벤딩 구조물의 일측과 상기 제 2 벤딩 구조물의 일측에 연결된 제 1 접점부와;
    상기 제 1 벤딩 구조물의 타측과 상기 제 2 벤딩 구조물의 타측에 연결된 제 2 접점부와;
    상기 제 1 접점부에 연결되고, 상기 제 2 접점부에 연결되어, 인가된 전압에 의해 상기 제 1 접점부와 상기 제 2 접점부로 팽창되는 압전 구동부로 구성된 것을 특징으로 하는 그리퍼.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 1과 2 아암 각각의 일부에 제 1과 2 지지대가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 그리퍼.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제 1과 2 지지대 각각은,
    상기 제 1과 2 아암 길이(L)의 1/2지점에서 상기 제 1과 2 집게 일부 영역까지 위치되어 있는 것을 특징으로 하는 그리퍼.
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 고정대, 제 1과 2 아암, 제 1과 2 집게, 제 1과 2 링크, 제 1과 2 벤딩 구조물과 제 1과 2 접점부는,
    Si,Ni,NiCr와 폴리머 중 하나로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 그리퍼.
  6. 제 1 집게 및 제 2 집게에 각각 연결된 제 1 링크 및 제 2 링크와, 제 1 링크 및 제 2 링크에 각각 연결된 제 1 벤딩 구조물 및 제 2 벤딩 구조물과, 상기 제 1 벤딩 구조물의 일측과 상기 제 2 벤딩 구조물의 일측에 연결된 제 1 접점부와, 상기 제 1 벤딩 구조물의 타측과 상기 제 2 벤딩 구조물의 타측에 연결된 제 2 접점부와, 상기 제 1 접점부에 연결되고, 상기 제 2 접점부에 연결되어, 인가된 전압에 의해 상기 제 1 접점부와 상기 제 2 접점부로 팽창되는 압전 구동부로 구성된 그리퍼를 준비하는 단계와;
    상기 압전 구동부에 전압을 인가하여, 상기 압전 구동부를 제 1 접점부와 제 2 접점부로 팽창시켜, 상기 제 1 접점부와 상기 제 2 접점부에 변위를 발생시키는 단계와;
    상기 제 1 접점부에서 발생된 변위로 제 1 벤딩 구조물을 상기 압전 구동부 방향으로 수축시키고, 상기 제 2 접점부 각각에서 발생된 변위로, 제 2 벤딩 구조물을 상기 압전 구동부 방향으로 수축시키는 단계와;
    상기 제 1과 2 벤딩 구조물의 수축으로, 상기 제 1과 2 벤딩 구조물에 연결된 제 1과 2 링크를 상기 압전 구동부 방향으로 당기는 단계와;
    상기 제 1과 2 링크에 각각 연결된 제 1과 2 집게의 간격을 좁아지게 하여 대상물을 그립(Grip)하는 단계로 구성된 그리퍼의 구동 방법.
KR1020080012348A 2008-02-11 2008-02-11 그리퍼 및 그의 구동 방법 KR101014226B1 (ko)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080012348A KR101014226B1 (ko) 2008-02-11 2008-02-11 그리퍼 및 그의 구동 방법
CNA2008100880504A CN101508108A (zh) 2008-02-11 2008-03-27 夹持器及其驱动方法
JP2008083396A JP4562782B2 (ja) 2008-02-11 2008-03-27 グリッパー及びその駆動方法
US12/364,460 US8065920B2 (en) 2008-02-11 2009-02-02 Gripper and driving method using the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080012348A KR101014226B1 (ko) 2008-02-11 2008-02-11 그리퍼 및 그의 구동 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20090086853A KR20090086853A (ko) 2009-08-14
KR101014226B1 true KR101014226B1 (ko) 2011-02-14

Family

ID=40937739

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020080012348A KR101014226B1 (ko) 2008-02-11 2008-02-11 그리퍼 및 그의 구동 방법

Country Status (4)

Country Link
US (1) US8065920B2 (ko)
JP (1) JP4562782B2 (ko)
KR (1) KR101014226B1 (ko)
CN (1) CN101508108A (ko)

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9733172B2 (en) * 2014-05-23 2017-08-15 The Boeing Company Universal grip system
CN101913130B (zh) * 2010-08-25 2012-10-10 清华大学 电致动夹持器
FR2975935B1 (fr) * 2011-06-06 2013-07-05 Centre Nat Rech Scient Outil pour pince microtechnique
CN102581854B (zh) * 2012-02-20 2015-01-07 苏州大学 压电驱动式微夹持器
KR101321990B1 (ko) * 2012-06-18 2013-10-28 서울대학교산학협력단 집게를 구비하는 극미세 조작 전자현미경 스테이지
KR101330727B1 (ko) * 2012-06-18 2013-11-20 서울대학교산학협력단 집게를 구비하는 극미세 조작가능한 인장 전자현미경 스테이지
WO2015069709A1 (en) * 2013-11-06 2015-05-14 Abb Technology Ag Method and apparatus for using vibration to release parts held by a robotic gripper
CN103770123B (zh) * 2013-12-11 2015-09-16 南京理工大学 一种光驱动的微夹钳装置
WO2018073833A1 (en) * 2016-10-18 2018-04-26 Bendflex Research And Development Private Limited Sample manipulator
US11865702B2 (en) * 2017-10-31 2024-01-09 Worcester Polytechnic Institute Robotic gripper member
US10875190B2 (en) * 2017-11-15 2020-12-29 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Patterned and instrumented directional adhesives for enhanced gripping with industrial manipulators
IT201800002364A1 (it) * 2018-02-02 2019-08-02 St Microelectronics Srl Dispositivo micro-manipolatore micro-elettro-meccanico con comando piezoelettrico, mobile nel piano
CN108656140A (zh) * 2018-06-26 2018-10-16 李欣悦 一种压电纤维驱动微夹钳与使用方法
JP7438837B2 (ja) * 2020-04-23 2024-02-27 株式会社シマノ 人力駆動車用のコンポーネント
CN113120155B (zh) * 2021-05-27 2022-06-07 广船国际有限公司 一种船用翼桥及船舶
CN113829248B (zh) * 2021-10-30 2023-07-18 重庆大学 一种薄板结构的压电柔顺微夹钳

