KR20100138481A - 로봇의 파지구조 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 로봇의 파지구조는 모터(930)와 연결된 스크루부재(438)를 가지며 또한 너트부재 가이드 홈(4368)이 형성된 이동부재(436)를 가진다. 상기 이동부재(436)의 너트부재 가이드 홈(4368)에는 상기 스크루부재(438)와 결합된 너트부재(4366)가 장착되고, 상기 너트부재(4366)와 상기 이동부재의 일면(4361)의 사이에는 탄성계수가 다른 스프링부재(180)(190)가 설치된다. 상기 이동부재(436)는 로봇에 형성된 이동가이드 홈(5083)을 따라 이동하며, 와이어(880)를 통하여 손가락부재(631)(632)(633)와 연결된다.

로봇, 파지, 마디

Description

로봇의 파지구조 {Grasping structure for robots}

본 발명은 로봇의 파지(把持)구조에 관한 것으로서 더욱 상세히는 로봇이 손가락 등을 움켜쥐어 물체를 잡고 놓도록 하는 로봇의 파지구조에 관한 것이다. 본 발명에 따를 경우, 저가의 저출력모터를 사용하여 효율적으로 제어를 이룰 수 있으며 하나의 모터로 전체 손가락 등의 파지체(把持體)의 파지움직임을 이룰 수 있도록 한다.

로봇은 인간의 움직임을 본뜬 움직임을 구현하는 기계로서, 그중 물체를 잡거나 놓는 파지(把持) 움직임이 필요할 수 있다. 예를 들어 로봇팔의 경우 손가락부가 제공되고 이러한 손가락부가 구동되어 물체를 쥐고 놓게 된다.

이러한 로봇의 파지 움직임과 관련되어 저가의 저출력 모터를 사용하여 그 움직임을 가능하게 한다면 비용이 절감되어 바람직하다 할 것이다. 또한 이러한 저가의 저출력모터를 사용한 파지 움직임에서 모터의 정지에 따라 움직임이 자연적으로 그 위치에서 고정된다면 바람직하다 할 것이다. 즉 추가적인 제어 기구 등을 통하여 움직임을 그 위치에서 고정하지 않고 모터의 정지로 자연스럽게 움직임이 그 위치에서 고정된다면 그 만큼 제어기구가 간단하고 효율적인 것을 의미하는 것이며 다 른 측면에서 추가적인 전력소모를 막을 수 있기 때문이다.

또한, 이러한 파지 움직임의 제어에 있어서 파지의 대상이 되는 물체에 따라 적절하게 파지력(把持力)이 발생하며 또한 물체의 형상이나 크기에 구애 없이 자유롭게 파지할 수 있다면 바람직하다 할 것이다.

또한 이러한 파지력의 제어는 모터의 동작시간에 비례하여 이룰 수 있다면 바람직하다 할 것이다. 이러한 경우, 예를 들어 모터의 전원연결시간을 제어함으로써 파지력을 결정할 수 있게 되는데, 구체적인 예로는, 리모컨 등에서 해당 모터에 대한 스위치의 가압시간을 조정하여 파지력을 결정할 수 있게 된다. 즉 리모컨의 스위치를 오래 누르고 있으면 그 만큼 파지력이 증가하도록 할 수 있는 것이다.

이러한 경우, 모터의 동작시간에 따른 파지력의 증가의 정도가 구간별로 다르게 하는 것이 좋을 수 있다. 예를 들어 리모컨 스위치의 가압시간이 일정구간을 넘어서면 갑자기 파지력이 증가하도록 하는 것인데, 이러한 경우, 오랜 시간 리모컨 스위치를 가압한다는 것은 그 만큼 큰 파지력을 필요로 하는 것으로서 특정시간이 경과하는 경우 파지력의 증가폭을 더욱 크게 하여, 원하는 파지력에 더욱 빠르게 도달하게 할 수 있기 때문이다. (역으로 일정 시간이 경과하면 파지력이 감소하도록 할 수도 있다.)

나아가서, 하나의 모터로 로봇의 손가락 등의 파지체를 동시에 구동시켜 파지를 이룰 수 있도록 한다면 바람직하다 할 것이다. 본 발명은 이러한 요청을 만족시킨다.

본 발명의 목적은 저가의 저출력 모터를 사용하여 비용을 절감할 수 있으며, 그 움직임 중 모터가 정지하면 자연스럽게 움직임이 그 위치에서 고정되며, 파지의 대상이 되는 물체에 따라 적절하게 파지력(把持力)이 발생하고 물체의 형상이나 크기에 구애 없이 자유롭게 파지할 수 있으며, 모터의 동작시간에 비례하여 파지력이 결정되고 또한 구간별로 파지력의 증가 및 감소의 정도가 다르게 할 수 있으며, 하나의 모터로 여러 개의 파지체를 동시에 구동할 수 있도록 하는 로봇의 파지구조를 제공하는 것이다.

이러한 본 발명의 목적에 따라, 본 발명은 모터와 연결된 것으로서 외주에 나사부가 형성된 스크루부재와; 상기 스크루부재의 나사부와 결합되는 암나사부가 형성된 너트부재와; 상기 스크루부재의 회전에 따라 이동하는 너트부재를 가이드 하는 너트부재 가이드 홈이 형성된 이동부재와; 상기 이동부재의 너트부재 가이드 홈의 내부에서 상기 너트부재와 너트부재 가이드 홈의 일면의 사이에 장착된 탄성부재와; 상기 이동부재와 와이어를 통하여 연결된 파지체를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 로봇의 파지구조를 제공한다.

본 발명에 따를 경우, 상기 이동부재는 로봇에 형성된 이동 가이드 홈에 설치되어 상기 이동가이드 홈을 따라 이동하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따를 경우, 상기 탄성부재는 탄성계수가 다른 것이 직렬로 다수 개 장착되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따를 경우, 상기 너트부재와 너트부재 가이드 홈의 일면의 사이에서 다수 개 직렬로 장착된 탄성부재는 상기 너트부재를 향할수록 그 탄성계수가 증가할 수 있다.

본 발명에 따를 경우, 상기 다수개의 탄성부재는 분리부재에 의하여 분리되어 있는 것이 바람직하다.

본 발명의 실시예에 따를 경우, 상기 스크루부재는 상기 이동부재를 관통하여 상기 너트부재 가이드 홈에 놓이고, 상기 너트부재는 상기 너트부재 가이드 홈에 놓인 스크루부재에 장착된다.

본 발명의 실시예에 따를 경우, 상기 탄성부재는 스프링부재로서 상기 스크루부재에 장착된다.

본 발명에 따를 경우, 상기 파지체는 상호간에 회동가능하게 결합된 다수개의 마디를 가지며, 이들 마디에는 상기 와이어가 통과하는 와이어통과부가 형성되며, 이들 마디 중 가장 먼 쪽의 마디와 상기 와이어는 연결된다.

본 발명에 따를 경우, 상기 마디들의 와이어 통과부는 상호간에 연속되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따를 경우, 상기 개개의 마디의 회동점은 해당 마디에서 바깥쪽에 위치하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따를 경우, 상기 마디에서 상기 와이어 통과부는 상기 회동점에 대하여 안쪽에 형성되고, 상기 와이어통과부를 사이에 두고 상기 회동점과 대향하는 쪽에는 상기 연결 와이어가 접하는 접부가 형성되는 것이 바람직하다.

본 발명의 실시예에 따를 경우, 상기 파지체의 개개의 마디는 핀 부재에 의하여 상호간에 회동가능하게 결합되고, 상기 접부는 마디를 측면에서 관통하는 핀 부재로 이루어진다.

본 발명에 따를 경우, 상기 마디의 각각의 회동점에는 파지되는 방향에 반발하는 리턴 스프링이 장착되는 것이 바람직한데, 본 발명의 실시예에서 상기 리턴 스프링은 토션 스프링이 장착된다.

