KR102555775B1 - 로봇 그리퍼 및 그 로봇 그리퍼의 작동 방법 - Google Patents

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KR102555775B1
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지대근
김무림
이준영
신주성
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한국로봇융합연구원
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Abstract

본 발명은 대상물을 파지할 수 있는 로봇 그리퍼 및 그 로봇 그리퍼의 작동 방법에 관한 것이다.
본 발명은 동력을 제공하는 모터부, 상기 모터부에 연결되고, 상기 모터부에 의해 직선 운동 가능한 서브 슬라이더, 상기 서브 슬라이더와 연결되고, 상기 서브 슬라이더와 함께 직선 운동 가능한 메인 슬라이더, 상기 서브 슬라이더에 상기 메인 슬라이더를 탄성력에 의한 장력으로 서로 연결시키는 제1 탄성부재, 상기 모터부, 상기 서브 슬라이더, 상기 메인 슬라이더 및 상기 제1 탄성부재를 내부에 마련하고, 외관을 형성하는 동력 몸체, 상기 동력 몸체의 일단 둘레부에 링크(link) 결합하는 복수 개의 제1 링크부, 일단은 상기 메인 슬라이더에 링크 결합하고, 타단은 상기 복수 개의 제1 링크부에 링크 결합하는 복수 개의 제2 링크부, 상기 복수 개의 제1 링크부의 단부로부터 연속되게 링크 결합하는 복수 개의 마디 링크 조립체 및 상기 복수 개의 마디 링크 조립체의 단부와 상기 서브 슬라이더를 연결하는 와이어를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

로봇 그리퍼 및 그 로봇 그리퍼의 작동 방법{ROBOT GRIPPER AND METHOD FOR THE ROBOT GRIPPER WORKS}
본 발명은 로봇 그리퍼 및 그 로봇 그리퍼의 작동 방법에 관한 것이다. 특히 본 발명은 대상물을 파지할 수 있는 로봇 그리퍼 및 그 로봇 그리퍼의 작동 방법에 관한 것이다.
반도체 제조라인, 자동차 부품 등의 조립라인 및 공작기계 등 거의 모든 산업분야에서 소재, 가공품, 완성제품 등을 핸들링하기 위한 로봇의 사용이 보편화되고 있다. 그리고, 산업용 로봇은 비전(vision) 기술의 발달로 그 적용이 더욱 정밀한 작업 영역까지 확대되고 있다.
한편, 로봇에서 대상 제품을 잡는 기능을 제공하는 그리퍼(gripper)와 관련하여 휴먼 로봇 분야에서는 인간의 손동작과 유사하게 작동되는 다양한 형태가 시도되고 있으나, 이와 같은 휴먼 로봇 분야에서 제안되고 있는 그리퍼는 그 제조 및 사용의 편의성과 제작비용이 고려되어야 하는 산업 로봇 분야에 적용하기 곤란하므로, 산업용 로봇에서는 이와 같은 기능을 구현할 수 있는 그리퍼가 제공되지 않고 있는 것이 현실이다.
대한민국공개특허공보 특1989-0007838호에는 종래의 공작물협지용 그리퍼에 대해 기재되어 있다.
이와 같이 종래에 제안된 그리퍼는 서로 마주보도록 배치된 두 개의 조오(jaw)를 공압 등으로 구동시켜서 이루어 지거나, 솔레노이드에 의해 조오가 작동되도록 하므로써 대상물을 파지하도록 하고 있다.
그러나, 이와 같은 종래 기술에 따른 그리퍼는 핸들링하고자 하는 대상품에 대응하게 별개로 맞춤제작되어 사용되어야 하므로 다른 제품에는 호환성을 갖지 못하고, 그리퍼의 교체시 자동 툴 교환(ATC; Auto Tool Change)의 사용이 필요한 문제점이 있다.
따라서, 종래 기술에 따른 산업용 그리퍼는 구조 및 기능이 극히 제한적이고, 기본적으로 한 종류의 그리퍼를 여러 대상물에 적용할 수 없으므로, 교체에 따른 작업 시간의 손실이 발생되고, 제품별로 그리퍼를 구성하여야 하므로 투자비용을 높게 하는 문제점이 있었다.
