JP2016182664A - 機械グリッパ駆動装置 - Google Patents

機械グリッパ駆動装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2016182664A
JP2016182664A JP2015094800A JP2015094800A JP2016182664A JP 2016182664 A JP2016182664 A JP 2016182664A JP 2015094800 A JP2015094800 A JP 2015094800A JP 2015094800 A JP2015094800 A JP 2015094800A JP 2016182664 A JP2016182664 A JP 2016182664A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
axis
plate
bolt
angle
connecting rod
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2015094800A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6283623B2 (ja
Inventor
劉憲正
xian-zheng Liu
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hiwin Technologies Corp
Original Assignee
Hiwin Technologies Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hiwin Technologies Corp filed Critical Hiwin Technologies Corp
Publication of JP2016182664A publication Critical patent/JP2016182664A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6283623B2 publication Critical patent/JP6283623B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J15/00—Gripping heads and other end effectors
    • B25J15/08—Gripping heads and other end effectors having finger members
    • B25J15/10—Gripping heads and other end effectors having finger members with three or more finger members
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J15/00—Gripping heads and other end effectors
    • B25J15/02—Gripping heads and other end effectors servo-actuated
    • B25J15/0253—Gripping heads and other end effectors servo-actuated comprising parallel grippers
    • B25J15/0266—Gripping heads and other end effectors servo-actuated comprising parallel grippers actuated by articulated links

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manipulator (AREA)
  • Transmission Devices (AREA)

Abstract

【課題】機械グリッパ駆動装置を提供する。【解決手段】グリッパ駆動装置は、第一プレート10,ボルト,第二プレート30,板状駆動部40,連結機構50,、板状連結部70,および線形移動モジュール80を備え、ボルトは第一プレートに接続され、第二プレートはボルトに接続され、スロットを有する。連結機構は第一連結棒および第二連結棒を有し、第一連結棒は第一軸線および第二軸線を定義する。第一軸線は第二プレートに接続され、第二連結棒は第三軸線、第四軸線および第五軸線を定義する。第三軸線は板状駆動部に接続され、第四軸線は第一連結棒の第二軸線に接続される。板状連結部は第二連結棒の第五軸線に接続され、第二プレートのスロットを貫通する。線形移動モジュールはレールおよびスライド部を有し，レールはボルトの径方向に沿って第二プレートに分布する。スライド部はレールの制御を受けてレールに沿って移動しかつ板状連結部に接続される。【選択図】図１

