KR102296488B1 - Robot gripper module - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 로봇 그리퍼 모듈에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 뱀형 로봇의 선단에 구비되는 로봇 그리퍼 모듈로서, 생존자 탐지 및 소통을 위한 센서, 내부 환경 파악을 위한 센서가 구비되고, 장애물을 제거하기 위한 복수의 핑거가 구비되어 협소 지역을 통과할 수 있도록 구성된 로봇 그리퍼 모듈에 관한 것이다. The present invention relates to a robot gripper module, and more particularly, to a robot gripper module provided at the tip of a snake-shaped robot, provided with a sensor for detecting and communicating with survivors, a sensor for identifying an internal environment, and for removing obstacles It relates to a robot gripper module having a plurality of fingers and configured to pass through a narrow area.
건물 붕괴와 같은 재난상황 시 구조대원들은 건물의 추가 붕괴 우려로 건물 내에 진입하여 조사하기 어려울 실정이다. In the event of a disaster such as a building collapse, it is difficult for rescuers to enter and investigate the building due to the fear of further collapse of the building.
이러한 이유로 일선 구조대/소방대의 구조대원들은 매몰자 탐지기(서치 탭)을 사용하여 매몰자를 탐지하고 있지만, 상기 매몰자 탐지기는 길이가 짧아 탐색 범위가 제한적인 단점이 있다. For this reason, rescuers of the frontline rescue team/fire brigade use a buried person detector (search tab) to detect the buried person, but the buried person detector has a disadvantage in that the search range is limited due to the short length.
한편, 길이의 제한을 극복하기 위하여 뱀형 로봇을 이용하여 매몰자를 탐지하고 있지만, 기존에 개발된 뱀형 로봇의 경우 카메라에 의존하여 매몰자를 탐지하도록 구성되어 있기 때문에 매몰된 생존자의 구호 및 골든 타임(72시간)을 연장하기가 사실상 불가능한 문제가 있다. On the other hand, to overcome the limitation of the length, a snake-type robot is used to detect the buried person, but in the case of the existing snake-type robot, it is configured to detect the buried person by relying on a camera. time) is virtually impossible to extend.
또한, 기존에 개발된 뱀형 로봇은 단순히 다수의 관절로 이루어진 구조이기 때문에, 매몰된 내부 공간의 장애물을 옮기면서 이동하지 못하고 피해서만 이동해야하는 한계가 있어 협소한 공간을 통과하지 못하고 이동이 제한적인 문제가 있다. In addition, because the snake-type robot developed in the past is simply a structure made up of a number of joints, there is a limitation in that it cannot move while moving and avoid moving obstacles in the buried internal space, so it cannot pass through a narrow space and movement is limited. have.
따라서, 건물 붕괴 등과 같은 다양한 재난상황에서 비평탄 지형 또는 공간을 이동할 수 있고, 장애물을 옮겨가면서 협소한 공간을 헤쳐나가며 진입하여 매몰된 생존자의 위치를 파악하고 골든타임을 연장할 수 있는 기술이 요구되고 있으며, 특히, 매몰된 생존자 탐지를 위한 센서 및 구조대/소방대의 진입 시 내부 공간의 상황을 파악할 수 있는 센서, 생존자의 골든 타임을 연장 시키기 위한 구호 장치, 협소 공간에서 로봇의 이동 통로 확보 및 장애물 제거를 위한 장치 등이 복합적으로 구비된 기술이 요구된다. Therefore, there is a need for a technology that can move on uneven terrain or spaces in various disaster situations such as building collapse, and that can move through obstacles and navigate through a narrow space to identify the location of buried survivors and extend the golden time In particular, a sensor for detecting buried survivors, a sensor that can grasp the situation of the internal space when the rescue team/fire brigade enters, a relief device to extend the survivor's golden time, securing the robot's movement path in a narrow space and obstacles A technology equipped with a device for removal and the like is required.
미국등록특허 제5,662,587호(등록일 1997.9.2)U.S. Patent No. 5,662,587 (Registration Date: September 9, 1997)
상기 종래 기술에 따른 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 뱀형 로봇의 선단에 구비되는 로봇 그리퍼 모듈로서, 생존자 탐지 및 소통을 위한 센서, 내부 환경 파악을 위한 센서가 구비되고, 장애물을 제거하기 위한 복수의 핑거가 구비되어 협소 지역을 통과할 수 있도록 구성된 로봇 그리퍼 모듈을 제공함에 있다. An object of the present invention to solve the problems according to the prior art is a robot gripper module provided at the tip of a snake-shaped robot, a sensor for detecting and communicating with survivors, a sensor for identifying an internal environment, and removing obstacles To provide a robot gripper module that is provided with a plurality of fingers for passing through a narrow area.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 로봇 그리퍼 모듈은, 뱀형 로봇의 선단에 구비되는 로봇 그리퍼 모듈로서, 상기 뱀형 로봇의 선단에 탈착 가능한 몸통부; 및 상기 몸통부의 전방측으로 확장되어 그립동작이 이루어지도록 하는 그립모드 또는 상기 몸통부의 최대 단면 영역 내로 수축되어 뱀형 로봇의 전후방 이동이 이루어지도록 하는 이동모드로 전환이 가능하고, 복수의 구동 링크로 구성된 적어도 하나의 핑거를 포함하는 그리퍼부;를 포함한다. The robot gripper module of the present invention for solving the above technical problem is a robot gripper module provided at the tip of the snake-shaped robot, and includes a body part detachable from the tip of the snake-shaped robot; and a grip mode in which the body is extended to the front side to perform a gripping operation, or a movement mode in which the snake-shaped robot is contracted within the maximum cross-sectional area of the body to make a forward and backward movement of the snake-shaped robot. and a gripper part including one finger.
