KR20130042282A - 물체 및 공간을 삼차원 모델링을 할 수 있는 시스템을 지닌 병렬형 머니퓰레이터 - Google Patents

물체 및 공간을 삼차원 모델링을 할 수 있는 시스템을 지닌 병렬형 머니퓰레이터 Download PDF

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Abstract

병렬형 머니퓰레이터가 개시된다.
베이스 플레이트와; 상기 베이스 플레이트에 결합된 적어도 3개 이상의 동력장치와; 상기 적어도 3개 이상의 동력장치에 각각 결합된 암모듈과;
상기 암모듈에 각각 결합되어 외부의 영상 또는 삼차원 정보를 취득할 수 있는 측정모듈과; 상기 측정모듈에서 취득한 정보를 분석 또는 저장 할 수 있거나 상기 측정모듈에서 취득한 정보를 이용하여 물체 및 공간을 삼차원 모델링 할 수 있는 분석모듈과; 상기 암모듈의 말단에 힌지결합된 지지부재를 포함하되, 상기 측정모듈은, 상기 암모듈과 결합되는 지지유닛과; 카메라와 같은 영상센서나 삼차원 센서, 또는 변위센서를 지닌 센서유닛과; 상기 센서유닛과 상기 지지유닛을 연결시키는 연결유닛을 포함하는 병렬형 머니퓰레이터가 제공된다.

