KR20180122495A - Robot hand having double gripping mechanism - Google Patents

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KR20180122495A
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재단법인대구경북과학기술원
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Abstract

The present invention relates to a robot hand having a double gripping structure, which comprises a pair of finger parts, a finger drive part, an air cuff and an air supply part. The finger parts are arranged to face each other so as to grasp an object. The finger drive part drives the finger parts in the direction in which the finger parts are bent or in the direction in which the finger parts spread. The air cuff is disposed inside the finger parts, and inflates by supplied air to press the object held by the finger. The air supply part supplies air to the air cuff.

Description

이중 파지 구조의 로봇 핸드{Robot hand having double gripping mechanism}{Robot hand having double gripping mechanism}

본 발명은 이중 파지 구조의 로봇 핸드에 관한 것으로서, 기계적 구동과 공기압을 이용하여 대상체를 이중으로 파지할 수 있는 이중 파지 구조의 로봇 핸드에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to a robot hand having a double gripping structure, and more particularly, to a robot hand having a double gripping structure capable of gripping a target object by mechanical driving and air pressure.

로봇은 인간의 다양한 편의를 위해 연구, 개발이 진행되어 왔으며, 사용 용도에 따라 단순 반복 작업 및 육체적으로 힘들고 안전상 위험한 업무를 사람을 대신해 수행하는 산업용 로봇과, 인간의 일상 생활에 다양한 편의를 제공하는 지능형 서비스 로봇으로 구분되어 왔다.Robots have been researched and developed for various convenience of human beings. They have been used for industrial robots that perform simple repetitive tasks, physically difficult and dangerous tasks on behalf of people, And intelligent service robots.

기존의 산업용 로봇의 경우 작업의 위험성 및 인간과 로봇의 충돌 위험성 등의 문제로 산업 현장에서 인간과 분리된 공간에서 작업을 수행해왔으며, 지능형 서비스 로봇의 경우 복잡한 작업 수행에 한계가 있었다.In the case of conventional industrial robots, work has been performed in a space separated from the human being in the industrial field due to the risk of work and the risk of collision between human and robot. In the case of intelligent service robot, there are limitations in performing complex tasks.

최근 자연 재해 및 전시 상황과 같이 인명 구조를 위한 사람 투입이 어려운 상황에서 인명 구조가 가능한 구난 로봇과, 부상자들의 생존율을 높이기 위한 응급 처치가 가능한 구호 로봇에 대한 일련의 연구가 진행되고 있다.Recently, there have been a series of researches on rescue robots capable of lifesaving, and relief robots capable of first aid in order to increase the survival rate of survivors, in situations where people are not able to input people for rescue such as natural disasters and exhibits.

이러한 구난 로봇 및 구호 로봇이 투입될 수 있는 자연재해 및 전시 상황에서는 관통상 및 신체 부위 절단과 같은 출혈량이 많은 부상이 발생할 수 있다. 출혈이 있는 환자가 발생할 경우 일반적으로 동맥점 압박 지혈법 또는 지혈대를 이용하여 지혈한다.In a natural disaster and exhibition situation where these rescue robots and rescue robots can be put in, a lot of bleeding such as breakage of the penetration and body parts may occur. If a patient with bleeding is present, hemostasis is usually performed using arterial-point compression hemostasis or a tourniquet.

종래에 개발된 로봇 핸드의 경우 단순한 파지 작업이나 대상체를 옮기는 작업을 수행하기에는 적합하나, 대상체를 파지하는 핑거부의 배치 구조나 핑거부를 구동하는 기계적인 방식의 한계로 인해, 환자의 신체 일부와 같은 비정형의 대상체를 정확하게 파지하는데 한계가 있었다. 따라서, 종래의 로봇 핸드를 지혈 작업에 이용할 경우 동맥점 압박 지혈법, 지혈대를 이용한 지혈법 등과 같은 일반적인 지혈법과 동일한 효과를 얻기에 힘든 문제점이 있다.Conventionally developed robotic hands are suitable for carrying out a simple gripping operation or moving a target object. However, due to the arrangement structure of the finger portion holding the target object and the limitation of the mechanical method of driving the finger portion, There is a limit in grasping the target object accurately. Therefore, when the conventional robot hand is used for hemostasis, there is a problem that it is difficult to obtain the same effect as a general hemostasis method such as an arterial-point compression hemostasis, a hemostasis using a tourniquet, and the like.

한국등록특허공보 제10-1504176호(2015.03.13 등록, 발명의 명칭 : 자동 혈류 조절기)Korean Registered Patent No. 10-1504176 (Registered on Mar. 13, 201, entitled Automatic Blood Flow Regulator)

따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 기계적 구동으로 환자의 신체 일부와 같은 비정형의 대상체를 1차적으로 파지하고, 공기압에 의해 팽창되는 에어커프를 통해 대상체를 이중으로 파지함으로써, 비정형의 대상체 등의 파지를 용이하게 수행할 수 있는 이중 파지 구조의 로봇 핸드를 제공함에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to solve such conventional problems, and it is an object of the present invention to provide a method and apparatus for handling an object such as a body part of a patient by mechanically driving an irregular object, A robot hand having a double gripping structure capable of easily grasping an irregular object or the like.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 이중 파지 구조의 로봇 핸드는, 대상체를 파지할 수 있도록 마주보게 배치되는 한 쌍의 핑거부; 상기 핑거부가 구부려지는 방향 또는 상기 핑거부가 펴지는 방향으로 상기 핑거부를 구동하는 핑거 구동부; 상기 핑거부의 내측에 배치되고, 공급된 공기에 의해 팽창하여 상기 핑거부에 의해 파지된 대상체를 압박하는 에어 커프; 및 상기 에어 커프에 공기를 공급하는 공기 공급부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a robot hand having a double-grip structure, including: a pair of fingers disposed opposite to each other to grip a target object; A finger drive unit for driving the finger unit in a direction in which the finger unit is bent or in a direction in which the finger unit is extended; An air cuff disposed inside the finger portion, the air cuff expanding by the supplied air to urge the object held by the finger refusal; And an air supply unit for supplying air to the air cuff.

