KR102291521B1 - 소프트 그립헤드, 이를 포함하는 소프트 그립유닛, 소프트 그립유닛을 포함하는 그립장치 및 그립장치 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일실시예는 흡착을 통한 물체의 파지 성능이 향상된 소프트 그립헤드, 이를 포함하는 소프트 그립유닛, 소프트 그립유닛을 포함하는 그립장치 및 그립장치 제어방법을 제공한다. 여기서, 소프트 그립헤드는 흡입패드 그리고 유연 지지체를 포함한다. 흡입패드는 유연한 격벽으로 구획되어 형성되고, 일단부에 형성되는 입구부에 부착하고자 하는 대상물체가 접촉되고 외부에서 제공되는 흡입력이 내측 공간을 통해 전달되면 형상이 변형되면서 대상물체가 흡착되도록 하는 복수의 흡입셀을 가진다. 유연 지지체는 흡입셀의 내측 공간에 구비되고, 흡입셀을 기준으로 축방향 강성보다 큰 폭방향 강성을 가지며, 흡입셀의 폭방향 수축 변형에 대한 저항력을 제공한다.

Description

소프트 그립헤드, 이를 포함하는 소프트 그립유닛, 소프트 그립유닛을 포함하는 그립장치 및 그립장치 제어방법{SOFT GRIP HEAD, SOFT GRIP UNIT INCLUDING THE SAME, GRIP APPARATUS INCLUDING SOFT FRIP UNIT AND METHOD OF CONTROLLING GRIP APPARATUS}

본 발명은 소프트 그립헤드, 이를 포함하는 소프트 그립유닛, 소프트 그립유닛을 포함하는 그립장치 및 그립장치 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 흡착을 통한 물체의 파지 성능이 향상된 소프트 그립헤드, 이를 포함하는 소프트 그립유닛, 소프트 그립유닛을 포함하는 그립장치 및 그립장치 제어방법에 관한 것이다.

진공 그리퍼는 진공 펌프에 의해 인가된 부압을 이용해 파지 대상물을 흡착하여 파지하는 장치이다. 일반적으로 진공 그리퍼는 물품을 이송하기 위한 이송장치에 설치되어 사용되고 있다.

파지 대상물의 크기에 따라 진공 그리퍼는 단일 개의 진공패드가 사용되거나, 또는 복수 개가 배열된 진공패드가 사용된다.

진공패드가 단일 개가 사용되는 경우, 진공패드에 의해 커버되는 영역에 관통되는 구멍이 있는 파지 대상 물체의 경우 흡착력이 발생하기 어렵기 때문에 파지가 불가능하게 되는 문제점이 있다. 물론, 이러한 문제점을 해결하기 위해 작은 진공패드를 사용하여 파지 대상 물체의 관통 영역을 피한 부분에 진공패드를 부착할 수도 있지만, 이 경우 진공이 유지되는 면적이 작아져서 파지력이 작아지는 문제가 발생할 수 있다.

또한, 파지 대상 물체가 곡면 형상을 가지는 경우, 진공패드가 곡면 형상에 대응되어 잘 변형되도록 유연성이 증가된 진공패드를 사용할 수 있는데, 이 경우 진공패드의 테두리가 안쪽으로 말려 들어가는 문제가 발생할 수 있다. 그리고 이러한 문제점을 해결하기 위해서는 진공패드의 테두리에 가이드가 삽입되어야 하는 등의 추가적인 구성이 필요하게 되는 문제점이 있다.

한편, 배열된 복수개의 진공패드가 사용되는 경우, 배열된 진공패드 사이 사이의 빈 공간이 발생하기 때문에 전체적인 흡착 면적이 줄어들게 되어 흡착 효율성이 낮아질 수 있다.

또한, 부압을 제공하는 부압 라인은 분지되어 각각의 진공패드에 연결되기 때문에, 개별 진공패드가 파지 대상 물체에 완전하게 흡착되지 않으면 상대적으로 흡착력이 낮아지게 되고, 파지가 실패될 가능성이 높아질 수 있다.

대한민국 등록특허공보 제1784780호(2017.10.16. 공고)

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 흡착을 통한 물체의 파지 성능이 향상된 소프트 그립헤드, 이를 포함하는 소프트 그립유닛, 소프트 그립유닛을 포함하는 그립장치 및 그립장치 제어방법을 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 유연한 격벽으로 구획되어 형성되고, 일단부에 형성되는 입구부에 부착하고자 하는 대상물체가 접촉되고 외부에서 제공되는 흡입력이 내측 공간을 통해 전달되면 형상이 변형되면서 상기 대상물체가 흡착되도록 하는 복수의 흡입셀을 가지는 흡입패드; 그리고 상기 흡입셀의 내측 공간에 구비되고, 상기 흡입셀을 기준으로 축방향 강성보다 큰 폭방향 강성을 가지며, 상기 흡입셀의 폭방향 수축 변형에 대한 저항력을 제공하는 유연 지지체를 포함하는 소프트 그립헤드를 제공한다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 유연 지지체의 적어도 일부분은 상기 흡입셀의 내주면에 접촉되는 코일 스프링일 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 유연 지지체는 상기 유연 지지체의 일단부가 상기 흡입셀의 입구부로부터 미리 설정된 기준 거리만큼 이격되도록 삽입될 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 흡입셀은 상기 흡입셀의 내주면에 돌출 형성되고, 삽입된 상기 유연 지지체의 일단부를 구속하여 삽입된 상기 유연 지지체가 상기 흡입셀의 입구부 방향으로 이동되지 않도록 제한하는 스토퍼를 가질 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 흡입패드는 상기 흡입셀의 타단부에 구비되어 상기 흡입셀을 받치는 심부를 가지고, 상기 흡입셀은 상기 심부보다 큰 단면폭으로 형성될 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 흡입셀은 상기 입구부에서 상기 심부 방향으로 갈수록 단면폭이 작게 형성될 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 유연 지지체는 상기 심부까지 삽입되도록 형성되고, 상기 흡입셀의 단면폭에 대응되는 제1지름과, 상기 심부의 단면폭에 대응되도록 형성되고 상기 제1지름보다 작은 제2지름을 가질 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 흡입셀은 내주면에 나선 형상으로 함몰 형성되어 상기 유연 지지체가 삽입되는 안착홈을 가질 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 흡입셀은 폭방향 단면이 육각형 형상일 수 있다.

