KR20210137759A - End effector of robot for harvesting fruit vegetable made of soft material - Google Patents

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KR20210137759A
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전남대학교산학협력단
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Abstract

Disclosed is an end effector of a robot which can prevent damage to fruit when gripping the fruit having very weak and slippery skin. An end effector of a robot according to an embodiment of the present invention includes a main body; an upper bracket fixedly coupled to the top of the main body; a moving bracket slidably coupled to the main body; a plurality of thin plate springs having one end fixedly coupled to the moving bracket and the other end coupled through the upper bracket; and a grip unit of a fiber material having one end fixedly coupled to the upper bracket and the other end fixedly coupled to an end of the thin plate springs.

Description

과채류 수확을 위한 부드러운 소재의 로봇의 엔드 이펙터 {END EFFECTOR OF ROBOT FOR HARVESTING FRUIT VEGETABLE MADE OF SOFT MATERIAL}END EFFECTOR OF ROBOT FOR HARVESTING FRUIT VEGETABLE MADE OF SOFT MATERIAL

본 발명은 과채류 수확을 위한 부드러운 소재의 로봇의 엔드 이펙터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 과수를 채취하는데 사용되는 과채류 수확을 위한 부드러운 소재의 로봇의 엔드 이펙터에 관한 것이다.The present invention relates to an end effector of a robot made of a soft material for harvesting fruits and vegetables, and more particularly, to an end effector of a robot made of a soft material for harvesting fruits and vegetables used for harvesting fruits and vegetables.

전 세계적으로 4차 산업 혁명과 함께 농업 분야에 로봇(robot)을 도입함으로써, 농업의 자동화를 위한 연구 개발이 다양하게 진행되고 있다. 전 세계 인구의 지속적으로 증가함에 따른 식량 부족 문제가 대두되고 있어 농산물의 생산량을 높이기 위해 농업을 자동화하는 것은 필요하다.With the introduction of robots in the agricultural field along with the 4th industrial revolution worldwide, research and development for automation of agriculture is being carried out in various ways. As the world's population continues to grow, the problem of food shortage is emerging, so it is necessary to automate agriculture to increase the production of agricultural products.

고령화 사회가 진행됨에 따라 농업에 투여되는 인력 부족 현상이 발생되고, 이러한 문제를 해결하기 위해 농업, 특히 과수를 채취하는데 로봇의 사용이 더욱 요구된다. As an aging society progresses, there is a shortage of manpower given to agriculture.

작물 재배시에 가장 많이 투입되는 노동력 중의 하나인 과수의 수확 작업은 작물의 종류에 따라 전체 투입되는 노동력의 약 25%정도까지 차지할 정도로 많은 시간과 노동이 투입되는 작업이다. Harvesting of fruit trees, which is one of the most input labor force in the cultivation of crops, takes up a lot of time and labor, accounting for about 25% of the total labor force depending on the type of crop.

일반적으로, 과수의 수확 작업은 대부분 수작업으로 이루어지고, 인간의 노동력을 대체하기 위한 로봇의 연구와 개발이 이루어지고 있으나, 과수의 모양과 크기가 일정하지 않고 불규칙적이어서 기술적 난이도가 높고, 이로 인해 로봇의 상용화에 어려움이 발생하는 것이 현실이다. In general, most of the harvesting of fruit trees is done manually, and research and development of robots to replace human labor are being carried out. The reality is that there are difficulties in the commercialization of

수확용 로봇은 특정 작물을 대상으로 연구 및 개발이 진행되고 있는데, 과수의 수확 작업은 각 작물의 모양, 크기, 위치, 및 완숙도를 판별하여 원하는 작물의 과수를 수확할 수 있고, 이는 작물에 대한 위치를 인식함과 더불어 작물의 완숙도를 판별해야 한다. Harvesting robots are being researched and developed for specific crops, and the harvesting operation of fruit trees determines the shape, size, location, and maturity of each crop to harvest the fruit tree of the desired crop. In addition to recognizing the location of the plant, it is necessary to determine the maturity level of the crop.

또한, 무분별한 수확 작업은 작물에게 스트레스를 줄 수 있고, 병해충에 노출될 위험이 존재하기 때문에, 수확 대상 작물뿐만 아니라 주변 작물에도 악영향을 미칠 가능성이 존재한다. In addition, indiscriminate harvesting work may stress the crops, and since there is a risk of exposure to pests, there is a possibility that it may adversely affect not only the crop to be harvested but also the surrounding crops.

