JP2021186899A

JP2021186899A - エンドエフェクタとハンドリングロボット及びエンドフェスタによる物品の挟み込み保持方法

Info

Publication number: JP2021186899A
Application number: JP2020091774A
Authority: JP
Inventors: 貞夫川村; Sadao Kawamura; 京立花; Miyako Tachibana; 亮介西田; Ryosuke Nishida; 篤加古川; Atsushi Kakogawa
Original assignee: Chitose Robotics Inc
Current assignee: Chitose Robotics Inc
Priority date: 2020-05-26
Filing date: 2020-05-26
Publication date: 2021-12-13

Abstract

【課題】柔軟で脆弱な物品や形状の異なる大きい物品であっても、小さな装置で迅速に挟み込んで持ち上げることが出来るエンドエフェクタを得ること。【解決手段】ロボットシステムに着脱自在な構造部材に取付けられ、駆動源によって正逆方向へ回転駆動する駆動リンク或いは固定リンクによってそれぞれの連結部で回転自在になるように連結した収縮、伸長自在な平行四辺形リンクの先端の連結個所に先端移動ロッドを設けて、この先端移動ロッドの動きによって、載置面上にある物品を挟んで掴み、必要に応じて持ち上げることが出来るエンドエフェクタ。【選択図】図４

Description

この発明は、ロボットの可動アームの先端に取り付けられて、所定位置に載置されている物品を他の場所に移載させるために持ち上げ可能なように把持する把持用エンドエフェクタと該物品把持用エンドフェクタを用いたハンドリングロボット及びエンドフェスタによる物品の挟み込み保持方法に関する。

近年、労働人口の減少に伴い、生産性の低い業務における人で不足が深刻化しているが、その中でも中食産業におけるコンビニベンダの商品仕分け業務のような、多様な形状や外形サイズ、柔軟変形特性をもつ物品のハンドリングは、自動化が進まず人手に依存している現状がある。また、対象物品の多様性に加えて、高い密度で番重（薄型の移動用トレイ）へ充填する必要があることや、要求される単位時間当たりの処理数が多いこと、仕分け環境が狭小であることなどの理由により、自動化が遅れている要因となっている。

しかし、最近に至り、多様な物品をハンドリングするために様々な形状のエンドエフェクタが開発されるに至っている。例えば、文献１において開示のソフトエンドエフェクタは、柔軟素材で製造した空気作動式アクチュエータを用い物品把持を行う形式のものが開示されている。又、文献２においては、物品の底面からの保持する機能を有するハンドリング作業専用のエンドエフェクタが開示されている。

「Robust proprioceptive grasping with a soft robot hand」Autonomous Robots,43, pp.681-696,2019 「食器類ハンドリングのための下面支持ハンド開発（コンセプト提案とアームシステムへの適用設計）」日本機械学会論文集（Ｃ編）、70巻807号 pp．274-284,2013.

上記した文献１のソフトエンドエフェクタは、開閉ストロークが短く、前述のようなコンビニ対象物などの様々な外形サイズの物品に対応するためには、複数種類のエンドエフェクタを交換する必要があるという課題があった。又、自動化を進める環境では基本的に導入されるロボットアームが大型化することを避けるために、エンドエフェクタは軽量であることを望まれているが、この従来の直動機構やシリンダ駆動によって３２０ｍｍ程度までのストロークを確保すると、エンドエフェクタの高重量化、大型化を招き、更には、高速性が要求されるので、高重量な機構を高速運動させる大型のアクチュエータが必要となるという課題があった。

更に又、対象物品には、柔軟で脆弱な物品が含まれており、これらの物品のハンドリングでは、把持時に外形が変化し易く、大きな把持力を与えられないので、通常の開閉グリッパのように水平方向に把握する掴み指を運動させて持する場合には、重力より大きい摩擦力を指に発生させる必要がある。しかしながら、この方法は、脆弱物のハンドリングにおいて不適当であるという課題がある。更に加えて、液体が充填されているようなおでんパックのような袋物の物品においても、袋内で内容物が流動し外形が変化するため柔軟物同様に摩擦力は困難であるという課題がある。

このような課題を解決するために、物品の底面からの保持する機能を有するエンドエフェクタとして文献２に開示される食器のハンドリング専用のエンドエフェクタがある。しかし、この文献２の従来技術は食器の下膳を想定しているので、対象物を高密度に充填できる構造になっていないという問題点がある。

この発明は上記事情に鑑み、多様な形状の物品を重力下方より持ち上げ可能なエンドエ

フェクタを提供することを目的とする。具体的な構成については、以下に詳しく説明するが、大まかに説明すると、平行四辺形リンク構造により軽量かつ長ストロークを、回転フィン構造により摩擦に依存せず対象物品を持ち上げ、高密度平面充填を実現するものである。

上記目的を達成するために、この発明のエンドエフェクタは、ロボットシステムに着脱自在な構造部材と、該構造部材に固定された駆動源と、前記構造部材に一端側を回転自在に固定されて前記駆動源によって前記一端側を中心に正逆方向へ回転駆動する駆動リンクと、前記構造部材に固定された固定リンクと、これら駆動リンクの他端側及び固定リンクの先端部に回転自在に一端側をそれぞれ連結固定した第一自由リンク及び第二自由リンクと、これら第一自由リンク及び第二自由リンクのそれぞれの他端側を先端連結部材によって回転自在に連結固定して形成される平行四辺形リンクと、前記先端連結部材に設けられた先端移動ロッドと、前記構造部材に設けられた固定ロッドと、を具備し、

前記駆動源からの動力伝達により前記駆動リンクの回転駆動に伴い前記平行四辺形リンクのそれぞれのリンクが連結固定した先端部を中心に相互に回転することによって、前記先端移動ロッドが前記固定ロッドに離接近することを特徴とすることにある。

又、この発明のエンドエフェクタは、ロボットシステムに着脱自在な構造部材と、該構造部材に固定された駆動源と、前記構造部材に一端側を回転自在に固定されて前記駆動源によって前記一端側を中心に相互に逆方向へ回転駆動する第一駆動リンク及び第二駆動リンクと、これら第一駆動リンク及び第二駆動リンクの他端側にそれぞれ回転自在に一端側を連結固定した第一自由リンク及び第二自由リンクと、これら第一自由リンク及び第二自由リンクのそれぞれの他端側を先端連結部材によって回転自在に連結固定して形成される平行四辺形リンクと、前記先端連結部材に設けられた先端移動ロッドと、前記構造部材に設けられた固定ロッドと、を具備し、

前記駆動源からの動力伝達により前記第一駆動リンク及び前記第二駆動リンクの相互の正逆回転駆動に伴い前記平行四辺形リンクのそれぞれのリンクが連結固定した先端部を中心に相互に回転することによって、前記先端移動ロッドが前記固定ロッドに直線の軌跡を画きながら離接近することを特徴としたことにある。

更に又、この発明のエンドエフェクタは、前記平行四辺形リンクが上下２段に亘って設けられ、夫々の平行四辺形リンクに設けられた前記先端連結部材に前記先端移動ロッドの上方部が２ヶ所上下方向に固定されていることを特徴としたことにある。

