KR101993902B1 - Robot arm and control system thereof - Google Patents

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KR101993902B1
KR101993902B1 KR1020180000775A KR20180000775A KR101993902B1 KR 101993902 B1 KR101993902 B1 KR 101993902B1 KR 1020180000775 A KR1020180000775 A KR 1020180000775A KR 20180000775 A KR20180000775 A KR 20180000775A KR 101993902 B1 KR101993902 B1 KR 101993902B1
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이봉희
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이봉희
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Abstract

The present invention relates to a robot arm and a robot arm control system for a disaster site and, more specifically, to a robot arm and a robot arm control system for a disaster site capable of performing work by implementing an operation almost identical to a person′s hand movement by being placed instead of a person in a dangerous disaster site in which the person cannot be placed. According to the present invention, the robot arm for a disaster site comprises an arm part in which the inside is insulated, a plurality of motors located inside the arm part, a driving part mounted in front of the arm part, a power transmission part for transmitting a rotational force of the motor to the driving part, and a plurality of finger parts operated by the driving part; and the driving part converts the rotational force into a linear motion to operate the finger part.

Description

재난 현장용 로봇팔 및 로봇팔 제어 시스템{Robot arm and control system thereof}[0001] Robot arm and control system [0002]

본 발명은 재난 현장용 로봇팔 및 로봇팔 제어 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 사람이 투입할 수 없는 위험한 재난 현장 등에 사람 대신 투입되어 사람의 손동작과 거의 동일한 동작을 구현하여 작업이 가능한 재난 현장용 로봇팔 및 로봇팔 제어 시스템에 관한 것이다.[0001] The present invention relates to a robot arm and a robot arm control system for a disaster site, and more particularly, to a robotic arm and a robot arm control system for a disaster field robot that can be put into place on a dangerous disaster site that a person can not input, Arm and robot arm control system.

인간형 로봇은 인간과 유사한 행동을 가질 수 있도록 개발된다. 인간형 로봇은 인간과 유사하게 행동할 수 있도록 개발되고 있으며, 정밀한 동작을 위해 로봇 손이 개발되고 있다. 이러한 로봇 손의 정밀한 동작을 위해 정밀한 동작이 가능한 로봇 손가락 모듈기구가 요구된다.Humanoid robots are developed to have similar behavior to humans. Humanoid robots are being developed to act like human beings, and robot hands are being developed for precise operation. A robot finger module mechanism capable of precise operation for precise operation of such a robot hand is required.

대한민국 등록특허 제10-637956호는 로봇 손가락 모듈 구조에 관한 것으로, 모터, 베벨 기어, 와이어 링, 제2마디, 제3마디, 손끝마디 및 와이어로 이루어져 모터의 회전력에 의해 제2마디와 손끝마디가 연동되어 구부러지거나 펴지도록 한다. 즉 모터는 손가락을 이동시키기 위한 회전력을 제공하며, 베벨 기어는 모터에 의해 연결되어 수평방향 회전을 수직방향 회전으로 변경시킨다. 와이어 링은 베벨 기어에 결합되어 회전하며, 제3마디는 모터를 내제하고 와이어링이 상부의 힌지부에 배치된다. 제2마디는 제3마디의 상단의 힌지부에 결합되며, 손끝마디는 제2마디의 상단에 결합되며 물체와 접촉하고, 와이어는 손끝마디와 와이어 링을 X자로 연결하여 모터의 회전에 의하여 제2마디와 손끝마디가 연동되도록 한다.Korean Patent No. 10-637956 relates to a robot finger module structure comprising a motor, a bevel gear, a wire ring, a second node, a third node, a fingertip, and a wire, So that it can be bent or straightened. That is, the motor provides a rotational force for moving the finger, and the bevel gear is connected by the motor to change the horizontal rotation to the vertical rotation. The wiring is coupled to the bevel gear and rotated, the third node incorporating the motor and the wiring being disposed in the hinge portion at the top. The second node is coupled to the upper hinge portion of the third node, the fingertip is coupled to the upper end of the second node and is in contact with the object, and the wire is connected to the fingertip node and the wiring in the X- Ensure that the two nodes and fingertip joints are interlocked.

또한, 대한민국 등록특허 제10-1467505호에는 도 1에 도시된 바와 같이, 다수개의 로봇 손가락 모듈에 각각 구동부를 구비하여 독립적으로 동작하도록 구성하고, 손바닥 역할을 하는 브라켓에 서로에 대해 경사지는 두 개의 공간좌표와 평행이 되도록 로봇 손가락모듈을 단순 고정하거나 연결하는 조립만으로 인간의 손과 유사한 동작을 구현할 수 있는 로봇 손이 개시되어 있다.As shown in Fig. 1, Korean Patent No. 10-1467505 discloses a robot finger module in which a plurality of robot finger modules are respectively provided with a driving unit so as to operate independently, and two brackets serving as a palm A robot hand capable of realizing an action similar to a human hand by simply fixing or connecting the robot finger module so as to be parallel to the space coordinate is disclosed.

한편, 화재 등과 같은 재난 현장에서 사람이 할 수 있는 구조활동에는 많은 제약이 있다. 이에 따라 위험한 재난 환경에서 사람의 구조작업을 대체할 수 있는 로봇이 필요하다. 재난 현장에서 구조 작업자의 위험요소를 줄이고 사람이 하는 구조작업을 대체하기 위해서는 사람과 같은 동작을 구현할 수 있는 로봇이 요구된다. 특히 사람 대신 정밀한 작업을 위하여 종래 기술과 같이 사람의 손동작을 구현할 수 있는 로봇 손이 중요하다.On the other hand, there are many restrictions on the rescue activities that people can do in disaster sites such as fire. Therefore, robots that can replace people's rescue work in dangerous disaster environments are needed. In order to reduce the risk factors of the rescue workers and to replace the rescue operations of the people at the disaster site, robots are required which can implement the same human-like actions. In particular, a robot hand capable of realizing a human hand operation as in the prior art is important for precise work instead of a person.

