WO2021177604A1 - 로봇 관절구조 및 이를 포함하는 로봇손 - Google Patents

로봇 관절구조 및 이를 포함하는 로봇손 Download PDF

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WO2021177604A1
WO2021177604A1 PCT/KR2021/001297 KR2021001297W WO2021177604A1 WO 2021177604 A1 WO2021177604 A1 WO 2021177604A1 KR 2021001297 W KR2021001297 W KR 2021001297W WO 2021177604 A1 WO2021177604 A1 WO 2021177604A1
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connector
robot
pair
frames
pulley
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PCT/KR2021/001297
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English (en)
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Inventor
윤동원
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재단법인대구경북과학기술원
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    • B25J15/0233—Gripping heads and other end effectors servo-actuated comprising articulated grippers actuated by chains, cables or ribbons
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    • B25J9/126—Rotary actuators

Definitions

  • the present invention relates to a robot joint structure and a robot hand including the same, and more particularly, to a robot joint structure for supplementing rotational rigidity and a robot hand including the same.
  • the robot joint structure includes a first body, a second body spaced apart from the first body, a first joint unit connecting the first body and the second body, and the It is disposed to face the first joint unit and includes a second joint unit connecting the first body and the second body, wherein the first joint unit includes a first connector and a second connector crossing each other,
  • the second joint unit may include a third connector and a fourth connector that cross each other.
  • first joint unit and the second joint unit may be disposed mirror image symmetry with each other.
  • the first body may include a pair of first frames spaced apart from each other, and the second body may include a pair of second frames spaced apart from each other.
  • the first joint unit connects one of the pair of first frames facing each other and one of the pair of second frames, and the second joint unit is facing each other The other one of the pair of first frames and the other one of the pair of second frames may be connected.
  • the first frame includes a first protrusion connected to the first frame and protruding between the first connector and the second connector, or between the third connector and the fourth connector.
  • the second frame may include a second protrusion connected to the second frame and protruding between the first connector and the second connector or between the third connector and the fourth connector.
  • each of the first connector to the fourth connector may include a curved portion between one end connected to the first body and the other end connected to the second body.
  • a driving unit for driving at least one of the first body and the second body may be further included.
  • the driving unit may include a driving force generating unit generating a driving force, and a driving force transmitting unit transmitting the driving force generated by the driving force generating unit to the first body and the second body. have.
  • the first body includes at least one first pulley
  • the second body includes at least one second pulley
  • the driving force generator includes a motor
  • the transmission unit may include a motor pulley connected to the motor, and a wire connected to the motor pulley and the first pulley and the second pulley to transmit the driving force to the first body and the second body.
  • the wire may extend from the motor pulley between the pair of first frames and between the pair of second frames.
  • the robot hand is disposed in a direction crossing the longitudinal direction of the base part, a plurality of first robot fingers rotatably connected to the base part, and a longitudinal direction of the plurality of first robot fingers, A second robot finger rotatably connected to the base part, a first driving part disposed on the base part and driving the first robot finger, and a first driving part disposed on the base part and driving the second robot finger a second driving unit, wherein the first robot finger and the second robot finger connect a first body, a second body spaced apart from the first body, and the first body and the second body and a second joint unit disposed to face the first joint unit, and a second joint unit connecting the first body and the second body, wherein the first joint unit crosses a first connector and a second connector, and the second joint unit may include a third connector and a fourth connector that cross each other.
  • first joint unit and the second joint unit may be disposed mirror image symmetry with each other.
  • the first body may include a pair of first frames spaced apart from each other, and the second body may include a pair of second frames spaced apart from each other.
  • the first joint unit connects one of the pair of first frames facing each other and one of the pair of second frames, and the second joint unit is facing each other The other one of the pair of first frames and the other one of the pair of second frames may be connected.
  • the first frame includes a first protrusion connected to the first frame and protruding between the first connector and the second connector, or between the third connector and the fourth connector.
  • the second frame may include a second protrusion connected to the second frame and protruding between the first connector and the second connector and between the third connector and the fourth connector.
  • each of the first connector to the fourth connector may include a curved portion between one end connected to the first body and the other end connected to the second body.
  • the first body includes at least one first pulley
  • the second body includes at least one second pulley
  • the first driving unit includes a first driving unit generating a driving force. 1 motor, a first motor pulley connected to the motor, and a first wire connected to the first motor pulley, the first pulley, and the second pulley to transmit the driving force to the first robot finger can do.
  • the first wire may extend from the first motor pulley between the pair of first frames of the first robot finger and between the pair of second frames.
  • the first body includes at least one first pulley
  • the second body includes at least one second pulley
  • the second driving unit includes a second drive unit generating a driving force. 2 motors, a second motor pulley connected to the motor, and a second wire connected to the second motor pulley, the first pulley, and the second pulley to transmit the driving force to the second robot finger can do.
  • the second wire may extend from the second motor pulley between the pair of first frames of the second robot finger and between the pair of second frames.
  • the robot joint structure and the robot hand including the same according to the embodiments of the present invention are connected by two joint units in which two adjacent bodies are mirror-symmetrically arranged, thereby improving the rotational rigidity and durability of the robot joint structure. have.
  • the robot joint structure and the robot hand including the same according to the embodiments of the present invention enable the compact design of the robot hand through efficient spatial arrangement by the drive mechanism being disposed between a pair of frames of the body part.
  • FIG. 1 shows a robot joint structure according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 2 schematically shows a robot joint structure according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a perspective view illustrating a connector according to embodiments of the present invention.
  • Figure 4 is a perspective view showing a robot joint structure according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a perspective view showing a robot joint structure according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a perspective view illustrating a robot joint structure and a driving unit for driving the robot.
  • FIG. 7 is a perspective view showing a robot hand according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a perspective view illustrating an internal structure of the robot hand of FIG. 7 .
  • FIG. 9 is a perspective view illustrating a second robot finger of the robot hand of FIG. 7 .
  • FIG. 10 is a diagram comparing the grip operation of the robot hand and the human hand of FIG. 7 .
  • FIG. 11 is a diagram illustrating a grip operation of the robot hand of FIG. 7 .
  • 12 (a) and 12 (b) are graphs showing the rotational stiffness of the robot joint structure according to the joint unit.
  • Figure 1 shows a robot joint structure according to an embodiment of the present invention
  • Figure 2 briefly shows a robot joint structure according to another embodiment of the present invention
  • 3 is a perspective view illustrating a connector according to embodiments of the present invention.
  • the robot joint structure 100 includes a first body 110 , a second body 120 , a first joint unit J1 , and a second It may include a joint unit (J2).
  • the first body 110 and the second body 120 may be knurls of the robot joint structure 100 for gripping the target object.
  • the first body 110 and the second body 120 may have various shapes such as a cylinder, a polygonal pillar, etc., but in the following, for convenience of explanation, the first body 110 and the second body 120 are a rectangular pillar. The description will be based on examples.
  • the first body 110 may include a gripping surface G1a and a non-gripping surface G2a.
  • the gripping surface G1a may be a surface of the first body 110 in contact with the target object when the robot joint structure 100 grips the target object.
  • the non-gripping surface G2a may be a surface of the first body 100 facing the gripping surface G1a.
  • the gripping surface G1a may include a curved portion at at least one end thereof. Since the gripping surface G1a is provided with a curved surface, it is possible to prevent the rotational movement of the first body 110 from being obstructed by the end of the second body 120 disposed adjacently.
  • the second body 120 may be disposed to be spaced apart from the first body 110 . In this case, the second body may be disposed to face the first body 110 .
  • the second body 120 may include a gripping surface G1b and a non-gripping surface G2b. Specific features of the gripping surface G1b and the non-gripping surface G2b of the second body 120 may be the same as or similar to the gripping surface G1b and the non-gripping surface G2b of the first body 110 . As an embodiment, a curved portion may not be formed on the gripping surface G1b of the second body 120 .
  • the gripping surface G1a of the first body 110 and the gripping surface G1b of the second body 120 may be provided with protrusions or irregularities may be formed, as another embodiment,
  • the robot joint structure 100 may be covered with a cover made of a material such as rubber or silicone. Thereby, it is possible to prevent the gripped object from being separated from the robot joint structure 100 .
  • the first joint unit J1 and the second joint unit J2 may be disposed between the first body 110 and the second body 120 to connect the first body 100 and the second body 120 .
  • the first joint unit (J1) and the second joint unit (J2) may be disposed to face each other.
  • the first joint unit J1 and the second joint unit J2 may be disposed to be spaced apart from each other.
  • the first joint unit J1 may include a first connector J1-1 and a second connector J1-2.
  • the first connector J1-1 and the second connector J1-2 may be disposed to cross each other.
  • the first connector J1-1 and the second connector J1-2 are connected in the width direction of the first body 110 (the Z direction in FIG. 1A) or the width direction of the second body 120 ( FIG. 1A ). 1(a) in the Z direction), and may be disposed to be spaced apart by a preset distance. Accordingly, it is possible to prevent the occurrence of friction and interference between the first connector (J1-1) and the second connector (J1-2) when the robot joint structure 100 rotates.
  • the preset distance may be shorter than the distance between the first joint unit J1 and the second joint unit J2, and as another example, the preset distance between the first connector J1-1 and the second connector J1- It may be shorter than the width of 2).
  • first connector J1-1 and one end of the second connector J1-2 are connected to the first body 110, the other end of the first connector J1-1 and the second connector J1-2 ) the other end may be connected to the second body 120 .
  • first connector J1-1 may extend from the gripping surface G1a of the first body 110 to the non-gripping surface G2b of the second body 120
  • second connector ( J1-2) may extend from the non-gripping surface G2a of the first body 110 to the gripping surface G1b of the second body 120 .
  • the second joint unit J2 may include a third connector J2-1 and a fourth connector J2-2.
  • the specific characteristics of the third connector J2-1 and the fourth connector J2-2 are the same as the first connector J1-1 and the second connector J1-2 as described above, respectively, or may be similar.
  • the first joint unit (J1) and the second joint unit (J2) may be disposed mirror image of each other.
  • the first joint unit (J1) and the second joint unit (J2) are the same intersection point (CP) may have.
  • the first connector J1-1 may be parallel to the third connector J2-1
  • the second connector J1-2 may be disposed parallel to the fourth connector J2-2.
  • the first intersection of the first connector (J1-1) and the second connector (J1-2) is the third connector (J2-1) and the fourth connector It may coincide with the second intersection of (J2-2).
  • the first joint unit (J1) rotates about the first intersection point
  • the second joint unit (J2) rotates about the second intersection point
  • the first intersection point and the second intersection point are the robot joint structure ( 100) is disposed on the same line in the width direction (Z direction of FIGS. 1 and 2)
  • the robot joint structure 100 is the height direction of the robot joint structure 100 (Y direction in FIGS. 1 and 2) with respect to It can rotate without tilting. Accordingly, the area in which the gripping surface G1a of the first body 110 or the gripping surface G1b of the second body 120 contacts the target object can be maximized, so that the grip of the robot joint structure 100 Strength and stability can be improved.
  • the joint units J1 and J2 and the connectors J1-1, J1-2, J2-1, and J2-2 may be made of an elastic material, and for example, may be manufactured by heat-treating carbon structural steel SK5.
  • the connectors J1-1, J1-2, J2-1, and J2-2 may be, for example, flexure hinges.
  • the joint units J1 and J2 may be cross flexure hinges in which two flexure hinges are arranged to be crossed.
  • the connector may have various shapes.
  • the connector may be a straight structure (L).
  • at least one end of the connector may include a bent portion connected to the first body 110 or the second body 120 .
  • the connector may include a curved portion C between one end connected to the first body 110 and the other end connected to the second body 120 . At least one end of the connector may include a bent portion connected to the first body 110 or the second body 120 .
  • the connector may include a first bent portion B1 bent toward the lower portion of the connector at one end of the connector, and a second bent portion B2 bent toward the upper portion of the connector at the other end of the connector.
  • the curved portion C may be disposed between the first bent portion B1 and the second bent portion B2 .
