KR20130055768A

KR20130055768A - Controlling system for finger joints of artificial hand

Info

Publication number: KR20130055768A
Application number: KR1020110121372A
Authority: KR
Inventors: 김형주
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2011-11-21
Filing date: 2011-11-21
Publication date: 2013-05-29
Also published as: KR101795061B1

Abstract

PURPOSE: A controlling system for the finger joint of an artificial hand is provided to facilitate to grasp objects with various shapes by implementing the multi-degree of freedom for knuckles by the expansion of an expansion part. CONSTITUTION: A controlling system for the finger joint of an artificial hand comprises a first knucklebone(10), a second knucklebone(30), an expansion part(40), a connection part(50), an air pressure motor, and a control unit. The expansion part is arranged in between the first and second knucklebones. The expansion part operates one knucklebone by being expanded through an external supplier. Both ends of the connection part are separately connected to the first and second knucklebones. The first and second knucklebone is installed with a guide passage(60) for guiding air from the air pressure pump to the expansion part. The control unit controls air pressure for supplying to the expansion part and controlling the movement of knucklebones.

Description

CONTROLLING SYSTEM FOR FINGER JOINTS OF ARTIFICIAL HAND}

본 발명은 인공 손의 손가락 관절 작동 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 인공 손의 손가락 마디이 다자유도를 구현하도록 함으로써 여러가지 형태의 물건을 손쉽게 파지할 수 있도록 하는 인공 손의 손가락 관절 작동 시스템을 제공하는 데 있다. The present invention relates to a finger joint operation system of an artificial hand, and more particularly, to provide a finger joint operation system of an artificial hand that enables the finger joints of the artificial hand to easily hold various types of objects. There is.

차량 조립라인에서는 부품들을 에어 임펙터 등을 포함하는 진동공구(1)를이용하여 조립하는 작업을 수행한다. 그러나, 조립자가 작업을 수행하면서 상기와 같은 진동공구(1)를 오랫동안 사용한 후에는 손이 쑤시고, 아프고, 손가락이 뻣뻣해지고, 저리고, 감각이 둔해지고, 손가락이 하얗게 변하는 다양한 증상 즉말초혈관장해, 말초신경장애, 퇴행성 관절렴 등과 같은 수지진동증후군이 발생하고 있는 실정이다. In the vehicle assembly line, the parts are assembled using the vibration tool 1 including the air impactor. However, after using the vibrating tool 1 for a long time as the assembling worker performs the work, the hands are sore, aching, the fingers become stiff, numb, the numbness of the fingers, and the fingers turn white. Resin vibration syndrome, such as peripheral neuropathy and degenerative arthritis, is occurring.

이에 최근에는, 로봇 기술을 이용하여 인체가 직접적으로 진동하중에 노출되는 횟수나 강도를 줄일 수 있도록 하면서 근골격계 질환의 예방과 치료에 필요한 비용을 줄일 수 있도록 하는 연구가 시행되고 있다. In recent years, research has been conducted to reduce the cost of preventing and treating musculoskeletal disorders while reducing the number and intensity of exposure of the human body directly to vibration loads using robot technology.

이러한 연구 목적을 같고 개발된 것이 인공 손인데 이 인공손은 유압 엑츄에이터를 이용한 인공 근육(artificial muscle)이나 전자기 모터로 구성되는 경우가 많다. 이러한 인공 손이 실제 손과 같은 여러가지 형태의 물건을 파지하기 위해서는 관절 엑츄에이터의 단순화 및 소형화를 통한 손가락 마디에서의 다자유도 구현, 인공손과 인체의 접촉시 안전성을 유지하기 위한 순응성이 요구된다. The purpose of this research was to develop an artificial hand, which is often composed of an artificial muscle or electromagnetic motor using a hydraulic actuator. In order for such an artificial hand to hold various types of objects such as an actual hand, it is required to implement a multiple degree of freedom in the finger node through the simplification and miniaturization of the joint actuator, and to maintain safety when contacting the artificial hand and the human body.

그러나, 종래의 전자기 모터의 경우에는 하나의 모터가 자유도 하나만을 담당하므로, 다자유도를 표현하기 위해서는 모터를 서로 연속적으로 연결하는 방법을 사용하고, 또한 토크를 증폭시키기 위해 감속기를 설치하여야 하므로 다자유도를 갖는 하나의 관절을 구현하는데 많은 공간과 부품이 필요하므로, 제작비용이 커지고, 중량이 늘어나므로 작동시 소비에너지가 커지게 되는 문제가 있다. However, in the case of the conventional electromagnetic motor, since one motor is responsible for only one degree of freedom, in order to express multiple degrees of freedom, it is necessary to use a method of connecting the motors continuously to each other and to install a reduction gear to amplify the torque. Since a large amount of space and parts are required to implement one joint having a degree of freedom, the manufacturing cost is increased and the weight is increased, thereby increasing the energy consumption during operation.

