WO2024005291A1 - 파지면의 능동 접힘이 가능한 그리퍼 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a gripper capable of active folding of the gripping surface, and more specifically, to a gripper capable of actively folding an object by transforming the gripping surface that grips an object to actively fold it, through a relatively simple operation, especially a thin and elongated object. It relates to a gripper capable of active folding of the gripping surface that allows easy gripping.
- a vacuum gripper is a device that adsorbs and grips an object to be gripped by suction force applied from the outside, and is used to perform various tasks such as gripping the object and moving it to a predetermined position.
- a vacuum gripper In the case of such a vacuum gripper, it includes a grip head that changes according to the shape of the object for more effective gripping of the object.
- a technology for gripping an object by changing the shape of the grip head according to the shape of the object is disclosed in Korean Patent No. 10-2017984.
- the technical problem of the present invention was conceived from this point, and the purpose of the present invention is to transform the gripping surface that grips the object so that it is actively folded, through a relatively simple operation, especially for thin and elongated objects.
- the purpose of the present invention is to transform the gripping surface that grips the object so that it is actively folded, through a relatively simple operation, especially for thin and elongated objects.
- a gripper includes a body portion, a deformable extension portion, and a drive unit.
- the body portion includes a gripping surface for gripping an object.
- the deformable extension portion is connected to a side surface of the body portion.
- the drive unit applies force to the deformable extension part.
- the deformable extension extends along the center of the gripping surface in a first direction on the gripping surface, and as a force is applied to the deformable extension, the gripping surface folds around the deformable extension. Can grasp objects.
- the deformable extension part may extend through the body part at a position of a first height h1 from the gripping surface.
- a plurality of openings are formed into the interior of the body through the gripping surface, a fixing part for fixing the body at the top of the body, and a suction part connected to the top of the fixing part to apply suction force to the opening. It may further include a suction unit that provides.
- the deformation extension part includes a deformation applying part extending on the gripping surface, a first extension part extending along a first side of the fixing part and connected to the driving unit, and a first side of the fixing part. It may include a second extension portion extending along the second side opposite to and connected to the driving unit.
- the grip surface may further include a plurality of tension wires extending along a second direction perpendicular to the first direction so as not to interfere with the deformable extension part.
- the tension wires are arranged at regular intervals along the first direction such that the surface tension of the gripping surface along the second direction is maintained greater than the surface tension of the gripping surface along the first direction. You can.
- the tensile stiffness of the tension wires may be greater than the stiffness of the body portion, and the compressive stiffness of the tension wires may be equal to or less than the stiffness of the body portion.
- the body portion includes a flexible material
- the gripping surface may be a flat surface or a curved surface with protruding edges and a recessed central portion.
- it further includes an extension extending downward from an edge of the gripping surface, wherein the expansion part includes a pair of inclined surfaces formed symmetrically along a center line along which the gripping surface is folded while gripping an object, The pair of inclined surfaces may come into close contact with each other when gripping the object.
- the gripping surface has a square shape, and the extension part extends downward from the four corners of the square shape to form a gripping space between the gripping surface and the gripping surface.
- the extension portion includes first and second extension surfaces, each including the pair of inclined surfaces, facing each other and having the same shape, and each extending to the same length, facing each other and having the same shape. It may include third and fourth extension surfaces formed in a shape.
- each of the pair of inclined surfaces has a triangular shape, and the length increases from the center line to the third or fourth extended surface, and each of the third and fourth extended surfaces is , the body portion may extend outward from a direction extending downward.
- each of the third and fourth expansion surfaces may include a plurality of ribs extending downward and spaced apart at a predetermined distance.
- the device further includes a rigid body portion at a lower portion of the body portion that has a relatively greater rigidity than the body portion and extends along side surfaces of the body portion, and the deformable extension portion may be fixed on the rigid body portion.
- the rigid body part includes first and second frame parts extending on a pair of first and second sides facing each other, among the side surfaces of the body part, and the first and second frames
- Each of the parts may include first and second separation parts that are separated from each other around a part where the deformable extension part is connected.
- each of the first and second sides includes a wrinkle portion formed in the center, and a pair of one side and the other side portions formed on both sides of the wrinkle portion, and the wrinkle portion is formed on the one side and the other side. It may have a compressive stiffness that is relatively lower than that of the face portions.
- the drive unit is screwed through a fixing part formed on the upper surface of the body and moves in the vertical direction
- the deformable extension part includes a horizontal extension part connected to the drive unit, and the horizontal extension part. It may include a pair of first and second extension parts extending downward from both ends and connected to the rigid body part.
- a gripping space is formed inside the body portion, and suction force is provided to the gripping space to suction an object.
- a mesh portion may be formed in the gripping space to block foreign substances from entering the gripping space.
- the body can be folded and hold an object, especially in a relatively thin extension extending in the longitudinal direction. You can effectively grip an object.
- the body portion since the body portion includes a flexible material, as tension is applied to the deformable extension portion, the body portion is easily deformed and the gripping force for the object is improved, enabling effective gripping of the object. In this case, not only when the gripping surface of the body part is flat, but especially when it is a curved surface with a recessed central portion, the gripping force when gripping an object can be further improved.
- a vacuum state for the gripping portion can be maintained when gripping the object, thereby enabling easy gripping of the object.
- the tension in a direction perpendicular to the direction of extension of the object to be grasped is maintained relatively high, so that the gripping force for the object can be further improved.
- the positions of the tension wires and the deformable extension portion from the gripping surface can be designed in various ways without interfering with each other, thereby increasing design flexibility and enabling more effective gripping of various objects.
- the extension extends from the gripping surface, and in particular, the extension extends outward, so that a relatively large gripping area is secured in the initial state and the ends are tightly adhered together with securing a large gripping area even in the gripping state, It is possible to grip objects of various shapes or structures.
- the gripping force and fixing force for the object can be further improved when gripping.
- a rigid body part is formed in the body part, and the body part is induced to be folded along the center in a form in which the rigid body parts are folded together, thereby leading to a stable folding operation when gripping an object, and also improving the gripping force for the object.
- the folding structure of the rigid body part is implemented through the driving part of the driving part and the deformable extension part of a wire-like shape, and the driving part constantly changes its position in the vertical direction by rotation according to the screw connection, so that the body part for holding an object The folding operation can be performed stably and consistently.
- suction force is provided inside the gripping space to perform adsorption of the object, and the suction force is provided even in a situation where the body portion is folded, further improving the gripping force for the object. You can do it.
- a wrinkle part is formed in the center of the folded side of the body part and has a compressive rigidity that is relatively lower than that of the peripheral part, easier folding around the center may be possible in a situation where the body part is folded.
- the gripping space is provided with a mesh portion, which can minimize the inflow of foreign substances into the gripping space from the outside when gripping the object.
- Figure 1 is a front view showing a gripper according to an embodiment of the present invention.
- Figure 2 is an enlarged perspective view of the body part and the fixing part in the gripper of Figure 1.
- FIG. 3A is an enlarged perspective view showing the connection state of the deformed extension and the tension wire in FIG. 2, and FIG. 3B is a plan view showing a cross section cut along the 'A' plane of FIG. 2.
- FIGS. 4A to 4C are side views showing the deformation state of the body portion according to the operation of the deformable extension portion in the gripper of FIG. 1.
- Figure 5a is an enlarged perspective view showing the body portion and the fixing part in a gripper according to another embodiment of the present invention
- Figure 5b is an enlarged perspective view showing the connection state between the deformed extension part and the tension wire of Figure 5a.
- Figure 6 is a perspective view showing the gripping state of an object using the gripper of Figure 5a.
- FIG. 7A is an enlarged perspective view of the body portion and the fixing part in a gripper according to another embodiment of the present invention
- FIG. 7B is an enlarged perspective view of the connection state of the tension wire and the deformed extension of FIG. 7A. .
- FIG. 8A is an enlarged perspective view of the body portion and the fixing portion in a gripper according to another embodiment of the present invention
- FIG. 8B is an enlarged perspective view showing the connection state of the deformed extension portion of FIG. 8A.
- Figure 9 is a front view showing a gripper according to another embodiment of the present invention.
- Figure 10 is an enlarged perspective view of the gripping surface and expansion part in Figure 9.
- Figures 11a and 11b are front views showing a state in which an object is gripped by a gripper including an extension part.
- Figure 12 is an enlarged perspective view of the gripping surface and the extension part in the gripper according to another embodiment of the present invention.
- Figure 13 is a perspective view showing a gripper according to another embodiment of the present invention.
- Figure 14 is a perspective view showing the gripper of Figure 13 from another direction.
- Figure 15 is a side perspective view showing a state in which the body portion of the gripper of Figure 13 is retracted like tongs.
- Figure 16 is a perspective view showing a gripper according to another embodiment of the present invention.
- Figure 17 is a perspective view showing a gripper according to another embodiment of the present invention.
- suction unit 260 pneumatic line
- Figure 1 is a front view showing a gripper according to an embodiment of the present invention.
- Figure 2 is an enlarged perspective view of the body part and the fixing part in the gripper of Figure 1.
- FIG. 3A is an enlarged perspective view showing the connection state of the deformed extension and the tension wire in FIG. 2
- FIG. 3B is a plan view showing a cross section cut along the 'A' plane of FIG. 2.
- the gripper 10 includes a body portion 100, a fixing portion 200, a suction unit 250, a pneumatic line 260, and a deformable extension portion 300. , including a drive unit 350 and a tension wire 400. Furthermore, depending on the embodiment, the gripper 10 may further include a plurality of openings 110.
- the body portion 100 may be formed as a hexahedron, but its shape is not limited thereto and may be formed to have various three-dimensional shapes.
- the gripping surface 120 which, although not shown in FIG. 1, directly contacts the object to be grasped (hereinafter referred to as the object) and suctions the object. It applies to the aspect that does.
- the gripping surface 120 has a planar shape, as shown, and as the body portion 100 has a hexahedral shape, the plane may have a rectangular planar shape. That is, the gripping surface 120 may have a planar shape extending in parallel without including any bends or curved surfaces.
- the plurality of openings 110 are formed to penetrate the body 100 from the gripping surface 120 toward the inside of the body 100. Although not shown, each of the openings 110 is formed so that even the fixing part 200 is open, and suction force is provided through the suction unit 250.
- the openings 110 are formed to be spaced apart from each other at a predetermined distance, and as the openings 110 are formed to be spaced apart from each other, the openings 110 are separated from each other.
- a partition wall portion is formed.
- the partition wall portion is not formed as a separate member, and the openings 110 are formed to extend along one direction from the gripping surface 120 of the body portion 100 into the interior of the body portion 100. Accordingly, it can be said to be a partition naturally formed between the openings 110.
- the openings 110 are formed on the body 100, spaced apart from each other at regular intervals and defined by the partition wall.
- a cross-sectional shape along a plane (A plane) formed in a first direction (X) and a second direction (Y) perpendicular to the first direction. may have a hexagonal shape.
- the openings 110 may have an overall honeycomb shape and may be formed on the body portion 100.
- each of the openings 110 along the A plane is not limited to a hexagonal shape, and may have a polygonal shape such as a triangle, square, or pentagon, or a circular or oval shape.
- a separate elastic body such as a spring may be located inside each of the openings 110, and as this elastic body is located, it is perpendicular to both the first and second directions (X, Y). It may have a predetermined elastic force along the third direction (Z).
- the body portion 100 is formed of a flexible material with a certain rigidity.
- the partition wall portion is also formed of the same material, and accordingly, the gripping surface (When an object comes into contact with 120 and the body portion 100 grips the object, the shape of the body portion 100 naturally changes according to the shape of the object.
- each of the four openings 110 maintains a state of being separated from adjacent openings by the partition wall portion, and, as will be described later, is separated from the suction unit 250.
- the suction power provided also remains provided individually to each of the openings.
- the openings 110 may not necessarily be formed on the body portion 100.
- the body portion 100 may have a hexahedral shape made of a single flexible material without the openings 110, and the gripping surface is connected to the object to be gripped (hereinafter referred to as the object). It may also be configured to make direct contact.
- the drawings illustrate that the openings 110 are formed on the body 100.
- the fixing part 200 is a frame that fixes the body part 100 on the opposite side of the gripping surface 120, and is connected to the suction unit 250.
- the suction unit 250 receives suction force from the outside and provides suction force to each of the openings 110 formed in the body portion 100 through the fixing portion 200.
- the openings 110 The object located on the gripping surface 120 can be sucked and gripped by the suction force provided. In this case, a vacuum state can be maintained by the suction force while the object is being held.
- the suction force provided from the suction unit 250 may be distributed through the fixing part 200 and provided to each of the openings 110.
- the suction power provided by each may be restricted from passing through the adjacent openings by the partition wall portion.
- pneumatic line 260 is not shown, it is connected to an external pneumatic pressure providing unit and corresponds to a suction force providing line that provides pneumatic pressure, that is, suction force, to the suction unit 250.
- the deformation extension part 300 includes a deformation applying part 330 extending along the center of the gripping surface 120 and the first direction (X), in an upward direction from one end of the deformation applying part 330. It includes a first extension part 310 extending upward, and a second extension part 320 extending upward from the other end of the strain applying part 330.
- the deformation extension part 300 may be a single wire formed integrally, and the distinction between the deformation application part 330, the first extension part 310, and the second extension part 320 is This is for convenience of explanation.
- the deformable extension part 300 is not necessarily formed of a flexible material such as a wire, and may have a bar-like structure that extends while having a predetermined rigidity.
- the strain applying unit 330 extends across the center of the gripping surface 120 along the first direction (X). In this case, the strain applying unit 330 is shown in FIG. 3A, It is located above the gripping surface 120 by a first height h1.
- the strain applying part 330 is located at the first height h1 and extends through the body part 100.
- the first height (h1) is a design change that can be formed in various ways, and depending on the embodiment, the first height (h1) is set to '0' so that the strain application unit 330 It may extend to contact the gripping surface 120.
- the first extension part 310 extends from one end of the strain applying part 330 upward, that is, in the direction where the fixing part 200 is located. Additionally, the second extension part 320 extends from the other end of the strain applying part 330 upward, that is, in the direction where the fixing part 200 is located.
- the first extension part 310 extends in the upward direction while being supported by the first side 210 of the fixing part 200
- the second extension part 320 extends in the upward direction. It extends while being supported by the second side 220 of the fixing part 200.
- the fixing portion 200 may also have a square frame shape with a predetermined thickness, and accordingly, the first side 210 and the second side 210 may have a rectangular frame shape.
- the side surfaces 220 may form opposite sides and extend parallel to each other.
- first and second extension parts 310 and 320 are supported by the first and second side surfaces 210 and 220, respectively, and extend upward.
- a separate fixing member may be provided to fix the upwardly extending state of the first and second extension parts 310 and 320.
- the upper end 311 of the first extension part 310 is connected to the first driving part 351 of the driving unit 350, and the upper end 321 of the second extension part 320 is connected to the first driving part 351 of the driving unit 350. It is connected to the second driving unit 352 of the driving unit 350.
- the first driver 351 applies tension to the first extension portion 310
- the second driver 352 applies tension to the second extension portion 320.
- the deformation extension part 300 including the deformation application part 330 is pulled by receiving tension in the direction of the arrow shown in FIG. 2.
- the center of the gripping surface 120 that is, the part where the deformation application part 330 extends, is provided with force in the upward direction, As a result, the body portion 100 is folded and contracted in the center. Detailed operations of the body portion 100 will be described later.
- At least one of the pair of first and second driving units 351 and 352 constituting the driving unit 350 is driven to operate on at least one of the first and second extension parts 310 and 320. It can provide driving force.
- each of the first and second driving units 351 and 352 is sufficient as a driving unit capable of providing tension to the first and second extension parts 310 and 320, and the type of the driving unit is It is not limited.
- each of the first and second driving units 351 and 352 may include a linear motor, a pneumatic cylinder, a winding roller, etc., and thereby generate tension in the direction of the arrow in FIG. 2. It can be approved.
- a plurality of the tension wires 400 are formed on the gripping surface 120 along the second direction (Y).
- each of the tension wires 400 extends along the second direction (Y), and the plurality of tension wires 400 are spaced apart from each other at a predetermined distance along the first direction (X). are arranged.
- the tension wires 400 extend along the second direction Y to have a length longer than the area where the openings 110 are formed, and the position where the tension wire 400 is arranged is
- the openings 110 may be formed regardless of the pattern in which they are formed.
- the position where the tension wires 400 are arranged may be independent of the formation position of the openings 110.
- the tension wires 400 are formed at the same position along the third direction Z. As shown in FIG. 3A, the tension wires 400 are positioned at a second height h2 from the gripping surface 120. You can.
- the second height h2 may be greater than the first height h1, as shown.
- the tension wires 400 may be located above the strain applying portion 330 of the strain extension portion 300, that is, at a position farther from the gripping surface 120.
