KR102326881B1 - Robot hand having double gripping mechanism - Google Patents

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Abstract

본 발명은 이중 파지 구조의 로봇 핸드에 관한 것으로서, 한 쌍의 핑거부와, 핑거 구동부와, 에어 커프와, 공기 공급부를 포함한다. 한 쌍의 핑거부는 대상체를 파지할 수 있도록 마주보게 배치된다. 핑거 구동부는 핑거부가 구부려지는 방향 또는 핑거부가 펴지는 방향으로 핑거부를 구동한다. 에어 커프는 핑거부의 내측에 배치되고, 공급된 공기에 의해 팽창하여 핑거부에 의해 파지된 대상체를 압박한다. 공기 공급부는 에어 커프에 공기를 공급한다.The present invention relates to a robot hand having a double gripping structure, and includes a pair of fingers, a finger driving unit, an air cuff, and an air supply unit. A pair of finger parts are disposed to face each other so as to grip the object. The finger driving unit drives the finger unit in a direction in which the finger unit is bent or the finger unit is unfolded. The air cuff is disposed on the inside of the finger unit, and is inflated by the supplied air to compress the object gripped by the finger unit. The air supply unit supplies air to the air cuff.

Description

이중 파지 구조의 로봇 핸드{Robot hand having double gripping mechanism}Robot hand having double gripping mechanism

본 발명은 이중 파지 구조의 로봇 핸드에 관한 것으로서, 기계적 구동과 공기압을 이용하여 대상체를 이중으로 파지할 수 있는 이중 파지 구조의 로봇 핸드에 관한 것이다.The present invention relates to a robot hand having a double gripping structure, and to a robot hand having a double gripping structure capable of double gripping an object using mechanical drive and air pressure.

로봇은 인간의 다양한 편의를 위해 연구, 개발이 진행되어 왔으며, 사용 용도에 따라 단순 반복 작업 및 육체적으로 힘들고 안전상 위험한 업무를 사람을 대신해 수행하는 산업용 로봇과, 인간의 일상 생활에 다양한 편의를 제공하는 지능형 서비스 로봇으로 구분되어 왔다.Robots have been researched and developed for human convenience, and industrial robots that perform simple repetitive tasks and physically demanding and safety-dangerous tasks on behalf of humans, and It has been classified as an intelligent service robot.

기존의 산업용 로봇의 경우 작업의 위험성 및 인간과 로봇의 충돌 위험성 등의 문제로 산업 현장에서 인간과 분리된 공간에서 작업을 수행해왔으며, 지능형 서비스 로봇의 경우 복잡한 작업 수행에 한계가 있었다.In the case of existing industrial robots, work has been performed in a space separated from humans at industrial sites due to problems such as the risk of work and the risk of collision between humans and robots, and intelligent service robots have limitations in performing complex tasks.

최근 자연 재해 및 전시 상황과 같이 인명 구조를 위한 사람 투입이 어려운 상황에서 인명 구조가 가능한 구난 로봇과, 부상자들의 생존율을 높이기 위한 응급 처치가 가능한 구호 로봇에 대한 일련의 연구가 진행되고 있다.Recently, a series of studies on rescue robots that can rescue people in situations where it is difficult to put people in for rescue, such as natural disasters and wartime situations, and rescue robots that can provide first aid to increase the survival rate of the wounded are being studied.

이러한 구난 로봇 및 구호 로봇이 투입될 수 있는 자연재해 및 전시 상황에서는 관통상 및 신체 부위 절단과 같은 출혈량이 많은 부상이 발생할 수 있다. 출혈이 있는 환자가 발생할 경우 일반적으로 동맥점 압박 지혈법 또는 지혈대를 이용하여 지혈한다.In natural disasters and wartime situations where these rescue robots and rescue robots can be deployed, injuries with a large amount of bleeding, such as penetrating wounds and body part amputation, may occur. If bleeding occurs in patients, hemostasis is usually done using arterial point compression hemostasis or tourniquets.

종래에 개발된 로봇 핸드의 경우 단순한 파지 작업이나 대상체를 옮기는 작업을 수행하기에는 적합하나, 대상체를 파지하는 핑거부의 배치 구조나 핑거부를 구동하는 기계적인 방식의 한계로 인해, 환자의 신체 일부와 같은 비정형의 대상체를 정확하게 파지하는데 한계가 있었다. 따라서, 종래의 로봇 핸드를 지혈 작업에 이용할 경우 동맥점 압박 지혈법, 지혈대를 이용한 지혈법 등과 같은 일반적인 지혈법과 동일한 효과를 얻기에 힘든 문제점이 있다.In the case of a conventionally developed robot hand, it is suitable for performing a simple gripping operation or moving an object, but due to the limitations of the arrangement structure of the finger portion for gripping the object or the mechanical method of driving the finger portion, There was a limit to accurately gripping the target. Therefore, when the conventional robot hand is used for hemostasis, there is a problem in that it is difficult to obtain the same effect as a general hemostatic method such as an arterial point compression hemostasis method, a hemostasis method using a tourniquet, and the like.

한국등록특허공보 제10-1504176호(2015.03.13 등록, 발명의 명칭 : 자동 혈류 조절기)Korean Patent Publication No. 10-1504176 (Registered on March 13, 2015, title of invention: automatic blood flow controller)

따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 기계적 구동으로 환자의 신체 일부와 같은 비정형의 대상체를 1차적으로 파지하고, 공기압에 의해 팽창되는 에어커프를 통해 대상체를 이중으로 파지함으로써, 비정형의 대상체 등의 파지를 용이하게 수행할 수 있는 이중 파지 구조의 로봇 핸드를 제공함에 있다.Accordingly, the problem to be solved by the present invention is to solve the problems of the prior art, primarily gripping an atypical object such as a part of the patient's body by mechanical driving, and using an air cuff that is inflated by air pressure. An object of the present invention is to provide a robot hand having a double gripping structure that can easily grip an atypical object by double gripping.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 이중 파지 구조의 로봇 핸드는, 대상체를 파지할 수 있도록 마주보게 배치되는 한 쌍의 핑거부; 상기 핑거부가 구부려지는 방향 또는 상기 핑거부가 펴지는 방향으로 상기 핑거부를 구동하는 핑거 구동부; 상기 핑거부의 내측에 배치되고, 공급된 공기에 의해 팽창하여 상기 핑거부에 의해 파지된 대상체를 압박하는 에어 커프; 및 상기 에어 커프에 공기를 공급하는 공기 공급부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the robot hand having a double gripping structure of the present invention includes: a pair of fingers disposed to face each other so as to grip an object; a finger driving part for driving the finger part in a direction in which the finger part is bent or in a direction in which the finger part is unfolded; an air cuff disposed inside the finger part and expanding by supplied air to compress the object gripped by the finger part; and an air supply unit for supplying air to the air cuff.

