KR102583215B1 - 핑거 어셈블리 및 이를 포함하는 로봇핸드 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 핑거 어셈블리와 로봇핸드를 개시한다. 본 발명은, 메인프레임과, 상기 메인프레임에 회동 가능하게 연결되는 팁부와, 상기 팁부에 연결되는 밴드부를 포함한다.

Description

핑거 어셈블리 및 이를 포함하는 로봇핸드{Finger assembly and robot hand having the same}
본 발명은 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 핑거 어셈블리 및 이를 포함하는 로봇핸드에 관한 것이다.
일반적으로 로봇핸드는 다양한 장비에 배치되어 다양한 작업을 진행할 수 있다. 이러한 로봇핸드는 사람의 손과 유사한 구조를 구현하기 위하여 다양한 링크 구조물을 포함할 수 있다.
이때, 링크 구조물을 로봇핸드에 사용하는 경우 링크 구조는 작동범위의 한계로 인하여 로봇핸드의 작동 범위를 제한할 수 있으며, 다양한 운동을 구현하는 것이 쉽지 않을 수 있다.
그러나 산업이 고도화되면서 다양한 외면을 갖는 물체의 작업을 수행하는 것이 필요하며, 미세한 힘을 조절하여 물체의 파손을 방지하는 것이 상당히 중요한 문제이다.
본 발명의 실시예들은 핑거 어셈블리 및 이를 포함한 로봇핸드를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면은, 메인프레임과, 상기 메인프레임에 회동 가능하게 연결되는 팁부와, 상기 팁부에 연결되는 밴드부를 포함하는 핑거 어셈블리를 제공할 수 있다.
또한, 상기 밴드부는 플렉서블(Flexible)할 수 있다.
또한, 상기 메인프레임 또는 상기 팁부 중 하나는 삽입부를 포함하고, 상기 메인프레임 또는 상기 팁부 중 다른 하나는 상기 삽입부가 이동 가능하도록 삽입되어 상기 삽입부의 운동을 가이드하는 경로가이드부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 경로가이드부는 장공 형태의 곡선일 수 있다.
본 발명의 다른 측면은, 바디부와, 상기 바디부에 연결되는 핑거 어셈블리를 포함하고, 상기 핑거 어셈블리는, 상기 바디부에 회동 가능하게 연결된 메인프레임과, 상기 메인프레임의 끝단에 회동 가능하게 연결된 팁부와, 상기 팁부와 연결되며, 상기 바디부와 연결되는 밴드부를 포함하는 로봇핸드를 제공할 수 있다.
또한, 상기 밴드부에 연결되어 상기 밴드부와 연결된 부분의 위치를 가변시키는 밴드구동부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 핑거 어셈블리는 복수개 구비되고, 상기 각 핑거 어셈블리는 상기 밴드구동부에 서로 연결될 수 있다.
또한, 상기 밴드구동부는, 상기 바디부 내부에 배치되는 구동부와, 상기 구동부와 연결되어 회전하는 가이드부와, 상기 밴드부와 연결되며, 상기 가이드부에 배치되어 상기 가이드부를 선형 운동하는 선형운동부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 핑거 어셈블리는 복수개 구비되고, 상기 바디부는, 상기 복수개의 핑거 어셈블리 중 하나가 회동 가능하게 연결되는 지지부와, 상기 지지부에 회동 가능하게 연결되며, 상기 복수개의 핑거 어셈블리 중 다른 하나가 회동 가능하게 연결되는 회전부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 회전부와 상기 지지부를 연결하며, 상기 회전부를 회전시키는 회전구동부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 바디부에 배치되어 상기 핑거 어셈블리와 연결되며, 상기 핑거 어셈블리를 회동시키는 핑거구동부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 밴드부는 플렉서블(Flexible)할 수 있다.
또한, 상기 메인프레임 또는 상기 팁부 중 하나는 삽입부를 포함하고, 상기 메인프레임 또는 상기 팁부 중 다른 하나는 상기 삽입부가 이동 가능하도록 삽입되어 상기 삽입부의 운동을 가이드하는 경로가이드부를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들은 다양한 외면을 갖는 물체를 파지하는 것이 가능하다. 또한, 본 발명의 실시예들은 다양한 물체를 파지하는 것이 가능하므로 다양한 작업을 수행하는 것이 가능하다.
본 발명의 실시에들은 사람의 손과 유사한 동작을 구현하는 것이 가능하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇핸드를 보여주는 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 로봇핸드의 핑거 어셈블리를 보여주는 단면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 핑거 어셈블리의 일부를 보여주는 사시도이다.
