JP2004050369A - Robot hand device - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、工業用ロボットに用いられるロボットハンド装置に関し、詳しくは手首先端部とハンド部とを接続する電線、エアホース等の処理の改良に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
一般に、ロボットハンド装置は、回動(両方向に回転)可能な手首先端部と、該手首先端部に連結されると共に、手首先端部の動作により回動し、ワークを把持など成すハンドとを備え、ハンドと手首先端とは、電力供給、信号供給の電線、駆動用のエアを供給するエアホースが接続されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ハンドに接続される電線、エアホースは、ハンドとは同期して回動しないアーム等に接続固定されることが多い。したがって、手首先端部の軸の回動により電線、エアホースが引っ張られて手首先端部、ハンドに巻付くことにより、擦れや突っ張りに起因して電線などの被覆が損傷するおそれがあった。
したがって、上記問題を解決する技術として特開平9−123083号公報が発明されている。かかるロボットハンド装置は、回動可能なハンドと、該ハンドに円筒状のハウジング部及び軸部を介して連結されると共に、ハンド部の動作により回動し、ワークを把持など成す手首先端部とを備え、フラットケーブルを回動自在のハウジングの外周部に渦巻き状に巻き、該ハウジング及び軸部にエア通路を形成されたものである。かかる技術によれば、ハンド部が回動しても、フラットケーブルには、回動による捩れが生じせずに緩く渦巻き状に巻回された渦巻き部によりその捩れが吸収されるものである。
【0004】
しかしながら、特開平9−123083号公報の上記ロボット装置は、ケーブルの巻回された渦巻き部により捩れを吸収するために、ケーブルの渦巻き量により外径が大きくなる。逆に、ケーブルの外径を小さくするためにハンドと手首先端部とを接続する軸部の径を小さくすると、剛性が低下するという問題点があった。
【0005】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、ハンドと手首先端部とを接続する軸部の径を小さくしても剛性が向上すると共に、フラットケーブルの渦巻き量に依存せずに、ハンド部、手首先端部の回動よる電線等の捩れを吸収して電線などが損傷しないロボットハンド装置を提供するものである。
【0006】
【課題を解決するための手段、発明の作用及び効果】
第1の発明に係るロボットハンド装置は、回動可能なロボットの手首先端部と、ワークを動作対象とすると共に、前記手首先端部の動作により回動するハンド部と、前記手首先端部に連結された第1の円板と、第1の円板と対向して設けられて前記ハンド部に連結固定されると共に、第1の孔を有する第2の円板と、前記第1の円板と第2の円板とを連結する第1及び第2の円板よりも細い柱部とから成る伝達部材と、該第1、第2の円板のそれぞれに第1、第2の軸受けを介して固定されると共に、穿設された第2の孔を有する筒部材と、前記第1及び第2の孔に挿通されると共に、一端部が前記ハンド部に接続して連結固定され、他端部が前記手首先端部と非同期である前記ロボットを構成する部材に接続した可撓性部材とを備えたことを特徴とするものである。
かかるロボットハンド装置によれば、可撓性部材の一端がハンド部に連結固定され、可撓性部材の他端部が手首先端部と非同期であるロボットを構成する部材に接続された状態で、手首先端部が回動すると、ハンド部も回動して、可撓性部材の一端がハンド部の回動に伴って移動することにより筒部材が可撓性部材に押されて回動し、ハンド部又は手首先端部における可撓性部材の捩れ量を減少しながら可撓性部材の撓みが筒部材の空間部にて吸収される。
しかも、伝達部材の柱部が第1及び第2の円板よりも細くても、伝達部材と軸受けを介して固定した筒部材により柱部を補強してハンド部を支えるので、ハンド部と手首先端部との固定の剛性の低下を防ぎながら、可撓性部材が捩れてハンド部又は手首先端部に巻つくことを防止できるという効果がある。
【0007】
第2の発明に係るロボットハンド装置は、開口と側部と底部とを有する略コップ形状で、前記側部又は前記底部に第3の孔が穿設され、前記開口部側が第2の円板に固定されると共に、前記底部が前記ハンド部に固定されたフランジ部材を備え、可撓性部材が第1の孔、前記開口部を経由して前記第3の孔から挿通される、ことを特徴とするものである。
かかるロボットハンド装置によれば、フランジ部材がハンド部に固定されてフランジ部材の側面部から可撓性部材を引き出すと、ハンド部の径が大きくても可撓性部材を筒部材から容易に引き出すことができるという効果がある。
【0008】
第3の発明に係るロボットハンド装置は、伝達部材またはフランジ部材と筒部材との回転量を制限するストッパー手段を備えたことを特徴とするものである。かかるロボットハンド装置によれば、ストッパー手段により伝達部材またはフランジ部材と筒部材との相対移動量を制限したので、可撓性部材の捩れを抑制できるという効果がある。
【0009】
【発明の実施の形態】
実施の形態1.