또한, 다양한 대상물에 적용하기에는 안전성과 강성이 부족하고 큰 하중을 다룰 때 한계가 있다는 문제점이 있었다.
따라서 본 발명은 위와 같은 문제점들을 해결하기 위해 안출된 것으로서 파워 그립(power grip)이 가능하도록 강체 링크 메커니즘과 유연 관절 메커니즘을 동시에 활용하여 다양한 대상물에 적용 가능하면서도 높은 강성과 안전성을 지닌 로봇 그리퍼 및 그 로봇 그리퍼의 작동 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 그리퍼는 동력을 제공하는 모터부, 상기 모터부에 연결되고, 상기 모터부에 의해 직선 운동 가능한 서브 슬라이더, 상기 서브 슬라이더와 연결되고, 상기 서브 슬라이더와 함께 직선 운동 가능한 메인 슬라이더, 상기 서브 슬라이더에 상기 메인 슬라이더를 탄성력에 의한 장력으로 서로 연결시키는 제1 탄성부재, 상기 모터부, 상기 서브 슬라이더, 상기 메인 슬라이더 및 상기 제1 탄성부재를 내부에 마련하고, 외관을 형성하는 동력 몸체, 상기 동력 몸체의 일단 둘레부에 링크(link) 결합하는 복수 개의 제1 링크부, 일단은 상기 메인 슬라이더에 링크 결합하고, 타단은 상기 복수 개의 제1 링크부에 링크 결합하는 복수 개의 제2 링크부, 상기 복수 개의 제1 링크부의 단부로부터 연속되게 링크 결합하는 복수 개의 마디 링크 조립체 및 상기 복수 개의 마디 링크 조립체의 단부와 상기 서브 슬라이더를 연결하는 와이어를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 그리퍼는 상기 메인 슬라이더의 일단부로부터 연장되고, 상기 서브 슬라이더의 슬라이드 이동을 가이드하는 슬라이드 가이드를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 그리퍼는 상기 메인 슬라이더의 일단부로부터 연장되고, 상기 서브 슬라이더와 상기 메인 슬라이더의 이격 간격을 조절하는 텐션 레귤래이터를 포함할 수 있다.
상기 복수 개의 마디 링크 조립체는 서로 링크 결합된 복수 개의 마디와, 상기 복수 개의 마디 각각의 사이에 연결되고, 탄성을 갖는 제2 탄성부재를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 그리퍼의 작동 방법은 모터부가 서브 슬라이더를 밀어내어 상기 서브 슬라이더 및 상기 서브 슬라이더와 제1 탄성부재에 의해 연결된 메인 슬라이더를 이동시키면, 상기 메인 슬라이더와 링크 연결된 제2 링크부에 의해 상기 제2 링크부와 링크 연결된 제1 링크부 및 상기 제1 링크부와 링크 연결된 마디 링크 조립체가 펼쳐진 상태를 형성하고, 대상물을 향해 로봇 그리퍼를 이동시키는 준비 단계, 상기 로봇 그리퍼가 상기 대상물과 접촉하면 상기 모터부가 상기 서브 슬라이더를 끌어당겨서 상기 메인 슬라이더와 링크 연결된 상기 제2 링크부에 의해 상기 제1 링크부와 상기 마디 링크 조립체를 상기 대상물을 향해 오므라들게 선회 이동시키는 제1 그립단계 및 상기 제1 그립단계에서 상기 제2 링크부가 상기 대상물에 의해 압착되어 고정되면, 상기 제2 링크부와 링크 연결된 상기 메인 슬라이더는 고정되고, 상기 모터부의 동력이 상기 제1 탄성부재의 장력보다 커지면 상기 서브 슬라이더만 계속해서 상기 모터부 측으로 잡아당겨지게 이동하고 상기 서브 슬라이더와 상기 와이어에 의해 단부가 연결된 상기 마디 링크 조립체는 상기 단부를 중심으로 상기 대상물을 향해 선회 이동하여 상기 마디 링크 조립체가 상기 대상물의 둘레를 감싸게 그립하는 제2 그립단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 그리퍼 및 그 로봇 그리퍼의 작동 방법은 그리퍼 일단부로부터 타단부까지 순차적으로 대상물과 접촉하게 하여 그립 표면적을 극대화 함에 따라 대상물을 파지하는 강성과 안전성을 극대화하는 효과가 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 그리퍼 및 그 로봇 그리퍼의 작동 방법은 다양한 대상물을 손상 없이 파지할 수 있어 농업, 의료 등의 분야로 적용 범위를 넓힐 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 그리퍼를 좌측면에서 도시한 좌측면도이다.
