KR102641820B1 - Robot gripper for manufacturing coffee beverage - Google Patents

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KR102641820B1
KR102641820B1 KR1020230117927A KR20230117927A KR102641820B1 KR 102641820 B1 KR102641820 B1 KR 102641820B1 KR 1020230117927 A KR1020230117927 A KR 1020230117927A KR 20230117927 A KR20230117927 A KR 20230117927A KR 102641820 B1 KR102641820 B1 KR 102641820B1
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KR
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robot
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beverage
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박노섭
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(주)플레토로보틱스
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Abstract

본 발명은 음료 제조용 로봇에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 핸들링 기능이 포함된 로봇암장치의 로봇암에 결합된 하나의 핑거부에 의해 컵, 컵뚜껑 등의 각기 다른 형상들에 관계없이 안정적으로 파지할 수 있는 그리퍼가 장착된 음료 제조용 로봇에 관한 것이다.
이러한 본 발명은 로봇암장치(100)의 로봇암(110) 단부에 회전 가능하게 결합되는 몸체부(2); 상기 몸체부(2)의 내측에 구비되며, 파지되는 대상물(120)의 외표면을 파지 및 파지 해제하는데 요구되는 동력을 제공하는 구동부(3); 상기 구동부(3)에 의해 작동되며, 파지되는 대상물(120)의 외표면을 파지 및 파지 해제하는 한 쌍의 핑거(41)를 포함하는 핑거부(4); 및 상기 핑거(41)의 외표면에 일정 간격 이격되어 끼워져 구비되되, 파지되는 대상물(120)을 탄성적으로 파지할 수 있도록 고정몸체부(51)의 일측에 형성되는 탄성부(53)가 형성된 복수의 탄성지지부(5);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
The present invention relates to a robot for beverage production, and more specifically, to a robot arm device with a handling function, which stably grips cups, cup lids, etc. regardless of their different shapes by a single finger coupled to the robot arm. It is about a beverage manufacturing robot equipped with a gripper that can
The present invention includes a body portion (2) rotatably coupled to the end of the robot arm (110) of the robot arm device (100); A driving unit 3 provided inside the body 2 and providing power required to grip and release the outer surface of the object 120 to be gripped; A finger part (4) that is operated by the driving part (3) and includes a pair of fingers (41) that grip and release the outer surface of the object to be gripped (120); And an elastic portion 53 is provided on the outer surface of the finger 41 at regular intervals and is formed on one side of the fixing body portion 51 to elastically grip the object 120 to be grasped. It is characterized in that it includes a plurality of elastic supports (5).

Description

음료 제조용 로봇{Robot gripper for manufacturing coffee beverage}Robot for manufacturing coffee beverage}

본 발명은 음료 제조용 로봇에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 핸들링 기능이 포함된 로봇암장치의 로봇암에 결합된 하나의 핑거부에 의해 컵, 컵뚜껑 등의 각기 다른 형상들에 관계없이 안정적으로 파지할 수 있는 그리퍼가 장착된 음료 제조용 로봇에 관한 것이다.The present invention relates to a robot for beverage production, and more specifically, to a robot arm device with a handling function, which stably grips cups, cup lids, etc. regardless of their different shapes by a single finger coupled to the robot arm. It is about a beverage manufacturing robot equipped with a gripper that can

최근 커피 등과 같은 음료에 대한 소비자의 관심이 계속적으로 증가하면서 커피 등과 같은 음료를 판매하는 카페(음표 판매 전문점) 또한 그 수가 점차 증가하고 있는 추세이다.Recently, as consumer interest in beverages such as coffee continues to increase, the number of cafes (stores specializing in music sales) that sell beverages such as coffee is also gradually increasing.

한편, 카페 운영비용 중 큰 비중을 차지하는 것 중의 하나가 인건비 지출이며, 인건비를 줄이기 위해 커피자판기와 같은 음료자판기와 무인 음료 제조 장치들이 제안되고 있다.Meanwhile, one of the major costs of cafe operation is labor costs, and beverage vending machines such as coffee vending machines and unmanned beverage manufacturing devices are being proposed to reduce labor costs.

이러한 무인 음료 제조 장치 중의 하나로, 대한민국 특허등록번호 제10-2093088호(명칭 : 무인 커피음료 제조시스템)에서는, 공보에 공지된 바와 같이, 내부에 제어실(110)이 형성되고, 상부에 컵 받침부(120)가 승강 가능하도록 형성되는 부스본체(100);상기 부스본체(100)의 전방에 설치되며, 주문자에 의해 입력된 커피음료 주문 정보를 핸들링 로봇(700)으로 전송하는 주문단말기(310); 상기 주문단말기(310)와 무선통신이 가능하도록 커피음료 주문용 애플리케이션이 설치되며, 상기 주문단말기(310)에 관한 정보를 전송받아 커피음료 메뉴 중에서 원하는 커피음료를 주문하고, 주문한 커피음료에 대한 결제처리를 수행하며, 주문번호 정보 확인 및 커피음료 인수 예약시간 정보를 입력할 수 있는 클라이언트 단말기(320); 상기 부스본체(100)의 상부에 설치되며, 커피음료를 추출하여 공급하는 자동 커피머신(400); 상기 부스본체(100)의 상부에 설치되며, 컵을 낱개씩 공급하는 컵 공급부(500); 상기 부스본체(100)의 상부에 설치되며, 다수의 컵 뚜껑이 적층되어 있는 컵 뚜껑 공급부(600); 상기 부스본체(100)의 상부에 설치되며, 상기 컵 공급부(500)에서 컵을 파지하여 배출한 후 자동 커피머신(400)으로 이동하여 주문한 커피음료를 컵에 담고, 컵을 컵 받침부(120)에 올려놓은 상태에서 상기 컵 뚜껑 공급부(600)에서 컵 뚜껑을 파지하여 배출한 후 이동하여 컵의 상부에 컵 뚜껑을 덮어주는 핸들링로봇(700);을 포함하고, 상기 컵 뚜껑 공급부(600)는 내부에 다수의 컵 뚜껑이 수용되고, 상부에 통공을 갖는 이탈방지 커버(611)가 결합되는 뚜껑수용체(610); 상기 이탈방지 커버(611)의 일측에 설치되어 컵 뚜껑의 분리를 감지하는 감지센서(620); 상기 뚜껑수용체(610)의 하부에 설치되어 컵 뚜껑을 적층되게 하는 받침판(630); 및 상기 감지센서(620)의 감지 신호에 의해 작동되어 상기 받침판(630)을 승강시키는 액추에이터(640);를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인 커피음료 제조시스템에 대해 개시되어 있다.As one of these unmanned beverage manufacturing devices, Republic of Korea Patent Registration No. 10-2093088 (name: unmanned coffee beverage manufacturing system), as known in the gazette, a control room 110 is formed inside, and a cup holder is provided at the top. A booth body 100 formed so that 120 can be raised and lowered; an order terminal 310 installed in front of the booth body 100 and transmitting coffee drink order information entered by the orderer to the handling robot 700 ; A coffee beverage ordering application is installed to enable wireless communication with the ordering terminal 310, and information on the ordering terminal 310 is transmitted to order a desired coffee beverage from the coffee beverage menu and pay for the ordered coffee beverage. A client terminal 320 that performs processing and can confirm order number information and input reservation time information for coffee beverage acquisition; An automatic coffee machine (400) installed on the upper part of the booth main body (100), which extracts and supplies coffee beverages; A cup supply unit 500 installed on the upper part of the booth main body 100 and supplying cups one by one; A cup lid supply unit 600 installed on the upper part of the booth main body 100 and in which a plurality of cup lids are stacked; It is installed on the upper part of the booth main body 100, and after grasping and discharging the cup from the cup supply unit 500, it moves to the automatic coffee machine 400, puts the ordered coffee drink in the cup, and places the cup in the cup holder 120. ), and a handling robot 700 that grips and discharges the cup lid from the cup lid supply unit 600 and then moves to cover the cup lid on the top of the cup while placed on the cup lid supply unit 600. A lid receptor 610 in which a plurality of cup lids are accommodated and a separation prevention cover 611 having a hole at the top is coupled thereto; A detection sensor 620 installed on one side of the anti-separation cover 611 to detect separation of the cup lid; A support plate 630 installed on the lower part of the lid receptor 610 to stack the cup lid; And an actuator 640 that is operated by a detection signal from the detection sensor 620 to raise and lower the support plate 630. An unmanned coffee beverage manufacturing system is disclosed, which includes a.

