KR102448594B1 - 관절 장치 및 이를 포함하는 로봇 - Google Patents

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KR102448594B1
KR102448594B1 KR1020210072483A KR20210072483A KR102448594B1 KR 102448594 B1 KR102448594 B1 KR 102448594B1 KR 1020210072483 A KR1020210072483 A KR 1020210072483A KR 20210072483 A KR20210072483 A KR 20210072483A KR 102448594 B1 KR102448594 B1 KR 102448594B1
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윤동원
최성현
김동현
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재단법인대구경북과학기술원
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Abstract

본 실시예에 의한 관절 장치는: 제1 플레이트와, 제2 플레이트와, 볼 조인트 부(ball joint unit), 유니버셜 조인트 부(universal joint unit) 및 회전 조인트 부(revolute joint unit)를 포함하며, 제1 플레이트 및 제2 플레이트 사이에 위치하는 복수의 링크(link)들 및 링크의 항복을 방지하는 복수의 스토퍼(stopper) 들을 포함하며, 복수의 링크들은 관절 장치에 컴플라이언스(compliance)를 제공한다.

Description

관절 장치 및 이를 포함하는 로봇{JOINT APPARATUS AND ROBOT COMPRISING THE SAME}
본 기술은 관절 장치 및 이를 포함하는 로봇과 관련된다.
제조업에서 제조되는 물품들은 여러 종류의 부품들이 조립되어 제조되며, 높은 생산성을 얻기 위하여 수동 작업이 아닌 로봇 등의 자동화 장비를 이용하여 조립 및 제조된다. 나아가 최근 로봇 제어 기술이 고도화되면서 많은 생산 공정에서 로봇이 인력을 대체하고 있다. 그러나 조립 공정은 매우 작은 오차에 의해서도 실패할 수 있으며 이 경우 조립 부품과 조립을 수행하는 로봇 사이에 심각한 손상을 초래할 수 있기 때문에 자동화에 난점이 있다.
현재 가장 단순한 조립 공정인 페그 인 홀(peg-in-hole) 작업에서 사용되는 기술은 힘/토크 센서, 비전 센서 등 조립 상태를 측정할 수 있는 외부 센서를 이용하거나, RCC(Remote Center Compliance)와 같은 수동 컴플라이언스 장치를 이용하는 것이다.
종래 기술에서 센서는 로봇의 관절에 장착되어 조립품 간에 발생하는 접촉력을 측정하고, 로봇은 이를 통해 접촉 지점과 조립할 구멍의 위치 및 자세를 추정한다. 추정된 값을 통해 오정렬된 양을 계산하고 피드백을 이용하여 부품간의 접촉력을 일정량 이하로 유지하면서 조립을 완료할 수 있다.
로봇의 동작을 제어하기 위해서는 로봇 관절의 선형 변위, 회전 각도 및 힘/토크를 측정하는 것이 필요하다. 로봇 관절에 작용하는 토크를 측정하기 위해서 토크 센서가 사용된다. 하지만, 토크 센서는 가격이 비싸고, 토크 센서를 장착하기 위해서는 구조가 매우 복잡해진다.
본 기술로 해결하고자 하는 과제 중 하나는 로봇으로 조립을 수행할 때 관절의 물리적 특성을 측정할 수 있는 센서 및 조립 대상 제품 및 로봇의 손상 없이 조립을 수행할 수 있는 관절 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 실시예에 의한 관절 장치는: 제1 플레이트와, 제2 플레이트와, 볼 조인트 부(ball joint unit), 유니버셜 조인트 부(universal joint unit) 및 회전 조인트 부(revolute joint unit)를 포함하며, 제1 플레이트 및 제2 플레이트 사이에 위치하는 복수의 링크(link)들 및 링크의 항복을 방지하는 복수의 스토퍼(stopper) 들을 포함하며, 복수의 링크들은 관절 장치에 컴플라이언스(compliance)를 제공한다.