한편, 상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예는 소프트 그립헤드; 상기 흡입패드의 타단부에 결합되고, 상기 흡입셀에 각각 연결되는 관통공을 가지는 고정캡; 상기 흡입력을 제공하는 흡입력 발생부; 상기 흡입력 발생부 및 상기 고정캡을 연결하여 상기 흡입력을 상기 흡입패드로 안내하는 연결라인을 포함하는 소프트 그립유닛을 제공한다.

한편, 상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예는 바디부; 상기 바디부에 연결되고, 상기 바디부의 외측으로 연장되는 연결부; 상기 연결부의 일단부에 구비되는 소프트 그립유닛; 일단부가 상기 바디부에 각각 결합되고, 일정간격으로 이격된 타단부가 서로 가까워지도록 이동하는 복수의 암; 그리고 상기 암의 타단부에 구비되고, 상기 암이 서로 가까워지도록 이동하면 대상물체의 측면을 가압하여 홀딩시키는 홀딩부를 포함하는 그립장치를 제공한다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 연결부는 상기 소프트 그립유닛이 상기 바디부와 가까워지거나 멀어지도록 이동시킬 수 있다.

한편, 상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예는 그립장치를 제어하기 위한 그립장치 제어방법으로서, 상기 소프트 그립유닛이 대상물체를 흡착하는 흡착단계; 그리고 상기 복수의 암의 타단부가 서로 가까워지도록 이동하고, 상기 홀딩부가 상기 대상물체의 측면을 가압하여 홀딩시키는 홀딩단계를 포함하는 그립장치 제어방법을 제공한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 흡입셀은 격벽에 의해 구획되기 때문에 흡입셀 사이 사이의 빈 공간이 줄어들게 되어 전체적인 흡착 면적이 증가될 수 있고, 흡착 효율성이 높아질 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 유연 지지체는 흡입셀을 기준으로 축방향 강성보다 폭방향 강성이 크기 때문에, 흡입셀의 폭방향 수축 변형에 대해 효과적으로 저항할 수 있다. 따라서, 대상물체가 제거되었을 때, 흡입셀은 초기 형태로 더욱 효과적으로 복원될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 대상물체가 흡입되지 않은 흡입셀은 체크밸브에 의해 밀폐됨으로써, 대상물체는 밀착된 흡입셀에 더욱 강하게 흡착될 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 소프트 그립헤드를 나타낸 예시도이다.
도 2는 도 1의 소프트 그립헤드의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 소프트 그립헤드를 나타낸 단면도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 소프트 그립헤드를 나타낸 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 소프트 그립유닛을 나타낸 단면예시도이다.
도 6은 도 5의 소프트 그립유닛이 대상물체를 파지하는 예를 나타낸 단면예시도이다.
도 7은 도 5의 소프트 그립유닛에 체크밸브가 결합되는 예를 나타낸 단면예시도이다.
도 8 및 도 9는 도 7의 체크밸브의 작동예시도이다.
도 10은 도 5의 소프트 그립유닛에 흡입력 발생부 및 연결라인이 결합된 다른 상태를 나타낸 단면예시도이다.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 그립장치를 나타낸 예시도이다.
도 12는 도 11의 홀딩부의 일 예를 나타낸 단면예시도이다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 그립장치를 나타낸 예시도이다.

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 소프트 그립헤드를 나타낸 예시도이고, 도 2는 도 1의 소프트 그립헤드의 단면도이다.

도 1 및 도 2에서 보는 바와 같이, 소프트 그립헤드(100)는 흡입패드(110) 그리고 유연 지지체(115)를 포함할 수 있다.

흡입패드(110)는 격벽(111)과, 격벽(111)으로 구획되어 형성되는 복수의 흡입셀(113)을 가질 수 있다.

격벽(111)은 유연한 소재로 형성될 수 있으며, 격벽(111)으로 구획되어 형성되는 흡입셀(113)은 양단부가 모두 개방되도록 관통 형성될 수 있다.

