JP2014233807A - Robot hand, gripping method of robot hand and robot - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ロボットハンド、ロボットハンドの把持方法、およびロボットに関する。 The present invention relates to a robot hand, a method for gripping a robot hand, and a robot.
従来から、ワークを把持するワークチャック機構部を有するロボットハンドが知られている(例えば、特許文献1参照)。このワークチャック機構部は、複数枚の挟持片を有し、これら挟持片同士の間でワークを挟持するよう構成されている。このような従来のワークチャック機構部では、各挟持片に対して力覚センサーがそれぞれ配置されているのが通常である。この力覚センサーは、対応する挟持片に掛かる力を検出して、その検出結果が、ワークに対する挟持力が適正か否かの判断に用いられる。 Conventionally, a robot hand having a work chuck mechanism for gripping a work is known (for example, see Patent Document 1). The work chuck mechanism has a plurality of sandwiching pieces and is configured to sandwich the work between the sandwiching pieces. In such a conventional work chuck mechanism, a force sensor is usually arranged for each clamping piece. This force sensor detects the force applied to the corresponding clamping piece, and the detection result is used to determine whether or not the clamping force for the workpiece is appropriate.
しかしながら、このワークチャック機構部では、各挟持片に対して力覚センサーがそれぞれ配置されているのが通常であり、このため、挟持片の設置数分だけ力覚センサーも必要となり、結果、ロボットハンドの製造コストが高くなってしまう。また、力覚センサーが多くなればなるほど、ロボットハンドの構造や制御が複雑となるという問題もある。
本発明の目的は、力覚センサーの設置数をできる限り低減し、複数の被把持物を所望の力で確実に挟持することができるロボットハンド、ロボットハンドの把持方法、およびロボットを提供することにある。
However, in this work chuck mechanism, force sensors are usually arranged for each sandwich piece, and therefore force sensors are required as many as the number of sandwich pieces installed. The manufacturing cost of a hand will become high. There is also a problem that the more force sensors, the more complicated the structure and control of the robot hand.
An object of the present invention is to provide a robot hand, a robot hand gripping method, and a robot that can reduce the number of installed force sensors as much as possible and can securely hold a plurality of objects to be gripped with a desired force. It is in.
このような目的は、下記の本発明により達成される。
(適用例1)
本発明のロボットハンドは、歪を検出する歪センサーと、
前記歪センサーの一方の端と連接した第1挟持部と、
前記第1挟持部に接近または離間する移動方向に移動可能な第2挟持部と、
前記第2挟持部とともに前記第1挟持部を挟む位置に配置されて前記移動方向に移動可能な第3挟持部と、
前記歪センサーのもう一方の端を連接して前記第1挟持部を保持するとともに、前記第2挟持部と前記第3挟持部とを保持して前記移動方向に移動させる保持部と、を備え、前記第1挟持部と前記第2挟持部との間、または前記第1挟持部と前記第3挟持部との間、で被把持物を把持することを特徴とする。
これにより、力覚センサーの設置数をできる限り低減し、複数の被把持物を所望の力で確実に挟持することができる。
Such an object is achieved by the present invention described below.
(Application example 1)
The robot hand of the present invention includes a strain sensor that detects strain,
A first clamping part connected to one end of the strain sensor;
A second clamping part movable in a moving direction approaching or separating from the first clamping part;
A third sandwiching portion disposed at a position sandwiching the first sandwiching portion together with the second sandwiching portion and movable in the moving direction;
A holding portion that connects the other end of the strain sensor to hold the first holding portion and holds the second holding portion and the third holding portion and moves the holding portion in the moving direction. The object to be grasped is gripped between the first sandwiching part and the second sandwiching part or between the first sandwiching part and the third sandwiching part.
Thereby, the number of installed force sensors can be reduced as much as possible, and a plurality of objects to be grasped can be reliably clamped with a desired force.
(適用例2)
本発明のロボットハンドでは、前記歪センサーは前記移動方向の歪を検出するのが好ましい。
これにより、被把持物を挟持する際に生じる力を把握することができる。
(適用例3)
本発明のロボットハンドでは、前記第1挟持部、前記第2挟持部および前記第3挟持部のうちの少なくとも1つの挟持部は、前記保持部に保持された枠体と、前記枠体に縁部を固定して且つ弾性を有する弾性膜と、を含むのが好ましい。
これにより、被把持物を挟持した際、当該被把持物と弾性膜との接触面積が増加し、対象物が不本意に滑り落ちるのを防止することができる。
(Application example 2)
In the robot hand of the present invention, it is preferable that the strain sensor detects a strain in the moving direction.
Thereby, it is possible to grasp the force generated when the object is held.
(Application example 3)
In the robot hand of the present invention, at least one of the first clamping unit, the second clamping unit, and the third clamping unit includes a frame body held by the holding unit, and an edge of the frame body. It is preferable to include an elastic film that fixes the portion and has elasticity.
Thereby, when the object to be grasped is sandwiched, the contact area between the object to be grasped and the elastic film is increased, and the object can be prevented from slipping unintentionally.
(適用例4)
本発明のロボットハンドでは、前記第1挟持部、前記第2挟持部および前記第3挟持部のうちの少なくとも1つの挟持部は、自由端が熊手状に分岐しているのが好ましい。
これにより、多数(3つ以上)の被把持物を一括して所望の力で挟持することができる。
(Application example 4)
In the robot hand of the present invention, it is preferable that at least one of the first clamping unit, the second clamping unit, and the third clamping unit has a free end branched in a rake shape.
Thereby, many (three or more) to-be-held objects can be clamped with desired force collectively.
(適用例5)
本発明のロボットハンドでは、前記第1挟持部を交点として複数の異なる移動方向を交差させ、前記移動方向の異なるそれぞれの方向に対して、前記第2挟持部材と前記第3挟持部材とを配置したのが好ましい。
これにより、多数(3つ以上)の被把持物を一括して所望の力で挟持することができる。
(Application example 5)
In the robot hand of the present invention, a plurality of different moving directions are crossed with the first holding portion as an intersection, and the second holding member and the third holding member are arranged in each of the different directions of movement. It is preferable.