본 실시예에 의한 로봇은: 로봇 팔; 그리퍼 및 로봇 팔과 그리퍼 사이에 연결된 관절을 포함하며, 관절은: 제1 플레이트와, 제2 플레이트와, 볼 조인트 부(ball joint unit), 유니버셜 조인트 부(universal joint unit) 및 회전 조인트 부(revolute joint unit)를 포함하며, 제1 플레이트 및 제2 플레이트 사이에 위치하는 복수의 링크(link)들 및 링크의 항복을 방지하는 복수의 스토퍼(stopper) 들을 포함하며, 복수의 링크들은 관절 장치에 컴플라이언스(compliance)를 제공한다.
본 실시예의 관절 장치에 의하면 6 방향 자유도(degree of freedom)를 가지며, 종래 기술에 비하여 낮은 응력으로 더 큰 범위의 변위를 가진다는 장점이 제공된다.
도 1은 본 실시예에 의한 관절 장치의 개요를 도시한 사시도이다.
도 2(a)는 링크의 개요를 도시한 사시도이고, 도 2(b)는 링크의 동작을 도시하는 측면도이다.
도 3(a)는 관절 장치의 평면도이고, 도 3(b)는 관절 장치의 저면도이다.
도 4는 본 실시예에 의한 관절 장치를 이용하는 로봇을 개요적으로 도시한 도면이다.
도 5는 본 실시예에 의한 관절 장치의 최대 변위 및 항복 응력을 모의실험한 결과를 도시한 도면이다.
이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 실시예를 설명한다. 도 1은 본 실시예에 의한 관절 장치(10)의 개요를 도시한 사시도이다. 도 1을 참조하면, 본 실시예에 의한 관절 장치(10)는 제1 플레이트(110)와, 제2 플레이트(120)와, 볼 조인트 부(ball joint unit), 유니버셜 조인트 부(universal joint unit) 및 회전 조인트 부(revolute joint unit)를 포함하며, 제1 플레이트 및 제2 플레이트 사이에 위치하는 복수의 링크들(links, 210)들 및 링크의 항복을 방지하는 복수의 스토퍼(stopper, 300) 들을 포함하며, 복수의 링크들은 상기 관절 장치에 컴플라이언스(compliance)를 제공한다.
일 실시예로, 링크(210)들은 나일론 6 등의 유연성 재질로 형성될 수 있다. 관절 장치(10)는 x 축 방향의 변위(Δx), y 축 방향의 변위(Δy), z 축 방향의 변위(Δz), x 축을 중심으로 하는 회전 변위(Δθx), y 축을 중심으로 하는 회전 변위(Δθy), z 축을 중심으로 하는 회전 변위(Δθz)의 6 방향 자유도(degree of freedom)를 가진다.
제1 플레이트(110)와 제2 플레이트(120)에는 각각 링크(210)의 제1 연결부(218a, 도 2 참조)와 제2 연결부(218b, 도 2 참조)가 삽입되어 고정될 수 있다. 또한, 제1 플레이트(110)와 제2 플레이트(120) 중 어느 하나에는 스토퍼(300)의 일단이 고정될 수 있으며, 제1 플레이트(110)와 제2 플레이트(120) 중 다른 하나에는 스토퍼(300)의 타단이 유격 가능하도록 삽입될 수 있다(도 3 참조). 일 실시예로, 제1 플레이트(110)와 제2 플레이트(120)는 알루미늄, 스테인리스 스틸 등의 굳은(rigid) 재질로 형성될 수 있다.
관절 장치(10)는 스토퍼(300)를 포함한다. 도시된 실시예에서, 스토퍼(300)의 일단은 제1 플레이트(110)에 고정되고, 타단은 제2 플레이트(120)에 형성된 홀(120h, 도 3(b) 참조)에 움직일 수 있도록 삽입된다.
