KR20190021717A - 가변형 무관절 로봇 파지장치 - Google Patents

Abstract

가변형 무관절 로봇 파지장치가 제공된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 가변형 무관절 로봇 파지장치는 파지 대상물체와 대향하는 손바닥부와, 상기 손바닥부에 배치되어 상기 파지 대상물체를 향해 돌출되되 길이가 가변되는 복수의 손가락돌기부와, 상기 손가락돌기부의 단부에 연결되어, 상기 파지 대상물체와 상기 손가락돌기부의 단부의 접촉여부 또는 거리를 측정하는 제1 센서부와, 상기 제1 센서부에서 측정한 값을 수신하여 상기 손가락돌기부의 돌출길이를 제어하는 제1 제어부를 포함하되, 상기 복수의 손가락돌기부는 개별적으로 길이가 제어된다.

Description

가변형 무관절 로봇 파지장치{ADJUSTABLE ROBOT GRIPPER WITHOUT HINGE}

본 발명은 가변형 무관절 로봇 파지장치에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 파지하고자 하는 물체의 형상에 따라 가변되는 무관절 로봇 파지장치에 관한 것이다.

일반적으로 산업용 로봇의 손을 의미하는 그립퍼는 손가락 또는 손 전체로 물체를 잡는 일을 할 경우에 주로 사용되는 집게모양의 로봇손을 가리킨다.

최근에는 물체를 잡는 동작을 하는 로봇손에 대한 관심이 높아지면서, 물체를 완벽하게 잡기 위한 손가락의 디자인 및 구동 알고리즘에 집중하고 있으며, 이를 바탕으로 다수 개의 손가락을 갖는 로봇손이 개발되고 있다.

그러나 최근에 개발된 다수의 손가락을 갖는 로봇손들은 물체를 잡는 동작을 완벽하게 구현하는 것에 주력하여 구조가 너무 복잡한 문제가 있다.

또한 인간의 모습을 닮은 로봇의 개발이 활발해지고, 로봇과 인간의 직접적인 접촉이 증가함에 따라서, 안정성이 로봇제작의 중요한 문제가 되고 있다. 따라서 물체를 잡거나 접촉할 때 발생하는 충격 또는 손상 등의 문제를 해결하기 위한 연구가 중요하게 인식되고 있다. 이에 따라서 손가락 끝에 소프트 핑거 팁을 달아 충격을 흡수하는 로봇이 개발되었지만, 이는 가벼운 접촉에서만 효과가 있어 근원적인 해결책이 되지 못하고 있다.

따라서 간단한 구조를 통해 물체를 잡는 동작을 구현하면서, 다양한 물체의 형상에 따라 안정적인 파지가 가능한 범용성 있는 로봇손을 개발할 필요성이 요구되고 있다.

등록특허공보 제10-1050441호, 2011.07.19

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 다양한 물체의 형상에 대응하여 파지부의 형상이 변형되어 안정적인 파지가 가능한 가변형 무관절 로봇 파지장치를 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급된 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 면에 가변형 무관절 로봇 파지장치는 파지 대상물체와 대향하는 손바닥부와, 상기 손바닥부에 배치되어 상기 파지 대상물체를 향해 돌출되되 길이가 가변되는 복수의 손가락돌기부와, 상기 손가락돌기부의 단부에 연결되어, 상기 파지 대상물체와 상기 손가락돌기부의 단부의 접촉여부 또는 거리를 측정하는 제1 센서부와, 상기 제1 센서부에서 측정한 값을 수신하여 상기 손가락돌기부의 돌출길이를 제어하는 제1 제어부를 포함하되, 상기 복수의 손가락돌기부는 개별적으로 길이가 제어된다.

상기 손바닥부는 상기 파지 대상물체를 중심으로 서로 마주보도록 배치된 한 쌍으로 구비될 수 있다.

