KR101841035B1 - 혼합형 그립 모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 혼합형 그립 모듈에 관한 것으로서, 대상체의 측면에 힘을 가하는 두 개 이상의 그리퍼 암(arm)을 포함하여 대상체를 그립(grip)하는 파지형 그리핑부; 상기 대상체를 진공 흡착하여 흡착 패드를 포함하는 흡착형 그리핑부; 및 상기 파지형 그리핑부 및 상기 흡착형 그리핑부를 지지하는 몸체부;를 포함함으로써, 박스 안에 보관된 물품을 효율적으로 픽킹(picking)함과 동시에 보다 적은 전력으로 물품을 안정적으로 이동시킬 수 있다.

Description

혼합형 그립 모듈 { Hybrid Grip Module }

본 발명은 혼합형 그립 모듈에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 대상체의 측면에 힘을 가하는 두 개 이상의 그리퍼 암(arm)을 포함하여 대상체를 그립(grip) 하는 파지형 그리핑부; 상기 대상체를 진공 흡착하여 흡착 패드를 포함하는 흡착형 그리핑부; 및 상기 파지형 그리핑부 및 상기 흡착형 그리핑부를 지지하는 몸체부;를 포함함으로써, 박스 안에 보관된 물품을 효율적으로 픽킹(picking)함과 동시에 보다 적은 전력으로 물품을 안정적으로 이동시킬 수 있는 혼합형 그립 모듈에 관한 것이다.

그리퍼(gripper)는 사람이 손으로 물체를 이동시키듯이 물체를 집어 특정한 위치로 이동시키는 장치로서, 자동차 및 반도체 제조공정, 공장 자동화, 로봇 등 다양한 분야에 활용되고 있다.

그리퍼는 물체를 집는 방식에 따라 크게 복수의 암(arm)으로 물체의 측면에 힘을 가해 물체를 집는 파지형 그리퍼와 물체를 진공 흡착하여 집는 흡착형 그리퍼로 나눌 수 있다.

도 1은 기존의 파지형 그리퍼가 박스 안의 물체를 집는 모습을 개략적으로 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 파지형 그리퍼가 물체를 집기 위해 암을 목표 물체의 측면에 접근시켜야 하나, 도 1과 같이 박스 안에 물체가 촘촘히 배열되어 있는 경우, 바로 옆에 배열된 물체들의 간섭으로 인하여 정확한 파지가 어렵고, 억지로 파지하는 경우에는 바로 옆에 배열된 물체들을 파손하게 되는 문제점이 발생한다.

도 2는 기존의 흡착형 그리퍼가 다양한 크기와 형태의 물체를 집는 모습을 개략적으로 도시한 도면이다.

도 2를 참조하면, 도 2(a) 내지 도 2(e)는 흡착형 그리퍼의 흡착 패드의 크기가 작은 경우로서, 도 2(a) 내지 도 2(c)와 같은 경우에는 물체를 집는데 큰 문제가 되지 않으나, 도 2(d) 내지 도 2(e)와 같이 물체가 지나치게 길거나 무게 중심에서 벗어난 위치에 흡착한 경우 물체가 이동 과정에서 흔들리거나 한쪽으로 쏠리면서 떨어질 수 있는 문제점이 발생한다.

상기 문제점을 해결하기 위하여 흡착력을 높게 인가하는 것도 하나의 방법이나, 흡착력을 생성하기 위해서는 많은 전력이 소모되는 점에서, 유지 비용 부담이 커지는 또 다른 문제점이 발생할 수 있다.

도 2(f) 내지 도 2(h)는 흡착형 그리퍼의 흡착 패드의 크기가 큰 경우로서, 도 2(f)와 같이 흡착 패드보다 작은 물체를 흡착할 수 없고, 도 2(h)와 같이 흡착하려는 표면이 평평하지 않은 경우 정상적으로 흡착이 이루어지지 않는 문제점이 있다.