도 2는 도 1을 정면에서 도시한 정면도이다.
도 3은 도 1을 배면에서 도시한 배면도이다.
도 4는 도 1의 사시도이다.
도 5는 도 1에서 동력 몸체를 투시하여 내부를 도시한 내부 투시도이다.
도 6은 도 2의 일부를 A-A' 절단선을 따라 절단하여 도시한 단면도이다.
도 7 내지 도 9은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 그리퍼가 대상물을 파지하는 과정을 순차적으로 도시한 사용상태도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 그리퍼의 작동 방법을 도시한 흐름도이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예를 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서, '포함하다' 또는 '가지다' 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 이 때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 그리퍼를 좌측면에서 도시한 좌측면도이고, 도 2는 도 1을 정면에서 도시한 정면도이고, 도 3은 도 1을 배면에서 도시한 배면도이고, 도 4는 도 1의 사시도이고, 도 5는 도 1에서 동력 몸체를 투시하여 내부를 도시한 내부 투시도이고, 도 6은 도 2의 일부를 A-A' 절단선을 따라 절단하여 도시한 단면도이고, 도 7 내지 도 9은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 그리퍼가 대상물을 파지하는 과정을 순차적으로 도시한 사용상태도이고, 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 그리퍼의 작동 방법을 도시한 흐름도이다.
도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 그리퍼(1)는 동력부(100)와 그리퍼부(200)를 포함할 수 있다.
동력부(100)는 모터부(110), 서브 슬라이더(120), 메인 슬라이더(130), 제1 탄성부재(140), 동력 몸체(150)를 형성할 수 있다.
동력 몸체(150)는 동력부(100)의 외관 몸체를 형성하고, 내부에 모터부(110), 서브 슬라이더(120), 메인 슬라이더(130) 및 제1 탄성부재(140)를 설치할 수 있다.
동력 몸체(150)는 커버부(151)와 개구 조립부(153)를 형성할 수 있다.
커버부(151)는 내부에 수용 공간을 형성하는 통체일 수 있다. 그리고 커버부(151)는 일단부를 개구되게 형성할 수 있다. 커버부(151)는 내부의 수용 공간에 모터부(110), 서브 슬라이더(120), 제1 탄성부재(140)를 수용하고 서브 슬라이더(120)와 메인 슬라이드(130)가 직선 방향으로 슬라이드 이동하게 할 수 있다.
개구 조립부(153)는 커버부(151)의 개구된 일단부에 결합할 수 있다. 개구 조립부(153)에 메인 슬라이더(130)와 그리퍼부(200)를 결합할 수 있다.
모터부(110)는 서브 슬라이더(120)와 연결되어 서브 슬라이더(120)가 직선 운동할 수 있도록 동력을 제공할 수 있다. 모터부(110)는 전기 모터, 공압 모터 등으로 형성될 수 있고, 더욱 상세하게 모터부(110)는 리니어 모터, 공압 실린더, 서보 모터 등으로 형성될 수 있다.
서브 슬라이더(120)는 모터부(110)에 연결되어, 모터부(110)에 의해 직선 운동할 수 있다.
서브 슬라이더(120)는 슬라이드 가이드(131)에 의해 이동을 가이드 받을 수 있다. 슬라이드 가이드(131)는 메인 슬라이더(130)의 일측 단부로부터 수직으로 연장되고 서브 슬라이더(120)는 슬라이드 가이드(131)에 관통되어 슬라이드 가이드(131)를 따라 직선 이동할 수 있다. 슬라이드 가이드(131)는 메인 슬라이더(130)의 일측 단부에 복수 개로 형성될 수 있고, 복수 개의 슬라이드 가이드(131)는 서로 일정 간격으로 이격되게 메인 슬라이더(10)의 일측 단부에 배열될 수 있다. 또한 복수 개의 슬라이드 가이드(131)는 단부에 형성된 스토퍼(133)에 연결될 수 있다. 스토퍼(133)는 슬라이드 가이드(131)를 따라 이동하는 서브 슬라이더(120)가 슬라이드 가이드(131)를 이탈하지 않도록 차단할 수 있다.
