WO2012153930A2 - 로봇 손가락기구 - Google Patents

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WO2012153930A2
WO2012153930A2 PCT/KR2012/003389 KR2012003389W WO2012153930A2 WO 2012153930 A2 WO2012153930 A2 WO 2012153930A2 KR 2012003389 W KR2012003389 W KR 2012003389W WO 2012153930 A2 WO2012153930 A2 WO 2012153930A2
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WO
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finger
case
tilt
robot
node
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PCT/KR2012/003389
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WO2012153930A3 (ko
Inventor
노태성
이수영
최동희
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주식회사 로보멕
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J15/00—Gripping heads and other end effectors
    • B25J15/0009—Gripping heads and other end effectors comprising multi-articulated fingers, e.g. resembling a human hand
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J15/00—Gripping heads and other end effectors
    • B25J15/08—Gripping heads and other end effectors having finger members
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J17/00—Joints
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J19/00—Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators

Definitions

  • the present invention relates to a robot finger mechanism, and more particularly, to a finger mechanism of the robot that can change the contact position with the object by enabling tilt or rotational movement.
  • Humanoid robots are developed to have behavior similar to humans. Since humanoid robots are developed to behave similar to humans, robot hands are being developed for precise movement, and such robot hands require a robot finger mechanism that is more precisely operated for precise movement.
  • a conventional robot finger mechanism is as follows.
  • the robot finger mechanism includes a first node 1, a second node 2, a third node 3, and a joint mechanism 4.
  • the joint mechanism 4 includes a bevel gear 4a, 4b), wire 4d and hinges 4c and 4e.
  • the first node 1, the second node 2, and the third node 3 are connected by the joint mechanism 4, respectively, and the hinges 4c and 4e of the joint mechanism 4 are respectively the first node ( 1) and the second node (2).
  • the bevel gears 4a and 4b are connected to a hinge 4c connected to the first node 1 and a motor (not shown) installed inside the first node 1.
  • the wires 4d are connected to intersect the hinges 4c and 4e.
  • the motor transmits rotational force to the bevel gears 4a and 4b, and the bevel gears 4a and 4b rotate the rotating shaft (not shown) of the hinge 4c connected to the first node 1.
  • the second node 2 connected to the axis of rotation rotates and intersects the axis of rotation of the hinge 4c and the axis of rotation of the hinge 4e of the third node 3 (not shown), respectively.
  • the connected wire 4d is rotated in the direction of the arrow.
  • the third node 3 connected to the rotation axis of the second node 2 and the hinge 4e is rotated to perform a tilt motion, that is, a bending and pinching motion such as a human finger. .
  • Patent Document 1 relates to a robot hand having a robot finger, and the robot finger assembly 300 includes a base link member 310 and a plurality of link members 330, 340, 350, and 360 connected thereto.
  • the robot finger assembly 300 is operated with four cables 321, 322, 323 and 324.
  • the elongated link member 340 is provided with a plurality of pulleys 344 on both sides thereof, and pivots when operated by the tension member with respect to the shaft 336.
  • the robot hand configured as described above may perform bending and pinching motions like a human finger.
  • An object of the present invention is to provide a finger mechanism of a robot that can vary the contact position with an object by enabling tilting or rotational movement.
  • Another object of the present invention is to provide a finger mechanism of the robot that can be flexible in contact with the size and shape of the object by changing the position of contact with the object to enable the tilt or rotational movement.
  • Still another object of the present invention is to provide a finger mechanism of a robot capable of precise operation by applying a rotation drive source every node.
  • the finger mechanism of the robot of the present invention includes a finger case having a first node and a second node; A first joint mechanism connected to the first node of the finger case to tilt the first node; A second joint mechanism connected between the first and second nodes of the finger case to tilt the second node; And a finger rotating mechanism connected to the first joint mechanism to rotate the finger case.
  • the finger mechanism of the robot of the present invention provides the advantage of flexible contact according to the size and shape of the object by changing the position of contact with the object by enabling tilt or rotational movement, and by applying a rotation drive source for each node It offers the advantage of sophisticated operation.
  • FIG. 1 is a perspective view of a conventional robot finger mechanism
  • FIG. 3 is a partially exploded perspective view of the robot finger mechanism shown in FIG.
