JP2019111590A - Holding device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、把持装置に関する。 The present invention relates to a gripping device.
組立作業やハンドリング作業を行う際に、ロボット等に取り付けられて各種部品を把持する把持装置が用いられる。特許文献1に記載の把持装置は、筐体の内部に複数種類の把持爪が設けられている。特許文献1の把持装置は、把持爪の回転動作により把持爪の切り替えを行い、把持爪が平行方向に移動することで開閉動作を行う。これにより、種々の部品を把持する。また、特許文献2に記載されているロボットハンドは、フレームに設けられた爪が支点ピンを中心に揺動することで開閉動作を行う。これにより部品を把持する。 When performing an assembly operation or a handling operation, a gripping device attached to a robot or the like to grip various components is used. The gripping device described in Patent Document 1 is provided with a plurality of types of gripping claws inside a housing. The gripping device of Patent Document 1 switches the gripping claws by rotating the gripping claws, and performs the opening / closing operation by moving the gripping claws in a parallel direction. Thereby, various parts are gripped. Further, the robot hand described in Patent Document 2 performs an opening and closing operation by swinging a claw provided on a frame about a fulcrum pin. This holds the part.
このような把持装置において、多数の部品が配置された環境で他の部品に干渉しないように部品を取り出す、あるいは、狭いスペースに部品を設置する場合がある。このため、把持装置の小型化が要求されている。一方、外径形状や大きさが異なる多種多様な部品に対応できるように、把持爪の開閉ストロークを大きくすることが要求される。 In such a gripping device, there are cases where components are taken out so as not to interfere with other components in an environment where many components are arranged, or components are installed in a narrow space. For this reason, downsizing of the gripping device is required. On the other hand, it is required to increase the opening and closing stroke of the gripping claws so as to be able to cope with a wide variety of parts having different outer diameter shapes and sizes.
特許文献1では、筐体の内部に複数種類の把持爪が設けられているため、把持爪の開閉ストロークの大きさが筐体の大きさにより制限される。把持爪の開閉ストロークを大きくするには、筐体自体を大きくする必要があり小型化が困難となる可能性がある。特許文献2では、一対の爪がそれぞれ支点ピンを中心に揺動する。このため、支点ピンどうしを結ぶ仮想線に対して垂直な方向において、爪の先端とフレームとの距離が変化する。爪の位置が変化することにより、部品を把持することが困難になる可能性がある。 In Patent Document 1, since a plurality of types of gripping claws are provided inside the housing, the size of the opening / closing stroke of the gripping claws is limited by the size of the housing. In order to enlarge the opening and closing stroke of the gripping claws, it is necessary to enlarge the housing itself, which may make miniaturization difficult. In patent document 2, a pair of nail | claw each rock | fluctuates centering on a fulcrum pin. For this reason, the distance between the tip of the claw and the frame changes in the direction perpendicular to the virtual line connecting the fulcrum pins. Changes in the position of the nail can make it difficult to grip the part.
本発明は、外形寸法が異なる種々の把持対象物を把持することができるとともに、小型化が可能な把持装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a gripping device capable of gripping various gripping objects having different outer dimensions and capable of downsizing.
本発明の一態様に係る把持装置は、基部と、前記基部の表面に対して交差する第1回転軸を中心に揺動可能に設けられた第1リンク部と、一端側が前記第1リンク部に揺動可能に接続され、他端側が第1指部と接続される第2リンク部と、前記基部に設けられ、前記第2リンク部を支持する第1支持部と、を含む第1リンク機構と、前記第1リンク部を駆動する第1駆動装置と、を有し、前記第2リンク部は、前記第2リンク部の長手方向に沿って第1長孔が設けられており、前記第1支持部が前記第1長孔の内部に配置されて、前記第2リンク部及び前記第1指部が前記基部に揺動可能に設けられる。 A gripping device according to one aspect of the present invention includes a base, a first link portion swingably provided about a first rotation axis intersecting the surface of the base, and an end of the first link portion. A second link including a second link connected swingably and having the other end connected to the first finger, and a first support provided on the base and supporting the second link And a first drive device for driving the first link portion, wherein the second link portion is provided with a first elongated hole along the longitudinal direction of the second link portion. A first support portion is disposed inside the first elongated hole, and the second link portion and the first finger portion are provided swingably on the base.
これにより、第1リンク機構の動作により、第1指部が基部に対して揺動可能に設けられているため、第1指部の可動範囲を大きくすることが可能である。また、第1リンク部の揺動により、第2リンク部に接続された第1指部の開閉動作を行うとともに、第1指部の開閉角度に応じて、第2リンク部及び第1指部の、基部の外周よりも外側の部分の長さを変更することができる。これにより、把持装置は、基部と、第1指部の先端との距離を所定の大きさに一定に保った状態で、第1指部の開閉動作を行うことができる。したがって、本態様の把持装置は、外形寸法が異なる種々の把持対象物を把持することができるとともに、小型化が可能である。 As a result, the first finger portion is provided swingably with respect to the base by the operation of the first link mechanism, so that the movable range of the first finger portion can be increased. In addition, by swinging the first link, the opening and closing operation of the first finger connected to the second link is performed, and the second link and the first finger are adjusted according to the opening angle of the first finger. The length of the portion outside the periphery of the base can be changed. Thus, the gripping device can perform the opening and closing operation of the first finger in a state in which the distance between the base and the tip of the first finger is kept constant at a predetermined size. Therefore, the gripping device according to this aspect can grip various gripping objects having different outer dimensions, and can be miniaturized.
本発明の一態様に係る把持装置において、前記第1回転軸とは異なる第2回転軸を中心に、前記基部に揺動可能に設けられた第3リンク部と、一端側が前記第3リンク部に揺動可能に接続され、他端側が第2指部と接続される第4リンク部と、前記第4リンク部を支持する第2支持部と、を含む第2リンク機構と、前記第3リンク部を駆動する第2駆動装置と、を有し、前記第4リンク部は、前記第4リンク部の長手方向に沿って長孔が設けられており、前記第2支持部が前記長孔の内部に配置されて、前記第4リンク部及び前記第2指部が前記基部に揺動可能に設けられる。 In the gripping device according to one aspect of the present invention, a third link portion swingably provided on the base around a second rotation axis different from the first rotation axis, and one end of the third link portion A second link mechanism including a fourth link portion swingably connected to the other, and the other end side connected to the second finger portion, and a second support portion supporting the fourth link portion, and the third link mechanism And a second driving device for driving the link portion, wherein the fourth link portion is provided with an elongated hole along the longitudinal direction of the fourth link portion, and the second support portion is the elongated hole. And the fourth link portion and the second finger portion are swingably provided on the base.
これにより、把持装置は、第1指部及び第2指部の開閉量を大きくすることができる。また、第4リンク部に接続された第2指部の開閉動作を行うとともに、第2指部の開閉角度に応じて、第4リンク部及び第2指部の、基部の外周よりも外側の部分の長さを変更することができる。これにより、把持装置は、基部と、第2指部の先端との距離を所定の大きさに一定に保った状態で、開閉動作を行うことができる。 Thereby, the holding | grip apparatus can enlarge the opening-and-closing amount of a 1st finger part and a 2nd finger part. In addition, while performing the opening and closing operation of the second finger connected to the fourth link, according to the opening and closing angle of the second finger, the fourth link and the second finger outside the outer periphery of the base You can change the length of the part. Thus, the gripping device can perform the opening / closing operation in a state in which the distance between the base and the tip of the second finger is kept constant at a predetermined size.
