KR20160022261A

KR20160022261A - 고감쇠 로봇핸드 및 그의 제조방법

Info

Publication number: KR20160022261A
Application number: KR1020150114423A
Authority: KR
Inventors: 최진경
Original assignee: (주)라컴텍
Priority date: 2014-08-19
Filing date: 2015-08-13
Publication date: 2016-02-29
Also published as: KR101855374B1

Abstract

본 발명에 따른 고감쇠 로봇 핸드는, 핸드부에 탄소섬유층과 아라미드섬유층을 적층하여 사용함으로써, 탄소섬유층에 의해 강성을 확보하고 아라미드섬유층에 의해 진동감쇠효과를 얻을 수 있다. 또한, 아라미드섬유층에 포함된 아라미드섬유들을 핸드부의 길이방향을 따라 잘라서 서로 소정간격 이격되게 배치함으로써, 진동의 전달을 보다 효과적으로 차단할 수 있다.

Description

고감쇠 로봇핸드 및 그의 제조방법{High damping Robot hand and manufacturing method of the same}

본 발명은 고감쇠 로봇핸드 및 그의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 진동감쇠 성능이 보다 향상될 수 있는 고감쇠 로봇핸드 및 그의 제조방법에 관한 것이다.

최근 디스플레이 기술의 발달에 따라 TV 등 영상기기의 크기가 점차 커지고, 디스플레이 패널의 모체라고 할 수 있는 LCD 원판의 크기도 비약적으로 커지고 있다. LCD 원판의 대형화와 함께 LCD 패널의 생산 효율을 향상시키기 위해 제조공정시간 단축, LCD 원판의 적재 및 공정간 이송시간 단축을 위한 다양한 시도 및 연구가 진행되고 있다. 상기 LCD 원판의 이송 시간 단축을 위해서, LCD 이송용 로봇의 제조 기술, 정밀 자동 제어기술 뿐만 아니라 로봇 핸드의 재질에 대한 연구가 활발하게 진행되는 추세이다.

LCD 이송용 로봇 핸드(Robot hand)는 로봇에 부착되어, LCD 유리 원판을 고정 및 이동할 수 있도록 만들어진 팔을 일컫는다. 로봇 핸드는 단순한 이동뿐만 아니라 LCD 유리 원판의 제조공정에 따른 열처리, 화학처리, 플라즈마 처리 등의 각종 공정에 함께 노출되므로, 제조 공정 특성에 맞도록 소재 선정이 중요하며, 주로 금속, 세라믹, 복합재료 등이 사용된다. 또한, LCD 원판의 대형화로 인해 로봇 핸드의 길이도 점차 길어지고 있다. 한편, 상기 로봇 핸드의 길이가 길어짐에 따라 상기 로봇 핸드의 운전 또는 정지시 말단부의 진동 폭이 커지게 되므로, 정지 후 재운전까지의 대기시간이 길어지게 되어 생산 효율이 저하되는 문제점이 있다.

한국등록특허10-1265685호

본 발명의 목적은, 진동을 효율적으로 감쇠시킬 수 있는 고감쇠 로봇 핸드 및 그의 제조방법을 제공하는 데 있다.

본 발명에 따른 고감쇠 로봇 핸드는, 제1탄소섬유들이 제1매트릭스에 함침된 제1탄소섬유층과; 상기 제1탄소섬유층의 상,하측 중 적어도 일측에 아라미드섬유들이 제2매트릭스에 함침된 아라미드섬유층을 포함한다.

본 발명의 다른 측면에 따른 고감쇠 로봇 핸드는, 제1탄소섬유들이 길이방향으로 연속적으로 길게 배치되어 제1매트릭스에 함침된 제1탄소섬유층과; 상기 제1탄소섬유층의 상측에 적층되고, 아라미드섬유들이 미리 설정된 길이로 잘라지고, 길이방향을 따라 서로 소정간격 이격되게 배치되어 제2매트릭스에 함침된 아라미드섬유층과; 상기 아라미드섬유층의 상측에 적층되고, 상기 길이방향으로 연속적으로 길게 배치되는 제2탄소섬유들이 제3매트릭스에 함침된 제2탄소섬유층을 포함한다.

본 발명의 다른 측면에 따른 고감쇠 로봇 핸드의 제조 방법은, 제1탄소섬유플라이들을 적층하여 제1탄소섬유층을 형성하는 단계와; 상기 제1탄소섬유층 위에 아라미드섬유 플라이들을 적층하여 아라미드섬유층을 적층하는 단계와; 상기 아라미드섬유 플라이들을 길이방향을 따라 미리 설정된 길이로 자르는 단계와; 상기에서 잘라진 아라미드섬유층 위에 제2탄소섬유플라이들을 적층하여 제2탄소섬유층을 적층하는 단계와; 상기 적층된 제1탄소섬유층, 상기 아라미드섬유층 및 상기 제2탄소섬유층을 가열, 가압하여 수지를 경화시켜 일체화시키는 단계를 포함한다.

