KR102612581B1

KR102612581B1 - 평행 운동이 가능한 적응형 그리퍼

Info

Publication number: KR102612581B1
Application number: KR1020230077512A
Authority: KR
Inventors: 이이삭; 김춘수; 엄승환; 정희연; 이윤행
Original assignee: (주)에이딘로보틱스
Priority date: 2023-06-16
Filing date: 2023-06-16
Publication date: 2023-12-12

Abstract

일 실시예에 따른 그리퍼는 베이스, 상기 베이스의 양측에 각각 배치되는 한 쌍의 핑거를 포함하고, 상기 한 쌍의 핑거는 각각 액추에이터 및 상기 액추에이터에 의해 이동하는 하나 이상의 인풋 링크를 포함하는 구동부, 리니어 가이드 및 상기 리니어 가이드와 연결되며 상기 하나 이상의 인풋 링크에 의해 이동 가능한 파지부를 포함하고, 상기 파지부는 상기 구동부가 작동하면 단부의 궤적이 직선을 그리도록 상기 리니어 가이드를 따라 평행하게 이동할 수 있다.

Description

평행 운동이 가능한 적응형 그리퍼 {Adaptive gripper capable of parallel motion}

본 발명은 평행 운동이 가능한 적응형 그리퍼에 관한 발명이다.

그리퍼의 종류는 평행 그리퍼와 적응형 그리퍼로 나뉠 수 있다. 평행 그리퍼는 핑거가 일 방향으로 이동하면서 물체를 파지하는 그리퍼로서, 공장에서 정밀 부품을 이송하는 데 이용된다. 그러나 평행 그리퍼는 다양한 형상과 크기를 갖는 물체를 파지할 수 없으며, 그리퍼가 파지할 수 있는 크기가 상대적으로 작은 단점이 있다. 적응형 그리퍼는 물체의 형상과 크기에 맞게 핑거의 위치가 변하면서 물체를 파지하는 그리퍼이다. 적응형 그리퍼는 다양한 물체를 파지할 수 있고 평행 그리퍼에 비해 큰 물체를 파지할 수 있다. 다만 적응형 그리퍼는 핑거의 단부가 직선이 아닌 곡선을 그리며 움직이기 때문에 물체의 크기마다 핑거가 파지하는 위치가 다른 문제가 있다.

한편 형태과 크기가 다양한 물체를 피킹하기 위한 랜덤 피스 피킹은 비전을 기반으로 로봇에 명령을 주는 경우, 물체 위치에 따라 파지 위치에 오차가 발생할 수 있다. 따라서 랜덤 피스 피킹을 위한 그리퍼는 위치 오차를 감안하여 물체를 잡을 수 있어야 한다. 하지만 종래 그리퍼의 경우 물체에 따른 파지 위치가 정해져 있거나 다양한 물체를 잡지 못하는 문제가 존재하였다. 또한 물체의 형상과 크기에 따라 핑거의 위치가 달라지는 적응형 그리퍼의 경우, 스트로크가 클수록 적응형 모션에서 물체를 파지할 수 있는 최소 크기에 제약이 있다.

일본등록특허공보 JP 5284066 B2

일 실시예에 따른 평행 운동이 가능한 적응형 그리퍼는 평행 그리퍼와 적응형 그리퍼의 장점을 모두 가져, 큰 스트로크와 적응형 파지 영역에서 물체의 최소 크기를 줄일 수 있는 적응형 그리퍼이다.

일 실시예에 따른 그리퍼에 있어서, 상기 파지부는 상기 리니어 가이드와 연결되어 상기 리니어 가이드를 따라 슬라이딩 가능한 파지 블록, 상기 파지 블록의 일측에 승강 가능하게 배치되며 일측이 상기 하나 이상의 인풋 링크와 연결되는 이동 블록, 상기 이동 블록을 소정의 탄성력으로 가압하는 탄성 부재, 일단이 상기 파지 블록에 연결되는 제1적응형 링크 및 일단이 상기 이동 블록의 타측과 연결되고 타단이 상기 제1적응형 링크와 연결되는 제2적응형 링크를 포함할 수 있다.

일 실시예에 따른 그리퍼에 있어서, 상기 파지 블록은 상기 구동부가 작동함에 따라 상기 리니어 가이드를 따라 슬라이딩하면서 평행 파지 동작을 구현하되, 상기 파지 블록과 물체의 접촉 상태에 따라 상기 이동 블록이 승강하면서 상기 제1적응형 링크 및 상기 제2적응형 링크가 회전하여 물체를 파지하는 적응형 파지 동작을 구현할 수 있다.

일 실시예에 따른 그리퍼에 있어서, 상기 제1적응형 링크는 물체와 접촉함에 따라 변형 가능한 탄성 가능한 재질로 이루어질 수 있다.

일 실시예에 따른 그리퍼에 있어서, 상기 그리퍼는 상기 한 쌍의 핑거 사이에 위치하도록 상기 베이스의 일측에 배치되며 물체를 향해 전후진 가능한 석션 컵을 더 포함하고, 상기 한 쌍의 핑거는 각각 상기 석션 컵에서 멀어지는 방향으로 외측으로 회전 가능할 수 있다.

일 실시예에 따른 그리퍼는 평행 파지 동작과 적응형 파지 동작을 모두 구현하여 다양한 형상과 크기의 물체를 파지할 수 있다.

일 실시예에 따른 그리퍼는 핑거의 움직임이 평행 파지 동작을 기반으로 하여 구현되며, 물체의 형상과 크기에 따라 적응형 파지 동작이 선택적으로 구현됨으로써, 종래 평행 그리퍼에 비해 그리퍼 스트로크를 더 크게 가져갈 수 있다. 또한 일 실시예에 따른 그리퍼는 핑거의 움직임이 평행 파지 동작을 기반으로 하여 구현되기 때문에 핑거의 팁, 즉 파지 블록의 팁이 곡선이 아닌 직선 형태로 움직여 핑거가 파지 동작 시 물체를 향해 돌출되지 않도록 할 수 있다. 따라서 핑거와 물체의 간섭 가능성을 줄일 수 있다.