작물 중에 토마토는 표면 강도가 매우 약하기 때문에, 표면에 단단한 로봇을 이용하여 토마토를 파지하는 경우, 토마토의 표피가 손상되어 상품으로서의 가치가 떨어지는 문제가 존재한다. 또한, 토마토의 표면은 매우 미끄럽기 때문에 로봇을 이용한 과수의 파지는 상당히 어려운 난이도의 작업에 해당한다. Since the surface strength of tomatoes among crops is very weak, when the tomatoes are gripped using a robot that is hard on the surface, the skin of the tomatoes is damaged and the value as a commodity decreases. In addition, since the surface of the tomato is very slippery, gripping the fruit tree using a robot corresponds to a very difficult task.

과수를 파지하기 위한 그리퍼는 크게 인간의 손가락과 유사한 모양을 갖고 단단한 금속 재질의 그리퍼와 석션 캡(suction cap)을 이용하여 과수를 고정하는 방식의 그리퍼로 분류될 수 있다. A gripper for gripping a fruit tree may be classified into a gripper having a shape similar to a human finger and a gripper made of a hard metal material and a gripper of a method of fixing the fruit tree using a suction cap.

가장 보편적으로 사용되는 금속 재질로 제작되는 그리퍼는 대상 작물의 과수 위치가 정확이 파악되어야 하는데, 만약, 과수의 정확한 위치가 파악되지 않으면 작물이 손상되거나 줄기에 상처를 입힐 수 있다. For grippers made of the most commonly used metal material, the location of the target crop's fruit tree must be accurately identified. If the exact location of the fruit tree is not identified, the crop may be damaged or the stem may be damaged.

또한, 석션 캡을 이용한 그리퍼는 다발을 이루는 과수를 수확할 때 효과적이고 상대적으로 과수의 정확한 위치를 파악할 필요가 없다는 점에서 장점이 있으나, 강한 흡착력으로 인해 과수에 손상이 가해질 수 있다는 단점이 존재한다.In addition, the gripper using the suction cap has an advantage in that it is effective when harvesting fruit trees forming a bundle and it is not necessary to relatively know the exact location of the fruit tree. .

이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.Matters described in this background section are prepared to enhance understanding of the background of the invention, and may include matters that are not already known to those of ordinary skill in the art to which this technology belongs.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 과수를 수확하는데 사용되는 로봇의 엔드 이펙터를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention is to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide an end effector of a robot used for harvesting fruit trees.

또한, 토마토와 같이 표피가 매우 약하고 미끄러운 과수를 과수를 파지할 때, 과수에 손상이 발생하지 않는 로봇의 엔드 이펙터를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.Another object of the present invention is to provide an end effector for a robot that does not damage the fruit tree when gripping the fruit tree with a very weak and slippery epidermis, such as a tomato.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 로봇의 엔드 이펙터는 본체; 상기 본체의 상부에 고정 결합되는 상부 브라켓; 상기 본체에 슬라이드 이동가능하게 결합되는 이동 브라켓; 일단은 상기 이동 브라켓에 고정 결합되고, 타단은 상기 상부 브라켓을 관통하여 결합되는 복수의 박판 스프링; 및 일단은 상기 상부 브라켓에 고정 결합되고, 타단은 상기 박판 스프링의 단부에 고정 결합되는 섬유 소재의 파지부;를 포함할 수 있다.The end effector of the robot according to an embodiment of the present invention for achieving the object as described above includes a main body; an upper bracket fixedly coupled to the upper portion of the body; a moving bracket slidably coupled to the body; a plurality of thin plate springs having one end fixedly coupled to the movable bracket and the other end coupled through the upper bracket; And one end is fixedly coupled to the upper bracket, the other end is a gripping portion of the fiber material fixedly coupled to the end of the thin plate spring; may include.

상기 박판 스프링은 네 개가 구비되고, 상기 본체를 중심으로 원주 방향으로 배치되는 배치될 수 있다.Four of the thin plate springs are provided and may be arranged to be disposed in a circumferential direction with respect to the main body.

상기 박판 스프링의 타단은 상기 상부 브라켓에 형성되는 슬롯을 관통하여 장착될 수 있다.The other end of the thin plate spring may be mounted through a slot formed in the upper bracket.

상기 파지부에 의해 상기 이동 브라켓에 일단이 고정되는 상기 박판 스프링의 최대 이동 거리가 제한될 수 있다.A maximum movement distance of the thin plate spring having one end fixed to the movable bracket by the gripper may be limited.

