KR102622826B1 - Rotating electric gripper for robot mounting - Google Patents
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Abstract
로봇 장착용 회전형 전동 그리퍼가 개시된다. 상기 로봇 장착용 회전형 전동 그리퍼는, 회전축상에 웜기어가 구비되고 구동력을 제공하는 구동부; 상기 웜기어와 맞물려 회전하도록 회전축 부분 외주면 일부에 웜휠 형상의 기어홈이 형성되고, 단부에 파지대상물을 파지하는 핑거가 구비되며, 상기 웜기어 양측으로 대향되게 배치되는 한 쌍의 링크; 및 일측에 상기 구동부가 설치되고, 타측에 상기 한 쌍의 링크가 축결합되는 하우징;을 포함할 수 있다.A rotary electric gripper for robot mounting is disclosed. The rotary electric gripper for mounting a robot includes a drive unit provided with a worm gear on a rotation axis and providing driving force; A worm wheel-shaped gear groove is formed on a portion of the outer peripheral surface of the rotating shaft to rotate in engagement with the worm gear, and fingers for gripping objects are provided at the ends, and a pair of links are disposed oppositely on both sides of the worm gear; and a housing in which the driving unit is installed on one side and the pair of links are axially coupled to the other side.
Description
본 발명은 로봇 장착용 회전형 전동 그리퍼에 관한 것으로, 더욱 구체적으로 설명하면, 링크 사이의 공간을 없애 협착 사고를 방지하고, 링크의 회전축 부분 일측에 웜휠 형상의 기어홈을 형성하여 구동부의 웜기어와 별도의 매개체 없이 직접 맞물려 회전 동작하도록 이루어짐으로써, 구성 부품을 최소화할 수 있고 부피 및 무게를 감소시킬 수 있는 로봇 장착용 회전형 전동 그리퍼에 관한 것이다.The present invention relates to a rotary electric gripper for mounting on a robot. More specifically, the present invention relates to a rotary electric gripper for mounting a robot. To be more specific, it prevents pinching accidents by eliminating the space between the links, and forms a worm wheel-shaped gear groove on one side of the rotation axis of the link to connect the worm gear of the driving part and the worm gear of the driving part. It relates to a rotary electric gripper for robot mounting that can minimize component parts and reduce volume and weight by directly engaging and rotating without a separate medium.
반도체 제조설비, 자동차 부품 등의 조립공정 및 공작기계 등 거의 모든 산업분야에서 소재, 가공품, 완성제품 등을 핸들링하기 위한 로봇의 사용이 보편화되고 있다. 그리고 산업용 로봇은 비전(vision) 기술의 발달로 그 적용이 더욱 정밀한 작업 영역까지 확대되고 있다.The use of robots to handle materials, processed products, and finished products is becoming common in almost all industrial fields, including semiconductor manufacturing facilities, assembly processes for automobile parts, and machine tools. And the application of industrial robots is expanding to more precise work areas due to the development of vision technology.
일반적으로 자동화 공장이나 정밀 부품의 조립 또는 차량 부품조립 및 제조하기 위한 공정에서는 각종 부품의 이송 또는 조립 및 제조에 따라 부품을 그립하기 위해 로봇에 엔드이펙터로써 장착되는 그리퍼가 있다.Generally, in automated factories, assembly of precision parts, or processes for assembling and manufacturing vehicle parts, there is a gripper mounted on a robot as an end effector to grip parts during the transfer or assembly and manufacturing of various parts.
한편, 종래에는 3개의 자유도를 갖는 '그리퍼(대한민국 등록특허 10-2269012)'가 제안된 바 있다.Meanwhile, a 'gripper (Korean registered patent 10-2269012)' with three degrees of freedom has been previously proposed.
이러한 종래의 그리퍼는 구동부로부터 구동력을 제공받아 복수 개의 링크가 회동하여 핑거가 파지대상물을 파지하도록 이루어진다.This conventional gripper receives driving force from a driving unit and rotates a plurality of links so that the fingers grip the object to be gripped.
하지만 종래의 그리퍼의 경우 복수 개의 링크가 각각 설정간격만큼 이격된 상태로 회동됨으로써 링크들 사이에 공간이 형성되어 작업자 또는 주변 사물의 협착 사고가 발생할 수 있는 구조적인 문제를 가지고 있다.However, the conventional gripper has a structural problem in that a plurality of links are rotated at a set interval, thereby forming a space between the links, which may cause a pinching accident for workers or surrounding objects.
또한, 구동부에 의해 회동하는 링크는 웜기어 방식에 의해 회동가능하도록 이루어지는데, 이 경우, 기본적으로 구동부에 축결합된 웜기어, 웜기어에 맞물려 회전하는 웜휠, 웜휠에 축결합되는 링크를 포함하여 구성됨으로써, 구조가 복잡하고 부피 및 무게가 증가하는 문제가 있다.In addition, the link rotated by the driving unit is made to be rotatable by a worm gear method. In this case, it basically includes a worm gear axially coupled to the driving unit, a worm wheel rotating in engagement with the worm gear, and a link axially coupled to the worm wheel, The structure is complex and there is a problem of increased volume and weight.
또한, 구동부로터 제공받은 구동력이 파지대상물을 파지하는 핑거까지 전달되는 과정에서 구동력 손실이 발생할 수 있고, 복잡한 구조에 따라 진동 및 소음이 발생할 수밖에 없는 문제를 가지고 있다.In addition, a loss of driving force may occur in the process where the driving force provided from the driving unit is transmitted to the fingers that grip the object to be grasped, and there is a problem that vibration and noise are inevitably generated due to the complex structure.
따라서, 협착 사고를 방지하고, 간소화된 구조로서 부피와 무게를 줄일 수 있는 그리퍼 개발이 시급한 실정이다.Therefore, there is an urgent need to develop a gripper that can prevent pinching accidents and reduce volume and weight with a simplified structure.
본 발명의 목적은, 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 링크 사이의 공간을 없애 협착 사고를 방지하고, 링크의 회전축 부분 일측에 웜휠 형상의 기어홈을 형성하여 구동부의 웜기어와 별도의 매개체 없이 직접 맞물려 회전 동작하도록 이루어짐으로써, 구성 부품을 최소화할 수 있고 부피 및 무게를 감소시킬 수 있는 로봇 장착용 회전형 전동 그리퍼를 제공하는 데 있다.The purpose of the present invention is to solve this problem, by eliminating the space between the links to prevent a pinched accident, and by forming a worm wheel-shaped gear groove on one side of the rotation axis of the link to engage directly with the worm gear of the driving part without a separate medium. The object is to provide a rotary electric gripper for robot mounting that can minimize component parts and reduce volume and weight by operating in rotation.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 로봇 장착용 회전형 전동 그리퍼는, 회전축상에 웜기어가 구비되고 구동력을 제공하는 구동부; 상기 웜기어와 맞물려 회전하도록 회전축 부분 외주면 일부에 웜휠 형상의 기어홈이 형성되고, 단부에 파지대상물을 파지하는 핑거가 구비되며, 상기 웜기어 양측으로 대향되게 배치되는 한 쌍의 링크; 및 일측에 상기 구동부가 설치되고, 타측에 상기 한 쌍의 링크가 축결합되는 하우징;을 포함할 수 있다.A rotary electric gripper for mounting a robot according to an embodiment of the technical idea of the present invention for achieving the above object includes a drive unit provided with a worm gear on a rotation axis and providing driving force; A worm wheel-shaped gear groove is formed on a portion of the outer peripheral surface of the rotating shaft to rotate in engagement with the worm gear, and fingers for gripping objects are provided at the ends, and a pair of links are disposed oppositely on both sides of the worm gear; and a housing in which the driving unit is installed on one side and the pair of links are axially coupled to the other side.
또한, 상기 링크는, 양측으로 대향되는 각각이 상기 웜기어에 대응하도록 서로 다른 위치에 기어홈이 형성될 수 있다.Additionally, the link may have gear grooves formed at different positions so that opposing sides on both sides correspond to the worm gear.
또한, 상기 핑거는, 내측을 향해 곡선으로 절곡된 곡선형 막대로 이루어질 수 있다.Additionally, the finger may be made of a curved bar bent in a curve toward the inside.