  • the present invention is not limited thereto, and the connector may have various shapes capable of connecting the first body 110 and the second body 120 .
  • At least one first shaft S1 may be disposed between the pair of first frames 111 and 112 .
  • the first shaft S1 may be inserted into the first coupling hole h1 provided on the inner surface of the pair of first frames 111 and 112 to couple the pair of first frames 111 and 112 .
  • the first body 110 includes a pair of first frames 111 and 112 facing each other, and the second body 120 includes a pair of second frames 121 facing each other. 122) may be included.
  • the pair of first frames 111 and 112 may be disposed to be spaced apart from each other by a predetermined distance.
  • the pair of first frames 111 and 112 may be symmetrical to each other.
  • first connector J1-1 and one end of the second connector J1-2 are connected to one frame 111 of the pair of first frames, and the first connector J1- The other end of 1) and the other end of the second connector J1 - 2 may be connected to one frame 121 among the pair of second frames.
  • first connector J1-1 is connected from the gripping surface G1a of one frame 111 of the pair of first frames to the non-gripping surface G2b of one frame 121 of the pair of second frames.
  • the second connector J1-2 may extend from the non-gripping surface G2a of the one frame 111 of the pair of first frames to the gripping surface of the one frame 121 of the pair of second frames. (G1b) may be extended.
  • one end of the third connector (J2-1) and one end of the fourth connector (J2-2) are connected to the other frame 112 among the pair of first frames, and the third connector (J2-1)
  • the other end of and the other end of the fourth connector J2 - 2 may be connected to the other frame 122 of the pair of second frames.
  • the third connector J2-1 is connected from the gripping surface G1a of the other frame 112 of the pair of first frames to the non-gripping surface (G1a) of the other frame 122 of the pair of second frames.
  • G2b the fourth connector J2-2 is connected to the other one of the pair of second frames from the non-gripping surface G2a of the other frame 112 among the pair of first frames. 122) may extend to the gripping surface G1b.
  • a plurality of first shafts S1 may be provided. Some of the plurality of first shafts (S1) are disposed adjacent to the gripping surface (G1a) of the first body 110 between the pair of first frames (111, 112), the plurality of first shafts (S1) The remaining portion may be disposed to be adjacent to the non-gripping surface G2a of the first body 110 between the pair of first frames 111 and 112 . At this time, the first pulley P1 connected to the driving unit 200 may be coupled to the first shaft S1 .
  • the pair of second frames 121 and 122 may be disposed to be spaced apart from each other.
  • the pair of second frames 121 and 122 may be symmetrical to each other. In this case, the distance by which the pair of second frames 121 and 122 are spaced apart may be the same as the distance by which the pair of first frames 111 and 112 are spaced apart.
  • At least one second shaft S2 may be disposed between the pair of second frames 121 and 122 .
  • the second shaft S2 may be inserted into the second coupling holes h2a and h2b provided on the inner surfaces of the pair of second frames 121 and 122 to couple the pair of second frames 121 and 122 to each other. have.
  • a plurality of second shafts S2 may be provided. Some of the plurality of second shafts (S2) are disposed adjacent to the gripping surface (G1b) of the second body 120 between the pair of second frames (121, 122), the plurality of second shafts (S2) The remaining portion may be disposed to be adjacent to the non-gripping surface G2b of the second body 120 between the pair of second frames 121 and 122 .
  • the second pulley P2a or the second pulley P2b to which the driving force transmission unit 220 is connected may be coupled to the second shaft S2 .
  • the driving mechanism of the robot joint structure 100 may be arranged. A detailed description thereof will be provided later.
  • Figure 4 is a perspective view showing a robot joint structure according to another embodiment of the present invention.
  • 5 is a perspective view showing a robot joint structure according to another embodiment of the present invention.
  • the robot joint structure 100 may further include a third body 130 .
  • the present invention is not limited thereto, and the robot joint structure 100 may include four or more bodies.
  • the first body 110 may include a pair of first frames 111 and 121 as described above.
  • the first frame 111 which is one of the pair of first frames 111 and 112, is One end of the frame 111 may include a curved portion.
  • curved portions may be included at both ends of the first frame 111 .
  • a first connector J1-1 and a second connector J1-2 may be disposed at an end of the first frame 111 .
  • the first connector (J1-1) and the second connector (J1-2) may be disposed spaced apart in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the robot joint structure 100 (Z direction in FIG. 4).
  • the curved portion C of the first connector J1-1 may be disposed to contact the curved portion of the first frame 111 .
  • the curved portion C of the first connector J1-1 and the curved portion of the first frame 111 may have the same radius of curvature. Accordingly, the first connector (J1-1) can be arranged to be in close contact with the first frame 111, and when the robot joint structure 100 is bent, the first frame 111 rotates smoothly, It is possible to improve the operation stability of the robot joint structure (100).
  • the first frame 111 may include a first support part 115 protruding from the gripping surface G1a of the first frame 111 toward the outside of the gripping surface G1a.
  • the first support part 115 may be disposed between the curved parts of the first frame 111 .
  • the first frame 111 may include a first protrusion 113 protruding from the curved portion of the first frame 111 and extending along the curved portion of the first frame 111 .
  • the first protrusion 113 may protrude between the first connector J1-1 and the second connector J1-2 disposed along the curved portion of the first frame 111 .
  • the first protrusion 113 may support the first connector J1-1 and the second connector J1-2 connected to the first frame 111 . Accordingly, in the process in which the robot joint structure 100 lifts or puts down a heavy object on the ground, the first connector (J1-1) and the second connector (J1-2) are directed toward the ground or ascending from the ground. By preventing bending, it is possible to prevent a decrease in the support rigidity of the robot joint structure 100 .
  • the first frame 111 may include an insertion hole into which the bent portion of the connector is inserted.
  • the insertion hole may include upper insertion holes (V1, V2) and lower insertion holes (D1, D2).
  • the upper insertion holes V1 and V2 may be disposed in the first frame 111 to be adjacent to the gripping surface G1a of the first frame 111
  • the lower insertion holes D1 and D2 may be disposed in the first frame 111 .
  • ) may be disposed on the first frame 111 so as to be adjacent to the non-gripping surface G2a.
  • the first frame 112 which is the other one of the pair of first frames 111 and 112 , may include a curved portion at an end of the first frame 112 .
  • curved portions may be included at both ends of the first frame 112 .
  • a third connector J2-1 and a fourth connector J2-2 may be disposed on the curved portion of the first frame 112 .
  • the third connector (J2-1) and the fourth connector (J2-2) may be disposed spaced apart in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the robot joint structure 100 (Z direction in FIG. 4).
  • the first frame 112 may include a first support part 115 protruding from the gripping surface G1a of the first frame 112 toward the outside of the gripping surface G1a. It may be disposed between the curved portions of the first frame 112 .
  • the first frame 112 may include a first protrusion 113 protruding from the curved portion of the first frame 112 and extending along the curved portion of the first frame 112 .
  • the first protrusion 113 may protrude between the third connector J2-1 and the fourth connector J2-2 disposed along the curved portion of the first frame 111 .
  • the first protrusion 113 may support the third connector J2-1 and the fourth connector J2-2 connected to the first frame 112 .
  • the third connector (J2-1) and the fourth connector (J2-2) are directed toward the ground Alternatively, by preventing bending in the upward direction from the ground, it is possible to prevent a decrease in the support rigidity of the robot joint structure 100 .
  • the first frame 112 may include an insertion hole into which the bent portion of the connector is inserted.
  • the insertion hole may include upper insertion holes (V1, V2) and lower insertion holes (D1, D2).
  • the upper insertion holes V1 and V2 may be disposed in the first frame 112 to be adjacent to the gripping surface G1a of the first frame 112
  • the lower insertion holes D1 and D2 may be disposed in the first frame 112 .
  • ) may be disposed on the first frame 112 so as to be adjacent to the non-gripping surface G2a.
  • the second body 120 may include a pair of second frames 121 and 122 as described above.
  • each of the pair of second frames 121 and 122 may include a curved portion, an insertion hole, a second protrusion 123 , and a second support portion 125 .
  • the specific features of the second body 120 including the pair of second frames 121 and 122 are the same as or similar to those of the first body 110 as described above, and thus detailed description thereof will be omitted. do it with
  • first connector J1-1 One end of the first connector J1-1 may be connected to the first frame 111 , and the other end of the first connector J1-1 may be connected to the second frame 121 .
  • first bent part B1 of the first connector J1-1 is inserted into the upper insertion hole V2 of the first frame 111, and the second bent part B2 of the first connector J1-1 is inserted.
  • ) may be inserted into the lower insertion hole D1 of the second frame 121 to fix the first connector J1-1 to the first frame 111 and the second frame 121 .
  • One end of the second connector J1 - 2 may be connected to the first frame 111 , and the other end of the second connector J1 - 2 may be connected to the second frame 121 .
  • the first bent part B1 of the second connector J1-2 is inserted into the upper insertion hole V1 of the second frame 121, and the second bent part B2 of the second connector J1-2 is inserted.
  • one end of the third connector J2-1 may be connected to the first frame 112
  • the other end of the third connector J2-1 may be connected to the second frame 122 .
  • the first bent part B1 of the third connector J2-1 is inserted into the upper insertion hole V2 of the first frame 112
  • the second bent part B2 of the third connector J2-1 is inserted.
  • One end of the fourth connector J2 - 2 may be connected to the first frame 112 , and the other end of the fourth connector J2 - 2 may be connected to the second frame 122 .
  • the first bent part B1 of the fourth connector J2-2 is inserted into the upper insertion hole V1 of the second frame 122, and the second bent part B2 of the fourth connector J2-2 is inserted.
  • the first connectors (J1-1) to the fourth connectors (J2-2) are first By preventing separation from the frame 111 to the second frame 122 , it is possible to improve the working stability of the robot joint structure 100 .
  • the third body 130 may include a pair of third frames 131 and 132 .
  • each of the pair of third frames 131 and 132 may include a curved portion, an insertion hole, a third protrusion 133 , and a third support portion 135 .
  • the specific characteristics of the third body 130 and the connection relationship between the second body 120 are the same as or similar to the first body 110 and the second body 120 as described above, so a detailed description thereof is to be omitted.
  • FIG. 6 is a perspective view illustrating a robot joint structure and a driving unit for driving the robot.
  • the robot joint structure 100 may further include a connecting body 140 and a driving unit 200 .
  • the connection body 140 may be disposed between the robot joint structure 100 and the driving unit 200 .
  • the connecting body 140 may be disposed between the third body 130 and the driving unit 200 and connected to the third body 130 to connect the robot joint structure 100 and the driving unit 200 .
  • the connecting body 140 is coupled to a pair of fourth frames 141 and 142 facing each other, and a fourth shaft S4 connecting the pair of fourth frames 141 and 142, and the fourth shaft S4. It may include a fourth pulley (P4) that is.
  • P4 fourth pulley
  • specific features and connection relationships of the connection body 140 may be the same as or similar to those of the first body 110 and the second body 120 as described above.
  • the driving unit 200 may be disposed outside the robot joint structure 100 .
  • the present invention is not limited thereto, and the driving unit 200 may be disposed inside the robot joint structure 100 .
  • the driving unit 200 may drive the robot joint structure 100 . Specifically, the driving unit 200 may drive the robot joint structure 100 so that at least one of the first body 110 to the third body 130 rotates.
  • the driving unit 200 may include a driving force generating unit 210 and a driving force transmitting unit 220 .
  • the driving force generator 210 may generate a driving force for rotating the first body 110 to the third body 130 .
  • the driving force generating unit 210 may be a motor 210 (a first motor).
  • the driving force transmitting unit 220 may connect the driving force generating unit 210 and the robot joint structure 100 to transmit the driving force generated by the driving force generating unit 210 to the robot joint structure 100 .
  • the driving force transmitting unit 220 may include a motor pulley 221 (a first motor pulley) and a wire 222 (a first wire).
  • the motor pulley 221 may be connected to the motor 210 .
  • the motor pulley 221 may rotate about the rotational axis of the motor 210 by a driving force generated by the motor 210 .
