JP2022162318A - Holding device and robot arm - Google Patents

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JP2022162318A JP2021067092A JP2021067092A JP2022162318A JP 2022162318 A JP2022162318 A JP 2022162318A JP 2021067092 A JP2021067092 A JP 2021067092A JP 2021067092 A JP2021067092 A JP 2021067092A JP 2022162318 A JP2022162318 A JP 2022162318A
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佳介 小柳
Keisuke Koyanagi
富雄 安藤
Tomio Ando
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Sumitomo Heavy Industries Ltd
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Sumitomo Heavy Industries Ltd
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Abstract

To provide a holding device capable of holding an object to be held securely regardless of positioning accuracy.SOLUTION: A holding device 20 includes: a first holding part 21 which may move relative to workpiece W which is an object to be held; a second holding part 22 which may move in an opposite direction of the first holding part 21 and hold the workpiece W with the first holding part 21; a first slide part 211 and a second slide part 221 which are provided at a contact portion, which contacts with the workpiece W, of at least one of the first holding part 21 and the second holding part 22 and extend in a direction intersecting with a moving direction of the first holding part 21 and the second holding part 22 at a non-right angle; and a first flange part 213 and a second flange part 223 where the workpiece W sliding to sliding ends of the first slide part 211 and the second slide part 221 contacts to stop.SELECTED DRAWING: Figure 6

Description

本発明は、把持対象を把持する把持装置、それを備えるロボットアームに関する。 The present invention relates to a gripping device that grips an object to be gripped, and a robot arm equipped with the gripping device.

工場、物流倉庫、建設現場、病院等の産業現場において、人間の代わりに各種の作業を行う産業用ロボットが導入されている。従来の産業用ロボットは大型で高出力のものが多く、安全のために人間が入れない隔離空間を設けて作業を行わせる必要があった。一方、近年では人間と同じ空間で一緒に作業を行う協働ロボットの導入も進んでいる。従来の産業用ロボットと比べて小型の協働ロボットは狭いスペースに設置でき、低出力であることから安全確保のための大がかりなシステムを必要としない。 2. Description of the Related Art At industrial sites such as factories, distribution warehouses, construction sites, and hospitals, industrial robots have been introduced to perform various tasks in place of humans. Many conventional industrial robots are large and have high output, and for safety reasons, it was necessary to set up an isolated space where humans could not enter and let them work. On the other hand, in recent years, the introduction of collaborative robots that work together with humans in the same space is progressing. Collaborative robots are smaller than conventional industrial robots, and can be installed in smaller spaces.

特開2017-26150号公報JP 2017-26150 A 特開2009-291869号公報JP 2009-291869 A

特許文献1には、湾曲形状の弾性要素を含む直列弾性アクチュエータによって、協働ロボットとしてのロボットアームのジョイントに柔軟性を付与する技術が開示されている。このロボットアームに同じ空間で一緒に作業を行う人間が衝突したとしても、ジョイント内部の弾性要素が弾性変形して衝撃を吸収するため安全性が向上する。 Patent Literature 1 discloses a technique for imparting flexibility to joints of a robot arm as a collaborative robot by using a series elastic actuator including curved elastic elements. Even if a person working together in the same space collides with this robot arm, the elastic element inside the joint elastically deforms to absorb the impact, improving safety.

一方で、直列弾性アクチュエータがジョイントに付与する柔軟性は、ロボットアームの先端で各種の作業を行うロボットハンドの位置決め精度とトレードオフの関係にある。このため、特許文献2に開示される技術のように、ロボットハンドとしての把持部(把持フィンガー)に設けられた小さな係止部と、把持対象(アタッチメント)に設けられた小さな被係止部の正確な位置決めが求められる用途には、把持部の位置決め精度を低下させる特許文献1の直列弾性アクチュエータを利用できない。 On the other hand, the flexibility given to the joint by the series elastic actuator has a trade-off relationship with the positioning accuracy of the robot hand that performs various tasks at the tip of the robot arm. For this reason, as in the technique disclosed in Patent Document 2, a small locking portion provided on a grasping portion (grasping fingers) as a robot hand and a small locked portion provided on a grasped object (attachment) are used. For applications that require accurate positioning, the series elastic actuator of Patent Document 1, which lowers the positioning accuracy of the gripping portion, cannot be used.

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、位置決め精度によらず把持対象を確実に把持できる把持装置を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a gripping device capable of reliably gripping a gripping target regardless of positioning accuracy.

上記課題を解決するために、本発明のある態様の把持装置は、把持対象に対して移動可能な第1把持部と、第1把持部との間で把持対象を把持可能な第2把持部と、第1把持部および第2把持部の少なくともいずれかの把持対象との接触部分に設けられ、第1把持部の移動方向に対して非直角で交差する方向に延在する摺動部と、摺動部の摺動端まで摺動した把持対象が接触して停止する停止部と、を備える。 In order to solve the above problems, a gripping device according to one aspect of the present invention includes a first gripping section that can move with respect to a gripping target, and a second gripping section that can grip the gripping target between the first gripping section. and a sliding portion provided at a contact portion of at least one of the first gripping portion and the second gripping portion with a gripped object and extending in a direction non-perpendicular to the moving direction of the first gripping portion and intersecting therewith. and a stopping portion with which the grasped object that has slid to the sliding end of the sliding portion contacts and stops.

