KR102576168B1 - 로봇 암용 그리퍼 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따르면, 힌지 운동으로 대상체를 파지할 수 있는 그립부와, 그립부와 결합되며, 그립부에 동력을 전달하는 동력전달부 및 일측은 동력전달부에 연결되고, 타측은 로봇 암 본체에 연결되는 완충부를 포함하고, 동력전달부는 완충부 상에서 이동가능하여, 비정형 대상체를 안정적으로 파지할 수 있는 로봇 암용 그리퍼 장치를 제공한다.

Description

로봇 암용 그리퍼 장치{Gripper apparatus for robot arm}

본 발명의 실시예들은 로봇 암용 그리퍼 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 비정형 대상체를 안정적으로 파지할 수 있는 로봇 암용 그리퍼 장치에 관한 것이다.

일반적으로 로봇 암(robot arm)은 제조업 생산라인 등의 산업현장에서 제품 생산을 자동화하기 위한 목적으로 주로 사용된다. 생산라인에 설치되는 로봇 암의 선단에는 통상 물품을 파지하는 그리퍼(gripper)가 장착되는데, 그리퍼는 파지하는 물품과 작업 내용에 따라 그 형태와 기능이 달라진다.

종래 접이식 구조로 와이어와 모터를 이용하여 오므리고 펴짐을 반복하고, 스프링을 이용하여 자세를 원복하는 로봇 암이 사용되고 있으나, 와이어와 스프링의 내구성 문제로 오래 사용 시 파지력이 약해지는 문제점이 있었다.

또한, 모터의 회전 구동력 만으로 발생시킬 수 있는 동력의 한계가 있어 보다 강한 동력을 발생시키기 위하여 감속 구조가 필요하였고, 그럴 경우 파지 속도가 떨어지고, 장비의 전체 중량이 증가하는 문제점이 있었다.

중국 공개특허공보 제107053242호(2017.08.18. 공개, 발명의 명칭: Robot bionic gripper)에는 로봇 암이 개시되어 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점들을 개선하기 위해 안출된 것으로, 베어링, 전자부품, 가공부품 등의 비정형 대상체를 안정적으로 파지할 수 있는 로봇 암용 그리퍼 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 동력전달부가 완충부 상에서 이동가능하여 비정형 대상체, 작업 현장에서 발생하는 충돌로 인한 충격을 완화하여 파손을 방지할 수 있는 것을 목적으로 한다.

그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 일 실시예는 로봇 암용 그리퍼 장치에 관한 것으로, 힌지 운동으로 대상체를 파지할 수 있는 그립부; 상기 그립부와 결합되며, 상기 그립부에 동력을 전달하는 동력전달부; 및 일측은 상기 동력전달부에 연결되고, 타측은 로봇 암 본체에 연결되는 완충부;를 포함하고, 상기 동력전달부는 상기 완충부 상에서 이동가능하다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 그립부는, 상기 동력전달부에 결합되며, 위치 고정되는 그립베이스; 및 상기 동력전달부로부터 동력을 전달받아 상기 그립베이스에 힌지가능하게 연결되는 그립본체;를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 그립본체는, 상기 그립베이스에 연결되는 일측에 대향되는 타측에 적어도 하나 이상의 절곡부가 형성될 수 있다

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 그립본체에는 상기 그립베이스에 힌지결합되는 제1연결부;와 상기 제1연결부와 이격 배치되고, 상기 동력전달부로부터 동력을 전달받아 상기 그립본체를 회전시키는 제2연결부;가 형성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 그립부는, 상기 그립본체에 부착되는 그립슈를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 동력전달부는, 상기 그립베이스와 마주보며 배치되고, 상기 완충부 상에서 이동가능한 동력전달베이스; 및 상기 동력전달베이스와 상기 그립본체에 각각 결합되며, 길이 조절이 가능한 구동부;를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 구동부는 유압 또는 공압 실린더 방식으로 길이가 조절되며 상기 그립본체에 동력을 전달할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 구동부는, 상기 동력전달베이스에 힌지결합될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 동력전달부는, 상기 그립베이스 및 상기 동력전달베이스의 사이를 연결하며, 상기 그립베이스와 상기 동력전달베이스를 접촉 지지하는 지지부;를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 완충부는, 상기 로봇 암 본체에 연결되는 완충베이스; 상기 동력전달부에 결합되며 상기 완충베이스 측 방향으로 왕복 운동이 가능한 이동부; 상기 완충베이스와 상기 이동부 사이에 배치되며, 상기 이동부를 탄성 지지하는 완충본체;를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 완충부는 상기 로봇 암 본체의 길이 방향 중심축을 회전 중심으로 하여 상기 로봇 암 본체에 회전 가능하게 결합될 수 있다.

전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.

상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따르면, 동력전달부로 동력을 전달받아 힌지 운동하는 그립부로 인하여 비정형 대상체를 안정적으로 파지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 그립부와 결합되는 동력전달부가 완충부 상에서 이동함으로 인하여 비정형 대상체, 작업 환경, 주변 환경에서 예상치 못한 충돌로 인한 충격을 완화시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 암용 그리퍼 장치를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 암용 그리퍼 장치를 도시한 분해사시도이다.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 그립부를 도시한 사시도이다.
도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 그립본체, 그립슈를 도시한 도면이다.
도 4a, 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 완충부를 도시한 사시도이다.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 암용 그리퍼 장치의 사용 상태를 도시한 도면이다.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다.

