JP2021146444A - ロボットハンド - Google Patents

Abstract

【課題】平行リンク機構を使用しないで、汎用性の高いギヤを利用して容易に実施出来るロボットハンドを提供すること。【解決手段】閉動運動によりワークを把持する複数のワーク把持具を備えたロボットハンドであって、各ワーク把持具が、第一アーム１１をハンド基部１に揺動自在に軸支する第一支軸１４の周りに回転自在な第一受動ギヤ１６、第一支軸１４と同心状にハンド基部１に固定された第一固定ギヤ１７、第一アーム１１に第二アーム１２を揺動自在に軸支する第二支軸１５と同心状に第二アーム１２に固定された第二固定ギヤ１８、第一固定ギヤ１７に咬合するように第一アーム１１に軸支され且つ第一受動ギヤ１６と連動する第一アーム駆動用ギヤ２１、第一受動ギヤ１６と咬合するようにハンド基部１に軸支された駆動ギヤ、及び第一アーム１１に軸支されて第一受動ギヤ１６と連動し且つ第二固定ギヤ１８と咬合する第二アーム駆動用ギヤ２０を備えている。【選択図】図７

Description

本発明は、開閉運動する複数のワーク把持具によってワークを把持するロボットハンドに関するものである。

この種のロボットハンドとして、各ワーク把持具が、ハンド基部に内端が第一支軸の周りに揺動自在に軸支された第一アームと、この第一アームの外端に前記第一支軸と平行な第二支軸の周りに揺動自在に軸支された第二アームと、この第二アームの内側に設けられたワーク把持部から構成され、ハンド基部に対する第一アームの開閉運動に伴って第二アームが、ハンド基部に対する第一アームの運動方向とは逆方向に揺動して、各ワーク把持具の第二アームが所定姿勢を保って開閉運動するように構成されたロボットハンドが知られている。この種のロボットハンドは、特許文献１にも記載されるように、基本的には前記第一アームを平行リンク機構によって構成するのが常套手段となっている。

特開2019-025643号公報

上記のように第一アームを平行リンク機構によって構成する従来周知の構成は、外見上は部品点数も少なく、構造がシンプルで安価に実施出来るように思えるものであるが、現実には、リンク有効長や支点位置の精度を高めなければならないので、意外に製造コストが高くつく。しかもロボットハンドを比較的狭い空間に挿入する必要があるような用途では、平行リンク機構によって構成される前記第一アーム全体の占有空間を小さくするために細いリンクを使用しなければならないので、ワークに対する把持強度を高める点でも問題があった。

本発明は、上記のような従来の問題点を解消することのできるロボットハンドを提案するものであって、第一の本発明に係るロボットハンドは、後述する実施例との関係を理解し易くするために、当該実施例の説明において使用した参照符号を括弧付きで付して示すと、複数のワーク把持具(9,10)によってワークを把持するロボットハンドであって、各ワーク把持具(9,10)は、ハンド基部(1)に内端が第一支軸(14)の周りに揺動自在に軸支された第一アーム(11)と、この第一アーム(11)の外端に前記第一支軸(14)と平行な第二支軸(15)の周りに揺動自在に軸支された第二アーム(12)と、この第二アーム(12)の内側に設けられたワーク把持部(13)から構成され、ハンド基部(1)に対する第一アーム(11)の開閉揺動に伴って第二アーム(12)が、ハンド基部(1)に対する第一アーム(11)の揺動方向とは逆方向に揺動して、各ワーク把持具(9,10)の第二アーム(12)が所定姿勢を保って開閉運動するように構成されたロボットハンドにおいて、
前記第一支軸(14)を中心に第一アーム(11)に対し回転自在な第一受動ギヤ(16)、前記第一支軸(14)と同心状にハンド基部(1)に固定された第一固定ギヤ(17)、前記第二支軸(15)と同心状に第二アーム(12)に固定された第二固定ギヤ(18)、第一固定ギヤ(17)に咬合するように第一アーム(11)に軸支され且つ第一受動ギヤ(16)と連動して第一アーム(11)を第一支軸(14)の周りに回転させる第一アーム駆動用ギヤ(21)、第一受動ギヤ(16)と咬合するようにハンド基部(1)に軸支された駆動ギヤ(25,26)、及び第一アーム(11)に軸支されて前記第一受動ギヤ(16)と連動し且つ第二固定ギヤ(18)と咬合する第二アーム駆動用ギヤ(20)を備え、前記駆動ギヤ(25)により第一受動ギヤ(16)を回転駆動したとき、連動する第一アーム駆動用ギヤ(21)によって駆動される第一アーム(11)の回転方向と、連動する第二アーム駆動用ギヤ(20)によって駆動される第二アーム(12)の回転方向とが互いに逆方向となるような構成になっている。