본 발명에 따른 고감쇠 로봇 핸드는, 핸드부에 탄소섬유층과 아라미드섬유층을 적층하여 사용함으로써, 탄소섬유층에 의해 강성을 확보하고 아라미드섬유층에 의해 진동감쇠효과를 얻을 수 있다.

또한, 아라미드섬유층에 포함된 아라미드섬유들을 핸드부의 길이방향을 따라 잘라서 서로 소정간격 이격되게 배치함으로써, 진동의 전달을 보다 효과적으로 차단할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 고감쇠 로봇 핸드가 개략적으로 도시된 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 핸드부를 길이방향으로 자른 종단면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 핸드부의 제조방법이 도시된 도면이다.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 핸드부의 종단면도이다.
도 5는 도 4에서 A-A선 방향에서 본 단면도이다.
도 6은 도 4에 도시된 핸드부의 제조방법이 도시된 도면이다.
도 7은 본 발명의 제3실시예에 따른 핸드부의 횡방향 단면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 실시예에 대해 설명하면, 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 고감쇠 로봇 핸드가 개략적으로 도시된 도면이다. 도 2는 도 1에 도시된 핸드부를 길이방향으로 자른 종단면도이다.

도 1을 참조하면, 고감쇠 로봇 핸드(1)는, 이송물을 들어 올려 이송하기 위한 이송 로봇에 장착된다. 상기 이송물은, LCD 패널, 일반 글래스 패널 및 OLED 패널 등을 포함한다.

상기 고감쇠 로봇 핸드(1)는, 상기 이송 로봇에 고정되는 고정부(2)와, 상기 고정부에서 돌출되어 상기 이송물이 올려지는 복수의 핸드부들(4)을 포함한다. 상기 복수의 핸드부들(4)은 각각 길이방향으로 길게 형성되고, 서로 소정간격 이격되게 배치된다.

도 2를 참조하면, 상기 핸드부(4)는, 제1탄소섬유층(10), 아라미드섬유층(30), 및 제2탄소섬유층(20)을 포함한다.

상기 제1탄소섬유층(10)은, 복수의 제1탄소섬유플라이들(11)(12)(13)을 적층하여 형성된다. 상기 복수의 제1탄소섬유플라이들(11)(12)(13)은 각각 복수의 제1 탄소섬유들(10a)이 제1매트릭스(10b)에 함침된 프리프레그(prepreg)이다. 상기 제1탄소섬유들(10a)은 후술하는 제2탄소섬유층(20)에 포함된 제2탄소섬유들(20a)과 동일한 것이 사용되는 것으로 예를 들어 설명하고, 이하 탄소섬유라 칭한다. 상기 제1매트릭스(10b)는 고분자 수지가 사용된다. 상기 제1탄소섬유플라이들(11)(12)(13)에는 제1필러(미도시)를 포함할 수 있다. 본 실시예에서는, 상기 제1탄소섬유층(10)은, 3개의 제1탄소섬유플라이들(11)(12)(13)이 상하방향(Z)으로 적층된 것으로 예를 들어 설명한다. 상기 제1탄소섬유플라이들(11)(12)(13)에 포함된 탄소섬유들은 상기 핸드부(4)의 길이방향(Y)으로 연속적으로 길게 배치된다. 즉, 상기 제1탄소섬유플라이들(11)(12)(13)에 각각 포함된 탄소섬유들의 배열방향은 서로 동일하고, 상기 배열방향은 상기 길이방향(Y)과 평행하다. 다만, 이에 한정되지 않고 상기 복수의 제1탄소섬유플라이들(11)(12)(13)에 포함된 각 탄소섬유들의 배열방향은 서로 다른 것도 가능하고, 상기 길이방향(Y)에 대해 소정 각도로 경사지게 배치되는 것도 물론 가능하다. 이 때, 상기 복수의 제1탄소섬유플라이들(11)(12)(13) 중 적어도 하나의 플라이(Ply)는 상기 탄소섬유가 상기 핸드부(4)의 길이방향(Y)에 평행하게 배치되는 것이 바람직하다.

