【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、投擲把持装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
有隅らのキャスティングマニピュレータ（たとえば非特許文献１参照）や、Ｍａｒｋ．Ａ．ＭｉｎｏｒらのＧｒｉｐｐｅｒ（たとえば非特許文献２参照）、Ｍａｋｏｔｏ ＫａｎｅｋｏらのＡＧＣＭ（たとえば非特許文献３参照）が報告されている。
【０００３】
【非特許文献１】
有隅仁ら、「キャスティングマニピュレータに関する研究」、日本機械学会ロボティックス・メカロロニクス講演会’９７講演論文集Ａ編ｐｐ．２２３−２２４（１９９７）
【０００４】
【非特許文献２】
Ｍａｒｋ．Ａ．Ｍｉｎｏｒら、「Ｔｅｔｈｅｒ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｍｉｃｒｏｇｒａｖｉｔｙ Ｅｘｔｒａｖｅｈｉｃｕｌａｒ Ａｃｔｉｖｉｔｉｅｓ」、Ｐｒｏｃ．ＩＥＥＥ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ Ｒｏｂｏｔｉｃｓ ＆ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ、ｐｐ．２２８９−２２９５（２００２）
【０００５】
【非特許文献３】
Ｍａｋｏｔｏ Ｋａｎｅｋｏら、「Ｔｈｅ Ｒｏｂｏｔ ｔｈａｔ ｃａｎＣａｐｔｕｒｅ ａ Ｍｏｖｉｎｇ Ｏｂｊｅｃｔ ｉｎ ａ Ｂｌｉｎｋ」Ｐｒｏｃ．ＩＥＥＥ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ Ｒｏｂｏｔｉｃｓ ＆ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ、ｐｐ．３６４３−３６４８（２００２）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した非特許文献１、２、３の把持装置では、いずれもグリップ機構が物体を把持する動作と把持を解除する作業とも電気的な駆動制御系で行われていた。そのため、把持のタイミングを正確に決定するのはむずかしいという問題も残していた。
【０００７】
また非特許文献１、２，３の把持装置では、いずれもグリップ機構が物体を把持する動作と把持を解除する作業とも電気的な制御で行われていた。そのため軽量性と堅牢性を実現し難く、またバッテリの充電や整備が必要という問題も残されていた。
【０００８】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、先端にグリップ機構、後部にワイヤに連結された端部機構を有する投擲物体であって、この投擲物体はワイヤに連結された状態で投擲されて把持対象物体に衝突したとき、先端のグリップ機構が衝突時の衝撃によって把持対象物体をグリップする機能を有し、それとともに端部機構には、グリップ機構が対象物体をグリップした状態においてワイヤの牽引力を数回大きく変動させるとグリップ機構の対象物体へのグリップ動作を解除することを可能とする投擲把持装置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】
本発明は、先端にグリップ機構、後部にワイヤに連結された端部機構を有する投擲物体であって、この投擲物体がワイヤに連結された状態で投擲され把持対象物体に衝突したとき、先端のグリップ機構は衝突時の衝撃によって把持対象物体をグリップできる機能を有し、それとともに端部機構には、グリップ機構が対象物体をグリップした状態でワイヤの張力を変えるとグリップ機構が対象物体をグリップする動作を解除する機能を装備したことを特徴とする投擲把持装置を提供する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の実施形態に関わる投擲把持装置の断面図、図２はラチェット部詳細図、図３は端部機構斜視図である。
【００１１】
指２の端部に設けられた穴２ｂとラチェット軸３に設けられた軸３ａとは勘
合し回転自由に支持され、また指２に設けられた円弧状のガイド溝２ａにケース１の軸１ａが勘合しガイド溝に沿って摺動することができるようになっている。さらにケース１のパイプ部分とラチェット軸３とは同軸に、かつ軸１ａと軸３ａとは平行に配置され、ケース１に対してラチェット軸３は矢印アあるいは矢印イの方向に移動することができ、この移動により軸３ａを中心として回転する一組の指２により指の開閉を行うようにグリップ機構を構成している。
【００１２】
