KR102680131B1 - 물체의 파지시 끝단이 밀착되는 그리퍼 - Google Patents

Abstract

물체의 파지시 끝단이 밀착되는 그리퍼는 몸체부, 복수의 개구부들, 및 확장부를 포함한다. 상기 몸체부는 물체를 파지하는 파지면을 포함한다. 상기 개구부들은 상기 파지면을 관통하여 상기 몸체부의 내부로 형성된다. 상기 확장부는 상기 파지면의 모서리로부터 하부방향으로 연장된다. 이 경우, 상기 확장부는 상기 파지면이 물체를 파지하면서 접혀지는 중앙선을 따라 대칭으로 형성되는 한 쌍의 경사면을 포함하고, 상기 한 쌍의 경사면은 상기 물체를 파지하는 경우 서로 밀착된다.

Description

물체의 파지시 끝단이 밀착되는 그리퍼{GRIPPER HAVING ADHERED END PORTION IN GRIPPING}

본 발명은 그리퍼에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 물체를 파지하는 파지면의 측부방향으로 리브가 연장되어, 물체의 파지에 있어 끝단이 밀착됨으로써, 특히 두께가 얇고 길게 연장되는 형태의 물체나 가루형태의 물체에 대한 용이한 파지가 가능하여 물체의 파지시 끝단이 밀착되는 그리퍼에 관한 것이다.

진공 그리퍼는 외부로부터 인가되는 흡입력에 의해 파지 대상물체를 흡착하여 파지하는 장치로서, 상기 물체를 파지하여 소정 위치로 이동시키는 등의 작업을 다양하게 수행하기 위해 사용되고 있다.

이러한 진공 그리퍼의 경우, 상기 파지 대상물체에 대한 보다 효과적인 파지를 위해 상기 물체의 형상에 따라 변경되는 그립헤드를 포함한다. 이러한 물체의 형상에 따라 그립헤드의 형상이 변경되어 물체에 대한 파지를 수행하는 기술은 대한민국 등록특허 제10-2017984호 등을 통해 개시되고 있다.

다만, 이러한 그립헤드의 형상 변경을 통한 물체의 파지에서도, 물체에 대한 파지력이 효과적으로 유지되지 못하는 문제가 발생하고 있으며, 이에 미국 등록특허 제94574477호에서와 같이, 그립헤드의 내부에 비즈(beads) 등과 같은 미립자를 포함시킴으로써, 물체에 대한 파지력을 향상시키기 위한 연구도 지속되고 있다.

나아가, 일본국 공개특허 제2000-296489호에서와 같이, 진공 부착 그리퍼에서 측부방향이 연장되는 리브를 형성하여 파지력을 향상시키는 구조도 개발되고 있다.

그럼에도 불구하고, 물체에 대한 파지가 효과적으로 구현되지 못하는 문제가 발생하고 있으며, 특히, 물체의 형상이 바(bar), 실, 전선 등과 같이 상대적으로 얇은 두께를 가지면서 일 방향으로 길게 연장되는 경우, 또는, 가루 형태로 그리퍼의 그리핑시 밀착이 반드시 필요한 경우, 종래의 그립헤드를 통해서는 효과적인 파지가 어려운 한계가 있다.

대한민국 등록특허 제10-2017984호 미국 등록특허 제94574477호 일본국 공개특허 제2000-296489호

이에, 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로 본 발명의 목적은 물체를 파지하는 파지면의 측부방향으로 리브가 연장되어, 물체의 파지에 있어 끝단이 밀착됨으로써, 특히 두께가 얇고 길게 연장되는 형태의 물체나 가루형태의 물체에 대한 용이한 파지가 가능한 물체의 파지시 끝단이 밀착되는 그리퍼를 제공하는 것이다.

상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 의한 그리퍼는 몸체부, 복수의 개구부들, 및 확장부를 포함한다. 상기 몸체부는 물체를 파지하는 파지면을 포함한다. 상기 개구부들은 상기 파지면을 관통하여 상기 몸체부의 내부로 형성된다. 상기 확장부는 상기 파지면의 모서리로부터 하부방향으로 연장된다. 이 경우, 상기 확장부는 상기 파지면이 물체를 파지하면서 접혀지는 중앙선을 따라 대칭으로 형성되는 한 쌍의 경사면을 포함하고, 상기 한 쌍의 경사면은 상기 물체를 파지하는 경우 서로 밀착된다.

일 실시예에서, 상기 파지면은 사각형 형상을 가지며, 상기 확장부는, 상기 사각형 형상의 네 모서리로부터 하부방향으로 연장되어, 상기 파지면과의 사이에 파지공간을 형성할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 확장부는, 각각이 상기 한 쌍의 경사면을 포함하고, 서로 마주하며 같은 형상으로 형성되는 제1 및 제2 확장면들, 및 각각이 동일한 길이로 연장되고, 서로 마주하며 같은 형상으로 형성되는 제3 및 제4 확장면들을 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 한 쌍의 경사면 각각은, 삼각형 형상을 가지며, 상기 중앙선으로부터 상기 제3 확장면 또는 상기 제4 확장면으로 갈수록 길이가 증가할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 제3 및 제4 확장면들 각각은, 상기 몸체부가 하부로 연장되는 방향으로부터 외측으로 연장될 수 있다.

