KR20240068397A

KR20240068397A - soft gripper

Info

Publication number: KR20240068397A
Application number: KR1020220149811A
Authority: KR
Inventors: 배준범; 김지윤; 김준수; 최준규
Original assignee: 울산과학기술원
Priority date: 2022-11-10
Filing date: 2022-11-10
Publication date: 2024-05-17

Abstract

본 발명은 소프트 그리퍼에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시예는, 제1 방향으로 연장되는 바디부, 상기 바디부와 인접하게 배치되며 상기 제1 방향을 따라 이동하는 핸들부, 상기 바디부와 상기 핸들부 사이를 연결하는 소프트 밸브 및 상기 바디부와 연결되며 상기 소프트 밸브를 통하여 구동이 제어되는 그립부를 포함하며, 상기 소프트 밸브는, 신축성을 갖는 아우터 튜브, 신축성을 갖고 상기 아우터 튜브의 내부에 배치되며, 기체가 유동할 수 있는 제1 채널이 형성된 이너 튜브 및 상기 이너 튜브의 길이를 따라 상기 이너 튜브의 외부를 나선형으로 감싸는 적어도 하나의 나선사를 포함하며, 상기 아우터 튜브와 상기 이너 튜브 사이에는 기체가 유동할 수 있는 제2 채널이 형성되고, 상기 소프트 밸브는 상기 아우터 튜브 및 상기 이너 튜브의 인장 길이에 따라 상기 제1 채널 및 상기 제2 채널의 개폐정도를 제어하여, 상기 제1 채널 및 상기 제2 채널을 유동하는 기체의 유량을 조절하고, 상기 그립부는 상기 소프트 밸브에 의해 제어되는 기체의 압력에 따라 휨 정도가 제어되어 대상을 그리핑하는 소프트 그리퍼를 제공한다.The present invention relates to a soft gripper, and an embodiment of the present invention includes a body part extending in a first direction, a handle part disposed adjacent to the body part and moving along the first direction, the body part and the It includes a soft valve connecting the handle parts and a grip part that is connected to the body part and whose operation is controlled through the soft valve, wherein the soft valve has an elastic outer tube and is elastic and disposed inside the outer tube. It includes an inner tube in which a first channel through which gas can flow is formed, and at least one spiral yarn that spirally surrounds the outside of the inner tube along the length of the inner tube, between the outer tube and the inner tube. A second channel through which gas can flow is formed, and the soft valve controls the degree of opening and closing of the first channel and the second channel according to the tensile length of the outer tube and the inner tube, The flow rate of the gas flowing through the second channel is adjusted, and the degree of bending of the grip part is controlled according to the pressure of the gas controlled by the soft valve, thereby providing a soft gripper that grips the object.

Description

soft gripper

본 발명의 실시예들은 소프트 그리퍼에 관한 것이다.Embodiments of the present invention relate to soft grippers.

최근 로봇의 활동 영역이 다양하게 확대되고 점점 복잡해짐에 따라 로봇의 동작 환경을 확장하기 위한 다양한 기술들이 개발되고 있다. 강체(rigid body)로 이루어진 로봇들은 외부 환경에 맞춰 모양이 변형되지 않아 다양하고 가변적인 외부 환경에 대응하는데 한계가 있다. 이러한 한계를 극복하기 위하여, 생물이 가진 연성 기반 적응성에 착안하여 유연한 소재를 활용한 소프트 로봇에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. Recently, as the activity areas of robots have expanded and become more complex, various technologies are being developed to expand the operating environment of robots. Robots made of rigid bodies do not change their shape to suit the external environment, so they have limitations in responding to diverse and variable external environments. To overcome these limitations, research on soft robots using flexible materials is being actively conducted, focusing on the soft-based adaptability of living things.

소프트 로봇은 외부 환경에 대한 적응성이 향상되도록 유연성과 신축성을 포함하는 부드러운 재질로 제작되어 동작 및 외관의 자유로운 변형이 가능한 로봇을 의미한다. 소프트 로봇은 물체와의 상호 작용 시에 부드러운 터치감을 제공하며 물체에 손상을 가하지 않아 서비스 및 의료 분야 등 사람의 생활과 밀접한 관련이 있는 분야에서 수요가 높다. A soft robot refers to a robot that is made of soft materials with flexibility and elasticity to improve adaptability to the external environment, allowing free transformation of movement and appearance. Soft robots provide a soft touch when interacting with objects and do not cause damage to objects, so they are in high demand in fields closely related to people's lives, such as service and medical fields.

한편, 다양한 산업 현장에서 제품을 그리핑(gripping)하여 이송하는 그리퍼(gripper)가 광범위하게 활용되고 있다. 그 중 물체와 접촉하는 영역이 연성을 갖는 소프트 그리퍼는 물체를 보다 세심하게 다룰 수 있다는 점에서 강점을 갖는다. 또한, 소프트 그리퍼는 기존의 강체로 이루어진 그리퍼의 복잡한 모터 제어 알고리즘 없이 부드러운 소재 자체가 외부 환경에 순응해 변화하여 다양한 물체에 적응해 파지 가능하다. Meanwhile, grippers that grip and transport products are widely used in various industrial sites. Among them, soft grippers, which have a soft area in contact with the object, have the advantage of being able to handle objects more carefully. In addition, soft grippers can adapt to and grip various objects by changing the soft material itself in response to the external environment without the complex motor control algorithm of existing rigid grippers.

소프트 그리퍼의 종류는 구동 방식에 따라 케이블 구동 방식, 공압 구동 방식, 형상 기억 합금 구동 방식, 전기 화학 구동 방식 등으로 분류될 수 있으며, 그 중 압축 공기로 작동하는 공압 구동 방식의 소프트 그리퍼가 가장 보편적으로 사용되고 있다. 공압 구동 방식의 소프트 그리퍼는 공기의 주입만으로 다양한 형상의 물체를 쉽게 파지 가능하며, 압력이 가해진 후에 추가적인 에너지의 소비 없이 자세를 유지할 수 있고 비용이 저렴하다는 점에서 각종 산업 현장에서 널리 사용되고 있다. Depending on the driving method, soft grippers can be classified into cable driven, pneumatic driven, shape memory alloy driven, and electrochemical driven. Among them, pneumatically driven soft grippers operated by compressed air are the most common. It is being used as. Pneumatically driven soft grippers can easily grip objects of various shapes just by injecting air, can maintain their posture without consuming additional energy after pressure is applied, and are widely used in various industrial fields because they are inexpensive.

하지만, 종래의 공압 구동 방식의 그리퍼는 공기의 압력을 조절하는 장치인 압축기 등의 구성을 필수적으로 갖추어야 하며, 이러한 구성으로 인해 전체 장치의 부피 및 무게가 증가하는 단점이 있었다. 또한, 압축기의 큰 부피 및 무게로 인해 다른 시스템에 적용하는데 한계가 있었다.However, the conventional pneumatically driven gripper must be equipped with a compressor, a device that regulates air pressure, and this configuration has the disadvantage of increasing the volume and weight of the entire device. Additionally, there were limitations in applying it to other systems due to the large volume and weight of the compressor.

본 발명의 실시예들은 상기한 문제 및/또는 한계를 해결하기 위한 것으로, 간단한 구조를 가지면서도 기체의 압력을 조절하여 다양한 대상을 파지할 수 있는 소프트 그리퍼를 제공하는 것을 목적으로 한다.Embodiments of the present invention are intended to solve the above-described problems and/or limitations, and the purpose is to provide a soft gripper that has a simple structure and is capable of gripping various objects by controlling the pressure of the gas.

그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.However, these tasks are illustrative and do not limit the scope of the present invention.

본 발명의 일 실시예는, 제1 방향으로 연장되는 바디부, 상기 바디부와 인접하게 배치되며 상기 제1 방향을 따라 이동하는 핸들부, 상기 바디부와 상기 핸들부 사이를 연결하는 소프트 밸브 및 상기 바디부와 연결되며 상기 소프트 밸브를 통하여 구동이 제어되는 그립부를 포함하며, 상기 소프트 밸브는, 신축성을 갖는 아우터 튜브, 신축성을 갖고 상기 아우터 튜브의 내부에 배치되며, 기체가 유동할 수 있는 제1 채널이 형성된 이너 튜브 및 상기 이너 튜브의 길이를 따라 상기 이너 튜브의 외부를 나선형으로 감싸는 적어도 하나의 나선사를 포함하며, 상기 아우터 튜브와 상기 이너 튜브 사이에는 기체가 유동할 수 있는 제2 채널이 형성되고, 상기 소프트 밸브는 상기 아우터 튜브 및 상기 이너 튜브의 인장 길이에 따라 상기 제1 채널 및 상기 제2 채널의 개폐정도를 제어하여, 상기 제1 채널 및 상기 제2 채널을 유동하는 기체의 유량을 조절하고, 상기 그립부는 상기 소프트 밸브에 의해 제어되는 기체의 압력에 따라 휨 정도가 제어되어 대상을 그리핑하는 소프트 그리퍼를 제공한다.One embodiment of the present invention includes a body extending in a first direction, a handle disposed adjacent to the body and moving along the first direction, a soft valve connecting the body and the handle, and It includes a grip part that is connected to the body part and whose operation is controlled through the soft valve, wherein the soft valve includes an elastic outer tube, an elastic material disposed inside the outer tube, and a material through which gas can flow. A second channel through which gas can flow between the outer tube and the inner tube, comprising an inner tube in which one channel is formed and at least one spiral thread that spirally surrounds the outside of the inner tube along the length of the inner tube. is formed, and the soft valve controls the degree of opening and closing of the first channel and the second channel according to the tensile length of the outer tube and the inner tube to control the opening and closing of the gas flowing through the first channel and the second channel. The flow rate is adjusted, and the degree of bending of the grip part is controlled according to the pressure of the gas controlled by the soft valve, thereby providing a soft gripper that grips the object.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 그립부의 휨 정도는 상기 소프트 밸브의 인장 길이에 비례할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the degree of bending of the grip portion may be proportional to the tensile length of the soft valve.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 그립부는 소정의 길이로 연장되는 제1 그립부 및 제2 그립부를 구비하며, 상기 제1 그립부 및 상기 제2 그립부는 서로 대칭되도록 배치되고 동시 동작하여 상기 대상을 그리핑할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the grip part includes a first grip part and a second grip part extending to a predetermined length, and the first grip part and the second grip part are arranged to be symmetrical to each other and operate simultaneously to grab the object. Gripping is possible.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 그립부는 상기 소프트 밸브로부터 제공되는 기체의 압력이 클수록 상기 대상과의 접촉력이 증가할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the contact force of the grip unit with the object may increase as the pressure of the gas provided from the soft valve increases.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 나선사는 상기 아우터 튜브 또는 상기 이너 튜브보다 신축성이 작을 수 있다.In one embodiment of the present invention, the spiral yarn may have less elasticity than the outer tube or the inner tube.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 나선사는 복수개로 구성되며, 상기 복수의 나선사는 상기 이너 튜브의 외부에서 일정 간격으로 이격되어 배치될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the spiral yarn is comprised of a plurality of threads, and the plurality of spiral yarns may be arranged to be spaced apart from each other at regular intervals on the outside of the inner tube.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 복수의 나선사는 대칭적으로 배치되며, 동일한 나선 방향을 가질 수 있다.In one embodiment of the present invention, the plurality of helical yarns are arranged symmetrically and may have the same helical direction.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 나선사의 피치(pitch)는 상기 아우터 튜브 및 상기 이너 튜브의 최대 인장 길이와 반비례 관계일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the pitch of the spiral yarn may be inversely proportional to the maximum tensile length of the outer tube and the inner tube.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 채널과 상기 제2 채널의 개폐정도는 반비례 관계일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the opening and closing degrees of the first channel and the second channel may be inversely proportional to each other.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 나선사는 상기 이너 튜브가 인장되는 경우 상기 이너 튜브를 압축하여 상기 제1 채널의 단면적을 감소시키고 상기 제2 채널의 단면적을 증가시킬 수 있다.In one embodiment of the present invention, when the inner tube is tensioned, the spiral yarn may compress the inner tube to reduce the cross-sectional area of the first channel and increase the cross-sectional area of the second channel.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 이너 튜브는 상기 아우터 튜브보다 긴 길이로 구비될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the inner tube may be provided with a longer length than the outer tube.

전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.Other aspects, features and advantages in addition to those described above will become apparent from the following drawings, claims and detailed description of the invention.

전술한 본 발명의 과제 해결 수단에 의하면, 본 발명의 실시예들에 따른 소프트 그리퍼는 소프트 밸브를 구비하여 기체의 압력을 조절하도록 함으로써, 간편한 조작에 의해 제어가 가능하며, 다양한 소재 및 형상의 물체에 대해서 안정적으로 파지할 수 있다.According to the means for solving the problem of the present invention described above, the soft gripper according to the embodiments of the present invention is provided with a soft valve to control the pressure of the gas, so that it can be controlled through simple operation, and can be used to control objects of various materials and shapes. can be held stably.

또한, 본 발명의 실시예들에 따른 소프트 그리퍼는 외부의 파워소스나 제어 장치 등에 연결되지 않아도 구동 가능하여 사용공간의 제약을 받지 않는다. 또한, 스파크가 튀거나 먼지가 많은 환경, 인비보(in vivo) 환경, 높은 방사선 환경, 수중 환경 등 안정성이 더욱 요구되는 극한의 환경에서 안정적으로 구동이 가능하다.In addition, the soft gripper according to embodiments of the present invention can be driven without being connected to an external power source or control device, so it is not limited by usage space. In addition, it can be operated stably in extreme environments that require greater stability, such as sparking or dusty environments, in vivo environments, high radiation environments, and underwater environments.

또한, 본 발명의 실시예들에 따른 소프트 그리퍼는 휴대 가능한 부피 및 무게로 제작할 수 있어 휴대성 및 사용편의성이 향상된다. 또한, 그립력이 지속적으로 미세하게 조정 가능하여 깨지기 쉬운 소재의 물체에 대해서도 안정적으로 파지할 수 있으며, 최대 그립력을 조정하여 다양한 응용 장치에 용이하게 적용할 수 있다.Additionally, the soft gripper according to embodiments of the present invention can be manufactured with a portable volume and weight, thereby improving portability and convenience of use. In addition, the grip force can be continuously and finely adjusted, enabling stable grip even on fragile objects, and by adjusting the maximum grip force, it can be easily applied to various application devices.