도 4는 도 1에 도시된 로봇핸드의 일부를 보여주는 사시도이다.
도 5는 도 4에 도시된 로봇핸드의 일부를 보여주는 평면도이다.
도 6은 도 2에 도시된 로봇핸드의 핑거 어셈블리의 작동을 보여주는 단면도이다.
도 7은 도 1에 도시된 로봇핸드의 일부를 보여주는 사시도이다.
도 8은 도 7에 도시된 로봇핸드의 일부를 보여주는 평면도이다.
도 9는 도 1에 도시된 로봇핸드의 작동을 보여주는 사시도이다.
도 10은 도 9에 도시된 로봇핸드의 일부를 보여주는 단면도이다.
도 11은 도 1에 도시된 로봇핸드의 작동을 보여주는 사시도이다.
도 12는 도 11에 도시된 로봇핸드의 일부를 보여주는 단면도이다.
본 발명은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇핸드를 보여주는 사시도이다.
도 1을 참고하면, 로봇핸드(10)는 바디부(100), 핑거 어셈블리(200), 핑거구동부(300), 밴드구동부(미도시) 및 회전구동부(500)를 포함할 수 있다.
바디부(100)는 로봇 등에 연결될 수 있다. 이때, 바디부(100)는 로봇 등에 회전 가능하게 연결되거나 고정될 수 있다. 이러한 바디부(100)는 로봇 등에 연결되는 지지부(110) 및 지지부(110)에 회동 가능하게 연결되는 회전부(120)를 포함할 수 있다. 이러한 경우 회전부(120)는 적어도 하나 구비될 수 있다. 이때, 회전부(120)가 복수개 구비되는 경우 복수개의 회전부(120)는 지지부(110)에 연결되어 동시에 회전할 수 있다.
상기와 같은 바디부(100)에는 적어도 하나 이상의 핑거 어셈블리(200)와 연결될 수 있다. 이때, 핑거 어셈블리(200)가 복수개 구비되는 경우 복수개의 핑거 어셈블리(200)는 서로 이격되도록 배치될 수 있다. 이러한 복수개의 핑거 어셈블리(200)는 물건을 파지할 수 있다. 이러한 경우 복수개의 핑거 어셈블리(200) 중 하나는 지지부(110)에 회동 가능하게 연결되며, 복수개의 핑거 어셈블리(200) 중 다른 하나는 회전부(120)에 회동 가능하게 연결될 수 있다. 이때, 회전부(120)에 연결된 복수개의 핑거 어셈블리(200) 중 다른 하나는 회전부(120)의 회전 시 동시에 회전할 수 있다.
핑거 어셈블리(200)는 메인프레임(210), 팁부(220) 및 밴드부(230)를 포함할 수 있다. 메인프레임(210)은 바디부(100)에 회동 가능하게 연결될 수 있다. 이러한 경우 메인프레임(210)은 복수개의 프레임이 서로 연결된 형태일 수 있다. 팁부(220)는 메인프레임(210)에 회동 가능하게 연결될 수 있다. 팁부(220)의 일면은 평평하게 형성될 수 있다. 이때, 팁부(220) 또는 메인프레임(210) 중 하나는 삽입부(600)를 포함할 수 있다. 또한, 팁부(220) 또는 메인프레임(210) 중 다른 하나는, 삽입부(600)가 삽입되어 이동하며, 삽입부(600)의 운동을 가이드하는 경로가이드부(700)를 포함할 수 있다. 이러한 경우 삽입부(600)는 돌기 형태로 형성되고, 경로가이드부(700)는 장공 형태의 홀 형태일 수 있다. 이때, 경로가이드부(700)는 삽입부(600)의 운동을 가이드할 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 팁부(220)는 삽입부(600)를 포함하고, 메인프레임(210)은 경로가이드부(700)를 포함하는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
밴드부(230)는 팁부(220)와 연결되어 팁부(220)의 자세를 가변시킬 수 있다. 이때, 밴드부(230)는 플렉서블(Flexible)할 수 있다. 특히 밴드부(230)는 형상이 가변할 뿐 늘어나지 않도록 어느 정도의 강도를 가질 수 있다. 상기와 같은 밴드부(230)는 상기 밴드구동부와 연결되며, 상기 밴드구동부의 운동에 따라 팁부(220)의 일면의 자세를 가변시킬 수 있다.
