CN114008695A

CN114008695A - 机械手

Info

Publication number: CN114008695A
Application number: CN202080046139.3A
Authority: CN
Inventors: 上沟顺亮; 上田贵司
Original assignee: Japan Cash Machine Co Ltd
Current assignee: Japan Cash Machine Co Ltd
Priority date: 2019-07-23
Filing date: 2020-06-16
Publication date: 2022-02-01
Anticipated expiration: 2040-06-16
Also published as: CA3139173A1; JP2021016927A; JP6870040B2; CA3139173C; CN114008695B; WO2021014828A1

Abstract

本发明的目的在于，提供一种能够高可靠性地从纸币捆的上侧的露出面积非常狭窄的纸币收纳容器中抽出纸张类(纸币捆等)等物体的机械手。本发明的机械手(300)具有第一指部(310)、(320)、第二指部(310)、(320)以及指部移动机构(330)。第一指部沿第一方向(Dy)延伸。第二指部也与第一指部同样地沿第一方向延伸。另外，该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与第二指部的对置方向进行移动。而且，在第一方向上，第一指部的前端位置(Tm)、(Ts)与第二指部的前端位置(Tm)、(Ts)不同。

Description

机械手

技术领域

本发明涉及机械手。

背景技术

过去提出了“应用了带机械手的多关节型机械臂(以下，也称为“带手的臂”)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，由纸币整理单元整理后的纸币捆由带手的臂的机械手来把持，并通过多关节型机械臂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型被分类，并且对每个币种的张数进行计数。然后，分类为各个币种的纸币捆，按照币种类型通过另外的带手的臂搬运到规定的位置。

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，存在有需搬送的纸币捆MT容纳于如图4所示的纸币收纳容器400的情况。在该情况下，带手的臂需要从该纸币收纳容器400中抽出纸币捆MT。但是，在如上所述的纸币收纳容器400中，如图4所示，该纸币收纳容器400的在纸币捆MT上侧的露出面积非常狭窄。因此，当机械手用上下的指部的前端部抓住纸币捆MT并直接将纸币捆MT从纸币收纳容器400抽出时，无法很好地抽出纸币捆MT的情况较多。

本发明的目的在于，提供一种能够高可靠性地从如上所述的纸币收纳容器中抽出纸张类(纸币捆等)等物体的机械手。

解决问题的技术方案

本发明的第一方面的机械手具有第一指部、第二指部以及指部移动机构。第一指部沿第一方向延伸。第二指部也与第一指部同样地沿第一方向延伸。另外，该第二指部以与第一指部对置的方式配设。需要说明的是，在此，第一指部和第二指部在俯视时不必必须对置，只要在侧视时对置即可，但优选即使在俯视时也对置。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移动。而且，在第一方向上，第一指部的前端位置与第二指部的前端位置不同。

于是，如图6所示，在图4所示的纸币收纳容器400中左右地配设有分离型的支撑台412a、412b，在它们之间形成有狭缝(间隙)Rt。在此，例如，若以在第一指部的前端进入夹持板411的前侧的缺口Rs时第二指部的前端插入到狭缝Rt的深处的方式形成第一指部和第二指部，则能够扩大第二指部相对于纸张类等物体的接触面积，并且能够利用第二指部良好地支撑该物体的下侧，进而能够稳定地把持纸张类等的物体。因此，该机械手能够高可靠性地从纸币收纳容器中抽出纸张类等物体。