更に、この発明のエンドエフェクタは、前記先端移動ロッドの下方先端に物品を持ち上げる回転駆動自在なフィンを設けたことを特徴としたことにある。

又、この発明のエンドエフェクタは、ロボットシステムに着脱自在な構造部材と、該構造部材に固定された駆動源と、前記構造部材に中央部を回転自在に固定されて前記駆動源によって前記中央部を中心に所定角度だけ往復回転駆動する長尺駆動リンクと、前記構造部材に中央部を固定された長尺固定リンクと、前記長尺駆動リンク及び長尺固定リンクの先端部に回転自在にそれぞれの一端側を連結固定した４つの長尺駆動第１自由リンク及び長尺駆動第２自由リンク、長尺固定第１自由リンク及び長尺固定第２自由リンクと、前記長尺駆動第１自由リンクと前記長尺固定第１自由リンクの他端側を第１先端連結部材によって回転自在に連結して形成される第１平行四辺形リンクと、前記駆動第２自由リンクと前記固定第２自由リンクのそれぞれの他端側を第二先端連結部材によって回転自在に連結される第２平行四辺形リンクと、前記第１先端連結部材に設けられた第一先端移動ロッドと、前記第２先端連結部材に設けられた第２先端移動ロッドと、を具備し、

前記駆動源からの動力伝達により前記長尺駆動リンクの回転駆動に伴い前記第１平行四辺形リンク及び第２平行四辺形リンクのそれぞれのリンクが連結固定した先端部を中心に相互に回転することによって、前記第１先端移動ロッドと前記第２先端移動ロッドが相互に離接近することを特徴とすることにある。

更に、この発明のエンドエフェクタは、ロボットシステムに着脱自在な構造部材と、該構造部材に固定された駆動源と、前記構造部材に中央部を回転自在に固定されて前記駆動源によって前記中央部を中心に互いに逆方向へ所定角度だけ往復回転駆動する第一長尺駆動リンク及び第２長尺駆動リンクと、前記第１長尺駆動リンク及び第２駆動リンクの先端部に回転自在にそれぞれの一端側を連結固定した４つの第１駆動第１自由リンク、第１駆動第２自由リンク及び第２駆動第１自由リンク、第２駆動第２自由リンクと、前記第１駆動第１自由リンクと前記第２駆動自由第１リンクの他端側を第１先端連結部材によって回転自在に連結して形成される第１平行四辺形リンクと、前記第一駆動第二自由インクと前記第二駆動第２自由リンクのそれぞれの他端側を第２先端連結部材によって回転自在に連結されて形成される第２平行四辺形リンクと、前記第１先端連結部材に設けられた第１先端移動ロッドと、前記第２先端連結部材に設けられた第２先端移動ロッドと、を具備し、

前記駆動源からの動力伝達により前記第２駆動リンク及び前記第２駆動リンクの相互の逆回転駆動に伴い前記第１及び第２平行四辺形リンクのそれぞれのリンクが連結固定した先端部を中心に相互に回転することによって、前記第１先端移動ロッドと第２先端移動ロッドが相互に離接近することを特徴とすることにある。

更に又、この発明のエンドエフェクタは、前記第１平行四辺形リンクと前記第２平行リンクが夫々上下２段に亘って設けられ、上段に設けられた第１平行四辺形リンクの第１先端連結部材と下段に設けられた第１平行四辺形リンクの第１先端連結部材に前記第１先端移動ロッドの上方部が固定され、上段に設けられた第２平行四辺形リンクの第２先端連結部材と下段に設けられた第２平行四辺形リンクの第２先端連結部材に前記第２先端移動ロッドの上方部が固定されていることを特徴とすることにある。

更に又、この発明のエンドエフェクタは、前記第１先端移動ロッド及び第２先端移動ロッドの下方先端に物品を持ち上げる回転駆動自在なフィンを設けたことを特徴とすることにある。

又、この発明のエンドエフェクアは、前記先端移動ロッドの相対向する側に挟み込み上昇機構を具備したことを特徴とすることにある。

更に又、この発明は前記したそれぞれのどれか一つのエンドエフェクタを具備するハンドリングロボットとしたことにある。

又、この発明のエンドフェスタによる物品の挟み込み保持方法は、剛体からなる４本のリンクの端部が連結材で夫々回転自在に固定されて形成される平行四辺形リンクのいずれか１本のリンクに特定の１つの連結材の周りで回転駆動する力を作用させることによって前記特定の連結材に設けた特定ロッドと当該特定の連結材と対角線上で相対向する連結材に設けた先端移動ロッドとが前記力の正逆作用により前記特定の連結材を起点に前記平行四辺形リンクの収縮又は伸長によってこれら特定ロッドと先端移動ロッドの間のある物品を挟み込み又は物品から離反することを特徴とすることにある。

請求項１の発明によると、固定ロッドと先端移動ロッドの間に載置されている持ち上げ物品（以下、単に「物品」という。）は、固定リンクの一端側でモータなどの駆動源の駆動に伴い構造部材に回転自在にその一端側が固定されている駆動リンクと、該駆動リンクの他端側で回転自在に固定されている第１自由リンクと、前記固定リンクの他端側で回転自在に固定されている第２自由リンクと、前記第１自由リンクと第２自由リンクのそれぞれの他端が先端連結材で回転自在に固定されることによって形成される平行四辺形リンクの下方位置している。固定ロッドは固定リンクの一端側で回動する駆動リンクの軸と略同じ位置にあり、先端移動ロッドは前記先端連結材に固定されているので、固定ロッドと先端移動ロッドの間隔距離は、最短では略密着するので略零に近くなり、最長では固定リンクと第２自由リンクの長さの合計距離若しくは駆動リンクと第１自由リンクの長さの合計距離に略等しくなる。前記物品は前記固定ロッドと先端移動ロッドに挟まれたままで不動の状態になる。この挟まれた物品を水平垂直方向に移動させるには使用用途によって更なる構造部材が要求される。ここで挟める物品の最大の大きさは、駆動リンクと第１自由リンクが略直線状に伸び切った位置における先端移動ロッドと固定ロッドの間隔距離である。一方、挟める最少物品の大きさは、駆動リンクの一端側が固定されている構造部材の位置に設けた固定ロッドと駆動リンクと第一自由リンクの成す角度及び固定リンクと第２自由リンクのなす角度が略零に近い場合、即ち、第一自由リンクと第２自由リンクが略一直線上に並んだ場合である。このように、この発明のエンドエフェクタは平行四辺形リンクを用いているので小さな物から大きい物までを挟むことが出来る。

この先端移動ロッドは、固定ロッドに離接近する際の軌跡は、一直線ではなく曲線を画きながら離接近する。このために、物品の形状、性状などを考慮することにより、有効に利用できる。

請求項２の発明は、請求項１の発明と異なり、前記固定リンクも前記駆動源によって回転駆動するようにした点が異なるところである。この発明によると、駆動する駆動リンクが２つになることで平行四辺形リンクの回動動作が力強くでき、これによって先端移動ロッドの物品を挟む力も増大する。即ち、第１駆動リンクと第２駆動リンクはそれぞれの一端側を同じ構造部材に駆動源からの駆動力により同時に逆方向に回転駆動するように設けられ、夫々の他端側に回転自在に第１自由リンクと第２自由リンクの一端側が回転自在に連結固定され、そして、夫々の他端側の先端に先端連結部材によって回転自在に連結固定される構成である。このようにして構成される平行四辺形リンクによると、固定ロッドと先端移動ロッドによって挟める物品の最少と最大の大きさは前記請求項１と同じであるが、先端移動ロッドの固定ロッド方向への移動の軌跡は対角線に沿って一直線である。そのために、物品を挟む力が強くなることに加えて、曲線に代わって直線となって距離が短くなる分だけ挟む速度が速くなり、作業能率が向上する。