본 발명에 따른 이중 파지 구조의 로봇 핸드에 있어서, 상기 한 쌍의 핑거부 사이의 공간을 관통하는 방향을 따라 이격되게 배치되고, 대상체가 상기 한 쌍의 핑거부 사이의 공간에 존재하는지 여부를 감지하기 위한 한 쌍의 제1센서부;를 더 포함할 수 있다.In the robot hand having a double gripping structure according to the present invention, it is disposed to be spaced apart along a direction penetrating the space between the pair of fingers, and it is detected whether an object exists in the space between the pair of fingers. It may further include; a pair of first sensor units for

본 발명에 따른 이중 파지 구조의 로봇 핸드에 있어서, 상기 핑거부의 내측에 배치되고, 상기 핑거부가 구부려지는 방향으로 구동될 때 상기 핑거부가 대상체를 정상적으로 파지하였는지 여부를 감지하기 위한 제2센서부;를 더 포함할 수 있다.In the robot hand having a double gripping structure according to the present invention, a second sensor part disposed inside the finger part and detecting whether the finger part normally grips the object when the finger part is driven in a bending direction; may include more.

본 발명에 따른 이중 파지 구조의 로봇 핸드에 있어서, 상기 에어 커프의 측부에 장착되고, 상기 핑거부에 의해 파지된 대상체를 지지하며, 대상체에 접촉되는 표면이 원호 형상으로 형성된 지지 홀더부;를 더 포함할 수 있다.In the robot hand having a double gripping structure according to the present invention, a support holder part mounted on the side of the air cuff, supporting the object gripped by the finger part, and having a surface in contact with the object formed in an arc shape; more may include

본 발명에 따른 이중 파지 구조의 로봇 핸드에 있어서, 장시간 지혈로 인한 피부 괴사를 막기 위하여, 상기 에어 커프가 팽창하여 대상체를 압박한 지혈 시간을 표시하는 타이머;를 더 포함할 수 있다.In the robot hand having a double gripping structure according to the present invention, in order to prevent skin necrosis due to hemostasis for a long time, a timer displaying the hemostasis time during which the air cuff is inflated and compressed the subject; may further include.

본 발명에 따른 이중 파지 구조의 로봇 핸드에 있어서, 상기 핑거 구동부는, 모터와, 상기 모터의 회전축에 결합된 베벨기어부와, 상기 핑거부의 일단부에 마련된 핑거부 회전축에 결합되고 상기 베벨기어부의 회전구동을 전달받아 상기 핑거부 회전축에 전달하는 종동기어부를 포함할 수 있다.In the robot hand having a double gripping structure according to the present invention, the finger driving unit is coupled to a motor, a bevel gear unit coupled to a rotating shaft of the motor, and a finger rotating shaft provided at one end of the finger unit, and the bevel gear unit It may include a driven gear unit that receives the rotation drive and transmits it to the rotation shaft of the finger unit.

본 발명에 따른 이중 파지 구조의 로봇 핸드에 있어서, 상기 핑거부의 일단부에 마련된 핑거부 회전축에 결합되는 래칫기어부와, 상기 핑거부가 펴지는 방향으로 상기 핑거부가 회전하는 것을 방지하기 위하여 상기 래칫기어부의 이빨 사이에 걸리는 걸림부재와, 상기 걸림부재를 상기 래칫기어부 측으로 탄성 가압하는 탄성부재를 구비하는 파지 유지부;를 더 포함할 수 있다.In the robot hand having a double gripping structure according to the present invention, a ratchet gear portion coupled to a rotation shaft of the finger portion provided at one end of the finger portion, and the ratchet gear to prevent the finger portion from rotating in the direction in which the finger portion is unfolded It may further include; a holding member having a locking member caught between the teeth of the part, and an elastic member for elastically pressing the locking member toward the ratchet gear part.

본 발명에 따른 이중 파지 구조의 로봇 핸드에 있어서, 상기 파지 유지부는, 상기 걸림부재의 측면에 돌출되게 형성되고, 상기 탄성부재의 탄성 가압력과 반대 방향의 외력에 의해 상기 래칫기어부에 대한 상기 걸림부재의 걸림을 해제하기 위한 걸림 해제부재를 더 포함할 수 있다.In the robot hand having a double gripping structure according to the present invention, the gripping holding part is formed to protrude from a side surface of the locking member, and the locking force is applied to the ratchet gear part by an external force in the opposite direction to the elastic pressing force of the elastic member. It may further include a lock release member for releasing the lock of the member.

본 발명의 이중 파지 구조의 로봇 핸드에 따르면, 비정형의 대상체 등의 파지를 용이하게 수행할 수 있다.According to the robot hand having a double gripping structure of the present invention, it is possible to easily grip an atypical object or the like.

또한, 본 발명의 이중 파지 구조의 로봇 핸드에 따르면, 이중 파지 구조의 로봇 핸드가 장착된 로봇의 원격 조종자가 정확한 파지 작업을 수행할 수 있도록 할 수 있다.In addition, according to the robot hand having a double gripping structure of the present invention, a remote operator of a robot equipped with a robot hand having a double gripping structure can perform an accurate gripping operation.

