KR102553604B1 - 기어 링키지 구동 모듈형 로봇 핸드 - Google Patents

Abstract

기어 링키지 구동 모듈형 로봇 핸드가 제공된다. 상기 기어 링키지 구동 모듈형 로봇 핸드는, 설정 체적을 가지는 손바닥 모듈; 상기 손바닥 모듈의 일측과 탈부착 가능하게 결합되는 적어도 둘 이상의 제1 손가락 모듈; 상기 손바닥 모듈의 타측과 탈부착 가능하게 결합되는 제2 손가락 모듈; 상기 제1 손가락 모듈을 A(abduction)/A(adduction) 동작시키는 제1 링키지부 및 상기 제1 손가락 모듈을 굽힘/펼침 동작시키는 제2 링키지부를 포함하는 제1 링키지 모듈; 상기 제2 손가락 모듈을 A/A 동작시키는 제3 링키지부 및 상기 제2 손가락 모듈을 굽힙/펼침 동작시키는 제4 링키지부를 포함하는 제2 링키지 모듈; 및 상기 제1 링키지 모듈 및 상기 제2 링키지 모듈에 구동력을 제공하는 구동 모듈을 포함하되, 상기 제2 링키지부는, 상기 제1 손가락 모듈의 굽힘/펼침 동작이 상기 제1 손가락 모듈의 A/A 동작에 간섭 받지 않도록, 등속 조인트를 통하여 상기 구동 모듈과 연결될 수 있다.

Description

기어 링키지 구동 모듈형 로봇 핸드{Gear Linkage Driven Modular Robot Hand}

본 발명은 기어 링키지 구동 모듈형 로봇 핸드에 관련된 것으로 보다 구체적으로는 지속적인 성능 유지가 가능하며, 사람 손의 크기와 유사하게 제공 가능한, 기어 링키지 구동 모듈형 로봇 핸드에 관련된 것이다.

종래의 제품화된 텐던 구동 로봇 핸드의 경우, 완성품의 지속적인 사용 시 텐던의 장력 변화로 인한 유지 보수가 필수적이다.

이에 따라, 종래의 텐던 구동 로봇 핸드는 동일한 성능을 유지하기 힘들고, 텐던 교체 시 초기 세팅을 다시 해줘야 하는 번거로움이 있었다.

또한, 직접 구동 로봇 핸드는 각 조인트에 모터, 감속기, 모터 드라이버 등 많은 부속품들이 장착되므로, 크기가 커진다는 단점을 가지고 있다.

이에 따라, 직접 구동 로봇 핸드는 사람이 사용하는 상용화된 도구들을 직접적으로 사용할 수 있는 로봇 핸드로는 부적합한 문제가 있다.

이에, 사람 손 크기와 유사하게 제작 가능하고, 완성품의 성능이 지속적으로 유지될 수 있는 로봇 핸드의 개발이 요구되고 있다.

삭제

대한민국 공개특허공보 제10-2010-0078937호(2010.07.08.)

본 발명이 해결하고자 하는 일 기술적 과제는 지속적인 성능 유지가 가능한, 기어 링키지 구동 모듈형 로봇 핸드를 제공하는데 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는 각 손가락 모듈을 개별 동작시키는 구동 모듈들이 모두 손바닥 모듈에 구비되는, 기어 링키지 구동 모듈형 로봇 핸드를 제공하는데 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는 11 자유도를 가지는, 기어 링키지 구동 모듈형 로봇 핸드를 제공하는데 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 상술된 것에 제한되지 않는다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 기어 링키지 구동 모듈형 로봇 핸드를 제공한다.

일 실시 예에 따르면, 상기 기어 링키지 구동 모듈형 로봇 핸드는, 설정 체적을 가지는 손바닥 모듈; 상기 손바닥 모듈의 일측과 탈부착 가능하게 결합되는 적어도 둘 이상의 제1 손가락 모듈; 상기 손바닥 모듈의 타측과 탈부착 가능하게 결합되는 제2 손가락 모듈; 상기 제1 손가락 모듈을 A(abduction)/A(adduction) 동작시키는 제1 링키지부 및 상기 제1 손가락 모듈을 굽힘/펼침 동작시키는 제2 링키지부를 포함하는 제1 링키지 모듈; 상기 제2 손가락 모듈을 A/A 동작시키는 제3 링키지부 및 상기 제2 손가락 모듈을 굽힙/펼침 동작시키는 제4 링키지부를 포함하는 제2 링키지 모듈; 및 상기 제1 링키지 모듈 및 상기 제2 링키지 모듈에 구동력을 제공하는 구동 모듈을 포함하되, 상기 제2 링키지부는, 상기 제1 손가락 모듈의 굽힘/펼침 동작이 상기 제1 손가락 모듈의 A/A 동작에 간섭 받지 않도록, 등속 조인트를 통하여 상기 구동 모듈과 연결될 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 제1 손가락 모듈은, 상기 손바닥 모듈의 일측에 결합되는 제1-1 베이스 프레임; 상기 제1-1 베이스 프레임에 상기 A/A 방향으로 회전 가능하게 결합되는 제1-2 베이스 프레임; MCP 조인트를 통하여 상기 제1-2 베이스 프레임과 연결되는 제1-1 마디; PIP 조인트를 통하여 상기 제1-1 마디와 연결되는 제1-2 마디; 및 DIP 조인트를 통하여 상기 제1-2 마디와 연결되는 제1-3 마디를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 제1 링키지부는, 상기 제1-1 베이스 프레임과 제1-2 베이스 프레임 사이에 설치되어 상기 구동 모듈로부터 전달되는 구동력을 통하여 상기 제1-2 베이스 프레임을 상기 A/A 동작시키는 제1-1 베벨 기어를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 제2 링키지부는, 상기 제1-1 마디를 상기 MCP 조인트를 축으로 굽힘/펼침 동작시키는 제2-1 링키지; 및 상기 제1-2 마디를 상기 PIP 조인트를 축으로 굽힘/펼침 동작시키고, 상기 제1-3 마디를 상기 DIP 조인트를 축으로 굽힘/펼침 동작시키는 제2-2 링키지를 포함하되, 상기 제1-3 마디의 굽힘/펼침 동작은 상기 제1-2 마디의 굽힘/펼침 동작에 종속될 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 제2-1 링키지는, 상기 제1-1 베이스 프레임에 설치되는 제2-1 등속 조인트; 상기 제2-1 등속 조인트와 연결되며, 상기 제1-2 베이스 프레임에 설치되는 제2-1 베벨 기어; 및 상기 제2-1 베벨 기어에 기어 결합되면서 상기 MCP 조인트에 축 결합되는 제2-1 평기어를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 제2-2 링키지는, 상기 제1-1 베이스 프레임에 설치되는 제2-2 등속 조인트; 상기 제2-2 등속 조인트와 연결되며, 상기 제1-2 베이스 프레임에 설치되는 제2-2 베벨 기어; 상기 제2-2 베벨 기어에 기어 결합되는 제2-2 평기어; 상기 제2-2 평기어에 동축 결합되며 상기 제2-2 평기어의 반경 방향 외측으로 연장되는 제2-1 노드; 상기 PIP 조인트에 축 결합되며 상기 PIP 조인트 축의 반경 방향 외측으로 연장되는 제2-2 노드; 길이 방향 일단은 상기 제2-1 노드와 결합되고 길이 방향 타단은 상기 제2-2 노드와 결합되는 제2-1 링크; 상기 제2-2 노드에 동축 결합되는 제2-3 평기어; 상기 제2-3 평기어에 기어 결합되는 제2-4 평기어; 및 길이 방향 일단은 상기 제2-4 평기어에 동축 결합되고, 길이 방향 타단은 상기 DIP 조인트에 연결되는 제2-2 링크를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 제1-3 마디의 회전 각도가 상기 제1-2 마디의 회전 각도보다 크도록 상기 제2-4 평기어와 상기 DIP 조인트의 축에 구비되는 기어의 기어비가 설정될 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 제1-1 베이스 프레임은 복수 개의 모터 결합구를 포함하며, 상기 구동 모듈은, 상기 복수 개의 모터 결합구 중 어느 하나에 결합되어 상기 제1-1 베벨 기어와 연결되는 제1 모터, 상기 복수 개의 모터 결합구 중 다른 하나에 결합되어 상기 제2-1 등속 조인트와 연결되는 제2 모터 및 상기 복수 개의 모터 결합구 중 또 다른 하나에 결합되어 상기 제2-2 등속 조인트와 연결되는 제3 모터를 포함하되, 상기 제1 모터 내지 제3 모터는 상기 손바닥 모듈의 내부에 장착될 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 제2 손가락 모듈은, 상기 손바닥 모듈의 타측에 결합되는 제2-1 베이스 프레임; 상기 제2-1 베이스 프레임에 상기 A/A 방향으로 회전 가능하게 결합되는 제2-2 베이스 프레임; MCP 조인트를 통하여 상기 제2-2 베이스 프레임과 연결되는 제2-1 마디; PIP 조인트를 통하여 상기 제2-1 마디와 연결되는 제2-2 마디; 및 DIP 조인트를 통하여 상기 제2-2 마디와 연결되는 제2-3 마디를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 제3 링키지부는, 상기 구동 모듈과 연결되는 제3-1 평기어; 및 상기 제3-1 평기어와 기어 결합되고, 상기 제2-2 베이스 프레임과 축 결합되어 상기 제2-2 베이스 프레임을 상기 A/A 동작시키는 제3-2 평기어를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 제4 링키지부는, 상기 제2-1 마디를 상기 MCP 조인트를 축으로 굽힘/펼침 동작시키며, 상기 제2-2 마디를 상기 PIP 조인트를 축으로 굽힘/펼침 동작시키고, 상기 제2-3 마디를 상기 DIP 조인트를 축으로 굽힘/펼침 동작시키되, 상기 제2-2 마디 및 제2-3 마디의 굽힘/펼침 동작은 상기 제2-1 마디의 굽힙/펼침 동작에 종속될 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 제4 링키지부는, 상기 제2-1 베이스 프레임에 설치되는 제4-1 평기어; 상기 제4-1 평기어와 연결되는 제4-2 평기어; 상기 제4-1 평기어와 제4-2 평기어 사이에 설치되는 한 쌍의 아이들 기어; 상기 제2-2 베이스 프레임에 설치되며 상기 제4-2 평기어와 연결되는 제4-1 베벨 기어; 상기 제4-1 베벨 기어에 기어 결합되며, 상기 MCP 조인트에 축 결합되는 제4-3 평기어; 상기 제4-3 평기어에 동축 결합되며 상기 제4-3 평기어의 반경 방향 외측으로 연장되는 제4-1 노드; 상기 PIP 조인트에 축 결합되며 상기 PIP 조인트 축의 반경 방향 외측으로 연장되는 제4-2 노드; 길이 방향 일단은 상기 제4-1 노드와 결합되고 길이 방향 타단은 상기 제4-2 노드와 결합되는 제4-1 링크; 상기 제4-2 노드에 동축 결합되는 제4-4 평기어; 상기 제4-4 평기어에 기어 결합되는 제4-5 평기어; 및 길이 방향 일단은 상기 제4-5 평기어에 동축 결합되고, 길이 방향 타단은 상기 DIP 조인트에 연결되는 제4-2 링크를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 제2-3 마디의 회전 각도가 가장 크고 상기 제2-1 마디의 회전 각도가 가장 작도록, 상기 제4-3 평기어, 상기 PIP 조인트의 축에 구비되는 기어 및 상기 DIP 조인트의 축에 구비되는 기어 간의 기어비가 설정될 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 제2-1 베이스 프레임은 복수 개의 모터 결합구를 포함하며, 상기 구동 모듈은, 상기 복수 개의 모터 결합구 중 어느 하나에 결합되어 상기 제3-1 평기어와 연결되는 제4 모터 및 상기 복수 개의 모터 결합구 중 다른 하나에 결합되어 상기 제4-1 평기어와 연결되는 제5 모터를 포함하되, 상기 제4 모터와 제5 모터는 상기 손바닥 모듈 상에 배치될 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 설정 체적을 가지는 손바닥 모듈; 상기 손바닥 모듈의 일측과 탈부착 가능하게 결합되는 적어도 둘 이상의 제1 손가락 모듈; 상기 손바닥 모듈의 타측과 탈부착 가능하게 결합되는 제2 손가락 모듈; 상기 제1 손가락 모듈을 A(abduction)/A(adduction) 동작시키는 제1 링키지부 및 상기 제1 손가락 모듈을 굽힘/펼침 동작시키는 제2 링키지부를 포함하는 제1 링키지 모듈; 상기 제2 손가락 모듈을 A/A 동작시키는 제3 링키지부 및 상기 제2 손가락 모듈을 굽힙/펼침 동작시키는 제4 링키지부를 포함하는 제2 링키지 모듈; 및 상기 제1 링키지 모듈 및 상기 제2 링키지 모듈에 구동력을 제공하는 구동 모듈을 포함하되, 상기 제2 링키지부는, 상기 제1 손가락 모듈의 굽힘/펼침 동작이 상기 제1 손가락 모듈의 A/A 동작에 간섭 받지 않도록, 등속 조인트를 통하여 상기 구동 모듈과 연결될 수 있다.

