JP2016159411A - Parallel gripper type gripping device and control method for the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は開閉両方向に力を発揮できる平行グリッパ式把持装置及びその制御方法に関する。 The present invention relates to a parallel gripper gripping device capable of exerting a force in both opening and closing directions and a control method thereof.
産業用マニピュレータ等において、把持対象物を把持する把持装置は高速かつ大きな把持力を必要とする。 In an industrial manipulator or the like, a gripping device that grips a gripping object requires high speed and a large gripping force.
従来の把持装置は、把持対象物を把持するための単一のグリッパと、台座と、グリッパを台座に対して回転可能に保持するウォームホイールと、ウォームホイールとウォームギアを構成するウォームスクリューと、ウォームスクリューを駆動する第1のモータと、第1のモータを固定載置し、台座上で移動可能な台車と、台車上に設けられた立体トグル機構及び立体トグル機構を駆動するための減速比の大きい減速機を備えた第2のモータとを備えている(参照:特許文献1)。 A conventional gripping device includes a single gripper for gripping an object to be gripped, a pedestal, a worm wheel that rotatably holds the gripper with respect to the pedestal, a worm screw that constitutes the worm wheel and the worm gear, and a worm A first motor for driving the screw, a carriage that is fixedly mounted on the first motor and is movable on the pedestal, a three-dimensional toggle mechanism provided on the carriage, and a reduction ratio for driving the three-dimensional toggle mechanism And a second motor having a large reduction gear (see Patent Document 1).
上述の従来の把持装置において、第1のモータを第1の方向に回転させると、ウォームスクリューが第1の方向に回転してウォームホイールも回転する。この結果、ウォームホイールに保持されたグリッパが把持対象物のたとえば上部に接触する。その後、さらに第1のモータを第1の方向の回転を持続させると、差動機構的動作によりウォームホイールの回転が停止してウォームスクリューがウォームホイールの回転に対して反対方向に移動し、従って、第1のモータと共に台車が台座上で一方向に移動する。この場合、ウォームスクリューが移動する間、つまり、第1の台車が移動する間は、把持対象物に対するグリッパの把持力はほとんど変化しない。この結果、台車が台座の一端で停止すると、第1のモータの回転を停止させると共に第2のモータを回転させて立体トグル機構を駆動させる。この結果、立体トグル機構の大きな押圧力によって第1のモータと共に台車を上述の方向と反対方向に移動させることによりウォームスクリューが移動してウォームホイールをさらに回転させ、グリッパが把持対象物の上部を強く把持することになる。このように、第1のモータによって高速にグリッパを把持対象物の上部に接触させて差動機構的動作をさせた後に、第2のモータによる立体トグル機構の駆動によってグリッパが大きな把持力によって把持対象物の上部を強く把持する(参照:特許文献1の図3の(a)、(b)、(c))。 In the conventional gripping device described above, when the first motor is rotated in the first direction, the worm screw rotates in the first direction and the worm wheel also rotates. As a result, the gripper held by the worm wheel comes into contact with, for example, the upper part of the grasped object. Thereafter, when the first motor continues to rotate in the first direction, the differential mechanism operation stops the rotation of the worm wheel and the worm screw moves in the opposite direction to the rotation of the worm wheel. The carriage moves in one direction on the pedestal together with the first motor. In this case, while the worm screw moves, that is, while the first carriage moves, the gripping force of the gripper with respect to the gripping object hardly changes. As a result, when the carriage stops at one end of the pedestal, the rotation of the first motor is stopped and the second motor is rotated to drive the three-dimensional toggle mechanism. As a result, the worm screw moves further by rotating the carriage together with the first motor by the large pressing force of the three-dimensional toggle mechanism to move the worm wheel, and the gripper moves the upper part of the object to be grasped. It will grip firmly. In this way, after the gripper is brought into contact with the upper portion of the object to be gripped at high speed by the first motor and the differential mechanism is operated, the gripper is gripped by a large gripping force by driving the three-dimensional toggle mechanism by the second motor. The upper part of the object is strongly held (see: (a), (b), and (c) of FIG. 3 of Patent Document 1).
