KR20230008377A - Robot finger with joint - Google Patents

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KR20230008377A
KR20230008377A KR1020210088945A KR20210088945A KR20230008377A KR 20230008377 A KR20230008377 A KR 20230008377A KR 1020210088945 A KR1020210088945 A KR 1020210088945A KR 20210088945 A KR20210088945 A KR 20210088945A KR 20230008377 A KR20230008377 A KR 20230008377A
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금현주
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김태욱
이동현
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금현주
민성재
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Abstract

Disclosed is a joint robot hand which minimizes the number of motors. According to one embodiment of the present invention, the joint robot hand comprises: a plurality of shafts; a joint part connecting the shafts, and including a knuckle and a universal joint; a cable controlling rotation of the joint part, and passing through a hole formed in the knuckle or fixed on the knuckle; and a driving part including a bobbin and a motor to rotate the bobbin. The cable includes a first and a second cable made of an elastic material for transferring torque to the joint part. The first and second cables are wound on the bobbin in opposite directions and transfer torque in a first direction which is the direction of the second cable or a second direction which is the direction of the first cable to the joint part depending on the driving direction of the motor.

Description

관절 로봇 손{ROBOT FINGER WITH JOINT}Articulated robot hand {ROBOT FINGER WITH JOINT}

아래 설명은 관절 로봇 손에 관한 것으로, 특히 모터의 개수를 최소화하여 관절을 움직여 특정 물체를 다루는 관절 로봇 손에 관한 것이다.The following description relates to a joint robot hand, and in particular, to a joint robot hand that handles a specific object by moving joints by minimizing the number of motors.

최근 반복적 업무보다는 여러가지 환경에 적응하는 로봇 손의 수요가 늘고 있다. 로봇 손은 제조공장의 부품 조립, 의수, 재활보조장치 및 의료보조기기 등으로 사용되고 있다. 로봇 분야가 머신 비전, 머신 러닝과 융합되면서 그 활용 가능성이 높아지고 있다.Recently, the demand for robot hands that adapt to various environments rather than repetitive tasks is increasing. Robotic hands are used for parts assembly in manufacturing plants, prosthetic arms, rehabilitation aids, and medical aids. As the field of robotics is converged with machine vision and machine learning, the possibility of using it is increasing.

과거에는 각 관절을 완벽하게 제어하기 위해 다수의 모터 등을 사용하였다. 다만, 제어해야 하는 모터의 수가 늘어날수록 로봇 손의 무게가 무거워지고 가격이 비싸다는 단점이 있었다. 따라서 하나의 모터에 여러 개의 관절을 연결하는 종속적인 구조들의 로봇 손이 연구되고 있다. 이러한 구조는 모터의 개수를 줄여 가벼우면서도 좋은 파지력을 제공하는 장점이 있으나, 자유롭고 섬세한 움직임이 제한된다는 문제가 있다. 따라서 모터의 개수를 최소화하면서도 섬세한 움직임을 제공하는 로봇 손이 요구되는 실정이다.In the past, multiple motors were used to perfectly control each joint. However, as the number of motors to be controlled increases, the weight of the robot hand becomes heavy and the price is expensive. Therefore, robot hands with subordinate structures connecting several joints to one motor are being studied. This structure has the advantage of providing light and good gripping force by reducing the number of motors, but has a problem in that free and delicate movements are limited. Therefore, there is a demand for a robot hand that provides delicate movements while minimizing the number of motors.

이와 관련하여, 등록특허공보 제 10-2245878호는 6축 다관절 로봇 트윈 용접장치의 원격 용접 제어시스템에 대한 발명을 개시한다.In this regard, Patent Registration No. 10-2245878 discloses an invention for a remote welding control system for a 6-axis articulated robot twin welding device.

전술한 배경기술은 발명자가 본원의 개시 내용을 도출하는 과정에서 보유하거나 습득한 것으로서, 반드시 본 출원 전에 일반 공중에 공개된 공지기술이라고 할 수는 없다.The above background art is possessed or acquired by the inventor in the process of deriving the disclosure of the present application, and cannot necessarily be said to be known art disclosed to the general public prior to the present application.