이하의 실시예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

이하의 실시예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.

도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 따른 로봇 암용 그리퍼 장치에 대하여 설명한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 암용 그리퍼 장치를 도시한 사시도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 암용 그리퍼 장치를 도시한 분해사시도이다. 도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 그립부를 도시한 사시도이다. 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 그립본체, 그립슈를 도시한 도면이다.

도 4a, 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 완충부를 도시한 사시도이다.

도 1 내지 도 4a, 도 4b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 암용 그리퍼 장치(1)는 그립부(100), 동력전달부(200), 완충부(300)를 포함할 수 있다.

도 1 내지 도 3a를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 그립부(100)는 힌지 운동으로 대상체(5)를 파지(grip)할 수 있는 것으로, 뒤에 설명할 동력전달부(200)에 결합되며, 동력전달부(200)로부터 동력을 전달받을 수 있다.

도 3a를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 그립부(100)는 그립베이스(110), 그립본체(130)를 포함할 수 있다. 그립베이스(110)는 동력전달부(200)에 결합되는 것이며, 동력전달부(200), 구체적으로 지지부(250)와 결합되어 위치 고정될 수 있다.

그립베이스(110)는 동력전달부(200), 구체적으로 동력전달베이스(210)와 마주보며 배치될 수 있다.

그립베이스(110)에는 뒤에 설명할 적어도 하나 이상의 그립본체(130, 130A, 130B, 130C, 130D)가 힌지가능하게 결합될 수 있다.

동력전달부(200)에 위치 고정되는 그립베이스(110)에 결합되는 그립본체(130)는 구동부(230)로부터 동력을 전달받아 그립베이스(110)에 결합되는 일 지점을 회전 중심으로 하여 시계 방향 또는 반시계 방향으로 힌지 운동이 가능하다.

도 1, 도 3a를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 그립베이스(110)는 원형 형상으로 형성되나, 이에 한정하는 것은 아니고 다각 형상으로 형성되는 등 다양한 변형실시가 가능하다.

도 1 내지 도 3a를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 그립본체(130)는 동력전달부(200)로부터 동력을 전달받는 것으로, 그립베이스(110)에 힌지가능하게 연결될 수 있다.

도 1 내지 도 3a를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 그립본체(130)는 적어도 하나 이상이 구비될 수 있다. 복수 개의 그립본체(130A, 130B, 130C, 130D)는 그립베이스(110)의 중심을 기준으로 등각 배치될 수 있다.

도 3a를 참조하면, 본 발명에서는 그립본체(130)가 4개(130A, 130B, 130C, 130D)로 형성되나, 이에 한정하는 것은 아니고 그립베이스(110)에 힌지가능하게 결합될 수 있는 기술적 사상 안에서 2개, 3개, 5개 이상으로 형성되는 등 다양한 변형실시가 가능하다.

도 3a를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 그립본체(130)는 그립베이스(110)에 연결되는 일측에 대향되는 타측에 적어도 하나 이상의 절곡부(131)가 형성될 수 있다.

구체적으로 절곡부(131)는 그립베이스(110)의 중앙부를 향하여, 즉 내측 방향으로 절곡 형성될 수 있다.

이로 인하여 동력전달부(200)로부터 동력을 전달받아 복수 개의 그립본체(130)에서 그립베이스(110)에 연결되는 일측에 대향되는 타측이 서로 모이는 방향으로 힌지 운동 시 미리 설정되는 일 지점에 모일 수 있도록 하는 효과가 있다.

또한, 파지할 대상체의 형태나 종류에 따라서 복수개의 그립본체(130, 130A, 130B, 130C, 130D) 중에서 선택적으로 동력을 인가하여 힌지 운동을 하게 함으로써 보다 다양한 대상체에 대한 파지를 용이하게 할 수 있다.

이에 더하여 그립본체(130)에 절곡부(131)가 형성됨으로 인하여 가공부품, 전자부품, 링(ring) 형상을 가지는 베어링 등의 비정형 대상체(5)에 효과적으로 걸릴 수 있도록 하는 효과가 있다.

이에 더하여 그립본체(130)에 대상체(5)가 걸린 상태로 로봇 암용 그리퍼 장치(1)가 이동 시 그립본체(130)로부터 대상체(5)가 이탈하는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 절곡부(131)는 서로 다른 곡률 반경을 가지고, 절곡부(131)의 연장 형성 방향, 구체적으로 힌지가능하게 그립베이스(110)에 결합되는 일측으로부터 이에 대향되는 타측까지 적어도 하나 이상 구비될 수 있는 등 다양한 변형실시가 가능하다.

도 3a를 참조하면, 절곡부(131)의 형상 및 효과는 그립본체(130)에 형성되어 구현되나, 이에 한정하는 것은 아니고, 도 3b에 도시된 바와 같이, 그립본체(130)에 부착되는 그립슈(150)에 의하여 구현될 수 있는 등 다양한 변형실시가 가능하다.

도 3b를 참조하면, 본 발명의 일 실시에에 따른 그립부(100)는 그립슈(150)를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시에에 따른 그립슈(150)는 그립본체(130)에 부착되는 것으로, 그립본체(130)의 외측에 배치될 수 있다.