Thereby, many (three or more) to-be-held objects can be clamped with desired force collectively.
(適用例6)
本発明のロボットハンドの把持方法は、第1挟持部と第2挟持部と第3挟持部とを含むロボットハンドの把持方法であって、
歪を検出する歪センサーを備えた前記第1挟持部と前記第1挟持部に接近または離間する移動方向に移動可能な前記第2挟持部との間で第1の被把持物を挟持し、次いで、前記第1挟持部と前記第2挟持部とともに前記第1挟持部を挟む位置に配置されて前記移動方向に移動可能な前記第3挟持部との間で第2の被把持物を挟持することを特徴とする。
これにより、力覚センサーの設置数をできる限り低減し、複数の被把持物を所望の力で確実に挟持することができる。
(Application example 6)
A gripping method for a robot hand according to the present invention is a gripping method for a robot hand including a first sandwiching portion, a second sandwiching portion, and a third sandwiching portion,
Sandwiching a first object to be gripped between the first sandwiching portion provided with a strain sensor for detecting strain and the second sandwiching portion movable in a moving direction approaching or separating from the first sandwiching portion; Next, a second object to be grasped is sandwiched between the first sandwiching portion and the second sandwiching portion and the third sandwiching portion which is disposed at a position sandwiching the first sandwiching portion and movable in the moving direction. It is characterized by doing.
Thereby, the number of installed force sensors can be reduced as much as possible, and a plurality of objects to be grasped can be reliably clamped with a desired force.
(適用例7)
本発明のロボットハンドの把持方法では、前記第1の被把持物を挟持したときに増加する前記歪を検出して前記第2挟持部の移動を停止し、次いで前記第1の被把持物を挟持したまま、前記第2の被把持物を挟持したときに減少する前記歪を検出して前記第3把持部の移動を停止するのが好ましい。
これにより、被把持物が確実に挟持されているのを順次確認しつつ、挟持動作を行なうことができる。
(Application example 7)
In the gripping method of the robot hand of the present invention, the strain that increases when the first object to be grasped is detected, the movement of the second sandwiching portion is stopped, and then the first object to be grasped is detected. It is preferable to stop the movement of the third gripping portion by detecting the distortion that decreases when the second object to be gripped is sandwiched.
Thus, the clamping operation can be performed while sequentially confirming that the object to be grasped is securely clamped.
(適用例8)
本発明のロボットは、本発明のロボットハンドと、
前記ロボットハンドが先端に着脱可能に装着される少なくとも1本のロボットアームとを、備えることを特徴とする。
これにより、力覚センサーの設置数をできる限り低減し、複数の被把持物を所望の力で確実に挟持することができる。
(Application example 8)
The robot of the present invention includes the robot hand of the present invention,
The robot hand includes at least one robot arm that is detachably attached to a tip.
Thereby, the number of installed force sensors can be reduced as much as possible, and a plurality of objects to be grasped can be reliably clamped with a desired force.
以下、本発明のロボットハンド、ロボットハンドの把持方法、およびロボットを添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
<第1実施形態>
図1は、本発明に係わるロボットハンド(第1実施形態)が装着されたロボットの稼働状態を鉛直上方から見た平面図、図2は、図1に示すロボットを正面側から見た斜視図、図3は、図1に示すロボットの概略図、図4は、図1に示すロボットの主要部のブロック図、図5は、図1に示すロボットハンドの作動状態(ワークを把持するまでの過程)を示す側面図である。なお、以下では、説明の都合上、図2、図3、図5中(図6、図7、図10、図11、図13、図14についても同様)の上側を「上」または「上方」、下側を「下」または「下方」と言う。また、ロボットにおける基台側を「基端」、その反対側を「先端」と言う。
Hereinafter, a robot hand, a robot hand gripping method, and a robot of the present invention will be described in detail based on preferred embodiments shown in the accompanying drawings.
<First Embodiment>
FIG. 1 is a plan view of an operating state of a robot equipped with a robot hand (first embodiment) according to the present invention as viewed from above. FIG. 2 is a perspective view of the robot shown in FIG. 3 is a schematic diagram of the robot shown in FIG. 1, FIG. 4 is a block diagram of the main part of the robot shown in FIG. 1, and FIG. 5 is an operation state of the robot hand shown in FIG. It is a side view which shows a process. In the following, for convenience of explanation, the upper side of FIG. 2, FIG. 3, FIG. 5 (the same applies to FIG. 6, FIG. 7, FIG. 10, FIG. 11, FIG. 13, FIG. 14) ", The lower side is called" lower "or" lower ". Further, the base side of the robot is called “base end”, and the opposite side is called “tip”.