- each of the tension wires 400 penetrates the body 100 and is fixed to one side of the body 100 in the second direction (Y), and the other end is attached to the body 100. It is fixed to the other side of the unit 100 in the second direction (Y), but the fixing method is not limited.
- both ends of the tension wires 400 may be fixed to grooves formed on the side of the body 100.
- the tension wires 400 are directed in a specific direction with respect to the body portion 100 including the gripping surface 120. It plays the role of applying tension to.
- the tensile stiffness of each of the tension wires 400 is greater than the stiffness of the body 100, and the compressive stiffness is the same as or less than the stiffness of the body 100.
- the tension of the tension wires 400 is due to the body 100 having a certain rigidity. greater than the induced tension.
- the tension of the tension wires 400 is greater than the tension of the gripping surface 120, and a plurality of the tension wires 400 extend along the second direction (Y), so that the second direction (Y)
- the tension along Y) is determined by the tension of the tension wires 400.
- the tension along the first direction (X) is independent of the tension of the tension wires 400. Accordingly, it is determined by the tension of the gripping surface 120, which is determined by the rigidity of the body portion 100.
- the surface tension of the gripping surface 120 along the second direction (Y) is maintained substantially the same as the tension of the tension wires 400, and the gripping surface along the first direction (X)
- the surface tension of 120 is the same as the tension determined by the rigidity of the body 100.
- the tension in the second direction (Y) is relatively large. Therefore, the gripping force for the object can be effectively maintained, as will be described later.
- the tension in a certain direction is maintained largely by the tension wires 400, A more effective grip on an object can be performed.
- FIGS. 4A to 4C are side views showing the deformation state of the body portion according to the operation of the deformable extension portion in the gripper of FIG. 1.
- the body portion 100 in a state before tension is applied to the deformable extension portion 300, the body portion 100 maintains the overall shape of a hexahedron.
- the strain applying portion 330 of the strain extension portion 300 is located at a first height h1 from the gripping surface 120, and the tension wires 400 are positioned at a first height h1 from the gripping surface 120. 2 Located at height (h2) is as already described.
- the central portion of the gripping surface 120 from which the strain applying portion 300 extends is also dragged in the upward direction, and as a result, the gripping surface 120 extends from the strain applying portion 300. It is transformed so that the center is folded to the center line.
- the gripping surface 120 is deformed so that the center line from which the deformation applying part 300 extends is completely folded. .
- the body portion 100 is also deformed to be entirely retracted, and the side surface is deformed to form a curved surface.
- both end edges of the gripping surface 120 are positioned to be somewhat spaced apart, forming a predetermined gap d. You can do it.
- the gripping surface 120 can be deformed to be completely folded along the center line along which the deformation applying unit 300 extends. In this case, if an object to be gripped is located on the gripping surface 120, The object is covered by the gripping surface 120 and effective gripping can be implemented.
- the suction unit 250 operates to provide suction force to the openings 110, the space where the gripping surfaces 120 face each other, that is, the object is located, is vacuum.
- the state can be maintained, and thus more effective gripping of the object can be performed.
- Figure 5a is an enlarged perspective view showing the body portion and the fixing part in a gripper according to another embodiment of the present invention
- Figure 5b is an enlarged perspective view showing the connection state between the deformed extension part and the tension wire of Figure 5a.
- Figure 6 is a perspective view showing the gripping state of an object using the gripper of Figure 5a.
- the gripper 11 is substantially the same as the gripper 10 described with reference to FIGS. 1 to 3B except that the gripping surface 121 is formed in a curved shape, and therefore has the same components. For , the same reference number is used and overlapping descriptions are omitted.
- the gripping surface 121 formed on the bottom of the body 101 has a curved shape.
- the body portion 101 may have an overall hexahedral shape, and a plurality of openings 111 formed to penetrate the body portion 101 from the gripping surface 121 may also be formed in the same manner.
- the gripping surface 121 is not formed in a flat shape, but may be formed in a curved shape with a predetermined curve.
- the gripping surface 121 is formed so that the central part is relatively recessed and the four corners relatively protrude, and may be formed as a whole curved surface with a predetermined curvature, such as a part of the outer peripheral surface of a sphere.
- both end edges of the gripping surface 120 have a predetermined shape. They can be spaced apart from each other at a distance (d) of.
- the object held by the gripping surface 120 cannot be effectively gripped, and the object may fall to the outside through the gap.
- the gripping surface 121 has a predetermined curvature and is formed as a curved surface with a recessed central portion, as in the present embodiment, the gripping surface 121 is completely retracted. , the edges of both ends of the gripping surface 120 are not spaced apart from each other and can be maintained in complete contact with each other.
- the grip on the object 20 to be gripped can be performed more stably and effectively.
- the object to be gripped 20 is a screw with a screw thread formed on the outer peripheral surface
- the friction force between the outer peripheral surface of the object 20 and the gripping surface 121 is relatively small, and the object ( 20) is not easy to grasp.
- the gripping surface 121 has a predetermined curvature and is in a recessed form, when the gripping surface 121 is completely retracted, the two end edges are completely adhered to each other and are not spaced apart. , effective gripping can be performed even on objects 20 such as screws with relatively low friction.
- FIG. 7A is an enlarged perspective view of the body portion and the fixing part in a gripper according to another embodiment of the present invention
- FIG. 7B is an enlarged perspective view of the connection state of the tension wire and the deformed extension of FIG. 7A. .
- the gripper 12 according to the present embodiment is shown in FIG. Since it is substantially the same as the gripper 11 described with reference to FIGS. 5A and 5B, the same reference numbers are used for the same components and overlapping descriptions are omitted.
- the deformation application portion 331 of the deformation extension portion 301 has a first height h1 from the gripping surface 121. It is located in
- each of the tension wires 401 is located at a second height h2 from the gripping surface 121.
- the reference positions of the first height and the second height may be different, but assuming that the overall curvature is very large, the first height and the second height The difference in the reference position of the height may be subtle.
- the first height h1 may be formed to be larger than the second height h2. That is, the strain application unit 331 may be located farther from the gripping surface 121 than the tension wires 401.
- the gripping surface 121 is deformed to be folded due to the tension acting on the strain applying unit 331. It is the same as described, and through this, the gripping surface 121 can grip an object.
- FIG. 8A is an enlarged perspective view of the body portion and the fixing portion in a gripper according to another embodiment of the present invention
- FIG. 8B is an enlarged perspective view showing the connection state of the deformed extension portion of FIG. 8A.
- the gripper 13 is substantially the same as the gripper 11 described with reference to FIGS. 5A and 5B except that the tension wire is omitted and only the deformable extension portion 302 is provided. , the same reference numbers are used for the same components, and overlapping descriptions are omitted.
- the strain applying portion 332 of the strain extending portion 302 is formed to penetrate the body portion 101 so as to be located at the first height h1 from the gripping surface 121.
- the first height (h1) can also be changed in various designs.
- the gripping surface 121 can be folded and retracted around the center by the tension applied to the deformation applying portion 332. Accordingly, the deformation of the body portion 101 is the same.
- Figure 9 is a front view showing a gripper according to another embodiment of the present invention.
- Figure 10 is an enlarged perspective view of the gripping surface and expansion part in Figure 9.
- the gripper 14 according to this embodiment is substantially the same as the gripper 10 described with reference to FIG. 1 except that an extension portion 500 is additionally formed, the same reference numerals are used for the same components. omit duplicate descriptions.
- the gripper 14 further includes the extension portion 500.
- the extension portion 500 extends from the gripping surface 120 in a downward direction, that is, toward the direction in which the object to be gripped is located.
- the extension portion 500 extends from each corner of the gripping surface 120, and the first to fourth expansion surfaces 510 and 520 , 530, 540).
- the first extension surface 510 extends downward from the first edge of the gripping surface 120.
- the first edge extends from the third side 103 of the body portion 100. Applies to extending edges. That is, the first extension surface 510 extends downward from the third side surface 103.
- the first extension portion 310 of the deformable extension portion 300 extends along the third side 103, penetrates the third side 103, and follows the first direction (X). It is extended. That is, the first expansion surface 510 is formed in a direction perpendicular to the extension direction of the strain applying portion 330 of the strain extension portion 300.
- the first expansion surface 510 includes a pair of first inclined surfaces 511 and 512, each of which has a triangular shape, as shown. You can have
- each of the pair of first inclined surfaces 511 and 512 may have a triangular shape whose extension length increases toward both sides based on the starting point of the center line where the gripping surface 120 is folded.
- the first inclined surface 511 on one side may have a triangular shape whose length increases in the direction from the center line toward the fourth extension surface 540, and the first inclined surface 512 on the other side may extend from the center line. It may have a triangular shape whose length increases in the direction toward the third expansion surface 530. Accordingly, the first inclined surfaces 511 and 512 on one side and the other may be formed in shapes that are symmetrical to each other with respect to the center line.
- the gripping surface 120 when the gripping surface 120 is folded around the center line in the process of gripping an object, the first inclined surface 511 on one side and the first inclined surface 512 on the other side are folded to face each other. In the falling state, the pair of first slopes 511 and 512 do not overlap each other. That is, when the gripping surface 120 is folded around the center line, the lower surfaces of the pair of first inclined surfaces 511 and 512 may be in close contact with each other without overlapping.
- the second extension surface 520 is formed to extend downward from the second edge of the gripping surface 120, which is a position facing the first extension surface 510.
- the second edge of the gripping surface 120 is an edge extending from the fourth side (not shown) of the body portion 100, and the fourth side of the body portion 100 is the third edge. It corresponds to the edge facing the side 103.
- the second extended surface 520 includes a pair of second inclined surfaces 521 and 522, just like the first extended surface 510, and the pair of second inclined surfaces 521 , 522) are each formed symmetrically and identically to the shape of the pair of first inclined surfaces 511 and 512.
- the second inclined surface 521 on one side is formed symmetrically and has the same shape as the first inclined surface 511 on one side, and its length increases in the direction toward the fourth extended surface 540 based on the center line. It has a triangular shape.
- the second inclined surface 522 on the other side is formed symmetrically and has the same shape as the first inclined surface 512 on the other side, and its length increases in the direction toward the third extended surface 530 based on the center line. It has a triangular shape.
- the second inclined surface 521 on one side and the second inclined surface 522 on the other side are folded to face each other.
- the pair of second inclined surfaces 521 and 522 do not overlap each other. That is, when the gripping surface 120 is folded around the center line, the lower surfaces of the pair of second inclined surfaces 521 and 522 may also come into close contact with each other without overlapping.
- the third extension surface 530 connects one side of the first extension surface 510 and the second extension surface 520, and extends downward from the third edge of the gripping surface 120. It is formed as much as possible.
- the third edge of the gripping surface 120 corresponds to an edge extending from the second side 102 of the body 100 and located at the end.
- the third extension surface 530 is formed to extend at a constant length. That is, the third expansion surface 530 may be formed to have an overall rectangular shape.
- the third extension surface 530 when the third extension surface 530 extends from the corner of the gripping surface 120, the third extension surface 530 is the second extension surface of the body portion 100.
- the side surface 102 extends outward from the extending direction. That is, unlike the body portion 100, which extends in a somewhat narrow or constant shape from the top to the bottom, the third expansion surface 530 extends and expands outward from the top to the bottom.
- the third extension surface 530 expands and extends outward, the overall area that can be gripped through the gripping surface 120 and the expansion portion 500 increases, and the gripping process The gripping force can also be improved.
- the fourth extension surface 540 connects the other sides of the first extension surface 510 and the second extension surface 520, and extends downward from the fourth edge of the gripping surface 120. It is formed as much as possible.
- the fourth edge of the gripping surface 120 corresponds to an edge extending from the first side 101 of the body 100 and located at the end.
- the fourth extension surface 540 may have substantially the same shape as the third extension surface 530, except that it is formed symmetrically.
- the fourth extended surface 540 when the fourth extended surface 540 also extends from the corner of the gripping surface 120, the first side of the body portion 100 ( 101) extends outward from the extending direction.
- the third extension surface 530 as well as the fourth extension surface 540 extend in the downward direction, they extend in an outward direction, thereby forming the gripping surface 120 and the extension portion as a whole ( 500), the area that can be gripped increases, and the gripping force during the gripping process can also be improved.
- FIGS 11a and 11b are front views showing a state in which an object is gripped by a gripper including an extension part.
- the third extension portion 530 and the fourth extension surface 540 are folded so that their ends are in close contact with each other, and similarly, the first extension surface 530
- Each of the expanded surface 510 and the second expanded surface 520 are also folded to come into close contact with each other due to their shape characteristics.
- FIG. 12 is an enlarged perspective view of the gripping surface and the extension part in the gripper according to another embodiment of the present invention.
- the gripper 15 is substantially the same as the gripper 14 described with reference to FIG. 9, except that ribs are provided on the third and fourth expansion surfaces 530 and 540, The same reference numbers are used for the same components, and overlapping descriptions are omitted.
- a first rib 535 is formed on the third expanded surface 530, and a second rib is formed on the fourth expanded surface 540. (545) is formed.
- the third extended surface 530 has a rectangular shape and may extend to a certain length. Accordingly, a plurality of first ribs 535 are formed on the third extended surface 530.
- each of the plurality of first ribs 535 is formed to extend long in the downward direction where the third expansion surface 530 extends. Additionally, the first ribs 535 are arranged to be spaced apart from each other at predetermined intervals in a direction perpendicular to the direction in which the first ribs 535 extend.
- a plurality of second ribs 545 are formed on the fourth expanded surface 540, except that the arrangement and structure of the second ribs 545 are symmetrical to those of the first rib 535. is the same.
- each of the plurality of second ribs 545 is formed to extend long in the downward direction where the fourth extension surface 540 extends. Additionally, the second ribs 545 are arranged to be spaced apart from each other at predetermined intervals in a direction perpendicular to the direction in which the second ribs 545 extend.
- first rib 535 and the second rib 545 may be formed into a predetermined frame shape in a manner that protrudes on the expansion surfaces 530 and 540, and the expansion surfaces 530 , 540) can be formed of a relatively harder material.
- both the first rib 535 and the second rib 545 must be made of a flexible material, which can improve adhesion to the object during the gripping process.
- first and second ribs 535 and 545 are formed on the third and fourth expanded surfaces 530 and 540, a stronger gripping force can be provided in the process of gripping an object. It becomes possible.
- Figure 13 is a perspective view showing a gripper according to another embodiment of the present invention.
- Figure 14 is a perspective view showing the gripper of Figure 13 from another direction.
- Figure 15 is a side perspective view showing a state in which the body portion of the gripper of Figure 13 is retracted like tongs.
- the gripper 16 includes a fixing part 200, a body part 1200, a rigid body part 600, a driving unit 1350, and a deformable extension part 1300. and a joint unit 700.
- the fixing part 200 extends along a plane (XY plane) formed by the first direction (X) and the second direction (Y) perpendicular thereto, and may have a plate shape with a predetermined thickness. there is.
- the fixing part 200 may have substantially the same structure as the fixing part 200 described in the previous embodiment.
- a first hole 211 is formed on the first upper side 210 side, and a second hole 221 is formed on the second upper side 220 side. ) is formed.
- the drive unit 1350 which will be described later, is connected to the fixing part 200, and although not shown in the drawings, a separate suction unit may be additionally provided.
- the suction unit it may be connected to the fixing part 200 in a different position from the driving unit 1350, and in the case of the suction unit, it penetrates the fixing part 200 and forms a holding space 1205, which will be described later. ) can also be connected.
- the suction unit provides suction force to the gripping space 1205, and thus suction can be performed on the object to be gripped located in the gripping space 1205.
- the body portion 1200 is connected to the lower surface of the fixing portion 200 and has an overall square block shape, and the gripping space 1205 is formed on the inside.
- the body portion 1200 specifically includes first and second sides 1210 and 1220 facing each other, and third and fourth sides 1230 and 1240 facing each other.
- the fourth side surfaces 1210, 1220, 1230, and 1240 form side surfaces of the body portion 1200 and form the gripping space 1205 therein.
- first to fourth sides 1210, 1220, 1230, and 1240 may be made of a flexible material, and may be formed separately and connected to each other, or may be formed as one piece.
- folding deformation described later may occur when gripping an object, but if the object is not gripped as a whole, the shape of a square block It can have a degree of rigidity that maintains .
- the rigid body portion 600 is fixed to the lower side of the body portion 1220 and includes first to fourth frame portions 610, 620, 630, and 640.
- first frame portion 610 extends along the lower side of the first side 1210 and is fixed
- second frame portion 620 extends along the lower side of the second side 1220 and is fixed
- third frame part 630 extends along the lower side of the third side 1230 and is fixed
- fourth frame part 640 extends along the lower side of the fourth side 1240 and is fixed. do.
