JP2020138290A

JP2020138290A - ロボットハンド

Info

Publication number: JP2020138290A
Application number: JP2019036934A
Authority: JP
Inventors: 小池　貴晃; Takaaki Koike; 貴晃小池
Original assignee: Shinano Kenshi Co Ltd
Current assignee: Shinano Kenshi Co Ltd
Priority date: 2019-02-28
Filing date: 2019-02-28
Publication date: 2020-09-03
Anticipated expiration: 2039-02-28
Also published as: WO2020174844A1; JP6663058B1

Abstract

【課題】爪部材の位置精度が向上したロボットハンドを提供することを課題とする。【解決手段】駆動源により駆動されるカムと、前記カムを収容したブラケットと、前記カムに当接するカムフォロアを有し前記カムの駆動に応じて所定の軸周りに揺動する爪部材と、前記爪部材を前記ブラケットに対して前記揺動可能に支持する支軸部と、前記支軸部を回転可能に保持すると共に、前記カム側に移動可能に前記ブラケットに保持された軸保持部材と、前記カムフォロアが前記カムに向けて押圧されるように、前記軸保持部材を前記カム側に押圧する押圧部材と、を備えたロボットハンド。【選択図】図２

Description

本発明は、ロボットハンドに関する。

特許文献１には、爪部材を備えたロボットハンドが記載されている。爪部材には、カムの駆動によって揺動するようにカムフォロアが形成されている。

特許第６３４２５６７号公報

カムとカムフォロアとの接触状態によっては、爪部材の位置精度が低下する可能性がある。

そこで本発明は、爪部材の位置精度が向上したロボットハンドを提供することを目的とする。

上記目的は、駆動源により駆動されるカムと、前記カムを収容したブラケットと、前記カムに当接するカムフォロアを有し前記カムの駆動に応じて所定の軸周りに揺動する爪部材と、前記爪部材を前記ブラケットに対して前記揺動可能に支持する支軸部と、前記支軸部を回転可能に保持すると共に、前記カム側に移動可能に前記ブラケットに保持された軸保持部材と、前記カムフォロアが前記カムに向けて押圧されるように、前記軸保持部材を前記カム側に押圧する押圧部材と、を備えたロボットハンドによって達成できる。

爪部材の位置精度が向上したロボットハンドを提供できる。

図１は、ロボットハンドの斜視図である。図２Ａ〜図２Ｄは、爪部材の外観図である。図３は、ブラケットの拡大斜視図である。図４は、カムの拡大斜視図である。図５は、ロボットハンドの正面図である。図６は、図５のＡ−Ａ断面図である。図７は、図６の拡大図である。図８は、第１変形例の説明図である。図９は、第２変形例の説明図である。

図１は、ロボットハンド１の斜視図である。図１には、互いに直交するＸ方向、Ｙ方向、及びＺ方向を示している。ロボットハンド１は、モータ３、ブラケット１０、アタッチメント２０、及び爪部材３０ａ〜３０ｃを含む。モータ３は、爪部材３０ａ〜３０ｃを開閉するための駆動源であり、例えばステッピングモータであるがこれに限定されない。図１では、モータ３の図示を簡略化してある。

ブラケット１０は、モータ３の先端側に取り付けられている。爪部材３０ａ〜３０ｃは、ブラケット１０に揺動可能に保持されている。爪部材３０ａ〜３０ｃは、Ｚ方向に平行な中心軸心Ａ１を中心として等角度間隔に配置されている。爪部材３０ａ〜３０ｃは、同一の部材であるが説明の便宜上異なる符号を付している。ブラケット１０の先端側の中心にはアタッチメント２０が取り付けられている。アタッチメント２０は、中心軸心Ａ１が通過するように開口２２が形成されている。開口２２には、例えばカメラや、エアー吸引噴出装置等を実装することができる。

図２Ａ〜図２Ｄは、爪部材３０ａの外観図である。爪部材３０ａの基端には、後述するカム４０が係合するカムフォロア３３が二股状に形成されている。また、爪部材３０ａの基端には、爪部材３０ａが揺動する方向を含む平面に垂直な方向に貫通した貫通孔が設けられており、この貫通孔に支軸３５が摺動不能に嵌合している。爪部材３０ａのから突出した支軸３５の両端にはそれぞれベアリング３８が取り付けられている。このような機構により、爪部材３０ａは、揺動軸心Ａ２周りに所定範囲を揺動可能にブラケット１０に保持される。ベアリング３８は、軸保持部材の一例である。

