KR20210009660A

KR20210009660A - Griper device for drone

Info

Publication number: KR20210009660A
Application number: KR1020190086472A
Authority: KR
Inventors: 김규천
Original assignee: 김규천
Priority date: 2019-07-17
Filing date: 2019-07-17
Publication date: 2021-01-27

Abstract

The present invention discloses a gripper device mounted on a drone, which is hung on the end of a support means mounted on the drone. The gripper device mounted on a drone includes: a frame having a tubular body having a flat upper surface and a front surface and a back surface adjacent to the upper surface; a tongs part having at least one first finger and at least one second finger installed to be rotatable by being hinge-coupled to both left and right sides of the frame, respectively; an electric cylinder in which a cylinder rod is connected to a back portion of at least one of the first finger and the second finger in the frame and which operates the tongs part; and a connection part installed on the frame to be connected to the support means.

Description

Drone-mounted gripper device{GRIPER DEVICE FOR DRONE}

본 발명은 드론 탑재용 그리퍼 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 드론에 탑재되어 물체를 집는 작업을 수행하는 드론 탑재용 그리퍼 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a gripper device for drone mounting, and more particularly, to a gripper device for drone mounting that performs a task of picking up an object by being mounted on a drone.

일반적으로 드론은 본체 프레임과, 상기 본체 프레임으로부터 방사상으로 연장되어 있는 복수개의 암대와, 상기 암대의 끝부분에 설치된 로터를 구비한다. 드론의 본체 프레임 하부에는 촬영장비나, 방제장비, 물류 탑재장치 등과 같은 각종 추가 기기가 장착되어 다양한 산업분야에 활용이 되고 있다.In general, a drone includes a body frame, a plurality of arms extending radially from the body frame, and a rotor installed at the ends of the arms. Various additional devices such as photographing equipment, control equipment, and distribution equipment are installed under the main frame of the drone and are used in various industrial fields.

최근에는 드론의 본체 프레임 하부에 소정의 로봇암이나 그리퍼(gripper)를 장착하여 다양한 물체를 집어서 이동시키는 기술에 대한 관심도 높아지고 있다. 이와 관련하여 특허문헌 1에는 다축으로 이루어진 드론 장착용 로봇팔이 개시되어 있고, 특허문헌 2에는 로봇팔의 끝부분에 집게 형태의 파지장치를 설치한 무인비행체가 개시되어 있다.In recent years, interest in a technology for picking up and moving various objects by attaching a predetermined robot arm or gripper under the body frame of a drone is also increasing. In this regard, Patent Document 1 discloses a robot arm for mounting a drone having multiple axes, and Patent Document 2 discloses an unmanned aerial vehicle in which a gripping device in the form of a tong is installed at the end of the robot arm.

그러나, 통상의 로봇팔 시스템에 적용되는 그리퍼는 물체를 충분히 강하게 파지하기가 어렵고 다양한 크기로 설계되기가 어려운 취약점이 있어 이를 드론에 적용하기 위해서는 구조가 개선될 필요성이 있다. 이러한 요구에 부합하는 그리퍼 장치로는 헬리콥터나 중장비 등에 적용되고 있는 유압실린더의 강한 힘으로 집게를 구동하는 방식의 그래플 시스템이 고려될 수 있다.However, a gripper applied to a conventional robotic arm system has a weakness in that it is difficult to hold an object strong enough and it is difficult to be designed in various sizes, and thus a structure needs to be improved in order to apply this to a drone. As a gripper device that meets these demands, a grapple system in which the tongs are driven with the strong force of a hydraulic cylinder applied to a helicopter or heavy equipment may be considered.

하지만, 그래플 시스템은 헬리콥터나 중장비에 장착되어 벌목이나 건설 현장 등에서 사용하도록 설계된 수백kg 중량의 유압장비이므로 이를 그대로 드론에 적용하는 것은 현실적으로 불가능한 문제가 있다.However, since the grapple system is installed on helicopters or heavy equipment and designed to be used at logging or construction sites, it is practically impossible to apply it to drones as it is.

특허문헌 1: 한국공개특허 제10-2017-0130140호(2017.11.28.공개)Patent Document 1: Korean Patent Publication No. 10-2017-0130140 (published on November 28, 2017) 특허문헌 2: 한국등록특허 제10-1458534호(2014.11.05.공고)Patent Document 2: Korean Patent Registration No. 10-1458534 (announced on November 5, 2014)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 고려하여 창안된 것으로서, 실린더의 구동력으로 집게부를 구동하고 드론에 장착되는 와이어줄 등과 같은 지탱수단에 매달릴 수 있는 경박단소형의 구조를 가진 드론 탑재용 그리퍼 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.The present invention is invented in consideration of the above problems, and provides a gripper device for drone mounting having a light, thin, short and compact structure capable of driving a clamp unit with a driving force of a cylinder and being suspended from a supporting means such as a wire rope mounted on a drone. It has its purpose.

