KR20240005478A

KR20240005478A - 3 핑거 스마트 그리퍼 및 그를 이용한 시스템

Info

Publication number: KR20240005478A
Application number: KR1020220082623A
Authority: KR
Inventors: 원종대; 노성훈
Original assignee: (주)영창로보테크
Priority date: 2022-07-05
Filing date: 2022-07-05
Publication date: 2024-01-12

Abstract

본 발명은 Z축 방향으로 연장된 베이스, 상기 베이스에 X축 및 Y축 회전이 가능하게 연결되는 제1 마디, 상기 제1 마디로부터 연장되어 회전 가능하게 연결되는 제2 마디, 상기 제2 마디로부터 연장되어 회전 가능하게 연결되는 제3 마디, 상기 베이스와 제1 마디를 연결하는 제1 관절부, 상기 베이스와 제2 마디를 연결하는 제2 관절부, 및 상기 제1 및 제2 마디의 회전에 연동되도록 상기 제3 마디를 연결하는 제3 관절부를 포함하는 핑거부(finger unit)와; 상기 제1 마디의 움직임을 제어하는 제1 구동부와, 상기 제2 마디의 움직임을 제어하는 제2 구동부를 포함하는 구동부;를 포함하는 핑거 그리퍼(finger gripper)로서, 상기 구동부가 내부에 구비되고, 3 개의 상기 핑거부가 구비되는 팜부(palm unit)와; 상기 팜부의 단부에서 상기 구동부와 연결되어 구비되는 센서부;를 더 포함하며, 상기 센서부가 대상물을 인식하여 상기 구동부를 통해 상기 핑거부를 제어하는 것을 특징으로 하는 3 핑거 스마트 그리퍼 및 시스템이다.

Description

3 핑거 스마트 그리퍼 및 그를 이용한 시스템{3 FINGERS SMART GRIPPER AND SYSTEM USING THEREOF}

본 발명은 3 핑거 스마트 그리퍼 및 그를 이용한 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 정교하고 높은 파지력으로 동작이 가능하고, 특히 모듈화되어 다양한 로봇에 적용이 가능하며, 작업 대상물에 따라 스마트하게 동작이 가능한 3 핑거 스마트 그리퍼 및 그를 이용한 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 사용되고 있는 기존의 로봇 핸드 그리퍼는 에어실린더 혹은 솔레노이드에 의해 구동되게 구성한 것으로서, 아주 단순하고 제한된 형상 및 구조에만 적용이 가능하였다.

또한 핸드 그리퍼의 구조 및 기능이 극히 제한적이고, 구조 및 기능의 변경이 불가능하며, 크기가 너무 크고, 정밀도가 낮으며, 한 종류의 그리퍼는 한 종류의 모델에만 적용 가능하였다.

지금까지 개발된 대표적인 로봇 핸드 그리퍼로는 와이어를 사용하는 텐던기반 메커니즘 제품과 와이어를 사용하지 않는 링크기반 메커니즘 제품이 있다.

텐던기반 메커니즘 제품의 경우 인간의 손과 동일하게 손가락당 3 자유도를 가져 인간의 손과 같은 정밀한 동작을 할 수 있는 장점이 있다. 반면, 3 자유도를 갖도록 하기 위해 수많은 텐던을 이용하여야 하는데 텐던을 조립하는 것이 어렵고 복잡하여 제조 및 유지보수가 어려운 단점이 있다.

또한, 텐던을 조작하기 위한 다수의 모터가 필요하고, 손가락 자체는 인간의 손과 같은 크기로 만들 수 있으나 이를 구동하기 위해 손목 부분에 위치하는 모터들의 큰 부피로 인해 모듈화가 되지 못하는 문제가 있다.

이에 반해 링크기반 메커니즘 제품의 경우 텐던을 조작하기 위한 다수의 모터가 필요하지 않기 때문에 텐던기반 메커니즘 제품의 단점을 해소하고 모듈화가 가능한 장점이 있다.

그러나 지금까지의 링크기반 메커니즘 제품의 경우 손가락당 최대 2 자유도 밖에 가질 수 없어 인간의 손과 같은 정밀한 동작을 할 수 없고, 손가락 마디마다 모터가 위치하므로 촉각 센서, 힘 센서 등 추가 센서를 추가하기에도 적합하지 않은 문제가 있다.

대한민국 등록특허공보 제10-1357139호(2014.01.23.) 대한민국 등록특허공보 제10-0787186호(2007.12.12.)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 정교하고 높은 파지력으로 동작이 가능한 3 핑거 스마트 그리퍼 및 그를 이용한 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

그리고 모듈화되어 다양한 로봇에 적용이 가능한 3 핑거 스마트 그리퍼 및 그를 이용한 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 작업 대상물에 따라 스마트하게 동작이 가능한 3 핑거 스마트 그리퍼 및 그를 이용한 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

그리고 원격으로 제어가 가능하고, UI를 통해 작업자가 용이하게 제어할 수 있는 3 핑거 스마트 그리퍼 및 그를 이용한 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 Z축 방향으로 연장된 베이스, 상기 베이스에 X축 및 Y축 회전이 가능하게 연결되는 제1 마디, 상기 제1 마디로부터 연장되어 회전 가능하게 연결되는 제2 마디, 상기 제2 마디로부터 연장되어 회전 가능하게 연결되는 제3 마디, 상기 베이스와 제1 마디를 연결하는 제1 관절부, 상기 베이스와 제2 마디를 연결하는 제2 관절부, 및 상기 제1 및 제2 마디의 회전에 연동되도록 상기 제3 마디를 연결하는 제3 관절부를 포함하는 핑거부(finger unit)와; 상기 제1 마디의 움직임을 제어하는 제1 구동부와, 상기 제2 마디의 움직임을 제어하는 제2 구동부를 포함하는 구동부;를 포함하는 핑거 그리퍼(finger gripper), 예컨대 3 핑거 스마트 그리퍼로서, 상기 구동부가 내부에 구비되고, 3 개의 상기 핑거부가 구비되는 팜부(palm unit)와; 상기 팜부의 단부에서 상기 구동부와 연결되어 구비되는 센서부;를 더 포함하며, 상기 센서부가 작업 대상물을 인식하고 상기 구동부를 통해 상기 핑거부가 제어되는 것을 특징으로 한다.

그리고 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 따르면, 상기 센서부는 힘 센서, 촉각 센서, 이미지 센서, 3D 센서 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.

한편, 전술한 3 핑거 스마트 그리퍼를 포함하는 시스템으로서, 상기 3 핑거 스마트 그리퍼가 모듈화되어 구비되되, 작업을 위한 로봇에 설치되고, 상기 3 핑거 스마트 그리퍼를 제어하기 위한 그리퍼 컨트롤러;를 더 포함하며, 상기 그리퍼 컨트롤러는, 상기 구동부의 제어를 위한 UI(user interface)를 표시하는 표시부, 상기 3 핑거 스마트 그리퍼의 제어 및 온/오프가 가능한 그리퍼 제어부, 및 작업 대상물에 따른 상기 구동부의 동작이 프로그래밍된 제어 알고리즘이 저장된 저장부를 더 포함하고, 상기 3 핑거 스마트 그리퍼를 설치한 후, 상기 UI를 통해 해당 작업 대상물에 따른 상기 제어 알고리즘을 선택하여 파지 동작을 수행하는 것을 특징으로 한다.

그리고 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 따르면, 상기 3 핑거 스마트 그리퍼는, 상기 그리퍼 컨트롤러와 연결되어 정보를 송수신하는 통신부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 따르면, 상기 그리퍼 컨트롤러는 인공지능 모듈을 더 포함하고, 상기 이미지 센서 및 3D 센서와 상기 인공지능 모듈을 통해 작업 대상물의 특성을 정확하게 인식하여, 작업 대상물에 따라 스마트하게 동작하는 것을 특징으로 한다.

상기한 구성에 의한 본 발명은 아래와 같은 효과를 기대할 수 있다.

정교하고 높은 파지력으로 동작이 가능한 효과가 있다. 즉, 사람의 손과 동일하게 한 손가락(finger) 마다 3 자유도를 가짐으로써, 정교하고 안정적인 동작이 가능하고, 각 구동부와 관절부로 인해 높은 파지력을 가질 수 있는 효과가 있다.

그리고 작업 대상물에 따라 스마트하게 동작이 가능한 효과도 있다. 즉, 제1 내지 제3 관절부의 자유도를 제어하여 여러가지 소재의 대상물을 파지할 수 있고, 모터를 제어하여 재질에 맞는 파지력을 세팅할 수 있는 효과도 있다.

또한, 모듈화되어 다양한 로봇에 용이하게 부착 및 적용이 가능하고, 특히 해당 로봇에 대한 제어 알고리즘이 저장되어 있어, 다양한 로봇에 바로 적용이 가능한 효과도 있다. 즉, 3개의 핑거부가 구비된 팜부의 내부에 구동부가 구비되어, 하나의 핸드로서 그리퍼가 구비됨으로써, 다양한 로봇에 부착 가능하여, 용이하게 작업이 가능한 효과도 있다.

그리고 센서부를 통한 시각 인지로 인해 스마트하게 작업이 가능한 효과도 있다. 즉, 카메라, 3D 센서 등을 통해 시각 능력이 향상되고, 이에 더하여 인공지능 모듈을 더 구비함으로써, 대상물의 특성을 보다 신속하고 정확하게 인지할 뿐만 아니라, 그리퍼를 통해 집거나 밀거나 잡아당기는 등의 정교한 작업을 실현할 수 있는 효과도 있다.

또한, 3 핑거 스마트 그리퍼의 모서리, 가장자리 등을 둥글게 가공하고, 보호 실드 등을 더 구비하여, 작업자의 안전이 보장될 수 있는 효과도 있다.

도 1a와 도 1b는 본 발명에 따른 모듈화된 3 핑거 스마트 그리퍼를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 3 핑거 스마트 그리퍼의 핑거부를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 모듈화된 3 핑거 스마트 그리퍼의 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 3 핑거 스마트 그리퍼를 이용한 시스템을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 3 핑거 스마트 그리퍼를 이용한 시스템의 다른 예를 나타낸 도면이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하고자 한다. 설명에 앞서 본 발명의 이점 및 특징 및 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그리고 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것으로 본 발명을 제한하고자 하는 것이 아니며, 이러한 용어 중 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함하는 것이고, 설명 상에 방향을 지칭하는 단어는 설명의 이해를 돕기 위한 것으로 시점에 따라 변경 가능함을 주지하는 바이다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 3 핑거 스마트 그리퍼 및 그를 이용한 시스템을 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 도 1a와 도 1b는 본 발명에 따른 모듈화된 3 핑거 스마트 그리퍼를 나타낸 도면이다.

도 1a와 도 1b를 참조하면, 본 발명에 따른 3 핑거 스마트 그리퍼(500)는 핑거부(finger unit; 100), 구동부(40), 및 팜부(palm unit; 50)를 포함한다.

먼저, 핑거부(100)는 당사의 보유 특허인 등록특허공보 제10-2271362호의 "인간의 손가락을 모사하는 손가락 기구 및 이를 포함하는 로봇 핸드"를 활용하고, 구성이 도 2에 상세히 도시된다. 도 2는 본 발명에 따른 3 핑거 스마트 그리퍼의 핑거부를 나타낸 도면이다.

도 2를 참조하면, 핑거부(100)는 사람의 손가락과 유사하게 3 개의 마디(21, 22, 23)와 3 개의 관절(31, 32, 33)을 포함한다.

즉, 핑거부(100)는 Z축 방향으로 연장된 베이스(10)와, 베이스(10)에 X축 및 Y축으로 회전이 가능하게 연결되는 제1 마디(21), 제1 마디(21)로부터 연장되어 회전 가능하게 연결되는 제2 마디(22), 및 제2 마디(22)로부터 연장되어 회전 가능하게 연결되는 제3 마디(23)를 포함하고, 베이스(10)와 제1 마디(21)를 연결하는 제1 관절부(31), 베이스(10)와 제2 마디(22)를 연결하는 제2 관절부(32), 및 제1 및 제2 마디(21, 22)의 회전에 연동되도록 제3 마디(23)를 연결하는 제3 관절부(33)를 포함한다.

제1 관절부(31)는 손바닥과 손가락 사이의 관절인 MCP(Metacarpophalangeal) 조인트에 대응하고, 제2 관절부(32)는 제1 마디(21)와 제2 마디(22) 사이의 PIP(Proximal interphalangeal) 조인트에 대응하며, 제3 관절부(33)는 제2 마디(22)와 제3 마디(23) 사이의 DIP(Distal interphalangeal) 조인트에 대응된다.

그리고 제1 마디(21)는 제1 관절부(31)와 제1 구동부(41)에 의해 베이스(10)에 대해 X축을 중심으로 한 회전 움직임(손가락을 접었다 폈다 하는 제1 자유도 움직임) 및 Y축을 중심으로 한 회전 움직임(손가락을 옆으로 까딱까딱 움직이는 제2 자유도 움직임)을 갖고, 제1 관절부(31)는 프레임, 회동 프레임, 링크바, 베어링 등을 포함하여 구비된다.

또한, 제2 마디(22)는 제1 마디(21)로부터 연장되어 회전 가능하게 연결되고, 제2 관절부(32)는 벨 크랭크를 포함하여 구비되며, 이러한 구조로 인해, MCP 조인트의 2 자유도와 PIP 조인트의 1 자유도를 합하여 3 자유도를 구현할 수 있다. 즉, 각 핑거부마다 3 자유도를 가지므로, 본 발명에 따른 3 핑거 스마트 그리퍼(500)는 3 개의 핑거부(100, 200, 300)를 구비하여, 12 자유도를 구축할 수 있다.

또한, 제3 마디(23)는 제2 마디(22)로부터 연장되고, 제3 관절부(33)는 링크바를 포함하여 구비되며, 이러한 구조로 인해, 제3 관절부(33)는 제2 마디(22)가 제1 마디(21)에 대해 회전할 때 제3 마디(23)가 연동되어 회전하되 제2 마디(22)보다 더 큰 각도로 회전하도록 한다.

이러한 본 발명 따른 핑거부(100)의 구조 및 기능은 전술한 당사 보유 특허에 상세히 기재되어 있다.

본 발명에 따른 3 핑거 스마트 그리퍼(500)는 3 개의 핑거부(100, 200, 300)를 포함하는데, 이는 도 1a와 도 1b에 도시된 바와 같이, 손의 엄지, 검지, 중지 또는 도 3에 도시된 바와 같이, 엄지, 검지, 약지를 구현하도록 구비될 수 있고, 엄지에 해당하는 핑거부(300)의 경우, 다른 핑거부(100, 200)와는 달리 횡방향으로 배치시켜, 엄지 손가락에 대응되도록 구현할 수 있다.

도 3은 본 발명에 따른 모듈화된 3 핑거 스마트 그리퍼(500')의 다른 예를 나타낸 도면으로서, 핑거부(100, 200)의 위치에 차이가 있다.

이와 같은 본 발명에 따른 3 핑거 스마트 그리퍼(500)는 파지를 위한 최소한의 핑거부, 즉 3 개의 핑거부(100, 200, 300)를 구비함으로써, 제조 비용이 절감되고, 보다 효율적으로 작업이 가능한 효과가 있다.

한편, 본 발명에서는 3 개의 핑거부가 구비되는 것을 설명하였지만, 더 많은 핑거부를 구비하여, 보다 안정적으로 대상물을 파지할 수도 있고, 최소한의 핑거부만 구비하여, 제조 비용을 절감시키면서 로봇 핸드로서의 기능을 수행하도록 할 수도 있다. 그리고 제3 핑거부(300)가 도 1a와 도 1b 및 도 3과 같은 방향, 즉 X축 방향으로 구비된 것에 한정되는 것은 아니다.

다음으로, 구동부(40)는 제1 마디(21)의 움직임을 제어하는 제1 구동부(41)와, 제2 마디(22)의 움직임을 제어하는 제2 구동부(42)를 포함한다.

여기서, 제1 구동부(41)는 제1 및 제2 액추에이터, 제1 및 제2 모터, 볼스크류, LM 가이드, 커플링 등을 포함하고, 제2 구동부(42)는 모터, 볼스크류, 커플링 등을 포함한다. 이러한 구동부(40) 역시, 구성 및 기능은 전술한 당사 보유 특허에 상세히 기재되어 있다.

특히, 구동부(40)는 제1 내지 제3 관절부(31, 32, 33)의 자유도를 제어하여 대상물의 소재에 따라 파지가 가능하도록 한다. 즉, 구동부(40)의 제어에 의해, 3 개의 핑거부(100, 200, 300)의 각 관절부(31, 32, 33)의 자유도를 이용하여 여러 가지 소재에 따라 대상물을 용이하게 파지할 수 있다.

즉, 대상물의 소재가 매끈하거나, 거칠거나, 부드럽거나, 딱딱한 등의 특징에 따라 파지가 용이하도록 제어할 수 있다.

그리고 구동부(40)는 모터의 제어를 통해 각 마디(21, 22, 23)의 회전력 및 관절부(31, 32, 33)의 자유도를 제어함으로써, 다양한 대상물에 대한 파지력을 제어할 수 있고, 즉, 대상물의 무게나 형상에 따라 파지력을 제어할 수 있고, 더 나아가 대상물에 맞는 파지력을 세팅하여 구동시킬 수 있다.

이러한 제1 및 제2 구동부(41, 42)는 제1 관절부(31)를 기준으로 Z축 방향으로 일측, 즉, 본 발명에 따른 3 핑거 스마트 그리퍼(500)의 손바닥 부분에 해당하는 팜부(50)의 내부에 구비된다.

이와 같이, 본 발명에 따른 3 핑거 스마트 그리퍼(500)는 구동부(40)가 모두 팜부(50) 내부에 구비되어, 하기되는 센서부와의 통합이 용이하고, 모듈화가 가능한 효과가 있다. 즉, 구동부(40)와 센서부의 연결을 위한 신호선 등이 팜부(50) 내부를 통ㅎ애 용이하게 연결될 수 있어, 모듈화가 가능하다.

팜부(50)는 도 1b와 같이 커버가 구비되어, 내부에 구비되는 구동부(40)를 보호하고, 대상물을 파지할 시 손바닥 역할을 하게 된다. 그리고 이러한 커버에 의해 대상물이 손상되지 않고, 근처에서 작업하는 작업자의 안전도 보장될 수 있는 효과가 있다.

다음으로, 센서부(미도시)는 팜부(50)의 단부에 구비되고, 팜부(50) 내부에 구비되는 구동부(40)와 연결된다. 센서부는 작업을 위한 대상물을 인식하여, 구동부(40)를 통해 핑거부(100, 200, 300)를 제어하도록 한다.

이러한 센서부는 힘 센서, 촉각 센서, 이미지 센서, 3D 센서 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 센서부를 통해 대상물의 소재, 재질, 크기, 무게 등을 용이하게 인식할 수 있고, 이미지 센서, 3D 센서 등을 통해 시각 인지 능력이 향상되어, 대상물의 특성을 보다 신속하고 정확하게 인지할 수 있다.

또한, 하기되는 인공지능 모듈과 연결되어 대상물의 파지 능력이 더욱 향상될 수 있고, 작업 시, 대상물을 집거나 밀거나 당기는 등의 정교한 작업도 실현될 수 있고, 작업자의 안전을 위한 기능도 수행할 수 있는 효과도 있다.

이하에서는, 본 발명에 따른 3 핑거 스마트 그리퍼(500)를 이용한 시스템에 대하여 설명한다. 도 4는 본 발명에 따른 3 핑거 스마트 그리퍼를 이용한 시스템을 나타낸 도면이다.

도 1a와 도 1b, 도 2와 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 시스템은 모듈화되어 로봇(600)에 연결되는 3 핑거 스마트 그리퍼(500)와 그리퍼 컨트롤러(700)를 포함한다.

이러한 3 핑거 스마트 그리퍼(500)와 그리퍼 컨트롤러(700)는 유선 또는 무선으로 연결될 수 있고, 유선으로 연결될 경우, USB, HDMI, RS-232 등일 수 있고, 무선으로 연결될 경우, 그리퍼(500)와 그리퍼 컨트롤러(700)는 통신부를 더 구비하게 된다.

3 핑거 스마트 그리퍼(500)는 전술한 바와 같은 본 발명에 따른 그리퍼(500)로서, 구동부(40)가 팜부(50) 내부에 구비되어 모듈화된 형태로 구비되고, 작업을 위한 로봇(600)에 용이하게 설치될 수 있다.

그리고 그리퍼 컨트롤러(700)는 3 핑거 스마트 그리퍼(500)를 제어하기 위한 것으로, 표시부(701), 그리퍼 제어부(703), 및 저장부(705)를 포함한다.

먼저, 표시부(701)는 구동부(40)의 제어를 위한 UI(user interface)를 표시한다. 즉, 표시부(701)는 작업자가 작업을 용이하게 할 수 있도록 작업에 필요한 명령 등을 입력할 수 있는 입력부로서의 역할을 한다. 여기서, 표시부(701)는 그리퍼(500)의 동작 상태를 표시할 수도 있고, 간단하게 그리퍼(500)의 동작을 온/오프하는 입력부만 표시될 수도 있다

다음으로, 제어부(703)는 3 핑거 스마트 그리퍼(500)의 제어 및 온/오프가 가능하고, 특히, 그리퍼(500)를 로봇(600)에 설치 후, 해당 작업에 맞게 그리퍼(500)가 구동될 수 있도록 제어한다.

다음으로, 저장부(705)는 작업 대상물에 따른 구동부(40)의 동작이 프로그래밍된 제어 알고리즘이 저장된다. 이러한 다양한 제어 알고리즘 중에서, 해당 작업에 대응되는 알고리즘을 표시부(701)의 UI 등을 통해 작업자가 선택함으로써, 작업에 맞는 알고리즘으로 그리퍼(500)가 동작할 수 있도록 용이하게 그리퍼(500)를 제어할 수 있다.

즉, 3 핑거 스마트 그리퍼(500)를 로봇(600)에 설치한 후, 그리퍼 컨트롤러(700)의 표시부(701)에 표시되는 UI를 통해 해당 작업 대상물에 따른 제어 알고리즘을 선택하면, 3 핑거 스마트 그리퍼(500)가 파지 동작을 수행하게 된다.

또한, 그리퍼 컨트롤러(700)는 인공지능 모듈(미도시)을 더 포함할 수 있다. 인공지능 모듈과 센서부, 예컨대 이미지 센서 및 3D 센서를 통해 작업 대상물의 특성을 정확하게 인식할 수 있고, 이를 바탕으로 그리퍼 제어부(703)에 의해 3 핑거 스마트 그리퍼(500)가 작업 대상물에 따라 스마트하게 동작이 가능하게 된다.

이하에서는, 본 발명에 따른 3 핑거 스마트 그리퍼(500)를 이용한 시스템의 다른 예에 대하여 설명한다. 도 5는 본 발명에 따른 3 핑거 스마트 그리퍼를 이용한 시스템의 다른 예를 나타낸 도면이다.

도 1a와 도 1b, 도 2와 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 시스템의 다른 예는 모듈화되어 로봇(600)에 연결되는 3 핑거 스마트 그리퍼(500), 그리퍼 컨트롤러(700), 및 로봇 컨트롤러(800)를 포함하고, 이들이 무선으로 연결된 것을 특징으로 한다.

도 5에 도시된 바와 같이, 3 핑거 스마트 그리퍼(500)가 통신부(507)를 포함하고, 그리퍼 컨트롤러(700)가 통신부(707)를 포함하며, 로봇 컨트롤러(800)가 통신부(807)를 포함한다.

이러한 통신부(507, 707, 807)는 RF 근거리 무선통신 모듈, 블루투스, WiFi, LTE, 지그비, NFC 등일 수 있다.

그리퍼 통신부(507)를 통해, 3 핑거 스마트 그리퍼(500)는 그리퍼 컨트롤러(700)와 연결된다. 그리퍼 통신부(507)는 그리퍼 컨트롤러(700)와 연결되어, 정보를 송수신할 수 있다. 즉, 통신부(507)는 무선 통신부로서, 무선 채널을 통해 그리퍼 컨트롤러(700)로 정보, 예컨대 대상물에 대한 정보를 송신하고, 그리퍼 컨트롤러(700)의 통신부(707)를 통해 제어 신호를 수신한다.

로봇 컨트롤러(800)의 통신부(807)는 로봇(600)을 제어하는 신호를 송수신한다.

이러한 시스템은 그리퍼(500)가 설치된 로봇(600)이 복수 개가 구비되고, 상위 컨트롤러에서 이들을 한 번에 원격으로 제어할 수 있으며, 각 그리퍼(500) 및 로봇(600)의 정보를 수신하여, 이들을 각각 제어할 수도 있다.

본 실시예에서는 3 핑거 스마트 그리퍼(500), 로봇(600), 그리퍼 컨트롤러(700), 및 로봇 컨트롤러(800)가 각각의 통신부(507, 707, 807)를 통해 무선으로 신호를 송수신하는 것을 예로 들어 설명하였지만, 이러한 형태에 한정되는 것은 아니고, 도 4에서와 같이 유선으로 연결될 수도 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 그리고 상술한 바와 같이 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100, 200, 300; 핑거부
500; 3 핑거 스마트 그리퍼
600; 로봇
700; 그리퍼 컨트롤러
800; 로봇 컨트롤러
10; 베이스
21, 22, 23; 마디
31, 32, 33; 관절부
40, 41, 42; 구동부
701; 표시부
703; 제어부
705; 저장부
507, 707, 807; 통신부

Claims

Z축 방향으로 연장된 베이스, 상기 베이스에 X축 및 Y축 회전이 가능하게 연결되는 제1 마디, 상기 제1 마디로부터 연장되어 회전 가능하게 연결되는 제2 마디, 상기 제2 마디로부터 연장되어 회전 가능하게 연결되는 제3 마디, 상기 베이스와 제1 마디를 연결하는 제1 관절부, 상기 베이스와 제2 마디를 연결하는 제2 관절부, 및 상기 제1 및 제2 마디의 회전에 연동되도록 상기 제3 마디를 연결하는 제3 관절부를 포함하는 핑거부(finger unit)와;
상기 제1 마디의 움직임을 제어하는 제1 구동부와, 상기 제2 마디의 움직임을 제어하는 제2 구동부를 포함하는 구동부;를 포함하는 핑거 그리퍼(finger gripper)에 있어서,
상기 구동부가 내부에 구비되고, 3 개의 상기 핑거부가 구비되는 팜부(palm unit)와;
상기 팜부의 단부에서 상기 구동부와 연결되어 구비되는 센서부;를 더 포함하며,
상기 센서부가 작업 대상물을 인식하고 상기 구동부를 통해 상기 핑거부가 제어되는 것을 특징으로 하는 3 핑거 스마트 그리퍼.
제1 항에 있어서, 상기 센서부는,
힘 센서, 촉각 센서, 이미지 센서, 3D 센서 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 3 핑거 스마트 그리퍼.
전술한 제1 항 또는 제2 항에 기재된 3 핑거 스마트 그리퍼를 포함하는 시스템에 있어서,
상기 3 핑거 스마트 그리퍼가 모듈화되어 구비되되, 작업을 위한 로봇에 설치되고,
상기 3 핑거 스마트 그리퍼를 제어하기 위한 그리퍼 컨트롤러;를 더 포함하며,
상기 그리퍼 컨트롤러는 상기 구동부의 제어를 위한 UI(user interface)를 표시하는 표시부, 상기 3 핑거 스마트 그리퍼의 제어 및 온/오프가 가능한 그리퍼 제어부, 및 작업 대상물에 따른 상기 구동부의 동작이 프로그래밍된 제어 알고리즘이 저장된 저장부를 더 포함하고,
상기 3 핑거 스마트 그리퍼를 설치한 후, 상기 UI를 통해 해당 작업 대상물에 따른 상기 제어 알고리즘을 선택하여 파지 동작을 수행하는 것을 특징으로 하는 3 핑거 스마트 그리퍼를 이용한 시스템.
제3 항에 있어서, 상기 3 핑거 스마트 그리퍼는,
상기 그리퍼 컨트롤러와 연결되어 정보를 송수신하는 통신부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 3 핑거 스마트 그리퍼를 이용한 시스템.
제3 항에 있어서,
상기 그리퍼 컨트롤러는 인공지능 모듈을 더 포함하고,
상기 이미지 센서 및 3D 센서와 상기 인공지능 모듈을 통해 작업 대상물의 특성을 정확하게 인식하여, 작업 대상물에 따라 스마트하게 동작하는 것을 특징으로 하는 3 핑거 스마트 그리퍼를 이용한 시스템.