CN112313048A - 机器人及机器人手 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种小型且通用性高的机器人手及具有该机器人手的机器人。机器人手(100)具有：第一把持部件(103)；具有第一滑动件(110)和第一导轨(109)的第一直线引导件(107)；使第一滑动件(110)沿着第一导轨(109)移动的伺服马达(105)；第二把持部件(104)；具有第二滑动件(118)和第二导轨(117)的第二直线引导件(108)；使第二滑动件(118)沿着第二导轨(117)移动的气缸(106)；以及对第一直线引导件(107)和第二直线引导件(108)进行固定的基础部件(102)，机器人手(100)构成为，第二把持部件(104)的推力比第一把持部件(103)的推力大，第二直线引导件(108)具有比第一直线引导件(107)的容许力矩大的容许力矩。

Description

机器人及机器人手

技术领域

公开的实施方式涉及机器人和机器人手。

背景技术

以往，作为驱动多个把持部的驱动源，公知有具备伺服马达和气缸的机器人手。例如，在专利文献1中记载了一种把持装置，该把持装置具有：一对爪，它们在相互接近/分离的方向上移动自如；气缸，其与一个爪连结，使该爪停止固定在预先设定的任意位置；以及伺服马达，其与另一个爪连结，任意地自如设定该爪的把持力。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平10-5932号公报

发明内容

发明所要解决的课题

在上述现有技术的把持装置中，在抑制大型化并实现把持力的提高的情况下，期望装置结构的进一步最佳化。

本发明就是鉴于这样的问题点而完成的，其目的在于提供一种小型且把持力高的机器人手以及具备该机器人手的机器人。

为了解决上述课题，根据本发明的一个观点，应用一种机器人，该机器人具有：机器人臂；以及机器人手，其安装于所述机器人臂的末端，其中，所述机器人手具有：第一把持部件：第一直线引导件，其具备与所述第一把持部件连结的第一滑动件和对所述第一滑动件在移动方向上进行引导的第一导轨；第一致动器，其使所述第一滑动件沿所述第一导轨移动；第二把持部件；第二直线引导件，其具有与所述第二把持部件连结的第二滑动件和对所述第二滑动件在所述移动方向上进行引导的第二导轨；第二致动器，由与所述第一致动器不同的动力源驱动，使所述第二滑动件沿着所述第二导轨移动；以及基础部件，其对所述第一直线引导件和所述第二直线引导件进行固定，所述机器人手构成为，所述第二把持部件的推力比所述第一把持部件的推力大，所述第二直线引导件具有比所述第一直线引导件的容许力矩大的容许力矩。

另外，根据本发明的另一观点，应用一种机器人手，其安装于机器人臂的末端，其中，所述机器人手具备：第一把持部件；第一直线引导件，其具备与所述第一把持部件连结的第一滑动件和对所述第一滑动件在移动方向上进行引导的第一导轨；第一致动器，其使所述第一滑动件沿所述第一导轨移动；第二把持部件；第二直线引导件，其具有与所述第二把持部件连结的第二滑动件和对所述第二滑动件在所述移动方向上进行引导的第二导轨；第二致动器，其由与所述第一致动器不同的动力源驱动，使所述第二滑动件沿着所述第二导轨移动；以及基础部件，其对所述第一直线引导件和所述第二直线引导件进行固定，所述机器人手构成为，所述第二把持部件的推力比所述第一把持部件的推力大，所述第二直线引导件具有比所述第一直线引导件的容许力矩大的容许力矩。

发明效果

根据本发明，能够实现小型且把持力高的机器人手以及具备该机器人手的机器人。

附图说明

图1是表示机器人系统的结构的一例的说明图。

图2是表示机器人手的前侧的结构的一例的说明图。

图3是表示机器人手的后侧的结构的一例的说明图。

图4是表示第二把持部件的基端部的结构的一例的说明图。

图5是表示机器人手的下侧的结构的一例的说明图。

图6是表示机器人手的把持动作的一例的说明图。

图7是示出机器人手的把持动作的一例的说明图。

图8是表示使第二滑动件的保持强度比第一滑动件强的变形例中的机器人手的前侧的结构的一例的说明图。

图9是表示第二滑动件构成为单体滑动件的变形例中的机器人手的前侧的结构的一例的说明图。

图10是表示将第二导轨分割配置的变形例中的机器人手的前侧的结构的一例的说明图。

图11是表示控制器的硬件结构的一例的框图。

具体实施方式

以下，一边参照附图，一边对一实施方式进行说明。

<1.机器人系统的结构>

首先，参照图1对本实施方式的机器人系统的结构的一例进行说明。

如图1所示，本实施方式的机器人系统1具有机器人10、容器20和输送机30。机器人系统1是利用机器人10取出收纳于容器20中的工件W并移载到输送机30上的系统。另外，在本实施方式中，作为一例，以将工件从容器移动到输送机的情况为例进行说明，但例如也可以将工件从输送机移动到容器、从输送机移动到输送机、从容器移动到容器。

容器20是能够收纳多个工件W的容器，例如使用纸箱、集装箱、货箱、塑料框等。工件W只要是能够由机器人10把持的工件即可，没有特别限定，例如是构成装置的机械部件或电气部件(基板等)、物流中的产品或商品、食品等。机器人10从容器20依次取出工件W，并移载到输送机30。容器20例如被搭载在台车21上，当工件W的移载完成时更换为新的容器20。另外，也可以不使用台车21而将容器20放置在地面上。

