KR102138853B1 - 전동 그립핑 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 한 실시예는 4절 링크를 사용한 2핑거 집게 모듈과 액츄에이터 모듈의 결합관계를 개선하여 액츄에이터 모듈과 집게 모듈의 체결 및 분해조립을 용이하게 구현할 수 있고, 전동 그리퍼의 길이를 최소화하여 로봇에 연결될 때 로봇의 작업공간 또는 작업방향을 용이하게 확보할 수 있는 전동 그립핑 장치를 제공하기 위한 것이다. 전동 그립핑 장치는 제1 고정부를 갖고 제1 구동축의 회전력을 발생하는 제1 액츄에이터 모듈, 제2 고정부를 갖고 제2 구동축의 회전력을 발생하는 제2 액츄에이터 모듈, 제1 고정부에 대응하는 위치에 상기 제1 액츄에이터 모듈이 결합되고, 상기 제2 고정부에 대응하는 위치에 제2 액츄에이터 모듈이 결합되는 제1 결합부, 그리고 분리 결합구조를 가지며 외측에 그리퍼의 일부가 결합되는 제2 결합부를 갖는 본체부, 제1 액츄에이터 모듈과 본체부에 일단이 각각 결합되어 링크 연결되고, 타단의 제1 집게에 해당되는 동력을 전달하는 제1 핑거 링크부, 그리고 제2 액츄에이터 모듈과 본체부에 일단이 각각 결합되어 링크 연결되고, 타단의 제2 집게에 해당되는 동력을 전달하는 제2 핑거 링크부를 포함하며, 제1 핑거 링크부와 제2 핑거 링크부는 각각 4절 링크로 형성되고, 제1 집게와 제2 집게는 본체부의 길이방향을 따라 서로 이격되어 서로 대면하는 위치에 구비되고 제1 집게와 제2 집게는 서로 접근하거나 이격될 수 있다.

Description

전동 그립핑 장치{ELECTROMOTIVE GRIPPING DEVICE}

본 발명은 전동 그립핑 장치에 관한 것이다.

자동화 장비를 이용하여 물건을 집고 이송하는 경우 그리퍼를 사용할 수 있다. 많은 경우에 구조가 간단하고 제어가 단순한 공압 그리퍼를 사용하나 별도의 공압 설비를 갖추어야 하기 때문에 소형의 단독장비나 로봇의 경우에는 전동 그리퍼를 사용할 수 있다. 전동 그리퍼 중에 2핑거 그리퍼는 단순한 그리퍼로 많이 사용되고 있다. 일부 전동 그리퍼는 공압 그리퍼 처럼 직선 운동을 하는 핑거를 갖고 있으나 대부분은 파지거리를 크게 하기 위해서 핑거에 4절 링크를 사용할 수 있다.

핑거에 4절 링크를 사용한 2핑거 전동 그리퍼는 모터 한 개를 이용해 2개의 핑거를 동시에 움직이는 경우 그리퍼의 길이가 길어져 공간을 많이 차지하며, 로봇 등에 연결될 때 작업공간과 작업방향을 확보하는데 제약 사항으로 작용할 수 있다.

관련 선행문헌으로, 한국등록특허 1,674,894는 " 산업용 다자유도 그리퍼 "을 개시하며, 한국등록특허 1,701,236는 "액추에이터 모듈"을 개시하며, 일본등록특허 5,892,173는 "로봇 핸드 및 로봇"을 개시한다.

한국등록특허 1,674,894 한국등록특허 1,701,236 일본등록특허 5,892,173

본 발명의 한 실시예는 4절 링크를 사용한 2핑거 집게 모듈과 액츄에이터 모듈의 결합관계를 개선하여 액츄에이터 모듈과 집게 모듈의 체결 및 분해조립을 용이하게 구현할 수 있고, 전동 그리퍼의 길이를 최소화하여 로봇에 연결될 때 로봇의 작업공간 또는 작업방향을 용이하게 확보할 수 있는 전동 그립핑 장치를 제공하기 위한 것이다.

상기 과제 이외에도 구체적으로 언급되지 않은 다른 과제를 달성하는 데 본 발명에 따른 실시예가 사용될 수 있다.

본 발명의 한 실시예에 따른 전동 그립핑 장치는 제1 고정부를 갖고 제1 구동축의 회전력을 발생하는 제1 액츄에이터 모듈, 제2 고정부를 갖고 제2 구동축의 회전력을 발생하는 제2 액츄에이터 모듈, 제1 고정부에 대응하는 위치에 상기 제1 액츄에이터 모듈이 결합되고, 상기 제2 고정부에 대응하는 위치에 제2 액츄에이터 모듈이 결합되는 제1 결합부, 그리고 분리 결합구조를 가지며 외측에 그리퍼의 일부가 결합되는 제2 결합부를 갖는 본체부, 제1 액츄에이터 모듈과 본체부에 일단이 각각 결합되어 링크 연결된 타단의 제1 집게에 해당되는 동력을 전달하는 제1 핑거 링크부, 그리고 제2 액츄에이터 모듈과 본체부에 일단이 각각 결합되어 링크 연결된 타단의 제2 집게에 해당되는 동력을 전달하는 제2 핑거 링크부를 포함하며, 제1 핑거 링크부와 제2 핑거 링크부는 각각 4절 링크로 형성되고, 제1 집게와 제2 집게는 본체부의 길이방향을 따라 서로 이격되어 서로 대면하는 위치에 구비되고 제1 집게와 제2 집게는 서로 접근하거나 이격될 수 있다.