따라서, 상기 언급한 기존의 파지형 그리퍼 및 흡착형 그리퍼의 문제점을 보완하여 물체의 배열, 형상 및 크기에 상관 없이 안정적으로 집어 이동시킬 수 있는 그리퍼에 대한 연구가 절실히 필요한 상황이다.

한국 공개특허 제2004-0100442호

본 발명의 목적은 대상체의 측면에 힘을 가하는 두 개 이상의 그리퍼 암(arm)을 포함하여 대상체를 그립(grip) 하는 파지형 그리핑부; 및 상기 대상체를 진공 흡착하여 흡착 패드를 포함하는 흡착형 그리핑부를 동시에 구비함으로써, 물체의 배열, 형상 및 크기와 상관없이 물체를 안정적으로 피킹(picking) 및 이동시킬 수 있는 혼합형 그립 모듈을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 혼합형 그립 모듈은, 대상체의 측면에 힘을 가하는 두 개 이상의 그리퍼 암(arm)을 포함하여 대상체를 그립(grip) 하는 파지형 그리핑부; 상기 대상체를 진공 흡착하여 흡착 패드를 포함하는 흡착형 그리핑부; 및 상기 파지형 그리핑부 및 상기 흡착형 그리핑부를 지지하는 몸체부를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 혼합형 그립 모듈은, 상기 파지형 그리핑부 및 상기 흡착형 그리핑부의 동작을 제어하는 제어 신호를 송수신하는 통신부를 더 포함할 수 있다.

상기 그리퍼 암은, 상기 몸체부와 힌지 연결되는 제1 파지 링크; 상기 제1 파지 링크와 힌지 결합되는 제2 파지 링크; 및 상기 제2 파지 링크와 힌지 결합되고, 탄성 소재로 형성되어 상기 대상체의 파손을 방지하면서 상기 대상체를 그립하는 핑거를 포함할 수 있다.

상기 핑거는, 상기 대상체의 미끄러짐을 방지하는 요철이 형성될 수 있다.

상기 흡착형 그리핑부는, 상기 대상체를 수직 방향으로 들어 올릴 수 있다.

상기 흡착형 그리핑부는, 상기 몸체부와 연결되는 제1 흡착 링크; 및 상기 제1 흡착 링크와 힌지 결합되고, 상기 흡착 패드와 힌지 결합되는 제2 흡착 링크를 더 포함할 수 있다.

상기 흡착형 그리핑부는, 대상체의 무게를 센싱하여 무게 센싱 신호를 생성하는 무게 센싱부를 더 포함하고, 상기 혼합형 그립 모듈은, 상기 무게 센싱 신호에 근거하여 상기 그리퍼 암이 대상체의 측면에 가하는 힘을 조절하는 파지형 그리핑부 제어 신호를 생성하는 제어부를 더 포함할 수 있다.

상기 흡착형 그리핑부는, 상기 흡착 패드가 대상체를 진공 흡착하여 들어올렸을 때의 상기 흡착 패드의 기울기를 센싱하여 기울기 센싱 신호를 생성하는 기울기 센싱부를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 기울기 센싱 신호에 근거하여 대상체가 수평을 유지하도록 파지형 그리핑부 제어 신호를 생성할 수 있다.

상기 파지형 그리핑부 제어 신호는, 상기 제1 파지 링크의 토크를 제어하는 제1 파지 링크 제어 신호; 상기 제2 파지 링크의 토크를 제어하는 제2 파지 링크 제어 신호; 및 상기 핑거의 토크를 제어하는 핑거 제어 신호 중 하나 이상을 포함할 수 있다.

상기 제어부는, 상기 무게 센싱 신호 및/또는 상기 기울기 센싱 신호에 근거하여 상기 흡착형 그리핑부의 동작을 제어하는 흡착형 그리핑부 제어 신호를 생성하되, 상기 흡착형 그리핑부 제어 신호는, 상기 흡착 패드의 진공 흡착력을 제어하는 흡착 제어 신호, 상기 제1 흡착 링크의 토크를 제어하는 제1 흡착 링크 제어 신호 및 제2 흡착 링크의 토크를 제어하는 제2 흡착 링크 제어 신호 중 하나 이상을 포함할 수 있다.