  • the wire 222 may be wound around the motor pulley 221 by the rotation of the motor pulley 211 or unwound from the motor pulley 221 .
  • the wire 222 may transmit the driving force generated by the motor 210 to the robot joint structure 100 .
  • One end of the wire 222 may be connected to the motor pulley 221 , and the other end of the wire 222 may be connected to at least one of the pulleys of the robot joint structure 100 .
  • the motor 210 and the pulleys may be connected by a single wire 222 extending from the motor pulley 221 .
  • the wire 222 may extend from the motor pulley 221 between the pair of first frames 111 and 112 and between the pair of fourth frames 141 and 142 .
  • the wire 222 is fixedly connected to the motor pulley 221 , and may extend from the first point SP connected to the motor pulley 221 toward the first pulley P1 .
  • the wire 222 is wound around at least one of the second pulleys P2b to the fourth pulley P4 disposed between the first pulley P1 and the motor pulley 221, or simultaneously on the two pulleys. can be wrapped with
  • the wire 222 may extend to the first pulley P1 and then again toward the second pulley P2a, and be fixed to the second point EP of the second pulley P2a.
  • At least one V-shaped groove (V) may be formed on the peripheral surface of the first pulley (P1) to the fourth pulley (P4). At this time, when the wire 221 is wound around the pulley, the wire 221 is inserted and supported in the V-shaped groove V, thereby preventing the wire 222 from being separated from the pulley.
  • the motor 210 rotates in the direction in which the wire 222 is wound on the motor pulley 221 (eg, R1 direction in FIG. 6 ), at this time, The wire 222 may be wound around the motor pulley 221 to be taut. Accordingly, a force may be applied to the wire 222 in a direction toward the motor pulley 221 .
  • the gap between the third shaft S3b and the fourth shaft S4, the second shaft S2b and the third shaft S3b the interval between the first shaft (S1) and the second shaft (S2a) is reduced, and accordingly, the robot joint structure 100 can rotate in the R2 direction.
  • the intersection point CP of the joint unit may move in the direction in which the robot joint structure 100 rotates (R2 direction in FIG. 6 ) along the curved portion.
  • the operation of the motor 210 stops and The grip operation of the robot joint structure 100 may be stopped.
  • the motor 210 rotates in the direction in which the wire 222 is unwound from the motor pulley 221 (eg, R2 direction in FIG. 6 ) to rotate the motor pulley 221 . ), the wire 222 wound around may be unwound. Thereby, the force applied to the wire 222 and the joint unit is resolved, the robot joint structure 100 is spread by the elastic restoring force of the joint unit, and the robot joint structure 100 can place the target object.
  • FIG. 7 is a perspective view showing a robot hand according to an embodiment of the present invention.
  • 8 is a perspective view illustrating the internal structure of the robot hand of FIG. 7
  • FIG. 9 is a perspective view illustrating a second robot finger of the robot hand of FIG. 7 .
  • the robot hand 10 includes a base unit 500 , a first robot finger 100 , a second robot finger 400 , a first driving unit 200 , and a second It may include a driving unit 300 .
  • the base unit 500 may have a space therein to accommodate the first driving unit 200 and the second driving unit 300 .
  • the base part 500 may have various shapes, such as a hemisphere, a polygonal shape, and the like. However, for convenience of description, the following description will focus on an embodiment in which the base part 500 is a rectangular parallelepiped.
  • the first robot finger 100 may be rotatably connected to the base part 500 .
  • the specific features of the first robot finger 100 are the same as or similar to the robot joint structure 100 described above, and thus a detailed description thereof will be omitted.
  • a plurality of first robot fingers 100 may be provided.
  • the first robot finger 100 may include an index finger 100 - 1 , a middle finger 100 - 2 , and a ring finger 100 - 3 having the same structure as each other.
  • the second robot finger 400 may include a first body 410 , a second body 420 , a first joint unit J1 , and a second joint unit J2 .
  • the second robot finger 400 may further include a connection body 430 .
  • the first body 410 includes a pair of first frames 411 and 412
  • the second body 420 includes a pair of second frames 421 and 422
  • the connection body 430 may include a pair of third frames 431 and 432 .
  • Specific characteristics of each component included in the second robot finger 400 are the same as or similar to the case of the above-described robot joint structure 100, and thus overlapping descriptions will be omitted.
  • the second robot finger 400 may be rotatably connected to the base part 500 .
  • the second robot finger 400 may be disposed in a direction crossing the longitudinal direction (X direction in FIG. 8 ) of the first robot finger 100 .
  • the longitudinal direction of the second robot finger 400 (Z direction in FIG. 8 ) may be perpendicular to the longitudinal direction of the first robot finger 100 .
  • a first rotation member 440 and a second rotation member 450 may be disposed between the second robot finger 400 and the base part 500 .
  • the second robot finger 400 may be rotatably connected to the first rotation member 440 based on the central axis in the longitudinal direction of the second robot finger 400 .
  • the second robot finger 400 is disposed in a state rotated by a predetermined angle with respect to the central axis in the longitudinal direction of the second robot finger 400 , so that the gripping surface of the second robot finger 400 is the second robot finger 400 . 1 may face the gripping surface of the robot finger 100 .
  • the second robot finger 400 may be rotatably connected to the first rotation member 440 based on a rotation axis in a direction orthogonal to the longitudinal direction of the second robot finger 400 (first rotary drive).
  • the first rotating member 440 may be rotatably connected to the second rotating member 450 .
  • the first rotating member 440 may rotate based on the central axis in the longitudinal direction of the fifth shaft S5 to which the first rotating member 440 is connected to the second rotating member 450 .
  • the first rotation member 440 and the second rotation member 450 may be rotatably connected to the base part 500 .
  • the first rotating member 440 and the second rotating member 450 may rotate based on the central axis in the longitudinal direction of the fifth shaft S5 (second rotational driving).
  • the second robot finger 400 is capable of dual rotational driving including the first rotational driving and the second rotational driving, so that the second robot according to the shape of the object gripped by the robotic hand 10 is possible. It is possible to change the arrangement of the finger 400 , thereby expanding the range of application of the robotic hand 10 and improving the stability of the grip.
  • the first driving unit 200 may drive the first robot finger 100 .
  • the first driving unit 200 may be disposed inside the base unit 500 .
  • a plurality of first driving units 200 may also be provided to correspond to the plurality of first robot fingers 100 .
  • each of the index finger driving unit 200-1, the middle finger driving unit 200-2, and the ring finger driving unit 200-3 among the plurality of first driving units 200 is the index finger of the plurality of first robot fingers 100 . (100-1), the middle finger 100-2, and the ring finger 100-3 may be respectively connected.
  • the index finger driver 200-1 is on the index finger 100-1
  • the middle finger driver 200-2 is on the middle finger 100-2
  • the ring finger driver 200-3 is on the ring finger 100- 3)
  • connection and driving force transmission method between the first driving unit 200 and the first robot finger 100 is the same as or similar to the above-described robot joint structure 100 , the overlapping description will be omitted.
  • the second driving unit 300 may be connected to the second robot finger 400 to drive the second robot finger 400 .
  • the second driving unit 300 may be disposed inside the base unit 500 .
  • the second driving unit 300 may be disposed to be spaced apart from the second robot finger 400 .
  • the second driving unit 300 may include a driving force generating unit 310 and a driving force transmitting unit 320 .
  • the driving force generator 310 may generate a driving force for rotating the first body 410 and the second body 420 of the second robot finger 400 .
  • the driving force generating unit 310 may be, for example, a motor 310 (second motor).
  • the driving force transmitting unit 320 may connect the driving force generating unit 310 and the second robot finger 400 to transmit the driving force generated by the driving force generating unit 310 to the second robot finger 400 .
  • the driving force transmitting unit 320 may include a second motor pulley 321 and a second wire 322 .
  • the second motor 310 and the pulleys may be connected by a single second wire 322 extending from the second motor pulley 321 .
  • the second wire 322 may extend from the second motor pulley 321 to between the pair of first frames 411 and 412 and between the pair of third frames 431 and 432 .
  • the second wire 322 may be fixedly connected to the second motor pulley 321 and extend toward the first pulley P1 from a point connected to the second motor pulley 321 .
  • the second wire 322 is wound around at least one of the pulleys P1, P2a, P2b, P3, P5, and P6 disposed between the first pulley P1 and the second motor pulley 321, or It can be wound on two pulleys simultaneously.
  • the second wire 322 may be extended to the first pulley P1 and then again extended toward the second pulley P2a to be fixed to the second pulley P2a. Since the connection and driving force transmission method of the second driving unit 300 and the second robot finger 400 is the same as or similar to the above-described robot joint structure 100 , the overlapping description will be omitted.
  • FIG. 10 is a diagram comparing the grip operation of the robot hand of FIG. 7 and the human hand.
  • 11 is a diagram illustrating a grip operation of the robot hand of FIG. 7 .
  • the second robot finger 400 of the robot hand 10 and the human thumb grip the same first object O1 may be compared.
  • the second robot finger 400 may grip the target object O1 by operating similarly to a human thumb through the double rotation driving as described above.
  • a process in which the robot hand 10 grips the second target object O2 having an angled shape can be seen.
  • the operation of the motors 210 and 310 may be stopped so that the robot hand 10 may maintain the grip state of the second target object O2.
  • 12 (a) and 12 (b) are graphs showing the rotational stiffness of the robot joint structure according to the joint unit.
  • Figure 12 (a) shows the rotational stiffness of the robot joint structure having one joint unit, which is not mirror image symmetric
  • Figure 12 (b) is a robot having two joint units J1 and J2 that are mirror image symmetric. Shows the rotational rigidity of the joint structure (100). Looking at the graph of FIG. 12(a) and the graph of FIG. 12(b), both graphs show that as the height (ie, displacement in the Z-axis direction) increases, the force applied to the robot joint structure 100 ( It can be seen that F Z ) increases proportionally.
  • the slope of the straight line in the two graphs means the rotational stiffness of the joint unit in the Z-axis direction
  • the rotational stiffness of the robot joint structure 100 having the mirror image symmetrical joint units J1 and J2 may have a rotational stiffness that is about 20 times greater than the rotational stiffness in the case of not mirror image symmetry (eg, 0.0431 in FIG. 12( a )). That is, the robot joint structure 100 having two joint units J1 and J2 arranged in mirror image symmetry has much higher rotational rigidity than the case where it is not mirror image symmetry, and thus the load of the object that can be supported is increased. can increase In addition, by preventing the joint units (J1, J2) from being bent or damaged in the load direction of the object, the durability of the robot joint structure 100 can be improved.
  • the robot joint structure 100 and the robot hand 10 including the same are two joint units (J1, J2) in which two adjacent bodies are mirror-symmetrically disposed. By being connected to, it is possible to improve the rotational rigidity and durability of the robot joint structure (100).
  • the robot joint structure 100 and the robot hand 10 including the same according to the embodiments of the present invention have a driving mechanism disposed between a pair of frames of the body portion, so that the robot hand 10 through an efficient spatial arrangement. of compact design.
  • the robot joint structure and the robot hand including the same according to an embodiment of the present invention have remarkable industrial applicability in that the rotational rigidity and durability of the robot joint structure can be improved.

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Abstract

본 발명은 로봇 관절구조를 개시한다. 구체적으로, 본 발명은 제1 바디와, 상기 제1 바디와 이격되어 배치되는 제2 바디와, 상기 제1 바디와 상기 제2 바디를 연결하는 제1 조인트 유닛과, 상기 제1 조인트 유닛과 마주보도록 배치되며, 상기 제1 바디와 상기 제2 바디를 연결하는 제2 조인트 유닛을 포함하고, 상기 제1 조인트 유닛은 서로 교차하는 제1 커넥터와 제2 커넥터를 포함하고, 상기 제2 조인트 유닛은 서로 교차하는 제3 커넥터와 제4 커넥터를 포함하는 로봇 관절구조를 개시한다.

Description

로봇 관절구조 및 이를 포함하는 로봇손
본 발명은 로봇 관절구조 및 이를 포함하는 로봇손에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 회전 강성을 보완하기 위한 로봇 관절구조 및 이를 포함하는 로봇손에 관한 것이다.