  • FIG. 4 is an exploded perspective view of the first and second joint mechanisms shown in FIG. 3;
  • FIG. 5 and 6 are enlarged perspective views of the tilt exercise mechanism shown in FIG. 3, respectively.
  • FIG. 7 is a view showing a tilt and rotation state of the robot finger mechanism of the present invention.
  • the robot finger mechanism of the present invention is composed of a finger case 10, a first joint mechanism 20, a second joint mechanism 30 and a finger rotating mechanism 40 as shown in FIG.
  • the finger case 10 is configured to have a first node 11 and a second node 12, and the first joint mechanism 20 is connected to the first node 11 of the finger case 10 so as to have a first node. Tilt (11).
  • the second joint mechanism 30 is connected between the first node 11 and the second node 12 of the finger case 10 to tilt the second node 12, and the finger rotating mechanism 40 may be made of the second joint 12.
  • One joint mechanism 20 is connected to rotate the finger case 10.
  • the finger case 10 has a first node 11 and a second node 12 as shown in FIGS. 3 and 4.
  • the first node 11 is installed between the first joint mechanism 20 and the second joint mechanism 30, and the second node 12 is disposed between the second joint mechanism 30 and the finger rotating mechanism 40.
  • the tip is rounded like a fingertip of a person.
  • the first joint mechanism 20 and the second joint mechanism 30 are composed of yoke-shaped cylindrical members 21 and 31 and tilt movement mechanisms 22 and 32, respectively, as shown in Figs.
  • the yoke-shaped cylindrical members 21 and 31 are connected to the first node 11, respectively, and an insertion hole 211a into which the rotation driving source 110 is inserted is formed.
  • the yoke-shaped cylindrical members 21 and 31 are composed of a hollow member 211 and a pair of protrusion members 212.
  • the hollow member 211 is installed in connection with the first node 11 by a fastening member (not shown) such as a screw, a bolt or a screw, and an insertion hole 211a into which the rotation driving source 110 is inserted is formed.
  • the pair of protruding members 212 are formed to face one side of the hollow member 211 and each of the plurality of guide holes 212a is formed.
  • Each of the plurality of guide holes 212a is provided with a slope member 120 via a bearing (B).
  • the bearing B is fastened using a fastening member C such as a screw, bolt or screw to be inserted into the guide hole 212a and installed.
  • the tilt movement mechanisms 22 and 32 are composed of a rotation drive source 110, an inclined member 120, a tilt movement member 130, and a direction change member 140, as shown in FIGS. 3 and 4.
  • Rotation drive source 110 is composed of a motor 111 and a reducer (112).
  • the motor 111 generates a rotational force
  • the reducer 112 is connected between the motor 111 and the inclined member 120 to reduce the rotational force of the motor 111 and transmit it to the inclined member 120.
  • the inclined member 120 is connected to be rotated by the rotation driving source 110, and is composed of a rotating plate 121, a first guide protrusion 122, a second guide protrusion 123, and a circular motion member 124.
  • the rotating plate 121 is rotated by receiving the rotational force generated from the rotary driving source 110, the first guide protrusion 122 is formed on the lower side of the rotating plate 121 and is connected to the rotary driving source 110.
  • the second guide protrusion 123 is formed to be spaced apart from the first guide protrusion 122 on the upper side of the rotating plate 121, the circular motion member 124 is inserted into the second guide protrusion 123 is installed on the rotating plate 121 The circular motion along the circumference of the rotating plate 121 by the rotary motion of.
  • the circular motion member 124 is formed with a guide hole 124a, the guide hole 124a is formed to be inclined relative to the rotating plate 121 so that the movement direction conversion member 140 is a circle of the circular motion member 124 Tilt movement by movement.
  • the tilt movement member 130 is installed above the inclined member 120 and includes a tilt movement case member 131 and a guide member 132.
  • the tilt movement case member 131 is tilted by the movement direction converting member 140, and guide holes 131a are installed at both sides of the direction in which the movement direction converting member 140 intersects with the guide member 132. Is formed.
  • the guide member 132 is formed on both sides of the tilt movement case member 131, and the bearing B is installed in the guide hole 30b of the yoke-shaped cylindrical member 31.