この態様では、把持対象に対する把持装置の位置決め精度が低い場合であっても、把持装置は第1把持部と第2把持部による把持動作を開始できる。第1把持部および第2把持部に挟まれた把持対象は、挟まれる力によって摺動部に沿って摺動し、その摺動端において停止部に接触して停止する。このように、把持対象の最終的な位置決めおよび把持は摺動部と停止部によって行われるため、把持対象に対する把持装置の初期の位置決め精度によらず把持対象を確実に把持できる。 In this aspect, even if the positioning accuracy of the gripping device with respect to the gripped object is low, the gripping device can start the gripping operation by the first gripping portion and the second gripping portion. The object to be gripped between the first gripping portion and the second gripping portion slides along the sliding portion due to the gripping force, and stops by contacting the stopping portion at the sliding end. In this way, the gripping target is finally positioned and gripped by the sliding portion and the stop portion, so the gripping target can be securely gripped regardless of the initial positioning accuracy of the gripping device with respect to the gripping target.

本発明の別の態様は、ロボットアームである。このロボットアームは、第1リンクと、第2リンクと、第1リンクおよび第2リンクを相対運動可能に連結するジョイントと、ジョイントに柔軟性を付与する柔軟性付与部と、第1リンクまたは第2リンクに取り付けられる把持装置であって、把持対象に対して移動可能な第1把持部と、第1把持部との間で把持対象を把持可能な第2把持部と、第1把持部および第2把持部の少なくともいずれかの把持対象との接触部分に設けられ、第1把持部の移動方向に対して非直角で交差する方向に延在する摺動部と、摺動部の摺動端まで摺動した把持対象が接触して停止する停止部と、を備える把持装置と、を備える。 Another aspect of the invention is a robotic arm. This robot arm includes a first link, a second link, a joint that connects the first link and the second link so as to allow relative movement, a flexibility imparting part that imparts flexibility to the joint, and the first link or the second link. A gripping device attached to two links, comprising: a first gripping section movable with respect to a gripping target; a second gripping section capable of gripping the gripping target between the first gripping section; a sliding portion provided at a contact portion of at least one of the gripping objects of the second gripping portion and extending in a direction non-perpendicular to the moving direction of the first gripping portion and intersecting with the moving direction of the first gripping portion; a gripping device including a stopping portion with which a gripped object that has slid to the end contacts and stops.

なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、記録媒体、コンピュータプログラムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。 Any combination of the above constituent elements, and any conversion of expressions of the present invention into methods, devices, systems, recording media, computer programs, etc. are also effective as embodiments of the present invention.

本発明によれば、位置決め精度によらず把持対象を確実に把持できる把持装置やロボットアームを提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide a gripping device and a robot arm that can reliably grip a gripping target regardless of positioning accuracy.

ロボットアームの外観を示す斜視図である。It is a perspective view showing the appearance of a robot arm. 把持装置が取り付けられたロボットアームの使用例を示す。2 shows an example of use of a robot arm with a gripping device attached. ロボットアームの各ジョイントを構成する連結装置の構成を模式的に示す。4 schematically shows the configuration of a coupling device that configures each joint of a robot arm. ロボットアームの各ジョイントを構成する連結装置の構成を模式的に示す。4 schematically shows the configuration of a coupling device that configures each joint of a robot arm. 把持対象としてのワークの製造例を示す。4 shows an example of manufacturing a work as a gripping target. 把持装置の第1の構成例を示す。1 shows a first configuration example of a gripping device. 把持装置の第2の構成例を示す。A second configuration example of the gripping device is shown. 把持装置の第3の構成例を示す。3 shows a third configuration example of the gripping device.

以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。説明および図面において同一または同等の構成要素、部材、処理には同一の符号を付し、重複する説明は適宜省略する。図示される各部の縮尺や形状は、説明を容易にするために便宜的に設定されており、特に言及がない限り限定的に解釈されるものではない。実施形態は例示であり、本発明の範囲を何ら限定するものではない。実施形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the description and drawings, the same or equivalent components, members, and processes are denoted by the same reference numerals, and overlapping descriptions are omitted as appropriate. The scales and shapes of the illustrated parts are set for convenience in order to facilitate explanation, and should not be construed as limiting unless otherwise specified. The embodiments are illustrative and do not limit the scope of the invention in any way. Not all features or combinations thereof described in the embodiments are essential to the invention.

図1は、産業用ロボットまたは協働ロボットの一例としてのロボットアーム100の外観を示す斜視図である。このロボットアーム100は、シリアルリンク機構による垂直多関節型のロボットアームである。本発明を適用可能なロボットはロボットアームに限られず、複数のリンク(人体における骨に相当)を相対運動可能に連結するジョイント(人体における関節に相当)を有する任意のロボットでよい。シリアルリンク機構の代わりにパラレルリンク機構としてもよいし、垂直多関節型の代わりに水平多関節型としてもよい。 FIG. 1 is a perspective view showing the appearance of a robot arm 100 as an example of an industrial robot or collaborative robot. This robot arm 100 is a vertically articulated robot arm with a serial link mechanism. A robot to which the present invention can be applied is not limited to a robot arm, and may be any robot having joints (corresponding to joints in the human body) connecting a plurality of links (corresponding to bones in the human body) so as to allow relative movement. A parallel link mechanism may be used instead of the serial link mechanism, and a horizontal articulated type may be used instead of the vertical articulated type.