- first to fourth frame portions 610, 620, 630, and 640 like the first to fourth side surfaces 1210, 1220, 1230, and 1240, are formed on each side and then
- the sides may be connected to each other as they are connected to each other, or may be formed integrally on the sides that are formed as one body.
- first to fourth frame portions 610, 620, 630, and 640 they are formed entirely along the circumference of the lower part of the body portion 1200 and maintain the structural shape of the body portion 1200, and thus It must be made of a material with higher rigidity than the body portion 1200.
- the body portion 1200 when gripping an object, it may be folded or its shape may vary depending on the shape or gripping state of the object, but in the case of the rigid body portion 600, the rigid body portion 600 may hold the object. Even when performing gripping, it is necessary to relatively minimize the change in shape and maintain the overall shape and structure. Therefore, stable gripping can be effectively performed while providing a predetermined gripping force to the object.
- the first frame part 610 it includes a first separation part 611 and a second separation part 612 that are separated from each other, and is also formed to face the first frame part 610.
- the second frame portion 620 also includes first and second separation portions 621 and 622 that are separated from each other.
- the first and second separation parts 611 and 612 are separated from each other at the exact center of the first side 1210 or the second side 1220.
- the joint unit 700 is provided at the exact center where (611, 612) are separated from each other.
- first and second separation parts 611 and 612 are connected through the joint unit 700, and the joint unit 700 is connected to the first side 1210 or the second side 1220. It is located in the center of the lower part of.
- the joint unit 700 it is sufficient for the joint unit 700 to be configured such that the first and second separation parts 611 and 612 are relatively rotatable like a joint while the position is fixed, and the joint is detailed.
- the structure or shape of the unit 700 is not limited.
- first joint unit 710 located below the first side 1210 and a second joint unit located below the second side 1220 (not shown) ) will be included.
- the driving unit 1350 provides a predetermined driving force to the rigid body 600.
- the driving unit 1350 is connected to the center of the fixing part 200, and a screw 411 is formed on the outer peripheral surface of the driving unit 1350.
- the driving unit 1350 In the case of the driving unit 1350, which is not shown, it rotates by receiving a rotational driving force. When the driving unit 1350 rotates clockwise or counterclockwise, it is rotated by the screw 411 formed on the outer peripheral surface. , the driving unit 1350 rises or descends in the third direction (Z), which is perpendicular to both the first and second directions (X, Y) with respect to the fixing unit 200.
- the deformable extension part 1300 performs substantially the same function as the deformable extension part 300 in the previous embodiment described with reference to FIG. 1, but has a connection relationship with the driving part 1350 and the rigid body part 600. ), the connection relationship is different.
- the structure of the deformable extension part 1300 connected to the side of the body part 1200 in this embodiment is substantially the same.
- the deformable extension part 1300 includes a horizontal extension part 1330, a first extension part 1310, and a second extension part 1320.
- the horizontal extension part 1330 extends horizontally in the second direction (Y), and its center is fixed to the upper surface of the driving unit 1350.
- the horizontal extension part 1330 also rises or falls in the third direction (Z).
- the first and second extension parts 1310 and 1320 are respectively connected to both ends of the horizontal extension part 1330 and extend downward for a predetermined length along the third direction (Z).
- the first extension 1310 extends downward along the third direction (Z) and is fixed to the first side 1210.
- the end of the first extension 1310 may be fixed to the first joint unit 710 formed on the first side 1210.
- the second extension part 1320 extends downward along the third direction (Z) and is fixed to the second side 1220. Specifically, the second extension part 1320 The end may be fixed to the second joint unit through the second side 1220.
- the first extension part 1310 when the first extension part 1310 extends downward, the first extension part 1310 passes through the first hole 211 formed in the fixing part 200, and similarly, the first extension part 1310 passes through the first hole 211 formed in the fixing part 200.
- the second extension portion 1320 extends through the second hole 221.
- the horizontal extension part 1330 also rises or falls. Accordingly, the first extension part 1310 and the second extension part 1320 also rise or fall along the third direction (Z).
- first joint unit 710 and the second joint unit fixed to the ends of the first extension part 1310 and the second extension part 1320 also rise or fall along the third direction (Z). I do it.
- first to fourth extension surfaces 1215, 1225, 1235, and 1245 are located below the first to fourth side surfaces 1210, 1220, 1230, and 1240. It is extended.
- first extension surface 1215 is formed by extending further from the first side 1210 toward the lower part of the portion where the first frame portion 610 is formed.
- second to fourth extension surfaces 1225, 1235, and 1245 are connected to the second to fourth frame portions 620, 630, and 640 at the second to fourth side surfaces 1220, 1230, and 1240. It is formed by further extending in the lower direction of this formed part.
- the extending lengths of the first to fourth extension surfaces 1215, 1225, 1235, and 1245 can be varied and are ultimately determined by the positions at which the first to fourth frame portions are formed. .
- first to fourth extension surfaces (1215, 1225, 1235, and 1245) they may be surfaces formed separately from the first to fourth side surfaces (1210, 1220, 1230, and 1240). Although it is formed integrally with the first to fourth side surfaces 1210, 1220, 1230, and 1240, the area may be merely divided by the rigid body portion 600.
- first to fourth extension surfaces 1215, 1225, 1235, and 1245 may be formed of the same flexible material as the body portion 200, and depending on the embodiment, the first to fourth extension surfaces 1215, 1225, 1235, and 1245 may be formed of the same flexible material as the body portion 200.
- the side surfaces 1210, 1220, 1230, and 1240 may be made of a more flexible material.
- the first to fourth extension surfaces 1215, 1225, 1235, and 1245 are formed of a more flexible material, when gripping the object 2 with the gripper 16, especially When the surface of the object 2 has an uneven surface, the first to fourth extension surfaces 1215, 1225, 1235, and 1245 can be more effectively brought into close contact with the uneven surface of the object 2. .
- the gripper 16 is positioned at the initial position of the drive unit 1350, and accordingly, as shown in FIGS. 13 and 14, the body portion 200 has an overall square shape. It has a block shape.
- the gripping space 1205 may have a rectangular entrance, and the gripping space 1205 can also be maintained constant.
- the gripper 16 provides suction force to the gripping space 1205 by the suction unit described above, and thus can adsorb the object to be gripped, just as a suction cup holds the object. It may be similar to the adsorbing structure.
- the gripper 16 can change into a shape like a tongs as shown in FIG. 15 and can grip the object to be gripped.
- the driving unit 1350 when the driving unit 1350 is driven and protrudes upward along the third direction (Z), the first and second extension parts 1310 and 1320 also protrude in the upward direction, as described above. moves to, and accordingly, the first joint unit 710 and the second joint unit also move in the upward direction.
- the central part of the first side 1210 rises upward and contacts. It becomes painful.
- the folded shape of the first side 1210 is one in which the center shrinks and the length decreases, resulting in a pincer-shaped folding shape in which both sides are folded around the central portion.
- the second side 1220 facing the first side 1210 also has its central portion, that is, the portion where the second extension 1320 extends, rises upward and is folded, thereby forming the second side 1220 as a whole.
- the side 1220 also has a pincer-shaped folded shape in which both sides are folded to each other around the central portion.
- the first and second separation parts of the second frame part 620 formed on the second side 1220 are also rotated relative to the second joint unit.
- first and second separation parts 611 and 612 extend while bending against each other in a ‘ ⁇ ’ shape as shown in FIG. 15.
- the gripping space 1205 is concentrated in the center and becomes narrow.
- the gripper 16 grips the object to be gripped.
- the suction unit can provide suction force to the gripping space 1205 in the state of gripping the target object, and according to the provision of this suction force, as indicated by the dotted line in FIG. 15,
- the third and fourth extension surfaces 1235 and 1245 may be closer to each other and may be in closer contact with an object to be held between them.
- a greater gripping force can be provided to the object located in the gripping space 1205, which can enable more effective gripping.
- Figure 16 is a perspective view showing a gripper according to another embodiment of the present invention.
- the gripper 17 according to this embodiment is substantially the same as the gripper 16 described with reference to FIGS. 13 to 15 except for the structure of the body portion 1201, so the same components are denoted by the same reference numerals. Use and omit redundant explanations.
- the first side 1210 and the second side 1220 of the body portion 1201 include a wrinkle structure.
- the first side 1210 includes a wrinkle part 1213 formed in the central part where the first extension part 1310 extends, and one side surface part 1211 formed on both sides of the wrinkle part 1213. and the other side surface portion 1212.
- the one side portion 1211 and the other side portion 1212 have the same area and are formed symmetrically with respect to the wrinkle portion 1213, and are the same as the first side of the gripper 16 in FIG. 1 above. It can be formed from a rigid material.
- the wrinkles 1213 may be formed in a predetermined area based on the central portion, for example, the area of the wrinkles 1213 may be formed to be substantially the same as or smaller than the area of the one side surface 1211. there is.
- the wrinkle portion 1213 is formed of a material having a compressive rigidity lower than that of the one side surface portion 1211 and the other side surface portion 1212.
- it may be a bellows structure in which the wrinkle structure is continuous.
- the structure in which the wrinkles 1213 are formed in the central portion is equally applied to the second side 1220, so that the surfaces facing each other have a symmetrical structure of the same shape.
- the wrinkles 1213 may be formed not only on the first extension surface 1215 but also on the second extension surface 1225.
- the wrinkle portion 1213 may not be formed on the first and second extension surfaces 1215 and 1225.
- the body portion 1201 is configured such that the wrinkles 1213 are formed along the central portion of the first side 1210 and the second side 1220, so as to grip the object.
- the body portion 1201 is folded or collapsed into a pincer shape, the folding or shrinking characteristics can be further maximized.
- the body portion 1201 since the wrinkle portion 1213 has a lower compressive rigidity than the one side surface portion 1211 and the other side surface portion 1212, the body portion 1201 has the first side 1210 and the second side ( 1220) becomes easier to be transformed into a folded or collapsed shape, and thus gripping the object can be performed more easily.
- Figure 17 is a perspective view showing a gripper according to another embodiment of the present invention.
- the gripper 18 according to this embodiment is substantially the same as the gripper 16 described with reference to FIGS. 13 to 15 except for the structure of the body portion 1202, so the same components are denoted by the same reference numerals. Use and omit redundant explanations.
- a mesh portion 1206 is additionally formed in the gripping space 1205 formed by the body portion 1202.
- the mesh portion 1206 is formed in the lower part of the body portion 1202, as shown, and has a structure that blocks the cross section of the gripping space 1205, and is formed on each side of the body portion 1202. It is formed along the inside.
- the mesh portion 1206 is lower than the position where the rigid body portion 600 is formed, that is, the inner surface of the first to fourth extension surfaces 1215, 1225, 1235, and 1245.
- the formation position of the mesh portion 1206 may vary in various ways.
- the mesh portion 1206 if it is folded as the gripper 18 grips an object, it may be deformed and folded according to the deformed shape of the body portion 1202. However, if the mesh part 1206 is folded, the mesh part 1206 must be formed to be folded inside the gripping space 1205, so that interference with the object can be minimized when gripping the object. there is.
- the mesh portion 1206 may be formed of various mesh materials, and through this, it is possible to block foreign substances from entering the gripping space 1205.
- the body portion can be folded and hold the object, so that the body portion can be folded and hold the object, especially the extension extending long in the longitudinal direction. It can effectively grip relatively thin objects.
- the body portion since the body portion includes a flexible material, as tension is applied to the deformable extension portion, the body portion is easily deformed and the gripping force for the object is improved, enabling effective gripping of the object. In this case, not only when the gripping surface of the body part is flat, but especially when it is a curved surface with a recessed central portion, the gripping force when gripping an object can be further improved.
- a vacuum state for the gripping portion can be maintained in the grip of the object, thereby enabling easy gripping of the object.
- the tension in a direction perpendicular to the direction of extension of the object to be grasped is maintained relatively high, so that the gripping force for the object can be further improved.
- the positions of the tension wires and the deformable extension portion from the gripping surface can be designed in various ways without interfering with each other, thereby increasing design flexibility and enabling more effective gripping of various objects.
- the extension extends from the gripping surface, and in particular, the extension extends outward, so that a relatively large gripping area is secured in the initial state and the ends are tightly adhered together with securing a large gripping area even in the gripping state, It is possible to grip objects of various shapes or structures.
- the gripping force and fixing force for the object can be further improved when gripping.
- a rigid body part is formed in the body part, and the body part is induced to be folded along the center in a form in which the rigid body parts are folded together, thereby leading to a stable folding operation when gripping an object, and also improving the gripping force for the object.
- the folding structure of the rigid body part is implemented through the driving part of the driving part and the deformable extension part of a wire-like shape, and the driving part constantly changes its position in the vertical direction by rotation according to the screw connection, so that the body part for holding an object The folding operation can be performed stably and consistently.
- suction force is provided inside the gripping space to perform adsorption of the object, and the suction force is provided even in a situation where the body portion is folded, further improving the gripping force for the object. You can do it.
- a wrinkle part is formed in the center of the folded side of the body part and has a compressive rigidity that is relatively lower than that of the peripheral part, easier folding around the center may be possible in a situation where the body part is folded.
- the gripping space is provided with a mesh portion, which can minimize the inflow of foreign substances into the gripping space from the outside when gripping the object.
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Abstract
파지면의 능동 접힘이 가능한 그리퍼는 몸체부, 변형 연장부 및 구동유닛을 포함한다. 상기 몸체부는 물체를 파지하는 파지면을 포함한다. 상기 변형 연장부는 상기 몸체부의 측면에 연결된다. 상기 구동유닛은 상기 변형 연장부에 힘을 인가한다.
Description
본 발명은 파지면의 능동 접힘이 가능한 그리퍼에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 물체를 파지하는 파지면을 능동적으로 접히도록 변형시킴으로써, 상대적으로 간단한 동작을 통해, 특히 두께가 얇고 길게 연장되는 형태의 물체에 대한 용이한 파지가 가능한 파지면의 능동 접힘이 가능한 그리퍼에 관한 것이다.
진공 그리퍼는 외부로부터 인가되는 흡입력에 의해 파지 대상물체를 흡착하여 파지하는 장치로서, 상기 물체를 파지하여 소정 위치로 이동시키는 등의 작업을 다양하게 수행하기 위해 사용되고 있다.
이러한 진공 그리퍼의 경우, 상기 파지 대상물체에 대한 보다 효과적인 파지를 위해 상기 물체의 형상에 따라 변경되는 그립헤드를 포함한다. 이러한 물체의 형상에 따라 그립헤드의 형상이 변경되어 물체에 대한 파지를 수행하는 기술은 대한민국 등록특허 제10-2017984호 등을 통해 개시되고 있다.
다만, 이러한 그립헤드의 형상 변경을 통한 물체의 파지에서도, 물체에 대한 파지력이 효과적으로 유지되지 못하는 문제가 발생하고 있으며, 이에 미국 등록특허 제94574477호에서와 같이, 그립헤드의 내부에 비즈(beads) 등과 같은 미립자를 포함시킴으로써, 물체에 대한 파지력을 향상시키기 위한 연구도 지속되고 있다.
그럼에도 불구하고, 물체에 대한 파지가 효과적으로 구현되지 못하는 문제가 발생하고 있으며, 특히, 물체의 형상이 바(bar) 또는 막대기와 같이 상대적으로 얇은 두께를 가지면서 일 방향으로 길게 연장되는 경우, 종래의 그립헤드를 통해서는 효과적인 파지가 어려운 한계가 있다.
관련 선행기술문헌으로는 대한민국 등록특허 제10-2017984호 및 미국 등록특허 제94574477호가 있다.
이에, 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로 본 발명의 목적은 물체를 파지하는 파지면을 능동적으로 접히도록 변형시킴으로써, 상대적으로 간단한 동작을 통해, 특히 두께가 얇고 길게 연장되는 형태의 물체에 대한 용이한 파지가 가능한 파지면의 능동 접힘이 가능한 그리퍼를 제공하는 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 의한 그리퍼는 몸체부, 변형 연장부 및 구동유닛을 포함한다. 상기 몸체부는 물체를 파지하는 파지면을 포함한다. 상기 변형 연장부는 상기 몸체부의 측면에 연결된다. 상기 구동유닛은 상기 변형 연장부에 힘을 인가한다.
