KR102152467B1 - 그립장치 및 이를 가지는 그립로봇 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일실시예는 파지 물체의 손상을 줄이고 파지된 물체가 이탈되지 않도록 효과적으로 파지를 유지하며, 다양한 형태의 파지 물체의 파지가 가능한 그립장치 및 이를 가지는 그립로봇을 제공한다. 여기서, 그립장치는 제1유연커버부, 제1분말체, 제1진공압 발생부 그리고 제1유연지지부를 포함한다. 제1유연커버부는 목표 파지 물체가 밀착되는 파지면과, 파지면과 짝을 이루는 기준면을 가지고 내측에는 제1수용공간을 가진다. 제1분말체는 제1수용공간에 채워지고, 밀착되는 목표 파지 물체의 형상에 대응하여 변형된다. 제1진공압 발생부는 제1유연커버부에 연결되고, 제1수용공간의 공기를 흡입하여 제1유연커버부가 수축되도록 하며, 수축되는 제1유연커버부에 의해 목표 파지 물체의 형상에 대응하여 변형된 제1분말체가 압착되어 고정되도록 하여 목표 파지 물체가 제1유연커버부에 의해 그리핑 되도록 한다. 그리고, 제1유연지지부는 기준면에 밀착되도록 마련되고, 제1유연커버부가 목표 파지 물체에 의해 가압되어 변형 시에 함께 변형되면서 제1유연커버부를 지지한다.

Description

그립장치 및 이를 가지는 그립로봇{GRIP APPARATUS AND GRIP ROBOT HAVING THE SAME}

본 발명은 그립장치 및 이를 가지는 그립로봇에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 파지 물체의 손상을 줄이고 파지된 물체가 이탈되지 않도록 효과적으로 파지를 유지하며, 다양한 형태의 파지 물체의 파지가 가능한 그립장치 및 이를 가지는 그립로봇에 관한 것이다.

일반적으로, 협업로봇은 산업용로봇에 안전기능이 강화되어 인간과 같은 공간에서 공동작업이 가능한 제조로봇을 말한다.

협업로봇은 공정 재배치가 용이하기 때문에, 기존 산업용 로봇에 비해 생산 유연성 증대 효과가 큰 장점이 있다. 이에 따라, 협업 로봇은 단팔 형태의 협업로봇, 양팔 형태의 협업로봇 등이 여러 형태로 개발되고 있다.

그러나, 물류자동화 요구 증대에 따른 다품종 부품과 화물에 대한 피킹 작업 자동화가 시급함에도 불구하고, 기존의 협업로봇 기술은 인간의 손을 그대로 본 따서 모터로 구동하는 로봇 손의 형태의 그리퍼(Gripper)가 대부분이다. 그런데, 인간의 손의 형태를 구현하기 위해서는 각 손가락에 해당하는 부분별로, 액츄에이터와, 회전구동링크 등의 구성이 마련되어야 하고, 각각의 액츄에이터를 제어하기 위한 제어장치가 필요하기 때문에, 구성이 복잡해지고 이를 통합하기 위한 제어 시스템도 복잡해지는 문제점이 있다.

그리고, 종래에 사용되는 로봇 그리퍼의 경우는 다양한 모양과 재질의 물체를 잡기가 어려운 경우가 많다. 왜냐하면, 일반적으로 각각의 로봇은 잡을 수 있는 물체가 한정되어 있어, 물체에 맞는 그리퍼를 각각 구입하여 결합하여야 하고, 이에 따른 제어기도 물체에 맞게 튜닝되어야 하는 번거로움이 있다.

특히, 야채 등의 비정형 유연 물체의 경우 파지 시에 최소한의 힘을 이용하여 파지 물체의 손상을 최소화하고, 파지 후에는 파지된 물체가 이탈하지 않도록 효과적으로 파지를 유지하기 위한 기술이 요구된다. 또한, 물체를 파지한 상태에서 이동하는 등의 경우에 파지된 물체에 추가로 인가될 수 있는 힘을 최소화하여 파지 물체의 손상을 최소화하고, 물체의 크기에 제한되지 않으면서 다양한 형태의 물체 파지가 가능한 기술이 요구된다.