본 발명에 따를 경우, 상기 파지체는 다수개가 제공되며, 이때, 상기 이동부재와 상기 다수개의 파지체의 사이에는 와이어 분할체가 놓이고, 상기 이동부재와 와이어 분할체는 메인 와이어에 의하여 연결되고, 상기 와인분할체와 개개의 파지체는 이들의 사이에 연결된 연결 와이어에 의하여 각각 연결되는 것이 바람직하다.

이 경우, 상기 와이어 분할체에서 메인와이어의 연결위치는 상기 연결와이어와들의 연결위치의 중심에 위치하는 것이 좋다.

본 발명에 따를 경우, 상기 다수개의 파지체는 상호간에 이웃하는 두 개의 파지체와 이들과 대향하는 하나의 대향 파지체로 이루어지며, 이때, 상기 와이어 분할체는 상기 이웃하는 두 개의 파지체와 대향하는 수평부와 상기 수평부로부터 수직방향으로 연장된 수직부를 가지며, 상기 와이어 분할체의 수평부의 양측 및 수직부의 단부로부터 각각 상기 연결 와이어가 연장되어 상기 상호간에 이웃하는 두 개의 파지체 및 상기 대향 파지체에 각각 연결되는 것이 바람직하다.

본 발명의 실시예에 따를 경우, 상기 와이어 분할체는 T자형의 형상을 하고 있다.

본 발명에 따를 경우, 상기 파지체의 첫 마디는 외측경사부가 형성되어 로봇에서 이에 대응한 경사부에 설치가 되며, 이때, 상기 경사는 하방으로 내려 갈수록 외측으로 경사지는 것이 바람직하다.

본 발명의 실시예에 따를 경우, 상기 파지체는 손가락부재이다.

본 발명은, 또한, 이동가이드 홈이 형성된 로봇팔의 아암부와; 모터와 연결된 것으로서 외주에 나사부가 형성된 스크루부재와; 상기 스크루부재의 나사부와 결합되는 암나사부가 형성된 너트부재와; 상기 스크루부재의 회전에 따라 이동하는 너트부재를 가이드 하는 너트부재 가이드 홈이 형성된 것으로서 상기 로봇팔의 아암부의 이동가이드 홈에 설치된 이동부재와; 상기 이동부재의 너트부재 가이드 홈의 내부에서 상기 너트부재와 너트부재 가이드 홈의 일면의 사이에 장착된 탄성부재와; 상기 이동부재와 와이어를 통하여 연결된 손가락부재를 가지는 핸드부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 로봇팔을 제공한다.

본 발명에 따를 경우, 상기 탄성부재는 탄성계수가 다른 것이 직렬로 다수 개 장착되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따를 경우, 상기 너트부재와 너트부재 가이드 홈의 일면의 사이에서 다수 개 직렬로 장착된 탄성부재는 상기 너트부재를 향할수록 그 탄성계수가 증가하는 것이 바람직하다.

본 발명의 실시예에 따를 경우, 상기 다수개의 탄성부재는 분리부재에 의하여 분리되어 있다.

본 발명의 실시예에 따를 경우, 상기 스크루부재는 상기 이동부재를 관통하여 상기 너트부재 가이드 홈에 놓이고, 상기 너트부재는 상기 너트부재 가이드 홈에 놓인 스크루부재에 장착된다.

본 발명의 실시예에 따를 경우, 상기 탄성부재는 스프링부재로서 상기 스크루부재에 장착된다.

본 발명의 실시예에 따를 경우, 상기 핸드부는 전방부재와 후방부재를 가지며 각각의 전방부재와 후방부재에 상기 손가락부재가 설치된다.

본 발명에 따를 경우, 상기 아암부와 상기 핸드부의 사이에는 와이어 분할체가 놓이고, 상기 이동부재와 와이어 분할체는 메인 와이어에 의하여 연결되고, 상기 와인분할체와 개개의 손가락부재는 이들의 사이에 연결된 연결 와이어에 의하여 각각 연결되는 것이 바람직하다.

본 발명의 실시예에 따를 경우, 상기 아암부와 상기 와이어 분할체의 사이에서, 상기 메인 와이어가 관통하는 수평부재가 설치되고 상기 수평부재의 하측에는 두 개의 롤러가 이웃하여 설치되어 그 사이를 상기 수평부재를 관통한 메인와이어가 관통하고 있다.

본 발명에 따를 경우, 상기 와이어 분할체에서 메인와이어의 연결위치는 상기 연결와이어와들의 연결위치의 중심에 위치하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따를 경우, 상기 핸드부재의 전방부재와 후방부재의 상호간 바라보는 면에는 하방으로 내려 갈수록 외측으로 경사진 경사부가 형성되며, 이들 경사부에 설치되는 손가락부재의 첫마디는 각각 이에 대응한 경사부가 형성되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따를 경우, 상기 손가락부재는 상호간에 회동가능하게 결합된 다수개의 마디를 가지며, 이들 마디에는 상기 와이어가 통과하는 와이어통과부가 형성되며, 이들 마디 중 가장 먼 쪽의 마디와 상기 와이어는 연결되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따를 경우, 상기 마디들의 와이어 통과부는 상호간에 연속되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따를 경우, 상기 개개의 마디의 회동점은 해당 마디에서 바깥쪽에 위치하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따를 경우, 상기 마디에서 상기 와이어 통과부는 상기 회동점에 대하여 안쪽에 형성되고, 상기 와이어통과부를 사이에 두고 상기 회동점과 대향하는 쪽에는 상기 연결 와이어가 접하는 접부가 형성되는 것이 바람직하다.

본 발명의 실시예에 따를 경우, 상기 손가락부재의 개개의 마디는 핀 부재에 의하여 상호간에 회동가능하게 결합되고, 상기 접부는 마디를 측면에서 관통하는 핀 부재이다.

본 발명에 따를 경우, 상기 마디의 각각의 회동점에는 파지되는 방향에 반발하는 리턴 스프링이 장착되는 것이 바람직한데, 본 발명의 실시예에 따를 경우, 상기 리턴 스프링은 토션 스프링이다.

본 발명에 따를 경우, 저가의 저출력 모터를 사용하여 손가락과 같은 파지체의 파지운동을 구현하여 비용을 절감할 수 있으며, 그 움직임 중 모터가 정지하면 자연스럽게 움직임이 그 위치에서 고정되도록 하여 효율적으로 제어를 이룰 수 있도 록 하고 있다.

또한, 파지의 대상이 되는 물체에 따라 적절하게 파지력(把持力)이 발생하고 물체의 형상이나 크기에 구애 없이 자유롭게 파지할 수 있으며, 모터의 동작시간에 비례하여 파지력이 결정되고 또한 구간별로 파지력의 증가 및 감소의 정도가 다르게 할 수 있다.

나아가서, 본 발명은 하나의 모터로 여러 개의 파지체를 동시에 구동할 수 있도록 하고 있다.

이제 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참고로 하여 설명한다.

먼저, 도 1에서 도 4는 본 발명에 따른 로봇의 파지구조가 구현된 로봇팔의 일예를 보이며, 이 경우, 파지(把持)를 행하는 파지체(把持體)는 손가락부재가 되고 있다. 하지만 이러한 파지체는 다양하게 구현될 수 있는데, 예를 들어 집게가 될 수도 있고, 다른 경우, 발가락부재가 될 수도 있다.

도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 로봇팔은 하부에 핸드부(600)가 제공되고 그 상부에 아암부(500)가 제공되며, 상기 아암부(500)의 상부에 아암부(500)를 회전시키는 회전부(900)가 제공된다.

상기 회전부(900)에는 모터(910)(920)(930)(940)들이 설치되는데, 이들 모터에 대하여 케이스(10)가 제공되고 있다.

상기 로봇팔의 경우, 이들 모터들(910)(920)(930)(940)로부터 동력을 전달받아 상기 아암부(500)가 회전을 이루고, 상기 핸드부(600)가 전후 및 좌우로 손목운동 을 이루고, 또한 상기 핸드부(600)의 손가락이 상기 핸드부의 전후 및 좌우회동과 연동되지 않고 독립적으로 파지(把持)를 이루게 된다.

