Multi-DOF Gripper with suction fingertip
기존의 multi-fingered suction gripper 는 흡착 파지와 다지 파지를 결합함으로써, 복잡하게 적재된 환경(clutter environment)에서의 로봇 pick-and-place 작업에 효과적으로 활용될 수 있다. 그러나 두 가지 파지 메커니즘을 동시에 구현하기 위해 구조가 복잡해지고 전체 부피가 커지는 문제가 있으며, 자유도(DOF)가 낮은 경우 다양한 파지 자세를 구현하기 어렵다는 한계가 있다. 이러한 한계를 극복하기 위해 본 연구에서는 suction fingertip 을 갖는 다자유도(Multi-DoF) 그리퍼를 설계 및 개발하였다. 제안한 구조는 손가락 기반 파지와 흡착 파지를 하나의 시스템 안에서 통합하면서도, 그리퍼 전체 부피의 과도한 증가를 억제하고 보다 다양한 grasp posture 를 구현할 수 있도록 설계되었다.
그리퍼의 손가락 구조는 6-bar link mechanism 을 fingertip 에는 suction cup 을 통합하였고, 공기 공급을 위한 air tube 가 손가락 링크 내부 공간을 통과하도록 설계하여 흡착 기능과 기계식 파지 기능을 효율적으로 결합하였다. 이를 통해 별도의 외부 흡착 모듈을 추가하지 않고도 손끝에서 직접 흡착이 가능하다.
그리퍼는 마운트를 포함하여 1.9 kg 로, Robotiq 3F 그리퍼(마운트 포함 2.4 kg)보다 가벼우며 넓은 표면에 대한 흡착이 가능하고 단일 흡착만으로도 최대 2 kg 까지 파지가 가능하다. 허용 payload 는 3–4 kg 수준이며, 시스템은 총 9 자유도이다. 이 구조를 바탕으로 full, pinch, wide, scissor, suction 등 다양한 파지 모드가 가능하며, 실제 파지로도 이어질 수 있다.
Hybrid Gripper
우리 연구실은 다양한 형태의 물체를 안정적으로 다룰 수 있는 하이브리드 그리퍼를 개발하고 있다. 일반적인 2지 그리퍼만으로는 물체의 크기나 형태에 따라 안정적인 파지가 어려운 경우가 있으며, 특히 파지 폭이 큰 물체의 경우에는 석션 방식이 더 효과적인 경우가 많다. 이러한 한계를 해결하기 위해 2지 그리퍼와 석션 기능을 하나의 장치에 통합한 하이브리드 그리퍼를 설계하였다. 이 그리퍼는 물체의 형태와 상황에 따라 두 가지 파지 방식을 유연하게 선택하여 사용할 수 있도록 설계되었다.특히 그리퍼 구동부의 단일 액추에이터만을 이용하여 2지 그리퍼의 개폐 동작과 그리퍼 모드 전환을 모두 수행할 수 있도록 구현하였다. 이를 통해 구조를 단순화하면서도 구동부의 수를 줄여 시스템의 경량화와 제어 복잡도 감소라는 장점을 갖는다. 이러한 설계를 통해 다양한 물체를 효율적으로 다룰 수 있는 실용적인 로봇 그리퍼 기술을 연구하고 있다.