逆に、第1のモータを第2の方向に回転させると、ウォームスクリューが第2の方向に回転してウォームホイールも回転する。この結果、ウォームホイールに保持されたグリッパが把持対象物のたとえば下部に接触する。その後、さらに第1のモータを第2の方向の回転を持続させると、差動機構的動作によりウォームホイールの回転が停止してウォームスクリューがウォームホイールの回転に対して反対方向に移動し、従って、第1のモータと共に台車が台座上で反対方向に移動する。この場合も、ウォームスクリューが移動する間、つまり、第1の台車が移動する間は、把持対象物に対するグリッパの把持力はほとんど変化しない。この結果、台車が台座の他端で停止すると、第1のモータの回転を停止させると共に第2のモータを回転させて立体トグル機構を駆動させる。この結果、立体トグル機構の大きな押圧力によって第1のモータと共に台車を上述の方向と反対方向に移動させることによりウォームスクリューが移動してウォームホイールをさらに回転させ、グリッパが把持対象物の下部を強く把持することになる。このように、第1のモータによって高速にグリッパを把持対象物の下部に接触させて差動機構的動作をさせた後に、第2のモータによる立体トグル機構の駆動によってグリッパが大きな把持力によって把持対象物の下部を強く把持する(参照:特許文献1の図7の(a)、(b)、(c))。 Conversely, when the first motor is rotated in the second direction, the worm screw rotates in the second direction and the worm wheel also rotates. As a result, the gripper held by the worm wheel comes into contact with, for example, the lower part of the grasped object. Thereafter, when the first motor continues to rotate in the second direction, the differential mechanism operation stops the rotation of the worm wheel and the worm screw moves in the opposite direction to the rotation of the worm wheel. The carriage moves with the first motor in the opposite direction on the pedestal. Also in this case, while the worm screw moves, that is, while the first carriage moves, the gripping force of the gripper on the gripping object hardly changes. As a result, when the carriage stops at the other end of the pedestal, the rotation of the first motor is stopped and the second motor is rotated to drive the three-dimensional toggle mechanism. As a result, the worm screw moves by rotating the carriage together with the first motor by the large pressing force of the three-dimensional toggle mechanism to move the worm wheel further, and the gripper moves the lower part of the object to be grasped. It will grip firmly. In this way, after the gripper is brought into contact with the lower part of the object to be grasped at high speed by the first motor to perform a differential mechanism operation, the gripper is gripped by a large gripping force by driving the three-dimensional toggle mechanism by the second motor. The lower part of the object is strongly gripped (see: (a), (b), and (c) of FIG. 7 of Patent Document 1).
上述の従来の把持装置を適用した従来の平行グリッパ式把持装置においては、ウォームホイールに結合された単一のグリッパの代りに、直列に結合されたねじ加工方向が異なる左送りねじ及び右送りねじをウォームホイールに結合し、左送りねじ及び右送りねじにナットを介して左グリッパ及び右グリッパの2つのグリッパを平行に取付ける(参照:特許文献1の図10)。これにより、第1のモータによって高速に左右グリッパを把持対象物に接触させた後に差動機構的動作をさせた後に、第2のモータによる立体トグル機構の駆動によって左右グリッパが大きな把持力で把持対象物を強く把持する。 In the conventional parallel gripper type gripping device to which the conventional gripping device described above is applied, instead of a single gripper coupled to the worm wheel, a left feed screw and a right feed screw coupled in series and having different screwing directions are used. Are coupled to the worm wheel, and two grippers, a left gripper and a right gripper, are attached in parallel to the left feed screw and the right feed screw via nuts (see FIG. 10 of Patent Document 1). As a result, after the left and right grippers are brought into contact with the object to be gripped at high speed by the first motor and then the differential mechanism is operated, the right and left grippers are gripped with a large gripping force by driving the three-dimensional toggle mechanism by the second motor. Hold the object firmly.
しかしながら、上述の従来の平行グリッパ式把持装置においては、第1、第2のモータによる駆動はウォームギア(ウォームスクリュー及びウォームホイール)と送りねじとを介して左右グリッパに伝播するので、高速駆動に限度があるという課題がある。また、ウォームギアと左右対称に結合された2つの送りねじとの組合せを必要とするので、製造コストが高いという課題もある。 However, in the conventional parallel gripper gripping device described above, the drive by the first and second motors propagates to the left and right grippers via the worm gear (worm screw and worm wheel) and the feed screw, so that it is limited to high-speed driving. There is a problem that there is. In addition, since a combination of the worm gear and two feed screws coupled symmetrically is required, there is a problem that the manufacturing cost is high.
上述の課題を解決するために、本発明に係る平行グリッパ式把持装置は、主台座と、主台座上に移動可能に設けられ、第1、第2の突起を有する第1の台座と、主台座上に移動可能に設けられ、各第2、第1の突起に対応した第3、第4の突起を有する第2の台座と、第1の台座に嵌め込められた第1の送りねじと、第2の台座に嵌め込められた第2の送りねじと、第1の送りねじに第1のナットを介して取付けられた第1のグリッパと、第2の送りねじに第2のナットを介して取付けられた第2のグリッパと、第1、第2の送りねじを同時に駆動して第1、第2のグリッパを対称的に移動させるための第1のモータと、第1、第2の突起間かつ第3、第4の突起間の主台座上に移動可能に設けられた第3の台座と、第3の台座上に設けられた第2のモータ及び該第2のモータによって駆動され第1、第3の突起間距離または第2、第4の突起間距離を拡張するためのトグル機構とを具備するものである。 In order to solve the above-described problems, a parallel gripper gripping device according to the present invention includes a main pedestal, a first pedestal that is provided on the main pedestal and has first and second protrusions, A second pedestal provided movably on the pedestal and having third and fourth projections corresponding to the second and first projections; and a first feed screw fitted in the first pedestal; , A second feed screw fitted into the second base, a first gripper attached to the first feed screw via the first nut, and a second nut to the second feed screw A second gripper attached via the first motor, a first motor for driving the first and second feed screws simultaneously to move the first and second grippers symmetrically, and the first and second A third pedestal movably provided on the main pedestal between the third projections and between the third and fourth projections, and provided on the third pedestal The first is driven by the second motor and the second motor, the third projection distance or the second, it is to and a toggle mechanism for expanding the fourth projection distance.
