KR20180066361A - Gripper and gripping control method using magneto rheological fluid - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a gripper using an MR (Magneto Rheological) fluid and a method of controlling object gripping with the same, and more particularly, to a gripper using an MR fluid and a method of controlling object gripping with the same, which are capable of effectively gripping and moving objects having various shapes or objects having irregular and uneven shapes using the property of the MR fluid. According to the present invention, provided is a gripper using an MR fluid which includes a grip portion, and an MR fluid package provided in the grip portion. Thus, by applying a magnetic field to the grip portion, the grip portion may be most effectively shaped in the same shape as the shape of the object which may have various shapes, thereby enabling the gripper to be stably moved.

Description

MR 유체를 이용한 그리퍼 및 그에 의한 물체 장악 제어 방법{GRIPPER AND GRIPPING CONTROL METHOD USING MAGNETO RHEOLOGICAL FLUID}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a gripper using a MR fluid, and a control method of the grip control using the MR fluid.

본 발명은 MR 유체(Magneto Rheological fluid)를 이용한 그리퍼(gripper) 및 그에 의한 물체 장악 제어 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 MR 유체의 성질을 이용하여 여러가지 형태의 물체, 또는 형태가 일정하지 않은 부정형 물체 등을 효과적으로 잡아서 이동시킬 수 있도록 하기 위한 MR 유체를 이용한 그리퍼 및 그에 의한 물체 장악 제어 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a gripper using a MR fluid (Magneto Rheological fluid) and a method of controlling the object thereby, and more particularly, to a method of controlling a gripper using an MR fluid by using various types of objects, The present invention relates to a gripper using an MR fluid and a method for controlling an object to be gripped by the gripper.

도 1은 기존의 그리퍼(gripper)의 일 실시예를 도시한 도면이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Figure 1 is a diagram illustrating one embodiment of a conventional gripper.

도 1에 도시된 바와 같이 기존의 그리퍼(500)의 그립(grip)부(510)는 일정하게 고정된 형태를 가진다. 이에 따라, 그러한 그립부(510)의 형상에 정확히 일치하는 물체의 경우에는 효과적으로 잡아(grip) 이동시킬 수 있지만, 그립부(510)와 다른 형태의 물체를 잡는 경우에는 물체를 안정되게 잡기 어려운 경우가 발생한다. 예를 들어 도 1의 그리퍼(500)의 그립부(510)는 물체와의 접촉면이 평면을 이루는데, 물체는 타원 형상을 가지는 경우, 그립부(510)에 의한 효과적인 그립이 이루어지기 어렵게 된다. 이와 같이 기존의 그리퍼(500)는 다양한 형태의 물체를 잡는 데에는 한계가 있고, 또한 물체를 잡았을 경우 무게 중심을 정확히 맞출 수가 없어, 그 물체를 이동시킬 때 떨어뜨리기 쉽게 되는 문제점이 있었다.As shown in FIG. 1, the grip 510 of the conventional gripper 500 has a fixed shape. Accordingly, in the case of an object that exactly matches the shape of the grip portion 510, the grip can be effectively moved. However, in the case of holding the object different from the grip portion 510, it is difficult to stably hold the object do. For example, the grip portion 510 of the gripper 500 of FIG. 1 has a flat contact surface with an object. When the object has an elliptical shape, it is difficult to effectively grip the grip portion 510 by the grip portion 510. As described above, the conventional gripper 500 has a limitation in holding various types of objects, and when the object is caught, the center of gravity can not be precisely adjusted, and the object is easily dropped when the object is moved.

KRKR 10-155139310-1551393 B1B1

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 그립부에 MR 유체 패키지(package)를 구비하고 이에 자기장을 가하는 방식에 의해, 다양한 형태의 물체에 대하여, 그립부를 해당 물체의 형태에 최대한 동일한 형태로 맞춤으로써 물체를 가장 효과적으로 하고, 안정되게 이동시킬 수 있도록 하는 그리퍼를 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide a MR fluid package in a grip portion, And a gripper for moving the object most effectively and stably.

이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 MR 유체(Magneto Rheological fluid)를 이용한 그리퍼(gripper)는, 전류가 공급되는 경우 자기장을 발생시키는 전자석 및, 상기 전자석에 부착되어 물체의 장악시 물체와 접촉하고 MR 유체를 내부에 포함하는 MR 유체 패키지를 구비하는 그립(grip)부; 상기 그립부가 단부에 부착되고, 물체의 장악시 물체를 압착하는 방향으로 움직이고, 장악된 물체의 해제시 물체를 놓아주는 방향으로 움직이는 핑거(finger)부; 및 상기 전자석에 전류를 가하여 상기 전자석에서 발생하는 자기장에 의해 상기 MR 유체를 고체화시키고, 전류를 차단 또는 감소시킴으로써 상기 MR 유체를 액체화시키도록 제어하는 역할을 수행하는 그립 제어부를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a gripper using a MR fluid according to the present invention, comprising: an electromagnet for generating a magnetic field when an electric current is supplied; A grip portion having a MR fluid package including an MR fluid therein; A finger portion attached to the end portion of the grip portion and moving in a direction to compress the object when the object is gripped and moving in a direction to release the object when the gripped object is released; And a grip control unit for applying a current to the electromagnet to solidify the MR fluid by a magnetic field generated in the electromagnet, and controlling the MR fluid to be liquefied by interrupting or reducing the current.