상기 아라미드섬유층(30)은, 복수의 아라미드섬유플라이들(31)(32)(33)을 적층하여 형성된다. 상기 복수의 아라미드섬유플라이들(31)(32)(33)은 각각 복수의 아라미드 섬유들(30a)이 제2매트릭스(30b)에 함침된 프리프레그로 형성된다. 상기 제2매트릭스(30b)는 고분자 수지가 사용된다. 상기 아라미드섬유플라이들(31)(32)(33)에는 제3필러가 포함될 수 있다. 본 실시예에서는, 상기 아라미드섬유층(30)은, 3개의 아라미드섬유플라이들(31)(32)(33)이 상하방향(Z)으로 적층된 것으로 예를 들어 설명한다. 상기 아라미드섬유플라이들(31)(32)(33)에 포함된 아라미드섬유들은 상기 핸드부(4)의 길이방향으로 연속적으로 길게 배치된다. 즉, 상기 아라미드섬유플라이들(31)(32)(33)에서 각각 아라미드섬유들의 배열방향은 서로 동일하고, 상기 배열방향은 상기 길이방향(Y)과 평행하다. 다만, 이에 한정되지 않고, 상기 복수의 아라미드섬유플라이들(31)(32)(33)에 포함된 각 아라미드섬유들의 배열방향이 서로 다른 것도 가능하고, 상기 길이방향(Y)에 대해 서로 소정 각도로 경사지게 배치되는 것도 물론 가능하다. 이 때, 상기 복수의 아라미드섬유플라이들(31)(32)(33) 중 적어도 하나의 플라이(Ply)는 상기 아라미드섬유가 상기 핸드부(4)의 길이방향(Y)으로 길게 배치되는 것이 바람직하다. 상기 아라미드섬유는 일방향 섬유 뿐만아니라 직조된 직물 아라미드 섬유가 사용되는 것도 가능하다. 상기 아라미드섬유층(30)의 두께는 상기 핸드부(4)의 두께의 약 10%이다. 예를 들어, 상기 핸드부(4)의 두께는 약 3mm이면, 상기 아라미드섬유층(30)의 두께는 약 0.3mm로 설정될 수 있다.

상기 제2탄소섬유층(20)은, 복수의 제2탄소섬유플라이들(21)(22)(23)을 적층하여 형성된다. 상기 복수의 제2탄소섬유플라이들(21)(22)(23)은 각각 복수의 제2탄소섬유들(20a)이 제3매트릭스(20b)에 함침된 프리프레그(prepreg)이다. 상기 제2탄소섬유들(20a)은 상기 제1탄소섬유층(10)에 포함된 제1탄소섬유들(10a)과 동일한 것이 사용되는 것으로 예를 들어 설명하고, 이하 탄소섬유라 칭한다. 상기 제3매트릭스(20b)는 고분자 수지가 사용된다. 상기 제2탄소섬유플라이들(21)(22)(23)에는 제2필러(미도시)가 포함될 수 있다. 본 실시예에서는, 상기 제2탄소섬유층(20)은, 3개의 제2탄소섬유플라이들(21)(22)(23)이 상하방향(Z)으로 적층된 것으로 예를 들어 설명한다. 상기 제2탄소섬유플라이들(21)(22)(23)에 포함된 탄소섬유들은 상기 핸드부(4)의 길이방향(Y)으로 연속적으로 길게 배치된다. 즉, 상기 제2탄소섬유플라이들(21)(22)(23)에 각각 포함된 탄소섬유들은 상기 핸드부(4)의 길이방향(Y)으로 연속적으로 길게 배치된다. 즉, 상기 제2탄소섬유플라이들(21)(22)(23)에 각각 포함된 탄소섬유들의 배열방향은 서로 동일하고, 상기 배열방향은 상기 길이방향(Y)과 평행하다. 다만, 이에 한정되지 않고 상기 복수의 제2탄소섬유플라이들(21)(22)(23)에 포함된 각 탄소섬유들의 배열방향은 서로 다른 것도 가능하고, 상기 길이방향(Y)에 대해 서로 소정 각도로 경사지게 배치되는 것도 물론 가능하다. 이 경우, 상기 복수의 제2탄소섬유플라이들(21)(22)(23) 중 적어도 하나의 플라이(Ply)는 상기 탄소섬유가 상기 핸드부(4)의 길이방향(Y)으로 길게 배치되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 제2탄소섬유층(20)에 포함된 탄소섬유와 상기 제1탄소섬유층(10)에 포함된 탄소섬유는 서로 동일한 방향으로 배열되는 것으로 예를 들어 설명하나, 서로 다른 방향으로 배열되는 것도 물론 가능하다.

상기 제1,2탄소섬유층(10)(20)의 제1,3매트릭스와 상기 아라미드섬유층(30)의 제2매트릭스는 서로 동일한 것이 사용되어, 상호간의 접착력을 향상시킨다. 상기 고분자 수지는 에폭시가 사용되는 것으로 예를 들어 설명하나, 에폭시 이외의 다른 수지가 사용되는 것도 물론 가능하다. 상기 제1,2,3필러도 서로 동일한 기능을 하는 필러가 사용되는 것도 가능하고, 각각 서로 다른 기능을 하는 필러가 사용되는 것도 가능하다. 또한, 상기 제1탄소섬유와 상기 제2탄소섬유는 동일한 것이 탄소섬유가 사용되는 것으로 예를 들어 설명하였으나, 이에 한정되지 않고 서로 다른 종류의 탄소섬유가 사용되는 것도 물론 가능하다.

