KR101790946B1

KR101790946B1 - 힘 센서를 이용한 그리퍼 제어 장치 및 그 방법

Info

Publication number: KR101790946B1
Application number: KR1020150165009A
Authority: KR
Inventors: 최정현; 안진웅; 이상문; 곽정환; 홍대한
Original assignee: 재단법인대구경북과학기술원
Priority date: 2015-11-24
Filing date: 2015-11-24
Publication date: 2017-10-27
Also published as: KR20170060496A

Abstract

본 발명은 힘 센서를 이용한 그리퍼 제어 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 그리퍼 제어 방법에 따르면, 그리퍼 제어 장치를 이용한 그리퍼 제어 방법에 있어서, 사용자 단말로부터 그리퍼의 구동기의 목표 위치 값 및 상기 그리퍼와 대상 물체 사이의 목표 접촉력을 입력받는 단계, 상기 그리퍼가 대상 물체를 파지함에 따라 상기 그리퍼의 조(jaw)의 기 설정된 지점에 생성되는 반력 및 상기 구동기의 위치를 실시간으로 측정하는 단계, 상기 반력을 이용하여 상기 그리퍼와 상기 대상 물체 사이의 접촉력을 실시간으로 연산하는 단계, 그리고 상기 구동기의 실시간 위치 값 및 상기 연산된 접촉력과 상기 목표 위치 값 및 목표 접촉력을 이용하여 대상 물체의 파지를 완료하도록 상기 그리퍼를 제어하는 단계를 포함한다.
이와 같이 본 발명에 따르면, 구동기의 위치 값과 접촉력을 이용하여 파지 대상체의 파지 상태를 확인할 수 있으며, 높은 반복 정밀도를 가질 뿐만 아니라 큰 접촉력을 형성할 수 있다. 또한 비전 카메라나 육안을 사용하지 않고 물성치를 예측하여 파지 대상체를 식별할 수 있다.

Description

힘 센서를 이용한 그리퍼 제어 장치 및 그 방법{CONTROLLING APPARATUS FOR GRIPPER USING FORCE SENSOR AND METHOD THEREOF}

본 발명은 힘 센서를 이용한 그리퍼 제어 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 그리퍼와 파지 대상 물체 사이의 반력을 이용하여 그리퍼의 파지를 제어하는 힘 센서를 이용한 그리퍼 제어 장치 및 그 방법에 관한 것이다.

최근에 들어 원자력 발전소나 중화학 플랜트 등의 극한환경에서 위험물을 다루기 위한 로봇들이 개발되고 있으며, 이에 따라 이러한 환경에서 다양한 위험물들을 취급하기 위한 그리퍼도 함께 개발되고 있다.

한편, 취급 부주의 시 심각한 사고로 이어질 수 있는 고중량 원통형 폭발물(포탄, 질소산소탱크, 핵 연료봉 등)을 취급하는 그리퍼의 경우, 높은 안전성을 확보할 수 있는 작업성능이 요구된다.

하지만 일반적인 산업용 상용 그리퍼의 경우, 상당한 반복 정밀도를 가지고 있고 다양한 작업에 적용할 수 있는 범용성과 내구성을 가지고 있는 반면, 높은 수준의 안전성을 확보하기가 어렵다.

또한, 고 중량물을 파지하기 위하여 유공압으로 작동하는 산업용 그리퍼의 경우에는 대상 물체와 그리퍼 사이에 큰 접촉력을 형성하는 장점이 있으나, 대상 물체에 대한 파지 상태와 접촉력 정보를 제공하는데 한계가 있다.

본 발명의 배경이 되는 기술은 한국등록특허 제10-1323217호(2013.10.30공고)에 개시되어 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 그리퍼와 파지 대상 물체 사이의 반력을 이용하여 그리퍼의 파지를 제어하는 힘 센서를 이용한 그리퍼 제어 장치 및 그 방법을 제공하기 위한 것이다.