Description

本発明は、ロボットの末端効果器（ＥｎｄＥｆｆｅｃｔｏｒ）、特に作業対象物を把持する機能を持つ機械グリッパ駆動装置に関するものである。
科学技術の進歩に伴ってロボットは人間の代わりに様々な作業場に広汎に応用されることになる。特に作業環境が厳しくて悪い場合、ロボットは作業員の産業事故を減少させるだけでなく、厳しくて悪い作業環境が作業員の健康に影響を及ばすことを緩和することができる。例えば、はんだ付け作業に伴って生じた排気、高温および強烈な光が原因で作業員の呼吸器官や目などを害し、作業員にやけどを負わせ、老化を加速させるという問題を緩和することができる。
ロボットを実際に応用するのには異なる物理機能によって設計された末端効果器（ＥｎｄＥｆｆｅｃｔｏｒ）を使用し、物理的効果を果たすことが必要である。例えば、末端効果器が作業対象物を把持するグリッパ装置である場合、ロボットは作業対象物を把持しながら別の場所に移動すると、作業対象物を移動させる物理的効果を果たす。
従来のグリッパ装置の多くはラック・アンド・ピニオンによってグリッパを駆動する。しかしながら、ラック・アンド・ピニオンによって伝動を行う際、グリッパの位置を制御する精度が足りないという問題が生じる。一方、グリッパ装置はグリッパの径路を制御する誘導装置が配置されないため、複数のグリッパを相互に接近または分離させることによって作業対象物を把持または解放する機能しかない。グリッパは誘導されない状況下で外力を受けると移動しやすいため、把持対象物を落下させるような事態が起こりやすい。
一方、従来のグリッパ装置はスウィング式連結棒を採用し、グリッパの間の距離が異なるとともにグリッパの把持ポイントの高度が変化するため、把持作業の難度が増大するだけでなく、薄型の作業対象物を把持することが難しい。グリッパ装置が平行にスウィングする連結棒を採用すれば、同様にグリッパの間の距離が異なるとともにグリッパの把持ポイントの高度が変化するという問題が生じる。
それに対し、別の従来のグリッパ装置はくさび形フック（ｗｅｄｇｅｈｏｏｋ）を採用し、軸方向に運動する外力によってグリッパを径方向に移動させる。グリッパは斜面の間に当接しながら径方向に運動するため、グリッパの間の距離が異なるとともにグリッパの把持ポイントの高度が変化するという問題を避けることができる。しかしながら、このような設計は軸方向に運動する分力によって径方向運動を生じることであるため、稼動するのには軸方向に運動する力が径方向に運動する力より大きなければならない。グリッパの把持力は軸方向力より小さい。従って、軸方向力のエネルギーが無駄になってしまう。
本発明は、上述した従来技術の問題点に鑑み、グリッパの位置をより正確に制御し、把持対象物を落下させることを抑制することができる機械グリッパ駆動装置を提供することを主な目的とする。
上述の目的を達成するために、本発明による機械グリッパ駆動装置は、第一プレート、ボルト、第二プレート、板状駆動部、複数の連結機構、複数の板状連結部および複数の線形移動モジュールを備える。ボルトは第一部位および第二部位を有する。第一部位は第一プレートに接続される。第二プレートはボルトの第二部位に接続され、複数のスロットを有する。板状駆動部はナットを有する。ナットはボルトに被さることでボルトの回転に伴って移動する。連結機構は第一連結棒および第二連結棒を有する。第一連結棒は両端によって第一軸線および第二軸線を定義する。第一連結棒は第一軸線によって第二プレートに接続される。第二連結棒は第三軸線、第四軸線および第五軸線を定義する。第二連結棒は第三軸線によって板状駆動部に接続される。第二連結棒の第四軸線は第一連結棒の第二軸線に接続される。板状連結部は第二連結棒の第五軸線に接続され、第二プレートのスロットを貫通する。線形移動モジュールはレールおよびスライド部を有する。レールはボルトの径方向に沿って第二プレートに分布する。スライド部はレールの制御を受けてレールに沿って移動し、かつ板状連結部に接続される。ボルトによってナットを回転させ、連結機構によってスライド部をレールに沿って移動させれば、把持対象物に照準を合わせ、グリッパの位置を正確に制御し、把持対象物の落下を抑制することができる。
第一軸線、第二軸線および第三軸線は第一角度を構成する。第一軸線、第二軸線および第五軸線は第二角度を構成する。第一角度および第二角度は相互補償する。
第一軸線と第二軸線との間に第一距離を置く。第三軸線と第四軸線との間に第二距離を置く。第四軸線と第五軸線との間に第三距離を置く。第一距離、第二距離および第三距離は同等であるため、第五軸線に接続されるスライド部およびその上のグリッパを作動させ、レールによってボルトの径方向に沿って移動させることによってグリッパの間の距離が異なるとともに把持ポイントの高度が変化するという問題を避けることができる。
第一角度が第二角度より小さい場合、ボルトの軸方向に沿って第三軸線を移動させる平均速度がボルトの径方向に沿って第五軸線を移動させる平均速度より小さい。第五軸線に生じた力が第三軸線の受けた力より大きいため、外力が漸小するという問題を解決できる。
第一角度が第二角度より大きい場合、ボルトの軸方向に沿って第三軸線を移動させる平均速度がボルトの径方向に沿って第五軸線を移動させる平均速度より大きい。つまり、ボルトの径方向に第五軸線を移動させる平均速度がボルトの軸方向に第三軸線を移動させる平均速度が小さい。
本発明の一実施形態による機械グリッパ駆動装置を示す斜視図である。 本発明の一実施形態による機械グリッパ駆動装置を示す左側面図である。 本発明の一実施形態による機械グリッパ駆動装置を示す斜視図である。 図３中の４−４線に沿った断面図である。 本発明の一実施形態による機械グリッパ駆動装置においての第一角度が第二角度より大きい状態を示す模式図である。 本発明の一実施形態による機械グリッパ駆動装置においての第一角度が第二角度より小さい状態を示す模式図である。 本発明の一実施形態による機械グリッパ駆動装置に配置された連結機構を示す模式図である。 本発明の一実施形態による機械グリッパ駆動装置に対し、第一距離、第二距離、第三距離を１００ｍｍに設定したうえでテストした実験データを示すグラフである。
以下、本発明による機械グリッパ駆動装置を図面に基づいて説明する。なお、以下の説明において、軸線は仮説に基づいて定義される。それぞれの連結棒はそれぞれの連結箇所の位置した軸線に沿って回転する。一方、製作および加工を行う際に生じた誤差は極めて小さく、全体構造の稼動に影響を与えても、全体構造を平行に維持するため、以下の説明により提示された平行は平行に維持するとは限らず、平行に近い状態を維持することを含む。