  • the movement direction conversion member 140 is connected to the inclined member 120 and the tilt movement member 130 to tilt the tilt movement member 130, and to the first shaft member 141 and the second shaft member 142. It is composed.
  • the first shaft member 141 is inserted to be inclined to the guide hole 124a formed in the circular motion member 124 to perform a conical motion by the rotation of the circular motion member 124, the second shaft member 142 of It is formed to be located in the center.
  • the second shaft member 142 is formed at the end of the first shaft member 141 to tilt the tilt movement case member 131 by the conical movement of the first shaft member 141.
  • the second shaft member 142 is installed with the bearing B interposed in the guide hole 131a of the tilt movement case member 131, and in order to prevent the bearing B from being separated outward,
  • the stopper member D is installed on the tilt movement case member 131 so as to be positioned above.
  • the finger rotating mechanism 40 is composed of a connection case 41, a storage block 42 and a rotation drive source 43 as shown in Figs.
  • the connection case 41 is connected to the hollow members 211 of the yoke-shaped cylindrical members 21 and 31 of the first joint mechanism 20, and the storage block 42 is installed at the bottom of the connection case 41 and is inserted.
  • the ball 42a is formed.
  • the rotary drive source 43 is inserted into the insertion hole 42a of the storage block 42 to rotate the finger case 10 by rotating the connection case 41, and to the motor 111 and the reducer 112. It is composed.
  • the motor 111 generates a rotational force
  • the reducer 112 is connected between the motor 111 and the accommodation block 42 to reduce the rotational force of the motor 111 and transmit it to the storage block 42. 41) Rotate
  • the finger case 10 is composed of a first node 11 and a second node 12, that is, two nodes, corresponding to the thumb of a human finger, and performs a tilt or rotational movement.
  • first tilt motion of the robot finger mechanism of the present invention as follows. In order to tilt the first and second nodes 11 and 12 so that the finger case 10 is tilted in the direction of the arrow a3 shown in FIG. 7, first, the first joint mechanism 20 and Each of the two joint mechanisms 30 is driven.
  • the first joint mechanism 20 and the second joint mechanism 30 are connected to the first node 11 and the second node 12 of the finger case 10, respectively, so that the first node 11 and the second node ( Tilt each of 12).
  • the first joint mechanism 20 and the second joint mechanism 30 generate rotational force by driving the rotation drive source 110 to tilt the first and second nodes 11 and 12, respectively.
  • the rotating plate 121 of the inclined member 120 is rotated by receiving this rotational force, by this rotation the circular motion member 124 is an arrow shown in Figs.
  • the circular motion is performed in the direction (a1).
  • the first shaft member 141 of the motion direction conversion member 140 inclined to the circular motion member 124 is in a conical motion.
  • the second shaft member 142 is tilted by the conical motion of the first shaft member 141.
  • the second shaft member 142 is installed in the tilt movement case member 131, the guide member 132 is installed by the bearing (B) interposed in the guide hole (30b) of the yoke-shaped cylindrical member 31 is constrained Due to the tilt movement.
  • the tilting case member 131 connected to the second shaft member 142 is tilted in the direction of the arrow a2 shown in FIGS. 5 and 6. .
  • the first joint mechanism 20 and the second joint mechanism 30 tilt the tilt movement case member 131 to tilt the first and second nodes 11 and 12, respectively. Tilt movement is made in the direction of an arrow a3 shown in FIG. 7.
  • the finger case 10 is tilted in the direction of arrow a3 shown in FIG. 7 by the first joint mechanism 20 and the second joint mechanism 30, and rotates in the direction of arrow a4. .
  • the rotational movement of the finger case 10 is performed by the finger rotating mechanism 40.
  • the finger rotating mechanism 40 generates a rotational force by driving the rotation driving source 43 to rotate the finger case 10.
  • a rotational force is generated in the rotation drive source 43
  • the connection case 41 connected to the storage block 42 is rotated and the first joint mechanism 20 connected to the connection case 41 by the rotation of the connection case 41. Is rotated by being connected to the finger case 10 is rotated in the direction of the arrow a4 shown in FIG.