본 발명에 따른 이중 파지 구조의 로봇 핸드에 있어서, 상기 한 쌍의 핑거부 사이의 공간을 관통하는 방향을 따라 이격되게 배치되고, 대상체가 상기 한 쌍의 핑거부 사이의 공간에 존재하는지 여부를 감지하기 위한 한 쌍의 제1센서부;를 더 포함할 수 있다.In the robot hand of the double gripping structure according to the present invention, the robot hand is arranged to be spaced apart from the space between the pair of fingers, and detects whether or not the object exists in the space between the pair of fingers And a pair of first sensor units for performing a predetermined operation.

본 발명에 따른 이중 파지 구조의 로봇 핸드에 있어서, 상기 핑거부의 내측에 배치되고, 상기 핑거부가 구부려지는 방향으로 구동될 때 상기 핑거부가 대상체를 정상적으로 파지하였는지 여부를 감지하기 위한 제2센서부;를 더 포함할 수 있다.The robot hand of the double gripping structure according to the present invention may further include a second sensor unit disposed inside the finger unit and sensing whether the finger unit grips the target object normally when the finger unit is driven in a bending direction .

본 발명에 따른 이중 파지 구조의 로봇 핸드에 있어서, 상기 에어 커프의 측부에 장착되고, 상기 핑거부에 의해 파지된 대상체를 지지하며, 대상체에 접촉되는 표면이 원호 형상으로 형성된 지지 홀더부;를 더 포함할 수 있다.The robot hand of the double gripping structure according to the present invention may further include a support holder part mounted on a side of the air cuff and supporting a target object gripped by the fingering and having a surface in contact with the target object in an arc shape .

본 발명에 따른 이중 파지 구조의 로봇 핸드에 있어서, 장시간 지혈로 인한 피부 괴사를 막기 위하여, 상기 에어 커프가 팽창하여 대상체를 압박한 지혈 시간을 표시하는 타이머;를 더 포함할 수 있다.The robot hand of the double gripping structure according to the present invention may further include a timer for displaying a hemostasis time when the air cuff is inflated to pressurize the object to prevent skin necrosis caused by long-term hemostasis.

본 발명에 따른 이중 파지 구조의 로봇 핸드에 있어서, 상기 핑거 구동부는, 모터와, 상기 모터의 회전축에 결합된 베벨기어부와, 상기 핑거부의 일단부에 마련된 핑거부 회전축에 결합되고 상기 베벨기어부의 회전구동을 전달받아 상기 핑거부 회전축에 전달하는 종동기어부를 포함할 수 있다.The finger drive unit includes a motor, a bevel gear unit coupled to a rotation shaft of the motor, and a bevel gear unit coupled to a fingering rotation shaft provided at one end of the finger unit, And a follower synchronizer for receiving the rotation drive and transmitting it to the fingering rotation shaft.

본 발명에 따른 이중 파지 구조의 로봇 핸드에 있어서, 상기 핑거부의 일단부에 마련된 핑거부 회전축에 결합되는 래칫기어부와, 상기 핑거부가 펴지는 방향으로 상기 핑거부가 회전하는 것을 방지하기 위하여 상기 래칫기어부의 이빨 사이에 걸리는 걸림부재와, 상기 걸림부재를 상기 래칫기어부 측으로 탄성 가압하는 탄성부재를 구비하는 파지 유지부;를 더 포함할 수 있다.In the robot hand of the double-gripping structure according to the present invention, a ratchet gear portion coupled to a fingering rotation shaft provided at one end of the finger portion and a ratchet gear portion coupled to the ratchet gear portion to prevent the finger portion from rotating in a direction in which the finger portion expands, And a gripping and holding portion having an engaging member which is engaged between the teeth of the engaging member and an elastic member which elastically urges the engaging member toward the ratchet gear portion side.

본 발명에 따른 이중 파지 구조의 로봇 핸드에 있어서, 상기 파지 유지부는, 상기 걸림부재의 측면에 돌출되게 형성되고, 상기 탄성부재의 탄성 가압력과 반대 방향의 외력에 의해 상기 래칫기어부에 대한 상기 걸림부재의 걸림을 해제하기 위한 걸림 해제부재를 더 포함할 수 있다.In the robot hand having a double-gripping structure according to the present invention, the gripping holding portion is formed to protrude from the side surface of the engaging member, and the engaging portion of the engaging member with respect to the ratchet gear portion by the external force in the direction opposite to the elastic pressing force of the elastic member And a release member for releasing the engagement of the member.

본 발명의 이중 파지 구조의 로봇 핸드에 따르면, 비정형의 대상체 등의 파지를 용이하게 수행할 수 있다.According to the robot hand of the double-gripping structure of the present invention, gripping of an irregular object or the like can be easily performed.

또한, 본 발명의 이중 파지 구조의 로봇 핸드에 따르면, 이중 파지 구조의 로봇 핸드가 장착된 로봇의 원격 조종자가 정확한 파지 작업을 수행할 수 있도록 할 수 있다.Further, according to the robot hand of the double gripping structure of the present invention, the remote controller of the robot equipped with the robot hand of the double gripping structure can perform accurate gripping work.

또한, 본 발명의 이중 파지 구조의 로봇 핸드에 따르면, 대상체에게 과도한 파지력이 작용하는 것을 방지할 수 있고, 에어 커프의 팽창을 자동적으로 제어할 수 있다.Further, according to the robot hand of the double gripping structure of the present invention, an excessive gripping force can be prevented from acting on the object, and the inflation of the air cuff can be automatically controlled.