输送机30将工件W依次向规定的场所搬运。输送机的种类为带、辊、链等，没有特别限定。另外，也可以使用输送机以外的搬运装置(机器人等)。

机器人10具有机器人臂40、机器人手100以及控制器50。

机器人臂40是能够使机器人手100在相互正交的XYZ方向以及θ方向移动的致动器的一例，例如是具备6个关节部的垂直多关节型的6轴机器人。另外，在图1所示的例子中，X方向是输送机30的搬运方向，Z方向是上下方向，Y方向是与X及Y这两个方向正交的方向，θ方向是绕Z轴的旋转方向。在机器人臂40的末端安装有机器人手100。机器人臂40使机器人手100移动到工件W的接收位置(在该例子中为容器20)来把持工件W，并使机器人手100移动到工件W的放置位置(在该例子中为输送机30)来解除把持，由此移载工件W。

另外，机器人臂40也可以是6轴以外(例如5轴或7轴等)的机器人，也可以是例如水平多关节型等垂直多关节型以外的机器人。另外，也可以不是具备多个关节部的机器人，而是能够在XYZ及θ方向中的至少一个方向上移动的致动器。

机器人臂40具有基座41、回转部42和臂部43。基座41固定在地面F上。另外，例如也可以通过设置无人搬运车(AGV)等来使机器人10构成为能够移动。

回转部42以能够绕与上下方向大致平行的旋转轴心Ax1回转的方式支承于基座41的上端部。该回转部42通过设置于回转部42与基座41之间的关节部的致动器Ac1的驱动，相对于基座41的上端部绕旋转轴心Ax1被回转驱动。

臂部43支承在回转部42的一侧的侧部。该臂部43具备下臂部44、上臂部45、手腕部46和凸缘部47。

下臂部44以能够绕与旋转轴心Ax1大致垂直的旋转轴心Ax2回转的方式支承在回转部42的一侧的侧部。该下臂部44通过设置在下臂部44与回转部42之间的关节部的致动器Ac2的驱动，相对于回转部42的一侧的侧部绕旋转轴心Ax2被回转驱动。

上臂部45以能够绕与旋转轴心Ax2大致平行的旋转轴心Ax3回转且能够绕与旋转轴心Ax3大致垂直的旋转轴心Ax4转动的方式支承于下臂部44的末端侧。该上臂部45通过设置在上臂部45与下臂部44之间的关节部的致动器Ac3的驱动，相对于下臂部44的末端侧绕旋转轴心Ax3被回转驱动。并且，上臂部45通过设置在上臂部45与致动器Ac3之间的致动器Ac4的驱动，相对于下臂部44的末端侧绕旋转轴心Ax4被转动驱动。

手腕部46以能够绕与旋转轴心Ax4大致垂直的旋转轴心Ax5回转的方式支承在上臂部45的末端侧。该手腕部46通过设置在手腕部46与上臂部45之间的关节部的致动器Ac5的驱动，相对于上臂部45的末端侧绕旋转轴心Ax5被回转驱动。

凸缘部47以能够绕与旋转轴心Ax5大致垂直的旋转轴心Ax6转动的方式支承在手腕部46的末端侧。该凸缘部47通过设置在凸缘部47与手腕部46之间的关节部的致动器Ac6的驱动，相对于手腕部46的末端侧绕旋转轴心Ax6被转动驱动。

机器人手100安装在凸缘部47的末端，并且与凸缘部47绕旋转轴线Ax6的转动一起绕旋转轴线Ax6转动。机器人手100具有安装部件101、基础部件102以及把持部件103、104。机器人手100的详细构造将在后面叙述。

驱动各关节部的致动器Ac1～Ac6例如由伺服马达、减速器及制动器等构成。另外，伺服马达、减速器及制动器等不一定必须配置在旋转轴心Ax1～Ax6上，也可以配置在离开这些旋转轴心Ax1～Ax6的位置。

另外，在上述内容中，将绕沿着臂部43的长度方向(或延伸方向)的旋转轴心的旋转称为“转动”，将绕与臂部43的长度方向(或延伸方向)大致垂直的旋转轴心的旋转称为“回转”来加以区别。

控制器50安装于机器人臂40的例如基座41。控制器50例如由具有运算器(CPU)、记录装置、输入装置等的1个以上的计算机构成(参照后述的图8)。控制器50通过对设置于机器人臂40的上述致动器Ac1～Ac6、以及设置于机器人手100的后述的伺服马达105和气缸106的驱动进行控制，来控制机器人臂40和机器人手100的动作。

另外，控制器50也可以与机器人臂40分离地配置。另外，控制器50也可以是，控制机器人臂40的部分和控制机器人手100的部分分离。在该情况下，控制机器人手100的部分也可以安装于机器人手100。另外，控制器50也可以由可编程逻辑控制器(PLC)和机器人控制器(RC)中的任意一方或双方的组合构成。

<2.机器人手的结构>

接着，参照图2～图5对机器人手100的结构的一例进行说明。另外，在图2中省略了安装部件101的图示，在图3中透过安装部件101进行图示。另外，以下，为了便于说明机器人手100的结构，适当使用上下左右前后等方向。在下面的示例中，设把持部件103、104的延伸方向为前后方向，设把持部件103、104的移动方向为左右方向，设与前后方向和左右方向正交的方向为上下方向。但是，机器人手100的各方向根据机器人臂40的姿势而变化，并不限定机器人手100的各结构的位置关系。

如图2和图3所示，机器人手100具有安装部件101、基础部件102、第一把持部件103、第二把持部件104、第一致动器105、第二致动器106、伺服马达105、气缸106、第一直线引导件107以及第二直线引导件108。

