JP2020131380A

JP2020131380A - Hand and robot

Info

Publication number: JP2020131380A
Application number: JP2019029496A
Authority: JP
Inventors: 嗣久馬飯島; Shiguma Iijima
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2019-02-21
Filing date: 2019-02-21
Publication date: 2020-08-31

Abstract

To provide a hand which has high durability and can detect a suction state of each suction part, and to provide a robot including the hand.SOLUTION: A hand has: a shaft; a suction part provided at a tip of the shaft; a falling prevention part provided at a base end of the shaft and having an outer diameter larger than the shaft; and a pressure-sensitive sensor provided between the suction part and the falling prevention part. Further, an elastic body is provided between the pressure-sensitive sensor and the suction part. It is preferable that the pressure-sensitive sensor be attached to the elastic body. Furthermore, it is preferable that the elastic body be a coil spring.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は、ハンドおよびロボットに関するものである。 The present invention relates to hands and robots.

ロボットアームを備えるロボットでは、ロボットアームの先端に例えばハンドのようなエンドエフェクターが装着される。ハンドは、ワークを把持する把持部を備え、ワークを搬送するといった様々な作業を行うことができる。 In a robot equipped with a robot arm, an end effector such as a hand is attached to the tip of the robot arm. The hand is provided with a grip portion for gripping the work, and can perform various operations such as transporting the work.

特許文献１には、基部と、柔軟な蛇腹機構と、蛇腹機構の先端に設けられ、部品を吸着可能な吸着式パッドと、を有するロボットハンドが開示されている。このようなロボットハンドでは、吸着式パッドと部品との接触を検出するためのセンサーを設けることが開示され、センサーの例として吸着確認センサー、リミットスイッチ、近接スイッチ、オートスイッチが開示されている。 Patent Document 1 discloses a robot hand having a base, a flexible bellows mechanism, and a suction type pad provided at the tip of the bellows mechanism and capable of sucking parts. In such a robot hand, it is disclosed that a sensor for detecting contact between a suction type pad and a component is provided, and as examples of the sensor, a suction confirmation sensor, a limit switch, a proximity switch, and an auto switch are disclosed.

特開２０１０−１２５６７号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2010-12567

吸着式パッドは、例えば吸盤状をなしており、部品の表面に押し付けられることによって部品を吸着することができる。このため、吸着式パッドで部品を吸着する際には、吸着式パッドを大きな荷重で部品に押し付ける必要があり、ロボットハンドに設けられたセンサー類には繰り返し負荷がかかることになる。その結果、センサー類の耐久性が低下することが懸念される。 The suction type pad has, for example, a suction cup shape, and the component can be suctioned by being pressed against the surface of the component. Therefore, when the suction pad is used to suck the component, it is necessary to press the suction pad against the component with a large load, and the sensors provided on the robot hand are repeatedly loaded. As a result, there is a concern that the durability of the sensors will decrease.

また、これとは別に、ロボットハンドに力覚センサーを装着し、ロボットハンドに加わる外力の変化に基づいて、吸着式パッドと部品との接触を検出することも可能である。しかしながら、力覚センサーは体積が大きいことから、吸着パッドの近くに配置することができない。したがって、１つのロボットハンドに複数の吸着パッドを装着した場合、各吸着パッドと部品との接触を個別に検出することができないという課題がある。 Separately from this, it is also possible to attach a force sensor to the robot hand and detect the contact between the suction type pad and the component based on the change in the external force applied to the robot hand. However, due to the large volume of the force sensor, it cannot be placed near the suction pad. Therefore, when a plurality of suction pads are attached to one robot hand, there is a problem that the contact between each suction pad and the component cannot be detected individually.

本発明の適用例に係るハンドは、シャフトと、
前記シャフトの先端に設けられた吸着部と、
前記シャフトの基端に設けられ、前記シャフトよりも外径が大きい落下防止部と、
前記吸着部と前記落下防止部との間に設けられた感圧センサーと、
を有することを特徴とする。 The hand according to the application example of the present invention includes a shaft and
With the suction part provided at the tip of the shaft,
A fall prevention portion provided at the base end of the shaft and having an outer diameter larger than that of the shaft.
A pressure sensor provided between the suction part and the fall prevention part,
It is characterized by having.

第１実施形態に係るロボットを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the robot which concerns on 1st Embodiment. 図１に示すロボットのブロック図である。It is a block diagram of the robot shown in FIG. 図１に示すハンドの分解斜視図である。It is an exploded perspective view of the hand shown in FIG. 図１に示すハンドの断面図である。It is sectional drawing of the hand shown in FIG. 図４に示すハンドがワークを吸着している状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the state which the hand shown in FIG. 4 is sucking a work. 図３に示すハンドが備える感圧センサーの分解斜視図である。It is an exploded perspective view of the pressure sensor provided in the hand shown in FIG. 図６に示す感圧センサーを組み立てた状態をその断面とともに示す斜視図である。It is a perspective view which shows the assembled state of the pressure sensor shown in FIG. 6 together with the cross section. 図６に示す感圧センサーの変形例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the modification of the pressure sensitive sensor shown in FIG. 図６に示すセンシング部の断面図である。It is sectional drawing of the sensing part shown in FIG. 図９に示すセンシング部を示す部分拡大斜視図である。It is a partially enlarged perspective view which shows the sensing part shown in FIG. 図１０に示すセンシング部のＡ−Ａ’線断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view taken along the line AA'of the sensing unit shown in FIG. 図４に示すハンドの変形例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the modification of the hand shown in FIG. 第２実施形態に係るハンドの分解斜視図である。It is an exploded perspective view of the hand which concerns on 2nd Embodiment. 図１３に示すハンドの断面図である。It is sectional drawing of the hand shown in FIG. 図１４に示すハンドがワークを吸着している状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the state which the hand shown in FIG. 14 is sucking a work.

以下、本発明のハンドおよびロボットの好適な実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the hand and robot of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

＜ロボット＞
まず、第１実施形態に係るロボットについて説明する。 <Robot>
First, the robot according to the first embodiment will be described.

図１は、第１実施形態に係るロボットを示す斜視図である。図２は、図１に示すロボットのブロック図である。図３は、図１に示すハンド１７の分解斜視図である。 FIG. 1 is a perspective view showing a robot according to the first embodiment. FIG. 2 is a block diagram of the robot shown in FIG. FIG. 3 is an exploded perspective view of the hand 17 shown in FIG.

図１に示すロボット１は、ハンド１７が装着されたロボットアーム１０を用いて、例えば、精密機器やこれを構成する部品等の対象物の給材、除材、搬送および組立等の作業を行う。このロボット１は、複数のアーム１１〜１６を有するロボットアーム１０と、ロボットアーム１０の先端側に取り付けられたハンド１７と、これらの動作を制御する制御装置５０と、を備える。以下、まず、ロボット１の概略を説明する。 The robot 1 shown in FIG. 1 uses a robot arm 10 equipped with a hand 17 to perform work such as supplying, removing, transporting, and assembling an object such as a precision instrument or a component constituting the precision instrument. .. The robot 1 includes a robot arm 10 having a plurality of arms 11 to 16, a hand 17 attached to the tip end side of the robot arm 10, and a control device 50 for controlling these operations. Hereinafter, first, the outline of the robot 1 will be described.

ロボット１は、いわゆる６軸の垂直多関節ロボットである。図１に示すように、ロボット１は、基台１１０と、基台１１０に回動可能に連結されているロボットアーム１０と、を備える。 The robot 1 is a so-called 6-axis vertical articulated robot. As shown in FIG. 1, the robot 1 includes a base 110 and a robot arm 10 rotatably connected to the base 110.

基台１１０は、例えば、床、壁、天井、移動可能な台車上等の被設置部に固定される。
ロボットアーム１０は、基台１１０に対して回動可能に連結されているアーム１１（第１アーム）と、アーム１１に対して回動可能に連結されているアーム１２（第２アーム）と、アーム１２に対して回動可能に連結されているアーム１３（第３アーム）と、アーム１３に対して回動可能に連結されているアーム１４（第４アーム）と、アーム１４に対して回動可能に連結されているアーム１５（第５アーム）と、アーム１５に対して回動可能に連結されているアーム１６（第６アーム）と、を有する。なお、基台１１０およびアーム１１〜１６のうちの互いに連結された２つの部材同士を屈曲または回動させる部分が「関節部」を構成している。 The base 110 is fixed to, for example, a floor, a wall, a ceiling, a movable trolley, or the like.
The robot arm 10 includes an arm 11 (first arm) rotatably connected to the base 110, and an arm 12 (second arm) rotatably connected to the arm 11. An arm 13 (third arm) rotatably connected to the arm 12, an arm 14 (fourth arm) rotatably connected to the arm 13, and a rotation to the arm 14. It has an arm 15 (fifth arm) movably connected and an arm 16 (sixth arm) rotatably connected to the arm 15. The portion of the base 110 and the arms 11 to 16 that bends or rotates the two members connected to each other constitutes the "joint portion".

