KR101460433B1

KR101460433B1 - Robot digit unit

Info

Publication number: KR101460433B1
Application number: KR1020130026880A
Authority: KR
Inventors: 송재복; 이승엽
Original assignee: 고려대학교 산학협력단
Priority date: 2013-03-13
Filing date: 2013-03-13
Publication date: 2014-11-12
Also published as: KR20140112302A

Abstract

본 발명은, 로봇 핸드를 구성하며, 와이어를 권취 내지 권출하여 그립핑 동작을 이루는 로봇 디지트 유니트에 있어서, 상기 와이어를 권취 내지 권출하도록 연결되는 액츄에이터를 포함하는 유니트 액츄에이터부와, 상기 유니트 액츄에이터부와 상대 위치가 고정되는 베이스 링크 및 상기 베이스 링크 측에 연결되는 엔드 링크를 포함하는 유니트 링크부와, 상기 유니트 링크부의 각각의 링크가 연결되는 조인트에 배치되고, 상기 베이스 링크의 상기 엔드 링크 측을 향한 단부에 배치되는 베이스 풀리를 포함하고 상기 와이어를 통하여 연속적으로 권취되는 조인트 풀리부와, 상기 유니트 링크부의 각각의 링크가 연결되는 조인트에 배치되고, 상기 조인트 풀리부의 상측에 이격 배치되고, 사전 설정된 탄성력을 구비하는 조인트 탄성부를 포함하고, 상기 와이어의 일단은 상기 액츄에이터 측에 연결되고, 와이어의 타단은 상기 유니트 링크부의 사이에 배치되는 상기 조인트 풀리부에 권취된 후 상기 베이스 링크에 연결되는 것을 특징으로 하는 로봇 디지트 유니트를 제공한다.The present invention relates to a robot digit unit which constitutes a robot hand and performs a gripping operation by winding or unwinding a wire, the robot digit unit comprising: a unit actuator unit including an actuator connected to wind or unwind the wire; A unit link section including a base link to which a relative position is fixed and an end link which is connected to the base link side, and a unit link disposed at a joint to which each link of the unit link section is connected, A joint pulley portion that includes a base pulley disposed at an end portion and is continuously wound through the wire, and a joint pulley portion that is disposed in a joint to which each link of the unit link portion is connected, and is disposed on the upper side of the joint pulley portion, And a joint elastic portion One end of the wire is coupled to the actuator side, the other end of the wire there is provided a robot unit digits, characterized in that after the take-up pulley in the joint portion is disposed between said unit link portion connected to the base link.

Description

[0001] Robot Digit Unit [0002]

본 발명은 로봇 디지트 유니트에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 물체와의 안정적인 접촉이 가능한 형상 적응 로봇 손가락에 있어 와이어와 풀리를 사용하고, 파지 물체의 형상에 따라 굽혀지는 형태가 달라지는 형상 적응 로봇 손가락의 구조와 손가락에 동력 전달 시에 낮은 강성의 탄성체 사용 시에도 첫마디에서부터 굽힘이 발생하도록 함으로써 물체를 감싸는 형태의 안정적인 파지가 가능하도록 하는 메커니즘 구조에 관한 것이다. The present invention relates to a robot digit unit, and more particularly, to a robot digit unit using a wire and a pulley for a shape adaptive robot finger capable of stable contact with an object, and a shape adaptive robot finger having a shape bent according to the shape of the grip object The present invention relates to a structure of a mechanism for enabling stable grasping of an object by allowing a bend to be generated from a first stance even when an elastic body having low rigidity is used to transmit power to the structure and the finger.

서비스 로봇에 대한 관심 및 수요 증가와 더불어, 현재까지 다양한 서비스 로봇이 개발되었지만 기존 산업용 로봇 분야에 비해 활성화되지 않고 있는 실정이다. 이와 같은 현상의 주요 원인으로는, 기존에 개발된 서비스 로봇의 가격이 성능에 비하여 매우 높다는 견해가 지배적이다. 특히, 실제로 물건 파지 및 이동 등의 작업을 수행할 수 있는 로봇팔의 가격이 매우 높기 때문에 현재의 서비스 로봇 시장은 단지 청소 로봇에 국한되고 있다. 따라서 서비스 로봇산업의 활성화를 위해서는 저가형 로봇팔 개발을 통한 가격 합리화가 필수이다. In addition to the increasing interest and demand for service robots, various service robots have been developed to date, but they have not been activated compared to existing industrial robots. The main reason for such a phenomenon is that the price of the service robot developed is much higher than the performance. In particular, since the price of robot arm capable of carrying out tasks such as gripping and moving objects is very high, the current service robot market is limited to a cleaning robot. Therefore, in order to activate the service robot industry, price rationalization through the development of low-cost robot arm is essential.

이와 같은 로봇팔의 구현에 있어 엔드이펙터로서 로봇 핸드에 대한 연구도 활발하게 진행되고 있다. 로봇 핸드의 경우 다양한 물체를 안정적으로 파지할 수 있는 로봇 핸드의 필요성이 증대되고 있다. 로봇 손가락과 파지되는 물체 사이에 접촉 작업이 수행되는 경우에 안정적인 파지를 위해서는 손가락과 물체 사이의 넓은 접촉면이 필수적이다. In the implementation of such a robot arm, research on the robot hand as an end effector is also actively conducted. In the case of a robot hand, the need for a robotic hand capable of holding various objects stably is increasing. When a contact operation is performed between a robot finger and an object to be gripped, a wide contact surface between the finger and the object is essential for stable gripping.

이와 같이 넓은 접촉면을 위해서 로봇 손가락은 파지하고자 하는 물체의 형상에 따라 다른 형태로 굽혀지는 형상 적응 기능을 갖추는 것이 바람직하다. 형상 적응 기능을 갖는 종래의 로봇 손가락 구현 방법은 크게 두 가지로 나누어 볼 수 있다. For such a wide contact surface, it is preferable that the robot finger has a shape adaptive function that bends in a different form depending on the shape of the object to be gripped. A conventional method of implementing a robot finger having a shape adaptation function can be roughly divided into two.

첫째는 복수의 4절 링크 구조와 스프링을 사용하는 방법이 있다. 하지만, 이러한 구조는 많은 수의 파트로 인하여 제작 및 체결이 어렵고, 손가락의 소형화가 힘들다는 문제점이 있다. First, there is a method of using a four-bar link structure and a spring. However, such a structure is difficult to manufacture and fasten due to a large number of parts, and it is difficult to miniaturize the finger.

두번째는, 로봇 손가락 끝마디에 와이어를 고정하고 마찰로 인한 와이어 파손을 방지하기 위해서 와이어가 통과하는 경로에 풀리를 배치하는 방법이다. 이는 간단한 구조이므로 제작, 체결, 소형화가 용이하다. 하지만 와이어의 인장력을 통해 각 손가락 링크의 관절에 토크를 인가할 때, 제한된 공간으로 인하여 첫마디 링크의 관절에 인가되는 토크의 크기를 다른 링크의 관절에 인가되는 토크에 비해 크게 조절하는 것이 힘들다는 문제점이 수반된다. 이로 인하여 손가락 끝마디 및 중간마디부터 굽혀지게 되어 물체를 감싸는 형태의 안정적인 파지가 어려워지며 끝마디로 물체를 밀어내는 현상이 발생하는데, 이를 방지하기 위해서 손가락을 다시 펴는데 사용되는 탄성체의 선정 시에 지면과 첫마디를 연결해주는 탄성체의 강성보다 첫마디와 중간마디 및 중간마디와 끝마디를 연결해 주는 탄성체의 강성을 더 높게 선정하는 방법이 사용된다. 하지만 이와 같이 높은 강성의 탄성체를 사용할 경우, 손가락을 굽히는 데 있어서 탄성체까지 같이 굽혀야 하므로 모터가 손가락에 인가하는 동력의 대부분이 높은 강성의 탄성체를 굽히기 위하여 사용되어 굽힘 가능 각도가 큰 폭으로 감소한다는 문제점이 발생한다.The second method is to place the pulley in the path through which the wire passes in order to fix the wire to the robot finger tip and prevent wire breakage due to friction. Since this is a simple structure, it is easy to manufacture, fasten, and miniaturize. However, when the torque is applied to the joint of each finger link through the tension of the wire, it is difficult to adjust the torque applied to the joint of the first link due to the limited space to be larger than the torque applied to the joint of the other link . As a result, it is difficult to grasp the fingertip and the middle node, so that it is difficult to grasp the object in a stable manner. In order to prevent this, an elastic body used for re- A method of selecting the first stiffness, the middle stiffness, and the stiffness of the elastic body connecting the middle stiffness and the end stiffness to be higher than the stiffness of the elastic body connecting the first stiffness is used. However, when the elastic body having such a high rigidity is used, since the elastic body is required to bend to the elastic body, most of the power applied to the finger by the motor is used to bend the elastic body having high rigidity, A problem arises.