（一実施形態）
図１から図７に示すように、本発明の一実施形態による機械グリッパ駆動装置は、第一プレート１０、ボルト２０、第二プレート３０、板状駆動部４０、複数の連結機構５０、複数の板状連結部７０および複数の線形移動モジュール８０を備える。
ボルト２０は相対的に配置された第一部位２１および第二部位２２を有する。第一部位２１は第一プレート１０に接続される。本実施形態において、ボルト２０は第一プレート１０の駆動機構６０に装着され、駆動機構６０の駆動力によって回転する。駆動機構６０はモーター６１、大滑車６２、小滑車６３およびロープ６４を有する。モーター６１は小滑車６３を駆動し、ロープ６４を介して大滑車６２を回転させてトルクを増大させることによって大滑車６２に固定されるボルト２０を駆動する。
第二プレート３０はボルト２０の第二部位２２に接続され、複数のスロット３１を有する。スロット３１はボルト２０の径方向に沿って配置される。
板状駆動部４０は第一プレート１０と第二プレート３０との間に外力によって移動できるように配置される。本実施形態において、板状駆動部４０はナット４１を有する。ナット４１はボルト２０に被さることでボルト２０の回転に伴って移動する。
連結機構５０は、第一連結棒５１および第二連結棒５２を有する。
第一連結棒５１は、両端によって第一軸線５１１および第二軸線５１２を定義する。第一連結棒５１は第一軸線５１１によって第二プレート３０に接続される。第二連結棒５２は第三軸線５２１、第四軸線５２２および第五軸線５２３を定義する。第二連結棒５２は第三軸線５２１によって板状駆動部４０に接続される。第二連結棒５２の第四軸線５２２は第一連結棒５１の第二軸線５１２に接続される。第五軸線５２３は外部に接続される。
板状連結部７０は、第二連結棒５２の第五軸線５２３に接続され、第二プレート３０のスロット３１を貫通する。
線形移動モジュール８０は、レール８１およびスライド部８２を有する。レール８１はボルト２０の径方向に沿って第二プレート３０に分布する。スライド部８２はレール８１の制御を受けてレール８１に沿って移動し、かつ板状連結部７０に接続される。
本実施形態において、グリッパ９０はスライド部８２に装着されることでスライド部８２に伴って移動する。グリッパ９０が外力を受ける際、線形移動モジュール８０は外力に耐えるため、連結機構５０が板状連結部７０によって外力を受け、損壊することを抑制できるだけでなく、ボルト２０の径方向に照準を合わせ、スライド部８２に装着されたグリッパ９０を移動させることができる。
ラック・アンド・ピニオンによる伝動方式を採用する従来技術に対し、本発明による機械グリッパ駆動装置はボルト２０によって板状駆動部４０のナット４１を回転するため、精度が高い。一方、線形移動モジュール８０のレール８１およびスライド部８２の組み合わせによってグリッパ９０が外力を受けて傾くことを抑制し、グリッパ９０の位置を正確に制御し、把持対象物の落下を抑制する。
本実施形態において、第一軸線５１１から第五軸線５２３は相互に平行する。第一軸線５１１、第二軸線５１２および第三軸線５２１は第一角度Ａ１を構成する。第一軸線５１１、第二軸線５１２および第五軸線５２３は第二角度Ａ２を構成する。第一角度Ａ１および第二角度Ａ２は相互補償する。第二連結棒の第三軸線５２１、第四軸線５２２および第五軸線５２３は同一平面に位置する。
第五軸線５２３によってボルト２０の径方向に運動する際、第一軸線５１１と第二軸線５１２との間に第一距離Ｄ１を置き、第三軸線５２１と第四軸線５２２との間に第二距離Ｄ２を置き、第四軸線５２２と第五軸線５２３との間に第三距離Ｄ３を置く。第一距離Ｄ１、第二距離Ｄ２および第三距離Ｄ３は同等である。
第一角度Ａ１が第二角度Ａ２より小さい場合、ボルト２０の軸方向に沿って第三軸線５２１を移動させる平均速度がボルト２０の径方向に沿って第五軸線５２３を移動させる平均速度より小さいため、第五軸線５２３を迅速に移動させ、平均移動速度を増大させるだけでなく、第二連結棒５２の第三軸線５２１の受けた力を増大させ、第五軸線５２３に加えることができる。
第一角度Ａ１が第二角度Ａ２より大きい場合、ボルト２０の軸方向に沿って第三軸線５２１を移動させる平均速度がボルト２０の径方向に沿って第五軸線５２３を移動させる平均速度より大きい。
続いて、本発明の作動について説明を進める。
１、板状駆動部４０が第一プレート１０に向かって移動する際、第一連結棒５１は第一軸線５１１を回転中心に第三軸線５２１に向かって移動することによって第一角度Ａ１を増大させると、第二角度Ａ２が縮小する。第一角度Ａ１が第二角度Ａ２より大きい場合、ボルト２０の軸方向に沿って第三軸線５２１を移動させる平均速度がボルト２０の径方向に沿って第五軸線５２３を移動させる平均速度より大きい。
２、板状駆動部４０が第二プレート３０に向かって移動する際、第一連結棒５１は第一軸線５１１を回転中心に第五軸線５２３に向かって移動することによって第一角度Ａ１を縮小させると、第二角度Ａ２が増大する。第一角度Ａ１が第二角度Ａ２より小さい場合、ボルト２０の軸方向に第三軸線５２１を移動させる平均速度がボルト２０の径方向に沿って第五軸線５２３を移動させる平均速度より小さいため、第五軸線５２３を迅速に移動させることができるだけでなく、第二連結棒５２の第三軸線５２１の受けた力を増大させ、第五軸線５２３に加えることができる。
一方、本実施形態はボルト２０と第一軸線５１１との間に第二連結棒５２の第五軸線５２３を移動させるように配置するが、これに限らず、図６に示すように、第二連結棒５２の第五軸線５２３とボルト２０の間に第一軸線５１１を位置させることができる。
１０ 第一プレート
２０ ボルト
２１ 第一部位
２２ 第二部位
３０ 第二プレート
３１ スロット
４０ 板状駆動部
４１ ナット
５０ 連結機構
５１ 第一連結棒
５１１ 第一軸線
５１２ 第二軸線
５２ 第二連結棒
５２１ 第三軸線
５２２ 第四軸線
５２３ 第五軸線
６０ 駆動機構
６１ モーター
６２ 大滑車
６３ 小滑車
６４ ロープ
７０ 板状連結部
８０ 線形移動モジュール
８１ レール
８２ スライド部
９０ グリッパ
Ａ１ 第一角度
Ａ２ 第二角度
Ｄ１ 第一距離
Ｄ２ 第二距離
Ｄ３ 第三距離
本発明は、ロボットの末端効果器（ＥｎｄＥｆｆｅｃｔｏｒ）、特に作業対象物を把持する機能を持つ機械グリッパ駆動装置に関するものである。
