KR102303660B1 - 카르단 기어 메커니즘을 이용한 그리핑 장치 - Google Patents

카르단 기어 메커니즘을 이용한 그리핑 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR102303660B1
KR102303660B1 KR1020200072060A KR20200072060A KR102303660B1 KR 102303660 B1 KR102303660 B1 KR 102303660B1 KR 1020200072060 A KR1020200072060 A KR 1020200072060A KR 20200072060 A KR20200072060 A KR 20200072060A KR 102303660 B1 KR102303660 B1 KR 102303660B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
gear
unit
cardan
driving
pair
Prior art date
Application number
KR1020200072060A
Other languages
English (en)
Inventor
최혁렬
Dat Nguyentien
노지호
Quang Huy Nguyen
김예은
김진솔
임홍식
Original Assignee
성균관대학교산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 성균관대학교산학협력단 filed Critical 성균관대학교산학협력단
Priority to KR1020200072060A priority Critical patent/KR102303660B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102303660B1 publication Critical patent/KR102303660B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J15/00—Gripping heads and other end effectors
    • B25J15/02—Gripping heads and other end effectors servo-actuated
    • B25J15/0253—Gripping heads and other end effectors servo-actuated comprising parallel grippers
    • B25J15/026—Gripping heads and other end effectors servo-actuated comprising parallel grippers actuated by gears
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/10—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements
    • B25J9/102—Gears specially adapted therefor, e.g. reduction gears
    • B25J9/1025—Harmonic drives

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Retarders (AREA)
  • Manipulator (AREA)

Abstract

본 발명은 카르단 기어 메커니즘을 이용한 그리핑 장치에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 카르단 기어 메커니즘을 이용한 그리핑 장치는 회전 구동력을 제공하는 구동부; 상기 구동부에 의해 회전하는 입력부, 상기 입력부를 통해 전달되는 회전운동을 변환하는 카르단 기어부 및 상기 카르단 기어부에 의해 직선운동하는 출력부가 마련된 동력변환부; 및 상기 동력변환부의 출력부에 연결되는 파지용 핑거부가 마련된 그립부;를 포함하고, 상기 카르단 기어부는 한 쌍으로 이루어지고, 한 쌍의 카르단 기어부에 각각 구비된 출력부는 서로 반대 방향으로 직선 운동하는 것을 특징으로 한다.

Description

카르단 기어 메커니즘을 이용한 그리핑 장치 {Gripping apparatus using cardan gear mechanism}
본 발명은 카르단 기어 메커니즘을 이용한 그리핑 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 구동부의 회전 구동력을 직선 운동으로 변환하고, 이를 이용해 한 쌍의 파지용 핑거를 서로 반대 방향으로 이동시킬 수 있는 수 있는 카르단 기어 메커니즘을 이용한 그리핑 장치에 관한 것이다.
자동화 장비를 이용하여 물건을 집고 이송하는 경우 그리퍼를 사용한다. 많은 경우에 구조가 간단하고 제어가 단순한 공압 그리퍼를 사용하나 별도의 공압 설비를 갖추어야 하기 때문에 소형의 단독장비나 로봇의 경우에는 전동 그리퍼를 사용한다. 전동 그리퍼 중에 2-핑거 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 사용한다.
하지만 4절 링크를 사용한 2-핑거 전동 그리퍼는 모터 한 개를 이용해 2개의 핑거를 동시에 움직이는 경우 짧은 스트로크 및 낮은 힘을 출력하게 되는 문제가 있다.
특허문헌 1. 대한민국 공개특허 10-2020-0008355 (2020년01월28일)
따라서, 본 발명의 목적은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 파지용 핑거의 스트로크와 토크를 향상시킬 수 있는 카르단 기어 메커니즘을 이용한 그리핑 장치를 제공함에 있다.
