JP2009214262A - 双腕ロボット - Google Patents
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Abstract
【解決手段】着脱可能なハンド105を備えたロボット100において、先端に多指ハンド104が取り付けられた多自由度の第1のアーム101と、前記着脱可能なハンド105を先端に取り付けた多自由度の第2のアーム102とを備えた双腕ロボット100において、前記多指ハンド104で前記第2のアーム102に取り付けたハンド105を交換する。
【選択図】図1
Description
図5は従来のロボットハンド自動交換装置の断面図である。図5において、500は保持部、この保持部に連結される交換部600からなっており、交換部600の先端にはロボットハンド700が取り付けられている。把持部500を構成するハウジング501は図示を省略したロボットアームに連結され、3次元的に移動自在となっている。ハウジング501内には、下部に複数個の剛球組込み用穴を設けた玉受けハウジング502が上記穴に剛球503を組み込んだ状態ではめ込み締結されており、玉受けハウジング502の内部は交換部600との嵌合部502aとなっている。剛球503は嵌合部502aに対して出没自在となっており、剛球503の上方には下端開口部にテーパ部504aを設けたテーパピストン504が上下方向へ摺動自在に配置されている。テーパピストン504はバネ505により常時下方に押されており、ハウジング501の側面に連結したエアー配管507を介してハウジング501とテーパピストン504とにより形成されるシリンダ部506に加圧エアーを供給、停止することで、テーパピストン504を上下に動かせるようになっている。交換部600を構成する交換台601には、玉受けハウジング502の嵌合部502aと嵌合する嵌合部601aが上部に設けられ、玉受けハウジング502の嵌合部502aより内側に突出した剛球503を受けるテーパ部601bが嵌合部601aの下方に設けられている。次に図5〜図7を用いて保持部500と交換部600との連結動作を説明する。図5の状態は保持部500が交換部600の軸上に位置したところである。この状態では、図示しないエアー供給源からエアー配管507を通じてシリンダ部506に供給されるエアーの圧力によりバネ505の力に反してテーパピストン504は上がっている。この状態で図6に示すように、交換部600の交換台601の嵌合部601aが玉受けハウジング502の嵌合部502aと嵌合するように保持部500が降下する。嵌合部502aと嵌合部601aが嵌合した状態で、図7に示すようにシリンダ部506に供給されているエアーの圧力を解除すると、バネ505の力によってテーパピストン504が降下する。この時、テーパピストン504のテーパ部504aが剛球503を玉受けハウジング502の内側に押し出して嵌合部601aの下に設けたテーパ部601bと噛み合わせることにより、交換台601とハウジング501を連結固定する。以上のように、テーパピストン504を上下することにより保持部500と交換部600の連結および連結の解除を行なう。
次に、従来のロボットハンド自動交換装置によるロボットハンド交換動作を図8に基づいて説明する。図8において、交換部600は保持部500に連結固定され、交換部600と交換する交換部600aが図示しないハンドストッカのCの位置に置かれている。ロボットハンド701を連結した保持部500は、Aの位置から矢印800のように移動しBの位置で止まる。ここで連結を解除し保持部500は矢印801のように上昇し、ロボットハンド701を取り付けた交換部600はハンドストッカ(図示省略)に置かれる。次に、矢印802のように保持部500は水平にCの位置まで移動する。その後、矢印803のように保持部500は降下し、Cの位置で他のロボットハンド702を取り付けた交換部600aを連結固定する。次に矢印804のように交換部600aを連結固定した保持部500は、Dの位置まで移動し何らかの作業を行なう。
また、別の従来例として、ロボットハンドの交換が頻繁になっても交換の時間が少なくて済むロボットハンド自動交換装置について説明する。このロボットハンド自動交換装置は、図9に示す通り、ロボットアダプタ本体901の下面には図示省略したボルトによりシリンダ902が取り付けられている。シリンダ902はその軸906が、エアーにより図9中上下方向に動作するように配置されている。そして軸906の下面軸中心位置には引き込み軸905が取り付けられている。引き込み軸905は図10に示す交換部1000を保持するためのもので、図9に示す通り径の異なる円筒を2つ上下に重ねた上円筒部905aと下円筒部905bからなる段付き形状をしており、側面から見ると逆T字形状をしている。またシリンダ902の駆動源となるエアーは図示していないエアーチューブより供給される。以上によりシリンダ902の作用によって、引き込み軸905はその軸方向に移動自在となる。次に図10を用いてロボットハンドを搭載した交換部1000を説明する。交換部1000はツールアダプタ1003、ロボットハンド1004からなっている。ツールアダプタ1003は保持部900に着脱自在に連結される部品であり、その上面には幅溝が異なる上溝1001aと下溝1001bからなる逆T字形状をした段差のある溝1001がツールアダプタ1003を直線的に横断して設けられている。この溝1001は、上溝1001a及び下溝1001bの幅が図9に示した引き込み軸905の上円筒部905a及び下円筒部905bの径より各々大きく形成されると共に、上溝1001aの幅より下円筒部905bの径が大きく形成されている。これにより、上溝1001aに上円筒部905aを、及び下溝に下円筒部905bをツールアダプタ1003の側面方向から挿入可能で、引き込み軸905が溝1001の中を溝1001に沿って自由に移動可能になるとともに、シリンダ902により引き込み軸905を上動したときに下円筒部905bの上面905cと上溝1001aの下面1001cとが係止し、保持部900と交換部1000とが連結保持されるようになっている。このような構成にしたことにより、ロボットハンドの交換動作時に図8において、矢印800、矢印805、矢印804の経路で、ロボットハンドの交換が可能で交換時間の短縮が行なえるような構成になっている。