도 3b를 참조하면, 그립슈(150)는 제1슈본체(151), 제2슈본체(153)를 포함할 수 있다. 제1슈본체(151), 제2슈본체(153)는 마주보며 배치되고, 그립본체(130)의 외주면에 부착될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 제1슈본체(151)에는 돌출부(152)가 제2슈본체(152)를 향하는 방향으로 돌출 형성될 수 있다.

그립본체(130)에는 홀(132)이 적어도 하나 이상 형성될 수 있고, 돌출부(152)가 적어도 하나 이상의 홀(132)에 대응되도록 적어도 하나 이상이 구비될 수 있다.

돌출부(152)는 그립본체(130)에 형성되는 홀(132)을 통과할 수 있고, 제2슈본체(153)에 접촉할 수 있다.

별도의 체결부재(도면부호 미설정)이 제2슈본체(153)와 돌출부(152)를 체결시킬 수 있다. 이로 인하여 제1슈본체(151), 제2슈본체(153)가 결합될 수 있고, 그립본체(130)로부터 이탈되는 것을 방지할 수 있다.

본 발명에서는 돌출부(152)가 제1슈본체(151)에 형성되나, 제2슈본체(153)의 일면에서 제1슈본체(151) 측을 향해 돌출 형성되는 등 다양한 변형실시가 가능하다.

도 3b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 그립슈(150)는 고무 재질 등으로 형성될 수 있으며, 대상체(5)와의 마찰로 인하여 대상체(5)에 대한 파지력을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

이에 더하여 그립슈(150)는 그립본체(130)와 다른 재질, 예를 들어 고무 등의 재질로 형성될 수 있으며, 그립본체(130)에 비하여 상대적으로 강도가 약한 대상체(5)의 파손을 방지하며, 안정적으로 파지할 수 있도록 하는 효과가 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 그립슈(150)는 제1슈본체(151), 제2슈본체(153)가 서로 마주보며 배치되고, 제1슈본체(151)의 내주면에 돌출 형성되는 돌출부(152)가 그립본체(130)에 형성되는 홀(132)를 통과하며 결합되나, 이에 한정하는 것은 아니고 그립본체(130)에 코팅 처리되는 방식으로 부착될 수 있는 등 다양한 변형실시가 가능하다.

또한, 그립본체(130)의 외주면을 따라 소정 영역에 홈이 형성되고, 홈에 그립슈가 장착되는 방식으로 부착될 수 있는 등 다양한 변형실시가 가능하다.

도 2, 도 3a를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 그립본체(130)에는 제1연결부(133), 제2연결부(135)가 형성될 수 있다.

제1연결부(133)는 그립베이스(110)에 힌지결합되는 것이고, 제2연결부(135)는 동력전달부(200)로부터 동력을 전달받아 그립본체(130)가 그립베이스(110)에 대하여 힌지 운동이 가능하도록 하여 그립본체(130)를 회전시킬 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 제1연결부(133), 제2연결부(135)는 서로 이격 배치되도록 형성되며, 그립본체(130)에 형성되는 제1연결부(133)와 그립베이스(110)와의 연결 부분이 그립본체(130)의 회전 중심축이 될 수 있다.

상기 회전 중심축을 기준으로 하여 그립본체(130)는 그립베이스(110)에 대하여 시계 방향 또는 반시계 방향으로 힌지 운동할 수 있다.

도 3a를 참조하면, 제2연결부(135)는 제1연결부(133)의 외측에 배치되며, 동력전달부(200), 구체적으로 구동부(230)로부터 동력을 전달받으면 제2연결부(135)가 직선 방향으로 이동될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 그립본체(130)에 형성되는 제1연결부(133)로 인하여 제2연결부(135)가 구동부(230)로부터 전달받은 직선 운동을 그립베이스(110)에 대한 힌지 운동으로 변환시킬 수 있는 효과가 있다.

도 3a를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 제1연결부(133), 제2연결부(135)는 복수 개의 그립본체(130)에 각각 형성될 수 있다.

복수 개의 제1연결부(133)는 그립베이스(110)와의 연결 부분을 회전 중심축으로 하여 시계 방향 또는 반시계 방향으로 힌지 운동할 수 있다.

도 3a를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 제1연결부(133)는 체결부재(도면부호 미설정)를 통하여 그립베이스(110)에 회전가능하게 결합될 수 있다. 체결부재는 제1연결부(133)와 그립베이스(110)의 중첩 영역을 관통하여 결합될 수 있다.

도 3a를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 제2연결부(135)는 체결부재(도면부호 미설정)를 통하여 구동부(230)에 결합될 수 있다. 체결부재는 제2연결부(135)와 구동부(230)의 중첩 영역을 관통하여 결합될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 그립본체(130)에서 절곡부(131)가 형성되는 일단부 영역은 평면 형상, 톱니 형상, 구 형상으로 형성될 수 있는 등 다양한 변형실시가 가능하다.

도 1, 도 2 및 도 4a, 도 4b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 동력전달부(200)는 그립부(100)와 결합되는 것으로, 그립부(100)에 동력을 전달할 수 있다.

도 1, 도 2 및 도 4a, 도 4b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 동력전달부(200)는 동력전달베이스(210), 구동부(230), 지지부(250)를 포함할 수 있다.

도 1, 도 2, 도 4a, 도 4b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 동력전달베이스(210)는 그립베이스(110)와 마주보며 배치되는 것으로, 완충부(300) 상에서 이동이 가능하다.

도 2, 도 4a, 도 4b를 참조하면, 동력전달베이스(210)는 뒤에 설명할 이동부(330)와 결합될 수 있다.