그리고, 인공 근육(2)(artificial muscle)은 도 2에 도시된 바와 같이 공압 액츄에이터(액츄에이터의 팽창부재(3)에 장력이 큰 섬유를 사용하여 공압이 커지면 액츄에이터 길이자 짧아지는 원리)를 이용한다. 이때 액츄에이터를 손가락에 부착시키기 힘들기 때문에 팔의 상박에 구동부를 만들고, 구동부에서 만들어진 인장력을 관절까지 이어진 선으로 전달하게 된다. 이 때문에 인공 손의 구조 자체가 커지고 복잡해져, 전자기 모터를 이용한 방법과 같은 단점이 있게 된다. As shown in FIG. 2, the artificial muscle 2 uses a pneumatic actuator (a principle in which the actuator length becomes shorter when the pneumatic pressure is increased by using a fiber having a high tension in the expansion member 3 of the actuator). At this time, since the actuator is hard to attach to the finger, the driving part is made in the upper and lower arms of the arm, and the tensile force generated in the driving part is transmitted to the line leading to the joint. For this reason, the structure of the artificial hand itself becomes larger and more complicated, and has disadvantages such as the method using an electromagnetic motor.

본 발명은 상기한 실정을 감안하여 창안된 것으로, 본 발명의 목적은 인공 손의 손가락 마디뼈와 마디뼈 사이에 공압에 의해 팽창되는 팽창부를 설치하여 그 팽창부의 팽창에 의해 손가락 마디뼈가 X축이나 Y축으로 회전될 수 있도록 함으로써 손가락 마디의 다자유도를 구현으로 여러 가지 형태의 물건을 파지할 수 있도록 하는 인공 손 손가락 관절 작동 시스템을 제공하는 데 있다. The present invention was devised in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to install an inflation portion that is expanded by pneumatic pressure between the knuckle and the knuckle of the artificial hand, and the knuckle of the knuckle is expanded by the expansion of the inflation portion. In addition, the present invention provides an artificial hand finger joint operating system that can hold various types of objects by implementing multiple degrees of freedom of the knuckles by allowing them to rotate on the Y axis.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은 인공 손의 손가락 마디뼈 중 어느 하나의 마디뼈에 해당하는 제1마디뼈; 상기 제1마디뼈의 양측 중 어느 일측에 위치하는 제2마디뼈; 및 상기 제1마디뼈와 제2마디뼈 사이에 배치된 상태로 외부 공급원에 의해 팽창되어 그 제1마디뼈와 제2마디뼈 중 어느 하나의 마디뼈를 동작시키는 팽창부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다. The present invention for achieving the above object is a first node corresponding to any one of the knuckle bone of the artificial hand; A second node located on either side of both sides of the first node; And an inflation portion which is inflated by an external source in a state disposed between the first and second node bones and operates the node of any one of the first and second node bones. It is characterized by.

그리고, 상기 제1마디뼈와 제2마디뼈에 양측이 연결되어 그 제1마디뼈와 제2마디뼈를 일정거리 이격시키는 연결부와, 상기 팽창부에 공압을 공급하는 공압 모터와 그 공압 모터에서 나오는 공압을 제어하여 상기 팽창부에 공급하도록 함으로써 상기 제1,2마디뼈중 어느 하나의 마디뼈 움직임을 제어할 수 있도록 하는 제어부를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다. In addition, both sides are connected to the first node and the second node, the connecting portion for separating the first and second node bones a certain distance, and a pneumatic motor for supplying air pressure to the expansion portion and the pneumatic motor It characterized in that it further comprises a control unit for controlling the movement of any one of the first and second knot bone by controlling the air pressure to be supplied to the expansion portion.

상기와 같은 본 발명에 따르면, 손가락 마디뼈와 마디뼈 사이에 설치된 팽창부의 팽창에 의해 그 손가락 마디뼈가 X축 및 Y축의 어느 방향으로든 회전될 수 있게 되어 손가락 마디의 다자유도를 구현할 수 있게 되어 여러 가지 형태의 물건을 손쉽게 파지할 수 있는 효과가 있다. According to the present invention as described above, the finger joint bone can be rotated in any direction of the X axis and the Y axis by the expansion of the expansion portion provided between the finger joint bone and the node bone, thereby realizing the multiple degrees of freedom of the finger joint. It is easy to grasp various types of objects.