일 실시예에서, 상기 변형 연장부는 상기 파지면 상에 제1 방향으로 상기 파지면의 중앙을 따라 연장되며, 상기 변형 연장부로 힘이 인가됨에 따라, 상기 파지면은 상기 변형 연장부를 중심으로 접히면서 물체를 파지할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 변형 연장부는, 상기 파지면으로부터 제1 높이(h1)의 위치에서, 상기 몸체부를 관통하며 연장될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 파지면을 관통하여 상기 몸체부의 내부로 형성되는 복수의 개구부들, 상기 몸체부의 상부에서 상기 몸체부를 고정시키는 고정부, 및 상기 고정부의 상부로 연결되어, 상기 개구부에 흡입력을 제공하는 흡입유닛을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 변형 연장부는, 상기 파지면 상에서 연장되는 변형 인가부, 상기 고정부의 제1 측면을 따라 연장되어 상기 구동유닛에 연결되는 제1 연장부, 및 상기 고정부의 제1 측면의 반대측인 제2 측면을 따라 연장되어 상기 구동유닛에 연결되는 제2 연장부를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 파지면 상에, 상기 제1 방향에 수직인 제2 방향을 따라 상기 변형 연장부와 간섭되지 않도록 연장되는 복수의 장력 와이어들을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 장력 와이어들은 상기 제1 방향을 따라 일정한 간격으로 배열되어, 상기 제2 방향을 따른 상기 파지면의 표면 장력이 상기 제1 방향을 따른 상기 파지면의 표면 장력보다 크게 유지될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 장력 와이어들의 인장 강성(tensile stiffness)은 상기 몸체부의 강성보다 크고, 상기 장력 와이어의 압축 강성(compressive stiffness)은 상기 몸체부의 강성과 같거나 작을 수 있다.
일 실시예에서, 상기 몸체부는 유연 재료(flexible material)를 포함하며, 상기 파지면은 평면 또는 모서리가 돌출되며 중앙부가 함입되는 곡면일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 파지면의 모서리로부터 하부방향으로 연장되는 확장부를 더 포함하고, 상기 확장부는 상기 파지면이 물체를 파지하면서 접혀지는 중앙선을 따라 대칭으로 형성되는 한 쌍의 경사면을 포함하고, 상기 한 쌍의 경사면은 상기 물체를 파지하는 경우 서로 밀착될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 파지면은 사각형 형상을 가지며, 상기 확장부는, 상기 사각형 형상의 네 모서리로부터 하부방향으로 연장되어, 상기 파지면과의 사이에 파지공간을 형성할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 확장부는, 각각이 상기 한 쌍의 경사면을 포함하고, 서로 마주하며 같은 형상으로 형성되는 제1 및 제2 확장면들, 및 각각이 동일한 길이로 연장되고, 서로 마주하며 같은 형상으로 형성되는 제3 및 제4 확장면들을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 한 쌍의 경사면 각각은, 삼각형 형상을 가지며, 상기 중앙선으로부터 상기 제3 확장면 또는 상기 제4 확장면으로 갈수록 길이가 증가하고, 상기 제3 및 제4 확장면들 각각은, 상기 몸체부가 하부로 연장되는 방향으로부터 외측으로 연장될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제3 및 제4 확장면들 각각은, 하부방향으로 연장되며 소정 간격 이격되는 복수의 리브들을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 몸체부의 하부에서, 상기 몸체부보다 상대적으로 큰 강성을 가지며 상기 몸체부의 측면들을 따라 연장되는 강체부를 더 포함하며, 상기 변형 연장부는 상기 강체부 상에 고정될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 강체부는, 상기 몸체부의 측면들 중, 서로 마주하는 한 쌍의 제1 및 제2 측면들에 연장되는 제1 및 제2 프레임부들을 포함하고, 상기 제1 및 제2 프레임부들 각각은 상기 변형 연장부가 연결되는 부분을 중심으로 서로 분리되는 제1 및 제2 분리부들을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 상기 제1 및 제2 측면들 각각은, 중앙에 형성되는 주름부, 및 상기 주름부의 양 측에 형성되는 한 쌍의 일측 및 타측 면부들을 포함하고, 상기 주름부는 상기 일측 및 타측 면부들보다 상대적으로 낮은 압축 강성을 가질 수 있다.
일 실시예에서, 상기 구동유닛은 상기 몸체부의 상면에 형성되는 고정부를 관통하여 스크류 결합되며 상하방향으로 이동하고, 상기 변형 연장부는, 상기 구동유닛에 연결되는 수평 연장부, 및 상기 수평 연장부의 양 끝단으로부터 하부방향으로 연장되어 상기 강체부에 연결되는 한 쌍의 제1 및 제2 연장부들을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 몸체부의 내부에는 파지공간이 형성되며, 상기 파지공간으로 흡입력이 제공되어 물체에 대한 흡입을 수행할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 파지공간에는 상기 파지공간으로의 이물질 유입을 차단하는 메쉬부가 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면, 몸체부에서 제1 방향으로 연장되는 변형 연장부에 장력이 인가됨에 따라, 상기 몸체부가 접히면서 물체를 파지할 수 있으므로, 특히 길이 방향으로 길게 연장되는 상대적으로 얇은 물체에 대한 파지를 효과적으로 수행할 수 있다.
특히, 상기 몸체부가 유연 재료를 포함하므로, 상기 변형 연장부에 장력이 인가됨에 따라, 상기 몸체부의 변형이 용이하며 물체에 대한 파지력이 향상되므로 물체에 대한 효과적인 파지가 가능하다. 이 경우, 상기 몸체부의 파지면이 평면인 경우는 물론, 특히 중앙부가 함입되는 곡면인 경우, 물체의 파지시의 파지력을 보다 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 물체의 파지와 함께, 흡입유닛을 통해 개구부들로 흡입력을 인가함으로써, 상기 물체의 파지에서 상기 파지부분에 대한 진공 상태를 유지할 수 있으며, 이를 통해 상기 물체에 대한 용이한 파지가 가능하다.
나아가, 상기 변형 연장부 외에, 복수의 장력 와이어들이 추가로 구비됨으로써, 상기 파지되는 물체의 연장 방향에 수직인 방향으로의 장력이 상대적으로 크게 유지됨으로써, 물체에 대한 파지력이 보다 향상될 수 있다.
이 경우, 상기 장력 와이어들 및 변형 연장부의 상기 파지면으로부터의 위치는 서로 간섭되지 않은 범위에서 다양하게 설계될 수 있으므로, 설계의 유연성을 높이며, 다양한 물체에 대한 보다 효과적인 파지를 수행할 수 있다.
또한, 파지면으로부터 확장부가 연장되며, 특히 상기 확장부는 외측으로 확장되어 연장되므로, 초기 상태에서 상대적으로 넓은 면적의 파지 면적을 확보하고 파지 상태에서도 넓은 파지면적의 확보와 함께 끝단이 밀착되므로, 보다 다양한 형상이나 구조의 물체에 대한 파지가 가능하다.
또한, 상기 확장부 상에 복수의 리브들이 형성되므로, 파지시 상기 물체에 대한 파지력 및 고정력을 보다 향상시킬 수 있다.
또한, 강체부가 몸체부에 형성되며, 강체부가 서로 접히는 형태로 상기 몸체부를 중앙을 따라 접도록 유도함으로써, 물체에 대한 파지시 안정적인 접힘 동작이 유도되며, 물체에 대한 파지력도 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 강체부의 접히는 구조를, 구동부의 구동과 와이어와 같은 형상의 변형 연장부를 통해 구현되며, 구동부는 스크류 결합에 따른 회전에 의해 상하방향으로 일정하게 위치가 가변되므로, 물체 파지를 위한 몸체부의 접히는 동작이 안정적으로 일정하게 수행될 수 있다.
또한, 상기 몸체부가 접히지 않은 일반적인 상황에서는, 파지 공간의 내부로 흡입력이 제공되어 물체에 대한 흡착을 수행할 수 있음은 물론, 상기 몸체부가 접히는 상황에서도 흡입력이 제공됨에 따라 물체에 대한 파지력을 더욱 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 몸체부 중, 접히는 측면의 중앙에는 주름부가 형성되어 상대적으로 주변부분보다 낮은 압축 강성을 가지므로, 상기 몸체부가 접히는 상황에서 중앙을 중심으로 보다 용이한 접힘이 가능할 수 있다.
또한, 상기 파지공간에는 메쉬부가 구비되어, 상기 물체에 대한 파지시 외부로부터 상기 파지공간의 내부로 이물질이 유입되는 것을 최소화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 그리퍼를 도시한 정면도이다.
도 2는 도 1의 그리퍼에서, 몸체부와 고정부를 확대하여 도시한 사시도이다.
도 3a는 도 2의 변형 연장부와 장력 와이어의 연결 상태를 확대하여 도시한 사시도이고, 도 3b는 도 2의 'A' 면을 따라 절단한 단면을 도시한 평면도이다.
도 4a 내지 도 4c는 도 1의 그리퍼에서, 변형 연장부의 동작에 따른 몸체부의 변형 상태를 도시한 측면도들이다.
도 5a는 본 발명의 다른 실시예에 의한 그리퍼에서, 몸체부와 고정부를 확대하여 도시한 사시도이고, 도 5b는 도 5a의 변형 연장부와 장력 와이어의 연결 상태를 확대하여 도시한 사시도이다.
도 6은 도 5a의 그리퍼를 이용한 물체의 파지상태를 도시한 사시도이다.
도 7a는 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 그리퍼에서, 몸체부와 고정부를 확대하여 도시한 사시도이고, 도 7b는 도 7a의 변형 연장부와 장력 와이어의 연결 상태를 확대하여 도시한 사시도이다.
도 8a는 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 그리퍼에서, 몸체부와 고정부를 확대하여 도시한 사시도이도, 도 8b는 도 8a의 변형 연장부의 연결 상태를 확대하여 도시한 사시도이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 그리퍼를 도시한 정면도이다.
도 10은 도 9에서 파지면과 확장부를 확대하여 도시한 사시도이다.
도 11a 및 도 11b는 확장부가 포함된 그리퍼에서 물체를 파지하는 상태를 도시한 정면도들이다.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 그리퍼에서, 파지면과 확장부를 확대하여 도시한 사시도이다.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 그리퍼를 도시한 사시도이다.
도 14는 도 13의 그리퍼를 다른 방향에서 도시한 사시도이다.
도 15는 도 13의 그리퍼의 몸체부가 집게와 같이 오므라드는 상태를 도시한 측면 사시도이다.
도 16은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 그리퍼를 도시한 사시도이다.
도 17은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 그리퍼를 도시한 사시도이다.
<부호의 설명>
10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18 : 그리퍼
100, 101, 1200, 1201, 1202 : 몸체부
120, 121 : 파지면 200 : 고정부
250 : 흡입유닛 260 : 공압라인
300, 301, 302, 1300 : 변형 연장부
310, 311, 312, 1310 : 제1 연장부
320, 321, 322, 1320 : 제2 연장부
330, 331, 332 : 변형 인가부 350, 1350 : 구동유닛
400, 401 : 장력 와이어 500, 501 : 확장부
510, 520, 530, 540 : 확장면 511, 512 : 제1 경사면
521, 522 : 제2 경사면 535, 545 : 리브
600 : 강체부 700 : 관절유닛
1213 : 주름부 1206 : 메쉬부
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 실시예들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다.
상기 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.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "이루어진다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 그리퍼를 도시한 정면도이다. 도 2는 도 1의 그리퍼에서, 몸체부와 고정부를 확대하여 도시한 사시도이다. 도 3a는 도 2의 변형 연장부와 장력 와이어의 연결 상태를 확대하여 도시한 사시도이고, 도 3b는 도 2의 'A' 면을 따라 절단한 단면을 도시한 평면도이다.
도 1 내지 도 3b를 참조하면, 본 실시예에 의한 상기 그리퍼(10)는 몸체부(100), 고정부(200), 흡입유닛(250), 공압라인(260), 변형 연장부(300), 구동유닛(350) 및 장력 와이어(400)를 포함한다. 나아가, 실시예에 따라 상기 그리퍼(10)는 복수의 개구부들(110)을 더 포함할 수 있다.
상기 몸체부(100)는 도시된 바와 같이, 육면체로 형성될 수 있으나, 형상은 이에 제한되지는 않으며, 다양한 입체 형상을 가지도록 형성될 수 있다.
상기 몸체부(100)에서, 도 1에서 하부를 향하는 면은 파지면(120)으로서, 도 1에서는 도시하지는 않았으나, 파지 대상물체(이하, 물체라 함)와 직접 접촉하며 상기 물체를 흡입하며 파지하는 면에 해당된다.
본 실시예에서, 상기 파지면(120)은 도시된 바와 같이, 평면 형상을 가지며, 상기 몸체부(100)가 육면체 형상을 가짐에 따라 상기 평면은 사각 평면 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 파지면(120)은 굴곡이나 곡면을 포함하지 않고 평행하게 연장되는 평면 형상일 수 있다.
상기 복수의 개구부들(110)은 상기 파지면(120)으로부터, 상기 몸체부(100)의 내부를 향하여 상기 몸체부(100)를 관통하도록 형성되며, 도시하지는 않았으나, 상기 개구부들(110) 각각은 상기 고정부(200)까지도 개구되도록 형성되어, 상기 흡입유닛(250)을 통해 흡입력을 제공받는다.
이 경우, 상기 개구부들(110)은 서로 일정 간격 이격되어 형성되며, 이와 같이 상기 개구부들(110)이 서로 이격되어 형성됨으로써, 상기 개구부들(110) 사이에는 상기 개구부들(110)을 서로 구획하는 격벽부가 형성된다.
즉, 상기 격벽부는 별도의 부재로 형성되는 것은 아니며, 상기 개구부들(110)이 상기 몸체부(100)의 파지면(120)으로부터 상기 몸체부(100)의 내부로 일 방향을 따라 연장되도록 형성됨에 따라 상기 개구부들(110) 사이에서 자연스럽게 형성되는 구획부라 할 수 있다.
결과적으로, 상기 몸체부(100) 상에는, 서로 일정한 간격으로 이격되며 상기 격벽부에 의해 구획되는 상기 개구부들(110)이 형성되게 된다.
상기 개구부들(110) 각각의 경우, 도 3b에 도시된 바와 같이, 제1 방향(X)과 상기 제1 방향에 수직인 제2 방향(Y)으로 형성되는 평면(A 평면)을 따른 단면 형상은, 육각형 형상을 가질 수 있다.
즉, 상기 개구부들(110)은 전체적으로 허니컴(honeycomb) 형상을 가지며 상기 몸체부(100) 상에 형성될 수 있다.
이와 달리, 상기 개구부들(110) 각각은, 상기 A 평면을 따른 단면 형상은, 육각형 형상에 제한되지는 않으며, 삼각형, 사각형, 오각형 등의 다각형이나, 원형 또는 타원형 등의 형상을 가질 수 있다.
나아가, 도시하지는 않았으나, 상기 개구부들(110) 각각의 내부에는 스프링과 같은 별도의 탄성체가 위치할 수 있으며, 이러한 탄성체가 위치함에 따라 상기 제1 및 제2 방향들(X, Y)에 모두 수직인 제3 방향(Z)을 따라 소정의 탄성력을 가질 수 있다.
상기 몸체부(100)는 일정한 강성을 가지는 유연한 소재(flexible material)로 형성되는 것으로, 상기 몸체부(100)가 유연한 소재로 형성됨에 따라 상기 격벽부도 동일한 소재로 형성되고, 이에 따라 상기 파지면(120)에 물체가 접촉되어 상기 몸체부(100)가 상기 물체를 파지하는 경우 상기 몸체부(100)는 상기 물체의 형상에 따라 자연스럽게 그 형상이 변화하게 된다.
특히, 후술되는 상기 변형 연장부(300)에 장력이 인가됨에 따라 상기 몸체부(100)는 상기 파지면(120)이 접히면서 변형되어, 상기 물체를 파지하게 되는데, 이에 대하여는 후술되는 도면을 통해 보다 상세히 설명한다.
한편, 이와 같이 상기 몸체부(100)의 형상이 변화하게 되더라도, 사기 개구부들(110) 각각은 상기 격벽부에 의해 인접 개구부들과는 구획된 상태를 유지하며, 후술하겠으나, 상기 흡입유닛(250)으로부터 제공되는 흡입력도 개구부들 각각이 개별적으로 제공받는 상태를 유지한다.
이상에서는 상기 개구부들(110)이 형성되는 경우의 실시예에 대하여 설명하였으나, 상기 개구부들(110)은 상기 몸체부(100) 상에 필수적으로 형성되지 않을 수 있다.
즉, 상기 몸체부(100)는 상기 개구부들(110)이 형성되지 않은 하나의 유연한 소재로 형성되는 육면체와 같은 형상을 가질 수 있으며, 상기 파지면이 파지 대상물체(이하, 물체라 함)와 직접 접촉하도록 구성될 수도 있다.
다만, 설명의 편의상 도면을 통해서는 상기 몸체부(100) 상에 상기 개구부들(110)이 형성되는 것을 예시하여 도시하였다.
상기 고정부(200)는 상기 파지면(120)의 반대측에서, 상기 몸체부(100)를 고정하는 프레임이며, 상기 흡입유닛(250)과 연결된다.
