KR102038967B1 - Electrical elastic gripper - Google Patents

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KR102038967B1
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elastic
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KR1020190071904A
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손문배
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삼승테크(주)
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    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J15/00Gripping heads and other end effectors
    • B25J15/02Gripping heads and other end effectors servo-actuated
    • B25J15/0253Gripping heads and other end effectors servo-actuated comprising parallel grippers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H25/00Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms
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Abstract

According to the present invention, an electrical elastic gripper comprises a housing, a driving part coupled to a lower part of the housing, a gripper coupled to an upper part of the housing, and a power conversion part coupled to the driving part to convert a rotational motion by the driving part into a linear motion of the gripper. An elastic body is provided between the driving part and the power conversion part, and a rotational force by the driving part is transmitted to the power conversion part through the elastic body. Therefore, the present invention is capable of gripping a moving object or an object to be inspected with a desired force without damage.

Description

전동 탄성 그리퍼{Electrical elastic gripper}Electric elastic gripper

본 발명은 검사 또는 이동 대상물을 파지하기 위한 그리퍼에 관한 것으로, 보다 상세하게는 소형 검사 대상물을 손상없이 일정한 파지력으로 파지할 수 있는 전동 탄성 그리퍼에 관한 것이다.The present invention relates to a gripper for gripping an inspection or moving object, and more particularly, to an electro-elastic gripper capable of gripping a small inspection object with a constant gripping force without damage.

그리퍼(Gripper)는 자동화 공정에 의하여 제조 공정이 진행되는 제조 분야에서 취급되는 물건을 다른 공정 위치로 이동시키거나 특정한 공정을 수행하기 위하여 대상물을 파지하는 장치이다. A gripper is a device that grips an object in order to move an object handled in a manufacturing field in which a manufacturing process is processed by an automated process to another process position or to perform a specific process.

이러한 그리퍼 분야의 시장은 로봇 시장과 밀접한 관계를 갖고 움직이는 구조이며, 세계적으로 제조용 로봇은 연평균 10%대 이상의 증가세를 유지할 것으로 전망되고, 향후 세계 1위 제조용 로봇 판매 국가로 부상한 중국과 미국에 이어 한국도 로봇의 생산과 수요가 확대될 것으로 전망하고 있다.The gripper market is closely related to the robot market, and the robot market for manufacturing is expected to maintain an annual average increase of more than 10%, following China and the United States, which has emerged as the world's No. 1 manufacturing robot sales country. Korea also expects the production and demand of robots to expand.

특히, 공장 자동화에서 그리퍼의 활용은 매우 광범위하며, 그에 따라 개발되는 그리퍼의 수도 많아지고 있다. 또한, 조선, 항공, 전자, 반도체뿐만 아니라 최근에는 태양광 관련 산업에서도 그 쓰임새에 맞는 그리퍼의 사용률이 점차 늘고 있는 실정이다.In particular, the use of grippers in factory automation is very extensive, and the number of grippers developed accordingly is increasing. In addition, in the shipbuilding, aviation, electronics, semiconductors, as well as in the photovoltaic industry in recent years, the use of grippers suitable for the use is increasing.

따라서, 이러한 로봇 시장의 밝은 전망은 그리퍼 시장에도 활발한 움직임을 가져다줄 것으로 사료된다.Therefore, the bright prospect of the robot market is expected to bring active movement to the gripper market.

이러한 그리퍼는 로봇 팔의 전단부에 구비되며, 포크 집게형, 포크 리프트형, 진공 흡입형 등 다양한 형태로 이루어져 유·공압실린더에 의해 물품을 그램핑 또는 언그램핑하여 사용되고 있다.Such a gripper is provided at the front end of the robot arm, and is made of various types such as a fork forceps, a forklift type, a vacuum suction type, and used to gram or ungram an article by a hydraulic / pneumatic cylinder.

하지만, 유·공압실린더에 의해 작동되는 그리퍼는 유·공압실린더 자체단가가 과도하게 소요될 뿐만 아니라, 유압식, 공압식 실린더의 작동 구조상 정밀한 구동이 이루어지지 않아 정밀작업에 사용되기 어려우며, 정밀한 작업을 수행하기 위해서는 각종 센서가 필수적으로 구비되어야 하므로 대규모 자동화공정에서는 설비단가를 상승시키는 요인이 되고 있다.However, the gripper operated by the hydraulic / pneumatic cylinder is not only excessively expensive for the hydraulic / pneumatic cylinder itself, but it is difficult to be used for precision work because it is not precisely driven due to the operation structure of the hydraulic and pneumatic cylinder, and to perform precise work. Since various sensors must be provided inevitably, in a large-scale automation process, it becomes a factor to increase the unit cost.

또한, 파손 가능성이 매우 큰 소형 정밀부품을 파지하기 위한 그리퍼의 경우 파지력의 작은 증가 또는 부품의 작은 오차에 의해서도 부품의 손상 가능성이 매우 커 그리퍼의 정밀한 제어가 요구된다. In addition, in the case of a gripper for holding a small precision component that is very likely to be damaged, even a small increase in the holding force or a small error of the component is very likely to damage the component.

따라서 설비단가를 효율적으로 인하하여 가격경쟁력을 구비하면서도 정밀한 제어가 가능한 그리퍼의 개발이 필요하다. Therefore, it is necessary to develop a gripper that can reduce the cost of equipment efficiently and have precise control while providing price competitiveness.

