KR101357139B1 - Miniature Robot Hand - Google Patents

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KR101357139B1
KR101357139B1 KR1020120033363A KR20120033363A KR101357139B1 KR 101357139 B1 KR101357139 B1 KR 101357139B1 KR 1020120033363 A KR1020120033363 A KR 1020120033363A KR 20120033363 A KR20120033363 A KR 20120033363A KR 101357139 B1 KR101357139 B1 KR 101357139B1
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이정주
서정욱
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Abstract

구조를 단순화하여 소형화를 가능하게 하고 연결된 여러 개의 관절을 쉽게 구동할 수 있도록, 바탕 뼈대를 이루는 기초부재와, 기초부재에 고정 설치되고 상단에는 상면이 곡면인 구름접촉부가 형성되는 고정링크와, 고정링크로부터 순차적으로 다단으로 연결 설치되고 서로 맞닿는 부분에는 곡면을 갖는 구름접촉부가 형성되어 구름 접촉이 이루어지며 각 관절을 구성하는 복수의 마디링크와, 마디링크 중에서 하나의 손가락을 이루는 복수의 마디링크를 연결하여 관절이 작동되도록 운동을 전달하는 복수의 선형 작동부재와, 선형 작동부재의 마디링크 반대쪽 끝부분이 고정되고 정회전 또는 역회전함에 따라 선형 작동부재를 감거나 풀어주어 관절을 작동시키기 위한 운동을 발생시키는 복수의 릴부재와, 복수의 마디링크가 서로 구름 접촉이 이루어지는 사이에 삽입되어 설치되고 양쪽의 마디링크와 구름 접촉이 이루어지는 곡면이 형성되는 중간링크를 포함하는 소형 로봇 핸드를 제공한다.In order to simplify the structure and to make it compact, and to easily drive a plurality of joints, the base member forming the base skeleton, the fixed link is fixed to the base member and formed on the upper surface of the rolling contact is curved, and fixed The rolling contact portion having a curved surface is formed at the portions that are sequentially connected to the link and are in contact with each other so that the rolling contact is made, and the plurality of node links constituting each joint and the plurality of node links forming one finger among the node links are formed. A plurality of linear actuating members for connecting the joints and transmitting the movements to operate the joints, and movements for actuating the joints by winding or releasing the linear actuating members as the opposite ends of the node links are fixed and rotated forward or reverse. A plurality of reel members and a plurality of node links for generating a cloud contact Installation is inserted between that and provides a compact robot hand including a middle link is a curved surface composed of a link bar and the rolling contact of both forms.

Description

소형 로봇 핸드 {Miniature Robot Hand}Mini Robot Hand {Miniature Robot Hand}

본 발명은 소형 로봇 핸드에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 각 마디 링크가 서로 구름접촉을 하여 관절을 구성하고 관절을 직렬로 연결하여 넓은 구동범위를 확보하는 것이 가능하고 관절들의 각도를 압력을 고르게 받도록 물체의 형상에 따라 적절히 변화시키는 것이 가능한 소형 로봇 핸드에 관한 것이다.The present invention relates to a small robot hand, and more particularly, each node link is in contact with each other to form a joint and connect the joints in series to secure a wide driving range and to receive the pressure evenly of the joints It is related with the small robot hand which can be changed suitably according to the shape of an object.

최근 인간의 역할을 대신할 수 있는 인간형 로봇(안드로이드 및 휴머노이드) 및 산업용 로봇에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이러한 인간형 로봇이나 산업용 로봇의 경우에는 주어진 작업을 효과적으로 수행하기 위해서는 말단 작용기(로봇 핸드)에서 자연스러운 운동 기능을 구현하는 것이 필요하다.Recently, researches on humanoid robots (androids and humanoids) and industrial robots that can take the place of humans have been actively conducted. In the case of such a humanoid robot or an industrial robot, it is necessary to implement a natural motor function in the end effector (robot hand) in order to effectively perform a given task.

따라서, 보다 인간의 손에 근접한 기능을 수행하기 위하여 복수의 손가락과 다수의 관절 구조로 이루어지는 로봇 핸드의 관절 및 작동에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.Therefore, researches are being actively conducted on the joints and the operation of the robot hand having a plurality of fingers and a plurality of joint structures in order to perform a function closer to the human hand.

그런데, 휴머노이드 로봇이나 소형 로봇의 경우에는 로봇 핸드에서 손가락의 부피 제약으로 인하여 엑츄에이터를 외부에 설치하는 것이 일반적이다. 그리고, 모터 등의 엑츄에이터에서 발생한 운동을 와이어나 기다란 형태의 링크, 기어 등의 동력전달장치를 통하여 손가락 관절로 전달하도록 이루어진다. 통상적으로는 와이어를 이용하여 동력을 전달하는 방법을 주로 사용한다.However, in the case of a humanoid robot or a small robot, it is common to install an actuator externally due to the volume constraint of the finger in the robot hand. Then, the motion generated from the actuator such as a motor is made to be transmitted to the finger joint through a power transmission device such as a wire or an elongated link or gear. Usually, a method of transmitting power by using a wire is mainly used.

종래 로봇 핸드에 있어서, 구동 와이어의 경로 또는 방향을 변경하기 위한 방법으로는, 풀리(또는 도르래)를 이용하는 방법, 보우덴 케이블(Bowden cable)을 이용하는 방법의 2가지 방법이 사용된다.In the conventional robot hand, two methods, a method using a pulley (or pulley) and a method using a Bowden cable, are used as a method for changing the path or direction of a drive wire.

상기에서 보우덴 케이블을 이용하는 방법은 유연한 쉬스(sheath)로 감싸진 와이어를 이용한 구동 방식으로, 보우덴 케이블은 자전거나 차량의 브레이크 케이블에 많이 사용한다. 이 방법은 풀리에 비하여 용이하게 경로의 전환이 가능하다.The bowden cable is a driving method using a wire wrapped in a flexible sheath, and the bowden cable is frequently used for a brake cable of a bicycle or a vehicle. This method is easier to switch the path than the pulley.

그리고, 하나의 관절을 양방향으로 움직이기 위해서는 하나의 루프(loop)를 이루는 구동 와이어를 이용하는 것이 일반적이다. 여기에서, 스프링을 이용하는 것도 가능하지만, 스프링의 경우에는 안정적이지 못하다는 문제가 있다.And, in order to move one joint in both directions it is common to use a drive wire forming a loop (loop). Here, it is also possible to use a spring, but there is a problem that the spring is not stable.

상기 구동 와이어를 사용하는 경우 전체 길이는 관절의 움직임에 관계없이 항상 일정하게 유지되어야 한다. 이를 위하여 일반적으로, 여러 개의 풀리가 사용되며, 결과적으로 관절의 수가 늘어날수록 구조가 매우 복잡해져 소형화가 어렵다는 문제가 있다. 여기에서, 풀리를 사용하지 않는 것도 가능하지만, 풀리를 사용하지 않는 핀(pin) 관절에서는 구동 와이어의 길이가 일정하게 유지되지 못하여 거동이 불안정해진다는 문제가 있다.When the drive wire is used, the overall length must always be kept constant regardless of the movement of the joint. Generally, a plurality of pulleys are used for this purpose, and as a result, as the number of joints increases, the structure becomes very complicated, which makes it difficult to miniaturize. Here, although it is also possible not to use a pulley, there is a problem in that the pin joint without the pulley does not maintain the length of the driving wire and the behavior becomes unstable.

본 발명이 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 각 관절을 구름 접촉으로 구성하여 구조를 단순화하여 소형화를 가능하게 하고 연결된 여러 개의 관절을 쉽게 구동할 수 있도록 구성한 소형 로봇 핸드를 제공하기 위한 것이다.An object of the present invention is to solve the above problems, to provide a compact robot hand configured to simplify the structure by configuring each joint to the contact of the cloud to enable miniaturization and to easily drive a number of connected joints will be.