또한, 손가락 마디를 움직이기 위한 수단이 손가락 마디뼈와 마디뼈사이에 설치됨으로써 인공 손의 경량호 및 소형화가 가능하게 되고, 차량의 부품을 결합하기 위한 진동공구로부터 전달되는 진동 소음을 상기 팽창부에서 흡수하게 되어 진동 소음이 저하되는 효과가 있다. In addition, since the means for moving the knuckles is installed between the knuckles and the knuckles, it is possible to reduce the weight and size of the artificial hand, and to receive the vibration noise transmitted from the vibration tool for coupling the parts of the vehicle. It is absorbed in the vibration noise is effective to reduce.

도 1은 종래 차량 조립라인에서 부품을 조림하기 위해 사용되는 진동공구의 상태를 나타낸 도면,
도 2는 종래 공압 액츄에이터를 이용한 인공 근육의 상태를 나타낸 도면,
도 3은 본 발명의 제1마디뼈와 제2마디뼈가 결합된 상태를 나타낸 상태도,
도 4는 본 발명의 제1마디뼈와 제2마디뼈의 분리 상태를 나타낸 분리사시도,
도 5는 본 발명의 인공 손의 손가락 관절 작동 시스템을 설명하기 위한 단면도,
도 6은 본 발명의 연결부의 다른 실시상태를 나타낸 상태도,
도 7은 본 발명에 따른 팽창부의 설치상태를 나타낸 단면도,
도 8은 본 발명에 따른 공압모터와 제어부, 팽창부의 연결상태를 나타낸 블록도,
도 9은 본 발명에 따른 인공 손의 손가락 마디가 X축으로 회전된 상태를 나타낸 상태도,
도 10은 본 발명에 따른 인공 손의 손가락 마디가 Y축으로 회전된 상태를 나타낸 상태도,
도 11는 본 발명에 따른 인공 손의 손가락 관절 작동 시스템의 다른 실시 상태를 개략적으로 나타낸 개략 단면도. 1 is a view showing a state of a vibration tool used to simmer parts in a conventional vehicle assembly line,
2 is a view showing a state of artificial muscle using a conventional pneumatic actuator,
3 is a state diagram showing a state in which the first and second joint bones of the present invention are coupled;
Figure 4 is an exploded perspective view showing a separation state of the first and second node bones of the present invention,
5 is a cross-sectional view illustrating a finger joint operating system of an artificial hand of the present invention;
6 is a state diagram showing another embodiment of the connection of the present invention;
7 is a cross-sectional view showing an installation state of the expansion unit according to the present invention;
8 is a block diagram showing a connection state of the pneumatic motor, the control unit, and the expansion unit according to the present invention;
9 is a state diagram showing a state in which the finger node of the artificial hand is rotated on the X-axis,
10 is a state diagram showing a state in which the finger node of the artificial hand is rotated on the Y-axis,
Figure 11 is a schematic cross-sectional view schematically showing another embodiment of the finger joint operating system of the artificial hand according to the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 인공 손의 손가락 관절 작동 시스템을 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 앞서 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략될 것이며, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능과 설명의 편의성을 위해 설정된 용어들로서 이 용어들은 제품을 생산하는 생산자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있을 것이다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the finger joint operating system of the artificial hand according to the present invention. If it is determined that detailed descriptions of well-known functions or configurations related to the present invention may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description will be omitted, and the following terms will be used to describe the functions and descriptions of the present invention. As terms set for convenience, these terms may vary depending on the intention or custom of the producer producing the product.

또한, 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있고, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 할 것이다. In addition, the thickness of the lines or the size of the components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of the description, the embodiments described herein and the configuration shown in the drawings is the most preferred embodiment of the present invention It should be understood that there may be various equivalents and modifications that may substitute them at the time of the present application because they are not merely representative of the technical idea of the present invention.

본 발명에 따른 인공 손의 손가락 관절 작동 시스템은 다양한 형태의 물건을 파지하기 위해 손가락 마디에서의 다자유도 즉 손가락 마디가 X축과 Y축으로 움직일 수 있도록 구성된 것으로, 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이 인공 손의 손가락 마디뼈 중 어느 하나의 마디뼈에 해당하는 제1마디뼈와 상기 제1마디뼈의 양측 중 어느 일측에 위치하는 제2마디뼈와 상기 제1,2마디뼈사이에 배치된 상태로 외부 공급원에 의해 팽창되어 그 제1마디뼈와 제2마디뼈 중 어느 하나의 마디뼈를 동작시키는 팽창부와 상기 팽창부에 공압을 공급하는 공압 모터와 그 공압 모터에서 나오는 공압을 제어하여 상기 팽창부에 공급하도록 함으로써 상기 제1,2마디뼈중 어느 하나의 마디뼈 움직임을 제어할 수 있도록 하는 제어부를 포함하여 구성된다. The finger joint operation system of the artificial hand according to the present invention is configured to allow the multiple degrees of freedom in the finger node, that is, the finger node to move in the X axis and the Y axis, to hold various types of objects, as shown in FIGS. 3 to 5. As described above, between the first node corresponding to any one of the finger joints of the artificial hand and the second node located on either side of the first node and the first and second node bones The pneumatic motor that is inflated by an external source in the arranged state to operate the node of any one of the first and second node bone, and the pneumatic motor for supplying air pressure to the expansion portion and the pneumatic pressure from the pneumatic motor It is configured to include a control unit to control the movement of any one of the first and second knot bone by controlling the supply to the expansion unit.