이에 따라, 부품의 특별한 손상이 없는 이상, 지속적인 성능 유지가 가능한, 기어 링키지 구동 모듈형 로봇 핸드가 제공될 수 있다.

즉, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 지속적인 성능 유지가 가능하도록 기어와 링크의 조합으로 이루어진 링키지를 통하여 손가락 모듈이 구동됨으로써, 이를 통하여, 일정 성능을 유지하면서 반복적인 작업을 하는 제조 산업(물품 조립, 도구 사용, 물품 운반, 파지 작업 등)과 서비스 산업 등에서도 폭 넓게 사용 가능한, 기어 링키지 구동 모듈형 로봇 핸드가 제공될 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 각 손가락 모듈을 개별 동작시키는 구동 모듈들이 모두 손바닥 모듈에 구비되는, 기어 링키지 구동 모듈형 로봇 핸드가 제공될 수 있으며, 이를 통하여, 사람 손의 크기와 유사한 기어 링키지 구동 모듈형 로봇 핸드를 제작하여, 실제 사람의 손으로 사용되는 도구들을 사람 손과 같이 정밀하고 다양한 동작으로 다룰 수 있다. 이를 통하여, 기어 링키지 구동 모듈형 로봇 핸드를 사용하는 사용자의 편의성은 극대화될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기어 링키지 구동 모듈형 로봇 핸드를 나타낸 사시도이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기어 링키지 구동 모듈형 로봇 핸드의 제1 손가락 모듈을 설명하기 위한 도면들이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기어 링키지 구동 모듈형 로봇 핸드의 제2 손가락 모듈을 설명하기 위한 도면들이다.
도 6 내지 도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기어 링키지 구동 모듈형 로봇 핸드의 제1 링키지 모듈을 설명하기 위한 도면들이다.
도 10 및 도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기어 링키지 구동 모듈형 로봇 핸드의 제2 링키지 모듈을 설명하기 위한 도면들이다.
도 12 및 도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기어 링키지 구동 모듈형 로봇 핸드의 구동 모듈을 설명하기 위한 도면들이다.
도 14는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기어 링키지 구동 모듈형 로봇 핸드로 다양한 물체를 파지한 모습을 나타낸 이미지들이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명할 것이다. 그러나 본 발명의 기술적 사상은 여기서 설명되는 실시 예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화 될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.

본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한, 도면들에 있어서, 형상 및 크기는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.

또한, 본 명세서의 다양한 실시 예 들에서 제1, 제2, 제3 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 따라서, 어느 한 실시 예에 제 1 구성요소로 언급된 것이 다른 실시 예에서는 제 2 구성요소로 언급될 수도 있다. 여기에 설명되고 예시되는 각 실시 예는 그것의 상보적인 실시 예도 포함한다. 또한, 본 명세서에서 '및/또는'은 전후에 나열한 구성요소들 중 적어도 하나를 포함하는 의미로 사용되었다.

명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 또한, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 또한, 본 명세서에서 "연결"은 복수의 구성 요소를 간접적으로 연결하는 것, 및 직접적으로 연결하는 것을 모두 포함하는 의미로 사용된다.

또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.

도 1 내지 도 14는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기어 링키지 구동 모듈형 로봇 핸드를 설명하기 위한 도면들이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 기어 링키지 구동 모듈형 로봇 핸드(10)는, 손바닥 모듈(100), 제1 손가락 모듈(200), 제2 손가락 모듈(300), 제1 링키지 모듈(도 6의 400), 제2 링키지 모듈(도 10의 600) 및 구동 모듈(도 12의 800)을 포함하여 형성될 수 있다.

손바닥 모듈(100)은 설정 체적을 가질 수 있다. 상기 손바닥 모듈(100)의 일측면은 제1 손가락 모듈(200) 및 제2 손가락 모듈9300)에 대한 손바닥 면으로 제공될 수 있다.

상기 손바닥 면의 일측변에는 제1 손가락 모듈(200)이 연결되고, 상기 손바닥 면의 타측변에는 제2 손가락 모듈(300)이 연결되어, 사람의 왼손 또는 오른손을 모사할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 손바닥 모듈(100)의 내부에는 상기 제1 링키지 모듈(400)을 구동시키는 구동 모듈(800)의 모터들이 장착되는 장착 공간이 마련될 수 있다. 또한, 상기 손바닥 모듈(100)의 손바닥 면 상에는 상기 제2 링키지 모듈(600)을 구동시키는 구동 모듈(800)의 모터들이 장착될 수 있다.

제1 손가락 모듈(200)은 손바닥 모듈(100)에 결합되어, 검지, 중지, 약지 등으로 기능할 수 있다. 제1 손가락 모듈(200)은 엄지로 기능하는 제2 손가락 모듈(300)과의 상호 작용을 통하여, 실제 사람의 손과 같이, 다양하고 정교한 손동작을 만들거나 다양한 물체를 안정적으로 파지할 수 있다. 상기 제1 손가락 모듈(200)은 제1 링키지 모듈(400)과 연결되어, 상기 제1 링키지 모듈(400)에 의해 동작될 수 있다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 이러한 제1 손가락 모듈(200)은 제1-1 베이스 프레임(210), 제1-2 베이스 프레임(220), 제1-1 마디(230), 제1-2 마디(240) 및 제1-3 마디(250)를 포함하여 형성될 수 있다.

상기 제1-1 베이스 프레임(210)은 일 방향으로 차례로 연결되는 상기 제1-2 베이스 프레임(220), 제1-1 마디(230), 제1-2 마디(240) 및 제1-3 마디(250)를 지지할 수 있다. 제1 손가락 모듈(200)은 이러한 제1-1 베이스 프레임(210)을 통하여, 손바닥 모듈(100)의 일측과 탈부착 가능하게 결합될 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 제1-1 베이스 프레임(210)에는 복수 개의 모터 결합구(211)가 형성될 수 있다. 상기 복수 개의 모터 결합구(211) 각각에는 제1 손가락 모듈(200)을 A/A 동작시키거나 굽힘/펼침 동작시키는 제1 링키지 모듈(400)에 구동력을 제공하는, 후술되는 모터들의 회전축이 결합될 수 있다.