흡입셀(113)의 내측 공간으로는 외부에서부터 흡입력이 제공될 수 있다. 흡입패드(110)의 일단부에 형성되는 입구부(116)에는 대상물체가 접촉될 수 있으며, 흡입패드(110)의 타단부를 통해 흡입력이 제공되면 대상물체는 흡입패드(110)에 흡착될 수 있다.

또한, 격벽(111)은 공기가 통과하지 못하는 소재로 형성될 수 있다. 예를 들면, 흡입패드(110)는 유연 폴리머 소재로 형성될 수 있다. 따라서, 어느 흡입셀(113)로 흡입되는 공기는 격벽(111)을 통과해서 다른 흡입셀(113)로 이동될 수는 없다.

흡입셀(113) 사이의 격벽(111)은 모두 두께가 동일할 수 있다. 그리고, 흡입셀(113)은 흡입셀(113)의 축방향(A1)에 수직한 폭방향(A2) 단면이 형상 및 크기가 모두 같은 다각형 형상일 수 있다. 다각형 형상은 예를 들면, 삼각형, 사각형 및 육각형 중 어느 하나일 수 있다. 본 발명에서는 육각형 형상으로 설명하며, 이에 따르면, 흡입패드(110)는 허니콤(Honeycomb) 형태일 수 있다. 흡입셀(113)은 격벽(111)에 의해 구획되기 때문에 흡입셀(113) 사이 사이의 빈 공간이 줄어들게 되어 전체적인 흡착 면적이 증가될 수 있고, 흡착 효율성이 높아질 수 있다.

유연 지지체(115)는 흡입셀(113)의 내측 공간에 구비될 수 있다. 유연 지지체(115)는 흡입셀(113)을 기준으로 축방향(A1) 강성보다 큰 폭방향(A2) 강성을 가질 수 있다. 그리고, 유연 지지체(115)는 적어도 일부분이 흡입셀(113)의 내주면에 접촉되는 코일 스프링일 수 있다. 코일 스프링은 원형으로 감기는 형태로 이루어질 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 흡입셀(113)의 폭방향 단면 형상에 대응되는 형상으로 형성될 수도 있다. 즉, 흡입셀(113)의 폭방향 단면이 육각형인 경우, 코일 스프링도 육각형상으로 형성될 수 있다.

흡입셀(113)의 입구부(116)에서 흡입셀(113)의 타단부 방향으로 흡입력이 제공되는 상태에서 흡입셀(113)의 입구부(116)에 대상물제가 밀착되면 흡입력에 의해 대상물체는 흡입셀(113)의 입구부(116)에 흡착될 수 있다. 대상물체가 흡착되면 대상물체에 의해 흡입셀(113)의 입구부(116)가 가압되어 형상이 변형되게 된다. 그런데, 흡입셀(113)이 변형되는 과정에서 흡입셀(113)의 격벽(111)이 함몰되면서 흡입셀(113)이 닫히게 되면 많은 흡입력이 제공되더라도 흡입 유량이 감소되어 대상물체에 대한 흡착력이 감소될 수 있다.

본 발명에 따른 유연 지지체(115)는 폭방향(A2) 강성이 크기 때문에, 격벽(111)이 함몰되면서 흡입셀(113)의 폭방향 수축 변형이 발생하더라도 이에 대한 저항력을 제공하여 흡입셀(113)이 닫히게 되는 것을 방지할 수 있고, 이를 통해, 대상물체에 대한 흡착력이 안정적으로 발생될 수 있도록 할 수 있다.

그리고, 유연 지지체(115)는 유연 지지체(115)의 일단부가 흡입셀(113)의 입구부(116)로부터 미리 설정된 기준 거리(G)만큼 이격되도록 삽입될 수 있다. 이를 통해, 입구부(116)는 유연 지지체(115)에 의해 지지되지 않고 자유롭게 형상이 변형될 수 있다. 입구부(116)는 대상물체의 표면에 밀착되어 흡입셀(113)을 막는 석션컵 역할을 할 수 있는데, 입구부(116)가 유연 지지체(115)에 의해 지지되지 않도록 하면 변형의 제한이 적어질 수 있어 대상물체의 표면에 잘 부착될 수 있다. 유연 지지체(115)에 의해 지지되지 않는 입구부(116)의 길이, 즉, 기준 거리(G)는 입구부(116)가 흡입셀(113)의 내측으로 말리더라도 흡입셀(113)을 밀폐하지 않을 정도의 길이로 형성됨이 바람직하다. 예를 들어, 흡입셀(113)이 원형 단면을 가진다고 가정했을 때, 유연 지지체(115)에 의해 지지되지 않는 기준 거리(G)는 흡입셀(113)의 반지름보다 작은 것이 바람직하다.

대상물체의 표면이 평평하지 않고 불규칙한 경우, 흡입셀(113)의 입구부(116) 중에서 대상물체의 표면과 이격되는 부분은 흡입력에 의해 흡입셀(113)의 내측으로 말려 들게 될 수 있다. 유연 지지체(115)는 흡입셀(113)의 내측에서 흡입셀(113)의 폭방향 수축량을 효과적으로 제한하여 흡입셀(113)의 입구부(116)가 기준 거리(G)를 초과하여 내측 공간으로 말려 들지 않도록 할 수 있다.

