JP2021133444A

JP2021133444A - Robot hand and gripping system

Info

Publication number: JP2021133444A
Application number: JP2020029913A
Authority: JP
Inventors: 慧見上; Kei Mikami
Original assignee: Nachi Fujikoshi Corp
Current assignee: Nachi Fujikoshi Corp
Priority date: 2020-02-25
Filing date: 2020-02-25
Publication date: 2021-09-13

Abstract

To provide a small-sized light-weight robot hand allowing gripping of a work-piece and teaching to be performed easily.SOLUTION: A robot hand 107 comprises: a basic part; two gripping parts openably/closably connected to the basic part; and a link mechanism connecting at least one gripping part 201 of the two gripping parts with the basic part. The link mechanism is formed of a plurality of links L1 to L7, and causes at least the one gripping part 201 to perform an approximate linear motion in an open/close direction of the two gripping parts. At least the two gripping parts of the robot hand 107 can perform the approximate linear motion in a substantially parallel direction with respect to a support surface on which a work-piece that is an object to be gripped is supported.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、ロボットハンドおよび把持システムに関し、より詳細には、ワークを把持するロボットハンドおよびこれを備えた把持システムに関する。 The present invention relates to a robot hand and a gripping system, and more particularly to a robot hand that grips a work and a gripping system including the robot hand.

工場等の生産現場において、ロボット本体に備えられたロボットハンドを用いて把持対象物であるワークを把持し、生産性を高める観点からワークの把持と搬送とは短い時間で完了することが望まれている。このようなロボットハンドは、対になっている把持部が互いに接離するように動作する複数の指機構を備え、把持部の相互間隔が縮小することによってワークを把持することができる。従来のロボットハンド機構としては、例えば、特許文献１で開示されている平行リンク式や、その他リニアガイド式等が知られている。 At production sites such as factories, it is desirable that the work, which is the object to be gripped, be gripped using the robot hand provided in the robot body, and that the gripping and transporting of the work be completed in a short time from the viewpoint of increasing productivity. ing. Such a robot hand is provided with a plurality of finger mechanisms that operate so that the paired grip portions are brought into contact with each other, and the work can be gripped by reducing the mutual distance between the grip portions. As a conventional robot hand mechanism, for example, a parallel link type disclosed in Patent Document 1 and another linear guide type are known.

図１１に示すように、ハンド基部と把持部とが原動リンクおよび従動リンクで連結されている平行リンク式の指機構は、把持部の可動範囲をハンド基部とリンクの接続部間距離より大きくとることができる。これによりロボットハンドのサイズと比較して可動範囲を大きくとれるため、ロボットハンドを小型化することができる。 As shown in FIG. 11, the parallel link type finger mechanism in which the hand base and the grip portion are connected by the driving link and the driven link makes the movable range of the grip portion larger than the distance between the connecting portion of the hand base and the link. be able to. As a result, the movable range can be increased compared to the size of the robot hand, so that the robot hand can be miniaturized.

平行リンク式の指機構は、上記のような利点を有するが、図１１のように把持部の高さが把持部の相互間隔に応じて変化する。例えば、把持するポイントが限られるワークや薄いワークを把持する場合、把持部材と把持対象物が支持される支持面とのクリアランスを確保しながら目標の接触位置に把持部材を移動させなければならないため、把持動作の教示を容易に行うことができないという課題がある。 The parallel link type finger mechanism has the above-mentioned advantages, but as shown in FIG. 11, the height of the grip portion changes according to the mutual spacing of the grip portions. For example, when gripping a work having a limited number of gripping points or a thin work, the gripping member must be moved to a target contact position while ensuring a clearance between the gripping member and the support surface on which the gripping object is supported. , There is a problem that the gripping operation cannot be easily taught.

また、把持部の高さを、把持部の相互間隔に関わらず一定になるように直線的に運動させる手段としてリニアガイドを使用する方法がある。ところが、これは把持部の相互間隔の最大値がハンド基部より小さくなるためロボットハンドの大型化を招く。 Further, there is a method of using a linear guide as a means for linearly moving the height of the grip portion so as to be constant regardless of the mutual distance between the grip portions. However, this causes the robot hand to become larger because the maximum value of the mutual distance between the grip portions is smaller than that of the hand base.

さらに、小さなワークを把持して搬送するケースにおいて、ワークの移動先が狭隘な空間であると、基部が障害となりワークを搬送できないことがある。狭隘な空間に対応しようとハンド基部を小さくすると、把持部の相互間隔の最大値が規制され、大型のワークが把持できなくなり汎用性が低下する。 Further, in the case where a small work is gripped and conveyed, if the moving destination of the work is a narrow space, the base may become an obstacle and the work may not be conveyed. If the hand base is made smaller to accommodate a narrow space, the maximum value of the mutual spacing between the grips is restricted, and a large workpiece cannot be gripped, which reduces versatility.

その他の手段として回転運動を近似直線運動に変換する機構を用いる方法がある。例えば、特許文献２には、ホーキンスリンク（変形チェビシェフリンク）機構が開示されている。ところが、ホーキンスリンク機構は、特許文献２の図１のように各リンクの比が決まっている必要があるため、機構の全体形状が一意に決定してしまう。 As another means, there is a method of using a mechanism for converting rotational motion into approximate linear motion. For example, Patent Document 2 discloses a Hawkinslink (modified Chebyshevlink) mechanism. However, since the Hoeckens link mechanism needs to determine the ratio of each link as shown in FIG. 1 of Patent Document 2, the overall shape of the mechanism is uniquely determined.

特開第２００９-１０７０７９号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2009-107079 特許第５３５１１６１号Patent No. 5351161

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、ワークの把持および教示を容易に行うことができる小型かつ軽量なロボットハンドを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a small and lightweight robot hand capable of easily gripping and teaching a work.

上記課題を解決するために本発明に係るロボットハンドは、基部と、前記基部に開閉可能に連結された少なくとも２つの把持部と、前記少なくとも２つの把持部の少なくとも一方の把持部と前記基部とを連結するリンク機構と、を備え、前記リンク機構は、複数のリンクで形成され、前記少なくとも一方の把持部を前記少なくとも２つの把持部の開閉方向に近似直線運動させる。 In order to solve the above problems, the robot hand according to the present invention includes a base portion, at least two grip portions operably connected to the base portion, and at least one grip portion and the base portion of the at least two grip portions. The link mechanism is formed of a plurality of links, and the at least one grip portion is approximately linearly moved in the opening / closing direction of the at least two grip portions.

また、本発明に係る把持システムは、ロボット制御装置と、上記ロボットハンドと、上記ロボットハンドを所定の位置に移動させるロボットアームと、を備える。 Further, the gripping system according to the present invention includes a robot control device, the robot hand, and a robot arm for moving the robot hand to a predetermined position.

本発明に係るロボットハンドによれば、ワークの把持および教示を容易に行いつつ、小型化および軽量化を図ることができる。なお、ここに記載された効果は、必ずしも限定されるものではなく、本明細書中に記載されたいずれかの効果であってもよい。 According to the robot hand according to the present invention, it is possible to reduce the size and weight while easily grasping and teaching the work. The effects described here are not necessarily limited, and may be any of the effects described in the present specification.