본 발명의 실시예에 따른 소형 로봇 핸드는 바탕 뼈대를 이루는 기초부재와, 상기 기초부재에 고정 설치되고 상단에는 상면이 곡면인 구름접촉부가 형성되는 고정링크와, 상기 고정링크로부터 순차적으로 다단으로 연결 설치되고 서로 맞닿는 부분에는 곡면 형상의 구름접촉부가 형성되어 구름 접촉이 이루어지며 각 관절을 구성하는 복수의 마디링크와, 상기 마디링크 중에서 하나의 손가락을 이루는 복수의 마디링크를 연결하여 관절이 작동되도록 운동을 전달하는 복수의 선형 작동부재와, 상기 선형 작동부재의 마디링크 반대쪽 끝부분이 고정되고 정회전 또는 역회전함에 따라 상기 선형 작동부재를 감거나 풀어주어 관절을 작동시키기 위한 운동을 발생시키는 복수의 릴부재를 포함하여 이루어진다.Small robot hand according to an embodiment of the present invention is a base member constituting the base skeleton, and a fixed link is fixed to the base member and the upper surface is formed on the upper surface of the curved contact surface is formed in the upper end, and sequentially connected from the fixed link in multiple stages Curved rolling contact portions are formed at the portions that are installed and contact each other, so that the rolling contact is made, and the joints are operated by connecting a plurality of node links constituting each joint and a plurality of node links forming one finger of the node links. A plurality of linear actuating members for transmitting the movement, and a plurality of linear actuating members for winding and unwinding the linear actuating members as the opposite ends of the node links of the linear actuating members are fixed and rotated forward or reverse to generate motion for activating joints. It consists of a reel member.

그리고 본 발명의 실시예에 따른 소형 로봇 핸드는 상기 복수의 마디링크가 서로 구름 접촉이 이루어지는 사이에 삽입되어 설치되고 양쪽의 마디링크와 구름 접촉이 이루어지도록 양쪽면에 상기 마디링크의 구름접촉부와 대응하는 곡면이 형성되는 중간링크를 더 설치하는 것도 가능하다.In addition, the small robot hand according to the embodiment of the present invention is installed while the plurality of node links are in contact with each other in contact with each other, and the contact between the contact portion of the node links on both sides so as to make contact with both of the node links. It is also possible to further install an intermediate link to form a curved surface.

상기에서 마디링크끼리 또는 마디링크와 중간링크 사이의 구름 접촉이 이루어지는 지점은 중심에서 손바닥보다는 손등쪽에 가까운 쪽에 위치하도록 배치하는 것이 악력을 증가시킬 수 있으므로 바람직하다.In the above, the point where the cloud contact between the nodes or the link between the link and the intermediate link is preferably located in the center closer to the back of the hand than the palm can increase the grip force.

상기 선형 작동부재는 탄성을 갖는 재질을 이용하여 형성하며, 와이어(wire)나 로프(rope), 벨트(belt), 보우덴 케이블(Bowden cable) 등에서 선택하여 사용하는 것이 가능하다.The linear actuating member is formed using a material having elasticity, and can be selected and used from a wire, a rope, a belt, a Bowden cable, or the like.

상기 선형 작동부재는 상기 마디링크의 손바닥쪽을 연결하는 내부 작동부재와 상기 마디링크의 손등쪽을 연결하는 외부 작동부재가 하나씩 대응하여 쌍을 이루도록 설치한다.The linear actuating member is installed such that an inner actuating member connecting the palm side of the node link and an outer actuating member connecting the back side of the node link are paired one by one.

상기 릴부재는 크기가 다른 2개의 릴(reel)이 하나의 쌍을 이루며 설치되고, 하나의 쌍에서 손바닥쪽을 연결하는 내부 작동부재를 상대적으로 큰 릴에 권취하고, 손등쪽을 연결하는 외부 작동부재를 상대적으로 작은 릴에 권취한다.The reel member is installed in two pairs of reels (reel) of different sizes, the inner working member connecting the palm side in one pair wound around a relatively large reel, the external operation of connecting the back of the hand The member is wound on a relatively small reel.

상기와 같이 구성하게 되면, 한쌍의 선형 작동부재에 있어서, 손바닥쪽을 연결하는 내부 작동부재가 손등쪽을 연결하는 외부 작동부재에 비해 많이 움직이게 되므로, 서로 다른 크기의 릴에 권취하는 것에 의하여, 한쌍의 내부 작동부재와 외부 작동부재를 동시에 움직이는 것이 가능하다.When configured as described above, in the pair of linear actuating members, the inner actuating member connecting the palm side is moved more than the outer actuating member connecting the back of the hand, so that the pair by winding on different reels, It is possible to move the inner operating member and the outer operating member at the same time.

그리고 상기 한쌍의 선형 작동부재는 손가락의 말단쪽에 위치하는 마디링크로 갈수록 상기 내부 작동부재와 외부 작동부재 사이의 간격이 좁아지도록 설정하여 설치하는 것이 물체를 움켜잡을 때에 고르게 힘을 분포시킬 수 있으므로 바람직하다.In addition, the pair of linear actuating members are preferably set so that the gap between the inner actuating member and the outer actuating member becomes narrower toward the node link positioned at the distal end of the finger, so that the force can be evenly distributed when the object is grabbed. Do.

본 발명의 실시예에 따른 소형 로봇 핸드에 의하면, 하나의 손가락에 대한 각 관절을 이루는 복수의 마디링크를 직렬로 연결하므로, 넓은 구동범위를 확보하는 것이 가능하며, 하나의 손가락 또는 직렬로 연결된 복수의 관절에 대하여 하나의 엑츄에이터로 구동하는 것이 가능하다.According to the small robot hand according to the embodiment of the present invention, since a plurality of node links constituting each joint for one finger in series, it is possible to ensure a wide driving range, a single finger or a plurality connected in series It is possible to drive with one actuator for the joint of.

그리고 본 발명의 실시예에 따른 소형 로봇 핸드에 의하면, 마디링크 사이에 중간링크를 사용하므로, 풀리를 사용하지 않는 경우에 관절의 구동 각도가 커짐에 따라 선형 작동부재가 심하게 꺽여 마찰이 커지며 마모가 발생하는 현상을 방지하는 것이 가능하고, 90도 내외의 움직임을 갖는 것도 가능하다.According to the small robot hand according to the embodiment of the present invention, since the intermediate link is used between the node links, when the pulley is not used, as the driving angle of the joint increases, the linear actuating member severely bends the friction and the wear increases. It is possible to prevent the phenomenon from occurring, and to have a movement of about 90 degrees.

본 발명의 실시예에 따른 소형 로봇 핸드에 의하면, 구름 접촉이 이루어지는 지점을 손등쪽에 가깝게 배치하므로, 물체를 움켜쥐는 악력을 증가시키는 것이 가능하다.According to the small robot hand according to the embodiment of the present invention, since the point where the cloud contact is made close to the back of the hand, it is possible to increase the grip force grabbing the object.

또 본 발명의 실시예에 따른 소형 로봇 핸드에 의하면, 선형 작동부재의 간격을 말단으로 갈수록 서로 가깝게 설치하므로, 물체를 움켜잡을 때 힘을 고르게 분포시키는 것이 가능하다.In addition, according to the small robot hand according to the embodiment of the present invention, since the interval between the linear operating member toward the end closer to each other, it is possible to distribute the force evenly when grabbing the object.

나아가 본 발명의 실시예에 따른 소형 로봇 핸드는 관절을 직렬로 연결하고 중간링크를 사용하는 것에 의하여, 손으로 잡는 대상 물체의 형상에 따라 각 관절들의 각도를 적절히 변화시키는 것이 가능하고, 각 관절은 압력을 골고루 받게 되며 물체를 부드럽게 잡는 것이 가능하다.Furthermore, in the small robot hand according to the embodiment of the present invention, by connecting the joints in series and using an intermediate link, it is possible to appropriately change the angles of the joints according to the shape of the object to be held by the hand. The pressure is evenly distributed and it is possible to hold the object gently.

본 발명의 실시예에 따른 소형 로봇 핸드는, 풀리를 사용하지 않으므로 구조를 간단하고 소형화하여 구현하는 것이 가능하고, 풀리를 사용하는 경우와 마찬가지로 정밀하고 안정적으로 물체를 잡는 작동을 제어하는 것이 가능하다.Since the small robot hand according to the embodiment of the present invention does not use a pulley, it is possible to implement a simple and compact structure, and to control the operation of holding an object precisely and stably as in the case of using the pulley. .