대한민국공개특허 제10-2010-0053808호Republic of Korea Patent Publication No. 10-2010-0053808

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 발명으로서, 이동 또는 검사 대상물을 손상없이 원하는 힘으로 파지할 수 있는 전동 탄성 그리퍼를 제공하기 위한 것이다. The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems of the prior art, to provide an electrically resilient gripper that can grip a moving or inspected object with a desired force without damage.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects that are not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전동 탄성 그리퍼는 하우징, 상기 하우징의 하부에 결합되는 구동부, 상기 하우징의 상부에 결합되는 그리퍼 및 상기 구동부와 결합되어 상기 구동부에 의한 회전운동을 상기 그리퍼의 직선운동으로 변환시키는 동력변환부를 포함하되, 상기 구동부 및 상기 동력변환부 사이에는 탄성체가 구비되고, 상기 구동부에 의한 회전력은 상기 탄성체를 통해 상기 동력변환부로 전달되도록 구성된다.The motor-driven elastic gripper of the present invention for achieving the above object is a housing, a drive unit coupled to the lower portion of the housing, a gripper coupled to the upper portion of the housing and the drive unit is coupled to the rotational movement by the drive unit is a linear It includes a power conversion unit for converting the movement, an elastic body is provided between the drive unit and the power conversion unit, the rotational force by the drive unit is configured to be transmitted to the power conversion unit through the elastic body.

또한, 상기 구동부의 출력축 외주면에는 구동력을 전달하는 제1동력전달부가 결합되고, 상기 제1동력전달부에는 탄성조절부가 결합되며, 상기 탄성체는 상기 탄성조절부와 결합된다. In addition, the output shaft outer peripheral surface of the drive unit is coupled to the first power transmission unit for transmitting a driving force, the first power transmission unit is coupled to the elastic control unit, the elastic body is coupled to the elastic control unit.

또한, 상기 동력변환부는 상기 탄성체와 결합되는 제2동력전달부, 상기 제2동력전달부와 연결되고 복수의 캠홈이 형성된 캠플레이트, 상기 캠홈에 삽입되어 위치하는 캠축 및 상기 캠축과 연결된 그리퍼를 포함한다.The power converter includes a second power transmission unit coupled to the elastic body, a cam plate connected to the second power transmission unit and having a plurality of cam grooves, a cam shaft inserted into the cam groove and a gripper connected to the cam shaft. do.

또한, 상기 캠플레이트는 상기 제2동력전달부와 함께 회전하도록 구성될 수 있다. In addition, the cam plate may be configured to rotate together with the second power transmission unit.

또한, 상기 탄성체는 탄성조절부 및 제2동력전달부와 결합될 수 있다. In addition, the elastic body may be combined with the elastic control unit and the second power transmission unit.

또한, 상기 제1동력전달부의 외주면에는 반경방향으로 돌출 형성되되, 원주방향을 따라 소정 간격 이격되어 구비되는 두 개의 멈춤부가 형성되고, 상기 제2동력전달부의 외주면에는 상기 구동부 출력축의 축방향을 따라 길게 돌출 형성되어 상기 멈춤부 사이에 위치하는 회전방지부가 더 구비될 수 있다. In addition, the outer circumferential surface of the first power transmission unit is formed in the radial direction, two stops are provided spaced apart by a predetermined interval along the circumferential direction, and the outer circumferential surface of the second power transmission unit along the axial direction of the drive output shaft It may be further provided with an anti-rotation part formed to protrude long and positioned between the stops.

또한, 상기 탄성체는 비틀림 스프링일 수 있다. In addition, the elastic body may be a torsion spring.

또한, 상기 캠플레이트의 회전에 의해 상기 캠축이 상기 캠플레이트에 형성된 캠홈을 따라 이동하도록 구성될 수 있다. In addition, the cam shaft may be configured to move along the cam groove formed in the cam plate by the rotation of the cam plate.

또한, 상기 탄성조절부는 상기 제1동력전달부의 외주면에 고정되되, 상기 제1동력전달부의 외주면상에서 회전을 통해 위치를 변경시킬 수 있도록 구성될 수 있다. In addition, the elastic control unit is fixed to the outer peripheral surface of the first power transmission portion, it may be configured to change the position through the rotation on the outer peripheral surface of the first power transmission portion.

또한, 상기 탄성조절부의 회전에 의해 상기 탄성조절부 및 제2동력전달부 사이의 탄성체의 탄성력이 변경되는 것을 특징으로 한다. In addition, the elastic force of the elastic body between the elastic control unit and the second power transmission unit is changed by the rotation of the elastic control unit.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 전동 탄성 그리퍼는 다음과 같은 효과가 있다.The motor-driven elastic gripper of the present invention for solving the above problems has the following effects.

첫째, 구동부의 회전력을 탄성체를 이용하여 그리퍼에 전달함으로써 구동부를 정밀하게 제어하지 않더라도, 그리퍼에 전달되는 파지압을 매우 정밀하게 제어할 수 있다. First, by transmitting the rotational force of the drive unit to the gripper by using an elastic body, it is possible to control the gripping pressure transmitted to the gripper very precisely even if the drive unit is not precisely controlled.