최근 인간형 로봇에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이러한 인간형 로봇이 인간이 손으로 하는 작업을 수행하기 위해서는 자연스러운 운동 기능을 구현할 수 있는 로봇손이 필요하며, 인간의 손을 모방하여 복수의 손가락 관절 구조를 갖는 인간형 로봇손에 대해 지속적인 연구가 이루어지고 있다.
본 발명의 목적은 회전 강성을 증가시키고, 컴팩트한 설계가 가능한 로봇 관절구조 및 이를 포함하는 로봇손을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 관절구조는 제1 바디와, 상기 제1 바디와 이격되어 배치되는 제2 바디와, 상기 제1 바디와 상기 제2 바디를 연결하는 제1 조인트 유닛과, 상기 제1 조인트 유닛과 마주보도록 배치되며, 상기 제1 바디와 상기 제2 바디를 연결하는 제2 조인트 유닛을 포함하고, 상기 제1 조인트 유닛은 서로 교차하는 제1 커넥터와 제2 커넥터를 포함하고, 상기 제2 조인트 유닛은 서로 교차하는 제3 커넥터와 제4 커넥터를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 조인트 유닛과 상기 제2 조인트 유닛은 서로 거울상 대칭으로 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 바디는 서로 이격되어 배치되는 한쌍의 제1 프레임을 포함하고, 상기 제2 바디는 서로 이격되어 배치되는 한쌍의 제2 프레임을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 조인트 유닛은, 서로 마주보는 상기 한쌍의 제1 프레임 중 하나와 상기 한쌍의 제2 프레임 중 하나를 연결하고, 상기 제2 조인트 유닛은, 서로 마주보는 상기 한쌍의 제1 프레임 중 다른 하나와 상기 한쌍의 제2 프레임 중 다른 하나를 연결할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 프레임은 상기 제1 프레임에 연결된, 상기 제1 커넥터와 상기 제2 커넥터 사이, 또는 상기 제3 커넥터와 상기 제4 커넥터 사이에서 돌출되는 제1 돌출부를 포함하고, 상기 제2 프레임은 상기 제2 프레임에 연결된, 상기 제1 커넥터와 상기 제2 커넥터 사이, 또는 상기 제3 커넥터와 상기 제4 커넥터 사이에서 돌출되는 제2 돌출부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 커넥터 내지 상기 제4 커넥터 각각은, 상기 제1 바디에 연결되는 일단과 상기 제2 바디에 연결되는 타단 사이에 만곡부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 바디와 상기 제2 바디 중 적어도 하나를 구동시키는 구동부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 구동부는, 구동력을 발생시키는 구동력 발생부와, 상기 구동력 발생부에서 발생된 상기 구동력을 상기 제1 바디 및 상기 제2 바디로 전달하는 구동력 전달부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 바디는 적어도 하나의 제1 풀리를 포함하고, 상기 제2 바디는 적어도 하나의 제2 풀리를 포함하며, 상기 구동력 발생부는 모터를 포함하고, 상기 구동력 전달부는, 상기 모터와 연결되는 모터풀리와, 상기 모터풀리와 상기 제1 풀리 및 상기 제2 풀리에 연결되어, 상기 구동력을 상기 제1 바디 및 상기 제2 바디로 전달하는 와이어를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 와이어는, 상기 모터풀리로부터 상기 한쌍의 제1 프레임 사이 및 상기 한쌍의 제2 프레임 사이로 연장될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 로봇손은 베이스부와, 상기 베이스부에 회동가능하도록 연결되는 복수개의 제1 로봇 손가락과, 복수개의 상기 제1 로봇 손가락의 길이 방향과 교차하는 방향으로 배치되며, 상기 베이스부에 회전가능하도록 연결되는 제2 로봇 손가락과, 상기 베이스부에 배치되고, 상기 제1 로봇 손가락을 구동시키는 제1 구동부와, 상기 베이스부에 배치되고, 상기 제2 로봇 손가락을 구동시키는 제2 구동부를 포함하며, 상기 제1 로봇 손가락 및 상기 제2 로봇 손가락은, 제1 바디와, 상기 제1 바디와 이격되어 배치되는 제2 바디와, 상기 제1 바디와 상기 제2 바디를 연결하는 제1 조인트 유닛과, 상기 제1 조인트 유닛과 마주보도록 배치되며, 상기 제1 바디와 상기 제2 바디를 연결하는 제2 조인트 유닛을 포함하고, 상기 제1 조인트 유닛은 서로 교차하는 제1 커넥터와 제2 커넥터를 포함하고, 상기 제2 조인트 유닛은 서로 교차하는 제3 커넥터와 제4 커넥터를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 조인트 유닛과 상기 제2 조인트 유닛은 서로 거울상 대칭으로 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 바디는 서로 이격되어 배치되는 한쌍의 제1 프레임을 포함하고, 상기 제2 바디는 서로 이격되어 배치되는 한쌍의 제2 프레임을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 조인트 유닛은, 서로 마주보는 상기 한쌍의 제1 프레임 중 하나와 상기 한쌍의 제2 프레임 중 하나를 연결하고, 상기 제2 조인트 유닛은, 서로 마주보는 상기 한쌍의 제1 프레임 중 다른 하나와 상기 한쌍의 제2 프레임 중 다른 하나를 연결할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 프레임은 상기 제1 프레임에 연결된, 상기 제1 커넥터와 상기 제2 커넥터 사이, 또는 상기 제3 커넥터와 상기 제4 커넥터 사이에서 돌출되는 제1 돌출부를 포함하고, 상기 제2 프레임은 상기 제2 프레임에 연결된, 상기 제1 커넥터와 상기 제2 커넥터 사이, 상기 제3 커넥터와 상기 제4 커넥터 사이에서 돌출되는 제2 돌출부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 커넥터 내지 상기 제4 커넥터 각각은, 상기 제1 바디에 연결되는 일단과 상기 제2 바디에 연결되는 타단 사이에 만곡부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 바디는 적어도 하나의 제1 풀리를 포함하고, 상기 제2 바디는 적어도 하나의 제2 풀리를 포함하며, 상기 제1 구동부는, 구동력을 발생시키는 제1 모터와, 상기 모터와 연결되는 제1 모터풀리와, 상기 제1 모터풀리와 상기 제1 풀리 및 상기 제2 풀리에 연결되어, 상기 구동력을 상기 제1 로봇 손가락으로 전달하는 제1 와이어를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 와이어는 상기 제1 모터풀리로부터 상기 제1 로봇 손가락의 상기 한쌍의 제1 프레임 사이 및 상기 한쌍의 제2 프레임 사이로 연장될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 바디는 적어도 하나의 제1 풀리를 포함하고, 상기 제2 바디는 적어도 하나의 제2 풀리를 포함하며, 상기 제2 구동부는, 구동력을 발생시키는 제2 모터와, 상기 모터와 연결되는 제2 모터풀리와, 상기 제2 모터풀리와 상기 제1 풀리 및 상기 제2 풀리에 연결되어, 상기 구동력을 상기 제2 로봇 손가락으로 전달하는 제2 와이어를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제2 와이어는 상기 제2 모터풀리로부터 상기 제2 로봇 손가락의 상기 한쌍의 제1 프레임 사이 및 상기 한쌍의 제2 프레임 사이로 연장될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 로봇 관절구조 및 이를 포함하는 로봇손은, 인접하는 두개의 바디가 거울상 대칭으로 배치되는 2개의 조인트 유닛으로 연결됨으로써, 로봇 관절구조의 회전 강성 및 내구성을 향상시킬 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예들에 따른 로봇 관절구조 및 이를 포함하는 로봇손은 구동 메커니즘이 바디부의 한쌍의 프레임들 사이에 배치됨으로써, 효율적인 공간 배치를 통해 로봇손의 컴팩트한 설계를 가능하게 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 관절구조를 도시한다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 로봇 관절구조를 간략히 도시한다.
도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 커넥터를 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 로봇 관절구조를 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 로봇 관절구조를 도시한 사시도이다.
도 6은 로봇 구동을 위한 로봇 관절구조 및 구동부를 도시한 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇손을 도시한 사시도이다.
도 8은 도 7의 로봇손의 내부 구조를 도시한 사시도이다.
도 9는 도 7의 로봇손의 제2 로봇 손가락을 도시한 사시도이다.
도 10는 도 7의 로봇손과 인간의 손의 그립 동작을 비교한 도면이다.
도 11은 도 7의 로봇손의 그립 동작을 나타내는 도면이다.
도 12(a) 및 도 12(b)는 조인트 유닛에 따른 로봇 관절구조의 회전 강성을 나타낸 그래프이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한 각 도면에서, 구성요소는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었으며, 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.
각 구성요소의 설명에 있어서, 상(on)에 또는 하(under)에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(on)과 하(under)는 직접 또는 다른 구성요소를 개재하여 형성되는 것을 모두 포함하며, 상(on) 및 하(under)에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 관절구조를 도시하고, 도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 로봇 관절구조를 간략히 도시한다. 도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 커넥터를 도시한 사시도이다.
도 1 내지 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 관절구조(100)는 제1 바디(110)와, 제2 바디(120)와, 제1 조인트 유닛(J1)과, 제2 조인트 유닛(J2)을 포함할 수 있다.
제1 바디(110)와 제2 바디(120)는 대상물체를 그립(grip)하는 로봇 관절구조(100)의 손가락 마디부일 수 있다. 제1 바디(110)와 제2 바디(120)는 원기둥, 다각기둥 등 다양한 형상일 수 있으나, 이하에서는 설명의 편의를 위해 제1 바디(110) 및 제2 바디(120)가 사각기둥인 실시예를 중심으로 설명하기로 한다.
제1 바디(110)는 파지면(G1a)과 비파지면(G2a)을 포함할 수 있다. 파지면(G1a)은 로봇 관절구조(100)가 대상물체를 그립하는 경우, 대상물체에 접촉하는 제1 바디(110)의 표면일 수 있다. 비파지면(G2a)은 파지면(G1a)과 대향하는 제1 바디(100)의 표면일 수 있다. 일 실시예로서, 파지면(G1a)은 적어도 하나의 단부에 곡면부를 포함할 수 있다. 파지면(G1a)에 곡면부가 구비됨으로써, 제1 바디(110)의 회동 운동이, 인접하여 배치된 제2 바디(120)의 단부에 의해 방해 받는 것을 방지할 수 있다.
제2 바디(120)는 제1 바디(110)와 이격되어 배치될 수 있다. 이때 제2 바디는 제1 바디(110)와 마주보도록 배치될 수 있다. 제2 바디(120)는 파지면(G1b)과 비파지면(G2b)을 포함할 수 있다. 제2 바디(120)의 파지면(G1b) 및 비파지면(G2b)의 구체적인 특징은 제1 바디(110)의 파지면(G1b) 및 비파지면(G2b)과 동일 또는 유사할 수 있다. 일 실시예로서, 제2 바디(120)의 파지면(G1b)에는 곡면부가 형성되지 않을 수도 있다.
일 실시예로서, 제1 바디(110)의 파지면(G1a)과 제2 바디(120)의 파지면(G1b) 중 적어도 하나에는 돌기가 구비되거나 요철이 형성될 수 있고, 다른 실시예로서, 로봇 관절구조(100)에 고무 또는 실리콘 등의 재질로 이루어진 커버를 덮을 수 있다. 이에 의해, 그립한 대상물체가 로봇 관절구조(100)로부터 이탈되는 것을 방지할 수 있다.
제1 조인트 유닛(J1) 및 제2 조인트 유닛(J2)은 제1 바디(110)와 제2 바디(120) 사이에 배치되어, 제1 바디(100)와 제2 바디(120)를 연결할 수 있다. 이러한 경우, 제1 조인트 유닛(J1)과 제2 조인트 유닛(J2)은 서로 마주보도록 배치될 수 있다. 제1 조인트 유닛(J1)과 제2 조인트 유닛(J2)은 서로 이격되어 배치될 수 있다.