또한, 본 발명의 이중 파지 구조의 로봇 핸드에 따르면, 대상체에게 과도한 파지력이 작용하는 것을 방지할 수 있고, 에어 커프의 팽창을 자동적으로 제어할 수 있다.In addition, according to the robot hand having the double gripping structure of the present invention, it is possible to prevent excessive gripping force from acting on the object and to automatically control the inflation of the air cuff.

또한, 본 발명의 이중 파지 구조의 로봇 핸드에 따르면, 이중 파지 구조의 로봇 핸드가 장착된 로봇의 원격 조종자뿐만 아니라 외부의 의료진이 지혈 시간을 정확하게 파악할 수 있도록 하여 장시간 지혈로 인한 피부 괴사를 방지할 수 있다.In addition, according to the robot hand having a double grip structure of the present invention, it is possible to prevent skin necrosis due to hemostasis for a long time by enabling not only the remote operator of the robot equipped with the double grip structure robot hand but also the external medical staff to accurately grasp the hemostasis time. can

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 파지 구조의 로봇 핸드의 사시도이고,
도 2는 도 1의 이중 파지 구조의 로봇 핸드의 제1센서부의 동작 원리를 설명하기 위한 도면이고,
도 3은 도 1의 이중 파지 구조의 로봇 핸드의 제2센서부의 동작 원리를 설명하기 위한 도면이고,
도 4는 도 1의 이중 파지 구조의 로봇 핸드의 밑면을 도시한 도면이고,
도 5는 도 1의 이중 파지 구조의 로봇 핸드의 핑거 구동부를 도시한 도면이고,
도 6은 도 1의 이중 파지 구조의 로봇 핸드의 파지 유지부를 도시한 도면이다.1 is a perspective view of a robot hand having a double grip structure according to an embodiment of the present invention;
2 is a view for explaining the principle of operation of the first sensor unit of the robot hand of the double grip structure of FIG. 1,
Figure 3 is a view for explaining the operation principle of the second sensor unit of the robot hand of the double grip structure of Figure 1,
Figure 4 is a view showing the bottom of the robot hand of the double grip structure of Figure 1,
5 is a view showing a finger driving part of the robot hand of the double grip structure of FIG. 1,
FIG. 6 is a view showing the holding part of the robot hand having the double gripping structure of FIG. 1 .

이하, 본 발명에 따른 이중 파지 구조의 로봇 핸드의 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of a robot hand having a double gripping structure according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 파지 구조의 로봇 핸드의 사시도이고, 도 2는 도 1의 이중 파지 구조의 로봇 핸드의 제1센서부의 동작 원리를 설명하기 위한 도면이고, 도 3은 도 1의 이중 파지 구조의 로봇 핸드의 제2센서부의 동작 원리를 설명하기 위한 도면이고, 도 4는 도 1의 이중 파지 구조의 로봇 핸드의 밑면을 도시한 도면이고, 도 5는 도 1의 이중 파지 구조의 로봇 핸드의 핑거 구동부를 도시한 도면이고, 도 6은 도 1의 이중 파지 구조의 로봇 핸드의 파지 유지부를 도시한 도면이다.1 is a perspective view of a robot hand having a double grip structure according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a view for explaining an operation principle of a first sensor unit of the robot hand having a double grip structure of FIG. 1, FIG. 3 is It is a view for explaining the operation principle of the second sensor unit of the double gripping structure of the robot hand of FIG. 1, FIG. 4 is a view showing the bottom of the robot hand of the double gripping structure of FIG. 1, FIG. 5 is the double of FIG. It is a view showing a finger driving unit of the robot hand having a holding structure, and FIG. 6 is a view showing a holding unit of the robot hand having a double holding structure of FIG. 1 .

도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 이중 파지 구조의 로봇 핸드(100)는 기계적 구동과 공기압을 이용하여 대상체를 이중으로 파지할 수 있는 것으로서, 핑거부(110)와, 핑거 구동부(120)와, 에어 커프(130)와, 공기 공급부(140)와, 제1센서부(150)와, 제2센서부(160)와, 지지 홀더부(170)와, 타이머(180)와, 파지 유지부(190)를 포함한다.1 to 6 , the robot hand 100 having a double gripping structure according to the present embodiment is capable of double gripping an object using mechanical driving and air pressure, and includes a finger unit 110 and a finger driving unit. 120 , an air cuff 130 , an air supply unit 140 , a first sensor unit 150 , a second sensor unit 160 , a support holder unit 170 , a timer 180 and , and a grip holding part 190 .

본 명세서에서는 이중 파지 구조의 로봇 핸드(100)가 자연 재해 및 전시 상황에서 응급 처치가 가능한 구호 로봇에 장착되어 환자의 지혈 작업을 수행하는 경우를 예로 들어 설명하고, 이중 파지 구조의 로봇 핸드(100)가 이중으로 파지하는 비정형의 대상체도 지혈 작업을 수행하기 위한 환자의 신체 일부(b)인 경우를 예로 들어 설명한다.In this specification, a case in which the robot hand 100 having a double gripping structure is mounted on a relief robot capable of emergency treatment in natural disasters and wartime situations to perform a hemostasis operation on a patient will be described as an example, and the robot hand 100 having a double gripping structure will be described. ) will be described as an example of a body part (b) of a patient for performing a hemostasis operation even for an atypical object held by double.

상기 핑거부(110)는 한 쌍이 마련되며, 대상체 즉 신체 일부(b)를 파지할 수 있도록 마주보게 배치된다. 본 실시예의 핑거부(110)는 복수 개의 링크가 연결된 구조로 구성되고, 이웃하는 링크들은 서로 힌지 결합되어 회동 가능한 구조로 형성된다.A pair of the finger portions 110 is provided and disposed to face the object, that is, the body part (b) to be gripped. The finger unit 110 of this embodiment is configured in a structure in which a plurality of links are connected, and adjacent links are hinged to each other to form a rotatable structure.