本発明の第１実施形態に係る把持システムの構成例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structural example of the gripping system which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１実施形態に係るロボットハンドに用いられるグラスホッパ機構のみを説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining only the glass hopper mechanism used for the robot hand which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１実施形態に係るロボットハンドに用いられるグラスホッパ機構および平行四辺形リンク機構を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the glass hopper mechanism and the parallelogram link mechanism used in the robot hand which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１実施形態の変形例に係るロボットハンドの構成例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structural example of the robot hand which concerns on the modification of 1st Embodiment of this invention. 本発明の第２実施形態に係るロボットハンドの構成例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structural example of the robot hand which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第２実施形態に係るロボットハンドの構成配置例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structural arrangement example of the robot hand which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第２実施形態に係るロボットハンドの駆動機構例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the example of the drive mechanism of the robot hand which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第２実施形態に係るロボットハンドのリンクの非干渉配置例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the non-interference arrangement example of the link of the robot hand which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第３実施形態に係るロボットハンドの構成例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structural example of the robot hand which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第３実施形態に係るロボットハンドの駆動機構の構成例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structural example of the drive mechanism of the robot hand which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 従来のロボットハンドの可動範囲を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the movable range of the conventional robot hand.

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。以下に説明する各実施形態は、本発明の代表的な実施形態の一例を示したものであり、これにより本発明の範囲が狭く解釈されることはない。また、以下の各実施形態の構成は、いずれも他の実施形態の構成と組み合わせることが可能である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Each of the embodiments described below shows an example of a typical embodiment of the present invention, and the scope of the present invention is not narrowly interpreted by this. In addition, any of the following configurations of each embodiment can be combined with the configurations of other embodiments.

＜第１実施形態＞
まず、図１を用いて、本発明の第１実施形態に係る把持システムの構成例について説明する。図１は、本実施形態に係る把持システム１００の構成例を示す模式図である。 <First Embodiment>
First, a configuration example of the gripping system according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic view showing a configuration example of the gripping system 100 according to the present embodiment.

図１に示すように、把持システム１００は、一例として、ロボット本体１０１と、ロボット本体１０１に接続されるロボット制御装置１０２と、ロボット制御装置１０２へコマンド等を入力する入力装置１０３と、ロボット制御装置１０２に接続される上位制御システム１０４と、を備えている。 As shown in FIG. 1, as an example, the gripping system 100 includes a robot main body 101, a robot control device 102 connected to the robot main body 101, an input device 103 for inputting a command or the like to the robot control device 102, and robot control. It includes an upper control system 104 connected to the device 102.

ロボット本体１０１は、ベース部１０５と、ベース部１０５に接続されたロボットアーム１０６と、ロボットアーム１０６の先端に取り付けられているロボットハンド１０７と、を備えている。 The robot main body 101 includes a base portion 105, a robot arm 106 connected to the base portion 105, and a robot hand 107 attached to the tip of the robot arm 106.

ロボットアーム１０６は、６軸垂直多関節型ロボットでアクチュエータ(電動モータ、油空圧アクチュエータ等)と、位置検出手段(エンコーダ、カメラ等)と、を具備している。ロボットアーム１０６は、ロボットハンド１０７を所定の位置に移動させることができる。ただし、本発明が適用されるロボットアームはこれに限定されない。例えば、６軸以外の垂直多関節型ロボットや、水平多関節型ロボットなどであってもよい。 The robot arm 106 is a 6-axis vertical articulated robot and includes actuators (electric motor, hydraulic / pneumatic actuator, etc.) and position detecting means (encoder, camera, etc.). The robot arm 106 can move the robot hand 107 to a predetermined position. However, the robot arm to which the present invention is applied is not limited to this. For example, a vertical articulated robot other than the 6-axis robot, a horizontal articulated robot, or the like may be used.

ロボットハンド１０７は、空気圧アクチュエータであるベーンモータによって駆動され、位置検出手段としてのエンコーダを備えている。またロボットハンド１０７は、把持力検出部として力センサを備えることができる。把持力は、圧力センサの値などロボットハンド１０７の状態量から計算によって推定しても良い。なお、ロボットハンド１０７は、小さな把持力を高い精度で制御可能とすることが望ましい。 The robot hand 107 is driven by a vane motor, which is a pneumatic actuator, and includes an encoder as a position detecting means. Further, the robot hand 107 can be provided with a force sensor as a gripping force detecting unit. The gripping force may be estimated by calculation from the state quantity of the robot hand 107 such as the value of the pressure sensor. It is desirable that the robot hand 107 can control a small gripping force with high accuracy.

次に、図２および図３を用いて、本実施形態に係るロボットハンドに用いられるリンク機構について説明する。図２は、本実施形態に係るロボットハンドに用いられるグラスホッパ機構のみを説明する模式図である。図３は、本実施形態に係るロボットハンドに用いられるグラスホッパ機構および平行四辺形リンク機構を説明する模式図である。 Next, the link mechanism used in the robot hand according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 2 and 3. FIG. 2 is a schematic view illustrating only the glass hopper mechanism used in the robot hand according to the present embodiment. FIG. 3 is a schematic view illustrating a glass hopper mechanism and a parallelogram link mechanism used in the robot hand according to the present embodiment.

（グラスホッパ機構）
まず、図２(a)から図２(c)を用いて、グラスホッパ機構のみについて説明する。 (Glass hopper mechanism)
First, only the glass hopper mechanism will be described with reference to FIGS. 2 (a) to 2 (c).

図２(a)に示すように、本実施形態に係るロボットハンド１０７に用いられるグラスホッパ機構ＧＨは、一例として、第１リンクのリンクＬ１、第２リンクのリンクＬ２および第３リンクのリンクＬ３を備えている。また、リンクＬ１およびリンクＬ３の基端は、回動可能にロボットハンド１０７のハンド基部と連結されている。 As shown in FIG. 2A, the glass hopper mechanism GH used in the robot hand 107 according to the present embodiment includes, as an example, the link L1 of the first link, the link L2 of the second link, and the link L3 of the third link. I have. Further, the base ends of the link L1 and the link L3 are rotatably connected to the hand base of the robot hand 107.

図２(a)において、リンクＬ１とハンド基部等との回動可能に連結された連結点を点Ａ、リンクＬ１とリンクＬ２の延在部との回動可能に連結された連結点を点Ｂ、リンクＬ２とリンクＬ３との回動可能に連結された連結点を点Ｃ、リンクＬ３とハンド基部等との回動可能に連結された連結点を点Ｄ、とする。また、リンクＬ２と把持部２０１との回動可能に連結された連結点を点Ｐとする。ここで、リンクＬ１の基端およびリンクＬ３の基端間ＡＤで固定リンクを形成している。 In FIG. 2A, a point A is a rotatably connected connection point between the link L1 and the hand base or the like, and a point is a rotatably connected connection point between the link L1 and the extending portion of the link L2. B, the rotatably connected connecting point between the link L2 and the link L3 is referred to as a point C, and the rotatably connected connecting point between the link L3 and the hand base or the like is referred to as a point D. Further, a connection point in which the link L2 and the grip portion 201 are rotatably connected is defined as a point P. Here, a fixed link is formed by the base end of the link L1 and the AD between the base ends of the link L3.

図２(a)から図２(c)では、グラスホッパ機構ＧＨを用いることで、近似直線運動を実現する（リンクＬ３のリンク長が十分に長ければ、回転軸Ｃの円弧運動がスコットラッセル機構の直線運動部分に近似できる）。駆動軸Ａと回転軸Ｄはハンド基部に固定されておりリンクＡＤ(固定リンク)として機能し、リンクＬ１(原動リンク)、リンクＬ２（中間リンク）、リンクＬ３（従動リンク）およびリンクＡＤ、で４節リンク機構を構成している。 In FIGS. 2 (a) to 2 (c), an approximate linear motion is realized by using the glass hopper mechanism GH (if the link length of the link L3 is sufficiently long, the arc motion of the rotation axis C is the Scott Russell mechanism. It can be approximated to a linear motion part). The drive shaft A and the rotation shaft D are fixed to the base of the hand and function as a link AD (fixed link). It constitutes a four-section link mechanism.