메인 슬라이더(130)는 동력 몸체(150)의 개구 조립부(153)에 슬라이드 이동 가능하게 끼움 결합할 수 있다. 메인 슬라이더(130)는 통체 형상일 수 있고, 개구 조립부(153)는 중앙에 관통된 슬라이드 홀(155)을 형성할 수 있다. 슬라이드 홀(155)은 둘레의 크기 및 형상을 메인 슬라이더(130)의 둘레의 크기 및 형상과 동일하게 형성할 수 있다. 그리고 메인 슬라이더(130)는 슬라이드 홀(155)에 끼움 결합되어 슬라이드 홀(155)을 따라 직선 방향으로 슬라이드 이동할 수 있다.
제1 탄성부재(140)는 서브 슬라이더(120)와 메인 슬라이더(130)의 사이에 연결될 수 있다. 제1 탄성부재(140)는 복수 개의 스프링(spring) 등으로 형성되고, 서브 슬라이더(120)와 메인 슬라이더(130)를 탄성에 의한 장력으로 서로 연결할 수 있다. 제1 탄성부재(140)는 일단부를 서브 슬라이더(120)에 관통 연결하고, 타단부를 메인 슬라이더(130)의 일측 단부에 형성된 복수 개의 연결 고리(137)에 연결할 수 있다.
따라서 서브 슬라이더(120)가 모터부(110)에 의해 직선 이동하면 메인 슬라이더(130)는 서브 슬라이더(120)와 함께 직선 이동할 수 있다. 하지만 메인 슬라이더(130)가 제1 탄성부재(140)의 장력보다 큰 힘에 의해 움직임이 제한된다면 메인 슬라이더(130)는 고정되고, 서브 슬라이더(120)만 메인 슬라이더(130)로부터 연장된 슬라이드 가이드(131)를 따라 직선 이동할 수 있다.
제1 탄성부재(140)는 텐션 레귤래이터(139)에 의해 초기 장력이 결정될 수 있다. 텐션 레귤래이터(139)는 메인 슬라이더(130)의 일측 단부 중앙부측으로부터 기립하게 연장될 수 있다. 제1 탄성부재(140)의 장력에 의해 연결된 서브 슬라이더(120)는 텐션 레귤래이터(139)에 안착되어 메인 슬라이더(130)와 서로 이격될 수 있다.
그리퍼부(200)는 대상물을 파지할 수 있다. 그리퍼부(200)는 제1 링크부(210), 제2 링크부(230), 마디 링크 조립체(250) 및 와이어(270)를 형성할 수 있다.
제1 링크부(210)는 동력 몸체(150)의 일단부에 형성된 개구 조립부(153)의 둘레부에 링크 결합할 수 있다. 즉 제1 링크부(210)는 복수 개로 형성될 수 있고, 동력 몸체(150)의 개구 조립부(153) 둘레부에 서로 일정 간격 이격되게 제1 링크부(210)의 일단부를 링크 결합할 수 있다. 제1 링크부(210)의 타단부는 마디 링크 조립체(250)와 링크 결합될 수 있다.
제2 링크부(230)는 복수 개이고, 메인 슬라이더(130)와 복수 개의 제1 링크부(210) 각각의 사이에 링크 결합할 수 있다. 즉 제2 링크부(230)는 일단부를 메인 슬라이더(130)의 타측 단부 둘레부에 링크 결합하고, 타단부를 제1 링크부(210)가 메인 슬라이더(130)를 마주하는 측에 링크 결합할 수 있다. 제2 링크부(230)는 메인 슬라이더(130)의 직선 운동시에 개구 조립부(153)에 관통 형성된 복수 개의 연장홀(157)을 통과할 수 있다.
