KR20200081303A

KR20200081303A - Gripper

Info

Publication number: KR20200081303A
Application number: KR1020190175185A
Authority: KR
Inventors: 이병주; Long Kang; 서종태
Original assignee: 한양대학교 에리카산학협력단
Priority date: 2018-12-27
Filing date: 2019-12-26
Publication date: 2020-07-07
Also published as: KR102269012B1

Abstract

Provided is a gripper comprising: at least two finger units facing each other in a symmetrical manner and having a finger tip at an end thereof; and a driving unit connected to the finger units and operating the finger units to grip an object to be gripped. The finger units include: a non-driving link installed between the driving unit and the finger tip, and not driven by the driving unit; an intermediate link installed between the finger tip and the non-driving link, and installed in a different direction from the non-driving link; a first driving link installed between the driving unit and the intermediate link, and driven by the driving unit to operate the non-driving link and the intermediate link while the finger tip is maintained in an initial installation state; and a second driving link installed between the driving unit and the intermediate link and driven by the driving unit to operate the finger tip. Accordingly, the gripper having three degrees of freedom is provided.

Description

Gripper

본 발명은 그리퍼에 관련된 것으로 보다 구체적으로는, 3개의 자유도를 갖는 그리퍼에 관련된 것이다.The present invention relates to a gripper, and more particularly, to a gripper having three degrees of freedom.

산업용 어플리케이션에 사용되는 대부분의 그리퍼는 단일 작업을 수행하고 이에 따라 3개 미만의 자유도를 갖도록 설계된다.Most grippers used in industrial applications are designed to perform a single task and thus have less than three degrees of freedom.

또한, 보다 유연하고 다양한 잡는 작업을 수행할 수 있도록 설계된, 예컨대, 기계식 로봇 손과 같은 그리퍼는 일반적으로 복잡하고 값이 비싸며 제어하기 어렵고 시스템에 통합하기 어려운 문제가 있다.In addition, grippers, such as mechanical robotic hands, designed to perform more flexible and diverse gripping tasks, are generally complex, expensive, difficult to control, and difficult to integrate into systems.

이러한 기계식 로봇 손과 같은 그리퍼는 여러 개의 자유도(예를 들어 3개)로 손가락을 정밀하게 제어하기 위해 여러 개의 엑추에이터를 사용하게 된다. 하지만, 모든 엑추에이터를 기저부에 배치할 수 없기 때문에 손가락에 큰 관성이 추가된다.Grippers, such as mechanical robotic hands, use multiple actuators to precisely control a finger with multiple degrees of freedom (eg 3). However, not all actuators can be placed at the base, which adds great inertia to the finger.

손가락을 정밀 제어하는 모든 엑추에이터를 기저부에 위치시키기 위한 방안으로, 일부 그리퍼에서는 와이어 전송 메커니즘이 적용되고 있다.As a way to place all actuators that precisely control the fingers at the base, a wire transfer mechanism is applied in some grippers.

그러나 와이어 전송 메커니즘이 그리퍼에 적용되면, 풀리 사용으로 인해 마찰이 발생되는 문제가 있고, 커플링 효과로 인해 잡기 성능이 저하되는 문제가 있다. 또한, 와이어 전송 메커니즘이 그리퍼에 적용되면, 복잡성이 증가되고, 안전성이 감소되는 문제가 있다.However, when the wire transmission mechanism is applied to the gripper, there is a problem that friction is generated due to the use of a pulley, and there is a problem that the gripping performance is deteriorated due to a coupling effect. In addition, when the wire transmission mechanism is applied to the gripper, there is a problem that complexity increases and safety decreases.

본 발명이 해결하고자 하는 일 기술적 과제는, 3개의 자유도를 갖는 그리퍼를 제공하는 데 있다.One technical problem to be solved by the present invention is to provide a gripper having three degrees of freedom.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, 평행 파지 및 자기 적응형 파지가 가능한 그리퍼를 제공하는 데 있다.Another technical problem to be solved by the present invention is to provide a gripper capable of parallel gripping and self-adaptive gripping.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 파지 성능이 향상된 그리퍼를 제공하는 데 있다.Another technical problem to be solved by the present invention is to provide a gripper with improved gripping performance.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 구조가 간소화된 그리퍼를 제공하는 데 있다.Another technical problem to be solved by the present invention is to provide a gripper having a simplified structure.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 안전성이 향상된 그리퍼를 제공하는 데 있다.Another technical problem to be solved by the present invention is to provide a gripper with improved safety.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 상술된 것에 제한되지 않는다.The technical problem to be solved by the present invention is not limited to the above.

상기 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 그리퍼를 제공한다.In order to solve the above technical problem, the present invention provides a gripper.

일 실시 예에 따르면, 그리퍼는, 서로 대칭을 이루며 마주하고, 말단에 핑거 팁을 구비하는 적어도 둘 이상의 핑거부; 및 상기 핑거부와 연결되며, 파지 대상물을 파지하도록 상기 핑거부를 동작시키는 구동부를 포함하되, 상기 핑거부는, 상기 구동부와 상기 핑거 팁 사이에 설치되며, 상기 구동부에 의해 비 구동되는 비 구동 링크; 상기 핑거 팁과 상기 비 구동 링크 사이에 설치되되, 상기 비 구동 링크와 다른 방향으로 설치되는 중간 링크; 상기 구동부와 상기 중간 링크 사이에 설치되며, 상기 구동부에 의해 구동되어 상기 핑거 팁이 초기 설치 상태로 유지되는 가운데 상기 비 구동 링크와 상기 중간 링크를 동작시키는 제1 구동 링크; 및 상기 구동부와 상기 중간 링크 사이에 설치되며, 상기 구동부에 의해 구동되어 상기 핑거 팁을 동작시키는 제2 구동 링크를 포함할 수 있다.According to one embodiment, the gripper is symmetrical to each other, facing each other, at least two or more finger portions having finger tips at the ends; And a driving unit connected to the finger unit and operating the finger unit to grip a gripping object, wherein the finger unit is provided between the driving unit and the finger tip, and is non-driven by a non-driving link by the driving unit; An intermediate link installed between the finger tip and the non-driving link, and installed in a different direction from the non-driving link; A first driving link installed between the driving unit and the intermediate link, and driven by the driving unit to operate the non-drive link and the intermediate link while the finger tip is maintained in an initial installation state; And a second driving link installed between the driving unit and the intermediate link and driven by the driving unit to operate the finger tip.

일 실시 예에 따르면, 상기 비 구동 링크와 상기 중간 링크가 이루는 상대 각도는 180도 미만일 수 있다.According to one embodiment, the relative angle between the non-drive link and the intermediate link may be less than 180 degrees.

일 실시 예에 따르면, 상기 핑거부는 스토퍼를 더 포함하며, 상기 스토퍼는, 상기 상대 각도를 증가시키는 방향으로의 상기 중간 링크 회전을 구속할 수 있다.According to one embodiment, the finger portion further includes a stopper, and the stopper may constrain rotation of the intermediate link in a direction of increasing the relative angle.

일 실시 예에 따르면, 상기 스토퍼는 상기 비 구동 링크와 상기 중간 링크가 조인트 결합된 제1 조인트부와 접하는 상기 중간 링크의 일측으로부터 상기 비 구동 링크의 일면과 나란한 방향으로 돌출 형성될 수 있다.According to one embodiment, the stopper may be formed to protrude in a direction parallel to one surface of the non-driving link from one side of the intermediate link in contact with the first joint portion of the non-driving link and the intermediate link joint.

일 실시 예에 따르면, 상기 핑거부는 탄성 부재를 더 포함하며, 상기 탄성 부재는, 상기 제1 구동 링크에 의해 상기 중간 링크의 기울기가 상기 상대 각도를 줄이는 형태로 변화 시 탄성 변형되고, 상기 제1 구동 링크의 비 구동 시 상기 비 구동 링크와 상기 중간 링크가 최초 설정된 상기 상대 각도를 다시 이루도록 탄성 복원력을 통해 상기 중간 링크의 기울기를 최초 상태로 복귀시킬 수 있다.According to one embodiment, the finger portion further includes an elastic member, wherein the elastic member is elastically deformed when the slope of the intermediate link is reduced to the form of reducing the relative angle by the first driving link, and the first When the driving link is not driven, the inclination of the intermediate link may be returned to the initial state through an elastic restoring force so that the non-driving link and the intermediate link re-establish the relative angle initially set.

일 실시 예에 따르면, 상기 탄성 부재는 상기 비 구동 링크와 상기 중간 링크가 조인트 결합된 제1 조인트부에 구비될 수 있다.According to one embodiment, the elastic member may be provided in the first joint portion of the non-driving link and the intermediate link joint.

일 실시 예에 따르면, 상기 핑거부는, 상기 제1 구동 링크와 상기 중간 링크 사이에 설치되되, 길이 방향 양단이 각각, 상기 제1 구동 링크와 상기 중간 링크에 조인트 결합되는 제1 연결 링크; 상기 비 구동 링크와 상기 중간 링크가 조인트 결합된 제1 조인트부에 회전 가능하게 연결되는 절곡부를 구비하는 제2 연결 링크; 상기 제2 구동 링크와 상기 제2 연결 링크 사이에 설치되되, 길이 방향 양단이 각각, 상기 제2 구동 링크의 길이 방향 일단과 상기 제2 연결 링크의 길이 방향 일단에 조인트 결합되는 제3 연결 링크; 상기 핑거 팁과 상기 중간 링크가 조인트 결합된 제2 조인트부에 길이 방향 일단이 회전 가능하게 연결되는 제4 연결 링크; 및 상기 제2 연결 링크와 상기 제4 연결 링크 사이에 설치되되, 길이 방향 양단이 각각, 상기 제2 연결 링크의 길이 방향 타단과 상기 제 연결 링크의 길이 방향 타단에 조인트 결합되는 제5 연결 링크를 더 포함할 수 있다.According to one embodiment, the finger portion is provided between the first drive link and the intermediate link, the first connection link having both ends in the longitudinal direction, jointly coupled to the first drive link and the intermediate link; A second connection link having a bent portion rotatably connected to the first joint portion where the non-drive link and the intermediate link are jointly coupled; A third connection link provided between the second drive link and the second connection link, wherein both ends in the longitudinal direction are jointly coupled to one end in the longitudinal direction of the second drive link and one end in the longitudinal direction of the second connection link; A fourth connection link rotatably connected to a second joint portion in which the finger tip and the intermediate link are jointly coupled; And a fifth connection link installed between the second connection link and the fourth connection link, wherein both ends in the longitudinal direction are jointly coupled to the other end in the longitudinal direction of the second connection link and the other end in the longitudinal direction of the second connection link. It may further include.