また、本発明に係る平行グリッパ式把持装置の制御方法は、上述の平行グリッパ式把持装置において、第1のモータに第1の駆動電流を供給して第1、第2の送りねじを回転させることにより第1、第2のグリッパを把持対象物に接触させる把持対象物接触段階と、把持対象物接触段階の後に、第1のモータへの第1の駆動電流の供給を持続させて第1、第2の台座を移動させ、第1の台座の第1または第2の突起及び第2の台座の第3または第4の突起を第2のモータ及びトグル機構に接触させる差動機構的動作段階と、差動機構的動作段階の後に、第1のモータへの第1の駆動電流の供給を停止すると共に第2のモータへ第2の駆動電流を供給してトグル機構を駆動させるトグル駆動段階とを具備するものである。 The parallel gripper gripping device control method according to the present invention is the above-described parallel gripper gripping device, wherein the first drive current is supplied to the first motor to rotate the first and second feed screws. Thus, after the gripping object contact stage in which the first and second grippers are brought into contact with the gripping object, and after the gripping object contact stage, the supply of the first driving current to the first motor is continued and the first The differential mechanism operation of moving the second pedestal and bringing the first or second projection of the first pedestal and the third or fourth projection of the second pedestal into contact with the second motor and the toggle mechanism After the stage and the differential mechanism operation stage, the toggle drive for stopping the supply of the first drive current to the first motor and supplying the second drive current to the second motor to drive the toggle mechanism A stage.
本発明によれば、第1、第2のモータによる駆動は、ウォームギアを介さずに、送りねじを介して第1、第2のグリッパに伝播するので、高速駆動が可能となる。また、ウォームギアと左右対称に結合された2つの送りねじとの組合せを不要とするので、製造コストを低減できる。さらに、トグル機構は両方向に把持力を発揮するので、グリッパの把持力を大きくできる。 According to the present invention, the driving by the first and second motors propagates to the first and second grippers via the feed screw without passing through the worm gear, so that high-speed driving is possible. Further, since the combination of the worm gear and the two feed screws coupled symmetrically is not necessary, the manufacturing cost can be reduced. Further, since the toggle mechanism exhibits a gripping force in both directions, the gripping force of the gripper can be increased.
図1は本発明に係る平行グリッパ式把持装置の実施の形態を示す正面図である。 FIG. 1 is a front view showing an embodiment of a parallel gripper gripping device according to the present invention.
図1において、主台座1−0上に左台座1−1、右台座1−2が対向して左右に移動可能に設けられている。 In FIG. 1, a left pedestal 1-1 and a right pedestal 1-2 are provided on a main pedestal 1-0 so as to be movable to the left and right.
左台座1−1には送りねじ2−1が嵌め込められ、送りねじ2−1にはナット3−1を介して左グリッパ4−1が取付けられている。また、右台座1−2には送りねじ2−2が嵌め込められ、送りねじ2−2にはナット3−2を介して右グリッパ4−2が取付けられている。 A feed screw 2-1 is fitted into the left pedestal 1-1, and a left gripper 4-1 is attached to the feed screw 2-1 via a nut 3-1. A feed screw 2-2 is fitted into the right pedestal 1-2, and a right gripper 4-2 is attached to the feed screw 2-2 via a nut 3-2.
送りねじ2−1、2−2はモータ5によって同時に回転駆動される。この場合、送りねじ2−1に対するモータ5の伝達ギア機構6−1と送りねじ2−2に対するモータ5の伝達ギア機構6−2は、ほぼ同一であるが、伝達ギア機構6−1には、回転方向反転ギア6aが付加されている点で異なる。尚、送りねじ2−1のねじ加工方向と送りねじ2−2のねじ加工方向とが反対であれば、回転方向反転ギア6aは不要である。従って、送りねじ2−1、2−2は互いに逆方向に回転駆動される。また、伝達ギア機構6−1、6−2のギアは長く、従って、左右に移動しても、移動力をグリッパ4−1、4−2に伝達可能となっている。ナット3−1及び左グリッパ4−1とナット3−2及び右グリッパ4−2とは左右対称的に移動する。さらに、モータ5の回転は減速せずに伝達ギア機構6−1、6−2を介して送りねじ2−1、2−2に伝達されるので、モータ5による送りねじ2−1、2−2の回転駆動は小さなトルクで行われて高速である。 The feed screws 2-1 and 2-2 are driven to rotate simultaneously by the motor 5. In this case, the transmission gear mechanism 6-1 of the motor 5 for the feed screw 2-1 and the transmission gear mechanism 6-2 of the motor 5 for the feed screw 2-2 are substantially the same, but the transmission gear mechanism 6-1 includes The rotation direction reversing gear 6a is different. In addition, if the threading direction of the feed screw 2-1 and the threading direction of the feed screw 2-2 are opposite, the rotation direction reversing gear 6a is not necessary. Accordingly, the feed screws 2-1 and 2-2 are rotationally driven in opposite directions. The gears of the transmission gear mechanisms 6-1 and 6-2 are long. Therefore, even if the transmission gear mechanisms 6-1 and 6-2 move left and right, the moving force can be transmitted to the grippers 4-1 and 4-2. The nut 3-1 and the left gripper 4-1 and the nut 3-2 and the right gripper 4-2 move symmetrically. Further, since the rotation of the motor 5 is transmitted to the feed screws 2-1 and 2-2 via the transmission gear mechanisms 6-1 and 6-2 without being decelerated, the feed screws 2-1 and 2- The rotational drive of 2 is performed with a small torque and is fast.
