KR20140109688A - 로봇 핸드의 다중 링크 핑거 모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 로봇 핸드의 핑거 모듈에 관한 것으로, 입력 링크와, 일단이 상기 입력 링크의 일단에 제1 토션 스프링으로 연결되는 제1 연결 링크와, 일단이 상기 입력 링크의 타단에 회동 가능하도록 연결되는 제2 연결 링크, 그리고 일단이 상기 제1 연결 링크의 타단에 회동 가능하도록 연결되며 타단이 상기 제2 연결 링크의 타단에 회동 가능하도록 연결되는 제3 연결 링크를 포함하는 구동 링크부; 상기 제1 연결 링크의 상기 타단에 상기 제1 연결 링크와 소정의 각도를 이루도록 일단이 고정 연결되는 제1 작동 링크와, 일단이 상기 제1 작동 링크의 타단에 제2 토션 스프링으로 연결되는 제2 작동 링크와, 일단이 상기 제3 연결 링크의 상기 타단에 고정 연결되는 제3 작동 링크, 그리고 일단이 상기 제2 작동 링크의 타단에 회동 가능하도록 연결되며 타단이 상기 제3 작동 링크의 타단에 회동 가능하도록 연결되는 제4 작동 링크를 포함하는 작동 링크부; 그리고 상기 제4 작동 링크에 상기 제4 작동 링크와 소정의 각도를 이루도록 고정 연결되는 파지 부재를 포함하는 로봇 핸드의 다중 링크 핑거 모듈을 제공한다.

Description

로봇 핸드의 다중 링크 핑거 모듈{MULTI-LINK FINGER MODULE OF ROBOT HAND}

본 발명은 로봇 핸드의 핑거 모듈에 관한 것이다.

일반적으로 로봇 핸드(robot hand)는 필요한 작업을 자동적으로 수행하는 로봇의 부품으로서, 핑거 모듈(finger module)을 이용하여 작업 대상을 파지하여 주어진 명령에 따라 필요한 조작을 수행한다. 예를 들어, 수중 작업 로봇(ROV; Remotely Operated Vehicle)은 수중에서 로봇 핸드를 이용하여 각종 설비 부품이나 해저 케이블 등의 이송 작업이나, 해저 오일/가스 생산시스템의 설치, 검사, 유지 보수 등의 작업을 수행한다.

그런데 기존의 로봇 핸드는 다자유도 제어를 위하여 많은 서보 모터(servomotor), 드라이버(driver) 및 액추에이터(actuator)를 장착하고 있어, 복잡도가 크며 소형화가 어렵다는 문제점을 갖는다. 특히 수중 작업 로봇의 경우, 장치의 크기에 비례하여 수중 작업 로봇의 운용 비용이 증가하며, 자세 제어가 어려워져 작업 효율이 저하될 수 있다.

또한, 기존의 수중 작업 로봇의 경우, 핑거 모듈의 가반하중(payload)이 부족한 경우 다른 수중 작업 로봇을 추가적으로 운용하거나, 모선에서 로봇 핸드를 교체한 후 작업을 수행하여야 하므로, 운용 비용이 추가적으로 소모되고, 수중 작업의 지연을 초래하는 문제점이 발생한다.

뿐만 아니라, 기존의 로봇 핸드의 핑거 모듈은 정해진 형상의 물체만을 파지할 수 있도록 제공되므로, 물체의 형상에 대한 적응성이 떨어지며, 다양한 형상의 물체에 대하여 작업을 수행하기 위해서는 다양한 구조의 핑거 모듈을 갖는 여러 개의 로봇 핸드를 설치하여야만 하는 문제점을 갖는다.