신체 일부(b)를 파지할 경우에는 핑거부(110)가 구부려지는 방향(A1)으로 형상이 변경되면서 신체 일부(b)에 대한 파지 작업이 가능해지고, 파지된 신체 일부(b)를 릴리스할 경우에는 핑거부(110)가 펴지는 방향(A2)으로 형상이 변경되면서 신체 일부(b)에 대한 릴리스 작업이 가능해진다.In the case of gripping the body part (b), as the shape is changed in the direction (A1) in which the finger part 110 is bent, the gripping operation on the body part (b) becomes possible, and the gripped body part (b) is released. In this case, as the shape is changed in the direction A2 in which the finger part 110 is unfolded, a release operation for the body part b is possible.

상기 핑거 구동부(120)는 핑거부가 구부려지는 방향(A1) 또는 핑거부가 펴지는 방향(A2)으로 핑거부(110)를 구동한다.The finger driving unit 120 drives the finger unit 110 in a direction in which the finger unit is bent (A1) or in a direction in which the finger unit is extended (A2).

핑거 구동부(120)는 핑거부(110)를 구동하는 동력을 발생시켜 이를 핑거부(110)에 전달하고, 핑거부(110)는 핑거 구동부(120)에 의해 발생된 동력을 전달받아 핑거부가 구부려지는 방향(A1) 또는 핑거부가 펴지는 방향(A2)으로 형상이 변경될 수 있다.The finger driving unit 120 generates power to drive the finger unit 110 and transmits it to the finger unit 110 , and the finger unit 110 receives the power generated by the finger driving unit 120 and bends the finger unit. The shape may be changed in the falling direction (A1) or in the direction (A2) in which the finger part is unfolded.

도 5를 참조하면, 본 실시예의 핑거 구동부(120)는, 모터(121)와, 베벨기어부(122)와, 종동기어부(123)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 5 , the finger driving unit 120 of the present embodiment may include a motor 121 , a bevel gear unit 122 , and a driven gear unit 123 .

모터(121)는 베이스(101) 내부에 설치될 수 있다. 베벨기어부(122)는 모터(121)의 회전축에 결합되어 모터의 회전력의 방향을 전환한다. 종동기어부(123)는 핑거부(110)의 일단부에 마련된 핑거부 회전축(111)에 결합되고, 베벨기어부(122)의 회전구동을 전달받아 핑거부 회전축(111)에 전달한다.The motor 121 may be installed inside the base 101 . The bevel gear unit 122 is coupled to the rotation shaft of the motor 121 to change the direction of the rotational force of the motor. The driven gear part 123 is coupled to the finger part rotation shaft 111 provided at one end of the finger part 110 , and receives the rotational drive of the bevel gear part 122 and transmits it to the finger part rotation shaft 111 .

본 실시예에서는 핑거부 회전축(111)에 결합된 종동기어부(123)가 베벨기어부(122)의 회전구동을 전달받는 것으로 설명하였으나, 별도의 종동기어부를 마련하지 않고 베벨기어부(122)를 핑거부 회전축(111)에 직접 결합하여 모터(121)의 회전구동력을 직접 전달받을 수 있도록 핑거 구동부를 구성할 수도 있다.In the present embodiment, it has been described that the driven gear unit 123 coupled to the finger rotation shaft 111 receives the rotational drive of the bevel gear unit 122, but the bevel gear unit 122 without providing a separate driven gear unit. ) may be directly coupled to the finger rotating shaft 111 to configure the finger driving unit to directly receive the rotational driving force of the motor 121 .

상기 에어 커프(130)는 핑거부(110)의 내측에 배치되고, 공급된 공기에 의해 팽창하여 핑거부(110)에 의해 파지된 신체 일부(b)를 압박한다.The air cuff 130 is disposed inside the finger unit 110 , and expands by the supplied air to press the body part b held by the finger unit 110 .

에어 커프(130)는 핑거부(110)가 환자의 신체 일부(b)를 파지하기 전에는 공기가 주입되지 않은 수축된 상태를 유지하다가, 핑거부(110)가 환자의 신체 일부(b)를 파지한 후에는 공기 공급부(140)로부터 공기가 주입되어 팽창된 상태로 전환된다.The air cuff 130 maintains a contracted state in which air is not injected before the finger unit 110 grips the patient's body part (b), and then the finger part 110 grips the patient's body part (b). After that, air is injected from the air supply unit 140 and converted into an expanded state.

공기의 주입에 의해 팽창된 상태의 에어 커프(130)는 핑거부(110)에 의해 환자의 파지된 신체 일부(b)를 강하게 압박하면서, 혈액의 흐름을 차단할 수 있다.The air cuff 130 in an inflated state by injection of air may block the flow of blood while strongly pressing the body part (b) of the patient gripped by the finger unit 110 .

에어 커프(130)는 반복되는 팽창과 수축의 과정에서 탄성 및 내구성을 유지할 수 있는 재질로 형성되는 것이 바람직하며, 실리콘 등과 같은 탄성 재질로 형성될 수 있다.The air cuff 130 is preferably formed of a material capable of maintaining elasticity and durability in the process of repeated expansion and contraction, and may be formed of an elastic material such as silicone.

상기 공기 공급부(140)는 에어 커프(130)에 공기를 공급하는 것으로서, 에어 모터 등이 이용될 수 있다. 본 실시예에서 공기 공급부(140)는 베이스(101) 내부에 장착되며, 에어 커프(130)에 공기를 공급하여 에어 커프(130)를 팽창시킬 수 있다.The air supply unit 140 supplies air to the air cuff 130 , and an air motor or the like may be used. In the present embodiment, the air supply unit 140 is mounted inside the base 101 , and may supply air to the air cuff 130 to inflate the air cuff 130 .

상기 제1센서부(150)는 지혈해야 할 신체 일부(b)가 한 쌍의 핑거부(110) 사이의 공간에 존재하는지 여부를 감지한다. 제1센서부(150)는 한 쌍이 마련되며, 한 쌍의 핑거부 사이의 공간을 관통하는 방향(B1)을 따라 이격되게 배치된다.The first sensor unit 150 detects whether the body part (b) to be stopped is present in the space between the pair of finger units (110). A pair of the first sensor units 150 is provided and disposed to be spaced apart along a direction B1 penetrating the space between the pair of finger units.

