JP2002331486A - メカニカルハンド機構及び把持方法並びに位置決め方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 構造を簡素化かつ小型化しつつも、把持する
ワークの適用範囲を拡大すると共に把持動作の信頼性を
向上させるメカニカルハンド機構を提供する。 【解決手段】 本発明のメカニカルハンド機構１は、把
持面Ｈ１を有する固定部材２と、この固定部材２の把持
面Ｈ１に対して接離移動する可動部材３とを具備し、固
定部材２には、可動部材３の接離移動と略直交する方向
に移動するスライドブロックと、中間部を固定部材２に
枢支され、他端側に可動部材３を枢支した第２アーム６
Ｂと、この第２アーム６Ｂの一端側とスライドブロック
を枢支連結する第１アーム６Ａと、スライドブロックの
摺動機構（シリンダ装置５）とを備え、可動部材３に
は、固定部材２の把持面Ｈ１に向けて膨脹収縮する弾性
膜部材４を備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、構造を簡素化かつ
小型化しつつも、把持するワークの適用範囲を拡大する
と共に把持動作の信頼性を向上させることができるメカ
ニカルハンド機構及び把持方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えばワークをハンドリングする
ためのメカニカルハンド機構としては、例えば特開平９
−２９６７９号では、治具を用いずに複雑な形状のワー
クをバランスよく安定した状態で掴むことを目的とし、
平行に配設された複数の案内ロッドと、該複数の案内ロ
ッドのそれぞれに個別に摺動自在に設けられた可動把持
部材と、複数の案内ロッドのそれぞれの端部側に固定さ
れ可動把持部材と向き合う固定把持部材と、可動把持部
材を案内ロッドに沿って移動させる駆動手段とを備えた
クランプ装置が提案されている。

【０００３】また、特開２０００−１７６８７５号で
は、主として複雑曲面部位を有するワークを精度よく、
かつ加工時の力に対しても耐え得る把持力で把持し、し
かも小型化・軽量化によりロボットなどへの適用を可能
とすることを目的とし、把持の対象である複雑曲面形状
を有するワークを両側から挟み込むように対向したフレ
ーム部が取付基板部と一体的に形成されるフレーム本体
と、一方のフレーム部のワークを把持する側の面に設け
られた、ガスを内部に充填して膨脹させワークを他方の
フレーム部側の造形部分に押さえつけるための風船状把
持部材と、他方のフレーム部のワークを把持する側の面
に設けられた、風船状把持部材で押さえ付けられたワー
クを固定・保持するために対象のワークの複雑曲面形状
に予め造形された造形部分とを備えた把持機構が提案さ
れている。

【０００４】さらに、特開平５−２２８８７１号では、
比較的重い箱体のワークを自動移載する際に確実な把持
を行うことを目的として、ワークを把持するためのクラ
ンプ機構と同クランプ機構の先端部の位置とは略反対位
置に設けたストッパー用の突出部とを有する回転体をハ
ンドポスト内に設け、回転体をクランプ機構の先端部の
方向に対して移動可能に形成すると共に、同移動位置に
おいて同回転体を回転不能とするストッパー機構とを備
えた自動載置用ハンド機構が提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た特開平９−２９６７９号で提案されたクランプ装置
は、ワークを把持するために駆動手段で動作する可動把
持部材が複数（実施例では２個）有することから、これ
ら可動把持部材を駆動させるための駆動手段も当然に複
数有することとなり、ハンド機構が複雑で把持するワー
クに対して非常に構造が大きくなるといった問題があっ
た。

【０００６】また、特開２０００−１７６８７５号で提
案された把持機構は、取付基板部に互いに対向して固定
的に設けたフレーム部の内側でワークを把持する構成と
されているので、把持するワークの厚さに制限があると
いった問題があった。

【０００７】また、特開平５−２２８８７１号で提案さ
れた自動載置用ハンド機構は、フックによってワークを
引っかけて把持して移載する構成であるために、ワーク
は１点支持状態となり、このようにフックをワークに引
っかける際に固定側の部材を有していないことから、フ
ックを引っかける際の該フックとワークの位置決めが困
難であると共に、フックに引っかけるためのワークの形
状に制限があるといった問題があった。