  • the robot finger mechanism uses the first case mechanism 20, the second joint mechanism 30, and the finger rotating mechanism of the finger case 10 including the first and second nodes 11 and 12.
  • the position of contact with an object can be varied by tilting or rotating by 40, so that the contact can be made flexible according to the size and shape of the object, and the first and second nodes 11 and 12
  • the finger mechanism of the robot of the present invention can be applied to an automated device or the robot industry.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manipulator (AREA)

Abstract

본 발명은 물체와의 접촉 여부에 따라 마디가 다르게 움직이는 적응형 운동이 가능한 로봇의 손가락기구에 관한 것으로, 본 발명의 로봇의 손가락기구는 제1마디(11)와 제2마디(12)를 갖는 손가락 케이스(10)와; 손가락 케이스(10)의 제1마디(11)와 연결되어 제1마디(11)를 틸트운동시키는 제1조인트기구(20)와; 손가락 케이스(10)의 제1마디(11)와 제2마디(12)에 연결되어 제2마디(12)를 틸트운동시키는 제2조인트기구(30)와; 제1조인트 기구와 연결되어 손가락 케이스(10)를 회전시키는 손가락 회전기구(40)로 구성되어 틸트나 회전운동을 가능하도록 함으로써 물체의 크기와 형상에 따라 접촉을 유연하게 할 수 있도록 하는데 있다.

Description

로봇 손가락기구
본 발명은 로봇 손가락기구에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 틸트나 회전운동이 가능하도록 함으로써 물체와의 접촉 위치를 가변시킬 수 있는 로봇의 손가락기구에 관한 것이다.
인간형 로봇(humanoid)은 인간과 유사한 행동을 가질 수 있도록 개발된다. 인간형 로봇은 인간과 유사한 행동할 수 있도록 개발됨으로 정밀한 동작을 위해 로봇 손이 개발되고 있으며, 이러한 로봇 손은 정밀한 동작을 위해 보다 정밀하게 동작되는 로봇 손가락기구가 요구된다.
종래의 로봇 손가락기구를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 1에서와 같이 로봇 손가락기구는 제1마디(1), 제2마디(2), 제3마디(3) 및 조인트기구(4)로 구성되며, 조인트기구(4)는 베벨 기어(4a,4b), 와이어(4d) 및 힌지(4c,4e)로 이루어진다. 제1마디(1), 제2마디(2) 및 제3마디(3)는 각각 조인트기구(4)에 의해 연결되며, 조인트기구(4)의 힌지(4c,4e)는 각각 제1마디(1)와 제2마디(2)에 연결된다. 베벨 기어(4a,4b)는 제1마디(1)에 연결된 힌지(4c)와 제1마디(1)의 내측에 설치된 모터(도시 않음)에 연결된다. 와이어(4d)는 힌지(4c,4e)와 교차되도록 연결된다.
모터는 회전력을 베벨 기어(4a,4b)로 전달하며, 베벨 기어(4a,4b)는 제1마디(1)에 연결된 힌지(4c)의 회전축(도시 않음)을 회전시킨다. 힌지(4c)의 회전축이 회전되면 회전축에 연결된 제2마디(2)가 회전함과 아울러 힌지(4c)의 회전축과 제3마디(3)의 힌지(4e)의 회전축(도시 않음)에 각각 교차되도록 연결된 와이어(4d)가 화살표 방향으로 회전된다. 와이어(4d)가 회전되면 제2마디(2)와 힌지(4e)의 회전축에 연결되는 제3마디(3)가 회전되어 틸트운동 즉, 사람의 손가락과 같은 굽힘과 폄 동작을 할 수 있게 된다.
미국등록특허 제8,052,185호(특허문헌1)는 로봇 손가락을 갖는 로봇 핸드에 관한 것으로, 로봇 손가락 조립체(300)는 베이스 링크부재(310) 및 이와 연결된 복수개의 링크부재(330,340,350,360)를 구비한다. 그리고, 상기 로봇 손가락 조립체(300)는 4개의 케이블(321,322,323,324)로 동작되게 된다. 신장된 링크 부재(340)는 양측에 각기 복수개의 풀리(344)가 설치되며, 축(336)에 대하여 텐션부재에 의해 작동될 때 피봇하게 된다. 이와 같이 구성된 로봇 핸드는 사람의 손가락과 같이 굽힘과 폄 동작을 수행할 수 있다.