第一致动器105和第二致动器106由不同的动力源驱动。在本实施方式中，对使用伺服马达(也称为“伺服马达105”)作为第一致动器105、使用气缸(也称为“气缸106”)作为第二致动器106的情况进行说明。

基础部件102对第一直线引导件107和第二直线引导件108等进行固定。基础部件102例如是大致长方体状的部件，具有前表面102f、后表面102b、上表面102u、下表面102d、左表面102l和右表面102r。前表面102f和后表面102b隔着基础部件102相互平行。上表面102u、下表面102d、左表面102l及右表面102r分别与前表面102f及后表面102b正交。另外，在本实施方式中，将包含前表面102f的基础部件102的前方的附近空间称为前侧(第一侧的一例)，将包含后表面102b的基础部件102的后方的附近空间称为后侧，将包含上表面102u的基础部件102的上方的附近空间称为上侧，将包含下表面102d的基础部件102的下方的附近空间称为下侧(第二侧的一例)，将包含左表面102l的基础部件102的左方的附近空间称为左侧，将包含右表面102r的基础部件102的右方的附近空间称为右侧。

第一直线引导件107沿左右方向配置在基础部件102的前侧(可以在前表面102f的面上，也可以离开前表面102f)。第一直线引导件107具有第一滑动件110和第一导轨109，第一滑动件110与第一把持部件103连结，第一导轨109在移动方向(在本示例中为左右方向)上对第一滑动件110进行引导。第一导轨109由相互平行配置的一对导轨部件构成。第一滑动件110经由第一可动板111而与第一把持部件103连结。

第一滑动件110由在移动方向上隔开规定距离配置的两个滑动件构成。通过隔开间隔地配置两个第一滑动件110，能够使滑动件整体的从移动方向上的一侧端部到另一侧端部的距离即第一引导长度GL1变长。其结果是，能够增大第一直线引导件107中能够容许的力矩(在把持工件W时由于作用于第一把持部件103的反力而在第一直线引导件107上产生的力矩)。另外，第一滑动件110的数量并不限定于两个，只要第一直线引导件107中能够容许由第一把持部件103的反力产生的力矩即可，例如可以使第一滑动件为一个，也可以为三个以上。

第一可动板111具有从上下方向观察弯曲成大致L字状的形状。第一可动板111具有：与两个第一滑动件110连结的板主体112；和从该板主体112向前方弯曲地突出的连结部113。第一把持部件103例如通过螺钉(未示出)能够装卸地连结于第一可动板111的连结部113。

另外，第一直线引导件107具有传递机构部114和滚珠丝杠115。传递机构部114配置在基础部件102的左侧(可以在左表面102l的面上，也可以离开左表面102l)。传递机构部114在内部具有例如带轮以及正时带(省略图示)，将伺服马达105的旋转驱动传递给滚珠丝杠115。滚珠丝杠115经由滚珠(省略图示)而与第一滑动件110卡合，滚珠丝杠115的旋转运动被转换成第一滑动件110的直线运动。伺服马达105使第一滑动件110沿着第一导轨109移动，由此，第一把持部件103能够在左右方向上在比较长的行程S1的范围内移动。

如图3及图5所示，伺服马达105以旋转轴沿着左右方向的方式配置在基础部件102的后侧。由于传递机构部114在结构上在前后方向上需要规定的长度，由此，伺服马达105使用支承部件116以从后表面102b离开规定距离的状态被支承。另外，也可以通过缩短传递机构部114的长度，或者加厚基础部件102的前后方向的厚度等，将伺服马达105配置在后表面102b的面上。

如图2及图3所示，第二直线引导件108沿左右方向配置在基础部件102的下侧(可以在下表面102d的面上，也可以离开下表面102d)。第二直线引导件108具有：与第二把持部件104连结的第二滑动件118；和在移动方向(在该例子中为左右方向)上对第二滑动件118进行引导的第二导轨117。第二滑动件118经由第二可动板119而与第二把持部件104连结。

第二直线引导件108具有比第一直线引导件107的容许力矩大的容许力矩。即，在利用机器人手100把持工件W时，因作用于第二把持部件104的反力而在第二直线引导件108上产生的能够容许的力矩大于因作用于第一把持部件103的反力而在第一直线引导件107上产生的能够容许的力矩。在本实施方式中，通过如下的手段实现这样的结构。

即，第二滑动件118由在移动方向上隔开规定距离(比第一滑动件110大的距离)配置的两个滑动件构成。通过隔开间隔地配置两个第二滑动件118，能够增长滑动件整体的从移动方向上的一侧端部到另一侧端部的距离即第二引导长度GL2。在本实施方式中，第二引导长度GL2构成为比第一引导长度GL1长，例如为接近基础部件102的左右方向的尺寸的较宽的距离。其结果是，能够使第二直线引导件108的容许力矩比第一直线引导件107的容许力矩增大。另外，第二滑动件118的数量并不限定于2个，只要能够以规定距离确保第二引导长度GL2，则例如可以是1个，也可以是3个以上。另外，也可以将第二导轨117分割成多个，并设置在与第二滑动件118的配置对应的位置。

如图4和图5所示，第二可动板119具有从上下方向观察弯曲成大致L字状的形状。第二可动板119具有：与两个第二滑动件118连结的板主体部120；和从该板主体部120向前方弯曲地突出的连结部121。如图4所示，连结部121形成为，左右方向的宽度尺寸比第二把持部件104大。第二把持部件104例如通过螺钉(省略图示)能够装卸地连结于第二可动板119的连结部121。