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 소형 로봇 핸드에 있어서 손가락을 오므린 상태를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 소형 로봇 핸드에 있어서 손가락을 모두 편 상태를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 소형 로봇 핸드에 있어서, 하나의 손가락의 관절을 모두 편 상태를 나타내는 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 소형 로봇 핸드에 있어서, 도 3의 상태에서 선형 작동부재를 작동하여 말단으로부터 2개의 관절을 구부린 상태를 나타내는 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 소형 로봇 핸드에 있어서, 도 3의 상태에서 선형 작동부재를 작동하여 말단으로부터 3개의 관절을 모두 편 상태에서 90도 구부린 상태를 나타내는 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 소형 로봇 핸드에 있어서, 도 3의 상태에서 선형 작동부재를 작동하여 말단으로부터 3개의 관절을 모두 구부린 상태를 나타내는 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 소형 로봇 핸드에 있어서, 도 3의 상태에서 선형 작동부재를 작동하여 말단으로부터 3개의 관절을 모두 편 상태에서 측면으로 경사지게 기울인 상태를 나타내는 사시도이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 소형 로봇 핸드에 있어서, 도 7의 상태에서 선형 작동부재를 작동하여 말단으로부터 3개의 관절을 모두 구부린 상태를 나타내는 사시도이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 소형 로봇 핸드에 있어서, 선형 작동부재를 설치한 상태를 나타내는 단면도이다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 소형 로봇 핸드에 있어서, 고정탄성체를 사용하여 안정적인 구름 접촉을 구현하는 상태를 나타내는 부분확대 단면도이다.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 소형 로봇 핸드에 있어서, 구름 접촉이 이루어지는 상태를 나타내는 부분확대 단면도이다.
1 is a perspective view schematically showing a state of pinching a finger in a small robot hand according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a perspective view schematically showing a state in which the fingers all open in the small robot hand according to an embodiment of the present invention.
3 is a perspective view showing a state in which all of the joints of one finger in the small robot hand according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a perspective view showing a state in which the bent two joints from the end by operating the linear operating member in the state of Figure 3 in the miniature robot hand according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a perspective view illustrating a state in which a small robot hand according to an embodiment of the present invention is bent by 90 degrees in a state in which all three joints are opened from the end by operating the linear operating member in the state of FIG. 3.
6 is a perspective view showing a state in which all three joints are bent from the end by operating the linear operating member in the state of FIG. 3 in the small robot hand according to the embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a perspective view illustrating a state in which a small robot hand according to an embodiment of the present invention is inclined to the side in a state in which all three joints from the distal end are operated by operating the linear operating member in the state of FIG. 3.
8 is a perspective view showing a state in which all three joints are bent from the end by operating the linear operating member in the state of FIG. 7 in the small robot hand according to the embodiment of the present invention.
9 is a cross-sectional view showing a state in which the linear operating member is installed in the small robot hand according to an embodiment of the present invention.
10 is a partially enlarged cross-sectional view illustrating a state in which a stable rolling contact is implemented using a fixed elastic body in the small robot hand according to the exemplary embodiment of the present invention.
11 is a partially enlarged cross-sectional view illustrating a state in which a rolling contact is made in the small robot hand according to the embodiment of the present invention.

다음으로 본 발명에 따른 소형 로봇 핸드의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Next, a preferred embodiment of a small robot hand according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

본 발명은 여러가지 다양한 형태로 구현하는 것이 가능하며, 이하에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.The present invention can be embodied in various forms and is not limited to the embodiments described below.

이하에서는 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 본 발명과 밀접한 관계가 없는 부분은 상세한 설명을 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이고, 반복적인 설명을 생략한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, wherein like numerals refer to like elements throughout.

먼저 본 발명의 일실시예에 따른 소형 로봇 핸드는, 도 1 내지 도 3에 나타낸 바와 같이, 기초부재(80)와, 고정링크(60)와, 복수의 마디링크(10)와, 복수의 선형 작동부재(20)와, 복수의 릴부재(30)를 포함하여 이루어진다.First, a small robot hand according to an embodiment of the present invention, as shown in Figures 1 to 3, the base member 80, the fixed link 60, a plurality of node links 10, a plurality of linear It comprises an operating member 20, a plurality of reel member (30).

상기 기초부재(80)는 바탕 뼈대를 이루는 부재이다.The base member 80 is a member forming a base skeleton.

상기 기초부재(80)는 도 2에 나타낸 바와 같이, 손바닥의 형상으로 따라 기초를 이루도록 판형상으로 형성하는 것도 가능하다.As shown in FIG. 2, the base member 80 may be formed in a plate shape to form a base along the shape of a palm.

상기 고정링크(60)는 상기 기초부재(80)에 고정 설치된다.The fixed link 60 is fixed to the base member 80.

상기 고정링크(60)는 구현하고자 하는 손가락의 수에 대응하는 수로 설정하여 설치한다.The fixed link 60 is installed by setting the number corresponding to the number of fingers to be implemented.

예를 들면, 상기 고정링크(60)는 2개의 손가락으로 이루어진 로봇 핸드를 구현하고자 하는 경우에는 2개만 설치하고, 4개의 손가락으로 이루어진 로봇 핸드를 구현하고자 하는 경우에는 4개를 설치한다.For example, the fixed link 60 is installed only two if you want to implement a robot hand consisting of two fingers, four to install a robot hand consisting of four fingers.

도 1 및 도 2에는 4개의 손가락으로 구성하는 예를 나타낸다.1 and 2 show an example composed of four fingers.

상기 고정링크(60)는 상기 기초부재(80)에 고정된 상태로 설치하므로, 복수개를 하나로 연결된 일체형으로 형성하여 설치하는 것도 가능하고, 서로 분리된 상태로 형성하여 설치하는 것도 가능하다.Since the fixing link 60 is installed in the fixed state to the base member 80, it is also possible to form and install a plurality of integrally connected as one, it is also possible to form and install in a state separated from each other.

상기 고정링크(60)의 상기 마디링크(10)쪽을 향하는 상단에는 상면이 곡면인 구름접촉부(64)를 형성한다.An upper end of the fixed link 60 toward the node link 10 is formed with a rolling contact portion 64 having an upper surface.

상기에서 구름접촉부(64)의 상면에 형성되는 곡면은 반원형 단면을 갖는 형상으로 형성하는 것도 가능하고, 원형의 일부 또는 타원형의 일부를 단면으로 갖는 형상으로 형성하는 것도 가능하다.The curved surface formed on the upper surface of the cloud contact portion 64 may be formed in a shape having a semi-circular cross section, or may be formed in a shape having a portion of a circle or a portion of an ellipse in a cross section.

나아가, 상기 구름접촉부(64)의 곡면은 다양한 곡률로 형성하는 것이 가능하다.Furthermore, the curved surface of the rolling contact portion 64 can be formed with various curvatures.

상기 마디링크(10)는 상기 고정링크(60)로부터 순차적으로 다단으로 연결 설치된다.The node link 10 is installed in multiple stages sequentially from the fixed link (60).

예를 들면, 사람의 손가락에 대응하는 구조로 구성하는 경우에는 3단으로 마디링크(10)를 배열하여 설치하는 것도 가능하다.For example, when it is comprised by the structure corresponding to a human finger, it is also possible to arrange and install the node link 10 in three steps.

상기에서 마디링크(10)를 3단으로 구성하는 경우에는, 상기 고정링크(60)에 인접한 일단 마디링크(16)와, 맨 끝단에 위치하는 말단 마디링크(12)와, 중간에 위치하는 중간 마디링크(14)로 이루어진다.When the node link 10 is configured in three stages as described above, one end link 16 adjacent to the fixed link 60, the end node link 12 positioned at the far end, and the intermediate intermediate position It consists of a node link (14).

상기에서는 마디링크(10)를 3단으로 구성하여 3개의 관절을 갖는 손가락을 구현하는 경우에 3개의 마디링크(12), (14), (16)로 구성하는 것을 예로 들어 설명하였지만, 4단 이상으로 구현하고자 하는 경우에는 2개 이상의 중간 마디링크(14)를 더 설치하는 것이 가능하다.In the above, when the node link 10 is configured in three stages to implement a finger having three joints, three node links 12, 14, and 16 have been described as an example. In the case of implementing the above, it is possible to further install two or more intermediate node links 14.

상기 마디링크(10)는 각각이 하나의 관절을 구성한다.The node link 10 each constitutes one joint.

상기 마디링크(10)의 서로 맞닿는 부분에는 구름 접촉이 이루어지도록 곡면을 갖는 형상의 구름접촉부(18)를 형성한다.The contact portions 18 of the node link 10 are formed to have a rolling contact portion 18 having a curved surface to make a rolling contact.

상기 구름접촉부(18)에 형성되는 곡면은 반원형 단면을 갖는 형상으로 형성하는 것도 가능하고, 원형의 일부 또는 타원형의 일부를 단면으로 갖는 형상으로 형성하는 것도 가능하다.The curved surface formed on the cloud contact portion 18 may be formed in a shape having a semi-circular cross section, or may be formed in a shape having a portion of a circle or a portion of an ellipse in a cross section.