又、第二の本発明に係るロボットハンドは、上記前提要件は同じであって、前記ハンド基部(1)には第一アーム駆動用ギヤ(35)と第二アーム駆動用ギヤ(37)が軸支され、第一アーム駆動用ギヤ(35)は、第一支軸(14)と同心状に第一アーム(11)に固定された第一固定ギヤ(34)に咬合し、第二アーム駆動用ギヤ(37)は、第一支軸(14)を中心に第一アーム(11)に対し回転自在な第一受動ギヤ(16)と咬合し、第一アーム(11)には、第二支軸(15)と同心状に第二アーム(12)に固定された第二固定ギヤ(18)と咬合する中間ギヤ(33)が軸支され、この中間ギヤ(33)と第一受動ギヤ(16)とが連動連結された構成になっている。

上記第一及び第二の本発明の構成によれば、ハンド基部に対して第一アームを回動させるための伝動系と、第一アームに対して第二アームを逆方向に回動させるための伝動系の何れもを、全てギヤによって構成することが出来る。即ち、各種サイズの既製品を容易に市場から入手することが出来るギヤを、主として第一アームに組み込むだけで構成することが出来るので、結果的に容易且つ安価に実施することが出来る。

特に第一の本発明の構成によれば、ハンド基部側に必要な駆動ギヤは、１つのワーク把持具に対して１つあれば良く、第一アーム駆動用の駆動ギヤと第二アーム駆動用の駆動ギヤを必要とする構成と比較して、ハンド基部側の駆動系が容易且つ安価に実施することが出来る。又、第二の本発明の構成によれば、ハンド基部側に第一アーム駆動用の駆動ギヤと第二アーム駆動用の駆動ギヤを設けなければならないが、第一の本発明のように、第一アーム自体にこの第一アームの駆動系を構成するギヤ列を必要としないので、第一アーム側をシンプルに構成することが出来る。

上記第一の本発明を実施する場合、具体的には、前記第一アーム駆動用ギヤ(21)は、前記第一受動ギヤ(16)に咬合するように第一アーム(11)に軸支された中間ギヤ(20)と同心一体に回転するように構成することが出来る。この場合、前記中間ギヤ(20)を第二固定ギヤ(18)に咬合させて、前記第二アーム駆動用ギヤを構成させることが出来る。更に、前記第一アーム(11)には、第一支軸(14)と第二支軸(15)、及び第一第二両支軸(14,15)の中間位置に位置する中間支軸(22)の３本を支持させ、第一支軸(14)には、第一受動ギヤ(16)と第一固定ギヤ(17)を支承し、第二支軸(15)には、２つの第二固定ギヤ(18,19)を支承し、中間支軸(22)には、２つの第二固定ギヤ(18,19)の内の一方と第一固定ギヤ(17)とに咬合する第一アーム駆動用ギヤ(21)と、２つの第二固定ギヤ(18,19)の内の他方と第一受動ギヤ(16)とに咬合する第二アーム駆動用ギヤ(20)を支承させることが出来る。

上記のような構成によれば、６つの同一径のギヤを３本の支軸それぞれに２つずつ取り付けて、第一アームの長さ方向に沿ったそれぞれ３つのギヤから成るギヤ列を左右対称に２列形成させ、偏荷重の掛かる支軸の無い、バランスの良いロボットハンドを構成することが出来る。勿論、第一固定ギヤ、第一アーム駆動用ギヤ、及び一方の第二固定ギヤのギヤ列と、第一受動ギヤ、第二アーム駆動用ギヤ、及び他方の第二固定ギヤのギヤ列とを、第一アームの両側に振分け配置して構成すれば、１枚の帯板のみから第一アームを構成することが出来るので、全体を軽量安価に構成することが容易になる。