本发明的第二方面的机械手根据第一方面的机械手，第一指部和第二指部中的至少一方的指部的对置侧部位被进行了防滑处理。

因此，该机械手能够更高可靠性地从纸币收纳容器中抽出纸张类等物体。

附图说明

图1是本发明的实施方式的带机械手多关节型机械臂的右侧视图。

图2是本发明的实施方式的机械手的立体图。

图3是本发明的实施方式的机械手的右侧视图。

图4是收纳有作为本发明的实施方式的机械手的把持对象的纸币的纸币收纳容器的立体图。

图5是构成图4所示的纸币收纳容器的夹持板的俯视图。

图6是构成图4所示的纸币收纳容器的支撑台的俯视图。

图7是表示使本发明的实施方式的机械手向纸币收纳容器的正面侧移动后的状态的立体图。

图8是表示本发明的实施方式的机械手在纸币收纳容器内把持纸币捆的状态的立体图。

图9是表示本发明的实施方式的机械手在纸币收纳容器内把持纸币捆的状态的纵剖视图。

图10是变形例(I)的机械手的左侧视图。

图11是变形例(J)的机械手的左侧视图。

图12是变形例(K)的机械手的左侧视图。

图13是变形例(L)的机械手的左侧视图。

图14是变形例(M)的机械手的左侧视图。

图15是变形例(N)的机械手的左侧视图。

图16是变形例(O)的机械手的俯视图。

图17是变形例(P)的机械手的俯视图。

图18是变形例(Q)的机械手的俯视图。

图19是变形例(R)的机械手的俯视图。

图20是变形例(S)的机械手的俯视图。

附图标记说明

300：机械手

310：可动指部(第一指部、第二指部)

320：固定指部(第一指部、第二指部)

330：可动指部升降机构(指部移动机构)

Dy：前方(第一方向)

Tm：可动指部的前端位置(第一指部的前端位置、第二指部的前端位置)

Ts：固定指部的前端位置(第一指部的前端位置、第二指部的前端位置)

具体实施方式

如图1所示，本发明的实施方式的带机械手的多关节型机械臂100主要由多关节型机械臂200以及机械手300构成。以下，对这些结构要素进行详述。

(1)多关节型机械臂

如图1所示，本发明的实施方式的多关节型机械臂200是现有的多关节型机械臂。

(2)机械手

如图2和图3所示，本发明的实施方式的机械手300是二指型的机械手，并且如图1所示地安装于多关节型机械臂200的前端。而且，如图2和图3所示，该机械手300主要由可动指部310、固定指部320、可动指部升降机构330、连结部340以及拍摄部350构成。以下，对这些结构要素进行详述。

＜机械手的结构要素＞

(1)可动指部

如图2和图3所示，可动指部310由基部311、中间部312以及爪部313形成。如图2所示，基部311是大致长方形状的厚板部位。如图2所示，中间部312是大致梯形状的厚板部位，从基部311的前端朝向前方Dy延伸。此外，该中间部312的宽度随着朝向前方Dy而变窄。如图2所示，爪部313是细长的大致矩形的厚板部位，从中间部312的前端朝向前方Dy延伸。另外，在此，该爪部313的前端部呈如图3所示地向下侧突起的形状。然后，在该可动指部310中，如图3所示，在从中间部312的基端到爪部313的前端的部位，上表面随着从中间部312的基端朝向爪部313的前端而向下方倾斜。另外，如图3所示，在该爪部313的下表面粘贴有橡胶片Sr。而且，该可动指部310在基部311的基端侧固定于可动指部升降机构330的前侧升降板332f(后述)。另外，为了提高可动指部310与前侧升降板332f的结合强度而配设有加强板315(参照图2和图3)。该加强板315固定于可动指部310以及前侧升降板332f双方。

(2)固定指部

如图2和图3所示，固定指部320由基部321、中间部322、爪部323、以及突出部324形成。如图2所示，基部321是大致长方形状的厚板部位。如图2所示，中间部322是大致梯形状的厚板部位，并从基部321的前端朝向前方Dy延伸。此外，该中间部322的宽度随着朝向前方Dy而变窄。如图2所示，爪部323是细长的大致矩形的厚板部位，从中间部322的前端侧的侧面的宽度方向中央朝向前方Dy延伸。如图3所示地，在该爪部323的上侧设置有缺口Cv。其结果是，如图2所示，爪部323的前端部成为向上侧突起的形状。另外，如图3所示，在该固定指部320，在从爪部323的中间位置到前端的部位，下表面随着从中间位置朝向前端而向上方倾斜。如图2所示，突出部324是与爪部323相同宽度的细长的大致矩形的厚板部位，从爪部323的前端朝向前方Dy延伸。另外，如图3所示，该突出部324的前端位置Ts位于比可动指部310的爪部313的前端位置Tm更靠前侧的位置。即，固定指部320的突出部324比可动指部310的爪部313更向前方Dy突出。进而，在该突出部324上粘贴有用作防滑的橡胶片(橡胶片)Sr。如图3所示，该橡胶片Sr的粘贴部位不与可动指部310的橡胶片Sr的粘贴位置对置。而且，该固定指部320固定于可动指部升降机构330的支撑板331(后述)。另外，为了提高固定指部320与支撑板331的结合强度，在左右配设有一对加强板325(参照图2和图3)。这些加强板325固定于固定指部320以及支撑板331双方。而且，如图2和图3所示，该固定指部320在可动指部310的升降方向上与可动指部310对置。

