KR102592970B1 - 병진 및 회전 운동이 가능한 석션 그리퍼 - Google Patents

Abstract

하나 이상의 실시예에 따른 그리퍼는 음압원과 연결되어 대상체를 지지하는 석션 컵 및 상기 석션 컵을 이동시키는 이동 장치를 포함하고, 상기 이동 장치는 스크류를 구비하는 액추에이터, 상기 스크류의 회전에 따라 이동하는 제1이동블록, 일단부가 상기 석션 컵과 연결되고, 상기 제1이동블록에 의해 접히거나 펼쳐지며, 복수 개의 링크가 회전 가능하게 교차하는 복수 개의 링크 구조체를 포함하고, 상기 복수 개의 링크 구조체는 각각의 링크가 인접하는 링크 구조체에 포함된 각각의 링크에 회전 가능하게 연결되는 링크 어셈블리를 포함하고, 상기 제1이동블록은 상기 복수 개의 링크 구조체 중 하나 이상의 링크 구조체의 중심부와 연결되며, 상기 액추에이터가 동작하면 상기 복수 개의 링크 구조체를 접거나 펼쳐 상기 석션 컵을 이동시킬 수 있다.

Description

병진 및 회전 운동이 가능한 석션 그리퍼 {Suction gripper capable of translational and rotational movements}

본 발명은 병진 및 회전 운동이 가능한 석션 그리퍼에 관한 발명이다.

그리퍼는 로봇 등의 단부에 장착되어 물체를 파지하고 이동시킨다. 그리퍼는 사람의 손가락과 유사한 핑거 구조를 통해 물체를 파지하거나, 자석을 이용해 물체를 지지하거나, 음압을 이용해 물체를 흡착할 수 있다. 음압을 이용해 물체를 흡착하는 그리퍼의 경우, 선단에 있는 석션 컵을 물체를 향해 이동시켜 물체를 흡착한 후 다시 후퇴하면서 물체를 파지 및 이동시킬 수 있다.

석션 컵은 그 특성상 그리퍼의 길이 방향으로 병진 운동을 하게 되는데, 병진 운동하는 길이가 길어질수록 석션 컵의 병진 운동을 구현하기 위한 기구의 길이가 길어지고, 결국 그리퍼의 전체 길이가 길어질 수밖에 없다. 석션 컵의 병진 거리는 곧 그리퍼가 물체를 파지할 수 있는 거리를 의미하므로, 종래의 그리퍼는 파지 거리를 늘리기 위해 병진 운동을 구현하기 위한 기구의 길이를 늘리거나 그리퍼의 길이를 줄이는 양자 택일의 상황에 있다.

한국공개특허공보 제2022-0073602호

하나 이상의 일 실시예에 따른 그리퍼는 석션 컵의 병진 운동을 구현하기 위한 기구의 길이를 줄이면서 석션 컵의 병진 운동 길이를 늘릴 수 있으며, 핑거와 함께 사용될 수 있는 회전 운동이 가능한 석션 그리퍼를 제공한다.

하나 이상의 실시예에 따른 그리퍼는 음압원과 연결되어 대상체를 지지하는 석션 컵 및 상기 석션 컵을 이동시키는 이동 장치를 포함하고, 상기 이동 장치는 스크류를 구비하는 액추에이터, 상기 스크류의 회전에 따라 이동하는 제1이동블록, 일단부가 상기 석션 컵과 연결되고, 상기 제1이동블록에 의해 접히거나 펼쳐지며, 복수 개의 링크가 회전 가능하게 교차하는 복수 개의 링크 구조체를 포함하고, 상기 복수 개의 링크 구조체는 각각의 링크가 인접하는 링크 구조체에 포함된 각각의 링크에 회전 가능하게 연결되는 링크 어셈블리를 포함하고, 상기 제1이동블록은 상기 복수 개의 링크 구조체 중 하나 이상의 링크 구조체의 중심부와 연결되며, 상기 액추에이터가 동작하면 상기 복수 개의 링크 구조체를 접거나 펼쳐 상기 석션 컵을 이동시킬 수 있다.

상기 링크 어셈블리는 2개 구비되고, 상기 이동 장치는 상기 2개의 링크 어셈블리의 변위를 조절해 상기 석션 컵을 회전시킬 수 있다.

상기 그리퍼는 상기 제1이동블록에 삽입되며 고정되어 있는 외측 가이드 레일 및 상기 제1이동블록과 일체로 이동하는 내측 가이드 레일을 포함하고, 상기 제1이동블록이 이동하면서 상기 내측 가이드 레일이 상기 외측 가이드 레일에 대해 상대 운동할 수 있다.

상기 그리퍼는 상기 제1이동블록과 연결된 링크 구조체가 아닌 다른 링크 구조체와 연결되며 상기 내측 가이드 레일을 따라 이동하는 제2이동블록, 상기 링크 어셈블리의 아래에 구비되며 상기 제2이동블록과 연결되는 슬라이더가 슬라이딩 레일을 따라 이동하는 슬라이딩 구조체 및 상기 링크 어셈블리의 변위를 상기 석션 컵으로 전달하며 상기 슬라이딩 레일이 연결되는 선단 구조체를 포함할 수 있다.

상기 그리퍼는 상기 링크 어셈블리의 아래에 구비되며 상기 내측 가이드 레일과 연결되는 슬라이더가 슬라이딩 레일을 따라 이동하는 슬라이딩 구조체 및 상기 링크 어셈블리의 변위를 상기 석션 컵으로 전달하며 상기 슬라이딩 레일이 연결되는 선단 구조체를 포함할 수 있다.

하나 이상의 실시예에 따른 그리퍼는 복수 개의 링크가 가위 구조로 작동 가능한 링크 어셈블리를 포함함으로써 석션 컵의 병진 운동 및 회전 운동을 원활하게 구현할 수 있다.

도 1은 일 실시예에 따른 그리퍼를 포함하는 로봇을 나타낸다.
도 2는 일 실시예에 따른 그리퍼를 개략적으로 나타낸다.
도 3은 일 실시예에 따른 그리퍼의 일부의 사시도를 나타낸다.
도 4는 일 실시예에 따른 그리퍼의 일부의 측면도를 나타낸다.
도 5는 일 실시예에 따른 그리퍼의 일부의 확대도를 나타낸다.
도 6 및 도 7은 일 실시예에 따른 링크 구조체를 나타낸다.
도 8은 일 실시예에 따른 링크 어셈블리의 저면을 나타낸다.
도 9는 일 실시예에 따른 그리퍼의 일단을 나타낸다.
도 10 및 도 11은 일 실시예에 따른 그리퍼의 병진 동작을 나타낸다.
도 12 및 도 13은 일 실시예에 따른 그리퍼의 회전 동작을 나타낸다.
도 14 내지 도 17은 일 실시예에 따른 그리퍼의 파지 동작을 나타낸다.
도 18은 다른 실시예에 따른 그리퍼의 일부의 사시도를 나타낸다.
도 19는 다른 실시예에 따른 그리퍼의 일부의 측면도를 나타낸다.

본 발명은 다양한 실시예와 변형예를 포함하며, 이하에서는 특정 실시예를 도면에 나타내고 발명의 설명에서 설명한다. 본 발명은 설명된 실시예로 한정되지 않으며 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함한다.

이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하는 목적으로 사용되었다. 이하의 실시예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 이하의 실시예에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 발명의 설명 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들의 조합이 존재함을 의미하고, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는다. 이하의 실시예에서, x축, y축 및 z축은 직교 좌표계 상의 세 축으로 한정되지 않고, 이를 포함하는 넓은 의미로 해석될 수 있다. 예를 들어, x축, y축 및 z축은 서로 직교할 수도 있지만, 서로 직교하지 않는 서로 다른 방향을 지칭할 수도 있다.

도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.

어떤 실시예가 달리 구현 가능한 경우에 특정한 공정 순서는 설명되는 순서와 다르게 수행될 수도 있다. 예를 들어, 연속하여 설명되는 두 공정이 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 설명되는 순서와 반대의 순서로 진행될 수 있다.

본 명세서에서 특별히 한정하지 않는 이상, "또는"은 구성요소 "A" 및 "B"를 택일적으로 포함하는 경우뿐만 아니라 "A"와 "B"를 모두 포함하는 경우를 포함한다.