일 실시 예에 따르면, 제1 파지 동작 모드를 포함하되, 상기 제1 파지 동작 모드에서는 상기 구동부에 의해 상기 제1 구동 링크가 상측 방향으로 회전되고, 상기 제1 구동 링크의 회전에 의해 상기 중간 링크가 상기 파지 대상물을 감싸는 방향으로 이동됨에 따라 상기 비 구동 링크가 상기 파지 대상물을 향해 회전되어 상기 파지 대상물을 파지하되, 상기 파지 대상물에 상기 비 구동 링크만 접촉된 경우, 상기 중간 링크가 상기 제1 조인트부를 축으로 회전하여 상기 파지 대상물에 접촉되어 상기 파지 대상물을 최종적으로 파지할 수 있다.According to an embodiment, a first gripping operation mode is included. In the first gripping operation mode, the first driving link is rotated upward by the driving unit, and the intermediate link is rotated by rotation of the first driving link. When the non-driving link is rotated toward the gripping object to grasp the gripping object as the moving in the direction surrounding the gripping object, the intermediate link is the first link if the gripping object is in contact with only the non-driving link. The joint can be rotated axially to be in contact with the object to be gripped to finally grip the object to be gripped.

일 실시 예에 따르면, 제2 파지 동작 모드를 더 포함하되, 상기 제2 파지 동작 모드에서는 상기 구동부에 의해 상기 제2 구동 링크가 상측 방향으로 회전되고, 상기 제2 구동 링크의 회전에 의해 이동되는 상기 제3 연결 링크에 의해 상기 제2 연결 링크가 상기 제1 조인트부를 축으로 회전하면서 상기 제5 연결 링크를 상측 방향으로 이동시키며, 상기 제5 연결 링크의 상측 방향 이동 시 상기 제4 연결 링크가 기울어지고, 상기 제4 연결 링크의 기울어짐에 따라 상기 핑거 팁의 방향이 전환될 수 있다.According to an embodiment, a second gripping operation mode is further included. In the second gripping operation mode, the second driving link is rotated upward by the driving unit and moved by rotation of the second driving link. The fifth connection link moves the fifth connection link upward while the second connection link rotates the first joint portion axially, and the fourth connection link moves when the fifth connection link moves upward. Tilt, and the direction of the finger tip may be switched according to the inclination of the fourth connection link.

일 실시 예에 따르면, 상기 구동부는, 제1 모터; 상기 제1 모터에 의해 회전되는 제1 웜 기어; 및 상기 제1 웜 기어에 맞물려 회전되며, 상기 제1 구동 링크가 회전 가능하게 축 결합되는 제1 웜 휠을 포함하되, 상기 제1 웜 휠은 상기 제1 구동 링크와 대응되는 개수로 구비되며, 둘 이상으로 구비되는 상기 제1 웜 휠은 하나의 상기 제1 웜 기어에 의해 구동될 수 있다.According to one embodiment, the driving unit, the first motor; A first worm gear rotated by the first motor; And a first worm wheel that is rotated in engagement with the first worm gear and is axially coupled to the first drive link, wherein the first worm wheel is provided in a number corresponding to the first drive link, The first worm wheel provided with two or more may be driven by one of the first worm gears.

일 실시 예에 따르면, 상기 구동부는, 제2 모터; 상기 제2 모터에 의해 회전하는 제2 웜 기어; 및 상기 제2 웜 기어에 맞물려 회전되며, 상기 제2 구동 링크가 회전 가능하게 축 결합되는 제2 웜 휠을 포함하되, 상기 제2 웜 기어 및 상기 제2 웜 휠은 상기 제2 구동 링크와 대응되는 개수로 구비되어, 각각의 제2 구동 링크를 독립 구동시킬 수 있다.According to one embodiment, the driving unit, the second motor; A second worm gear rotated by the second motor; And a second worm wheel that is engaged with the second worm gear and is rotatably axially coupled to the second drive link, wherein the second worm gear and the second worm wheel correspond to the second drive link. It is provided in the number, it is possible to independently drive each of the second drive link.

본 발명의 실시 예에 따르면, 서로 대칭을 이루며 마주하고, 말단에 핑거 팁을 구비하는 적어도 둘 이상의 핑거부; 및 상기 핑거부와 연결되며, 파지 대상물을 파지하도록 상기 핑거부를 동작시키는 구동부;를 포함하되, 상기 핑거부는, 상기 구동부와 상기 핑거 팁 사이에 설치되며, 상기 구동부에 의해 비 구동되는 비 구동 링크; 상기 핑거 팁과 상기 비 구동 링크 사이에 설치되되, 상기 비 구동 링크와 다른 방향으로 설치되는 중간 링크; 상기 구동부와 상기 중간 링크 사이에 설치되며, 상기 구동부에 의해 구동되어 상기 핑거 팁이 초기 설치 상태로 유지되는 가운데 상기 비 구동 링크와 상기 중간 링크를 동작시키는 제1 구동 링크; 및 상기 구동부와 상기 중간 링크 사이에 설치되며, 상기 구동부에 의해 구동되어 상기 핑거 팁을 동작시키는 제2 구동 링크를 포함할 수 있다. 이에 따라, 3개의 자유도를 가지며, 평행 파지 및 자기 적응형 파지가 가능하고, 특히, 파지 성능이 향상된 그리퍼가 제공될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, at least two or more finger parts facing each other symmetrically and having finger tips at the ends; And a driving unit connected to the finger unit and operating the finger unit to grip a gripping object, wherein the finger unit is installed between the driving unit and the finger tip, and is non-driven by a non-driving unit by the driving unit; An intermediate link installed between the finger tip and the non-driving link, and installed in a different direction from the non-driving link; A first driving link installed between the driving unit and the intermediate link, and driven by the driving unit to operate the non-drive link and the intermediate link while the finger tip is maintained in an initial installation state; And a second driving link installed between the driving unit and the intermediate link and driven by the driving unit to operate the finger tip. Accordingly, a gripper having three degrees of freedom, parallel gripping and self-adaptive gripping is possible, and in particular, a gripper with improved gripping performance can be provided.

또한, 본 발명의 실시 예에 따르면, 모든 엑추에이터를 기저부에 위치시킴으로써, 구조가 간소화된 그리퍼가 제공될 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, by placing all actuators at the base, a gripper having a simplified structure can be provided.

또한, 본 발명의 실시 예에 따르면, 각각의 작동 링크를 동작시키는 웜기어를 통해 자체 잠금 전달 메커니즘을 구현함으로써, 전원 비 인가 시 안전을 보장할 수 있는 그리퍼가 제공될 수 있다.Further, according to an embodiment of the present invention, by implementing a self-locking transmission mechanism through a worm gear that operates each operation link, a gripper capable of ensuring safety when power is not applied may be provided.

또한, 본 발명의 실시 예에 따르면, 핑거 팁이 단단한 물체나 바닥에 충돌하더라도 설정된 각도가 그대 유지됨으로써, 안전성이 향상된 그리퍼가 제공될 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, even if the finger tip collides against a hard object or the floor, the set angle is maintained so that a gripper with improved safety can be provided.

또한, 본 발명의 실시 예에 따르면, 부족구동되는 그리퍼가 제공될 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, a gripper that is insufficiently driven may be provided.

도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 그리퍼를 나타낸 사시도들이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 그리퍼를 나타낸 정면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 그리퍼의 일측 핑거부를 나타낸 정면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 탄성 부재의 설치 모습을 나타낸 투명도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 핑거부를 나타낸 부분 확대도이다.
도 7 내지 도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 그리퍼의 평행 파지 동작을 순서대로 나타낸 모식도들이다.
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 그리퍼 구동 방법을 나타낸 흐름도로, 제1 파지 동작 모드를 나타낸 흐름도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 그리퍼 구동 방법에서, S110 단계를 나타낸 모식도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 그리퍼 구동 방법에서, S120 단계를 나타낸 모식도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시 예에 따른 그리퍼 구동 방법을 나타낸 흐름도로, 제2 파지 동작 모드를 나타내 흐름도이다.
도 15는 본 발명의 일 실시 예에 따른 그리퍼 구동 방법에서, S210 단계를 나타낸 모식도이다.
도 16은 본 발명의 일 실시 예에 따른 그리퍼 구동 방법에서, S220 단계를 나타낸 모식도이다.
도 17 내지 도 20은 본 발명의 일 실시 예에 따른 그리퍼가 다양한 환경에 적응하면서 동작하는 모습을 예시한 모식도들이다.1 and 2 are perspective views showing a gripper according to an embodiment of the present invention.
3 is a front view showing a gripper according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a front view showing one finger portion of the gripper according to an embodiment of the present invention.
5 is a transparency diagram showing the installation of the elastic member according to an embodiment of the present invention.
6 is a partially enlarged view showing a finger portion according to an embodiment of the present invention.
7 to 10 are schematic diagrams sequentially showing the gripping operation of the gripper according to an embodiment of the present invention.
11 is a flowchart illustrating a gripper driving method according to an embodiment of the present invention, and is a flowchart illustrating a first gripping operation mode.
12 is a schematic view showing a step S110 in the gripper driving method according to an embodiment of the present invention.
13 is a schematic view showing a step S120 in the gripper driving method according to an embodiment of the present invention.
14 is a flowchart illustrating a gripper driving method according to an embodiment of the present invention, and is a flowchart illustrating a second gripping operation mode.
15 is a schematic view showing a step S210 in the gripper driving method according to an embodiment of the present invention.
16 is a schematic view showing a step S220 in the gripper driving method according to an embodiment of the present invention.
17 to 20 are schematic diagrams illustrating a state in which the gripper operates while adapting to various environments according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명할 것이다. 그러나 본 발명의 기술적 사상은 여기서 설명되는 실시 예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화 될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the technical spirit of the present invention is not limited to the embodiments described herein and may be embodied in other forms. Rather, the embodiments introduced herein are provided to ensure that the disclosed contents are thorough and complete and that the spirit of the present invention is sufficiently conveyed to those skilled in the art.

본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한, 도면들에 있어서, 형상 및 크기는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. In the present specification, when a component is referred to as being on another component, it means that it may be formed directly on another component, or a third component may be interposed between them. In addition, in the drawings, the shape and size are exaggerated for effective description of technical content.

또한, 본 명세서의 다양한 실시 예 들에서 제1, 제2, 제3 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 따라서, 어느 한 실시 예에 제 1 구성요소로 언급된 것이 다른 실시 예에서는 제 2 구성요소로 언급될 수도 있다. 여기에 설명되고 예시되는 각 실시 예는 그것의 상보적인 실시 예도 포함한다. 또한, 본 명세서에서 '및/또는'은 전후에 나열한 구성요소들 중 적어도 하나를 포함하는 의미로 사용되었다.Further, in various embodiments of the present specification, terms such as first, second, and third are used to describe various components, but these components should not be limited by these terms. These terms are only used to distinguish one component from another component. Therefore, what is referred to as the first component in one embodiment may be referred to as the second component in another embodiment. Each embodiment described and illustrated herein also includes its complementary embodiment. Also, in this specification,'and/or' is used to mean including at least one of the components listed before and after.