도 2(a)는 링크(210)의 개요를 도시한 사시도이고, 도 2(b)는 링크(210)의 동작을 도시하는 링크(210)의 측면도이다. 도 1, 도 2(a) 및 도 2(b)를 참조하면, 링크(210)는 회전 조인트 부(revolute joint unit, 212), 유니버셜 조인트 부(universal joint unit, 214) 및 볼 조인트부(ball joint unit, 216)를 포함한다.
일 실시예로, 링크(210)는 제1 플레이트(110, 도 1 참조)에 삽입되는 제1 연결부(218a)와 제2 플레이트(120, 도 1 참조)에 삽입되는 제2 연결부(218b)를 더 포함할 수 있다.
회전 조인트 부(212)는 도 2(a) 및 도 2(b)로 예시된 것과 같이 벤딩 면(bending surface, Rs1)를 포함하며, 벤딩 면(Rs1)이 굽음으로써 회전 조인트로 기능한다. 도 2(a) 및 도 2(b)로 예시된 실시예와 같이 제1 플레이트(110)와 제2 플레이트(120) 사이에 배치된 링크(210)에 포함된 회전 조인트 부(214)에서 벤딩 면(Rs1)은 미리 일정한 각도로 오프셋되어 회전한 상태일 수 있다. 일 예로, 오프셋 없이 직선 형태로 링크(210)가 제1 플레이트(110)와 제2 플레이트(120) 사이에 배치된 경우에, 제1 플레이트(110)와 제2 플레이트(120) 사이에 압력이 가해지면 회전 조인트의 회전 방향이 시계 방향인지 반시계 방향인지 정해지지 않아 특이점(singularity)이 형성될 수 있다. 따라서, 회전 조인트 부(212)를 미리 오프셋 회전하여 특이점의 형성을 막을 수 있다.
유니버셜 조인트부(214)는 도시된 것과 같이 각각 서로 다른 방향으로 굽을 수 있는 제2 벤딩면(Rs2)과 제3 벤딩면(Rs3)를 포함한다. 제2 벤딩면(Rs2)과 제3 벤딩면(Rs3)이 굽음으로써 링크(210)가 서로 다른 두 방향으로 회전할 수 있도록 한다. 볼 조인트 부(216)는 링크(210)가 링크(210)의 길이축을 중심으로 회전할 수 있도록 한다.
도 1, 도 2(a) 및 도 2(b)로 예시된 실시예에서, 링크(210)는 제2 플레이트에서 볼 조인트 부(216), 유니버셜 조인트 부(214) 및 회전 조인트 부(212) 순서로 제1 플레이트에 연결되나, 이는 단순히 예일 따름이며 링크에서 각 조인트 부가 배치되는 순서는 변형되어 실시될 수 있다.
예시된 실시예에서, 회전 조인트 부(212)의 벤딩면(Rs1)에는 링크에 제공되는 스트레인을 측정하는 스트레인 센서(400)가 위치한다. 후술할 바와 같이 스트레인 센서로 측정한 값을 이용하여 관절 장치(10)의 변위, 회전각 변위, 힘 및 모멘트를 얻을 수 있다.
도 2(a)는 스트레인 센서(400)가 회전 조인트 부(212)의 벤딩면(Rs1)에 위치하는 것을 예시한다. 그러나, 도시되지 않은 실시예에서, 스트레인 센서(400)가 링크(210)의 유니버셜 조인트 부(214)의 제2 벤딩면(Rs2), 제3 벤딩면(Rs3), 또는 회전 조인트 부(216) 중 적어도 한 곳에 위치한다.
도 3(a)는 관절 장치(10)의 평면도이고, 도 3(b)는 관절 장치(10)의 저면도이다. 도 1 내지 도 3(a) 및 도 3(b)를 참조하면, 제1 플레이트(110)에 링크(210)들의 제1 연결부(218a)들이 삽입되어 연결된다. 또한, 스토퍼(300)의 일 단부(300a)는 제1 플레이트(110)에 고정된다. 제2 플레이트(120)에는 링크(210)들의 제2 연결부(218b)들이 삽입되어 연결된다. 또한, 제2 플레이트(120)에는 스토퍼(300)의 타 단부들이 이격되도록 삽입되는 홀(120h)들이 형성된다.