本発明の一実施の形態を図1乃至図3によって説明する。図1は、ロボットハンド装置の断面図、図2は図1の矢視II−IIによる断面図、図3は図1の矢視III−IIIによる断面図である。
図1乃至図3において、ロボットハンド装置1は、回動可能な円柱状の手首先端部2と、手首先端部2と非同期であるロボットを構成する部材としての例えばアーム部材3と、ワーク(図示せず)を把持などの動作対象とし、手首先端部2に連結されると共に、手首先端部2の動作により回動する円柱部を有するハンド部6と、手首先端部2に連結された円板状の第1の円板4aと、第1の円板4aと対向して設けられてハンド部6に連結固定されると共に、略ヘ字状の第1の孔4eを有し、第1の円板4aよりも外形の大きい第2の円板4cと、断面略I形状で、第1の円板4aと第2の円板4cとを連結する第1及び第2の円板4a,4cよりも細い中央部に設けられた円柱状の柱部4hとから成る伝達部材4とを備えている。
【0010】
筒部材12は断面逆L形状で、該第1、第2の円板4a,4cのそれぞれに第1、第2の軸受け8,10を介して固定されると共に、側面部に穿設された第2の孔12eを有し、伝達部材4に対して回動可能に形成されており、ゴム製のブッシュ15が第2の孔12eに係合され、第1及び第2の軸受け8,10は、内輪が伝達部材4の第1及び第2の円板4a,4cの外周面に固定され、外輪が筒部材12の内周面に固定されている。
ここで、筒部材12を設けたのは、伝達部材4の柱部4hのみで手首先端部2とハンド部6とを接続すると剛性が低下するからである。また、筒部材12を回動可能にしたのは、可撓性部材としての例えばエアホース又は電線16の移動により筒部材12が押されて回動させることにより電線16の捩れを少なくするためである。
【0011】
電線16は、伝達部材4の孔4e,筒部材12の孔12eに挿通されると共に、筒部材12の内面と伝達部材4の柱部4hとにより形成される空間部12sを通り、伝達部材4の柱部4hの内面を通すと共に、電線16の一端部がハンド部3に略逆U形状のクランプ片18によって固定され、電線16の他端がアーム3部材に接続固定されている。
ここで、筒部材12の空間部12sを形成したのは、電線16が筒部材12を回動しても空間部12sを自由に移動させるためである。
好ましくは、フランジ部材14の底部14dをハンド部6の端面に係合固定しても良い。ここで、フランジ部材14は、開口14aと側部と底部14dとを有する略コップ形状で、側部に第3の孔14eが穿設され、開口14a側が伝達部材4の円板4cに固定されており、電線16が伝達部材4の孔4e、開口部14aを経由して筒部材12の孔12eから挿通されている。
【0012】
さらに、図3に示すように伝達部材4またはフランジ部材14と筒部材12の一方の端部に第1の突起12tを形成し、フランジ部材14の上端部に設けられた略扇形の第2の突起14tとを形成することにより筒部材12の突起12tとフランジ部材14の突起14tとを当接させて、筒部材12の回転移動量L1,L2のように制限するストッパー手段を備えている。
【0013】
上記のように構成されたロボットハンド装置の動作を図1乃至図3によって説明する。