상기 그립부는, 장악한 물체가 상기 MR 유체 패키지와 접촉시의 압력을 감지하는 센서를 더 구비하고, 상기 그립 제어부는, 상기 센서의 압력이 기 설정된 값(이하 '고체화 시작 압력값'이라 한다)에 도달한 경우, 상기 MR 유체를 고체화시키기 위하여 상기 전자석에 전류를 가하도록 제어할 수 있다.The grip portion may further include a sensor for sensing a pressure when a gripped object is in contact with the MR fluid package, and the grip control portion determines that the pressure of the sensor is a predetermined value (hereinafter, , It is possible to control to apply a current to the electromagnet to solidify the MR fluid.

상기 센서는, 상기 전자석에 전류를 가하여 자기장에 의한 MR 유체의 고체화가 진행되는 중에 지속적으로 상기 장악된 물체와 상기 MR 유체 패키지와의 접촉 압력을 감지하고, 상기 그립 제어부는, 상기 센서에서 감지된 접촉 압력을 지속적으로 체크하여, 상기 접촉 압력이 기 설정된 값(이하 '최종 압력값'이라 한다)에 도달하도록 전류 제어에 의한 자기장 세기의 제어를 수행하고, 상기 접촉 압력이 상기 최종 압력값에 도달한 이후, 상기 센서에서 감지된 접촉 압력이 상기 최종 압력값을 유지하도록 전류 제어에 의한 자기장 세기의 제어를 수행할 수 있다.Wherein the sensor senses a contact pressure between the grasped object and the MR fluid package continuously while the MR fluid is being solidified by a magnetic field by applying a current to the electromagnet, Continuously controlling the contact pressure so as to control the magnetic field intensity by the current control so that the contact pressure reaches a predetermined value (hereinafter referred to as "final pressure value"), and when the contact pressure reaches the final pressure value The control of the magnetic field intensity by the current control may be performed so that the contact pressure sensed by the sensor maintains the final pressure value.

상기 MR 유체를 이용한 그리퍼는, 물체의 장악 및 해제를 위하여 상기 핑거부를 제어하는 핑거 제어부를 더 포함할 수 있다.The gripper using the MR fluid may further include a finger control unit for controlling the finger unit to control and release an object.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 MR 유체를 이용한 그리퍼가 물체 장악을 제어하는 방법은, (a) 물체를 장악하기 위한 위치에 핑거부를 위치시키는 단계; (b) 상기 핑거부 단부에 부착된 MR 유체 패키지가 물체를 압착하도록, 상기 핑거부의 움직임을 제어하는 단계; (c) 전자석에 부착된 상기 MR 패키지 내의 MR 유체를 고체화시키기 위하여, 상기 핑거부 단부에 부착된 상기 전자석에 전류를 가하도록 제어하는 단계; 및 (d) 상기 물체 장악을 해제할 경우, MR 유체를 액체화시키기 위하여, 전자석에 가해지는 전류를 차단 또는 감소시키도록 제어하는 단계를 포함한다.According to another aspect of the present invention, a method for controlling object gripping using the MR fluid includes the steps of: (a) positioning a finger portion at a position for gripping an object; (b) controlling the movement of the finger portion such that the MR fluid package attached to the finger tip ends squeeze the object; (c) controlling to apply current to the electromagnet attached to the end of the finger to solidify the MR fluid in the MR package attached to the electromagnet; And (d) controlling to shut off or reduce the current applied to the electromagnet in order to liquidate the MR fluid when the object is released.

상기 단계(b)와 단계(c) 사이에, (b1) 상기 물체와 상기 MR 유체 패키지와의 접촉 압력을 감지하는 센서에서 감지된 접촉 압력이 기 설정된 값(이하 '고체화 시작 압력값'이라 한다)에 도달한 경우, 상기 핑거부의 움직임을 중지시키는 단계를 더 포함할 수 있다.Between the step (b) and the step (c), (b1) a contact pressure sensed by a sensor for sensing a contact pressure between the object and the MR fluid package is set to a predetermined value ), Stopping the motion of the finger unit may be further included.