상기 제1-2 베이스 프레임(220)은 제1-1 베이스 프레임(210)에 A/A 방향으로 회전 가능하게 결합될 수 있다. 즉, 제1 링키지 모듈(400)은 이러한 제1-2 베이스 프레임(220)을 A/A 방향으로 회전시킴으로써, 이에 일 방향으로 연결되어 있는 제1-1 마디(230), 제1-2 마디(240) 및 제1-3 마디(250)가 A/A 동작되도록 할 수 있다.

상기 제1-1 마디(230)는 MCP(metacarpal) 조인트를 통하여 제1-2 베이스 프레임(220)과 연결될 수 있다. 제1-1 마디(230)는 MCP 조인트를 축으로 굽힘/펼침 동작될 수 있다.

상기 제1-2 마디(240)는 PIP(proximal phalanx) 조인트를 통하여 제1-1 마디(230)와 길이 방향으로 연결될 수 있다. 제1-2 마디(240)는 PIP 조인트를 축으로 굽힘/펼침 동작될 수 있다.

상기 제1-3 마디(250)는 DIP(distal phalanx) 조인트를 통하여 제1-2 마디(240)와 길이 방향으로 연결될 수 있다. 제1-3 마디(250)는 DIP 조인트를 축으로 굽힘/펼침 동작될 수 있다.

이때, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 제1-3 마디(250)의 굽힘/펼침 동작은 제1-2 마디(240)의 굽힘/펼침 동작에 종속되며, 그 굽힘/펼침 동작의 각도가 1-2 마디(240)의 굽힘/펼침 동작의 각도보다 상대적으로 클 수 있는데, 이에 대해서는 하기에서 보다 상세히 설명하기로 한다.

다시 도 1을 참조하면, 제2 손가락 모듈(300)은 손바닥 모듈(100)에 결합되어, 엄지로 기능할 수 있다. 제2 손가락 모듈(300)은 검지, 중지, 약지로 기능하는 제1 손가락 모듈(200)과의 상호 작용을 통하여, 사람의 손과 같이, 다양하고 정교한 손동작을 만들거나 다양한 물체를 안정적으로 파지할 수 있다. 상기 제2 손가락 모듈(300)은 제2 링키지 모듈(600)과 연결되어, 상기 제2 링키지 모듈(600)에 의해 동작될 수 있다.

도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 이러한 제2 손가락 모듈(300)은 제2-1 베이스 프레임(310), 제2-2 베이스 프레임(320), 제2-1 마디(330), 제2-2 마디(340) 및 제2-3 마디(350)를 포함하여 형성될 수 있다.

상기 제2-1 베이스 프레임(310)은 일 방향으로 차례로 연결되는 상기 제2-2 베이스 프레임(320), 제2-1 마디(330), 제2-2 마디(340) 및 제2-3 마디(350)를 지지할 수 있다.

제2 손가락 모듈(300)은 이러한 제2-1 베이스 프레임(310)을 통하여, 손바닥 모듈(100)의 타측, 보다 상세하게는 손바닥 모듈(100)에 마련되는 손바닥 면에 탈부착 가능하게 결합될 수 있다. 예를 들어, 제2-1 베이스 프레임(310)은 손바닥 면에 볼트 결합될 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 제2-1 베이스 프레임(310)에는 복수 개의 모터 결합구(311)가 형성될 수 있다. 상기 복수 개의 모터 결합구(311) 각각에는 제2 손가락 모듈(300)을 A/A 동작시키거나 굽힘/펼침 동작시키는 제2 링키지 모듈(600)에 구동력을 제공하는, 후술되는 모터들의 회전축이 결합될 수 있다.

상기 제2-2 베이스 프레임(320)은 제2-1 베이스 프레임(310)에 A/A 방향으로 회전 가능하게 결합될 수 있다. 즉, 제2 링키지 모듈(600)은 이러한 제2-2 베이스 프레임(320)을 A/A 방향으로 회전시킴으로써, 이에 일 방향으로 연결되어 손가락 형상을 이루고 있는 제2-1 마디(330), 제2-2 마디(340) 및 제2-3 마디(350)가 A/A 동작되도록 할 수 있다.

상기 제2-1 마디(330)는 MCP 조인트를 통하여 제2-1 베이스 프레임(320)과 연결될 수 있다. 제2-1 마디(330)는 MCP 조인트를 축으로 굽힘/펼침 동작될 수 있다.

상기 제2-2 마디(340)는 PIP 조인트를 통하여 제2-1 마디(330)와 길이 방향으로 연결될 수 있다. 제2-2 마디(340)는 PIP 조인트를 축으로 굽힘/펼침 동작될 수 있다.

상기 제2-3 마디(350)는 DIP 조인트를 통하여 제2-2 마디(340)와 길이 방향으로 연결될 수 있다. 제2-3 마디(350)는 DIP 조인트를 축으로 굽혀지거나 펼쳐질 수 있다.

이때, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 제2-2 마디(340) 및 제2-3 마디(350)의 굽힘/펼침 동작은 제2-1 마디(330)의 굽힘/펼침 동작에 종속되며, 그 굽힘/펼침 동작의 각도가 제2-1 마디(330)의 굽힘/펼침 동작의 각도보다 상대적으로 클 수 있는데, 이에 대해서는 하기에서 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 6 내지 도 8을 참조하면, 제1 링키지 모듈(400)은 적어도 둘 이상, 예를 들어, 검지, 중지, 약지로 기능하는 세 개의 제1 손가락 모듈(200)과 일대일 대응되게 구비되어, 세 개의 제1 손가락 모듈(200)을 독립적으로 동작시킬 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 이러한 제1 링키지 모듈(400)은 제1 링키지부(401) 및 제2 링키지부(501)를 포함할 수 있다.

상기 제1 링키지부(401)는 제1 손가락 모듈(200)을 A/A 동작시킬 수 있다. 이를 위해, 상기 제1 링키지부(401)는 제1-1 베벨 기어(410)를 포함할 수 있다.

상기 제1-1 베벨 기어(410)는 제1-1 베이스 프레임(210)과 제1-2 베이스 프레임 사이에 설치될 수 있다. 제1-1 베벨 기어(410)는 구동 모듈(800), 보다 상세하게는 후술되는 구동 모듈(800)의 제1 모터(810)로부터 전달되는 구동력을 통하여 제1-2 베이스 프레임(220)을 A/A 방향으로 회전시킬 수 있다.

이를 통해, 제1-1 베벨 기어(410)는 제1-2 베이스 프레임(220)에 일 방향으로 차례로 연결되어 손가락 형상을 이루고 있는 제1-1 마디(230), 제1-2 마디(240) 및 제1-3 마디(250)를 A/A 동작시킬 수 있다.

제2 링키지부(501)는 제1 손가락 모듈(200)을 굽힘/펼침 동작시킬 수 있다. 이때, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 제2 링키지부(501)는 제1 손가락 모듈(200)의 굽힘/펼침 동작이 제1 링키지부(401)에 의해 실현되는 제1 손가락 모듈(200)의 A/A 동작에 간섭 받지 않도록, 등속 조인트(CV 조인트)를 통하여 구동 모듈(800)과 연결될 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 이러한 제2 링키지부(501)는 제2-1 링키지 및 제2-2 링키지를 포함할 수 있다.

상기 제2-1 링키지는 MCP 조인트를 축으로 제1-1 마디(230)를 굽힘/펼침 동작시킬 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 이러한 제2-1 링키지는 제2-1 등속 조인트(511), 제2-1 베벨 기어(512) 및 제2-1 평기어(513)를 포함할 수 있다.

제2-1 등속 조인트(511)는 제1-1 프레임(210)에 설치될 수 있다. 제2-1 등속 조인트(511)의 길이 방향 후단은 제1-1 베이스 프레임(210)에 구비되는 모터 결합구(211)에 결합되는 제2 모터(도 12의 820)의 회전축과 연결될 수 있으며, 길이 방향 선단은 제2-1 베벨 기어(512)와 연결될 수 있다.

이와 같이, 제2 모터(820)와 제2-1 베벨 기어(512)가 제2-1 등속 조인트(511)를 통하여 연결됨에 따라, 제2-1 링키지에 의해 실현되는 제1 손가락 모듈(200)의 굽힘/펼침 동작은 제1 링키지부(401)에 의해 실현되는 제1 손가락 모듈(200)의 A/A 동작에 간섭 받지 않게 된다.

상기 제2-1 베벨 기어(512)는 제2-1 등속 조인트(511)와 연결될 수 있다. 제2-1 베벨 기어(512)는 제2-1 등속 조인트(511)를 통하여, 제2 모터(820)로부터 제공되는 구동력을 전달 받을 수 있다. 이러한 제2-1 베벨 기어(512)는 제1-2 베이스 프레임(220)에 설치될 수 있다.

상기 제2-1 평기어(513)는 제2-1 베벨 기어(512)에 기어 결합되면서 MCP 조인트에 축 결합될 수 있다.

제2 모터(820)가 구동되면, 제2 모터(820)로부터 제공되는 구동력이 제2-1 등속 조인트(511)를 통하여 제2-1 베벨 기어(512)에 전달될 수 있다. 이에, 제2-1 베벨 기어(512)가 회전하게 되고, 이러한 제2-1 베벨 기어(512)가 회전됨에 따라, 이에 기어 결합되어 있는 제2-1 평기어(513)가 회전하게 된다.

제2-1 평기어(513)가 회전됨에 따라, 제2-1 평기어(513)가 축 결합되어 있는 MCP 조인트 또한 회전하게 되며, 이를 통하여, 제1 마디(230)가 MCP 조인트를 축으로 회전, 즉, 굽힘/펼침 동작을 하게 된다.