명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 또한, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 또한, 본 명세서에서 "연결"은 복수의 구성 요소를 간접적으로 연결하는 것, 및 직접적으로 연결하는 것을 모두 포함하는 의미로 사용된다.In the specification, a singular expression includes a plural expression unless the context clearly indicates otherwise. Also, terms such as “include” or “have” are intended to indicate the presence of features, numbers, steps, elements or combinations thereof described in the specification, and one or more other features, numbers, steps, or configurations. It should not be understood as excluding the possibility or presence of elements or combinations thereof. In addition, in this specification, "connecting" is used in a sense to include both indirectly connecting a plurality of components, and directly connecting.

또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.In addition, in the following description of the present invention, when it is determined that detailed descriptions of related known functions or configurations may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, detailed descriptions thereof will be omitted.

도 1 내지 도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 그리퍼를 설명하기 위한 도면들이다.1 to 10 are views for explaining a gripper according to an embodiment of the present invention.

도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 그리퍼(10)는 핑거부(100) 및 구동부(200)를 포함하여 형성될 수 있다.1 to 3, the gripper 10 according to an embodiment of the present invention may be formed to include a finger portion 100 and a driving portion 200.

핑거부(100)는 내부에 구동부(200)가 장착되어 있는 하우징(201)의 상면을 손바닥면으로 하여 이의 측부로부터 상향 구비될 수 있다. 이러한 핑거부(100)는 파지 대상물(도 12의 P)을 파지하기 위해 적어도 둘 이상 구비될 수 있다. 하기에서는 설명의 편의를 위해, 이러한 핑거부(100)가 한 쌍으로 구비되는 것으로 상정하여 설명하기로 한다.Finger portion 100 may be provided upward from the side of the upper surface of the housing 201, the drive unit 200 is mounted thereon as a palm surface. The finger portion 100 may be provided with at least two or more to grip the object to be gripped (P in FIG. 12). In the following, for convenience of description, it will be assumed that such finger parts 100 are provided as a pair.

한 쌍의 핑거부(100)는 서로 대칭을 이루며 마주할 수 있다. 각각의 핑거부(100) 말단에는 손가락 끝 역할을 하는 핑거 팁(fingertip)(110)이 구비될 수 있다. 핑거 팁(110)은 파지 대상물(도 12의 P)을 파지할 수 있는 접촉면을 가지며, 한 쌍의 핑거부(100)는 이러한 핑거 팁(110)의 접촉면이 마주하는 방향으로 구비될 수 있다. 이때, 초기 상태의 핑거 팁(110)은, 그 접촉면이 하우징(201)의 상면에 수직한 수직면을 이루도록 설정될 수 있다.The pair of finger portions 100 may face each other in a symmetrical manner. Fingertips 110 serving as fingertips may be provided at the ends of each finger portion 100. The finger tip 110 has a contact surface capable of gripping the object to be gripped (P in FIG. 12 ), and the pair of finger parts 100 may be provided in a direction in which the contact surface of the finger tip 110 faces. At this time, the finger tip 110 in the initial state, the contact surface may be set to form a vertical surface perpendicular to the upper surface of the housing 201.

본 발명의 일 실시 예에 따른 핑거부(100)는 이러한 핑거 팁(110)을 지지하고, 파지 대상물(도 12의 P)을 파지하기 위해, 비 구동 링크(120), 중간 링크(130), 제1 구동 링크(140) 및 제2 구동 링크(150)를 포함하여 형성될 수 있다.Finger portion 100 according to an embodiment of the present invention to support such a finger tip 110, to grip the object to be gripped (P in FIG. 12), non-driving link 120, intermediate link 130, It may be formed to include a first drive link 140 and the second drive link 150.

비 구동 링크(120)는 소정의 폭과 길이를 갖는 판상으로 구비될 수 있다. 비 구동 링크(120)는 핑거 팁(110)과 구동부(200) 사이에 설치될 수 있다. 구체적으로, 비 구동 링크(120)의 길이 방향 일단은 중간 링크(130)를 매개로 핑거 팁(110)과 연결될 수 있다. 또한, 비 구동 링크(120)의 길이 방향 타단은 구동부(200)에 연결될 수 있다.The non-driving link 120 may be provided in a plate shape having a predetermined width and length. The non-driving link 120 may be installed between the finger tip 110 and the driving unit 200. Specifically, one end in the longitudinal direction of the non-driven link 120 may be connected to the finger tip 110 via the intermediate link 130. In addition, the other end of the non-driving link 120 in the longitudinal direction may be connected to the driving unit 200.

이때, 본 발명의 일 실시 예에 따른 비 구동 링크(120)는 구동부(200)에 의해 비 구동될 수 있다.In this case, the non-drive link 120 according to an embodiment of the present invention may be non-driven by the drive unit 200.

중간 링크(130)는 소정의 폭과 길이를 갖는 판상으로 구비될 수 있다. 중간 링크(130)는 핑거 팁(110)과 비 구동 링크(120) 사이에 설치될 수 있다. 구체적으로, 비 구동 링크(120)와 마주하는 중간 링크(130)의 길이 방향 단부는 이와 마주하는 비 구동 링크(120)의 단부와 조인트 결합되어, 제1 조인트부(101)를 이룰 수 있다. 또한, 핑거 팁(110)과 마주하는 중간 링크(130)의 길이 방향 단부는 이와 마주하는 핑거 팁(110)의 단부와 조인트 결합되어, 제2 조인트부(102)를 이룰 수 있다.The intermediate link 130 may be provided in a plate shape having a predetermined width and length. The intermediate link 130 may be installed between the finger tip 110 and the non-driven link 120. Specifically, the longitudinal end of the intermediate link 130 facing the non-driven link 120 may be jointly coupled with the end of the non-driven link 120 facing the first linker 101. In addition, the longitudinal end of the intermediate link 130 facing the finger tip 110 may be jointly coupled with the end of the finger tip 110 facing the second tip portion 102.

여기서, 이와 같이, 핑거 팁(110)과 비 구동 링크(120) 사이에 설치되는 중간 링크(130)는 비 구동 링크(120)와 평행 배열되지 않도록 다른 방향으로 설치될 수 있다. 다시 말해, 중간 링크(130)는 비 구동 링크(120)와 다른 기울기를 갖도록 설치될 수 있다. 즉, 중간 링크(130)와 비 구동 링크(120)는 소정의 상대 각도를 갖는 구부러진 구조를 이룰 수 있다.Here, the intermediate link 130 installed between the finger tip 110 and the non-drive link 120 may be installed in different directions so as not to be arranged in parallel with the non-drive link 120. In other words, the intermediate link 130 may be installed to have a different slope from the non-driving link 120. That is, the intermediate link 130 and the non-driving link 120 may achieve a curved structure having a predetermined relative angle.

본 발명의 일 실시 예에서, 비 구동 링크(120)와 중간 링크(130)가 이루는 상대 각도는 180도 미만일 수 있다. 예를 들어, 비 구동 링크(120)와 중간 링크(130)가 이루는 상대 각도는 135도로 설정될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the relative angle between the non-driven link 120 and the intermediate link 130 may be less than 180 degrees. For example, the relative angle between the non-driving link 120 and the intermediate link 130 may be set to 135 degrees.

파지 대상물(도 12의 P)과 접촉되는 접촉면을 기준으로 볼 때, 중간 링크(130)의 접촉면은 핑거 팁(110)의 접촉면과 마찬가지로, 하우징(201)의 상면에 대해 수직면을 이룰 수 있고, 비 구동 링크(120)의 접촉면은 하우징(20)의 상면에 대해 경사면을 이룰 수 있다.Based on the contact surface in contact with the gripping object (P in FIG. 12 ), the contact surface of the intermediate link 130 may form a vertical surface with respect to the upper surface of the housing 201, like the contact surface of the finger tip 110, The contact surface of the non-driven link 120 may form an inclined surface with respect to the upper surface of the housing 20.

이와 같이, 비 구동 링크(120)와 중간 링크(130)가 구부러진 혹은 평행하지 않은 구조를 이루게 되면, 그리퍼(10)가 단단한 물체나 바닥에 충돌하더라도 구부러지면서 적응형 충돌 동작을 하게 된다. 즉, 비 구동 링크(120)와 중간 링크(130)가 구부러진 혹은 평행하지 않은 구조를 이루게 되면, 그리퍼(10)는 완충 효과를 갖는다. 이때, 이러한 완충 효과는 비 구동 링크(120)와 중간 링크(130)의 구부러진 구조에 더해, 이들이 조인트 결합되는 제1 조인트부(101)에 설치되는 탄성 부재(170)에 의해 구현될 수 있는데, 이에 대해서는 하기에서 보다 상세히 설명하기로 한다.As such, when the non-driving link 120 and the intermediate link 130 form a bent or non-parallel structure, the gripper 10 is bent even when it collides against a hard object or the floor, thereby performing an adaptive collision operation. That is, when the non-driving link 120 and the intermediate link 130 form a curved or non-parallel structure, the gripper 10 has a buffering effect. At this time, this cushioning effect can be realized by the elastic members 170 installed in the first joint part 101 to which they are jointly coupled, in addition to the bent structures of the non-driving link 120 and the intermediate link 130, This will be described in more detail below.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 제1 구동 링크(140)는 일 방향으로 연장된 바(bar) 형태로 구비될 수 있다. 제1 구동 링크(140)는 구동부(200)와 중간 링크(130) 사이에 설치될 수 있다. 이때, 제1 구동 링크(140)는 제1 연결 링크(145)를 매개로 중간 링크(130)와 연결될 수 있다.1 to 4, the first driving link 140 may be provided in a bar shape extending in one direction. The first driving link 140 may be installed between the driving unit 200 and the intermediate link 130. In this case, the first driving link 140 may be connected to the intermediate link 130 via the first connecting link 145.

이를 보다 상세히 설명하면, 제1 구동 링크(140)의 길이 방향 일단은 구동부(200)와 연결되고, 제1 구동 링크(140)의 길이 방향 타단은 제1 연결 링크(145)의 길이 방향 일단에 조인트 결합될 수 있다. 그리고 길이 방향 일단이 제1 구동 링크(140)에 조인트 결합되는 제1 연결 링크(145)의 길이 방향 타단은 중간 링크(130)의 길이 방향 일단에 조인트 결합될 수 있다.In more detail, one end in the longitudinal direction of the first driving link 140 is connected to the driving unit 200, and the other end in the longitudinal direction of the first driving link 140 is connected to one end in the longitudinal direction of the first connecting link 145. Can be jointed. In addition, the other end in the longitudinal direction of the first connection link 145, the longitudinal end of which is jointly coupled to the first drive link 140, may be jointly coupled to the longitudinal end of the intermediate link 130.