본 발명의 일측면에 따르면, 대상체의 측면에 힘을 가하는 두 개 이상의 그리퍼 암(arm)을 포함하여 대상체를 그립(grip) 하는 파지형 그리핑부; 상기 대상체를 진공 흡착하여 흡착 패드를 포함하는 흡착형 그리핑부; 및 상기 파지형 그리핑부 및 상기 흡착형 그리핑부를 지지하는 몸체부;를 포함함으로써, 대상체를 흡착하는데 필요한 최소한의 흡착력을 산출하여 보다 적은 전력을 소모하여 안정적으로 그립하여 원하는 위치로 이동시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 기존의 파지형 그리퍼가 박스 안의 물체를 집는 모습을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 기존의 흡착형 그리퍼가 다양한 크기와 형태의 물체를 집는 모습을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 혼합형 그립 모듈을 개략으로 도시한 도면이다.
도 4 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 혼합형 그립 모듈의 흡착 패드가 대상체의 무게 중심에서 벗어난 위치에 흡착한 후 들어올리는 과정을 개략적으로 도시한 도면이다.

본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능, 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.

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

또한, 명세서에 기재된 "...부"의 용어는 하나 이상의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 혼합형 그립 모듈을 개략으로 도시한 도면이다.

도 3을 참조하여 설명하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 혼합형 그립 모듈(1000)은 파지형 그리핑부(100), 흡착형 그리핑부(200), 몸체부(300)를 포함하여 구성될 수 있다.

파지형 그리핑부(100)는 이동시키고자 하는 대상체(10)의 측면에 힘을 가하여 대상체(10)를 들어올릴 수 있다. 본 명세서 전체에서 대상체(10)는 조립 부품, 포장 용기 또는 박스 등과 같은 물건일 수도 있고, 병아리, 강아지 등과 같은 가축을 비롯한 동물일 수도 있다.

파지형 그리핑부(100)는 대상체(10)의 측면에 힘을 가하는 그리퍼 암(arm)을 두 개 이상 포함할 수 있다. 그리퍼 암은 대상체(10)의 측면에 힘을 가하여 대상체(10)를 그립(grip) 하는 역할을 수행할 수 있다. 그리퍼 암의 개수는 대상체(10)의 크기, 형상, 무게 및 운반 경로 등과 같은 요인에 따라 달라질 수 있다. 일 예로, 그리퍼 암의 개수는 4개일 수 있다.

바람직하게는, 그리퍼 암은, 제1 파지 링크, 제2 파지 링크 및 핑거를 포함할 수 있다. 제1 파지 링크는 몸체부와 힌지 결합될 수 있으며, 제2 파지 링크는 제1 파지 링크와 힌지 결합될 수 있다. 또한, 핑거는 제2 파지 링크와 힌지 결합되어 대상체(10)에 직접 접촉하여 힘을 가할 수 있다. 상기 힌지 결합 부위에는 힌지 결합된 양 부재 사이에 작용하는 토크를 조절할 수 있는 토크 조절 장치가 결합될 수 있다. 일 예로, 상기 토크 조절 장치는 서보 모터일 수 있다.

핑거는 대상체(10)의 파손을 방지하기 위하여 고무, 스폰지, 우레탄과 같은 탄성 소재로 형성될 수 있다. 또한, 핑거는 대상체(10)의 미끄러짐을 방지하는 요철이 형성될 수 있다.