如图3及图5所示，气缸106以活塞杆106a的移动方向沿着左右方向的方式配置在基础部件102的后侧(可以在后表面102b的面上，也可以离开后表面102b)。另外，在基础部件102的后侧(可以在后表面102b的面上，也可以离开后表面102b)配置有增力机构122，该增力机构122增大气缸106的推力并传递到第二可动板119及第二滑动件118。增力机构122是利用所谓杠杆的机构。增力机构122具有：轴部件123；能够绕轴部件123旋转的板部件124；将板部件124的一端和杆106a的末端以能够旋转的方式连结的连结部件125；以及将板部件124的另一端和第二可动板119的侧面以能够旋转的方式连结的连结部件126。轴部件123、连结部件125及连结部件126分别作为杠杆支点、力点、作用点发挥作用。即，增力机构122根据轴部件123与连结部件125之间的距离和轴部件123与连结部件126之间的距离之比，增大气缸106的推力。气缸106经由增力机构122使第二可动板119及第二滑动件118沿着第二导轨117移动，由此，第二把持部件104能够在左右方向上在比较短的行程S2的范围内移动。

另外，基于气缸106的由增力机构122增力后的第二把持部件104的推力构成为比基于伺服马达105的第一把持部件103的推力大。其结果是，机器人手100构成为，使得第二把持部件104的推力大于第一把持部件103的推力。另外，增力机构122只要是例如使用齿条及小齿轮和多个齿轮的机构等能够增大气缸106的推力的机构，则也可以是杠杆以外的机构。

如图3所示，气缸106和第二直线引导件108经由增力机构122在上下方向(第一方向的一例)上分离配置。针对该配置，伺服马达105及第一直线引导件107以在上下方向上位于气缸106和第二直线引导件108之间的方式分别配置在基础部件102的后侧和前侧。

另外，如图2所示，第一直线引导件107和第二直线引导件108在基础部件102中固定在如下位置：在该位置处，第一导轨109和第二导轨117各自的延伸设置区域的大致全部(基础部件102的左右方向的尺寸量)在移动方向(左右方向)上相互重叠(lap)，并且在与移动方向正交的方向(上下方向)上相互错开。另外，在本实施方式中，第一导轨109和第二导轨117的大致全部在移动方向上重叠地配置，但也可以仅第一导轨109和第二导轨117的延伸设置区域的一部分在移动方向上重叠地配置。

如图2所示，机器人手100具有照相机127(传感器的一例)和位移传感器128。照相机127安装在基础部件102的前侧(可以在前表面102f的面上，也可以离开前表面102f)的上方，对作为由第一把持部件103和第二把持部件104把持的对象的工件W进行拍摄。控制器50通过从照相机127取得工件W的图像信息，来识别工件W的种类、大小、形状、位置、姿势等，根据其结果控制机器人臂40以及机器人手100的动作。另外，与照相机127连接的照相机线缆129也经由安装件(省略图示)沿左右方向配置在基础部件102的前侧。

位移传感器128是检测与工件W的距离的激光传感器。由于位移传感器128的前后方向的尺寸比较大，因此位移传感器128安装于将基础部件102的左上部切口而设置的传感器安装部件130。即，位移传感器128经由传感器安装部件130配置在基础部件102的上侧。控制器50根据来自位移传感器128的检测结果来控制机器人臂40以及机器人手100的动作。

另外，也可以将照相机127和位移传感器128配置在上述以外的场所。例如，也可以将照相机127配置在基础部件102的上侧或下侧，或者将位移传感器128配置在前侧或下侧。另外，也可以在照相机127和位移传感器128的基础上或取而代之，设置其他种类的传感器。并且，也可以不将照相机127和位移传感器128中的一方或双方设置于机器人手100，而是设置于其他部位(例如机器人臂40等)。

如图3和图5所示，机器人手100具有安装部件101。如图5所示，安装部件101安装于机器人手40的末端(凸缘部47)，支承机器人手100整体。安装部件101具有固定于凸缘部47的板部101a和多个(例如4个)脚部101b～101e。如图3所示，各脚部101b～101e避开所配置的设备而与基础部件102的后表面102b连结。安装部件101的板部101a在基础部件102的、与第一把持部件103和第二把持部件104相反的一侧(后侧)，与基础部件102隔开间隙地固定于基础部件102，并安装在机器人臂40的前端。通过安装部件101的这种构造，在机器人臂40的末端和基础部件102之间形成设置伺服马达105、气缸106、增力机构122等的空间。换言之，安装部件101是使机器人手100的基础部件102以从机器人臂40的末端偏移规定距离的方式安装于机器人臂40的部件。

另外，在由安装部件101形成的设置空间中，可以仅设置伺服马达105或气缸106中的任意一方，也可以在它们的基础上或取代它们而设置其他设备。

<3.机器人手的把持动作>

接下来，参照图6和图7对由控制器50控制的机器人手100的把持动作的一例进行说明。

首先，控制器50驱动伺服马达105和气缸106，使第一把持部件103和第二把持部件104移动到在各自的行程范围中最远离的位置，或者在已知作为把持对象的工件W的尺寸的情况下移动到比该尺寸大规定值的位置，敞开把持部件103、104。

在该状态下，控制器50使机器人臂40动作而使机器人手100移动到工件W的接收位置。此时，控制器50将第二把持部件104的行程S2的范围中的最内侧的位置作为基准位置，进行机器人手40的位置控制。

接着，如图6所示，控制器50驱动气缸106，使第二把持部件104移动到上述行程S2的范围中最内侧的位置(行程S2的端部)，使第二把持部件104与工件W接触。

然后，如图7所示，控制器50驱动伺服马达105，使第一把持部件103以接近第二把持部件104的方式移动，使第一把持部件103与工件W接触而进行把持。此时，控制器50也可以进行伺服马达105的转矩控制，将把持力控制为恒定。