본 발명의 다른 실시 예에 따른 로봇의 엔드 이펙터는 구동부가 수용되는 본체 수용부, 및 상기 본체 수용부에서 연장되고 상기 구동부의 구동축과 연결되는 리드 스크류가 수용되는 본체 가이드부를 포함하는 본체; 상기 본체의 상부에 고정 결합되는 상부 브라켓; 상기 본체 가이드부에 슬라이드 이동 가능하게 결합되는 이동 브라켓; 일단은 상기 이동 브라켓에 고정 결합되고, 타단은 상기 상부 브라켓을 관통하여 이동가능하게 결합되는 복수의 박판 스프링; 및 일단은 상기 상부 브라켓에 고정 결합되고, 타단은 상기 박판 스프링의 단부에 고정 결합되는 섬유 소재의 파지부;를 포함할 수 있다.The end effector of the robot according to another embodiment of the present invention includes: a main body including a main body accommodating part in which a driving part is accommodated, and a main body guide part in which a lead screw extending from the main body accommodating part and connected to a drive shaft of the driving part is accommodated; an upper bracket fixedly coupled to the upper portion of the body; a moving bracket slidably coupled to the body guide part; a plurality of thin plate springs having one end fixedly coupled to the moving bracket, and the other end being movably coupled through the upper bracket; And one end is fixedly coupled to the upper bracket, the other end is a gripping portion of the fiber material fixedly coupled to the end of the thin plate spring; may include.

상기 본체 수용부에는 구동 모터가 수용되고, 상기 본체 가이드부에는 상기 구동 모터의 구동축과 연결되는 리드 스크류가 수용되며, 상기 이동 브라켓은 상기 리드 스크류에 연결되어, 상기 구동 모터의 동작에 의해 상기 이동 브라켓이 상기 본체 가이드부를 따라 이동할 수 있다.A drive motor is accommodated in the main body accommodating portion, a lead screw connected to a drive shaft of the drive motor is accommodated in the body guide portion, and the moving bracket is connected to the lead screw to move the drive motor by the operation of the drive motor. A bracket may move along the body guide part.

상기 본체 가이드부는 내부가 빈 사각 기둥 모양으로 형성되고, 서로 마주 보는 면에는 길이 방향으로 안내 슬롯이 각각 형성될 수 있다.The body guide part may be formed in the shape of a rectangular pole with an empty interior, and guide slots may be respectively formed on faces facing each other in the longitudinal direction.

상기 이동 브라켓은 상기 본체 가이드부가 삽입되도록 상기 본체 가이드부의 단면과 대응하는 모양의 가이드 홀이 형성되는 외부 몸체; 상기 외부 몸체의 내부에 상기 리드 스크류와 기어 결합되도록 나사산이 형성되는 내부 몸체; 및 상기 외부 몸체와 상기 내부 몸체를 연결하는 연결부;를 포함할 수 있다.The movable bracket may include: an outer body having a guide hole having a shape corresponding to a cross-section of the body guide part to be inserted into the body guide part; an inner body having a thread formed therein so as to be gear-coupled to the lead screw inside the outer body; and a connection part connecting the outer body and the inner body.

상기 연결부는 상기 본체 가이드부에 형성되는 안내 슬롯에 삽입될 수 있다.The connection part may be inserted into a guide slot formed in the main body guide part.

상기 상부 브라켓은 네 개의 외측면을 갖는 상부 몸체; 상기 상부 몸체의 중앙에 형성되고 상기 리드 스크류가 회전 가능하게 지지하는 상부 지지부; 상기 네 개의 외측면으로부터 상기 상부 몸체의 상부를 향하여 형성되고, 상기 박판 스프링이 관통하여 삽입되는 상부 슬롯;을 포함할 수 있다.The upper bracket includes an upper body having four outer surfaces; an upper support part formed in the center of the upper body and rotatably supported by the lead screw; It may include; is formed from the four outer surfaces toward the upper portion of the upper body, the upper slot is inserted through the thin plate spring.

상기 파지부에 의해 상기 이동 브라켓에 일단이 고정되는 상기 박판 스프링의 최대 이동 거리가 제한될 수 있다.A maximum movement distance of the thin plate spring having one end fixed to the movable bracket by the gripper may be limited.

상기한 바와 같은 본 발명의 실시예에 의한 로봇의 엔드 이펙터에 의하면, 섬유 소재로 형성된 부드러운 재질의 파지부에 의해 과수를 파지함으로써, 과수를 수확할 때 과수의 표면에 손상이 가해지는 것을 방지할 수 있다.According to the end effector of the robot according to the embodiment of the present invention as described above, the surface of the fruit tree is prevented from being damaged when the fruit tree is harvested by gripping the fruit tree by the grip part made of a soft material formed of a fiber material. can

또한, 판 스프링으로 형성되는 박판 스프링이 과수를 감싸도록 파지함으로써, 과수의 외피가 손상되는 것을 방지할 수 있다.In addition, by holding the thin plate spring formed of the leaf spring to surround the fruit tree, it is possible to prevent damage to the outer skin of the fruit tree.

또한, 본 발명의 실시 예에 의한 로봇의 엔드 이펙터는 과수를 수확할 때뿐만 아니라, 과수를 보관하거나 이동하는데도 사용이 가능하다.In addition, the end effector of the robot according to an embodiment of the present invention can be used not only for harvesting fruit trees, but also for storing or moving fruit trees.

