KR20230146885A - Gripping apparatus for gripping object through modularization and method for gripping the object using the same - Google Patents
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Abstract
모듈화를 통한 대상체 그리핑 장치 및 이를 이용한 대상체 그리핑 방법에서, 상기 그리핑 장치는 몸체부, 적어도 하나의 모듈부, 모듈 인식부, 전략 수립부 및 중앙 제어부를 포함한다. 상기 모듈부는 상기 몸체부에 선택적으로 장착된다. 상기 모듈 인식부는 상기 몸체부에 장착된 모듈부를 인식한다. 상기 전략 수립부는 상기 인식된 모듈부의 정보 및 대상체 정보를 바탕으로 대상체에 대한 파지 전략을 수립한다. 상기 중앙 제어부는 상기 수립된 파지 전략을 바탕으로 상기 모듈부에 구동명령을 전달한다. In the object gripping device through modularization and the object gripping method using the same, the gripping device includes a body portion, at least one module portion, a module recognition portion, a strategy establishment portion, and a central control portion. The module portion is selectively mounted on the body portion. The module recognition unit recognizes the module unit mounted on the body unit. The strategy establishment unit establishes a gripping strategy for the object based on the recognized information of the module unit and object information. The central control unit transmits a driving command to the module unit based on the established gripping strategy.
Description
본 발명은 모듈화를 통한 대상체 그리핑 장치 및 이를 이용한 대상체 그리핑 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다양한 파지 모듈 및 조작 모듈들이 선택적으로 탈부착되어 대상체에 대한 그리핑을 위한 최적의 그리핑 모듈을 구현하여 대상체에 대한 보다 효과적이고 용이한 그리핑을 수행할 수 있는 모듈화를 통한 대상체 그리핑 장치 및 이를 이용한 대상체 그리핑 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an object gripping device through modularization and an object gripping method using the same. More specifically, various gripping modules and manipulation modules are selectively attached and detachable to implement an optimal gripping module for gripping an object. The present invention relates to an object gripping device through modularization that can perform more effective and easy gripping of an object and an object gripping method using the same.
물체를 파지하기 위한 그리퍼는 다양한 환경에서 효과적으로 대상체에 대한 파지를 구현하기 위해 다양한 구조로 개발되고 있다. Grippers for gripping objects are being developed in various structures to effectively grip objects in various environments.
다만, 하나의 그리핑 모듈을 사용하는 경우, 파지의 대상이 되는 대상체의 구조나 형상 또는 파지 상황에 부합하는 최적의 파지가 어려울 수 있어, 대상체를 직접 파지하거나 핸들링하는 그리핑 모듈은 선택적으로 교환되도록 구성되는 기술이 개발되고 있다. However, when using a single gripping module, it may be difficult to achieve optimal grip that matches the structure or shape of the object being gripped or the gripping situation, so the gripping module that directly grips or handles the object can be selectively exchanged. Technologies that enable this are being developed.
예를 들어, 대한민국 등록특허 제10-2133049호의 경우, 핸드모듈 교체형 로봇아암에 관한 기술을 개시하며, 이를 통해 핸드모듈의 교체가 가능하여 요구되는 파지 대상체의 형상이나 파지 상황에 따른 최적의 파지를 구현하는 개념을 개시하고 있다. For example, in the case of Republic of Korea Patent No. 10-2133049, technology regarding a hand module replaceable robot arm is disclosed, through which the hand module can be replaced, providing optimal grip according to the required shape or gripping situation. The concept of implementing is disclosed.
또한, 일본국 등록특허 제6918535호의 경우, 다양한 부품에 적합한 형상의 툴을 장착시킨 툴 교환 모듈을 로봇 암에 탈착 가능하도록 연결되는 구조를 개시하여, 툴을 교환함으로써 마찬가지로 최적의 파지를 구현하는 기술을 개시하고는 있다. In addition, Japanese Patent No. 6918535 discloses a structure in which a tool exchange module equipped with tools of shapes suitable for various parts is detachably connected to a robot arm, and similarly implements optimal gripping by exchanging tools. is starting.
그러나, 현재까지 그리핑 장치에서 적용되는 모듈의 탈부착은, 그리핑을 수행하는 모듈 전체를 다른 모듈로 치환 또는 대체하는 개념으로서의 탈부착에 불과하다. However, the attachment and detachment of the module applied in the gripping device to date is merely a concept of replacing or replacing the entire module that performs gripping with another module.
나아가, 이러한 대체방식 또는 치환방식의 모듈의 탈부착은, 대체되거나 치환된 모듈 역시 파지 대상은 특정 형상을 가지는 대상체로 제한되거나, 특정 환경에서만 적용될 수 있는 것으로, 보다 다양한 형상의 대상체에 대한 효과적인 파지를 수행하거나, 대상체에 대한 파지 환경이 다양하게 가변되는 경우 적응성이 높지 않은 한계는 여전하다. Furthermore, the attachment and detachment of modules in this replacement or replacement method means that the replacement or replacement module is also limited to objects with a specific shape or can only be applied in a specific environment, making effective gripping of objects of more diverse shapes possible. When the gripping environment for an object is performed or the grasping environment varies widely, there is still a limitation in that adaptability is not high.
이에, 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로 본 발명의 목적은 다양한 파지 모듈 및 조작 모듈들이 선택적으로 탈부착되어 대상체에 대한 그리핑을 위한 최적의 그리핑 모듈을 구현함으로써, 대상체에 대한 보다 효과적이고 용이한 그리핑을 수행할 수 있는 모듈화를 통한 대상체 그리핑 장치를 제공하는 것이다. Accordingly, the technical problem of the present invention was conceived in this regard, and the purpose of the present invention is to implement an optimal gripping module for gripping an object by selectively attaching and detaching various gripping modules and manipulation modules, thereby providing better grip for the object. The aim is to provide an object gripping device through modularization that can perform effective and easy gripping.
또한, 본 발명의 다른 목적은 상기 그리핑 장치를 이용한 대상체 그리핑 방법을 제공하는 것이다. Additionally, another object of the present invention is to provide a method of gripping an object using the gripping device.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 의한 그리핑 장치는 몸체부, 적어도 하나의 모듈부, 모듈 인식부, 전략 수립부 및 중앙 제어부를 포함한다. 상기 모듈부는 상기 몸체부에 선택적으로 장착된다. 상기 모듈 인식부는 상기 몸체부에 장착된 모듈부를 인식한다. 상기 전략 수립부는 상기 인식된 모듈부의 정보 및 대상체 정보를 바탕으로 대상체에 대한 파지 전략을 수립한다. 상기 중앙 제어부는 상기 수립된 파지 전략을 바탕으로 상기 모듈부에 구동명령을 전달한다. The gripping device according to an embodiment for realizing the object of the present invention described above includes a body portion, at least one module portion, a module recognition portion, a strategy establishment portion, and a central control portion. The module portion is selectively mounted on the body portion. The module recognition unit recognizes the module unit mounted on the body unit. The strategy establishment unit establishes a gripping strategy for the object based on the recognized information of the module unit and object information. The central control unit transmits a driving command to the module unit based on the established gripping strategy.
일 실시예에서, 상기 모듈부 각각은, 상기 몸체부에 장착되는 모듈, 및 상기 모듈의 구동을 제어하는 모듈 제어부를 포함할 수 있다. In one embodiment, each of the module units may include a module mounted on the body unit and a module control unit that controls the operation of the module.
일 실시예에서, 상기 중앙 제어부의 구동명령은 상기 모듈 제어부로 제공되며, 상기 모듈 제어부가 해당 모듈의 동작을 제어할 수 있다. In one embodiment, the driving command from the central control unit is provided to the module control unit, and the module control unit can control the operation of the corresponding module.