일 실시예에서, 상기 제3 및 제4 확장면들 각각은, 하부방향으로 연장되며 소정 간격 이격되는 복수의 리브들을 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 파지면 상에 상기 중앙선을 따라 연장되는 변형 와이어를 더 포함하며, 상기 변형 와이어로 장력이 인가됨에 따라, 상기 파지면은 상기 중앙선을 따라 접히면서 물체를 파지할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 파지면 상에 상기 변형 와이어가 연장되는 방향인 제1 방향에 교차하는 방향인 제2 방향으로 연장되는 복수의 장력 와이어들을 더 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 장력 와이어들은, 상기 제1 방향을 따라 일정한 간격으로 배열되고, 상기 제2 방향을 따른 상기 파지면의 표면 장력이 상기 제1 방향을 따른 상기 파지면의 표면 장력보다 크게 유지될 수 있다.

일 실시예에서, 상기 몸체부의 상부에서 상기 몸체부를 고정시키는 고정부, 상기 고정부의 상부로 연결되어, 상기 개구부에 흡입력을 제공하는 흡입유닛, 및 상기 변형 와이어로 장력을 인가하는 구동유닛을 더 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 몸체부는 유연 재료(flexible material)이며, 상기 구동유닛은 선형모터(linear motor), 공압 실린더(air cylinder) 또는 권선롤러일 수 있다.

본 발명의 실시예들에 의하면, 파지면이 중앙선을 따라 접혀지며 물체를 파지하는 경우, 상기 파지면으로부터 확장부가 연장되고, 상기 확장부가 서로 밀착되어 파지가 수행되므로, 종래 그리퍼를 통한 파지가 어려운 물체에 대하여도 용이하고 효과적인 파지가 가능할 수 있다.

즉, 물체의 형상이 바(bar), 실, 전선 등과 같이 상대적으로 얇은 두께를 가지면서 일 방향으로 길게 연장되거나, 가루 형태와 같이 파지 공간이 밀폐되지 않는 경우 누설이 발생하는 물체에 대하여도, 파지공간에 대한 밀폐를 통해 효과적인 파지가 가능하다.

이 경우, 상기 확장부는 외측으로 확장되어 연장되므로, 초기 상태에서 상대적으로 넓은 면적의 파지 면적을 확보하고 파지 상태에서도 넓은 파지면적의 확보와 함께 끝단이 밀착되므로, 보다 다양한 형상이나 구조의 물체에 대한 파지가 가능하다.

또한, 상기 확장부 상에 복수의 리브들이 형성되므로, 파지시 상기 물체에 대한 파지력 및 고정력을 보다 향상시킬 수 있다.

특히, 변형 와이어가 중앙선을 따라 연장되고, 장력의 인가에 따라 변형 와이어의 연장선을 중심으로 파지면이 접혀지므로, 상기 확장부를 이용한 파지시 파지의 안정성과 파지공간의 밀폐성을 보다 향상시킬 수 있다.

나아가, 상기 변형 와이어 외에, 복수의 장력 와이어들이 추가로 구비됨으로써, 상기 파지되는 물체의 연장 방향에 수직인 방향으로의 장력이 상대적으로 크게 유지됨으로써, 물체에 대한 파지력이 보다 향상될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 그리퍼를 도시한 정면도이다.
도 2는 도 1의 그리퍼에서, 몸체부와 확장부를 확대하여 도시한 사시도이다.
도 3은 도 2에서 파지면과 확장부를 확대하여 도시한 사시도이다.
도 4는 도 2의 ´A´ 면을 따라 절단한 단면을 도시한 평면도이다.
도 5a 및 도 5b는 확장부가 생략된 그리퍼에서 물체를 파지하는 상태를 도시한 정면도들이고, 도 6a 및 도 6b는 확장부가 포함된 그리퍼에서 물체를 파지하는 상태를 도시한 정면도들이다.
도 7은 도 1의 그리퍼를 이용한 물체의 파지상태를 예시한 이미지이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 의한 그리퍼에서, 파지면과 확장부를 확대하여 도시한 사시도이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 실시예들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다.

상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 출원에서, "포함하다" 또는 "이루어진다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 그리퍼를 도시한 정면도이다. 도 2는 도 1의 그리퍼에서, 몸체부와 확장부를 확대하여 도시한 사시도이다. 도 3은 도 2에서 파지면과 확장부를 확대하여 도시한 사시도이다. 도 4는 도 2의 ´A´ 면을 따라 절단한 단면을 도시한 평면도이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 실시예에 의한 상기 그리퍼(10)는 몸체부(100), 복수의 개구부들(110), 고정부(200), 흡입유닛(250), 공압라인(260), 변형 와이어(300), 구동유닛(350), 장력 와이어(400) 및 확장부(500)를 포함한다.

상기 몸체부(100)는 도시된 바와 같이, 육면체로 형성될 수 있으며, 이에 따라 4개의 제1 내지 제4 측면들(101, 102, 103, 104)을 포함할 수 있다.

상기 몸체부(100)에서, 도 1 및 도 2에서 하부를 향하는 면은 파지면(120)으로서, 도시하지는 않았으나, 파지 대상물체(이하, 물체라 함)와 직접 접촉하며 상기 물체를 흡입하며 파지하는 면에 해당된다.