둘째, 탄성체의 탄성력을 매우 손쉽게 변경할 수 있고, 상기 탄성력을 변경함으로써 파지 대상물의 크기 및 종류 등이 변경되는 경우에도 그리퍼를 교체하지 않고 사용할 수 있다. Second, the elastic force of the elastic body can be changed very easily, and even when the size and type of the gripping object are changed by changing the elastic force, it can be used without replacing the gripper.

셋째, 구동부의 구동량에 오차가 발생하더라도 구동량 변화에 따른 그리퍼의 파지압 변화량이 매우 작아 파지 대상물의 파손이 방지될 수 있다. Third, even if an error occurs in the driving amount of the driving unit, the amount of change in the gripping pressure of the gripper according to the change in the driving amount is very small, thereby preventing damage to the gripping object.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description of the claims.

도 1은 본 발명에 따른 전동 탄성 그리퍼를 나타내는 사시도
도 2는 본 발명에 따른 전동 탄성 그리퍼의 주요 구성들을 나타내는 분해 사시도
도 3은 본 발명에 따른 전동 탄성 그리퍼의 동력전달부를 나타내는 사시도
도 4는 본 발명에 따른 전동 탄성 그리퍼의 동력 전달 과정을 나타내는 단면도
도 5는 본 발명에 따른 전동 탄성 그리퍼의 그리퍼 작동 과정을 나타내는 사시도
1 is a perspective view showing an electric elastic gripper according to the present invention
Figure 2 is an exploded perspective view showing the main components of the electric elastic gripper according to the present invention
Figure 3 is a perspective view showing the power transmission portion of the electric elastic gripper according to the present invention
4 is a sectional view showing a power transmission process of the electric elastic gripper according to the present invention.
5 is a perspective view showing a gripper operation process of the electric elastic gripper according to the present invention

실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.Embodiments will be described with reference to the accompanying drawings. In the description of this embodiment, the same name and the same reference numerals are used for the same configuration and additional description thereof will be omitted.

또한, 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어서, 동일 기능을 갖는 구성요소에 대해서는 동일 명칭 및 동일부호를 사용할 뿐 실질적으론 종래와 완전히 동일하지 않음을 미리 밝힌다. In addition, in describing the embodiments of the present invention, the same name and the same reference numerals are used for the elements having the same function, and it is revealed that they are not substantially the same as in the related art.

또한, 본 발명의 실시 예에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. In addition, the terms used in the embodiments of the present invention are merely used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise.

또한, 본 발명의 실시 예에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In addition, in the embodiments of the present invention, the terms "comprise" or "have" are intended to designate that there exists a feature, number, step, operation, component, part, or a combination thereof described in the specification. Or other features or numbers, steps, operations, components, parts or combinations thereof in any way should not be excluded in advance.

이하 도 1 내지 5를 이용하여 본 발명에 따른 전동 탄성 그리퍼에 대해 구체적으로 살펴본다. Hereinafter, the electric elastic gripper according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 5.

도 1은 본 발명에 따른 전동 탄성 그리퍼를 나타내는 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 전동 탄성 그리퍼를 나타내는 분해도이다. 1 is a perspective view showing a motor-driven elastic gripper according to the present invention, Figure 2 is an exploded view showing a motor-driven elastic gripper according to the present invention.

상기 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 전동 탄성 그리퍼는 하우징(10), 상기 하우징(10)의 하부에 결합되는 구동부(100), 상기 하우징(10)의 내부에 구비되는 동력전달부(200), 상기 동력전달부(200)와 연결되는 동력변환부(300) 및 상기 동력변환부(300)와 연결되고 상기 하우징(10)의 상부에 결합되는 그리퍼(500)를 포함한다. As shown in FIG. 1, the electric elastic gripper according to the present invention includes a housing 10, a driving unit 100 coupled to a lower portion of the housing 10, and a power transmission unit provided in the housing 10. 200, a power converter 300 connected to the power transmission unit 200 and a gripper 500 connected to the power converter 300 and coupled to an upper portion of the housing 10.

본 발명에 따른 전동 탄성 그리퍼는 상기 하우징(10)의 상부에 위치한 두 개의 그리퍼(500)가 서로 가까워지거나 멀어지는 방향으로 이동하면서, 상기 그리퍼(500) 사이에 위치하는 대상물을 파지하게 되는 구조이다. The electric elastic gripper according to the present invention has a structure in which two grippers 500 located on the upper portion of the housing 10 move in a direction approaching or away from each other, and grips an object located between the grippers 500.

상기 그리퍼(500)의 작동 원리에 대해 살펴보면, 먼저 상기 구동부(100)의 출력축(110)이 회전하게 되면, 상기 출력축(110)의 회전력이 상기 동력전달부(200)를 통해 상기 동력변환부(300)로 전달되고, 상기 동력변환부(300)는 상기 출력축(110)의 회전운동을 상기 그리퍼(500)의 직선 운동으로 변환시켜 상기 그리퍼(500)가 대상물을 파지하게 된다. Looking at the operation principle of the gripper 500, first, when the output shaft 110 of the drive unit 100 is rotated, the rotational force of the output shaft 110 through the power transmission unit 200 the power conversion unit ( 300, the power converter 300 converts the rotational motion of the output shaft 110 into a linear motion of the gripper 500 so that the gripper 500 grips an object.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 하우징(10)은 구동부(100)가 결합되는 하부하우징(12) 및 상기 하부하우징(12)의 상부에 결합되고 그리퍼(500)가 결합되는 상부하우징(11)을 포함한다. As shown in FIG. 1, the housing 10 according to the present invention includes a lower housing 12 to which the driving unit 100 is coupled, and an upper housing coupled to an upper portion of the lower housing 12 and to which a gripper 500 is coupled. (11).