바람직하게, 상기 몸통부는 원통형으로 형성되고, 원주면에는 상기 핑거가 수납되는 수납홈이 형성되며, 상기 핑거가 상기 수납홈의 내부로 수납됨에 따라 상기 핑거가 상기 몸통부의 최대 단면 영역 내로 수축되어 이동모드로 전환될 수 있다. Preferably, the body portion is formed in a cylindrical shape, and a receiving groove for receiving the finger is formed on the circumferential surface, and as the finger is accommodated in the receiving groove, the finger is contracted and moved within the maximum cross-sectional area of the body portion mode can be switched.
바람직하게, 상기 그리퍼부를 구성하는 핑거는, 일측이 상기 몸통부의 전면측에 롤(roll) 방향 회전이 가능하도록 구성된 제1 구동 링크, 일측이 상기 제1 구동 링크의 타측에 피치(pitch) 방향 회전이 가능하도록 구성된 제2 구동 링크, 일측이 상기 제2 구동 링크의 타측에 피치(pitch) 방향 회전이 가능하도록 구성된 제3 구동 링크를 포함하여 구성될 수 있다. Preferably, the fingers constituting the gripper part include a first driving link having one side configured to rotate in a roll direction on the front side of the body part, and one side rotating in a pitch direction to the other side of the first driving link. A second driving link configured to enable this, one side of the second driving link may be configured to include a third driving link configured to be rotatable in a pitch direction on the other side of the second driving link.
바람직하게, 상기 제1 구동 링크, 제2 구동 링크, 제3 구동 링크는 상기 몸통부의 단면 직경보다 짧은 길이로 형성될 수 있다. Preferably, the first driving link, the second driving link, and the third driving link may be formed to have a length shorter than a cross-sectional diameter of the body portion.
바람직하게, 상기 그리퍼부를 구성하는 핑거는, 일측이 상기 몸통부의 전면측에 피치(pitch) 방향 회전이 가능하도록 구성된 제4 구동 링크, 일측이 상기 제4 구동 링크의 타측에 피치(pitch) 방향 회전이 가능하도록 구성된 제5 구동 링크를 포함하여 구성될 수 있다. Preferably, the fingers constituting the gripper part include a fourth driving link having one side configured to rotate in a pitch direction on the front side of the body part, and one side rotating in a pitch direction to the other side of the fourth driving link. It may be configured to include a fifth driving link configured to enable this.
바람직하게, 상기 제4 구동 링크, 제5 구동 링크는 상기 몸통부의 단면 직경보다 짧은 길이로 형성될 수 있다. Preferably, the fourth driving link and the fifth driving link may be formed to have a length shorter than a cross-sectional diameter of the body portion.
바람직하게, 상기 몸통부는 원통형으로 형성되고, 상기 그리퍼부를 구성하는 각 핑거가 상기 몸통부의 가상의 중심축선 상을 향하여 오므라들도록 위치됨에 따라 상기 핑거가 상기 몸통부의 최대 단면 영역 내로 수축되어 이동모드로 전환될 수 있다. Preferably, the body portion is formed in a cylindrical shape, and as each of the fingers constituting the gripper portion is positioned to retract toward the imaginary central axis of the body portion, the fingers are contracted into the maximum cross-sectional area of the body portion to switch to the movement mode can be
바람직하게, 상기 그리퍼부를 구성하는 핑거는, 롤(roll) 동작 관절, 피치(pitch) 동작 관절, 요(yaw) 동작 관절 중 적어도 어느 하나의 관절을 포함하여 구성될 수 있다. Preferably, the fingers constituting the gripper unit may be configured to include at least one joint among a roll motion joint, a pitch motion joint, and a yaw motion joint.
상술한 바와 같은 본 발명은, 모노 카메라, 스테레오 카메라, 패턴 프로젝터, 열화상 센서, 가스 센서, 적외선 센서, 온습도 센서, 인체 감지 센서, 가속도 센서, 마이크, 스피커, 서치라이트, 전방라이트 등의 센서부와 액체 공급 호스, 의약품 공급 호스 등의 구호부를 구비함은 물론, 그립모드와 이동모드로 전환이 가능한 그리퍼부가 구비되어 있어서 뱀형 로봇이 장애물을 옮겨가면서 협소한 공간을 헤쳐나가며 진입할 수 있도록 하는 이점이 있다. As described above, the present invention provides a mono camera, a stereo camera, a pattern projector, a thermal image sensor, a gas sensor, an infrared sensor, a temperature/humidity sensor, a human body detection sensor, an acceleration sensor, a microphone, a speaker, a search light, a sensor unit such as a front light and relief parts such as liquid supply hose and medicine supply hose, as well as a gripper part that can be switched between grip mode and movement mode, so that the snake-shaped robot can enter through a narrow space while moving obstacles There is this.