흡착형 그리핑부는 대상체(10)를 진공 흡착하여 특정한 위치로 이동시킬 수 있다. 이를 위하여, 흡착형 그리핑부는 대상체(10)를 진공 흡착할 수 있는 흡착 패드를 포함할 수 있다. 흡착 패드는 물체와 밀착된 후 흡착 패드 내의 공기를 흡착 노즐(미도시)을 통해 외부로 신속히 배출시킴으로써 흡착 패드 내부와 외부의 압력 차이에 의해 대상체(10)를 흡착할 수 있다. 흡착 패드 내의 공기를 외부로 신속히 배출시키기 위하여, 상기 흡착 노즐은 공기 순환 장치(미도시)와 연결될 수 있다. 상기 공기 순환 장치는 공기를 한쪽 방향으로 이동시키는 장치로서, 일 예로 상기 공기 순환 장치는 모터를 포함할 수 있다. 따라서, 흡착형 그리핑부는 흡착 패드를 이용하여 대상체(10)를 수직 방향으로 들어 올릴 수 있다.

한가지 주의할 점은, 본 명세서 전체에서, 진공 흡착이란, 흡착 패드 내부의 공기를 외부로 배출하여 진공에 가깝도록 만들어 흡착 패드 내부와 외부 간 압력 차이가 생기도록 유도하여 흡착하는 것을 말하고, 흡착 패드 내부를 완전한 진공 상태로 만드는 것은 아니다. 따라서, 진공 흡착이란, 진공 패드 내부와 외부의 압력 차이를 이용하여 대상체(10)를 흡착하여 들어 올리는 모든 형태의 행위를 통칭한다.

흡착형 그리핑부는 몸체부와 연결되는 제1 흡착 링크를 포함할 수 있다. 또한, 흡착형 그리핑부는 제1 흡착 링크와 힌지 결합되고, 상기 흡착 패드와 힌지 결합되는 제2 흡착 링크를 더 포함할 수 있다. 흡착형 그리핑부는 제1 흡착 링크, 제2 흡착 링크를 포함함으로써, 제1 흡착 링크와 제2 흡착 링크의 동작을 제어하여 흡착 패드를 대상체(10)에 접촉시킬 수 있다.

파지형 그리핑부(100)와 마찬가지로, 흡착형 그리핑부의 상기 힌지 결합 부위에는 힌지 결합된 양 부재 사이에 작용하는 토크를 조절할 수 있는 토크 조절 장치가 결합될 수 있다. 일 예로, 상기 토크 조절 장치는 서보 모터일 수 있다.

바람직하게는, 흡착 패드와 제2 흡착 링크의 힌지 결합은 흡착 패드와 제2 흡착 링크 간 특정한 각도를 유지하도록 토크나 힘을 가하는 수단이 부가되지 않고, 외부에서 가해지는 힘이나 무게에 의해 자유롭게 움직일 수 있도록 결합될 수 있다. 따라서, 대상체(10)의 상부면이 수평이 아니더라도, 즉 기울어진 면이라 하더라도 흡착 패드가 대상체(10)의 상부면 각도에 맞게 밀착되어 진공 흡착될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 혼합형 그립 모듈은 파지형 그리핑부(100) 및 흡착형 그리핑부의 동작을 제어하는 제어 신호를 송수신하는 통신부(미도시)를 더 포함할 수 있다.

상기 제어 신호는 외부에서 입력되는 신호(예를 들어, 사용자가 조이스틱과 같은 입력 장치를 통해 입력하는 신호)일 수 있고, 무인 자동 생산 라인에서 자동화를 위하여 미리 프로그래밍되어 주기적으로 입력되는 신호일 수도 있다.

상기 제어 신호는 파지형 그리핑부(100)만의 동작을 제어하는 신호일수도 있고, 흡착형 그리핑부만의 동작을 제어하는 신호일 수도 있으며, 파지형 그리핑부(100) 및 흡착형 그리핑부 모두를 제어하는 신호일 수도 있다.

또한, 상기 제어 신호는 후술하는 제어부에서 생성하는 파지형 그리핑부(100) 제어 신호 또는 흡착형 그리핑부 제어 신호일 수도 있다.