일 실시예에서, 상기 몸체부 또는 상기 모듈부에는 대상체의 형상을 인식하는 센서가 구비되어, 상기 대상체 정보가 획득될 수 있다. In one embodiment, the body part or the module part is provided with a sensor that recognizes the shape of the object, so that the object information can be obtained.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 다른 실시예에 의한 그리핑 장치는 몸체부 및 적어도 하나의 모듈부를 포함한다. 상기 몸체부는 적어도 하나의 측면을 포함한다. 상기 모듈부는 상기 몸체부의 측면에 선택적으로 장착된다. 상기 모듈부는, 대상체를 직접 파지하는 파지모듈 또는 대상체의 위치를 조작하는 조작모듈을 포함하고, 상기 파지모듈 및 상기 조작모듈은 동일한 장착부로 상기 몸체부의 측면에 장착된다. A gripping device according to another embodiment for realizing the object of the present invention described above includes a body portion and at least one module portion. The body portion includes at least one side. The module portion is selectively mounted on the side of the body portion. The module unit includes a gripping module that directly grips the object or a manipulation module that manipulates the position of the object, and the gripping module and the manipulation module are mounted on the side of the body using the same mounting part.
일 실시예에서, 상기 몸체부는, 상기 모듈부가 장착되지 않는 측면에, 상기 장착부와 동일하게 상기 측면에 부착되는 커버부를 포함할 수 있다. In one embodiment, the body part may include a cover part attached to the side in the same way as the mounting part on a side where the module part is not mounted.
일 실시예에서, 상기 몸체부의 하면에 장착되어 대상체를 직접 파지하는 중앙모듈을 더 포함할 수 있다. In one embodiment, it may further include a central module that is mounted on the lower surface of the body and directly grips the object.
일 실시예에서, 상기 중앙모듈은, 상기 몸체부의 하면에 장착되는 베이스 프레임, 상기 베이스 프레임의 중앙으로부터 하부방향으로 돌출 가능하도록 형성되는 중앙 흡착부, 및 상기 중앙 흡착부의 주변에 형성되는 측부 흡착부를 포함할 수 있다. In one embodiment, the central module includes a base frame mounted on the lower surface of the body portion, a central suction portion formed to protrude downward from the center of the base frame, and a side suction portion formed around the central suction portion. It can be included.
일 실시예에서, 상기 파지모듈은, 대상체를 파지하는 대면적 흡착부에 구비되어 대상체의 형상을 인식하는 센서를 더 포함할 수 있다. In one embodiment, the gripping module may further include a sensor that is provided on a large-area adsorption unit for gripping the object and recognizes the shape of the object.
일 실시예에서, 상기 몸체부에 장착된 모듈부를 인식하는 모듈 인식부, 상기 인식된 모듈부의 정보 및 대상체 정보를 바탕으로 대상체에 대한 파지 전략을 수립하는 전략 수립부, 및 상기 수립된 파지 전략을 바탕으로 상기 모듈부에 구동명령을 전달하는 중앙 제어부를 더 포함할 수 있다. In one embodiment, a module recognition unit that recognizes the module unit mounted on the body unit, a strategy establishment unit that establishes a gripping strategy for the object based on the information on the recognized module unit and the object information, and the established gripping strategy Based on this, it may further include a central control unit that transmits a driving command to the module unit.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 다른 실시예에 의한 그리핑 방법은, 몸체부에 선택적으로 적어도 하나의 모듈부를 장착하는 단계, 상기 몸체부에 장착된 모듈부를 인식하는 단계, 파지 대상인 대상체 정보를 획득하는 단계, 상기 인식된 모듈부의 정보 및 상기 대상체 정보를 바탕으로 대상체에 대한 파지 전략을 수립하는 단계, 상기 수립된 파지 전략을 바탕으로 상기 모듈부에 구동명령을 전달하는 단계, 및 상기 전달된 구동명령으로 상기 모듈부의 모듈의 동작이 제어되는 단계를 포함한다. A gripping method according to another embodiment for realizing the object of the present invention described above includes the steps of selectively mounting at least one module part on the body, recognizing the module part mounted on the body, and providing information on the object to be gripped. Obtaining, establishing a grasping strategy for the object based on the recognized information on the module portion and the object information, transmitting a drive command to the module portion based on the established grasping strategy, and transmitting It includes a step of controlling the operation of the module of the module unit with the given driving command.
일 실시예에서, 그리핑 장치의 중앙 제어부를 통해 상기 모듈부에 구동명령이 전달되고, 상기 모듈부 각각에 구비되는 모듈 제어부를 통해 상기 모듈의 동작이 제어될 수 있다. In one embodiment, a driving command may be transmitted to the module unit through a central control unit of the gripping device, and the operation of the module may be controlled through a module control unit provided in each of the module units.
본 발명의 실시예들에 의하면, 몸체부에 장착된 모듈부와 대상체에 대한 정보를 바탕으로, 대상체에 대한 보다 효과적인 파지 전략을 수립하고, 이를 바탕으로 파지가 수행되므로, 다양한 대상체의 구조, 형상 또는 대상체 파지의 환경을 고려하여 최적의 그리핑 전략을 통해, 정밀하고 최적화된 파지를 수행할 수 있다. According to embodiments of the present invention, a more effective gripping strategy for the object is established based on information about the object and the module mounted on the body, and gripping is performed based on this, so that the structure and shape of various objects Alternatively, precise and optimized gripping can be performed through an optimal gripping strategy considering the environment of the object gripping object.
이 경우, 중앙 제어부에서는, 최적의 파지 전략을 수행하기 위한, 각 모듈부의 구동 방법을 바탕으로 제어 명령을 수행하고, 각 모듈부에 구비된 모듈 제어부에서 해당 모듈에 대한 직접 구동을 수행하므로, 다양하게 탈부착되는 각각의 모듈부의 제어를 해당 모듈이 직접 수행할 수 있어, 탈부착 모듈과 무관하게 구동이 수행될 수 있다. In this case, the central control unit executes control commands based on the driving method of each module unit to perform the optimal gripping strategy, and the module control unit provided in each module unit directly drives the corresponding module, so various Since the corresponding module can directly control each module part that is easily attached and detached, operation can be performed regardless of the detachable module.
또한, 대상체의 정보 획득을 위해, 모듈부 또는 몸체부에 센서가 구비됨으로써, 파지 전략의 수립을 위한 충분한 정보가 획득될 수 있다. Additionally, in order to obtain information about the object, a sensor is provided in the module or body portion, so that sufficient information for establishing a gripping strategy can be obtained.
나아가, 몸체부의 측면에 다양한 모듈부들이 적어도 하나 이상 다양한 조합으로 장착될 수 있으며, 나아가 몸체부의 하면에도 중앙모듈이 장착될 수 있으므로, 단순히 하나의 모듈이 다른 모듈로 치환되어 파지를 수행하는 종래기술과 달리, 복합적인 모듈 구성으로 최적의 파지를 수행할 수 있다. Furthermore, at least one of various modules can be mounted on the side of the body in various combinations, and furthermore, a central module can be mounted on the bottom of the body, so this is a conventional technique in which one module is simply replaced by another module to perform gripping. Unlike, optimal phage can be performed with a complex module configuration.
즉, 측면에 장착되는 대면적 흡착부를 통해 상대적으로 큰 크기를 가지는 대상체에 대한 파지가 가능하고, 측면에 장착되는 조작모듈을 통해 대상체의 파지 위치나 자세를 가변하여 최적의 파지가 가능하며, 중앙모듈의 중앙으로부터 돌출되는 중앙 흡착부를 통해 좁은 공간에 위치하는 대상체에 대한 선택적 파지가 가능한 등, 다양한 파지 환경 또는 다양한 대상체의 형상 등을 고려한 다양하고 최적의 파지를 구현할 수 있다. In other words, it is possible to grip a relatively large object through the large-area adsorption unit mounted on the side, the optimal grip is possible by changing the grip position or posture of the object through the manipulation module mounted on the side, and the central The central adsorption unit protruding from the center of the module enables selective gripping of objects located in narrow spaces, enabling diverse and optimal gripping taking into account various gripping environments or shapes of objects.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 대상체 그리핑 장치를 도시한 블록도이다.