나아가, 상기 구름접촉부(18)에 형성되는 곡면은 다양한 곡률로 형성하는 것이 가능하다.Furthermore, the curved surface formed on the cloud contact portion 18 can be formed with various curvatures.

상기에서 곡면을 갖는 구름접촉부(18)끼리 원활하고 안정된 상태로 지속적으로 반복적인 구름 접촉이 이루어지기 위해서는 도 10에 나타낸 바와 같이, 고정탄성체(19)를 사용하여 는 것이 바람직하다.As shown in FIG. 10, it is preferable to use a fixed elastic body 19 so that the rolling contact portions 18 having curved surfaces can be continuously and repeatedly contacted in a smooth and stable state.

예를 들면, 상기 구름접촉부(18)의 중심을 관통하여 양쪽 마디링크(10)의 구름접촉부(18)가 서로 접하는 상태로 탄성력이 작용하도록 고정탄성체(19)를 설치하여 지지하는 상태로 설치한다.For example, the fixed elastic body 19 is installed and supported so that the elastic force acts while penetrating the center of the rolling contact portion 18 so that the rolling contact portions 18 of both node links 10 come into contact with each other. .

상기 고정탄성체(19)로는 스프링, 고무줄, 실리콘밴드, 탄성이 우수한 강선(예를 들면, 스프링강으로 제조한 와이어), 와이어 복수 가닥을 꼬아서 만든 와이어 로프나 케이블, 니티놀 등의 초탄성 재료로 제조한 와이어나 밴드 등의 탄성과 기계적 강도가 우수한 재질이 사용 가능하다.The fixed elastic body 19 may be made of a superelastic material such as a spring, a rubber band, a silicon band, a steel wire having excellent elasticity (for example, a wire made of spring steel), a wire rope or cable made by twisting a plurality of wires, and nitinol. Materials having excellent elasticity and mechanical strength, such as manufactured wires and bands, can be used.

상기 고정탄성체(19)는 지름방향의 유연성이 우수한 재질을 사용하여 구성하는 것이 바람직하다. 그러나 상기 고정탄성체(19)의 지름방향 유연성이 실과 같이 너무 큰 경우에는 구름면의 미끄러짐이나 이탈을 효과적으로 억제하는 것이 어려우므로, 금속 와이어 정도의 유연성을 유지하는 것이 중요하다.The fixed elastic body 19 is preferably configured using a material having excellent flexibility in the radial direction. However, when the radial elasticity of the fixed elastic body 19 is too large, such as a yarn, it is difficult to effectively suppress the slippage or detachment of the rolling surface, it is important to maintain the flexibility of the metal wire.

상기와 같이 고정탄성체(19)를 사용하면, 도 10에서 이점쇄선으로 나타낸 바와 같이, 서로 접하는 구름접촉부(18)에서 구름 접촉이 이루어지면서 회전이 발생하는 경우에도 구름접촉면이 어긋나거나 미끄러짐이 발생하지 않고, 항상 안정된 상태로 소정 각도의 회전과 원상 복귀가 효과적으로 이루어진다.When the fixed elastic body 19 is used as described above, as shown by the dashed-dotted line in FIG. 10, even when rolling occurs while the rolling contact is made in contact with the rolling contact portions 18, the rolling contact surface does not shift or slip. Instead, the rotation and the return of the predetermined angle are effectively performed in a stable state at all times.

그리고, 상기 구름접촉부(18)는 기어, 롤러마이트(rolamite) 등을 이용하여 미끄러짐이 없는 구름 접촉을 구현하는 것도 가능하다.In addition, the rolling contact portion 18 may implement a rolling contact without slip by using a gear, a rollerite, and the like.

상기 마디링크(10)의 구름접촉부(18) 및 고정링크(60)의 구름접촉부(64)는 도 11에 나타낸 바와 같이, 형성되는 곡면의 곡률 반지름(R)이 구름접촉부(18), (64)의 돌출되는 높이(B)와 같거나 크게 되도록 설정(R≥B)하여 형성하는 것이 바람직하다.As shown in FIG. 11, the rolling contact portion 18 of the node link 10 and the rolling contact portion 64 of the fixed link 60 have a radius of curvature R having a curved contact portion 18, 64. It is preferable to form and set (R≥B) so as to be equal to or greater than the protruding height (B).

상기와 같이 설정(R≥B)하여 형성하면, 상기 선형 작동부재(20)가 가지는 탄성을 이용하여 연결되는 복수의 관절을 동시에 동일한 각도로 움직이는 것이 가능하다.If set (R≥B) as described above, it is possible to move a plurality of joints connected at the same angle at the same time by using the elasticity of the linear actuating member 20.

그리고 상기 복수의 마디링크(10)가 서로 구름 접촉이 이루어지는 사이에 중간링크(40)를 삽입하여 설치하는 것이 풀리를 사용하지 않는 경우에도 관절의 구동 각도가 커짐에 따라 상기 선형 작동부재(20)가 심하게 꺽여 마찰이 커지며 마모가 발생하는 현상을 방지하는 것이 가능하다. 또한, 상기 마디링크(10)의 구부리는 각도를 90도 내외의 움직임을 갖도록 구성하는 것도 가능하다.In addition, even when the intermediate link 40 is inserted and installed between the plurality of node links 10 in contact with each other, even when the pulley is not used, the linear operating member 20 increases as the driving angle of the joint increases. It is possible to prevent the phenomenon that wear is caused by severe bending by large friction. In addition, the bending angle of the link 10 may be configured to have a movement of about 90 degrees.

상기 중간링크(40)는 양쪽의 마디링크(10)와 구름 접촉이 이루어지도록 양쪽면에 곡면을 갖는 형상으로 형성한다.The intermediate link 40 is formed in a shape having a curved surface on both sides to make a cloud contact with both nodes link 10.

상기에서 중간링크(40)의 상기 마디링크(10)의 구름접촉부(18) 또는 상기 고정링크(60)의 구름접촉부(64)쪽을 향한 양쪽면에 전체적으로 원형 단면 또는 타원형, 원의 일부를 양쪽에 포개놓은 형상의 단면 등의 다양한 곡면으로 구름 접촉이 이루어지는 부분을 형성하는 것이 가능하다.In the above, both ends of the circular contact or the ellipse, the entire circular cross section on both sides toward the rolling contact portion 18 of the node link 10 of the intermediate link 40 or the rolling contact portion 64 of the fixed link 60 It is possible to form a part where rolling contact is made with various curved surfaces, such as the cross section of the shape superimposed on the.

상기 중간링크(40)는 상기 일단 마디링크(16)와 중간 마디링크(14)의 사이, 상기 중간 마디링크(14)와 말단 마디링크(12)의 사이, 상기 일단 마디링크(16)와 고정링크(60)의 사이에 각각 설치한다.The intermediate link 40 is fixed between the first link 16 and the intermediate link 14, between the intermediate link 14 and the terminal link 12, and fixed to the end link 16 It is installed between the links 60, respectively.

상기 중간링크(40)에 형성되는 양쪽의 곡면 및 구름 접촉이 이루어지는 부분의 구체적인 구성은 상기 마디링크(10)의 구름접촉부(18)와 마찬가지의 구성으로 실시하는 것이 가능하므로, 상세한 설명은 생략한다.Since the specific configuration of both curved surfaces and the portions in which the rolling contact is formed in the intermediate link 40 can be implemented in the same configuration as the rolling contact portion 18 of the node link 10, detailed description thereof will be omitted. .

상기 마디링크(10)끼리 또는 마디링크(10)와 중간링크(40) 사이의 구름 접촉이 이루어지는 지점은, 도 9에 나타낸 바와 같이, 중심에서 손바닥보다는 손등쪽에 가까운 쪽에 위치하도록 배치하는 것이 악력을 증가시킬 수 있으므로 바람직하다.The point where the contact between the nodes 10 or the link between the link 10 and the intermediate link 40 is made, as shown in Figure 9, it is arranged to be located closer to the back of the hand than the palm in the center as shown in FIG. It is preferable because it can increase.

즉, 손가락은 펴는 힘이 크게 중요하지 않으므로, 구름 접촉이 이루어지는 지점을 손등쪽으로 치우친 상태로 구성하면, 악력을 증가시키는 것이 가능하다.In other words, since the spreading force of the finger is not very important, it is possible to increase the grip force by configuring the point where the rolling contact is made to the back of the hand.

그리고, 도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 상기 일단 마디링크(16)와 고정링크(60) 사이에는 손가락을 좌우로 경사로 기울이는 것이 가능하도록, 회전링크(50)를 더 설치하는 것도 가능하다.As shown in FIGS. 2 and 3, the rotary link 50 may be further provided between the node link 16 and the fixed link 60 so as to tilt the finger in an inclined direction from side to side.