본 발명은 다양한 형상의 물체를 파지하기에 적합한 로봇 핸드의 다중 링크 핑거 모듈을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 목적은 작동 링크의 길이를 가변적으로 제어하여 물체의 형상에 대응하여 물체를 안정적으로 파지하고, 가반하중(可搬荷重)을 조절할 수 있는 로봇 핸드의 다중 링크 핑거 모듈을 제공하는 것에 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급된 과제로 제한되지 않는다. 언급되지 않은 다른 기술적 과제들은 이하의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일 측면에 따른 로봇 핸드의 다중 링크 핑거 모듈은 입력 링크와, 일단이 상기 입력 링크의 일단에 제1 토션 스프링으로 연결되는 제1 연결 링크와, 일단이 상기 입력 링크의 타단에 회동 가능하도록 연결되는 제2 연결 링크, 그리고 일단이 상기 제1 연결 링크의 타단에 회동 가능하도록 연결되며 타단이 상기 제2 연결 링크의 타단에 회동 가능하도록 연결되는 제3 연결 링크를 포함하는 구동 링크부; 상기 제1 연결 링크의 상기 타단에 상기 제1 연결 링크와 소정의 각도를 이루도록 일단이 고정 연결되는 제1 작동 링크와, 일단이 상기 제1 작동 링크의 타단에 제2 토션 스프링으로 연결되는 제2 작동 링크와, 일단이 상기 제3 연결 링크의 상기 타단에 고정 연결되는 제3 작동 링크, 그리고 일단이 상기 제2 작동 링크의 타단에 회동 가능하도록 연결되며 타단이 상기 제3 작동 링크의 타단에 회동 가능하도록 연결되는 제4 작동 링크를 포함하는 작동 링크부; 그리고 상기 제4 작동 링크에 상기 제4 작동 링크와 소정의 각도를 이루도록 고정 연결되는 파지 부재를 포함한다.

상기 제3 작동 링크는, 상기 제4 작동 링크의 상기 타단에 연결되는 작동 부재; 그리고 상기 제3 연결 링크의 상기 타단에 고정 연결되고, 실린더 로드를 구동하여 상기 작동 부재를 전후로 이동시키며, 상기 제3 작동 링크의 길이를 조절하는 구동 실린더를 포함할 수 있다.

상기 로봇 핸드의 다중 링크 핑거 모듈은 상기 파지 부재에 하면에 설치되는 압력 센서를 더 포함하며, 상기 제3 작동 링크는 상기 압력 센서의 감지 신호에 의해 상기 구동 실린더가 구동함에 따라 길이가 가변될 수 있다.

상기 제1 작동 링크 및 상기 제2 작동 링크는, 상기 제3 작동 링크와의 간섭을 방지하도록 상기 제3 작동 링크가 수용되는 수용홈을 구비할 수 있다.

상기 제1 작동 링크는 상기 제1 연결 링크의 상기 타단의 양측에 일단이 연결되며 상기 제3 작동 링크의 너비 이상 이격되도록 설치되는 제1 작동 링크 부재 및 제2 작동 링크 부재를 포함하며, 상기 제2 작동 링크는 각각의 일단이 상기 제1 작동 링크 부재 및 상기 제2 작동 링크 부재의 타단에 상기 제2 토션 스프링으로 연결되며 상기 수용홈을 사이에 두고 이격되도록 형성되는 제1 프레임 및 제2 프레임을 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 물체와의 접촉 위치에 따라 파지 형태가 자동으로 대응하여 변환되므로, 다양한 형상의 물체를 파지할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 작동 링크의 길이를 가변하여 물체의 형상에 대응하여 물체를 안정적으로 파지하고, 가반하중(可搬荷重)을 조절할 수 있다.

본 발명의 효과는 상술한 효과로 제한되지 않는다. 언급되지 않은 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 핑거 모듈을 포함하는 로봇 핸드의 측면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 핸드의 다중 링크 핑거 모듈의 사시도이다.
도 3은 도 1의 분해 사시도이다.
도 4는 도 1의 측면도이다.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 핸드의 다중 링크 핑거 모듈의 동작을 설명하기 위한 도면이다.

본 발명의 다른 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술 되는 실시 예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

만일 정의되지 않더라도, 여기서 사용되는 모든 용어들(기술 혹은 과학 용어들을 포함)은 이 발명이 속한 종래 기술에서 보편적 기술에 의해 일반적으로 수용되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적인 사전들에 의해 정의된 용어들은 관련된 기술 그리고/혹은 본 출원의 본문에 의미하는 것과 동일한 의미를 갖는 것으로 해석될 수 있고, 그리고 여기서 명확하게 정의된 표현이 아니더라도 개념화되거나 혹은 과도하게 형식적으로 해석되지 않을 것이다. 본 발명의 실시 예를 설명하기 위하여 도면에서 일부 구성요소는 다소 과장되게 도시될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 핸드의 다중 링크 핑거 모듈(이하에서 '핑거 모듈'로 약칭될 수 있음)은 구동 링크부와, 구동 링크부의 출력 링크에 연결되는 작동 링크부, 작동 링크부의 출력 링크에 연결되는 파지 부재를 포함하며, 작동 링크부는, 구동 링크부의 출력 링크의 일단에 소정의 각도를 이루도록 고정 연결되는 제1 작동 링크와, 제1 작동 링크에 토션 스프링으로 연결되는 제2 작동 링크와, 구동 링크부의 출력 링크의 타단에 고정 연결되는 제3 작동 링크와, 제2 작동 링크와 제3 작동 링크에 회동 가능하게 연결되는 제4 작동 링크를 포함하도록 구성된다.