본 발명에서는 동력전달베이스(210)와 이동부(330)는 독립적으로 구비되어 서로 결합되나, 이에 한정하는 것은 아니고 일체로 형성되는 등 다양한 변형실시가 가능하다.

동력전달베이스(210)에는 홀부(도면부호 미설정)가 형성될 수 있다. 상기 홀부를 통하여 뒤에 설명할 완충부(300), 구체적으로 가이드샤프트(351)가 관통 결합될 수 있다.

본 발명의 일 실시에에 따른 동력전달베이스(210)는 이동부(330)와 함께 가이드샤프트(351) 상에서 가이드샤프트(351)의 길이 방향 축을 따라 이동할 수 있다.

그립베이스(110)와 마주보는 동력전달베이스(210)의 일면(도 4a 기준 좌측면) 상에는 홈부의 형상으로 지지홈(211)이 형성될 수 있다. 지지홈(211)에는 뒤에 설명할 지지부(250)가 안착될 수 있다.

도 2, 도 4a를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 동력전달베이스(210)에 형성되는 지지홈(211)에 지지부(250)가 안착됨으로 인하여, 지지부(250)의 길이만큼 동력전달베이스(210)와 그립베이스(110) 사이의 거리를 일정하게 유지할 수 있도록 한다.

이에 더하여 지지홈(211)에 지지부(250)가 안착됨으로 인하여 지지부(250)가 동력전달베이스(210) 상에서 이동하는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

도 2, 도 4a를 참조하면, 본 발명에서는 지지홈(211)이 그립베이스(110)를 마주보는 동력전달베이스(210)의 일면 상에 형성될 수 있다.

그러나 이에 한정하는 것은 아니고 지지홈(211)이 형성되는 동력전달베이스(210)의 일면을 마주보는 그립베이스(110)의 일면 상에도 형성되는 등 다양한 변형실시가 가능하다.

도 1, 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 구동부(230)는 동력전달베이스(210)와 그립본체(130)에 각각 결합되는 것으로, 길이 조절이 가능하다.

본 발명의 일 실시예에 따른 구동부(230)는 외부로부터 동력을 전달받아 전체 길이가 길어지거나 짧아질 수 있다. 구동부(230)는 길이 방향을 따라 직선 운동할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 구동부(230)는 유로(도면부호 미설정)를 통해 외부로부터 미리 설정된 압력을 가지는 유체 또는 기체를 전달받을 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 구동부(230)는 유압 또는 공압 실린더 방식으로 길이가 조절되며, 그립본체(130)에 동력을 전달할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 구동부(230)가 유압 또는 공압 실린더 방식으로 형성됨으로 인하여 유공압에 의해 구동부(230)의 길이가 길어지거나 짧아지며 그립본체(130)로 동력을 전달할 수 있다.

본 발명에서 구동부(230)는 직선 운동을 하며 길이가 조절되나, 이에 한정하는 것은 아니고 그립본체(130)가 그립베이스(110)에 힌지가능하게 동력을 전달할 수 있는 기술적 사상 안에서 모터 방식으로 동력을 전달하는 등 다양한 변형실시가 가능하다.

도 1을 참조하면, 구동부(230)의 일측(도 1 기준 좌측)은 그립본체(130)에 형성되는 제2연결부(135)에 연결될 수 있고, 이에 대향되는 타측(도 1 기준 우측)은 동력전달베이스(210)에 결합될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 구동부(230)는 동력전달베이스(210)의 외주면에 힌지가능하게 결합될 수 있다.

이로 인하여 구동부(230)의 길이가 조절되며 그립본체(130)에 동력을 전달하는 경우에, 구동부(230)가 동력전달베이스(210)의 외주면 상에서 미리 설정되는 지점을 회전 중심으로 하여 힌지 운동할 수 있도록 하여 유연성을 확보할 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 구동부(230)는 적어도 하나 이상이 구비되는 그립본체(130)에 대응되도록 적어도 하나 이상이 구비될 수 있다.

도면에 도시하지는 않았지만, 적어도 하나 이상의 구동부(230)는 제어부로부터 전기적 신호를 전달받아 독립적으로 제어될 수 있다.

이로 인하여 적어도 하나 이상의 구동부(230)의 구동으로 인한 길이 조절이 다르게 형성될 수 있으며, 다양한 환경에서 대상체(5)를 효율적으로 파지할 수 있는 효과가 있다.

도 1, 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 지지부(250)는 그립베이스(110) 및 동력전달베이스(210)의 사이를 연결하는 것으로, 그립베이스(110)와 동력전달베이스(210)를 접촉 지지할 수 있다.

도 1, 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 지지부(250)는 적어도 하나 이상이 구비될 수 있으며, 복수의 지지부(250)는 교차되도록 배치될 수 있다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 지지부(250)는 길이 방향을 따라 연장 형성되며, 길이 방향 중심축에 수직하는 방향으로의 단면이 '+'형상으로 형성될 수 있다.

이로 인하여 지지부(250)가 동력전달베이스(210)와 그립베이스(110)에 각각 면 접촉하며, 안정적으로 지지할 수 있는 효과가 있다.

본 발명에서는 지지부(250)의 길이 방향 중심축에 대한 횡단면이 '+'형상으로 형성되나, 이에 한정하는 것은 아니고 그립베이스(110)와 동력전달베이스(210)에 면 접촉할 수 있는 기술적 사상 안에서 다양한 변형실시가 가능하다.