請求項３の発明は、請求項１及び請求項２の発明において、夫々の平行四辺形リンクが上下方向に対して２段になっている構成である。この構成によって、上下同じ位置に先端移動ロッドの上方部が２ヶ所上下方向に固定されるので、先端移動ロッドが安定してエンドエフェクタ本体に取り付けられることになり、作業の高速化、挟み力の強力化を図ることが出来る。

請求項４の発明は、上記の各発明において、先端移動ロッドの下方先端に回転駆動自在なフィンを設けたので、物品を固定ロッドと先端移動ロッドの間に挟み込んだ後に、このフィンを回転駆動させて物品の下方底面と地面若しくは載置面の間に潜り込ませることが出来る。これによって、エンドエフェクタ本体自体を持ち上げたり、或いは構造部材ごと持ち上げたりることで、物品は地面若しくは載置面から浮き上がるため、エンドエフェクタと共に或いは構造部材と共に目的位置まで移動させることが出来る。

請求項５の発明は、固定ロッドと先端移動ロッドの相対向する側に挟み込み上昇機構を設けたので、物品をこれら両ロッドで挟み込むと同時に持ち上げることが出来るので、作業の能率化と設備の省力化を行うことが出来る。

請求項６の発明は、平行四辺形リンクを構造部材に設けた軸に対象となるようにして２組設け、離接近する２本の先端移動ロッドで物品を両側から挟むようにした構成の発明であるから、１本の長尺駆動リンクを駆動源によって往復回転運動するように制御するだけで、２つの平行四辺形リンクを各連結固定点を中心に収縮及び伸長させることが出来る。そのために構成の簡素化を図ることが出来る。又、長尺固定リンクは不動であるから、第一先端移動ロッド及び第二先端移動ロッドの互いに離接近する移動の軌跡は、直線的ではなく曲線の軌跡となるので、何かの障害物を避けて離接近する必要がある場合には有効に活用される。

請求項７の発明は、前記の発明と異なり、２本の長尺駆動リンクを構造部材に上下方向に間隔を開けて交差するように固定して、夫々の長尺駆動リンクを正逆方向に同速度で回転させるように構成してなるものであるから、２つの平行四辺形リンクは上下方向に交差した軸を対象にして、収縮及び伸長の繰り返し動作を繰り返す。即ち、収縮した時に２本の先端移動ロッドは略零の距離まで最接近し、伸長した時に最大の距離まで離反するが、この両先端移動ロッドの移動の軌跡は対角線に沿って直線的であるので、移動距離が短く、従って、物品を挟む時間が短くなる。又、２本共に長尺駆動リンクであるので、先端移動ロッドの動きは力強くなり対象の物品の重量が大きい場合であっても挟み易くなる。

請求項８の発明は、請求項６及び請求項７の発明において、夫々の２組の平行四辺形リンクが上下方向に対して２段になっている構成である。この構成によって、上下同じ位置に先端移動ロッドの上方部が２ヶ所上下方向に固定されるので、先端移動ロッドが安定してエンドエフェクタ本体に取り付けられることになり、作業の高速化、挟み力の強力化を図ることが出来る。又、先端移動ロッドの上方部を２つの平行四辺形リンクで支えるので、一つの場合と較べて、重い物品でも挟み込み持ち上げが可能となる。

請求項９の発明は、上記の各発明において、先端移動ロッドの下方先端に回転駆動自在なフィンを設けたので、物品を２つの先端移動ロッドの間に挟み込んだ後に、このフィンを回転駆動させて物品の下方底面と地面若しくは載置面の間に潜り込ませることが出来る。これによって、エンドエフェクタ本体自体を持ち上げたり、或いは構造部材ごと持ち上げたりることで、物品は地面若しくは載置面から浮き上がるため、エンドエフェクタと共に或いは構造部材と共に目的位置まで移動させることが出来る。

請求項第１０の発明によると、前記第１先端移動ロッドと第２先端移動ロッドの相対向する側に挟み込み上昇機構を具備したことにより、物品の挟み込み保持と載置面からの持ち上げ動作を同時に行うことが出来るので、別途持ち上げ用の装置が不要になるのみならず、作業能率を向上させることが可能となる。

請求項１１の発明によると、前記したいずれかのエンドエフェクタを具備するハンドリングロボットによれば、効率よく物品を掴んで移送、仕分けなどの作業が無人で行え、省人化を図ることが出来る。

請求項１２の方法の発明によると、剛体からなる４本のリンクの端部が連結材で夫々回転自在に固定されて形成される平行四辺形リンクを用いて物品の挟み込み持ち上げを行うので、平行四辺形リンクの各リンクが伸び切って伸長した状態で２本のロッドの間隔距離が最大になりこの最大長さの物品を挟み込み持ち上げが可能になる。一方、各リンクが折り畳まれて収縮した状態では２本のロッド間隔は略零に近い値まで狭まるので、小型の物品に至るまで挟み込み持ち上げられる。又、リンク機構を採用することにより、小さなスペースで稼働するエンドエフェクタとすることが出来る。

エンドエフェクタを取り付けたハンドリングロボットの概略説明図。固定リンクと駆動リンクを有する一つの平行四辺形リンクの構造説明図。図２の模式説明図。２つの駆動リンクを有する一つの平行四辺形リンクの構造説明図。図４の模式説明図他の実施形態のエンドエフェクタの斜視図。図６の平行四辺形リンクの正面図。図６の動力伝達機構の要部拡大説明図。２つの駆動リンクを共有する他の実施形態の斜視説明図。図９の正面図。図９の模式図。駆動リンクと固定リンクを共有する２つの平行四辺形リンクの模式図。先端移動ロッドと先端のフィンの回転駆動の動力伝達機構説明斜視図。図１３の正面図。図１３の平面図説明図。先端移動ロッドによる物品持ち上げ機構の説明図。物品接触部のフィンの形状例説明図。３つの先端移動ロッドで物品を掴む実施例の模式図。２軸によって回転駆動する実施形態の模式図。

この発明の実施形態について以下図面を参照しつつ説明する。この発明のエンドエフェクタ１は、図１に示されるように、ハンドリングロボット２のロボットシステム３の接続部３１に着脱自在に固定される。ロボットシステム３の具備する装置により、接続部３１は、矢符Ａに示すよう垂直方向に伸縮したり、矢符Ｂに示すように水平方向に伸縮したり、或いは、矢符Ｃで示すように垂直方向に回転したり、更には、矢符Ｄで示すように水平方向に回転できるようになっている。このような各部位における伸縮、回転は、ロボットシステム３の制御部に内蔵されているプログラムによって行われる。この実施形態では、エンドフェクタ１とロボットシステム３の接続は、エンドフェクタ１の軸状の構造部材である構造軸１Ａを接続部３１に連結することで行われる。これにより、エンドエフェクタ１で挟み込んでコンベアや床面等の載置面Ｈから持ち上げられた物品Ｓを所定の位置まで移動させることが出来る。

