KR20200045523A

KR20200045523A - 파지 장치

Info

Publication number: KR20200045523A
Application number: KR1020207008528A
Authority: KR
Inventors: 카즈노리 히라타; 케이타 사사키; 켄타로 아즈마; 타카유키 이시자키; 미츠노부 오카; 마사타카 요시다
Original assignee: 카와사키 주코교 카부시키 카이샤
Priority date: 2017-08-31
Filing date: 2018-08-29
Publication date: 2020-05-04
Also published as: TWI696532B; DE112018004732T5; CN111132804A; WO2019044923A1; JPWO2019044923A1; US20200198157A1; JP7114603B2; TW202017722A

Abstract

유연한 봉지 형상의 물건을 파지할 때에 집는 부분을 충분히 확보할 수 있는 파지 장치를 제공한다. 파지 장치는, 베이스부와, 베이스부에 대해 변위 가능한 변위부와, 파지 대상물에 접촉해 파지 대상물을 파지하는 것이 가능한 핑거부와, 핑거부를 구동시키는 구동부를 구비한다. 핑거부는 서로 근접하는 방향으로의 이동을 허용하도록 변위부에 의해 지지된다.

Description

파지 장치

본 발명은 파지 대상물(被把持物)을 파지하는 파지 장치에 관한 것이다.

종래에, 로봇 핸드부에 의해 파지 대상물을 파지하는 장치가 이용되고 있다. 그러한 파지 대상물을 파지하는 장치로서, 특허문헌 1에 개시된 것이 있다.

특허문헌 1에는 양측에서 패드로 파지 대상물을 끼우는 것에 의해 파지 대상물을 파지하는 기술이 개시되어 있다. 특히, 특허문헌 1에서는 파지를 수행하는 파지부가 일단 상승하고, 링크 기구에 의해 패드가 폐쇄 방향으로 이동하여 파지 대상물을 가압하고, 파지 대상물을 파지하는 것이 개시되어 있다.

일본 특허공개 특개2011-73099호 공보

그러나, 특허문헌 1에 개시된 장치에서는, 패드가 폐쇄 방향으로 이동할 뿐이므로, 만일 파지부가 유연하고 얇은 봉지 형상의 파지 대상물을 파지할 때에는, 파지되는 부분은 패드 사이에 위치하고 있는 부분만이다. 따라서, 파지하기 위해 집는 부분이 부족해져서, 파지부가 안정적으로 파지 대상물을 파지할 수 없을 가능성이 있다.

따라서, 본 발명은 상기의 사정을 감안하여, 유연한 봉지 형상의 물건을 파지할 때에 집는 부분을 충분히 확보할 수 있는 파지 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 파지 장치는, 베이스부와, 상기 베이스부에 대해 변위 가능한 변위부와, 파지 대상물에 접촉해 파지 대상물을 파지하는 것이 가능한 제1 핑거(finger) 및 제2 핑거와, 상기 제1 핑거 및 상기 제2 핑거를 구동시키는 구동부를 구비하고, 상기 제1 핑거 및 상기 제2 핑거는 서로 근접하는 방향으로의 이동이 허용되도록 상기 변위부에 의해 지지되는 것을 특징으로 한다.

상기 구성의 파지 장치에서는, 제1 핑거 및 제2 핑거가 서로 근접하는 방향으로의 이동이 허용되도록 변위부에 의해 지지되어 있기 때문에, 제1 핑거 및 제2 핑거가 서로 근접하는 방향으로 이동할 때 변위부가 파지 대상물로부터 이격하는 방향으로 변위하면서 제1 핑거 및 제2 핑거가 서로 근접하는 방향으로 원활하게 이동할 수 있다. 따라서, 제1 핑거 및 제2 핑거가 파지 대상물을 가압하면서 파지하는 것이 가능하게 되어, 제1 핑거 및 제2 핑거에 의해 파지 대상물에 느슨한 부분을 형성해 집는 부분을 형성할 수 있다.

또한, 상기 변위부는 변위 방향에 구속되지 않고 변위 가능한 것이라도 좋다.

변위부가 변위하는 방향에 구속되지 않고 변위 가능하기 때문에, 제1 핑거 및 제2 핑거의 이동에 따라 변위부를 변위시킬 수 있다.

또한, 상기 변위부는 상기 제1 핑거 및 상기 제2 핑거가 서로 근접하는 방향으로 이동할 때 파지 대상물을 가압함으로써 생기는 반력에 의해 변위하여도 좋다.

변위부가 상기 제1 핑거 및 상기 제2 핑거가 파지 대상물을 가압함으로써 생기는 반력에 의해 변위하기 때문에, 제1 핑거 및 제2 핑거의 이동에 따라 변위부를 확실하게 변위시킬 수 있다.

또한, 상기 변위부는 파지 대상물에 대해 근접, 이격하는 방향을 따라 이동 가능하여도 좋다.

변위부가 파지 대상물에 대해 근접, 이격하는 방향을 따라 이동 가능하기 때문에, 제1 핑거 및 제2 핑거가 서로 근접하는 방향으로 이동하였을 때, 변위부가 파지 대상물로부터 이격하는 방향으로 원활하게 이동할 수 있다.

또한, 상기 제1 핑거 및 상기 제2 핑거가 서로 근접하는 방향으로 이동하도록 구동되면, 상기 제1 핑거 및 상기 제2 핑거는 상기 변위부에 대하여 파지 대상물 쪽으로 이동하면서 서로 근접하는 방향으로 이동하여도 좋다.

제1 핑거 및 제2 핑거가 변위부에 대하여 파지 대상물 쪽으로 이동하면서 서로 근접하는 방향으로 이동하기 때문에, 제1 핑거 및 제2 핑거가 파지 대상물을 가압하면서 파지 대상물을 파지할 수 있다.

또한, 상기 변위부와 상기 제1 핑거 사이에 장착된 제1 접속부와, 상기 변위부에 장착되고, 상기 제1 접속부를 상기 변위부에 대해 회전 가능하게 지지하는 제1 회전축과, 상기 변위부와 상기 제2 핑거 사이에 장착된 제2 접속부와, 상기 변위부에 장착되고, 상기 제2 접속부를 상기 변위부에 대해 회전 가능하게 지지하는 제2 회전축을 구비하고, 상기 제1 핑거는 상기 제1 회전축을 중심으로 원호 형상으로 이동하고, 상기 제2 핑거는 상기 제2 회전축을 중심으로 원호 형상으로 이동하여도 좋다.

제1 핑거 및 제2 핑거가 원호 형상으로 이동하기 때문에 폭넓게 파지 대상물을 파지할 수 있는 동시에, 제1 핑거 및 제2 핑거가 슬라이드부에 대하여 파지 대상물 쪽으로 이동하면서 서로 근접하는 방향으로 이동하기 때문에, 제1 핑거 및 제2 핑거가 파지 대상물을 가압하면서 파지 대상물을 파지할 수 있다.

또한, 상기 제1 핑거 및 상기 제2 핑거는 상기 베이스부로부터 파지 대상물로 향하는 기준 방향에 대해 각각 90도 이상의 각도가 되는 위치까지 원호 형상으로 이동하는 것이 가능해도 좋다.

제1 핑거 및 제2 핑거가 베이스부로부터 파지 대상물로 향하는 기준 방향에 대해 각각 90도 이상의 각도가 되는 위치까지 원호 형상으로 이동하기 때문에, 제1 핑거 및 제2 핑거가 최대한 열린 상태에서 파지 대상물에 마주할 수 있다. 따라서, 파지 대상물이 유연하면서도 얇은 것으로 지지면에 펼쳐진 상태에서 지지되어 있는 경우에는 제1 핑거 및 제2 핑거에 의해 집는 부분을 크게 확보할 수 있다.

또한, 상기 제1 핑거 및 상기 제2 핑거가 파지 대상물에 맞닿은 상태에서, 상기 구동부에 의해 상기 제1 핑거 및 상기 제2 핑거가 서로 근접하는 방향으로 이동하도록 구동될 때, 상기 제1 핑거 및 상기 제1 접속부를 통해 상기 변위부가 파지 대상물로부터 이격하는 방향으로 밀리는 동시에, 상기 제2 핑거 및 상기 제2 접속부를 통해 상기 변위부가 파지 대상물로부터 이격하는 방향으로 밀려 상기 변위부가 이동하여도 좋다.

제1 핑거 및 제2 핑거가 서로 근접하는 방향으로 이동할 때, 변위부가 파지 대상물로부터 이격하는 방향으로 밀려 이동하기 때문에, 제1 핑거 및 제2 핑거가 파지 대상물을 가압하면서 변위부가 파지 대상물로부터 이격하는 방향으로 원활하게 이동할 수 있다.