又、第二の本発明を実施する場合、第一アーム駆動用ギヤ(35)と第二アーム駆動用ギヤ(37)とは互いに同心一体に回転するように軸支し、第一受動ギヤ(16)と第二固定ギヤ(18)との間には、これら第一受動ギヤ(16)と第二固定ギヤ(18)とが互いに逆回転するように中間ギヤ(32,33)を介装することが出来る。この構成によれば、第一受動ギヤと第二固定ギヤとの間に必要な中間ギヤが２つ必要になるが、第一アーム駆動用ギヤと第二アーム駆動用ギヤの両方を１本の駆動軸に取り付けて構成することが出来るので、第一アーム駆動用ギヤと第二アーム駆動用ギヤを含む駆動手段全体をシンプル且つ安価に実施することが出来る。勿論、第一アーム駆動用ギヤ(35)と第二アーム駆動用ギヤ(37)とを互いに逆回転する２本の駆動軸に振分けて取り付けることにより、第一受動ギヤと第二固定ギヤとの間に必要な中間ギヤを１つにして、使用ギヤ数を減らすことが出来る。

図１は、第一発明の実施例を示すロボットハンドの正面図である。 図２は、同上ロボットハンドが中サイズワークを把持した状態の正面図である。 図３は、同上ロボットハンドが限界まで閉じた状態の正面図である。 図４は、同上ロボットハンドの駆動系の前側半分を示す縦断正面図である。 図５は、同上ロボットハンドの駆動系の横断平面図である。 図６は、同上ロボットハンドの駆動系の後ろ側半分を示す縦断正面図である。 図７は、同上ロボットハンドの駆動系を示す縦断側面図である。 図８は、同上ロボットハンドの駆動系の上端部を示す縦断側面図である。 図９は、第二発明の実施例を示すロボットハンドの第一アーム駆動系を示す縦断正面図である。 図１０は、同上ロボットハンドの第二アーム駆動系を示す縦断正面図である。 図１１は、同上ロボットハンドの駆動系全体を示す一部横断平面図である。

以下、第一発明の実施例を図１〜図８に基づいて説明すると、１はハンド基部であって、例えば二次元水平面上の互いに直交するＸ方向とＹ方向とに移動制御される移動体に垂直Ｚ方向に昇降制御される昇降体２が設けられたロボットハンド駆動機構における前記昇降体２の下端に取り付けられる。この場合、昇降体２の垂直軸心の周りにハンド基部１を回転制御可能に支持する構成や、昇降体２の下端にハンド基部１を水平支軸の周りに一定角度範囲内で上下方向に回転制御可能に支持する構成なども必要に応じて組み込まれる。更に、多関節ロボットの三次元方向に任意に移動制御させることが出来る先端アームにハンド基部１を支持させて使用することも可能である。

ハンド基部１は、昇降体２の下端に取り付けられる天板部３と前後両側板部４ａ，４ｂとで門形に構成されたものであって、前側板部４ａの外側に取付け座板５が着脱自在に取り付けられ、この取付け座板５に、ギヤボックス６とモーター７とから成る駆動手段８のギヤボックス６が取り付けられている。このハンド基部１に左右対称構造のワーク把持具９，１０が取り付けられている。両ワーク把持具９，１０は、上側の第一アーム１１と下側の第二アーム１２とから成り、第二アーム１２の内側にワーク把持部１３が取り付けられている。尚、第一アーム１１や第二アーム１２に作用する外力でこれらアームが不測に回転することが無いように、例えばギヤボックス６内の伝動ギヤにウオームギヤを組み合わせておくことが出来る。

第一アーム１１は１枚の帯板材から成るもので、その内端部が、ハンド基部１における前後両側板部４ａ，４ｂ間に前後水平向きの第一支軸１４を中心に上下揺動自在に軸支されている。第二アーム１２は、前後両側板部１２ａ，１２ｂと、これら両側板部１２ａ，１２ｂの外側辺どうしを互いに連結一体化する連結板部１２ｃによって構成された横断面コ字形構造のものであり、この第二アーム１２の内部空間内に下端から入り込む状態でワーク把持部１３の上端部がこの第二アーム１２に取り付けられている。第二アーム１２の上端部は、第一アーム１１の外端に被さる状態で、当該第一アーム１１の外端に前後水平向きの第二支軸１５によって、当該第二支軸１５を中心に第一第二両アーム１１，１２が相対揺動自在に軸支連結されている。