상기 파지면(120)은 도시된 바와 같이, 평면 형상을 가지며, 상기 몸체부(100)가 육면체 형상을 가짐에 따라 상기 평면은 사각 평면 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 파지면(120)은 굴곡이나 곡면을 포함하지 않고 평행하게 연장되는 평면 형상일 수 있다.

상기 복수의 개구부들(110)은 상기 파지면(120)으로부터, 상기 몸체부(100)의 내부를 향하여 상기 몸체부(100)를 관통하도록 형성되며, 도시하지는 않았으나, 상기 개구부들(110) 각각은 상기 고정부(200)까지도 개구되도록 형성되어, 상기 흡입유닛(250)을 통해 흡입력을 제공받는다.

상기 개구부들(110)은 서로 일정 간격 이격되어 형성되며, 이에 따라 상기 개구부들(110) 사이에는 상기 개구부들(110)을 구획하는 격벽부가 형성된다. 이 경우, 상기 격벽부는 별도의 부재는 아니고, 상기 개구부들(110)이 상기 몸체부(100)의 내측으로 형성됨에 따라 자연스럽게 형성되는 구획부이다.

상기 개구부들(110) 각각의 형상은 도시된 바와 같이 육각형 단면을 가질 수도 있으나 이에 제한되지 않으며, 삼각형, 사각형, 오각형 등의 다각형이나, 원형 또는 타원형 등의 형상을 가질 수 있다. 나아가, 상기 개구부들(110)은 전체적으로 허니컴(honeycomb) 형상을 가지며 상기 몸체부(100) 상에 형성될 수 있다.

상기 몸체부(100)는 일정한 강성을 가지는 유연한 소재(flexible material)로 형성되는 것으로, 상기 몸체부(100)가 유연한 소재로 형성됨에 따라 상기 격벽부도 동일한 소재로 형성되고, 이에 따라 상기 파지면(120)에 물체가 접촉되어 상기 몸체부(100)가 상기 물체를 파지하는 경우 상기 몸체부(100)는 상기 물체의 형상에 따라 자연스럽게 그 형상이 변화하게 된다.

다만, 본 실시예의 경우, 상기 변형 와이어(300)가 상기 몸체부(100)의 중앙선을 따라 연장되는데, 이에 따라 상기 몸체부(100)의 파지면(120)은 물체의 파지시 상기 중앙선을 따라 반으로 접혀지는 형상으로 변형될 수 있다. 이에 대하여는 후술되는 변형 와이어(300)의 설명을 통해 상세히 설명한다.

상기 고정부(200)는 상기 파지면(120)의 반대측에서, 상기 몸체부(100)를 고정하는 프레임이며, 상기 흡입유닛(250)과 연결된다.

상기 흡입유닛(250)은 외부로부터 흡입력을 제공받아, 상기 고정부(200)를 통해 상기 몸체부(100)에 형성되는 각각의 개구부들(110)에 흡입력을 제공하는 것으로, 상기 개구부들(110)에 제공되는 흡입력에 의해 상기 파지면(120)에 위치하는 물체는 흡입되며 파지될 수 있다. 이 경우, 상기 물체가 파지되는 과정에서 상기 파지면(120)은 접혀지고 내부에 위치하는 물체는 상기 흡입력에 의해 진공 상태로 흡입될 수 있다.

상기 공압라인(260)은 도시하지는 않았으나, 외부의 공압 제공부와 연결되어 상기 흡입유닛(250)으로 공압, 즉 흡입력을 제공하는 흡입력 제공 라인에 해당된다.

상기 변형 와이어(300)는 상기 파지면(120)의 중앙선을 따라, 상기 제1 방향(X)을 따라 연장되는 변형 인가부(330), 상기 변형 인가부(330)의 일 끝단으로부터 상부방향으로 연장되는 제1 연장부(310), 및 상기 변형 인가부(330)의 타 끝단으로부터 상부방향으로 연장되는 제2 연장부(320)를 포함한다.

이 경우, 상기 변형 와이어(300)는 일체로 형성되는 하나의 와이어인 것으로, 상기 변형 인가부(330), 상기 제1 연장부(310) 및 상기 제2 연장부(320)의 구별은 설명의 편의를 위한 것이다.

상기 변형 인가부(330)는 상기 제1 방향(X)을 따라 상기 파지면(120)의 중앙선을 따라 가로지르며 연장되고, 이 경우, 상기 변형 인가부(330)는 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 파지면(120)으로부터 소정 높이만큼 높은 위치를 따라 상기 몸체부(100)를 관통하며 연장될 수 있다. 다만, 상기 변형 인가부(330)가 위치하는 높이는 다양하게 가변될 수 있다.

상기 제1 연장부(310)는 상기 변형 인가부(330)의 일 끝단으로부터 상부방향, 즉 상기 고정부(200)가 위치하는 방향으로 연장된다. 또한, 상기 제2 연장부(320)는 상기 변형 인가부(330)의 타 끝단으로부터 상부방향, 즉 상기 고정부(200)가 위치하는 방향으로 연장된다.

이 경우, 상기 제1 연장부(310)는 상기 상부방향으로 연장되면서, 상기 고정부(200)의 일 측면에 의해 지지되면서 연장되고, 마찬가지로 상기 제2 연장부(320)는 상기 고정부(200)의 타 측면에 의해 지지되면서 연장된다.

