KR20090041704A - Thumb structure of robot hand - Google Patents

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KR20090041704A
KR20090041704A KR1020070107353A KR20070107353A KR20090041704A KR 20090041704 A KR20090041704 A KR 20090041704A KR 1020070107353 A KR1020070107353 A KR 1020070107353A KR 20070107353 A KR20070107353 A KR 20070107353A KR 20090041704 A KR20090041704 A KR 20090041704A
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박영진
조정산
박종훈
정완균
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재단법인 포항지능로봇연구소
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Abstract

A thumb configuration of a robot hand is provided to diversify the rotary direction of a thumb part bent towards a palm according to the rotary position. A thumb configuration of a robot hand comprises: a thumb part(100) forming a palm with a plurality of finger parts; a thumb link part(110) turning the thumb part to the palm; a thumb supporting part(111) connected in a base combined with a finger part; a thumb joint(113) combining with the thumb part; and a drive power link part(115) and a driven link part(117) connecting the thumb supporting part and the thumb joint.

Description

로봇 핸드의 엄지 구조{Thumb structure of robot hand}Thumb structure of robot hand

본 발명은 로봇 핸드의 엄지 구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 인간형 로봇의 핸드에 구비되는 엄지 구조에 관한 것이다.The present invention relates to a thumb structure of a robot hand, and more particularly, to a thumb structure provided in a hand of a humanoid robot.

일반적으로, 인간형 로봇(이하 '로봇(robot)"이라 함)은 인간의 신체 구조를 기본으로 하는 것으로, 최근에는 인간의 형상에 대하여 유사한 형태로 근접하여 제조되고 있는 실정이다.In general, a humanoid robot (hereinafter referred to as a "robot") is based on a human body structure, which is recently manufactured in a similar form to a human shape in close proximity.

이러한 로봇을 구성하는 각 구성부 중에 가장 어려운 부분 중에 하나는 인간의 손에 해당하는 부분으로 이는 인간의 손이 가장 섬세한 운동과 제어가 가능하지만 이를 기계적으로 구현하는 데에는 구조적으로 많은 어려움이 있다.One of the most difficult parts of each component of the robot corresponds to the human hand, which enables the most delicate movement and control of the human hand, but there are many structural difficulties in mechanically implementing it.

통상적으로, 사람의 손과 동일한 구조를 갖는 핸드 장치는, 본체의 선단부로부터 복수의 손가락부(예를 들어 엄지부, 검지부, 중지부, 약지부, 소지부)가 뻗어 설치되고, 각 손가락부는 복수의 마디와, 각 마디 사이에 마련되는 링크 부재에 의해 순차적으로 연결되는 구조를 갖고 있다.In general, a hand device having the same structure as a human hand has a plurality of finger parts (for example, a thumb part, a detection part, a middle part, a ring finger part, and a holding part) extending from the leading end of the main body, and each finger part is provided with a plurality of fingers. It has a structure connected sequentially by the node and the link member provided between each node.

그 중 인간의 엄지 손가락에 해당되는 엄지부는 엄지부를 제외한 나머지 손가락부의 마디와 다르게 소정 물품을 파지할 수 있도록 손바닥 측으로 회동되는 구 조가 추가적으로 구현된다. 이러한, 엄지부에 대한 선행기술로는 "대한민국 공개특허 10-2006-0093121;로봇 핸드 장치" 에 개시되어 있다. Among them, the thumb part corresponding to the human thumb is additionally implemented in a structure that is rotated toward the palm side so as to grip a predetermined article differently from the node of the other finger part except the thumb part. Such a prior art for the thumb is disclosed in "Korea Patent Publication No. 10-2006-0093121; robot hand device".

상기 공개특허에 의하면, 엄지부에 해당되는 손가락 링크 부재는 손바닥을 위로 향한 상태에서 손가락 링크부재가 안쪽으로 구부러져 손바닥에 접근한 자세에서, 손가락 링크부재가 손바닥에서 멀어지는 위쪽으로 회전한 자세를 거쳐, 손가락 링크부재가 다시 바깥쪽으로 회전한 자세에 이르도록 구성된다. According to the above-mentioned patent, the finger link member corresponding to the thumb is in a position in which the finger link member is bent inward and approaches the palm with the palm facing upward, and the finger link member is rotated upwardly away from the palm. The finger link member is configured to reach the rotated outward position again.

이는 손가락 링크부재를 항상 일정한 동작 궤적으로 원할하게 동작되도록 구현되는 것이다.This is implemented so that the finger link member is always operated smoothly with a constant motion trajectory.

상기 공개특허에 의한 엄지부에 해당되는 손가락 링크부재는 항상 일정한 동작 궤적으로 동작되므로, 손가락 링크부재의 동작 궤적 내에 파지하고자 하는 물품이 위치하지 않을 경우에는 로봇 핸드 전체를 회전시켜야 하므로, 그 동작에 따른 동력 출력이 증가되며, 인간의 엄지 손가락과 같이 섬세한 동작을 구현하는 데 한계가 있는 문제점이 있다.Since the finger link member corresponding to the thumb portion according to the disclosed patent is always operated with a certain motion trajectory, when the article to be gripped is not located in the motion trajectory of the finger link member, the entire robot hand must be rotated. The power output is increased, there is a problem in that there is a limit in implementing a delicate motion, such as a human thumb.