도 2a는 도 1의 몸체부에 중앙모듈(제1 모듈)이 장착된 상태를 도시한 사시도이며, 도 2b는 도 2a의 중앙모듈의 작동 상태를 도시한 사시도이다.
도 3a는 도 1의 몸체부에 제1 모듈 및 제2 모듈들이 장착된 상태를 도시한 사시도이며, 도 3b는 도 3a의 제2 모듈을 도시한 사시도이다.
도 4a는 도 1의 몸체부에 제1 모듈 및 제3 모듈들이 장착된 상태를 도시한 사시도이며, 도 4b는 도 4a의 제3 모듈을 도시한 사시도이다.
도 5는 도 1의 몸체부에 제1 내지 제3 모듈들이 장착된 상태를 도시한 사시도이다.
도 6은 도 1의 그리핑 장치를 이용한 대상체에 대한 파지 상태의 예를 도시한 사시도이다.
도 7은 도 1의 그리핑 장치를 이용한 대상체 그리핑 방법을 도시한 흐름도이다. Figure 1 is a block diagram showing an object gripping device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2A is a perspective view showing the central module (first module) mounted on the body of FIG. 1, and FIG. 2B is a perspective view showing the operating state of the central module of FIG. 2A.
FIG. 3A is a perspective view showing the first and second modules mounted on the body of FIG. 1, and FIG. 3B is a perspective view showing the second module of FIG. 3A.
FIG. 4A is a perspective view showing the first and third modules mounted on the body of FIG. 1, and FIG. 4B is a perspective view showing the third module of FIG. 4A.
Figure 5 is a perspective view showing the first to third modules mounted on the body of Figure 1.
FIG. 6 is a perspective view illustrating an example of a gripping state for an object using the gripping device of FIG. 1 .
FIG. 7 is a flowchart illustrating a method of gripping an object using the gripping device of FIG. 1 .
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 실시예들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. Since the present invention can be subject to various changes and can have various forms, embodiments will be described in detail in the text. However, this is not intended to limit the present invention to a specific disclosed form, and should be understood to include all changes, equivalents, and substitutes included in the spirit and technical scope of the present invention. While describing each drawing, similar reference numerals are used for similar components. Terms such as first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms.
상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. The terms used in this application are only used to describe specific embodiments and are not intended to limit the invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "이루어진다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. In this application, terms such as “comprise” or “consist of” are intended to designate the presence of features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof described in the specification, but are not intended to indicate the presence of one or more other features. It should be understood that this does not exclude in advance the possibility of the existence or addition of elements, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by a person of ordinary skill in the technical field to which the present invention pertains. Terms defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related technology, and unless explicitly defined in the present application, should not be interpreted in an ideal or excessively formal sense. No.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the attached drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 대상체 그리핑 장치를 도시한 블록도이다. Figure 1 is a block diagram showing an object gripping device according to an embodiment of the present invention.
우선, 도 1을 참조하여 본 실시예에 의한 그리핑 장치(10)의 전반적인 구성에 대하여 설명하고, 후속되는 도면들을 참조하여 다양한 모듈부가 장착된 상태에 대하여 상세히 예시하여 설명한다. First, the overall configuration of the
즉, 도 1을 참조하면, 본 실시예에 의한 그리핑 장치(10)는 대상체(20)에 대한 파지를 수행하는 것으로, 몸체부(100), 모듈부(200), 모듈 인식부(300), 전략 수립부(400) 및 중앙 제어부(500)를 포함한다. That is, referring to FIG. 1, the gripping
후속되는 도 2a를 동시에 참조하면, 상기 몸체부(100)는, 도시하지는 않았으나, 상기 그리핑 장치(10)가 장착되는 별도의 암부 등에 고정되는 것으로, 이러한 고정을 위한 연결부(150)가 상부에 형성된다. Referring simultaneously to the following FIG. 2A, the
또한, 상기 몸체부(100)는 전체적으로 블록 형상을 가지는 것으로, 도 2a를 통해서는 측면이 4개인 사각 블록 형상을 가지는 것을 예시하였으나, 이에 한정되지 않으며, 실린더형 블록이나 삼각형 블록, 오각형 블록 등과 같은 다각형 블록 형상을 가질 수도 있다. In addition, the
이렇게 형성되는 상기 몸체부(100)의 측면들(101, 102)에는 상기 모듈부(200)가 탈부착이 가능하도록 장착되며, 나아가, 상기 몸체부(100)의 하면에도 상기 모듈부(200)는 탈부착이 가능하도록 장착될 수 있다. The
한편, 상기 몸체부(100)의 측면들(101, 102)에는, 상기 모듈부(200)가 장착될 수 있도록 소정의 홈 형상을 가지는 장착공간들(111, 121)이 형성되며, 이에 상기 모듈부(200)는 상기 장착공간들(111, 121)에 끼워지며 상기 몸체부(100)에 장착된다. Meanwhile, mounting spaces 111 and 121 having a predetermined groove shape are formed on the side surfaces 101 and 102 of the
이 때, 상기 모듈부(200)가 장착되지 않은 측면들에는, 상기 홈 형상의 장착공간들을 커버하기 위해, 별도의 커버부들(110, 120)이 위치하게 된다. At this time, separate cover parts 110 and 120 are positioned on the sides where the
상기 커버부들(110, 120)은 상기 장착공간들(111, 121)에 끼워지는 형태로서, 상기 모듈부(200)에서 상기 장착공간들(111, 121)에 끼워지는 장착부(222, 252, 도 3b 및 도 4b 참조)와 실질적으로 동일한 장착 구조를 가질 수 있다. The cover parts 110 and 120 are fitted into the mounting spaces 111 and 121, and include mounting parts 222 and 252 fitted into the mounting spaces 111 and 121 in the
상기 모듈부(200)는 앞서 설명한 바와 같이, 상기 몸체부(100)의 측면(101, 102) 또는 하면에 장착되는 것으로, 선택적으로 장착 또는 탈착되어 필요한 대상체에 대한 파지를 수행하게 된다. As described above, the
본 실시예의 경우, 상기 모듈부(200)는 다양한 구조 및 동작을 가지는 복수의 모듈부들이 기 제공될 수 있으며, 따라서 대상체(20)에 따라 최적의 모듈부를 선택적으로 장착하면 된다. In the case of this embodiment, the
또한, 상기 모듈부(200)의 경우, 대상체(20)에 대한 소정의 모션을 구현하는 모듈(210, 220, ..., 250)과, 해당 모듈을 독립적으로 제어하는 모듈 제어부(211, 221, ..., 251)를 포함한다. In addition, in the case of the
그리하여, 특정 모듈부, 예를 들어 제1 모듈부가 상기 몸체부(100)에 장착되는 경우, 상기 몸체부(100)에 직접 장착되는 제1 모듈(210), 및 상기 제1 모듈(210)의 동작을 제어하는 제1 모듈 제어부(211)가 상기 몸체부(100)에 연결된다. Therefore, when a specific module part, for example, the first module part, is mounted on the
즉, 각각의 모듈에 연결되는 모듈 제어부는, 해당 모듈의 구동을 제어하게 된다. That is, the module control unit connected to each module controls the operation of the corresponding module.
상기 모듈 인식부(300)는 상기 몸체부(100)에 장착되는 모듈부(200)를 인식하여, 어떠한 모듈들이 상기 몸체부(100)의 측면 또는 하면에 장착되었는가에 대하여 식별하여 정보를 획득한다. The
이러한 식별 정보는, 각각의 모듈부(200)가 가지는 모듈 코드를 바탕으로 획득될 수 있으며, 몸체부의 측면 또는 하면에 별도의 센서나 인식부가 구비되어 장착되는 모듈부를 인식할 수도 있고, 이러한 인식 방법은 제한되지는 않는다. This identification information can be obtained based on the module code of each
상기 전략 수립부(400)는 대상체(20)에 대한 파지 전략을 수립하는 것으로, 예를 들어, 장착된 모듈부들 대상체에 접근하는 모듈부들의 순서를 결정하거나, 대상체에 접근하는 방향을 결정하거나, 대상체를 파지하는 경우 인가하는 힘의 크기나 방향을 결정하는 것과 같이, 대상체에 대한 파지를 수행하는 경우, 하나하나의 동작 등을 포함하는 일련의 파지 행위를 구체적으로 정의한다. The
한편, 이러한 파지 행위의 구체적인 정의 방법은, 별도의 알고리즘을 통해 구현될 수 있으며, 예를 들어, 머신 러닝(machine learning)과 같은 학습을 통해 최적 파지 전략이 도출될 수 있다. Meanwhile, this specific definition method of grasping behavior can be implemented through a separate algorithm, and for example, an optimal grasping strategy can be derived through learning such as machine learning.