また、図２に示すように、ロボット１は、ロボットアーム１０の各関節部を駆動する駆動部１３０と、ロボットアーム１０の各関節部の駆動状態として例えば回転角度を検出する角度センサー１３１と、を有する。駆動部１３０は、例えば、モーターおよび減速機を含んで構成されている。角度センサー１３１は、例えば、磁気式または光学式のロータリーエンコーダーを含んで構成されている。 Further, as shown in FIG. 2, the robot 1 includes a drive unit 130 that drives each joint portion of the robot arm 10, an angle sensor 131 that detects, for example, a rotation angle as a drive state of each joint portion of the robot arm 10. Has. The drive unit 130 includes, for example, a motor and a speed reducer. The angle sensor 131 is configured to include, for example, a magnetic or optical rotary encoder.

図１および図２に示す制御装置５０は、角度センサー１３１の検出結果に基づいて、ロボットアーム１０の駆動を制御する機能を有する。また、制御装置５０は、ハンド１７が備える感圧センサー８の検出結果およびロボット１の動作条件に基づいて、ハンド１７によるワークＷの吸着の有無や吸着力を決定したりロボット１の動作条件を変更したりする機能を有する。 The control device 50 shown in FIGS. 1 and 2 has a function of controlling the drive of the robot arm 10 based on the detection result of the angle sensor 131. Further, the control device 50 determines whether or not the work W is attracted by the hand 17 and the suction force based on the detection result of the pressure sensor 8 included in the hand 17 and the operating conditions of the robot 1, and determines the operating conditions of the robot 1. It has a function to change.

この制御装置５０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等の制御部５１と、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の記憶部５２と、インターフェース部であるＩ／Ｆ５３と、を有する。そして、制御装置５０では、記憶部５２に記憶されているプログラムを制御部５１が適宜読み込んで実行することで、ロボットアーム１０およびハンド１７の動作の制御、異常の発報等の処理を実現する。また、Ｉ／Ｆ５３は、ロボットアーム１０およびハンド１７と通信可能に構成されている。 The control device 50 includes a control unit 51 such as a CPU (Central Processing Unit), a storage unit 52 such as a ROM (Read Only Memory) and a RAM (Random Access Memory), and an interface unit I / F 53. .. Then, in the control device 50, the control unit 51 appropriately reads and executes the program stored in the storage unit 52, thereby realizing control of the movements of the robot arm 10 and the hand 17 and processing such as reporting an abnormality. .. Further, the I / F 53 is configured to be able to communicate with the robot arm 10 and the hand 17.

なお、制御装置５０は、図示では、ロボット１の基台１１０内に配置されているが、これに限定されず、例えば、基台１１０の外部やロボットアーム１０内に配置されていてもよい。また、制御装置５０には、ディスプレイ等のモニターを備える表示装置、例えばマウスやキーボード等を備える入力装置等が接続されていてもよい。 Although the control device 50 is arranged in the base 110 of the robot 1 in the drawing, the control device 50 is not limited to this, and may be arranged outside the base 110 or in the robot arm 10, for example. Further, the control device 50 may be connected to a display device including a monitor such as a display, for example, an input device including a mouse, a keyboard, or the like.

このようなロボット１のアーム１６の先端面には、連結部材１６５を介して２つのハンド１７が装着されている。なお、ロボット１が有するハンド１７の数は、特に限定されず、１つであってもよく、３つ以上であってもよい。 Two hands 17 are attached to the tip surface of the arm 16 of the robot 1 via a connecting member 165. The number of hands 17 possessed by the robot 1 is not particularly limited, and may be one or three or more.

図４は、図１に示すハンド１７の断面図である。図５は、図４に示すハンド１７がワークＷを吸着している状態を示す断面図である。なお、本明細書では、ハンド１７のうち、ワークＷを吸着したときのワークＷ側、すなわち図４および図５の下側を「先端」といい、その反対側、すなわち図４および図５の上側を「基端」という。 FIG. 4 is a cross-sectional view of the hand 17 shown in FIG. FIG. 5 is a cross-sectional view showing a state in which the hand 17 shown in FIG. 4 is sucking the work W. In the present specification, of the hand 17, the work W side when the work W is adsorbed, that is, the lower side of FIGS. 4 and 5, is referred to as a “tip”, and the opposite side, that is, of FIGS. 4 and 5. The upper side is called the "base end".

図３ないし図５に示すハンド１７は、ワークＷを吸着して保持する吸着ハンドである。このハンド１７は、図３および図４に示すように、アーム１６の先端面に装着されているガイドハウジング１７２と、ガイドハウジング１７２を貫通するリニアシャフト１７４と、リニアシャフト１７４の基端に設けられた落下防止部１７６と、リニアシャフト１７４の先端に設けられた吸着パッド１７８と、ガイドハウジング１７２と吸着パッド１７８との間に設けられたバッファースプリング１７９と、を備えている。 The hand 17 shown in FIGS. 3 to 5 is a suction hand that sucks and holds the work W. As shown in FIGS. 3 and 4, the hand 17 is provided at the base end of the guide housing 172 mounted on the tip surface of the arm 16, the linear shaft 174 penetrating the guide housing 172, and the linear shaft 174. It is provided with a fall prevention portion 176, a suction pad 178 provided at the tip of the linear shaft 174, and a buffer spring 179 provided between the guide housing 172 and the suction pad 178.

リニアシャフト１７４は、例えば剛性を有する直線状の管体で構成されている。リニアシャフト１７４の基端は、落下防止部１７６を介して排気用配管１７７と接続されている。これにより、リニアシャフト１７４の内部を減圧し、図１に示すようにして吸着パッド１７８によるワークＷの吸着が可能になる。すなわち、リニアシャフト１７４（シャフト）は、吸着パッド１７８（吸着部）に接続されている配管として機能する。これにより、別の配管を設ける必要がないため、ハンド１７の小型化を図るとともに、ハンド１７の取り回し性を高めることができる。 The linear shaft 174 is composed of, for example, a rigid linear tubular body. The base end of the linear shaft 174 is connected to the exhaust pipe 177 via a fall prevention portion 176. As a result, the inside of the linear shaft 174 is depressurized, and the work W can be sucked by the suction pad 178 as shown in FIG. That is, the linear shaft 174 (shaft) functions as a pipe connected to the suction pad 178 (suction portion). As a result, since it is not necessary to provide a separate pipe, the size of the hand 17 can be reduced and the maneuverability of the hand 17 can be improved.

また、ハンド１７は、図１に示すように、排気用配管１７７に設けられた真空バルブ１７７ａを備えている。真空バルブ１７７ａは、例えば電磁バルブで構成され、制御装置５０と電気的に接続されている。これにより、制御装置５０において真空バルブ１７７ａの開閉を操作することができる。 Further, as shown in FIG. 1, the hand 17 includes a vacuum valve 177a provided in the exhaust pipe 177. The vacuum valve 177a is composed of, for example, an electromagnetic valve and is electrically connected to the control device 50. As a result, the control device 50 can operate the opening and closing of the vacuum valve 177a.

ガイドハウジング１７２は、前述した連結部材１６５を介してアーム１６の先端面に装着され、ハンド１７全体をアーム１６に固定する部位である。ガイドハウジング１７２には、貫通孔１７２２が形成され、そこにリニアシャフト１７４が挿通されている。リニアシャフト１７４とガイドハウジング１７２とは、互いに摺動可能になっている。このため、リニアシャフト１７４の延在方向に沿って、リニアシャフト１７４をガイドとして用いつつ、ガイドハウジング１７２を移動させることができる。 The guide housing 172 is a portion that is attached to the tip surface of the arm 16 via the connecting member 165 described above and fixes the entire hand 17 to the arm 16. A through hole 1722 is formed in the guide housing 172, through which the linear shaft 174 is inserted. The linear shaft 174 and the guide housing 172 are slidable with each other. Therefore, the guide housing 172 can be moved along the extending direction of the linear shaft 174 while using the linear shaft 174 as a guide.