ロボットアーム100は、台座10に近い方から順に、第1ジョイント11、第2ジョイント12、第3ジョイント13、第4ジョイント14、第5ジョイント15、第6ジョイント16、第7ジョイント17の七つの軸を有する。各ジョイントは人体の各関節に相当し、第1ジョイント11は腰、第2ジョイント12は肩、第3ジョイント13は上腕(捻り)、第4ジョイント14は肘、第5ジョイント15は前腕(捻り)、第6ジョイント16は手首、第7ジョイント17は指先(捻り)に相当する。なお、各軸の方向はロボットアーム100の目的や用途に応じて適宜設計可能だが、本実施形態では台座10が水平面に置かれるとして、第1ジョイント11は鉛直方向(水平面である台座10に対して垂直)、第2ジョイント12は水平方向(水平面である台座10に対して平行)、第3ジョイント13は第2ジョイント12に対して垂直方向、第4ジョイント14は水平方向、第5ジョイント15は第4ジョイント14に対して垂直方向、第6ジョイント16は水平方向、第7ジョイント17は第6ジョイント16に対して垂直方向を向く。 The robot arm 100 has seven joints, a first joint 11, a second joint 12, a third joint 13, a fourth joint 14, a fifth joint 15, a sixth joint 16, and a seventh joint 17, in order from the base 10. has an axis. Each joint corresponds to each joint of the human body. The first joint 11 is the waist, the second joint 12 is the shoulder, the third joint 13 is the upper arm (twisting), the fourth joint 14 is the elbow, and the fifth joint 15 is the forearm (twisting). ), the sixth joint 16 corresponds to the wrist, and the seventh joint 17 corresponds to the fingertip (twist). The direction of each axis can be appropriately designed according to the purpose and application of the robot arm 100, but in this embodiment, assuming that the pedestal 10 is placed on a horizontal plane, the first joint 11 is positioned vertically (with respect to the pedestal 10, which is a horizontal plane). vertical), the second joint 12 is horizontal (parallel to the pedestal 10 which is a horizontal plane), the third joint 13 is vertical to the second joint 12, the fourth joint 14 is horizontal, the fifth joint 15 is oriented vertically with respect to the fourth joint 14 , the sixth joint 16 is oriented horizontally, and the seventh joint 17 is oriented vertically with respect to the sixth joint 16 .

ロボットアーム100の先端部にある第7ジョイント17には、作業目的に応じた形状や機能を持つエンドエフェクタまたはロボットハンドが取り付けられる。例えば、物を掴むためのグラップル状、物を掬うためのシャベル状、物を下から支えて運搬するためのフォーク状、物を引っ掛けて運搬するためのフック状、物を吊り上げて運搬するためのクレーン状といった各種のエンドエフェクタが利用可能である。本実施形態ではエンドエフェクタとして、複数の把持部によって把持対象を把持可能な把持装置またはグリッパを用いる例を説明する。 A seventh joint 17 at the tip of the robot arm 100 is attached with an end effector or a robot hand having a shape and function according to the purpose of work. For example, a grapple shape for grabbing things, a shovel shape for scooping things up, a fork shape for supporting and transporting things from below, a hook shape for hooking and transporting things, and a shape for lifting and transporting things. A variety of end effectors are available, such as crane-like. In this embodiment, an example of using a gripping device or a gripper capable of gripping a gripping target with a plurality of gripping portions will be described as an end effector.

図2は、把持装置20がエンドエフェクタとして取り付けられたロボットアーム100の使用例を示す。把持装置20の把持対象はダイカスト法等の金型鋳造法によって鋳造された鋳物であり本実施形態ではワークWと総称される。把持装置20は、ロボットアーム100の各ジョイント11~17によって移動され、上流の第1コンベアC1から搬送されてくるワークWをピックアップする。把持装置20にピックアップされたワークWは、ロボットアーム100の各ジョイント11~17によって移動され、研磨部材としての回転するブラシBに押し当てられることで研磨される。研磨後のワークWは、ロボットアーム100の各ジョイント11~17によって移動され、下流の第2コンベアC2上に載置される。 FIG. 2 shows an example of use of a robot arm 100 with a gripping device 20 attached as an end effector. An object to be gripped by the gripping device 20 is a casting cast by a metal mold casting method such as a die casting method, and is generically referred to as a work W in this embodiment. The gripping device 20 is moved by the joints 11 to 17 of the robot arm 100 and picks up the work W conveyed from the upstream first conveyor C1. The work W picked up by the gripping device 20 is moved by the joints 11 to 17 of the robot arm 100 and is polished by being pressed against a rotating brush B as a polishing member. The workpiece W after polishing is moved by the joints 11 to 17 of the robot arm 100 and placed on the downstream second conveyor C2.

図3および図4は、ロボットアーム100の各ジョイント11~17を構成する連結装置30の構成を模式的に示す。図3の連結装置30は、図1における第2ジョイント12、第4ジョイント14、第6ジョイント16等の「曲げ」の動作を行うジョイントに適用可能であり、図4の連結装置30は、図1における第1ジョイント11、第3ジョイント13、第5ジョイント15、第7ジョイント17等の「捻り」の動作を行うジョイントに適用可能である。 3 and 4 schematically show the configuration of the connecting device 30 that constitutes the joints 11 to 17 of the robot arm 100. FIG. The coupling device 30 of FIG. 3 can be applied to joints performing a "bending" action such as the second joint 12, the fourth joint 14, and the sixth joint 16 in FIG. 1 can be applied to joints that perform a "twisting" operation, such as the first joint 11, the third joint 13, the fifth joint 15, and the seventh joint 17 in 1.

