CN111819040A - 机械手以及搬运装置 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于，提供一种能够将如纸币捆的薄型物体捆中的所有薄型物体载置于规定位置的机械手。本发明的机械手(100)包括：第一指部(110)、第二指部(120)、指部移动机构(130)、推压部(140)、以及推压部往复运动机构(150)。第二指部以与第一指部的对置的方式配设。指部移动机构使第一指部和第二指部中的至少一方沿着与第一指部和第二指部的对置方向进行移动。推压部往复运动机构使推压部沿着与第一指部的进深方向平行的方向进行往复运动。

Description

机械手以及搬运装置

技术领域

本发明涉及机械手。另外，本发明涉及一种应用了机械手(robot hand)和臂(arm)的搬运装置。

背景技术

过去提出了“应用了带机械手的臂的纸币处理装置”(例如，日本特开昭62-92095号公报等)。在这样的纸币处理装置中，通过带机械手的臂来将纸币捆搬运到纸币计数纸币确认单元，纸币捆在纸币计数纸币确认单元中按照币种类别被分类，并且对每个币种的张数进行计数(count)。然后，分类为各个币种的纸币捆，按照币种的类别通过另一个带机械手的臂搬运到规定位置。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开昭62-92095号公报

发明内容

发明所要解决的问题

但是，在这样的纸币处理装置中，当带机械手的臂将纸币捆搬运到纸币计数纸币确认单元时，在臂将机械手插入到纸币计数纸币确认单元的纸币捆载置托盘之后，机械手的指(finger)部张开而松开纸币捆，并且通过臂进行将机械手从纸币捆载置托盘抽出的动作。此时，存在这样的情况：纸币捆的下侧部分被拖拉到机械手的位于纸币捆载置托盘侧的指部，由此该部分的纸币从纸币捆载置托盘洒落。

本发明的目的在于，提供一种能够将如纸币捆的薄型物体捆中的所有薄型物体载置于规定位置的机械手以及搬运装置。

解决问题的技术方案

本发明的第一方面的机械手包括：第一指部、第二指部、指部移动机构、推压部、以及推压部往复运动机构。第二指部以与第一指部对置的方式配设。指部移动机构使第一指部和第二指部中的至少一方沿着第一指部和第二指部的对置方向进行移动。推压部往复运动机构使所述推压部沿着与第一指部的进深方向平行的方向进行往复运动。

如上所述，在该机械手，设置有推压部和推压部往复运动机构。在该机械手安装于臂和控制装置的状态下，通过控制装置使臂的机械手插入到规定位置的托盘等的深处之后，只要将机械手的推压部推向前方，并且将机械手的第一指部和第二指部之间分离，然后使机械手后退，就能将如纸币捆的薄型物体捆中的所有薄型物体载置于规定位置。另外，在该机械手安装于臂和控制装置的状态下，通过控制装置来使臂的机械手移动至规定位置的托盘等的近处侧部分之后，只要将机械手的第一指部和第二指部之间分离，并且将机械手的推压部推向前方，然后使机械手后退，就能将如纸币捆的薄型物体捆中的所有薄型物体载置于规定位置。

本发明的第二方面的机械手为第一方面的机械手，推压部和推压部往复运动机构配设于第一指部和第二指部中的至少一个指部的、与另一个指部对置的一侧的相反侧。

如上所述，在该机械手中，推压部和推压部往复运动机构配设于第一指部和第二指部中的至少一个指部的、与另一个指部对置的一侧的相反侧。因此，在该机械手中，与推压部和推压部往复运动机构配设于一个指部和另一个指部之间的情况相比，能够使推压部自如地进行往复运动。

本发明的第三方面的搬运装置包括：第一方面或第二方面的机械手、臂以及控制装置。臂与机械手连结。控制装置用于对机械手的指部移动机构和推压部往复运动机构的动作、臂的动作进行控制。而且，该控制装置通过控制推压部往复运动机构来将推压部推向前方，并且通过控制指部移动机构来使第一指部和第二指部之间分离，之后控制臂而使机械手后退。

如上所述，在该搬运装置中，控制装置通过控制推压部往复运动机构来将推压部推向前方，并且通过控制指部移动机构来使第一指部和第二指部之间分离，之后控制臂而使机械手后退。即，在该搬运装置中，在臂将机械手插入到规定位置的托盘等的深处之后，如上所述，只要控制机械手和臂，就能将如纸币捆的薄型物体捆中的所有薄型物体载置于规定位置。