상기 흡입유닛(250)은 외부로부터 흡입력을 제공받아, 상기 고정부(200)를 통해 상기 몸체부(100)에 형성되는 각각의 개구부들(110)에 흡입력을 제공하는 것으로, 상기 개구부들(110)에 제공되는 흡입력에 의해 상기 파지면(120)에 위치하는 물체는 흡입되며 파지될 수 있다. 이 경우, 상기 물체가 파지되는 과정에서 상기 흡입력에 의해 진공 상태가 유지될 수 있다.
이 경우, 상세하게 도시하지는 않았으나, 상기 흡입유닛(250)으로부터 제공되는 흡입력은, 상기 고정부(200)를 통해 분배되어 상기 개구부들(110) 각각으로 제공될 수 있으며, 상기 개구부들(110) 각각으로 제공된 흡입력은 상기 격벽부에 의해 인접 개구부들로 통과되는 것이 제한될 수 있다.
상기 공압라인(260)은 도시하지는 않았으나, 외부의 공압 제공부와 연결되어 상기 흡입유닛(250)으로 공압, 즉 흡입력을 제공하는 흡입력 제공 라인에 해당된다.
상기 변형 연장부(300)는 상기 파지면(120)의 중앙을 따라, 상기 제1 방향(X)을 따라 연장되는 변형 인가부(330), 상기 변형 인가부(330)의 일 끝단으로부터 상부방향으로 연장되는 제1 연장부(310), 상기 변형 인가부(330)의 타 끝단으로부터 상부방향으로 연장되는 제2 연장부(320)를 포함한다.
이 경우, 상기 변형 연장부(300)는 일체로 형성되는 하나의 와이어일 수 있으며, 상기 변형 인가부(330), 상기 제1 연장부(310) 및 상기 제2 연장부(320)의 구별은 설명의 편의를 위한 것이다.
다만, 상기 변형 연장부(300)는 반드시 와이어와 같은 유연성 소재로 형성되는 것은 아니며, 소정의 강성을 가지면서 연장되는 바(bar)와 같은 구조를 가질 수도 있다.
상기 변형 인가부(330)는 상기 제1 방향(X)을 따라 상기 파지면(120)의 중앙을 가로지르며 연장되고, 이 경우, 상기 변형 인가부(330)는 도 3a에 도시된 바와 같이, 상기 파지면(120)으로부터 제1 높이(h1) 만큼 상부에 위치한다.
즉, 상기 변형 인가부(330)는 상기 제1 높이(h1)에 위치하면서, 상기 몸체부(100)를 관통하여 연장된다.
이 경우, 상기 제1 높이(h1)는 다양하게 형성될 수 있는 설계 변경사항이며, 실시예에 따라서는 상기 제1 높이(h1)를 ‘0’으로 설정하여, 상기 변형 인가부(330)가 상기 파지면(120)에 접하도록 연장될 수도 있다.
상기 제1 연장부(310)는 상기 변형 인가부(330)의 일 끝단으로부터 상부방향, 즉 상기 고정부(200)가 위치하는 방향으로 연장된다. 또한, 상기 제2 연장부(320)는 상기 변형 인가부(330)의 타 끝단으로부터 상부방향, 즉 상기 고정부(200)가 위치하는 방향으로 연장된다.
이 경우, 상기 제1 연장부(310)는 상기 상부방향으로 연장되면서, 상기 고정부(200)의 제1 측면(210)에 의해 지지되면서 연장되고, 마찬가지로 상기 제2 연장부(320)는 상기 고정부(200)의 제2 측면(220)에 의해 지지되면서 연장된다.
앞서 설명한 바와 같이, 상기 몸체부(100)가 육면체 형상을 가진다면, 상기 고정부(200)도 소정 두께를 가지는 사각 프레임 형상을 가질 수 있고, 이에 따라 상기 제1 측면(210)과 상기 제2 측면(220)은 서로 반대측 측면을 형성하며 평행하게 연장될 수 있다.
이에, 상기 제1 및 제2 연장부들(310, 320)은 상기 제1 및 제2 측면들(210, 220)에 의해 각각 지지되며, 상부로 연장된다.
이와 달리, 상기 제1 및 제2 연장부들(310, 320)의 상부방향으로의 연장 상태를 고정하기 위한 별도의 고정 부재가 구비될 수도 있다.
그리하여, 상기 제1 연장부(310)의 상부 끝단(311)은 상기 구동유닛(350)의 제1 구동부(351)에 연결되며, 상기 제2 연장부(320)의 상부 끝단(321)은 상기 구동유닛(350)의 제2 구동부(352)에 연결된다.
이에, 상기 제1 구동부(351)는 상기 제1 연장부(310)에 장력을 인가하며, 상기 제2 구동부(352)는 상기 제2 연장부(320)에 장력을 인가한다. 그 결과, 상기 변형 인가부(330)를 포함한 상기 변형 연장부(300)는 도 2에 도시된 화살표 방향으로 장력을 제공받아 당겨지게 된다.
이와 같이, 상기 변형 연장부(300)가 상기 화살표 방향으로 당겨지는 경우, 상기 파지면(120)의 중앙, 즉 상기 변형 인가부(330)가 연장되는 부분은 상부방향으로 힘을 제공받게 되며, 그 결과, 상기 몸체부(100)는 중앙이 접히면서 오므려진다. 이러한 상기 몸체부(100)의 자세한 동작은 후술한다.
이 경우, 상기 구동유닛(350)을 구성하는 한 쌍의 제1 및 제2 구동부들(351, 352)은 적어도 하나가 구동되어 상기 제1 및 제2 연장부들(310, 320) 중 적어도 하나에 구동력을 제공할 수 있다.
또한, 상기 제1 및 제2 구동부들(351, 352) 각각은, 상기 제1 및 제2 연장부들(310, 320)에 장력을 제공할 수 있는 구동 유닛이면 충분하고, 그 구동유닛의 종류가 제한되지는 않는다.
예를 들어, 상기 제1 및 제2 구동부들(351, 352) 각각은, 선형 모터(linear motor), 공압 실린더, 권선롤러 등을 포함할 수 있으며, 이를 통해 상기 도 2의 화살표 방향으로 장력을 인가할 수 있다.
상기 장력 와이어(400)는 복수개가 상기 제2 방향(Y)을 따라 상기 파지면(120) 상에 형성된다.
보다 구체적으로, 상기 장력 와이어(400) 각각은 상기 제2 방향(Y)을 따라 연장되고, 복수의 장력 와이어들(400)은 상기 제1 방향(X)을 따라 서로 소정의 간격을 가지며 이격되도록 배열된다.
이 경우, 상기 장력 와이어들(400)은 상기 제2 방향(Y)을 따라 상기 개구부들(110)이 형성되는 영역보다 긴 길이를 가지며 연장되고, 상기 장력 와이어(400)가 배열되는 위치는 상기 개구부들(110)이 형성되는 패턴과는 무관하게 형성될 수 있다.
즉, 상기 장력 와이어들(400) 사이의 이격 거리가 일정하게 유지된다면, 상기 장력 와이어들(400)이 배열되는 위치는 상기 개구부들(110)의 형성 위치와는 무관할 수 있다.
상기 장력 와이어들(400)은 상기 제3 방향(Z)을 따라 동일한 위치에 형성되는데, 도 3a에 도시된 바와 같이, 상기 파지면(120)으로부터 제2 높이(h2)만큼의 위치에 위치할 수 있다.
이 경우, 상기 제2 높이(h2)는 도시된 바와 같이, 상기 제1 높이(h1)보다 클 수 있다. 그리하여, 상기 장력 와이어들(400)은 상기 변형 연장부(300)의 변형 인가부(330)보다 상부, 즉 상기 파지면(120)으로부터 더 먼 위치에 위치할 수 있다.
한편, 상기 장력 와이어들(400) 각각의 일 단은 상기 몸체부(100)를 관통하여 상기 몸체부(100)의 상기 제2 방향(Y)으로의 일 측면에 고정되며, 타 단은 상기 몸체부(100)의 상기 제2 방향(Y)으로의 타 측면에 고정되는데, 상기 고정되는 방법은 제한되지는 않는다.
예를 들어, 상기 장력 와이어들(400)의 양 끝단은 상기 몸체부(100)의 측면 상에 형성되는 홈에 고정되는 방법으로 고정될 수 있다.
상기 장력 와이어들(400)은, 상기 변형 연장부(300)가 상기 몸체부(100)의 형상을 변형시키는 것과 달리, 상기 파지면(120)을 포함하는 상기 몸체부(100)에 대하여 특정 방향으로의 장력을 인가하는 역할을 수행한다.
즉, 상기 장력 와이어들(400) 각각의 인장 강성(tensile stiffness)은 상기 몸체부(100)가 갖는 강성보다 크고, 압축 강성(compressive stiffness)은 상기 몸체부(100)가 갖는 강성과 동일하거나 작게 형성된다.
그리하여, 상기 장력 와이어들(400)의 인장 강성이 상기 몸체부(100)의 강성보다 크기 때문에, 상기 장력 와이어들(400)이 갖는 장력은, 상기 몸체부(100)가 일정한 강성을 가짐으로 인해 유도되는 장력보다 크다.
즉, 상기 장력 와이어들(400)의 장력이 상기 파지면(120)의 장력보다 크고, 상기 장력 와이어들(400)은 복수개가 상기 제2 방향(Y)을 따라 연장되므로, 상기 제2 방향(Y)을 따른 장력은 상기 장력 와이어들(400)의 장력에 의해 결정된다.
반면, 상기 제1 방향(X)을 따라서는 상기 장력 와이어들(400)은 연장되지 않으므로, 상기 제1 방향(X)을 따른 장력은 상기 장력 와이어들(400)의 장력과는 무관하며, 이에 따라 상기 몸체부(100)가 갖는 강성에 의해 결정되는 상기 파지면(120)의 장력에 의해 결정된다.
결국, 상기 제2 방향(Y)을 따른 상기 파지면(120)의 표면 장력은 상기 장력 와이어들(400)의 장력과 실질적으로 동일하게 유지되며, 상기 제1 방향(X)을 따른 상기 파지면(120)의 표면 장력은 상기 몸체부(100)의 강성에 의해 결정되는 장력과 동일하다.
이 경우, 상기 장력 와이어들(400)의 장력이 상기 몸체부(100)에 의해 결정되는 장력보다 크기 때문에, 결국 상기 파지면(120)의 표면 장력은, 상기 제2 방향(Y)을 따른 장력이 상기 제1 방향(X)을 따른 장력보다 크게 유지된다.
특히, 상기 변형 연장부(300)에 의해 상기 몸체부(100)가 상기 변형 인가부(330)를 중심으로 접히면서 오므려지도록 변형되더라도, 상기 제2 방향(Y)으로의 장력이 상대적으로 크게 유지되므로, 후술되는 바와 같이 물체에 대한 파지력은 효과적으로 유지될 수 있다.
이상과 같이, 본 실시예의 경우, 상기 변형 연장부(300)에 의해 상기 몸체부(100)가 변형되는 것 외에, 상기 장력 와이어들(400)에 의해 일정 방향으로의 장력이 크게 유지됨으로써, 상기 물체에 대한 보다 효과적인 파지를 수행할 수 있다.
이하에서는, 상기 변형 연장부(300)의 동작에 따른 상기 몸체부(100)의 변형상태에 대하여 설명한다.
도 4a 내지 도 4c는 도 1의 그리퍼에서, 변형 연장부의 동작에 따른 몸체부의 변형 상태를 도시한 측면도들이다.
즉, 도 4a를 참조하면, 상기 변형 연장부(300)에 장력이 인가되기 전 상태에서, 상기 몸체부(100)는 전체적으로 육면체의 형상을 유지한다. 이 경우, 상기 변형 연장부(300)의 변형 인가부(330)는 상기 파지면(120)으로부터 제1 높이(h1)에 위치하고, 상기 장력 와이어들(400)은 상기 파지면(120)으로부터 제2 높이(h2)에 위치함은 이미 설명한 바와 같다.
이 후, 도 4b를 참조하면, 상기 변형 연장부(300)의 제1 및 제2 연장부들(310, 320)에 도 2의 화살표 방향으로의 장력, 즉 인력(引力)이 인가되면, 상기 변형 인가부(330)는 상부방향, 즉 고정부(200) 방향으로 이동하게 된다.
이에 따라, 상기 변형 인가부(300)가 연장되는 상기 파지면(120)의 중앙부분도, 상기 상부방향으로 끌리게 되며, 결과적으로 상기 파지면(120)은 상기 변형 인가부(300)가 연장되는 중앙을 중심선으로 접혀지도록 변형된다.
나아가, 도 4c를 참조하면, 상기 변형 연장부(300)에 장력이 추가로 인가됨에 따라, 상기 파지면(120)은 상기 변형 인가부(300)가 연장되는 중앙을 중심선으로 완전히 접혀지도록 변형된다.
이에 따라, 상기 몸체부(100)도 전체적으로 오므려지도록 변형되어, 측면이 곡면을 형성하도록 변형된다.
다만, 도 4c에 도시된 바와 같이, 상기 몸체부(100)가 완전히 오므려지도록 변형되는 경우에도, 상기 파지면(120)의 양 끝단 모서리는 소정의 간격(d)을 형성하며 다소 이격되도록 위치할 수는 있다.
이상과 같이, 상기 파지면(120)이 상기 변형 인가부(300)가 연장되는 중심선을 따라 완전히 접혀지도록 변형될 수 있으며, 이 경우, 상기 파지면(120) 상에 파지 대상인 물체가 위치한다면, 상기 물체는 상기 파지면(120)에 의해 커버되며 효과적인 파지가 구현될 수 있다.
특히, 상기와 같은 파지 상태에서, 상기 흡입유닛(250)이 동작하여 상기 개구부들(110)로 흡입력을 제공한다면, 상기 파지면(120)이 서로 마주하는, 즉 상기 물체가 위치하는 공간은 진공 상태가 유지될 수 있으며, 이에 따라 보다 효과적인 상기 물체에 대한 파지를 수행할 수 있다.
도 5a는 본 발명의 다른 실시예에 의한 그리퍼에서, 몸체부와 고정부를 확대하여 도시한 사시도이고, 도 5b는 도 5a의 변형 연장부와 장력 와이어의 연결 상태를 확대하여 도시한 사시도이다. 도 6은 도 5a의 그리퍼를 이용한 물체의 파지상태를 도시한 사시도이다.
본 실시예에 의한 상기 그리퍼(11)는, 파지면(121)이 곡면 형상으로 형성되는 것을 제외하고는 도 1 내지 도 3b를 참조하여 설명한 상기 그리퍼(10)와 실질적으로 동일하므로, 동일한 구성요소에 대하여는 동일한 참조번호를 사용하고 중복되는 설명은 이를 생략한다.
도 5a 및 도 5b를 참조하면, 본 실시예에 의한 상기 그리퍼(11)에서는, 몸체부(101)의 저면에 형성되는 상기 파지면(121)이 곡면 형상을 가진다.
즉, 상기 몸체부(101)는 전체적으로 육면체 형상을 가질 수 있으며, 상기 파지면(121)으로부터 상기 몸체부(101)를 관통하도록 형성하는 복수의 개구부들(111)도 동일하게 형성될 수 있다.
다만, 상기 파지면(121)은 도시된 바와 같이, 평면 형상으로 형성되지 않고, 소정의 곡류를 가지는 곡면 형상을 형성될 수 있다.
즉, 상기 파지면(121)은 중앙부가 상대적으로 함입되며, 4개의 모서리가 상대적으로 돌출되도록 형성되며, 전체적으로 구(sphere)의 외주면의 일부와 같은 소정의 곡률을 가지는 곡면으로 형성될 수 있다.
앞선 도 4c를 참조하여 설명한 바와 같이, 상기 파지면(120)이 평면 형상을 가지는 경우라면, 상기 파지면(120)이 완전히 오므려지는 경우라도, 상기 파지면(120)의 양 끝 모서리들은 소정의 간격(d)으로 서로 이격될 수 있다.
이에, 상기 파지면(120)에 의해 파지되는 물체에 대한 파지가 효과적으로 수행되지 못하고, 물체가 상기 간격을 통해 외부로 떨어질 수 있다.
그러나, 도 6을 참조하면, 본 실시예에서와 같이, 상기 파지면(121)이 소정의 곡률을 가지며 중앙부가 함입되는 형태의 곡면으로 형성된다면, 상기 파지면(121)이 완전히 오므려지는 경우, 상기 파지면(120)의 양 끝 모서리들은 서로 이격되지 않으며 완전히 밀착된 상태로 유지될 수 있다.
그리하여, 파지되는 물체(20)에 대한 파지를 보다 안정적이고 효과적으로 수행할 수 있다.
특히, 도 6에서와 같이, 파지 대상 물체(20)가 외주면 상에 나사산이 형성되는 나사인 경우, 상기 물체(20)의 외주면과 상기 파지면(121) 사이의 마찰력이 상대적으로 적어 상기 물체(20)에 대한 파지가 용이하지 않다.