図2の(A)に詳細を示すごとく、左台座1−1の下側に突起1−1a、1−1bが設けられ、また、図2の(B)に詳細を示すごとく、右台座1−2の下側に各突起1−1b、1−1aに対応した突起1−2a、1−2bが設けられている。この場合、突起1−1aは2つあり、また、突起1−1bは2つあり、突起1−2a、1−2bが突起1−1a間、突起1−1b間で移動できるようになっている。但し、突起1−1a、1−1b及び突起1−2a、1−2bの数は任意である。また、突起1−1aと突起1−1bとの間隔は突起1−2aと突起1−2bとの間隔と同一である。 As shown in detail in FIG. 2A, protrusions 1-1a and 1-1b are provided on the lower side of the left pedestal 1-1, and as shown in detail in FIG. 2B, the right pedestal 1 -2 are provided with protrusions 1-2a and 1-2b corresponding to the protrusions 1-1b and 1-1a, respectively. In this case, there are two protrusions 1-1a, two protrusions 1-1b, and the protrusions 1-2a and 1-2b can move between the protrusions 1-1a and between the protrusions 1-1b. Yes. However, the numbers of the protrusions 1-1a and 1-1b and the protrusions 1-2a and 1-2b are arbitrary. The interval between the protrusion 1-1a and the protrusion 1-1b is the same as the interval between the protrusion 1-2a and the protrusion 1-2b.
ばね7−1は板部材7−10を介して左台座1−1の突起1−1a及び右台座1−2の突起1−2bの両方を押圧でき、また、ばね7−2は板部材7−20を介して右台座1−2の突起1−2a及び左台座1−1の突起1−1bの両方を押圧できる。従って、把持対象物が中央に存在すれば、左台座1−1の突起1−1a、1−1bと右台座1−2の突起1−2a、1−2bとは左右対称の位置となっている。つまり、把持対象物がグリッパ1−1、1−2の中間に存在すれば、左台座1−1、右台座1−2及び左グリッパ4−1、右グリッパ4−2は左右対称に移動する。たとえば、左台座1−1が左側へ移動しかつ右台座1−2が右側へ移動すると、ばね7−1は板部材7−10を介して左台座1−1の突起1−1aのみを押圧し、かつばね7−2は板部材7−20を介して右台座1−2の突起1−2aのみを押圧する。逆に、左台座1−1が右側へ移動しかつ右台座1−2が左側へ移動すると、ばね7−1は板部材7−10を介して右台座1−2の突起1−2bのみを押圧し、かつばね7−2は板部材7−20を介して左台座1−1の突起1−1bのみを押圧する。 The spring 7-1 can press both the protrusion 1-1a of the left pedestal 1-1 and the protrusion 1-2b of the right pedestal 1-2 through the plate member 7-10, and the spring 7-2 can press the plate member 7-10. Both the protrusion 1-2a of the right pedestal 1-2 and the protrusion 1-1b of the left pedestal 1-1 can be pressed via -20. Therefore, if the object to be grasped exists in the center, the protrusions 1-1a and 1-1b of the left pedestal 1-1 and the protrusions 1-2a and 1-2b of the right pedestal 1-2 are symmetrically positioned. Yes. That is, if the gripping object exists in the middle of the grippers 1-1 and 1-2, the left pedestal 1-1, the right pedestal 1-2, the left gripper 4-1, and the right gripper 4-2 move symmetrically. . For example, when the left pedestal 1-1 moves to the left and the right pedestal 1-2 moves to the right, the spring 7-1 presses only the protrusion 1-1a of the left pedestal 1-1 through the plate member 7-10. The spring 7-2 presses only the protrusion 1-2a of the right pedestal 1-2 through the plate member 7-20. On the contrary, when the left pedestal 1-1 moves to the right side and the right pedestal 1-2 moves to the left side, the spring 7-1 moves only the protrusion 1-2b of the right pedestal 1-2 through the plate member 7-10. The spring 7-2 presses only the protrusion 1-1b of the left pedestal 1-1 through the plate member 7-20.