종래의 로봇 손가락기구와 같이 베벨 기어와 와이어를 통해 제2마디와 제3마디의 틸트운동만이 가능함으로써 로봇 손가락기구와 물체 사이의 접촉 위치를 가변시킬 수 없는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 틸트나 회전운동이 가능하도록 함으로써 물체와의 접촉 위치를 가변시킬 수 있는 로봇의 손가락기구를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 틸트나 회전운동이 가능하도록 하여 물체와 접촉 위치를 가변시킴으로써 물체의 크기와 형상에 따라 접촉을 유연하게 할 수 있는 로봇의 손가락기구를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 또 다른 목적은 마디마다 회전구동원을 적용함으로써 정교한 동작을 할 수 있는 로봇의 손가락기구를 제공함에 있다.
본 발명의 로봇의 손가락기구는 제1마디와 제2마디를 갖는 손가락 케이스와; 상기 손가락 케이스의 제1마디와 연결되어 제1마디를 틸트운동시키는 제1조인트기구와; 상기 손가락 케이스의 제1마디와 제2마디 사이에 연결되어 제2마디를 틸트운동시키는 제2조인트기구와; 상기 제1조인트 기구와 연결되어 상기 손가락 케이스를 회전시키는 손가락 회전기구로 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 로봇의 손가락기구는 틸트나 회전운동이 가능하도록 하여 물체와 접촉 위치를 가변시킴으로써 물체의 크기와 형상에 따라 접촉을 유연하게 할 수 있는 이점을 제공하고, 각 마디마다 회전구동원을 적용함으로써 정교한 동작을 할 수 있는 이점을 제공한다.
도 1은 종래의 로봇 손가락기구의 사시도,
도 2는 본 발명의 로봇 손가락기구의 사시도,
도 3은 도 2에 도시된 로봇 손가락기구의 부분 분해 조립사시도,
도 4는 도 3에 도시된 제1 및 제2조인트기구의 분해 조립 사시도,
도 5는 및 도 6은 각각 도 3에 도시된 틸트운동기구의 확대 사시도,
도 7은 본 발명의 로봇 손가락기구의 틸트 및 회전운동 상태를 나타낸 도면.
이하, 본 발명의 로봇 손가락기구의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 로봇 손가락기구는 도 2에서와 같이 손가락 케이스(10), 제1조인트기구(20), 제2조인트기구(30) 및 손가락 회전기구(40)로 구성된다.
손가락 케이스(10)는 제1마디(11)와 제2마디(12)를 갖도록 구성되며, 제1조인트기구(20)는 손가락 케이스(10)의 제1마디(11)와 연결되어 제1마디(11)를 틸트운동시킨다. 제2조인트기구(30)는 손가락 케이스(10)의 제1마디(11)와 제2마디(12)사이에 연결되어 제2마디(12)를 틸트운동시키며, 손가락 회전기구(40)는 제1조인트기구(20)와 연결되어 손가락 케이스(10)를 회전시킨다.
상기 구성을 갖는 본 발명의 로봇 손가락기구를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
손가락 케이스(10)는 도 3 및 도 4에서와 같이 제1마디(11)와 제2마디(12)를 갖는다. 제1마디(11)는 제1조인트기구(20)와 제2조인트기구(30) 사이에 설치되며, 제2마디(12)는 제2조인트기구(30)와 손가락 회전기구(40) 사이에 설치되며 끝단은 사람의 손가락 끝마디와 같이 둥근 형상으로 이루어진다.
제1조인트기구(20)와 제2조인트기구(30)는 각각 도 3 및 도 4에서와 같이 요크형 원통부재(21,31)와 틸트운동기구(22,32)로 구성된다.