이를 위해, 상기 전략 수립부(400)에서는, 상기 대상체(20)에 대한 정보 및 상기 몸체부(100)에 장착된 모듈부들(200)의 식별 정보를 선행적으로 획득하여야 한다. To this end, the
이 경우, 앞서 설명한 바와 같이 상기 몸체부(100)에 장착된 모듈부들(200)에 대한 식별 정보는 상기 모듈 인식부(300)를 통해 상기 전략 수립부(400)로 제공된다. In this case, as described above, identification information on the
한편, 상기 대상체(20)에 대한 정보, 즉 상기 대상체의 구조, 형상 또는 파지 환경에 대한 정보는, 별도의 센서를 통해 획득되는 정보로 제공될 수 있다. Meanwhile, information about the
예를 들어, 상기 대상체의 파지 환경에 대한 정보는, 도시하지는 않았으나, 상기 몸체부(100)에 구비되는 다양한 영상 센서 등을 통해 획득될 수 있다. For example, although not shown, information about the gripping environment of the object may be obtained through various image sensors provided on the
또한, 상기 대상체의 구조, 형상 등에 대한 정보 역시, 상기 몸체부(100)에 구비되는 다양한 영상센서 등을 통해 획득될 수 있다. 이와 달리, 후술되는 모듈부들 중에서 대상체를 직접 파지하는 파지모듈에 대면적 센서가 부착되어, 상기 대상체에 대한 직접 접촉을 통해 대상체의 구조, 형상 등에 대한 정보가 획득될 수도 있다. Additionally, information about the structure, shape, etc. of the object can also be obtained through various image sensors provided in the
이상과 같이, 상기 대상체(20)에 대한 정보, 및 상기 몸체부(100)에 장착된 모듈부(200)에 대한 정보를 바탕으로, 상기 전략 수립부(400)가 대상체(20)에 대한 파지 전략을 수립하면, 상기 중앙 제어부(500)는 이러한 파지 전략에 부합하도록 제어를 수행한다. As described above, based on the information about the
즉, 상기 중앙 제어부(500)는 상기 수립된 파지 전략에 부합하도록 상기 몸체부(100)에 장착된 모듈부들(200)의 세부적인 구동 명령을 도출하게 되며, 이렇게 도출된 구동 명령을 상기 모듈부들(200) 각각으로 제공한다. That is, the
한편, 본 실시예에서는, 설명의 편의상, 상기 중앙 제어부(500)가 상기 전략 수립부(400)와 별도로 구동 명령을 도출 및 제공하는 동작을 수행하는 것을 예시하여 설명하였으나, 실질적으로 하나의 메인 제어부가, 상기 중앙 제어부(500) 및 상기 전략 수립부(400)의 역할을 통합하여 수행할 수도 있음은 자명하다. Meanwhile, in this embodiment, for convenience of explanation, the
본 실시예에서는, 상기 중앙 제어부(500)는 도출된 구동 명령을 상기 모듈부들(200) 각각으로 전달할 뿐이며, 직접 각각의 모듈부들(200)의 구동을 수행하지는 않는다. 즉, 다양한 종류의 모듈부들이 몸체부(100)에 장착될 수 있으므로, 이러한 다양한 조합에 따라 상기 중앙 제어부(500)가 매번 장착됨 모듈부들에 대한 구동을 직접 수행하는 것이 어려우며, 이에, 상기 중앙 제어부(500)는 각 모듈부들로 구동명령을 전달할 뿐이다. In this embodiment, the
이에, 각각의 모듈부들에서는, 해당 모듈의 구동을 제어하는 모듈 제어부가 구비되므로, 상기 중앙 제어부(500)로부터 제공된 구동명령을 바탕으로, 해당 모듈의 구동이 필요한 경우에 대하여 해당 모듈에 대한 구동을 제어한다. Accordingly, since each module unit is provided with a module control unit that controls the operation of the corresponding module, the operation of the corresponding module is performed based on the driving command provided from the
이상과 같이, 각 모듈에 대한 독립적인 제어를 수행하는 모듈 제어부를 통해, 해당 모듈에 대한 구동을 수행하므로, 해당 모듈이 가지는 구동 특성을 고려하여 보다 효과적인 구동을 수행할 수 있으며, 장착되는 모듈에 따라 다양한 구동이 요구되는 상황에서 중앙 제어부에서 모든 장착 모듈에 대한 일괄적인 구동을 수행하기 어려운 문제를 해결할 수 있다. As described above, since the corresponding module is driven through a module control unit that performs independent control for each module, more effective driving can be performed by considering the driving characteristics of the relevant module, and the module to be installed can be operated more effectively. It is possible to solve the problem of difficulty in performing consistent operation of all installed modules from the central control unit in situations where various operations are required.
이하에서는, 상기 몸체부(100)에 다양한 모듈부들이 장착되어 동작되는 상태에 대하여 예시적으로 설명한다. Hereinafter, the state in which various module parts are mounted and operated in the
도 2a는 도 1의 몸체부에 중앙모듈(제1 모듈)이 장착된 상태를 도시한 사시도이며, 도 2b는 도 2a의 중앙모듈의 작동 상태를 도시한 사시도이다. FIG. 2A is a perspective view showing the central module (first module) mounted on the body of FIG. 1, and FIG. 2B is a perspective view showing the operating state of the central module of FIG. 2A.
우선, 도 2a를 참조하면, 상기 몸체부(100)의 하면에 제1 모듈(210, 중앙모듈)이 장착될 수 있다. First, referring to FIG. 2A, a first module 210 (central module) may be mounted on the lower surface of the
이 경우, 상기 중앙모듈(210)은, 여타의 모듈들과는 달리, 상기 몸체부(100)의 하면에 장착되는 것으로, 앞서 설명한 바와 같이, 상기 중앙모듈(210)이 장착되는 경우, 상기 중앙모듈(210)의 동작을 직접 제어하는 제1 모듈 제어부(211)도 동시에 장착된다. In this case, the
상기 중앙모듈(210)은, 베이스 프레임(212), 측부 흡착부(213) 및 중앙 흡착부(214)를 포함한다. The
상기 베이스 프레임(212)은 상기 몸체부(100)의 하면에 탈부착되는 구조물이며, 내측으로 상기 측부 흡착부(213) 및 상기 중앙 흡착부(214)가 형성된다. The base frame 212 is a structure that is detachable from the lower surface of the
상기 중앙 흡착부(214) 및 상기 측부 흡착부(213)는 모두 대상체(20)에 대한 흡착을 통한 파지를 수행하는 것으로, 도시된 바와 같이, 복수의 흡입구(또는 흡입홀)들이 형성되며, 각각의 흡입구를 통해 부압이 형성되어 흡입력이 제공되며 이렇게 제공되는 흡입력을 통해 대상체(20)에 대하여 흡착에 의한 파지를 수행하게 된다. The central adsorption unit 214 and the side adsorption unit 213 both perform gripping through adsorption on the
이 때, 상기 중앙 흡착부(214) 및 상기 측부 흡착부(213)에 형성되는 흡입구들의 형상은 다양하게 형성될 수 있으며, 예를 들어, 흡입구들 전체가 허니콤(honeycomb) 구조를 가질 수 있다. At this time, the shapes of the suction ports formed in the central suction portion 214 and the side suction portion 213 may be formed in various ways. For example, all of the suction ports may have a honeycomb structure. .