대한민국 공개특허공보 제2012-0126576호(2012.11.21. 공개)

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 파지 물체의 손상을 줄이고 파지된 물체가 이탈되지 않도록 효과적으로 파지를 유지하며, 다양한 형태의 파지 물체의 파지가 가능한 그립장치 및 이를 가지는 그립로봇을 제공하는 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예는 목표 파지 물체가 밀착되는 파지면과, 상기 파지면과 짝을 이루는 기준면을 가지고 내측에는 제1수용공간을 가지는 제1유연커버부; 상기 제1수용공간에 채워지고, 밀착되는 상기 목표 파지 물체의 형상에 대응하여 변형되는 제1분말체; 상기 제1유연커버부에 연결되고, 상기 제1수용공간의 공기를 흡입하여 상기 제1유연커버부가 수축되도록 하며, 수축되는 상기 제1유연커버부에 의해 상기 목표 파지 물체의 형상에 대응하여 변형된 상기 제1분말체가 압착되어 고정되도록 하여 상기 목표 파지 물체가 상기 제1유연커버부에 의해 그리핑 되도록 하는 제1진공압 발생부; 그리고 상기 기준면에 밀착되도록 마련되고, 상기 제1유연커버부가 상기 목표 파지 물체에 의해 가압되어 변형 시에 함께 변형되면서 상기 제1유연커버부를 지지하는 제1유연지지부를 포함하는 그립장치를 제공한다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제1수용공간에 마련되고, 상기 제1분말체의 크기보다 작은 크기의 제1다공을 가지도록 형성되며, 내측에 상기 제1분말체를 수용하는 제1유연포켓부를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제1유연포켓부는 내측에 수용되는 상기 제1분말체가 균일하게 분포되어 수용되도록 하는 복수의 구획부를 가질 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제1진공압 발생부는 상기 제1수용공간의 내측으로 연장되어 상기 제1수용공간의 공기를 흡입하는 제1흡입관을 가지고, 상기 제1흡입관의 일단부는 상기 제1유연포켓부에 연결될 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 기준면에 밀착되는 상기 제1유연지지부의 지지면에는 요철부가 더 형성될 수 있다.

한편, 상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예는 적어도 한 쌍이 구비되고, 각각의 일단부에 구비되는 제1고정프레임이 서로 가까워지거나 멀어지도록 동작하는 암; 상기 제1고정프레임에 상기 제1유연지지부가 결합되며 상기 파지면이 서로 대향되도록 마련되는 그립장치; 그리고 상기 암 및 상기 제1고정프레임을 연결하고, 상기 암을 기준으로 상기 제1고정프레임이 회전되도록 하며, 회전된 상기 그립장치가 고정되도록 하는 유연조인트를 포함하는 그립로봇을 제공한다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 유연조인트는 몸체를 형성하며, 일측면은 상기 암에 결합되고, 타측면은 상기 제1고정프레임에 결합되는 탄성몸체부와, 상기 탄성몸체부를 감싸도록 구비되고, 내측에는 제2수용공간을 가지는 제2유연커버부와, 상기 제2수용공간에 채워지는 제2분말체와, 상기 제2유연커버부에 연결되고, 상기 제2수용공간의 공기를 흡입하여 상기 제2유연커버부가 수축되도록 하며, 수축되는 상기 제2유연커버부에 의해 상기 제2분말체가 압착 고정됨에 따라 상기 탄성몸체부가 고정되도록 하는 제2진공압 발생부를 가질 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제2수용공간에 마련되고, 상기 제2분말체의 크기보다 작은 크기의 제2다공을 가지도록 형성되며, 내측에 상기 제2분말체를 수용하는 제2유연포켓부를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 유연조인트는 상기 제2유연커버부의 외주면에 밀착되도록 구비되고, 상기 제2유연커버부가 변형 시에 함께 변형되면서 상기 제2유연커버부를 지지하는 제2유연지지부와, 상기 제2유연지지부의 외주면에 구비되어 상기 제2유연지지부를 지지하는 제2고정프레임을 더 가질 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 제1유연지지부를 마련하여 제1유연커버부를 지지하는 구성을 취하고, 제1유연커버부의 두께를 얇게 하여 제1분말체의 양을 줄임으로써, 제1분말체에 목표 파지 물체에 의한 가압력이 효과적으로 적용되도록 할 수 있다. 이를 통해 목표 파지 물체에 의한 제1분말체의 변형이 더욱 효과적으로 이루어지고 상대적으로 작은 힘을 이용해서 목표 파지 물체의 파지가 가능할 수 있다. 그리고, 상대적으로 작은 힘을 이용하여 목표 파지 물체를 파지할 수 있기 때문에, 목표 파지 물체가 쉽게 파손될 수 있는 물체인 경우에도 손상을 최소화하면서 파지가 가능할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 그립로봇의 유연조인트는 형상이 변형되고, 변형된 후 형상이 고정될 수 있기 때문에, 목표 파지 물체가 비정형 형상이거나 유연 물체이더라도 그립장치가 목표 파지 물체를 지속해서 안정적으로 파지할 수 있도록 할 수 있고, 목표 파지 물체의 파지 가능한 크기, 형태 및 강도에 대한 제한이 적어지도록 할 수 있다.