본 발명의 다른 목적은 잣 등과 같은 열매를 쉽게 집어서 채취할 수 있도록 집게부의 각도 조절이 가능한 드론 탑재용 그리퍼 장치를 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a gripper device for drone mounting capable of adjusting the angle of the clamp so that fruit such as pine nuts can be easily picked and collected.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은 드론에 장착되는 지탱수단의 끝부분에 매달리는 그리퍼 장치에 있어서, 평탄한 상면과 상기 상면에 인접한 전면 및 후면을 가진 관형체로 이루어진 프레임; 상기 프레임의 좌,우 양편에 각각 힌지 결합되어 회동 가능하게 설치된 적어도 하나 이상의 제1 핑거와 적어도 하나 이상의 제2 핑거로 이루어진 집게부; 상기 프레임의 내부에서 상기 제1 핑거 및 상기 제2 핑거 중 적어도 어느 하나의 후미에 실린더 로드가 연결되어 상기 집게부를 작동시킬 수 있는 구동력을 제공하는 전동실린더; 및 상기 프레임에 설치되어 상기 지탱수단과 연결되는 연결부;를 포함하는 드론 탑재용 그리퍼 장치를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a gripper device suspended from an end of a support means mounted on a drone, comprising: a frame made of a tubular body having a flat upper surface and a front surface and a rear surface adjacent to the upper surface; A clamp unit including at least one first finger and at least one second finger hingedly coupled to both sides of the frame to be rotatably installed; An electric cylinder in which a cylinder rod is connected to the rear of at least one of the first finger and the second finger in the frame to provide a driving force for operating the tongs; And a connection part installed on the frame and connected to the supporting means.

상기 프레임의 좌,우 양측면은 개방되어 있고, 상기 제1 핑거를 상기 프레임에 연결하는 제1 회전축과, 상기 제2 핑거를 상기 프레임에 연결하는 제2 회전축과, 상기 전동실린더의 후미를 상기 프레임에 연결하는 제3 회전축은 상기 프레임의 상기 전면과 후면을 가로질러서 설치되고, 상기 제3 회전축은 상기 제1 회전축 및 상기 제2 회전축 중 어느 하나와 대각으로 배치될 수 있다.The left and right sides of the frame are open, and a first rotation shaft connecting the first finger to the frame, a second rotation shaft connecting the second finger to the frame, and a rear end of the electric cylinder are connected to the frame. A third rotation shaft connected to is installed across the front and rear surfaces of the frame, and the third rotation shaft may be disposed diagonally to any one of the first rotation shaft and the second rotation shaft.

본 발명은 상기 프레임의 일부에 장착되고 상기 집게부가 향하는 방향으로 배치된 카메라;를 더 포함할 수 있다.The present invention may further include a camera mounted on a part of the frame and disposed in a direction facing the tongs.

상기 연결부는 상기 프레임의 일면 무게중심에 고정된 볼트 부재인 것이 바람직하다.It is preferable that the connection part is a bolt member fixed to the center of gravity on one side of the frame.

바람직하게, 상기 집게부가 향하는 방향을 조절하는 각도조절수단;을 더 포함할 수 있다.Preferably, it may further include; angle adjusting means for adjusting the direction in which the tongs are directed.

상기 각도조절수단은 상기 프레임의 상면 중심과 상면 가장자리단 사이에서 슬라이딩 왕복 이동 가능하게 설치된 무게중심 이동블록을 구비하고, 상기 연결부는 상기 무게중심 이동블록에 고정되는 것이 바람직하다.It is preferable that the angle adjusting means includes a center of gravity moving block installed to be slidably reciprocally moved between the center of the upper surface and the edge of the upper surface of the frame, and the connection part is fixed to the center of gravity moving block.

본 발명에 따른 드론 탑재용 그리퍼 장치는 다음과 같은 효과를 가진다.The gripper device for drone mounting according to the present invention has the following effects.

첫째, 전동실린더의 구동력으로 집게부를 구동하여 강한 파지력을 얻을 수 있고 집게부의 크기를 자유롭게 설계할 수 있다.First, it is possible to obtain a strong gripping force by driving the clamp part with the driving force of the electric cylinder, and the size of the clamp part can be freely designed.

둘째, 프레임이 슬림한 형태로 구성될 수 있으므로 그리퍼 장치의 휴대와 취급이 편리하다.Second, since the frame can be configured in a slim shape, it is convenient to carry and handle the gripper device.

셋째, 드론에 탑재된 상태에서 집게부의 중심에 카메라를 배치하여 집게부가 향하는 전방의 영상을 보면서 정확히 물체를 파지할 수 있다.Third, by placing the camera in the center of the clamp part while mounted on the drone, you can accurately grasp the object while viewing the image in front of the clamp part.