이에, 상기 제1 연장부(310) 및 상기 제2 연장부(320)의 상부 끝단은 상기 구동유닛(350)에 연결될 수 있고, 상기 구동유닛(350)에서 상기 제1 및 제2 연장부들(310, 320) 중 적어도 하나에 장력을 인가할 수 있다. 이 때, 상기 구동유닛(350)은 선형 모터(linear motor), 공압 실린더(air cylinder), 권선롤러 등을 포함할 수 있다.

상기 구동유닛(350)에서 상기 장력을 인가함에 따라, 상기 변형 인가부(330)는 도 2의 화살표로 도시된 방향으로 당겨지게 된다.

이와 같이, 상기 변형 와이어(300)가 상기 화살표 방향으로 당겨지는 경우, 상기 파지면(120)의 중앙, 즉 상기 변형 인가부(330)가 연장되는 부분은 상부방향으로 힘을 제공받게 되며, 그 결과, 상기 몸체부(100)는 상기 변형 인가부(330)가 연장되는 중앙선을 기준으로 양 측이 접히면서 오므려진다.

상기 장력 와이어(400)는 복수개가 상기 제1 방향(X)에 수직인 제2 방향(Y)을 따라 상기 파지면(120) 상에 형성된다.

보다 구체적으로, 상기 장력 와이어(400) 각각은 상기 제2 방향(Y)을 따라 연장되고, 복수의 장력 와이어들(400)은 상기 제1 방향(X)을 따라 서로 소정의 간격을 가지며 이격되도록 배열된다.

이 경우, 상기 장력 와이어들(400)은 상기 제2 방향(Y)을 따라 상기 개구부들(110)이 형성되는 영역보다 긴 길이를 가지며 연장되고, 상기 장력 와이어(400)가 배열되는 위치는 상기 개구부들(110)이 형성되는 패턴과는 무관하게 형성될 수 있다.

즉, 상기 장력 와이어들(400) 사이의 이격 거리가 일정하게 유지된다면, 상기 장력 와이어들(400)이 배열되는 위치는 상기 개구부들(110)의 형성 위치와는 무관할 수 있다.

상기 장력 와이어들(400)은 제3 방향(Z)을 따라 동일한 위치에 형성되는데, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 파지면(120)으로부터 소정 거리만큼 높은 위치에 형성될 수 있다.

이 경우, 상기 장력 와이어들(400)이 형성되는 높이는, 상기 변형 와이어(300)가 형성되는 높이와 서로 다른 높이에 형성될 수 있다. 즉, 상기 장력 와이어들(400)과 상기 변형 와이어(300)는 서로 다른 높이에 형성되어 서로 간섭되지 않으면 충분하고, 형성 높이가 제한되는 것은 아니다.

상기 장력 와이어들(400) 각각의 일 단은 상기 몸체부(100)를 관통하여 상기 몸체부(100)의 상기 제2 방향(Y)으로의 일 측면에 고정되며, 타 단은 상기 몸체부(100)의 상기 제2 방향(Y)으로의 타 측면에 고정되는데, 상기 고정되는 방법은 제한되지는 않는다.

상기 장력 와이어들(400)은, 상기 변형 와이어(300)가 물체에 대한 파지에서 상기 몸체부(100)의 형상을 변형시키는 것과 달리, 상기 파지면(120)을 포함하는 상기 몸체부(100)에 대하여 특정 방향으로의 장력을 인가하는 역할을 수행한다.

예를 들어, 상기 장력 와이어들(400) 각각의 인장 강성(tensile stiffness)은 상기 몸체부(100)가 갖는 강성보다 크고, 압축 강성(compressive stiffness)은 상기 몸체부(100)가 갖는 강성과 동일하거나 작게 형성된다.

그리하여, 상기 장력 와이어들(400)의 인장 강성이 상기 몸체부(100)의 강성보다 크기 때문에, 상기 장력 와이어들(400)이 갖는 장력은, 상기 몸체부(100)가 일정한 강성을 가짐으로 인해 유도되는 장력보다 크다.

즉, 상기 장력 와이어들(400)의 장력이 상기 파지면(120)의 장력보다 크고, 상기 장력 와이어들(400)은 복수개가 상기 제2 방향(Y)을 따라 연장되므로, 상기 제2 방향(Y)을 따른 장력은 상기 장력 와이어들(400)의 장력에 의해 결정된다.

반면, 상기 제1 방향(X)을 따라서는 상기 장력 와이어들(400)은 연장되지 않으므로, 상기 제1 방향(X)을 따른 장력은 상기 장력 와이어들(400)의 장력과는 무관하며, 이에 따라 상기 몸체부(100)가 갖는 강성에 의해 결정되는 상기 파지면(120)의 장력에 의해 결정된다.

결국, 상기 제2 방향(Y)을 따른 상기 파지면(120)의 표면 장력은 상기 장력 와이어들(400)의 장력과 실질적으로 동일하게 유지되며, 상기 제1 방향(X)을 따른 상기 파지면(120)의 표면 장력은 상기 몸체부(100)의 강성에 의해 결정되는 장력과 동일하다.

이 경우, 상기 장력 와이어들(400)의 장력이 상기 몸체부(100)에 의해 결정되는 장력보다 크기 때문에, 결국 상기 파지면(120)의 표면 장력은, 상기 제2 방향(Y)을 따른 장력이 상기 제1 방향(X)을 따른 장력보다 크게 유지된다.