또한, 상기 로봇 장착용 회전형 전동 그리퍼는, 상기 링크의 기어홈 부분과 상기 웜기어가 상호간 밀착될 수 있도록 함으로써 상기 웜기어와 상기 기어홈에 대한 백래시를 제거하기 위한 텐션부를 더 포함할 수 있다.In addition, the rotary electric gripper for robot mounting may further include a tension portion for eliminating backlash between the worm gear and the gear groove by allowing the gear groove portion of the link and the worm gear to come into close contact with each other.
또한, 상기 텐션부는, 일단은 상기 하우징 일측에 고정되고, 타단은 상기 링크 일측에 고정되되, 상기 링크가 회전 시 직선방향으로 길이가 신장되는 제1텐션부; 및 일단은 상기 하우징 일측에 고정되고, 타단은 상기 링크의 회전축을 중심을 향해 원을 그리 듯 권취된 형태로 고정되되, 상기 링크가 회전 시 회전방향으로 확장되면서 권취 간격이 벌어지는 제2텐션부;를 포함할 수 있다.In addition, the tension unit includes: a first tension unit, one end of which is fixed to one side of the housing and the other end of which is fixed to one side of the link, and which extends in length in a straight direction when the link rotates; and a second tension part, one end of which is fixed to one side of the housing and the other end of which is wound in a circular shape toward the center of the rotation axis of the link, and which expands in the rotation direction when the link rotates, thereby widening the winding gap; may include.
또한, 상기 제1텐션부는, 코일스프링으로 이루어지고, 상기 제2텐션부는, 태엽스프링으로 이루어질 수 있다.Additionally, the first tension part may be made of a coil spring, and the second tension part may be made of a spring spring.
또한, 상기 링크의 회전축상에는, 상기 링크 상부와 하부에 각각 스러스트 베어링이 구비되고, 상기 스러스트 베어링을 가압하여 백래시 제거하기 위한 예압 볼트가 체결될 수 있다.Additionally, on the rotation axis of the link, thrust bearings are provided at the upper and lower parts of the link, respectively, and preload bolts may be fastened to remove backlash by pressurizing the thrust bearing.
또한, 상기 로봇 장착용 회전형 전동 그리퍼는, 상기 링크의 회전 위치 정보를 획득하기 위한 엔코더부를 더 포함하고, 상기 엔코더부는, 상기 링크의 회전축과 인접한 위치에 설치되는 기어부재; 및 상기 기어부재와 맞물려 회전하도록 상기 하우징 일측에 설치되어 상기 링크의 회전 정보를 획득하는 절대 엔코더;를 포함할 수 있다.In addition, the rotary electric gripper for mounting a robot further includes an encoder unit for obtaining rotational position information of the link, wherein the encoder unit includes a gear member installed at a position adjacent to the rotation axis of the link; And an absolute encoder installed on one side of the housing to rotate in engagement with the gear member to obtain rotation information of the link.
또한, 상기 로봇 장착용 회전형 전동 그리퍼는, 상기 하우징 일측에 설치되고, 파지대상물의 파지 영상을 촬영하기 위한 카메라부를 더 포함할 수 있다.In addition, the rotary electric gripper for robot mounting is installed on one side of the housing and may further include a camera unit for capturing an image of the gripping object.
또한, 상기 카메라부는, 상기 하우징 일측에 설치되는 싱글 카메라 또는 상기 하우징 일측 및 타측에 설치되는 스테레오 카메라로 구성될 수 있다.Additionally, the camera unit may consist of a single camera installed on one side of the housing or a stereo camera installed on one side and the other side of the housing.
또한, 상기 링크는, 상기 웜기어와 맞물려 회전하도록 회전축 부분 외주면 일부에 웜휠 형상의 기어홈이 형성된 이너 링크; 및 상기 이너 링크와 밀착되도록 상기 이너 링크 외측에 배치되는 아우터 링크;를 포함하고, 상기 핑거는, 상기 이너 링크 및 상기 아우터 링크 단부에 각각이 축결합되어 파지대상물을 평행한 위치에서 파지하도록 이루어질 수 있다.In addition, the link includes an inner link having a worm wheel-shaped gear groove formed on a portion of the outer peripheral surface of the rotation shaft portion to rotate in engagement with the worm gear; and an outer link disposed outside the inner link so as to be in close contact with the inner link, wherein the fingers are axially coupled to ends of the inner link and the outer link, respectively, to grip the object to be held in a parallel position. there is.
또한, 상기 링크는, 양측으로 대향되는 각각이 상기 웜기어에 대응하도록 서로 다른 위치에 기어홈이 형성될 수 있다.Additionally, the link may have gear grooves formed at different positions so that opposing sides on both sides correspond to the worm gear.
또한, 상기 로봇 장착용 회전형 전동 그리퍼는, 상기 이너 링크와 상기 아우터 링크가 상호간 밀착될 수 있도록 하여 상기 웜기어와 상기 기어홈에 대한 백래시를 제거하기 위한 제3텐션부를 더 포함하고, 상기 제3텐션부는, 일단은 상기 이너 링크 내측에 고정되고, 타단은 상기 아우터 링크 내측에 고정되되, 상기 링크가 회전 시 직선방향으로 길이가 신장될 수 있다.In addition, the rotary electric gripper for robot mounting further includes a third tension part for eliminating backlash between the worm gear and the gear groove by allowing the inner link and the outer link to come into close contact with each other, and the third tension part One end of the tension portion is fixed to the inside of the inner link, and the other end is fixed to the inside of the outer link, and may be extended in length in a straight direction when the link rotates.
또한, 상기 하우징과 상기 아우터 링크가 축결합되는 부분과 상기 아우터 링크와 상기 핑거가 축결합되는 부분에는, 상기 아우터 링크 상부와 하부에 각각 스러스트 베어링이 구비되고, 상기 스러스트 베어링을 가압하여 백래시 제거하기 위한 예압 볼트가 체결될 수 있다.In addition, thrust bearings are provided at the upper and lower parts of the outer link at the portion where the housing and the outer link are axially coupled and the portion where the outer link and the finger are axially coupled, and backlash is removed by pressing the thrust bearing. A preload bolt can be fastened.
또한, 상기 로봇 장착용 회전형 전동 그리퍼는, 상기 링크의 회전 위치 정보를 획득하기 위한 엔코더부를 더 포함하고, 상기 엔코더부는, 상기 이너 링크의 회전축과 인접한 위치에 설치되는 기어부재; 및 상기 기어부재와 맞물려 회전하도록 상기 하우징 일측에 설치되어 상기 링크의 회전 정보를 획득하는 절대 엔코더;를 포함할 수있다.In addition, the rotary electric gripper for mounting a robot further includes an encoder unit for obtaining rotational position information of the link, wherein the encoder unit includes a gear member installed at a position adjacent to the rotation axis of the inner link; And an absolute encoder installed on one side of the housing to rotate in engagement with the gear member to obtain rotation information of the link.
또한, 상기 로봇 장착용 회전형 전동 그리퍼는, 상기 하우징 일측에 설치되고, 파지대상물의 파지 영상을 촬영하기 위한 카메라부를 더 포함할 수 있다.In addition, the rotary electric gripper for robot mounting is installed on one side of the housing and may further include a camera unit for capturing an image of the gripping object.
또한, 상기 카메라부는, 상기 하우징 일측에 설치되는 싱글 카메라 또는 상기 하우징 일측 및 타측에 설치되는 스테레오 카메라로 구성될 수 있다.Additionally, the camera unit may consist of a single camera installed on one side of the housing or a stereo camera installed on one side and the other side of the housing.
또한, 상기 로봇 장착용 회전형 전동 그리퍼는, 상기 링크의 회전 동작에 따른 파지력을 측정하기 위한 모멘트 측정장치를 더 포함할 수 있다.In addition, the rotary electric gripper for robot mounting may further include a moment measuring device for measuring the gripping force according to the rotational motion of the link.
또한, 상기 모멘트 측정장치는, 정전방식 또는 스트레인 게이지 중 어느 하나일 수 있다.Additionally, the moment measuring device may be either an electrostatic type or a strain gauge.
