본 기술은 몰티즈크로스 형상의 센서프레임 내부에 스트레인게이지를 FEM 분석 기반으로 배치하고, 대상체 그리핑 시 발생하는 하중으로 인한 변형을 측정하여 3자유도(Fz, Tz, Tx) 힘/토크 정보를 산출합니다. 수집된 신호는 데이터수집처리보드를 통해 디커플링 연산하여 물리적 상호간섭을 보상하고 정밀한 값을 도출하는 기술입니다.
기존 그리퍼는 단순 압착력 측정에 한정되어 툴팁 접촉면의 정밀한 힘과 토크 측정이 어려우며, 촉각 센서 사용 시 응답 속도 저하로 인해 고속 반복 작업 공정에 부적합합니다. 또한 다지형 로봇 손에 개별 센서를 부착할 경우 구조와 제어가 복잡해지는 문제가 있습니다.
본 기술은 몰티즈크로스 형상의 센서프레임과 변형 측정용 스트레인게이지를 일체화하고, 일체형 와이어링보드를 사용하여 소형화합니다. FEM 분석으로 최적 배치된 스트레인게이지로부터 획득한 아날로그 신호를 데이터수집처리보드에서 디커플링 매트릭스를 활용해 각 축의 힘/토크 정보로 분리 및 디지털 변환하여 출력합니다. 로봇 파지와 정밀 계측, 자동화 설비에 적용될 수 있어 로봇 그리퍼에서 동력 및 토크 측정의 정확성 및 응답률을 향상시킵니다.
본 발명은 산업통상자원부의 양팔작업 로봇을 위한 최대 출력범위 150Nm의 안전모듈 및 힘-토크/조인트 센서 기술 개발 지원을 통해 개발되었습니다.
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