KR20150017159A - 다용도 로봇 집게 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다용도 로봇 집게에 관한 것으로서, 내부에 구동모터가 각각 구비되는 한 쌍의 구동체와; 상기 구동체와 구동체의 상, 하부를 각각 연결 및 고정하는 연결 부재와; 상기 구동체의 구동모터와 상부 가이드 양측이 결합되고 제어부의 조작에 따라 회전작동하는 상부 팔과; 상기 상부 팔의 하부 가이드 양측에 각각 결합되고 상기 제어부의 조작에 따라 상부 팔과 연동 또는 개별작동하는 하부 팔; 을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 물건을 수집 및 운반하는 로봇 집게의 구성을 간단하게 구성하면서도 용이하게 제어할 수 있을 뿐만 아니라 그에 따른 작업시간과 경비를 절감할 수 있는 효과가 있다.

Description

다용도 로봇 집게{Multipurpose robotic arm}

본 발명은 다용도 로봇 집게에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 구성이 간단하고 물건을 용이하게 잡을 수 있도록 한 다용도 로봇 집게에 관한 것이다.

일반적으로 로봇은 인간의 움직임을 본뜬 움직임을 구현하는 기계이고, 상기 로봇의 운동 중에는 팔이나 발 등의 회동체를 회동시키는 회동운동이 있다.

이 중 로봇팔의 회동운동은 다양하게 있을 수 있는데, 기본적으로는 팔을 전후로 회동하는 것과, 팔을 측면으로 회동하는 것 그리고 팔을 굽힐 수 있는 것 등의 스윙(swing) 회전 운동과, 팔을 길이 방향의 회전축을 중심으로 회전하는 요잉(yawing) 운동 등으로 구분할 수 있다.

그리고 스윙 회전 운동은 팔의 길이 방향에 대한 2개의 직각 방향의 회전축을 중심으로 팔을 회전시키는 피치(pitch) 운동 및 롤(roll) 운동이 있으며 이러한 기본적인 움직임들이 합성되면 여러 다양한 움직임을 만들어 낼 수 있다.

한편 상기 로봇에는 회동운동과 관련되어 다수개의 모터와 상기 모터의 작동에 따라 연동작동하는 제어기구들이 장착되고, 특히 물건을 잡고 운반하는 로봇 팔의 경우에는 더욱더 많은 모터와 제어기구가 적용된다.

그러나 종래의 로봇 팔은 다수개의 모터와 제어기구 등에 따른 구조와 작동과정이 복잡할 뿐만 아니라 그에 따른 경비 증가와 부품의 손상시 수리 및 교체가 오래 걸리는 문제점이 있었다.

대한민국 공개특허 제2012-088323호 대한민국 공개특허 제2011-106831호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 물건을 수집 및 운반하는 로봇 집게의 구성을 간단하게 구성하면서도 용이하게 제어할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

또한 상부 팔 및 하부 팔의 연결부분과 구동체에 가이드 수단을 장착하여 상부 팔과 하부 팔을 지지하면서도 정확하게 제어할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 내부에 구동모터가 각각 구비되는 한 쌍의 구동체와; 상기 구동체와 구동체의 상, 하부를 각각 연결 및 고정하는 연결 부재와; 상기 구동체의 구동모터와 상부 가이드 양측이 결합되고 제어부의 조작에 따라 회전작동하는 상부 팔과; 상기 상부 팔의 하부 가이드 양측에 각각 결합되고 상기 제어부의 조작에 따라 상부 팔과 연동 또는 개별작동하는 하부 팔; 을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 물건을 수집 및 운반하는 로봇 집게의 구성을 간단하게 구성하면서도 용이하게 제어할 수 있을 뿐만 아니라 그에 따른 작업시간과 경비를 절감할 수 있는 효과가 있다.

또한 상부 팔 및 하부 팔의 연결부분과 구동체에 가이드 수단을 장착하여 상부 팔과 하부 팔을 지지하면서도 정확하게 제어할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 다용도 로봇 집게를 나타낸 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 다용도 로봇 집게를 나타낸 부분 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 다용도 로봇 집게를 구성하는 상부 팔과 하부 팔의 연결상태를 나타낸 사시도.
도 4는 본 발명에 따른 다용도 로봇 집게를 구성하는 가이드 수단을 나타낸 사시도.
도 5 및 6은 본 발명에 따른 다용도 로봇 집게의 작동상태를 나타낸 도면.

이하, 본 발명의 구성을 첨부된 도면을 참조로 설명하면, 도 1은 본 발명에 따른 다용도 로봇 집게를 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 다용도 로봇 집게를 나타낸 부분 사시도이며, 도 3은 본 발명에 따른 다용도 로봇 집게를 구성하는 상부 팔과 하부 팔의 연결상태를 나타낸 사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 다용도 로봇 집게를 구성하는 가이드 수단을 나타낸 사시도이다.