本发明的第四方面的搬运装置包括第一方面或第二方面的机械手、臂以及控制装置。臂与机械手连结。控制装置用于对机械手的指部移动机构和推压部往复运动机构的动作、臂的动作进行控制。而且，该控制装置通过控制指部移动机构来使第一指部和第二指部之间分离之后，通过控制推压部往复运动机构来将推压部推向前方，然后控制臂而使机械手后退。

如上所述，在该搬运装置中，控制装置通过控制指部移动机构来使第一指部和第二指部之间分离之后，通过控制推压部往复运动机构来将推压部推向前方，然后控制臂而使机械手后退。即，在该搬运装置中，在臂将机械手移动至规定位置的托盘等的近处侧部分之后，如上所述，只要控制机械手和臂，就能将如纸币捆的薄型物体捆中的所有薄型物体载置于规定位置。

附图说明

图1是本发明的实施方式的机械手的立体图。

图2是本发明的实施方式的机械手的推压部处于待机状态的右侧视图。

图3是本发明的实施方式的机械手的推压部处于突出状态的右侧视图。

图4是用于容纳本发明的实施方式的机械手抽出的纸币捆的纸币收纳容器的立体图。

图5是表示通过本发明的实施方式的机械手来将纸币捆载置于纸币整理机的载置托盘时的状态的剖视图。

图6是表示将本发明的实施方式的机械手的指部插入于纸币收纳容器时的滑动承受部的状态的立体图。

图7是表示将本发明的实施方式的机械手的指部从纸币收纳容器中抽出时的滑动承受部的状态的立体图。

具体实施方式

如图1所示，本发明的实施方式的机械手100是二指型的机械手，并且配设于臂RA的前端。而且，如图1所示，该机械手100主要由可动指110、固定指120、可动指往复运动机构130、推压部140、推压部往复运动机构150、滑动承受部160、滑动承受部施力构件170、连结部180以及拍摄部190构成。以下，对这些结构要素进行详述。

＜机械手的结构要素＞

(1)可动指

如图1所示，可动指110由基部111和爪部112形成。基部111是大致呈梯形的厚板部位。爪部112是呈细长矩形的厚板部位，并且从基部111的短边侧的侧面朝向前方延伸。而且，该可动指110在可动指往复运动机构130的基部111的长边侧固定于升降板132(后述)。

(2)固定指

如图1所示，固定指120由基部121和爪部122形成。基部121是呈矩形的厚板部位。爪部122是呈细长矩形的厚板部位，并且从基部121的前方中央的侧面朝向前方延伸。即，该固定指120是俯视时呈凸状的厚板构件。并且，该固定指120固定于可动指往复运动机构130的支撑板131(后述)。而且，如图1所示，该固定指120在可动指110的往复运动方向上与可动指110对置。

(3)可动指往复运动机构

如图1～图3所示，可动指往复运动机构130主要由支撑板131、升降板132、气缸机构133以及升降台134构成。支撑板131用于支撑气缸机构133。气缸机构133是双动(doubleacting)式机构，是使升降台134进行升降时的驱动源。而且，如上所述，该气缸机构133安装于支撑板131。而且，在该升降台134安装有升降板132。即，气缸机构133通过使升降台134进行升降来使升降板132进行升降。另外，如图2和图3所示，在该气缸机构133设置有供气排气口135、136。此外，在该供气排气口135、136连接有供气排气管(未图示)。

(4)推压部

如图1～图3所示，推压部140是大致呈凹状的板状构件，并且以两侧的立起部RU朝向可动指侧延伸的方式安装于推压部往复运动机构150的活塞152(后述)的连结片152b(后述)。而且，该推压部140能够通过推压部往复运动机构150来沿着前后方向进行往复运动。

(5)推压部往复运动机构

如图1所示，推压部往复运动机构150是用于使推压部140沿着前后方向进行往复运动的双动式气缸机构，主要由气缸体151、活塞152、供气排气口153以及旋钮154构成。如图1所示，气缸体151是大致呈长方体形状的构件，并且连接于固定指120的与可动指对置的一侧的相反侧。而且，在气缸体151的内部沿着长边方向形成有两列缸孔(未图示)。活塞152由一对活塞152a和连结片152b形成。一对活塞152a从连结片152b的一面朝向相同的方向平行地延伸。而且，该一对活塞152a分别插入于上述两列缸孔。在连结片152b的与活塞延伸侧相反的一侧连接有上述推压部140。供气排气口153在左右各设置有一个。而且，在这些供气排气口153分别连接有供气排气管(未图示)。旋钮154安装于各个供气排气口153。该旋钮154是用于调整空气的供气量或排气量的构件，能够对升降台134的升降速度以及升降板132的升降速度进行调整。此外，从速度调整的容易度(不易产生速度不均)的观点出发，该旋钮154优选调整排气量。