図３は、ブラケット１０の拡大斜視図である。ブラケット１０からはアタッチメント２０は取り外されている。ブラケット１０の先端には、中心軸心Ａ１を中心として放射状に延びた３つのスリットからなるスリット開口１２が形成されている。アタッチメント２０は、スリット開口１２を塞ぐようにブラケット１０に取り付けられる。

また、詳しくは後述するが、ブラケット１０には、爪部材３０ａのベアリング３８をＺ方向で所定範囲だけ移動可能に保持する保持空間１８ａが形成されている。爪部材３０ｂ及び３０ｃについても同様に、それぞれ保持空間１８ｂ及び１８ｃが形成されている。また、ブラケット１０には、爪部材３０ａを挟むように２つの螺合孔１７ａがＺ方向に延びて形成されている。同様にブラケット１０には、爪部材３０ｂを挟むように２つの螺合孔１７ｂが形成され、爪部材３０ｃを挟むように２つの螺合孔１７ｃが形成されている。

図４は、カム４０の拡大斜視図である。カム４０は、ブラケット１０内に収容され、基部４１、立体カム部４３ａ〜４３ｃを含む。基部４１は、円板状に形成され、中心に開口４２が形成されている。立体カム部４３ａ〜４３ｃは、基部４１の一方の面から立ち上がるように形成されている。立体カム部４３ａは、開口４２側から基部４１の外周側に延びるように略円弧状に延びている。爪部材３０ａの二股状のカムフォロア３３が立体カム部４３ａを挟むように係合する。ここで、立体カム部４３ａ〜４３ｃは、それぞれ、開口４２近傍に位置した一端４３ａ１〜４３ｃ１と、基部４１の外周縁近傍に位置した他端４３ａ２〜４３ｃ２とを有している。カム４０の回転に応じて爪部材３０ａのカムフォロア３３は、一端４３ａ１から他端４３ａ２の間を摺動し、これにより爪部材３０ａは揺動する。爪部材３０ｂ及び３０ｃについても同様である。

爪部材３０ａ〜３０ｃのカムフォロア３３がそれぞれ立体カム部４３ａ〜４３ｃの一端４３ａ１〜４３ｃ１で係合する場合、爪部材３０ａ〜３０ｃは開状態となり、他端４３ａ２〜４３ｃ２で係合する場合には閉状態となる。尚、カム４０は、モータ３により中心軸心Ａ１を中心として所定範囲を回転駆動され、基部４１には符号は付していないがモータ３の出力部材に固定するためのネジ孔が設けられている。

図５は、ロボットハンド１の正面図である。図６は、図５のＡ−Ａ断面図である。ブラケット１０は、略円筒状に形成されており、ブラケット１０内の内部空間１４にカム４０が収容されている。

図７は、図６の拡大図である。図７に示すように、螺合孔１７ａは、ブラケット１０の正面からベアリング３８に向けて延びており、イモネジ５１が挿入されている。イモネジ５１は、螺合孔１７ａとの螺合量に応じて螺合孔１７ａが延びた方向に移動できる。イモネジ５１は、ベアリング３８をカム４０側に押圧するように螺合孔１７ａとの螺合量が調整されている。図７には示されていない他方の螺合孔１７ａと螺合したイモネジ５１についても同様である。このようにイモネジ５１によりベアリング３８を介して爪部材３０ａのカムフォロア３３がカム４０の立体カム部４３ａに密着される。このため、カム４０の回転が直ちに爪部材３０ａに伝達され、爪部材３０ａの位置精度が向上する。

螺合孔１７ｂ及び１７ｃについてもイモネジ５１が螺合しており、爪部材３０ｂ及び３０ｃのベアリング３８がカム４０側に押圧されている。これにより、爪部材３０ｂ及び３０ｃの位置精度も向上している。また、イモネジ５１の螺合量を爪部材３０ａ〜３０ｃのそれぞれについて個別に調整できる。このため、例えば爪部材３０ａ〜３０ｃの成形精度のばらつきやカム４０の立体カム部４３ａ〜４３ｃの成形精度のばらつきなどに応じて、各イモネジ５１の螺合量を調整できる。