모터(910)는 핸드부(600)를 좌우로 회동하도록 동력을 전달하며, 모터(920)는 핸드부(600)를 전후로 회동하도록 동력을 전달하며, 모터(940)는 아암부(500)를 회전시킨다. 또한 모터(930)는 핸드부(600)의 손가락의 파지운동을 위한 동력을 전달한다.

이러한 로봇팔은 상기 케이스(10)에 부착된 연결대(7)를 통하여 그 상부에 놓이는 회동기구(미도시)와 연결될 수 있다. 그러한 경우, 상부에 위치하는 회동기구는 윗팔을 구성하고, 상기 로봇팔은 아래팔을 구성하여, 윗팔의 회동운동에 따라 전체로서 전후로 회동하거나 또는 측면으로 회동되거나 윗팔에 대하여 아래팔이 굽혀지도록 운동 될 수 있다.

상기 케이스(10)는 하면이 개방되어 개방부를 형성하고 그 내부에는 모터설치판(40)이 회전가능하게 장착된다.

상기 모터설치판(40)에는 전술한 모터들(910)(920)(930)(940)이 설치된다.

상기 모터설치판(40)에 설치된 모터(940)는 아암부(500)의 회전을 위한 것으로서 그 출력축(941)은 피니온기어(95)와 결합되는데, 상기 피니온기어(95)는 피니온기어축(915)에 장착되며, 상기 아암회전용 모터(940)의 출력축과 상기 피니온기어축(915)은 커플러(94)에 의하여 결합되고 있다.

상기 케이스(10)의 상부와 하부에는 각각 덮개판(3)(6)이 고정설치되는데, 이들 덮개판(3)(6)은 개방되어, 상부 덮개판(3)의 개방부를 통하여 모터 들(910)(920)(930)(94)이 돌출되고 있으며, 하부 덮개판(6)의 개방부를 통하여 아암부(500)가 인입되고 있다.

이러한 케이스(10)의 하부에 고정설치된 하부덮개판(6)에 내접기어(50)가 고정설치된다. 내접기어(50)는 하부덮개판(6)과 연통하는 연통개방부가 형성되고, 그 내면을 따라 상기 피니온기어(95)와 결합되는 기어부(54)가 형성되어 있다.

상기 모터설치판(40)의 하부에는 제1보강판(21)이 설치된다. 또한 상기 모터설치판(40)과 제1보강판(21)의 사이에는 제2보강판(23)이 설치된다.

이들 보강판(21)(23)은 상기 케이스(10)의 내부에서 회전가능하게 설치된다. 즉 도시된 바와 같이, 상기 케이스(10)에 대하여 부싱(12)이 설치되고 상기 부싱(12)의 내측에 접면하여 상기 모터설치판(40)과 보강판(21)(23)이 설치되는 것이다.

이들 보강판(21)(23)을 관통하여 상기 피니온기어축(915)이 통과하고 있는데, 이때 이들 보강판(21)(23)에서 상기 피니온기어축(915)이 통과하는 관통부에는 베어링(941)(943)이 설치된다. 또한, 상기 피니온기어축(915)은 상기 이들 보강판(21)(23)의 사이에서 그 축의 직경이 증가되고 있다.

각각의 모터출력축(911)(921)(931)에 대하여 이들과 결합하는 스크루부재(418)(428)(438)들은 커플러(91)(92)(93)에 의하여 결합되며 이들 스크루부재(418)(428)(438)는 상기 보강판(21)(23)을 관통하며, 이들의 관통부에는 베어링(911)(913)(921)(923)(931)(933)이 설치되고, 이들 보강판(21)(23)의 사이에서 이들 스크루부재(418)(428)(438)는 직경이 증가한다.

이에 따라, 상기 피니온기어축(915)과 스크루부재(418)(428)(438)들은 모 터(940)(910)(920)(930)의 동력을 안정적으로 공급받으며 한 방향으로 흔들리거나 힘이 편향되지 않는다.

본 실시예에 따를 경우, 상기 아암부(500)의 결합부(520)는 상부로 돌출된 사각의 형태를 가져, 상기 케이스(10)의 내부로 인입되어 상기 하부 보강판(21)의 밑면에 고정결합된다.

상기 모터설치판(40)에는 홈부(4008)가 형성되고 이에 대응하여 상기 보강판(21)(23)에는 홈부(218)(238)가 형성되고, 이들 홈부(4008)(218)(238)를 통과하여 상기 연결대(42)가 장착되고 있다.

이에 따라 상기 모터설치판(40)과 이들 보강판(21)(23)이 연결되어 이들은 일체로서 회전을 이루게 된다.

상기 모터설치판(40)의 모터(940)가 동력을 전달하면, 이에 따라 상기 피니온기어(95)가 상기 내접기어(50)의 내면의 기어부(54)를 따라 회전을 이루게 되고, 그러면, 이들 모터설치판(40)과 보강판(21)(23)은 회전을 이루게 된다. 그러면 상기 보강판(21)과 결합된 아암부(500)가 회전을 이루게 되는 것이다.

도 3은 본 실시예의 로봇팔에 따른 아암부(500)와 핸드부(600)의 구조 및 이들의 연결구조를 보이는 분해사시도이다.

상기 로봇팔의 핸드부(600)는 전방부재(610)와 후방부재(650) 및 양측면부재(620)(640)를 가지며, 상기 전방부재(610)와 후방부재(650)에 손가락부재(631)(632)(633)가 장착되고 있다.

두 개의 수평부재(110a)(110b)가 상호간에 대향하여 제공되고, 각각의 수평부 재(110a)(110b)는 상기 아암부(500)와 회동가능하게 결합된다.

상기 아암부(500)는 아암본체부(550)를 가지는데, 상기 아암본체부(550)의 상면에는 상기 보강판(21)과의 결합을 위하여 돌출된 결합부(520)가 형성되고, 전면에는 가이드 홈(5083)이 형성된다. 또한 상기 아암본체부(550)의 측면에는 가이드 홈(5081)이 형성되고 있으며, 그 뒷면에는 가이드 홈(5082)이 형성된 결합부재(508)가 결합된다.

이들 가이드 홈(5081)(5082)(5083)에는 각각 전술한 모터설치판(40)에 설치된 모터(910)(920)(93)와 연결되는 스크루부재(418)(428)(438)가 설치된다. 가이드 홈(5081)(5082)에는 각각의 스크루부재(418)(428)의 나사부와 결합하는 암나사부를 가지는 너트부재(416)(426)가 장착되어, 이들 너트부재는 이들 홈을 따라 길이방향으로 이동가능하다.

덮개부(5072)가 상기 아암본체부(550)의 정면의 가이드 홈(5083)을 덮으며, 상기 덮개부(5072)에 풀리(481)가 축(801)에 의하여 회전가능하게 결합되어 있다.

와이어(810)가 상기 풀리(481)에 걸려 양측(811)(812)으로 갈라지며 그 일측(811)은 상기 너트부재(416)의 결합단(4161)(4162)에 결합된다.

덮개부(5071)가 상기 가이드 홈(5081)을 덮도록 상기 아암본체부(550)에 결합되고 있는데, 이때, 상기 너트부재(416)의 결합단(4161)(4162)이 외부로 노출되고 있다.

상기 풀리(481)에 걸려 하방으로 연장된 와이어(810)의 양측(811)(812)은 후술하는 제2지지부재의 대향하는 2개의 수평부재(210a)(210b)로부터 상방으로 연장되 어 상호간에 마주보는 제1결합부재(701)(702)에 그 양측의 끝단이 결합되어 있다.

이 경우, 상기 제1결합부재(701)(702)는 내부에 암나사가 형성되는 관통공을 가지며 이러한 관통공에 볼트(7014)(7024)가 결합되고, 이들 볼트(7014)(7024)에 상기 와이어(810)의 양측(811)(812)이 각각 결합된다. 이에 따라 상기 볼트(7014)(7024)를 죄이고 풀음에 따라 상기 와이어(810)의 장력을 조절할 수 있게 된다.