상기 복수의 손가락돌기부는 상기 제1 제어부의 신호에 따라 상기 파지 대상물체의 외형을 따라 감싸는 형태로 길이가 개별적으로 가변될 수 있다.

상기 한 쌍의 손바닥부와 상기 파지 대상물체의 이격거리를 측정하는 제2 센서부와, 상기 제2 센서부의 측정값에 따라 상기 한 쌍의 손바닥부의 간격을 조정하는 제2 제어부를 더 포함할 수 있다.

상기 제1 센서부는 상기 파지 대상물체와의 접촉시의 압력값을 측정하고, 상기 제1 제어부는 상기 압력값이 기준값을 넘지 않도록 상기 손가락돌기부의 돌출길이를 제어할 수 있다.

상기 제1 센서부는 압력이 가해졌을 때 저항값이 가변하는 센서층을 포함할 수 있다.

상기 손가락돌기부는, 동력을 발생시키는 마이크로모터와, 상기 마이크로모터로부터 전달된 동력을 이용하여 직선운동하는 슬라이드모듈과, 상기 슬라이드모듈의 말단부에 배치되어 상기 파지 대상물체와 접촉하는 접촉말단을 포함할 수 있다.

상기 마이크로모터와 연결된 리드 스크류를 더 포함하고, 상기 슬라이드모듈은 상기 리드 스크류와 연결되어 상기 리드 스크류의 회전에 의해 직선운동을 수행할 수 있다.

상기 슬라이드모듈을 수용하여 상기 슬라이드모듈이 직선운동을 가이드하는 지지대를 더 포함하고, 상기 지지대의 내측면에 상기 제1 센서부와 전기적으로 연결되는 제1 단자부가 형성되고, 상기 제1 단자부는 상기 제1 제어부와 연결될 수 있다.

상기 슬라이드모듈의 상기 지지대와 맞닿는 면에 제2 단자부가 형성되고, 상기 제1 단자부와 상기 제2 단자부는 서로 접촉상태를 유지하고, 상기 제1 센서부는 상기 제2 단자부와 전기적으로 연결될 수 있다.

본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

본 발명을 통해서, 파지하고자 하는 대상 물체의 형상을 감지하여 파지부의 형상을 자동으로 가변하고 안정적으로 물체를 파지할 수 있는 파지장치를 제공할 수 있다.

뿐만 아니라, 유지보수가 집중적으로 발생하는 힌지 등으로 구성된 회전 관절이 제외되었기 때문에 내구성이 우수하면서도 낮은 생산비용으로 파지장치를 제공할 수 있다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급된 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가변형 무관절 로봇 파지장치의 전체 구성을 설명하기 위한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가변형 무관절 로봇 파지장치의 손가락돌기부 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 도 2의 손가락돌기부가 연장된 상태의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 가변형 무관절 로봇 파지장치 내부의 신호 전달을 위한 물리적인 단자 접촉 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 가변형 무관절 로봇 파지장치가 파지 대상물체를 파지하는 모습을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 도 5의 부분확대도이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 제한되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자에게 본 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 도면 부호는 동일한 구성 요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 구성요소들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 비록 "제1", "제2" 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 구성요소와 다른 구성요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 구성요소들의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들어, 도면에 도시되어 있는 구성요소를 뒤집을 경우, 다른 구성요소의 "아래(below)"또는 "아래(beneath)"로 기술된 구성요소는 다른 구성요소의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 구성요소는 다른 방향으로도 배향될 수 있으며, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 가변형 무관절 로봇 파지장치는, 파지 대상물체와 대향하는 손바닥부(30)와, 손바닥부(30)에 배치되어 파지 대상물체를 향해 돌출되되 길이가 가변되는 복수의 손가락돌기부(40)와, 손가락돌기부(40)의 단부에 연결되어, 파지 대상물체와 손가락돌기부(40)의 단부의 접촉여부 또는 거리를 측정하는 제1 센서부(50), 및 제1 센서부(50)에서 측정한 값을 수신하여 손가락돌기부(40)의 돌출길이를 제어하는 제1 제어부(11)를 포함하되, 복수의 손가락돌기부(40)는 개별적으로 길이가 제어된다.