상기 단계(c)와 단계(d) 사이에, (c1) 상기 전자석에 가해지는 전류로부터 발생한 자기장에 의하여 MR 유체의 고체화가 진행되는 중에, 상기 물체와 상기 MR 유체 패키지와의 접촉 압력을 감지하는 센서가 지속적으로 상기 장악된 물체와 상기 MR 유체 패키지와의 접촉 압력을 감지하는 단계; (c2) 그립 제어부가, 상기 센서에서 감지된 접촉 압력을 지속적으로 체크하여, 상기 접촉 압력이 기 설정된 값(이하 '최종 압력값'이라 한다)에 도달하도록 전류 제어에 의한 자기장 세기의 제어를 수행하는 단계; 및 (c3) 상기 그립 제어부가, 상기 접촉 압력이 상기 최종 압력값에 도달한 이후, 상기 센서에서 감지된 접촉 압력을 지속적으로 체크하여, 상기 접촉 압력이 상기 최종 압력값을 유지하도록 전류 제어에 의한 자기장 세기의 제어를 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.Between the step (c) and the step (d), (c1) a contact pressure between the object and the MR fluid package is sensed while the MR fluid is solidified by the magnetic field generated from the current applied to the electromagnet The sensor continuously sensing contact pressure between the grasped object and the MR fluid package; (c2) The grip control unit continuously checks the contact pressure sensed by the sensor and performs control of the magnetic field intensity by the current control so that the contact pressure reaches a predetermined value (hereinafter, referred to as 'final pressure value') ; And (c3) the grip control section continuously checks the contact pressure sensed by the sensor after the contact pressure reaches the final pressure value, thereby to maintain the contact pressure at the final pressure value, And performing the control of the magnetic field intensity.

본 발명에 의하면, 그립부에 MR 유체 패키지(package)를 구비하고 이에 자기장을 가하는 방식에 의해, 다양한 형태의 물체에 대하여, 그립부를 해당 물체의 형태에 최대한 동일한 형태로 맞춤으로써 물체를 가장 효과적으로 하고, 안정되게 이동시킬 수 있도록 하는 그리퍼를 제공하는 효과가 있다.According to the present invention, by providing a MR fluid package in a grip portion and applying a magnetic field to the grip portion, the grip portion is fitted to the shape of the object as much as possible with respect to various types of objects, There is an effect of providing a gripper capable of stably moving the gripper.

도 1은 종래의 그리퍼(gripper)의 일 실시예를 도시한 도면.
도 2는 MR 유체(Magneto Rheological fluid)의 성질을 설명하기 위한 도면.
도 3은 본 발명에 따른 MR 유체(Magneto Rheological fluid)를 이용한 그리퍼(gripper)의 일 실시예를 도시한 도면.
도 4는 본 발명에 따른 MR 유체를 이용한 그리퍼의 그립부의 동작의 일 실시예를 도시한 도면.
도 5는 본 발명에 따른 MR 유체를 이용한 그리퍼의 물체 장악 제어 방법을 나타내는 순서도.1 shows one embodiment of a conventional gripper;
Fig. 2 is a view for explaining the properties of MR fluid (magneto Rheological fluid); Fig.
3 illustrates one embodiment of a gripper using MR fluid according to the present invention.
Figure 4 illustrates one embodiment of the operation of a grip portion of a gripper using MR fluid in accordance with the present invention.
5 is a flowchart showing a method for controlling an object grip of a gripper using MR fluid according to the present invention.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary terms, and the inventor should appropriately interpret the concepts of the terms appropriately It should be interpreted in accordance with the meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that it can be defined. Therefore, the embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are merely the most preferred embodiments of the present invention and do not represent all the technical ideas of the present invention. Therefore, It is to be understood that equivalents and modifications are possible.

도 2는 MR 유체(Magneto Rheological fluid)의 성질을 설명하기 위한 도면이다.2 is a view for explaining the properties of MR fluid (Magneto Rheological fluid).

MR 유체는 자기적 특성을 구현하는 자성체 입자의 표면에 계면활성제의 친수기를 물리, 화학적으로 배향시켜, 기능성 오일에 분산시킨 유체로, 현대 공학의 진동 제어분야 중 구조물의 내구성 향상, 사용자의 편의성 증대, 장비의 불량률 감소 등을 목적으로 기계, 토목, 환경 공학 등 다양한 분야에서 폭넓게 적용되고 있다. MR 유체는 자성재료로, 그 전자기적 특성은 MR 유체를 구성하고 있는 자성입자에서 기인한다. MR 유체는 실리콘 오일 또는 미네랄 오일 등의 소수성 용매 속에 미크론 크기의 자성을 가질 수 있는 입자들을 분산시킨 비콜로이드 용액으로, 자기장이 부하되지 않은 경우는 분산 입자가 뉴튼 유체 성질을 띠지만 자기장이 부하되면 분산 입자가 분극화되어 부하된 자기장과 평행한 방향으로 섬유질이 형성되어 전단력이나 유동에 대한 저항력을 가지는 유체이다. MR Fluid is a fluid in which a hydrophilic group of a surfactant is physically and chemically oriented on a surface of a magnetic particle which realizes a magnetic property and is dispersed in a functional oil. This fluid improves the durability of a structure in a vibration control field of modern engineering, It is widely applied in various fields such as machinery, civil engineering, and environmental engineering in order to reduce the defect rate of equipment. The MR fluid is a magnetic material, and its electromagnetic properties are derived from the magnetic particles that make up the MR fluid. The MR fluid is a non-colloidal solution in which particles capable of having a micron-size magnetic property are dispersed in a hydrophobic solvent such as silicone oil or mineral oil. When the magnetic field is not loaded, the dispersed particles have a Newtonian fluid property, The dispersed particles are polarized to form fibers in a direction parallel to the loaded magnetic field, and are resistant to shear force and flow.