도 1은 일 실시예에 따른 그리퍼(10)를 포함하는 로봇(1)을 나타내고, 도 2는 일 실시예에 따른 그리퍼(10)를 개략적으로 나타내고, 도 3은 일 실시예에 따른 그리퍼(10)의 일부의 사시도를 나타내고, 도 4는 일 실시예에 따른 그리퍼(10)의 일부의 측면도를 나타낸다. 도 3 및 도 4는 그리퍼(10) 중 석션 컵(200), 이동 장치(300) 및 석션 장치(400)를 위주로 나타낸다. 도 5는 일 실시예에 따른 그리퍼(10)의 일부의 확대도를 나타낸다. 도 5는 링크 어셈블리(350)가 접힌 상태에서 제1이동블록(330)과 제2이동블록(340)을 확대하여 나타냈으며, 설명의 편의를 위해 가이드 레일(360)은 생략하여 표시했다.

도 6 및 도 7은 일 실시예에 따른 링크 구조체(351)를 나타내고, 도 8은 일 실시예에 따른 링크 어셈블리(350)의 저면을 나타내고, 도 9는 일 실시예에 따른 그리퍼(10)의 일단을 나타내고, 도 10 및 도 11은 일 실시예에 따른 그리퍼(10)의 병진 동작을 나타내고, 도 12 및 도 13은 일 실시예에 따른 그리퍼(10)의 회전 동작을 나타내고, 도 14 내지 도 17은 일 실시예에 따른 그리퍼(10)의 파지 동작을 나타낸다.

그리퍼(10)는 물류 시설 등에 구비되어 물류 운반을 수행한다. 그리퍼(10)는 크기와 모양이 정형화된 물체를 운반하거나, 크기와 모양이 다양한 랜덤 피스 피킹을 수행할 수 있다. 그리퍼(10)는 박스나 컨테이너 등과 같은 빈(bin)으로부터 물체를 집거나 빈에 물체를 집어넣을 수 있다. 또한 그리퍼(10)는 선반에 적재된 물체를 집거나 선반에 물체를 집어넣을 수 있다.

그리퍼(10)는 로봇 암(20) 및 컨트롤러(30)와 함께 로봇(1)에 포함될 수 있다. 로봇(1)은 물류 공장에서 작업자와 함께 물류 운반 작업을 실시하는 협동 로봇일 수 있다. 또는 로봇(1)은 의료 기기이거나 제조 로봇으로 이용될 수 있다.

예를 들어 그리퍼(10)는 음압원과 연결되어 대상체를 지지하는 석션 컵(200) 및 석션 컵(200)을 이동시키는 이동 장치(300)를 포함하고, 이동 장치(300)는 스크류(320)를 구비하는 액추에이터(310), 스크류(320)의 회전에 따라 이동하는 제1이동블록(330), 일단부가 석션 컵(200)과 연결되고, 제1이동블록(330)에 의해 접히거나 펼쳐지며, 복수 개의 링크(3511)가 회전 가능하게 교차하는 복수 개의 링크 구조체(351)를 포함하고, 복수 개의 링크 구조체(351)는 각각의 링크(3511)가 인접하는 링크 구조체(351)에 포함된 각각의 링크(3511)에 회전 가능하게 연결되는 링크 어셈블리(350)를 포함하고, 제1이동블록(330)은 복수 개의 링크 구조체(351) 중 하나 이상의 링크 구조체(351)의 중심부(3512)와 연결되며, 액추에이터(310)가 동작하면 복수 개의 링크 구조체(351)를 접거나 펼쳐 석션 컵(200)을 이동시킬 수 있다.

로봇 암(20)은 로봇(1)의 관절로서 복수 개의 회전축을 구비할 수 있다. 예를 들어 로봇 암(20)은 6축 로봇으로서 일단은 작업 영역에 장착되고 타단에는 그리퍼(10)가 배치될 수 있다. 로봇 암(20)은 컨트롤러(30)와 유무선으로 연결되어 컨트롤러(30)의 지시를 받아 동작할 수 있다. 컨트롤러(30)는 로봇(1)의 동작을 제어하기 위해 프로세서, 메모리, 통신 장치 등을 포함할 수 있다. 컨트롤러(30)는 로봇 암(20)의 회전 및 위치 제어와 그리퍼(10)의 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어 컨트롤러(30)는 로봇 암(20)에 신호를 보내 그리퍼(10)를 대상체로 이동시키거나 그리퍼(10)가 대상체를 파지한 상태에서 적재 위치로 그리퍼(10)를 이동시킬 수 있다. 컨트롤러(30)는 그리퍼(10)에 파지 또는 릴리즈 신호를 보내, 그리퍼(10)가 대상체를 파지 또는 릴리즈하도록 석션 컵(200), 이동 장치(300) 및 석션 장치(400)를 제어하게 할 수 있다.

컨트롤러(30)는 논리 게이트, 집적 회로, 마이크로프로세서, 마이크로컨트롤러, 메모리 회로, 수동 전기 소자, 능동 전기 소자, 광학 소자 등 중에서 하나 이상을 포함하는 아날로그 및/또는 디지털 회로로 구현될 수 있다. 또한 컨트롤러(30)는 본 명세서에 개시된 기능 또는 동작을 실시하기 위한 소프트웨어 및/또는 펌웨어로 구현될 수 있다.

그리퍼(10)는 하우징(100), 석션 컵(200), 이동 장치(300), 석션 장치(400)를 포함할 수 있다.

하우징(100)은 석션 컵(200), 이동 장치(300), 석션 장치(400) 등과 같은 그리퍼(10)의 다른 구성을 보유 및 지지할 수 있다. 또한 로봇 암(20) 및 컨트롤러(30)에서 연장되어 그리퍼(10)의 다른 구성과 연결되는 배선 등이 하우징(100)의 내외부에 구비될 수 있다. 도 2에 점선으로 나타낸 바와 같이, 하우징(100)은 일측에 석션 컵(200)이 병진 운동 가능하도록 구비되며 석션 컵(200)을 움직이기 위한 이동 장치(300)가 구비될 수 있다. 또한 그리퍼(10)가 핑거(500)를 포함하는 하이브리드 타입의 그리퍼인 경우, 2개의 핑거(500)가 하우징(100)의 일측과 타측에 각각 구비될 수 있다. 하우징(100)은 일단이 로봇(1)의 로봇 암(20)에 연결될 수 있다. 하우징(100)은 석션 컵(200) 및/또는 핑거(500)의 크기와 형태 및 로봇(1)이 작동하는 환경 등을 고려해 적절한 형상을 가질 수 있다. 예를 들어 하우징(100)은 직육면체와 같은 다면체 또는 원통 형상을 가질 수 있다.

그리퍼(10)가 핑거(500)를 포함할 경우, 하우징(100)은 지지 프레임(110)을 포함할 수 있다. 지지 프레임(110)은 핑거(500)가 하우징(100)에 대해 회전 가능하도록 지지할 수 있다. 지지 프레임(110)의 내측에는 핑거(500)의 액추에이터가 장착될 수 있다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 지지 프레임(110)은 하우징(100)의 일측에 핑거(500)와 동일한 개수로 구비될 수 있다. 예를 들어 지지 프레임(110)은 하우징(100)의 일측과 타측에 각각 1개씩 구비되어, 총 2개 구비될 수 있다. 지지 프레임(110)은 하우징(100)의 내부에 구비되며, 일측은 하우징(100)의 내측면과 지지되고 타측은 이동 장치(300)에 지지될 수 있다. 석션 컵(200)이 최대한 후퇴한 상태에서 지지 프레임(110)은 전방(예를 들어 Y축 방향)으로 단부가 석션 컵(200)의 단부보다 후방에 위치할 수 있다. 따라서 석션 컵(200)이 후퇴한 상태에서 핑거(500)가 회전하더라도 석션 컵(200)과 간섭하지 않을 수 있다.