図3において、連結装置30は第1部材としての第1リンク41と第2部材としての第2リンク42を相対運動可能に連結する。連結装置30は人体における関節に相当し、連結装置30で相互に連結される第1リンク41および第2リンク42は人体における骨に相当する。 In FIG. 3, the connecting device 30 connects a first link 41 as a first member and a second link 42 as a second member so as to be capable of relative movement. The connecting device 30 corresponds to a joint in the human body, and the first link 41 and the second link 42 mutually connected by the connecting device 30 correspond to bones in the human body.

第1リンク41および第2リンク42は、連結装置30による連結態様に応じて、様々な態様の相対運動をする。本実施形態では、第1リンク41および第2リンク42の延伸方向に垂直な回転軸Aを中心として第1リンク41と第2リンク42が相対回転する例を説明する。 The first link 41 and the second link 42 move relative to each other in various manners according to the manner of connection by the connecting device 30 . In the present embodiment, an example in which the first link 41 and the second link 42 rotate relative to each other around a rotation axis A perpendicular to the extending direction of the first link 41 and the second link 42 will be described.

なお、第1リンク41および第2リンク42の相対運動は回転運動に限らず並進運動でもよい。例えば、第1リンク41および第2リンクの延伸方向に垂直な方向(図3の紙面に垂直な方向)に第1リンク41および第2リンク42が相対的に並進運動するように構成してもよいし、第1リンク41および第2リンクの延伸方向に平行な方向(図3の上下方向)に第1リンク41および第2リンク42が相対的に並進運動するように構成してもよい。 The relative motion between the first link 41 and the second link 42 is not limited to rotational motion, and may be translational motion. For example, the first link 41 and the second link 42 may be configured to relatively translate in the direction perpendicular to the extending direction of the first link 41 and the second link (the direction perpendicular to the paper surface of FIG. 3). Alternatively, the first link 41 and the second link 42 may be configured to relatively translate in a direction parallel to the extending direction of the first link 41 and the second link (the vertical direction in FIG. 3).

連結装置30は、筐体31と、制御基板32と、モータ33と、減速機34と、弾性部材35と、出力フランジ36を備える。筐体31は、回転軸Aの周りに回転対称な形状をしており、その内部に連結装置30の構成要素32~36を収容する。筐体31の外周には、第1リンク41が取り付けられる第1取付部311と、第2リンク42が取り付けられる第2取付部312が設けられる。 The coupling device 30 includes a housing 31 , a control board 32 , a motor 33 , a speed reducer 34 , an elastic member 35 and an output flange 36 . The housing 31 has a shape that is rotationally symmetrical about the rotation axis A, and accommodates the components 32 to 36 of the coupling device 30 therein. A first attachment portion 311 to which the first link 41 is attached and a second attachment portion 312 to which the second link 42 is attached are provided on the outer periphery of the housing 31 .

第1取付部311において筐体31に固定される第1リンク41は、筐体31と一体的に回転軸Aの周りに第2リンク42に対して相対回転可能である。第2取付部312は、構成要素32~36を収容する筐体31の内部空間と繋がる底面側(図3の左側)の開口部である。この開口部に設けられる出力フランジ36を介して第2リンク42は連結装置30に取り付けられる。 The first link 41 fixed to the housing 31 at the first attachment portion 311 is rotatable relative to the second link 42 around the rotation axis A integrally with the housing 31 . The second attachment portion 312 is an opening on the bottom side (left side in FIG. 3) that communicates with the internal space of the housing 31 that accommodates the components 32 to 36 . The second link 42 is attached to the connecting device 30 via the output flange 36 provided in this opening.

制御基板32はロボットアーム100全体の制御を担う中央制御装置(不図示)の制御の下で連結装置30を制御する。例えば、モータ33に対する駆動指令の生成、出力軸エンコーダ(不図示)の測定データに基づく適応制御、弾性部材35の弾性変形に基づくトルクの検出、検出されたトルクに基づく適応制御等が制御基板32で行われる。モータ33は制御基板32からの駆動指令に応じて回転軸Aの周りに第2リンク42を回転駆動する動力を発生させるアクチュエータである。減速機34は歯車等によってモータ33の回転速度を減らし減速比に比例したトルクを発生させる。 The control board 32 controls the coupling device 30 under the control of a central controller (not shown) responsible for controlling the robot arm 100 as a whole. For example, the control board 32 performs generation of a drive command for the motor 33, adaptive control based on measurement data of an output shaft encoder (not shown), detection of torque based on elastic deformation of the elastic member 35, adaptive control based on the detected torque, and the like. is done in The motor 33 is an actuator that generates power to rotationally drive the second link 42 around the rotation axis A according to a drive command from the control board 32 . The speed reducer 34 reduces the rotational speed of the motor 33 by gears or the like and generates torque proportional to the speed reduction ratio.