図1に示すロボット1は、着脱自在に装着されるロボットハンド10を備えるものである。このロボット1は、電力を供給する電源(図示せず)と電気的に接続されており、第1ワーク(第1の被把持物)701、第2ワーク(第2の被把持物)702を搬送する搬送工程で用いることができる。なお、第1ワーク701、第2ワーク702としては、特に限定されず、例えば、本実施形態では比較的剛性が高い(硬質な)球体を一例として挙げる。また、前記電源は、工業用の電源であり、例えば、200Vの交流電圧を印加することができる。
A
このロボット1は、基台11と、4本のアーム(リンク)12、13、14、15と、リスト(リンク)16とを備え、これらが順に連結された垂直多関節(6軸)ロボットアームである。なお、垂直多関節ロボットでは、基台11と、アーム12〜15と、リスト16とを総称して「アーム」と言うこともでき、基台11を「第1アーム」、アーム12を「第2アーム」、アーム13を「第3アーム」、アーム14を「第4アーム」、アーム15を「第5アーム」、リスト16を「第6アーム」と分けて言うことができる。
The
図3に示すように、アーム12〜15、リスト16は、それぞれ、基台11に対し独立して変位可能に支持されている。
基台11とアーム12とは、関節(ジョイント)171を介して連結されている。そして、アーム12は、基台11に対し、鉛直方向と平行な回動軸O1回りに回動可能となっている。この回動軸O1回りの回動は、モーター401の駆動によりなされる。なお、モーター401の駆動は、モーター401とケーブル(図示せず)を介して電気的に接続されたモータードライバー301により制御される(図4参照)。
As shown in FIG. 3, the
The
アーム12とアーム13とは、関節(ジョイント)172を介して連結されている。そして、アーム13は、アーム12(基台11)に対し、水平方向と平行な回動軸O2回りに回動可能となっている。この回動軸O2回りの回動は、モーター402の駆動によりなされる。なお、モーター402の駆動は、モーター402とケーブル(図示せず)を介して電気的に接続されたモータードライバー302により制御される(図4参照)。
The
アーム13とアーム14とは、関節(ジョイント)173を介して連結されている。そして、アーム14は、アーム13(基台11)に対し、水平方向と平行な回動軸O3回りに回動可能となっている。この回動軸O3回りの回動は、モーター403の駆動によりなされる。なお、モーター403の駆動は、モーター403とケーブル(図示せず)を介して電気的に接続されたモータードライバー303により制御される(図4参照)。
The
アーム14とアーム15とは、関節(ジョイント)174を介して連結されている。そして、アーム15は、アーム14(基台11)に対し、アーム14の中心軸方向と平行な回動軸O4回りに回動可能となっている。この回動軸O4回りの回動は、モーター404の駆動によりなされる。なお、モーター404の駆動は、モーター404とケーブル(図示せず)を介して電気的に接続されたモータードライバー304により制御される(図4参照)。
The
アーム15とリスト16とは、関節(ジョイント)175を介して連結されている。そして、リスト16は、アーム15(基台11)に対し、水平方向(y軸方向)と平行な回動軸O5回りに回動可能となっている。この回動軸O5回りの回動は、モーター405の駆動によりなされる。なお、モーター405の駆動は、モーター405とケーブル(図示せず)を介して電気的に接続されたモータードライバー305により制御される(図4参照)。また、リスト16は、関節(ジョイント)176を介して、回動軸O5と垂直な回動軸O6回りにも回動可能となっている。この回動軸O6回りの回動は、モーター406駆動によりなされる。なお、モーター406の駆動は、モーター406とケーブル(図示せず)を介して電気的に接続されたモータードライバー306により制御される(図4参照)。
モーター401〜406としては、特に限定されず、例えば、サーボモーターを用いるのが好ましい。また、前記各ケーブルは、それぞれ、ロボット1を挿通している。
The
The
図4に示すように、ロボット1は、制御手段としての、CPU(Central Processing Unit)が内蔵されたパーソナルコンピューター(PC)20と電気的に接続されている。そして、パーソナルコンピューター20は、アーム12〜15、リスト16をそれぞれ独立して作動させることができる、すなわち、モータードライバー301〜306を介して、モーター401〜406をそれぞれ独立して制御することができる。この制御プログラムは、パーソナルコンピューター20に内蔵された記録媒体に予め記憶されている。
As shown in FIG. 4, the
図2に示すように、基台11は、ロボット1が垂直多関節ロボットの場合、当該垂直多関節ロボットの最も下方に位置し、床101に固定される部分である。この固定方法としては、特に限定されず、例えば、図2に示す本実施形態では、複数本のボルト111による固定方法を用いている。
基台11は、中空の基台本体(ハウジング)112を有している。基台本体112は、円筒状をなす円筒状部113と、当該円筒状部113の外周部に一体的に形成された、箱状をなす箱状部(図示せず)とに分けることができる。そして、このような基台本体112には、例えば、モーター401やモータードライバー301〜306が収納されている。
As shown in FIG. 2, when the
The
アーム12〜15は、それぞれ、中空のアーム本体2と、駆動機構3と、封止手段4とを有しており、基台11に対する配置箇所、すなわち、ロボット1全体における配置箇所と、その他に外形形状が異なること以外は、ほぼ同じ構成である。なお、以下では、説明の都合上、アーム12が有するアーム本体2、駆動機構3、封止手段4をそれぞれ「アーム本体2a」、「駆動機構3a」、「封止手段4a」と言い、アーム13が有するアーム本体2、駆動機構3、封止手段4をそれぞれ「アーム本体2b」、「駆動機構3b」、「封止手段4b」と言い、アーム14が有するアーム本体2、駆動機構3、封止手段4をそれぞれ「アーム本体2c」、「駆動機構3c」、「封止手段4c」と言い、アーム15が有するアーム本体2、駆動機構3、封止手段4をそれぞれ「アーム本体2d」、「駆動機構3d」、「封止手段4d」と言う。
Each of the
アーム12は、基台11の上端部(先端部)に水平方向に対し傾斜した姿勢で連結されている。このアーム12では、駆動機構3aがモーター402を有しており、アーム本体2a内に収納されている。また、アーム本体2a内は、封止手段4aにより気密封止されている。
アーム13は、アーム12の先端部に連結されている。このアーム13では、駆動機構3bがモーター403を有しており、アーム本体2b内に収納されている。また、アーム本体2a内は、封止手段4bにより気密封止されている。
The
The
アーム14は、アーム13の先端部に連結されている。このアーム14では、駆動機構3cがモーター404を有しており、アーム本体2c内に収納されている。また、アーム本体2c内は、封止手段4cにより気密封止されている。
アーム15は、アーム14の先端部に、その中心軸方向と平行に連結されている。このアーム15では、駆動機構3dがモーター405、406を有しており、アーム本体2d内に収納されている。また、アーム本体2d内は、封止手段4dにより気密封止されている。
The
The
アーム15の先端部(基台11と反対側の端部)には、リスト16が連結されている。このリスト16には、ロボットハンド10が着脱自在に装着される。そして、ロボット1は、リスト16に装着されたロボットハンド10で第1ワーク701、第2ワーク702を把持したまま、アーム12〜15やリスト16等の動作を制御することにより、当該第1ワーク701、第2ワーク702を一括して搬送することができる。
A
図2に示すように、リスト16は、円筒状をなす(外形形状が円柱状をなす)リスト本体(装着部)161と、リスト本体161と別体で構成され、当該リスト本体161の基端部に設けられ、リング状をなす支持リング162とを有している。
リスト本体161に、ロボットハンド10が装着される。また、リスト本体161は、アーム15の駆動機構3dに連結されており、当該駆動機構3dのモーター406の駆動により、回動軸O6回りに回動する。
As shown in FIG. 2, the
The
支持リング162は、アーム15の駆動機構3dに連結されており、当該駆動機構3dのモーター405の駆動により、リスト本体161ごと回動軸O5回りに回動する。支持リング162は、円筒部品50a、50bの間で挟持されている。これにより、リスト16をアーム15に対して確実に回動可能に支持することができる。
なお、駆動機構3a〜3dは、それぞれ、モーターの他に、例えば、プーリーやタイミングベルトを有している。
また、封止手段4a〜4dは、それぞれ、例えば、板状のカバーやパッキンを有する構成のものとすることができる。
The
The
Moreover, the sealing means 4a-4d can be set as the thing which has a plate-shaped cover and packing, respectively, for example.