도시된 예에서, 손바닥부(30)가 서로 마주보는 형태로 한 쌍으로 배치되나 이에 한정되는 것은 아니며, 손바닥부(30)는 일정한 간격으로 3개 이상 배치되어 상호 관련성있게 동작할 수 있다.

손바닥부(30)는 제어부(11)의 제어신호에 의해 위치가 가변될 수 있으며, 대향하는 손바닥부(30)의 사이 공간에 파지하고자 하는 물체가 배치되도록, 제어부(11)와 센서부(미도시)를 포함할 수 있다.

제어부(11)는 내부에 제어모듈을 포함할 수 있으며, 제어모듈은 외부신호 또는 자체 연산에 따라 제어신호를 생성하여 손바닥부(30)의 위치나 손가락돌기부(40)의 위치를 제어할 수 있다.

또한, 제어부(11)는 내부에 손바닥부(30)의 위치를 제어하기 위한 가이드 구조를 포함할 수 있다.

도시된 예에서, 손바닥부(30)는 손바닥부(30)의 일부와 연결된 랙기어(22) 및 제어부(11) 내부에 배치된 피니언기어(미도시)의 상호작용에 의해 서로 멀어지는 방향으로 이동하거나 서로 가까워지는 방향으로 이동할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 손바닥부(30)의 변위를 제어할 수 있는 다양한 형태의 동력전달수단이 채용될 수 있다.

랙기어(22)에 가해지는 힘을 분산시키기 위해 보조적으로 로드(21)가 더 배치될 수 있다. 손바닥부(30)에 고정된 로드(21)와 랙기어(22)는 힘을 분산하여 구동시의 안정성을 향상시킬 수 있다. 로드(21) 또는 렉기어(22)는 프레임(13) 내부 공간을 관통하도록 프레임(13)의 내측에 구비되어 외부의 이물질이나 손상 등으로부터 보호될 수 있다.

몇몇 다른 실시예에서, 로드(21)와 랙기어(22)는 제어부(11) 또는 프레임(13)의 내부 또는 외부에서 서로 교차하는 사선형으로 배치될 수도 있다.

랙기어(22)는 제어부(11)의 제어신호에 의해 구동하는 동력생성부(12)에서 발생한 동력을 손바닥부(30)에 전달할 수 있다. 동력생성부(12)에서 생성된 동력이 제어부(11) 내의 피니언기어를 회전시키고 이로 인해 피니언기어와 맞물려있는 랙기어(22)가 직선운동을 할 수 있다. 랙기어(22)의 단부에 연결된 손바닥부(30)는 이로 인해 제어부(11)로부터 멀어지거나 가까워지는 방향으로 이동하여 손바닥부(30) 사이의 간격을 제어할 수 있다.

손바닥부(30) 사이의 간격은 파지하고자 하는 대상물체의 위치와 크기에 따라 제어될 수 있다. 이를 위해, 한 쌍의 손바닥부(30) 및/또는 제어부(11)와 파지 대상물체의 이격거리를 측정하는 센서부(미도시)가 더 포함될 수 있다. 센서부의 측정값에 따라 한 쌍의 손바닥부(30)의 간격을 제어부(11)의 제어신호를 받은 동력생성부(12)에 의해 제어될 수 있다.

정밀한 파지 동작을 구현하기 위해, 몇몇 다른 실시예에서는 가변형 무관절 로봇 파지장치의 중심을 구성하는 제어부(11) 및/또는 동력생성부(12)의 위치가 가변될 수 있으며, 이를 위한 별도의 동력전달계가 구성될 수도 있다.