또한, 카르단 기어를 한 쌍으로 구성하되, 한 쌍의 카르단 기어에 마련된 출력부가 서로 나란한 이동축 상에서 서로 반대 방향으로 운동할 수 있는 카르단 기어 메커니즘을 이용한 그리핑 장치를 제공함에 있다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 회전 구동력을 제공하는 구동부; 상기 구동부에 의해 회전하는 입력부, 상기 입력부를 통해 전달되는 회전운동을 변환하는 카르단 기어부 및 상기 카르단 기어부에 의해 직선운동하는 출력부가 마련된 동력변환부; 및 상기 동력변환부의 출력부에 연결되는 파지용 핑거부가 마련된 그립부;를 포함하고, 상기 카르단 기어부는 한 쌍으로 이루어지고, 한 쌍의 카르단 기어부에 각각 구비된 출력부는 서로 반대 방향으로 직선 운동하는 것을 특징으로 하는 카르단 기어 메커니즘을 이용한 그리핑 장치에 의해 달성된다.
여기서, 상기 카르단 기어부는, 상기 구동부에 의해 회전하는 구동기어, 상기 구동기어의 중심축과 동일 축선 상에 배치되는 반원형 링기어, 상기 반원형 링기어와 맞물리는 유성기어 및 상기 구동기어의 중심축으로부터 이격된 위치와 상기 유성기어의 회전중심을 연결하는 연결축을 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 유성기어의 지름은 반원형 링기어의 지름의 1/2로 설정되고, 상기 반원형 링기어와 유성기어의 중심축 사이 거리는 상기 유성기어와 출력부의 중심축 사이 거리와 동일하게 설정되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 출력부의 중심축은 상기 유성기어가 반원형 링기어의 끝 지점에 맞물린 상태에서 상기 유성기어와 반원형 링기어의 접점에 위치하고, 상기 유성기어가 반원형 링기어의 중간 지점에 맞물린 상태에서는 상기 반원형 링기어의 중심에 위치하도록 설정되는 것이 바람직하다.
또한, 한 쌍의 카르단 기어부는 반원형 링기어가 서로 마주하는 형태로 배치되고, 한 쌍의 카르단 기어부의 반원형 링기어는 양측 단부가 각각 연결부에 의해 연결되어 일체로 구성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 동력변환부는, 상기 연결축의 이동 영역 내에서 상기 연결부와 교차하는 방향으로 배치되어 양측 연결부를 연결하는 크로스바를 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 한 쌍의 카르단 기어부 중 일측 카르단 기어부의 구동기어의 외주면에는 타측 카르단 기어부의 연결축과의 간섭을 방지하기 위한 오목홈부가 마련되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 동력변환부는, 상기 입력부, 카르단 기어부를 지지하는 하우징을 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 구동부는 상기 출력부가 왕복 직선운동하도록 상기 구동기어를 정,역 방향으로 회전시키는 것이 바람직하다.
또한, 상기 입력부는, 일측 카르단 기어부의 구동기어에 접속하는 제1변속기어, 타측 카르단 기어부의 구동기어에 접속하는 제2변속기어, 상기 제1변속기어와 제2변속기어를 연결하는 회전축을 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 입력부는 상기 구동기어의 양측에 각각 배치되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 그립부는 상기 파지용 핑거부의 이동을 안내하는 가이드를 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 그립부는, 상기 출력부에 연결되고 상기 가이드를 따라 슬라이딩하는 이동블록을 포함하고, 상기 파지용 핑거부는 상기 이동블록에 탈착 가능하게 고정되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 파지용 핑거의 스트로크와 토크를 향상시킬 수 있는 카르단 기어 메커니즘을 이용한 그리핑 장치가 제공된다.
또한, 카르단 기어를 한 쌍으로 구성하되, 한 쌍의 카르단 기어에 마련된 출력부가 서로 나란한 이동축 상에서 서로 반대 방향으로 운동할 수 있는 카르단 기어 메커니즘을 이용한 그리핑 장치가 제공된다.