또한, 상기 구동부에 의해 상기 제1 핑거 및 상기 제2 핑거가 서로 근접하는 방향으로 이동하도록 구동될 때, 상기 제1 핑거 및 상기 제2 핑거는 파지 대상물로 향하는 방향으로 파지 대상물을 가압하면서, 서로 근접하는 방향으로 이동하여도 좋다.

제1 핑거 및 제2 핑거가 파지 대상물로 향하는 방향으로 파지 대상물을 가압하면서 서로 근접하는 방향으로 이동하므로 파지 대상물이 유연하면서도 얇은 것인 경우에는 제1 핑거 및 제2 핑거가 이들 사이에 파지 대상물의 일부를 끌어당겨 느슨한 부분을 형성하면서 서로 근접하는 방향으로 이동할 수 있다.

또한, 상기 파지 대상물이 유연하면서 얇은 것으로 지지면에 펼쳐진 상태에서 지지되어 있는 경우에, 상기 구동부에 의해 상기 제1 핑거 및 상기 제2 핑거가 서로 근접하는 방향으로 이동하도록 구동되면, 파지 대상물의 일부를 상기 제1 핑거와 상기 제2 핑거 사이에 끌어 당기면서 상기 제1 핑거와 상기 제2 핑거가 서로 근접하는 방향으로 이동함으로써 상기 제1 핑거 및 상기 제2 핑거와 파지 대상물이 맞닿는 접촉부들의 사이에서 파지 대상물의 일부가 끌어 당겨져 느슨한 부분이 형성되고, 파지 대상물의 일부를 상기 제1 핑거와 상기 제2 핑거가 느슨한 부분을 끼워 파지하여도 좋다.

파지 대상물의 일부가 제1 핑거와 제2 핑거 사이에 끌어 당겨져 느슨한 부분이 형성되고, 파지 대상물의 일부가 제1 핑거 및 제2 핑거가 느슨한 부분을 끼워 파지하기 때문에, 제1 핑거 및 제2 핑거에 의해 집는 부분을 충분히 확보할 수 있다. 따라서, 제1 핑거 및 제2 핑거가 파지 대상물을 확실하게 파지할 수 있다.

또한, 상기 제1 핑거 및 상기 제2 핑거는 파지 대상물을 파지할 때에 파지 대상물과 맞닿는 위치에 흡인을 행하는 흡인구를 각각 구비하여도 좋다.

상기 제1 핑거 및 상기 제2 핑거가 각각 흡인구를 구비하고 있기 때문에, 흡인구에서의 흡착에 의해 파지 대상물을 파지할 수 있다. 따라서, 제1 핑거 및 제2 핑거에 의해 끼우는 것이 가능하지 않은 파지물에 대해서도 흡인구에서의 흡착에 의해 파지할 수 있다. 또한, 제1 핑거 및 제2 핑거에 의해 파지 대상물을 끼워 파지할 때에, 흡인구에서의 흡착력을 보조적으로 사용할 수 있고, 더 큰 파지력에 의해 파지 대상물을 파지할 수 있다. 따라서, 파지 대상물을 더 확실하게 파지할 수 있다.

또한, 상기 흡인부는 상기 흡인구가 상기 제1 핑거 및 상기 제2 핑거로부터 돌출된 위치로부터 상기 제1 핑거 및 상기 제2 핑거 쪽으로 이동 가능하여도 좋다.

흡인부가 이동 가능하게 구성되어 있기 때문에, 제1 핑거 및 제2 핑거가 흡인부에서 파지 대상물과 맞닿게 할 때에, 흡인부가 제1 핑거 및 제2 핑거 쪽으로 이동할 수 있다. 따라서, 제1 핑거 및 제2 핑거가 흡인부에서 파지 대상물과 맞닿게 할 때, 흡인부, 제1 핑거 및 제2 핑거에 작용하는 충격을 흡수할 수 있다. 이에 따라서, 흡인부, 제1 핑거 및 제2 핑거에 작용하는 부하를 감소시킬 수 있다.

또한, 상기 파지 장치는 로봇의 핸드부로서 구성되어도 좋다.

파지 장치가 로봇의 핸드부로서 구성되어 있기 때문에, 파지 장치가 정밀하게 이동할 수 있어 파지된 파지 대상물을 소정의 반송 위치에 정확하게 반송할 수 있다.

본 발명에 따르면, 제1 핑거 및 제2 핑거가 파지 대상물을 가압하면서 슬라이드부가 이동하기 때문에, 파지물을 파지할 때 제1 핑거 및 제2 핑거가 파지 대상물을 가압하면서 파지 대상물을 내측으로 끌어당기면서 이동할 수 있다. 따라서, 유연하면서도 얇은 것으로 지지면에 펼쳐진 상태에서 지지되어 있는 파지 대상물을 파지할 때 파지 대상물의 일부를 내측으로 끌어당겨 집는 부분을 형성할 수 있어, 집는 부분을 충분히 확보할 수 있다. 집는 부분이 충분히 확보되어 파지 대상물을 파지하기 때문에, 파지 대상물을 안정된 상태로 파지할 수 있으므로, 장치의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

[도 1] (a)는 본 발명의 제1 실시예에 따른 파지 장치의 측면도이고, (b)는 파지 장치의 정면도이다.
[도 2] (a)는 도 1의 파지 장치의 핑거부가 열린 상태 및 닫힌 상태에 대해 도시한 정면도이고, (b)는 변위부가 상승한 상태 및 하강한 상태에 대해 도시한 정면도이다.
[도 3] 도 1의 파지 장치가 핸드부로서 파지된 로봇의 정면도이다.
[도 4] 도 3의 로봇의 제어 계통의 구성에 대해 도시한 블록도이다.
[도 5] 도 1의 파지 장치에 의해 파지 대상물의 반송을 수행할 때의 각각의 공정에 대한 파지 장치 및 파지 대상물의 주변에 대해 도시한 구성도이다.
[도 6] 도 1의 파지 장치에 의해 파지 대상물의 반송을 수행할 때의 흐름에 대해 도시한 순서도이다.
[도 7] 파지 대상물이 유연하면서도 얇은 것인 경우에, 도 1의 파지 장치에 의해 파지 대상물의 파지를 수행할 때의 각각의 공정에 대한 파지 장치 및 파지 대상물 주변에 대해 도시한 구성도이다.
[도 8] 파지 대상물이 단단한 것인 경우에, 도 1의 파지 장치에 의해 파지 대상물을 파지한 상태에 대해 도시한 정면도이고, (a)는 파지 대상물의 단면이 원형인 경우에 대해 도시하고, (b)는 파지 대상물의 단면이 직사각형인 경우에 대해 도시한 것이다.
[도 9] 본 발명의 제2 실시예에 따른 파지 장치의 정면도이다.
[도 10] (a)는 도 9의 파지 장치가 파지 대상물에 근접해 있는 상태에 대한 파지 장치의 정면도이고, (b)는 도 9의 파지 장치가 파지 대상물을 파지한 상태에 대한 파지 장치의 정면도이다.
[도 11] (a)는 도 9의 파지 장치가 유연하면서도 얇은 봉지 형상의 파지 대상물에 근접해 있는 상태에 대한 파지 장치의 정면도이고, (b)는 도 9의 파지 장치가 유연하면서도 얇은 봉지 형상의 파지 대상물을 파지한 상태에 대한 파지 장치의 정면도이다.

(제1 실시예)

이하에서, 본 발명의 제1 실시예에 따른 파지 장치에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.

도 1(a)는 본 발명의 제1 실시예에 따른 파지 장치(1)의 측면도이고, 도 1(b)는 파지 장치(1)의 정면도이다.

파지 장치(1)는 지지판(20)과, 베이스부(30)와, 변위부(40)와, 핑거부(50)를 구비한다. 파지 장치(1)는, 도 1(a)에 도시된 바와 같이, 전후 방향으로 2개의 변위부(40)를 구비하고 있다. 변위부(40)는 베이스부(30)에 대하여 변위 가능하게 구성되어 있다. 또한, 하나의 변위부(40)에 대하여, 파지 대상물을 사이에 끼우는 것이 가능하도록 2개의 핑거부(제1 핑거, 제2 핑거)(50)가 설치되어 있다. 따라서, 하나의 지지판(20)에 대해 4개의 핑거부(50)가 설치되어 있다. 각각의 핑거부(50)가 파지 대상물에 접촉하고, 핑거부(50)에 의해 파지 대상물을 사이에 끼움으로써 파지 대상물을 파지할 수 있도록 구성되어 있다.

지지판(20)에서 파지 대상물에 마주하는 측에 베이스부(30)가 설치되어 있다. 지지판(20)에 2개의 베이스부(30)가 설치되어 있다. 베이스부(30)에는 변위부(40)가 설치되어 있다. 도 1(a)에 도시된 바와 같이, 변위부(40)는 각각 베이스부(30)의 전후 방향의 외측의 위치에 설치되어 있다.