弾性部材35は、動力源としてのモータ33および減速機34と、動力によって回転駆動される負荷としての第2リンク42の間に直列に設けられ、連結装置30において直列弾性アクチュエータ(SEA:Series Elastic Actuator)を構成する。協働ロボットとしてのロボットアーム100と一緒に作業を行う人間が衝突したとしても、弾性部材35の弾性変形によって衝撃が吸収されるため安全性が向上する。また、弾性部材35は、モータ33および減速機34で発生した動力や第2リンク42に加わる外力を弾性エネルギーとして蓄積および解放できるため、人間の筋肉のような効率的な動作を実現できる。特に、図2に示されるようなワークWをブラシB等の他の部材に押し当てる作業を行う場合、弾性部材35の弾性変形によってワークWとブラシBの接触の衝撃を吸収しながら、その弾性力によってワークWをブラシBに効率的に押し当てることができる。 The elastic member 35 is provided in series between the motor 33 and the speed reducer 34 as a power source and the second link 42 as a load that is rotationally driven by the power. Actuator). Even if a human working together with the robot arm 100 as a collaborative robot collides, the elastic deformation of the elastic member 35 absorbs the impact, thereby improving safety. In addition, since the elastic member 35 can store and release the power generated by the motor 33 and the speed reducer 34 and the external force applied to the second link 42 as elastic energy, it can operate efficiently like a human muscle. In particular, when the work W is pressed against another member such as the brush B as shown in FIG. The work W can be efficiently pressed against the brush B by force.

弾性部材35は連結装置30に弾性を付与する部材であり、例えば、ばねやゴム等の任意の弾性体によって形成される。また、弾性部材35に加えてまたは代えて、連結装置30の第1リンク41および第2リンク42の相対回転に対して抵抗を付与する抵抗付与部材を設けてもよい。抵抗付与部材としては、機械的な摩擦によって抵抗を付与するもの、油やグリース等の粘性流体の粘性によって抵抗を付与するもの等が挙げられる。弾性部材35の弾性や抵抗付与部材が付与する抵抗を制御基板32によって可変としてもよい。 The elastic member 35 is a member that imparts elasticity to the connecting device 30, and is formed of any elastic body such as a spring or rubber, for example. Further, in addition to or instead of the elastic member 35, a resistance imparting member that imparts resistance to the relative rotation of the first link 41 and the second link 42 of the coupling device 30 may be provided. Examples of the resistance imparting member include those that impart resistance by mechanical friction and those that impart resistance by the viscosity of viscous fluid such as oil and grease. The elasticity of the elastic member 35 and the resistance imparted by the resistance imparting member may be made variable by the control board 32 .

なお、弾性部材35は外力によるトルクを検出するトルクセンサとしても機能する。すなわち、外力によるトルクは弾性部材35の弾性変形を引き起こすため、その弾性変形量に基づいてトルクを検出できる。弾性部材35の弾性変形量を測定するためには、磁歪センサ、ひずみゲージ、圧電素子、偏光素子、静電容量センサ等の各種の変位センサを弾性部材35の表面等に取り付ければよい。変位センサで測定された弾性変形量は制御基板32に実装される演算装置等によってトルクに変換される。 The elastic member 35 also functions as a torque sensor that detects torque due to an external force. That is, since the torque caused by the external force causes elastic deformation of the elastic member 35, the torque can be detected based on the amount of elastic deformation. In order to measure the amount of elastic deformation of the elastic member 35, various displacement sensors such as magnetostrictive sensors, strain gauges, piezoelectric elements, polarizing elements, and capacitance sensors may be attached to the surface of the elastic member 35 or the like. The amount of elastic deformation measured by the displacement sensor is converted into torque by an arithmetic device or the like mounted on the control board 32 .

以上の構成において、減速機34、弾性部材35、抵抗付与部材は、それぞれジョイントとしての連結装置30に柔軟性を付与する柔軟性付与部を構成する。ここで、柔軟性とはジョイントの曲がりやすさを意味し、外力によってジョイントが曲がる場合に柔軟性があるという。例えば、減速機34は減速比に比例したトルクを発生させるため、減速比を低くすることで外力によってジョイントが曲がりやすい柔軟性の高い状態を実現できる。また、弾性部材35や抵抗付与部材は、外力に抗する弾性力や抵抗を発生させつつもジョイントが曲がることを許容するため、ジョイントに柔軟性を付与しているといえる。なお、柔軟性付与部は少なくとも一つのジョイントに設ければよく、図1の七つのジョイント11~17全てに柔軟性付与部を設けなくてもよい。 In the above configuration, the speed reducer 34, the elastic member 35, and the resistance imparting member constitute a flexibility imparting portion that imparts flexibility to the coupling device 30 as a joint. Here, flexibility means how easily a joint bends, and it is said that there is flexibility when the joint bends due to an external force. For example, since the speed reducer 34 generates a torque proportional to the speed reduction ratio, by lowering the speed reduction ratio, it is possible to achieve a highly flexible state in which the joint is easily bent by an external force. In addition, the elastic member 35 and the resistance imparting member allow the joint to bend while generating elastic force and resistance against an external force, so it can be said that they impart flexibility to the joint. At least one joint may be provided with the flexibility imparting portion, and all the seven joints 11 to 17 in FIG. 1 may not be provided with the flexibility imparting portion.

出力軸エンコーダ(不図示)は、第2リンク42の第1リンク41に対する回転軸Aの周りの回転位置を測定するロータリエンコーダである。出力フランジ36は、減速機34が生成したトルクを弾性部材35を介して第2リンク42に伝え、回転軸Aの周りに第2リンク42を回転させる。出力フランジ36の周囲には、筐体31に対する第2リンク42の回転を円滑化する軸受361が設けられる。 An output shaft encoder (not shown) is a rotary encoder that measures the rotational position of the second link 42 relative to the first link 41 about the rotation axis A. The output flange 36 transmits the torque generated by the speed reducer 34 to the second link 42 via the elastic member 35, causing the second link 42 to rotate about the rotation axis A. A bearing 361 is provided around the output flange 36 to facilitate rotation of the second link 42 with respect to the housing 31 .