상기 구동부(100)는 제어부(미도시)의 신호에 따라 출력축(110)을 소정각도 정회전 또는 역회전시키도록 구성된다. 바람직하게 상기 구동부(100)는 스텝모터로 이루어질 수 있다. The driving unit 100 is configured to rotate the output shaft 110 at a predetermined angle forward or reverse according to a signal from a controller (not shown). Preferably, the driving unit 100 may be formed of a step motor.

상기 출력축(110)에는 상기 출력축(110)에 고정 결합되어, 상기 출력축(110)과 함께 회전하는 제1동력전달부(210)가 구비된다. 상기 제1동력전달부(210)는 원통형상으로 이루어지되, 반경방향으로 돌출 형성된 제1멈춤부(211) 및 제2멈춤부(212)를 포함한다. The output shaft 110 is provided with a first power transmission unit 210 is fixedly coupled to the output shaft 110 to rotate with the output shaft 110. The first power transmission unit 210 is formed in a cylindrical shape, and includes a first stop portion 211 and a second stop portion 212 protruding in a radial direction.

상기 제1멈춤부(211) 및 제2멈춤부(212)는 후술하게 될 제2동력전달부(240)의 회전방지부(241)를 사이에 두고 원주방향으로 이격되어 위치하는데, 구체적인 결합 방법 및 동력 전달 방법은 후술할 제2동력전달부(240)의 구성에서 살펴본다. The first stop portion 211 and the second stop portion 212 are spaced apart in the circumferential direction with the rotation preventing portion 241 of the second power transmission unit 240 to be described later, a specific coupling method And the power transmission method looks at the configuration of the second power transmission unit 240 to be described later.

상기 제1동력전달부(210)의 외주면에는 탄성조절부(220)가 결합된다. 상기 탄성조절부(220)는 링형상으로 구성되되, 상기 제1동력전달부(210)에 대해 상대 회전하여 그 위치를 변경할 수 있도록 구성된다. An elastic control unit 220 is coupled to the outer circumferential surface of the first power transmission unit 210. The elastic control unit 220 is configured in a ring shape, it is configured to change the position by rotating relative to the first power transmission unit 210.

또한, 상기 탄성조절부(220)의 외주면에는 복수의 나사홀이 반경방향으로 형성되고, 상기 나사홀을 통해 나사를 체결함으로써 상기 탄성조절부(220)를 상기 제1동력전달부(210)에 고정할 수 있도록 구성된다. In addition, a plurality of screw holes are formed in a radial direction on an outer circumferential surface of the elastic adjusting unit 220, and the elastic adjusting unit 220 is connected to the first power transmission unit 210 by fastening screws through the screw holes. It is configured to be fixed.

한편, 상기 탄성조절부(220)에는 탄성체(230)가 결합되고, 상기 탄성체(230)에는 제2동력전달부(240)가 결합된다. Meanwhile, the elastic body 230 is coupled to the elastic control unit 220, and the second power transmission unit 240 is coupled to the elastic body 230.

바람직하게 상기 탄성체(230)는 하부와 상부에 각각 돌출부가 형성된 비틀림 용수철일 수 있다. 이때, 상기 비틀림 용수철의 하부 돌출부가 탄성조절부(220)에 결합되고, 상기 비틀림 용수철의 상부 돌출부가 상기 제2동력전달부(240)에 결합될 수 있다. Preferably, the elastic body 230 may be a torsion spring having protrusions formed on the bottom and the top, respectively. In this case, the lower protrusion of the torsion spring may be coupled to the elastic control unit 220, and the upper protrusion of the torsion spring may be coupled to the second power transmission unit 240.

도 3에는 제1동력전달부(210), 탄성조절부(220), 탄성체(230) 및 제2동력전달부(240)의 분해도 및 조립도가 나타나 있다. 3 illustrates an exploded view and an assembly view of the first power transmission unit 210, the elastic control unit 220, the elastic body 230, and the second power transmission unit 240.

상기 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제2동력전달부(240)는 중공형의 원기둥 형상으로 형성되되, 하부에는 일부 영역이 상기 출력축(110)의 축방향을 따라 하부로 길게 돌출 형성된 회전방지부(241)가 형성될 수 있다. 또한, 상기 회전방지부(241)는 상기 제1동력전달부(210)의 제1멈춤부(211) 및 제2멈춤부(212) 사이에 위치하도록 구성될 수 있다. As shown in FIG. 3, the second power transmission unit 240 has a hollow cylindrical shape, and a lower portion of the second power transmission unit 240 protrudes downward along the axial direction of the output shaft 110. The portion 241 may be formed. In addition, the anti-rotation part 241 may be configured to be positioned between the first stop part 211 and the second stop part 212 of the first power transmission part 210.

이하, 도 4를 이용하여, 상기 출력축(110)의 회전력이 상기 제2동력전달부(240)에 전달되는 과정을 살펴본다. Hereinafter, the process of transmitting the rotational force of the output shaft 110 to the second power transmission unit 240 will be described with reference to FIG. 4.