본원발명인 다용도 로봇 집게(10)는 내부에 구동모터(22)가 각각 구비되는 한 쌍의 구동체(20)와, 상기 구동체(20)와 구동체(20)의 상, 하부를 각각 연결 및 고정하는 연결 부재(30)와, 작동을 제어하는 제어부(40)와, 상기 구동체(20)의 구동모터(22)의 작동시 연동작동하는 상부 팔(50)과, 상기 상부 팔(50)의 하부에 각각 장착되는 하부 팔(60)과, 상기 상부 팔(50) 및 하부 팔(60)의 내측에 장착되는 완충고정부재(70)와, 상기 상부 팔(50) 및 하부 팔(60)의 연결부분과 구동체(20)를 연결하는 가이드 수단(80)으로 구성된다.

상기 구동체(20)는 양측에 간격을 두고 설치되고 내부에는 상부 팔(50)과 하부 팔(60)을 작동시키는 구동모터(22)가 장착된다.

그리고 상기 구동모터(22)는 사용목적과 환경 등에 따라서 여러 종류의 모터가 선택적으로 적용되고 본원발명에서는 제어 및 작동이 용이한 엔코더 타입의 DC 모터가 사용된다.

상기 구동체(20)와 구동체(20)의 상, 하부를 각각 연결 및 고정하는 연결 부재(30)는 구동체(20)와 구동체(20)의 상, 하부를 고정하는 간격 연결 부재(32)와 상기 구동체(20)와 구동체(20)의 하부를 고정하는 하부 연결 부재(34)로 구성된다.

그리고 상기 간격 연결 부재(32)는 소정의 크기와 두께를 가지고 형성되고 중앙에서 하부 또는 상부방향으로는 소정구간 간격조절부(32a)가 형성된다.

즉 상기 간격 연결 부재(32)는 간격을 두고 설치되는 구동체(20)의 간격을 간격조절부(32a)를 통해 조절하면서 양측에 배치되는 날개부(32b)를 통해 구동체(20)와 고정결합되도록 한 것이다.

또한 상기 하부 연결 부재(34)는 소정의 크기와 두께를 가지는 판 형상으로 형성되고 상기 구동체(20)와 구동체(20)의 하부를 고정지지하게 된다.

상기 구동체(20)와 상부 팔(50) 및 하부 팔(60)을 제어하는 제어부(40)는 운반, 수집 고정 등의 여러 작업을 수행할 수 있도록 프로그램이 입력되고, 본원발명에서 상기 제어부(40)는 구동모터(22)의 제어와 더불어 상기 상부 팔(50)과 하부 팔(60)을 개별 또는 동시에 작업 및 제어할 수 있는 프로그램이 입력된다.

상기 구동체(20)와 회전작동 결합되는 상부 팔(50)은 구동체(20)의 구동모터(22)와 결합되는 상부 가이드(51)와, 상기 상부 가이드(51)와 연동작동하고 하부 팔(60)이 각각 결합되는 하부 가이드(52)와, 간격을 두고 배치되는 가이드(51, 52)의 사이에 수평방향으로 장착되는 연결부(53)로 구성된다.

즉 상기 상부 팔(50)은 가이드(51, 52) 및 연결부(53)가 " H " 형상으로 형성되어 상기 구동모터(22)와 결합되는 상부 가이드(51)의 회전작동시 연동작동하게 되는 것이다.

그리고 상기 상부 팔(50)의 하부 끝단(54)은 하부 팔(60)의 작동시 상부 팔(50)의 경사각을 벗어나지 못하도록 수직형성된다.

이를 좀더 보충설명하면, 상기 상부 팔(50)의 하부 끝단(54)은 상면과 수직으로 형성되어 하부 팔(60)의 회전작동시 이를 지지하면서도 스토퍼 역할을 수행할 수 있도록 한 것이다.

상기 상부 팔(50)의 하부에 각각 장착되는 하부 팔(60)은 소정의 폭과 길이를 가지고 형성된다.

즉 상기 하부 팔(60)은 상부 팔(50)의 하부 가이드(52)에 회전가능하게 결합되어 상기 상부 팔(50)의 작동시 연동 또는 개별작동할 수 있도록 한 것이다.

그리고 본원발명에서 상기 하부 팔(60)은 초기 작동시 상부 팔(50)과 함께 연동작동하여 회전작동하게 상기 제어부(40)의 조작 지점까지 상부 팔(50)이 작동하면 하부 팔(60)이 연결부분(J)을 중심으로 회전작동하여 물건을 수집, 고정, 지지할 수 있도록 한 것이다.