도 2와 같이 자기장이 가해지지 않을 시에는 전단 변형률에 비례하는 항복응력을 발생하는 뉴토니안(Newtonian) 유체에서 자기장이 형성되면 유체내의 작은 입자들이 체인을 형성하여 전단변형률이 없어도 일정한 항복응력을 발생시키는 빙햄(Bingham) 유체의 성질을 띠게 된다. As shown in FIG. 2, when a magnetic field is generated in a Newtonian fluid that generates a yield stress proportional to the shear strain when a magnetic field is not applied, small particles in the fluid form a chain, and a constant yield stress occurs even without a shear strain The Bingham fluid.

도 3은 본 발명에 따른 MR 유체(Magneto Rheological fluid)를 이용한 그리퍼(gripper)의 일 실시예를 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명에 따른 MR 유체를 이용한 그리퍼의 그립부의 동작의 일 실시예를 도시한 도면이다.FIG. 3 is a view showing an embodiment of a gripper using a MR fluid according to the present invention, and FIG. 4 is a view showing an embodiment of the operation of the grip portion of the gripper using the MR fluid according to the present invention Fig.

그립부(110)에 MR 유체 패키지(package)(112)를 구비하고 이에 자기장을 가하는 방식에 의해, 다양한 형태의 물체에 대하여, 그립부(110)를 해당 물체의 형태에 최대한 동일한 형태로 맞춤으로써 물체를 가장 효과적으로 하고, 안정되게 이동시킬 수 있도록 한다. 이를 위해 본 발명의 MR 유체를 이용한 그리퍼(100)는, 전류가 공급되는 경우 자기장을 발생시키는 전자석(111) 및, 상기 전자석에 부착되어 물체의 장악시 물체와 접촉하고 MR 유체를 내부에 포함하는 MR 유체 패키지(112)를 구비하는 그립(grip)부(110)와, 그립부(110)가 단부에 부착되어, 그립부(110)에 의해 물체가 물체를 장악하도록 움직이는 핑거(finger)부(120) 및, 전자석(111)에 전류를 가하여 상기 MR 유체를 고체화시키고, 전류를 차단 또는 감소시킴으로써 상기 MR 유체를 액체화시키는 역할을 수행하는 그립 제어부(미도시)를 포함한다. 도 3 및 도 4의 실시예에서는, 좌우 한쌍의 핑거부(120) 단부에 구비된 그립부(110) 사이의 물체(10)를 그립부(110)가 압박하도록, 각 핑거부(120)가 물체 방향인 안쪽으로 움직임으로써 물체(10)를 더욱 강하게 장악해 간다. 이때 핑거 제어부(미도시)가 핑거부(120)의 그와 같은 움직임을 제어하게 된다. 물론 물체(10)를 놓을 때 각 핑거부(120)는, 물체에서 멀어지는 방향으로, 즉 바깥쪽으로 움직이도록 핑거 제어부에 의해 제어된다.By providing the MR fluid package 112 on the grip part 110 and applying a magnetic field thereto, the grip part 110 is fitted to the shape of the object as much as possible for various types of objects, So that it can be moved most effectively and stably. To this end, the gripper 100 using the MR fluid of the present invention includes an electromagnet 111 for generating a magnetic field when current is supplied thereto, and an electromagnet 111 which is attached to the electromagnet, contacts the object when the object is gripped, A grip portion 110 having an MR fluid package 112 and a finger portion 120 attached to an end of the grip portion 110 to move the grip of the object by the grip portion 110, And a grip control unit (not shown) that performs a function of liquidifying the MR fluid by applying an electric current to the electromagnet 111 to solidify the MR fluid and interrupting or reducing the current. 3 and 4, the grip portion 110 presses the object 10 between the grip portions 110 provided at the ends of the pair of left and right finger fingers 120, The object 10 is gripped more strongly. At this time, a finger control unit (not shown) controls such a movement of the fingering unit 120. Of course, when the object 10 is placed, each finger 120 is controlled by the finger control unit so as to move away from the object, i.e., outward.