핑거구동부(300)는 바디부(100)에 배치되어 하나의 핑거 어셈블리(200)와 연결될 수 있다. 이때, 핑거구동부(300)는 핑거 어셈블리(200) 자체를 회전시킬 수 있다.
상기 밴드구동부는 밴드부(230)와 연결되어 밴드부(230)와 연결된 부분의 위치를 가변시킬 수 있다.
회전구동부(500)는 지지부(110)와 회전부(120)를 연결할 수 있다. 회전구동부(500)는 회전부(120)를 회전시킬 수 있다.
한편, 상기와 같은 로봇핸드(10)의 작동을 살펴보면, 로봇핸드(10)를 통하여 다양한 물건을 파지할 수 있다. 구체적으로 로봇핸드(10)는 표면이 균일한 물체 또는 표면이 굴곡진 물체 등과 같은 표면이 불규칙한 물건을 파지할 수 있다.
예를 들면, 로봇핸드(10)는 팁부(220)만으로 물건을 지지할 수 있다. 이러한 경우 회전구동부(500)를 작동시켜 각 핑거 어셈블리(200) 사이의 간격을 조절할 수 있다. 이후 핑거구동부(300)를 작동하여 각 핑거 어셈블리(200)의 팁부(220) 사이의 공간을 상기 물건의 표면 크기에 대응되도록 이격시킬 수 있다. 이때, 상기 물건의 판단이나 물건의 표면의 측정은 별도로 구비된 라이다, 카메라 등을 통하여 산출하고 이를 근거로 상기와 같은 제어를 수행할 수 있다.
상기와 같은 작업이 진행된 후 또는 상기와 같은 작업이 진행되는 동안 상기 밴드구동부가 작동하여 각 핑거 어셈블리(200)의 팁부(220)의 평평한 표면이 도 2에 도시된 바와 같이 배치되도록 할 수 있다. 상기와 같은 경우 팁부(220)의 평평한 표면은 도 2를 기준으로 바디부(100)의 평평한 상면에 대해서 수직하게 배열될 수 있다.
상기의 과정이 완료되면, 상기 핑거구동부(300)와 상기 밴드구동부의 작동을 제어하여 팁부(220) 사이의 공간을 조절하여 물건을 파지할 수 있다. 이때, 상기 밴드구동부는 상기 핑거구동부(300)의 작동에 따라서 각 팁부(220)의 평평한 표면이 상기에서 설명한 것과 같이 배치되도록 바디부(100)에서 돌출된 밴드부(230)의 길이를 가변시킬 수 있다. 이러한 경우 밴드부(230)가 삽입되거나 인출되는 바디부(100) 부분은 곡면으로 형성됨으로써 밴드부(230)의 삽입이나 인출 시 밴드부(230)와 바디부(100)의 마찰을 최소화시킬 수 있다.
특히 상기와 같은 경우 팁부(220)로 물체를 파지하는 경우 물체의 표면은 균일할 수 있다. 이러한 경우 물체가 육면체인 경우 팁부(220)의 평평한 표면은 물체의 표면에 대해서 평행하게 유지함으로써 물체의 파지력을 극대화시킬 수 있다. 또한, 물체가 원기둥 형태인 경우 팁부(220)의 평평한 표면은 물체의 외면에 접선이 배치된 표면과 동일하므로 물체가 팁부(220)의 평평한 표면으로부터 미끄러지는 것을 방지할 수 있다.
상기의 경우 이외에도 로봇핸드(10)는 불규칙한 표면을 갖는 물체를 파지할 수 있다. 이러한 경우 물건의 표면은 각 핑거 어셈블리(200)의 밴드부(230)의 외면에 접촉할 수 있다. 이때, 물건을 파지하기 위하여 회전구동부(500), 상기 핑거구동부(300) 및 상기 밴드구동부를 제어하여 각 핑거 어셈블리(200)의 위치를 조절할 수 있다. 이후 물건이 복수개이 핑거 어셈블리(200)의 사이의 공간을 완전히 삽입되면, 상기 핑거구동부(300) 및 상기 밴드구동부를 제어하여 물건을 파지할 수 있다.
상기와 같은 경우 상기 핑거구동부(300)가 작동하면, 메인프레임(210)이 회동하면서 메인프레임(210)이 바디부(100)의 외면에 근접할 수 있다. 이러한 경우 밴드부(230)의 외면은 물체의 표면에 접촉할 수 있다. 이때, 상기 밴드구동부가 일부 작동하여 팁부(220)의 자세를 조절할 수 있다.