도 4(a)에 도시된 바와 같이, 상기 제1동력전달부(210)에는 탄성조절부(220), 탄성체(230) 및 제2동력전달부(240)가 차례로 결합되되, 초기에 상기 제2동력전달부(240)의 회전방지부(241)가 상기 제1동력전달부(210)의 제1멈춤부(211) 및 제2멈춤부(212) 사이에서 상기 제2멈춤부(212)에 접한 상태로 결합된다. As shown in Figure 4 (a), the first power transmission unit 210, the elastic control unit 220, the elastic body 230 and the second power transmission unit 240 are sequentially coupled, the first The second stopper 212 between the first stopper 211 and the second stopper 212 of the first power transmission part 210 may be rotated by the second power transmission part 240. Combined in contact with

이후 상기 출력축(110)이 도면상에서 시계방향으로 회전하면, 도 4(b)에 도시된 바와 같이, 상기 제1동력전달부(210)가 출력축(110)과 함께 회전한다. 그리퍼(500)에 대상물이 파지되기 전에는 그리퍼(500)의 이동에 필요한 힘이 매우 작으므로, 상기 제2동력전달부(240)는 상기 탄성체(230)의 탄성력에 의해 상기 제1동력전달부(210)와 실질적으로 동일하게 회전한다. Then, when the output shaft 110 is rotated in the clockwise direction on the drawing, as shown in Figure 4 (b), the first power transmission unit 210 rotates with the output shaft 110. Since the force necessary for the movement of the gripper 500 is very small before the object is gripped by the gripper 500, the second power transmission part 240 may be formed by the elastic force of the elastic body 230. Rotate substantially the same as 210.

이후 상기 그리퍼(500) 사이에 대상물이 파지되면 상기 그리퍼(500)의 이동에 필요한 힘이 증가하므로, 탄성체(230)에 더 큰 힘이 인가되고, 따라서 도 4(c)에 도시된 바와 같이, 제1동력전달부(210)의 회전량 보다 상기 제2동력전달부(240)의 회전량이 작은 상태가 된다. 즉, 회전방지부(241)와 제2멈춤부(212)가 원주방향을 따라 서로 이격되어 위치한다. 이후 그리퍼(500) 사이의 대상물의 파지력이 점차 증가되면, 상기 그리퍼(500)는 실질적으로 이동하지 않게 되고 파지력만이 증가하게 되는데, 이때는 제1동력전달부(210)가 회전하더라도 상기 제1동력전달부(210)와 상기 제2동력전달부(240) 사이에 위치한 상기 탄성체(230)의 탄성력만 증가할 뿐, 상기 제2동력전달부(240)는 더 이상 회전하지 않게 된다. Since the force required for the movement of the gripper 500 is increased when the object is gripped between the gripper 500, a larger force is applied to the elastic body 230, and as shown in Figure 4 (c), The rotation amount of the second power transmission unit 240 is smaller than the rotation amount of the first power transmission unit 210. That is, the rotation preventing part 241 and the second stop part 212 are spaced apart from each other along the circumferential direction. Then, when the gripping force of the object between the gripper 500 is gradually increased, the gripper 500 is substantially not moved and only the gripping force is increased. In this case, even if the first power transmission unit 210 rotates, the first power Only the elastic force of the elastic body 230 positioned between the transmission unit 210 and the second power transmission unit 240 increases, and the second power transmission unit 240 no longer rotates.

이후 상기 제1동력전달부(210)가 더 회전하여 파지력이 증가하면 도 4(d)에 도시된 바와 같이, 상기 제1동력전달부(210)의 제1멈춤부(211)와 상기 제2동력전달부(240)의 회전방지부(241)가 접하게 된다. Thereafter, when the first power transmission unit 210 further rotates to increase the holding power, as shown in FIG. 4 (d), the first stop portion 211 and the second of the first power transmission unit 210 are used. The rotation preventing unit 241 of the power transmission unit 240 is in contact.

상기 제1동력전달부(210)의 제1멈춤부(211)와 상기 제2동력전달부(240)의 회전방지부(241)가 접한 상태에서 상기 제1동력전달부(210)가 더 회전하게 되면, 상기 제1동력전달부(210)의 회전력이 탄성체(230)의 탄성력에 의하지 않고, 상기 제1동력전달부(210)와 접한 상기 제2동력전달부(240)에 직접 전달되므로, 그리퍼(500)의 파지력이 급격하게 증가하게 된다. The first power transmission unit 210 further rotates while the first stop portion 211 of the first power transmission unit 210 and the rotation preventing unit 241 of the second power transmission unit 240 are in contact with each other. In this case, since the rotational force of the first power transmission unit 210 is directly transmitted to the second power transmission unit 240 in contact with the first power transmission unit 210, instead of the elastic force of the elastic body 230, The gripping force of the gripper 500 is rapidly increased.

따라서 바람직하게는 본 발명에 따른 전동 탄성 그리퍼의 작동 범위는 상기 제1동력전달부(210)의 제1멈춤부(211)와 상기 제2동력전달부(240)의 회전방지부(241)가 서로 접하기 전까지의 회전반경으로 정해져야 한다. Therefore, preferably the operating range of the electric elastic gripper according to the present invention is the first stop portion 211 of the first power transmission portion 210 and the rotation preventing portion 241 of the second power transmission portion 240 is It should be determined by the radius of rotation before contact with each other.