또한, 흡입셀(113)에 흡착된 대상물체가 제거되었을 때, 흡입셀(113)은 유연 지지체(115)의 복원력에 의해 초기 형태로 더욱 효과적으로 복원될 수 있다. 특히, 유연 지지체(115)는 흡입셀(113)을 기준으로 축방향(A1) 강성보다 폭방향(A2) 강성이 크도록 형성되기 때문에, 흡입셀(113)은 폭방향(A2) 단면이 초기의 형태로 안정적으로 복원될 수 있다.

흡입셀(113)은 스토퍼(112)를 가질 수 있다. 스토퍼(112)는 기준 거리(G)에 해당되는 지점에서 흡입셀(113)의 내주면에 돌출 형성될 수 있다. 스토퍼(112)는 흡입셀(113)에 삽입된 유연 지지체(115)의 일단부를 구속하여 삽입된 유연 지지체(115)가 흡입셀(113)의 입구부(116) 방향으로 이동되지 않도록 제한할 수 있다. 따라서, 스토퍼(112)는 유연 지지체(115)가 흡입셀(133)에서 빠져 나오는 것을 방지할 수 있다.

또한, 스토퍼(112)는 흡착된 대상물체가 제거되어 흡입셀(113)이 초기 형태로 복원 시에, 유연 지지체(115)가 스토퍼(112)를 밀게 되어 흡입셀(113)이 축방향(A1)으로 펴지면서 효과적으로 초기 형태로 복원되도록 할 수 있다.

흡입패드(110)는 흡입셀(113)의 타단부에 구비되는 심부(118)를 가질 수 있다. 심부(118)는 흡입셀(113)과 동일한 중심축을 가지는 홀을 가질 수 있으며, 흡입셀(113)을 받치는 베이스가 될 수 있다. 흡입셀(113)은 심부(118)보다 큰 단면폭으로 형성될 수 있다. 이에 따라 유연 지지체(115)의 타단부는 심부(118)와 흡입셀(113) 사이에 형성되는 단차에 밀착되어 흡입셀(113) 내측에 안정적으로 구비될 수 있다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 소프트 그립헤드를 나타낸 단면도이다.

도 3에서 보는 바와 같이, 유연 지지체(115a)는 심부(118)에 까지 삽입되도록 형성될 수 있다. 즉, 유연 지지체(115a)는 흡입셀(113)의 단면폭에 대응되는 제1지름(D1)과, 심부(118)의 단면폭에 대응되도록 형성되고 제1지름(D1)보다 작은 제2지름(D2)을 가지도록 형성될 수 있다. 유연 지지체(115a)가 심부(118)에 까지 삽입되도록 형성됨으로써 유연 지지체(115a)의 축방향 길이는 더욱 길어질 수 있다. 이를 통해, 유연 지지체(115a)의 압축 가능한 길이가 증가될 수 있고, 유연 지지체(115a)의 스프링 상수는 작아 질 수 있다. 따라서, 작은 흡입력에서도 유연 지지체(115a)는 효과적으로 압축될 수 있기 때문에, 유연 지지체(115a)에 의해 흡입셀(113)의 자연스러운 변형이 방해 받지 않도록 도울 수 있다.

더하여, 흡입셀(113)은 내주면에 나선 형상으로 함몰 형성되어 유연 지지체(115a)가 삽입되는 안착홈(117)을 가질 수 있다. 흡착된 대상물체가 제거되어 흡입셀(113)이 초기 형태로 복원 시에, 유연 지지체(115a)가 안착홈(117)에 삽입되어 복원되면 흡입셀(113)은 더욱 효과적으로 초기 형태로 복원될 수 있다. 안착홈(117) 및 스토퍼(112)는 어느 하나가 선택되어 형성되거나, 또는 함께 형성될 수도 있다.

도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 소프트 그립헤드를 나타낸 단면도이다.

도 4에서 보는 바와 같이, 흡입패드(100a)의 흡입셀(113)은 입구부(116)에서 심부(118) 방향으로 갈수록 단면폭이 작게 형성될 수 있다. 이 경우, 유연 지지체(115b)도 흡입셀(113)의 형상에 대응되도록, 즉, 흡입셀(113)의 입구부(116)에서 심부(118) 방향으로 갈수록 작은 지름을 가지도록 형성될 수 있다. 유연 지지체(115b)가 흡입셀(113)의 입구부(116) 근처의 지름이 가장 크게 형성되도록 함으로써 입구부(116) 근처에서 유연 지지체(115b) 및 격벽(111)의 밀착력이 커지게 할 수 있다. 이를 통해, 입구부(116)가 과하게 함몰되는 것이 효과적으로 방지될 수 있다.

그리고, 유연 지지체(115b)는 심부(118)에 까지 연장되도록 형성될 수도 있다. 즉, 도 2 내지 도 4에서 설명한 흡입셀 및 유연지지체의 기술 특징은 어느 하나의 기술 특징만 구현되거나, 또는 복수의 기술 특징이 함께 구현될 수 있다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 소프트 그립유닛을 나타낸 단면예시도이다.

도 5에서 보는 바와 같이, 소프트 그립유닛(200)은 소프트 그립헤드(100), 고정캡(120), 흡입력 발생부(140) 및 연결라인(130)을 더 포함할 수 있다.