그러나 종래의 로봇 손은 손가락 관절이 손가락 모듈 자체에 구비되어 있는 구동부(모터)에 의해 동작하기 때문에 화재현장과 같은 고온의 환경에서 모터가 제대로 작동할 수 없다. 그리고 로봇 손에 로봇 손의 악력을 초과하는 부하가 걸리면, 종래의 로봇 손은 손가락 모듈이 역으로 동작하여 작업이 불가능하고 로봇 손이 파손되는 문제점이 있다. 이에 따라 종래의 로봇 손은 거친 재난현장에서 사람의 손과 같이 정밀하게 동작하면서 큰 부하에 버틸 수 없기 때문에 재난현장에서 사용하기 적합하지 않다.However, in the conventional robot hand, since the finger joint is operated by a driving unit (motor) provided in the finger module itself, the motor can not operate properly in a high temperature environment such as a fire scene. If a load exceeding the grip strength of the robot hand is applied to the robot hand, there is a problem that the conventional robot hand operates the finger module in reverse operation and the robot hand is damaged. Accordingly, conventional robot hands are not suitable for use in a disaster scene because they can not be held to a large load while operating precisely like a human hand in a rough disaster scene.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 고온의 환경에서 견디며 작동이 가능하고, 사람의 손과 같은 동작 구현이 가능하여 사람이 사용하는 일반적인 작업도구를 사람과 같이 이용할 수 있는 재난 현장용 로봇팔 및 로봇팔 제어 시스템에 관한 것이다.Disclosure of Invention Technical Problem [8] Accordingly, the present invention has been made keeping in mind the above problems occurring in the prior art, and an object of the present invention is to provide a robot arm capable of enduring a high temperature environment, And a robot arm control system.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 재난 현장용 로봇팔은, 내부가 단열되는 암부; 상기 암부 내부에 위치하는 복수의 구동모터; 상기 암부 전방에 장착되는 구동부; 상기 구동모터의 회전력을 상기 구동부로 전달하는 동력전달부; 및 상기 구동부에 의해 동작하는 복수의 핑거부를 포함하여 이루어지고, 상기 구동부는 회전력을 직선운동으로 변환하여 상기 핑거부를 동작시킨다.According to an aspect of the present invention, there is provided a robot arm for a disaster site, A plurality of drive motors located inside the arm portions; A driver mounted on the front of the arm; A power transmission unit for transmitting the rotational force of the driving motor to the driving unit; And a plurality of finger units operated by the driving unit, wherein the driving unit converts the rotational force into linear motion to operate the finger unit.

구체적으로 상기 구동부는, 내부에 복수의 구동홀이 형성되는 구동케이스와, 상기 구동홀의 일단으로 삽입되어 고정되는 고정부와, 상기 고정부에 의해 지지되고 상기 구동홀에 삽입되어 상기 동력전달부에 의해 회전하는 구동볼트와, 상기 구동홀의 타단으로 삽입되어 상기 핑거부와 연결되고 상기 구동볼트의 회전에 의해 전후방향으로 이동하는 구동로드로 이루어진다.Specifically, the driving unit includes a driving case having a plurality of driving holes formed therein, a fixing unit inserted and fixed at one end of the driving hole, and a driving unit, supported by the fixing unit, inserted into the driving hole, And a driving rod inserted into the other end of the driving hole and connected to the fingers and moving in the forward and backward direction by rotation of the driving bolt.

그리고 상기 핑거부는 제1 핑거부 제2 핑거부 및 제3 핑거부를 포함하고, 상기 구동부는 상기 제1 핑거부 및 제3 핑거부를 동작시키기 위한 제1 구동부와 상기 제2 핑거부를 동작시키기 위한 제2 구동부로 구분되며, 상기 제2 핑거부는 상기 제1 핑거부의 동작과 연동하여 전후방향으로 이동하고, 상기 제3 핑거부는 상기 제1 핑거부와 나란히 위치한다.The driving unit may include a first driving unit for operating the first finger and the third finger unit, and a second driving unit for driving the second finger unit. The first finger, the second finger, And the second finger unit moves in the forward and backward direction in conjunction with the operation of the first finger unit, and the third finger unit is positioned in parallel with the first finger unit.

그리고 상기 제1 구동부에는 상기 제2 구동부의 전후방향이 이동을 안내하는 레일이 형성되고, 상기 제2 구동부는 상기 제1 핑거부와 연결되는 구동로드와 열결되어 상기 구동로드에 의해 상기 레일을 따라 이동한다.The first driving part is provided with a rail for guiding the forward and backward movement of the second driving part, and the second driving part is connected to the driving rod connected to the first fingering part and is driven by the driving rod along the rail Move.

구체적으로 상기 핑거부는, 상기 구동케이스로부터 돌출되는 고정부재와, 일단이 상기 고정부재에 힌지결합되는 제1 부재와, 일단이 상기 제1 부재의 타단에 힌지결합되는 제2 부재와, 일단이 상기 제2 부재의 타단에 힌지결합되는 제3 부재와, 일단이 상기 제1 부재의 일단과 함께 상기 고정부재에 힌지결합되는 제1 링크부재와, 일단이 상기 구동로드에 힌지결합되고 타단이 상기 제1 링크부재의 일단과 타단 사이에 힌지결합되는 구동링크와, 상기 제2 부재의 일단과 함께 상기 제1 부재의 타단에 힌지결합되는 제1 링크모듈과, 일단이 상기 제1 링크부재의 타단에 힌지결합되고 타단이 상기 제1 링크모듈에 힌지결합되는 제2 링크부재와, 상기 제1 부재가 상기 제1 부재의 일단을 중심으로 회전하는 각도를 제한하는 제1 스토퍼와 제2 스토퍼를 포함한다.Specifically, the finger unit may include: a fixing member protruding from the drive case; a first member hinged to the fixing member at one end; a second member hinged to the other end of the first member; A first link member hinged to the other end of the second member; a first link member hinged to the fixing member at one end with the one end of the first member; a second link member hinged to the drive rod at one end, A first link module hinged to the other end of the first member together with one end of the second member, and a second link module having one end hinged to the other end of the first link member, A second link member hinged to the first link module and hinged to the other end of the first link module, and a first stopper and a second stopper for limiting an angle at which the first member rotates about one end of the first member .