エンドフェクタ１の第１の実施形態の基本形は図２に示される。この図２の基本形は、構造軸１Ａに固定されている構造台１Ｂに取付けられた駆動源としてのモータ４と、該モータ４の回転駆動軸４Ａに固定された構造台１Ｂの上面にある第１ギア５と、この第１ギア５に噛み合うように構造軸１Ａに回転自在に固定され構造台１Ｂの上面にある第２ギア６からなる動力伝達機構を具備している。そして、前記第２ギア６の上方では、構造軸１Ａには回転自在に嵌め込まれた駆動リンク７の一端側が固定されることにより、第２ギア６の回転と共に駆動リンク７も回転駆動し、一方、前記第２ギア６の下方で構造軸１Ａに一端側を回転不能にして嵌め込まれて構造台１Ｂの上面にある固定リンク８を有し、更に、前記駆動リンク７と前記固定リンク８の他端側にはそれぞれ第１自由リンク９、第２自由リンク１０の一端側が連結材１１で回転自在に連結固定され、加えて、これら第１自由リンク９と第２自由リンク１０の他端側が連結固定部材１２で回転自在に連結固定されることにより、各連結材１１及び連結固定部材１２によって変形自在な平行四辺形リンク１３が形成されている。前記連結固定部材１２には先端移動ロッド１４の上部が固定され、その下端は前記構造軸１Ａの下端と略同一長さに合わされている。

この実施形態のエンドフェクタ１によると、モータ４の回転駆動により動力伝達機構を伝って駆動リンク９が固定リンク８から離れる方向に回転すると、第１自由リンク９、第２自由リンク１０も連結材１１、連結固定部材１２を支点にして、第１自由リンク９と第２自由リンク１０が構造軸１Ａ方向へ引き寄せられて平行四辺形リンク１３が収縮してゆくので、連結固定部材１２に固定されている先端移動ロッド１４も矢符Ｅ方向に移動し、平行四辺形リンク１３の下方中央付近の置台等の載置面Ｈの上面に置いてある物品Ｓを構成軸１Ａの下方の固定ロッド１５方向である矢符Ｅ方向へ押してゆく。物品Ｓが固定ロッド１５に当たって進まなくなると先端固定ロッド１４に負荷が掛かりモータ４の駆動が停止する。この挟み込んだ物品Ｓは安定静止状態を維持する。先端移動ロッド１４が細くて物品Ｓを押し難い時には先端移動ロッド１４の内側に押し板を固定しておいてもよい。また、物品Ｓを持ち上げて移動する場合には、後述の装置を付加すればよい。この実施形態では先端移動ロッド１４の軌跡は平行四辺形リンク１３が最も伸長した時、即ち、先端移動ロッド１４が最も固定ロッド１５から離れている位置から固定ロッド１５方向へ向かう軌跡は直線ではなく、最初は固定ロッド８から遠ざかり次第に固定ロッド８の構造軸１Ａに固定した根元に近接してゆく曲線の軌跡を描くので、載置面Ｈに障害物があって真直ぐな進行ができない場合に有効に活用できる。また、一つのリンクのみの駆動でよいので構造が簡単な利点がある。平行四辺形リンク１３の機構であるので、長尺な棒材を押し引きするように移動させて物品Ｓを押す機構と較べて小さなスペースがあればよいので、小型化を図ることができる。図３は、この実施形態の模式図であり、白抜き矢符は連結固定部材１２及び駆動リンク７の移動方向を示している。太い斜線は駆動トルクの反力を受ける位置を示している。

第２の実施形態のエンドフェクタ１の基本形は図４に示される。この図４の基本形が前記した図２に示す第１の実施形態の基本形と異なるところは、固定リンク８に代えてもう一つ駆動リンクを追加して２つの駆動リンクとしたことである。即ち、エンドフェクタ１は、構造軸１Ａに固定されている構造台１Ｂに取付けられた駆動源としてのモータ４と、該モータ４の回転駆動軸４１に固定された構造台１Ｂの上面にある第１ギア１６と、この第１ギア５に噛み合うように構成軸１Ａに回転自在に固定され構成台１Ｂの上面にある第２ギア６と、前記第１ギア５と噛み合う第２ギア６、構造台１Ｂに固定されている軸１Ｃに回転自在に固定され前記第１ギア５に噛み合う第３ギア１６、前記構造台１Ｂの上面にあって前記第２ギア６の下方で構造軸１Ｂに回転自在に固定されている前記第３ギア１６と共に軸１Ｃを中心に回転する第４ギア１７、前記構造台１Ｂ上で前記構造軸１Ａに回転自在に固定され且つ前記第２ギア６の下方位置にある第５ギア１８からなるからなる動力伝達機構を具備している。この動力伝達機構により、モータ４が回転すると第２ギア６と第５ギア１８は共に構造軸１Ａを中心に互いに反対方向へ同速度で回転駆動する。

そして、前記第２ギア６の上方で、構造軸１Ａに回転自在に嵌め込まれた第１駆動リンク７Ａの一端側が固定されることにより、第２ギア６の回転と共に第１駆動リンク７Ａも同方向に回転駆動する。一方、前記第５ギア１８上方において、構造軸１Ａに回転自在に嵌め込まれた第２駆動リンク７Ｂの一端側が固定されることにより、第５ギア１８の回転と共に第２駆動リンク７Ｂも回転駆動する。これにより、第１駆動リンク７Ａと第２駆動リンク駆動リンク７Ａ及び第２駆動リンク７Ｂのそれぞれの他端側には、第１自由リンク９、第２自由リンク１０の一端側が連結材１１を介して回転自在に連結固定されると共に、これら第１自由リンク９及び第２自由リンク１０の他端側は先端固定部材１２で回転自在に連結固定されていて、変形自在な平行四辺形リンク１３を形成している。

この実施形態のエンドフェクタ１によると、モータ４の正回転駆動により動力伝達機構を伝って第１駆動リンク７Ａと第２駆動リンク７Ｂは構造軸１Ａを中心にして互いに離れる方向に回転すると、第１自由リンク９、第２自由リンク１０も連結材１１、連結固定部材１２を支点にして、第１自由リンク９と第２自由リンク１０が構造軸１Ａ方向へ引き寄せられて平行四辺形リンク１３が収縮してゆくので、連結固定部材１２に固定されている先端移動ロッド１４も矢符Ｅ方向に移動し、平行四辺形リンク１３の下方中央付近の置台等の載置面Ｈの上面に置いてある物品Ｓを構造軸１Ａの下方の固定ロッド１５方向である矢符Ｅ方向へ押してゆく。物品Ｓが固定ロッド１５に当たって進まなくなると先端固定ロッド１４に負荷が掛かりモータ４の駆動が停止する。その後の動作は前記の固定リンク８を使用した時と同じであるが、連結固定部材１２に固定されている先端移動ロッド１４の軌跡は、平行四辺形リンク１３の対角線にある。従って、固定ロッド１５迄の距離は最短であることから、挟み込む動作の時間が短くて済む利点がある。また、２つの駆動リンクを使用するので力が強くなり、物品Ｓの重量がある場合には特に有用である。図５は、この実施形態の模式図であり、白抜き矢符は連結固定部材１２及び第１駆動リンク７Ａと第２駆動リンク７Ｂの移動方向を示し、太い斜線は２つの駆動リンクの駆動トルク反力を受ける位置を示している。