(3)可动指部升降机构

如图2和图3所示，可动指部升降机构330是两级行程型的升降机构，主要由支撑板331、前侧升降板332f、后侧升降板332r、前侧气缸机构333f以及后侧气缸机构333r构成。支撑板331支撑后侧气缸机构333r。后侧气缸机构333r是双动式机构，是用于使后侧升降板332r升降的驱动源。而且，如上所述，该后侧气缸机构333r安装于支撑板331。在后侧升降板332r上安装有前侧气缸机构333f。前侧气缸机构333f是双动式的机构，是用于使前侧升降板332f升降的驱动源。而且，如上所示，在前侧升降板332f上安装有可动指部310。即，后侧气缸机构333r通过使后侧升降板332r升降来使前侧气缸机构333f、前侧升降板332f以及可动指部310升降。另一方面，前侧气缸机构333f通过使前侧升降板332f升降来使可动指部310升降。另外，如图2和图3所示，在前侧气缸机构333f以及后侧气缸机构333r分别设置有供气排气口335、336。在这些供气排气口335、336连接有供气排气管(未图示)。

(4)连结部

连结部340是使机械手300与多关节型机械臂200连结的部位，例如是凸缘等。

(5)拍摄部

拍摄部350例如是CCD摄像机等的小型摄像机，如图2和图3所示，通过从可动指部升降机构330的支撑板331延伸的支撑臂SA而被固定于可动指部升降机构330的右侧。此外，该拍摄部350间歇地进行拍摄，同时将拍摄到的图像的电子数据向控制装置(未图示)发送。

＜本发明的实施方式的带机械手的多关节型机械臂的使用例＞

在此，作为一例，以本实施方式的带机械手的多关节型机械臂100从纸币收纳容器抽出纸币捆为例进行说明。需要说明的是，在此，作为纸币收纳容器的一例，采用图4所示的纸币收纳容器400。此外，需要注意的是，本发明并不限定于该例。

在说明带机械手的多关节型机械臂100之前，先简单地对纸币收纳容器400进行说明。

如图4所示，纸币收纳容器400主要由框体410、前盖420、夹持板411、以及支撑台412a、412b构成。如图4所示，框体410是在前侧形成开口的长方体形状的箱体。此外，该框体410的进深尺寸设为比固定指部320的长度足够长的尺寸。前盖420是大致长方形状的板构件，经由铰链等开闭机构而可开闭地轴支撑于框体410的开口边缘的上侧。夹持板411是与支撑台412a、412b协作而夹持纸币捆MT的构件，如图4所示，上下自如移动地配设于比框体410的高度方向中央稍靠上侧的位置。另外，如图4和图5所示，在该夹持板411的前侧中央设置有半圆形状的缺口Rs。支撑台412a、412b是与夹持板411协作而夹持纸币捆MT的左右分离型的支撑构件，如图4所示，固定于框体410的下侧的左右。在这些支撑台412a、412b之间形成有狭缝Rt。如图6所示，狭缝Rt朝向进深方向延伸。而且，在纸币收纳容器400中，夹持板411通过配设于其上侧的施力构件(螺旋弹簧等)而被朝向下方施力。即，容纳于该纸币收纳容器400的纸币捆MT被夹持板411按压于支撑台412a、412b。而且，如图4所示，该纸币收纳容器400以纸币的长边方向沿着进深方向的方式将纸币捆MT收纳于支撑台412a、412b与夹持板411之间。