이러한 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 실시예에 따르면, 그리퍼 제어 장치를 이용한 그리퍼 제어 방법에 있어서, 그리퍼 제어 방법은 사용자 단말로부터 그리퍼의 구동기의 목표 위치 값 및 상기 그리퍼와 대상 물체 사이의 목표 접촉력을 입력받는 단계, 상기 그리퍼가 대상 물체를 파지함에 따라 상기 그리퍼의 조(jaw)의 기 설정된 지점에 생성되는 반력 및 상기 구동기의 위치를 실시간으로 측정하는 단계, 상기 반력을 이용하여 상기 그리퍼와 상기 대상 물체 사이의 접촉력을 실시간으로 연산하는 단계, 그리고 상기 구동기의 실시간 위치 값 및 상기 연산된 접촉력과 상기 목표 위치 값 및 목표 접촉력을 이용하여 대상 물체의 파지를 완료하도록 상기 그리퍼를 제어하는 단계를 포함한다.

상기 실시간 접촉력을 연산하는 단계는, 아래의 수학을 통해 상기 실시간 접촉력(F_c)을 연산할 수 있다.

여기서, R₁은 상기 조의 제1 지점에 생성되는 반력을 의미하고, R₂는 상기 조의 제2 지점에 생성되는 반력을 의미하며, 상기 제1 지점은 제1 힘센서가 설치되는 지점이고, 상기 제2 지점은 제2 힘센서가 설치되는 지점을 나타내며, 상기 제1 지점 및 상기 제2 지점은 상기 대상 물체의 접촉점을 기준으로 반대되는 영역에 위치하는 지점을 나타낸다.

상기 대상 물체의 파지가 완료된 후, 상기 실시간으로 연산된 접촉력을 이용하여 상기 조와 상기 대상 물체 사이의 파지점의 위치를 연산하는 단계를 더 포함하며, 상기 파지점의 위치를 연산하는 단계는, 아래의 수학식을 이용하여 상기 파지점의 위치(x)를 연산할 수 있다.

여기서, p는 상기 조의 제1 지점과 상기 조의 제1 종단점 사이의 거리를 의미하고, L은 상기 제1 지점과 상기 제2 지점 사이의 거리를 의미한다.

상기 파지점 위치와 기 저장된 데이터 베이스를 비교하여 상기 대상 물체의 직경 또는 중량을 판단하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 그리퍼를 제어하는 단계는, 상기 구동기의 실시간 위치 값이 상기 목표 위치 값 이하이거나, 상기 실시간으로 연산된 접촉력이 상기 목표 접촉력 이상이면 상기 대상 물체의 파지를 완료하도록 상기 그리퍼를 제어할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 그리퍼 제어 장치는 사용자 단말로부터 그리퍼의 구동기의 목표 위치 값 및 상기 그리퍼와 대상 물체 사이의 목표 접촉력을 입력받는 입력부, 상기 그리퍼가 대상 물체를 파지함에 따라 상기 그리퍼의 조(jaw)의 기 설정된 지점에 생성되는 반력 및 상기 구동기의 위치를 실시간으로 측정하는 측정부, 상기 반력을 이용하여 상기 그리퍼와 상기 대상 물체 사이의 접촉력을 실시간으로 연산하는 연산부, 그리고 상기 구동기의 실시간 위치 값 및 상기 연산된 접촉력과 상기 목표 위치 값 및 목표 접촉력을 이용하여 대상 물체의 파지를 완료하도록 상기 그리퍼를 제어하는 제어부를 포함한다.

이와 같이 본 발명에 따르면, 구동기의 위치 값과 접촉력을 이용하여 파지 대상체의 파지 상태를 확인할 수 있으며, 높은 반복 정밀도를 가질 뿐만 아니라 큰 접촉력을 형성할 수 있다. 또한 비전 카메라나 육안을 사용하지 않고 물성치를 예측하여 파지 대상체를 식별할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 그리퍼 제어 장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 그리퍼 제어 방법을 나타낸 순서도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 그리퍼의 구동 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 그리퍼 제어 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 그리퍼의 파지 과정을 설명하기 위한 도면이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.