본 발명의 실시예에 따른 로봇 핸드의 엄지 구조는 다수개의 손가락부와 함께 손바닥을 형성하는 엄지부; 및 상기 엄지부의 상기 손바닥을 향한 면이 상기 손바닥을 향하도록 유지시키며, 상기 엄지부를 상기 손바닥 측으로 회동시키는 엄지 링크부;를 구비할 수 있다.A thumb structure of a robot hand according to an embodiment of the present invention comprises a thumb forming a palm with a plurality of fingers; And a thumb link portion which maintains the surface facing the palm of the thumb toward the palm, and rotates the thumb toward the palm side.

상기 엄지 링크부는 상기 손가락부가 결합되는 베이스에 결합되는 엄지 지지부;상기 엄지부가 결합되는 엄지 결합부;및 상기 엄지 지지부와 상기 엄지 결합부를 연결하는 주동링크절 및 종동링크절;을 구비할 수 있다.The thumb link unit may include a thumb support unit coupled to the base to which the finger unit is coupled; a thumb coupling unit to which the thumb unit is coupled; and a main link section and a driven link section connecting the thumb support unit and the thumb coupling unit.

상기 주동링크절 및 상기 종동링크절은 각각 일측이 상기 엄지 지지부에 힌지 결합되고, 타측이 상기 엄지 결합부에 힌지 결합되며, 상기 종동링크절은 상기 엄지부가 상기 손바닥 측으로 회동될 때, 상기 주동링크절에 교차 회동되도록 상기 엄지 지지부와 상기 엄지 결합부에 힌지 결합될 수 있다.Each of the main link link and the driven link section is hinged to one side of the thumb support portion, the other side is hinged to the thumb coupling portion, the driven link section is the main link when the thumb is rotated to the palm side, It may be hinged to the thumb support and the thumb engaging portion to cross-rotate at the section.

상기 주동링크절은 상기 엄지부를 회동시키기 위한 회전력을 제공하는 동력장치에 결합될 수 있다.The main link section may be coupled to a power unit that provides a rotational force for rotating the thumb.

상기 엄지부는 상기 손바닥 측으로 회동되는 마디를 구비하며,상기 마디의 회동방향은 상기 엄지 링크부에 의해 회동되는 상기 엄지부의 위치에 따라 변동될 수 있다.The thumb portion has a node that is rotated to the palm side, the rotational direction of the node may be changed according to the position of the thumb portion rotated by the thumb link portion.

본 발명에 따른 로봇 핸드의 엄지 구조는 비교적 간단한 구조와 적은 동력 출력으로 엄지부의 동작을 구현하여, 인간의 엄지 손가락과 같이 섬세하고 세밀한 동작이 가능한 효과가 있다.The thumb structure of the robot hand according to the present invention implements the operation of the thumb part with a relatively simple structure and a small power output, thereby enabling the delicate and detailed operation as the human thumb.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 로봇 핸드의 엄지 구조에 대해 첨부된 도면을 참조하여, 상세히 설명하도록 한다. 여기서, 도시되지 않았지만, 로봇은 하나의 몸체와, 몸체의 좌/우측에 대칭으로 결합되는 팔을 구비 할 수 있으며, 핸드는 각 팔의 선단에 결합될 수 있다. 이하에서는 로봇의 우측 팔에 결합되는 핸드를 예를 들어 설명하도록 하며, 좌측 팔에 결합되는 핸드는 이하에서 설명되는 핸드에 대칭되는 것으로 이해할 수 있을 것이다.Hereinafter, a thumb structure of a robot hand according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Here, although not shown, the robot may have one body and an arm that is symmetrically coupled to the left and right sides of the body, and the hand may be coupled to the tip of each arm. Hereinafter, a hand coupled to the right arm of the robot will be described by way of example, and the hand coupled to the left arm will be understood to be symmetrical to the hand described below.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 로봇 핸드를 나타낸 사시도이다. 도 1 을 참조하면, 로봇 핸드(1)는 다수개의 손가락부(100,200,300,400,500)를 구비한다. 각 손가락부(100,200,300,400,500)는 베이스(10)에 결합되어 연장되는 복수개의 마디(30)를 구비하며, 각 마디(30)의 사이에는 관절부(20)가 마련된다.1 is a perspective view showing a robot hand according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, the robot hand 1 includes a plurality of finger parts 100, 200, 300, 400, and 500. Each finger part (100, 200, 300, 400, 500) is provided with a plurality of nodes 30 coupled to the base 10, the joint portion 20 is provided between each node 30.