또한, 본 발명의 이중 파지 구조의 로봇 핸드에 따르면, 이중 파지 구조의 로봇 핸드가 장착된 로봇의 원격 조종자뿐만 아니라 외부의 의료진이 지혈 시간을 정확하게 파악할 수 있도록 하여 장시간 지혈로 인한 피부 괴사를 방지할 수 있다.In addition, according to the robot hand of the double gripping structure of the present invention, not only the remote controller of the robot equipped with the double handed robot hand but also the external medical staff can grasp the hemostasis time accurately and prevent skin necrosis caused by long- .

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 파지 구조의 로봇 핸드의 사시도이고,
도 2는 도 1의 이중 파지 구조의 로봇 핸드의 제1센서부의 동작 원리를 설명하기 위한 도면이고,
도 3은 도 1의 이중 파지 구조의 로봇 핸드의 제2센서부의 동작 원리를 설명하기 위한 도면이고,
도 4는 도 1의 이중 파지 구조의 로봇 핸드의 밑면을 도시한 도면이고,
도 5는 도 1의 이중 파지 구조의 로봇 핸드의 핑거 구동부를 도시한 도면이고,
도 6은 도 1의 이중 파지 구조의 로봇 핸드의 파지 유지부를 도시한 도면이다.1 is a perspective view of a robot hand having a double grip structure according to an embodiment of the present invention,
FIG. 2 is a view for explaining the principle of operation of the first sensor unit of the robot hand of the double-gripping structure of FIG. 1,
FIG. 3 is a view for explaining the operation principle of the second sensor unit of the robot hand of the double gripping structure of FIG. 1,
FIG. 4 is a bottom view of the robot hand of the double gripping structure of FIG. 1,
FIG. 5 is a view showing a finger drive unit of the robot hand of the double gripping structure of FIG. 1,
FIG. 6 is a view showing a grip holding portion of the robot hand of the double gripping structure of FIG. 1;

이하, 본 발명에 따른 이중 파지 구조의 로봇 핸드의 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of a robot hand having a double grip structure according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 파지 구조의 로봇 핸드의 사시도이고, 도 2는 도 1의 이중 파지 구조의 로봇 핸드의 제1센서부의 동작 원리를 설명하기 위한 도면이고, 도 3은 도 1의 이중 파지 구조의 로봇 핸드의 제2센서부의 동작 원리를 설명하기 위한 도면이고, 도 4는 도 1의 이중 파지 구조의 로봇 핸드의 밑면을 도시한 도면이고, 도 5는 도 1의 이중 파지 구조의 로봇 핸드의 핑거 구동부를 도시한 도면이고, 도 6은 도 1의 이중 파지 구조의 로봇 핸드의 파지 유지부를 도시한 도면이다.FIG. 1 is a perspective view of a robot hand having a double gripping structure according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a view for explaining the operation principle of a first sensor unit of the robot hand having a double gripping structure of FIG. 1, FIG. 4 is a bottom view of the robot hand of the double-gripping structure of FIG. 1, and FIG. 5 is a cross-sectional view of the double-gripping structure of the double- FIG. 6 is a view showing a grip holding portion of the robot hand of the double gripping structure of FIG. 1; FIG.

도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 이중 파지 구조의 로봇 핸드(100)는 기계적 구동과 공기압을 이용하여 대상체를 이중으로 파지할 수 있는 것으로서, 핑거부(110)와, 핑거 구동부(120)와, 에어 커프(130)와, 공기 공급부(140)와, 제1센서부(150)와, 제2센서부(160)와, 지지 홀더부(170)와, 타이머(180)와, 파지 유지부(190)를 포함한다.Referring to FIGS. 1 to 6, a robot hand 100 having a double-gripping structure according to the present embodiment is capable of holding a target object double by using mechanical driving and air pressure. The robot hand 100 includes a finger 110, The first sensor unit 150, the second sensor unit 160, the support holder unit 170, the timer 180, and the air cuff 130, the air cuff 130, the air supply unit 140, And a grip holding portion 190.

본 명세서에서는 이중 파지 구조의 로봇 핸드(100)가 자연 재해 및 전시 상황에서 응급 처치가 가능한 구호 로봇에 장착되어 환자의 지혈 작업을 수행하는 경우를 예로 들어 설명하고, 이중 파지 구조의 로봇 핸드(100)가 이중으로 파지하는 비정형의 대상체도 지혈 작업을 수행하기 위한 환자의 신체 일부(b)인 경우를 예로 들어 설명한다.In this specification, a case where a robot hand 100 having a double-finger structure is mounted on a relief robot capable of first-aid treatment in a natural disaster and an exhibition situation, and a hemostatic operation of the patient is performed will be described as an example. (B) of a patient for performing a hemostasis operation will be described as an example.

상기 핑거부(110)는 한 쌍이 마련되며, 대상체 즉 신체 일부(b)를 파지할 수 있도록 마주보게 배치된다. 본 실시예의 핑거부(110)는 복수 개의 링크가 연결된 구조로 구성되고, 이웃하는 링크들은 서로 힌지 결합되어 회동 가능한 구조로 형성된다.The pair of finger fingers 110 are provided so as to face each other so as to be able to grasp the object, that is, the body part b. The finger 110 of the present embodiment has a structure in which a plurality of links are connected, and neighboring links are hinged to each other to be rotatable.

신체 일부(b)를 파지할 경우에는 핑거부(110)가 구부려지는 방향(A1)으로 형상이 변경되면서 신체 일부(b)에 대한 파지 작업이 가능해지고, 파지된 신체 일부(b)를 릴리스할 경우에는 핑거부(110)가 펴지는 방향(A2)으로 형상이 변경되면서 신체 일부(b)에 대한 릴리스 작업이 가능해진다.When the body part (b) is gripped, the gripping operation with respect to the body part (b) becomes possible while changing the shape to the direction (A1) in which the finger 110 is bent, and the gripping part , The release operation for the body part (b) becomes possible while the shape is changed in the direction A2 in which the finger 110 is extended.