변위부(40)에서 파지 대상물에 마주하는 측에 핑거부(50)가 설치되어 있다. 본 실시예에 따르면, 핑거부(50)는 접속부(41)를 통해 변위부(40)에 설치되어 있다.

도 2(a)에 핑거부(50)가 열린 상태 및 핑거부(50)가 닫힌 상태의 파지 장치(1)에 대한 정면도를 도시한다. 도 2(a)에서는 핑거부(50)가 열린 상태를 실선으로 도시하고, 핑거부(50)가 닫힌 상태를 파선으로 도시하고 있다. 핑거부(50)들 사이에 파지 대상물의 일부가 위치한 상태에서 도 2(a)의 파선으로 도시된 바와 같이 핑거부(50)가 닫히고, 핑거부(50)들에 의해 파지 대상물이 끼워지면 파지 장치(1)에 의해 파지 대상물이 파지된다.

핑거부(50)에서 파지 대상물에 접촉하여 파지 대상물을 파지하는 내측 부분은 파지 대상물을 파지하기 쉽도록 마찰 계수가 높은 재질의 것에 의해 형성되어 있어도 좋다. 이에 따라서, 핑거부(50)가 파지 대상물을 파지할 때에, 핑거부(50)와 파지 대상물 사이에서 큰 마찰력을 발생시킬 수 있고, 핑거부(50)가 파지 대상물을 확실하게 파지할 수 있다. 본 실시예에 따르면, 핑거부(50)의 내측 부분은 실리콘 고무에 의해 형성되어 있다. 실리콘 고무에 의해 형성된 시트가 핑거부(50)에서 내측 부분에 부착됨으로써, 핑거부(50)의 내측 부분이 실리콘 고무에 의해 형성된다. 여기서, 본 실시예에 따르면, 핑거부(50)의 내측 부분이 실리콘 고무에 의해 형성되어 있는 형태에 대해 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 마찰 계수가 높은 재질인 것에 의해 형성되는 것이면, 핑거부(50)의 내측 부분은 다른 재질인 것에 의해 형성되어도 좋다. 또한, 핑거부(50)에 큰 마찰력을 필요로 하지 않는 경우에는 핑거부(50)의 내측 부분은 마찰 계수가 높지 않은 재질인 것에 의해 형성되어도 좋다.

또한, 도 2(a)에 도시된 바와 같이, 핑거부(50)는 베이스부(30)로부터 파지 대상물로 향하는 기준 방향에 대해서, 각각 90도 이상의 각도가 되는 위치까지 원호 형상으로 이동하는 것이 가능하도록 구성되어 있다.

도 2(b)에, 변위부(40)가 파지 대상물 측에 위치하고 있는 상태와, 변위부(40)가 파지 대상물로부터 이격되는 방향으로 이동한 상태에 대한 정면도를 도시한다. 도 2(b)에서는, 변위부(40)가 파지 대상물 측에 위치하고 있는 상태를 파선으로 도시하고, 변위부(40)가 파지 대상물로부터 이격되는 방향으로 이동한 상태를 실선으로 도시하고 있다.

여기서, 파지 대상물 측은 파지 장치(1)에 의해 파지되는 대상으로서의 파지 대상물이 핑거부(50)에 의해 잡아져 파지될 때에 파지 대상물이 배치되어 있는 측의 위치인 것을 말하는 것으로 한다.

도 2(a)에 도시된 바와 같이, 접속부(제1 접속부, 제2 접속부)(41)는 변위부(40)와 핑거부(50) 사이에 장착되고, 변위부(40)에 대해 회전 가능하도록 구성되어 있다. 본 실시예에 따르면, 변위부(40)에는 회전축(제1 회전축, 제2 회전축)(42)이 장착되어 있다. 접속부(41)는 변위부(40)에 대해 회전축(42)을 중심으로 회전 가능하게 지지되어 있다. 즉, 회전축(42)은 변위부(40)에 설치되고, 접속부(41)를 변위부(40)에 대해 회전 가능하게 지지하고 있다. 즉, 핑거부(50)와 접속부(41)가 변위부(40)에 의해 회전 가능하게 지지되어 있다. 접속부(41)가 변위부(40)의 회전축(42)을 중심으로 회전 가능하게 구성되어 있기 때문에, 핑거부(50)도 변위부(40)의 회전축(42)을 중심으로 회전 가능하게 구성되어 있다. 따라서, 핑거부(50)는 회전축(42)을 중심으로 원호 형상으로 이동한다.

이와 같이, 접속부(41) 및 핑거부(50)가 변위부(40)의 회전축(42)을 중심으로 회전 가능하게 구성되어 있기 때문에, 파지 장치(1)는 접속부(41) 및 핑거부(50)가 열린 상태와 접속부(41) 및 핑거부(50)가 닫힌 상태를 구분하여 쓸 수 있다.

또한, 접속부(41) 및 핑거부(50)는 에어에 의해 구동된다. 변위부(40)의 소정 부위에 에어를 공급함으로써, 공기압에 의해 접속부(41) 및 핑거부(50)를 구동시켜, 접속부(41) 및 핑거부(50)를 이동시킬 수 있다. 이에 따라서, 접속부(41) 및 핑거부(50)를 열린 상태와 닫힌 상태로 선택적으로 이동시킬 수 있다. 본 실시예에 따르면, 에어를 공급하는 에어 공급부가 접속부(41) 및 핑거부(50)를 구동시키는 구동부로서 기능을 한다.

여기서, 본 실시예에 따르면, 접속부(41) 및 핑거부(50)가 공기압에 의해 구동되어 이동하는 것에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 접속부(41) 및 핑거부(50)는 다른 방법에 의해 구동되어도 좋다. 예를 들어, 전기적으로 구동됨으로써, 접속부(41) 및 핑거부(50)가 이동하는 것으로 하여도 좋다.

핑거부(50)에 의해 파지 대상물이 파지되는 때에는, 구동부에 의해 핑거부(50)가 서로 근접하는 방향으로 이동하도록 구동됨으로써, 핑거부(50) 사이에 파지 대상물이 끼워지고, 핑거부(50)에 의해 파지 대상물이 파지된다.

또한, 도 2(b)에 도시된 바와 같이, 변위부(40)는 지지판(20)에 근접, 이격하는 방향으로 변위 가능하게 구성되어 있다. 즉, 변위부(40)는 파지 대상물에 대해 근접, 이격하는 방향으로 변위 가능하게 구성되어 있다. 변위부(40)는 레일(43)에 의해 베이스부(30)에 형성된 돌출부(31)가 가이드되면서 승강하여, 슬라이드 이동할 수 있다(도 1(a)). 따라서, 변위부(40)는 구동력에 의해 구동되는 것은 아니고, 변위가 규제되지 않아서, 레일(43)을 따라 자유롭게 변위할 수 있다. 즉, 변위부(40)는 변위하는 방향에 구속되지 않고 변위 가능하게 구성되어 있다. 또한, 변위부(40)에 외력이 작용하지 않는 경우에는 변위부(40)는 중력에 의해 하방으로 위치하고, 가장 파지 대상물 측인 위치에 배치되어 있다.

여기서, 본 실시예에 따르면, 변위부(40)는 레일(43)을 따라 지지판(20)에 근접, 이격하는 방향으로 변위 가능하게 구성되어 있는 형태에 대해 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 변위부(40)는 레일(43)을 따르는 방향 이외의 방향으로 변위하는 것으로 해도 좋다. 변위부(40)는 핑거부(50)에 의해 서로 근접하는 방향으로의 이동을 허용하도록 핑거부(50)를 지지하고 있으면 변위부(40)에 의한 변위의 방향은 다른 방향이어도 좋다.

상기와 같이 구성된 파지 장치(1)가 로봇(100)에 의해 파지되고, 로봇(100)이 파지 장치(1)를 이용하여 파지 대상물의 파지를 실시함과 동시에 파지 대상물의 반송을 실행한다.

도 3은 파지 장치(1)를 파지하고, 파지 장치(1)를 이용하여 파지 대상물의 반송을 실행하는 로봇(100)의 정면도를 도시한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 로봇(100)은 한 쌍의 로봇 암(13)을 구비하는 수평 다관절형의 듀얼 암(dual arm) 로봇이다. 로봇(100)은 제1 로봇 암(13A) 및 제2 로봇 암(13B)을 구비한다.

제1 로봇 암(13A)은 제1 유지부(18)를 소정의 동작 범위 내에서 이동시킨다. 또한, 제2 로봇 암(13B)은 제2 유지부(19)를 소정의 동작 범위 내에서 이동시킨다. 로봇 암(13)은, 예를 들어 수평 다관절형 로봇 암이고, 암부(15)와 손목부(16)를 포함한다. 또한, 제1 로봇 암(13A) 및 제2 로봇 암(13B)은 서로 독립적으로 동작하거나 서로 관련되어 동작할 수 있다.