科学技術の進歩に伴ってロボットは人間の代わりに様々な作業場に広汎に応用されることになる。特に作業環境が厳しくて悪い場合、ロボットは作業員の産業事故を減少させるだけでなく、厳しくて悪い作業環境が作業員の健康に影響を及ばすことを緩和することができる。例えば、はんだ付け作業に伴って生じた排気、高温および強烈な光が原因で作業員の呼吸器官や目などを害し、作業員にやけどを負わせ、老化を加速させるという問題を緩和することができる。
ロボットを実際に応用するのには異なる物理機能によって設計された末端効果器（ＥｎｄＥｆｆｅｃｔｏｒ）を使用し、物理的効果を果たすことが必要である。例えば、末端効果器が作業対象物を把持するグリッパ装置である場合、ロボットは作業対象物を把持しながら別の場所に移動すると、作業対象物を移動させる物理的効果を果たす。
特許文献１のように、従来のグリッパ装置の多くはラック・アンド・ピニオンによってグリッパを駆動する。しかしながら、ラック・アンド・ピニオンによって伝動を行う際、グリッパの位置を制御する精度が足りないという問題が生じる。一方、グリッパ装置はグリッパの径路を制御する誘導装置が配置されないため、複数のグリッパを相互に接近または分離させることによって作業対象物を把持または解放する機能しかない。グリッパは誘導されない状況下で外力を受けると移動しやすいため、把持対象物を落下させるような事態が起こりやすい。
一方、特許文献２のように、従来のグリッパ装置はスウィング式連結棒を採用し、グリッパの間の距離が異なるとともにグリッパの把持ポイントの高度が変化するため、把持作業の難度が増大するだけでなく、薄型の作業対象物を把持することが難しい。NACHI FLEX HAND FH360-01のように、グリッパ装置が平行にスウィングする連結棒を採用すれば、同様にグリッパの間の距離が異なるとともにグリッパの把持ポイントの高度が変化するという問題が生じる。
それに対し、SCHUNK universal gripper ENZ seriesのように、別の従来のグリッパ装置はくさび形フック（ｗｅｄｇｅｈｏｏｋ）を採用し、軸方向に運動する外力によってグリッパを径方向に移動させる。グリッパは斜面の間に当接しながら径方向に運動するため、グリッパの間の距離が異なるとともにグリッパの把持ポイントの高度が変化するという問題を避けることができる。しかしながら、このような設計は軸方向に運動する分力によって径方向運動を生じることであるため、稼動するのには軸方向に運動する力が径方向に運動する力より大きなければならない。グリッパの把持力は軸方向力より小さい。従って、軸方向力のエネルギーが無駄になってしまう。
特開昭60-76986号公報 実開昭63-91393号公報
本発明は、上述した従来技術の問題点に鑑み、従来のラック・アンド・ピニオンによって駆動するグリッパよりグリッパの位置を正確に制御し、把持対象物を落下させることを抑制し、さらに、グリッパの把持力を大きくし、グリッパの把持力が小さくなることを減らすことができる機械グリッパ駆動装置を提供することを主な目的とする。
上述の目的を達成するために、本発明による機械グリッパ駆動装置は、第一プレート、ボルト、第二プレート、板状駆動部、複数の連結機構、複数の板状連結部および複数の線形移動モジュールを備える。ボルトは第一部位および第二部位を有する。第一部位は第一プレートに接続される。第二プレートはボルトの第二部位に接続され、複数のスロットを有する。板状駆動部はナットを有する。ナットはボルトに被さることでボルトの回転に伴って移動する。連結機構は第一連結棒および第二連結棒を有する。第一連結棒は両端によって第一軸線および第二軸線を定義する。第一連結棒は第一軸線によって第二プレートに接続される。第二連結棒は第三軸線、第四軸線および第五軸線を定義する。第二連結棒は第三軸線によって板状駆動部に接続される。第二連結棒の第四軸線は第一連結棒の第二軸線に接続される。板状連結部は第二連結棒の第五軸線に接続され、第二プレートのスロットを貫通する。線形移動モジュールはレールおよびスライド部を有する。レールはボルトの径方向に沿って第二プレートに分布する。スライド部はレールの制御を受けてレールに沿って移動し、かつ板状連結部に接続される。ボルトによってナットを回転させ、連結機構によってスライド部をレールに沿って移動させれば、把持対象物に照準を合わせ、グリッパの位置を正確に制御し、把持対象物の落下を抑制することができる。
第一軸線、第二軸線および第三軸線は第一角度を構成する。第一軸線、第二軸線および第五軸線は第二角度を構成する。第一角度および第二角度は相互補償する。
第一軸線と第二軸線との間に第一距離を置く。第三軸線と第四軸線との間に第二距離を置く。第四軸線と第五軸線との間に第三距離を置く。第一距離、第二距離および第三距離は同等であるため、第五軸線に接続されるスライド部およびその上のグリッパを作動させ、レールによってボルトの径方向に沿って移動させることによってグリッパの間の距離が異なるとともに把持ポイントの高度が変化するという問題を避けることができる。
第一角度が第二角度より小さい場合、ボルトの軸方向に沿って第三軸線を移動させる平均速度がボルトの径方向に沿って第五軸線を移動させる平均速度より小さい。第五軸線に生じた力が第三軸線の受けた力より大きいため、外力が漸小するという問題を解決できる。
第一角度が第二角度より大きい場合、ボルトの軸方向に沿って第三軸線を移動させる平均速度がボルトの径方向に沿って第五軸線を移動させる平均速度より大きい。つまり、ボルトの径方向に第五軸線を移動させる平均速度がボルトの軸方向に第三軸線を移動させる平均速度が小さい。
本発明の一実施形態による機械グリッパ駆動装置を示す斜視図である。 本発明の一実施形態による機械グリッパ駆動装置を示す左側面図である。 本発明の一実施形態による機械グリッパ駆動装置を示す斜視図である。 図３中の４−４線に沿った断面図である。 本発明の一実施形態による機械グリッパ駆動装置においての第一角度が第二角度より大きい状態を示す模式図である。 本発明の一実施形態による機械グリッパ駆動装置においての第一角度が第二角度より小さい状態を示す模式図である。 本発明の一実施形態による機械グリッパ駆動装置に配置された連結機構を示す模式図である。 本発明の一実施形態による機械グリッパ駆動装置に対し、第一距離、第二距離、第三距離を１００ｍｍに設定したうえでテストした実験データを示すグラフである。