그러나, 본 실시예에서와 같이, 상기 파지면(121)이 소정의 곡률을 가지며 함입된 형태라면, 상기 파지면(121)이 완전히 오므려지는 경우, 양 끝 모서리들이 서로 완전히 밀착되어 이격되지 않으므로, 상대적으로 마찰력이 적은 나사와 같은 물체(20)에 대하여도 효과적인 파지를 수행할 수 있다.
특히, 상기 파지 과정에서, 상기 흡입유닛(250)에 의해 흡입력이 상기 개구부들(111)로 제공된다면, 상기 양 끝 모서리들이 완전히 밀착된 상기 파지면(121)의 내부는 안정적인 진공 상태를 형성할 수 있으므로, 상기 물체(20)에 대한 파지가 매우 효과적으로 수행될 수 있다.
도 7a는 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 그리퍼에서, 몸체부와 고정부를 확대하여 도시한 사시도이고, 도 7b는 도 7a의 변형 연장부와 장력 와이어의 연결 상태를 확대하여 도시한 사시도이다.
본 실시예에 의한 상기 그리퍼(12)는 변형 연장부(301)의 변형 인가부(331)의 높이(h1)가 장력 와이어(401)의 높이(h2)보다 높게 형성되는 것을 제외하고는, 도 5a 및 도 5b를 참조하여 설명한 상기 그리퍼(11)와 실질적으로 동일하므로, 동일한 구성요소에 대하여는 동일한 참조번호를 사용하고 중복되는 설명은 이를 생략한다.
도 7a 및 도 7b를 참조하면, 본 실시예에 의한 상기 그리퍼(12)에서, 상기 변형 연장부(301)의 상기 변형 인가부(331)는 상기 파지면(121)으로부터 제1 높이(h1)에 위치한다.
또한, 상기 장력 와이어들(401) 각각은 상기 파지면(121)으로부터 제2 높이(h2)에 위치한다.
이 경우, 상기 파지면(121)이 소정의 곡률을 가지므로 상기 제1 높이 및 제2 높이의 기준 위치가 다를 수는 있으나, 전체적으로 상기 곡률이 매우 크다고 가정한다면, 상기 제1 높이 및 상기 제2 높이의 기준 위치의 차이는 미세할 수 있다.
이에, 본 실시예의 경우, 상기 제1 높이(h1)가 상기 제2 높이(h2)보다 크게 형성될 수 있다. 즉, 상기 변형 인가부(331)가 상기 장력 와이어들(401)보다 상기 파지면(121)으로부터 더 멀리 위치할 수 있다.
이와 같이, 상기 변형 인가부(331)가 상기 장력 와이어들(401)보다 상부에 위치하더라도, 상기 변형 인가부(331)에 작용하는 장력에 의해 상기 파지면(121)이 접혀지도록 변형되는 것은 앞서 설명한 바와 동일하며, 이를 통해 상기 파지면(121)은 물체에 대한 파지를 수행할 수 있다.
도 8a는 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 그리퍼에서, 몸체부와 고정부를 확대하여 도시한 사시도이도, 도 8b는 도 8a의 변형 연장부의 연결 상태를 확대하여 도시한 사시도이다.
본 실시예에 의한 상기 그리퍼(13)는 장력 와이어가 생략되고, 변형 연장부(302)만 구비되는 것을 제외하고는, 도 5a 및 도 5b를 참조하여 설명한 상기 그리퍼(11)와 실질적으로 동일하므로, 동일한 구성요소에 대하여는 동일한 참조번호를 사용하고 중복되는 설명은 이를 생략한다.
도 8a 및 도 8b를 참조하면, 본 실시예에 의한 상기 그리퍼(13)에서는, 상기 변형 연장부(302)만 상기 파지면(121) 상에 구비된다.
이 경우, 상기 변형 연장부(302)의 변형 인가부(332)가 상기 파지면(121)으로부터 제1 높이(h1)에 위치하도록, 상기 몸체부(101)를 관통하며 형성되는 것은 앞서 설명한 바와 같으며, 상기 제1 높이(h1) 역시 다양하게 설계변경이 가능하다.
즉, 이상과 같이 상기 변형 연장부(302)만 구비되는 경우라도, 상기 변형 인가부(332)에 인가되는 장력에 의해 상기 파지면(121)은 중앙을 중심으로 접혀지며 오므려질 수 있고, 이에 따라 상기 몸체부(101)가 변형되는 것은 동일하다.
따라서, 본 실시예에 의한 그리퍼(13)를 통해서도, 물체에 대한 효과적인 파지를 수행할 수 있음은 동일하다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 그리퍼를 도시한 정면도이다. 도 10은 도 9에서 파지면과 확장부를 확대하여 도시한 사시도이다.
본 실시예에 의한 그리퍼(14)는 확장부(500)가 추가로 형성되는 것을 제외하고는, 도 1을 참조하여 설명한 상기 그리퍼(10)와 실질적으로 동일하므로 동일한 구성요소에 대하여는 동일한 참조번호를 사용하고 중복되는 설명은 생략한다.
즉, 도 9 및 도 10을 참조하면, 본 실시예에 의한 상기 그리퍼(14)는 상기 확장부(500)를 더 포함한다.
상기 확장부(500)는 상기 파지면(120)으로부터 하부방향, 즉 파지의 대상이 되는 물체가 위치하는 방향을 향하여 연장된다.
이 경우, 상기 파지면(120)이 사각형 형상을 가지므로, 상기 확장부(500)는 상기 파지면(120)의 각 모서리로부터 각각 연장되는 것으로, 제1 내지 제4 확장면들(510, 520, 530, 540)을 포함한다.
우선, 상기 제1 확장면(510)은 상기 파지면(120)의 제1 모서리로부터 하부방향으로 연장되는데, 이 경우, 상기 제1 모서리는 상기 몸체부(100)의 제3 측면(103)으로부터 연장되는 모서리에 해당된다. 즉, 상기 제1 확장면(510)은 상기 제3 측면(103)으로부터 하부방향으로 연장된다.
이 경우, 상기 변형 연장부(300)의 제1 연장부(310)는 상기 제3 측면(103)을 따라 연장되어, 상기 제3 측면(103)을 관통하여 상기 제1 방향(X)을 따라 연장된다. 즉, 상기 제1 확장면(510)은 상기 변형 연장부(300)의 변형 인가부(330)의 연장방향에 수직인 방향으로 형성된다.
구체적으로, 상기 제1 확장면(510)은 한 쌍의 제1 경사면들(511, 512)을 포함하는데, 상기 한 쌍의 제1 경사면들(511, 512) 각각은 도시된 바와 같이, 삼각형 형상을 가질 수 있다.
그리하여, 상기 한 쌍의 제1 경사면들(511, 512) 각각은 상기 파지면(120)이 접혀지는 중앙선의 시작점을 기준으로 양 측으로 갈수록 연장 길이가 증가하는 형상의 삼각형 형상을 가질 수 있다.
즉, 일측 제1 경사면(511)은 상기 중앙선으로부터 상기 제4 확장면(540)을 향하는 방향으로 그 길이가 증가하는 형상의 삼각형 형상을 가질 수 있고, 타측 제1 경사면(512)은 상기 중앙선으로부터 상기 제3 확장면(530)을 향하는 방향으로 그 길이가 증가하는 형상의 삼각형 형상을 가질 수 있다. 이에, 상기 일측 및 타측 제1 경사면들(511, 512)은 상기 중앙선을 기준으로 서로 대칭인 형상으로 형성될 수 있다.
그리하여, 상기 파지면(120)이 물체를 파지하는 과정에서 상기 중앙선을 중심으로 접혀지는 경우, 상기 일측 제1 경사면(511)과 상기 타측 제1 경사면(512)은 서로 마주하도록 접혀지는데, 이러한 접혀지는 상태에서 상기 한 쌍의 제1 경사면들(511, 512)이 서로 중첩되지 않게 된다. 즉, 상기 파지면(120)이 중앙선을 중심으로 접혀지는 경우, 상기 한 쌍의 제1 경사면들(511, 512)의 하면은 서로 중첩되지 않고 서로 접하면서 밀착될 수 있다.
상기 제2 확장면(520)은 상기 제1 확장면(510)과 서로 마주하는 위치인, 상기 파지면(120)의 제2 모서리로부터 하부방향으로 연장되도록 형성된다. 이 경우, 상기 파지면(120)의 제2 모서리는, 상기 몸체부(100)의 제4 측면(미도시)으로부터 연장되는 모서리인 것으로, 상기 몸체부(100)의 제4 측면은 상기 제3 측면(103)과 서로 마주하는 모서리에 해당된다.
이 경우, 상기 제2 확장면(520)은 상기 제1 확장면(510)과 동일하게, 한 쌍의 제2 경사면들(521, 522)을 포함하며, 상기 한 쌍의 제2 경사면들(521, 522) 각각은 상기 한 쌍의 제1 경사면들(511, 512)의 형상과 대칭으로 서로 동일하게 형성된다.
즉, 일측 제2 경사면(521)은 상기 일측 제1 경사면(511)과 대칭으로 서로 동일한 형상으로 형성되어, 상기 중앙선을 기준으로 상기 제4 확장면(540)을 향하는 방향으로 그 길이가 증가하는 삼각형 형상을 가진다. 마찬가지로, 타측 제2 경사면(522)은 상기 타측 제1 경사면(512)과 대칭으로 서로 동일한 형상으로 형성되어, 상기 중앙선을 기준으로 상기 제3 확장면(530)을 향하는 방향으로 그 길이가 증가하는 삼각형 형상을 가진다.
그리하여, 상기 파지면(120)이 물체를 파지하는 과정에서 상기 중앙선을 중심으로 접혀지는 경우, 상기 일측 제2 경사면(521)과 상기 타측 제2 경사면(522)은 서로 마주하도록 접혀지는데, 이러한 접혀지는 상태에서 상기 한 쌍의 제2 경사면들(521, 522)이 서로 중첩되지 않게 된다. 즉, 상기 파지면(120)이 중앙선을 중심으로 접혀지는 경우, 상기 한 쌍의 제2 경사면들(521, 522)의 하면도 서로 중첩되지 않고 서로 접하면서 밀착될 수 있다.
상기 제3 확장면(530)은 상기 제1 확장면(510)과 상기 제2 확장면(520)의 일 측을 서로 연결하는 것으로, 상기 파지면(120)의 제3 모서리로부터 하부방향으로 연장되도록 형성된다. 이 경우, 상기 파지면(120)의 제3 모서리는 상기 몸체부(100)의 제2 측면(102)으로부터 연장되어 끝단에 위치하는 모서리에 해당된다.
상기 제3 확장면(530)은 앞선 상기 제1 및 제2 확장면들(510, 520)과는 달리, 일정한 길이로 연장되도록 형성된다. 즉, 상기 제3 확장면(530)은 전체적으로 직사각형 형상을 가지도록 형성될 수 있다.
한편, 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 제3 확장면(530)이 상기 파지면(120)의 모서리로부터 연장되는 경우, 상기 제3 확장면(530)은 상기 몸체부(100)의 제2 측면(102)이 연장되는 연장 방향으로부터 외측방향으로 연장된다. 즉, 전체적으로 상부로부터 하부까지 다소 좁아지는 형상 또는 일정한 형상으로 연장되는 상기 몸체부(100)와 달리, 상기 제3 확장면(530)은 상부로부터 하부까지 외측 방향으로 확장되며 연장된다.
이상과 같이, 상기 제3 확장면(530)이 외측방향으로 확장되며 연장됨에 따라, 전체적으로 상기 파지면(120) 및 상기 확장부(500)를 통해 파지될 수 있는 면적이 증가하고, 파지되는 과정에서의 파지력도 보다 향상될 수 있다.
상기 제4 확장면(540)은 상기 제1 확장면(510)과 상기 제2 확장면(520)의 타 측을 서로 연결하는 것으로, 상기 파지면(120)의 제4 모서리로부터 하부방향으로 연장되도록 형성된다. 이 경우, 상기 파지면(120)의 제4 모서리는 상기 몸체부(100)의 제1 측면(101)으로부터 연장되어 끝단에 위치하는 모서리에 해당된다.
상기 제4 확장면(540)은 상기 제3 확장면(530)과 대칭으로 형성되는 것을 제외하고는, 상기 제3 확장면(530)과 실질적으로 동일한 형상을 가질 수 있다.
또한, 상기 제3 확장면(530)의 연장 상태와 동일하게, 상기 제4 확장면(540) 역시 상기 파지면(120)의 모서리로부터 연장되는 경우, 상기 몸체부(100)의 제1 측면(101)이 연장되는 연장 방향으로부터 외측방향으로 연장된다.
이상과 같이, 상기 제3 확장면(530)은 물론 상기 제4 확장면(540)도 하부방향으로 연장되는 경우 외측방향으로 확장되며 연장됨에 따라, 전체적으로 상기 파지면(120) 및 상기 확장부(500)를 통해 파지될 수 있는 면적이 증가하고, 파지되는 과정에서의 파지력도 보다 향상될 수 있다.
나아가, 상기 파지면(120)이 중앙선을 따라 접히면서 물체에 대한 파지를 수행하는 경우, 상기 제3 확장면(530) 및 상기 제4 확장면(540)은 끝단이 서로 마주하여 접촉하게 된다. 또한, 상기 파지가 수행됨에 따라, 상기 제3 확장면(53) 및 상기 제4 확장면(540)은 서로 밀착되며, 내부에 형성되는 상기 파지공간(550)을 밀폐하게 된다. 도 11a 및 도 11b는 확장부가 포함된 그리퍼에서 물체를 파지하는 상태를 도시한 정면도들이다.
도 11a 및 도 11b를 참조하면, 본 실시예에서와 같이 상기 확장부(500)가 구비되는 그리퍼(14)의 경우, 물체를 파지하기 위해 상기 변형 연장부(300)에 장력이 인가되어 상기 몸체부(100)가 접혀지는 경우, 상기 파지면(120)은 중앙선을 기준으로 접혀지고, 상기 파지면(120)의 끝단부로부터 연장되는 상기 확장부(500)도 동시에 접혀진다.
이 때, 상기 파지면(120)의 중앙선을 기준으로 양 측에 각각 위치하는 상기 제3 확장부(530) 및 상기 제4 확장면(540)은 끝단이 서로 밀착되도록 접혀지고, 마찬가지로 상기 제1 확장면(510) 및 상기 제2 확장면(520) 각각도 역시 그 형상적 특징으로 서로 밀착되도록 접혀진다.
이에 따라, 상기 파지면(120) 상에 파지되는 물체는, 상기 파지공간(550)이 완전히 밀폐되므로, 외부로 탈착될 수 있는 공간이나 간격이 없으며, 이에 따라 상대적으로 높은 파지력으로 파지될 수 있다.도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 그리퍼에서, 파지면과 확장부를 확대하여 도시한 사시도이다.
본 실시예에 의한 그리퍼(15)는 제3 및 제4 확장면들(530, 540) 상에 리브가 구비되는 것을 제외하고는, 도 9를 참조하여 설명한 상기 그리퍼(14)와 실질적으로 동일하므로, 동일한 구성요소에 대하여는 동일한 참조번호를 사용하고 중복되는 설명은 이를 생략한다.
도 12를 참조하면, 본 실시예에 의한 그리퍼(15)에서는, 상기 제3 확장면(530) 상에 제1 리브(535)가 형성되고, 상기 제4 확장면(540) 상에 제2 리브(545)가 형성된다.
상기 제3 확장면(530)은 앞서 설명한 바와 같이, 사각형 형상을 가지며 일정한 길이로 연장될 수 있으며, 이에 상기 제1 리브(535)는 복수개가 상기 제3 확장면(530) 상에 형성된다.
즉, 복수의 제1 리브들(535) 각각은 상기 제3 확장면(530)이 연장되는 하부 방향으로 길게 연장되도록 형성된다. 또한, 상기 제1 리브들(535)이 연장되는 방향에 수직인 방향으로, 소정 간격으로 서로 이격되도록 배열된다.
또한, 상기 제2 리브(545)도 복수개가 상기 제4 확장면(540) 상에 형성되며, 상기 제2 리브(545)의 배열 및 구조는 상기 제1 리브(535)와 대칭인 것으로 제외하고는 동일하다.
즉, 복수의 제2 리브들(545) 각각은 상기 제4 확장면(540)이 연장되는 하부 방향으로 길게 연장되도록 형성된다. 또한, 상기 제2 리브들(545)이 연장되는 방향에 수직인 방향으로, 소정 간격으로 서로 이격되도록 배열된다.