상기 일단 마디링크(16)와 회전링크(50) 사이에는 중간링크(40)(상기에서 일단 마디링크(16)와 고정링크(60) 사이에 설치되는 중간링크(40))를 설치하는 것도 가능하다.It is also possible to install an intermediate link 40 (an intermediate link 40, which is installed between the node 16 and the fixed link 60 once) between the one end link 16 and the rotary link 50. Do.

상기 회전링크(50)의 상면(상기 마디링크(10)쪽)과 하면(상기 고정링크(60)쪽)에는 서로 90도 회전된 상태로 각각 반대방향으로 돌출하는 곡면을 갖는 마디접촉부(52)와 고정접촉부(54)를 형성한다.Node contact portion 52 having a curved surface protruding in the opposite direction on the upper surface (the node link 10 side) and the lower surface (the fixed link 60 side) of the rotary link 50 is rotated 90 degrees to each other And a fixed contact portion 54 are formed.

상기 마디접촉부(52)는 상기 일단 마디링크(16)와 구름 접촉하는 중간링크(40)와 구름 접촉하도록 구성되고, 상기 고정접촉부(54)는 상기 고정링크(60)와 구름 접촉하도록 구성된다.The node contact portion 52 is configured to make a rolling contact with the intermediate link 40 in contact with the end link 16 in the cloud, and the fixed contact portion 54 is configured to make a rolling contact with the fixed link 60.

상기에서 고정링크(60)의 구름접촉부(64)는 상기 고정접촉부(54)와 구름 접촉하도록 구성된다.The rolling contact portion 64 of the fixed link 60 is configured to make a rolling contact with the fixed contact portion 54.

또한 상기 고정링크(60)의 구름접촉부(64)는 상기 마디링크(10)의 구름접촉부(18)와 서로 90도 회전된 방향으로 형성된다.In addition, the rolling contact portion 64 of the fixed link 60 is formed in a direction rotated 90 degrees with the rolling contact portion 18 of the node link 10.

상기와 같이 회전링크(50)를 설치하게 되면, 도 7에 나타낸 바와 같이, 손가락을 전체적으로 좌우로 경사지게 기울이는 것이 가능하다.When the rotary link 50 is installed as described above, as shown in FIG. 7, it is possible to tilt the finger to the left and right as a whole.

상기 회전링크(50)에 있어서도 마디접촉부(52)와 고정접촉부(54)의 구체적인 구성은 상기 마디링크(10)의 구름접촉부(18) 및 상기 고정링크(60)의 구름접촉부(64)와 마찬가지의 구성으로 실시하는 것이 가능하므로, 상세한 설명은 생략한다.Also in the rotary link 50, the concrete contact portion 52 and the fixed contact portion 54 has the same configuration as the rolling contact portion 18 of the node link 10 and the rolling contact portion 64 of the fixed link 60. Since it is possible to implement in the configuration of, the detailed description is omitted.

그리고, 상기 선형 작동부재(20)는, 도 3에 나타낸 바와 같이, 상기 마디링크(10) 중에서 하나의 손가락을 이루는 복수의 마디링크(예를 들면, 일단 마디링크(16), 중간 마디링크(14), 말단 마디링크(12))를 연결하여 관절이 작동되도록 운동을 전달한다.And, as shown in FIG. 3, the linear actuating member 20 includes a plurality of node links (for example, the node link 16 and the intermediate node link 1) forming one finger of the node link 10. 14), distal end link (12) is connected to transfer the motion to operate the joint.

상기 선형 작동부재(20)는 탄성을 갖는 재질을 이용하여 형성하며, 와이어(wire)나 로프(rope), 벨트(belt), 보우덴 케이블(Bowden cable) 등에서 선택하여 사용하는 것이 가능하다.The linear actuating member 20 is formed using a material having elasticity, and can be selected and used from a wire, a rope, a belt, a Bowden cable, or the like.

본 실시예에서는 상기 선형 작동부재(20)로 보우덴 케이블을 사용하는 것을 예로 들어 설명한다.In this embodiment, a Bowden cable is used as the linear operation member 20.

상기 선형 작동부재(20)는, 도 3에 나타낸 바와 같이, 하나의 손가락에 2개씩 쌍을 이루며 설치되고, 하나 또는 복수의 쌍으로 설치한다.As shown in FIG. 3, the linear actuating members 20 are provided in pairs two by one, and are installed in one or a plurality of pairs.

예를 들면, 상기 선형 작동부재(20)는 상기 마디링크(10)의 손바닥쪽을 연결하는 내부 작동부재(21), (23), (25)와, 상기 마디링크(10)의 손등쪽을 연결하는 외부 작동부재(22), (24), (26)가 하나씩 대응하여 쌍을 이루도록 설치한다.For example, the linear actuating member 20 connects the inner actuating members 21, 23, and 25 to connect the palm side of the node link 10, and the back of the hand of the node link 10. The external operation members 22, 24, and 26 to be connected are installed to correspond to each other in pairs.

상기에서 내부 작동부재(21)와 외부 작동부재(22)는 각각 상기 말단 마디링크(12)의 끝부분까지 연장되어 한쪽 끝부분이 고정 설치된다. 즉, 상기 내부 작동부재(21)와 외부 작동부재(22)는 상기 일단 마디링크(16)와 중간 마디링크(14)를 차례로 거쳐서 상기 말단 마디링크(12)까지 연장 설치된다.In the above, the inner operating member 21 and the outer operating member 22 extend to the ends of the terminal link 12, respectively, and one end is fixedly installed. That is, the inner operating member 21 and the outer operating member 22 are installed to extend to the end node link 12 through the one end link 16 and the middle node link 14 in sequence.

상기 내부 작동부재(21)와 외부 작동부재(22)는 각각 상기 마디링크(10)의 손바닥쪽 면 및 손등쪽 면의 중앙부를 통과하도록 설치한다.The inner operating member 21 and the outer operating member 22 are installed to pass through the central portions of the palm side and the back of the hand of the node link 10, respectively.

상기 내부 작동부재(23), (25)와 외부 작동부재(25), (26)는 각각 상기 일단 마디링크(16)의 끝부분까지 연장되어 한쪽 끝부분이 고정 설치된다.The inner actuating members 23, 25 and the outer actuating members 25, 26 extend to the ends of the one end link 16, respectively, and one end is fixedly installed.

상기에서 내부 작동부재(23)와 외부 작동부재(24)의 쌍 및 내부 작동부재(25)와 외부 작동부재(26)의 쌍은 상기 일단 마디링크(16)의 대각방향으로 모서리부분에 설치한다.The pair of inner operating member 23 and the outer operating member 24 and the pair of the inner operating member 25 and the outer operating member 26 are installed at the corners in the diagonal direction of the node link 16 at one end. .

예를 들면, 상기 내부 작동부재(23)는 상기 일단 마디링크(16)의 손바닥쪽 왼쪽 모서리 부분에 설치하고, 상기 외부 작동부재(24)는 상기 일단 마디링크(16)의 손등쪽 오른쪽 모서리부분에 설치한다. 또한 상기 내부 작동부재(25)는 상기 일단 마디링크(16)의 손바닥쪽 오른쪽 모서리부붸 설치하고, 상기 외부 작동부재(26)는 상기 일단 마디링크(16)의 손등쪽 왼쪽 모서리 부분에 설치한다.For example, the inner actuating member 23 is installed at the left edge of the palm of the node link 16, and the outer actuating member 24 is the right corner of the back of the hand of the node link 16. Install on. In addition, the inner operation member 25 is installed at the right edge of the palm side of the end link 16, the outer operation member 26 is installed at the left corner of the back of the hand of the end link 16.

상기와 같이 일단 마디링크(16)의 왼쪽과 오른쪽에 서로 대각방향으로 쌍을 이루도록, 각각 내부 작동부재(23), (25)와 외부 작동부재(24), (26)의 쌍을 설치하게 되면, 상기 회전링크(50)를 설치한 경우에 손가락의 좌우로 경사로 기울어지는 작동을 구현하는 것이 가능하다.Once the pair of the inner operating member 23, 25 and the outer operating member 24, 26 to be paired in a diagonal direction to each other on the left and right sides of the bar link 16, as described above When the rotary link 50 is installed, it is possible to implement an operation of inclining at an angle to the left and right of the finger.