일 실시 예에 따른 목적은 모터의 개수를 최소화한 관절 로봇 손을 제공하는 것이다.An object according to an embodiment is to provide a joint robot hand in which the number of motors is minimized.

일 실시 예에 따른 목적은 무게를 최소화한 관절 로봇 손을 제공하는 것이다.An object according to an embodiment is to provide a joint robot hand with minimized weight.

일 실시 예에 따른 목적은 높은 자유도로 섬세하고 자유로운 움직임을 가능하게 하는 관절 로봇 손을 제공하는 것이다.An object according to an embodiment is to provide a joint robot hand capable of delicate and free movement with a high degree of freedom.

일 실시 예에 따른 관절 로봇 손은 복수개로 형성되는 샤프트; 상기 샤프트 사이를 연결하고, 너클 및 유니버셜 조인트를 포함하는, 관절부; 상기 관절부의 회전을 제어하고, 상기 너클에 형성된 구멍을 통과하거나 상기 너클에 고정되는, 케이블 및 보빈 및 상기 보빈을 회전시키기 위한 모터를 포함하는, 구동부를 포함하고, 상기 케이블은, 상기 관절부에 토크를 전달하기 위한 제1 및 제2 케이블을 포함하고, 상기 제1 및 제2 케이블은, 상기 보빈에 각각 반대 방향으로 감겨 있으며, 상기 모터의 구동방향에 따라 상기 관절부에 각각 제2 케이블 방향인 제1 방향 또는 제1 케이블 방향인 제2 방향의 토크를 전달하는 것을 특징으로 할 수 있다.A joint robot hand according to an embodiment includes a plurality of shafts; a joint connecting between the shafts and including a knuckle and a universal joint; A drive unit including a cable and a bobbin that controls rotation of the joint portion and passes through a hole formed in the knuckle or is fixed to the knuckle and a motor for rotating the bobbin, wherein the cable provides torque to the joint portion. The first and second cables are wound on the bobbin in opposite directions, respectively, and the second cable direction is respectively in the joint part according to the driving direction of the motor. It may be characterized in that torque is transmitted in one direction or in a second direction, which is the first cable direction.

일 실시 예에 따른 관절 로봇 손은 상기 케이블은, 탄성이 없는 소재로 형성되는 제3 케이블(303)을 포함하며, 상기 제3 케이블(303)은, 상기 관절부가 상기 제2 방향으로 0°를 초과하여 회전하는 것을 방지하는 것을 특징으로 할 수 있다.In the joint robot hand according to an embodiment, the cable includes a third cable 303 formed of a non-elastic material, and the third cable 303 rotates the joint at 0° in the second direction. It may be characterized in that it prevents excessive rotation.

일 실시 예에 따른 관절 로봇 손은 탄성이 있는 소재로 형성되는, 추가장력부를 더 포함하며, 상기 추가장력부는, 상기 너클과 너클 사이 중 적어도 하나에 배치될 수 있다.The joint robot hand according to an embodiment may further include an additional tension unit formed of an elastic material, and the additional tension unit may be disposed between at least one of the knuckles and the knuckles.

일 실시 예에 따른 관절 로봇 손은 상기 구동부는, 5개로 형성되며, 상기 샤프트는, 손바닥 형상으로 배치되는 것을 특징으로 할 수 있다.In the joint robot hand according to an embodiment, the driving part may be formed of five, and the shaft may be disposed in a palm shape.

일 실시 예에 따른 관절 로봇 손은 상기 구동부 중 적어도 하나는, 상기 너클에 대한 원주방향으로 회전 가능한 것을 특징으로 할 수 있다.In the joint robot hand according to an embodiment, at least one of the driving units may be rotatable in a circumferential direction with respect to the knuckle.

일 실시 예에 따른 관절 로봇 손은 모터의 개수를 최소화할 수 있다.The joint robot hand according to an embodiment may minimize the number of motors.