도 1은 일 실시예에 따른 그리퍼를 포함하는 로봇을 나타낸다.
도 2는 일 실시예에 따른 그리퍼의 평면을 나타낸다.
도 3은 일 실시예에 따른 그리퍼의 사시도를 나타낸다.
도 4 및 도 5는 일 실시예에 따른 그리퍼의 동작을 나타낸다.
도 6 및 도 7은 일 실시예에 따른 그리퍼의 평행 파지 동작을 나타낸다.
도 8 및 도 9는 일 실시예에 따른 그리퍼의 적응형 파지 동작을 나타낸다.
도 10 및 도 11은 일 실시예에 따른 그리퍼의 평행 파지 동작을 개략적으로 나타낸다.
도 12 및 도 13은 일 실시예에 따른 그리퍼의 적응형 파지 동작을 개략적으로 나타낸다.
도 14 내지 도 15는 다른 실시예에 따른 그리퍼를 나타낸다.
도 16은 또 다른 실시예에 따른 그리퍼를 나타낸다.
도 17a 및 도 17b는 다른 실시예에 따른 제1적응형 링크를 나타낸다.
도 18은 또 다른 실시예에 따른 그리퍼를 나타낸다.
도 19a 내지 도 19c는 다른 실시예에 따른 제1적응형 링크 및 제2적응형 링크를 나타낸다.

본 발명은 다양한 실시예와 변형예를 포함하며, 이하에서는 특정 실시예를 도면에 나타내고 발명의 설명에서 설명한다. 본 발명은 설명된 실시예로 한정되지 않으며 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함한다.

이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하는 목적으로 사용되었다. 이하의 실시예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 이하의 실시예에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 발명의 설명 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들의 조합이 존재함을 의미하고, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는다. 이하의 실시예에서, x축, y축 및 z축은 직교 좌표계 상의 세 축으로 한정되지 않고, 이를 포함하는 넓은 의미로 해석될 수 있다. 예를 들어, x축, y축 및 z축은 서로 직교할 수도 있지만, 서로 직교하지 않는 서로 다른 방향을 지칭할 수도 있다.

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.

어떤 실시예가 달리 구현 가능한 경우에 특정한 공정 순서는 설명되는 순서와 다르게 수행될 수도 있다. 예를 들어, 연속하여 설명되는 두 공정이 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 설명되는 순서와 반대의 순서로 진행될 수 있다.

본 명세서에서 특별히 한정하지 않는 이상, "또는"은 구성요소 "A" 및 "B"를 택일적으로 포함하는 경우뿐만 아니라 "A"와 "B"를 모두 포함하는 경우를 포함한다.

도 1은 일 실시예에 따른 그리퍼(10)를 포함하는 로봇(1)을 나타내고, 도 2는 일 실시예에 따른 그리퍼(10)의 평면을 나타내고, 도 3은 일 실시예에 따른 그리퍼(10)의 사시도를 나타내고, 도 4 및 도 5는 일 실시예에 따른 그리퍼(10)의 동작을 나타내고, 도 6 및 도 7은 일 실시예에 따른 그리퍼(10)의 평행 파지 동작을 나타내고, 도 8 및 도 9는 일 실시예에 따른 그리퍼(10)의 적응형 파지 동작을 나타내고, 도 10 및 도 11은 일 실시예에 따른 그리퍼(10)의 평행 파지 동작을 개략적으로 나타내고, 도 12 및 도 13은 일 실시예에 따른 그리퍼(10)의 적응형 파지 동작을 개략적으로 나타낸다.

그리퍼(10)는 물류 시설 등에 구비되어 물류 운반을 수행한다. 그리퍼(10)는 크기와 모양이 정형화된 물체를 운반하거나, 크기와 모양이 다양한 랜덤 피스 피킹을 수행할 수 있다. 그리퍼(10)는 박스나 컨테이너 등과 같은 빈(bin)으로부터 물체를 집거나 빈에 물체를 집어넣을 수 있다. 또한 그리퍼(10)는 선반에 적재된 물체를 집거나 선반에 물체를 집어넣을 수 있다.

그리퍼(10)는 로봇 암(20) 및 컨트롤러(30)와 함께 로봇(1)에 포함될 수 있다. 로봇(1)은 물류 공장에서 작업자와 함께 물류 운반 작업을 실시하는 협동 로봇일 수 있다. 또는 로봇(1)은 의료 기기이거나 제조 로봇으로 이용될 수 있다.

일 실시예로 그리퍼(10)는 베이스(100), 베이스(100)의 양측에 각각 배치되는 한 쌍의 핑거(200)를 포함하고, 한 쌍의 핑거(200)는 각각 액추에이터(211) 및 액추에이터(21)에 의해 이동하는 하나 이상의 인풋 링크(213, 214)를 포함하는 구동부(210), 리니어 가이드(220) 및 리니어 가이드(220)와 연결되며 하나 이상의 인풋 링크(213, 214)에 의해 이동 가능한 파지부(230)를 포함하고, 파지부(230)는 구동부(210)가 작동하면 단부의 궤적이 직선을 그리도록 리니어 가이드(220)를 따라 평행하게 이동할 수 있다.

로봇 암(20)은 로봇(1)의 관절로서 복수 개의 회전축을 구비할 수 있다. 일 실시예로 로봇 암(20)은 6축 로봇으로서 일단은 작업 영역에 장착되고 타단에는 그리퍼(10)가 배치될 수 있다. 로봇 암(20)은 컨트롤러(30)와 유무선으로 연결되어 컨트롤러(30)의 지시를 받아 동작할 수 있다. 컨트롤러(30)는 로봇(1)의 동작을 제어하기 위해 프로세서, 메모리, 통신 장치 등을 포함할 수 있다. 컨트롤러(30)는 로봇 암(20)의 회전 및 위치 제어와 그리퍼(10)의 동작을 제어할 수 있다.

컨트롤러(30)는 논리 게이트, 집적 회로, 마이크로프로세서, 마이크로컨트롤러, 메모리 회로, 수동 전기 소자, 능동 전기 소자, 광학 소자 등 중에서 하나 이상을 포함하는 아날로그 및/또는 디지털 회로로 구현될 수 있다. 또한 컨트롤러(30)는 본 명세서에 개시된 기능 또는 동작을 실시하기 위한 소프트웨어 및/또는 펌웨어로 구현될 수 있다.

일 실시예로 그리퍼(10)는 베이스(100) 및 핑거(200)를 포함할 수 있다.

베이스(100)는 그리퍼(10)의 중심부에 배치되며 로봇 암(20)과 연결될 수 있다. 베이스(100)는 한 쌍의 핑거(200)를 지지하며 로봇 암(20)과 그리퍼(10)를 연결하는 배선 일부가 내부를 관통할 수 있다. 또는 베이스(100)는 로봇 암(20) 또는 컨트롤러(30)와 유무선으로 통신할 수 있는 통신 장치 등을 포함할 수 있다. 베이스(100)의 상면, 즉 핑거(200)가 물체를 파지했을 때 물체를 향하는 베이스(100)의 일면은 물체를 지지하는 데 이용될 수 있다.