상기 상부 팔(50) 및 하부 팔(60)의 내측에 장착되는 완충고정부재(70)는 고무, 실리콘, 합성수지 중 선택된 어느 하나로 제작된다.

즉 상기 완충고정부재(70)는 상부 팔(50)과 하부 팔(60)의 내측에 장착되어 상기 구동모터(22)의 회전작동시 미끄럼 없이 물건을 고정할 수 있도록 한 것이다.

이때 상기 상부 팔(50)과 하부 팔(60) 및 완충고정부재(70)의 내면은 물건의 형상에 따라 곡면지게 형성될 수 있음을 밝힌다.

그리고 상기 완충고정부재(70)가 장착되는 하부 팔(60)의 내면은 완충고정부재(70)의 위치 안내와 물건의 단단한 고정을 위하여 단차부(62)가 형성된다.

상기 상부 팔(50) 및 하부 팔(60)의 연결부분(J)과 구동체(20)를 연결하는 가이드 수단(60)은 구동모터(22)의 작동시 연동작동하여 상기 상부 팔(50)과 하부 팔(60)을 지지하면서도 원활한 회전작동을 안내하게 된다.

그리고 상기와 같은 역할을 수행하는 가이드 수단(60)은 구동체(20)의 일 측에 고정장착되고 내부에는 회전 작동홈(82)이 형성되는 가이드 고정부재(81)와, 간격을 두고 배치되는 상부 팔(50) 및 하부 팔(60)의 연결부분(J)에 길이방향으로 장착되는 가이드 회전축(83)과, 상기 회전 작동홈(82)에 회전가능하게 힌지 결합되는 상부 회전부(85)와, 상기 가이드 회전축(83)의 일부를 감싸는 하부 회전부(86) 및 상기 상부 회전부(85)와 하부 회전부(86)를 연결하는 적어도 두 개 이상의 경사부(87)로 구성되는 가이드 부재(84)로 구성된다.

즉 상기 가이드 수단(80)은 구동모터(22)의 구동에 따른 상부 팔(50)과 하부 팔(60)의 회전작동시 회전 작동홈(82)에 삽입장착되는 상부 회전부(85)를 중심으로 회전작동하면서 가이드 부재(84)를 통해 이를 지지 및 안내하는 역할을 수행하게 되는 것이다.

상기와 같이 구성되는 다용도 로봇 집게의 실시 예를 참조로 설명하면 다음과 같다.

먼저 엔코더 타입의 DC 모터로 구성되는 구동모터(22)가 구비된 한 쌍의 구동체(20)를 준비한 후 상기 구동체(20)를 연결 부재(30)를 통해 고정한다.

즉 상기 연결 부재(30)를 구성하는 간격 연결 부재(32)의 간격조절부(32a)에 구동체(20)를 밀착시킨 후, 날개부(32b)를 이용하여 구동체(20)와 고정결합한 다음, 상기 구동체(20)와 구동체(20)의 하부를 하부 연결 부재(34)로 고정한다.

다음으로 상기 구동체(20)에 구동체(20)의 구동모터(22)와 결합되는 상부 가이드(51)와, 상기 상부 가이드(51)와 연동작동하고 하부 팔(60)이 각각 결합되는 하부 가이드(52)와, 간격을 두고 배치되는 가이드(51, 52)의 사이에 수평방향으로 장착되는 연결부(53)로 구성되는 상부 팔(50)을 각각 장착한다.

그리고 상기 상부 팔(50)을 구성하는 하부 가이드(52)에 상기 상부 팔(50)과 연동 또는 개별작동하는 하부 팔(60)을 각각 장착한 후 물건과 밀착되는 상부 팔(50)과 하부 팔(60)에 완충고정부재(70)를 장착한다.

다음으로 상기 상부 팔(50) 및 하부 팔(60)의 연결부분(J)과 구동체(20)에 구동체(20)의 일 측에 고정장착되고 내부에는 회전 작동홈(82)이 형성되는 가이드 고정부재(81)와, 간격을 두고 배치되는 상부 팔(50) 및 하부 팔(60)의 연결부분(J)에 길이방향으로 장착되는 가이드 회전축(83)과, 상기 회전 작동홈(82)에 회전가능하게 힌지 결합되는 상부 회전부(85)와, 상기 가이드 회전축(83)의 일부를 감싸는 하부 회전부(86) 및 상기 상부 회전부(85)와 하부 회전부(86)를 연결하는 적어도 두 개 이상의 경사부(87)로 구성되는 가이드 부재(84)로 구성되는 가이드 수단(60)을 장착한다.