요크형 원통부재(21,31)는 각각 제1마디(11)에 연결되며, 회전구동원(110)이 삽입되는 삽입공(211a)이 형성된다. 이러한 요크형 원통부재(21,31)는 중공부재(211)와 한 쌍의 돌기부재(212)로 이루어진다. 중공부재(211)는 나사, 볼트나 스크류 등의 체결부재(도시 않음)로 제1마디(11)와 연결되어 설치되며, 회전구동원(110)이 삽입 설치되는 삽입공(211a)이 형성된다. 한 쌍의 돌기부재(212)는 중공부재(211)의 일측에 마주대하도록 형성되며 각각 다수개의 안내공(212a)이 형성된다. 다수개의 안내공(212a)은 각각 경사부재(120)가 베어링(B)을 개재하여 설치된다. 베어링(B)은 나사, 볼트나 스크류와 같은 체결부재(C)를 이용하여 체결되어 안내공(212a)에 삽입되어 설치된다.
틸트운동기구(22,32)는 도 3 및 도 4에서와 같이 회전구동원(110), 경사부재(120), 틸트운동부재(130) 및 운동방향 변환부재(140)로 구성된다.
*회전구동원(110)은 모터(111)와 감속기(112)로 구성된다. 모터(111)는 회전력을 발생시키며, 감속기(112)는 모터(111)와 경사부재(120) 사이에 연결되어 모터(111)의 회전력을 감속하여 경사부재(120)로 전달한다.
경사부재(120)는 회전구동원(110)에 의해 회전되도록 연결되며, 회전판(121), 제1안내돌기(122), 제2안내돌기(123) 및 원운동부재(124)로 구성된다.
회전판(121)은 회전구동원(110)에서 발생된 회전력을 전달받아 회전되며, 제1안내돌기(122)는 회전판(121)의 하측에 형성되며 회전구동원(110)에 연결된다. 제2안내돌기(123)는 회전판(121)의 상측에 제1안내돌기(122)와 이격되도록 형성되며, 원운동부재(124)는 제2안내돌기(123)에 삽입 설치되어 회전판(121)의 회전운동에 의해 회전판(121)의 둘레를 따라 원운동한다. 이러한 원운동부재(124)는 안내공(124a)이 형성되며, 안내공(124a)은 회전판(121)을 기준으로 경사지도록 형성되어 운동방향 변환부재(140)가 원운동부재(124)의 원운동에 의해 틸트운동되도록 한다. 틸트운동부재(130)는 경사부재(120)의 상측에 설치되며, 틸트운동 케이스부재(131)와 안내부재(132)로 구성된다. 틸트운동 케이스부재(131)는 운동방향 변환부재(140)에 의해 틸트운동을 하며, 안내부재(132)와 교차되는 방향의 양측에 운동방향 변환부재(140)가 삽입 설치되는 안내공(131a)이 형성된다. 안내부재(132)는 틸트운동 케이스부재(131)의 양측면에 각각 형성되며 요크형 원통부재(31)의 안내공(30b)에 베어링(B)이 개재되어 설치된다.
운동방향 변환부재(140)는 경사부재(120)와 틸트운동부재(130)에 연결되어 틸트운동부재(130)를 틸트운동시키며, 제1샤프트부재(141)와 제2샤프트부재(142)로 구성된다. 제1샤프트부재(141)는 원운동부재(124)에 형성된 안내공(124a)에 경사지도록 삽입 설치되어 원운동부재(124)의 회전에 의해 원뿔운동을 하며, 제2샤프트부재(142)의 중앙에 위치되도록 형성된다. 제2샤프트부재(142)는 제1샤프트부재(141)의 끝단에 형성되어 제1샤프트부재(141)의 원뿔운동에 의해 틸트운동 케이스부재(131)를 틸트운동시킨다. 제2샤프트부재(142)는 틸트운동 케이스부재(131)의 안내공(131a)에 베어링(B)이 개재되어 설치되며, 베어링(B)이 외부로 이탈되는 것을 방지하기 위해 베어링(B)의 상측에 위치되도록 스톱퍼부재(D)가 틸트운동 케이스부재(131)에 설치된다.