【０００８】本発明は、上記の問題を解決するものであ
り、構造を簡素化かつ小型化しつつも、把持するワーク
の適用範囲を拡大すると共に把持動作の信頼性を向上さ
せることができるメカニカルハンド機構を提供すること
を目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明のメカニカルハンド機構は、把持面を有す
る固定部材の該把持面に対して接離移動する可動部材に
は、該固定部材の把持面に向けて膨脹収縮する弾性膜部
材を備え、固定部材には、接離移動と略直交する方向に
移動するスライドブロックと、中間部を固定部材に枢支
され、他端側に可動部材を枢支した第２アームと、この
第２アームの一端側とスライドブロックを枢支連結する
第１アームと、スライドブロックの摺動機構とを備えた
のである。このようにすることで、構造を簡素化かつ小
型化しつつも把持するワークの適用範囲を広げることが
できる。

【００１０】また、本発明の把持方法は、上記メカニカ
ルハンド機構を用いて、ワークを可動部材と固定部材と
の間で一旦狭持し、その状態から当接面にワークの上端
が当接するまでメカニカルハンド機構をワークの方向へ
移動させた後、弾性膜部材を膨脹させるので、ワークを
狭持し、確実に把持位置に配したうえで弾性膜部材によ
って把持するといったように、段階的にワークを把持す
ることが可能となり、正確な把持位置にワークを位置決
めして的確にワークを把持することができる。

【００１１】また、本発明の位置決め方法は、上記した
メカニカルハンド機構を用いて上記把持方法で把持した
ワークの下端と壁面との距離を第１センサと第２センサ
を用いて算出し、壁面に対するワークの位置決めを行う
ので、壁面に対して正確な位置にワークを位置決めする
ことができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に係るメカニカ
ルハンド機構は、把持面を有する固定部材と、この固定
部材の把持面に対して接離移動する可動部材とを具備
し、固定部材には、可動部材の接離移動と略直交する方
向に移動するスライドブロックと、中間部を固定部材に
枢支され、他端側に可動部材を枢支した第２アームと、
この第２アームの一端側とスライドブロックを枢支連結
する第１アームと、スライドブロックの摺動機構とを備
え、可動部材には、固定部材の把持面に向けて膨脹収縮
する弾性膜部材を備えたものである。

【００１３】上記構成によれば、可動部材と固定部材と
でワークを把持する把持力は、可動部材と固定部材との
間におけるワークの摩擦係数が小さい場合には、当然に
小さくなる。多種の厚み（可動部材と固定部材との間隔
方向）のワークを、スライドブロックを直線的に摺動移
動させる摺動機構のみで対応させるためには、非常に大
きな出力の機構を要し、結果として全体が大型化してし
まう。

【００１４】従って、本発明のメカニカルハンド機構
は、スライドブロックに枢支連結した第１アーム、この
第１アームにその一端側が枢支され、中間部が固定部材
され、その他端側に可動部材を枢支連結した第２アーム
によって、摺動機構の直線運動を、第２アームの中間部
を中心とした回動運動に変換するようにしたのである。

【００１５】摺動機構は、スライドブロックを可動部材
の接離移動と略直交する方向に移動させる。このとき、
第１アームもこのスライドブロックの移動に伴って移動
し、第１アームと枢支された第２アームの一端側が移動
すると、固定部材に枢支された第２アームの中間部を中
心として、可動部材に枢支された第２アームの他端側が
前記第２アームの一端側とは反対に回転し、このとき可
動部材が固定部材に対して接離移動する。

【００１６】また、本発明のメカニカルハンド機構は、
上記動作を行う摺動機構にて可動部材を固定部材に対し
て接離移動させることによってワークを把持するのでは
なく、ワークを狭持し、ワークを狭持した後に、弾性膜
部材を膨脹させ、固定部材に対してワークを押し付ける
ようにして把持するのである。

【００１７】このようにすることで、ワークを把持する
ために大出力の摺動機構を採用する必要がなくなり、か
つ採用した摺動機構にワーク把持時の反力がかからない
ようにできるので、可及的に摺動機構として小出力のも
のを採用して全体の小型化を図ることができる。

【００１８】また、可動部材が上記したように第２アー
ムの他端側の回動に伴って固定部材に対して接離移動す
るから、弾性膜部材の膨脹収縮ストローク以上の厚みの
ワークに対応させることが可能となり、ワークの厚みの
適用範囲が拡大する。