바람직하게는, 흡착형 그리핑부는 대상체(10)의 무게를 센싱하는 무게 센싱부를 더 포함할 수 있다. 무게 센싱부는 대상체(10)의 무게를 센싱하여 무게 센싱 신호를 생성할 수 있다. 도 3에서는 무게 센싱부가 제1 흡착 링크와 연결되어 몸체부 내부에 형성된 것으로 도시되어 있으나, 이는 일 예일 뿐이며, 무게 센싱부가 흡착 패드와 제2 흡착 링크 사이에 형성될 수도 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 혼합형 그립 모듈은 파지형 그리핑부(100) 또는 흡착형 그리핑부의 동작을 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.

제어부는 파지형 그리핑부(100)의 동작을 제어하는 파지형 그리핑부(100) 제어 신호 또는 흡착형 그리핑부의 동작을 제어하는 흡착형 그리핑부 제어 신호를 생성할 수 있다.

제어부는 상기 무게 센싱 신호에 근거하여 그리퍼 암이 대상체(10)의 측면에 가하는 힘을 조절하는 파지형 그리핑부(100) 제어 신호를 생성할 수 있다.

상기 파지형 그리핑부(100) 제어 신호는, 상기 제1 파지 링크의 토크를 제어하는 제1 파지 링크 제어 신호, 상기 제2 파지 링크의 토크를 제어하는 제2 파지 링크 제어 신호 및 상기 핑거의 토크를 제어하는 핑거 제어 신호 중 하나 이상을 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 혼합형 그립 모듈이 대상체(10)를 들어올리거나 이동시키는 힘은 흡착형 그리핑부의 흡착 패드가 대상체(10)를 흡착하는 흡착력과 파지형 그리핑부(100)의 핑거가 대상체(10)를 그립하였을 때 수직방향(즉, 중력과 반대방향)으로 가해지는 마찰력의 합력이다.

따라서, 대상체(10)가 무거운 경우 흡착형 그리핑부의 흡착력만으로 대상체(10)를 이동시키기에는 많은 전력이 소모되고 대상체(10)가 작은 흔들림에도 떨어질 수 있어 안정성을 확보하기 곤란한 문제점이 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 혼합형 그립 모듈의 제어부는 상기 무게 센싱 신호에 근거하여 대상체(10)의 무게가 무거운 경우에는 그러퍼 암이 대상체(10)의 측면에 가하는 힘이 증가하도록 하는 상기 파지형 그리핑부(100) 제어 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 무게 센싱 신호에 의할 때 대상체(10)의 무게가 기 설정된 무게보다 무거운 경우, 제어부는 대상체(10)의 측면에 그리퍼 암이 가하는 힘이 기 설정된 힘보다 증가하도록 하는 파지형 그리핑부(100) 제어 신호를 생성할 수 있다. 일 예로서, 제어부는 제1 파지 링크의 토크, 제2 파지 링크의 토크 및 핑거의 토크 중 하나 이상을 증가시킬 수 있다.

흡착형 그리핑부는 상기 흡착 패드가 대상체(10)를 진공 흡착하여 들어올렸을 때의 상기 흡착 패드의 기울기를 센싱하여 기울기 센싱 신호를 생성하는 기울기 센싱부를 더 포함할 수 있다.

이때, 제어부는 상기 기울기 센싱 신호에 근거하여 대상체(10)가 수평을 유지하도록 하는 파지형 그리핑부(100) 제어 신호를 생성할 수 있다. 보다 구체적으로 설명하면, 제어부는 대상체(10)가 기울어진 방향과 각도에 따라 상기 대상체(10)가 수평을 맞추어 흡착 패드의 기울기가 수평이 되도록 하는 파지형 그리핑부(100) 제어 신호를 생성할 수 있다.

상기 파지형 그리핑부(100) 제어 신호는 상기 기울기 센싱 신호에 근거하여 상기 흡착 패드의 진공 흡착력을 제어하는 흡착 제어 신호, 상기 제1 흡착 링크의 토크를 제어하는 제1 흡착 링크 제어 신호 및 제2 흡착 링크의 토크를 제어하는 제2 흡착 링크 제어 신호 중 하나 이상을 포함할 수 있다.