상기 모터설치판(40)의 모터(910)의 동력을 전달하면 상기 스크루(418)가 회전하고 이에 따라 상기 너트부재(416)가 상기 가이드 홈(5081)을 따라 상하 중 어느 일 방향으로 이동하면서 상기 풀리(481)에 걸린 와이어(810)를 당기거나 밀게 된다.

상기 아암본체부(550)의 측면에 회전부재인 풀리(482)가 축(801)에 의하여 회전가능하게 결합되어 있다.

와이어(820)가 상기 풀리(482)에 걸려 양측(821)(822)으로 갈라지며 그 일측(821)은 상기 너트부재(426)의 결합단(4261)(4262)에 결합된다.

상기 가이드 홈(5082)이 형성된 결합부재(508)는 상기 너트부재(426)의 결합단(4261)(4262)이 상기 아암본체부(550)의 측면에 접하여 놓이도록 상기 아암본체부(550)에 결합되고 있다.

상기 풀리(482)에 걸려 하방으로 연장된 와이어(820)의 양측(821)(822)은 핸드부(600)의 전방부(610)와 후방부(650)에 설치된 제2결합부재(703)(704)에 각각 양 끝단이 결합되고 있다.

이 경우, 상기 제2결합부재(703)(704)는 내부에 암나사가 형성되는 관통공을 가지며 이러한 관통공에 볼트(7034)(7044)가 결합되고, 이들 볼트(7034)(7044)에 상기 와이어(820)의 양측(821)(822)의 끝단이 각각 결합된다. 이에 따라 상기 볼트(7034)(7044)를 죄이고 풀음에 따라 상기 와이어(820)의 장력을 조절할 수 있게 된다.

또한 상기 제1지지부재의 대향하는 수평부재(110a)(110b)에는 각각 두 개의 이웃하는 롤러부재(11048)(11048')를 설치하고 이들을 관통하여 상기 와이어(820)의 양측(821)(822)이 지나고 있다. 상기 제1지지부재의 수평부재(110a)(110b)의 롤러부재(11048)(11048')를 덮기 위하여 덮개부재(1104a)(1104b)가 제공되고 있다.

상기 모터설치판(40)의 모터(920)의 동력을 전달하면 상기 스크루(428)가 회전하고 이에 따라 상기 너트부재(426)가 상기 가이드 홈(5082)을 따라 상하 중 어느 일 방향으로 이동하면서 상기 풀리(482)에 걸린 와이어(820)를 당기거나 밀게 된다.

상기 결합부재(508)에 연결대(509a)가 제공되고, 상기 연결대(509a)의 하측에 축(8041a)이 설치되어 상기 수평부재(110a)가 상기 축(8041a)에 결합되고 있다. 또한, 상기 아암본체부(550)의 정면의 가이드 홈(5083)을 덮는 덮개부(5072)의 하측에 연결대(509b)가 설치되고, 이러한 연결대(509b)의 하측에 축(8041b)이 설치되어 상기 수평부재(110b)가 상기 축(8041b)에 결합되고 있다. 이에 따라 각각의 수평부재(110a)(110b)는 상기 아암부(500)와 회동가능하게 결합된다.

상기 핸드부(600)와 회동가능하게 결합된 제2지지부재가 제공되며 이러한 상기 제2지지부재는 상기 제1지지부재(110a)(110b)와 결합되어 있다.

상기 제2지지부재는 대향하여 놓이는 두 개의 수평부재(210a)(210b)로 이루어지며, 각각의 수평부재(210a)(210b)는 상기 핸드부(600)의 양측면부(620)(640)와 회동가능하게 결합된다.

즉 상기 핸드부(600)의 양측면부(620)(640)에는 각각 축(8042a)(8042b)이 결합되고 이들 축에 상기 수평부재(210a)(210b)가 각각 결합되어, 각각의 수평부재(210a)(210b)는 상기 핸드부(600)의 양측면부(620)(640)와 회동가능하게 결합되고 있다.

상기 아암부(500)와 상기 제1지지부재(110a)(110b)의 회동점(8041a)(8041b)을 이은 가상의 회동축(S1)과, 상기 핸드부(600)와 상기 제2지지부재(210a)(210b)의 회동점(8042a)(8042b)을 이은 가상의 회동점(S2)은 상호간에 교차하며, 이들의 교차점(S3)을 관통하여 상기 핸드부의 손가락부(631)(632)(633)를 파지하는 와이어(880)도 관통하고 있다.

이에 따라 손목의 회동운동과 손가락의 파지는 상호간에 독립되어 연동되지 않는다. 즉 손목운동과 파지는 상호간에 영향을 미치지 않게 된다.

상기 제1지지부재의 두 개의 수평부재(110a)(110b)와 상기 제2지지부재의 두 개의 수평부재(210a)(210b)는 상호간에 각각 수직으로 배치되어 결합되며, 이에 따라 이들 제1지지부재와 제2지지부재는 전체로서 사각의 틀 형상을 하고 있다.

상기 핸드부(600)의 상부는 상기 제1지지부재(110a)(110b)와 상기 제2지지부재(210a)(220a)에 의하여 형성되는 사각의 틀 형상의 내부 공간에 배치되고, 상기 핸드부(600)에서 상기 제2지지부재(210a)(210b)에 대향되는 측면인 양측면(620)(640)이 각각 상기 제2지지부재의 수평부재(210a)(210b)에 회동가능하게 결합되고 있다.

상기 제1와이어(810)는 상기 제1지지부재(110a)(110b)와 대향하여 놓이면서 그 양측(811)(812)이 전술한 바와 같이 상기 제2지지부재의 수평부재(210a)(210b)에 형성된 제1결합부재(701)(702)에 결합되고 있다.

상기 제1와이어(810)는 모터(910)의 동력에 따라 상기 제1지지부재를 상기 아암부(500)에 대하여 회동시키기 위한 것으로서, 반드시 상기 제1결합부재(701)(702)에 결합되어야 하는 것은 아니다. 예를 들어 상기 핸드부(600)의 전방부(610)에 양측(811)(812)의 끝단이 결합될 수 있으며, 다른 경우, 상기 제1지지부재의 수평부재(110b)의 양측단에 결합될 수도 있다.

상기 제2와이어(820)가 상기 제2지지부재(210a)(210b)와 대향하여 놓이면서 그 양측(821)(822)이 상기 핸드부(600)의 제2결합부재(703)(704)에 결합되고 있다.

상기 제1와이어(810)는 전술한 풀리(481)에 걸리며 그 일측(811)이 너트부재(416)에 결합되고 있으며, 상기 너트부재(416)는 상기 스크루부재(418)에 장착된다. 또한 상기 스크루부재(418)는 모터설치판(40)에 설치된 모터(910)로부터 동력을 받는다.

또한 상기 제2와이어(820)는 전술한 풀리(482)에 걸리며 그 일측(821)이 너트부재(426)에 결합되고 있으며, 상기 너트부재(426)는 상기 스크루부재(428)에 장착된다. 또한 상기 스크루부재(428)는 모터설치판(40)에 설치된 모터(920)로부터 동력 을 받는다.

상기 제2와이어(820)는 모터(920)의 동력에 따라 상기 핸드부(600)를 상기 제2지지부재(210a)(210b)에 대하여 회동시키기 위한 것으로서, 반드시 상기 제2결합부재(703)(704)에 결합되어야 하는 것은 아니다.

케이스(10)의 내부에 설치된 모터(910)의 동력이 스크루부재(418)로 전달되고, 그러면, 이에 장착된 너트부재(416)가 가이드 홈(5081)을 따라 상하방향으로 이동한다. 그러면 상기 너트부재(416)와 결합된 것으로서 풀리(481)에 걸린 와이어(810)의 일 측(811)을 당기거나 밀게 된다.

이때, 상기 와이어(810)의 양측(811)(812)의 끝단은 상기 제2지지부재의 수평부재(210a)(210b)로부터 연장된 제1결합부재(701)(702)에 결합되어 있다.