제2-2 링키지는 PIP 조인트를 축으로 제1-2 마디(240)를 굽힘/펼침 동작시킬 수 있다. 또한, 제2-2 링키지는 DIP 조인트를 축으로 제1-3 마디(250)를 굽힘/펼침 동작시킬 수 있다. 이때, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 제1-3 마디(250)의 굽힘/펼침 동작은 제1-2 마디(240)의 굽힘/펼침 동작에 종속될 수 있다.

즉, 제2-2 링키지에 의하여, 제1-2 마디(240)가 PIP 조인트를 축으로 굽힘/펼침 동작되면, 제1-3 마디(250) 또한 이에 연동되어, DIP 조인트를 축으로 굽힘/펼침 동작될 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 이러한 제2-2 링키지는 제2-2 등속 조인트(521), 제2-2 베벨 기어(522), 제2-2 평기어(523), 제2-1 노드(524), 제2-2 노드(525), 제2-1 링크(526), 제2-3 평기어(527), 제2-4 평기어(528) 및 제2-2 링크(529)를 포함할 수 있다.

제2-2 등속 조인트(521)는 제1-1 베이스 프레임(210)에 설치될 수 있다. 제2-2 등속 조인트(521)는 제2-1 등속 조인트(511)와 폭 방향으로 나란하게 설치될 수 있다. 제2-2 등속 조인트(521)의 길이 방향 후단은 제1-1 베이스 프레임(210)에 구비되는 모터 결합구(211)에 결합되는 제3 모터(도 12의 830)의 회전축과 연결될 수 있으며, 길이 방향 선단은 제2-2 베벨 기어(522)와 연결될 수 있다.

이와 같이, 제3 모터(830)와 제2-2 베벨 기어(522)가 제2-2 등속 조인트(521)를 통하여 연결됨에 따라, 제2-2 링키지에 의해 실현되는 제1 손가락 모듈(200)의 굽힘/펼침 동작은 제1 링키지부(401)에 의해 실현되는 제1 손가락 모듈(200)의 A/A 동작에 간섭 받지 않게 된다.

상기 제2-2 베벨 기어(522)는 제2-2 등속 조인트(521)와 연결될 수 있다. 제2-2 베벨 기어(522)는 제2-2 등속 조인트(521)를 통하여, 제3 모터(830)로부터 제공되는 구동력을 전달 받을 수 있다. 이러한 제2-2 베벨 기어(522)는 제1-2 베이스 프레임(220)에 제2-1 베벨 기어(512)와 폭 방향으로 나란하게 설치될 수 있다.

제2-2 평기어(523)는 제1-2 베이스 프레임(220)에 설치되며, 상기 제2-2 베벨 기어(522)에 기어 결합될 수 있다.

제2-1 노드(524)는 제2-2 평기어(523)에 동축 결합될 수 있다. 이에 따라, 제2-2 평기어(523)의 회전 시 제2-1 노드(524)도 회전하게 된다. 이러한 제2-1 노드(524)는 제2-2 평기어(523)의 반경 방향 외측으로 연장되는 형태로 구비될 수 있다.

제2-2 노드(525)는 PIP 조인트에 축 결합될 수 있다. 이에 따라, PIP 조인트는 제2-2 노드(525)에 의해 회전될 수 있다. 이러한 제2-2 노드(525)는 PIP 조인트 축의 반경 방향 외측으로 연장되는 형태로 구비될 수 있다.

제2-1 링크(526)는 제1-1 마디(230)와 대응되는 크기로 구비될 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 이러한 제2-1 링크(526)의 길이 방향 일단은 상기 제2-1 노드(524)의 연장된 단부에 결합될 수 있다. 또한, 제2-1 링크(526)의 길이 방향 타단은 제2-2 노드(525)의 연장된 단부에 결합될 수 있다.

이에 따라, 제2-1 노드(524)가 일 방향으로 회전하게 되면, 제2-1 링크(526)는 기울어짐 없이 제1-1 마디(230) 상에서 궤도 운동, 즉, 상승하다가 하강하면서 제1-1 마디(230)의 전방인 제1-2 마디(240) 측으로 수평 이동될 수 있다.

예를 들어, 제2-1 링크(526)와 제1-1 마디(230)의 길이가 동일하다고 가정할 때, 초기 상태, 즉, 제1-1 마디(230), 제1-2 마디(240) 및 제1-3 마디(250)가 일 방향으로 곧게 펼쳐져 있는 상태인 경우, 제1-1 마디(230)의 길이 방향 선단은 이의 상측에 위치되는 제2-1 링크(526)의 길이 방향 선단보다 전방으로 더 돌출되도록 배치될 수 있다.

이 상태에서, 제2-1 노드(524)가 일 방향으로 회전하게 되면, 제1-1 마디(230)는 움직이지 않으며, 제2-1 링크(526)가 전방으로 이동되어, 제2-1 링크(526)의 길이 방향 선단이 이의 하측에 위치되는 제1-1 마디(230)의 길이 방향 선단보다 전방으로 더 돌출되는 구조로 서로 간의 상대 위치의 변화가 발생하게 되며, 이는, 제1-2 마디(240)와 제1-3 마디(250)가 굽힘 동작되는 구동력으로 작용하게 된다.

또한, 이 상태에서, 제2-1 노드(524)가 타 방향으로 회전하게 되면, 제2-1 링크(526)는 기울어짐 없이, 상기 제2-1 노드(524)가 일 방향으로 회전 시와 마찬가지로 동일한 궤적으로 궤도 운동, 즉, 후방을 향하여 상승하다가 하강하면서, 제1-1 마디(230)의 후방인 제1-2 베이스 프레임(220) 측으로 수평 이동될 수 있다.

다시 말해, 제2-1 링크(526)의 길이 방향 선단이 이의 하측에 위치되는 제1-1 마디(230)의 길이 방향 선단보다 전방으로 더 돌출되어 있는 상태에서, 제2-1 노드(524)가 타 방향으로 회전하게 되면, 초기 상태, 즉, 제1-1 마디(230)의 길이 방향 선단은 이의 상측에 위치되는 제2-1 링크(526)의 길이 방향 선단보다 전방으로 더 돌출되는 상태가 되며, 이러한 제2-1 링크(526)의 상태 혹은 위치 변화는 굽혀져 있던 제1-2 마디(240)와 제1-3 마디(250)가 펼침 동작되는 구동력으로 작용하게 된다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 이러한 제2-1 링크(526)는 대략 "H" 형태의 프레임으로 구비될 수 있다. 이때, 제2-1 노드(524)와 결합되는 길이 방향 일단의 양측 폭은 제2-2 노드(525)와 결합되는 길이 방향 타단의 양측 폭보다 좁을 수 있다.

제2-3 평기어(527)는 제2-2 노드(525)에 동축 결합될 수 있다. 또한, 제2-4 평기어(528)는 제2-3 평기어(527)에 기어 결합될 수 있다.

제2-2 링크(529)는 제1-2 마디(240)와 대응되는 크기로 구비될 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 이러한 제2-2 링크(529)의 길이 방향 일단은 제2-4 평기어(528)에 동축 결합될 수 있다. 또한, 제2-2 링크(529)의 길이 방향 타단은 DIP 조인트에 연결될 수 있다.

이에 따라, 제2-1 링크(526)가 제1-2 마디(240) 측으로 궤도 운동을 통하여 전진 이동되는 경우, 제2-2 노드(525)가 회전하게 되고, 이에 따라, 제2-3 평기어(527) 및 제2-4 평기어(528) 또한 회전된다. 이를 통하여, 제1-2 마디(240)는 PIP 조인트를 축으로 회전하게 된다.

이때, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 제1-3 마디(250)는 제1-2 마디(240)의 동작에 종속되도록 커플 결합되어 있으므로, 제1-2 마디(240)가 PIP 조인트를 축으로 회전하게 되면, 제1-3 마디(250)는 DIP 조인트를 축으로 회전하게 된다.

여기서, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 실제 손가락의 움직임이 모사될 수 있도록, 상기 제2-4 평기어(528)와 상기 DIP 조인트의 축에 구비되는 기어의 기어비가 설정될 수 있다. 예를 들어, 상기 제2-4 평기어(528)와 상기 DIP 조인트의 축에 구비되는 기어의 기어비는, 제1-3 마디(250)의 회전 각도가 제1-2 마디(240)의 회전 각도보다 크도록 설정될 수 있다.

제3 모터(830)가 구동되면, 제3 모터(830)로부터 제공되는 구동력이 제2-2 등속 조인트(521)를 통하여 제2-2 베벨 기어(522)에 전달될 수 있다. 이에, 제2-2 베벨 기어(522)가 회전하게 되고, 이와 같이, 제2-2 베벨 기어(522)가 회전됨에 따라, 이에 기어 결합되어 있는 제2-2 평기어(523)가 회전하게 된다.

제2-2 평기어(523)가 회전됨에 따라, 이와 동축 결합되어 있는 제2-1 노드(524) 또한 회전하게 되며, 이에, 제2-1 링크(526)가 궤도 운동을 통하여 전방으로 전진 이동될 수 있다.

제2-1 링크(526)가 전진 이동되면, 이의 길이 방향 타단에 연결되어 있는 제2-2 노드(525)가 회전하게 되고, 이에 동축 결합되어 있는 제2-3 평기어(527) 및 제2-3 평기어(527)에 기어 결합되어 있는 제2-4 평기어(528) 또한 회전된다.