손바닥부(30)의 일면에는 복수의 손가락돌기부(40)가 배치될 수 있다. 손가락돌기부(40)는 파지 대상물체를 향해 연장될 수 있으며, 대향하는 손바닥부(30)에 배치된 복수의 손가락돌기부(40)가 파지 대상물체와 접촉하여 압박하는 방법으로 파지 대상물체를 파지할 수 있다.

복수의 손가락돌기부(40)는 제어부(11)의 신호에 따라 서로 독립적으로 제어될 수 있다. 이를 위해 몇몇 다른 실시예에서는, 각 손가락돌기부(40)는 별도로 구비된 제어모듈(미도시)에 의해 동작할 수도 있다.

손가락돌기부(40)의 일단부에는, 파지 대상물체와 손가락돌기부(40)의 말단부의 접촉여부 또는 거리를 측정하는 센서부(50)가 제공될 수 있다. 센서부(50)에서 측정한 값은 제어부(11)로 전달되고, 제어부(11)에서 수행되는 연산을 통해 다시 제어신호가 복수의 손가락돌기부(40)로 전달되어 손가락돌기부(40)의 돌출길이가 제어될 수 있다.

이로 인해, 복수의 손가락돌기부(40)는 파지 대상물체의 외주면을 감싸는 형태로 길이가 독립적으로 가변될 수 있다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 손가락돌기부(40)의 구체적인 동작구조가 도시된다. 손가락돌기부(40)는 손바닥부(30)의 일단과 연결되어 손바닥부(30)로부터 뻗어나올 수 있다. 각 손가락돌기부(40)는 길이 제어에 필요한 동력을 발생시키는 마이크로모터(41)와, 마이크로모터(41)로부터 전달받은 동력을 통해 일방향으로 슬라이드되는 슬라이드모듈(42)과, 슬라이드모듈(42)의 말단부에 배치되어 파지 대상물체와 접촉하는 접촉말단(43)과, 마이크로모터(41)와 슬라이드모듈(42) 사이의 동력을 전달하는 리드스크류(44)와, 슬라이드모듈(42)의 슬라이드 운동을 가이드하기 위한 지지대(45)를 포함할 수 있다.

동력을 발생시키는 마이크로모터(41)는 손가락돌기부(40)에 구비된 각각의 슬라이드모듈(42)에 독립적인 동력을 전달하여 동작을 수행시킬 수 있다. 마이크로모터(41)의 종류에는 제한이 없으며 가변형 무관절 로봇 파지장치의 크기 및 파지 대상물체의 크기와 무게에 따라서 출력 토크가 설정되거나 마이크로모터(41)의 크기 또는 종류가 결정될 수 있다. 마이크로모터(41)는 제어부(11)를 통해 제어신호 및/또는 구동에 필요한 전력을 공급받을 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니며 정밀한 제어를 위해 별도의 제어모듈이 구비될 수도 있다.

리드스크류(44)는 마이크로모터(41)의 회전축과 연결되어, 마이크로모터(41)의 회전력을 회전축 방향의 직선운동으로 변환할 수 있다. 리드스크류(44)는 마이크로모터(41)의 동력을 받아 회전하며, 소정의 감속비를 가질 수 있다. 정밀한 미세제어를 위해 마이크로모터(41)의 분당회전수에 따라 리드스크류(44)의 길이방향 직선운동 거리가 밀리미터 단위로 미세하게 설정될 수도 있다.

리드스크류(44)의 적어도 일부는 슬라이드모듈(42)과 연결되고, 스크류 구조가 내부적으로 결착된 슬라이드모듈(42)은 스크류의 회전에 따라 스크류의 축방향을 따라 마이크로모터(41)에서 멀어지는 방향 또는 가까워지는 방향으로 이동할 수 있다.

도 2와 같이, 슬라이드모듈(42)이 초기 상태에서는 마이크로모터(41)와 인접한 위치에 배치되고, 마이크로모터(41)에서 동력을 발생시키면, 리드스크류(44)를 통해 슬라이드모듈(42)에 전달되어 도 3과 같이 마이크로모터(41)의 회전축 방향을 따라 마이크로모터(41)와 멀어지는 방향 즉, 파지 대상물체와 가까워지는 방향으로 연장될 수 있다.