또한, 본 발명의 실시예들은 선을 당기는 등 사용자가 그리퍼에 가해주는 힘을 그대로 이용하여 물체를 파지하는 종래의 그리퍼에 비해, 적은 범위의 힘만으로도 간편하게 조작이 가능하며, 사용자가 그리퍼에 가해주는 힘보다 더 큰 범위의 그립력을 획득할 수 있어 다양한 무게의 물체를 효율적으로 파지할 수 있다. In addition, compared to conventional grippers that grip objects by using the force applied to the gripper by the user, such as pulling a line, the embodiments of the present invention can be easily operated with only a small range of force, and the It is possible to acquire a grip force in a larger range than the force, allowing for efficient gripping of objects of various weights.

물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.Of course, the scope of the present invention is not limited by this effect.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 소프트 그리퍼를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 소프트 밸브를 도시한 사시도이다.
도 3은 도 2의 소프트 밸브를 Ⅱ-Ⅱ에 따라 취한 부분단면도이다.
도 4는 이너 튜브 및 나선사의 정상상태 및 인장상태를 나타내는 개략도이다.
도 5는 도 2의 소프트 밸브를 Ⅳ-Ⅳ에 따라 취한 단면도이다.
도 6은 아우터 튜브 및 이너 튜브의 인장 길이에 따른 제1 압력과 제2 압력 비의 변화를 나타내는 그래프이다.
도 7은 나선사의 개수 및 인장률에 따른 소프트 밸브의 단면도 시뮬레이션 결과 및 실제 실험 결과를 도시한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 소프트 밸브의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 소프트 그리퍼의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 소프트 밸브의 인장률 및 공급 압력에 대한 소프트 그리퍼의 그립력 및 그립력 민감도를 도시한 그래프이다.Figure 1 is a perspective view showing a soft gripper according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a perspective view showing the soft valve of Figure 1.
Figure 3 is a partial cross-sectional view of the soft valve of Figure 2 taken along II-II.
Figure 4 is a schematic diagram showing the normal state and tension state of the inner tube and spiral yarn.
Figure 5 is a cross-sectional view taken along IV-IV of the soft valve of Figure 2.
Figure 6 is a graph showing the change in the ratio of the first pressure and the second pressure according to the tensile length of the outer tube and the inner tube.
Figure 7 shows simulation results and actual experimental results of a cross-sectional view of a soft valve according to the number of threads and tensile rate.
Figure 8 is a diagram for explaining the operation of a soft valve according to an embodiment of the present invention.
Figure 9 is a diagram for explaining the operation of a soft gripper according to an embodiment of the present invention.
Figure 10 is a graph showing the grip force and grip force sensitivity of the soft gripper with respect to the tension rate and supply pressure of the soft valve.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 이하의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, the following embodiments 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 duplicate descriptions thereof will be omitted.

본 실시예들은 다양한 변환을 가할 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 실시예들의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 내용들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 실시예들은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다. Since various transformations can be made to these embodiments, specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description. The effects and features of the present embodiments and methods for achieving them will become clear by referring to the detailed description below along with the drawings. However, the present embodiments are not limited to the embodiments disclosed below and may be implemented in various forms.

도면에서는 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.In the drawings, in order to clearly explain the present invention, parts not related to the description are omitted, and similar parts are given similar reference numerals throughout the specification.

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 expressions include plural expressions, 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 the presence of features or components described in the specification, and do not exclude in advance the possibility of adding one or more other features or components.

이하의 실시예에서 유닛, 영역, 구성 요소 등의 부분이 다른 부분 위에 또는 상에 있다고 할 때, 다른 부분의 바로 위에 있는 경우 뿐만 아니라, 그 중간에 다른 유닛, 영역, 구성 요소 등이 개재되어 있는 경우도 포함한다. In the following embodiments, when a part of a unit, area, component, etc. is said to be on or on another part, it is not only a case where it is directly on top of the other part, but also when other units, areas, components, etc. are interposed between them. Also includes cases.

이하의 실시예에서 연결하다 또는 결합하다 등의 용어는 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 반드시 두 부재의 직접적 및/또는 고정적 연결 또는 결합을 의미하는 것은 아니며, 두 부재 사이에 다른 부재가 개재된 것을 배제하는 것이 아니다.In the following embodiments, terms such as connect or combine do not necessarily mean a direct and/or fixed connection or combination of two members, unless the context clearly indicates otherwise, and do not mean that another member is interposed between the two members. It's not exclusion.

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, 이하의 실시예는 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 following embodiments are not necessarily limited to what is shown.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 소프트 그리퍼(1)를 도시한 사시도이다.Figure 1 is a perspective view showing a soft gripper 1 according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 소프트 그리퍼(1)는 소프트 밸브(10), 제1 장치(400), 제2 장치(500) 및 제3 장치(600)를 포함할 수 있다. 소프트 밸브(10)는 제1 장치(400), 제2 장치(500) 및 제3 장치(600)와 연결될 수 있다. Referring to FIG. 1, the soft gripper 1 according to an embodiment of the present invention may include a soft valve 10, a first device 400, a second device 500, and a third device 600. there is. The soft valve 10 may be connected to the first device 400, the second device 500, and the third device 600.

일 실시예에서, 소프트 밸브(10)는 제1 장치(400)와 연결되는 제1 커넥터(100), 제2 장치(500)와 연결되는 제2 커넥터(200) 및 제1 커넥터(100)와 제2 커넥터(200) 사이를 연결하는 조절부재(300)를 포함할 수 있다. 소프트 밸브(10)는 제2 커넥터(200)를 통하여 제2 장치(500)와 연결되어 제2 장치(500)에서 제공되는 기체가 유입될 수 있다. 또한, 소프트 밸브(10)는 제1 커넥터(100)를 통하여 제1 장치(400)와 연결되어 제1 장치(400)로 기체를 제공할 수 있다. In one embodiment, the soft valve 10 includes a first connector 100 connected to the first device 400, a second connector 200 and a first connector 100 connected to the second device 500. It may include an adjustment member 300 connecting the second connectors 200. The soft valve 10 is connected to the second device 500 through the second connector 200 so that gas provided from the second device 500 can flow in. Additionally, the soft valve 10 may be connected to the first device 400 through the first connector 100 to provide gas to the first device 400.

소프트 밸브(10)는 제3 장치(600)에 배치될 수 있으며, 제3 장치(600)에 고정 설치될 수 있다. 소프트 밸브(10)는 제3 장치(600)의 운동에 연동하여 구동될 수 있다. 소프트 밸브(10)는 제1 장치(400)측으로 제공되는 기체의 압력을 조절할 수 있다. 소프트 밸브(10)의 구조 및 작용에 대해서는 도 2 내지 도 8을 참조하여 자세히 후술한다.The soft valve 10 may be placed on the third device 600 and may be fixedly installed on the third device 600. The soft valve 10 may be driven in conjunction with the movement of the third device 600. The soft valve 10 can control the pressure of gas provided to the first device 400. The structure and operation of the soft valve 10 will be described in detail later with reference to FIGS. 2 to 8.

제1 장치(400)는 소프트 밸브(10)로부터 기체를 제공받아 동작하는 장치일 수 있다. 제1 장치(400)는 소프트 밸브(10)의 제1 커넥터(100)에 연결되며 소프트 밸브(10)와 기체를 주고받을 수 있다. 예를 들어, 제1 장치(400)는 소프트 밸브(10)의 제1 커넥터(100)와 튜브를 통하여 연결될 수 있으며, 상기 튜브는 제1 장치(400)와 소프트 밸브(10)의 사이에서 기체가 유동하는 유로를 형성할 수 있다. The first device 400 may be a device that operates by receiving gas from the soft valve 10. The first device 400 is connected to the first connector 100 of the soft valve 10 and can exchange gas with the soft valve 10. For example, the first device 400 may be connected to the first connector 100 of the soft valve 10 through a tube, and the tube may be connected to the gas between the first device 400 and the soft valve 10. can form a flow path.

제1 장치(400)는 그립부(420)를 포함하여 대상을 파지하는 동작을 수행할 수 있다. 그립부(420)는 소정의 길이를 가지며, 제3 장치(600)의 일단에서 제3 장치(600)의 외측을 향해 연장될 수 있다. 그립부(420)의 일단은 제3 장치(600)의 일단과 연결될 수 있으며, 그립부(420)의 타단은 제3 장치(600)와 이격되어 배치될 수 있다. The first device 400 includes a grip unit 420 and can perform an operation of gripping an object. The grip portion 420 has a predetermined length and may extend from one end of the third device 600 toward the outside of the third device 600 . One end of the grip part 420 may be connected to one end of the third device 600, and the other end of the grip part 420 may be arranged to be spaced apart from the third device 600.

그립부(420)는 복수로 구비될 수 있으며, 복수의 그립부(420)는 제3 장치(600)의 일단에서 서로 이격되어 배치될 수 있다. 복수의 그립부(420)는 제3 장치(600)의 일단에서 서로 대칭되도록 배치될 수 있으며, 동시에 동작할 수 있다. 다만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 복수의 그립부(420)는 다양한 배치가 가능하며, 각각 별도로 동작할 수도 있다.The grip portion 420 may be provided in plurality, and the plurality of grip portions 420 may be arranged at one end of the third device 600 to be spaced apart from each other. The plurality of grip units 420 may be arranged to be symmetrical to each other at one end of the third device 600 and may operate simultaneously. However, the present invention is not limited to this, and the plurality of grip units 420 can be arranged in various ways and may operate separately.

도면에서는 그립부(420)가 제1 그립부(421) 및 제2 그립부(422)로 구비된 경우를 도시하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 그립부(420)가 제1 그립부(421) 및 제2 그립부(422)로 구비된 경우의 실시예를 중심으로 설명한다.In the drawing, the case where the grip part 420 is provided with the first grip part 421 and the second grip part 422 is shown, but the present invention is not limited thereto. Hereinafter, for convenience of explanation, the description will focus on an embodiment in which the grip unit 420 is provided with a first grip unit 421 and a second grip unit 422.

그립부(420)는 탄성 변형 가능한 소재로 구비되어 길이 및/또는 형상이 변형될 수 있다. 예를 들어, 그립부(420)는 실리콘 소재, 폴리머 소재로 제공될 수 있으나 이에 한정되지 않는다.The grip portion 420 is made of an elastically deformable material so that its length and/or shape can be modified. For example, the grip portion 420 may be made of a silicon material or a polymer material, but is not limited thereto.

그립부(420)는 소프트 밸브(10)와 연결될 수 있으며 소프트 밸브(10)와 기체를 주고받을 수 있다. 그립부(420)는 소프트 밸브(10)로부터 제공되는 기체의 압력(Pch)에 따라 내부 압력이 변화되고 길이 및/또는 형상이 변형될 수 있다. The grip portion 420 may be connected to the soft valve 10 and may exchange gas with the soft valve 10. The internal pressure of the grip portion 420 may change and its length and/or shape may be modified depending on the pressure (Pch) of the gas provided from the soft valve 10.

그립부(420) 내부의 압력이 소정의 기준을 초과하는 경우, 그립부(420)의 길이는 연장되며 내측을 향해 휘어지게 된다. 그립부(420)는 소프트 그리퍼(1)의 구동에 따라, 외측을 향해 볼록한 형상으로 휘어져 오므리는 동작을 수행할 수 있다. 그립부(420)는 내부 압력이 높아질수록 휨 정도가 증가할 수 있다. 그립부(420)는 소프트 밸브(10)에 의해 제어되는 기체의 압력(Pch)에 따라 휨 정도가 제어될 수 있다.When the pressure inside the grip part 420 exceeds a predetermined standard, the length of the grip part 420 is extended and bent inward. As the soft gripper 1 is driven, the grip portion 420 may bend outward into a convex shape and perform a retracting motion. The degree of bending of the grip portion 420 may increase as the internal pressure increases. The degree of bending of the grip portion 420 may be controlled according to the gas pressure (Pch) controlled by the soft valve 10.

제1 장치(400)는 소프트 밸브(10)와 그립부(420) 사이에 배치되는 유로조절부(410)를 더 포함할 수 있다. 유로조절부(410)는 소프트 밸브(10)로부터 그립부(420)에 전달되는 기체의 유로를 조절하는 역할을 할 수 있다. 예를 들어, 유로조절부(410)는 한 개의 입력포트 및 복수의 출력포트를 구비하여 입력포트로 유입된 기체가 복수의 출력포트로 분산되어 방출되도록 할 수 있다.The first device 400 may further include a flow path control unit 410 disposed between the soft valve 10 and the grip unit 420. The flow path control unit 410 may serve to control the flow path of gas delivered from the soft valve 10 to the grip part 420. For example, the flow control unit 410 may be provided with one input port and a plurality of output ports so that the gas flowing into the input port is distributed and discharged from the plurality of output ports.

구체적으로, 유로조절부(410)의 입력포트는 소프트 밸브(10)의 제1 커넥터(100)와 제1 튜브를 통하여 연결될 수 있으며, 제1 튜브는 소프트 밸브(10)와 유로조절부(410) 사이에서 기체가 유동하는 유로를 형성할 수 있다. 유로조절부(410)의 출력포트는 그립부(420)와 제2 튜브를 통하여 연결될 수 있으며, 제2 튜브는 유로조절부(410)와 그립부(420) 사이에서 기체가 유동하는 유로를 형성할 수 있다. 유로조절부(410)의 출력포트는 그립부(420)의 개수에 대응하여 복수개로 구비될 수 있으며, 복수의 출력포트는 복수의 그립부(420)와 각각 제2 튜브를 통하여 연결될 수 있다. Specifically, the input port of the flow path control unit 410 may be connected to the first connector 100 of the soft valve 10 and the first tube, and the first tube is connected to the soft valve 10 and the flow path control unit 410. ) can form a flow path through which gas flows. The output port of the flow control unit 410 may be connected to the grip part 420 and the second tube, and the second tube may form a flow path through which gas flows between the flow control part 410 and the grip part 420. there is. The output ports of the flow control unit 410 may be provided in plural numbers corresponding to the number of grip units 420, and the plurality of output ports may be connected to the plurality of grip units 420 through second tubes, respectively.