이에 따라, 제1-2 마디(240)가 PIP 조인트를 축으로 회전하게 되고, 이에 커플 결합되어 있는 제1-3 마디(250) 또한 DIP 조인트를 축으로 회전하게 된다. 이를 통하여, 제1-2 마디(240)와 제1-3 마디(250)가 굽힘 동작하게 된다.

이 상태에서, 제2-2 베벨 기어(522)가 제3 모터(830)에 의해 반대 방향으로 회전하게 되면, 이에 기어 결합되어 있는 제2-2 평기어(523)가 반대 방향으로 회전하게 된다.

제2-2 평기어(523)가 반대 방향으로 회전됨에 따라, 이와 동축 결합되어 있는 제2-1 노드(524) 또한 반대 방향으로 회전하게 되며, 이에, 제2-1 링크(526)가 궤도 운동을 하면서 후방으로 후진 이동될 수 있다.

제2-1 링크(526)가 후진 이동되면, 이의 길이 방향 타단에 연결되어 있는 제2-2 노드(525)가 반대 방향으로 회전하게 되고, 이에 동축 결합되어 있는 제2-3 평기어(527) 및 제2-3 평기어(527)에 기어 결합되어 있는 제2-4 평기어(528) 또한 반대 방향으로 회전된다.

이에 따라, 제1-2 마디(240)가 PIP 조인트를 축으로 반대 방향으로 회전하게 되고, 이에 커플 결합되어 있는 제1-3 마디(250) 또한 DIP 조인트를 축으로 반대 방향으로 회전하게 된다. 이를 통하여, 제1-2 마디(240)와 제1-3 마디(250)가 펼침 동작하게 된다.

도 9를 참조하면, 검지, 중지, 약지로 기능하는 세 개의 제1 손가락 모듈(200) 각각은 3 자유도를 가질 수 있다.

제1-2 베이스 프레임(220)은 제1 링키지부(401)에 의해 Y 방향을 축으로 A/A 동작될 수 있다. 이때, 제1-2 베이스 프레임(220)이 A/A 동작되는 범위는 -20° ~ 20°일 수 있다.

또한, 제1-1 마디(230)는 제2-1 링키지에 의해 MCP 조인트를 축(Z축)으로 굽힘/펼침 동작될 수 있다. 이때, 제1-1 마디(230)가 MCP 조인트를 축(Z축)으로 굽힘/펼침 동작되는 범위는 0° ~ 90°일 수 있다.

그리고 제1-2 마디(240)는 제2-2 링키지에 의해 PIP 조인트를 축(Z축)으로 굽힘/펼침 동작될 수 있으며, 제1-3 마디(250)는 제2-2 링키지에 의해 DIP 조인트를 축(Z축)으로 굽힘/펼침 동작될 수 있는데, 제1-3 마디(250)의 굽힘/펼침 동작은 제1-2 마디(240)의 굽힘/펼침 동작에 종속될 수 있다.

이때, 제1-2 마디(240)가 PIP 조인트를 축(Z축)으로 굽힘/펼침 동작되는 범위와 제1-3 마디(250)가 DIP 조인트를 축(Z축)으로 굽힘/펼침 동작되는 범위는 0° ~ 90°일 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 검지, 중지, 약지로 기능하는 세 개의 제1 손가락 모듈(200) 각각이, 기어들과 링크들의 조합으로 이루어지는 제1 링키지 모듈(400)에 의해 동작됨에 따라, 부품이 파손되지 않는 이상, 지속적으로 성능이 유지될 수 있다.

도 10을 참조하면, 제2 링키지 모듈(600)은 엄지로 기능하는 제2 손가락 모듈(300)을 동작시킬 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 이러한 제2 링키지 모듈(600)은 제3 링키지부(601) 및 제4 링키지부(700)를 포함할 수 있다.

상기 제3 링키지부(601)는 제2 손가락 모듈(300)을 A/A 동작시킬 수 있다. 이를 위해, 제3 링키지부(601)는 제3-1 평기어(610) 및 제3-2 평기어(620)를 포함할 수 있다.

상기 제3-1 평기어(610)는 제2-1 베이스 프레임(310)에 설치될 수 있다. 상기 제3-1 평기어(610)는 구동 모듈(800), 보다 상세하게는 후술되는 구동 모듈(800)의 제4 모터(840)와 연결될 수 있다.

제3-2 평기어(620)는 제2-1 베이스 프레임(310)에 설치될 수 있다. 상기 제3-2 평기어(620)는 제3-1 평기어(610)와 기어 결합될 수 있다. 또한, 제3-2 평기어(620)는 제2-2 베이스 프레임(320)과 축 결합될 수 있다.

제4 모터(840)가 구동되면, 제4 모터(840)로부터 제공되는 구동력이 제3-1 평기어(610) 및 제3-2 평기어(620)에 차례로 전달될 수 있다. 이에 따라, 제3-2 평기어(620)와 연결되어 있는 제2-2 베이스 프레임(320)은 제3-2 평기어(620)에 의해 A/A 방향으로 회전될 수 있다. 이를 통해, 제2-2 베이스 프레임(320)에 일 방향으로 차례로 연결되어 손가락 형상을 이루고 있는 제2-1 마디(330), 제2-2 마디(340) 및 제2-3 마디(350)는 A/A 동작될 수 있다.

제4 링키지부(700)는 제2-1 마디(330)를 MCP 조인트를 축으로 굽힘/펼침 동작시킬 수 있다. 또한, 제4 링키지부(700)는 제2-2 마디(340)를 PIP 조인트를 축으로 굽힘/펼침 동작시킬 수 있다. 그리고 제4 링키지부(700)는 제2-3 마디(350)를 DIP 조인트를 축으로 굽힘/펼침 동작시킬 수 있다. 이때, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 제2-2 마디(340) 및 제2-3 마디(350)의 굽힘/펼침 동작은 제2-1 마디(330)의 굽힘/펼침 동작에 종속될 수 있다.

즉, 제4 링키지부(700)에 의하여, 제2-1 마디(330)가 MCP 조인트를 축으로 굽힘/펼침 동작되면, 제2-2 마디(340) 또한 이에 연동되어, PIP 조인트를 축으로 굽힘/펼침 동작되며, 제2-3 마디(350)는 제2-2 마디(340)의 동작에 연동되어, DIP 조인트를 축으로 굽힘/펼침 동작될 수 있다.

도 4, 도 5 및 도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 이러한 제4 링키지부(700)는 제4-1 평기어(701), 제4-2 평기어(702), 아이들 기어(703), 제4-1 베벨 기어(704), 제4-3 평기어(705), 제4-1 노드(706), 제4-2 노드(707), 제4-1 링크(708), 제4-4 평기어(709), 제4-5 평기어(710) 및 제4-2 링크(711)를 포함할 수 있다.

상기 제4-1 평기어(701)는 제2-1 베이스 프레임(310)에 설치될 수 있다. 제4-1 평기어(701)는 제2-1 베이스 프레임(310)에 구비되는 모터 결합구(311)에 결합되는 제5 모터(850)의 회전축에 축 결합될 수 있다.

제4-2 평기어(702)는 제2-1 베이스 프레임(310)에 설치될 수 있다. 제4-2 평기어(702)는 제4-1 평기어(701)와의 사이에 설치되는 한 쌍의 아이들 기어(703)를 통하여 제4-1 평기어(701)와 연결될 수 있다.

제4-1 베벨 기어(704)는 제2-2 베이스 프레임(320)에 설치될 수 있다. 상기 제4-1 베벨 기어(704)는 제4-1 평기어(701), 아이들 기어(703) 및 제4-2 평기어(702)를 통하여, 제5 모터(850)로부터 제공되는 구동력을 전달 받을 수 있다.

제4-3 평기어(705)는 제2-2 베이스 프레임(320)에 설치되며, 상기 제4-1 베벨 기어(704)에 기어 결합될 수 있다. 또한, 제4-3 평기어(705)는 MCP 조인트에 축 결합될 수 있다.

상기 제4-1 노드(706)는 제4-3 평기어(705)에 동축 결합될 수 있다. 이러한 제4-1 노드(706)는 제4-3 평기어(705)의 반경 방향 외측으로 연장되는 형태로 구비될 수 있다.

제4-2 노드(707)는 PIP 조인트에 축 결합될 수 있다. 이에 따라, PIP 조인트는 제4-2 노드(07)에 의해 회전될 수 있다. 이러한 제4-2 노드(707)는 PIP 조인트 축의 반경 방향 외측으로 연장되는 형태로 구비될 수 있다.

제4-1 링크(708)는 제2-1 마디(330)와 대응되는 크기로 구비될 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 이러한 제4-1 링크(708)의 길이 방향 일단은 상기 제4-1 노드(706)의 연장된 단부에 결합될 수 있다. 또한, 제4-1 링크(708)의 길이 방향 타단은 제4-2 노드(707)의 연장된 단부에 결합될 수 있다.

이에 따라, 제4-1 노드((706)가 일 방향으로 회전하게 되면, 제4-1 링크(708)는 기울어짐 없이 제2-1 마디(330) 상에서 궤도 운동, 즉, 상승하다가 하강하면서 제2-1 마디(330)의 전방인 제2-2 마디(340) 측으로 수평 이동될 수 있다.

예를 들어, 제4-1 링크(708)와 제2-1 마디(330)의 길이가 동일하다고 가정할 때, 초기 상태, 즉, 제2-1 마디(330), 제2-2 마디(340) 및 제2-3 마디(350)가 일 방향으로 곧게 펼쳐져 있는 상태인 경우, 제2-1 마디(330)의 길이 방향 선단은 이의 상측에 위치되는 제4-1 링크(708)의 길이 방향 선단보다 전방으로 더 돌출될 수 있다.