在带机械手的多关节型机械臂100抽出纸币收纳容器400中的纸币捆MT时，通过控制装置使带机械手的多关节型机械臂100以如下方式进行动作。

首先，控制装置控制多关节型机械臂200的动作从而使机械手300移动至规定位置，并且朝向规定方向(参照图7)。需要说明的是，在此，规定位置是纸币收纳容器400的正面侧的位置，规定方向是拍摄部350能够对纸币收纳容器400的正面进行拍摄的方向。

接着，控制装置通过对多关节型机械臂200以及机械手300进行控制来将可动指部310提升至最高位置，然后将固定指部320的前端部插入到支撑台412a、412b的狭缝Rt(参照图8和图9)。此外，此时，可动指部310位于夹持板411的缺口Rs的上方，固定指部320位于纸币捆MT的正下方(参照图9)。另外，此时，固定指部320插入至狭缝Rt的中间位置，但可动指部310只能插入到夹持板411的缺口Rs的上方位置(参照图9)。即，固定指部320跨越纸币捆MT的长边方向的一半左右的长度与纸币捆MT的下侧面接触，但可动指部310仅与纸币捆MT的纸币捆MT的近前侧的上侧面接触(参照图9)。

接着，控制装置使可动指部310向下方移动，并与固定指部320一起把持纸币捆MT。控制装置通过控制多关节型机械臂200的动作从而使机械手300后退，从纸币收纳容器400抽出纸币捆MT。

＜本实施方式的机械手的特征＞

(1)

在本实施方式的机械手300中，固定指部320的前端位于比可动指部310的前端更靠前方Dy的位置，并且在固定指部320的前端部位粘贴有橡胶片Sr。因此，在该机械手300，在从如图4所示的纸币收纳容器400抽出纸币捆MT时，能够使固定指部320相对于纸币捆MT的接触面积变大，并且能够利用固定指部320良好地支撑纸币捆MT的下侧，进而能够稳定地保持纸币捆MT。因此，该机械手300能够高可靠性地从上述那样的纸币收纳容器400中抽出纸币捆MT。

(2)

在本实施方式的机械手300的可动指部310中，从中间部312的基端到爪部313的前端的部位，上表面随着从中间部312的基端朝向爪部313的前端而向下方倾斜。因此，在该可动指部310中，能够减轻把持纸币捆时作用于可动指部310的根部位的应力。

(3)

在本实施方式的机械手300的固定指部320中，从爪部323的中间位置到前端的部位，下表面随着从中间位置朝向前端而向上方倾斜。因此，在该固定指部320中，能够减轻把持纸币捆时作用于固定指部320的根部位的应力。

(4)

本实施方式的机械手300的固定指部320的突出部324是具有与爪部323的宽度相同宽度的细长的大致矩形的厚板部位，即突出部324在侧视时为无锥度形状。因此，该突出部324容易插入纸币收纳容器400，能够扩大与纸币捆MT的接触面积。

(5)

在本实施方式的机械手300的固定指部320的爪部323的上侧设置有缺口Cv。因此，在该固定指部320的爪部323与可动指部310协作而夹持纸币捆MT的前端部的状态下，能够容纳该纸币捆MT的前端部，并吸收纸币捆MT的前端部的变动。

(6)

在本实施方式的机械手300中，可动指部310的爪部313的前端成为向下侧突起的形状，并且固定指部320的爪部323的前端成为向上侧突起的形状。因此，在该机械手300中，即使爪部313、323的中央部附近与纸币捆MT接触而挠曲，这些爪部313、323的前端部位也能与纸币捆MT接触从而能够牢固地把持纸币捆MT。

＜变形例＞

(A)

在前述的实施方式的机械手300中，固定指部320的前端位于比可动指部310的前端更靠前方Dy的位置，但这种关系也可以是相反的。即，可动指部310的前端也可以位于比固定指部320的前端更靠前方Dy的位置。在该情况下，在把持纸币捆MT时机械手300称为被多关节型机械臂200翻转的状态。

(B)