本発明の一態様に係る把持装置において、前記第1回転軸とは異なる第2回転軸を中心に、前記基部に揺動可能に設けられた第3リンク部と、一端側が前記第3リンク部に揺動可能に接続される第4リンク部と、前記第4リンク部を支持する第2支持部と、を含む第2リンク機構と、前記第2リンク部の他端側と、前記第4リンク部の他端側とを連結する連結部と、を有し、前記第1指部は、前記連結部を介して前記第2リンク部と連結される。 In the gripping device according to one aspect of the present invention, a third link portion swingably provided on the base around a second rotation axis different from the first rotation axis, and one end of the third link portion A second link mechanism including a fourth link portion swingably connected to the second link portion and a second support portion supporting the fourth link portion, the other end side of the second link portion, and the fourth link portion And a connecting portion connecting the other end side of the link portion, and the first finger portion is connected to the second link portion via the connecting portion.
これにより、第1リンク機構、第2リンク機構及び連結部は、平行リンク機構として動作する。連結部は、基部と連結部との角度を所定の大きさに一定に保った状態で、移動する。このため、把持装置は、第1指部を平行に移動させることが可能であり、把持対象物を容易に把持することができる。 Thus, the first link mechanism, the second link mechanism, and the connecting portion operate as a parallel link mechanism. The connecting portion moves with the angle between the base and the connecting portion kept constant at a predetermined size. Therefore, the gripping device can move the first finger in parallel, and can easily grip the gripping target.
本発明の一態様に係る把持装置において、前記第1回転軸とは異なる第2回転軸を中心に、前記基部に揺動可能に設けられた第3リンク部と、一端側が前記第3リンク部に揺動可能に接続され、他端側が第2指部と接続される第4リンク部と、を含む第2リンク機構と、前記第1リンク部と連結され、前記第1リンク部とともに前記第1回転軸を中心に回転できる第1歯車と、前記第3リンク部と連結され、前記第1歯車と噛み合う第2歯車と、を有する。 In the gripping device according to one aspect of the present invention, a third link portion swingably provided on the base around a second rotation axis different from the first rotation axis, and one end of the third link portion A second link mechanism including a fourth link portion swingably connected to the second finger portion at the other end side, and the first link portion coupled with the second link mechanism, and the first link portion together with the first link portion It has the 1st gear which can be rotated centering on 1 rotation axis, and the 2nd gear which is connected with the 3rd link part and meshes with the 1st gear.
これにより、第1駆動装置の駆動力は、第1歯車及び第2歯車を介して第2リンク機構に伝達され、第4リンク部及び第2指部の開閉動作を行うことができる。つまり、把持装置は、1つの駆動装置で2つの指部の開閉動作を行うことができる。したがって、把持装置が小型化する。 Thereby, the driving force of the first drive device is transmitted to the second link mechanism via the first gear and the second gear, and the opening and closing operation of the fourth link and the second finger can be performed. That is, the gripping device can perform the opening and closing operation of the two finger portions with one drive device. Therefore, the gripping device is miniaturized.
本発明の一態様に係る把持装置において、前記第1指部と対向する第2指部を有し、前記第2指部は、前記基部に対する位置が固定されている。 In the gripping device according to one aspect of the present invention, a second finger portion facing the first finger portion is provided, and the second finger portion is fixed in position with respect to the base portion.
これにより、第2指部の開閉動作を行うためのリンク機構や駆動装置が不要である。このため、基部の大きさを小さくすることができる。したがって、把持装置が小型化する。 This eliminates the need for the link mechanism and the drive device for performing the opening and closing operation of the second finger. For this reason, the size of the base can be reduced. Therefore, the gripping device is miniaturized.
本発明によれば、外形寸法が異なる種々の把持対象物を把持することができるとともに、小型化が可能である。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, while being able to hold | grip various holding | grip objects which differ in an outside dimension, size reduction is possible.
本発明を実施するための形態(実施形態)につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。 A mode (embodiment) for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited by the contents described in the following embodiments. Further, the components described below include those which can be easily conceived by those skilled in the art and those which are substantially the same. Furthermore, the components described below can be combined as appropriate.
(第1実施形態)
図1は、第1実施形態に係る把持装置を有するピッキング装置の概略構成を示す図である。本実施形態に係るピッキング装置200は、作業エリア214内のトレー213にランダムに積み上げ収容されたワーク215(把持対象物)のピッキング及び搬送作業を行うためのものである。
First Embodiment
FIG. 1 is a view showing a schematic configuration of a picking device having a gripping device according to the first embodiment. The
図1に示すように、本実施形態のピッキング装置200は、多関節アーム202と、把持装置1とを含む。把持装置1は、多関節アーム202の先端に取り付けられる。多関節アーム202及び把持装置1は、制御装置204によって位置及び姿勢が制御される。
As shown in FIG. 1, the
多関節アーム202は、基台203の上に設置される。多関節アーム202は、基台203から順に、第1アーム部221a、第2アーム部221b、第3アーム部221c、及び第4アーム部221dを有している。
The articulated
第1アーム部221aは、第1アーム軸222aを介して基台203と回動可能に連結されている。第2アーム部221bは、第2アーム軸222bを介して第1アーム部221aと回動可能に連結されている。第3アーム部221cは、第3アーム軸222cを介して第2アーム部221bと回動可能に連結されている。第4アーム部221dは、第4アーム軸222dを介して第3アーム部221cと回動可能に連結されている。ハンドエフェクタ223は、第5アーム軸222eを介して、第4アーム部221dの先端に回動可能に連結されている。
The
第1アーム軸222a、第2アーム軸222b、第3アーム軸222c、第4アーム軸222d及び第5アーム軸222eには、それぞれ駆動部としてロータリアクチュエータ(図示せず)が設けられている。
Each of the
ハンドエフェクタ223には、把持装置1が取り付けられている。すなわち、把持装置1は、ハンドエフェクタ223を介して多関節アーム202に支持されている。把持装置1の第1指部21と第2指部22との開閉動作により、ワーク215のピッキング及び搬送作業を行うことができる。
The gripping device 1 is attached to the
また、ハンドエフェクタ223と把持装置1との間に力覚センサ207が取り付けられている。力覚センサ207は、例えばひずみゲージや圧電素子等を組み合わせて構成される。力覚センサ207は、互いに直交する3軸の方向に作用する力の大きさと、各軸回りに作用するモーメントの大きさを同時に検出することができる。制御装置204は、力覚センサ207からの入力信号を解析することで、把持装置1に作用する力(例えば、第1指部21と第2指部22との間に作用する把持力)を検知することができる。
Further, a
力覚センサ207は、例えば、第1指部21の把持面GS1(図2参照)及び第2指部22の把持面GS2(図2参照)の少なくとも一方に設けることができる。これにより、制御装置204は、ワーク215の有無や、ワーク215を把持する際の把持力等、把持装置1に作用する力を検知して信頼性の高い制御が可能となる。
The
作業エリア214内の所定位置には、俯瞰センサ205が設けられている。俯瞰センサ205としては、例えば距離画像カメラや赤外線センサが用いられる。制御装置204は、俯瞰センサ205によって取り込まれた画像を解析することで、ピッキング装置200と、トレー213内のワーク215との位置を把握することができる。
An
ハンドエフェクタ223には、ハンドアイセンサ206が取り付けられている。ハンドアイセンサ206としては、例えばステレオ3Dカメラやレーザスキャナが用いられる。制御装置204は、ハンドアイセンサ206によって取り込まれた画像を解析することで、ワーク215の3次元形状を検出することができる。
A
次に、把持装置1の構成について説明する。図2は、第1実施形態に係る把持装置の斜視図である。図3は、第1実施形態に係る把持装置の正面図である。なお、図3では、図面を見やすくするためにカバー11を省略して示している。 Next, the configuration of the gripping device 1 will be described. FIG. 2 is a perspective view of the gripping device according to the first embodiment. FIG. 3 is a front view of the gripping device according to the first embodiment. In FIG. 3, the cover 11 is omitted to make the drawing easy to see.