在把持着工件W的状态下，控制器50使机器人臂40动作而使机器人手100移动到工件W的放置位置。然后，使第一把持部件103及第二把持部件104向打开的方向移动，放置工件W。此时，控制器50既可以仅移动第一把持部件103和第二把持部件104中的任意一方，也可以使第一把持部件103和第二把持部件104双方移动。

另外，以上，是在使第二把持部件104移动到行程S2的端部之后再使第一把持部件103移动的，但只要在直到把持工件W为止的期间第二把持部件104向行程端部的移动结束，则也可以使第二把持部件104和第一把持部件103同时动作。

<4.本实施方式的效果的例子>

如以上说明的那样，本实施方式的机器人手100构成为，第二把持部件104的推力比第一把持部件103的推力大，第二直线引导件108具有比第一直线引导件107的容许力矩大的容许力矩。假设使第一直线引导件107和第二直线引导件108的容许力矩大致相同且对应于推力较小的第一把持部件103的情况下，由于受到第二直线引导件108的容许力矩的制约，因此无法利用更大的第二把持部件104的推力，无法实现高的把持力。另一方面，假设使第一直线引导件107和第二直线引导件108的容许力矩大致相同且与推力较大的第二把持部件104对应的情况下，第一直线引导件107不必要地大型化，导致机器人手100的大型化。在本实施方式中，通过采用上述结构，能够在抑制机器人手100的大型化的同时得到高把持力。因此，能够实现具备小型且把持力高的机器人手100的机器人10。

另外，在本实施方式中，为了使第二直线引导件108的容许力矩比第一直线引导件107大而构成为第二滑动件118的第二引导长度GL2比第一滑动件110的第一引导长度GL1长的情况下，得到如下效果。

即，在由第一把持部件103及第二把持部件104把持着工件W时，借助作用于各把持部件103、104的反力，分别对第一直线引导件107及第二直线引导件108作用力矩。在本实施方式中，由于基于气缸106的第二把持部件104的推力设定为比基于伺服马达105的第一把持部件103的推力大，因此作用于第二直线引导件108的力矩比第一直线引导件107大。因此，通过使第二滑动件118的第二引导长度GL2比第一滑动件110的第一引导长度GL1长，能够可靠地使第二直线引导件108能够容许的力矩比第一直线引导件107大。由此，能够提高得到高把持力的可靠性。另外，由于通过滑动件的引导长度来调整容许力矩的大小，因此，可以不使用例如材料强度或类型不同的直线引导件而使用相同类型的直线引导件，能够削减成本。

另外，在本实施方式中，在将第一致动器105设为伺服马达、将第二致动器106设为气缸的情况下，得到如下效果。即，一般气缸的推力比较大，但如果增大行程，则存在导致大型化的问题。另一方面，伺服马达能够确保大的行程，但推力比较小。因此，若为了提高把持力而增大马达的容量或增加台数，则存在导致大型化及重量化的问题。

在本实施方式中，用伺服马达105驱动第一把持部件103，用气缸106驱动第二把持部件104。通过不将第二把持部件104作为固定部件而进行驱动，不需要机器人臂40使机器人手100靠近工件W的动作，能够提高生产节拍时间。另外，由于第二把持部件104只要具有能够把持、放开工件W的程度的较小的行程S2即可，因此能够抑制气缸106的大型化，并且能够通过第一把持部件103确保较大的行程S1。另外，由于用伺服马达105驱动的把持部件是一个，所以不增加马达的容量和台数就能够确保把持力。因此，能够实现通过具备高把持力和大行程而提高了通用性的小型且轻量的机器人手100。

另外，在本实施方式中，基础部件102将第一直线引导件107和第二直线引导件108固定在如下位置：使得第一导轨109和第二导轨117各自的至少一部分在移动方向上相互重叠，且在与移动方向正交的方向上相互错开，该情况下得到如下效果。即，由于能够并列地配置在第一滑动件110和第二滑动件118的移动方向上容易成为长尺寸的第一直线引导件107和第二直线引导件108，因此与例如直列地配置第一直线引导件和第二直线引导件的情况相比，能够使机器人手100的移动方向(行程方向)的尺寸大幅度地小型化。另外，通过两个直线引导件的并列配置，能够抑制机器人手100的大型化并确保把持部件103、104的行程较大，因此能够应对大小各异的工件W，能够提高通用性。因此，能够实现具备小型且通用性高的机器人手100的机器人10。

另外，在本实施方式中，机器人手100还具有安装部件101(板部101a)，该安装部件101在基础部件102的与第一把持部件103和第二把持部件104相反一侧，与基础部件102隔开间隙地固定于基础部件102，并安装在机器人臂40的末端，在将伺服马达105及气缸106在上述间隙处安装于基础部件102，在该情况下得到如下效果。

即，利用安装部件101，在基础部件102的安装于机器人臂40的一侧(后侧)集中配置伺服马达105和气缸106，在前侧等确保其他设备(传感器设备等)的设置空间，这样能够有效利用后侧的空间而使设备配置最佳化。因此，能够使机器人手100小型化。另外，能够利用安装部件101使机器人手100的基础部件102从机器人臂40的末端偏移规定距离，因此，与在机器人臂40的末端直接安装基础部件102的情况相比，能够扩大手腕部46的可动范围，能够提高机器人10的姿势的自由度。

