KR101444386B1

KR101444386B1 - Multi-link finger module of robot hand

Info

Publication number: KR101444386B1
Application number: KR1020130023969A
Authority: KR
Inventors: 정희용; 주성문
Original assignee: 삼성중공업 주식회사
Priority date: 2013-03-06
Filing date: 2013-03-06
Publication date: 2014-09-26
Also published as: KR20140109688A

Abstract

본 발명은 로봇 핸드의 핑거 모듈에 관한 것으로, 입력 링크와, 일단이 상기 입력 링크의 일단에 제1 토션 스프링으로 연결되는 제1 연결 링크와, 일단이 상기 입력 링크의 타단에 회동 가능하도록 연결되는 제2 연결 링크, 그리고 일단이 상기 제1 연결 링크의 타단에 회동 가능하도록 연결되며 타단이 상기 제2 연결 링크의 타단에 회동 가능하도록 연결되는 제3 연결 링크를 포함하는 구동 링크부; 상기 제1 연결 링크의 상기 타단에 상기 제1 연결 링크와 소정의 각도를 이루도록 일단이 고정 연결되는 제1 작동 링크와, 일단이 상기 제1 작동 링크의 타단에 제2 토션 스프링으로 연결되는 제2 작동 링크와, 일단이 상기 제3 연결 링크의 상기 타단에 고정 연결되는 제3 작동 링크, 그리고 일단이 상기 제2 작동 링크의 타단에 회동 가능하도록 연결되며 타단이 상기 제3 작동 링크의 타단에 회동 가능하도록 연결되는 제4 작동 링크를 포함하는 작동 링크부; 그리고 상기 제4 작동 링크에 상기 제4 작동 링크와 소정의 각도를 이루도록 고정 연결되는 파지 부재를 포함하는 로봇 핸드의 다중 링크 핑거 모듈을 제공한다.The present invention relates to a finger module of a robot hand, which comprises an input link, a first connection link whose one end is connected to one end of the input link by a first torsion spring, and a second connection link whose one end is rotatably connected to the other end of the input link And a third connection link having one end connected to the other end of the first connection link so as to be rotatable and the other end connected to the other end of the second connection link so as to be rotatable; A first actuating link having one end fixedly connected to the other end of the first connecting link so as to form a predetermined angle with the first connecting link, a second actuating link having one end connected to the other end of the first actuating link by a second torsion spring, A third actuating link having one end fixedly connected to the other end of the third connecting link and one end rotatably connected to the other end of the second actuating link and the other end pivoted at the other end of the third actuating link, An actuation link including a fourth actuating link operatively connected; And a gripping member fixedly connected to the fourth actuating link at an angle with the fourth actuating link at an angle.

Description

[0001] MULTI-LINK FINGER MODULE OF ROBOT HAND [0002]

본 발명은 로봇 핸드의 핑거 모듈에 관한 것이다.The present invention relates to a finger module of a robot hand.

일반적으로 로봇 핸드(robot hand)는 필요한 작업을 자동적으로 수행하는 로봇의 부품으로서, 핑거 모듈(finger module)을 이용하여 작업 대상을 파지하여 주어진 명령에 따라 필요한 조작을 수행한다. 예를 들어, 수중 작업 로봇(ROV; Remotely Operated Vehicle)은 수중에서 로봇 핸드를 이용하여 각종 설비 부품이나 해저 케이블 등의 이송 작업이나, 해저 오일/가스 생산시스템의 설치, 검사, 유지 보수 등의 작업을 수행한다.In general, a robot hand is a part of a robot that performs a necessary operation automatically. The robot hand grasps a work object using a finger module and performs necessary operations according to a given command. For example, ROV (Remotely Operated Vehicle) can be used for transportation of various equipment parts and submarine cable using underwater robot hand, installation work of submarine oil / gas production system, inspection and maintenance .

그런데 기존의 로봇 핸드는 다자유도 제어를 위하여 많은 서보 모터(servomotor), 드라이버(driver) 및 액추에이터(actuator)를 장착하고 있어, 복잡도가 크며 소형화가 어렵다는 문제점을 갖는다. 특히 수중 작업 로봇의 경우, 장치의 크기에 비례하여 수중 작업 로봇의 운용 비용이 증가하며, 자세 제어가 어려워져 작업 효율이 저하될 수 있다.However, the conventional robot hand is equipped with many servomotors, drivers and actuators for multi-degree-of-freedom control, so that the robot hand has a high complexity and difficulty in downsizing. In particular, in the case of an underwater work robot, the operation cost of the underwater work robot increases in proportion to the size of the apparatus, and the posture control becomes difficult and the working efficiency may be lowered.

또한, 기존의 수중 작업 로봇의 경우, 핑거 모듈의 가반하중(payload)이 부족한 경우 다른 수중 작업 로봇을 추가적으로 운용하거나, 모선에서 로봇 핸드를 교체한 후 작업을 수행하여야 하므로, 운용 비용이 추가적으로 소모되고, 수중 작업의 지연을 초래하는 문제점이 발생한다.Further, in the case of a conventional underwater work robot, when the payload of the finger module is insufficient, another underwater work robot must be additionally operated, or the robot hand must be replaced from the bus line, so that the operation cost is additionally consumed , There arises a problem that causes delays in underwater operation.

뿐만 아니라, 기존의 로봇 핸드의 핑거 모듈은 정해진 형상의 물체만을 파지할 수 있도록 제공되므로, 물체의 형상에 대한 적응성이 떨어지며, 다양한 형상의 물체에 대하여 작업을 수행하기 위해서는 다양한 구조의 핑거 모듈을 갖는 여러 개의 로봇 핸드를 설치하여야만 하는 문제점을 갖는다.In addition, since a finger module of a conventional robot hand is provided to grasp only an object having a predetermined shape, adaptability to the shape of the object is poor, and in order to perform an operation on objects having various shapes, There is a problem that a plurality of robot hands must be installed.