고정캡(120)은 흡입패드(110)의 타단부에 결합될 수 있다. 고정캡(120)은 흡입셀(113)에 각각 연결되는 관통공(121)을 가질 수 있다. 흡입패드(110)가 심부(118)를 가지는 경우, 고정캡(120)은 심부(118)에 결합될 수 있다.

흡입력 발생부(140)는 흡입력을 발생할 수 있다.

연결라인(130)은 흡입력 발생부(140) 및 고정캡(120)을 연결하여 흡입력 발생부(140)에서 발생하는 흡입력을 흡입패드(110)의 각 흡입셀(113)로 안내할 수 있다.

본 실시예에서 연결라인(130)은 복수개로 구비될 수 있으며, 연결라인(130)의 일단부는 흡입력 발생부(140)와 연결되고, 타단부는 관통공(121)에 개별적으로 연결될 수 있다. 흡입력 발생부(140)에서 제공되는 흡입력은 각각의 연결라인(130)을 통해 각각의 흡입셀(113)에 균일하게 전달될 수 있다.

도 6은 도 5의 소프트 그립유닛이 대상물체를 파지하는 예를 나타낸 단면예시도인데, 도 6의 (a)는 본 실시예에 따른 소프트 그립유닛에 대상물체가 파지되는 형태를 나타낸 것이고, 도 6의 (b)는 종래의 스펀지 형태의 그립유닛에 대상물체가 파지되는 형태를 나타낸 것이다.

먼저, 도 6의 (a)에서 보는 바와 같이, 흡입패드(110)의 입구부(116)에 대상물체(10)가 흡착되면 흡입패드(110)의 입구부(116)는 대상물체(10)에 의해 가압될 수 있다.

본 발명에 따른 흡입패드(110)는 격벽(111)으로 구획되는 흡입셀(113)을 가지기 때문에, 대상물체(10)에 접촉되는 흡입셀(113a)은 대상물체(10)에 의해 가압되어 형상이 변형되지만, 나머지 흡입셀(113b)은 형상이 변형되지 않는다. 그리고, 입구부(116)를 포함하여 대상물체(10)에 눌려진 부분(114)의 대부분은 대상물체(10)의 표면과 접촉되게 된다.

반면, 도 6의 (b)에서 보는 바와 같이, 스펀지 형태의 종래의 그립유닛(20)은 대상물체(10)에 의해 가압되면 그립유닛(20)의 일면(21)이 전체적으로 압축되고 대상물체(10)와 접촉되는 부분(22)의 면적은 상대적으로 작다. 즉, 본 발명에 따르는 흡입패드(110)는 대상물체(10)와 접촉되는 부분이 종래의 그립유닛(20)과 비교했을 때 더 넓어지게 되고, 이에 따라 대상물체(10)에 적용되는 흡입력이 커지기 때문에 흡착력이 더욱 커질 수 있다.

그리고, 스펀지 형태의 종래의 그립유닛(20)에서는 내부의 기공이 서로 연결되어 있기 때문에, 대상물체(10)에 적용되는 흡입력이 상대적으로 더 작아지게 되는 반면, 본 발명에 따르면, 공기는 격벽(111)을 통과하지 못하기 때문에 대상물체(10)가 흡착된 흡입셀(113a)의 흡입력은 대상물체(10)에 온전히 적용될 수 있어 흡착력이 더욱 커질 수 있다.

그리고, 소프트 그립유닛(200)은 체크밸브를 포함할 수 있다. 체크밸브는 연결라인에 구비될 수 있으며, 해당 연결라인을 개폐할 수 있다.

도 7은 도 5의 소프트 그립유닛에 체크밸브가 결합되는 예를 나타낸 단면예시도이다.

도 7에서 보는 바와 같이, 체크밸브(150)는 소켓(151), 플랜지(153), 볼(155), 멈춤구(156), 탄성부재(157), 결합링(158) 및 압착커버(159)를 가질 수 있다.

소켓(151)은 고정캡(120)의 관통공(121)과 나사결합(152)되어 고정될 수 있다. 소켓(151)의 중심은 축 방향으로 관통 형성될 수 있다.

플랜지(153)는 소켓(151)의 일단부에 구비될 수 있으며, 중앙에는 통공(154)이 형성될 수 있다.

볼(155)은 소켓(151)의 내측에 구비될 수 있다. 볼(155)은 플랜지(153)의 통공(154)보다 큰 지름으로 형성될 수 있다.

멈춤구(156)는 소켓(151)의 내측에 소켓(151)의 축 방향으로 연장 형성될 수 있다. 멈춤구(156)의 중앙은 축 방향으로 관통 형성될 수 있으며, 플랜지(153)의 통공(154)과 동일한 중심축을 가질 수 있다. 멈춤구(156)의 내측지름은 볼(155)의 지름보다 작게 형성될 수 있다.

탄성부재(157)는 멈춤구(156)를 감싸도록 구비될 수 있다. 탄성부재(157)의 일단부는 소켓(151)에 밀착되고, 타단부는 볼(155)에 밀착되어 볼(155)을 플랜지(153) 방향으로 탄발 지지할 수 있다. 초기 상태에서 볼(155)은 탄성부재(157)에 의해 탄발 지지되어 통공(154)을 밀폐할 수 있다.

결합링(158)은 연결라인(130)의 일단부에 결합될 수 있으며, 소켓(151)의 타단부에 결합될 수 있다.