그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.

먼저, 도 1을 통해 본 발명의 실시예에 따른 그리퍼 제어 장치(100)에 대해 살펴본다. 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 그리퍼 제어 장치의 구성도이다.

도 1에 따르면, 그리퍼 제어 장치(100)는 입력부(110), 측정부(120), 연산부(130) 및 제어부(140)를 포함한다.

우선, 입력부(110)는 사용자 단말로부터 그리퍼에 포함된 구동기의 목표 위치 값 및 그리퍼와 대상 물체 사이의 목표 접촉력을 입력받는다. 이때, 입력부(110)는 사용자 단말과의 유선 또는 무선 네트워크 통신을 통해 목표 위치 값 및 목표 접촉력을 입력받을 수 있다.

다음으로, 측정부(120)는 그리퍼가 대상 물체를 파지함에 따라 그리퍼의 조(jaw)의 기 설정된 지점에 생성되는 반력 및 구동기의 위치를 실시간으로 측정한다.

이때, 반력은 그리퍼의 조에 부착된 힘 검출기를 통해 측정될 수 있으며, 힘 검출기는 힘 센서와 같이 두 물체 사이에 생성된 힘을 측정할 수 있는 장치를 포함할 수 있다.

그러면, 연산부(130)는 측정된 반력을 이용하여 그리퍼와 대상 물체 사이의 접촉력을 실시간으로 연산한다. 구체적으로 연산부(130)는 그리퍼의 조와 파지 대상 물체 사이의 접촉점에 발생하는 힘을 연산한다.

또한, 연산부(130)는 대상 물체의 파지가 완료된 후, 실시간으로 연산된 접촉력을 이용하여 조와 대상 물체 사이의 파지점, 즉 접촉점의 위치를 연산할 수 있다.

그리고, 제어부(140)는 구동기의 실시간 위치 값 및 연산된 접촉력과 목표 위치 값 및 목표 접촉력을 이용하여 대상 물체의 파지를 완료하도록 그리퍼를 제어한다.

구체적으로 제어부(140)는 구동기의 실시간 위치 값이 입력받은 목표 위치 값 이하이거나, 실시간으로 연산된 접촉력이 입력받은 목표 접촉력 이상이면, 대상 물체의 파지를 완료하도록 그리퍼를 제어할 수 있다.

또한, 제어부(140)는 파지점 위치와 기 저장된 데이터 베이스를 비교하여 대상 물체의 직경 또는 중량을 판단할 수 있다. 제어부(140)는 판단 결과를 사용자 단말로 전송할 수 있으며, 사용자 단말은 판단 결과, 즉, 대상 물체의 직경 또는 중량을 사용자에게 제공할 수 있다.

이하에서는 도 2 내지 도 5를 통해 본 발명의 실시예에 따른 그리퍼 제어 장치(100)를 이용한 그리퍼 제어 방법에 대하여 살펴본다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 그리퍼 제어 방법을 나타낸 순서도이다.

우선, 그리퍼 제어 장치(100)는 사용자 단말로부터 그리퍼의 구동기의 목표 위치 값 및 그리퍼와 대상 물체 사이의 목표 접촉력을 입력받는다(S210). 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 그리퍼의 구동 과정을 설명하기 위한 도면으로, 도 3을 통해 구동기의 목표 위치 값 및 목표 접촉력에 대해 설명하도록 한다.

도 3에서 나타난 바와 같이, 그리퍼는 구동기, 회전 조인트 및 복수 개의 조(jaw)를 포함하며, 그리퍼는 도 3의 (a)에서와 같이, 구동기의 양 방향의 직선 운동을 통해 대상 물체를 파지하게 된다. 구체적으로, 구동기의 직선 운동에 따라 회전 조인트에 대해 조들이 회전 운동을 하게 되고, 조들의 회전 운동을 통해 복수개의 조 사이의 거리가 조절됨으로써 대상 물체를 파지하게 된다.