次に、図６乃至図８に基づいて、第３の実施形態について説明する。前記第１及び第２の実施形態と基本的に異なるところは、２つの先端移動ロッドを用いて物品Ｓを挟み込んで持ち上げる点である。同じ構成部材については同符号を付して説明を省略する。この実施形態のエンドフェクタ１の基本形は、とくに図６に良く表れているように、構造軸１Ａに固定されている構造台１Ｂに取付けられた駆動源としてのモータ４と、該モータ４の回転駆動軸４Ａに固定された第１ギア５と、該第１ギア５と噛み合う構造軸１Ａに回転自在に固定された第２ギア６と、前記第２ギア６の下面に固定され且つ構造軸１Ａに全体形状が略Ｓ字型をなす略中央部を固定された第１長尺駆動リンク７Ａと、この第１長尺駆動リンク７Ａと交差するようにして前記構造軸１Ａの前記第１長尺駆動リンク７Ａの下方位置において全体形状が略Ｓ字型をなす略中央部を回転自在に固定された第２長尺駆動リンク７Ｂが存在する。これら第１長尺駆動リンク７Ａと第２長尺駆動リンク７Ｂの同じ方向位置にある一端部には、第１自由リンク９Ａと第２自由リンク９Ｂの一端側が夫々ピンなどの連結材１１で回転自在に連結されていると共に、これら第１自由リンク９Ａと第２自由リンク９Ｂの他端側は第１連結固定部材１２Ａによって回転自在に連結固定されている。又、前記第１長尺駆動リンク７Ａと第２長尺駆動リンク７Ｂの前記とは他方向の同じ側の他端端部には、前記と同様に、第１自由リンク９Ａと第２自由リンク９Ｂの一端側が夫々ピンなどの連結材１１で回転自在に連結されていると共に、これら第１自由リンク９Ａと第２自由リンク９Ｂの他端側は第２連結固定部材１２Ｂによって回転自在に連結固定されている。

このような構造によって、第１長尺駆動リンク９Ａ、第２長尺駆動リンク９Ｂを共通として２つの第１自由リンク９及び第２自由リンク１０によって、連結材１１及び連結固定部材１２Ａ，１２Ｂを回転支点としてモータ４の回転駆動軸４Ａから伝わる回転力によって収縮及び伸長自在な２つの第１平行四辺形リンク１３Ａと第２平行四辺形リンク１３Ｂが、構造軸１Ａを点対象として一対存在する。そして更に、前記一対で２つの第１平行四辺形リンク１３Ａ、１３Ｂの下方に同じ一対の２つの第１、第２平行四辺形リンク１３Ａ、１３Ｂが前記構造軸１Ａを点対象として存在している。この下方の２つの平行四辺形リンク１３Ａ、１３Ｂへの回転駆動力の伝達は、図７、図８に良く表れているように、上下の第１自由リンク７Ａが連結棒１９Ａ、上下の第２自由リンク７Ｂが連結棒１９Ｂによって連結され、又、上下の第１長尺駆動リンク７Ａが連結棒２０Ａ、上下の第２長尺駆動リンク７Ｂが連結棒２０Ｂで連結されているので、連結材１１及び連結固定部材１２Ａ、１２Ｂで回転しながら同じ方向に同じ速度で回転する。

また、下方の２つの平行四辺形リンク１３Ａ及び１３Ｂへのモータ４の駆動力は、図８に良く表れているように、構造軸１Ａへ回転自在に固定している上下２つの第一長尺駆動リンク７Ａと第二長尺駆動リンク７Ｂの間に設けた傘型歯車機構２１を介して伝達される。これによると、第２ギア６と共に回転する第一長尺駆動リンク７Ａの回転によって連結棒２０Ａと連結している下方の第一長尺駆動リンク７Ａも回転する。これによって、下方の第一長尺駆動リンク７Ａと構造軸１Ａで回転自在に連結している傘型ギア２１が回転し、この傘型ギア２１と噛み合う縦方向の２つの傘型ギア２１Ｂ、この２つの傘型ギア２１Ｂと噛み合う上方の傘型ギア２１Ｃを介して、この上方の傘型ギア２１Ｃに固定され且つ構造軸１Ａに回転自在固定されている上方の第２長尺駆動リンク７Ｂに伝達される。これによって、下方の第２長尺駆動リンク７Ｂは第１長尺駆動リンク７Ａとは反対方向に回転駆動する。上下の第二長尺駆動リンク７Ｂは連結棒２０Ｂによって連結されているので、同方向に同じ速度で構造軸１Ａを中心に回転する。前記縦方向の２つの傘型ギア２１Ｂは、構造軸１Ａに回転不動に固定したコの字型の箱２１Ｄの中に向い合うように回転自在に設置され、この２つの傘型ギア２１Ｃの間に前記２つの傘型ギア２１Ａ、２１Ｃが噛み合うように嵌め込まれている。

又、図６に良く表れているように、第１平行四辺形リンク１３Ａ及び第２平行四辺形リンク１３Ｂの連結固定部材１２Ａ及び１２Ｂには、第１先端移動ロッド１４Ａ及び１４Ｂが固定されている。これら２つの第１及び第２先端移動ロッド１４Ａ及び１４Ｂは、ある程度の剛体で棒状のものであれば使用目的に応じて選択すればよいのでその材質や形状は問わない。この実施形態では細い金属製の棒部材であって、その先端には比較的薄い金属片からなるフィン２２Ａ、２２Ｂを設けている。先端移動ロッド１４Ａ、１４Ｂの上方部は、上下の平行四辺形リンク１３Ａ，１３Ｂの第一、第二連結固定部材１２Ａ、１２Ｂにその上方部を上下方向に間隔を開けて固定されているので、重量があり、又種々の形状の物品Ｓを挟み込んだ場合であっても安定して挟持できる。更にそれら２つの連結固定部材１２Ａ、１２Ｂに回転自在に抜けでないように連結固定しておくことも出来る。

更に、前記のように２つの第１、第２長尺駆動リンク７Ａ、７Ｂを使用しても、駆動源は一つで良いので構造が簡単になる。又、載置面Ｈ上に置かれた物品Ｓを挟む場合においては、前記下２つの先端移動ロッド１４Ａ、１４Ｂは、２つの平行四辺形リンク１３Ａ，１３Ｂの先端に固定されているので、２つの長尺駆動リンク７Ａ、７Ｂの互いに離反する反対方向或いは接近する反対方向の回転に伴い、２つの平行四辺形リンク１３Ａ、１３Ｂの対角線方向へ直線的な軌跡を画いて移動するので、これらの間に置かれた物品を掴み離す時間は短くなり作業能率が向上する。更に、フィン２２Ａ、２２Ｂを先端移動ロッド１４Ａ、１４Ｂに固定した場合には、先端移動ロッド１４Ａ、１４Ｂで物品Ｓを挟んだ後にこれを回転させてフィン２２Ａ、２２Ｂを物品Ｓの下方に潜り込ませれば、持ち上げて移動させることが出来る。この先端移動ロッド１４Ａ、１４Ｂの最大間隔は、２つの平行四辺形リンク１３Ａ，１３Ｂが最大伸長時で約４０ｃｍ、最少収縮時で約０．５ｃｍであったが、部材の設計変更により可変可能である。