제1 핑거 링크부는 제1 구동축의 길이방향 양측에 결합되는 제1 연결점을 갖고 회동되는 제11 링크, 본체부에 결합되는 제2 연결점을 갖고 회동되는 제12 링크, 제11 링크에 결합되는 제3 연결점을 갖고 회동되는 제13 링크, 그리고 일단이 제13 링크와 결합되는 제4 연결점을 갖고 절곡부에 제12 링크와 결합되는 제5 연결점을 가지며, 타단부에 제1 집게를 갖는 제14 링크를 포함할 수 있다. 여기서, 제1 연결점과 제2 연결점 사이의 직선 길이(a1)는 제4 연결점과 제5 연결점 사이의 직선 길이(a2)와 동일할 수 있다. 그리고 제1 연결점과 제4 연결점 사이의 직선 길이(b1)는 제2 연결점과 제5 연결점 사이의 직선 길이(b2)와 동일할 수 있다.

제11 링크는 일단이 제1 구동축의 길이방향 양측에 각각 결합되고 타단이 미리 설정된 각도를 갖고 상향 경사지게 배치되는 제11 연결부, 그리고 길이방향으로 형성되어 제11 연결부의 타단 사이에 결합되는 제11 결합로드와 제11 결합로드의 길이방향 중심부에서 미리 설정된 각도로 길게 형성되어 제12 링크의 일단과 결합되는 제12 결합로드를 포함하는 제12 연결부를 포함하며, 제11 연결부와 제12 연결부는 제1 액츄에이터 모듈과의 구동 간섭을 고려하여 미리 설정된 각도로 경사지게 결합될 수 있다.

제2 핑거 링크부는 제2 구동축의 길이방향 양측에 결합되는 제1 연결점을 갖고 회동되는 제21 링크, 본체부에 결합되는 제2 연결점을 갖고 회동되는 제22 링크, 제21 링크에 결합되는 제3 연결점을 갖고 회동되는 제23 링크, 그리고 일단이 제23 링크와 결합되는 제4 연결점을 갖고 절곡부에 제22 링크와 결합되는 제5 연결점을 가지며, 타단부에 제2 집게를 갖는 제24 링크를 포함할 수 있다.

제21 링크는 일단이 제2 구동축의 길이방향 양측에 각각 결합되고 타단이 미리 설정된 각도를 갖고 상향 경사지게 배치되는 제21 연결부, 그리고 길이방향으로 형성되어 제21 연결부의 타단 사이에 결합되는 제21 결합로드와 제21 결합로드의 길이방향 중심부에서 미리 설정된 각도로 길게 형성되어 제22 링크의 일단과 결합되는 제22 결합로드를 포함하는 제22 연결부를 포함하며, 제21 연결부와 제22 연결부는 제2 액츄에이터 모듈과의 구동 간섭을 고려하여 미리 설정된 각도로 경사지게 결합될 수 있다.

본체부는 제1 액츄에이터 모듈과 제2 액츄에이터 모듈을 사이에 두고 일측에 구비되어 제1 액츄에이터 모듈과 제2 액츄에이터 모듈과 결합되는 제1 보디부, 그리고 제1 액츄에이터 모듈과 제2 액츄에이터 모듈을 사이에 두고 제1 보디부와 대응하는 타측에 구비되어 제1 액츄에이터 모듈과 제2 액츄에이터 모듈과 결합되는 제2 보디부를 포함할 수 있다.

제1 보디부는 직육면체의 패널 형상으로 형성되는 제11 몸체, 그리고 제11 몸체의 상부에 형성되어 제2 결합부를 갖는 제12 몸체를 포함하며, 제11 몸체의 하면에는 제1 고정부와 제2 고정부에 각각 대응하는 위치에 제11 결합부가 형성될 수 있다.

제2 보디부는 제1 액츄에이터 모듈과 제2 액츄에이터 모듈을 사이에 두고 제11 몸체와 대응하는 위치에서 형성되는 제21 몸체, 그리고 제21 몸체의 하부에 형성되어 핸드 결합부를 갖는 제22 몸체를 포함하며, 제21 몸체의 상면에는 제1 고정부와 제2 고정부에 각각 대응하는 위치에 제21 결합부가 형성될 수 있다.