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 그립장치를 나타낸 예시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 그립장치의 제1유연포켓부를 중심으로 나타낸 평면예시도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 그립장치를 나타낸 단면예시도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 그립장치의 작동예를 설명하기 위한 예시도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 그립장치를 비교 설명하기 위한 예시도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 그립장치의 제1유연지지부를 나타낸 예시도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 그립로봇을 나타낸 예시도이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 그립로봇의 유연조인트를 중심으로 나타낸 단면예시도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 그립로봇의 유연조인트를 중심으로 나타낸 단면예시도이다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 “연결(접속, 접촉, 결합)”되어 있다고 할 때, 이는 “직접적으로 연결”되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 “간접적으로 연결”되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, “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.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 그립장치를 나타낸 예시도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 그립장치의 제1유연포켓부를 중심으로 나타낸 평면예시도이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 그립장치를 나타낸 단면예시도이다.

도 1 내지 도 3에서 보는 바와 같이, 그립장치(100)는 제1유연커버부(110), 제1분말체(120), 제1진공압 발생부(130) 그리고 제1유연지지부(140)를 포함할 수 있다.

제1유연커버부(110)는 제1유연커버부(110)의 일측면을 형성하고 목표 파지 물체가 밀착되는 파지면(111)과, 제1유연커버부(110)의 타측면을 형성하고 파지면(111)과 짝을 이루는 기준면(112)을 가질 수 있으며, 내측에는 제1수용공간(113)을 가질 수 있다.

여기서, 목표 파지 물체는 그립장치(100)를 이용하여 파지하고자 하는 물체를 의미할 수 있다.

제1유연커버부(110)는 유연성을 가지는 얇은 막의 형태로 이루어질 수 있으며, 공기가 통하지 않는 소재로 이루어질 수 있다.

제1분말체(120)는 제1수용공간(113)에 채워질 수 있다. 제1분말체(120)는 분말 형태를 이룰 수 있다.

제1유연커버부(110)에 목표 파지 물체가 가압되면 제1분말체(120)는 가압되는 목표 파지 물체의 형상에 대응하여 변형될 수 있다. 여기서, 제1분말체(120)가 변형된다는 말은 가압되는 목표 파지 물체에 의해 분말들이 밀려나면서 형상이 변형되는 것을 의미한다.

제1진공압 발생부(130)는 제1유연커버부(110)에 연결될 수 있다. 제1진공압 발생부(130)는 제1흡입관(131)을 가질 수 있으며, 제1흡입관(131)은 제1수용공간(113)의 내측으로 연장될 수 있다. 제1진공압 발생부(130)는 제1흡입관(131)을 통해 제1수용공간(113)의 공기를 흡입할 수 있다.