リンクＬ１の回転に伴う点Ｐの移動軌跡の一部が近似直線運動する条件は、下記の式（１）である。点Ｐは、線分ＢＣの延長線上にあり、式（１）を満たす点である。 The condition that a part of the movement locus of the point P accompanying the rotation of the link L1 moves in an approximate linear motion is the following equation (1). The point P is an extension of the line segment BC and satisfies the equation (1).

ＰＢ＝ＢＣ^２／ＡＢ・・・（１） PB = BC ² / AB ... (1)

リンクＬ１の回転に伴い、リンクＬ２は姿勢変化するが、リンクＬ２の先端（点Ｐ）は、図２の紙面に向かって右方向に直線的に移動する。図２(a)から図２(c)では、点Ｐをロボットハンドの把持部２０１とすることで、把持部２０１の近似直線運動を得ることができる。 The posture of the link L2 changes with the rotation of the link L1, but the tip (point P) of the link L2 moves linearly to the right toward the paper surface of FIG. In FIGS. 2 (a) to 2 (c), by setting the point P as the grip portion 201 of the robot hand, an approximate linear motion of the grip portion 201 can be obtained.

本構成により、把持部２０１が、把持対象物としてのワークＷが支持される支持面に対して略水平な方向に近似直線運動を行うため、把持部２０１の相互間隔に関わらず把持部２０１の高さがほぼ一定となる。なお、把持部２０１が、ワークＷの支持面に対して斜め方向に近似直線運動するように構成することもできる。また、把持部２０１の可動範囲をハンド基部とリンクの接続部間距離より大きくとることができるため、ロボットハンド全体を小型化軽量化することができる。また、機構の成立条件は式（１）のみのためリンク長の設計自由度が大きい。なお、グリッパとしての機能を考えると、把持部２０１の可動域は近似直線部分に対応するように構成されることが好ましい。 With this configuration, since the grip portion 201 makes an approximate linear motion in a direction substantially horizontal to the support surface on which the work W as the grip target is supported, the grip portion 201 The height becomes almost constant. The grip portion 201 can also be configured to make an approximate linear motion in an oblique direction with respect to the support surface of the work W. Further, since the movable range of the grip portion 201 can be made larger than the distance between the hand base and the connection portion of the link, the entire robot hand can be made smaller and lighter. Further, since the condition for establishing the mechanism is only the equation (1), the degree of freedom in designing the link length is large. Considering the function as a gripper, it is preferable that the range of motion of the grip portion 201 is configured to correspond to the approximate straight line portion.

（グラスホッパ機構と平行四辺形リンク機構）
次に、図３(a)から図３(c)を用いて、グラスホッパ機構と平行四辺形リンク機構とを組み合わせたリンク機構について説明する。 (Glass hopper mechanism and parallelogram link mechanism)
Next, a link mechanism in which a glass hopper mechanism and a parallelogram link mechanism are combined will be described with reference to FIGS. 3 (a) to 3 (c).

図３(a) から図３(c)に示すように、本実施形態に係るロボットハンド１０７に用いられるリンク機構は、一例として、リンクＬ１からリンクＬ７を備えている。このグラスホッパ機構と平行四辺形リンク機構とを組み合わせたリンク機構は、第１リンクのリンクＬ１、第４リンクのリンクＬ４および第５リンクのリンクＬ５で平行四辺形リンク機構ＰＬ１を形成し、第２リンクのリンクＬ２の一部、リンクＬ５、第６リンクのリンクＬ６および第７リンクのリンクＬ７で平行四辺形リンク機構ＰＬ２を形成している。また、ロボットハンド１０７では、リンクＬ１、リンクＬ２、リンクＬ３、および、リンクＬ１とリンクＬ３の基端で構成される固定リンク、でグラスホッパ機構ＧＨを形成している。ここで、リンクＬ１、リンクＬ３およびリンクＬ４の基端は、回動可能にロボットハンドのハンド基部と連結されている。 As shown in FIGS. 3 (a) to 3 (c), the link mechanism used in the robot hand 107 according to the present embodiment includes links L1 to L7 as an example. In the link mechanism that combines the glass hopper mechanism and the parallel quadrilateral link mechanism, the parallel quadrilateral link mechanism PL1 is formed by the link L1 of the first link, the link L4 of the fourth link, and the link L5 of the fifth link, and the second link is formed. A parallel quadrilateral link mechanism PL2 is formed by a part of the link L2 of the link, the link L5, the link L6 of the sixth link, and the link L7 of the seventh link. Further, in the robot hand 107, the glass hopper mechanism GH is formed by the link L1, the link L2, the link L3, and the fixed link formed by the base ends of the link L1 and the link L3. Here, the base ends of the link L1, the link L3, and the link L4 are rotatably connected to the hand base of the robot hand.

図３(a) から図３(c)において、リンクＬ１とハンド基部等との回動可能に連結された連結点を点Ａ、リンクＬ１とリンクＬ２の延在部およびリンクＬ５との回動可能に連結された連結点を点Ｂ、リンクＬ２とリンクＬ３との回動可能に連結された連結点を点Ｃ、リンクＬ３とハンド基部等との回動可能に連結された連結点を点Ｄ、とする。また、リンクＬ４とハンド基部等との回動可能に連結された連結点を点Ｅ、リンクＬ４とリンクＬ５およびリンクＬ６との回動可能に連結された連結点を点Ｆ、リンクＬ２と把持部２０１との回動可能に連結された連結点を点Ｐ、リンクＬ６と把持部２０１との回動可能に連結された連結点を点Ｑ、とする。ここで、リンクＬ２およびリンクＬ６のそれぞれと一方の把持部２０１との連結部間の距離ＰＱは、リンクＬ５の長さＢＦと略等しい。 In FIGS. 3 (a) to 3 (c), the rotatably connected connection point between the link L1 and the hand base or the like is point A, and the extension portion of the link L1 and the link L2 and the rotation of the link L5. A rotatably connected connection point is a point B, a rotatably connected connection point between the link L2 and the link L3 is a point C, and a rotatably connected connection point between the link L3 and the hand base or the like is a point. Let it be D. Further, the rotatably connected connecting point between the link L4 and the hand base or the like is gripped with the point E, and the rotatably connected connecting point between the link L4 and the link L5 and the link L6 is gripped with the point F and the link L2. Let the point P be the connection point rotatably connected to the portion 201, and the point Q be the connection point rotatably connected to the link L6 and the grip portion 201. Here, the distance PQ between each of the link L2 and the link L6 and the connecting portion of one of the grip portions 201 is substantially equal to the length BF of the link L5.

図３(a)から図３(c)に示すように、駆動軸ＥはリンクＬ４の基端に固定されており、回転駆動力を与えることでリンク機構および把持部２０１が動作する。ここで、回転駆動力はリンクＬ４に与えられるが、リンクＬ１は、平行四辺形リンク機構ＰＬ１によってリンクＬ４と同期するので、グラスホッパ機構ＧＨにおいて原動リンクとして作用する。よって、リンクＬ２の先端は、把持部２０１の開閉方向に近似直線運動をすることができる。 As shown in FIGS. 3 (a) to 3 (c), the drive shaft E is fixed to the base end of the link L4, and the link mechanism and the grip portion 201 operate by applying a rotational driving force. Here, the rotational driving force is applied to the link L4, but since the link L1 is synchronized with the link L4 by the parallelogram link mechanism PL1, it acts as a driving link in the glass hopper mechanism GH. Therefore, the tip of the link L2 can make an approximate linear motion in the opening / closing direction of the grip portion 201.