다수개의 손가락부(100,200,300,400,500)는 엄지부(100), 검지부(200), 중지부(300), 약지부(400), 소지부(500)로 구분될 수 있다. 엄지부(100)를 제외한 나머지 손가락부(200,300,400,500) 즉, 검지부(200), 중지부(300), 약지부(400), 소지부(500)(이하 '나머지 손가락부' 라 함)는 일측이 베이스(10)에 결합되어 각 손가락부(100,200,300,400,500)가 베이스(10)에 대해 수평방향(y축방향) 또는 수직방향(z축방향)으로 회동되도록 결합되며, 타측으로 연장되는 각 마디(30)가 관절부(20)에 의해 베이스(10)에 대해 수직방향(z축방향)으로 회동되도록 구비될 수 있다. The plurality of fingers 100, 200, 300, 400, and 500 may be divided into a thumb part 100, a detection part 200, a stop part 300, a ring finger part 400, and a holding part 500. Other than the thumb part 100, the finger parts 200, 300, 400, and 500, that is, the detection part 200, the stop part 300, the ring finger part 400, and the holding part 500 (hereinafter, referred to as the “rest finger part”) are one side of the base. Coupled to the (10), each finger portion (100, 200, 300, 400, 500) is coupled to rotate in the horizontal direction (y axis direction) or vertical direction (z axis direction) with respect to the base 10, each node 30 extending to the other side is It may be provided to be rotated in the vertical direction (z-axis direction) with respect to the base 10 by the joint portion 20.

이와 같은 손가락부(100,200,300,400,500)는 손가락부(100,200,300,400,500)의 마디(30)가 회동되는 측의 손바닥(1a)과, 손바닥(1a)에 대향되는 측의 손등(1b)을 형성한다. The finger parts 100, 200, 300, 400, and 500 form a palm 1a on the side where the node 30 of the finger parts 100, 200, 300, 400, and 500 are rotated, and a back of the hand 1b on the side opposite to the palm 1a.

한편, 엄지부(100)는 베이스(10)에 결합되는 엄지 링크부(110)에 의해 손바닥(1a)의 하부로 회동되도록 결합된다.On the other hand, the thumb portion 100 is coupled to be rotated to the lower portion of the palm (1a) by the thumb link portion 110 is coupled to the base 10.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 로봇 핸드의 엄지 구조를 나타낸 배면 사시도이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 로봇 핸드의 엄지 구조를 나타낸 정면도이다. 도 2 내지 도 3을 참조하면, 로봇 핸드(1)는 엄지부(100)를 손바닥(1a) 측으로 회동시키는 엄지 링크부(110)를 구비한다.Figure 2 is a rear perspective view showing the thumb structure of the robot hand according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is a front view showing the thumb structure of the robot hand according to an embodiment of the present invention. 2 to 3, the robot hand 1 includes a thumb link part 110 that rotates the thumb part 100 to the palm 1a side.

엄지 링크부(110)는 베이스(10)에 결합되는 엄지 지지부(111)와, 엄지부(100)가 결합되는 엄지 결합부(113)와, 엄지 지지부(111)와 엄지 결합부(113)를 연결시키는 주동링크절(115) 및 종동링크절(117)을 구비한다. The thumb link 110 includes a thumb support 111 coupled to the base 10, a thumb coupling portion 113 to which the thumb 100 is coupled, and a thumb support 111 and a thumb coupling 113. A main link section 115 and a driven link section 117 are provided.

주동링크절(115)은 일측이 엄지 지지부(111)에 결합되고, 타측이 엄지 결합부(113)에 결합된다. 종동링크절(117)은 엄지부(100)가 손바닥(1a) 측으로 회동 될 때, 주동링크절(115)과 교차하도록 일측이 엄지 지지부(111)에 결합되고, 타측이 엄지 결합부(113)에 결합된다. 주동링크절(115) 및 종동링크절(117)은 축과 베어링으로 이루어지는 회전이 자유로운 결합인 회전대우(回轉對偶)로 엄지 지지부(111)와 엄지 결합부(113)에 각각 결합된다.Main link link 115 is one side is coupled to the thumb support 111, the other side is coupled to the thumb engaging portion 113. The driven link section 117 is coupled to the thumb support 111, one side is to intersect with the main link link 115, when the thumb 100 is rotated to the palm (1a) side, the other side is the thumb coupling portion 113 Is coupled to. The main link section 115 and the driven link section 117 is coupled to the thumb support 111 and the thumb engaging portion 113 in a rotational treatment (인) is a free rotation of the shaft and bearing combination.

이때, 엄지부(100)가 나머지 손가락부(200,300,400,500)와 수평을 이루고 있는 평상시(이하, '평상시'라 함.) 주동링크절(115)과 종동링크절(117)은 수평을 유지하여, 엄지부(100)의 손바닥(1a)을 향한 면이 손바닥(1a)의 하부를 향한다. At this time, the thumb 100 is usually horizontal with the other fingers (200, 300, 400, 500) (hereinafter referred to as 'normal') main link link 115 and driven link section 117 is horizontal, thumb The surface facing the palm 1a of the part 100 faces the lower part of the palm 1a.