그리하여, 상기 변형 와이어(300)에 의해 상기 몸체부(100)가 상기 변형 인가부(330)를 중심으로 접히면서 오므려지도록 변형되더라도, 상기 제2 방향(Y)으로의 장력이 상대적으로 크게 유지되므로, 후술되는 바와 같이 물체에 대한 파지력은 효과적으로 유지될 수 있다.

상기 확장부(500)는 상기 파지면(120)으로부터 하부방향, 즉 파지의 대상이 되는 물체가 위치하는 방향을 향하여 연장된다.

이 경우, 상기 파지면(120)이 사각형 형상을 가지므로, 상기 확장부(500)는 상기 파지면(120)의 각 모서리로부터 각각 연장되는 것으로, 제1 내지 제4 확장면들(510, 520, 530, 40)을 포함한다.

우선, 상기 제1 확장면(510)은 상기 파지면(120)의 제1 모서리로부터 하부방향으로 연장되는데, 이 경우, 상기 제1 모서리는 상기 몸체부(100)의 제3 측면(103)으로부터 연장되는 모서리에 해당된다. 즉, 상기 제1 확장면(510)은 상기 제3 측면(103)으로부터 하부방향으로 연장된다.

이 경우, 상기 변형 와이어(300)의 제1 연장부(310)는 상기 제3 측면(103)을 따라 연장되어, 상기 제3 측면(103)을 관통하여 상기 제1 방향(X)을 따라 연장된다. 즉, 상기 제1 확장면(510)은 상기 변형 와이어(300)의 변형 인가부(330)의 연장방향에 수직인 방향으로 형성된다.

구체적으로, 상기 제1 확장면(510)은 한 쌍의 제1 경사면들(511, 512)을 포함하는데, 상기 한 쌍의 제1 경사면들(511, 512) 각각은 도시된 바와 같이, 삼각형 형상을 가질 수 있다.

그리하여, 상기 한 쌍의 제1 경사면들(511, 512) 각각은 상기 파지면(120)이 접혀지는 중앙선의 시작점을 기준으로 양 측으로 갈수록 연장 길이가 증가하는 형상의 삼각형 형상을 가질 수 있다.

즉, 일측 제1 경사면(511)은 상기 중앙선으로부터 상기 제4 확장면(540)을 향하는 방향으로 그 길이가 증가하는 형상의 삼각형 형상을 가질 수 있고, 타측 제1 경사면(512)은 상기 중앙선으로부터 상기 제3 확장면(530)을 향하는 방향으로 그 길이가 증가하는 형상의 삼각형 형상을 가질 수 있다. 이에, 상기 일측 및 타측 제1 경사면들(511, 512)은 상기 중앙선을 기준으로 서로 대칭인 형상으로 형성될 수 있다.

그리하여, 상기 파지면(120)이 물체를 파지하는 과정에서 상기 중앙선을 중심으로 접혀지는 경우, 상기 일측 제1 경사면(511)과 상기 타측 제1 경사면(512)은 서로 마주하도록 접혀지는데, 이러한 접혀지는 상태에서 상기 한 쌍의 제1 경사면들(511, 512)이 서로 중첩되지 않게 된다. 즉, 상기 파지면(120)이 중앙선을 중심으로 접혀지는 경우, 상기 한 쌍의 제1 경사면들(511, 512)의 하면은 서로 중첩되지 않고 서로 접하면서 밀착될 수 있다.

상기 제2 확장면(520)은 상기 제1 확장면(510)과 서로 마주하는 위치인, 상기 파지면(120)의 제2 모서리로부터 하부방향으로 연장되도록 형성된다. 이 경우, 상기 파지면(120)의 제2 모서리는, 상기 몸체부(100)의 제4 측면(미도시)으로부터 연장되는 모서리인 것으로, 상기 몸체부(100)의 제4 측면은 상기 제3 측면(103)과 서로 마주하는 모서리에 해당된다.

이 경우, 상기 제2 확장면(520)은 상기 제1 확장면(510)과 동일하게, 한 쌍의 제2 경사면들(521, 522)을 포함하며, 상기 한 쌍의 제2 경사면들(521, 522) 각각은 상기 한 쌍의 제1 경사면들(511, 512)의 형상과 대칭으로 서로 동일하게 형성된다.

즉, 일측 제2 경사면(521)은 상기 일측 제1 경사면(511)과 대칭으로 서로 동일한 형상으로 형성되어, 상기 중앙선을 기준으로 상기 제4 확장면(540)을 향하는 방향으로 그 길이가 증가하는 삼각형 형상을 가진다. 마찬가지로, 타측 제2 경사면(522)은 상기 타측 제1 경사면(512)과 대칭으로 서로 동일한 형상으로 형성되어, 상기 중앙선을 기준으로 상기 제3 확장면(530)을 향하는 방향으로 그 길이가 증가하는 삼각형 형상을 가진다.

그리하여, 상기 파지면(120)이 물체를 파지하는 과정에서 상기 중앙선을 중심으로 접혀지는 경우, 상기 일측 제2 경사면(521)과 상기 타측 제2 경사면(522)은 서로 마주하도록 접혀지는데, 이러한 접혀지는 상태에서 상기 한 쌍의 제2 경사면들(521, 522)이 서로 중첩되지 않게 된다. 즉, 상기 파지면(120)이 중앙선을 중심으로 접혀지는 경우, 상기 한 쌍의 제2 경사면들(521, 522)의 하면도 서로 중첩되지 않고 서로 접하면서 밀착될 수 있다.