リンクＬ１の回転に伴い、リンクＬ２は姿勢変化するが、リンクＬ２の先端（点Ｐ）およびリンクＬ２と同期するリンクＬ６の先端（点Ｑ）は図３の紙面に向かって右方向に直線的に移動する。図３(a)から図３(c)では、点Ｐおよび点Ｑをロボットハンドの把持部２０１とすることで、把持部２０１の近似直線運動を得ることができる。 The posture of the link L2 changes with the rotation of the link L1, but the tip of the link L2 (point P) and the tip of the link L6 synchronized with the link L2 (point Q) are linear to the right toward the paper in FIG. Move to. In FIGS. 3 (a) to 3 (c), by setting the points P and Q as the grip portion 201 of the robot hand, an approximate linear motion of the grip portion 201 can be obtained.

平行四辺形リンク機構ＰＬ１は、リンクＬ１とリンクＬ４とが同期して動作し、把持部２０１の開閉方向に対して同一の角度を保つ。そして、リンクＬ２（中間リンク）、リンクＬ３（従動リンク）、リンクＬ４（等価な原動リンク）、リンクＬ３およびリンクＬ４の基端で構成される固定リンクＡＤから成るグラスホッパ機構ＧＨが成立しており、リンクＬ２の先端は、把持部２０１の開閉方向に近似直線運動をする。 In the parallelogram link mechanism PL1, the link L1 and the link L4 operate in synchronization with each other and maintain the same angle with respect to the opening / closing direction of the grip portion 201. Then, a glass hopper mechanism GH composed of a fixed link AD composed of a link L2 (intermediate link), a link L3 (driven link), a link L4 (equivalent driving link), a link L3 and a base end of the link L4 is established. , The tip of the link L2 makes an approximate linear motion in the opening / closing direction of the grip portion 201.

したがって、平行四辺形リンク機構ＰＬ１に拘束されることでリンクＬ５が平行に保たれ、平行四辺形リンク機構ＰＬ２に拘束されることでリンクＬ７が平行に保たれるため、把持部２０１の姿勢が維持される。すなわち、２つの平行四辺形リンク機構ＰＬ１およびＰＬ２により、把持部２０１は姿勢を保ったまま開閉方向に近似直線運動することができる。 Therefore, the link L5 is kept parallel by being constrained by the parallelogram link mechanism PL1, and the link L7 is kept parallel by being constrained by the parallelogram link mechanism PL2, so that the posture of the grip portion 201 is changed. Be maintained. That is, the two parallelogram link mechanisms PL1 and PL2 allow the grip portion 201 to make an approximate linear motion in the opening / closing direction while maintaining the posture.

以上より、図３(a)に示すように、グラスホッパ機構ＧＨに加えて２つの平行四辺形リンク機構ＰＬ１およびＰＬ２を組み合わせることで把持部２０１の姿勢も維持しながら動作させることが可能となる。本構成によればワークＷの把持を容易に行うことができる。 From the above, as shown in FIG. 3A, by combining the two parallelogram link mechanisms PL1 and PL2 in addition to the glass hopper mechanism GH, it is possible to operate the grip portion 201 while maintaining the posture. According to this configuration, the work W can be easily gripped.

（変形例）
次に、図４を用いて、本実施形態の変形例に係るロボットハンド１１７の構成例について説明する。図４(a)および図４(b)は、本実施形態の変形例に係るロボットハンド１１７の構成例およびロボットハンド１１７による把持動作を説明する模式図である。 (Modification example)
Next, a configuration example of the robot hand 117 according to the modified example of the present embodiment will be described with reference to FIG. 4 (a) and 4 (b) are schematic views illustrating a configuration example of the robot hand 117 and a gripping operation by the robot hand 117 according to the modified example of the present embodiment.

変形例に係るロボットハンド１１７は、開閉可能に連結された２つの把持部３０１および３０２を有し、片方の把持部３０１を移動する部材とし、もう片方の把持部３０２を固定された部材としている。ロボットハンド１１７によれば、部品点数をおさえた構成とすることができる。ロボットハンド１１７は、把持部３０１および３０２のうちの少なくとも１つがグラスホッパ機構によって近似直線運動するよう構成されていればよい。 The robot hand 117 according to the modified example has two grip portions 301 and 302 that are openably and closably connected, one grip portion 301 is a moving member, and the other grip portion 302 is a fixed member. .. According to the robot hand 117, the number of parts can be suppressed. The robot hand 117 may be configured such that at least one of the grip portions 301 and 302 moves in an approximate linear motion by a glass hopper mechanism.

図４(a)および図４(b)に示すように、ロボットハンド１１７のリンク機構は、一例として、リンクＬ１２からリンクＬ１７、を備えている。ロボットハンド１１７では、第４リンクのリンクＬ１４および第５リンクのリンクＬ１５で後述する疑似平行四辺形リンク機構を形成し、第２リンクのリンクＬ１２の一部、リンクＬ１５、第６リンクのリンクＬ１６および第７リンクのリンクＬ１７で平行四辺形リンク機構を形成している。また、ロボットハンド１１７では、原動リンクであるリンクＬ１４、リンクＬ１２、第３リンクのリンクＬ１３、および、リンクＬ１４とリンクＬ１３の基端で構成される固定リンク、でグラスホッパ機構を形成している。ここで、リンクＬ１３およびリンクＬ１４の基端は、ロボットハンド１１７のハンド基部２０３と連結されている。 As shown in FIGS. 4A and 4B, the link mechanism of the robot hand 117 includes links L12 to L17 as an example. In the robot hand 117, a pseudo-parallelogram link mechanism described later is formed by the link L14 of the fourth link and the link L15 of the fifth link, and a part of the link L12 of the second link, the link L15, and the link L16 of the sixth link. And the link L17 of the 7th link forms a parallelogram link mechanism. Further, in the robot hand 117, a glass hopper mechanism is formed by a link L14 and a link L12 which are prime movers, a link L13 of a third link, and a fixed link composed of the link L14 and the base end of the link L13. Here, the base ends of the link L13 and the link L14 are connected to the hand base 203 of the robot hand 117.

図４(a)および図４(b)において、リンクＬ１５とリンクＬ１２の中間位置との連結点を点Ｂ、リンクＬ１２とリンクＬ１３との連結点を点Ｃ、リンクＬ１３とハンド基部２０３との連結点を点Ｄ、とする。また、リンクＬ１１とハンド基部２０３との連結点を点Ｅ、リンクＬ１１とリンクＬ１５およびリンクＬ１６との連結点を点Ｆ、リンクＬ１２と把持部３０１との連結点を点Ｐ、リンクＬ１６と把持部３０１との連結点を点Ｑ、とする。ここで、線分ＥＤで固定リンクを形成し、線分ＰＱでリンクＬ１７を形成している。 In FIGS. 4A and 4B, the connection point between the link L15 and the intermediate position of the link L12 is the point B, the connection point between the link L12 and the link L13 is the point C, and the link L13 and the hand base 203. Let the connection point be point D. Further, the connection point between the link L11 and the hand base 203 is the point E, the connection point between the link L11 and the link L15 and the link L16 is the point F, the connection point between the link L12 and the grip portion 301 is the point P, and the link L16 is gripped. Let the point Q be the connection point with the unit 301. Here, the line segment ED forms a fixed link, and the line segment PQ forms the link L17.

ロボットハンド１１７は図示しないアクチュエータと回転駆動力を受ける駆動軸３０３と、把持部３０１および３０２およびグラスホッパ機構などの伝達機構によって構成されている。なお、ロボットハンド１１７におけるリンク長の関係は、ＥＦ（＝ＡＢ):ＢＣ:ＰＢ＝１:１:１である。 The robot hand 117 includes an actuator (not shown), a drive shaft 303 that receives a rotational driving force, and a transmission mechanism such as grip portions 301 and 302 and a glass hopper mechanism. The relationship between the link lengths in the robot hand 117 is EF (= AB): BC: PB = 1: 1: 1.