도 1은 본 발명 카르단 기어 메커니즘을 이용한 그리핑 장치의 사시도,
도 2는 본 발명 카르단 기어 메커니즘을 이용한 그리핑 장치의 분해사시도,
도 3 및 도 4는 도 2에 도시된 동력변환부의 분해도,
도 5는 본 발명 카르단 기어 메커니즘을 이용한 그리핑 장치에 적용되는 카르단 기어부의 치수관계를 설명하기 위한 개략도,
도 6은 본 발명 카르단 기어 메커니즘을 이용한 그리핑 장치의 평단면도,
도 7은 도 6의 A-A'선 단면도,
도 8은 도 6의 B-B'선 단면도,
도 9는 링기어와 유성기어의 작동을 나타내는 단면도,
도 10은 입력부와 구동기어의 작동을 나타내는 단면도,
도 11은 그립부의 작동을 나타내는 단면도이다.
설명에 앞서, 여러 실시예에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표적으로 제1실시예에서 설명하고, 그 외의 실시예에서는 제1실시예와 다른 구성에 대해서 설명하기로 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 제1실시예에 따른 카르단 기어 메커니즘을 이용한 그리핑 장치에 대하여 상세하게 설명한다.
첨부도면 중, 도 1은 본 발명 카르단 기어 메커니즘을 이용한 그리핑 장치의 사시도, 도 2는 본 발명 카르단 기어 메커니즘을 이용한 그리핑 장치의 분해사시도, 도 3 및 도 4는 도 2에 도시된 동력변환부의 분해도, 도 5는 본 발명 카르단 기어 메커니즘을 이용한 그리핑 장치에 적용되는 카르단 기어부의 치수관계를 설명하기 위한 개략도이다.
상기 도면에 도시된 것과 같은 본 발명 카르단 기어 메커니즘을 이용한 그리핑 장치는, 구동부(110), 동력변환부(120) 및 그립부(130)를 포함한다.
상기 구동부(110)는 회전 구동력을 제공하는 것으로서, 정역 회전 제어가 가능한 서보 모터 등으로 이루어질 수 있다.
상기 동력변환부(120)는 하우징(121), 상기 하우징(121)에 회전 가능하게 지지된 상태에서 상기 구동부(110)로부터 회전 구동력을 전달받아 회전하는 입력부(122), 상기 입력부(122)를 통해 전달되는 회전운동을 변환하는 카르단 기어부(123), 상기 카르단 기어부(123)에 의해 직선운동하는 출력부(124)를 포함한다.
먼저, 상기 카르단 기어부(123)는 한 쌍으로 이루어지고, 각각의 카르단 기어부(123)는 구동부(110)에 의해 회전하는 구동기어(123a), 상기 구동기어(123a)의 중심축과 동일 축선 상에 배치되는 반원형 링기어(123b), 상기 반원형 링기어(123b)와 맞물리는 유성기어(123c), 상기 구동기어(123a)의 중심축으로부터 이격된 위치와 상기 유성기어(123c)의 회전중심을 연결하는 연결축(123d)을 포함한다.
또한, 상기 한 쌍의 카르단 기어부(123)는 각각 구비된 출력부(124)가 서로 반대 방향으로 직선운동할 수 있도록 서로 이격되고 회전대칭 형태로 배치될 수 있다.
또한, 한 쌍의 카르단 기어부(123)에 각각 마련되는 반원형 링기어(123b)는 상기 하우징(121)의 상면에서 양측 단부가 서로 마주하는 형태로 배치되고, 양측 단부가 연결부(125)에 의해 각각 연결되어 일체로 구성될 수 있다. 즉, 한 쌍의 카르단 기어부(123)의 중심축의 이격 거리는 상기 연결부(125)의 길이에 의해 결정될 수 있다.
또한, 상기 동력변환부(120)는, 상기 연결축(123d)의 이동 영역 내에서 상기 연결부(125)와 교차하는 방향으로 배치되어 양측 연결부(125)를 연결하는 크로스바(126)를 더 포함할 수 있으며, 이러한 크로스바(126)는 상기 연결부(125)의 이동범위를 제한하는 기능을 제공할 수 있다.
한편, 상기 한 쌍의 카르단 기어부(123)에 각각 마련된 구동기어(123a)의 중심축 간격이 구동기어(123a)의 반지름보다 작은 경우, 한 쌍의 카르단 기어부(123)에 각각 마련되는 구동기어(123a)는 서로 간섭되지 않도록 상하로 이격될 수 있으며, 일측 구동기어(123a)의 외주면에는 타측 동력변환부(120)의 연결축(123d)과의 간섭을 방지하기 위한 오목홈부(123e)가 마련될 수 있다.