상기 제3 확장면(530)은 상기 제1 확장면(510)과 상기 제2 확장면(520)의 일 측을 서로 연결하는 것으로, 상기 파지면(120)의 제3 모서리로부터 하부방향으로 연장되도록 형성된다. 이 경우, 상기 파지면(120)의 제3 모서리는 상기 몸체부(100)의 제2 측면(102)으로부터 연장되어 끝단에 위치하는 모서리에 해당된다.

상기 제3 확장면(530)은 앞선 상기 제1 및 제2 확장면들(510, 520)과는 달리, 일정한 길이로 연장되도록 형성된다. 즉, 상기 제3 확장면(530)은 전체적으로 직사각형 형상을 가지도록 형성될 수 있다.

한편, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 제3 확장면(530)이 상기 파지면(120)의 모서리로부터 연장되는 경우, 상기 제3 확장면(530)은 상기 몸체부(100)의 제2 측면(102)이 연장되는 연장 방향으로부터 외측방향으로 연장된다. 즉, 전체적으로 상부로부터 하부까지 다소 좁아지는 형상 또는 일정한 형상으로 연장되는 상기 몸체부(100)와 달리, 상기 제3 확장면(530)은 상부로부터 하부까지 외측 방향으로 확장되며 연장된다.

이상과 같이, 상기 제3 확장면(530)이 외측방향으로 확장되며 연장됨에 따라, 전체적으로 상기 파지면(120) 및 상기 확장부(500)를 통해 파지될 수 있는 면적이 증가하고, 파지되는 과정에서의 파지력도 보다 향상될 수 있다.

상기 제4 확장면(540)은 상기 제1 확장면(510)과 상기 제2 확장면(520)의 타 측을 서로 연결하는 것으로, 상기 파지면(120)의 제4 모서리로부터 하부방향으로 연장되도록 형성된다. 이 경우, 상기 파지면(120)의 제4 모서리는 상기 몸체부(100)의 제1 측면(101)으로부터 연장되어 끝단에 위치하는 모서리에 해당된다.

상기 제4 확장면(540)은 상기 제3 확장면(530)과 대칭으로 형성되는 것을 제외하고는, 상기 제3 확장면(530)과 실질적으로 동일한 형상을 가질 수 있다.

또한, 상기 제3 확장면(530)의 연장 상태와 동일하게, 상기 제4 확장면(540) 역시 상기 파지면(120)의 모서리로부터 연장되는 경우, 상기 몸체부(100)의 제1 측면(101)이 연장되는 연장 방향으로부터 외측방향으로 연장된다.

이상과 같이, 상기 제3 확장면(530)은 물론 상기 제4 확장면(540)도 하부방향으로 연장되는 경우 외측방향으로 확장되며 연장됨에 따라, 전체적으로 상기 파지면(120) 및 상기 확장부(500)를 통해 파지될 수 있는 면적이 증가하고, 파지되는 과정에서의 파지력도 보다 향상될 수 있다.

나아가, 상기 파지면(120)이 중앙선을 따라 접히면서 물체에 대한 파지를 수행하는 경우, 상기 제3 확장면(530) 및 상기 제4 확장면(540)은 끝단이 서로 마주하여 접촉하게 된다. 또한, 상기 파지가 수행됨에 따라, 상기 제3 확장면(53) 및 상기 제4 확장면(540)은 서로 밀착되며, 내부에 형성되는 상기 파지공간(550)을 밀폐하게 된다.

도 5a 및 도 5b는 확장부가 생략된 그리퍼에서 물체를 파지하는 상태를 도시한 정면도들이고, 도 6a 및 도 6b는 확장부가 포함된 그리퍼에서 물체를 파지하는 상태를 도시한 정면도들이다.

우선, 도 5a 및 도 5b에서와 같이, 상기 확장부(500)가 생략된 그리퍼(1)의 경우, 물체를 파지하기 위해 상기 변형 와이어(300)에 장력이 인가되어 상기 몸체부(100)가 접혀지는 경우, 상기 파지면(120)은 중앙선을 기준으로 접혀지기는 하지만, 상기 파지면(120)의 양 끝단부는 완전히 밀착되지 않고 이격된다.

이에 따라, 상기 파지면(120) 상에 파지되는 물체는, 상기 파지면(120)이 완전히 밀착되지 않기 때문에 밀착되지 않은 공간으로 탈착될 수 있으며, 파지력이 상대적으로 높지 않은 문제가 있다.

이와 달리, 도 6a 및 도 6b를 참조하면, 본 실시예에서와 같이 상기 확장부(500)가 구비되는 그리퍼(10)의 경우, 물체를 파지하기 위해 상기 변형 와이어(300)에 장력이 인가되어 상기 몸체부(100)가 접혀지는 경우, 상기 파지면(120)은 중앙선을 기준으로 접혀지고, 상기 파지면(120)의 끝단부로부터 연장되는 상기 확장부(500)도 동시에 접혀진다.