그리고 상기 구동체(20)의 일 측으로 구동체(20)와 상부 팔(50) 및 하부 팔(60)을 제어하는 제어부(40)를 장착하면 다용도 로봇 집게(10)의 조립은 완료되는 것이다.

여기서 상기 다용도 로봇 집게의 조립 순서는 상기와 다르게 구성될 수 있음을 밝힌다.

다음으로 상기와 같이 구성되는 다용도 로봇 집게의 사용상태를 살펴보면 다음과 같다.

먼저 상기 제어부(40)를 조작하여 상기 구동체(20)의 구동모터(22)를 회전작동시키면, 상기 구동모터(22)와 연결되는 상부 팔(50)과 하부 팔(60)은 연동작동하여 하부 방향으로 회전하게 된다.

그리고 상기 제어부(40)의 작동에 따라 상부 팔(50)과 하부 팔(60)을 원하는 위치까지 회전작동시킨 후, 상기 상부 팔(50)의 작동을 멈춘 다음, 상기 하부 팔(60)을 하부로 작동시켜 물건을 수집한 후, 지정된 장소로 운반 및 이송시키면 되는 것이다.

이때 상기 상부 팔(50) 및 하부 팔(60)의 연결부분(J)과 구동체(20)를 연결하는 가이드 수단(60)은 구동모터(22)의 작동시 연동작동하여 상기 상부 팔(50)과 하부 팔(60)을 지지하면서도 원활한 회전작동을 안내하게 된다.

이와 같이 간단하게 구성 및 작동되는 다용도 로봇 집게를 통해서 단시간에 물건을 용이하게 수집 및 운반할 수 있을 뿐만 아니라 그에 작업 비용과 시간을 절감할 수 있는 장점을 얻게 되는 것이다.

이상에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명인 다용도 로봇 집게를 설명함에 있어 특정형상 및 방향을 위주로 설명하였으나, 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 변형 및 변경이 가능하고, 이러한 변형 및 변경은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

10 : 다용도 로봇 집게, 20 : 구동체,
22 : 구동모터, 30 : 연결 부재,
32 : 간격 연결 부재, 34 : 하부 연결 부재,
40 : 제어부, 50 : 상부 팔,
60 : 하부 팔, 70 : 완충고정부재,
80 : 가이드 수단.

Claims (7)

1. 내부에 구동모터가 각각 구비되는 한 쌍의 구동체와;
   상기 구동체와 구동체의 상, 하부를 각각 연결 및 고정하는 연결 부재와;
   상기 구동체의 구동모터와 상부 가이드 양측이 결합되고 제어부의 조작에 따라 회전작동하는 상부 팔과;
   상기 상부 팔의 하부 가이드 양측에 각각 결합되고 상기 제어부의 조작에 따라 상부 팔과 연동 또는 개별작동하는 하부 팔; 을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 다용도 로봇 집게.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 연결 부재는 구동체와 구동체의 상, 하부를 연결하고 간격조절부가 구비된 간격 연결 부재와 상기 구동체와 구동체의 하부를 고정지지하는 하부 연결 부재로 구성되는 것을 특징으로 하는 다용도 로봇 집게.
   
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 하부 팔은 외측 방향으로 회전작동시 상부 끝단이 상부 팔의 하부 끝단에 지지될 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 다용도 로봇 집게.
   
4. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 상부 팔과 하부 팔의 내측에는 물건의 지지 및 고정과 완충을 위하여 고무나 실리콘 또는 합성수지로 제작되는 완충고정부재가 더 장착되는 것을 특징으로 하는 다용도 로봇 집게.
   
5. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 상부 팔과 하부 팔의 내면은 원형 및 곡면 물건을 원활하게 지지 및 고정할 수 있도록 곡면지게 형성되는 것을 특징으로 하는 다용도 로봇 집게.
   
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 상부 팔 및 하부 팔의 연결부분과 구동체에는 상기 구동모터의 작동시 상부 팔과 하부 팔을 원활하게 지지할 수 있도록 가이드 수단이 장착되는 것을 특징으로 하는 다용도 로봇 집게.
   
7. 청구항 6에 있어서, 상기 가이드 수단은,
   상기 구동체의 일 측에 고정장착되고 내부에는 회전 작동홈이 형성되는 가이드 고정부재와;
   간격을 두고 배치되는 상부 팔 및 하부 팔의 연결부분에 길이방향으로 장착되는 가이드 회전축과;
   상기 회전 작동홈에 회전가능하게 힌지 결합되는 상부 회전부와, 상기 가이드 회전축의 일부를 감싸는 하부 회전부 및 상기 상부 회전부와 하부 회전부를 연결하는 적어도 두 개 이상의 경사부로 구성되는 가이드 부재;로 구성되는 것을 특징으로 하는 다용도 로봇 집게.

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