第一支軸１４は、その両端がハンド基部１の前後両側板部４ａ，４ｂに締結ボルト１４ａによって固着され、第一アーム１１と側板部４ａとの間の第一支軸１４には、第一受動ギヤ１６が第一支軸１４の周りに回転自在に支承され、第一アーム１１と側板部４ｂとの間の第一支軸１４には、第一固定ギヤ１７が嵌合されてロックボルト１７ａにより固定されている。従って、第一固定ギヤ１７は、第一支軸１４を介してハンド基部１に固定されていることになる。第二支軸１５は、その両端が第二アーム１２の前後両側板部１２ａ，１２ｂに締結ボルト１５ａによって固着され、第一アーム１１とその両側の第二アーム１２の前後両側板部１２ａ，１２ｂとの間には、左右一対の第二固定ギヤ１８，１９が嵌合されてそれぞれロックボルト１８ａ，１９ａにより固定されている。従って、第二固定ギヤ１８，１９は、第二支軸１５を介して第二アーム１２に固定されていることになる。

第一アーム１１の第一支軸１４と第二支軸１５との間の長さ方向の中央位置には、中間支軸２２が回転自在に貫通支持され、この中間支軸２２には、第一アーム１１の左右両側で左右一対の中間ギヤ２０，２１が嵌合されてそれぞれロックボルト２０ａ，２１ａにより固定されている。従って、これら両中間ギヤ２０，２１は、中間支軸２２を介して互いに連結一体化され、この中間支軸２２と一体に回転自在となっている。第一アーム１１の左右両側に軸支された合計６つのギヤ１６〜２１は同一直径（同一歯数）のもので、中間ギヤ２０は、第一受動ギヤ１６と第二固定ギヤ１８とに咬合し、中間ギヤ２１は、第一固定ギヤ１７と第二固定ギヤ１９とに咬合している。

図４及び図５に示すように、駆動手段８のギヤボックス６から取付け座板５を貫通してハンド基部１側に突出する駆動用出力軸２３には、駆動ギヤ２５が嵌合されてロックボルト２５ａにより固定され、取付け座板５の内側に固着されて片持ち状にハンド基部１側に突出する固定支軸２４には、駆動ギヤ２５と咬合連動する同一直径（同一歯数）の中継駆動ギヤ２６が取り付けられ、駆動手段８が外側に取り付けられている取付け座板５をハンド基部１の前側板部４ａの外側所定位置にボルト止めしたとき、駆動ギヤ２５と中継駆動ギヤ２６が、前側板部４ａに設けられている横長開口部２７を経由してハンド基部１内に入り込むと共に、駆動ギヤ２５と中継駆動ギヤ２６がワーク把持具９，１０の第一受動ギヤ１６にそれぞれ咬合するように構成されている。

以上の構成において、駆動手段８のモーター７を稼働させ、駆動ギヤ２５と中継駆動ギヤ２６とを互いに逆方向に回動させると、ワーク把持具９，１０の第一受動ギヤ１６が互いに逆方向に回転駆動される。この第一受動ギヤ１６の回転は中間ギヤ２０，２１に伝わり、第一固定ギヤ１７に咬合している中間ギヤ２１の回転によって、第一固定ギヤ１７の周りを当該中間ギヤ２１が自転しながら公転することになり、この第一固定ギヤ１７の周りの中間ギヤ２１の公転が、第一アーム１１を第一支軸１４の周りに回転させることになる。この状況では、中間ギヤ２１が第一アーム１１を回動させるための第一アーム駆動用ギヤとなっている。一方、中間ギヤ２０，２１は、第二アーム１２に固定されている第二固定ギヤ１８，１９に咬合しているので、当該中間ギヤ２０，２１の同一方向への回転によって、第二固定ギヤ１８，１９を介して第二アーム１２を第二支軸１５の周りに回動させることになる。即ち、中間ギヤ２０，２１は、第一アーム１１に対して第二アーム１２を回動させるための第二アーム駆動用ギヤとなっている。

上記作用において、第一固定ギヤ１７に対して第一アーム駆動用ギヤである中間ギヤ２１が公転することによる第一アーム１１の回転方向と、第二固定ギヤ１８，１９に対して第二アーム駆動用ギヤである中間ギヤ２０，２１が自転することによる第二アーム１２の回転方向は、互いに逆向きになるが、先に説明したギヤ１６〜２１の仕様から回転角度は同一になる。勿論、両ワーク把持具９，１０の第一受動ギヤ１６に咬合する駆動ギヤ２５と中継駆動ギヤ２６は、互いに逆回転しているので、両ワーク把持具９，１０の第一アーム１１及び第二アーム１２は、互いに逆方向に同一角度だけ回動することになる。