이 때, 상기 파지면(120)의 중앙선을 기준으로 양 측에 각각 위치하는 상기 제3 확장부(530) 및 상기 제4 확장면(540)은 끝단이 서로 밀착되도록 접혀지고, 마찬가지로 상기 제1 확장면(510) 및 상기 제2 확장면(520) 각각도 역시 그 형상적 특징으로 서로 밀착되도록 접혀진다.

이에 따라, 상기 파지면(120) 상에 파지되는 물체는, 상기 파지공간(550)이 완전히 밀폐되므로, 외부로 탈착될 수 있는 공간이나 간격이 없으며, 이에 따라 상대적으로 높은 파지력으로 파지될 수 있다.

도 7은 도 1의 그리퍼를 이용한 물체의 파지상태를 예시한 이미지이다.

도 7을 참조하면, 도 5a 내지 도 6d를 참조하여 설명한 그리퍼의 파지 상태의 차이에 의해, 본 실시예에 의한 상기 그리퍼(10)를 이용하여 물체를 파지하는 경우, 특히 물체가 매우 얇은 전선과 같은 형태인 경우라도 효과적인 파지가 가능하다.

즉, 상기 물체가 전선(50)과 같이 일 방향으로 연장되는 얇은 형태인 경우라도, 상기 파지면(120)이 중앙선을 따라 접히면서 상기 제1 확장면(510)의 일측 제1 경사면(511)과 타측 제1 경사면(512)은 끝단이 서로 밀착되면서 상기 전선(50)을 파지한다.

또한, 상기 제3 확장면(530) 및 상기 제4 확장면(540)은 끝단이 서로 밀착되면서 마찬가지로 상기 전선(50)을 파지한다.

이에 따라, 상기 전선(50)은 상기 파지공간(550) 상에 단단하게 고정될 수 있으며, 높은 파지력에 의해 상기 그리퍼(10)에 의해 파지될 수 있다.

도 7을 통해서는, 파지되는 물체의 예로서 전선(50)을 예시하였으나, 그 외에도, 실, 바늘 등과 같은 매우 얇은 물체에 대한 파지는 물론, 분말이나 가루에 대하여 상기 파지공간(550)의 밀폐를 통해 효과적인 파지를 수행할 수 있다.

도 8은 본 발명의 다른 실시예에 의한 그리퍼에서, 파지면과 확장부를 확대하여 도시한 사시도이다.

본 실시예에 의한 그리퍼(11)는 제3 및 제4 확장면들(530, 540) 상에 리브가 구비되는 것을 제외하고는, 도 1 내지 도 7을 참조하여 설명한 상기 그리퍼(10)와 실질적으로 동일하므로, 동일한 구성요소에 대하여는 동일한 참조번호를 사용하고 중복되는 설명은 이를 생략한다.

도 8을 참조하면, 본 실시예에 의한 그리퍼(11)에서는, 상기 제3 확장면(530) 상에 제1 리브(535)가 형성되고, 상기 제4 확장면(540) 상에 제2 리브(545)가 형성된다.

상기 제3 확장면(530)은 앞서 설명한 바와 같이, 사각형 형상을 가지며 일정한 길이로 연장될 수 있으며, 이에 상기 제1 리브(535)는 복수개가 상기 제3 확장면(530) 상에 형성된다.

즉, 복수의 제1 리브들(535) 각각은 상기 제3 확장면(530)이 연장되는 하부 방향으로 길게 연장되도록 형성된다. 또한, 상기 제1 리브들(535)이 연장되는 방향에 수직인 방향으로, 소정 간격으로 서로 이격되도록 배열된다.

또한, 상기 제2 리브(545)도 복수개가 상기 제4 확장면(540) 상에 형성되며, 상기 제2 리브(545)의 배열 및 구조는 상기 제1 리브(535)와 대칭인 것으로 제외하고는 동일하다.

즉, 복수의 제2 리브들(545) 각각은 상기 제4 확장면(540)이 연장되는 하부 방향으로 길게 연장되도록 형성된다. 또한, 상기 제2 리브들(545)이 연장되는 방향에 수직인 방향으로, 소정 간격으로 서로 이격되도록 배열된다.

이 때, 상기 제1 리브(535) 및 상기 제2 리브(545)는 상기 확장면들(530, 540) 상에 돌출되는 형태로 소정의 프레임 형상으로 형성될 수 있으며, 상기 확장면들(530, 540)보다 상대적으로 단단한 재질로 형성될 수 있다.

물론, 상기 제1 리브(535) 및 상기 제2 리브(545)는 모두 유연성 재질로 형성되어야 하며, 이를 통해 물체에 대한 파지 과정에서 물체에 대한 밀착성을 향상시킬 수 있다.

이상과 같이, 상기 제1 및 제2 리브들(535, 545)이 상기 제3 및 제4 확장면들(530, 540) 상에 형성됨에 따라, 물체에 대한 파지 과정에서 보다 강한 파지력을 제공할 수 있게 된다.

상기와 같은 본 발명의 실시예들에 의하면, 파지면이 중앙선을 따라 접혀지며 물체를 파지하는 경우, 상기 파지면으로부터 확장부가 연장되고, 상기 확장부가 서로 밀착되어 파지가 수행되므로, 종래 그리퍼를 통한 파지가 어려운 물체에 대하여도 용이하고 효과적인 파지가 가능할 수 있다.