넷째, 잣 채취용으로 사용될 경우 드론에 탑재된 상태에서 잣나무에 달린 잣송이들을 한꺼번에 여러개씩 쉽게 집어서 안전하게 채취할 수 있다. 또한, 그리퍼 장치에 의해 채취된 잣송이들은 정해진 지점으로 이동되어 용기내에 바로 담길 수 있으므로 잣을 줍는 작업이 생략될 수 있어 인력을 절감할 수 있다.Fourth, when used for pine nut harvesting, it is possible to easily pick up several pine pine nuts attached to a pine tree at a time while mounted on a drone and collect them safely. In addition, since pine nuts collected by the gripper device can be moved to a predetermined point and placed in a container, the work of picking up pine nuts can be omitted, thereby reducing manpower.

다섯째, 집게부가 향하는 방향의 각도를 수직과 수평 사이에서 자유롭게 조절함으로써 나뭇가지의 끝부분과 옆부분에 달린 잣송이를 모두 채취할 수 있다.Fifth, by freely adjusting the angle in the direction the tongs face between vertical and horizontal, it is possible to collect all pine nuts attached to the ends and sides of the branches.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 드론 탑재용 그리퍼 장치의 구성을 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 평면도이다.
도 3은 도 1에서 집게부 및 전동실린더의 구성을 도시한 투시 정면도이다.
도 4는 도 2에서 실린더 로드가 확장되어 집게부가 오므라진 상태를 도시한 투시 정면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 드론 탑재용 그리퍼 장치의 구성을 도시한 평면도이다.
도 6은 도 5의 변형예를 도시한 평면도이다.
도 7은 도 5의 드론 탑재용 그리퍼 장치가 지탱수단에 매달린 상태를 도시한 측면도이다.
도 8은 도 7에서 각도조절수단을 이용해 집게부가 향하는 방향의 각도를 조절한 예를 도시한 측면도이다.
도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 드론 탑재용 그리퍼 장치의 사용예를 도시한 개요도이다.The following drawings attached to the present specification illustrate preferred embodiments of the present invention, and serve to further understand the technical idea of the present invention together with the detailed description of the present invention, which will be described later. It is limited only to and should not be interpreted.
1 is a perspective view showing the configuration of a gripper device for mounting a drone according to a preferred embodiment of the present invention.
2 is a plan view of FIG. 1.
Figure 3 is a perspective front view showing the configuration of the clamp portion and the electric cylinder in Figure 1;
4 is a perspective front view showing a state in which the cylinder rod is expanded and the clamp portion is closed in FIG. 2.
5 is a plan view showing the configuration of a gripper device for mounting a drone according to another embodiment of the present invention.
6 is a plan view showing a modified example of FIG. 5.
7 is a side view showing a state in which the gripper device for mounting the drone of FIG. 5 is suspended from a supporting means.
FIG. 8 is a side view showing an example in which the angle in the direction in which the tongs face is adjusted using the angle adjusting means in FIG. 7.
9 is a schematic diagram showing an example of use of a gripper device for drone mounting according to a preferred embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms or words used in the specification and claims should not be construed as being limited to their usual or dictionary meanings, and the inventors appropriately explain the concept of terms in order to explain their own invention in the best way. Based on the principle that it can be defined, it should be interpreted as a meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention. Accordingly, the embodiments described in the present specification and the configurations shown in the drawings are only the most preferred embodiment of the present invention, and do not represent all the technical spirit of the present invention, and thus various alternatives that can be substituted for them at the time of application It should be understood that there may be equivalents and variations.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 드론 탑재용 그리퍼 장치의 구성을 도시한 사시도, 도 2는 도 1의 평면도, 도 3은 도 1에서 집게부의 구성을 도시한 정면도이다.1 is a perspective view showing the configuration of a gripper device for drone mounting according to a preferred embodiment of the present invention, FIG. 2 is a plan view of FIG. 1, and FIG. 3 is a front view showing the configuration of a gripper in FIG.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 드론 탑재용 그리퍼 장치는 슬림한 관형체 형상의 프레임(10)과, 프레임(10)의 좌,우 양편에 힌지 결합되어 회동 가능하게 설치된 집게부(20)와, 집게부(20)에 연결되어 구동력을 제공하는 전동실린더(26)와, 프레임(10)에 결합되어 드론(도 9의 1 참조)으로부터 연장된 지탱수단(2)의 끝부분과 연결되는 연결부(27)를 포함한다.1 to 3, a gripper device for drone mounting according to a preferred embodiment of the present invention is hinged to both left and right sides of a slim tubular frame 10 and the frame 10 so that it can be rotated. The clamping unit 20 installed in a manner, an electric cylinder 26 connected to the clamping unit 20 to provide a driving force, and a supporting means 2 coupled to the frame 10 and extending from the drone (see 1 in Fig. 9). ) Includes a connection portion 27 connected to the end.