도 2에 도시된 바와 같이, 지혈해야 할 신체 일부(b)가 한 쌍의 핑거부(110) 사이의 공간에 정상적으로 배치되면, 한 쌍의 핑거부(110) 사이의 공간을 관통하는 방향(B1)을 따라 이격되게 배치된 한 쌍의 제1센서부(150) 모두에서는 신체 일부(b)를 감지하는 신호가 발생한다.As shown in FIG. 2 , when the body part b to be hemostatic is normally disposed in the space between the pair of finger parts 110 , the direction B1 passing through the space between the pair of finger parts 110 . ), a signal for detecting the body part (b) is generated in all of the pair of first sensor units 150 spaced apart along the .

이와 같이 한 쌍의 제1센서부(150)의 감지 신호를 통해 한 쌍의 핑거부(110)가 지혈해야 할 신체 일부(b)에 정상적으로 장착된 것이 확인되면, 핑거부(110)가 구부려지는 방향(A1)으로 핑거부(110)를 구동하여 지혈해야 할 신체 일부(b)를 파지하는 후속 작업을 수행할 수 있다.As described above, when it is confirmed that the pair of finger units 110 are normally mounted on the body part b to be stopped through the detection signal of the pair of first sensor units 150, the finger units 110 are bent. A subsequent operation of gripping the body part b to be stopped by driving the finger unit 110 in the direction A1 may be performed.

만약, 한 쌍의 핑거부(110) 사이의 공간에 환자의 신체 일부(b)가 비정상적으로 놓이거나 또는 존재하지 않는다면, 한 쌍의 제1센서부(150) 중 하나의 제1센서부(150)에는 신체 일부를 감지하는 감지 신호가 발생하지 않을 수 있고, 한 쌍의 제1센서부(150) 모두에서 감지 신호가 발생하지 않을 수 있다.If the patient's body part (b) is abnormally placed or does not exist in the space between the pair of finger parts 110 , one first sensor part 150 among the pair of first sensor parts 150 . ) may not generate a detection signal for detecting a body part, and a detection signal may not be generated from all of the pair of first sensor units 150 .

이와 같이 한 쌍의 제1센서부(150)의 감지 신호를 통해 한 쌍의 핑거부(110)가 지혈해야 할 신체 일부(b)에 비정상적으로 장착된 것이 확인되면, 신체 일부(b)의 파지를 위한 핑거부(110)를 구동하지 않고, 한 쌍의 핑거부(110)가 환자의 신체에 정상적으로 장착될 수 있는 위치로 이중 파지 구조의 로봇 핸드(100)를 이동시킨 후, 재차 한 쌍의 제1센서부(150)의 감지 신호를 확인한다.As described above, if it is confirmed that the pair of finger units 110 are abnormally mounted on the body part (b) to be stopped through the detection signal of the pair of first sensor units 150, the gripping of the body part (b) Without driving the finger unit 110 for The detection signal of the first sensor unit 150 is checked.

본 발명의 한 쌍의 제1센서부(150)는 레이저 센서 등이 이용될 수 있으며, 후술할 지지 홀더부(170)의 표면에 배치되어 지혈해야 할 신체 일부(b)를 감지할 수 있다.The pair of first sensor units 150 of the present invention may use a laser sensor or the like, and may be disposed on the surface of the support holder unit 170 to be described later to detect a body part (b) to be stopped.

상기 제2센서부(160)는 핑거부가 구부려지는 방향(A1)으로 구동될 때 핑거부(110)가 신체 일부(b)를 정상적으로 파지하였는지 여부를 감지한다. 제2센서부(160)는 복수 개가 마련되며, 핑거부(110)의 길이 방향을 따라 핑거부(110)의 내측에 이격되게 배치된다.The second sensor unit 160 detects whether the finger unit 110 normally grips the body part b when the finger unit is driven in the bending direction A1. A plurality of second sensor units 160 are provided, and are disposed to be spaced apart from each other on the inside of the finger unit 110 in the longitudinal direction of the finger unit 110 .

도 3의 (a)를 참조하면, 한 쌍의 핑거부(110)가 환자의 신체 일부(b)에 정상적으로 장착되어 한 쌍의 제1센서부(150)를 통해 감지 신호가 발생한 것이 확인되면, 핑거 구동부(120)를 통해 핑거부가 구부려지는 방향(A1)으로 핑거부(110)를 구동한다. 이때, 에어 커프(130)는 공기가 주입되지 않은 수축된 상태로 유지된다.Referring to (a) of Figure 3, when it is confirmed that the pair of finger units 110 are normally mounted on the patient's body part (b) and a detection signal is generated through the pair of first sensor units 150, The finger unit 110 is driven in the direction A1 in which the finger unit is bent through the finger driving unit 120 . At this time, the air cuff 130 is maintained in a contracted state in which no air is injected.

핑거부가 구부려지는 방향(A1)으로 형상이 변경되면서 환자의 신체 일부(b)를 정상적으로 파지하면, 환자의 신체 일부(b)에 의해 핑거부(110) 측으로 압력이 가해진다. 제2센서부(160)는 이와 같이 핑거부(110)에 가해지는 압력이 미리 설정된 기준 압력 이상으로 발생하면 감지 신호를 발생시킴으로써, 신체 일부(b)를 정상적으로 파지하였는지 여부를 확인할 수 있다.When the patient's body part (b) is normally gripped while the shape is changed in the direction in which the finger part is bent (A1), pressure is applied to the finger part 110 side by the patient's body part (b). As described above, the second sensor unit 160 generates a detection signal when the pressure applied to the finger unit 110 is greater than or equal to a preset reference pressure, thereby confirming whether the body part b is normally gripped.

제2센서부(160)의 감지 신호가 발생하면, 핑거부(110)는 더이상 동작하지 않고 신체 일부(b)를 파지한 형상을 유지한다.When the detection signal of the second sensor unit 160 is generated, the finger unit 110 no longer operates and maintains the shape of gripping the body part (b).