핑거(200)는 베이스(100)에 하나 이상 배치되어 물체를 파지한다. 일 실시예로 핑거(200)는 베이스(100)의 일측과 타측에 한 쌍 배치되어 상대 이동하면서 물체를 파지하거나 릴리즈할 수 있다.

일 실시예로 한 쌍의 핑거(200)는 구동부(210), 리니어 가이드(220) 및 파지부(230)를 각각 포함할 수 있다.

구동부(210)는 외부 전원으로부터 전력을 공급받아 핑거(200)의 파지 동작을 실시한다. 일 실시예로 구동부(210)는 액추에이터(211), 연결 부재(212), 제1인풋 링크(213) 및 제2인풋 링크(214)를 포함할 수 있다.

액추에이터(211)는 구동부(210)에 동력을 제공하여 구동부(210)가 파지부(230)를 작동하도록 한다. 액추에이터(211)는 다양한 종류의 전기식, 유압식 또는 공기압식 모터 또는 실린더일 수 있다. 일 실시예로 액추에이터(211)는 전기식 모터일 수 있다. 액추에이터(211)는 도시하지 않은 전력원 또는 공압원 등과 연결될 수 있다.

일 실시예로 연결 부재(212)는 액추에이터(211)의 단부에 구비된 기어 티스(gear teeth)와 치합되도록 마찬가지로 기어 티스를 포함할 수 있다. 일 실시예로 연결 부재(212)는 웜 휠휠일 수 있다. 또는 연결 부재(212)는 액추에이터(211)의 동력을 전달하기 위한 적절한 다른 부재일 수 있다. 일 실시예로 연결 부재(212)는 볼 스크류 또는 기타 링크 구조를 가질 수 있다. 액추에이터(211)가 회전하면 연결 부재(212)가 회전하면서 연결 부재(212)에 연결된 제1인풋 링크(213)가 회전한다. 제1인풋 링크(213)와 제2인풋 링크(214)는 서로 회전 가능하게 연결될 수 있다. 액추에이터(211)가 어느 한 방향으로 회전하면 연결 부재(212)가 회전하면서 제1인풋 링크(213)도 동일한 방향으로 회전할 수 있다. 그리고 제1인풋 링크(213)의 동작에 따라 제2인풋 링크(214)도 회전하면서 제2인풋 링크(214)에 연결된 파지부(230)가 이동할 수 있다.

제1인풋 링크(213)는 연결 부재(212)가 회전함에 따라 회전하며, 제1인풋 링크(213)의 일단은 제2인풋 링크(214)의 일단에 회전 가능하게 연결될 수 있다. 또한 제2인풋 링크(214)의 타단은 후술하는 이동 블록(234)의 일측에 회전 가능하게 연결될 수 있다.

리니어 가이드(220)는 핑거(200)의 평행 파지 동작을 구현한다. 리니어 가이드(220)는 한 쌍의 핑거(200)가 그리퍼(10)의 폭 방향(X축 방향)으로 이동하되, 길이 방향(Y축 방향)이나 높이 방향(Z축 방향)으로 이동하지 않도록 가이드할 수 있다. 일 실시예로 도 2에 나타낸 바와 같이, 리니어 가이드(220)는 베이스(100)를 기준으로 양측에 한 쌍 배치될 수 있다. 또한 한 쌍의 리니어 가이드(220)는 한 쌍의 구동부(210) 위에 대응되도록 배치될 수 있다. 각각의 리니어 가이드(220)에는 파지부(230)의 파지 블록(231)이 결합될 수 있다. 파지 블록(231)이 리니어 가이드(220)를 따라 슬라이딩하면서 파지부(230)가 폭 방향으로 이동할 수 있다.

한 쌍의 리니어 가이드(220)는 베이스(100)를 기준으로 폭 방향으로 이격되어 있다. 따라서 베이스(100)가 한 쌍의 파지부(230)의 평행 파지 동작 시 이동 거리를 제한할 수 있다.

파지부(230)는 구동부(210)에 의해 이동하면서 물체를 직접 파지하거나 릴리즈한다. 파지부(230)는 한 쌍 구비되며 한 쌍의 구동부(210) 및 한 쌍의 리니어 가이드(220)와 각각 연결될 수 있다.

일 실시예로 파지부(230)는 리니어 가이드(220)와 연결되어 리니어 가이드(220)를 따라 슬라이딩 가능한 파지 블록(231), 파지 블록(231)의 일측에 승강 가능하게 배치되며 일측이 하나 이상의 인풋 링크(213, 214)와 연결되는 이동 블록(234), 이동 블록(234)을 소정의 탄성력으로 가압하는 탄성 부재(235), 일단이 파지 블록(231)에 연결되는 제1적응형 링크(232) 및 일단이 이동 블록(234)의 타측과 연결되고 타단이 제1적응형 링크(232)와 연결되는 제2적응형 링크(233)를 포함할 수 있다.

일 실시예로 파지부(230)는 파지 블록(231), 제1적응형 링크(232), 제2적응형 링크(233), 이동 블록(234), 탄성 부재(235) 및 승강 가이드(236)를 포함할 수 있다.

파지 블록(231)은 구동부(210)의 동작에 따라 리니어 가이드(220)를 따라 이동하면서 파지부(230)를 물체를 향해 이동시키거나 물체에서 이격시킨다. 파지 블록(231)은 하부가 리니어 가이드(220)를 따라 슬라이딩 가능하도록 연결되며 물체를 향하는 내측면이 평평하게 형성될 수 있다. 일 실시예로 파지 블록(231)은 내측면에 고무 패드 또는 요철과 같이 마찰력을 증가시키기 위한 부재를 더 포함할 수 있다.

일 실시예로 파지 블록(231)은 리니어 가이드(220)에 연결되어 있는 제1부분 및 상기 제1부분에 연결되어 있는 제2부분을 포함할 수 있다. 상기 제2부분이 상기 제1부분에 대해 회전 가능하게 배치됨으로써 파지부(230)의 회전 동작이 이루어질 수 있다. 일 실시예로 액추에이터(211)가 한 쌍의 파지부(230)가 서로 이격하도록 작동하면 파지 블록(231)이 리니어 가이드(220)의 외측 단부까지 접근하게 된다. 이 상태에서 액추에이터(211)가 계속 작동하게 되면 제1인풋 링크(213) 및 제2인풋 링크(214)가 외측으로 더욱 회전하게 되고, 제2인풋 링크(214)와 결합된 제2적응형 링크(233)도 외측으로 회전하게 된다. 따라서 제1적응형 링크(232)가 외측으로 회전함에 따라 파지 블록(231)의 상기 제2부분이 상기 제1부분에 대해 외측으로 회전하는 플리핑(flipping) 동작을 구현할 수 있다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 상기 제1부분과 상기 제2부분은 조인트 J3를 중심으로 회전 가능하게 연결될 수 있다.