본 실시예에서는, 상기 제1,2탄소섬유층(10)(20)과 상기 아라미드섬유층(30)이 각각 한 층씩 적층되어 이루어진 것으로 예를 들어 설명한다. 다만, 이에 한정되지 않고, 상기 제1,2탄소섬유층(10)(20)과 상기 아라미드섬유층(30)이 각각 복수개씩 적층되거나, 상기 제1탄소섬유층(10), 상기 아라미드섬유층(30) 및 상기 제2탄소섬유층(20)이 순서대로 상하방향으로 복수회 반복하여 적층되는 것도 물론 가능하다.

또한, 상기 실시예에서는, 상기 제1탄소섬유층(10)과 상기 제2탄소섬유층(20)사이에 상기 아라미드섬유층(30)이 적층된 것으로 예를 들어 설명하였으나, 2개의 아라미드섬유층 사이에 한 개의 탄소섬유층이 적층되는 것도 가능하고, 한 개의 탄소섬유층 위에 한 개의 아라미드섬유층이 적층되거나, 한 개의 아라미드섬유층 위에 한 개의 탄소섬유층이 적층되는 것도 물론 가능하다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 따른 로봇 핸드의 핸드부의 제조방법을 설명하면 다음과 같다.

도 3은 도 2에 도시된 핸드부의 제조방법이 도시된 도면이다.

도 3을 참조하면, 상기 제1탄소섬유플라이들(11)(12)(13)을 상하방향(Z)으로 적층한다. 본 실시예에서는, 상기 제1탄소섬유플라이들(11)(12)(13)을 3개 적층하는 것으로 예를 들어 설명하나, 이에 한정되지 않고 상기 핸드부(4)의 용도 등에 따라 개수를 다르게 설정할 수 있다. 이 때, 상기 제1탄소섬유플라이들(11)(12)(13)에 포함된 탄소섬유들은 상기 핸드부(4)의 길이방향을 따라 길게 연속적으로 배열되도록 한다. 즉, 상기 탄소섬유가 상기 핸드부(4)의 길이방향을 따라 절단 없이 길게 배치된다. 또한, 상기 제1탄소섬유플라이들(11)(12)(13)의 각 탄소섬유들은 상기 길이방향(Y)에 평행한 방향으로 배열된 것으로 예를 들어 설명한다. 다만, 이에 한정되지 않고, 상기 제1탄소섬유플라이들(11)(12)(13) 중 적어도 하나의 플라이는 상기 탄소섬유가 상기 핸드부(4)의 길이방향(Y)에 평행하게 배열되도록 하고, 나머지 플라이들은 상기 탄소섬유가 상기 길이방향(Y)에 소정의 각도로 경사지게 배열되는 것도 가능하다.

상기와 같이 적층된 상기 제1탄소섬유플라이들(11)(12)(13)위에 상기 아라미드섬유플라이들(31)(32)(33)을 상하방향(Z)으로 적층한다. 본 실시예에서는, 상기 아라미드섬유플라이들(31)(32)(33)을 3개 적층하는 것으로 예를 들어 설명하나, 이에 한정되지 않고 상기 핸드부(4)의 용도 등에 따라 개수를 다르게 설정할 수 있다. 이 때, 상기 아라미드섬유플라이들(31)(32)(33)에 포함된 아라미드섬유들은 상기 핸드부(4)의 길이방향을 따라 길게 연속적으로 배열되도록 한다. 즉, 상기 아라미드섬유가 상기 핸드부(4)의 길이방향을 따라 절단 없이 길게 배치된다. 또한, 상기 아라미드섬유플라이들(31)(32)(33)의 각 아라미드섬유들은 상기 길이방향(Y)에 평행한 방향으로 배열된 것으로 예를 들어 설명한다. 다만, 이에 한정되지 않고, 상기 아라미드섬유플라이들(31)(32)(33) 중 적어도 하나의 플라이는 상기 아라미드섬유가 상기 핸드부(4)의 길이방향(Y)에 평행하게 배열되도록 하고, 나머지 플라이들은 상기 아라미드섬유가 상기 길이방향(Y)에 소정의 각도로 경사지게 배열되는 것도 가능하다.