なお、以上の実施形態は、図６に示す一対の平行四辺形リンク１３Ａ、１３Ｂを構造軸１Ａと対象に設けた例を述べたが、この実施形態の構造台１Ｂに回転駆動軸４Ａの長いもう１台のモータ４を設置し、この長い回転駆動軸１Ａの下方に前記の第１平行四辺形リンク１３Ａ、１３Ｂと同じもの９０度角度をずらしてもう一対設けるようにすることができる。この場合には、図６の構造台１Ｂの孔の空いた箇所に駆動源としてのもう一つのモータ４を設置するが、この時にはもう一つのモータ４の回転駆動軸４Ａが上方に位置で動く第１、第２長尺駆動リンク７Ａ、７Ｂと衝突するのを避けるために、緩やかなＳ字型形状にとして近接時に回転駆動軸４Ａそれによって形成される空間内に入り込むようになっている。このような上下方向に１対ずつ９０度角度をずらせて設けることで、４つの第１、第２先端移動ロッド１４Ａ、１４Ｂが存在することになる。これらによって、載置面Ｈ上にある物品Ｓを四方から挟み込むことができることに加えて、フィン２２Ａ、２２Ｂも４つあるので、これで物品Ｓの底面から持ち上げることができるため、移動時における物品Ｂが安定する。

次に、図９乃至図１１に基づいて、第４の実施形態について説明する。このエンドフェスタ１が前記第３の実施形態と異なるところは、第１、第２長尺駆動リンク７Ａ、７Ｂの逆方向回転駆動の回転力伝達機構が、傘型歯車機構ではなく、図４に示す第２実施形態の基本形のギア構成を採用していること、４つの先端移動ロッドを採用したことである。第３の実施態共通するところは、同じ符号を用いて説明する。モータ４Ａの回転駆動軸４Ａに固定された第１ギア５は構造軸１Ａに回転自在に固定された第２ギア６と噛み合い、この第２ギア６には上方にある第２長尺駆動リンク７Ｂが固定されているので、第２長尺駆動リンク７Ｂは第２ギア６と共に構造軸１Ａと共に回転駆動する。そしてこの第２長尺駆動リンク７Ｂは、連結棒２０で下方の第２長尺駆動リンク７Ｂと連結固定されているので、上下の２つの第２の長尺駆動リンク７Ｂはドジに同方向に回転駆動する。

更に、第２ギア６は、構造台１Ｂに回転自在に固定された第３ギア１６に噛み合い、この第３ギア１６は構造台１Ｂに回転自在に固定された第４ギア１７に噛み合い、更にこの第４ギア１７と回転軸を共通して共に同時回転する下方位置にある第５ギア１８は、構造軸１Ａに回転自在に固定されると共に下方の第６ギア１８Ａと噛み合っており、この第６ギア１８Ａは下方の第一長尺駆動リンク７Ａに固定されている。このようなギアの噛み合いにより前記第２ギア６とは逆方向に回転駆動するこの下方の第一長尺駆動リンク７Ａは連結棒２０でもって上方の第一長尺駆動リンク７Ａと連結固定されているので、上下２つの第１長尺駆動リンク７Ａは構造軸１Ａを中心に同方向に回転駆動する。

更に、前記第１、第２の長尺駆動リンク７Ａ、７Ｂの両端部には、第１自由リンク９と第２自由リンク１０の一端側が連結材１１で回転自在に固定され、同他端側は連結固定部材１２で回転自在に固定されている。又、先端移動ロッド１４の下方先端には、物品Ｓの底面と載置面Ｈの間に潜り込んで物品を持ち上げるフィン２２が回転自在に設けられている。

このようにして構成されたギア及びリンク構成によって、上下一組の連結固定部材１２に先端移動ロッド１４が固定されて、モータ４の正逆回転駆動によって、２つの先端移動ロッド１４が離接近するようになって、物品Ｓを挟み込んだり離したりするようになっている。この実施例においては、構造台１Ｂに更にもう一台のモータ４が設置されて、上記した上下一組の駆動機構が９０度向きを変えて設置されている。この構造はモータ４の回転駆動軸４Ａを下方に長くした点が異なるだけで、その他の構造は前記下構造と同様であるので説明を省略す。このような構成のエンドエフェクタ１の構成にすると、構造軸１Ａの下方の載置面Ｈ上方に載置された物品Ｓは四方から先端移動ロッド１４によって挟まれ、持ち上げられることが可能となり、安定して物品Ｓを目的場所に移動させることが可能
となる。

上記した第３の実施形態と第４の実施形態のエンドエフェクタ１の模式図を図１３に示す。２つの第１、第２の長尺駆動リンク７Ａ、７Ｂを細網線のリンクで示し、これらのリンクの中央部は構造軸１Ａに回転自在に固定され、構造台１Ｂに設置したモータ４によって互いに正逆反対方向に回動駆動する。これら第１、第２の長尺駆動リンク７Ａ、７Ｂの端部に連結部材１１によって回転自在にそれぞれ連結固定された第１、第２自由リンク９，１０の他端側が連結固定部材１２Ａ、１２Ｂで回転自在に固定されることにより、構造軸１Ａを中心として、２つの平行四辺形リンク１３Ａ、１３Ｂが点対称的に設けられている。これにより、モータ４の正逆回転によって２つの平行四辺形リンク１３Ａ、１３Ｂが収縮、伸張して、これに伴い２つの連結固定部材１２Ａ、１２Ｂは互いに相接近する方向である対角線方向に直線的に相接近し或いは離反する。連結固定部材１２Ａ、１２Ｂには先端移動ロッド１４Ａ、１４Ｂが固定してあるので、これによって物品Ｂを挟み込み、フィン２２を設けているときには持ち上げて位置まで移動できる。

図１２の模式図は、斜線で示す長尺固定リンク８Ａと細網線リンクで示す長尺駆動リンク７Ａとが、それぞれの中央部で回転自在に交差して構造軸１Ａに回転自在に固定され、構造台１Ｂに設置したモータ４によって長尺駆動リング７Ａの正逆回転よって長尺駆動リンク７Ａが構造軸１Ａを中心に正逆回転する。長尺固定リンク８Ａの両端部には第１自由リンク９の一端側が、長尺駆動リンク７Ａの両端側には第２自由リンク１０の一端側が連結材１１で回転自在に連結固定され、更に、第一自由里リンク９及び第２自由リンク１０の他端側は連結固定部材１２Ａ、１２Ｂによってそれぞれ回転自在に固定されているので、２つの平行四辺形リンク１３Ａ，１３Ｂが構造軸１Ａに対して点対称的に設けられている。これにより、モータ４の正逆回転によって長尺駆動リンク７Ａが白矢印方向或いは逆方向に長尺固定リンク８Ａに離接近すると、２つの平行四辺形リンク１３Ａ、１３Ｂが収縮、伸張して、これに伴い２つの連結固定部材１２Ａ、１２Ｂは互いに相離接近する方向に移動する。この時の連結固定部材１２Ａ、１２Ｂの移動の軌跡は白抜きの矢印のように対角線方向ではなく曲線を描いて構造軸１Ａ方向へ移動する。連結固定部材１２Ａ、１２Ｂには先端移動ロッド１４Ａ、１４Ｂが固定してあるので、これによって物品Ｂを挟み込み、フィン２２を設けているときには持ち上げて位置まで移動できる。軌跡が曲線的であるので、挟む物品Ｓの近辺に障害物があって直線的に接近できない場合に有効に利用できる。この図１２の模式図の具体的構成の図面は示していないが、前述している説明及び図面から明らかである。