본 발명의 목적은 상기 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 복잡한 구조와 높은 강성의 탄성체를 사용하지 않더라도 첫번째 관절의 굽힘 동작과 동시에 로봇 손가락의 나머지 관절은 일(一)자 형상을 유지하며 굽혀지다가, 물체 파지 시 물체의 형상에 따라 굽혀지는 형태가 달라지는 로봇 디지트 유니트를 제공하는 것이다. It is an object of the present invention to solve the above problems, and it is an object of the present invention to solve the above-mentioned problems, and to provide a robot having a structure in which the joints of the robot fingers are flexed while maintaining a single- And the shape of the bending according to the shape of the object at the time of gripping is changed.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 로봇 핸드를 구성하며, 와이어를 권취 내지 권출하여 그립핑 동작을 이루는 로봇 디지트 유니트에 있어서, 상기 와이어를 권취 내지 권출하도록 연결되는 액츄에이터를 포함하는 유니트 액츄에이터부와, 상기 유니트 액츄에이터부와 상대 위치가 고정되는 베이스 링크 및 상기 베이스 링크 측에 연결되는 엔드 링크를 포함하는 유니트 링크부와, 상기 유니트 링크부의 각각의 링크가 연결되는 조인트에 배치되고, 상기 베이스 링크의 상기 엔드 링크 측을 향한 단부에 배치되는 베이스 풀리를 포함하고 상기 와이어를 통하여 연속적으로 권취되는 조인트 풀리부와, 상기 유니트 링크부의 각각의 링크가 연결되는 조인트에 배치되고, 상기 조인트 풀리부의 상측에 이격 배치되고, 사전 설정된 탄성력을 구비하는 조인트 탄성부를 포함하고, 상기 와이어의 일단은 상기 액츄에이터 측에 연결되고, 와이어의 타단은 상기 유니트 링크부의 사이에 배치되는 상기 조인트 풀리부에 권취된 후 상기 베이스 링크에 연결되는 것을 특징으로 하는 로봇 디지트 유니트를 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a robot digit unit that constitutes a robot hand and performs a gripping operation by winding or unwinding a wire, the robot digit unit comprising: a unit actuator unit including an actuator connected to wind or unwind the wire; A unit link portion including a base link having a fixed position relative to the unit actuator portion and an end link connected to the base link side, and a link portion disposed at a joint to which each link of the unit link portion is connected, A joint pulley portion including a base pulley disposed at an end toward the end link side and continuously wound through the wire, and a joint portion disposed at a joint to which each link of the unit link portion is connected, Are spaced apart from each other, And the other end of the wire is wound on the joint pulley portion disposed between the unit link portions and then connected to the base link. Provide a unit.

상기 로봇 디지트 유니트에 있어서, 상기 조인트 풀리부는 회동축에 대하여 상기 와이어가 원주 상에 복수 권취될 수도 있다. In the robot digit unit, the joint pulley unit may have a plurality of coils wound around the circumference of the rotating shaft.

상기 로봇 디지트 유니트에 있어서, 상기 조인트 풀리부는 회동축에 대하여 상기 와이어가 원주 상에 양방향 이중 권취될 수도 있다. In the robot digit unit, the joint pulley part may be double-wound in a double direction on the circumference of the wire with respect to the rotation axis.

상기 로봇 디지트 유니트에 있어서, 상기 유니트 링크부는: 상기 베이스 링크와 상기 엔드 링크 사이에 배치되는 제 1 링크와, 상기 제 1 링크와 상기 엔드 링크 사이에 배치되는 제 2 링크를 구비할 수도 있다. In the robot digit unit, the unit link unit may include: a first link disposed between the base link and the end link; and a second link disposed between the first link and the end link.

상기 로봇 디지트 유니트에 있어서, 상기 조인트 풀리부는: 상기 베이스 링크 및 상기 제 1 링크 사이에 배치되고, 상기 와이어를 통하여 상기 유니트 액츄에이터부와 연결되는 베이스 풀리와, 상기 제 1 링크 및 상기 제 2 링크 사이에 배치되고, 상기 와이어를 통하여 상기 베이스 풀리와 연결되는 제 1 풀리와, 상기 제 2 링크 및 상기 엔드 풀리 사이에 배치되고, 상기 와이어를 통하여 상기 제 1 풀리와 연결되는 제 2 풀리를 구비할 수도 있다. Wherein the joint pulley unit comprises: a base pulley disposed between the base link and the first link and connected to the unit actuator unit via the wire; and a second pulley unit disposed between the first link and the second link, And a second pulley disposed between the second link and the end pulley and connected to the first pulley through the wire, the first pulley being disposed on the second pulley and connected to the base pulley through the wire, have.

상기 로봇 디지트 유니트에 있어서, 상기 베이스 풀리는: 상기 와이어 일단 측으로 상기 와이어의 상기 유니트 액츄에이터 측으로부터 인출되는 부분이 권취되는 베이스 풀리 진입 바디와, 상기 베이스 진입 바디와 이격되어 동축 연결되고 상기 베이스 링크에 고정되는 상기 와이어의 타단 측과 연결되는 부분이 권취되는 베이스 풀리 연결 바디와, 상기 베이스 풀리 진입 바디와 상기 베이스 풀리 연결 바디의 회전 중심에 배치되고 상기 베이스 링크 및 상기 제 1 링크 사이에 연결 배치되는 베이스 풀리 샤프트를 구비할 수도 있다. The base pulley includes: a base pulley entry body in which a portion drawn out from the unit actuator side of the wire is wound on one end side of the wire, a base pulley entry body spaced apart from the base entry body and fixed to the base link, A base pulley connecting body in which a portion of the base pulley connecting body and the base pulley connecting body is wound around a portion of the base pulley connecting body that is connected to the other end side of the wire, A pulley shaft may be provided.

상기 로봇 디지트 유니트에 있어서, 상기 제 1 풀리는: 상기 와이어의 상기 베이스 풀리 진입 바디로부터 인출되는 부분이 권취되는 제 1 풀리 진입 바디와, 상기 와이어의 상기 베이스 풀리 연결 바디로부터 인출되는 부분이 권취되는 제 1 풀리 연결 바디와, 상기 제 1 풀리 진입 바디와 상기 제 1 풀리 연결 바디의 회전 중심에 배치되고 상기 제 1 링크 및 상기 제 2 링크 사이에 연결 배치되는 제 1 풀리 샤프트를 구비할 수도 있다. The first pulley: a first pulley entry body in which a portion drawn out from the base pulley entry body of the wire is wound, and a second pulley entry body in which a portion drawn out from the base pulley connection body of the wire is wound And a first pulley shaft disposed at a rotation center of the first pulley entering body and the first pulley connecting body and connected between the first link and the second link.

상기 로봇 디지트 유니트에 있어서, 상기 제 2 풀리는: 상기 와이어의 상기 제 1 풀리 진입 바디로부터 인출되는 부분이 권취되는 제 2 풀리 진입 바디와, 상기 와이어의 상기 제 1 풀리 연결 바디로부터 인출되는 부분이 권취되는 제 2 풀리 연결 바디와, 상기 제 2 풀리 진입 바디와 상기 제 2 풀리 연결 바디의 회전 중심에 배치되고 상기 제 2 링크 및 상기 엔드 링크 사이에 연결 배치되는 제 2 풀리 샤프트를 구비할 수도 있다. The second pulley: a second pulley entry body in which a portion drawn out from the first pulley entry body of the wire is wound, and a second pulley entry body in which a portion drawn out from the first pulley connection body of the wire is wound And a second pulley shaft disposed at a rotational center of the second pulley entering body and the second pulley connecting body and connected and disposed between the second link and the end link.

상기 로봇 디지트 유니트에 있어서, 상기 조인트 풀리부는: 상기 제 1 풀리와의 사이에 상기 제 2 풀리가 배치되도록 하고 상기 엔드 링크에 배치되고, 외주에 상기 제 2 풀리 진입 바디 및 상기 제 2 풀리 연결 바디로부터 각각 인출되어 연결되는 부분이 접촉하고 상기 제 2 풀리 진입 바디와 상기 제 2 풀리 연결 바디의 배치 방향을 전환시키는 전환 풀리를 더 구비할 수도 있다. Wherein said joint pulley section comprises: a first pulley and a second pulley which are arranged on said end link such that said second pulley is disposed between said first pulley and said second pulley incoming body and said second pulley connecting body And a diverting pulley for connecting the second pulley entering body and the second pulley connecting body to each other.