본 발명의 일 실시예에 따른 핑거 모듈에 의하면, 물체의 형상이나 접촉 위치에 대응하여 핑거 모듈의 파지 형태가 자동으로 변환되므로, 다양한 형상의 물체를 파지할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 핑거 모듈은 작동 링크의 길이를 가변적으로 제어하여 물체의 형상에 대응하여 물체를 안정적으로 파지하고, 가반하중을 조절할 수 있다. 뿐만 아니라, 본 발명의 일 실시예에 따른 핑거 모듈은 1자유도 제어를 기반으로 하므로 복잡성이 낮으며, 수중 환경에서 작업 로봇(ROV)의 로봇 핸드용으로 사용되기에 적합하다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 핑거 모듈을 포함하는 로봇 핸드의 사시도이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 핑거 모듈(100)은 로봇 핸드(10)의 수지(手指)로서의 기능을 수행한다. 도 1의 실시예에 따른 로봇 핸드(10)는 예를 들어 2개의 핑거 모듈(100)을 이용하여 물체를 파지할 수 있다. 다만, 도 1의 실시예는 예시적인 것이며, 로봇 핸드(10)는 하나의 핑거 모듈(100)을 이용하여 작은 크기의 물체를 파지하는 것도 가능하며, 혹은 3개 이상의 핑거 모듈(100)을 구비할 수도 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 핸드의 다중 링크 핑거 모듈의 사시도이고, 도 3은 도 1의 분해 사시도이고, 도 4는 도 1의 측면도이다. 도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 핸드(10)의 다중 링크 핑거 모듈(100)은 구동 링크부(110), 작동 링크부(120), 파지 부재(130), 그리고 압력 센서(160)를 포함한다.

구동 링크부(110)는 로봇 핸드(10)의 핑거 모듈 구동 수단, 예를 들어 유압 실린더 등으로부터 구동력을 입력받으며, 작동 링크부(120)로 구동력을 전달한다. 구동 링크부(110)는 입력 링크(111)와, 제1 연결 링크(112)와, 제2 연결 링크(113), 그리고 제3 연결 링크(114)를 포함한다.

입력 링크(111)는 로봇 핸드(10)의 핑거 모듈 구동 수단(미도시)으로부터 구동력을 전달받으며, 이를 제1 연결 링크(112) 및 제2 연결 링크(113)로 전달한다. 제1 연결 링크(112)는 이의 일단(112a)이 입력 링크(111)의 일단(111a)에 제1 토션 스프링(도 3 및 도 4의 도면부호 140)으로 연결된다. 일 실시예에 있어서, 제1 연결 링크(112)는 물체에 접촉되기 이전에는 가동 링크로 작동하여 로봇 핸드(10)의 핑거 모듈 구동 수단(미도시)으로부터의 구동력에 따라 물체 측으로 이동하며, 물체의 표면에 접촉되는 시점 이후에는 고정 링크와 같이 작동할 수 있다.

일 실시예에 있어서, 입력 링크(111)와 제1 연결 링크(112)는, 제1 토션 스프링(140)의 중앙 측이 입력 링크(111)의 일단(111a) 측에 고리 형태로 제공되는 링크 연결 부재의 내면에 고정되고, 제1 토션 스프링(140)의 양단 측이 각각 제1 연결 링크(112)의 일단(112a) 측에 입력 링크(111)의 양측으로 제공되는 고리 형태의 링크 연결 부재의 내면에 고정되어져, 입력 링크(111)와 제1 연결 링크(112) 상호 간에 토션에 저항하는 탄성 복원력이 제공되도록 연결될 수 있다.