압착커버(159)는 소켓(151)의 타단부와 결합되어 결합링(158)을 고정시킬 수 있다. 압착커버(159)는 소켓(151)과 나사 결합될 수 있다.

도 8 및 도 9는 도 7의 체크밸브의 작동예시도인데, 도 8은 대상물체가 흡착된 흡입셀(도 6에서 흡입셀(113a)에 해당)과 연결된 체크밸브의 작동을 나타낸 것이고, 도 9은 대상물체가 흡착되지 않은 흡입셀(도 6에서 흡입셀(113b)에 해당)과 연결된 체크밸브의 작동을 나타낸 것이다.

도 8을 더 포함하여 설명하면, 연결라인(130)을 통해 흡입력이 제공되면 흡입력에 의해 공기(SA)는 흡입되게 되고, 볼(155)은 밀리게 된다. 그러면 탄성부재(157)가 압축되어 통공(154)은 개방되고, 흡입력이 계속해서 제공되면 대상물체(10)는 해당 흡입셀(113a)에 계속해서 흡착될 수 있다. 그러다가 대상물체(10)가 해당 흡입셀(113)을 완전히 밀폐하게 되면 흡입되는 공기 유량은 없게 되어 해당 라인은 진공상태가 되고, 탄성부재(157)의 탄성 복원력에 의해 볼(155)은 통공(154)을 막게 된다.

한편, 대상물체(10)가 흡입패드(110)에 흡착되지 않은 상태에서 각각의 흡입셀에 흡입되는 공기유량을 제1유량이라고 했을 때, 전술한 바와 같이 대상물체가 흡착되는 흡입셀에서는 볼(155)이 통공(154)을 막아 공기의 흐름이 발생하지 않게 되기 때문에, 대상물체가 흡착되지 않은 흡입셀에서는 제1유량 큰 제2유량이 발생하게 된다.

그러면, 도 9에서 보는 바와 같이, 탄성부재(157)는 더욱 압축되고 볼(155)은 멈춤구(156)를 밀폐할 수 있게 된다. 즉, 체크밸브 중에서 대상물체가 흡착되지 않은 흡입셀(113b)에 연결되는 연결라인에 구비되는 체크밸브는 해당 흡입셀의 흡입력에 의해 밀폐될 수 있다. 이처럼, 흡입패드(110)의 전체 흡입셀(113)에서 공기의 흡입이 이루어지지 않게 되면, 대상물체(10)는 흡입셀(113a)에 더욱 강하게 흡착될 수 있다.

한편, 도 5에서 보는 바와 같이, 체크밸브(150)는 연결라인(130)의 일 지점(B)에 구비될 수 있으며, 이를 통해, 체크밸브(150)의 일단부 및 타단부가 모두 연결라인(130)에 결합되도록 구비될 수도 있다.

도 10은 도 5의 소프트 그립유닛에 흡입력 발생부 및 연결라인이 결합된 다른 상태를 나타낸 단면예시도이다.

도 10에서 보는 바와 같이, 연결라인(130)은 단일의 연결라인으로 이루어질 수 있다. 이 경우, 연결라인(130a)은 일단부가 흡입력 발생부(140)와 연결되고, 타단부는 고정캡(120)에 연결될 수 있으며, 연결라인(130a)의 내측에 복수의 관통공(121)이 모두 위치되도록 할 수 있다.

연결라인(130a)이 이와 같은 단일의 형태를 가지는 경우에도, 전술한 체크밸브(150)는 각 관통공(121)에 결합될 수 있다. 이 경우, 체크밸브(150)는 일단부가 관통공(121)과 연결되고 타단부는 연결라인(130a)의 내측에 오픈되도록 구비될 수 있으며, 전술한 바처럼 작동될 수 있다.

이하에서는 그립장치에 대해서 설명한다.

도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 그립장치를 나타낸 예시도이다.

도 11에서 보는 바와 같이, 그립장치는 바디부(300), 연결부(400), 소프트 그립유닛(200), 암(500) 그리고 홀딩부(550)를 포함할 수 있다.

연결부(400)는 바디부(300)에 연결될 수 있으며, 바디부(300)의 외측으로 연장될 수 있다. 그리고, 소프트 그립유닛(200)은 연결부(400)의 일단부에 구비될 수 있다. 연결부(400)는 소프트 그립유닛(200)이 바디부(300)와 가까워지거나 멀어지도록 이동시킬 수 있다. 본 실시예에서는 연결부(400)는 소프트 그립유닛(200)이 바디부(300)와 가까워지거나 멀어지도록 직선 이동될 수 있다.

소프트 그립유닛(200)이 대상물체의 상면을 흡착하면, 연결부(400)는 소프트 그립유닛(200)을 상측으로 올릴 수 있다.

소프트 그립유닛(200)의 연결라인(130, 도 5 참조)은 연결부(400)의 내측에 마련될 수 있다.

암(500)은 복수개가 구비될 수 있으며, 일단부는 바디부(300)에 각각 결합될 수 있다. 암(500)의 타단부는 서로 이격되도록 구비될 수 있으며, 서로 이격된 타단부가 서로 가까워지도록 이동될 수 있다. 암(500)은 도시된 바와 같이 바디부(300)와 힌지 연결될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

홀딩부(550)는 암(500)의 타단부에 구비될 수 있다. 홀딩부(550)는 암(500)이 서로 가까워지도록 이동하면 대상물체(10)의 측면을 가압하여 홀딩시킬 수 있다.