소프트 밸브(10)로부터 제1 튜브를 통하여 유로조절부(410)의 입력포트로 유입된 기체는 출력포트로 방출되며, 출력포트와 연결된 제2 튜브를 따라 이동하여 그립부(420)로 제공될 수 있다. 그립부(420)가 복수로 구비된 경우 제1 튜브를 통하여 유로조절부(410)로 유입된 기체는 복수의 제2 튜브를 통하여 각각의 그립부(420)로 분할되어 제공될 수 있다.The gas flowing into the input port of the flow control unit 410 from the soft valve 10 through the first tube is discharged to the output port, moves along the second tube connected to the output port, and can be provided to the grip unit 420. there is. When a plurality of grip units 420 are provided, the gas flowing into the flow path control unit 410 through the first tube may be divided and provided to each grip unit 420 through a plurality of second tubes.

제2 장치(500)는 소프트 밸브(10)와 연결되어 소프트 밸브(10)에 일정한 압력으로 기체를 제공할 수 있다. 예를 들어, 제2 장치(500)는 소프트 밸브(10)의 제2 커넥터(200)와 튜브로 연결되어 소프트 밸브(10)에 기체를 제공할 수 있다. 제2 장치(500)는 제3 장치(600)의 내부에 배치될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.The second device 500 is connected to the soft valve 10 and can provide gas to the soft valve 10 at a constant pressure. For example, the second device 500 may be connected to the second connector 200 of the soft valve 10 through a tube to provide gas to the soft valve 10. The second device 500 may be placed inside the third device 600, but is not limited thereto.

일 실시예에서, 제2 장치(500)는 저장장치(510) 및 레귤레이터(520)를 포함할 수 있다. 저장장치(510)는 소프트 밸브(10)로 제공되는 기체의 소스를 저장할 수 있다. 저장장치(510)에서 배출된 기체는 레귤레이터(520)를 통하여 압력이 기 설정된 일정한 값(Ps)을 갖도록 조절된 후 소프트 밸브(10)로 제공될 수 있다. In one embodiment, the second device 500 may include a storage device 510 and a regulator 520. The storage device 510 can store the source of gas provided by the soft valve 10. The gas discharged from the storage device 510 may be adjusted to have a pressure of a preset constant value (Ps) through the regulator 520 and then provided to the soft valve 10.

제3 장치(600)는 소프트 그리퍼(1)의 외관을 형성하며, 제1 장치(400) 및 제2 장치(500)를 지지할 수 있다. 제3 장치(600)는 바디부(610) 및 핸들부(620)를 포함할 수 있다.The third device 600 forms the exterior of the soft gripper 1 and can support the first device 400 and the second device 500. The third device 600 may include a body portion 610 and a handle portion 620.

바디부(610)는 제1 방향으로 길이를 갖도록 연장될 수 있으며, 내부에 제2 장치(500)가 수용되는 공간이 형성될 수 있다. 바디부(610)의 일단에는 제1 장치(400)의 그립부(420)가 연결될 수 있다.The body portion 610 may be extended to have a length in a first direction, and a space for accommodating the second device 500 may be formed therein. The grip portion 420 of the first device 400 may be connected to one end of the body portion 610.

핸들부(620)는 바디부(610)와 인접하게 배치되며, 제1 방향을 따라 운동하도록 구비될 수 있다. 일 실시예에서 핸들부(620)는 바디부(610)의 타단에 연결될 수 있다. 다만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 다른 실시예에서 핸들부(620)는 바디부(610)의 일면상에 배치되어 제1 방향을 따라 운동하도록 구비될 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위해 핸들부(620)가 바디부(610)의 타단에 연결되는 실시예를 중심으로 설명한다.The handle portion 620 is disposed adjacent to the body portion 610 and may be provided to move along a first direction. In one embodiment, the handle unit 620 may be connected to the other end of the body unit 610. However, the present invention is not limited to this, and in another embodiment, the handle unit 620 may be disposed on one surface of the body unit 610 and be provided to move along the first direction. Hereinafter, for convenience of explanation, the description will focus on an embodiment in which the handle portion 620 is connected to the other end of the body portion 610.

바디부(610)와 핸들부(620)의 사이에는 소프트 밸브(10)가 배치될 수 있다. 소프트 밸브(10)는 바디부(610)와 핸들부(620) 사이를 연결하며 바디부(610)와 핸들부(620)의 동작에 따라 길이가 변화할 수 있다. 구체적으로, 소프트 밸브(10)의 제1 커넥터(100)가 바디부(610)에 고정되고 제2 커넥터가 핸들부(620)에 고정되어, 소프트 밸브(10)는 바디부(610)와 핸들부(620)의 상대적인 위치에 의하여 길이가 변화할 수 있다.A soft valve 10 may be disposed between the body portion 610 and the handle portion 620. The soft valve 10 connects the body portion 610 and the handle portion 620, and its length may vary depending on the operation of the body portion 610 and the handle portion 620. Specifically, the first connector 100 of the soft valve 10 is fixed to the body 610 and the second connector is fixed to the handle 620, so that the soft valve 10 is connected to the body 610 and the handle. The length may vary depending on the relative positions of the parts 620.

핸들부(620)가 바디부(610)의 타단측에 배치된 경우, 사용자는 핸들부(620)를 제1 방향으로 당김으로써 핸들부(620)가 바디부(610)의 타단에서 멀어지도록 할 수 있다. 이때, 바디부(610)와 핸들부(620) 사이의 소프트 밸브(10)의 길이는 연장되며, 소프트 밸브(10)로부터 제1 장치(400)에 제공되는 기체의 압력이 조절될 수 있다. When the handle portion 620 is disposed on the other end of the body portion 610, the user may pull the handle portion 620 in the first direction to cause the handle portion 620 to move away from the other end of the body portion 610. You can. At this time, the length of the soft valve 10 between the body portion 610 and the handle portion 620 is extended, and the pressure of gas provided from the soft valve 10 to the first device 400 can be adjusted.

소프트 그리퍼(1)는 바디부(610)와 핸들부(620) 사이를 연결하는 소프트 밸브(10)를 포함하여, 바디부(610)와 핸들부(620)의 상대적 운동을 통해 소프트 밸브(10)의 인장 길이를 변화시킴으로써 제1 장치(400)로 제공되는 기체의 압력(Pch)을 조절하고, 그립부(420)를 구동할 수 있다. 이하에서 소프트 밸브(10)가 기체의 압력을 조절하는 것에 대해 상세히 설명한다.The soft gripper 1 includes a soft valve 10 connected between the body 610 and the handle 620, and the soft valve 10 through relative movement of the body 610 and the handle 620. ) By changing the tensile length, the pressure (Pch) of the gas provided to the first device 400 can be adjusted and the grip unit 420 can be driven. Below, how the soft valve 10 regulates gas pressure will be described in detail.

도 2는 도 1의 소프트 밸브(10)를 도시한 사시도이며, 도 3은 도 2의 소프트 밸브(10)를 Ⅱ-Ⅱ에 따라 취한 부분단면도이다.FIG. 2 is a perspective view showing the soft valve 10 of FIG. 1, and FIG. 3 is a partial cross-sectional view of the soft valve 10 of FIG. 2 taken along line II-II.

도 2 및 도 3을 참조하면, 소프트 밸브(10)는 제1 커넥터(100), 제2 커넥터(200) 및 조절부재(300)를 포함할 수 있다. 소프트 밸브(10)는 제2 장치(500)로부터 유입되는 기체의 압력을 조절하여 제1 장치(400)로 제공할 수 있다.Referring to FIGS. 2 and 3 , the soft valve 10 may include a first connector 100, a second connector 200, and an adjustment member 300. The soft valve 10 can control the pressure of gas flowing from the second device 500 and provide it to the first device 400.

제1 커넥터(100)는 소프트 밸브(10)의 일단에 배치되며, 내부에 조절부재(300)가 삽입되고, 기체가 유동하는 공간이 형성된다. 제1 커넥터(100)는 조절부재(300)와 연결되는 제1 포트(110) 및 제1 장치(400)와 연결되는 제2 포트(120)를 포함할 수 있다.The first connector 100 is disposed at one end of the soft valve 10, the control member 300 is inserted therein, and a space through which gas flows is formed. The first connector 100 may include a first port 110 connected to the adjustment member 300 and a second port 120 connected to the first device 400.

일례로 제1 커넥터(100)는 "L 형상"을 가질 수 있으며, 각 단부에는 외부와 연통되는 개구가 형성될 수 있다. 즉, 제1 커넥터(100)는 제1 포트(110) 및 제2 포트(120)가 수직으로 연결된 구조일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.For example, the first connector 100 may have an “L shape,” and an opening communicating with the outside may be formed at each end. That is, the first connector 100 may have a structure in which the first port 110 and the second port 120 are vertically connected, but is not limited to this.

제1 포트(110)는 제1 커넥터(100)의 내부공간과 연통되며 소정의 길이로 연장될 수 있다. 제1 포트(110)의 일단에는 개구가 형성되고, 상기 개구를 통하여 조절부재(300)가 삽입될 수 있다. 상기 개구 및 제1 포트(110)는 조절부재(300)의 형상에 대응하도록 형성될 수 있다. 일례로 제1 포트(110)의 내경은 제1 포트(110)로 삽입된 조절부재(300) 중 아우터 튜브(310)의 외경과 같은 값을 가질 수 있다. 따라서, 제1 포트(110)의 내측면은 아우터 튜브(310)의 외측면과 접촉할 수 있다. The first port 110 communicates with the internal space of the first connector 100 and may extend to a predetermined length. An opening is formed at one end of the first port 110, and the adjustment member 300 can be inserted through the opening. The opening and first port 110 may be formed to correspond to the shape of the adjustment member 300. For example, the inner diameter of the first port 110 may have the same value as the outer diameter of the outer tube 310 of the adjustment member 300 inserted into the first port 110. Accordingly, the inner surface of the first port 110 may contact the outer surface of the outer tube 310.

일 실시예에서, 제1 포트(110)에 삽입된 아우터 튜브(310)의 일단은 제1 포트(110) 내부에 형성된 제1 고정부(130)와 접촉할 수 있다. 제1 고정부(130)는 제1 포트(110)의 내부에서 제1 포트(110)의 개구와 이격되어 배치되며, 제1 포트(110)의 내측면에서 내부공간을 향해 돌출되도록 형성될 수 있다. 제1 고정부(130)는 제1 포트(110)의 내측면에서 아우터 튜브(310)의 두께보다 작거나 같은 높이로 돌출될 수 있다. In one embodiment, one end of the outer tube 310 inserted into the first port 110 may contact the first fixing part 130 formed inside the first port 110. The first fixing part 130 is disposed inside the first port 110 and spaced apart from the opening of the first port 110, and may be formed to protrude from the inner surface of the first port 110 toward the internal space. there is. The first fixing part 130 may protrude from the inner surface of the first port 110 to a height less than or equal to the thickness of the outer tube 310.

제1 고정부(130)는 아우터 튜브(310)의 삽입 길이에 대응되는 위치에 형성되어, 아우터 튜브(310)의 걸림턱 역할을 할 수 있다. 즉, 아우터 튜브(310)는 제1 포트(110)의 개구로 삽입되어 아우터 튜브(310)의 일단이 제1 고정부(130)와 접촉할 때까지 삽입될 수 있다. The first fixing part 130 is formed at a position corresponding to the insertion length of the outer tube 310 and may serve as a locking step for the outer tube 310. That is, the outer tube 310 may be inserted into the opening of the first port 110 until one end of the outer tube 310 contacts the first fixing part 130.

한편, 아우터 튜브(310)는 제1 포트(110)와 결합하여 고정될 수 있다. 일 실시예에서, 아우터 튜브(310)는 일단이 제1 고정부(130)와 접촉하는 위치에 고정될 수 있으며, 아우터 튜브(310)의 외측면과 제1 포트(110)의 내측면이 결합하여 고정될 수 있다. Meanwhile, the outer tube 310 may be fixed by combining with the first port 110. In one embodiment, the outer tube 310 may be fixed at a position where one end is in contact with the first fixing part 130, and the outer surface of the outer tube 310 and the inner surface of the first port 110 are coupled. It can be fixed.

제1 포트(110)와 아우터 튜브(310) 사이에는 제1 포트(110)와 아우터 튜브(310)를 결합시키는 결합부재(미도시)가 구비될 수 있다. 예를 들어, 제1 포트(110)의 내측면 또는 아우터 튜브(310)의 외측면에 도포되는 접착제를 이용하여 제1 포트(110) 및 아우터 튜브(310)를 결합할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. A coupling member (not shown) may be provided between the first port 110 and the outer tube 310 to couple the first port 110 and the outer tube 310. For example, the first port 110 and the outer tube 310 may be joined using an adhesive applied to the inner surface of the first port 110 or the outer surface of the outer tube 310, but is limited thereto. That is not the case.

제2 포트(120)는 제1 커넥터(100)의 내부공간과 연통되며, 소정의 길이로 연장될 수 있다. 제2 포트(120)의 연장방향은 제1 포트(110)의 연장방향과 다를 수 있다. 즉, 제2 포트(120)는 제1 포트(110)로 삽입되어진 조절부재(300)의 길이방향(제1 방향)과 다른 방향으로 연장될 수 있다. The second port 120 communicates with the internal space of the first connector 100 and may extend to a predetermined length. The extension direction of the second port 120 may be different from the extension direction of the first port 110. That is, the second port 120 may extend in a direction different from the longitudinal direction (first direction) of the adjustment member 300 inserted into the first port 110.

제2 포트(120)의 일단에는 개구가 형성되고, 상기 개구를 통하여 기체가 출입할 수 있다. 제2 포트(120)는 제1 장치(400)와 연결되어 제1 장치(400)와 기체를 교환할 수 있다. An opening is formed at one end of the second port 120, and gas can enter and exit through the opening. The second port 120 is connected to the first device 400 and can exchange gas with the first device 400.