이후, 도 3의 (b)를 참조하면, 핑거부(110)가 환자의 신체 일부(b)를 파지한 후에는 공기 공급부(140)로부터 공기가 에어 커프(130)에 주입되면서 에어 커프(130)는 팽창된 상태로 전환된다. 공기의 주입에 의해 팽창된 상태의 에어 커프(130)는 핑거부(110)에 의해 환자의 파지된 신체 일부(b)를 강하게 압박하면서, 혈액의 흐름을 차단할 수 있다.Thereafter, referring to FIG. 3B , after the finger unit 110 grips the body part b of the patient, air is injected into the air cuff 130 from the air supply unit 140 and the air cuff 130 . ) is converted to an expanded state. The air cuff 130 in an inflated state by injection of air may block the flow of blood while strongly pressing the body part (b) of the patient gripped by the finger unit 110 .

상기 지지 홀더부(170)는 핑거부(110)에 의해 파지된 신체 일부(b)를 지지하며, 에어 커프(130)의 측부에 장착된다. 본 실시예의 지지 홀더부(170)는 에어 커프(130)의 양 측부에 각각 배치될 수 있다.The support holder 170 supports the body part b held by the finger part 110 , and is mounted on the side of the air cuff 130 . The support holder unit 170 of the present embodiment may be disposed on both sides of the air cuff 130 , respectively.

도 1을 참조하면, 신체 일부(b)에 접촉되는 지지 홀더부(170)의 표면은 원호 형상으로 형성되어 신체 일부(b)와의 접촉 면적을 최대한 확보할 수 있고, 이를 통해 파지된 신체 일부(b)를 안정적으로 지지할 수 있다.Referring to Figure 1, the surface of the support holder 170 in contact with the body part (b) is formed in an arc shape, so that the contact area with the body part (b) can be secured as much as possible, and the body part (b) gripped through this b) can be stably supported.

상기 타이머(180)는 장시간 지혈로 인한 피부 괴사를 막기 위하여, 에어 커프(130)가 팽창하여 신체 일부(b)를 압박한 지혈 시간을 표시한다.In order to prevent skin necrosis due to hemostasis for a long time, the timer 180 displays the hemostasis time during which the air cuff 130 expands and presses the body part (b).

환자의 신체 일부(b)에 대하여 장시간 지혈 작업을 수행할 경우 혈액 공급의 중단으로 인해 피부에 괴사가 발생할 위험이 있다. 따라서, 본 발명의 이중 파지 구조의 로봇 핸드(100)는 에어 커프(130)가 팽창하여 신체 일부(b)를 압박하는 동안의 시간인 지혈 시간을 표시함으로써, 구호 로봇의 원격 조종자뿐만 아니라 외부의 의료진이 지혈 시간을 정확하게 파악할 수 있도록 하여 장시간 지혈로 인한 피부 괴사를 방지할 수 있다.When hemostasis is performed on a patient's body part (b) for a long time, there is a risk of necrosis of the skin due to interruption of blood supply. Therefore, the robot hand 100 of the double gripping structure of the present invention displays the hemostasis time, which is the time during which the air cuff 130 expands and presses the body part (b), so that not only the remote operator of the relief robot but also the outside It is possible to prevent skin necrosis due to long-term hemostasis by allowing the medical staff to accurately determine the hemostasis time.

도 1 및 도 4를 참조하면, 타이머(180)는 베이스(101) 내부에 설치될 수 있고, 시간을 표시하는 부분은 베이스(101)의 밑면에 노출되도록 하여 외부의 의료진 이 지혈 시간을 확인할 수 있다.1 and 4, the timer 180 may be installed inside the base 101, and the part indicating the time is exposed on the underside of the base 101 so that an external medical staff can check the hemostasis time have.

상기 파지 유지부(190)는 핑거부(110)가 신체 일부(b)를 파지한 상태를 그대로 유지하기 위한 것으로서, 베이스(101) 내부에 설치된다.The grip holding part 190 is to maintain the state in which the finger part 110 grips the body part (b) as it is, and is installed inside the base 101 .

핑거부(110)가 환자의 신체 일부(b)를 파지한 후 에어 커프(130)가 팽창되면, 팽창된 에어 커프(130)에 의해 핑거부(110)는 핑거부가 펴지는 방향(A2)으로의 힘을 받게 된다. 이때, 핑거부가 펴지는 방향(A2)으로의 힘이 과도하게 되면 환자에 대한 지혈 작업 도중 핑거부(110)의 파지력이 해제되면서 지혈 작업이 중단되는 문제가 발생할 수 있다.When the air cuff 130 is inflated after the finger unit 110 holds the body part b of the patient, the finger unit 110 is moved in the direction A2 in which the finger unit is unfolded by the inflated air cuff 130 . will receive the power of At this time, if the force in the direction A2 in which the finger part is unfolded is excessive, the hemostatic operation may be stopped while the gripping force of the finger part 110 is released during the hemostatic operation on the patient.

따라서, 본 발명의 이중 파지 구조의 로봇 핸드(100)는 파지 유지부(190)를 구비함으로써, 지혈 작업을 수행하는 도중 핑거부가 펴지는 방향(A2)으로 핑거부(110)가 회전하여 파지가 해제되는 것을 방지할 수 있다. 본 실시예의 파지 유지부(190)는 래칫기어부(191)와, 걸림부재(192)와, 탄성부재(193)와, 걸림 해제부재(194)를 구비한다.Therefore, the robot hand 100 of the double gripping structure of the present invention is provided with the gripping holding part 190, so that the finger 110 rotates in the direction A2 in which the finger part is unfolded while performing the hemostasis operation so that the grip is held. release can be prevented. The holding part 190 of this embodiment includes a ratchet gear part 191 , a locking member 192 , an elastic member 193 , and a lock release member 194 .