推压部往复运动机构150通过如上述所述那样构成且空气的导入和排气，来能够使推压部140沿着前后方向进行往复运动。作为其结果，能够将机械手100在图2中所示的推压部待机状态和图3中所示的推压部突出状态之间进行切换。

(6)滑动承受部

如图1所示，滑动承受部160是配设于固定指120的爪部122的两侧的一对呈细长矩形的厚板构件，并且通过后述的滑动承受部施力构件170朝向前方被施力。另外，该滑动承受部160的前端部的上表面存在于包含固定指120的爪部122的前端部的上表面(与可动指110对置的一侧的表面)的表面上。需要说明的是，在此，滑动承受部160的前端部的上表面也可以位于比固定指120的爪部122的前端部的上表面稍微靠近下侧的位置。

(7)滑动承受部施力构件

滑动承受部施力构件170是拉力螺旋弹簧，如图1所示，配设于固定指120的爪部122的两侧以及滑动承受部160的后侧，并且朝向前方对滑动承受部160进行施力。即，在将滑动承受部160推向后方之后，只要释放滑动承受部160，滑动承受部160就会被滑动承受部施力构件170推回到初期位置。

(8)连结部

连结部180是使机械手100连结于臂RA的部位，例如是凸缘等。

(9)拍摄部

拍摄部190例如是CCD摄像机等的小型摄像机，如图1～图3所示，通过从可动指往复运动机构130的支撑板131延伸的支撑臂SA来固定于可动指往复运动机构130的右侧。此外，该拍摄部190间歇地进行拍摄，同时将拍摄到的图像的电子数据发送到控制装置(未图示)。

＜具有本发明的实施方式的机械手的臂的使用例＞

在此，作为一例，以具有本实施方式的机械手100的臂RA(相当于权利要求书中的“搬运装置”)从纸币收纳容器抽出纸币捆，并且将该纸币捆移动到纸币整理机的载置托盘为一例进行说明。需要说明的是，此处，作为纸币收纳容器的一例，采用图4中所示的纸币收纳容器200；作为纸币整理机的载置托盘的一例，采用图5中所示的纸币整理机300的载置托盘320。此外，需要注意的是，本发明并不限定于该例。

在说明具有机械手100的臂RA之前，先简单地对纸币收纳容器200和纸币整理机300进行说明。需要说明的是，在此，臂RA例如是现有的多轴机械臂。

如图4所示，纸币收纳容器200主要由框体210、前盖220、上侧支撑板230以及下侧支撑板240构成。如图1所示，框体210是在前侧形成开口的长方体形状的箱体。前盖220是大致呈长方形形状的板构件，经由铰链等的开闭机构而可开闭地轴支撑于框体210的开口边缘的上侧。上侧支撑板230是与下侧支撑板240协作而夹持纸币捆MT的构件，如图1所示，该上侧支撑板230以上下移动自如的方式配设于比框体210的高度方向中央稍微靠近上侧的位置。另外，在该上侧支撑板230的前侧中央形成有半圆形状的切口Rs。下侧支撑板240是与上侧支撑板230协作而夹持纸币捆MT的构件，如图1所示，固定于框体210的下侧。另外，在该下侧支撑板240的宽度方向上的中央形成有狭缝(slit)Rt。而且，在本实施方式的纸币收纳容器200中，上侧支撑板230通过配设于该上侧支撑板230上侧的施力构件(螺旋弹簧等)来朝向下方被施力。即，容纳于该纸币收纳容器200的纸币捆MT被上侧支撑板230按压于下侧支撑板240。

纸币整理机300是用于将容纳于纸币收纳容器200的纸币捆MT按照币种进行分类的同时对各种币种进行计数的装置，如图5所示，该纸币整理机300由主体310和载置托盘320构成。在主体310配设有纸币整理机构，该纸币整理机构将从载置托盘320供给的纸币捆MT按照币种进行分类，同时对各种币种进行计数。载置托盘320是用于载置纸币捆MT的托盘，配设于纸币整理机构的纸币吸入机构的一侧。即，若载置于载置托盘320的纸币捆MT通过纸币整理机构的纸币吸入机构的纸币检测传感器来识别到其存在，则被纸币吸入装置自动地吸入到纸币整理机构内。