본 발명은 다양한 형상의 물체를 파지하기에 적합한 로봇 핸드의 다중 링크 핑거 모듈을 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a multi-link finger module of a robotic hand suitable for gripping objects of various shapes.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 목적은 작동 링크의 길이를 가변적으로 제어하여 물체의 형상에 대응하여 물체를 안정적으로 파지하고, 가반하중(可搬荷重)을 조절할 수 있는 로봇 핸드의 다중 링크 핑거 모듈을 제공하는 것에 있다.It is another object of the present invention to provide a multi-link finger module of a robot hand capable of variably controlling the length of an operation link to stably hold an object in accordance with the shape of an object and to control a payload (portable load) .

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급된 과제로 제한되지 않는다. 언급되지 않은 다른 기술적 과제들은 이하의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems to be solved by the present invention are not limited to the above-mentioned problems. Other technical subjects not mentioned will be apparent to those skilled in the art from the description below.

본 발명의 일 측면에 따른 로봇 핸드의 다중 링크 핑거 모듈은 입력 링크와, 일단이 상기 입력 링크의 일단에 제1 토션 스프링으로 연결되는 제1 연결 링크와, 일단이 상기 입력 링크의 타단에 회동 가능하도록 연결되는 제2 연결 링크, 그리고 일단이 상기 제1 연결 링크의 타단에 회동 가능하도록 연결되며 타단이 상기 제2 연결 링크의 타단에 회동 가능하도록 연결되는 제3 연결 링크를 포함하는 구동 링크부; 상기 제1 연결 링크의 상기 타단에 상기 제1 연결 링크와 소정의 각도를 이루도록 일단이 고정 연결되는 제1 작동 링크와, 일단이 상기 제1 작동 링크의 타단에 제2 토션 스프링으로 연결되는 제2 작동 링크와, 일단이 상기 제3 연결 링크의 상기 타단에 고정 연결되는 제3 작동 링크, 그리고 일단이 상기 제2 작동 링크의 타단에 회동 가능하도록 연결되며 타단이 상기 제3 작동 링크의 타단에 회동 가능하도록 연결되는 제4 작동 링크를 포함하는 작동 링크부; 그리고 상기 제4 작동 링크에 상기 제4 작동 링크와 소정의 각도를 이루도록 고정 연결되는 파지 부재를 포함한다.A multi-link finger module of a robot hand according to an aspect of the present invention includes an input link, a first connection link, one end of which is connected to one end of the input link by a first torsion spring, And a third connecting link having one end rotatably connected to the other end of the first connecting link and the other end rotatably connected to the other end of the second connecting link; A first actuating link having one end fixedly connected to the other end of the first connecting link so as to form a predetermined angle with the first connecting link, a second actuating link having one end connected to the other end of the first actuating link by a second torsion spring, A third actuating link having one end fixedly connected to the other end of the third connecting link and one end rotatably connected to the other end of the second actuating link and the other end pivoted at the other end of the third actuating link, An actuation link including a fourth actuating link operatively connected; And a grasping member fixedly connected to the fourth operating link at an angle with the fourth operating link.

상기 제3 작동 링크는, 상기 제4 작동 링크의 상기 타단에 연결되는 작동 부재; 그리고 상기 제3 연결 링크의 상기 타단에 고정 연결되고, 실린더 로드를 구동하여 상기 작동 부재를 전후로 이동시키며, 상기 제3 작동 링크의 길이를 조절하는 구동 실린더를 포함할 수 있다.The third actuating link includes an actuating member connected to the other end of the fourth actuating link; And a drive cylinder fixedly connected to the other end of the third connection link and driving the cylinder rod to move the operation member back and forth and to adjust the length of the third operation link.

상기 로봇 핸드의 다중 링크 핑거 모듈은 상기 파지 부재에 하면에 설치되는 압력 센서를 더 포함하며, 상기 제3 작동 링크는 상기 압력 센서의 감지 신호에 의해 상기 구동 실린더가 구동함에 따라 길이가 가변될 수 있다.The multi-link finger module of the robot hand may further include a pressure sensor installed on a lower surface of the grip member, and the third actuating link may be variable in length as the drive cylinder is driven by a sensing signal of the pressure sensor have.

상기 제1 작동 링크 및 상기 제2 작동 링크는, 상기 제3 작동 링크와의 간섭을 방지하도록 상기 제3 작동 링크가 수용되는 수용홈을 구비할 수 있다.The first operating link and the second operating link may include receiving grooves in which the third operating link is received to prevent interference with the third operating link.

상기 제1 작동 링크는 상기 제1 연결 링크의 상기 타단의 양측에 일단이 연결되며 상기 제3 작동 링크의 너비 이상 이격되도록 설치되는 제1 작동 링크 부재 및 제2 작동 링크 부재를 포함하며, 상기 제2 작동 링크는 각각의 일단이 상기 제1 작동 링크 부재 및 상기 제2 작동 링크 부재의 타단에 상기 제2 토션 스프링으로 연결되며 상기 수용홈을 사이에 두고 이격되도록 형성되는 제1 프레임 및 제2 프레임을 포함할 수 있다.Wherein the first operating link includes a first operating link member and a second operating link member, one end of which is connected to both ends of the other end of the first connecting link and is spaced more than the width of the third operating link, 2 actuating link has a first frame and a second frame which are connected to each other at the other end of the first actuating link member and the second actuating link member by the second torsion spring, . &Lt; / RTI >

본 발명의 일 실시예에 의하면, 물체와의 접촉 위치에 따라 파지 형태가 자동으로 대응하여 변환되므로, 다양한 형상의 물체를 파지할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, since the grip shape is automatically converted corresponding to the contact position with the object, various objects can be gripped.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 작동 링크의 길이를 가변하여 물체의 형상에 대응하여 물체를 안정적으로 파지하고, 가반하중(可搬荷重)을 조절할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the length of the actuating link can be varied to stably grasp the object corresponding to the shape of the object, and to control the payload (portable load).