［第１変形例］
次に、複数の変形例について説明する。複数の変形例については、上述した本実施例と同一の構成については同一の符号を付することにより重複する説明を省略する。図８は、第１変形例の説明図である。図８は、図７に対応している。第１変形例では、螺合孔１７ａにイモネジ５１が螺合しており、イモネジ５１とベアリング３８との間で螺合孔１７ａ内にコイルスプリング５３が配置されている。コイルスプリング５３はイモネジ５１とベアリング３８との間で圧縮されるようにイモネジ５１の螺合量が調整される。

このようにコイルスプリング５３によりベアリング３８がカム４０側に付勢され、爪部材３０ａのカムフォロア３３とカム４０の立体カム部４３ａとが密着され、爪部材３０ａの位置精度が向上している。コイルスプリング５３は、付勢部材の一例である。

第１変形例では、コイルスプリング５３の付勢力によりカムフォロア３３と立体カム部４３ａとが密着されるため、カムフォロア３３が立体カム部４３ａ側に強く押圧され、カムフォロア３３と立体カム部４３ａとの間の摺動抵抗が大きくなりすぎることが抑制されている。

また、第１変形例では、爪部材３０ｂ及び３０ｃについても、イモネジ５１とコイルスプリング５３によりカム４０側に押圧されている。ここで、コイルスプリング５３の付勢力は、コイルスプリング５３の圧縮長に応じて異なるため、これらのコイルスプリング５３の付勢力のばらつきは多少はあるものの、各コイルスプリング５３の付勢力は想定される所定範囲内に含まれ、略同じとみなすことができる。このため、略均等な力で爪部材３０ａ〜３０ｃはカム４０側に押圧され、爪部材３０ａ〜３０ｃの位置精度の程度を略同じにすることができる。

［第２変形例］
図９は、第２変形例の説明図である。ブラケット１０ａには上述した螺合孔１７ａ〜１７ｃが形成されておらず、またイモネジ５１やコイルスプリング５３も採用されていない。第２変形例では、薄い金属製のシム板５５がベアリング３８とブラケット１０ａの内側壁との間に挿入されている。これにより、シム板５５によりベアリング３８はカム４０側に押圧される。このように簡易な構成によっても、爪部材３０ａの位置精度を向上させることができる。尚、シム板５５の厚さは、作業者が適宜設定してもよい。

［その他］
図２に示したように、支軸３５は、爪部材３０ａとは別体であるが、これに限定されず、爪部材３０ａと一体に設けられていてもよい。

以上本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、変形・変更が可能である。

１ロボットハンド
１０ブラケット
１７ａ〜１７ｃ螺合孔
３０ａ〜３０ｃ爪部材
３３カムフォロア
３５支軸
３８ベアリング
４０カム
４３ａ〜４３ｃ立体カム部
５１イモネジ
５３コイルスプリング
５５シム板

Claims

駆動源により駆動されるカムと、
前記カムを収容したブラケットと、
前記カムに当接するカムフォロアを有し前記カムの駆動に応じて所定の軸周りに揺動する爪部材と、
前記爪部材を前記ブラケットに対して前記揺動可能に支持する支軸部と、
前記支軸部を回転可能に保持すると共に、前記カム側に移動可能に前記ブラケットに保持された軸保持部材と、
前記カムフォロアが前記カムに向けて押圧されるように、前記軸保持部材を前記カム側に押圧する押圧部材と、を備えたロボットハンド。
前記爪部材は、前記カムの駆動に応じて開閉するように複数設けられており、
前記押圧部材は、複数の前記爪部材のそれぞれに設けられている、請求項１のロボットハンド。
前記軸保持部材は、ベアリングである、請求項１又は２のロボットハンド。
前記ブラケットは、前記軸保持部材に向けて延びた螺合孔を有し、
前記押圧部材は、前記螺合孔との螺合量に応じて前記軸保持部材を前記カム側へ押圧するイモネジを含む、請求項１乃至３の何れかのロボットハンド。
前記ブラケットは、前記軸保持部材に向けて延びた螺合孔を有し、
前記押圧部材は、前記螺合孔との螺合量に応じて前記軸保持部材に向けて進退自在であるネジと、前記ネジと前記軸保持部材との間に配置され前記軸保持部材を前記カム側へ付勢する付勢部材と、を含む、請求項１乃至３の何れかのロボットハンド。
前記押圧部材は、前記軸保持部材と前記ブラケットとの間に挿入されるシム板を含む、請求項１乃至３の何れかのロボットハンド。