이는 상기 탄성체(230)의 탄성력을 조절하여 제어 가능한 것이고, 이는 앞서 설명한 바와 같이 탄성조절부(220)를 상기 제1동력전달부(210) 상에서 회전시켜 그 위치를 변경하는 것에 의해 달성 가능하다. This can be controlled by adjusting the elastic force of the elastic body 230, which can be achieved by changing the position by rotating the elastic control unit 220 on the first power transmission unit 210 as described above.

이와 같이 구동부(100)의 출력축(110)의 회전운동을 탄성체(230)의 탄성력을 이용하여 그리퍼(500)에 전달함으로써, 상기 그리퍼(500) 사이에서 파지되는 대상물의 크기에 오차가 있거나, 상기 출력축(110)의 회전량에 일부 오차가 있는 경우에도 상기 그리퍼(500)에 의해 상기 파지 대상물에 인가되는 하중의 크기 변화가 매우 작아 상기 파지 대상물이 손상되는 등의 문제가 발생하지 않는다. As such, by transmitting the rotational movement of the output shaft 110 of the driving unit 100 to the gripper 500 by using the elastic force of the elastic body 230, there is an error in the size of the object held between the grippers 500, or Even when there is some error in the amount of rotation of the output shaft 110, the change in the magnitude of the load applied to the gripping object by the gripper 500 is very small, so that the gripping object is not damaged.

또한, 파지 대상물의 크기 및 종류 등이 변경되는 경우에도 그리퍼를 교체하지 않고 상기 탄성조절부(220)를 통해 상기 탄성체(230)의 탄성력을 조절하여 그리퍼의 파지력을 조절할 수 있다. In addition, even when the size and type of the gripping object are changed, the gripping force of the gripper may be adjusted by adjusting the elastic force of the elastic body 230 through the elastic adjusting unit 220 without replacing the gripper.

한편, 앞서 도 4(d) 살펴본 바와 같이, 상기 제1멈춤부(211)가 상기 회전방지부(241)에 접하여 구동부(100)의 회전력을 그리퍼(500)에 전달하는 경우 상기 그리퍼(500)에 매우 급격하게 큰 파지력이 전달되어 파지 대상물이 파괴되거나 손상되는 문제가 발생할 수 있다. 그러므로 상기 제1멈춤부(211)가 상기 회전방지부(241)에 접하여 구동부(100)에 부하가 증가하는 경우 제어부를 통해 구동부(100)에 인가되는 전원을 차단하도록 구성할 수 있다. Meanwhile, as described above with reference to FIG. 4 (d), when the first stop portion 211 contacts the rotation preventing portion 241 and transmits the rotational force of the driving unit 100 to the gripper 500, the gripper 500. The large gripping force is transmitted very rapidly to the gripping object, which may cause a problem of being destroyed or damaged. Therefore, the first stop portion 211 may be configured to cut off the power applied to the driving unit 100 through the control unit when the load increases on the driving unit 100 in contact with the anti-rotation unit 241.

또는, 상기 제1멈춤부(211) 및/또는 상기 회전방지부(241)에 변위센서, 압력센서 등의 감지수단을 부가하여, 상기 제1멈춤부(211)와 상기 회전방지부(241)가 소정거리 내로 접근하거나 접촉하는 경우 제어부가 상기 구동부(100)에 인가하는 전원을 차단하도록 구성할 수도 있다. Alternatively, the first stop part 211 and the anti-rotation part 241 may be added to the first stop part 211 and / or the anti-rotation part 241 by adding a sensing means such as a displacement sensor or a pressure sensor. When the controller approaches or contacts within a predetermined distance, the controller may be configured to block the power applied to the driver 100.

한편, 상기 제1멈춤부(211) 및 제2멈춤부(212)는 출력축(110)의 회전방향에 따라 그 역할이 서로 바뀔 수 있음은 통상의 기술자에게 자명한 것이다. On the other hand, it will be apparent to those skilled in the art that the first stop portion 211 and the second stop portion 212 may change their roles depending on the rotation direction of the output shaft 110.

이하 도 2 및 도 5를 이용하여 그리퍼(500)의 이동과정을 살펴본다. Hereinafter, the moving process of the gripper 500 will be described with reference to FIGS. 2 and 5.

도 2를 참조하면, 상기 제2동력전달부(240)의 상부에는 동력변환부(300)가 결합된다. 구체적으로 상기 제2동력전달부(240)의 상부에는 두 개의 캠홈(311, 312)이 형성된 캠플레이트(310)가 고정 결합된다.2, the power converter 300 is coupled to the upper portion of the second power transmission unit 240. Specifically, the cam plate 310 having two cam grooves 311 and 312 is fixedly coupled to the upper portion of the second power transmission unit 240.

이때, 상기 캠플레이트(310)와 상기 제2동력전달부(240)는 볼트로 체결되거나, 돌기-홈을 이용하여 결합되거나, 또는 상기 두 가지 체결구조가 동시에 이용될 수도 있다.In this case, the cam plate 310 and the second power transmission unit 240 may be fastened by bolts, coupled using protrusion-grooves, or the two fastening structures may be used simultaneously.