한편, 본 발명의 재난 현장용 로봇팔 제어시스템은, 사용자의 손가락 움직임에 따라 제어신호를 발생시키는 조작부; 상기 제어신호를 송신하는 제1 통신모듈; 상기 제1 통신모듈로부터 제어신호를 수신하는 제2 통신모듈; 상기 제2 통신모듈이 수신한 제어신호에 의해 작동하는 복수의 구동모터; 및 상기 구동모터에 의해 작동되는 복수의 핑거부를 포함한다.Meanwhile, the robot arm control system for a disaster site of the present invention comprises: an operation unit for generating a control signal according to a finger movement of a user; A first communication module for transmitting the control signal; A second communication module for receiving a control signal from the first communication module; A plurality of drive motors operated by control signals received by said second communication module; And a plurality of finger portions operated by the drive motor.

구체적으로 상기 조작부는, 사용자의 손을 집어넣을 수 있는 제어바디와, 상기 제어바디의 전방에 위치하여 사용자의 손가락이 삽입되는 복수의 제어링과, 상기 제어바디와 제어링을 연결하여 상기 제어링을 지지하는 지지봉과, 사용자의 손가락 움직임에 따라 제어신호를 발생시키는 복수의 제어스위치와, 상기 제어링의 변위에 의해 상기 제어스위치를 작동시키는 제어레버를 포함한다.The control unit includes a control body to which a user's hand can be inserted, a plurality of control rings positioned in front of the control body and into which a user's finger is inserted, A plurality of control switches for generating a control signal in accordance with the movement of the user's finger; and a control lever for operating the control switch by displacement of the control ring.

그리고 상기 제어스위치는 푸시엔풀(push and pull) 스위치이고, 상기 제어레버는 상기 제어링의 변위에 따라 상기 제어스위치를 누르거나 당긴다.And the control switch is a push and pull switch, which pushes or pulls the control switch in accordance with the displacement of the control ring.

그리고 상기 조작부는, 상기 제어바디가 회전축을 중심으로 정해진 각도범위 내에서 회전가능하게 결합되는 베이스와, 상기 회전축을 중심으로 상기 제어바디의 회전동작에 따라 제어신호를 발생시키는 리스트스위치를 더 포함하고, 상기 리스트스위치에 의해 발생하는 제어신호에 의해 복수의 상기 핑거부 전체가 피벗된다.The control unit may further include a base coupled to the control body such that the control body is rotatable within a predetermined angular range around a rotation axis and a list switch for generating a control signal in accordance with a rotation operation of the control body about the rotation axis , A plurality of said fingers are pivoted by a control signal generated by said list switch.

본 발명의 재난 현장용 로봇팔 및 로봇팔 제어 시스템은 고온의 환경에서 견디며 작동이 가능하고, 사람의 손과 같은 동작 구현이 가능하여 사람이 사용하는 일반적인 작업도구를 사람과 같이 이용할 수 있다.The robotic arm and robot arm control system of the present invention can stand and operate in a high temperature environment and can implement an operation like a human hand, so that a general working tool used by a person can be used as a person.

도 1은 종래의 로봇 손의 조립 사시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 재난 현장용 로봇팔의 사시도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 암부의 내부 구조를 간략히 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 구동부 및 제2 핑거부를 확대하여 나타낸 도면.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 하나의 핑거부를 별도로 나타낸 도면.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 조작부의 사시도.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 조작부의 측면도.1 is an assembled perspective view of a conventional robot hand;
2 is a perspective view of a robot arm for a disaster site according to an embodiment of the present invention.
3 is a view schematically showing an internal structure of a dark portion according to an embodiment of the present invention.
4 is an enlarged view of a driver and a second finger according to an embodiment of the present invention;
5 is a view showing one finger part according to an embodiment of the present invention.
6 is a perspective view of an operating portion according to an embodiment of the present invention;
7 is a side view of an operating portion according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 재난 현장용 로봇팔 및 로봇팔 제어시스템에 대하여 자세히 설명한다.Hereinafter, a robot arm and a robot arm control system for a disaster site of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 실시예에 따른 재난 현장용 로봇팔은 도 2 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 암부(100), 구동모터(200), 동력전달부(300), 구동부(400), 및 핑거부(500)로 이루어진다.2 to 7, the robot arm for a disaster site according to an embodiment of the present invention includes an arm portion 100, a driving motor 200, a power transmission portion 300, a driving portion 400, 500).

암부(100)는 내부가 단열되고, 도 3에 도시된 바와 같이 단열된 내부 공간에 복수의 구동모터(200)가 위치한다. 암부(100)는 대략 긴 원통형상으로 형성되고, 내부 단열을 위하여 냉각수가 암부(100)의 내부 공간을 감싸 흐르도록 암부(100)에 냉각유로(미도시)가 형성된다. 이러한 암부(100)는 특수차량이나 이동가능한 로봇 등에 장착될 수 있다.The inside of the arm portion 100 is insulated and a plurality of driving motors 200 are located in the insulated inner space as shown in FIG. The arm portion 100 is formed in a substantially long cylindrical shape and a cooling passage (not shown) is formed in the arm portion 100 so that the cooling water flows around the inner space of the arm portion 100 for internal heat insulation. The arm portion 100 may be mounted on a special vehicle, a movable robot, or the like.