그러나, 이는 단순히 실시예로, 스토퍼(300)의 일단은 제2 플레이트(120)에 고정되고, 타단은 제1 플레이트(110)에 형성된 홀에 움직일 수 있도록 삽입될 수 있다. 스토퍼(300)는 스테인리스 스틸, 알루미늄 등의 단단한(rigid)한 재질로 형성될 수 있다.
관절 장치(10)의 동작시 제1 플레이트(110)와 제2 플레이트(120)가 움직임에 따라 제1 플레이트(110)와 제2 플레이트(120)를 연결하는 링크(210)에 스트레인이 인가된다. 스토퍼(300)의 일단부(300a)는 제1 플레이트(110)에 고정되어 제1 플레이트(110)와 함께 움직이나, 스토퍼(300)의 타단부는 제2 플레이트(120)에 형성된 홀(120h) 내에서 이동할 수 있어 링크(210)에 항복 응력 이상의 응력이 제공되는 것을 방지할 수 있다.
도 3(a) 및 도 3(b)로 예시된 것과 같이 링크(210)는 쌍을 이루어 배치될 수 있으며, 링크(210)의 쌍은 제1 플레이트(110), 제2 플레이트(120)의 중심에서 서로 같은 각도로 이격될 수 있다. 예시된 실시예는 세 개의 링크(210) 쌍이 형성되며, 링크(21)의 쌍들은 서로 제1 플레이트(110), 제2 플레이트(120)의 중심을 기준으로 서로 120도 씩 이격된 것을 예시한다. 다만, 이는 단순히 예일 따름이며, 네 개의 링크(210) 쌍이 서로 제1 플레이트(110), 제2 플레이트(120)의 중심을 기준으로 서로 90도 씩 이격되어 배치될 수 있다. 도시되지 않은 실시예도 마찬가지로, 네 개 이상의 링크 쌍이 배치될 수 있다.
상기한 구성을 가지는 관절 장치(10)에는 스트레인 센서(400)가 배치되어 관절 장치(10)의 동작시 제공되는 스트레인을 측정할 수 있다. 도 1 내지 도 3(a) 및 도 3(b)로 예시된 실시예에서, 스트레인 센서(400)는 6개의 링크(210)에 각각 위치한다. 각 축으로 힘, 토크를 가했을 때 스트레인 센서(400)에서 측정되는 변형률은 미소 변형이므로 선형으로 가정할 수 있으며, 따라서 단일 축의 힘, 토크에 대한 각 링크의 변형률의 기울기를 이용하여 계수 행렬을 구할 수 있다.
각 링크(210)에 위치하는 스트레인 센서(400)로부터 측정값으로부터 아래의 수학식 1과 같이 변위, 힘 및 모멘트를 얻을 수 있다.
[수학식 1]
Figure 112021064630657-pat00001
수학식 1의 ①식을 참조하면, 미리 정의된 계수 행렬(A)과 각각의 링크(210)에 위치하는 스트레인 센서(400)의 측정값 행렬(S)로 연산을 수행하면 x 축 방향의 변위(Δx), y 축 방향의 변위(Δy), z 축 방향의 변위(Δz), x 축을 중심으로 하는 회전 변위(Δθx), y 축을 중심으로 하는 회전 변위(Δθy), z 축을 중심으로 하는 회전 변위(Δθz)를 얻을 수 있다.