상기 캠플레이트(310)는 상기 제2동력전달부(240)에 고정되어, 상기 제2동력전달부(240)와 함께 회전하도록 구성된다. The cam plate 310 is fixed to the second power transmission part 240 and is configured to rotate together with the second power transmission part 240.

상기 캠홈(311, 312)에는 두 개의 캠축(320)의 일단이 삽입되어 결합되고, 상기 두 개의 캠축(320)의 타단은 그리퍼(500)에 결합된다. 상기 그리퍼(500)는 파지하고자 하는 대상물의 크기 및 형상 등을 고려하여 그 형상 및 크기 등을 달리할 수 있다. One end of two cam shafts 320 is inserted into and coupled to the cam grooves 311 and 312, and the other ends of the two cam shafts 320 are coupled to the gripper 500. The gripper 500 may vary in shape and size in consideration of the size and shape of the object to be gripped.

한편, 상기 그리퍼(500)의 하부에는 돌출부가 형성되고, 상부하우징(11)의 상부에는 상기 그리퍼(500)의 이동 방향을 따라 홈이 형성되어, 상기 돌출부가 상부하우징(11)의 홈에 삽입되어 이동 가능하게 결합될 수 있다. On the other hand, a protrusion is formed in the lower portion of the gripper 500, a groove is formed in the upper portion of the upper housing 11 along the moving direction of the gripper 500, the protrusion is inserted into the groove of the upper housing 11 Can be movably coupled.

도 5를 이용하여, 상기 그리퍼(500)의 이동 과정을 구체적으로 살펴보면, 도 5(a)에 도시된 바와 같이, 캠축(320)의 일단이 캠플레이트(310)의 캠홈(311, 312)에 삽입되고, 상기 캠축(320)의 타단은 그리퍼(500)의 체결홀에 삽입되어 결합된다. Referring to FIG. 5, the process of moving the gripper 500 will be described in detail. As shown in FIG. 5A, one end of the cam shaft 320 is formed in the cam grooves 311 and 312 of the cam plate 310. The other end of the cam shaft 320 is inserted into and coupled to the fastening hole of the gripper 500.

이때, 상기 캠홈(311, 312)과 상기 캠축(320) 사이에는 베어링(330)이 구비되어 이동을 원활하게 할 수 있다. In this case, a bearing 330 is provided between the cam grooves 311 and 312 and the cam shaft 320 to facilitate movement.

이후, 상기 출력축(110)의 회전력이 탄성체(230)를 통해 상기 제2동력전달부(240)로 전달되면, 상기 제2동력전달부(240)와 결합된 캠플레이트(310)가 상기 제2동력전달부(240)와 함께 회전하게 된다. Then, when the rotational force of the output shaft 110 is transmitted to the second power transmission unit 240 through the elastic body 230, the cam plate 310 coupled with the second power transmission unit 240 is the second It rotates with the power transmission unit 240.

도 5(b)에 도시된 바와 같이, 상기 캠플레이트(310)가 회전하게 되면, 상기 캠홈(311, 312)의 위치가 변경되고, 상기 캠홈(311, 312)을 따라 상기 캠축(320)이 이동하게 된다. 상기 캠축(320)에는 상기 그리퍼(500)가 고정되어 있으므로, 상기 캠축(320)과 함께 상기 그리퍼(500)가 대상물을 파지하는 방향으로 이동하게 된다. As shown in FIG. 5 (b), when the cam plate 310 rotates, the positions of the cam grooves 311 and 312 are changed, and the cam shaft 320 is moved along the cam grooves 311 and 312. Will move. Since the gripper 500 is fixed to the camshaft 320, the gripper 500 moves in the direction in which the gripper 500 grips an object together with the camshaft 320.

이후 도 5(c)에 도시된 바와 같이, 구동부(100)의 출력축(110)이 더 회전하는 경우에, 캠플레이트(310)는 회전하지 않거나 매우 작은량으로 회전하게 되고, 탄성체(230)에 의해 회전력이 전달되므로, 그리퍼(500)의 파지력 변화량은 매우 작게 된다. Then, as shown in Figure 5 (c), when the output shaft 110 of the drive unit 100 is further rotated, the cam plate 310 does not rotate or rotates in a very small amount, the elastic body 230 Since the rotational force is transmitted, the gripper change amount of the gripper 500 is very small.

결론적으로 구동부(100)의 회전량 변화량이 크더라도 파지력의 변화량은 매우 작아, 그리퍼(500)의 파지력 제어가 매우 용이할 뿐만 아니라, 대상물의 오차 또는 구동부의 제어 오차 등에 의해서도 파지력의 변화량이 매우 작아 대상물의 파손이 방지될 수 있다. In conclusion, even if the rotation amount change amount of the driving unit 100 is large, the change amount of the gripping force is very small, and the gripper control of the gripper 500 is very easy, and the change amount of the gripping force is also very small due to an object error or a control error of the driving unit. Damage to the object can be prevented.

이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.As described above, a preferred embodiment according to the present invention has been described, and the fact that the present invention can be embodied in other specific forms in addition to the above-described embodiments without departing from the spirit or scope thereof has ordinary skill in the art. It is obvious to them. Therefore, the above-described embodiments should be regarded as illustrative rather than restrictive, and thus, the present invention is not limited to the above description and may be modified within the scope of the appended claims and their equivalents.