반면, 주동링크절(115)에 회전력을 제공하여 엄지부(100)가 회동 될 때, 주동링크절(115)과 종동링크절(117)은 서로 교차 회동되어, 엄지부(100)의 손바닥(1a)을 향한 면이 손바닥(1a)을 향하도록 엄지 지지부(111)와 엄지 결합부(113)에 각각 결합된다. On the other hand, when the thumb 100 is rotated by providing a rotational force to the main link link 115, the main link link 115 and the driven link section 117 is rotated cross each other, the palm of the thumb 100 ( The surface facing 1a is coupled to the thumb support 111 and the thumb coupling portion 113 so as to face the palm 1a.

이와 같이, 엄지 링크부(110)는 주동링크절(115)에 회전력을 제공함으로써, 주동링크절(115)의 회동에 따라 종동링크절(117)이 주동링크절(115)에 교차 회동되도록 하여, 엄지 결합부(113)가 엄지 지지부(111)를 중심으로 회동되도록 구비된다. As such, the thumb link unit 110 provides a rotational force to the main link link 115, so that the driven link section 117 cross-rotates to the main link link 115 in accordance with the rotation of the main link link 115. The thumb coupling portion 113 is provided to pivot about the thumb support 111.

한편, 엄지 결합부(113)에는 주동링크절(115)을 회동시키기 위해 주동링크절(115)의 타측에 축결합되어 회전력을 제공하는 동력장치(120a)가 결합될 수 있다. 동력장치(120a)는 회전력을 발생시키는 BLDC(Brushless DC)모터 등으로 마련될 수 있으며, 회전비를 조절하는 감속기어(미도시)와, 회전량을 감지하기 위한 엔코더(미도시) 등이 더 마련될 수 있다. On the other hand, the thumb coupling portion 113 may be coupled to the power unit 120a for axially coupled to the other side of the main link link 115 to rotate the main link link section 115 to provide a rotational force. The power unit 120a may be provided as a brushless DC (BLDC) motor that generates rotational force, and further includes a reduction gear (not shown) for adjusting the rotation ratio and an encoder (not shown) for sensing the amount of rotation. Can be.

여기서, 후술 될, 엄지부(100)의 제1 관절부(105)와 제2 관절부(107)가 제1 마디(101)와 제2 마디(103)를 각각 회동시킬 수 있도록 엄지 결합부(113)와, 제1 마디(101)에는 주동링크절(115)에 축결합되는 동력장치(120a)와 같은 동력장치(120b, 120c, 120d)가 각각 설치될 수 있다.Here, the thumb joint portion 113 so that the first joint portion 105 and the second joint portion 107 of the thumb portion 100, which will be described later, may rotate the first node 101 and the second node 103, respectively. And, the first node 101 may be provided with a power unit (120b, 120c, 120d) such as the power unit 120a coupled to the main link link 115, respectively.

이와 같이 주동링크절(115)의 타측은 엄지 결합부(113)와 힌지 결합되고, 동력장치(120a)가 축결합된다. 따라서, 주동링크절(115)은 종동링크절(117)을 사이에 두고, 서로 평행하며, 종동링크절(117)에 이격되도록 한 쌍으로 구비될 수 있다. 즉, 종동링크절(117)의 엄지부(100)를 향한 측에 이격되어 구비되는 주동링크절(115)은 타측에 엄지 결합부(113)가 힌지 결합되고, 종동링크절(117)의 동력장치(120a)를 향한 측에 이격되어 구비되는 주동링크절(115)은 타측에 동력장치(120a)가 축결합된다.In this way, the other side of the main link link 115 is hinged to the thumb coupling portion 113, the power unit 120a is axially coupled. Therefore, the main link section 115 may be provided in pairs so as to be parallel to each other, and to be spaced apart from the driven link section 117 with the link link section 117 therebetween. That is, the main link link 115 is spaced apart on the side toward the thumb portion 100 of the driven link section 117, the thumb coupling portion 113 is hinged to the other side, the power of the driven link section 117 The main link section 115 is provided on the other side toward the device 120a is coupled to the power unit 120a on the other side.

한편, 엄지부(100)는 베이스(10)로부터 순차적으로 연장되는 제1 마디(101)와, 제2 마디(103)를 구비한다. 또한, 엄지부(100)에는 베이스(10)와 제1 마디(101)의 사이에 구비되고, 평상시 제1 마디(101)를 베이스(10)에 대해 수평방향(y축방향) 또는 수직방향(z축방향)으로 회동되도록 하는 제1 관절부(105)와, 제1 마디(101)와 제2 마디(103)의 사이에 구비되고, 제1 마디(101)에 대해 제2 마디(103)를 손바닥(1a) 측으로 회동시키는 제2 관절부(107)를 구비한다.Meanwhile, the thumb part 100 includes a first node 101 and a second node 103 extending sequentially from the base 10. In addition, the thumb part 100 is provided between the base 10 and the first node 101, and the first node 101 is usually horizontally (y-axis direction) or vertical direction (y) with respect to the base 10. the first joint portion 105 to rotate in the z-axis direction, and between the first node 101 and the second node 103, and the second node 103 with respect to the first node 101. The second joint part 107 which rotates to the palm 1a side is provided.