제1진공압 발생부(130)에 의해 제1수용공간(113)의 공기가 흡입되면, 제1유연커버부(110)는 수축될 수 있다. 그리고, 제1수용공간(113)의 공기가 빠져나가면서 제1유연커버부(110)가 수축됨에 따라 제1분말체(120)는 압착되어 견고하게 고정될 수 있다. 후술하겠지만, 목표 파지 물체가 파지면(111)에 가압된 상태에서 제1진공압 발생부(130)가 제1수용공간(113)의 공기를 흡입하면, 제1분말체(120)는 가압된 목표 파지 물체에 의해 형상이 변형된 상태에서 제1유연커버부(110)가 수축함에 따라 서로 압착되고, 제1분말체(120)와 제1유연커버부(110)는 딱딱하게 굳어지게 된다. 즉, 파지면(111)에 목표 파지 물체가 가압됨에 따라 변형된 제1분말체(120)는 변형된 상태로 굳어지게 되며, 따라서, 파지면(111)에 가압된 목표 파지 물체는 제1유연커버부(110)에 의해 그리핑(Gripping)될 수 있다.

제1유연지지부(140)는 제1유연커버부(110)에 밀착되도록 마련될 수 있다. 구체적으로, 제1유연지지부(140)의 지지면(141)은 제1유연커버부(110)의 기준면(112)에 밀착될 수 있다.

제1유연커버부(110)의 파지면(111)에 목표 파지 물체가 가압되어 제1유연커버부(110) 및 제1분말체(120)가 변형되면 제1유연지지부(140)도 함께 변형될 수 있으며, 제1유연지지부(140)는 제1유연커버부(110)를 지지할 수 있다. 제1유연지지부(140)는 폴리머 소재로 이루어질 수 있다.

제1유연커버부(110)의 하부에는 제1유연커버부(110)를 지지하기 위한 프레임(미도시)이 더 구비될 수 있다.

한편, 그립장치(100)는 제1유연포켓부(150)를 더 포함할 수 있다.

제1유연포켓부(150)는 제1수용공간(113)에 마련될 수 있으며, 제1다공(151)을 가질 수 있다. 제1다공(151)은 복수개가 형성될 수 있다. 또한, 제1유연포켓부(150)의 내측에는 제1분말체(120)가 수용될 수 있다. 즉, 제1유연포켓부(150)가 더 마련되는 경우, 제1분말체(120)는 제1유연포켓부(150)에 수용되어 제1수용공간(113)에 수용될 수 있다.

제1다공(151)은 제1분말체(120)의 크기보다 작은 크기로 형성될 수 있으며, 이에 따라 제1유연포켓부(150)에 수용되는 제1분말체(120)는 제1다공(151)을 통해 누출되지 않을 수 있다.

제1유연포켓부(150)는 메시(Mesh)를 가지는 망의 형태로 이루어질 수 있다.

그리고, 제1유연포켓부(150)는 구획부(153)를 가질 수 있다. 구획부(153)는 복수로 마련될 수 있으며, 구획부(153)는 예를 들면, 재봉선(154)에 의해 구획될 수 있다.

제1분말체(120)는 각각의 구획부(153)에 수용될 수 있으며, 이에 따라 제1분말체(120)는 제1유연포켓부(150) 전체에 균일하게 분포될 수 있다.

그리고, 제1유연커버부(110)의 내측으로 유입된 제1흡입관(131)의 일단부는 제1유연포켓부(150)에 연결될 수 있다. 이에 따라, 제1진공압 발생부(130)에서 발생되는 흡입력은 제1흡입관(131)을 통해 제1유연포켓부(150)로 직접 제공될 수 있다.

제1유연포켓부(150)는 유연소재로 형성될 수 있으며, 예를 들면 직물로 이루어질 수 있다. 제1진공압 발생부(130)에서 발생되는 흡입력이 제1유연포켓부(150)에 제공되면 제1유연포켓부(150)의 공기는 제1다공(151)을 통해 제1흡입관(131)으로 흡입될 수 있고, 제1수용공간(113)의 공기는 제1다공(151)을 통해 제1유연포켓부(150)의 내측으로 이동되어 제1흡입관(131)으로 흡입될 수 있다.

제1수용공간(113) 내부의 공기가 제1흡입관(131)을 통해 빠져나가게 됨에 따라 제1분말체(120)는 서로 압착되게 되는데, 제1분말체(120)는 구획부(153)에 의해 구획되어 수용되기 때문에, 제1분말체(120)가 압착되는 과정에서 제1분말체(120)가 부분적으로 뭉쳐지는 것이 방지될 수 있고, 제1유연포켓부(150) 전체에 걸쳐 균일하게 분포될 수 있다.