상기 로봇 디지트 유니트에 있어서, 상기 조인트 풀리부는, 상기 제 2 풀리와 상기 전환 풀리 사이에 상기 와이어의 가동을 안내하기 위한 가이드 풀리를 더 구비할 수도 있다. In the robot digit unit, the joint pulley unit may further include a guide pulley for guiding the movement of the wire between the second pulley and the diverting pulley.

상기 로봇 디지트 유니트에 있어서, 상기 전환 풀리와 상기 가이드 풀리는 회전축이 직교하도록 직교 배치될 수도 있다. In the robot digit unit, the diverting pulley and the guide pulley may be arranged orthogonally such that the rotational axis is orthogonal.

상기한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 로봇 디지트 유니트는 다음과 같은 효과를 갖는다. The robot digit unit according to the present invention having the above-described configuration has the following effects.

첫째, 본 발명에 따른 로봇 디지트 유니트는, 풀리, 와이어의 단순 구조를 통하여 사람의 파지 동작에 최대한 모사되는 자연스런 동작 구현을 가능하게 한다. First, the robot digit unit according to the present invention enables a natural operation to be simulated as much as possible to a human gripping operation through a simple structure of a pulley and a wire.

둘째, 본 발명에 따른 로봇 디지트 유니트는, 링크를 원위치 복귀시키는 조인트 탄성부의 강성 저감 가능하여 동작 구현에 있어 액츄에이터의 부하를 저감시켜 효율성을 극대화시킬 수 있다. Secondly, the robot digit unit according to the present invention can reduce the rigidity of the joint elastic part for returning the link to the home position, thereby reducing the load on the actuator in operation realization, thereby maximizing the efficiency.

셋째, 본 발명에 따른 로봇 디지트 유니트는, 토크 배분의 비율을 원활하게 조정하여 다양한 파지 동작의 정교함을 부가시킬 수도 있다. Thirdly, the robot digit unit according to the present invention can smoothly adjust the torque distribution ratio and add various sophisticated gripping operations.

본 발명은 도면에 도시된 일실시예들을 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허 청구 범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the scope of the present invention. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 로봇 디지트 유니트를 도시한 개략적인 투영 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 로봇 디지트 유니트의 분해 사시도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 로봇 디지트 유니트의 구조의 개략화된 측면도 및 평면도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 로봇 디지트 유니트의 작동 과정을 설명하는 작동 상태도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 로봇 디지트 유니트의 작동 과정을 비교 설명하기 위한 단일 풀리 구조 유형의 디지트 유니트의 개략화된 상태도이다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 로봇 디지트 유니트의 작동 과정을 설명하는 개략적인 작동 과정 상태도이다.1 is a schematic projection perspective view showing a robot digit unit according to an embodiment of the present invention.
2 is an exploded perspective view of a robot digit unit according to an embodiment of the present invention.
3 and 4 are schematic side and plan views of the structure of a robot digit unit according to an embodiment of the present invention.
5 is an operational state diagram illustrating an operation process of a robot digit unit according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a simplified schematic diagram of a single-pulley structure type digit unit for explaining operation of a robot digit unit according to an embodiment of the present invention.
7 and 8 are schematic operation state diagrams illustrating an operation process of a robot digit unit according to an embodiment of the present invention.

이하에서는 로봇 디지트 유니트에 대하여 도면을 참조하여 설명하기로 한다. Hereinafter, a robot digit unit will be described with reference to the drawings.

본 발명의 일실시예에 따른 로봇 디지트 유니트(1)는 로봇 핸드(미도시)를 구성하여, 하기되는 유니트 액츄에이터(40)의 액츄에이터(41)와 연결되어 동력을 전달하는 와이어(45)를 권취 내지 권출하여 로봇 핸드의 그립핑 동작을 이루도록 하는데, 로봇 디지트 유니트(1)는 유니트 액츄에이터부(40)와 유니트 링크부(10)와 조인트 풀리부(20)와 조인트 탄성부(30)를 포함한다.The robot digit unit 1 according to the embodiment of the present invention constitutes a robot hand (not shown), and a wire 45, which is connected to the actuator 41 of the unit actuator 40 and transmits power, The robot digit unit 1 includes a unit actuator unit 40, a unit link unit 10, a joint pulley unit 20, and a joint elastic unit 30 .

본 발명의 일실시예에 따른 로봇 디지트 유니트(1)는 유니트 액츄에이터부(40)를 구비하고, 유니트 액츄에이터(40)는 액츄에이터(41)를 포함한다. 액츄에이터(41)는 본 실시예에서 전기 모터로 구현되는데, 컴팩트한 구성을 가능하게 하는 동력기를 이루는 범위에서 다양한 선택이 가능하다. A robot digit unit 1 according to an embodiment of the present invention includes a unit actuator unit 40 and a unit actuator 40 includes an actuator 41. [ The actuator 41 is implemented as an electric motor in this embodiment, and a variety of choices can be made in the range of a power unit that enables a compact configuration.

유니트 액츄에이터부(40)의 와이어(45)의 일단은 액츄에이터(41)에 연결되어, 액츄에이터(41)의 가동 방향에 따라 권취 내지 권출 구조를 이룬다. 본 실시예의 액츄에이터(41)의 단부에는 액츄에이터 풀리(43)가 배치되고, 와이어(45)는 일단이 액츄에이터 풀리(43)에 고정되어 이의 외주 상에 권취되어 배치된다. 액츄에이터(41)는 제어부(미도시) 등으로부터 인가되는 제어 신호에 따라 소정의 가동 상태를 형성하는데, 액츄에이터(41)의 작동 방향에 따라 소정의 권취 내지 권출 동작을 구현한다. One end of the wire 45 of the unit actuator unit 40 is connected to the actuator 41 and forms a winding or unwinding structure in accordance with the moving direction of the actuator 41. An actuator pulley 43 is disposed at an end of the actuator 41 of the present embodiment. The wire 45 is fixed to the actuator pulley 43 at one end thereof and is wound around the outer periphery thereof. The actuator 41 forms a predetermined movable state according to a control signal applied from a control unit (not shown) or the like, and implements a predetermined winding or unwinding operation in accordance with the operating direction of the actuator 41.

유니트 링크부(10)는 소정의 링크 내지 링크 연결 구조를 취하는데, 유니트 링크부(10)는 베이스 링크(11)를 포함한다. 베이스 링크(11)는 유니트 액츄에이터부(40)와의 상대 위치가 고정되는데, 도 1에서 명확하게 도시되지는 않았으나 유니트 액츄에이터부(40)의 액츄에이터(41)와 베이스 링크(11)는 동일한 케이스(미도시)와 같은 구성요소에 고정 장착되어 상대 위치 이동이 방지될 수 있다. 베이스 링크(11)는 좌우측 한 쌍의 링크편의 결합으로 이루어지는데, 이는 일예로서 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. The unit link section 10 has a predetermined link or link connection structure, and the unit link section 10 includes a base link 11. The base link 11 is fixed relative to the unit actuator 40. The actuator 41 and the base link 11 of the unit actuator unit 40 are not shown in the same case The relative positional movement can be prevented. The base link 11 is composed of a pair of link pieces on the left and right sides, but the present invention is not limited thereto.

또한, 유니트 링크부(10)는 베이스 링크(11)와 더불어 엔드 링크(14)를 포함하는데, 엔드 링크(14)는 베이스 링크(11) 측과 연결되는 구조를 취한다. 본 실시예에서 베이스 링크(11)와 엔드 링크(14) 사이에 두 개의 두 개의 링크가 배치되는 구조를 취하는데, 이는 일실시예로서 베이스 링크와 엔드 링크는 직결되는 구조를 취할 수도 있고 하나의 링크가 개재되는 구조를 취할 수도 있고, 세 개 이상의 링크가 개재되는 구조를 취할 수도 있는 등 설계 사양에 따라 다양한 구성이 가능하나, 여기서는 베이스 링크(11)와 엔드 링크(14) 사이에 제 1 링크(12) 및 제 2 링크(13)가 개재되는 경우를 기준으로 설명한다. 본 실시예에서 베이스 링크(11)와 엔드 링크(14)는 각각 결합 가능하도록 서로 평행하게 배치되는 두 개의 커버 타입 링크 구조를 형성하고, 결합 가능한 두 개의 커버 타입 링크 구조의 내부에 하기되는 조인트 풀리부(20)의 베이스 풀리(21) 및 제 2 풀리(23) 등이 가동 가능하게 배치된다. The unit link portion 10 includes an end link 14 in addition to the base link 11 and the end link 14 is connected to the base link 11 side. In this embodiment, two links are arranged between the base link 11 and the end link 14. In this embodiment, the base link and the end link may be directly connected to each other, The base link 11 and the end link 14 may have a structure in which a link is interposed or a structure in which three or more links are interposed. The first link 12 and the second link 13 are interposed. In this embodiment, the base link 11 and the end link 14 form two cover type link structures arranged in parallel to each other so as to be able to engage with each other, and the following joint type pulleys The base pulley 21 and the second pulley 23 of the part 20 are arranged movably.