以下の説明において、第1方向Dx、第2方向Dy及び第3方向Dzが用いられる。基部10の第1面10cに平行な方向を第1方向Dx及び第2方向Dyとする。基部10の第1面10cに垂直な方向を第3方向Dzとする。第3方向Dzは第1方向Dx及び第2方向Dyの両方に対して垂直な方向である。また、第1方向Dxは第2方向Dyに対して垂直な方向である。なお、これに限定されず、第1方向Dxは第2方向Dyに対して90°以外の角度で交差してもよい。第3方向Dzは、第1方向Dx及び第2方向Dyに対して90°以外の角度で交差してもよい。また、「正面視」とは、第3方向Dzから見た場合をいう。
In the following description, the first direction Dx, the second direction Dy and the third direction Dz are used. A direction parallel to the
図2に示すように、本実施形態の把持装置1は、駆動装置102と、基部10と、リンク機構3と、第1指部21と、第2指部22と、を備える。図2及び図3に示すように、基部10は、第1面10cと、第1面10cとは反対側の第2面10dとを有する板状の部材である。基部10は、正面視で、互いに対向する辺10aと辺10bとを有する矩形状である。なお、これに限定されず、基部10は、多角形状、円形状、楕円形状等であってもよい。
As shown in FIG. 2, the gripping device 1 of the present embodiment includes a
図2に示すように、把持装置1は、さらにカバー11と、複数の支柱12とを有する。カバー11は、基部10の第1面10cと対向する。複数の支柱12は、それぞれ、カバー11と基部10との間に設けられる。複数の支柱12の両端にねじ孔が設けられている。複数の支柱12の一端はカバー11にねじ止めにより固定される。また、複数の支柱12の他端は基部10にねじ止めにより固定される。
As shown in FIG. 2, the gripping device 1 further includes a cover 11 and a plurality of
駆動装置102は、リンク機構3及び第1指部21を駆動させる装置であり、例えば回転アクチュエータである。回転アクチュエータとして、ロータリーモータ等を用いることができる。駆動装置102は、回転運動するシャフト102aを備える。駆動装置102は、基部10の第2面10d側に設けられる。基部10には複数のねじ孔10e及び開口10fが設けられる。駆動装置102は、ねじ孔10eを介して、例えばねじ止めにより基部10の第2面10dに固定される。シャフト102aは、開口10fを通って第1面10c側まで延在する。
The
リンク機構3は、第1リンク部31と、第2リンク部32と、支持部33と、ピン34とを含む。第1リンク部31、支持部33及びピン34は、カバー11と基部10との間の空間に配置される。第2リンク部32は、カバー11と基部10との間の空間から、外側の空間まで延在する。
The
図3に示すように、第1リンク部31は、シャフト102aに固定される。これにより、第1リンク部31は、駆動装置102のシャフト102aの回転動作により駆動される。第1リンク部31は、第1軸AX1を中心に揺動可能に設けられる。ここで、第1軸AX1は、シャフト102aの回転軸であり、第3方向Dzに沿って設けられる。
As shown in FIG. 3, the
第2リンク部32の一端側は、ピン34を介して第1リンク部31と接続される。第2リンク部32は、第1リンク部31に対して、第2軸AX2を中心に揺動可能に設けられている。ここで、第2軸AX2は、ピン34の中心軸であり、第3方向Dzに沿って設けられる。第2リンク部32の他端側は、第1指部21と接続される。また、第2リンク部32は、第2リンク部32の長手方向に沿って長孔35が設けられている。長孔35は、第2リンク部32を第3方向Dzに貫通して形成される。長孔35は、第1内壁35aと第2内壁35bとを有する。第1内壁35aと第2内壁35bとは、第2リンク部32の長手方向に対向している。第1内壁35aは第2リンク部32の一端側に設けられ、第2内壁35bは第2リンク部32の他端側に設けられる。長孔35は、第2リンク部32の長手方向に沿って長さLhを有する。言い換えると、長さLhは、第1内壁35aと第2内壁35bとの間の距離である。第2リンク部32は、正面視で、基部10と重なる部分と、基部10の外周の辺10bよりも外側に配置される部分とを有する。
One end side of the
図2に示すように、支持部33は、第3方向Dzに延在する柱状の部材である。支持部33は、カバー11と基部10との間に固定されている。図3に示すように、支持部33は、長孔35の内部に配置されて、第2リンク部32を支持する。これにより、第2リンク部32及び第1指部21は、第3軸AX3を支点として、基部10に揺動可能に設けられる。また、第2リンク部32及び第1指部21は、第2リンク部32の長手方向に移動可能に設けられている。つまり、第2リンク部32は、長孔35と支持部33との長手方向の位置関係が変化するように移動する。ここで、第3軸AX3は、支持部33の中心軸であり、第3方向Dzに沿って設けられる。
As shown in FIG. 2, the
第1指部21は、固定部21aと、把持部21bとを有する。図2に示すように、第1指部21は、板状の部材であり。固定部21aは、第2リンク部32の他端側に設けられたねじ孔32bを介して、ねじ止めにより第2リンク部32に固定される。把持部21bは湾曲した形状を有する。把持部21bは、第2指部22に対して離れる方向に凸となる。
The
図2に示すように、第2指部22は、接続部材15を介してカバー11に固定される。接続部材15は、カバー11と第2指部22とを接続するための部材であり、例えば直方体状である。接続部材15は、カバー11と基部10との間に設けられ、カバー11の、基部10と対向する面に固定される。第2指部22は、固定部22aと、傾斜部22bと、把持部22cとを有する。固定部22aは、第2方向Dyに延在する平板状であり、接続部材15に固定される。傾斜部22bは、固定部22aに対して、リンク機構3及び第1指部21から離れる方向に傾斜している。把持部22cは、傾斜部22bと連結されており、第2方向Dyに延在する平板状の部材である。このように、第2指部22は、基部10に対する位置が固定され、第1指部21と対向して設けられる。第2リンク部32及び第1指部21の開閉動作により、把持部21bと把持部22cとの間にワーク215が把持される。
As shown in FIG. 2, the
第2指部22は、傾斜部22bを有しているため、把持部22cの第1方向Dxの位置が、基部10の第1方向Dxの位置よりも外側に設けられる。このため、把持装置1は、基部10の第1方向Dxの幅よりも大きいワーク215を把持することができる。
Since the
なお、第1指部21及び第2指部22の形状は、あくまで一例であり適宜変更することができる。また、カバー11及び支柱12の構成もあくまで一例であり適宜変更することができる。例えば、カバー11は、基部10と一体に設けられて、リンク機構3及び第2指部22の一部を囲む筐体であってもよい。また、第2指部22は、基部10に固定されていてもよい。
The shapes of the
次に、図3、図4及び図5を参照して、本実施形態の把持装置1の開閉動作について説明する。図4及び図5は、第1実施形態に係る把持装置の開閉動作を説明するための正面図である。図3は、第1指部21と第2指部22とが閉じた状態を示す。具体的には、閉じた状態は、第1指部21の端部21dと第2指部22の端部22dとの間の、第1方向Dxでの距離L2(図4、図5参照)が最も小さくなる状態である。なお、本実施形態では、第1指部21の端部21dは、把持部21bの先端であって、第3方向Dzから見て仮想線A1に重なる部分である。仮想線A1は、正面視でピン34の第2軸AX2と支持部33の第3軸AX3とを通る直線である。第2指部22の端部22dは、把持部22cの先端であって、第3方向Dzから見て、第2方向Dyで基部10から最も離れた部分である。
Next, the opening / closing operation of the gripping device 1 of the present embodiment will be described with reference to FIGS. 3, 4 and 5. FIG.4 and FIG.5 is a front view for demonstrating the opening and closing operation of the holding | gripping apparatus which concerns on 1st Embodiment. FIG. 3 shows a state in which the
図3に示すように、閉じた状態では、駆動装置102が第1リンク部31を駆動することにより、第1リンク部31及びピン34は、仮想線A2に対し第2指部22の反対側に位置する。ここで、仮想線A2は、正面視でシャフト102aの第1軸AX1と支持部33の第3軸AX3とを通る直線である。本実施形態では、仮想線A2は、第2方向Dyと平行な方向である。上述したように、第2リンク部32及び第1指部21は、第3軸AX3を支点として揺動する。これにより、第2リンク部32の他端側及び第1指部21は、仮想線A2に対して第2指部22に近づく方向に向けられる。また、閉じた状態では、長孔35の第1内壁35a側に支持部33が位置する。これにより、第2リンク部32のうち、基部10と重ならない部分、言い換えると、基部10の辺10bよりも外側の部分の長さが長くなるように、第2リンク部32の長手方向の位置が移動する。