석션 컵(200)은 하우징(100)의 일측에 구비되며 이동 장치(300)에 의해 병진 운동하고, 석션 장치(400)에 의해 대상체를 흡착할 수 있다. 예를 들어 대상체를 흡착하기 전, 석션 컵(200)이 최대한 후퇴한 상태에서 석션 컵(200)은 하우징(100)의 내부에 인입된 상태일 수 있다. 그리고 이동 장치(300)가 작동함에 따라 석션 컵(200)은 그리퍼(10)의 길이 방향(예를 들어 Y축 방향)으로 전진할 수 있다. 그리고 석션 장치(400)가 작동하면 석션 컵(200)에 음압이 공급되고 석션 컵(200)이 대상체를 흡착할 수 있다. 석션 컵(200)은 대상체와 접촉하는 부분이 고무 등 탄성 재질로 이루어질 수 있다. 해당 접촉부는 대상체와 접촉하면 탄성 변형되면서 대상체와 접촉 면적을 넓히고 대상체를 보다 강하게 지지할 수 있다. 예를 들어 석션 컵(200)은 고무로 이루어진 주름관(bellows)을 포함할 수 있다. 석션 컵(200)의 병진 동작에 대해서는 후술한다.

석션 컵(200)은 이동 장치(300)에 의해 회전 운동할 수 있다. 예를 들어 파지하고자 하는 대상체가 경사면에 위치하는 등 석션 컵(200)의 병진 운동 방향에 대해 대상체의 파지면이 기울어진 상태일 수 있다. 이 경우 이동 장치(300)는 석션 컵(200)이 대상체의 파지면에 수직을 이루도록 석션 컵(200)을 회전시켜, 석션 컵(200)이 대상체를 안정적으로 흡착하도록 할 수 있다. 석션 컵(200)의 회전 동작에 대해서는 후술한다.

석션 컵(200)은 센서(210)를 포함할 수 있다. 예를 들어 도 4에 나타낸 바와 같이, 센서(210)는 석션 컵(200)의 일측 및 타측에 하나 이상 구비될 수 있다. 센서(210)는 석션 컵(200)이 대상체와 접촉하는 압력을 측정하는 힘/토크 센서 또는 로드셀일 수 있다. 센서(210)는 힘, 토크 또는 압력을 그리퍼(10) 또는 컨트롤러(30)로 전달하고, 그리퍼(10) 또는 컨트롤러(30)는 측정된 압력을 통해 석션 컵(200)이 대상체를 파지 또는 릴리즈하고 있는지, 적절한 압력으로 대상체를 파지하고 있는지 판단하고, 석션 컵(200)이 대상체를 파지했을 때 대상체의 무게를 측정할 수 있다.

또는 센서(210)는 대상체와 거리를 측정할 수 있다. 예를 들어 센서(210)는 석션 컵(200) 및/또는 선단 구조체(370)에 구비되어 대상체와 거리를 측정할 수 있다. 예를 들어 센서(210)는 ToF 센서로서 복수 개 구비되며, 대상체와 거리를 측정하여 대상체의 파지면의 각도를 측정할 수 있다. 석션 컵(200)이 파지면에 수직이 아닌 경우, 그리퍼(10) 또는 컨트롤러(30)는 이동 장치(300)를 제어해 석션 컵(200)을 회전시켜 석션 컵(200)이 파지면에 수직이 되도록 제어할 수 있다. 또한 센서(210)는 대상체가 아닌 주변 환경 또는 물체, 사람 등과 거리를 측정할 수 있다. 컨트롤러(30)는 측정된 거리를 바탕으로 그리퍼(10)가 주변과 충돌 또는 간섭하지 않도록 그리퍼(10) 및 로봇 암(20)을 제어할 수 있다.

이동 장치(300)는 석션 컵(200)을 병진 운동 및/또는 회전 운동하여 대상체를 파지하도록 할 수 있다. 이동 장치(300)는 하우징(100)의 내측 및/또는 외측에 지지될 수 있다. 이동 장치(300)는 1개 또는 복수 개 구비될 수 있다. 이동 장치(300)가 1개 구비될 경우, 1개의 이동 장치(300)는 그리퍼(10)의 길이 방향 중심축 상에 구비되어 석션 컵(200)을 이동시킬 수 있다. 또는 이동 장치(300)가 2개 구비될 경우, 2개의 이동 장치(300)는 그리퍼(10)의 길이 방향 중심축을 기준으로 일측과 타측에 각각 구비될 수 있다. 2개의 이동 장치(300)는 각각 석션 컵(200)과 연결되며 2개의 이동 장치(300)의 상대 운동에 따라 석션 컵(200)이 병진 운동 및/또는 회전 운동할 수 있다. 이동 장치(300)는 액추에이터(310), 스크류(320), 제1이동블록(330), 제2이동블록(340), 링크 어셈블리(350), 가이드 레일(360), 선단 구조체(370), 슬라이딩 구조체(380)를 포함할 수 있다.

액추에이터(310)는 링크 어셈블리(350)에 동력을 공급하여 석션 컵(200)이 병진 운동 및/또는 회전 운동하도록 할 수 있다. 액추에이터(310)는 이동 장치(300)의 후방에 위치하며 스크류(320)와 연결될 수 있다. 액추에이터(310)가 작동하면 스크류(320)와 연결된 제1이동블록(330) 및 제2이동블록(340)이 이동하면서 링크 어셈블리(350)가 펼쳐지거나 오므려지면서 석션 컵(200)이 움직일 수 있다. 액추에이터(310)는 다양한 종류의 전기식, 유압식 또는 공기압식 모터 또는 실린더일 수 있다. 예를 들어 액추에이터(310)는 전기 모터일 수 있다. 도 5에 나타낸 바와 같이, 액추에이터(310)는 서포트(311)를 통해 이동 장치(300)의 다른 구성과 지지 및/또는 연결될 수 있다.

액추에이터(310)가 전기 모터일 경우, 액추에이터(310)가 회전하면 액추에이터(310)와 연결된 스크류(320)가 액추에이터(310)의 회전 동작을 직선 운동으로 변환할 수 있다. 스크류(320)는 액추에이터(310)의 단부에 구비되며 막대 형상을 가질 수 있다. 예를 들어 스크류(320)는 볼 스크류일 수 있다. 스크류(320)는 커넥터(321)를 포함하며 액추에이터(310)가 동작함에 따라 스크류(320)가 회전하면 커넥터(321)가 스크류(320)의 길이 방향을 따라 전후진할 수 있다.

액추에이터(310)는 서포트(311)가 지지될 수 있다. 도 5에 나타낸 바와 같이, 서포트(311)는 스크류(320)에 장착되어 액추에이터(310) 및 제1이동블록(330)을 지지할 수 있다. 또한 도 8에 나타낸 바와 같이, 서포트(311)는 링크 어셈블리(350)의 복수 개의 중심부(3512) 중 어느 하나와 연결될 수 있다. 예를 들어 서포트(311)는 복수 개의 중심부(3512) 중 일 방향(예를 들어 Y축 방향)으로 액추에이터(310)에 가장 가까운 중심부(3512)와 지지핀(3111)을 통해 연결될 수 있다. 따라서 링크 어셈블리(350)의 일단이 고정된 서포트(311)에 지지될 수 있다.

제1이동블록(330)은 스크류(320)의 동작에 따라 이동하면서 링크 어셈블리(350)를 동작시킬 수 있다. 제1이동블록(330)은 일측이 스크류(320)와 연결되고 타측이 링크 어셈블리(350)와 연결될 수 있다. 액추에이터(310)가 동작하여 스크류(320)가 회전하면 스크류(320)의 커넥터(321)와 연결된 제1이동블록(330)이 스크류(320)의 길이 방향을 따라 이동할 수 있다. 그리고 제1이동블록(330)과 연결된 링크 어셈블리(350)가 펼쳐지거나 오므려지면서 석션 컵(200)이 움직일 수 있다. 제1이동블록(330)은 가이드 레일(360) 및 슬라이딩 구조체(380)에 의해 일 방향(예를 들어 Y축 방향)으로 곧게 이동할 수 있다. 예를 들어 제1이동블록(330)은 가이드 레일(360)의 외측 가이드 레일(361)에 의해 지지될 수 있다. 제1이동블록(330)은 제1베이스(331), 제1무버(332), 제1롤러(333), 제2롤러(334), 제1가이드(335)를 포함할 수 있다.