이 때, 상기 제1 리브(535) 및 상기 제2 리브(545)는 상기 확장면들(530, 540) 상에 돌출되는 형태로 소정의 프레임 형상으로 형성될 수 있으며, 상기 확장면들(530, 540)보다 상대적으로 단단한 재질로 형성될 수 있다.
물론, 상기 제1 리브(535) 및 상기 제2 리브(545)는 모두 유연성 재질로 형성되어야 하며, 이를 통해 물체에 대한 파지 과정에서 물체에 대한 밀착성을 향상시킬 수 있다.
이상과 같이, 상기 제1 및 제2 리브들(535, 545)이 상기 제3 및 제4 확장면들(530, 540) 상에 형성됨에 따라, 물체에 대한 파지 과정에서 보다 강한 파지력을 제공할 수 있게 된다.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 그리퍼를 도시한 사시도이다. 도 14는 도 13의 그리퍼를 다른 방향에서 도시한 사시도이다. 도 15는 도 13의 그리퍼의 몸체부가 집게와 같이 오므라드는 상태를 도시한 측면 사시도이다.
도 13 내지 도 15를 참조하면, 본 실시예에 의한 상기 그리퍼(16)는 고정부(200), 몸체부(1200), 강체부(600), 구동유닛(1350), 변형 연장부(1300) 및 관절유닛(700)을 포함한다.
상기 고정부(200)는 예를 들어, 제1 방향(X) 및 이에 수직인 제2 방향(Y)이 형성하는 평면(XY 평면)을 따라 연장되며, 소정의 두께를 가지는 플레이트 형상을 가질 수 있다.
이 때, 상기 고정부(200)는 앞선 실시예에서 설명한 상기 고정부(200)와 실질적으로 동일한 구조일 수 있다.
다만, 본 실시예의 경우, 상기 고정부(200)에서, 상기 제1 상부 측면(210) 측으로는 제1 홀(211)이 형성되고, 상기 제2 상부 측면(220) 측으로는 제2 홀(221)이 형성된다.
또한, 본 실시예에서, 상기 고정부(200)에는 후술되는 상기 구동유닛(1350)이 연결되고, 도면을 통해서는 도시하지는 않았으나, 별도의 흡입유닛이 추가로 구비될 수 있다. 상기 흡입유닛의 경우, 상기 구동유닛(1350)과는 다른 위치로 상기 고정부(200)에 연결될 수 있으며, 상기 흡입유닛의 경우 상기 고정부(200)를 관통하여, 후술되는 파지공간(1205))으로 연결될 수도 있다.
그리하여, 상기 흡입유닛은 상기 파지공간(1205)으로 흡입력을 제공하며, 이에 따라 상기 파지공간(1205)에 위치하는 파지 대상 물체에 대한 흡착이 수행될 수 있다.
상기 몸체부(1200)는 상기 고정부(200)의 하면에 연결되는 것으로, 전체적으로 사각 블록 형상을 가지며, 내측으로는 상기 파지공간(1205)이 형성된다.
상기 몸체부(1200)는 구체적으로, 서로 마주하는 제1 및 제2 측면들(1210, 1220), 및 서로 마주하는 제3 및 제4 측면들(1230, 1240)을 포함하며, 상기 제1 내지 제4 측면들(1210, 1220, 1230, 1240)은 상기 몸체부(1200)의 측면들을 형성하여 내부에 상기 파지공간(1205)을 형성하게 된다.
이 경우, 상기 제1 내지 제4 측면들(1210, 1220, 1230, 1240)은 유연한 소재를 가질 수 있으며, 각각이 별도로 형성되어 서로 연결될 수도 있고, 한 번에 일체로 형성될 수도 있다. 또한, 상기 제1 내지 제4 측면들(1210, 1220, 1230, 1240)의 경우 물체의 파지시 후술되는 접혀지는 변형이 발생할 수는 있으나, 전체적으로 물체에 대한 파지를 수행하지 않은 경우 사각 블록의 형상을 유지하는 정도의 강성을 가질 수 있다.
상기 강체부(600)는 상기 몸체부(1220)의 하측에 고정되는 것으로, 제1 내지 제4 프레임부들(610, 620, 630, 640)을 포함한다.
즉, 상기 제1 프레임부(610)는 상기 제1 측면(1210)의 하측을 따라 연장되며 고정되고, 상기 제2 프레임부(620)는 상기 제2 측면(1220)의 하측을 따라 연장되며 고정되고, 상기 제3 프레임부(630)는 상기 제3 측면(1230)의 하측을 따라 연장되며 고정되고, 상기 제4 프레임부(640)는 상기 제4 측면(1240)의 하측을 따라 연장되며 고정된다.
이 경우, 상기 제1 내지 제4 프레임부들(610, 620, 630, 640) 역시, 상기 제1 내지 제4 측면들(1210, 1220, 1230, 1240)과 같이, 각각이 측면들에 형성된 후 상기 측면들이 서로 연결됨에 따라 서로 연결될 수도 있고, 일체로 형성된 상기 측면들 상에 일체로 형성될 수도 있다.
상기 제1 내지 제4 프레임부들(610, 620, 630, 640)의 경우, 전체적으로 상기 몸체부(1200)의 하부의 둘레를 따라 형성되며 상기 몸체부(1200)의 구조적 형상을 유지하며, 이에 따라 상기 몸체부(1200) 보다는 높은 강성의 재질로 형성되어야 한다.
특히, 상기 몸체부(1200)의 경우, 물체에 대한 파지를 수행하는 경우, 물체의 형상이나 파지 상태 등에 따라 접혀지거나 그 형상이 가변될 수는 있으나, 상기 강체부(600)의 경우 물체에 대한 파지를 수행하는 경우에도 상대적으로 그 형상이 가변되는 것이 최소화되며 전체적인 형상과 구조를 유지하는 것이 필요하다. 그리하여, 물체에 대하여 소정의 파지력을 제공하면서 안정적인 파지를 효과적으로 수행할 수 있다.
한편, 상기 제1 프레임부(610)의 경우, 서로 분리되는 제1 분리부(611) 및 제2 분리부(612)를 포함하며, 마찬가지로 상기 제1 프레임부(610)에 마주하도록 형성되는 상기 제2 프레임부(620) 역시 서로 분리되는 제1 및 제2 분리부들(621, 622)을 포함한다.
이 때, 상기 제1 및 제2 분리부들(611, 612)은, 상기 제1 측면(1210) 또는 상기 제2 측면(1220)의 정 중앙에서 서로 분리되는 것으로, 상기 제1 및 제2 분리부들(611, 612)이 서로 분리되는 상기 정 중앙에는 상기 관절유닛(700)이 구비된다.
즉, 상기 관절유닛(700)을 통해 상기 제1 및 제2 분리부들(611, 612)이 연결되는 것으로, 상기 관절유닛(700)은 상기 제1 측면(1210) 또는 상기 제2 측면(1220)의 하부의 중앙에 위치하게 된다.
이 때, 상기 관절유닛(700)은, 그 위치가 고정된 상태에서, 관절과 같이 상기 제1 및 제2 분리부들(611, 612)이 상대적으로 회전 가능하도록 구성되면 충분하며, 세부적인 상기 관절유닛(700)의 구조나 형상은 제한되지 않는다.
또한, 상기 관절유닛(700)의 경우, 상기 제1 측면(1210)의 하부에 위치하는 제1 관절유닛(710) 및 상기 제2 측면(1220)의 하부에 위치하는 제2 관절유닛(미도시)을 포함하게 된다.
상기 구동유닛(1350)은 상기 강체부(600)에 소정의 구동력을 제공한다.
상기 구동유닛(1350)은 상기 고정부(200)의 중앙에 연결되는 것으로, 상기 구동유닛(1350)의 외주면에는 스크류(411)가 형성된다.
상기 구동유닛(1350)의 경우, 도시하지는 않았으나, 회전 구동력을 제공받아 회전하게 되며, 상기 구동유닛(1350)이 시계방향 또는 반시계방향으로 회전하는 경우, 상기 외주면에 형성된 스크류(411)에 의해, 상기 구동유닛(1350)은 상기 고정부(200)에 대하여 상기 제1 및 제2 방향들(X, Y)에 모두 수직인 제3 방향(Z)으로 상승 또는 하강하게 된다.
상기 변형 연장부(1300)는 도 1을 참조하여 설명한 앞선 실시예에서의 상기 변형 연장부(300)와 실질적으로 동일한 기능을 수행하지만, 상기 구동부(1350)와의 연결관계나, 상기 강체부(600)와의 연결관계는 차이가 있다.
다만, 본 실시예에서의 상기 변형 연장부(1300) 역시, 상기 몸체부(1200)의 측면에 연결되는 구조는 실질적으로 동일하다.
상기 변형 연장부(1300)는 수평 연장부(1330), 제1 연장부(1310) 및 제2 연장부(1320)를 포함한다.
상기 수평 연장부(1330)는 상기 제2 방향(Y)으로 수평하게 연장되며, 중앙은 상기 구동유닛(1350)의 상면에 고정된다.
그리하여, 상기 구동유닛(1350)이 상기 제3 방향(Z)으로 상승 또는 하강하면, 상기 수평 연장부(1330)도 동일하게 상기 제3 방향(Z)으로 상승 또는 하강하게 된다.
상기 제1 및 제2 연장부들(1310, 1320)은 상기 수평 연장부(1330)의 양 측 끝단에 각각 연결되며, 상기 제3 방향(Z)을 따라 소정 길이 하부 방향으로 연장된다.
이 경우, 상기 제1 연장부(1310)는 상기 제3 방향(Z)을 따라 하부로 연장되며, 상기 제1 측면(1210)에 고정된다. 이 경우, 구체적으로 상기 제1 연장부(1310)는 상기 제1 측면(1210)에 형성되는 제1 관절유닛(710)에 끝단이 고정될 수 있다.
마찬가지로 도시하지는 않았으나, 상기 제2 연장부(1320)는 상기 제3 방향(Z)을 따라 하부로 연장되며, 상기 제2 측면(1220)에 고정되는데, 구체적으로 상기 제2 연장부(1320)는 상기 제2 측면(1220)을 거쳐 제2 관절유닛에 끝단이 고정될 수 있다.
한편, 상기 제1 연장부(1310)가 하부방향으로 연장되는 경우, 상기 제1 연장부(1310)는 상기 고정부(200)에 형성되는 상기 제1 홀(211)을 관통하게 되며, 마찬가지로 상기 제2 연장부(1320)는 상기 제2 홀(221)을 관통하여 연장된다.
그리하여, 상기 구동유닛(1350)의 구동에 따라, 상기 구동유닛(1350)이 상기 제3 방향(Z)을 따라 상승 또는 하강하는 경우, 상기 수평 연장부(1330)도 상승 또는 하강하게 되며, 이에 따라 상기 제1 연장부(1310) 및 상기 제2 연장부(1320)도 상기 제3 방향(Z)을 따라 상승 또는 하강한다.
결과적으로, 상기 제1 연장부(1310) 및 상기 제2 연장부(1320)의 끝단에 고정되는 제1 관절유닛(710) 및 제2 관절유닛도 상기 제3 방향(Z)을 따라 상승 또는 하강하게 된다.
한편, 상기 몸체부(200)의 경우, 상기 제1 내지 제4 측면들(1210, 1220, 1230, 1240)의 하측으로는 제1 내지 제4 연장면들(1215, 1225, 1235, 1245)이 연장된다.
즉, 상기 제1 연장면(1215)은 상기 제1 측면(1210)에서, 상기 제1 프레임부(610)가 형성되는 부분의 하부방향으로 추가로 연장되어 형성된다. 마찬가지로 상기 제2 내지 제4 연장면들(1225, 1235, 1245)은 상기 제2 내지 제4 측면들(1220, 1230, 1240)에서, 상기 제2 내지 제4 프레임부들(620, 630, 640)이 형성되는 부분의 하부방향으로 추가로 연장되어 형성된다.
이 경우, 상기 제1 내지 제4 연장면들(1215, 1225, 1235, 1245)의 연장되는 길이는 다양하게 가변될 수 있으며, 결국 상기 제1 내지 제4 프레임부들이 형성되는 위치에 의해 결정된다.
한편, 상기 제1 내지 제4 연장면들(1215, 1225, 1235, 1245)의 경우, 상기 제1 내지 제4 측면들(1210, 1220, 1230, 1240)과 별도로 형성되는 면일 수 있으며, 이와 달리 상기 제1 내지 제4 측면들(1210, 1220, 1230, 1240)과 일체로 형성되지만 상기 강체부(600)에 의해 그 영역이 구획되는 것에 불과할 수 있다.
이에, 상기 제1 내지 제4 연장면들(1215, 1225, 1235, 1245)의 경우, 상기 몸체부(200)와 동일한 유연성 재질로 형성될 수 있으며, 실시예에 따라서는 상기 제1 내지 제4 측면들(1210, 1220, 1230, 1240)보다 더 유연한 재질로 형성될 수도 있다.
이상과 같이, 상기 제1 내지 제4 연장면들(1215, 1225, 1235, 1245)이 보다 유연한 재질로 형성됨에 따라, 상기 그리퍼(16)로 물체(2)에 대한 파지를 수행함에 있어, 특히 상기 물체(2)의 표면이 불균일한 표면을 가지는 경우, 상기 제1 내지 제4 연장면들(1215, 1225, 1235, 1245)은 상기 물체(2)의 불균일한 표면에 보다 효과적으로 밀착될 수 있다. 한편, 초기 상태 또는 일반적인 상태에서는, 상기 그리퍼(16)는 상기 구동유닛(1350)이 초기 위치에 위치하며, 이에 따라 도 13 및 도 14에 도시한 바와 같이, 상기 몸체부(200)는 전체적으로 사각 블록 형상을 가진다.
이 때, 상기 파지 공간(1205)은 도시된 바와 같이, 입구가 사각형 형상을 가질 수 있으며, 상기 파지 공간(1205) 역시 일정하게 유지될 수 있다.
이러한 초기 상태 또는 일반적인 상태에서는, 상기 그리퍼(16)는 상기 파지 공간(1205)로 앞서 설명한 상기 흡입유닛에 의해 흡입력을 제공하며, 이에 파지 대상 물체를 흡착할 수 있으며, 이는 마치 흡착컵이 물체를 흡착하는 구조와 유사할 수 있다.
이와 달리, 상기 그리퍼(16)는 도 15에서와 같은 집게와 같은 형상으로 가변되면서 파지 대상 물체를 파지할 수 있다.
즉, 상기 구동유닛(1350)이 구동되어 상기 제3 방향(Z)을 따른 상부방향으로 돌출되며 구동되면, 앞서 설명한 바와 같이, 상기 제1 및 제2 연장부들(1310, 1320)도 상기 상부방향으로 이동하게 되고, 이에 따라 상기 제1 관절유닛(710) 및 상기 제2 관절유닛도 상기 상부방향으로 이동하게 된다.
이 때, 상기 제1 관절유닛(710)에는 서로 분리되는 상기 제1 프레임부(610)의 제1 및 제2 분리부들(611, 612)이 연결되므로, 상기 제1 관절유닛(710)의 상부방향으로의 이동에 따라 상기 제1 및 제2 분리부들(611, 612)은 상기 제1 관절유닛(710)을 기준으로 상대적으로 회전하게 된다.
또한, 이러한 상기 제1 및 제2 분리부들(611, 612)의 회전과 함께, 상기 제1 측면(1210)은 중앙부, 즉 상기 제1 연장부(1310)가 연장되는 부분이 상부로 상승하며 접히게 된다. 이러한 상기 제1 측면(1210)의 접히는 형상은, 중앙이 오므라들면서 그 길이가 감소하는 형상인 것으로, 상기 중앙부를 중심으로 양 측이 서로 접히는 집게 모양으로의 접히는 형상을 갖게 된다.
마찬가지로, 상기 제1 측면(1210)과 마주하는 상기 제2 측면(1220)도 동일하게 중앙부, 즉 상기 제2 연장부(1320)가 연장되는 부분이 상부로 상승하며 접히게 되어, 전체적으로 상기 제2 측면(1220)도 상기 중앙부를 중심으로 양 측이 서로 접히는 집게 모양으로의 접히는 형상을 갖게 된다.
이와 동시에, 상기 제2 측면(1220)에 형성되는 상기 제2 프레임부(620)의 제1 및 제2 분리부들도 상기 제2 관절유닛을 기준으로 상대적으로 회전하게 된다.
즉, 상기 제1 및 제2 분리부들(611, 612)은 도 15에서와 같이 ‘Λ’자 형상으로 서로 꺾이면서 연장된다.
나아가, 도 15에 화살표(실선)로 도시된 바와 같이, 서로 마주하는 상기 제1 및 제2 측면들(1210, 1220)이 중앙이 상부방향으로 오므라들며 접힘에 따라, 상대적으로 상기 제2 및 제4 측면들(1230, 1240)은 그 면이 신장되고, 상기 제3 및 제4 연장면들(1235, 1245)은 서로 근접하게 된다.