일 실시 예에 따른 관절 로봇 손은 무게를 최소화할 수 있다.The joint robot hand according to an embodiment may minimize weight.

일 실시 예에 따른 관절 로봇 손은 섬세하고 자유로운 움직임을 제공할 수 있다.A joint robot hand according to an embodiment may provide delicate and free movement.

도 1은 일 실시 예에 따른 관절 로봇 손의 모식도이다.
도 2는 일 실시 예에 따른 구동부의 모식도이다.
도 3은 일 실시 예에 따른 관절의 회전 순서의 제어를 도시하는 도면이다.
도 4는 일 실시 예에 따른 관절부의 모식도이다.
도 5는 일 실시 예에 따른 관절 로봇 손의 가동범위를 도시하는 도면이다.
도 6은 일 실시 예에 따른 구동부의 원주방향으로의 회전을 도시하는 도면이다.
1 is a schematic diagram of a joint robot hand according to an embodiment.
2 is a schematic diagram of a driving unit according to an embodiment.
3 is a diagram illustrating control of rotation order of joints according to an embodiment.
4 is a schematic diagram of a joint unit according to an embodiment.
5 is a diagram illustrating a range of motion of a joint robot hand according to an exemplary embodiment.
6 is a diagram illustrating rotation of a driving unit in a circumferential direction according to an exemplary embodiment.

이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 상세하게 설명한다. 그러나, 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있어서 특허출원의 권리 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 실시예들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물이 권리 범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, since various changes can be made to the embodiments, the scope of the patent application is not limited or limited by these embodiments. It should be understood that all changes, equivalents or substitutes to the embodiments are included within the scope of rights.

실시예에서 사용한 용어는 단지 설명을 목적으로 사용된 것으로, 한정하려는 의도로 해석되어서는 아니된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.Terms used in the examples are used only for description purposes and should not be construed as limiting. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, terms such as "include" or "have" are intended to designate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, but one or more other features It should be understood that the presence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof is not precluded.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by a person of ordinary skill in the art to which the embodiment belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art, and unless explicitly defined in the present application, they should not be interpreted in an ideal or excessively formal meaning. don't

또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.In addition, in the description with reference to the accompanying drawings, the same reference numerals are given to the same components regardless of reference numerals, and overlapping descriptions thereof will be omitted. In describing the embodiment, if it is determined that a detailed description of a related known technology may unnecessarily obscure the gist of the embodiment, the detailed description will be omitted.

또한, 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. In addition, in describing the components of the embodiment, terms such as first, second, A, B, (a), and (b) may be used. These terms are only used to distinguish the component from other components, and the nature, order, or order of the corresponding component is not limited by the term. When an element is described as being “connected,” “coupled to,” or “connected” to another element, that element may be directly connected or connected to the other element, but there may be another element between the elements. It should be understood that may be "connected", "coupled" or "connected".

어느 하나의 실시 예에 포함된 구성요소와, 공통적인 기능을 포함하는 구성요소는, 다른 실시 예에서 동일한 명칭을 사용하여 설명하기로 한다. 반대되는 기재가 없는 이상, 어느 하나의 실시 예에 기재한 설명은 다른 실시 예에도 적용될 수 있으며, 중복되는 범위에서 구체적인 설명은 생략하기로 한다.Components included in one embodiment and components having common functions will be described using the same names in other embodiments. Unless stated to the contrary, descriptions described in one embodiment may be applied to other embodiments, and detailed descriptions will be omitted to the extent of overlap.

도 1은 일 실시 예에 따른 관절 로봇 손(1)의 모식도이고, 도 2는 일 실시 예에 따른 구동부(40)의 모식도이고, 도 3은 일 실시 예에 따른 관절의 회전 순서의 제어를 도시하는 도면이다.1 is a schematic diagram of a joint robot hand 1 according to an embodiment, FIG. 2 is a schematic diagram of a drive unit 40 according to an embodiment, and FIG. 3 shows control of rotation order of joints according to an embodiment. It is a drawing to

도 1을 참조하면, 일 실시 예에 따른 관절 로봇 손(1)은 하나의 모터(402)를 이용하여 적어도 하나의 관절부(20)를 제어할 수 있다. 일 실시 예에 따른 관절 로봇 손(1)은 샤프트(10), 관절부(20), 케이블(30) 및 구동부(40)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1 , the joint robot hand 1 according to an embodiment may control at least one joint part 20 using one motor 402 . The joint robot hand 1 according to an embodiment may include a shaft 10, a joint part 20, a cable 30, and a driving part 40.