상기 핑거 구동부(120)는 핑거부가 구부려지는 방향(A1) 또는 핑거부가 펴지는 방향(A2)으로 핑거부(110)를 구동한다.The finger drive unit 120 drives the finger 110 in the finger A1 direction or the finger extension direction A2.

핑거 구동부(120)는 핑거부(110)를 구동하는 동력을 발생시켜 이를 핑거부(110)에 전달하고, 핑거부(110)는 핑거 구동부(120)에 의해 발생된 동력을 전달받아 핑거부가 구부려지는 방향(A1) 또는 핑거부가 펴지는 방향(A2)으로 형상이 변경될 수 있다.The finger drive unit 120 generates power for driving the finger 110 and transmits the power to the finger 110. The finger 110 receives the power generated by the finger drive unit 120, The shape can be changed to the losing direction A1 or the direction in which the finger section is spread.

도 5를 참조하면, 본 실시예의 핑거 구동부(120)는, 모터(121)와, 베벨기어부(122)와, 종동기어부(123)를 포함할 수 있다.5, the finger drive unit 120 of the present embodiment may include a motor 121, a bevel gear unit 122, and a follower contact unit 123. [

모터(121)는 베이스(101) 내부에 설치될 수 있다. 베벨기어부(122)는 모터(121)의 회전축에 결합되어 모터의 회전력의 방향을 전환한다. 종동기어부(123)는 핑거부(110)의 일단부에 마련된 핑거부 회전축(111)에 결합되고, 베벨기어부(122)의 회전구동을 전달받아 핑거부 회전축(111)에 전달한다.The motor 121 may be installed inside the base 101. The bevel gear portion 122 is coupled to the rotation shaft of the motor 121 to change the direction of the rotational force of the motor. The follower unit 123 is coupled to a fingering rotation shaft 111 provided at one end of the fingering unit 110 and transmits the rotation drive of the bevel gear unit 122 to the fingering rotation shaft 111.

본 실시예에서는 핑거부 회전축(111)에 결합된 종동기어부(123)가 베벨기어부(122)의 회전구동을 전달받는 것으로 설명하였으나, 별도의 종동기어부를 마련하지 않고 베벨기어부(122)를 핑거부 회전축(111)에 직접 결합하여 모터(121)의 회전구동력을 직접 전달받을 수 있도록 핑거 구동부를 구성할 수도 있다.Although the longitudinal drive unit 123 coupled to the fingering and rotating shaft 111 receives the rotational drive of the bevel gear unit 122 in the present embodiment, the bevel gear unit 122 May be directly coupled to the fingering rotation shaft 111 to configure the finger drive unit to receive the rotational driving force of the motor 121 directly.

상기 에어 커프(130)는 핑거부(110)의 내측에 배치되고, 공급된 공기에 의해 팽창하여 핑거부(110)에 의해 파지된 신체 일부(b)를 압박한다.The air cuff 130 is disposed inside the finger 110 and presses the body part b expanded by the supplied air to be held by the finger 110.

에어 커프(130)는 핑거부(110)가 환자의 신체 일부(b)를 파지하기 전에는 공기가 주입되지 않은 수축된 상태를 유지하다가, 핑거부(110)가 환자의 신체 일부(b)를 파지한 후에는 공기 공급부(140)로부터 공기가 주입되어 팽창된 상태로 전환된다.The air cuff 130 maintains a contracted state in which the air is not injected before the finger 110 is gripped by the body part b of the patient and the finger 110 then grips the body part b of the patient Air is injected from the air supply unit 140 and is converted into an expanded state.

공기의 주입에 의해 팽창된 상태의 에어 커프(130)는 핑거부(110)에 의해 환자의 파지된 신체 일부(b)를 강하게 압박하면서, 혈액의 흐름을 차단할 수 있다.The air cuff 130 in a state of being inflated by the inflation of air can strongly block the patient's gripped body part b by the finger 110, thereby blocking the flow of blood.

에어 커프(130)는 반복되는 팽창과 수축의 과정에서 탄성 및 내구성을 유지할 수 있는 재질로 형성되는 것이 바람직하며, 실리콘 등과 같은 탄성 재질로 형성될 수 있다.The air cuff 130 is preferably formed of a material capable of maintaining elasticity and durability during repeated expansion and contraction, and may be formed of an elastic material such as silicone.

상기 공기 공급부(140)는 에어 커프(130)에 공기를 공급하는 것으로서, 에어 모터 등이 이용될 수 있다. 본 실시예에서 공기 공급부(140)는 베이스(101) 내부에 장착되며, 에어 커프(130)에 공기를 공급하여 에어 커프(130)를 팽창시킬 수 있다.The air supply unit 140 supplies air to the air cuff 130, and an air motor or the like may be used. In this embodiment, the air supply unit 140 is installed inside the base 101 and can supply air to the air cuff 130 to expand the air cuff 130.

상기 제1센서부(150)는 지혈해야 할 신체 일부(b)가 한 쌍의 핑거부(110) 사이의 공간에 존재하는지 여부를 감지한다. 제1센서부(150)는 한 쌍이 마련되며, 한 쌍의 핑거부 사이의 공간을 관통하는 방향(B1)을 따라 이격되게 배치된다.The first sensor unit 150 detects whether a part of the body part to be bleeding exists in a space between the pair of finger fingers 110. The first sensor units 150 are provided with a pair and are disposed so as to be spaced apart from each other in a direction B1 passing through a space between the pair of finger fingers.

도 2에 도시된 바와 같이, 지혈해야 할 신체 일부(b)가 한 쌍의 핑거부(110) 사이의 공간에 정상적으로 배치되면, 한 쌍의 핑거부(110) 사이의 공간을 관통하는 방향(B1)을 따라 이격되게 배치된 한 쌍의 제1센서부(150) 모두에서는 신체 일부(b)를 감지하는 신호가 발생한다.As shown in FIG. 2, when a part of a body part to be bleeding is normally disposed in a space between the pair of finger fingers 110, a direction B1 passing through a space between the pair of finger fingers 110 A signal for sensing the body part b is generated in both of the first sensor parts 150 arranged to be spaced apart from each other.