또한, 상기 모멘트 측정장치는, 상기 이너 링크 내측에 설치되어 상기 링크 회전 동작에 따른 파지 동작 시 상기 이너 링크에 작용하는 휨에 의해 발생되는 상기 이너 링크와의 간격을 통해 핑거의 파지력을 측정할 수 있다.In addition, the moment measuring device is installed inside the inner link and can measure the gripping force of the finger through the gap with the inner link generated by bending acting on the inner link during a gripping operation according to the link rotation motion. there is.
또한, 상기 모멘트 측정장치는, 상기 이너 링크 일측에 고정되되, 상기 이너 링크와 이격되게 설치되는 PCB 패널; 및 상기 PCB 패널 일면에 설치되고, 상기 이너 링크와의 간격을 감지하는 거리감지센서;를 포함할 수 있다.In addition, the moment measuring device includes a PCB panel fixed to one side of the inner link and installed to be spaced apart from the inner link; and a distance detection sensor installed on one side of the PCB panel and detecting the gap with the inner link.
또한, 상기 거리감지센서는, 상기 PCB 패널상에서 상측과 하측에 각각 설정거리를 두고 이격되게 2개가 설치될 수 있다.Additionally, two distance detection sensors may be installed on the upper and lower sides of the PCB panel, spaced apart from each other at a set distance.
또한, 상기 거리감지센서는, 2개가 서로 이격되게 설치되어 상호간 측정값의 차이에 따른 보상을 통해 핑거의 파지력을 측정할 수 있다.In addition, two distance detection sensors are installed spaced apart from each other and can measure the gripping force of the fingers by compensating for the difference in measurement values between them.
또한, 상기 로봇 장착용 회전형 전동 그리퍼는, 양측의 상기 링크 사이에 힌지결합되어 상기 핑거와 함께 파지대상물을 3점에서 파지할 수 있도록 하는 3점파지링크를 더 포함할 수 있다.In addition, the rotary electric gripper for robot mounting may further include a three-point gripping link that is hinged between the links on both sides and allows the gripping object to be gripped at three points together with the fingers.
또한, 상기 3점파지링크는, 양측의 상기 아우터 링크에 각각 힌지결합되는 제1링크; 및 양측의 상기 제1링크를 연결하도록 힌지결합되고 수평되게 위치되는 제2링크;를 포함하고, 상기 링크가 오픈 시 상기 제2링크가 하강된 상태가 되고, 상기 링크가 클로즈 시 상기 제2링크가 상승된 상태가 될 수 있다.In addition, the three-point grip link includes a first link each hinged to the outer links on both sides; and a second link that is hinged and positioned horizontally to connect the first link on both sides, wherein when the link is open, the second link is in a lowered state, and when the link is closed, the second link is may be in an elevated state.
본 발명에 따른 로봇 장착용 회전형 전동 그리퍼는, 복수 개의 링크가 서로 밀착된 상태로 체결되는 구조로 이루어짐으로써 링크 사이의 공간을 없앨 수 있어 협착 사고를 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.The rotary electric gripper for robot mounting according to the present invention has a structure in which a plurality of links are fastened in close contact with each other, so that the space between the links can be eliminated, which has the effect of preventing pinching accidents in advance.
또한, 링크의 회전축 부분 일측에 웜휠 형상의 기어홈을 형성하여 웜휠과 링크가 하나의 몸체로 이루어지도록 구성하여 구동부의 웜기어와 별도의 매개체 없이 직접 맞물려 회전 동작하도록 이루어짐으로써, 구성 부품을 최소화할 수 있고 부피 및 무게를 감소시킬 수 있고, 진동 및 소음을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, a worm wheel-shaped gear groove is formed on one side of the rotation axis of the link so that the worm wheel and the link are made of one body, so that they are directly engaged and rotated without a separate medium with the worm gear of the driving part, thereby minimizing the number of component parts. It can reduce volume and weight, and has the effect of reducing vibration and noise.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 장착용 회전형 전동 그리퍼 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 장착용 회전형 전동 그리퍼 정단면도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 링크의 사시도.
도 4는 제1텐션부의 요부확대 단면도.
도 5는 제2텐션부의 요부확대 단면도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 엔코더부의 요부확대 사시도.
도 7 내지 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라부를 통한 촬영 모습 예시도.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 로봇 장착용 회전형 전동 그리퍼 사시도.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 로봇 장착용 회전형 전동 그리퍼 정단면도.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 링크의 사시도.
도 12는 제3텐션부의 요부확대 단면도.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 엔코더부의 요부확대 사시도.
도 14는 모멘트 측정장치 요부확대 단면도.
도 15 내지 도 16은 본 발명의 다른 실시예에 따른 카메라부를 통한 촬영 모습 예시도.
도 17은 3점파지링크가 구비된 본 발명의 다른 실시예에 따른 로봇 장착용 회전형 전동 그리퍼 작동상태 단면도.Figure 1 is a perspective view of a rotary electric gripper for mounting a robot according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a front cross-sectional view of a rotary electric gripper for mounting a robot according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a perspective view of a link according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is an enlarged cross-sectional view of the main part of the first tension portion.
Figure 5 is an enlarged cross-sectional view of the main part of the second tension portion.
Figure 6 is an enlarged perspective view of the main part of the encoder unit according to an embodiment of the present invention.
Figures 7 and 8 are exemplary views of shooting through a camera unit according to an embodiment of the present invention.
Figure 9 is a perspective view of a rotary electric gripper for mounting a robot according to another embodiment of the present invention.
Figure 10 is a front cross-sectional view of a rotary electric gripper for mounting a robot according to another embodiment of the present invention.
Figure 11 is a perspective view of a link according to another embodiment of the present invention.
Figure 12 is an enlarged cross-sectional view of the main part of the third tension portion.
Figure 13 is an enlarged perspective view of the main part of the encoder unit according to another embodiment of the present invention.
Figure 14 is an enlarged cross-sectional view of the main part of the moment measuring device.
Figures 15 and 16 are exemplary views of shooting through a camera unit according to another embodiment of the present invention.
Figure 17 is a cross-sectional view of the operating state of a rotary electric gripper for mounting a robot according to another embodiment of the present invention equipped with a three-point gripping link.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 도면에 기재된 내용을 참조하여야 한다.In order to fully understand the present invention, its operational advantages, and the objectives achieved by practicing the present invention, reference should be made to the accompanying drawings and the contents described in the drawings illustrating preferred embodiments of the present invention.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.Hereinafter, the present invention will be described in detail by explaining preferred embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings. The same reference numerals in each drawing indicate the same member.
본 발명의 로봇 장착용 회전형 전동 그리퍼는, 링크 사이의 공간을 없애 협착 사고를 방지하고, 링크의 회전축 부분 일측에 웜휠 형상의 기어홈을 형성하여 구동부의 웜기어와 별도의 매개체 없이 직접 맞물려 회전 동작하도록 이루어짐으로써, 구성 부품을 최소화할 수 있고 부피 및 무게를 감소시킬 수 있는 로봇 장착용 회전형 전동 그리퍼에 관한 것이다.The rotary electric gripper for robot mounting of the present invention prevents pinching accidents by eliminating the space between the links, and forms a worm wheel-shaped gear groove on one side of the rotation axis of the link, so that it engages directly with the worm gear of the driving part without a separate medium to rotate. It relates to a rotary electric gripper for robot mounting that can minimize component parts and reduce volume and weight by doing so.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 장착용 회전형 전동 그리퍼 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 장착용 회전형 전동 그리퍼 정단면도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 링크의 사시도이고, 도 4는 제1텐션부의 요부확대 단면도이며, 도 5는 제2텐션부의 요부확대 단면도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 엔코더부의 요부확대 사시도이며, 도 7 내지 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라부를 통한 촬영 모습 예시도이다.Figure 1 is a perspective view of a rotary electric gripper for mounting on a robot according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a front cross-sectional view of a rotary electric gripper for mounting on a robot according to an embodiment of the present invention, and Figure 3 is an embodiment of the present invention. It is a perspective view of a link according to an embodiment, Figure 4 is an enlarged cross-sectional view of the main part of the first tension part, Figure 5 is an enlarged cross-sectional view of the main part of the second tension part, and Figure 6 is an enlarged perspective view of the main part of the encoder part according to an embodiment of the present invention. , Figures 7 and 8 are exemplary views of shooting through a camera unit according to an embodiment of the present invention.