図１に示すように、ワーク把持具９，１０は、それぞれの第一アーム１１がハンド基部１に対して外向きに９０度回動して水平姿勢になったとき、第二アーム１２は第一アーム１１に対して内向きに９０度回動して、第一アーム１１から直角下向きに垂下して、待機姿勢となる。係る状態から、第一アーム駆動用ギヤである中間ギヤ２１が第一固定ギヤ１７の周りを下向きに公転する方向に駆動ギヤ２５を駆動手段８によって駆動すると、ワーク把持具９，１０の第一アーム１１が第一支軸１４の周りを下向きに閉動すると同時に、ワーク把持具９，１０の第二アーム１２が第一アーム１１に対して第二支軸１５の周りを上向きに回動し、第一アーム１１の回転角度と第二アーム１２の回転角度は互いに等しいので、結果的に第二アーム１２、即ち、ワーク把持部１３が互いに左右対称形の姿勢を保った状態で互いに接近移動することになる。この過程でワーク把持具９，１０の両ワーク把持部１３が１つのワークを挟み付けて把持した状態を、図２に示している。このとき、両ワーク把持部１３間に把持する対象のワークが存在しないときは、図３に示すように、第一アーム１１がハンド基部１に対して真下に垂下する姿勢より更に内側へ回動し、両ワーク把持部１３が互いに圧接し合う閉動限状態となる。従って、ワークの被把持部が非常に厚さの薄いものであっても、両ワーク把持部１３によって把持することが可能である。

上記のようにワーク把持具９，１０の第二アーム１２を互いに左右対称形を保って接近移動させた状態から、図１に示す待機姿勢に復帰させるときは、駆動手段８のモーター７により駆動ギヤ２５を逆回転させ、図４及び図６に矢印で示すように、中間ギヤ２０，２１を逆回転させる。この結果、第一固定ギヤ１７に対して第一アーム駆動用ギヤである中間ギヤ２１が上向きに公転して、第一アーム１１が第一支軸１４の周りに上方へ開動すると同時に、第二アーム駆動用ギヤである中間ギヤ２０，２１の逆回転により、第二固定ギヤ１８，１９を介して第二アーム１２が、第一アーム１１の上方への開動角度と等しい角度だけ第一アーム１１に対して第二支軸１５の周りを下方へ閉動し、互いに左右対称形の姿勢を維持しながら離間開動することになる。

尚、上記実施例における中間支軸２２に支承されて互いに一体に回転する２つの並列する中間ギヤ２０，２１の内、中間ギヤ２１は、第一固定ギヤ１７に咬合する第一アーム駆動用ギヤとして、又、中間ギヤ２０は、第一受動ギヤ１６の回転を第一アーム駆動用ギヤとなる中間ギヤ２１に伝える伝動ギヤとして、両方とも必須のものであるが、２つの並列する第二固定ギヤ１８，１９の内の一方は、省くことも可能である。又、第一アーム１１の長さが長くなるときは、中間ギヤ２０，２１と第二固定ギヤ１８，１９との間に、第一アーム１１の長さ方向に直列する少なくとも２つのギヤを追加して、その追加ギヤの内、第二固定ギヤ１８，１９に咬合する追加ギヤを、第二アーム駆動用ギヤとすることが出来る。勿論この場合も、第二固定ギヤ１８，１９を１つにすると共に、第二アーム駆動用ギヤとなる追加ギヤも１つにすることが出来る。

次に第二発明の実施例を図９〜図１１に基づいて説明する。この第二発明の実施例では、第一アーム１１が、前後両側板部３０ａ，３０ｂと、この前後両側板部３０ａ，３０ｂを内側辺どうし及び外側辺どうし互いに連結一体化する一対の連結板部３１ａ，３１ｂから角筒状に構成され、第一受動ギヤ１６と１つの第二固定ギヤ１８、及びこれら両ギヤ１６，１８を互いに逆回転するように連動させる、例えば２つの中間ギヤ３２，３３を、第一アーム１１の左右両側板部３０ａ，３０ｂ間に軸支し、第一受動ギヤ１６を回転自在に支承している第一支軸１４は、先の実施例と同様にハンド基部１に両端が固定され、先の実施例における第一固定ギヤ１７に対応する第一固定ギヤ３４は、ハンド基部１と第一アーム１１との間の第一支軸１４に遊嵌させた状態で、この第一固定ギヤ３４が隣接する第一アーム１１の片側の側板部３０ａに、締結ボルト３４ａによって固着している。１つの第二固定ギヤ１８は、先の実施例と同様に、第二支軸１５を介して第二アーム１２に固定されている。