본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않는 또 다른 효과는 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 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 following description.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 로봇 그리퍼 모듈을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 로봇 그리퍼 모듈을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 로봇 그리퍼 모듈을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 제4 실시예에 따른 로봇 그리퍼 모듈을 도시한 도면이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 로봇 그리퍼 모듈의 작동상태를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 로봇 그리퍼 모듈의 작동상태를 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 로봇 그리퍼 모듈의 작동상태를 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 제4 실시예에 따른 로봇 그리퍼 모듈의 작동상태를 도시한 도면이다. 1 is a view showing a robot gripper module according to a first embodiment of the present invention.
2 is a diagram illustrating a robot gripper module according to a second embodiment of the present invention.
3 is a diagram illustrating a robot gripper module according to a third embodiment of the present invention.
4 is a diagram illustrating a robot gripper module according to a fourth embodiment of the present invention.
5 and 6 are views illustrating an operating state of the robot gripper module according to the first embodiment of the present invention.
7 is a view showing an operating state of the robot gripper module according to the second embodiment of the present invention.
8 is a view showing an operating state of the robot gripper module according to the third embodiment of the present invention.
9 is a view showing an operating state of the robot gripper module according to the fourth embodiment of the present invention.
본 발명은 그 기술적 사상 또는 주요한 특징으로부터 벗어남이 없이 다른 여러가지 형태로 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예는 모든 점에서 단순한 예시에 지나지 않으며 한정적으로 해석되어서는 안된다. The present invention may be embodied in various other forms without departing from its technical spirit or main characteristics. Accordingly, the embodiments of the present invention are merely illustrative in all respects and should not be construed as limiting.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. Terms such as first, second, etc. may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms.
상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, a first component may be referred to as a second component, and similarly, a second component may also be referred to as a first component.
및/또는 이라는 용어는 복수 항목들의 조합 또는 복수 항목들 중의 어느 항목을 포함한다. and/or includes a combination of a plurality of items or any of a plurality of items.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 ‘연결되어’있다거나 ‘접속되어’있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. When it is said that a component is 'connected' or 'connected' to another component, it may be directly connected or connected to the other component, but it is understood that other components may exist in between. it should be
반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 ‘직접 연결되어’있다거나 ‘직접 접속되어’있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. On the other hand, when it is mentioned that a certain element is 'directly connected' or 'directly connected' to another element, it should be understood that there is no other element in the middle.
본 출원에서 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. The terms used in the present application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise.
본 출원에서, ‘포함하다’또는 ‘구비하다’, ‘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 the present application, terms such as 'comprise' or 'comprising', 'have', etc. are intended to designate that a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification exists, but one It should be understood that it does not preclude the possibility of the presence or addition of or more other features or numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical and scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. Terms such as those defined in a commonly used dictionary should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art, and should not be interpreted in an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in the present application. does not
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. Hereinafter, a preferred embodiment according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, but the same or corresponding components are given the same reference numerals regardless of reference numerals, and redundant description thereof will be omitted.
본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. In describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known technology may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
본 발명의 실시예에 따른 로봇 그리퍼 모듈은, 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 뱀형 로봇의 선단에 구비되는 로봇 그리퍼 모듈로서, 몸통부(110, 210, 310, 410), 그리퍼부(120, 220, 320, 420), 센서부(130, 230, 330, 430) 및 구호부(140, 240, 340, 440)를 포함하여 구성된다. As shown in FIGS. 1 to 4, the robot gripper module according to the embodiment of the present invention is a robot gripper module provided at the tip of a snake-shaped robot, and includes
상기 몸통부는 상기 뱀형 로봇의 선단에 탈착 가능하도록 구성된다. The body portion is configured to be detachable from the tip of the snake-shaped robot.
상기 그리퍼부는 복수의 핑거를 포함하여 구성되며, 상기 몸통부의 전방측으로 확장되어 그립동작이 이루어지도록 하는 그립모드 또는 상기 몸통부의 최대 단면 영역 내로 수축되어 뱀형 로봇의 전후방 이동이 이루어지도록 하는 이동모드로 전환이 가능한 복수의 핑거를 포함하여 구성된다. The gripper part is configured to include a plurality of fingers, and the grip mode is extended to the front side of the body to perform a gripping operation, or the gripper is contracted into the maximum cross-sectional area of the body to make the snake-shaped robot move forward and backward. It is configured to include a plurality of possible fingers.
상기 그리퍼부의 그립모드 전환 시, 복수의 핑거를 이용하여 장애물 제거하거나 복수의 핑거를 벌리는 동작을 통해 협소 공간에서 뱀형 로봇의 이동 통로 확보하고, 상기 그리퍼부의 이동모드 전환 시, 복수의 핑거가 상기 몸통부의 최대 단면 영역 내로 수축됨에 따라 장애물과의 간섭을 방지하고, 뱀형 로봇의 전후방 이동이 수월하게 이루어질 수 있다. When changing the grip mode of the gripper part, the movement path of the snake-shaped robot is secured in a narrow space by removing obstacles using a plurality of fingers or spreading the plurality of fingers, and when the movement mode of the gripper part is switched, the plurality of fingers move the body As it is contracted into the maximum cross-sectional area of the negative, interference with obstacles is prevented, and the forward and backward movement of the snake-shaped robot can be made easily.