在前述的实施方式的机械手300中，虽然可动指部310的橡胶片Sr不与固定指部320的橡胶片Sr对置，但也可以在可动指部310的爪部313以及固定指部320的突出部324的内侧粘贴有橡胶片Sr，以使可动指部310的橡胶片Sr与固定指部320的橡胶片Sr对置。需要说明的是，在该情况下，优选将固定指部320的橡胶片Sr的粘贴部位延伸至比可动指部310的前端位置Tm更靠后方的位置。

(C)

在前述的实施方式的机械手300中，虽然在可动指部310的爪部313以及固定指部320的突出部324双方粘贴有橡胶片Sr，但也可以在可动指部310以及固定指部320中的任一方粘贴有橡胶片Sr。

(D)

在前述的实施方式的机械手300中，虽然在可动指部310的爪部313以及固定指部320的突出部324的内侧粘贴有用作防滑的橡胶片Sr，但也可以对相同部位的内侧面实施粗面化处理等来替代。此外，本变形例也可以应用于变形例(B)以及(C)。

(E)

在前述的实施方式的机械手300中，固定指部320被固定，仅可动指部310可动，但也可以使固定指部320与可动指部310同样地可动化。

(F)

在前述的实施方式的机械手300中，采用了气缸机构作为可动指部升降机构330，但也可以采用其他公知的升降机构作为可动指部升降机构330，例如，齿条齿轮机构、滚珠丝杠机构、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机构。另外，在该情况下，也可以采用电动机作为驱动源。

(G)

虽然在前述的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350拍摄到的纸币收纳容器400的正面图像进行图像解析，来确定夹持板411的缺口Rs的位置以及支撑台412a、412b之间的狭缝Rt的位置，之后，通过对多关节型机械臂200以及机械手300进行控制来调节可动指部310的位置，然后将可动指部310的前端部插入于夹持板411的缺口Rs，并且将固定指部320的前端部插入于支撑台412a、412b之间的狭缝Rt。

(H)

在前述的实施方式中作为机械手300的把持对象示出了纸币捆MT，但机械手300的把持对象也可以是其他纸张类、物体等。

(I)

虽然在前述的实施方式中并没有特别提及，但是也可以如图10所示那样在固定指部320的突出部324的前端部位配设有向上方突起的突起部326。这样，通过设置突起部326，能够利用该突起部326钩挂纸币捆MT而有效地将纸币捆MT向纸币收纳容器400的近前拉出。

(J)

在前述的实施方式的机械手300中，在可动指部310中，在从中间部312的基端到爪部313的前端的部位，上表面随着从中间部312的基端朝向爪部313的前端而向下方倾斜，但也可以如图11所示那样，该部位的上表面是与基部311的上表面为同一面上的水平面。通过将可动指部310的爪部313设为这样的形状，能够提高可动指部310的爪部313的刚性。

(K)

在前述的实施方式的机械手300中，在固定指部320中，在从爪部323的中间位置到前端的部位，下表面随着从中间位置朝向前端而向上方倾斜，但也可以如图12所示那样，该部位的下表面是与基部321的下表面为同一面上的水平面。通过将固定指部320的爪部323设为这样的形状，能够提高固定指部320的爪部323的刚性。此外，本变形例也可以与变形例(J)一并应用。

(L)

在前述的实施方式的机械手300中，虽然固定指部320的突出部324设为具有与爪部323的宽度相同宽度的细长的大致矩形的厚板部位，但该突出部324也可以如图13所示那样，在侧视时下表面随着朝向前端而向上方倾斜。通过将固定指部320的突出部324设为这样的形状，能够容易地将固定指部320插入纸币收纳容器400中。

(M)

在前述的实施方式的机械手300中，虽然在固定指部320的爪部323设置有缺口Cv，但该缺口Cv也可以如图14所示那样，一直延伸设置至基部321的基端。通过这样延伸设置缺口Cv，不仅能够提高固定指部320的刚性，还能够扩大相对于纸币捆MT的接触面积。

(N)

在前述的实施方式的机械手300中，虽然可动指部310的爪部313的前端部成为向下侧突起的形状，另外，固定指部320的爪部323的前端部成为向上侧突起的形状，但也可以如图15所示那样，可动指部310的爪部313的下表面成为平面，另外，固定指部320的爪部323的前端侧的上表面也可以成为平面。