이 도면들은 본 발명의 예시적인 실시예를 설명하는데 참조하기 위함이므로, 본 발명의 기술적 사상을 첨부한 도면에 한정해서 해석하여서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 로봇의 엔드 이펙터를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 로봇의 엔드 이펙터를 도시한 측면도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 로봇의 엔드 이펙터의 본체를 도시한 사시도이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 로봇의 엔드 이펙터의 상부 브라켓을 도시한 사시도이다.
도 6는 본 발명의 실시 예에 따른 로봇의 엔드 이펙터의 이동 브라켓을 도시한 사시도이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 로봇의 엔드 이펙터의 박판 스프링을 도시한 사시도이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 로봇의 엔드 이펙터의 동작을 설명하기 위한 도면이다. These drawings are for reference in describing an exemplary embodiment of the present invention, and the technical spirit of the present invention should not be construed as being limited to the accompanying drawings.
1 is a perspective view illustrating an end effector of a robot according to an embodiment of the present invention.
2 is a side view illustrating an end effector of a robot according to an embodiment of the present invention.
3 is a perspective view illustrating a body of an end effector of a robot according to an embodiment of the present invention.
4 and 5 are perspective views illustrating an upper bracket of an end effector of a robot according to an embodiment of the present invention.
6 is a perspective view illustrating a moving bracket of an end effector of a robot according to an embodiment of the present invention.
7 is a perspective view illustrating a thin plate spring of an end effector of a robot according to an embodiment of the present invention.
8 is a view for explaining the operation of the end effector of the robot according to an embodiment of the present invention.

첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.With reference to the accompanying drawings, the embodiments of the present invention will be described in detail so that those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can easily implement them. However, the present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.In order to clearly explain the present invention, parts irrelevant to the description are omitted, and the same reference numerals are given to the same or similar elements throughout the specification.

또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않으며, 여러 부분 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.In addition, since the size and thickness of each component shown in the drawings are arbitrarily indicated for convenience of description, the present invention is not necessarily limited to the bar shown in the drawings, and the thickness is enlarged to clearly express various parts and regions. It was.

이하에서는 본 발명의 실시예에 의한 로봇의 엔드 이펙터에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, an end effector of a robot according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 로봇의 엔드 이펙터를 도시한 사시도이다. 그리고 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 로봇의 엔드 이펙터를 도시한 측면도이다. 1 is a perspective view illustrating an end effector of a robot according to an embodiment of the present invention. And Figure 2 is a side view showing the end effector of the robot according to an embodiment of the present invention.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 로봇의 엔드 이펙터는 본체(100), 상부 브라켓, 박판 스프링(400), 섬유 소재의 파지부(500), 및 이동 브라켓(300)을 포함할 수 있다. 1 and 2, the end effector of the robot according to an embodiment of the present invention is a main body 100, an upper bracket, a thin plate spring 400, a gripping part 500 made of a fiber material, and a moving bracket ( 300) may be included.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 로봇의 엔드 이펙터의 본체(100)를 도시한 사시도이다.3 is a perspective view illustrating a body 100 of an end effector of a robot according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 본체(100)에는 상부 브라켓이 고정 결합되고, 본체(100)는 대략 사각 기둥 모양으로 형성된다. Referring to FIG. 3 , the upper bracket is fixedly coupled to the main body 100 according to the embodiment of the present invention, and the main body 100 is formed in a substantially rectangular pole shape.

구체적으로, 본체(100)는 본체 수용부(110), 본체 수용부(110)에서 연장되는 본체 가이드부(120)를 포함할 수 있다. Specifically, the body 100 may include a body accommodating part 110 and a body guide part 120 extending from the body accommodating part 110 .

본체 수용부(110)는 대략 사각 기둥 모양으로 형성되고, 그 내부에는 구동부가 수용될 수 있다. 본 발명의 실시 예에서 구동부는 전력에 의해 동력을 발생시키는 모터일 수 있다. 그러나 본 발명의 권리 범위가 이에 한정되는 것은 아니다. The main body accommodating part 110 is formed in a substantially rectangular column shape, and the driving part may be accommodated therein. In an embodiment of the present invention, the driving unit may be a motor that generates power by electric power. However, the scope of the present invention is not limited thereto.

본체 가이드부(120)는 본체 수용부(110)로부터 연장되고, 그 내부에는 구동부의 구동축과 연결되는 리드 스크류가 수용될 수 있다. 본체 가이드부(120)는 그 내부가 빈 대략 사각 기둥 모양으로 형성되고, 서로 마주보는 면에는 본체 가이드부(120)의 길이 방향으로 안내 슬롯(121)이 각각 형성될 수 있다. The body guide part 120 extends from the body accommodating part 110 , and a lead screw connected to the driving shaft of the driving part may be accommodated therein. The body guide part 120 is formed in a substantially rectangular column shape with an empty inside, and guide slots 121 may be formed on the surfaces facing each other in the longitudinal direction of the body guide part 120 , respectively.