즉, 그립 제어부의 전자석 제어에 의해, 자기장이 인가되지 않은 상태로 제어하여 MR 유체를 액체 상태로 두고, 이 상태로 다양한 형태의 물체(10)를 잡도록 한다. MR 유체가 액체 상태이므로, 이를 내부에 포함하고 있는 MR 유체 패키지(112)는 물체(10)와 접촉시 물체(10)의 표면 형상과 매우 가깝게 탄력적으로 변형되고, 어떤 형태의 물체와도 최대한의 접촉면적을 가지면서 해당 물체를 장악하게 된다.That is, by controlling the electromagnet of the grip control unit, the MR fluid is controlled in a state in which the magnetic field is not applied, and the MR fluid is held in the liquid state, and the various types of objects 10 are held in this state. Since the MR fluid is in a liquid state, the MR fluid package 112 containing the MR fluid is elastically deformed so as to be very close to the surface shape of the object 10 upon contact with the object 10, So that the object is held while having the contact area.

이때, 그립부(110)는, 장악한 물체가 상기 MR 유체 패키지(112)와 접촉시의 압력을 감지하는 센서(미도시)를 더 구비할 수 있다. 즉, 전술한 바와 같이 MR 유체에 자기장을 가하여 고체화되기 전 액체 상태에서, 상기 MR 유체 패키지(112)가 해당 물체와 장악하는 동안에도 상기 센서는, 장악한 물체와 상기 MR 유체 패키지(112)의 접촉 압력을 지속적으로 감지할 수 있다. 즉, 핑거 제어부는, 센서가 감지하는 접촉 압력으로부터, 장악한 물체와 상기 MR 유체 패키지(112)가 최대한의 접촉면적을 가지기까지 핑거부(120)가 물체를 더 압박하여 장악하도록 제어할 수 있는 것이다.At this time, the grip portion 110 may further include a sensor (not shown) that senses a pressure when a gripped object contacts the MR fluid package 112. That is, even when the MR fluid package 112 is in a liquid state before being solidified by applying a magnetic field to the MR fluid as described above, the sensor can detect the presence of the grasped object and the MR fluid package 112 The contact pressure can be continuously detected. That is, the finger control unit can control the finger pressure sensor 120 to further press and hold the object from the contact pressure sensed by the sensor until the MR fluid package 112 has a maximum contact area with the grasped object will be.

이후 상기 센서의 압력이 기 설정된 값(이하 '고체화 시작 압력값'이라 한다)에 도달한 경우, 핑거 제어부는 핑거부(120)의 압박 움직임을 중지하고, 그립 제어부는, 상기 MR 유체를 고체화시키기 위하여 상기 전자석에 전류를 가하도록 제어하게 된다.Then, when the pressure of the sensor reaches a predetermined value (hereinafter, referred to as 'solidification start pressure value'), the finger control section stops the pressing motion of the finger 120, and the grip control section So that current is applied to the electromagnet.

즉, MR 유체 패키지(112)가 충분한 면적으로 물체(10)와 접촉된 경우, 그립 제어부는 전자석(111)에 전류를 가하여 자기장을 발생시키고, 이에 따라 MR 유체 패키지(112)가 충분한 면적으로 물체(10)와 접촉된 상태 그대로 MR 유체가 고체화되게 된다. 이와 같은 방법으로 물체(10)를 가장 안정된 형태로 장악하게 된다. 물체(10)를 놓을 경우에는 다시 전자석(111)으로의 전류를 차단 또는 감소하여 MR 유체를 액체화시킴으로써 MR 유체 패키지(112)로부터 물체(10)가 놓여지도록 한다.That is, when the MR fluid package 112 is brought into contact with the object 10 with a sufficient area, the grip control part applies a current to the electromagnet 111 to generate a magnetic field so that the MR fluid package 112 has sufficient area The MR fluid is solidified while being in contact with the fluid 10. In this way, the object 10 is controlled in its most stable form. When the object 10 is placed, the object 10 is placed from the MR fluid package 112 by interrupting or reducing the current to the electromagnet 111 again to liquidify the MR fluid.

또한 그립 제어부는, 전자석(111)으로의 전류의 세기를 조절함에 의해 전자석(111)에서 발생하는 자기장의 세기를 조절할 수 있고, 이에 따라 MR 유체 패키지(112)에 의해 물체(10)에 가해지는 악력의 세기를 조절할 수 있다.The grip control unit can adjust the intensity of the magnetic field generated in the electromagnet 111 by adjusting the intensity of the electric current to the electromagnet 111 so that the force applied to the object 10 by the MR fluid package 112 The strength of the grip force can be adjusted.