10: 하우징
100: 구동부
11: 하부하우징
110: 출력축
12: 상부하우징
200: 동력전달부
210: 제1동력전달부
211: 제1멈춤부
212: 제2멈춤부
220: 탄성조절부
230: 탄성체
240: 제2동력전달부
241: 회전방지부
300: 동력변환부
310: 캠플레이트
311, 312: 캠홈
320: 캠축
330: 베어링
500: 그리퍼
10: housing
100: drive unit
11: lower housing
110: output shaft
12: upper housing
200: power transmission unit
210: first power transmission unit
211: first stop
212: second stop
220: elastic control unit
230: elastomer
240: second power transmission unit
241: anti-rotation part
300: power converter
310: cam plate
311, 312: cam groove
320: camshaft
330: bearing
500: gripper

Claims (10)

하우징;
상기 하우징의 하부에 결합되는 구동부;
상기 하우징의 상부에 결합되는 그리퍼; 및
상기 구동부와 연결되어 상기 구동부에 의한 회전운동을 상기 그리퍼의 직선운동으로 변환시키는 동력변환부;를 포함하되,
상기 구동부 및 상기 동력변환부 사이에는 탄성체가 구비되고,
상기 구동부에 의한 회전력은 상기 탄성체를 통해 상기 동력변환부로 전달되고,
상기 구동부의 출력축 외주면에는 구동력을 전달하는 제1동력전달부가 결합되고, 상기 제1동력전달부에는 탄성조절부가 결합되며, 또한, 상기 탄성체는 상기 탄성조절부와 결합되고,
한편, 상기 동력변환부는,
상기 탄성체와 결합되는 제2동력전달부;
상기 제2동력전달부와 연결되고 복수의 캠홈이 형성된 캠플레이트;
상기 캠홈에 삽입되어 위치하는 캠축; 및
상기 캠축과 연결된 그리퍼;를 포함하며
또한, 상기 제1동력전달부의 외주면에는 반경방향으로 돌출 형성되되, 원주방향을 따라 소정 간격 이격되어 구비되는 두 개의 멈춤부가 형성되고, 상기 제2동력전달부의 외주면에는 상기 구동부 출력축의 축방향을 따라 길게 돌출 형성되어 상기 멈춤부 사이에 위치하는 회전방지부가 더 구비되는 탄성 그리퍼 장치.
housing;
A driving unit coupled to a lower portion of the housing;
A gripper coupled to an upper portion of the housing; And
And a power conversion unit connected to the driving unit to convert the rotational movement by the driving unit into the linear movement of the gripper.
An elastic body is provided between the driving unit and the power conversion unit.
Rotation force by the drive unit is transmitted to the power conversion unit through the elastic body,
An outer circumferential surface of the drive unit is coupled to a first power transmission unit for transmitting a driving force, an elastic control unit is coupled to the first power transmission unit, and the elastic body is coupled to the elastic control unit,
On the other hand, the power conversion unit,
A second power transmission unit coupled to the elastic body;
A cam plate connected to the second power transmission unit and having a plurality of cam grooves;
A cam shaft inserted into the cam groove and positioned; And
And a gripper connected to the camshaft.
In addition, the outer circumferential surface of the first power transmission portion is formed in the radial direction, two stops are provided spaced apart by a predetermined interval along the circumferential direction, the outer peripheral surface of the second power transmission portion along the axial direction of the drive shaft output shaft An elastic gripper device further comprising a rotation preventing portion formed to protrude long and positioned between the stop portions.
삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 캠플레이트는 상기 제2동력전달부와 함께 회전하도록 구성된 탄성 그리퍼 장치.
The method of claim 1,
And the cam plate is configured to rotate together with the second power transmission portion.
제4항에 있어서,
상기 탄성체는 탄성조절부 및 제2동력전달부와 결합되는 탄성 그리퍼 장치.
The method of claim 4, wherein
The elastic body is an elastic gripper device coupled to the elastic control unit and the second power transmission unit.
삭제delete 제5항에 있어서,
상기 탄성체는 비틀림 스프링인 것을 특징으로 하는 탄성 그리퍼 장치.
The method of claim 5,
And the elastic body is a torsion spring.
제4항에 있어서,
상기 캠플레이트의 회전에 의해 상기 캠축이 상기 캠플레이트에 형성된 캠홈을 따라 이동하도록 구성된 탄성 그리퍼 장치.
The method of claim 4, wherein
And the camshaft moves along the cam groove formed in the cam plate by the rotation of the cam plate.
제5항에 있어서,
상기 탄성조절부는 상기 제1동력전달부의 외주면에 고정되되,
상기 제1동력전달부의 외주면상에서 회전을 통해 위치를 변경시킬 수 있도록 구성된 탄성 그리퍼 장치.
The method of claim 5,
The elastic control unit is fixed to the outer circumferential surface of the first power transmission unit,
Elastic gripper device configured to change the position through the rotation on the outer peripheral surface of the first power transmission portion.
제9항에 있어서,
상기 탄성조절부의 회전에 의해 상기 탄성조절부 및 제2동력전달부 사이의 탄성체의 탄성력이 변경되는 탄성 그리퍼 장치.
The method of claim 9,
Elastic gripper device to change the elastic force of the elastic body between the elastic control part and the second power transmission portion by the rotation of the elastic control unit.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2004106095A (en) * 2002-09-17 2004-04-08 Mach Eng:Kk Work positioning device
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