상기와 같이 물체의 표면이 각 밴드부(230)에 접촉하면, 밴드부(230)의 형상이 물체의 표면에 대응되도록 가변할 수 있다. 이러한 경우 상기 밴드구동부는 밴드부(230)가 바디부(100)의 외부로 인출되거나 삽입되도록 바디부(100)로부터 인출된 바디부(100)의 길이를 조절할 수 있다.
상기와 같은 경우 팁부(220)는 메인프레임(210)을 기준으로 회전할 수 있으며, 팁부(220)의 평평한 부분이 물체의 외면을 향할 수 있다. 이러한 경우 팁부(220)의 평평한 부분은 다른 핑거 어셈블리(200)를 바로보거나 도 1에서 바디부(100)의 상면을 바라볼 수 있다. 이러한 경우 삽입부(600)는 경로가이드부(700) 상에 자유롭게 움직임으로써 팁부(220)의 자유로운 자세 변화를 도와줄 수 있다. 이때, 상기와 같은 팁부(220)의 운동은 복수개의 핑거 어셈블리(200)에서 동시에 수행될 수 있다. 또한, 상기 핑거구동부(300)가 작동하지 않는 경우 불규칙한 물체의 표면에 따라 밴드부(230)의 평상이 가변하는 정도가 상이하므로 각 핑거 어셈블리(200)의 팁부(220)의 자세가 서로 상이해지는 것도 가능하다.
따라서 로봇핸드(10)는 외면이 불규칙한 물체를 자유롭게 파지하는 것이 가능하다. 또한, 로봇핸드(10)는 표면이 균일한 물체를 팁부(220)를 통하여 파지하는 것도 가능하다.
로봇핸드(10)는 다양한 물체에 대응되도록 작동함으로써 작성 성능을 향상시킬 수 있다. 또한, 로봇핸드(10)는 밴드부(230)가 물체의 표면 형상에 대응되어 물체에 가하는 힘이 분산됨으로써 물체의 파지 시 물체의 파손을 방지할 수 있다.
이하에서는 로봇핸드(10)의 각 구성요소에 대해서 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 도 1에 도시된 로봇핸드의 핑거 어셈블리를 보여주는 단면도이다. 도 3은 도 2에 도시된 핑거 어셈블리의 일부를 보여주는 사시도이다.
도 2 및 도 3을 참고하면, 핑거 어셈블리(200)는 핑거구동부(300)와 연결될 수 있다. 이때, 핑거구동부(300)는 지지부(110) 또는 회전부(120)의 내부에 배치될 수 있다. 이러한 경우 핑거구동부(300)는 핑거 어셈블리(200)가 복수개 구비되는 각 핑거 어셈블리(200)를 독립적으로 구동시키도록 복수개 구비될 수 있다.
상기와 같은 핑거구동부(300)는 핑거 어셈블리(200)와 연결되는 제1핑거구동기어(310), 제1핑거구동기어(310)에 연결되는 제2핑거구동기어(320), 제2핑거구동기어(320)와 연결되는 제3핑거구동기어(330) 및 제3회전구동기어(540)와 연결되는 제1구동부(340)를 포함할 수 있다. 이러한 경우 제1핑거구동기어(310)는 메인프레임(210)에 고정되거나 메인프레임(210)의 외면에 일체로 형성될 수 있다. 이때, 제1핑거구동기어(310)는 부채꼴 형태로 형성됨으로써 메인프레임(210)이 일정한 회전 각도 범위에서 작동하도록 할 수 있다. 이러한 경우 제1핑거구동기어(310)에는 메인프레임(210)이 회전 각도 범위를 벗어나는 것을 방지하도록 스토퍼가 형성될 수 있다. 이러한 스토퍼는 돌기 형태로 형성되어 바디부(100)의 내면으로 돌출될 수 있다. 이때, 바디부(100)의 내면에는 상기 스토퍼가 삽입되어 상기 스토퍼의 회전 각도를 한정하는 홈이 형성될 수 있다.
제2핑거구동기어(320)는 제1핑거구동기어(310)와 연결될 수 있다. 이때, 제2핑거구동기어(320)는 제1핑거구동기어(310)로 구동력을 전달할 수 있다. 이러한 경우 제2핑거구동기어(320)는 적어도 하나 이상의 기어를 포함할 수 있다. 예를 들면, 제2핑거구동기어(320)는 서로 연결되는 제1기어(미도시)와 제2기어(미표기)를 포함할 수 있다. 이러한 경우 상기 제1기어는 제1핑거구동기어(310)와 연결되며, 상기 제2기어는 제3핑거구동기어(330)와 연결될 수 있다.