ラチェット軸３にはラック３ｂが設けられ、ラック面以外の３ｂ部側面が、ケース１のパイプ部内面に対し同軸に配置・固定されたラチェットガイド６の溝面上を摺動する。またラチェット軸６ａとラチェット５の穴５ｂとが勘合し、該軸周りにラチェット５は回転自由に支持され、ラチェットバネ１０がケースに対してラック３ｂにラチェット５を押しつけ、爪５ａが該ラック３ｂとかみ合いラチェット機構を構成している。ラチェット機構がかみ合っている状態では、ラチェット軸３はケース１に対し開閉バネ４を圧縮させながら矢印イの指を閉じる方向にのみ移動することができ、ラチェット機構を解放しない限り指が開くことはない。
【００１３】
ケース１のパイプ部分の内面にピンガイド８が同軸に配置されており、ケースに対して回転および軸方向の移動が可能になっている。ピンガイド８円筒部端部の一方に固定されケース１後端に設けられた穴から外部に導かれたワイヤ８ｂの張力を大きくすると、ケース１に対してバネ９を圧縮させながら矢印イの方向に移動し、張力を小さくすると矢印アの方向に移動する。
【００１４】
ピンガイド８の側面には、図４に展開図を示すように等間隔な軸方向の溝と、該溝に対して角度を持ち該溝をつなぐ溝が設けられており、ケースに固定されたガイドピンバネ７の一端に弾性的に支持されるピン７ａがケース１の穴１ｂに接触することなく貫通して、ピンが溝から外れることがないように、同７ａの先端面がピンガイド側面の溝の底に押しつけられ、ピンガイド８の軸方向の移動可能距離を限定している。
【００１５】
ピンガイド側面に設けられた溝の底面は図５に示すように斜面で構成され、溝の端部（ウ、エ、カ、キ、ク・・・）の深さが最も深く、図４矢印（ウからエなど）に沿って溝は浅くなっている。ケース１に対してピンガイド８を、ワイヤ８ｂに外部から張力を与え相対的に矢印イの方向に移動させると、ピン７ａがウの位置にあるときにはウからエへ相対的に移動する。ワイヤ８ｂの張力がバネ９を圧縮させ、ピン７ａがエ、キの位置にある時、ワイヤ８ｂ側のピンガイド円筒端面は、ケース１内面に設けられた段差１ｄにあたり、ワイヤ８ｂの張力を直接ケース１に伝える。
【００１６】
ワイヤ８ｂの張力を減らし、圧縮されたバネ９が伸びようとするバネ力によりピンガイド８がケース１に対して相対的に矢印アの方向に移動させられると、エにあるピン７ａはピンガイド８を中心軸周りに回転させながらオの位置を通過しカの位置へと移動する。ガイドピンバネ７は、ピンガイド８とケース１の内面との接触圧力を低下させピンガイド８の軸周りの回転を円滑にするために、ガイドピンバネ７がピン７ａを押すバネ力を相殺するように複数取り付けることが望ましく、ピンガイド側面の軸方向の溝の数は、ガイドピンバネ７の数の少なくともｎ倍（ｎは整数、ｎ＞２）とする。
【００１７】
溝の端部カは、端部ウ、クに比べてバネ９の方向に長くなっており、ピン７ａがウ、クにある時に比べて、カの位置にきたときだけピンガイド８は矢印アの方向に多く移動することができる。
【００１８】
ピンガイド８の円筒部の他端には、ラチェット解放棒８ａが具備されている。図２は、ピン７ａがピンガイド８円筒部側面にある溝のウ、クの位置にある状態を示しているが、ピン７ａがカの位置に来ると、ラチェット解放棒８ａは、ラチェット５をラチェットバネ１０を圧縮させる方向に穴５ｂ周りに回転させ、ラチェット機構を解放する。なおピンガイド側面の軸方向の溝のうち、長い溝の数は、ガイドピンバネ７の数と同数とする。これにより、ｎ回ワイヤ８ｂの張力を増減させて、ピンガイド８の軸方向の最大移動可能距離だけ往復させると、ピンガイド８は中心軸周りを１／ｎ回転し、必ず１回ラチェット機構を解放し、開閉バネ４はケース１に対してラチェット軸３を矢印アの方向に移動させ、対象物を把持している指を開くことができる。
【００１９】
以上のことから、本実施の形態によれば、図１に示す指が開いた状態で矢印アの方向に遠隔の把持対象物に投擲し対象物に本発明が衝突すると、図３のように指を閉じて把持対象物を把持することができ、遠隔からワイヤ張力の張力をｎ回増減させることで指を開き把持対象物を解放することができる。
【００２０】
なお、本発明は上述の実施の形態に限らず本発明の要旨を逸脱することなくその他種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【００２１】
【発明の効果】
本発明は、以下に記載されるような効果を奏する。
本発明を投擲し把持対象物に衝突させることにより、ラチェット軸が押し込まれて指が閉じ、遠隔の把持対象物を把持することができる。
【００２２】
また、指はラチェット機構がかみ合っている状態では開くことはないため、ワイヤに張力を与えることができるため、把持対象物の引き寄せや、ワイヤ他端につながれた装置等の牽引に利用することができる。
【００２３】