나아가, 수학식 1의 ②식을 참조하면, 미리 정의된 계수 행렬(B)과 각각의 링크(210)에 위치하는 스트레인 센서(400)의 측정값 행렬(S)로 연산을 수행하면 관절 장치(10)에 제공되는 힘의 x 성분(Fx), 힘의 y 성분(Fy), 힘의 z 성분(Fz), 모멘트의 x 성분(Mx), 모멘트의 y 성분(My), 모멘트의 z 성분(Mz)을 얻을 수 있다. 따라서, 본 실시예에 의한 관절 장치(10)에 의하면 변위, 힘 및 모멘트를 측정할 수 있는 센서로 동작할 수 있다.
본 실시예에 의한 관절 장치(10)에 의하면 조립 과정에서 발생하는 반력을 측정할 수 있으며, 수동 컴플라이언스를 제공하고, 수동 컴플라이언스에 의해 발생하는 변위까지 측정하여 다양한 조립 공정에서 유연하게 대처할 수 있는 관절 장치가 제공된다.
도 4는 본 실시예에 의한 관절 장치(10)를 이용하는 로봇을 개요적으로 도시한 도면이다. 도 4를 참조하면, 로봇(1)은 제어부가 제어하여 액추에이터에 의하여 구동되는 로봇 팔(1000)과 조립 대상 물체를 파지하는 그리퍼(gripper, 3000) 및 본 실시예에 의한 관절 장치(10)를 포함할 수 있다.
도 4로 예시된 로봇은 관절 장치(10)에 의하여 6 자유도를 가지므로 종래 기술이 제공하지 못하는 힘, 토크 센싱이 가능하면서 수동 컴플라이언스를 가진다. 따라서, 조립 대상 물품들의 오정렬이 보정할 수 있는 범위 내에 있으면 조립 공정을 신속하게 완료할 수 있으며, 오정렬이 보정할 수 없는 범위라면 힘/토크 센서를 이용한 피드백 제어를 통해 조립 공정을 수행할 수 있다.
종래 기술의 힘/토크 센서를 이용한 작업에서는 조립이 완료될 때까지 천천히 제어를 해야 하지만, 본 실시예에 의한 관절 장치를 포함하는 센서를 사용하면 보정할 수 있는 범위까지 제어를 수행하면 충분하므로 더욱 빠르게 작업을 수행할 수 있다.
모의 실험예
도 5는 본 실시예에 의한 관절 장치의 최대 변위 및 항복 응력을 모의실험한 결과를 도시한 도면이다. 링크를 형성한 재질로는 나일론 6를 가정하였으며, 최대 변위 및 항복 응력을 찾기 위하여 스토퍼를 제거한 상태로 모의실험을 수행하였다.
도 5를 참조하면, 제1 플레이트와 제2 플레이트 사이에 2mm의 변위를 가하였을 때, 64MPa의 최대 응력이 발생하였으며, 이것은 나일론 6의 항복 응력인 87MPa 보다 낮은 값이다. 또한, 유한요소법(FEM, finite element method)으로 해석을 수행한 결과 수평 방향으로 2mm 의 변위 생성이 가능하였다. 이것은 종래 기술에서 0.4mm의 변위를 가하였을 때 251MPa의 최대 응력이 발생한 것에 비하여 큰 변위임에도 불구하고 낮은 응력이 발생하는 것을 확인할 수 있다.
본 발명에 대한 이해를 돕기 위하여 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나, 이는 실시를 위한 실시예로, 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.
