JP2008073808A

JP2008073808A - ロボットハンド

Info

Publication number: JP2008073808A
Application number: JP2006256551A
Authority: JP
Inventors: Jun Furuta; 順古田
Original assignee: New Era Co Ltd
Current assignee: New Era Co Ltd
Priority date: 2006-09-22
Filing date: 2006-09-22
Publication date: 2008-04-03

Abstract

【目的】本発明が解決しようとする課題は、流体圧を駆動源とし、ワークの二面の位置が常に一定位置で停止する二方向の位置決めが可能なロボットハンドを提供することを目的とする。
【解決手段】本発明は、ケーシングから突出した状態で開閉動作を行う４つのレバーと、ケーシング内に往復動作可能に装着された４つのピストンと、該ピストンの往復動作を前記レバーの開閉動作に変換する４つのリンク部材とを備え、
レバーの開閉動作がピストンの往復動作に対して垂直になるように設定し、
ピストン往復動作と同期作動する１つのレバーと他のレバーとは非同期に作動する構造を備え、
４つのレバーはそれぞれ直角になるように配置し、４つのピストンの内、対面のピストンに関し、片方のピストンを他方のピストンのシリンダ推力より大きくなる構造とし、かつ該ピストンのシリンダストロークを調整できる機構を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、レバー部の開閉によってワークの把持、移動等の操作を行なうロボットハンドに関する。

従来、４つのレバーを備えるロボットハンドは、４つのレバーすべてが１つのピストンの摺動により同期動作を行う方式や、対面のレバーを１対として、１つのピストンの摺動により１対のレバーを駆動させ、ケーシング内に２つのピストンを備えることで、２対のレバーを駆動させる非同期動作を行う方式が知られているが、
前者の同期動作を行う方式の場合、４つのレバーで把持できるワークは、ワークまでの把持ストロークが全く同じ長さになる形状に限定され、通常のワークの場合、厳密に見れば２つのレバーでしか把持できていないという問題がある。
また後者の非同期動作を行う方式の場合は、４つのレバーで確実に把持できるものの、把持されたワークの位置を調整できないという問題があった。
把持するワークの位置決めを目的とするロボットハンドとして、特開平９−２９５２９３号公報に記されている方式を利用したハンドがあるが、レバーが２つであり、ワークの片面の位置が常に一定となる一方向の位置決めしかできない。
上記のロボットハンドを直交させて二方向の位置決めができる方式もあるが、形状が複雑となり、かつ取付スペースが大きくなるという問題があった。
特開平９−２９５２９３号公報

本発明が解決しようとする課題は、流体圧を駆動源とし、ワークの二面の位置が常に一定位置で停止する二方向の位置決めが可能なロボットハンドを提供することを目的とする。

本発明は、前記した課題を解決するための手段として、ケーシングから突出した状態で開閉動作を行う４つのレバーと、ケーシング内に往復動作可能に装着された４つのピストンと、該ピストンの往復動作を前記レバーの開閉動作に変換する４つのリンク部材とを備え、
前記レバーの開閉動作がピストンの往復動作に対して垂直になるように設定し、
前記のピストン往復動作に対して当該ピストンと同期動作を行う１つのレバーは他のレバーとは非同期に動作を行う構造を備え、
かつ、前記４つのレバーはそれぞれ直角になるように配置し、さらに４つのピストンの内、対面のレバーに於いて、片方のピストンで発生させるシリンダ推力が、他方のピストンのシリンダ推力より大きくなる構造とし、かつ該ピストンのシリンダストロークを調整することが可能な構造とする。

前記のような構成の４つの非同期駆動のレバーを備えるロボットハンドにすることで、レバーと物体のガタが無く４点把持することが可能となった。
また、対面のピストンに於いてシリンダ推力に差を設けて、該ピストンのストロークを調整できるような構造にすることでワークの大きさにかかわらず、二方向からの位置決めが可能となり、
さらに、レバーの開閉動作がピストンの往復動作に対して垂直に設定することで、従来に比べて取付スペースを小さくすることができた。

本発明の実施形態１について以下に図面を参照しつつ説明する。

ロボットハンドは、ケーシング１の前部に４つのレバー３、４、５、６が直角になるように設けられ、それぞれ図に於いて上下方向、左右方向に開閉動作するように配置されている。（図１）

アクションレバー７、８、９、１０はケーシング１に装着されている支点ピン１１を軸として回転自在に取付けられている。これらのアクションレバーは、ピストンの往復動作を前記レバーの開閉動作に変換するリンク部材の役割をしている。（図２、図３）

ピストン１２と１３およびピストン１４と１５はそれぞれ対面に配置され、ピストン１２、１４はピストン１３、１５より大きなシリンダ推力が発生する構造をしており、かつヘッドカバー１６に調整ボルト１７、１８を取付け、シリンダストロークを自在に調整できるようにしている。（図２、図３）