（疑似平行四辺形リンク）
図３の平行四辺形リンク機構ＰＬ１は、リンクＬ５を、リンクＬ７と平行状態を維持した挙動となるよう各リンクを連動させる作用をしている。この連動手段は図４に示すようなプーリー機構と無端ベルト３０７を備える可撓性の動力伝達機構によって実現しても良い。 (Pseudo-parallelogram link)
The parallelogram link mechanism PL1 of FIG. 3 acts to link each link so that the link L5 behaves in a state of being parallel to the link L7. This interlocking means may be realized by a flexible power transmission mechanism including a pulley mechanism and an endless belt 307 as shown in FIG.

図４(a)および図４(b)に示すように、ハンド基部２０３に取り付けられたプーリー３０５は、駆動軸３０３およびリンクＬ１１と固定されている。プーリー３０６は回転軸３０４およびリンクＬ１５と固定されている。プーリー３０５とプーリー３０６との間には無端ベルト３０７が架設されている。リンクＬ１１が回転（揺動）すると、その回転力は無端ベルト３０７を介してプーリー３０６に伝達される。これによりリンクＬ１５は平行な状態を維持したまま回転軸３０４を支点として回転（揺動）動作する。 As shown in FIGS. 4A and 4B, the pulley 305 attached to the hand base 203 is fixed to the drive shaft 303 and the link L11. The pulley 306 is fixed to the rotating shaft 304 and the link L15. An endless belt 307 is erected between the pulley 305 and the pulley 306. When the link L11 rotates (swings), its rotational force is transmitted to the pulley 306 via the endless belt 307. As a result, the link L15 rotates (swings) with the rotation shaft 304 as a fulcrum while maintaining the parallel state.

ロボットハンド１１７により、図３におけるリンクＬ１が不要になる。そのためリンクＬ１４と平行なリンクとの干渉がなくなるため、リンクＬ１４の回転可能な角度および把持部３０１および３０２の相互間隔の最大値を大きくすることができるので、ロボットハンド１１７全体の小型軽量化に資することができる。なお、図３における平行四辺形リンク機構ＰＬ２をプーリー３０５および３０６と無端ベルト３０７によって置き換えることも同様に可能である。 The robot hand 117 eliminates the need for the link L1 in FIG. Therefore, since the interference between the link L14 and the parallel link is eliminated, the maximum value of the rotatable angle of the link L14 and the mutual distance between the grip portions 301 and 302 can be increased, so that the robot hand 117 as a whole can be made smaller and lighter. Can contribute. It is also possible to replace the parallelogram link mechanism PL2 in FIG. 3 with pulleys 305 and 306 and an endless belt 307.

（把持動作の流れ）
ロボットハンド１１７によるワークＷの把持について説明する。図４(a)および図４(b)に示すように、ワークＷが所定の位置および姿勢にて載置されているものとする。図示しないロボットコントローラは図示しないロボットアームを駆動してロボットハンド１１７をワークＷの上面近くに移動させる。 (Flow of gripping operation)
The gripping of the work W by the robot hand 117 will be described. As shown in FIGS. 4 (a) and 4 (b), it is assumed that the work W is placed in a predetermined position and posture. A robot controller (not shown) drives a robot arm (not shown) to move the robot hand 117 near the upper surface of the work W.

把持動作においては、一定の速さで位置決めしつつ搬送開始までにかかる時間を短縮する必要がある。把持部３０１の移動時間を短縮するべく、把持部３０１および３０２の相互間隔はワークＷの大きさに対してできるだけ小さくかつ衝突しない程度のクリアランスを保った距離を保つことが望ましい。 In the gripping operation, it is necessary to shorten the time required to start the transfer while positioning at a constant speed. In order to shorten the moving time of the grip portion 301, it is desirable that the mutual distance between the grip portions 301 and 302 is kept as small as possible with respect to the size of the work W and a clearance is maintained so as not to collide.

本実施形態においては、図示しないカメラ装置や外部からの信号でワークＷの種類を認識したのちに、ワークＷに対応した相互間隔の目標値、把持部３０１の移動速度目標値、把持力目標値等に従って、把持動作を行う。 In the present embodiment, after recognizing the type of the work W by a camera device (not shown) or a signal from the outside, the target value of the mutual interval corresponding to the work W, the moving speed target value of the grip portion 301, and the gripping force target value. Etc., the gripping operation is performed.

ロボットが把持動作開始位置に達したとき、図の時計方向にアクチュエータを駆動して駆動軸３０３に回転駆動力を与えることで把持部３０１が図４の右方に近似直線運動し、把持部３０１および３０２同士が接近する。把持部３０１および３０２がワークＷの側面と当接して押圧することにより、ワークＷはロボットハンドに把持された状態となる。 When the robot reaches the gripping operation start position, the grip portion 301 moves approximately linearly to the right in FIG. 4 by driving the actuator clockwise in the figure and applying a rotational driving force to the drive shaft 303, and the grip portion 301. And 302 approach each other. When the gripping portions 301 and 302 abut and press against the side surface of the work W, the work W is in a state of being gripped by the robot hand.

ワークＷを把持したロボットハンド１１７は、ロボットアームの駆動により、ワークＷを所定の位置および姿勢により搬送先へ移動する。搬送先において反時計方向にアクチュエータを駆動して駆動軸３０３に回転駆動力を与えることで把持部３０１および３０２同士が離隔され、ロボットハンドによるワークＷの把持を解除する。このとき、疑似平行四辺形リンクの作用によって把持部３０１は姿勢が保たれる。 The robot hand 117 holding the work W moves the work W to a transport destination in a predetermined position and posture by driving the robot arm. By driving the actuator counterclockwise at the transport destination and applying a rotational driving force to the drive shaft 303, the grip portions 301 and 302 are separated from each other, and the grip of the work W by the robot hand is released. At this time, the posture of the grip portion 301 is maintained by the action of the pseudo-parallelogram link.

本実施形態ではワークＷの外径を把持する外径把持に適用するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限るものではなく、内径把持に適用するようにしても良い。 In the present embodiment, the case where the work W is applied to gripping the outer diameter of the work W has been described, but the present invention is not limited to this, and may be applied to gripping the inner diameter.

以上により、本実施形態に係るロボットハンド１０７および１１７によれば、グラスホッパ機構ＧＨをアクチュエータから把持部３０１までの動力伝達機構に用いることで、把持部３０１を略水平に近似直線運動させている。 As described above, according to the robot hands 107 and 117 according to the present embodiment, by using the glass hopper mechanism GH as the power transmission mechanism from the actuator to the grip portion 301, the grip portion 301 is approximately linearly moved substantially horizontally.

これによれば、把持部３０１の相互間隔に関わらず、把持部３０１の高さがほぼ変化しなくなり、把持部３０１の相互間隔の最大値をハンド基部２０３とリンク機構との接続部間距離より大きくとることも可能となる。また、リンク長およびリンク機構の全体形状の設計自由度も大きくすることができる。従って、ロボットハンド１０７および１１７によれば、ワークＷの把持および教示を容易に行いつつ、小型化および軽量化を図ることができる。 According to this, the height of the grip portion 301 hardly changes regardless of the mutual spacing of the grip portions 301, and the maximum value of the mutual spacing of the grip portions 301 is calculated from the distance between the connection portions of the hand base 203 and the link mechanism. It is also possible to take a large one. In addition, the degree of freedom in designing the link length and the overall shape of the link mechanism can be increased. Therefore, according to the robot hands 107 and 117, it is possible to reduce the size and weight while easily grasping and teaching the work W.