図1に示すように、ロボットハンド10は、ロボット1のリスト16に装着された状態で使用される。以下、この状態を「装着状態」と言う。なお、この装着状態では、ロボットハンド10は、図示しないコネクターが、ロボット1のリスト16の先端面163に設けられたコネクター165を介して前記電源と電気的に接続される。これにより、ロボットハンド10の支持機構8は、電力が供給されて、作動することができる。
As shown in FIG. 1, the
図5に示すように、ロボットハンド10は、第1挟持部材5と、第2挟持部材6と、第3挟持部材7と、支持機構8とを備えている。
支持機構8は、リスト16に装着される部分であり、第1挟持部材(第1挟持部)5と第2挟持部材(第2挟持部)6とを接近・離間可能に支持する第1機構81と、第1挟持部材5と第3挟持部材(第3挟持部)7とを接近・離間可能に支持する第2機構82と、第1機構81と第2機構82とを収納する筐体83とを有している。
As shown in FIG. 5, the
The
この支持機構8では、第1挟持部材5が固定的に支持され、第1機構81を介して第2挟持部材6が移動可能に支持され、第2機構82を介して第3挟持部材7が移動可能に支持されている。
第1機構81は、例えばモーター、プーリーおよびタイミングベルト(いずれも図示せず)を有し、モーターの回転力がプーリーおよびタイミングベルトを介して第2挟持部材6に伝達される。これにより、第2挟持部材6が第1挟持部材5に対して確実に接近または離間する移動方向に移動することができ、接近した際に第1ワーク701を挟持することができ、離間した際に前記挟持されていた第1ワーク701を解放することができる。
In the
The
これと同様に、第2機構82も、例えばモーター、プーリーおよびタイミングベルト(いずれも図示せず)を有し、モーターの回転力がプーリーおよびタイミングベルトを介して第3挟持部材7に伝達される。これにより、第3挟持部材7が第1挟持部材5に対して確実に接近または離間する移動方向に移動することができ、接近した際に第2ワーク702を挟持することができ、離間した際に前記挟持されていた第2ワーク702を解放することができる。
Similarly, the
このような第1機構81、第2機構82を有することにより、第2挟持部材6と第3挟持部材7とをそれぞれ独立して移動可能に支持することができる。これにより、第1挟持部材5と第2挟持部材6との間で第1ワーク701を挟持するタイミングと、第1挟持部材5と第3挟持部材7との間で第2ワーク702を挟持するタイミングとに時間差をもたせることができる。すなわち、第1挟持部材5と第2挟持部材6との間での第1ワーク701に対する挟持と、第1挟持部材5と第3挟持部材7との間での第2ワーク702に対する挟持と異なるタイミングで(タイミングをズラして)行なうことができる。
第1挟持部材5は、板状(または柱状)をなす部材で構成された挟持部材本体部51を有し、その基端部511(基端側)で支持機構8に片持支持されている。また、第1挟持部材5は、挟持部材本体部51に固定された(連接された)歪センサー(歪ゲージ)52を有している。
By having the
The
第2挟持部材6は、板状(または柱状)をなす部材で構成され、その基端部61(基端側)で第1機構81に片持支持されている。この第2挟持部材6は、挟持部材本体部51の図5中の左側の面512(外周側)に対向配置されている。
第3挟持部材7は、板状(または柱状)をなす部材で構成され、その基端部71(基端側)で第2機構82に片持支持されている。この第3挟持部材7は、第2挟持部材6とともに第1挟持部材5を挟む位置に配置されている、すなわち、挟持部材本体部51の図5中の右側の面513(外周側)に対向配置されている。
The
The
第1挟持部材5、第2挟持部材6、第3挟持部材7の構成材料としては、特に限定されず、例えば、ステンレス鋼等のような各種金属材料、その他、各種樹脂材料を用いることができる。
また、第1挟持部材5は、第2挟持部材6、第3挟持部材7よりも剛性が低くなっている。これにより、第1挟持部材5は、第2挟持部材6、第3挟持部材7よりも変形し易くなる(図5(b)、(c)参照)。なお、このような剛性の大小関係を満たす方法としては、構成材料の選択や、各挟持部材の厚さに大小関係を持たせる等の方法が挙げられる。
The constituent materials of the
Further, the
歪センサー52は、当該歪センサー52と別体で構成された挟持部材本体部51の面513上に固定されている。この固定方法としては、特に限定されず、例えば、接着(接着剤や溶媒による接着)による方法が挙げられる。
歪センサー52は、挟持部材本体部51(第1挟持部材自身)に力が作用して当該挟持部材本体部51が変形した(撓んだ)際に、そのときの歪(第2挟持部材6、第3挟持部材7の移動方向の歪)を検出するセンサーである。そして、ロボット1では、この検出結果に応じて、第1ワーク701や第2ワーク702に対する挟持状態を把握して、これらのワークをロボットハンド10ごと搬送することができる。
The
When the force is applied to the clamping member main body 51 (the first clamping member itself) and the clamping member
なお、歪センサー52としては、各種のものを用いることができるが、例えば、複数軸検出可能なセンサーを用いるのが好ましい。この複数軸歪センサーは、互いに直交する3軸の各軸方向の力および各軸回りのモーメントを検出する6軸センサーであり、挟持部材本体部51で生じる歪を容易かつ確実に検出することができる。