또한, 제 1 링크(12)와 제 2 링크(13)가 베이스 링크(11) 및 엔드 링크(14) 사이에 배치되는데, 제 1 링크(12)는 베이스 링크(11)와 엔드 링크(14) 사이에 배치되고, 제 2 링크(13)는 제 1 링크(12)와 엔드 링크(14) 사이에 배치되어, 베이스 링크(11), 제 1 링크(12), 제 2 링크(13) 및 엔드 링크(14)의 순서로 배치된다. A first link 12 and a second link 13 are disposed between the base link 11 and the end link 14 and the first link 12 is connected to the base link 11 and the end link 14, And the second link 13 is disposed between the first link 12 and the end link 14 so that the base link 11, the first link 12, the second link 13, And a link 14 in this order.

제 1 링크(12) 및 제 2 링크(13)도 베이스 링크(11) 및 엔드 링크(14)와 마찬가지로 서로 평행하게 배치 결합되는 두 개의 커버 타입 링크 구조를 형성하는데, 제 1 링크(12)의 일단은 베이스 링크(11)의 타단, 즉 액츄에이터(41) 및 액츄에이터 풀리(43)가 배치되는 단부의 반대편 단부와 연결되는 조인트(JA)를 형성하고, 제 1 링크(12)의 타단은 제 2 링크(13)의 일단과 연결되는 조인트(JB)를 형성하고, 제 2 링크(13)의 타단은 엔드 링크(14)의 일단과 연결되는 조인트(JC)를 형성한다. 본 실시예에서 베이스 링크(11)의 타단과 제 2 링크(13)의 양단이 각각 제 1 링크(12) 및 엔드 링크(14)에 의하여 덮혀 내부로 배치되는 구조를 형성하는데, 이는 일예로서 설계 사양에 따라 다른 선택적 구성도 가능하다. The first link 12 and the second link 13 also form two cover type link structures arranged in parallel to each other like the base link 11 and the end link 14, One end of the first link 12 forms a joint JA connected to the other end of the base link 11, that is, the opposite end of the end where the actuator 41 and the actuator pulley 43 are disposed, A joint JB connected to one end of the link 13 is formed and the other end of the second link 13 forms a joint JC connected to one end of the end link 14. [ In this embodiment, the other end of the base link 11 and the both ends of the second link 13 are covered by the first link 12 and the end link 14 to form a structure, Other optional configurations are possible depending on the specification.

조인트 풀리부(20)는 베이스 유니트 링크부(10)의 각각의 링크가 연결되는 조인트(JA,JB,JC)에 배치되는데, 본 실시예에서 조인트 풀리부(20)는 각각 연결되는 링크 간의 연결 축의 기능도 동시에 구비한다. 조인트 풀리부(20)는 베이스 풀리(21)를 포함하는데, 베이스 풀리(21)는 베이스 링크(11)의 엔드 링크(14) 측을 향한 단부에 배치된다. 베이스 풀리(21)는 와이어(45)를 통하여 유니트 액츄에이터부(40), 보다 구체적으로 유니트 액츄에이터부(40)의 액츄에이터 풀리(43)를 통하여 액츄에이터(41)에 연결된다. The joint pulley portion 20 is disposed in the joints JA, JB and JC to which the respective links of the base unit link portion 10 are connected. In the present embodiment, It also has a shaft function. The joint pulley portion 20 includes a base pulley 21 which is disposed at an end of the base link 11 toward the end link 14 side. The base pulley 21 is connected to the actuator 41 via a wire 45 via a unit actuator portion 40 and more specifically an actuator pulley 43 of the unit actuator portion 40.

조인트 풀리부(20)는 도면 부호 JB 및 JC로 지시되는 조인트에 대하여도 각각 연결되는 링크 간의 상대 운동을 이루도록 배치되는 연결 축으로서의 기능도 동시에 담당하는 제 1 풀리(22) 및 제 2 풀리(23)를 구비한다. 제 1 풀리(22)는 제 1 링크(12) 및 제 2 링크(13) 사이에 배치되고, 제 2 풀리(23)는 제 2 링크(13) 및 엔드 풀리(24) 사이에 배치되는데, 제 1 풀리(22)는 와이어(45)를 통하여 베이스 풀리(21)와 연결되고 제 2 풀리(23)는 와이어(45)를 통하여 제 1 풀리(23)와 연결된다. 보다 구체적으로, 베이스 풀리(21)와 제 1 풀리(22)와 제 2 풀리(23)는 순차적인 배치 구조를 이루고 베이스 풀리(21)와 제 1 풀리(22)와 제 2 풀리(23)는 순차적인 순서로 와이어(45)를 통하여 연속적으로 권취되어 순차 연결되는 구조를 취한다. The joint pulley portion 20 includes a first pulley 22 and a second pulley 23 that simultaneously function as a connecting shaft disposed to perform relative movement between links respectively connected to the joints indicated by reference numerals JB and JC . A first pulley 22 is disposed between the first link 12 and the second link 13 and a second pulley 23 is disposed between the second link 13 and the end pulley 24, The first pulley 22 is connected to the base pulley 21 through a wire 45 and the second pulley 23 is connected to the first pulley 23 through a wire 45. More specifically, the base pulley 21, the first pulley 22 and the second pulley 23 have a sequential arrangement structure, and the base pulley 21, the first pulley 22 and the second pulley 23 And sequentially taken up and sequentially connected through the wires 45 in a sequential order.

본 실시예에서 와이어(45)의 일단은 액츄에이터(41) 측에 연결되고 와이어(45) 타단은 유니트 링크부(10)의 사이에 배치되는 조인트 풀리부(20)에 권취된 후 베이스 링크(11)에 연결되는 구조를 취한다. 보다 구체적으로 조인트 풀리부(20)에 권취되는 와이어(45)는 조인트 풀리부(20)의 회동축에 대하여 원주 상에 복수 회 권취되는 구조를 이루는데, 본 실시예에서는 조인트 풀리부(20)의 회동축에 대하여 와이어(45)가 양방향으로 이중 권취되는 구조를 구조를 취한다. One end of the wire 45 is connected to the actuator 41 side and the other end of the wire 45 is wound around the joint pulley portion 20 disposed between the unit link portions 10 and then the base link 11 As shown in Fig. More specifically, the wire 45 wound around the joint pulley portion 20 is wound around the circumference of the joint pulley portion 20 a plurality of times. In the present embodiment, the joint pulley portion 20 is wound around the joint pulley portion 20, And the wire 45 is wound in a double direction in two directions with respect to the rotating shaft of the motor.

조인트 풀리부(20)의 각각의 풀리에 대하여 구체적으로 살펴보면, 본 실시예의 조인트 풀리부(20)의 베이스 풀리(21)는 베이스 풀리 진입 바디(21a)와 베이스 풀리 연결 바디(21b)와 베이스 풀리 샤프트(21c)를 구비한다. 베이스 풀리 진입 바디(21a)에는 와이어(45) 일단 측으로 와이어(45)의 유니트 액츄에이터부(40) 측으로부터 인출되는 와이어(45)의 부분이 권취되고, 베이스 풀리 연결 바디(21b)는 베이스 진입 바디(21a)와 이격되어 동축 연결되고 베이스 풀리 연결 바디(21b)의 외주 상에는 와이어(45)의 베이스 링크(11)에 고정되는 타단 측과 연결되는 와이어(45)의 부분이 권취된다. 또한, 베이스 풀리 샤프트(21c)는 베이스 풀리 진입 바디(21a)와 베이스 풀리 연결 바디(21b)의 회전 중심에 배치되고 베이스 링크(11) 및 제 1 링크(12) 사이에 연결 배치되는 베이스 풀리 샤프트(21c)를 구비하는 구조를 취한다. 즉, 베이스 풀리 샤프트(21c)를 베이스 링크(11)와 제 1 링크(12) 간의 조인트(JA)의 회동축 연결 중심으로 삼아 베이스 풀리 샤프트(21c)의 외주에 베이스 풀리 샤프트(21c)의 길이 방향으로 소정의 길이만큼 이격되어 베이스 풀리 진입 바디(21a)와 베이스 풀리 연결 바디(21b)가 각각 배치되고, 와이어(45)가 유니트 액츄에이터부(40)의 액츄에이터 풀리(43)로부터 제 1 링크(12) 측으로 진행하는 경우 베이스 풀리 진입 바디(21a)의 외주 상에 권취되고, 와이어(45)가 제 1 링크(12) 측으로부터 유니트 액츄에이터부(40)의 액츄에이터 풀리(43)로 진행하는 경우 베이스 풀리 연결 바디(21b)의 외주 상에 권취된다. The base pulley 21 of the joint pulley portion 20 of the present embodiment has the base pulley introduction body 21a and the base pulley connection body 21b and the base pulley portion 21b of the joint pulley portion 20, And a shaft 21c. A portion of the wire 45 drawn out from the unit actuator portion 40 side of the wire 45 is wound around the base pulley entering body 21a toward the one end of the wire 45 and the base pulley connecting body 21b is wound around the base entrance body A part of the wire 45 connected to the other end side fixed to the base link 11 of the wire 45 is wound on the outer periphery of the base pulley connecting body 21b. The base pulley shaft 21c is disposed at the center of rotation of the base pulley entering body 21a and the base pulley connecting body 21b and is connected to the base pulley shaft 21b, (21c). That is, the base pulley shaft 21c is formed as the center of connection of the joint of the joint JA between the base link 11 and the first link 12, and the length of the base pulley shaft 21c is formed on the outer periphery of the base pulley shaft 21c The base pulley entry body 21a and the base pulley connection body 21b are disposed so as to be spaced apart from each other by a predetermined length in the direction of the axis of rotation of the unit actuator portion 40. The wire 45 is inserted from the actuator pulley 43 of the unit actuator portion 40 into the first link When the wire 45 is advanced from the first link 12 side to the actuator pulley 43 of the unit actuator portion 40 as the wire 45 travels on the outer periphery of the base pulley entry body 21a, And wound on the outer periphery of the pulley connecting body 21b.