일 실시예로 파지 블록(231)은 구동부(210)가 작동함에 따라 리니어 가이드(220)를 따라 슬라이딩하면서 평행 파지 동작을 구현하되, 파지 블록(231)과 물체의 접촉 상태에 따라 이동 블록(234)이 승강하면서 제1적응형 링크(232) 및 제2적응형 링크(233)가 회전하여 물체를 파지하는 적응형 파지 동작을 구현할 수 있다.

제1적응형 링크(232)는 파지 블록(231)의 양 측면에 적어도 1개 배치되어 물체를 파지한다. 일 실시예로 제1적응형 링크(232)는 파지 블록(231)의 양 측면에 한 쌍 배치될 수 있다. 제1적응형 링크(232)는 일단이 파지 블록(231)의 측면에 회전 가능하게 연결되며 타단이 제2적응형 링크(233)의 일단에 회전 가능하게 연결될 수 있다. 일 실시예로 제1적응형 링크(232)는 조인트 J1을 중심으로 파지 블록(231)에 회전 가능하게 연결될 수 있다. 또한 제1적응형 링크(232)는 제2적응형 링크(233)의 외측에 배치될 수 있다.

제1적응형 링크(232)는 평행 파지 동작 시에는 파지 블록(231)에 대해 움직이지 않고 파지 블록(231)과 함께 물체를 파지하거나 물체와 접촉하지 않을 수 있다. 반면 제1적응형 링크(232)는 적응형 파지 동작 시에는 물체와 접촉함에 따라 파지 블록(231)에 대해 움직이면서 물체를 향해 회전할 수 있다. 따라서 한 쌍의 제1적응형 링크(232)가 물체를 파지한 상태에서 베이스(100)를 향해 끌어당길 수 있다.

제2적응형 링크(233)는 파지 블록(231)의 양 측면에 적어도 1개 배치되어 물체를 파지한다. 일 실시예로 제2적응형 링크(233)는 파지 블록(231)의 양 측면에 한 쌍 배치될 수 있다. 제2적응형 링크(233)는 일단이 제1적응형 링크(232)의 타단에 회전 가능하게 연결되며 타단이 이동 블록(234)의 타측에 회전 가능하게 연결될 수 있다. 도 5에 나타낸 바와 같이, 제2적응형 링크(233)의 타단이 이동 블록(234)에 연결되는 위치는 제2인풋 링크(214)의 타단이 이동 블록(234)에 연결되는 위치와 다를 수 있다. 일 실시예로 제2적응형 링크(233)의 타단이 이동 블록(234)에 연결되는 위치는 제2인풋 링크(214)의 타단이 이동 블록(234)에 연결되는 위치보다 아래에 형성될 수 있다. 일 실시예로 제2적응형 링크(233)는 조인트 J2를 중심으로 이동 블록(234)에 회전 가능하게 연결될 수 있다. 또한 제2적응형 링크(233)는 제1적응형 링크(232)의 외측에 배치될 수 있다.

제2적응형 링크(233)는 평행 파지 동작 시에는 파지 블록(231)에 대해 움직이지 않고 파지 블록(231)과 함께 물체를 파지하거나 물체와 접촉하지 않을 수 있다. 반면 제2적응형 링크(233)는 적응형 파지 동작 시에는 회전하여 제1적응형 링크(232)가 물체를 향해 회전하도록 할 수 있다.

일 실시예로 제1적응형 링크(232) 및 제2적응형 링크(233)는 분리된 별개의 부재로서, 모두 강체로 이루어질 수 있다.

이동 블록(234)은 탄성 부재(235)와 함께 제1적응형 링크(232)와 제2적응형 링크(233)의 평행 파지 동작 및 적응형 파지 동작을 구현한다. 이동 블록(234)은 파지 블록(231)의 일측에 파지 블록(231)의 길이 방향을 따라 승강 가능하게 배치될 수 있다. 도 3에 나타낸 바와 같이 파지 블록(231)은 뒷면이 함몰되어 소정의 공간을 가지며, 해당 공간에 이동 블록(234)이 승강 가이드(236)를 따라 승강 가능하게 배치될 수 있다. 또한 승강 가이드(236)에는 소정의 탄성력을 갖도록 미리 변형된 상태의 탄성 부재(235)가 배치되어 소정의 탄성력으로 이동 블록(234)을 가압할 수 있다.

이동 블록(234)의 일측은 제2인풋 링크(214)와 연결되고 타측은 제2적응형 링크(233)와 연결될 수 있다. 액추에이터(211)가 작동하여 제2인풋 링크(214)가 움직일 때, 제2인풋 링크(214)가 이동 블록(234)에 가하는 힘이 탄성 부재(235)의 탄성력보다 작을 경우, 이동 블록(234)은 승강하지 않는다. 따라서 이동 블록(234)과 연결된 제2적응형 링크(233) 및 제2적응형 링크(233)와 연결된 제1적응형 링크(232)도 움직이지 않는다. 그리고 파지 블록(231)만 리니어 가이드(220)를 따라 슬라이딩하면서 평행 파지 동작을 구현한다.

반면 제2인풋 링크(214)가 이동 블록(234)에 가하는 힘이 탄성 부재(235)의 탄성력보다 클 경우, 이동 블록(234)은 탄성 부재(235)를 압축하면서 승강 가이드(236)를 따라 위로 상승한다. 따라서 이동 블록(234)과 연결된 제2적응형 링크(233) 및 제2적응형 링크(233)와 연결된 제1적응형 링크(232)도 움직이게 된다. 그리고 파지 블록(231)이 리니어 가이드(220)를 따라 슬라이딩할 때, 제1적응형 링크(232) 및 제2적응형 링크(233)가 물체를 향해 회전하면서 적응형 파지 동작을 구현한다.

다음 도 4, 도 6 및 도 7, 도 10 및 도 11을 참조하여 일 실시예에 따른 그리퍼(10)의 평행 파지 동작을 설명한다. 도 6 및 도 7, 도 10 및 도 11은 설명의 편의를 위해 한 쌍의 핑거(200) 중 1개만을 나타냈고, 나머지 1개의 핑거(200)도 동일한 방식으로 작동할 수 있다.