구동모터(200)는 암부(100) 내부에 위치한다. 이러한 구동모터(200)는 복수의 핑거부(500)를 동작시키기 위하여 다수개가 암부(100) 내부에 위치한다. 본 발명의 실시예에서는 최소한 6개의 구동모터(200)가 필요하다. 구체적으로 5개의 구동모터(200)는 5개의 핑거부(500)를 각각 동작시키고, 나머지 하나의 구동모터(200)는 사람의 손목이 움직이는 것처럼 5개의 핑거부(500) 전체를 피벗시키기 위한 것이다. 즉 5개의 핑거부(500)가 연결되어 있는 구동부(400)를 피벗시킨다.The driving motor 200 is located inside the arm portion 100. The plurality of driving motors 200 are located inside the arm portions 100 in order to operate the plurality of fingers 500. In the embodiment of the present invention, at least six drive motors 200 are required. Specifically, five drive motors 200 operate five fingers 500, and the other drive motor 200 pivots the entire five fingers 500 as the human wrist moves . That is, the driving unit 400 to which the five fingers 500 are connected is pivoted.

동력전달부(300)는 구동모터(200)의 회전력을 멀리 떨어져 있는 구동부(400)로 전달한다. 이러한 동력전달부(300)는 서로 떨어져 있는 구동모터(200)와 구동부(400) 사이에서 회전력을 전달하기 위한 것으로, 여러개의 유니버설 조인트가 연결된 구조로서 동력을 전달할 수 있다. 이러한 동력전달부(300)는 회전축이 휨변형 가능하도록 유연성을 가지면서 동력을 전달할 수 있다. 또한, 동력전달부(300)는 기어 등과 같은 동력전달기구를 조합하여 이루어질 수도 있다.The power transmission unit 300 transmits the rotational force of the driving motor 200 to the driving unit 400 which is far away. The power transmission unit 300 is for transmitting the rotational force between the driving motor 200 and the driving unit 400 which are separated from each other and can transmit power as a structure in which a plurality of universal joints are connected. The power transmission unit 300 can transmit power with flexibility so that the rotating shaft can be flexibly deformed. The power transmission unit 300 may be a combination of power transmission mechanisms such as gears.

구동부(400)는 암부(100) 전방에 장착되고, 회전력을 직선운동으로 변환하여 핑거부(500)를 동작시킨다.The driving unit 400 is mounted in front of the arm unit 100, and converts the rotational force into a linear motion to operate the fingering unit 500.

구체적으로 구동부(400)는 구동케이스(410), 고정부(420), 구동볼트(430) 및 구동로드(440)로 이루어진다. 구동케이스(410)는 암부(100)와 핑거부(500) 사이에 위치하고, 내부에 구동홀(H)이 형성된다. 고정부(420)는 구동홀의 일단으로 삽입되어 고정된다. 구동볼트(430)는 고정부(420)를 통해 구동홀에 삽입되어 지지되고, 동력전달부(300)를 통해 구동모터(200)의 회전력을 전달받아 회전한다. 구동로드(440)는 핑거부(500)와 연결되고 구동홀의 타단으로 삽입되어 구동볼트(430)의 회전에 의해 전후방향으로 이동한다. 즉 구동로드(440)는 구동홀 내부에서 회전할 수 없는 구조로 이루어지고, 구동볼트(430)와 나사결합되어 구동볼트(430)가 회전함으로써 전후방향으로 이동하게 된다. 이에 따라 구동로드(440)에 전방 또는 후방으로 부하가 발생하더라도 구동볼트(430)가 회전하지 않으면 이동하지 않으므로 핑거부(500)가 임의로 펴지지 않는다. 한편, 구동볼트(430)가 회전하고 구동로드(440)가 전후방향을 이동하는 구동홀(H)에는 구동볼트(430)와 구동로드(440)의 원활한 작동을 위하여 윤활유가 채원진다.More specifically, the driving unit 400 includes a driving case 410, a fixing unit 420, a driving bolt 430, and a driving rod 440. The drive case 410 is positioned between the arm portion 100 and the fingers 500 and a drive hole H is formed therein. The fixing portion 420 is inserted and fixed to one end of the driving hole. The driving bolt 430 is inserted into the driving hole through the fixing portion 420 and supported by the driving bolt 430. The driving bolt 430 receives the rotational force of the driving motor 200 through the power transmitting portion 300 and rotates. The driving rod 440 is connected to the finger reflex 500 and inserted into the other end of the driving hole, and is moved in the forward and backward direction by the rotation of the driving bolt 430. That is, the driving rod 440 has a structure that is not rotatable in the driving hole, and is screwed to the driving bolt 430, so that the driving bolt 430 moves in the forward and backward direction by rotating the driving bolt 430. Accordingly, even if a load is generated forward or backward on the driving rod 440, the driving bolt 430 does not move unless the driving bolt 430 rotates. The driving bolt 430 rotates and the driving hole H in which the driving rod 440 moves forward and backward is filled with lubricating oil for smooth operation of the driving bolt 430 and the driving rod 440.

이러한 구동부(400)는 도 4에 도시된 바와 같이 제1 구동부(400a)와 제2 구동부(400b)로 구분할 수 있다.The driving unit 400 may be divided into a first driving unit 400a and a second driving unit 400b as shown in FIG.

제1 구동부(400)는 전방에 제1 핑거부(500a), 제3 핑거부, 제4 핑거부 및 제5 핑거부가 나란히 연결된다. 이에 따라 제1 구동부(400a)에는 4개의 구동홀(H)이 형성된다. 그리고 제2 구동부(400b)는 전방에 제2 핑거부(500b)가 연결된다. 제2 핑거부(500b)는 사람의 엄지손가락에 해당된다.The first driving unit 400 is connected in parallel with the first fingering unit 500a, the third fingering unit, the fourth fingering unit, and the fifth finger unit. Accordingly, four drive holes H are formed in the first driver 400a. The second driving unit 400b is connected to the second fingering unit 500b. The second finger rejection 500b corresponds to the thumb of a person.