제3핑거구동기어(330)는 제2핑거구동기어(320)로 구동력을 전달할 수 있다. 이러한 경우 제3핑거구동기어(330)와 제2핑거구동기어(320)는 회전축이 서로 상이한 방향으로 배열될 수 있다. 이러한 경우 제3핑거구동기어(330)는 헬리컬 기어 형태로 형성될 수 있으며, 제2핑거구동기어(320)는 스퍼 기어 형태로 형성될 수 있다.
제1구동부(340)는 제3핑거구동기어(330)를 회전시킬 수 있다. 이때, 제1구동부(340)는 모터를 포함할 수 있다. 다른 실시예로써 제1구동부(340)는 모터와 감속기를 포함하는 것도 가능하다.
상기와 같은 핑거구동부(300)의 작동을 살펴보면, 제1구동부(340)가 작동하여 제3핑거구동기어(330)를 회전시킬 수 있다. 제3핑거구동기어(330)는 제2핑거구동기어(320)를 회전하며, 제2핑거구동기어(320)는 제1핑거구동기어(310)를 회전시킬 수 있다.
제1핑거구동기어(310)의 회전에 따라 메인프레임(210)이 회전할 수 있다. 이때, 메인프레임(210)의 회전 방향은 제1구동부(340)의 작동에 따른 제1구동부(340)의 회전축의 회전 방향에 따라 상이해질 수 있다.
상기와 같이 핑거구동부(300)가 작동하는 경우 메인프레임(210)은 지지부(110) 또는 회전부(120)의 외면과 형성하는 각도가 상이해질 수 있다. 즉, 핑거구동부(300)의 작동에 따라 메인프레임(210)은 지지부(110) 또는 회전부(120)의 일면과 가까워지거나 멀어질 수 있다. 특히 핑거 어셈블리(200)가 복수개 구비되는 경우 핑거구동부(300)의 작동에 따라 물건을 파지하거나 물건의 파지를 해제할 수 있다.
도 4는 도 1에 도시된 로봇핸드의 일부를 보여주는 사시도이다. 도 5는 도 4에 도시된 로봇핸드의 일부를 보여주는 평면도이다. 도 6은 도 2에 도시된 로봇핸드의 핑거 어셈블리의 작동을 보여주는 단면도이다.
도 4 내지 도 6을 참고하면, 밴드구동부(400)는 적어도 하나 이상의 핑거 어셈블리(200)의 밴드부(230)가 바디부(100)의 외부로 인출된 길이를 조절할 수 있다. 특히 밴드구동부(400)는 하나가 구비되어 복수개의 핑거 어셈블리(200)의 밴드부(230)의 길이를 동시에 조절하는 것이 가능하다.
밴드구동부(400)는 지지부(110)의 내부에 배치될 수 있다. 구체적으로 밴드구동부(400)는 제2구동부(410), 제1밴드구동기어(420), 제2밴드구동기어(430), 제3밴드구동기어(440), 제4밴드구동기어(450), 가이드부(460) 및 선형운동부(470)를 포함할 수 있다.
제2구동부(410)는 상기에서 설명한 제1구동부(340)와 동일 또는 유사할 수 있으므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
제1밴드구동기어(420)는 제2구동부(410)와 연결될 수 있다. 또한, 제2밴드구동기어(430)는 제1밴드구동기어(420)와 연결될 수 있으며, 복수개의 핑거 어셈블리(200) 중 하나에 연결된 가이드부(460)와 연결될 수 있다.
제3밴드구동기어(440)는 제2밴드구동기어(430)와 연결될 수 있으며, 제4밴드구동기어(450)와 연결될 수 있다. 이때, 제4밴드구동기어(450)는 복수개의 핑거 어셈블리(200) 중 다른 하나의 가이드부(460)와 연결될 수 있다. 이러한 경우 제3밴드구동기어(440)는 제2밴드구동기어(430)의 회전력을 제4밴드구동기어(450)로 전달할 뿐만 아니라 제2밴드구동기어(430)의 회전속도와 제4밴드구동기어(450)의 회전속도를 서로 동일하도록 할 수 있다.
가이드부(460)는 제2밴드구동기어(430) 또는 제4밴드구동기어(450)와 연결될 수 있다. 이때, 가이드부(460)는 외면에 스크류가 형성될 수 있다. 특히 상기와 같은 경우 가이드부(460)는 지지부(110)에 회전 가능하게 연결되어 제4밴드구동기어(450)의 회전에 따라 회전할 수 있다.