제2 연결 링크(113)는 이의 일단(113a)이 입력 링크(111)의 타단(111b)에 회동 가능하도록 연결된다. 제3 연결 링크(114)는 이의 일단(114a)이 제1 연결 링크(112)의 타단(112b)에 회동 가능하도록 연결되며, 제3 연결 링크(114)의 타단(114b)은 제2 연결 링크(113)의 타단(113b)에 회동 가능하도록 연결된다. 입력 링크(111)와 제2 연결 링크(113)간, 제1 연결 링크(112)와 제3 연결 링크(114)간, 그리고 제2 연결 링크(113)와 제3 연결 링크(114)간의 연결은, 예를 들어 입력 링크(111), 제1 연결 링크(112), 제2 연결 링크(113) 및 제3 연결 링크(114)의 단부 측에 제공되는 고리 형태의 링크 연결 부재 상호 간에 힌지축을 결합함에 의하여 수행될 수 있다.

작동 링크부(120)는 구동 링크부(110)로부터 구동력을 전달받으며, 이에 따라 물체의 형상과 물체의 접촉 위치에 대응하도록 작동한다. 작동 링크부(120)는 제1 작동 링크(121)와, 제2 작동 링크(122)와, 제3 작동 링크(123), 그리고 제4 작동 링크(124)를 포함한다. 작동 링크부(120)의 제1 작동 링크(121), 제2 작동 링크(122), 제3 작동 링크(123) 및 제4 작동 링크(124)는 다양한 물체의 형상에 대응할 수 있도록 상호 간에 특별한 연결 구조를 갖는다.

제1 작동 링크(121)는 이의 일단(121a)이 제1 연결 링크(112)의 타단(112a)에 고정 연결되며, 제1 연결 링크(112)와 소정의 각도를 이루도록 설치된다. 일 실시예에 있어서, 제1 작동 링크(121)는 제1 연결 링크(112)에 대하여 상방으로 경사지도록 설치될 수 있다. 여기서, '상방'은 제3 연결 링크(114)의 일단(114a)에서 타단(114b)을 향하는 방향을 의미하며, 이하에서, '하방'은 제3 연결 링크(114)의 타단(114b)에서 일단(114a)을 향하는 방향을 의미한다. 제1 입력 링크(112)와 제1 작동 링크(121)는 두 링크 부재가 일체를 이루는 구조로 제공될 수도 있고, 두 개의 분리된 링크 부재가 볼트나 용접 등에 의하여 고정되는 구조로 제공될 수도 있다.

제2 작동 링크(122)는 이의 일단(122a)이 제1 작동 링크(121)의 타단(121b)에 제2 토션 스프링(도 3의 도면부호 150,151,152)으로 연결된다. 제2 작동 링크(122)의 타단(122b)은 제4 작동 링크(124)의 일단(124a)에 연결된다. 일 실시예에 있어서, 제1 작동 링크(121)와 제2 작동 링크(122)간의 연결은 예를 들어 제1 작동 링크(121)의 타단(121b) 측에 고리 형태로 제공되는 링크 연결 부재의 내면에 제2 토션 스프링(도 3의 도면부호 151,152)의 일측을 고정시키고, 제2 작동 링크(122)의 일단(122a) 측에 고리 형태로 제공되는 링크 연결 부재의 내면에 제2 토션 스프링(151,152)의 타측을 고정시킴에 의하여 수행될 수 있다. 이에 따라 제1 작동 링크(121)와 제2 작동 링크(122)는 상호 간에 토션에 저항하는 탄성 복원력이 제공되도록 연결된다.

일 실시예에 있어서, 제1 작동 링크(121)는 제1 연결 링크(112)에 대하여 상방으로 경사지고, 제2 작동 링크(122)는 하방으로 경사지는 구조를 갖는다. 이에 따라, 구동 링크부(110)에 의해 작동 링크부(120)에 구동력이 전달되어 물체에 파지 부재(130)가 접촉되면, 제1 작동 링크(121)와 제2 작동 링크(122)가 펴지도록 작동하는 상태에서 제2 토션 스프링(150)의 탄성 복원력에 의해 제2 작동 링크(122)의 일단(122a)을 중심으로 하여 제2 작동 링크(122)에 발생하는 토크에 의하여, 물체의 접촉면에 대해 수직한 방향으로 구동력이 전달될 수 있다.

제3 작동 링크(123)는 이의 일단(123a)이 제3 연결 링크(114)의 타단(114b)에 고정 연결된다. 이에 따라, 제3 작동 링크(123)는 구동 링크부(110)의 출력 링크에 해당하는 제3 연결 링크(114)에 구속되어 작동한다. 제3 연결 링크(114)와 제3 작동 링크(123)는 두 개의 링크 부재가 일체를 이루는 구조로 제공될 수도 있고, 두 개의 분리된 링크 부재가 볼트나 용접 등에 의하여 고정되는 구조로 제공될 수도 있다.