いま、ロボットの手首先端部2が回動すると、伝達部材4、筒部材12、フランジ部材14を介してハンド部6が回動して、ハンド部6がワーク(図示せず)を把持する。手首先端部2が回動すると、電線16の一端部がフランジ部材14にクランプ片18によりハンド部6に連結固定されているので、アーム部材3に固定された電線16の他端部が引っ張られて筒部材12を回動して、筒部材12の空間部12sにより電線16の捩れ量が吸収される。したがって、電線16がハンド部6又は手首先端部2に巻つくことを防止できる。しかも、伝達部材4の柱部4hが第1及び第2の円板4a,4cよりも細くても、伝達部材4と軸受け8,10を介して固定した筒部材12とによってハンド部6を支えるので、手首先端部2とハンド部6との接続における剛性の低下を防止できる。
【0014】
さらに、筒部材12の第1の突起12tと、フランジ部材14の第2の突起14tとにより、筒部材12の回動移動量(回動角度)L1,L2のように制限するので、電線16の捩れをより抑制できるものである。
また、ハンド部6に固定されたフランジ部材14を設けたので、フランジ部材14の側面部から電線16を引き出せる。したがって、ハンド部6の径が大きくても、電線16を筒部材12から容易に引き出してハンド部6に連結固定することができる。
【0015】
なお、図4に示すようなロボット装置100は、上記実施の形態に示したフランジ部材14の代りに、開口114aを有する略コップ形状で、底部に第3の孔114eが穿設され、開口14a部側が伝達部材4の円板4cに固定されたフランジ部材114を備え、電線16が第3の孔114eを通してハンド部6に接続されている。かかるロボット装置100によれば、電線16がフランジ部材114の外部にでることなく、ハンド部6に配線される。したがって、ハンド部6の周囲に電線16が露出しないので、ワークの形状等に影響されにくいコンパクトなハンド部6を形成することができる。
【0016】
また、図5に示すようなロボット装置200は、上記実施の形態に示したようにフランジ部材14,114を設けることなく、伝達部材4の円板4cの底面にハンド部6の天面に係合固定し、伝達部材4の第1の孔4eにブッシュ15を係合しても良い。このような実施の形態によれば、ハンド部6の外形が小さいとフランジ部材12を省略できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態によるロボットハンド装置の手首部とハンド部との接続部の断面図である。
【図2】図1の矢視II−IIによる断面図である。
【図3】図1の矢視III−IIIによる断面図である。
【図4】他の実施の形態によるロボットハンド装置の手首部とハンド部との接続部の断面図である。
【図5】他の実施の形態によるロボットハンド装置の手首部とハンド部との接続部の断面図である。
【符号の説明】
1 ロボットハンド装置、2 ロボットの手首先端部、3 アーム部材、4 伝達部材、4a 第1の円板、4c 第2の円板、4e 第1の孔、4h 柱部、6 ハンド部、8 第1の軸受け、10 第2の軸受け、12 筒部材、12e 第2の孔、12s 筒部材の空間部、12t 第1の突起、14 フランジ部材、14a 開口、14d 底部、14t 第2の突起、16 電線(可撓性部材)。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a robot hand device used for an industrial robot, and more particularly, to an improvement in processing of an electric wire, an air hose, and the like connecting a wrist tip portion and a hand portion.