제1 커넥터(100)의 내부공간에는 조절부재(300)의 이너 튜브(320)가 결합되는 제2 고정부(140)가 구비될 수 있다. 제2 고정부(140)는 이너 튜브(320)의 형상에 대응되도록 형성될 수 있다. 일례로 제2 고정부(140)는 이너 튜브(320)의 일단부가 끼움 결합 가능하도록 형성될 수 있으며, 이때 제2 고정부(140)의 내경은 이너 튜브(320)의 외경보다 크거나 같도록 형성될 수 있다.A second fixing part 140 to which the inner tube 320 of the adjustment member 300 is coupled may be provided in the inner space of the first connector 100. The second fixing part 140 may be formed to correspond to the shape of the inner tube 320. For example, the second fixing part 140 may be formed so that one end of the inner tube 320 can be fitted, and in this case, the inner diameter of the second fixing part 140 is larger than or equal to the outer diameter of the inner tube 320. can be formed.

제2 고정부(140)는 제1 커넥터(100)의 내부에서 이너 튜브(320)의 위치를 가이드하는 역할을 하며, 이너 튜브(320)의 일단(321)과 결합하여 이너 튜브(320)의 일단(321)을 제1 커넥터(100)에 고정시키는 역할을 할 수 있다. 일 실시예에서, 제2 고정부(140)는 이너 튜브(320)의 일단(321)에 배치되는 제1 고정부재(341)와 결합하여 이너 튜브(320)의 일단(321)이 제1 커넥터(100)에 고정되도록 할 수 있다.The second fixing part 140 serves to guide the position of the inner tube 320 inside the first connector 100, and is coupled to one end 321 of the inner tube 320 to secure the inner tube 320. It may serve to secure one end 321 to the first connector 100. In one embodiment, the second fixing part 140 is coupled to the first fixing member 341 disposed on one end 321 of the inner tube 320 so that one end 321 of the inner tube 320 is connected to the first connector. It can be fixed at (100).

이너 튜브(320)의 일단(321)은 제1 커넥터(100)의 내부로 삽입되어, 인접하는 제1 커넥터(100)의 내측면과 이격되어 고정될 수 있다. 다시 말해, 이너 튜브(320)의 일단(321)은 대향하는 제1 커넥터(100)의 제1 내측벽(150)과 g만큼 이격되어 고정될 수 있다. 따라서, 이너 튜브(320)의 일단(321)과 제1 내측벽(150) 사이에는 g의 길이를 가지는 기체 유동 공간이 형성될 수 있다.One end 321 of the inner tube 320 may be inserted into the first connector 100 and fixed to be spaced apart from the inner surface of the adjacent first connector 100. In other words, one end 321 of the inner tube 320 may be fixed at a distance of g from the first inner wall 150 of the opposing first connector 100. Accordingly, a gas flow space having a length of g may be formed between the one end 321 of the inner tube 320 and the first inner wall 150.

제2 커넥터(200)는 소프트 밸브(10)의 타단에 배치되며, 내부에 조절부재(300)가 삽입되고, 기체가 유동하는 공간이 형성된다. 제2 커넥터(200)는 제3 포트(210), 제4 포트(220) 및 제5 포트(230)를 포함할 수 있다. The second connector 200 is disposed at the other end of the soft valve 10, and the control member 300 is inserted therein, forming a space through which gas flows. The second connector 200 may include a third port 210, a fourth port 220, and a fifth port 230.

일례로 제2 커넥터(200)는 "T 형상"을 가질 수 있으며, 각 단부에는 외부와 연통되는 개구가 형성될 수 있다. 즉, 제2 커넥터(200)는 제3 포트(210) 및 제5 포트(230)가 나란히 연결되고 제4 포트(220)가 제3 포트(210)와 제5 포트(230)의 사이에 수직으로 연결된 구조일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.For example, the second connector 200 may have a “T shape,” and an opening communicating with the outside may be formed at each end. That is, the second connector 200 connects the third port 210 and the fifth port 230 in parallel, and the fourth port 220 is perpendicular to the third port 210 and the fifth port 230. It may be a connected structure, but is not limited to this.

제3 포트(210)는 제2 커넥터(200)의 내부공간과 연통되며 소정의 길이로 연장될 수 있다. 제3 포트(210)의 일단에는 개구가 형성되고, 상기 개구를 통하여 조절부재(300)가 삽입될 수 있다. 제3 포트(210)는 제1 커넥터(100)의 제1 포트(110)와 같이 조절부재(300)의 형상에 대응하도록 형성될 수 있다. 제3 포트(210)의 내측면은 아우터 튜브(310)의 외측면과 접촉할 수 있다. The third port 210 communicates with the internal space of the second connector 200 and may extend to a predetermined length. An opening is formed at one end of the third port 210, and the adjustment member 300 can be inserted through the opening. The third port 210 may be formed to correspond to the shape of the adjustment member 300, like the first port 110 of the first connector 100. The inner surface of the third port 210 may contact the outer surface of the outer tube 310.

일 실시예에서, 제3 포트(210)의 내부에 제3 고정부가 형성될 수 있으며, 제3 포트(210)로 삽입된 아우터 튜브(310)의 타단은 제3 고정부와 접촉할 수 있다. 제3 고정부는 제1 고정부(130)와 동일한 형상으로 구비될 수 있다. In one embodiment, a third fixing part may be formed inside the third port 210, and the other end of the outer tube 310 inserted into the third port 210 may contact the third fixing part. The third fixing part may be provided in the same shape as the first fixing part 130.

제3 포트(210)는 아우터 튜브(310)의 타단부와 결합할 수 있다. 일 실시예에서, 아우터 튜브(310)의 타단은 제3 고정부와 접촉하는 위치에 고정될 수 있으며, 아우터 튜브(310)의 외측면과 제3 포트(210)의 내측면이 접착하여 결합될 수 있다. The third port 210 may be coupled to the other end of the outer tube 310. In one embodiment, the other end of the outer tube 310 may be fixed at a position in contact with the third fixing part, and the outer surface of the outer tube 310 and the inner surface of the third port 210 may be bonded to each other. You can.

제4 포트(220)는 제2 커넥터(200)의 내부공간과 연통되며, 소정의 길이로 연장될 수 있다. 제4 포트(220)의 연장방향은 제3 포트(210) 또는 제5 포트(230)의 연장방향과 다를 수 있다. 제4 포트(220)는 제3 포트(210)에 삽입된 조절부재(300)의 길이방향(제1 방향)과 다른 방향으로 연장될 수 있다. The fourth port 220 communicates with the internal space of the second connector 200 and may extend to a predetermined length. The extension direction of the fourth port 220 may be different from that of the third port 210 or the fifth port 230. The fourth port 220 may extend in a direction different from the longitudinal direction (first direction) of the adjustment member 300 inserted into the third port 210.

제4 포트(220)의 일단에는 개구가 형성되고, 상기 개구를 통하여 기체가 소프트 밸브(10)의 내부로 유입될 수 있다. 제4 포트(220)는 제2 장치(500)와 연결되며, 제2 장치(500)로부터 제공되는 기체가 유입되는 유입구의 역할을 할 수 있다. 이때, 제2 장치(500)로부터 제공되는 기체는 일정한 압력(제1 압력, Ps)으로 소프트 밸브(10)의 내부로 유입될 수 있다.An opening is formed at one end of the fourth port 220, and gas can flow into the soft valve 10 through the opening. The fourth port 220 is connected to the second device 500 and may serve as an inlet through which gas provided from the second device 500 flows. At this time, the gas provided from the second device 500 may flow into the soft valve 10 at a constant pressure (first pressure, Ps).

제5 포트(230)는 제2 커넥터(200)의 내부공간과 연통되며, 소정의 길이로 연장될 수 있다. 제5 포트(230)의 연장방향은 제3 포트(210)의 연장방향과 나란할 수 있다. 즉, 제5 포트(230)는 제3 포트(210)와 함께 조절부재(300)가 삽입되는 통로를 형성할 수 있다.The fifth port 230 communicates with the internal space of the second connector 200 and may extend to a predetermined length. The extension direction of the fifth port 230 may be parallel to the extension direction of the third port 210. That is, the fifth port 230, together with the third port 210, may form a passage into which the adjustment member 300 is inserted.

제5 포트(230)는 이너 튜브(320)의 형상에 대응하도록 형성될 수 있으며, 제5 포트(230)의 내측면은 이너 튜브(320)의 외측면과 접촉할 수 있다. 예를 들어, 제5 포트(230)의 내경은 이너 튜브(320)의 외경보다 크거나 같도록 형성될 수 있다. The fifth port 230 may be formed to correspond to the shape of the inner tube 320, and the inner surface of the fifth port 230 may contact the outer surface of the inner tube 320. For example, the inner diameter of the fifth port 230 may be formed to be larger than or equal to the outer diameter of the inner tube 320.

제5 포트(230)의 일단에는 개구가 형성되고, 제3 포트(210)로 삽입된 조절부재(300) 중 이너 튜브(320)는 제2 커넥터(200)의 내부공간을 통과한 후 제5 포트(230)까지 연장될 수 있다. 이때, 이너 튜브(320)의 타단(322)은 제5 포트(230)의 개구와 연결될 수 있다. 제5 포트(230)의 개구와 연결된 이너 튜브(320)의 타단(322)은 외부로 개방될 수 있다. An opening is formed at one end of the fifth port 230, and the inner tube 320 of the adjustment member 300 inserted into the third port 210 passes through the inner space of the second connector 200 and then passes through the inner space of the second connector 200. It may extend to port 230. At this time, the other end 322 of the inner tube 320 may be connected to the opening of the fifth port 230. The other end 322 of the inner tube 320 connected to the opening of the fifth port 230 may be open to the outside.

일 실시예에서, 이너 튜브(320)는 타단(322)에 배치되는 제2 고정부재(342)를 통해 제5 포트(230)와 결합할 수 있다. 예를 들어, 제2 고정부재(342)는 제5 포트(230)의 개구에 접합되어 이너 튜브(320)가 제2 커넥터(200)에 고정되도록 할 수 있다.In one embodiment, the inner tube 320 may be coupled to the fifth port 230 through the second fixing member 342 disposed at the other end 322. For example, the second fixing member 342 may be bonded to the opening of the fifth port 230 to secure the inner tube 320 to the second connector 200.

조절부재(300)는 제1 커넥터(100)와 제2 커넥터(200)의 사이를 연결할 수 있다. 구체적으로, 조절부재(300)는 일단이 제1 커넥터(100)의 제1 포트(110)에 삽입되고, 타단이 제2 커넥터(200)의 제3 포트(210)에 삽입되어 제1 커넥터(100)와 제2 커넥터(200)의 사이를 연결할 수 있다. 조절부재(300)는 아우터 튜브(310), 이너 튜브(320) 및 나선사(330)를 포함할 수 있다. The adjustment member 300 may connect the first connector 100 and the second connector 200. Specifically, one end of the adjustment member 300 is inserted into the first port 110 of the first connector 100, and the other end is inserted into the third port 210 of the second connector 200 to form the first connector ( 100) and the second connector 200 can be connected. The adjustment member 300 may include an outer tube 310, an inner tube 320, and a spiral thread 330.

아우터 튜브(310)는 소정의 길이로 연장될 수 있다. 아우터 튜브(310)는 신축성을 가지는 소재로 구비되며, 길이방향(x 방향)으로 작용되는 외력에 의해 탄성 변형될 수 있다.The outer tube 310 may extend to a predetermined length. The outer tube 310 is made of an elastic material and can be elastically deformed by an external force applied in the longitudinal direction (x direction).

아우터 튜브(310)는 일단에서 타단까지 동일한 폭을 가지며, 내부에 이너 튜브(320) 및 나선사(330)가 배치될 수 있다. 아우터 튜브(310)의 일단은 제1 커넥터(100)의 제1 포트(110)와 결합하고, 아우터 튜브(310)의 타단은 제2 커넥터(200)의 제3 포트(210)와 결합할 수 있다. 아우터 튜브(310)는 각 단부가 제1 커넥터(100) 및 제2 커넥터(200)에 고정됨으로써 제1 커넥터(100) 및 제2 커넥터(200)의 움직임에 연동하여 길이가 변화될 수 있다.The outer tube 310 has the same width from one end to the other, and an inner tube 320 and a spiral yarn 330 may be disposed therein. One end of the outer tube 310 may be coupled to the first port 110 of the first connector 100, and the other end of the outer tube 310 may be coupled to the third port 210 of the second connector 200. there is. Each end of the outer tube 310 is fixed to the first connector 100 and the second connector 200, so that the length can be changed in conjunction with the movement of the first connector 100 and the second connector 200.

아우터 튜브(310)의 각 단부는 제1 포트(110) 및 제3 포트(210)의 내측면과 결합하여, 소프트 밸브(10) 내부의 기체가 제1 포트(110)와 아우터 튜브(310)의 사이 또는 제3 포트(210)와 아우터 튜브(310)의 사이로 유출되지 않도록 할 수 있다. Each end of the outer tube 310 is coupled to the inner surface of the first port 110 and the third port 210, so that the gas inside the soft valve 10 flows through the first port 110 and the outer tube 310. It can be prevented from leaking between or between the third port 210 and the outer tube 310.

이너 튜브(320)는 소정의 길이로 연장될 수 있다. 이너 튜브(320)는 신축성을 가지는 소재로 구비되며, 길이방향(x 방향)으로 작용되는 외력에 의해 탄성 변형될 수 있다.The inner tube 320 may be extended to a predetermined length. The inner tube 320 is made of an elastic material and can be elastically deformed by an external force applied in the longitudinal direction (x direction).

이너 튜브(320)는 일단에서 타단까지 동일한 폭을 가지며, 아우터 튜브(310)의 내부에 배치될 수 있다. 이너 튜브(320)의 외측면은 아우터 튜브(310)의 내측면과 접촉할 수 있다.The inner tube 320 has the same width from one end to the other and may be disposed inside the outer tube 310. The outer surface of the inner tube 320 may contact the inner surface of the outer tube 310.

이너 튜브(320)의 길이(d2)는 아우터 튜브(310)의 길이(d1)보다 길 수 있다. 즉, 아우터 튜브(310)의 내부에 배치되는 이너 튜브(320)의 양측 단부는 아우터 튜브(310)의 외부로 돌출될 수 있다. 이너 튜브(320)의 길이(d2)는 조절부재(300)의 길이(L0)와 같을 수 있다.The length d2 of the inner tube 320 may be longer than the length d1 of the outer tube 310. That is, both ends of the inner tube 320 disposed inside the outer tube 310 may protrude to the outside of the outer tube 310. The length d2 of the inner tube 320 may be equal to the length L0 of the adjustment member 300.