As shown in FIG. 3, in the closed state, the driving
ここで、距離L1は、第1指部21及び第2指部22の先端部分であって、第2方向Dyで基部10の辺10bから最も離れた部分と、基部10の辺10bとの間の第2方向Dyにおける距離とする。また、仮想線A1と仮想線A2とがなす角度を、第2リンク部32及び第1指部21の開閉角度θ1とする。なお、図3に示す閉じた状態では、第1指部21の端部21dと第2指部22の端部22dとが接しているが、これに限定されない。閉じた状態で第1指部21の端部21dと、第2指部22の端部22dとが離れていてもよい。
Here, the distance L1 is a tip portion of the
図4は、閉じた状態と、開いた状態との間の中間状態を示す。図4に示すように、駆動装置102が第1リンク部31を駆動することにより、第1リンク部31及びピン34は、シャフト102aの回転とともに、図3に示す状態から、第1軸AX1を中心に矢印RCWの方向(反時計回り方向)に移動する。これにより、第2リンク部32の他端側及びピン34は、シャフト102aに対して、支持部33の反対側に位置する。第2リンク部32及び第1指部21は、仮想線A2に対して平行になるように向けられる。図4では、ピン34の第2軸AX2の位置は、第3方向Dzから見て仮想線A2と重なる。また、仮想線A1と仮想線A2は、重なっているため、開閉角度θ1(図3参照)は0°となる。第1指部21の端部21dと第2指部22の端部22dとの間の、第1方向Dxでの距離L2は、閉じた状態よりも大きくなる。
FIG. 4 shows an intermediate state between the closed state and the open state. As shown in FIG. 4, when the
また、図4に示す中間状態では、閉じた状態に比べて、ピン34と支持部33との距離が大きくなる。第2リンク部32の一端側は、第2方向Dyで、支持部33から離れる方向に移動する。この場合、長孔35は、正面視で基部10と重なる位置になり、支持部33は、長孔35の第2内壁35b側に位置する。つまり、第2リンク部32のうち、基部10と重ならない部分、言い換えると、基部10の辺10bよりも外側の部分の長さが短くなるように、第2リンク部32の長手方向の位置が移動する。このように、開閉角度θ1が小さくなるにしたがって、第2リンク部32のうち、基部10の辺10bよりも外側の部分の長さが短くなる。図4に示す中間状態での距離L1は、図3の閉じた状態での距離L1と一致する。この場合の距離L1は、第1指部21の端部21d及び第2指部22の端部22dと、基部10の辺10bとの間の第2方向Dyにおける距離である。これにより、一定の距離L1を保ちつつ、第1指部21及び第2リンク部32の開閉角度θ1が変化する。
Further, in the intermediate state shown in FIG. 4, the distance between the
図5は、第1指部21と第2指部22とが開いた状態を示す。図5に示すように、駆動装置102が第1リンク部31を駆動することにより、第1リンク部31及びピン34は、シャフト102aの回転動作とともに、図4に示す状態から、第1軸AX1を中心に矢印RCWの方向(反時計回り方向)に移動する。これにより、第2リンク部32及び第1指部21は、支持部33の第3軸AX3を支点として揺動する。第2リンク部32の他端側及び第1指部21は、仮想線A2に対して第2指部22から離れる方向に向けられる。
FIG. 5 shows a state in which the
このような動作により、第1指部21の開閉角度θ1が大きくなる。第1指部21の端部21dと第2指部22の端部22dとの間の、第1方向Dxでの距離L2は、図4の中間状態よりも大きくなる。図5に示す開いた状態では、距離L2は、基部10の第1方向Dxの幅よりも大きくなる。
By such an operation, the open / close angle θ1 of the
また、図5に示す開いた状態では、図4の中間状態に比べて、ピン34と支持部33との距離が小さくなる。このため、第2リンク部32は、基部10の外側に押し出されるように移動し、第2リンク部32の一端側が第2方向Dyの支持部33に近づく方向に移動する。長孔35は、正面視で基部10と重ならない位置に移動する。長孔35の第1内壁35a側に支持部33が位置する。このように、第2リンク部32のうち、基部10と重ならない部分、言い換えると、基部10の辺10bよりも外側の部分の長さが長くなるように、第2リンク部32の長手方向の位置が移動する。図5に示す開いた状態での距離L1は、図3の閉じた状態での距離L1及び図4の中間状態での距離L1と一致する。これにより、一定の距離L1を保ちつつ、第1指部21及び第2リンク部32が開いた状態となる。
Further, in the open state shown in FIG. 5, the distance between the
図3から図5に示すように、長孔35の長さLhは、第1軸AX1と第2軸AX2との間の長さ(第1距離r1)よりも長い。これにより、把持装置1は、閉じた状態(図3参照)から開いた状態(図5参照)に、又は開いた状態から閉じた状態に、リンク機構3を滑らかに動作させることができる。閉じた状態、あるいは開いた状態で、支持部33が長孔35の第1内壁35aに接するように、長孔35の長さLhを設けてもよい。これにより、長孔35及び支持部33はストッパの機能を有することもできる。
As shown in FIGS. 3 to 5, the length Lh of the
以上説明したように、本実施形態の把持装置1は、基部10と、リンク機構3と、駆動装置102と、を有する。リンク機構3は、第1リンク部31と、第2リンク部32と、支持部33とを含む。第1リンク部31は、基部10の第1面10c(表面)に対して交差する第1軸AX1(第1回転軸)を中心に揺動可能に設けられる。第2リンク部32は、一端側が第1リンク部31に揺動可能に接続され、他端側が第1指部21と接続される。支持部33は、基部10に設けられ、第2リンク部32を支持する。第2リンク部32は、第2リンク部32の長手方向に沿って長孔35が設けられている。支持部33が長孔35の内部に配置されて、第2リンク部32及び第1指部21が基部10に揺動可能に設けられる。
As described above, the gripping device 1 of the present embodiment includes the
これにより、リンク機構3の動作により、第1指部21が基部10に対して揺動可能に設けられているため、第1指部21の可動範囲を大きくすることが可能である。つまり、第1指部21の端部21dと第2指部22の端部22dとの間の、第1方向Dxでの距離L2は、基部10の第1方向Dxの幅よりも大きくなる。したがって、把持装置1は、基部10の幅の増大を抑制して把持装置1の小型化を図るとともに、外径形状の異なる種々の把持対象物を把持することができる。
As a result, the
また、第1リンク部31の揺動により、第2リンク部32に接続された第1指部21の開閉動作を行うとともに、第1指部21の開閉角度θ1に応じて、第2リンク部32及び第1指部21の、基部10の外周よりも外側の部分の長さを変更することができる。これにより、基部10と、第1指部21の先端との距離を所定の大きさ(距離L1)に一定に保った状態で、第1指部21の開閉動作を行うことができる。これにより、把持装置1は、開閉動作の際に第1指部21の端部21dが、トレー213(図1参照)の底面等に接触することを抑制できる。このため、外径形状の異なる種々の把持対象物を容易に把持することができる。
In addition, while the opening and closing operation of the
また、把持装置1は、第1指部21及び第2指部22を交換するATC(Auto Tool changer)を設けない構成とすることもできる。さらに、把持装置1を動作させるロボットの多関節アーム202(図1参照)側で、第1指部21及び第2指部22の開閉度合いに応じて高さの調整を行う必要がなくなる。把持装置1は、ロボットの制御プログラム及びロボットの動作を簡略化でき、リードタイムを短縮できる。
In addition, the gripping device 1 may be configured without providing an ATC (Auto Tool changer) for exchanging the
図6は、第1実施形態に係る把持装置の制御ブロック図である。図7は、第1指部の開閉量と把持力の関係を示すグラフの一例である。制御装置101は、パーソナルコンピュータ(PC)、又はサーバシステム等のコンピュータである。制御装置101は、記憶部101Aと演算部101Bとを含む。記憶部101Aはハードディスク、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)等を含む。演算部101Bは、CPU(Central Processing Unit)等を含む。
FIG. 6 is a control block diagram of the gripping device according to the first embodiment. FIG. 7 is an example of a graph showing the relationship between the opening / closing amount of the first finger and the gripping force. The