이 상태에서, 제4-1 노드(706)가 일 방향으로 회전하게 되면, 제2-1 마디(330)는 움직이지 않으며, 제4-1 링크(708)가 전방으로 이동되어, 제4-1 링크(708)의 길이 방향 선단이 이의 하측에 위치되는 제2-1 마디(330)의 길이 방향 선단보다 전방으로 더 돌출되는 구조로 서로 간의 상대 위치의 변화가 발생하게 되며, 이러한 상대 위치 변화는 제2-2 마디(340)와 제2-3 마디(350)가 굽힘 동작되는 구동력으로 작용하게 된다.

또한, 이 상태에서, 제4-1 노드(706)가 타 방향으로 회전하게 되면, 제4-1 링크(708)는 기울어짐 없이, 상기 제4-1 노드(706)가 일 방향으로 회전 시 이동된 경로와 동일한 궤도 운동을 통하여 상승하다가 하강하면서, 제2-1 마디(330)의 후방인 제2-2 베이스 프레임(320) 측으로 수평 이동될 수 있다.

다시 말해, 제4-1 링크(708)의 길이 방향 선단이 이의 하측에 위치되는 제2-1 마디(330)의 길이 방향 선단보다 전방으로 더 돌출되어 있는 상태에서, 제4-1 노드(706)가 타 방향으로 회전하게 되면, 초기 상태, 즉, 제2-1 마디(330)의 길이 방향 선단이 이의 상측에 위치되는 제4-1 링크(708)의 길이 방향 선단보다 전방으로 더 돌출되는 상태가 되며, 이러한 제4-1 링크(708)의 상태 혹은 위치 변화는 굽혀져 있던 제2-2 마디(340)와 제2-3 마디(350)가 펼침 동작되는 구동력으로 작용하게 된다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 이러한 제4-1 링크(708)는 대략 "H" 형태의 프레임으로 구비될 수 있다. 이때, 제4-1 노드(706)와 결합되는 길이 방향 일단의 양측 폭은 제4-2 노드(707)와 결합되는 길이 방향 타단의 양측 폭보다 좁을 수 있다.

제4-4 평기어(709)는 제4-2 노드(707)에 동축 결합될 수 있다. 또한, 제4-5 평기어(710)는 제4-4 평기어(709)에 기어 결합될 수 있다.

제4-2 링크(711)는 제2-2 마디(340)와 대응되는 크기로 구비될 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 이러한 제4-2 링크(711)의 길이 방향 일단은 제4-5 평기어(710)에 동축 결합될 수 있다. 또한, 제4-2 링크(711)의 길이 방향 타단은 DIP 조인트에 연결될 수 있다.

이에 따라, 제4-1 링크(708)가 제2-2 마디(340) 측으로 전진 이동되는 경우, 제2-1 마디(330)의 동작에 종속되도록 커플 결합되어 있는 제2-2 마디(340)가, 회전되는 제4-4 평기어(709) 및 제4-5 평기어(710)를 통하여, PIP 조인트를 축으로 회전하게 되고, 이와 같이, 제2-2 마디(340)가 회전됨에 따라, 마찬가지로 커플 결합되어 있는 제2-3 마디(350) 또한 DIP 조인트를 축으로 회전하게 된다.

여기서, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 실제 손가락의 움직임이 모사될 수 있도록, 제4-3 평기어(705), 상기 PIP 조인트의 축에 구비되는 기어 및 상기 DIP 조인트의 축에 구비되는 기어 간의 기어비가 설정될 수 있다.

예를 들어, 제4-3 평기어(705), 상기 PIP 조인트의 축에 구비되는 기어 및 상기 DIP 조인트의 축에 구비되는 기어 간의 기어비는 제2-3 마디(350)의 회전 각도가 가장 크고 제2-1 마디(330)의 회전 각도가 가장 작도록 설정될 수 있다.

제5 모터(850)가 구동되면, 제5 모터(850)로부터 제공되는 구동력이 제4-1 평기어(701), 아이들 기어(703) 및 제4-2 평기어(702)를 통하여 제4-1 베벨 기어(704)에 전달될 수 있다. 이에, 제4-1 베벨 기어(704)가 회전하게 되고, 이와 같이, 제4-1 베벨 기어(704)가 회전됨에 따라, 이에 기어 결합되어 있는 제4-3 평기어(705)가 회전하게 된다.

제4-3 평기어(705)가 회전됨에 따라, 제4-3 평기어(705)가 축 결합되어 있는 MCP 조인트가 회전되어, 제2-1 마디(330)가 굽힘 동작하게 된다. 이와 동시에, 제4-3 평기어(705)와 동축 결합되어 있는 제4-1 노드(706) 또한 회전하게 되며, 이에, 제4-1 링크(708)가 궤도 운동을 통하여 전방으로 전진 이동될 수 있다.

제4-1 링크(708)가 전진 이동되면, 이의 길이 방향 타단에 연결되어 있는 제4-2 노드(707)가 회전하게 되고, 이에 동축 결합되어 있는 제4-4 평기어(709) 및 제4-4 평기어(709)에 기어 결합되어 있는 제4-5 평기어(710) 또한 회전된다.

이에 따라, 제2-2 마디(340)가 PIP 조인트를 축으로 회전하게 되고, 이에 커플 결합되어 있는 제2-3 마디(350) 또한 DIP 조인트를 축으로 회전하게 된다. 이를 통하여, 제2-1 마디(330), 제2-2 마디(340) 및 제2-3 마디(350)가 모두 굽힘 동작하게 된다.

이 상태에서, 제4-1 베벨 기어(704)가 제5 모터(850)에 의해 반대 방향으로 회전하게 되면, 이에 기어 결합되어 있는 제4-3 평기어(705)가 반대 방향으로 회전하게 된다.

제4-3 평기어(705)가 반대 방향으로 회전됨에 따라, 제4-3 평기어(705)가 축 결합되어 있는 MCP 조인트가 반대 방향으로 회전되어, 제2-1 마디(330)가 펼침 동작하게 된다. 이와 동시에, 제4-3 평기어(705)와 동축 결합되어 있는 제4-1 노드(706) 또한 반대 방향으로 회전하게 되며, 이에, 제4-1 링크(708)가, 전진 이동 시의 궤도 운동과 방향만 다른 동일한 궤적으로 궤도 운동을 하여 후방으로 후진 이동될 수 있다.

제4-1 링크(708)가 후진 이동되면, 이의 길이 방향 타단에 연결되어 있는 제4-2 노드(707)가 반대 방향으로 회전하게 되고, 이에 동축 결합되어 있는 제4-4 평기어(709) 및 제4-4 평기어(709)에 기어 결합되어 있는 제4-5 평기어(710) 또한 반대 방향으로 회전된다.

이에 따라, 제2-2 마디(340)가 PIP 조인트를 축으로 반대 방향으로 회전하게 되고, 이에 커플 결합되어 있는 제2-3 마디(350) 또한 DIP 조인트를 축으로 반대 방향으로 회전하게 된다. 이를 통하여, 제2-1 마디(330), 제2-2 마디(340) 및 제3-3 마디(350)가 모두 펼침 동작하게 된다.

도 11을 참조하면, 엄지로 기능하는 제2 손가락 모듈(300)은 2 자유도를 가질 수 있다.

제2-2 베이스 프레임(320)은 제3 링키지부(601)에 의해 Y 방향을 축으로 A/A 동작될 수 있다. 이때, 제2-2 베이스 프레임(320)이 A/A 동작되는 범위는 0° ~ 90°일 수 있다.

또한, 제2-1 마디(330)는 제4 링키지부(700)에 의해 MCP 조인트를 축(Z축)으로 굽힘/펼침 동작될 수 있으며, 제2-2 마디(340)는 제4 링키지부(700)에 의해 PIP 조인트를 축(Z축)으로 굽힘/펼침 동작될 수 있고, 제2-3 마디(350)는 제4 링키지부(700)에 의해 DIP 조인트를 축(Z축)으로 굽힘/펼침 동작될 수 있는데, 제2-2 마디(340) 및 제2-3 마디(350)의 굽힘/펼침 동작은 제2-1 마디(330)의 굽힘/펼침 동작에 종속될 수 있다. 이때, 제2-1 마디(330)가 MCP 조인트를 축(Z축)으로 굽힘/펼침 동작되는 범위, 제2-2 마디(340)가 PIP 조인트를 축(Z축)으로 굽힘/펼침 동작되는 범위 및 제2-3 마디(350)가 DIP 조인트를 축(Z축)으로 굽힘/펼침 동작되는 범위는 0° ~ 90°일 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 엄지로 기능하는 제2 손가락 모듈(300)이 기어들과 링크들의 조합으로 이루어지는 제2 링키지 모듈(600)에 의해 동작됨에 따라, 부품이 파손되지 않는 이상, 지속적으로 성능이 유지될 수 있다.

도 1 및 도 12를 함께 참조하면, 구동 모듈(800)은 제1 손가락 모듈(200)을 동작시키는 제1 링키지 모듈(400)에 구동력을 제공할 수 있다.

구동 모듈(800)은 제1-1 베벨 기어(410)에 구동력을 제공하여, 제1 손가락 모듈(200)이 A/A 동작되게 할 수 있다.

이를 위해, 구동 모듈(800)은 제1 모터(810)를 포함할 수 있다. 제1 모터(810)는 손바닥 모듈(100)의 내부에 배치될 수 있다. 제1 모터(810)는 제1-1 베이스 프레임(210)에 마련되어 있는 어느 하나의 모터 결합구(211)에 결합되어, 상기 제1-1 베벨 기어(410)와 연결될 수 있다. 이러한 제1 모터(810)는 감속기와 브러쉬리스(BLDC) 모터의 조합으로 이루어질 수 있다.