이에 따라, 상기 핸드부(600)는 상기 아암부(500)의 연결대(509a)(509b)에 결합된 축(8041a)(8041b)을 회동점(hinge point)으로 하여 회동하게 된다. 이 경우, 상기 제1지지부재(110a)(110b) 및 제2지지부재(210a)(210b)도 같이 회동을 이루게 된다. 이에 따라 손목의 좌우회동운동이 이루어지는 것이다.

상기 제1와이어(810)의 양측(811)(812)은 모터(910)의 동력에 따라 상기 회동점(8041a)(8041b)을 사이에 두고 놓여 상기 제1지지부재를 상기 아암부(500)에 대하여 회동시킬 수 있도록 설치되면 족하다.

따라서 예를 들어, 상기 핸드부(600)의 전방부(610)에 양측(811)(812)의 끝단이 결합될 수도 있고 다른 경우, 상기 제1지지부재의 수평부재(110b)의 양측에 결합될 수도 있다.

케이스(10)의 내부에 설치된 모터(920)의 동력이 스크루부재(428)로 전달되고, 그러면, 이에 장착된 너트부재(426)가 가이드 홈(5082)을 따라 상하방향으로 이동한다. 그러면 상기 너트부재(426)와 결합된 것으로서 풀리(482)에 걸린 와이어(820)의 일 측(821)을 당기거나 밀게 된다.

이때, 상기 와이어(820)의 양측(821)(822)의 끝단은 상기 핸드부(600)의 제2결합부재(703)(704)에 결합되어 있고, 이러한 핸드부(600)의 양측면(620)(640)은 상기 제2지지부재(210a)(210b)에 축(8042a)(8042b)에 의하여 회동가능하게 결합되어 있으며, 또한, 상기 제2지지부재(210a)(210b)와 결합된 제1지지부재(110a)(110b)는 상기 아암부(500)의 연결대(509a)(509b)와 결합되어 있다.

이에 따라, 상기 핸드부(600)는 상기 제2지지부재(210a)(210b)에 축(8042a)(8042b)을 회동점으로 하여 회동하게 된다. 이에 따라 손목의 전후회동운동이 이루어지는 것이다.

상기 제2와이어(820)는 모터(920)의 동력에 따라 상기 핸드부(600)를 상기 제2지지부재(210a)(210b)에 대하여 회동시킬 수 있도록 상기 핸드부(600)에 연결되면 족하다.

본 발명의에 따를 경우, 손가락부(631)(632)(633)의 파지력을 전달하는 와이어(880)는 상호간에 교차하는 상기 아암부(500)와 상기 제1지지부재(110a)(110b)의 회동점(8041a)(8041b)을 이은 가상의 회동축(S1)과 상기 핸드부(600)와 상기 제2지지부재(210a)(210b)의 회동점(8042a)(8042b)을 이은 가상의 회동점(S2)의 교차점을 관통하고 있다.

본 실시예의 경우, 상기 사각으로 배치된 제1지지부재(110a)(110b)와 제2지지부재(210a)(210b)의 중앙을 관통하고 있는 것이다.

이러한 경우 상기 와이어(880)는 손목의 좌우 및 전후회동을 이루는 회동점(8041a)(8041b)(8042a)(8042b)들에 대하여 중앙을 관통하는 것으로서 이들 손목운동기구의 회동움직임에 영향을 받지 않게 된다.

도 3 및 도 5에서 7을 참고로, 상기 아암본체부(550)에는 그 길이방향을 따라 이동가이드 홈(5083)이 형성된다.

이러한 이동가이드 홈(5083)에 이동부재(436)가 설치되며, 상기 이동부재(436)에는 그 길이방향을 따라 가이드 홈(4368)이 형성된다.

상기 모터(930)와 연결된 스크루부재(438)가 상기 이동부재(436)를 관통하여 그 가이드 홈(4368)에 놓이는데, 이러한 스크루부재(438)에는 너트부재(4366)가 장착된다,

즉 상기 스크루부재(4366)가 상기 너트부재(4366)를 관통하고 있는데, 이때 그 관통부의 내면에는 암나사가 형성되어 상기 스크루부재(4366)의 나사부와 결합되고 있다.

따라서 상기 모터(930)의 동력전달에 따라 상기 스크루부재(438)가 회전하면 상기 너트부재(4366)는 상기 가이드 홈(4368)을 따라 이동하게 되며, 이러한 의미에서 상기 가이드 홈(4368)은 너트부재 가이드 홈이 된다.

본 발명에 따를 경우, 상기 이동부재(436)의 너트부재 가이드 홈(4368)의 내부에서 상기 너트부재(4366)와 너트부재 가이드 홈의 일면(4361)의 사이에는 탄성부 재가 장착된다.

본 발명에 따를 경우, 상기 탄성부재는 탄성계수가 다른 것이 직렬로 다수 개 장착될 수 있는데, 이때, 이들 탄성부재는 상기 너트부재(4366)를 향할수록 그 탄성계수가 큰 것이 장착되는 것이 좋다.

또한, 이들 탄성부재들은 분리부재에 의하여 분리되는 것이 바람직하다.

본 실시예의 경우, 상기 스크루부재(438)에 두 개의 스프링(180)(190)이 장착되고 있으며, 이들은 분리부재(4333)에 의하여 분리되고 있으며, 스프링(190)의 탄성계수 K2가 스프링(180)의 탄성계수 K1보다 크다.

상기 이동부재(436)는 와이어(880)의 일단과 연결되며, 상기 와이어(880)를 통하여 핸드부(600)의 손가락부재(631)(632)(633)와 연결된다.

상기 모터(930)가 구동되면, 상기 스크루부재(438)가 회전을 하며, 그러면, 상기 너트부재(4366)가 상기 이동부재(436)의 너트부재 가이드 홈(4368)을 따라 상방으로 이동한다.

이에 따라 상기 손가락부재(631)(632)(633)들이 파지를 시작한다. 이들 손가락부재(631)(632)(633)들의 사이에 물체가 놓여 있어, 굽혀진 손가락부재들(631)(632)(633)이 물체를 잡기 시작하면, 손가락부재(631)(632)(633)들의 계속된 굽힘은 저항을 받으며, 이는 상기 모터(930)의 회전에 따라 상부로 이동하는 너트부재(436)는 상기 와이어(880)를 통하여 저항을 받게 된다.

그러면 상기 너트부재(4366)는 상기 이동부재의 일면(4361)과의 사이에 놓인 스프링(180)(190)을 압축하게 되는데, 이러한 스프링 부재의 변위에 따라 힘이 발생 하고 이러한 힘은 상기 이동부재(436)를 상방으로 밀게 된다.

즉 상기 모터(930)의 동력전달에 따라 상기 스프링(180)(190)의 변위가 생기고 이에 따라 발생하는 탄성력이 상기 이동부재(436)를 상기 아암본체부(550)의 이동가이드 홈(5083)을 따라 상방으로 이동시키면서 파지력을 발생시키는 것이다.

이 경우 두 개의 탄성계수가 다른 스프링(180)(190)이 놓여 처음에는 스프링(180)의 압축에 따른 탄성력이 작용하고, 이후, 스프링(190)의 압축에 따른 탄성력이 작용하여 이동부재(436)를 밀게 된다.

따라서 스프링(180)의 탄성계수(K1)가 스프링(190)의 탄성계수(K2)보다 작은 경우, 스프링(180)의 변위에 따른 힘보다, 스프링(190)의 변위에 따른 힘이 더욱 크게 작용할 것이다.

이것은 모터(930)의 동작시간(t)에 따라서 초기에는 스프링(180)에 따른 힘이 작용하다 일정 시간을 넘으면 스프링(190)에 따른 힘이 작용하게 되는데, 스프링(190)에 따른 힘이 작용하는 경우 더 큰 힘이 작용하게 되는 것을 의미한다. 즉 파지력이 급격히 증가하게 되는 것이다. (도 11 참조)

본 발명에 따를 경우, 상기 아암본체부(550)와 상기 핸드부(600)의 사이에는 와이어 분할체(660)가 놓인다. 상기 와이어분할체(660)는 상기 와이어(880)와 연결되고 또한 핸드부(600)의 개개의 손가락부재(631)(632)(633)들과 연결와이어(881)(882)(883)를 통하여 각각 연결된다.