入力部110は、キーボードやタッチパネル等の情報入力装置である。入力部110から、把持装置1の動作に関する情報又は動作プログラムが記憶部101Aに入力される。
The
駆動装置102は制御装置101からの制御信号により動作する。駆動装置102から入力される駆動力により、上述したリンク機構3及び第1指部21の開閉動作が行われる。具体的には、駆動装置102で生じた駆動力が、シャフト102a、第1リンク部31及び第2リンク部32に伝わる。第1リンク部31及び第2リンク部32の移動によって、第1指部21の開閉動作が行われる。
The
センサ部103は、例えば、変位センサ、角度センサ、速度センサ、圧力センサ等を含む。また、センサ部103は、図1に示す力覚センサ207も含む。センサ部103は、第1指部21の動作状態を検出し、各種情報を制御装置101に出力する。制御装置101は、第1指部21及び第2指部22の動作状態に応じて駆動装置102を駆動する。
The
例えば、制御装置101は、第1指部21の変位、開閉角度、速度等に基づいて駆動装置102を駆動してもよい。例えば、制御装置101は、把持力に基づいて駆動装置102を駆動してもよい。把持力とは、第1指部21及び第2指部22によって挟まれている把持対象に加えられている力である。すなわち、把持力とは、第1指部21及び第2指部22が把持対象から受ける反力であるともいえる。また、制御装置101は、第1指部21及び第2指部22の変位、開閉角度、速度、把持力等が組み合わされた情報に基づいて駆動装置102を駆動してもよい。
For example, the
図7に示すグラフの横軸は、第1指部21の開閉量、つまり、第1指部21の端部21dと第2指部22の端部22dとの間の、第1方向Dxでの距離L2を示す。縦軸は把持力を示す。図7に示すように、把持装置1の把持力は、距離L2によらずほぼ一定となる。このため、制御装置101は、容易に把持力を制御することができる。把持装置1は、例えば、柔軟な食材等を把持する場合、食材が変形したりつぶれたりしないように把持力を制御することができる。
The horizontal axis of the graph shown in FIG. 7 indicates the opening / closing amount of the
ここで、図3に示すように、正面視での第1軸AX1と第2軸AX2との間の距離を第1距離r1とする。第1軸AX1と第3軸AX3との間の距離を第2距離r2とする。第2軸AX2と、第1指部21の端部21dとの間の距離を第3距離r3とする。本実施形態では、第1距離r1と第3距離r3との比率(r1/r3)の範囲は、例えば0.11以上、0.17以下である。そして、第1距離r1、第2距離r2及び第3距離r3は、下記の式(1)を満たす。
Here, as shown in FIG. 3, the distance between the first axis AX1 and the second axis AX2 in a front view is taken as a first distance r1. A distance between the first axis AX1 and the third axis AX3 is taken as a second distance r2. A distance between the second axis AX2 and the
r2/r3=0.657×r1/r3+0.143 (1) r2 / r3 = 0.657 × r1 / r3 + 0.143 (1)
第1距離r1、第2距離r2及び第3距離r3をこの範囲とすることで、距離L1を一定に保ち、かつ、把持力を一定にすることができる。より好ましくは、第1距離r1、第2距離r2及び第3距離r3は、r1:r2:r3=0.14:0.235:1の関係である。また、第1指部21をより大きく開くようにする場合、すなわち距離L2を大きくする場合には、上記の第1距離r1、第2距離r2及び第3距離r3の関係を保つように、第1指部21、第1リンク部31、第2リンク部32、支持部33等の構成を決定することか好ましい。なお、開閉動作に伴う距離L1のずれの許容量、又は、把持力のずれの許容量に応じて、第1距離r1、第2距離r2及び第3距離r3の範囲は、適宜変更できる。
By setting the first distance r1, the second distance r2 and the third distance r3 in this range, it is possible to keep the distance L1 constant and to make the gripping force constant. More preferably, the first distance r1, the second distance r2, and the third distance r3 have a relationship of r1: r2: r3 = 0.14: 0.235: 1. Further, in the case where the
(第2実施形態)
図8は、第2実施形態に係る把持装置の正面図である。図9は、第2実施形態に係る把持装置の制御ブロック図である。図8に示すように、本実施形態の把持装置1Aは、基部10Aと、第1リンク機構4と、第2リンク機構5と、第1指部21Aと、第2指部22Aとを有する。また、図9に示すように、把持装置1Aは、第1駆動装置1021と、第2駆動装置1022と、を有する。
Second Embodiment
FIG. 8 is a front view of the gripping device according to the second embodiment. FIG. 9 is a control block diagram of the gripping device according to the second embodiment. As shown in FIG. 8, the
図8に示すように、基部10Aは、正面視で、対向する辺10Aaと辺10Abとを有する矩形状である。本実施形態では、基部10Aの第1方向Dxの幅は、第2方向Dyの幅よりも大きい。第1リンク機構4は、第1リンク部41、第2リンク部42、第1支持部43及びピン44を含む。第1支持部43は、第2リンク部42の長孔45の内部に配置される。第1リンク機構4及び第1指部21Aの構成及び動作は、第1実施形態のリンク機構3と同様であり、詳細な説明は省略する。
As shown in FIG. 8, the
第2リンク機構5は、第3リンク部51、第4リンク部52、第2支持部53及びピン54を含む。第3リンク部51は、第1リンク部41の第1軸AX1aとは異なる第4軸AX4を中心に、基部10Aに揺動可能に設けられる。第4軸AX4は、第2シャフト1022aの回転軸であり、第3方向Dzに沿って設けられる。
The
第4リンク部52の一端側は、ピン54を介して第3リンク部51に接続される。第4リンク部52は、第3リンク部51に対して、第5軸AX5を中心に揺動可能に設けられている。第5軸AX5は、ピン54の中心軸であり、第3方向Dzに沿って設けられる。第4リンク部52の他端側は第2指部22Aと接続される。第4リンク部52は、第4リンク部52の長手方向に沿って長孔55が設けられている。第2支持部53は、第4リンク部52の長孔55の内部に配置される。
One end side of the
第2指部22Aは、固定部22Aaと、把持部22Abとを有する。固定部22Aaは、第4リンク部52の他端側に接続される。把持部22Abは湾曲した形状を有する。第2指部22Aは、第1指部21Aの固定部21Aa及び把持部21Abと同様の形状を有する。把持部22Abは、第1指部21Aの把持部21Abに対して離れる方向に凸となる。
The
このような構成により、第4リンク部52及び第2指部22Aは、第6軸AX6を支点として、基部10Aに揺動可能に設けられる。また、第4リンク部52及び第2指部22Aは、長手方向に移動可能に設けられている。ここで、第6軸AX6は、第2支持部53の中心軸であり、第3方向Dzに沿って設けられる。
With such a configuration, the
本実施形態では、第2リンク機構5及び第2指部22Aは、第2方向Dyに平行な線を対称軸として、第1リンク機構4及び第1指部21Aと線対称の構成を有する。すなわち、第4軸AX4の第2方向Dyの位置は、第1軸AX1aの第2方向Dyの位置と等しい。第5軸AX5の第2方向Dyの位置は、第2軸AX2aの第2方向Dyの位置と等しい。第6軸AX6の第2方向Dyの位置は、第3軸AX3aの第2方向Dyの位置と等しい。また、第4リンク部52の長孔55の長さLh2は、第2リンク部42の長孔45の長さLh1と等しい。なお、第2リンク機構5及び第2指部22Aは、第1リンク機構4及び第1指部21Aと非対称の構成を有していてもよい。
In the present embodiment, the
図9に示す第1駆動装置1021は、第1リンク機構4及び第1指部21Aを駆動させる装置であり、例えば回転アクチュエータである。第1駆動装置1021は、基部10Aに固定されている。第1駆動装置1021は、回転運動する第1シャフト1021aを備える。
The
第2駆動装置1022は、第2リンク機構5及び第2指部22Aを駆動させる装置であり、例えば回転アクチュエータである。第2駆動装置1022は、基部10Aに固定されている。第2駆動装置1022は、回転運動する第2シャフト1022aを備える。
The