또한, 구동 모듈(800)은 제2-1 베벨 기어(512)에 구동력을 제공하여, 제1 손가락 모듈(200)의 제1-1 마디(230)가 MCP 조인트를 축으로 굽힘 동작을 하거나 펼침 동작을 하게 할 수 있다.

이를 위해, 구동 모듈(800)은 제2 모터(820)를 더 포함할 수 있다. 제2 모터(820)는 손바닥 모듈(100)의 내부에 배치될 수 있다. 제2 모터(820)는 제1 모터(810)에 이웃하게 배치될 수 있다. 이러한 제2 모터(820)는 제1-1 베이스 프레임(210)에 마련되어 있는 모터 결합구(211) 중 하나에 결합되어, 제2-1 베벨 기어(512)와 연결되어 있는 제2-1 등속 조인트(511)와 연결될 수 있다. 이러한 제2 모터(820)는 감속기와 브러쉬리스(BLDC) 모터의 조합으로 이루어질 수 있다.

그리고 구동 모듈(800)은 제2-2 베벨 기어(522)에 구동력을 제공하여, 제1 손가락 모듈(200)의 제1-2 마디(240)가 PIP 조인트를 축으로 굽힘 동작을 하거나 펼침 동작을 하게 할 수 있으며, 제1-3 마디(250)가 제1-2 마디(240)의 동작에 연동되어 DIP 조인트를 축으로 굽힘 동작을 하거나 펼침 동작을 하게 할 수 있다.

이를 위해, 구동 모듈(800)은 제3 모터(830)를 더 포함할 수 있다. 제3 모터(830)는 손바닥 모듈(100)의 내부에 배치될 수 있다. 제3 모터(820)는 제1 모터(810) 및 제2 모터(820)에 이웃하게 배치될 수 있다. 이러한 제3 모터(830)는 제1-1 베이스 프레임(210)에 마련되어 있는 모터 결합구(211) 중 하나에 결합되어, 제2-2 베벨 기어(522)와 연결되어 있는 제2-2 등속 조인트(521)와 연결될 수 있다. 이러한 제3 모터(830)는 감속기와 브러쉬리스(BLDC) 모터의 조합으로 이루어질 수 있다.

이러한 제1 모터 내지 제3 모터(810 내지 830)는 예를 들어, 검지로 기능하는 제1 손가락 모듈(200)을 동작시키는 하나의 모터 세트를 이룰 수 있다.

이와 마찬가지로, 손바닥 모듈(100)의 내부에는 중지로 기능하는 제1 손가락 모듈(200)을 동작시키기 위한 제1 모터 내지 제3 모터(810 내지 830)로 이루어지는 모터 세트 및 약지로 기능하는 제1 손가락 모듈(200)을 동작시키기 위한 제1 모터 내지 제3 모터(810 내지 830)로 이루어지는 모터 세트가 구비될 수 있다.

또한, 구동 모듈(800)은 제2 손가락 모듈(300)을 동작시키는 제2 링키지 모듈(600)에 구동력을 제공할 수 있다.

구동 모듈(800)은 제3-1 평기어(610) 및 제3-2 평기어(620)에 구동력을 제공하여, 제2 손가락 모듈(300)이 A/A 동작되게 할 수 있다.

이를 위해, 구동 모듈(800)은 제4 모터(840)를 더 포함할 수 있다. 제4 모터(840)는 손바닥 모듈(100)에서 제공하는 손바닥 면 상에 배치될 수 있다. 제4 모터(840)는 제2-1 베이스 프레임(310)에 마련되어 있는 어느 하나의 모터 결합구(311)에 결합되어, 상기 제3-1 평기어(610) 및 제3-2 평기어(620)와 연결될 수 있다. 이러한 제4 모터(840)는 감속기와 브러쉬리스(BLDC) 모터의 조합으로 이루어질 수 있다.

또한, 구동 모듈(800)은 제4-1 베벨 기어(704)에 구동력을 제공하여, 제2 손가락 모듈(300)의 제2-1 마디(330)가 MCP 조인트를 축으로 굽힘 동작을 하거나 펼침 동작을 하게 할 수 있으며, 제2-2 마디(340)가 제2-1 마디(330)의 동작에 연동되어 PIP 조인트를 축으로 굽힘 동작을 하거나 펼침 동작을 하게 할 수 있고, 제2-3 마디(350)가 제2-2 마디(340)의 동작에 연동되어 DIP 조인트를 축으로 굽힘 동작을 하거나 펼침 동작을 하게 할 수 있다.

이를 위해, 구동 모듈(800)은 제5 모터(850)를 더 포함할 수 있다. 제5 모터(850)는 손바닥 모듈(100)에서 제공하는 손바닥 면 상에 배치될 수 있다. 제5 모터(850)는 제2-1 베이스 프레임(310)에 마련되어 있는 어느 하나의 모터 결합구(311)에 결합되어, 제4 모터(840)와 수평 방향으로 나란하게 배치될 수 있다. 이러한 제5 모터(840)는 제4-1 평기어(701), 아이들 기어(703) 및 제4-2 평기어(702)를 통하여, 제4-1 베벨 기어(704)와 연결될 수 있다. 이러한 제5 모터(850)는 감속기와 브러쉬리스(BLDC) 모터의 조합으로 이루어질 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 손바닥 모듈(100)의 내부에는 검지, 중지, 약지로 기능하는 세 개의 제1 손가락 모듈(200)을 각각 동작시키기 위해 제1 링키지 모듈(400) 각각에 구동력을 제공하는 9 개의 모터가 콤팩트하게 내장되며, 손바닥 모듈(100)의 손바닥 면에는 엄지로 기능하는 제2 손가락 모듈(300)을 동작시키기 위해 제2 링키지 모듈(600)에 구동력을 제공하는 2 개의 모터가 배치될 수 있다.

이와 같이, 구동 모듈(800)이 전부 손바닥 모듈(100)에 장착됨에 따라, 본 발명의 일 실시 예에 따른 기어 링키지 구동 모듈형 로봇 핸드(10)는 소형화될 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 손바닥 모듈(100)에 구동 모듈(800)을 전부 장착시킴으로써, 사람 손의 크기와 유사한 기어 링키지 구동 모듈형 로봇 핸드(10)를 제공할 수 있다.

한편, 도 13에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 구동 모듈(800)은 상기 총 11 개의 모터를 제어하기 위한 모터 드라이버(860) 및 제어 및 통신 보드(870)를 더 포함할 수 있다. 상기 모터 드라이버(860) 및 제어 및 통신 보드(870)는 손바닥 모듈(100)의 내부에 장착되어, 상기 11 개의 모터와 연결될 수 있다.

또한, 구동 모듈(800)은 상기 제어 및 통신 보드(870)와 연결되며, 외부로부터 전원을 공급 받거나 외부와의 통신을 위한 외부 커넥터(880)를 더 포함할 수 있다. 이때, 외부 커넥터(880)의 접속 단자는 손바닥 모듈(100)의 어느 한 면에서 외부로 노출될 수 있다.

도 14는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기어 링키지 구동 모듈형 로봇 핸드로 다양한 물체를 파지한 모습을 나타낸 이미지들이다.

이들 이미지에서 보여지는 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 기어 링키지 구동 모듈형 로봇 핸드(10)는 실제 사람의 손 크기와 유사하게 제공되어, 실제 사람의 손과 같이, 정교하게 동작되면서 실제 사람의 손으로 잡을 수 있는 다양한 물체를 동일한 형태로 파지할 수 있다.

이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.

100; 손바닥 모듈 200; 제1 손가락 모듈
210; 제1-1 베이스 프레임 211; 모터 결합구
220; 제1-2 베이스 프레임 230; 제1-1 마디
240; 제1-2 마디 250; 제1-3 마디
300; 제2 손가락 모듈 310; 제2-1 베이스 프레임
311; 모터 결합구 320; 제2-2 베이스 프레임
330; 제2-1 마디 400; 제1 링키지 모듈
401; 제1 링키지부 501; 제2 링키지부
340; 제2-2 마디 350; 제2-3 마디
410; 제1-1 베벨 기어 511; 제2-1 등속 조인트
512; 제2-1 베벨 기어 513; 제2-1 평기어
521; 제2-2 등속 조인트 522; 제2-2 베벨 기어
523; 제2-2 평기어 524; 제2-1 노드
525; 제2-2 노드 526; 제2-1 링크
527; 제2-3 평기어 528; 제2-4 평기어
529; 제2-2 링크 600; 제2 링키지 모듈
601; 제3 링키지부 700; 제4 링키지부
610; 제3-1 평기어 620; 제3-2 평기어
701; 제4-1 평기어 702; 제4-2 평기어
703; 아이들 기어 704; 제4-1 베벨 기어
705; 제4-3 평기어 706; 제4-1 노드
707; 제4-2 노드 708; 제4-1 링크
709; 제4-4 평기어 710; 제4-5 평기어
711; 제4-2 링크 800; 구동 모듈
810; 제1 모터 820; 제2 모터
830; 제3 모터 840; 제4 모터
850; 제5 모터 860; 모터 드라이버
870; 제어 및 통신 보드 870; 외부 커넥터

Claims (14)