나아가, 각각의 흡입구들을 경계시키는 경계면 또는 벽면은 유연한 구조체일 수 있으며, 이에 따라 흡입력이 제공되어 상기 대상체(20)에 대한 흡착을 수행하는 경우, 상기 중앙 흡착부(214) 및 상기 측부 흡착부(213)는 대상체(20)의 형상에 부합하도록 그 형태가 변형되어 밀착력이 보다 향상될 수 있다. Furthermore, the boundary surface or wall bordering each suction port may be a flexible structure, and accordingly, when suction force is provided to perform adsorption on the
한편, 도시된 바와 같이, 상기 중앙 흡착부(214)에 형성되는 흡입구들 각각의 직경 또는 각각의 크기는, 상기 측부 흡착부(213)에 형성되는 흡입구들 각각의 직경 또는 각각의 크기보다 작게 형성될 수 있다. Meanwhile, as shown, the diameter or size of each suction port formed in the central suction portion 214 is smaller than the diameter or size of each suction port formed in the side suction portion 213. It can be.
그리하여, 상기 중앙 흡착부(214)는 보다 정밀하게 대상체에 대한 흡착을 수행할 수 있으며, 상기 측부 흡착부(213)는 보다 큰 힘으로 대상체에 대한 흡착을 수행할 수 있다. 다만, 이러한 조합은 예시된 것 외에도 다양하게 가변될 수 있다. Thus, the central adsorption unit 214 can adsorb the object with greater precision, and the side adsorption unit 213 can adsorb the object with greater force. However, these combinations may vary in many ways other than those illustrated.
도 2b를 참조하면, 상기 중앙모듈(210)에서, 상기 중앙 흡착부(214)는 상기 베이스 프레임(212)으로부터 하부방향으로 일정거리 돌출될 수 있다. Referring to FIG. 2B, in the
즉, 상기 베이스 프레임(212)에 연결되는 돌출바(215)가 구비되어, 상기 돌출바(215)의 연장에 따라 상기 중앙 흡착부(215)는 상기 베이스 프레임(212)으로부터 하부방향으로 돌출될 수 있다. That is, a protruding bar 215 connected to the base frame 212 is provided, and the central suction part 215 protrudes downward from the base frame 212 as the protruding bar 215 extends. You can.
이상과 같이, 상기 중앙 흡착부(215)가 하부방향으로 독립적으로 돌출되면, 대상체(20)가 깊은 위치, 예를 들어 상자나 챔버 등의 내부에 위치하는 경우, 해당 대상체(20)를 향하여 중앙 흡착부(215)가 보다 정밀하게 접근하여 해당 대상체(20)에 대한 파지를 수행할 수 있다. As described above, when the central adsorption portion 215 independently protrudes downward, when the
이 후, 상기 연장된 돌출바(215)가 다시 복귀하면, 상기 중앙 흡착부(215)에 의해 흡착된 대상체(20)는 상기 측부 흡착부(213)와도 접촉되며 전체적으로 큰 흡착력으로 안정적인 파지가 가능하게 된다. Afterwards, when the extended protruding bar 215 returns again, the
상기와 같은 구조 및 동작을 수행할 수 있는 상기 중앙 모듈(210)이 상기 몸체부(100)에 장착된다면, 이러한 모듈부를 인식하여, 대상체에 대한 파지에 있어 상기 모듈부의 구조 및 동작의 특성을 고려한 파지 전략이 수립될 수 있다. If the
도 3a는 도 1의 몸체부에 제1 모듈 및 제2 모듈들이 장착된 상태를 도시한 사시도이며, 도 3b는 도 3a의 제2 모듈을 도시한 사시도이다. FIG. 3A is a perspective view showing the first and second modules mounted on the body of FIG. 1, and FIG. 3B is a perspective view showing the second module of FIG. 3A.
우선, 도 3a를 참조하면, 상기 몸체부(100)의 하면에 상기 중앙 모듈(210, 제1 모듈)이 장착될 수 있고, 나아가 상기 몸체부(100)의 측면에 파지 모듈(220, 제2 모듈)이 장착될 수 있다. First, referring to FIG. 3A, the central module 210 (first module) may be mounted on the lower surface of the
즉, 상기 몸체부(100)의 제2 측면(102) 및 제3 측면(103)에 상기 파지 모듈(220)이 한 쌍으로 각각 장착될 수 있다. 이 경우, 상기 파지모듈(220)이 서로 마주하는 2개의 측면들에만 장착되는 것을 예시하였으나, 측면이 4개인 경우 4개의 측면들에 모두 또는 어느 하나의 측면에만 장착될 수 있음은 자명하다. That is, the gripping
이러한 장착을 위해서, 앞서 설명한 바와 같이, 상기 몸체부(100)의 제2 측면(120)을 커버하던 제2 커버부(120), 및 제3 측면(103)을 커버하던 제3 커버부는 제거되며, 제2 장착공간(121) 및 제3 장착공간(131) 상에 각각 제2 모듈(220)이 장착된다. For this installation, as described above, the second cover part 120 that covers the second side 120 of the
이와 같이, 상기 몸체부(100) 상에 중앙모듈 및 파지모듈이 장착되면, 앞서 도 1을 참조하여 설명한 바와 같이, 상기 모듈 인식부(300)에서는 장착된 모듈을 인식하게 되며, 상기 전략 수립부(400)에서는 인식된 모듈의 특징은 물론 대상체의 특징을 고려하여 파지 전략을 수립하고, 이를 바탕으로 대상체에 대한 파지가 수행될 수 있다. In this way, when the central module and the grip module are mounted on the
한편, 도 3b를 참조하면, 상기 파지 모듈(220)은, 대상체(20)에 대하여 밀착을 통한 파지를 수행하는 모듈인 것으로, 장착부(222), 연장부(223) 및 대면적 흡착부(224)를 포함한다. Meanwhile, referring to FIG. 3b, the
상기 장착부(222)는 상기 커버부(120)와 동일한 장착 구조를 가지는 것으로, 상기 제2 또는 제3 장착공간(121, 131)에 끼워맞춤되며 상기 몸체부(100)의 측면에 고정된다. The mounting portion 222 has the same mounting structure as the cover portion 120, is fitted into the second or third mounting space 121, 131, and is fixed to the side of the
상기 연장부(223)는 일 끝단은 상기 장착부(222)에 회전 가능하도록 고정되며, 타 끝단에는 상기 대면적 흡착부(224)가 고정된다. 그리하여, 상기 연장부(223)의 동작을 통해 상기 장착부(222)에 대한 상기 대면적 흡착부(224)의 자세가 다양하게 가변될 수 있다. One end of the extension part 223 is rotatably fixed to the mounting part 222, and the large-area adsorption part 224 is fixed to the other end. Therefore, the posture of the large-area adsorption unit 224 with respect to the mounting unit 222 can be varied in various ways through the operation of the extension unit 223.
상기 대면적 흡착부(224)는, 실질적으로 대상체(20)에 대한 파지를 수행하는 것으로, 도시된 바와 같이, 상대적으로 넓은 면이 대상체(20)와 직접 접촉되도록 대면적으로 형성될 수 있다. The large-area adsorption unit 224 substantially grasps the
이 경우, 도시하지는 않았으나, 상기 대면적 흡착부(224)에는 대면적 센서가 구비되어, 상기 접촉하는 대상체(20)의 형상이나 구조에 대한 정보를 획득할 수 있다. 이렇게 획득된 정보는, 앞서 설명한 바와 같이, 상기 전략 수립부(400)로 제공될 수 있다. In this case, although not shown, a large-area sensor is provided in the large-area adsorption unit 224 to obtain information about the shape or structure of the
또한, 상기 대면적 흡착부(224)는 앞서 설명한 바와 같이 상기 중앙 흡착부(214) 또는 측부 흡착부(213)와 같은 흡입구를 통해 흡입력이 제공되어 흡착에 의해 밀착되는 구조일 수도 있으며, 이와 달리, 다수의 기공들을 포함하여 대상체와의 접촉시 기공부들이 진공으로 밀착되는 구조로 대상체와의 밀착을 통한 파지를 수행하는 구조일 수도 있다. In addition, as described above, the large-area adsorption unit 224 may have a structure in which suction force is provided through a suction port such as the central adsorption unit 214 or the side adsorption unit 213 and is adhered by adsorption. , It may be a structure that includes a plurality of pores and allows the pores to come into close contact with a vacuum when in contact with the object, thereby performing gripping through close contact with the object.