제4 작동 링크(124)는 일단(124a)이 제2 작동 링크(122)의 타단(122b)에 회동 가능하도록 연결되며, 제4 작동 링크(124)의 타단(124b)은 제3 작동 링크(123)의 타단(123b)에 회동 가능하도록 연결된다. 제2 작동 링크(122)와 제4 작동 링크(124)간, 그리고 제3 작동 링크(123)와 제4 작동 링크(124)간의 연결은 예를 들어 제2 작동 링크(122), 제3 작동 링크(123) 및 제4 작동 링크(124)의 단부 측에 제공되는 고리 형태의 링크 연결 부재에 힌지축을 결합함에 의하여 수행될 수 있다.

일 실시예에 있어서, 제3 작동 링크(123)는 작동 부재(1231), 그리고 구동 실린더(1232)를 포함할 수 있다. 작동 부재(1231)는 제4 작동 링크(124)의 타단(124b)에 연결될 수 있다. 구동 실린더(1232)는 제3 연결 링크(114)의 타단(114b)에 고정 연결되며, 실린더 로드(1233)를 구동하여 작동 부재(1231)를 전후로 이동시킴으로써 제3 작동 링크(123)의 길이를 조절할 수 있다.

일 실시예에 있어서, 제1 작동 링크(121) 및 제2 작동 링크(122)는 제3 작동 링크(123)와의 간섭을 방지하도록 제3 작동 링크(123)가 수용되는 수용홈(125)을 구비할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 제1 작동 링크(121)는 제1 작동 링크 부재(1211) 및 제2 작동 링크 부재(1212)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 제1 작동 링크 부재(1211) 및 제2 작동 링크 부재(1212)는 각각의 일단(121a)이 제1 연결 링크(112)의 타단(112b)에서 양측으로 제공되는 링크 연결 부재에 고정된다. 제1 작동 링크 부재(1211)와 제2 작동 링크 부재(1212)는 제3 작동 링크(123)의 너비 이상, 예를 들어 제3 작동 링크(123)의 구동 실린더(1232)의 너비 이상 이격되도록 설치될 수 있다.

일 실시예에 있어서, 제2 작동 링크(122)는 제1 프레임(도 3의 도면부호 1221) 및 제2 프레임(도 3의 도면부호 1222)을 포함할 수 있다. 제1 프레임(1221) 및 제2 프레임(1222)은 각각의 일단(122a)이 제1 작동 링크 부재(1211) 및 제2 작동 링크 부재(1212)의 타단(121b)에 제2 토션 스프링(도 3의 도면부호 151,152)으로 연결될 수 있다. 제1 프레임(1221) 및 제2 프레임(1222)은 수용홈(125)을 사이에 두고 이격되도록 형성될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 핑거 모듈(100)은, 제1 작동 링크(121)와 제2 작동 링크(122)에 수용홈(125)이 형성되어 있어, 제3 작동 링크(123)와 제1 작동 링크(121)간, 그리고 제3 작동 링크(123)와 제2 작동 링크(122)간의 간섭이 방지될 수 있다.

파지 부재(130)는 작동 링크부(120)의 출력 링크에 해당하는 제4 작동 링크(124)에 의해 작동하며, 물체를 파지하기에 적합한 형태로 작동한다. 파지 부재(130)는 제4 작동 링크(124)에 제4 작동 링크(124)와 소정의 각도, 예를 들어 90°내지 120°의 각도를 이루도록 고정 연결될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 압력 센서(160)는 물체와 접촉하는 접촉면에 해당하는 파지 부재(130)에 하면에 설치될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 제3 작동 링크(123)는 이의 길이가 압력 센서(160)의 감지 신호에 의해 구동 실린더(1232)가 구동함에 따라 가변될 수 있다.

도 5 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 핸드의 다중 링크 핑거 모듈의 동작을 설명하기 위한 도면이다. 도 5 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 핑거 모듈(100)은 구동 링크부(110)가 구동하여 작동 링크부(120) 또는 파지 부재(130)가 물체에 접촉시, 물체와의 접촉 위치와 형상에 대응하여 물체에 대한 파지 형태가 자동으로 변화한다.