상기 센서부는, 모노 카메라, 스테레오 카메라, 패턴 프로젝터, 열화상 센서, 가스 센서, 적외선 센서, 온습도 센서, 인체 감지 센서, 가속도 센서, 마이크, 스피커, 서치라이트, 전방라이트 중 적어도 어느 하나를 포함하여 구성될 수 있다. The sensor unit comprises at least one of a mono camera, a stereo camera, a pattern projector, a thermal image sensor, a gas sensor, an infrared sensor, a temperature and humidity sensor, a human body detection sensor, an acceleration sensor, a microphone, a speaker, a searchlight, and a front light can be
상기 구호부는, 액체 공급 호스, 의약품 공급 호스 중 적어도 어느 하나를 포함하여 구성될 수 있다. The relief unit may include at least one of a liquid supply hose and a medicine supply hose.
본 발명의 실시예에 따른 로봇 그리퍼 모듈은, 생존자 탐색 및 붕괴 지역 환경 탐사를 위한 센서 모듈과 그리퍼가 통합된 구조를 가지며, 각종 센서의 성능을 보장할 수 있는 최적 배치 및 간섭이 최소화되도록 배치된다. The robot gripper module according to an embodiment of the present invention has a structure in which a sensor module and a gripper for survivor search and collapsed environment exploration are integrated, and is arranged such that the optimal arrangement and interference to ensure the performance of various sensors are minimized .
<제1실시예><First embodiment>
도 1, 도 5 및 도 6을 참조하여 본 발명의 제1실시예에 따른 로봇 그리퍼 모듈의 상세한 구성과 작동에 대해 설명하도록 한다. A detailed configuration and operation of the robot gripper module according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1, 5 and 6 .
제1실시예의 로봇 그리퍼 모듈은, 도 1에 도시된 바와 같이, 몸통부(110), 그리퍼부(120), 센서부(130) 및 구호부(140a, 140b)를 포함하여 구성된다. As shown in FIG. 1 , the robot gripper module of the first embodiment is configured to include a
상기 몸통부(110)는 대략 원통형의 형상으로 형성되고, 선단부에는 상기 그리퍼부(120), 센서부(130) 및 구호부(140a, 140b)가 구비되고, 후단부는 상기 뱀형 로봇의 선단에 원터치 메커니즘을 이용하여 탈착 가능하도록 구성될 수 있다. The
상기 몸통부(110)의 후단부에는 전원 및 센서 단자가 구비되어 원터치 결합 시 상기 뱀형 로봇의 선단에 구비된 전원 공급 단자 및 센서 신호 단자와 전기적으로 연결될 수 있다. A power supply and a sensor terminal are provided at the rear end of the
상기 센서부(130)는 모노 카메라, 스테레오 카메라, 패턴 프로젝터, 열화상 센서, 가스 센서, 적외선 센서, 온습도 센서, 인체 감지 센서, 가속도 센서, 마이크, 스피커, 서치라이트, 전방라이트 중 적어도 어느 하나를 포함하여 구성될 수 있다. The
구체적으로, 상기 모노 카메라, 스테레오 카메라, 패턴 프로젝터, 적외선 센서를 이용하여 이동 방향 및 매몰된 생존자를 탐색함과 함께 매몰된 생존자의 상태를 확인할 수 있고, 상기 가스 센서, 온습도 센서를 통해 붕괴 지역 내부에 환경을 확인할 수 있으며, 상기 마이크, 스피커를 통해 매몰된 생존자의 상태 확인 및 의사소통이 가능하게 하는 등 구조를 위한 다양한 기능을 할 수 있다. Specifically, by using the mono camera, stereo camera, pattern projector, and infrared sensor, the movement direction and the buried survivor can be searched and the state of the buried survivor can be checked, and the interior of the collapsed area through the gas sensor and temperature and humidity sensor It is possible to check the environment in the air, and various functions for rescue, such as checking the condition of the buried survivor and enabling communication through the microphone and speaker, can be performed.
상기 구호부(140a, 140b)는, 액체 공급 호스(140a), 의약품 공급 호스(140b) 중 적어도 어느 하나를 포함하여 구성될 수 있다. The
제1실시예에 따른 로봇 그리퍼 모듈은, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 몸통부(110)의 선단부인 전면측에는 센서부(130) 중 모노 카메라, 스테레오 카메라, 패턴 프로젝터, 열화상 센서, 가스 센서, 적외선 센서, 온습도 센서, 인체 감지 센서, 가속도 센서, 마이크, 스피커, 전방라이트 등이 구비되고, 상기 그리퍼부(120)를 구성하는 메인 핑거(121)의 단부 일측에 센서부(130) 중 하나인 서치라이트가 구비되도록 구성된다. As shown in FIG. 1 , the robot gripper module according to the first embodiment includes a mono camera, a stereo camera, a pattern projector, a thermal image sensor, and a
한편, 제1실시예에 따른 로봇 그리퍼 모듈은, 상기 몸통부(110)의 선단부인 전면측 중앙 부분에 구호부 중 하나인 액체 공급 호스(140a)가 구비되고, 상기 그리퍼부(120)를 구성하는 메인 핑거(121)의 선단부에 구호부 중 다른 하나인 의약품 공급 호스(140b)가 구비되도록 구성되며, 상기 액체 공급 호스(140a)와 의약품 공급 호스(140b)의 설치 위치는 서로 반대가 되도록 구성될 수도 있음은 물론이다. On the other hand, in the robot gripper module according to the first embodiment, a
상기 액체 공급 호스, 의약품 공급 호스는 뱀형 로봇의 액체 공급부(미도시), 의약품 공급부(미도시)와 호스를 통해 연결되어 액체 및 의약품을 공급받을 수 있다. The liquid supply hose and the medicine supply hose are connected to a liquid supply unit (not shown) and a medicine supply unit (not shown) of the snake-shaped robot through a hose to receive liquid and medicine.