また、歪センサー52は、小片状をなし、挟持部材本体部51と別体で構成されている。これにより、挟持部材本体部51の所望の位置に歪センサー52を配置、固定することができる。そして、この所望の位置としては、特に、挟持部材本体部51の基端部511近傍であるのが好ましい。この「基端部511近傍」は、挟持部材本体部51に力が作用した際に、当該挟持部材本体部51の中でも最も歪が生じ易い箇所である。
Further, the
次に、ロボットハンド10で第1ワーク701、第2ワーク702を把持して、搬送が開始されるまでの過程について、図5を参照しつつ説明する。ここでは、第1ワーク701、第2ワーク702のそれぞれに対する挟持力を「100gf」とする場合を一例に挙げる。
まず、図5(a)に示すように、第1ワーク701、第2ワーク702は、それぞれ、所定間隔をおいて、すなわち、離間してステージ800上に載置されている。この状態の第1ワーク701、第2ワーク702に対し、ロボット1は、上側からロボットハンド10を接近させる。このとき、第1挟持部材5と第2挟持部材6との間隔は、第1ワーク701の直径よりも大きく、これら挟持部材同士の間に第1ワーク701が配置される。また、第1挟持部材5と第3挟持部材7との間隔も、第2ワーク702の直径よりも大きく、これら挟持部材同士の間に第2ワーク702が配置される。
また、歪センサー52で検出される検出値(歪)は、「零」である。
Next, a process from the time when the
First, as shown in FIG. 5A, the
The detection value (distortion) detected by the
次に、図5(a)に示す状態から、図5(b)に示すように、支持機構8の第1機構81を作動させて、第2挟持部材6を第1挟持部材5に向かって移動、接近させる。これにより、第2挟持部材6が第1ワーク701に当接して、押圧することとなり、当該第1ワーク701が第1挟持部材5と第2挟持部材6との間で挟持される。
また、このとき、第1挟持部材5の挟持部材本体部51は、第1ワーク701を介して第2挟持部材6からの押圧力を受けるため、その押圧方向に撓む(図5(b)参照)。これにより、歪センサー52での検出値が「零」から増加する(上昇する)。そして、歪センサー52が「50gf」を検出した時点で、第2挟持部材6の移動を停止する。この時点で、第1ワーク701は、「50gf」の挟持力で挟持されている。
Next, from the state shown in FIG. 5A, as shown in FIG. 5B, the
At this time, the sandwiching member
次に、図5(c)に示すように、支持機構8の第2機構82を作動させて、第3挟持部材7を第1挟持部材5に向かって移動、接近させる。これにより、第3挟持部材7が第2ワーク702に当接して、押圧することとなり、当該第2ワーク702が第1挟持部材5と第3挟持部材7との間で挟持される。
また、このとき、第1挟持部材5の挟持部材本体部51は、第2ワーク702を介して第3挟持部材7からの押圧力を受けるため、その押圧方向に撓み、元の状態に戻されていく(図5(c)参照)。これにより、歪センサー52での検出値が「50gf」から減少する(下降する)。そして、歪センサー52が「零」を検出した時点で、第3挟持部材7の移動を停止する。この時点で、第1ワーク701および第2ワーク702は、それぞれ、「100gf」の同じ挟持力で挟持されることとなる。
Next, as shown in FIG. 5C, the
At this time, the clamping member
次に、図5(d)に示すように、ロボット1を作動させて、ロボットハンド10ごと第1ワーク701および第2ワーク702を上昇させて、搬送することができる。
このように、ロボットハンド10では、1つの歪センサー52を2つのワークの挟持に使用している。すなわち、ロボットハンド10では、1つの歪センサー52を、第1挟持部材5と第2挟持部材6とで構成される挟持機構と、第1挟持部材5と第3挟持部材7とで構成される挟持機構とが共用して(共有して)いる。
Next, as shown in FIG. 5 (d), the
As described above, in the
従って、ロボットハンド10は、歪センサー52の設置数ができる限り低減された(本実施形態では「1つ」)ものとなる。そして、この1つの歪センサー52の検出結果を用いて、2つのワーク(複数の被把持物)を所望の力(本実施形態では「100gf」)で確実に挟持することができる。
なお、図5に示す構成では、第1挟持部材5と第2挟持部材6とによる挟持動作を行ない、その後、第1挟持部材5と第3挟持部材7とによる挟持動作を行なっているが、これに限定されず、挟持動作の順番は、逆転してもよい。
Therefore, the number of the
In the configuration shown in FIG. 5, the clamping operation by the
<第2実施形態>
図6は、本発明に係わるロボットハンドの第2実施形態を示す斜視図である。
以下、この図を参照して本発明のロボットハンド、ロボットハンドの把持方法、およびロボットの第2実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。
本実施形態は、第1挟持部材の構成と、第2挟持部材および第3挟持部材の配置数とが異なること以外は前記第1実施形態と同様である。
Second Embodiment
FIG. 6 is a perspective view showing a second embodiment of the robot hand according to the present invention.