도 4 및 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 로봇의 엔드 이펙터의 상부 브라켓을 도시한 사시도이다.4 and 5 are perspective views illustrating an upper bracket of an end effector of a robot according to an embodiment of the present invention.

도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 상부 브라켓은 본체 가이드부(120)의 상부에 볼트를 통해 결합될 수 있다. 4 and 5 , the upper bracket according to an embodiment of the present invention may be coupled to the upper portion of the body guide unit 120 through a bolt.

구체적으로, 상부 브라켓은 네 개의 외측면을 갖는 상부 몸체(210), 상부 몸체(210)의 중앙에 형성되는 상부 지지부(220), 및 상부 몸체(210)의 네 개의 외측면에 형성되는 상부 슬롯(230)을 포함할 수 있다. Specifically, the upper bracket includes an upper body 210 having four outer surfaces, an upper support portion 220 formed in the center of the upper body 210 , and an upper slot formed on four outer surfaces of the upper body 210 . (230) may be included.

상부 몸체(210)는 네 개의 외측면을 갖도록 대략 육면체 모양으로 형성될 수 있다. 그리고 상부 몸체(210)의 중앙에 형성되는 상부 지지부(220)는 본체 가이드부(120)에 수용되는 리드 스크류가 회전가능하게 지지되는 부분이다. The upper body 210 may be formed in a substantially hexahedral shape to have four outer surfaces. And the upper support part 220 formed in the center of the upper body 210 is a part on which the lead screw accommodated in the body guide part 120 is rotatably supported.

상부 슬롯(230)은 상부 몸체(210)의 네 개의 외측면으로부터 상부 몸체(210)의 상부를 향하여 관통되고, 박판 스프링(400)은 상부 슬롯(230)을 관통하여 이동 가능하게 삽입된다. The upper slot 230 is penetrated from the four outer surfaces of the upper body 210 toward the upper portion of the upper body 210 , and the thin plate spring 400 is movably inserted through the upper slot 230 .

도 6는 본 발명의 실시 예에 따른 로봇의 엔드 이펙터의 이동 브라켓(300)을 도시한 사시도이다.6 is a perspective view illustrating a moving bracket 300 of an end effector of a robot according to an embodiment of the present invention.

도 6를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 이동 브라켓(300)은 본체 가이드부(120)에 슬라이드 이동 가능하게 결합된다.Referring to FIG. 6 , the moving bracket 300 according to an embodiment of the present invention is slidably coupled to the body guide unit 120 .

구체적으로, 이동 브라켓(300)은 외부 몸체(310), 외부 몸체(310)의 내부에 형성되는 내부 몸체(320), 및 외부 몸체(310)와 내부 몸체(320)를 연결하는 연결부(330)를 포함할 수 있다. Specifically, the moving bracket 300 includes an outer body 310 , an inner body 320 formed inside the outer body 310 , and a connection part 330 connecting the outer body 310 and the inner body 320 . may include.

외부 몸체(310)는 대략 육면체로 형성되고, 본체 가이드부(120)가 삽입되도록 본체 가이드부(120)의 단면과 대응하는 모양의 한 쌍의 가이드 홀(340)이 형성된다. 여기서, 각각의 가이드 홀(340)은 대략 'ㄷ'자 모양으로 형성될 수 있다. The outer body 310 is formed in a substantially hexahedral shape, and a pair of guide holes 340 having a shape corresponding to the cross-section of the body guide part 120 are formed so that the body guide part 120 is inserted. Here, each guide hole 340 may be formed in an approximately 'C' shape.

내부 몸체(320)는 본체 가이드부(120)의 내부에 수용되는 리드 스크류와 기어 결합되도록 나사산(321)이 형성될 수 있다. The inner body 320 may be provided with a screw thread 321 to be gear-coupled with the lead screw accommodated in the body guide unit 120 .

