JP2000288971A

JP2000288971A - ロボットハンド

Info

Publication number: JP2000288971A
Application number: JP11094621A
Authority: JP
Inventors: Toshiyuki Mizukami; 水上敏行
Original assignee: SOUKI SEKKEI KK
Current assignee: SOUKI SEKKEI KK
Priority date: 1999-04-01
Filing date: 1999-04-01
Publication date: 2000-10-17

Abstract

(57)【要約】【課題】従来のロボットハンドの構造を変え、簡素化す
ることによりコンパクトで、高精度の、且つ、低コスト
なロボットハンドを提供することができる。【解決手段】２個の爪、又は３個・４個の爪はウォーム・
ギヤの中心から対称・等分の位置に支点ピンでウオーム・
ホイールと一体で支持され、一端に把持部を形成する。
それぞれの爪と一体のウォーム・ホイールはウォームギ
ヤに噛合され、爪は各々のホイール軸芯を中心に、対称
的な回転運動をし、ウォーム・ギヤのおおよそ半回転か
ら一回転で爪を閉じ、その逆回転のおおよそ半回転から
一回転で爪の開く事ができるギヤ比を用い、把持開放を
素早くおこなう。ここで、ウォーム・ギヤを用いること
で、カム機構の円周率倍のストロークを稼ぐことがで
き、保持力もウォーム・ギヤの特徴であるセルフロック
現象を使って、維持することができる。回転は半回転、
１回転を電磁ソレノイドやモーターで小型化する事で
き、配管スペースが不要となる。もちろん他の、アクチ
ュエータも使用可能である。本発明は、以上のような構
成よりなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、ワークを把持開放
する、ロボットハンドに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ワークの把持、開放するロボットハンド
部は、モーター回転駆動を用いたものも実用化されてい
るが、その把持機構のほとんどがリンク又はカム機構や
ラック・ピニオンギヤ等、大きかったり精度の良くない
ものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】解決しようとする問題
点は、従来のエアーシリンダー・ロータリアクチュエー
タやモーター駆動による、リンク・カム機構タイプのロ
ボットハンドでは、リンク機構はアーム比の問題から構
造が大きくなってしまう欠点があり、カム機構は構造上
カム面を長く取れなかったり、且つ、抜き差し力がクサ
ビ形状に作る為、把持するための締め付ける力を大きく
とれない。また、これらの機構に共通して、把持したと
きの爪の開閉角度に依って把持トルクも変化してしま
う。他に、ラック・ピニオンギヤやスパーギヤ、ベベル
ギヤ等を使ったものも有るが、基本的に把持トルク=原
動力という事でモーターが大きくなったり、複雑な機構
になる。そこで本発明は、これらの欠点を除くためにな
されたものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明のロボットハンド
は、フレームに、ベアリングを介して取り付けられた、
ウォーム・ギヤ（ねじ歯車）の両側にウォーム・ホイール
（ねじホイール）を配置し、適宜の噛合でウォーム・ホ
イールも支点ピンを介して、フレームに取り付けられ
る。もちろん、一個のウォーム・ギヤに対し三個、四個
のウォーム・ホイールも配置ができて、真ん中のウォー
ム・ギヤを中心にウォーム・ホイールが付き、その外側に
ワークを把持する爪をウォーム・ホイールに固定する。
ウォームギヤをモーターで正回転・逆回転させること
で、両側のウォーム・ホイールは互いに逆方向に回転
し、爪の先端で把持開放ができる単純な機構で、且つ、
ギヤの加工精度の誤差内で繰り返し精度も高く、把持範
囲が大・小変わっても一定トルクで把持開放できる。

【０００５】

【発明の実施の形態】２個の爪、又は３個・４個の爪は
ウォーム・ギヤの中心から対称・等分の位置に支点ピンで
ウオーム・ホイールと一体で支持され、一端に把持部を
形成する。それぞれの爪と一体のウォーム・ホイールは
ウォームギヤに噛合され、爪は各々のホイール軸芯を中
心に、対称的な回転運動をし、ウォーム・ギヤのおおよ
そ半回転から一回転で爪を閉じ、その逆回転のおおよそ
半回転から一回転で爪の開く事ができるギヤ比を用い、
把持開放を素早くおこなう。ここで、ウォーム・ギヤを
用いることで、カム機構の円周率倍のストロークを稼ぐ
ことができ、保持力もウォーム・ギヤの特徴であるセル
フロック現象を使って、維持することができる。回転は
半回転、１回転を電磁ソレノイドやモーターで小型化す
る事でき、配管スペースが不要となる。もちろん他の、
アクチュエータも使用可能である。本発明は、以上のよ
うな構成よりなる、ロボットハンドである。