Description

물체 및 공간을 삼차원 모델링을 할 수 있는 시스템을 지닌 병렬형 머니퓰레이터{Parallel manipulator with a system capable of three dimensional modeling of object and space }
본 발명은 병렬형 머니퓰레이터에 관한 것으로서, 산업적으로 활용되며, 물체 및 공간을 삼차원 모델링 할 수 있거나 삼차원 모델링에 이용될 수 있는 물체 및 공간의 2차원 형상 혹은 3차원 거리정보 데이터를 저장 또는 분석 할 수 있고, 상기 물체 및 공간에 영향을 주기 위한 장치를 정밀하게 이동시킬 수 있도록 하는 장비이다.
병렬형 머니퓰레이터는 반도체, 전자부품, 제약, 자동차, 태양광, 식품 등의 산업에 사용되는 장비이며, 장치를 A공간에서 B공간으로 옮겨주는 역할을 한다. 병렬형 머니퓰레이터는 다수의 암과, 암의 말단에 부착된 지지부를 이용하여, 기구를 이동시킨다.
오늘날 대상물 또는 공간의 삼차원모델링은 자동차, 플라스틱, 항공, 반도체 및 전자부품 등 산업전반에 걸쳐 다양하게 적용되어지고 있으며 그 수요가 계속 늘어나고 있다.
물체 및 공간을 3차원 모델링하며 모델링한 정보에 의하여 작업을 진행하는 지능형 자동화 장치의 필요가 늘어나고 있다.
본 발명은 물체 및 공간을 3차원 모델링 할 수 있거나 삼차원 모델링에 이용될 수 있는 물체 및 공간의 2차원 형상 혹은 3차원 거리정보 데이터를 저장 또는 분석 할 수 있는 시스템을 지니며, 장치를 A공간에서 B공간으로 옮길 수 있는 병렬형 머니퓰레이터를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면,
베이스 플레이트와;
상기 베이스 플레이트에 결합된 3개의 동력장치와;
상기 3개의 동력장치에 각각 결합된 암모듈과;
상기 암모듈에 각각 결합되어 외부의 영상 또는 삼차원 정보를 취득할 수 있는 측정모듈과;
상기 측정모듈에서 취득한 정보를 분석 또는 저장하거나 상기 측정모듈에서 취득한 정보를 이용하여 물체 및 공간을 삼차원 모델링을 할 수 있는 분석모듈과;
상기 암모듈의 말단에 힌지결합된 지지부재를 포함하되,
상기 측정모듈은,
상기 암모듈과 결합되는 지지유닛과;
카메라와 같은 연상센서나 삼차원 센서, 또는 변위센서를 지닌 센서유닛과;
상기 센서유닛과 상기 지지유닛을 연결시키는 연결유닛을 포함하는 병렬형 머니퓰레이터가 제공된다.
또한, 상기 3개의 동력장치가 1개의 동력원을 공유하는 것을 특징으로 하는 병렬형 머니퓰레이터가 제공된다.
이상과 같이, 본 발명은 물체 및 공간을 삼차원 모델링하거나 삼차원 모델링에 이용될 수 있는 물체 및 공간의 2차원 형상 혹은 3차원 거리정보 데이터를 저장 또는 분석 할 수 있는 시스템을 지니며, 장치를 A공간에서 B공간으로 옮길 수 있는 병렬형 머니퓰레이터를 제공한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 병렬형 머니퓰레이터의 사시도.
이하에는, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명하되, 이는 본 발명에 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로써 본 발명의 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 병렬형 머니퓰레이터의 사시도이다.
본 실시예의 병렬형 머니퓰레이터(10)는, 베이스 플레이트(11)와; 상기 베이스 플레이트(11)에 결합된 3개의 동력장치(12)와; 상기 3개의 동력장치(12)에 각각 결합된 암모듈(13)과; 상기 암모듈(13)에 각각 결합된 측정모듈(14)과; 상기 측정모듈(14)에서 취득한 정보를 분석하거나 상기 측정모듈(14)에서 취득한 정보를 이용하여 물체 및 공간을 삼차원 모델링을 할 수 있는 분석모듈(15)과; 상기 암모듈(13)의 말단에 힌지결합된 지지부재(16)를 포함하되, 상기 측정모듈(14)는 상기 암모듈(13)과 결합되는 지지유닛(141)과; 카메라와 같은 연상센서나 삼차원 센서, 또는 변위센서를 지닌 센서유닛(142)과; 상기 센서유닛과 상기 지지유닛을 연결시키는 연결유닛(143)을 포함한다.
본 실시예의 병렬형 머니퓰레이터(10)는 물체 및 공간의 삼차원 모델링 할 수 있거나 삼차원 모델링에 이용될 수 있는 물체 및 공간의 2차원 형상 혹은 3차원 거리정보 데이터를 저장 또는 분석할 수 있으며, 진공흡착기등의 장치(17)를 A공간에서 B공간으로 옮기는 것이 가능한 장비이다.
병렬형 머니퓰레이터는 3개의 암모듈로 이루어지는 것이 일반적이다. 따라서, 본 실시예에서는 3개의 암모듈로 구성된 병렬형 머니퓰레이터(10)를 예시한다. 그러나 3개 이상의 암모듈로 이루어진 병렬형 머니퓰레이터는 기본적으로 3개의 암모듈을 포함하고 있으므로, 본 발명의 청구항 1항의 구성을 실시하고 있다고 볼 것이다.
베이스 플레이트(11)에는 3개의 동력장치(12)가 결합된다. 3개의 동력장치(12)는 베이스 플레이트(11)의 중심을 기준으로 등각으로 배치될 수 있다.
3개의 동력장치(12)는 1개의 동력원을 공유하는 형태일 수 있다.
각각의 동력장치(12)에는 암모듈(13)이 결합된다. 따라서, 암모듈(13)도 3개로 구성된다. 각각의 암모듈(13)의 구성은 동일하다.
상부 암유닛(131)은, 베이스 플레이트(11)와 힌지결합하며, 하부 암유닛(132)은, 일단이 상부 암유닛(131)의 타단과 힌지 결합하며, 타단은 지지부재(16)와 힌지결합한다.
각각의 암모듈(13)에는 측정모듈(14)이 결합된다. 따라서 측정모듈(14)도 3개로 구성된다. 각각의 측정모듈(14)의 구성은 동일하다.
지지유닛(141)은 암모듈(13)과 결합한다. 지지유닛(141)은 자동 또는 수동으로 연결유닛(143)과의 결합지점을 변경시킬 수 있는 기능을 가질 수 있다.
센서유닛(142)은 카메라와 같은 영상센서나 삼차원 센서, 변위센서 등으로 구성될 수 있다. 센서유닛(142)은 공간 또는 물체의 영상 또는 위치정보를 측정할 수 있다. 연결유닛(143)은 지지유닛(141)과 센서유닛(142)를 연결한다. 연결유닛(143)은 자동 또는 수동으로 연결유닛(143)과 결합된 센서유닛(142)의 측정방향을 변경시킬 수 있는 기능을 가질 수 있다.
분석모듈(15)은 측정모듈(14)에서 측정한 정보를 분석 또는 저장 할 수 있거나 측정모듈(14)에서 측정한 정보를 이용하여 물체(18) 및 공간의 삼차원 모델링을 할 수 있는 기능을 가질 수 있다.
지지부재(16)는 3개의 하부 암유닛(132)과 힌지결합된다. 3개의 하부 암유닛(132)이 운동하는 형태에 따라, 지지부재(16)는 다양한 형태로 가동 범위의 공간을 운동할 수 있다. 지지부재(16)에는 물체를 파지할 수 있는 장치(17)가 별도로 결합되어 있을 수 있다.
이상의, 상부 암유닛(131), 하부 암유닛(132) 및 지지부재(14)는 종래에 병렬형 머니퓰레이터에서도 볼 수 있는 것이므로, 상세한 설명을 생략한다. 본 실시예에서는 측정모듈(14)과 분석모듈(15)이 어떻게 물체 및 공간을 3차원 모델링 할 수 있는지 상세히 설명하기로 한다.
물체 및 공간의 3차원 모델링은 물체 및 공간을 가상의 3차원 공간속에 재현될 수 있는 수학적 모델로 만들어 이를 컴퓨터가 이해할 수 있는 형태의 데이터 변환하는 것이다.
물체 및 공간의 3차원 모델링은 일반적으로 상기 물체 및 공간을 다양한 시점에서 측정한 2차원의 형상들을 분석하여 공간에 선과 면을 배치하고 이 선과 면을 이어 붙인 다각형을 설정하는 방법으로 실행된다.
혹은 상기 물체 및 공간을 다양한 시점에서 측정한 3차원 거리정보 데이터를 분석하고 이를 하나의 좌표계로 통합하는 정합(registration)하는 방법으로 실행될 수도 있다.
각각의 암모듈(13)에 결합된 측정모듈(14)은 암모듈의 상부 암유닛(131), 하부 암유닛(132)이 운동하는 형태에 따라 다양하게 시점이 변하는 물체 및 공간의 2차원의 형상 혹은 3차원 거리정보들을 측정할 수 있다.
분석모듈(15)은 상기 운동하는 형태에 따라 다양하게 시점이 변하는 물체 및 공간의 2차원의 형상들을 분석하여 가상의 공간에 선과 면을 배치하고 이 선과 면을 이어 붙인 다각형을 설정하는 방법으로 상기 물체 및 공간의 3차원 모델을 만드는 기능과 상기 운동하는 형태에 따라 다양하게 시점이 변하는 물체 및 공간의 3차원 거리정보데이터들을 분석하고 이를 하나의 좌표계로 통합하는 정합(registration) 과정을 통하여 3차원 모델을 만드는 기능을 가질 수 있다.
지지유닛(141)이 자동 또는 수동으로 연결유닛(143)과의 결합지점을 변경시킬 수 있는 경우, 센서유닛(142)은 지지유닛(141)이 자동 또는 수동으로 연결유닛(143)과의 결합지점을 변경시키는 형태에 따라 다양하게 시점이 변하는 물체 및 공간의 2차원의 형상 혹은 3차원 거리정보들을 측정할 수 있다.
연결유닛(143)이 자동 또는 수동으로 연결유닛(143)과 결합된 센서유닛(142)의 측정방향을 변경시킬 수 있는 경우, 센서유닛(142)은 연결유닛(143)이 자동 또는 수동으로 연결유닛(143)과 결합된 센서유닛(142)의 측정방향을 변경시킬 수 있는 형태에 따라 다양하게 시점이 변하는 물체 및 공간의 2차원의 형상 혹은 3차원 거리정보들을 측정할 수 있다.
이와 같이, 물체 및 공간을 삼차원 모델링 할 수 있거나 삼차원 모델링에 이용될 수 있는 물체 및 공간의 2차원 형상 혹은 3차원 거리정보 데이터를 저장 또는 분석 할 수 있는 시스템을 지닌 병렬형 머니퓰레이터(10)를 제조하기 위하여, 본 실시 예에서는 물체 및 공간의 2차원의 형상 혹은 3차원 거리정보들을 측정할 수 있는 측정모듈(14)과 상기 측정모듈(14)에서 측정한 물체 및 공간의 2차원의 형상들 혹은 3차원 거리정보들을 분석 또는 저장하거나 상기 측정모듈(14)에서 측정한 물체 및 공간의 2차원의 형상들 혹은 3차원 거리정보들을 이용하여 3차원 모델을 만드는 기능을 가질 수 있는 분석모듈(15)을 사용하였다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대해서 상세히 설명하였으나, 이는 하나의 실시예에 불과하며, 이로써 본 발명의 특허청구범위를 한정하는 것은 아니다. 본 실시예를 바탕으로 균등한 범위까지 당업자가 변형 및 추가하는 범위도 본 발명의 권리범위에 속한다 할 것이다.
병렬형 머니퓰레이터(10) 베이스 플레이트(11)
동력장치(12) 암모듈(13)
측정모듈(14) 분석모듈(15)
지지부재(16) 장치(17)
물체(18)