본 발명의 효과는 상술한 효과로 제한되지 않는다. 언급되지 않은 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the effects described above. Unless stated, the effects will be apparent to those skilled in the art from the description and the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 핑거 모듈을 포함하는 로봇 핸드의 측면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 핸드의 다중 링크 핑거 모듈의 사시도이다.
도 3은 도 1의 분해 사시도이다.
도 4는 도 1의 측면도이다.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 핸드의 다중 링크 핑거 모듈의 동작을 설명하기 위한 도면이다.1 is a side view of a robot hand including a finger module according to an embodiment of the present invention.
2 is a perspective view of a multi-link finger module of a robot hand according to an embodiment of the present invention.
3 is an exploded perspective view of Fig.
4 is a side view of Fig.
5 to 7 are views for explaining the operation of the multi-link finger module of the robot hand according to the embodiment of the present invention.

본 발명의 다른 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술 되는 실시 예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.Other advantages and features of the present invention and methods of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described below in detail with reference to the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as being limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the concept of the invention to those skilled in the art. Is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims.

만일 정의되지 않더라도, 여기서 사용되는 모든 용어들(기술 혹은 과학 용어들을 포함)은 이 발명이 속한 종래 기술에서 보편적 기술에 의해 일반적으로 수용되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적인 사전들에 의해 정의된 용어들은 관련된 기술 그리고/혹은 본 출원의 본문에 의미하는 것과 동일한 의미를 갖는 것으로 해석될 수 있고, 그리고 여기서 명확하게 정의된 표현이 아니더라도 개념화되거나 혹은 과도하게 형식적으로 해석되지 않을 것이다. 본 발명의 실시 예를 설명하기 위하여 도면에서 일부 구성요소는 다소 과장되게 도시될 수 있다.Unless defined otherwise, all terms (including technical or scientific terms) used herein have the same meaning as commonly accepted by the generic art in the prior art to which this invention belongs. Terms defined by generic dictionaries may be interpreted to have the same meaning as in the related art and / or in the text of this application, and may be conceptualized or overly formalized, even if not expressly defined herein I will not. To illustrate embodiments of the invention, some of the elements in the figures may be shown somewhat exaggerated.

본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 핸드의 다중 링크 핑거 모듈(이하에서 '핑거 모듈'로 약칭될 수 있음)은 구동 링크부와, 구동 링크부의 출력 링크에 연결되는 작동 링크부, 작동 링크부의 출력 링크에 연결되는 파지 부재를 포함하며, 작동 링크부는, 구동 링크부의 출력 링크의 일단에 소정의 각도를 이루도록 고정 연결되는 제1 작동 링크와, 제1 작동 링크에 토션 스프링으로 연결되는 제2 작동 링크와, 구동 링크부의 출력 링크의 타단에 고정 연결되는 제3 작동 링크와, 제2 작동 링크와 제3 작동 링크에 회동 가능하게 연결되는 제4 작동 링크를 포함하도록 구성된다.A multi-link finger module (hereinafter, abbreviated as a 'finger module') of a robot hand according to an embodiment of the present invention includes a drive link portion, an operation link portion connected to an output link of the drive link portion, Wherein the operating link includes a first operating link fixedly connected at one end of the output link of the driving link portion at an angle and a second operating link fixedly connected to the first operating link by a torsion spring, A third actuating link fixedly connected to the other end of the output link of the driving link portion, and a fourth actuating link pivotally connected to the second actuating link and the third actuating link.

본 발명의 일 실시예에 따른 핑거 모듈에 의하면, 물체의 형상이나 접촉 위치에 대응하여 핑거 모듈의 파지 형태가 자동으로 변환되므로, 다양한 형상의 물체를 파지할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 핑거 모듈은 작동 링크의 길이를 가변적으로 제어하여 물체의 형상에 대응하여 물체를 안정적으로 파지하고, 가반하중을 조절할 수 있다. 뿐만 아니라, 본 발명의 일 실시예에 따른 핑거 모듈은 1자유도 제어를 기반으로 하므로 복잡성이 낮으며, 수중 환경에서 작업 로봇(ROV)의 로봇 핸드용으로 사용되기에 적합하다.According to the finger module according to the embodiment of the present invention, since the gripping form of the finger module is automatically changed corresponding to the shape of the object or the contact position, it is possible to grip objects of various shapes. In addition, the finger module according to an embodiment of the present invention can variably control the length of the operating link, stably grip the object corresponding to the shape of the object, and adjust the payload. In addition, since the finger module according to an embodiment of the present invention is based on a one degree of freedom control, the complexity is low and it is suitable to be used for a robot hand of a work robot (ROV) in an underwater environment.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 핑거 모듈을 포함하는 로봇 핸드의 사시도이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 핑거 모듈(100)은 로봇 핸드(10)의 수지(手指)로서의 기능을 수행한다. 도 1의 실시예에 따른 로봇 핸드(10)는 예를 들어 2개의 핑거 모듈(100)을 이용하여 물체를 파지할 수 있다. 다만, 도 1의 실시예는 예시적인 것이며, 로봇 핸드(10)는 하나의 핑거 모듈(100)을 이용하여 작은 크기의 물체를 파지하는 것도 가능하며, 혹은 3개 이상의 핑거 모듈(100)을 구비할 수도 있다.1 is a perspective view of a robot hand including a finger module according to an embodiment of the present invention. The finger module 100 according to an embodiment of the present invention performs a function as a finger of the robot hand 10. [ The robot hand 10 according to the embodiment of FIG. 1 can hold an object using, for example, two finger modules 100. However, the embodiment of FIG. 1 is merely an example, and the robot hand 10 may be capable of holding a small size object using one finger module 100 or having three or more finger modules 100 You may.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 핸드의 다중 링크 핑거 모듈의 사시도이고, 도 3은 도 1의 분해 사시도이고, 도 4는 도 1의 측면도이다. 도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 핸드(10)의 다중 링크 핑거 모듈(100)은 구동 링크부(110), 작동 링크부(120), 파지 부재(130), 그리고 압력 센서(160)를 포함한다.FIG. 2 is a perspective view of a multi-link finger module of a robot hand according to an embodiment of the present invention, FIG. 3 is an exploded perspective view of FIG. 1, and FIG. 4 is a side view of FIG. 1 to 4, a multi-link finger module 100 of a robot hand 10 according to an embodiment of the present invention includes a driving link portion 110, an operating link portion 120, a holding member 130, , And a pressure sensor (160).