図4の連結装置30では、第1リンク41と第2リンク42が、それぞれの延伸方向に平行な回転軸Bを中心として相対回転する。筐体31の第2リンク42側に設けられる切欠37によって、モータ33による第2リンク42の回転軸Bの周りの回転を筐体31が阻害しない構成になっている。 In the coupling device 30 of FIG. 4, the first link 41 and the second link 42 rotate relative to each other around a rotation axis B parallel to their extending directions. The notch 37 provided on the second link 42 side of the housing 31 prevents the housing 31 from interfering with the rotation of the second link 42 around the rotation axis B by the motor 33 .

続いて、ロボットアーム100の先端に取り付けられてワークWを把持する把持装置20について説明する。まず図5に把持対象としてのワークWの製造例を示す。この例におけるワークWはダイカスト法によって鋳造される鋳物である。ダイカスト法では溶融した金属(溶湯)が金型に圧入されることで一定の形状のワークWが繰り返し鋳造される。図5(A)は金型50の平面図であり、図5(B)は金型50の断面図である。 Next, the gripping device 20 that is attached to the tip of the robot arm 100 and grips the workpiece W will be described. First, FIG. 5 shows an example of manufacturing a workpiece W as a gripping target. The work W in this example is a casting cast by a die casting method. In the die casting method, a workpiece W having a fixed shape is repeatedly cast by press-fitting a molten metal (molten metal) into a mold. 5A is a plan view of the mold 50, and FIG. 5B is a cross-sectional view of the mold 50. FIG.

金型50は、可動型を構成する可動主型50A1および可動主型50A1に嵌め込まれる可動入子50A2と、固定型を構成する固定主型50B1および固定主型50B1に嵌め込まれる固定入子50B2を備える。固定主型50B1には製品部としての金型キャビティC内に溶湯を注入するための鋳込口ブッシュ50Cが設けられる。可動主型50A1には鋳込口ブッシュ50Cから注入された溶湯を金型キャビティCに向けるための分流子50Dが設けられる。分流子50Dからの溶湯は固定型と可動型の間隙に設けられるランナーR、ゲートランナーGR、ゲートGを介して金型キャビティC内に導かれる。また、金型キャビティC内に充填された溶湯に含まれる余分な酸化物、残留物、ガス、空気等を排出するためのオーバーフローゲートOG、オーバーフローOF、エアベントAVが金型50の周囲の複数の箇所に設けられる。 The mold 50 includes a movable main mold 50A1 constituting a movable mold and a movable insert 50A2 fitted into the movable main mold 50A1, and a fixed main mold 50B1 constituting a fixed mold and a fixed insert 50B2 fitted into the fixed main mold 50B1. Prepare. The fixed main mold 50B1 is provided with a casting port bush 50C for injecting molten metal into the mold cavity C as the product portion. The movable main mold 50A1 is provided with a flow diverter 50D for directing the molten metal injected from the casting port bushing 50C to the mold cavity C. As shown in FIG. The molten metal from the flow diverter 50D is led into the mold cavity C through runners R, gate runners GR, and gates G provided between the fixed mold and the movable mold. In addition, an overflow gate OG, an overflow OF, and an air vent AV for discharging excess oxides, residues, gases, air, etc. contained in the molten metal filled in the mold cavity C are provided at a plurality of locations around the mold 50. provided in place.

図5(A)に示されるように、以上の金型50によって鋳造されたワークWは、鋳込口ブッシュ50Cに対応する柱状のビスケットBCと、ビスケットBCからゲートGに向かって拡開しながら延在するランナーRおよびゲートランナーGRと、最終的な製品となる金型キャビティCで成形された製品部を含む。成形後のワークWには多くのバリが残っているため、図2のように把持装置20でワークWを把持してブラシBで研磨する必要がある。続いてワークWを把持するための把持装置20の構成例を示す。 As shown in FIG. 5(A), the workpiece W cast by the above-described mold 50 includes a columnar biscuit BC corresponding to the casting hole bushing 50C and a biscuit BC that expands toward the gate G from the biscuit BC. It includes an extended runner R and a gate runner GR, and a product part molded in a mold cavity C which is the final product. Since many burrs remain on the workpiece W after molding, it is necessary to grip the workpiece W with the gripping device 20 and polish it with the brush B as shown in FIG. Next, a configuration example of the gripping device 20 for gripping the work W will be shown.

図6は把持装置20の第1の構成例を示す。図6(A)は把持装置20がワークWを把持する動作を斜視で示し、図6(B)および図6(C)は上面視で示す。なお、ワークWの形状は図5(A)より簡略化されており、ビスケットBCは四角柱状であり、ゲートランナーGRはランナーRを介さずにビスケットBCの下端から拡開しながら延在する。また、ゲートランナーGRの先に設けられるゲートGおよび製品部の図示は省略する。 FIG. 6 shows a first configuration example of the gripping device 20. As shown in FIG. FIG. 6(A) shows a perspective view of the operation of the gripping device 20 gripping the workpiece W, and FIGS. 6(B) and 6(C) show a top view. The shape of the work W is simplified from that of FIG. 5(A), the biscuit BC is a quadrangular prism, and the gate runner GR extends from the lower end of the biscuit BC without the runner R while expanding. Also, illustration of the gate G and the product portion provided ahead of the gate runner GR is omitted.