도 1 내지 도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 장착용 회전형 전동 그리퍼(이하, '그리퍼'라 함. 10)는 크게 구동부(100), 링크(200) 및 하우징(300)을 포함할 수 있다.Referring to Figures 1 to 8, the rotary electric gripper (hereinafter referred to as 'gripper') for mounting a robot according to an embodiment of the
본 발명에 따른 로봇 장착용 회전형 전동 그리퍼(10, 10')는 통상의 로봇(예: 다관절 로봇)의 엔드이펙터로 장착되어 설정 위치 내에서 파지대상물을 이동시키기 위해 파지하는 역할을 수행하는 부분이다.The rotary electric gripper (10, 10') for robot mounting according to the present invention is mounted as an end effector of a typical robot (e.g., an articulated robot) and performs the role of gripping to move the gripping object within a set position. It's part.
먼저, 구동부(100)는 회전축상에 웜기어(120)가 구비되고 구동력을 제공하는 부분으로, 통상의 회전력을 제공하는 모터(110)의 회전축상에 웜기어(120)가 체결된 형태로 이루어질 수 있다.First, the
예를 들어, 모터(110)의 회전축에 내부가 중공된 공간의 웜기어(120)가 체결된 형태이거나 또는 모터(110)의 회전축 자체 외주면이 나사선 가공되어 웜기어 형상을 하도록 일체형 구조로 이루어질 수 있다.For example, the
즉, 상기 모터(110)의 회전축상에 상기 웜기어(120)가 구비되어 모터(110)의 회전력에 의해 기어 회전이 이루어질 수 있다.That is, the
이러한 상기 구동부(100)는 후술하는 하우징(300)의 모터수용부(310) 내에 안착되도록 설치될 수 있다.The driving
다음으로, 링크(200)는 상기 웜기어(120)와 맞물려 회전하도록 회전축 부분 외주면 일부에 웜휠 형상의 기어홈(211)이 형성되고, 단부에 파지대상물을 파지하는 핑거(230)가 구비되며, 상기 웜기어(120) 양측으로 대향되게 한 쌍이 배치되는 부분이다.Next, the
상기 링크(200)는 상기 모터(110)가 회전하고 이에 따라 상기 웜기어(120)가 회전함에 따라 상기 웜기어(120)를 기준으로 양측에서 오픈 상태로 외측을 향해 벌어지거나 클로즈 상태로 내측을 행해 오므려지도록 동작하여 파지대상물을 파지하거나 내려 놓을 수 있도록 동작하는 부분이다.As the
이러한 상기 링크(200)는 상기 웜기어(120) 양측으로 상기 기어홈(211)에 맞물리도록 축결합되는 회동부(210) 및 상기 회동부(210) 일측에서 길이방향으로 연장되게 형성되는 가압부(220)를 포함할 수 있다.The
여기서 상기 회동부(210)는 내부가 중공되고 중공된 부분이 회전하는 기준점인 회전축이 되며, 일측 외주면 일부에 상기 웜기어(120)와 맞물리도록 웜휠 형상의 기어홈(211)이 형성될 수 있다.Here, the
즉, 상기 기어홈(211)은 통상의 웜휠의 기어홈과 동일한 형상으로 형성된 것으로서, 상기 웜기어(120)가 회전함에 따라 회전축을 중심으로 회전가능하도록 이루어진다.That is, the
한편, 상기 가압부(220)는 상기 회동부(210) 일측으로부터 길이방향으로 연장된 막대 형상으로, 길이는 파지대상물의 부피를 고려하여 길이가 설정될 수 있다.Meanwhile, the
한편, 상기 링크(200)는 상기 웜기어(120)를 기준으로 양측에 대향되게 배치되는데, 이때, 상기 링크(200)는 양측으로 대향되는 각각이 상기 웜기어(120)에 대응하도록 서로 다른 위치에 기어홈(211)이 형성될 수 있다.Meanwhile, the
즉, 양측의 상기 링크(200)는 각각 가압부(200)가 수직되게 클로즈된 상태에서 상기 기어홈(211)은 서로 다른 높이 위치에 홈이 형성될 수 있다.That is, the
이는, 상기 웜기어(120)의 피치 차이만큼 높이 차이를 가지도록 홈의 위치를 상이하게 구성하기 위함이다.This is to configure the grooves at different positions so that the height difference is equal to the pitch difference of the
한편, 상기 핑거(230)는 양측의 각각이 내측을 향해 곡선으로 절곡된 곡선형 막대로 이루어질 수 있다.Meanwhile, the
이는, 상기 링크(200)가 점차적으로 오므려지면서 클로즈 상태가 되는 경우, 다양한 크기의 파지대상물에 대응하여 파지할 수 있도록 곡선 형태로 절곡되게 형성될 수 있다.When the
이에 따라, 설정 크기 내에서 작은 크기부터 큰 크기의 다양한 파지대상물을 안정적으로 파지할 수 있게 된다.Accordingly, it is possible to stably grip various gripping objects of small to large sizes within the set size.
다음으로, 하우징(300)은 일측에 상기 구동부(100)가 설치되고, 타측에 상기 한 쌍의 링크(200)가 축결합되는 부분이다.Next, the
즉, 상기 하우징(300)은 상기 구동부(100) 및 상기 링크(200)가 설치되기 위한 공간을 제공하고, 상기 링크(200)가 축결합될 수 있도록 하며, 로봇(미도시)의 암 말단에 체결시키기 위한 매개체 역할을 하는 부분이다.That is, the
상기 하우징(300)은 로봇에 설치되기 위한 볼트홀(미부호)이 형성된 플랜지(320)가 구비되고, 상기 프랜지(320) 상부에는 상기 모터(110)가 안착되어 수용될 수 있는 모터수용부(310)가 구비되고, 상기 모터수용부(310) 상측으로 상기 링크(200)가 회동가능하도록 설치되기 위한 링크회동부(330)가 구비될 수 있다.The
상기 모터수용부(310)는 양측이 개방되게 노출된 형태로서 상기 모터(110)의 본체 양측이 일부 노출될 수 있고, 상기 웜기어(120) 및 회동부(210)는 내부에 내장되어 노출되지 않도록 설치된 상태로 상기 가압부(220)만 외부로 노출되어 회동가능하도록 설치될 수 있다.The
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 그리퍼(10)는 상기 링크(200)의 기어홈(211) 부분과 상기 웜기어(120)가 상호간 밀착될 수 있도록 함으로써 상기 웜기어(120)와 상기 기어홈(211)에 대한 백래시를 제거하기 위한 텐션부(400)를 더 포함할 수 있다.On the other hand, the
통상적으로, 백래시는 나사, 톱니바퀴 등의 서로 맞물려 운동하는 기계 장치 등에서 운동방향으로 일부러 만들어진 틈으로, 이 틈에 의해 나사와 톱니바퀴는 마찰저항을 최소화한 상태로 자유롭게 움직일 수 있도록 하는 최소 여유 간격이다.Typically, backlash is a gap intentionally created in the direction of movement in mechanical devices such as screws and gear wheels that move in mesh with each other. This gap is the minimum clearance that allows the screw and gear wheels to move freely with minimal frictional resistance. am.
즉, 필수적으로 기어를 제작함에 있어 백래시를 형성해야 하지만 이러한 백래시로 인해 충격, 진동 및 소음이 발생할 수 있는 단점이 있게 된다.In other words, it is essential to form backlash when manufacturing gears, but this backlash has the disadvantage of causing shock, vibration, and noise.