소프트 그립유닛(200) 및 홀딩부(550)의 작동 순서는 특정하게 한정되지는 않는다. 예를 들면, 도 11의 (a)에서 보는 바와 같이, 소프트 그립유닛(200)에 대상물체(10)가 먼저 흡착된 상태에서 연결부(400)가 상향 이동하고, 이후, 암(500)이 서로 가까워지도록 이동하여 홀딩부(550)가 대상물체(10)의 측면을 가압하여 홀딩할 수 있으며(도 11의 (b) 참조), 이를 통해, 대상물체(10)는 더욱 안정적으로 홀딩될 수 있다.

또는, 소프트 그립유닛(200)이 대상물체(10)의 상면을 흡착함과 동시에, 홀딩부(550)는 대상물체(10)의 측면을 가압하여 대상물체(10)를 홀딩할 수도 있다.

즉, 그립장치 제어방법은 소프트 그립유닛(200)이 대상물체(10)의 상면을 흡착하는 흡착단계와, 복수의 암(500)의 타단부가 서로 가까워지도록 이동하고, 홀딩부(550)가 대상물체(10)의 측면을 가압하여 홀딩시키는 홀딩단계를 포함할 수 있다. 이때, 홀딩단계는 흡착단계 이후에 진행되거나, 또는 흡착단계와 동시에 진행될 수 있다.

도 12는 도 11의 홀딩부의 일 예를 나타낸 단면예시도이다.

도 12에서 보는 바와 같이, 홀딩부(550)는 대상물체(10)에 의해 가압되어 변형될 수 있으며, 유연커버(551) 및 분말체(552)를 포함할 수 있다.

유연커버(551)는 유연커버(551)의 일측면을 형성하고 대상물체(10)와 밀착되는 홀딩면(551a)과, 유연커버(551)의 타측면을 형성하고 암(500)에 결합되는 결합면(551b)을 구비할 수 있으며, 내측에는 수용공간(551c)을 구비할 수 있다.

유연커버(551)는 유연성을 가지는 얇은 막의 형태로 이루어질 수 있으며, 공기가 통하지 않는 소재로 이루어질 수 있다.

분말체(552)는 포켓(555)에 채워질 수 있다. 분말체(552)는 분말 형태를 이룰 수 있다.

유연커버(551)에 대상물체(10)가 가압되면 포켓(555) 및 분말체(552)는 가압되는 대상물체(10)의 형상에 대응하여 변형될 수 있다. 여기서 분말체(552)가 변형된다는 의미는 가압되는 대상물체(10)에 의해 분말들이 밀려나면서 형상이 변형되는 것을 의미한다.

흡입력 발생부(140, 도 5 참조)는 포켓(555)에 연결될 수 있다. 흡입력 발생부(140)는 흡입관(141)을 더 가질 수 있으며, 흡입관(141)은 수용공간(551c)의 내측으로 연장될 수 있다. 흡입력 발생부(140)는 흡입관(141)을 통해 포켓(555)의 공기를 흡입할 수 있다. 포켓(555)은 통기공(555a)을 가질 수 있다.

흡입력 발생부(140)에 의해 수용공간(551c)의 공기가 흡입되면, 유연커버(551)는 수축될 수 있고, 수축되는 유연커버(551)에 의하여 분말체(552)는 압착되어 견고하게 고정될 수 있다.

대상물체(10)가 홀딩면(551a)을 가압한 상태에서 흡입력 발생부(140)가 수용공간(551c)의 공기를 흡입하면, 분말체(552)는 가압된 대상물체(10)에 의해 형상이 변형된 상태에서 유연커버(551)가 수축함에 따라 서로 압착되고, 분말체(552)와 유연커버(551)는 딱딱하게 굳어지게 된다. 즉, 홀딩면(551a)에 대상물체(10)가 가압됨에 따라 변형된 분말체(552)는 변형된 상태로 굳어지게 되며, 홀딩면(551a)에 가압된 대상물체(10)의 측면은 유연커버(551)에 의해 안정적으로 홀딩될 수 있다.

한편, 홀딩부(550)의 구성은 전술한 형태, 즉, 평상 시에는 소프트한 상태에 있다가 흡입력에 의해 딱딱하게 되는 형태에 한정되는 것을 아니며, 예를 들면 스펀지와 같은 형태로 구현될 수도 있다.

도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 그립장치를 나타낸 예시도이다.

도 13에서 보는 바와 같이, 연결부(400)는 소프트 그립유닛(200)이 바디부(300)와 가까워지거나 멀어지도록 신축되는 형태로 이루어질 수 있으며, 다른 구성은 도 11 및 도 12에서 설명한 내용과 동일하다.