＜第２実施形態＞
次に、図５から図８を用いて、本発明の第２実施形態に係るロボットハンドについて説明する。本実施形態が第１実施形態と相違する点は、左右両方の把持部が連動して動作する点である。本実施形態に係るロボットハンドのその他の構成は、第１実施形態に係るロボットハンド１０７と同様である。 <Second Embodiment>
Next, the robot hand according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 5 to 8. The difference between this embodiment and the first embodiment is that both the left and right grip portions operate in conjunction with each other. Other configurations of the robot hand according to the present embodiment are the same as those of the robot hand 107 according to the first embodiment.

（ロボットハンドの構成）
まず、本実施形態に係るロボットハンド４００の構成について説明する。図５は、本実施形態に係るロボットハンドの構成例を示す模式図である。図６は、本実施形態に係るロボットハンドの構成配置例を示す模式図である。図７は、本実施形態に係るロボットハンドの駆動機構例を示す模式図である。 (Robot hand configuration)
First, the configuration of the robot hand 400 according to the present embodiment will be described. FIG. 5 is a schematic view showing a configuration example of a robot hand according to the present embodiment. FIG. 6 is a schematic view showing an example of the configuration arrangement of the robot hand according to the present embodiment. FIG. 7 is a schematic view showing an example of a driving mechanism of the robot hand according to the present embodiment.

図５(a)から図５(c)に示すように、ロボットハンド４００は、把持部４０１および把持部４０２と、ハンド本体４０３と、を備える。また、図５(a)および図５(b)に示すように、ロボットハンド４００は、主動系の駆動軸４０６および主動系と対を成す従動系の従動軸４０４と、主動系の把持部４０２およびグラスホッパ機構などの伝達機構４１２と、従動系の把持部４０１およびグラスホッパ機構などの伝達機構４１１と、主動系の駆動軸４０６から従動系へ動力を伝達する連結機構であるギア機構４０５と、を備えている。 As shown in FIGS. 5 (a) to 5 (c), the robot hand 400 includes a grip portion 401, a grip portion 402, and a hand body 403. Further, as shown in FIGS. 5A and 5B, the robot hand 400 includes a driving shaft 406 of the driving system, a driven shaft 404 of the driven system paired with the driving system, and a grip portion 402 of the driving system. A transmission mechanism 412 such as a glass hopper mechanism, a transmission mechanism 411 such as a grip portion 401 of the driven system and a glass hopper mechanism, and a gear mechanism 405 which is a connecting mechanism for transmitting power from the drive shaft 406 of the main drive system to the driven system. I have.

図５(a)に示すように、ロボットハンド４００のリンク機構は、一例として、左右の各把持部４０１および４０２に連結されている、リンクＬ２１からリンクＬ２７、および、リンクＲ２１からリンクＲ２７、を備えている。ロボットハンド４００では、第１リンクのリンクＬ２１、第４リンクのリンクＬ２４および第５リンクのリンクＬ２５（リンクＲ２１、リンクＲ２４およびリンクＲ２５）で一つ目の平行四辺形リンク機構を形成し、第２リンクのリンクＬ２２の一部、リンクＬ２５、第６リンクのリンクＬ２６および第７リンクのリンクＬ２７（リンクＲ２２の一部、リンクＲ２５、リンクＲ２６およびリンクＲ２７）で二つ目の平行四辺形リンク機構を形成している。また、ロボットハンド４００では、リンクＬ２１、リンクＬ２２、リンクＬ２３（リンクＲ２１、リンクＲ２２、リンクＲ２３）、および、リンクＬ２１とリンクＬ２３（リンクＲ２１とリンクＲ２３）の基端で構成される固定リンク、でグラスホッパ機構を形成している。 As shown in FIG. 5A, as an example, the link mechanism of the robot hand 400 connects the link L21 to the link L27 and the link R21 to the link R27, which are connected to the left and right grip portions 401 and 402. I have. In the robot hand 400, the first parallel quadrilateral link mechanism is formed by the link L21 of the first link, the link L24 of the fourth link, and the link L25 of the fifth link (link R21, link R24, and link R25), and the first parallel quadrilateral link mechanism is formed. A part of the link L22 of the two links, the link L25, the link L26 of the sixth link and the link L27 of the seventh link (a part of the link R22, the link R25, the link R26 and the link R27) are the second parallel quadrilateral links. It forms a mechanism. Further, in the robot hand 400, a fixed link composed of a link L21, a link L22, a link L23 (link R21, a link R22, a link R23), and a base end of the link L21 and the link L23 (link R21 and the link R23). The glass hopper mechanism is formed by.

図５(a)から図５(c)において、リンクＬ２４とハンド基部４０３との連結点を点Ａ、リンクＬ２５とリンクＬ２２の延在部との連結点を点Ｂ、リンクＬ２２とリンクＬ２３との連結点を点Ｃ、リンクＬ２３とハンド基部４０３との連結点を点Ｄ、とする。また、リンクＬ２１とハンド基部４０３との連結点を点Ｅ、リンクＬ２１とリンクＬ２５およびリンクＬ２６との連結点を点Ｆ、リンクＬ２２と把持部４０１との連結点を点Ｐ、リンクＬ２６と把持部４０１との連結点を点Ｑ、とする。ここで、線分ＡＤおよび線分ＥＤで固定リンクを形成し、線分ＰＱでリンクＬ２７（リンクＲ２７）を形成している。 In FIGS. 5 (a) to 5 (c), the connection point between the link L24 and the hand base 403 is the point A, the connection point between the link L25 and the extending portion of the link L22 is the point B, and the link L22 and the link L23. Let the connecting point of the above be the point C, and the connecting point of the link L23 and the hand base 403 be the point D. Further, the connection point between the link L21 and the hand base 403 is the point E, the connection point between the link L21 and the link L25 and the link L26 is the point F, the connection point between the link L22 and the grip portion 401 is the point P, and the link L26 and the grip. Let the point Q be the connection point with the unit 401. Here, a fixed link is formed by the line segment AD and the line segment ED, and a link L27 (link R27) is formed by the line segment PQ.

ロボットハンド４００は、一つのアクチュエータによって２つのグラスホッパ機構が同期して駆動され、左右の把持部４０１および４０２が連動して動作する。なお、本実施形態におけるリンク長の関係は、ＡＢ(＝ＥＦ):ＢＣ:ＰＢ＝１:１.８:３.２４で、第１実施形態とはグラスホッパ機構の全体形状が異なる。ギア機構４０５は、主動系と従動系の機構を同期させて動作させるために直接噛合していることが同期誤差を低減するうえで望ましい。 In the robot hand 400, two glass hopper mechanisms are synchronously driven by one actuator, and the left and right grip portions 401 and 402 operate in conjunction with each other. The relationship between the link lengths in this embodiment is AB (= EF): BC: PB = 1: 1.8: 3.24, and the overall shape of the glass hopper mechanism is different from that in the first embodiment. It is desirable that the gear mechanism 405 is in direct mesh with each other in order to synchronize the mechanisms of the main drive system and the driven system in order to reduce the synchronization error.

また、図６に示すように、ロボットハンド４００は、フランジ部５０１と、揺動ベーンモータ５０２と、を備える。さらに、図７に示すように、ロボットハンド４００は、駆動機構６００を備え、駆動機構６００は、エンコーダ６０１を備えている。 Further, as shown in FIG. 6, the robot hand 400 includes a flange portion 501 and a swing vane motor 502. Further, as shown in FIG. 7, the robot hand 400 includes a drive mechanism 600, and the drive mechanism 600 includes an encoder 601.