손가락 회전기구(40)는 도 2 및 도 3에서와 같이 연결 케이스(41), 수납블럭(42) 및 회전구동원(43)으로 구성된다. 연결 케이스(41)는 제1조인트 기구(20)의 요크형 원통부재(21,31)의 중공부재(211)와 연결되며, 수납블럭(42)은 연결케이스(41)의 저면에 설치되며 삽입공(42a)이 형성된다. 회전구동원(43)은 수납블럭(42)의 삽입공(42a)에 삽입 설치되어 연결 케이스(41)를 회전시킴에 의해 손가락 케이스(10)를 회전시키며, 모터(111)와 감속기(112)로 구성된다. 모터(111)는 회전력을 발생시키며, 감속기(112)는 모터(111)와 수납블럭(42) 사이에 연결되어 모터(111)의 회전력을 감속하여 수납블럭(42)으로 전달함에 의해 연결 케이스(41)를 회전시킨다.
상기 구성을 갖는 본 발명의 로봇 손가락기구의 동작을 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 로봇 손가락기구는 손가락 케이스(10)가 제1마디(11)와 제2마디(12) 즉, 2마디로 이루어지는 것으로 사람 손가락의 엄지에 해당되며, 틸트나 회전 운동을 한다.
본 발명의 로봇 손가락기구의 운동 중 먼저 틸트운동을 설명하면 다음과 같다. 제1마디(11)와 제2마디(12)를 각각 틸트시켜 손가락 케이스(10)가 도 7에 도시된 화살표(a3) 방향으로 틸트운동되도록 하기 위해 먼저, 제1조인트기구(20)와 제2조인트기구(30)를 각각 구동시킨다. 제1조인트기구(20)와 제2조인트기구(30)는 각각 손가락 케이스(10)의 제1마디(11)와 제2마디(12)와 연결되어 제1마디(11)와 제2마디(12)를 각각 틸트운동시킨다. 제1조인트기구(20)와 제2조인트기구(30)는 제1마디(11)와 제2마디(12)를 각각 틸트운동시키기 위해 회전구동원(110)을 구동시켜 회전력을 발생시킨다.
회전구동원(110)에서 회전력이 발생되면 경사부재(120)의 회전판(121)은 이 회전력을 전달받아 회전하게 되고, 이 회전에 의해 원운동부재(124)는 도 5 및 도 6에 도시된 화살표(a1) 방향으로 원운동을 실시하게 된다. 원운동부재(124)가 원운동을 실시하면 원운동부재(124)에 경사지게 설치된 운동방향 변환부재(140)의 제1샤프트부재(141)는 원뿔운동을 하게 된다. 제1샤프트부재(141)의 원뿔운동에 의해 제2샤프트부재(142)는 틸트운동을 하게 된다.
제2샤프트부재(142)는 틸트운동 케이스부재(131)에 설치된 상태에서 안내부재(132)가 요크형 원통부재(31)의 안내공(30b)에 베어링(B)이 개재되어 설치되어 구속됨으로 인해 틸트운동을 한다. 제2샤프트부재(142)가 틸트운동을 하게 되면 제2샤프트부재(142)에 연결되는 틸트운동 케이스부재(131)는 도 5 및 도 6에 도시된 화살표(a2) 방향으로 틸트운동을 하게 된다.
제1조인트기구(20)와 제2조인트기구(30)는 틸트운동 케이스부재(131)를 틸트 시켜 제1마디(11)와 제2마디(12)를 각각 틸트운동시킴으로써 손가락 케이스(10)가 도 7에 도시된 화살표(a3) 방향으로 틸트운동을 하게 되다.
손가락 케이스(10)는 각각 제1조인트기구(20) 및 제2조인트기구(30)에 의해 도 7에 도시된 화살표(a3) 방향으로 틸트운동함과 동시에 화살표(a4) 방향으로 회전운동을 한다.
손가락 케이스(10)의 회전운동은 손가락 회전기구(40)에 의해 실시된다. 손가락 회전기구(40)는 손가락 케이스(10)를 회전시키기 위해 회전구동원(43)을 구동시켜 회전력을 발생시킨다. 회전구동원(43)에서 회전력이 발생되면 이를 수납블럭(42)에 연결된 연결 케이스(41)를 회전되고, 연결케이스(41)의 회전에 의해 연결케이스(41)에 연결된 제1조인트기구(20)가 연결되어 회전됨으로써 손가락 케이스(10)가 도 7에 도시된 화살표(a4) 방향으로 회전하게 된다.