도 1, 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 지지부(250)는, 지지부(250)를 마주보는 동력전달베이스(210)의 일면 상에 형성되는 지지홈(211)에 안착될 수 있다.

이로 인하여, 지지부(250)가 동력전달베이스(210) 상에서 이동하는 것을 방지할 수 있고 지지부(250)가 동력전달베이스(210)에 안정적으로 결합될 수 있는 효과가 있다.

도면에 도시하지는 않았지만, 지지부(250)와 동력전달베이스(210)는 체결부재(도면 미도시)에 의해 체결될 수 있다.

본 발명에서는 지지부(250)가 동력전달베이스(210)에 형성되는 지지홈(211)에 안착되나, 이에 한정하는 것은 아니고 지지부(250)와 마주보는 그립베이스(110)에 형성되는 홈에 안착되는 등 다양한 변형실시가 가능하다.

도면에 도시하지는 않았지만, 지지부(250)와 그립베이스(110)는 체결부재(도면 미도시)에 의해 체결될 수 있다.

도 1, 도 2 및 도 4a를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 완충부(300)는 일측이 동력전달부(200)에 연결되는 것으로, 이에 대향되는 타측은 로봇 암 본체(10)에 연결될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 완충부(300)는 그립부(100)가 가공부품, 전자부품, 링 형상의 베어링 등 비정형 대상체(5)를 파지하는 작업을 수행할 때 대상체(5) 또는 주변 환경과의 충돌로 인해 그립부(100)에 가해지는 충격을 완화시킬 수 있는 효과가 있다.

도 2, 도 4a, 도 4b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 완충부(300)는 완충베이스(310), 이동부(330), 완충본체(350)를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 완충베이스(310)는 로봇 암 본체(10)에 연결되는 것으로, 로봇 암 본체(10)가 외부로부터 전원을 공급받아 구동 및 위치가 이동됨에 따라 함께 이동될 수 있다.

도 2, 도 4a를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 완충베이스(310)에는 뒤에 설명할 완충본체(350)가 결합될 수 있다. 완충베이스(310)는 완충본체(350)를 사이로 이동부(330)와 마주보도록 배치될 수 있다.

이동부(330)가 완충본체(350) 상에서 이동됨에 따라 완충베이스(310)와 이동부(330) 사이의 거리가 증가하거나 감소할 수 있다.

도 1, 도 2, 도 4a, 도 4b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이동부(330)는 동력전달부(200)에 결합되는 것으로, 완충베이스(310) 측 방향(도 4a 기준 좌우 방향)을 따라 왕복 운동이 가능하다.

도 4a를 참조하면, 이동부(330)는 완충베이스(310)와 마주보는 일면에 대향되는 타면이 동력전달베이스(210)와 결합될 수 있다.

본 발명에서는 이동부(330)와 동력전달베이스(210)와 별도로 형성되며 결합되나, 이에 한정하는 것은 아니고 이동부(330)와 동력전달베이스(210)가 일체로 형성되는 등 다양한 변형실시가 가능하다.

도 2, 도 4a를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이동부(330)에는 홀부(도면부호 미설정)가 형성될 수 있다. 이동부(330)에 형성되는 홀부를 관통하며 뒤에 설명할 가이드샤프트(351)가 관통 결합될 수 있다.

이동부(330)에 형성되는 홀부를 관통하며 가이드샤프트(351)가 결합됨으로 인하여, 이동부(330)는 가이드샤프트(351)를 따라 이동할 수 있으며, 완충베이스(310)와 이동부(330) 사이의 거리가 조절될 수 있는 효과가 있다.

도 4a, 도 4b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이동부(330)에는 뒤에 설명할 샤프트헤드(352)가 결합될 수 있고, 샤프트헤드(352)의 단면적은 이동부(330)에 형성되는 홀부의 직경보다 상대적으로 크게 형성될 수 있다.

이에 더하여 샤프트헤드(352)의 단면적은 이동부(330)와 결합되는 동력전달베이스(210)에 형성되는 홀부의 직경보다 상대적으로 크게 형성될 수 있다.

이로 인하여 가이드샤프트(351) 상에서 이동하는 이동부(330) 및 이동부와 결합되는 동력전달베이스(210)가 가이드샤프트(351)의 외측으로 이탈하는 것을 방지할 수 있고, 이동부(330), 동력전달베이스(210)의 결합 구조체가 안정적으로 가이드샤프트(351) 상에서 이동할 수 있는 효과가 있다.

도 1, 도 2, 도 4a, 도 4b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 완충본체(350)는 완충베이스(310)와 이동부(330) 사이에 배치되며, 이동부(330)를 탄성 지지할 수 있다.

도 4a, 도 4b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 완충본체(350)는, 가이드샤프트(351), 샤프트헤드(352), 탄성부재(353)를 포함할 수 있다.

가이드샤프트(351)는 완충베이스(310)에 결합되는 것으로, 이동부(330), 동력전달베이스(210)를 관통할 수 있다.

가이드샤프트(351)는 적어도 하나 이상이 구비될 수 있으며, 복수 개의 가이드샤프트(351)는 이동부(330)의 중심을 기준으로 등각 배치될 수 있다.