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: 소프트 그립헤드 110: 흡입패드
111: 격벽 112: 스토퍼
113: 흡입셀 115: 유연 지지체
117: 안착홈 118: 심부
120: 고정캡 130: 연결라인
140: 흡입력 발생부 150: 체크밸브
200: 소프트 그립유닛 300: 바디부
400: 연결부 500: 암
550: 홀딩부

Claims (13)

1. 대상물체의 흡착시 함몰되면서 폭방향으로 변형되는 유연한 격벽으로 구획되어 형성되고, 일단부에 형성되는 입구부에 부착하고자 하는 대상물체가 접촉되고 외부에서 제공되는 흡입력이 내측 공간을 통해 전달되면 상기 입구부가 축방향 및 폭방향으로 형상이 변형되면서 상기 대상물체가 흡착되도록 하는 복수의 흡입셀을 가지는 흡입패드; 그리고
   상기 흡입셀의 내측 공간에 구비되고, 상기 흡입셀을 기준으로 축방향 강성보다 큰 폭방향 강성을 가지며, 상기 흡입셀의 폭방향 수축 변형에 대한 저항력을 제공하여 상기 대상물체의 흡착시 상기 흡입셀이 닫히는 것을 방지하고, 상기 대상물체가 제거되었을 때 상기 흡입셀의 폭방향 단면을 상기 대상물체가 제거된 초기 상태로 복원시키는 복원력을 갖는 유연 지지체를 포함하며,
   이웃하는 흡입셀들은 상기 격벽을 공유하고 있으며, 상기 흡입셀 중 어느 하나의 흡입셀로 흡입되는 공기가 상기 격벽을 통과해서 이웃하는 다른 흡입셀로 이동되지 않도록, 상기 격벽은 공기가 통과하지 못하는 소재로 형성되는 것을 특징으로 하는 소프트 그립헤드.
2. 제1항에 있어서,
   상기 유연 지지체의 적어도 일부분은 상기 흡입셀의 내주면에 접촉되는 코일 스프링인 것을 특징으로 하는 소프트 그립헤드.
3. 제2항에 있어서,
   상기 유연 지지체는 상기 유연 지지체의 일단부가 상기 흡입셀의 입구부로부터 미리 설정된 기준 거리만큼 이격되도록 삽입되는 것을 특징으로 하는 소프트 그립헤드.
4. 제3항에 있어서,
   상기 흡입셀은
   상기 흡입셀의 내주면에 돌출 형성되고, 삽입된 상기 유연 지지체의 일단부를 구속하여 삽입된 상기 유연 지지체가 상기 흡입셀의 입구부 방향으로 이동되지 않도록 제한하는 스토퍼를 가지는 것을 특징으로 하는 소프트 그립헤드.
5. 제2항에 있어서,
   상기 흡입패드는 상기 흡입셀의 타단부에 구비되어 상기 흡입셀을 받치는 심부를 가지고, 상기 흡입셀은 상기 심부보다 큰 단면폭으로 형성되는 것을 특징으로 하는 소프트 그립헤드.
6. 제5항에 있어서,
   상기 흡입셀은 상기 입구부에서 상기 심부 방향으로 갈수록 단면폭이 작게 형성되는 것을 특징으로 하는 소프트 그립헤드.
7. 제5항에 있어서,
   상기 유연 지지체는 상기 심부까지 삽입되도록 형성되고,
   상기 흡입셀의 단면폭에 대응되는 제1지름과, 상기 심부의 단면폭에 대응되도록 형성되고 상기 제1지름보다 작은 제2지름을 가지는 것을 특징으로 하는 소프트 그립헤드.
8. 제2항에 있어서,
   상기 흡입셀은 내주면에 나선 형상으로 함몰 형성되어 상기 유연 지지체가 삽입되는 안착홈을 가지는 것을 특징으로 하는 소프트 그립헤드.
9. 제1항에 있어서,
   상기 흡입셀은 폭방향 단면이 육각형 형상인 것을 특징으로 하는 소프트 그립헤드.
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 하나의 항에 기재되는 소프트 그립헤드;
    상기 흡입패드의 타단부에 결합되고, 상기 흡입셀에 각각 연결되는 관통공을 가지는 고정캡;
    상기 흡입력을 제공하는 흡입력 발생부;
    상기 흡입력 발생부 및 상기 고정캡을 연결하여 상기 흡입력을 상기 흡입패드로 안내하는 연결라인을 포함하는 소프트 그립유닛.
11. 바디부;
    상기 바디부에 연결되고, 상기 바디부의 외측으로 연장되는 연결부;
    제10항에 기재되고, 상기 연결부의 일단부에 구비되는 소프트 그립유닛;
    일단부가 상기 바디부에 각각 결합되고, 일정간격으로 이격된 타단부가 서로 가까워지도록 이동하는 복수의 암; 그리고
    상기 암의 타단부에 구비되고, 상기 암이 서로 가까워지도록 이동하면 대상물체의 측면을 가압하여 홀딩시키는 홀딩부를 포함하는 그립장치.
12. 제11항에 있어서,
    상기 연결부는 상기 소프트 그립유닛이 상기 바디부와 가까워지거나 멀어지도록 이동시키는 것을 특징으로 하는 그립장치.
13. 제11항에 기재된 그립장치를 제어하기 위한 그립장치 제어방법으로서,
    상기 소프트 그립유닛이 대상물체를 흡착하는 흡착단계; 그리고
    상기 복수의 암의 타단부가 서로 가까워지도록 이동하고, 상기 홀딩부가 상기 대상물체의 측면을 가압하여 홀딩시키는 홀딩단계를 포함하는 그립장치 제어방법.

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