여기서, 엄지부(100)가 엄지 링크부(110)에 의해 손바닥(1a) 측으로 회동되어 엄지부(100)의 위치가 변동됨에 따라, 평상시 제1 관절부(105)에 의해 베이스(10)에 대해 수평방향(y축방향) 또는 수직방향(z축방향)으로 회동되는 제1 마디(101)의 회동방향과, 제2 관절부(107)에 의해 손바닥(1a) 측으로 회동되는 제2 마디(103)의 회동방향은 엄지부(100)의 위치에 따라 상대적으로 변동 될 수 있다. 이러한 제1 마디(101)와 제2 마디(103)의 회동방향의 변동에 대해서는 구체적인 예를 들어 후술하도록 한다.Here, as the thumb part 100 is rotated toward the palm 1a by the thumb link part 110 and the position of the thumb part 100 is changed, the first joint part 105 is normally used with respect to the base 10. Rotating direction of the first node 101 rotated in the horizontal direction (y-axis direction) or vertical direction (z-axis direction) and second node 103 rotated to the palm 1a side by the second joint portion 107. Rotational direction of may vary relatively depending on the position of the thumb (100). Such fluctuations in the rotational directions of the first and second nodes 101 and 103 will be described later with specific examples.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 로봇 핸드의 엄지 구조의 작동에 대해 첨부된 도면을 참조하여 설명하도록 한다. Hereinafter, the operation of the thumb structure of the robot hand according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 4, 5, 6은 본 발명에 따른 로봇 핸드의 엄지부의 동작을 설명하기 위한 작동도이다. 여기서, 도 4 내지 도 6에 도시된 도면은 엄지부(100)가 평상시의 상태에서 제1 관절부(105)와, 제2 관절부(107)에 의한 엄지부(100)의 작동상태를 도시한 것으로, 이는 제1 마디(101)의 회동과, 제2 마디(103)의 회동에 대한 설명의 편의를 위해 대표적인 예를 들어 도시한 것일뿐, 상술한 바와 같이, 제1 마디(101)와 제2 마디(103)의 회동방향은 엄지부(100)의 위치에 따라 변동될 수 있을 것이다. 4, 5, 6 is an operation for explaining the operation of the thumb of the robot hand according to the present invention. 4 to 6 illustrate an operating state of the thumb 100 by the first joint 105 and the second joint 107 in the normal state. For the sake of convenience of explanation about the rotation of the first node 101 and the rotation of the second node 103, these are merely representative examples, and as described above, the first node 101 and the second node are described. The direction of rotation of the node 103 may vary depending on the position of the thumb 100.

도 4 내지 도 7을 참조하면, 엄지부(100)는 제1 관절부(105)에 의해 나머지 손가락부(200,300,400,500)와 같이 제1 마디(101)가 베이스(10)에 대해 수평방향(y축방향)(도 4 참조.) 또는 수직방향(z축방향)(도 5 참조.)으로 회동됨으로써, 베이스(10)에 대해 수평방향(y축방향) 또는 수직방향(z축방향)으로 회동될 수 있다. 또한, 엄지부(100)는 제2 관절부(107)에 의해 제2 마디(103)가 제1 마디(101)로부터 회동되어, 나머지 손가락부(200,300,400,500)와 같이 제2 마디(103)가 손바닥(1a) 측으로 구부려질 수 있다.(도 6 참조.).4 to 7, the thumb portion 100 is formed by the first joint portion 105 such that the first node 101 is horizontal with respect to the base 10 like the remaining finger portions 200, 300, 400, and 500 (y-axis direction). (See Fig. 4) or by rotating in the vertical direction (z-axis direction) (see Fig. 5), it can be rotated in the horizontal direction (y-axis direction) or vertical direction (z-axis direction) with respect to the base 10. have. In addition, the thumb 100 is rotated from the first node 101 by the second joint 103 by the second joint 107, the second node 103 is the palm (like the other fingers 200, 300, 400, 500) 1a) can be bent to the side (see FIG. 6).

한편, 엄지 링크부(110)는 엄지부(100)를 손바닥(1a) 측으로 회동시킴으로써, 제1 마디(101)와 제2 마디(103)의 회동방향을 더욱 다양화 시킬 수 있다.Meanwhile, the thumb link unit 110 may further diversify the rotation directions of the first node 101 and the second node 103 by rotating the thumb part 100 toward the palm 1a.

도 7a, 7b, 7c, 7d는 본 발명의 실시예에 따른 로봇 핸드의 엄지 링크부의 동작을 설명하기 위한 작동도이다. 먼저, 도 7a를 참조하면, 엄지부(100)는 나머지 손가락부(200,300,400,500)와 수평을 이루며, 엄지부(100)의 손바닥(1a)을 향하는 면이 손바닥의 하부를 향하는 평상시의 위치에 머무른다. 이때, 주동링크절(115)과 종동링크절(117)은 서로 수평상태를 유지한다.7A, 7B, 7C, and 7D are operation diagrams for explaining the operation of the thumb link unit of the robot hand according to the embodiment of the present invention. First, referring to FIG. 7A, the thumb part 100 is horizontal with the other finger parts 200, 300, 400, and 500, and the surface facing the palm 1a of the thumb part 100 stays at the usual position facing the lower part of the palm. At this time, the main link section 115 and the driven link section 117 maintains a horizontal state with each other.

