그리퍼 설계 아이디어

기구설계 아이디어 1. 

 

그리퍼(Gripper)란 우리말로 집게를 말합니다. 집게란 다시 말해 사람이 손으로 집기 어려운 물체를 집을 때 사용하는 도구를 뜻합니다. 오늘 살펴볼 설계 내용은 Three finger gripper 입니다. 아래 설계 그림(그림1.)은 총 3개의 Finger 를 갖고 있고 이를 구동하기 위해서 실린더를 상부에 설치하여 수직 운동을 링크에 전달하여 물체를 집어 올리는 구조로 구성되어 있습니다.

 

 

그림1.

 

그림 2. 해석

 

이 설계의 재미있고 독창적이라 생각되는 부분은 바로 아래쪽의 Finger 부분에 있습니다. 

Work 의 형상에 따라 Finger의 형상은 변동이 있을 수 있으나 그림 2에서 보여지는 설계 상의 Gripping 되는 부분은 바깥쪽으로 돌출된 형상을 갖고 있습니다. 다시 말해 Finger 부분이 바깥쪽으로 벌어지면서 Work 의 내경이나 내측의 특정 구간을 집는 역할을 합니다. 힘의 전달은 실린더의 직선 운동이 링크를 타고 수축-팽창을 반복하는 것이지요. 

 

그림 2.

 

그림 3 해석

 

아래 그림은 Three finger 의 링크 구조로써 연결하는 핀의 마감처리를 위해 스냅링이 조립되어 있습니다. 스냅링의 역할은 핀의 이탈 방지 및 위치를 결정하기 위한 기계요소입니다. 링크의 중간 부분을 뻥 뚫어 놨습니다. 이러한 것은 소재의 중량을 줄이기 위한 살 빼기의 일환입니다. 부품이 작은 경우에는 가능한 살 빼기를 적용하지 않는 것이 올바른 설계 방법이라 할 수 있습니다. 이유는 불 필요한 살 빼기는 가공비가 추가적으로 발생하는 것을 방지할 수 있습니다. 

그림 3.

 

그림 4 해석

 

스프링은 여러 가지 목적으로 사용하지만 아래 그림의 구간에 설치된 스프링의 역할은 모션의 완복에 관련성이 있습니다. 실린더가 직선 운동을 하여 링크에 힘을 전달 하여 Open, Close 상태에서 복원 능력을 상승시키기 위해 반영되어 있습니다. 실제로 기구물의 서포트 운동 복원력이 필요한 경우 스프링의 있고 없고의 그 차이는 큽니다. 

 

그림 4.

 

그림 5 해석

 

Three finger 의 단면을 나타내는 그림으로 중앙에 Shaft 가 있고 중앙에 베어링을 설치하여 수직 운동에 의한 동심원을 유지하는 구조로 이루어져 있습니다. 베어링을 사용하는 목적은 샤프트가 베어링을 타고 다니면서 마찰력 없이 수직 상하 운동이 가능하게 하기 위함입니다. 베어링의 사용이 어렵다면 볼 부쉬 가이드 롱 타입을 적용하거나 측면에 별도의 구조물을 설치하여 LM 가이드를 사용하여 직선 운동시 정도를 유지할 수 있게끔 설계에 반영하게 면 되겠습니다. 

그림 5

 

 

Three finger 의 구조는 위에서 설명한 것처럼 직선 운동을 링크에 전달하여 횡 방향으로 수축 팽창을 통해 운동력을 전달하여 특정 물체를 집을 수 있게 구성되어 있습니다. 특정 물체에 따라 Finger 가 닿는 부분의 재질은 MC 나일론이나 신주와 같은 상대적으로 경도가 약한 재질을 적용하는 것이 필요할 때가 있습니다. 

 

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