상기 입력부(122)는 일측 동력변환부(120)의 구동기어(123a)에 접속하는 제1변속기어(122a), 타측 동력변환부(120)의 구동기어(123a)에 접속하는 제2변속기어(122b) 및 상기 제1변속기어(122a)와 제2변속기어(122b)를 연결하고 상기 하우징(121)에 회전 가능하게 지지되는 회전축(122c)을 포함하며, 복수 마련되어 상기 구동기어(123a)의 양측에 각각 배치된다.
상기 출력부(124)는 상기 유성기어(123c)에 연결되는 것으로서, 본 실시예에서 상기 출력부(124)는 유성기어(123c)의 상측에 고정되는 고정블록과, 상기 고정블록 상에 회전가능하게 지지되는 출력축을 포함하는 것으로 예를 들어 설명한다. 이러한 출력부(124)의 중심축(출력축의 중심축을 의미함)은 상기 유성기어(123c)가 반원형 링기어(123b)의 끝 지점에 맞물린 상태에서는 유성기어(123c)와 반원형 링기어(123b)의 접점과 동일 축선 상에 위치하고, 상기 유성기어(123c)가 반원형 링기어(123b)의 중간 지점에 맞물린 상태에서는 반원형 링기어(123b)의 중심과 동일 축선 상에 위치하도록 설정된다.(도 10 참조)
이러한 출력부(124)는 도 5와 같이 상기 구동기어(123a)와 반원형 링기어(123b)가 동심을 이루도록 배치된 상태에서, 상기 유성기어(123c)가 구동기어(123a)의 회전에 의해 반원형 링기어(123b)를 따라 회전하는 과정에서 상기 반원형 링기어(123b)의 양측 단부를 연결하는 가상의 라인(L, 이하 '이동축'이라고 함)을 따라 직선운동하게 되며, 이를 위해 상기 유성기어(123c)의 외경(D1)은 반원형 링기어(123b)의 내경(D2)의 1/2로 설정(상기 유성기어(123c)의 외주면 길이와 상기 반원형 링기어(123b)의 내주면 길이가 동일함)되고, 상기 반원형 링기어(123b)의 중심축(a1)과 유성기어(123c)의 중심축(a2) 사이 거리(L1)는 상기 유성기어(123c)의 중심축(a2)과 출력축의 중심축(a3) 사이 거리(L2)와 동일하게 설정되며, 상기 출력부(124)의 직선 운동 거리(스트로크)는 상기 유성기어(123c)의 반지름 보다 4배가 긴 거리가 된다.
한편, 상기 하우징(121)은 상기 링기어와 유성기어(123c)가 배치되는 공간과 상기 구동기어(123a)와 입력부(122)가 배치되는 공간을 구획하는 상부 하우징(121a)과, 상기 상부 하우징(121a)의 하부에서 상기 구동기어(123a)와 입력부(122)를 보호하는 하부 하우징(121b)으로 분리 구성될 수 있다.
상기 그립부(130)는 상기 동력변환부(120)의 하우징(121) 상측에 배치되는 베이스, 상기 베이스 상에서 파지용 핑거(131)부의 이동을 안내하는 선형 가이드(132), 상기 동력변환부(120)의 출력축에 연결되고 상기 가이드(132)와 맞물려 가이드(132)를 따라 슬라이딩하는 이동블록(133) 및 상기 이동블록(133)에 탈착 가능하게 조립되고 이동블록(133)과 함께 이동하면서 대상물을 파지하는 파지용 핑거(131)부를 포함한다. 상기 파지용 핑거(131)부는 이동블록(133) 상에 탈착 가능하게 조립되므로 다양한 형태로 제작되어 파지 대상물의 종류에 따라 교환할 수 있다.
한편, 상기 베이스의 상면 일측에는 상기 대상물과 그립용 핑거의 상대 위치를 측정할 수 있는 센서가 배치될 수 있으며, 상기 센서의 측정신호를 기반으로 하여 구동부(110)의 정,역 회전을 제어함으로써 대상물을 선택적으로 파지할 수 있다.