또한, 제 1 풀리(22)는 제 1 풀리 진입 바디(22a)와 제 1 풀리 연결 바디(22b)와 제 1 풀리 샤프트(22c)를 구비하고, 제 1 풀리 진입 바디(22a)에는 와이어(45)의 베이스 풀리 진입 바디(21a)로부터 인출되는 부분이 권취되고, 제 1 풀리 연결 바디(22b)는 제 1 풀리 진입 바디(22a)와 이격되어 동축 연결되고 제 1 풀리 연결 바디(22b)의 외주 상에는 와이어(45)의 베이스 풀리 연결 바디(21b)로부터 제 1 및 제 2 풀리를 향하여 인출되는 부분이 권취된다. 또한, 제 1 풀리 샤프트(22c)는 제 1 풀리 진입 바디(22a)와 제 1 풀리 연결 바디(22b)의 회전 중심에 배치되고 제 1 링크(12) 및 제 2 링크(13) 사이에 연결 배치되는 제 1 풀리 샤프트(22c)를 구비하는 구조를 취한다. 즉, 제 1 풀리 샤프트(22c)를 제 1 링크(12)와 제 2 링크(13) 간의 조인트(JB)의 회동축 연결 중심으로 삼아 제 1 풀리 샤프트(22c)의 외주에 제 1 풀리 샤프트(22c)의 길이 방향으로 소정의 길이만큼 이격되어 제 1 풀리 진입 바디(22a)와 제 1 풀리 연결 바디(22b)가 각각 배치되고, 와이어(45)가 베이스 풀리(21)로부터 제 2 링크(13) 측으로 진행하는 경우 제 1 풀리 진입 바디(22a)의 외주 상에 권취되고, 와이어(45)가 제 2 링크(13) 측으로부터 베이스 풀리(21)의 베이스 풀리 연결 바디(21b)로 진행하는 경우 제 1 풀리 연결 바디(22b)의 외주 상에 권취된다. The first pulley 22 has a first pulley inlet body 22a, a first pulley connecting body 22b and a first pulley shaft 22c. The first pulley inlet body 22a is provided with a wire 45 The first pulley connecting body 22b is spaced apart from the first pulley entering body 22a and is coaxially connected to the first pulley connecting body 22a and the outer periphery of the first pulley connecting body 22b. A portion drawn from the base pulley connecting body 21b of the wire 45 toward the first and second pulleys is wound. The first pulley shaft 22c is disposed at the center of rotation of the first pulley inlet body 22a and the first pulley connecting body 22b and is disposed between the first link 12 and the second link 13 And a first pulley shaft 22c. That is, the first pulley shaft 22c is connected to the first pulley shaft 22c at the outer periphery of the first pulley shaft 22c with the center of rotation of the joint JB between the first link 12 and the second link 13 The first pulley inlet body 22a and the first pulley connection body 22b are disposed so as to be spaced apart from each other by a predetermined length in the longitudinal direction of the first pulley 22a and the second pulley 22b, When the wire 45 travels from the side of the second link 13 to the base pulley connecting body 21b of the base pulley 21 when the wire 45 travels on the outer periphery of the first pulley entering body 22a, And wound on the outer periphery of the first pulley connecting body 22b.

또한, 제 2 풀리(23)는 제 2 풀리 진입 바디(23a)와 제 2 풀리 연결 바디(23b)와 제 2 풀리 샤프트(23c)를 구비하고, 제 2 풀리 진입 바디(23a)에는 와이어(45)의 제 1 풀리 진입 바디(22a)로부터 엔드 링크(14)를 향하여 인출되는 부분이 권취되고, 제 2 풀리 연결 바디(23b)는 제 2 풀리 진입 바디(23a)와 이격되어 동축 연결되고 제 2 풀리 연결 바디(23b)의 외주 상에는 와이어(45)의 제 1 풀리 연결 바디(22b)로부터 제 2 및 엔드 풀리를 향하여 인출되는 부분이 권취된다. 또한, 제 2 풀리 샤프트(23c)는 제 2 풀리 진입 바디(23a)와 제 2 풀리 연결 바디(23b)의 회전 중심에 배치되고 제 2 링크(13) 및 엔드 링크(14) 사이에 연결 배치되는 제 2 풀리 샤프트(23c)를 구비하는 구조를 취한다. 즉, 제 2 풀리 샤프트(23c)를 제 2 링크(13)와 엔드 링크(14) 간의 조인트(JC)의 회동축 연결 중심으로 삼아 제 2 풀리 샤프트(23c)의 외주에 제 2 풀리 샤프트(23c)의 길이 방향으로 소정의 길이만큼 이격되어 제 2 풀리 진입 바디(23a)와 제 2 풀리 연결 바디(23b)가 각각 배치되고, 와이어(45)가 제 1 풀리(22)로부터 엔드 링크(14) 측으로 진행하는 경우 제 2 풀리 진입 바디(23a)의 외주 상에 권취되고, 와이어(45)가 엔드 링크(14) 측으로부터 제 1 풀리(22)의 제 1 풀리 연결 바디(22b)로 진행하는 경우 제 2 풀리 연결 바디(23b)의 외주 상에 권취된다. The second pulley 23 has a second pulley entering body 23a, a second pulley connecting body 23b and a second pulley shaft 23c. The second pulley entering body 23a is provided with a wire 45 The second pulley connecting body 23b is coaxially connected to the second pulley entering body 23a so as to be spaced apart from the second pulley entering body 23a, On the outer periphery of the pulley connecting body 23b, a portion drawn out from the first pulley connecting body 22b of the wire 45 toward the second and the end pulleys is wound. The second pulley shaft 23c is disposed at the rotational center of the second pulley inlet body 23a and the second pulley connecting body 23b and is disposed between the second link 13 and the end link 14 And a second pulley shaft 23c. That is, the second pulley shaft 23c is connected to the outer periphery of the second pulley shaft 23c with the second pulley shaft 23c as the center of rotation of the joint JC between the second link 13 and the end link 14 The second pulley inlet body 23a and the second pulley connecting body 23b are disposed so as to be spaced apart from each other by a predetermined length in the longitudinal direction of the end link 14 and the wire 45 is separated from the first pulley 22 by the end link 14, The wire 45 is wound on the outer periphery of the second pulley entering body 23a and proceeds from the end link 14 side to the first pulley connecting body 22b of the first pulley 22 And wound on the outer periphery of the second pulley connecting body 23b.

한편, 본 발명의 로봇 디지트 유니트(1)는 조인트 탄성부(30)를 구비하는데, 조인트 탄성부(30)는 하나 이상이 구비되는데, 본 실시예에서 조인트 탄성부(30)는 유니트 링크부(10)의 각각의 링크가 연결되는 조인트(JA,JB,JC)에 배치되고, 조인트 풀리부(20)의 상측에 이격 배치되고, 사전 설정된 탄성력을 구비한다. The robot digit unit 1 of the present invention includes the joint elastic portion 30 and at least one joint elastic portion 30 is provided. In this embodiment, the joint elastic portion 30 includes the unit link portion JB and JC to which the links of the joint pulleys 20 and 10 are connected and are disposed on the upper side of the joint pulley 20 and have a predetermined elastic force.