그리고 제1 구동부(400a)에는 제2 구동부(400b)의 전후방향 이동을 안내하는 레일(미도시)이 형성된다. 제2 구동부(400b)는 제1 핑거부(500a)와 연결되는 구동로드(440)와 연결되어 구동로드(440)에 의해 레일을 따라 이동한다. 즉 제1 핑거부(500a)와 연결되는 구동로드(440)가 전방으로 이동하여 제1 핑거부(500a)가 구부러질 때 제2 핑거부(500b)가 함께 전진하고, 제1 핑거부(500a)와 연결되는 구동로드(440)가 후방으로 이동하여 제1 핑거부(500a)가 펴질 때 제2 핑거부(500b)가 함께 후퇴한다. 이와 같이 제1 핑거부(500a)가 구부러질 때 제2 핑거부(500b)가 전진하게 됨으로써 안정적인 그립동작이 이루어질 수 있다.The first driving part 400a is provided with a rail (not shown) for guiding the forward movement of the second driving part 400b. The second driving part 400b is connected to the driving rod 440 connected to the first finger 500a and moves along the rail by the driving rod 440. [ That is, when the driving rod 440 connected to the first finger 500a moves forward and the first finger 500a is bent, the second finger 500b advances together and the first finger 500a The second fingers 500b are retracted together when the first fingers 500a are extended. In this way, when the first finger fingers 500a are bent, the second finger fingers 500b are moved forward, so that a stable gripping operation can be performed.

핑거부(500)는 구동부(400)에 의해 동작한다. 본 실시예에서 핑거부(500)는 제1 내지 제5 핑거부로 이루어지고, 5개의 핑거부(500)에 각각 대응되는 구동모터(200)로부터 회전력을 전달받아 사람의 손과 같은 형태로 동작할 수 있다.The fingering unit 500 is operated by the driving unit 400. In this embodiment, the fingering unit 500 includes first to fifth finger units, and receives rotational force from the driving motor 200 corresponding to each of the five finger fingers 500, .

전술한 바와 같이 제1 핑거부(500a), 제3 핑거부, 제4 핑거부, 제5 핑거부는 나란히 제1 구동부(400a)에 연결되고, 제2 핑거부(500b)는 제2 구동부(400b)에 연결된다.As described above, the first finger 500a, the third finger, the fourth finger, and the fifth finger are connected to the first driver 400a in parallel and the second finger 500b is connected to the second driver 400b .

다음은 제1 핑거부(500a)에 대하여 구체적으로 설명한다. 나머지 핑거부(500)도 제1 핑거부(500a)와 동일하거나 유사한 구조로 이루어지기 때문에 자세한 설명은 생략한다.The following describes the first fingerprint 500a in detail. Since the remaining fingers 500 are configured in the same or similar structure as the first fingers 500a, detailed description is omitted.

도 5에 도시된 바와 같이, 제1 핑거부(500a)는 고정부재(511), 제1 부재(512), 제2 부재(513), 제3 부재(514), 제1 링크부재(515), 구동링크(516), 제1 링크모듈(517), 제2 링크부재(518), 제1 스토퍼(미도시), 제2 스토퍼(미도시), 제2 링크모듈(519), 제3 링크부재(520)로 구성된다.5, the first finger 500a includes a fixing member 511, a first member 512, a second member 513, a third member 514, a first link member 515, A second link module 518, a first stopper (not shown), a second stopper (not shown), a second link module 519, a third link 516, Member 520 as shown in FIG.

고정부재(511)는 제1 구동부(400)의 구동케이스(410)로부터 돌출된다. 제1 부재(512)는 일단이 고정부재(511)에 힌지결합된다. 제2 부재(513)는 일단이 제1 부재(512)의 타단에 힌지결합된다.제3 부재(514)는 일단이 제2 부재(513)의 타단에 힌지결합된다. 제1 링크부재(515)는 일단이 제1 부재(512)의 일단과 함께 고정부재(511)에 힌지결합된다. 구동링크(516)는 일단이 구동로드(440)에 힌지결합되고 타단이 제1 링크부재(515)의 일단과 타단 사이에 힌지결합된다. 제1 링크모듈(517)은 제2 부재(513)의 일단과 함께 제1 부재(512)의 타단에 힌지결합된다. 제2 링크부재(518)는 일단이 제1 링크부재(515)의 타단에 힌지결합되고 타단이 제1 링크모듈(517)에 힌지결합된다. 제1 스토퍼와 제2 스토퍼는 제1 부재(512)가 제1 부재(512)의 일단을 중심으로 회전할 수 있는 각도를 제한한다. 제2 링크모듈(519)은 제3 부재(514)의 일단과 함께 제2 부재(513)의 타단에 힌지결합된다. 제3 링크부재(520)는 일단이 제1 링크모듈(517)에 힌지결합되고 타단이 제2 링크모듈(519)에 힌지결합된다.The fixing member 511 protrudes from the driving case 410 of the first driving unit 400. One end of the first member 512 is hinged to the fixing member 511. The second member 513 has one end hinged to the other end of the first member 512. The third member 514 has one end hinged to the other end of the second member 513. [ The first link member 515 is hinged to the fixing member 511 at one end together with one end of the first member 512. [ One end of the driving link 516 is hinged to the driving rod 440 and the other end is hinged between one end and the other end of the first link member 515. The first link module 517 is hinged to the other end of the first member 512 together with one end of the second member 513. One end of the second link member 518 is hinged to the other end of the first link member 515 and the other end is hinged to the first link module 517. The first stopper and the second stopper restrict the angle at which the first member 512 can rotate about one end of the first member 512. [ The second link module 519 is hinged to the other end of the second member 513 together with one end of the third member 514. The third link member 520 is hinged to the first link module 517 at one end and hinged to the second link module 519 at the other end.