그리고, 상기 제1마디뼈(10)와 제2마디뼈(30)에 양측이 연결되어 그 제1마디뼈와 제2마디뼈를 일정거리 이격시키도록 하는 연결부(50)가 더 포함되어 구성된다. In addition, both sides are connected to the first knuckle bone 10 and the second knuckle bone 30, and the connection part 50 configured to separate the first knuckle bone and the second knuckle bone from a predetermined distance is further included. .

즉, 상기 연결부(50)는 그 일측이 상기 제2마디뼈(30)에 결합되고, 타측이 상기 제1마디뼈(10)에 결합됨으로써 상기 제1,2마디뼈(10,30)간의 이격거리가 일정하게 유지되는 것으로, 상기 연결부(50)의 양측은 제1마디뼈(10)와 제2마디뼈(30)의 상호 마주보는 면부 중심에 연결된다. That is, the connection portion 50 is one side is coupled to the second node bone 30, the other side is coupled to the first node bone 10 by the separation between the first and second node bones (10, 30) The distance is kept constant, both sides of the connecting portion 50 is connected to the center of the surface portion facing each other of the first knot 10 and the second knuckle 30.

상기 연결부(50)의 실시상태에 대해 살펴보면, 일 실시예로써 일측이 상기 제2마디뼈(30)에 결합되는 일정길이의 제1유격봉(51)과 그 제1유격봉(51)의 타측에 형성되어 상기 제1마디뼈(10)에 연결되는 구 형상의 제1연결구(53)로 구성된다. Looking at the embodiment of the connecting portion 50, as an embodiment one side of the first play bar 51 having a predetermined length coupled to the second knuckle bone 30 and the other side of the first play rod 51 It is formed in the first connector 53 of the spherical shape is connected to the first knuckle 10.

이때, 상기 제1연결구(53)가 연결되는 제1마디뼈부분의 면부에는 구 형상의 제1연결구(53)의 외주연이 안착되어 외부로 이탈되지 않도록 하면서 제1연결구(53)의 움직임을 원활히 하기 위해 오목홈(16)이 형성되는 것이 바람직하다. 즉, 상기 오목홈(16)은 후술되는 판상의 구획판(15)에 형성되는 것이다. At this time, the outer circumference of the first connector 53 of the spherical shape is seated on the surface portion of the first knuckle portion to which the first connector 53 is connected to prevent movement of the first connector 53 while leaving the outside. In order to facilitate the smooth groove 16 is preferably formed. That is, the concave groove 16 is formed in the plate-shaped partition plate 15 to be described later.

또한, 상기 제1유격봉(51)의 일측을 상기 제2마디뼈(30)에 결합시에는 상기 제1유격봉(51)의 일측을 상기 제2마디뼈(30)의 면부에 나사결합하거나 끼움결합등의 방식에 의해 결합함으로서 그 일측이 이탈되지 않도록 하면 될 것이다. In addition, when one side of the first play bar 51 is coupled to the second node bone 30, one side of the first play rod 51 is screwed to the surface of the second node bone 30 or By combining by way of fitting, etc., one side will not be separated.

그리고, 상기 연결부(50)의 다른 실시예로써 도 6에 도시된 바와 같이, 일정길이의 제2유격봉(55)과 그 제2유격봉의 양측단에 형성되어 상기 제1마디뼈(10)와 제2마디뼈(30)에 연결되는 구 형상이 제2연결구(57)로 구성된다. And, as shown in FIG. 6 as another embodiment of the connecting portion 50, the second play rod 55 of a predetermined length and formed on both side ends of the second play rod, and the first node bone 10 and The spherical shape is connected to the second knuckle 30 is composed of a second connector (57).

즉, 다른 실시예로써의 연결부(50)는 아령형상을 하는 것으로, 봉 형상의 제2유격봉(55)의 양측단에 구 형상의 제2연결구(57)가 일체로 형성된다. That is, the connecting portion 50 according to another embodiment has a dumbbell shape, and a spherical second connector 57 is integrally formed at both ends of the rod-shaped second clearance bar 55.