제1베이스(331)는 제1이동블록(330)의 제1무버(332), 제1롤러(333), 제2롤러(334), 제1가이드(335) 등 다른 구성을 지지할 수 있다. 도 5 및 도 8에 나타낸 바와 같이, 제1베이스(331)는 스크류(320)의 커넥터(321)와 연결되며 제1이동블록(330)의 아래에 구비될 수 있다. 액추에이터(310)가 동작하면 커넥터(321)와 함께 제1베이스(331)가 이동하면서 제1이동블록(330) 전체가 이동할 수 있다.

제1베이스(331)는 제1이동블록(330)을 링크 어셈블리(350)와 연결할 수 있다. 도 8에 나타낸 바와 같이, 제1베이스(331)는 링크 어셈블리(350)의 복수 개의 중심부(3512) 중 어느 하나와 지지핀(3311)을 통해 연결될 수 있다. 제1베이스(331)의 적어도 일부는 링크 어셈블리(350)에 포함된 복수 개의 링크(3511) 사이에 위치하며 어느 하나의 중심부(3512)의 아래에서 중심부(3512)와 연결될 수 있다. 따라서 제1베이스(331)가 이동하면 링크 어셈블리(350)도 동일한 방향으로 이동하면서 펼쳐지거나 오므려질 수 있다.

제1무버(332)는 제1베이스(331)의 위에 지지되며 제1베이스(331)가 이동함에 따라 일체로 이동할 수 있다. 제1무버(332)는 스크류(320)를 기준으로 양측에 각각 구비될 수 있다. 제1무버(332)는 가이드 레일(360)과 연결될 수 있다. 도 5에는 가이드 레일(360)을 생략하였으나, 가이드 레일(360) 중 내측 가이드 레일(362)의 일단이 제1무버(332)에 고정될 수 있다. 따라서 제1이동블록(330)이 외측 가이드 레일(361)을 따라 이동하면 내측 가이드 레일(362)도 함께 이동하여, 도 11에 나타낸 바와 같이, 제1이동블록(330)의 이동 거리와 제2이동블록(340)의 이동 거리가 더해진 만큼 석션 컵(200)을 이동시킬 수 있다.

2개의 제1무버(332)의 일 방향(예를 들어 X축 방향)으로 외측에는 제1롤러(333)가 각각 구비될 수 있다. 제1롤러(333)는 제1무버(332)의 외측면에 위아래로 복수 개 구비될 수 있다. 도 5에는 가이드 레일(360)을 생략하였으나 위아래로 구비된 제1롤러(333) 사이에 가이드 레일(360) 중 외측 가이드 레일(361)이 위치할 수 있다(도 3 참조). 제1롤러(333)는 외측 가이드 레일(361)을 위아래로 끼워 지지하며, 외측 가이드 레일(361)의 상면과 하면 상에서 구름 운동할 수 있다.

제1가이드(335)는 제1무버(332)와 사이에 제1롤러(333)를 지지하도록 구비될 수 있다. 제1가이드(335)는 일 방향(예를 들어 X축 방향)으로 제1무버(332)의 외측에 구비되며 제1무버(332)와 함께 복수 개의 제1롤러(333)를 회전 가능하게 지지할 수 있다. 또한 제1가이드(335)의 일측에는 복수 개의 제2롤러(334)가 구비될 수 있다. 제2롤러(334)는 외측 가이드 레일(361)의 외측면 상에서 구름 운동할 수 있다.

제1이동블록(330)은 커넥터(321)와 연결되며 링크 어셈블리(350)와 연결되는 제1베이스(331), 제1베이스(331) 위에 장착되며 스크류(320)를 기준으로 양측에 각각 구비되는 2개의 제1무버(332), 제1무버(332)의 외측면에 구비되며 사이에 가이드 레일(360)이 위치하도록 위아래로 복수 개 구비되는 제1롤러(333), 제1무버(332)와 사이에서 제1롤러(333)를 회전 가능하게 지지하는 제1가이드(335) 및 제1가이드(335)에 회전 가능하게 구비되며 가이드 레일(360)의 외측면과 접촉하는 복수 개의 제2롤러(334)를 포함할 수 있다. 따라서 제1이동블록(330)은 액추에이터(310)의 동작에 따라 복수 개의 제1롤러(333) 및 복수 개의 제2롤러(334)를 통해 가이드 레일(360)을 따라 안정적으로 주행할 수 있다.

제2이동블록(340)은 스크류(320)의 동작에 따라 이동하면서 링크 어셈블리(350)를 동작시킬 수 있다. 제2이동블록(340)은 일측이 링크 어셈블리(350)와 연결될 수 있다. 제1이동블록(330)에 의해 링크 어셈블리(350)가 움직이면 링크 어셈블리(350)와 연결된 제2이동블록(340)이 이동하면서 링크 어셈블리(350)의 동작을 가이드할 수 있다. 따라서 제1이동블록(330)이 주동자가 되고, 제2이동블록(340)이 종동자가 될 수 있다. 제2이동블록(340)은 가이드 레일(360) 및 슬라이딩 구조체(380)에 의해 일 방향(예를 들어 Y축 방향)으로 곧게 이동할 수 있다. 예를 들어 제2이동블록(340)은 가이드 레일(360)의 내측 가이드 레일(362)에 의해 지지될 수 있다. 제2이동블록(340)은 제2베이스(341), 제2무버(342), 제3롤러(343)를 포함할 수 있다.

제2베이스(341)는 제2이동블록(340)의 제2무버(342), 제3롤러(343) 등 다른 구성을 지지할 수 있다. 도 5 및 도 8에 나타낸 바와 같이, 제2베이스(341)는 제2이동블록(340)의 아래에 구비되며 제2베이스(341)는 제2이동블록(340)을 링크 어셈블리(350)와 연결할 수 있다. 도 8에 나타낸 바와 같이, 제2베이스(341)는 링크 어셈블리(350)의 복수 개의 중심부(3512) 중 어느 하나와 지지핀(3411)을 통해 연결될 수 있다. 제2베이스(341)의 적어도 일부는 링크 어셈블리(350)에 포함된 복수 개의 링크(3511) 사이에 위치하며 어느 하나의 중심부(3512)의 아래에서 중심부(3512)와 연결될 수 있다. 제2베이스(341)가 연결되는 중심부(3512)는 제1베이스(331)가 연결되는 중심부(3512)보다 일 방향(예를 들어 Y축 방향)으로 전방에 위치할 수 있다. 제1이동블록(330)이 이동하여 링크 어셈블리(350)가 펼쳐지거나 오므려지면서 제2베이스(341)가 연결된 링크 어셈블리(350) 부분도 펼쳐지거나 오므려지면서 제2이동블록(340)이 이동할 수 있다.

제2무버(342)는 제2베이스(341)의 위에 지지되며 제2베이스(341)가 이동함에 따라 일체로 이동할 수 있다. 제2무버(342)는 스크류(320)를 기준으로 양측에 각각 구비될 수 있다. 제2무버(342)는 이격된 한 쌍의 플레이트를 포함할 수 있다.

2개의 제2무버(342)의 일 방향(예를 들어 X축 방향)으로 외측에는 제3롤러(343)가 각각 구비될 수 있다. 제3롤러(343)는 제2무버(342)의 사이에 위아래로 복수 개 구비될 수 있다. 도 5에는 가이드 레일(360)을 생략하였으나 위아래로 구비된 제3롤러(343) 사이에 가이드 레일(360) 중 내측 가이드 레일(362)이 위치할 수 있다(도 3 참조). 제3롤러(343)는 내측 가이드 레일(362)을 위아래로 끼워 지지하며, 내측 가이드 레일(362)의 상면과 하면 상에서 구름 운동할 수 있다.

제2이동블록(340)은 링크 어셈블리(350)와 연결되는 제2베이스(341), 제2베이스(341) 위에 장착되며 스크류(320)를 기준으로 양측에 각각 구비되는 2개의 제2무버(342), 제2무버(342)의 사이에 구비되며 사이에 가이드 레일(360)이 위치하도록 위아래로 복수 개 구비되는 제3롤러(343)를 포함할 수 있다. 따라서 제2이동블록(340)은 제1이동블록(330)의 동작에 수반하여 복수 개의 제3롤러(343)를 통해 가이드 레일(360)을 따라 안정적으로 주행할 수 있다.