以下、本発明による機械グリッパ駆動装置を図面に基づいて説明する。なお、以下の説明において、軸線は仮説に基づいて定義される。それぞれの連結棒はそれぞれの連結箇所の位置した軸線に沿って回転する。一方、製作および加工を行う際に生じた誤差は極めて小さく、全体構造の稼動に影響を与えても、全体構造を平行に維持するため、以下の説明により提示された平行は平行に維持するとは限らず、平行に近い状態を維持することを含む。
（一実施形態）
図１から図７に示すように、本発明の一実施形態による機械グリッパ駆動装置は、第一プレート１０、ボルト２０、第二プレート３０、板状駆動部４０、複数の連結機構５０、複数の板状連結部７０および複数の線形移動モジュール８０を備える。
ボルト２０は相対的に配置された第一部位２１および第二部位２２を有する。第一部位２１は第一プレート１０に接続される。本実施形態において、ボルト２０は第一プレート１０の駆動機構６０に装着され、駆動機構６０の駆動力によって回転する。駆動機構６０はモーター６１、大滑車６２、小滑車６３およびロープ６４を有する。モーター６１は小滑車６３を駆動し、ロープ６４を介して大滑車６２を回転させてトルクを増大させることによって大滑車６２に固定されるボルト２０を駆動する。
第二プレート３０はボルト２０の第二部位２２に接続され、複数のスロット３１を有する。スロット３１はボルト２０の径方向に沿って配置される。
板状駆動部４０は第一プレート１０と第二プレート３０との間に外力によって移動できるように配置される。本実施形態において、板状駆動部４０はナット４１を有する。ナット４１はボルト２０に被さることでボルト２０の回転に伴って移動する。
連結機構５０は、第一連結棒５１および第二連結棒５２を有する。
第一連結棒５１は、両端によって第一軸線５１１および第二軸線５１２を定義する。第一連結棒５１は第一軸線５１１によって第二プレート３０に接続される。第二連結棒５２は第三軸線５２１、第四軸線５２２および第五軸線５２３を定義する。第二連結棒５２は第三軸線５２１によって板状駆動部４０に接続される。第二連結棒５２の第四軸線５２２は第一連結棒５１の第二軸線５１２に接続される。第五軸線５２３は外部に接続される。
板状連結部７０は、第二連結棒５２の第五軸線５２３に接続され、第二プレート３０のスロット３１を貫通する。
線形移動モジュール８０は、レール８１およびスライド部８２を有する。レール８１はボルト２０の径方向に沿って第二プレート３０に分布する。スライド部８２はレール８１の制御を受けてレール８１に沿って移動し、かつ板状連結部７０に接続される。
本実施形態において、グリッパ９０はスライド部８２に装着されることでスライド部８２に伴って移動する。グリッパ９０が外力を受ける際、線形移動モジュール８０は外力に耐えるため、連結機構５０が板状連結部７０によって外力を受け、損壊することを抑制できるだけでなく、ボルト２０の径方向に照準を合わせ、スライド部８２に装着されたグリッパ９０を移動させることができる。
ラック・アンド・ピニオンによる伝動方式を採用する従来技術に対し、本発明による機械グリッパ駆動装置はボルト２０によって板状駆動部４０のナット４１を回転するため、精度が高い。一方、線形移動モジュール８０のレール８１およびスライド部８２の組み合わせによってグリッパ９０が外力を受けて傾くことを抑制し、グリッパ９０の位置を正確に制御し、把持対象物の落下を抑制する。
本実施形態において、第一軸線５１１から第五軸線５２３は相互に平行する。第一軸線５１１、第二軸線５１２および第三軸線５２１は第一角度Ａ１を構成する。第一軸線５１１、第二軸線５１２および第五軸線５２３は第二角度Ａ２を構成する。第一角度Ａ１および第二角度Ａ２は相互補償する。第二連結棒の第三軸線５２１、第四軸線５２２および第五軸線５２３は同一平面に位置する。
第五軸線５２３によってボルト２０の径方向に運動する際、第一軸線５１１と第二軸線５１２との間に第一距離Ｄ１を置き、第三軸線５２１と第四軸線５２２との間に第二距離Ｄ２を置き、第四軸線５２２と第五軸線５２３との間に第三距離Ｄ３を置く。第一距離Ｄ１、第二距離Ｄ２および第三距離Ｄ３は同等である。
第一角度Ａ１が第二角度Ａ２より小さい場合、ボルト２０の軸方向に沿って第三軸線５２１を移動させる平均速度がボルト２０の径方向に沿って第五軸線５２３を移動させる平均速度より小さいため、第五軸線５２３を迅速に移動させ、平均移動速度を増大させるだけでなく、第二連結棒５２の第三軸線５２１の受けた力を増大させ、第五軸線５２３に加えることができる。
第一角度Ａ１が第二角度Ａ２より大きい場合、ボルト２０の軸方向に沿って第三軸線５２１を移動させる平均速度がボルト２０の径方向に沿って第五軸線５２３を移動させる平均速度より大きい。
続いて、本発明の作動について説明を進める。
１、板状駆動部４０が第一プレート１０に向かって移動する際、第一連結棒５１は第一軸線５１１を回転中心に第三軸線５２１に向かって移動することによって第一角度Ａ１を増大させると、第二角度Ａ２が縮小する。第一角度Ａ１が第二角度Ａ２より大きい場合、ボルト２０の軸方向に沿って第三軸線５２１を移動させる平均速度がボルト２０の径方向に沿って第五軸線５２３を移動させる平均速度より大きい。
２、板状駆動部４０が第二プレート３０に向かって移動する際、第一連結棒５１は第一軸線５１１を回転中心に第五軸線５２３に向かって移動することによって第一角度Ａ１を縮小させると、第二角度Ａ２が増大する。第一角度Ａ１が第二角度Ａ２より小さい場合、ボルト２０の軸方向に第三軸線５２１を移動させる平均速度がボルト２０の径方向に沿って第五軸線５２３を移動させる平均速度より小さいため、第五軸線５２３を迅速に移動させることができるだけでなく、第二連結棒５２の第三軸線５２１の受けた力を増大させ、第五軸線５２３に加えることができる。
一方、本実施形態はボルト２０と第一軸線５１１との間に第二連結棒５２の第五軸線５２３を移動させるように配置するが、これに限らず、図６に示すように、第二連結棒５２の第五軸線５２３とボルト２０の間に第一軸線５１１を位置させることができる。
１０ 第一プレート
２０ ボルト
２１ 第一部位
２２ 第二部位
３０ 第二プレート
３１ スロット
４０ 板状駆動部
４１ ナット
５０ 連結機構
５１ 第一連結棒
５１１ 第一軸線
５１２ 第二軸線
５２ 第二連結棒
５２１ 第三軸線
５２２ 第四軸線
５２３ 第五軸線
６０ 駆動機構
６１ モーター
６２ 大滑車
６３ 小滑車
６４ ロープ
７０ 板状連結部
８０ 線形移動モジュール
８１ レール
８２ スライド部
９０ グリッパ
Ａ１ 第一角度
Ａ２ 第二角度
Ｄ１ 第一距離
Ｄ２ 第二距離
Ｄ３ 第三距離