이너 튜브(320)의 일단(321)은 제1 커넥터(100)의 제2 고정부(140)와 결합하고, 이너 튜브(320)의 타단(322)은 제2 커넥터(200)의 제5 포트(230)와 결합할 수 있다. 이너 튜브(320)의 일단(321) 및 타단(322)에는 나선사(330)와의 결합을 위한 제1 고정부재(341) 및 제2 고정부재(342)가 배치될 수 있다.One end 321 of the inner tube 320 is coupled to the second fixing part 140 of the first connector 100, and the other end 322 of the inner tube 320 is connected to the fifth port of the second connector 200. Can be combined with (230). A first fixing member 341 and a second fixing member 342 for coupling to the spiral yarn 330 may be disposed on one end 321 and the other end 322 of the inner tube 320.

이너 튜브(320)의 일단(321)은 제1 커넥터(100) 내부의 제1 내측벽(150)과 이격되어 배치될 수 있다. 이너 튜브(320)는 각 단부가 제1 커넥터(100) 및 제2 커넥터(200)에 고정됨으로써 제1 커넥터(100) 및 제2 커넥터(200)의 움직임에 연동하여 길이가 변화될 수 있다.One end 321 of the inner tube 320 may be disposed to be spaced apart from the first inner wall 150 inside the first connector 100. Each end of the inner tube 320 is fixed to the first connector 100 and the second connector 200, so that the length can be changed in conjunction with the movement of the first connector 100 and the second connector 200.

이너 튜브(320)의 내부에는 기체가 유동할 수 있는 제1 채널(c1)이 형성될 수 있다. 제1 채널(c1)은 이너 튜브(320)의 일단(321)에서 타단(322)까지 연통되며, 일정한 직경을 갖도록 형성될 수 있다. A first channel c1 through which gas can flow may be formed inside the inner tube 320. The first channel c1 communicates from one end 321 to the other end 322 of the inner tube 320, and may be formed to have a constant diameter.

나선사(Wrapping Helical Yarn, WHY)(330)는 일정 굵기를 가지는 실로, 소정의 길이로 구비될 수 있다. 나선사(330)는 이너 튜브(320)의 길이를 따라 이너 튜브(320)의 외부를 나선형으로 감싸도록 배치될 수 있다. 나선사(330)는 일정한 피치(pitch)로 이너 튜브(320)를 감쌀 수 있다. Wrapping Helical Yarn (WHY) 330 is a yarn with a certain thickness and can be provided at a certain length. The spiral yarn 330 may be arranged along the length of the inner tube 320 to spirally surround the outside of the inner tube 320. The spiral yarn 330 may wrap the inner tube 320 at a constant pitch.

나선사(330)의 양단은 이너 튜브(320)의 양단과 결합할 수 있다. 일 실시예로, 나선사(330) 및 이너 튜브(320)는 이너 튜브(320)의 일단(321)과 타단(322)에 배치되는 제1 고정부재(341)와 제2 고정부재(342)를 이용하여 결합될 수 있으며, 나선사(330)의 양단은 이너 튜브(320)의 양단에 고정될 수 있다. Both ends of the spiral yarn 330 may be coupled to both ends of the inner tube 320. In one embodiment, the spiral yarn 330 and the inner tube 320 include a first fixing member 341 and a second fixing member 342 disposed at one end 321 and the other end 322 of the inner tube 320. It can be coupled using, and both ends of the spiral yarn 330 can be fixed to both ends of the inner tube 320.

나선사(330)는 신축성이 작은 소재로 이루어질 수 있다. 일 실시예에서, 나선사(330)는 아우터 튜브(310) 또는 이너 튜브(320)보다 신축성이 작은 소재로 이루어질 수 있다. 나선사(330)는 소프트 밸브(10)가 인장(stretch)되는 경우 이너 튜브(320)를 압축할 수 있으며, 이너 튜브(320) 내부에 형성된 제1 채널(c1)의 단면적을 감소시킬 수 있다.The spiral yarn 330 may be made of a material with low elasticity. In one embodiment, the spiral yarn 330 may be made of a material with less elasticity than the outer tube 310 or the inner tube 320. The spiral yarn 330 can compress the inner tube 320 when the soft valve 10 is stretched, and can reduce the cross-sectional area of the first channel c1 formed inside the inner tube 320. .

일 실시예에서, 나선사(330)는 복수개로 구비될 수 있다. 복수의 나선사(330)는 일정 간격으로 이격되어 이너 튜브(320)의 외부를 나선형으로 감쌀 수 있다. 복수의 나선사(330)는 일정한 피치를 가지도록 배치될 수 있다. 복수의 나선사(330)는 대칭적으로 배치될 수 있으며, 동일한 나선 방향을 가질 수 있다.In one embodiment, a plurality of spiral yarns 330 may be provided. The plurality of spiral yarns 330 may be spaced apart at regular intervals and wrap around the outside of the inner tube 320 in a spiral shape. The plurality of spiral yarns 330 may be arranged to have a constant pitch. The plurality of helical yarns 330 may be arranged symmetrically and may have the same helical direction.

예를 들어, 나선사(330)는 대칭적으로 배치되는 두개의 나선사를 구비할 수 있다. 즉, 두개의 나선사는 일정 간격으로 이격되어 배치되며, 동일한 나선 방향으로 이너 튜브(320)의 외부를 감쌀 수 있다.For example, the spiral yarn 330 may include two symmetrically arranged spiral yarns. That is, the two spiral yarns are arranged at regular intervals and can wrap the outside of the inner tube 320 in the same spiral direction.

다만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 나선사(330)의 개수 및 나선사(330)의 감긴 간격(피치)은 설계자에 의도에 따라 변형될 수 있다. 또한, 복수의 나선사(330)의 나선 방향은 동일하지 않을 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 대칭적으로 배치되는 두개의 나선사(330)로 구성된 실시예를 중심으로 설명하기로 한다.However, the present invention is not limited to this, and the number of spiral yarns 330 and the winding interval (pitch) of the spiral yarns 330 may be changed depending on the designer's intention. Additionally, the spiral directions of the plurality of spiral yarns 330 may not be the same. Hereinafter, for convenience of explanation, the description will focus on an embodiment consisting of two symmetrically arranged spiral yarns 330.

한편, 아우터 튜브(310)와 이너 튜브(320)의 사이에는 기체가 유동할 수 있는 제2 채널(c2, 도 5 참조)이 형성될 수 있다. 제2 채널(c2)은 제1 커넥터(100)와 제2 커넥터(200) 사이를 연결하여 제2 장치(500)로부터 제공되는 기체를 제1 장치(400) 측으로 전달하는 역할을 할 수 있다. Meanwhile, a second channel (c2, see FIG. 5) through which gas can flow may be formed between the outer tube 310 and the inner tube 320. The second channel c2 may serve to connect the first connector 100 and the second connector 200 to deliver gas provided from the second device 500 to the first device 400.

제2 장치(500)로부터 제공되는 기체는 제2 커넥터(200)의 제4 포트(220)를 통하여 소프트 밸브(10)의 내측으로 유입되고, 제2 채널(c2)을 통해 제1 커넥터(100)로 전달될 수 있다. 제1 커넥터(100)로 전달된 기체는 제2 포트(120)를 통하여 제1 장치(400)로 전달되거나 이너 튜브(320)의 일단(321)을 통해 이너 튜브 내부의 제1 채널(c1)로 유입되어 이너 튜브(320)의 타단(322)을 통해 외부로 방출될 수 있다. 소프트 밸브(10) 내부의 기체 이동에 대해서는 도 8을 참조하여 자세히 후술한다.Gas provided from the second device 500 flows into the inside of the soft valve 10 through the fourth port 220 of the second connector 200, and flows into the first connector 100 through the second channel (c2). ) can be transmitted. The gas delivered to the first connector 100 is delivered to the first device 400 through the second port 120 or through one end 321 of the inner tube 320 to the first channel (c1) inside the inner tube. It may flow into and be discharged to the outside through the other end 322 of the inner tube 320. Gas movement inside the soft valve 10 will be described in detail later with reference to FIG. 8.

제1 채널(c1) 및 제2 채널(c2)의 단면적은 아우터 튜브(310) 및 이너 튜브(320)의 인장 길이에 따라 변화할 수 있다. The cross-sectional areas of the first channel c1 and the second channel c2 may vary depending on the tensile length of the outer tube 310 and the inner tube 320.

여기서 인장 길이는 아우터 튜브(310) 및 이너 튜브(320)의 변형된 길이를 의미한다. Here, the tensile length means the deformed length of the outer tube 310 and the inner tube 320.

여기서, 단면적은 아우터 튜브(310) 및 이너 튜브(320)의 길이가 늘어나는 방향에 대하여 수직한 단면의 면적일 수 있다. 본 발명의 기술적 사상은 아우터 튜브(310)와 이너 튜브(320) 사이의 부피 변화 또는 공간의 변화를 통해 입출력되는 공기의 유동을 조절하는 것을 특징으로 하는데, 이하에서는 설명의 편의를 위해 상기 단면적을 기준으로 본 발명의 원리를 설명하고자 한다. Here, the cross-sectional area may be a cross-sectional area perpendicular to the direction in which the length of the outer tube 310 and the inner tube 320 increases. The technical idea of the present invention is to control the flow of air input and output through a change in volume or a change in space between the outer tube 310 and the inner tube 320. Hereinafter, for convenience of explanation, the cross-sectional area is referred to as The principle of the present invention will be explained based on this standard.

조절부재(300)는 양단에 인장력이 가해지는 경우, 신축성을 가지는 아우터 튜브(310) 및 이너 튜브(320)의 길이가 연장되며, 탄성한도 내에서는 가해지는 인장력이 클수록 인장 길이가 증가된다. 이때, 신축성이 작은 나선사(330)는 팽팽하게 펴지려는 힘이 작용하고, 나선사(330)가 감싸고 있는 이너 튜브(320)는 압축되게 된다.When a tensile force is applied to both ends of the adjustment member 300, the lengths of the elastic outer tube 310 and the inner tube 320 are extended, and within the elastic limit, the greater the applied tensile force, the greater the tensile length increases. At this time, a force is applied to the spiral yarn 330, which has small elasticity, to stretch it tautly, and the inner tube 320 surrounded by the spiral yarn 330 is compressed.

따라서, 조절부재(300)에 인장력이 가해지면 이너 튜브(320) 내부의 제1 채널(c1)의 단면적은 감소하게 된다. 또한, 이너 튜브(320)가 압축됨에 따라, 아우터 튜브(310)와 이너 튜브(320) 사이의 제2 채널(c2)의 단면적은 증가하게 된다. 조절부재(300)는 가해진 인장력이 제거되는 경우 원래의 길이(L0)로 회복될 수 있다.Accordingly, when tension is applied to the adjustment member 300, the cross-sectional area of the first channel c1 inside the inner tube 320 decreases. Additionally, as the inner tube 320 is compressed, the cross-sectional area of the second channel c2 between the outer tube 310 and the inner tube 320 increases. The adjustment member 300 can be restored to its original length (L0) when the applied tensile force is removed.

한편, 인접한 나선사(330)가 길이방향(x 방향)으로 이격된 간격인 피치(pitch)는 이너 튜브(320)의 최대 인장 길이와 반비례 관계를 만족할 수 있다. 다시 말해, 나선사(330)가 이너 튜브(320)를 더욱 촘촘하게 감쌀수록 이너 튜브(320)의 인장 가능한 길이는 길어지게 된다. 반면, 나선사(330)의 피치가 이너 튜브(320)의 길이와 같아지는 경우 이너 튜브(320)는 인장이 불가능하게 된다.Meanwhile, the pitch, which is the distance between adjacent spiral yarns 330 in the longitudinal direction (x direction), may satisfy an inverse relationship with the maximum tensile length of the inner tube 320. In other words, as the spiral yarn 330 wraps the inner tube 320 more tightly, the stretchable length of the inner tube 320 becomes longer. On the other hand, when the pitch of the spiral yarn 330 becomes the same as the length of the inner tube 320, the inner tube 320 becomes impossible to tension.

소프트 밸브(10)의 조절부재(300)는 아우터 튜브(310) 및 이너 튜브(320)의 인장 길이에 따라 제1 채널(c1) 및 제2 채널(c2)의 개폐정도가 변화되며, 이에 따라 제1 채널(c1) 및 제2 채널(c2)을 따라 유동하는 기체의 양이 변화하게 된다. 즉, 소프트 밸브(10)는 아우터 튜브(310) 및 이너 튜브(320)의 인장 길이를 조절함으로써 제1 커넥터(100)와 제2 커넥터(200) 사이를 따라 유동하는 기체의 압력을 조절할 수 있다.The control member 300 of the soft valve 10 changes the opening and closing degrees of the first channel (c1) and the second channel (c2) depending on the tensile length of the outer tube 310 and the inner tube 320, and accordingly. The amount of gas flowing along the first channel (c1) and the second channel (c2) changes. That is, the soft valve 10 can adjust the pressure of gas flowing between the first connector 100 and the second connector 200 by adjusting the tensile length of the outer tube 310 and the inner tube 320. .

도 4는 이너 튜브(320) 및 나선사(330)의 정상상태 및 인장상태를 나타내는 개략도이며, 도 5는 도 2의 소프트 밸브(10)를 Ⅳ-Ⅳ에 따라 취한 단면도로 정상상태 및 인장상태에서 제1 채널(c1) 및 제2 채널(c2)의 변화를 도시한다. 도 4 및 도 5는 나선사(330)가 제1 나선사(331) 및 제2 나선사(332)로 구비된 경우의 실시예를 도시한다.Figure 4 is a schematic diagram showing the normal and tensioned states of the inner tube 320 and the spiral yarn 330, and Figure 5 is a cross-sectional view taken along IV-IV of the soft valve 10 of Figure 2, showing the normal and tensioned states. shows changes in the first channel (c1) and the second channel (c2). Figures 4 and 5 show an embodiment where the spiral yarn 330 is comprised of a first spiral yarn 331 and a second spiral yarn 332.