즉, 전자석(111)에 전류를 가하여 자기장에 의한 MR 유체의 고체화가 진행되는 중에도, 센서는 지속적으로 장악된 물체(10)와 상기 MR 유체 패키지(112)와의 접촉 압력을 감지하고, 이때 그립 제어부는, 상기 센서에서 감지된 접촉 압력을 지속적으로 체크하여, 접촉 압력이 기 설정된 값(이하 '최종 압력값'이라 한다)에 도달하도록 전류 제어에 의한 자기장 세기의 제어를 수행하고, 접촉 압력이 최종 압력값에 도달한 이후에도, 센서에서 감지된 접촉 압력을 지속적으로 체크하여, 접촉 압력이 그 최종 압력값을 유지하도록 전류 제어에 의한 자기장 세기의 제어를 수행한다.That is, even when the MR fluid is solidified by a magnetic field by applying a current to the electromagnet 111, the sensor continuously senses the contact pressure between the gripped object 10 and the MR fluid package 112, , The control unit continuously checks the contact pressure sensed by the sensor to perform control of the magnetic field intensity by the current control so that the contact pressure reaches a predetermined value (hereinafter, referred to as 'final pressure value'), After reaching the pressure value, the contact pressure sensed by the sensor is continuously checked to control the magnetic field intensity by the current control so that the contact pressure maintains the final pressure value.

도 5는 본 발명에 따른 MR 유체를 이용한 그리퍼(100)의 물체 장악 제어 방법을 나타내는 순서도이다.5 is a flowchart showing a method of controlling the grip of an object using the MR fluid according to the present invention.

도 3 및 도 4를 참조하여 본 발명에 따른 MR 유체를 이용한 그리퍼(100)의 구성 및 그 동작을 상세히 설명하였으므로, 이하에서는 그와 같은 동작 단계를 간략히 정리하여 서술하기로 한다.3 and 4, the construction and operation of the gripper 100 using the MR fluid according to the present invention have been described in detail. Hereinafter, such operation steps will be briefly described.

먼저, 물체를 장악하기 위한 위치에 핑거부를 위치시킨다(S501). 즉 도 3 및 도 4의 실시예에서, 장악할 물체(10)가, 한쌍의 그립부(110) 사이에 위치하도록 핑거부(120)를 해당 위치에 이동시키는 것이다.First, the finger unit is positioned at a position for grasping an object (S501). That is, in the embodiment of FIGS. 3 and 4, the finger 10 is moved to the corresponding position so that the object 10 to be gripped is positioned between the pair of grip parts 110.

핑거부(120) 단부에 부착된 MR 유체 패키지가 물체를 압착하도록, 핑거 제어부가 핑거부(120)의 움직임을 제어한다(S502). 즉, 도 4에서와 같이, 내부의 MR 유체가 액체 상태인 채로 MR 유체 패키지(112)가 물체(10)를 더욱 압착시킬 수 있도록 각 핑거부(120)를 물체 방향으로 더욱 움직이는 것이다.The finger control unit controls the movement of the finger reflex 120 so that the MR fluid package attached to the end of the finger reflex 120 compresses the object (S502). That is, as shown in FIG. 4, each of the fingers 120 is further moved toward the object so that the MR fluid package 112 can further squeeze the object 10 while the inner MR fluid remains in the liquid state.

이때, 물체(10)와 상기 MR 유체 패키지(112)와의 접촉 압력을 감지하는 센서에서 지속적으로 감지된 접촉 압력(S503)이 기 설정된 값(이하 '고체화 시작 압력값'이라 한다)에 도달한 경우(S504), 핑거 제어부가 핑거부(120)의 움직임을 중지시켜(S505), 더 강하게 압착해 들어가는 것을 중단한다.At this time, if the contact pressure S503 continuously sensed by the sensor for sensing the contact pressure between the object 10 and the MR fluid package 112 reaches a predetermined value (hereinafter referred to as 'solidification start pressure value') (S504). Then, the finger control unit stops the movement of the finger 120 (S505), and stops pressing the finger more strongly.

이후, 전자석(111)에 부착된 상기 MR 패키지(112) 내의 MR 유체를 고체화시키기 위하여, 그립 제어부는, 핑거부(120) 단부에 부착된 상기 전자석에 전류를 가하도록 제어한다(S506). 또한 이와 같이 전자석(111)에 가해지는 전류로부터 발생한 자기장에 의하여 MR 유체의 고체화가 진행되는 중에도, 물체(10)와 MR 유체 패키지(112)와의 접촉 압력을 감지하는 센서가 지속적으로 상기 장악된 물체와 상기 MR 유체 패키지와의 접촉 압력을 감지하고(S507), 그립 제어부가, 센서에서 감지된 접촉 압력을 지속적으로 체크하여(S508), 상기 접촉 압력이 기 설정된 값(이하 '최종 압력값'이라 한다)에 도달하도록 전류 제어에 의한 자기장 세기의 제어를 수행한다(S506).Thereafter, in order to solidify the MR fluid in the MR package 112 attached to the electromagnet 111, the grip controller controls the electromagnet attached to the end of the finger reflex 120 to apply current to the electromagnet (S506). Also, even when the MR fluid is solidified due to the magnetic field generated by the current applied to the electromagnet 111, a sensor that senses the contact pressure between the object 10 and the MR fluid package 112 is continuously supplied to the object (S507). The grip controller continuously checks the contact pressure sensed by the sensor (S508). If the contact pressure is a predetermined value (hereinafter, referred to as 'final pressure value' (Step S506). The control of the magnetic field intensity by the current control is performed so that the magnetic field intensity reaches the magnetic field intensity.