左台座1−1の突起1−1aと突起1−1bとの間及び右台座1−2の突起1−2aと突起1−2bとの間にあっては、主台座1−0上に左右に移動可能である台座1−3が設けられ、モータ8、減速機8a及び立体トグル機構9が中台座1−3上に設けられている。この場合、モータ8の回転は減速機8aを介して立体トグル機構9に伝達されるので、立体トグル機構9の駆動は高速でないが、大きなトルクで行われる。
Between the protrusion 1-1a and the protrusion 1-1b of the left pedestal 1-1 and between the protrusion 1-2a and the protrusion 1-2b of the right pedestal 1-2, it moves right and left on the main pedestal 1-0. The possible pedestal 1-3 is provided, and the
図1の立体トグル機構9は、図3に詳細を示すごとく、2つの板材91、92と、板材91、92間に配置された2つ以上たとえば3つのリンク93、94、95とによって構成されている(参照:特許文献2の図2)。リンク93、94、95の各端部は板材91、92の互いに平行に対向する面上に回転中心から偏心した位置に回転自在に取り付けられている。従って、減速機7aを介してモータ7の大きなトルクで板材91、92を相対的に、図3の(B)の矢印で示すごとく、回転させると、図3の(A)に示す動作前の板材91、92間の縮小状態の小さな距離DAは図3の(B)に示す動作後の板材91、92間の拡張状態の大きな距離DBとなる。この場合、図3の(B)の拡張状態では、リンク93、94、95は伸び切った状態であり、従って、エネルギーを消費せずに大きな押圧力を維持できる。尚、図1の立体トグル機構9は、図3の構造に限定されず、他のトグル構造でもよい。
As shown in detail in FIG. 3, the three-
制御ユニット10はモータ5、7を制御するためのものであって、たとえばマイクロコンピュータによって構成される。制御ユニット10は、モータ5に対して順方向駆動電流I1または逆方向駆動電流I1’を供給すると共に、モータ5からの回転停止による制動電流I2を受ける。また、制御ユニット10は、モータ8に対して順方向駆動電流I3または逆方向駆動電流I3’を供給する。
The
図1の制御ユニット10による図1の平行グリッパ式把持装置の第1の動作を図4を参照して説明する。この第1の動作は把持対象物Xを左グリッパ4−1、右グリッパ4−2を閉じて把持する動作である。また、立体トグル機構9は動作前状態にあって、縮小状態に初期化されているものとする。
A first operation of the parallel gripper type gripping device of FIG. 1 by the
始めに、図4の(A)の把持対象物接触段階を参照すると、制御ユニット10はモータ5に順方向駆動電流I1を供給する。従って、モータ5が順方向に回転する。この結果、伝達ギア機構6−1による送りねじ2−1の回転によって左グリッパ4−1が右側へ移動し、伝達ギア機構6−2による送りねじ2−2の回転によって右グリッパ4−2が左側へ移動する。最後に、左グリッパ4−1及び右グリッパ4−2が把持対象物Xに接触して左グリッパ4−1及び右グリッパ4−2は停止する。
First, referring to the gripping object contact stage in FIG. 4A, the
左グリッパ4−1及び右グリッパ4−2が停止しても、モータ5の順方向回転は持続するので、図4の(B)の差動機構的動作段階に進む。差動機構的動作段階においては、送りねじ2−1の回転によって左台座1−1が左側へ移動し、従って、突起1−1a、1−1bも左側へ移動し、ばね7−1が突起1−1aを押圧する。同様に、送りねじ2−2の回転によって右台座1−2が右側へ移動し、従って、突起1−2a、1−2bも右側へ移動し、ばね7−2が突起1−2aを押圧する。この結果、突起1−1bが立体トグル機構9に接触すると共に、突起1−2bがモータ8に接触し、従って、左台座1−1及び右台座1−2の移動が停止してモータ5は停止する。尚、差動機構的動作段階においては、左グリッパ4−1と右グリッパ4−2との把持力はほとんど変化しない。このモータ5の停止を制御ユニット10はモータ5の制動電流I2によって検出すると、図4の(C)に示すトグル駆動段階に進む。
Even if the left gripper 4-1 and the right gripper 4-2 are stopped, the forward rotation of the motor 5 continues, and therefore the operation proceeds to the differential mechanism operation stage of FIG. In the differential mechanical operation stage, the left pedestal 1-1 is moved to the left side by the rotation of the feed screw 2-1, so that the protrusions 1-1a, 1-1b are also moved to the left side, and the spring 7-1 is protruded. Press 1-1a. Similarly, the right pedestal 1-2 moves to the right by the rotation of the feed screw 2-2. Therefore, the protrusions 1-2a and 1-2b also move to the right, and the spring 7-2 presses the protrusion 1-2a. . As a result, the protrusion 1-1b contacts the three-
トグル駆動段階においては、制御ユニット10はモータ5への順方向駆動電流I1の供給を停止し、順方向駆動電流I3をモータ8に所定時間供給する。この結果、立体トグル機構9が駆動して台座1−1の突起1−1b及び台座1−2の突起1−2bを、矢印で示すごとく、両方向に押し広げる。つまり、立体トグル機構9は両方向に押圧力を発揮する。従って、左グリッパ4−1及び右グリッパ4−2により大きな把持力を発生させる。この状態で、制御ユニット10はモータ8への順方向駆動電流I3の供給を停止するが、左グリッパ4−1と右グリッパ4−2との大きな把持力は立体トグル機構9の拡張状態によって消費電力なしで維持され、グリッパ開による把持動作は終了する。