도 10 및 도 11을 참조하여 제1이동블록(330)과 제2이동블록(340)의 동작을 보다 상세히 설명한다. 도 10에 나타낸 바와 같이, 석션 컵(200)이 최대한 내측에 위치하는 초기 상태에서 제1이동블록(330)은 액추에이터(310)와 인접하게 위치하고 제2이동블록(340)은 제1이동블록(330)의 바로 앞에 위치할 수 있다. 이 상태에서 외측 가이드 레일(361)과 내측 가이드 레일(362)은 각각의 선단이 동일한 위치에 있을 수 있다. 즉, 어느 하나의 가이드 레일(360)이 보다 앞으로 돌출되지 않아, 초기 상태에서 그리퍼(10)의 전체 길이를 줄일 수 있다.

이후 액추에이터(310)가 동작하면서 스크류(320)가 회전하면 스크류(320)에 연결된 커넥터(321)가 스크류(320)를 따라 앞으로 이동하고, 커넥터(321)와 연결된 제1이동블록(330)도 앞으로 이동한다. 그리고 제1이동블록(330)과 연결된 링크 어셈블리(350)의 일부가 펼쳐지고, 제1이동블록(330)에 고정된 내측 가이드 레일(362)도 앞으로 이동한다. 또한 링크 어셈블리(350)는 복수 개의 링크(3511)로 서로 연결되어 있으므로 링크 어셈블리(350)의 나머지 일부도 펼쳐지고, 링크 어셈블리(350)의 다른 부분과 연결된 제2이동블록(340)도 앞으로 이동하게 된다. 여기서 제2이동블록(340)은 내측 가이드 레일(362) 상에서 슬라이딩할 수 있다. 따라서 도 11에 나타낸 바와 같이, 내측 가이드 레일(362)이 외측 가이드 레일(361)보다 앞으로 더 이동한 형태가 되고, 석션 컵(200)이 전방으로 이동할 수 있다.

이와 같은 구성을 통해 그리퍼(10)는 석션 컵(200)을 병진 운동하기 위한 기구로서 이동 장치(300)의 전체 길이가 석션 컵(200)이 병진 운동하는 길이보다 짧게 구성할 수 있다.

링크 어셈블리(350)는 액추에이터(310)에 의해 펼쳐졌다 오므려지면서 석션 컵(200)을 대상체에 대해 접근시키거나 대상체를 파지한 상태에서 당기는 동작을 구현할 수 있다. 예를 들어 링크 어셈블리(350)는 복수 개의 링크가 접철식(folding)으로 동작 가능한 가위 구조(scissors mechanism)을 포함할 수 있다. 예를 들어 링크 어셈블리(350)는 2개 구비되고, 이동 장치(300)는 2개의 링크 어셈블리(350)의 변위를 조절해 석션 컵(200)을 회전시킬 수 있다.

링크 어셈블리(350)는 제1이동블록(330) 및 제2이동블록(340)과 각각 연결될 수 있다. 액추에이터(310)가 작동하여 제1이동블록(330)이 이동하면 제1이동블록(330)과 연결된 링크 어셈블리(350)의 일측이 펼쳐지거나 오므려질 수 있다. 그리고 링크 어셈블리(350)와 연결된 제2이동블록(340)이 이동하면서 링크 어셈블리(350)의 동작이 가이드될 수 있다. 링크 어셈블리(350)는 복수 개의 링크 구조체(351)를 포함할 수 있다.

링크 구조체(351)는 복수 개의 링크(3511)가 서로 회전 가능하게 연결되어, 일 방향(예를 들어 Y축 방향)으로 펼쳐지거나 오므려지는 동작을 구현할 수 있다. 예를 들어 복수 개의 링크 구조체(351)는 X자로 교차하여 배치되어 쌍을 이루는 2개의 링크(3511)가 반복하여 배치될 수 있다. 2개의 링크(3511)는 중심부(3512)에서 서로 회전 가능하게 연결될 수 있다. 또한 링크(3511)는 인접하는 다른 링크(3511)와 단부(3513)에 회전 가능하게 연결될 수 있다. 링크 어셈블리(350)가 오므려진 상태에서 복수 개의 링크 구조체(351)에 포함된 복수 개의 링크(3511)는 도 6에 나타낸 바와 같이, 접힌 상태를 유지할 수 있다. 이후 액추에이터(310)가 동작하면 복수 개의 링크(3511)가 중심부(3512) 및 단부(3513)를 기준으로 회전하면서 도 7에 나타낸 바와 같이 길이 방향으로 펼쳐질 수 있다. 이에 따라 링크 어셈블리(350)와 연결된 선단 구조체(370)가 움직이면서 석션 컵(200)이 움직일 수 있다.

링크 어셈블리(350)는 일단이 서포트(311)에 연결되고, 타단이 선단 구조체(370)와 연결될 수 있다. 도 8에 나타낸 바와 같이, 링크 어셈블리(350)의 일단에 구비된 중심부(3512)는 액추에이터(310)의 서포트(311)에 연결될 수 잇다. 또한 도 9에 나타낸 바와 같이, 링크 어셈블리(350)의 타단에 구비된 중심부(3512)는 선단 구조체(370)의 제1연결단(371)과 연결될 수 있다. 따라서 링크 어셈블리(350)는 그리퍼(10)의 길이 방향(예를 들어 Y축 방향)으로 양단이 서포트(311)와 제1연결단(371)에 연결된 상태에서 액추에이터(310)의 동작에 따라 펼쳐졌다 오므려졌다를 반복하여 석션 컵(200)을 병진 운동시킬 수 있다.

링크 어셈블리(350)는 제1베이스(331)를 통해 제1이동블록(330)과 연결될 수 있다. 도 8에 나타낸 바와 같이, 제1베이스(331)는 지지핀(3311)을 통해 링크 어셈블리(350)에 구비된 복수 개의 중심부(3512) 중 어느 하나와 연결될 수 있다. 여기서 해당 중심부(3512)는 링크 어셈블리(350)의 길이 방향으로 양단에 구비된 2개의 중심부(3512)를 제외한 나머지 중심부(3512) 중 어느 하나일 수 있다. 따라서 제1이동블록(330)이 이동하면 해당 중심부(3512)가 이동하면서 복수 개의 링크(3511)가 펼쳐지거나 오므려질 수 있다.

링크 어셈블리(350)는 제2베이스(341)를 통해 제2이동블록(340)과 연결될 수 있다. 도 8에 나타낸 바와 같이, 제2베이스(341)는 지지핀(3411)을 통해 링크 어셈블리(350)에 구비된 복수 개의 중심부(3512) 중 어느 하나와 연결될 수 있다. 여기서 해당 중심부(3512)는 링크 어셈블리(350)의 길이 방향으로 양단에 구비된 2개의 중심부(3512)를 제외한 나머지 중심부(3512) 중 어느 하나일 수 있다. 또한 해당 중심부(3512)는 제1베이스(331)와 연결된 중심부(3512)가 아닌 중심부(3512)일 수 있다. 따라서 제1이동블록(330)에 의해 복수 개의 링크(3511)가 이동하면서 제2베이스(341)와 연결된 중심부(3512)를 중심으로도 복수 개의 링크(3511)가 이동하고, 해당 중심부(3512)와 연결된 제2이동블록(340)이 링크 어셈블리(350)의 동작을 가이드할 수 있다. 제2이동블록(340)이 연결된 중심부(3512)는 제1이동블록(330)이 연결된 중심부(3512)보다 일 방향(예를 들어 Y축 방향)으로 전방에 위치할 수 있다.

가이드 레일(360)은 그리퍼(10)의 길이 방향(예를 들어 Y축 방향)으로 연장되며, 제1이동블록(330)과 제2이동블록(340)이 그리퍼(10)의 길이 방향을 따라 안정적으로 이동할 수 있도록 가이드 역할을 할 수 있다. 가이드 레일(360)은 1개의 이동 장치(300)마다 복수 개 구비될 수 있다. 예를 들어 도 3에 나타낸 바와 같이, 가이드 레일(360)은 내측 가이드 레일(362)과 외측 가이드 레일(361)을 포함할 수 있다.