특히, 제1실시예에 따른 로봇 그리퍼 모듈은, 상기 몸통부(110)의 측부 원주면에는 상기 핑거(121, 122)가 수납되는 수납홈(111)이 형성되며, 구체적으로, 상기 수납홈(111)은 원주면으로부터 내측으로 소정 깊이로 형성되어 상기 몸통부(110)의 선단부와 후단부를 전체적으로 개방하는 형상으로 형성된다. In particular, in the robot gripper module according to the first embodiment, a receiving
상기 수납홈(111)은 후술하는 그리퍼부(120)의 핑거(121, 122)가 수납되는 부분으로서, 이하에서 추가로 설명하도록 한다. The receiving
상기 그리퍼부(120)는 상기 몸통부(110)의 전방측으로 확장되어 그립동작이 이루어지도록 하는 그립모드(도 5, 6의 (a)에 해당) 또는 상기 몸통부(110)의 최대 단면 영역 내로 수축되어 뱀형 로봇의 전후방 이동이 이루어지도록 하는 이동모드(도 5, 6의 (c)에 해당)로 전환이 가능한 복수의 핑거(121, 122)를 포함하여 구성된다. The
구체적으로, 제1실시예에 따른 로봇 그리퍼 모듈은, 도 1에 도시된 바와 같이, 하나의 메인 핑거(121)와, 한 쌍의 서브 핑거(122)를 포함하여 구성되며, 상기 3개의 핑거(121, 122)는 상기 몸통부(110)의 선단부 상에 등각으로 배치되도록 구성될 수 있다. Specifically, as shown in FIG. 1, the robot gripper module according to the first embodiment is configured to include one
각각의 핑거(121, 122)는 상기 수납홈(111)이 형성된 위치에 대응하여 각각 위치되어, 각각의 수납홈(111)에 수납이 가능하도록 구성된다. Each of the
상기 메인 핑거(121)는 일측이 상기 몸통부(110)의 전면측에 롤(roll) 방향 회전이 가능하도록 구성된 제1 구동 링크(121a), 일측이 상기 제1 구동 링크(121a)의 타측에 피치(pitch) 방향 회전이 가능하도록 구성된 제2 구동 링크(121b), 일측이 상기 제2 구동 링크(121b)의 타측에 피치(pitch) 방향 회전이 가능하도록 구성된 제3 구동 링크(121c)를 포함하여 구성될 수 있다. The
상기 메인 핑거(121)는 단부에 서치라이트가 구비될 수 있으며, 상기 서치라이트를 통해 진행 방향을 파악할 수 있다. 또한, 상기 메인 핑거(121)는 롤(roll) 방향 회전이 가능한 제1 구동 링크(121a), 피치(pitch) 방향 회전이 가능한 제2, 3 구동 링크(121b, 121c)로 이루어져 3 자유도를 갖도록 구성되어 있기 때문에 뱀형 로봇이 통과하지 못하거나 방향 조향이 힘든 협소 공간을 극복하기 위해 활용될 수 있다. A search light may be provided at an end of the
또한, 상기 메인 핑거(121)에는 매몰된 생존자에게 물이나 의약품을 공급하기 위한 액체 공급 호스, 의약품 공급 호스가 구비될 수 있으며, 이를 통해 매몰된 생존자에게 구조 시간을 확보하여 골든타임을 연장하기 위한 물과 의약품을 공급할 수 있다. In addition, the
상기 서브 핑거(122)는 일측이 상기 몸통부(110)의 전면측에 피치(pitch) 방향 회전이 가능하도록 구성된 제4 구동 링크(122a), 일측이 상기 제4 구동 링크(122a)의 타측에 피치(pitch) 방향 회전이 가능하도록 구성된 제5 구동 링크(122b)를 포함하여 구성될 수 있다. The sub-finger 122 has one side of the fourth driving link 122a configured to be rotatable in a pitch direction on the front side of the
특히, 상기 제1 구동 링크(121a), 제2 구동 링크(121b), 제3 구동 링크(121c), 제4 구동 링크(122a), 제5 구동 링크(122b)는 상기 몸통부(110)의 단면 직경보다 짧은 길이로 형성되는 것이 바람직하며, 이는, 이동모드로 전환 시 장애물과 간섭을 최소화하기 위함이다. In particular, the
상술한 바와 같이 구성된 그리퍼부(120)는, 도 5, 6의 (a)에 도시된 바와 같이, 상기 몸통부(110)의 전방측으로 확장되어 그립동작이 이루어지도록 하는 그립모드로 작동이 가능하다. As shown in FIGS. 5 and 6 (a), the
상기 그리퍼부(120)가 그립모드로 전환 시, 상기 그리퍼부(120)는 복수의 핑거를 이용하여 장애물 제거하거나 복수의 핑거를 벌리는 동작을 통해 협소 공간에서 뱀형 로봇의 이동 통로 확보할 수 있다. When the
상기 그리퍼부(120)의 이동모드는 2가지 형태로 전환이 가능하다. The movement mode of the