제1 조인트 유닛(J1)은 제1 커넥터(J1-1)와 제2 커넥터(J1-2)를 포함할 수 있다. 일 실시예로서, 제1 커넥터(J1-1)와 제2 커넥터(J1-2)는 서로 교차하도록 배치될 수 있다. 이때 제1 커넥터(J1-1)와 제2 커넥터(J1-2)는 제1 바디(110)의 폭방향(도 1(a)의 Z방향) 또는 제2 바디(120)의 폭방향(도 1(a)의 Z방향)으로 기 설정된 거리만큼 이격되어 배치될 수 있다. 이에 따라, 로봇 관절구조(100)가 회동할 때 제1 커넥터(J1-1)와 제2 커넥터(J1-2) 간에 마찰 및 간섭의 발생을 방지할 수 있다. 기 설정된 거리는 일 예로서 제1 조인트 유닛(J1)과 제2 조인트 유닛(J2) 사이의 거리보다 짧을 수 있고, 다른 예로서 기 설정된 거리는 제1 커넥터(J1-1)와 제2 커넥터(J1-2)의 폭보다 짧을 수 있다.
제1 커넥터(J1-1)의 일단과 제2 커넥터(J1-2)의 일단은 제1 바디(110)에 연결되고, 제1 커넥터(J1-1)의 타단과 제2 커넥터(J1-2)의 타단은 제2 바디(120)에 연결될 수 있다. 이때 일 실시예로서, 제1 커넥터(J1-1)는 제1 바디(110)의 파지면(G1a)으로부터 제2 바디(120)의 비파지면(G2b)으로 연장될 수 있으며, 제2 커넥터(J1-2)는 제1 바디(110)의 비파지면(G2a)으로부터 제2 바디(120)의 파지면(G1b)으로 연장될 수 있다.
제2 조인트 유닛(J2)은 제3 커넥터(J2-1)와 제4 커넥터(J2-2)를 포함할 수 있다. 이러한 경우, 제3 커넥터(J2-1) 및 제4 커넥터(J2-2)의 구체적인 특징은, 각각 상기한 바와 같은 제1 커넥터(J1-1) 및 제2 커넥터(J1-2)와 동일 또는 유사할 수 있다.
제1 조인트 유닛(J1)과 제2 조인트 유닛(J2)은 서로 거울상 대칭으로 배치될 수 있다. 이때, 도 1(b) 및 도 2(b)에 도시된 것처럼, 로봇 관절구조(100)를 그 측면에서 바라볼 때, 제1 조인트 유닛(J1)와 제2 조인트 유닛(J2)은 동일한 교차점(CP)을 가질 수 있다. 일 실시예로서, 제1 커넥터(J1-1)는 제3 커넥터(J2-1)와 평행하고, 제2 커넥터(J1-2)는 제4 커넥터(J2-2)와 평행하도록 배치될 수 있다. 이때, 로봇 관절구조(100)의 측면에서 바라볼 때, 제1 커넥터(J1-1)와 제2 커넥터(J1-2)의 제1 교차점은, 제3 커넥터(J2-1)와 제4 커넥터(J2-2)의 제2 교차점과 일치할 수 있다. 이에 따라, 제1 조인트 유닛(J1)은 제1 교차점을 중심으로 회동하고, 제2 조인트 유닛(J2)은 제2 교차점을 중심으로 회동하며, 이때 제1 교차점과 제2 교차점은 로봇 관절구조(100)의 폭방향(도 1 및 도 2의 Z방향)으로 동일선 상에 배치되므로, 로봇 관절구조(100)는 로봇 관절구조(100)의 높이 방향(도 1 및 도 2의 Y방향)에 대해 기울어짐이 없이 회동할 수 있다. 이에 의해, 제1 바디(110)의 파지면(G1a) 또는 제2 바디(120)의 파지면(G1b)이 대상물체에 접촉하는 면적이 최대가 될 수 있어, 로봇 관절구조(100)의 그립 강도 및 안정성을 향상시킬 수 있다.
조인트 유닛(J1, J2) 및 커넥터(J1-1, J1-2, J2-1, J2-2)는 탄성 재질로 이루어질 수 있고, 일 예로 탄소 구조강(SK5)을 열처리하여 제조될 수 있다. 커넥터(J1-1, J1-2, J2-1, J2-2)는 일 예로, 플랙셔 힌지(flexure hinge)일 수 있다. 이러한 경우, 조인트 유닛(J1, J2)은 두개의 플랙셔 힌지가 교차되어 배치되는 크로스 플랙셔 힌지(cross flexure hinge)일 수 있다.
도 3(a) 및 도 3(b)에 도시된 바와 같이, 커넥터는 다양한 형상을 가질 수 있다. 일 실시예로, 커넥터는 직선형 구조체(L)일 수 있다. 이때, 커넥터의 적어도 하나의 단부에는 제1 바디(110) 또는 제2 바디(120)와 연결되는 절곡부를 포함할 수 있다.
다른 실시예로, 커넥터는 제1 바디(110)에 연결되는 일단과 제2 바디(120)에 연결되는 타단 사이에 만곡부(C)를 포함할 수 있다. 커넥터의 적어도 하나의 단부에는 제1 바디(110) 또는 제2 바디(120)와 연결되는 절곡부를 포함할 수 있다. 이러한 경우 커넥터는, 커넥터의 일단에 커넥터의 하부를 향해 절곡된 제1 절곡부(B1)를 포함하고, 커넥터의 타단에 커넥터의 상부를 향해 절곡된 제2 절곡부(B2)를 포함할 수 있다. 이때 만곡부(C)는 제1 절곡부(B1)와 제2 절곡부(B2) 사이에 배치될 수 있다. 다만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니며, 커넥터는 제1 바디(110)와 제2 바디(120)를 연결할 수 있는 다양한 형상을 가질 수 있다.
한쌍의 제1 프레임(111, 112) 사이에는 적어도 하나의 제1 샤프트(S1)가 배치될 수 있다. 제1 샤프트(S1)는 한쌍의 제1 프레임(111, 112)의 내측면에 구비된 제1 결합홀(h1)에 삽입되어 한쌍의 제1 프레임(111, 112)들을 결합시킬 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 제1 바디(110)는 서로 마주보는 한쌍의 제1 프레임(111, 112)을 포함하고, 제2 바디(120)는 서로 마주보는 한쌍의 제2 프레임(121, 122)을 포함할 수 있다.
한쌍의 제1 프레임(111, 112)은 소정의 거리만큼 서로 이격되어 배치될 수 있다. 한쌍의 제1 프레임(111, 112)은 서로 대칭될 수 있다.
상기와 같은 경우, 제1 커넥터(J1-1)의 일단과 제2 커넥터(J1-2)의 일단은 한쌍의 제1 프레임들 중 하나의 프레임(111)에 연결되고, 제1 커넥터(J1-1)의 타단과 제2 커넥터(J1-2)의 타단은 한쌍의 제2 프레임들 중 하나의 프레임(121)에 연결될 수 있다. 이때 제1 커넥터(J1-1)는 한쌍의 제1 프레임들 중 하나의 프레임(111)의 파지면(G1a)으로부터 한쌍의 제2 프레임들 중 하나의 프레임(121)의 비파지면(G2b)으로 연장될 수 있으며, 제2 커넥터(J1-2)는 한쌍의 제1 프레임들 중 하나의 프레임(111)의 비파지면(G2a)으로부터 한쌍의 제2 프레임들 중 하나의 프레임(121)의 파지면(G1b)으로 연장될 수 있다.
또한, 제3 커넥터(J2-1)의 일단과 제4 커넥터(J2-2)의 일단은 한쌍의 제1 프레임들 중 다른 하나의 프레임(112)에 연결되고, 제3 커넥터(J2-1)의 타단과 제4 커넥터(J2-2)의 타단은 한쌍의 제2 프레임들 중 다른 하나의 프레임(122)에 연결될 수 있다. 이때, 제3 커넥터(J2-1)는 한쌍의 제1 프레임들 중 다른 하나의 프레임(112)의 파지면(G1a)으로부터 한쌍의 제2 프레임들 중 다른 하나의 프레임(122)의 비파지면(G2b)으로 연장될 수 있으며, 제4 커넥터(J2-2)는 한쌍의 제1 프레임들 중 다른 하나의 프레임(112)의 비파지면(G2a)으로부터 한쌍의 제2 프레임들 중 다른 하나의 프레임(122)의 파지면(G1b)으로 연장될 수 있다.
일 실시예로서, 제1 샤프트(S1)는 복수개 구비될 수 있다. 복수개의 제1 샤프트(S1) 중 일부는, 한쌍의 제1 프레임(111, 112) 사이에서 제1 바디(110)의 파지면(G1a)에 인접하도록 배치되고, 복수개의 제1 샤프트(S1)의 나머지 일부는 한쌍의 제1 프레임(111, 112) 사이에서 제1 바디(110)의 비파지면(G2a)에 인접하도록 배치될 수 있다. 이때, 제1 샤프트(S1)에는 구동부(200)와 연결되는 제1 풀리(P1)가 결합될 수 있다.
한쌍의 제2 프레임(121, 122)은 서로 이격되어 배치될 수 있다. 한쌍의 제2 프레임(121, 122)은 서로 대칭될 수 있다. 이때 한쌍의 제2 프레임(121, 122)이 이격된 거리는, 한쌍의 제1 프레임(111, 112)이 이격된 거리와 동일할 수 있다. 한쌍의 제2 프레임(121, 122) 사이에는 적어도 하나의 제2 샤프트(S2)가 배치될 수 있다. 제2 샤프트(S2)는 한쌍의 제2 프레임(121, 122)의 내측면에 구비된 제2 결합홀(h2a, h2b)에 삽입되어, 한쌍의 제2 프레임(121, 122)들을 결합시킬 수 있다.
일 실시예로서, 제2 샤프트(S2)는 복수개 구비될 수 있다. 복수개의 제2 샤프트(S2) 중 일부는, 한쌍의 제2 프레임(121, 122) 사이에서 제2 바디(120)의 파지면(G1b)에 인접하도록 배치되고, 복수개의 제2 샤프트(S2)의 나머지 일부는 한쌍의 제2 프레임(121, 122) 사이에서 제2 바디(120)의 비파지면(G2b)에 인접하도록 배치될 수 있다. 이때, 제2 샤프트(S2)에는 구동력 전달부(220)가 연결되는 제2 풀리(P2a) 또는 제2 풀리(P2b)가 결합될 수 있다.
전술한 바와 같이, 제1 바디(110)의 한쌍의 제1 프레임(111, 112) 사이 및 제2 바디(120)의 한쌍의 제2 프레임(121, 122) 사이는 이격되어 사이 공간이 형성될 수 있으며, 이러한 사이 공간에는 로봇 관절구조(100)의 구동 메커니즘이 배치될 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은 후술하기로 한다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 로봇 관절구조를 도시한 사시도이다. 도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 로봇 관절구조를 도시한 사시도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 로봇 관절구조(100)는 제3 바디(130)를 더 포함할 수 있다. 다만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 로봇 관절구조(100)는 4개 이상의 바디를 포함할 수도 있다.
제1 바디(110)는 전술한 바와 같이 한쌍의 제1 프레임(111, 121)을 포함할 수 있고, 이러한 경우 한쌍의 제1 프레임(111, 112) 중 하나인 제1 프레임(111)은 제1 프레임(111)의 단부에 곡면부를 포함할 수 있다. 일 실시예로, 제1 프레임(111)의 양쪽 단부에 곡면부를 포함할 수 있다.
제1 프레임(111)의 단부에는 제1 커넥터(J1-1)와 제2 커넥터(J1-2)가 배치될 수 있다. 제1 커넥터(J1-1)와 제2 커넥터(J1-2)는, 로봇 관절구조(100)의 길이방향에 수직한 방향(도 4의 Z방향)으로 이격되어 배치될 수 있다. 이러한 경우, 제1 커넥터(J1-1)의 만곡부(C)가 제1 프레임(111)의 곡면부에 접하도록 배치될 수 있다. 이때 제1 커넥터(J1-1)의 만곡부(C)와 제1 프레임(111)의 곡면부는 동일한 곡률 반경을 가질 수 있다. 이에 의해, 제1 커넥터(J1-1)가 제1 프레임(111)에 밀착하여 접촉되도록 배치할 수 있고, 로봇 관절구조(100)가 구부러질 때, 제1 프레임(111)이 매끄럽게 회동하여, 로봇 관절구조(100)의 동작 안정성을 향상시킬 수 있다.