프레임(10)은 평탄한 상면과 상기 상면에 인접한 전면 및 후면을 포함하고 가로와 세로에 비해 높이가 절반 이하로 낮은 슬림한 사각 형상의 관형체로 이루어진다. 이러한 프레임(10)은 알루미늄판을 절곡 가공하여 형성될 수 있다.The frame 10 is made of a slim rectangular tubular body that includes a flat upper surface and a front and rear surface adjacent to the upper surface, and has a height of less than half compared to the width and length. This frame 10 may be formed by bending an aluminum plate.

프레임(10)의 좌,우 양측면은 집게부(20)의 회동 시 집게부(20)의 후미 부분의 이동공간이 확보되도록 일부 또는 전부가 개방되어 있다. 부가적으로, 프레임(10)의 하면에는 투명한 재질로 이루어진 하부 플레이트가 배치될 수 있다.The left and right sides of the frame 10 are partially or entirely open so that a moving space of the rear part of the clamp part 20 is secured when the clamp part 20 is rotated. Additionally, a lower plate made of a transparent material may be disposed on the lower surface of the frame 10.

집게부(20)는 프레임(10)의 서로 마주보는 전면 및 후면의 양편에 각각 힌지 결합되어 회동 가능하게 설치된 적어도 하나 이상의 제1 핑거(21)와 적어도 하나 이상의 제2 핑거(22)의 조립체이다. 제1 핑거(21)와 제2 핑거(22)는 예컨대, 2~3t 정도의 두께를 가진 알루미늄판으로 형성되고 각각 서로를 향하는 방향으로 소정 곡률로 굴곡된 형상으로 구성된다.The clamp part 20 is an assembly of at least one first finger 21 and at least one second finger 22 that is hingedly coupled to both sides of the frame 10 facing each other and rotatably installed. . The first finger 21 and the second finger 22 are formed of, for example, an aluminum plate having a thickness of about 2 to 3 t, and each has a shape that is bent at a predetermined curvature in a direction facing each other.

바람직하게, 제1 핑거(21)와 제2 핑거(22)는 프레임(10)의 전,후 방향으로 가면서 복수개가 정해진 간격을 두고 배치되고 각각 제1 회전축(23)과 제2 회전축(24)에 의해 연결되어 있다. 제1 핑거(21)와 제2 핑거(22)는 각각 제1 회전축(23)과 제2 회전축(24)을 감싸는 슬리브를 통해 힌지 결합된다. 집게부(20)가 물체를 집은 상태에서 제1 핑거(21)와 제2 핑거(22)가 충분히 접힐 수 있도록 복수개의 제1 핑거(21)와 복수개의 제2 핑거(22)는 서로 교호적으로 배열되는 것이 바람직하다.Preferably, a plurality of the first fingers 21 and the second fingers 22 are arranged at predetermined intervals while going in the front and rear directions of the frame 10, and the first and second rotation shafts 23 and 24 are respectively Connected by The first finger 21 and the second finger 22 are hinged through a sleeve surrounding the first rotation shaft 23 and the second rotation shaft 24, respectively. The plurality of first fingers 21 and the plurality of second fingers 22 cross each other so that the first finger 21 and the second finger 22 can be sufficiently folded while the clamp unit 20 is holding the object. It is preferable to be arranged in a family.

집게부(20)를 프레임(10)에 힌지 결합하는 제1 회전축(23)과 제2 회전축(24)은 각각 프레임(10)의 전면과 후면 사이를 가로질러서 끼워져서 설치된다. 비록, 도면에는 미도시되었으나 프레임(10)의 한쪽에는 카메라가 하향 배치될 수 있다. 카메라는 파지 대상을 카메라로 확인해가면서 정확히 파지할 수 있게 하는 역할을 한다. 부가적으로, 프레임(10)에는 집게부(20)가 향하는 방향을 지시하기 위한 레이저 포인터가 설치될 수도 있다.The first rotation shaft 23 and the second rotation shaft 24 for hinge-coupled to the frame 10 are installed by being fitted across the front and rear surfaces of the frame 10, respectively. Although not shown in the drawings, the camera may be disposed downward on one side of the frame 10. The camera plays the role of accurately grasping the object to be grasped while checking with the camera. Additionally, a laser pointer may be installed on the frame 10 to indicate the direction in which the clamp unit 20 is directed.

전동실린더(26)는 배터리에 의해 동작하고 실린더 본체(26b) 내에 실린더 로드(26a)가 전,후진 가능하게 설치된 리니어 액추에이터에 의해 구성된다. 전동실린더(26)는 소정의 무선 리모콘에 의해 작동되는 것이 바람직하다. 또한, 전동실린더(26)에 전원을 공급하는 배터리는 프레임(10)의 내부에 설치되거나 드론(1)에 탑재될 수 있다.The electric cylinder 26 is operated by a battery and is constituted by a linear actuator in which a cylinder rod 26a is installed in the cylinder body 26b so as to be able to move forward and backward. The electric cylinder 26 is preferably operated by a predetermined wireless remote control. In addition, a battery that supplies power to the electric cylinder 26 may be installed inside the frame 10 or mounted on the drone 1.