일 예로, 로봇 핸드(10)의 핑거 모듈 구동 수단(미도시)에 의해 핑거 모듈(100)을 구동하여 물체(200)를 파지하는 경우에 있어서, 도 5에 도시된 바와 같이 핑거 모듈(100)의 파지 부재(130)가 물체(200)에 접촉하면, 제2 작동 링크(122)를 통해 제2 토션 스프링(150)의 탄성 복원력에 의한 토크가 물체(200)의 접촉면에 수직한 방향으로 작용하며, 핑거 모듈(100)을 편 상태로 물체(200)를 아래쪽으로 강하게 밀 수 있다. 만약, 도 1에 도시된 바와 같이, 두 개의 핑거 모듈(100)을 마주보도록 설치하면, 두 개의 핑거 모듈(100)을 이용하여 핑거 모듈(100)을 편 상태로 예를 들어 구 형상의 물체(200)를 정확하게 파지할 수 있다.

다른 예로, 핑거 모듈(100)의 제1 연결 링크(112)가 물체(200)에 접촉하면, 로봇 핸드(10)의 핑거 모듈 구동 수단(미도시)에 의한 구동력이 제2 연결 링크(113)와, 제3 작동 링크(123)를 통해 파지 부재(130)로 전달되어, 도 6에 도시된 바와 같이 파지 부재(130)가 시계 방향으로 회전하며, 이에 따라 핑거 모듈(100)을 오므린 상태로 예를 들어 구 형상의 물체(200)를 감싸면서 파지할 수 있다.

일 실시예에 있어서, 도 6에 도시된 바와 같이 예를 들어 구 또는 원통 형상의 물체(200)에 대하여 원형의 외주면을 따라 물체(200)를 파지하고자 하는 경우에는, 제3 작동 링크(123)의 구동 실린더(1232)의 실린더 로드(1233)를 전진 구동하여 제3 작동 링크(123)의 길이를 늘려줄 수 있으며, 이에 따라 핑거 모듈(100)은 손가락을 오므린 상태와 같이 원형의 외주면을 감싸면서 물체를 안정적으로 파지할 수 있다. 이때, 파지 부재(130)에 부착된 압력 센서(160)는 예를 들어 선단 측의 압력이 압력 센서(160)의 후단 측의 압력에 비하여 낮은 경우 물체(200)의 원형의 외주면을 파지하는 경우로 판단하여 실린더 로드(1233)를 연장하여 제3 작동 링크(123)의 길이를 늘리도록 하는 제어 신호를 유선 또는 무선의 통신 장치(미도시)를 통해 구동 실린더(1232)로 송신할 수 있다.

일 실시예에 있어서, 도 7에 도시된 바와 같이 예를 들어 원통 형상 등의 물체(200)에 대하여 외주면 길이 방향으로 물체(200)를 파지하고자 하는 경우에 있어서는, 제3 작동 링크(123)의 구동 실린더(1232)의 실린더 로드(1233)를 후진 구동하여 제3 작동 링크(123)의 길이를 줄여줄 수 있으며, 이에 따라 파지 부재(130)가 물체(200)의 길이 방향으로 확장되어 핑거 모듈(100)은 손가락을 편 상태로 물체(200)의 외주면을 길이 방향으로 안정적으로 파지할 수 있다. 이때, 파지 부재(130)에 부착된 압력 센서(160)는 예를 들어 선단 측의 압력이 미리 설정한 임계값을 초과하는 경우 물체(200)의 길이 방향으로의 외주면을 파지하는 경우로 판단할 수 있으며, 이에 따라 실린더 로드(1233)를 단축하여 제3 작동 링크(123)의 길이를 줄이도록 하는 제어 신호를 유무선 통신 장치(미도시)를 통해 구동 실린더(1232)로 송신할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 핸드(10)의 다중 링크 핑거 모듈(100)은 압력 센서(160)의 감지 신호에 따라 물체의 파지에 적합하도록 작동 링크부(120)의 제3 작동 링크(123)의 길이를 가변적으로 제어함으로써, 다양한 형상의 물체를 보다 더 안정적으로 파지할 수 있다. 뿐만 아니라, 본 발명의 일 실시예에 따른 핑거 모듈은 1자유도 제어를 기반으로 하므로, 제어의 복잡도가 낮으며, 작동 링크의 길이 가변을 통해 가반하중(可搬荷重)을 조절하는 것도 가능하다.