구동 링크부(110)는 로봇 핸드(10)의 핑거 모듈 구동 수단, 예를 들어 유압 실린더 등으로부터 구동력을 입력받으며, 작동 링크부(120)로 구동력을 전달한다. 구동 링크부(110)는 입력 링크(111)와, 제1 연결 링크(112)와, 제2 연결 링크(113), 그리고 제3 연결 링크(114)를 포함한다.The driving link unit 110 receives driving force from the finger module driving means of the robot hand 10, for example, a hydraulic cylinder, and transmits the driving force to the operating link unit 120. The driving link unit 110 includes an input link 111, a first connecting link 112, a second connecting link 113, and a third connecting link 114.

입력 링크(111)는 로봇 핸드(10)의 핑거 모듈 구동 수단(미도시)으로부터 구동력을 전달받으며, 이를 제1 연결 링크(112) 및 제2 연결 링크(113)로 전달한다. 제1 연결 링크(112)는 이의 일단(112a)이 입력 링크(111)의 일단(111a)에 제1 토션 스프링(도 3 및 도 4의 도면부호 140)으로 연결된다. 일 실시예에 있어서, 제1 연결 링크(112)는 물체에 접촉되기 이전에는 가동 링크로 작동하여 로봇 핸드(10)의 핑거 모듈 구동 수단(미도시)으로부터의 구동력에 따라 물체 측으로 이동하며, 물체의 표면에 접촉되는 시점 이후에는 고정 링크와 같이 작동할 수 있다.The input link 111 receives driving force from the finger module driving means (not shown) of the robot hand 10 and transmits the driving force to the first connection link 112 and the second connection link 113. One end 112a of the first connection link 112 is connected to the first end 111a of the input link 111 by a first torsion spring (reference numeral 140 in FIG. 3 and FIG. 4). In one embodiment, the first connection link 112 operates as a movable link before being contacted with an object, moves to the object side according to the driving force from the finger module driving means (not shown) of the robot hand 10, It may act like a fixed link after the point of contact with the surface of the fixed link.

일 실시예에 있어서, 입력 링크(111)와 제1 연결 링크(112)는, 제1 토션 스프링(140)의 중앙 측이 입력 링크(111)의 일단(111a) 측에 고리 형태로 제공되는 링크 연결 부재의 내면에 고정되고, 제1 토션 스프링(140)의 양단 측이 각각 제1 연결 링크(112)의 일단(112a) 측에 입력 링크(111)의 양측으로 제공되는 고리 형태의 링크 연결 부재의 내면에 고정되어져, 입력 링크(111)와 제1 연결 링크(112) 상호 간에 토션에 저항하는 탄성 복원력이 제공되도록 연결될 수 있다.The input link 111 and the first connection link 112 are formed such that the center side of the first torsion spring 140 is provided in a ring shape on one end 111a side of the input link 111, And the first torsion spring 140 is fixed to the inner surface of the connecting member and has both ends of the first torsion spring 140 provided on both sides of the input link 111 on one end 112a side of the first connecting link 112, So that an elastic restoring force resisting the torsion is provided between the input link 111 and the first connection link 112.

제2 연결 링크(113)는 이의 일단(113a)이 입력 링크(111)의 타단(111b)에 회동 가능하도록 연결된다. 제3 연결 링크(114)는 이의 일단(114a)이 제1 연결 링크(112)의 타단(112b)에 회동 가능하도록 연결되며, 제3 연결 링크(114)의 타단(114b)은 제2 연결 링크(113)의 타단(113b)에 회동 가능하도록 연결된다. 입력 링크(111)와 제2 연결 링크(113)간, 제1 연결 링크(112)와 제3 연결 링크(114)간, 그리고 제2 연결 링크(113)와 제3 연결 링크(114)간의 연결은, 예를 들어 입력 링크(111), 제1 연결 링크(112), 제2 연결 링크(113) 및 제3 연결 링크(114)의 단부 측에 제공되는 고리 형태의 링크 연결 부재 상호 간에 힌지축을 결합함에 의하여 수행될 수 있다.One end 113a of the second connection link 113 is connected to the other end 111b of the input link 111 so as to be rotatable. One end 114a of the third connection link 114 is rotatably connected to the other end 112b of the first connection link 112 and the other end 114b of the third connection link 114 is connected to the second connection link 112. [ And is rotatably connected to the other end 113b of the housing 113. A connection between the input link 111 and the second connection link 113 and between the first connection link 112 and the third connection link 114 and between the second connection link 113 and the third connection link 114 For example, between the annular link connecting members provided on the end sides of the input link 111, the first connecting link 112, the second connecting link 113 and the third connecting link 114, And the like.

작동 링크부(120)는 구동 링크부(110)로부터 구동력을 전달받으며, 이에 따라 물체의 형상과 물체의 접촉 위치에 대응하도록 작동한다. 작동 링크부(120)는 제1 작동 링크(121)와, 제2 작동 링크(122)와, 제3 작동 링크(123), 그리고 제4 작동 링크(124)를 포함한다. 작동 링크부(120)의 제1 작동 링크(121), 제2 작동 링크(122), 제3 작동 링크(123) 및 제4 작동 링크(124)는 다양한 물체의 형상에 대응할 수 있도록 상호 간에 특별한 연결 구조를 갖는다.The operating link portion 120 receives the driving force from the driving link portion 110, and thus operates so as to correspond to the shape of the object and the contact position of the object. The operating link portion 120 includes a first operating link 121, a second operating link 122, a third operating link 123, and a fourth operating link 124. The first actuating link 121, the second actuating link 122, the third actuating link 123 and the fourth actuating link 124 of the actuating link portion 120 are mutually special Connection structure.