전동실린더(26)의 실린더 본체(26b) 후미는 제3 회전축(25)에 의해 프레임(10)에 연결되고 실린더 로드(26a)의 끝부분은 제1 핑거(21)의 후미 부분, 즉 제1 회전축(23)에 비해 위쪽에 위치한 제4 회전축(29)에 힌지결합된다. 제2 핑거(22)의 후미 부분은 제1 핑거(21)와 커넥팅 로드(28)에 의해 연결되어 있다.The rear end of the cylinder body 26b of the electric cylinder 26 is connected to the frame 10 by the third rotation shaft 25, and the end of the cylinder rod 26a is the rear part of the first finger 21, that is, the first It is hinged to the fourth rotation shaft 29 located above the rotation shaft 23. The trailing portion of the second finger 22 is connected by the first finger 21 and the connecting rod 28.

커넥팅 로드(28)는 일단이 제1 핑거(21)의 제1 회전축(23) 아래쪽에 위치한 제5 회전축(30)에 슬리브를 통해 연결되어 힌지 결합되고 타단은 제2 핑거(22)의 후미 부분, 즉 제2 회전축(24)에 비해 위쪽에 위치한 제6 회전축(31)에 슬리브를 통해 연결되어 힌지 결합됨으로써 제1 핑거(21)와 제2 핑거(22)를 서로 연동시킨다.The connecting rod 28 has one end connected to the fifth rotation shaft 30 located below the first rotation shaft 23 of the first finger 21 through a sleeve and is hinged, and the other end is the rear part of the second finger 22 That is, the first finger 21 and the second finger 22 are connected to each other by being hinged and connected to the sixth rotation shaft 31 located above the second rotation shaft 24 through a sleeve.

전동실린더(26)의 후미를 프레임(10)에 연결하는 제3 회전축(25)은 프레임(10)의 전면과 후면 사이를 가로지르게 배치된다. 제3 회전축(25)과 제1 회전축(23)은 프레임(10)의 전면 및 후면에서 실질적으로 대각 관계에 있는 두 코너 부분에 각각 배치된다. 이러한 전동실린더(26)의 배치 구조는 프레임(10)을 슬림한 형상으로 설계하는 데 매우 효과적이다.The third rotation shaft 25 connecting the rear end of the electric cylinder 26 to the frame 10 is disposed to cross between the front and rear surfaces of the frame 10. The third rotation shaft 25 and the first rotation shaft 23 are disposed at two corner portions having a substantially diagonal relationship at the front and rear surfaces of the frame 10, respectively. The arrangement structure of the electric cylinder 26 is very effective in designing the frame 10 in a slim shape.

대안으로, 전동실린더(26)는 실린더 본체(26b)가 제1 핑거(21) 및 제2 핑거(22) 중 어느 하나의 후미에 힌지결합되고 실린더 로드(26a)의 끝부분이 제1 핑거(21) 및 제2 핑거(22) 중 다른 하나의 후미에 힌지결합되는 것도 가능하다.Alternatively, in the electric cylinder 26, the cylinder body 26b is hinged to the rear of one of the first finger 21 and the second finger 22, and the end of the cylinder rod 26a is the first finger 21 ) And the second finger 22 may be hinged to the rear of the other one.

실린더 로드(26a)가 실린더 본체(26b)에 완전히 들어가 있는 상태에서 제1 핑거(21)의 후미와 제2 핑거(22)의 후미는 서로 최대로 가까워진 위치에 놓이게 되고 집게부(20)는 완전히 벌어진 상태가 된다. 한편, 도 4에 도시된 바와 같이 실린더 본체(26b)에 내장된 모터의 구동에 의해 실린더 로드(26a)가 확장하여 제1 핑거(21)의 후미를 프레임(10)의 바깥 방향으로 밀어내고 이에 연동하여 커넥팅 로드(28)가 제2 핑거(22)의 후미를 프레임(10)의 바깥 방향으로 밀어내면 집게부(20)는 오므리는 동작을 하게 된다.When the cylinder rod (26a) is completely inserted into the cylinder body (26b), the rear end of the first finger (21) and the rear end of the second finger (22) are placed in a position closest to each other, and the clamp part (20) is completely It becomes open. On the other hand, as shown in Fig. 4, the cylinder rod 26a expands by driving a motor built into the cylinder body 26b to push the tail of the first finger 21 outward of the frame 10, thereby When the connecting rod 28 interlocks and pushes the rear end of the second finger 22 to the outside of the frame 10, the tongs 20 are retracted.