10: 관절 장치 110: 제1 플레이트
120: 제2 플레이트 210: 링크
212: 회전 조인트 부 214: 유니버셜 조인트 부
216: 볼 조인트 218a: 제1 연결부
218b: 제2 연결부 300: 스토퍼
400: 스트레인 센서 1000: 로봇 팔
3000: 그리퍼 Rs1, Rs2, Rs3: 벤딩 면

Claims (27)

  1. 관절 장치로, 상기 관절 장치는:
    제1 플레이트;
    제2 플레이트
    볼 조인트 부(ball joint unit), 유니버셜 조인트 부(universal joint unit) 및 회전 조인트 부(revolute joint unit)를 포함하며, 상기 제1 플레이트 및 상기 제2 플레이트 사이에 위치하는 복수의 링크(link)들 및
    상기 링크의 항복을 방지하는 복수의 스토퍼(stopper) 들을 포함하며,
    상기 복수의 링크들은 상기 관절 장치에 컴플라이언스(compliance)를 제공하는 관절 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    각각의 상기 링크는,
    상기 볼 조인트 부와, 상기 유니버셜 조인트 부 및 상기 회전 조인트부가 직선 형태로 일체로 형성된 관절 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    각각의 상기 링크는,
    상기 볼 조인트 부와, 상기 유니버셜 조인트 부 및 상기 회전 조인트부가 순서대로 일체로 형성되어 직선으로 형성된 관절 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    각각의 상기 링크는,
    상기 볼 조인트 부 및 상기 회전 조인트 중 어느 하나가 상기 제1 플레이트에 연결되고,
    상기 볼 조인트 부 및 상기 회전 조인트 중 다른 하나가 상기 제2 플레이트에 연결된 관절 장치.
  5. 제2항에 있어서,
    각각의 상기 링크는,
    쌍을 이루어 배치되고,
    상기 링크의 쌍은 상기 제1 플레이트 및 상기 제2 플레이트의 중심을 기준으로 서로 등각도로 이격되어 배치된 관절 장치.
  6. 제2항에 있어서,
    각각의 상기 링크는,
    유연성 재질로 형성되며,
    상기 관절 장치에 6 자유도(6 Degree of Freedom)를 제공하는 관절 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 관절 장치는,
    상기 회전 조인트 부는 일정한 각도로 오프셋 회전되어 배치된 관절 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 스토퍼들 각각은,
    굳은(rigid) 재질로 형성된 관절 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 복수의 스토퍼들 각각은,
    상기 제1 플레이트 및 상기 제2 플레이트 중 어느 하나에 고정되어 연결되고,
    상기 제1 플레이트 및 상기 제2 플레이트 중 어느 다른 하나가 미리 정해진 유격 거리 내에서 움직일 수 있도록 위치하는 관절 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 스토퍼들은
    상호 등각으로 배열된 세 개의 스토퍼들을 포함하는 관절 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 관절 장치는,
    각각의 상기 링크에 위치하여 상기 링크의 스트레인을 측정하는 스트레인 센서를 더 포함하는 관절 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 관절 장치는,
    상기 스트레인 센서의 측정값과 미리 정해진 계수와의 연산을 통하여 x 축 방향의 변위(Δx), y 축 방향의 변위(Δy), z 축 방향의 변위(Δz), x 축을 중심으로 하는 회전 변위(Δθx), y 축을 중심으로 하는 회전 변위(Δθy), z 축을 중심으로 하는 회전 변위(Δθz), 힘의 x 성분(Fx), 힘의 y 성분(Fy), 힘의 z 성분(Fz), 모멘트의 x 성분(Mx), 모멘트의 y 성분(My), 모멘트의 z 성분(Mz) 중 어느 하나 이상을 측정할 수 있는 센서로 기능하는 관절 장치.
  13. 로봇으로, 로봇은:
    로봇 팔;
    그리퍼 및
    상기 로봇 팔과 상기 그리퍼 사이에 연결된 관절을 포함하며,
    상기 관절은:
    제1 플레이트와, 제2 플레이트와,
    볼 조인트 부(ball joint unit), 유니버셜 조인트 부(universal joint unit) 및 회전 조인트 부(revolute joint unit)를 포함하며, 상기 제1 플레이트 및 상기 제2 플레이트 사이에 위치하는 복수의 링크(link)들 및
    상기 링크의 항복을 방지하는 복수의 스토퍼(stopper) 들을 포함하며,
    상기 복수의 링크들은 상기 관절 장치에 컴플라이언스(compliance)를 제공하는 로봇.