지금부터는 상술한 카르단 기어 메커니즘을 이용한 그리핑 장치의 제1실시예의 작동에 대하여 설명한다.
첨부도면 중, 도 6은 본 발명 카르단 기어 메커니즘을 이용한 그리핑 장치의 평단면도, 도 7은 도 6의 A-A'선 단면도, 도 8은 도 6의 B-B'선 단면도, 도 9는 링기어와 유성기어의 작동을 나타내는 단면도, 도 10은 입력부와 구동기어의 작동을 나타내는 단면도, 도 11은 그립부의 작동을 나타내는 단면도이다.
도 6 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 동력변환부(120)는 구동부(110)와 그립부(130)의 사이에 배치되고, 구동부(110)로부터 제공되는 회전 구동력을 직선 운동으로 변환하여 그립부(130)로 전달하며, 이에 따라 그립부(130)에 마련된 한 쌍의 파지용 핑거(131)는 서로 반대 방향으로 직선 운동하면서 대상물을 파지할 수 있다.
상기 동력변환부(120)의 입력부(122)는 한 쌍의 회전축(122c)이 각각 하우징(121)을 수직 방향으로 관통하도록 설치되고, 한 쌍의 회전축(122c) 중 어느 하나의 회전축(122c)은 하단부가 구동부(110)와 연결되어 회전 구동력을 전달 받도록 구성된다.
한 쌍의 회전축(122c)에는 각각 제1변속기어(122a)와 제2변속기어(122b)가 상하로 배치되고, 상기 제1변속기어(122a)에는 일측 동력변환부(120)의 구동기어(123a)가 연결되고, 상기 제2변속기어(122b)에는 타측 동력변환부(120)의 구동기어(123a)가 연결된다. 이에 따라, 구동부(110)로부터 인가되는 회전 구동력은 제1변속기어(122a), 제2변속기어(122b)를 통해 한 쌍의 카르단 기어부(123)의 구동기어(123a)로 각각 전달되므로, 회전 속도를 감속하는 동시에 토크를 향상시킬 수 있다.
상하로 이격 배치된 한 쌍의 구동기어(123a)는 각각 하우징(121)에 축회전 가능한 상태로 지지되고, 회전 중심으로부터 이격된 위치에 배치된 연결축(123d)에는 유성기어(123c)가 축회전 가능한 상태로 지지되며, 상기 유성기어(123c)는 반원형 링기어(123b)에 접속된다.
즉, 상기 유성기어(123c)는 구동기어(123a)의 회전에 의해 링기어의 내주면을 따라 원주 방향으로 이동하면서 회전하고, 상기 유성기어(123c)에 마련된 출력부(124)는 유성기어(123c)의 회전 중심을 중심으로 회전하면서, 상기 반원형 링기어(123b)의 양 단부를 연결하는 이동축(L)을 따라 직선 운동하게 된다.
상기 한 쌍의 카르단 기어부(123)는 회전 대칭 형태로 배치되므로, 한 쌍의 카르단 기어부(123)에 마련된 출력부(124)는 서로 나란한 이동축(L) 상에서 서로 반대 방향으로 직선 운동하게 되며, 상기 구동부(110)의 구동 제어에 의해 이동축(L) 상에서의 위치가 제어된다.
상기 그립부(130)는 상기 동력변환부(120)의 상측에 배치되고, 그립부(130)에 마련되는 한 쌍의 가이드(132)는 한 쌍의 카르단 기어부(123)에 각각 마련된 출력부(124)의 이동 방향과 나란하게 배치되고, 상기 가이드(132)를 따라 슬라이딩하는 이동블록(133)은 복수 마련되어 상기 출력축에 각각 연결되고, 상기 이동블록(133)에 조립되는 파지용 핑거(131)는 이동블록(133)과 함께 직선운동하면서 대상물을 선택적으로 파지할 수 있다.