연결부(27)는 상면으로부터 정해진 길이만큼 돌출된 볼트 부재로 구성될 수 있다. 연결부(27)는 암나사 구멍이나, 링볼트와 같은 체결수단으로 대체되는 것도 가능하다. 연결부(27)는 프레임(10)의 상면 및/또는 전면의 무게중심에 고정되게 설치된다. 연결부(27)는 드론(1)에 장착되는 와이어줄이나 케이블, 강선, 폴대 등에 해당하는 지탱수단(2)과 연결된다. 연결부(27)가 프레임(10)의 상면 무게중심에 배치될 경우, 그리퍼 장치가 드론(1)의 지탱수단(2)에 매달렸을 때 집게부(20)는 수직 하방, 즉 지면 방향을 향하게 된다. 또한, 연결부(27)가 프레임(10)의 전면 무게중심에 배치될 경우, 그리퍼 장치가 드론(1)의 지탱수단(2)에 매달렸을 때 집게부(20)가 향하는 방향을 수평 방향, 즉 지면에 대해 나란한 방향으로 하여 파지 작업을 수행할 수 있다.The connection part 27 may be composed of a bolt member protruding from the upper surface by a predetermined length. The connection part 27 may be replaced by a fastening means such as a female screw hole or a ring bolt. The connection part 27 is installed to be fixed to the center of gravity of the upper surface and/or the front surface of the frame 10. The connection part 27 is connected to a supporting means 2 corresponding to a wire rope or cable, a steel wire, a pole, etc. mounted on the drone 1. When the connection part 27 is disposed at the center of gravity of the upper surface of the frame 10, the clamping part 20 faces vertically downward, that is, in the direction of the ground when the gripper device is suspended from the support means 2 of the drone 1 . In addition, when the connection part 27 is disposed at the front center of gravity of the frame 10, the direction in which the clamp part 20 faces when the gripper device is suspended from the support means 2 of the drone 1 is a horizontal direction, that is, The gripping operation can be carried out in a direction parallel to the ground.

도 5에 도시된 각도조절수단(32)은 프레임(10)상에서의 연결부(27) 위치를 조절하여, 즉 지탱수단(2)을 기준으로 무게중심의 위치를 이동시켜서 집게부(20)가 향하는 방향을 조절한다. 상기 각도조절수단(32)은 프레임(10)의 상면 중심과 상면 가장자리단 사이에서 슬라이딩 왕복 이동 가능하게 설치된 무게중심 이동블록(33)을 구비하고, 연결부(27)는 무게중심 이동블록(33)에 고정된다. 프레임(10)의 상면에는 중심으로부터 가장자리단까지 연장된 랙 기어(34)가 설치되고, 무게중심 이동블록(33)에는 랙 기어(34)와 치합 가능한 피니언 및 작동모터의 어셈블리(미도시)가 설치된다. 따라서, 상기 작동모터에 의해 상기 피니언이 회전하면 무게중심 이동블록(33)은 랙 기어(34)를 따라서 프레임(10)의 상면 중심과 상면 가장자리단 사이에서 슬라이딩 왕복 이동이 가능하다. 대안으로, 무게중심 이동블록(33)은 소정의 볼스크류 부재와 결합되어 전후진 왕복 이동 가능하게 설치되는 것도 가능하다.The angle adjusting means 32 shown in FIG. 5 adjusts the position of the connection part 27 on the frame 10, that is, by moving the position of the center of gravity relative to the support means 2, so that the clamp part 20 is directed. Adjust the direction. The angle adjusting means 32 has a center of gravity moving block 33 installed to be slidably reciprocated between the center of the upper surface and the edge of the upper surface of the frame 10, and the connection part 27 is a center of gravity moving block 33 Is fixed to A rack gear 34 extending from the center to the edge is installed on the upper surface of the frame 10, and the center of gravity moving block 33 includes an assembly (not shown) of a pinion capable of engaging with the rack gear 34 and an operating motor. Installed. Accordingly, when the pinion is rotated by the operation motor, the center of gravity movement block 33 is capable of sliding and reciprocating movement between the center of the upper surface and the edge of the upper surface of the frame 10 along the rack gear 34. Alternatively, the center of gravity movable block 33 may be installed to be able to move back and forth by being combined with a predetermined ball screw member.

도 6에 도시된 바와 같이, 프레임(10)의 상면에는 중심으로부터 가장자리단까지 연장된 스크류봉(35)이 설치되고, 무게중심 이동블록(33)은 일측면에 타측면까지 연장된 너트공(미도시)을 구비하고, 상기 너트공에 스크류봉(35)이 끼워지고, 소정의 작동모터에 의해 상기 스크류봉(35)이 회전함에 따라 무게중심 이동블록(33)이 전,후 슬라이딩 이동을 하도록 구성되는 것도 가능하다.As shown in Fig. 6, a screw rod 35 extending from the center to the edge is installed on the upper surface of the frame 10, and the center of gravity moving block 33 is a nut hole extending from one side to the other side ( (Not shown), and the screw rod 35 is inserted into the nut hole, and as the screw rod 35 is rotated by a predetermined operating motor, the center of gravity moving block 33 performs sliding movement before and after It is also possible to be configured to.