즉, 조인트 탄성부(30)는 소정의 사전 설정된 탄성력을 구비하는 판 스프링으로 구현되는데, 조인트 탄성부(30)는 유니트 링크부(10) 각각이 이루는 조인트(JA,JB,JC)의 상부에 조인트 풀리부(20)로부터 이격되어 배치되고, 그 위에 각각의 링크 커버, 즉 제 1 링크 커버(12a), 제 2 링크 커버(13a) 및 엔드 링크 커버(14a)가 각각의 제 1 링크(12), 제 2 링크(13) 및 엔드 링크(14)를 커버하여 배치된다. 베이스 풀리 진입 바디(21a) 및 베이스 풀리 연결 바디(21b)의 외주 상에, 제 1 풀리 진입 바디(22a) 및 제 1 풀리 연결 바디(22b)의 외주 상에, 그리고 제 2 풀리 진입 바디(23a) 및 제 2 풀리 연결 바디(23b)의 외주 상에 권취되는 와이어의 권취 내지 권출 위치는 하기되는 조인트 탄성부(30)의 배치 위치의 반대편으로 배치된다. 즉, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 조인트 탄성부(30)는 제 1 링크(12), 제 2 링크(13) 및 엔드 링크(14)의 상부로 각각의 링크 커버의 하부에 배치되고, 베이스 풀리 진입 바디(21a) 및 베이스 풀리 연결 바디(21b)의 외주 상에, 제 1 풀리 진입 바디(22a) 및 제 1 풀리 연결 바디(22b)의 외주 상에, 그리고 제 2 풀리 진입 바디(23a) 및 제 2 풀리 연결 바디(23b)의 외주 상에 권취되는 와이어의 권취 내지 권출 위치는 조인트 풀리부(20)의 각각의 풀리를 사이에 두고 조인트 탄성부(30)와 대향 이격 배치된다. That is, the joint elastic portion 30 is realized by a plate spring having a predetermined predetermined elastic force. The joint elastic portion 30 is formed on the upper portion of the joints JA, JB, and JC formed by the unit link portions 10 A first link cover 12a, a second link cover 13a and an end link cover 14a are disposed on the first link 12 ), The second link 13, and the end link 14, as shown in Fig. On the outer circumference of the first pulley inlet body 22a and the first pulley connecting body 22b and on the outer circumference of the base pulley inlet body 21a and the base pulley connecting body 21b and on the outer circumference of the second pulley inlet body 23a And the winding position of the wire wound on the outer periphery of the second pulley connecting body 23b are arranged opposite to the arrangement position of the joint elastic portion 30 described below. 1 to 3, the joint elastic portion 30 is disposed on the lower portion of each link cover to the upper portion of the first link 12, the second link 13, and the end link 14 On the outer periphery of the first pulley inlet body 22a and the first pulley connecting body 22b on the outer periphery of the base pulley inlet body 21a and the base pulley connecting body 21b, Up position of the wire wound on the outer periphery of the second pulley connecting body 23a and the second pulley connecting body 23b is disposed opposite to the joint elastic portion 30 with the respective pulleys of the joint pulley portion 20 interposed therebetween .

이와 같은 구조를 취하여, 유니트 액츄에이터부(40)의 가동시 인가되는 와이어(45)의 인장력에 의하여 각각의 링크에서 소정의 조인트 회전 동작이 발생하고 이후 유니트 액츄에이터부(40)를 통하여 인가되는 외력이 제거되는 경우 조인트 탄성부(30)에 저장된 탄성 복원력에 의하여 각각의 링크의 위치를 소정의 정상 위치로 복귀시킬 수 있는 구조를 취할 수 있다. With this structure, a predetermined joint rotation operation occurs in each link due to the tensile force of the wire 45 applied when the unit actuator unit 40 is operated, and then an external force applied through the unit actuator unit 40 It is possible to return the position of each link to the predetermined normal position by the elastic restoring force stored in the joint elastic portion 30 when removed.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 로봇 디지트 유니트(1)의 와이어(45)는 각각의 풀리 상에 서로 연결 진행 방향이 반대가 되도록 이중 권취되는 구조를 취하기 위하여 엔드 링크(14)에서 방향 전환이 이루어지는데, 이러한 방향 전환을 보다 원활하게 하기 위한 구성요소를 조인트 풀리부(20)가 더 구비할 수도 있다. In addition, the wire 45 of the robot digit unit 1 according to the embodiment of the present invention includes a plurality of pulleys, The joint pulley portion 20 may further comprise a component for facilitating such a direction change.

본 발명의 일실시예에 따른 조인트 풀리부(20)는 전환 풀리(25)를 포함하는데, 전환 풀리(25)는 제 1 풀리(22)와의 사이에 제 2 풀리(23)가 배치되도록 하고 엔드 링크(14)에 배치되고, 외주에 제 2 풀리 진입 바디(23a)와 제 2 풀리 연결 바디(23b)로부터 각각 인출되어 연결되는 와이어(45)의 부분이 접촉하고 제 2 풀리 진입 바디(23a)와 제 2 풀리 연결 바디(23b)의 배치 방향을 전환시킨다. 즉, 전환 풀리(25)는 베이스 풀리(21), 제 1 풀리(22) 및 제 2 풀리(23)의 회전축과 평행한 회전축을 구비하며 엔드 링크(14)의 단부에 배치되고, 제 2 풀리 진입 바디(23a) 측으로부터 연결되는 와이어(45)의 부분과 제 2 풀리 연결 바디(23b) 측으로부터 연결되는 와이어(45)의 부분이 전환 풀리(25)의 외주에 접촉함으로써 궁극적으로 전환 풀리(25)가 와이어(45)의 진행 방향을 전환시킨다. 이와 같은 구조를 통하여, 일단이 유니트 액츄에이터부(40) 측에 그리고 타단이 베이스 링크(11)에 고정된 와이어(45)를 통한 원활한 인장 동력 전달 및 조인트 탄성부(30)를 통한 원위치 복귀를 이룰 수 있다. The joint pulley portion 20 according to an embodiment of the present invention includes a diverting pulley 25 that allows the second pulley 23 to be disposed between the diverting pulley 25 and the first pulley 22, A portion of the wire 45 drawn out from and connected to the second pulley inlet body 23a and the second pulley connecting body 23b is brought into contact with the outer periphery of the link 14 and the second pulley inlet body 23a, And the second pulley connecting body 23b. That is, the diverting pulley 25 has a rotation axis parallel to the rotation axis of the base pulley 21, the first pulley 22 and the second pulley 23 and is disposed at the end of the end link 14, The portion of the wire 45 connected from the side of the input body 23a and the portion of the wire 45 connected from the side of the second pulley connecting body 23b come into contact with the outer periphery of the diverting pulley 25, 25 change the traveling direction of the wire 45. Through such a structure, it is possible to achieve smooth tensile power transmission through the wire 45 fixed at one end to the unit actuator portion 40 and at the other end to the base link 11 and return to the original position through the joint elastic portion 30 .

또한, 경우에 따라 조인트 풀리부(20)는 방향 전환되는 와이어(45)의 가동시 안정적인 가동을 유도 안내하기 위한 구성요소로서 가이드 풀리(24)를 더 구비할 수도 있다. 가이드 풀리(24)는 엔드 링크(14)에 배치되고 본 실시예에서 1 개가 구비되나 이는 일예로서 이에 국한되는 것은 아니다. 다만, 본 실시예에서는 가이드 풀리(24)가 전환 풀리(25)와 제 2 풀리(23) 사이에 배치되어 전환 과정 상에서의 와이어(45)의 교차 간섭을 방지하는 기능을 구현할 수 있다. 가이드 풀리(24)는 본 실시예에서 전환 풀리(25)의 회전축과 가이드 풀리(24)의 회전축을 90도 직교 교차 배치되는 구조를 취하여 와이어(45)의 방향 전환시 와이어(45) 간의 간섭으로 인한 꼬임을 방지할 수 있다. In some cases, the joint pulley portion 20 may further include a guide pulley 24 as a component for guiding a stable operation when the wire 45 to be turned is moved. The guide pulley 24 is disposed on the end link 14 and is provided in the present embodiment, but this is not intended to be limiting. However, in this embodiment, the guide pulley 24 may be disposed between the diverting pulley 25 and the second pulley 23 to implement the function of preventing the crossing interference of the wire 45 in the switching process. The guide pulley 24 has a structure in which the rotary shaft of the diverting pulley 25 and the rotary shaft of the guide pulley 24 are disposed orthogonally crossing each other by 90 degrees in this embodiment, Can be prevented.

이하에서는 도 5 및 도 6을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 로봇 디지트 유니트(1)의 작동시 토크 변화를 설명한다. Hereinafter, the torque change during operation of the robot digit unit 1 according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 5 and 6. FIG.