이에 따라서 상기 와이어(880)가 상기 와이어분할체(660)를 당기거나 밀면 이에 따라서 동시에 상기 손가락부재(631)(632)(633)들이 연동되어 손가락을 굽히거나 펴게 된다. 상기 와이어 (880)의 움직임은 상기 모터(930)의 구동에 따른 것으로서 하나의 모터로서 여러 개의 손가락이 연동되어 구동되는 것이다.

본 실시예에 따를 경우, 상기 손가락부재는 상호간에 이웃하는 두 개의 손가락부재(631)(632)와 이들과 대향하는 하나의 손가락부재(633)로서 3개의 손가락부재로 이루어지고 있다.

이때, 상기 와이어 분할체(660)는 상기 이웃하는 두 개의 손가락부재(631)(632)와 대향하는 수평부와 상기 수평부로부터 수직방향으로 연장된 수직부를 가져, 상기 수평부의 양측으로부터 연장와이어(881)(882)가 연장되어 상기 두 개의 손가락부재(631)(632)로 연결되고, 수직부로부터 연장와이어(883)가 연장되어 상기 손가락부재(633)로 연결되고 있다.

이에 따라서 상기 와이어분할체(660)의 상면의 중앙에 연결된 메인 와이어(880)에 대하여 상호간에 등거리로 연장와이어(881)(882)(883)들이 이격되어 전체적으로 중심을 맞추게 된다. 즉 상기 메인와이어(880)는, 상기 와이어분할체(660)에서, 상기 연장와이어(881)(882)(883)의 연결위치에 대하여 그 중심에 위치하는 것이다.

본 실시예에서, 상기 와이어분할체(660)는 T자 형상을 하고 있는데 이외 사각, 삼각 등 다양한 형태를 가질 수 있다.

본 발명에 따를 경우, 상기 핸드부(600)의 양측면부재(620)(640)를 가로질러 수평부재(680)가 설치되고 상기 수평부재(680)의 중앙의 관통공(688)을 상기 이동부재(436)와 연결된 메인 와이어(880)가 통과하고, 상기 수평부재(680)의 하부에는 이웃하는 두 개의 롤러(801)(805)가 설치되고, 이들 롤러(801)(805)의 사이를 상기 메인 와이어(880)가 통과하여 상기 와이어 분할체(660)에 연결되는 것이 바람직하다.

상기 롤러(801)(805)는 상기 양측면부재(620)(640)의 사이에 설치된 롤러장착부재(691)(692)에 설치되고 있다.

이에 따라, 상기 메인 와이어(880)는 상기 이동부재(436)의 하부에서 상기 와이어 분할체(660)와 안정적으로 연결되어, 상기 이동부재(436)가 상기 아암본체부(550)의 가이드 홈(5083)을 따라 이동하여 상기 메인 와이어(880)를 안정적으로 밀거나 당기게 된다.

본 발명에 따를 경우, 파지체인 손가락부재는 상호간에 회동가능하게 결합된 다수개의 마디를 가지며, 이들 마디에는 상기 와이어가 통과하는 와이어통과부가 형성되며, 이들 마디 중 가장 먼 쪽의 마디와 상기 와이어는 연결된다.

도 5를 참고로, 본 실시예에 따를 경우, 손가락부재는 4개의 마디(a1)(a2)(a3)(a4)가 제공되고 이들은 핀부재(P1)(P2)(P3)에 의하여 상호간에 회동가능하게 결합되고 있다.

이들 마디(a1)(a2)(a3)(a4)에는 상기 연결와이어가 통과하는 와이어통과부(S1)(S2)(S3)(S4)가 형성되고 있으며, 이들을 통과한 연결와이어는 가장 먼 쪽의 마디(a4)와 연결되고 있다.

이 경우, 이들 마디들(a1)(a2)(a3)(a4)의 와이어통과부(S1)(S2)(S3)(S4)는 상호간에 연속되고 있으며 이들의 회동점(P1)(P2)(P3)은 해당 마디에서 바깥쪽에 위치하고 있다.

또한 이들 마디(a1)(a2)(a3)(a4)에서 상기 와이어 통과부(S1)(S2)(S3)(S4)는 상기 회동점(P1)(P2)(P3)에 대하여 안쪽에 형성되고, 상기 와이어통과부(S1)(S2)(S3)(S4)를 사이에 두고 상기 회동점(P1)(P2)(P3)과 대향하는 쪽에는 상기 연결와이어(881)(882)(883)가 접하는 접부가 형성되는데, 본 실시예에서 상기 접부는 이들 마디(a1)(a2)(a3)(a4)를 측면에서 관통하는 핀부재(Pc1)(Pc2)(Pc31)(Pc32)로 형성된다.

가장 먼 쪽의 마디(a4)에는 삽입공이 형성된 돌출부재(Cp)가 형성되고 여기에 중간부재(C)가 장착되며 상기 삽입공에 핀부재(Pc)가 결합되는데, 이때, 상기 돌출부재(Cp)에 연결와이어가 연결된다.

이에 따라서, 상기 모터(930)의 작동에 따라, 상기 이동부재(436)가 상부로 이동하여 메인 와이어(880)를 당기면, 상기 마디들(a1)(a2)(a3)(a4)은 상호간에 굽혀져 파지를 이루게 된다. (도 8 참조)

본 발명에 따를 경우, 상기 마디(a1)(a2)(a3)(a4)의 각각의 회동점(P1)(P2)(P3)에는 파지에 반발하는 리턴 스프링이 장착되는 것이 바람직한데, 본 실시예에 따를 경우, 토션 스프링(T1)(T2)(T3)이 장착되어 있다. (도 8 참조)

이러한 파지에 반발하는 리턴 스프링으로 인하여 파지이후 손가락부재를 펼 때 마디가 펴지는 방향으로 상호간에 회동하게 된다.

본 발명에 따를 경우, 상기 핸드부(600)에서 전방부재(610)와 후방부재(650)는 양측면부재(620)(640)와 각각 접하여 전체로서 사각의 틀을 이루도록 하는 수직부재(611)(651)와, 이들 수직부재(611)(651)의 하부에 결합된 것으로서 손가락부재가 장착되는 손가락 부재 장착부재(613)(653)를 가지는 것이 바람직하다.

이때 이들 손가락 부재 장착부재(613)(653)의 상호간 바라보는 면에는 하방으로 내려 갈수록 외측으로 경사진 경사부(6138)(6538)가 형성되는 것이 좋다. 이에 따라 상기 손가락부재의 첫 번째 마디(a1)도 이에 대응하여 경사부(S)를 가지게 된다.

이러한 경우 기본적으로 손가락부재는 외측으로 펴지도록 되는데, 파지 이전에 즉 만일 이동부재(436)가 최하방에 위치하는 경우 손가락부재는 외측으로 펴진 상태를 유지하게 된다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 핸드부(600)를 전체로서 도시한 사시도이며, 도 7은 상기 로봇팔에서 본 발명에 따른 파지구조를 도시한 것이다.

이제, 도 7에서 도 11을 참고로, 본 발명에 따른 작용을 설명한다.

회전부(900)의 모터설치판(40)에 설치된 모터(930)가 작동하면 이에 따라 상기 스크루부재(438)가 회전을 이룬다. 그러면, 상기 스크루부재(438)에 장착된 너트부재(4366)가 상기 스프링부재(180)(190)를 통하여 상기 이동부재(436)를 밀게 되어, 상기 이동부재(436)는 상부로 이동을 하게 된다.이때, 상기 너트부재(4366)가 놓인 이동부재(436)는 와이어(880)를 통하여 손가락부재(631)(632)(633)와 연결되어 있다. 이에 따라 상기 이동부재(436)의 상부이동은 손가락부재(631)(632)(633)를 굽히게 된다.