내측 가이드 레일(362)은 스크류(320)를 기준으로 그리퍼(10)의 폭 방향(예를 들어 X축 방향)으로 이격되어 2개 구비될 수 있다. 2개의 내측 가이드 레일(362)은 각각 제2이동블록(340)을 지지할 수 있다. 제2이동블록(340)의 제3롤러(343)은 각각 내측 가이드 레일(362)의 상면 및 하면과 접촉한 상태에서 내측 가이드 레일(362)을 따라 이동할 수 있다.

외측 가이드 레일(361)은 2개의 내측 가이드 레일(362)에서 그리퍼(10)의 폭 방향으로 외측으로 이격되어 2개 구비될 수 있다. 2개의 외측 가이드 레일(361)은 각각 제1이동블록(330)을 지지할 수 있다. 제1이동블록(330)의 제1롤러(333) 및 제2롤러(334)는 각각 외측 가이드 레일(361)의 상면, 하면 및 측면과 접촉한 상태에서 외측 가이드 레일(361)을 따라 이동할 수 있다.

2개의 내측 가이드 레일(362)은 각각 제1이동블록(330)과 연결될 수 있다. 2개의 내측 가이드 레일(362)은 제1이동블록(330)의 제1베이스(331) 또는 제1무버(332)와 연결될 수 있다. 따라서 액추에이터(310)가 동작하여 제1이동블록(330)이 외측 가이드 레일(361)을 따라 이동하면, 내측 가이드 레일(362)도 제1이동블록(330)을 따라 이동할 수 있다. 그리고 제1이동블록(330)이 이동하면서 링크 어셈블리(350)가 펼쳐지거나 오므려지고, 링크 어셈블리(350)와 연결된 제2이동블록(340)이 내측 가이드 레일(362)을 따라 이동할 수 있다.

외측 가이드 레일(361)은 고정된 상태일 수 있다. 예를 들어 2개의 외측 가이드 레일(361)은 서포트(311)에 장착되어 고정될 수 있다. 따라서 액추에이터(310)가 작동할 때 외측 가이드 레일(361)은 고정되어 있으며, 외측 가이드 레일(361)에 대해 내측 가이드 레일(362)이 상대 운동할 수 있다.

가이드 레일(360)의 재질은 특별히 한정하지 않으며, 그리퍼(10)의 장시간의 반복 동작에도 형상을 유지할 수 있으며 강도가 높은 재질이면 충분하다. 예를 들어 가이드 레일(360)은 카본 튜브 또는 금속으로 이루어질 수 있다.

선단 구조체(370)는 석션 컵(200) 및 링크 어셈블리(350)와 연결되어, 링크 어셈블리(350)의 변위를 석션 컵(200)으로 전달할 수 있다. 선단 구조체(370)는 2개의 링크 어셈블리(350)와 각각 연결되며 링크 어셈블리(350)가 펼쳐지거나 오므려짐에 따라 병진 운동하거나 회전 운동하여 석션 컵(200)을 움직일 수 있다.

선단 구조체(370)는 제1연결단(371), 제2연결단(372), 제1회전링크(373), 제2회전링크(374)를 포함할 수 있다.

제1연결단(371)은 링크 어셈블리(350)를 제2연결단(372)과 연결할 수 있다. 제1연결단(371)은 각각의 링크 어셈블리(350)의 선단과 각각 연결되도록 2개 구비될 수 있다. 2개의 제1연결단(371)은 서로 다른 형상 및/또는 크기를 가질 수 있으며, 예를 들어 도 9에 나타낸 바와 같이, 2개의 제1연결단(371) 중 어느 하나의 제1연결단(371)이 전방으로 더 돌출된 형상을 가질 수 있다. 또한 해당 제1연결단(371)은 일단이 제2연결단(372)에 회전 가능하게 연결되며, 다른 제1연결단(371)은 제2회전링크(374)를 통해 제2연결단(372)과 연결될 수 있다.

제2연결단(372)은 석션 컵(200)과 연결되며 일측은 어느 하나의 제1연결단(371)과 연결되고 타측은 제2회전링크(374)를 통해 다른 하나의 제1연결단(371)과 연결될 수 있다. 예를 들어 도 9에 나타낸 바와 같이, 제2연결단(372)은 상단 일측이 어느 하나의 제1연결단(371)에 회전 가능하게 연결되고, 상단 타측이 제2회전링크(374)와 회전 가능하게 연결될 수 있다.

제1회전링크(373)는 일측이 어느 하나의 제1연결단(371)과 연결되고 타측이 제2회전링크(374)와 연결될 수 있다. 예를 들어 도 9에 나타낸 바와 같이, 제1회전링크(373)의 일단은 제2연결단(372)과 연결된 제1연결단(371)의 일측에 회전 가능하게 연결될 수 있다. 또한 제1회전링크(373)의 타단은 제2회전링크(374)의 양단 사이의 어느 지점에 연결될 수 있다.

제2회전링크(374)는 일측이 어느 하나의 제1연결단(371)과 연결되고 타측이 제2연결단(372)과 연결될 수 있다. 예를 들어 도 9에 나타낸 바와 같이, 제2회전링크(374)의 일단은 제2연결단(372)과 연결되지 않은 제1연결단(371)에 회전 가능하게 연결되고, 타단은 제2연결단(372)의 상단에 회전 가능하게 연결될 수 있다.

2개의 링크 어셈블리(350)가 동일한 변위만큼 병진 운동하면, 각각의 제1연결단(371)도 동일한 변위만큼 일 방향(예를 들어 Y축 방향)으로 이동할 수 있다. 따라서 제1회전링크(373) 및 제2회전링크(374)가 회전하지 않고 직진함으로써 제2연결단(372) 및 이와 연결된 석션 컵(200)도 직진하게 된다.

반면 2개의 링크 어셈블리(350)가 서로 다른 변위만큼 병진 운동하면, 각각의 제1연결단(371)에도 위치 차이가 발생하게 된다. 예를 들어 도 9에 나타낸 2개의 제1연결단(371) 중 위에 구비된 제1연결단(371)과 연결된 링크 어셈블리(350)가 전방으로 더 이동할 경우, 제1회전링크(373) 및 제2회전링크(374)가 회전하면서 제2연결단(372)이 반시계 방향으로 회전하게 된다. 따라서 석션 컵(200)도 반시계 방향으로 회전할 수 있다.

슬라이딩 구조체(380)는 가이드 레일(360)과 함께 제1이동블록(330) 및 제2이동블록(340)의 이동을 가이드하여, 링크 어셈블리(350)가 원활히 펼쳐지거나 오므려지도록 할 수 있다. 예를 들어 슬라이딩 구조체(380)는 링크 어셈블리(350)의 아래에 2개씩 구비되며 일 방향(예를 들어 Y축 방향)으로 연장될 수 있다. 슬라이딩 구조체(380)는 제2이동블록(340)의 제2베이스(341)와 연결될 수 있다.

슬라이딩 구조체(380)는 슬라이딩 레일(381) 및 슬라이더(382)를 포함할 수 있다. 슬라이딩 레일(381)은 각각의 링크 어셈블리(350)마다 그리퍼(10)의 폭 방향(예를 들어 X축 방향)으로 이격하여 2개씩 구비될 수 있다. 슬라이딩 레일(381)의 일단은 선단 구조체(370)의 제1연결단(371)에 고정될 수 있다. 슬라이더(382)는 슬라이딩 레일(381)을 따라 이동 가능하게 구비되며 제2이동블록(340)의 제2베이스(341)와 연결될 수 있다. 따라서 제2이동블록(340)이 슬라이딩 구조체(380)에 의해 일 방향으로 원활히 병진 운동할 수 있다.

석션 장치(400)는 석션 컵(200)에 음압을 공급할 수 있다. 석션 장치(400)는 도시하지 않은 음압원과 연결되어 석션 컵(200)이 대상체(O)와 접촉하면 석션 컵(200)에 음압을 공급해, 석션 컵(200)이 대상체(O)를 파지하도록 할 수 있다. 예를 들어 석션 장치(400)는 석션 컵(200)이 병진 운동하는 축과 동일한 축 상에 위치할 수 있다. 또한 석션 장치(400)는 2개의 이동 장치(300) 사이에 위치할 수 있다. 상기 음압원은 로봇 암(20) 또는 로봇(1)의 외부에 구비될 수 있으며, 석션 장치(400)는 상기 음압원에서 공급된 음압이 석션 컵(200)까지 압력 손실 없이 전달될 수 있도록 밀폐된 구조를 가질 수 있다. 또한 석션 장치(400)는 석션 컵(200)의 전후진에 따라 길이와 형상이 가변될 수 있는 탄성 재질의 공급관을 포함할 수 있다.