연결부(330)는 외부 몸체(310)와 내부 몸체(320)를 연결하고, 본체 가이드부(120)에 형성되는 안내 슬롯(121)에 삽입되어, 이동 브라켓(300)이 본체 가이드부(120)를 따라 이동 가능하게 구비될 수 있다. The connection part 330 connects the outer body 310 and the inner body 320 , and is inserted into the guide slot 121 formed in the body guide part 120 , and the movable bracket 300 is connected to the body guide part 120 . may be provided to be movable along the

도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 로봇의 엔드 이펙터의 박판 스프링(400)을 도시한 사시도이다.7 is a perspective view illustrating a thin plate spring 400 of an end effector of a robot according to an embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 박판 스프링(400)은 일종의 그리퍼(gripper)로서 기능하고, 파지부(500)와 협력하여 과수를 파지하는 역할을 수행하고, 일단은 이동 브라켓(300)에 고정 결합되고, 타단은 상부 브라켓을 관통하여 결합될 수 있다. Referring to FIG. 7 , the thin plate spring 400 according to the embodiment of the present invention functions as a kind of gripper and serves to grip the fruit tree in cooperation with the gripper 500 , and one end of the movable bracket ( 300), and the other end may be coupled through the upper bracket.

이를 위해, 박판 스프링(400)은 금속 플레이트와 같은 탄성 재질로 형성되고, 스프링 몸체부(410), 스프링 몸체부(410)의 일단에서 대략 수직하게 절곡되는 스프링 결합부(420), 및 스프링 몸체부(410)의 타단에서 일정 경사지도록 연장되는 스프링 그리퍼부(430)를 포함할 수 있다. To this end, the thin plate spring 400 is formed of an elastic material such as a metal plate, and the spring body portion 410, the spring coupling portion 420 bent approximately vertically from one end of the spring body portion 410, and the spring body It may include a spring gripper part 430 extending to a predetermined inclination from the other end of the part 410 .

스프링 결합부(420)는 이동 브라켓(300)에 고정 결합되는데, 용접 또는 볼트를 통해 이동 브라켓(300)에 고정되어 결합될 수 있다. 그리고 스프링 그리퍼부(430)는 상부 브라켓의 상부 몸체(210) 측면에 형성되는 상부 슬롯(230)을 관통하여 상부 브라켓에 결합될 수 있다. The spring coupling part 420 is fixedly coupled to the moving bracket 300 , and may be fixedly coupled to the moving bracket 300 through welding or bolts. In addition, the spring gripper part 430 may pass through the upper slot 230 formed on the side of the upper body 210 of the upper bracket to be coupled to the upper bracket.

파지부(500)는 섬유 소재(fabric)와 같은 부드러운 재질로 제작되고 그 일단은 박판 스프링(400)의 스프링 그리퍼부(430)의 단부에 결합되고, 타단은 고정 브라켓(200)의 상부에 결합된다. 파지부(500)와 박판 스프링(400)이 협력하여 과수를 파지함으로써, 토마토와 같이 외피가 연약하고 미끄러운 과수의 경우에도 과수의 표면이 손상되지 않도록 과수를 파지할 수 있게 된다.The gripper 500 is made of a soft material such as a fiber material, and one end is coupled to the end of the spring gripper portion 430 of the thin plate spring 400 , and the other end is coupled to the upper portion of the fixing bracket 200 . do. Since the gripper 500 and the thin plate spring 400 cooperate to grip the fruit tree, it is possible to grip the fruit tree so that the surface of the fruit tree is not damaged even in the case of a fruit tree with a soft and slippery outer skin, such as a tomato.

이하에서는 상기한 바와 같은 본 발명의 실시 예에 따른 로봇의 엔드 그리퍼의 동작에 대하여 구체적으로 설명하도록 한다. Hereinafter, the operation of the end gripper of the robot according to the embodiment of the present invention as described above will be described in detail.

도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 로봇의 엔드 이펙터의 동작을 설명하기 위한 도면이다. 8 is a view for explaining the operation of the end effector of the robot according to an embodiment of the present invention.

도 8을 참조하면, 구동부에 전력이 공급되어 구동부가 동작하게 되면 구동부의 구동축이 회전하고, 구동축과 연결된 리드 스크류가 함께 회전하게 된다.Referring to FIG. 8 , when power is supplied to the driving unit to operate the driving unit, the driving shaft of the driving unit rotates, and the lead screw connected to the driving shaft rotates together.

리드 스크류가 회전함에 따라 리드 스크류와 기어 결합되는 이동 브라켓(300)이 하부에서 상부로 이동하고, 이동 브라켓(300)에 고정 결합되는 박판 스프링(400)이 상부로 함께 이동한다. As the lead screw rotates, the moving bracket 300 coupled to the lead screw and gear moves from the lower part to the upper part, and the thin plate spring 400 fixedly coupled to the moving bracket 300 moves upward together.

박판 스프링(400)이 상부로 이동하면 박판 스프링(400)의 스프링 그리퍼부(430)가 상부 브라켓의 상부 슬롯(230)을 따라 이동하면서 점차로 상부 브라켓의 중앙으로부터 반경 방향 외측으로 밀려 올라간다.When the thin plate spring 400 moves upward, the spring gripper part 430 of the thin plate spring 400 moves along the upper slot 230 of the upper bracket, and is gradually pushed up radially outward from the center of the upper bracket.