도 6을 참조하면, 래칫기어부(191)는 핑거부(110)의 일단부에 마련된 핑거부 회전축(111)에 결합된다. 걸림부재(192)는 핑거부가 펴지는 방향(A2)으로 핑거부(110)가 회전하는 것을 방지하기 위하여 래칫기어부(191)의 이빨 사이에 걸린다. 탄성부재(193)는 걸림부재(192)를 래칫기어부(191) 측으로 탄성 가압하여 걸림부재(192)가 래칫기어부(191)를 누르는 가압력을 발생시킨다.Referring to FIG. 6 , the ratchet gear part 191 is coupled to the finger part rotation shaft 111 provided at one end of the finger part 110 . The locking member 192 is caught between the teeth of the ratchet gear part 191 to prevent the finger part 110 from rotating in the direction A2 in which the finger part is unfolded. The elastic member 193 elastically presses the locking member 192 toward the ratchet gear part 191 to generate a pressing force for the locking member 192 to press the ratchet gear part 191 .

래칫기어부(191)의 이빨에 있어서 핑거부가 구부려지는 방향(A1)의 단면은 경사가 완만하게 형성되어, 핑거부(110)가 구부려지는 방향(A1)으로 회전할 때 걸림부재(192)가 래칫기어부(191)의 이빨을 타고 넘으면서 핑거부(110)의 회전이 가능하다. 그러나 래칫기어부(191)의 이빨에 있어서 핑거부가 펴지는 방향(A2)의 단면은 경사가 급격하게 형성되어, 핑거부가 펴지는 방향(A2)으로 회전하려고 하면 걸림부재(192)가 래칫기어부(191)의 이빨에 걸리면서 핑거부(110)의 회전이 불가능하다.The cross section in the direction (A1) in which the finger part is bent in the teeth of the ratchet gear part 191 is formed with a gentle slope, and when the finger part 110 rotates in the bending direction (A1), the locking member 192 is The rotation of the finger unit 110 is possible while riding over the teeth of the ratchet gear unit 191 . However, in the teeth of the ratchet gear 191, the cross section in the direction (A2) in which the finger part is unfolded is formed abruptly, and when the finger part tries to rotate in the direction (A2) in which the finger part is unfolded, the locking member 192 is the ratchet gear part. The rotation of the finger part 110 is impossible while being caught in the teeth of 191 .

이와 같이 구성된 파지 유지부(190)를 이용하여 지혈 작업을 수행하는 도중 핑거부가 펴지는 방향(A2)으로 핑거부(110)가 회전하여 파지가 해제되는 것을 방지할 수 있다. It is possible to prevent release of the grip by rotating the finger part 110 in the direction A2 in which the finger part is unfolded while performing the hemostasis operation using the holding part 190 configured as described above.

한편, 지혈 작업이 완료된 후 신체 일부(b)에 대한 파지를 해제할 경우 걸림 해제부재(194)를 이용하여 핑거부가 펴지는 방향(A2)으로 핑거부(110)가 회전할 수 있도록 한다.On the other hand, when the gripping of the body part (b) is released after the hemostasis operation is completed, the finger part 110 can be rotated in the direction A2 in which the finger part is unfolded by using the lock release member 194 .

걸림 해제부(194)는 걸림부재(192)의 측면에 돌출되게 형성되고, 손잡이가 형성된 단부는 베이스(101)의 외부로 노출되어 있다. 탄성부재(193)의 탄성 가압력과 반대 방향의 외력을 걸림 해제부(194)에 가하면 래칫기어부(191)에 대한 걸림부재(192)의 걸림이 해제될 수 있다. 이후 핑거 구동부(120)를 통해 핑거부가 펴지는 방향(A2)으로 핑거부(110)를 회전시킬 수 있다.The locking release part 194 is formed to protrude from the side surface of the locking member 192 , and the end portion at which the handle is formed is exposed to the outside of the base 101 . When an external force in the opposite direction to the elastic pressing force of the elastic member 193 is applied to the lock release unit 194 , the locking of the lock member 192 with respect to the ratchet gear unit 191 may be released. Thereafter, the finger unit 110 may be rotated in the direction A2 in which the finger unit is unfolded through the finger driving unit 120 .

상술한 바와 같이 구성된 본 발명의 이중 파지 구조의 로봇 핸드는, 기계적 구동으로 환자의 신체 일부와 같은 비정형의 대상체를 1차적으로 파지하고, 공기압에 의해 팽창되는 에어커프를 통해 대상체를 이중으로 파지함으로써, 비정형의 대상체 등의 파지를 용이하게 수행할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.The robot hand of the present invention having a double gripping structure configured as described above primarily grips an atypical object such as a part of a patient's body by mechanical driving, and double grips the object through an air cuff that is inflated by air pressure. , it is possible to obtain the effect of easily gripping an atypical object.

또한, 상술한 바와 같이 구성된 본 발명의 이중 파지 구조의 로봇 핸드는, 한 쌍의 핑거부가 대상체에 정상적으로 장착되었는지 여부를 감지하는 제1센서부를 구비함으로써, 이중 파지 구조의 로봇 핸드가 장착된 로봇의 원격 조종자가 정확한 파지 작업을 수행할 수 있도록 하는 효과를 얻을 수 있다.In addition, the robot hand of the present invention having a double gripping structure configured as described above includes a first sensor unit that detects whether a pair of fingers is normally mounted on an object, so that the robot hand having a double gripping structure is mounted on the robot hand. It is possible to obtain the effect of allowing the remote operator to perform an accurate gripping operation.

또한, 상술한 바와 같이 구성된 본 발명의 이중 파지 구조의 로봇 핸드는, 핑거부가 구부려지는 방향으로 구동될 때 핑거부가 대상체를 정상적으로 파지하였는지 여부를 감지하는 제2센서부를 구비함으로써, 대상체에게 과도한 파지력이 작용하는 것을 방지할 수 있고, 에어 커프의 팽창을 자동적으로 제어할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.In addition, the robot hand having a double gripping structure of the present invention configured as described above includes a second sensor unit that detects whether the finger portion normally grips the object when the finger portion is driven in the bending direction, thereby providing an excessive gripping force to the object. It can be prevented from acting, and the effect of automatically controlling the inflation of the air cuff can be obtained.