물체(O)가 한 쌍의 핑거(200) 사이에 배치된 상태에서 구동부(210)의 액추에이터(211)가 작동한다. 여기서 물체(O)는 핑거(200)와 마주하는 면이 평평한 형상을 가지며, 파지 블록(231), 제1적응형 링크(232) 및 제2적응형 링크(233)의 폭을 합친 면적보다 큰 접촉면을 가질 수 있다. 액추에이터(211)가 작동함에 따라 액추에이터(211)와 연결된 연결 부재(212)가 회전하면서 제1인풋 링크(213) 및 제2인풋 링크(214)가 회전한다. 제2인풋 링크(214)의 타단은 이동 블록(234)과 연결되어 있으며, 이동 블록(234)은 도 10에 나타낸 바와 같이 위로는 탄성 부재(235)를 가압하는 힘 Fact를 가하고 측면으로는 힘 F를 가할 수 있다. 파지 블록(231)이 물체(O)를 접촉하기 전까지 힘 F의 방향에 반대 방향으로 이동 블록(234)에 가해지는 힘이 없으므로 파지 블록(231)은 리니어 가이드(220)를 따라 물체(O)를 향해 슬라이딩할 수 있다. 또한 여기서 힘 Fact는 탄성 부재(235)의 탄성력보다 작을 수 있다. 그리고 파지 블록(231)이 물체(O)와 접촉하여 평행 파지 동작이 구현될 수 있다.

다음 도 5, 도 8 및 도 9, 도 12 및 도 13을 참조하여 일 실시예에 따른 그리퍼(10)의 평행 파지 동작을 설명한다. 도 8 및 도 9, 도 12 및 도 13은 설명의 편의를 위해 한 쌍의 핑거(200) 중 1개만을 나타냈고, 나머지 1개의 핑거(200)도 동일한 방식으로 작동할 수 있다.

물체(O)가 한 쌍의 핑거(200) 사이에 배치된 상태에서 구동부(210)의 액추에이터(211)가 작동한다. 여기서 물체(O)는 핑거(200)와 마주하는 부분이 굴곡진 형상을 가질 수 있다.

액추에이터(211)가 작동함에 따라 액추에이터(211)와 연결된 연결 부재(212)가 회전하면서 제1인풋 링크(213) 및 제2인풋 링크(214)가 회전한다. 제2인풋 링크(214)의 타단은 이동 블록(234)과 연결되어 있고, 평행형 파지 동작과 마찬가지로 파지 블록(231)이 물체(O)와 접촉하기 전까지는 파지 블록(231)은 리니어 가이드(220)를 따라 물체(O)를 향해 슬라이딩할 수 있다.

이후 파지 블록(231)이 물체(O)와 접촉하면, 도 12에 나타낸 바와 같이 이동 블록(234)은 도 12에 나타낸 바와 같이 위로는 탄성 부재(235)를 가압하는 힘 Fact를 가하고 측면으로는 힘 Fcontact를 가할 수 있다. 이때 파지 블록(231)만 물체(O)와 접촉하고, 한 쌍의 제1적응형 링크(232) 및 한 쌍의 제2적응형 링크(233)는 물체(O)와 접촉하지 않을 수 있다. 이 상태에서 도 13에 나타낸 바와 같이 액추에이터(211)가 계속 작동하면 제2인풋 링크(214)에서 이동 블록(234)로 전달되는 힘에 의해 이동 블록(234)이 탄성 부재(235)를 가압하면서 위로 상승하게 된다. 그리고 이동 블록(234)에 연결되어 있는 제2적응형 링크(233)가 회전하면서 제1적응형 링크(232)가 물체(O)를 향해 회전하여 물체(O)를 파지함으로써, 적응형 파지 동작이 구현될 수 있다.

이와 같은 구성을 통해 일 실시예에 따른 그리퍼(10)는 평행 파지 동작과 적응형 파지 동작을 모두 구현하여 다양한 형상과 크기의 물체를 파지할 수 있다. 또한 일 실시예에 따른 그리퍼(10)는 핑거(200)의 움직임이 평행 파지 동작을 기반으로 하여 구현되며, 물체의 형상과 크기에 따라 적응형 파지 동작이 선택적으로 구현됨으로써, 종래 평행 그리퍼에 비해 그리퍼 스트로크를 더 크게 가져갈 수 있다. 또한 일 실시예에 따른 그리퍼(10)는 핑거(200)의 움직임이 평행 파지 동작을 기반으로 하여 구현되기 때문에 핑거(200)의 팁, 즉 파지 블록(231)의 팁이 곡선이 아닌 직선 형태로 움직여 핑거(200)가 파지 동작 시 물체를 향해 돌출되지 않도록 할 수 있다. 따라서 핑거(200)와 물체의 간섭 가능성을 줄일 수 있다.

일 실시예에 따른 그리퍼(10)는 평행 파지 동작과 적응형 파지 동작을 구현할 때, 핑거(200)의 단부가 직선을 그리며 이동할 수 있다. 도 5 및 도 6에 나타낸 바와 같이, 핑거(200)의 단부, 즉 파지 블록(231)의 상단이 평행 파지 동작을 구현할 때 그리는 궤적은 직선(그리퍼(10)의 폭 방향과 평행한 직선)일 수 있다. 마찬가지로 도 9 및 도 10에 나타낸 바와 같이, 핑거(200)의 단부, 즉 파지 블록(231)의 상단이 평행 파지 동작을 구현할 때 그리는 궤적도 직선(그리퍼(10)의 폭 방향과 평행한 직선)일 수 있다. 따라서 일 실시예에 따른 그리퍼(10)는 평행 파지 동작이든 적응형 파지 동작이든 핑거(200)의 단부가 그리퍼(10)의 길이 방향으로 인입 또는 인출되지 않고 일정한 위치에서 물체를 파지할 수 있어 반복 재현성과 신뢰성이 높으며, 그리퍼(10)가 물체나 지면 또는 기타 다른 장치 등과 간섭하지 않도록 할 수 있다.

도 14 내지 도 15는 다른 실시예에 따른 그리퍼(10A)를 나타낸다.

도 14 내지 도 15에 따른 그리퍼(10A)는 전술한 실시예에 따른 그리퍼(10)와 비교했을 때, 석션 컵(300A)을 더 포함할 수 있다. 그리퍼(10A)의 다른 구성은 그리퍼(10)와 동일하며 동일한 구성에 대해서는 상세한 설명을 생략한다. 이하에서는 설명의 편의를 위해 석션 컵(300A)을 중심으로 설명한다.

일 실시예로 그리퍼(10A)는 한 쌍의 핑거(200A) 사이에 위치하도록 베이스(100A)의 일측에 배치되며 물체를 향해 전후진 가능한 석션 컵(300A)을 더 포함하고, 한 쌍의 핑거(200A)는 각각 석션 컵(300A)에서 멀어지는 방향으로 외측으로 회전 가능할 수 있다.