제1 연결 링크(145)와 중간 링크(130) 간의 조인트 결합은 비 구동 링크(120)와 중간 링크(130)가 조인트 결합되어 이루는 제1 조인트부(101)와 다른 위치의 중간 링크(130)의 일측에서 이루어질 수 있다. 여기서, 제1 연결 링크(145)는 제1 구동 링크(140)와 마찬가지로, 일 방향으로 연장된 바 형태로 구비될 수 있다.The joint connection between the first connection link 145 and the intermediate link 130 is a non-drive link 120 and the intermediate link 130, the intermediate link 130 of a different position from the first joint portion 101 formed by the joint coupling It can be made on one side. Here, the first connection link 145 may be provided in the form of a bar extending in one direction, like the first drive link 140.

이와 같이, 제1 연결 링크(145)를 매개로 중간 링크(130)와 연결되는 제1 구동 링크(140)는 구동부(200)에 의해 회전된다. 이에 따라, 제1 연결 링크(145) 및 중간 링크(130)가 제1 구동 링크(140)의 회전 방향으로 동작되고, 이로 인해, 중간 링크(130)와 조인트 결합되어 있는 비 구동 링크(120)를 제1 구동 링크(140)의 회전 방향으로 회전시킬 수 있게 된다. 이러한 동작으로 인해, 양측 핑거부(100)의 비 구동 링크(120)는 오므려지게 되고, 이를 통해, 양측 핑거부(100) 사이에 위치되는 파지 대상물(도 12의 P)을 파지할 수 있게 된다.As such, the first driving link 140 connected to the intermediate link 130 via the first connecting link 145 is rotated by the driving unit 200. Accordingly, the first connecting link 145 and the intermediate link 130 are operated in the rotational direction of the first driving link 140, thereby causing the non-drive link 120 to be jointly coupled with the intermediate link 130. It is possible to rotate in the direction of rotation of the first drive link 140. Due to this operation, the non-driving link 120 of the both finger portions 100 is closed, and through this, the gripping object (P in FIG. 12) positioned between the two finger portions 100 can be gripped. do.

제2 구동 링크(150)는 일 방향으로 연장된 바(bar) 형태로 구비될 수 있다. 제2 구동 링크(150)는 구동부(200)와 중간 링크(130) 사이에 설치될 수 있다. 이때, 제2 구동 링크(150)는 제2 연결 링크(151) 및 제3 연결 링크(152)를 매개로 중간 링크(130)와 연결될 수 있다.The second driving link 150 may be provided in a bar shape extending in one direction. The second driving link 150 may be installed between the driving unit 200 and the intermediate link 130. In this case, the second driving link 150 may be connected to the intermediate link 130 via the second connecting link 151 and the third connecting link 152.

이를 보다 상세히 설명하면, 제2 구동 링크(150)의 길이 방향 일단은 구동부(200)와 연결되고, 제2 구동 링크(150)의 길이 방향 타단은 제3 연결 링크(152)의 길이 방향 일단에 조인트 결합될 수 있다. 그리고 길이 방향 일단이 제2 구동 링크(150)에 조인트 결합되는 제3 연결 링크(152)의 길이 방향 타단은 제2 연결 링크(151)의 길이 방향 일단에 조인트 결합될 수 있다.In more detail, one end in the longitudinal direction of the second driving link 150 is connected to the driving unit 200, and the other end in the longitudinal direction of the second driving link 150 is connected to one end in the longitudinal direction of the third connecting link 152. Can be jointed. In addition, the other end of the third connection link 152 in which the longitudinal end is jointly coupled to the second driving link 150 may be jointly coupled to the longitudinal end of the second connecting link 151.

이때, 본 발명의 일 실시 예에 따른 제2 연결 링크(151)는 회전 각도 증폭을 위해, 길이 방향 중심이 절곡된 'V'자 형태의 링크로 구비될 수 있다. 제2 연결 링크(151)의 절곡부는 제1 조인트부(101)에 회전 가능하게 연결될 수 있다. 또한, 길이 방향 일단이 제3 연결 링크(152)와 조인트 결합되는 제2 연결 링크(151)의 길이 방향 타단은, 길이 방향 일단이 제4 연결 링크(153)에 조인트 결합되는 제5 연결 링크(154)의 길이 방향 타단에 조인트 결합될 수 있다.At this time, the second connection link 151 according to an embodiment of the present invention may be provided as a'V'-shaped link in which the longitudinal center is bent to amplify the rotation angle. The bent portion of the second connection link 151 may be rotatably connected to the first joint portion 101. In addition, the other end in the longitudinal direction of the second connection link 151, the longitudinal end of which is jointly coupled to the third connection link 152, the fifth connection link, the longitudinal end of which is jointly coupled to the fourth connection link 153 ( 154) may be jointly coupled to the other end in the longitudinal direction.

여기서, 제4 연결 링크(153)는 핑거 팁(110)과 중간 링크(130)가 조인트 결합되어 이루는 제2 조인트부(102)에 길이 방향 일단이 회전 가능하게 연결, 즉, 조인트 결합되고, 그 길이 방향 타단이, 제2 연결 링크(151)와 길이 방향 타단이 조인트 결합되는 제5 연결 링크(154)의 길이 방향 일단과 조인트 결합될 수 있다.Here, the fourth connection link 153 is rotatably connected to the second joint part 102 formed by the finger tip 110 and the intermediate link 130 being jointly coupled, that is, jointly coupled, The other end in the longitudinal direction may be jointly coupled with the one end in the longitudinal direction of the fifth connection link 154 to which the second connection link 151 and the other end in the longitudinal direction are jointly coupled.

이와 같이, 제2 연결 링크(151), 제3 연결 링크(152), 제4 연결 링크(153) 및 제5 연결 링크(154)를 매개로 핑거 팁(110)과 연결되는 제2 구동 링크(150)는 구동부(200)에 의해 회전되고, 이에 따라, 제3 연결 링크(152), 제2 연결 링크(151), 제5 연결 링크(154) 및 제4 연결 링크(153)가 차례로 동작되어, 제4 연결 링크(153)에 연결되어 있는 핑거 팁(110)의 방향을 전환시키게 된다. 즉, 초기 상태에서 수직면을 이루도록 설정되어 있는 핑거 팁(110)의 접촉면이 경사면을 이루도록 그 기울기를 변환시킬 수 있게 된다. 이에 따라, 예를 들어, 양측의 핑거 팁(110)의 접촉면은 서로 마주하는 방향으로 이울어지게 되고, 이를 통해, 양측의 핑거 팁(110) 사이에 위치되는 파지 대상물(도 12의 P)을 핀치 그립(pinch grip)할 수 있게 된다.In this way, the second drive link (151), the third drive link (152), the fourth drive link (153) and the fifth drive link (154) via the second driving link connected to the finger tip (110) ( 150) is rotated by the driving unit 200, and accordingly, the third connection link 152, the second connection link 151, the fifth connection link 154 and the fourth connection link 153 are sequentially operated , The direction of the finger tip 110 connected to the fourth connection link 153 is changed. That is, it is possible to convert the inclination so that the contact surface of the finger tip 110, which is set to form a vertical surface in the initial state, forms an inclined surface. Accordingly, for example, the contact surfaces of the finger tips 110 on both sides are moved in directions facing each other. Through this, the gripping object (P in FIG. 12) positioned between the finger tips 110 on both sides is moved. You will be able to pinch grip.

전술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 핑거부(100)는 비 구동 링크(120), 중간 링크(130), 제1 구동 링크(140), 제2 구동 링크(150), 제1 연결 링크(145), 제2 연결 링크(151), 제3 연결 링크(152), 제4 연결 링크(153) 및 제5 연결 링크(154)가 상호 연결되어 3개의 자유도를 갖는 2단 적층 구조를 이룰 수 있다. 이때, 2단 적층 구조의 하단층은 이중 평행사변형 구조를 이룰 수 있고, 상단층은 5절 구조를 이룰 수 있다. 이를 통해, 제1 구동 링크(140)와 제2 구동 링크(150)를 구동시키는 모든 엑추에이터를 기저부에 설치할 수 있게 되고, 그 결과, 구조가 간소화된 그리퍼(10)가 제공될 수 있다.As described above, the finger unit 100 according to an embodiment of the present invention includes a non-drive link 120, an intermediate link 130, a first drive link 140, a second drive link 150, and a first The two-layer stacked structure having three degrees of freedom by connecting the connection link 145, the second connection link 151, the third connection link 152, the fourth connection link 153, and the fifth connection link 154 to each other Can achieve At this time, the bottom layer of the two-layer stacked structure may form a double parallelogram structure, and the top layer may form a five-section structure. Through this, it is possible to install all the actuators driving the first driving link 140 and the second driving link 150 at the base, and as a result, a gripper 10 having a simplified structure can be provided.

여기서, 핑거부(100)의 2단 적층 구조를 통해 구현되는 한 개의 자유도는 양측 핑거부(100)의 파지(오므리거나 펴는 개폐 동작)에 사용될 수 있으며, 다른 두 개의 자유도는 각 핑거부(100)의 유연성을 높이기 위하여 핑거 팁(110)의 설정 방향을 전환 혹은 변경하는데 사용될 수 있다.Here, one degree of freedom implemented through the two-layer stacked structure of the finger portion 100 can be used for gripping (closing or opening and closing operation) of both finger portions 100, and the other two degrees of freedom are each finger portion 100 ) Can be used to change or change the setting direction of the finger tip 110 to increase flexibility.

한편, 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 핑거부(110)는 탄성 부재(170)를 더 포함할 수 있다.Meanwhile, as illustrated in FIG. 5, the finger unit 110 according to an embodiment of the present invention may further include an elastic member 170.

탄성 부재(170)는 제1 구동 링크(140)에 의해 중간 링크(130)의 기울기가, 비 구동 링크(120)와 이루는 설정된 상대 각도를 줄이는 형태로 변화되는 경우, 중간 링크(130)의 기울어지는 방향으로 탄성 변형될 수 있다. 이를 통해, 그리퍼(10)의 적응형 파지가 가능할 수 있다.The elastic member 170 is tilted by the first drive link 140 when the slope of the intermediate link 130 is changed to a form that reduces a set relative angle formed with the non-drive link 120, the slope of the intermediate link 130 It can be elastically deformed in the losing direction. Through this, adaptive gripping of the gripper 10 may be possible.

또한, 탄성 부재(170)는 제1 구동 링크(140)의 비 구동 시, 즉, 중간 링크(130)에 제1 구동 링크(140)의 회전력이 전달되지 않는 경우, 비 구동 링크(120)와 중간 링크(130)가 최초 설정된 상대 각도를 다시 이루도록 탄성 복원력을 통해 중간 링크(130)의 기울기를 최초 상태로 복귀시킬 수 있다.In addition, the elastic member 170 when the first drive link 140 is not driven, that is, when the rotational force of the first drive link 140 is not transmitted to the intermediate link 130, the non-drive link 120 and It is possible to return the inclination of the intermediate link 130 to the initial state through the elastic restoring force so that the intermediate link 130 again achieves the initially set relative angle.