제1 고정부와 제2 고정부는 각각 제1 액츄에이터 모듈과 제2 액츄에이터 모듈에 형성되며, 제1 고정부는 제1 액츄에이터 모듈의 모서리부분에 형성되는 오목홈에 구비되는 체결구를 포함할 수 있다.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 전동 그립핑 장치는 제1 고정부와 제2 고정부는 제1 액츄에이터 모듈과 제2 액츄에이터 모듈에 형성되며, 제1 고정부는 제1 액츄에이터 모듈의 양측 둘레면을 따라 형성되는 돌기부에 구비되는 복수의 체결구멍을 포함할 수 있다.

본 발명의 한 실시예는 전동 그리퍼의 구동링크가 액츄에이터 모듈에 간섭되지 않도록 그리퍼의 구동링크와 액츄에이터 모듈의 결합관계를 개선하여 액츄에이터 모듈과 그리퍼의 구동링크의 체결 및 분해조립을 용이하게 구현할 수 있으며, 로봇에 연결될 때 로봇의 작업공간 또는 작업방향을 용이하게 확보할 수 있다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 전동 그립핑 장치의 결합된 상태를 도시한 정면도이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 전동 그립핑 장치의 결합관계를 도시한 분리 사시도이다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 본체부와 액츄에이터 모듈의 결합관계를 도시한 분리 사시도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전동 그립핑 장치의 결합된 상태를 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전동 그립핑 장치의 결합관계를 도시한 부분 분리 사시도이다.

첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호가 사용되었다. 또한 널리 알려져 있는 공지기술의 경우 그 구체적인 설명은 생략한다.

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 있는 것을 의미한다.

그러면, 본 발명의 한 실시예에 따른 전동 그립핑 장치에 대하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 전동 그립핑 장치의 결합된 상태를 도시한 정면도이고, 도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 전동 그립핑 장치의 결합관계를 도시한 분리 사시도이며, 도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 본체부와 액츄에이터 모듈의 결합관계를 도시한 분리 사시도이다. 도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 전동 그립핑 장치는 제1 액츄에이터 모듈(100), 제2 액츄에이터 모듈(200), 본체부(300), 제1 핑거 링크부(400), 그리고 제2 핑거 링크부(500)를 포함하며, 제1 핑거 링크부(400)와 제2 핑거 링크부(500)는 서로 동일한 4절 링크로 형성되고, 본체부(300)의 길이방향을 따라 서로 이격되어 제1 집게와 제2 집게가 서로 대면하는 위치에 구비되고 상호 접근 및 이격될 수 있는 2핑거 4절 링크 전동 그리퍼에 관한 것이다.

제1 액츄에이터 모듈(100)은 제1 고정부(110)를 갖고 제1 구동축(102)의 회전력을 발생하는 제1 구동부 기능을 할 수 있다. 제2 액츄에이터 모듈(200)은 제2 고정부(210)를 갖고 제1 액츄에이터 모듈(100)과 서로 대응하는 위치에 배치되며, 제2 구동축(202)의 회전력을 발생하는 제2 구동부 기능을 할 수 있다. 제1 고정부(110)와 제2 고정부(210)는 본체부(300)와 체결구조로 결합될 수 있다. 따라서, 제1 액츄에이터 모듈(100)과 제2 액츄에이터 모듈(200)이 본체부(300)에 용이하게 체결 또는 분리될 수 있다.

본체부(300)는 제1 고정부(110)와 제2 고정부(210)에 각각 대응하는 위치에 제1 액츄에이터 모듈(100)과 제2 액츄에이터 모듈(200)이 각각 결합되는 제1 결합부를 갖고 분리 결합구조로 형성되며, 외측에 그리퍼의 일부가 결합되는 제2 결합부를 갖는다. 본체부(300)는 제1 보디부(310), 그리고 제2 보디부(320)를 포함할 수 있다. 제1 보디부(310)는 제1 액츄에이터 모듈(100)과 제2 액츄에이터 모듈(200)을 사이에 두고 일측에 구비되어 제1 액츄에이터 모듈(100)과 제2 액츄에이터 모듈(200)과 결합될 수 있다. 제1 보디부(310)는 직육면체의 패널 형상으로 형성되는 제11 몸체(312), 그리고 제11 몸체(312)의 상부에 형성되어 제2 결합부를 갖는 제12 몸체(314)를 포함하며, 제11 몸체(312)의 하면에는 제1 고정부(110)와 제2 고정부(210)에 각각 대응하는 위치에 제11 결합부(316)가 형성될 수 있다. 여기서, 제1 고정부(110)와 제2 고정부(210)는 서로 동일한 형상을 갖고 제1 액츄에이터 모듈(100)과 제2 액츄에이터 모듈(200)에 형성되며, 제1 고정부(110)는 제1 액츄에이터 모듈(100)의 모서리부분에 형성되는 오목홈(112)에 구비되는 체결구(114)를 포함할 수 있다.