さらに、把持対象物が遠隔であってもワイヤの張力を数回増減させるというワイヤ操作のみで、ラチェット機構が解放されて把持対象物を解放することができる。
【００２４】
さらに、投擲された本発明が対象物に衝突した時の運動エネルギにより指を閉じ、このときにバネに蓄えた同エネルギを指を開くために利用するため、投擲把持装置内にバッテリやアクチュエータといった駆動装置を備える必要がなく、軽量にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】投擲把持装置にかかる発明の実施の形態を示す断面図である。
【図２】図１の実施形態で用いるラチェット部の構成説明図である。
【図３】図１の実施形態で用いる端部機構の構成説明図である。
【図４】図１に実施形態で用いるピンガイド円筒部側面に設けられた溝の説明図である。
【図５】図４に示すの溝の深さの説明図である。
【符号の説明】
１ ケース、２ 指、３ ラチェット軸、４ バネ１、５ ラチェット、６ ラチェット支持部材、７ バネ２、８ ピンガイド、９ バネ３、１０ バネ４[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a throwing gripping device.
[0002]
[Prior art]
Yusumi et al.'S casting manipulator (for example, see Non-Patent Document 1), Mark. A. Minor et al.'S Gripper (for example, see Non-Patent Document 2) and Makoto Kaneko's AGCM (for example, see Non-Patent Document 3) have been reported.
[0003]
[Non-patent document 1]
Hitoshi Arisumi et al., “Study on Casting Manipulator”, Proc. Of the JSME Robotics and Mechatronics Lecture '97, A, pp. 223-224 (1997)
[0004]
[Non-patent document 2]
Mark. A. Minor et al., "Teather Management System for Microgravity Extravertical Activities", Proc. IEEE International Conference on Robotics & Automation, pp. 2289-2295 (2002)
[0005]
[Non-Patent Document 3]
Makoto Kaneko et al., "The Robot that can Capture a Moving Object in a Blink" Proc. IEEE International Conference on Robotics & Automation, pp. 3643-3648 (2002)
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the gripping devices of Non-Patent Documents 1, 2, and 3 described above, the operation of gripping the object and the operation of releasing the gripping are all performed by an electric drive control system. For this reason, there has been a problem that it is difficult to accurately determine the gripping timing.
[0007]
In the gripping devices of Non-Patent Documents 1, 2, and 3, the operation of gripping the object and the operation of releasing the gripping are both performed by electrical control. Therefore, it has been difficult to realize lightness and robustness, and there still remains a problem that a battery needs to be charged and maintained.