Claims (5)

  1. 第一プレート、ボルト、第二プレート、板状駆動部、複数の連結機構、複数の板状連結部および複数の線形移動モジュールを備え、
    前記ボルトは、第一部位および第二部位を有し、前記第一部位は前記第一プレートに接続され、
    前記第二プレートは、前記ボルトの前記第二部位に接続され、複数のスロットを有し、
    前記板状駆動部は、ナットを有し、前記ナットは前記ボルトに被さることで前記ボルトの回転に伴って移動し、
    前記連結機構は、第一連結棒および第二連結棒を有し、前記第一連結棒は両端によって第一軸線および第二軸線を定義し、前記第一連結棒は前記第一軸線によって前記第二プレートに接続され、前記第二連結棒は第三軸線、第四軸線および第五軸線を定義し、前記第二連結棒は前記第三軸線によって前記板状駆動部に接続され、前記第二連結棒の前記第四軸線は前記第一連結棒の前記第二軸線に接続され、
    前記板状連結部は、前記第二連結棒の前記第五軸線に接続され、前記第二プレートの前記スロットを貫通し、
    前記線形移動モジュールは、レールおよびスライド部を有し、前記レールは前記ボルトの径方向に沿って前記第二プレートに分布し、前記スライド部は前記レールの制御を受けて前記レールに沿って移動し、かつ前記板状連結部に接続されることを特徴とする、
    機械グリッパ駆動装置。
  2. 前記第一軸線、前記第二軸線および前記第三軸線は第一角度を構成し、前記第一軸線、前記第二軸線および前記第五軸線は第二角度を構成し、前記第一軸線と前記第二軸線との間に第一距離を置き、前記第三軸線と前記第四軸線との間に第二距離を置き、前記第四軸線と前記第五軸線との間に第三距離を置き、前記第一距離、前記第二距離および前記第三距離は同等であることを特徴とする請求項１に記載の機械グリッパ駆動装置。
  3. 前記第一角度が前記第二角度より小さい場合、前記ボルトの軸方向に沿って前記第三軸線を移動させる平均速度が前記ボルトの径方向に沿って前記第五軸線を移動させる平均速度より小さいことを特徴とする請求項２に記載の機械グリッパ駆動装置。
  4. 前記第一角度が前記第二角度より大きい場合、前記ボルトの軸方向に沿って前記第三軸線を移動させる平均速度が前記ボルトの径方向に沿って前記第五軸線を移動させる平均速度より大きいことを特徴とする請求項２に記載の機械グリッパ駆動装置。
  5. 前記第一軸線は、前記第二連結棒の前記第五軸線と前記ボルトとの間に位置することを特徴とする請求項１に記載の機械グリッパ駆動装置。
JP2015094800A 2015-03-25 2015-05-07 機械グリッパ駆動装置 Active JP6283623B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW104109527A TW201634203A (zh) 2015-03-25 2015-03-25 機械夾爪驅動裝置
TW104109527 2015-03-25