제1 작동 링크(121)는 이의 일단(121a)이 제1 연결 링크(112)의 타단(112a)에 고정 연결되며, 제1 연결 링크(112)와 소정의 각도를 이루도록 설치된다. 일 실시예에 있어서, 제1 작동 링크(121)는 제1 연결 링크(112)에 대하여 상방으로 경사지도록 설치될 수 있다. 여기서, '상방'은 제3 연결 링크(114)의 일단(114a)에서 타단(114b)을 향하는 방향을 의미하며, 이하에서, '하방'은 제3 연결 링크(114)의 타단(114b)에서 일단(114a)을 향하는 방향을 의미한다. 제1 입력 링크(112)와 제1 작동 링크(121)는 두 링크 부재가 일체를 이루는 구조로 제공될 수도 있고, 두 개의 분리된 링크 부재가 볼트나 용접 등에 의하여 고정되는 구조로 제공될 수도 있다.One end 121a of the first actuating link 121 is fixedly connected to the other end 112a of the first connecting link 112 and is installed at a predetermined angle with the first connecting link 112. In one embodiment, the first actuating link 121 may be inclined upward relative to the first connecting link 112. Herein, 'upward' refers to a direction from one end 114a to the other end 114b of the third connection link 114. Hereinafter, 'downward' refers to a direction from the other end 114b of the third connection link 114 And the direction toward the first end 114a. The first input link 112 and the first actuating link 121 may be provided in a structure in which the two link members are integral with each other or may be provided in a structure in which two separate link members are fixed by bolt, .

제2 작동 링크(122)는 이의 일단(122a)이 제1 작동 링크(121)의 타단(121b)에 제2 토션 스프링(도 3의 도면부호 150,151,152)으로 연결된다. 제2 작동 링크(122)의 타단(122b)은 제4 작동 링크(124)의 일단(124a)에 연결된다. 일 실시예에 있어서, 제1 작동 링크(121)와 제2 작동 링크(122)간의 연결은 예를 들어 제1 작동 링크(121)의 타단(121b) 측에 고리 형태로 제공되는 링크 연결 부재의 내면에 제2 토션 스프링(도 3의 도면부호 151,152)의 일측을 고정시키고, 제2 작동 링크(122)의 일단(122a) 측에 고리 형태로 제공되는 링크 연결 부재의 내면에 제2 토션 스프링(151,152)의 타측을 고정시킴에 의하여 수행될 수 있다. 이에 따라 제1 작동 링크(121)와 제2 작동 링크(122)는 상호 간에 토션에 저항하는 탄성 복원력이 제공되도록 연결된다.One end 122a of the second actuating link 122 is connected to the other end 121b of the first actuating link 121 by a second torsion spring 150, 151 and 152 in Fig. The other end 122b of the second operating link 122 is connected to one end 124a of the fourth operating link 124. [ In one embodiment, the connection between the first operating link 121 and the second operating link 122 may be formed by, for example, a link connecting member provided in a ring shape on the other end 121b side of the first operating link 121 And a second torsion spring (not shown) is fixed to the inner surface of the link connecting member provided in a ring shape on one end 122a side of the second actuating link 122, 151 and 152, respectively. The first actuating link 121 and the second actuating link 122 are connected to each other so as to provide an elastic restoring force against the torsion.

일 실시예에 있어서, 제1 작동 링크(121)는 제1 연결 링크(112)에 대하여 상방으로 경사지고, 제2 작동 링크(122)는 하방으로 경사지는 구조를 갖는다. 이에 따라, 구동 링크부(110)에 의해 작동 링크부(120)에 구동력이 전달되어 물체에 파지 부재(130)가 접촉되면, 제1 작동 링크(121)와 제2 작동 링크(122)가 펴지도록 작동하는 상태에서 제2 토션 스프링(150)의 탄성 복원력에 의해 제2 작동 링크(122)의 일단(122a)을 중심으로 하여 제2 작동 링크(122)에 발생하는 토크에 의하여, 물체의 접촉면에 대해 수직한 방향으로 구동력이 전달될 수 있다.In one embodiment, the first actuating link 121 is inclined upward with respect to the first connecting link 112, and the second actuating link 122 is inclined downward. When the driving force is transmitted to the operating link portion 120 by the driving link portion 110 and the holding member 130 contacts the object, the first operating link 121 and the second operating link 122 are extended Due to the torque generated in the second actuating link 122 about the one end 122a of the second actuating link 122 by the resilient restoring force of the second torsion spring 150 in the state in which the second actuating link 122 is actuated, The driving force can be transmitted in a direction perpendicular to the driving force.

제3 작동 링크(123)는 이의 일단(123a)이 제3 연결 링크(114)의 타단(114b)에 고정 연결된다. 이에 따라, 제3 작동 링크(123)는 구동 링크부(110)의 출력 링크에 해당하는 제3 연결 링크(114)에 구속되어 작동한다. 제3 연결 링크(114)와 제3 작동 링크(123)는 두 개의 링크 부재가 일체를 이루는 구조로 제공될 수도 있고, 두 개의 분리된 링크 부재가 볼트나 용접 등에 의하여 고정되는 구조로 제공될 수도 있다.One end 123a of the third operating link 123 is fixedly connected to the other end 114b of the third connecting link 114. Accordingly, the third actuating link 123 is restrained and operated on the third connecting link 114 corresponding to the output link of the driving link section 110. The third connection link 114 and the third operation link 123 may be provided in a structure in which two link members are integrated with each other or may be provided in a structure in which two separate link members are fixed by bolt, have.