제2 보디부(320)는 제1 액츄에이터 모듈(100)과 제2 액츄에이터 모듈(200)을 사이에 두고 제1 보디부(310)와 대응하는 타측에 구비되어 제1 액츄에이터 모듈(100)과 제2 액츄에이터 모듈(200)과 결합될 수 있다. 제2 보디부(320)는 제1 액츄에이터 모듈(100)과 제2 액츄에이터 모듈(200)을 사이에 두고 제11 몸체(312)와 대응하는 위치에서 직육면체의 패널 형상으로 형성되는 제21 몸체(322), 그리고 제21 몸체(322)의 하부에 형성되어 핸드 결합부를 갖는 제22 몸체(324)를 포함하며, 제21 몸체(322)의 상면에는 제1 고정부(110)와 제2 고정부(210)에 각각 대응하는 위치에 제21 결합부(326)가 형성될 수 있다. 제2 보디부(320)의 일면에 핸드 결합부를 갖는 제22 몸체(324)를 이용하여 로봇의 핸드에 체결할 수 있으므로 전동 그리퍼를 로봇의 핸드에 장탈착하기 용이하다. 또한, 제1 액츄에이터 모듈(100)과 제2 액츄에이터 모듈(200)의 체결구조를 한쪽 면만을 이용하여 전동 그리퍼와 연결시킬 수 있으므로 분해 조립이 용이하다.

제1 핑거 링크부(400)와 제2 핑거 링크부(500)는 서로 동일한 4절 링크로 형성되며, 본체부(300)의 길이방향을 따라 서로 이격되어 제1 집게와 제2 집게가 서로 대면하는 위치에 평행하게 구비되고 상호 접근 및 이격될 수 있다. 제1 핑거 링크부(400)와 제2 핑거 링크부(500)는 상호 접근되도록 이격되어 물건을 파지하는 한 쌍의 집게를 가지며, 이들 집게는 평행한 링크 메커니즘으로 그립핑 동작을 수행할 수 있다. 제1 핑거 링크부(400)와 제2 핑거 링크부(500)는 링크 하부에 별도의 구동부가 없기 때문에 전동 그리퍼의 전체 길이를 최소화할 수 있다. 따라서, 로봇의 핸드에 결합했을 때 작업공간에서 작업 반경이 감소되고 작업방향 확보를 용이하게 선택할 수 있다.

제1 핑거 링크부(400)는 제1 액츄에이터 모듈(100)과 본체부(300)에 일단이 각각 결합되어 링크 연결된 타단의 제1 집게에 해당되는 동력을 전달할 수 있다. 제1 핑거 링크부(400)는 제11 링크(410), 제12 링크(420), 제13 링크(430), 그리고 제14 링크(440)를 포함할 수 있다.

제11 링크(410)는 구동링크 기능을 하며, 제1 액츄에이터 모듈(100)과의 간섭을 고려하여 미리 설정된 각도를 갖고 형성될 수 있다. 제11 링크(410)는 적절한 각도로 구부러지게 형성되어 제1 구동축(102)의 길이방향 양측에 결합되는 제1 연결점(410a)을 갖고 회동될 수 있다. 제11 링크(410)는 제11 연결부(412), 그리고 제12 연결부(414)를 포함하며, 제11 연결부(412)와 제12 연결부(414)는 제1 액츄에이터 모듈(100)과의 구동 간섭을 고려하여 미리 설정된 각도로 경사지게 결합될 수 있다. 제11 연결부(412)는 일단이 제1 구동축(102)의 길이방향 양측에 각각 결합되고 타단이 미리 설정된 각도를 갖고 상향 경사지게 배치될 수 있다. 제11 연결부(412)는 길이방향을 따라 일측이 넓게 형성되고, 타측이 좁게 형성될 수 있다. 제11 연결부(412)가 제1 구동축(102)에 결합되는 위치에는 제1 구동축(102) 주변으로 결합판(102a)이 구비될 수 있다. 결합판(102a)에는 원주방향으로 다수개의 체결홀을 갖는다. 그리고 제11 연결부(412)에는 결합판(102a)과 대응하는 위치에서 결합판(102a)의 형상과 대응하는 라운드 형상을 갖고 체결홀과 대응하는 위치에 결합홀을 구비할 수 있다. 제11 연결부(412)와 결합판(102a)이 복수개의 위치에서 체결구조로 결합됨에 따라 보다 견고하고 안정되게 제1 액츄에이터 모듈(100)의 구동력을 전동 그리퍼로 전달할 수 있다.

제12 연결부(414)는 길이방향으로 형성되어 제11 연결부(412)의 타단 사이에 결합되는 제11 결합로드와 제11 결합로드의 길이방향 중심부에서 미리 설정된 각도로 길게 형성되어 제13 링크(430)의 일단과 결합되는 제12 결합로드를 포함할 수 있다.

제12 링크(420)는 본체부(300)에 결합되는 제2 연결점(420a)을 갖고 회동될 수 있다. 제13 링크(430)는 제11 링크(410)에 결합되는 제3 연결점(430a)을 갖고 회동될 수 있다. 제13 링크(430)는 제11 링크(410)와 고정되게 연결되어 함께 움직이도록 하나의 링크로 구현될 수도 있다. 이러한 경우, 제13 링크(430)는 제11 링크(410)에 결합되는 제3 연결점(430a)이 2개로 구현될 수 있다.