Hereinafter, the robot hand, the robot hand gripping method, and the second embodiment of the robot according to the present invention will be described with reference to this figure. However, the differences from the above-described embodiment will be mainly described, and the same matters will be described. The description is omitted.
The present embodiment is the same as the first embodiment except that the configuration of the first clamping member is different from the number of arrangements of the second clamping member and the third clamping member.
図6に示す本実施形態のロボットハンド10では、第1挟持部材5自体が歪センサーとなっている。これにより、第1挟持部材5が、前記第1実施形態と異なり、挟持部材本体部51が省略されたものとなり、よって、簡単な構成のものとなる。
この第1挟持部材5は、その長手方向(図6中の上下方向)の途中で先端方向に向かって2つに分岐しており、第1分岐部53と第2分岐部54とを有している。
In the
The
また、第2挟持部材6と第3挟持部材7とは、対をなしている。そして、この対となった第2挟持部材6と第3挟持部材7とが、第1挟持部材5の中心軸55を介して互いに反対側に2対(2組)配置されている。一方の組の第2挟持部材6と第3挟持部材7とが第1挟持部材5の第1分岐部53を介して対向配置され、他方の組の第2挟持部材6と第3挟持部材7とが第1挟持部材5の第2分岐部54を介して対向配置されている。
このような構成により、第2挟持部材6と第1挟持部材5の第1分岐部53との間、第3挟持部材7と第1挟持部材5の第1分岐部53との間、第2挟持部材6と第1挟持部材5の第2分岐部54との間、第3挟持部材7と第1挟持部材5の第2分岐部54との間の合計4箇所で、最大4つのワークを一括して挟持することができる。
Moreover, the
With such a configuration, the second holding
<第3実施形態>
図7は、本発明に係わるロボットハンドの第3実施形態を示す斜視図、図8は、図7中の矢印A方向から見た図(平面図)である。
以下、これらの図を参照して本発明のロボットハンド、ロボットハンドの把持方法、およびロボットの第3実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。第1挟持部材の構成と、第2挟持部材および第3挟持部材の配置数とが異なること以外は前記第1実施形態と同様である。
<Third Embodiment>
FIG. 7 is a perspective view showing a third embodiment of the robot hand according to the present invention, and FIG. 8 is a view (plan view) seen from the direction of arrow A in FIG.
Hereinafter, the robot hand, the robot hand gripping method, and the third embodiment of the robot according to the present invention will be described with reference to these drawings. However, the differences from the above-described embodiment will be mainly described, and similar matters will be described. Will not be described. The configuration of the first clamping member is the same as that of the first embodiment except that the arrangement number of the second clamping member and the third clamping member is different.
図7、図8に示す本実施形態のロボットハンド10は、第1挟持部材5の挟持部材本体部51が正四角柱状をなしている。そして、この挟持部材本体部51の4つの側面514、515、516、517のうち、隣接する(法線ベクトルが直交する)側面514、515にそれぞれ歪センサー52が固定されている。
また、第2挟持部材6と第3挟持部材7とは、対をなしている。そして、この対となった第2挟持部材6と第3挟持部材7とが、第1挟持部材5の中心軸55回りに2対(2組)配置されている。換言すれば、対となった第2挟持部材6と第3挟持部材7とは、第1挟持部材5を交点として2つの異なる移動方向を交差させ、各部材の移動方向の異なるそれぞれの方向に対して配置されている。
In the
Moreover, the
このような構成により、第2挟持部材6と第1挟持部材5の側面514との間、第3挟持部材7と第1挟持部材5の側面516との間、第2挟持部材6と第1挟持部材5の側面515との間、第3挟持部材7と第1挟持部材5の側面517との間の合計4箇所で、最大4つのワークを一括して挟持することができる。
また、ロボットハンド10では、2つの歪センサー52を4つのワークの挟持に使用することができ、よって、歪センサー52の設置数をできる限り低減したものとなっている。
With such a configuration, between the
In the
<第4実施形態>
図9は、本発明に係わるロボットハンドの第4実施形態を示す平面図である。
以下、この図を参照して本発明のロボットハンド、ロボットハンドの把持方法、およびロボットの第4実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。
本実施形態は、第2挟持部材および第3挟持部材の配置数が異なること以外は前記第3実施形態と同様である。
<Fourth embodiment>
FIG. 9 is a plan view showing a fourth embodiment of the robot hand according to the present invention.
Hereinafter, the robot hand, the robot hand gripping method, and the fourth embodiment of the robot according to the present invention will be described with reference to this figure. The differences from the above-described embodiment will be mainly described, and the same matters will be described. The description is omitted.
The present embodiment is the same as the third embodiment except that the number of arrangement of the second clamping member and the third clamping member is different.
図9に示す本実施形態のロボットハンド10は、第1挟持部材5の挟持部材本体部51が正八角柱状をなしている。そして、この挟持部材本体部51の8つの側面514、515、516、517、518、519、520、521のうち、法線ベクトルが直交する側面514、516にそれぞれ歪センサー52が固定されている。
そして、対となった第2挟持部材6と第3挟持部材7とが、第1挟持部材5の中心軸55回りに4対(4組)配置されている。
このような構成により、8箇所ある、各挟持部材と当該挟持部材に対向する第1挟持部材5の側面との間で、最大8つのワークを一括して挟持することができる。
In the
Then, four pairs (four sets) of the paired second clamping
With such a configuration, a maximum of eight workpieces can be collectively held between each of the eight clamping members and the side surface of the
<第5実施形態>
図10は、本発明に係わるロボットハンドの第5実施形態を示す側面図、図11は、図10中の矢印B方向から見た図、図12は、図11中のC−C線断面図である。
以下、これらの図を参照して本発明のロボットハンド、ロボットハンドの把持方法、およびロボットの第5実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。
本実施形態は、第1挟持部材、第2挟持部材、第3挟持部材の構成が異なること以外は前記第1実施形態と同様である。
<Fifth Embodiment>
10 is a side view showing a fifth embodiment of the robot hand according to the present invention, FIG. 11 is a view seen from the direction of arrow B in FIG. 10, and FIG. 12 is a cross-sectional view taken along the line CC in FIG. It is.