주동링크절(115)은 엄지부(100)를 회동시키기 위해, 타측에 축결합 된 동력장치(120a)로부터 회전력을 제공받는다. 주동링크절(115)의 일측은 엄지 지지부(111)에 힌지 결합되어 있으므로, 주동링크절(115)의 일측은 축선(軸線)의 둘레 에서 베어링이 회전운동만을 하는 회전대우에 의해 공회전되며, 동력장치(120a)와 축결합된 주동링크절(115)의 타측은 엄지 결합부(113)와 함께 손바닥(1a) 측으로 회동된다. Main link link 115 is provided with a rotational force from the power unit 120a axially coupled to the other side in order to rotate the thumb portion 100. Since one side of the main link link 115 is hinged to the thumb support 111, one side of the main link link 115 is idling by a rotary treatment that the bearing only rotates around the axis, The other side of the main link link 115 axially coupled with the device 120a is rotated to the palm 1a side together with the thumb engaging portion 113.

주동링크절(115)이 회동됨에 따라 엄지 지지부(111)와, 엄지 결합부(113)에 각각 힌지 결합되는 종동링크절(117)은 엄지 지지부(111)에 힌지 결합된 일측이 주동링크절(115)의 일측과 마찬가지로 공회전되며, 타측이 엄지 결합부(113)와 함께 손바닥(1a) 측으로 회동된다.As the main link section 115 is rotated, the thumb support section 111 and the driven link section 117 hinged to the thumb coupling section 113, respectively, one side of the main link link hinge hinged to the thumb support section (111) As in one side of 115 is idling, the other side is rotated to the palm (1a) side with the thumb engaging portion 113.

이때, 종동링크절(117)은 주동링크절(115)에 대해 교차되도록 회동되므로, 엄지 결합부(113)에 결합된 엄지부(100)는 엄지부(100)의 손바닥(1a)을 향한 면이 손바닥(1a)을 향하며, 손바닥(1a)의 하부로 회동된다.At this time, since the driven link section 117 is rotated so as to intersect with respect to the main link section 115, the thumb portion 100 coupled to the thumb coupling portion 113 faces the palm 1a of the thumb portion 100. Facing this palm 1a, it is rotated to the lower part of the palm 1a.

이와 같이 엄지 링크부(110)는 엄지부(100)를 손바닥(1a) 측으로 회동시킴으로써, 제1 관절부(105)에 의한 제1 마디(101)의 회동방향과, 제2 관절부(107)에 의한 제2 마디(103)의 회동방향을 엄지부(100)의 위치에 따라 변동되도록 한다. Thus, the thumb link part 110 rotates the thumb part 100 to the palm 1a side, and thus the rotation direction of the 1st node 101 by the 1st articulation part 105, and the 2nd articulation part 107 The rotation direction of the second node 103 is varied according to the position of the thumb 100.

여기서, 손바닥(1a)이 하부를 향하고 손등(1b)이 상부를 향하고 있다고 가정하고, 좀 더 상세히 예를 들어 설명하자면, 도 7b에 도시된 바와 같이 엄지 링크부(110)에 의해 엄지부(100)가 회동되어, 엄지부(100)는 손바닥(1a)의 일측부에 위치하는 제1 회동위치에 도달할 수 있다.Here, it is assumed that the palm 1a faces downward and the back of the hand 1b faces upward. For example, the thumb 100 may be formed by the thumb link 110 as illustrated in FIG. 7B. ) Is rotated, the thumb part 100 may reach a first rotational position located on one side of the palm (1a).

이때, 제1 마디(101)와, 제2 마디(103)는 평상시의 회동방향에 대해 교차되는 방향으로 회동된다. 즉, 평상시 손바닥(1a)의 하측으로 회동되는 제1 마디(101)와, 제2 마디(103)는 엄지부(100)가 제1 회동위치에 있을때, 손바닥(1a)의 일측부 에서 손바닥(1a) 측으로 약 135ㅀ경사진 방향(y'축방향)으로 회동된다. 또한, 평상시 베이스(10)에 대해 수평방향(y축방향)으로 회동되는 제1 마디(101)는 제1 회동위치에서 회동되는 제1 마디(101)와, 제2 마디(103)의 회동방향(y'축방향)에 대해 수직방향(z'축방향)으로 회동된다.At this time, the first node 101 and the second node 103 are rotated in a direction intersecting with the usual rotation direction. That is, the first node 101 and the second node 103, which are normally rotated to the lower side of the palm 1a, are located at one side of the palm 1a when the thumb 100 is in the first rotational position. It rotates in the direction (y 'axis direction) inclined about 135 degrees to 1a) side. In addition, the first node 101 which is normally rotated in the horizontal direction (y-axis direction) with respect to the base 10 is the rotation direction of the first node 101 and the second node 103 that are rotated at the first rotational position. It is rotated in the vertical direction (z 'axis direction) with respect to (y' axis direction).