次に、この発明の第５に実施形態について、図１３乃至図１５に基づいて説明する。この実施態様は、先端移動ロッドが回転駆動する機構の説明の実施態様であって、そのためのモータ４が増設され、新たなリンク機構が形成されている点の他は、図９に示す第４実施形態の長尺駆動リンクの形状が直線であることの形式的な相違であるので、前述した同じ構成要素については同符号を用いて説明を省略し、先端移動ロッドの回転駆動リンク機構（以下、「回転駆動リンク機構」という。）について説明する。先端移動ロッド１４Ａ、１４Ｂの上端には、回転駆動リンク機構を構成するモータ４と噛み合うに複数のギア及びリンクを介して正逆方向の回転力が付与される。即ち、図１５に示すように、構造台１Ｂに固定されている増設モータ４の回転駆動軸４Ａに固定されたギア３０が構造軸１Ａに回動自在に固定されているギア３１に噛み合っている。このギア３１は中央部を構造軸１Ａに回転自在に固定されているリンク３２に固定されて同時に固定軸１Ａを中心に回転する。このリンク３２の両端には、リンク３３の一端側が回転自在に連結固定されると共に、リンク３３の他端側にはリンク３４の一端側とリンク３５の一端側が夫々回転自在に連結固定されている。リンク３４の他端側はリンク３６を介して先端固定部材１２に回転自在に固定されている先端移動ロッド１４の上方に連結されている。このようなギアとリンク機構が、構造軸１Ａの両側に対称的に存在する２つの平行四辺形リング１３に設けられているので、回転方向及び回転速度を制御されている増設モータ４の正逆回転によって夫々の連結固定部材１２にある先端移動ロッド１４は同時に同方向に回転して、先端に固定しているフィン２２の向きを変えることが出来るようになっている。即ち、先端移動ロッド１４が物品Ｓを挟み込んだことが感知された後に、増設モータ４が回転駆動してフィン２２が載置面Ｈと物品Ｓの底面の間に潜り込んで持ち上げ態勢に入ることが出来る。２つの平行四辺形リンク１３が構造軸１Ａに支持されて収縮、伸長しながら物品Ｓを挟み込む動作については、前実施形態で説明したので省略する。このような回転駆動リンク機構は、この実施態様のみならず、他の実施態様のエンドエフェクタ１にも同様に適用できる。

次に図１６に基づいて物品Ｓの持ち上げ機構について説明する。２つの先端移動ロッド１４の相向い合う側の下方の部位には、持ち上げリンク４０が設けられている。この持ち上げロッド４０は、４つのリンク４１，４２，４３，４４をそれぞれ連結部４５で回転自在に連結した小平行四辺形リンクであって、長辺の一つのリンク４１が先端移動ロッド１４の固定されており、この長辺４１と向い合うもう一つの長辺４２の物品Ｓを挟む外面には図１７に例示するような滑り止めとなる凹凸面４２Ａを形成している。この凹凸面４２Ａの例示を挙げれば図１７に示すように上向きの突起状物を外面に形成して、物品Ｓの表面を押えた時に多少のクッション性を有しつつ物品Ｓを優しく保持し、且つ、滑り落ちないように突起状物を上向きにしたものである。材質としては、硬質合成樹脂やゴムが好適であるが他の材質の物であっても良い。このような持ち上げリンク４０であると、物品Ｓを挟んで力が加わると、物品Ｓを押える小平行四辺形リンクのリンク４２からの反力により各連結部４５に作用する力により図１６に示す矢符方向へリンク４３、４４を押し上げる。この状態の載置面Ｈから物品Ｓが浮いた状態で、構造軸１Ａを固定しているロボットシステムのアームなどを動かして、所定の位置まで物品を運び、その位置の上方迄達した時に先端移動ロッド１４を相互に離れる方向に移動させれば小平行四辺形リンクは物品Ｓの重さで目的位置の載置面上に置かれるまで連結部４５を中心に各リンク４２、４３、４４が回転して降ろすことが出来る。従って、物品Ｓの持ち上げ下降に要するダウ力宇機構は不要である。物品Ｓの持ち上げ高さは、載置面Ｈから少し浮く程度でよいので、物品Ｓを挟むのと略同時に持ち上げ出来きて物品Ｓの移動の作業の時間の短縮化を図ることが出来る。この実施形態の他に固定ロッドと先端移動ロッドの間で物品Ｓを挟む場合でも同様の機構を用いることが出来る。

図１８に示す模式図は、図２、図３に示す第１の実施形態の基本形のエンドエフェクタ１を1つの構造軸１Ａに連結することによって、３つの先端移動ロッド１４で物品Ｓを挟んで掴み込むようにした例である。図３の模式図と同じように、細網目模様のリンクが駆動リンク７で斜線のリンクが固定リンク８である。この実施形態では固定ロッドは不要である。

図１１において、構造軸１Ａを中心として２つの長尺駆動リンク７Ａ、７Ｂを用いて２つの平行四辺形リンク１３Ａ、１３Ｂを収縮、伸長させることを説明したが、図１９においては、異なる２軸に固定されて図外の駆動源によって正逆方向に回転する回転駆動軸１０Ａ，１０Ｂにギア１０Ａ１、１０Ｂ１を固定し、このギア１０Ａ１、１０Ｂ１のそれぞれに長尺駆動リンク７Ａ、７Ｂを固定した第６実施態様の模式図を示す。回転駆動軸１０Ａ，１０Ｂに付与する駆動源は同一でも別々でもよい。その他の構成は図１１の第４の実施態様と同じであるので同符号を用いて説明を省略する。また、この実施形態以外にも、前記した平行四辺形リンクの組合せによって種々の実施形態を構築することが出来るが、それらもこの発明の範囲に含まれるものである。

なお、以上の実施形態を通じて、駆動源としては電動モータを使用した場合について説明しているが、その他の回転駆動系としては、ベーン型空気圧アクチュエータ、直動駆動系としては、エアシリンダ、ラックピニオンギア利用電導モータ、などが使用できる。直動系の場合には、小型の平行四辺形を付加しその先端に力を加えることにより、全体を駆動する構造とする。その墓に、ベルトワイヤ駆動としてプーリーなどを介して四辺形を変形させる力を与える方式、形状記憶合金を用いてリンクを変形させる方式、６面体流体駆動アクチュエータを持ちる方式などがある。

この発明は、対象物品の稠密度が高く、従来のハンドではグリップ部の幅があるものが利用できない場合にも広く利用可能で、小型化を図ることができるため、対象物品が柔軟、脆弱で大きさの幅が広い中食産業におけるコンビニベンダの商品仕分け業務のような、多様な形状や外形サイズ、柔軟変形特性を持つ物品のハンドリングに特に有用である。

１エンドエフェクタ
２ハンドリングロボット
３ロボットシステム
４モータ（駆動源）
５第１ギア
６第２ギア
７駆動リンク
８固定リンク
９第１自由リンク
１０第２自由リンク
１１連結材
１２連結固定部材
１３平行四辺形リンク
１４先端移動ロッド
１５固定ロッド
１９連結棒
２０連結棒
２１傘型歯車機構
２２フィン

