KR20010108960A - Robot hand system with electrical driving means - Google Patents
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Abstract
전동 구동 방식의 고하중 로봇 핸드 장치를 개시한다. 개시된 로봇 핸드는, 프레임; 상기 프레임에 설치된 가이드 수단; 상기 프레임에 설치되고, 상기 가이드 수단에 의해 상호 대향되게 상대 이동되는 핸드; 및 상기 핸드를 상대 이동시키는 구동수단;을 포함하는 것을 특징으로 한다.Disclosed is a high load robot hand device of an electric drive method. The disclosed robot hand comprises a frame; Guide means installed on the frame; A hand installed in the frame and relatively moved to face each other by the guide means; And driving means for relatively moving the hand.
따라서, 본 발명에 따른 로봇 핸드는 핸드에 작용하는 역하중에 의한 역회전을 방지하면서, 모터에 연결된 감속기와 함께 나사축의 감속 기능에 의한 이중 감속으로 소형 직류 서보 모터로도 큰 동력을 획득할 수 있으며 나사축의 역회전 방지 기능으로 고하중 물체를 그립한 후 동력이 단절되더라도 물체의 낙하를 방지할 수 있다는 점에 그 장점이 있다.Therefore, the robot hand according to the present invention can obtain a large power even by a small DC servo motor by double deceleration by the deceleration function of the screw shaft together with the reducer connected to the motor while preventing the reverse rotation due to the reverse load acting on the hand. It also has the advantage of preventing the fall of the object even if the power is cut off after the heavy load is gripped by the anti-rotation function of the screw shaft.
Description
본 발명은 로봇 핸드에 관한 것으로서, 상세하게는 전동 구동 방식의 고하중 로봇 핸드 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a robot hand, and more particularly, to a high load robot hand device of the electric drive method.
일반적으로 물체를 이송시키기 위한 장치에 관하여 전투 차량등 차량용에는 유압 구동 방식이 사용되며 산업용으로는 교류 전원의 전기 구동 방식의 로봇 핸드가 저하중용으로 단순 설계되어 사용되고 있으나, 직류 전원의 전기 구동 방식의 고하중 물체 이송용 로봇 핸드의 적용 사례는 거의 없다.In general, a hydraulic drive method is used for a vehicle such as a combat vehicle, and the robot hand of an AC power electric drive type is designed and used simply for low load. There are few applications of robotic hands for heavy load transfer.
그러나 유압 구동 방식을 사용하는 경우 그 장비가 복잡하고 부피가 커져 기동성을 요하는 전투 차량에 적합하지 않기 때문에, 차량의 배터리를 이용하는 직류 전원에 의한 모터를 이용한 로봇 핸드 개발이 요구된다.However, when the hydraulic drive system is used, the equipment is complicated and bulky, which is not suitable for a combat vehicle requiring maneuverability. Therefore, the development of a robot hand using a motor powered by a DC power source using a vehicle battery is required.
또한 고하중용 로봇 핸드를 채용함에 있어 물체를 그립한 후 동력이 단절되는 경우 물체의 하중을 그립면이 지지하지 못하고 고하중 물체의 역하중에 의하여 물체가 낙하할 가능성도 존재한다.In addition, when employing a high load robot hand, when the power is disconnected after the object is gripped, there is a possibility that the grip surface does not support the load of the object and the object may fall due to the reverse load of the high load object.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 포탄 이송 차량등에서의 직류 전원을 이용하여 고하중 물체를 이송할 수 있고 동력이 단절되더라도 물체의 낙하를 방지할 수 있는 로봇 핸드 시스템을 제공하는데에 그 목적이 있다.The present invention is to solve the above problems, to provide a robot hand system that can transfer a heavy load object using a DC power supply in a shell transport vehicle, etc. and prevents the fall of the object even if the power is disconnected. The purpose is.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 사시도이다.1 is a perspective view according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 분리 사시도이다.2 is an exploded perspective view according to an embodiment of the present invention.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Major Parts of Drawings>
1... 프레임 2... 모터1 ... frame 2 ... motor
4... 감속기 5,6 ... 기어열4 ... reducer 5,6 ... gear train
7... 나사축 8... 기부7 ... screw shaft 8 ... base
10... 핸드 12... 제 1 가이드 부재10 ... hand 12 ... first guide member
13... 제 2 가이드 부재13 ... 2nd guide member
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 로봇 핸드는 프레임; 상기 프레임에 설치된 가이드 수단; 상기 프레임에 설치되고, 상기 가이드 수단에 의해 상호 대향되게 상대 이동되는 핸드; 및 상기 핸드를 상대 이동시키는 구동 수단;을 구비하는 것을 특징으로 한다.Robot hand of the present invention for achieving the above object is a frame; Guide means installed on the frame; A hand installed in the frame and relatively moved to face each other by the guide means; And driving means for relatively moving the hand.