제4 작동 링크(124)는 일단(124a)이 제2 작동 링크(122)의 타단(122b)에 회동 가능하도록 연결되며, 제4 작동 링크(124)의 타단(124b)은 제3 작동 링크(123)의 타단(123b)에 회동 가능하도록 연결된다. 제2 작동 링크(122)와 제4 작동 링크(124)간, 그리고 제3 작동 링크(123)와 제4 작동 링크(124)간의 연결은 예를 들어 제2 작동 링크(122), 제3 작동 링크(123) 및 제4 작동 링크(124)의 단부 측에 제공되는 고리 형태의 링크 연결 부재에 힌지축을 결합함에 의하여 수행될 수 있다.One end 124a of the fourth operating link 124 is rotatably connected to the other end 122b of the second operating link 122 and the other end 124b of the fourth operating link 124 is connected to the third operating link 124 123 to the other end 123b thereof. The connection between the second actuating link 122 and the fourth actuating link 124 and between the third actuating link 123 and the fourth actuating link 124 is for example a second actuating link 122, By coupling the hinge shaft to the annular link connecting member provided on the end side of the link 123 and the fourth operating link 124. [

일 실시예에 있어서, 제3 작동 링크(123)는 작동 부재(1231), 그리고 구동 실린더(1232)를 포함할 수 있다. 작동 부재(1231)는 제4 작동 링크(124)의 타단(124b)에 연결될 수 있다. 구동 실린더(1232)는 제3 연결 링크(114)의 타단(114b)에 고정 연결되며, 실린더 로드(1233)를 구동하여 작동 부재(1231)를 전후로 이동시킴으로써 제3 작동 링크(123)의 길이를 조절할 수 있다.In one embodiment, the third actuating link 123 may include an actuating member 1231, and a drive cylinder 1232. The operation member 1231 may be connected to the other end 124b of the fourth operation link 124. [ The driving cylinder 1232 is fixedly connected to the other end 114b of the third connecting link 114 and drives the cylinder rod 1233 to move the operating member 1231 back and forth so that the length of the third operating link 123 Can be adjusted.

일 실시예에 있어서, 제1 작동 링크(121) 및 제2 작동 링크(122)는 제3 작동 링크(123)와의 간섭을 방지하도록 제3 작동 링크(123)가 수용되는 수용홈(125)을 구비할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 제1 작동 링크(121)는 제1 작동 링크 부재(1211) 및 제2 작동 링크 부재(1212)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 제1 작동 링크 부재(1211) 및 제2 작동 링크 부재(1212)는 각각의 일단(121a)이 제1 연결 링크(112)의 타단(112b)에서 양측으로 제공되는 링크 연결 부재에 고정된다. 제1 작동 링크 부재(1211)와 제2 작동 링크 부재(1212)는 제3 작동 링크(123)의 너비 이상, 예를 들어 제3 작동 링크(123)의 구동 실린더(1232)의 너비 이상 이격되도록 설치될 수 있다.The first actuating link 121 and the second actuating link 122 are configured to receive the receiving groove 125 in which the third actuating link 123 is received to prevent interference with the third actuating link 123 . In one embodiment, the first actuating link 121 may include a first actuating link member 1211 and a second actuating link member 1212. The first actuating link member 1211 and the second actuating link member 1212 are connected to each other at one end 121a of the first actuating link member 1211 and at the other end 112b of the first connecting link 112, . The first actuating link member 1211 and the second actuating link member 1212 are arranged to be spaced more than the width of the third actuating link 123 such as the width of the driving cylinder 1232 of the third actuating link 123 Can be installed.

일 실시예에 있어서, 제2 작동 링크(122)는 제1 프레임(도 3의 도면부호 1221) 및 제2 프레임(도 3의 도면부호 1222)을 포함할 수 있다. 제1 프레임(1221) 및 제2 프레임(1222)은 각각의 일단(122a)이 제1 작동 링크 부재(1211) 및 제2 작동 링크 부재(1212)의 타단(121b)에 제2 토션 스프링(도 3의 도면부호 151,152)으로 연결될 수 있다. 제1 프레임(1221) 및 제2 프레임(1222)은 수용홈(125)을 사이에 두고 이격되도록 형성될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 핑거 모듈(100)은, 제1 작동 링크(121)와 제2 작동 링크(122)에 수용홈(125)이 형성되어 있어, 제3 작동 링크(123)와 제1 작동 링크(121)간, 그리고 제3 작동 링크(123)와 제2 작동 링크(122)간의 간섭이 방지될 수 있다.In one embodiment, the second actuating link 122 may include a first frame (reference numeral 1221 in Fig. 3) and a second frame (reference numeral 1222 in Fig. 3). Each of the first frame 1221 and the second frame 1222 has a first torsion spring 1211 at one end 122a and a second torsion spring 1212 at the other end 121b of the second operation link member 1212. [ 3, reference numerals 151, 152). The first frame 1221 and the second frame 1222 may be spaced apart from each other with the receiving groove 125 therebetween. The finger module 100 according to the embodiment of the present invention is characterized in that the receiving groove 125 is formed in the first operating link 121 and the second operating link 122 so that the third operating link 123, 1 operating link 121 and between the third operating link 123 and the second operating link 122 can be prevented.

파지 부재(130)는 작동 링크부(120)의 출력 링크에 해당하는 제4 작동 링크(124)에 의해 작동하며, 물체를 파지하기에 적합한 형태로 작동한다. 파지 부재(130)는 제4 작동 링크(124)에 제4 작동 링크(124)와 소정의 각도, 예를 들어 90°내지 120°의 각도를 이루도록 고정 연결될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 압력 센서(160)는 물체와 접촉하는 접촉면에 해당하는 파지 부재(130)에 하면에 설치될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 제3 작동 링크(123)는 이의 길이가 압력 센서(160)의 감지 신호에 의해 구동 실린더(1232)가 구동함에 따라 가변될 수 있다.The gripping member 130 is operated by a fourth operating link 124 corresponding to the output link of the operating link 120 and operates in a form suitable for grasping the object. The grip member 130 may be fixedly connected to the fourth actuating link 124 at an angle of 90 degrees to 120 degrees with the fourth actuating link 124, for example. In one embodiment, the pressure sensor 160 may be mounted on the lower surface of the gripping member 130 corresponding to the contact surface contacting the object. In one embodiment, the third actuating link 123 may vary in length as its drive cylinder 1232 is driven by the sense signal of the pressure sensor 160. [

도 5 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 핸드의 다중 링크 핑거 모듈의 동작을 설명하기 위한 도면이다. 도 5 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 핑거 모듈(100)은 구동 링크부(110)가 구동하여 작동 링크부(120) 또는 파지 부재(130)가 물체에 접촉시, 물체와의 접촉 위치와 형상에 대응하여 물체에 대한 파지 형태가 자동으로 변화한다.5 to 7 are views for explaining the operation of the multi-link finger module of the robot hand according to the embodiment of the present invention. 5 to 7, the finger module 100 according to an embodiment of the present invention is configured such that when the driving link portion 110 is driven and the operating link portion 120 or the holding member 130 contacts the object, The shape of the gripping with respect to the object automatically changes corresponding to the position and shape of contact with the object.