그리퍼(10A)는 베이스(100A), 베이스(100A)의 양측에 배치되는 한 쌍의 핑거(200A) 및 베이스(100A)의 일면에 한 쌍의 핑거(200A) 사이에 배치되는 석션 컵(300A)을 포함할 수 있다. 즉, 그리퍼(10A)는 물체를 파지하기 위해 핑거(200A)뿐만 아니라 석션 컵(300A)을 이용할 수 있는 하이브리드 그리퍼이다.

석션 컵(300A)은 도시하지 않은 음압원에 의해 연결되며 별도의 구동부를 통해 전진 및 후진할 수 있다. 석션 컵(300A)은 텔레스코픽 구조 또는 기어 구조 등과 같은 길이 조절이 가능한 구조를 포함할 수 있다. 석션 컵(300A)이 물체를 향해 전진하여 물체와 접촉하면 상기 음압원이 작동하여 석션 컵(300A)이 물체를 흡착할 수 있다. 석션 컵(300A)은 베이스(100A) 또는 로봇 암(20) 등에 구비된 구동부에 의해 한 쌍의 핑거(200A) 사이에서 길이 방향(Y축 방향)으로 이동할 수 있다.

일 실시예로 그리퍼(10A)는 핑거(200A)와 석션 컵(300A) 모두를 이용해 물체를 파지할 수 있다. 이 경우, 석션 컵(300A)이 먼저 전진하여 한 쌍의 핑거(200A)의 단부보다 더 앞으로 돌출된 상태에서 물체를 파지하고, 다시 후진한 상태에서 한 쌍의 핑거(200A)가 물체를 파지할 수 있다. 핑거(200A)와 석션 컵(300A) 모두를 이용하는 경우, 물체의 크기는 한 쌍의 핑거(200A) 간의 최대 이격 거리보다 작을 수 있다.

또는 그리퍼(10A)는 핑거(200A)만을 이용해 물체를 파지할 수 있다. 이 경우, 석션 컵(300A)은 베이스(100A)를 향해 가장 길이가 짧아진 상태를 유지할 수 있다.

또는 그리퍼(10A)는 석션 컵(300A)만을 이용해 물체를 파지할 수 있다. 이 경우 한 쌍의 핑거(200A)는 물체와 간섭하지 않도록 이동하는 플리핑 동작을 구현해, 석션 컵(300A)이 물체를 파지할 수 있는 충분한 공간을 확보할 수 있다. 일 실시예로 도 15에 나타낸 바와 같이, 석션 컵(300A)이 물체를 파지하기 위해 전진하기 전에 한 쌍의 핑거(200A)가 각각 바깥쪽으로 회전할 수 있다. 액추에이터(211A)에 의해 연결 부재(212A)가 작동하여 제1인풋 링크(213A) 및 제2인풋 링크(214A)가 회전하게 되고 제2인풋 링크(214A)와 연결된 파지부(230A)가 바깥쪽으로 회전하게 된다. 이때 파지 블록(231A)의 일부는 리니어 가이드(220A)에 결합된 상태이며, 나머지 일부는 리니어 가이드(220A)에 결합된 부분에 대해 회전 가능하게 구성될 수 있다. 그리고 도 15에 나타낸 바와 같이, 각각의 파지부(230A)는 파지 블록(231A)이 바깥쪽으로 회전할 수 있다. 따라서 한 쌍의 핑거(200A) 사이에 충분한 공간이 형성되어, 파지하고자 하는 물체가 한 쌍의 핑거(200A) 사이의 거리보다 크더라도 물체가 핑거(200A)와 간섭하지 않고 석션 컵(300A)에 의해 지지될 수 있다.

도 16은 또 다른 실시예에 따른 핑거(200B)를 나타내고, 도 17a 및 도 17b는 다른 실시예에 따른 제1적응형 링크를 나타낸다.

도 16에 따른 핑거(200B)는 전술한 실시예에 따른 핑거(200)와 비교했을 때, 파지부(230B)의 구성이 상이할 수 있다. 핑거(200B)의 다른 구성은 핑거(200)와 동일하며 동일한 구성에 대해서는 상세한 설명을 생략한다. 이하에서는 설명의 편의를 위해 파지부(230B)를 중심으로 설명한다.

핑거(200B)는 구동부(210B), 리니어 가이드(220B) 및 파지부(230B)를 포함할 수 있다. 파지부(230B)는 파지 블록(231B), 제1적응형 링크(232B), 제2적응형 링크(233B), 이동 블록(234B), 탄성 부재(235B) 및 승강 가이드(236B)를 포함할 수 있다.

일 실시예로 핑거(200)의 제1적응형 링크(232) 및 제2적응형 링크(233)가 모두 강체인 것과 달리, 핑거(200B)의 제1적응형 링크(232B)는 플렉서블한 재질로 이루어지고, 제2적응형 링크(233B)는 강체일 수 있다. 일 실시예로 제1적응형 링크(232B)는 고무 등과 같은 탄성 재질로 이루어진 블록 또는 탄성이 있는 벨트 등으로 이루어질 수 있다. 핑거(200B)가 적응형 파지 동작을 실시할 때, 제1적응형 링크(232B)가 물체와 접촉하면서 물체의 외형에 맞게 변형될 됨으로써 제1적응형 링크(232B)가 물체와 접촉하는 면적을 넓힐 수 있다. 따라서 제1적응형 링크(232B)가 물체를 안정적으로 파지할 수 있다. 또한 제2적응형 링크(233B)는 강체로서 제1적응형 링크(232B)를 물체에 대해 강하게 가압할 수 있다.

도 16에는 제1적응형 링크(232B)가 긴 직육면체 형상을 갖는 것으로 나타냈으나 제1적응형 링크(232B)는 그 외에도 다양한 형상을 가질 수 있다.

일 실시예로 도 17a에 나타낸 바와 같이, 제1적응형 링크(232B-1)는 허니컴(honeycomb) 구조(2321B-1)를 가질 수 있다. 제1적응형 링크(232B-1)는 고무 등과 같은 변형 가능한 탄성 재질로 이루어지며, 내부에 허니컴 구조(2321B-1)를 가짐으로써 우수한 복원력을 가질 수 있다. 따라서 물체를 파지할 때는 제1적응형 링크(232B-1)가 물체의 형상에 맞게 복원되고, 이후 물체를 릴리즈하면 제1적응형 링크(232B-1)가 원래의 형태로 빠르게 복귀할 수 있다.