落下防止部１７６は、リニアシャフト１７４の基端に固定され、その外径がリニアシャフト１７４よりも大きくなるように設定されている部分を備えている。これにより、落下防止部１７６は、ガイドハウジング１７２やバッファースプリング１７９がリニアシャフト１７４から抜け落ちるのを防止するストッパーとして機能する。また、落下防止部１７６は、図示しないものの、排気用配管１７７を接続するための継手と接続可能になっている。このため、落下防止部１７６は、リニアシャフト１７４と排気用配管１７７とを接続するための中継部材としても機能する。 The fall prevention portion 176 includes a portion fixed to the base end of the linear shaft 174 and whose outer diameter is set to be larger than that of the linear shaft 174. As a result, the fall prevention unit 176 functions as a stopper for preventing the guide housing 172 and the buffer spring 179 from falling off from the linear shaft 174. Further, although not shown, the fall prevention unit 176 can be connected to a joint for connecting the exhaust pipe 177. Therefore, the fall prevention unit 176 also functions as a relay member for connecting the linear shaft 174 and the exhaust pipe 177.

吸着パッド１７８は、リニアシャフト１７４の先端に固定され、例えば内径の異なる２段の孔を有する筒状をなしている。吸着パッド１７８の基端側には、リニアシャフト１７４を挿通するための貫通孔１７８２が形成されている。そして、リニアシャフト１７４を介して吸着パッド１７８の内部を排気し、減圧するように構成されている。 The suction pad 178 is fixed to the tip of the linear shaft 174 and has, for example, a tubular shape having two-stage holes having different inner diameters. A through hole 1782 for inserting the linear shaft 174 is formed on the base end side of the suction pad 178. Then, the inside of the suction pad 178 is exhausted via the linear shaft 174 to reduce the pressure.

また、吸着パッド１７８は、柔軟性を有しており、保持しようとするワークＷに押し当てられたとき、吸着パッド１７８の先端側がワークＷの表面の形状にならって変形しつつ密着する。このため、このタイミングで吸着パッド１７８内を減圧すると、気圧差によって吸着パッド１７８にワークＷを吸着することができる。この状態でハンド１７を移動させると、ワークＷを持ち上げて搬送することができる。 Further, the suction pad 178 has flexibility, and when pressed against the work W to be held, the tip end side of the suction pad 178 conforms to the work W while being deformed according to the shape of the surface of the work W. Therefore, when the pressure inside the suction pad 178 is reduced at this timing, the work W can be sucked onto the suction pad 178 due to the difference in air pressure. If the hand 17 is moved in this state, the work W can be lifted and conveyed.

バッファースプリング１７９は、その中心部にリニアシャフト１７４が挿通されるコイルばねである。バッファースプリング１７９は、吸着パッド１７８とガイドハウジング１７２との間に設けられ、ハンド１７をワークＷに押し当てる際に発生する衝撃を緩和する。 The buffer spring 179 is a coil spring through which a linear shaft 174 is inserted in the center thereof. The buffer spring 179 is provided between the suction pad 178 and the guide housing 172 to alleviate the impact generated when the hand 17 is pressed against the work W.

図４は、吸着パッド１７８が何も吸着していない状態を示しているが、この状態では、バッファースプリング１７９は、自然状態か、またはそれよりも多少収縮した状態とされる。バッファースプリング１７９の基端は、感圧センサー８に当接し、先端は、吸着パッド１７８に当接している。 FIG. 4 shows a state in which the suction pad 178 does not suck anything. In this state, the buffer spring 179 is in a natural state or a state in which the buffer spring 179 is slightly contracted. The base end of the buffer spring 179 is in contact with the pressure sensor 8, and the tip is in contact with the suction pad 178.

この状態から、吸着パッド１７８によってワークＷを吸着するとき、吸着パッド１７８をワークＷに対して十分な荷重で押し当てる必要がある。このため、ロボットアーム１０に装着されているガイドハウジング１７２は、ワークＷに向かって接近する方向へ移動し、それに伴って吸着パッド１７８もワークＷに向かって移動する。そして、吸着パッド１７８がワークＷに接触すると、吸着パッド１７８はそれ以上移動することはできないが、吸着パッド１７８を十分な荷重で押し当てる必要があることから、ガイドハウジング１７２は引き続きワークＷ側に向かって移動しようとする。このため、吸着パッド１７８とガイドハウジング１７２との距離が縮まり、それに伴って図５に示すように、バッファースプリング１７９も収縮する。このとき、バッファースプリング１７９により、ワークＷやガイドハウジング１７２に瞬間的に加わる衝撃を緩和することができる。これにより、ワークＷやハンド１７を衝撃から保護することができる。 From this state, when the work W is sucked by the suction pad 178, it is necessary to press the suction pad 178 against the work W with a sufficient load. Therefore, the guide housing 172 mounted on the robot arm 10 moves in the direction approaching the work W, and the suction pad 178 also moves toward the work W accordingly. When the suction pad 178 comes into contact with the work W, the suction pad 178 cannot move any further, but the suction pad 178 needs to be pressed with a sufficient load, so that the guide housing 172 continues to move toward the work W side. Try to move towards. Therefore, the distance between the suction pad 178 and the guide housing 172 is shortened, and the buffer spring 179 is also contracted accordingly, as shown in FIG. At this time, the buffer spring 179 can alleviate the impact momentarily applied to the work W and the guide housing 172. As a result, the work W and the hand 17 can be protected from impact.

なお、バッファースプリング１７９は、弾性を有するその他の弾性体で代替することができる。弾性体の例としては、ゴム、板ばね、磁気ばね等が挙げられる。 The buffer spring 179 can be replaced with another elastic body having elasticity. Examples of elastic bodies include rubber, leaf springs, magnetic springs and the like.

また、本実施形態に係るハンド１７は、バッファースプリング１７９の基端に装着された感圧センサー８を備えている。感圧センサー８は、印加される外圧の大きさを測定可能なセンサーである。そして、感圧センサー８は、図示しない配線を介して制御装置５０と電気的に接続されており、感圧センサー８の検出信号は制御装置５０に入力される。 Further, the hand 17 according to the present embodiment includes a pressure sensor 8 attached to the base end of the buffer spring 179. The pressure-sensitive sensor 8 is a sensor capable of measuring the magnitude of the applied external pressure. The pressure sensor 8 is electrically connected to the control device 50 via wiring (not shown), and the detection signal of the pressure sensor 8 is input to the control device 50.

感圧センサー８をバッファースプリング１７９に装着することにより、バッファースプリング１７９に加わる荷重を検出することができる。これにより、ハンド１７がワークＷを吸着しているか否かを容易に検出することができる。 By attaching the pressure sensor 8 to the buffer spring 179, the load applied to the buffer spring 179 can be detected. As a result, it is possible to easily detect whether or not the hand 17 is adsorbing the work W.

特に、図１に示すロボット１は、複数のハンド１７を有している。この場合でも、感圧センサー８は小型化が容易であることから、ハンド１７ごとに感圧センサー８を装着し、吸着状態を検出することが可能である。このため、各ハンド１７の吸着状態に応じて、各ハンド１７をより正確に制御することができる。 In particular, the robot 1 shown in FIG. 1 has a plurality of hands 17. Even in this case, since the pressure sensor 8 can be easily miniaturized, it is possible to attach the pressure sensor 8 to each hand 17 and detect the suction state. Therefore, each hand 17 can be controlled more accurately according to the suction state of each hand 17.

また、それに加え、バッファースプリング１７９が健全に作動しているか否か、リニアシャフト１７４に対してガイドハウジング１７２が円滑に摺動しているか否か、吸着パッド１７８の柔軟性が保たれているか否か等を検知することができる。すなわち、これらの部位が正常なときに感圧センサー８に印加される外圧の大きさと比較して外圧の変化が認められたとき、いずれかの部位に異常が発生していることを、感圧センサー８の検出結果に基づいて検知することができる。具体的には、図５に示すようにバッファースプリング１７９が収縮したとき、バッファースプリング１７９が伸長するのに伴って、バッファースプリング１７９のばね係数に基づく荷重が感圧センサー８に印加されることとなる。したがって、このときに検出される荷重があらかじめ設定された所定の範囲内であれば、バッファースプリング１７９が正常であるとみなすことができる。その結果、ハンド１７に生じる不具合を早期に検知して、制御装置５０によりハンド１７の作動を停止させるといった予防措置を講じることができる。 In addition, whether the buffer spring 179 is operating soundly, whether the guide housing 172 slides smoothly with respect to the linear shaft 174, and whether the suction pad 178 is flexible. Can be detected. That is, when a change in the external pressure is observed as compared with the magnitude of the external pressure applied to the pressure sensor 8 when these parts are normal, it is pressure-sensitive that an abnormality has occurred in any part. It can be detected based on the detection result of the sensor 8. Specifically, when the buffer spring 179 contracts as shown in FIG. 5, a load based on the spring coefficient of the buffer spring 179 is applied to the pressure sensor 8 as the buffer spring 179 expands. Become. Therefore, if the load detected at this time is within a predetermined range set in advance, the buffer spring 179 can be regarded as normal. As a result, it is possible to detect a defect occurring in the hand 17 at an early stage and take preventive measures such as stopping the operation of the hand 17 by the control device 50.