Claims

ロボットシステムに着脱自在な構造部材と、該構造部材に固定された駆動源と、前記構造部材に一端側を回転自在に固定されて前記駆動源によって前記一端側を中心に正逆方向へ回転駆動する駆動リンクと、前記構造部材に固定された固定リンクと、これら駆動リンクの他端側及び固定リンクの先端部に回転自在に連結材によって一端側をそれぞれ連結固定した第１自由リンク及び第２自由リンクと、これら第１自由リンク及び第２自由リンクのそれぞれの他端側を先端連結部材によって回転自在に連結固定して形成される平行四辺形リンクと、前記先端連結部材に設けられた先端移動ロッドと、前記構造部材に設けられた固定ロッドと、を具備し、
前記駆動源からの動力伝達により前記駆動リンクの回転駆動に伴い前記平行四辺形リンクのそれぞれのリンクが連結材及び連結固定材を中心に相互に回転することによって、前記先端移動ロッドが前記固定ロッドに曲線の軌跡を画きながら離接近することを特徴とするエンドエフェクタ。
ロボットシステムに着脱自在な構造部材と、該構造部材に固定された駆動源と、前記構造部材に一端側を回転自在に固定されて前記駆動源によって前記一端側を中心に相互に逆方向へ回転駆動する第１駆動リンク及び２二駆動リンクと、これら第１駆動リンク及び第２駆動リンクの他端側にそれぞれ回転自在に連結材によって一端側を連結固定した第１自由リンク及び第２自由リンクと、これら第１自由リンク及び第２自由リンクのそれぞれの他端側を先端連結部材によって回転自在に連結固定して形成される平行四辺形リンクと、前記先端連結部材に設けられた先端移動ロッドと、前記構造部材に設けられた固定ロッドと、を具備し、
前記駆動源からの動力伝達により前記第１駆動リンク及び前記第２駆動リンクの相互の正逆回転駆動に伴い前記平行四辺形リンクのそれぞれのリンクが連結固定した先端部の連結材及び連結固定材を中心に相互に回転することによって、前記先端移動ロッドが前記固定ロッドに直線の軌跡を画きながら離接近することを特徴とするエンドエフェクタ。
前記平行四辺形リンクが上下２段に亘って設けられ、夫々の平行四辺形リンクに設けられた前記先端連結部材に前記先端移動ロッドの上方部が上下方向に２ヶ所固定されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のエンドエフェクタ。
前記先端移動ロッドの下方先端に回転駆動自在に物品を持ち上げるフィンを設けたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載のエンドエフェクタ。
前記固定ロッドと先端移動ロッドの相対向する側に挟み込み上昇機構を具備したことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載のエンドエフェクタ。
ロボットシステムに着脱自在な構造部材と、該構造部材に固定された駆動源と、前記構造部材に中央部を回転自在に固定されて前記駆動源によって前記中央部を中心に所定角度だけ往復回転駆動する長尺駆動リンクと、前記構造部材に中央部を固定さて前記駆動リンクと交差する長尺固定リンクと、前記長尺駆動リンク及び長尺固定リンクの先端部に回転自在にそれぞれの一端側を連結固定した４つの長尺駆動第１自由リンク及び長尺駆動第２自由リンク、長尺固定第１自由リンク及び長尺固定第２自由リンクと、前記長尺駆動第１自由リンクと前記長尺固定第１自由リンクの他端側を第１先端連結部材によって回転自在に連結して形成される第１平行四辺形リンクと、前記駆動第２自由リンクと前記固定第２自由リンクのそれぞれの他端側を第２先端連結部材によって回転自在に連結される第２平行四辺形リンクと、前記第１先端連結部材に設けられた第一先端移動ロッドと、前記第２先端連結部材に設けられた第２先端移動ロッドと、を具備し、
前記駆動源からの動力伝達により前記長尺駆動リンクの回転駆動に伴い前記第１平行四辺形リンク及び第２平行四辺形リンクのそれぞれのリンクが連結固定した先端部の連結材及び連結固定材を中心に相互に回転することによって、前記第１先端移動ロッドと前記第２先端移動ロッドが共に曲線の軌跡を画きながら相互に離接近することを特徴とするエンドエフェクタ。
ロボットシステムに着脱自在な構造部材と、該構造部材に固定された駆動源と、前記構造部材に中央部を回転自在に固定されて前記駆動源によって前記中央部を中心に互いに正逆方向へ所定角度だけ往復回転駆動する第１長尺駆動リンク及び第２長尺駆動リンクと、前記第１長尺駆動リンク及び第２駆動リンクの４つの先端部に回転自在にそれぞれの一端側を連結固定した第１駆動第１自由リンク、第１駆動第２自由リンク及び第２駆動第１自由リンク、第２駆動第２自由リンクと、前記第１駆動第１自由リンクと前記第２駆動自由第１リンクの他端側を第１先端連結部材によって回転自在に連結して形成される第１平行四辺形リンクと、前記第１駆動第２自由インクと前記第２駆動第２自由リンクのそれぞれの他端側を第２先端連結部材によって回転自在に連結されて形成される第２平行四辺形リンクと、前記第１先端連結部材に設けられた第１先端移動ロッドと、前記第２先端連結部材に設けられた第２先端移動ロッドと、を具備し、
前記駆動源からの動力伝達により前記第１駆動リンク及び前記第２駆動リンクの相互の正逆回転駆動に伴い前記第１平行リンク及び第２平行四辺形リンクのそれぞれのリンクが連結固定した先端部の連結材及び連結固定材を中心に相互に回転することによって、前記第１先端移動ロッドと第２先端移動ロッドが互いに直線軌道を画きながら離接近することを特徴とするエンドエフェクタ。
前記第１平行四辺形リンクと前記第２平行四辺形リンクが夫々上下２段に亘って設けられ、上段に設けられた第１平行四辺形リンクの第１先端連結部材と下段に設けられた第１平行四辺形リンクの第１先端連結部材に前記第１先端移動ロッドの上方部が固定され、上段に設けられた第２平行四辺形リンクの第２先端連結部材と下段に設けられた第２平行四辺形リンクの第２先端連結部材に前記第２先端移動ロッドの上方部が固定されていることを特徴とする請求項６又は請求項７に記載のエンドエフェクタ。
前記第１先端移動ロッド及び第２先端移動ロッドの下方先端に物品を持ち上げる回転駆動自在なフィンを設けたことを特徴とする請求項８に記載のエンドエフェクタ。
前記第１先端移動ロッドと第２先端移動ロッドの相対向する側に挟み込み上昇機構を具備したことを特徴とする請求項６乃至請求項９のいずれか一項に記載のエンドエフェクタ。
請求項１乃至請求項１０のいずれか１項のエンドエフェクタを具備することを特徴とするハンドリングロボット。
剛体からなる４本のリンクの端部が連結材で夫々回転自在に固定されて形成される平行四辺形リンクのいずれか１本のリンクに特定の１つの連結材の周りで回転駆動する力を作用させることによって前記特定の連結材に設けた特定ロッドと当該特定の連結材と対角線上で相対向する連結材に設けた先端移動ロッドとが前記力の正逆作用により前記特定の連結材を起点に前記平行四辺形リンクの収縮又は伸長によってこれら特定ロッドと先端移動ロッドの間のある物品を挟み込み又は物品から離反することを特徴とするエンドフェスタによる物品の挟み込み保持方法。