본 발명에 따르면, 상기 가이드 수단은, 상기 프레임에 양단부가 지지되며, 상기 핸드의 기부를 관통하는 제 1 가이드 부재; 상기 프레임에 양단부가 지지되며, 상기 핸드의 기부의 상면에 형성된 가이드 홈에 수용되는 제 2 가이드 부재;및 상기 제 2 가이드 부재 상부에 설치되어 상기 기부를 하방으로 가압하는 가압수단;을 구비하는 것이 바람직스럽다.According to the invention, the guide means, the first guide member which is supported at both ends in the frame, and penetrates the base of the hand; A second guide member supported at both ends by the frame and received in a guide groove formed on an upper surface of the base of the hand; and pressing means installed on the second guide member to press the base downward. Desirable.
본 발명에 따르면, 상기 구동 수단은, 상기 프레임에 회전 가능하게 설치되며 상기 한 쌍의 핸드와 왼나사 및 오른나사 결합되는 나사축; 상기 프레임에 지지되어 정역회전되는 모우터; 및 상기 모우터의 회전력을 상기 지지축에 전달하는 동력 전달 수단 혹은 액튜에이터로 이루어지는 것이 바람직스럽다.According to the present invention, the drive means, the screw shaft is rotatably installed in the frame and coupled to the pair of hands and left and right screws; A motor supported by the frame and rotating forward and backward; And a power transmission means or actuator for transmitting the rotational force of the motor to the support shaft.
이하 본 발명을 첨부된 도면을 참조하면서 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 로봇 핸드에 있어서, 조립 상태를 나타낸 사시도이며, 도 2는 도 1에 의한 본 발명의 구성요소를 나타낸 분리 사시도이다. 앞서 도시된 도면의 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 가리킨다.1 is a perspective view showing the assembled state in the robot hand according to the present invention, Figure 2 is an exploded perspective view showing the components of the present invention according to FIG. Like reference numerals in the drawings shown above indicate the same components.
도 1을 참조하면, 본 발명에 의한 로봇 핸드 장치는 프레임(1)과, 상기 프레임내에 장착된 모터(2)와, 상기 모터의 회전력을 전방향으로 전달하는 기어열(5,6) 및 상기 기어열중 종동 기어와 함께 회전하는 나사축과 왼나사 및 오른나사 결합되는 핸드(10)를 구비한다. 또한 모터의 일측에는 감속기(4)가 부착되며 핸드의 기부(8)를 관통하는 제 1 가이드 부재(12)와, 상기 핸드의 기부(8) 상면에 형성된 가이드 홈에 수용되는 제 2 가이드 부재(13)를 구비한다.Referring to FIG. 1, the robot hand apparatus according to the present invention includes a frame 1, a motor 2 mounted in the frame, a gear train 5 and 6 that transmits rotational force of the motor in all directions, and A hand 10 which is coupled with a screw shaft and a left screw and a right screw that rotates together with a driven gear in the gear train is provided. In addition, the reducer 4 is attached to one side of the motor, and the first guide member 12 penetrating the base 8 of the hand, and the second guide member accommodated in the guide groove formed on the upper surface of the base 8 of the hand ( 13).
도 2를 참조하면, 프레임(1)내의 브라켓(3)에 의하여 모터(2)가 고정되어 있으며, 모터의 회전축상에는 감속기(4)와 구동 기어(5)가 부착되어 있다. 상기 구동 기어 전방에는 종동 기어(6)가 구동 기어와 맞물려 있으며, 상기 종동 기어(6)에는 나사축이 동축선상에서 부착되어 있으며, 상기 나사축 양단부에는 각각 왼나사와오른나사가 형성되어 있다. 상기 나사축의 전방에는 한 쌍의 핸드(10)가 위치하며 상기 한 쌍의 핸드 기부(8)중 나사축을 수용하는 구멍(16)에는 상기 나사축의 오른나사와 왼나사의 각각에 대응하여 결합하는 암나사가 형성되어 있다. 또한 상기 한 쌍의 핸드의 기부 상부에는 제 2 가이드 부재(13)를 수용할 수 있도록 가이드 홈(11)이 파여져 있으며, 가이드 홈 전방에는 제 1 가이드 부재를 수용할 수 있는 가이드 홀(17)이 형성되어 있다. 또한 상기 한 쌍의 핸드의 최전방에는 그립 목적물의 접촉 형상에 대응하는 형상을 가진 죠(9)가 설치되어 있다. 상기 핸드의 기부의 가이드 홀을 관통하는 제 1 가이드 부재(12)와, 상기 핸드의 기부의 가이드 홈 상면에는 제 2 가이드 부재(13)가 가압수단(14)에 의하여 프레임(1)에 결합되어 있다.2, the motor 2 is fixed by the bracket 3 in the frame 1, and the reducer 4 and the drive gear 5 are attached on the rotating shaft of the motor. A driven gear 6 is engaged with the drive gear in front of the drive gear, and a screw shaft is attached to the driven gear 6 on the coaxial line, and left and right threads are formed at both ends of the screw shaft. A pair of hands 10 is located in front of the screw shaft, and a female screw coupled to each of the right and left screws of the screw shaft in a hole 16 for accommodating the screw shaft of the pair of hand bases 8. Formed. In addition, a guide groove 11 is formed in the upper portion of the pair of hands to accommodate the second guide member 13, and in front of the guide groove, a guide hole 17 for accommodating the first guide member is provided. Formed. Moreover, the jaw 9 which has a shape corresponding to the contact shape of a grip target object is provided in the forefront of the pair of hands. The first guide member 12 penetrating the guide hole of the base of the hand, and the second guide member 13 is coupled to the frame 1 by pressing means 14 on the upper surface of the guide groove of the base of the hand. have.