Hereinafter, the robot hand, the robot hand gripping method, and the fifth embodiment of the robot according to the present invention will be described with reference to these drawings. However, the differences from the above-described embodiment will be mainly described, and similar matters will be described. Will not be described.
This embodiment is the same as the first embodiment except that the configurations of the first clamping member, the second clamping member, and the third clamping member are different.
図10に示す本実施形態のロボットハンド10では、第1挟持部材5の挟持部材本体部51は、自由端が熊手状に2つに分岐しており、第1分岐部53と第2分岐部54とを有している。第1分岐部53と第2分岐部54とは、同じ構成であるため、以下第1分岐部53を代表的に説明する。
第1分岐部53は、弾性膜56と、枠体57とで構成されている。
弾性膜56は、ほぼ長方形状なし(図11参照)、弾性を有する材料で構成されている。この材料としては、特に限定されず、例えば、ウレタンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴムのような各種ゴム材料を用いることができる。
枠体57は、弾性膜56の縁部を保持する部材である。
In the
The
The
The
そして、図12に示すように、第1分岐部53で第1ワーク701を挟持した際に、弾性膜56は、第1ワーク701の外形に沿って湾曲して変形する。これにより、弾性膜56は、第1ワーク701との接触面積が増加し、当該第1ワーク701が不本意に滑り落ちるのを防止することができる。また、第1ワーク701が比較的外部との接触により傷付き易いものである場合にも、弾性膜56は、第1ワーク701に対する傷付けを防止することができ、好ましい。
なお、ロボットハンド10では、第1分岐部53と同様に、第2挟持部材6も、弾性を有する弾性膜62と、弾性膜62の縁部を保持する枠体63を有する構成となっている。また、第3挟持部材7も、弾性を有する弾性膜72と、弾性膜72の縁部を保持する枠体73とを有する構成となっている。
As shown in FIG. 12, when the
In the
<第6実施形態>
図13は、本発明に係わるロボットハンドの第6実施形態を示す側面図である。
以下、この図を参照して本発明のロボットハンド、ロボットハンドの把持方法、およびロボットの第6実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。
本実施形態は、ロボットハンドが第1〜第3挟持部材とは別の挟持部材を備えていること以外は前記第5実施形態と同様である。
<Sixth Embodiment>
FIG. 13 is a side view showing a sixth embodiment of the robot hand according to the present invention.
Hereinafter, the robot hand, the robot hand gripping method, and the sixth embodiment of the robot according to the present invention will be described with reference to this figure. The difference from the above-described embodiment will be mainly described, and the same matters will be described. The description is omitted.
This embodiment is the same as the fifth embodiment except that the robot hand includes a holding member different from the first to third holding members.
図13に示す本実施形態のロボットハンド10では、第2挟持部材6は、その長手方向の途中で2つに分岐しており、第1分岐部64と第2分岐部65とを有している。そして、第1分岐部64および第2分岐部65は、それぞれ、弾性膜62と枠体63とを有する構成となっている。
また、第3挟持部材7は、その長手方向の途中で2つに分岐しており、第1分岐部74と第2分岐部75とを有している。そして、第1分岐部64および第2分岐部65は、それぞれ、弾性膜62と枠体63とを有する構成となっている。
In the
The
ロボットハンド10は、第2挟持部材6の第1挟持部材5と反対側に、別途の挟持部材(第4挟持部材60)がさらに配置されており、第3挟持部材7の第1挟持部材5と反対側にもさらに別途の挟持部材(第5挟持部材70)が配置されている。第4挟持部材60と第5挟持部材70とは、支持機構8の作動により、独立して移動することができる。
また、第4挟持部材60は、第1分岐部53と同様に、弾性を有する弾性膜601と、弾性膜601の縁部を保持する枠体602を有する構成となっている。
第5挟持部材70も、第1分岐部53と同様に、弾性を有する弾性膜704と、弾性膜704の縁部を保持する枠体703を有する構成となっている。
以上のような構成により、4箇所ある、挟持部材同士の間で、最大4つのワークを一括して挟持することができる。
In the
Similarly to the first branching
Similarly to the
With the configuration as described above, a maximum of four workpieces can be clamped at a time between the clamping members at four locations.
<第7実施形態>
図14は、本発明に係わるロボット(第7実施形態)の正面図である。
以下、この図を参照して本発明のロボットハンド、ロボットハンドの把持方法、およびロボットの第7実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。
本実施形態は、ロボットアームの本数が異なること以外は前記第1実施形態と同様である。
<Seventh embodiment>
FIG. 14 is a front view of a robot (seventh embodiment) according to the present invention.
Hereinafter, the robot hand of the present invention, the robot hand gripping method, and the seventh embodiment of the robot will be described with reference to this figure. However, the differences from the above-described embodiment will be mainly described, and the same matters will be described. The description is omitted.
This embodiment is the same as the first embodiment except that the number of robot arms is different.
図14に示すように、本実施形態では、ロボット1は、胴部18と、胴部18の両側部に支持された2本のアーム(ロボットアーム)19とを備えている。
各アーム19は、それぞれ、多関節アームであり、その先端部にロボットハンド10を着脱自在に装着することができる。これにより、2つのロボットハンド10による作業を行なうことができ、よって、その作業効率が向上する。
As shown in FIG. 14, in the present embodiment, the
Each
以上、本発明のロボットハンド、ロボットハンドの把持方法、およびロボットを図示の実施形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、ロボットハンドおよびロボットを構成する各部は、同様の機能を発揮し得る任意の構成のものと置換することができる。また、任意の構成物が付加されていてもよい。
また、本発明のロボットハンド、ロボットハンドの把持方法、およびロボットは、前記各実施形態のうちの、任意の2以上の構成(特徴)を組み合わせたものであってもよい。
As described above, the robot hand, the robot hand gripping method, and the robot according to the present invention have been described with respect to the illustrated embodiment. However, the present invention is not limited to this, and the parts constituting the robot hand and robot are the same It can be replaced with any structure that can exhibit the above function. Moreover, arbitrary components may be added.