따라서, 상기 회전링크(50)를 설치하지 않은 경우나 손가락의 좌우 경사 작동을 구현하지 않는 경우에는 상기 일단 마디링크(16)에도 중앙부에 한쌍의 선형 작동부재(20)만 설치하는 것도 가능하다.Therefore, when the rotary link 50 is not installed or when the left and right tilting operation of the finger is not implemented, it is also possible to install only a pair of linear actuating members 20 at the center portion of the node link 16.

그리고, 도 3에 나타낸 바와 같이, 상기 선형 작동부재(20)의 마디링크(10) 반대쪽 끝부분은 상기 릴부재(30)에 고정된다.And, as shown in Figure 3, the opposite end of the bar link 10 of the linear actuating member 20 is fixed to the reel member (30).

상기 선형 작동부재(20)의 마디링크(10)에 고정된 반대쪽은 상기 회전링크(50)와 고정링크(60)를 거쳐 상기 릴부재(30)까지 연장되어 고정된다.The opposite side fixed to the node link 10 of the linear actuating member 20 extends and is fixed to the reel member 30 via the rotary link 50 and the fixing link 60.

상기 릴부재(30)는 상기 기초부재(80)와 같은 로봇의 특정 부위에 고정 설치된다.The reel member 30 is fixed to a specific part of the robot, such as the base member 80.

상기 릴부재(30)는 정회전 또는 역회전함에 따라 상기 선형 작동부재(10)를 감거나 풀어주어 관절을 작동시키기 위한 운동을 발생시키는 기능을 수행한다.The reel member 30 performs a function of generating a motion for operating the joint by winding or releasing the linear actuating member 10 in the forward or reverse rotation.

상기 릴부재(30)는 크기가 다른 2개의 릴(reel)이 하나의 쌍을 이루며 설치된다.The reel member 30 is installed in a pair of two reels (reel) of different sizes.

예를 들면, 도 3에 나타낸 바와 같이, 상기 릴부재(30)는 상기 기초부재(80)와 같은 로봇의 특정 부위에 고정 설치되는 릴지지체(31)와, 상기 릴지지체(31)에 회전가능하게 설치되는 회전축(32)과, 상기 회전축(32)에 설치되는 한쌍의 대경릴(33) 및 소경릴(34)을 포함하여 이루어진다.For example, as shown in FIG. 3, the reel member 30 is rotatable to the reel support 31 and the reel support 31 fixedly installed at a specific portion of the robot, such as the base member 80. Rotating shaft 32 and a pair of large diameter reel (33) and small diameter reel (34) installed on the rotating shaft 32 is formed.

상기 릴부재(30)에 있어서, 지름이 상대적으로 큰 대경릴(33)과 지름이 상대적으로 작은 소경릴(34)의 쌍의 수는, 상기 선형 작동부재(20)에 있어서, 내부 작동부재(21), (23), (25)와 외부 작동부재(22), (24), (26)의 쌍의 수와 대응하여 설치하는 것이 가능하다.In the reel member 30, the number of pairs of a large diameter reel 33 having a relatively large diameter and a small diameter reel 34 having a relatively small diameter is equal to an internal operating member in the linear operating member 20. It is possible to install corresponding to the number of pairs of 21, 23, 25 and the pair of external actuating members 22, 24, 26.

상기 선형 작동부재(20)를 이루는 하나의 쌍에서 손바닥쪽을 연결하는 내부 작동부재(21), (23), (25)는 상대적으로 큰 대경릴(33)에 권취하고, 손등쪽을 연결하는 외부 작동부재(22), (24), (25)는 상대적으로 작은 소경릴(34)에 권취한다.The inner operating members 21, 23, and 25 connecting the palm side in one pair of linear operating members 20 are wound on a relatively large diameter reel 33 and connect the back of the hand. The external actuating members 22, 24 and 25 are wound around a relatively small diameter reel 34.

상기와 같이 구성하게 되면, 한쌍의 선형 작동부재(20)에 있어서, 손바닥쪽을 연결하는 내부 작동부재(21), (23), (25)가 손등쪽을 연결하는 외부 작동부재(22), (24), (26)에 비해 많이 움직이게 되므로, 서로 다른 크기의 대경릴(33) 및 소경릴(34)에 권취하는 것에 의하여, 한쌍의 내부 작동부재(21), (23), (25)와 외부 작동부재(22), (24), (26)를 동시에 움직이는 것이 가능하다.When configured as described above, in the pair of linear actuating member 20, the inner actuating member 21, 23, 25 for connecting the palm side, the outer actuating member 22 for connecting the back of the hand, Since it moves more than (24) and (26), it is wound by the large diameter reel 33 and the small diameter reel 34 of a different size, and a pair of internal operation members 21, 23, 25 are carried out. It is possible to simultaneously move the and external operating members 22, 24, 26.

그리고, 도 9에 나타낸 바와 같이, 상기 한쌍의 선형 작동부재(21), (22)는 손가락의 말단쪽에 위치하는 말단 마디링크(12)로 갈수록 상기 내부 작동부재(21)와 외부 작동부재(22) 사이의 간격이 좁아지도록 설정하여 설치하는 것이 물체를 움켜잡을 때에 고르게 힘을 분포시킬 수 있으므로 바람직하다.And, as shown in Figure 9, the pair of linear actuating members 21, 22 is toward the end node link 12 which is located at the distal end of the finger toward the inner actuating member 21 and the outer actuating member 22 It is preferable to set and install so that the space | interval between () becomes narrow, since the force can be distributed evenly when grabbing an object.

다음으로 상기와 같이 구성되는 본 발명의 일실시예에 따른 소형 로봇 핸드의 작동과정을 설명한다.Next will be described the operation of the small robot hand according to an embodiment of the present invention configured as described above.

먼저, 도 3에 나타낸 바와 같이 모든 관절이 펴진 손가락이 일(1)자 형태에서, 도 4에 나타낸 바와 같이 상기 말단 마디링크(12)까지 연장된 상기 내부 작동부재(21)와 외부 작동부재(22)가 권취된 릴부재(30)를 내부 작동부재(21)는 감기고 외부 작동부재(22)는 풀리는 방향(예를 들면 정방향)으로 회전시키면, 상기 말단 마디링크(12)에는 구부러지는 방향으로 힘이 작용하게 되고, 일단 마디링크(16)는 수직으로 세워진 상태에서 말단 마디링크(12)와 중간 마디링크(14)를 동시에 오므리는 상태로 작동된다.First, as shown in FIG. 3, the fingers with all the joints extended in the form of one (1) characters, as shown in FIG. 4, the inner operating member 21 and the outer operating member ( When the reel member 30 wound around 22 is wound in the inner operating member 21 and the outer operating member 22 is rotated in a releasing direction (for example, in a forward direction), the end node link 12 is bent in a bending direction. The force is actuated, and once the node link 16 is operated in a vertically closed state, the terminal node link 12 and the intermediate node link 14 are simultaneously retracted.

또한, 도 3에 나타낸 바와 같이 모든 관절이 펴진 손가락이 일(1)자 형태에서, 도 5에 나타낸 바와 같이 상기 일단 마디링크(16)까지 연장된 상기 내부 작동부재(23), (25)와 외부 작동부재(24), (26)가 권취된 릴부재(30)를 각각 내부 작동부재(23), (25)는 동시에 감기고 외부 작동부재(24), (26)는 동시에 풀리는 방향(예를 들면 정방향)으로 회전시키면, 상기 일단 마디링크(16)에는 구부러지는 방향으로 힘이 작용하게 되고, 말단 마디링크(12)와 중간 마디링크(14) 및 일단 마디링크(16)가 일직선으로 위치한 상태에서 일단 마디링크(16)가 구부러져 수평으로 변화하는 상태로 작동된다.Further, as shown in FIG. 3, the fingers with all the joints extended in the form of one (1) characters, as shown in FIG. 5, with the inner operation members 23 and 25 extending to the one end link 16. The reel member 30 on which the external actuating members 24 and 26 are wound is wound around the inner actuating members 23 and 25 at the same time and the outer actuating members 24 and 26 are simultaneously released. For example, when rotating in the forward direction, the force is applied to the one end of the node link 16 in a bending direction, and the end node 12, the intermediate node link 14, and the one end link 16 are in a state in which they are located in a straight line. Once the node link 16 is bent and operated in a horizontally changing state.