이상과 같이 본 발명의 로봇 손가락기구는 제1마디(11)와 제2마디(12)로 이루어지는 손가락 케이스(10)를 제1조인트기구(20), 제2조인트기구(30) 및 손가락 회전기구(40)에 의해 틸트나 회전운동시킴으로써 물체(도시 않음)와의 접촉위치를 가변시킬 수 있어 물체의 크기와 형상에 따라 접촉을 유연하게 할 수 있으며, 제1마디(11) 및 제2마디(12)에 각각 회전구동원(110)을 적용함으로써 정교한 동작을 구현할 수 있게 된다.
본 발명의 로봇의 손가락기구는 자동화 기기나 로봇 산업 분야에 적용할 수 있다.

Claims (8)

  1. 제1마디와 제2마디를 갖는 손가락 케이스와;
    상기 손가락 케이스의 제1마디와 연결되어 제1마디를 틸트운동시키는 제1조인트기구와;
    상기 손가락 케이스의 제1마디와 제2마디 사이에 연결되어 제2마디를 틸트운동시키는 제2조인트기구와;
    상기 제1조인트 기구와 연결되어 상기 손가락 케이스를 회전시키는 손가락 회전기구로 구성되는 것을 특징으로 하는 로봇의 손가락기구.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1조인트기구와 상기 제2조인트기구는 각각 요크형 원통부재와;
    상기 요크형 원통부재에 삽입 설치되어 제2마디를 틸트운동시키는 틸트운동기구로 구성되며,
    상기 요크형 원통부재는 중공부재와, 상기 중공부재의 일측에 마주대하도록 형성되며 각각 다수개의 안내공이 형성되는 한 쌍의 돌기부재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 로봇의 손가락기구.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 틸트운동기구는 회전구동원과;
    상기 회전구동원에 의해 회전되도록 연결되는 경사부재와;
    상기 경사부재의 상측에 설치되는 틸트운동부재와;
    상기 경사부재와 상기 틸트운동부재에 연결되어 틸트운동부재를 틸트운동시키는 운동방향 변환부재로 구성되는 것을 특징으로 하는 로봇의 손가락기구.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 회전구동원은 회전력을 발생시키는 모터와;
    상기 모터와 상기 경사부재 사이에 연결되어 모터의 회전력을 감속하여 경사부재로 전달하는 감속기로 구성되는 것을 특징으로 하는 로봇의 손가락기구.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 경사부재는 회전판과;
    상기 회전판의 하측에 형성되며 회전구동원에 연결되는 제1안내돌기와;
    상기 회전판의 상측에 상기 제1안내돌기와 이격되도록 형성되는 제2안내돌기와;
    상기 제2안내돌기에 삽입 설치되어 회전판의 회전운동에 의해 회전판의 둘레를 따라 원운동하는 원운동부재(124)로 구성되며,
    상기 원운동부재(124)는 안내공이 형성되며, 상기 안내공은 회전판을 기준으로 경사지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 로봇의 손가락기구.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 틸트운동부재는 틸트운동 케이스부재와;
    상기 틸트운동 케이스부재의 양측면에 각각 형성되며 베어링이 삽입 설치되는 안내부재로 구성되며,
    상기 틸트운동 케이스부재는 상기 안내부재와 교차되는 방향의 양측에 운동방향 변환부재가 삽입 설치되는 안내공이 형성되는 것을 특징으로 하는 로봇의 손가락기구.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 운동방향 변환부재는 원운동부재에 형성된 안내공에 경사지도록 삽입 설치되어 원운동부재의 회전에 의해 원뿔운동하는 제1샤프트부재와;
    상기 제1샤프트부재의 끝단에 형성되어 제1샤프트부재의 원뿔운동에 의해 틸트운동 케이스부재를 틸트운동시키는 제2샤프트부재로 구성되며,
    상기 제1샤프트부재는 상기 제2샤프트부재의 중앙에 위치되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 로봇의 손가락기구.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 손가락 회전기구는 상기 제1조인트 기구와 연결되는 연결 케이스와;
    상기 연결케이스의 저면에 설치되며 삽입공이 형성되는 수납블럭과;
    상기 수납블럭에 삽입 설치되어 연결 케이스를 회전시킴에 의해 손가락 케이스를 회전시키는 회전구동원으로 구성되는 것을 특징으로 하는 로봇의 손가락기구.
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