제14 링크(440)는 일단이 제13 링크(430)와 결합되는 제4 연결점(440a)을 갖고 절곡부에 제12 링크(420)와 결합되는 제5 연결점을 가지며, 타단부에 제1 집게를 갖는다. 여기서, 제1 연결점(410a)과 제2 연결점(420a) 사이의 직선 길이(a1)는 제4 연결점(440a)과 제5 연결점(440b) 사이의 직선 길이(a2)와 동일할 수 있다. 그리고 제1 연결점(410a)과 제4 연결점(440a) 사이의 직선 길이(b1)는 제2 연결점(420a)과 제5 연결점(440b) 사이의 직선 길이(b2)와 동일할 수 있다. 따라서, 제1 핑거 링크부(400)와 제2 핑거 링크부(500)는 서로 동일한 4절 링크로 형성되고, 본체부(300)의 길이방향을 따라 서로 대면하는 위치에 이격되어 배치되며, 링크간 연결지점을 동일하게 형성하므로써 서로 평행하게 상호 접근 및 이격될 수 있다. 또한, 제1 핑거 링크부(400)와 제2 핑거 링크부(500)가 서로 평행을 유지하면서 본체부(300)와 제1 액츄에이터 모듈(100), 그리고 제2 액츄에이터 모듈(200)로부터 용이하게 분리 및 결합될 수 있다. 따라서, 전동 그리퍼의 길이를 최소화할 수 있으며, 로봇에 연결될 때 로봇의 작업공간 또는 작업방향을 확보할 수 있다.

제2 핑거 링크부(500)는 제2 액츄에이터 모듈(200)과 본체부(300)에 일단이 각각 결합되어 링크 연결된 타단의 제2 집게에 해당되는 동력을 전달할 수 있다. 제2 핑거 링크부(500)는 제21 링크(510), 제22 링크(520), 제23 링크(530), 그리고 제24 링크(540)를 포함할 수 있다.

제21 링크(510)는 제2 구동축(202)의 길이방향 양측에 결합되는 제1 연결점(410a)을 갖고 회동될 수 있다. 제21 링크(510)는 제21 연결부(512), 그리고 제22 연결부(514)를 포함하며, 제21 연결부(512)와 제22 연결부(514)는 제2 액츄에이터 모듈(200)과의 구동 간섭을 고려하여 미리 설정된 각도로 경사지게 결합될 수 있다. 제21 연결부(512)는 일단이 제2 구동축(202)의 길이방향 양측에 각각 결합되고 타단이 미리 설정된 각도를 갖고 상향 경사지게 배치될 수 있다. 제22 연결부(514)는 길이방향으로 형성되어 제21 연결부(512)의 타단 사이에 결합되는 제21 결합로드와 제21 결합로드의 길이방향 중심부에서 미리 설정된 각도로 길게 형성되어 제23 링크(530)의 일단과 결합되는 제22 결합로드를 포함할 수 있다.

제22 링크(520)는 본체부(300)에 결합되는 제2 연결점(420a)을 갖고 회동될 수 있다. 제23 링크(530)는 제21 링크(510)에 결합되는 제3 연결점(430a)을 갖고 회동될 수 있다. 제23 링크(530)는 제21 링크(510)와 고정되게 연결되어 함께 움직이도록 하나의 링크로 구현될 수도 있다. 이러한 경우, 제23 링크(530)는 제21 링크(510)에 결합되는 제3 연결점(430a)이 2개로 구현될 수 있다.

제24 링크(540)는 일단이 제23 링크(530)와 결합되는 제4 연결점(440a)을 갖고 절곡부에 제22 링크(520)와 결합되는 제5 연결점(440b)을 가지며, 타단부에 제2 집게를 갖는다.

상기한 바와 같이 본 발명의 한 실시예에 따른 전동 그립핑 장치는 본체부(300)와 액츄에이터 모듈의 사이에서 평행하게 구비되어 최단 길이를 구현할 수 있는 2핑거 4절 링크 형태의 전동 그리퍼를 포함할 수 있다. 즉, 액츄에이터 모듈과 그리퍼 링크 모듈의 결합시 평행한 2핑거 4절 링크 전동 그리퍼를 구현하여 전동 그리퍼를 로봇의 핸드에 결합했을 때 작업공간이나 작업방향 확보가 용이하도록 전동 그리퍼의 전체 길이를 짧게 만들 수 있다.