제1 프레임(111)은 제1 프레임(111)의 파지면(G1a)으로부터 파지면(G1a)의 외측을 향해 돌출되는 제1 지지부(115)를 포함할 수 있다. 제1 지지부(115)는 제1 프레임(111)의 곡면부들 사이에 배치될 수 있다.
제1 프레임(111)은 제1 프레임(111)의 곡면부로부터 돌출되고, 제1 프레임(111)의 곡면부를 따라 연장되는 제1 돌출부(113)를 포함할 수 있다. 제1 돌출부(113)는, 제1 프레임(111)의 곡면부를 따라 배치된 제1 커넥터(J1-1)와 제2 커넥터(J1-2)의 사이에서 돌출될 수 있다. 이때 제1 돌출부(113)는 제1 프레임(111)에 연결된 제1 커넥터(J1-1)와 제2 커넥터(J1-2)를 지지할 수 있다. 이에 의해, 로봇 관절구조(100)가 무거운 물체를 들어올리거나 지면에 내려놓는 과정에서, 제1 커넥터(J1-1) 및 제2 커넥터(J1-2)가 지면을 향하는 방향 또는 지면으로부터 상승하는 방향으로 휘어 지는 것을 방지함으로써, 로봇 관절구조(100)의 지지 강성이 감소되는 것을 방지할 수 있다.
제1 프레임(111)은, 커넥터의 절곡부가 삽입되는 삽입홀을 포함할 수 있다. 일 실시예로서, 삽입홀은 상부삽입홀(V1, V2)과 하부삽입홀(D1, D2)을 포함할 수 있다. 상부삽입홀(V1, V2)은 제1 프레임(111)의 파지면(G1a)에 인접하도록 제1 프레임(111)에 배치될 수 있고, 하부삽입홀(D1, D2)은 제1 프레임(111)의 비파지면(G2a)에 인접하도록 제1 프레임(111)에 배치될 수 있다.
한쌍의 제1 프레임(111, 112) 중 다른 하나인 제1 프레임(112)은 제1 프레임(112)의 단부에 곡면부를 포함할 수 있다. 일 실시예로, 제1 프레임(112)의 양쪽 단부에 곡면부를 포함할 수 있다.
제1 프레임(112)의 곡면부에는 제3 커넥터(J2-1)와 제4 커넥터(J2-2)가 배치될 수 있다. 이러한 경우, 제3 커넥터(J2-1)와 제4 커넥터(J2-2)는, 로봇 관절구조(100)의 길이방향에 수직한 방향(도 4의 Z방향)으로 이격되어 배치될 수 있다.
제1 프레임(112)은 제1 프레임(112)의 파지면(G1a)으로부터 파지면(G1a)의 외측을 향해 돌출되는 제1 지지부(115)를 포함할 수 있다. 제1 프레임(112)의 곡면부들 사이에 배치될 수 있다.
제1 프레임(112)은 제1 프레임(112)의 곡면부로부터 돌출되고, 제1 프레임(112)의 곡면부를 따라 연장되는 제1 돌출부(113)를 포함할 수 있다. 제1 돌출부(113)는, 제1 프레임(111)의 곡면부를 따라 배치된 제3 커넥터(J2-1)와 제4 커넥터(J2-2)의 사이에서 돌출될 수 있다. 이때 제1 돌출부(113)는 제1 프레임(112)에 연결된 제3 커넥터(J2-1)와 제4 커넥터(J2-2)를 지지할 수 있다. 이러한 경우, 상술한 바와 유사하게, 로봇 관절구조(100)가 무거운 물체를 들어올리거나 지면에 내려놓는 과정에서, 제3 커넥터(J2-1) 및 제4 커넥터(J2-2)가 지면을 향하는 방향 또는 지면으로부터 상승하는 방향으로 휘어 지는 것을 방지함으로써, 로봇 관절구조(100)의 지지 강성이 감소되는 것을 방지할 수 있다.
제1 프레임(112)은, 커넥터의 절곡부가 삽입되는 삽입홀을 포함할 수 있다. 일 실시예로서, 삽입홀은 상부삽입홀(V1, V2)과 하부삽입홀(D1, D2)을 포함할 수 있다. 상부삽입홀(V1, V2)은 제1 프레임(112)의 파지면(G1a)에 인접하도록 제1 프레임(112)에 배치될 수 있고, 하부삽입홀(D1, D2)은 제1 프레임(112)의 비파지면(G2a)에 인접하도록 제1 프레임(112)에 배치될 수 있다.
제2 바디(120)는 전술한 바와 같이 한쌍의 제2 프레임(121, 122)을 포함할 수 있다. 이때 한쌍의 제2 프레임(121, 122) 각각은 곡면부와, 삽입홀과, 제2 돌출부(123)와, 제2 지지부(125)를 포함할 수 있다. 이러한 경우, 한쌍의 제2 프레임(121, 122)을 포함하는 제2 바디(120)의 구체적은 특징은 상술한 바와 같은 제1 바디(110)와 동일 또는 유사하므로, 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
제1 커넥터(J1-1)의 일단은 제1 프레임(111)에 연결되고, 제1 커넥터(J1-1)의 타단은 제2 프레임(121)에 연결될 수 있다. 이때 제1 커넥터(J1-1)의 제1 절곡부(B1)는 제1 프레임(111)의 상부삽입홀(V2)에 삽입되고, 제1 커넥터(J1-1)의 제2 절곡부(B2)는 제2 프레임(121)의 하부삽입홀(D1)에 삽입되어, 제1 커넥터(J1-1)를 제1 프레임(111) 및 제2 프레임(121)에 고정시킬 수 있다.
제2 커넥터(J1-2)의 일단은 제1 프레임(111)에 연결되고, 제2 커넥터(J1-2)의 타단은 제2 프레임(121)에 연결될 수 있다. 이때 제2 커넥터(J1-2)의 제1 절곡부(B1)는 제2 프레임(121)의 상부삽입홀(V1)에 삽입되고, 제2 커넥터(J1-2)의 제2 절곡부(B2)는 제1 프레임(111)의 하부삽입홀(D2)에 삽입되어, 제2 커넥터(J1-2)를 제1 프레임(111) 및 제2 프레임(121)에 고정시킬 수 있다.
유사하게, 제3 커넥터(J2-1)의 일단은 제1 프레임(112)에 연결되고, 제3 커넥터(J2-1)의 타단은 제2 프레임(122)에 연결될 수 있다. 이때 제3 커넥터(J2-1)의 제1 절곡부(B1)는 제1 프레임(112)의 상부삽입홀(V2)에 삽입되고, 제3 커넥터(J2-1)의 제2 절곡부(B2)는 제2 프레임(122)의 하부삽입홀(D1)에 삽입되어, 제3 커넥터(J2-1)를 제1 프레임(112) 및 제2 프레임(122)에 고정시킬 수 있다.
제4 커넥터(J2-2)의 일단은 제1 프레임(112)에 연결되고, 제4 커넥터(J2-2)의 타단은 제2 프레임(122)에 연결될 수 있다. 이때 제4 커넥터(J2-2)의 제1 절곡부(B1)는 제2 프레임(122)의 상부삽입홀(V1)에 삽입되고, 제4 커넥터(J2-2)의 제2 절곡부(B2)는 제1 프레임(112)의 하부삽입홀(D2)에 삽입되어, 제4 커넥터(J2-2)를 제1 프레임(112) 및 제2 프레임(122)에 고정시킬 수 있다.
상술한 바와 같은 방식으로 커넥터가 프레임에 고정됨으로써, 로봇 관절구조(100)가 대상물체를 그립하기 위해 회동할 때, 제1 커넥터(J1-1) 내지 제4 커넥터(J2-2)가 제1 프레임(111) 내지 제2 프레임(122)으로부터 분리되는 것을 방지하여 로봇 관절구조(100)의 작업 안정성을 향상시킬 수 있다.
제3 바디(130)는 한쌍의 제3 프레임(131, 132)을 포함할 수 있다. 이때 한쌍의 제3 프레임(131, 132) 각각은 곡면부와, 삽입홀과, 제3 돌출부(133)와, 제3 지지부(135)를 포함할 수 있다. 이러한 경우, 제3 바디(130)의 구체적인 특징과 제2 바디(120)와의 연결관계는 상술한 바와 같은 제1 바디(110) 및 제2 바디(120)와 동일 또는 유사하므로, 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
도 6은 로봇 구동을 위한 로봇 관절구조 및 구동부를 도시한 사시도이다.
도 6을 참조하면, 로봇 관절구조(100)는 연결바디(140)와, 구동부(200)를 더 포함할 수 있다.
연결바디(140)는 로봇 관절구조(100)와 구동부(200) 사이에 배치될 수있다. 구체적으로 연결바디(140)는 제3 바디(130)와 구동부(200) 사이에 배치되고 제3 바디(130)와 연결되어, 로봇 관절구조(100)와 구동부(200)를 연결할 수 있다. 연결바디(140)는 서로 마주보는 한쌍의 제4 프레임(141, 142)과, 한쌍의 제4 프레임(141, 142)을 연결하는 제4 샤프트(S4)와, 제4 샤프트(S4)에 결합되는 제4 풀리(P4)를 포함할 수 있다. 이러한 경우, 연결바디(140)의 구체적인 특징 및 연결관계는 상기한 바와 같은 제1 바디(110) 및 제2 바디(120)와 동일 또는 유사할 수 있다.
구동부(200)는 로봇 관절구조(100)의 외부에 배치될 수 있다. 다만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니며, 구동부(200)는 로봇 관절구조(100)의 내부에 배치될 수도 있다.
구동부(200)를 로봇 관절구조(100)를 구동시킬 수 있다. 구체적으로 구동부(200)는 제1 바디(110) 내지 제3 바디(130) 중 적어도 하나가 회동하도록 로봇 관절구조(100)를 구동시킬 수 있다. 이러한 경우, 구동부(200)는 구동력 발생부(210)와, 구동력 전달부(220)를 포함할 수 있다.
구동력 발생부(210)는 제1 바디(110) 내지 제3 바디(130)를 회동시키는 구동력을 발생시킬 수 있다. 일 예로, 구동력 발생부(210)는 모터(210, 제1 모터)일 수 있다.
구동력 전달부(220)는 구동력 발생부(210)와 로봇 관절구조(100)를 연결하여, 구동력 발생부(210)에서 발생된 구동력을 로봇 관절구조(100)로 전달할 수 있다. 이러한 경우, 구동력 전달부(220)는 모터풀리(221, 제1 모터풀리)와 와이어(222, 제1 와이어)를 포함할 수 있다.
모터풀리(221)는 모터(210)에 연결될 수 있다. 모터풀리(221)는 모터(210)에서 발생된 구동력에 의해 모터(210)의 회전축을 중심으로 회전할 수 있다. 이러한 경우, 와이어(222)는 모터풀리(211)의 회전에 의해 모터풀리(221)에 권취(捲取)되거나, 모터풀리(221)로부터 권출(捲出)될 수 있다.
와이어(222)는 모터(210)에서 발생된 구동력을 로봇 관절구조(100)로 전달할 수 있다. 와이어(222)의 일단은 모터풀리(221)에 연결되고, 와이어(222)의 타단은 로봇 관절구조(100)의 풀리들 중 적어도 하나에 연결될 수 있다.