この第二発明では、ハンド基部１側に、両ワーク把持具９，１０それぞれの第一固定ギヤ３４に咬合して第一アーム１１を回動させる一対の第一アーム駆動用ギヤ３５，３６と、両ワーク把持具９，１０それぞれの第一受動ギヤ１６に咬合して第二アーム１２を第一アーム１１に対して回動させる第二アーム駆動用ギヤ３７，３８が設けられている。これら一対の第一アーム駆動用ギヤ３５，３６どうし及び、第二アーム駆動用ギヤ３７，３８どうしは互いに咬合して逆回転するものであり、片側の第一アーム駆動用ギヤ３５と第二アーム駆動用ギヤ３７とは、先の実施例と同様に、駆動手段８のギヤボックス６から取付け座板５を貫通してハンド基部１側に突出する駆動用出力軸２３にロックボルト３５ａ，３７ａによって固定され、他方の第一アーム駆動用ギヤ３６と第二アーム駆動用ギヤ３８とは、先の実施例と同様に、取付け座板５の内側に固着されてハンド基部１側に突出する固定支軸２４に回転可能に支承されている。尚、一対の第一アーム駆動用ギヤ３５，３６と一対の第二アーム駆動用ギヤ３７，３８の合計４つのギヤは、全て同一直径（同一歯数）である。

而して、駆動手段８が外側に取り付けられている取付け座板５をハンド基部１の前側板部４ａの外側所定位置にボルト止めしたとき、一対の第一アーム駆動用ギヤ３５，３６と一対の第二アーム駆動用ギヤ３７，３８が、前側板部４ａに設けられている横長開口部２７を経由してハンド基部１内に入り込み、第一アーム駆動用ギヤ３５，３６が両ワーク把持具９，１０それぞれの第一固定ギヤ３４咬合すると共に、第二アーム駆動用ギヤ３７，３８が両ワーク把持具９，１０それぞれの第一受動ギヤ１６に咬合するように構成されている。尚、駆動用出力軸２３と固定支軸２４は、それぞれに２つのギヤ３５，３７及び３６，３８が並列支持される関係で、先の実施例のものと比較して長さが長くなる。従って、これら駆動用出力軸２３と固定支軸２４の遊端側もハンド基部１の後側板部４ｂに取り付けられた軸受け３９，４０に支承させている。

以上の第二発明の実施例によれば、駆動手段８によって駆動用出力軸２３を回転させると、駆動用出力軸２３によって第一アーム駆動用ギヤ３５と第二アーム駆動用ギヤ３７が回転駆動されると同時に、これらに咬合している第一アーム駆動用ギヤ３６と第二アーム駆動用ギヤ３８も、逆方向に回転駆動される。互いに咬合して逆方向に回転駆動される両第一アーム駆動用ギヤ３５，３６は、ワーク把持具９，１０それぞれの第一アーム１１に固定されている第一固定ギヤ３４を介して、これら両第一アーム１１を第一支軸１４の周りに互いに逆方向に開閉駆動する。又、互いに咬合して逆方向に回転駆動される両第二アーム駆動用ギヤ３７，３８は、ワーク把持具９，１０それぞれの第一アーム１１に軸支されている第一受動ギヤ１６と中間ギヤ３２，３３及び、第二アーム１２に固定されている第二固定ギヤ１８を介して、これら両第二アーム１２を第二支軸１５の周りに、第一アーム１１とは逆方向に回転駆動することになる。

即ち、図９、図１０に示すように、ワーク把持具９，１０それぞれの第一アーム１１が水平姿勢にあって、第二アーム１２が第一アーム１１から直角下向きに垂下する待機姿勢にある状態から、駆動用出力軸２３を駆動手段８によって駆動して第一アーム駆動用ギヤ３５と第二アーム駆動用ギヤ３７を反時計方向に回動させると、ワーク把持具９の第一固定ギヤ３４と第一受動ギヤ１６が時計方向に回動し、時計方向に回動する第一固定ギヤ３４と一体の第一アーム１１が下方内側に閉動すると同時に、第一受動ギヤ１６の時計方向の回転が中間ギヤ３２，３３に伝わり、時計方向に回転する中間ギヤ３３が、第二アーム１２に固定されている第二固定ギヤ１８を介して第二アーム１２を第二支軸１５の周りに反時計方向に回動させる。一方、第一アーム駆動用ギヤ３５と第二アーム駆動用ギヤ３７とに咬合して時計方向に回動する第一アーム駆動用ギヤ３６と第二アーム駆動用ギヤ３８は、ワーク把持具１０の第一固定ギヤ３４と第一受動ギヤ１６を反時計方向に回動させるので、第一固定ギヤ３４と一体の第一アーム１１が下方内側に閉動すると同時に、第一受動ギヤ１６の反時計方向の回転が中間ギヤ３２，３３に伝わり、反時計方向に回転する中間ギヤ３３が、第二アーム１２に固定されている第二固定ギヤ１８を介して第二アーム１２を第二支軸１５の周りに時計方向に回動させる。