또한, 로봇(100)은 지지대(12)를 구비한다. 지지대(12)에는 기축(基軸)(17)을 통해서, 제1 로봇 암(13A) 및 제2 로봇 암(13B)이 설치되어 있다.

제1 유지부(18) 및 제2 유지부(19)는 각각 기능을 가진 핸드부를 파지 가능하도록 구성되어 있다. 본 실시예에 따르면, 제2 유지부(19)가 파지 장치(1)을 파지하고 있다.

암부(15)는 제1 로봇 암(13A) 및 제2 로봇 암(13B)의 선단부에 설치된 손목부(16)를 동작 범위 내의 임의의 위치에 위치 결정한다.

또한, 로봇(100)은 진공 발생 장치(미도시)를 구비하고 있다. 진공 발생 장치는, 예를 들어, 진공 펌프나 CONVUM(등록 상표) 등이다. 진공 발생 장치는, 예를 들어, 로봇(100)의 지지대(12)의 내부에 설치되어 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니고, 진공 발생 장치는, 예를 들어 로봇 암(13)의 내부 등 다른 위치에 설치되어 있어도 좋다.

다음으로, 로봇(100)의 동작을 제어하는 제어부(14)에 대해 설명한다. 도 4는 로봇(100)의 제어 계통의 구성예를 개략적으로 도시하는 블록도이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 로봇(100)의 제어부(14)는 연산부(14a)와, 기억부(14b)와, 서보 제어부(14c)를 포함한다.

제어부(14)는, 예를 들어 마이크로 컨트롤러 등의 컴퓨터를 구비한 로봇 컨트롤러이다. 여기서, 제어부(14)는 집중 제어하는 단독의 제어부(14)에 의해 구성되어도 좋고, 서로 협동하여 분산 제어하는 복수의 제어부(14)에 의해 구성되어도 좋다.

기억부(14b)에는 로봇 컨트롤러로서의 기본 프로그램, 각종 고정 데이터 등의 정보가 저장되어 있다. 연산부(14a)는 기억부(14b)에 기억된 기본 프로그램 등의 소프트웨어를 읽어 실행함으로써, 로봇(100)의 각종 동작을 제어한다. 즉, 연산부(14a)는 로봇(100)의 제어 지령을 생성하고, 이를 서보 제어부(14c)에 출력한다. 예를 들어, 연산부(14a)는 프로세서 유닛에 의해 구성된다.

서보 제어부(14c)는 연산부(14a)에 의해 생성된 제어 명령에 기초하여, 로봇(100)의 제1 로봇 암(13A) 및 제2 로봇 암(13B)의 각각의 관절에 대응하는 서보 모터의 구동을 제어하도록 구성되어 있다.

상술한 바와 같은 구성을 구비하는 파지 장치(1)를 이용하여 파지 대상물의 반송할 때의 동작을 설명한다.

도 5(a) ~ (e)는, 파지 장치(1)가 파지 대상물을 파지하여 소정의 반송 위치로 반송할 때의 각각의 공정에 대해 도시하는 구성도를 도시한다. 또한, 도 6은 파지 장치(1)가 파지 대상물을 파지하여 소정의 반송 위치로 반송할 때의 흐름에 대해 도시하는 순서도를 도시한다. 도 5에서는, 특히 파지 대상물이 유연한 재질로 되어 있으면서 얇은 것인 경우에, 파지 장치(1)가 파지 대상물을 파지하는 경우에 대해 설명한다. 본 실시예에 따르면, 파지 대상물은 유연한 재질로 되어 있으면서 얇게 형성된 봉지이다. 봉지는 지지면 상에 펼쳐진 상태에서 지지되어 있다. 봉지의 내부에 복수의 포장물이 배치되며, 예를 들어 본 실시예에 따르면 포장물에 과자가 담겨 있다.

먼저, 도 5(a)에 도시된 바와 같이, 파지 장치(1)가 이동하여 파지 대상물(P1)에 근접한다(S1). 파지 장치(1)를 이동시킴으로써 핑거부(50)를 파지 대상물에 근접하는 방향으로 이동시키고, 도 5(b)에 도시된 바와 같이, 핑거부(50)를 파지 대상물에 접촉시킨다(S2).

핑거부(50)가 파지 대상물에 접촉하면 핑거부(50)를 파지 대상물에 접촉시킨 채 핑거부(50)를 구동시킨다. 이 때, 핑거부(50)들이 서로 근접하는 방향으로 이동하도록 각각의 핑거부(50)가 구동된다(S3).

핑거부(50)가 파지 대상물에 맞닿은 채로 핑거부(50)가 구동되면, 핑거부(50) 및 접속부(41)가 변위부(40)에 대해 회전축(42)을 중심으로 회전 이동함에 따라서, 변위부(40)가 파지 대상물로부터 이격하는 방향으로 변위한다. 이와 같이, 핑거부(50)에 의해 서로 근접하는 방향으로 이동함에 따라 변위부(40)가 파지 대상물로부터 이격하는 방향으로 변위한다(S4). 이와 같이, 핑거부(50)는 서로 근접하는 방향으로의 이동을 허용하도록 변위부(40)에 의해 지지되어 있다.

여기서, 본 실시예에서는 핑거부(50) 및 접속부(41)가 변위부(40)에 대해 회전축(42)을 중심으로 회전 이동하는 형태에 대해 설명하고 있지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 핑거부(50) 및 접속부(41)는 변위부(40)에 대해 회전 이동하지 않아도 좋다. 핑거부(50)가 서로 근접하는 방향으로 이동하도록 구동될 때에, 핑거부(50)가 변위부(40)에 대해 파지 대상물 쪽으로 이동하면서 서로 근접하는 방향으로 이동하는 구성이라면, 핑거부(50)는 회전 이동 이외의 이동을 수행하도록 되어 있어도 좋다.

또한, 도 5(b)에 도시된 바와 같이, 핑거부(50)는 베이스부(30)로부터 파지 대상물로 향하는 기준 방향에 대해서 각각 90도 이상의 각도가 되는 위치까지 원호 형상으로 이동하는 것이 가능하게 구성되어 있다. 핑거부(50)가 도 2(a)의 파선으로 도시된 상태에 있는 위치를 기준 위치로 한다. 기준 위치에서는, 핑거부(50)는 베이스부(30)로부터 파지 대상물로 향하는 기준 방향을 따라 배치되어 있다. 핑거부(50)는 거기에서 기준 방향에 대해 각각 90도 이상의 각도가 되는 위치까지 원호 형상으로 이동하는 것이 가능하게 구성되어 있다. 도 2(b)의 실선으로 도시된 바와 같이, 핑거부(50)는 각각 열리는 방향으로 원호 형상으로 이동하고, 기준 방향에 대하여 90도 이상의 각도가 되는 위치까지 이동한다. 2개의 핑거부(50)가 각각 기준 방향에 대해 90도 이상의 각도가 되는 위치까지 이동하기 때문에, 2개의 핑거부(50)끼리는 사이 각이 180도 이상이 되는 위치로 배치된다. 따라서, 핑거부(50)는 수평면과 거의 평행한 위치에 배치되는 것이 가능하도록 구성되어 있다. 이와 같이 핑거부(50)가 수평면과 거의 평행한 위치에 배치되므로, 핑거부(50)가 파지 대상물에 마주할 때 핑거부(50)가 거의 수평 상태에서 파지 대상물에 접촉할 수 있다. 따라서, 핑거부(50)의 내측의 면이 파지 대상물에서 파지되는 면에 대해 평행하게 마주 보는 상태에서 파지 대상물과 맞닿을 수 있고, 핑거부(50)에 의한 파지 대상물과의 사이의 접촉면을 크게 취할 수 있다.

핑거부(50)가 구동되면, 변위부(40)가 파지 대상물로부터 이격하는 방향으로 변위하면서 2개의 핑거부(50)가 서로 근접하는 방향으로 이동한다. 본 실시예에 따르면, 파지 장치(1)는, 핑거부(50)가 서로 근접하는 방향으로 이동하도록 구동될 때에, 핑거부(50)의 구동에 따라 변위부(40)가 파지 대상물로부터 이격하는 방향으로 이동하는 것이 가능하도록 구성되어 있다. 이와 같이, 핑거부(50)가 서로 근접하는 방향으로 이동하는 경우에는 변위부(40)가 변위하면서 핑거부(50)들이 서로 근접하도록 이동한다. 핑거부(50)가 서로 근접하는 방향으로 이동하는 것이 허용되도록 핑거부(50)가 변위부(40)에 의해 지지되어 있기 때문에, 핑거부(50)가 파지 대상물을 가압하면서 서로 근접하는 방향으로 이동할 수 있다. 따라서, 도 5(c)에 도시된 바와 같이, 핑거부(50)들의 사이에 파지 대상물의 일부를 끼우고, 2개의 핑거부(50)에 의해 파지 대상물의 일부를 파지할 수 있다(S5).