그러나, 종래의 핑거는 단순히 컵을 파지하거나 또는 파지 해제시키는 역할만 수행하므로 사용범위가 제한적이었다.However, conventional fingers only perform the role of simply gripping or releasing the cup, so their range of use was limited.

이러한 문제를 해결하기 위해 대한민국 특허등록번호 제10-2393983호(명칭 : 커피음료 제조용 로봇)에서는, 공보에 공지된 바와 같이, 핸들링 로봇(R)의 암(100) 단부에 회전 가능하게 결합되는 결합부(200); 상기 결합부(200)의 내측에 결합되며, 파지 대상물의 외면을 파지 및 파지 해제하는데 소요되는 동력을 제공하는 구동부(300); 상기 구동부(300)에 의해 작동되어 파지 대상물의 외면을 파지 및 파지 해제하며, 내측면에 복수의 파지면(410)이 형성되는 한 쌍의 핑거부(400); 및 상기 핑거부(400)의 외부에 일정 간격으로 삽입되어 탄성적으로 밀착되는 미끄럼방지부(500);를 포함하며, 상기 핑거부(400)의 파지면(410)은, 상기 핑거부(400)의 내측면 상부 둘레를 따라 형성되는 수직면(411)과 상기 수직면(411)의 하단에서 외측 방향으로 하향 경사지게 연장되는 경사면(412)으로 형성되고, 상기 결합부(200)를 시켜 상기 경사면(412)이 상부에 위치되고, 상기 수직면(411)이 하부에 위치된 상태에서 상기 경사면(412)으로 컵을 파지하여 커피머신으로부터 커피음료를 받고, 상기 결합부(200)를 회전시켜 상기 수직면(411)이 상부에 위치되고, 상기 경사면(412)이 하부에 위치된 상태에서 상기 경사면(412)으로 컵뚜껑을 파지히여 컵뚜껑을 컵의 상부에 결합시키며, 상기 결합부(200)를 회전시켜 상기 수직면(411)이 상부에 위치되고, 상기 경사면(412)이 하부에 위치된 상태에서 상기 수직면(411)에 의해 스팀피쳐의 외면이 파지되는 것을 특징으로 하는 커피음료 제조용 로봇에 대해 개시되어 있다.In order to solve this problem, in Republic of Korea Patent Registration No. 10-2393983 (name: robot for making coffee drinks), as known in the gazette, a rotatable combination is coupled to the end of the arm 100 of the handling robot (R). Wealth (200); A driving unit 300 coupled to the inside of the coupling unit 200 and providing power required to grip and release the outer surface of the object to be gripped; A pair of fingers 400 that are operated by the drive unit 300 to grip and release the outer surface of the gripping object, and a plurality of gripping surfaces 410 are formed on the inner surface; and an anti-slip part 500 that is inserted into the outside of the finger part 400 at regular intervals and elastically adheres to it, wherein the gripping surface 410 of the finger part 400 is attached to the finger part 400. ) is formed by a vertical surface 411 formed along the upper circumference of the inner surface and an inclined surface 412 extending downwardly from the bottom of the vertical surface 411 in an outward direction, and the inclined surface 412 is formed by the coupling portion 200. ) is located at the top, and the vertical surface 411 is positioned at the bottom, the cup is held by the inclined surface 412 to receive coffee beverage from the coffee machine, and the coupling portion 200 is rotated to rotate the vertical surface 411 ) is located at the top, and with the inclined surface 412 located at the lower part, the cup lid is held by the inclined surface 412 to couple the cup lid to the upper part of the cup, and the coupling portion 200 is rotated to connect the cup lid to the upper part of the cup. A robot for producing a coffee beverage is disclosed, wherein the outer surface of the steam feature is gripped by the vertical surface 411 with the vertical surface 411 positioned at the top and the inclined surface 412 positioned at the bottom.

그러나, 상기의 종래 기술은 컵, 컵뚜껑, 스팀피쳐와 같은 대상물을 파지하여 이동하거나, 컵뚜껑 결합 등의 기능을 수행할 때, 대상물들이 각기 다른 형상을 가짐에 따라 로봇 그리퍼가 파지할때 대상물과 맞닿는 면적이 선접촉이어서 파지가 안정적으로 이루어지지 못하는 문제점이 있었다. However, in the above prior art, when gripping and moving objects such as cups, cup lids, and steam features, or performing functions such as combining cup lids, the objects have different shapes, so when the robot gripper grips the objects, There was a problem in that gripping could not be carried out stably because the area in contact with the surface was in line contact.

즉, 파지되는 대상물들의 외표면에 대하어 핑거부의 수직면 또는 경사면이 이루는 각도가 서로 다른 상태에서 파지됨으로 인해 핑거부와 대상물이 선접촉으로 접촉되어 로봇의 그리퍼가 대상물을 안정적으로 파지하지 못하는 문제점이 있었다.In other words, because the angles formed by the vertical or inclined surfaces of the fingers with respect to the outer surface of the objects being gripped are different, the fingers and the objects come into line contact, causing a problem in which the robot's gripper cannot stably grip the objects. there was.

대한민국 특허등록번호 제10-2093088호(2020.03.24.)Republic of Korea Patent Registration No. 10-2093088 (2020.03.24.) 대한민국 특허등록번호 제10-2118843호(2022.04.28.)Republic of Korea Patent Registration No. 10-2118843 (2022.04.28.)

본 발명은 상기와 같은 과제를 해결하기 위한 것으로 그 목적은 로봇 그러퍼의 핑거부에 탄성부가 형성된 복수의 탄성지지부를 구비하여 각기 다른 형상을 가진 컵 및 컵뚜껑을 보다 안정적으로 파지할 수 있는 음료 제조용 로봇을 제공하는 데 있다.The present invention is to solve the above problems, and its purpose is to provide a beverage that can more stably grip cups and cup lids of different shapes by providing a plurality of elastic supports formed with elastic parts on the fingers of the robot gripper. The goal is to provide manufacturing robots.

이와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 로봇암장치(100)의 로봇암(110) 단부에 회전 가능하게 결합되는 몸체부(2), 상기 몸체부(2)의 내측에 구비되며, 파지되는 대상물(120)의 외표면을 파지 및 파지 해제하는데 요구되는 동력을 제공하는 구동부(3), 상기 구동부(3)에 의해 작동되며, 파지되는 대상물(120)의 외표면을 파지 및 파지 해제하는 한 쌍의 핑거(41)를 포함하는 핑거부(4) 및 상기 핑거(41)의 외표면에 일정 간격 이격되어 끼워져 구비되되, 파지되는 대상물(120)을 탄성적으로 파지할 수 있도록 고정몸체부(51)의 일측에 형성되는 탄성부(53)가 형성된 복수의 탄성지지부(5)를 포함하고, 상기 탄성지지부(5)는, 상기 핑거부(4)의 핑거(41)가 끼워질 수 있도록 사각 형상의 삽입공(52)이 형성된 상기 고정몸체부(51), 파지되는 대상물(120)을 탄성적으로 파지할 수 있도록 상기 고정몸체부(51)의 일측에 형성되는 상기 탄성부(53) 및 상기 탄성부(53)에 탄성을 부가하기 위해 상기 고정몸체부(51)와 상기 탄성부(53) 사이에 중공으로 형성된 탄성공(54)으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.In order to achieve this purpose, the present invention includes a body portion (2) rotatably coupled to the end of the robot arm (110) of the robot arm device (100), provided on the inside of the body portion (2), and held. A driving part 3 that provides the power required to grip and release the outer surface of the object 120, and is operated by the driving part 3, as long as it grips and releases the outer surface of the object 120 to be gripped. A finger portion 4 including a pair of fingers 41 and a fixed body portion ( 51) and includes a plurality of elastic supports (5) with elastic parts (53) formed on one side, and the elastic supports (5) have a square shape so that the fingers (41) of the finger parts (4) can be inserted into them. The fixing body portion 51 having a shaped insertion hole 52, the elastic portion 53 formed on one side of the fixing body portion 51 to elastically grip the object 120 to be grasped, and In order to add elasticity to the elastic part 53, it is characterized in that it is made of an elastic hole 54 formed as a hollow between the fixing body part 51 and the elastic part 53.

또한, 상기 몸체부(2)는, 내부에 상기 구동부(3)가 배치되는 공간이 형성된 몸체프레임(21) 및 "ㄷ"형상으로 형성되되 전면부가 상기 몸체프레임(21)의 후면부에 결속되고 후면부가 상기 로봇암(110) 단부와 결합되는 후면프레임(22)을 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the body portion 2 is formed in a “L” shape with a body frame 21 having a space inside which the driving unit 3 is disposed, and the front portion is bound to the rear portion of the body frame 21 and the rear portion is formed. It is characterized in that it includes a rear frame 22 coupled to the end of the robot arm 110.