전동 그립핑 장치는 4절 링크를 사용한 2핑거 집게 모듈과 액츄에이터 모듈의 결합관계를 개선하여 액츄에이터 모듈과 집게 모듈의 체결 및 분해조립을 용이하게 구현할 수 있다. 그리고, 제1 액츄에이터 모듈(100)과 제2 액츄에이터 모듈(200)의 구동력이 직접 제1 핑거 링크부(400)와 제2 핑거 링크부(500)로 전달되며, 집게 모듈과 액츄에이터 모듈의 결합시 집게 모듈의 구동링크가 액츄에이터 모듈에 간섭되지 않도록 집게 모듈과 액츄에이터 모듈의 결합관계를 개선하여 로봇에 연결될 때 로봇의 작업공간 또는 작업방향을 용이하게 확보할 수 있다.

도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 한 실시예에 따른 전동 그립핑 장치의 동작을 설명한다.

먼저, 본체부(300)에 제1 액츄에이터 모듈(100)과 제2 액츄에이터 모듈(200)이 결합된 상태에서 제1 액츄에이터 모듈(100)과 제2 액츄에이터 모듈(200)의 구동에 의해 제1 구동축(102)과 제2 구동축(202)이 각각 회전할 수 있으며, 제1 액츄에이터 모듈(100)의 구동에 의해 제1 구동축(102)이 시계 방향으로 회전하는 상태를 가정하면, 제1 구동축(102)의 동력을 제11 링크(410)로 전달할 수 있다. 따라서, 제11 링크(410)는 제1 구동축(102)과 같은 방향으로 회전할 수 있다. 제1 구동축(102)이 시계방향으로 회전하면 제1 핑거 링크부(400)의 제11 링크(410)는 연동되어 시계 방향으로 회전할 수 있다. 그리고 제11 링크(410)에 연결된 제13 링크(430)는 상향으로 이동하게 될 수 있다. 제14 링크(440)도 제13 링크(430)에 연결된 상태이므로 상향으로 이동하게 될 수 있다. 이때 제14 링크(440)는 제12 링크(420)와 제13 링크(430)에 각각 연결된 상태이므로 제14 링크(440)는 제2 핑거 링크부(500)의 방향으로 이동할 수 있다.

한편, 제2 핑거 링크부(500)가 제1 핑거 링크부(400)와 함께 닫히거나 펴질 수 있도록 제2 액츄에이터 모듈(200)의 구동에 의해 제2 구동축(202)이 반시계 방향으로 회전할 수 있다. 제2 구동축(202)이 반시계 방향으로 회전하면 제2 핑거 링크부(500)의 제21 링크(510)는 연동되어 반시계 방향으로 회전할 수 있다. 그리고 제21 링크(510)에 연결된 제23 링크(530)는 상향으로 이동하게 될 수 있다. 제24 링크(540)도 제23 링크(530)에 연결된 상태이므로 상향으로 이동하게 될 수 있다. 이때 제24 링크(540)는 제22 링크(520)와 제23 링크(530)에 각각 연결된 상태이므로 제24 링크(540)는 제1 핑거 링크부(400)의 방향으로 이동할 수 있다.

제1 액츄에이터 모듈(100)의 제1 구동축(102)과 제2 액츄에이터 모듈(200)의 제2 구동축(202)을 중심으로 수평 배치되는 제11 링크(410)와 제21 링크(510)가 각각 시계 방향과 반시계 방향으로 회전됨에 따라 제1 핑거 링크부(400)와 제2 핑거 링크부(500)는 서로 가까워질 수 있다. 이와는 달리, 제1 구동축(102)과 제2 구동축(202)의 회전방향이 바뀌게 되면 제1 핑거 링크부(400)와 제2 핑거 링크부(500)는 서로 멀어질 수 있다.

상기한 바와 같이 본 발명의 한 실시예에 따른 전동 그립핑 장치를 이용하면 전동 그리퍼의 구동링크가 액츄에이터 모듈에 간섭되지 않도록 집게 모듈과 액츄에이터 모듈의 결합관계를 개선하여 액츄에이터 모듈과 집게 모듈의 체결 및 분해조립을 용이하게 구현할 수 있다. 그리고 전동 그리퍼의 길이가 최소화되어 전동 그리퍼를 로봇의 핸드에 부착했을 때 작업공간이나 작업방향 확보가 용이하므로 전동 그리퍼의 사용처가 크게 확대될 수 있다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전동 그립핑 장치의 결합된 상태를 도시한 사시도이고, 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전동 그립핑 장치의 결합관계를 도시한 부분 분리 사시도이다. 도 4와 도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 전동 그립핑 장치는 본체부(300a)에 제1 액츄에이터 모듈(100a)과 제2 액츄에이터 모듈(200a)이 결합되는 방식이 서로 상이하며, 결합방식 이외의 구성 및 동작은 본 발명의 한 실시예에 따른 전동 그립핑 장치와 동일하게 적용할 수 있다.

도 4와 도 5를 참조하면, 본체부(300a)는 제1 액츄에이터 모듈(100a)과 제2 액츄에이터 모듈(200a)을 사이에 두고 일측에 구비되어 제1 액츄에이터 모듈(100a)과 제2 액츄에이터 모듈(200a)과 결합되는 제1 보디부(310a), 그리고 제1 액츄에이터 모듈(100a)과 제2 액츄에이터 모듈(200a)을 사이에 두고 제1 보디부(310a)와 대응하는 타측에 구비되어 제1 액츄에이터 모듈(100a)과 제2 액츄에이터 모듈(200a)과 결합되는 제2 보디부(320a)를 포함할 수 있다.