복수 개의 연장홀(157)은 개구 조립부(153)에 형성된 슬라이드 홀(155)로부터 연장되게 형성될 수 있다.
마디 링크 조립체(250)는 복수 개로 형성되고, 복수 개의 제1 링크부(210)각각의 타단부에 일단부를 링크 결합할 수 있다. 복수 개의 마디 링크 조립체(250)는 각각 복수 개의 마디(250a)를 링크 연결하여 형성할 수 있다. 복수 개의 마디(250a)는 각각 동일한 크기와 형상일 수 있고, 또는 크기와 형상을 다르게 형성할 수도 있다. 복수 개의 마디(250a)는 서로의 연결부위에 제2 탄성부재(251)를 형성할 수 있다.
제2 탄성부재(251)는 스프링 등으로 형성되고, 복수 개의 마디(250a) 중 하나의 마디(250a)와 다른 하나의 마디(250a) 사이를 탄성력으로 밀게 지지할 수 있다. 따라서 제2 탄성부재(251)는 복수 개의 마디(250a) 각각의 사이에 동일한 힘이 전달되게 할 수 있다. 제2 탄성부재(251)는 복수 개의 마디(250a) 각각의 사이 중앙부에 형성되되 복수 개의 마디 링크 조립체(250)가 대상물(M)을 파지하는 방향으로 편중되게 형성될 수 있다.
와이어(270)는 서브 슬라이더(120)와 복수 개의 마디 링크 조립체(250) 각각을 서로 연결할 수 있다. 즉 와이어(270)는 일단부를 서브 슬라이더(120)에 결합하고, 타단부를 마디 링크 조립체(250)의 타단부에(250a) 결합할 수 있다. 따라서 와이어(270)는 서브 슬라이더(120)의 이동에 따라 마디 링크 조립체(250)가 마디 링크 조립체(250)의 타단부를 중심으로 차례대로 선회 이동하게 할 수 있다. 와이어(270)는 복수 개의 마디(250a) 중 타단부의 마디(250a)에 결합된 상태로 다른 마디(250a)들을 각각을 관통하여 서브 슬라이더(120)까지 연결될 수 있다. 와이어(270)는 복수 개의 마디(250a)를 관통할 때 제2 탄성부재(251)의 중앙부를 관통하게 연결될 수 있다. 또한 와이어(270)는 제1 링크부(210)에 형성된 회전축(211)과 제1 링크부(210)와 제2 링크부(230)를 링크 결합한 링크축(213)을 매개체로 연결될 수 있다. 그리고 와이어(270)는 동력 몸체(150)의 개구 조립부(153)에 관통 형성된 복수 개의 연장홀(157)을 관통하여 서브 슬라이더(120)에 연결될 수 있다.
도 7을 참고하여, 서브 슬라이더(120)가 메인 슬라이더(130)와 함께 이동할 때에는 제1 링크부(210)와 제2 링크부(230)와 마디 링크 조립체(250)가 함께 선회 이동할 수 있다. 그리고 도 8을 참고하여, 메인 슬라이더(130)가 대상물(M) 등에 압착되어 이동하지 못하면 제1 링크부(210)와 제2 링크부(230)는 정지할 수 있다. 그러면 도 9를 참고하여, 서브 슬라이더(120)는 모터부(110)의 제1 탄성부재(140)의 장력보다 큰 동력에 의해 메인 슬라이더(130)와 따로 이동하고 이때 서브 슬라이더(120)와 연결된 마디 링크 조립체(250)의 각각의 마디(250a)는 복수 개의 마디(250a) 중 타단부의 마디(250a)부터 차례대로 대상물(M)을 향해 선회 이동하여 그리퍼(200)가 대상물(M)을 파지할 수 있다.
이하, 도면을 참고하여 본 발명의 일 실시예에 다른 로봇 그리퍼의 작동 방법을 상세히 설명한다.
도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 그리퍼의 작동 방법은 준비 단계(S1), 제1 그립단계(S2) 및 제2 그립단계(S3)를 포함한다.