또한, 상기 구동부(3)는, 직선 왕복 운동을 하는 실린더로드(311)가 구비된 실린더(31), "ㄴ"형상으로 형성되되 일단부에 상기 핑거(41)가 결합된 회동체(34), 상기 몸체부(2)에 구비되며 상기 회동체(34)가 축회전되도록 상기 회동체(34)의 중단부를 축고정하는 고정축(33) 및 한 쌍의 상기 회동체(34)의 타단부에 형성된 구동공(35)을 중심으로 서로 축회전되도록 축결합하는 구동축(32)을 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the driving unit 3 includes a cylinder 31 provided with a cylinder rod 311 that performs a linear reciprocating motion, and a rotating body 34 formed in an “L” shape with the finger 41 coupled to one end. , a fixed shaft 33 provided on the body portion 2 and fixing the middle part of the rotating body 34 so that the rotating body 34 rotates, and the other end of the pair of rotating bodies 34. It is characterized in that it includes a drive shaft (32) that is axially coupled to each other to rotate around the drive hole (35) formed in.

또한, 한 쌍의 상기 핑거(41)는, 원호 형상으로 형성되되, 각각 서로 대향되도록 평면상 상기 몸체부(2)를 중심으로 전면부 좌우측에 배치되며, 상기 구동부(3)의 동력을 통해 직선 왕복 운동하는 실린더로드(311)에 의해 상기 핑거(41)의 파지 반경이 조절되는 것을 특징으로 한다.In addition, the pair of fingers 41 are formed in an arc shape and are disposed on the left and right sides of the front part centered on the body part 2 in a plane so as to face each other, and move in a straight line through the power of the driving part 3. The gripping radius of the finger 41 is adjusted by the reciprocating cylinder rod 311.

또한, 상기 탄성지지부(5)는, 탄성력을 가지도록 실리콘 재질로 형성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the elastic support portion 5 is characterized by being made of silicone material to have elastic force.

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또한, 상기 탄성부(53)는, 상기 고정몸체부(51)를 기준으로 파지되는 대상물(120)측 방향에서 상기 탄성부(53)의 중단부에 배치되되 상기 탄성공(54)에 의해 상기 고정몸체부(51)와 이격되는 중앙탄성부(532), 상기 고정몸체부(51)의 상단 가장자리 부분에서 상기 중앙탄성부(532) 사이에 형성되되 일측이 상기 고정몸체부(51)의 상단 가장자리 부분에 연결되고 타측이 상기 고정몸체부(51)에서 이격된 상기 중앙탄성부(532)에 연결되는 상부탄성부(531) 및 상기 고정몸체부(51)의 하단 가장자리 부분에서 상기 중앙탄성부(532) 사이에 형성되되 일측이 상기 고정몸체부(51)의 하단 가장자리 부분에 연결되고 타측이 상기 고정몸체부(51)에서 이격된 상기 중앙탄성부(532)에 연결되는 하부탄성부(533)로 이루어지는 것을 특징으로 한다.In addition, the elastic part 53 is disposed at the middle part of the elastic part 53 in the direction of the object 120 being held based on the fixing body part 51, and is formed by the elastic hole 54. A central elastic portion 532 spaced apart from the fixing body portion 51 is formed between the central elastic portion 532 at the upper edge of the fixing body portion 51, and one side is positioned at the top of the fixing body portion 51. The upper elastic part 531 is connected to the edge and the other side is connected to the central elastic part 532 spaced apart from the fixing body part 51, and the central elastic part at the lower edge of the fixing body part 51. (532), where one side is connected to the lower edge of the fixing body portion 51 and the other side is connected to the central elastic portion 532 spaced apart from the fixing body portion 51. It is characterized by consisting of a lower elastic part (533).

또한, 상기 상부탄성부(531) 및 상기 하부탄성부(533)는, 상기 중앙탄성부(532)를 중심으로 상하방향 대칭구조로 형성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the upper elastic part 531 and the lower elastic part 533 are characterized in that they are formed in a vertically symmetrical structure with the central elastic part 532 as the center.

상기와 같은 구성에 의한 본 발명의 음료 제조용 로봇은 로봇 그러퍼의 핑거부에 탄성부가 형성된 복수의 탄성지지부를 구비하여 각기 다른 형상을 가진 컵 및 컵뚜껑을 보다 안정적으로 파지할 수 있는 효과를 가진다.The beverage production robot of the present invention according to the above configuration is provided with a plurality of elastic supports formed on the fingers of the robot gripper, so that it can more stably grip cups and cup lids of different shapes. .

도 1은 본 발명의 음료 제조용 로봇에 적용되는 로봇 그리퍼를 도시한 사시도.
도 2는 본 발명의 음료 제조용 로봇에 적용되는 로봇 그리퍼에서 복수의 탄성지지부가 분리된 상태를 도시한 분리 사시도.
도 3은 본 발명의 음료 제조용 로봇을 도시한 사시도.
도 4는 본 발명의 음료 제조용 로봇에 적용되는 로봇 그리퍼를 도시한 평단면도.
도 5는 본 발명의 음료 제조용 로봇에 적용되는 로봇 그리퍼를 구성하는 핑거부를 도시한 사시도.
도 6은 본 발명의 음료 제조용 로봇에 적용되는 로봇 그리퍼를 도시한 정단면도.
도 7 및 도 8은 본 발명의 음료 제조용 로봇의 파지 과정을 도시한 평단면도.
도 9는 본 발명의 음료 제조용 로봇의 파지 상태를 도시한 정단면도.
도 10은 본 발명의 음료 제조용 로봇에 적용되는 로봇 그리퍼를 구성하는 탄성지지부를 도시한 사시도.
도 11은 본 발명의 음료 제조용 로봇에 적용되는 로봇 그리퍼를 구성하는 탄성지지부를 도시한 측단면도.
도 12 내지 도 16은 본 발명의 음료 제조용 로봇에 적용되는 로봇 그리퍼를 구성하는 탄성지지부에 대상물이 파지된 예시들을 도시한 확대측단면도.
Figure 1 is a perspective view showing a robot gripper applied to the beverage production robot of the present invention.
Figure 2 is an exploded perspective view showing a state in which a plurality of elastic supports are separated from the robot gripper applied to the beverage production robot of the present invention.
Figure 3 is a perspective view showing the beverage production robot of the present invention.
Figure 4 is a plan cross-sectional view showing a robot gripper applied to the beverage production robot of the present invention.
Figure 5 is a perspective view showing a finger part constituting a robot gripper applied to the beverage production robot of the present invention.
Figure 6 is a front cross-sectional view showing a robot gripper applied to the beverage production robot of the present invention.
Figures 7 and 8 are plan cross-sectional views showing the gripping process of the beverage production robot of the present invention.
Figure 9 is a front cross-sectional view showing the gripping state of the beverage production robot of the present invention.
Figure 10 is a perspective view showing an elastic support part constituting a robot gripper applied to the beverage production robot of the present invention.
Figure 11 is a side cross-sectional view showing an elastic support part constituting a robot gripper applied to the beverage production robot of the present invention.
Figures 12 to 16 are enlarged side cross-sectional views showing examples of objects being gripped by elastic supports constituting the robot gripper applied to the beverage production robot of the present invention.

이하 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 바람직한 일실시예의 음료 제조용 로봇에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the attached drawings, a robot for preparing a beverage according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail.

여기서 사용되는 용어들은 본 문서에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시예의 다양한 변경, 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해됨이 바람직하다.The terms used herein are not intended to limit the technology described in this document to specific embodiments, but are preferably understood to include various modifications, equivalents, and substitutes for the embodiments.

본 발명을 설명하는 데 사용된 도면은 발명의 특징을 쉽게 파악할 수 있도록 도시된 표현의 일부가 과장되거나 생략된 부분이 존재할 수 있으며 이것이 발명의 특정한 실시 형태를 한정하는 것은 아니다.In the drawings used to explain the present invention, some of the depicted expressions may be exaggerated or omitted so that the features of the invention can be easily understood, and this does not limit the specific embodiment of the invention.