샤프트(10)는 관절 로봇 손(1)의 뼈대 역할을 하며, 샤프트(10)의 일부는 특정 물체와 직접 접촉할 수 있다. 일 실시 예에서, 샤프트(10)는 복수개로 형성될 수 있으며, 원통형 형상으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 샤프트(10)는 알루미늄으로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 가볍고 변형이 어려운 재질이라면 샤프트(10)를 형성할 수 있다.The shaft 10 serves as a skeleton of the joint robot hand 1, and a part of the shaft 10 may directly contact a specific object. In one embodiment, the shaft 10 may be formed in plurality and may be formed in a cylindrical shape. For example, the shaft 10 may be formed of aluminum, but is not limited thereto, and the shaft 10 may be formed of any material that is light and difficult to deform.

관절부(20)는 샤프트(10)와 샤프트(10)를 연결하며, 샤프트(10)의 자유로운 움직임을 제공할 수 있다. 일 실시 예에서, 관절부(20)는 샤프트(10) 사이에 배치될 수 있다. 일 실시 예에서, 관절부(20)는 너클(201) 및 유니버셜 조인트(202)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 너클(201)에는 후술할 케이블(30)이 통과할 수 있도록 너클(201)의 원주 방향을 따라 구멍이 형성될 수 있다. 일 실시 예에서, 유니버셜 조인트(202)는 너클(201)과 체결되며, 너클(201)의 자유로운 회전운동을 제공할 수 있다.The joint part 20 connects the shaft 10 and the shaft 10, and may provide free movement of the shaft 10. In one embodiment, the joint 20 may be disposed between the shafts 10. In one embodiment, the joint portion 20 may include a knuckle 201 and a universal joint 202 . For example, a hole may be formed in the knuckle 201 along the circumferential direction of the knuckle 201 to pass a cable 30 to be described later. In one embodiment, the universal joint 202 is fastened to the knuckle 201 and may provide free rotational movement of the knuckle 201 .

케이블(30)은 관절부(20)의 회전을 제어할 수 있다. 일 실시 예에서, 케이블(30)은 너클(201)에 형성된 구멍을 통과하거나, 너클(201)에 고정될 수 있다. 예를 들어, 케이블(30)은 샤프트(10)의 길이방향을 따라 후술할 구동부(40)에서 가장 멀리 떨어진 너클(201)에 고정될 수 있으며, 이를 제외한 나머지 너클(201)에 형성된 구멍을 통과할 수 있다. 일 실시 예에서, 케이블(30)은 제1, 제2 및 제3 케이블(301, 302, 303)을 포함할 수 있다.The cable 30 may control rotation of the joint part 20 . In one embodiment, the cable 30 may pass through a hole formed in the knuckle 201 or be fixed to the knuckle 201 . For example, the cable 30 may be fixed to the knuckle 201 farthest from the drive unit 40 to be described later along the length of the shaft 10, and passes through a hole formed in the knuckle 201 except for this. can do. In one embodiment, cable 30 may include first, second and third cables 301, 302 and 303.