1. 설정 체적을 가지는 손바닥 모듈;
   상기 손바닥 모듈의 일측과 탈부착 가능하게 결합되는 적어도 둘 이상의 제1 손가락 모듈;
   상기 손바닥 모듈의 타측과 탈부착 가능하게 결합되는 제2 손가락 모듈;
   상기 제1 손가락 모듈을 A(abduction)/A(adduction) 동작시키는 제1 링키지부 및 상기 제1 손가락 모듈을 굽힘/펼침 동작시키는 제2 링키지부를 포함하는 제1 링키지 모듈;
   상기 제2 손가락 모듈을 A/A 동작시키는 제3 링키지부 및 상기 제2 손가락 모듈을 굽힙/펼침 동작시키는 제4 링키지부를 포함하는 제2 링키지 모듈; 및
   상기 제1 링키지 모듈 및 상기 제2 링키지 모듈에 구동력을 제공하는 구동 모듈;을 포함하되,
   상기 제2 링키지부는, 상기 제1 손가락 모듈의 굽힘/펼침 동작이 상기 제1 손가락 모듈의 A/A 동작에 간섭 받지 않도록, 등속 조인트를 통하여 상기 구동 모듈과 연결되며,
   상기 제1 손가락 모듈은,
   상기 손바닥 모듈의 일측에 결합되는 제1-1 베이스 프레임;
   상기 제1-1 베이스 프레임에 상기 A/A 방향으로 회전 가능하게 결합되는 제1-2 베이스 프레임;
   MCP 조인트를 통하여 상기 제1-2 베이스 프레임과 연결되는 제1-1 마디;
   PIP 조인트를 통하여 상기 제1-1 마디와 연결되는 제1-2 마디; 및
   DIP 조인트를 통하여 상기 제1-2 마디와 연결되는 제1-3 마디를 포함하고,
   상기 제1 링키지부는, 상기 제1-1 베이스 프레임과 제1-2 베이스 프레임 사이에 설치되어 상기 구동 모듈로부터 전달되는 구동력을 통하여 상기 제1-2 베이스 프레임을 상기 A/A 동작시키는 제1-1 베벨 기어를 포함하되,
   상기 A/A 동작이 이루어지는 축과 상기 굽힘/펼침 동작이 이루어지는 축은 수평면을 기준으로, 서로 직교하는 축인, 기어 링키지 구동 모듈형 로봇 핸드.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1 항에 있어서,
   상기 제2 링키지부는,
   상기 제1-1 마디를 상기 MCP 조인트를 축으로 굽힘/펼침 동작시키는 제2-1 링키지; 및
   상기 제1-2 마디를 상기 PIP 조인트를 축으로 굽힘/펼침 동작시키고, 상기 제1-3 마디를 상기 DIP 조인트를 축으로 굽힘/펼침 동작시키는 제2-2 링키지를 포함하되,
   상기 제1-3 마디의 굽힘/펼침 동작은 상기 제1-2 마디의 굽힘/펼침 동작에 종속되는, 기어 링키지 구동 모듈형 로봇 핸드.
   
5. 제4 항에 있어서,
   상기 제2-1 링키지는,
   상기 제1-1 베이스 프레임에 설치되는 제2-1 등속 조인트;
   상기 제2-1 등속 조인트와 연결되며, 상기 제1-2 베이스 프레임에 설치되는 제2-1 베벨 기어; 및
   상기 제2-1 베벨 기어에 기어 결합되면서 상기 MCP 조인트에 축 결합되는 제2-1 평기어를 포함하는, 기어 링키지 구동 모듈형 로봇 핸드.
   
6. 제5 항에 있어서,
   상기 제2-2 링키지는,
   상기 제1-1 베이스 프레임에 설치되는 제2-2 등속 조인트;
   상기 제2-2 등속 조인트와 연결되며, 상기 제1-2 베이스 프레임에 설치되는 제2-2 베벨 기어;
   상기 제2-2 베벨 기어에 기어 결합되는 제2-2 평기어;
   상기 제2-2 평기어에 동축 결합되며 상기 제2-2 평기어의 반경 방향 외측으로 연장되는 제2-1 노드;
   상기 PIP 조인트에 축 결합되며 상기 PIP 조인트 축의 반경 방향 외측으로 연장되는 제2-2 노드;
   길이 방향 일단은 상기 제2-1 노드와 결합되고 길이 방향 타단은 상기 제2-2 노드와 결합되는 제2-1 링크;
   상기 제2-2 노드에 동축 결합되는 제2-3 평기어;
   상기 제2-3 평기어에 기어 결합되는 제2-4 평기어; 및
   길이 방향 일단은 상기 제2-4 평기어에 동축 결합되고, 길이 방향 타단은 상기 DIP 조인트에 연결되는 제2-2 링크를 포함하는, 기어 링키지 구동 모듈형 로봇 핸드.
   
7. 제6 항에 있어서,
   상기 제1-3 마디의 회전 각도가 상기 제1-2 마디의 회전 각도보다 크도록 상기 제2-4 평기어와 상기 DIP 조인트의 축에 구비되는 기어의 기어비가 설정되는, 기어 링키지 구동 모듈형 로봇 핸드.
   
8. 제6 항에 있어서,
   상기 제1-1 베이스 프레임은 복수 개의 모터 결합구를 포함하며,
   상기 구동 모듈은, 상기 복수 개의 모터 결합구 중 어느 하나에 결합되어 상기 제1-1 베벨 기어와 연결되는 제1 모터, 상기 복수 개의 모터 결합구 중 다른 하나에 결합되어 상기 제2-1 등속 조인트와 연결되는 제2 모터 및 상기 복수 개의 모터 결합구 중 또 다른 하나에 결합되어 상기 제2-2 등속 조인트와 연결되는 제3 모터를 포함하되,
   상기 제1 모터 내지 제3 모터는 상기 손바닥 모듈의 내부에 장착되는, 기어 링키지 구동 모듈형 로봇 핸드.
   
9. 제1 항에 있어서,
   상기 제2 손가락 모듈은,
   상기 손바닥 모듈의 타측에 결합되는 제2-1 베이스 프레임;
   상기 제2-1 베이스 프레임에 상기 A/A 방향으로 회전 가능하게 결합되는 제2-2 베이스 프레임;
   MCP 조인트를 통하여 상기 제2-2 베이스 프레임과 연결되는 제2-1 마디;
   PIP 조인트를 통하여 상기 제2-1 마디와 연결되는 제2-2 마디; 및
   DIP 조인트를 통하여 상기 제2-2 마디와 연결되는 제2-3 마디를 포함하는, 기어 링키지 구동 모듈형 로봇 핸드.
   
10. 제9 항에 있어서,
    상기 제3 링키지부는,
    상기 구동 모듈과 연결되는 제3-1 평기어; 및
    상기 제3-1 평기어와 기어 결합되고, 상기 제2-2 베이스 프레임과 축 결합되어 상기 제2-2 베이스 프레임을 상기 A/A 동작시키는 제3-2 평기어를 포함하는, 기어 링키지 구동 모듈형 로봇 핸드.
    
11. 제10 항에 있어서,
    상기 제4 링키지부는, 상기 제2-1 마디를 상기 MCP 조인트를 축으로 굽힘/펼침 동작시키며, 상기 제2-2 마디를 상기 PIP 조인트를 축으로 굽힘/펼침 동작시키고, 상기 제2-3 마디를 상기 DIP 조인트를 축으로 굽힘/펼침 동작시키되,
    상기 제2-2 마디 및 제2-3 마디의 굽힘/펼침 동작은 상기 제2-1 마디의 굽힘/펼침 동작에 종속되는, 기어 링키지 구동 모듈형 로봇 핸드.
    
12. 제11 항에 있어서,
    상기 제4 링키지부는,
    상기 제2-1 베이스 프레임에 설치되는 제4-1 평기어;
    상기 제4-1 평기어와 연결되는 제4-2 평기어;
    상기 제4-1 평기어와 제4-2 평기어 사이에 설치되는 한 쌍의 아이들 기어;
    상기 제2-2 베이스 프레임에 설치되며 상기 제4-2 평기어와 연결되는 제4-1 베벨 기어;
    상기 제4-1 베벨 기어에 기어 결합되며, 상기 MCP 조인트에 축 결합되는 제4-3 평기어;
    상기 제4-3 평기어에 동축 결합되며 상기 제4-3 평기어의 반경 방향 외측으로 연장되는 제4-1 노드;
    상기 PIP 조인트에 축 결합되며 상기 PIP 조인트 축의 반경 방향 외측으로 연장되는 제4-2 노드;
    길이 방향 일단은 상기 제4-1 노드와 결합되고 길이 방향 타단은 상기 제4-2 노드와 결합되는 제4-1 링크;
    상기 제4-2 노드에 동축 결합되는 제4-4 평기어;
    상기 제4-4 평기어에 기어 결합되는 제4-5 평기어; 및
    길이 방향 일단은 상기 제4-5 평기어에 동축 결합되고, 길이 방향 타단은 상기 DIP 조인트에 연결되는 제4-2 링크를 포함하는, 기어 링키지 구동 모듈형 로봇 핸드.
    
13. 제12 항에 있어서,
    상기 제2-3 마디의 회전 각도가 가장 크고 상기 제2-1 마디의 회전 각도가 가장 작도록, 상기 제4-3 평기어, 상기 PIP 조인트의 축에 구비되는 기어 및 상기 DIP 조인트의 축에 구비되는 기어 간의 기어비가 설정되는, 기어 링키지 구동 모듈형 로봇 핸드.
    
14. 제12 항에 있어서,
    상기 제2-1 베이스 프레임은 복수 개의 모터 결합구를 포함하며,
    상기 구동 모듈은, 상기 복수 개의 모터 결합구 중 어느 하나에 결합되어 상기 제3-1 평기어와 연결되는 제4 모터 및 상기 복수 개의 모터 결합구 중 다른 하나에 결합되어 상기 제4-1 평기어와 연결되는 제5 모터를 포함하되,
    상기 제4 모터와 제5 모터는 상기 손바닥 모듈 상에 배치되는, 기어 링키지 구동 모듈형 로봇 핸드.
    

Images