【００１９】また、本発明の請求項２に係るメカニカル
ハンド機構は、上記構成において、可動部材に設けた弾
性膜部材側における少なくともスライドブロックの移動
方向の両縁部に、該スライドブロックの移動と平行なガ
イドを、収縮状態の弾性膜部材よりも若干突出するよう
に設けたものである。このようにすることで、ワークの
上端が弾性膜部材に引っかかって弾性膜部材を破損する
ことが防止され、また、ワークを確実に可動部材と固定
部材との間に位置させることができる。

【００２０】また、本発明の請求項３に係るメカニカル
ハンド機構は、上記構成において、固定部材に、把持し
ようとするワークの上端を当接させる当接面を、可動部
材が接離する把持面とは別に有したものである。このよ
うにすれば、この当接面にワークの上端を当接させて位
置決めした状態でワークを把持することができる。

【００２１】また、本発明の請求項４に係るメカニカル
ハンド機構は、上記構成において、固定部材に、把持し
ようとするワークの上端までの距離を検知する第１セン
サと、ワークの下端と対向する壁面の距離を検知する第
２センサとを備えたものである。このようにすれば、固
定部材と可動部材との間で確実にワークを位置決めする
ことができると共に、ワークの下端と対向する壁面の間
隔についてもワークを位置決めすることができる。

【００２２】また、本発明の請求項５に係るメカニカル
ハンド機構は、上記請求項４の構成において、第１セン
サを接触式センサとし、この第１センサにより固定部材
に設けたストッパを介して把持しようとするワークが当
接したことを検知するものである。このようにすれば、
ワークと第１センサとが接触する方向と直交する方向の
荷重から該第１センサを保護することができる。

【００２３】本発明の請求項６に係る把持方法は、請求
項３乃至５のいずれかに記載のメカニカルハンド機構を
用いてワークを把持する際、ワークを可動部材と固定部
材との間で一旦狭持し、その状態から当接面にワークの
上端が当接するまでメカニカルハンド機構をワークの方
向へ移動させた後、弾性膜部材を膨脹させるものであ
る。このように、本発明のメカニカルハンド機構を用い
て上記手順でワークを把持することで、把持位置に位置
決めを行ったワークを確実に把持することができる。

【００２４】また、本発明の請求項７に係る位置決め方
法は、請求項４又は５に記載のメカニカルハンド機構を
用いて請求項６に記載の方法で把持したワークの下端と
壁面との距離を第１センサと第２センサを用いて算出
し、壁面に対するワークの位置決めを行うものである。

【００２５】例えば、壁面に対してワークを正しく溶接
するにはワークと壁面のギャップを所定距離以下にする
必要がある。そこで、上記したように請求項６のように
してワークを把持し、第１センサでワークの上端が当接
面に当接した（ワークの上端と当接面との距離が０にな
った）ことを検知し、第２センサで、第１センサでワー
クの上端が正しく位置決めされたときに、該第２センサ
とワークの下端と対向する壁面との距離を検知し、これ
ら第１センサ及び第２センサから壁面に対するワークの
位置決めを行うのである。

【００２６】このようにすれば、壁面とワークとの間隔
を算出することができるから、例えばワークを壁面に溶
接する場合には、ワークを許容値以下のギャップで溶接
することが可能となる。

【００２７】

【実施例】以下に本発明のメカニカルハンド機構の実施
例について図面を参照して説明する。図１は本発明のメ
カニカルハンド機構の構成を示す。図２は本発明のメカ
ニカルハンド機構におけるワーク把持状況を示す。図３
は本発明のメカニカルハンド機構を用いた本発明の把持
方法の手順を示す。図４は本発明のメカニカルハンド機
構を用いた本発明の位置決め方法におけるワーク位置決
め原理を示す。

【００２８】１は、ワークＷを把持する本発明のメカニ
カルハンド機構であり、以下の構成とされている。な
お、以下の本実施例では、ワークＷは、船殻、橋梁など
の主材料（以下、母材Ｐという）の剛性を補強するため
に該母材Ｐに溶接する補剛材（スティフナ）として説明
する。

【００２９】２は、その先端部に固定側把持部２Ａを形
成した固定部材である。この固定部材２は、２枚の板部
材２ａ，２ａを対向させてなる。これら板部材２ａ，２
ａは、図１（ａ）に示すように、正面視鉤状とされ、後
述する可動側把持部３Ａが接離する面（以下、把持面Ｈ
１という）と、この把持面Ｈ１の上部と連続して例えば
直交する面（以下、当接面Ｈ２という）とが形成されて
おり、これら把持面Ｈ１、当接面Ｈ２によって固定側把
持部２Ａを構成している。