이와 같이 한 쌍의 제1센서부(150)의 감지 신호를 통해 한 쌍의 핑거부(110)가 지혈해야 할 신체 일부(b)에 정상적으로 장착된 것이 확인되면, 핑거부(110)가 구부려지는 방향(A1)으로 핑거부(110)를 구동하여 지혈해야 할 신체 일부(b)를 파지하는 후속 작업을 수행할 수 있다.When it is confirmed that the pair of finger fingers 110 are normally mounted on the part b of the body to be checked through the sensing signals of the pair of first sensor units 150, the finger 110 is bent The finger 110 may be driven in the direction A1 to perform a subsequent operation of grasping a part b of the body to be hauled.

만약, 한 쌍의 핑거부(110) 사이의 공간에 환자의 신체 일부(b)가 비정상적으로 놓이거나 또는 존재하지 않는다면, 한 쌍의 제1센서부(150) 중 하나의 제1센서부(150)에는 신체 일부를 감지하는 감지 신호가 발생하지 않을 수 있고, 한 쌍의 제1센서부(150) 모두에서 감지 신호가 발생하지 않을 수 있다.If the body part (b) of the patient is abnormally placed or does not exist in the space between the pair of finger fingers 110, the first sensor part 150 of one of the pair of first sensor parts 150 A sensing signal for sensing a part of the body may not be generated and a sensing signal may not be generated in all of the first sensor units 150. [

이와 같이 한 쌍의 제1센서부(150)의 감지 신호를 통해 한 쌍의 핑거부(110)가 지혈해야 할 신체 일부(b)에 비정상적으로 장착된 것이 확인되면, 신체 일부(b)의 파지를 위한 핑거부(110)를 구동하지 않고, 한 쌍의 핑거부(110)가 환자의 신체에 정상적으로 장착될 수 있는 위치로 이중 파지 구조의 로봇 핸드(100)를 이동시킨 후, 재차 한 쌍의 제1센서부(150)의 감지 신호를 확인한다.If it is confirmed that the pair of finger fingers 110 are abnormally mounted on the part b of the body to be bleeding through the sensing signals of the pair of first sensor parts 150, After the robot hand 100 of the double-holding structure is moved to a position where the pair of finger fingers 110 can be normally mounted on the patient's body without driving the finger 110 for the pair of fingers 110, The sensing signal of the first sensor unit 150 is checked.

본 발명의 한 쌍의 제1센서부(150)는 레이저 센서 등이 이용될 수 있으며, 후술할 지지 홀더부(170)의 표면에 배치되어 지혈해야 할 신체 일부(b)를 감지할 수 있다.The pair of first sensor units 150 of the present invention may be a laser sensor or the like and may detect a part b of the body to be held by a surgeon disposed on the surface of the support holder unit 170 to be described later.

상기 제2센서부(160)는 핑거부가 구부려지는 방향(A1)으로 구동될 때 핑거부(110)가 신체 일부(b)를 정상적으로 파지하였는지 여부를 감지한다. 제2센서부(160)는 복수 개가 마련되며, 핑거부(110)의 길이 방향을 따라 핑거부(110)의 내측에 이격되게 배치된다.The second sensor unit 160 detects whether the finger 110 has gripped the body part b normally when the finger unit is driven in the bending direction A1. A plurality of second sensor units 160 are provided and are disposed to be spaced apart from the inside of the fingers 110 along the longitudinal direction of the finger fingers 110.

도 3의 (a)를 참조하면, 한 쌍의 핑거부(110)가 환자의 신체 일부(b)에 정상적으로 장착되어 한 쌍의 제1센서부(150)를 통해 감지 신호가 발생한 것이 확인되면, 핑거 구동부(120)를 통해 핑거부가 구부려지는 방향(A1)으로 핑거부(110)를 구동한다. 이때, 에어 커프(130)는 공기가 주입되지 않은 수축된 상태로 유지된다.3 (a), when it is confirmed that a pair of finger fingers 110 are normally mounted on the body part b of the patient and a detection signal is generated through the pair of first sensor units 150, The finger drive unit 120 drives the finger 110 in the direction A1 in which the finger unit is bent. At this time, the air cuff 130 is maintained in a contracted state in which no air is injected.

핑거부가 구부려지는 방향(A1)으로 형상이 변경되면서 환자의 신체 일부(b)를 정상적으로 파지하면, 환자의 신체 일부(b)에 의해 핑거부(110) 측으로 압력이 가해진다. 제2센서부(160)는 이와 같이 핑거부(110)에 가해지는 압력이 미리 설정된 기준 압력 이상으로 발생하면 감지 신호를 발생시킴으로써, 신체 일부(b)를 정상적으로 파지하였는지 여부를 확인할 수 있다.When the part of the body part b of the patient is normally grasped while the shape is changed in the direction A1 in which the finger part is bent, pressure is applied to the finger 110 side by the body part b of the patient. When the pressure applied to the finger 110 is greater than a preset reference pressure, the second sensor unit 160 generates a sensing signal to confirm whether or not the user has normally gripped the body part b.

제2센서부(160)의 감지 신호가 발생하면, 핑거부(110)는 더이상 동작하지 않고 신체 일부(b)를 파지한 형상을 유지한다.When the sensing signal of the second sensor unit 160 is generated, the finger 110 does not operate anymore and maintains the shape of holding the body part b.