구체적으로, 도 9는 도 7의 C-C'선 단면을 나타낸 것으로서, 도 9의 (a)에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 카르단 기어부(123)는 평면에서 보았을 때 구동기어(123a)의 중심축(a4)이 좌우로 이격 배치되고, 일측 카르단 기어부(123)의 구동기어(123a)는 입력부(122)의 회전축(122c) 상에 고정된 제1변속기어(122a)와 맞물리고, 타측 카르단 기어부(123)의 구동기어(123a)는 입력부(122)의 회전축(122c) 상에 고정된 제2변속기어(122b)와 맞물린다.
이에 따라, 도 9의 (b), (c)와 같이 일측 회전축(122c)이 구동부(110)로부터 회전 구동력을 전달받아 회전하는 경우, 한 쌍의 카르단 기어부(123)의 구동기어(123a)가 각각 동시에 회전하게 된다.
이때, 일측 카르단 기어부(123)의 구동기어(123a)에는 타측 카르단 기어부(123)의 연결축(123d)과의 간섭을 방지하기 위한 오목홈부(123e)가 마련되므로, 구동기어(123a)의 회전 위치에 따라 일측 입력부(122)의 제1변속기어(122a)와 접속이 해제될 수 있다. 하지만 이 경우에도, 상기 구동기어(123a)의 양측에 입력부(122)가 각각 배치되어 있어, 타측 입력부(122)의 제1변속기어(122a)를 통해 회전 구동력을 전달 받을 수 있으므로, 회전 구동력의 전달이 차단되는 것을 방지할 수 있다.
이어, 도 10은 도 7의 D-D'선 단면을 나타낸 것으로서, 도 10의 (a)에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 카르단 기어부(123)는 평면에서 보았을 때, 각각 반원형 링기어(123b)와 구동기어(123a)가 동심을 이루도록 배치되고, 양측 반원형 링기어(123b)는 연결부(125)를 통해 연결되어 서로 일체로 구성된다.
또한, 상기 반원형 링기어(123b)의 내주면에는 유성기어(123c)가 접속되고, 상기 유성기어(123c)는 상기 구동기어(123a)의 연결축(123d)에 축회전 가능하게 지지된다.
이와 같이 조립된 상태에서, 도 10의 (b), (c)와 같이 구동기어(123a)가 일방향으로 45, 90도 회전하면, 유성기어(123c)가 반원형 링기어(123b)의 내주면을 따라 회전하면서 상기 출력부(124)가 이동축(L)을 따라 직선 운동하게 되며, 상기 구동기어(123a)의 회전각도와 상기 출력부(124)의 직선 운동량의 관계는 사인 곡선의 형태를 이루게 된다.
상기 그립부(130)는 도 11의 (a)에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 가이드(132)가 상기 동력변환부(120)에서 제공하는 한 쌍의 출력부(124)의 이동방향과 나란하게 배치되고, 상기 가이드(132)를 따랄 슬라이딩하는 이동블록(133)이 상기 출력부(124)와 각각 연결되며, 상기 이동블록(133)에는 파지용 핑거(131)가 각각 조립된다.
이에 따라 동력변환부(120)의 출력부(124)가 이동축(L)을 따라 서로 반대방향으로 이동하는 동작에 의해, 도 11의 (b), (c)와 같이 한 쌍의 파지용 핑거(131)가 서로 반대 방향으로 이동하게 되므로, 대상물을 파지하거나, 파지해제할 수 있다.
한편, 도면에서는 상기 구동기어(123a)가 90도 범위 내에서 회전함에 따라 상기 파지용 핑거(131)가 전체 스트로크의 1/2 범위에서 이동하면서 서로 접촉하거나 멀어지는 방향으로 이동하는 것으로 설명하였으나, 파지용 핑거(131)의 형태에 따라 상기 구동기어(123a)가 180도 범위 내에서 회전하는 것도 가능하며, 이 경우 한 쌍의 파지용 핑거(131)가 서로 근접한 방향으로 이동하다가 겹쳐진 후 다시 멀어지는 동작을 구현할 수 있으므로, 대상물의 파지 뿐만 아니라 다양한 형태의 대상물을 파지하는 것도 가능하다.
본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.