일 예로, 로봇 핸드(10)의 핑거 모듈 구동 수단(미도시)에 의해 핑거 모듈(100)을 구동하여 물체(200)를 파지하는 경우에 있어서, 도 5에 도시된 바와 같이 핑거 모듈(100)의 파지 부재(130)가 물체(200)에 접촉하면, 제2 작동 링크(122)를 통해 제2 토션 스프링(150)의 탄성 복원력에 의한 토크가 물체(200)의 접촉면에 수직한 방향으로 작용하며, 핑거 모듈(100)을 편 상태로 물체(200)를 아래쪽으로 강하게 밀 수 있다. 만약, 도 1에 도시된 바와 같이, 두 개의 핑거 모듈(100)을 마주보도록 설치하면, 두 개의 핑거 모듈(100)을 이용하여 핑거 모듈(100)을 편 상태로 예를 들어 구 형상의 물체(200)를 정확하게 파지할 수 있다.5, when the finger module 100 is driven by the finger module driving means (not shown) of the robot hand 10 to grasp the object 200, the finger module 100, as shown in FIG. 5, The torque due to the elastic restoring force of the second torsion spring 150 acts through the second actuating link 122 in the direction perpendicular to the contact surface of the object 200 when the gripping member 130 of the second torsion spring 150 contacts the object 200 , And the finger module 100 can be pushed strongly downward to the object 200 in a flat state. 1, when the two finger modules 100 are installed so as to face each other, the finger module 100 is rotated in a flat state using two finger modules 100, for example, 200 can be grasped accurately.

다른 예로, 핑거 모듈(100)의 제1 연결 링크(112)가 물체(200)에 접촉하면, 로봇 핸드(10)의 핑거 모듈 구동 수단(미도시)에 의한 구동력이 제2 연결 링크(113)와, 제3 작동 링크(123)를 통해 파지 부재(130)로 전달되어, 도 6에 도시된 바와 같이 파지 부재(130)가 시계 방향으로 회전하며, 이에 따라 핑거 모듈(100)을 오므린 상태로 예를 들어 구 형상의 물체(200)를 감싸면서 파지할 수 있다.As another example, when the first connecting link 112 of the finger module 100 contacts the object 200, the driving force by the finger module driving means (not shown) of the robot hand 10 is transmitted to the second connecting link 113, And is transmitted to the gripping member 130 through the third operating link 123 so that the gripping member 130 rotates clockwise as shown in Fig. 6, thereby rotating the finger module 100 in a swinging state For example, a spherical object 200 while holding it.

일 실시예에 있어서, 도 6에 도시된 바와 같이 예를 들어 구 또는 원통 형상의 물체(200)에 대하여 원형의 외주면을 따라 물체(200)를 파지하고자 하는 경우에는, 제3 작동 링크(123)의 구동 실린더(1232)의 실린더 로드(1233)를 전진 구동하여 제3 작동 링크(123)의 길이를 늘려줄 수 있으며, 이에 따라 핑거 모듈(100)은 손가락을 오므린 상태와 같이 원형의 외주면을 감싸면서 물체를 안정적으로 파지할 수 있다. 이때, 파지 부재(130)에 부착된 압력 센서(160)는 예를 들어 선단 측의 압력이 압력 센서(160)의 후단 측의 압력에 비하여 낮은 경우 물체(200)의 원형의 외주면을 파지하는 경우로 판단하여 실린더 로드(1233)를 연장하여 제3 작동 링크(123)의 길이를 늘리도록 하는 제어 신호를 유선 또는 무선의 통신 장치(미도시)를 통해 구동 실린더(1232)로 송신할 수 있다.6, when the object 200 is to be grasped along a circular outer circumferential surface with respect to a spherical or cylindrical object 200, the third actuating link 123, The length of the third actuating link 123 can be increased by driving the cylinder rod 1233 of the driving cylinder 1232 of the finger cylinder module 1232 to increase the length of the third actuating link 123. As a result, It is possible to hold the object stably. At this time, the pressure sensor 160 attached to the gripping member 130 is configured to grip the circular outer peripheral surface of the object 200 when, for example, the pressure at the tip end side is lower than the pressure at the rear end side of the pressure sensor 160 It is possible to transmit a control signal for extending the cylinder rod 1233 and increasing the length of the third actuating link 123 to the drive cylinder 1232 through a wired or wireless communication device (not shown).

일 실시예에 있어서, 도 7에 도시된 바와 같이 예를 들어 원통 형상 등의 물체(200)에 대하여 외주면 길이 방향으로 물체(200)를 파지하고자 하는 경우에 있어서는, 제3 작동 링크(123)의 구동 실린더(1232)의 실린더 로드(1233)를 후진 구동하여 제3 작동 링크(123)의 길이를 줄여줄 수 있으며, 이에 따라 파지 부재(130)가 물체(200)의 길이 방향으로 확장되어 핑거 모듈(100)은 손가락을 편 상태로 물체(200)의 외주면을 길이 방향으로 안정적으로 파지할 수 있다. 이때, 파지 부재(130)에 부착된 압력 센서(160)는 예를 들어 선단 측의 압력이 미리 설정한 임계값을 초과하는 경우 물체(200)의 길이 방향으로의 외주면을 파지하는 경우로 판단할 수 있으며, 이에 따라 실린더 로드(1233)를 단축하여 제3 작동 링크(123)의 길이를 줄이도록 하는 제어 신호를 유무선 통신 장치(미도시)를 통해 구동 실린더(1232)로 송신할 수 있다.7, when the object 200 is to be grasped in the longitudinal direction of the outer circumference of the object 200 such as a cylindrical shape, for example, The length of the third actuating link 123 can be reduced by driving the cylinder rod 1233 of the driving cylinder 1232 backward so that the gripping member 130 is extended in the longitudinal direction of the object 200, (100) can stably grasp the outer circumferential surface of the object (200) in the longitudinal direction with the fingers in a flat state. At this time, the pressure sensor 160 attached to the grip member 130 judges that the gripper grasps the outer circumferential surface in the longitudinal direction of the object 200 when, for example, the pressure at the tip end exceeds a preset threshold value (Not shown) to the drive cylinder 1232 so that the cylinder rod 1233 can be shortened to reduce the length of the third actuating link 123. In this way,