当具有机械手100的臂RA抽出纸币收纳容器200中的纸币捆MT并移动至纸币整理机300的载置托盘320时，具有机械手100的臂RA以如下方式进行动作。

首先，通过对装置控制臂RA的动作进行控制来使机械手100移动至规定位置，并且朝向规定方向。需要说明的是，在此，规定位置是纸币收纳容器200的正面侧的位置，规定方向是拍摄部190能够对纸币收纳容器200的正面进行拍摄的拍摄方向。

接着，控制装置通过对臂RA和机械手100进行控制来将可动指110提升到最高位置，然后将固定指120的前端部插入到下侧支撑板240的狭缝Rt。此外，此时，可动指110位于上侧支撑板230的切口Rs的上方。另外，此时，如图6所示，滑动承受部160抵接于下侧支撑板240的狭缝Rt的两侧的壁部位并后退。

接下来，控制装置使可动指110朝向下方移动，并与固定指120一起把持纸币捆MT。控制装置通过控制臂RA的动作来使机械手100进行后退，由此从纸币收纳容器200拔出纸币捆MT。此外，如图7所示，随着机械手100进行后退，能够使滑动承受部160朝向前方移动。

再接着，如图5所示地，控制装置通过控制臂RA来将机械手100从前端侧插入到纸币整理机300的载置托盘320的深处侧(里侧)，之后使推压部往复运动机构150进行动作而使推压部140朝向前方移动，并且通过控制可动指往复运动机构130来将可动指110朝向上方提升并松开纸币捆MT。

然后，在推压部140朝向前方进行移动的过程中，控制装置对臂RA进行控制，由此在保持机械手100的倾斜角度的状态下将机械手100朝向斜后方提升。通过该动作，结束纸币捆MT搬运到纸币整理机300的载置托盘320的过程。在结束纸币捆MT的搬运之后，控制装置通过使推压部往复运动机构150进行动作来将推压部140拉回到后方，并且通过控制臂RA的动作来使机械手100移动到规定位置移动并面向规定方向。之后，如上所述，从被移送到相同位置的下一个纸币收纳容器200中拔出纸币捆MT，并且将该纸币捆MT搬运到纸币整理机300的载置托盘320。

＜本实施方式的机械手的特征＞

(1)

在本实施方式的机械手100设置有推压部140和推压部往复运动机构150。另外，本实施方式的机械手100安装于臂RA和控制装置。而且，控制装置通过控制臂RA来将机械手100从前端侧插入到纸币整理机300的载置托盘320的深处侧(参照图5)，之后通过将控制导入到推压部往复运动机构150的缸孔来使推压部140朝向前方进行移动，并且控制可动指往复运动机构130而将可动指110朝向上方提升而松开纸币捆MT。因此，该机械手100能够将所有的纸币捆MT载置于纸币整理机300的载置托盘320。

(2)

在本实施方式的机械手100设置有滑动承受部160和滑动承受部施力构件170。因此，在该机械手100中，在纸币捆MT被夹在只有较细的狭缝Rt的支撑板230、240之间的情况下，能够挑选出纸币捆MT，并且在之后能够使纸币捆MT的姿势变得稳定化。

〔变形例〕

(A)

具有前述实施方式的机械手100的臂RA通过控制装置以如下方式进行控制，即将机械手100从前端侧插入到纸币整理机300的载置托盘320的深处侧，之后使推压部140朝向前方进行移动，并且将可动指110朝向上方提升并松开纸币捆MT；但是，也可以如下方式进行控制，即在将机械手100移动至纸币整理机300的载置托盘320的近处侧(前侧)部分之后，将可动指110朝向上方提升并松开纸币捆MT，并且将推压部140推向前方，然后再使机械手100进行后退。

(B)

具有前述的实施方式的机械手100的臂RA通过控制装置以如下方式进行控制，即将可动指110朝向下方移动而与固定指120一起把持纸币捆MT之后，使机械手100后退而从纸币收纳容器200抽出纸币捆MT；但是，也可以如下方式进行控制，即在机械手100通过可动指110和固定指120来把持纸币捆MT之后，机械手100只后退一定距离，并且将纸币捆MT朝向前侧只拉出一定长度，然后再松开纸币捆MT，之后机械手100再次对所述被拉出的纸币捆MT的一部分进行把持。这样一来，能够使机械手100的针对纸币捆MT的把持长度变长，由此能够使其把持状态变得进一步稳定化。