상기와 같이 적층된 상기 아라미드섬유플라이들(31)(32)(33)위에 상기 제2탄소섬유플라이들(21)(22)(23)을 상하방향(Z)으로 적층한다. 본 실시예에서는, 상기 제2탄소섬유플라이들(21)(22)(23)을 3개 적층하는 것으로 예를 들어 설명하나, 이에 한정되지 않고 상기 핸드부(4)의 용도 등에 따라 개수를 다르게 설정할 수 있다. 이 때, 상기 제2탄소섬유플라이들(21)(22)(23)에 포함된 탄소섬유들은 상기 핸드부(4)의 길이방향을 따라 길게 연속적으로 배열되도록 한다. 즉, 상기 탄소섬유가 상기 핸드부(4)의 길이방향을 따라 절단 없이 길게 배치된다. 또한, 상기 제2탄소섬유플라이들(21)(22)(23)의 각 탄소섬유들은 상기 길이방향(Y)에 평행한 방향으로 배열된 것으로 예를 들어 설명한다. 다만, 이에 한정되지 않고, 상기 제2탄소섬유플라이들(21)(22)(23) 중 적어도 하나의 플라이는 상기 탄소섬유가 상기 핸드부(4)의 길이방향(Y)에 평행하게 배열되도록 하고, 나머지 플라이들은 상기 탄소섬유가 상기 길이방향(Y)에 소정의 각도로 경사지게 배열되는 것도 가능하다.

상기와 같이, 상기 제1탄소섬유층(10), 상기 아라미드섬유층(30) 및 상기 제2탄소섬유층(20)이 순서대로 상하방향으로 적층한 이후, 이를 가열 및 가압하여 수지를 경화시켜 일체화시킨다.

상기 아라미드섬유층(30)의 강성은 약 40GPa이고, 상기 제1,2탄소섬유층(10)(20)의 강성은 약 350GPa이다. 상기 아라미드섬유층(30)의 강성은 상기 제1,2탄소섬유층(10)(20)의 강성보다는 낮으나, 폴리머나 고무 등의 수지만으로 이루어진 수지층들의 강성보다는 높다. 상기 수지층들의 강성은 약 1 내지 5GPa이다.

또한, 상기 아라미드섬유층(30)는 진동감쇠물성이 상기 제1,2탄소섬유층(10)(20)보다 높기 때문에, 상기 아라미드섬유층(30)이 진동을 저감시킬 수 있다.

따라서, 상기 아라미드섬유층(30)을 상기 제1탄소섬유층(10)과 상기 제2탄소섬유층(30)사이에 적층함으로써, 상기 핸드부(4)의 강성을 확보할 수 있으면서도 고주파 진동 감쇠에 효과적이다.

도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 핸드부의 종단면도이다. 도 5는 도 4에서 A-A선 방향에서 본 단면도이다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 제2실시예에 따른 핸드부(140)는, 제1탄소섬유층(110), 아라미드섬유층(130) 및 제2탄소섬유층(120)이 순서대로 상하방향(Z)으로 적층되고, 상기 아라미드섬유층(130)에 포함된 아라미드섬유들은 상기 핸드부(140)의 길이방향(Y)을 따라 미리 설정된 길이로 잘라지고 상기 길이방향(Y)을 따라 서로 소정간격 이격되게 배치되는 것이 상기 제1실시예와 상이하고, 그 외 나머지 구성 및 작용은 유사하므로, 이하 상이한 점을 중심으로 상세히 설명한다.

상기 제1탄소섬유층(110)은, 복수의 제1탄소섬유플라이들(111)(112)(113)이 상하방향(Z)으로 적층되어 형성된 것이다. 상기 복수의 제1탄소섬유플라이들(111)(112)(113)은 각각 복수의 제1탄소섬유들(110a)이 제1매트릭스(110b)에 함침된 프리프레그(prepreg)이다. 상기 제1탄소섬유들(110a)은 후술하는 제2탄소섬유층(120)에 포함된 제2탄소섬유들(120a)과 동일한 것이 사용되는 것으로 예를 들어 설명하고, 이하 탄소섬유라 칭한다. 상기 제1매트릭스(110b)는 고분자 수지가 사용된다. 상기 제1탄소섬유플라이들(111)(112)(113)에는 제1필러(미도시)를 포함할 수 있다. 상기 제1탄소섬유플라이들(111)(112)(113)에 각각 포함된 탄소섬유들은 상기 길이방향(Y)을 따라 길게 연속적으로 배열된다. 즉, 상기 탄소섬유는 각 가닥이 상기 길이방향(Y)으로 절단 없이 길게 배열된다. 다만, 상기 탄소섬유의 길이가 상기 핸드부(140)의 길이보다 짧게 형성되는 경우, 상기 탄소섬유들은 적어도 일부분이 서로 겹쳐지거나 서로 이어지게 형성되어 상기 길이방향(Y)을 따라 연속적으로 배열되는 것이 바람직하다.