제1 보디부(310a)는 직육면체의 패널 형상으로 형성되는 제11 몸체(312a), 그리고 제11 몸체(312a)의 상부에 형성되어 제2 결합부를 갖는 제12 몸체(314a)를 포함하며, 제11 몸체(312a)의 하면에는 제1 고정부와 제2 고정부에 각각 대응하는 위치에 제11 결합부(316a)가 형성될 수 있다. 여기서, 제1 고정부와 제2 고정부는 서로 동일한 형상을 갖고 제1 액츄에이터 모듈(100a)과 제2 액츄에이터 모듈(200a)에 형성되며, 제1 고정부는 제1 액츄에이터 모듈(100a)의 양측 둘레면을 따라 형성되는 돌기부(100a1)에 구비되는 복수의 체결구멍(100a2)을 포함할 수 있다.

제2 보디부(320a)는 제1 액츄에이터 모듈(100a)과 제2 액츄에이터 모듈(200a)을 사이에 두고 제11 몸체(312a)와 대응하는 위치에서 직육면체의 패널 형상으로 형성되는 제21 몸체(322a), 그리고 제21 몸체(322a)의 하부에 형성되어 핸드 결합부를 갖는 제22 몸체(324a)를 포함하며, 제21 몸체(322a)의 상면에는 제1 고정부와 제2 고정부에 각각 대응하는 위치에 제21 결합부(326a)가 형성될 수 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

100 ; 제1 액츄에이터 모듈 110 ; 제1 고정부
200 ; 제2 액츄에이터 모듈 210 ; 제2 고정부
300 ; 본체부 310 ; 제1 보디부
312 ; 제11 몸체 314 ; 제12 몸체
316 ; 제11 결합부 320 ; 제2 보디부
322 ; 제21 몸체 324 ; 제22 몸체
326 ; 제21 결합부 400 ; 제1 핑거 링크부
410 ; 제11 링크 420 ; 제12 링크
430 ; 제13 링크 440 ; 제14 링크
500 ; 제2 핑거 링크부

Claims (12)