(C)

在前述实施方式的机械手100中，推压部140和推压部往复运动机构150配设于固定指120的与可动指对置的一侧的相反侧，但是，推压部140和推压部往复运动机构150也可以配设于可动指110的与固定指对置的一侧的相反侧，也可以配设在可动指110和固定指120之间。但是，在推压部140和推压部往复运动机构150配设于可动指110和固定指120之间的情况下，优选在可动指110和固定指120的后方形成推压部140和推压部往复运动机构150的容纳空间，以不妨碍可动指110和固定指120之间的挟持动作。

(D)

在前述实施方式的机械手100中，作为滑动承受部施力构件170采用了拉力螺旋弹簧，但是，也可以取而代之地采用空气弹簧等的其他施力部件、施力机构。

(E)

在前述实施方式的机械手100中，滑动承受部160配设于固定指120的两侧，但是滑动承受部160也可以只配设于固定指120的单侧。

(F)

在前述实施方式的机械手100中，滑动承受部160和滑动承受部施力构件170以与固定指120邻接的方式配设，但是滑动承受部160和滑动承受部施力构件170也可以以与可动指110邻接的方式配设，也可以以与固定指120和可动指110两者邻接的方式各配设有一组。此外，在该变形例中，也可以应用变形例(E)中所记载的内容。

(G)

在前述实施方式的机械手100中，固定指120是被固定的，只有可动指110是可动的，但是固定指120也可以与可动指110相同地可进行移动。

(H)

在前述实施方式的机械手100中，作为可动指往复运动机构130采用了气缸机构，但是作为可动指往复运动机构130也可以采用公知的往复运动机构，例如，齿条齿轮机构、滚珠丝杠机构、气缸机构、马达气缸机构、电动滑块机构、皮带滑块机构以及线性滑块机构等的机构。另外，在该情况下，也可以将电动机用作驱动源。

(I)

在前述实施方式的机械手100中，作为推压部往复运动机构150采用了气缸机构，但是作为推压部往复运动机构150也可以采用公知的往复运动机构，例如、齿条齿轮机构、滚珠丝杠机构、气缸机构、马达气缸机构、电动滑块机构、皮带滑块机构以及线性滑块机构等的机构。另外，在该情况下，也可以将电动机用作驱动源。

(J)

虽然在前述实施方式中并没有特别提及，但是控制装置通过对由拍摄部190拍摄到的纸币收纳容器200的正面图像进行图像解析，来确定上侧支撑板230的切口Rs的位置和下侧支撑板240的狭缝Rt的位置，之后，通过对臂RA和机械手100进行控制来调整可动指110的位置，然后将可动指110的前端部插入于上侧支撑板230的切口Rs，并且将固定指120的前端部插入于下侧支撑板240的狭缝Rt。

附图标记说明

100：机械手

110：可动指(第一指部)

120：固定指(第二指部)

130：可动指往复运动机构(指部移动机构)

140：推压部

150：推压部往复运动机构

RA：臂

Claims (4)

1.一种机械手，其中，包括：

第一指部；

第二指部，以与所述第一指部对置的方式配设；

指部移动机构，使所述第一指部和所述第二指部中的至少一方沿着所述第一指部和所述第二指部的对置方向进行移动；

推压部；以及

推压部往复运动机构，使所述推压部沿着与所述第一指部的进深方向平行的方向进行往复运动。

2.根据权利要求1所述的机械手，其中，

所述推压部和所述推压部往复运动机构，配设于所述第一指部和所述第二指部中的至少一个指部的、与另一个指部对置的一侧的相反侧。

3.一种搬运装置，其中，包括：

权利要求1或2所述的机械手；

臂，与所述机械手连结；以及

控制装置，用于控制所述机械手的所述指部移动机构和所述推压部往复运动机构的动作以及所述臂的动作，

所述控制装置通过控制所述推压部往复运动机构来将所述推压部推向前方，并且通过控制所述指部移动机构来使所述第一指部和所述第二指部之间分离，之后控制所述臂而使所述机械手后退。

4.一种搬运装置，其中，包括：

权利要求1或2所述的机械手；

臂，与所述机械手连结；以及

控制装置，用于控制所述机械手的所述指部移动机构和所述推压部往复运动机构的动作以及所述臂的动作，

所述控制装置通过控制所述指部移动机构来使所述第一指部和所述第二指部之间分离，之后通过控制所述推压部往复运动机构来将所述推压部推向前方，然后控制所述臂而使所述机械手后退。

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