이러한 상황에서 이들 굽혀진 손가락부재(631)(632)(633)가 물체를 잡기 시작하면, 손가락부재(631)(632)(633)들의 계속된 굽힘은 저항을 받으며, 이에 따라 상기 모터(930)의 회전에 따라 상부로 이동하는 너트부재(436)는 상기 와이어(880)를 통하여 그 만큼 저항을 받게 된다.

그러면, 상기 너트부재(4366)는 상기 이동부재(436)의 가이드 홈(4368)을 따라 상부로 이동하여 상기 스프링부재(180)(190)를 가압하게 된다.

이에 따라서 초기에 스프링부재(180)가 압축되며 변위를 일으키고 이에 따라 탄성력을 발생시켜 이동부재(436)를 아암본체부(550)의 이동가이드 홈(5083)을 따라 상부로 이동시킨다.

그러면 와이어(880)가 당겨지고 이에 따라 연결와이어(881)(882)(883)들이 당겨져 손가락부재(631)(632)(633)의 마디들(a1)(a2)(a3)(a4)이 상호간에 굽혀지도록 회동되어 파지를 이루기 시작한다.

이 상태에서 계속하여 모터(930)를 작동시키면 상기 너트부재(4366)은 계속하여 스프링부재(180)를 압축하게 되며 이에 따라 상기 와이어(880)를 당기는 힘은 증가하며 이에 따라 상기 손가락부재의 파지력은 계속하여 증가하게 된다.

더욱 계속적인 모터(930)의 작동은 스프링부재(180)의 압축을 넘어 스프링부재(190)의 압축을 가져오고 이에 따른 파지력을 발생시킨다.

이때, 스프링(190)의 탄성계수(K2)가 스프링(K1)의 탄성계수보다 큰 경우, 모터의 동작시간(t1)이 스프링(180)을 압축하는 시간을 넘어서 스프링(190)을 압축하게 되면 파지력이 급격히 증가하게 된다. (도 11 참조)

이것은 리모컨 등을 통하여 상기 로봇팔을 작동시키는 경우, 모터(930)의 동작시간을 제어하는 스위치를 작동하는 시간에 비례하여 파지력이 증가하며, 특정 시 간이 넘어서면, 파지력이 급격히 증가하는 것을 의미한다. 즉 모터(930)의 동작시간을 제어하여 파지력을 제어할 수 있으며, 동작시간이 임계치(t1)를 넘으면 급격히 증가된 파지력을 얻을 수 있게 되는 것이다.

상기 모터(930)가 역의 방향으로 회전하면, 이에 따라 상기 이동부재(436)는 하방으로 이동하고, 이때 상기 리턴 스프링(T)이 상기 손가락부재의 마디들을 펴지는 방향으로 회동시켜 상기 손가락부재는 펴지게 된다.

만일 모터(930)의 동작을 중지시키면, 너트부재(4366)가 스크루부재(438)에서 동작을 멈추고, 상기 와이어(880)의 위치는 고정되고, 결국 손가락부재는 동작 중의 위치에서 자연스럽게 멈추게 된다. 즉 특별한 제어의 필요가 없이 모터의 정지만으로 동작 중 그 위치에서 자연스럽게 멈추게 되는 것이다.

특별히 본 발명에 따를 경우, 모터(930)의 동작으로 스크루부재(438)를 회전시키고 이에 따라 너트부재(4366)의 이동으로 스프링(180)(190)을 압축하여 파지력을 발생시키는 것으로서 모터의 출력이 증폭되어 파지력을 발생시키게 되며, 이에 따라, 저가의 저출력 모터를 사용하는 것이 가능하다.

이와 같이, 본 발명은 저가의 저출력 모터를 사용하여 비용을 절감할 수 있으며, 그 움직임 중 모터가 정지하면 자연스럽게 움직임이 그 위치에서 고정된다.

또한 본 발명에 따를 경우, 손가락부재(631)(632)(633)들이 물체와 접하면서 발생하는 파지에 대한 저항력에 따라 스프링의 탄성력만큼 파지력이 발생하는 것으로서 파지의 대상이 되는 물체에 따라 적절하게 파지력(把持力)이 발생하게 된다.

또한, 다수개의 마디가 상호간에 회동되어 파지를 이루는 것으로서, 물체의 형 상이나 크기에 구애 없이 자유롭게 파지할 수 있다.

나아가서, 본 발명에 따를 경우, 모터의 동작시간에 비례하여 파지력이 결정되고 또한 구간별로 다른 파지력의 증가 또는 감소를 구현할 수 있으며, 하나의 모터로 여러 개의 파지체를 동시에 구동할 수 있도록 한다.

이로서 본 발명의 목적이 달성되었음을 이해할 수 있을 것이다.

본 발명은 실시예를 중심으로 설명되었으나, 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상에 따라 그 권리범위는 다음의 청구범위에 의한다.

도 1에서 도 5는 본 발명에 따른 로봇의 파지구조가 구현된 로봇팔의 일예를 보이는 도면;

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 핸드부 전체로서 도시한 사시도;

도 7은 상기 로봇팔에서 본 발명에 따른 파지구조를 도시한 도면;

도 8에서 도 11은 본 발명이 작용을 보이는 도면.

Claims (38)

1. (a) 모터와 연결된 것으로서 외주에 나사부가 형성된 스크루부재와;

   (b) 상기 스크루부재의 나사부와 결합되는 암나사부가 형성된 너트부재와;

   (c) 상기 스크루부재의 회전에 따라 이동하는 너트부재를 가이드 하는 너트부재 가이드 홈이 형성된 이동부재와;

   (d) 상기 이동부재의 너트부재 가이드 홈의 내부에서 상기 너트부재와 너트부재 가이드 홈의 일면의 사이에 장착된 탄성부재와;

   (e) 상기 이동부재와 와이어를 통하여 연결된 파지체를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 로봇의 파지구조.
2. 제1항에 있어서,

   상기 이동부재는 로봇에 형성된 이동 가이드 홈에 설치되어 상기 이동가이드 홈을 따라 이동하는 것을 특징으로 하는 로봇의 파지구조.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 탄성부재는 탄성계수가 다른 것이 직렬로 다수 개 장착되는 것을 특징으로 하는 로봇의 파지구조.
4. 제3항에 있어서,

   상기 너트부재와 너트부재 가이드 홈의 일면의 사이에서 다수 개 직렬로 장착된 탄성부재는 상기 너트부재를 향할수록 그 탄성계수가 증가하는 것을 특징으로 하는 로봇의 파지구조.
5. 제4항에 있어서,

   상기 다수개의 탄성부재는 분리부재에 의하여 분리되어 있는 것을 특징으로 하는 로봇의 파지구조.
6. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 스크루부재는 상기 이동부재를 관통하여 상기 너트부재 가이드 홈에 놓이고, 상기 너트부재는 상기 너트부재 가이드 홈에 놓인 스크루부재에 장착되는 것을 특징으로 하는 로봇의 파지구조.
7. 제6항에 있어서,

   상기 탄성부재는 스프링부재로서 상기 스크루부재에 장착되는 것을 특징으로 하는 로봇의 파지구조.
8. 제1항에 있어서,

   상기 파지체는 상호간에 회동가능하게 결합된 다수개의 마디를 가지며, 이들 마디에는 상기 와이어가 통과하는 와이어통과부가 형성되며, 이들 마디 중 가장 먼 쪽의 마디와 상기 와이어는 연결되는 것을 특징으로 하는 로봇의 파지구조.
9. 제8항에 있어서,

   상기 마디들의 와이어 통과부는 상호간에 연속되는 것을 특징으로 하는 로봇의 파지구조.
10. 제9항에 있어서,

    상기 개개의 마디의 회동점은 해당 마디에서 바깥쪽에 위치함을 특징으로 하는 로봇의 파지구조.
11. 제10항에 있어서,

    상기 마디에서 상기 와이어 통과부는 상기 회동점에 대하여 안쪽에 형성되고, 상기 와이어통과부를 사이에 두고 상기 회동점과 대향하는 쪽에는 상기 연결 와이어가 접하는 접부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 로봇의 파지구조.
12. 제11항에 있어서,