따라서, 대상 물체의 직경이 작은 경우 구동기는 도 3의 (b)와 같이 그리퍼의 상측에 위치함으로써 복수 개의 조 사이의 거리를 좁혀 대상 물체를 파지하게 되며, 대상 물체의 직경이 큰 경우 구동기는 도 3의 (c)와 같이 그리퍼의 하측에 위치함으로써 복수 개의 조 사이의 거리를 넓혀 대상 물체를 파지하게 된다.

즉, 파지 대상 물체의 크기에 따라 대상 물체의 파지를 완료하기 위하여 요구되는 구동기의 위치 값은 변하게 된다. 이때, 그리퍼의 위치 값은 조 사이의 거리 값을 이용하여 나타낼 수 있다.

또한, 파지 대상 물체의 무게에 따라 파지 상태를 유지할 수 있는 대상 물체와 조 사이의 접촉력이 달라질 수 있다. 만약, 파지 상태를 유지할 수 있는 접촉력보다 적은 힘이 조를 통해 대상 물체에 가해지는 경우, 대상 물체가 그리퍼로부터 이탈할 수 있으며, 파지 상태를 유지할 수 있는 접촉력보다 큰 힘이 조를 통해 대상 물체에 가해지는 경우, 대상 물체가 파손되거나 에너지 효율이 나빠질 수 있다.

그러므로, 그리퍼가 대상 물체를 파지하기 위해서는 적절한 구동기의 목표 위치 값과 목표 접촉력이 요구되며, 그리퍼 제어 장치(100)는 사용자 단말로부터 목표 위치 값 및 목표 접촉력을 입력받아 그리퍼를 동작시키게 된다.

다음으로, 그리퍼 제어 장치(100)는 그리퍼가 대상 물체를 파지함에 따라 그리퍼의 조(jaw)의 기 설정된 지점에 생성되는 반력 및 구동기의 위치를 실시간으로 측정한다(S220).

여기서, 반력이란 외력을 받아도 구조물이 이동 또는 회전하지 않도록 지점을 두었을 때, 외력에 대한 저항력으로서 지점에 생기는 힘을 의미하며, 본 발명에서 반력이란 그리퍼가 대상 물체를 파지함에 따라 조에 형성되는 외력을 의미한다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 그리퍼 제어 방법을 설명하기 위한 도면으로, 도 4를 통해 반력의 측정 위치에 대해 살펴보도록 한다.

먼저, 그리퍼 제어 장치(100)는 도 4에 나타난 바와 같이 그리퍼의 조에 기 설정된 두 지점인 제1 지점(ㄱ) 및 제2 지점(ㄴ)에 생성되는 반력을 측정할 수 있다. 이때, 반력을 측정하기 위한 두 지점은 대상 물체의 파지 시 접촉점(ㄷ)을 기준으로 서로 반대되는 영역에 위치할 수 있다.

여기서, 그리퍼 제어 장치(100)는 조에 기 설정된 두 지점의 반력(R₁, R₂)을 측정하기 위하여 두 지점에 힘 센서를 부착하여 반력을 측정할 수 있으며, 이때, 좌측 및 우측에 위치하는 복수 개의 조 중 어느 하나에 형성되는 두 지점의 반력을 측정할 수 있을 뿐만 아니라, 좌측 및 우측에 위치하는 복수 개의 조 각각에 형성되는 두 지점의 반력을 측정할 수도 있다.

그러면, 그리퍼 제어 장치(100)는 측정한 반력을 이용하여 그리퍼와 대상 물체 사이의 접촉력을 실시간으로 연산한다(S230). 구체적으로, 그리퍼 제어 장치(100)는 아래의 수학식 1을 통해 실시간 접촉력(F_c)을 연산할 수 있다.

여기서, R₁은 조의 제1 지점에 생성되는 반력을 의미하고, R₂는 조의 제2 지점에 생성되는 반력을 의미하며, 제1 지점은 제1 힘센서가 설치되는 지점이고, 제2 지점은 제2 힘센서가 설치되는 지점을 나타내며, 제1 지점 및 제2 지점은 대상 물체의 접촉점을 기준으로 반대되는 영역에 위치하는 지점을 나타낸다.