把持装置20は、ワークWのゲートランナーGRを両側から挟み込んで把持するための第1把持部21および第2把持部22を備える。第1把持部21および第2把持部22は互いに逆方向に移動可能であり、ワークWを把持する際はそれぞれゲートランナーGRに接近する方向に移動する。すなわち、図6(B)に示されるように、第1把持部21はゲートランナーGRに左側から接近するように右方向に移動し、第2把持部22はゲートランナーGRに右側から接近するように左方向に移動する。なお、第1把持部21および第2把持部22の一方を移動可能として他方を固定してもよい。 The gripping device 20 includes a first gripping portion 21 and a second gripping portion 22 for sandwiching and gripping the gate runner GR of the workpiece W from both sides. The first gripping part 21 and the second gripping part 22 are movable in directions opposite to each other, and when gripping the workpiece W, they move in directions approaching the gate runner GR. That is, as shown in FIG. 6B, the first gripping portion 21 moves rightward so as to approach the gate runner GR from the left side, and the second gripping portion 22 moves rightward so as to approach the gate runner GR from the right side. to the left. One of the first gripping portion 21 and the second gripping portion 22 may be movable, and the other may be fixed.

第1把持部21は、把持対象としてのゲートランナーGRとの接触部分に設けられ、第1把持部21および第2把持部22の移動方向に対して非直角で交差する方向に延在する第1摺動部211を備える。図6(B)に示されるように、第1摺動部211は第1把持部21および第2把持部22の移動方向である左右方向に対して非直角で交差する方向に延在する。なお、把持装置20がワークWを把持する前の図6(B)の状態では、ワークWは水平面内搬送を行う第1コンベアC1(図2)上にあるため、それを把持する第1把持部21の第1摺動部211も水平面内で延在している。 The first gripping portion 21 is provided at a contact portion with the gate runner GR as a gripping target, and extends in a direction that intersects the moving direction of the first gripping portion 21 and the second gripping portion 22 at a non-perpendicular angle. 1 sliding portion 211 is provided. As shown in FIG. 6B, the first sliding portion 211 extends in a direction that intersects the left-right direction, which is the moving direction of the first gripping portion 21 and the second gripping portion 22, at a non-perpendicular angle. 6(B) before the gripping device 20 grips the workpiece W, the workpiece W is on the first conveyor C1 (FIG. 2) that conveys in the horizontal plane. The first sliding portion 211 of the portion 21 also extends in the horizontal plane.

また、第1摺動部211の延在方向は把持対象の被把持部であるゲートランナーGRの拡開する方向と略一致する。例えば、第1摺動部211の延在方向とゲートランナーGRの拡開方向のなす角度は5度以下である。これによってゲートランナーGRは第1摺動部211と面接触しながら滑らかに摺動できる。なお、第1摺動部211の上下には、第1摺動部211と接触したゲートランナーGRを上下から挟み込みながらガイドする第1ガイド部212H、212Lが設けられる。 Further, the extending direction of the first sliding portion 211 substantially coincides with the expanding direction of the gate runner GR, which is the gripped portion to be gripped. For example, the angle formed by the extending direction of the first sliding portion 211 and the expanding direction of the gate runner GR is 5 degrees or less. As a result, the gate runner GR can slide smoothly while being in surface contact with the first sliding portion 211 . Above and below the first sliding portion 211 are provided first guide portions 212H and 212L that guide the gate runner GR while sandwiching the gate runner GR in contact with the first sliding portion 211 from above and below.

第1摺動部211は例えば自己潤滑材料によって形成される。自己潤滑材料としては、ポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレンとパーフルオロアルキルビニルエーテルの共重合体、テトラフルオロエチレンとヘキサフルオロプロピレンの共重合体が例示される。第1摺動部211を自己潤滑材料によって形成することで、第1摺動部211と接触したゲートランナーGRが滑らかに摺動できる。 The first sliding portion 211 is made of, for example, a self-lubricating material. Examples of self-lubricating materials include polytetrafluoroethylene, copolymers of tetrafluoroethylene and perfluoroalkyl vinyl ether, and copolymers of tetrafluoroethylene and hexafluoropropylene. By forming the first sliding portion 211 with a self-lubricating material, the gate runner GR in contact with the first sliding portion 211 can slide smoothly.

また、第1摺動部211を多孔質材料、例えば、ステンレス鋼、真鍮、砲金等の金属材料、オイルストーン等のセラミック材料、ウレタンスポンジ等の高分子材料によって形成し、そこに潤滑剤や離型剤を加えてもよい。潤滑剤や離型剤(以下、潤滑剤と総称する)としては、パーフルオロポリエーテル、ジメチルシリコーンが例示される。多孔質材料に加えられた潤滑剤によって、第1摺動部211と接触したゲートランナーGRが滑らかに摺動できる。なお、第1摺動部211の表面にゲートランナーGRが摺動する方向に沿って凹凸を形成してもよい。凹凸の凸部と凹部の高低差は0.1mm以上とするのが好ましい。これによって過度な摺動が抑制されて安定した把持動作が可能になる。 The first sliding portion 211 is made of a porous material such as a metal material such as stainless steel, brass, or gunmetal, a ceramic material such as oil stone, or a polymer material such as urethane sponge. A casting agent may be added. Perfluoropolyether and dimethylsilicone are exemplified as lubricants and release agents (hereinafter collectively referred to as lubricants). The lubricant added to the porous material allows the gate runner GR in contact with the first sliding portion 211 to slide smoothly. In addition, unevenness may be formed on the surface of the first sliding portion 211 along the direction in which the gate runner GR slides. It is preferable that the height difference between the protrusions and recesses of the unevenness is 0.1 mm or more. As a result, excessive sliding is suppressed and a stable gripping operation becomes possible.