In the toggle drive stage, the
尚、次の把持動作を行う前に、制御ユニット10はモータ8へ逆方向駆動電流I3’を所定時間供給して立体トグル機構9を縮小状態に初期化しておく。
Before performing the next gripping operation, the
次に、図1の制御ユニット10による図1の平行グリッパ式把持装置の第2の動作を図5を参照して説明する。この第2の動作は把持対象物Yを左グリッパ4−1、右グリッパ4−2を押し広げて把持する動作である。また、この場合も、立体トグル機構9は動作前状態にあって、縮小状態に初期化されているものとする。
Next, a second operation of the parallel gripper type gripping device of FIG. 1 by the
始めに、図5の(A)の把持対象物接触段階を参照すると、制御ユニット10はモータ5に逆方向駆動電流I1’を供給する。従って、モータ5が逆方向に回転する。この結果、伝達ギア機構6−1による送りねじ2−1の回転によって左グリッパ4−1が左側へ移動し、伝達ギア機構6−2による送りねじ2−2の回転によって右グリッパ4−2が右側へ移動する。最後に、左グリッパ4−1及び右グリッパ4−2が把持対象物Yに接触して左グリッパ4−1及び右グリッパ4−2は停止する。
First, referring to the gripping object contact stage in FIG. 5A, the
左グリッパ4−1及び右グリッパ4−2が停止しても、モータ5の逆方向回転は持続するので、図5の(B)の差動機構的動作段階に進む。差動機構的動作段階においては、送りねじ2−1の回転によって左台座1−1が右側へ移動し、従って、突起1−1a、1−1bも右側へ移動し、ばね7−2が突起1−1bを押圧する。同様に、送りねじ2−2の回転によって右台座1−2が左側へ移動し、従って、突起1−2a、1−2bも左側へ移動し、ばね7−1が突起1−2bを押圧する。この結果、突起1−2aが立体トグル機構9に接触すると共に、突起1−1aがモータ8に接触し、従って、左台座1−1及び右台座1−2の移動が停止してモータ5は停止する。尚、差動機構的動作段階においては、左グリッパ4−1と右グリッパ4−2との把持力はほとんど変化しない。このモータ5の停止を制御ユニット10はモータ5の制動電流I2によって検出すると、図5の(C)に示すトグル駆動段階に進む。
Even if the left gripper 4-1 and the right gripper 4-2 are stopped, the reverse rotation of the motor 5 continues, and therefore the operation proceeds to the differential mechanism operation stage of FIG. In the differential mechanism operation stage, the left pedestal 1-1 is moved to the right side by the rotation of the feed screw 2-1, so that the protrusions 1-1a and 1-1b are also moved to the right side, and the spring 7-2 is protruded. Press 1-1b. Similarly, the right pedestal 1-2 moves to the left by the rotation of the feed screw 2-2. Accordingly, the protrusions 1-2a and 1-2b also move to the left, and the spring 7-1 presses the protrusion 1-2b. . As a result, the protrusion 1-2a contacts the three-
トグル駆動段階においては、制御ユニット10はモータ5への逆方向駆動電流I1’の供給を停止し、順方向駆動電流I3をモータ8に所定時間供給する。この結果、立体トグル機構9が駆動して台座1−1の突起1−1b及び台座1−2の突起1−2bを、矢印で示すごとく、両方向に押し広げる。つまり、立体トグル機構9は両方向に押圧力を発揮する。従って、左グリッパ4−1及び右グリッパ4−2により大きな把持力を発生させる。この状態で、制御ユニット10はモータ8への順方向駆動電流I3の供給を停止するが、左グリッパ4−1と右グリッパ4−2との大きな把持力は立体トグル機構9の拡張状態によって消費電力なしで維持され、グリッパの押し広げによる把持動作は終了する。
In the toggle drive stage, the
尚、この場合も、次の把持動作を行う前に、制御ユニット10はモータ8へ逆方向駆動電流I3’を所定時間供給して立体トグル機構9を縮小状態に初期化しておく。
In this case as well, before performing the next gripping operation, the
このように、上述の実施の形態においては、モータ5、8による駆動はウォームギアを用いずに送りねじ2−1、2−2を介して左グリッパ4−1及び右グリッパ4−2に伝播するので、高速駆動が可能である。また、送りねじ2−1、2−2は通常の送りねじでよいので、製造コストを低減できる。さらに、立体トグル機構9は両方向で把持力を発揮できるので、左グリッパ4−1及び右グリッパ4−2の把持力を大きくできる。
Thus, in the above-described embodiment, the driving by the
尚、上述の実施の形態では、モータ5の回転停止を制動電流で検出しているが、突起1−1a、1−1b、1−2a、1−2bとの接触を検出する接触センサ(スイッチ)を設け、このセンサの出力によってモータ5の回転停止を検出してもよい。 In the above-described embodiment, the rotation stop of the motor 5 is detected by the braking current, but the contact sensor (switch) that detects the contact with the protrusions 1-1a, 1-1b, 1-2a, 1-2b. ) And the rotation stop of the motor 5 may be detected by the output of the sensor.