また、外圧の大きさの履歴を記録し、それを評価することにより、これらの部位の経時劣化を検知することもできる。なお、経時劣化の例としては、例えば、バッファースプリング１７９の弾力性の低下、ガイドハウジング１７２の摺動部のグリース不足、吸着パッド１７８の摩耗等が挙げられる。 In addition, by recording the history of the magnitude of the external pressure and evaluating it, it is possible to detect the deterioration of these parts with time. Examples of deterioration over time include a decrease in elasticity of the buffer spring 179, insufficient grease in the sliding portion of the guide housing 172, and wear of the suction pad 178.

なお、感圧センサー８は、印加される外圧の大きさを検出することができるセンサーであるため、荷重の付与に対する耐久性に優れている。このため、ハンド１７に直接装着されたとしても、長期にわたって荷重の検出を行うことができる。 Since the pressure-sensitive sensor 8 is a sensor capable of detecting the magnitude of the applied external pressure, it is excellent in durability against application of a load. Therefore, even if it is directly attached to the hand 17, the load can be detected for a long period of time.

図６は、図３に示すハンド１７が備える感圧センサー８の分解斜視図である。図７は、図６に示す感圧センサー８を組み立てた状態をその断面とともに示す斜視図である。図８は、図６に示す感圧センサー８の変形例を示す斜視図である。 FIG. 6 is an exploded perspective view of the pressure sensor 8 included in the hand 17 shown in FIG. FIG. 7 is a perspective view showing the assembled state of the pressure sensor 8 shown in FIG. 6 together with its cross section. FIG. 8 is a perspective view showing a modified example of the pressure sensor 8 shown in FIG.

図６に示す感圧センサー８は、センサーベース８１０（第１ワッシャー）、センシング部８２と、スペーサー８３０と、センサー蓋８４０（第２ワッシャー）と、を備えており、これらがこの順で積層されてなる積層体で構成されている。 The pressure-sensitive sensor 8 shown in FIG. 6 includes a sensor base 810 (first washer), a sensing unit 82, a spacer 830, and a sensor lid 840 (second washer), and these are laminated in this order. It is composed of a laminated body.

このうち、センサーベース８１０は、例えば金属材料、樹脂材料、ゴム材料等で構成されるワッシャーである。したがって、センサーベース８１０は、例えば円環状をなす板体である。そして、センサーベース８１０の内部にはリニアシャフト１７４が挿通されるようになっている。 Of these, the sensor base 810 is a washer made of, for example, a metal material, a resin material, a rubber material, or the like. Therefore, the sensor base 810 is, for example, an annular plate. A linear shaft 174 is inserted inside the sensor base 810.

また、センシング部８２は、後述するフィルム状をなしており、円環状をなす円環部８２２と、円環部８２２から一方に延在する引き出し部８２４と、を備えている。そして、円環部８２２の内部はリニアシャフト１７４が挿通されるようになっている。 Further, the sensing unit 82 has a film shape, which will be described later, and includes an annular portion 822 forming an annular shape and a drawer portion 824 extending from the annular portion 822 to one side. A linear shaft 174 is inserted into the ring portion 822.

さらに、スペーサー８３０は、例えば金属材料、樹脂材料、ゴム材料等で構成される板体である。スペーサー８３０は、例えば円環状をなしており、その内部にはリニアシャフト１７４が挿通されるようになっている。スペーサー８３０は、センサーベース８１０とセンサー蓋８４０との距離を調整する目的で用いられる。したがって、複数枚のスペーサー８３０を重ねて用いるようにしてもよく、スペーサー８３０の使用を省略してもよい。 Further, the spacer 830 is a plate body made of, for example, a metal material, a resin material, a rubber material, or the like. The spacer 830 has, for example, an annular shape, and a linear shaft 174 is inserted therein. The spacer 830 is used for the purpose of adjusting the distance between the sensor base 810 and the sensor lid 840. Therefore, a plurality of spacers 830 may be used in layers, or the use of the spacers 830 may be omitted.

また、センサー蓋８４０は、例えば金属材料、樹脂材料、ゴム材料等で構成されるワッシャーである。したがって、センサー蓋８４０は、例えば円環状をなす板体である。そして、センサー蓋８４０の内部にはリニアシャフト１７４が挿通されるようになっている。 Further, the sensor lid 840 is a washer made of, for example, a metal material, a resin material, a rubber material, or the like. Therefore, the sensor lid 840 is, for example, an annular plate. A linear shaft 174 is inserted inside the sensor lid 840.

以上のようなセンサーベース８１０、センシング部８２、スペーサー８３０およびセンサー蓋８４０を積層すると、図７に示すように、センシング部８２をセンサーベース８１０およびセンサー蓋８４０で取り囲む状態となる。これにより、センシング部８２を大きな荷重や衝撃またはリニアシャフト１７４との摩擦等から保護することができる。 When the sensor base 810, the sensing unit 82, the spacer 830, and the sensor lid 840 are laminated as described above, the sensing unit 82 is surrounded by the sensor base 810 and the sensor lid 840 as shown in FIG. 7. As a result, the sensing unit 82 can be protected from a large load, impact, friction with the linear shaft 174, or the like.

図６および図７に示すセンサーベース８１０は、センシング部８２側の面のうち、内縁部が突出してなる突起部８１２を備えている。突起部８１２は、センサーベース８１０の内縁部に沿って環状に設けられている。そして、センサーベース８１０に対してセンシング部８２およびスペーサー８３０を積層したとき、センシング部８２の内部に突起部８１２が挿入される。これにより、感圧センサー８の内側の面においてセンシング部８２が露出しなくなるため、リニアシャフト１７４との摩擦等からセンシング部８２を保護することができる。 The sensor base 810 shown in FIGS. 6 and 7 includes a protrusion 812 having an inner edge protruding from the surface on the sensing portion 82 side. The protrusion 812 is provided in an annular shape along the inner edge of the sensor base 810. Then, when the sensing portion 82 and the spacer 830 are laminated on the sensor base 810, the protrusion 812 is inserted inside the sensing portion 82. As a result, the sensing unit 82 is not exposed on the inner surface of the pressure sensor 8, so that the sensing unit 82 can be protected from friction with the linear shaft 174 and the like.

また、図６および図７に示すセンサー蓋８４０も、スペーサー８３０側の面のうち、外縁部が突出してなる突出部８４２を備えている。突出部８４２は、センサー蓋８４０の外縁部の一部に沿って設けられている。そして、センサーベース８１０に対してセンサー蓋８４０を積層したとき、突出部８４２がセンサーベース８１０に接するように構成されている。これにより、感圧センサー８の外側の面においてセンシング部８２が露出しなくなるため、例えば異物との接触等からセンシング部８２を保護することができる。 Further, the sensor lid 840 shown in FIGS. 6 and 7 also has a protruding portion 842 having an outer edge protruding from the surface on the spacer 830 side. The protrusion 842 is provided along a part of the outer edge of the sensor lid 840. Then, when the sensor lid 840 is laminated on the sensor base 810, the protruding portion 842 is configured to be in contact with the sensor base 810. As a result, the sensing unit 82 is not exposed on the outer surface of the pressure sensor 8, so that the sensing unit 82 can be protected from contact with foreign matter, for example.

このような感圧センサー８は、例えば、接着剤による接着の他、溶着、ねじ締め等の方法でバッファースプリング１７９に対して装着される。 Such a pressure-sensitive sensor 8 is attached to the buffer spring 179 by, for example, bonding with an adhesive, welding, screw tightening, or the like.