이를 위해, 탄성 부재(170)는 비 구동 링크(120)와 중간 링크(130)가 조인트 결합되어 이루는 제1 조인트부(101)에 설치될 수 있다. 이러한 탄성 부재(170)는 스프링으로 구비될 수 있고, 바람직하게는 토션 스프링(torsion spring)으로 구비될 수 있다.To this end, the elastic member 170 may be installed in the first joint portion 101 formed by the non-driving link 120 and the intermediate link 130 are jointly coupled. The elastic member 170 may be provided as a spring, and preferably may be provided as a torsion spring.

탄성 부재(170)가 토션 스프링으로 구비되면, 중간 링크(130)의 기울기 변화 시 비틀림 토크가 발생되고, 이러한 비틀림 토크는 중간 링크(130)의 기울기를 최초 상태로 되돌리는 복원력으로 작용하게 된다.When the elastic member 170 is provided as a torsion spring, torsional torque is generated when the inclination of the intermediate link 130 is changed, and this torsional torque acts as a restoring force to return the inclination of the intermediate link 130 to its original state.

또한, 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 핑거부(100)는 스토퍼(160)를 더 포함할 수 있다.In addition, as illustrated in FIG. 6, the finger unit 100 according to an embodiment of the present invention may further include a stopper 160.

스토퍼(160)는 비 구동 링크(120)와 중간 링크(130)가 구부러져 이루는 상대 각도를 증가시키는 방향으로 중간 링크(130)가 회전하는 것을 구속한다. 즉, 스토퍼(160)는 비 구동 링크(120)와 중간 링크(130)가 이루는 최대 상대 각도를 유지시키는 역할을 한다. 즉, 스토퍼(160)는 비 구동 링크(120)와 중간 링크(130)의 상대적인 설치 형태 혹은 설치 형상을 유지하는 역할을 한다.The stopper 160 constrains the rotation of the intermediate link 130 in the direction of increasing the relative angle between the non-driven link 120 and the intermediate link 130 being bent. That is, the stopper 160 serves to maintain the maximum relative angle between the non-driving link 120 and the intermediate link 130. That is, the stopper 160 serves to maintain the relative installation form or installation shape of the non-driving link 120 and the intermediate link 130.

이를 위해, 스토퍼(160)는 비 구동 링크(120)와 중간 링크(130)가 조인트 결합되어 이루는 제1 조인트부(101)와 접하는 중간 링크(130)의 일측에 구비될 수 있다. 스토퍼(160)는 중간 링크(130)의 일측으로부터 비 구동 링크(120)의 일면과 나란한 방향으로 돌출 형성될 수 있다. 여기서, 스토퍼(160)와 마주하는 비 구동 링크(120)의 일면은 파지 대상물(도 12의 P)과 접촉되는 접촉면과 반대되는 면일 수 있다.To this end, the stopper 160 may be provided on one side of the intermediate link 130 in contact with the first joint portion 101 formed by the non-driving link 120 and the intermediate link 130 are jointly coupled. The stopper 160 may be formed to protrude in a direction parallel to one surface of the non-driving link 120 from one side of the intermediate link 130. Here, one surface of the non-driving link 120 facing the stopper 160 may be a surface opposite to a contact surface in contact with the gripping object (P in FIG. 12 ).

다시 도 1 내지 도 3을 참조하면, 구동부(200)는 한 쌍의 핑거부(100)와 연결된다. 이러한 구동부(200)는 파지 대상물(도 12의 P)을 파지할 수 있도록 핑거부(100)를 동작시킬 수 있다. 또한, 구동부(200)는 손가락 역할을 하는 핑거부(100)에 대한 손바닥 역할을 하는 기저부를 제공할 수 있다.Referring to FIGS. 1 to 3 again, the driving unit 200 is connected to a pair of finger units 100. The driving unit 200 may operate the finger unit 100 to grip the object to be gripped (P in FIG. 12 ). In addition, the driving unit 200 may provide a base portion serving as a palm for the finger portion 100 serving as a finger.

구동부(200)는 제1 구동 링크(140) 및 제2 구동 링크(150)를 구동시키는 엑추에이터를 구비할 수 있다. 이때, 구동부(200)는 이러한 엑추에이터에 대한 장착 공간을 제공하는 하우징(201)을 구비할 수 있다. 하우징(201)은 손바닥과 손목 형태로 구비될 수 있다. 하우징(201)은 핑거부(100)에 대한 기저부로 작용될 수 있다.The driving unit 200 may include an actuator that drives the first driving link 140 and the second driving link 150. At this time, the driving unit 200 may include a housing 201 that provides a mounting space for the actuator. The housing 201 may be provided in the form of a palm and a wrist. The housing 201 may act as a base portion for the finger portion 100.

본 발명의 일 실시 예에서는 제1 구동 링크(140)와 제2 구동 링크(150)를 구동시키는 모든 엑추에이터가 기저부인 하우징(201) 내부에 장착될 수 있다. 이에 따라, 그리퍼(10)의 구조를 간소화시킬 수 있게 된다.In an embodiment of the present invention, all the actuators driving the first driving link 140 and the second driving link 150 may be mounted inside the housing 201 as a base. Accordingly, the structure of the gripper 10 can be simplified.

본 발명의 일 실시 예에서, 제1 구동 링크(140)와 제2 구동 링크(150)를 구동시키는 엑추이이터는 웜 기어 및 웜 휠 조립체로 구비될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the actuator driving the first drive link 140 and the second drive link 150 may be provided with a worm gear and a worm wheel assembly.

구체적으로, 구동부(200)는 제1 구동 링크(140)를 구동시키는 엑추에이터를 포함할 수 있다. 엑추에이터는 제1 웜 기어(worm gear)(220) 및 제1 웜 휠(worm wheel)(230)을 포함할 수 있다. 이러한 엑추에이터는 제1 모터(210)에 의해 동력을 제공받을 수 있다.Specifically, the driving unit 200 may include an actuator that drives the first driving link 140. The actuator may include a first worm gear 220 and a first worm wheel 230. The actuator may be powered by the first motor 210.

여기서, 제1 모터(210)는 하우징(201) 내부에 설정된 공간의 하측에 배치될 수 있다. 제1 모터(210)는 제1 웜 기어(220)와 연결된다. 제1 모터(210)는 전원 인가 시 구동되어 제1 웜 기어(220)를 회전시킨다.Here, the first motor 210 may be disposed under the space set inside the housing 201. The first motor 210 is connected to the first worm gear 220. The first motor 210 is driven when power is applied to rotate the first worm gear 220.

제1 웜 기어(220)는 하우징(201) 내부에 설정된 공간의 상측에 배치될 수 있다. 제1 웜 기어(220)는 제1 모터(210)와 연결된다. 제1 웜 기어(220)는 제1 모터(210)와 상하 방향으로 연결될 수 있다. 이러한 제1 웜 기어(220)는 제1 모터(210)에 의해 회전된다. 이때, 제1 웜 기어(220)는 역 회전할 수 없으므로, 이러한 제1 웜 기어(220)를 통해, 자체 잠금 전달 메커니즘이 구현될 수 있다. 그 결과, 전원 비인가 시 핑거부(100)의 오 동작을 방지하여 안전을 보장할 수 있게 된다.The first worm gear 220 may be disposed above the space set inside the housing 201. The first worm gear 220 is connected to the first motor 210. The first worm gear 220 may be connected to the first motor 210 in the vertical direction. The first worm gear 220 is rotated by the first motor 210. At this time, since the first worm gear 220 cannot be reversed, a self-locking transmission mechanism may be implemented through the first worm gear 220. As a result, it is possible to prevent the malfunction of the finger unit 100 when power is not applied to ensure safety.

제1 웜 휠(230)은 하우징(201) 내부에 설정된 공간의 상측에 배치될 수 있다. 제1 웜 휠(230)은 제1 웜 기어(220)에 맞물려 회전된다. 제1 웜 휠(230)에는 제1 구동 링크(140)의 길이 방향 단부가 회전 가능하게 축 결합된다. 이에 따라, 제1 웜 휠(230)이 제1 웜 기어(220)에 맞물려 회전하게 되면, 제1 구동 링크(140)가 제1 웜 휠(230)의 회전 방향을 따라 회전하게 된다. 그 결과, 제1 연결 링크(145)가 동작되고, 이에 따라, 중간 링크(130) 및 비 구동 링크(120)가 파지 대상물(도 12의 P)을 파지하는 방향으로 동작하게 된다.The first worm wheel 230 may be disposed above the space set inside the housing 201. The first worm wheel 230 is rotated in engagement with the first worm gear 220. A longitudinal end of the first driving link 140 is rotatably coupled to the first worm wheel 230. Accordingly, when the first worm wheel 230 engages and rotates with the first worm gear 220, the first driving link 140 rotates along the rotational direction of the first worm wheel 230. As a result, the first connection link 145 is operated, and accordingly, the intermediate link 130 and the non-driving link 120 are operated in the direction of gripping the gripping object (P in FIG. 12 ).

여기서, 제1 웜 휠(230)은 제1 구동 링크(140)와 대응되는 개수로 구비될 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에서는 핑거부(100)가 한 쌍으로 구비되고, 이에 따라, 제1 구동 링크(140) 또한 한 쌍으로 구비되므로, 제1 웜 휠(230)은 이와 대응되게 한 쌍으로 구비될 수 있다.Here, the first worm wheel 230 may be provided in a number corresponding to the first driving link 140. In one embodiment of the present invention, since the finger portion 100 is provided in a pair, and accordingly, the first driving link 140 is also provided in a pair, the first worm wheel 230 is paired to correspond to this. It may be provided.

한 쌍의 제1 웜 휠(230)은 하나의 제1 웜 기어(220)의 양측에 배치될 수 있다. 한 쌍의 제1 웜 휠(230)은 하나의 제1 웜 기어(220)에 의해 구동될 수 있다. 즉, 두 개로 구비되는 제1 웜 휠(230)은 하나의 제1 웜 기어(220)를 공용으로 사용하면서, 서로 반대 방향으로 회전할 수 있다. 이를 통해, 제1 웜 휠(230)은, 한 쌍의 핑거부(100)가 서로 같은 방향으로 오므라들게 하고, 서로 반대 방향으로 벌어지게 하여, 그리퍼(10)의 파지 동작을 구현할 수 있게 한다.The pair of first worm wheels 230 may be disposed on both sides of one first worm gear 220. The pair of first worm wheels 230 may be driven by one first worm gear 220. That is, the first worm wheel 230 provided in two may rotate in opposite directions while using one first worm gear 220 in common. Through this, the first worm wheel 230 allows the pair of finger parts 100 to be shrunk in the same direction, and to be opened in opposite directions, so that the gripper 10 can be gripped.

또한, 구동부(200)는 제2 구동 링크(150)를 구동시키는 다른 엑추에이터를 더 포함할 수 있다. 상기 다른 엑추에이터는 제2 웜 기어(250) 및 제2 웜 휠(260)을 포함할 수 있다. 이러한 엑추에이터는 제2 모터(240)에 의해 동력을 제공받을 수 있다.Also, the driving unit 200 may further include another actuator that drives the second driving link 150. The other actuator may include a second worm gear 250 and a second worm wheel 260. The actuator may be powered by the second motor 240.