또한 접촉 압력이 상기 최종 압력값에 도달한 이후, 그립 제어부는 센서에서 감지된 접촉 압력을 지속적으로 체크하여, 접촉 압력이 최종 압력값을 유지하도록 전류 제어에 의한 자기장 세기의 제어를 수행할 수도 있다(S509).Also, after the contact pressure reaches the final pressure value, the grip control unit may continuously check the contact pressure sensed by the sensor and perform control of the magnetic field strength by current control so that the contact pressure maintains the final pressure value (S509).

이후, 물체 장악을 해제할 경우, 그립 제어부는 MR 유체를 액체화시키기 위하여, 전자석에 가해지는 전류를 차단 또는 감소시키도록 제어한다(S510).Then, in the case of releasing the object grip, the grip control unit controls the electric current applied to the electromagnets to be blocked or reduced in order to fluidize the MR fluid (S510).

10: 물체
100: 본 발명의 MR 유체를 이용한 그리퍼(gripper)
110: 그립부
111: 전자석
112: MR 유체 패키지
120: 핑거(finger)부
500: 종래 그리퍼
510: 종래 그리퍼의 그립부10: object
100: Gripper using MR fluid of the present invention
110: grip portion
111: Electromagnet
112: MR fluid package
120: finger portion
500: Conventional gripper
510: grip portion of conventional gripper

Claims (7)