핑거부(50)에 의해 파지 대상물의 일부가 파지되면, 파지 장치(1)가 상승하고, 도 5(d)에 도시된 바와 같이, 파지 장치(1)에 의해 파지 대상물이 들어 올려진다(S6). 파지 장치(1)가 들어 올려지면, 도 5(e)에 도시된 바와 같이, 파지 장치(1)를 소정의 위치로 이동시킴으로써 파지 대상물을 소정의 반송 위치에 반송한다(S7).

본 실시예에 따르면, 파지 장치(1)는, 로봇(100)의 핸드부로서 구성되어 있다. 따라서, 로봇(100)이 로봇 암(13)을 이동시킴으로써 파지 장치(1)를 이동시킬 수 있다. 이에 따라서, 파지 장치(1)를 소정의 위치로 정밀하게 이동시킬 수 있다.

파지 장치(1)가 파지 대상물의 일부를 파지할 때의 파지 장치(1)의 동작을 더 상세하게 설명한다. 핑거부(50)와 파지 대상물의 접촉 부분의 주변에 대해서 도 7(a) ~ (c)에 도시한다.

2개의 핑거부(50)는, 도 7(a)에 도시된 바와 같이, 각각 변위부(40)에 설치된 회전축(42)을 중심으로 원호 형상으로 이동하는 것이 가능하도록 구성되어 있다. 도 7(a)에 도시된 바와 같이, 핑거부(50)가 파지 대상물(P1)에 맞닿은 채로 핑거부(50)가 구동되면, 거기에서 핑거부(50)가 더욱 원호 형상으로 이동하려고 한다. 이에 따라서, 핑거부(50)가 파선으로 도시된 위치로 이동하려고 한다.

그런데, 핑거부(50)는, 그때 이미 파지 대상물(P1)에 맞닿아 있기 때문에 더 이상 파지 대상물(P1) 쪽으로 이동할 수 없다. 그럼에도 불구하고, 핑거부(50)가 원호 형상으로 이동하도록 구동되고, 도 7(a)의 파선으로 도시된 위치를 향해 이동하려고 하기 때문에, 핑거부(50)가 파지 대상물(P1)에 맞닿은 상태에서 파지 대상물(P1)을 가압하면서 핑거부(50)들이 각각 근접하는 방향으로 이동한다. 핑거부(50)가 파지 대상물(P1)에 맞닿은 채로 원호 형상으로 이동하려고 함으로써, 핑거부(50)가 파지 대상물(P1)을 가압하면서, 파지 대상물(P1)과 맞닿은 부분을 끌어 당기면서 핑거부(50)들이 서로 근접하는 방향으로 이동한다.

또한, 핑거부(50)들이 각각 근접하는 방향으로 이동하는 경우에는, 핑거부(50)가 원호 형상으로 이동하려고 하기 때문에, 핑거부(50)를 구동시키는 힘이 파지 대상물(P1)과의 접촉부에서 분해되고, 파지 대상물(P1)을 가압하는 방향의 성분의 힘이 생긴다. 따라서, 핑거부(50)를 구동시킬 때에, 핑거부(50)에 대해서, 파지 대상물(P1) 쪽으로 이동시켜 파지 대상물(P1)을 가압하는 방향의 힘이 발생한다.

도 7(b)에 도시된 바와 같이, 핑거부(50)가 파지 대상물(P1) 쪽으로 향하는 힘을 작용시키면서 핑거부(50)들이 서로 근접하는 방향으로 이동한다. 따라서, 각각의 핑거부(50)가 파지 대상물과 맞닿은 부분에서 내측으로 향하는 방향으로의 힘을 작용시킨다. 이에 따라서, 각각의 핑거부(50)는 파지 대상물(P1)의 일부를 집도록 하여, 핑거부(50)들 사이의 영역에 파지 대상물(P1)의 일부를 끌어 당긴다. 따라서, 핑거부(50)들 사이에, 파지 대상물(P1)의 일부에 의해 느슨한 부분이 형성된다. 따라서, 파지 대상물(P1)의 일부에 의해 루프 형상의 부분이 형성된다. 즉, 핑거부(50)와 파지 대상물이 맞닿은 접촉 부분들 사이에서 파지 대상물의 일부가 당겨져 느슨한 부분이 형성되고, 거기서 루프 형상의 부분이 형성된다.

이와 같이, 구동부에 의해 핑거부(50)가 서로 근접하는 방향으로 이동하도록 구동될 때, 핑거부(50)는 파지 대상물로 향하는 방향으로 파지 대상물을 가압하면서 서로 근접하는 방향으로 이동한다.

핑거부(50)는 서로 근접하는 방향으로 이동하고, 핑거부(50)들 사이에 파지 대상물(P1)의 루프 형상의 부분을 끼운 상태에서 핑거부(50)들이 맞닿는다. 따라서, 루프 형상의 부분이 끼워진 상태에서 핑거부(50)들이 맞닿게 되고, 핑거부(50)에 의해 파지 대상물(P1)의 루프 형상의 부분이 파지된다.

또한, 핑거부(50)가 파지 대상물에 마주하는 때에 핑거부(50)가 수평면과 거의 평행한 위치에 배치되어 있기 때문에, 핑거부(50)가 최대한 열린 상태에서 파지 대상물에 접촉할 수 있다. 따라서, 파지 대상물(P1)의 일부에 의해 형성되는 루프 형상의 부분을 크게 할 수 있다. 핑거부(50)에 의해 파지되는 루프 형상의 부분을 크게 할 수 있기 때문에, 핑거부(50)에 의해 집는 부분을 크게 확보할 수 있다. 따라서, 보다 확실하게 파지 대상물을 파지할 수 있다.

또한, 이때 핑거부(50)가 파지 대상물(P1)에 맞닿은 채로 원호 형상으로 이동하려고 함으로써 핑거부(50)가 파지 대상물(P1)을 가압할 때에, 핑거부(50)가 파지 대상물(P1)로부터 이격하는 방향으로 밀린다. 따라서, 핑거부(50) 및 접속부(41)가 파지 대상물(P1)로부터 이격하는 방향으로 밀린다. 이와 같이, 핑거부(50)가 파지 대상물에 맞닿은 상태에서 구동부에 의해 핑거부(50)가 서로 근접하는 방향으로 이동하도록 구동될 때, 핑거부(50)와 접속부(41)를 통해 변위부(40)가 파지 대상물로부터 이격하는 방향으로 밀려 이동한다. 즉, 변위부(40)는 핑거부(50)가 서로 근접하는 방향으로 이동할 때 파지 대상물을 가압함으로써 생기는 반력에 의해 변위한다. 접속부(41)가 파지 대상물로부터 이격하는 방향으로 밀리기 때문에 변위부(40)가 회전축(42)을 통해 파지 대상물(P1)로부터 이격하는 방향으로 밀린다.

변위부(40)는 레일(43)에 의해 돌출부(31)가 가이드되면서 승강하고, 레일을 따라 슬라이드하여 변위하는 것이 가능하도록 구성되어 있다. 즉, 변위부(40)는 파지 대상물(P1)에 대해 근접, 이격하는 방향으로 자유롭게 변위 가능하도록 구성되어 있다. 따라서, 변위부(40)가 파지 대상물(P1)로부터 이격하는 방향으로 밀리는 것에 의해서, 변위부(40)가 파지 대상물(P1)로부터 이격하는 방향으로 변위한다.

본 실시예에 따르면, 변위부(40)가 파지 대상물로부터 이격하는 방향으로 변위하고, 변위부(40)가 가장 높은 위치에 도달하면 변위부(40)를 그 위치에서 유지할 수 있도록 변위부(40)의 슬라이드 이동을 잠그는 로킹 기구가 베이스부(30)에 설치되어 있다. 즉, 변위부(40)가 파지 대상물로부터 이격하는 방향으로 최고로 이동한 위치에서 그 위치를 유지하도록 변위부(40)의 위치를 잠그기 위한 로킹 기구가 베이스부(30)에 설치되어 있다. 베이스부(30)의 로킹 기구가 변위부(40)의 슬라이드 이동을 잠금으로써, 파지 장치(1)는 변위부(40)의 위치를 유지한 상태에서 파지 대상물을 파지하고 반송시킬 수 있다. 따라서, 파지 장치(1)가 파지 대상물을 더 안정적으로 반송할 수 있고, 파지 장치(1)의 신뢰성을 더 향상시킬 수 있다.

