JP2020040135A - ロボットハンド - Google Patents
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Abstract
Description
このような不都合を解消するために、多様なワークに対応可能なロボットハンドが考案されている(特許文献1〜7参照。)。
本発明の一態様は、所定の軸回りの周方向に相互に間隔をおいて配置され、ワークを把持する3以上の把持部と、該3以上の把持部を前記所定の軸に近接する閉方向および前記所定の軸から離間する開方向に移動させる駆動部とを備え、少なくとも1つの前記把持部が、前記ワークと接触する位置において前記所定の軸回りに揺動自在であるロボットハンドである。
全ての把持部が揺動自在である場合、ワークを把持した状態で3以上の把持部の配置に過度な偏りが生じ得る。少なくとも1つの把持部が揺動不可であることによって、把持部の配置に過度な偏りが生じることを防ぐことができる。
前記少なくとも1つの把持部は、接触するワークから所定の軸回りの外力を受けたときに、付勢部材の付勢力に抗して揺動する。一方、前記少なくとも1つの把持部にワークからの外力が作用していないときには、付勢部材による付勢力によって前記少なくとも1つの把持部を中立位置に保持することができる。
把持部の揺動可能な角度範囲に制限がない場合、3以上の把持部の配置に過度な偏りが生じ得る。揺動制限部材によって把持部の揺動を所定の角度範囲内に制限することで、3以上の把持部の配置に過度な偏りが生じることを防ぐことができる。
内径チャック式の場合、開口部の幅は、所定の軸に向かって漸次小さくなる。これにより、把持部が開方向に移動するにつれて、把持部の揺動可能な角度範囲が広がる。外径チャック式の場合、開口部の幅は、所定の軸に向かって漸次大きくなる。これにより、把持部が閉方向に移動するにつれて、把持部の揺動可能な角度範囲が広がる。
内径チャック式の場合、把持部が閉じた待機状態において、前記少なくとも1つの把持部は、開口部内の所定の軸側の端部の幅狭部に配置される。外径チャック式の場合、把持部が開いた待機状態において、前記少なくとも1つの把持部は、開口部内の所定の軸とは反対側の端部の幅狭部に配置される。幅狭部において、所定の軸回りの前記少なくとも1つの把持部の両方向の揺動が防止される。これにより、待機状態の把持部を一定位置に保持することができる。
この構成によれば、開口部内のシャフトは回転部材を介して揺動制限部材に接触する。把持部は、回転部材の回転によって、揺動制限部材と接触した状態のまま開口部の縁に沿って開方向および閉方向に移動することができる。
本実施形態に係るロボットハンド1は、筒状のワークの内面を把持する内径チャック式のハンドである。ロボットハンド1は、図1および図2に示されるように、所定の中心軸A回りの周方向に相互に間隔をおいて配置された3つの把持ユニット2A,2B,2Cと、2つの把持ユニット2A,2Bを中心軸A回りに揺動自在に支持する揺動支持機構3と、2つの把持ユニット2A,2Bの各々の揺動を所定の角度範囲内に機械的に制限する揺動制限部材4と、2つの把持ユニット2A,2Bの各々を所定の中立位置に付勢する付勢部材5と、ロボットハンド1をロボットに取り付けるためのハンドフランジ6とを備えている。
なお、ロボットハンド1に設けられる把持ユニットの数は、4以上であってもよい。また、揺動自在である把持ユニットの数は、1つのみ、または3以上であってもよい。
把持部7は、中心軸Aに平行なシャフト9と、シャフト9の下端に固定された先端部10と、シャフト9の外周面に取り付けられた円環状または円筒状の回転部材11とを備えている。
回転部材11は、シャフト9の長手軸回りに回転自在にシャフト9に支持されている。例えば、回転部材11は、ベアリングの外輪である。ベアリングの内輪がシャフト9の外周面に固定され、ベアリングの外輪がシャフト9に対してシャフト9の長手軸回りに回転自在である。中心軸Aに平行な方向において、回転部材11は、後述する揺動制限部材4と同一位置に配置されており、把持部7は回転部材11を介して揺動制限部材4と接触する。