이하, 도 1 내지 도 16을 참조하여 본 발명에 따른 음료 제조용 로봇에 대하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, the beverage manufacturing robot according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 16.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 음료 제조용 로봇은 컵, 컵뚜껑 등의 대상물(120)들을 파지하여 이동하거나, 컵에 컵뚜껑을 결합하는 등의 다양한 기능을 수행할 수 있는 로봇 그러퍼가 구비된 것으로, 로봇암장치(100)와 로봇 그리퍼를 포함하며, 상기 로봇 그리퍼는 몸체부(2), 구동부(3), 핑거부(4) 및 탄성지지부(5)를 포함한다.As shown in Figures 1 to 4, the beverage manufacturing robot according to the present invention can perform various functions such as holding and moving objects 120 such as cups and cup lids, or coupling the cup lid to the cup. A robot gripper is provided, including a robot arm device 100 and a robot gripper, and the robot gripper includes a body portion (2), a drive portion (3), a finger portion (4), and an elastic support portion (5). .

상기 핑거부(4)는, 파지되는 대상물(120)의 외표면을 파지 및 파지 해제하는 한 쌍의 핑거(41)를 포함하며, 상기 구동부(3)에 의해 파지 및 파지 해제 작동을 수행하도록 구성될 수 있다.The finger part 4 includes a pair of fingers 41 that grip and release the outer surface of the object 120 to be gripped, and are configured to perform the gripping and releasing operations by the driving part 3. It can be.

도 4 및 도 5에서 도시된 바와 같이, 한 쌍의 상기 핑거(41)는, 컵 또는 컵뚜껑의 파지가 용이하도록 내면이 원호 형상으로 형성될 수 있다.As shown in FIGS. 4 and 5, the pair of fingers 41 may have an inner surface formed in an arc shape to facilitate gripping of a cup or cup lid.

이때, 한 쌍을 이루는 핑거(41)는 각각 서로 대향되도록 평면상 몸체부(2)를 중심으로 전면부의 좌우측에 배치될 수 있으며, 후술할 회동체(34)의 일단부에 결합됨에 따라 후술할 고정축(33)에 축결합되어 상기 몸체부(2)의 전면 부분에 구비될 수 있다.At this time, the paired fingers 41 may be disposed on the left and right sides of the front part centered on the body part 2 in a planar view so as to face each other, and are coupled to one end of the rotating body 34, which will be described later. It may be axially coupled to the fixed shaft 33 and provided on the front portion of the body portion 2.

도 3에서 도시된 바와 같이, 상기 몸체부(2)는 로봇암장치(100)의 로봇암(110) 단부에 회전 가능하게 결합될 수 있다.As shown in FIG. 3, the body portion 2 may be rotatably coupled to the end of the robot arm 110 of the robot arm device 100.

상기 로봇암장치(100)는, 모터가 구비된 여러 개의 관절부로 이루어진 수직다관절 로봇(Vertical Articulated Robot)으로 구성되어, 상기 관절부들의 관절운동 및 로봇암(110)의 회전운동 제어을 통해 일단에서 360도 회전운동(핸들링)이 가능하도록 취부된 로봇암(110)을 3차원 공간 위치 상에서 위치 제어하면서 회전운동시키는 것이 바람직하다.The robot arm device 100 is composed of a vertical articulated robot consisting of several joints equipped with motors, and moves 360 degrees at one end through control of the joint movements of the joints and the rotational movement of the robot arm 110. It is desirable to rotate the robot arm 110, which is mounted so that rotational movement (handling) is possible, while controlling its position in three-dimensional space.

즉, 몸체부(2)가 로봇암(110)에 결합됨으로써 로봇암장치(100)의 구동에 따라 로봇암(110)이 회전할 때 핑거부(4)도 함께 연동되어 회전된다.That is, when the body part 2 is coupled to the robot arm 110 and the robot arm 110 rotates according to the driving of the robot arm device 100, the finger part 4 is also rotated in conjunction with it.

또한, 몸체부(2)는 로봇암장치(100)의 로봇암(110) 단부에 고정되거나 또는 분리될 수 있다.Additionally, the body portion 2 may be fixed to the end of the robot arm 110 of the robot arm device 100 or may be separated.

상기 구동부(3)는, 직선 왕복 운동을 하는 실린더로드(311)가 구비된 실린더(31)를 포함하며, 상기 실린더로드(311)의 직선 왕복 운동에 대한 제어를 통해 핑거부(4)가 대상물(120)을 파지 및 파지 해제하는데 요구되는 동력을 제공한다.The driving unit 3 includes a cylinder 31 provided with a cylinder rod 311 that performs a linear reciprocating motion, and the finger portion 4 moves the object through control of the linear reciprocating motion of the cylinder rod 311. Provides the power required to grip and release (120).

도 7 및 도 8에서 도시된 바와 같이, 핑거부(4)의 한 쌍의 핑거(41)는 후술할 고정축(33)을 중심으로 회전하여 파지 작업을 수행할 수 있다.As shown in FIGS. 7 and 8, a pair of fingers 41 of the finger portion 4 can perform a gripping operation by rotating around a fixed axis 33, which will be described later.

이때, 도 8에서 도시된 바와 같이, 구동부(3)를 구성하는 실린더(31)의 실린더로드(311)의 종단에 관통되면서 축결합된 구동축(32)이 후술할 회동체(34)의 타단부에 형성된 구동공(35)에 축결합될 수 있다.At this time, as shown in FIG. 8, the drive shaft 32 that penetrates and is axially coupled to the end of the cylinder rod 311 of the cylinder 31 constituting the drive unit 3 is connected to the other end of the rotating body 34, which will be described later. It can be axially coupled to the driving hole 35 formed in .

이는, 몸체부(2)에 구비된 고정축(33)에 동체(34)의 중단부가 축고정됨으로써 회동체(34)는 고정축(33)을 중심으로 회전되되, 구동축(32)이 실린더로드(311)의 종단에 축결합되면서 실린더로드(311)의 직선 왕복 운동을 통해 전면 또는 후면 측으로 이동함에 따라 회동체(34)의 타단부에 축결합된 구동축(32)의 직선 이동 방향으로 회동체(34)가 회전될 수 있게 된다.This means that the middle part of the fuselage 34 is axially fixed to the fixed shaft 33 provided in the body portion 2, so that the rotating body 34 rotates around the fixed shaft 33, and the drive shaft 32 is connected to the cylinder rod. As it is axially coupled to the end of the rotating body (311) and moves toward the front or rear side through the linear reciprocating motion of the cylinder rod 311, the rotating body moves in the straight-line direction of the drive shaft 32 axially coupled to the other end of the rotating body 34. (34) can be rotated.

즉, 구동부(3)의 실린더(31)를 제어하여 실린더(31)의 실린더로드(311)를 몸체부(2)의 내측 방향으로 직선 이동시켜 한 쌍의 핑거(41)를 대상물(120)측으로 축회전함으로써 대상물(120)을 파지할 수 있게 된다.That is, the cylinder 31 of the driving unit 3 is controlled to move the cylinder rod 311 of the cylinder 31 in a straight line toward the inside of the body 2 to move the pair of fingers 41 toward the object 120. By rotating the axis, the object 120 can be grasped.

또한, 실린더(31)의 역구동을 통해 몸체부(2)의 외측 방향으로 실린더로드(311)를 직선 이동시켜 파지 해제를 수행할 수 있게 된다.In addition, the grip release can be performed by moving the cylinder rod 311 in a straight line toward the outside of the body portion 2 through reverse driving of the cylinder 31.

이를 통해, 구동부(3)는 파지되는 대상물(120)을 파지하는 핑거부(4)의 동작에 요구되는 동력을 제공하게 된다.Through this, the driving unit 3 provides the power required for the operation of the finger unit 4 that grips the object 120 to be gripped.

도 4에서 도시된 바와 같이, 몸체부(2)는, 몸체프레임(21) 및 후면프레임(22)을 포함할 수 있다.As shown in FIG. 4, the body portion 2 may include a body frame 21 and a rear frame 22.

상기 몸체프레임(21)은, 몸체부(2)의 내측에 공간이 형성되면서 공간을 감싸도록 구성되며, 형성된 공간에는 구동부(3)가 배치되어 핑거부(4)의 핑거(41)가 파지 및 파지 해제 동작에 대한 동력을 제공할 수 있다.The body frame 21 is configured to surround the space with a space formed inside the body portion 2, and the drive unit 3 is disposed in the formed space so that the fingers 41 of the finger portion 4 grip and It can provide power for the grip release movement.