이와 같이, 변위부(40)가 파지 대상물(P1)로부터 이격하는 방향으로 변위하면서 핑거부(50)가 서로 근접하는 방향으로 이동한다. 이에 따라서, 핑거부(50)들 사이에 파지 대상물(P1)의 일부에 의해 형성된 루프 형상의 부분이 끼워지고, 핑거부(50)가 루프 형상의 부분을 파지한다. 핑거부(50)가 파지 대상물(P1)의 루프 형상으로 된 부분을 집어 파지하기 때문에, 핑거부(50)에 의해 집는 부분을 충분히 확보할 수 있다. 따라서, 더 큰 집는 부분을 확보한 상태에서 파지 장치(1)에 의해 파지 대상물(P1)을 안정적으로 파지할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 실시예에 따르면, 핑거부(50)에 의해 서로 근접하는 방향으로 이동함에 따라서, 변위부(40)가 파지 대상물(P1)로부터 이격하는 방향으로 변위할 수 있다. 변위부(40)가 파지 대상물(P1)로부터 이격하는 방향으로 변위하면서 핑거부(50)가 서로 근접하는 방향으로 이동할 수 있기 때문에, 핑거부(50)를 변위부(40)에 대해 원호 형상으로 이동시킴으로써 파지 대상물(P1)을 파지할 수 있게 된다. 따라서, 핑거부(50) 및 접속부(41)를 구동시키는 구동력의 일부를 핑거부(50)가 파지 대상물(P1)을 가압하는 힘으로 변환하면서 파지 대상물(P1)을 파지할 수 있다. 따라서, 핑거부(50)가 파지 대상물(P1)을 가압하면서 핑거부(50)들이 서로 근접하는 방향으로 이동할 수 있다. 따라서, 파지 대상물(P1)이 유연하면서 얇은 것인 경우에, 구동부에 의해 핑거부(50)가 서로 근접하는 방향으로 이동하도록 구동되면, 파지 대상물(P1)의 일부를 핑거부(50)들 사이에 끌어 당기면서 핑거부(50)가 서로 근접하는 방향으로 이동한다. 이에 따라서, 루프 형상으로 된 파지 대상물(P1)의 일부를 핑거부(50)들 사이에 끼워 파지한다. 이에 따라서, 핑거부(50)가 파지 대상물(P1)의 루프 형상으로 된 부분을 집어 파지하는 것이 가능해지고, 파지 대상물(P1)이 확실하게 파지된다.

핑거부(50)에 의해 파지 대상물(P1)이 확실하게 파지되기 때문에, 파지 장치(1)가 파지 대상물(P1)을 안정적으로 파지할 수 있다. 따라서, 파지 대상물을 떨어뜨리는 일이 없이 확실하게 반송할 수 있다. 따라서, 파지 장치(1)의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

종래에는, 봉지 형상의 파지 대상물을 파지하는 경우에, 봉지의 내부가 내용물에 의해 어느 정도 채워져 있는 상태라면, 파지 대상물의 표면이 펼쳐지기 때문에, 파지 대상물을 흡착시킴으로써 파지할 수 있었다. 그러나, 봉지 내부에 내용물이 그다지 채워져 있지 않은 상태에서는, 봉지의 표면에 크게 느슨한 부분이 생겨 흡착에 의해 파지 대상물을 파지할 수 없는 경우가 있다. 이에 대해 본 실시예에 따르면, 봉지 내부에 내용물이 그다지 채워지지 않아서, 봉지의 표면에 느슨한 부분이 생기게 되는 경우에도, 파지 대상물을 확실하게 파지할 수 있다. 따라서, 파지 장치(1)가 파지물로서 파지하는 대상을 넓힐 수 있다.

또한, 본 실시예의 파지 장치(1)는 핑거부(50)들 사이에 파지 대상물을 끼워 파지 대상물을 파지하기 때문에 파지 장치(1)는 단단한 재질의 것이라도 파지할 수 있다.

도 8 (a), (b)에 파지 장치(1)가 단단한 파지 대상물을 파지하고 있는 상태의 파지 장치(1)의 정면도를 도시한다. 도 8(a)는 원기둥 형상의 파지 대상물(T1)을 파지하고 있는 상태에 대해 도시하고, 도 8(b)에는 각기둥 형상의 파지 대상물(T2)을 파지하고 있는 상태에 대해 도시한다. 이와 같이, 파지 장치(1)는 핑거부(50)에 의해 끼우는 것에 의해 파지 대상물을 파지하기 때문에 파지 대상물이 단단한 재질의 물건으로 형성된 것이어도 확실하게 파지 할 수 있다. 또한, 파지 장치(1)가 핑거부(50)에 의해 끼워서 파지 대상물을 파지하기 때문에 단면이 원형인 파지 대상물(T1)이나 단면이 직사각형인 파지 대상물(T2)이라도, 파지 대상물을 확실하게 파지할 수 있다.

이와 같이, 파지 대상물의 재질이 단단한 것이거나 유연한 것이라도 파지 대상물이 핑거부(50) 사이에 끼워지는 것이 가능한 것이라면, 파지 장치(1)가 파지 대상물을 확실하게 파지할 수 있다. 또한, 파지 대상물의 재질이 단단한 것인 경우에, 파지 대상물이 핑거부(50) 사이에 끼워지는 것이 가능한 것이라면, 파지 대상물의 단면의 형상에 관계없이, 파지 장치(1)가 파지 대상물을 확실하게 파지할 수 있다. 따라서, 파지 장치(1)가 파지 대상물의 재질에 구애받지 않고, 파지 대상물을 확실하게 파지할 수 있다. 또한, 파지 장치(1)가 파지 대상물의 단면 형상에 구애받지 않고, 파지 대상물을 확실하게 파지할 수 있다. 따라서, 파지 장치(1)에 의해 파지할 수 있는 대상을 넓힐 수 있기 때문에, 사용이 편리한 파지 장치(1)를 제공할 수 있다.

여기서, 상기 실시예에 따르면, 유연하면서도 얇은 것에 의해 형성된 파지 대상물을 파지하는 경우에는, 파지 대상물이 봉지형의 형상인 경우에 대해 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 파지 대상물은 유연하면서도 얇은 것에 의해 형성되는 경우에, 봉지 이외의 다른 형상을 가져도 좋다.

(제2 실시예)

다음으로, 본 발명의 제2 실시예에 따른 파지 장치에 대해 설명한다. 여기서, 상기 제1 실시예와 마찬가지로 구성되는 부분에 대해서는 설명을 생략하고, 다른 부분에 대해서만 설명한다.

상기 제1 실시예의 파지 장치는 2개의 핑거부(50)에 의해 파지 대상물을 끼우는 것에 의해 파지 대상물을 파지하고 있다. 파지 대상물이 단단한 것인 경우 및 파지 대상물이 유연한 것인 경우의 어떠한 경우에서도 2개의 핑거부(50) 사이에 파지 대상물을 끼워 넣는 것으로 핑거부(50)가 파지 대상물을 파지하고 있다. 제2 실시예에 따른 파지 장치(1a)에서는 핑거부(50a)에 흡인이 이루어지는 흡인구(51)가 설치되어 있는 점에서 제1 실시예의 파지 장치의 구성과 다르다. 따라서 제2 실시예의 파지 장치(1a)는 핑거부(50a)에 의해 끼우는 것 뿐만 아니라 흡인구(51)에 흡착시키는 것에 의해서도 파지 대상물을 파지할 수 있다.

도 9는 제2 실시예에 따른 파지 장치(1a)의 정면도를 도시한다. 도 9에는, 2개의 핑거부(50a) 각각이 외측으로 열려 있고, 2개의 핑거부(50a)가 모두 수평 방향의 외측을 향해 연장되어 배치되어 있는 상태에 대한 파지 장치(1a)가 도시되어 있다. 이와 같이, 파지 장치(1a)는 2개의 핑거부(50a)를 구비하고 있다. 2개의 핑거부(50a) 각각에는 흡인부(52)가 설치되어 있다. 흡인부(52)에는 거기에서 흡인을 수행할 수 있는 개구부로서 흡인구(51)가 형성되어 있다. 흡인부(52)에 형성된 흡인구(51)는, 2개의 핑거부(50a)가 모두 수평 방향의 외측을 향하여 연장되어 배치된 상태인 때에, 하방을 향해 배치된다. 즉, 흡인구(51)는 2개의 핑거부(50a)가 수평 방향 외측을 향해 연장된 상태인 때에, 베이스부(30)로부터 파지 대상물로 향하는 기준 방향을 향해 배치되어 있다.

본 실시예에 따르면, 흡인구(51)는 도시하지 않은 배관을 통해 로봇(100)의 지지대(12)의 내부에 설치된 진공 발생 장치에 접속되어 있다. 진공 발생 장치에 의해 형성된 부압에 의해 흡인부(52)의 흡인구(51)로부터 흡인을 할 수 있도록 구성되어 있다. 배관에는, 예를 들어, 도시하지 않은 개폐 밸브가 설치되어 있고, 개폐 밸브에 의해 배관이 개방 및 폐쇄된다. 이러한 진공 발생 장치의 동작 및 개폐 밸브의 개폐는 제어 장치에 의해 제어된다.