도 7을 참고하여, 준비 단계(S1)는 모터부(110)가 서브 슬라이더(120)를 밀어내어 서브 슬라이더(120)와 제1 탄성부재(140)에 의해 연결된 메인 슬라이더(130)를 함께 이동시킬 수 있다. 그러면 메인 슬라이더(130)와 링크 연결된 제2 링크부(230)가 선회 이동하면서 제2 링크부(230)와 링크 연결된 제1 링크부(210)가 선회 이동할 수 있다. 그러면 제1 링크부(210)와 링크 연결된 마디 링크 조립체(250)까지 함께 이동할 수 있다. 따라서 제1 링크부(210)와 마디 링크 조립체(250)가 대상물(M)을 향해 펼쳐지는 형상을 형성할 수 있다. 그리고 이러한 상태로 로봇 그리퍼(1)를 대상물(M)을 향해 이동시키는 단계일 수 있다.
도 8을 참고하여, 제1 그립단계(S2)는 로봇 그리퍼(1)를 대상물(M)에 접촉시킬 수 있다. 그리고 모터부(110)가 서브 슬라이더(120)를 끌어당기면 서브 슬라이더(120)와 연결된 메인 슬라이더(130)가 함께 이동할 수 있다. 그러면 메인 슬라이더(130)와 링크 결합된 제2 링크부(230)가 선회이동하면서 제2 링크부(230)와 링크 결합된 제1 링크부(210)도 선회 이동할 수 있다. 그러면 제1 링크부(210)와 링크 결합된 마디 링크 조립체(250)도 선회 이동하여 제1 링크부(210)와 마디 링크 조립체(250)가 대상물(M)을 향해 선회 이동하면서 로봇 그리퍼(1)가 대상물(M)을 향해 오므라들게 형성되는 단계일 수 있다.
도 9를 참고하여, 제2 그립단계(S3)는 제1 그립단계(S2)에서 로봇 그리퍼(1)가 대상물(M)을 향해 오므라드는 과정에서 제2 링크부(230)에 대상물(M)이 압착되면서 제2 링크부(230)가 선회 이동하지 못하도록 고정될 수 있다. 그러면 제2 링크부(230)와 링크 연결된 메인 슬라이더(130)가 고정될 수 있다. 그리고 모터부(110)에 의해 이동하는 서브 슬라이더(120)는 모터부(110)의 동력이 제1 탄성부재(140)의 장력보다 커지면 메인 슬라이더(130)는 고정된 상태로 서브 슬라이더(120)만 계속해서 이동할 수 있다. 그러면 마디 링크 조립체(250)의 복수 개의 마디(250a) 중 서브 슬라이더(120)와 와이어(270)에 의해 연결된 단부의 마디(250a)가 대상물(M)을 향해 선회 이동하면서 단부의 마디(250a)로부터 가까운 마디(250a)부터 차례대로 대상물(M)의 둘레를 감싸게 그립하는 단계일 수 있다.
상술한 바와 같이 마디 링크 조립체(250)의 복수 개의 마디(250a)가 일단부로부터 반대측 타단부까지 모든 마디(250a)가 대상물(M)에 접촉함에 따라 높은 강성과 안전성을 가지며 대상물(M)을 파지할 수 있다. 따라서 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 그리퍼(1)는 종래의 기술보다 큰 하중으로 대상물(M)을 파지할 수 있다.
텐션 레귤래이터(139)는 대상물(M)의 표면 강도에 따라 대상물(M)을 파손하지 않는 힘이 대상물(M)에 가해지도록 제1 탄성부재(140)의 초기 장력을 결정하여 다양한 분야에서 로봇 그리퍼(1)를 적용하게 할 수 있다.
본 발명에 따르면, 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 그리퍼 및 그 로봇 그리퍼의 작동 방법은 그리퍼 일단부로부터 타단부까지 순차적으로 대상물과 접촉하게 하여 그립 표면적을 극대화 함에 따라 대상물을 파지하는 강성과 안전성을 극대화하는 효과가 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 그리퍼 및 그 로봇 그리퍼의 작동 방법은 다양한 대상물을 손상 없이 파지할 수 있어 농업, 의료 등의 분야로 적용 범위를 넓힐 수 있는 효과가 있다.
이상, 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.