조인트 풀리부(20)의 각각의 풀리, 즉 베이스 풀리(21), 제 1 풀리(22) 및 제 2 풀리(23)에 구비되는 베이스 풀리 진입 바디(21a), 제 1 풀리 진입 바디(22a), 제 2 풀리 진입 바디(23a)의 각각의 반경을 도면 부호 r11, r21, r31로 정의하고, 베이스 풀리 연결 바디(21b), 제 1 풀리 연결 바디(22b), 제 2 풀리 연결 바디(23b)의 각각의 반경을 도면 부호 r12, r22, r32로 정의하고, 도면 상에서 전환 풀리(25)를 거치기 이전은 실선으로, 그리고 거친 이후는 점선으로 도시하여 풀리에 배치되는 각각의 바디 상에 권취되는 상태의 도시적 구분이 가능하다.The base pulley infeed body 21a and the first pulley infeed body 22a provided in the respective pulleys of the joint pulley portion 20, that is, the base pulley 21, the first pulley 22 and the second pulley 23, And the second pulley connecting body 23a are defined as reference numerals r11, r21 and r31 and the radiuses of the first pulley connecting body 22b and the second pulley connecting body 23b are defined as r1, Are defined by reference numerals r12, r22, and r32, respectively. In the drawing, the state before being subjected to the diverting pulley 25 is indicated by a solid line, and the state after the rough state is indicated by a dotted line. Of the city.

유니트 액츄에이터부(40)의 액츄에이터(41)가 가동되어 액츄에이터 풀리(43)가 가동하는 경우 와이어(45)에 인장력 F가 인가되고, 이때 각각의 풀리가 배치되는 조인트(JA, JB, JC)에 인가되는 토크(τw1a, τw2a, τw3a; τw1b, τw2b, τw3b)는 다음과 같이 기술된다. 여기서, 도면 부호 τw1a, τw2a, τw3a로 지시되는 토크의 경우 와이어(45)의 단부가 베이스 링크에 고정 연결되어 전환 풀리(25)에서 접촉하는 부분에 연결되는 베이스 풀리 연결 바디(21b), 제 1 풀리 연결 바디(22b), 제 2 풀리 연결 바디(23b)에서의 토크를 지시하고, 도면 부호 τw1b, τw2b, τw3b로 지시되는 토크의 경우 와이어(45)의 단부가 유니트 액츄에이터부의 액츄에이터 풀리와 전환 풀리(25) 사이의 부분에 연결되는 베이스 풀리 진입 바디(21a), 제 1 풀리 진입 바디(22a), 제 2 풀리 진입 바디(23a)에서의 토크를 지시한다.
When the actuator 41 of the unit actuator unit 40 is operated to actuate the actuator pulley 43, a tensile force F is applied to the wire 45. At this time, the joints JA, JB, and JC The applied torques? W1a,? W2a,? W3a;? W1b,? W2b,? W3b are described as follows. Here, in the case of torque indicated by reference numerals? W1a,? W2a and? W3a, a base pulley connecting body 21b connected to the portion of the wire 45 which is fixedly connected to the base link at an end thereof and is in contact with the diverting pulley 25, The end of the wire 45 indicates the torque in the pulley connecting body 22b and the second pulley connecting body 23b and in the case of the torque indicated by τw1b, τw2b and τw3b, the actuator pulley of the unit actuator portion and the diverting pulley The first pulley inlet body 22a, and the second pulley inlet body 23a, which are connected to a portion between the first pulley inlet body 21a and the second pulley inlet body 25, respectively.

조인트 JA:

,

Joint JA:

,

조인트 JB:

,

Joint JB:

,

조인트 JC:

,

Joint JC:

,

따라서, 각각의 조인트 JA, JB, JC에서 인가되는 토크의 총합(τw1, τw2, τw3)은 다음과 같이 표현된다.Therefore, the summations (? W1,? W2,? W3) of the torques applied at the respective joints JA, JB, JC are expressed as follows.

한편, 본 실시예와의 비교를 위하여 도 6에는 본 발명의 실시예와는 달리 단일 풀리 및 일방향 와이어 구조의 예가 도시된다. 여기서, 비교의 명확화를 위하여 베이스 링크(11), 제 1 링크(12), 제 2 링크(13), 엔드 링크(14), 액츄에이터 풀리(43), 베이스 풀리(21), 제 1 풀리(22), 제 2 풀리(23), 조인트 탄성부(30)는 동일한 구성을 취하는 것으로 가정하고, 단일 풀리 구조로 인하여 각각의 풀리는 반경 r12, r22, r32의 값을 갖는다. 본 실시예에서와는 달리 도 6의 와이어(W)는 일단은 와이어 풀리(21)에 권취 연결되고, 일방향으로 연속적으로 연결된후 타단이 엔드 링크(14)에 고정되는데, 이 경우 각각의 조인트에 인가되는 토크를 도면 부호 τw1p, τw2p, τw3p라 할 때 다음과 같이 표현된다.For comparison with the present embodiment, FIG. 6 shows an example of a single pulley and one-way wire structure, unlike the embodiment of the present invention. In order to clarify the comparison, the base link 11, the first link 12, the second link 13, the end link 14, the actuator pulley 43, the base pulley 21, the first pulley 22 ), The second pulley 23 and the joint elastic portion 30 assume the same configuration, and each pulley has a radius r12, r22, r32 due to the single pulley structure. Unlike the present embodiment, the wires W of FIG. 6 are wound at one end on the wire pulley 21, and are continuously connected in one direction, and then the other end is fixed to the end link 14. In this case, When the torques are denoted by τw1p, τw2p, τw3p, the following expressions are obtained.

따라서, 본 발명의 일실시예의 경우와 단일 구조의 경우를 비교하면, 각각의 조인트에서 인가되는 토크는 다음과 같은 관계를 형성한다.Therefore, when comparing the case of an embodiment of the present invention with the case of a single structure, the torque applied at each joint forms the following relationship.

본 실시예에서, 각각의 풀리에 배치되는 바디의 반경을 r₁₁=8.5mm, r₂₁=3.5mm, r₃₁= 3.5mm, r₁₂= 8.5mm, r₂₂= 6.0mm, r₃₂= 6.0mm과 같이 설계할 경우, 본 발명의 조인트에 인가되는 토크(τw1, τw2, τw3)와 단일 구조에서의 조인트에서 얻어지는 토크(τw1p, τw2p, τw3p)는 다음과 같다.In this embodiment, the radius of the body is disposed in each pulley _{_{r 11 = 8.5mm, r 21 =}} 3.5mm, r 31 = 3.5mm, r 12 = 8.5mm, r 22 = 6.0mm, r 32 = 6.0mm The torque (? W1,? W2,? W3) applied to the joint of the present invention and the torques (? W1p,? W2p,? W3p) obtained in the joint in the single structure are as follows.

τw1=0.0170F, τw2=0.0095F, τw3=0.0095F? w1 = 0.0170 F,? w2 = 0.0095 F,? w3 = 0.0095 F

τw1p= 0.0085F, τw2p=0.0060F, τw3p=0.0060F? w1p = 0.0085F,? w2p = 0.0060F,? w3p = 0.0060F

이와 같이 베이스 링크(11)와 제 1 링크(12) 사이에 배치되는 베이스 풀리가 배치되는 조인트 JA에서 각각의 경우에 인가되는 토크는 대략 2:1의 비율을 이룬다. Thus, the torque applied in each case at the joint JA in which the base pulley disposed between the base link 11 and the first link 12 is disposed is approximately 2: 1.

뿐만 아니라, 조인트 JA, JB, JC의 각각의 조인트에 인가되는 토크의 상대 비율에 있어, 단일 구조의 경우 100:71:71의 비율비를 나타내나, 본 발명의 실시예의 경우 100:56:56의 비율을 나타낸다. 이는 본 발명의 로봇 디지트 유니트를 로봇 핸드 그립퍼에 적용하여 사용할 경우 동일한 와이어 인장력으로 보다 큰 토크를 로봇 핸드에 대한 첫번째 관절에 대응되는 베이스 링크와 제 1 링크 사이의 조인트 JA에 인가 가능함으로써 액츄에이터의 사용 효율을 증대시킬 수 있고, 제 1 링크(12)의 조인트 JA에 인가되는 토크와 다른 조인트 JB 내지 JC에 인가되는 토크와의 크기 차이도 더 크게 발생시킬 수 있다. 이와 같은 구조를 통하여 로봇 디지트 유니트가 장착되는 로봇 핸드가 사람의 그립핑 동작에 최대한 모사되도록, 즉 첫번째 물체를 순차적으로 감싸는 파지 동작 구현 가능하도록 로봇 디지트 유니트를 첫번째 조인트, 즉 JA에서는 굽힘 동작을 이루되 나머지 조인트에서는 일자 상태를 유지하는 동작을 가능하게 하기 위하여 단일 구조에서처럼 조인트 탄성체의 강성을 강화시키는 방법의 배제를 가능하게 하여 궁극적으로 조인트 탄성체의 강성을 저감시킴으로써 액츄에이터의 부하를 저감시키고 보다 자연스럽고 부드러운 순차적 그립핑 동작 구현을 가능하게 한다. In addition, the relative ratio of the torque applied to each joint of the joints JA, JB and JC shows a ratio ratio of 100: 71: 71 for a single structure, but 100: 56: 56 . This is because when the robot digit unit of the present invention is applied to a robot hand gripper, a larger torque can be applied to the joint JA between the base link and the first link corresponding to the first joint for the robot hand with the same wire tension, The efficiency can be increased and the magnitude difference between the torque applied to the joint JA of the first link 12 and the torque applied to the other joints JB to JC can be increased. Through such a structure, the robot digit unit is moved to the first joint, that is, the bending operation is performed in the JA so that the robot hand on which the robot digit unit is mounted can be simulated as much as possible to the human gripping operation, In the remaining joints, it is possible to eliminate the method of strengthening the rigidity of the joint elastic body as in the single structure in order to make it possible to maintain the durability state, thereby ultimately reducing the rigidity of the joint elastic body, thereby reducing the load on the actuator, Thereby enabling implementation of a smooth sequential gripping operation.