도 5 또는 도 6에 도시된 바와 같이 무게중심 이동블록(33)이 프레임(10)의 상면 중심에 위치하는 경우에는 그리퍼 장치가 드론(1)의 지탱수단(2)에 매달렸을 때 집게부(20)는 도 7에 도시된 바와 같이 정하방, 즉 지면 방향을 향하게 된다. 이 상태에서 그리퍼 장치는 정하방에 위치한 물체를 집는 작업을 수행할 수 있다. 5 or 6, when the center of gravity moving block 33 is located in the center of the upper surface of the frame 10, when the gripper device is suspended from the supporting means 2 of the drone 1, the clamping unit ( 20) is directed forward downward, that is, toward the ground as shown in FIG. 7. In this state, the gripper device can perform a task of picking up an object located directly below.

또한, 물체가 정하방에 위치하지 않아 물체의 측방에서 그리핑 작업을 해야 하는 경우에는 무게중심 이동블록(33)을 프레임(10)의 가장자리로 이동시켜서 도 8에 도시된 바와 같이 집게부(20)를 정해진 각도로 기울어지게 방향 전환을 하여 작업을 수행할 수 있다. 이때, 랙 기어(34)나 스크류봉(35) 상에서의 무게중심 이동블록(33)의 위치를 조절함으로써 지탱수단(2)에 대하여 무게중심의 위치를 이동시켜서 집게부(20)의 각도를 자유롭게 조절할 수 있다. 무게중심 이동블록(33)의 이동 시 작동모터 등에 가해지는 그리퍼 장치의 중량으로 인한 부하를 줄이기 위해, 방향 전환 조작은 그리퍼 장치를 소정의 지지물(지면, 나뭇가지 등) 위에 올려 놓은 상태에서 수행하는 것이 바람직하다.In addition, when the object is not located directly underneath and needs to be gripped from the side of the object, the center of gravity movement block 33 is moved to the edge of the frame 10, and the clamping unit 20 as shown in FIG. ) Can be tilted at a predetermined angle to perform the task. At this time, by adjusting the position of the center of gravity moving block 33 on the rack gear 34 or the screw rod 35, the position of the center of gravity with respect to the support means 2 is moved to freely adjust the angle of the clamp part 20. Can be adjusted. In order to reduce the load due to the weight of the gripper device applied to the operating motor when the center of gravity moving block 33 moves, the direction change operation is performed while the gripper device is placed on a predetermined support (ground, tree branch, etc.). It is desirable.

상기와 같은 구성을 가진 본 발명에 따른 드론 탑재용 그리퍼 장치는 도 9에 도시된 바와 같이 지탱수단(2)에 의해 드론(1)에 매달린 상태에서 물체를 집는 동작을 수행한다. 드론 탑재용 그리퍼 장치는 프레임(10)이 슬림한 형태로 구성될 수 있으므로 휴대와 취급이 편리하다.The gripper device for mounting a drone according to the present invention having the above configuration performs an operation of picking up an object while being suspended from the drone 1 by the support means 2 as shown in FIG. 9. The drone-mounted gripper device is convenient to carry and handle because the frame 10 can be configured in a slim shape.

실린더 로드(26a)가 실린더 본체(26b)에 완전히 들어가 있는 상태에서 집게부(20)는 제1 핑거(21)의 후미와 제2 핑거(22)의 후미가 서로 최대로 가까워진 위치에 놓이게 되고 집게부(20)는 미리 정해진 각도까지 최대로 벌어진 상태가 된다.When the cylinder rod (26a) is completely inserted into the cylinder body (26b), the clamp part (20) is placed in a position where the tail of the first finger (21) and the tail of the second finger (22) are maximally close to each other. The part 20 is in a state that is opened to the maximum up to a predetermined angle.

사용자가 드론(1)을 조종하여 집게부(20)를 목표 물체에 근접시킨 상태에서, 전동실린더(26)의 실린더 로드(26a)를 전진시키면 제1 핑거(21)의 후미를 프레임(10)의 바깥 방향으로 밀어내어 제1 회전축(23)을 중심으로 제1 핑거(21)를 회동시키고 이와 동시에 커넥팅 로드(28)가 제2 핑거(22)의 후미를 프레임(10)의 바깥 방향으로 밀어내어 제2 회전축(24)을 중심으로 제2 핑거(22)를 회동시키므로 집게부(20)는 오므리면서 물체를 집는 동작을 수행한다.When the user manipulates the drone 1 to move the cylinder rod 26a of the electric cylinder 26 forward with the clamping unit 20 close to the target object, the rear end of the first finger 21 is moved to the frame 10 The first finger (21) is rotated around the first rotation shaft (23) by pushing it outward, and the connecting rod (28) pushes the rear end of the second finger (22) outward of the frame (10). Since the second finger 22 is rotated around the second rotation shaft 24, the clamp unit 20 performs an operation to pick up the object while being retracted.