선형운동부(470)는 가이드부(460)의 회전에 따라 가이드부(460)를 따라 가이드부(460)의 길이 방향으로 선형 운동할 수 있다. 이러한 경우 선형운동부(470)는 가이드부(460)의 회전 방향에 따라 운동 방향이 상이해질 수 있다. 예를 들면, 선형운동부(470)는 가이드부(460)의 회전 방향에 따라 도 4를 기준으로 가이드부(460)의 상하로 움직일 수 있다. 이때, 선형운동부(470)는 각 핑거 어셈블리(200)의 밴드부(230)의 일단이 연결됨으로써 선형운동부(470)의 운동에 따라서 밴드부(230)의 일단도 같이 움직일 수 있다.
상기와 같은 밴드구동부(400)의 운동에 따라 메인프레임(210)에 대한 팁부(220)의 자세가 가변할 수 있다. 예를 들면, 메인프레임(210)은 운동시키기 않으면서 밴드구동부(400)를 작동시키는 경우 팁부(220)는 메인프레임(210)와 연결된 부분을 중심으로 회전할 수 있다. 이때, 삽입부(600)는 경로가이드부(700)를 따라 이동할 수 있으며, 팁부(220)의 평평한 부분이 바라보는 방향이 상이해질 수 있다.
구체적으로 제2구동부(410)가 회전하는 경우 제1밴드구동기어(420)가 회전하여 제2밴드구동기어(430)를 회전시킬 수 있다. 이러한 경우 제2밴드구동기어(430)와 연결된 가이드부(460)가 회전하면서 선형운동부(470)가 운동하면서 복수개의 핑거 어셈블리(200) 중 하나의 팁부(220)의 자세를 가변시킬 수 있다.
상기와 같이 제2밴드구동기어(430)가 회전하는 경우 동시에 제3밴드구동기어(440) 및 제4밴드구동기어(450)가 순차적으로 회전할 수 있다. 이때, 제4밴드구동기어(450)의 회전에 의해 제4밴드구동기어(450)에 연결된 가이드부(460)가 회전하고 선형운동부(470)가 선형 운동할 수 있다. 이러한 경우 복수개의 핑거 어셈블리(200) 중 다른 하나의 팁부(220)의 자세가 가변할 수 있다.
상기와 같은 경우 각 핑거 어셈블리(200)의 팁부(220)가 동시에 동일한 자세를 유지할 수 있다.
한편, 상기와 같은 밴드구동부(400)는 지지부(110)에 배치됨으로써 메인프레임(210)의 회전, 회전부(120)의 회전에 영향을 받지 않을 수 있다.
도 7은 도 1에 도시된 로봇핸드의 일부를 보여주는 사시도이다. 도 8은 도 7에 도시된 로봇핸드의 일부를 보여주는 평면도이다.
도 7 및 도 8을 참고하면, 회전구동부(500)는 지지부(110)를 중심으로 회전부(120)를 회전시킬 수 있다. 이때, 회전부(120)가 복수개 구비되는 경우 회전구동부(500)는 복수개의 회전부(120)를 동시에 지지부(110)를 기준으로 각 회전부(120)를 회전시킬 수 있다.
회전구동부(500)는 제3구동부(510), 제1회전구동기어(520), 제2회전구동기어(530) 및 제3회전구동기어(540)를 포함할 수 있다. 이때, 제3구동부(510)는 상기에서 설명한 제1구동부(340)와 동일 또는 유사하므로 상세한 설명을 생략하기로 한다.
제1회전구동기어(520)는 제3구동부(510)와 연결되어 회전할 수 있다. 이때, 제1회전구동기어(520)는 지지부(110)에 회전 가능하게 배치될 수 있다.
제2회전구동기어(530)는 제1회전구동기어(520)와 연결될 수 있으며, 지지부(110)에 회전 가능하게 배치될 수 있다. 이때, 제2회전구동기어(530)는 다단의 기어로 형성될 수 있으며, 제1회전구동기어(520)의 회전에 따라 회전할 수 있다.
제3회전구동기어(540)는 제2회전구동기어(530)와 연결될 수 있으며, 지지부(110)에 회전 가능하게 배치될 수 있다. 이때, 제3회전구동기어(540)의 일단은 회전부(120)가 고정될 수 있다. 이러한 경우 제3회전구동기어(540)는 각 회전부(120)에 연결되도록 복수개 구비될 수 있다.