이하에서는 도 4를 더 포함하여 그립장치의 작동예를 설명한다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 그립장치의 작동예를 설명하기 위한 예시도이다. 도 4의 (a)는 제1수용공간(113)에 흡입력이 제공되기 전의 상태를 나타낸 것이고, 도 4(b)는 제1수용공간(113)에 흡입력이 제공된 후의 상태를 나타낸 것이다.

도 4의 (a)에서 보는 바와 같이, 제1수용공간(113)에 흡입력이 제공되기 전의 초기 상태에서 목표 파지 물체(M)가 제1유연커버부(110)의 파지면(111)에 가압되면, 이때의 가압력(F)에 의해 가압되는 제1분말체(120)는 목표 파지 물체(M)에 대응되어 형상이 변형되게 된다. 동시에, 제1유연커버부(110) 및 제1유연포켓부(150)의 형상도 목표 파지 물체(M)의 형상에 대응되도록 변형될 수 있으며, 제1유연지지부(140)도 가압되면서 형상이 변형될 수 있다.

이때, 목표 파지 물체(M)에 의해 가해지는 가압력(F)은 목표 파지 물체(M)에 의해 가압되는 부분에 국한되게 된다. 이처럼, 목표 파지 물체(M)에 의해 가해지는 가압력이 집중되면 제1분말체(120)의 변형이 최대화될 수 있으며, 제1분말체(120)는 목표 파지 물체(M)에 대응되도록 효과적으로 변형될 수 있다.

이후, 도 4의 (b)에서 보는 바와 같이, 제1유연커버부(110)의 내측으로 흡입력이 제공되어 제1분말체(120)가 굳어지게 되면, 목표 파지 물체(M)에 의한 가압력은 제1유연커버부(110), 제1유연포켓부(150) 및 제1유연지지부(140)에 전체적으로 분산되어 가해지게 된다.

그리고, 제1유연커버부(110), 제1유연포켓부(150) 및 제1유연지지부(140)에 분산되어 가해지는 분산가압력(f1)의 합은 도 4의 (a)의 가압력(F)과 같을 수 있다. 따라서, 목표 파지 물체(M)가 파지 된 후에 추가로 가압력이 제공되더라도 이렇게 추가로 제공되는 힘은 크기가 작게 분산되어 제공되기 때문에, 제1분말체(120)의 변형이 최소화될 수 있다. 이를 통해, 목표 파지 물체(M)의 형상에 대응되도록 형상이 변형된 제1분말체(120)는 안정적으로 형태가 유지될 수 있고, 목표 파지 물체(M)의 파지도 안정적으로 지속될 수 있다.

이하에서는 도 5를 더 포함하여 본 발명에 따른 그립장치의 효과를 설명한다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 그립장치를 비교 설명하기 위한 예시도이다. 도 5의 (a)는 도 5의 (b)에 도시된 제1유연커버부(110) 및 제1유연지지부(140)를 합한 높이에 대응되는 높이로 제1유연커버부(10)만 형성된 경우를 나타낸 것이다.

도 5의 (a)에서와 같이, 제1유연커버부(10)의 두께가 두꺼울수록 수용되는 제1분말체의 양도 많아지게 되므로, 제1분말체(120)를 변형시키기 위해서는 상대적으로 큰 힘이 필요하게 된다.

즉, 목표 파지 물체(M)에 의해 가해지는 힘은 제1유연커버부(10)에서 목표 파지 물체(M)와 가까운 부분의 제1분말체를 변형시키기 위한 힘(f2)과, 목표 파지 물체(M)에서 먼 부분의 제1분말체까지 변형시키기 위한 힘(f3)으로 사용되어야 한다. 따라서, 목표 파지 물체(M)와 가까운 부분에 가해지는 힘(f2)이 충분한 크기를 가지기 어렵고 이에 따라, 목표 파지 물체(M)와 가까운 부분의 제1분말체의 형상 변형이 효과적으로 이루어지지 못할 수 있다. 즉, 목표 파지 물체(M)와 가까운 부분의 제1분말체(120)가 목표 파지 물체(M)에 대응되는 형태로 효과적으로 변형되지 못하게 되기 때문에, 이후 흡입력이 제공되어 제1분말체(120)가 견고하고 굳어지더라도 목표 파지 물체(M)를 파지하는 파지력이 제한될 수 있다.