다른 실시예로 도 17b에 나타낸 바와 같이, 제1적응형 링크(232B-2)는 옥세틱(auxetic) 구조(2321B-2)를 가질 수 있다. 제1적응형 링크(232B-2)는 고무 등과 같은 변형 가능한 탄성 재질로 이루어지며, 내부에 옥세틱 구조(2321B-2)를 가짐으로써 우수한 복원력을 가질 수 있다. 따라서 물체를 파지할 때는 제1적응형 링크(232B-1)가 물체의 형상에 맞게 복원되고, 이후 물체를 릴리즈하면 제1적응형 링크(232B-1)가 원래의 형태로 빠르게 복귀할 수 있다.

도 17b에는 모래시계와 유사한 구조가 반복되는 요각 허니컴(re-entrant honeycomb) 구조를 나타냈으나, 이 외에도 옥세틱 구조(2321B-2)는 카이럴 허니컴(chiral honeycomb) 구조, 성망 허니컴 토폴로지(star-shaped honeycomb topology), 이중 화살촉 허니컴 토폴로지(double arrow head honeycomb topology), 분자형 구조, 사인형 격자 등 다양한 형상의 옥세틱 구조를 가질 수 있다.

도 18은 또 다른 실시예에 따른 핑거(200C)를 나타내고, 도 19a 내지 도 19c는 다른 실시예에 따른 제1적응형 링크(232C, 232C-1, 232C-2) 및 제2적응형 링크(233C, 233C-1, 233C-2)를 나타낸다.

도 18에 따른 핑거(200C)는 전술한 실시예에 따른 핑거(200)와 비교했을 때, 파지부(230C)의 구성이 상이할 수 있다. 핑거(200C)의 다른 구성은 핑거(200)와 동일하며 동일한 구성에 대해서는 상세한 설명을 생략한다. 이하에서는 설명의 편의를 위해 파지부(230C)를 중심으로 설명한다.

핑거(200C)는 구동부(210C), 리니어 가이드(220C) 및 파지부(230C)를 포함할 수 있다. 파지부(230C)는 파지 블록(231C), 제1적응형 링크(232C), 제2적응형 링크(233C), 이동 블록(234C), 탄성 부재(235C) 및 승강 가이드(236C)를 포함할 수 있다.

일 실시예로 핑거(200)의 제1적응형 링크(232) 및 제2적응형 링크(233)가 분리된 서로 다른 부재인 것과 달리, 핑거(200C)의 제1적응형 링크(232C) 및 제2적응형 링크(233C)는 일체로 이루어진 단일 피스일 수 있다. 또한 제1적응형 링크(232C) 및 제2적응형 링크(233C)는 고무 등과 같은 변형 가능한 탄성 재질로 이루어질 수 있다.

도 18에 나타낸 바와 같이, 제1적응형 링크(232C)의 일단은 파지 블록(231C)에 회전 가능하게 연결되며 타단은 제2적응형 링크(233C)의 타단과 일체로 연결될 수 있다. 또한 제2적응형 링크(233C)의 일단은 구동부(210C)의 링크에 회전 가능하게 연결될 수 있다. 이와 같이 제1적응형 링크(232C) 및 제2적응형 링크(233C)가 일체로 형성되고, 모두 변형 가능한 재질로 이루어짐으로써 제1적응형 링크(232C)가 물체와 접촉하여 변형될 때 제2적응형 링크(233C)도 소정의 변위를 갖고 변형될 수 있다. 따라서 제1적응형 링크(232C) 및 제2적응형 링크(233C)가 물체를 균일한 힘으로 안정적으로 파지할 수 있다. 또한 제2적응형 링크(233C)도 강체가 아닌 변형 가능한 탄성 재질로 이루어짐으로써 파지 동작 중 제1적응형 링크(232C)와 제2적응형 링크(233C)의 과도한 간섭을 방지할 수 있다.

도 19a에 나타낸 바와 같이, 제1적응형 링크(232C)는 복수 개의 돌기(2321C)를 포함할 수 있다. 복수 개의 돌기는 제1적응형 링크(232C)가 물체와 접촉하는 면의 반대면에 동일 또는 서로 다른 간격으로 배치될 수 있다. 제1적응형 링크(232C)가 물체와 접촉하면서 복수 개의 돌기(2321C)가 물체의 형상에 따라 구부러지거나 펼쳐져, 제1적응형 링크(232C)의 동작을 구현할 수 있다.

제1적응형 링크(232C)는 제2적응형 링크(233C)와 연결되는 연결단(2322C)을 포함할 수 있다. 도 19a에 나타낸 바와 같이, 연결단(2322C)을 기준으로 일측으로 제1적응형 링크(232C)가 연장되고 타측으로 제2적응형 링크(233C)가 연결될 수 있다.

제1적응형 링크(232C)와 제2적응형 링크(233C) 사이에는 이격 영역(2323C)에 형성될 수 있다. 이격 영역(2323C)은 제1적응형 링크(232C)와 제2적응형 링크(233C)가 파지 동작 중 과도하게 간섭하지 않도록 할 수 있다. 또한 파지 블록(231C)의 일측에 지지핀이 배치되고, 상기 지지핀이 이격 영역(2323C)에 삽입되어 제1적응형 링크(232C)와 제2적응형 링크(233C)를 지지할 수 있다.

제2적응형 링크(233C)는 절개 영역(2331C)을 포함할 수 있다. 절개 영역(2331C)은 제2적응형 링크(233C)의 내측에 형성될 수 있다. 절개 영역(2331C)은 제2적응형 링크(233C)의 강성을 줄여, 제1적응형 링크(232C)가 물체와 접촉하여 힘을 받을 때, 제2적응형 링크(233C)가 적절히 변형되도록 할 수 있다.

다른 실시예로 제1적응형 링크(232C-1)는 도 19b에 나타낸 바와 같은 형상을 가질 수 있다. 제1적응형 링크(232C-1)는 제1연결단(2321C-1), 접촉부(2322C-1) 및 제2연결단(2323C-1)을 포함할 수 있다. 제1연결단(2321C-1) 및 제2연결단(2323C-1)은 길이 방향으로 제1적응형 링크(232C-1)의 일측과 타측에 서로 이격하여 배치되어 제2적응형 링크(233C-1)와 연결될 수 있다. 제1적응형 링크(232C-1)의 상부에는 접촉부(2322C-1)가 돌출될 수 있다. 접촉부(2322C-1)는 길이 방향으로 제1적응형 링크(232C-1)가 물체와 접촉하는 면적을 넓혀, 제1적응형 링크(232C-1)가 물체를 안정적으로 파지할 수 있도록 한다.