이러한 다른 실시예로써의 연결부(50)를 상기 제1,2마디뼈(10,30)에 결합시에는, 그 연결부(50)의 양측이 연결되는 상기 제1,2마디뼈부분의 면부에는 구 형상의 상기 제2연결구(57)가 안착되어 외부로 이탈되지 않도록 하면서 제2연결구(57)의 움직임을 원활히 하기 위해 홈부(미도시)가 형성되는 것이 바람직할 것이다. When the connecting portion 50 is coupled to the first and second node bones 10 and 30 according to another embodiment, the surface portion of the first and second node portions to which both sides of the connecting portion 50 are connected is provided. It is preferable that a groove portion (not shown) is formed in order to smoothly move the second connector 57 while the second connector 57 of the shape is seated so as not to be separated to the outside.

여기서, 상기 제1마디뼈(10)와 제2마디뼈(30)를 상기 연결부(50)에 의해 상호 연결하면서 그 제1,2마디뼈가 일정거리 이격되게 하는 이유는, 상기 제1,2마디뼈(10,30)의 이격거리가 일정하게 유지되도록 하여 상기 팽창부(40)의 팽창에 의한 마디뼈의 회전 자유도를 얻을 수 있도록 하기 위함이다. Here, the first and second node 10 and the second node 30 is connected to each other by the connecting portion 50, the reason why the first and second node bones are separated by a predetermined distance, the first, second The spacing of the bones 10 and 30 is kept constant so that the degree of freedom of rotation of the bones due to the expansion of the inflating portion 40 can be obtained.

그리고, 상기 제1마디뼈(10)는 중공형 제1관체(11)와 그 제1관체(11)의 일측에 형성되는 반원형 띠 형상의 제1회전구(13)로 구성되고, 제2마디뼈(30)는 중공형 제2관체(31)와 그 제2관체(31)의 일측에 형성되되 상기 제1회전구(13)를 감싸는 반원형 띠 형상의 제2회전구(33)로 구성된다. The first node 10 includes a hollow first tube body 11 and a semi-circular band-shaped first rotary hole 13 formed at one side of the first tube body 11 and a second node. The bone 30 is formed of a hollow second tubular body 31 and a second rotary ball 33 of a semi-circular stripe formed on one side of the second tubular body 31 and surrounding the first rotary hole 13. .

여기서, 상기 제1마디뼈(10)의 내주연에는 판 상의 구획판(15)이 설치된다. 즉, 상기 구획판(15)의 외주연이 반원형 띠 형상의 상기 제1마디뼈(10)의 내주연에 결합됨으로써 그 제1마디뼈(10)의 내측이 구획되는 것으로, 상기 구획판(15)의 설치위치는 상기 제1마디뼈(10)의 내측에 한정되는 것은 아니며 반원형 띠 형상의 상기 제2마디뼈(30)에 설치될 수도 있을 것이다. Here, a plate-shaped partition plate 15 is installed at the inner circumference of the first knuckle bone 10. That is, the outer circumferential edge of the partition plate 15 is coupled to the inner circumference of the first node bone 10 having a semi-circular band shape so that the inner side of the first node bone 10 is partitioned. ) Is not limited to the inside of the first knuckle 10, but may be installed on the second knuckle 30 of the semi-circular band shape.

이때, 후술되는 팽창부(40)는 상기 구획판(15)과 상기 제2마디뼈(30)의 사이에 위치하게된다. At this time, the expansion portion 40 to be described later is located between the partition plate 15 and the second node bone (30).

그리고, 상기 제1마디뼈(10)의 외주연에는 외측으로 돌출된 다수개의 삽입돌기(17)가 형성되고, 상기 제2마디뼈(30)에는 상기 삽입돌기(17)가 삽입되는 가이드홈(37)이 형성된다. In addition, a plurality of insertion protrusions 17 protruding outward are formed at an outer circumference of the first node bone 10, and a guide groove into which the insertion protrusions 17 are inserted into the second node bone 30. 37) is formed.

즉, 상기 제2마디뼈(30)가 상기 제1마디뼈(10)를 감싸도록 연결되되 상기 삽입돌기(17)가 상기 가이드홈(37)에 삽입되도록 함으로서, 상기 제1,2마디뼈(10,30)의 사이에 설치되는 팽창부(40)의 팽창시 상기 제1,2마디뼈중 어느 하나의 마디뼈 움직을 가이드 하게 된다. That is, the second knuckle bone 30 is connected to surround the first knuckle bone 10, but the insertion protrusion 17 is inserted into the guide groove 37, the first, second knuckle bone ( When the expansion portion 40 is installed between the 10,30 guides the movement of any one of the first and second node bones.