また、図８に示す感圧センサー８では、センサーベース８１０が、センシング部８２とは反対側の面のうち、内縁部が突出してなる突出部８１４を備えている。突出部８１４は、センサーベース８１０の内縁部に沿って環状に設けられている。バッファースプリング１７９に対してこのような突出部８１４を備える感圧センサー８を装着したとき、突出部８１４がバッファースプリング１７９の内部に挿入された状態で装着されることとなる。すなわち、センサーベース８１０がバッファースプリング１７９を同心状に支持するための台座として機能する。このため、感圧センサー８とバッファースプリング１７９との組み込み性が良好になり、バッファースプリング１７９の円滑な伸縮が可能になる。その結果、衝撃吸収性および感圧センサー８における荷重の検出感度に優れたハンド１７を実現することができる。また、バッファースプリング１７９とリニアシャフト１７４との接触を抑制しやすくなるため、バッファースプリング１７９の長寿命化を図ることもできる。 Further, in the pressure-sensitive sensor 8 shown in FIG. 8, the sensor base 810 includes a protruding portion 814 in which the inner edge portion of the surface opposite to the sensing portion 82 protrudes. The protrusion 814 is provided in an annular shape along the inner edge of the sensor base 810. When the pressure sensor 8 provided with such a protruding portion 814 is attached to the buffer spring 179, the protruding portion 814 is attached in a state of being inserted inside the buffer spring 179. That is, the sensor base 810 functions as a pedestal for concentrically supporting the buffer spring 179. Therefore, the ease of incorporation between the pressure sensor 8 and the buffer spring 179 is improved, and the buffer spring 179 can be smoothly expanded and contracted. As a result, it is possible to realize a hand 17 having excellent shock absorption and load detection sensitivity in the pressure sensor 8. Further, since the contact between the buffer spring 179 and the linear shaft 174 can be easily suppressed, the life of the buffer spring 179 can be extended.

さらに、感圧センサー８をバッファースプリング１７９に装着することにより、感圧センサー８の配置場所を用意する必要がなくなることから、ハンド１７の小型化を図ることができる。 Further, by attaching the pressure sensor 8 to the buffer spring 179, it is not necessary to prepare a place for arranging the pressure sensor 8, so that the hand 17 can be miniaturized.

ハンド１７が備える感圧センサー８は、印加される外圧の大きさを検出可能な方式であれば、いかなる方式のセンサーであってもよい。具体的には静電容量方式、電気抵抗方式等が挙げられる。以下の説明では、代表として電気抵抗方式のセンサーについて説明する。 The pressure-sensitive sensor 8 included in the hand 17 may be any type of sensor as long as it can detect the magnitude of the applied external pressure. Specific examples thereof include a capacitance method and an electric resistance method. In the following description, an electric resistance type sensor will be described as a representative.

図９は、図６に示すセンシング部８２の断面図である。図１０は、図９に示すセンシング部８２を示す部分拡大斜視図である。図１１は、図１０に示すセンシング部８２のＡ−Ａ’線断面図である。なお、図９ないし図１１では、センシング部８２の厚さ方向をＺ軸方向とし、Ｚ軸方向と直交する平面内において互いに直交する２つの方向をＸ軸方向およびＹ軸方向とする。また、図１１では、断面を表す斜線の図示を省略している。 FIG. 9 is a cross-sectional view of the sensing unit 82 shown in FIG. FIG. 10 is a partially enlarged perspective view showing the sensing unit 82 shown in FIG. FIG. 11 is a cross-sectional view taken along the line AA'of the sensing unit 82 shown in FIG. In FIGS. 9 to 11, the thickness direction of the sensing unit 82 is the Z-axis direction, and the two directions orthogonal to each other in the plane orthogonal to the Z-axis direction are the X-axis direction and the Y-axis direction. Further, in FIG. 11, the diagonal lines representing the cross sections are not shown.

図９は、センシング部８２の断面、特に円環部８２２の断面を示している。図９に示すセンシング部８２は、機能部８６と、機能部８６を挟むように設けられた保護フィルム８７と、を備えている。 FIG. 9 shows a cross section of the sensing portion 82, particularly a cross section of the annular portion 822. The sensing unit 82 shown in FIG. 9 includes a functional unit 86 and a protective film 87 provided so as to sandwich the functional unit 86.

このうち、機能部８６は、図１１に示すように、センサー基板８０と、センサー基板８０の上面８０ａにマトリックス状に配列している複数の個別電極８３と、感圧層８４と、共通電極８５と、がこの順で積層されてなる積層体を備えている。なお、図９および図１０では、個別電極８３の図示を省略している。 Of these, as shown in FIG. 11, the functional unit 86 includes a sensor substrate 80, a plurality of individual electrodes 83 arranged in a matrix on the upper surface 80a of the sensor substrate 80, a pressure sensitive layer 84, and a common electrode 85. And are laminated in this order. Note that in FIGS. 9 and 10, the individual electrodes 83 are not shown.

センサー基板８０の上面８０ａは、図１０および図１１に示すように、Ｘ軸方向およびＹ軸方向の双方に延在する波型形状をなしており、その上面８０ａに重なるように設けられた感圧層８４および共通電極８５も、上面８０ａの形状にならった波型形状をなしている。 As shown in FIGS. 10 and 11, the upper surface 80a of the sensor substrate 80 has a wavy shape extending in both the X-axis direction and the Y-axis direction, and a feeling provided so as to overlap the upper surface 80a. The pressure layer 84 and the common electrode 85 also have a wavy shape that follows the shape of the upper surface 80a.

センサー基板８０の構成材料としては、例えばプラスチック、ガラス、石英等の絶縁性材料が挙げられる。 Examples of the constituent material of the sensor substrate 80 include an insulating material such as plastic, glass, and quartz.

感圧層８４は、外圧が印加された場合、形状変化に伴って電気抵抗が低下し、それに基づいて外圧を検出可能な層である。また、感圧層８４は、弾性を有しており、外圧を受けて変形するとともに、外圧が除かれた場合には元の状態に戻る特性を有している。さらに、感圧層８４は、個別電極８３や共通電極８５よりも低いものの、導電性を有している。これにより、感圧層８４に外圧が印加されたとき、その部分に位置する個別電極８３と共通電極８５との間で電流が流れる。したがって、感圧センサー８に接続した制御装置５０においてその電流を検出することにより、外圧の印加を検出することができる。 The pressure-sensitive layer 84 is a layer in which when an external pressure is applied, the electrical resistance decreases as the shape changes, and the external pressure can be detected based on the decrease in electrical resistance. Further, the pressure sensitive layer 84 has elasticity, is deformed by receiving an external pressure, and has a property of returning to the original state when the external pressure is removed. Further, although the pressure sensitive layer 84 is lower than the individual electrodes 83 and the common electrode 85, it has conductivity. As a result, when an external pressure is applied to the pressure sensitive layer 84, a current flows between the individual electrode 83 and the common electrode 85 located at that portion. Therefore, the application of the external pressure can be detected by detecting the current in the control device 50 connected to the pressure sensor 8.

感圧層８４の構成材料としては、例えばゴム、エラストマー等の樹脂に、グラファイトのような粒子状物質の他、カーボンファイバー、カーボンナノファイバー、カーボンナノチューブのようなファイバー状物質等の各種導電性物質を分散させてなる複合材料が挙げられる。このような複合材料では、外圧が印加された場合に、その部分において導電性物質同士が電気的につながり、電流を流すことができる。 As a constituent material of the pressure sensitive layer 84, for example, in a resin such as rubber or elastomer, various conductive substances such as particulate matter such as graphite, carbon fiber, carbon nanofiber, and fibrous substance such as carbon nanotube are used. A composite material obtained by dispersing the above-mentioned material can be mentioned. In such a composite material, when an external pressure is applied, the conductive substances are electrically connected to each other in the portion, and an electric current can flow.

共通電極８５は、個別電極８３とともに感圧層８４を挟むように設けられている。共通電極８５には、例えば接地電位が与えられている。 The common electrode 85 is provided so as to sandwich the pressure sensitive layer 84 together with the individual electrodes 83. The common electrode 85 is given, for example, a ground potential.