그리고, 도 3에 나타낸 바와 같이 모든 관절이 펴진 손가락이 일(1)자 형태에서, 도 6에 나타낸 바와 같이 상기 말단 마디링크(12)까지 연장된 상기 내부 작동부재(21)와 외부 작동부재(22)가 권취된 릴부재(30) 및 상기 일단 마디링크(16)까지 연장된 상기 내부 작동부재(23), (25)와 외부 작동부재(24), (26)가 권취된 릴부재(30)를 각각 내부 작동부재(21), (23), (25)는 동시에 감기고 외부 작동부재(22), (24), (26)는 동시에 풀리는 방향(예를 들면 정방향)으로 회전시키면, 상기 일단 마디링크(16)에는 구부러지는 방향으로 힘이 작용하게 되어 일단 마디링크(16)가 구부러져 수평으로 변화하는 상태로 작동됨과 동시에, 상기 말단 마디링크(12)에도 구부러지는 방향으로 힘이 작용하게 되어 말단 마디링크(12)와 중간 마디링크(14)를 동시에 오므리는 상태로 작동된다.And, as shown in FIG. 3, the fingers with all the joints extended in the form of one (1) characters, as shown in FIG. 6, the inner operating member 21 and the outer operating member ( A reel member 30 in which 22 is wound, and a reel member 30 in which the inner actuating members 23, 25 and the outer actuating members 24, 26, which extend to the end link 16, are wound. ), The inner actuating members 21, 23, 25 are wound simultaneously and the outer actuating members 22, 24, 26 rotate simultaneously in the unwinding direction (e.g., in the forward direction). The force acts in the bending direction of the linkage 16 so that the linkage 16 is bent and operated in a horizontally changing state, and at the same time, the force acts in the direction of bending the end linkage 12 as well. The terminal node 12 and the intermediate node link 14 are operated at the same time to retract.

즉 도 6의 경우는 도 4에서 일단 마디링크(16)까지 오므려진 상태이다.That is, in the case of FIG. 6, the node 16 is once closed up to 16.

또한, 도 3에 나타낸 바와 같이 모든 관절이 펴진 손가락이 일(1)자 형태에서, 도 7에 나타낸 바와 같이 상기 일단 마디링크(16)까지 연장된 왼쪽 모서리쪽의 상기 내부 작동부재(23)와 외부 작동부재(24)가 권취된 릴부재(30)는 내부 작동부재(23)는 감기고 외부 작동부재(24)는 풀리는 방향(예를 들면 정방향)으로 회전시킴과 동시에, 상기 일단 마디링크(16)까지 연장된 오른쪽 모서리쪽의 상기 내부 작동부재(25)와 외부 작동부재(26)가 권취된 릴부재(30)는 내부 작동부재(25)는 풀리고 외부 작동부재(26)는 감기는 방향(예를 들면 역방향)으로 회전시키면, 상기 일단 마디링크(16)에는 왼쪽으로 기울어지는 방향으로 힘이 작용하게 되고, 말단 마디링크(12)와 중간 마디링크(14) 및 일단 마디링크(16)가 일직선으로 위치한 상태에서 일단 마디링크(16)가 왼쪽으로 기울어져 경사로 변화하는 상태로 작동된다.In addition, as shown in FIG. 3, the fingers with all the joints stretched out in the form of one (1) characters, as shown in FIG. 7, with the inner operating member 23 at the left corner extending to the one end link 16. The reel member 30, on which the external operating member 24 is wound, rotates the internal operating member 23 and the external operating member 24 in a release direction (for example, in a forward direction), and at the same time, the one end link 16 The reel member 30 in which the inner operating member 25 and the outer operating member 26 are wound up to the right edge thereof extends to), and the inner operating member 25 is released and the outer operating member 26 is wound in the winding direction ( For example, in the reverse direction, a force is applied to the first link 16 in a direction inclined to the left, and the terminal link 12 and the intermediate link 14 and the first link 16 are connected to each other. In a state of being in a straight line, the node link 16 is tilted to the left once It is operated in a state of a ramp change.

그리고, 도 3에 나타낸 바와 같이 모든 관절이 펴진 손가락이 일(1)자 형태에서, 도 8에 나타낸 바와 같이 상기 일단 마디링크(16)까지 연장된 왼쪽 모서리쪽의 상기 내부 작동부재(23)와 외부 작동부재(24)가 권취된 릴부재(30)는 내부 작동부재(23)는 감기고 외부 작동부재(24)는 풀리는 방향(예를 들면 정방향)으로 회전시킴과 동시에, 상기 일단 마디링크(16)까지 연장된 오른쪽 모서리쪽의 상기 내부 작동부재(25)와 외부 작동부재(26)가 권취된 릴부재(30)는 내부 작동부재(25)는 감기고 외부 작동부재(26)는 풀리는 방향(예를 들면 정방향)으로 회전시키고, 상기 말단 마디링크(12)까지 연장된 상기 내부 작동부재(21)와 외부 작동부재(22)가 권취된 릴부재(30)를 내부 작동부재(21)는 감기고 외부 작동부재(22)는 풀리는 방향(예를 들면 정방향)으로 회전시키면, 상기 일단 마디링크(16)에는 왼쪽으로 기울어지는 방향으로 힘이 작용하게 되고, 말단 마디링크(12)와 중간 마디링크(14) 및 일단 마디링크(16)가 일직선으로 위치한 상태에서 일단 마디링크(16)가 왼쪽으로 기울어져 경사로 변화하는 상태로 작동되고, 상기 말단 마디링크(12)에는 구부러지는 방향으로 힘이 작용하게 되고, 말단 마디링크(12)와 중간 마디링크(14), 일단 마디링크(16)를 동시에 오므리는 상태로 작동된다.And, as shown in FIG. 3, the fingers with all the joints stretched out in the form of one (1) characters, as shown in FIG. 8, with the inner operating member 23 on the left edge side extending to the first link 16. The reel member 30, on which the external operating member 24 is wound, rotates the internal operating member 23 and the external operating member 24 in a release direction (for example, in a forward direction), and at the same time, the one end link 16 The reel member 30 in which the inner operating member 25 and the outer operating member 26 are wound up to the right edge thereof extends up to), and the inner operating member 25 is wound and the outer operating member 26 is unwinded. For example, the inner operating member 21 is wound around the reel member 30 which is rotated in the forward direction) and the inner operating member 21 and the outer operating member 22 wound up to the end node link 12 are wound. When the operating member 22 is rotated in the release direction (for example, the forward direction), the work The force acts in the direction inclined to the left side to the node link 16, the end link 12, the intermediate link 14 and the first link 16 in the state that the link is placed in a straight line once the link 16 Is inclined to the left to operate in an inclined state, the force is applied to the terminal link 12 in the bending direction, the terminal link 12 and the intermediate link 14, once the link 16 Is operated by simultaneously closing).

상기에서 내부 작동부재(23)와 외부 작동부재(24)가 쌍을 이루어 권취된 릴부재(30)는 더 빨리 회전하고, 상대적으로 상기 내부 작동부재(25)와 외부 작동부재(26)가 쌍을 이루어 권취된 릴부재(30)는 더 느리게 회전하도록 작동하는 것에 의하여 경사로 변화한다.The reel member 30 wound up as a pair of the internal operating member 23 and the external operating member 24 rotates faster, and the internal operating member 25 and the external operating member 26 are relatively paired. The reel member 30 wound up is changed inclined by operating to rotate more slowly.

또는 상기에서 내부 작동부재(25)와 외부 작동부재(26)가 쌍을 이루어 권취된 릴부재(30)는 회전하지 않는 상태를 유지하는 것도 가능하다.Alternatively, the reel member 30 wound as a pair of the inner operating member 25 and the outer operating member 26 may be maintained in a non-rotating state.

상기에서는 본 발명에 따른 소형 로봇 핸드의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 명세서 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다.In the above, a preferred embodiment of a small robot hand according to the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the present invention is not limited thereto, and various modifications can be made within the scope of the claims, the specification, and the accompanying drawings. This also belongs to the scope of the present invention.