일 실시예로서, 모터(210)와 풀리들은 모터풀리(221)로부터 연장되는 단일의 와이어(222)에 의해 연결될 수 있다. 이러한 경우, 와이어(222)는 모터풀리(221)로부터 한쌍의 제1 프레임(111, 112) 사이 내지 한쌍의 제4 프레임(141, 142) 사이로 연장될 수 있다. 와이어(222)는 모터풀리(221)와 고정식으로 연결되고, 모터풀리(221)와 연결된 제1 지점(SP)으로부터 제1 풀리(P1)를 향해 연장될 수 있다. 이때 와이어(222)는 제1 풀리(P1)와 모터풀리(221) 사이에 배치된 제2 풀리(P2b) 내지 제4 풀리(P4) 중 적어도 하나의 풀리에 감기거나, 두개의 풀리에 동시적으로 감길수 있다. 와이어(222)는 제1 풀리(P1)까지 연장된 후 다시 제2 풀리(P2a)를 향해 연장되어, 제2 풀리(P2a)의 제2 지점(EP)에 고정될 수 있다.
제1 풀리(P1) 내지 제4 풀리(P4)의 둘레표면에는 적어도 하나의 V자 홈(V)이 형성될 수 있다. 이때 와이어(221)가 풀리에 감기는 경우, 와이어(221)가 V자 홈(V)에 삽입되어 지지됨으로써, 와이어(222)가 풀리로부터 이탈되는 것을 방지할 수 있다.
로봇 관절구조(100)가 대상물체를 그립할 때, 모터(210)는 와이어(222)가 모터풀리(221)에 감기는 방향(예를 들어, 도 6의 R1방향)으로 회전하고, 이때, 와이어(222)는 모터풀리(221)에 권취되어 팽팽해질 수 있다. 이에 의해 와이어(222)에는 모터풀리(221)를 향하는 방향으로 힘이 가해질 수 있다. 이러한 와이어(222)에 가해진 힘 및 와이어(222)에 걸리는 장력에 의해, 순차적으로, 제3 샤프트(S3b)와 제4 샤프트(S4) 사이 간격, 제2 샤프트(S2b)와 제3 샤프트(S3b) 사이 간격, 제1 샤프트(S1)와 제2 샤프트(S2a) 사이 간격이 줄어들고, 이에 따라 로봇 관절구조(100)는 R2방향으로 회전 운동할 수 있다. 이때, 조인트 유닛의 교차점(CP)은 곡면부를 따라 로봇 관절구조(100)가 회동하는 방향(도 6의 R2 방향)으로 이동할 수 있다.
제1 바디(110) 내지 제3 바디(130) 중 적어도 하나가 대상물체에 닿거나, 또는 모든 조인트 유닛이 각 조인트 유닛의 최대 허용 회전범위까지 회전하는 경우, 모터(210)의 동작이 정지하여 로봇 관절구조(100)의 그립 동작이 멈출 수 있다.
로봇 관절구조(100)가 그립 상태를 해제하는 경우, 모터(210)가 와이어(222)가 모터풀리(221)로부터 풀리는 방향(예를 들어, 도 6의 R2방향)으로 회전하여 모터풀리(221)에 감겨있던 와이어(222)가 권출될 수 있다. 이에 의해, 와이어(222) 및 조인트 유닛에 가해지는 힘이 해소되어, 조인트 유닛의 탄성복원력에 의해 로봇 관절구조(100)가 펼쳐져, 로봇 관절구조(100)가 대상물체를 놓을 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇손을 도시한 사시도이다. 도 8은 도 7의 로봇손의 내부 구조를 도시한 사시도이고, 도 9는 도 7의 로봇손의 제2 로봇 손가락을 도시한 사시도이다.
도 7 내지 도 9를 참조하면, 로봇손(10)은 베이스부(500)와, 제1 로봇 손가락(100)과, 제2 로봇 손가락(400)과, 제1 구동부(200)와, 제2 구동부(300)를 포함할 수 있다.
베이스부(500)는 제1 구동부(200) 및 제2 구동부(300)를 수용하도록 내부에 공간이 배치될 수 있다. 베이스부(500)는 반구, 다각면체 등 다양한 형상일 수 있다. 다만, 설명의 편의를 위해 이하에서는 베이스부(500)가 직육면체인 실시예를 중심으로 설명하기로 한다.
제1 로봇 손가락(100)은 베이스부(500)에 회동가능하도록 연결될 수 있다. 이러한 경우, 제1 로봇 손가락(100)의 구체적인 특징은 위에서 설명한 로봇 관절구조(100)와 동일 또는 유사하므로, 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
일 실시예로서, 제1 로봇 손가락(100)은 복수개 구비될 수 있다. 이러한 경우, 제1 로봇 손가락(100)은 서로 동일한 구조를 갖는, 검지 손가락(100-1), 중지 손가락(100-2) 및 약지 손가락(100-3)을 포함할 수 있다.
제2 로봇 손가락(400)은 제1 바디(410)와, 제2 바디(420)와, 제1 조인트 유닛(J1)과, 제2 조인트 유닛(J2)을 포함할 수 있다. 또한, 제2 로봇 손가락(400)은 연결바디(430)를 더 포함할 수 있다. 이러한 경우, 제1 바디(410)는 한쌍의 제1 프레임(411, 412)을 포함하고, 제2 바디(420)는 한쌍의 제2 프레임(421, 422)을 포함하며, 연결바디(430)는 한쌍의 제3 프레임(431, 432)을 포함할 수 있다. 제2 로봇 손가락(400)에 포함되는 각 구성요소들의 구체적인 특징은 상술한 로봇 관절구조(100)의 경우와 동일 또는 유사하므로, 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
제2 로봇 손가락(400)은 베이스부(500)에 회동가능하도록 연결될 수 있다. 제2 로봇 손가락(400)은 제1 로봇 손가락(100)의 길이방향(도 8의 X방향)과 교차하는 방향으로 배치될 수 있다. 일 예로, 제2 로봇 손가락(400)의 길이방향(도 8의 Z방향)은, 제1 로봇 손가락(100)의 길이방향과 수직할 수 있다.
제2 로봇 손가락(400)과 베이스부(500) 사이에는 제1 회전부재(440)와 제2 회전부재(450)가 배치될 수 있다.
일 실시예에서, 제2 로봇 손가락(400)은 제1 회전부재(440)에 제2 로봇 손가락(400)의 길이방향으로의 중심축을 기준으로 회전 가능하도록 연결될 수 있다. 이러한 경우, 제2 로봇 손가락(400)이 제2 로봇 손가락(400)의 길이방향으로의 중심축을 기준으로 소정의 각도만큼 회전한 상태로 배치됨으로써, 제2 로봇 손가락(400)의 파지면은 제1 로봇 손가락(100)의 파지면과 마주볼 수 있다. 다른 실시예에서, 제2 로봇 손가락(400)은 제1 회전부재(440)에 제2 로봇 손가락(400)의 길이방향과 직교하는 방향으로의 회전축을 기준으로 회전 가능하도록 연결될 수 있다 (제1 회전구동).
일 실시예에서, 제1 회전부재(440)는 제2 회전부재(450)에 회전 가능하도록 연결될 수 있다. 이러한 경우, 제1 회전부재(440)는 제1 회전부재(440)가 제2 회전부재(450)를 연결되는 제5 샤프트(S5)의 길이방향의 중심축을 기준으로 회전할 수 있다. 다른 실시예에서, 제1 회전부재(440) 및 제2 회전부재(450)는 베이스부(500)에 회전 가능하도록 연결될 수 있다. 이러한 경우, 제1 회전부재(440) 및 제2 회전부재(450)는 제5 샤프트(S5)의 길이방향의 중심축을 기준으로 회전할 수 있다(제2 회전구동).
제2 로봇 손가락(400)은 상술한 바와 같이, 제1 회전구동 및 제2 회전구동을 포함하는 이중의 회전구동이 가능하므로, 로봇손(10)이 그립하는 대상물체의 형상에 맞추어 제2 로봇 손가락(400)의 배치를 변경할 수 있어, 로봇손(10)의 활용 범위를 넓히고, 그립의 안정성을 향상시킬 수 있다.
제1 구동부(200)는 제1 로봇 손가락(100)을 구동시킬 수 있다. 이러한경우, 제1 구동부(200)는 베이스부(500)의 내부에 배치될 수 있다.
일 실시예로서, 제1 로봇 손가락(100)이 복수개 구비되는 경우, 제1 구동부(200)도 복수개의 제1 로봇 손가락(100)에 대응되도록 복수개 구비될 수 있다. 이러한 경우, 복수개의 제1 구동부(200) 중 검지 구동부(200-1), 중지 구동부(200-2) 및 약지 구동부(200-3) 각각은, 복수개의 제1 로봇 손가락(100) 중 검지 손가락(100-1), 중지 손가락(100-2) 및 약지 손가락(100-3)에 각각 연결될 수 있다. 이때, 검지 구동부(200-1)는 검지 손가락(100-1)에, 중지 구동부(200-2)는 중지 손가락(100-2)에, 그리고 약지 구동부(200-3)는 약지 손가락(100-3)에 개별적으로 구동력을 전달하여, 각 손가락들(100-1, 100-2, 100-3)D은 독립적으로 구동될 수 있다. 따라서, 대상물체의 표면의 매끄럽지 않고, 표면에 부분별로 상이한 돌출 정도를 갖는 돌출부가 형성된 경우에도, 복수의 제1 로봇 손가락(100)들은 대상물체 표면의 돌출 정도에 대응되도록, 각각 상이하게 구부러질 수 있어, 로봇손(10)의 활용 범위를 넓히고, 그립 안정성을 향상시킬 수 있다.
제1 구동부(200)와 제1 로봇 손가락(100)의 연결 및 구동력 전달 방식은 상술한 로봇 관절구조(100)와 동일 또는 유사하므로, 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
제2 구동부(300)는 제2 로봇 손가락(400)에 연결되어, 제2 로봇 손가락(400)을 구동시킬 수 있다. 일 실시예로, 제2 구동부(300)는 베이스부(500)의 내부에 배치될 수 있다. 제2 구동부(300)는 제2 로봇 손가락(400)과 이격되어 배치될 수 있다.
제2 구동부(300)는 구동력 발생부(310)와 구동력 전달부(320)를 포함할 수 있다. 구동력 발생부(310)는 제2 로봇 손가락(400)의 제1 바디(410) 및 제2 바디(420)를 회동시키는 구동력을 발생시킬 수 있다. 구동력 발생부(310)는 일 예로, 모터(310, 제2 모터)일 수 있다.
구동력 전달부(320)는 구동력 발생부(310)와 제2 로봇 손가락(400)을 연결하여, 구동력 발생부(310)에서 발생된 구동력을 제2 로봇 손가락(400)으로 전달할 수 있다. 이러한 경우, 구동력 전달부(320)는 제2 모터풀리(321)와 제2 와이어(322)를 포함할 수 있다.
일 실시예로서, 제2 모터(310)와 풀리들은 제2 모터풀리(321)로부터 연장되는 단일의 제2 와이어(322)에 의해 연결될 수 있다. 이러한 경우, 제2 와이어(322)는 제2 모터풀리(321)로부터 한쌍의 제1 프레임(411, 412) 사이 내지 한쌍의 제3 프레임(431, 432) 사이로 연장될 수 있다. 제2 와이어(322)는 제2 모터풀리(321)와 고정식으로 연결되고, 제2 모터풀리(321)와 연결된 지점으로부터 제1 풀리(P1)를 향해 연장될 수 있다. 이때 제2 와이어(322)는 제1 풀리(P1)와 제2 모터풀리(321) 사이에 배치된 풀리들(P1, P2a, P2b, P3, P5, P6) 중 적어도 하나의 풀리에 감기거나, 두개의 풀리에 동시적으로 감길수 있다. 제2 와이어(322)는 제1 풀리(P1)까지 연장된 후 다시 제2 풀리(P2a)를 향해 연장되어, 제2 풀리(P2a)에 고정될 수 있다. 제2 구동부(300)와 제2 로봇 손가락(400)의 연결 및 구동력 전달 방식은 상술한 로봇 관절구조(100)와 동일 또는 유사하므로, 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 10는 도 7의 로봇손과 사람의 손의 그립 동작을 비교하는 도면이다. 도 11은 도 7의 로봇손의 그립 동작을 나타내는 도면이다.