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0441060A2 (en) * 1990-01-02 1991-08-14 Hewlett-Packard Company Micro-gripper assembly
JP2000353719A (ja) * 1999-06-11 2000-12-19 Matsushita Electric Ind Co Ltd ワイヤボンディング装置におけるワイヤクランプ機構
KR100505145B1 (ko) * 2002-10-16 2005-07-29 한국과학기술연구원 마이크로로봇 그리퍼 장치

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0783975B2 (ja) * 1985-12-20 1995-09-13 キヤノン株式会社 チヤツキング機構
JPH03126589U (ko) * 1990-03-30 1991-12-19
JP2552792Y2 (ja) * 1990-06-29 1997-10-29 株式会社トーキン 把持力可変ハンド
JP3029450B2 (ja) * 1990-10-30 2000-04-04 日本電産株式会社 マイクロ・マシン
JPH04130189U (ja) * 1991-05-24 1992-11-30 日本電気株式会社 チツプ部品搭載ハンド
US5224386A (en) * 1991-08-26 1993-07-06 Curtis John M Tensile testing grip apparatus
JPH05293778A (ja) * 1992-04-17 1993-11-09 Seiko Instr Inc マイクログリッパ
JPH06170762A (ja) * 1992-12-07 1994-06-21 Nippon Chemicon Corp マイクロマニピュレータ
JPH06238578A (ja) * 1993-02-10 1994-08-30 Olympus Optical Co Ltd 微細物体操作装置
JPH0890477A (ja) * 1994-09-29 1996-04-09 Shimadzu Corp マイクログリップ
JP2560262B2 (ja) * 1994-11-09 1996-12-04 工業技術院長 二本指マイクロハンド機構
CA2500005C (en) * 2002-09-26 2011-12-06 Barrett Technology, Inc. Intelligent, self-contained robotic hand
US7461882B2 (en) * 2004-11-12 2008-12-09 Georgia Tech Research Corp. Microfabricated mechanically actuated microtool and methods
JP5010382B2 (ja) * 2007-07-27 2012-08-29 株式会社東芝 マニピュレータおよびロボット

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0441060A2 (en) * 1990-01-02 1991-08-14 Hewlett-Packard Company Micro-gripper assembly
JP2000353719A (ja) * 1999-06-11 2000-12-19 Matsushita Electric Ind Co Ltd ワイヤボンディング装置におけるワイヤクランプ機構
KR100505145B1 (ko) * 2002-10-16 2005-07-29 한국과학기술연구원 마이크로로봇 그리퍼 장치

Also Published As

Publication number Publication date
US8065920B2 (en) 2011-11-29
CN101508108A (zh) 2009-08-19
US20090199651A1 (en) 2009-08-13
KR20090086853A (ko) 2009-08-14
JP4562782B2 (ja) 2010-10-13
JP2009184100A (ja) 2009-08-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101014226B1 (ko) 그리퍼 및 그의 구동 방법
Mølhave et al. Pick-and-place nanomanipulation using microfabricated grippers
JP5591535B2 (ja) 二軸の力センサを備えたｍｅｍｓベース形のマイクログリッパおよびナノグリッパ
Carlson et al. A carbon nanofibre scanning probe assembled using an electrothermal microgripper
Nikoobin et al. Deriving and analyzing the effective parameters in microgrippers performance
Lu et al. Microhand for biological applications
Agnus et al. Overview of microgrippers and design of a micromanipulation station based on a MMOC microgripper
Nelson et al. Micro-/nanorobots
JP5489363B2 (ja) μｍスケールの物体、およびｎｍスケールの物体を掴み、これをリリースする素子。
US8919840B2 (en) Mechanical gripper for manipulation of micro-sized objects
Kim et al. Micronewton force-controlled manipulation of biomaterials using a monolithic MEMS microgripper with two-axis force feedback
Demaghsi et al. A novel electrostatic based microgripper (cellgripper) integrated with contact sensor and equipped with vibrating system to release particles actively
KR101401642B1 (ko) 마찰력 변화를 이용하여 객체를 그립하는 마이크로그리퍼 및 그 제어방법
Shi et al. A micromachined piezoelectric microgripper for manipulation of micro/nanomaterials
Niaki et al. Design and fabrication a long-gripping-range microgripper with active and passive actuators
Jeon et al. Fabrication and characteristics of out-of-plane piezoelectric micro grippers using MEMS processes
Kim et al. A precision robot system with modular actuators and MEMS micro gripper for micro system assembly
Nguyen et al. A gripper based on a compliant bitable mechanism for gripping and active release of objects
Zhang et al. Structure and design of microgrippers: A survey
Mayyas et al. Design tradeoffs for electrothermal microgrippers
Park et al. The systematic design and fabrication of a three-chopstick microgripper
Bøggild et al. Microfabricated tools for pick-and-place of nanoscale components
Tran et al. Design and simulation of the microgripper capable of vibratory release
KR100450743B1 (ko) 정전력을 이용한 초소형 그리퍼
Das et al. A Parasitic Motionless Piezoelectric Actuated Microgripper for Micro/Nano Manipulation

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20131231

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150109

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20151224

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20161229

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20171207

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190201

Year of fee payment: 9