    상기 파지체의 개개의 마디는 핀 부재에 의하여 상호간에 회동가능하게 결합되고, 상기 접부는 마디를 측면에서 관통하는 핀 부재인 것을 특징으로 하는 로봇의 파지구조.
13. 제8항부터 제12항 중 어느 일 항에 있어서,

    상기 마디의 각각의 회동점에는 파지되는 방향에 반발하는 리턴 스프링이 장착되어 있음을 특징으로 하는 로봇의 파지구조.
14. 제13항에 있어서,

    상기 리턴 스프링은 토션 스프링인 것을 특징으로 하는 로봇의 파지구조.
15. 제8항에 있어서,

    상기 파지체는 다수개가 제공되며, 이때, 상기 이동부재와 상기 다수개의 파지체의 사이에는 와이어 분할체가 놓이고, 상기 이동부재와 와이어 분할체는 메인 와이어에 의하여 연결되고, 상기 와인분할체와 개개의 파지체는 이들의 사이에 연결된 연결 와이어에 의하여 각각 연결되는 것을 특징으로 하는 로봇의 파지구조.
16. 제15항에 있어서,

    상기 와이어 분할체에서 메인와이어의 연결위치는 상기 연결와이어와들의 연결위치의 중심에 위치하는 것을 특징으로 하는 로봇의 파지구조.
17. 제15항 또는 제16항에 있어서,

    상기 다수개의 파지체는 상호간에 이웃하는 두 개의 파지체와 이들과 대향하는 하나의 대향 파지체로 이루어지며, 이때, 상기 와이어 분할체는 상기 이웃하는 두 개의 파지체와 대향하는 수평부와 상기 수평부로부터 수직방향으로 연장된 수직부를 가지며, 상기 와이어 분할체의 수평부의 양측 및 수직부의 단부로부터 각각 상기 연결 와이어가 연장되어 상기 상호간에 이웃하는 두 개의 파지체 및 상기 대향 파지체에 각각 연결되는 것을 특징으로 하는 로봇의 파지구조.
18. 제17항에 있어서,

    상기 와이어 분할체는 T자형의 형상을 하는 것을 특징으로 하는 로봇의 파지구조.
19. 제8항 및 15항에 있어서,

    상기 파지체의 첫 마디는 외측경사부가 형성되어 로봇에서 이에 대응한 경사부에 설치가 되며, 이때, 상기 경사는 하방으로 내려 갈수록 외측으로 경사지는 것임을 특징으로 하는 로봇의 파지구조.
20. 제19항에 있어서,

    상기 파지체는 손가락부재임을 특징으로 하는 로봇의 파지구조.
21. (a) 이동가이드 홈이 형성된 로봇팔의 아암부와;

    (b) 모터와 연결된 것으로서 외주에 나사부가 형성된 스크루부재와;

    (c) 상기 스크루부재의 나사부와 결합되는 암나사부가 형성된 너트부재와;

    (d) 상기 스크루부재의 회전에 따라 이동하는 너트부재를 가이드 하는 너트부재 가이드 홈이 형성된 것으로서 상기 로봇팔의 아암부의 이동가이드 홈에 설치된 이동부재와;

    (e) 상기 이동부재의 너트부재 가이드 홈의 내부에서 상기 너트부재와 너트부재 가이드 홈의 일면의 사이에 장착된 탄성부재와;

    (f) 상기 이동부재와 와이어를 통하여 연결된 손가락부재를 가지는 핸드부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 로봇팔.
22. 제21항에 있어서,

    상기 탄성부재는 탄성계수가 다른 것이 직렬로 다수 개 장착되는 것을 특징으로 하는 로봇팔.
23. 제22항에 있어서,

    상기 너트부재와 너트부재 가이드 홈의 일면의 사이에서 다수 개 직렬로 장착된 탄성부재는 상기 너트부재를 향할수록 그 탄성계수가 증가하는 것을 특징으로 하는 로봇팔.
24. 제23항에 있어서,

    상기 다수개의 탄성부재는 분리부재에 의하여 분리되어 있는 것을 특징으로 하는 로봇팔.
25. 제21항 또는 제22항에 있어서,

    상기 스크루부재는 상기 이동부재를 관통하여 상기 너트부재 가이드 홈에 놓이고, 상기 너트부재는 상기 너트부재 가이드 홈에 놓인 스크루부재에 장착되는 것을 특징으로 하는 로봇팔.
26. 제25항에 있어서,

    상기 탄성부재는 스프링부재로서 상기 스크루부재에 장착되는 것을 특징으로 하는 로봇팔.
27. 제21항 또는 제22항에 있어서,

    상기 핸드부는 전방부재와 후방부재를 가지며 각각의 전방부재와 후방부재에 상기 손가락부재가 설치되는 것을 특징으로 하는 로봇팔.
28. 제27항에 있어서,

    상기 아암부와 상기 핸드부의 사이에는 와이어 분할체가 놓이고, 상기 이동부재와 와이어 분할체는 메인 와이어에 의하여 연결되고, 상기 와인분할체와 개개의 손가락부재는 이들의 사이에 연결된 연결 와이어에 의하여 각각 연결되는 것을 특징으로 하는 로봇팔.
29. 제28항에 있어서,

    상기 아암부와 상기 와이어 분할체의 사이에서, 상기 메인 와이어가 관통하는 수평부재가 설치되고 상기 수평부재의 하측에는 두 개의 롤러가 이웃하여 설치되어 그 사이를 상기 수평부재를 관통한 메인와이어가 관통하는 것을 특징으로 하는 로봇팔.
30. 제28항 또는 제29항에 있어서,

    상기 와이어 분할체에서 메인와이어의 연결위치는 상기 연결와이어와들의 연결위치의 중심에 위치하는 것을 특징으로 하는 로봇의 파지구조.
31. 제27항에 있어서,

    상기 핸드부재의 전방부재와 후방부재의 상호간 바라보는 면에는 하방으로 내려 갈수록 외측으로 경사진 경사부가 형성되며, 이들 경사부에 설치되는 손가락부재의 첫마디는 각각 이에 대응한 경사부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 로봇팔.
32. 제21항 또는 제22항에 있어서,

    상기 손가락부재는 상호간에 회동가능하게 결합된 다수개의 마디를 가지며, 이들 마디에는 상기 와이어가 통과하는 와이어통과부가 형성되며, 이들 마디 중 가장 먼 쪽의 마디와 상기 와이어는 연결되는 것을 특징으로 하는 로봇팔.
33. 제32항에 있어서,

    상기 마디들의 와이어 통과부는 상호간에 연속되는 것을 특징으로 하는 로봇팔.
34. 제33항에 있어서,

    상기 개개의 마디의 회동점은 해당 마디에서 바깥쪽에 위치함을 특징으로 하는 로봇팔.
35. 제34항에 있어서,

    상기 마디에서 상기 와이어 통과부는 상기 회동점에 대하여 안쪽에 형성되고, 상기 와이어통과부를 사이에 두고 상기 회동점과 대향하는 쪽에는 상기 연결 와이어가 접하는 접부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 로봇팔.
36. 제35항에 있어서,

    상기 손가락부재의 개개의 마디는 핀 부재에 의하여 상호간에 회동가능하게 결합되고, 상기 접부는 마디를 측면에서 관통하는 핀 부재인 것을 특징으로 하는 로봇팔.
37. 제32항에 있어서,

    상기 마디의 각각의 회동점에는 파지되는 방향에 반발하는 리턴 스프링이 장착되어 있음을 특징으로 하는 로봇의 파지구조.
38. 제33항에 있어서,

    상기 리턴 스프링은 토션 스프링인 것을 특징으로 하는 로봇의 파지구조.

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