이를 위해, 상기 대면적 흡착부(224)는, 복수의 기공들이 형성되는 스펀지(sponge) 구조, 미세 메쉬(mesh) 구조 등일 수 있다. To this end, the large-area adsorption unit 224 may have a sponge structure or a fine mesh structure in which a plurality of pores are formed.
도 4a는 도 1의 몸체부에 제1 모듈 및 제3 모듈들이 장착된 상태를 도시한 사시도이며, 도 4b는 도 4a의 제3 모듈을 도시한 사시도이다. FIG. 4A is a perspective view showing the first and third modules mounted on the body of FIG. 1, and FIG. 4B is a perspective view showing the third module of FIG. 4A.
우선, 도 4a를 참조하면, 상기 몸체부(100)의 하면에 상기 중앙 모듈(210, 제1 모듈)이 장착될 수 있고, 나아가 상기 몸체부(100)의 4개의 모든 측면들에 조작 모듈(230, 제3 모듈)이 장착될 수도 있다. First, referring to FIG. 4A, the central module 210 (first module) can be mounted on the lower surface of the
즉, 상기 몸체부(100)의 제1 내지 제4 측면들(101, 102, 103, 104)에 상기 조작 모듈(230)이 각각 장착될 수 있다. 이 경우, 상기 조작모듈(230)이 4개의 측면들 모두에 장착되는 것을 예시하였으나, 적어도 하나 이상의 측면에 장착될 수 있음 역시 자명하다. That is, the manipulation module 230 may be mounted on the first to fourth sides 101, 102, 103, and 104 of the
이러한 장착을 위해서, 앞서 설명한 바와 같이, 상기 몸체부(100)의 모든 측면들을 커버하던 커버부들은 모두 제거되며, 모든 장착공간들에는 각각 상기 조작 모듈(230)이 장착된다. For this installation, as described above, all cover parts that cover all sides of the
이와 같이, 상기 몸체부(100) 상에 중앙모듈 및 조작모듈이 장착되면, 앞서 도 1을 참조하여 설명한 바와 같이, 상기 모듈 인식부(300)에서는 장착된 모듈을 인식하게 되며, 상기 전략 수립부(400)에서는 인식된 모듈의 특징은 물론 대상체의 특징을 고려하여 파지 전략을 수립하고, 이를 바탕으로 대상체에 대한 파지가 수행될 수 있다. In this way, when the central module and the operation module are mounted on the
한편, 도 4b를 참조하면, 상기 조작 모듈(250)은, 대상체를 접촉에 의해 파지하거나 대상체의 위치나 방향을 변환시키는 조작을 수행하는 것으로, 장착부(252), 결합부(253), 회전부(254) 및 집게부(255)를 포함한다. Meanwhile, referring to FIG. 4b, the
상기 장착부(252)는 상기 커버부(120)와 동일한 장착 구조를 가지는 것으로, 상기 장착공간(121, 131)에 끼워맞춤되며 상기 몸체부(100)의 측면에 고정된다. The mounting portion 252 has the same mounting structure as the cover portion 120, is fitted into the mounting spaces 121 and 131, and is fixed to the side of the
상기 결합부(253)는 상기 장착부(252)에 회전 가능하도록 결합되는 유닛이며, 상기 결합부(253) 상에 회전부(254)가 연결되어, 상기 회전부(254)가 상기 장착부(252)에 대하여 회전가능하도록 동작된다. The coupling portion 253 is a unit rotatably coupled to the mounting portion 252, and a rotating portion 254 is connected to the coupling portion 253, so that the rotating portion 254 moves relative to the mounting portion 252. It operates so that it can rotate.
상기 집게부(255)는 상기 회전부(254)의 하부를 따라 연장되어, 상기 회전부(254)의 회전에 따라 그 위치나 자세가 가변된다. 또한, 상기 집게부(255)의 경우, 도시된 바와 같이, 복수의 관절들을 포함하도록 구성되어, 내측으로 관절이 접히는 구동과 같이 구동되어 내측에 위치하는 대상체(20)에 대한 파지 또는 조작을 수행할 수 있다. The tongs 255 extend along the lower part of the rotating part 254, and their position or posture changes depending on the rotation of the rotating part 254. In addition, in the case of the tongs 255, as shown, it is configured to include a plurality of joints, and is driven in the same manner as the joints are folded inward to grip or manipulate the
즉, 상기 집게부(255)의 끝단은 별도의 흡착력이 제공되지는 않으나, 소정의 마찰력을 가지도록 형성되어, 상기 대상체(20)의 표면에 대하여 소정의 접지력 또는 파지력을 제공할 수 있으며, 이에 따라 간단한 구조나 가벼운 대상체에 대하여는 직접 파지를 수행할 수 있고, 상대적으로 복잡한 구조나 무거운 대상체에 대하여는 파지가 용이하도록 대상체의 위치나 자세를 가변시키는 정밀 조작을 수행할 수 있다. That is, the end of the tongs 255 is not provided with a separate adsorption force, but is formed to have a predetermined friction force, so that it can provide a predetermined contact force or gripping force with respect to the surface of the
도 5는 도 1의 몸체부에 제1 내지 제3 모듈들이 장착된 상태를 도시한 사시도이다. Figure 5 is a perspective view showing the first to third modules mounted on the body of Figure 1.
도 5를 참조하면, 상기 몸체부(100)의 하면에 상기 중앙 모듈(210, 제1 모듈)이 장착되고, 상기 몸체부(100)의 2개의 서로 마주하는 제1 측면(101) 및 제4 측면(104)에는 조작 모듈(230, 제3 모듈)이 장착되고, 상기 몸체부(100)의 2개의 서로 마주하는 제2 측면(102) 및 제3 측면(103)에는 파지 모듈(220, 제2 모듈)이 장착될 수 있다. Referring to FIG. 5, the central module 210 (first module) is mounted on the lower surface of the
즉, 상기 몸체부(100)의 제1 내지 제4 측면들(101, 102, 103, 104)에 상기 조작 모듈(230) 및 상기 파지 모듈(220)이 서로 교번적으로 장착될 수 있다. That is, the manipulation module 230 and the
이러한 장착을 위해서, 앞서 설명한 바와 같이, 상기 몸체부(100)의 모든 측면들을 커버하던 커버부들은 모두 제거되며, 모든 장착공간들에는 각각 상기 조작 모듈(230) 및 상기 파지 모듈(220)이 장착됨은 앞서 설명한 바와 같다. For this installation, as described above, all cover parts covering all sides of the
이와 같이, 상기 몸체부(100) 상에 중앙모듈 및 조작모듈이 장착되면, 앞서 도 1을 참조하여 설명한 바와 같이, 상기 모듈 인식부(300)에서는 장착된 모듈을 인식하게 되며, 상기 전략 수립부(400)에서는 인식된 모듈의 특징은 물론 대상체의 특징을 고려하여 파지 전략을 수립하고, 이를 바탕으로 대상체에 대한 파지가 수행될 수 있다. In this way, when the central module and the operation module are mounted on the
이하에서는, 이러한 그리핑 장치(10)를 이용한 그리핑 방법에 대하여 도 6의 예를 참조하여 설명한다. Hereinafter, a gripping method using this
도 6은 도 1의 그리핑 장치를 이용한 대상체에 대한 파지 상태의 예를 도시한 사시도이다. 도 7은 도 1의 그리핑 장치를 이용한 대상체 그리핑 방법을 도시한 흐름도이다. FIG. 6 is a perspective view illustrating an example of a gripping state for an object using the gripping device of FIG. 1 . FIG. 7 is a flowchart showing a method of gripping an object using the gripping device of FIG. 1 .