본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 핸드(10)의 다중 링크 핑거 모듈(100)은 압력 센서(160)의 감지 신호에 따라 물체의 파지에 적합하도록 작동 링크부(120)의 제3 작동 링크(123)의 길이를 가변적으로 제어함으로써, 다양한 형상의 물체를 보다 더 안정적으로 파지할 수 있다. 뿐만 아니라, 본 발명의 일 실시예에 따른 핑거 모듈은 1자유도 제어를 기반으로 하므로, 제어의 복잡도가 낮으며, 작동 링크의 길이 가변을 통해 가반하중(可搬荷重)을 조절하는 것도 가능하다.The multi-link finger module 100 of the robot hand 10 according to an embodiment of the present invention is configured to receive a third operating link (not shown) of the operating link 120 in accordance with a sensing signal of the pressure sensor 160, 123 can be variably controlled so that objects of various shapes can be grasped more stably. In addition, since the finger module according to the embodiment of the present invention is based on the one degree of freedom control, the control complexity is low, and it is also possible to control the portable load through the variable length of the operation link .

이상의 실시예들은 본 발명의 이해를 돕기 위하여 제시된 것으로, 본 발명의 범위를 제한하지 않으며, 이로부터 다양한 변형 가능한 실시예들도 본 발명의 범위에 속할 수 있음을 이해하여야 한다. 예를 들어, 본 발명의 실시예에 도시된 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 반대로 여러 개로 분산된 구성 요소들은 결합되어 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명의 기술적 보호범위는 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이며, 본 발명의 기술적 보호범위는 특허청구범위의 문언적 기재 그 자체로 한정되는 것이 아니라 실질적으로는 기술적 가치가 균등한 범주의 발명에 대하여까지 미치는 것임을 이해하여야 한다.It is to be understood that the above-described embodiments are provided to facilitate understanding of the present invention, and do not limit the scope of the present invention, and it is to be understood that various modifications may be made within the scope of the present invention. For example, each component shown in the embodiment of the present invention may be distributed and implemented, and conversely, a plurality of distributed components may be combined. Therefore, the technical protection scope of the present invention should be determined by the technical idea of the claims, and the technical protection scope of the present invention is not limited to the literary description of the claims, The invention of a category.

10: 로봇 핸드 100: 핑거 모듈
110: 구동 링크부 111: 입력 링크
112: 제1 연결 링크 113: 제2 연결 링크
114: 제3 연결 링크 120: 작동 링크부
121: 제1 작동 링크 1211: 제1 작동 링크 부재
1212: 제2 작동 링크 부재 122: 제2 작동 링크
1221: 제1 프레임 1222: 제2 프레임
123: 제3 작동 링크 1231: 작동 부재
1232: 구동 실린더 1233: 실린더 로드
124: 제4 작동 링크 125: 수용홈
130: 파지 부재 140: 제1 토션 스프링
150,151,152: 제2 토션 스프링 160: 압력 센서10: Robot hand 100: Finger module
110: drive link unit 111: input link
112: first connection link 113: second connection link
114: third connection link 120: operating link part
121: first operating link 1211: first operating link member
1212: second operation link member 122: second operation link
1221: first frame 1222: second frame
123: third operating link 1231: operating member
1232: drive cylinder 1233: cylinder rod
124: fourth operating link 125: receiving groove
130: grip member 140: first torsion spring
150, 151, 152: second torsion spring 160: pressure sensor

Claims

A first connection link whose one end is connected to one end of the input link by a first torsion spring, a second connection link whose one end is rotatably connected to the other end of the input link, A drive link portion rotatably connected to the other end of the link and having a third end connected to the other end of the second end link so as to be rotatable;
A first actuating link having one end fixedly connected to the other end of the first connecting link so as to form a predetermined angle with the first connecting link, a second actuating link having one end connected to the other end of the first actuating link by a second torsion spring, A third actuating link having one end fixedly connected to the other end of the third connecting link and one end rotatably connected to the other end of the second actuating link and the other end pivoted at the other end of the third actuating link, An actuation link including a fourth actuating link operatively connected; And
And a gripping member fixedly connected to the fourth actuating link at an angle with the fourth actuating link at an angle.

The method according to claim 1,
Wherein the third operating link comprises:
An actuating member connected to the other end of the fourth actuating link; And
And a drive cylinder fixedly connected to the other end of the third connection link and driving the cylinder rod to move the operation member back and forth, and to adjust the length of the third operation link.

3. The method of claim 2,
And a pressure sensor provided on a lower surface of the gripping member,
Wherein the third actuating link is variable in length as the drive cylinder is driven by a sensing signal of the pressure sensor.

4. The method according to any one of claims 1 to 3,
The first actuating link and the second actuating link,
And a receiving groove in which the third actuating link is received to prevent interference with the third actuating link.

5. The method of claim 4,
The first actuating link includes a first actuating link member and a second actuating link member, one end of which is connected to both ends of the other end of the first connecting link and is spaced more than the width of the third actuating link,
Wherein the first operating link and the second operating link each have one end connected to the other end of the first operating link member and the second operating link member by the second torsion spring and spaced apart by the receiving groove, Multi - link finger module of robot hand including two frames.