110:구동부, 120:동력변환부, 121:하우징,
121a:상부 하우징, 121b:하부 하우징, 122:입력부,
122a:제1변속기어, 122b:제2변속기어, 122c:회전축,
123:카르단 기어부, 123a:구동기어, 123b:반원형 링기어,
123c:유성기어, 123d:연결축, 124:출력부,
125:연결부, 126:크로스바, 130:그립부,
131:파지용 핑거, 132:가이드, 133:이동블록,
L:이동축

Claims (13)

  1. 회전 구동력을 제공하는 구동부;
    상기 구동부에 의해 회전하는 입력부, 상기 입력부를 통해 전달되는 회전운동을 변환하는 카르단 기어부 및 상기 카르단 기어부에 의해 직선운동하는 출력부가 마련된 동력변환부; 및
    상기 동력변환부의 출력부에 연결되는 파지용 핑거부가 마련된 그립부;를 포함하고,
    상기 카르단 기어부는 한 쌍으로 이루어지고, 한 쌍의 카르단 기어부에 각각 구비된 출력부는 서로 반대 방향으로 직선 운동하고,
    한 쌍의 카르단 기어부 중 일측 카르단 기어부의 구동기어의 외주면에는 타측 카르단 기어부의 연결축과의 간섭을 방지하기 위한 오목홈부가 마련되는 것을 특징으로 하는 카르단 기어 메커니즘을 이용한 그리핑 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 카르단 기어부는,
    상기 구동부에 의해 회전하는 상기 구동기어,
    상기 구동기어의 중심축과 동일 축선 상에 배치되는 반원형 링기어,
    상기 반원형 링기어와 맞물리는 유성기어 및
    상기 구동기어의 중심축으로부터 이격된 위치와 상기 유성기어의 회전중심을 연결하는 상기 연결축을 포함하는 것을 특징으로 하는 카르단 기어 메커니즘을 이용한 그리핑 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 유성기어의 지름은 반원형 링기어의 지름의 1/2로 설정되고,
    상기 반원형 링기어와 유성기어의 중심축 사이 거리는 상기 유성기어와 출력부의 중심축 사이 거리와 동일하게 설정되는 것을 특징으로 하는 카르단 기어 메커니즘을 이용한 그리핑 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 출력부의 중심축은 상기 유성기어가 반원형 링기어의 끝 지점에 맞물린 상태에서 상기 유성기어와 반원형 링기어의 접점에 위치하고, 상기 유성기어가 반원형 링기어의 중간 지점에 맞물린 상태에서는 상기 반원형 링기어의 중심에 위치하도록 설정되는 것을 특징으로 하는 카르단 기어 메커니즘을 이용한 그리핑 장치.
  5. 제 2항에 있어서,
    한 쌍의 카르단 기어부는 반원형 링기어가 서로 마주하는 형태로 배치되고, 한 쌍의 카르단 기어부의 반원형 링기어는 양측 단부가 각각 연결부에 의해 연결되어 일체로 구성되는 것을 특징으로 하는 카르단 기어 메커니즘을 이용한 그리핑 장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 동력변환부는, 상기 연결축의 이동 영역 내에서 상기 연결부와 교차하는 방향으로 배치되어 양측 연결부를 연결하는 크로스바를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 카르단 기어 메커니즘을 이용한 그리핑 장치.
  7. 삭제
  8. 제 2항에 있어서,
    상기 동력변환부는, 상기 입력부, 카르단 기어부를 지지하는 하우징을 포함하는 것을 특징으로 하는 카르단 기어 메커니즘을 이용한 그리핑 장치.
  9. 제 2항에 있어서,
    상기 구동부는 상기 출력부가 왕복 직선운동하도록 상기 구동기어를 정,역 방향으로 회전시키는 것을 특징으로 하는 카르단 기어 메커니즘을 이용한 그리핑 장치.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 입력부는, 일측 카르단 기어부의 구동기어에 접속하는 제1변속기어, 타측 카르단 기어부의 구동기어에 접속하는 제2변속기어, 상기 제1변속기어와 제2변속기어를 연결하는 회전축을 포함하는 것을 특징으로 하는 카르단 기어 메커니즘을 이용한 그리핑 장치.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 입력부는 상기 구동기어의 양측에 각각 배치되는 것을 특징으로 하는 카르단 기어 메커니즘을 이용한 그리핑 장치.