また、感圧センサー８は、前述したように複数の個別電極８３を備えている。そして、１つの個別電極８３、感圧層８４および共通電極８５により、１つのセンサー単位８００が構成される。したがって、感圧センサー８には、マトリックス状に配列した複数のセンサー単位８００が含まれている。各センサー単位８００では、外圧によって感圧層８４が弾性変形することを利用して、外圧を電気抵抗の変化、つまり電流量の変化として検出する。そして、電流量の変化を検出したセンサー単位８００の位置に基づき、外圧が印加された位置を検出することができる。また、各センサー単位８００からの電流量という信号を制御装置５０に出力し、センサー単位８００同士の間で、測定された電流量の変化の差分を求め、各種演算に供することにより、外圧が印加された方向と大きさとを算出することができる。なお、感圧センサー８のその他の構成および演算方法については、特開２０１２−１０８０２１号公報に記載された構成および演算方法を用いることができる。 Further, the pressure sensor 8 includes a plurality of individual electrodes 83 as described above. Then, one sensor unit 800 is configured by one individual electrode 83, the pressure sensitive layer 84, and the common electrode 85. Therefore, the pressure-sensitive sensor 8 includes a plurality of sensor units 800 arranged in a matrix. In each sensor unit 800, the external pressure is detected as a change in electrical resistance, that is, a change in the amount of current, by utilizing the elastic deformation of the pressure sensitive layer 84 due to the external pressure. Then, based on the position of the sensor unit 800 that has detected the change in the amount of current, the position where the external pressure is applied can be detected. Further, an external pressure is applied by outputting a signal of the amount of current from each sensor unit 800 to the control device 50, obtaining the difference in the change in the measured current amount between the sensor units 800, and performing various calculations. The direction and size can be calculated. As for other configurations and calculation methods of the pressure sensor 8, the configurations and calculation methods described in JP2012-108021A can be used.

なお、マトリックス状とは、例えばＸ軸方向およびＹ軸方向の双方において、個別電極８３が等間隔に並んでいる状態を指している。一例として、Ｘ軸方向において等間隔に並ぶ直線を引くととともに、Ｙ軸方向において等間隔に並ぶ直線を引き、直線同士の交差点に個別電極８３を配置したとき、その個別電極８３の配列をマトリックス状という。ただし、個別電極８３同士の間隔は、全て同一である必要はなく、部分的に異なっていてもよい。 The matrix shape refers to a state in which the individual electrodes 83 are arranged at equal intervals in both the X-axis direction and the Y-axis direction, for example. As an example, when straight lines that are evenly spaced in the X-axis direction are drawn and straight lines that are evenly spaced in the Y-axis direction are drawn and individual electrodes 83 are arranged at intersections of the straight lines, the arrangement of the individual electrodes 83 is matrixed. It is called a state. However, the intervals between the individual electrodes 83 do not have to be the same, and may be partially different.

以上のような機能部８６が一対の保護フィルム８７で挟まれている。これにより、機能部８６を保護し、感圧センサー８の耐久性を高めることができる。 The functional portion 86 as described above is sandwiched between a pair of protective films 87. As a result, the functional unit 86 can be protected and the durability of the pressure sensor 8 can be enhanced.

保護フィルム８７としては、例えば、ポリイミドフィルムのような樹脂フィルムが挙げられる。 Examples of the protective film 87 include a resin film such as a polyimide film.

なお、前述した導電性物質は、導電性ファイバーであるのが好ましい。すなわち、センシング部８２は、樹脂と導電性ファイバーとを含有する感圧層８４と、感圧層８４を挟んで設けられる個別電極８３（第１電極）および共通電極８５（第２電極）と、を備えている。そして、この場合に、個別電極８３がマトリックス状に配列されているのが好ましい。これらの技術を組み合わせることにより、外圧が印加されている分布をより正確に検出することが可能になる。このため、感圧センサー８に対する外力の加わり方が偏っているという情報まで取得することができる。その結果、例えば異物の挟まりや偏摩耗といった意図しない不具合の発生も検知することが可能になる。 The above-mentioned conductive substance is preferably a conductive fiber. That is, the sensing unit 82 includes a pressure-sensitive layer 84 containing a resin and a conductive fiber, an individual electrode 83 (first electrode) and a common electrode 85 (second electrode) provided with the pressure-sensitive layer 84 interposed therebetween. It has. In this case, it is preferable that the individual electrodes 83 are arranged in a matrix. By combining these techniques, it becomes possible to more accurately detect the distribution to which the external pressure is applied. Therefore, it is possible to acquire information that the way in which the external force is applied to the pressure sensor 8 is biased. As a result, it becomes possible to detect the occurrence of unintended defects such as pinching of foreign matter and uneven wear.

また、上述したような感圧センサー８は、その厚さを薄くすることが可能である。特にセンシング部８２の厚さは、特に限定されないが、好ましくは１．０ｍｍ以下とされ、より好ましくは０．５ｍｍ以下とされ、さらに好ましくは０．３ｍｍ以下とされる。このような薄いセンシング部８２を備えた感圧センサー８を用いることにより、ハンド１７の小型化を図りつつ、ハンド１７に生じる不具合を早期に検知するという効果を得ることができる。 Further, the thickness of the pressure sensor 8 as described above can be reduced. In particular, the thickness of the sensing portion 82 is not particularly limited, but is preferably 1.0 mm or less, more preferably 0.5 mm or less, and further preferably 0.3 mm or less. By using the pressure sensor 8 provided with such a thin sensing unit 82, it is possible to obtain the effect of early detecting a defect occurring in the hand 17 while reducing the size of the hand 17.

さらに、図４では、バッファースプリング１７９の基端に感圧センサー８が装着されているが、感圧センサー８の装着位置はこれに限定されない。 Further, in FIG. 4, the pressure sensor 8 is attached to the base end of the buffer spring 179, but the attachment position of the pressure sensor 8 is not limited to this.

図１２は、図４に示すハンド１７の変形例を示す断面図である。
図１２に示す感圧センサー８は、バッファースプリング１７９の先端に装着されている。すなわち、図１２に示す感圧センサー８は、吸着パッド１７８とバッファースプリング１７９との間に装着されている。このような図１２に示すハンド１７であっても、前述した図４に示すハンド１７と同様の効果を奏する。 FIG. 12 is a cross-sectional view showing a modified example of the hand 17 shown in FIG.
The pressure sensor 8 shown in FIG. 12 is attached to the tip of the buffer spring 179. That is, the pressure sensor 8 shown in FIG. 12 is mounted between the suction pad 178 and the buffer spring 179. Even the hand 17 shown in FIG. 12 has the same effect as the hand 17 shown in FIG. 4 described above.

また、本明細書における「吸着」とは、前述したような負圧による吸着の他、磁力による吸着等も含む概念である。後者の場合、吸着パッド１７８に代えて電磁石等を用いることができる。 Further, "adsorption" in the present specification is a concept including adsorption by magnetic force in addition to adsorption by negative pressure as described above. In the latter case, an electromagnet or the like can be used instead of the suction pad 178.

以上のように、本実施形態に係るハンド１７は、リニアシャフト１７４（シャフト）と、リニアシャフト１７４の先端に設けられた吸着パッド１７８（吸着部）と、リニアシャフト１７４の基端に設けられ、リニアシャフト１７４よりも外径が大きい落下防止部１７６と、吸着パッド１７８と落下防止部１７６との間に設けられた感圧センサー８と、を有する。 As described above, the hand 17 according to the present embodiment is provided at the linear shaft 174 (shaft), the suction pad 178 (suction portion) provided at the tip of the linear shaft 174, and the base end of the linear shaft 174. It has a fall prevention portion 176 having an outer diameter larger than that of the linear shaft 174, and a pressure sensitive sensor 8 provided between the suction pad 178 and the fall prevention portion 176.

このようなハンド１７によれば、バッファースプリング１７９に加わる荷重を検出することができる。これにより、ハンド１７の耐久性を高めつつ、ハンド１７が複数設けられている場合でも、ハンド１７ごとにその吸着状態、すなわちワークＷを吸着しているか否かを検出することができる。 According to such a hand 17, the load applied to the buffer spring 179 can be detected. Thereby, while improving the durability of the hands 17, even when a plurality of hands 17 are provided, it is possible to detect the suction state of each hand 17, that is, whether or not the work W is sucked.

また、ロボット１は、以上のようなハンド１７を備えている。このハンド１７は、前述したように特に感圧センサー８の耐久性に優れることから、ワークＷの吸着等の作業を繰り返し行う場合でも、長期にわたって作動することが可能になる。さらに、ハンド１７は、感圧センサー８が組み込まれているため、小型であるにもかかわらず、吸着状態を検出可能である。したがって、ハンド１７の取り回し性が良好で、吸着状態を踏まえた的確な制御が可能なロボット１を実現することができる。 Further, the robot 1 includes the above-mentioned hand 17. As described above, the hand 17 is particularly excellent in durability of the pressure sensor 8, so that it can be operated for a long period of time even when operations such as suction of the work W are repeatedly performed. Further, since the hand 17 incorporates the pressure-sensitive sensor 8, the suction state can be detected even though the hand 17 is small in size. Therefore, it is possible to realize the robot 1 having good maneuverability of the hand 17 and capable of accurate control based on the suction state.