また、従来の双腕ロボットは、ロボットハンドを交換するために必要な専用の電気やエアーなどの動力源を引く必要があるという問題もあった。
更に、ハンドストッカに目的のハンド以外のハンドが挿入されているような場合は、誤作動となるというような問題もあった。
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、ロボットハンドの交換時間を短縮するとともに、専用の動力源を引くことなしに、また、ハンドの誤着を検出することができる双腕ロボットを提供することを目的とする。
請求項1に記載の発明は、着脱可能なハンドを備えたロボットにおいて、先端に多指ハンドが取り付けられた多自由度の第1のアームと、前記着脱可能なハンドを先端に取り付けた多自由度の第2のアームとを備えた双腕ロボットにおいて、前記多指ハンドで前記第2のアームに取り付けたハンドを交換することを特徴とする双腕ロボットとするものである。
また、請求項2に記載の発明は、前記双腕ロボットにおいて、前記着脱可能なハンドを収納および取り出し可能なハンドストッカを備えたことを特徴とする請求項1記載の双腕ロボットとするものである。
また、請求項3に記載の発明は、前記着脱可能なハンドは、前記ハンドストッカから取り出し時にハンドの種類を特定するリング状の突起を備えた事を特徴とする請求項1記載の双腕ロボットとするものである。
また、請求項4に記載の発明は、前記多指ハンドに力制御をかけて一定負荷で止まるようにしておき、前記多指ハンドで前記リング状突起をつかんだ時、前記多指ハンドの指先端の間隔で前記リング状の突起の大きさを検出し、ハンドの種類を特定することを特徴とする請求項3記載の双腕ロボットとするものである。
また、請求項5に記載の発明は、前記ハンドストッカは、前記双腕ロボットの胴体付近に備え付けられてあることを特徴とする請求項2記載の双腕ロボットとするものである。
本発明が従来技術と異なる部分は、脱着可能なハンド105を多指ハンド104で交換することと、ロボットの胴体103にハンドストッカ106を備えた部分である。
101 右アーム
102 左アーム
103 ロボットの胴体
104 多指ハンド
105 着脱可能なハンド
106 ハンドストッカ
107 交換用ハンド
200、201 ハンド
202、203、208 リング状の突起
204、205 リングの径
206 多指ハンド
207 多指ハンドの指
209、210 多指ハンドの先端
301、301a、301b ロボットハンド
302 保持部
303 連結レバー
303a 連結部
303b ボタン
303c テーパ部
304 バネ
305 嵌合部
306 リング状の突起
307、307a、307b ツール
308、311 エアー穴
309 キー溝
310 矢印
401 取り外し
402 収納
403 確認
404 取り出し
405 取り付け
406 パラメータ変更
407 多指ハンド
407a、407b、407c 多指ハンドの指
408a、408b ハンドストッカ
500 保持部
501 ハウジング
502 玉受けハウジング
502a 嵌合部
503 剛球
504 テーパピストン
504a テーパ部
505 バネ
506 シリンダ部
507 エアー配管
600 交換部
601 交換台
601a 嵌合部
601b テーパ部
700、701、702 ロボットハンド
800、801、802、803、804、805 矢印
900 保持部
901 ロボットアダプタ本体
902 シリンダ
905 引き込み軸
905a 上円筒部
905b 下円筒部
905c 下円筒部905bの上面
1000 交換部
1001 溝
1001a 上溝
1001b 下溝
1001c 上溝1001aの下面
1003 ツールアダプタ
1004 ロボットハンド
1101 突起
Claims (5)
- 着脱可能なハンドを備えたロボットにおいて、先端に多指ハンドが取り付けられた多自由度の第1のアームと、前記着脱可能なハンドを先端に取り付けた多自由度の第2のアームとを備えた双腕ロボットにおいて、前記多指ハンドで前記第2のアームに取り付けたハンドを交換することを特徴とする双腕ロボット。
- 前記双腕ロボットにおいて、前記着脱可能なハンドを収納および取り出し可能なハンドストッカを備えたことを特徴とする請求項1記載の双腕ロボット。
- 前記着脱可能なハンドは、前記ハンドストッカから取り出し時にハンドの種類を特定するリング状の突起を備えた事を特徴とする請求項1記載の双腕ロボット。
- 前記多指ハンドに力制御をかけて一定負荷で止まるようにしておき、前記多指ハンドで前記リング状突起をつかんだ時、前記多指ハンドの指先端の間隔で前記リング状の突起の大きさを検出し、ハンドの種類を特定することを特徴とする請求項3記載の双腕ロボット。
- 前記ハンドストッカは、前記双腕ロボットの胴体付近に備え付けられてあることを特徴とする請求項2記載の双腕ロボット。
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