次に上記のように構成されたロボットハンドの動作を、請求項２までの内容に基づいた実施形態２として説明する。

請求項２に記載のように、ケーシング２には４つのピストンに流体圧を供給するために、図８に示すように加工された流体通路２２を備える共通の圧力供給口１９、２０が設けられている。（図４、図８）

圧力供給口１９に流体圧を加えると、流体圧はピストン１２、１３、１４、１５のヘッド側に供給されるためピストンは上昇し、アクションレバー７、８、９、１０を介してレバー３、４、５、６の開方向動作に変換される。（図７−１）

ワークを把持するために、この状態から圧力供給口２０に流体圧を加えると、流体圧はピストン１２、１３、１４、１５のロッド側に供給されるためピストンは降下し、アクションレバー７、８、９、１０を介してレバー３、４、５、６の閉方向動作に変換される。（図７−２）

ピストン１２、１４は把持するワークによって、基準位置となるように調整ボルト１７、１８でストロークが調整されているので、調整ボルトで止められる位置まで降下する。

ピストン１３、１５も同様に降下してワークを把持するが、ピストン１２、１４よりシリンダ推力が弱いので、ピストン１２、１４を押し戻すことは無く、ピストン１２、１４の停止位置（基準位置）で停止することになる。

この機構を利用することで、ワークの大きさにかかわらず、調整ボルトで自在に調整可能な二箇所の基準位置にワークを押し当てることができる。

また、本発明の実施形態３として、請求項３に記載のようにピストンにマグネットを内蔵し、図５、図６に示すようにセンサー取付溝２１を設けることで、ピストン位置の検出が可能になっている。（図５、６）

本発明の実施形態４として、請求項４に記載のようにロボットハンドに中空穴を設けたタイプがあり、センサーのケーブル等を通すことが出来るようになっている。（図９）

本発明の実施形態５として、ピストン１２、１３、１４、１５にロッド２３、２４、２５、２６を取り付けるタイプがある。このロッドは、1本の軸を４等分したものであり、各ロッドにアクションレバーを取り付けることで、コンパクト化が図れるようになっている。（図１０、図１１）

本発明に係るロボットハンドの実施形態１における平面図である。本発明に係るロボットハンドの実施形態１における側面断面図である。本発明に係るロボットハンドの実施形態１における側面断面図である。本発明に係るロボットハンドの実施形態２における正面図である。本発明に係るロボットハンドの実施形態３における左側面図である。本発明に係るロボットハンドの実施形態３における下面図である。本発明に係るロボットハンドの実施形態２における説明図である。本発明に係るロボットハンドの実施形態２における説明図である。本発明に係るロボットハンドの実施形態２における流体通路図である。本発明に係るロボットハンドの実施形態４における側面断面図である。（中空穴）本発明に係るロボットハンドの実施形態５における側面断面図である。本発明に係るロボットハンドの実施形態５におけるロッド部詳細図である。

符号の説明

１ケーシング
２ケーシング
３レバー
４レバー
５レバー
６レバー
７アクションレバー
８アクションレバー
９アクションレバー
１０アクションレバー
１１支点ピン
１２ピストン
１３ピストン
１４ピストン
１５ピストン
１６ヘッドカバー
１７調整ボルト
１８調整ボルト
１９圧力供給口
２０圧力供給口
２１センサー取付溝
２２流体通路
２３ロッド
２４ロッド
２５ロッド
２６ロッド

Claims

ケーシングから突出した状態で開閉動作を行う４つのレバーと、ケーシング内に往復動作可能に装着された４つのピストンと、該ピストンの往復動作を前記レバーの開閉動作に変換する４つのリンク部材とを備え、
前記レバーの開閉動作がピストンの往復動作に対して垂直に設定されており、
前記のピストン往復動作に対して当該ピストンと同期動作を行う１つのレバーは他のレバーとは非同期に動作を行う構造を備え、
かつ、前記４つのレバーはそれぞれ直角になるように配置され、４つのピストンの内、対面のピストンに関し、片方のピストンで発生させるシリンダ推力が、他方のピストンのシリンダ推力より大きくなる形状とし、かつ該ピストンのシリンダストロークを調整できる構造を備えることを特徴とするロボットハンド。
ロボットハンドの中に設置される４つのピストンを共通の圧力供給口で動作させるようにケーシング内部に設けられた流体通路によって連通することを特徴とした請求項１に記載のロボットハンド。
ロボットハンドの中に設置される４つのピストンのいづれか又はすべてのピストンにマグネットを内蔵し、ピストン位置の検出を可能とした請求項１または２に記載のロボットハンド。
前記３項のいづれかのロボットハンドに中空穴を採用したもの。