일 실시 예에서, 제1 및 제2 케이블(301, 302)은 샤프트(10)를 사이에 두고 샤프트(10)의 길이방향과 평행하도록 배치될 수 있다. 일 실시 예에서, 제1 또는 제2 케이블(301, 302)이 당겨짐에 따라, 관절부(20)에 토크를 전달할 수 있다. 예를 들어, 제1 케이블(301)이 당겨지면 관절부(20)는 제1 케이블(301) 방향, 즉 제2 방향(D2)으로 회전할 수 있다. 또한, 제2 케이블(302)이 당겨지면 관절부(20)는 제2케이블(302) 방향, 즉 제1 방향(D1)으로 회전할 수 있다.In one embodiment, the first and second cables 301 and 302 may be disposed parallel to the longitudinal direction of the shaft 10 with the shaft 10 interposed therebetween. In one embodiment, as the first or second cables 301 and 302 are pulled, torque may be transmitted to the joint part 20 . For example, when the first cable 301 is pulled, the joint part 20 may rotate in the direction of the first cable 301, that is, in the second direction D2. Also, when the second cable 302 is pulled, the joint part 20 can rotate in the direction of the second cable 302, that is, in the first direction D1.

일 실시 예에서, 제3케이블(303)은 샤프트(10)의 길이방향과 평행하고, 샤프트(10)의 길이방향을 중심으로 제1 케이블(301)의 반대편에 배치될 수 있다. 일 실시 예에서, 제3 케이블(303)은 탄성이 없는 소재로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1 케이블(301)이 당겨지더라도, 제3 케이블(303)의 길이가 늘어날 수 없어, 관절부(20)가 제2 방향(D2)으로 0°를 초과하여 회전하는 것을 방지할 수 있다.In one embodiment, the third cable 303 is parallel to the lengthwise direction of the shaft 10 and may be disposed opposite to the first cable 301 with respect to the lengthwise direction of the shaft 10 . In one embodiment, the third cable 303 may be formed of a non-elastic material. For example, even if the first cable 301 is pulled, the length of the third cable 303 cannot be increased to prevent the joint portion 20 from rotating beyond 0° in the second direction D2. can

구동부(40)는 제1 및 제2 케이블(301, 302)에 장력을 전달할 수 있다. 일 실시 예에서, 구동부(40)는 보빈(401) 및 보빈(401)을 회전시키기 위한 모터(402)를 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 보빈(401)에는 제1 및 제2 케이블(301, 302)이 감겨 있으며, 보빈(401)은 모터(402)와 연결될 수 있다. 즉, 모터(402)가 구동함에 따라 보빈(401)이 회전하며, 제1 및 제2 케이블(301, 302)에 장력을 전달할 수 있다. 예를 들어, 제1 케이블(301)이 모터(402)에 의해 당겨지는 거리만큼 제2 케이블(302)이 보빈(401)에서 풀릴 수 있으며, 제2 케이블(302)이 모터(402)에 의해 당겨지는 거리만큼 제1케이블(301)이 보빈(401)에서 풀릴 수 있다. The driving unit 40 may transmit tension to the first and second cables 301 and 302 . In one embodiment, the drive unit 40 may include a bobbin 401 and a motor 402 for rotating the bobbin 401 . In one embodiment, the first and second cables 301 and 302 are wound around the bobbin 401 , and the bobbin 401 may be connected to the motor 402 . That is, as the motor 402 drives, the bobbin 401 rotates, and tension can be transmitted to the first and second cables 301 and 302 . For example, the second cable 302 may be unwound from the bobbin 401 by the distance that the first cable 301 is pulled by the motor 402, and the second cable 302 is pulled by the motor 402. The first cable 301 can be unwound from the bobbin 401 by the distance it is pulled.

도 2를 참조하면, 일 실시 예에 따른 관절 로봇 손(1)은 하나의 모터(402)를 이용하여 관절부(20)를 적어도 하나의 방향으로 제어할 수 있다.Referring to FIG. 2 , the joint robot hand 1 according to an embodiment may control the joint part 20 in at least one direction using one motor 402 .