그리퍼(10)는 핑거(500)를 더 포함할 수 있다. 예를 들어 그리퍼(10)는 석션 컵(200)만으로 대상체(O)를 파지하거나, 핑거(500)만으로 대상체(O)를 파지하거나, 석션 컵(200)과 핑거(500) 모두를 이용해 대상체(O)를 파지할 수 있다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 핑거(500)는 하우징(100)의 일측과 타측에 각각 1개 배치되어 총 2개 구비될 수 있다. 핑거(500)는 하우징(100)의 지지 프레임(110)에 연결될 수 있다. 핑거(500)는 유압식 또는 전기식 실린더 또는 모터인 액추에이터를 포함하며, 상기 액추에이터의 동작에 따라 회전하는 링크 구조를 포함할 수 있다. 이러한 구조를 통해 2개의 핑거(500)가 회전하면서 대상체(O)를 파지하거나 릴리즈할 수 있다.

핑거(500)는 석션 컵(200)이 대상체(O)를 파지하기 위해 전진하거나 대상체(O)를 파지한 상태에서 끌어당길 때는 외측으로 벌어지는 플리핑(flipping) 모드를 구현할 수 있다. 따라서 석션 컵(200)이 동작할 때 대상체(O)와 핑거(500)가 간섭하지 않도록 할 수 있다.

다음 도 1 내지 도 17을 참조하여 일 실시예에 따른 그리퍼(10)의 동작을 설명한다.

먼저 도 14에 나타낸 바와 같이, 그리퍼(10)가 파지하기 위한 대상체(O)가 놓여진 스테이지 S1 근처로 이동한다. 컨트롤러(30)가 로봇 암(20)을 조종해 그리퍼(10)를 대상체(O)의 위에 위치시킬 수 있다. 이 상태에서 그리퍼(10)는 핑거(500)가 외측으로 벌어진 플리핑 모드를 유지할 수 있다. 또한 석션 컵(200)은 선단이 하우징(100)의 내측으로 들어간 상태일 수 있다. 또는 석션 컵(200)은 선단이 하우징(100)의 외측으로 돌출된 상태일 수 있다.

다음 도 15에 나타낸 바와 같이, 컨트롤러(30)가 그리퍼(10)에 파지 신호를 전달하고, 그리퍼(10)는 이동 장치(300)를 제어해 석션 컵(200)을 전진시켜 대상체(O)가 접촉시킨다. 석션 컵(200)의 전진 및 후진 상태는 도 10 및 도 11에 나타낸 바와 같다. 예를 들어 초기 상태에서 이동 장치(300)의 링크 어셈블리(350)는 완전히 접힌 상태를 유지할 수 있다. 또한 2개의 외측 가이드 레일(361) 및 2개의 내측 가이드 레일(362)은 어느 하나가 돌출되지 않고 동일한 위치에 있을 수 있다. 그리고 그리퍼(10)로부터 파지 신호를 받으면, 이동 장치(300)의 액추에이터(310)가 동작할 수 있다. 액추에이터(310)가 동작함에 따라 스크류(320)가 회전하면서 스크류(320)의 커넥터(321)가 전진하고, 커넥터(321)와 연결된 제1이동블록(330)이 전진할 수 있다. 제1이동블록(330)이 이동함에 따라 링크 어셈블리(350)의 복수 개의 링크 구조체(351)가 펼쳐지고, 제1이동블록(330)과 연결된 내측 가이드 레일(362)도 동일한 방향으로 이동한다. 그리고 링크 어셈블리(350)와 연결된 제2이동블록(340)이 이동하게 된다.

도 11에 나타낸 바와 같이, 제1이동블록(330)은 외측 가이드 레일(361)의 단부 근처까지 이동하고, 제2이동블록(340)은 내측 가이드 레일(362)의 단부 근처까지 이동할 수 있다. 제1이동블록(330)과 제2이동블록(340)이 전진함에 따라 링크 어셈블리(350)가 펼쳐지면서 링크 어셈블리(350)의 단부에 연결된 선단 구조체(370)가 이동하면서 석션 컵(200)을 전진시킬 수 있다.

만약 도 12에 나타낸 바와 같이, 대상체(O)가 경사면에 위치해 있거나 대상체(O)의 파지면이 석션 컵(200)의 병진 운동 방향(예를 들어 Y축 방향)에 대해 기울어져 있는 경우, 그리퍼(10)는 석션 컵(200)을 회전시킬 수 있다. 그리퍼(10)는 2개의 이동 장치(300) 중 1개(예를 들어 위에 구비된 이동 장치(300))를 나머지 이동 장치(300)보다 앞으로 더 전진시킬 수 있다. 따라서 어느 하나의 이동 장치(300)에 연결된 선단 구조체(370)의 제1연결단(371)이 앞으로 더 전진하게 된다. 그리고 제1회전링크(373), 제2회전링크(374)가 회전하면서 제2연결단(372)을 회전시켜, 최종적으로 석션 컵(200)이 대상체(O)의 파지면과 수직을 이룰 수 있다(도 13). 이 상태에서 2개의 이동 장치(300)가 이동하여, 석션 컵(200)의 선단이 대상체(O)와 접촉할 수 있다. 석션 컵(200)의 선단이 대상체(O)와 접촉하면, 그리퍼(10)는 석션 장치(400)를 제어해 석션 컵(200)에 음압을 공급하며, 석션 컵(200)은 대상체(O)를 흡착 지지할 수 있다.

다음 도 16에 나타낸 바와 같이, 그리퍼(10)가 이동 장치(300)를 제어해 석션 컵(200)을 후퇴시켜 대상체(O)를 집어올릴 수 있다. 여기서 석션 컵(200)은 선단이 핑거(500)의 단부보다 내측에 위치할 수 있다.

다음 도 17에 나타낸 바와 같이, 그리퍼(10)가 이동 장치(300)를 제어해 핑거(500)를 대상체(O)에 대해 회전시킬 수 있다. 석션 컵(200)이 대상체(O)를 흡착 지지한 상태에서 핑거(500)가 대상체(O)의 양측과 접촉하여 대상체(O)를 안정적으로 지지할 수 있다. 이 상태에서 로봇 암(20)이 움직여 그리퍼(10)와 대상체(O)를 원하는 위치로 이동시킬 수 있다.

이와 같이 그리퍼(10)는 복수 개의 링크(3511)가 가위 구조로 작동 가능한 링크 어셈블리(350)를 포함함으로써 석션 컵(200)의 병진 운동 및 회전 운동을 원활하게 구현할 수 있다. 또한 그리퍼(10)는 가이드 레일(360)이 일종의 프리즈매틱(prismatic) 구조를 가져, 이동 장치(300)의 전체 길이를 줄이면서도 석션 컵(200)의 병진 운동 길이를 충분히 확보할 수 있다.

도 18은 다른 실시예에 따른 그리퍼(10A)의 일부의 사시도를 나타내고, 도 19는 다른 실시예에 따른 그리퍼(10A)의 일부의 측면도를 나타낸다.

본 실시예에 따른 그리퍼(10A)는 전술한 실시예에 따른 그리퍼(10)와 비교했을 때, 이동 장치(300A)의 구성이 상이할 수 있다. 예를 들어 그리퍼(10A)는 제2이동블록(340)을 포함하지 않으며, 선단 구조체(370A) 및 슬라이딩 구조체(380A)의 구성이 상이할 수 있다. 본 실시예에 따른 그리퍼(10A)의 다른 구성은 그리퍼(10)의 다른 구성과 동일할 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위해 슬라이딩 구조체(380A)를 중심으로 설명한다. 또한 도 18 및 도 19에 나타내지 않은 구성은 전술한 실시예의 그리퍼(10)에 포함된 구성과 동일한 도면부호를 이용해 설명한다.