흡인부(52)는 흡인구(51)가 핑거부(50a) 보다 파지 대상물로 향하는 방향으로 돌출하는 위치에 배치되는 것이 가능하게 구성되어 있다. 또한, 흡인부(52)는 흡인구(51)가 핑거부(50a)에서 파지 대상물을 파지할 때에 파지 대상물과 접하는 면과 동일면이 되는 위치에 배치되는 것이 가능하게 구성되어 있다. 이와 같이, 흡인구(51)의 위치가 핑거부(50a)에 대해 돌출하거나 핑거부(50a)의 파지 대상물과 접하는 면과 동일면이 되거나 하도록 흡인부(52)가 이동 가능하게 구성되어 있다.

본 실시예에 따르면, 흡인부(52)가 이동 가능하게 하기 위한 흡인부 이동 기구(53)가 핑거부(50a)에 설치되어 있다. 흡인부 이동 기구(53)는 탄성체를 구비하고 있다. 본 실시예에 따르면, 탄성체로서 스프링(54)이 이용된다. 흡인부 이동 기구(53)에 설치된 스프링(54)에 의해 흡인부(52)가 이동 가능하게 구성되고, 이에 따라서 흡인구(51)가 핑거부(50a)에 대해 돌출하거나 핑거부(50a)의 파지 대상물과 접하는 면과 동일면이 되거나 하게 이동하도록 구성되어 있다.

본 실시예에 따르면, 도 9에 도시된 바와 같이, 파지 장치(1a)가 파지 대상물을 파지하지 않은 상태에서는 흡인구(51)가 핑거부(50a)로부터 기준 방향으로 돌출되도록, 흡인부(52)가 기준 방향을 향해 바이어스되어 설치되어 있다. 따라서, 파지 장치(1a)가 파지 대상물을 파지하지 않은 상태에서는 흡인구(51)는 핑거부(50a) 보다도 파지 대상물 쪽으로 돌출한 위치에 배치되어 있다.

제2 실시예의 파지 장치(1a)를 사용하여 단단한 재질의 파지 대상물(T3)을 파지할 때의 파지 장치(1a)의 정면도를 도 10에 도시한다. 도 10(a)는 파지 장치(1a)가 파지 대상물(T3)에 근접해 있는 상태의 파지 장치(1a)의 정면도를 도시하고, 도 10(b)는 파지 장치(1a)가 파지 대상물(T3)을 파지하고 있는 상태의 파지 장치(1a)의 정면도를 도시한다. 도 10(a), (b)에 도시된 파지 장치(1a)에 의해 파지되는 파지 대상물(T3)은 단단한 재질의 파지 대상물(T3)이다.

도 10(a)에 도시된 바와 같이, 파지 장치(1a)는, 핑거부(50a)가 파지 대상물(T3)에 접촉할 때까지 파지 대상물(T3)에 근접한다. 도 10(b)에 도시된 바와 같이, 파지 장치(1a)의 핑거부(50a)의 흡인부(52)가 파지 대상물(T3)에 접촉하면 흡인구(51)가 핑거부(50a)에서 접촉면과 동일면이 되는 위치까지 흡인부(52)가 핑거부(50a) 쪽으로 이동한다. 또한, 파지 장치(1a)의 핑거부(50a)에서 흡인부(52)가 파지 대상물(T3)에 접촉하면, 거기서 흡인구(51)에 의한 흡인이 시작된다. 파지 장치(1a)는 흡인구(51)로부터의 흡인에 의한 부압에 의해 파지 대상물(T3)를 파지할 수 있다.

제2 실시예에 따르면, 파지 장치(1a)가 흡인구(51)로부터의 흡인에 의해 파지 대상물을 흡착 유지할 수 있기 때문에 파지 장치(1a)는 2개의 핑거부(50a)에 의해 파지 대상물을 끼우지 않고 파지 대상물을 파지할 수 있다. 따라서, 파지 장치(1a)는 2개의 핑거부(50a)에 의해 끼우는 것을 할 수 없는 큰 파지 대상물에 대해서도 파지를 할 수 있다. 또한, 형상에 따라 파지될 수 없는 파지 대상물이라도 파지 장치(1a)가 파지 대상물을 흡착 유지할 수 있다. 이에 따라서, 파지 대상물의 대상을 넓힐 수 있고, 많은 종류의 파지 대상물을 파지할 수 있다.

또한, 본 실시예에 따르면, 흡인구(51)가 핑거부(50a)에 대해 돌출한 위치로부터, 핑거부(50a)의 파지 대상물과 접촉하는 면과 동일면이 되는 위치까지 이동하도록 구성되어 있기 때문에, 핑거부(50a)의 흡인부(52)가 파지 대상물(T3)과 맞닿는 때에, 흡인부(52)가 핑거부(50a) 쪽으로 이동한다. 흡인부(52)가 스프링(54)에 의해 핑거부(50a)로부터 돌출되는 방향으로 바이어스된 상태에서 파지 대상물(T3)로부터 벗어나는 방향으로 이동하는 것이 가능하기 때문에 흡인부(52)가 파지 대상물(T3)과 맞닿는 때에 흡인부(52)에 작용하는 충격을 흡인부 이동 기구(53)가 흡수할 수 있다. 따라서, 흡인부(52)가 파지 대상물(T3)과 맞닿는 때에, 핑거부(50a), 흡인부(52) 및 파지 대상물(T3)에 작용하는 부하를 감소시킬 수 있다. 핑거부(50a) 및 흡인부(52)로의 부하가 감소되므로, 핑거부(50a) 및 흡인부(52)의 내구성을 향상시킬 수 있다. 또한 파지 대상물(T3)의 파지를 수행할 때에, 파지 대상물(T3)으로의 부하가 감소되므로, 파지 대상물(T3)의 품질을 높게 유지할 수 있다.

여기서, 본 실시예에 따르면, 베이스부(30a)에 대해서, 변위부(40a)가 도 9에 도시된 화살표 방향으로 이동 가능하게 구성되어 있다. 핑거부(50a)의 흡인부(52)가 파지 대상물(T3)과 맞닿는 때에 변위부(40a)가 파지 대상물(T3)로 향하는 방향과는 반대 방향으로 이동하는 것이 가능하게 구성되어 있다. 따라서, 핑거부(50a)의 흡인부(52)가 파지 대상물(T3)과 맞닿는 때에, 변위부(40a)가 파지 대상물로 향하는 방향과는 반대 방향으로 이동하는 것에 의해 변위부(40a)가 맞닿는 때의 충격을 흡수할 수 있다. 이러한 구성에 의해서도, 핑거부(50a)가 파지 대상물(T3)과 맞닿는 때의 핑거부(50a), 흡인부(52) 및 파지 대상물(T3)에 작용하는 부하를 감소시킬 수 있다.

또한, 핑거부(50a)의 흡인부(52)가 파지 대상물(T3)와 맞닿는 때에는, 흡인구(51)가 핑거부(50a)로부터 돌출하는 위치에 배치되어 있다. 핑거부(50a)가 파지 대상물(T3)의 파지를 수행하기 위해 핑거부(50a)가 파지 대상물(T3)에 접촉할 때에는 흡인구(51)가 핑거부(50a)에서 파지 대상물(T3) 쪽으로 돌출된 상태에서 흡인부(52)의 선단부가 파지 대상물(T3)에 접촉한다. 따라서, 흡인구(51)로부터 흡인을 수행할 때에, 흡인부(52)의 선단이 파지 대상물(T3)에 확실하게 맞닿은 상태에서 흡인구(51)로부터 흡인을 수행할 수 있다. 이에 따라서, 흡인구(51)로부터의 흡인에 의해 파지 대상물을 흡인부(52)에 흡착시킬 때에, 흡착력을 확실하게 발휘시킬 수 있다. 따라서, 파지 대상물(T3)의 흡착을 확실하게 할 수 있다.

또한, 제1 실시예의 파지 장치(1)와 마찬가지로, 제2 실시예의 파지 장치(1a)에 대해서도, 유연하면서도 얇은 봉지 형상의 파지 대상물에 대한 파지를 할 수 있다. 파지 장치(1a)가 유연하면서도 얇은 봉지 형상의 파지 대상물을 파지할 때의 파지 장치(1a)의 공정의 순서는 제1 실시예의 파지 장치(1)와 동일하다. 이 경우, 파지 장치(1a)가 파지 대상물의 일부가 느슨해지는 것에 의해 형성된 루프 형상의 부분을 유지하는 때에, 흡인구(51)로부터의 흡인에 의한 흡인력을 보조적으로 사용할 수 있다.

도 11에, 제2 실시예의 파지 장치(1a)를 사용하여, 유연하면서도 얇은 봉지 형상의 파지 대상물(P2)을 파지할 때의 파지 장치(1a)의 정면도를 도시한다. 도 11(a)는 파지 장치(1a)가 파지 대상물(P2)에 근접해 있는 상태의 파지 장치(1a)의 정면도를 도시하고, 도 11(b)는 파지 장치(1a)가 파지 대상물(P2)을 파지하고 있는 상태의 파지 장치(1a)의 정면도를 도시한다.