이상의 실시예들은 본 발명의 이해를 돕기 위하여 제시된 것으로, 본 발명의 범위를 제한하지 않으며, 이로부터 다양한 변형 가능한 실시예들도 본 발명의 범위에 속할 수 있음을 이해하여야 한다. 예를 들어, 본 발명의 실시예에 도시된 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 반대로 여러 개로 분산된 구성 요소들은 결합되어 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명의 기술적 보호범위는 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이며, 본 발명의 기술적 보호범위는 특허청구범위의 문언적 기재 그 자체로 한정되는 것이 아니라 실질적으로는 기술적 가치가 균등한 범주의 발명에 대하여까지 미치는 것임을 이해하여야 한다.

10: 로봇 핸드 100: 핑거 모듈
110: 구동 링크부 111: 입력 링크
112: 제1 연결 링크 113: 제2 연결 링크
114: 제3 연결 링크 120: 작동 링크부
121: 제1 작동 링크 1211: 제1 작동 링크 부재
1212: 제2 작동 링크 부재 122: 제2 작동 링크
1221: 제1 프레임 1222: 제2 프레임
123: 제3 작동 링크 1231: 작동 부재
1232: 구동 실린더 1233: 실린더 로드
124: 제4 작동 링크 125: 수용홈
130: 파지 부재 140: 제1 토션 스프링
150,151,152: 제2 토션 스프링 160: 압력 센서

Claims (5)

1. 입력 링크와, 일단이 상기 입력 링크의 일단에 제1 토션 스프링으로 연결되는 제1 연결 링크와, 일단이 상기 입력 링크의 타단에 회동 가능하도록 연결되는 제2 연결 링크, 그리고 일단이 상기 제1 연결 링크의 타단에 회동 가능하도록 연결되며 타단이 상기 제2 연결 링크의 타단에 회동 가능하도록 연결되는 제3 연결 링크를 포함하는 구동 링크부;
   상기 제1 연결 링크의 상기 타단에 상기 제1 연결 링크와 소정의 각도를 이루도록 일단이 고정 연결되는 제1 작동 링크와, 일단이 상기 제1 작동 링크의 타단에 제2 토션 스프링으로 연결되는 제2 작동 링크와, 일단이 상기 제3 연결 링크의 상기 타단에 고정 연결되는 제3 작동 링크, 그리고 일단이 상기 제2 작동 링크의 타단에 회동 가능하도록 연결되며 타단이 상기 제3 작동 링크의 타단에 회동 가능하도록 연결되는 제4 작동 링크를 포함하는 작동 링크부; 그리고
   상기 제4 작동 링크에 상기 제4 작동 링크와 소정의 각도를 이루도록 고정 연결되는 파지 부재를 포함하는 로봇 핸드의 다중 링크 핑거 모듈.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 제3 작동 링크는,
   상기 제4 작동 링크의 상기 타단에 연결되는 작동 부재; 그리고
   상기 제3 연결 링크의 상기 타단에 고정 연결되고, 실린더 로드를 구동하여 상기 작동 부재를 전후로 이동시키며, 상기 제3 작동 링크의 길이를 조절하는 구동 실린더를 포함하는 로봇 핸드의 다중 링크 핑거 모듈.
3. 제2 항에 있어서,
   상기 파지 부재의 하면에 설치되는 압력 센서를 더 포함하며,
   상기 제3 작동 링크는 상기 압력 센서의 감지 신호에 의해 상기 구동 실린더가 구동함에 따라 길이가 가변되는 로봇 핸드의 다중 링크 핑거 모듈.
4. 제1 항 내지 제3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제1 작동 링크 및 상기 제2 작동 링크는,
   상기 제3 작동 링크와의 간섭을 방지하도록 상기 제3 작동 링크가 수용되는 수용홈을 구비하는 로봇 핸드의 다중 링크 핑거 모듈.
5. 제1 항 내지 제3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제1 작동 링크는 상기 제1 연결 링크의 상기 타단의 양측에 일단이 연결되며 상기 제3 작동 링크의 너비 이상 이격되도록 설치되는 제1 작동 링크 부재 및 제2 작동 링크 부재를 포함하며,
   상기 제2 작동 링크는 각각의 일단이 상기 제1 작동 링크 부재 및 상기 제2 작동 링크 부재의 타단에 상기 제2 토션 스프링으로 연결되며 상기 수용홈을 사이에 두고 이격되도록 형성되는 제1 프레임 및 제2 프레임을 포함하는 로봇 핸드의 다중 링크 핑거 모듈.

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