첫째, 도 5의 (c)에 도시된 바와 같이, 상기 그리퍼부(120)를 구성하는 복수의 핑거가 상기 몸통부(110)의 수납홈(111)에 각각 수납되어 상기 그리퍼부(120)가 상기 몸통부(110)의 최대 단면 영역 내로 수축되도로 하여 이동모드로 전환이 가능하다. First, as shown in FIG. 5C , a plurality of fingers constituting the
둘째, 도 6의 (c)에 도시된 바와 같이, 상기 그리퍼부(120)를 구성하는 복수의 핑거가 상기 몸통부(110)의 가상의 중심축선 상을 향하여 오므라들도록 위치됨에 따라 상기 핑거가 상기 몸통부(110)의 최대 단면 영역 내로 수축되어 이동모드로 전환될 수 있다. Second, as shown in FIG. 6C , as the plurality of fingers constituting the
상술한 바와 같이, 상기 그리퍼부(120)가 상기 몸통부(110)의 최대 단면 영역 내로 수축됨에 따라 장애물과의 간섭을 방지하고, 뱀형 로봇의 전후방 이동이 수월하게 이루어지도록 한다. As described above, as the
<제2실시예><Second embodiment>
도 2 및 도 7을 참조하여 본 발명의 제2실시예에 따른 로봇 그리퍼 모듈의 상세한 구성과 작동에 대해 설명하도록 한다. A detailed configuration and operation of the robot gripper module according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 2 and 7 .
제2실시예의 로봇 그리퍼 모듈은, 도 2에 도시된 바와 같이, 몸통부(210), 그리퍼부(220), 센서부(230) 및 구호부(240a, 240b)를 포함하여 구성되며, 센서부(230)와 구호부(240a, 240b)는 그리퍼부(220)의 설치위치에 따라 배치 형태만 다를 뿐 제1실시예와 유사하므로 설명을 생략한다. As shown in FIG. 2 , the robot gripper module of the second embodiment is configured to include a
상기 몸통부(210)는 대략 원통형의 형상으로 형성되고, 상기 몸통부(210)의 측부 원주면에는 상기 핑거가 수납되는 수납홈(211)이 형성되며, 구체적으로, 상기 수납홈(211)은 원주면으로부터 내측으로 소정 깊이로 형성되어 상기 몸통부(210)의 선단부를 향하여 개방된 형태로 형성된다. The
한편, 상기 제2실시예의 그리퍼부(220)는 한 쌍의 핑거(222)를 포함하여 구성되며, 상기 핑거(222)는 일측이 상기 몸통부(210)의 전면측에 피치(pitch) 방향 회전이 가능하도록 구성된 제4 구동 링크(222a), 일측이 상기 제4 구동 링크(222a)의 타측에 피치(pitch) 방향 회전이 가능하도록 구성된 제5 구동 링크(222b)를 포함하여 구성되어 2 자유도를 갖도록 구성될 수 있다. On the other hand, the
상기 제4 구동 링크(222a), 상기 제5 구동 링크(222b)는 상기 몸통부(210)의 단면 직경보다 짧은 길이로 형성되는 것이 바람직하며, 이는, 이동모드로 전환 시 장애물과 간섭을 최소화하기 위함이다. Preferably, the
한편, 상기 한 쌍의 핑거(222)는 상기 몸통부(210)에 형성된 수납홈(211)에 수납되어 이동모드로 전환될 수 있으며, 구체적으로, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 몸통부(210)의 선단부 일측에 구비된 핑거는 상기 몸통부(210)의 선단부 타측에 형성된 수납홈(211)에 삽입되고, 상기 몸통부(210)의 선단부 타측에 구비된 핑거는 상기 몸통부(210)의 선단부 일측에 형성된 수납홈(211)에 삽입되는 형태로 이동모드 전환이 이루어질 수 있다. On the other hand, the pair of
또는, 도면에 도시되어 있지는 않지만 상기 복수의 핑거(222)가 상기 몸통부(210)의 가상의 중심축선 상을 향하여 오므라들도록 위치됨에 따라 상기 핑거가 상기 몸통부(210)의 최대 단면 영역 내로 수축되어 이동모드로 전환될 수도 있음은 물론이다. Alternatively, although not shown in the drawings, as the plurality of
<제3실시예><Third embodiment>
도 3 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 제3실시예에 따른 로봇 그리퍼 모듈의 상세한 구성과 작동에 대해 설명하도록 한다. A detailed configuration and operation of the robot gripper module according to the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 3 to 8 .