상기 제2탄소섬유층(120)은, 복수의 제2탄소섬유플라이들(121)(122)(123)이 상하방향(Z)으로 적층되어 형성된 것이다. 상기 복수의 제2탄소섬유플라이들(121)(122)(123)은 각각 복수의 제2탄소섬유들(120a)이 제3매트릭스(120b)에 함침된 프리프레그(prepreg)이다. 상기 제2탄소섬유들(120a)은 상기 제1탄소섬유층(110)에 포함된 제1탄소섬유들(110a)과 동일한 것이 사용되는 것으로 예를 들어 설명하고, 이하 탄소섬유라 칭한다. 상기 제3매트릭스(120b)는 고분자 수지가 사용된다. 상기 제2탄소섬유플라이들(121)(122)(123)에는 제2필러(미도시)가 포함될 수 있다. 상기 제2탄소섬유플라이들(121)(122)(123)에 각각 포함된 탄소섬유들도 상기 길이방향(Y)을 따라 길게 연속적으로 배열된다. 즉, 상기 탄소섬유는 각 가닥이 상기 길이방향(Y)으로 절단 없이 길게 배열된다. 다만, 상기 탄소섬유의 길이가 상기 핸드부(140)의 길이보다 짧게 형성되는 경우, 상기 탄소섬유들은 적어도 일부분이 서로 겹쳐지거나 서로 이어지게 형성되어 상기 길이방향(Y)을 따라 연속적으로 배열되는 것이 바람직하다.

상기 아라미드섬유층(130)은, 복수의 아라미드섬유플라이들(131)(132)(133)이 상하방향(Z)으로 적층되어 형성된 것이다. 상기 아라미드섬유층(130)은, 복수의 아라미드섬유플라이들(131)(132)(133)을 적층하여 형성된다. 상기 복수의 아라미드섬유플라이들(131)(132)(133)은 각각 복수의 아라미드 섬유들(130a)이 제2매트릭스(130b)에 함침된 프리프레그로 형성된다. 상기 제2매트릭스(130b)는 고분자 수지가 사용된다. 상기 아라미드섬유플라이들(131)(132)(133)에는 제3필러(미도시)가 포함될 수 있다. 상기 아라미드섬유플라이들(131)(132)(133)에 각각 포함된 아라미드섬유들은 상기 길이방향(Y)을 따라 미리 설정된 길이로 잘라져서 배열된다. 즉, 상기 아라미드섬유들은 상기 길이방향(Y)에 평행하게 배열되되 비연속적으로 배열된다. 따라서, 상기 아라미드섬유들은 상기 길이방향(Y)을 따라 서로 소정간격(d) 이격되게 배치된다. 상기 아라미드섬유들의 각 길이는 약 100mm인 것으로 예를 들어 설명한다.

상기 제1,2탄소섬유층(110)(120)의 제1,3매트릭스(110b)(120b)와 상기 아라미드섬유층(30)의 제2매트릭스(130b)는 서로 동일한 것이 사용되어, 상호간의 접착력을 향상시킨다. 상기 고분자 수지는 에폭시가 사용되는 것으로 예를 들어 설명하나, 에폭시 이외의 다른 수지가 사용되는 것도 물론 가능하다. 상기 제1,2,3필러도 서로 동일한 기능을 하는 필러가 사용되는 것도 가능하고, 각각 서로 다른 기능을 하는 필러가 사용되는 것도 가능하다. 또한, 상기 제1탄소섬유와 상기 제2탄소섬유는 동일한 것이 탄소섬유가 사용되는 것으로 예를 들어 설명하였으나, 이에 한정되지 않고 서로 다른 종류의 탄소섬유가 사용되는 것도 물론 가능하다.

본 실시예에서는, 상기 제1,2탄소섬유층(110)(120)과 상기 아라미드섬유층(130)이 각각 한 층씩 적층되어 이루어진 것으로 예를 들어 설명한다. 다만, 이에 한정되지 않고, 상기 제1,2탄소섬유층(110)(120)과 상기 아라미드섬유층(130)이 각각 복수개씩 적층되거나, 상기 제1탄소섬유층(110), 상기 아라미드섬유층(130) 및 상기 제2탄소섬유층(120)이 순서대로 상하방향으로 복수회 반복하여 적층되는 것도 물론 가능하다.

또한, 상기 실시예에서는, 상기 제1탄소섬유층(110)과 상기 제2탄소섬유층(120)사이에 상기 아라미드섬유층(130)이 적층된 것으로 예를 들어 설명하였으나, 2개의 아라미드섬유층 사이에 한 개의 탄소섬유층이 적층되는 것도 가능하고, 한 개의 탄소섬유층 위에 한 개의 아라미드섬유층이 적층되거나, 한 개의 아라미드섬유층 위에 한 개의 탄소섬유층이 적층되는 것도 물론 가능하다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 제2실시예에 따른 핸드부(140)의 제조방법을 설명하면, 다음과 같다.

도 6은 도 4에 도시된 핸드부의 제조방법이 도시된 도면이다.