한편, 본 발명의 그리퍼(10)에 있어 텐션부(400)는 이러한 백래시로 인한 단점을 해소하기 위해 구성된 부분이다.Meanwhile, in the
이러한 상기 텐션부(400)는 일단은 상기 하우징(300) 일측에 고정되고, 타단은 상기 링크(200) 일측에 고정되되, 상기 링크(200)가 회전 시 직선방향으로 길이가 신장되는 제1텐션부(410) 및 일단은 상기 하우징(300) 일측에 고정되고, 타단은 상기 링크(200)의 회전축을 중심을 향해 원을 그리 듯 권취된 형태로 고정되되, 상기 링크(200)가 회전 시 회전방향으로 확장되면서 권취 간격이 벌어지는 제2텐션부(420)를 포함할 수 있다.One end of the
이때, 상기 제1텐션부(410)는 코일스프링으로 이루어지고, 상기 제2텐션부(420)는 태엽스프링으로 이루어지는 것이 바람직하다.At this time, the
즉, 상기 제1텐션부(410)는 도면에 도시된 바와 같이, 상기 링크(200)가 회전 시 고정된 타단 부분의 위치가 변경되면서 직선방향을 향해 길이가 신장될 수 있다. 이때, 상기 제1텐션부(410)의 복원력에 의해 상기 링크(200)의 기어홈(211) 부분은 웜기어(120)의 나사산과의 접촉면적을 크게 하여 더욱 밀착된 상태가 될 수 있다.That is, as shown in the drawing, the
즉, 상기 링크(200)의 기어홈(211) 부분은 상시 웜기어(120)로 밀착되어 당겨진 상태로 유지될 수 있어 상호간 체결성을 향상시키고 백래시 제거 효과를 얻을 수 있어, 이를 통해 충격, 진동 및 소음을 줄일 수 있게 된다.In other words, the
또한, 상기 링크(200)의 회전축상에는 상기 링크(200) 상부와 하부에 각각 스러스트 베어링(미도시)이 구비되고, 상기 스러스트 베어링을 가압하여 백래시 제거하기 위한 예압 볼트(240)가 체결될 수 있다.In addition, on the rotation axis of the
상기 예압 볼트(240)는 베어링의 강성을 증대시키거나 또는 틈새를 없애 진동, 충격 및 소음과 마모방지를 위해 미리 하중을 가하기 위해 체결되는 볼트이다.The
또한, 상기 예압 볼트(240)는 상기 링크(200)가 회전하는 기준의 회전축 역할도 수행할 수 있다.In addition, the
또한, 이러한 상기 예압 볼트(240)는 백래시를 제거하기 위함으로 구비될 수 있으며, 상기 하우징(300)상에 상기 링크(200)를 흔들림없이 체결시키기 위한 역할도 수행하게 된다.Additionally, the
한편, 하우징(300)은 상기 예압 볼트(240)가 노출되도록 개방된 형태로 이루어지거나 또는 상기 예압 볼트(240)가 외부로 노출되지 못하도록 가려진 형태로 이루어질 수 있다.Meanwhile, the
즉, 경우에 따라 선택적으로 사용자가 예압 볼트(240)를 조절할 수 있도록 이루어지거나 외부에서 예압 볼트(240)를 조절할 수 없도록 내부에 내장되어 가려지도록 이루어질 수도 있다.That is, in some cases, the
한편, 링크(200)는 전체가 하나의 몸체로서 제작되고, 상기 회동부(210) 외주면 일부만 기어(211)이 형성되도록 이루어지는 것으로, 1차로 전체가 하나의 몸체로 제작된 후 2차로 기어홈(211)을 가공하여 제작이 완료되는 형태이다.On the other hand, the
즉, 복수의 개별 부품이 조립되지 않고 하나의 몸체로서 제작됨에 따라 높은 강성을 가질 수 있고 소음 및 고장률을 현저하게 낮출 수 있게 된다.In other words, since a plurality of individual parts are manufactured as one body rather than assembled, high rigidity can be achieved and noise and failure rates can be significantly reduced.
한편, 상기 그리퍼(10)는 상기 링크(200)의 회전 위치 정보를 획득하기 위한 엔코더부(500)를 더 포함할 수 있다.Meanwhile, the
상기 엔코더부(500)는 상기 링크(200)의 회전축과 인접한 위치에 설치되는 기어부재(510) 및 상기 기어부재(510)와 맞물려 회전하도록 상기 하우징(300) 일측에 설치되어 상기 링크(200)의 회전 정보를 획득하는 절대 엔코더(520)를 포함할 수 있다.The
상기 기어부재(510)는 외주면에 기어가 형성된 것으로서, 상기 회동부(210)의 일측의 외주면과 인접한 위치에 설치될 수 있다.The
상기 절대 엔코더(520)는 통상의 절대 엔코더(absolut Encoder)로서, 전원 상태와 무관하게 항상 절대 위치 값을 유지할 수 있는 것으로, 회전원판에 광학적으로 이진부호화된 위치코드를 스캐닝하며, 전원이 공급되지 않는 상태에서 위치 이동이 발생하여도 전원 투입 후 곧바로 현재의 위치정보를 확인할 수 있는 특징이 있다.The
이때, 상기 절대 엔코더(520)는 상기 웜기어(120) 아래에 배치될 수 있다.At this time, the
이처럼, 절대 엔코더(520)는 상기 기어부재(510)의 기어와 맞물려 회전하는 기어가 구비되어 상기 링크(200)가 회전하면 링크(200)와 함께 상기 기어부재(510)가 회전하면서 상기 절대 엔코더(520)의 기어를 회전시켜 위치정보를 획득할 수 있게 된다.In this way, the
한편, 상기 그리퍼(10)는 상기 하우징(300) 일측에 설치되고, 파지대상물의 파지 영상을 촬영하기 위한 카메라부(600)를 더 포함할 수 있다.Meanwhile, the
상기 카메라부(600)는 상기 그리퍼(10)가 파지대상물을 정상적으로 파지한 상태인지를 촬영된 이미지를 통해 확인할 수 있다.The
이때, 상기 카메라부(600)는 상기 하우징(300) 일측에 설치되는 싱글 카메라(610) 또는 상기 하우징(300) 일측 및 타측에 설치되는 스테레오 카메라(620)로 구성될 수 있다.At this time, the
즉, 2개의 카메라를 통해 각 카메라에서 촬영되어 계측된 정보에 대해 스테레오 비전의 원리(삼각법)로 절대 위치 측정이 가능하게 된다.In other words, it is possible to measure absolute position using the principle of stereo vision (trigonometry) for information captured and measured by two cameras.
이하에서는 본 발명의 다른 실시예에 따른 로봇 장착용 회전형 전동 그리퍼에 대하여 구체적으로 설명한다.Hereinafter, a rotary electric gripper for robot mounting according to another embodiment of the present invention will be described in detail.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 로봇 장착용 회전형 전동 그리퍼 사시도이고, 도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 로봇 장착용 회전형 전동 그리퍼 정단면도이며, 도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 링크의 사시도이고, 도 12는 제3텐션부의 요부확대 단면도이며, 도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 엔코더부의 요부확대 사시도이고, 도 14는 모멘트 측정장치 요부확대 단면도이며, 도 15 내지 도 16은 본 발명의 다른 실시예에 따른 카메라부를 통한 촬영 모습 예시도이고, 도 17은 3점파지링크가 구비된 본 발명의 다른 실시예에 따른 로봇 장착용 회전형 전동 그리퍼 작동상태 단면도이다.Figure 9 is a perspective view of a rotary electric gripper for robot mounting according to another embodiment of the present invention, Figure 10 is a front cross-sectional view of a rotary electric gripper for robot mounting according to another embodiment of the present invention, and Figure 11 is another embodiment of the present invention. It is a perspective view of a link according to an embodiment, Figure 12 is an enlarged cross-sectional view of the main part of the third tension part, Figure 13 is an enlarged perspective view of the main part of the encoder part according to another embodiment of the present invention, Figure 14 is an enlarged cross-sectional view of the main part of the moment measuring device, Figures 15 and 16 are exemplary views of shooting through a camera unit according to another embodiment of the present invention, and Figure 17 is an operating state of a rotary electric gripper for mounting a robot according to another embodiment of the present invention equipped with a three-point gripping link. This is a cross-sectional view.
도 9 내지 도 17을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 로봇 장착용 회전형 전동 그리퍼(이하, '그리퍼'라 함. 10')는 파지대상물을 평행한 위치에서 파지할 수 있도록 평행 동작이 가능한 그리퍼이다.Referring to Figures 9 to 17, a rotary electric gripper for robot mounting (hereinafter referred to as 'gripper', 10') according to another embodiment of the present invention operates in parallel so as to grip the gripping object in a parallel position. This is a possible gripper.