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2016182664A true JP2016182664A (ja) 2016-10-20
JP6283623B2 JP6283623B2 (ja) 2018-02-21

Family

ID=56234775

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015094800A Active JP6283623B2 (ja) 2015-03-25 2015-05-07 機械グリッパ駆動装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9381648B1 (ja)
JP (1) JP6283623B2 (ja)
CN (1) CN106142111B (ja)
DE (1) DE102015110916B4 (ja)
TW (1) TW201634203A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107954485A (zh) * 2017-11-07 2018-04-24 徐州工程学院 一种地下工程废水处理集成设备中样品夹持装置
CN112917212A (zh) * 2021-01-25 2021-06-08 陈首君 一种具有快速响应二级夹紧功能的金属切削机床

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106078545A (zh) * 2016-08-24 2016-11-09 中山市鑫光智能系统有限公司 夹持空调压缩机夹具
CN107398920B (zh) * 2017-09-12 2024-04-05 北京京东乾石科技有限公司 夹爪机构及机械臂
CN108313718A (zh) * 2018-03-01 2018-07-24 安徽世界村新材料有限公司 一种轮胎夹具
CN109081232B (zh) * 2018-07-11 2020-06-19 兰天 一种机械限位装置
CN110040507B (zh) * 2019-05-23 2024-04-09 广东拓斯达科技股份有限公司 一种机械手
CN110434887B (zh) * 2019-07-04 2021-08-13 深圳宇龙机器人科技有限公司 机器人夹具
EP3763666B1 (en) * 2019-07-12 2021-10-06 Unilogo Robotics Sp. z o.o. Gripper for a bottle capping machine
CN111571273A (zh) * 2020-06-02 2020-08-25 朱洁怡 一种利用连杆运动原理的活塞圆周面加工固定装置
CN111890406B (zh) * 2020-08-07 2021-09-24 江苏昱博自动化设备有限公司 一种助力机械手用抱夹式夹具
CN114474025A (zh) * 2020-11-13 2022-05-13 康硕电子(苏州)有限公司 取料手臂装置
CN112549064B (zh) * 2020-11-23 2022-02-08 江西联创光电超导应用有限公司 一种基于高温超导感应加热系统的机械手智能手爪
CN113858230B (zh) * 2021-10-23 2024-06-25 东莞市朗明精密机械科技有限公司 一种夹持机械手
CN114931024A (zh) * 2022-04-22 2022-08-23 新疆大学 一种夹持切割果梗的单驱动葡萄采摘机器人末端执行器
US11883933B1 (en) 2022-08-24 2024-01-30 Ifixit Screw-driven spreading tool with a disengage

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4817864U (ja) * 1971-07-09 1973-02-28
JPS59176778U (ja) * 1983-05-13 1984-11-26 株式会社　中村機器エンジニアリング リンク式平行チヤツク
JPS6056887A (ja) * 1983-09-05 1985-04-02 株式会社日立製作所 ロボツトハンド
JPS60238293A (ja) * 1984-02-07 1985-11-27 オ−トモビル　シトロエン 関節式平行四辺形把持装置
US4728137A (en) * 1986-07-22 1988-03-01 American Engineering And Trade, Inc. Compound toggle robotic gripper
JPH04135192A (ja) * 1990-09-21 1992-05-08 Toshiba Corp 保持機構移動装置
JPH06511435A (ja) * 1991-05-15 1994-12-22 モハマド・モーゼン・サーダト グリッパ機構
US5938257A (en) * 1996-11-25 1999-08-17 Isi Norgren Inc. Power actuated parallel gripper
JP2005161454A (ja) * 2003-12-02 2005-06-23 Smc Corp 電動チャック
JP2009107079A (ja) * 2007-10-31 2009-05-21 Nachi Fujikoshi Corp 産業用ロボットのハンド装置
JP2009125851A (ja) * 2007-11-22 2009-06-11 Smc Corp 駆動機構及び該駆動機構を備えるグリッパ機構