  12. 제 1항에 있어서,
    상기 그립부는 상기 파지용 핑거부의 이동을 안내하는 가이드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 카르단 기어 메커니즘을 이용한 그리핑 장치.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 그립부는, 상기 출력부에 연결되고 상기 가이드를 따라 슬라이딩하는 이동블록을 포함하고, 상기 파지용 핑거부는 상기 이동블록에 탈착 가능하게 고정되는 것을 특징으로 하는 카르단 기어 메커니즘을 이용한 그리핑 장치.
KR1020200072060A 2020-06-15 2020-06-15 카르단 기어 메커니즘을 이용한 그리핑 장치 KR102303660B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200072060A KR102303660B1 (ko) 2020-06-15 2020-06-15 카르단 기어 메커니즘을 이용한 그리핑 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200072060A KR102303660B1 (ko) 2020-06-15 2020-06-15 카르단 기어 메커니즘을 이용한 그리핑 장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102303660B1 true KR102303660B1 (ko) 2021-09-23

Family

ID=77926285

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200072060A KR102303660B1 (ko) 2020-06-15 2020-06-15 카르단 기어 메커니즘을 이용한 그리핑 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102303660B1 (ko)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005059118A (ja) * 2003-08-08 2005-03-10 Taiyo Ltd 電動ハンド
US20110089709A1 (en) * 2009-10-20 2011-04-21 Nexus Biosystems, Inc. Gripper Apparatus and Method for Containers of Different Sizes
KR101195700B1 (ko) * 2010-04-05 2012-10-29 고려대학교 산학협력단 가변 강성 액츄에이터 유닛
KR20200008355A (ko) 2018-07-16 2020-01-28 한국원자력연구원 전동 그립핑 장치

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005059118A (ja) * 2003-08-08 2005-03-10 Taiyo Ltd 電動ハンド
US20110089709A1 (en) * 2009-10-20 2011-04-21 Nexus Biosystems, Inc. Gripper Apparatus and Method for Containers of Different Sizes
KR101195700B1 (ko) * 2010-04-05 2012-10-29 고려대학교 산학협력단 가변 강성 액츄에이터 유닛
KR20200008355A (ko) 2018-07-16 2020-01-28 한국원자력연구원 전동 그립핑 장치

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5816105A (en) Three degree of freedom parallel mechanical linkage
EP3442756B1 (en) Variable stiffness series elastic actuator
US7059645B2 (en) Palm mechanism for robot hand
KR100984706B1 (ko) 그리퍼
US20150151433A1 (en) Compact robotic gripper
JP5082037B2 (ja) ロボットハンド
EP2067581B1 (en) Cable-driven manipulator with a cable compensation device
CN107984484B (zh) 末端精确补偿直线平夹自适应机器人手指装置
KR101932336B1 (ko) 그리퍼
EP2431139A1 (en) Robot hand
CN108818577B (zh) 摆杆滑槽直线平行夹持自适应机器人手指装置
JP2017047509A (ja) ハンド装置及び指
CN106182051B (zh) 空程传动连杆直线平夹自适应机器人手指装置
JP2006198748A (ja) 関節装置及び関節装置を用いたメカニカルユニバーサルハンド
CN108189055B (zh) 齿条余弦伸缩直线平夹自适应手指装置
JP4388566B2 (ja) 立体カム機構
KR102303660B1 (ko) 카르단 기어 메커니즘을 이용한 그리핑 장치
US11325264B1 (en) Tendon-driven robotic hand
US5020388A (en) Wire guide apparatus for wire-driven mechanism
JPH0158037B2 (ko)
KR102108674B1 (ko) 회전운동 전달 메카니즘이 구비된 병렬로봇
CN108274483B (zh) 一种单驱动形状自适应机械手指
CN218364825U (zh) 一种具有限力装置的机械手指、机械手和机器人
CN108189057B (zh) 流体增速末端伸缩直线平夹自适应机器人手指装置
JPS63251186A (ja) ロボツト用ハンド

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant