KR20240023900A - Gripper capable of implementing various motion - Google Patents
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Abstract
본 발명은 물류 설비, 제조 설비 또는 의료 설비에 이용될 수 있는 그리퍼에 관한 발명이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 그리퍼는 베이스, 상기 베이스에 배치되는 구동부 및 상기 구동부와 연결되는 복수 개의 파지부를 포함하는 그리퍼로서, 상기 파지부는 상기 구동부와 연결되는 인풋 링크, 대상체를 파지하는 파지면을 구비하는 핑거팁 및 상기 인풋 링크와 상기 핑거팁을 연결하는 복수 개의 연결 링크를 포함하고, 상기 파지부는 대상체와 접촉할 때까지 상기 핑거팁의 선단이 지면과 평행한 궤적을 그리며 이동한다.The present invention relates to a gripper that can be used in logistics facilities, manufacturing facilities, or medical facilities.
A gripper according to an embodiment of the present invention is a gripper including a base, a driving part disposed on the base, and a plurality of gripping parts connected to the driving part, wherein the gripping part includes an input link connected to the driving part, and a gripper for gripping an object. It includes a fingertip provided with the ground and a plurality of connection links connecting the input link and the fingertip, and the tip of the fingertip moves along a trajectory parallel to the ground until the grip part contacts the object.
Description
본 발명은 그리퍼에 관한 발명으로, 보다 상세하게는 위치 및 대상체의 형상에 따라 다양한 모션을 기구적으로 구현할 수 있는 그리퍼에 관한 발명이다.The present invention relates to a gripper, and more specifically, to a gripper that can mechanically implement various motions depending on the position and shape of the object.
피스 피킹을 위한 그리퍼는 동작 방식을 기준으로 핑거팁이 평행하게 이동하는 그리퍼와 대상체의 형상에 따라 핑거팁의 움직임이 변하는 적응형 그리퍼로 크게 구분될 수 있다.Grippers for piece picking can be broadly divided into grippers whose fingertips move in parallel based on the operation method and adaptive grippers whose fingertips' movement changes depending on the shape of the object.
평행 그리퍼는 핑거팁이 수평선 또는 수직선과 평행하게 이동하면서 대상체를 파지하는데, 파지하고자 하는 대상체의 크기와 형상 등이 일정한 공장에서 정밀한 이송 작업을 수행하기 위해 사용될 수 있다. 그러나 이러한 평행 그리퍼는 파지하고자 하는 대상체의 크기와 형상이 고정되어 있고, 그리퍼의 파지 범위가 상대적으로 작은 단점이 있다.A parallel gripper grips an object while its fingertips move parallel to a horizontal or vertical line, and can be used to perform precise transfer work in a factory where the size and shape of the object to be gripped is constant. However, these parallel grippers have the disadvantage that the size and shape of the object to be gripped are fixed, and the gripping range of the gripper is relatively small.
또한 적응형 그리퍼는 대상체의 형상과 크기에 맞게 그리퍼의 핑거팁이 적응 또는 변형하여 다양한 대상체를 파지할 수 있다. 그러나 이러한 적응형 동작을 수행하기 위해 적응형 그리퍼의 핑거팁은 단부의 궤적이 곡선을 그리며 움직이게 된다. 이는 사소한 비전 오차로 인해서 핑거팁이 대상체가 아닌 선반 또는 지면과 충돌하는 문제를 일으키게 한다. 또한 적응형 그리퍼는 핑거팁의 움직임에 따라 파지력이 줄어드는 단점이있으며 파지 범위가 클수록 구조의 한계로 적응형 파지시에 상대적으로 못잡는 물체의 크기도 커지게 되는 단점이 존재한다.Additionally, the adaptive gripper can grip various objects by adapting or modifying the fingertips of the gripper to suit the shape and size of the object. However, in order to perform this adaptive motion, the fingertips of the adaptive gripper move in a curved end trajectory. This causes the fingertip to collide with the shelf or the ground rather than the object due to minor vision errors. In addition, the adaptive gripper has the disadvantage that the gripping force decreases depending on the movement of the finger tips, and as the gripping range increases, the size of the object that cannot be grasped during adaptive gripping becomes relatively larger due to the limitations of the structure.
전술한 배경 기술은 발명자가 본 발명의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 본 발명의 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지 기술이라 할 수는 없다.The above-mentioned background technology is technical information that the inventor possessed for deriving the present invention or acquired in the process of deriving the present invention, and cannot necessarily be said to be known technology disclosed to the general public before filing the application for the present invention.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 발명으로서, 평행 그리퍼와 적응형 그리퍼의 동작을 모두 구현하면서 동시에 대상체를 보다 강하게 파지할 수 있는 그리퍼를 제공한다.The present invention is an invention to solve the above-mentioned problems, and provides a gripper that can grip an object more strongly while implementing the operations of both a parallel gripper and an adaptive gripper.
다만 이러한 과제는 예시적인 것으로, 본 발명의 해결하고자 하는 과제는 이에 한정되지 않는다.However, these problems are illustrative, and the problems to be solved by the present invention are not limited thereto.
본 발명의 일 실시예에 따른 그리퍼는 베이스, 상기 베이스에 배치되는 구동부 및 상기 구동부와 연결되는 복수 개의 파지부를 포함하는 그리퍼로서, 상기 파지부는 상기 구동부와 연결되는 인풋 링크, 대상체를 파지하는 파지면을 구비하는 핑거팁 및 상기 인풋 링크와 상기 핑거팁을 연결하는 복수 개의 연결 링크를 포함하고, 상기 파지부는 대상체와 접촉할 때까지 상기 핑거팁의 선단이 지면과 평행한 궤적을 그리며 이동한다.A gripper according to an embodiment of the present invention is a gripper including a base, a driving part disposed on the base, and a plurality of gripping parts connected to the driving part, wherein the gripping part includes an input link connected to the driving part, and a gripper for gripping an object. It includes a fingertip provided with the ground and a plurality of connection links connecting the input link and the fingertip, and the tip of the fingertip moves along a trajectory parallel to the ground until the grip part contacts the object.
본 발명의 일 실시예에 따른 그리퍼에 있어서, 상기 파지부는 대상체와 접촉할 때까지 상기 핑거팁이 대상체를 향해 이동하고, 상기 파지부가 대상체와 접촉하면 아래로 이동하여 대상체를 하강시킬 수 있다.In the gripper according to an embodiment of the present invention, the fingertips of the gripper move toward the object until they contact the object, and when the gripper contacts the object, they move downward to lower the object.
본 발명의 일 실시예에 따른 그리퍼에 있어서, 대상체가 상기 복수 개의 연결 링크 중 어느 하나와 접촉한 경우, 상기 파지부는 상기 핑거팁이 대상체와 접촉하도록 회전할 수 있다.In the gripper according to an embodiment of the present invention, when an object contacts one of the plurality of connection links, the gripper may rotate so that the finger tip contacts the object.
본 발명의 일 실시예에 따른 그리퍼에 있어서, 상기 파지부가 대상체와 접촉하면, 상기 파지부는 대상체가 상기 베이스의 지지면과 접촉하도록 상기 핑거팁을 아래로 이동시키고, 상기 베이스와 연결되는 복수 개의 연결 링크 중 어느 하나가 상기 베이스와 이탈될 수 있다.In the gripper according to an embodiment of the present invention, when the gripper contacts an object, the gripper moves the fingertips downward so that the object contacts the support surface of the base, and a plurality of connections connected to the base Any one of the links may become dislodged from the base.
본 발명의 일 실시예에 따른 그리퍼에 있어서, 상기 베이스는 복수 개의 장착면을 포함하고, 상기 파지부는 상기 장착면에 승강 가능하게 각각 배치되는 승강 블록을 포함하고, 상기 복수 개의 연결 링크는 일단이 상기 승강 블록에 연결되는 제1연결 링크, 일단이 상기 인풋 링크와 연결되고 타단이 상기 제1연결 링크의 타단과 연결되는 제2연결 링크 및 일단이 상기 제1연결 링크 및 상기 제2연결 링크와 연결되고 타단이 상기 핑거팁의 일측과 연결되는 제3연결 링크 및 일단이 상기 승강 블록과 연결되고 타단이 상기 핑거팁의 타측과 연결되는 제4연결 링크를 포함할 수 있다.In the gripper according to an embodiment of the present invention, the base includes a plurality of mounting surfaces, the gripping portion includes lifting blocks arranged to be capable of being raised and lowered on each of the mounting surfaces, and the plurality of connection links have one end A first connection link connected to the lifting block, a second connection link at one end connected to the input link and the other end connected to the other end of the first connection link, and one end connected to the first connection link and the second connection link. It may include a third connection link that is connected and the other end of which is connected to one side of the fingertip, and a fourth connection link that has one end connected to the lifting block and the other end of which is connected to the other side of the fingertip.
본 발명의 일 실시예에 따른 그리퍼에 있어서, 상기 파지부가 대상체와 접촉하지 않은 경우, 상기 핑거팁이 상기 대상체를 향해 이동할 때 상기 승강 블록이 하강하여 상기 핑거팁의 선단의 높이가 일정하게 유지될 수 있다.In the gripper according to an embodiment of the present invention, when the gripper is not in contact with the object, the lifting block is lowered when the fingertip moves toward the object so that the height of the tip of the fingertip is maintained constant. You can.
본 발명의 일 실시예에 따른 그리퍼에 있어서, 상기 파지부가 대상체와 접촉하지 않은 경우, 상기 제1연결 링크 및 상기 제3연결 링크는 서로 고정된 상태에서 이동할 수 있다.In the gripper according to an embodiment of the present invention, when the gripper does not contact the object, the first connection link and the third connection link may move while being fixed to each other.
본 발명의 일 실시예에 따른 그리퍼에 있어서, 상기 파지부는 상기 제1연결 링크 및 상기 제3연결 링크의 사이에 배치되어 상기 제1연결 링크과 상기 제3연결 링크 사이의 최소 각도를 유지하는 스토퍼를 더 포함할 수 있다.In the gripper according to an embodiment of the present invention, the gripper includes a stopper disposed between the first connection link and the third connection link to maintain the minimum angle between the first connection link and the third connection link. More may be included.
본 발명의 일 실시예에 따른 그리퍼에 있어서, 대상체가 상기 핑거팁과 접촉하지 않고 상기 제4연결 링크와 먼저 접촉하면, 상기 제3연결 링크가 상기 제1연결 링크에 대해 벌어지도록 회전하면서 상기 핑거팁이 대상체와 접촉할 수 있다.In the gripper according to an embodiment of the present invention, when the object first contacts the fourth connection link without contacting the finger tip, the third connection link rotates to spread apart with respect to the first connection link and the finger The tip may contact the object.
본 발명의 일 실시예에 따른 그리퍼에 있어서, 상기 복수 개의 연결 링크는 일단이 상기 제4연결 링크의 일측에 연결되는 제5연결 링크를 더 포함하고, 상기 베이스는 돌출부 및 상기 돌출부에 구비되어 상기 제5연결 링크의 타단을 탈착 가능하게 지지하는 지지부를 더 포함하고, 상기 핑거팁이 대상체와 접촉하면 상기 파지부가 하강하는 힘을 받고, 상기 파지부의 하강하는 힘이 상기 지지부와 상기 제5연결 링크 사이의 체결력보다 커지면 상기 제5연결 링크가 상기 지지부에서 이탈할 수 있다.In the gripper according to an embodiment of the present invention, the plurality of connection links further include a fifth connection link, one end of which is connected to one side of the fourth connection link, and the base is provided with a protrusion and the protrusion. It further includes a support part detachably supporting the other end of the fifth connection link, wherein when the finger tip contacts the object, the grip part receives a downward force, and the downward force of the grip part connects the support part and the fifth connection link. If the fastening force between the links becomes greater, the fifth connection link may separate from the support portion.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점은 이하의 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용, 청구범위 및 도면으로부터 명확해질 것이다.Other aspects, features and advantages other than those described above will become apparent from the detailed description, claims and drawings for carrying out the invention below.
본 발명의 일 실시예에 따른 그리퍼는 대상체의 형상과 파지 위치에 따라 서로 다른 동작을 구현함으로써 대상체를 안정적으로 파지할 수 있다.The gripper according to an embodiment of the present invention can stably grip an object by implementing different operations depending on the shape and gripping position of the object.
본 발명의 일 실시예에 따른 그리퍼는 평행 모션을 통해 그리퍼가 파지 동작 중에 대상체를 제외한 다른 외부 환경 등과 간섭하지 않도록 하면서, 작업 반경을 최소화할 수 있다.The gripper according to an embodiment of the present invention can minimize the working radius while preventing the gripper from interfering with external environments other than the object during the gripping operation through parallel motion.
본 발명의 일 실시예에 따른 그리퍼는 파지력 증가 모션을 통해 대상체를 보다 안정적으로 지지할 수 있다.The gripper according to an embodiment of the present invention can support an object more stably through a motion of increasing gripping force.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 그리퍼의 사시도를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 그리퍼의 정면도를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 파지부를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 파지부의 일부를 나타낸다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 그리퍼가 대상체를 파지한 상태를 나타낸다.
도 7 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 그리퍼의 평행 모션을 나타낸다.
도 10 내지 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 그리퍼의 적응형 모션을 나타낸다.
도 13 및 도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 그리퍼의 파지력 증가 모션을 나타낸다.Figure 1 shows a perspective view of a gripper according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 shows a front view of a gripper according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 shows a gripper according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 shows a part of the grip portion according to an embodiment of the present invention.
Figures 5 and 6 show a state in which a gripper grips an object according to an embodiment of the present invention.
7 to 9 show parallel motion of the gripper according to an embodiment of the present invention.
10 to 12 show adaptive motion of a gripper according to an embodiment of the present invention.
Figures 13 and 14 show a motion to increase the gripping force of the gripper according to an embodiment of the present invention.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 발명의 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시예로 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 다른 실시예에 도시되어 있다 하더라도, 동일한 구성요소에 대하여서는 동일한 식별부호를 사용한다.Since the present invention can be modified in various ways and can have various embodiments, specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the description of the invention. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and should be understood to include all transformations, equivalents, and substitutes included in the spirit and technical scope of the present invention. In describing the present invention, the same identification numbers are used for the same components even if they are shown in different embodiments.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면 부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. When describing with reference to the drawings, identical or corresponding components will be assigned the same reference numerals and redundant description thereof will be omitted. .
이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다. In the following embodiments, terms such as first and second are used not in a limiting sense but for the purpose of distinguishing one component from another component.
이하의 실시예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. In the following examples, singular terms include plural terms unless the context clearly dictates otherwise.
이하의 실시예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다. In the following embodiments, terms such as include or have mean that the features or components described in the specification exist, and do not exclude in advance the possibility of adding one or more other features or components.
도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다. In the drawings, the sizes of components may be exaggerated or reduced for convenience of explanation. For example, the size and thickness of each component shown in the drawings are arbitrarily shown for convenience of explanation, so the present invention is not necessarily limited to what is shown.
이하의 실시예에서, x축, y축 및 z축은 직교 좌표계 상의 세 축으로 한정되지 않고, 이를 포함하는 넓은 의미로 해석될 수 있다. 예를 들어, x축, y축 및 z축은 서로 직교할 수도 있지만, 서로 직교하지 않는 서로 다른 방향을 지칭할 수도 있다. In the following embodiments, the x-axis, y-axis, and z-axis are not limited to the three axes in the Cartesian coordinate system, but can be interpreted in a broad sense including these. For example, the x-axis, y-axis, and z-axis may be orthogonal to each other, but may also refer to different directions that are not orthogonal to each other.
어떤 실시예가 달리 구현 가능한 경우에 특정한 공정 순서는 설명되는 순서와 다르게 수행될 수도 있다. 예를 들어, 연속하여 설명되는 두 공정이 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 설명되는 순서와 반대의 순서로 진행될 수 있다.In cases where an embodiment can be implemented differently, a specific process sequence may be performed differently from the described sequence. For example, two processes described in succession may be performed substantially at the same time, or may be performed in an order opposite to that in which they are described.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in this application are only used to describe specific embodiments and are not intended to limit the invention. In this application, terms such as “comprise” or “have” 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.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 그리퍼(10)의 사시도를 나타내고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 그리퍼(10)의 정면도를 나타내고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 파지부(300)를 나타내고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 파지부(300)의 일부를 나타내고, 도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 그리퍼(10)가 대상체를 파지한 상태를 나타낸다.Figure 1 shows a perspective view of the
본 발명의 일 실시예에 따른 그리퍼(10)는 물류 설비에 배치되어 물품을 분류하고 이송하는데 이용될 수 있다. 예를 들어 비전 시스템이 물품의 위치와 형상 및 크기 등을 확인하고 이를 제어 시스템으로 전달하면, 제어 시스템은 이에 기초해 그리퍼(10)를 작동시킬 수 있다. 그리퍼(10)는 분류 및 이송 시스템에 독립적으로 배치되거나 별도의 조작 로봇의 엔드 툴로 활용될 수 있다. 또한 그리퍼(10)는 물류 설비뿐만 아니라 전통적인 제조 설비에 배치되거나, 협동 로봇 또는 수술용 로봇 등에 배치될 수 있다.The
도 1 내지 도 6과 후술하는 도 7 내지 도 14에서는 그리퍼(10)가 위를 향하도록 배치되어 있으나 이는 설명의 편의를 위해 나타낸 것이며, 그리퍼(10)가 지향하는 방향을 한정하지 않는다. 예를 들어 그리퍼(10)는 지면에 놓인 물체를 파지하도록 아래를 향해 배치되거나 측면을 향해 배치될 수 있다. 또한 그리퍼(10)는 천장 등에 위치한 물체를 파지하기 위해 위를 향해 배치되거나 소정의 각도로 기울어져 배치될 수 있다. 이하에서 설명하는 그리퍼(10)의 지향 방향 또는 파지부(300)가 이동하는 방향은 도면 상에서 나타낸 방향에 불과하며, 실제 그리퍼(10) 및/또는 파지부(300)는 물체를 향해 다양한 방향으로 배치되고 이동할 수 있다.In FIGS. 1 to 6 and FIGS. 7 to 14 described later, the
도 1 내지 도 4를 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 그리퍼(10)는 베이스(100), 구동부(200) 및 파지부(300)를 포함할 수 있다.Referring to FIGS. 1 to 4 , the
베이스(100)는 그리퍼(10)를 로봇 또는 다른 설비 등에 고정하기 위해 그리퍼(10)를 지지한다. 예를 들어 베이스(100)의 일측과 타측에 각각 구동부(200)가 배치되고, 파지부(300)도 각각의 구동부(200)에 대응되도록 베이스(100) 상에 장착될 수 있다. 예를 들어 베이스(100)는 중심부에 위로 돌출되어 있으며 중심부를 기준으로 양측에 한 쌍의 구동부(200) 및 그에 대응되는 한 쌍의 파지부(300)가 각각 장착되는 형상을 가질 수 있다.The
일 실시예로 베이스(100)는 지지면(110) 및 장착면(120)을 포함할 수 있다.In one embodiment, the
도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 지지면(110)은 베이스(100)의 중심부 상측에 형성될 수 있다. 지지면(110)은 베이스(100)의 중심부 상에 형성된 평면으로서 한 쌍의 파지부(300) 사이에 배치될 수 있다. 지지면(110)은 그리퍼(10)가 대상체를 파지했을 때, 대상체가 그리퍼(10)의 내측으로 이동하지 않도록 경계를 구획할 수 있다. 또한 지지면(110)은 한 쌍의 파지부(300)와 함께 대상체를 지지하여, 그리퍼(10)가 대상체를 보다 안정적으로 지지하도록 할 수 있다.As shown in FIGS. 1 and 2, the
지지면(110)의 형상과 크기는 특별히 한정하지 않으며, 대상체를 안정적으로 지지하기 위해 평평한 형상을 가지면 충분하다. 지지면(110)은 폭 방향(예를 들어 도 1의 X축 방향)으로 파지부(300)와 적어도 일부가 중첩되도록 배치될 수 있다.The shape and size of the
일 실시예로 지지면(110)은 파지부(300)가 대상체를 파지하는 면의 면적보다 더 큰 면적을 가질 수 있다. 보다 구체적으로 지지면(110)의 폭 방향 및/또는 길이 방향(예를 들어 도 1의 Y축 방향)의 치수는 핑거팁(320)의 파지면(321)의 치수보다 클 수 있다. 이를 통해 파지부(300)와 함께 지지면(110)이 대상체를 안정적으로 지지할 수 있다.In one embodiment, the
장착면(120)은 베이스(100)에 하나 이상 형성되어, 구동부(200)와 파지부(300)를 지지한다. 예를 들어 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 장착면(120)은 베이스(100)의 중심부를 기준으로 일측과 타측에 각각 배치될 수 있다. 장착면(120)은 베이스(100)의 하부에서 양측으로 각각 연장되며, 한 쌍의 구동부(200)가 장착면(120)의 아래에서 삽입될 수 있다. 또한 한 쌍의 파지부(300)가 장착면(120)의 위에 각각 배치될 수 있다.One or more
베이스(100)는 돌출부(130)를 더 포함할 수 있다. 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 돌출부(130)는 베이스(100)의 중심부, 보다 구체적으로 지지면(110)의 양측에서 각각 파지부(300)를 향해 돌출 형성될 수 있다. 돌출부(130)는 후술하는 파지부(300)의 제5연결 링크(335)와 연결될 수 있다. 제5연결 링크(335)는 돌출부(130)에 탈착 가능하게 연결되어, 파지부(300)의 동작에 따라 돌출부(130)에 고정되어 있거나 돌출부(130)에서 이탈할 수 있다.The base 100 may further include a
일 실시예로 돌출부(130)는 일측에 지지부(140, 도 7 내지 도 14 참조)을 포함할 수 있다. 예를 들어 지지부(140)는 자석으로서 돌출부(130)의 내부에 배치되거나 외부에 배치되며, 제5연결 링크(335)를 자기력으로 지지할 수 있다. 파지부(300)가 대상체와 접촉함에 따라 하방으로 힘을 받을 때, 지지부(140)는 제5연결 링크(335)와 자기력보다 큰 힘이 발생할 때까지 제5연결 링크(335)를 지지할 수 있다. 이후 지지부(140)와 제5연결 링크(335)와 자기력보다 큰 힘이 하방으로 발생하면 제5연결 링크(335)가 지지부(140)에서 이탈할 수 있다.In one embodiment, the
다른 실시예로 지지부(140)는 탄성 부재를 통해 제5연결 링크(335)를 지지할 수 있다. 보다 구체적으로 지지부(140)는 정하중 스프링(static load spring)일 수 있다. 최대 하중에 도달한 후 스트로크가 늘어나더라도 하중이 일정한 정하중 스프링을 이용함으로써 보다 부드러운 링크 동작을 구현할 수 있다.In another embodiment, the
구동부(200)는 그리퍼(10)의 파지 동작을 실시한다. 예를 들어 비전 시스템이 대상체를 확인하면 제어 시스템이 구동부(200)에 동작 신호를 전달한다. 구동부(200)는 제어 시스템으로부터 전달받은 신호에 기초해 파지부(300)를 오므리거나 벌려 대상체를 파지한다.The driving
일 실시예로 구동부(200)는 모터로서 일 단부에 기어를 구비할 수 있다. 보다 구체적으로 구동부(200)는 파지부(300)와 연결되는 일 단부, 보다 구체적으로 파지부(300)의 인풋 링크(310)와 연결되는 일 단부에 기어를 구비할 수 있다. 예를 들어 웜 기어인 상기 기어를 통해, 구동부(200)가 회전하면 상기 기어와 연결되도록 단부에 마찬가지로 기어를 구비하는 인풋 링크(310)가 회전하면서 파지부(300)가 작동할 수 있다.In one embodiment, the driving
다만 구동부(200)의 종류는 이에 한정하지 않으며, 인풋 링크(310)를 동작시킬 수 있으면 충분하다. 다른 실시예로 구동부(200)는 유압 실린더 또는 공압 실린더일 수 있다.However, the type of the
파지부(300)는 대상체와 직접 접촉하며 이를 파지한다. 일 실시예로 파지부(300)는 베이스(100)를 중심으로 서로 대칭되도록 한 쌍 배치될 수 있다.The
일 실시예로 파지부(300)는 인풋 링크(310), 핑거팁(320), 하나 이상의 연결 링크(330) 및 승강 블록(340)을 포함할 수 있다.In one embodiment, the
인풋 링크(310)는 구동부(200)로부터 동력을 전달받아 파지부(300)를 동작한다. 예를 들어 인풋 링크(310)는 일단이 기어가 구비된 구동부(200)의 일단과 연결되어, 구동부(200)가 회전함에 따라 회전할 수 있다. 보다 구체적으로 인풋 링크(310)는 일단이 구동부(200)에 구비된 웜 기어와 체결되어, 도 2에서 보았을 때 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전할 수 있다. 인풋 링크(310)의 타단은 후술하는 제2연결 링크(332)와 연결될 수 있다. 인풋 링크(310)가 회전함에 따라 제2연결 링크(332)를 포함하는 연결 링크(330)가 회전하면서 핑거팁(320)이 회전하여, 대상체를 파지하거나 대상체에서 이격될 수 있다.The
일 실시예로 인풋 링크(310)는 적어도 일부가 제1연결 링크(331)의 사이에 배치될 수 있다. 도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같이, 인풋 링크(310)는 일 방향(예를 들어 도 3의 X축 방향)으로 제1연결 링크(331)의 사이에 배치됨으로써, 그리퍼(10)를 컴팩트하게 구현할 수 있다.In one embodiment, at least a portion of the
일 실시예로 인풋 링크(310)는 굴곡부(310a)를 포함할 수 있다. 예를 들어 도 3에 나타낸 바와 같이, 인풋 링크(310)의 일단은 구동부(200)와 연결되고 타단은 제2연결 링크(332)와 연결될 수 있으며, 일단과 타단 사이에 바깥쪽으로 구부러진 굴곡부(310a)를 포함할 수 있다. 이러한 형상을 통해 인풋 링크(310)가 동작할 때 후술하는 스토퍼(350)와 간섭하지 않도록 할 수 있다.In one embodiment, the
일 실시예로 인풋 링크(310)는 베이스(100)에 연결될 수 있다. 보다 구체적으로 인풋 링크(310)가 구동부(200)와 연결되는 일단은 베이스(100)에 연결될 수 있다. 이에 따라 파지부(300)가 회전하더라도 구동부(200)와 연결된 인풋 링크(310)의 일단의 위치는 변경되지 않으며, 이를 통해 그리퍼(10)의 평행 모션을 구현할 수 있다. 이에 대해서는 후술한다.In one embodiment, the
핑거팁(320)은 대상체와 직접 접촉하며 이를 파지한다. 도 1 내지 도 3에 나타낸 바와 같이, 핑거팁(320)은 파지부(300)의 선단에 배치되며, 일측에 파지면(321)을 포함할 수 있다. 파지면(321)은 핑거팁(320)의 내측에 배치된 평평한 면으로서, 일 실시예로 대상체를 지지하기 위한 미끄럼 방지 패드 및/또는 복수 개의 돌기를 포함할 수 있다.The
핑거팁(320)의 형상은 특별히 한정하지 않는다. 예를 들어 도 1 내지 도 3에 나타낸 바와 같이 핑거팁(320)은 파지면(321)이 지면에 수직하게 연장되며 그 하단에서 외측으로 일부가 연장되어 전체적으로 "ㄴ"자 형상을 가질 수 있다.The shape of the
핑거팁(320)은 하나 이상의 연결 링크(330)와 연결될 수 있다. 예를 들어 핑거팁(320)의 하단부는 제3연결 링크(333) 및 제4연결 링크(334)와 각각 연결될 수 있다. 인풋 링크(310)가 회전하면 제3연결 링크(333) 및/또는 제4연결 링크(334)가 회전하면서 핑거팁(320)도 동일한 방향으로 회전할 수 있다.The
연결 링크(330)는 베이스(100), 인풋 링크(310) 및 핑거팁(320)을 연결하는 링크로서, 구동부(200)에서 인풋 링크(310)로 전달된 동력을 핑거팁(320)으로 전달한다. 연결 링크(330)는 복수 개로 이루어질 수 있다.The
일 실시예로 연결 링크(330)는 제1연결 링크(331), 제2연결 링크(332), 제3연결 링크(333), 제4연결 링크(334) 및 제5연결 링크(335)를 포함할 수 있다.In one embodiment, the
제1연결 링크(331)는 복수 개의 연결 링크(330) 중 최외측에 배치될 수 있다. 도 1 내지 도 4에 나타낸 바와 같이, 제1연결 링크(331)의 일단은 후술하는 승강 블록(340)에 회전 가능하게 연결되며, 타단은 제2연결 링크(332) 및 제3연결 링크(333)와 회전 가능하게 연결될 수 있다. 인풋 링크(310)가 회전하면 제2연결 링크(332)가 회전하면서 이와 연결된 제1연결 링크(331)도 동일한 방향으로 회전할 수 있다. 또한 제1연결 링크(331)는 일단이 승강 블록(340)과 연결되어 있어, 높이 방향으로 승강할 수 있다. 예를 들어 그리퍼(10)가 평행 모션을 구현하기 위해 승강 블록(340)이 하강하거나 상승하면, 이와 연결된 제1연결 링크(331)도 마찬가지로 하강하거나 상승하면서 핑거팁(320)의 평행 모션을 구현할 수 있다.The
일 실시예로 제1연결 링크(331)는 폭 방향으로 서로 마주 보는 한 쌍의 바(331a)와 이를 연결하는 연결부(331b)를 포함할 수 있다. 한 쌍의 바(331a)는 곧게 연장되는 막대 형상을 가지며 서로 소정의 간격으로 이격하여 배치될 수 있다. 한 쌍의 바(331a) 사이의 유격에는 도 3에 나타낸 바와 같이, 인풋 링크(310)의 적어도 일부가 삽입될 수 있다. 특히 인풋 링크(310)의 굴곡된 부분이 해당 유격에 삽입된 상태에서 파지부(300)가 작동함으로써 그리퍼(10)를 일 방향(예를 들어 도 3의 Y축 방향)으로 소형화할 수 있다.In one embodiment, the
연결부(331b)는 한 쌍의 바(331a) 사이에 배치되어 이들을 연결하는 블록으로서, 길이 방향으로 제1연결 링크(331)의 중간 또는 그 이상에 배치될 수 있다. 후술하는 스토퍼(350)가 연결부(331b)의 일측에서 연장되어 제1연결 링크(331)의 타단, 즉 제3연결 링크(333)와 연결부를 향해 연장될 수 있다.The
제2연결 링크(332)는 인풋 링크(310)와 직접 연결되어, 인풋 링크(310)의 움직임을 다른 연결 링크(330)와 핑거팁(320)으로 전달한다. 예를 들어 제2연결 링크(332)의 일단은 인풋 링크(310)와 회전 가능하게 연결되고, 타단은 제1연결 링크(331) 및 제3연결 링크(333)와 회전 가능하게 연결될 수 있다. 이에 따라 인풋 링크(310)가 회전하면 제2연결 링크(332)가 회전하면서 제1연결 링크(331)와 제3연결 링크(333)가 회전하여 핑거팁(320)이 회전하게 된다.The
일 실시예로 제2연결 링크(332)는 굴곡부(332a)를 포함할 수 있다. 굴곡부(332a)는 제2연결 링크(332)의 일단과 타단 사이에 형성되어 인풋 링크(310)의 굴곡부(310a)와 반대 방향으로 굴곡된다. 이와 같은 형상을 통해 제2연결 링크(332)가 회전할 때 스토퍼(350)와 간섭하지 않도록 할 수 있다.In one embodiment, the
제3연결 링크(333)는 일단이 제1연결 링크(331) 및 제2연결 링크(332)와 회전 가능하게 연결되고, 타단이 핑거팁(320)의 일측과 회전 가능하게 연결될 수 있다. 예를 들어 도 1 내지 도 4에 나타낸 바와 같이, 제3연결 링크(333)는 제1연결 링크(331)의 한 쌍의 바(331a) 사이에 삽입되어, 제1연결 링크(331)에 연결될 수 있다. 인풋 링크(310)가 회전하면 제3연결 링크(333)가 회전하면서 이와 직접 연결된 핑거팁(320)이 회전할 수 있다.The
제4연결 링크(334)는 일단이 승강 블록(340)에 회전 가능하게 연결되고, 타단이 핑거팁(320)의 타측과 회전 가능하게 연결될 수 있다. 제4연결 링크(334)의 타단은 제3연결 링크(333)의 타단에서 내측으로 이격하여 핑거팁(320)과 연결될 수 있다. 또한 제4연결 링크(334)는 제1연결 링크(331)와 마찬가지로 일단이 승강 블록(340)에 연결됨으로써, 승강 블록(340)의 승강 동작에 따라 함께 승강할 수 있다.The
일 실시예로 제4연결 링크(334)는 그리퍼(10)의 폭 방향(예를 들어 도 1의 X축 방향)으로 굴곡된 부분을 포함할 수 있다. 상기 굴곡된 부분은 인풋 링크(310) 및 제2연결 링크(332)에 대응되는 위치에 외측으로 벌어지는 방향으로 형성되어, 파지부(300)의 작동 시 제4연결 링크(334)가 인풋 링크(310) 및 제2연결 링크(332)와 간섭하지 않도록 할 수 있다.In one embodiment, the
제5연결 링크(335)는 일단이 제4연결 링크(334)에 회전 가능하게 연결되고, 타단이 돌출부(130), 보다 구체적으로 지지부(140)에 회전 가능하게 연결될 수 있다. 제5연결 링크(335)는 제4연결 링크(334)가 회전함에 따라 함께 회전하며, 특히 파지부(300)가 하방으로 이동하는 힘을 받을 때 지지부(140)에 대해 선택적으로 이탈할 수 있다. 즉, 제5연결 링크(335)와 지지부(140) 간의 체결력보다 큰 힘이 파지부(300)에 생성되면 제5연결 링크(335)가 지지부(140)에서 이탈하여 파지부(300)가 아래로 이동하고, 이를 통해 파지력 증가 모션을 구현할 수 있다.One end of the
일 실시예로 제5연결 링크(335)는 제4연결 링크(334)의 일단과 타단 사이에 연결될 수 있다. 도 1 내지 도 3에 나타낸 바와 같이, 제5연결 링크(335)는 제4연결 링크(334)의 내측에 배치되며, 길이 방향으로 제4연결 링크(334)의 중간 이하의 위치에서 제4연결 링크(334)에 회전 가능하게 연결될 수 있다.In one embodiment, the
스토퍼(350)는 제1연결 링크(331)와 제3연결 링크(333)의 사이에 배치되어, 제1연결 링크(331)와 제3연결 링크(333) 사이의 각도를 제한한다. 예를 들어 도 4에 나타낸 바와 같이, 스토퍼(350)는 연결부(331b)에서 제3연결 링크(333)를 향해 연장될 수 있다. 스토퍼(350)의 일단은 제3연결 링크(333)의 내측에 형성된 접촉부(333a)와 선택적으로 접촉할 수 있다. 이에 따라 제1연결 링크(331)와 제3연결 링크(333) 사이의 각도가 기 설정된 각도에 도달하면 스토퍼(350)가 제3연결 링크(333)의 접촉부(333a)와 접촉하게 되고, 제1연결 링크(331)와 제3연결 링크(333) 사이의 각도가 기 설정된 각도 미만이 되지 않도록 할 수 있다.The
스토퍼(350)에 의한 제1연결 링크(331)와 제3연결 링크(333) 사이의 최소 각도의 범위는 60도 내지 160도, 바람직하게는 90도 내지 150도, 보다 바람직하게는 100도 내지 130도일 수 있다.The range of the minimum angle between the
탄성 부재(360)는 제1연결 링크(331)와 제3연결 링크(333)의 사이에 배치된다. 예를 들어 도 4에 나타낸 바와 같이, 탄성 부재(360)의 일단은 스토퍼(350)의 내측면에 배치되고, 타단은 제3연결 링크(333)의 접촉부(333a)의 내측면에 배치될 수 있다. 이에 따라 인풋 링크(310)가 일 방향으로 회전하여 제1연결 링크(331)와 제3연결 링크(333)가 서로를 향해 회전하면 탄성 부재(360)가 점차 압축되고, 스토퍼(350)에 의해 제1연결 링크(331)와 제3연결 링크(333)가 최소 각도에 도달하면 탄성 부재(360)가 최대로 압축될 수 있다. 이후 인풋 링크(310)가 타 방향으로 회전하여 제1연결 링크(331)와 제3연결 링크(333)가 서로에서 멀어지도록 회전할 때, 탄성 부재(360)의 복원력이 더해져 제1연결 링크(331)와 제3연결 링크(333)가 보다 빠르게 이격될 수 있다. 여기서 탄성 부재(360)는 코일 스프링, 토션 스프링, 스파이럴 스프링, 판 스프링 등 다양한 종류의 스프링과 그 외 탄성 부재를 포함할 수 있다.The
승강 블록(340)은 베이스(100)에 승강 가능하게 배치되며, 연결 링크(330)와 연결될 수 있다. 예를 들어 도 1 내지 도 3에 나타낸 바와 같이, 승강 블록(340)은 베이스(100)의 장착면(120)에 대응되도록 한 쌍 배치되며, 장착면(120)에서 연장되는 지지축(120a)에 의해 지지될 수 있다. 또한 승강 블록(340)은 구동부(200) 상에 장착될 수 있다. 또한 승강 블록(340)의 일측과 타측에는 각각 제1연결 링크(331)와 제4연결 링크(334)가 회전 가능하게 연결될 수 있다.The
파지부(300)가 동작하면서 하방으로 힘을 받으면 승강 블록(340)이 아래로 이동하게 된다. 이에 따라 승강 블록(340)에 연결된 제1연결 링크(331)와 제4연결 링크(334)도 아래로 이동하면서 파지부(300)가 전체적으로 아래로 이동할 수 있다. 이후 파지부(300)가 상방으로 힘을 받으면 승강 블록(340)이 위로 이동하고, 마찬가지로 파지부(300)도 위로 이동하게 된다. 승강 블록(340)의 승강 거리는 승강 블록(340)과 장착면(120) 상의 거리일 수 있다.When the
다음 도 5 및 도 6을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 그리퍼(10)가 대상체(O)를 파지한 상태를 설명한다.Next, referring to FIGS. 5 and 6 , a state in which the
도 5는 그리퍼(10)가 평평한 형상의 대상체(O)를 파지한 상태를 나타낸다. 구동부(200)가 작동하면 한 쌍의 파지부(300)가 대상체(O)를 향해 이동하며, 이때 핑거팁(320)은 파지면(321)이 지면과 수직인 상태를 유지하면서 이동하는 평행 모션을 보인다. 이후 한 쌍의 파지부(300)가 대상체(O)의 접촉면을 양측에서 파지하고, 구동부(200)가 계속 작동하면서 인풋 링크(310)가 회전하고, 제5연결 링크(335)가 돌출부(130)에서 이탈하여 파지부(300)가 전체적으로 하강한다. 이때 인풋 링크(310)의 일단은 베이스(100)에 회전 가능하게 고정되어 있으므로, 구동부(200)로부터 구동력을 전달받는 인풋 링크(310)의 일단과 대상체(O) 및 핑거팁(320)의 접촉면 간의 거리는 점차 줄어들게 된다. 이를 통해 일정한 토크가 가해지더라도 대상체(O)를 파지하는 힘을 증가시킬 수 있는 파지력 증가 모션을 구현할 수 있다.Figure 5 shows a state in which the
도 6은 그리퍼(10)가 곡면 또는 불균일한 형상의 대상체(O)를 파지한 상태를 나타낸다. 구동부(200)가 작동하면 한 쌍의 파지부(300)가 대상체(O)를 향해 이동하며, 이때 핑거팁(320)은 파지면(321)이 지면과 수직인 상태를 유지하면서 이동하는 평행 모션을 보인다. 이후 대상체(O)가 복수 개의 연결 링크(330) 중 어느 하나와 접촉하면 해당 연결 링크(330)가 파지부(300)의 동작에 구속 조건으로 작용할 수 있다. 즉, 한 쌍의 파지부(300) 사이에 대상체(O)가 배치되고, 대상체(O)가 각각의 파지부(300)의 연결 링크(330)와 접촉함으로써 해당 연결 링크(330)는 더 이상 회전하지 않게 된다. 예를 들어 도 6에 나타낸 바와 같이, 대상체(O)가 제4연결 링크(334)와 접촉하면 구동부(200)가 작동하더라도 제4연결 링크(334)는 더 이상 회전하지 않게 되고, 제1연결 링크(331) 내지 제3연결 링크(333)의 동작에 의해 핑거팁(320)이 내측으로 회전하면서 대상체(O)를 감싸는 적응형 모션을 구현하게 된다. 이후 구동부(200)가 계속 작동하면 마찬가지로 파지부(300)가 전체적으로 하강하면서 파지력 증가 모션을 구현할 수 있다.FIG. 6 shows a state in which the
다음 도 7 내지 도 14에 기초하여 본 발명의 일 실시예에 따른 그리퍼(10)의 동작을 설명한다.Next, the operation of the
도 7 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 그리퍼(10)의 평행 모션을 나타내고, 도 10 내지 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 그리퍼(10)의 적응형 모션을 나타내고, 도 13 내지 도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 그리퍼(10)의 파지력 증가 모션을 나타낸다. 설명의 편의를 위해 도 7 내지 도 14에는 그리퍼(10)에 구비된 파지부(300) 중 1개만을 나타냈으나, 그리퍼(10)는 한 쌍의 파지부(300)를 구비할 수 있다.7 to 9 show the parallel motion of the
먼저 도 7에 나타낸 바와 같이, 초기 상태에서 그리퍼(10)는 핑거팁(320)의 파지면(321)을 연장하는 가상면 P1이 지면과 수직을 이루도록 배치될 수 있다. 이 상태에서 비전 시스템이 대상체(O)를 감지하면 제어 시스템이 그리퍼(10)에게 동작 신호를 전달하고, 대상체(O)를 파지하도록 구동부(200)가 작동한다. 구동부(200)가 회전하면 일단이 구동부(200)와 연결된 인풋 링크(310)가 회전(예를 들어 도 8의 반시계 방향)하게 된다. 그리고 인풋 링크(310)와 연결된 제1연결 링크(331) 및 제2연결 링크(332)도 마찬가지로 회전하면서 파지부(300)가 전체적으로 좌측으로 이동 및/또는 반시계 방향으로 회전할 수 있다.First, as shown in FIG. 7, in the initial state, the
일 실시예로 파지부(300)가 대상체(O)와 접촉하기 전까지 핑거팁(320)의 선단(321a)은 실질적으로 일정한 높이를 유지하면서 이동할 수 있다. 보다 구체적으로 도 8에 나타낸 바와 같이, 제1연결 링크(331) 및 제4연결 링크(334)는 일단이 승강 블록(340)에 회전 가능하게 연결되어 있다. 또한 전술한 바와 같이, 제1연결 링크(331)와 제3연결 링크(333) 사이는 스토퍼(350)에 의해 최소 각도 미만으로 좁혀지지 않는다. 이와 같은 링크 구조에 따라 인풋 링크(310)가 반시계 방향으로 회전하면 핑거팁(320)이 반시계 방향으로 회전함과 동시에 승강 블록(340)이 아래로 하강하게 된다. 이에 따라 핑거팁(320)의 선단(321a)이 곡선 궤적을 그리지 않고, 일정한 높이를 유지하면서 지면과 평행하게 좌측으로 선형으로 이동하게 된다.In one embodiment, the
인풋 링크(310)가 더 회전하여 도 9에 나타낸 바와 같이 제4연결 링크(334)가 제5연결 링크(335)보다 좌측에 위치하면, 다시 승강 블록(340)이 상승한다. 마찬가지로 이와 같은 승강 블록(340)의 하강 동작을 통해 핑거팁(320)의 선단(321a)이 상승하거나 하강하지 않고 지면과 평행하게 일정한 높이를 유지하도록 할 수 있다. 이와 같은 그리퍼(10)의 동작을 평행 모션이라 하고, 핑거팁(320)이 대상체(O)와 접촉할 때까지 진행된다.When the
여기서 "실질적으로 일정한 높이"는 물리적으로 엄밀하게 일정한 경우뿐만 아니라 그리퍼(10)의 작동 중에 발생하는 진동 또는 공차 등으로 인해 발생하는 미세한 오차를 포함하는 동일을 의미한다.Here, “substantially constant height” means not only a strictly physically constant height, but also the same including minute errors that occur due to vibration or tolerance that occurs during the operation of the
일 실시예로 평행 모션 중에 제1연결 링크(331)과 제3연결 링크(333) 사이의 각도는 스토퍼(350)에 의한 최소 각도로 항상 유지될 수 있다.In one embodiment, during parallel motion, the angle between the
이와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 그리퍼(10)는 대상체(O)를 파지하기 전까지 평행 모션을 구현함으로써, 파지부(300)가 이동하는 범위(특히 높이 방향 이동)를 최소화할 수 있다. 또한 비전 시스템 등의 오차로 인해 파지부(300)가 실제 대상체(O)의 위치보다 선단으로 더 돌출되더라도 파지부(300)는 일정한 높이를 유지하면서 평행하게 움직임으로써 대상체(O)가 배치되어 있는 지면 또는 선반 등의 베이스와 충돌하는 것을 방지할 수 있다.In this way, the
다음 도 10 내지 도 12를 참조하여 그리퍼(10)의 적응형 모션을 설명한다.Next, the adaptive motion of the
도 10에 나타낸 바와 같이, 초기 상태에서 그리퍼(10)는 도 7에 나타낸 평행 모션과 동일한 위치에 있다. 계속 인풋 링크(310)가 회전하면 파지부(300)가 반시계 방향으로 회전하면서 복수 개의 연결 링크(330) 중 어느 하나가 대상체(O)와 접촉하게 된다. 예를 들어 도 11에 나타낸 바와 같이, 제4연결 링크(334)가 대상체(O)와 접촉하면 제4연결 링크(334) 및 이와 연결된 제5연결 링크(335)는 더 이상 회전하지 않게 된다. 여기서 대상체(O)의 반대측도 다른 파지부(300)의 제4연결 링크(334)와 접촉한 상태이다.As shown in Figure 10, in the initial state the
이후 인풋 링크(310)가 회전하면 제4연결 링크(334)와 제5연결 링크(335)는 더 이상 회전하지 않고, 제1연결 링크(331)와 제3연결 링크(333)는 서로 멀어지도록 회전하게 된다. 이에 따라 도 12에 나타낸 바와 같이, 핑거팁(320)이 반시계 방향으로 회전하면서 대상체(O)의 다른 지점과 핑거팁(320)의 파지면(321)이 접촉하게 된다. 이와 같이 대상체(O)가 핑거팁(320)이 아닌 연결 링크(330)와 접촉하는 경우, 그리퍼(10)는 대상체(O)를 안정적으로 파지하기 위해 핑거팁(320)이 대상체(O)를 안정적으로 파지하기 위한 적응형 모션을 구현하게 된다.Afterwards, when the
다음 도 13 내지 도 15를 참조하여 그리퍼(10)의 파지력 증가 모션을 설명한다.Next, the motion to increase the gripping force of the
도 13에 나타낸 바와 같이, 핑거팁(320)이 대상체(O)와 접촉하면 파지부(300)는 좌우 방향으로 이동하도록 회전하지 않고, 하나의 강체로서 취급될 수 있다. 즉, 한 쌍의 파지부(300)가 대상체(O)와 접촉하면 복수 개의 연결 링크(330)의 자유도가 구속되고, 파지부(300)가 아래로 이동하는 힘을 받게 된다.As shown in FIG. 13 , when the
이에 따라 제4연결 링크(334)와 제5연결 링크(335)가 형성하는 삼각형 T2가 내각이 고정된 상태로 아래로 이동하는 힘을 받게 된다. 앞서 살펴본 바와 같이, 제5연결 링크(335)는 돌출부(130)의 지지부(140)에 탈착 가능하게 연결된 상태이다. 따라서 구동부(200)가 계속 작동하여 아래로 이동하는 힘이 제5연결 링크(335)와 지지부(140) 간의 체결력을 초과하면, 도 14에 나타낸 바와 같이 제5연결 링크(335)가 지지부(140)에서 이탈한다. 이에 따라 승강 블록(340)이 하강하면서 파지부(300)도 전체적으로 하강하게 된다.Accordingly, the triangle T2 formed by the
여기서 인풋 링크(310)의 일단은 베이스(100)에 회전 가능하게 고정되어 있으므로, 인풋 링크(310)의 일단은 하강하지 않는다. 따라서 대상체(O)가 파지면(321)과 접촉하는 지점(또는 면)과 인풋 링크(310)의 일단 간의 거리, 즉 구동부(200)가 대상체(O)에 작용하는 힘의 거리는 점차 감소하게 된다. 구동부(200)의 토크가 일정할 때 작용점까지의 거리가 점차 감소하므로 파지부(300)가 대상체(O)를 파지하는 힘은 점차 증가하게 된다. 이와 같은 구성을 통해 그리퍼(10)는 파지력 증가 모션을 구현할 수 있다.Here, since one end of the
일 실시예로 파지부(300)는 대상체(O)가 일측이 베이스(100)의 지지면(110)과 접촉할 때까지 대상체(O)를 아래로 이동시킬 수 있다. 대상체(O)가 지지면(110)과 접촉하면, 대상체(O)는 한 쌍의 파지부(300) 및 지지면(110)에 의해 보다 안정적으로 지지될 수 있다.In one embodiment, the
도 13 및 도 14에는 대상체(O)가 핑거팁(320)의 파지면(321)과 평행한 접촉면을 갖는 경우를 나타냈으나, 이에 한정하지 않는다. 예를 들어 대상체(O)가 곡면 또는 불균일한 형상을 갖는 경우에도, 그리퍼(10)는 파지력 증가 모션을 구현할 수 있다. 보다 구체적으로 도 12에 나타낸 바와 같이, 대상체(O)가 핑거팁(320)의 파지면(321)과 접촉하면 마찬가지로 파지부(300)가 하나의 강체로서 취급되고, 파지부(300)는 아래로 힘을 받게 된다. 이후 구동부(200)가 계속 작동하여 파지부(300)가 하강하는 힘이 제5연결 링크(335)와 지지부(140)의 체결력을 초과하면, 제5연결 링크(335)가 지지부(140)에서 이탈한다. 그리고 승강 블록(340)이 하강하면서 파지부(300) 및 대상체(O)도 하강하면서 파지력 증가 모션이 구현될 수 있다.13 and 14 show a case where the object O has a contact surface parallel to the
이와 같은 구성을 통해 본 발명의 일 실시예에 따른 그리퍼(10)는 대상체(O)의 형상과 파지 위치에 따라 서로 다른 동작을 구현함으로써 대상체(O)를 안정적으로 파지할 수 있다.Through this configuration, the
본 발명의 일 실시예에 따른 그리퍼(10)는 평행 모션을 통해 그리퍼(10)가 파지 동작 중에 대상체(O)를 제외한 다른 외부 환경 등과 간섭하지 않도록 하면서, 작업 반경을 최소화할 수 있다.The
본 발명의 일 실시예에 따른 그리퍼(10)는 파지력 증가 모션을 통해 대상체(O)를 보다 안정적으로 지지할 수 있다.The
이와 같이 도면에 도시된 실시예를 참고로 본 발명을 설명하였으나, 이는 예시에 불과하다. 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 갖는 자라면 실시예로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 충분히 이해할 수 있다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위에 기초하여 정해져야 한다.Although the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, these are merely examples. Those skilled in the art can fully understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible from the embodiments. Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be determined based on the attached claims.
실시예에서 설명하는 특정 기술 내용은 일 실시예들로서, 실시예의 기술 범위를 한정하는 것은 아니다. 발명의 설명을 간결하고 명확하게 기재하기 위해, 종래의 일반적인 기술과 구성에 대한 기재는 생략될 수 있다. 또한, 도면에 도시된 구성 요소들 간의 선들의 연결 또는 연결 부재는 기능적인 연결 및/또는 물리적 또는 회로적 연결들을 예시적으로 나타낸 것으로서, 실제 장치에서는 대체 가능하거나 추가의 다양한 기능적인 연결, 물리적인 연결, 또는 회로 연결들로 표현될 수 있다. 또한, "필수적인", "중요하게" 등과 같이 구체적인 언급이 없다면 본 발명의 적용을 위하여 반드시 필요한 구성 요소가 아닐 수 있다.The specific technical content described in the embodiment is an example and does not limit the technical scope of the embodiment. In order to describe the invention concisely and clearly, descriptions of conventional general techniques and configurations may be omitted. In addition, the connection of lines or the absence of connections between components shown in the drawings exemplify functional connections and/or physical or circuit connections, and in actual devices, various functional connections or physical connections may be replaced or added. It can be expressed as connections, or circuit connections. Additionally, if there is no specific mention such as “essential,” “important,” etc., it may not be a necessary component for the application of the present invention.
발명의 설명 및 청구범위에 기재된 "상기" 또는 이와 유사한 지시어는 특별히 한정하지 않는 한, 단수 및 복수 모두를 지칭할 수 있다. 또한, 실시 예에서 범위(range)를 기재한 경우 상기 범위에 속하는 개별적인 값을 적용한 발명을 포함하는 것으로서(이에 반하는 기재가 없다면), 발명의 설명에 상기 범위를 구성하는 각 개별적인 값을 기재한 것과 같다. 또한, 실시예에 따른 방법을 구성하는 단계들에 대하여 명백하게 순서를 기재하거나 반하는 기재가 없다면, 상기 단계들은 적당한 순서로 행해질 수 있다. 반드시 상기 단계들의 기재 순서에 따라 실시예들이 한정되는 것은 아니다. 실시예에서 모든 예들 또는 예시적인 용어(예들 들어, 등등)의 사용은 단순히 실시예를 상세히 설명하기 위한 것으로서 청구범위에 의해 한정되지 않는 이상, 상기 예들 또는 예시적인 용어로 인해 실시예의 범위가 한정되는 것은 아니다. 또한, 통상의 기술자는 다양한 수정, 조합 및 변경이 부가된 청구범위 또는 그 균등물의 범주 내에서 설계 조건 및 팩터에 따라 구성될 수 있음을 알 수 있다.“The” or similar designators used in the description and claims may refer to both the singular and the plural, unless otherwise specified. In addition, when a range is described in an example, the invention includes the application of individual values within the range (unless there is a statement to the contrary), and each individual value constituting the range is described in the description of the invention. same. Additionally, unless the order of the steps constituting the method according to the embodiment is explicitly stated or there is no description to the contrary, the steps may be performed in an appropriate order. The embodiments are not necessarily limited by the order of description of the above steps. The use of any examples or illustrative terms (e.g., etc.) in the embodiments is merely to describe the embodiments in detail, and unless limited by the claims, the examples or illustrative terms do not limit the scope of the embodiments. That is not the case. Additionally, those skilled in the art will appreciate that various modifications, combinations and changes may be made according to design conditions and factors within the scope of the appended claims or their equivalents.
10: 그리퍼
100: 베이스
200: 구동부
300: 파지부10: Gripper
100: base
200: driving unit
300: gripping part
Claims (10)
상기 파지부는 상기 구동부와 연결되는 인풋 링크, 대상체를 파지하는 파지면을 구비하는 핑거팁 및 상기 인풋 링크와 상기 핑거팁을 연결하는 복수 개의 연결 링크를 포함하고,
상기 파지부는 대상체와 접촉할 때까지 상기 핑거팁의 선단이 지면과 평행한 궤적을 그리며 이동하는, 그리퍼.A gripper including a base, a driving part disposed on the base, and a plurality of gripping parts connected to the driving part,
The gripping unit includes an input link connected to the driving unit, a fingertip having a gripping surface for gripping an object, and a plurality of connection links connecting the input link and the fingertip,
A gripper in which the tip of the finger tip moves along a trajectory parallel to the ground until the gripping part contacts the object.
상기 파지부는 대상체와 접촉할 때까지 상기 핑거팁이 대상체를 향해 이동하고, 상기 파지부가 대상체와 접촉하면 아래로 이동하여 대상체를 하강시키는, 그리퍼.According to paragraph 1,
The gripper moves the fingertips toward the object until the gripping part contacts the object, and moves downward when the gripping part contacts the object to lower the object.
대상체가 상기 복수 개의 연결 링크 중 어느 하나와 접촉한 경우, 상기 파지부는 상기 핑거팁이 대상체와 접촉하도록 회전하는, 그리퍼.According to paragraph 1,
When the object contacts one of the plurality of connection links, the gripper rotates so that the fingertips contact the object.
상기 파지부가 대상체와 접촉하면, 상기 파지부는 대상체가 상기 베이스의 지지면과 접촉하도록 상기 핑거팁을 아래로 이동시키고, 상기 베이스와 연결되는 복수 개의 연결 링크 중 어느 하나가 상기 베이스와 이탈되는, 그리퍼.According to paragraph 1,
When the gripper contacts the object, the gripper moves the finger tip downward so that the object contacts the support surface of the base, and one of a plurality of connection links connected to the base is separated from the base. .
상기 베이스는 복수 개의 장착면을 포함하고,
상기 파지부는 상기 장착면에 승강 가능하게 각각 배치되는 승강 블록을 포함하고,
상기 복수 개의 연결 링크는 일단이 상기 승강 블록에 연결되는 제1연결 링크, 일단이 상기 인풋 링크와 연결되고 타단이 상기 제1연결 링크의 타단과 연결되는 제2연결 링크 및 일단이 상기 제1연결 링크 및 상기 제2연결 링크와 연결되고 타단이 상기 핑거팁의 일측과 연결되는 제3연결 링크 및 일단이 상기 승강 블록과 연결되고 타단이 상기 핑거팁의 타측과 연결되는 제4연결 링크를 포함하는, 그리퍼.According to paragraph 1,
The base includes a plurality of mounting surfaces,
The gripping unit includes lifting blocks arranged to be capable of being raised and lowered on the mounting surface, respectively,
The plurality of connection links include a first connection link having one end connected to the elevating block, a second connection link having one end connected to the input link and the other end connected to the other end of the first connection link, and one end connected to the first connection link. A link, a third connection link connected to the second connection link and the other end connected to one side of the fingertip, and a fourth connection link whose one end is connected to the lifting block and the other end is connected to the other side of the fingertip. , gripper.
상기 파지부가 대상체와 접촉하지 않은 경우, 상기 핑거팁이 상기 대상체를 향해 이동할 때 상기 승강 블록이 하강하여 상기 핑거팁의 선단의 높이가 일정하게 유지되는, 그리퍼.According to clause 5,
When the gripping part is not in contact with the object, the lifting block is lowered when the fingertip moves toward the object, so that the height of the tip of the fingertip is kept constant.
상기 파지부가 대상체와 접촉하지 않은 경우, 상기 제1연결 링크 및 상기 제3연결 링크는 서로 고정된 상태에서 이동하는, 그리퍼.According to clause 5,
When the gripper does not contact the object, the first connection link and the third connection link move while being fixed to each other.
상기 파지부는 상기 제1연결 링크 및 상기 제3연결 링크의 사이에 배치되어 상기 제1연결 링크과 상기 제3연결 링크 사이의 최소 각도를 유지하는 스토퍼를 더 포함하는, 그리퍼.In clause 7,
The gripper further includes a stopper disposed between the first connection link and the third connection link to maintain a minimum angle between the first connection link and the third connection link.
대상체가 상기 핑거팁과 접촉하지 않고 상기 제4연결 링크와 먼저 접촉하면, 상기 제3연결 링크가 상기 제1연결 링크에 대해 벌어지도록 회전하면서 상기 핑거팁이 대상체와 접촉하는, 그리퍼.According to clause 5,
When an object first contacts the fourth connection link without contacting the fingertip, the third connection link rotates to spread apart with respect to the first connection link, and the fingertip contacts the object.
상기 복수 개의 연결 링크는 일단이 상기 제4연결 링크의 일측에 연결되는 제5연결 링크를 더 포함하고,
상기 베이스는 돌출부 및 상기 돌출부에 구비되어 상기 제5연결 링크의 타단을 탈착 가능하게 지지하는 지지부를 더 포함하고,
상기 핑거팁이 대상체와 접촉하면 상기 파지부가 하강하는 힘을 받고, 상기 파지부의 하강하는 힘이 상기 지지부와 상기 제5연결 링크 사이의 체결력보다 커지면 상기 제5연결 링크가 상기 지지부에서 이탈하는, 그리퍼.According to clause 5,
The plurality of connection links further include a fifth connection link, one end of which is connected to one side of the fourth connection link,
The base further includes a protrusion and a support portion provided on the protrusion to detachably support the other end of the fifth connection link,
When the finger tip contacts the object, the grip part receives a downward force, and when the downward force of the grip part is greater than the fastening force between the support part and the fifth connection link, the fifth connection link separates from the support part, Gripper.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020220102177A KR20240023900A (en) | 2022-08-16 | 2022-08-16 | Gripper capable of implementing various motion |
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Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP5284066B2 (en) | 2008-12-04 | 2013-09-11 | 川崎重工業株式会社 | Robot hand |
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- 2022-08-16 KR KR1020220102177A patent/KR20240023900A/en active IP Right Grant
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