【００３０】さらに、固定部材２は、図１（ａ）におい
て固定側把持部２Ａが位置する上方で板部材２ａ，２ａ
間に設けた部材に、後述する摺動機構としてのシリンダ
装置５と、このシリンダ装置５のロッド部５ａに設けた
スライドブロックの移動を案内するガイド２ｂとが設け
られている。

【００３１】３は、可動側把持部３Ａが固定側把持部２
Ａの把持面Ｈ１に対向して設けられ、該固定部材２に対
して接離移動する可動部材である。４は、この可動側把
持部３Ａにおいて、固定側把持部２Ａの把持面Ｈ１と接
離する面に設けられ、内部に流体を流入出させて膨脹収
縮する弾性膜部材であり、本実施例では複数個設けてい
る。このように、弾性膜部材４を複数設けることで１つ
が破損しても残りの弾性膜部材４で確実に把持動作が行
える。

【００３２】さらに、可動側把持部３Ａにおける固定側
把持部２Ａの把持面Ｈ１と接離する面に設けた複数の弾
性膜部材４において、本実施例では後述するシリンダ装
置５のロッド部５ａの出退移動（スライドブロックの移
動方向）の両縁部に、該ロッド部５ａの出退移動（スラ
イドブロックの移動）と平行なガイド３ａを、弾性膜部
材４の収縮状態より若干突出した状態で設けている。

【００３３】このガイド３ａは、後述するワークＷを把
持する際に、ワークＷの上端が、可動側把持部３Ａにお
いて弾性膜部材４に引っかかって該弾性膜部材４を破損
することを防止するため、及びワークＷの上端が弾性膜
部材４に引っかかることを防止して、ワークＷを後述す
るように正しく当接面Ｈ２に位置させるために設けてい
る。

【００３４】５は、固定部材２の板部材２ａ，２ａ間に
おいて、図１（ａ）に示す垂直方向にロッド部５ａをシ
リンダ部５ｂに対して突出又は退入させる摺動機構とし
てのシリンダ装置である。シリンダ装置５は、ロッド５
ａを動作させると、後述するリンク機構６によって可動
部材３が固定側把持部２Ａに対して接離移動する。な
お、摺動機構としてはシリンダ装置５に限定されない。

【００３５】また、シリンダ装置５のロッド部５ａには
スライドブロックが設けられ、このスライドブロック
が、固定部材２の板部材２ａ，２ａの間の部材に設けら
れたガイド２ｂに摺動可能に設けられている。

【００３６】６は、シリンダ装置５のロッド部５ａの移
動に伴って、可動部材３の可動側把持部３Ａを固定側把
持部２Ａに対して接離移動させるために、シリンダ装置
５のロッド部５ａに設けたスライドブロックから、固定
部材２の板部材２ａ，２ａ、を介して、可動部材３に亘
って設けたリンク機構である。

【００３７】このリンク機構６は、ロッド部５ａのスラ
イドブロックにその一端側が枢支された第１アーム６Ａ
と、この第１アーム６Ａの他端側をその一端側で枢支す
ると共に、その他端側が可動部材３に枢支され、かつそ
の中間部が固定部材２に枢支された第２アーム６Ｂとを
備えた構成となっている。

【００３８】７は、本実施例において、固定部材２の板
部材２ａ，２ａの当接面Ｈ２を構成すべく、ワークＷの
上端を接触させるために固定部材２に設けられたストッ
パである。本実施例ではストッパ７を固定部材２に設け
ているから当接面Ｈ２は、固定部材２にではなく上記し
たようにストッパ７に有するものとする。なお、ストッ
パ７を有しない構成の場合、当接面Ｈ２は、固定部材２
に有するものとする。ストッパ７は、本実施例では例え
ば図示するように鉤状に形成され、一旦当接面Ｈ２に位
置決めしたワークＷが可動側把持部３Ａの固定側把持部
２Ａに対する接離方向に移動しないようにすると共に、
後述する第１センサ８を保護する。

【００３９】８は、固定部材２において、上記ストッパ
７の当接面Ｈ２とは反対の面に接触させて設けられ、ワ
ークＷがストッパ７の当接面Ｈ２に当接したことを検知
する接触式センサ（第１センサ）である。