즉 제1 부재(512), 제2 부재(513) 및 제3 부재(514)가 사람의 손가락 마디와 같이 서로 연결되고, 제1 링크부재(515), 구동링크(516), 제1 링크모듈(517), 제2 링크부재(518), 제1 스토퍼, 제2 스토퍼, 제2 링크모듈(519), 제3 링크부재(520)에 의해 제1 부재(512), 제2 부재(513) 및 제3 부재(514)가 구부러지거나 펴질 수 있다.The first member 512, the second member 513 and the third member 514 are connected to each other like the fingers of a human and the first link member 515, the drive link 516, The first member 512 and the second member 513 are fixed by the first link member 517, the second link member 518, the first stopper, the second stopper, the second link module 519 and the third link member 520, And the third member 514 can be bent or flattened.

다음은 본 발명의 실시예에 따른 재난 현장용 로봇팔 제어시스템에 대하여 설명한다.Next, a robot arm control system for a disaster site according to an embodiment of the present invention will be described.

본 발명의 실시예에 따른 재난 현장용 로봇팔 제어시스템은 조작부(600), 제1 통신모듈(미도시), 제2 통신모듈(미도시), 구동모터(200) 및 핑거부(500)로 이루어진다.The robot arm control system for a disaster site according to an embodiment of the present invention includes an operation unit 600, a first communication module (not shown), a second communication module (not shown), a driving motor 200, .

조작부(600)는 사용자의 손가락 움직임에 따라 제어신호를 발생시킨다.The operation unit 600 generates a control signal in accordance with the movement of the user's finger.

구체적으로 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 조작부(600)는 제어바디(610), 베이스(620), 제어링(630), 지지봉(640), 제어스위치(650), 제어레버(660) 및 리스트스위치(미도시)로 이루어진다.6 and 7, the operation unit 600 includes a control body 610, a base 620, a control ring 630, a support rod 640, a control switch 650, a control lever 660 And a list switch (not shown).

제어바디(610)는 사용자의 손을 집어넣을 수 있다.The control body 610 can insert a user's hand.

베이스(620)에는 제어바디(610)가 회전축을 중심으로 정해진 각도범위 내에서 회전가능하게 결합된다.The control body 610 is rotatably coupled to the base 620 within a predetermined angular range around the rotation axis.

제어링(630)은 제어바디(610)의 전방에 위치하여 사용자의 손가락이 삽입된다. 이러한 제어링(630)은 손가락 수에 맞춰 5개로 이루어져 각 손가락이 삽입된다.The control ring 630 is located in front of the control body 610 and the user's finger is inserted. The control ring 630 has five fingers corresponding to the number of fingers, and each finger is inserted.

지지봉(640)은 제어바디(610)와 제어링(630)을 연결하여 제어링(630)을 지지한다.The support rod 640 connects the control body 610 and the control ring 630 to support the control ring 630.

제어스위치(650)는 사용자의 손가락 움직임에 따라 제어신호를 발생시킨다. 이러한 제어스위치(650)는 푸시엔풀(push and pull) 스위치이이다.The control switch 650 generates a control signal in accordance with the movement of the user's finger. This control switch 650 is a push and pull switch.

제어레버(660)는 제어링(630)의 변위에 의해 제어스위치(650)를 작동시킨다. 즉 제어레버(660)는 제어링(630)의 변위에 따라 제어스위치(650)를 누르거나 당기게 된다.The control lever 660 actuates the control switch 650 by displacement of the control ring 630. That is, the control lever 660 pushes or pulls the control switch 650 in accordance with the displacement of the control ring 630.

리스트스위치는 회전축을 중심으로 하는 제어바디(610)의 회전동작에 따라 제어신호를 발생시킨다. 이러한 리스트스위치에 의해 발생하는 제어신호에 의해 복수의 핑거부(500) 전체가 사람의 손목이 움직이는 것과 같이 피벗된다. 즉 핑거부(500) 및 구동부(400)가 동일한 축을 중심으로 회전하게 된다.The list switch generates a control signal in accordance with the rotation operation of the control body 610 about the rotation axis. By the control signal generated by the list switch, the entire plurality of finger fingers 500 are pivoted as the human wrist moves. That is, the finger unit 500 and the driving unit 400 rotate about the same axis.

제1 통신모듈은 조작부(600)에 장착되어 제어신호를 송신한다.The first communication module is mounted on the operation unit 600 and transmits a control signal.

제2 통신모듈은 암부(100) 내부에 장착되어 제1 통신모듈로부터 제어신호를 수신한다.The second communication module is installed inside the arm unit 100 and receives a control signal from the first communication module.

구동모터(200) 및 핑거부(500)는 재난 현장용 로봇팔에서 설명한 구동모터(200) 및 핑거부(500)와 동일하므로 자세한 설명은 생략한다.The drive motor 200 and the finger reflexes 500 are the same as the drive motor 200 and the finger fingers 500 described in the disaster site robot arm, and therefore detailed description thereof will be omitted.

이에 따라 손가락을 제어링(630)에 각각 집어넣은 후 손가락을 움직이면, 손가락의 움직임에 따라 각각의 손가락의 움직임에 대응되는 제어신호가 발생하고, 제1 통신모듈과 제2 통신모듈을 통해 제어신호가 무선으로 전달되어 구동모터(200)를 작동시킨다. 그리고 구동모터(200)의 회전력이 구동부(400)로 전달되고, 각각의 핑거부(500)를 구부리거나 펼 수 있다.Accordingly, when the finger is inserted into the control ring 630 and then the finger is moved, control signals corresponding to the movements of the respective fingers are generated according to the movement of the finger, and the control signal is transmitted through the first communication module and the second communication module, And the driving motor 200 is operated. Then, the rotational force of the driving motor 200 is transmitted to the driving unit 400, and each of the fingers 500 can be bent or unfolded.