另外，在本实施方式中，将第一直线引导件107安装在基础部件102的前侧，将第二直线引导件108安装在与基础部件102的前侧正交的下侧，该情况下得到如下效果。

即，例如与将第一直线引导件107和第二直线引导件108并列安装在基础部件102的同一方向侧(例如前侧)的情况相比，能够使并列方向(上下方向)的尺寸小型化。另外，例如与将第一直线引导件107和第二直线引导件108分别安装在基础部件102的相反侧(例如前侧和后侧)的情况相比，能够缩短机器人10的全长。

并且，在本实施方式中，在机器人手100设置增大气缸106的推力并传递到第二滑动件118的增力机构122，该情况下可得到如下效果。

即，利用增力机构122能够在确保第二把持部件104的推力(把持力)的同时使用小型的气缸106，因此能够使机器人手100小型化以及轻量化。另外，虽然利用增力机构122使第二把持部件104的行程S2变小，但由于第二把持部件104只要具有能够把持、放开工件W的程度的小行程即可，所以没有问题。

另外，在本实施方式中，将气缸106和第二直线引导件108经由增力机构122在上下方向上分离地配置，将伺服马达105及第一直线引导件107以在上下方向上位于气缸106和第二直线引导件108之间的方式配置于基础部件102，该情况下得到如下效果。

即，在作为增力机构122例如使用杠杆机构的情况下，在该机构上，将气缸106和第二直线引导件108分离配置。在本实施方式中，通过在该空间中配置伺服马达105来有效利用，能够减少死区，能够使机器人手100紧凑化。

另外，在本实施方式中，机器人手100具有连结第一滑动件110和第一把持部件103的第一可动板111、以及连结第二滑动件118和第二把持部件104的第二可动板119，将第一把持部件103以能够装卸的方式连结于第一可动板111，将第二把持部件104以能够装卸的方式连结于第二可动板119，该情况下得到如下效果。

即，根据上述结构，能够根据把持的工件W的种类、大小、形状等将第一把持部件103和第二把持部件104变更(更换)为对应的把持部件。因此，能够应对各种工件W，因此能够进一步提高通用性。

此外，在本实施方式中，第二可动板119具有与第二把持部件104连结的连结部121，该连结部121形成为在第二把持部件104的延伸设置方向上弯曲，并且在移动方向(左右方向)上的宽度尺寸大于第二把持部件104的宽度尺寸，该情况下得到如下效果。

即，通过上述结构，能够提高第二把持部件104的根部的刚性。其结果是，即使在提高了第二把持部件104的推力(把持力)的情况下，也能够抑制第二把持部件104的变形(例如扩展方向的变形)，因此能够在确保高把持力的同时提高工件W的定位精度。

另外，在本实施方式中，机器人手100具有照相机127，该照相机127安装在安装第一直线引导件107的基础部件102的前侧，对作为由第一把持部件103和第二把持部件104把持的对象的工件W进行检测，该情况下得到如下效果。

即，根据照相机127的检测结果，控制器50能够识别工件W的种类、大小、形状、位置和姿势等，并根据该结果控制机器人臂40和机器人手100的动作，因此能够提高把持动作的可靠性。

另外，在本实施方式中，使第一把持部件103和第二把持部件104接近来把持工件W时，利用控制器50控制伺服马达105和气缸106以使第二把持部件104移动到行程S2的内侧端部之后使第一把持部件103移动，该情况下得到如下效果。

即，例如在把持工件W时使第一把持部件103和第二把持部件104同时移动的情况下，第二把持部件104有可能在行程S2的中途停止。在该情况下，由于没有气缸106的位置的反馈信息，所以无法掌握停止位置，有可能导致工件W的定位精度降低。在本实施方式中，由于在使第二把持部件104移动到行程S2的内侧端部之后使第一把持部件103移动，所以能够掌握第二把持部件104的停止位置，通过以该位置为基准进行位置控制，能够提高工件W的定位精度。

<5.变形例>

以上，一边参照附图，一边对一实施方式进行了详细说明。但是，权利要求书中记载的技术构思的范围并不限定于在此说明的实施方式。只要是具有本实施方式的所属技术领域中的通常知识的人员，在技术构思的范围内,显然能够想到进行多种变更、修正以及组合等。因此，进行了上述变更、修正、组合等的技术当然也属于技术构思的范围内。

(5-1.第二滑动件的保持强度比第一滑动件强的情况)

在上述实施方式中，通过使第二滑动件118的第二引导长度GL2比第一滑动件110的第一引导长度GL1长，从而使第二直线引导件108的容许力矩比第一直线引导件107的容许力矩大。但是，使第二直线引导件108的容许力矩比第一直线引导件107大的手段不限于引导长度的长度，例如也可以使用增强滑动件的保持强度等其他手段。本变形例是使第二滑动件118的保持强度比第一滑动件110强的情况的一例。

例如在图8所示的例子中，两个第二滑动件118接近配置，第一滑动件110的第一引导长度GL1和第二滑动件118的第二引导长度GL2构成为大致相同的长度。另外，通过将第二滑动件118接近配置，第二导轨117在能够确保第二把持部件104的行程S2的范围内删掉不需要的部分，缩短导轨长度。同样地，对于第二可动板119，也在能够确保与第二滑动件118的连结的范围内删掉不需要的部分，缩短左右方向的长度尺寸。并且，构成第二直线引导件108的第二滑动件118和第二导轨117在上下方向上形成得比上述实施方式厚，第二滑动件118的保持强度比第一滑动件110的保持强度大。其结果是，即使第一引导长度GL1和第二引导长度GL2为大致相同的长度，第二直线引导件108的容许力矩也比第一直线引导件107的容许力矩大。