도 6 및 도 7을 참조하면, 상기 대상체 그리핑 방법에서는, 우선, 상기 몸체부(100)에 선택적으로 적어도 하나의 모듈부를 장착한다(단계 S10). Referring to Figures 6 and 7, in the object gripping method, first, at least one module part is selectively mounted on the body part 100 (step S10).
예를 들어, 상기 몸체부(100)의 하면에는 중앙 모듈(210)이 장착되고, 상기 몸체부(100)의 제1 및 제3 측면들(101, 103)에는 조작 모듈들(230)이 장착되며, 상기 몸체부(100)의 제4 측면(104)에는 파지모듈(220)이 장착될 수 있다. For example, a
이 후, 상기 몸체부(100)에 장착된 모듈부를 인식한다(단계 S20). Afterwards, the module part mounted on the
즉, 상기 모듈 인식부(300)를 통해서 상기 몸체부(100)에 장착된 모듈부들을 인식한다. 도 6의 경우, 상기 모듈 인식부(300)에서는, 상기 몸체부(100)의 하면, 및 서로 다른 3개의 측면들에 각각 중앙 모듈(210), 조작모듈(230) 및 파지모듈(220)이 장착되었음을 인식할 수 있다. That is, the module units mounted on the
이 후, 파지 대상이 되는 상기 대상체(20)의 정보를 획득한다(단계 S30). Afterwards, information on the
상기 대상체(20)의 정보는, 앞서 설명한 바와 같이, 도시하지는 않았으나 상기 몸체부(100)에 구비되는 별도의 영상 센서를 통해 영상을 촬상하여 정보가 획득될 수 있다. 이와 달리, 상기 파지모듈(220)에 구비되는 대면적 센서를 통해 상기 대상체(20)에 대한 직접 접촉을 수행하여 상기 대상체(20)에 대한 정보가 획득될 수도 있다. As described above, information on the
이 후, 이렇게 획득된 상기 대상체(20)의 정보, 및 상기 인식된 모듈부에 대한 정보는 상기 전략 수립부(400)로 제공되며, 상기 전략 수립부(400)에서는 상기 파지 전략을 수립한다(단계 S40). Afterwards, the information on the
예를 들어, 도 6의 경우, 상기 대상체(20)는 상측이 실린더 형상을 가지는 것으로, 중앙모듈(210), 2개의 조작모듈들(230)과 하나의 파지모듈(220)이 구비된 상태에서는, (i) 1차적으로 2개의 조작모듈들 및 하나의 파지모듈을 통해 대상체의 측면에 대한 파지를 수행하여 리프팅하고, (ii) 추가로 중앙모듈이 대상체의 상면에 대한 흡착을 통해 파지하여, (iii) 최종 목표 위치로 이동시키는 전략을 수립할 수 있다. For example, in the case of FIG. 6, the
이에, 상기 중앙 제어부(500)에서는 상기 수립된 파지 전략을 바탕으로 상기 모듈부들 각각으로 구동명령을 전달한다(단계 S50). Accordingly, the
즉, 상기 중앙 제어부(500)에서는 상기 수립된 파지 전략에 따라, 각 모듈부들이 구현하여야 하는 동작에 따른 구동명령을 도출하고, 각 모듈의 구동을 통해 각 모듈의 구동을 제어하는 모듈 제어부로 상기 도출된 구동명령을 전달한다. That is, the
그리하여, 상기 각각의 모듈 제어부에서는, 해당 모듈의 동작을 제어하여, 상기 대상체(20)에 대한 파지를 수행하게 된다. Accordingly, each module control unit controls the operation of the corresponding module to grip the
즉, 상기 조작모듈(230)의 모듈 제어부에서는 상기 조작모듈(230)의 끝단이 상기 대상체(20)의 측면을 향하도록 구동을 제어하게 되며, 이를 통해 상기 조작모듈(230)의 끝단은 상기 대상체(20)의 측면을 접촉 및 파지하게 된다. That is, the module control unit of the manipulation module 230 controls the drive so that the end of the manipulation module 230 faces the side of the
또한, 상기 파지모듈(220)의 모듈 제어부(221)에서도 상기 파지모듈(220)의 대면적 흡착부(224)가 상기 대상체(20)의 측면에 밀착되도록 구동을 제어하게 되며, 이를 통해 상기 대상체(20)의 측면의 일부는 상기 파지모듈(220)에 의해 흡착된다. In addition, the
나아가, 상기 조작모듈(230)의 모듈 제어부 및 상기 파지모듈(220)의 모듈 제어부(221)에서는, 상기 조작모듈(230) 및 상기 파지모듈(220)의 위치 상승을 제어한다. Furthermore, the module control unit of the operation module 230 and the
그리하여, 도 6에는 도시되지 않았으나, 상기 대상체(20)는 상기 중앙모듈(210)의 하면에 위치하게 되며, 이에, 상기 중앙모듈(210)의 모듈 제어부(211)에서는 상기 중앙모듈(210)이 상기 대상체(20)에 대하여 흡착하도록 구동을 제어하게 되며, 이를 통해 상기 대상체(20)의 상면은 추가로 흡착되며 파지될 수 있다. Therefore, although not shown in FIG. 6, the
이상과 같이, 대상체 및 모듈부의 구성에 대한 정보를 바탕으로, 최적의 파지 전략이 수립되어 가장 효과적이며 최적의 파지가 수행될 수 있다. As described above, based on information about the composition of the object and the module portion, an optimal gripping strategy can be established to perform the most effective and optimal gripping.
상기와 같은 본 발명의 실시예들에 의하면, 몸체부에 장착된 모듈부와 대상체에 대한 정보를 바탕으로, 대상체에 대한 보다 효과적인 파지 전략을 수립하고, 이를 바탕으로 파지가 수행되므로, 다양한 대상체의 구조, 형상 또는 대상체 파지의 환경을 고려하여 최적의 그리핑 전략을 통해, 정밀하고 최적화된 파지를 수행할 수 있다. According to the embodiments of the present invention as described above, a more effective gripping strategy for the object is established based on the module part mounted on the body and information about the object, and gripping is performed based on this, so that various objects can be grasped. Precise and optimized gripping can be performed through an optimal gripping strategy considering the structure, shape, or environment of object gripping.
이 경우, 중앙 제어부에서는, 최적의 파지 전략을 수행하기 위한, 각 모듈부의 구동 방법을 바탕으로 제어 명령을 수행하고, 각 모듈부에 구비된 모듈 제어부에서 해당 모듈에 대한 직접 구동을 수행하므로, 다양하게 탈부착되는 각각의 모듈부의 제어를 해당 모듈이 직접 수행할 수 있어, 탈부착 모듈과 무관하게 구동이 수행될 수 있다. In this case, the central control unit executes control commands based on the driving method of each module unit to perform the optimal gripping strategy, and the module control unit provided in each module unit directly drives the corresponding module, so various Since the corresponding module can directly control each module part that is easily attached and detached, operation can be performed regardless of the detachable module.
또한, 대상체의 정보 획득을 위해, 모듈부 또는 몸체부에 센서가 구비됨으로써, 파지 전략의 수립을 위한 충분한 정보가 획득될 수 있다. Additionally, in order to obtain information about the object, a sensor is provided in the module or body portion, so that sufficient information for establishing a gripping strategy can be obtained.
나아가, 몸체부의 측면에 다양한 모듈부들이 적어도 하나 이상 다양한 조합으로 장착될 수 있으며, 나아가 몸체부의 하면에도 중앙모듈이 장착될 수 있으므로, 단순히 하나의 모듈이 다른 모듈로 치환되어 파지를 수행하는 종래기술과 달리, 복합적인 모듈 구성으로 최적의 파지를 수행할 수 있다. Furthermore, at least one of various modules can be mounted on the side of the body in various combinations, and furthermore, a central module can be mounted on the bottom of the body, so this is a conventional technique in which one module is simply replaced by another module to perform gripping. Unlike, optimal phage can be performed with a complex module configuration.