즉, 몸체프레임(21)의 내부에 구동부(3)가 배치되어 구동부(3)를 몸체프레임(21)이 감싸면서 외부로부터 보호하도록 구성할 수 있으며, 몸체프레임(21)의 전단부가 일부 개방되어 구동부(3)의 실린더(31)가 몸체프레임(21) 내부에서 보호되면서 실린더(31)의 실린더로드(311)가 개방된 몸체프레임(21)의 전단부를 통해 전단부 외측으로 돌출되면서 직선 왕복 운동을 수행할 수 있게 된다.That is, the driving part 3 is disposed inside the body frame 21 so that the driving part 3 is surrounded by the body frame 21 and protected from the outside, and the front end of the body frame 21 is partially open. The cylinder 31 of the driving unit 3 is protected inside the body frame 21, and the cylinder rod 311 of the cylinder 31 protrudes outward from the front end through the open front end of the body frame 21, performing a linear reciprocating motion. becomes possible to perform.

상기 후면프레임(22)은, "ㄷ"형상으로 형성되면서 전면부가 몸체프레임(21)의 후면부에 결속되고, 후면프레임(22)의 후면부는 로봇암장치(100)의 로봇암(110) 단부와 결합될 수 있다.The rear frame 22 is formed in a "ㄷ" shape and the front portion is coupled to the rear portion of the body frame 21, and the rear portion of the rear frame 22 is connected to the end of the robot arm 110 of the robot arm device 100. can be combined

이를 통해, 로봇암(110)에서 회전 구동을 하면 후면프레임(22)이 연동 회전을 하게 된다. 이때, 후면프레임(22)과 결속된 몸체프레임(21)에 배치된 구동부(3) 및 구동부(3)와 결합된 핑거부(4)도 후면프레임(22)에 결속되어있음으로써 연동 회전되게 된다.Through this, when the robot arm 110 rotates, the rear frame 22 rotates interlocked. At this time, the driving unit 3 disposed on the body frame 21 bound to the rear frame 22 and the finger unit 4 coupled to the driving unit 3 are also bound to the rear frame 22 and rotate in conjunction with each other. .

도 4 및 도 5에서 도시된 바와 같이, 구동부(3)는 핑거부(4)가 파지되는 대상물(120)을 파지 및 파지 해제할 수 있도록 동력을 제공하는 구성으로 이루어진 것으로, 핑거부(4)의 핑거(41)가 일단부에 구비된 회동체(34), 몸체부(2)에 구비된 고정축(33) 및 한 쌍의 회동체(34)의 타단부에 형성된 구동공(35)을 중심으로 서로 축회전되도록 축결합하는 구동축(32)을 포함할 수 있다.As shown in Figures 4 and 5, the driving part 3 is configured to provide power so that the finger part 4 can grip and release the object 120 being gripped, and the finger part 4 The fingers 41 of the rotating body 34 provided at one end, the fixed shaft 33 provided on the body portion 2, and the driving hole 35 formed at the other end of the pair of rotating bodies 34. It may include a drive shaft 32 that is coupled to each other to rotate about the center.

이때, 상기 회동체(34)는 "ㄴ"형상으로 형성될 수 있으며, 상기 고정축(33)은 회동체(34)가 축회전되도록 회동체(34)의 "ㄴ"형상에서 절곡된 부분에 해당되는 회동체(34)의 중단부를 축고정하게 될 수 있다.At this time, the rotating body 34 may be formed in an “ㄴ” shape, and the fixed shaft 33 is attached to a portion bent in the “ㄴ” shape of the rotating body 34 so that the rotating body 34 rotates on its axis. The middle portion of the corresponding rotary body 34 may be axially fixed.

도 4 및 도 5에서 도시된 바와 같이, 핑거부(4)를 구성하는 한 쌍의 상기 핑거(41)는 결합된 회동체(34)의 회전에 의해 연동 회전되어 파지 및 파지 해제하도록 될 수 있으며, 이는, 구동부(3)의 동력을 통해 실린더(31)의 실린더로드(331)가 직선 왕복 운동을 하게 되고, 직선 왕복 운동에 의한 직선 이동을 통해 회동체(34)의 회전 각도가 조절되며, 회동체(34)의 회전 각도에 따라 핑거(41)의 파지 반경이 조절되게 될 수 있는 것이다.As shown in Figures 4 and 5, the pair of fingers 41 constituting the finger portion 4 can be rotated interlocked by the rotation of the coupled rotary body 34 to grip and release the grip. , This means that the cylinder rod 331 of the cylinder 31 performs a linear reciprocating motion through the power of the driving unit 3, and the rotation angle of the rotating body 34 is adjusted through linear movement by the linear reciprocating motion, The gripping radius of the finger 41 can be adjusted depending on the rotation angle of the rotating body 34.

도 1 내지 도 4 및 도 6에서 도시된 바와 같이, 탄성지지부(5)는 핑거(41)의 외표면에 일정 간격 이격되어 복수개가 끼워져 구비될 수 있다.As shown in FIGS. 1 to 4 and FIG. 6 , a plurality of elastic supports 5 may be provided on the outer surface of the finger 41 at regular intervals.

이때, 핑거(41)의 상부면 및 하부면에는, 일정 간격으로 핑거(41)의 내측을 향해 함몰되는 복수의 안착부(42)가 형성되며, 복수의 탄성지지부(5)는 복수의 안착부(42)에 각각 끼워져 안착될 수 있다.At this time, a plurality of seating portions 42 that are recessed toward the inside of the finger 41 at regular intervals are formed on the upper and lower surfaces of the finger 41, and a plurality of elastic support portions 5 are formed as a plurality of seating portions. Each can be inserted and seated in (42).

탄성지지부(5)는, 핑거부(4)의 핑거(41)가 파지되는 대상물(120)의 외표면을 파지하게 될 때 핑거부(4)의 핑거(41)가 대상물(120)의 외표면에 대해 탄성적으로 밀착하면서 파지할 수 있도록 하는 것으로, 탄성지지부(5)가 복수개로 원호 형상의 핑거(41)에 각각 구비되어 대상물(120)의 외표면을 각각 면접촉하면서 파지하게 된다.The elastic support portion 5 is such that when the fingers 41 of the finger portion 4 grip the outer surface of the object 120 to be grasped, the fingers 41 of the finger portion 4 touch the outer surface of the object 120. In order to enable gripping while elastically adhering to the object 120, a plurality of elastic support parts 5 are provided on each arc-shaped finger 41 to grip the outer surface of the object 120 while making surface contact with each other.

또한, 탄성지지부(5)는 탄성력을 가지도록 실리콘 재질로 형성되는 것이 바람직하다.Additionally, the elastic support portion 5 is preferably made of silicone material to have elasticity.

도 10 및 도 11에서 도시된 바와 같이, 탄성지지부(5)는, 핑거부(4)의 핑거(41)가 끼워질 수 있도록 사각 형상의 삽입공(52)이 형성된 고정몸체부(51), 파지되는 대상물(120)을 탄성적으로 파지할 수 있도록 고정몸체부(51)의 일측에 형성되는 탄성부(53), 탄성부(53)에 탄성을 부가하기 위해 고정몸체부(51)와 탄성부(53) 사이에 중공으로 형성된 탄성공(54)을 포함하여 이루어질 수 있다.As shown in Figures 10 and 11, the elastic support part 5 includes a fixed body part 51 in which a square-shaped insertion hole 52 is formed so that the finger 41 of the finger part 4 can be inserted, An elastic portion 53 formed on one side of the fixed body portion 51 to elastically grip the object 120 to be held, and a fixed body portion 51 and an elastic elastic portion to add elasticity to the elastic portion 53. It may include a hollow elastic hole 54 formed between the parts 53.

탄성지지부(5)의 고정몸체부(51)에 형성된 삽입공(52)에 핑거(41)가 삽입되면서 핑거(41)에 형성된 안착부(42)에 삽입공의 내측면이 면접촉하면서 고정몸체부(51)가 핑거(41)의 안착부(42)에 안착될 수 있다.As the finger 41 is inserted into the insertion hole 52 formed in the fixing body 51 of the elastic support part 5, the inner surface of the insertion hole makes surface contact with the seating part 42 formed in the finger 41, and the fixing body The portion 51 may be seated on the seating portion 42 of the finger 41.

또한, 도 9에서 도시된 바와 같이, 탄성지지부(5)의 탄성부(53)는, 상기 핑거부(4)에서 파지되는 대상물(120)측으로 돌출되면서 형성될 수 있다.Additionally, as shown in FIG. 9, the elastic portion 53 of the elastic support portion 5 may be formed to protrude toward the object 120 held by the finger portion 4.