10 - 마디링크, 12 - 말단 마디링크, 14 - 중간 마디링크
16 - 일단 마디링크, 18 - 구름접촉부, 19 - 고정탄성체
20 - 선형 작동부재, 21,23,25 - 내부 작동부재, 22,24,26 - 외부 작동부재
30 - 릴부재, 31 - 릴지지체, 32 - 회전축, 33 - 대경릴, 34 - 소경릴
40 - 중간링크, 50 - 회전링크, 52 - 마디접촉부, 54 - 고정접촉부
60 - 고정링크, 64 - 구름접촉부, 80 - 기초부재
10-node links, 12-terminal node links, 14-intermediate node links
16-single link, 18-rolling contact, 19-fixed elastomer
20-linear operating member, 21,23,25-internal operating member, 22,24,26-external operating member
30-reel member, 31-reel support, 32-shaft, 33-large diameter reel, 34-small diameter reel
40-intermediate link, 50-rotary link, 52-node contact, 54-fixed contact
60-fixed link, 64-rolling contact, 80-foundation

Claims (12)

바탕 뼈대를 이루는 기초부재와,
상기 기초부재에 고정 설치되고 상단에는 상면이 곡면인 구름접촉부가 형성되는 고정링크와,
상기 고정링크로부터 순차적으로 다단으로 연결 설치되고 서로 맞닿는 부분에는 곡면을 갖는 구름접촉부가 형성되어 구름 접촉이 이루어지며 각 관절을 구성하는 복수의 마디링크와,
상기 마디링크 중에서 하나의 손가락을 이루는 복수의 마디링크를 연결하여 관절이 작동되도록 운동을 전달하는 복수의 선형 작동부재와,
상기 선형 작동부재의 마디링크 반대쪽 끝부분이 고정되고 정회전 또는 역회전함에 따라 상기 선형 작동부재를 감거나 풀어주어 관절을 작동시키기 위한 운동을 발생시키는 복수의 릴부재와,
상기 복수의 마디링크가 서로 구름 접촉이 이루어지는 사이에 삽입되어 설치되고 양쪽 마디링크의 구름접촉부와 구름 접촉이 이루어지도록 양쪽면에 각각 곡면을 갖는 구름접촉부가 형성되는 중간링크를 포함하며, 상기 마디링크끼리 또는 마디링크와 중간링크 사이의 구름 접촉이 이루어지는 지점은 중심에서 손바닥보다는 손등쪽에 가까운 쪽에 위치하도록 배치하는 소형 로봇 핸드.

A base member forming a base skeleton,
A fixed link fixed to the base member and having a rolling contact portion having an upper surface curved at an upper end thereof;
A plurality of joint links, which are installed in multiple stages sequentially from the fixed link and are in contact with each other, have a rolling contact portion having a curved surface to make a cloud contact, and constitute each joint;
A plurality of linear actuating members which connect a plurality of node links forming one finger of the node links to transmit a motion to operate the joint;
A plurality of reel members for generating movement for activating joints by winding or releasing the linear actuating member as the opposite end of the linkage of the linear actuating member is fixed and rotates forward or reverse;
The plurality of node links are inserted between the contact between each other made of the contact between the cloud link and the contact portion of both of the link including the intermediate link is formed on each side of the rolling contact having a curved surface on both sides, the node link Small robot hand that is placed at the point where the rolling contact between the link between the link or the intermediate link and the intermediate link is located closer to the back of the hand than the palm from the center.

삭제delete 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 마디링크 중의 기초부재쪽에 위치하는 일단 마디링크와 고정링크 사이에는 회전링크를 더 설치하고,
상기 일단 마디링크와 회전링크 사이에는 중간링크를 설치하고,
상기 회전링크의 상기 일단 마디링크쪽 면과 상기 고정링크쪽 면에는 서로 90도 회전된 상태로 각각 반대방향으로 돌출하는 표면이 곡면인 마디접촉부와 고정접촉부를 형성하고,
상기 마디접촉부는 상기 일단 마디링크와 구름 접촉하는 중간링크와 구름 접촉하도록 구성되고,
상기 고정접촉부는 상기 고정링크의 구름접촉부와 구름 접촉하도록 구성되고,
상기 고정링크의 구름접촉부는 상기 마디링크의 구름 접촉이 이루어지는 부분과 서로 90도 회전된 방향으로 위치하도록 구성되는 소형 로봇 핸드.
The method according to claim 1,
A rotary link is further installed between the node link and the fixed link once positioned on the base member side of the node link,
The intermediate link is installed between the first link and the rotary link,
On the one side of the link portion and the side of the fixed link of the rotary link is formed a node contact portion and the fixed contact portion is a surface protruding in the opposite direction, respectively in a state rotated 90 degrees to each other,
The node contact portion is configured to make a rolling contact with the intermediate link in the cloud contact with the first link,
The fixed contact portion is configured to make a rolling contact with the rolling contact portion of the fixed link,
The rolling contact portion of the fixed link is a small robot hand configured to be positioned in a direction rotated 90 degrees to each other and the portion where the rolling contact of the node link is made.
청구항 4에 있어서,
상기 마디링크의 구름접촉부, 상기 고정링크의 구름접촉부, 회전링크의 마디접촉부와 고정접촉부는 각각 형성되는 곡면의 곡률 반지름(R)이 구름접촉부, 마디접촉부, 고정접촉부의 각각의 돌출되는 높이(B)와 같거나 크게 되도록 설정(R≥B)하여 형성하는 소형 로봇 핸드.
The method of claim 4,
The radius of curvature R of the curved surface where the rolling contact portion of the node link, the rolling contact portion of the fixed link, the node contact portion and the fixed contact portion of the rotary link respectively protrude, respectively, protruding height B of the rolling contact portion, the node contact portion, and the fixed contact portion B; Small robot hand which is formed by setting equal to or larger than) (R≥B).
청구항 1에 있어서,
상기 구름 접촉이 이루어지는 양쪽 마디링크 사이를 고정탄성체를 사용하여 탄성을 갖는 상태로 연결하는 소형 로봇 핸드.
The method according to claim 1,
A small robot hand for connecting between the node link is made in the contact with the elasticity using a fixed elastic body.
청구항 4 내지 청구항 6 중 어느 한항에 있어서,
상기 선형 작동부재는 탄성을 갖는 재질을 이용하여 형성하며, 와이어(wire)나 로프(rope), 벨트(belt), 보우덴 케이블(Bowden cable) 중에서 선택하여 사용하는 소형 로봇 핸드.
The method according to any one of claims 4 to 6,
The linear actuating member is formed using a material having elasticity, and a small robot hand used by selecting from a wire, a rope, a belt, a Bowden cable.
청구항 7에 있어서,
상기 선형 작동부재는 상기 마디링크의 손바닥쪽을 연결하는 내부 작동부재와 상기 마디링크의 손등쪽을 연결하는 외부 작동부재가 하나씩 대응하여 쌍을 이루도록 설치하는 소형 로봇 핸드.
The method of claim 7,
The linear actuating member is a small robot hand installed so that an inner actuating member connecting the palm side of the node link and an outer actuating member connecting the back side of the node link are paired one by one.
청구항 8에 있어서,
쌍을 이루도록 설치되는 선형 작동부재는 손가락의 말단쪽에 위치하는 마디링크로 갈수록 상기 내부 작동부재와 외부 작동부재 사이의 간격이 좁아지도록 설정하여 설치하는 소형 로봇 핸드.
The method according to claim 8,
The linear actuating member installed in pairs is a small robot hand which is set so that the gap between the inner actuating member and the outer actuating member becomes narrower toward the node link positioned at the distal end of the finger.
청구항 9에 있어서,
상기 릴부재는 크기가 다른 2개의 릴(reel)이 하나의 쌍을 이루며 설치되고, 하나의 쌍에서 손바닥쪽을 연결하는 내부 작동부재를 상대적으로 큰 릴에 권취하고, 손등쪽을 연결하는 외부 작동부재를 상대적으로 작은 릴에 권취하는 소형 로봇 핸드.
The method of claim 9,
The reel member is installed in two pairs of reels (reel) of different sizes, the inner working member connecting the palm side in one pair wound around a relatively large reel, the external operation of connecting the back of the hand A small robot hand that winds up a member on a relatively small reel.
청구항 10에 있어서,
상기 선형 작동부재 중에서 하나의 쌍은 다단으로 구성되는 상기 마디링크 중에서 말단 마디링크까지 연장하여 설치하고, 다른 쌍은 상기 마디링크 중에서 일단 마디링크까지 연장하여 설치하는 소형 로봇 핸드.
The method of claim 10,
One pair of the linear actuating member is installed to extend from the node link consisting of the multi-stage link to the end link, and the other pair of miniature robot hand to extend to install the link to the link.
청구항 11에 있어서,
상기 선형 작동부재 중에서 다단으로 구성되는 상기 마디링크 중에서 일단 마디링크까지 연장하여 설치하는 선형 작동부재의 쌍은 서로 대각방향의 내부 작동부재와 외부 작동부재가 쌍을 이루도록 구성하는 소형 로봇 핸드.
The method of claim 11,
The pair of linear actuating members, which extends to the node link, is installed so that the inner actuating member and the outer actuating member in a diagonal direction are paired with each other.
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