도 2, 도 4a, 도 4b를 참조하면, 본 발명에서는 가이드샤프트(351)가 4개 구비되나, 이에 한정하는 것은 아니고 2개, 3개, 5개 이상으로 형성되는 등 다양한 변형실시가 가능하다.

본 발명의 일 실시예에 따른 완충베이스(310)에는 가이드샤프트(351)가 삽입되어 결합될 수 있으며, 삽입을 위한 홈이 적어도 하나 이상의 가이드샤프트(351)에 대응되도록 적어도 하나 이상 구비될 수 있다.

삽입을 위한 홈이 완충베이스(310)에 형성됨으로 인하여 가이드샤프트(351)가 완충베이스(310)로부터 이탈되는 것을 방지하고, 안정적으로 완충베이스(310)에 결합될 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 이동부(330)는 가이드샤프트(351) 상에서 이동할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 암용 그리퍼 장치(1)가 파지하는 대상체(5)로 접근하는 과정에서 작업 현장에 있는 벽, 바닥, 이물질 등에 접촉, 충돌하는 경우에 그립부(100)의 이동이 제한될 수 있다.

그립부(100)의 이동이 제한됨에 따라, 그립부(100), 동력전달부(200)에 연결되는 완충부(300), 구체적으로 이동부(330)가 눌리게 되며, 이동부(330)가 가이드샤프트(351) 상에서 이동(도 4a 기준 우측)하게 되고 그립부(100)에 가해지는 충격을 완화시키는 완충 효과가 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 가이드샤프트(351)는 일측(도 4a 기준 우측)은 완충베이스(310)에 결합되고, 이에 대향되는 타측(도 4a 기준 좌측)은 샤프트헤드(352)에 결합될 수 있다.

도 1, 도 2, 도 4a, 도 4b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 샤프트헤드(352)는 가이드샤프트(351)에 결합되는 것으로, 완충베이스(310)에 결합되는 가이드샤프트(351)의 일측에 대향되는 타측에 결합될 수 있다.

샤프트헤드(352)의 길이 방향(도 4a 기준 좌우 방향) 축에 대한 횡단면의 면적은 이동부(330)에 형성되는 홀부의 면적보다 크게 형성될 수 있다.

이로 인하여 이동부(330)가 완충본체(350), 구체적으로 가이드샤프트(351)로부터 이탈되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

도 1, 도 2, 도 4a, 도 4b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 탄성부재(353)는 완충베이스(310)와 이동부(330) 사이에 배치되는 것으로 탄성 재질로 형성될 수 있다. 탄성부재(353)는 가이드샤프트(351)의 외측에 배치될 수 있다.

탄성부재(353)는 완충베이스(310)에서 이동부(330) 측 방향(도 4a 기준 우측에서 좌측 방향)을 따라 탄성복원력을 가질 수 있다.

이로 인하여 로봇 암용 그리퍼 장치(1)의 작업 중 그립부(100)의 이동에 재한이 발생되는 경우에 그립부(100)가 눌리게 되고, 그립부(100), 동력전달부(200)와 연결되는 이동부(330)가 눌리게 되는데, 탄성부재(353)가 이동부(330)를 탄성 지지하며 그립부(100)에 가해지는 충격을 완화시키는 효과가 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 탄성부재(353)는 코일 스프링으로 형성되나, 이에 한정하는 것은 아니고 이동부(330)와 완충베이스(310) 사이에 배치되며, 탄성복원력을 가지고 이동부(330)를 탄성 지지할 수 있는 기술적 사상 안에서 다양한 변형실시가 가능하다.

본 발명의 일 실시예에 따른 완충부(300)는 로봇 암 본체(10)의 길이 방향 중심축을 회전 중심축으로 하여 로봇 암 본체(10)에 상기 회전 중심축을 따라 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전가능하게 결합될 수 있다.

도면에 도시하지는 않았지만, 본 발명의 일 실시예에 따른 완충부(300)에는 토크(torque), 로드셀(load cell) 센서 등의 센서부(도면 미도시)가 설치될 수 있는 등 다양한 변형실시가 가능하다.

상기와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 암용 그리퍼 장치(1)의 작동원리 및 효과에 관하여 설명한다. 도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 암용 그리퍼 장치(1)의 사용 상태를 도시한 도면이다.

도 1 내지 도 5c를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 암용 그리퍼 장치(1)는, 그립부(100), 동력전달부(200), 완충부(300)를 포함할 수 있다. 로봇 암용 그리퍼 장치(1)는 로봇 암 본체(10)에 결합될 수 있다.

도 1을 참조하면, 로봇 암 본체(10)에는 완충부(300)가 결합될 수 있으며, 완충부(300)는 로봇 암 본체(10)의 길이 방향 중심축을 회전 중심축으로 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전가능하게 결합될 수 있다.

이로 인하여 가공부품, 전자부품, 링 형상의 베어링 등 비정형 대상체(5)의 배치 상황 등을 고려하여, 적어도 하나 이상의 그립본체(130)의 배치를 변경할 수 있고, 효율적으로 대상체(5)를 파지할 수 있는 효과가 있다.

도 1을 참조하면, 로봇 암 본체(10)로부터 이격되는 방향으로 완충부(300), 동력전달부(200), 그립부(100)가 결합될 수 있다.