즉, 탄성부(53)는 파지되는 대상물(120)이 위치되는 핑거부(4)의 내측으로 돌출되어 핑거부(4)의 핑거(41)가 대상물(120)을 파지할 때 대상물(120)을 탄성적으로 지지하면서 파지할 수 있도록 구성되는 것이다.That is, the elastic part 53 protrudes inside the finger part 4 where the object 120 to be grasped is located, so that when the finger 41 of the finger part 4 grips the object 120, the object 120 It is configured to elastically support and grasp the.

도 11에서 도시된 바와 같이, 탄성지지부(5)의 탄성부(53)는, 상부탄성부(531), 중앙탄성부(532) 및 하부탄성부(533)로 이루어질 수 있다.As shown in FIG. 11, the elastic portion 53 of the elastic support portion 5 may include an upper elastic portion 531, a central elastic portion 532, and a lower elastic portion 533.

중앙탄성부(532)는, 고정몸체부(51)를 기준으로 파지되는 대상물(120)측 방향에서 탄성부(53)의 중단부(eC)에 배치되고, 탄성공(54)에 의해 상기 고정몸체부(51)와 이격되도록 구성될 수 있다.The central elastic portion 532 is disposed at the middle portion eC of the elastic portion 53 in the direction toward the object 120 being held based on the fixing body portion 51, and is fixed by the elastic hole 54. It may be configured to be spaced apart from the body portion 51.

이는, 중앙탄성부(532)의 형상 및 배치 구조를 통해 파지되는 대상물(120)의 수직적인 직선형 외표면 부분을 안정적으로 파지되도록 구성되는 것이다.This is configured to stably grip the vertical straight outer surface portion of the object 120 being gripped through the shape and arrangement structure of the central elastic portion 532.

상부탄성부(531)는, 고정몸체부(51)의 상단 가장자리 부분에서 중앙탄성부(532) 사이(eT)에 형성된다. 이때, 상부탄성부(531)는 일측이 고정몸체부(51)의 상단 가장자리 부분에 연결되고, 타측이 고정몸체부(51)에서 이격된 중앙탄성부(532)에 연결됨으로 인해 고정몸체부(51)의 상단 가장자리 부분에서 중앙탄성부(532) 방향으로 갈수록 고정몸체부(51)와 거리가 점점 멀어지도록 형성된다. The upper elastic portion 531 is formed between the upper edge portion of the fixing body portion 51 and the central elastic portion 532 (eT). At this time, one side of the upper elastic portion 531 is connected to the upper edge of the fixed body portion 51, and the other side is connected to the central elastic portion 532 spaced apart from the fixed body portion 51, so that the fixed body portion ( 51), the distance from the fixing body 51 becomes increasingly greater as it moves toward the central elastic portion 532.

따라서 상부탄성부(531)는, 고정몸체부(51)의 상단 가장자리 부분에서 중앙탄성부(532) 사이(eT)에서 고정몸체부(51)에 대해 경사진 형상으로 배치되게 된다.Accordingly, the upper elastic portion 531 is disposed in an inclined shape with respect to the fixing body portion 51 between the upper edge portion of the fixing body portion 51 and the central elastic portion 532 (eT).

하부탄성부(533)는, 고정몸체부(51)의 하단 가장자리 부분에서 중앙탄성부(532) 사이(eB)에 형성된다. 이때, 하부탄성부(533)는 일측이 고정몸체부(51)의 하단 가장자리 부분에 연결되고, 타측이 고정몸체부(51)에서 이격된 중앙탄성부(532)에 연결됨으로 인해 고정몸체부(51)의 하단 가장자리 부분에서 중앙탄성부(532) 방향으로 갈수록 고정몸체부(51)와의 거리가 점점 멀어지도록 형성된다. The lower elastic portion 533 is formed between the lower edge portion of the fixing body portion 51 and the central elastic portion 532 (eB). At this time, one side of the lower elastic portion 533 is connected to the lower edge of the fixed body portion 51, and the other side is connected to the central elastic portion 532 spaced apart from the fixed body portion 51, so that the fixed body portion ( 51), the distance from the fixing body 51 gradually increases as it moves toward the central elastic portion 532.

따라서 하부탄성부(533)는, 고정몸체부(51)의 하단 가장자리 부분에서 중앙탄성부(532) 사이(eB)에서 고정몸체부(51)에 대해 경사진 형상으로 배치되게 된다.Accordingly, the lower elastic portion 533 is disposed in an inclined shape with respect to the fixing body portion 51 between the lower edge portion of the fixing body portion 51 and the central elastic portion 532 (eB).

이러한 탄성부(53)의 형상 및 배치 구조에 의해 핑거부(4)를 통해 파지되는 대상물(120)의 외표면이 경사져 형성되어도 대상물(120)의 외표면을 보다 안정적으로 파지할 수 있게 되는 것이다.Due to the shape and arrangement structure of the elastic portion 53, the outer surface of the object 120 held through the finger portion 4 can be held more stably even if the outer surface of the object 120 is inclined. .

도 12 내지 도 16은 파지되는 대상물(120)이 핑거부(4)의 핑거(41)에 의해 파지되면서 탄성지지부(5)의 탄성부(53)에 의해 각기 다른 대상물(120)의 형상에 맞게 탄성 지지되는 형상을 도시한 확대단면도로, 도 12 및 도 13은 음료용 컵을 대상물(120)의 예시로 도시한 것이고, 도 14 내지 도 16은 음료용 컵뚜껑을 대상물(120)의 예시로 도시한 것이다.12 to 16 show that the object 120 to be gripped is gripped by the finger 41 of the finger part 4 and is adjusted to the shape of each different object 120 by the elastic part 53 of the elastic support part 5. An enlarged cross-sectional view showing an elastically supported shape, Figures 12 and 13 show a beverage cup as an example of the object 120, and Figures 14 to 16 show a beverage cup lid as an example of the object 120. It is shown.

도 12에서 도시된 바와 같이, 핑거부(4)의 핑거(41)가 파지되는 대상물(120)을 파지하게 되면, 탄성부(53)의 탄성력에 의해 대상물(120)과 면접촉되는 외표면(S) 부분에서 핑거(41)에 삽입된 고정몸체부(51) 부분으로 탄성부(53)가 밀리면서 탄성부(53)와 대상물(120)이 서로 면접촉하게 된다.As shown in FIG. 12, when the fingers 41 of the finger portion 4 grip the object 120 to be gripped, the outer surface ( As the elastic portion 53 is pushed from the S) portion to the fixed body portion 51 inserted into the finger 41, the elastic portion 53 and the object 120 come into surface contact with each other.

이때, 탄성부(53)와 고정몸체부(51) 사이에 형성된 중공의 탄성공(54)에 의해 탄성부(53)가 안정적으로 고정몸체부(51) 측으로 밀리면서 탄성부(53)에 탄성력이 부가되어 파지력도 증가하게 된다. 이때, 탄성부(53)는 원호 형상으로 형성될 수 있다.At this time, the elastic part 53 is stably pushed toward the fixed body 51 by the hollow elastic hole 54 formed between the elastic part 53 and the fixing body 51, thereby exerting an elastic force on the elastic part 53. This addition increases the gripping force. At this time, the elastic portion 53 may be formed in an arc shape.

탄성부(53)의 탄성 지지에 대한 일 예로, 도 12 및 도 13에서 도시된 바와 같이, 외경이 상부가 하부에 비해 크게 형성되어 상부측에서 하부측으로 하향 경사를 가지는 대상물(120)을 파지할 때, 탄성부(53)의 중앙탄성부(532)에서 대상물(120)을 탄성적으로 지지하게 되며, 동시에 탄성부(53)의 상부탄성부(531)는 대상물(120)과 면접촉되는 탄성부(53)의 외표면(S) 상부에서 대상물(120)의 하향 경사진 각도에 대응되게 탄성적으로 지지하게 된다.As an example of the elastic support of the elastic portion 53, as shown in FIGS. 12 and 13, the upper outer diameter is formed to be larger than the lower portion to grip an object 120 having a downward slope from the upper side to the lower side. At this time, the central elastic part 532 of the elastic part 53 elastically supports the object 120, and at the same time, the upper elastic part 531 of the elastic part 53 has elasticity that makes surface contact with the object 120. At the top of the outer surface (S) of the portion (53), it is elastically supported to correspond to the downward inclined angle of the object (120).