이와 같은 구성을 갖는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 핸드의 목적 물체의 그립 동작을 상세하게 설명한다.The grip operation of the object of the robot hand according to an embodiment of the present invention having such a configuration will be described in detail.
도 1과 도 2를 참조하면, 모터(2)가 일방향으로 작동하면 그 회전력은 감속기(4)와 기어열(5,6)을 통하여 나사축(7)으로 전달된다. 모터의 동력이 감속기를 통하여 나사축에서의 고출력 토크 및 저회전수의 동력으로 변환되고, 이에 따라 나사축이 회전하게 되면, 한 쌍의 핸드(10)중 나사축상에 형성된 오른나사와 나사 결합된 핸드는 나사축의 회전으로 나사축의 피치만큼 예컨대 오른쪽 방향으로 이동한다. 한편 상기 나사축상에 형성된 왼나사와 나사 결합된 핸드는 그와는 반대 방향으로 상대 이동하게 된다. 따라서 상기 한 쌍의 핸드 각각은 서로 상반되는 방향으로 이동하게 된다. 핸드를 반대 방향으로 이동시키고자 하는 경우에는, 정역회전가능한 모터 전극의 양극와 음극 단자를 스위칭함으로써 모터의 회전 방향을 변경할 수 있다. 이 경우, 감속기와 나사축의 이중 감속 효과로 물체를 쥐는 그립력이 크게 증폭되어 고하중 물체를 꽉 쥐게 되고 동력이 단절되더라도 핸드의 역하중에 의한 나사축의 역회전이 전혀 없으므로 그립력이 그대로 유지되게 된다.1 and 2, when the motor 2 operates in one direction, the rotational force is transmitted to the screw shaft 7 through the reducer 4 and the gear trains 5 and 6. When the power of the motor is converted into the power of the high output torque and the low rotational speed in the screw shaft through the reducer, and the screw shaft is rotated accordingly, the right screw formed on the screw shaft of the pair of hands 10 is screwed The hand moves, for example in the right direction, by the pitch of the screw shaft by the rotation of the screw shaft. Meanwhile, the left screw formed on the screw shaft and the screwed hand are moved relative to each other in the opposite direction. Therefore, each of the pair of hands moves in directions opposite to each other. In the case where the hand is to be moved in the opposite direction, the rotation direction of the motor can be changed by switching the positive and negative terminals of the forward and reversely rotatable motor electrode. In this case, the grip force for holding the object is greatly amplified by the double deceleration effect of the reducer and the screw shaft, so that the grip force is maintained without any reverse rotation of the screw shaft due to the reverse load of the hand even when the power is interrupted.
제 1 가이드 부재(12)와 제 2 가이드 부재(13)의 2개의 지지 부재중 제 1 가이드 부재(12)는 봉축으로서 하중을 지지하고, 제 2 가이드 부재(13)는 핸드와의 평면 마찰을 위한 사각형태로서 제 1 가이드 부재(12)에 의해 생긴 모멘트를 지지한다. 따라서, 상기 가이드 부재들에 의해 핸드는 일방향의 직선 운동만이 허용된다.제 1가이드 부재(12)가 관통하는 핸드의 홀(17) 내부에는, 도면에는 도시되지 않았으나, 볼부쉬가 장착되어 상기 핸드가 상기 제 1가이드 부재에 대하여 미소한 마찰을 가지며 원활한 이동을 할 수 있도록 한다.Of the two support members of the first guide member 12 and the second guide member 13, the first guide member 12 supports the load as a rod shaft, and the second guide member 13 is used for the planar friction with the hand. The moment generated by the first guide member 12 in a rectangular shape is supported. Accordingly, the guide member permits only one linear movement of the hand. [0027] Inside the hole 17 of the hand through which the first guide member 12 penetrates, although not shown in the drawing, a ball bush is mounted to the hand. The hand has a small friction with respect to the first guide member to enable a smooth movement.
본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to one embodiment shown in the drawings, this is merely exemplary, and those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 로봇 핸드는 핸드에 작용하는 역하중에 의한 역회전을 방지하면서, 모터에 연결된 감속기와 함께 나사축의 감속 기능에 의한 이중 감속으로 소형 직류 서보 모터로도 큰 동력을 획득할 수 있으며나사축의 역회전 방지 기능으로 고하중 물체를 그립한 후 동력이 단절되더라도 물체의 낙하를 방지할 수 있다.The robot hand according to the present invention as described above prevents the reverse rotation due to the reverse load acting on the hand, and with the reduction gear connected to the motor, the large power is obtained even by the small DC servo motor by double deceleration by the deceleration function of the screw shaft. The anti-rotation function of the screw shaft prevents the fall of the object even if the power is disconnected after the heavy load is gripped.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E601 | Decision to refuse application |