계속해서, 도 7c에 도시된 바와 같이, 엄지 링크부(110)에 의해 엄지부(100)가 회동되어, 엄지부(100)는 손바닥(1a)의 하부에 위치하는 제2 회동위치에 도달할 수 있다. Subsequently, as shown in FIG. 7C, the thumb portion 100 is rotated by the thumb link portion 110 so that the thumb portion 100 may reach the second pivot position located under the palm 1a. Can be.

이때, 제1 마디(101)와, 제2 마디(103)는 엄지부(100)가 제1 회동위치에 있을때의 회동방향에 대해 교차되는 방향으로 회동된다. 즉, 엄지부(100)가 제1 회동위치에 있을때, 손바닥(1a)의 일측부에서 손바닥(1a) 측으로 약 135ㅀ경사진 방향(y'축방향)으로 회동되는 제1 마디(101)와, 제2 마디(103)는 엄지부(100)가 제2 회동위치에 있을때, 손바닥(1a)의 하측에서 상측으로 수직 회동된다. 또한, 엄지부(100)가 제1 회동위치에 있을때, 제1 회동위치에서 회동되는 제1 마디(101)와, 제2 마디(103)의 회동방향에 대해 수직방향(z'축방향)으로 회동되는 제1 마디(101)는 엄지부(100)가 제2 회동위치에 있을때, 베이스(10)에 대해 수평방향(y축방향)으로 회동된다. At this time, the first node 101 and the second node 103 are rotated in the direction intersecting with the rotation direction when the thumb portion 100 is in the first rotation position. That is, when the thumb part 100 is in the first rotational position, the first node 101 rotates in one direction of the palm 1a from the one side of the palm 1a to the palm 1a side in the inclined direction (y'axis direction), The second node 103 is vertically rotated upward from the lower side of the palm 1a when the thumb 100 is in the second rotational position. In addition, when the thumb part 100 is in the first rotational position, it is perpendicular to the rotational direction of the first node 101 and the second node 103 that is rotated in the first rotational position (z'axis direction). The first node 101 that is rotated is rotated in the horizontal direction (y-axis direction) with respect to the base 10 when the thumb portion 100 is in the second rotational position.

계속해서, 도 7d에 도시된 바와 같이, 엄지 링크부(110)에 의해 엄지부(100)가 회동되어, 엄지부(100)는 손바닥(1a)의 하측 중앙부에 위치하는 제3 회동위치에 도달할 수 있다.Subsequently, as shown in FIG. 7D, the thumb portion 100 is rotated by the thumb link portion 110 so that the thumb portion 100 reaches a third pivot position located at the lower center portion of the palm 1a. can do.

이때, 제1 마디(101)와, 제2 마디(103)는 엄지부(100)가 제2 회동위치에 있 을때의 회동방향에 대해 교차되는 방향으로 회동된다. 즉, 엄지부(100)가 제2 회동위치에 있을때, 손바닥(1a)의 하측에서 상측로 수직 회동되는 제1 마디(101)와, 제2 마디(103)는 손바닥(1a)의 하측 중앙부에서 손바닥(1a) 측으로 약 45ㅀ경사진 방향(y"축방향)으로 회동된다. 또한, 엄지부(100)가 제2 회동위치에 있을때, 베이스(10)에 대해 수평방향(y축방향)으로 회동되는 제1 마디(101)는, 제3 회동위치에서 회동되는 제1 마디(101)와 제2 마디(103)의 회동방향에 대해 수직방향(z"축방향)으로 회동된다.At this time, the first node 101 and the second node 103 are rotated in a direction intersecting with the rotation direction when the thumb portion 100 is in the second rotation position. That is, when the thumb part 100 is in the second rotational position, the first node 101 and the second node 103 are vertically rotated upward from the lower side of the palm 1a, and the second node 103 is located at the lower center of the palm 1a. It rotates in the direction (y "axial direction) inclined about 45 degrees toward the palm 1a side. Moreover, when the thumb part 100 is in a 2nd rotation position, it rotates in the horizontal direction (y-axis direction) with respect to the base 10. The first node 101 to be rotated is perpendicular to the rotation direction of the first node 101 and the second node 103 that are rotated at the third rotational position (z " axis direction).

여기서, 상술된 설명에서는 엄지 링크부(110)에 의해 회동되는 엄지부(100)의 위치를 평상시, 제1 회동위치, 제2 회동위치 및 제3 회동위치로 구분하여 설명하였지만, 이는 이해를 돕기위한 구분으로, 엄지부(100)의 회동되는 위치는 평상시로부터 제3 회동위치의 범위 내 어느 위치에 위치할 수 있으며, 그에 따라 엄지부(100)의 제1 마디(101)와 제2 마디(103)의 회동방향 또한 변동될 수 있다. Here, in the above description, the position of the thumb 100 rotated by the thumb link unit 110 has been described as being divided into a first rotational position, a second rotational position, and a third rotational position. For the division, the rotational position of the thumb 100 may be located at any position within the range of the third rotational position from the usual, accordingly, the first node 101 and the second node of the thumb 100 ( The direction of rotation of 103 may also vary.