여기서, 제2 모터(240)는 하우징(201) 내부에 설정된 공간의 하측에 배치될 수 있다. 제2 모터(240)는 제2 웜 기어(250)와 대응되는 개수로 구비될 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에서는 제2 웜 기어(250)가 두 개 구비되므로, 제2 모터(240) 또한 두 개 구비될 수 있다.Here, the second motor 240 may be disposed under the space set inside the housing 201. The second motor 240 may be provided in a number corresponding to the second worm gear 250. In the exemplary embodiment of the present invention, since the second worm gear 250 is provided, two second motors 240 may also be provided.

이러한 제2 모터(240)는 제2 웜 기어(250)와 연결된다. 제2 모터(240)는 전원 인가 시 구동되어 제2 웜 기어(250)를 회전시킨다.The second motor 240 is connected to the second worm gear 250. The second motor 240 is driven when power is applied to rotate the second worm gear 250.

제2 웜 기어(250)는 하우징(201) 내부에 설정된 공간의 상측에 배치될 수 있다. 제2 웜 기어(250)는 제2 모터(240)와 연결된다. 제2 웜 기어(250)는 제2 모터(240)와 상하 방향으로 연결될 수 있다. 이러한 제2 웜 기어(250)는 제2 모터(240)에 의해 회전된다. 여기서, 하나의 제2 웜 기어(250)는 이와 연결되어 있는 하나의 제2 모터(240)에 의해 회전되고, 다른 하나의 제2 웜 기어(250)는 이와 연결되어 있는 다른 하나의 제2 모터(240)에 의해 회전된다.The second worm gear 250 may be disposed above the space set inside the housing 201. The second worm gear 250 is connected to the second motor 240. The second worm gear 250 may be connected to the second motor 240 in the vertical direction. The second worm gear 250 is rotated by the second motor 240. Here, one second worm gear 250 is rotated by one second motor 240 connected thereto, and the other second worm gear 250 is another second motor connected thereto It is rotated by 240.

이때, 제2 웜 기어(250)는 역 회전할 수 없으므로, 이러한 제2 웜 기어(250)를 통해, 자체 잠금 전달 메커니즘이 구현될 수 있다. 그 결과, 전원 비인가 시 핑거부(100)의 오 동작을 방지하여 안전을 보장할 수 있게 된다.At this time, since the second worm gear 250 cannot rotate in reverse, a self-locking transmission mechanism may be implemented through the second worm gear 250. As a result, it is possible to prevent the malfunction of the finger unit 100 when power is not applied to ensure safety.

제2 웜 휠(260)은 하우징(201) 내부에 설정된 공간의 상측에 배치될 수 있다. 제2 웜 휠(260)은 제2 웜 기어(250)에 맞물려 회전된다. 본 발명의 일 실시 예에서, 제2 웜 휠(260)은 제2 구동 링크(150)와 대응되게 두 개로 구비될 수 있다.The second worm wheel 260 may be disposed above the space set inside the housing 201. The second worm wheel 260 is engaged with the second worm gear 250 and rotated. In an embodiment of the present invention, the second worm wheel 260 may be provided in two to correspond to the second driving link 150.

하나의 제2 웜 휠(260)은 일측에 구비되는 하나의 제2 웜 기어(250)에 맞물려 회전된다. 또한, 다른 하나의 제2 웜 휠(260)은 타측에 구비되는 다른 하나의 제2 웜 기어(250)에 맞물려 회전된다. 각각의 제2 웜 휠(260)에는 일측 및 타측에 구비되는 제2 구동 링크(150)의 길이 방향 단부가 각각, 회전 가능하게 축 결합된다. 이에 따라, 어느 한측 또는 양측에 구비되는 제2 웜 휠(260)이 기어 결합되어 있는 제2 웜 기어(250)에 맞물려 회전하게 되면, 제2 구동 링크(150)가 제2 웜 휠(260)의 회전 방향을 따라 회전하게 된다. 그 결과, 제2 연결 링크(151), 제3 연결 링크(152), 제4 연결 링크(153) 및 제5 연결 링크(154)가 동작되고, 이에 따라, 핑거 팁(110)의 방향이 전환된다.One second worm wheel 260 is rotated by being engaged with one second worm gear 250 provided on one side. In addition, the other second worm wheel 260 is rotated in engagement with the other second worm gear 250 provided on the other side. Each second worm wheel 260 has a longitudinal end of the second drive link 150 provided on one side and the other side, respectively, and is axially rotatable. Accordingly, when the second worm wheel 260 provided on either side or both sides rotates in engagement with the second worm gear 250 to which the gear is coupled, the second driving link 150 causes the second worm wheel 260 to rotate. It rotates along the direction of rotation. As a result, the second connection link 151, the third connection link 152, the fourth connection link 153 and the fifth connection link 154 are operated, and accordingly, the direction of the finger tip 110 is switched. do.

이와 같이, 제2 웜 기어(250) 및 제2 웜 휠(260)은 제2 구동 링크(150)와 대응되는 개수로 구비되어, 각각의 제2 구동 링크(150)를 독립 구동시키게 된다. 양측의 핑거 팁(110)은 서로 다른 방향을 향하도록 전환될 수 있다.In this way, the second worm gear 250 and the second worm wheel 260 are provided in a number corresponding to the second drive link 150, to drive each second drive link 150 independently. The finger tips 110 on both sides may be switched to face different directions.

한편, 변형 예로, 제2 모터(240)는 한 개로 구비될 수 있다. 이에 따라, 양측의 핑거 팁(110)을 각각 동작시키는 두 개의 제2 웜 기어(250) 및 제2 웜 휠(260)은 한 개의 제2 모터(240)에 의해 구동될 수 있다.Meanwhile, as a modified example, the second motor 240 may be provided as one. Accordingly, the two second worm gears 250 and the second worm wheel 260 operating the finger tips 110 on both sides may be driven by one second motor 240.

이와 같이, 두 개의 제2 웜 기어(250) 및 제2 웜 휠(260)이 한 개의 제2 모터(240)에 의해 구동됨으로써, 결국, 한 개의 제1 모터(210)와 한 개의 제2 모터(240), 즉, 두 개의 모터(210, 240)에 의해 3개의 자유도를 갖도록 부족구동되는 그리퍼(10)가 제공될 수 있다.As described above, the two second worm gears 250 and the second worm wheel 260 are driven by one second motor 240, so that, finally, one first motor 210 and one second motor 240, that is, a gripper 10 that is underdriven to have three degrees of freedom by two motors 210 and 240 may be provided.

도 7 내지 도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 그리퍼의 평행 파지 동작을 순서대로 나타낸 모식도들이다.7 to 10 are schematic diagrams sequentially showing the gripping operation of the gripper according to an embodiment of the present invention.

도 7 내지 도 10을 참조하면, 구동부(200)에 의해 양측의 제1 구동 링크(140)가 상측 방향으로 회전하게 되면, 양측의 제1 연결 링크(145)가 제1 구동 링크(140)와 이루는 각도를 유지한 채 상승하는 동작을 하게 된다. 이러한 제1 연결 링크(145)의 상승 동작에 의해 양측의 중간 링크(130)는 서로 마주하는 방향으로 점차 이동하여 상호 간격이 좁아지도록 동작하게 된다.7 to 10, when the first drive link 140 on both sides rotates in the upward direction by the driving unit 200, the first connection link 145 on both sides communicates with the first drive link 140. While maintaining the angle to achieve the ascending operation. Due to the upward movement of the first connection link 145, the intermediate links 130 on both sides gradually move in directions facing each other so that the mutual spacing is narrowed.

이와 같이, 양측의 중간 링크(130)가 동작되면, 이들 각각과 조인트 결합되어 있는 양측의 비 구동 링크(120) 또한 서로 마주하는 방향으로 점차 이동하여 상호 간격이 좁아지도록 동작하게 된다.As described above, when the intermediate links 130 on both sides are operated, the non-driving links 120 on both sides, which are jointly coupled to each of them, also gradually move in directions facing each other to operate to narrow the mutual gap.

이때, 중간 링크(130)는 스토퍼(160)에 의해 비 구동 링크(120)와의 상대 각도를 최초 설정된 각도로 유지할 수 있고, 탄성 부재(170)에 의해 최초 설정된 각도를 이루도록 복귀할 수 있어, 자기 적응형 파지 또한 구현할 수 있게 된다.At this time, the intermediate link 130 may maintain the relative angle with the non-driving link 120 by the stopper 160 at the first set angle, and return to achieve the first set angle by the elastic member 170, magnetic Adaptive phage can also be implemented.

또한, 그리퍼(10)의 이러한 평행 파지 과정에서, 핑거 팁(110)이 우연히 외부 환경과 접촉하더라도, 핑거 팁(110)은 제2 웜 기어(250) 및 제2 웜 휠(260)에 의해 별도로 구동되고, 제2 구동 링크(150), 제2 연결 링크(151), 제3 연결 링크(152), 제4 연결 링크(153) 및 제5 연결 링크(154)에 의해 지지되므로, 최초 설치 상태, 즉, 최초 설정된 방향 그대로 유지될 수 있다. 예를 들어, 핑거 팁(110)은 그 접촉면이 최초 설정된 수직면을 이루는 방향 그대로 유지될 수 있다. 따라서, 제1 구동 링크(140)를 구동시켜 실행되는 그리퍼(10)의 평행 파지 과정에서, 충돌이 발생되더라도 평행 파지를 원활하게 수행할 수 있고, 그 결과, 사용자의 안전을 확보할 수 있게 된다.In addition, in the parallel gripping process of the gripper 10, even if the finger tip 110 accidentally contacts the external environment, the finger tip 110 is separately separated by the second worm gear 250 and the second worm wheel 260. It is driven, and is supported by the second driving link 150, the second connecting link 151, the third connecting link 152, the fourth connecting link 153, and the fifth connecting link 154, so the initial installation state That is, it may be maintained in the original direction. For example, the finger tip 110 may be maintained in the direction in which the contact surface forms an initially set vertical surface. Accordingly, in the process of parallel gripping of the gripper 10 executed by driving the first driving link 140, even if a collision occurs, the parallel gripping can be performed smoothly, and as a result, the user's safety can be secured. .

이하, 본 발명의 실시 예에 따른 그리퍼 구동 방법에 대하여, 도 11 내지 도 13을 참조하여 설명하기로 한다.Hereinafter, a gripper driving method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 11 to 13.