이동 브라켓(300)이 계속해서 본체 가이드부(120)를 따라 이동하면, 박판 스프링(400)의 스프링 그리퍼의 단부에 결합된 파지부(500)에 의해 스프링 그리퍼부(430)의 단부가 상부 브라켓의 중앙을 향하여 휘게 된다. 즉, 파지부(500)에 의해 박판 스프링(400)의 최대 이동 거리가 제한된다. When the moving bracket 300 continues to move along the main body guide part 120 , the end of the spring gripper part 430 is attached to the upper bracket by the gripper 500 coupled to the end of the spring gripper of the thin plate spring 400 . is bent toward the center of That is, the maximum movement distance of the thin plate spring 400 is limited by the gripper 500 .

이때, 네 개의 박판 스프링(400)의 스프링 그리퍼부(430)의 단부가 각각 상부 브라켓의 중앙을 향하여 휘게 되면(다르게 표현하며, 스프링 그리퍼부(430)의 단부가 상부 브라켓의 중앙을 향하여 오므라들면), 과수를 자연스럽게 파지할 수 있게 된다. At this time, when the ends of the spring gripper parts 430 of the four thin plate springs 400 are bent toward the center of the upper bracket, respectively (expressed differently, if the ends of the spring gripper parts 430 are retracted toward the center of the upper bracket) ), the fruit tree can be grasped naturally.

그리고 파지부(500)가 섬유 소재로 제작되기 때문에, 박판 스프링(400)이 중앙을 향하여 휘면서 과수를 파지할 때 과수의 표면에 손상을 주지 않고 과수를 수확할 수 있게 된다. And since the holding part 500 is made of a fiber material, when the thin plate spring 400 bends toward the center to grip the fruit tree, the fruit tree can be harvested without damaging the surface of the fruit tree.

이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.Although preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited thereto, and it is possible to carry out various modifications within the scope of the claims, the detailed description of the invention, and the accompanying drawings, and this also It goes without saying that it falls within the scope of the invention.

100: 본체
110: 본체 수용부
120: 본체 가이드부
121: 안내 슬롯
200: 고정 브라켓
210: 상부 몸체
220: 상부 지지부
230: 상부 슬롯
300: 이동 브라켓
310: 외부 몸체
320: 내부 몸체
321: 나사산
330: 연결부
340: 가이드 홀
400: 박판 스프링
410: 스프링 몸체부
420: 스프링 결합부
430: 스프링 그리퍼부
500: 파지부100: body
110: body accommodating part
120: body guide part
121: guide slot
200: fixed bracket
210: upper body
220: upper support
230: upper slot
300: moving bracket
310: outer body
320: inner body
321: thread
330: connection
340: guide hole
400: thin plate spring
410: spring body
420: spring coupling portion
430: spring gripper part
500: grip part

Claims (11)