도 6a를 참조하면, 상기 제1탄소섬유플라이들(111)(112)(113)을 상하방향(Z)으로 적층한다. 본 실시예에서는, 상기 제1탄소섬유플라이들(111)(112)(113)을 3개 적층하는 것으로 예를 들어 설명하나, 이에 한정되지 않고 상기 핸드부(140)의 용도 등에 따라 개수를 다르게 설정할 수 있다. 이 때, 상기 제1탄소섬유플라이들(111)(112)(113)에 포함된 탄소섬유들은 상기 핸드부(140)의 길이방향을 따라 길게 연속적으로 배열되도록 한다. 즉, 상기 탄소섬유가 상기 핸드부(140)의 길이방향을 따라 절단 없이 길게 배치된다. 또한, 상기 제1탄소섬유플라이들(111)(112)(113)의 각 탄소섬유들은 상기 길이방향(Y)에 평행한 방향으로 배열된 것으로 예를 들어 설명한다. 다만, 이에 한정되지 않고, 상기 제1탄소섬유플라이들(111)(112)(113) 중 적어도 하나의 플라이는 상기 탄소섬유가 상기 핸드부(140)의 길이방향(Y)에 평행하게 배열되도록 하고, 나머지 플라이들은 상기 탄소섬유가 상기 길이방향(Y)에 소정의 각도로 경사지게 배열되는 것도 가능하다.

도 6b를 참조하면, 상기와 같이 적층된 상기 제1탄소섬유플라이들(111)(112)(113)위에 상기 아라미드섬유플라이들(131)(132)(133)을 상하방향(Z)으로 적층한다. 본 실시예에서는, 상기 아라미드섬유플라이들(131)(132)(133)을 3개 적층하는 것으로 예를 들어 설명하나, 이에 한정되지 않고 상기 핸드부(140)의 용도 등에 따라 개수를 다르게 설정할 수 있다. 이 때, 상기 아라미드섬유플라이들(131)(132)(133)에 포함된 아라미드섬유들은 상기 핸드부(140)의 길이방향을 따라 길게 연속적으로 배열되도록 한다. 즉, 상기 아라미드섬유가 상기 핸드부(140)의 길이방향을 따라 절단 없이 길게 배치된다. 다만, 이에 한정되지 않고, 상기 아라미드섬유플라이들(131)(132)(133) 중 적어도 하나의 플라이는 상기 아라미드섬유가 상기 핸드부(140)의 길이방향(Y)을 따라 길게 연속적으로 배열되도록 하고, 나머지 플라이들은 상기 아라미드 섬유가 상기 길이방향(Y)에 대해 소정의 각도로 경사지게 배열되도록 하는 것도 가능하다.

도 6c를 참조하면, 상기와 같이 적층된 상기 아라미드섬유플라이들(131)(132)(133)을 커터(150)를 이용하여, 상기 길이방향(Y)으로 미리 설정된 길이로 절단한다. 상기 커터(150)를 이용하여, 상기 아라미드섬유플라이들(131)(132)(133)을 절단하면, 상기 아라미드섬유플라이들(131)(132)(133)은 각각 상기 커터(150)가 삽입된 공간만큼의 간격(d)으로 이격된다. 상기 아라미드섬유플라이들(131)(132)(133)이 상기 간격(d)만큼씩 이격됨으로써, 상기 핸드부(140)의 길이방향으로 섬유의 길이방향을 따라 진행하는 진동의 전파가 차단되어, 상기 핸드부(140)의 진동의 전파를 최소화시킬 수 있다.

본 실시예에서는, 상기 아라미드섬유플라이들(131)(132)(133)을 적층한 후 절단하는 것으로 예를 들어 설명하였으나, 이에 한정되지 않고, 상기 아라미드섬유플라이들(131)(132)(133)을 각각 미리 설정된 길이로 미리 절단한 후, 적층하는 것도 물론 가능하다.

이후, 도 6d를 참조하면, 상기와 같이 절단된 상기 아라미드섬유플라이들(131)(132)(133)위에 상기 제2탄소섬유플라이들(121)(122)(123)을 상하방향(Z)으로 적층한다. 본 실시예에서는, 상기 제2탄소섬유플라이들(121)(122)(123)을 3개 적층하는 것으로 예를 들어 설명하나, 이에 한정되지 않고 상기 핸드부(140)의 용도 등에 따라 개수를 다르게 설정할 수 있다. 이 때, 상기 제2탄소섬유플라이들(121)(122)(123)에 포함된 탄소섬유들은 상기 핸드부(140)의 길이방향을 따라 길게 연속적으로 배열되도록 한다. 즉, 상기 탄소섬유가 상기 핸드부(140)의 길이방향을 따라 절단 없이 길게 배치된다. 다만, 이에 한정되지 않고, 상기 제2탄소섬유플라이들(121)(122)(123) 중 적어도 하나의 플라이는 상기 탄소섬유가 상기 핸드부(140)의 길이방향(Y)을 따라 길게 연속적으로 배열되도록 하고, 나머지 플라이들은 상기 탄소섬유가 상기 길이방향(Y)에 소정의 각도로 경사지게 배열되는 것도 가능하다.