ロボットハンド４００の回転動力は、揺動ベーンモータ５０２によって与えられる。空気圧アクチュエータは減速しなくともロボット動作に適切な速度と把持力を得られる。本実施形態においては、駆動系がバックドライバビリティをもつため、接触時の衝撃抑制や把持力制御などが必要なロボットハンドの用途に好適である。 The rotational power of the robot hand 400 is provided by the swing vane motor 502. The pneumatic actuator can obtain the appropriate speed and gripping force for robot operation without decelerating. In the present embodiment, since the drive system has back drivability, it is suitable for applications of robot hands that require impact suppression at the time of contact and gripping force control.

また、動力伝達経路上にクラッチやマグネットなどの機構が存在しても良い。これにより過負荷に対して安全に動力遮断ができる。駆動軸４０６の位置および回転角度は、従動系の回転軸を介してエンコーダ６０１によって計測され、揺動ベーンモータ５０２は図示しないロボット制御装置によって正逆方向の回転を行え、所定の回転位置で停止するよう制御される。 Further, a mechanism such as a clutch or a magnet may exist on the power transmission path. As a result, the power can be safely cut off against an overload. The position and rotation angle of the drive shaft 406 are measured by the encoder 601 via the rotation shaft of the driven system, and the swing vane motor 502 can rotate in the forward and reverse directions by a robot control device (not shown) and stops at a predetermined rotation position. Is controlled.

（ロボットハンドの動作）
次に、図５(a)から図５(c)を用いてロボットハンド４００の動作について説明する。 (Robot hand movement)
Next, the operation of the robot hand 400 will be described with reference to FIGS. 5 (a) to 5 (c).

主動系にある駆動軸４０６に対して図の反時計方向に回転駆動力が与えられると、駆動軸４０６から従動系へ動力がギア機構４０５により伝達され、従動系が主動系に連動して動作する。これにより左右の把持部４０１および４０２が同期しながら相互間隔を狭めるよう近似直線運動する。また２つの平行四辺形リンクの作用によって把持部４０１および４０２の姿勢が保たれる。 When a rotational driving force is applied to the drive shaft 406 in the main drive system in the counterclockwise direction in the figure, the power is transmitted from the drive shaft 406 to the driven system by the gear mechanism 405, and the driven system operates in conjunction with the main drive system. do. As a result, the left and right grip portions 401 and 402 make an approximate linear motion so as to narrow the mutual distance while synchronizing. Further, the postures of the grip portions 401 and 402 are maintained by the action of the two parallelogram links.

（リンクの非干渉配置）
次に、図８を用いてロボットハンド４００の動作について説明する。図８は、本実施形態に係るロボットハンド４００のリンクの非干渉配置例を示す模式図である。 (Non-interference arrangement of links)
Next, the operation of the robot hand 400 will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a schematic view showing an example of non-interference arrangement of links of the robot hand 400 according to the present embodiment.

図８に示すように、ロボットハンド４００では、リンクＬ２１とリンクＬ２４を回転軸方向にずらして配置している。回転軸方向にずらして配置することで、リンクＬ２１とリンクＬ２４の干渉を防ぐことができる。これによりリンクＬ２１の回転可能な角度および把持部４０１および４０２の相互間隔の最大値を大きくすることができるので、ロボットハンド４００全体を小型化できる。なお、ロボットハンド４００では、相互間隔最大値が、ハンド基部４０３の左右方向寸法の１．３倍程度となっている。 As shown in FIG. 8, in the robot hand 400, the link L21 and the link L24 are arranged so as to be offset in the rotation axis direction. By arranging them so as to be offset in the direction of the rotation axis, it is possible to prevent interference between the link L21 and the link L24. As a result, the maximum value of the rotatable angle of the link L21 and the mutual distance between the grip portions 401 and 402 can be increased, so that the entire robot hand 400 can be miniaturized. In the robot hand 400, the maximum value of the mutual spacing is about 1.3 times the lateral dimension of the hand base 403.

本実施形態に係るロボットハンド４００によれば、第１実施形態に係るロボットハンド１０７と同様の効果に加え、左右の把持部４０１および４０２が連動して動作するので、より広い可動域を得ることができる。 According to the robot hand 400 according to the present embodiment, in addition to the same effect as the robot hand 107 according to the first embodiment, the left and right grip portions 401 and 402 operate in conjunction with each other, so that a wider range of motion can be obtained. Can be done.

＜第３実施形態＞
次に、図９および図１０を用いて、本発明の第３実施形態に係るロボットハンドについて説明する。本実施形態が第１実施形態および第２実施形態と相違する点は、ロボットハンドが３つの把持部を備えている点である。本実施形態に係るロボットハンドのその他の構成は、第１実施形態と同様である。 <Third Embodiment>
Next, the robot hand according to the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 9 and 10. The difference between the present embodiment and the first embodiment and the second embodiment is that the robot hand includes three grip portions. Other configurations of the robot hand according to the present embodiment are the same as those of the first embodiment.

（ロボットハンドの構成）
まず、本実施形態に係るロボットハンド８００の構成について説明する。図９は、本実施形態に係るロボットハンド８００の構成例を示す模式図である。 (Robot hand configuration)
First, the configuration of the robot hand 800 according to the present embodiment will be described. FIG. 9 is a schematic view showing a configuration example of the robot hand 800 according to the present embodiment.

図９に示すように、ロボットハンド８００は、フランジ部８０１と、駆動装置８０２と、３つの把持部８０３、８０４および８０５と、を備えている。各把持部８０３、８０４および８０５は、それぞれがグラスホッパ機構などの伝達機構と別個の電動モータによって駆動される。各把持部８０３、８０４および８０５は、駆動軸４０６の径方向外側へ向けて互いに１２０°の角度をなすようにハンド基部に固定されている。 As shown in FIG. 9, the robot hand 800 includes a flange portion 801, a drive device 802, and three grip portions 803, 804, and 805. Each of the grips 803, 804 and 805 is driven by an electric motor separate from a transmission mechanism such as a glass hopper mechanism. The grips 803, 804 and 805 are fixed to the hand base so as to form an angle of 120 ° with each other toward the radial outer side of the drive shaft 406.

各把持部８０３、８０４および８０５が独立に動作することで、複雑な形状のワークＷやロボットハンド８００の中心とワークＷの中心がズレていても適切に把持することができる。 By operating the gripping portions 803, 804, and 805 independently, it is possible to properly grip the work W or the robot hand 800 having a complicated shape even if the center of the work W is deviated from the center.

本構成では各駆動装置を同じ方向に配置することで集約して配置することができ、ロボットハンド８００全体の小型化に資する。ロボットハンド８００は、フランジ部を介して駆動軸４０６を中心にロボットアームに対して回動自在に取り付けられる。各駆動装置は、フランジ部の延在している方向と同じ方向に配置されていてもよい。本構成によれば、ロボットアームを取り付けるための構造と駆動装置とを省スペースに配置することができ、ロボットハンド８００全体の小型化に資する。 In this configuration, by arranging the drive devices in the same direction, they can be arranged collectively, which contributes to the miniaturization of the entire robot hand 800. The robot hand 800 is rotatably attached to the robot arm about the drive shaft 406 via the flange portion. Each drive device may be arranged in the same direction as the extending direction of the flange portion. According to this configuration, the structure for attaching the robot arm and the drive device can be arranged in a small space, which contributes to the miniaturization of the entire robot hand 800.

（駆動装置の構成）
次に、図１０を用いて、本実施形態に係る駆動装置８０２の構成について説明する。図１０は、本実施形態に係るロボットハンド８００の駆動機構の構成例を示す模式図である。 (Configuration of drive unit)
Next, the configuration of the drive device 802 according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a schematic view showing a configuration example of a drive mechanism of the robot hand 800 according to the present embodiment.