이후, 도 3의 (b)를 참조하면, 핑거부(110)가 환자의 신체 일부(b)를 파지한 후에는 공기 공급부(140)로부터 공기가 에어 커프(130)에 주입되면서 에어 커프(130)는 팽창된 상태로 전환된다. 공기의 주입에 의해 팽창된 상태의 에어 커프(130)는 핑거부(110)에 의해 환자의 파지된 신체 일부(b)를 강하게 압박하면서, 혈액의 흐름을 차단할 수 있다.3 (b), after the finger 110 is gripped by the body part b of the patient, air is supplied from the air supply part 140 to the air cuff 130, ) Is switched to the expanded state. The air cuff 130 in a state of being inflated by the inflation of air can strongly block the patient's gripped body part b by the finger 110, thereby blocking the flow of blood.

상기 지지 홀더부(170)는 핑거부(110)에 의해 파지된 신체 일부(b)를 지지하며, 에어 커프(130)의 측부에 장착된다. 본 실시예의 지지 홀더부(170)는 에어 커프(130)의 양 측부에 각각 배치될 수 있다.The support holder 170 supports the body part b held by the finger 110 and is mounted on the side of the air cuff 130. The support holder portions 170 of this embodiment can be disposed on both sides of the air cuff 130, respectively.

도 1을 참조하면, 신체 일부(b)에 접촉되는 지지 홀더부(170)의 표면은 원호 형상으로 형성되어 신체 일부(b)와의 접촉 면적을 최대한 확보할 수 있고, 이를 통해 파지된 신체 일부(b)를 안정적으로 지지할 수 있다.Referring to FIG. 1, the surface of the support holder 170, which is in contact with the body part b, is formed in an arc shape so that the contact area with the body part b can be maximized, b) can be stably supported.

상기 타이머(180)는 장시간 지혈로 인한 피부 괴사를 막기 위하여, 에어 커프(130)가 팽창하여 신체 일부(b)를 압박한 지혈 시간을 표시한다.The timer 180 displays a hemostasis time when the air cuff 130 is inflated to press the body part b to prevent skin necrosis caused by long-term hemostasis.

환자의 신체 일부(b)에 대하여 장시간 지혈 작업을 수행할 경우 혈액 공급의 중단으로 인해 피부에 괴사가 발생할 위험이 있다. 따라서, 본 발명의 이중 파지 구조의 로봇 핸드(100)는 에어 커프(130)가 팽창하여 신체 일부(b)를 압박하는 동안의 시간인 지혈 시간을 표시함으로써, 구호 로봇의 원격 조종자뿐만 아니라 외부의 의료진이 지혈 시간을 정확하게 파악할 수 있도록 하여 장시간 지혈로 인한 피부 괴사를 방지할 수 있다.There is a risk of necrosis of the skin due to discontinuation of blood supply if a long-term hemostasis is performed on part (b) of the patient's body. Therefore, the robot hand 100 of the double gripping structure of the present invention displays the hemostasis time, which is the time during which the air cuff 130 is inflated and presses the body part (b), so that not only the remote controller of the relief robot, The medical staff can accurately grasp the hemostasis time and prevent skin necrosis caused by long-term hemostasis.

도 1 및 도 4를 참조하면, 타이머(180)는 베이스(101) 내부에 설치될 수 있고, 시간을 표시하는 부분은 베이스(101)의 밑면에 노출되도록 하여 외부의 의료진 이 지혈 시간을 확인할 수 있다.1 and 4, the timer 180 may be installed inside the base 101, and the time indicating part may be exposed on the underside of the base 101 so that an external medical staff can check the hemostasis time have.

상기 파지 유지부(190)는 핑거부(110)가 신체 일부(b)를 파지한 상태를 그대로 유지하기 위한 것으로서, 베이스(101) 내부에 설치된다.The grip holding portion 190 is provided inside the base 101 to hold the finger portion 110 in a state where the finger portion 110 is gripped by the body portion b.

핑거부(110)가 환자의 신체 일부(b)를 파지한 후 에어 커프(130)가 팽창되면, 팽창된 에어 커프(130)에 의해 핑거부(110)는 핑거부가 펴지는 방향(A2)으로의 힘을 받게 된다. 이때, 핑거부가 펴지는 방향(A2)으로의 힘이 과도하게 되면 환자에 대한 지혈 작업 도중 핑거부(110)의 파지력이 해제되면서 지혈 작업이 중단되는 문제가 발생할 수 있다.When the air cuff 130 is inflated after the finger 110 has gripped the body part b of the patient, the inflated air cuff 130 causes the finger 110 to move in the direction A2 in which the finger extends The power of. At this time, if the force in the direction A2 in which the fingers extend is excessive, the gripping force of the finger 110 may be released during the hemostasis operation for the patient, and the hemostasis operation may be interrupted.

따라서, 본 발명의 이중 파지 구조의 로봇 핸드(100)는 파지 유지부(190)를 구비함으로써, 지혈 작업을 수행하는 도중 핑거부가 펴지는 방향(A2)으로 핑거부(110)가 회전하여 파지가 해제되는 것을 방지할 수 있다. 본 실시예의 파지 유지부(190)는 래칫기어부(191)와, 걸림부재(192)와, 탄성부재(193)와, 걸림 해제부재(194)를 구비한다.Accordingly, the robot hand 100 of the double gripping structure of the present invention is provided with the grip holding portion 190, so that the finger fingers 110 rotate in the direction A2 in which the fingers are stretched during the hemostasis operation, Can be prevented from being released. The gripping and holding portion 190 of this embodiment includes a ratchet gear portion 191, an engaging member 192, an elastic member 193, and a releasing member 194.

도 6을 참조하면, 래칫기어부(191)는 핑거부(110)의 일단부에 마련된 핑거부 회전축(111)에 결합된다. 걸림부재(192)는 핑거부가 펴지는 방향(A2)으로 핑거부(110)가 회전하는 것을 방지하기 위하여 래칫기어부(191)의 이빨 사이에 걸린다. 탄성부재(193)는 걸림부재(192)를 래칫기어부(191) 측으로 탄성 가압하여 걸림부재(192)가 래칫기어부(191)를 누르는 가압력을 발생시킨다.Referring to FIG. 6, the ratchet gear portion 191 is coupled to a fingering rotation shaft 111 provided at one end of the finger 110. The engaging member 192 is caught between the teeth of the ratchet gear portion 191 to prevent the finger reflex 110 from rotating in the direction A2 in which the finger portion spreads. The elastic member 193 elastically presses the engaging member 192 toward the ratchet gear portion 191 side so as to generate a pressing force by which the engaging member 192 presses the ratchet gear portion 191.