本実施形態の把持装置1Aでは、第1リンク機構4の動作により、第1指部21Aが基部10Aに対して揺動可能に設けられ、第2リンク機構5の動作により、第2指部22Aが基部10Aに対して揺動可能に設けられている。第2駆動装置1022は、第1駆動装置1021の第1シャフト1021aの回転方向と反対方向に第2シャフト1022aを回転させる。これにより、第4リンク部52及び第2指部22Aは、第2リンク部42及び第1指部21Aと反対方向に揺動する。
In the
このため、第1実施形態の把持装置1に比べて、第1指部21A及び第2指部22Aの可動範囲を大きくすることが可能である。つまり、第1指部21Aの端部21Adと第2指部22Aの端部22Adとの間の、第1方向Dxでの距離L2は、基部10Aの第1方向Dxの幅よりも大きくなる。したがって、把持装置1Aは、基部10Aの幅の増大を抑制して把持装置1Aの小型化を図るとともに、外径形状の異なる種々の把持対象物を把持することができる。
For this reason, as compared with the gripping device 1 of the first embodiment, it is possible to make the movable range of the
把持装置1Aは、第1リンク機構4の動作により第1指部21Aの開閉動作を行うとともに、第2リンク部42の開閉角度θ1に応じて、第2リンク部42の、基部10Aの外周よりも外側の部分の長さを変更することができる。また、把持装置1Aは、第2リンク機構5の動作により第2指部22Aの開閉動作を行うとともに、第4リンク部52の開閉角度θ2に応じて、第4リンク部52の、基部10Aの外周よりも外側の部分の長さを変更することができる。これにより、基部10Aと第1指部21Aの端部21Adとの距離、及び、基部10Aと第2指部22Aの端部22Adとの距離を所定の大きさ(距離L1)に一定に保った状態で、第1指部21A及び第2指部22Aの開閉動作を行うことができる。
The
ここで、開閉角度θ2は、仮想線B1と仮想線B2とがなす角度である。仮想線B1は、正面視でピン54の第5軸AX5と第2支持部53の第6軸AX6とを通る直線である。仮想線B2は、正面視で第2シャフト1022aの第4軸AX4と第2支持部53の第6軸AX6とを通る直線である。本実施形態では、第4リンク部52及び第2指部22Aの開閉角度θ2は、第2リンク部42及び第1指部21Aの開閉角度θ1と等しい。ただし、第1駆動装置1021と第2駆動装置1022とは、それぞれ独立して第1リンク機構4と第2リンク機構5とを独立して駆動できる。このため、開閉角度θ2は、開閉角度θ1と異なっていてもよい。
Here, the opening / closing angle θ2 is an angle formed by the virtual line B1 and the virtual line B2. The virtual line B1 is a straight line passing the fifth axis AX5 of the
図9に示すように、第1駆動装置1021及び第2駆動装置1022は制御装置101からの制御信号により動作する。第1駆動装置1021から入力される駆動力により、第1リンク機構4及び第1指部21Aの開閉動作が行われる。具体的には、第1駆動装置1021で生じた駆動力が、第1シャフト1021a、第1リンク部41、第2リンク部42及び第1指部21Aに伝わる。第1リンク部41及び第2リンク部42の移動によって、第1指部21Aの開閉動作が行われる。また、第2駆動装置1022から入力される駆動力により、第2リンク機構5及び第2指部22Aの開閉動作が行われる。具体的には、第2駆動装置1022で生じた駆動力が、第2シャフト1022a、第3リンク部51、第4リンク部52及び第2指部22Aに伝わる。第3リンク部51及び第4リンク部52の移動によって、第2指部22Aの開閉動作が行われる。
As shown in FIG. 9, the
第1センサ部1031及び第2センサ部1032は、例えば、変位センサ、角度センサ、速度センサ、圧力センサ等を含む。第1センサ部1031は、第1指部21Aの動作状態を検出し、各種情報を制御装置101に出力する。第2センサ部1032は、第2指部22Aの動作状態を検出し、各種情報を制御装置101に出力する。制御装置101は、第1指部21Aの動作状態に応じて第1駆動装置1021を駆動する。制御装置101は、第2指部22Aの動作状態に応じて第2駆動装置1022を駆動する。
The
例えば、制御装置101は、第1指部21A及び第2指部22Aのそれぞれの変位、開閉角度、速度等に基づいて第1駆動装置1021及び第2駆動装置1022を駆動してもよい。例えば、制御装置101は、把持力に基づいて第1駆動装置1021及び第2駆動装置1022を駆動してもよい。また、制御装置101は、第1指部21A及び第2指部22Aのそれぞれの変位、開閉角度、速度、把持力等が組み合わされた情報に基づいて第1駆動装置1021及び第2駆動装置1022を駆動してもよい。
For example, the
以上説明したように、本実施形態の把持装置1Aは、第1リンク機構4及び第1駆動装置1021に加え、第2リンク機構5と、第2駆動装置1022とを備える。第2リンク機構5は、第3リンク部51と、第4リンク部52と、第2支持部53とを含む。第3リンク部51は第1リンク部41の第1軸AX1a(第1回転軸)とは異なる第4軸AX4(第2回転軸)を中心に、基部10Aに揺動可能に設けられる。第4リンク部52の一端側は第3リンク部51に揺動可能に接続され、他端側は第2指部22Aと接続される。第2支持部53は、第4リンク部52を支持する。第2駆動装置1022は、第3リンク部51を駆動する。第4リンク部52は、第4リンク部52の長手方向に沿って長孔55が設けられている。第2支持部53は長孔55の内部に配置されて、第4リンク部52及び第2指部22Aが基部10Aに揺動可能に設けられる。
As described above, in addition to the
これにより、把持装置1Aは、第1指部21A及び第2指部22Aの開閉量を大きくすることができる。具体的には、第1指部21Aの端部21Adと第2指部22Aの端部22Adとの間の、第1方向Dxでの距離L2は、基部10Aの第1方向Dxの幅よりも大きくなる。また、把持装置1Aは、第1指部21Aと同様に、第2指部22Aも、基部10Aと、第2指部22Aの端部22Adとの距離L1を所定の大きさに一定に保った状態で、開閉動作を行うことができる。
Thus, the
(第3実施形態)
図10は、第3実施形態に係る把持装置の正面図である。なお、以下の説明においては、上述した実施形態で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。本実施形態の把持装置1Bは、第1リンク機構4Aと、第2リンク機構5Aと、連結部61と、第1指部21Bと、第2指部22Bとを有する。
Third Embodiment
FIG. 10 is a front view of the gripping device according to the third embodiment. In the following description, the same components as those described in the above-described embodiment will be assigned the same reference numerals and overlapping descriptions will be omitted. The
第1リンク機構4Aは、第1リンク部41A、第2リンク部42A、第1支持部43A及びピン44Aを含む。第2リンク機構5Aは、第3リンク部51A、第4リンク部52A、第2支持部53A及びピン54Aを含む。第1リンク機構4A及び第2リンク機構5Aは、第2実施形態に示す第1リンク機構4及び第2リンク機構5と同様の構成である。
The
本実施形態では、第2リンク機構5Aの第3リンク部51Aは、第1リンク機構4Aの第1リンク部41Aと平行な方向に向けられている。第1リンク機構4Aの支持部43Aは、第2リンク部42Aの長孔45Aの内部に配置され、第2リンク部42Aを揺動可能に支持する。第2リンク機構5Aの支持部53Aは、第4リンク部52Aの長孔55Aの内部に配置され、第4リンク部52Aを揺動可能に支持する。第4リンク部52Aは、第2リンク部42Aと平行な方向に向けられている。第2リンク部42Aの開閉角度θ1は、第4リンク部52Aの開閉角度θ2と等しい。
In the present embodiment, the
第2リンク部42Aの他端側と、第4リンク部52Aの他端側とは、連結部61を介して連結される。第2リンク部42Aは、ピン62を介して連結部61に接続される。また、第4リンク部52Aは、ピン63を介して連結部61に接続される。第2リンク部42A及び第4リンク部52Aは、それぞれ第7軸AX7及び第8軸AX8を中心に揺動可能に設けられている。第7軸AX7及び第8軸AX8は、それぞれピン62及びピン63の中心軸であり、第3方向Dzに沿って設けられる。本実施形態では、第2軸AX2aと第5軸AX5との距離、第3軸AX3aと第6軸AX6との距離、及び第7軸AX7と第8軸AX8との距離が等しい。このように、第1リンク機構4A、第2リンク機構5A及び連結部61は、平行リンク機構として構成される。
The other end side of the
本実施形態において、第1指部21Bは連結部61に接続される。第1指部21Bは、第1方向Dxに直交し、第2方向Dyに平行な面を有する平板状である。第2指部22Bは、第1指部21Bと対向して設けられる。第2指部22Bは、固定部22Baと、傾斜部22Bbと、把持部22Bcとを有し、第1実施形態の第2指部22(図2、図3等参照)と同様に基部10Aに対する位置が固定されている。