根据本变形例，除了与上述实施方式相同的效果之外，还能够得到如下效果。即，由于第二导轨117和第二可动板119的无用的长度减少，所以能够减少螺钉的数量等，减少安装工时，并且能够削减成本，也能够减轻重量。另外，由于能够减小第二导轨117和第二可动板119的占有空间，所以能够增加布局的自由度。

(5-2.第二滑动件构成为单体的滑动件的情况)

在上述的实施方式中，由多个滑动件构成了第二滑动件118，但也可以将第二滑动件118构成为单体的滑动件。例如在图9所示的例子中，第二滑动件118构成为在左右方向上较长的一个滑动件。第二滑动件118的滑动件整体的从移动方向上的一侧端部到另一侧端部的距离即第二引导长度GL2构成为比第一滑动件110的第一引导长度GL1长。由此，第二直线引导件108的容许力矩比第一直线引导件107的容许力矩大。

在本变形例中，也能够得到与上述实施方式相同的效果。

(5-3.将第二导轨分割配置的情况)

在上述实施方式中，将第二导轨117构成为一根导轨，但也可以将第二导轨117分割成多个(例如与第二滑动件118的数量相同的数量)。例如在图10所示的例子中，第二直线引导件108具有两个第二滑动件118和分别引导两个第二滑动件118的两个第二导轨117。换言之，第二导轨117在与两个第二滑动件118对应的位置被一分为二地配置。各个第二导轨117形成为能够确保第二把持部件104的行程S2的长度，在左右方向的中间部分没有设置第二导轨117。与上述实施方式同样，第二滑动件118的第二引导长度GL2构成为比第一滑动件110的第一引导长度GL1长。

根据本变形例，除了与上述实施方式相同的效果之外，还能够得到如下效果。即，由于第二导轨117的无用的导轨长度减少，所以能够减少螺钉的数量等，减少安装工时，并且能够削减成本，也能够减轻重量。另外，由于能够减小第二导轨117的占有空间，因此能够增加布局的自由度。

(5-4.其他)

例如，在以上说明中，构成为由伺服马达105驱动的第一把持部件103配置在右侧，由气缸106驱动的第二把持部件104配置在左侧，但也可以相反地，构成为第一把持部件103配置在左侧，第二把持部件104配置在右侧。在该情况下，伺服马达105、气缸106、第一直线引导件107以及第二直线引导件108等也可以为左右相反的配置结构。

另外，以上对使用伺服马达(动力源为电气)作为第一致动器105、使用气缸(动力源为空气)作为第二致动器106的情况进行了说明，但只要2个致动器是不同的动力源，也可以是使用其他动力源(液压、蒸汽等)的致动器。

<6.控制器的硬件构成例>

接着，参照图8对上述说明的控制器50的硬件构成例进行说明。另外，在图8中，适当省略图示与控制器50的供给驱动电力的功能相关的结构。

如图8所示，控制器50例如具有CPU 901、ROM 903、RAM 905、用于ASIC或FPGA等的特定用途而构建的专用集成电路907、输入装置913、输出装置915、记录装置917、驱动器919、连接端口921、以及通信装置923。这些结构通过总线909和输入输出接口911以可相互传递信号的方式进行连接。

程序例如可以记录在ROM 903、RAM 905、记录装置917等中。

此外，程序例如也可以暂时或非暂时(永久性)地记录在软盘等磁盘、各种CD·MO盘、DVD等光盘、半导体存储器等可移动的记录介质925中。这样的记录介质925也可以作为所谓的打包软件来提供。在这种情况下，记录在这些记录介质925中的程序也可以由驱动器919读出，并经由输入输出接口911和总线909等被记录在上述记录装置917中。

另外，程序例如也可以预先记录在下载网站、其他计算机、其他记录装置等(未图示)中。在该情况下，程序经由LAN或因特网等网络NW进行转送，通信装置923接收该程序。并且，通信装置923接收的程序也可以经由输入输出接口911和总线909等被记录在上述记录装置917中。

另外，程序例如也可以记录在适当的外部连接设备927中。在该情况下，程序也可以经由适当的连接端口921进行转送，并经由输入输出接口911和总线909等被记录在上述记录装置917中。

进而，CPU 901根据记录在记录装置917中的程序执行各种处理，从而实现对上述机器人手100的把持动作等的控制。此时，CPU 901例如可以从上述记录装置917直接读出程序来执行，也可以暂时加载到RAM 905后执行。并且，CPU 901例如也可以在经由通信装置923、驱动器919、连接端口921接收程序时,将接收到的程序不记录在记录装置917中而是直接执行。

另外，根据需要，CPU 901例如也可以根据从鼠标、键盘、麦克风(未图示)等输入装置913输入的信号和信息进行各种处理。

并且，CPU 901例如可以从显示装置或声音输出装置等的输出装置915输出执行上述处理后得到的结果，并且，根据需要，CPU901也可以经由通信装置923或连接端口921发送该处理结果，CPU901也可以将该处理结果记录在上述记录装置917和记录介质925中。

另外，在以上的说明中，在有“垂直”、“平行”、“平面”等记载的情况下，该记载不是严格的意思。即，这些“垂直”、“平行”、“平面”是指允许在设计上、制造上的公差、误差，意思是“实质上垂直”、“实质上平行”、“实质上平面”。

另外，在以上的说明中，存在外观上的尺寸或大小、形状、位置等为“同一(相同)”、“相等”、“不同”等的记载的情况下，该记载不是严格的意思。即，这些“同一(相同)”、“相等”、“不同”是指允许在设计上、制造上的公差、误差，意思是“实质上同一(相同)”、“实质上相等”、“实质上不同”。

标号说明

10 机器人

40 机器人臂

50 控制器

100 机器人手

101 安装部件

102 基础部件

102b 后表面

102d 下表面(第二侧)