상술한 바와 같은 재난 현장용 로봇팔 및 로봇팔 제어시스템은 고온의 환경에서도 동작 가능하고, 위험한 재난 현장에 사람 대신 투입되어 사람의 손과 같이 정밀한 작업이 가능하다. 이러한 본 발명의 재난 현장용 로봇팔은 사람의 손과 같이 움직이므로 사람이 사용하는 작업도구를 그대로 이용할 수 있고, 외부로부터 강한 부하가 작용하여도 임의로 구부러지거나 펴지지 않고 안정적으로 작동되거나 작동상태를 유지할 수 있다. 또한, 제1 핑거부(500a)가 구부러질 때 제2 핑거부(500b)가 전진하도록 함으로써, 자연스럽고 안정적으로 그립(움켜쥐는) 동작이 이루어지도록 하였다.The robotic arm and robot arm control system as described above can be operated in a high temperature environment and can be put into place in a dangerous disaster site instead of a person and can be precisely worked like a human hand. Since the disaster robot arm of the present invention moves like a human hand, it is possible to use a work tool used by a person as it is, and even if a strong load is applied from the outside, the robot arm can be stably operated without being arbitrarily bent or stretched, have. In addition, by allowing the second finger reflex 500b to advance when the first finger reflex 500a is bent, a natural and stable grip (clasp) operation is achieved.

본 발명에 따른 재난 현장용 로봇팔 및 로봇팔 제어시스템은 전술한 실시예에 국한되지 않고 본 발명의 기술사상이 허용되는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.The robot arm and the robot arm control system for a disaster site according to the present invention are not limited to the above-described embodiments, and various modifications may be made within the scope of the technical idea of the present invention.

100 : 암부,
200 : 구동모터,
300 : 동력전달부,
400 : 구동부, 410 : 구동케이스, 420 : 고정부, 430 : 구동볼트, 440 : 구동로드,
500 : 핑거부, 511 : 고정부재, 512 : 제1 부재, 513 : 제2 부재, 514 : 제3 부재, 515 : 제1 링크부재, 516 : 구동링크, 517 : 제1 링크모듈, 518 : 제2 링크부재, 519 : 제2 링크모듈, 520 : 제3 링크부재,
600 : 조작부, 610 : 제어바디, 620 : 베이스, 630 : 제어링, 640 : 지지봉, 650 : 제어스위치, 660 : 제어레버,100:
200: drive motor,
300: Power transmission part,
400: driving part, 410: driving case, 420: fixing part, 430: driving bolt, 440: driving rod,
The present invention relates to an image forming apparatus and a method of manufacturing the same, and more particularly, to an image forming apparatus using the same. 2 link member, 519: second link module, 520: third link member,
6 is a schematic view showing a state in which a control lever is connected to a control lever;

Claims (9)