도 11(a)에 도시된 바와 같이, 파지 장치(1a)는 파지 대상물(P2)에 접촉할 때까지 파지 대상물(P2)에 근접한다. 파지 장치(1a)가 파지 대상물(P2)에 접촉하면 거기서 파지 대상물(P2)의 일부에 의해 루프 형상의 부분이 형성되고, 루프 형상의 부분이 핑거부(50a)에 의해 끼워짐으로써 파지 대상물(P2)이 파지 장치(1a)에 의해 파지된다. 또한, 이 때에, 파지 장치(1a)의 흡인부(52)에서 흡인구(51)로부터 흡인이 시작된다. 파지 장치(1a)는 파지 대상물(P2)의 일부에 의해 형성된 루프 형상의 부분을 핑거부(50a)에 끼워 파지함과 동시에, 흡인구(51)로부터의 부압에 의해 파지 대상물(P2)의 일부에 의해 형성된 루프 형상의 부분을 흡착하여 파지할 수 있다.

본 실시예에 따른 파지 장치(1a)에서는, 파지 장치(1a)가 파지 대상물(P2)의 일부에 의해 형성된 루프 형상의 부분을 끼워 넣는 동시에, 흡인구(51)로부터의 흡인에 의한 흡착력을 보조적으로 사용함으로써 파지 대상물(P2)의 일부에 의해 형성된 루프 형상의 부분을 파지할 수 있다. 따라서, 파지 장치(1a)는 핑거부(50a) 의해 끼우는 힘과, 흡인구(51)로부터의 흡인에 의한 흡착력을 모두 사용해 파지 대상물(P2)을 파지할 수 있다. 따라서, 파지 장치(1a)는 파지 대상물(P2)을 파지할 때에, 더 큰 힘을 발휘시켜 파지 대상물(P2)을 파지할 수 있다.

파지 대상물(P2)의 일부에 의해 형성된 루프 형상의 부분이 핑거부(50a)에 의해 끼워 지면, 흡인부(52)는 핑거부(50a) 쪽으로 이동한다. 이와 같이, 흡인구(51)가 핑거부(50a)에 대해 돌출한 위치로부터, 흡인구(51)가 핑거부(50a)의 파지 대상물(P2)과 접하는 면과 동일면이 되는 위치까지 흡인부(52)가 핑거부(50a) 쪽으로 이동한다.

본 실시예에 따르면, 파지 장치(1a)가 더 큰 힘에 의해 파지 대상물의 파지를 할 수 있기 때문에 더 무거운 파지 대상물에 대해서도 파지를 할 수 있다. 따라서, 파지 대상물의 대상을 넓힐 수 있고, 더 많은 종류의 파지 대상물을 파지할 수 있다. 또한, 파지 대상물을 파지할 때에, 더 큰 파지력에 의해 파지를 할 수 있기 때문에, 파지 대상물을 파지한 후 확실하게 파지한 상태를 유지할 수 있다.

여기서, 본 실시예에 따르면, 흡인부 이동 기구(53)가 스프링(54)을 구비하고, 스프링(54)에 의해 흡인부(52)가 기준 방향으로 바이어스되어 있는 형태에 대해 설명하였다. 그러나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않는다. 흡인부 이동 기구(53)가 스프링(54)을 대신하여 주름진 형상으로 형성된 벨로우즈 부재를 구비하고, 벨로우즈 부재를 통해 흡인부(52)가 흡인부 이동 기구(53)에 접속되어 있어도 좋다. 즉, 주름진 형상의 벨로우즈 부재에 의해 흡인부(52)가 접속됨으로써, 흡인부(52)가 핑거부(50a)에 대해 이동 가능하게 구성되어 있어도 좋다.

1, 1a: 파지 장치
20: 베이스부
40: 변위부
50, 50a: 핑거부
51: 흡인구

Claims

베이스부와,
상기 베이스부에 대해 변위 가능한 변위부와,
파지 대상물에 접촉해 파지 대상물을 파지하는 것이 가능한 제1 핑거 및 제2 핑거와,
상기 제1 핑거 및 상기 제2 핑거를 구동시키는 구동부를 구비하고,
상기 제1 핑거 및 상기 제2 핑거는 서로 근접하는 방향으로의 이동을 허용하도록 상기 변위부에 의해 지지되어 있는 것을 특징으로 하는 파지 장치.
제1항에 있어서,
상기 변위부는 변위하는 방향에 구속되지 않고 변위 가능한 것을 특징으로 하는 파지 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 변위부는 상기 제1 핑거 및 상기 제2 핑거가 서로 근접하는 방향으로 이동했을 때 파지 대상물을 가압함으로써 생기는 반력에 의해 변위하는 것을 특징으로 하는 파지 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 변위부는 파지 대상물에 대해 근접, 이격하는 방향을 따라 변위 가능한 것을 특징으로 하는 파지 장치.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 핑거 및 상기 제2 핑거가 서로 근접하는 방향으로 이동하도록 구동되면, 상기 제1 핑거 및 상기 제2 핑거는 상기 변위부에 대하여 파지 대상물 쪽으로 이동하면서 서로 근접하는 방향으로 이동하는 것을 특징으로 하는 파지 장치.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 변위부와 상기 제1 핑거 사이에 장착된 제1 접속부와,
상기 변위부에 장착되고, 상기 제1 접속부를 상기 변위부에 대해 회전 가능하게 지지하는 제1 회전축과,
상기 변위부와 상기 제2 핑거 사이에 장착된 제2 접속부와,
상기 변위부에 장착되고, 상기 제2 접속부를 상기 변위부에 대해 회전 가능하게 지지하는 제2 회전축을 구비하고,
상기 제1 핑거는 상기 제1 회전축을 중심으로 원호 형상으로 이동하고,
상기 제2 핑거는 상기 제2 회전축을 중심으로 원호 형상으로 이동하는 것을 특징으로 하는 파지 장치.
제6항에 있어서,
상기 제1 핑거 및 상기 제2 핑거는 상기 베이스부로부터 파지 대상물로 향하는 기준 방향에 대해 각각 90도 이상의 각도가 되는 위치까지 원호 형상으로 이동하는 것이 가능한 것을 특징으로 하는 파지 장치.
제7항에 있어서,
상기 제1 핑거 및 상기 제2 핑거가 파지 대상물에 맞닿은 상태에서, 상기 구동부에 의해 상기 제1 핑거 및 상기 제2 핑거가 서로 근접하는 방향으로 이동하도록 구동될 때, 상기 제1 핑거 및 상기 제1 접속부를 통해 상기 변위부가 파지 대상물로부터 이격하는 방향으로 밀리는 동시에, 상기 제2 핑거 및 상기 제2 접속부를 통해 상기 변위부가 파지 대상물로부터 이격하는 방향으로 밀려 상기 변위부가 이동하는 것을 특징으로 하는 파지 장치.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 구동부에 의해 상기 제1 핑거 및 상기 제2 핑거가 서로 근접하는 방향으로 이동하도록 구동될 때, 상기 제1 핑거 및 상기 제2 핑거는 파지 대상물로 향하는 방향으로 파지 대상물을 가압하면서, 서로 근접하는 방향으로 이동하는 것을 특징으로 하는 파지 장치.
제9항에 있어서,
파지 대상물이 유연하면서 얇은 것으로 지지면에 펄쳐진 상태에서 지지되는 경우에, 상기 구동부에 의해 상기 제1 핑거 및 상기 제2 핑거가 서로 근접하는 방향으로 이동하도록 구동되면, 파지 대상물의 일부를 상기 제1 핑거와 상기 제2 핑거 사이에 끌어 당기면서 상기 제1 핑거와 상기 제2 핑거가 서로 근접하는 방향으로 이동함으로써 상기 제1 핑거 및 상기 제2 핑거와 파지 대상물이 맞닿는 접촉부들의 사이에서 파지 대상물의 일부가 끌어 당겨져 느슨한 부분이 형성되고, 상기 제1 핑거와 상기 제2 핑거가 느슨한 부분을 끼워 파지하는 것을 특징으로 하는 파지 장치.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 핑거 및 상기 제2 핑거는 파지 대상물을 파지할 때에 파지 대상물과 맞닿는 위치에 흡인이 이루어지는 흡인구를 구비하는 흡인부를 각각 구비하는 것을 특징으로 하는 파지 장치.
제11항에 있어서,
상기 흡인부는 상기 흡인구가 상기 제1 핑거 및 상기 제2 핑거로부터 돌출된 위치로부터 상기 제1 핑거 및 상기 제2 핑거 쪽으로 이동 가능한 것을 특징으로 하는 파지 장치.
제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
로봇의 핸드부로서 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 파지 장치.