上記作用により、１本の駆動用出力軸２３を、図９及び図１０において反時計方向に回動させることにより、一対のワーク把持具９，１０の第一アーム１１が閉動するのに伴って第二アーム１２が互いに対称形を保って互いに接近移動するので、両ワーク把持具９，１０の第二アーム１２に取り付けられているワーク把持部１３間でワークを把持させることが出来る。一対のワーク把持具９，１０を元の待機姿勢に戻すときは、１本の駆動用出力軸２３を、図９及び図１０において時計方向に回動させれば良い。

上記第一発明の実施例と第二発明の実施例の何れにおいても、両ワーク把持具９，１０の第二アーム１２が一定姿勢を保って開閉運動するように説明したが、取り扱うワークの形状などに対応させて、両ワーク把持具９，１０の第一アーム１１が水平姿勢にある開動限姿勢（図１及び図９参照）から閉動するのに伴って、第二アーム１２が、例えばその下端間の間隔が狭まる下窄まりに傾斜するように構成することも出来る。具体的には、第一アーム１１が第一支軸１４の周りに回転する角度に対して、第一アーム１１に対して第二アーム１２が第二支軸１５の周りに逆方向に回転する角度が小さくなるように、第一受動ギヤ１６から、第二アーム１２に固定された第二固定ギヤ１８（１９）に咬合する第二アーム駆動用ギヤ（中間ギヤ２０，２１又は３３）までの伝動比が１以下になるように、ギヤ列を構成すれば良い。このように構成すれば、第一アーム１１に平行リンク機構を使用する従来周知の構成において、平行リンク機構における２本のリンクの有効長を同一にしない構成と同様の作用を実現出来る。

尚、本発明は、上記実施例のように一対のワーク把持具でワークを把持するロボットハンドや、３本又はそれ以上のワーク把持具でワークを把持するロボットハンドなどにおける１本のワーク把持具の駆動機構に関するものであるから、複数のワーク把持具を１つの駆動源に連動連結させて同時に同期駆動させるように構成したロボットハンドの他、複数のワーク把持具を個別に駆動源に連動連結させて、複数のワーク把持具を任意のタイミングで駆動させるように構成したロボットハンド等にも適用することが可能である。

本発明のロボットハンドは、開閉運動する複数のワーク把持具によってワークを把持するロボットハンドであって、従来周知のような平行リンク機構を使用しないで、汎用性の高いギヤを利用して容易に実施出来るロボットハンドとして活用出来る。

１ ハンド基部
２ 昇降体
３ 天板部
４ａ 前側板部
４ｂ 後側板部
５ 取付け座板
６ ギヤボックス
７ モーター
８ 駆動手段
９，１０ ワーク把持具
１１ 第一アーム
１２ 第二アーム
１２ａ，１２ｂ 前後両側板部
１２ｃ 連結板部
１３ ワーク把持部
１４ 第一支軸
１４ａ 締結ボルト
１５ 第二支軸
１５ａ 締結ボルト
１６ 第一受動ギヤ
１７ 第一固定ギヤ
１７ａ ロックボルト
１８，１９ 第二固定ギヤ
１８ａ，１９ａ ロックボルト
２０，２１ 中間ギヤ
２０ａ，２１ａ ロックボルト
２２ 中間支軸
２３ 駆動用出力軸
２４ 固定支軸
２５ 駆動ギヤ
２５ａ ロックボルト
２６ 中継駆動ギヤ
２７ 横長開口部
３０ａ，３０ｂ 左右両側板部
３１ａ，３１ｂ 一対の連結板部
３２，３３ 中間ギヤ
３４ 第一固定ギヤ
３４ａ 締結ボルト
３５，３６ 第一アーム駆動用ギヤ
３６ａ，３８ａ ロックボルト
３７，３８ 第二アーム駆動用ギヤ
３９，４０ 軸受け