탄성부(53)의 탄성 지지에 대한 다른 예로, 도 14 및 도 15에서 도시된 바와 같이, 음료용 컵뚜껑과 같은 대상물(120)을 파지하게 될 때, 중앙탄성부(532) 및 하부탄성부(533)의 외표면(S)에 의해 대상물(120)과 면접촉하면서 탄성적으로 지지하게 된다.As another example of the elastic support of the elastic portion 53, as shown in FIGS. 14 and 15, when gripping an object 120 such as a beverage cup lid, the central elastic portion 532 and the lower elastic portion The outer surface (S) of (533) makes surface contact with the object (120) and elastically supports it.

도 14는 원통 형상의 음료용 컵뚜껑을 대상물(120)의 예시로 도시한 것이며, 도 14에서 도시된 바와 같이, 대상물(120)의 원통 형상 측면 부분을 중앙탄성부(532)의 면접촉 표면(S) 부분에서 탄성부(53)가 탄성공(54) 측으로 밀리면서 대상물(120)의 직선형 외표면에 대응되도록 탄성 변형되어 지지함으로써 대상물(120)을 보다 안정적으로 탄성 지지하면서 파지하게 된다.Figure 14 shows a cylindrical beverage cup lid as an example of the object 120. As shown in Figure 14, the cylindrical side portion of the object 120 is the surface contact surface of the central elastic portion 532. In the (S) portion, the elastic portion 53 is pushed toward the elastic hole 54 and is elastically deformed to support the straight outer surface of the object 120, thereby elastically supporting and holding the object 120 more stably.

도 15는 원호 형상의 음료용 컵뚜껑을 대상물(120)의 예시로 도시한 것이며, 도 15에서 도시된 바와 같이, 원호 형상의 대상물(120)을 파지하는 경우 대상물(120)의 외표면에 대응되도록 중앙탄성부(532) 및 하부탄성부(533)의 면접촉 표면(S)이 탄성공(54)측으로 밀리면서 대상물(120)의 외표면 원호 형상에 대응되도록 탄성 변형되어 지지함으로써 대상물(120)을 보다 안정적으로 탄성 지지하면서 파지하게 된다.Figure 15 shows an arc-shaped beverage cup lid as an example of the object 120, and as shown in Figure 15, when holding the arc-shaped object 120, it corresponds to the outer surface of the object 120. As much as possible, the surface contact surface S of the central elastic portion 532 and the lower elastic portion 533 is pushed toward the elastic hole 54 and is elastically deformed to support the outer surface arc shape of the object 120, thereby supporting the object 120. ) is held with more stable elastic support.

도 16은 원판 형상의 음료용 컵뚜껑을 대상물(120)의 예시로 도시한 것이며, 도 16에서 도시된 바와 같이, 원판 형상의 대상물(120)을 파지하는 경우 원판 형상의 대상물(120)의 외표면에 대응되도록 중앙탄성부(532)의 면접촉 표면(S)이 탄성공(54)측으로 밀리면서 대상물(120)의 외표면 원판 형상에 대응되도록 탄성 변형되어 지지함으로써 대상물(120)을 보다 안정적으로 탄성 지지하면서 파지하게 된다.Figure 16 shows a disc-shaped beverage cup lid as an example of the object 120. As shown in Figure 16, when holding the disc-shaped object 120, the outside of the disc-shaped object 120 The surface contact surface (S) of the central elastic portion 532 is pushed toward the elastic hole 54 to correspond to the surface, and is elastically deformed and supported to correspond to the disk shape of the outer surface of the object 120, making the object 120 more stable. It is gripped while elastically supported.

이때, 음료용 컵뚜껑과 같은 대상물(120)은, 로봇암장치(100)의 제어에 의해 파지 및 이동을 수행하면서 음료 제조 작업대(미도시됨)에 배치된 음료용 컵(미도시됨)에 컵뚜껑 결합을 수행할 수 있다.At this time, the object 120, such as a beverage cup lid, is held and moved under the control of the robot arm device 100 and is placed on a beverage cup (not shown) placed on a beverage production workbench (not shown). Cup lid combination can be performed.

이를 통해, 구동부(3)의 동력에 의해 핑거부(4)의 핑거(41)가 대상물(120)의 외표면을 파지하게 될 때 핑거부(4)의 핑거(41)에 끼워져 결합된 탄성지지부(5)에 의해 각기 다른 형상을 가진 대상물(120)을 별도의 부품을 설치하거나 교체하지 않고도 대상물(120)을 안정적으로 파지 및 이동이 가능하게 되는 것이다.Through this, when the fingers 41 of the finger part 4 grip the outer surface of the object 120 by the power of the driving part 3, the elastic support part is inserted and coupled to the finger 41 of the finger part 4. (5), it is possible to stably hold and move objects 120 of different shapes without installing or replacing separate parts.

또한, 본 발명의 탄성지지부(5)는 기존의 로봇 그리퍼에도 적용이 가능하므로 기존 로봇 그리퍼의 개량이나 교체 작업 없이도 각기 다른 형상을 가진 대상물(120)을 안정적으로 파지 및 이동이 가능하게 할 수도 있다. In addition, the elastic support part 5 of the present invention can be applied to existing robot grippers, so it is possible to stably grip and move objects 120 of different shapes without improving or replacing existing robot grippers. .

따라서, 본 발명은 각기 다른 형상을 가진 대상물(120)을 안정적으로 파지 및 이동할 수 있도록 하는 로봇 그리퍼의 제작 비용을 절감 및 부품의 단순화를 통해 비용을 절감할 수 있고, 또한 음료의 제조 과정에서 대상물의 형상에 따른 파지 기능 전환 시간을 대폭 줄임으로써 음료 제조 시간을 단축할 수 있다는 효과도 있다.Therefore, the present invention can reduce the manufacturing cost of a robot gripper that can stably grip and move objects 120 of different shapes and reduce costs through simplification of parts, and can also reduce the cost of the robot gripper that can stably grip and move objects 120 of different shapes. There is also the effect of shortening the beverage production time by significantly reducing the gripping function conversion time depending on the shape.

탄성부(53)의 상부탄성부(531) 및 하부탄성부(533)는 중앙탄성부(532)를 중심으로 상하방향 대칭구조로 형성되는 것이 바람직하다.The upper elastic part 531 and the lower elastic part 533 of the elastic part 53 are preferably formed in a vertically symmetrical structure with the central elastic part 532 as the center.

이는, 로봇암장치(100)의 360도 회전운동(핸들링) 제어에 의해 로봇암(110)이 회전하게 될 때, 연동 회전되는 핑거부(4)의 핑거(41)에 삽입된 탄성지지부(5)의 상하 위치가 반전될 수 있음에 따라 상부탄성부(531) 및 하부탄성부(533)의 상하부 배치된 위치가 서로 교차되어도 동일한 작용을 수행하여 안정적으로 파지할 수 있게 되도록 구성되는 것이다.This means that when the robot arm 110 is rotated by the 360-degree rotation movement (handling) control of the robot arm device 100, the elastic support portion 5 inserted into the finger 41 of the finger portion 4 that rotates interlockingly ) can be reversed, so that even if the upper and lower positions of the upper elastic part 531 and the lower elastic part 533 cross each other, they perform the same action and can be held stably.

구체적으로, 연동 회전에 의해 상부탄성부(531)가 하부에 배치되면 대칭구조에 의해 하부탄성부(533)의 작용을 상부탄성부(531)가 동일하게 작용 가능하게 되고, 하부탄성부(533)가 상부에 배치되면 대칭구조에 의해 상부탄성부(531)의 작용을 하부탄성부(533)가 동일하게 작용할 수 있는 것이다.Specifically, when the upper elastic part 531 is disposed at the lower part by interlocking rotation, the upper elastic part 531 can perform the same function as the lower elastic part 533 due to the symmetrical structure, and the lower elastic part 533 ) is disposed at the top, the lower elastic part 533 can act in the same way as the upper elastic part 531 due to the symmetrical structure.

본 발명의 상기한 실시 예에 한정하여 기술적 사상을 해석해서는 안 된다. 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당업자의 수준에서 다양한 변형 실시가 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 당업자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 된다.The technical idea of the present invention should not be interpreted as limited to the above-described embodiments. Not only is the scope of application diverse, but various modifications can be made at the level of those skilled in the art without departing from the gist of the present invention as claimed in the claims. Therefore, such improvements and changes fall within the scope of protection of the present invention as long as they are obvious to those skilled in the art.