[0002]
[Prior art]
In general, a robot hand device includes a wrist tip that can rotate (rotate in both directions), and a hand that is connected to the wrist tip and that is rotated by the operation of the wrist tip to grip a workpiece. The hand and the tip of the wrist are connected to electric wires for supplying power and signals, and an air hose for supplying air for driving.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
An electric wire and an air hose connected to the hand are often connected and fixed to an arm or the like that does not rotate in synchronization with the hand. Therefore, when the wire and the air hose are pulled by the rotation of the shaft at the tip of the wrist and wrapped around the tip of the wrist and the hand, the coating of the wire and the like may be damaged due to rubbing or stretching.
Therefore, Japanese Unexamined Patent Publication No. 9-123033 has been invented as a technique for solving the above problem. Such a robot hand device includes a rotatable hand and a wrist tip that is connected to the hand via a cylindrical housing portion and a shaft portion, rotates by the operation of the hand portion, and grips a work or the like. A flat cable is spirally wound around an outer peripheral portion of a rotatable housing, and an air passage is formed in the housing and a shaft portion. According to this technique, even if the hand unit is rotated, the flat cable is not twisted by the rotation, and the twist is absorbed by the gently spirally wound spiral portion.
[0004]
However, in the above-described robot apparatus disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. H9-123083, the outer diameter increases due to the amount of spiral of the cable, because the torsion is absorbed by the spiral part where the cable is wound. Conversely, if the diameter of the shaft connecting the hand and the tip of the wrist is reduced in order to reduce the outer diameter of the cable, there is a problem in that the rigidity is reduced.
[0005]
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and the rigidity is improved even if the diameter of a shaft connecting the hand and the tip of the wrist is reduced, and the present invention does not depend on the spiral amount of the flat cable. Another object of the present invention is to provide a robot hand device in which the twist of an electric wire or the like due to the rotation of a hand portion or the tip of a wrist is absorbed and the electric wire or the like is not damaged.
[0006]
Means for Solving the Problems, Functions and Effects of the Invention
A robot hand device according to a first aspect of the present invention includes a wrist tip portion of a rotatable robot, a hand portion that works on a workpiece and rotates by the operation of the wrist tip portion, and is connected to the wrist tip portion. A first disk provided, a second disk provided opposite to the first disk and connected and fixed to the hand portion, and having a first hole; and a first disk. A transmission member comprising a column portion smaller than the first and second disks connecting the first and second disks, and first and second bearings respectively provided on the first and second disks. And a cylindrical member having a drilled second hole, inserted through the first and second holes, and connected and fixed by connecting one end to the hand portion. A flexible member connected to a member constituting the robot, the end of which is asynchronous with the tip of the wrist. It is an feature.
According to such a robot hand device, one end of the flexible member is connected and fixed to the hand portion, and the other end of the flexible member is connected to a member constituting a robot that is asynchronous with the tip of the wrist, When the wrist tip rotates, the hand also rotates, and one end of the flexible member moves with the rotation of the hand, whereby the tubular member is pushed by the flexible member and rotates. The bending of the flexible member is absorbed in the space of the cylindrical member while reducing the amount of twist of the flexible member at the hand or the tip of the wrist.
In addition, even if the column portion of the transmission member is thinner than the first and second disks, the column portion is reinforced by the cylindrical member fixed via the transmission member and the bearing to support the hand portion. There is an effect that the flexible member can be prevented from being twisted and wrapped around the hand portion or the wrist tip portion while preventing the rigidity of the fixation with the tip portion from decreasing.
[0007]
A robot hand device according to a second aspect of the present invention has a substantially cup shape having an opening, a side portion, and a bottom portion, wherein a third hole is formed in the side portion or the bottom portion, and the opening side is a second disk. And a flange member having the bottom portion fixed to the hand portion, and the flexible member is inserted through the first hole and the opening from the third hole. It is a feature.
According to such a robot hand device, when the flange member is fixed to the hand portion and the flexible member is pulled out from the side surface portion of the flange member, the flexible member is easily pulled out of the cylindrical member even if the diameter of the hand portion is large. There is an effect that can be.