【００４０】９は、把持面Ｈ１位置における固定部材２
の板部材２ａ，２ａの対向面間に設けられ、図１（ａ）
に示す垂直方向の変位、すなわち後述する母材Ｐまでの
距離を検知する非接触式センサ（第２センサ）である。

【００４１】次に、上記構成のメカニカルハンド機構１
を用いたワークＷの把持動作について、図２及び図３を
参照して説明する。メカニカルハンド機構１は、把持し
ようとするワークＷの近傍まで、可動側把持部３Ａを固
定側把持部２Ａに対して離間した状態で接近し、ワーク
Ｗが可動側把持部３Ａと固定側把持部２Ａとの間に位置
したときに、シリンダ装置５のロッド部５ａをシリンダ
部５ｂに対して突出させることで可動側把持部３Ａを固
定側把持部２Ａに接近させ、図３（ｂ）に示すようにワ
ークＷを狭持する。

【００４２】このとき、ワークＷが図２（ａ）のように
起立した状態で可動側把持部３Ａと固定側把持部２Ａの
間に位置すればよいが、図２（ｂ）及び図３（ａ）に示
すように傾倒してしまうことがある。その場合にあって
も、本実施例におけるメカニカルハンド機構１は、可動
側把持部３Ａにガイド２ｂを設けているので、ワークＷ
の上端が引っかかって弾性膜部材４を破損したり、後述
するようにメカニカルハンド機構１を下方に移動させる
ときにワークＷの上端が引っかかって当接面Ｈ２に当接
させることができないといったトラブルを回避すること
ができる。

【００４３】そして、ワークＷを可動側把持部３Ａと固
定側把持部２Ａ（把持面Ｈ１）の間で狭持したときに、
図３（ｂ）に示すように可動側把持部３Ａにおける弾性
膜部材４に流体として例えば空気を流入させて該弾性膜
部材４を膨脹させる。ここで、弾性膜部材４は、完全に
膨脹させずに、ワークＷが狭持方向と直交する方向に移
動し得る状態で膨脹を制限する。なお、図３（ｂ）
（ｃ）では、理解を容易にするために、可動側把持部３
ＡとワークＷとの間は、図３（ａ）に較べて変化してい
ないように示し、かつ隙間を生じた状態で示している。

【００４４】その後、可動側把持部３Ａと固定側把持部
２Ａ（把持面Ｈ１）との間で狭持したワークＷを、当接
面Ｈ２に位置させるべく、図３（ｃ）に示すように、メ
カニカルハンド機構１を図示下方に移動する。そして、
ストッパ７（当接面Ｈ２）にワークＷの上端が当接した
ときに、図３（ｄ）に示すように上記弾性膜部材４を完
全に膨脹させてワークＷを可動側把持部３Ａと固定側把
持部２Ａ（把持面Ｈ１）との間に強固に把持する。

【００４５】このとき、ワークＷ把持時に可動側把持部
３Ａにかかる反力は、本実施例のメカニカルハンド機構
１では、第２アーム６Ｂの中間の枢支部分を中心に回動
し、第１アーム６Ａから出退移動するロッド部５ａに伝
達される経路で運動方向が変換されるから、ロッド部５
ａの出退方向と同方向に直接かかる負荷が小さくなり、
従って、摺動機構として採用するシリンダ装置５の出力
を小さくかつ小型のものとすることができる。

【００４６】そして、ワークＷを上記したように、可動
側把持部３Ａと固定側把持部２Ａ（把持面Ｈ１）との間
に把持した状態で、図３（ｅ）に示すようにメカニカル
ハンド機構１は目的とする（本実施例では溶接する壁面
としての）母材Ｐに向けてハンドリングする。

【００４７】目的とする母材Ｐ上にハンドリングされた
ワークＷは、ここで上記と逆の手順で把持状態が解除さ
れることとなるが、本実施例では、ワークＷを母材Ｐに
溶接する動作を例示しているから、メカニカルハンド機
構１が目的とする母材Ｐにハンドリングされるときに、
次の位置決め動作が行われる。

【００４８】メカニカルハンド機構１は、ワークＷと母
材Ｐの間のギャップＬが許容値以内となるように該ワー
クＷを位置決めするが、このとき、ギャップＬは、図４
に示すようにして算出される。