In the present embodiment, the
第1リンク機構4A、第2リンク機構5A及び連結部61は、平行リンク機構として動作する。このため、第1リンク部41Aと、第3リンク部51Aとは、平行状態を保ちつつ揺動する。第2リンク部42Aと、第4リンク部52Aも、平行状態を保ちつつ揺動する。第2リンク部42A及び第4リンク部52Aの開閉動作により、連結部61は、基部10Aと連結部61との角度を所定の大きさに一定に保った状態で移動する。図10では、連結部61は、基部10Aの辺10Abと平行な状態で第1方向Dxに移動する。このため、把持装置1Bは、第1指部21Bを第2方向Dyに平行な状態で移動させることが可能であり、把持対象物を容易に把持することができる。
The
本実施形態においても、把持装置1Bは、第1指部21Bの可動範囲を大きくすることが可能である。つまり、第1指部21Bの端部21Bdと第2指部22Bの端部22Bdとの間の、第1方向Dxでの距離L2は、基部10Aの第1方向Dxの幅よりも大きくなる。
Also in the present embodiment, the
また、把持装置1Bは、第1リンク機構4A及び第2リンク機構5Aの動作により、第2リンク部42A及び第4リンク部52Aの開閉動作を行うとともに、開閉角度θ1、θ2に応じて、第2リンク部42A及び第4リンク部52Aの、基部10Aの外周よりも外側の部分の長さを変更することができる。これにより、基部10Aと第1指部21Bの端部21Bdとの距離L1を所定の大きさに一定に保った状態で、第1指部21Bの開閉動作を行うことができる。
In addition, the
なお、第2指部22Bにおいても、第1リンク機構4A、第2リンク機構5A及び連結部61と同様の構成を有する平行リンク機構が設けられていてもよい。
In addition, also in the
以上説明したように、本実施形態の把持装置1Bは、第1リンク機構4A及び第1駆動装置1021に加え、第2リンク機構5Aと、連結部61とを有する。第2リンク機構5Aは、第3リンク部51Aと、第4リンク部52Aと、第2支持部53Aとを含む。第3リンク部51Aは第1リンク部41Aの第1軸AX1a(第1回転軸)とは異なる第4軸AX4(第2回転軸)を中心に、基部10Aに揺動可能に設けられる。第4リンク部52Aの一端側は第3リンク部51Aに揺動可能に接続される。第2支持部53Aは、第4リンク部52Aを支持する。連結部61は、第2リンク部42Aの他端側と、第4リンク部52Aの他端側とを連結する。第1指部21Bは、連結部61を介して第2リンク部42Aと連結される。
As described above, in addition to the
これにより、第1リンク機構4A、第2リンク機構5A及び連結部61は、平行リンク機構として動作する。連結部61は、基部10Aと連結部61との角度を所定の大きさに一定に保った状態で、移動する。このため、把持装置1Bは、第1指部21Bを平行に移動させることが可能であり、把持対象物を容易に把持することができる。
Thus, the
(第4実施形態)
図11は、第4実施形態に係る把持装置の正面図である。本実施形態の把持装置1Cにおいて、第1リンク機構4及び第2リンク機構5は、第2実施形態と同様であり、詳細な説明は省略する。把持装置1Cは、第1歯車46と、第2歯車56とを有する。
Fourth Embodiment
FIG. 11 is a front view of the gripping device according to the fourth embodiment. In 1 C of holding devices of this embodiment, the
第1歯車46は、第1リンク部41と連結され、第1リンク部41とともに第1軸AX1aを中心に回転できる。第2歯車56は第3リンク部51と連結され、第1歯車46と噛み合う。第2歯車56は第3リンク部51とともに第4軸AX4を中心に回転できる。
The
第1駆動装置1021(図9参照)の駆動力は、第1リンク部41、第2リンク部42を介して第1指部21Aに伝達される。また、第1駆動装置1021の駆動力は、第1歯車46及び第2歯車56を介して、第2リンク機構5に伝達される。例えば、第1駆動装置1021の駆動力により、第1歯車46が矢印RCWの方向に回転した場合、第2歯車56は、矢印CWの方向に回転する。これにより、第1駆動装置1021の駆動力が第2リンク機構5に伝達され、第4リンク部52の開閉動作が行われる。把持装置1Cは、1つの第1駆動装置1021で、第1リンク機構4及び第2リンク機構5を動作させて、2つの第1指部21A及び第2指部22Aの開閉動作を行うことができる。したがって、第2駆動装置1022(図9参照)を設ける必要がないため、把持装置1Cが小型化する。
The driving force of the first drive device 1021 (see FIG. 9) is transmitted to the
なお、第1歯車46が駆動側歯車であり、第2歯車56が従動側歯車である例を説明したが、これに限定されない。第1駆動装置1021に換えて第2駆動装置1022を設け、第2歯車56が駆動側歯車として動作して、第1歯車46が従動側歯車として動作してもよい。
Although the
図12は、把持装置を有するピッキング装置の概略構成の他の例を示す図である。図12に示すように、本実施形態のピッキング装置200Aは、ベルトコンベア216に並んで配置された複数の多関節アーム202A、202Bと、把持装置1とを含む。把持装置1は、多関節アーム202A、202Bのそれぞれの先端に取り付けられる。
FIG. 12 is a view showing another example of a schematic configuration of a picking device having a gripping device. As shown in FIG. 12, the
多関節アーム202Aは、トレー213Aに配置された食材215Aを把持し、ベルトコンベア216の上を流れる食品用容器217の所定の位置に食材215Aを配置する。多関節アーム202Bは、トレー213Bに配置された食材215Bを把持し、ベルトコンベア216の上を流れる食品用容器217の所定の位置に食材215Bを配置する。
The articulated arm 202A holds the
俯瞰センサ205c、205dは、例えば距離画像カメラである。制御装置204(図1参照)は、俯瞰センサ205c、205dの画像データに基づいて、トレー213A、213Bに配置された食材215A、215Bの位置や状況を認識する。これにより、制御装置204は、多関節アーム202A、202Bを制御して、食材215A、215Bを把持できる位置に把持装置1を移動させることができる。
The
把持装置1は、第1指部21(図2等参照)の開閉動作により、食材215A、215Bを把持する。この場合、力覚センサ207(図1参照)からの情報に基づいて、制御装置204は、第1指部21の把持力を適切に設定できる。これにより、把持装置1は、食材215A、215Bの変形を抑制できる。
The gripping device 1 grips the
俯瞰センサ205aは、多関節アーム202A、202Bのアーム部221に設けられる。俯瞰センサ205aは、例えば距離画像カメラであり、食品用容器217の位置や、状況を認識する。制御装置204(図1参照)は、俯瞰センサ205aの画像データに基づいて、多関節アーム202A、202B及び把持装置1を制御して、食材215A、215Bを食品用容器217の所定の位置に配置する。また、俯瞰センサ205bは、ベルトコンベア216の上側に固定される。制御装置204(図1参照)は、俯瞰センサ205bの画像データに基づいて、多関節アーム202A、202B及び把持装置1を制御して、食材215A、215Bを食品用容器217の所定の位置に配置することができる。把持装置1は、距離L1(図3参照)を一定に保った状態で開閉動作を行うことができるため、第1指部21が食品用容器217に接触することを抑制できる。
The
なお、把持装置1は、例えば、スカラロボットやパラレルリンクロボットに採用することもできる。ピッキング装置200Aは、無人で食材215A、215Bの配置を行う場合に限定されず、作業者と協働してもよい。
In addition, the holding | grip apparatus 1 can also be employ | adopted, for example to a scalar robot or a parallel link robot. The
以上説明した把持装置1、1A、1B、1Cの構成は適宜変更してもよい。例えば第1指部21、21A、21B及び第2指部22、22A、22Bの形状、開閉角度、及び長さ等はあくまで一例であり、適宜変更することができる。また、長孔35、45の形状、長さ等も適宜変更することができる。こうすれば、第1指部21及び第2指部22の開閉角度θ1、θ2等を変更することができる。
The configurations of the
また、第1指部21及び第2指部22の指先の形状は、上述した形状に限られない。例えば、第1指部21及び第2指部22の指先はL字状であってもよい。例えば、指先は、複数の溝や、凹凸形状を有していてもよく、あるいは、円柱及び半球を組み合わせた形状を有していてもよい。また、指先の材質は特に限定されない。指先の材質は、例えば金属、合成樹脂、及び合成ゴム等である。合成樹脂としては、ABS樹脂、及びポリアセタール等が挙げられる。合成ゴムとしては、ニトリルゴム(NBR)、シリコーンゴム等が挙げられる。また、指先の基材が金属で形成され、指先のうち把持対象と接する部分が合成樹脂又は合成ゴムで形成されていてもよい。