래칫기어부(191)의 이빨에 있어서 핑거부가 구부려지는 방향(A1)의 단면은 경사가 완만하게 형성되어, 핑거부(110)가 구부려지는 방향(A1)으로 회전할 때 걸림부재(192)가 래칫기어부(191)의 이빨을 타고 넘으면서 핑거부(110)의 회전이 가능하다. 그러나 래칫기어부(191)의 이빨에 있어서 핑거부가 펴지는 방향(A2)의 단면은 경사가 급격하게 형성되어, 핑거부가 펴지는 방향(A2)으로 회전하려고 하면 걸림부재(192)가 래칫기어부(191)의 이빨에 걸리면서 핑거부(110)의 회전이 불가능하다.The end face of the ratchet gear portion 191 in the direction A1 in which the finger portion is bent is formed with a gentle slope so that when the finger portion 110 rotates in the bending direction A1, It is possible to rotate the finger reflex 110 while riding over the teeth of the ratchet gear portion 191. However, in the teeth of the ratchet gear portion 191, the end face of the finger A2 in the extending direction A2 is formed with a sharp inclination so that when the finger portion is about to rotate in the extending direction A2, It is impossible to rotate the finger 110 while being caught by the teeth of the finger 191.

이와 같이 구성된 파지 유지부(190)를 이용하여 지혈 작업을 수행하는 도중 핑거부가 펴지는 방향(A2)으로 핑거부(110)가 회전하여 파지가 해제되는 것을 방지할 수 있다. With the finger holding unit 190 thus configured, it is possible to prevent the finger 110 from rotating in the direction A2 in which the fingers are stretched during the hemostasis operation to prevent the finger from being released.

한편, 지혈 작업이 완료된 후 신체 일부(b)에 대한 파지를 해제할 경우 걸림 해제부재(194)를 이용하여 핑거부가 펴지는 방향(A2)으로 핑거부(110)가 회전할 수 있도록 한다.On the other hand, when the gripping of the body part (b) is released after the hemostasis operation is completed, the finger releasing member (194) is used to rotate the finger 110 in the finger A2 direction.

걸림 해제부(194)는 걸림부재(192)의 측면에 돌출되게 형성되고, 손잡이가 형성된 단부는 베이스(101)의 외부로 노출되어 있다. 탄성부재(193)의 탄성 가압력과 반대 방향의 외력을 걸림 해제부(194)에 가하면 래칫기어부(191)에 대한 걸림부재(192)의 걸림이 해제될 수 있다. 이후 핑거 구동부(120)를 통해 핑거부가 펴지는 방향(A2)으로 핑거부(110)를 회전시킬 수 있다.The engagement releasing portion 194 is formed to protrude from the side surface of the engaging member 192 and the end portion where the handle is formed is exposed to the outside of the base 101. [ The engagement of the engagement member 192 with respect to the ratchet gear portion 191 can be released by applying an external force opposite to the elastic pressing force of the elastic member 193 to the engagement release portion 194. [ Then, the finger drive unit 120 can rotate the finger 110 in the finger spread direction A2.

상술한 바와 같이 구성된 본 발명의 이중 파지 구조의 로봇 핸드는, 기계적 구동으로 환자의 신체 일부와 같은 비정형의 대상체를 1차적으로 파지하고, 공기압에 의해 팽창되는 에어커프를 통해 대상체를 이중으로 파지함으로써, 비정형의 대상체 등의 파지를 용이하게 수행할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.The robot hand having the double gripping structure of the present invention constructed as described above is configured such that the irregular object such as a part of the body of the patient is mechanically driven to primarily grip the object and the object is doubly gripped through the air cuff expanded by the air pressure , An irregular object or the like can be easily obtained.

또한, 상술한 바와 같이 구성된 본 발명의 이중 파지 구조의 로봇 핸드는, 한 쌍의 핑거부가 대상체에 정상적으로 장착되었는지 여부를 감지하는 제1센서부를 구비함으로써, 이중 파지 구조의 로봇 핸드가 장착된 로봇의 원격 조종자가 정확한 파지 작업을 수행할 수 있도록 하는 효과를 얻을 수 있다.In addition, the robot hand of the double gripping structure of the present invention configured as described above includes the first sensor unit for detecting whether or not the pair of finger units are normally mounted on the target object, It is possible to obtain an effect that the remote controller can perform an accurate gripping operation.

또한, 상술한 바와 같이 구성된 본 발명의 이중 파지 구조의 로봇 핸드는, 핑거부가 구부려지는 방향으로 구동될 때 핑거부가 대상체를 정상적으로 파지하였는지 여부를 감지하는 제2센서부를 구비함으로써, 대상체에게 과도한 파지력이 작용하는 것을 방지할 수 있고, 에어 커프의 팽창을 자동적으로 제어할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.The robot hand of the double gripping structure of the present invention configured as described above has the second sensor unit that detects whether the finger unit grips the target object normally when the finger unit is driven in the bending direction, And it is possible to obtain an effect that the expansion of the air cuff can be automatically controlled.