그러나, 도 5의 (b)에서 보는 바와 같이, 제1유연커버부(110)의 두께를 얇게 하여 제1분말체(120)의 양을 줄이고, 제1유연지지부(140)를 마련하여 제1유연커버부(110)를 지지하는 구성을 취함으로써, 제1유연커버부(110)의 두께 방향으로 수용되는 제1분말체(120)에 목표 파지 물체(M)에 의한 가압력(F)이 효과적으로 적용되도록 할 수 있다. 따라서, 목표 파지 물체(M)에 의해 도 5의 (a)에서와 동일한 크기의 가압력(F)이 제공되는 것으로 가정했을 때, 제1분말체(120)의 변형이 더욱 효과적으로 이루어져서 목표 파지 물체(M)에 밀착되는 밀착면적이 더 커질 수 있고, 더욱 견고한 파지가 가능할 수 있다.

즉, 상대적으로 작은 힘을 이용해서 목표 파지 물체(M)의 파지가 가능할 수 있으며, 상대적으로 작은 힘을 이용하기 때문에, 목표 파지 물체(M)가 큰 가압력이 가해지는 경우 파손될 수 있는 물체인 경우에도 손상을 최소화하면서 파지가 가능할 수 있다.

제1유연지지부(140)는 제1유연커버부(110)를 지지하여 제1유연커버부(110)의 변형이 보다 효과적으로 이루어지도록 도울 수 있다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 그립장치의 제1유연지지부를 나타낸 예시도이다.

도 6에서 보는 바와 같이, 제1유연지지부(140)의 지지면(141)에는 요철부(145)가 더 형성될 수 있다. 요철부(145)가 더 형성됨으로써, 목표 파지 물체에 의해 가해지는 가압력에 의해 더욱 효과적인 변형이 이루어질 수 있다.

도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 그립로봇을 나타낸 예시도이고, 도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 그립로봇의 유연조인트를 중심으로 나타낸 단면예시도이다.

본 발명에 따른 그립로봇은 암(200), 그립장치(100) 그리고 유연조인트(300)를 포함할 수 있다.

암(200)은 적어도 한 쌍이 구비될 수 있으며, 암(200)의 각각의 일단부에는 제1고정프레임(210)이 구비될 수 있다. 암(200)은 각각의 제1고정프레임(210)이 서로 가까워지거나 멀어지도록 동작할 수 있다.

제1고정프레임(210)에는 그립장치(100)가 결합될 수 있다. 구체적으로, 제1고정프레임(210)에는 제1유연지지부(140)가 결합될 수 있다. 각각의 암(200)에 결합되는 그립장치(100)는 제1유연커버부(110)의 파지면(111, 도 3 참조)이 서로 대향되도록 마련될 수 있다.

유연조인트(300)는 암(200) 및 제1고정프레임(210)을 연결할 수 있다. 유연조인트(300)는 암(200)을 기준으로 제1고정프레임(210)이 회전되도록 할 수 있으며, 회전된 그립장치(100)가 고정되도록 할 수 있다.

유연조인트(300)는 탄성몸체부(310), 제2유연커버부(320), 제2분말체(330) 및 제2진공압 발생부(340)를 가질 수 있다.

탄성몸체부(310)는 유연조인트(300)의 몸체를 형성할 수 있다. 탄성몸체부(310)의 일측면은 암(200)에 결합될 수 있으며, 타측면은 제1고정프레임(210)에 결합될 수 있다. 탄성몸체부(310)는 탄성 변형될 수 있으며, 따라서, 암(200)을 기준으로 제1고정프레임(210)은 회전될 수 있다. 탄성몸체부(310)는 예를 들면 고무소재로 이루어질 수 있다.

제2유연커버부(320)는 탄성몸체부(310)를 감싸도록 구비될 수 있으며, 내측에는 제2수용공간(321)을 가질 수 있다. 제2유연커버부(320)는 제1유연커버부(110)와 동일한 소재로 형성될 수 있다.

제2분말체(330)는 제2수용공간(321)에 채워질 수 있다. 제2분말체(330)는 제1분말체(120)와 동일할 수 있다.