Further, the shapes of the fingertips of the
1、1A、1B、1C 把持装置
3 リンク機構
4、4A 第1リンク機構
5、5A 第2リンク機構
10、10A 基部
10a、10b、10Aa、10Ab 辺
10c 第1面
10d 第2面
11 カバー
12 支柱
21、21A 第1指部
22、22A 第2指部
31、41、41A 第1リンク部
32、42、42A 第2リンク部
33 支持部
34、44、54 ピン
35、45、55 長孔
43、43A 第1支持部
51、51A 第3リンク部
52、52A 第4リンク部
53、53A 第2支持部
102 駆動装置
1021 第1駆動装置
1022 第2駆動装置
200、200A ピッキング装置
202 多関節アーム
205 俯瞰センサ
207 力覚センサ
215 ワーク
AX1、AX1a 第1軸
AX2、AX2a 第2軸
AX3、AX3a 第3軸
AX4 第4軸
AX5 第5軸
AX6 第6軸
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記基部の表面に対して交差する第1回転軸を中心に揺動可能に設けられた第1リンク部と、一端側が前記第1リンク部に揺動可能に接続され、他端側が第1指部と接続される第2リンク部と、前記基部に設けられ、前記第2リンク部を支持する第1支持部と、を含む第1リンク機構と、
前記第1リンク部を駆動する第1駆動装置と、を有し、
前記第2リンク部は、前記第2リンク部の長手方向に沿って第1長孔が設けられており、
前記第1支持部が前記第1長孔の内部に配置されて、前記第2リンク部及び前記第1指部が前記基部に揺動可能に設けられる、
把持装置。 The base,
A first link portion swingably provided about a first rotation axis intersecting the surface of the base, and one end side is swingably connected to the first link portion, and the other end side is a first finger A first link mechanism including a second link unit connected to the second unit, and a first support unit provided on the base and supporting the second link unit;
And a first drive unit for driving the first link unit.
The second link portion is provided with a first elongated hole along the longitudinal direction of the second link portion,
The first support portion is disposed inside the first elongated hole, and the second link portion and the first finger portion are provided swingably at the base portion.
Gripping device.
前記第3リンク部を駆動する第2駆動装置と、
を有し、
前記第4リンク部は、前記第4リンク部の長手方向に沿って第2長孔が設けられており、
前記第2支持部が前記第2長孔の内部に配置されて、前記第4リンク部及び前記第2指部が前記基部に揺動可能に設けられる、
請求項1に記載の把持装置。 A third link portion swingably provided at the base portion around a second rotation axis different from the first rotation axis, and one end side is swingably connected to the third link portion, and the other end side is A second link mechanism including a fourth link connected to a second finger, and a second support supporting the fourth link;
A second drive device for driving the third link unit;
Have
The fourth link portion is provided with a second elongated hole along the longitudinal direction of the fourth link portion,
The second support portion is disposed inside the second elongated hole, and the fourth link portion and the second finger portion are provided swingably at the base portion.
A gripping device according to claim 1.
前記第2リンク部の他端側と、前記第4リンク部の他端側とを連結する連結部と、を有し、
前記第1指部は、前記連結部を介して前記第2リンク部と連結される、
請求項1に記載の把持装置。 A third link portion swingably provided at the base portion around a second rotation axis different from the first rotation axis, and a fourth link swingably connected to the third link portion at one end side A second link mechanism including: a second support portion supporting the fourth link portion;
A connecting portion connecting the other end side of the second link portion and the other end side of the fourth link portion;
The first finger is connected to the second link via the connection.
A gripping device according to claim 1.
前記第1リンク部と連結され、前記第1リンク部とともに前記第1回転軸を中心に回転できる第1歯車と、
前記第3リンク部と連結され、前記第1歯車と噛み合う第2歯車と、を有する
請求項1に記載の把持装置。 A third link portion swingably provided at the base portion around a second rotation axis different from the first rotation axis, and one end side is swingably connected to the third link portion, and the other end side is A second link mechanism including a fourth link connected to the second finger;
A first gear connected to the first link portion and rotatable around the first rotation axis together with the first link portion;
The holding device according to claim 1, further comprising: a second gear coupled to the third link portion and meshed with the first gear.
前記第2指部は、前記基部に対する位置が固定されている、
請求項1に記載の把持装置。 And a second finger facing the first finger,
The second finger is fixed in position relative to the base.
A gripping device according to claim 1.
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JP6883907B1 (en) * | 2020-09-09 | 2021-06-09 | KiQ Robotics株式会社 | Robot arm gripping device and robot arm using this |
WO2022014641A1 (en) * | 2020-07-15 | 2022-01-20 | ヤマハ発動機株式会社 | End effector |
-
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