도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 그리퍼 구동 방법을 나타낸 흐름도로, 제1 파지 동작 모드를 나타낸 흐름도이고, 도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 그리퍼 구동 방법에서, S110 단계를 나타낸 모식도이며, 도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 그리퍼 구동 방법에서, S120 단계를 나타낸 모식도이다.11 is a flowchart illustrating a gripper driving method according to an embodiment of the present invention, and is a flowchart illustrating a first gripping operation mode, and FIG. 12 is a schematic diagram showing step S110 in a gripper driving method according to an embodiment of the present invention 13 is a schematic diagram showing the step S120 in the gripper driving method according to an embodiment of the present invention.

도 11을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 그리퍼 구동 방법은, 제1 파지 동작 모드를 실행시키는 방법으로, 제1 구동 링크 구동 단계(S110) 및 파지 대상물 파지 단계(S120)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 11, a gripper driving method according to an embodiment of the present invention is a method of executing a first gripping operation mode, and may include a first driving link driving step (S110) and a gripping object gripping step (S120). have.

먼저, 도 12를 참조하면, 제1 구동 링크 구동 단계(S110)는 구동부(200)의 하우징(201) 상에 놓여 있고 양측 핑거부(100) 사이에 배치되어 있는 파지 대상물(P)을 파지하기 위해, 제1 구동 링크(140)를 구동시키는 단계이다.First, referring to FIG. 12, the first driving link driving step (S110) is on the housing 201 of the driving unit 200 to grip the gripping object P disposed between both finger portions 100. To this end, it is a step of driving the first drive link 140.

제1 구동 링크 구동 단계(S110)에서는 구동부(200), 보다 상세하게는 제1 모터(210)에 전원을 인가하여 하나의 제1 웜 기어(220) 및 이와 기어 결합되어 있는 두 개의 제1 웜 휠(230)로 이루어지는 엑추에이터를 구동시킨다. 이와 같이, 구동되는 엑추에이터를 통해 제1 구동 링크(140)는 상측 방향으로 회전하게 된다.In the first driving link driving step (S110), power is applied to the driving unit 200, and more specifically, the first motor 210, so that one first worm gear 220 and two first worms geared thereto are coupled. The actuator made of the wheel 230 is driven. In this way, the first driving link 140 is rotated in the upward direction through the driven actuator.

이때, 제1 연결 링크(145)를 통해 제1 구동 링크(140)와 연결되어 있는 중간 링크(130)는 비 구동 링크(120)와 180도 미만인 소정의 상대 각도(θ1)를 이루고 있다.In this case, the intermediate link 130 connected to the first driving link 140 through the first connecting link 145 forms a predetermined relative angle θ1 of less than 180 degrees with the non-driving link 120.

다음으로, 도 13을 참조하면, 파지 대상물 파지 단계(S120)는 비 구동 링크(120)와 중간 링크(130)를 통해, 하우징(201)의 상측에 놓여 있는 파지 대상물(P)을 파지하는 단계이다.Next, referring to FIG. 13, the gripping object gripping step (S120) is a step of gripping the gripping object P placed on the upper side of the housing 201 through the non-driving link 120 and the intermediate link 130. to be.

파지 대상물 파지 단계(S120)에서는 양측의 중간 링크(130)가, 제1 구동 링크 구동 단계(S110)를 통한 제1 구동 링크(140)의 회전 구동에 의해 파지 대상물(P)을 감싸는 방향으로 이동되는 동작을 하게 된다. 이에 따라, 양측의 중간 링크(130) 각각에 길이 방향 단부가 조인트 결합되어 있는 비 구동 링크(120)가 파지 대상물(P)을 향해 회전하는 동작을 하게 된다.In the gripping object gripping step (S120), the intermediate link 130 on both sides moves in a direction surrounding the gripping object P by rotational driving of the first driving link 140 through the first driving link driving step (S110). It will work. Accordingly, the non-driving link 120 having a longitudinal end jointly coupled to each of the intermediate links 130 on both sides rotates toward the gripping object P.

이때, 비 구동 링크(120)와 중간 링크(130)가 이루는 소정의 상대 각도(θ1), (예를 들어, 135도)로 인해, 비 구동 링크(120)만 파지 대상물(P)에 먼저 접촉되는 경우가 발생될 수 있다. 이 경우, 비 구동 링크(120)는 고정된 상태에서, 비 구동 링크(120)와 중간 링크(130)가 조인트 결합되어 이루어진 제1 조인트부(101)를 축으로 중간 링크(130)가 회전하여 파지 대상물(P)에 최종 접촉하게 된다. 이러한 중간 링크(130)의 회전에 의해, 비 구동 링크(120)와 중간 링크(130)가 이루는 상대 각도는 θ1에서 θ2(예를 들어, 110도)로 좁혀질 수 있다.At this time, due to a predetermined relative angle (θ1) formed by the non-driving link 120 and the intermediate link 130 (for example, 135 degrees), only the non-driving link 120 first contacts the gripping object P May occur. In this case, the non-driving link 120 is fixed, the non-driving link 120 and the intermediate link 130 is rotated by the intermediate link 130 is rotated about the first joint portion 101 made of a joint joint Final contact with the object to be gripped (P). By the rotation of the intermediate link 130, the relative angle between the non-driving link 120 and the intermediate link 130 can be narrowed from θ1 to θ2 (eg, 110 degrees).

여기서, 파지 대상물(P)에 대한 파지 동작이 완료되어, 구동부(200)에 의해 제1 구동 링크(140)가 반대 방향으로 회전하여, 핑거부(100)가 최초 위치로 복귀하는 경우, θ2로 좁혀진 비 구동 링크(120)와 중간 링크(130)가 이루는 상대 각도는 제1 조인트부(101)에 설치되어 있는 탄성 부재(170), 예컨대, 상대 각도 변화 시 발생된 토션 스프링의 비틀림 토크에 의해 다시 θ1으로 복귀될 수 있다.Here, when the gripping operation for the gripping object P is completed and the first driving link 140 is rotated in the opposite direction by the driving unit 200, the finger unit 100 returns to the initial position, to θ2 The relative angle between the narrowed non-driving link 120 and the intermediate link 130 is caused by the torsion spring of the elastic member 170 installed in the first joint portion 101, for example, a torsion spring generated when the relative angle changes. It can be returned to θ1 again.

이하, 본 발명의 실시 예에 따른 그리퍼 구동 방법에 대하여, 도 14 내지 도 16을 참조하여 설명하기로 한다.Hereinafter, a gripper driving method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 14 to 16.

도 14는 본 발명의 일 실시 예에 따른 그리퍼 구동 방법을 나타낸 흐름도로, 제2 파지 동작 모드를 나타내 흐름도이고, 도 15는 본 발명의 일 실시 예에 따른 그리퍼 구동 방법에서, S210 단계를 나타낸 모식도이며, 도 16은 본 발명의 일 실시 예에 따른 그리퍼 구동 방법에서, S220 단계를 나타낸 모식도이다.14 is a flowchart illustrating a gripper driving method according to an embodiment of the present invention, and is a flowchart illustrating a second gripping operation mode, and FIG. 15 is a schematic diagram showing step S210 in a gripper driving method according to an embodiment of the present invention 16 is a schematic view showing a step S220 in the gripper driving method according to an embodiment of the present invention.

도 14를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 그리퍼 구동 방법은, 제2 구동 링크 구동 단계(S210) 및 핑거 팁 방향 전환 단계(S220)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 14, a gripper driving method according to an embodiment of the present invention may include a second driving link driving step (S210) and a finger tip direction switching step (S220 ).

먼저, 도 15를 참조하면, 제2 구동 링크 구동 단계(S210)는 핑거부(100)의 말단에 구비되는 핑거 팁(110)의 방향 전환을 위해, 제2 구동 링크(150)를 구동시키는 단계이다.First, referring to FIG. 15, the second driving link driving step (S210) is driving the second driving link 150 to change the direction of the finger tip 110 provided at the distal end of the finger unit 100. to be.

제2 구동 링크 구동 단계(S210)에서는 구동부(200), 보다 상세하게는 양측 제2 모터(240) 중 적어도 어느 하나의 제2 모터(240)에 전원을 인가하여 하나의 제2 웜 기어(250) 및 하나의 제2 웜 휠(260)로 이루어지는 적어도 하나의 엑추에이터를 구동시킨다. 이하에서는 양측 엑추에이터 모두가 구동되는 것을 예시한다. 이와 같이 구동되는 엑추에이터를 통해 양측의 제2 구동 링크(150)는 상측 방향으로 회전하게 된다.In the second driving link driving step (S210 ), power is applied to at least one of the second motor 240 of the driving unit 200, and more specifically, the second motor 240 on both sides, so that one second worm gear 250 is applied. ) And one second worm wheel 260 to drive at least one actuator. Hereinafter, it is illustrated that both actuators are driven. The second drive link 150 on both sides is rotated in the upward direction through the actuator driven as described above.

다음으로, 도 16을 참조하면, 핑거 팁 방향 전환 단계(S220)는 제2 구동 링크(150)와 연결되어 있는 제2 연결 링크(151), 제3 연결 링크(152), 제4 연결 링크(153) 및 제5 연결 링크(154)를 동작시켜 핑거 팁(110)의 방향을 전환시키는 단계이다.Next, referring to FIG. 16, the finger tip direction switching step (S220) includes a second connection link 151, a third connection link 152, and a fourth connection link ( 153) and the fifth connection link 154 to operate to change the direction of the finger tip 110.

핑거 팁 방향 전환 단계(S220)에서는 양측의 제3 연결 링크(152)가, 제2 구동 링크 구동 단계(S210)를 통한 제2 구동 링크(150)의 회전 구동에 의해 제2 연결 링크(151)를 상측으로 들어 올리는 방향으로 동작하게 된다. 이에 따라, 제2 연결 링크(151)가 제1 조인트부(101)를 축으로 회전하면서 제5 연결 링크(154)를 상측 방향으로 이동시키게 된다. 이때, 제5 연결 링크(154)의 상측 방향 이동 동작에 의해 이의 단부에 조인트 연결되어 있는 제4 연결 링크(153)가 하향 기울어지는 동작을 하게 되고, 이러한 제4 연결 링크(153)의 동작에 의해 이의 단부에 연결되어 있는 핑거 팁(110)의 방향이 전환된다. 예를 들어, 양측의 핑거 팁(110)은 서로 마주하는 방향으로 기울어질 수 있고, 이에 따라, 수직면을 이루던 이들의 접촉면이 경사면으로 그 기울기가 변화될 수 있다.In the finger tip direction switching step (S220), the third connection link 152 on both sides is driven by the rotation driving of the second drive link 150 through the second drive link driving step (S210), the second connection link 151 It is operated in the direction of lifting the upper side. Accordingly, the second connection link 151 moves the fifth connection link 154 in an upward direction while rotating the first joint portion 101 in the axis. At this time, the fourth connection link 153, which is jointly connected to the end of the fifth connection link 154, is inclined downward by the upward movement of the fifth connection link 154, and the operation of the fourth connection link 153 is performed. By this, the direction of the finger tip 110 connected to its end is switched. For example, the finger tips 110 on both sides may be inclined in a direction facing each other, and accordingly, their inclined surfaces may change their inclination to the inclined surfaces.