제2진공압 발생부(340)는 제2유연커버부(320)에 연결되는 제2흡입관(341)을 가질 수 있으며, 제2수용공간(321)의 공기를 흡입하여 제2유연커버부(320)가 수축되도록 할 수 있다. 제2진공압 발생부(340)는 제2유연커버부(320)가 수축되도록 하여 제2분말체(330)가 압착 고정되도록 하고, 이에 따라 탄성몸체부(310)가 고정되도록 할 수 있다.

그리고, 그립로봇은 제2유연포켓부(350)를 더 포함할 수 있다.

제2유연포켓부(350)는 제2수용공간(321)에 마련될 수 있으며, 제2분말체(330)의 크기보다 작은 크기의 제2다공(351)을 가지도록 형성될 수 있다. 그리고, 제2유연포켓부(350)는 내측에 제2분말체(330)를 수용할 수 있다. 제2유연포켓부(350)는 제1유연포켓부(150)와 동일한 구성으로 형성될 수 있으며, 제2흡입관(341)은 제2유연포켓부(350)에 연결될 수 있다.

도 7의 (a)에서 보는 바와 같이, 목표 파지 물체(M)의 양측에 그립장치(100)가 위치되고, 암(200)이 목표 파지 물체(M) 측으로 이동되면, 그립장치(100)는 목표 파지 물체(M)를 양측에서 가압할 수 있다. 그리고, 이 상태에서 전술한 바와 같이 제1진공압 발생부(130)에 의해 제1흡입관(131)을 통해 흡입력이 제공되면 제1유연커버부(110)는 목표 파지 물체(M)를 파지할 수 있다.

그리고 이때, 목표 파지 물체(M)가 비정형 형상이거나 유연 물체이더라도, 도 7의 (b)에서 보는 바와 같이, 유연조인트(300)는 형상이 변형되어 그립장치(100)가 목표 파지 물체(M)를 지속해서 안정적으로 파지할 수 있도록 할 수 있다.

구체적으로, 탄성몸체부(310)는 형상이 변형되어 암(200)을 기준으로 제1고정프레임(210)이 회전되도록 할 수 있으며, 탄성몸체부(310)의 형상이 변형된 상태에서 제2분말체(330)가 압착되어 굳어지지면 탄성몸체부(310)는 변형된 형태로 고정될 수 있다. 따라서, 목표 파지 물체(M)가 파지된 후에는 파지된 목표 파지 물체(M)가 이탈되지 않도록 효과적으로 파지가 유지될 수 있다.

유연조인트(300)는 목표 파지 물체(M)의 파지 가능한 크기, 형태 및 강도에 대한 제한이 적어지도록 할 수 있다.

도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 그립로봇의 유연조인트를 중심으로 나타낸 단면예시도이다. 본 실시예에서는 제2유연지지부(360) 및 제2고정프레임(370)의 구성이 더 포함될 수 있으며, 다른 구성은 전술한 제1실시예와 동일하므로, 반복되는 내용은 가급적 생략한다.

도 9에서 보는 바와 같이, 유연조인트(300)는 제2유연지지부(360) 및 제2고정프레임(370)을 더 가질 수 있다.

제2유연지지부(360)는 제2유연커버부(320)의 외주면에 밀착되도록 구비될 수 있으며, 제2유연커버부(320)가 변형 시에 함께 변형되면서 제2유연커버부(320)를 지지할 수 있다. 제2유연지지부(360)는 제1유연지지부(140, 도 3 참조)와 동일한 소재로 형성될 수 있다.

그리고, 제2고정프레임(370)은 제2유연지지부(360)의 외주면에 구비되어 제2유연지지부(360)를 지지할 수 있다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 발명의 범위는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100: 그립장치
110: 제1유연커버부
120: 제1분말체
130: 제1진공압 발생부
140: 제1유연지지부
145: 요철부
150: 제1유연포켓부
151: 제1다공
153: 구획부
200: 암
210: 제1고정프레임
300: 유연조인트
310: 탄성몸체부
320: 제2유연커버부
330: 제2분말체
340: 제2진공압 발생부
350: 제2유연포켓부
360: 제2유연지지부
370: 제2고정프레임