또한, 상기 제1마디뼈(10)와 제2마디뼈(30) 중 어느 하나의 마디뼈에는 공압모터에서 공급되는 공기를 후술되는 팽창부로 안내하는 안내유로(60)가 형성되고, 상기 팽창부(40)의 설치를 위한 격실(20)이 마련된다. In addition, any one of the first knuckle bone 10 and the second knuckle bone 30 is formed with a guide passage 60 for guiding the air supplied from the pneumatic motor to the expansion portion to be described later, the expansion portion Compartment 20 for installation of 40 is provided.

즉, 상기 제1마디뼈(10)에 상기 안내유로(60)과 격실(20)이 형성되는 경우, 상기 안내유로(60)는 제1마디뼈(10)의 중공형 제1관체(11) 내부에 배치된 상태로 상기 제1마디뼈(10)의 구획판(15)과 제2마디뼈(30)사이에 위치한 상기 팽창부(40)에 연결된다. That is, when the guide passage 60 and the compartment 20 are formed in the first node bone 10, the guide passage 60 is a hollow first tube 11 of the first node bone 10. It is connected to the expansion portion 40 located between the partition plate 15 of the first knuckle 10 and the second knuckle 30 in a state disposed therein.

그리고, 상기 격실(20)은 상기 구획판(15)과 제2마디뼈(30)사이에 두 개 이상의 팽창부가 설치되는 경우 상기 구획판(15)과 수직되게 설치되는 격판(21)에 의해 마련되는 것이다. In addition, the compartment 20 is provided by a plate 21 installed perpendicular to the partition plate 15 when two or more expansion parts are installed between the partition plate 15 and the second knuckle bone 30. Will be.

이때, 본 발명의 바람직한 실시예로써는 도 7에 도시된 바와 같이 상기 제1마디뼈(10)의 구획판(15)과 제2마디뼈(30)의 사이에 상기 격판(21)에 의해 4개의 격실(20)이 형성되도록 하여 그 격실에 각각의 팽창부(40)를 설치함으로써 그 팽창부의 설치상태가 사각형의 형상으로 배치되게 설치한다. At this time, as a preferred embodiment of the present invention as shown in Figure 7 between the partition plate 15 of the first knuckle 10 and the second knuckle 30 by the diaphragm 21 The compartment 20 is formed so that each expansion part 40 is provided in the compartment so that the installation state of the expansion part is arranged in a rectangular shape.

한편, 상기 팽창부(40)는 상기 제1,2마디뼈(10,30)의 사이에 설치되어 상기 제1,2마디뼈중 어느 하나의 마디뼈를 동작시키는 것으로, 공압모터(70)에서 공급되는 공기에 의해 팽창된다. On the other hand, the expansion unit 40 is installed between the first and second node bones 10 and 30 to operate any one of the first and second node bones, in the pneumatic motor 70 Is expanded by the air supplied.

여기서, 상기 팽창부(40)는 외부로부터의 완충력을 갖는 재질 즉 탄성재질로 제조되는 것이 바람직한 것으로, 이는 차량의 부품을 결함하기 위한 진동공구로부터 전달되는 진동 소음을 저하시키기 위함이다. Here, the expansion portion 40 is preferably made of a material having a buffering force from the outside, that is, an elastic material, which is to reduce the vibration noise transmitted from the vibration tool for defective parts of the vehicle.

그리고, 상기 공압 모터(70)는 상기 팽창부가 팽창할 수 있도록 충분한 공압을 공급하고, 이 공압은 상기 제어부(80)에 의해 제어된 상태로 상기 팽창부(40)로 공급된다. The pneumatic motor 70 supplies sufficient pneumatic pressure to expand the inflatable portion, which is supplied to the expanded portion 40 in a controlled state by the controller 80.

즉, 도 8에 도시된 바와 같이 상기 제어부(80)에서는 인공 손의 손가락 마디의 원하는 회전방향 및 회전각에 따라 상기 팽창부(40)로 공급되는 공압을 제어하여 그 팽창부로 공급하게 되는 것이다. That is, as shown in FIG. 8, the controller 80 controls the pneumatic pressure supplied to the expansion part 40 according to a desired rotation direction and rotation angle of the finger joint of the artificial hand to supply the expansion part.