Claims (7)

1. 複数のワーク把持具によってワークを把持するロボットハンドであって、各ワーク把持具は、ハンド基部に内端が第一支軸の周りに揺動自在に軸支された第一アームと、この第一アームの外端に前記第一支軸と平行な第二支軸の周りに揺動自在に軸支された第二アームと、この第二アームの内側に設けられたワーク把持部から構成され、ハンド基部に対する第一アームの開閉揺動に伴って第二アームが、ハンド基部に対する第一アームの揺動方向とは逆方向に揺動して、各ワーク把持具の第二アームが所定姿勢を保って開閉運動するように構成されたロボットハンドにおいて、
   前記第一支軸を中心に第一アームに対し回転自在な第一受動ギヤ、前記第一支軸と同心状にハンド基部に固定された第一固定ギヤ、前記第二支軸と同心状に第二アームに固定された第二固定ギヤ、第一固定ギヤに咬合するように第一アームに軸支され且つ第一受動ギヤと連動して第一アームを第一支軸の周りに回転させる第一アーム駆動用ギヤ、第一受動ギヤと咬合するようにハンド基部に軸支された駆動ギヤ、及び第一アームに軸支されて前記第一受動ギヤと連動し且つ第二固定ギヤと咬合する第二アーム駆動用ギヤを備え、前記駆動ギヤにより第一受動ギヤを回転駆動したとき、連動する第一アーム駆動用ギヤによって駆動される第一アームの回転方向と、連動する第二アーム駆動用ギヤによって駆動される第二アームの回転方向とが互いに逆方向となるように構成されている、ロボットハンド。
2. 前記第一アーム駆動用ギヤは、前記第一受動ギヤに咬合するように第一アームに軸支された中間遊転ギヤと同心一体に回転するように構成されている、請求項１に記載のロボットハンド。
3. 前記中間遊転ギヤが第二固定ギヤに咬合して、前記第二アーム駆動用ギヤを構成している、請求項２に記載のロボットハンド。
4. 前記第一アームには、第一支軸と第二支軸、及び第一第二両支軸の中間位置に位置する中間支軸の３本が支持され、第一支軸には、第一受動ギヤと第一固定ギヤが支承され、第二支軸には、２つの第二固定ギヤが支承され、中間支軸には、２つの第二固定ギヤの内の一方と第一固定ギヤとに咬合する第一アーム駆動用ギヤと、２つの第二固定ギヤの内の他方と第一受動ギヤとに咬合する第二アーム駆動用ギヤが支承されている、請求項３に記載のロボットハンド。
5. 第一固定ギヤ、第一アーム駆動用ギヤ、及び一方の第二固定ギヤのギヤ列と、第一受動ギヤ、第二アーム駆動用ギヤ、及び他方の第二固定ギヤのギヤ列とが、第一アームの両側に振分け配置されている、請求項３に記載のロボットハンド。
6. 複数のワーク把持具によってワークを把持するロボットハンドであって、各ワーク把持具は、ハンド基部に内端が第一支軸の周りに揺動自在に軸支された第一アームと、この第一アームの外端に前記第一支軸と平行な第二支軸の周りに揺動自在に軸支された第二アームと、この第二アームの内側に設けられたワーク把持部から構成され、ハンド基部に対する第一アームの開閉揺動に伴って第二アームが、ハンド基部に対する第一アームの揺動方向とは逆方向に揺動して、各ワーク把持具の第二アームが所定姿勢を保って開閉運動するように構成されたロボットハンドにおいて、
   前記ハンド基部には第一アーム駆動用ギヤと第二アーム駆動用ギヤが軸支され、第一アーム駆動用ギヤは、第一支軸と同心状に第一アームに固定された第一固定ギヤに咬合し、第二アーム駆動用ギヤは、第一支軸を中心に第一アームに対し回転自在な第一受動ギヤと咬合し、第一アームには、第二支軸と同心状に第二アームに固定された第二固定ギヤと咬合する中間ギヤが軸支され、この中間ギヤと第一受動ギヤとが連動連結されている、ロボットハンド。
7. 第一アーム駆動用ギヤと第二アーム駆動用ギヤとは互いに同心一体に回転するように軸支され、第一受動ギヤと第二固定ギヤとの間には、これら第一受動ギヤと第二固定ギヤとが互いに逆回転するように中間ギヤが介装されている、請求項６に記載のロボットハンド。

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