Claims (9)

1. 목표 파지 물체가 밀착되는 파지면과, 상기 파지면과 짝을 이루는 기준면을 가지고 내측에는 제1수용공간을 가지는 제1유연커버부;
   상기 제1수용공간에 채워지고, 밀착되는 상기 목표 파지 물체의 형상에 대응하여 변형되는 제1분말체;
   상기 제1유연커버부에 연결되고, 상기 제1수용공간의 공기를 흡입하여 상기 제1유연커버부가 수축되도록 하며, 수축되는 상기 제1유연커버부에 의해 상기 목표 파지 물체의 형상에 대응하여 변형된 상기 제1분말체가 압착되어 고정되도록 하여 상기 목표 파지 물체가 상기 제1유연커버부에 의해 그리핑 되도록 하는 제1진공압 발생부; 그리고
   상기 기준면에 밀착되도록 마련되고, 상기 제1유연커버부가 상기 목표 파지 물체에 의해 가압되어 변형 시에, 상기 목표 파지 물체의 형상에 대응되도록 함께 변형되면서 상기 제1유연커버부를 지지하는 제1유연지지부를 포함하고,
   상기 제1수용공간에 마련되고, 상기 제1분말체의 크기보다 작은 크기의 제1다공을 가지도록 형성되며, 내측에 상기 제1분말체를 수용하는 제1유연포켓부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 그립장치.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 제1유연포켓부는 내측에 수용되는 상기 제1분말체가 균일하게 분포되어 수용되도록 하는 복수의 구획부를 가지는 것을 특징으로 하는 그립장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 제1진공압 발생부는 상기 제1수용공간의 내측으로 연장되어 상기 제1수용공간의 공기를 흡입하는 제1흡입관을 가지고,
   상기 제1흡입관의 일단부는 상기 제1유연포켓부에 연결되는 것을 특징으로 하는 그립장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 기준면에 밀착되는 상기 제1유연지지부의 지지면에는 요철부가 더 형성되는 것을 특징으로 하는 그립장치.
6. 적어도 한 쌍이 구비되고, 각각의 일단부에 구비되는 제1고정프레임이 서로 가까워지거나 멀어지도록 동작하는 암;
   제1항, 제3항 내지 제5항 중 어느 하나의 항에 기재되고, 상기 제1고정프레임에 상기 제1유연지지부가 결합되며 상기 파지면이 서로 대향되도록 마련되는 그립장치; 그리고
   상기 암 및 상기 제1고정프레임을 연결하고, 상기 암을 기준으로 상기 제1고정프레임이 회전되도록 하며, 회전된 상기 그립장치가 고정되도록 하는 유연조인트를 포함하는 그립로봇.
7. 제6항에 있어서,
   상기 유연조인트는
   몸체를 형성하며, 일측면은 상기 암에 결합되고, 타측면은 상기 제1고정프레임에 결합되는 탄성몸체부와,
   상기 탄성몸체부를 감싸도록 구비되고, 내측에는 제2수용공간을 가지는 제2유연커버부와,
   상기 제2수용공간에 채워지는 제2분말체와,
   상기 제2유연커버부에 연결되고, 상기 제2수용공간의 공기를 흡입하여 상기 제2유연커버부가 수축되도록 하며, 수축되는 상기 제2유연커버부에 의해 상기 제2분말체가 압착 고정됨에 따라 상기 탄성몸체부가 고정되도록 하는 제2진공압 발생부를 가지는 것을 특징으로 하는 그립로봇.
8. 제7항에 있어서,
   상기 제2수용공간에 마련되고, 상기 제2분말체의 크기보다 작은 크기의 제2다공을 가지도록 형성되며, 내측에 상기 제2분말체를 수용하는 제2유연포켓부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 그립로봇.
9. 제7항에 있어서,
   상기 유연조인트는
   상기 제2유연커버부의 외주면에 밀착되도록 구비되고, 상기 제2유연커버부가 변형 시에 함께 변형되면서 상기 제2유연커버부를 지지하는 제2유연지지부와,
   상기 제2유연지지부의 외주면에 구비되어 상기 제2유연지지부를 지지하는 제2고정프레임을 더 가지는 것을 특징으로 하는 그립로봇.

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