なお、駆動部8は、エアシリンダ13に代えて、エアまたは電気を動力源として把持部7を直線移動させることができる他の手段、例えばステッピングモータを備えていてもよい。
なお、各把持ユニット2A,2Bが、単一の付勢部材5によって付勢されていてもよい。
もう1つの把持ユニット2Cが揺動自在である場合には、把持ユニット2Cも一対の付勢部材5または単一の付勢部材5によって付勢されていてもよい。
本実施形態に係るロボットハンド1は、ワークの搬送に使用されるロボットに取り付けられる。ロボットは、例えば、6軸の垂直多関節ロボットであり、ロボットアームの先端の手首フランジにロボットハンド1のハンドフランジ6が取り付けられる。ロボットハンド1が手首フランジに取り付けられた状態において、ロボットハンド1の中心軸Aは手首フランジの中心軸(第6軸)と一致する。ロボットは、パラレルリンクロボット等の他の種類のロボットであってもよい。
図5は、外径チャック式のロボットハンド1の揺動制限部材41を示している。
中心軸Aに沿う方向に見た平面視において、把持ユニット2A,2Bに対応する2つの開口部41a,41bは、中心軸Aに向かって幅が漸次広くなる略三角形状であり、中心軸Aとは反対側に1つの頂点部を有している。各開口部41a,41b,41cの中心軸Aとは反対側の端部は、閉塞し、シャフト9の外径と略等しい幅を有する幅狭部41dである。3つの把持部7が中心軸Aから最も遠い待機位置に配置された開状態において、3つの把持部7は、開口部41a,41b,41cの幅狭部41dに配置され、中心軸A回りの揺動が防止される。
2A,2B,2C 把持ユニット
3 揺動支持機構
4,41 揺動制限部材
4a,4b,4c,41a,41b,41c 開口部
4d,41d 幅狭部
5 付勢部材
7 把持部
8 駆動部
9 シャフト
11 回転部材
A 中心軸(所定の軸)
Claims (7)
- 所定の軸回りの周方向に相互に間隔をおいて配置され、ワークを把持する3以上の把持部と、
該3以上の把持部を前記所定の軸に近接する閉方向および前記所定の軸から離間する開方向に移動させる駆動部とを備え、
少なくとも1つの前記把持部が、前記ワークと接触する位置において前記所定の軸回りに揺動自在であるロボットハンド。 - 少なくとも他の1つの前記把持部が、前記ワークと接触する位置において前記所定の軸回りに揺動不可である請求項1に記載のロボットハンド。
- 前記少なくとも1つの把持部を、前記周方向の所定の中立位置に付勢する付勢部材を備える請求項1または請求項2に記載のロボットハンド。
- 前記少なくとも1つの把持部の前記所定の軸回りの揺動を所定の角度範囲内に制限する揺動制限部材を備える請求項1から請求項3のいずれかに記載のロボットハンド。
- 前記揺動制限部材は、前記少なくとも1つの把持部が前記所定の軸に平行な方向に通過する少なくとも1つの開口部を有し、
前記開口部の幅が、前記所定の軸に向かって漸次小さくまたは漸次大きくなっている請求項4に記載のロボットハンド。 - 前記開口部が、前記所定の軸側または該所定の軸とは反対側の一端部に、前記少なくとも1つの把持部の前記所定の軸回りの揺動を防止する幅狭部を有する請求項5に記載のロボットハンド。
- 前記少なくとも1つの把持部が、
前記所定の軸に平行に延びるシャフトと、
該シャフトの外周面に取り付けられ、該シャフトの長手軸回りに回転自在である回転部材とを備え、
該回転部材が、前記所定の軸に平行な方向において、前記揺動制限部材の前記開口部と同一位置に配置されている請求項5または請求項6に記載のロボットハンド。
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