제어부는 상기 무게 센싱 신호 및/또는 상기 기울기 센싱 신호에 근거하여 흡착형 그리핑부의 동작을 제어하는 흡착형 그리핑부 제어 신호를 생성할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 혼합형 그립 모듈이 대상체(10)를 들어올리거나 이동시키는 힘은 흡착형 그리핑부의 흡착 패드가 대상체(10)를 흡착하는 흡착력과 파지형 그리핑부(100)의 핑거가 대상체(10)를 그립하였을 때 수직방향(즉, 중력과 반대방향)으로 가해지는 마찰력의 합력이다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 혼합형 그립 모듈의 흡착 패드가 대상체(10)의 무게 중심에서 벗어난 위치에 흡착한 후 들어올리는 모습을 개략적으로 도시한 도면이다.

도 4를 참조하여 설명하면, 흡착 패드가 대상체(10)의 무게 중심축과 동일선상에 위치한 상부면에 밀착하여 대상체(10)를 진공 흡착하는 경우 흡착 패드의 기울기는 수평이므로 흡착형 그리핑부는 흡착력의 손실 없이 대상체(10)를 진공 흡착할 수 있다. 즉, 흡착 패드가 무게만큼의 흡착력만 인가하면 대상체(10)를 들어올릴 수 있으므로, 대상체(10)를 들어 올리기 위한 최소한의 흡착력(F)은 아래 식과 같다.

(단, M=대상체의 질량, g=중력가속도)

반대로, 흡착 패드가 대상체(10)의 무게 중심축과 동일선상에 위치한 상부면이 아닌 상부면(즉, 대상체(10)의 무게 중심축과 동일선상에 있지 않은 가장자리 상부면)에 대상체(10)를 진공 흡착하는 경우 대상체(10)는 무게 중심 쪽으로 기울게 되며, 흡착 패드는 수평이 아니라 대상체(10)의 무게 중심 방향으로 기울게 된다. 이때, 흡착 패드는 대상체(10)의 무게 이상의 흡착력의 인가하여야 대상체(10)를 들어 올릴 수 있어 흡착력의 손실이 발생한다. 예를 들어, 대상체(10)의 기울기, 즉 흡착 패드의 기울기를 θ라 하면, 대상체(10)를 들어 올리기 위한 최소한의 흡착력(F)은 아래 식과 같다.

(단, M=대상체의 질량, g=중력가속도, θ=흡착 패드의 기울기)

즉, 대상체(10)의 기울기, 즉 흡착 패드의 기울기 θ가 클수록 더 큰 흡착력을 인가하여야 대상체(10)를 들어올릴 수 있다.

따라서, 제어부는 상기 수식을 토대로 대상체(10)의 무게(Mg) 및 흡착 패드의 기울기(θ)를 통해 대상체(10)를 들어 올리는데 필요한 최소한의 흡착력을 산출할 수 있다.

즉, 제어부는 상기 무게 센싱 신호 및/또는 상기 기울기 센싱 신호에 근거하여 흡착 패드에 인가하여야 하는 흡착력을 산출함으로써 흡착형 그리핑부의 동작을 제어하는 흡착형 그리핑부 제어 신호를 생성할 수 있다.

상기 흡착형 그리핑부 제어 신호는, 상기 흡착 패드의 진공 흡착력을 제어하는 흡착 제어 신호, 상기 제1 흡착 링크의 토크를 제어하는 제1 흡착 링크 제어 신호 및 제2 흡착 링크의 토크를 제어하는 제2 흡착 링크 제어 신호 중 하나 이상을 포함할 수 있다.

파지형 그리핑부(100)가 무게 중심쪽으로 기울어졌던 대상체(10)를 수평으로 그립하여 흡착 패드의 기울기가 0이 되는 경우, 파지형 그리핑부(100)의 핑거와 대상체(10)의 수직 방향(즉, 중력 반대 방향) 마찰력으로 인해 상기 무게 센싱부가 센싱하는 대상체(10)의 무게는 감소하게 된다. 이에 따라, 대상체(10)를 들어 올리는데 흡착형 파지부에 필요한 최소한의 흡착력은 감소하게 되며, 제어부는 이를 또다시 산출함으로써 흡착형 그리핑부의 동작을 제어하는(즉, 흡착력을 감소시키는) 흡착형 그리핑부 제어 신호를 생성할 수 있다.