MR 유체(Magneto Rheological fluid)를 이용한 그리퍼(gripper)로서,
전류가 공급되는 경우 자기장을 발생시키는 전자석 및, 상기 전자석에 부착되어 물체의 장악시 물체와 접촉하고 MR 유체를 내부에 포함하는 MR 유체 패키지를 구비하는 그립(grip)부;
상기 그립부가 단부에 부착되고, 물체의 장악시 물체를 압착하는 방향으로 움직이고, 장악된 물체의 해제시 물체를 놓아주는 방향으로 움직이는 핑거(finger)부; 및
상기 전자석에 전류를 가하여 상기 전자석에서 발생하는 자기장에 의해 상기 MR 유체를 고체화시키고, 전류를 차단 또는 감소시킴으로써 상기 MR 유체를 액체화시키도록 제어하는 역할을 수행하는 그립 제어부
를 포함하는 MR 유체를 이용한 그리퍼.As a gripper using MR fluid (Magneto Rheological fluid)
And a MR fluid package attached to the electromagnet, the MR fluid package including a MR fluid in contact with an object when the object is grasped, the MR fluid package comprising:
A finger portion attached to the end portion of the grip portion and moving in a direction to compress the object when the object is gripped and moving in a direction to release the object when the gripped object is released; And
A grip control unit for controlling the MR fluid to be liquefied by applying a current to the electromagnet to solidify the MR fluid by a magnetic field generated by the electromagnet,
A gripper using the MR fluid. 청구항 1에 있어서,
상기 그립부는,
장악한 물체가 상기 MR 유체 패키지와 접촉시의 압력을 감지하는 센서
를 더 구비하고,
상기 그립 제어부는,
상기 센서의 압력이 기 설정된 값(이하 '고체화 시작 압력값'이라 한다)에 도달한 경우, 상기 MR 유체를 고체화시키기 위하여 상기 전자석에 전류를 가하도록 제어하는 것
을 특징으로 하는 MR 유체를 이용한 그리퍼.The method according to claim 1,
The grip portion
A sensor that senses the pressure when the object is in contact with the MR fluid package
Further comprising:
The grip control unit includes:
Controlling to apply a current to the electromagnet to solidify the MR fluid when the pressure of the sensor reaches a preset value (hereinafter referred to as " solidification start pressure value ")
And a gripper using the MR fluid. 청구항 2에 있어서,
상기 센서는,
상기 전자석에 전류를 가하여 자기장에 의한 MR 유체의 고체화가 진행되는 중에 지속적으로 상기 장악된 물체와 상기 MR 유체 패키지와의 접촉 압력을 감지하고,
상기 그립 제어부는,
상기 센서에서 감지된 접촉 압력을 지속적으로 체크하여,
상기 접촉 압력이 기 설정된 값(이하 '최종 압력값'이라 한다)에 도달하도록 전류 제어에 의한 자기장 세기의 제어를 수행하고,
상기 접촉 압력이 상기 최종 압력값에 도달한 이후, 상기 센서에서 감지된 접촉 압력이 상기 최종 압력값을 유지하도록 전류 제어에 의한 자기장 세기의 제어를 수행하는 것
을 특징으로 하는 MR 유체를 이용한 그리퍼.The method of claim 2,
The sensor includes:
The contact pressure between the grasped object and the MR fluid package is continuously sensed while the MR fluid is being solidified by applying a current to the electromagnet,
The grip control unit includes:
Continuously checking the contact pressure sensed by the sensor,
Control of the magnetic field intensity by the current control is performed so that the contact pressure reaches a predetermined value (hereinafter referred to as " final pressure value "),
Performing control of the magnetic field intensity by current control so that the contact pressure sensed by the sensor maintains the final pressure value after the contact pressure reaches the final pressure value
And a gripper using the MR fluid. 청구항 1에 있어서,
물체의 장악 및 해제를 위하여 상기 핑거부를 제어하는 핑거 제어부
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 MR 유체를 이용한 그리퍼.The method according to claim 1,
A finger control unit for controlling the finger unit to take in and release an object,
Further comprising a gripper for gripping the MR fluid. 청구항 1의 MR 유체를 이용한 그리퍼가 물체 장악을 제어하는 방법으로서,
(a) 물체를 장악하기 위한 위치에 핑거부를 위치시키는 단계;
(b) 상기 핑거부 단부에 부착된 MR 유체 패키지가 물체를 압착하도록, 상기 핑거부의 움직임을 제어하는 단계;
(c) 전자석에 부착된 상기 MR 패키지 내의 MR 유체를 고체화시키기 위하여, 상기 핑거부 단부에 부착된 상기 전자석에 전류를 가하도록 제어하는 단계; 및
(d) 상기 물체 장악을 해제할 경우, MR 유체를 액체화시키기 위하여, 전자석에 가해지는 전류를 차단 또는 감소시키도록 제어하는 단계
를 포함하는 MR 유체를 이용한 그리퍼의 물체 장악 제어 방법.A method for controlling object gripping using a MR fluid according to claim 1,
(a) positioning a finger portion at a position for gripping an object;
(b) controlling the movement of the finger portion such that the MR fluid package attached to the finger tip ends squeeze the object;
(c) controlling to apply current to the electromagnet attached to the end of the finger to solidify the MR fluid in the MR package attached to the electromagnet; And
(d) controlling to interrupt or reduce the current applied to the electromagnet, in order to liquid the MR fluid when the object is released,
Wherein the gripping force is applied to the gripper. 청구항 5에 있어서,
상기 단계(b)와 단계(c) 사이에,
(b1) 상기 물체와 상기 MR 유체 패키지와의 접촉 압력을 감지하는 센서에서 감지된 접촉 압력이 기 설정된 값(이하 '고체화 시작 압력값'이라 한다)에 도달한 경우, 상기 핑거부의 움직임을 중지시키는 단계
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 MR 유체를 이용한 그리퍼의 물체 장악 방법.The method of claim 5,
Between the step (b) and the step (c)
(b1) when the contact pressure detected by the sensor for sensing the contact pressure between the object and the MR fluid package reaches a predetermined value (hereinafter, referred to as 'solidification start pressure value'), the movement of the finger portion is stopped step
Further comprising the steps of: providing the MR fluid to the gripper; 청구항 5에 있어서,
상기 단계(c)와 단계(d) 사이에,
(c1) 상기 전자석에 가해지는 전류로부터 발생한 자기장에 의하여 MR 유체의 고체화가 진행되는 중에, 상기 물체와 상기 MR 유체 패키지와의 접촉 압력을 감지하는 센서가 지속적으로 상기 장악된 물체와 상기 MR 유체 패키지와의 접촉 압력을 감지하는 단계;
(c2) 그립 제어부가, 상기 센서에서 감지된 접촉 압력을 지속적으로 체크하여, 상기 접촉 압력이 기 설정된 값(이하 '최종 압력값'이라 한다)에 도달하도록 전류 제어에 의한 자기장 세기의 제어를 수행하는 단계; 및
(c3) 상기 그립 제어부가, 상기 접촉 압력이 상기 최종 압력값에 도달한 이후, 상기 센서에서 감지된 접촉 압력을 지속적으로 체크하여, 상기 접촉 압력이 상기 최종 압력값을 유지하도록 전류 제어에 의한 자기장 세기의 제어를 수행하는 단계
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 MR 유체를 이용한 그리퍼의 물체 장악 방법.
The method of claim 5,
Between step (c) and step (d)
(c1) a sensor for sensing a contact pressure between the object and the MR fluid package while the MR fluid is solidifying due to a magnetic field generated from a current applied to the electromagnet, Sensing a contact pressure with the pressure sensor;
(c2) The grip control unit continuously checks the contact pressure sensed by the sensor and performs control of the magnetic field intensity by the current control so that the contact pressure reaches a predetermined value (hereinafter, referred to as 'final pressure value') ; And
(c3) the grip control section continuously checks the contact pressure sensed by the sensor after the contact pressure reaches the final pressure value, and controls the contact pressure to maintain the final pressure value, Performing the control of the intensity
Further comprising the steps of: providing the MR fluid to the gripper;
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