일 실시 예에서, 제1 및 제2 케이블(301, 302)은 보빈(401)에 각각 반대 방향으로 감겨 있을 수 있다. 예를 들어, 제1 및 제2 케이블(301, 302)은 모터(402)의 구동방향에 따라 관절부(20)에 각각 제1 방향(D1) 또는 제2 방향(D2)의 토크를 전달할 수 있다. 즉, 하나의 모터(402)가 구동됨에 따라 관절부(20)를 두 개의 방향으로 제어할 수 있다. 일 실시 예에서, 보빈(401)은 2층 구조로 형성될 수 있다. 예를 들어, 보빈(401)의 각 층마다 제1 또는 제2 케이블(301, 302)이 각각 반대 방향으로 감겨 있을 수 있다.In one embodiment, the first and second cables 301 and 302 may be wound around the bobbin 401 in opposite directions, respectively. For example, the first and second cables 301 and 302 may transmit torque in the first direction D1 or the second direction D2 to the joint part 20 according to the driving direction of the motor 402 . . That is, as one motor 402 is driven, the joint part 20 can be controlled in two directions. In one embodiment, the bobbin 401 may be formed in a two-layer structure. For example, the first or second cables 301 and 302 may be wound in opposite directions for each layer of the bobbin 401 .

도 3을 참조하면, 일 실시 예에 따른 관절 로봇 손(1)은 관절의 회전 순서를 제어할 수 있다. 일 실시 예에서, 관절 로봇 손(1)은 추가장력부(50)를 더 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 추가장력부(50)는 너클(201)과 너클(201) 사이 중 적어도 하나에 배치되며, 너클(201)에 고정될 수 있다. 일 실시 예에서, 추가장력부(50)는 탄성이 있는 소재로 형성될 수 있다. 예를 들어, 추가장력부(50)는 스프링으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 추가장력부(50)는 샤프트(10)의 길이방향을 중심으로 제2케이블(302) 반대편에 배치될 수 있다. 즉, 추가장력부(50)는, 구동부(40)가 제2 케이블(302)을 당길 때, 도 3의 (a)와 같이 특정 관절부(20)를 먼저 회전시키고, 도 3의 (b)와 같이 나머지 관절부(20)를 나중에 회전시킬 수 있다.Referring to FIG. 3 , the joint robot hand 1 according to an embodiment may control the rotation order of the joints. In one embodiment, the joint robot hand 1 may further include an additional tension unit 50. In one embodiment, the additional tension unit 50 is disposed between at least one of the knuckles 201 and the knuckles 201, and may be fixed to the knuckles 201. In one embodiment, the additional tension unit 50 may be formed of an elastic material. For example, the additional tension unit 50 may be formed of a spring. For example, the additional tension unit 50 may be disposed opposite the second cable 302 in the longitudinal direction of the shaft 10 . That is, when the driving unit 40 pulls the second cable 302, the additional tension unit 50 first rotates the specific joint 20 as shown in (a) of FIG. 3, and in (b) of FIG. Similarly, the remaining joints 20 can be rotated later.

도 4는 일 실시 예에 따른 관절부(20)의 모식도이고, 도 5는 일 실시 예에 따른 관절 로봇 손(1)의 가동범위를 도시하는 도면이다.FIG. 4 is a schematic diagram of the joint part 20 according to an embodiment, and FIG. 5 is a diagram showing a range of motion of the joint robot hand 1 according to an embodiment.

도 4를 참조하면, 일 실시 예에 따른 관절 로봇 손(1)은 너클(201)의 형상에 따라 관절부(20)의 가동범위가 조절될 수 있다. 너클(201)은 유니버셜 조인트(202)에 체결되며, 특정 각도로 회전할 수 있다. 예를 들어, 도 4의 (a)에서 너클(201)은 샤프트(10)의 길이 방향을 중심으로 +60°에서 -60°까지 회전할 수 있다. 일 실시 예에서, 도 (4)의 (b)와 같이, 너클(201)은 특정 방향으로 기울어지도록 형성될 수 있다. 예를 들어 너클(201)은 샤프트(10)의 길이방향을 중심으로 30°기울어질 수 있으며, 너클(201)은 샤프트(10)의 길이방향을 중심으로 +30°에서 -90°까지 회전할 수 있다.Referring to FIG. 4 , in the joint robot hand 1 according to an embodiment, the range of motion of the joint part 20 may be adjusted according to the shape of the knuckle 201 . The knuckle 201 is fastened to the universal joint 202 and can rotate at a specific angle. For example, in (a) of FIG. 4 , the knuckle 201 may rotate from +60° to -60° around the longitudinal direction of the shaft 10 . In one embodiment, as shown in (b) of FIG. 4, the knuckle 201 may be formed to be inclined in a specific direction. For example, the knuckle 201 may be tilted by 30 ° around the longitudinal direction of the shaft 10, and the knuckle 201 may rotate from +30 ° to -90 ° around the longitudinal direction of the shaft 10. can