102f 前表面(第一侧)

103 第一把持部件

104 第二把持部件

105 伺服马达(第一致动器的一例)

106 气缸(第二致动器的一例)

107 第一直线引导件

108 第二直线引导件

109 第一导轨

110 第一滑动件

111 第一可动板

117 第二导轨

118 第二滑动件

119 第二可动板

121 连结部

122 增力机构

127 照相机(传感器)

S2 行程

W 工件。

Claims (14)

1.一种机器人，该机器人具有：机器人臂；以及机器人手，其安装于所述机器人臂的末端，其中，

所述机器人手具有：

第一把持部件：

第一直线引导件，其具备与所述第一把持部件连结的第一滑动件和对所述第一滑动件在移动方向上进行引导的第一导轨；

第一致动器，其使所述第一滑动件沿着所述第一导轨移动；

第二把持部件；

第二直线引导件，其具有与所述第二把持部件连结的第二滑动件和对所述第二滑动件在所述移动方向上进行引导的第二导轨；

第二致动器，其由与所述第一致动器不同的动力源驱动，使所述第二滑动件沿着所述第二导轨移动；以及

基础部件，其对所述第一直线引导件和所述第二直线引导件进行固定，

所述机器人手构成为，所述第二把持部件的推力比所述第一把持部件的推力大，

所述第二直线引导件具有比所述第一直线引导件的容许力矩大的容许力矩。

2.根据权利要求1所述的机器人，其中，

所述第二滑动件构成为，直线引导件中至少一个滑动件整体的从所述移动方向上的一侧端部到另一侧端部的距离即引导长度比所述第一滑动件长。

3.根据权利要求2所述的机器人，其中，

所述第二直线引导件具备：作为所述第二滑动件的至少两个滑动件；以及作为所述第二导轨的分别对所述至少两个滑动件进行引导的两个导轨。

4.根据权利要求1～3中的任意一项所述的机器人，其中，

所述第一致动器是伺服马达，

所述第二致动器是气缸。

5.根据权利要求1～4中的任意一项所述的机器人，其中，

所述基础部件将所述第一直线引导件和所述第二直线引导件固定在如下位置：在该位置处，所述第一导轨和所述第二导轨各自的至少一部分在所述移动方向上相互重叠，且在与所述移动方向正交的方向上相互错开。

6.根据权利要求1～5中的任意一项所述的机器人，其中，

所述机器人还具有安装部件，该安装部件在所述基础部件的与所述第一把持部件和所述第二把持部件相反一侧，与所述基础部件隔开间隙地固定于所述基础部件，并安装于所述机器人臂的末端，

所述第一致动器及所述第二致动器在所述间隙处安装于所述基础部件。

7.根据权利要求1～6中的任意一项所述的机器人，其中，

所述第一直线引导件安装于所述基础部件的第一侧，

所述第二直线引导件安装于所述基础部件的与所述第一侧正交的第二侧。

8.根据权利要求1～7中的任意一项所述的机器人，其中，

所述机器人手具有增力机构，该增力机构增大所述第二致动器的推力并传递给所述第二滑动件。

9.根据权利要求8所述的机器人，其中，

所述第二致动器和所述第二直线引导件经由所述增力机构在第一方向上分离配置，

所述第一致动器和所述第一直线引导件中的至少一方以在所述第一方向上位于所述第二致动器和所述第二直线引导件之间的方式固定于所述基础部件。

10.根据权利要求1～9中的任意一项所述的机器人，其中，

所述机器人手具有：

第一可动板，其连结所述第一滑动件和所述第一把持部件；以及

第二可动板，其连结所述第二滑动件和所述第二把持部件，

所述第一把持部件以能够装卸的方式与所述第一可动板连结，

所述第二把持部件以能够装卸的方式与所述第二可动板连结。

11.根据权利要求10所述的机器人，其中，

所述第二可动板具有与所述第二把持部件连结的连结部，该连结部形成为在所述第二把持部件的延伸设置方向上弯曲，所述连结部在所述移动方向上的宽度尺寸大于所述第二把持部件的宽度尺寸。

12.根据权利要求1～11中的任意一项所述的机器人，其中，

所述机器人手具有至少一个传感器，所述传感器安装于所述基础部件的安装有所述第一直线引导件的第一侧，对作为由所述第一把持部件和所述第二把持部件把持的对象的工件进行检测。

13.根据权利要求1～12中的任意一项所述的机器人，其中，

所述机器人还具有控制器，该控制器以如下方式对所述第一致动器和所述第二致动器进行控制：在使所述第一把持部件和所述第二把持部件接近来把持工件时，在使所述第二把持部件移动到行程的端部之后使所述第一把持部件移动。

14.一种机器人手，其安装于机器人臂的末端，其中，

所述机器人手具备：

第一把持部件；

第一直线引导件，其具备与所述第一把持部件连结的第一滑动件和对所述第一滑动件在移动方向上进行引导的第一导轨；

第一致动器，其使所述第一滑动件沿着所述第一导轨移动；

第二把持部件；

第二直线引导件，其具有与所述第二把持部件连结的第二滑动件和对所述第二滑动件在所述移动方向上进行引导的第二导轨；

第二致动器，其由与所述第一致动器不同的动力源驱动，使所述第二滑动件沿着所述第二导轨移动；以及

基础部件，其对所述第一直线引导件和所述第二直线引导件进行固定，

所述机器人手构成为，所述第二把持部件的推力比所述第一把持部件的推力大，

所述第二直线引导件具有比所述第一直线引导件的容许力矩大的容许力矩。

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