  14. 제13항에 있어서,
    각각의 상기 링크는,
    상기 볼 조인트 부와, 상기 유니버셜 조인트 부 및 상기 회전 조인트부가 일체로 형성되어 직선으로 형성된 로봇.
  15. 제13항에 있어서,
    각각의 상기 링크는,
    상기 볼 조인트 부와, 상기 유니버셜 조인트 부 및 상기 회전 조인트부가 순서대로 일체로 형성되어 직선으로 형성된 로봇.
  16. 제14항에 있어서,
    각각의 상기 링크는,
    상기 볼 조인트 부 및 상기 회전 조인트 중 어느 하나가 상기 제1 플레이트에 연결되고,
    상기 볼 조인트 부 및 상기 회전 조인트 중 다른 하나가 상기 제2 플레이트에 연결된 로봇.
  17. 제14항에 있어서,
    각각의 상기 링크는,
    쌍을 이루어 배치되고,
    상기 링크의 쌍은 상기 제1 플레이트 및 상기 제2 플레이트의 중심을 기준으로 서로 등각도로 이격되어 배치된 로봇.
  18. 제14항에 있어서,
    각각의 상기 링크는,
    유연성 재질로 형성되며,
    상기 관절 장치에 6 자유도(6 Degree of Freedom)를 제공하는 로봇.
  19. 제13항에 있어서,
    상기 관절 장치는,
    상기 회전 조인트 부가 일정한 각도로 오프셋 회전되어 배치된 로봇.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 관절 장치는,
    회전 조인트부가 상기 오프셋에 따라 회전하여 위치하는 로봇.
  21. 제13항에 있어서,
    상기 복수의 스토퍼들 각각은,
    굳은(rigid) 재질로 형성된 로봇.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 복수의 스토퍼들 각각은,
    상기 제1 플레이트 및 상기 제2 플레이트 중 어느 하나에 고정되어 연결되고,
    상기 제1 플레이트 및 상기 제2 플레이트 중 어느 다른 하나가 미리 정해진 유격 거리 내에서 움직일 수 있도록 위치하는 로봇.
  23. 제13항에 있어서,
    상기 복수의 스토퍼들은
    상호 등각으로 배열된 세 개의 스토퍼들을 포함하는 로봇.
  24. 제13항에 있어서,
    상기 관절 장치는,
    상기 제1 플레이트 및 상기 제2 플레이트 중 어느 하나에 대한 다른 하나의 x 축 변위, y 축 변위, z 축 변위, x 축 회전 각, y 축 회전각 및 z 축 회전각을 측정하는 센서를 더 포함하는 로봇.
  25. 제13항에 있어서,
    상기 제1 플레이트 및 상기 제2 플레이트 중 어느 하나는 상기 그리퍼(gripper)에 연결되고,
    상기 제1 플레이트 및 상기 제2 플레이트 중 다른 하나는 상기 로봇 팔에 연결된 로봇.
  26. 제13항에 있어서,
    상기 관절 장치는,
    각각의 상기 링크에 위치하여 상기 링크의 스트레인을 측정하는 스트레인 센서를 더 포함하는 로봇.
  27. 제26항에 있어서,
    상기 로봇은,
    상기 스트레인 센서의 측정값과 미리 정해진 계수와의 연산을 통하여 x 축 방향의 변위(Δx), y 축 방향의 변위(Δy), z 축 방향의 변위(Δz), x 축을 중심으로 하는 회전 변위(Δθx), y 축을 중심으로 하는 회전 변위(Δθy), z 축을 중심으로 하는 회전 변위(Δθz), 힘의 x 성분(Fx), 힘의 y 성분(Fy), 힘의 z 성분(Fz), 모멘트의 x 성분(Mx), 모멘트의 y 성분(My), 모멘트의 z 성분(Mz) 중 어느 하나 이상을 측정할 수 있는 센서로 기능하는 로봇.


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* Cited by examiner, † Cited by third party
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