그리하여, 상기 파지공간(1205)은 가운데로 모아지며 좁아지게 된다.
따라서, 상기와 같은 구조로 상기 몸체부(200)가 변형되고, 상기 파지공간(1205)이 좁아짐에 따라, 상기 그리퍼(16)는 파지 대상 물체에 대한 파지를 수행하게 된다.
한편, 앞서 설명한 바와 같이, 상기 흡입유닛은 이러한 대상 물체에 대한 파지상태에서 상기 파지공간(1205)로 흡입력을 제공할 수 있으며, 이러한 흡입력의 제공에 따라, 도 15에서 점선으로 표시한 바와 같이, 상기 제3 및 제4 연장면들(1235, 1245)은 더 근접하여 사이에 위치하는 파지 대상 물체와 보다 더 밀착할 수 있다. 그리하여, 상기 파지 공간(1205)에 위치하는 상기 물체에 대하여 보다 큰 파지력을 제공할 수 있으며, 이를 통해 보다 효과적인 파지가 가능할 수 있다. 도 16은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 그리퍼를 도시한 사시도이다.
본 실시예에 의한 상기 그리퍼(17)는 몸체부(1201)의 구조를 제외하고는 도 13 내지 도 15를 참조하여 설명한 상기 그리퍼(16)와 실질적으로 동일하므로, 동일한 구성요소에 대하여는 동일한 참조번호를 사용하고 중복되는 설명은 생략한다.
도 16을 참조하면, 본 실시예에 의한 상기 그리퍼(17)의 경우, 상기 몸체부(1201)의 제1 측면(1210) 및 제2 측면(1220)은 주름구조를 포함한다.
즉, 상기 제1 측면(1210)은 상기 제1 연장부(1310)가 연장되는 중앙부에 형성되는 주름부(1213)와, 상기 주름부(1213)의 양 측에 각각 형성되는 일측 면부(1211) 및 타측 면부(1212)를 포함하도록 구성된다.
상기 일측 면부(1211) 및 상기 타측 면부(1212)는 동일한 면적으로 가지면서 상기 주름부(1213)를 기준으로 서로 대칭으로 형성되며, 앞선 도 1에서의 상기 그리퍼(16)의 제1 측면과 동일한 강성의 재질로 형성될 수 있다.
이와 달리, 상기 주름부(1213)는 상기 중앙부를 기준으로 소정 면적, 예를 들어, 상기 주름부(1213)의 면적은 상기 일측 면부(1211)의 면적과 실질적으로 동일하거나 작은 면적으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 주름부(1213)는 상기 일측 면부(1211) 및 상기 타측 면부(1212)가 가지는 강성보다 낮은 압축 강성을 가지는 재질로 형성되며, 예를 들어, 주름구조가 연속되는 자바라 구조일 수 있다.
이러한 상기 주름부(1213)가 중앙부에 형성되는 구조는, 도시하지는 않았으나, 상기 제2 측면(1220)에도 동일하게 적용되어, 서로 마주하는 면은 동일한 형상의 대칭구조를 가진다.
나아가, 도시된 바와 같이, 상기 주름부(1213)의 경우, 상기 제1 연장면(1215)은 물론 제2 연장면(1225)에도 형성될 수 있다. 물론, 실시예에 따라 상기 제1 및 제2 연장면들(1215, 1225)에는 상기 주름부(1213)가 형성되지 않을 수도 있다.
이상과 같이, 상기 제1 측면(1210) 및 상기 제2 측면(1220)에 상기 주름부(1213)가 중앙부를 따라 형성되도록 상기 몸체부(1201)가 구성되므로, 물체에 대한 파지를 수행하기 위해 상기 몸체부(1201)가 집게 형상으로 접혀지거나 오므라지는 경우, 접히거나 오므라지는 특성을 보다 극대화할 수 있다.
즉, 상기 주름부(1213)가 상기 일측 면부(1211) 및 상기 타측 면부(1212)보다 낮은 압축 강성을 가지므로, 상기 몸체부(1201)가 상기 제1 측면(1210) 및 상기 제2 측면(1220)이 접혀지거나 오므라지는 형태로 변형되는 것이 보다 용이해지며, 이에 따라 물체에 대한 파지가 보다 용이하게 수행될 수 있다.
도 17은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 그리퍼를 도시한 사시도이다.
본 실시예에 의한 상기 그리퍼(18)는 몸체부(1202)의 구조를 제외하고는 도 13 내지 도 15를 참조하여 설명한 상기 그리퍼(16)와 실질적으로 동일하므로, 동일한 구성요소에 대하여는 동일한 참조번호를 사용하고 중복되는 설명은 생략한다.
도 17을 참조하면, 본 실시예에 의한 상기 그리퍼(18)에서는, 상기 몸체부(1202)가 형성하는 상기 파지공간(1205)에 메쉬부(1206)가 추가로 형성된다.
즉, 상기 메쉬부(1206)는 도시된 바와 같이, 상기 몸체부(1202)의 하부에 형성되며, 상기 파지공간(1205)의 단면을 차단하는 구조로, 상기 몸체부(1202)의 각 측면들의 내면을 따라 형성된다.
이 때, 상기 메쉬부(1206)는 도면을 통해서는, 상기 강체부(600)가 형성되는 위치보다 하부, 즉 상기 제1 내지 제4 연장면들(1215, 1225, 1235, 1245)의 내면을 따라 형성되는 것을 예시하였으나, 상기 메쉬부(1206)의 형성 위치는 다양하게 가변될 수 있다.
상기 메쉬부(1206)의 경우, 상기 그리퍼(18)가 물체를 파지함에 따라 접혀지는 경우라면, 상기 몸체부(1202)의 변형 형상에 따라 변형되어 접혀질 수 있다. 다만, 상기 메쉬부(1206)가 접혀지는 경우라면, 상기 메쉬부(1206)는 상기 파지공간(1205)의 내측으로 접혀지도록 형성되어야 하며, 이에 물체를 파지함에 있어 물체와의 간섭을 최소화할 수 있다.
또한, 상기 메쉬부(1206)는 다양한 메쉬(mesh) 소재로 형성될 수 있으며, 이를 통해 상기 파지공간(1205)의 내부로 이물질이 유입되는 것을 차단할 수 있다.
특히, 앞서 설명한 바와 같이, 상기 파지공간(1205)에서는 상기 흡입유닛의 흡입에 의해 음압이 형성되며, 외부로부터 상기 파지공간(1205)으로 이물질이 유입될 가능성이 높다. 이에, 본 실시예에서와 같이, 상기 파지공간(1205)의 경계부에 상기 메쉬부(1206)가 형성됨에 따라, 상기 파지공간(1205)으로의 이물질의 유입을 최소화할 수 있다.
상기와 같은 본 발명의 실시예들에 의하면, 몸체부에서 제1 방향으로 연장되는 변형 연장부에 장력이 인가됨에 따라, 상기 몸체부가 접히면서 물체를 파지할 수 있으므로, 특히 길이 방향으로 길게 연장되는 상대적으로 얇은 물체에 대한 파지를 효과적으로 수행할 수 있다.
특히, 상기 몸체부가 유연 재료를 포함하므로, 상기 변형 연장부에 장력이 인가됨에 따라, 상기 몸체부의 변형이 용이하며 물체에 대한 파지력이 향상되므로 물체에 대한 효과적인 파지가 가능하다. 이 경우, 상기 몸체부의 파지면이 평면인 경우는 물론, 특히 중앙부가 함입되는 곡면인 경우, 물체의 파지시의 파지력을 보다 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 물체의 파지와 함께, 흡입유닛을 통해 개구부들로 흡입력을 인가함으로써, 상기 물체의 파지에서 상기 파지부분에 대한 진공 상태를 유지할 수 있으며, 이를 통해 상기 물체에 대한 용이한 파지가 가능하다.
나아가, 상기 변형 연장부 외에, 복수의 장력 와이어들이 추가로 구비됨으로써, 상기 파지되는 물체의 연장 방향에 수직인 방향으로의 장력이 상대적으로 크게 유지됨으로써, 물체에 대한 파지력이 보다 향상될 수 있다.
이 경우, 상기 장력 와이어들 및 변형 연장부의 상기 파지면으로부터의 위치는 서로 간섭되지 않은 범위에서 다양하게 설계될 수 있으므로, 설계의 유연성을 높이며, 다양한 물체에 대한 보다 효과적인 파지를 수행할 수 있다.
또한, 파지면으로부터 확장부가 연장되며, 특히 상기 확장부는 외측으로 확장되어 연장되므로, 초기 상태에서 상대적으로 넓은 면적의 파지 면적을 확보하고 파지 상태에서도 넓은 파지면적의 확보와 함께 끝단이 밀착되므로, 보다 다양한 형상이나 구조의 물체에 대한 파지가 가능하다.
또한, 상기 확장부 상에 복수의 리브들이 형성되므로, 파지시 상기 물체에 대한 파지력 및 고정력을 보다 향상시킬 수 있다.
또한, 강체부가 몸체부에 형성되며, 강체부가 서로 접히는 형태로 상기 몸체부를 중앙을 따라 접도록 유도함으로써, 물체에 대한 파지시 안정적인 접힘 동작이 유도되며, 물체에 대한 파지력도 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 강체부의 접히는 구조를, 구동부의 구동과 와이어와 같은 형상의 변형 연장부를 통해 구현되며, 구동부는 스크류 결합에 따른 회전에 의해 상하방향으로 일정하게 위치가 가변되므로, 물체 파지를 위한 몸체부의 접히는 동작이 안정적으로 일정하게 수행될 수 있다.
또한, 상기 몸체부가 접히지 않은 일반적인 상황에서는, 파지 공간의 내부로 흡입력이 제공되어 물체에 대한 흡착을 수행할 수 있음은 물론, 상기 몸체부가 접히는 상황에서도 흡입력이 제공됨에 따라 물체에 대한 파지력을 더욱 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 몸체부 중, 접히는 측면의 중앙에는 주름부가 형성되어 상대적으로 주변부분보다 낮은 압축 강성을 가지므로, 상기 몸체부가 접히는 상황에서 중앙을 중심으로 보다 용이한 접힘이 가능할 수 있다.
또한, 상기 파지공간에는 메쉬부가 구비되어, 상기 물체에 대한 파지시 외부로부터 상기 파지공간의 내부로 이물질이 유입되는 것을 최소화할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
Claims (20)
- 물체를 파지하는 파지면을 포함하는 몸체부;상기 몸체부의 측면에 연결되는 변형 연장부; 및상기 변형 연장부에 힘을 인가하는 구동유닛을 포함하는 그리퍼.
- 제1항에 있어서,상기 변형 연장부는 상기 파지면 상에 제1 방향으로 상기 파지면의 중앙을 따라 연장되며,상기 변형 연장부로 힘이 인가됨에 따라, 상기 파지면은 상기 변형 연장부를 중심으로 접히면서 물체를 파지하는 것을 특징으로 하는 그리퍼.
- 제2항에 있어서, 상기 변형 연장부는,상기 파지면으로부터 제1 높이(h1)의 위치에서, 상기 몸체부를 관통하며 연장되는 것을 특징으로 하는 그리퍼.
- 제1항에 있어서,상기 파지면을 관통하여 상기 몸체부의 내부로 형성되는 복수의 개구부들;상기 몸체부의 상부에서 상기 몸체부를 고정시키는 고정부; 및상기 고정부의 상부로 연결되어, 상기 개구부에 흡입력을 제공하는 흡입유닛을 더 포함하는 그리퍼.
- 제4항에 있어서, 상기 변형 연장부는,상기 파지면 상에서 연장되는 변형 인가부;상기 고정부의 제1 측면을 따라 연장되어 상기 구동유닛에 연결되는 제1 연장부; 및상기 고정부의 제1 측면의 반대측인 제2 측면을 따라 연장되어 상기 구동유닛에 연결되는 제2 연장부를 포함하는 것을 특징으로 하는 그리퍼.
- 제1항에 있어서,상기 파지면 상에, 상기 제1 방향에 수직인 제2 방향을 따라 상기 변형 연장부와 간섭되지 않도록 연장되는 복수의 장력 와이어들을 더 포함하는 그리퍼.
- 제6항에 있어서,상기 장력 와이어들은 상기 제1 방향을 따라 일정한 간격으로 배열되어, 상기 제2 방향을 따른 상기 파지면의 표면 장력이 상기 제1 방향을 따른 상기 파지면의 표면 장력보다 크게 유지되는 것을 특징으로 하는 그리퍼.
- 제6항에 있어서,상기 장력 와이어들의 인장 강성(tensile stiffness)은 상기 몸체부의 강성보다 크고,상기 장력 와이어의 압축 강성(compressive stiffness)은 상기 몸체부의 강성과 같거나 작은 것을 특징으로 하는 그리퍼.
- 제1항에 있어서,상기 몸체부는 유연 재료(flexible material)를 포함하며,상기 파지면은 평면 또는 모서리가 돌출되며 중앙부가 함입되는 곡면인 것을 특징으로 하는 그리퍼.
- 제1항에 있어서,상기 파지면의 모서리로부터 하부방향으로 연장되는 확장부를 더 포함하고,상기 확장부는 상기 파지면이 물체를 파지하면서 접혀지는 중앙선을 따라 대칭으로 형성되는 한 쌍의 경사면을 포함하고, 상기 한 쌍의 경사면은 상기 물체를 파지하는 경우 서로 밀착되는 것을 특징으로 하는 그리퍼.
- 제10항에 있어서,상기 파지면은 사각형 형상을 가지며,상기 확장부는, 상기 사각형 형상의 네 모서리로부터 하부방향으로 연장되어, 상기 파지면과의 사이에 파지공간을 형성하는 것을 특징으로 하는 그리퍼.
- 제11항에 있어서, 상기 확장부는,각각이 상기 한 쌍의 경사면을 포함하고, 서로 마주하며 같은 형상으로 형성되는 제1 및 제2 확장면들; 및각각이 동일한 길이로 연장되고, 서로 마주하며 같은 형상으로 형성되는 제3 및 제4 확장면들을 포함하는 것을 특징으로 하는 그리퍼.
- 제12항에 있어서,상기 한 쌍의 경사면 각각은, 삼각형 형상을 가지며, 상기 중앙선으로부터 상기 제3 확장면 또는 상기 제4 확장면으로 갈수록 길이가 증가하고,상기 제3 및 제4 확장면들 각각은, 상기 몸체부가 하부로 연장되는 방향으로부터 외측으로 연장되는 것을 특징으로 하는 그리퍼.
- 제12항에 있어서, 상기 제3 및 제4 확장면들 각각은,하부방향으로 연장되며 소정 간격 이격되는 복수의 리브들을 포함하는 것을 특징으로 하는 그리퍼.
- 제1항에 있어서,상기 몸체부의 하부에서, 상기 몸체부보다 상대적으로 큰 강성을 가지며 상기 몸체부의 측면들을 따라 연장되는 강체부를 더 포함하며,상기 변형 연장부는 상기 강체부 상에 고정되는 것을 특징으로 하는 그리퍼.
- 제15항에 있어서, 상기 강체부는,상기 몸체부의 측면들 중, 서로 마주하는 한 쌍의 제1 및 제2 측면들에 연장되는 제1 및 제2 프레임부들을 포함하고,상기 제1 및 제2 프레임부들 각각은 상기 변형 연장부가 연결되는 부분을 중심으로 서로 분리되는 제1 및 제2 분리부들을 포함하는 것을 특징으로 하는 그리퍼.
- 제15항에 있어서, 상기 제1 및 제2 측면들 각각은,중앙에 형성되는 주름부; 및상기 주름부의 양 측에 형성되는 한 쌍의 일측 및 타측 면부들을 포함하고,상기 주름부는 상기 일측 및 타측 면부들보다 상대적으로 낮은 압축 강성을 가지는 것을 특징으로 하는 그리퍼.
- 제15항에 있어서,상기 구동유닛은 상기 몸체부의 상면에 형성되는 고정부를 관통하여 스크류 결합되며 상하방향으로 이동하고,상기 변형 연장부는, 상기 구동유닛에 연결되는 수평 연장부, 및 상기 수평 연장부의 양 끝단으로부터 하부방향으로 연장되어 상기 강체부에 연결되는 한 쌍의 제1 및 제2 연장부들을 포함하는 것을 특징으로 하는 그리퍼.
- 제15항에 있어서,상기 몸체부의 내부에는 파지공간이 형성되며,상기 파지공간으로 흡입력이 제공되어 물체에 대한 흡입을 수행하는 것을 특징으로 하는 그리퍼.
- 제19항에 있어서,상기 파지공간에는 상기 파지공간으로의 이물질 유입을 차단하는 메쉬부가 형성되는 것을 특징으로 하는 그리퍼.
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