1: 로봇 그리퍼
100: 동력부
110: 모터부
120: 서브 슬라이더
130: 메인 슬라이더
131: 슬라이드 가이드
133: 스토퍼
137: 연결 고리
139: 텐션 레귤래이터
140: 제1 탄성부재
150: 동력 몸체
151: 커버부
153: 개구 조립부
155: 슬라이드 홀
157: 연장홀
200: 그리퍼부
210: 제1 링크부
211: 회전축
213: 링크축
230: 제2 링크부
250: 마디 링크 조립체
250a: 마디
251: 제2 탄성부재
270: 와이어
M: 대상물

Claims (5)

  1. 동력을 제공하는 모터부;
    상기 모터부에 연결되고, 상기 모터부에 의해 직선 운동 가능한 서브 슬라이더;
    상기 서브 슬라이더와 연결되고, 상기 서브 슬라이더와 함께 직선 운동 가능한 메인 슬라이더;
    상기 서브 슬라이더에 상기 메인 슬라이더를 탄성력에 의한 장력으로 서로 연결시키는 제1 탄성부재;
    상기 모터부, 상기 서브 슬라이더, 상기 메인 슬라이더 및 상기 제1 탄성부재를 내부에 마련하고, 외관을 형성하는 동력 몸체;
    상기 동력 몸체의 일단 둘레부에 링크(link) 결합하는 복수 개의 제1 링크부;
    일단은 상기 메인 슬라이더에 링크 결합하고, 타단은 상기 복수 개의 제1 링크부에 링크 결합하는 복수 개의 제2 링크부;
    상기 복수 개의 제1 링크부의 단부로부터 연속되게 링크 결합하는 복수 개의 마디 링크 조립체; 및
    상기 복수 개의 마디 링크 조립체의 단부와 상기 서브 슬라이더를 연결하는 와이어; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇 그리퍼.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 메인 슬라이더의 일단부로부터 연장되고, 상기 서브 슬라이더의 슬라이드 이동을 가이드하는 슬라이드 가이드를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇 그리퍼.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 메인 슬라이더의 일단부로부터 연장되고, 상기 서브 슬라이더와 상기 메인 슬라이더의 이격 간격을 조절하는 텐션 레귤래이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇 그리퍼.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수 개의 마디 링크 조립체는
    서로 링크 결합된 복수 개의 마디와,
    상기 복수 개의 마디 각각의 사이에 연결되고, 탄성을 갖는 제2 탄성부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇 그리퍼.
  5. 모터부가 서브 슬라이더를 밀어내어 상기 서브 슬라이더 및 상기 서브 슬라이더와 제1 탄성부재에 의해 연결된 메인 슬라이더를 이동시키면, 상기 메인 슬라이더와 링크 연결된 제2 링크부에 의해 상기 제2 링크부와 링크 연결된 제1 링크부 및 상기 제1 링크부와 링크 연결된 마디 링크 조립체가 펼쳐진 상태를 형성하고, 대상물을 향해 로봇 그리퍼를 이동시키는 준비 단계;
    상기 로봇 그리퍼가 상기 대상물과 접촉하면 상기 모터부가 상기 서브 슬라이더를 끌어당겨서 상기 메인 슬라이더와 링크 연결된 상기 제2 링크부에 의해 상기 제1 링크부와 상기 마디 링크 조립체를 상기 대상물을 향해 오므라들게 선회 이동시키는 제1 그립단계; 및
    상기 제1 그립단계에서 상기 제2 링크부가 상기 대상물에 의해 압착되어 고정되면, 상기 제2 링크부와 링크 연결된 상기 메인 슬라이더는 고정되고, 상기 모터부의 동력이 상기 제1 탄성부재의 장력보다 커지면 상기 서브 슬라이더만 계속해서 상기 모터부 측으로 잡아당겨지게 이동하고 상기 서브 슬라이더와 와이어에 의해 단부가 연결된 상기 마디 링크 조립체는 상기 단부를 중심으로 상기 대상물을 향해 선회 이동하여 상기 마디 링크 조립체가 상기 대상물의 둘레를 감싸게 그립하는 제2 그립단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇 그리퍼의 작동 방법.
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