1. 제1 고정부를 갖고 제1 구동축의 회전력을 발생하는 제1 액츄에이터 모듈,
   제2 고정부를 갖고 제2 구동축의 회전력을 발생하는 제2 액츄에이터 모듈,
   상기 제1 고정부에 대응하는 위치에 상기 제1 액츄에이터 모듈이 결합되고, 상기 제2 고정부에 대응하는 위치에 상기 제2 액츄에이터 모듈이 결합되는 제1 결합부, 그리고 외측에 그리퍼의 일부가 결합되는 제2 결합부를 갖는 본체부,
   상기 제1 액츄에이터 모듈과 상기 본체부에 일단이 각각 결합되어 링크 연결되고, 타단의 제1 집게에 해당되는 동력을 전달하는 제1 핑거 링크부, 그리고
   상기 제2 액츄에이터 모듈과 상기 본체부에 일단이 각각 결합되어 링크 연결되고, 타단의 제2 집게에 해당되는 동력을 전달하는 제2 핑거 링크부
   를 포함하며,
   상기 제1 핑거 링크부와 상기 제2 핑거 링크부는 각각 4절 링크로 형성되며, 상기 제1 집게와 상기 제2 집게는 상기 본체부의 길이방향을 따라 서로 이격되어 서로 대면하는 위치에 구비되고 상기 제1 집게와 상기 제2 집게는 서로 접근하거나 이격되고,
   상기 본체부는 상기 제1 액츄에이터 모듈과 상기 제2 액츄에이터 모듈을 사이에 두고 일측에 구비되어 상기 제1 고정부와 상기 제2 고정부에 각각 대응하는 위치에 결합되는 제11 결합부를 갖고 상기 제1 액츄에이터 모듈과 상기 제2 액츄에이터 모듈과 결합되는 제1 보디부, 그리고
   상기 제1 액츄에이터 모듈과 상기 제2 액츄에이터 모듈을 사이에 두고 상기 제1 보디부와 대응하는 타측에 구비되어 상기 제1 고정부와 상기 제2 고정부에 각각 대응하는 위치에 결합되는 제21 결합부를 갖고 상기 제1 액츄에이터 모듈과 상기 제2 액츄에이터 모듈과 결합되는 제2 보디부를 포함하는 전동 그립핑 장치.
2. 제1항에서,
   상기 제1 핑거 링크부는
   상기 제1 구동축의 길이방향 양측에 결합되는 제1 연결점을 갖고 회동되는 제11 링크,
   상기 본체부에 결합되는 제2 연결점을 갖고 회동되는 제12 링크,
   상기 제11 링크에 결합되는 제3 연결점을 갖고 회동되는 제13 링크, 그리고
   일단이 상기 제13 링크와 결합되는 제4 연결점을 갖고 절곡부에 상기 제12 링크와 결합되는 제5 연결점을 가지며, 타단부에 제1 집게를 갖는 제14 링크를 포함하는 전동 그립핑 장치.
3. 제2항에서,
   상기 제1 연결점과 상기 제2 연결점 사이의 직선 길이(a1)는 상기 제4 연결점과 상기 제5 연결점 사이의 직선 길이(a2)와 동일한 전동 그립핑 장치.
4. 제3항에서,
   상기 제1 연결점과 상기 제4 연결점 사이의 직선 길이(b1)는 상기 제2 연결점과 상기 제5 연결점 사이의 직선 길이(b2)와 동일한 전동 그립핑 장치.
5. 제2항에서,
   상기 제11 링크는
   일단이 상기 제1 구동축의 길이방향 양측에 각각 결합되고 타단이 미리 설정된 각도를 갖고 상향 경사지게 배치되는 제11 연결부, 그리고
   길이방향으로 형성되어 상기 제11 연결부의 타단 사이에 결합되는 제11 결합로드와 상기 제11 결합로드의 길이방향 중심부에서 미리 설정된 각도로 길게 형성되어 상기 제12 링크의 일단과 결합되는 제12 결합로드를 포함하는 제12 연결부를 포함하며,
   상기 제11 연결부와 상기 제12 연결부는 상기 제1 액츄에이터 모듈과의 구동 간섭을 고려하여 미리 설정된 각도로 경사지게 결합되는 전동 그립핑 장치.
6. 제1항에서,
   상기 제2 핑거 링크부는
   상기 제2 구동축의 길이방향 양측에 결합되는 제1 연결점을 갖고 회동되는 제21 링크,
   상기 본체부에 결합되는 제2 연결점을 갖고 회동되는 제22 링크,
   상기 제21 링크에 결합되는 제3 연결점을 갖고 회동되는 제23 링크, 그리고
   일단이 상기 제23 링크와 결합되는 제4 연결점을 갖고 절곡부에 상기 제22 링크와 결합되는 제5 연결점을 가지며, 타단부에 제2 집게를 갖는 제24 링크를 포함하는 전동 그립핑 장치.
7. 제6항에서,
   상기 제21 링크는
   일단이 상기 제2 구동축의 길이방향 양측에 각각 결합되고 타단이 미리 설정된 각도를 갖고 상향 경사지게 배치되는 제21 연결부, 그리고
   길이방향으로 형성되어 상기 제21 연결부의 타단 사이에 결합되는 제21 결합로드와 상기 제21 결합로드의 길이방향 중심부에서 미리 설정된 각도로 길게 형성되어 상기 제22 링크의 일단과 결합되는 제22 결합로드를 포함하는 제22 연결부를 포함하며,
   상기 제21 연결부와 상기 제22 연결부는 상기 제2 액츄에이터 모듈과의 구동 간섭을 고려하여 미리 설정된 각도로 경사지게 결합되는 전동 그립핑 장치.
8. 삭제
9. 제1항에서,
   상기 제1 보디부는
   직육면체의 패널 형상으로 형성되는 제11 몸체, 그리고
   상기 제11 몸체의 상부에 형성되어 상기 제2 결합부를 갖는 제12 몸체를 포함하며,
   상기 제11 몸체의 하면에는 상기 제1 고정부와 상기 제2 고정부에 각각 대응하는 위치에 상기 제11 결합부가 형성되는 전동 그립핑 장치.
10. 제9항에서,
    상기 제2 보디부는
    상기 제1 액츄에이터 모듈과 상기 제2 액츄에이터 모듈을 사이에 두고 상기 제11 몸체와 대응하는 위치에서 형성되는 제21 몸체, 그리고
    상기 제21 몸체의 하부에 형성되어 핸드 결합부를 갖는 제22 몸체를 포함하며,
    상기 제21 몸체의 상면에는 상기 제1 고정부와 상기 제2 고정부에 각각 대응하는 위치에 상기 제21 결합부가 형성되는 전동 그립핑 장치.
11. 제1항에서,
    상기 제1 고정부와 상기 제2 고정부는 각각 상기 제1액츄에이터 모듈과 상기 제2 액츄에이터 모듈에 형성되며, 상기 제1 고정부는 상기 제1 액츄에이터 모듈의 모서리부분에 형성되는 오목홈에 구비되는 체결구를 포함하는 전동 그립핑 장치.
12. 제1항에서,
    상기 제1 고정부와 상기 제2 고정부는 상기 제1액츄에이터 모듈과 상기 제2 액츄에이터 모듈에 형성되며, 상기 제1 고정부는 상기 제1 액츄에이터 모듈의 양측 둘레면을 따라 형성되는 돌기부에 구비되는 복수의 체결구멍을 포함하는 전동 그립핑 장치.

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