이를 위해, 상기 설명한 그리퍼(10)의 링크(200)와 다른 구조를 가지는 링크(200') 및 핑거(230') 이루어질 수 있다.To this end, the link 200' and fingers 230' may have a structure different from the
본 발명의 다른 실시예에 따른 그리퍼(10')는 기본적으로 구동부(100), 링크(200') 및 하우징(300)을 포함할 수 있다.The gripper 10' according to another embodiment of the present invention may basically include a
상기 구동부(100) 및 상기 하우징(300)은 상기 설명한 그리퍼(10)의 기본적인 구성은 동일하므로 이에 대한 설명은 생략한다.Since the
한편, 다른 실시예에 따른 그리퍼(10')의 상기 링크(200')는 상기 웜기어(120)와 맞물려 회전하도록 회전축 부분 외주면 일부에 웜휠 형상의 기어홈(211')이 형성된 이너 링크(200a) 및 상기 이너 링크(200b)와 밀착되도록 상기 이너 링크(200a) 외측에 배치되는 아우터 링크(200b)를 포함할 수 있다.Meanwhile, the link 200' of the gripper 10' according to another embodiment is an
이때, 상기 핑거(230')는 상기 이너 링크(200a) 및 상기 아우터 링크(200b) 단부에 각각이 축결합되어 파지대상물을 평행한 위치에서 파지하도록 이루어질 수 있다.At this time, the fingers 230' may be axially coupled to the ends of the
상기 링크(200')는 상기 웜기어(120)와 맞물려 회전하도록 회전축 부분 외주면 일부에 웜휠 형상의 기어홈(211')이 형성되고, 단부에 파지대상물을 파지하는 핑거(230')가 구비되며, 상기 웜기어(120) 양측으로 대향되게 한 쌍이 배치되는 부분이다.The link 200' has a worm wheel-shaped gear groove 211' formed on a portion of the outer peripheral surface of the rotating shaft to rotate in engagement with the
상기 이너 링크(200a)는 상기 모터(110)가 회전하고 이에 따라 상기 웜기어(120)가 회전함에 따라 상기 웜기어(120)를 기준으로 양측에서 오픈 상태로 외측을 향해 벌어지거나 클로즈 상태로 내측을 행해 오므려지도록 동작하여 파지대상물을 파지하거나 내려 놓을 수 있도록 동작하는 부분이다.As the
이러한 상기 이너 링크(200a)는 상기 웜기어(120) 양측으로 상기 기어홈(211')에 맞물리도록 축결합되는 회동부(210) 및 상기 회동부(210) 일측에서 길이방향으로 연장되게 형성되는 가압부(220)를 포함할 수 있다.The
여기서 상기 회동부(210)는 내부가 중공되고 중공된 부분이 회전하는 기준점인 회전축이 되며, 일측 외주면 일부에 상기 웜기어(120)와 맞물리도록 웜휠 형상의 기어홈(211')이 형성될 수 있다.Here, the
즉, 상기 기어홈(211')은 통상의 웜휠의 기어홈과 동일한 형상으로 형성된 것으로서, 상기 웜기어(120)가 회전함에 따라 회전축을 중심으로 회전가능하도록 이루어진다.That is, the gear groove 211' is formed in the same shape as the gear groove of a normal worm wheel, and can rotate around the rotation axis as the
한편, 상기 가압부(220)는 상기 회동부(210) 일측으로부터 길이방향으로 연장된 막대 형상으로, 길이는 파지대상물의 부피를 고려하여 길이가 설정될 수 있다.Meanwhile, the
한편, 상기 이너 링크(200a)는 상기 웜기어(120)를 기준으로 양측에 대향되게 배치되는데, 이때, 상기 이너 링크(200a)는 양측으로 대향되는 각각이 상기 웜기어(120)에 대응하도록 서로 다른 위치에 기어홈(211')이 형성될 수 있다.Meanwhile, the
즉, 양측의 상기 이너 링크(200a)는 각각 가압부(200)가 수직되게 클로즈된 상태에서 상기 기어홈(211')은 서로 다른 높이 위치에 홈이 형성될 수 있다.That is, the gear grooves 211' of the
이는, 상기 웜기어(120)의 피치 차이만큼 높이 차이를 가지도록 홈의 위치가 상이할 수 있다.The positions of the grooves may be different so that there is a height difference equal to the pitch difference of the
한편, 상기 이너 링크(200a)의 상기 회동부(210)는 회전축을 기준으로 상기 기어홈(211')이 형성된 부분보다 반대측 부분의 직경이 작게 형성될 수 있다.Meanwhile, the rotating
즉, 상기 회동부(210)는 원 형태에서 일부가 절단된 형상으로 이루어지는 것이며, 이는 아우터 링크(200b)와 상호간 밀착될 수 있도록 하기 위함이다.That is, the
한편, 상기 아우터 링크(200b)는 상기 이너 링크(200a)와 밀착되게 외측으로 배치되는 부분으로, 상기 이너 링크(200a)와 함께 나란히 설치되어 핑거(230')가 평행하게 동작할 수 있도록 하는 부분이다.Meanwhile, the
즉, 상기 이너 링크(200a)와 상기 아우터 링크(200b)가 나란히 밀착된 상태로 양단에 각각 회전축을 가진 상태로 상기 이너 링크(200a)와 상기 아우터 링크(200b) 단부의 회전축 2개에 핑거(230')가 축결합됨으로써, 상기 이너 링크(200a)가 회동과 연동되어 아우터 링크(200b)가 회동하면서 핑거(230')의 평행 동작이 가능하게 된다.That is, the inner link (200a) and the outer link (200b) are in close contact with each other and have rotation axes at both ends, and fingers ( As 230') is axially coupled, the
이때, 상기 이너 링크(200a)와 상기 아우터 링크(200b)가 상호간 밀착될 수 있도록 하여 상기 웜기어(120)와 상기 기어홈(211')에 대한 백래시를 제거하기 위한 제3텐션부(430)를 더 포함할 수 있다.At this time, a
상기 제3텐션부(430)는 일단은 상기 이너 링크(200a) 내측에 고정되고, 타단은 상기 아우터 링크(200b) 내측에 고정되되, 상기 링크(200')가 회전 시 직선방향으로 길이가 신장될 수 있다.The
즉, 상기 제3텐션부(430)에 의해 상기 이너 링크(200a)와 상기 아우터 링크(200b)는 상호간 벌어지지 않고 밀착된 상태가 될 수 있다.That is, the
이때, 상기 제3텐션부(430)는 코일스프링으로 이루어질 수 있다.At this time, the
즉, 상기 제3텐션부(430)는 도면에 도시된 바와 같이, 상기 링크(200')가 회전 시 상기 이너 링크(200a)와 상기 아우터 링크(200b)는 상호간 벌어지려는 성질을 제한하면서 직선방향을 향해 길이가 신장되고 복원력을 가질 수 있게 된다.That is, as shown in the drawing, the
이때, 상기 제3텐션부(430)의 복원력에 의해 상기 링크(200')의 기어홈(211') 부분은 웜기어(120)의 나사산과의 접촉면적을 크게 하여 더욱 밀착된 상태가 될 수 있다.At this time, due to the restoring force of the
즉, 상기 링크(200)의 기어홈(211) 부분은 상시 웜기어(120)로 밀착되어 당겨진 상태로 유지될 수 있어 상호간 체결성을 향상시키고 백래시 제거 효과를 얻을 수 있어, 이를 통해 충격, 진동 및 소음을 줄일 수 있게 된다.In other words, the