상기와 같이 구성된 본 발명의 작동 상태를 살펴보면, 공압모터(70)에서 공압이 공급되면 제어부(80)에서는 인공 손의 손가락 마디의 원하는 회전방향 및 회전각에 따라 상기 제1마디뼈(10)의 내측에 설치된 안내유로(60)를 따라 팽창부(40)로 공급됨으로써 손가락 마디를 회전시키게 된다. Looking at the operating state of the present invention configured as described above, when the pneumatic pressure is supplied from the pneumatic motor 70, the controller 80 of the first node 10 according to the desired rotation direction and angle of rotation of the finger node of the artificial hand The finger node is rotated by being supplied to the expansion part 40 along the guide passage 60 installed inside.

즉, 손가락 마디뼈를 X축 방향으로 회전시키는 경우를 도 7을 참조하여 살펴보면, X축 방향에 위치한 어느 하나의 팽창부(40)에 공압이 공급되면 공급된 반대방향의 X축 즉 도 7의 도면상 좌측의 팽창부에 공압이 공급되면 손가락 마디뼈가 우측으로 구부려지게 되는 것이다. That is, the case in which the knuckle bone is rotated in the X-axis direction will be described with reference to FIG. 7, when pneumatic pressure is supplied to any one of the inflating portions 40 located in the X-axis direction, When pneumatic pressure is supplied to the inflation portion on the left side of the drawing, the knuckle bone is bent to the right.

상기와 같은 손가락의 X축 방향 회전은 도 9에 도시된 바와 같은 순서에 의해 회전된다. The X-axis rotation of the finger is rotated in the order as shown in FIG. 9.

또한, 손가락 마디뼈를 Y축 방향으로 회전시키는 경우를 도 7을 참조하여 살펴보면, Y축 방향에 위치한 어느 하나의 팽창부(40)에 공압이 공급되면 공급된 반대 방향의 Y축 즉 도 7의 도면상 아래쪽의 팽창부에 공압이 공급되면 손가락 마디뼈가 상측으로 구부려지게 되는 것이다. In addition, the case in which the knuckle bone is rotated in the Y-axis direction will be described with reference to FIG. 7. When pneumatic pressure is supplied to any one of the inflated portions 40 located in the Y-axis direction, When pneumatic pressure is supplied to the inflation portion in the lower part of the drawing, the knuckle bones are bent upwards.

상기와 같은 손가락의 Y축 방향 회전은 도 10에 도시된 바와 같은 순서에 의해 회전된다. The rotation in the Y-axis direction of the finger as described above is rotated in the order as shown in FIG. 10.

이와 같이 손가락 마디뼈를 회전시키는 경우, 손가락 마디뼈와 마디뼈 사이에 설치된 팽창부의 팽창에 의해 그 손가락 마디뼈가 X축 및 Y축의 어느 방향으로든 회전될 수 있게 되어 손가락 마디의 다자유도를 구현할 수 있게 되어 여러 가지 형태의 물건을 손쉽게 파지할 수 있다. As such, when rotating the knuckles, the knuckles of the knuckles can be rotated in any direction of the X and Y axes due to the expansion of the inflation portion installed between the knuckles and the knuckles, thereby realizing the multiple degrees of freedom of the knuckles. This makes it easy to grasp different types of objects.

또한, 손가락 마디를 움직이기 위한 수단으로 손가락 마디뼈와 마디뼈사이에 설치되는 팽창부를 이용하게 됨으로써 손가락 마디를 움직이기 위한 수단의 경량화 및 소형화가 가능하게 됨은 물론 차량의 부품을 결합하기 위한 진동공구로부터 전달되는 진동 소음을 상기 팽창부에서 흡수하게 되어 진동 소음이 저하되는 효과가 있다. In addition, by using an expansion portion installed between the knuckle and the knuckle as a means for moving the knuckle, it is possible to reduce the weight and miniaturization of the means for moving the knuckle, as well as a vibration tool for coupling the parts of the vehicle The vibration noise transmitted from the absorbed by the expansion portion has an effect that the vibration noise is reduced.

한편, 본 발명의 다른 실시예로써 도 11에 도시된 개략 단면도에 도시된 바와 같이 제1,2마디뼈(10,30)의 중간부에 아령 형상의 연결부(50)를 연결하여 그 제1,2마디뼈가 일정간격을 유지하도록 한다. On the other hand, as another embodiment of the present invention as shown in the schematic cross-sectional view shown in Figure 11 connects the dumbbell-shaped connecting portion 50 to the middle portion of the first, second knot 10, 30 and the first, 2 knuckle bones to be maintained at regular intervals.

또한, 상기 제1,2마디뼈(10,30)사이에 팽창부(40)를 설치하여 공압모터로부터 공급되는 공압이 안내유로(60)를 따라 이동되어 상기 팽창부(40)에 공급되도록 함으로써 손가락 마디뼈를 회전시킬 수 있다. In addition, the expansion unit 40 is installed between the first and second node bones 10 and 30 so that the pneumatic pressure supplied from the pneumatic motor is moved along the guide passage 60 to be supplied to the expansion unit 40. The knuckles can be rotated.