상기와 같은 경우 회전부(120)의 회전 시 회전구동부(500)가 작동할 수 있다. 구체적으로 제3구동부(510)가 작동하면, 제3구동부(510)는 제1회전구동기어(520)를 회전시킬 수 있다.
제1회전구동기어(520)가 회전하면 제2회전구동기어(530)를 통하여 제3회전구동기어(540)를 회전시킬 수 있다. 제3회전구동기어(540)가 회전하는 경우 제3회전구동기어(540)와 연결된 회전부(120)가 지지부(110)를 중심으로 회전할 수 있다.
상기와 같은 경우 복수개의 회전부(120)가 지지부(110)를 중심으로 회전함으로써 지지부(110) 및 각 회전부(120)에 배치된 각 핑거 어셈블리(200) 사이의 거리를 가변시킬 수 있다.
도 9는 도 1에 도시된 로봇핸드의 작동을 보여주는 사시도이다. 도 10은 도 9에 도시된 로봇핸드의 일부를 보여주는 단면도이다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 도 6과 동일한 도면부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 9 및 도 10을 참고하면, 로봇핸드(10)는 물건(M)을 파지할 수 있다. 이때, 로봇핸드(10)는 다양한 방법으로 물건(M)을 파지할 수 있다.
예를 들면, 로봇핸드(10)는 팁부(220)를 통하여 물건(M)을 파지할 수 있다. 이러한 경우 로봇핸드(10)는 외부로부터 입력되는 신호를 근거로 제1구동부(340)가 작동할 수 있다. 이때, 외부에서 입력되는 신호는 물건(M)의 크기, 형상 등의 정보를 포함할 수 있다. 제1구동부(340)가 작동하는 경우 메인프레임(210)이 회전할 수 있다. 이러한 경우 서로 이격된 메인프레임(210)은 서로 근접하거나 이격될 수 있다. 물건(M)이 삽입될 정도의 공간을 확보하도록 메인프레임(210) 사이의 간격을 조절할 수 있다.
상기와 같은 경우 제2구동부(410)가 작동하여 물건(M) 측에 배치된 복수개의 팁부(220)의 일면은 서로 평행하도록 팁부(220)를 배열할 수 있다. 이때, 팁부(220)의 위치를 상기와 같이 정렬하기 위하여 제2구동부(410)의 작동에 따라 밴드부(230)가 하우징(100)으로부터 인출된 길이가 조절될 수 있다.
상기와 같은 핑거 어셈블리(200)가 물건(M)을 파지하는 경우 도 10에 도시된 것과 같이 물건(M)을 파지할 수 있다.
도 11은 도 1에 도시된 로봇핸드의 작동을 보여주는 사시도이다. 도 12는 도 11에 도시된 로봇핸드의 일부를 보여주는 단면도이다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 도 6과 동일한 도면부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 11 및 도 12를 참고하면, 로봇핸드(10)는 물건(M)을 팁부(220)와 밴드부(230)를 통하여 파지하는 것이 가능하다.
구체적으로 팁부(220)로 물건(M)을 파지한 후 밴드부(230)를 하우징(100) 내부로 지속적으로 삽입하면 팁부(220)는 경로가이드부(700)를 선형 운동하면서 회전할 수 있다. 특히 삽입부(600)는 경로가이드부(700)를 따라 선형 운동하면서 물건(M)의 위치에 따라 경로가이드부(700)에서 회전할 수 있다.
팁부(220)가 상기와 같이 운동하는 경우 물건(M)은 팁부(220)에서 밴드부(230) 측으로 이동하여 팁부(220)와 밴드부(230)에 접촉할 수 있다. 물건(M)이 밴드부(230)와 접촉하는 경우 밴드부(230)의 외면은 물건(M)의 외면과 접촉하여 물건(M)의 외면 형상과 유사한 형태가 될 수 있다. 예를 들면, 물건(M)이 도 12에 도시된 것과 같이 곡면인 경우 곡면에 대응되도록 밴드부(230)의 외면을 라운드질 수 있다.
상기와 같이 선형운동부(470))가 지속적으로 운동하는 경우 팁부(220)는 도 12와 같이 완전히 회전하여 물건(M)의 상부와 접촉할 수 있다. 이때, 밴드부(230)는 물건(M)의 외면에 대응되도록 형상이 가변할 수 있다. 이러한 경우 물건(M)은 팁부(220), 밴드부(230) 및 하우징(100)에 의하여 핑거 어셈블리(200) 내부에서 완전히 고정될 수 있다.