따라서, 제어부가 흡착 패드에 요구되는 최소한의 흡착력을 산출하여 대상체(10)에 인가시킴으로써, 보다 적은 전력으로도 효율적이고 안정적으로 대상체(10)를 이동시킬 수 있는 장점이 있다.

도 4 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 혼합형 그립 모듈의 흡착 패드가 대상체(10)의 무게 중심에서 벗어난 위치에 흡착한 후 들어올리는 과정을 개략적으로 도시한 도면이다.

도 4 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 혼합형 그립 모듈이 대상체(10)의 무게 중심에서 벗어난 위치에 흡착하여 들어 올리는 과정을 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 일 실시예에 따른 혼합형 그립 모듈이 도 4와 같이 대상체(10)의 무게 중심에서 벗어난 위치에 흡착하여 들어 올리는 경우 무게 센싱부는 대상체(10)의 무게를 센싱하여 무게 센싱 신호를 생성할 수 있다.

흡착형 그리핑부가 대상체(10)를 들어 올려 도 5와 같은 상태가 되는 경우, 흡착 패드와 제2 흡착 링크는 힌지 결합되어 있으나, 자유롭게 움직일 수 있으므로 무게 중심이 쏠리는 쪽으로 흡착 패드는 기울어진다. 기울기 센싱부는 이러한 흡착 패드의 기울기(θ)를 센싱하여 기울기 센싱 신호를 생성할 수 있다.

이때, 제어부는 상기 기울기 센싱 신호에 근거하여 대상체(10)가 수평을 유지하도록 파지형 그리핑부(100) 제어 신호를 생성할 수 있다.

도 6를 참조하면, 무게 중심이 쏠린 방향에 있는 그리퍼 암(110, 120)에는 보다 큰 토크가 인가되도록 하는 파지형 그리핑부(100) 제어 신호를 생성하고, 무게 중심이 쏠린 방향과 반대 방향에 있는 그리퍼 암(130, 140)에는 보다 작은 토크가 인가되도록 하는 파지형 그리핑부(100) 제어 신호를 생성할 수 있다.

따라서, 대상체(10)의 무게 중심이 쏠린 방향에 더 많은 힘이 가해지므로, 도 6과 같이 대상체(10)는 수평을 이룰 수 있다. 대상체(10)가 수평을 이룬 경우에는 기울기 센싱부가 수평임을 센싱하여 수평 신호를 생성하고, 흡착 패드는 흡착력의 손실을 줄일 수 있으므로, 흡착력을 감소시키는 흡착형 그리핑부 제어 신호를 생성할 수 있다. 따라서, 흡착력을 생성하는데 필요한 전력을 줄일 수 있으므로, 보다 적은 전력을 소모하여 안정적으로 그립하여 원하는 위치로 이동시킬 수 있다.

이상 본 발명의 특정 실시예를 도시하고 설명하였으나, 본 발명의 기술사상은 첨부된 도면과 상기한 설명 내용에 한정하지 않으며 본 발명의 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 변형이 가능함은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 사실이며, 이러한 형태의 변형은, 본 발명의 정신에 위배되지 않는 범위 내에서 본 발명의 특허청구범위에 속한다고 볼 것이다.