즉, 측면에 장착되는 대면적 흡착부를 통해 상대적으로 큰 크기를 가지는 대상체에 대한 파지가 가능하고, 측면에 장착되는 조작모듈을 통해 대상체의 파지 위치나 자세를 가변하여 최적의 파지가 가능하며, 중앙모듈의 중앙으로부터 돌출되는 중앙 흡착부를 통해 좁은 공간에 위치하는 대상체에 대한 선택적 파지가 가능한 등, 다양한 파지 환경 또는 다양한 대상체의 형상 등을 고려한 다양하고 최적의 파지를 구현할 수 있다. In other words, it is possible to grip a relatively large object through the large-area adsorption unit mounted on the side, the optimal grip is possible by changing the grip position or posture of the object through the manipulation module mounted on the side, and the central The central adsorption unit protruding from the center of the module enables selective gripping of objects located in narrow spaces, enabling diverse and optimal gripping taking into account various gripping environments or shapes of objects.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the present invention has been described above with reference to preferred embodiments, those skilled in the art can make various modifications and changes to the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the following patent claims. You will understand that it is possible.
10 : 그리핑 장치
20 : 대상체
100 : 몸체부
200 : 모듈부
210 : 제1 모듈(중앙모듈)
213 : 측부 흡착부
214 : 중앙 흡착부
220 : 제2 모듈(파지모듈)
224 : 대면적 흡착부
230 : 제3 모듈(조작모듈)
255 : 집게부
211, 221, 251 : 모듈 제어부
300 : 모듈 인식부
400 : 전략 수립부
500 : 중앙 제어부10: gripping device 20: object
100: body part 200: module part
210: first module (central module) 213: side adsorption unit
214: Central adsorption unit 220: Second module (grip module)
224: Large-area adsorption unit 230: Third module (operation module)
255: Clamp
300: Module recognition unit 400: Strategy establishment unit
500: Central control unit
Claims (12)
상기 몸체부에 선택적으로 장착되는 적어도 하나의 모듈부;
상기 몸체부에 장착된 모듈부를 인식하는 모듈 인식부;
상기 인식된 모듈부의 정보 및 대상체 정보를 바탕으로 대상체에 대한 파지 전략을 수립하는 전략 수립부; 및
상기 수립된 파지 전략을 바탕으로 상기 모듈부에 구동명령을 전달하는 중앙 제어부를 포함하는 그리핑 장치. body part;
At least one module portion selectively mounted on the body portion;
a module recognition unit that recognizes the module unit mounted on the body;
a strategy establishment unit that establishes a gripping strategy for the object based on the recognized module unit information and object information; and
A gripping device including a central control unit that transmits a driving command to the module unit based on the established gripping strategy.
상기 몸체부에 장착되는 모듈; 및
상기 모듈의 구동을 제어하는 모듈 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 그리핑 장치. The method of claim 1, wherein each of the module units:
a module mounted on the body; and
A gripping device comprising a module control unit that controls the operation of the module.
상기 중앙 제어부의 구동명령은 상기 모듈 제어부로 제공되며,
상기 모듈 제어부가 해당 모듈의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 그리핑 장치. According to paragraph 2,
The driving command from the central control unit is provided to the module control unit,
A gripping device, characterized in that the module control unit controls the operation of the corresponding module.
상기 몸체부 또는 상기 모듈부에는 대상체의 형상을 인식하는 센서가 구비되어, 상기 대상체 정보가 획득되는 것을 특징으로 하는 그리핑 장치. According to paragraph 1,
A gripping device, characterized in that the body part or the module part is provided with a sensor that recognizes the shape of the object, and the object information is obtained.
상기 몸체부의 측면에 선택적으로 장착되는 적어도 하나의 모듈부를 포함하고,
상기 모듈부는, 대상체를 직접 파지하는 파지모듈 또는 대상체의 위치를 조작하는 조작모듈을 포함하고,
상기 파지모듈 및 상기 조작모듈은 동일한 장착부로 상기 몸체부의 측면에 장착되는 것을 특징으로 하는 그리핑 장치. a body portion including at least one side; and
Comprising at least one module portion selectively mounted on a side of the body portion,
The module unit includes a gripping module that directly grasps the object or a manipulation module that manipulates the position of the object,
The gripping device is characterized in that the gripping module and the manipulation module are mounted on the side of the body using the same mounting part.
상기 모듈부가 장착되지 않는 측면에, 상기 장착부와 동일하게 상기 측면에 부착되는 커버부를 포함하는 것을 특징으로 하는 그리핑 장치. The method of claim 5, wherein the body portion,
A gripping device comprising a cover part attached to the side in the same way as the mounting part on a side where the module part is not mounted.
상기 몸체부의 하면에 장착되어 대상체를 직접 파지하는 중앙모듈을 더 포함하는 그리핑 장치. According to clause 5,
A gripping device further comprising a central module mounted on a lower surface of the body portion to directly grip an object.
상기 몸체부의 하면에 장착되는 베이스 프레임;
상기 베이스 프레임의 중앙으로부터 하부방향으로 돌출 가능하도록 형성되는 중앙 흡착부; 및
상기 중앙 흡착부의 주변에 형성되는 측부 흡착부를 포함하는 것을 특징으로 하는 그리핑 장치. The method of claim 7, wherein the central module,
A base frame mounted on the lower surface of the body portion;
a central adsorption portion formed to protrude downward from the center of the base frame; and
A gripping device comprising a side suction portion formed around the central suction portion.
대상체를 파지하는 대면적 흡착부에 구비되어 대상체의 형상을 인식하는 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 그리핑 장치. The method of claim 5, wherein the gripping module is:
A gripping device further comprising a sensor provided on a large-area adsorption unit for gripping an object and recognizing the shape of the object.
상기 몸체부에 장착된 모듈부를 인식하는 모듈 인식부;
상기 인식된 모듈부의 정보 및 대상체 정보를 바탕으로 대상체에 대한 파지 전략을 수립하는 전략 수립부; 및
상기 수립된 파지 전략을 바탕으로 상기 모듈부에 구동명령을 전달하는 중앙 제어부를 더 포함하는 그리핑 장치. According to any one of claims 5 to 9,
a module recognition unit that recognizes the module unit mounted on the body;
a strategy establishment unit that establishes a gripping strategy for the object based on the recognized module unit information and object information; and
A gripping device further comprising a central control unit that transmits a driving command to the module unit based on the established gripping strategy.
상기 몸체부에 장착된 모듈부를 인식하는 단계;
파지 대상인 대상체 정보를 획득하는 단계;
상기 인식된 모듈부의 정보 및 상기 대상체 정보를 바탕으로 대상체에 대한 파지 전략을 수립하는 단계;
상기 수립된 파지 전략을 바탕으로 상기 모듈부에 구동명령을 전달하는 단계; 및
상기 전달된 구동명령으로 상기 모듈부의 모듈의 동작이 제어되는 단계를 포함하는 그리핑 방법. Selectively mounting at least one module portion to the body portion;
Recognizing a module part mounted on the body part;
Obtaining information on an object to be grasped;
Establishing a gripping strategy for the object based on the recognized module unit information and the object information;
transmitting a driving command to the module unit based on the established gripping strategy; and
A gripping method comprising controlling the operation of the module of the module unit with the transmitted driving command.
그리핑 장치의 중앙 제어부를 통해 상기 모듈부에 구동명령이 전달되고,
상기 모듈부 각각에 구비되는 모듈 제어부를 통해 상기 모듈의 동작이 제어되는 것을 특징으로 하는 그리핑 방법. According to clause 11,
A driving command is transmitted to the module unit through the central control unit of the gripping device,
A gripping method characterized in that the operation of the module is controlled through a module control unit provided in each of the module parts.
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KR1020220045860A KR20230146885A (en) | 2022-04-13 | 2022-04-13 | Gripping apparatus for gripping object through modularization and method for gripping the object using the same |
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KR102133049B1 (en) | 2019-04-03 | 2020-07-10 | 경남대학교 산학협력단 | Robot arm having alternative hand modules |
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