본 실시예에서, 슬라이드모듈(42)의 위치를 가변시켜서 손가락돌기부(40)의 전체 길이를 제어하기 위해, 동력 생성에 필요한 마이크로모터(41)와 동력 전달계인 리드스크류(44)가 사용되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 리니어모터나 캠 구조, 크랭크 구조 또는 복수의 동력전달계의 조합 등이 사용될 수도 있다.

슬라이드모듈(42)은 마이크로모터(41)로부터 전달된 동력을 이용하여 직선운동을 하며, 파지 대상물체에 근접하여 파지 대상물체에 소정의 압력을 주고 집어내는 기본 동작과 추가적으로 프로그래밍된 특화된 기능들을 수행할 수 있다.

슬라이드모듈(42)의 형상에는 제한이 없으며 도시된 구조는 예시적인 형상에 불과하고 심미성이나 선택에 따라 기본 동작 방향을 유지한 상태로 다른 형상을 가질 수도 있다.

접촉말단(43)은 슬라이드모듈(42)의 파지 대상물체 측 말단부에 배치되어 파지 대상물체와 직접 접촉할 수 있다. 물체를 파지할 때 물체가 미끄러지지 않고 안정적인 이동이 가능하도록 구현하기 위해 마찰력이 강하고 탄성이 있는 물질로 구성되거나 일부 포함될 수 있다.

지지대(45)는 슬라이드모듈(42) 및/또는 리드스크류(44)와 나란한 방향으로 연장되어 슬라이드모듈(42)이 슬라이드 방향에 따라 안정적으로 이동하도록 가이드할 수 있다. 후술하는 바와 같이 지지대(45)의 일면에는 센서부(50)로부터 수집된 신호를 제어부(11)에 전달하기 위해 형성된 전달채널을 구성하는 접촉단자가 형성될 수 있다.

슬라이드모듈(42)의 단부 또는 접촉말단(43)에 센서부(50)가 포함될 수 있다. 센서부(50)는 파지 대상물체와 손가락돌기부(40)가 접촉했는지 여부 또는 접촉까지의 잔여 거리 등을 측정할 수 있다. 복수의 손가락돌기부(40)에 독립적으로 구비될 수도 있으며, 몇몇 다른 실시예에서 센서부(50)는 손바닥부(30)에 배치되어 하나 또는 그 이상의 센서부(50)가 복수의 손가락돌기부(40)의 개별 돌출량을 검지하고 파지 대상물체와의 이격거리를 측정할 수도 있다.

센서부(50)는 파지 대상물체와의 접촉시의 압력값을 측정하고, 제어부(50)는 압력값이 기준값을 넘지 않도록 손가락돌기부(40)의 돌출길이를 제어할 수 있다.

예를 들어, 센서부(50)는 압력센서일 수 있으며, 벨로스탯(velostat) 물질을 사용할 수 있다. 이를 이용하여 압력이 가해졌을 때 저항이 낮아지는 특성을 이용하여, 파지 대상물체에 가해진 압력을 감지할 수 있다. 센서부(50)에서 감지한 값은 전달채널을 통해 제어부(11)로 전달될 수 있으며, 문턱 압력 이상의 값이 측정되면, 제어부(11)는 제어신호를 송출하여 마이크로모터(41)의 동작을 중지시킬 수 있다.

몇몇 다른 실시예에서, 센서부(50)는 압력이 가해졌을 때 저항값이 가변하는 센서층을 포함할 수도 있다.