In addition, the robot hand, the robot hand gripping method, and the robot of the present invention may be a combination of any two or more configurations (features) of the above embodiments.
また、ロボットが備えるロボットアームの本数は、前記第1〜第6実施形態では1本であり、前記第7実施形態では2本であるが、これに限定されず、例えば、3本以上であってもよい。
また、第1ワーク、第2ワークとしては、前記第1〜第7実施形態では剛体であったが、これに限定されず、弾性体であってもよい。
また、前記第5実施形態では、第1挟持部材、第2挟持部材および第3挟持部材がそれぞれ弾性膜と枠体とを有する構成となっているが、これに限定されず、例えば、第1挟持部材、第2挟持部材および第3挟持部材の1つまたは2つの挟持部材が弾性膜と枠体とを有する構成となっていてもよい。
The number of robot arms provided in the robot is one in the first to sixth embodiments and two in the seventh embodiment. However, the number of robot arms is not limited to this. For example, the number of robot arms is three or more. May be.
Moreover, although it was a rigid body in the said 1st-7th embodiment as a 1st workpiece | work and a 2nd workpiece | work, it is not limited to this, An elastic body may be sufficient.
In the fifth embodiment, the first clamping member, the second clamping member, and the third clamping member each have an elastic film and a frame body. However, the present invention is not limited to this. One or two of the sandwiching member, the second sandwiching member, and the third sandwiching member may have an elastic film and a frame.
1……ロボット 11……基台 111……ボルト 112……基台本体(ハウジング) 113……円筒状部 12、13、14、15……アーム(リンク) 16……リスト(リンク) 161……リスト本体(装着部) 162……支持リング 163……先端面 165……コネクター 171、172、173、174、175、176……関節(ジョイント) 2、2a、2b、2c、2d……アーム本体 3、3a、3b、3c、3d……駆動機構 4、4a、4b、4c、4d……封止手段 5……第1挟持部材(第1挟持部) 51……挟持部材本体部 511……基端部 512、513……面 514、515、516、517、518、519、520、521……側面 52……歪センサー(歪ゲージ) 53……第1分岐部 54……第2分岐部 55……中心軸 56……弾性膜 57……枠体 6……第2挟持部材(第2挟持部) 61……基端部 62……弾性膜 63……枠体 64……第1分岐部 65……第2分岐部 7……第3挟持部材(第3挟持部) 71……基端部 72……弾性膜 73……枠体 74……第1分岐部 75……第2分岐部 8……支持機構 81……第1機構 82……第2機構 83……筐体 10……ロボットハンド 18……胴部 19……アーム(ロボットアーム) 20……パーソナルコンピューター(PC) 301、302、303、304、305、306……モータードライバー 401、402、403、404、405、406……モーター 50a、50b……円筒部品 60……第4挟持部材 601……弾性膜 602……枠体 70……第5挟持部材 703……枠体 704……弾性膜 101……床 701……第1ワーク(第1の被把持物) 702……第2ワーク(第2の被把持物) 800……ステージ O1、O2、O3、O4、O5、O6……回動軸
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記歪センサーの一方の端と連接した第1挟持部と、
前記第1挟持部に接近または離間する移動方向に移動可能な第2挟持部と、
前記第2挟持部とともに前記第1挟持部を挟む位置に配置されて前記移動方向に移動可能な第3挟持部と、
前記歪センサーのもう一方の端を連接して前記第1挟持部を保持するとともに、前記第2挟持部と前記第3挟持部とを保持して前記移動方向に移動させる保持部と、を備え、前記第1挟持部と前記第2挟持部との間、または前記第1挟持部と前記第3挟持部との間、で被把持物を把持することを特徴とするロボットハンド。 A strain sensor that detects strain;
A first clamping part connected to one end of the strain sensor;
A second clamping part movable in a moving direction approaching or separating from the first clamping part;
A third sandwiching portion disposed at a position sandwiching the first sandwiching portion together with the second sandwiching portion and movable in the moving direction;
A holding portion that connects the other end of the strain sensor to hold the first holding portion and holds the second holding portion and the third holding portion and moves the holding portion in the moving direction. A robot hand that grips an object to be grasped between the first clamping unit and the second clamping unit or between the first clamping unit and the third clamping unit.
歪を検出する歪センサーを備えた前記第1挟持部と前記第1挟持部に接近または離間する移動方向に移動可能な前記第2挟持部との間で第1の被把持物を挟持し、次いで、前記第1挟持部と前記第2挟持部とともに前記第1挟持部を挟む位置に配置されて前記移動方向に移動可能な前記第3挟持部との間で第2の被把持物を挟持することを特徴とするロボットハンドの把持方法。 A method for gripping a robot hand including a first clamping unit, a second clamping unit, and a third clamping unit,
Sandwiching a first object to be gripped between the first sandwiching portion provided with a strain sensor for detecting strain and the second sandwiching portion movable in a moving direction approaching or separating from the first sandwiching portion; Next, a second object to be grasped is sandwiched between the first sandwiching portion and the second sandwiching portion and the third sandwiching portion which is disposed at a position sandwiching the first sandwiching portion and movable in the moving direction. A method of gripping a robot hand, characterized in that:
前記ロボットハンドが先端に着脱可能に装着される少なくとも1本のロボットアームとを、備えることを特徴とするロボット。 The robot hand according to any one of claims 1 to 5,
A robot comprising: at least one robot arm on which the robot hand is detachably attached to a tip.
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