【００４９】ギャップＬは、既に入力されているワーク
Ｗの高さＨ、第１センサ８と第２センサ９間の距離Ｄ、
ストッパ７の厚みＥと、第２センサ９によって検知され
る第２センサ９から母材Ｐまでの距離Ｓとによって次の
数式１によって求められる。

【００５０】

【数１】Ｇ＝Ｓ＋Ｄ−Ｅ−Ｈ

【００５１】このようにして求めたギャップＬが許容値
以内であれば、ワークＷを母材Ｐに溶接し、溶接が完了
した後、メカニカルハンド機構１は、弾性膜部材４に流
入させた空気を流出して収縮させ、かつシリンダ装置５
のロッド部５ａをシリンダ部５ｂに退入して可動側把持
部３Ａを固定側把持部２Ａから離間させてワークＷの把
持状態を解除し、次のワークＷへ向かって移動する。

【００５２】なお、本発明のメカニカルハンド機構１
は、上記実施例に限定されず変形が可能である。例え
ば、上記実施例では、本発明の請求項１の構成に、請求
項２〜請求項５の構成を付加したメカニカルハンド機構
１を用いて、請求項６の把持方法及び請求項７の位置決
め方法を採用しているが、例えば請求項１の構成に請求
項２〜請求項４又は請求項５の構成を１つあるいは複数
選択して付加してもよいし、請求項６又は請求項７の方
法を採用してもよい。その場合は、付加した各々の請求
項の構成についての作用効果を得ることができる。

【００５３】

【発明の効果】以上のように、本発明の請求項１に係る
メカニカルハンド機構は、固定部材の該把持面に対して
接離移動する可動部材に、該固定部材の把持面に向けて
膨脹収縮する弾性膜部材を備え、固定部材に、接離移動
と略直交する方向に移動するスライドブロックと、中間
部を固定部材に枢支され、他端側に可動部材を枢支した
第２アームと、この第２アームの一端側とスライドブロ
ックを枢支連結する第１アームと、スライドブロックの
摺動機構とを備えたので、ワークを把持するために大出
力の摺動機構を採用する必要がなくなり、かつ採用した
摺動機構にワーク把持時の反力がかからないようにでき
るので、可及的に摺動機構として小出力のものを採用し
て全体の小型化を図ることができると共に、弾性膜部材
の膨脹収縮ストローク以上の厚みのワークに対応させる
ことが可能となり、ワークの厚みの適用範囲が拡大す
る。

【００５４】また、本発明の請求項２に係るメカニカル
ハンド機構は、上記構成において、可動部材に設けた弾
性膜部材側における少なくともスライドブロックの移動
方向の両縁部に、該スライドブロックの移動と平行なガ
イドを、収縮状態の弾性膜部材よりも若干突出するよう
に設けたので、ワークの上端が弾性膜部材に引っかかっ
て弾性膜部材を破損することが防止され、また、ワーク
を確実に可動部材と固定部材との間に位置させることが
できる。

【００５５】また、本発明の請求項３に係るメカニカル
ハンド機構は、上記構成において、固定部材に、把持し
ようとするワークの上端を当接させる当接面を、可動部
材が接離する把持面とは別に有したので、この当接面に
ワークの上端を当接させて位置決めした状態でワークを
把持することができる。

【００５６】また、本発明の請求項４に係るメカニカル
ハンド機構は、上記構成において、固定部材に、把持し
ようとするワークの上端までの距離を検知する第１セン
サと、ワークの下端と対向する壁面の距離を検知する第
２センサとを備えたので、固定部材と可動部材との間で
確実にワークを位置決めすることができると共に、ワー
クの下端と対向する壁面に対してもワークを位置決めす
ることができる。

【００５７】また、本発明の請求項５に係るメカニカル
ハンド機構は、上記請求項４の構成において、第１セン
サを接触式センサとし、この第１センサにより固定部材
に設けたストッパを介して把持しようとするワークが当
接したことを検知するので、ワークと第１センサとが接
触する方向と直交する方向の荷重から該第１センサを保
護することができる。

【００５８】本発明の請求項６に係る把持方法は、請求
項３乃至５のいずれかに記載のメカニカルハンド機構を
用いて、ワークを可動部材と固定部材との間で一旦狭持
し、その状態から当接面にワークの上端が当接するまで
メカニカルハンド機構をワークの方向へ移動させた後、
弾性膜部材を膨脹させるので、把持位置に位置決めを行
ったワークを確実に把持することができる。