제3실시예의 로봇 그리퍼 모듈은, 도 3에 도시된 바와 같이, 몸통부(310), 그리퍼부(320), 센서부(330) 및 구호부(340a, 340b)를 포함하여 구성되며, 센서부(330)와 구호부(340a, 340b)는 그리퍼부(320)의 설치위치에 따라 배치 형태만 다를 뿐 제1실시예와 유사하므로 설명을 생략한다. As shown in FIG. 3 , the robot gripper module of the third embodiment is configured to include a
상기 몸통부(310)는 대략 원통형의 형상으로 형성되고, 상기 몸통부(310)에는 수납홈(211)이 없다. The
한편, 상기 제3실시예의 그리퍼부(320)는 한 쌍의 핑거(323)를 포함하여 구성되며, 상기 핑거(323)는 일측이 상기 몸통부(310)의 전면측에 요(yaw) 방향 회전이 가능하도록 구성된 제6 구동 링크(323a), 일측이 상기 제6 구동 링크(323a)의 타측에 피치(pitch)방향 회전이 가능하도록 구성된 제7 구동 링크(323b), 일측이 상기 제7 구동 링크(323b)의 타측에 피치(pitch)방향 회전이 가능하도록 구성된 제8 구동 링크(323c)를 포함하여 구성될 수 있다. On the other hand, the
상기 제6 구동 링크(323a), 제7 구동 링크(323b), 제8 구동 링크(323c)는 상기 몸통부(310)의 단면 직경보다 짧은 길이로 형성되는 것이 바람직하며, 이는, 이동모드로 전환 시 장애물과 간섭을 최소화하기 위함이다. Preferably, the
한편, 상기 한 쌍의 핑거(323)는 상기 몸통부(310)의 선단부 전면측에 밀착되어 위치되는 형태로 이동모드로 전환되며, 구체적으로, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 몸통부(310)의 선단부 일측에 구비된 핑거(323)는 구동 링크(323a, 323b, 323c)의 상호 동작에 의해 상기 몸통부(310)의 선단부 일측 전면에 밀착되고, 상기 몸통부(310)의 선단부 타측에 구비된 핑거(323)는 구동 링크(323a, 323b, 323c)의 상호 동작에 의해 상기 몸통부(310)의 선단부 타측 전면에 밀착되는 형태로 이동모드 전환이 이루어질 수 있다. On the other hand, the pair of
또는, 도면에 도시되어 있지는 않지만 상기 복수의 핑거(323)가 상기 몸통부(310)의 가상의 중심축선 상을 향하여 오므라들도록 위치됨에 따라 상기 핑거가 상기 몸통부(310)의 최대 단면 영역 내로 수축되어 이동모드로 전환될 수도 있음은 물론이다. Alternatively, although not shown in the drawings, as the plurality of
<제4실시예><Fourth embodiment>
도 4 내지 도 9을 참조하여 본 발명의 제4실시예에 따른 로봇 그리퍼 모듈의 상세한 구성과 작동에 대해 설명하도록 한다. A detailed configuration and operation of the robot gripper module according to the fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 4 to 9 .
제4실시예의 로봇 그리퍼 모듈은, 도 4에 도시된 바와 같이, 몸통부(410), 그리퍼부(420), 센서부(430) 및 구호부(440a, 440b)를 포함하여 구성되며, 센서부(430)와 구호부(440a, 440b)는 그리퍼부(420)의 설치위치에 따라 배치 형태만 다를 뿐 제1실시예와 유사하므로 설명을 생략한다. As shown in FIG. 4, the robot gripper module of the fourth embodiment is configured to include a
상기 몸통부(410)는 대략 원통형의 형상으로 형성되고, 상기 몸통부(410)의 측부 원주면에는 상기 핑거가 수납되는 수납홈(211)이 형성되며, 구체적으로, 상기 수납홈(211)은 원주면으로부터 내측으로 소정 깊이로 형성되어 상기 몸통부(410)의 선단부를 향하여 개방된 형태로 형성되며, 상기 수납홈(211)의 형성 길이는 핑거의 길이와 거의 동일한 길이로 형성된다. The
상기 핑거(421, 422)는 상기 몸통부(410)에 형성된 수납홈(211)에 수납되어 이동모드로 전환될 수 있으며, 구체적으로, 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 몸통부(410)의 선단부 일측에 구비된 핑거(421, 422)는 별도의 구동수단(예컨대, 리니어 구동기)에 의해 상기 수납홈(211)에 슬라이딩 삽입되거나 배출되도록 구성될 수 있다. The
즉, 상기 핑거(421, 422)가 별도의 구동수단에 의해 상기 수납홈(211)으로 슬라이딩 삽입됨으로써 이동모드로 전환되는 것이다. That is, the
또는, 도면에 도시되어 있지는 않지만 상기 복수의 핑거(421, 422)가 상기 몸통부(410)의 가상의 중심축선 상을 향하여 오므라들도록 위치됨에 따라 상기 핑거가 상기 몸통부(410)의 최대 단면 영역 내로 수축되어 이동모드로 전환될 수도 있음은 물론이다. Alternatively, although not shown in the drawings, as the plurality of
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지만 당업자라면 이러한 기재로부터 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 많은 다양하고 자명한 변형이 가능하다는 것은 명백하다. 따라서 본 발명의 범주는 이러한 많은 변형예들을 포함하도록 기술된 특허청구범위에 의해서 해석돼야 한다. Although the present invention has been mainly described with reference to the accompanying drawings, it will be apparent to those skilled in the art that many various and obvious modifications can be made therefrom without departing from the scope of the present invention. Accordingly, the scope of the present invention should be construed by the appended claims to cover many such modifications.