また、ばね7−1を2つ設け、各ばね7−1で突起1−1a、1−2bを個別的に押圧し、同様に、ばね7−2を2つ設け、各ばね7−2で突起1−2a、1−1bを個別的に押圧するようにしてもよい。この場合、板部材7−10、7−20は不要である。 Further, two springs 7-1 are provided, and the protrusions 1-1a and 1-2b are individually pressed by each spring 7-1. Similarly, two springs 7-2 are provided, and each spring 7-2 The protrusions 1-2a and 1-1b may be individually pressed. In this case, the plate members 7-10 and 7-20 are unnecessary.
さらに、本発明は上述の実施の形態の自明の範囲のいかなる変更にも適用し得る。 Furthermore, the present invention can be applied to any change in the obvious range of the above-described embodiment.
1:主台座
1−1:左台座
1−1a、1−1b:突起
1−2:右台座
1−2a、1−2b:突起
1−3:中台座
2−1、2−2:送りねじ
3−1、3−2:ナット
4−1:左グリッパ
4−2:右グリッパ
5:モータ
6−1、6−2:伝達ギア機構
6a:回転方向反転ギア
7−1、7−2:ばね
7−10、7−20:板部材
8:モータ
8a:減速機
9:立体トグル機構
91、92:板材
93、94、95:リンク
10:制御ユニット
1: Main pedestal 1-1: Left pedestal 1-1a, 1-1b: Projection 1-2: Right pedestal 1-2a, 1-2b: Projection 1-3: Middle pedestal 2-1, 2-2: Feed screw 3-1, 3-2: Nut 4-1: Left gripper 4-2: Right gripper 5: Motor 6-1, 6-2: Transmission gear mechanism 6a: Rotating direction reversing gears 7-1, 7-2: Spring 7-10, 7-20: plate member 8:
上述の課題を解決するために、本発明に係る平行グリッパ式把持装置は、主台座と、主台座上に移動可能に設けられ、第1、第2の突起を有する第1の台座と、主台座上に移動可能に設けられ、各第2、第1の突起に対応した第3、第4の突起を有する第2の台座と、第1の台座に嵌め込められた第1の送りねじと、第2の台座に嵌め込められた第2の送りねじと、第1の送りねじに第1のナットを介して取付けられた第1のグリッパと、第2の送りねじに第2のナットを介して取付けられた第2のグリッパと、第1、第2の送りねじを同時に駆動して第1、第2のグリッパを対称的に移動させるための第1のモータと、第1、第2の突起間かつ第3、第4の突起間の主台座上に移動可能に設けられた第3の台座と、第3の台座上に設けられた第2のモータと、第2のモータによって駆動され第1、第3の突起間距離または第2、第4の突起間距離を拡張するためのトグル機構とを具備するものである。
In order to solve the above-described problems, a parallel gripper gripping device according to the present invention includes a main pedestal, a first pedestal that is provided on the main pedestal and has first and second protrusions, A second pedestal provided movably on the pedestal and having third and fourth projections corresponding to the second and first projections; and a first feed screw fitted in the first pedestal; , A second feed screw fitted into the second base, a first gripper attached to the first feed screw via the first nut, and a second nut to the second feed screw A second gripper attached via the first motor, a first motor for driving the first and second feed screws simultaneously to move the first and second grippers symmetrically, and the first and second A third pedestal movably provided on the main pedestal between the third projections and between the third and fourth projections, and provided on the third pedestal A second motor, the first is driven by a second motor, between the third projection distance or the second, it is to and a toggle mechanism for expanding the fourth projection distance.
Claims (10)
前記主台座上に移動可能に設けられ、第1、第2の突起を有する第1の台座と、
前記主台座上に移動可能に設けられ、前記各第2、第1の突起に対応した第3、第4の突起を有する第2の台座と、
前記第1の台座に嵌め込められた第1の送りねじと、
前記第2の台座に嵌め込められた第2の送りねじと、
前記第1の送りねじに第1のナットを介して取付けられた第1のグリッパと、
前記第2の送りねじに第2のナットを介して取付けられた第2のグリッパと、
前記第1、第2の送りねじを同時に駆動して前記第1、第2のグリッパを対称的に移動させるための第1のモータと、
前記第1、第2の突起間かつ前記第3、第4の突起間の前記主台座上に移動可能に設けられた第3の台座と、
前記第3の台座上に設けられた第2のモータ及び該第2のモータによって駆動され前記第1、第3の突起間距離または前記第2、第4の突起間距離を拡張するためのトグル機構と
を具備する平行グリッパ式把持装置。 A main pedestal;
A first pedestal provided movably on the main pedestal and having first and second protrusions;
A second pedestal provided movably on the main pedestal and having third and fourth projections corresponding to the second and first projections;
A first lead screw fitted into the first pedestal;
A second lead screw fitted into the second pedestal;
A first gripper attached to the first lead screw via a first nut;
A second gripper attached to the second lead screw via a second nut;
A first motor for driving the first and second feed screws simultaneously to move the first and second grippers symmetrically;
A third base movably provided on the main base between the first and second protrusions and between the third and fourth protrusions;
A second motor provided on the third pedestal and a toggle driven by the second motor to extend the distance between the first and third protrusions or the distance between the second and fourth protrusions A parallel gripper gripping device comprising a mechanism.