그리퍼(10A)는 로봇 암(20) 및 컨트롤러(30)를 포함하는 로봇(1)에 구비되며, 로봇 암(20)의 단부에 연결되어 대상체(O)를 파지할 수 있다.

그리퍼(10A)는 하우징(100), 석션 컵(200), 이동 장치(300A), 석션 장치(400) 및 핑거(500)를 포함할 수 있다.

이동 장치(300A)는 액추에이터(310A), 스크류(320A), 제1이동블록(330A), 링크 어셈블리(350A), 가이드 레일(360A), 선단 구조체(370A) 및 슬라이딩 구조체(380A)를 포함할 수 있다.

이동 장치(300A)는 제2이동블록(340)을 포함하지 않으며, 슬라이딩 구조체(380A)는 가이드 레일(360A)에 구비될 수 있다. 예를 들어 도 18에 나타낸 바와 같이, 슬라이딩 구조체(380A)의 슬라이딩 레일(381A)은 2개의 내측 가이드 레일(372A)의 아래에 각각 장착될 수 있다. 그리고 슬라이더(382A)는 슬라이딩 레일(381)의 아래에서 주행 가능하며 선단 구조체(370A)의 제1연결단(371)과 연결될 수 있다.

그리퍼(10A)의 동작을 설명하면 다음과 같다. 액추에이터(310A)가 동작하면 스크류(320A)가 회전하면서 제1이동블록(330A)이 외측 가이드 레일(361A)을 따라 움직일 수 있다. 제1이동블록(330A)이 움직임에 따라 제1이동블록(330A)과 연결된 링크 어셈블리(350A)가 펼쳐지거나 오므려지며, 내측 가이드 레일(362A)이 움직일 수 있다. 또한 내측 가이드 레일(362A)의 아래에 장착된 슬라이더(382A)가 슬라이딩 레일(381A)을 따라 이동하면서 제1연결단(371A)이 움직여 석션 컵(200A)이 병진 운동 또는 회전 운동할 수 있다.

이와 같이 그리퍼(10A)는 제2이동블록(340)을 포함하지 않음으로써 이동 장치(300A)의 구조 및 연결 관계를 단순화하면서도, 슬라이딩 구조체(380A)를 가이드 레일(360A)의 아래에 구비하여 링크 어셈블리(350A)가 원활히 펼쳐지고 오므려지도록 할 수 있다.

이와 같이 도면에 도시된 실시예를 참고로 본 발명을 설명하였으나, 이는 예시에 불과하다. 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 갖는 자라면 실시예로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 충분히 이해할 수 있다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위에 기초하여 정해져야 한다.

1: 로봇
10: 그리퍼
20: 로봇 암
30: 컨트롤러
100: 하우징
200: 석션 컵
300: 이동 장치
400: 석션 장치
500: 핑거

Claims (5)

1. 음압원과 연결되어 대상체를 지지하는 석션 컵; 및
   상기 석션 컵을 이동시키는 이동 장치;를 포함하고,
   상기 이동 장치는
   스크류를 구비하는 액추에이터;
   상기 스크류의 회전에 따라 이동하는 제1이동블록;
   일단부가 상기 석션 컵과 연결되고, 상기 제1이동블록에 의해 접히거나 펼쳐지며, 복수 개의 링크가 회전 가능하게 교차하는 복수 개의 링크 구조체를 포함하고, 상기 복수 개의 링크 구조체는 각각의 링크가 인접하는 링크 구조체에 포함된 각각의 링크에 회전 가능하게 연결되는 링크 어셈블리;를 포함하고,
   상기 제1이동블록은 상기 복수 개의 링크 구조체 중 하나 이상의 링크 구조체의 중심부와 연결되며, 상기 액추에이터가 동작하면 상기 복수 개의 링크 구조체를 접거나 펼쳐 상기 석션 컵을 이동시키고,
   상기 링크 어셈블리는 2개 구비되고,
   상기 이동 장치는 상기 2개의 링크 어셈블리의 변위를 조절해 상기 석션 컵을 회전시키는, 그리퍼.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 그리퍼는
   상기 제1이동블록에 삽입되며 고정되어 있는 외측 가이드 레일; 및
   상기 제1이동블록과 일체로 이동하는 내측 가이드 레일;을 포함하고,
   상기 제1이동블록이 이동하면서 상기 내측 가이드 레일이 상기 외측 가이드 레일에 대해 상대 운동하는, 그리퍼.
4. 음압원과 연결되어 대상체를 지지하는 석션 컵; 및
   상기 석션 컵을 이동시키는 이동 장치;를 포함하고,
   상기 이동 장치는
   스크류를 구비하는 액추에이터;
   상기 스크류의 회전에 따라 이동하는 제1이동블록;
   일단부가 상기 석션 컵과 연결되고, 상기 제1이동블록에 의해 접히거나 펼쳐지며, 복수 개의 링크가 회전 가능하게 교차하는 복수 개의 링크 구조체를 포함하고, 상기 복수 개의 링크 구조체는 각각의 링크가 인접하는 링크 구조체에 포함된 각각의 링크에 회전 가능하게 연결되는 링크 어셈블리;를 포함하는 그리퍼로서,
   상기 제1이동블록은 상기 복수 개의 링크 구조체 중 하나 이상의 링크 구조체의 중심부와 연결되며, 상기 액추에이터가 동작하면 상기 복수 개의 링크 구조체를 접거나 펼쳐 상기 석션 컵을 이동시키고,
   상기 그리퍼는
   상기 제1이동블록에 삽입되며 고정되어 있는 외측 가이드 레일; 및
   상기 제1이동블록과 일체로 이동하는 내측 가이드 레일;을 포함하고,
   상기 제1이동블록이 이동하면서 상기 내측 가이드 레일이 상기 외측 가이드 레일에 대해 상대 운동하고,
   상기 그리퍼는
   상기 제1이동블록과 연결된 링크 구조체가 아닌 다른 링크 구조체와 연결되며 상기 내측 가이드 레일을 따라 이동하는 제2이동블록;
   상기 링크 어셈블리의 아래에 구비되며 상기 제2이동블록과 연결되는 슬라이더가 슬라이딩 레일을 따라 이동하는 슬라이딩 구조체; 및
   상기 링크 어셈블리의 변위를 상기 석션 컵으로 전달하며 상기 슬라이딩 레일이 연결되는 선단 구조체;를 포함하는, 그리퍼.
5. 음압원과 연결되어 대상체를 지지하는 석션 컵; 및
   상기 석션 컵을 이동시키는 이동 장치;를 포함하고,
   상기 이동 장치는
   스크류를 구비하는 액추에이터;
   상기 스크류의 회전에 따라 이동하는 제1이동블록;
   일단부가 상기 석션 컵과 연결되고, 상기 제1이동블록에 의해 접히거나 펼쳐지며, 복수 개의 링크가 회전 가능하게 교차하는 복수 개의 링크 구조체를 포함하고, 상기 복수 개의 링크 구조체는 각각의 링크가 인접하는 링크 구조체에 포함된 각각의 링크에 회전 가능하게 연결되는 링크 어셈블리;를 포함하는 그리퍼로서,
   상기 제1이동블록은 상기 복수 개의 링크 구조체 중 하나 이상의 링크 구조체의 중심부와 연결되며, 상기 액추에이터가 동작하면 상기 복수 개의 링크 구조체를 접거나 펼쳐 상기 석션 컵을 이동시키고,
   상기 그리퍼는
   상기 제1이동블록에 삽입되며 고정되어 있는 외측 가이드 레일; 및
   상기 제1이동블록과 일체로 이동하는 내측 가이드 레일;을 포함하고,
   상기 제1이동블록이 이동하면서 상기 내측 가이드 레일이 상기 외측 가이드 레일에 대해 상대 운동하고,
   상기 그리퍼는
   상기 링크 어셈블리의 아래에 구비되며 상기 내측 가이드 레일과 연결되는 슬라이더가 슬라이딩 레일을 따라 이동하는 슬라이딩 구조체; 및
   상기 링크 어셈블리의 변위를 상기 석션 컵으로 전달하며 상기 슬라이딩 레일이 연결되는 선단 구조체;를 포함하는, 그리퍼.

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