이와 같이, 엄지 링크부(110)는 엄지부(100)의 손바닥(1a)을 향한 면이 항상 손바닥(1a)을 향하도록 엄지부(100)를 회동시키며, 엄지부(100)는 회동되는 위치에 따라, 손바닥(1a) 측으로 구부려지는 회동방향이 다양화된다.As such, the thumb link 110 rotates the thumb 100 such that the surface of the thumb 100 facing the palm 1a always faces the palm 1a, and the thumb 100 is rotated. As a result, the rotational direction bent toward the palm 1a side is diversified.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 로봇 핸드를 나타낸 사시도이다.1 is a perspective view showing a robot hand according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 로봇 핸드의 엄지 구조를 나타낸 사시도이다.2 is a perspective view showing a thumb structure of a robot hand according to an embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 로봇 핸드의 엄지를 나타낸 정면도이다.3 is a front view showing the thumb of the robot hand according to an embodiment of the present invention.

도 4, 5, 6은 본 발명에 따른 로봇 핸드의 엄지부의 동작을 설명하기 위한 작동도이다. 4, 5, 6 is an operation for explaining the operation of the thumb of the robot hand according to the present invention.

도 7a, 7b, 7c, 7d는 본 발명의 실시예에 따른 로봇 핸드의 엄지 링크부의 동작을 설명하기 위한 작동도이다. 7A, 7B, 7C, and 7D are operation diagrams for explaining the operation of the thumb link unit of the robot hand according to the embodiment of the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호 설명><Description of Signs of Major Parts of Drawings>

100 : 엄지부 110 : 엄지 링크부100 thumb portion 110 thumb link portion

111 : 엄지 지지부 113 : 엄지 결합부111: thumb support 113: thumb coupling portion

115 : 주동링크절 117 : 종동링크절115: driven link clause 117: driven link clause

Claims (5)

다수개의 손가락부와 함께 손바닥을 형성하는 엄지부; 및A thumb forming a palm with a plurality of fingers; And 상기 엄지부의 상기 손바닥을 향한 면이 상기 손바닥을 향하도록 유지시키며, 상기 엄지부를 상기 손바닥 측으로 회동시키는 엄지 링크부;를 구비하는 것을 특징으로 하는 로봇 핸드의 엄지 구조.And a thumb link portion which keeps the face facing the palm of the thumb toward the palm and rotates the thumb toward the palm side. 제1 항에 있어서, 상기 엄지 링크부는The method of claim 1, wherein the thumb link portion 상기 손가락부가 결합되는 베이스에 결합되는 엄지 지지부;A thumb support coupled to the base to which the finger is coupled; 상기 엄지부가 결합되는 엄지 결합부;및A thumb coupling portion to which the thumb portion is coupled; and 상기 엄지 지지부와 상기 엄지 결합부를 연결하는 주동링크절 및 종동링크절;을 구비하는 것을 특징으로 하는 로봇 핸드의 엄지 구조.Thumb structure of the robot hand, characterized in that it comprises; a main link linkage and a driven link section connecting the thumb support and the thumb coupling. 제2 항에 있어서, 상기 주동링크절 및 상기 종동링크절은 각각 일측이 상기 엄지 지지부에 힌지 결합되고, 타측이 상기 엄지 결합부에 힌지 결합되며,According to claim 2, The main link linkage and the driven link section, one side is hinged to the thumb support portion, the other side is hinged to the thumb coupling portion, 상기 종동링크절은 상기 엄지부가 상기 손바닥 측으로 회동될 때, 상기 주동링크절에 교차 회동되도록 상기 엄지 지지부와 상기 엄지 결합부에 힌지 결합되는 것을 특징으로 하는 로봇 핸드의 엄지 구조.The driven link section is the thumb structure of the robot hand, characterized in that the hinge hinge coupled to the thumb support and the thumb engaging portion to cross-rotate the main link link when the thumb is rotated to the palm side. 제2 항에 있어서, 상기 주동링크절은 The method of claim 2, wherein the main link link is 상기 엄지부를 회동시키기 위한 회전력을 제공하는 동력장치에 결합되는 것을 특징으로 하는 로봇 핸드의 엄지 구조. The thumb structure of the robot hand, characterized in that coupled to the power unit for providing a rotational force for rotating the thumb. 제1 항에 있어서, 상기 엄지부는 상기 손바닥 측으로 회동되는 마디를 구비하며,According to claim 1, wherein the thumb portion has a node that is rotated to the palm side, 상기 마디의 회동방향은 상기 엄지 링크부에 의해 회동되는 상기 엄지부의 위치에 따라 변동되는 것을 특징으로 하는 로봇 핸드의 엄지 구조. The pivot direction of the node is changed according to the position of the thumb portion rotated by the thumb link portion thumb structure of the robot hand.
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