また、本実施形態に係るハンド１７は、図３に示すように、感圧センサー８と吸着パッド１７８（吸着部）との間に設けられたバッファースプリング１７９（弾性体）を有している。そして、感圧センサー８は、このバッファースプリング１７９に装着されている。 Further, as shown in FIG. 3, the hand 17 according to the present embodiment has a buffer spring 179 (elastic body) provided between the pressure sensor 8 and the suction pad 178 (suction portion). The pressure sensor 8 is attached to the buffer spring 179.

これにより、感圧センサー８では、バッファースプリング１７９の伸縮に伴う荷重の変化を直接検出することができる。その結果、精度の高い荷重の検出が可能になる。 As a result, the pressure sensor 8 can directly detect the change in the load due to the expansion and contraction of the buffer spring 179. As a result, it is possible to detect the load with high accuracy.

さらに、バッファースプリング１７９は、いわゆるコイルばねで構成されている。コイルばねは、その内側に空間が存在していることから、リニアシャフト１７４の挿通に適している。このため、リニアシャフト１７４の周囲にバッファースプリング１７９を配することで、バッファー機能を確保しつつ、ハンド１７の小型化を図ることができる。 Further, the buffer spring 179 is composed of a so-called coil spring. The coil spring is suitable for inserting the linear shaft 174 because there is a space inside the coil spring. Therefore, by arranging the buffer spring 179 around the linear shaft 174, it is possible to reduce the size of the hand 17 while ensuring the buffer function.

また、感圧センサー８は、特に限定されないが、本実施形態では前述したように、印加される外圧により信号を出力するセンシング部８２と、リニアシャフト１７４が挿通される貫通孔８９を備える第１ワッシャーであるセンサーベース８１０と、を有している。 Further, the pressure sensor 8 is not particularly limited, but in the present embodiment, as described above, the first is provided with a sensing unit 82 that outputs a signal by the applied external pressure and a through hole 89 through which the linear shaft 174 is inserted. It has a sensor base 810, which is a washer.

このような構成であれば、センサーベース８１０によりセンシング部８２を保護することができる。すなわち、感圧センサー８に大きな荷重や衝撃またはリニアシャフト１７４との摩擦等が生じた場合でも、それらがセンシング部８２に影響を及ぼすのを抑制し、センシング部８２を損傷等から保護することができる。その結果、ハンド１７の耐久性を高めることができる。 With such a configuration, the sensor base 810 can protect the sensing unit 82. That is, even if a large load or impact or friction with the linear shaft 174 occurs on the pressure sensor 8, it is possible to suppress the influence of them on the sensing unit 82 and protect the sensing unit 82 from damage or the like. it can. As a result, the durability of the hand 17 can be improved.

さらに、本実施形態では、前述したように、センサーベース８１０（第１ワッシャー）およびセンサー蓋８４０（第２ワッシャー）がセンシング部８２を挟むように設けられている。そして、センサーベース８１０とセンサー蓋８４０との間で、センシング部８２に予圧を付与するようになっていてもよい。このような予圧を与えることにより、感圧センサー８は、センシング部８２を圧縮する方向に印加される外圧だけでなく、それとは反対の方向、すなわちセンシング部８２を引っ張る方向に印加される外圧についても検出することが可能になる。このため、より高精度な外圧の検出が可能になり、ハンド１７に生じる様々な荷重を検出したり、意図しない不具合についても検知したりすることができるようになる。 Further, in the present embodiment, as described above, the sensor base 810 (first washer) and the sensor lid 840 (second washer) are provided so as to sandwich the sensing unit 82. Then, a preload may be applied to the sensing unit 82 between the sensor base 810 and the sensor lid 840. By applying such a preload, the pressure sensor 8 not only applies the external pressure in the direction of compressing the sensing unit 82, but also the external pressure applied in the opposite direction, that is, in the direction of pulling the sensing unit 82. Can also be detected. Therefore, it becomes possible to detect the external pressure with higher accuracy, to detect various loads generated on the hand 17, and to detect an unintended defect.

なお、この予圧の大きさは、センサーベース８１０とセンサー蓋８４０との距離に応じて調整することができるが、スペーサー８３０の厚さによっても調整することができる。すなわち、センサー蓋８４０とセンシング部８２との間にスペーサー８３０を介挿することにより、実質的に前記距離が縮まることになり、付与される予圧を増大させることができる。また、スペーサー８３０として薄いフィルム状のものを使用することで、スペーサー８３０の枚数によって予圧の大きさを調整することができる。 The magnitude of this preload can be adjusted according to the distance between the sensor base 810 and the sensor lid 840, but it can also be adjusted by the thickness of the spacer 830. That is, by inserting the spacer 830 between the sensor lid 840 and the sensing unit 82, the distance is substantially shortened, and the preload applied can be increased. Further, by using a thin film-like spacer 830, the magnitude of the preload can be adjusted by the number of spacers 830.

なお、スペーサー８３０は、センシング部８２とセンサーベース８１０との間に設けられてもよく、双方に設けられてもよい。 The spacer 830 may be provided between the sensing unit 82 and the sensor base 810, or may be provided on both sides.

また、センサーベース８１０、センシング部８２、スペーサー８３０およびセンサー蓋８４０の固定については、例えば、接着剤による接着の他、溶着、かしめ、ねじ締め等の方法で行うことができる。 Further, the sensor base 810, the sensing portion 82, the spacer 830, and the sensor lid 840 can be fixed by, for example, bonding with an adhesive, welding, caulking, screw tightening, or the like.

＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態に係るハンドについて説明する。 <Second Embodiment>
Next, the hand according to the second embodiment will be described.

図１３は、第２実施形態に係るハンド１７の分解斜視図である。図１４は、図１３に示すハンド１７の断面図である。図１５は、図１４に示すハンド１７がワークＷを吸着している状態を示す断面図である。 FIG. 13 is an exploded perspective view of the hand 17 according to the second embodiment. FIG. 14 is a cross-sectional view of the hand 17 shown in FIG. FIG. 15 is a cross-sectional view showing a state in which the hand 17 shown in FIG. 14 is sucking the work W.

以下、第２実施形態について説明するが、以下の説明では、第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。なお、図１３ないし図１５において、第１実施形態と同様の構成については、同一の符号を付している。 Hereinafter, the second embodiment will be described, but in the following description, the differences from the first embodiment will be mainly described, and the same matters will be omitted. In addition, in FIGS. 13 to 15, the same reference numerals are given to the same configurations as those in the first embodiment.

第２実施形態は、感圧センサー８の配置が異なる以外、第１実施形態と同様である。
図１３に示すハンド１７では、ガイドハウジング１７２と落下防止部１７６との間に感圧センサー８が設けられている。具体的には、感圧センサー８は、図１４に示すように、落下防止部１７６の先端に装着されている。このような位置に装着されることにより、リニアシャフト１７４に対して摺動するガイドハウジング１７２が、落下防止部１７６に突き当たって落下防止部１７６を押圧するとき、その外圧の大きさを感圧センサー８によって検出することができる。 The second embodiment is the same as the first embodiment except that the arrangement of the pressure sensor 8 is different.
In the hand 17 shown in FIG. 13, a pressure sensor 8 is provided between the guide housing 172 and the fall prevention portion 176. Specifically, as shown in FIG. 14, the pressure sensor 8 is attached to the tip of the fall prevention unit 176. When mounted in such a position, when the guide housing 172 that slides with respect to the linear shaft 174 abuts against the fall prevention portion 176 and presses the fall prevention portion 176, the magnitude of the external pressure thereof is detected by the pressure sensor. It can be detected by 8.