도 4의 (a)는 인장력이 가해지지 않은 정상상태일 때의 이너 튜브(320) 및 나선사(330)를 도시한다. 도 4(a)에 도시된 바와 같이, 정상상태에서 이너 튜브(320)는 신장되지 않으며, 나선사(330)는 이러한 이너 튜브(320)의 외측을 나선형으로 감싸도록 배치된다. Figure 4 (a) shows the inner tube 320 and the spiral yarn 330 in a normal state in which no tensile force is applied. As shown in FIG. 4(a), in a normal state, the inner tube 320 is not stretched, and the spiral yarn 330 is arranged to spirally surround the outside of the inner tube 320.

또한, 제1 나선사(331) 및 제2 나선사(332)는 일정 간격으로 이격되어 배치되며, 서로 교차되지 않는다. 인접한 제1 나선사(331)와 제2 나선사(332) 사이의 거리인 제1 피치(p1)는 일정한 값을 갖는다.Additionally, the first spiral yarn 331 and the second spiral yarn 332 are arranged to be spaced apart from each other at regular intervals and do not cross each other. The first pitch p1, which is the distance between the adjacent first and second spiral yarns 331 and 332, has a constant value.

도 5의 (a)를 참조하면, 정상상태에서 이너 튜브(320) 내부의 제1 채널(c1)은 최대로 열린 상태이며, 제1 채널(c1)의 단면적은 최대 값을 갖는다. 이너 튜브(320)의 대부분은 아우터 튜브(310)와 접하고 있으며 제2 채널(c2)의 단면적은 최소 값을 갖는다. 이 경우 제2 채널(c2)은 닫힘 상태이다.Referring to (a) of FIG. 5, in a normal state, the first channel (c1) inside the inner tube 320 is fully open, and the cross-sectional area of the first channel (c1) has the maximum value. Most of the inner tube 320 is in contact with the outer tube 310, and the cross-sectional area of the second channel c2 has the minimum value. In this case, the second channel (c2) is closed.

정상상태에서 제1 채널(c1)은 열린 상태이고 제2 채널(c2)은 닫힌 상태로, 소프트 밸브(10) 내부의 기체는 제1 채널(c1)을 통해 유동한다. 제2 채널(c2)이 닫힘으로써 제2 장치(500)로부터 제공되는 기체는 소프트 밸브(10)로 유입되지 않게 된다. In a normal state, the first channel (c1) is open and the second channel (c2) is closed, and the gas inside the soft valve 10 flows through the first channel (c1). As the second channel c2 is closed, the gas provided from the second device 500 does not flow into the soft valve 10.

제2 커넥터(200) 측에 배치되는 제1 채널(c1)의 타단은 외부로 개방되어 있으며, 제1 장치(400)로부터 기체를 제공받지 않는 정상상태에서는 제1 채널(c1)의 타단이 대기압과 같은 압력을 갖게 된다. 따라서, 제1 장치(400) 내부의 기체는 제1 채널(c1)을 통하여 외부로 배출되게 된다. The other end of the first channel (c1) disposed on the second connector 200 side is open to the outside, and in a normal state in which gas is not provided from the first device 400, the other end of the first channel (c1) is at atmospheric pressure. has the same pressure. Accordingly, the gas inside the first device 400 is discharged to the outside through the first channel c1.

도 4의 (b)는 인장상태일 때의 이너 튜브(320) 및 나선사(330)를 도시한다. 도 4(b)에 도시된 바와 같이, 인장상태에서 이너 튜브(320)는 길이방향으로 신장되며, 제1 나선사(331) 및 제2 나선사(332)는 팽팽하게 당겨져 이너 튜브(320)를 압축하게 된다. 따라서, 인장상태에서 이너 튜브(320)는 길이가 연장되며, 두께는 감소하게 된다.Figure 4(b) shows the inner tube 320 and the spiral yarn 330 in a tensioned state. As shown in Figure 4(b), in the tensioned state, the inner tube 320 is stretched in the longitudinal direction, and the first spiral yarn 331 and the second spiral yarn 332 are pulled tightly to form the inner tube 320. is compressed. Accordingly, in the tensioned state, the inner tube 320 extends in length and decreases in thickness.

도 4의 (b)와 도 5의 (b)를 함께 참조하면, 인장상태에서 나선사(330)는 이너 튜브(320)를 압축하여 제1 채널(c1)의 단면적을 감소시키게 된다. 또한, 인장상태에서 이너 튜브(320)의 외측면은 아우터 튜브(310)의 내측면과의 접촉면적이 감소하게 되며, 제2 채널(c2)의 단면적은 증가되게 된다. 따라서, 이너 튜브(320)의 인장 길이에 따라 제1 채널(c1)은 점차 폐쇄되고, 제2 채널(c2)은 점차 개방된다. 제1 채널(c1)과 제2 채널(c2)의 개폐정도는 서로 반비례 관계를 만족할 수 있다.Referring to Figure 4 (b) and Figure 5 (b) together, in the tensioned state, the spiral yarn 330 compresses the inner tube 320 to reduce the cross-sectional area of the first channel (c1). Additionally, in the tensioned state, the contact area of the outer surface of the inner tube 320 with the inner surface of the outer tube 310 decreases, and the cross-sectional area of the second channel c2 increases. Accordingly, the first channel c1 is gradually closed and the second channel c2 is gradually opened according to the tensile length of the inner tube 320. The opening and closing degrees of the first channel (c1) and the second channel (c2) may satisfy an inversely proportional relationship.

아우터 튜브(310) 및 이너 튜브(320)가 최대로 신장된 최대인장상태에서 제1 채널(c1)은 최대로 닫힌 상태이며 제1 채널(c1)의 단면적은 최소값을 갖는다. 또한, 최대인장상태에서 제2 채널(c2)은 최대로 열린 상태이며 제2 채널(c2)의 단면적은 최대값을 갖는다.In the maximum tension state where the outer tube 310 and the inner tube 320 are stretched to their maximum, the first channel (c1) is in a maximum closed state and the cross-sectional area of the first channel (c1) has a minimum value. Additionally, in the maximum tension state, the second channel (c2) is fully open and the cross-sectional area of the second channel (c2) has the maximum value.

최대인장상태에서 제1 채널(c1)이 닫히고 제2 채널(c2)이 열림으로써, 제2 장치(500)로부터 공급되는 기체는 제2 채널(c2)을 통하여 제1 장치(400)로 유입되게 된다. 이때, 소프트 밸브(10)에서 제1 장치(400)로 제공되는 기체의 압력(제2 압력)인 Pch는 제2 장치(500)로부터 공급되는 기체의 압력(제1 압력)인 Ps와 같아질 수 있다. 제1 장치(400) 내부의 압력은 점차 증가할 수 있으며, Ps와 같아질 때까지 증가할 수 있다.In the maximum tension state, the first channel (c1) is closed and the second channel (c2) is opened, so that the gas supplied from the second device 500 flows into the first device 400 through the second channel (c2). do. At this time, Pch, which is the gas pressure (second pressure) supplied from the soft valve 10 to the first device 400, will be equal to Ps, which is the gas pressure (first pressure) supplied from the second device 500. You can. The pressure inside the first device 400 may gradually increase, and may increase until it becomes equal to Ps.

제2 장치(500)로부터 제1 장치(400)로 유입된 기체는 외부로 방출되지 않을 수 있다. 나선사(330)의 개수에 따라 최대인장상태에서 제1 채널(c1)의 폐쇄정도는 바뀔 수 있으며, 이에 따라 제2 장치(500)로부터 소프트 밸브(10)로 유입된 기체가 외부로 방출되는 정도 역시 달라질 수 있다.Gas flowing into the first device 400 from the second device 500 may not be released to the outside. Depending on the number of spiral threads 330, the degree of closure of the first channel (c1) in the maximum tension state may change, and accordingly, the gas flowing into the soft valve 10 from the second device 500 is discharged to the outside. The degree may also vary.

도 6은 아우터 튜브(310) 및 이너 튜브(320)의 인장 길이(L)에 따른 제1 압력(Ps)과 제2 압력(Pch) 비의 변화를 나타내는 그래프이다. 제2 장치(500)로부터 소프트 밸브(10)에 제공되는 기체의 압력인 제1 압력(Ps)은 일정한 값을 가지므로, 제1 압력(Ps)과 제2 압력(Pch) 비의 변화는 곧 제2 압력(Pch)의 변화를 나타낸다.Figure 6 is a graph showing the change in the ratio of the first pressure (Ps) and the second pressure (Pch) according to the tensile length (L) of the outer tube 310 and the inner tube 320. Since the first pressure (Ps), which is the pressure of the gas provided to the soft valve 10 from the second device 500, has a constant value, the change in the ratio of the first pressure (Ps) and the second pressure (Pch) is straight away. Indicates the change in the second pressure (Pch).

도 6을 참조하면, 소프트 밸브(10)로부터 제1 장치(400)에 제공되는 제2 압력(Pch)은 조절부재(300)의 초기 길이(L0)에 상관없이 아우터 튜브(310) 및 이너 튜브(320)의 인장 길이(L)가 증가함에 따라 증가되는 것을 알 수 있다. 또한, 제2 압력(Pch)은 0에서부터 증가하여 제1 압력(Ps)과 같은 값까지 증가할 수 있다.Referring to FIG. 6, the second pressure (Pch) provided from the soft valve 10 to the first device 400 is applied to the outer tube 310 and the inner tube regardless of the initial length (L0) of the adjustment member 300. It can be seen that the tensile length (L) of (320) increases as it increases. Additionally, the second pressure (Pch) may increase from 0 to the same value as the first pressure (Ps).

한편, 조절부재(300)의 초기 길이(L0)가 증가하면, 아우터 튜브(310) 및 이너 튜브(320)의 최대 인장 길이가 증가되는 것을 알 수 있다.Meanwhile, it can be seen that when the initial length L0 of the adjustment member 300 increases, the maximum tensile length of the outer tube 310 and the inner tube 320 increases.

조절부재(300)의 초기 길이(L0)가 80mm인 경우를 살펴보면, 제2 압력(Pch)은 아우터 튜브(310) 및 이너 튜브(320)의 인장 길이(L)가 10mm 부근에서 급격히 변화하기 시작하며, 20mm 부근에서 최고값인 Ps에 도달하는 것을 알 수 있다. 조절부재(300)의 초기 길이(L0)가 다른 그래프 역시 Pch의 변화가 급격하게 일어나는 양상은 비슷하게 나타나나, 조절부재(300)의 초기 길이(L0)가 짧을수록 Pch가 좀 더 급격하게 변화되는 것을 알 수 있다.Looking at the case where the initial length (L0) of the adjustment member 300 is 80 mm, the second pressure (Pch) begins to change rapidly when the tensile length (L) of the outer tube 310 and the inner tube 320 is around 10 mm. It can be seen that the highest value, Ps, is reached around 20mm. Graphs with different initial lengths (L0) of the adjusting member 300 also show a similar pattern of rapid changes in Pch, but the shorter the initial length (L0) of the adjusting member 300, the more rapidly the Pch changes. You can see that

도 7은 나선사의 개수 및 인장률에 따른 소프트 밸브의 단면도 시뮬레이션 결과 및 실제 실험 결과를 도시한다. 도 7의 (i)는 나선사의 개수가 1개인 경우이고, (ii)는 나선사의 개수가 2개인 경우이고, (iii)은 나선사의 개수가 3개인 경우이며, (iv)는 나선사의 개수가 4개인 경우이다. Figure 7 shows simulation results and actual experimental results of a cross-sectional view of a soft valve according to the number of threads and tensile rate. In Figure 7, (i) is a case where the number of threads is 1, (ii) is a case where the number of threads is 2, (iii) is a case where the number of threads is 3, and (iv) is a case where the number of threads is 3. This is the case of 4 people.

도 7을 참조하면, 나선사(330)의 개수와 상관없이 모든 경우에 조절부재(300)가 인장됨에 따라 제1 채널(c1)의 단면적은 감소하고 제2 채널(c2)의 단면적은 증가하는 것을 알 수 있다. Referring to FIG. 7, regardless of the number of threads 330, in all cases, as the adjustment member 300 is tensioned, the cross-sectional area of the first channel (c1) decreases and the cross-sectional area of the second channel (c2) increases. You can see that

(i)를 참조하면, 나선사(330)의 개수가 1개인 경우, 제1 채널(c1)이 충분히 닫히지 않는 것을 알 수 있다. 이 경우 최대인장상태에서 제1 장치(400)로 전달되는 기체의 압력은 제2 장치(500)로부터 제공되는 기체의 압력에 미치지 못할 수 있다.Referring to (i), it can be seen that when the number of spiral yarns 330 is one, the first channel (c1) is not sufficiently closed. In this case, the pressure of the gas delivered to the first device 400 in the maximum tension state may not reach the pressure of the gas provided from the second device 500.

(ii)를 참조하면, 나선사(330)의 개수가 2개인 경우, 조절부재(300)가 인장됨에 따라 이너 튜브(320)의 단면의 형상은 타원형에서 덤벨형으로 변화하게 된다. 이에 따라 제1 채널(c1) 및 제2 채널(c2)은 급격한 단면적의 변화가 생기게 되고 제1 커넥터(100)를 통해 제1 장치(400)로 제공되는 기체의 압력 역시 급격히 변화하게 된다.Referring to (ii), when the number of spiral yarns 330 is two, the cross-sectional shape of the inner tube 320 changes from an oval to a dumbbell shape as the adjustment member 300 is tensioned. Accordingly, the first channel (c1) and the second channel (c2) undergo a rapid change in cross-sectional area, and the pressure of the gas provided to the first device 400 through the first connector 100 also changes rapidly.

(iii)을 참조하면, 나선사(330)의 개수가 3개인 경우 조절부재(300)가 인장됨에 따라 제1 채널(c1) 및 제2 채널(c2)의 단면적은 점진적으로 변화된다. 따라서, 이 경우 제1 커넥터(100)를 통해 제1 장치(400)로 제공되는 기체의 압력은 완만하게 변화하게 된다. Referring to (iii), when the number of spiral yarns 330 is three, the cross-sectional areas of the first channel (c1) and the second channel (c2) gradually change as the adjustment member 300 is stretched. Therefore, in this case, the pressure of the gas provided to the first device 400 through the first connector 100 changes gently.