도 5를 참조하면, 일 실시 예에 따른 로봇 손은 너클(201)의 형상에 따라 샤프트(10)의 가동범위가 조절될 수 있다. 도 5의 (a)는, 너클(201)의 형상이 도 4의 (a) 일 때의 샤프트(10)의 가동범위를 도시한 도면이고, 도 5의 (b)는, 너클(201)의 형상이 도 4의 (b) 일 때의 샤프트(10)의 가동범위를 도시한 도면이다. 일 실시 예에서, 너클(201)의 형상이 도 4의 (b)와 같이 형성됨에 따라, 샤프트(10)의 가동범위가 인체의 손가락과 유사하도록 조절될 수 있다.Referring to FIG. 5 , in the robot hand according to an embodiment, the movable range of the shaft 10 may be adjusted according to the shape of the knuckle 201 . 5(a) is a view showing the movable range of the shaft 10 when the shape of the knuckle 201 is in FIG. 4(a), and FIG. 5(b) shows the knuckle 201 It is a diagram showing the movable range of the shaft 10 when the shape is (b) in FIG. 4 . In one embodiment, as the shape of the knuckle 201 is formed as shown in (b) of FIG. 4, the range of motion of the shaft 10 may be adjusted to be similar to that of a human finger.

도 6은 일 실시 예에 따른 구동부(40)의 원주 방향(D3)으로의 회전을 도시하는 도면이다.6 is a diagram illustrating rotation of the driving unit 40 in the circumferential direction D3 according to an exemplary embodiment.

도 6을 참조하면, 일 실시 예에 따른 관절 로봇 손(1)에서, 샤프트(10)는 손바닥 형상으로 배치될 수 있다. 예를 들어, 구동부(40)는 5개로 형성될 수 있다. 일 실시 예에서, 로봇 손(1)은 세 개의 관절부(20)를 구비한 손가락 다섯 개로 형성될 수 있다. 일 실시 예에서, 세 개의 관절부(20)를 구비한 손가락에서, 로봇 손(1)은 말단 및 가운데 관절부(20)를 제어하는 모터 한 개와 첫번째 관절부(20)를 제어하는 모터 두 개를 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 다섯 개의 손가락 중 적어도 하나는 너클(201)에 대한 원주 방향(D3)으로 회전할 수 있으며, 즉, 이 구동부(40)에 연결된 샤프트(10)는 엄지손가락 역할을 수행할 수 있다. 예를 들어, 구동부(40) 중 적어도 하나는 너클(201)에 대한 원주 방향(D3)으로 75°만큼 회전할 수 있다.Referring to FIG. 6 , in the joint robot hand 1 according to an embodiment, the shaft 10 may be disposed in a palm shape. For example, five driving units 40 may be formed. In one embodiment, the robot hand 1 may be formed with five fingers having three joint parts 20 . In one embodiment, in a finger having three joints 20, the robot hand 1 may include one motor for controlling the distal and middle joints 20 and two motors for controlling the first joint 20. can In one embodiment, at least one of the five fingers can rotate in the circumferential direction D3 with respect to the knuckle 201, that is, the shaft 10 connected to the drive unit 40 can act as a thumb. there is. For example, at least one of the driving parts 40 may rotate by 75° in the circumferential direction D3 with respect to the knuckle 201 .