따라서 상기와 같은 로봇핸드(10)는 다양한 외면을 갖는 물건(M)을 파지하는 것이 가능하다. 또한, 로봇핸드(10)는 간단한 구조를 통하여 표면이 균일하지 않은 물건(M)을 파지하는 것이 가능하다.
비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되었지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 특허청구의 범위에는 본 발명의 요지에 속하는 한 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.
10: 로봇핸드 410: 제2구동부
100: 바디부 420: 제1밴드구동기어
110: 지지부 430: 제2밴드구동기어
120: 회전부 440: 제3밴드구동기어
200: 핑거 어셈블리 450: 제4밴드구동기어
210: 메인프레임 460: 가이드부
220: 팁부 470: 선형운동부
230: 밴드부 500: 회전구동부
300: 핑거구동부 510: 제3구동부
310: 제1핑거구동기어 520: 제1회전구동기어
320: 제2핑거구동기어 530: 제2회전구동기어
330: 제3핑거구동기어 540: 제3회전구동기어
340: 제1구동부 600: 삽입부
400: 밴드구동부 700: 경로가이드부

Claims (13)

  1. 메인프레임;
    상기 메인프레임에 회동 가능하게 연결되는 팁부; 및
    로봇핸드의 바디부로부터 인출되거나 상기 바디부에 삽입되어 길이가 가변하는 상기 팁부에 연결되는 밴드부;를 포함하는 핑거 어셈블리.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 밴드부는 플렉서블(Flexible)한 핑거 어셈블리.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 메인프레임 또는 상기 팁부 중 하나는 삽입부를 포함하고,
    상기 메인프레임 또는 상기 팁부 중 다른 하나는 상기 삽입부가 이동 가능하도록 삽입되어 상기 삽입부의 운동을 가이드하는 경로가이드부를 포함한 핑거 어셈블리.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 경로가이드부는 장공 형태의 곡선인 핑거 어셈블리.
  5. 바디부;
    상기 바디부에 연결되는 핑거 어셈블리;를 포함하고,
    상기 핑거 어셈블리는,
    상기 바디부에 회동 가능하게 연결된 메인프레임;
    상기 메인프레임의 끝단에 회동 가능하게 연결된 팁부;
    상기 팁부와 연결되며, 상기 바디부와 연결되는 밴드부; 및
    상기 밴드부에 연결되어 상기 밴드부와 연결된 부분의 위치를 가변시키는 밴드구동부;를 포함하는 로봇핸드.
  6. 삭제
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 핑거 어셈블리는 복수개 구비되고,
    상기 각 핑거 어셈블리는 상기 밴드구동부에 서로 연결되는 로봇핸드.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 밴드구동부는,
    상기 바디부 내부에 배치되는 구동부;
    상기 구동부와 연결되어 회전하는 가이드부; 및
    상기 밴드부와 연결되며, 상기 가이드부에 배치되어 상기 가이드부를 선형 운동하는 선형운동부;를 포함하는 로봇핸드.
  9. 제 5 항에 있어서,
    상기 핑거 어셈블리는 복수개 구비되고,
    상기 바디부는,
    상기 복수개의 핑거 어셈블리 중 하나가 회동 가능하게 연결되는 지지부; 및
    상기 지지부에 회동 가능하게 연결되며, 상기 복수개의 핑거 어셈블리 중 다른 하나가 회동 가능하게 연결되는 회전부;를 포함하는 로봇핸드.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 회전부와 상기 지지부를 연결하며, 상기 회전부를 회전시키는 회전구동부;를 더 포함하는 로봇핸드.
  11. 제 5 항에 있어서,
    상기 바디부에 배치되어 상기 핑거 어셈블리와 연결되며, 상기 핑거 어셈블리를 회동시키는 핑거구동부;를 더 포함하는 로봇핸드.
  12. 제 5 항, 제 7 항 내지 제 11 항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 밴드부는 플렉서블(Flexible)한 로봇핸드.
  13. 제 5 항, 제 7 항 내지 제 11 항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 메인프레임 또는 상기 팁부 중 하나는 삽입부를 포함하고,
    상기 메인프레임 또는 상기 팁부 중 다른 하나는 상기 삽입부가 이동 가능하도록 삽입되어 상기 삽입부의 운동을 가이드하는 경로가이드부를 포함하는 로봇핸드.
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