도 10을 참조하면, 로봇손(10)의 제2 로봇 손가락(400)과 사람의 엄지손가락이 동일한 제1 대상물체(O1)를 그립하는 과정을 비교할 수 있다. 제2 로봇 손가락(400)은 상술한 바와 같은 이중 회전구동을 통해 사람의 엄지 손가락과 유사하게 동작하여 대상물체(O1)를 그립할 수 있다.
도 11을 참조하면, 로봇손(10)이, 모서리가 각진 형상의 제2 대상물체(O2)를 그립하는 과정을 볼 수 있다. 상술한 바와 같이, 제1 로봇 손가락(100)및 제2 로봇 손가락(400)은, 각 로봇 손가락(100, 400)의 제1 바디(110)의 적어도 일부가 제2 대상물체(O2)에 닿는 경우, 모터(210, 310)의 작동이 정지되어 로봇손(10)이 제2 대상물체(O2)를 그립 상태를 유지할 수 있다.
도 12(a) 및 도 12(b)는 조인트 유닛에 따른 로봇 관절구조의 회전 강성을 나타내는 그래프이다.
구체적으로, 로봇 관절구조(100)를 이용하여 물체를 지면(도 12(a) 및 12(b)에서, Z=0일 때)으로부터 들어올리는 경우, 물체의 하중 및 로봇 관절구조(100)의 하중에 의해, 지면을 향하는 방향(도 11의 Z방향)으로 로봇 관절구조(100)에 힘이 가해지고, 이때 조인트 유닛(J1, J2)에는 지면을 향하는 방향으로 휨 모멘트(bending moment)가 작용할 수 있다. 또한, 물체를 들어올린 높이가 지면으로부터 멀어질수록 로봇 관절구조(100)에 걸리는 힘(FZ)이 증가하고, 이에 따라 조인트 유닛에 가해지는 휨 모멘트도 증가할 수 있다. 즉, 물체를 들어올린 높이와, 로봇 관절구조(100)에 가해지는 힘(FZ) 및 조인트 유닛(J1, J2)에 가해지는 휨 모멘트는 비례할 수 있다.
도 12(a)는 거울상 대칭이 아닌, 하나의 조인트 유닛을 구비한 로봇 관절구조의 회전 강성을 보여주고, 도 12(b)는 거울상 대칭의 두개의 조인트 유닛(J1, J2)을 구비한 로봇 관절구조(100)의 회전 강성을 보여준다. 도 12(a)의 그래프와 도 12(b)의 그래프를 살펴보면, 두 그래프는 모두 물체를 들어올리는 높이(즉, Z축 방향 변위)가 증가함에 따라, 로봇 관절구조(100)에 걸리는 힘(FZ)이 비례하여 증가하는 것을 확인할 수 있다. 여기서, 두 그래프에서의 직선의 기울기는 조인트 유닛의 Z축 방향으로의 회전 강성을 의미하고, 이때 거울상 대칭의 조인트 유닛(J1, J2)을 구비하는 로봇 관절구조(100)의 회전 강성(예컨대, 도 12(b)에서 0.8704)은, 거울상 대칭이 아닌 경우의 회전 강성(예컨대, 도 12(a)에서 0.0431)에 비해 약 20배의 회전 강성을 가질 수 있다. 즉, 거울상 대칭으로 배치되는 두개의 조인트 유닛(J1, J2)을 구비하는 로봇 관절구조(100)는, 거울상 대칭이 아닌 경우에 비해 훨씬 높은 회전 강성을 갖고, 이에 따라 지탱할 수 있는 물체의 하중이 증가할 수 있다. 또한, 조인트 유닛(J1, J2)이 물체의 하중 방향으로 휘어지거나 손상되는 것을 방지하여, 로봇 관절구조(100)의 내구성이 향상될 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 로봇 관절구조(100) 및 이를 포함하는 로봇손(10)은, 인접하는 두개의 바디가 거울상 대칭으로 배치되는 2개의 조인트 유닛(J1, J2)으로 연결됨으로써, 로봇 관절구조(100)의 회전 강성 및 내구성을 향상시킬 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예들에 따른 로봇 관절구조(100) 및 이를 포함하는 로봇손(10)은 구동 메커니즘이 바디부의 한쌍의 프레임들 사이에 배치됨으로써, 효율적인 공간 배치를 통해 로봇손(10)의 컴팩트한 설계를 가능하게 한다.
이상에서는 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 로봇 관절구조 및 이를 포함하는 로봇손은, 로봇 관절구조의 회전 강성 및 내구성을 향상시킬 수 있는 점에서, 산업상 이용가능성이 현저하다.

Claims (20)

  1. 제1 바디;
    상기 제1 바디와 이격되어 배치되는 제2 바디;
    상기 제1 바디와 상기 제2 바디를 연결하는 제1 조인트 유닛;
    상기 제1 조인트 유닛과 마주보도록 배치되며, 상기 제1 바디와 상기 제2 바디를 연결하는 제2 조인트 유닛;을 포함하고,
    상기 제1 조인트 유닛은 서로 교차하는 제1 커넥터와 제2 커넥터를 포함하고,
    상기 제2 조인트 유닛은 서로 교차하는 제3 커넥터와 제4 커넥터를 포함하는, 로봇 관절구조.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 조인트 유닛과 상기 제2 조인트 유닛은 서로 거울상 대칭으로 배치되는, 로봇 관절구조.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 제1 바디는 서로 이격되어 배치되는 한쌍의 제1 프레임을 포함하고,
    상기 제2 바디는 서로 이격되어 배치되는 한쌍의 제2 프레임을 포함하는, 로봇 관절구조.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 조인트 유닛은, 서로 마주보는 상기 한쌍의 제1 프레임 중 하나와 상기 한쌍의 제2 프레임 중 하나를 연결하고,
    상기 제2 조인트 유닛은, 서로 마주보는 상기 한쌍의 제1 프레임 중 다른 하나와 상기 한쌍의 제2 프레임 중 다른 하나를 연결하는, 로봇 관절구조.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제1 프레임은 상기 제1 프레임에 연결된, 상기 제1 커넥터와 상기 제2 커넥터 사이, 또는 상기 제3 커넥터와 상기 제4 커넥터 사이에서 돌출되는 제1 돌출부를 포함하고,
    상기 제2 프레임은 상기 제2 프레임에 연결된, 상기 제1 커넥터와 상기 제2 커넥터 사이, 또는 상기 제3 커넥터와 상기 제4 커넥터 사이에서 돌출되는 제2 돌출부를 포함하는, 로봇 관절구조.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 커넥터 내지 상기 제4 커넥터 각각은, 상기 제1 바디에 연결되는 일단과 상기 제2 바디에 연결되는 타단 사이에 만곡부를 포함하는, 로봇 관절구조.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 제1 바디와 상기 제2 바디 중 적어도 하나를 구동시키는 구동부;를 더 포함하는, 로봇 관절구조.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 구동부는,
    구동력을 발생시키는 구동력 발생부; 및
    상기 구동력 발생부에서 발생된 상기 구동력을 상기 제1 바디 및 상기 제2 바디로 전달하는 구동력 전달부;를 포함하는, 로봇 관절구조.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 바디는 적어도 하나의 제1 풀리를 포함하고,
    상기 제2 바디는 적어도 하나의 제2 풀리를 포함하며,
    상기 구동력 발생부는 모터를 포함하고,
    상기 구동력 전달부는,
    상기 모터와 연결되는 모터풀리; 및
    상기 모터풀리와 상기 제1 풀리 및 상기 제2 풀리에 연결되어, 상기 구동력을 상기 제1 바디 및 상기 제2 바디로 전달하는 와이어;를 포함하는, 로봇 관절구조.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 와이어는, 상기 모터풀리로부터 상기 한쌍의 제1 프레임 사이 및 상기 한쌍의 제2 프레임 사이로 연장되는, 로봇 관절구조.
  11. 베이스부;
    상기 베이스부에 회동가능하도록 연결되는 복수개의 제1 로봇 손가락;
    상기 제1 로봇 손가락의 길이 방향과 교차하는 방향으로 배치되는 제2 로봇 손가락;
    상기 베이스부에 배치되고, 상기 제1 로봇 손가락을 구동시키는 제1 구동부; 및
    상기 베이스부에 배치되고, 상기 제2 로봇 손가락을 구동시키는 제2 구동부;를 포함하며,
    상기 제1 로봇 손가락 및 상기 제2 로봇 손가락은,
    제1 바디;
    상기 제1 바디와 이격되어 배치되는 제2 바디;
    상기 제1 바디와 상기 제2 바디를 연결하는 제1 조인트 유닛;
    상기 제1 조인트 유닛과 마주보도록 배치되며, 상기 제1 바디와 상기 제2 바디를 연결하는 제2 조인트 유닛;을 포함하고,
    상기 제1 조인트 유닛은 서로 교차하는 제1 커넥터와 제2 커넥터를 포함하고,
    상기 제2 조인트 유닛은 서로 교차하는 제3 커넥터와 제4 커넥터를 포함하는, 로봇손.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1 조인트 유닛과 상기 제2 조인트 유닛은 서로 거울상 대칭으로 배치되는, 로봇손.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 제1 바디는 서로 이격되어 배치되는 한쌍의 제1 프레임을 포함하고,
    상기 제2 바디는 서로 이격되어 배치되는 한쌍의 제2 프레임을 포함하는, 로봇손.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제1 조인트 유닛은, 서로 마주보는 상기 한쌍의 제1 프레임 중 하나와 상기 한쌍의 제2 프레임 중 하나를 연결하고,
    상기 제2 조인트 유닛은, 서로 마주보는 상기 한쌍의 제1 프레임 중 다른 하나와 상기 한쌍의 제2 프레임 중 다른 하나를 연결하는, 로봇손.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제1 프레임은 상기 제1 프레임에 연결된, 상기 제1 커넥터와 상기 제2 커넥터 사이, 또는 상기 제3 커넥터와 상기 제4 커넥터 사이에서 돌출되는 제1 돌출부를 포함하고,
    상기 제2 프레임은 상기 제2 프레임에 연결된, 상기 제1 커넥터와 상기 제2 커넥터 사이, 상기 제3 커넥터와 상기 제4 커넥터 사이에서 돌출되는 제2 돌출부를 포함하는, 로봇손.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 제1 커넥터 내지 상기 제4 커넥터 각각은, 상기 제1 바디에 연결되는 일단과 상기 제2 바디에 연결되는 타단 사이에 만곡부를 포함하는, 로봇손.
  17. 제13항에 있어서,
    상기 제1 바디는 적어도 하나의 제1 풀리를 포함하고,
    상기 제2 바디는 적어도 하나의 제2 풀리를 포함하며,
    상기 제1 구동부는,
    구동력을 발생시키는 제1 모터;
    상기 모터와 연결되는 제1 모터풀리; 및
    상기 제1 모터풀리와 상기 제1 풀리 및 상기 제2 풀리에 연결되어, 상기 구동력을 상기 제1 로봇 손가락으로 전달하는 제1 와이어;를 포함하는, 로봇손.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 제1 와이어는 상기 제1 모터풀리로부터 상기 제1 로봇 손가락의 상기 한쌍의 제1 프레임 사이 및 상기 한쌍의 제2 프레임 사이로 연장되는, 로봇손.
  19. 제13항에 있어서,
    상기 제1 바디는 적어도 하나의 제1 풀리를 포함하고,
    상기 제2 바디는 적어도 하나의 제2 풀리를 포함하며,
    상기 제2 구동부는,
    구동력을 발생시키는 제2 모터;
    상기 모터와 연결되는 제2 모터풀리; 및
    상기 제2 모터풀리와 상기 제1 풀리 및 상기 제2 풀리에 연결되어, 상기 구동력을 상기 제2 로봇 손가락으로 전달하는 제2 와이어;를 포함하는, 로봇손.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 제2 와이어는 상기 제2 모터풀리로부터 상기 제2 로봇 손가락의 상기 한쌍의 제1 프레임 사이 및 상기 한쌍의 제2 프레임 사이로 연장되는, 로봇손.
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