図１４は、吸着パッド１７８が何も吸着していない状態を示しているが、この状態では、バッファースプリング１７９は、自然状態よりも多少収縮した状態とされる。この状態では、バッファースプリング１７９の反発力によってガイドハウジング１７２が落下防止部１７６に押し付けられることになる。このため、感圧センサー８では、その荷重を検出することにより、バッファースプリング１７９が正常な反発力を発生させていること、すなわち、バッファースプリング１７９がコイルばねとして健全であることを検知することができる。 FIG. 14 shows a state in which the suction pad 178 does not suck anything, but in this state, the buffer spring 179 is in a state of being slightly contracted from the natural state. In this state, the guide housing 172 is pressed against the fall prevention portion 176 by the repulsive force of the buffer spring 179. Therefore, the pressure-sensitive sensor 8 can detect that the buffer spring 179 is generating a normal repulsive force by detecting the load, that is, that the buffer spring 179 is sound as a coil spring. it can.

このような状態から、図１５に示すように吸着パッド１７８によってワークＷを吸着したとき、バッファースプリング１７９が収縮する。具体的には、吸着パッド１７８をワークＷに押し付けるため、ガイドハウジング１７２と吸着パッド１７８との距離が縮まる。そうすると、ガイドハウジング１７２は感圧センサー８から離間するため、感圧センサー８に印加される荷重はなくなる。そうすると、感圧センサー８では、その荷重の消失を検出することにより、ワークＷの吸着の有無を検知することができる。また、併せて、ガイドハウジング１７２の摺動性が健全であるか否かを検知することもできる。 From such a state, when the work W is sucked by the suction pad 178 as shown in FIG. 15, the buffer spring 179 contracts. Specifically, since the suction pad 178 is pressed against the work W, the distance between the guide housing 172 and the suction pad 178 is shortened. Then, since the guide housing 172 is separated from the pressure sensor 8, the load applied to the pressure sensor 8 is eliminated. Then, the pressure-sensitive sensor 8 can detect the presence or absence of adsorption of the work W by detecting the disappearance of the load. At the same time, it is possible to detect whether or not the slidability of the guide housing 172 is sound.

また、ワークＷを吸着すると、感圧センサー８にはワークＷの重量が荷重として加わる。このため、感圧センサー８は、ワークＷの重量を検出することができる。これにより、ハンド１７がワークＷを吸着していることを検知することができる。 Further, when the work W is attracted, the weight of the work W is applied to the pressure sensor 8 as a load. Therefore, the pressure sensor 8 can detect the weight of the work W. Thereby, it is possible to detect that the hand 17 is sucking the work W.

さらに、本実施形態では、感圧センサー８をガイドハウジング１７２よりも基端側に配置している。このため、感圧センサー８に接続される配線の取り回しが容易になる。特に、ハンド１７に接続されている排気用配管１７７とともに感圧センサー８に接続される配線もまとめて引き回すことができる。これにより、ロボットアーム１０の作動性が良好になる。 Further, in the present embodiment, the pressure sensor 8 is arranged closer to the proximal end side than the guide housing 172. Therefore, the wiring connected to the pressure sensor 8 can be easily routed. In particular, the wiring connected to the pressure sensor 8 can be routed together with the exhaust pipe 177 connected to the hand 17. As a result, the operability of the robot arm 10 is improved.

以上のように、本実施形態に係るハンド１７は、第１実施形態と同様、ガイドハウジング１７２（ガイド）、リニアシャフト１７４、落下防止部１７６、吸着パッド１７８およびバッファースプリング１７９を備えているが、感圧センサー８は、バッファースプリング１７９ではなく、ガイドハウジング１７２と落下防止部１７６との間に設けられている。 As described above, the hand 17 according to the present embodiment includes the guide housing 172 (guide), the linear shaft 174, the fall prevention portion 176, the suction pad 178, and the buffer spring 179, as in the first embodiment. The pressure sensor 8 is provided between the guide housing 172 and the fall prevention portion 176 instead of the buffer spring 179.

これにより、前述したように、バッファースプリング１７９やガイドハウジング１７２が健全であるか否かを検知することができる。また、ワークＷの重量を検出することができるため、ワークＷがどのようなものかという種類の識別や、その他、ワークＷの状態識別が可能になる。さらに、この位置に設けられることで、感圧センサー８に接続される配線を排気用配管１７７とともに引き回すことができるので、ハンド１７の取り回し性をより高めることができる。
以上のような第２実施形態においても、第１実施形態と同様の効果が得られる。 Thereby, as described above, it is possible to detect whether or not the buffer spring 179 and the guide housing 172 are sound. Further, since the weight of the work W can be detected, it is possible to identify the type of the work W and the state of the work W. Further, by being provided at this position, the wiring connected to the pressure sensitive sensor 8 can be routed together with the exhaust pipe 177, so that the maneuverability of the hand 17 can be further improved.
In the second embodiment as described above, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.

以上、本発明のハンドおよびロボットを図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、前記実施形態には、他の任意の構成物が付加されていてもよい。さらに、２つの前記実施形態を組み合わせるようにしてもよい。 Although the hand and the robot of the present invention have been described above based on the illustrated embodiment, the present invention is not limited to this, and the configuration of each part is replaced with an arbitrary configuration having the same function. can do. In addition, any other constituent may be added to the embodiment. Further, the two embodiments may be combined.

１…ロボット、８…感圧センサー、１０…ロボットアーム、１１…アーム、１２…アーム、１３…アーム、１４…アーム、１５…アーム、１６…アーム、１７…ハンド、５０…制御装置、５１…制御部、５２…記憶部、５３…Ｉ／Ｆ、８０…センサー基板、８０ａ…上面、８２…センシング部、８３…個別電極、８４…感圧層、８５…共通電極、８６…機能部、８７…保護フィルム、８９…貫通孔、１１０…基台、１３０…駆動部、１３１…角度センサー、１６５…連結部材、１７２…ガイドハウジング、１７４…リニアシャフト、１７６…落下防止部、１７７…排気用配管、１７７ａ…真空バルブ、１７８…吸着パッド、１７９…バッファースプリング、８００…センサー単位、８１０…センサーベース、８１２…突起部、８１４…突出部、８２２…円環部、８２４…引き出し部、８３０…スペーサー、８４０…センサー蓋、８４２…突出部、１７２２…貫通孔、１７８２…貫通孔、Ｗ…ワーク 1 ... Robot, 8 ... Pressure sensor, 10 ... Robot arm, 11 ... Arm, 12 ... Arm, 13 ... Arm, 14 ... Arm, 15 ... Arm, 16 ... Arm, 17 ... Hand, 50 ... Control device, 51 ... Control unit, 52 ... Storage unit, 53 ... I / F, 80 ... Sensor substrate, 80a ... Top surface, 82 ... Sensing unit, 83 ... Individual electrode, 84 ... Pressure sensitive layer, 85 ... Common electrode, 86 ... Functional unit, 87 ... Protective film, 89 ... Through hole, 110 ... Base, 130 ... Drive unit, 131 ... Angle sensor, 165 ... Connecting member, 172 ... Guide housing, 174 ... Linear shaft, 176 ... Fall prevention unit, 177 ... Exhaust piping 177a ... Vacuum valve, 178 ... Suction pad, 179 ... Buffer spring, 800 ... Sensor unit, 810 ... Sensor base, 812 ... Projection, 814 ... Projection, 822 ... Ring part, 824 ... Drawer part, 830 ... Spacer , 840 ... Sensor lid, 842 ... Projection, 1722 ... Through hole, 1782 ... Through hole, W ... Work

Claims

With the shaft
With the suction part provided at the tip of the shaft,
A fall prevention portion provided at the base end of the shaft and having an outer diameter larger than that of the shaft.
A pressure sensor provided between the suction part and the fall prevention part,
A hand characterized by having.

An elastic body is provided between the pressure sensor and the suction portion.
The hand according to claim 1, wherein the pressure sensor is attached to the elastic body.

The hand according to claim 2, wherein the elastic body is a coil spring.

Further having a guide provided between the suction portion and the fall prevention portion,
The hand according to claim 1, wherein the pressure sensor is provided between the guide and the fall prevention unit.

The hand according to any one of claims 1 to 4, wherein the pressure-sensitive sensor has a sensing unit that outputs a signal by an applied external pressure, and a washer having a through hole through which the shaft is inserted.

The washer has a first washer and a second washer provided so as to sandwich the sensing portion.
The hand according to claim 5, wherein a preload is applied to the sensing unit between the first washer and the second washer.

The sensing unit includes a pressure-sensitive layer containing a resin and a conductive fiber, and a first electrode and a second electrode provided with the pressure-sensitive layer interposed therebetween.
The hand according to claim 5 or 6, wherein the first electrodes are arranged in a matrix.

The hand according to any one of claims 1 to 7, wherein the shaft is a pipe connected to the suction portion.

A robot comprising the hand according to any one of claims 1 to 8.