100 : 로봇암장치 110 : 로봇암
120 : 대상물
2 : 몸체부 21 : 몸체프레임
22 : 후면프레임 3 : 구동부
31 : 실린더 311 : 실린더로드
32 : 구동축 33 : 고정축
34 : 회동체 35 : 구동공
4 : 핑거부 41 : 핑거
42 : 안착부 5 : 탄성지지부
51 : 고정몸체부 52 : 삽입공
53 : 탄성부 531 : 상부탄성부
532 : 중앙탄성부 533 : 하부탄성부
54 : 탄성공
100: Robot arm device 110: Robot arm
120: object
2: body part 21: body frame
22: rear frame 3: driving unit
31: cylinder 311: cylinder rod
32: drive shaft 33: fixed shaft
34: rotating body 35: driving hole
4: finger part 41: finger
42: Seating part 5: Elastic support part
51: fixed body 52: insertion hole
53: elastic part 531: upper elastic part
532: Central elastic portion 533: Lower elastic portion
54: elastic ball

Claims (8)

로봇암장치(100)의 로봇암(110) 단부에 회전 가능하게 결합되는 몸체부(2);
상기 몸체부(2)의 내측에 구비되며, 파지되는 대상물(120)의 외표면을 파지 및 파지 해제하는데 요구되는 동력을 제공하는 구동부(3);
상기 구동부(3)에 의해 작동되며, 파지되는 대상물(120)의 외표면을 파지 및 파지 해제하는 한 쌍의 핑거(41)를 포함하는 핑거부(4);
및 상기 핑거(41)의 외표면에 일정 간격 이격되어 끼워져 구비되되, 파지되는 대상물(120)을 탄성적으로 파지할 수 있도록 고정몸체부(51)의 일측에 형성되는 탄성부(53)가 형성된 복수의 탄성지지부(5);를 포함하고,
상기 탄성지지부(5)는,
상기 핑거부(4)의 핑거(41)가 끼워질 수 있도록 사각 형상의 삽입공(52)이 형성된 상기 고정몸체부(51);
파지되는 대상물(120)을 탄성적으로 파지할 수 있도록 상기 고정몸체부(51)의 일측에 형성되는 상기 탄성부(53); 및
상기 탄성부(53)에 탄성을 부가하기 위해 상기 고정몸체부(51)와 상기 탄성부(53) 사이에 중공으로 형성된 탄성공(54);으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 음료 제조용 로봇.
A body portion (2) rotatably coupled to the end of the robot arm (110) of the robot arm device (100);
A driving unit 3 provided inside the body 2 and providing power required to grip and release the outer surface of the object 120 to be gripped;
A finger part (4) that is operated by the driving part (3) and includes a pair of fingers (41) that grip and release the outer surface of the object to be gripped (120);
And an elastic portion 53 is provided on the outer surface of the finger 41 at regular intervals and is formed on one side of the fixing body portion 51 to elastically grip the object 120 to be grasped. It includes a plurality of elastic supports (5),
The elastic support portion 5 is,
The fixing body portion 51 is formed with a square-shaped insertion hole 52 into which the finger 41 of the finger portion 4 can be inserted;
The elastic part 53 formed on one side of the fixing body part 51 to elastically grip the object 120 to be gripped; and
A beverage manufacturing robot, characterized in that it consists of an elastic hole (54) formed in a hollow space between the fixing body portion (51) and the elastic portion (53) to add elasticity to the elastic portion (53).
제1항에 있어서,
상기 몸체부(2)는,
내부에 상기 구동부(3)가 배치되는 공간이 형성된 몸체프레임(21); 및
"ㄷ"형상으로 형성되되 전면부가 상기 몸체프레임(21)의 후면부에 결속되고 후면부가 상기 로봇암(110) 단부와 결합되는 후면프레임(22);을 포함하는 것을 특징으로 하는 음료 제조용 로봇.
According to paragraph 1,
The body portion (2) is,
A body frame (21) having a space therein where the driving unit (3) is disposed; and
A rear frame (22) formed in a "ㄷ" shape, where the front part is coupled to the rear part of the body frame (21) and the rear part is coupled to the end of the robot arm (110). A robot for making a beverage, comprising a.
제1항에 있어서,
상기 구동부(3)는,
직선 왕복 운동을 하는 실린더로드(311)가 구비된 실린더(31);
"ㄴ"형상으로 형성되되 일단부에 상기 핑거(41)가 결합된 회동체(34);
상기 몸체부(2)에 구비되며 상기 회동체(34)가 축회전되도록 상기 회동체(34)의 중단부를 축고정하는 고정축(33); 및
한 쌍의 상기 회동체(34)의 타단부에 형성된 구동공(35)을 중심으로 서로 축회전되도록 축결합하는 구동축(32);을 포함하는 것을 특징으로 하는 음료 제조용 로봇.
According to paragraph 1,
The driving unit 3 is,
A cylinder (31) provided with a cylinder rod (311) performing linear reciprocating motion;
A rotating body (34) formed in an “L” shape with one end of the finger (41) coupled thereto;
a fixed shaft 33 provided on the body 2 and fixing the middle portion of the rotating body 34 so that the rotating body 34 rotates about its axis; and
A beverage manufacturing robot comprising a drive shaft (32) coupled to each other to rotate around a drive hole (35) formed at the other end of the pair of rotating bodies (34).
제1항에 있어서,
한 쌍의 상기 핑거(41)는,
원호 형상으로 형성되되, 각각 서로 대향되도록 평면상 상기 몸체부(2)를 중심으로 전면부 좌우측에 배치되며, 상기 구동부(3)의 동력을 통해 직선 왕복 운동하는 실린더로드(311)에 의해 상기 핑거(41)의 파지 반경이 조절되는 것을 특징으로 하는 음료 제조용 로봇.
According to paragraph 1,
The pair of fingers 41 is,
It is formed in an arc shape, and is disposed on the left and right sides of the front part centering on the body part 2 in a plane so as to face each other, and the finger is moved by a cylinder rod 311 that reciprocates in a straight line through the power of the driving part 3. (41) A robot for beverage production, characterized in that the grip radius is adjusted.
제1항에 있어서,
상기 탄성지지부(5)는,
탄성력을 가지도록 실리콘 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 음료 제조용 로봇.
According to paragraph 1,
The elastic support portion 5 is,
A beverage manufacturing robot characterized in that it is formed of a silicone material to have elasticity.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 탄성부(53)는,
상기 고정몸체부(51)를 기준으로 파지되는 대상물(120)측 방향에서 상기 탄성부(53)의 중단부에 배치되되 상기 탄성공(54)에 의해 상기 고정몸체부(51)와 이격되는 중앙탄성부(532);
상기 고정몸체부(51)의 상단 가장자리 부분에서 상기 중앙탄성부(532) 사이에 형성되되 일측이 상기 고정몸체부(51)의 상단 가장자리 부분에 연결되고 타측이 상기 고정몸체부(51)에서 이격된 상기 중앙탄성부(532)에 연결되는 상부탄성부(531); 및
상기 고정몸체부(51)의 하단 가장자리 부분에서 상기 중앙탄성부(532) 사이에 형성되되 일측이 상기 고정몸체부(51)의 하단 가장자리 부분에 연결되고 타측이 상기 고정몸체부(51)에서 이격된 상기 중앙탄성부(532)에 연결되는 하부탄성부(533);로 이루어지는 것을 특징으로 하는 음료 제조용 로봇.
According to paragraph 1,
The elastic portion 53 is,
It is disposed at the middle part of the elastic portion 53 in the direction of the object 120 held relative to the fixing body portion 51, and is spaced apart from the fixing body portion 51 by the elastic hole 54. Elastic portion 532;
It is formed between the upper edge of the fixing body 51 and the central elastic part 532, where one side is connected to the upper edge of the fixing body 51 and the other side is spaced apart from the fixing body 51. an upper elastic portion 531 connected to the central elastic portion 532; and
It is formed between the lower edge of the fixing body 51 and the central elastic part 532, where one side is connected to the lower edge of the fixing body 51 and the other side is spaced apart from the fixing body 51. connected to the central elastic portion 532 A robot for manufacturing a beverage, characterized in that it consists of a lower elastic part (533).
제7항에 있어서,
상기 상부탄성부(531) 및 상기 하부탄성부(533)는,
상기 중앙탄성부(532)를 중심으로 상하방향 대칭구조로 형성되는 것을 특징으로 하는 음료 제조용 로봇.
In clause 7,
The upper elastic part 531 and the lower elastic part 533,
A robot for manufacturing a beverage, characterized in that it is formed in a vertically symmetrical structure around the central elastic portion 532.
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