110, 210, 310, 410:몸통부
120, 220, 320, 420:그리퍼부
130, 230, 330, 430:센서부
140, 240, 340, 440:구호부110, 210, 310, 410: body part
120, 220, 320, 420: gripper part
130, 230, 330, 430: sensor unit
140, 240, 340, 440: Relief Department
Claims (8)
상기 뱀형 로봇의 선단에 탈착 가능한 몸통부; 및
상기 몸통부의 전방측으로 확장되어 그립동작이 이루어지도록 하는 그립모드 또는 상기 몸통부의 최대 단면 영역 내로 수축되어 뱀형 로봇의 전후방 이동이 이루어지도록 하는 이동모드로 전환이 가능하고, 복수의 구동 링크로 구성된 적어도 하나의 핑거를 포함하는 그리퍼부;를 포함하고,
상기 몸통부는 원통형으로 형성되고, 원주면에는 상기 핑거가 수납되는 수납홈이 형성되며, 상기 핑거가 상기 수납홈의 내부로 수납됨에 따라 상기 핑거가 상기 몸통부의 최대 단면 영역 내로 수축되어 이동모드로 전환되며,
상기 그리퍼부를 구성하는 핑거는,
일측이 상기 몸통부의 전면측에 롤(roll) 방향 회전이 가능하도록 구성된 제1 구동 링크, 일측이 상기 제1 구동 링크의 타측에 피치(pitch) 방향 회전이 가능하도록 구성된 제2 구동 링크, 일측이 상기 제2 구동 링크의 타측에 피치(pitch) 방향 회전이 가능하도록 구성된 제3 구동 링크를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 로봇 그리퍼 모듈. As a robot gripper module provided at the tip of the snake-shaped robot,
a body part detachable from the tip of the snake-shaped robot; and
It is possible to switch to a grip mode in which the body is extended to the front side to perform a grip operation or a movement mode in which the snake-shaped robot is contracted within the maximum cross-sectional area of the body to make a forward and backward movement of the snake-shaped robot, and at least one of a plurality of driving links. a gripper part including the fingers of
The body is formed in a cylindrical shape, and a receiving groove for receiving the finger is formed on a circumferential surface. As the finger is accommodated in the receiving groove, the finger is contracted into the maximum cross-sectional area of the body to switch to a movement mode becomes,
The fingers constituting the gripper part,
A first driving link having one side configured to rotate in a roll direction on the front side of the body part, a second driving link having one side configured to enable rotation in a pitch direction to the other side of the first driving link, one side The robot gripper module, characterized in that it comprises a third driving link configured to be rotatable in a pitch direction on the other side of the second driving link.
상기 제1 구동 링크, 제2 구동 링크, 제3 구동 링크는 상기 몸통부의 단면 직경보다 짧은 길이로 형성된 것을 특징으로 하는 로봇 그리퍼 모듈. According to claim 1,
The first driving link, the second driving link, and the third driving link is a robot gripper module, characterized in that the length shorter than the cross-sectional diameter of the body part.
상기 그리퍼부를 구성하는 핑거는,
일측이 상기 몸통부의 전면측에 피치(pitch) 방향 회전이 가능하도록 구성된 제4 구동 링크, 일측이 상기 제4 구동 링크의 타측에 피치(pitch) 방향 회전이 가능하도록 구성된 제5 구동 링크를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 로봇 그리퍼 모듈. According to claim 1,
The fingers constituting the gripper part,
A fourth driving link having one side configured to be rotatable in a pitch direction on the front side of the body part, and a fifth driving link having one side configured to be rotatable in a pitch direction to the other side of the fourth driving link. Robot gripper module, characterized in that configured.
상기 제4 구동 링크, 제5 구동 링크는 상기 몸통부의 단면 직경보다 짧은 길이로 형성된 것을 특징으로 하는 로봇 그리퍼 모듈. 6. The method of claim 5,
The fourth driving link and the fifth driving link are robot gripper module, characterized in that the length is shorter than the cross-sectional diameter of the body part.
상기 그리퍼부를 구성하는 핑거는,
롤(roll) 동작 관절, 피치(pitch) 동작 관절, 요(yaw) 동작 관절 중 적어도 어느 하나의 관절을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 로봇 그리퍼 모듈. According to claim 1,
The fingers constituting the gripper part,
A robot gripper module, characterized in that it comprises at least one joint of a roll motion joint, a pitch motion joint, and a yaw motion joint.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020200041617A KR102296488B1 (en) | 2020-04-06 | 2020-04-06 | Robot gripper module |
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KR1020200041617A KR102296488B1 (en) | 2020-04-06 | 2020-04-06 | Robot gripper module |
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---|---|
KR102296488B1 true KR102296488B1 (en) | 2021-09-01 |
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ID=77780137
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KR1020200041617A KR102296488B1 (en) | 2020-04-06 | 2020-04-06 | Robot gripper module |
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KR (1) | KR102296488B1 (en) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20110178367A1 (en) * | 2008-07-10 | 2011-07-21 | Mcmaster University | Endoscopic device with end effector mechanism |
JP5662587B2 (en) | 2010-12-29 | 2015-02-04 | ユーオーピー エルエルシー | Olefin metathesis process and catalyst with tungsten fluorine bond |
-
2020
- 2020-04-06 KR KR1020200041617A patent/KR102296488B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US20110178367A1 (en) * | 2008-07-10 | 2011-07-21 | Mcmaster University | Endoscopic device with end effector mechanism |
JP5662587B2 (en) | 2010-12-29 | 2015-02-04 | ユーオーピー エルエルシー | Olefin metathesis process and catalyst with tungsten fluorine bond |
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