내부가 단열되는 암부; 상기 암부 내부에 위치하는 복수의 구동모터; 상기 암부 전방에 장착되는 구동부; 상기 구동모터의 회전력을 상기 구동부로 전달하는 동력전달부; 및 상기 구동부에 의해 동작하는 복수의 핑거부를 포함하여 이루어지고,
상기 구동부는 회전력을 직선운동으로 변환하여 상기 핑거부를 동작시키며,
상기 구동부는, 내부에 복수의 구동홀이 형성되는 구동케이스와, 상기 구동홀의 일단으로 삽입되어 고정되는 고정부와, 상기 고정부에 의해 지지되고 상기 구동홀에 삽입되어 상기 동력전달부에 의해 회전하는 구동볼트와, 상기 구동홀의 타단으로 삽입되어 상기 핑거부와 연결되고 상기 구동볼트의 회전에 의해 전후방향으로 이동하는 구동로드로 이루어지며,
상기 핑거부는 제1 핑거부, 제2 핑거부 및 제3 핑거부를 포함하고,
상기 구동부는 상기 제1 핑거부 및 제3 핑거부를 동작시키기 위한 제1 구동부와 상기 제2 핑거부를 동작시키기 위한 제2 구동부로 구분되며,
상기 제2 핑거부는 상기 제1 핑거부의 동작과 연동하여 전후방향으로 이동하고,
상기 제3 핑거부는 상기 제1 핑거부와 나란히 위치하며,
상기 제1 구동부에는 상기 제2 구동부의 전후방향이 이동을 안내하는 레일이 형성되고,
상기 제2 구동부는 상기 제1 핑거부와 연결되는 구동로드와 열결되어 상기 구동로드에 의해 상기 레일을 따라 이동하는 것을 특징으로 하는 재난 현장용 로봇팔.An arm portion whose interior is insulated; A plurality of drive motors located inside the arm portions; A driver mounted on the front of the arm; A power transmission unit for transmitting the rotational force of the driving motor to the driving unit; And a plurality of finger portions operated by the driving portion,
Wherein the driving unit converts the rotational force into linear motion to operate the finger unit,
The driving unit includes a driving case having a plurality of driving holes formed therein, a fixing unit inserted and fixed at one end of the driving hole, and a driving unit that is supported by the fixing unit and inserted into the driving hole, And a driving rod inserted into the other end of the driving hole and connected to the fingers and moving in the forward and backward directions by rotation of the driving bolt,
The finger unit includes a first finger, a second finger, and a third finger,
The driving unit is divided into a first driving unit for operating the first finger and the third finger unit and a second driving unit for operating the second finger unit,
The second finger portion moves in the forward and backward directions in conjunction with the operation of the first finger portion,
Wherein the third finger portion is located alongside the first finger,
Wherein the first driving part is provided with a rail for guiding movement of the second driving part in the forward and backward direction,
Wherein the second driving unit is connected to the driving rod connected to the first finger, and is moved along the rail by the driving rod. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 내부가 단열되는 암부; 상기 암부 내부에 위치하는 복수의 구동모터; 상기 암부 전방에 장착되는 구동부; 상기 구동모터의 회전력을 상기 구동부로 전달하는 동력전달부; 및 상기 구동부에 의해 동작하는 복수의 핑거부를 포함하여 이루어지고,
상기 구동부는 회전력을 직선운동으로 변환하여 상기 핑거부를 동작시키며,
상기 구동부는, 내부에 복수의 구동홀이 형성되는 구동케이스와, 상기 구동홀의 일단으로 삽입되어 고정되는 고정부와, 상기 고정부에 의해 지지되고 상기 구동홀에 삽입되어 상기 동력전달부에 의해 회전하는 구동볼트와, 상기 구동홀의 타단으로 삽입되어 상기 핑거부와 연결되고 상기 구동볼트의 회전에 의해 전후방향으로 이동하는 구동로드로 이루어지며,
상기 핑거부는, 상기 구동케이스로부터 돌출되는 고정부재와, 일단이 상기 고정부재에 힌지결합되는 제1 부재와, 일단이 상기 제1 부재의 타단에 힌지결합되는 제2 부재와, 일단이 상기 제2 부재의 타단에 힌지결합되는 제3 부재와, 일단이 상기 제1 부재의 일단과 함께 상기 고정부재에 힌지결합되는 제1 링크부재와, 일단이 상기 구동로드에 힌지결합되고 타단이 상기 제1 링크부재의 일단과 타단 사이에 힌지결합되는 구동링크와, 상기 제2 부재의 일단과 함께 상기 제1 부재의 타단에 힌지결합되는 제1 링크모듈과, 일단이 상기 제1 링크부재의 타단에 힌지결합되고 타단이 상기 제1 링크모듈에 힌지결합되는 제2 링크부재와, 상기 제1 부재가 상기 제1 부재의 일단을 중심으로 회전하는 각도를 제한하는 제1 스토퍼와 제2 스토퍼를 포함하는 것을 특징으로 하는 재난 현장용 로봇팔.An arm portion whose interior is insulated; A plurality of drive motors located inside the arm portions; A driver mounted on the front of the arm; A power transmission unit for transmitting the rotational force of the driving motor to the driving unit; And a plurality of finger portions operated by the driving portion,
Wherein the driving unit converts the rotational force into linear motion to operate the finger unit,
The driving unit includes a driving case having a plurality of driving holes formed therein, a fixing unit inserted and fixed at one end of the driving hole, and a driving unit that is supported by the fixing unit and inserted into the driving hole, And a driving rod inserted into the other end of the driving hole and connected to the fingers and moving in the forward and backward directions by rotation of the driving bolt,
The finger unit includes a fixing member protruding from the drive case, a first member hinged to the fixing member at one end, a second member hinged to the other end of the first member, A first link member hinged at one end of the member and hinged at one end of the first member to the fixing member with one end of the first member being hinged to the driving rod, A first link module hinged to the other end of the first member together with one end of the second member, and a second link module hinged to the other end of the first link module, And the other end is hinged to the first link module; and a first stopper and a second stopper for limiting the angle at which the first member rotates about one end of the first member to Robot arm for disaster scene. 삭제delete 사용자의 손가락 움직임에 따라 제어신호를 발생시키는 조작부;
상기 제어신호를 송신하는 제1 통신모듈;
상기 제1 통신모듈로부터 제어신호를 수신하는 제2 통신모듈;
상기 제2 통신모듈이 수신한 제어신호에 의해 작동하는 복수의 구동모터;
내부가 단열되고 상기 제2 통신모듈 및 구동모터가 내부에 장착되는 암부;
상기 암부의 전방에 장착되는 구동부;
상기 구동모터의 회전력을 상기 구동부로 전달하는 동력전달부; 및
상기 구동부에 의해 동작하는 복수의 핑거부를 포함하여 이루어지고,
상기 구동부는 회전력을 직선운동으로 변환하여 상기 핑거부를 동작시키며,
상기 조작부는,
사용자의 손을 집어넣을 수 있는 제어바디와,
상기 제어바디의 전방에 위치하여 사용자의 손가락이 삽입되는 복수의 제어링과,
상기 제어바디와 제어링을 연결하여 상기 제어링을 지지하는 지지봉과,
사용자의 손가락 움직임에 따라 제어신호를 발생시키는 복수의 제어스위치와,
상기 제어링의 변위에 의해 상기 제어스위치를 작동시키는 제어레버를 포함하는 것을 특징으로 하는 재난 현장용 로봇팔 제어시스템.An operation unit for generating a control signal according to a user's finger movement;
A first communication module for transmitting the control signal;
A second communication module for receiving a control signal from the first communication module;
A plurality of drive motors operated by control signals received by said second communication module;
An arm portion in which the interior is insulated and in which the second communication module and the driving motor are mounted;
A driving unit mounted in front of the arm unit;
A power transmission unit for transmitting the rotational force of the driving motor to the driving unit; And
And a plurality of finger portions operated by the driving portion,
Wherein the driving unit converts the rotational force into linear motion to operate the finger unit,
Wherein,
A control body which can insert a user's hand,
A plurality of control rings positioned in front of the control body and into which the user's fingers are inserted,
A support rod connecting the control body and the control ring to support the control ring,
A plurality of control switches for generating control signals in accordance with the movement of the user's fingers,
And a control lever for actuating the control switch by displacement of the control ring. 청구항 7에 있어서,
상기 제어스위치는 푸시엔풀 스위치이고,
상기 제어레버는 상기 제어링의 변위에 따라 상기 제어스위치를 누르거나 당기는 것을 특징으로 하는 재난 현장용 로봇팔 제어시스템.The method of claim 7,
Wherein the control switch is a push-pull switch,
Wherein the control lever presses or pulls the control switch according to the displacement of the control ring. 청구항 7에 있어서,
상기 제어바디가 회전축을 중심으로 정해진 각도범위 내에서 회전가능하게 결합되는 베이스와,
상기 회전축을 중심으로 상기 제어바디의 회전동작에 따라 제어신호를 발생시키는 리스트스위치를 더 포함하고,
상기 리스트스위치에 의해 발생하는 제어신호에 의해 복수의 상기 핑거부 전체가 피벗(pivot)되는 것을 특징으로 하는 재난 현장용 로봇팔 제어시스템.The method of claim 7,
A base on which the control body is rotatably coupled within a predetermined angle range around a rotation axis,
Further comprising a list switch for generating a control signal in accordance with a rotation operation of the control body about the rotation axis,
And a plurality of the fingers are pivoted by a control signal generated by the list switch.
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