前記主台座に設けられ、前記第1の台座の第1の突起及び前記第2の台座の第4の突起の両方を第1の板部材を介して押圧するための第1のばねと、
前記主台座に設けられ、前記第2の台座の第3の突起及び前記第1の台座の第2の突起の両方を第2の板部材を介して押圧するための第2のばねと
を具備する請求項1に記載の平行グリッパ式把持装置。 further,
A first spring provided on the main pedestal, for pressing both the first projection of the first pedestal and the fourth projection of the second pedestal through the first plate member;
A second spring provided on the main pedestal for pressing both the third projection of the second pedestal and the second projection of the first pedestal via the second plate member; The parallel gripper gripping device according to claim 1.
前記第1の送りねじと前記第1のモータとの間に設けられた第1の伝達ギア機構と、
前記第2の送りねじと前記第1のモータとの間に設けられた第2の伝達ギア機構と
を具備する請求項1に記載の平行グリッパ式把持装置。 further,
A first transmission gear mechanism provided between the first feed screw and the first motor;
The parallel gripper-type gripping device according to claim 1, further comprising: a second transmission gear mechanism provided between the second feed screw and the first motor.
前記第1、第2の伝達ギア機構の一方は回転方向反転ギアを具備する請求項5に記載の平行グリッパ式把持装置。 The threading direction of the first feed screw and the threading direction of the second feed screw are the same;
6. The parallel gripper gripping device according to claim 5, wherein one of the first and second transmission gear mechanisms includes a rotation direction reversing gear.
前記主台座上に移動可能に設けられ、第1、第2の突起を有する第1の台座と、
前記主台座上に移動可能に設けられ、前記第2、第1の突起に対応した第3、第4の突起を有する第2の台座と、
前記第1の台座に嵌め込められた第1の送りねじと、
前記第2の台座に嵌め込められた第2の送りねじと、
前記第1の送りねじに第1のナットを介して取付けられた第1のグリッパと、
前記第2の送りねじに第2のナットを介して取付けられた第2のグリッパと、
前記第1、第2の送りねじを同時に駆動して前記第1、第2のグリッパを対称的に移動させるための第1のモータと、
前記第1、第2の突起間かつ前記第3、第4の突起間の前記主台座上に移動可能に設けられた第3の台座と、
前記第3の台座上に設けられた第2のモータ及び該第2のモータによって駆動され前記第1、第3の突起間距離または前記第2、第4の突起間距離を拡張するためのトグル機構と
を具備する平行グリッパ式把持装置において、
前記第1のモータに第1の駆動電流を供給して前記第1、第2の送りねじを回転させることにより前記第1、第2のグリッパを把持対象物に接触させる把持対象物接触段階と、
前記把持対象物接触段階の後に、前記第1のモータへの前記第1の駆動電流の供給を持続させて前記第1、第2の台座を移動させ、前記第1の台座の前記第1または第2の突起及び前記第2の台座の前記第3または第4の突起を前記第2のモータ及び前記トグル機構に接触させる差動機構的動作段階と、
前記差動機構的動作段階の後に、前記第1のモータへの前記第1の駆動電流の供給を停止すると共に前記第2のモータへ第2の駆動電流を供給して前記トグル機構を駆動させるトグル駆動段階と
を具備する平行グリッパ式把持装置の制御方法。 A main pedestal;
A first pedestal provided movably on the main pedestal and having first and second protrusions;
A second pedestal provided movably on the main pedestal and having third and fourth projections corresponding to the second and first projections;
A first lead screw fitted into the first pedestal;
A second lead screw fitted into the second pedestal;
A first gripper attached to the first lead screw via a first nut;
A second gripper attached to the second lead screw via a second nut;
A first motor for driving the first and second feed screws simultaneously to move the first and second grippers symmetrically;
A third base movably provided on the main base between the first and second protrusions and between the third and fourth protrusions;
A second motor provided on the third pedestal and a toggle driven by the second motor to extend the distance between the first and third protrusions or the distance between the second and fourth protrusions In a parallel gripper gripping device having a mechanism,
A gripping object contact step of contacting the first and second grippers with the gripping object by supplying a first drive current to the first motor and rotating the first and second feed screws; ,
After the gripping object contact step, the supply of the first drive current to the first motor is continued to move the first and second pedestals, and the first or second pedestal of the first pedestal is moved. A differential mechanical operation stage in which a second protrusion and the third or fourth protrusion of the second pedestal are brought into contact with the second motor and the toggle mechanism;
After the differential mechanism operation step, the supply of the first drive current to the first motor is stopped and the second drive current is supplied to the second motor to drive the toggle mechanism. A control method for a parallel gripper gripping device comprising a toggle driving stage.
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