그러면, 그리퍼 제어 장치(100)는 S240 내지 S260에 나타낸 것처럼, 구동기의 실시간 위치 값 및 연산된 접촉력과 목표 위치 값 및 목표 접촉력을 이용하여 대상 물체의 파지를 완료하도록 그리퍼를 제어한다.

구체적으로, 그리퍼 제어 장치(100)는 구동기의 실시간 위치 값과 목표 위치 값을 비교한다(S240). 비교 결과, 구동기의 실시간 위치 값이 목표 위치 값보다 작거나 같은 경우, 그리퍼 제어 장치(100)는 대상 물체의 파지를 완료하도록 그리퍼를 제어한다(S260).

반면, 구동기의 실시간 위치 값이 목표 위치 값보다 큰 경우, 그리퍼 제어 장치(100)는 실시간으로 연산된 접촉력과 목표 접촉력을 비교한다(S250). 그 결과 실시간으로 연산된 접촉력이 목표 접촉력보다 크거나 같으면, 그리퍼 제어 장치(100)는 대상 물체의 파지를 완료하도록 그리퍼를 제어한다(S260).

반면 실시간으로 연산된 접촉력이 목표 접촉력보다 작으면, 그리퍼 제어 장치(100)는 목표 위치 값 및 목표 접촉력에 따라 계속하여 그리퍼를 제어하게 된다.

여기서, 제1 임계치 및 제2 임계치는 파지 대상의 크기나 중량 등과 같은 대상 물체의 물성치에 따라 사용자에 의해 설계 변경이 가능하다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 그리퍼의 파지 과정을 설명하기 위한 도면으로 대상 물체가 포탄인 경우로 가정하여 나타내고 있다.

먼저, 도 5의 (c)에 나타난 것과 같이, 도 5의 (가) 구간은 대상 물체인 포탄의 파지를 위해 구동기가 동작하는 단계를 나타낸다. (가) 구간을 구체적으로 살펴보면, 구동기의 현재 위치 값은 도 5의 (a)에 나타난 것처럼, 구동기의 목표 위치 값에 가까워지도록 변화한다. 반면, 접촉력은 도 5의 (b)에 나타난 것처럼, 아직 대상 물체를 파지한 상태가 아니므로 힘의 변동이 없이 유지된다.

다음으로, 도 5의 (c)에 나타난 것과 같이, 도 5의 (나) 구간은 조가 대상 물체에 접촉하여 파지를 진행하는 단계를 나타낸다. (나) 구간을 구체적으로 살펴보면, 조와 대상 물체가 접촉을 한 단계이므로 구동기의 현재 위치 값은 변화가 거의 없다. 반면, 접촉력은 도 5의 (b)에 나타난 것처럼, 조와 대상 물체가 접촉한 상태에서 구동기가 계속 작동을 하므로 목표 접촉력까지 상승하게 된다.

다음으로 도 5의 (다) 구간은 도 5의 (c)에 나타난 것처럼 파지가 완료된 상태, 즉 파지 후 대상 물체를 지상에서 올린 상태를 나타낸다. 이때는 대상 물체 파지를 위한 모든 과정이 종료된 상태이므로 도 5의 (a) 및 (b)에서와 같이, 구동기의 위치 값 및 접촉력은 변동 없이 유지된다.

도 5의 (a)에서 구동기의 현재 위치 값이 구동기의 목표 위치 값에 도달하기 전에 수렴하는 이유는 그리퍼로부터 포탄이 이탈하지 않도록 하기 위해 구동기의 목표 위치 값을 대상 물체의 실제 직경에 대비한 구동기 위치 값보다 적게 설정하기 때문이다.

S260단계에서 대상 물체의 파지가 완료된 후, 그리퍼 제어 장치(100)는 실시간으로 연산된 접촉력을 이용하여 조와 대상 물체 사이의 파지점의 위치를 연산할 수 있다(S270). 여기서 파지점은 그리퍼가 대상 물체에 대한 파지를 완료한 때 대상 물체와 그리퍼의 조가 접촉하는 접촉점을 의미한다.