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.As described above, although the embodiments have been described with limited drawings, those skilled in the art can apply various technical modifications and variations based on the above. For example, the described techniques may be performed in an order different from the method described, and/or components of the described system, structure, device, circuit, etc. may be combined or combined in a different form than the method described, or other components may be used. Or even if it is replaced or substituted by equivalents, appropriate results can be achieved.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents of the claims are within the scope of the following claims.

1: 관절 로봇 손
10: 샤프트
20: 구동부
201: 너클
202: 유니버셜 조인트
30: 케이블
301: 제1 케이블
302: 제2 케이블
303: 제3 케이블
40: 구동부
401: 보빈
402: 모터
50: 추가장력부
D1: 제1 방향
D2: 제2 방향
D3: 원주방향
1: articulated robot hand
10: shaft
20: driving unit
201: Knuckle
202: universal joint
30: cable
301 first cable
302 second cable
303 third cable
40: driving unit
401: bobbin
402: motor
50: additional tension unit
D1: first direction
D2: second direction
D3: circumferential direction

Claims (5)

복수개로 형성되는 샤프트;
상기 샤프트 사이를 연결하고, 너클 및 유니버셜 조인트를 포함하는, 관절부;
상기 관절부의 회전을 제어하고, 상기 너클에 형성된 구멍을 통과하거나 상기 너클에 고정되는, 케이블 및
보빈 및 상기 보빈을 회전시키기 위한 모터를 포함하는, 구동부를 포함하고,
상기 케이블은,
상기 관절부에 토크를 전달하기 위한 제1 및 제2 케이블을 포함하고,
상기 제1 및 제2 케이블은,
상기 보빈에 각각 반대 방향으로 감겨 있으며, 상기 모터의 구동방향에 따라 상기 관절부에 각각 제2 케이블 방향인 제1 방향 또는 제1 케이블 방향인 제2 방향의 토크를 전달하는 것을 특징으로 하는, 관절 로봇 손.
A shaft formed of a plurality;
a joint connecting between the shafts and including a knuckle and a universal joint;
A cable that controls the rotation of the joint part, passes through a hole formed in the knuckle or is fixed to the knuckle, and
A driving unit including a bobbin and a motor for rotating the bobbin,
the cable,
Includes first and second cables for transmitting torque to the joint,
The first and second cables,
Characterized in that the bobbin is wound in opposite directions and transmits torque in a first direction, which is a second cable direction, or a second direction, which is a first cable direction, to the joint part according to the driving direction of the motor, respectively. hand.
제1항에 있어서,
상기 케이블은,
탄성이 없는 소재로 형성되는 제3 케이블을 포함하며,
상기 제3 케이블은,
상기 관절부가 상기 제2 방향으로 0°를 초과하여 회전하는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는, 관절 로봇 손.
According to claim 1,
the cable,
It includes a third cable formed of a non-elastic material,
The third cable,
The joint robot hand, characterized in that for preventing the joint portion from rotating more than 0 ° in the second direction.
제1항에 있어서,
탄성이 있는 소재로 형성되는 추가장력부를 더 포함하며,
상기 추가장력부는,
상기 너클과 너클 사이 중 적어도 하나에 배치되는, 관절 로봇 손.
According to claim 1,
Further comprising an additional tension portion formed of an elastic material,
The additional tension part,
A joint robot hand disposed between at least one of the knuckles and the knuckles.
제1항에 있어서,
상기 구동부는,
5개로 형성되며,
상기 샤프트는,
손바닥 형상으로 배치되는 것을 특징으로 하는, 관절 로봇 손.
According to claim 1,
the driving unit,
It is formed of 5
the shaft,
A joint robot hand, characterized in that it is arranged in a palm shape.
제4항에 있어서,
상기 구동부 중 적어도 하나는, 상기 너클에 대한 원주방향으로 회전 가능한 것을 특징으로 하는, 관절 로봇 손.
According to claim 4,
At least one of the driving units is rotatable in a circumferential direction with respect to the knuckle, characterized in that, the joint robot hand.
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KR20120105888A (en) * 2011-03-16 2012-09-26 전자부품연구원 Active Universal Joint Apparatus with Multi-Degree of Freedom
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