도 7 및 도 8에는 본 발명의 일실시예 따른 로봇 디지트 유니트의 동작 과정이 도시된다. 도 7에는 첫번째 조인트, 조인트 JA에서의 벤딩 동작과 다른 조인트에서의 강성 상태 유지하는 -자 형상 동작 전후((a), (b)) 및 조인트 JA에서의 와이어의 위치 변화(c)가 도시된다. 도 8에는 도 7의 동작후 물체를 그립하는 과정을 도시한다.7 and 8 illustrate the operation of the robot digit unit according to an embodiment of the present invention. Fig. 7 shows the first joint, the bending operation at the joint JA and the change in position (c) of the wire at the joint JA before and after the -jar operation (Figs. . FIG. 8 shows a process of gripping an object after the operation of FIG.

첫번째 조인트, 조인트 JA에서의 벤딩 동작과 다른 조인트에서의 강성 상태 유지하여 제 1 링크, 제 2 링크 및 엔드 링크가 -자 형상을 이루는 경우, 액츄에이터(41)와 연결된 액츄에이터 풀리(43)에 권취되는 와이어의 길이는 조인트 JA에 배치되는 베이스 풀리(21)로부터 와이어(45)가 권출되어 푸리면서 보상된다. 그런 후, 도 8의 (a)에 도시된 바와 같이 제 1 링크(12)의 하단면이 물체와 접촉할 경우 제 1 링크(12)는 더 이상의 회전을 진행하지 않고 멈추게 되며 제 1 링크(12)와 베이스 링크(11) 사이의 조인트 JA에 배치되는 베이스 풀리(21)에서도 더 이상의 와이어(45)가 권출되어 풀리지 않는다. When the first link, the second link, and the end link are maintained in a rigid state at the other joint and the bending operation at the first joint, joint JA, they are wound on the actuator pulley 43 connected to the actuator 41 The length of the wire is compensated while the wire 45 is pulled out from the base pulley 21 arranged in the joint JA. 8 (a), when the lower end surface of the first link 12 comes into contact with the object, the first link 12 stops without advancing further rotation, and the first link 12 And the base wire 21 disposed at the joint JA between the base wire 11 and the base link 11, the further wire 45 is not pulled out.

그런 후, 액츄에이터(41)에서 지속적으로 F의 힘으로 인장력이 가해지는 경우 파지되는 물체의 형상을 따라 제 2 링크(13) 및 엔드 링크(14)가 조인트 JB 및 JC에서의 제 1 풀리(22) 및 제 2 풀리(23)에서 와이어가 풀리면서 로봇 디지트 유니트(1)는 물체와 연속적이며 순차적인 접촉 파지 동작을 이루게 된다.
Then, when a tensile force is continuously applied by the force F at the actuator 41, the second link 13 and the end link 14 move along the shape of the object to be gripped by the first pulley 22 And the second pulley 23, the robot digit unit 1 performs a continuous and sequential contact gripping operation with the object.

상기 실시예들은 본 발명을 설명하기 위한 일예들로, 본 발명이 이에 국한되는 것은 아니다. 본 발명의 로봇 디지트 유니트의 구조를 통하여 별도의 추가적인 구성없이 로봇 핸드의 손가락의 첫번째 관절에 대응되는 베이스 링크 및 제 1 링크 사이의 조인트 JA에서부터 순차적으로 굽혀지는 사람의 동작에 최대한 모사되는 파지 동작을 구현할 수 있으며, 와이어의 일단이 유니트 액츄에이터부에 연결되고 타단이 최선단 측인 베이스 링크에 장착되는 구조를 취하는 범위에서 다양한 변형이 가능하다. The embodiments are illustrative of the present invention, and the present invention is not limited thereto. The structure of the robot digits unit of the present invention allows the robot to perform a grasping operation maximally simulated for the operation of a person bent sequentially from the joint JA between the base link and the first link corresponding to the first joint of the finger of the robot hand, And various modifications are possible within the scope of taking the structure in which one end of the wire is connected to the unit actuator portion and the other end is mounted on the base link which is the best end.

1...로봇 디지트 유니트 10...유니트 링크부
11...베이스 링크 12...제 1 링크
13...제 2 링크 14...엔드 링크
20...조인트 풀리부 21...베이스 풀리
22...제 1 풀리 23...제 2 풀리
24...가이드 풀리 25...전환 풀리
30...조인트 탄성부 40...유니트 액츄에이터부1 ... Robot digit unit 10 ... Unit link unit
11 ... base link 12 ... first link
13 ... second link 14 ... end link
20 ... joint pulley portion 21 ... base pulley
22 ... first pulley 23 ... second pulley
24 ... Guide pulley 25 ... diverting pulley
30 ... joint elastic portion 40 ... unit actuator portion

Claims

1. A robot digit unit constituting a robot hand and performing a gripping operation by winding or unwinding a wire, the robot digit unit comprising: a unit actuator unit including an actuator connected to wind or unwind the wire; A unit link portion including a base link and an end link connected to the base link side, and a unit link portion disposed at an end of the base link toward the end link side, the link portion being disposed at a joint to which each link of the unit link portion is connected A joint pulley portion including a base pulley and continuously wound through the wire; a joint portion disposed in a joint to which each link of the unit link portion is connected, the joint pulley portion being spaced on the upper side of the joint pulley portion, And an elastic portion,
One end of the wire is connected to the actuator side and the other end of the wire is wound on the joint pulley portion disposed between the unit link portions and then connected to the base link,
Wherein the joint pulley portion has a plurality of turns of the wire wound around the circumferential surface of the rotating shaft,
Wherein the joint pulley portion is bi-directionally double-wound on the circumference of the wire with respect to the rotation axis,
The unit link portion includes: a first link disposed between the base link and the end link; and a second link disposed between the first link and the end link,
Wherein the joint pulley section comprises: a base pulley disposed between the base link and the first link and connected to the unit actuator section via the wire; and a second pulley disposed between the first link and the second link, And a second pulley disposed between the second link and the end pulley and connected to the first pulley through the wire,
Wherein the base pulley includes: a base pulley entry body in which a portion drawn out from the unit actuator side of the wire is wound to one end side of the wire, a base pulley entry body which is coaxially connected to the base entry body, And a base pulley shaft disposed at a rotation center of the base pulley introduction body and the base pulley connection body and connected and disposed between the base link and the first link,
Wherein the first pulley includes: a first pulley entry body on which a portion drawn out from the base pulley entry body of the wire is wound; a first pulley connection body on which a portion drawn from the base pulley connection body of the wire is wound; And a first pulley shaft disposed at a rotational center of the first pulley connecting body and connected between the first link and the second link,
Said second pulley comprising: a second pulley entry body in which a portion drawn out of said first pulley entry body of said wire is wound; a second pulley connection body in which a portion drawn from said first pulley connection body of said wire is wound; And a second pulley shaft disposed at a rotational center of the second pulley entering body and the second pulley connecting body and connected between the second link and the end link,
Wherein the joint pulley portion comprises: a portion disposed on the end link such that the second pulley is disposed between the first pulley and the second pulley inlet body and the second pulley inlet body, Further comprising a diverting pulley which is in contact with the second pulley introduction body and switches the arrangement direction of the second pulley introduction body and the second pulley connection body.

delete

The method according to claim 1,
Wherein the joint pulley unit further comprises a guide pulley for guiding the movement of the wire between the second pulley and the diverting pulley.

11. The method of claim 10,
Wherein the diverting pulley and the guide pulley are arranged orthogonally so that the rotation axis is orthogonal to each other.