10 : 대상체
11 : 무게 중심
20 : 흡착 패드
100 : 파지형 그리핑부
110, 120, 130, 140 : 그리퍼 암(arm)
111 : 제1 파지 링크
112 : 제2 파지 링크
113 : 핑거
200 : 흡착형 그리핑부
210 : 흡착 패드
220 : 제1 흡착 링크
230 : 제2 흡착 링크
240 : 무게 센싱부
250 : 기울기 센싱부
300 : 몸체부
400 : 제어부
1000 : 혼합형 그립 모듈

Claims (10)

1. 대상체의 측면에 힘을 가하는 두 개 이상의 그리퍼 암(arm)을 포함하여 상기 대상체를 그립(grip) 하는 파지형 그리핑부;
   상기 대상체를 진공 흡착하는 흡착 패드, 상기 대상체의 무게를 센싱하여 무게 센싱 신호를 생성하는 무게 센싱부 및 상기 흡착 패드가 상기 대상체를 진공 흡착하여 들어올렸을 때의 상기 흡착 패드의 기울기를 센싱하여 기울기 센싱 신호를 생성하는 기울기 센싱부를 포함하는 흡착형 그리핑부;
   상기 파지형 그리핑부 및 상기 흡착형 그리핑부를 지지하는 몸체부;
   상기 파지형 그리핑부 및 상기 흡착형 그리핑부의 동작을 제어하는 제어 신호를 송수신하는 통신부; 및
   상기 무게 센싱 신호 및 상기 기울기 센싱 신호 중 어느 하나 이상에 근거하여 상기 그리퍼 암이 상기 대상체의 측면에 가하는 힘을 조절하고, 상기 대상체가 수평을 유지하도록 제어하는 파지형 그리핑부 제어 신호 및 상기 흡착형 그리핑부의 동작을 제어하는 흡착형 그리핑부 제어 신호를 생성하는 제어부를 포함하되,
   상기 제어부는,
   상기 무게 센싱 신호에 근거하여, 상기 두 개 이상의 그리퍼 암 중 무게 중심이 쏠린 방향에 있는 상기 그리퍼 암에, 무게 중심이 쏠린 방향과 반대 방향에 있는 상기 그리퍼 암보다 큰 토크가 인가되도록 하는 상기 파지형 그리핑부 제어 신호를 생성하고,
   상기 기울기 센싱부가 수평 상태를 이룬 상기 흡착 패드의 기울기를 센싱하여 수평 신호를 생성하는 경우, 상기 흡착 패드의 흡착력을 감소시키는 상기 흡착형 그리핑부 제어 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는,
   혼합형 그립 모듈.
   
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 그리퍼 암은,
   상기 몸체부와 힌지 연결되는 제1 파지 링크;
   상기 제1 파지 링크와 힌지 결합되는 제2 파지 링크; 및
   상기 제2 파지 링크와 힌지 결합되고, 탄성 소재로 형성되어 상기 대상체의 파손을 방지하면서 상기 대상체를 그립하는 핑거를 포함하는 것을 특징으로 하는,
   혼합형 그립 모듈.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 핑거는,
   상기 대상체의 미끄러짐을 방지하는 요철이 형성된 것을 특징으로 하는,
   혼합형 그립 모듈.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 흡착형 그리핑부는,
   상기 대상체를 수직 방향으로 들어 올리는 것을 특징으로 하는,
   혼합형 그립 모듈.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 흡착형 그리핑부는,
   상기 몸체부와 연결되는 제1 흡착 링크; 및
   상기 제1 흡착 링크와 힌지 결합되고, 상기 흡착 패드와 힌지 결합되는 제2 흡착 링크를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
   혼합형 그립 모듈.
   
7. 삭제
8. 삭제
9. 제3항에 있어서,
   상기 파지형 그리핑부 제어 신호는,
   상기 제1 파지 링크의 토크를 제어하는 제1 파지 링크 제어 신호;
   상기 제2 파지 링크의 토크를 제어하는 제2 파지 링크 제어 신호; 및
   상기 핑거의 토크를 제어하는 핑거 제어 신호 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는,
   혼합형 그립 모듈.
   
10. 제6항에 있어서,
    상기 흡착형 그리핑부 제어 신호는,
    상기 흡착 패드의 진공 흡착력을 제어하는 흡착 제어 신호, 상기 제1 흡착 링크의 토크를 제어하는 제1 흡착 링크 제어 신호 및 상기 제2 흡착 링크의 토크를 제어하는 제2 흡착 링크 제어 신호 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는,
    혼합형 그립 모듈.
    
    

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