[0008]
A robot hand device according to a third aspect of the present invention is characterized in that the robot hand device is provided with stopper means for limiting a rotation amount of the transmission member or the flange member and the cylindrical member. According to such a robot hand device, since the relative movement amount between the transmission member or the flange member and the cylindrical member is limited by the stopper means, there is an effect that the torsion of the flexible member can be suppressed.
[0009]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Embodiment 1 FIG.
One embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 is a sectional view of the robot hand device, FIG. 2 is a sectional view taken along the line II-II of FIG. 1, and FIG. 3 is a sectional view taken along the line III-III of FIG.
1 to 3, a robot hand device 1 includes a rotatable
[0010]
The
The reason why the
[0011]
The
Here, the reason why the
Preferably, the
[0012]
Further, as shown in FIG. 3, a
[0013]
The operation of the robot hand device configured as described above will be described with reference to FIGS.
Now, when the
[0014]
Furthermore, since the
Further, since the
[0015]
The
[0016]
In addition, the
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view of a connection portion between a wrist and a hand of a robot hand device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a sectional view taken along the line II-II in FIG.
FIG. 3 is a sectional view taken along line III-III in FIG.
FIG. 4 is a cross-sectional view of a connection part between a wrist part and a hand part of a robot hand device according to another embodiment.
FIG. 5 is a cross-sectional view of a connection part between a wrist part and a hand part of a robot hand device according to another embodiment.
[Explanation of symbols]
Reference Signs List 1 robot hand device, 2 robot wrist tip, 3 arm member, 4 transmission member, 4a first disk, 4c second disk, 4e first hole, 4h column, 6 hand, 8th 1 bearing, 10 second bearing, 12 cylindrical member, 12 e second hole, 12 s space of cylindrical member, 12 t first projection, 14 flange member, 14 a opening, 14 d bottom, 14 t second projection, 16 Electric wires (flexible members).
Claims (3)
ワークを動作対象とすると共に、前記手首先端部の動作により回動するハンド部と、
前記手首先端部に連結された第1の円板と、第1の円板と対向して設けられて前記ハンド部に連結固定されると共に、第1の孔を有する第2の円板と、前記第1の円板と第2の円板とを連結する第1及び第2の円板よりも細い柱部とから成る伝達部材と、
該第1、第2の円板のそれぞれに第1、第2の軸受けを介して固定されると共に、穿設された第2の孔を有する筒部材と、
前記第1及び第2の孔に挿通されると共に、一端部が前記ハンド部に接続して連結固定され、他端部が前記手首先端部と非同期である前記ロボットを構成する部材に接続した可撓性部材と、
を備えたことを特徴とするロボットハンド装置。A wrist tip of a rotatable robot,
With the work as an operation target, a hand portion that rotates by the operation of the wrist tip portion,
A first disk connected to the wrist tip, a second disk provided opposite to the first disk and connected and fixed to the hand unit, and having a first hole; A transmission member comprising a column portion smaller than the first and second disks connecting the first disk and the second disk;
A cylindrical member fixed to each of the first and second disks via first and second bearings and having a second hole formed therein;
It is inserted into the first and second holes, and one end is connected and fixed to the hand part, and the other end is connected to a member constituting the robot that is asynchronous with the wrist tip part. A flexible member;
A robot hand device comprising:
前記可撓性部材が前記第1の孔、前記開口部を経由して前記第3の孔から挿通される、
ことを特徴とする請求項1に記載のロボットハンド装置。In a substantially cup shape having an opening, a side portion, and a bottom portion, a third hole is formed in the side portion or the bottom portion, and the opening side is fixed to the second disk, and the bottom portion is With a flange member fixed to the hand part,
The flexible member is inserted from the third hole via the first hole and the opening;
The robot hand device according to claim 1, wherein:
備えたことを特徴とする請求項1または2のロボットハンド装置。3. The robot hand device according to claim 1, further comprising stopper means for limiting a rotation amount of the transmission member or the flange member and the cylindrical member.
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