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3901547A (en) * 1973-05-14 1975-08-26 Ii Frank R Skinner Multiple prehension mechanism
DD223110A1 (de) * 1984-04-30 1985-06-05 Univ Dresden Tech Greifer fuer industrieroboter
US5280981A (en) * 1991-02-01 1994-01-25 Odetics, Inc. End effector with load-sensitive digit actuation mechanisms
US5762390A (en) * 1996-07-16 1998-06-09 Universite Laval Underactuated mechanical finger with return actuation
US6505870B1 (en) * 2000-05-30 2003-01-14 UNIVERSITé LAVAL Actuation system for highly underactuated gripping mechanism
CN102259341B (zh) * 2011-06-22 2013-05-29 昆山市工业技术研究院有限责任公司 高压线行走机器人轮爪复合机构
CN102441892A (zh) * 2011-10-25 2012-05-09 浙江大学 一种果蔬采摘欠驱动机械手爪
ITBS20120095A1 (it) * 2012-06-19 2013-12-20 Gimatic Spa Pinza a tre griffe
CN202825848U (zh) * 2012-07-30 2013-03-27 深圳深蓝精机有限公司 用于固持棒料的机械手
US9089977B2 (en) * 2012-11-09 2015-07-28 Irobot Corporation Compliant underactuated grasper
CN203495970U (zh) * 2013-08-28 2014-03-26 安徽惊天液压智控股份有限公司 一种多自由度作业手
CN203427046U (zh) * 2013-09-09 2014-02-12 三峡大学 一种带自锁的夹持装置
CN203542539U (zh) * 2013-10-29 2014-04-16 宁夏银星能源股份有限公司 一种安装弹簧挡圈的装置

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4817864U (ja) * 1971-07-09 1973-02-28
JPS59176778U (ja) * 1983-05-13 1984-11-26 株式会社　中村機器エンジニアリング リンク式平行チヤツク
JPS6056887A (ja) * 1983-09-05 1985-04-02 株式会社日立製作所 ロボツトハンド
JPS60238293A (ja) * 1984-02-07 1985-11-27 オ−トモビル　シトロエン 関節式平行四辺形把持装置
US4728137A (en) * 1986-07-22 1988-03-01 American Engineering And Trade, Inc. Compound toggle robotic gripper
JPH04135192A (ja) * 1990-09-21 1992-05-08 Toshiba Corp 保持機構移動装置
JPH06511435A (ja) * 1991-05-15 1994-12-22 モハマド・モーゼン・サーダト グリッパ機構
US5938257A (en) * 1996-11-25 1999-08-17 Isi Norgren Inc. Power actuated parallel gripper
JP2005161454A (ja) * 2003-12-02 2005-06-23 Smc Corp 電動チャック
JP2009107079A (ja) * 2007-10-31 2009-05-21 Nachi Fujikoshi Corp 産業用ロボットのハンド装置
JP2009125851A (ja) * 2007-11-22 2009-06-11 Smc Corp 駆動機構及び該駆動機構を備えるグリッパ機構

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107954485A (zh) * 2017-11-07 2018-04-24 徐州工程学院 一种地下工程废水处理集成设备中样品夹持装置
CN112917212A (zh) * 2021-01-25 2021-06-08 陈首君 一种具有快速响应二级夹紧功能的金属切削机床

Also Published As

Publication number Publication date
JP6283623B2 (ja) 2018-02-21
CN106142111A (zh) 2016-11-23
DE102015110916A1 (de) 2016-09-29
TW201634203A (zh) 2016-10-01
US9381648B1 (en) 2016-07-05
CN106142111B (zh) 2018-08-24
DE102015110916B4 (de) 2021-07-01
TWI561352B (ja) 2016-12-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6283623B2 (ja) 機械グリッパ駆動装置
KR100984706B1 (ko) 그리퍼
CN104290100A (zh) 夹持装置
JP5367049B2 (ja) ロボット駆動テンドンに張力を付与するためのシステムおよび方法
WO2017041645A1 (zh) 一种用于工业机器人精密装配的柔性单元及柔性手腕
JP2019534165A (ja) ロボット支援による表面加工機械
WO2008094342A3 (en) Belt-driven robotic gripping device and method for operating
CN105397798A (zh) 抓取夹持装置
KR20150059486A (ko) 리스폿 지그
CN112318536B (zh) 三电机驱动串联机构手掌的三指灵巧末端执行器
JP2009125868A (ja) 産業用ロボットのハンド装置
US10035265B2 (en) Manipulator
CN106061689A (zh) 机械手、机器人及工件操纵方法
JP2011115921A (ja) 装置、および、制御方法
JP5633555B2 (ja) ロボットシステム
US10391639B2 (en) Transfer tool and robot
CN108145730B (zh) 多角度抓取机械爪及其抓取方法
EP3144112B1 (en) Gripper with indexable motor speed reducer
CN112388664B (zh) 电-气复合驱动串联机构手掌的四指敏捷末端执行器
WO2021114724A1 (zh) 一种多轴运动装置
TWI498188B (zh) Robot for machining machine arm
JP2017177233A (ja) 関節駆動装置及び多軸マニュピレータ
KR20090055769A (ko) 다방향 평행 그리퍼
JP2019150912A (ja) 駆動装置、駆動装置の駆動方法、ハンド、ロボットおよび搬送装置
CN105269553B (zh) 一种重载搬运机器人

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20160720

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20161025

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20170117

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20170210

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20170711

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20171101

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20171108

A911 Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20171116

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20180116

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20180129

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6283623

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250