도 5a를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 암 본체(10)를 링 형상의 베어링 등 대상체(5)가 있는 곳으로 이동시키고, 그립부(100)가 대상체(5)를 파지할 수 있는 위치로 로봇 암용 그리퍼 장치(1)를 이동시킨다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 그립부(100)는 그립베이스(110), 그립본체(130)를 포함할 수 있고, 적어도 하나 이상의 그립본체(130, 130A, 130B, 130C, 130D)가 그립베이스(110)에 힌지가능하게 결합될 수 있다.

복수 개의 그립본체(130A, 130B, 130C, 130D)에는 각각 제1연결부(133), 제2연결부(135)가 형성되고, 제1연결부(133)는 그립베이스(110)에 연결되고, 제2연결부(135)는 동력전달부(200), 구체적으로 구동부(230)에 연결될 수 있다.

그립베이스(110), 구동부(230)와 연결되는 그립본체(130)의 일측에 대향되는 타측, 즉 대상체(5) 측을 향하는 그립본체(130)에는 절곡부(131)가 형성될 수 있다.

상기한 절곡부(131)는 그립본체(130)의 기본 형상에 구현될수 있지만, 도 3b에 도시된 바와 같이 그립본체(130)의 외부에 부가되어 결합되는 그립슈(150)의 형상에서 구현이 될 수 있다.

도 3b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 그립슈(150)는 제1슈본체(151), 제2슈본체(153)를 포함하고, 제1슈본체(151), 제2슈본체(153)는 대칭구조로 분리 형성되어, 그립본체(130)에 체결될 수 있다.

체결부재는 통상의 볼트 및 너트와 같은 방식으로 제1슈본체(151), 제2슈본체(153)을 체결시킬 수 있으며, 대상체(5)의 재질에 따라서 그립슈(150)의 재질과 강성 및 형태는 다양하게 제조되어 부착이 될 수 있다.

이로 인하여 적어도 하나 이상의 그립본체(130)가 대상체(5)를 그립하는 것 외에, 그립본체(130) 자체에 링 형상의 베어링 등의 비정형 대상체(5)가 걸릴 수 있도록 한다.

도 1 내지 도 3a를 참조하면, 그립본체(130)는 동력전달부(200)로부터 동력을 전달받을 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 동력전달부(200), 구체적으로 구동부(230)는 유압 또는 공압 실린더 방식으로 형성될 수 있고, 외부로부터 유압 또는 공압을 공급받아 길이가 조절될 수 있다.

도 1, 도 5a 내지 도 5c를 참조하면, 구동부(230)의 길이가 길어지면 그립본체(130)에 형성되는 제2연결부(135)를 대상체(5) 측으로 푸시(push)하고, 제2연결부(135)가 대상체(5) 측으로 이동됨에 따라 제1연결부(133)와 그립베이스(110)가 연결되는 부분을 회전 중심축으로 하여 그립본체(130)가 회전될 수 있다.

다시 말하여 구동부(230)의 직선 운동이 그립본체(130)의 힌지 운동으로 변환될 수 있고, 그립본체(130)가 회전됨에 따라서 링 형상의 대상체(5)를 파지할 수 있는 효과가 있다.

그립부(100)와 동력전달부(200), 구체적으로 동력전달베이스(210) 사이에는 미리 설정된 길이를 가지는 지지부(250)가 설치될 수 있고, 지지부(250)로 인하여 구동부(230)의 직선 운동 구간을 확보할 수 있는 효과가 있다.

이에 더하여 지지부(250)가 그립부(100), 구체적으로 그립베이스(110)와 동력전달부(200), 구체적으로 동력전달베이스(210)에 각각 결합됨으로 인하여 그립부(100)와 동력전달부(200)를 안정적으로 지지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 도 3a에서 그립베이스(110)의 중앙부에는 부가적으로 대상물의 종류나 형태, 재질에 따라서 추가적인 파지, 흡착, 전자석 방식의 부착 등과 같은 부가적 또는 추가적인 대상체 홀딩장치(미도시)를 부가할 수 있다.

도 4a, 도 4b, 도 5c를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 완충부(300)는 일측이 동력전달부(200)에 연결되고, 타측은 로봇 암 본체(10)에 연결될 수 있다.

완충부(300)는 완충베이스(310), 이동부(330), 완충본체(350)를 포함할 수 있고, 완충베이스(310)는 로봇 암 본체(10)에 결합될 수 있다.

도 4a, 도 5 a 내지 도 5c를 참조하면, 완충본체(350)는 가이드샤프트(351), 샤프트헤드(352), 탄성부재(353)를 포함할 수 있다. 가이드샤프트(351)는 길이 방향으로 연장 형성되며 완충베이스(310)에 결합될 수 있다.

가이드샤프트(351)는 이동부(330), 이동부(330)에 결합되는 동력전달베이스(210)를 관통하며 결합되고, 이동부(330), 동력전달베이스(210)를 관통한 가이드샤프트(351)의 일단부에는 샤프트헤드(352)가 결합될 수 있다.

가이드샤프트(351)가 통과할 수 있도록 이동부(330), 동력전달베이스(210)에 형성되는 홀부의 크기는 샤프트헤드(352)의 단면적보다 상대적으로 작게 형성될 수 있다.

이로 인하여 가이드샤프트(351) 상에서 이동하는 이동부(330), 동력전달베이스(210)의 결합 구조체의 이동 경로 상에 샤프트헤드(352)가 배치되고, 샤프트헤드(352)가 가이드샤프트(351)에 결합됨으로 인하여, 이동부(330), 동력전달베이스(210)의 결합 구조체가 가이드샤프트(351)에서 이탈되는 것을 방지할 수 있다.