駆動装置８０２は、エンコーダ９０１と、モータ９０２と、ブレーキ９０３と、減速機９０４と、減速機９０４に接続されたギア９０５と、を備えている。駆動装置８０２は、駆動軸９０７を介してリンク機構と連結され、ギア９０５と駆動軸９０７の先端に取り付けられているウォームギア９０６とが噛み合わされている。 The drive device 802 includes an encoder 901, a motor 902, a brake 903, a speed reducer 904, and a gear 905 connected to the speed reducer 904. The drive device 802 is connected to the link mechanism via the drive shaft 907, and the gear 905 and the worm gear 906 attached to the tip of the drive shaft 907 are meshed with each other.

電動モータからの動力は平歯車とウォームギアを介して伝達され、駆動軸９０７に回転駆動力を与える。駆動装置８０２は、駆動軸９０７に回転駆動力を与えることができればよく、例えば空気圧シリンダのような直動アクチュエータとラックピニオン機構のような回転運動と直動運動を変換する機構によって実現されてもよい。 The power from the electric motor is transmitted via the spur gear and the worm gear, and gives a rotational driving force to the drive shaft 907. The drive device 802 only needs to be able to apply a rotational driving force to the drive shaft 907, and may be realized by a linear actuator such as a pneumatic cylinder and a mechanism that converts rotational motion and linear motion such as a rack and pinion mechanism. good.

電動モータから駆動軸９０７までの動力伝達経路上にはブレーキ装置が設けられている。なおブレーキ装置は減速機の前段に設けることが好ましい。ブレーキ装置はコイルに通電することでブレーキの作動が解除され、非通電時にはブレーキが作動するよう構成されている。駆動装置８０２が上記構成を備えることにより、ロボットハンド８００への電力供給が絶たれた場合でもロボットハンド８００は、ワークＷを把持し続けることができる。 A brake device is provided on the power transmission path from the electric motor to the drive shaft 907. The brake device is preferably provided in front of the speed reducer. The brake device is configured so that the operation of the brake is released by energizing the coil, and the brake operates when the coil is not energized. By providing the drive device 802 with the above configuration, the robot hand 800 can continue to grip the work W even when the power supply to the robot hand 800 is cut off.

減速機の入力部はモータ出力軸と連結されており、減速機の出力部は駆動軸９０７と連結されている。減速機で減速された回転動力が駆動軸９０７を介して原動リンクに出力される。本実施形態に係る減速機とは、例えばハーモニックドライブ(登録商標)などである。 The input unit of the speed reducer is connected to the motor output shaft, and the output unit of the speed reducer is connected to the drive shaft 907. The rotational power decelerated by the speed reducer is output to the driving link via the drive shaft 907. The speed reducer according to the present embodiment is, for example, a harmonic drive (registered trademark).

本実施形態に係るロボットハンド８００によれば、第１実施形態に係るロボットハンド１０７と同様の効果に加え、各把持部８０３、８０４および８０５が独立に動作することで、複雑な形状のワークＷやロボットハンド８００の中心とワークＷの中心がずれていても適切にワークＷを把持することができる。 According to the robot hand 800 according to the present embodiment, in addition to the same effect as the robot hand 107 according to the first embodiment, the grip portions 803, 804 and 805 operate independently, so that the work W having a complicated shape is formed. Even if the center of the robot hand 800 and the center of the work W are deviated from each other, the work W can be properly gripped.

以上、本実施形態に係る把持システムおよびロボットハンドについて詳述してきたが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。また、上述の各実施形態で説明した各構成を適宜組み合わせてシステムを実現してよいことは勿論である。 Although the gripping system and the robot hand according to the present embodiment have been described in detail above, the present invention is not limited to these embodiments and can be appropriately modified without departing from the spirit of the present invention. In addition, it goes without saying that the system may be realized by appropriately combining the configurations described in the above-described embodiments.

本発明は、例えば、生産工場などで把持対象物を把持するロボットハンドを取り付けたロボットに適用される技術に関するものであり、産業上の利用可能性を有するものである。 The present invention relates to a technique applied to a robot equipped with a robot hand that grips an object to be gripped, for example, in a production factory, and has industrial applicability.

１００把持システム
１０１ロボット本体
１０２ロボット制御装置
１０３入力装置
１０４上位制御システム
１０５ベース部
１０６ロボットアーム
１０７、１１７、４００、８００ロボットハンド
２０１、３０１、４０１第１把持部
３０２、４０２第２把持部
３０３、４０６、９０７駆動軸
３０４回転軸
３０５、３０６プーリー
３０７無端ベルト
２０３、４０３ハンド基部
４０４従動軸
４０５ギア機構
４１１従動系
４１２主動系
５０１、８０１フランジ部
５０２揺動ベーンモータ
６００、８０２駆動装置
６０１、９０１エンコーダ
８０３、８０４、８０５把持部
９０２モータ
９０３ブレーキ
９０４減速機
９０５ギア
９０６ウォームギア

100 Grip system 101 Robot body 102 Robot control device 103 Input device 104 Upper control system 105 Base part 106 Robot arm 107, 117, 400, 800 Robot hand 201, 301, 401 First grip part 302, 402 Second grip part 303, 406, 907 Drive shaft 304 Rotating shaft 305, 306 Pulley 307 Endless belt 203, 403 Hand base 404 Driven shaft 405 Gear mechanism 411 Driven system 412 Driven system 501, 801 Flange part 502 Swing vane motor 600, 802 Drive device 601, 901 Encoder 803, 804, 805 Grip 902 Motor 903 Brake 904 Reducer 905 Gear 906 Warm gear

Claims

At the base,
At least two grips that are openable and closable to the base,
A link mechanism for connecting at least one grip portion of the at least two grip portions and the base portion is provided.
The link mechanism is a robot hand formed of a plurality of links and causes the at least one grip portion to move approximately linearly in the opening / closing direction of the at least two grip portions.

The robot hand according to claim 1, wherein the at least two gripping portions make an approximate linear motion in a direction substantially horizontal to a support surface on which the gripping object is supported.

The link mechanism includes a glass hopper mechanism having three links, a first link, a second link and a third link.
One end of the first link is rotatably connected to the extending portion of the second link, and the other end is rotatably connected to the base portion.
The tip of the second link is rotatably connected to the one grip portion.
One end of the third link is rotatably connected to the base end of the second link, and the other end is rotatably connected to the base.
The robot hand according to claim 1 or 2.

The link mechanism
A fourth link arranged in parallel with the first link,
A fifth link connecting the extending portion of the second link and the fourth link,
Further having a fourth link, a sixth link connecting the fifth link and the one grip portion, and the like.
One end of the fourth link is rotatably connected to the fifth and sixth links, and the other end is rotatably connected to the base.
One end of the fifth link is rotatably connected to the extending portion of the second link, and the other end is rotatably connected to one end of the fourth link so that the length of the fifth link is reduced. , Approximately equal to the distance between each connecting portion of the second link and the sixth link and the one grip portion.
The sixth link has a tip rotatably connected to the one grip portion and a base end rotatably connected to one end of the fourth link and the other end of the fifth link. The robot hand according to claim 3, which is arranged in parallel with the link.

Each link mechanism that connects between the grip portion and the base portion, and a connection mechanism that is arranged between the link mechanisms and transmits the driving force from the driving source from the driving system to the driven system are provided. The robot hand according to any one of claims 1 to 4.

The robot hand according to any one of claims 1 to 5, further comprising three grip portions.

Robot control device and
The robot hand according to any one of claims 1 to 6 and the robot hand.
A robot arm that moves the robot hand to a predetermined position,
Gripping system with.