[0008]
The present invention has been made in view of such a problem, and is a throwing object having a grip mechanism at a distal end and an end mechanism connected to a wire at a rear end, wherein the throwing object is connected to the wire. When the object is thrown and collides with the object to be gripped, the grip mechanism at the tip has the function of gripping the object to be gripped by the impact at the time of the collision, and the end mechanism has the grip mechanism gripping the object to be gripped. It is an object of the present invention to provide a throwing and gripping device that makes it possible to release the gripping operation of the gripping mechanism on the target object by greatly changing the pulling force of the wire several times.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The present invention is a throwing object having a grip mechanism at the tip and an end mechanism connected to the wire at the rear, and when the throwing object is thrown in a state connected to the wire and collides with the object to be grasped, The grip mechanism has the function of gripping the object to be gripped by the impact at the time of collision, and the end mechanism also has a grip mechanism that grips the target object and changes the wire tension while the grip mechanism grips the target object. The present invention provides a throwing and gripping device provided with a function of canceling the action of performing a throwing operation.
[0010]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
FIG. 1 is a sectional view of a throwing and gripping device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a detailed view of a ratchet portion, and FIG. 3 is a perspective view of an end mechanism.
[0011]
A hole 2b provided at the end of the finger 2 and a shaft 3a provided on the ratchet shaft 3 are fitted and supported so as to be freely rotatable, and a shaft 1a of the case 1 is inserted into an arc-shaped guide groove 2a provided on the finger 2. Are fitted and can slide along the guide groove. Further, the pipe portion of the case 1 and the ratchet shaft 3 are arranged coaxially and the shafts 1a and 3a are arranged in parallel, and the ratchet shaft 3 can move in the direction of arrow A or arrow A with respect to the case 1. The grip mechanism is configured to open and close the fingers by a pair of fingers 2 rotating about the axis 3a by this movement.
[0012]
A rack 3 b is provided on the ratchet shaft 3, and a side surface of the portion 3 b other than the rack surface slides on a groove surface of a ratchet guide 6 which is coaxially arranged and fixed with respect to the inner surface of the pipe portion of the case 1. Further, the ratchet shaft 6a and the hole 5b of the ratchet 5 are fitted together, the ratchet 5 is rotatably supported around the axis, the ratchet spring 10 presses the ratchet 5 against the case against the rack 3b, and the claws 5a It forms a ratchet mechanism. In the state where the ratchet mechanism is engaged, the ratchet shaft 3 can move only in the direction to close the finger indicated by the arrow A while compressing the opening / closing spring 4 with respect to the case 1, and the finger cannot open unless the ratchet mechanism is released. Absent.
[0013]
A pin guide 8 is coaxially arranged on the inner surface of the pipe portion of the case 1 so that rotation and axial movement with respect to the case are possible. When the tension of the wire 8b fixed to one of the ends of the pin guide 8 cylindrical portion and guided to the outside through the hole provided at the rear end of the case 1 is increased, the spring 9 is compressed against the case 1 while the spring 9 is compressed. And when the tension is reduced, it moves in the direction of arrow a.
[0014]
On the side surface of the pin guide 8, as shown in a development view in FIG. 4, equally-spaced axial grooves, and grooves that connect the grooves at an angle to the grooves and are fixed to the case. The tip surface of the pin 7a is elastically supported at one end of the guide pin spring 7 so that the pin 7a penetrates without contacting the hole 1b of the case 1 and does not come off the groove. To limit the axially movable distance of the pin guide 8.
[0015]
The bottom surface of the groove provided on the side surface of the pin guide is formed as a slope as shown in FIG. 5, and the depth of the end portion of the groove (c, d, f, c, c,...) Is the deepest, and FIG. The grooves are shallow along (from c to d). When the pin guide 8 is externally tensioned with respect to the case 1 and tension is applied to the wire 8b from the outside, the pin guide 8 is relatively moved in the direction of arrow A when the pin 7a is at the position of c. When the tension of the wire 8b compresses the spring 9 and the pin 7a is in the position of (d), the pin guide cylindrical end face of the wire 8b hits the step 1d provided on the inner surface of the case 1 and directly applies the tension of the wire 8b. Tell Case 1.