제2적응형 링크(233C-1)는 제1절개 영역(2331C-1) 및 제2절개 영역(2332C-1)을 포함할 수 있다. 제1절개 영역(2331C-1)은 제2적응형 링크(233C-1)의 내측에 형성될 수 있다. 제1절개 영역(2331C-1)은 제2적응형 링크(233C-1)의 강성을 줄여, 제1적응형 링크(232C-1)가 물체와 접촉하여 힘을 받을 때, 제2적응형 링크(233C-1)가 적절히 변형되도록 할 수 있다. 제2절개 영역(2332C-1)은 제1연결단(2321C-1) 및 제2연결단(2323C-1) 사이에 형성되며, 제1적응형 링크(232C-1) 및 제2적응형 링크(233C-1)의 강성을 줄여 제1적응형 링크(232C-1)가 물체와 접촉하여 힘을 받을 때, 제1적응형 링크(232C-1) 및 제2적응형 링크(233C-1)가 적절히 변형되도록 할 수 있다.

다른 실시예로 한 쌍의 제1적응형 링크(232C-2) 및 한 쌍의 제2적응형 링크(233C-2)는 각각 서로 연결될 수 있다. 도 19c에 나타낸 바와 같이, 한 쌍의 제1적응형 링크(232C-2)와 한 쌍의 제2적응형 링크(233C-2)는 파지 블록(231C)의 양측에 각각 배치될 수 있다. 또한 한 쌍의 제1적응형 링크(232C-2)의 후방에는 복수 개의 돌기(2321C-2)가 배치될 수 있다. 한 쌍의 제1적응형 링크(232C-2)와 한 쌍의 제2적응형 링크(233C-2)의 각각의 상부는 연결부(237C-2)를 통해 서로 연결될 수 있다. 따라서 도 19c에 나타낸 바와 같이, 한 쌍의 제1적응형 링크(232C-2) 및 한 쌍의 제2적응형 링크(233C-2)를 파지 블록(231C)의 위에 장착하는 형태로 구현할 수 있다. 연결부(237C-2)의 내측면은 파지 블록(231C)의 내측면과 동일한 평면 상에 배치되어 파지 블록(231C)과 함께 물체를 파지할 수 있다. 연결부(237C-2)는 파지 블록(231C)보다 위로 돌출되어 있어 물체를 파지하는 면적을 넓힐 수 있다. 또한 연결부(237C-2)는 한 쌍의 제1적응형 링크(232C-2)와 한 쌍의 제2적응형 링크(233C-2)를 서로 연결함으로써 내구성을 높이고 한 쌍의 제1적응형 링크(232C-2)와 한 쌍의 제2적응형 링크(233C-2)가 파지 블록(231C)에 안정적으로 장착될 수 있도록 한다.

이와 같이 도면에 도시된 실시예를 참고로 본 발명을 설명하였으나, 이는 예시에 불과하다. 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 갖는 자라면 실시예로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 충분히 이해할 수 있다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위에 기초하여 정해져야 한다.

1: 로봇
10: 그리퍼
20: 로봇 암
30: 컨트롤러
100: 베이스
200: 핑거
210: 구동부
220: 리니어 가이드
230: 파지부

Claims

베이스;
상기 베이스의 양측에 각각 배치되는 한 쌍의 핑거;를 포함하고,
상기 한 쌍의 핑거는 각각
액추에이터 및 상기 액추에이터에 의해 이동하는 하나 이상의 인풋 링크를 포함하는 구동부;
리니어 가이드; 및
상기 리니어 가이드와 연결되며 상기 하나 이상의 인풋 링크에 의해 이동 가능한 파지부를 포함하고,
상기 파지부는 상기 구동부가 작동하면 단부의 궤적이 상기 리니어 가이드의 이동 방향과 평행한 직선을 그리도록 상기 리니어 가이드를 따라 평행하게 이동하는 평행형 파지 동작을 구현하고,
상기 파지부는 물체와 접촉하기 전까지 평행형 파지 동작을 실시하며, 물체와 접촉 위치에 따라 적어도 일부가 물체를 감싸도록 회전하는 적응형 파지 동작을 실시하고,
상기 파지부는
상기 리니어 가이드의 길이 방향과 평행하게 슬라이딩하며 물체를 상기 리니어 가이드의 길이 방향으로 지지하는 파지 블록; 및
상기 파지 블록의 양 측면 중 적어도 하나에 연결되며, 물체와 접촉 위치에 따라 물체를 향해 상기 파지 블록에 대해 회전하는 하나 이상의 적응형 링크;를 포함하고,
상기 파지 블록은 상단이 상기 하나 이상의 적응형 링크의 상단보다 위에 있는, 그리퍼.
베이스;
상기 베이스의 양측에 각각 배치되는 한 쌍의 핑거;를 포함하고,
상기 한 쌍의 핑거는 각각
액추에이터 및 상기 액추에이터에 의해 이동하는 하나 이상의 인풋 링크를 포함하는 구동부;
리니어 가이드; 및
상기 리니어 가이드와 연결되며 상기 하나 이상의 인풋 링크에 의해 이동 가능한 파지부를 포함하고,
상기 파지부는 상기 구동부가 작동하면 단부의 궤적이 직선을 그리도록 상기 리니어 가이드를 따라 평행하게 이동하고,
상기 파지부는
상기 리니어 가이드와 연결되어 상기 리니어 가이드를 따라 슬라이딩 가능한 파지 블록;
상기 파지 블록의 일측에 승강 가능하게 배치되며 일측이 상기 하나 이상의 인풋 링크와 연결되는 이동 블록;
상기 이동 블록을 소정의 탄성력으로 가압하는 탄성 부재;
일단이 상기 파지 블록에 연결되는 제1적응형 링크; 및
일단이 상기 이동 블록의 타측과 연결되고 타단이 상기 제1적응형 링크와 연결되는 제2적응형 링크;를 포함하는, 그리퍼.
제2항에 있어서,
상기 파지 블록은 상기 구동부가 작동함에 따라 상기 리니어 가이드를 따라 슬라이딩하면서 평행 파지 동작을 구현하되, 상기 파지 블록과 물체의 접촉 상태에 따라 상기 이동 블록이 승강하면서 상기 제1적응형 링크 및 상기 제2적응형 링크가 회전하여 물체를 파지하는 적응형 파지 동작을 구현하는, 그리퍼.
제2항에 있어서,
상기 제1적응형 링크는 물체와 접촉함에 따라 변형 가능한 탄성 가능한 재질로 이루어지는, 그리퍼.
제1항에 있어서,
상기 그리퍼는 상기 한 쌍의 핑거 사이에 위치하도록 상기 베이스의 일측에 배치되며 물체를 향해 전후진 가능한 석션 컵을 더 포함하고,
상기 한 쌍의 핑거는 각각 상기 석션 컵에서 멀어지는 방향으로 외측으로 회전 가능한, 그리퍼.