【０００６】

【実施例１】以下に、図面に示す実施例に基づいて、本
発明を具体的に説明する。図１においてフランジ（１
１）の部分は、それぞれロボット本体、又はアームに応
じて作られ、そのフランジ（１１）に支持バー（１０）
を接続、他端にフレーム（１）が取り付けられ、フレー
ム（１）に、ベアリング（６）を介して取り付けられ
た、ウォーム・ギヤ（ねじ歯車）（２）の両側にウォー
ム・ホイール（ねじホイール）（３）を配置し、適宜の
噛合でウォーム・ホイール（３）も支点ピン（４）を介
して、フレームに取り付けられる。真ん中のウォーム・
ギヤ（２）を中心にウォーム・ホイール（３）が付き、
その外側に対向してワークを把持する爪（５）をウォー
ム・ホイール（３）に固定する。このウォーム・ホイール
（３）は、固定面作りと小型化のため、且つ、歯面精度
と歯切り精度を考慮すれば、２個分の精度誤差より、１
個のウォーム・ホイールを２分割にして取り付けること
も、特徴としたウォーム・ホイール（３）である。

【０００７】ウォーム・ギヤ（２）はベアリング（６）
によりブレ無く、又、ナット（７）によりガタ無く、フ
レーム（１）に固定され、他方側のフレーム（１）に取
り付けられモーター（９）と、カップリング（８）で接
続される。モーター（９）が正回転・逆回転するとウォ
ーム・ギヤ（２）は連動し、両側のウォーム・ホイール
（３）は互いに逆方向に回転し、噛合せてあるウォーム
・ギヤ（２）がおおよそ半回転から一回転することで爪
（５）を閉じていき、品物を把持する。ここで爪（５）
が把持する力は、ウォーム・ホイール（３）を使用する
ことにより常に一定トルクである。つぎに品物を開放す
るときには、モーター（８）を逆回転させることで、把
持するときとは逆にウォーム・ギヤ（２）が逆回転でお
およそ半回転から一回転する間に爪（５）が開き、品物
が開放され、１周期動作が終了する機構のロボットハン
ド（１２）を示す。

【０００８】

【実施例２】ウォーム・ギヤ（２）の円周上に連動する
複数のウォーム・ホイール（３）を配置する事で複数の
爪（５）を配置でき、必要な所に爪（５）を付けたウォ
ーム・ホイール（３）は互いに逆方向に回転し、爪
（５）を開閉し、品物を把持開放する。

【０００９】

【発明の効果】以上説明したように本発明のロボットハ
ンドは、ねじ歯車、又はウォームギヤ・ホイール機構の
従来より周囲の特徴である、セルフロック、及び、他の
ギヤに必ず有るバックラッシュも“０”に近い（割り出
し機構）特徴を十分活かし、それにウォーム・ギヤの円
周上に複数のウォーム・ホイールを配置する事で複数の
爪を配置でき、極めて簡単な構造ながら精度良く、製品
の大小に影響されず、必要な所に爪を付け一定の保持力
が得られる。また、モーター、電磁ソレノイドを使用す
る事で、配管が不要となり小型軽量、配線の単純化が行
える。よってロボットハンドの先端部を軽量化すること
で剛性を変えずにロボット全体を軽量化できると同時
に、稼動スピードを早くすることができる。また、ウォ
ーム・ホイールと爪の接続・形状を変えるだけで、爪の位
置が１８０度の一直線上に開くこともできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施例の斜視図である。（実施例１）

【図２】本発明実施例の斜視断面図である。（実施例
１）

【図３】本発明実施例の断面図である。（実施例２）

【符号の説明】

１フレーム２ウォーム・ギヤ３ウォーム・ホイール４支点ピン５爪６ベアリング７ナット８カップリング９モーター１０支持バー１１フランジ１２ロボットハンド

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】フレームに、ベアリングを介して取り付
けられた、ウォーム・ギヤ（ねじ歯車）の両側にウォー
ム・ホイール（ねじホイール）を配置し、適宜の噛合で
ウォーム・ホイールも支点ピンを介して、フレームに取
り付けられる。もちろん、一個のウォーム・ギヤに対し
三個、四個のウォーム・ホイールも配置ができて、真ん
中のウォーム・ギヤを中心にウォーム・ホイールが付き、
その外側にワークを把持する爪をウォーム・ホイールに
固定する。ウォーム・ギヤをモータで正回転・逆回転させ
ることで、両側のウォーム・ホイールは互いに逆方向に
回転し、爪の先端で把持開放ができる単純な機構で、且
つ、ギヤの加工精度の誤差内で繰り返し精度も高く、把
持範囲が大・小変わっても一定トルクで把持出来る事を
特徴とするロボットハンド。