【００５９】また、本発明の請求項７に係る位置決め方
法は、請求項４又は５に記載のメカニカルハンド機構を
用いて請求項６に記載の方法で把持したワークの下端と
壁面との距離を第１センサと第２センサを用いて算出
し、壁面に対するワークの位置決めを行うので、例えば
ワークを壁面に溶接する場合には、ワークを許容値以下
のギャップで溶接することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のメカニカルハンド機構の構成を示し、
（ａ）は正面図、（ｂ）は斜視図である。

【図２】本発明のメカニカルハンド機構におけるワーク
把持状況を示し、（ａ）はワークが起立している状態、
（ｂ）は把持途中にワークが傾倒した状態、を各々示す
図である。

【図３】（ａ）〜（ｄ）は、本発明のメカニカルハンド
機構を用いた本発明の把持方法を説明するための図であ
る。

【図４】本発明のメカニカルハンド機構を用いた本発明
の位置決め方法を説明するための図である。

【符号の説明】

１ メカニカルハンド機構 ２ 固定部材 ２Ａ 固定側把持部 ３ 可動部材 ３Ａ 可動側把持部 ３ａ ガイド ４ 弾性膜部材 ５ シリンダ装置（摺動機構） ６ リンク機構 ７ ストッパ ８ 第１センサ ９ 第２センサ Ｗ ワーク Ｈ１ 把持面 Ｈ２ 当接面 Ｐ 母材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 河内 襄介 大阪府大阪市住之江区南港北１丁目７番89 号 日立造船株式会社内 (72)発明者 砂山 和之 大阪府大阪市住之江区南港北１丁目７番89 号 日立造船株式会社内 (72)発明者 上川 健司 大阪府大阪市住之江区南港北１丁目７番89 号 日立造船株式会社内 Ｆターム(参考） 3C007 AS01 CY36 DS02 ES02 ES11 EV14 EV16 HS12 HT11 LV04 MT09

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 把持面を有する固定部材と、この固定部
   材の把持面に対して接離移動する可動部材とを具備し、
   固定部材には、前記可動部材の接離移動と略直交する方
   向に移動するスライドブロックと、中間部を固定部材に
   枢支され、他端側に可動部材を枢支した第２アームと、
   この第２アームの一端側とスライドブロックを枢支連結
   する第１アームと、前記スライドブロックの摺動機構と
   を備え、可動部材には、固定部材の把持面に向けて膨脹
   収縮する弾性膜部材を備えたことを特徴とするメカニカ
   ルハンド機構。
2. 【請求項２】 可動部材に設けた弾性膜部材側における
   少なくともスライドブロックの移動方向の両縁部に、該
   スライドブロックの移動と平行なガイドを、収縮状態の
   前記弾性膜部材よりも若干突出するように設けたことを
   特徴とする請求項１に記載のメカニカルハンド機構。
3. 【請求項３】 固定部材に、把持しようとするワークの
   上端を当接させる当接面を、可動部材が接離する把持面
   とは別に有したことを特徴とする請求項１又は２に記載
   のメカニカルハンド機構。
4. 【請求項４】 固定部材に、把持しようとするワークの
   上端までの距離を検知する第１センサと、ワークの下端
   と対向する壁面の距離を検知する第２センサとを備えた
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のメ
   カニカルハンド機構。
5. 【請求項５】 第１センサを接触式センサとし、この第
   １センサにより固定部材に設けたストッパを介して把持
   しようとするワークが当接したことを検知することを特
   徴とする請求項４に記載のメカニカルハンド機構。
6. 【請求項６】 請求項３乃至５のいずれかに記載のメカ
   ニカルハンド機構を用いてワークを把持する方法であっ
   て、ワークを可動部材と固定部材との間で一旦狭持し、
   その状態から当接面にワークの上端が当接するまでメカ
   ニカルハンド機構をワークの方向へ移動させた後、弾性
   膜部材を膨脹させることを特徴とする把持方法。
7. 【請求項７】 請求項４又は５に記載のメカニカルハン
   ド機構を用いて請求項６に記載の方法で把持したワーク
   の下端と壁面との距離を第１センサと第２センサを用い
   て算出し、壁面に対するワークの位置決めを行うことを
   特徴とするワークの位置決め方法。