(iv)를 참조하면, 나선사(330)의 개수가 4개인 경우 조절부재(300)가 인장됨에 따라 이너 튜브(320)의 단면의 형상은 중심부로부터 점대칭인 형상에서 선대칭인 형상으로 급격하게 변화된다. 이에 따라 제1 채널(c1) 및 제2 채널(c2)은 급격한 단면적의 변화가 생기게 되고 제1 커넥터(100)를 통해 제1 장치(400)로 제공되는 기체의 압력 역시 급격히 변화하게 된다.Referring to (iv), when the number of spiral yarns 330 is four, the cross-sectional shape of the inner tube 320 changes rapidly from a point-symmetrical shape from the center to an line-symmetrical shape as the adjusting member 300 is tensioned. do. Accordingly, the first channel (c1) and the second channel (c2) undergo a rapid change in cross-sectional area, and the pressure of the gas provided to the first device 400 through the first connector 100 also changes rapidly.

소프트 밸브(10)는 필요한 압력 제어에 따라 나선사(330)의 개수 및 조절부재(300)의 길이를 선택하여 구비할 수 있으며, 제1 장치(400)로 제공되는 기체의 압력인 제2 압력(Pch)의 증가세를 조절할 수 있다. 또한, 나선사(330)의 개수에 따라 최대인장상태에서의 제1 채널(c1) 및 제2 채널(c2)의 단면적이 변화되므로 나선사(330)의 개수를 조절하여 제2 장치(500)로부터 소프트 밸브(10)로 유입된 기체가 외부로 방출되는 정도를 조절할 수 있다. The soft valve 10 can be provided by selecting the number of threads 330 and the length of the control member 300 according to the required pressure control, and the second pressure, which is the pressure of the gas provided to the first device 400, The increase in (Pch) can be adjusted. In addition, since the cross-sectional areas of the first channel (c1) and the second channel (c2) in the maximum tension state change depending on the number of threads 330, the number of threads 330 is adjusted to adjust the second device 500. It is possible to control the extent to which the gas flowing into the soft valve 10 is released to the outside.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 소프트 밸브(10)의 동작을 설명하기 위한 도면이다. 도 8의 (a)는 정상상태, (b)는 인장상태, (c)는 최대인장상태에서의 소프트 밸브(10)를 나타낸다.Figure 8 is a diagram for explaining the operation of the soft valve 10 according to an embodiment of the present invention. Figure 8 (a) shows the soft valve 10 in a normal state, (b) in a tensioned state, and (c) in a maximum tensioned state.

도 8을 참조하면, 소프트 밸브(10)는 제1 커넥터(100)에 제1 액츄에이터(401)를 연결하고 제2 커넥터(200)에 일정한 압력 Ps로 기체를 공급하는 제2 장치(500)를 연결하여 제1 액츄에이터(401)를 동작하게 할 수 있다. 제1 액츄에이터(401)는 신축성을 가지고 내부의 압력에 따라 길이가 연장되며, 휘어지는 성질을 갖는다.Referring to FIG. 8, the soft valve 10 connects the first actuator 401 to the first connector 100 and includes a second device 500 that supplies gas to the second connector 200 at a constant pressure Ps. By connecting, the first actuator 401 can be operated. The first actuator 401 has elasticity, extends in length depending on internal pressure, and has a bending property.

도 8(a)에 도시된 바와 같이, 정상상태에서 조절부재(300)는 신장되지 않으며, 제1 채널(c1)은 최대로 개방되고 제2 채널(c2)은 최대로 폐쇄된다. 따라서, 제2 커넥터(200)에 연결된 외부 장치로부터 공급되는 기체는 소프트 밸브(10)의 내부로 유입되지 않는다. As shown in FIG. 8(a), in a normal state, the adjustment member 300 is not stretched, the first channel (c1) is maximally open and the second channel (c2) is maximally closed. Accordingly, gas supplied from an external device connected to the second connector 200 does not flow into the soft valve 10.

이때, 제1 액츄에이터(401)는 제1 채널(c1)을 통하여 외부와 기체를 교환할 수 있으며 제1 액츄에이터(401) 내부의 압력은 대기압과 동일한 Patm일 수 있다. 즉, 정상상태에서 제1 액츄에이터(401)는 형상이 변형되지 않고 본래의 형상을 가진다.At this time, the first actuator 401 may exchange gas with the outside through the first channel c1, and the pressure inside the first actuator 401 may be Patm, which is equal to atmospheric pressure. That is, in a normal state, the first actuator 401 has its original shape without being deformed.

도 8(b)를 참조하면, 제1 커넥터(100) 및 제2 커넥터(200)에 인장력이 부가된 경우 조절부재(300)가 신장되게 된다. 이러한 인장상태에서는 제1 채널(c1) 및 제2 채널(c2)이 일부 개방되며, 제1 채널(c1) 및 제2 채널(c2)을 통하여 기체가 유동할 수 있다. 제2 장치(500)로부터 공급되는 압력 Ps의 기체는 제2 커넥터(200)를 통하여 소프트 밸브(10)의 내부로 유입되고 제2 채널(c2)을 따라 제1 커넥터(100)로 이동하게 된다. Referring to FIG. 8(b), when tension is applied to the first connector 100 and the second connector 200, the adjustment member 300 is stretched. In this tensioned state, the first channel (c1) and the second channel (c2) are partially open, and gas can flow through the first channel (c1) and the second channel (c2). Gas of pressure Ps supplied from the second device 500 flows into the interior of the soft valve 10 through the second connector 200 and moves to the first connector 100 along the second channel c2. .

제1 커넥터(100)로 이동된 기체의 일부는 제1 액츄에이터(401)로 공급되고, 나머지 일부는 제1 채널(c1)로 유입된 후 제1 채널(c1)을 따라 제2 커넥터(200) 측으로 이동되어 외부로 방출된다. 이때, 제1 액츄에이터(401)로 공급되는 기체의 압력 Pch는 제2 장치(500)로부터 공급되는 기체의 압력인 Ps보다 작고 대기압 Patm보다 큰 값을 가진다.Part of the gas moved to the first connector 100 is supplied to the first actuator 401, and the remaining part flows into the first channel (c1) and then flows to the second connector 200 along the first channel (c1). It moves to the side and is released to the outside. At this time, the pressure Pch of the gas supplied to the first actuator 401 has a value smaller than Ps, the pressure of the gas supplied from the second device 500, and greater than the atmospheric pressure Patm.

인장상태에서 제1 액츄에이터(401)는 공급되는 기체의 압력 Pch로 인해 길이가 연장되며 휘어진다. 한편, 제1 액츄에이터(401)로부터 방출되는 기체는 제1 채널(c1)로 유입되며, 외부로 방출될 수 있다. In the tensioned state, the first actuator 401 extends in length and bends due to the pressure Pch of the supplied gas. Meanwhile, gas discharged from the first actuator 401 may flow into the first channel c1 and be discharged to the outside.

도 8(c)를 참조하면, 조절부재(300)가 최대로 신장된 최대인장상태에서는 제1 채널(c1)이 최대로 폐쇄되며, 제2 채널(c2)이 최대로 개방된다. 제2 장치(500)로부터 공급되는 압력 Ps의 기체는 제2 커넥터(200)를 통하여 소프트 밸브(10)의 내부로 유입되고 제2 채널(c2)을 따라 제1 커넥터(100)로 이동하게 된다.Referring to FIG. 8(c), in the maximum tension state where the adjustment member 300 is stretched to its maximum, the first channel (c1) is closed to the maximum and the second channel (c2) is opened to the maximum. Gas of pressure Ps supplied from the second device 500 flows into the interior of the soft valve 10 through the second connector 200 and moves to the first connector 100 along the second channel c2. .

이때, 제1 채널(c1)은 폐쇄되므로, 제1 커넥터(100)로 이동된 기체는 모두 제1 액츄에이터(401)로 공급되게 된다. 따라서, 제1 액츄에이터(401)로 공급되는 기체의 압력 Pch는 제2 장치(500)로부터 공급되는 기체의 압력인 Ps와 같은 값을 가진다. 최대인장상태에서 제1 액츄에이터(401)는 공급되는 기체의 압력 Ps로 인해 길이가 연장되며 휘어지고 최대로 변형되게 된다.At this time, since the first channel c1 is closed, all gas moved to the first connector 100 is supplied to the first actuator 401. Accordingly, the pressure Pch of the gas supplied to the first actuator 401 has the same value as the pressure Ps of the gas supplied from the second device 500. In the maximum tension state, the first actuator 401 is extended in length, bent, and deformed to the maximum due to the pressure Ps of the supplied gas.

소프트 밸브(10)는 조절부재(300)의 인장 길이에 따라 제1 채널(c1) 및 제2 채널(c2)의 개폐정도를 제어할 수 있으며, 기체의 유량 및 유동방향을 제어할 수 있다. 또한, 소프트 밸브(10)는 조절부재(300)의 인장 길이를 제어하여 제1 커넥터(100) 및 제2 커넥터(200) 사이를 따라 유동하는 기체의 압력을 조절할 수 있다. The soft valve 10 can control the degree of opening and closing of the first channel (c1) and the second channel (c2) according to the tensile length of the adjustment member 300, and can control the flow rate and flow direction of gas. In addition, the soft valve 10 can control the pressure of gas flowing between the first connector 100 and the second connector 200 by controlling the tensile length of the adjustment member 300.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 소프트 그리퍼(1)의 동작을 설명하기 위한 도면이다. 도 9의 (a)는 소프트 밸브(10)가 최대 인장상태일때 소프트 그리퍼(1)의 동작을 나타내며, (b)는 소프트 밸브(10)가 인장상태일때 소프트 그리퍼(1)의 동작을 나타낸다. 도 9에서는 도 1에 도시된 소프트 그리퍼(1)의 A부분 및 B부분을 도시하고 소프트 밸브(10)와 그립부(420) 사이의 연결은 점선으로 도시하였다.Figure 9 is a diagram for explaining the operation of the soft gripper 1 according to an embodiment of the present invention. Figure 9 (a) shows the operation of the soft gripper 1 when the soft valve 10 is in the maximum tension state, and (b) shows the operation of the soft gripper 1 when the soft valve 10 is in the tension state. FIG. 9 shows portions A and B of the soft gripper 1 shown in FIG. 1, and the connection between the soft valve 10 and the grip portion 420 is shown with a dotted line.

도 9(a)를 참조하면, 사용자는 핸들부(620)를 당기는 동작을 수행하여 핸들부(620)를 제1 방향으로 이동시킬 수 있다. 이에 따라 핸들부(620)는 바디부(610)로부터 점차 이격될 수 있으며, 핸들부(620)가 이동가능한 최대 거리에서 바디부(610)와 핸들부(620)의 사이는 s1의 거리를 갖는다. Referring to FIG. 9(a), the user may move the handle unit 620 in the first direction by pulling the handle unit 620. Accordingly, the handle unit 620 can be gradually spaced apart from the body unit 610, and at the maximum distance at which the handle unit 620 can move, there is a distance of s1 between the body unit 610 and the handle unit 620. .

바디부(610)와 핸들부(620) 사이의 거리가 증가함에 따라 소프트 밸브(10)는 인장되고 아우터 튜브(310) 및 이너 튜브(320)의 인장 길이가 증가한다. 소프트 밸브(10)의 인장 길이가 증가되면 소프트 밸브(10)로부터 그립부(420)로 전달되는 기체의 압력 역시 증가하게 된다.As the distance between the body portion 610 and the handle portion 620 increases, the soft valve 10 is stretched and the stretched lengths of the outer tube 310 and the inner tube 320 increase. As the tensile length of the soft valve 10 increases, the pressure of the gas transmitted from the soft valve 10 to the grip portion 420 also increases.

제1 그립부(421) 및 제2 그립부(422)는 소프트 밸브(10)로부터 기체를 제공받아 내부 압력이 증가하며, 길이가 연장되고 외측으로 볼록하게 휘어지게 된다. 제1 그립부(421) 및 제2 그립부(422)는 각 일단이 바디부(610)의 일단에 고정되어 있으므로, 각 그립부(420)가 휘어지면 각 그립부(420)의 타단이 서로 인접해지게 되고 따라서 움켜쥐는 동작을 수행할 수 있다. 반면, 그립부(420) 내부 압력이 감소하면 그립부(420)의 휨 정도 및 길이가 원상회복되고 움켜진 것을 펴는 동작을 수행할 수 있다.The first grip part 421 and the second grip part 422 receive gas from the soft valve 10, their internal pressure increases, their length extends, and they become convexly curved outward. Since each end of the first grip part 421 and the second grip part 422 is fixed to one end of the body part 610, when each grip part 420 is bent, the other ends of each grip part 420 become adjacent to each other. Therefore, grasping movements can be performed. On the other hand, when the internal pressure of the grip part 420 decreases, the degree of bending and length of the grip part 420 are restored to their original state, and an operation of unfolding the grip can be performed.

그립부(420)는 소프트 밸브(10)로부터 제공되는 기체의 압력(제1 압력)에 따라 휨 정도가 제어되어 대상을 그리핑할 수 있다. 소프트 밸브(10)로부터 제공되는 기체의 압력(제1 압력)은 0에서부터 Ps까지 변화할 수 있으며, 이러한 압력 변화에 따라 그립부(420)는 휨 정도가 변화될 수 있다. The grip part 420 can grip an object by controlling the degree of bending according to the gas pressure (first pressure) provided from the soft valve 10. The gas pressure (first pressure) provided from the soft valve 10 may vary from 0 to Ps, and the degree of bending of the grip portion 420 may change according to this pressure change.

즉, 그립부(420)의 휨 정도는 핸들부(620)를 조작하여 소프트 밸브(10)의 인장 길이를 변화시킴으로써 제어할 수 있다. 소프트 밸브(10)의 인장 길이가 증가하면 그립부(420)의 휨 정도 역시 증가하며, 소프트 밸브(10)의 인장 길이가 감소하면 그립부(420)의 휨 정도 역시 감소할 수 있다. 다시 말해, 그립부(420)의 휨 정도는 소프트 밸브(10)의 인장 길이 변화와 비례 관계를 만족할 수 있다. That is, the degree of bending of the grip portion 420 can be controlled by manipulating the handle portion 620 to change the tensile length of the soft valve 10. If the tensile length of the soft valve 10 increases, the degree of bending of the grip portion 420 may also increase, and if the tensile length of the soft valve 10 decreases, the degree of bending of the grip portion 420 may also decrease. In other words, the degree of bending of the grip portion 420 may satisfy a proportional relationship with the change in the tensile length of the soft valve 10.