도 4를 참조하여, 보다 구체적인 전달채널에 대해 설명한다. 센서부(50)에서 측정된 값은 제어부(11)로 전달되거나 제어부(11)를 통해 공급되는 전원이 전달채널을 통해 전달될 수 있다. 슬라이드모듈(42)의 직선이동에 따라 변화하는 손가락돌기부(40)의 길이로 인해 손가락돌기부(40)와 제어부(11) 및 전원공급 구조와의 연결구조가 불안정할 수 있다. 특히, 전선이 손가락돌기부(40)에 배치될 경우 불안정한 구조에서 반복된 동작으로 인한 단선의 위험성이 증가할 수 있다. 이를 방지하기 위해 내부의 전달채널을 구성하여 슬라이드 형식으로 접촉되어 미끄러지는 도체를 전달채널의 양면에 부착하고 도체의 양 끝을 와이어로 연결해서 안정적으로 전력 및 신호를 주고 받을 수 있다.

지지대(45)는 전술한 바와 같이 슬라이드모듈(42)을 수용하여 슬라이드모듈(42)이 수행하는 직선운동을 가이드하면서 동시에 센서부(50)에 필요한 전력을 전달하는 채널을 확보할 수 있다. 또한 채널은 센서부(50)에서 측정한 값을 제어부(11)로 전달하는 역할을 수행할 수도 있다.

구체적으로 지지대(45)의 내측면에 센서부(50)와 전기적으로 연결되는 제1 단자부(61)가 형성되고, 제1 단자부(61)는 와이어를 통해 제어부(11)와 전기적으로 연결될 수 있다.

이에 추가로, 슬라이드모듈(42)의 지지대(45)와 맞닿는 면에 제2 단자부(62)가 형성되고, 슬라이드모듈(42)이 초기상태 또는 동력을 전달받아서 이동하는 상태에서 지속적으로 제1 단자부(61)와 제2 단자부(62)는 서로 접촉상태를 유지할 수 있다.

센서부(50)는 예를 들어, 제1 단자부(61)와 직접 연결되고, 제1 단자부(61)와 연결된 제2 단자부(62)와 전기적으로 연결될 수 있다.

제1 단자부(61)와 제2 단자부(62)는 도 4에 도시된 바와 같이 슬라이드모듈(42)이 이동하는 방향과 나란하게 연장되어 배치될 수 있으며, 금속 등 도전성 물질로 구성될 수 있다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 가변형 무관절 로봇 파지장치의 동작 형태가 도시된다.

제어부(11)가 파지 대상물체의 개략적인 크기에 맞게 손바닥부(30) 사이의 간격을 조절하고, 손바닥부(30)의 위치를 제어하는 매니퓰레이터(미도시)는 한 쌍의 손바닥부(30) 내부 공간에 파지 대상물체가 배치되도록 위치를 이동시킬 수 있다.

손바닥부(30)가 파지 대상물체에 인접하면 손가락돌기부(40)는 독립적으로 제어되는 개별 선형운동을 통해 파지 대상물체의 표면에 각 손가락돌기부(40)를 접촉시킨다. 손바닥부(30)로부터 뻗어 나오는 각 손가락돌기부(40) 끝의 센서부(50)는 물체에 닿아 문턱 압력 이상의 압력 값을 감지할 경우, 손가락돌기부(40)의 이동을 멈추게 한다. 손가락돌기부(40)는 이러한 제어 알고리즘의 일반원리와 독립적인 정교한 동작을 수행하기도 하므로, 파지 대상물체를 파지하는 기능 뿐만 아니라, 파지 대상물체의 특정 위치에 소정의 작업 예를 들어, 접착, 타공, 접합, 절삭 등 추가적인 동작을 수행할 수도 있다.

본 발명의 실시예와 관련하여 설명된 방법 또는 알고리즘의 단계들은 하드웨어로 직접 구현되거나, 하드웨어에 의해 실행되는 소프트웨어 모듈로 구현되거나, 또는 이들의 결합에 의해 구현될 수 있다. 소프트웨어 모듈은 RAM(Random Access Memory), ROM(Read Only Memory), EPROM(Erasable Programmable ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM), 플래시 메모리(Flash Memory), 하드 디스크, 착탈형 디스크, CD-ROM, 또는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 잘 알려진 임의의 형태의 컴퓨터 판독가능 기록매체에 상주할 수도 있다.