한편, 상기 하우징(300)과 상기 아우터 링크(200b)가 축결합되는 부분과 상기 아우터 링크(200b)와 상기 핑거(230')가 축결합되는 부분에는, 상기 아우터 링크(200b) 상부와 하부에 각각 스러스트 베어링(미도시)이 구비되고, 상기 스러스트 베어링을 가압하여 백래시 제거하기 위한 예압 볼트(240)가 체결될 수 있다.Meanwhile, at the portion where the
상기 예압 볼트(240)는 베어링의 강성을 증대시키거나 또는 틈새를 없애 진동, 충격 및 소음과 마모방지를 위해 미리 하중을 가하기 위해 체결되는 볼트이다.The
또한, 상기 예압 볼트(240)는 상기 링크(200')가 회전하는 경우 이너 링크(200a), 아우터 링크(200b) 및 핑거(230')가 축회전하는 회전축 역할도 수행할 수 있다.In addition, the
또한, 이러한 상기 예압 볼트(240)는 백래시를 제거하기 위함으로 구비될 수 있으며, 상기 하우징(300)상에 상기 링크(200')를 흔들림없이 체결시키기 위한 역할도 수행하게 된다.Additionally, the
한편, 하우징(300)은 상기 예압 볼트(240)가 노출되도록 개방된 형태로 이루어지거나 또는 상기 예압 볼트(240)가 외부로 노출되지 못하도록 가려진 형태로 이루어질 수 있다.Meanwhile, the
즉, 경우에 따라 선택적으로 사용자가 예압 볼트(240)를 조절할 수 있도록 이루어지거나 외부에서 예압 볼트(240)를 조절할 수 없도록 내부에 내장되어 가려지도록 이루어질 수도 있다.That is, in some cases, the
한편, 상기 그리퍼(10)는 상기 링크(200)의 회전 위치 정보를 획득하기 위한 엔코더부(500)를 더 포함할 수 있다.Meanwhile, the
상기 엔코더부(500)는 상기 이너 링크(200a)의 회전축과 인접한 위치에 설치되는 기어부재(510) 및 상기 기어부재(510)와 맞물려 회전하도록 상기 하우징(300) 일측에 설치되어 상기 링크(200)의 회전 정보를 획득하는 절대 엔코더(520)를 포함할 수 있다.The
상기 기어부재(510)는 외주면에 기어가 형성된 것으로서, 상기 회동부(210)의 일측의 외주면과 인접한 위치에 설치될 수 있다.The
상기 절대 엔코더(520)는 통상의 절대 엔코더(absolute Encoder)로서, 전원 상태와 무관하게 항상 절대 위치 값을 유지할 수 있는 것으로, 회전원판에 광학적으로 이진부호화된 위치코드를 스캐닝하며, 전원이 공급되지 않는 상태에서 위치 이동이 발생하여도 전원 투입 후 곧바로 현재의 위치정보를 확인할 수 있는 특징이 있다.The
이때, 상기 절대 엔코더(520)는 상기 웜기어(120) 아래에 배치될 수 있다.At this time, the
이처럼, 절대 엔코더(520)는 상기 기어부재(510)의 기어와 맞물려 회전하는 기어가 구비되어 상기 링크(200)가 회전하면 링크(200)와 함께 상기 기어부재(510)가 회전하면서 상기 절대 엔코더(520)의 기어를 회전시켜 위치정보를 획득할 수 있게 된다.In this way, the
한편, 상기 그리퍼(10)는 상기 하우징(300) 일측에 설치되고, 파지대상물의 파지 영상을 촬영하기 위한 카메라부(600)를 더 포함할 수 있다.Meanwhile, the
상기 카메라부(600)는 상기 그리퍼(10)가 파지대상물을 정상적으로 파지한 상태인지를 촬영된 이미지를 통해 확인할 수 있다.The
이때, 상기 카메라부(600)는 상기 하우징(300) 일측에 설치되는 싱글 카메라(610) 또는 상기 하우징(300) 일측 및 타측에 설치되는 스테레오 카메라(620)로 구성될 수 있다.At this time, the
즉, 2개의 카메라를 통해 각 카메라에서 촬영되어 계측된 정보에 대해 스테레오 비전의 원리(삼각법)로 절대 위치 측정이 가능하게 된다.In other words, it is possible to measure absolute position using the principle of stereo vision (trigonometry) for information captured and measured by two cameras.
한편, 본 발명의 그리퍼(10')는 상기 링크(200')의 회전 동작에 따른 파지력을 측정하기 위한 모멘트 측정장치(700)를 더 포함할 수 있다.Meanwhile, the gripper 10' of the present invention may further include a
상기 모멘트 측정장치(700)는 링크(200')가 회전하여 파지 동작을 수행할 경우 링크(200')의 휨 정도를 통해 파지력을 확인하기 위한 부분이다.The
이러한 상기 모멘트 측정장치(700)는 상기 이너 링크(200a) 내측에 설치되어 상기 링크(200') 회전 동작에 따른 파지 동작 시 상기 이너 링크(200a)에 작용하는 휨에 의해 발생되는 상기 이너 링크와의 간격을 통해 핑거의 파지력을 측정할 수 있다.The
즉, 모멘트 측정장치(700)를 통해 핑거(230')가 파지대상물을 어느 정도의 힘으로 파지하고 있는지를 실시간으로 계측 가능하게 된다.In other words, it is possible to measure in real time through the
이러한 상기 모멘트 측정장치(700)는 정전방식 또는 스트레인 게이지 중 어느 하나일 수 있다.The
예를 들어, 정전방식의 모멘트 측정장치(700)는 상기 이너 링크(200a) 일측에 고정되되, 상기 이너 링크(200a)와 이격되게 설치되는 PCB 패널(710) 및 상기 PCB 패널(710) 일면에 설치되고, 상기 이너 링크(200a)와의 간격을 감지하는 거리감지센서(720)를 포함할 수 있다.For example, the electrostatic
이때, 상기 거리감지센서(720)는 상기 PCB 패널(710)상에서 상측과 하측에 각각 설정거리를 두고 이격되게 2개가 설치될 수 있다.At this time, two
즉, 상기 거리감지센서(720)는 2개가 서로 이격되게 설치되어 상호간 측정값의 차이에 따른 보상을 통해 핑거의 파지력을 측정할 수 있다.That is, the two
즉, 이너 링크(200a)는 파지 상황에서 이너 링크(200a)의 위치에 따라 휘어짐 정도의 차이가 발생할 수 있으므로, 상측과 하측에 설치되는 각각의 거리감지센서(720)는 서로 다른 측정값으로 측정될 수 있으며, 이러한 차이를 이용하여 이너 링크(200a)의 정확한 휨 정도값을 도출할 수 있게 된다.That is, since the
한편, 본 발명의 그리퍼(10')는 양측의 상기 링크(200') 사이에 힌지결합되어 상기 핑거(230')와 함께 파지대상물을 3점에서 파지할 수 있도록 하는 3점파지링크(800)를 더 포함할 수 있다.Meanwhile, the gripper 10' of the present invention is hinged between the links 200' on both sides and has a three-point
이러한 상기 3점파지링크(800)는 양측의 상기 아우터 링크(200b)에 각각 힌지결합되는 제1링크(810) 및 양측의 상기 제1링크(810)를 연결하도록 힌지결합되고 수평되게 위치되는 제2링크(820)를 포함할 수 있다.The three-
이때, 상기 링크(200')가 오픈 시 상기 제2링크(820)가 하강된 상태가 되고, 상기 링크(200')가 클로즈 시 상기 제2링크(820)가 상승된 상태가 될 수 있다.At this time, when the link 200' is opened, the
이를 통해, 크기가 작은 파지대상물부터 크기가 큰 파지대상물까지 모두 안정적으로 파지가능한 구조를 가질 수 있게 된다.Through this, it is possible to have a structure that can stably grip everything from small to large objects.