상기와 같이 본 발명의 구체적인 실시 예에 관해 상세히 설명하였으나, 본 발명이 속하는 분야에 통상의 지식을 잦는 자라면 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형실시가 가능할 것이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 상술한 실시예에 한정하지 않고, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라, 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 할 것이다. Specific embodiments of the present invention have been described in detail as described above, but those skilled in the art to which the present invention pertains may make various modifications without departing from the scope of the present invention. Therefore, the scope of the present invention is not limited to the above-described embodiments, but should be determined by equivalents to the claims, as well as the following claims.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10: 제1마디뼈 11: 제1관체
13: 제1회전구 15: 구획판
16: 오목홈 17: 삽입돌기
20: 격실 21: 격판
30: 제2마디뼈 31: 제2관체
33: 제2회전구 37: 가이드홈
40: 팽창부 50: 연결부
51: 제1유격봉 53: 제1연결구
55: 제2유격봉 57: 제2연결구
60: 안내유로 70: 공압모터
80: 제어부Description of the Related Art
10: first node 11: first tube
13: 1st turn hole 15: partition plate
16: concave groove 17: insertion protrusion
20: compartment 21: diaphragm
30: second bone 31: second body
33: 2nd turning hole 37: guide groove
40: expansion portion 50: connection portion
51: first play bar 53: first connector
55: second play bar 57: second connector
60: guide flow path 70: pneumatic motor
80: control unit

Claims

A first node corresponding to one of the finger joints of the artificial hand;
A second node located on either side of both sides of the first node; And
It is configured to include; an expansion portion for being inflated by an external source in a state disposed between the first and second node bone to operate the node of any one of the first and second node bones; A finger joint operating system of an artificial hand.

The method according to claim 1,
Finger joint operation system of the artificial hand, characterized in that it further comprises a connecting portion which is connected to both sides of the first knuckle bone and the second knuckle bone spaced apart from the first knuckle bone and the second knuckle bone.

The method according to claim 2,
The connecting portion is formed on the other side of the first play rod having a predetermined length coupled to the second node bone and the first play rod, characterized in that consisting of a spherical first connector connected to the first node bone. Finger joints of an artificial hand operating system.

The method according to claim 2,
The connecting portion is formed of a second length of the second play rod and the second end of the second play rod is formed of a spherical second connector which is connected to the first knot bone and the second knuckle bone, characterized in that Finger joint operating system

The method according to claim 2,
Both sides of the connection portion of the artificial joint finger joint operating system, characterized in that connected to the center of the mutually opposite face of the first and second node bones.

The method according to claim 1,
Finger joint operation system of the artificial hand, characterized in that the guide passage for guiding the air supplied from the pneumatic pump to the expansion portion is installed on any one of the first knuckle bone and the second knuckle bone.

The method according to claim 1,
Finger joint operating system of the artificial hand, characterized in that two or more inflated portion is installed between the first and second joint bone.

The method according to claim 1,
Finger joint operation system of the artificial hand, characterized in that four expansion is provided between the first and second bone to form a square.

The method according to claim 7 or 8,
Finger joint operating system of the artificial hand, characterized in that the compartment for installing each inflation portion is provided in any one of the first knuckle bone and the second knuckle bone.

The method according to claim 1,
The first knot bone is composed of a hollow first tubular body and a semi-circular band-shaped first rotating sphere formed on one side of the first tubular body,
The second knuckle bone, the articulated finger joint operating system of the artificial hand, characterized in that it is composed of a hollow second tube and a semi-circular band-shaped second rotary sphere which is formed on one side of the second tube and surrounds the first rotary sphere. .

The method of claim 10,
Finger joint operation system of the artificial hand, characterized in that the outer periphery is coupled to the inner periphery of the first knuckle bone further comprises a plate-shaped partition plate for partitioning the inside of the first knuckle bone.

The method of claim 10,
A plurality of guide grooves are formed in the second node bone, the finger joint operating system of the artificial hand, characterized in that the insertion protrusions are inserted into the guide groove is formed in the first node bone.

The method according to claim 1,
The expansion unit is a finger joint operating system of the artificial hand, characterized in that made of a material having a buffer force from the outside.

The method according to claim 1,
Pneumatic motor for supplying the air pressure to the expansion portion and the control unit for controlling the movement of any one of the first and second node bone by controlling the air pressure from the pneumatic motor to supply to the expansion portion Finger joint operation system of the artificial hand, characterized in that it comprises a.