[0016]
When the pin guide 8 is moved in the direction of arrow A relative to the case 1 by the spring force of the compressed spring 9 to reduce the tension of the wire 8b, the pin 7a at While rotating 8 around the central axis, it passes through the position of E and moves to the position of f. The guide pin spring 7 cancels the spring force that pushes the pin 7a to reduce the contact pressure between the pin guide 8 and the inner surface of the case 1 and to smoothly rotate the pin guide 8 around the axis. Thus, it is desirable to attach a plurality of the guide pins, and the number of axial grooves on the side surface of the pin guide is at least n times (n is an integer, n> 2) the number of the guide pin springs 7.
[0017]
The end portion of the groove is longer in the direction of the spring 9 than the end portions c and c, and the pin guide 8 moves only when the pin 7a comes to the position of the cuff compared to when the pin 7a is in the c. Can move in many directions.
[0018]
The other end of the cylindrical portion of the pin guide 8 is provided with a ratchet release rod 8a. FIG. 2 shows a state in which the pin 7a is at the position of the groove on the side surface of the cylindrical portion of the pin guide 8, but when the pin 7a comes to the position of the mosquito, the ratchet release rod 8a releases the ratchet 5. The ratchet spring 10 is rotated around the hole 5b in a direction to compress, and the ratchet mechanism is released. The number of long grooves among the axial grooves on the side surface of the pin guide is the same as the number of guide pin springs 7. Thus, when the tension of the wire 8b is increased or decreased n times and reciprocated by the maximum movable distance in the axial direction of the pin guide 8, the pin guide 8 rotates 1 / n around the center axis, and the ratchet mechanism is always activated once. When released, the opening / closing spring 4 moves the ratchet shaft 3 with respect to the case 1 in the direction of arrow A, so that the finger holding the object can be opened.
[0019]
From the above, according to the present embodiment, when the finger shown in FIG. 1 is thrown in the direction of arrow A to the remote grasping object in the open state and the present invention collides with the object, as shown in FIG. The object to be grasped can be grasped by closing the finger, and the grasping object can be released by opening the finger by remotely increasing or decreasing the wire tension n times.
[0020]
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, but can adopt various other configurations without departing from the gist of the present invention.
[0021]
【The invention's effect】
The present invention has the following effects.
By throwing the present invention to collide with the object to be gripped, the ratchet shaft is pushed in, the finger is closed, and the object to be gripped remotely can be gripped.
[0022]
In addition, since the finger does not open when the ratchet mechanism is engaged, it can apply tension to the wire, so it can be used for pulling an object to be gripped or for pulling a device connected to the other end of the wire. it can.
[0023]
Further, even if the object to be grasped is remote, the ratchet mechanism is released and the object to be grasped can be released only by the wire operation of increasing and decreasing the tension of the wire several times.
[0024]
Furthermore, since the thrown present invention closes a finger by kinetic energy when it collides with an object, and uses the same energy stored in a spring to open the finger at this time, a battery or an actuator such as a battery is installed in the throwing gripping device. There is no need to provide a driving device, and the weight can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an embodiment of the invention relating to a throwing and holding device.
FIG. 2 is an explanatory diagram of a configuration of a ratchet unit used in the embodiment of FIG. 1;
FIG. 3 is an explanatory diagram of a configuration of an end mechanism used in the embodiment of FIG. 1;
FIG. 4 is an explanatory view of a groove provided on a side surface of a pin guide cylindrical portion used in the embodiment in FIG. 1;
FIG. 5 is an explanatory diagram of a depth of a groove shown in FIG. 4;
[Explanation of symbols]
1 Case, 2 fingers, 3 ratchet shafts, 4 springs 1, 5 ratchets, 6 ratchet support members, 7 springs 2, 8 pin guides, 9 springs 3, 10 springs 4