Claims (2)

  1. 베이스 플레이트와;
    상기 베이스 플레이트에 결합된 적어도 3개 이상의 동력장치와;
    상기 적어도 3개 이상의 동력장치에 각각 결합된 암모듈과;
    상기 암모듈에 각각 결합되어 외부의 영상 또는 삼차원 정보를 취득할 수 있는 측정모듈과;
    상기 측정모듈에서 취득한 정보를 분석 또는 저장 할 수 있거나 상기 측정모듈에서 취득한 정보를 이용하여 물체 및 공간을 삼차원 모델링을 할 수 있는 분석모듈과;
    상기 암모듈의 말단에 힌지결합된 지지부재를 포함하되,
    상기 측정모듈은,
    상기 암모듈과 결합되는 지지유닛과;
    카메라와 같은 연상센서나 삼차원 센서, 또는 변위센서를 지닌 센서유닛과;
    상기 센서유닛과 상기 지지유닛을 연결시키는 연결유닛을 포함하는 병렬형 머니퓰레이터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 3개 이상의 동력장치가 1개의 동력원을 공유하는 것을 특징으로 하는 병렬형 머니퓰레이터.
KR1020110106483A 2011-10-18 2011-10-18 물체 및 공간을 삼차원 모델링을 할 수 있는 시스템을 지닌 병렬형 머니퓰레이터 KR20130042282A (ko)

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