도 4a, 도 4b를 참조하면, 탄성부재(353)는 완충베이스(310)와 이동부(330) 사이에 배치되는 것으로 완충베이스(310)에서 이동부(330) 측(도 4a 기준 우측에서 좌측)으로 탄성복원력을 가질 수 있다.

이로 인하여 비정형 대상체(5)에 접촉하거나, 작업 환경에서 갑작스런 이물질이나 주변 지형에 의해 그립부(100)가 예상치 못하게 눌리게 되면, 이동부(330)가 가이드샤프트(351)를 따라 완충베이스(310) 측으로 이동하게 된다.

이동부(330)가 이동됨에 따라 탄성부재(353)가 압축될 수 있고, 탄성부재(353)는 이동부(330)를 완충베이스(310)에서 이격되는 방향으로 탄성복원력을 가지고 있으므로, 그립부(100)가 눌리는 상황에서 충격을 완화시킬 수 있는 효과가 있다.

갑작스럽게 그립부(100)에 가해지는 충격을 순간적으로 탄성부재(353)가 흡수하고, 탄성복원력에 의해 다시 완충베이스(310)로부터 이격되는 방향으로 그립부(100)를 이동시킬 수 있어 완충 효과를 줄 수 있고, 그립부(100)가 파손되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 완충부(300)에 의한 충격 흡수는 그립부(100)에 의하여 대상체(5)에 가해지는 직접적인 물리적 충격을 줄일 수 있고, 또한, 대상체(5)와의 충돌에 의해 로봇 암 본체(10)에 가해지는 충격을 완화시킬 수 있는 효과가 있다.

이와 같이 본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

1: 로봇 암용 그리퍼 장치 5: 대상체
10: 로봇 암 본체 100: 그립부
110: 그립베이스 130, 130A, 130B, 130C, 130D: 그립본체
131: 절곡부 132: 홀
133: 제1연결부 135: 제2연결부
150: 그립슈 151: 제1슈본체
152: 돌출부 153: 제2슈본체
200: 동력전달부 210: 동력전달베이스
211: 지지홈 230: 구동부
250: 지지부 300: 완충부
310: 완충베이스 330: 이동부
350: 완충본체 351: 가이드샤프트
352: 샤프트헤드 353: 탄성부재

Claims (11)

1. 힌지 운동으로 대상체를 파지할 수 있는 그립부;
   상기 그립부와 결합되며, 상기 그립부에 동력을 전달하는 동력전달부; 및
   일측은 상기 동력전달부에 연결되고, 타측은 로봇 암 본체에 연결되는 완충부를 포함하고,
   상기 동력전달부는 상기 완충부 상에서 이동가능하며,
   상기 그립부는,
   상기 동력전달부에 결합되며, 위치 고정되는 그립베이스; 및
   상기 동력전달부로부터 동력을 전달받아 상기 그립베이스에 힌지가능하게 연결되는 그립본체를 포함하며,
   상기 동력전달부는,
   상기 그립베이스와 마주보며 배치되고, 상기 완충부 상에서 이동가능한 동력전달베이스;
   상기 동력전달베이스와 상기 그립본체에 각각 결합되며, 길이 조절이 가능한 구동부; 및
   상기 그립베이스 및 상기 동력전달베이스의 사이를 연결하며, 상기 그립베이스와 상기 동력전달베이스를 접촉 지지하는 지지부를 포함하며,
   상기 동력전달베이스의 부분 중 상기 그립베이스와 마주보는 일면에는 지지홈이 형성되고 상기 지지홈에는 상기 지지부가 안착되며,
   상기 지지부는 그 길이만큼 상기 그립베이스와 상기 동력전달베이스 사이의 거리를 일정하게 유지할 수 있어 상기 구동부의 직선 운동 구간을 확보할 수 있는, 로봇 암용 그리퍼 장치.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 그립본체는, 상기 그립베이스에 연결되는 일측에 대향되는 타측에 적어도 하나 이상의 절곡부가 형성되는 것을 특징으로 하는 로봇 암용 그리퍼 장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 그립본체에는 상기 그립베이스에 힌지결합되는 제1연결부;와 상기 제1연결부와 이격 배치되고, 상기 동력전달부로부터 동력을 전달받아 상기 그립본체를 회전시키는 제2연결부;가 형성되는 것을 특징으로 하는 로봇 암용 그리퍼 장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 그립부는, 상기 그립본체에 부착되는 그립슈를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇 암용 그리퍼 장치.
6. 삭제
7. 제1항에 있어서,
   상기 구동부는 유압 또는 공압 실린더 방식으로 길이가 조절되며 상기 그립본체에 동력을 전달하는 것을 특징으로 하는 로봇 암용 그리퍼 장치.
8. 제7항에 있어서,
   상기 구동부는, 상기 동력전달베이스에 힌지결합되는 것을 특징으로 하는 로봇 암용 그리퍼 장치.
9. 삭제
10. 제1항에 있어서,
    상기 완충부는,
    상기 로봇 암 본체에 연결되는 완충베이스;
    상기 동력전달부에 결합되며 상기 완충베이스 측 방향으로 왕복 운동이 가능한 이동부;
    상기 완충베이스와 상기 이동부 사이에 배치되며, 상기 이동부를 탄성 지지하는 완충본체;를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇 암용 그리퍼 장치.
11. 삭제

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