이상, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 제한적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

11: 제어부
12: 동력생성부
13: 프레임
21: 로드
22: 랙기어
30: 손바닥부
40: 손가락돌기부
50: 센서부

Claims (10)

1. 파지 대상물체와 대향하는 손바닥부;
   상기 손바닥부에 배치되어 상기 파지 대상물체를 향해 돌출되되 길이가 가변되는 복수의 손가락돌기부;
   상기 손가락돌기부의 단부에 연결되어, 상기 파지 대상물체와 상기 손가락돌기부의 단부의 접촉여부 또는 거리를 측정하는 제1 센서부; 및
   상기 제1 센서부에서 측정한 값을 수신하여 상기 손가락돌기부의 돌출길이를 제어하는 제1 제어부를 포함하되,
   상기 복수의 손가락돌기부는 개별적으로 길이가 제어되는, 가변형 무관절 로봇 파지장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 손바닥부는 상기 파지 대상물체를 중심으로 서로 마주보도록 배치된 한 쌍으로 구비되는, 가변형 무관절 로봇 파지장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 복수의 손가락돌기부는 상기 제1 제어부의 신호에 따라 상기 파지 대상물체의 외형을 따라 감싸는 형태로 길이가 개별적으로 가변되는, 가변형 무관절 로봇 파지장치.
4. 제2항에 있어서,
   상기 한 쌍의 손바닥부와 상기 파지 대상물체의 이격거리를 측정하는 제2 센서부; 및
   상기 제2 센서부의 측정값에 따라 상기 한 쌍의 손바닥부의 간격을 조정하는 제2 제어부를 더 포함하는, 가변형 무관절 로봇 파지장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 제1 센서부는 상기 파지 대상물체와의 접촉시의 압력값을 측정하고,
   상기 제1 제어부는 상기 압력값이 기준값을 넘지 않도록 상기 손가락돌기부의 돌출길이를 제어하는, 가변형 무관절 로봇 파지장치.
6. 제5항에 있어서,
   상기 제1 센서부는 압력이 가해졌을 때 저항값이 가변하는 센서층을 포함하는, 가변형 무관절 로봇 파지장치.
7. 제1항에 있어서,
   상기 손가락돌기부는,
   동력을 발생시키는 마이크로모터;
   상기 마이크로모터로부터 전달된 동력을 이용하여 직선운동하는 슬라이드모듈; 및
   상기 슬라이드모듈의 말단부에 배치되어 상기 파지 대상물체와 접촉하는 접촉말단을 포함하는, 가변형 무관절 로봇 파지장치.
8. 제7항에 있어서,
   상기 마이크로모터와 연결된 리드 스크류를 더 포함하고,
   상기 슬라이드모듈은 상기 리드 스크류와 연결되어 상기 리드 스크류의 회전에 의해 직선운동을 수행하는, 가변형 무관절 로봇 파지장치.
9. 제7항에 있어서,
   상기 슬라이드모듈을 수용하여 상기 슬라이드모듈이 직선운동을 가이드하는 지지대를 더 포함하고,
   상기 지지대의 내측면에 상기 제1 센서부와 전기적으로 연결되는 제1 단자부가 형성되고,
   상기 제1 단자부는 상기 제1 제어부와 연결되는, 가변형 무관절 로봇 파지장치.
10. 제9항에 있어서,
    상기 슬라이드모듈의 상기 지지대와 맞닿는 면에 제2 단자부가 형성되고,
    상기 제1 단자부와 상기 제2 단자부는 서로 접촉상태를 유지하고,
    상기 제1 센서부는 상기 제2 단자부와 전기적으로 연결되는, 가변형 무관절 로봇 파지장치.

Images