상기와 같이, 상기 제1탄소섬유층(110), 상기 아라미드섬유층(130) 및 상기 제2탄소섬유층(120)을 순서대로 상하방향으로 적층하고 나면, 이를 가열 및 가압하여 수지를 경화시켜 일체화시킨다.

상기와 같이 상기 아라미드섬유들이 절단되어 서로 소정간격(d) 이격되게 배치됨으로써, 섬유의 길이방향을 따라 진행하는 진동의 전파가 차단되어, 상기 핸드부(140)의 진동의 전파를 최소화시킬 수 있다.

도 7은 본 발명의 제3실시예에 따른 핸드부의 횡방향 단면도이다.

도 7을 참조하면, 본 발명의 제3실시예에 따른 핸드부(150)는 제1탄소섬유층(151), 아라미드섬유층(153) 및 제2탄소섬유층(152)이 순서대로 상하방향으로 적층되되, 상기 핸드부(150)가 중공형으로 형성된 것이 상기 제1,2실시예와 상이하고, 그 외 구성 및 작용에 대해서는 상기 제1실시예와 유사하므로 유사 구성에 대한 상세설명은 생략한다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

4, 140,150: 핸드부 10, 110,151: 제1탄소섬유층
20,120,152: 제2탄소섬유층 30,130,153: 아라미드섬유층

Claims

제1탄소섬유들이 제1매트릭스에 함침된 제1탄소섬유층과;
상기 제1탄소섬유층의 상,하측 중 적어도 일측에 아라미드섬유들이 제2매트릭스에 함침된 아라미드섬유층을 포함하는 고감쇠 로봇 핸드.
청구항 1에 있어서,
상기 아라미드섬유층은, 상기 제1탄소섬유층의 상측에 적층되고,
상기 아라미드섬유층의 상측에 적층되고, 제2탄소섬유들이 제3매트릭스에 함침된 제2탄소섬유층을 더 포함하는 고감쇠 로봇 핸드.
청구항 2에 있어서,
상기 아라미드섬유층은,
상기 고감쇠 로봇 핸드의 길이방향을 따라 상기 아라미드섬유들이 미리 설정된 길이로 잘라지고, 상기 길이방향을 따라 서로 소정간격 이격되게 배치되는 고감쇠 로봇 핸드.
청구항 2에 있어서,
상기 제1탄소섬유층은,
상기 고감쇠 로봇 핸드의 길이방향으로 상기 제1탄소섬유들이 연속적으로 길게 배치되는 고감쇠 로봇 핸드.
청구항 2에 있어서,
상기 제2탄소섬유층은,
상기 고감쇠 로봇 핸드의 길이방향으로 상기 제2탄소섬유들이 연속적으로 길게 배치되는 고감쇠 로봇 핸드.
청구항 2에 있어서,
상기 제1탄소섬유층, 상기 아라미드섬유층 및 상기 제2탄소섬유층이 순서대로 상하방향으로 복수회 반복하여 적층되는 고감쇠 로봇 핸드.
청구항 1에 있어서,
상기 고감쇠 로봇 핸드는, 중공형 구조로 형성된 고감쇠 로봇 핸드.
제1탄소섬유들이 길이방향으로 연속적으로 길게 배치되어 제1매트릭스에 함침된 제1탄소섬유층과;
상기 제1탄소섬유층의 상측에 적층되고, 아라미드섬유들이 미리 설정된 길이로 잘라지고, 길이방향을 따라 서로 소정간격 이격되게 배치되어 제2매트릭스에 함침된 아라미드섬유층과;
상기 아라미드섬유층의 상측에 적층되고, 상기 길이방향으로 연속적으로 길게 배치되는 제2탄소섬유들이 제3매트릭스에 함침된 제2탄소섬유층을 포함하는 고감쇠 로봇 핸드.
제1탄소섬유플라이들을 적층하여 제1탄소섬유층을 형성하는 단계와;
상기 제1탄소섬유층 위에 아라미드섬유 플라이들을 적층하여 아라미드섬유층을 적층하는 단계와;
상기 아라미드섬유 플라이들을 길이방향을 따라 미리 설정된 길이로 자르는 단계와;
상기에서 잘라진 아라미드섬유층 위에 제2탄소섬유플라이들을 적층하여 제2탄소섬유층을 적층하는 단계와;
상기 적층된 제1탄소섬유층, 상기 아라미드섬유층 및 상기 제2탄소섬유층을 가열, 가압하여 수지를 경화시켜 일체화시키는 단계를 포함하는 고감쇠 로봇 핸드의 제조방법.