소프트 밸브(10)의 최대인장상태에서 소프트 밸브(10)로부터 제1 장치(400) 측으로 제공되는 기체의 압력(제2 압력)은 제2 장치(500)로부터 제공되는 기체의 압력(제1 압력)과 동일한 Ps 값을 가지며, 그립부(420)는 최대로 휘어지게 된다. 이 경우 그립부(420)와 대상의 접촉력에 해당하는 그립력(holding force)은 최대가 된다.In the maximum tension state of the soft valve 10, the gas pressure (second pressure) provided from the soft valve 10 to the first device 400 is the gas pressure (first pressure) provided from the second device 500. ) has the same Ps value, and the grip portion 420 is bent to the maximum. In this case, the holding force corresponding to the contact force between the grip portion 420 and the object becomes maximum.

도 9(b)를 참조하면, 소프트 밸브(10)의 인장상태에서 바디부(610)와 핸들부(620)의 사이는 s2의 거리로 이격되며, 소프트 밸브(10)로부터 제1 장치(400)에 제공되는 기체의 압력(제2 압력)은 Ps보다 작은 값을 가진다. 이때 제1 그립부(421)와 제2 그립부(422)는 서로 인접해지도록 휘어질 수 있으나, 서로 접촉하지 않을 수 있다. 소프트 그리퍼(1)는 최대인장상태보다 약한 그립력을 갖게 되며, 그립부(420)가 부드러운 재질로 구비됨에 따라 대상에 부드러운 그립력을 작용하게 된다.Referring to FIG. 9(b), in the tensioned state of the soft valve 10, the body portion 610 and the handle portion 620 are spaced apart by a distance of s2, and the first device 400 is separated from the soft valve 10. ) The pressure of the gas (second pressure) provided to has a value smaller than Ps. At this time, the first grip part 421 and the second grip part 422 may be bent to be adjacent to each other, but may not contact each other. The soft gripper 1 has a weaker grip than the maximum tensile state, and since the grip part 420 is made of a soft material, it exerts a soft grip on the object.

소프트 그리퍼(1)는 소프트 밸브(10)의 인장 길이를 조절함으로써 그립부(420)의 휨 정도를 제어할 수 있으며, 대상에 작용되는 그립력을 조절할 수 있다. 소프트 그리퍼(1)는 그립부(420)의 휨 정도를 제어함에 따라 다양한 형상을 가지는 대상을 그리핑 하는 것이 가능하다. 또한, 소프트 그리퍼(1)는 그립력을 제어하여 다양한 재질의 대상을 손상 없이 그리핑할 수 있고, 깨어지기 쉬운 대상이나 단단하지 않은 대상물을 그리핑하는 섬세한 동작이 가능하다.The soft gripper 1 can control the degree of bending of the grip portion 420 by adjusting the tensile length of the soft valve 10 and can adjust the grip force applied to the object. The soft gripper 1 is capable of gripping objects of various shapes by controlling the degree of bending of the grip portion 420. In addition, the soft gripper (1) can control grip force to grip objects made of various materials without damage, and is capable of delicate operations for gripping fragile or hard objects.

도 10은 소프트 밸브(10)의 인장률(ε) 및 공급 압력(Ps)에 대한 소프트 그리퍼(1)의 그립력 및 그립력 민감도를 도시한 그래프이다. 도 10(a)는 소프트 밸브(10)의 인장률(ε)에 따른 소프트 그리퍼(1)의 그립력을 나타내며, 도 10(b)는 제2 장치(500)의 공급 압력(Ps)에 따른 소프트 그리퍼(1)의 최대 그립력을 나타낸다. FIG. 10 is a graph showing the grip force and grip force sensitivity of the soft gripper 1 with respect to the tensile modulus ε and supply pressure Ps of the soft valve 10. Figure 10(a) shows the gripping force of the soft gripper 1 according to the tensile modulus ε of the soft valve 10, and Figure 10(b) shows the soft gripping force according to the supply pressure Ps of the second device 500. Indicates the maximum grip force of the gripper (1).

도 10(a)를 참조하면, 소프트 그리퍼(1)의 그립력은 소프트 밸브(10)의 인장률(ε)이 증가함에 따라 증가하는 것을 알 수 있다. 여기서, 소프트 밸브(10)의 인장률(ε)은 조절부재(300)의 초기 길이(L0)에 대한 인장 길이의 비율에 해당한다. Referring to FIG. 10(a), it can be seen that the grip force of the soft gripper 1 increases as the tensile modulus ε of the soft valve 10 increases. Here, the tensile modulus (ε) of the soft valve 10 corresponds to the ratio of the tensile length to the initial length (L0) of the adjustment member 300.

소프트 그리퍼(1)의 그립력은 소프트 밸브(10)가 인장되지 않은 정상상태에서 0의 값을 가지다가 소프트 밸브(10)가 어느 정도 인장되면 증가하기 시작한다. 그립력은 소프트 밸브(10)가 인장됨에 따라 점차 증가하여 최대인장상태에서 최대값을 가지게 된다. The grip force of the soft gripper (1) has a value of 0 in a normal state where the soft valve (10) is not tensioned, but begins to increase when the soft valve (10) is tensioned to a certain extent. The grip force gradually increases as the soft valve 10 is tensioned and reaches its maximum value at the maximum tension state.

소프트 밸브(10)의 인장률(ε)에 따른 소프트 그리퍼(1)의 그립력 변화 양상은 도 6의 아우터 튜브(310) 및 이너 튜브(320)의 인장 길이에 따른 제2 압력(Pch) 변화 양상과 유사함을 알 수 있다. 즉, 소프트 밸브(10)의 조절부재(300)가 인장됨에 따라 소프트 밸브(10)로부터 그립부(420) 측으로 제공되는 기체의 압력인 제2 압력(Pch)이 증가되고, 이러한 압력 변화에 상응하여 그립부(420)의 그립력이 증가하게 된다.The pattern of change in the grip force of the soft gripper (1) according to the tensile rate (ε) of the soft valve (10) is the pattern of change in the second pressure (Pch) according to the tensile length of the outer tube (310) and the inner tube (320) of FIG. It can be seen that it is similar to . That is, as the control member 300 of the soft valve 10 is stretched, the second pressure Pch, which is the pressure of the gas provided from the soft valve 10 to the grip part 420, increases, and corresponding to this pressure change. The grip force of the grip portion 420 increases.

도 10(b)를 참조하면, 소프트 그리퍼(1)는 상기 소프트 밸브(10)에 제공되는 기체의 압력(Ps)의 크기에 따라 그립력의 민감도(sensitivity)를 제어할 수 있다. Referring to FIG. 10(b), the soft gripper 1 can control the sensitivity of the grip force according to the size of the gas pressure Ps provided to the soft valve 10.

소프트 밸브(10)에 제공되는 기체의 압력(Ps)이 결정되면, 소프트 그리퍼(1)를 제어하는 제2 압력(Pch)은 0부터 기체의 압력(Ps) 범위 내에서 결정될 수 있다. 일 실시예로서, 소프트 밸브(10)에 제공되는 기체의 압력(Ps)이 큰 경우, 소프트 그리퍼를 제어할 수 있는 제2 압력(Pch)의 가용범위는 커지기 때문에 높은 민감도(sensitivity)를 가질 수 있다. 또한, 소프트 밸브(10)에 제공되는 기체의 압력(Ps)이 작은 경우, 소프트 그리퍼를 제어할 수 있는 제2 압력(Pch)의 가용범위는 작아져서 낮은 민감도(sensitivity)를 가질 수 있다. When the pressure (Ps) of the gas provided to the soft valve 10 is determined, the second pressure (Pch) that controls the soft gripper (1) can be determined within the range of 0 to the pressure (Ps) of the gas. As an example, when the gas pressure (Ps) provided to the soft valve 10 is large, the available range of the second pressure (Pch) that can control the soft gripper becomes large, so it can have high sensitivity. there is. Additionally, when the gas pressure (Ps) provided to the soft valve 10 is small, the available range of the second pressure (Pch) that can control the soft gripper becomes small and may have low sensitivity.

한편, 소프트 그리퍼(1)는 소프트 밸브(10)에서 제공되는 제2 압력(Pch)이 큰 경우 소프트 밸브(10)의 인장 정도에 따른 그립력 변화가 적어, 낮은 민감도를 구현하게 된다. 또한, 소프트 그리퍼(1)는 소프트 밸브(10)에서 제공되는 제2 압력(Pch)이 작은 경우 소프트 밸브(10)의 인장 정도에 따른 그립력 변화가 커서, 높은 민감도를 구현할 수 있다. Meanwhile, when the second pressure (Pch) provided by the soft valve 10 is large, the soft gripper 1 has a small change in grip force depending on the degree of tension of the soft valve 10, thereby realizing low sensitivity. In addition, when the second pressure (Pch) provided by the soft valve 10 is small, the soft gripper 1 has a large change in grip force depending on the degree of tension of the soft valve 10, and thus can implement high sensitivity.

소프트 그리퍼(1)는 소프트 밸브(10)로 제공되는 제1 압력(Ps)의 크기를 조절함으로써 최대 그립력을 설정할 수 있으며, 이를 통해 낮은 감도 모드(Low sensitivity mode) 및 높은 감도 모드(High sensitivity mode)의 구현이 가능하다. The soft gripper (1) can set the maximum grip force by adjusting the size of the first pressure (Ps) provided by the soft valve (10), which allows low sensitivity mode and high sensitivity mode. ) is possible to implement.

낮은 감도 모드에서는 그립부(420)의 그립력 민감도는 낮지만, 그립력 자체가 높아지므로 파지할 수 있는 대상의 무게가 증가한다. In the low sensitivity mode, the grip force sensitivity of the grip portion 420 is low, but the grip force itself increases, so the weight of the object that can be gripped increases.

이에 반해 높은 감도 모드에서는 그립부(420)가 파지할 수 있는 대상의 무게는 다소 낮을 수 있으나, 높은 민감도를 통해 그립 동작의 더욱 정밀한 제어가 가능하게 된다.On the other hand, in the high sensitivity mode, the weight of the object that the grip unit 420 can grip may be somewhat low, but more precise control of the grip operation is possible through high sensitivity.

소프트 그리퍼(1)는 핸들부(620)로 제어되는 소프트 밸브(10)의 인장 길이에 따라 그립력이 지속적으로 조정 가능하며, 높은 감도 모드 또는 낮은 감도 모드의 구현이 가능함으로써 다양한 소재 및 형상의 물체에 대해서 안정적으로 그리핑할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예들에 따른 소프트 그리퍼는 외부의 파워소스나 제어 장치 등에 연결되지 않아도 구동 가능하여, 사용편의성 및 휴대성이 증대되며 재난 현장이나 수중 환경 등 다양한 환경에서 사용될 수 있다.The soft gripper (1) has a continuously adjustable grip force according to the tensile length of the soft valve (10) controlled by the handle unit (620), and can be implemented in a high sensitivity mode or low sensitivity mode, thereby enabling objects of various materials and shapes. It is possible to grip in a stable manner. In addition, the soft gripper according to embodiments of the present invention can be driven without being connected to an external power source or control device, thereby increasing ease of use and portability, and can be used in various environments such as disaster sites or underwater environments.

이와 같이 본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.As such, the present invention has been described with reference to an embodiment shown in the drawings, but this is merely an example, and those skilled in the art will understand that various modifications and variations of the embodiment are possible therefrom. Therefore, the true scope of technical protection of the present invention should be determined by the technical spirit of the attached patent claims.

1 : 소프트 그리퍼
10 : 소프트 밸브
100 : 제1 커넥터
200 : 제2 커넥터
300 : 조절부재
310 : 아우터 튜브
320 : 이너 튜브
330 : 나선사
400 : 제1 장치
410 : 유로조절부
420 : 그립부
500 : 제2 장치
510 : 저장장치
520 : 레귤레이터
600 : 제3 장치
610 : 바디부
620 : 핸들부 1: Soft gripper
10: soft valve
100: first connector
200: second connector
300: Control member
310: Outer tube
320: Inner tube
330: Spiral Temple
400: first device
410: Euro control unit
420: grip part
500: second device
510: storage device
520: regulator
600: Third device
610: body part
620: handle part

Claims

a body portion extending in a first direction;
a handle portion disposed adjacent to the body portion and moving along the first direction;
A soft valve connecting the body portion and the handle portion; and
It includes a grip part connected to the body part and the operation of which is controlled through the soft valve,
The soft valve is,
An elastic outer tube;
an inner tube that has elasticity and is disposed inside the outer tube and has a first channel through which gas can flow; and
It includes at least one spiral yarn that spirally surrounds the outside of the inner tube along the length of the inner tube,
A second channel through which gas can flow is formed between the outer tube and the inner tube,
The soft valve controls the degree of opening and closing of the first channel and the second channel according to the tensile length of the outer tube and the inner tube, thereby controlling the flow rate of gas flowing through the first channel and the second channel. ,
A soft gripper in which the grip part grips an object by controlling the degree of bending according to the pressure of the gas controlled by the soft valve.

According to claim 1,
A soft gripper in which the degree of bending of the grip portion is proportional to the tensile length of the soft valve.

According to claim 1,
The grip portion includes a first grip portion and a second grip portion extending to a predetermined length,
A soft gripper wherein the first grip part and the second grip part are arranged to be symmetrical to each other and operate simultaneously to grip the object.

According to claim 1,
The grip part is a soft gripper in which the contact force with the object increases as the pressure of the gas provided from the soft valve increases.

According to claim 1,
A soft gripper in which the spiral yarn has less elasticity than the outer tube or the inner tube.

According to claim 1,
The spiral yarn consists of a plurality of threads,
A soft gripper where the plurality of spiral threads are arranged to be spaced apart from each other at regular intervals on the outside of the inner tube.

According to clause 6,
A soft gripper, wherein the plurality of helical yarns are symmetrically arranged and have the same helical direction.

According to clause 6,
The pitch of the spiral yarn is inversely proportional to the maximum tensile length of the outer tube and the inner tube.

According to claim 1,
A soft gripper in which the opening and closing degrees of the first channel and the second channel are inversely proportional to each other.

According to clause 9,
The helical thread compresses the inner tube when the inner tube is tensioned, thereby reducing the cross-sectional area of the first channel and increasing the cross-sectional area of the second channel.

According to claim 1,
The inner tube is provided with a longer length than the outer tube.