또한, 상술한 바와 같이 구성된 본 발명의 이중 파지 구조의 로봇 핸드는, 에어 커프가 팽창하여 신체 일부를 압박한 지혈 시간을 표시하는 타이머를 구비함으로써, 이중 파지 구조의 로봇 핸드가 장착된 로봇의 원격 조종자뿐만 아니라 외부의 의료진이 지혈 시간을 정확하게 파악할 수 있도록 하여 장시간 지혈로 인한 피부 괴사를 방지할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.Further, the robot hand of the double gripping structure of the present invention constructed as described above has a timer for displaying the hemostasis time when the air cuff is inflated and pressed against a part of the body, so that the robot having the double- It is possible to obtain an effect of preventing skin necrosis caused by long-term hemostasis by allowing an external medical staff to accurately grasp the hemostasis time as well as the operator.

본 발명의 권리범위는 상술한 실시예 및 변형례에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.The scope of the present invention is not limited to the above-described embodiments and modifications, but can be implemented in various forms of embodiments within the scope of the appended claims. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the present invention as defined by the appended claims.

100 : 이중 파지 구조의 로봇 핸드
110 : 핑거부
120 : 핑거 구동부
130 : 에어 커프
140 : 공기 공급부100: Robot hand with double gripping structure
110:
120: Finger drive part
130: Air cuff
140: Air supply

Claims (8)

대상체를 파지할 수 있도록 마주보게 배치되는 한 쌍의 핑거부;
상기 핑거부가 구부려지는 방향 또는 상기 핑거부가 펴지는 방향으로 상기 핑거부를 구동하는 핑거 구동부;
상기 핑거부의 내측에 배치되고, 공급된 공기에 의해 팽창하여 상기 핑거부에 의해 파지된 대상체를 압박하는 에어 커프; 및
상기 에어 커프에 공기를 공급하는 공기 공급부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이중 파지 구조의 로봇 핸드.A pair of fingers disposed opposite to each other so as to grasp the object;
A finger drive unit for driving the finger unit in a direction in which the finger unit is bent or in a direction in which the finger unit is extended;
An air cuff disposed inside the finger portion, the air cuff expanding by the supplied air and pressing the object gripped by the finger refusal; And
And an air supply unit for supplying air to the air cuff. 제1항에 있어서,
상기 한 쌍의 핑거부 사이의 공간을 관통하는 방향을 따라 이격되게 배치되고, 대상체가 상기 한 쌍의 핑거부 사이의 공간에 존재하는지 여부를 감지하기 위한 한 쌍의 제1센서부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이중 파지 구조의 로봇 핸드.The method according to claim 1,
And a pair of first sensor units arranged to be spaced apart from each other in a direction passing through a space between the pair of finger rests and for detecting whether or not the object exists in the space between the pair of finger rests Wherein the robot hand has a double grip structure. 제1항에 있어서,
상기 핑거부의 내측에 배치되고, 상기 핑거부가 구부려지는 방향으로 구동될 때 상기 핑거부가 대상체를 정상적으로 파지하였는지 여부를 감지하기 위한 제2센서부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이중 파지 구조의 로봇 핸드.The method according to claim 1,
And a second sensor unit disposed inside the finger unit and sensing whether the finger unit grips the target object normally when the finger unit is driven in a direction in which the finger unit is bent. . 제1항에 있어서,
상기 에어 커프의 측부에 장착되고, 상기 핑거부에 의해 파지된 대상체를 지지하며, 대상체에 접촉되는 표면이 원호 형상으로 형성된 지지 홀더부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이중 파지 구조의 로봇 핸드.The method according to claim 1,
And a support holder part mounted on a side of the air cuff and supporting a target object gripped by the fingering and having a surface in contact with the target object in an arc shape. 제1항에 있어서,
장시간 지혈로 인한 피부 괴사를 막기 위하여, 상기 에어 커프가 팽창하여 대상체를 압박한 지혈 시간을 표시하는 타이머;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이중 파지 구조의 로봇 핸드.The method according to claim 1,
Further comprising a timer for displaying a hemostasis time when the air cuff is inflated to urge the subject to prevent skin necrosis caused by long-term hemostasis. 제1항에 있어서,
상기 핑거 구동부는,
모터와, 상기 모터의 회전축에 결합된 베벨기어부와, 상기 핑거부의 일단부에 마련된 핑거부 회전축에 결합되고 상기 베벨기어부의 회전구동을 전달받아 상기 핑거부 회전축에 전달하는 종동기어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 이중 파지 구조의 로봇 핸드.The method according to claim 1,
The finger drive unit includes:
A motor, a bevel gear part coupled to a rotation shaft of the motor, and a follower motor part coupled to a fingering rotation shaft provided at one end of the finger part and transmitting rotation drive of the bevel gear part to the fingering rotation shaft, The robot hand having a double grip structure. 제1항에 있어서,
상기 핑거부의 일단부에 마련된 핑거부 회전축에 결합되는 래칫기어부와, 상기 핑거부가 펴지는 방향으로 상기 핑거부가 회전하는 것을 방지하기 위하여 상기 래칫기어부의 이빨 사이에 걸리는 걸림부재와, 상기 걸림부재를 상기 래칫기어부 측으로 탄성 가압하는 탄성부재를 구비하는 파지 유지부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이중 파지 구조의 로봇 핸드.The method according to claim 1,
A ratchet gear portion that is coupled to a fingering rotation shaft provided at one end of the finger portion; a latch member that is engaged between the teeth of the ratchet gear portion to prevent the finger portion from rotating in a direction in which the finger portion is extended; And a gripping and holding portion having an elastic member which is elastically pressed toward the ratchet gear portion side. 제7항에 있어서,
상기 파지 유지부는,
상기 걸림부재의 측면에 돌출되게 형성되고, 상기 탄성부재의 탄성 가압력과 반대 방향의 외력에 의해 상기 래칫기어부에 대한 상기 걸림부재의 걸림을 해제하기 위한 걸림 해제부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이중 파지 구조의 로봇 핸드.8. The method of claim 7,
The gripping and holding unit
Further comprising an engagement release member formed to protrude from the side surface of the engagement member and configured to release engagement of the engagement member with respect to the ratchet gear portion by an external force opposite to the elastic pressing force of the elastic member Robot hand with double gripping structure.
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