(O)

在前述的实施方式的机械手300中，可动指部310以及固定指部320分别由一根棒状构件构成，但也可以如图16所示那样，可动指部以及固定指部分别由两根棒状构件构成。在该情况下，能够扩大可动指部以及固定指部相对于纸币捆MT的接触面积，并且能够提高基于可动指部以及固定指部的把持纸币捆MT的可靠性。此外，在图16中，阴影部位表示可动指部，组合了阴影部位和非阴影部位的部位表示固定指部，但也可以将组合了阴影部位和非阴影部位的部位作为可动指部，将阴影部位作为固定指部。但是，在后者的情况下，应用上述的变形例(A)。

(P)

在前述的实施方式的机械手300中，可动指部310以及固定指部320分别由一根棒状构件构成，但也可以如图17所示那样，可动指部(图17的阴影部位)由一根棒状构件构成，固定指部(图17的非阴影部位)由两根棒状构件构成。在该情况下，能够扩大可动指部以及固定指部相对于纸币捆MT的接触面积，并且能够提高基于可动指部以及固定指部的把持纸币捆MT的可靠性。此外，在本变形例中，可动指部如图17所示那样配设于固定指部的宽度方向中央。另外，在此，也可以将阴影部位作为固定指部，将非阴影部位作为可动指部。但是，在该情况下，应用上述的变形例(A)。

(Q)

在前述的实施方式的机械手300中，可动指部310以及固定指部320分别由一根棒状构件构成，但也可以如图18所示那样，可动指部(图18的阴影部位)以及固定指部(图18的非阴影部位)分别由两根棒状构件构成。在该情况下，能够扩大可动指部以及固定指部相对于纸币捆MT的接触面积，并且能够提高基于可动指部以及固定指部的把持纸币捆MT的可靠性。此外，在本变形例中，可动指部如图18所示那样配设于固定指部的宽度方向中央。另外，在此，也可以将阴影部位作为固定指部，将非阴影部位作为可动指部。但是，在该情况下，应用上述的变形例(A)。

(R)

在前述的实施方式的机械手300中，可动指部310以及固定指部320分别由一根棒状构件构成，但也可以如图19所示那样，可动指部(图19的阴影部位)由四根棒状构件构成，固定指部(组合了图19的两端的阴影部位与非阴影部位的部位)由两根棒状构件构成。在该情况下，能够扩大可动指部以及固定指部相对于纸币捆MT的接触面积，并且能够提高基于可动指部以及固定指部的把持纸币捆MT的可靠性。此外，在本变形例中，固定指部如图19所示那样以在俯视时与四根固定指部中的两端的固定指部重叠的方式配设。另外，在此，也可以将阴影部位作为固定指部，将组合了两端的阴影部位与非阴影部位的部位作为可动指部。但是，在该情况下，应用上述的变形例(A)。

(S)

在前述的实施方式的机械手300中，可动指部310以及固定指部320分别由一根棒状构件构成，但也可以如图20所示那样，可动指部(图20的阴影部位)以及固定指部(图20的非阴影部位)分别由两根棒状构件构成。在该情况下，能够扩大可动指部以及固定指部相对于纸币捆MT的接触面积，并且能够提高基于可动指部以及固定指部的把持纸币捆MT的可靠性。此外，在本变形例中，可动指部如图20所示那样配设于固定指部的宽度方向中央。此外，在本变形例中，由于可动指部比固定指部长，因此应用上述的变形例(A)。

需要说明的是，也可以适当地组合应用上述变形例。

Claims

1.一种机械手，其中，

具有：

第一指部，沿第一方向延伸；

第二指部，沿所述第一方向延伸，并以与所述第一指部对置的方式配设；以及

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与所述第二指部的对置方向移动，

在所述第一方向上，所述第一指部的前端位置与所述第二指部的前端位置不同。

2.如权利要求1所述的机械手，其中，

所述第一指部和所述第二指部中的至少一方的指部的对置侧部位被进行了防滑处理。