상기 설명한 본 발명의 다양한 실시예에 따른 로봇 장착용 회전형 전동 그리퍼(10, 10')는 웜기어 방식을 통해 링크(200, 200')가 체결되어 회전 되는 방식으로서, 상기 구동부(100)의 웜기어(120)의 구동에 의해 웜휠이 구비된 상기 링크(200, 200')가 회전 동작되지만 전력이 차단되더라도 웜기어(120)는 정지된 상태를 유지할 수 있고, 이에 따라, 파지대상물을 파지하는 파지력이 상시 유지될 수 있어, 모터(110)의 과부하를 방지할 수 있는 특징이 있는 것이다.The rotary
이러한 상기 본 발명의 기술적 사상에 의한 로봇 장착용 회전형 전동 그리퍼는, 복수 개의 링크가 서로 밀착된 상태로 체결되는 구조로 이루어짐으로써 링크 사이의 공간을 없앨 수 있어 협착 사고를 미연에 방지할 수 있는 효과가 있고, 링크의 회전축 부분 일측에 웜휠 형상의 기어홈을 형성하여 웜휠과 링크가 하나의 몸체로 이루어지도록 구성하여 구동부의 웜기어와 별도의 매개체 없이 직접 맞물려 회전 동작하도록 이루어짐으로써, 구성 부품을 최소화할 수 있고 부피 및 무게를 감소시킬 수 있으며, 진동 및 소음을 감소시킬 수 있는 효과가 있는 것이다.The rotary electric gripper for robot mounting according to the technical idea of the present invention has a structure in which a plurality of links are fastened in close contact with each other, so that the space between the links can be eliminated and a pinching accident can be prevented in advance. It is effective, and a worm wheel-shaped gear groove is formed on one side of the rotation axis of the link so that the worm wheel and the link are made of one body, so that they are directly engaged and rotated without a separate medium with the worm gear of the driving part, minimizing the number of components. It can reduce volume and weight, and has the effect of reducing vibration and noise.
이상 설명한 바와 같이 도면과 명세서에서 최적 실시예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미를 한정하거나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.As described above, the optimal embodiment has been disclosed in the drawings and specification. Although specific terms are used here, they are used only for the purpose of describing the present invention and are not used to limit the meaning or limit the scope of the present invention described in the claims. Therefore, those skilled in the art will understand that various modifications and other equivalent embodiments are possible therefrom. Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be determined by the technical spirit of the attached patent claims.
10, 10': 그리퍼 100: 구동부
110: 모터 120: 웜기어
200, 200': 링크 200a: 이너 링크
200b: 아우터 링크 210: 회동부
211, 211': 기어홈 220: 가압부
230, 230': 핑거 240: 예압 볼트
300: 하우징 310: 모터수용부
320: 플랜지 330: 링크회동부
400: 텐션부 410: 제1텐션부
420: 제2텐션부 430: 제3텐션부
500: 엔코더부 510: 기어부재
520: 절대 엔코더 600: 카메라부
610: 싱글 카메라 620: 스테레오 카메라
700: 모멘트 측정장치 710: PCB 패널
720: 거리감지센서 800: 3점파지링크
810: 제1링크 820: 제2링크10, 10': Gripper 100: Drive part
110: motor 120: worm gear
200, 200':
200b: Outer link 210: Rotating part
211, 211': gear groove 220: pressurized portion
230, 230': Finger 240: Preload bolt
300: Housing 310: Motor receiving portion
320: Flange 330: Link rotation part
400: Tension part 410: First tension part
420: second tension part 430: third tension part
500: Encoder unit 510: Gear member
520: absolute encoder 600: camera unit
610: Single camera 620: Stereo camera
700: Moment measuring device 710: PCB panel
720: Distance detection sensor 800: 3-point gripping link
810: first link 820: second link
Claims (10)
상기 웜기어와 맞물려 회전하도록 회전축 부분 외주면 일부에 웜휠 형상의 기어홈이 형성되고, 단부에 파지대상물을 파지하는 핑거가 구비되며, 상기 웜기어 양측으로 대향되게 배치되는 한 쌍의 링크; 및
일측에 상기 구동부가 설치되고, 타측에 상기 한 쌍의 링크가 축결합되는 하우징;을 포함하고,
상기 링크는,
상기 웜기어와 맞물려 회전하도록 회전축 부분 외주면 일부에 웜휠 형상의 기어홈이 형성된 이너 링크; 및
상기 이너 링크와 밀착되도록 상기 이너 링크 외측에 배치되는 아우터 링크;를 포함하고,
상기 핑거는,
상기 이너 링크 및 상기 아우터 링크 단부에 각각이 축결합되어 파지대상물을 평행한 위치에서 파지하도록 이루어지며,
로봇 장착용 회전형 전동 그리퍼는,
상기 이너 링크와 상기 아우터 링크가 상호간 밀착될 수 있도록 하여 상기 웜기어와 상기 기어홈에 대한 백래시를 제거하기 위한 제3텐션부를 더 포함하고,
상기 제3텐션부는,
일단은 상기 이너 링크 내측에 고정되고, 타단은 상기 아우터 링크 내측에 고정되되, 상기 링크가 회전 시 직선방향으로 길이가 신장되는 것을 특징으로 하는 로봇 장착용 회전형 전동 그리퍼.A driving unit provided with a worm gear on a rotating shaft and providing driving force;
A worm wheel-shaped gear groove is formed on a portion of the outer peripheral surface of the rotating shaft to rotate in engagement with the worm gear, and fingers for gripping objects are provided at the ends, and a pair of links are disposed to face each other on both sides of the worm gear; and
It includes a housing in which the driving part is installed on one side and the pair of links are axially coupled to the other side,
The link above is,
an inner link having a worm wheel-shaped gear groove formed on a portion of the outer peripheral surface of the rotating shaft to rotate in engagement with the worm gear; and
It includes; an outer link disposed outside the inner link so as to be in close contact with the inner link,
The fingers are,
Each of the ends of the inner link and the outer link is axially coupled to grip the object to be held in a parallel position,
The rotary electric gripper for robot mounting is,
It further includes a third tension part for eliminating backlash between the worm gear and the gear groove by allowing the inner link and the outer link to be in close contact with each other,
The third tension part,
A rotary electric gripper for robot mounting, wherein one end is fixed to the inside of the inner link and the other end is fixed to the inside of the outer link, and the length is extended in a straight direction when the link rotates.
상기 로봇 장착용 회전형 전동 그리퍼는,
상기 하우징 일측에 설치되고, 파지대상물의 파지 영상을 촬영하기 위한 카메라부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇 장착용 회전형 전동 그리퍼.According to clause 1,
The rotary electric gripper for mounting the robot,
A rotary electric gripper for robot mounting, which is installed on one side of the housing and further includes a camera unit for capturing an image of the gripping object.
상기 로봇 장착용 회전형 전동 그리퍼는,
상기 링크의 회전 위치 정보를 획득하기 위한 엔코더부를 더 포함하고,
상기 엔코더부는,
상기 이너 링크의 회전축과 인접한 위치에 설치되는 기어부재; 및
상기 기어부재와 맞물려 회전하도록 상기 하우징 일측에 설치되어 상기 링크의 회전 정보를 획득하는 절대 엔코더;를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇 장착용 회전형 전동 그리퍼.According to clause 1,
The rotary electric gripper for mounting the robot,
Further comprising an encoder unit for obtaining rotational position information of the link,
The encoder unit,
A gear member installed at a position adjacent to the rotation axis of the inner link; and
An absolute encoder installed on one side of the housing to rotate in engagement with the gear member and obtain rotation information of the link.
상기 로봇 장착용 회전형 전동 그리퍼는,
상기 링크의 회전 동작에 따른 파지력을 측정하기 위한 모멘트 측정장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇 장착용 회전형 전동 그리퍼.According to clause 1,
The rotary electric gripper for mounting the robot,
A rotary electric gripper for mounting on a robot, further comprising a moment measuring device for measuring the gripping force according to the rotational motion of the link.
상기 로봇 장착용 회전형 전동 그리퍼는,
양측의 상기 링크 사이에 힌지결합되어 상기 핑거와 함께 파지대상물을 3점에서 파지할 수 있도록 하는 3점파지링크를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇 장착용 회전형 전동 그리퍼.According to clause 1,
The rotary electric gripper for mounting the robot,
A rotary electric gripper for mounting on a robot, characterized in that it further includes a three-point gripping link that is hinged between the links on both sides and allows the gripping object to be gripped at three points together with the fingers.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020230120987A KR102622826B1 (en) | 2023-09-12 | 2023-09-12 | Rotating electric gripper for robot mounting |
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KR1020230120987A KR102622826B1 (en) | 2023-09-12 | 2023-09-12 | Rotating electric gripper for robot mounting |
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- 2023-09-12 KR KR1020230120987A patent/KR102622826B1/en active IP Right Grant
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