본 발명을 잣 채취용으로 사용하는 경우, 잣나무는 나무의 가장 끝부분에 잣송이들이 분포하는 특성이 있으므로 잣나무의 상방에 드론(1)을 위치시키고 그리퍼 장치를 작동시켜서 집게부(20)로 잣송이들을 집은 상태에서 드론(1)을 이동시키거나 와이어줄 형태의 지탱수단(2)을 권상하는 방식으로 안전하게 잣을 수확할 수 있다. 필요할 경우, 잣송이가 있는 위치에 걸맞게 집게부(20)의 각도를 조절하면 더욱 수월하게 잣송이들을 집을 수 있다. 이렇게 채취된 잣송이들은 정해진 지점으로 이동되어 소정의 용기내에 바로 담길 수 있으므로 기존과는 달리 잣을 줍는 작업이 생략될 수 있어 인력을 절감할 수 있는 장점도 있다.In the case of using the present invention for collecting pine nuts, pine pines have a characteristic that pine pines are distributed at the very end of the tree, so position the drone 1 above the pine and operate the gripper device to remove pine pine nuts with the pincers 20. Pine nuts can be safely harvested by moving the drone (1) while picking it up or by hoisting the wire string-shaped support means (2). If necessary, it is possible to more easily pick up the pine nuts by adjusting the angle of the tongs 20 to suit the location of the pine pine nuts. Since the pine nuts collected in this way can be moved to a predetermined point and placed in a predetermined container, the work of picking up pine nuts can be omitted unlike the existing one, thereby reducing manpower.

그밖에, 본 발명은 드론(1)을 이용하여 물체를 집어서 이동시키는 다양한 산업 분야에 이용이 가능하다.In addition, the present invention can be used in various industrial fields in which objects are picked up and moved using the drone 1.

이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다In the above, although the present invention has been described by limited embodiments and drawings, the present invention is not limited thereto, and within the scope of the technical idea of the present invention by those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains. Of course, various modifications and variations are possible.

1: 드론 2: 지탱수단
10: 프레임 20: 집게부
21: 제1 핑거 22: 제2 핑거
23: 제1 회전축 24: 제2 회전축
25: 제3 회전축 26: 전동실린더
26a: 실린더 로드 26b: 실린더 본체
27: 연결부 28: 커넥팅 로드
29: 제4 회전축 30: 제5 회전축
31: 제6 회전축 32: 각도조절수단
33: 무게중심 이동블록 34: 랙 기어
35: 스크류봉1: drone 2: support
10: frame 20: clamp
21: first finger 22: second finger
23: first rotation shaft 24: second rotation shaft
25: third rotation shaft 26: electric cylinder
26a: cylinder rod 26b: cylinder body
27: connection part 28: connecting rod
29: fourth rotation shaft 30: fifth rotation shaft
31: sixth rotation shaft 32: angle adjustment means
33: center of gravity moving block 34: rack gear
35: screw rod

Claims

In the gripper device suspended from the end of the support means mounted on the drone,
A frame made of a tubular body having a flat upper surface and a front surface and a rear surface adjacent to the upper surface;
A clamping unit including at least one first finger and at least one second finger hingedly coupled to each of the left and right sides of the frame so as to be rotatably installed;
An electric cylinder in which a cylinder rod is connected to the rear of at least one of the first finger and the second finger in the frame to provide a driving force for operating the tongs; And
A gripper device for drone mounting including a connection part installed on the frame and connected to the supporting means.

The method of claim 1,
The left and right sides of the frame are open,
A first rotation axis connecting the first finger to the frame, a second rotation axis connecting the second finger to the frame, and a third rotation axis connecting the rear end of the electric cylinder to the frame are the front surface of the frame. Installed across the back and the back,
The third rotation shaft is a gripper device for drone mounting, characterized in that disposed diagonally to any one of the first rotation shaft and the second rotation shaft.

The method of claim 2,
A gripper device for drone mounting further comprising a camera mounted on a part of the frame and disposed in a direction toward the gripper.

The method of claim 2,
The connecting portion is a gripper device for drone mounting that is a bolt member fixed to the center of gravity on one side of the frame.

The method of claim 1,
Drone mounting gripper device further comprising; angle adjusting means for adjusting the direction in which the gripper faces.

The method of claim 5,
The angle adjusting means includes a center of gravity moving block installed to be slidably reciprocated between the center of the upper surface and the edge of the upper surface of the frame,
The gripper device for drone mounting, characterized in that the connection is fixed to the center of gravity moving block.