이때, 파지점의 위치는 거리로 연산되는데, 구체적으로 도 4에서 나타난 것처럼, 조의 제1 종단점(A), 즉 구동기와 연결된 조의 지점과 반대 영역의 끝 부분과 파지점 사이의 거리(x)로 연산된다.

구체적으로, 그리퍼 제어 장치(100)는 아래의 수학식 2를 이용하여 파지점의 위치(x)를 연산할 수 있다.

여기서, p는 조의 제1 지점과 조의 제1 종단점 사이의 거리를 의미하고, L은 제1 지점과 제2 지점 사이의 거리를 의미한다.

그러면, 그리퍼 제어 장치(100)는 연산된 파지점 위치와 기 저장된 데이터 베이스를 비교하여 대상 물체의 직경 또는 중량을 판단할 수 있다(S280). 구체적으로 그리퍼 제어 장치(100)는 연산된 파지점 위치 값을 데이터 베이스의 파지점 위치 값에 매칭한 후, 매칭되는 데이터 영역으로부터 대상 물체의 직경 또는 중량을 판단할 수 있다.

표 1은 본 발명의 실시예로서 대상 물체가 포탄인 경우에 있어 데이터 베이스를 나타낸다.

파지점 위치(x) [mm]	포탄 직경 [mm]	포탄 중량 [kgf]
48	60	1.77
33	81	4.25
17	105	19.5

표 1에서 나타난 바와 같이, 대상 물체는 파지점의 위치에 따라 포탄의 직경 및 중량이 달라진다. 그러므로 그리퍼 제어 장치(100)는 연산된 파지점의 위치와 일치하는 데이터 베이스의 파지점 위치를 매칭하여 포탄의 직경 또는 포탄의 중량을 판단할 수 있다.

그리고, 그리퍼 제어 장치(100)는 판단 결과 값을 출력하여 사용자에게 제공할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면 구동기의 위치 값과 접촉력을 이용하여 파지 대상체의 파지 상태를 확인할 수 있으며, 높은 반복 정밀도를 가질 뿐만 아니라 큰 접촉력을 형성할 수 있다. 또한 비전 카메라나 육안을 사용하지 않고 물성치를 예측하여 파지 대상체를 식별할 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 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 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

100 : 그리퍼 제어 장치 110 : 입력부
120 : 측정부 130 : 연산부
140 : 제어부

Claims

그리퍼 제어 장치를 이용한 그리퍼 제어 방법에 있어서,
사용자 단말로부터 그리퍼의 구동기의 목표 위치 값 및 상기 그리퍼와 대상 물체 사이의 목표 접촉력을 입력받는 단계,
상기 그리퍼가 대상 물체를 파지함에 따라 상기 그리퍼의 조(jaw)의 기 설정된 지점에 생성되는 반력 및 상기 구동기의 위치를 실시간으로 측정하는 단계,
상기 반력을 이용하여 상기 그리퍼와 상기 대상 물체 사이의 접촉력을 실시간으로 연산하는 단계,
상기 구동기의 실시간 위치 값 및 상기 연산된 접촉력과 상기 목표 위치 값 및 목표 접촉력을 이용하여 대상 물체의 파지를 완료하도록 상기 그리퍼를 제어하는 단계, 그리고
상기 대상 물체의 파지가 완료된 후, 상기 실시간으로 연산된 접촉력을 이용하여 상기 조와 상기 대상 물체 사이의 파지점의 위치를 연산하는 단계를 포함하는 그리퍼 제어 방법.
제1항에 있어서,
상기 실시간 접촉력을 연산하는 단계는,
아래의 수학을 통해 상기 실시간 접촉력(F_c)을 연산하는 그리퍼 제어 방법:

여기서, R₁은 상기 조의 제1 지점에 생성되는 반력을 의미하고, R₂는 상기 조의 제2 지점에 생성되는 반력을 의미하며, 상기 제1 지점은 제1 힘센서가 설치되는 지점이고, 상기 제2 지점은 제2 힘센서가 설치되는 지점을 나타내며, 상기 제1 지점 및 상기 제2 지점은 상기 대상 물체의 접촉점을 기준으로 반대되는 영역에 위치하는 지점을 나타낸다.
제2항에 있어서,
상기 파지점의 위치를 연산하는 단계는,
아래의 수학식을 이용하여 상기 파지점의 위치(x)를 연산하는 그리퍼 제어 방법:

여기서, p는 상기 조의 제1 지점과 상기 조의 제1 종단점 사이의 거리를 의미하고, L은 상기 제1 지점과 상기 제2 지점 사이의 거리를 의미한다.
제3항에 있어서,
상기 파지점 위치와 기 저장된 데이터 베이스를 비교하여 상기 대상 물체의 직경 또는 중량을 판단하는 단계를 더 포함하는 그리퍼 제어 방법.
제1항에 있어서,
상기 그리퍼를 제어하는 단계는,
상기 구동기의 실시간 위치 값이 상기 목표 위치 값 이하이거나, 상기 실시간으로 연산된 접촉력이 상기 목표 접촉력 이상이면, 상기 대상 물체의 파지를 완료하도록 상기 그리퍼를 제어하는 그리퍼 제어 방법.
사용자 단말로부터 그리퍼의 구동기의 목표 위치 값 및 상기 그리퍼와 대상 물체 사이의 목표 접촉력을 입력받는 입력부,
상기 그리퍼가 대상 물체를 파지함에 따라 상기 그리퍼의 조(jaw)의 기 설정된 지점에 생성되는 반력 및 상기 구동기의 위치를 실시간으로 측정하는 측정부,
상기 반력을 이용하여 상기 그리퍼와 상기 대상 물체 사이의 접촉력을 실시간으로 연산하는 연산부, 그리고
상기 구동기의 실시간 위치 값 및 상기 연산된 접촉력과 상기 목표 위치 값 및 목표 접촉력을 이용하여 대상 물체의 파지를 완료하도록 상기 그리퍼를 제어하는 제어부를 포함하며,
상기 연산부는,
상기 대상 물체의 파지가 완료된 후, 상기 실시간으로 연산된 접촉력을 이용하여 상기 조와 상기 대상 물체 사이의 파지점의 위치를 연산하는 그리퍼 제어 장치.
제6항에 있어서,
상기 연산부는,
아래의 수학을 통해 상기 실시간 접촉력(F_c)을 연산하는 그리퍼 제어 장치:

여기서, R₁은 상기 조의 제1 지점에 생성되는 반력을 의미하고, R₂는 상기 조의 제2 지점에 생성되는 반력을 의미하며, 상기 제1 지점은 제1 힘센서가 설치되는 지점이고, 상기 제2 지점은 제2 힘센서가 설치되는 지점을 나타내며, 상기 제1 지점 및 상기 제2 지점은 상기 대상 물체의 접촉점을 기준으로 반대되는 영역에 위치하는 지점을 나타낸다.
제7항에 있어서,
상기 연산부는,
아래의 수학식을 이용하여 상기 파지점의 위치(x)를 연산하는 그리퍼 제어 장치:

여기서, p는 상기 조의 제1 지점과 상기 조의 제1 종단점 사이의 거리를 의미하고, L은 상기 제1 지점과 상기 제2 지점 사이의 거리를 의미한다.
제8항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 파지점 위치와 기 저장된 데이터 베이스를 비교하여 상기 대상 물체의 직경 또는 중량을 판단하는 그리퍼 제어 장치.
제6항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 구동기의 실시간 위치 값이 상기 목표 위치 값 이하이거나, 상기 실시간으로 연산된 접촉력이 상기 목표 접촉력 이상이면, 상기 대상 물체의 파지를 완료하도록 상기 그리퍼를 제어하는 그리퍼 제어 장치.