본체;
상기 본체의 상부에 고정 결합되는 상부 브라켓;
상기 본체에 슬라이드 이동가능하게 결합되는 이동 브라켓;
일단은 상기 이동 브라켓에 고정 결합되고, 타단은 상기 상부 브라켓을 관통하여 결합되는 복수의 박판 스프링; 및
일단은 상기 상부 브라켓에 고정 결합되고, 타단은 상기 박판 스프링의 단부에 고정 결합되는 섬유 소재의 파지부;
를 포함하는 로봇의 엔드 이펙터.main body;
an upper bracket fixedly coupled to the upper portion of the body;
a moving bracket slidably coupled to the body;
a plurality of thin plate springs having one end fixedly coupled to the movable bracket and the other end coupled through the upper bracket; and
One end is fixedly coupled to the upper bracket, the other end is a gripping portion of a fiber material fixedly coupled to the end of the thin plate spring;
End effector of the robot comprising a. 제1항에 있어서,
상기 박판 스프링은 네 개가 구비되고, 상기 본체를 중심으로 원주 방향으로 배치되는 배치되는 로봇의 엔드 이펙터.According to claim 1,
The four thin plate springs are provided, and the end effector of the robot is arranged to be disposed in the circumferential direction with respect to the main body. 제1항에 있어서,
상기 박판 스프링의 타단은 상기 상부 브라켓에 형성되는 슬롯을 관통하여 장착되는 로봇의 엔드 이펙터. According to claim 1,
The other end of the thin plate spring is mounted through a slot formed in the upper bracket end effector of the robot. 제1항에 있어서,
상기 파지부에 의해 상기 이동 브라켓에 일단이 고정되는 상기 박판 스프링의 최대 이동 거리가 제한되는 로봇의 엔드 이펙터.According to claim 1,
An end effector of a robot in which a maximum movement distance of the thin plate spring having one end fixed to the movable bracket by the gripper is limited. 구동부가 수용되는 본체 수용부, 및 상기 본체 수용부에서 연장되고 상기 구동부의 구동축과 연결되는 리드 스크류가 수용되는 본체 가이드부를 포함하는 본체;
상기 본체의 상부에 고정 결합되는 상부 브라켓;
상기 본체 가이드부에 슬라이드 이동 가능하게 결합되는 이동 브라켓;
일단은 상기 이동 브라켓에 고정 결합되고, 타단은 상기 상부 브라켓을 관통하여 이동가능하게 결합되는 복수의 박판 스프링; 및
일단은 상기 상부 브라켓에 고정 결합되고, 타단은 상기 박판 스프링의 단부에 고정 결합되는 섬유 소재의 파지부;
를 포함하는 로봇의 엔드 이펙터.a body including a main body accommodating part in which the driving part is accommodated, and a body guide part in which a lead screw extending from the main body accommodating part and connected to the driving shaft of the driving part is accommodated;
an upper bracket fixedly coupled to the upper portion of the body;
a moving bracket slidably coupled to the body guide part;
a plurality of thin plate springs having one end fixedly coupled to the moving bracket, and the other end being movably coupled through the upper bracket; and
One end is fixedly coupled to the upper bracket, the other end is a gripping portion of a fiber material fixedly coupled to the end of the thin plate spring;
End effector of the robot comprising a. 제5항에 있어서,
상기 본체 수용부에는 구동 모터가 수용되고,
상기 본체 가이드부에는 상기 구동 모터의 구동축과 연결되는 리드 스크류가 수용되며,
상기 이동 브라켓은 상기 리드 스크류에 연결되어,
상기 구동 모터의 동작에 의해 상기 이동 브라켓이 상기 본체 가이드부를 따라 이동하는 로봇의 엔드 이펙터.6. The method of claim 5,
A drive motor is accommodated in the body receiving portion,
A lead screw connected to the drive shaft of the drive motor is accommodated in the main body guide part,
The moving bracket is connected to the lead screw,
An end effector of a robot in which the moving bracket moves along the main body guide part by the operation of the driving motor. 제6항에 있어서,
상기 본체 가이드부는 내부가 빈 사각 기둥 모양으로 형성되고, 서로 마주 보는 면에는 길이 방향으로 안내 슬롯이 각각 형성되는 로봇의 엔드 이펙터.7. The method of claim 6,
The end effector of the robot in which the body guide part is formed in the shape of a rectangular column with an empty interior, and guide slots are respectively formed on the faces facing each other in the longitudinal direction. 제7항에 있어서,
상기 이동 브라켓은
상기 본체 가이드부가 삽입되도록 상기 본체 가이드부의 단면과 대응하는 모양의 가이드 홀이 형성되는 외부 몸체;
상기 외부 몸체의 내부에 상기 리드 스크류와 기어 결합되도록 나사산이 형성되는 내부 몸체; 및
상기 외부 몸체와 상기 내부 몸체를 연결하는 연결부;
를 포함하는 로봇의 엔드 이펙터.8. The method of claim 7,
The moving bracket is
an outer body having a guide hole having a shape corresponding to a cross-section of the body guide part to be inserted into the body guide part;
an inner body having a thread formed therein so as to be gear-coupled to the lead screw inside the outer body; and
a connecting portion connecting the outer body and the inner body;
End effector of the robot comprising a. 제8항에 있어서,
상기 연결부는 상기 본체 가이드부에 형성되는 안내 슬롯에 삽입되는 로봇의 엔드 이펙터.9. The method of claim 8,
The connecting portion is an end effector of a robot that is inserted into a guide slot formed in the main body guide portion. 제6항에 있어서,
상기 상부 브라켓은
네 개의 외측면을 갖는 상부 몸체;
상기 상부 몸체의 중앙에 형성되고 상기 리드 스크류가 회전 가능하게 지지하는 상부 지지부;
상기 네 개의 외측면으로부터 상기 상부 몸체의 상부를 향하여 형성되고, 상기 박판 스프링이 관통하여 삽입되는 상부 슬롯;
을 포함하는 로봇의 엔드 이펙터. 7. The method of claim 6,
The upper bracket is
an upper body having four outer surfaces;
an upper support part formed in the center of the upper body and rotatably supported by the lead screw;
an upper slot formed toward the upper portion of the upper body from the four outer surfaces and through which the thin plate spring is inserted;
End effector of the robot comprising a. 제5항에 있어서,
상기 파지부에 의해 상기 이동 브라켓에 일단이 고정되는 상기 박판 스프링의 최대 이동 거리가 제한되는 로봇의 엔드 이펙터.6. The method of claim 5,
An end effector of a robot in which a maximum movement distance of the thin plate spring having one end fixed to the movable bracket by the gripper is limited.
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