또한, 상술한 바와 같이 구성된 본 발명의 이중 파지 구조의 로봇 핸드는, 에어 커프가 팽창하여 신체 일부를 압박한 지혈 시간을 표시하는 타이머를 구비함으로써, 이중 파지 구조의 로봇 핸드가 장착된 로봇의 원격 조종자뿐만 아니라 외부의 의료진이 지혈 시간을 정확하게 파악할 수 있도록 하여 장시간 지혈로 인한 피부 괴사를 방지할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.In addition, the robot hand having a double grip structure of the present invention configured as described above includes a timer that displays the hemostasis time when the air cuff is inflated to press a part of the body, so that the robot hand equipped with the robot hand having the double grip structure can be remotely operated. It is possible to obtain the effect of preventing skin necrosis due to long-term hemostasis by allowing not only the operator but also the external medical staff to accurately grasp the hemostasis time.

본 발명의 권리범위는 상술한 실시예 및 변형례에 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.The scope of the present invention is not limited to the above-described embodiments and modifications, but may be implemented in various forms of embodiments within the appended claims. Without departing from the gist of the present invention claimed in the claims, it is considered within the scope of the description of the claims of the present invention to various extents that can be modified by any person skilled in the art to which the invention pertains.

100 : 이중 파지 구조의 로봇 핸드
110 : 핑거부
120 : 핑거 구동부
130 : 에어 커프
140 : 공기 공급부100: robot hand with double grip structure
110: finger part
120: finger driving unit
130: air cuff
140: air supply

Claims (8)

대상체를 파지할 수 있도록 마주보게 배치되는 한 쌍의 핑거부;
상기 핑거부가 구부려지는 방향 또는 상기 핑거부가 펴지는 방향으로 상기 핑거부를 구동하는 핑거 구동부;
상기 핑거부의 내측에 배치되고, 공급된 공기에 의해 팽창하여 상기 핑거부에 의해 파지된 대상체를 압박하는 에어 커프;
상기 에어 커프에 공기를 공급하는 공기 공급부; 및
상기 핑거부의 일단부에 마련된 핑거부 회전축에 결합되는 래칫기어부와, 상기 핑거부가 펴지는 방향으로 상기 핑거부가 회전하는 것을 방지하기 위하여 상기 래칫기어부의 이빨 사이에 걸리는 걸림부재와, 상기 걸림부재를 상기 래칫기어부 측으로 탄성 가압하는 탄성부재를 구비하는 파지 유지부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이중 파지 구조의 로봇 핸드.a pair of fingers facing each other to grip the object;
a finger driving part for driving the finger part in a direction in which the finger part is bent or in a direction in which the finger part is unfolded;
an air cuff disposed inside the finger part and expanding by supplied air to compress the object gripped by the finger part;
an air supply unit for supplying air to the air cuff; and
A ratchet gear portion coupled to a finger portion rotation shaft provided at one end of the finger portion, and a locking member caught between the teeth of the ratchet gear portion to prevent the finger portion from rotating in the direction in which the finger portion is unfolded, and the locking member A robot hand having a double gripping structure, characterized in that it comprises; 제1항에 있어서,
상기 한 쌍의 핑거부 사이의 공간을 관통하는 방향을 따라 이격되게 배치되고, 대상체가 상기 한 쌍의 핑거부 사이의 공간에 존재하는지 여부를 감지하기 위한 한 쌍의 제1센서부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이중 파지 구조의 로봇 핸드.According to claim 1,
a pair of first sensor units disposed to be spaced apart along a direction penetrating the space between the pair of finger units and configured to detect whether an object exists in the space between the pair of finger units; A robot hand of a double gripping structure, characterized in that. 제1항에 있어서,
상기 핑거부의 내측에 배치되고, 상기 핑거부가 구부려지는 방향으로 구동될 때 상기 핑거부가 대상체를 정상적으로 파지하였는지 여부를 감지하기 위한 제2센서부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이중 파지 구조의 로봇 핸드.According to claim 1,
A second sensor unit disposed inside the finger unit and configured to detect whether the finger unit normally grips the object when the finger unit is driven in a bending direction; the robot hand having a double grip structure, characterized in that it further comprises . 제1항에 있어서,
상기 에어 커프의 측부에 장착되고, 상기 핑거부에 의해 파지된 대상체를 지지하며, 대상체에 접촉되는 표면이 원호 형상으로 형성된 지지 홀더부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이중 파지 구조의 로봇 핸드.According to claim 1,
and a support holder part mounted on the side of the air cuff, supporting the object gripped by the finger part, and having a surface in contact with the object formed in an arc shape. 제1항에 있어서,
장시간 지혈로 인한 피부 괴사를 막기 위하여, 상기 에어 커프가 팽창하여 대상체를 압박한 지혈 시간을 표시하는 타이머;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이중 파지 구조의 로봇 핸드.According to claim 1,
In order to prevent skin necrosis due to hemostasis for a long time, a timer for displaying the hemostasis time when the air cuff is inflated and compressed the object; the robot hand having a double grip structure further comprising a. 제1항에 있어서,
상기 핑거 구동부는,
모터와, 상기 모터의 회전축에 결합된 베벨기어부와, 상기 핑거부의 일단부에 마련된 핑거부 회전축에 결합되고 상기 베벨기어부의 회전구동을 전달받아 상기 핑거부 회전축에 전달하는 종동기어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 이중 파지 구조의 로봇 핸드.According to claim 1,
The finger drive unit,
A motor, a bevel gear unit coupled to the rotating shaft of the motor, and a driven gear unit coupled to the finger unit rotating shaft provided at one end of the finger unit and receiving the rotational drive of the bevel gear unit and transmitting it to the finger unit rotating shaft A robot hand with a double gripping structure, characterized in that. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 파지 유지부는,
상기 걸림부재의 측면에 돌출되게 형성되고, 상기 탄성부재의 탄성 가압력과 반대 방향의 외력에 의해 상기 래칫기어부에 대한 상기 걸림부재의 걸림을 해제하기 위한 걸림 해제부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이중 파지 구조의 로봇 핸드.According to claim 1,
The holding part,
It is formed to protrude from the side of the locking member, characterized in that it further comprises a locking release member for releasing the locking of the locking member with respect to the ratchet gear portion by an external force in the opposite direction to the elastic pressing force of the elastic member. Robot hand with double grip structure.
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