즉, 물체의 형상이 바(bar), 실, 전선 등과 같이 상대적으로 얇은 두께를 가지면서 일 방향으로 길게 연장되거나, 가루 형태와 같이 파지 공간이 밀폐되지 않는 경우 누설이 발생하는 물체에 대하여도, 파지공간에 대한 밀폐를 통해 효과적인 파지가 가능하다.

이 경우, 상기 확장부는 외측으로 확장되어 연장되므로, 초기 상태에서 상대적으로 넓은 면적의 파지 면적을 확보하고 파지 상태에서도 넓은 파지면적의 확보와 함께 끝단이 밀착되므로, 보다 다양한 형상이나 구조의 물체에 대한 파지가 가능하다.

또한, 상기 확장부 상에 복수의 리브들이 형성되므로, 파지시 상기 물체에 대한 파지력 및 고정력을 보다 향상시킬 수 있다.

특히, 변형 와이어가 중앙선을 따라 연장되고, 장력의 인가에 따라 변형 와이어의 연장선을 중심으로 파지면이 접혀지므로, 상기 확장부를 이용한 파지시 파지의 안정성과 파지공간의 밀폐성을 보다 향상시킬 수 있다.

나아가, 상기 변형 와이어 외에, 복수의 장력 와이어들이 추가로 구비됨으로써, 상기 파지되는 물체의 연장 방향에 수직인 방향으로의 장력이 상대적으로 크게 유지됨으로써, 물체에 대한 파지력이 보다 향상될 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

10, 11 : 그리퍼 100 : 몸체부
120 : 파지면 200 : 고정부
250 : 흡입유닛 260 : 공압라인
300 : 변형와이어 310, 320 : 연장부
330 :변형 인가부 400 : 장력 와이어
500, 501 : 확장부 510, 520, 530, 540 : 확장면
511, 512 : 제1 경사면 521, 522 : 제2 경사면
635, 645 : 리브

Claims (11)

1. 물체를 파지하는 파지면을 포함하는 몸체부;
   상기 파지면을 관통하여 상기 몸체부의 내부로 형성되는 복수의 개구부들;
   상기 파지면의 모서리로부터 하부방향으로 연장되고, 상기 파지면이 물체를 파지하면서 접혀지는 중앙선을 따라 대칭으로 형성되는 한 쌍의 경사면을 포함하는 확장부; 및
   상기 파지면 상에 상기 중앙선을 따라 연장되는 변형 인가부를 포함하고,
   상기 한 쌍의 경사면은 상기 물체를 파지하는 경우 서로 밀착되는 것을 특징으로 하는 그리퍼.
2. 제1항에 있어서,
   상기 파지면은 사각형 형상을 가지며,
   상기 확장부는, 상기 사각형 형상의 네 모서리로부터 하부방향으로 연장되어, 상기 파지면과의 사이에 파지공간을 형성하는 것을 특징으로 하는 그리퍼.
3. 제2항에 있어서, 상기 확장부는,
   각각이 상기 한 쌍의 경사면을 포함하고, 서로 마주하며 같은 형상으로 형성되는 제1 및 제2 확장면들; 및
   각각이 동일한 길이로 연장되고, 서로 마주하며 같은 형상으로 형성되는 제3 및 제4 확장면들을 포함하는 것을 특징으로 하는 그리퍼.
4. 제3항에 있어서, 상기 한 쌍의 경사면 각각은,
   삼각형 형상을 가지며, 상기 중앙선으로부터 상기 제3 확장면 또는 상기 제4 확장면으로 갈수록 길이가 증가하는 것을 특징으로 하는 그리퍼.
5. 제3항에 있어서, 상기 제3 및 제4 확장면들 각각은,
   상기 몸체부가 하부로 연장되는 방향으로부터 외측으로 연장되는 것을 특징으로 하는 그리퍼.
6. 제3항에 있어서, 상기 제3 및 제4 확장면들 각각은,
   하부방향으로 연장되며 소정 간격 이격되는 복수의 리브들을 포함하는 것을 특징으로 하는 그리퍼.
7. 제1항에 있어서,
   상기 변형 인가부로 장력이 인가됨에 따라, 상기 파지면은 상기 중앙선을 따라 접히면서 물체를 파지하는 것을 특징으로 하는 그리퍼.
8. 제7항에 있어서,
   상기 파지면 상에 상기 변형 인가부가 연장되는 방향인 제1 방향에 교차하는 방향인 제2 방향으로 연장되는 복수의 장력 와이어들을 더 포함하는 그리퍼.
9. 제8항에 있어서, 상기 장력 와이어들은,
   상기 제1 방향을 따라 일정한 간격으로 배열되고,
   상기 제2 방향을 따른 상기 파지면의 표면 장력이 상기 제1 방향을 따른 상기 파지면의 표면 장력보다 크게 유지되는 것을 특징으로 하는 그리퍼.
10. 제7항에 있어서,
    상기 몸체부의 상부에서 상기 몸체부를 고정시키는 고정부;
    상기 고정부의 상부로 연결되어, 상기 개구부에 흡입력을 제공하는 흡입유닛; 및
    상기 변형 인가부로 장력을 인가하는 구동유닛을 더 포함하는 그리퍼.
11. 제10항에 있어서,
    상기 몸체부는 유연 재료(flexible material)이며, 상기 구동유닛은 선형모터(linear motor), 공압 실린더(air cylinder) 또는 권선롤러인 것을 특징으로 하는 그리퍼.

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