전술한 바와 같이, 양측의 핑거 팁(110)은 양측의 제2 구동 링크(150)에 의해 독립 구동될 수 있으므로, 일측의 핑거 팁(110)의 방향이 전환되더라도 타측의 핑거 팁(110)은 최초 설정된 방향, 예컨대, 접촉면이 수직면을 이루는 최초 상태로 유지되는 형태로 동작될 수 있다.As described above, since the finger tips 110 on both sides can be independently driven by the second drive link 150 on both sides, the finger tips 110 on the other side are turned even if the direction of the finger tips 110 on one side is switched. The first set direction, for example, may be operated in a form in which the contact surface is maintained in an initial state forming a vertical surface.

한편, 도 17 내지 도 20은 본 발명의 일 실시 예에 따른 그리퍼가 다양한 환경에 적응하면서 동작하는 모습을 예시한 모식도들이다.Meanwhile, FIGS. 17 to 20 are schematic diagrams illustrating a state in which a gripper according to an embodiment of the present invention operates while adapting to various environments.

먼저, 도 17을 참조하면, 핑거 팁(110)이 바닥과 충돌한 경우, 비 구동 링크(120)와 중간 링크(130)는, 180도 미만의 상대 각도를 갖도록 이들이 비 평행 상태로 연결된 구조와 이들 사이에 설치된 토션 스프링과 같은 탄성 부재(170)에 의해, 더 구부러지면서 적응형 충돌, 즉, 완충 효과를 나타내게 된다. 이때, 핑거 팁(110)은 핑거부(100)의 2단 적층 구조와, 비 구동 링크(120) 및 중간 링크(130)와는 별개로 독립적으로 동작됨으로 인해, 최초 설정된 방향 그대로 유지될 수 있고, 이에 따라, 안전성을 확보할 수 있게 된다.First, referring to FIG. 17, when the finger tip 110 collides with the floor, the non-driving link 120 and the intermediate link 130 have a structure in which they are connected in a non-parallel state to have a relative angle of less than 180 degrees. By the elastic member 170, such as a torsion spring installed between them, it is more bent while showing an adaptive collision, that is, a cushioning effect. At this time, the finger tip 110 is a two-stage stacked structure of the finger portion 100, and the non-driven link 120 and the intermediate link 130 are operated independently of each other, and thus can be maintained in the first set direction, Accordingly, it is possible to secure safety.

다음으로, 도 18 및 도 19를 참조하면, 핑거 팁(110)이 경사면에 충돌하거나 특정 형상의 파지 대상물(P)를 파지하는 경우, 전술한 바와 같이, 비 구동 링크(120)와 중간 링크(130)는 자기 적응형 파지 동작을 하더라도 핑거 팁(110)은 사용자가 설정한 상태 혹은 방향 그대로 유지되므로, 파지되는 파지 대상물(P)의 자세 또한 그대로 유지될 수 있다.Next, referring to FIGS. 18 and 19, when the finger tip 110 collides with an inclined surface or grips a gripping object P having a specific shape, as described above, the non-driving link 120 and the intermediate link ( Even if the self-adaptive gripping operation 130 is performed, the finger tip 110 is maintained in the state or direction set by the user, so the posture of the gripping object P to be gripped can also be maintained.

다음으로, 도 20을 참조하면, 양측의 제1 구동 링크(140)를 구동시키는 하나의 제1 모터(210)와, 양측의 제2 구동 링크(150) 각각을 구동시키는 두 개의 제2 모터(240)를 동시에 속도 및 토크를 제어하면서 양측의 핑거 팁(110)이 각각 F1 및 F2 방향으로 벌어지는 형태로 계속 동작시키게 되면, 양측의 핑거 팁(110)이 파지 대상물(P)의 벽에 접촉되는 순간, 탄성 부재(170)에 의해 적응형 파지 동작을 하게 된다. 이때, 양측의 핑거 팁(110)이 이루는 평행사변형 구조가 더 이상 변화될 수 없는 구조를 갖게 되어, 양측 핑거 팁(110)의 외측으로 파지 대상물(P)을 파지할 수 있게 된다.Next, referring to FIG. 20, one first motor 210 driving the first drive link 140 on both sides and two second motors driving each of the second drive link 150 on both sides ( 240) while simultaneously controlling the speed and torque while the finger tips 110 on both sides continue to operate in the form of opening in the F1 and F2 directions, the finger tips 110 on both sides are in contact with the wall of the gripping object P. At the moment, the adaptive gripping operation is performed by the elastic member 170. At this time, the parallelogram structure formed by the finger tips 110 on both sides has a structure that can no longer be changed, so that the gripping object P can be gripped outside the finger tips 110 on both sides.

이와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 그리퍼(10)는 소정의 상대 각도를 이루도록 구부러진 비 구동 링크(120)와 중간 링크(130)의 구조 및 토션 스프링 형태로 구비되는 탄성 부재(170)를 통해, 평행 파지 및 자기 적응형 파지를 구현할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 그리퍼(10)는 핑거 팁(110)의 설정 방향을 조절함으로써, 핑거 팁(110)을 통해 다양한 형태 혹은 형상의 파지 대상물(P)을 파지할 수도 있다. 즉, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 우수한 파지 성능을 갖는 그리퍼(10)가 제공될 수 있다.As described above, the gripper 10 according to an embodiment of the present invention includes the elastic member 170 provided in the form of a structure and a torsion spring of the non-driving link 120 and the intermediate link 130 bent to form a predetermined relative angle. Through this, it is possible to implement parallel gripping and self-adaptive gripping. In addition, the gripper 10 according to an embodiment of the present invention may adjust the setting direction of the finger tip 110 to grip the gripping object P of various shapes or shapes through the finger tip 110. That is, according to one embodiment of the present invention, a gripper 10 having excellent gripping performance may be provided.

이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.As described above, the present invention has been described in detail using preferred embodiments, but the scope of the present invention is not limited to specific embodiments, and should be interpreted by the appended claims. In addition, those skilled in the art should understand that many modifications and variations are possible without departing from the scope of the present invention.

100; 핑거부 110; 핑거 팁
120; 비 구동 링크 130; 중간 링크
140; 제1 구동 링크 145; 제1 연결 링크
150; 제2 구동 링크 151; 제2 연결 링크
152; 제3 연결 링크 153; 제4 연결 링크
154; 제5 연결 링크 160; 스토퍼
170; 탄성 부재 200; 구동부
201; 하우징 210; 제1 모터
220; 제1 웜 기어 230; 제1 웜 휠
240; 제2 모터 250; 제2 웜 기어
260; 제2 웜 휠100; Finger portion 110; Finger tips
120; Non-driven link 130; Middle link
140; First drive link 145; First link
150; A second drive link 151; Second link
152; Third connection link 153; 4th link
154; A fifth connection link 160; stopper
170; Elastic member 200; Drive
201; Housing 210; 1st motor
220; A first worm gear 230; 1st worm wheel
240; A second motor 250; 2nd worm gear
260; 2nd worm wheel

Claims

At least two finger parts facing each other symmetrically and having finger tips at the ends; And a driving unit connected to the finger unit and operating the finger unit to grip a gripping object.
The finger portion,
A non-drive link installed between the drive unit and the finger tip, and non-driven by the drive unit;
An intermediate link installed between the finger tip and the non-driving link, and installed in a different direction from the non-driving link;
A first driving link installed between the driving unit and the intermediate link, and driven by the driving unit to operate the non-drive link and the intermediate link while the finger tip is maintained in an initial installation state; And
A gripper including a second driving link provided between the driving unit and the intermediate link and driven by the driving unit to operate the finger tip.

According to claim 1,
A gripper having a relative angle between the non-drive link and the intermediate link is less than 180 degrees.

According to claim 1,
The finger portion further includes a stopper,
The stopper is a gripper for constraining the rotation of the intermediate link in the direction of increasing the relative angle.

According to claim 3,
The stopper is a gripper formed to protrude in a direction parallel to one surface of the non-drive link from one side of the intermediate link in contact with the first joint portion where the non-drive link and the intermediate link are jointly coupled.

According to claim 2,
The finger portion further includes an elastic member,
The elastic member is elastically deformed when the inclination of the intermediate link is changed to reduce the relative angle by the first driving link, and when the first driving link is not driven, the non-drive link and the intermediate link are first A gripper that returns the inclination of the intermediate link to its initial state through an elastic restoring force to achieve the set relative angle again.

The method of claim 5,
The elastic member is a gripper provided on the first joint portion where the non-driven link and the intermediate link are jointly coupled.

According to claim 1,
The finger portion,
A first connection link provided between the first drive link and the intermediate link, wherein both ends in the longitudinal direction are jointly coupled to the first drive link and the intermediate link;
A second connection link having a bent portion rotatably connected to the first joint portion to which the non-drive link and the intermediate link are jointly coupled;
A third connection link provided between the second drive link and the second connection link, wherein both ends in the longitudinal direction are jointly coupled to one end in the longitudinal direction of the second drive link and one end in the longitudinal direction of the second connection link;
A fourth connection link rotatably connected to a second joint portion in which the finger tip and the intermediate link are jointly coupled; And
A fifth connection link provided between the second connection link and the fourth connection link, wherein both ends in the longitudinal direction are jointly coupled to the other end in the longitudinal direction of the second connection link and the other end in the longitudinal direction of the second connection link; Gripper included.

The method of claim 7,
Including a first gripping operation mode,
In the first gripping operation mode, the non-driving link as the first driving link is rotated upward by the driving unit and the intermediate link is moved in the direction surrounding the gripping object by rotation of the first driving link. Is rotated toward the gripping object to grip the gripping object, but when only the non-driving link is in contact with the gripping object, the intermediate link is rotated about the first joint portion to the shaft to contact the gripping object, thereby holding the gripping object Gripper that finally grips the fish.

The method of claim 8,
Further comprising a second gripping operation mode,
In the second gripping operation mode, the second drive link is rotated upward by the drive unit, and the second connection link is moved by the third connection link moved by rotation of the second drive link. The fifth connecting link is moved upward while rotating the joint portion in the axial direction, and when the upward movement of the fifth connecting link is inclined, the fourth connecting link is inclined and the finger tip is inclined as the fourth connecting link is inclined. Gripper that changes direction.

According to claim 1,
The driving unit,
A first motor;
A first worm gear rotated by the first motor; And
It comprises a first worm wheel is rotated in engagement with the first worm gear, the first drive link is rotatably coupled to the shaft,
The first worm wheel is provided in a number corresponding to the first drive link,
The first worm wheel provided with two or more is a gripper driven by one of the first worm gears.

The method of claim 10,
The driving unit,
A second motor;
A second worm gear rotated by the second motor; And
It comprises a second worm wheel is rotated in engagement with the second worm gear, the second drive link is rotatably coupled to the shaft,
The second worm gear and the second worm wheel are provided in a number corresponding to the second drive link, a gripper for independently driving each second drive link.