第1把持部21と同様に、第2把持部22にも第2摺動部221および第2ガイド部222H、222Lが設けられる。第1摺動部211および第2摺動部221は互いに非平行であり、図6(B)および(C)に示されるように、上方のビスケットBCから下方のゲートランナーGRに向かって拡開する。第1摺動部211および第2摺動部221の拡開方向は把持対象の被把持部であるゲートランナーGRの拡開方向と略一致する。例えば、第1摺動部211の延在方向とゲートランナーGRの拡開方向のなす角度は5度以下であり、第2摺動部221の延在方向とゲートランナーGRの拡開方向のなす角度は5度以下である。これによってゲートランナーGRは第1摺動部211および第2摺動部221と面接触しながら滑らかに摺動できる。ゲートランナーGRを滑らかに摺動させる上では第1把持部21および第2把持部22の両方に摺動部を設けるのが好ましいが、いずれか一方の把持部21、22のみに摺動部を設けてもよい。 Similarly to the first gripping portion 21, the second gripping portion 22 is also provided with a second sliding portion 221 and second guide portions 222H and 222L. The first sliding portion 211 and the second sliding portion 221 are non-parallel to each other, and as shown in FIGS. 6B and 6C, spread from the upper biscuit BC toward the lower gate runner GR. do. The expanding direction of the first sliding portion 211 and the second sliding portion 221 substantially coincides with the expanding direction of the gate runner GR, which is the gripped portion to be gripped. For example, the angle formed by the extending direction of the first sliding portion 211 and the expanding direction of the gate runner GR is 5 degrees or less, and the extending direction of the second sliding portion 221 and the expanding direction of the gate runner GR form. The angle is 5 degrees or less. This allows the gate runner GR to slide smoothly while making surface contact with the first sliding portion 211 and the second sliding portion 221 . Although it is preferable to provide sliding portions on both the first gripping portion 21 and the second gripping portion 22 in order to allow the gate runner GR to slide smoothly, only one of the gripping portions 21 and 22 is provided with a sliding portion. may be provided.

図6(C)に示されるように、第1把持部21および第2把持部22に両側から把持されたワークWは、第1摺動部211および第2摺動部221が拡開する方向に摺動する。すなわち、第1把持部21および第2把持部22が左右方向からワークWに加える力は、左右方向に非直角で交差する第1摺動部211および第2摺動部221によって方向が変えられ、ワークWを拡開方向である下方に移動させる力となる。この力によってワークWは第1摺動部211および第2摺動部221と接触しながら滑らかに下方に摺動する。 As shown in FIG. 6(C), the workpiece W gripped from both sides by the first gripping portion 21 and the second gripping portion 22 moves in the direction in which the first sliding portion 211 and the second sliding portion 221 expand. slide to. That is, the forces applied to the work W from the left and right directions by the first gripping portion 21 and the second gripping portion 22 are changed in direction by the first sliding portion 211 and the second sliding portion 221 intersecting the left and right directions at a non-perpendicular angle. , to move the workpiece W downward in the expanding direction. Due to this force, the workpiece W smoothly slides downward while contacting the first sliding portion 211 and the second sliding portion 221 .

ワークWは、その摺動端において停止部としての第1フランジ部213および第2フランジ部223に接触することで停止する。図6(C)に示されるように、第1フランジ部213は第1摺動部211の摺動端(上端)における第1ガイド部212Hの端部であり、第2フランジ部223は第2摺動部221の摺動端(上端)における第2ガイド部222Hの端部である。図6(B)から(C)にかけてワークWの柱状のビスケットBCが下方に移動するが、図6(C)においてビスケットBCが第1フランジ部213および第2フランジ部223に接触することでワークWの摺動が停止する。ワークWは、この位置で第1把持部21および第2把持部22によって確実に把持される。 The workpiece W is stopped by contacting the first flange portion 213 and the second flange portion 223 as stopping portions at its sliding ends. As shown in FIG. 6C, the first flange portion 213 is the end portion of the first guide portion 212H at the sliding end (upper end) of the first sliding portion 211, and the second flange portion 223 is the second It is the end of the second guide portion 222</b>H at the sliding end (upper end) of the sliding portion 221 . The columnar biscuit BC of the work W moves downward from FIG. 6B to FIG. 6C. In FIG. W stops sliding. The workpiece W is securely gripped by the first gripping portion 21 and the second gripping portion 22 at this position.

以上のような構成によれば、直列弾性アクチュエータを備える協働ロボットのようにワークWに対する把持装置20の位置決め精度が低い場合であっても、把持装置20は第1把持部21と第2把持部22による把持動作を開始できる。把持対象としてのワークWの第1コンベアC1への配置精度も低くてよいため、ロボットアーム100の前工程の機材を安価に構成することも可能である。第1把持部21および第2把持部22に挟まれたワークWは、挟まれる力によって第1摺動部211および第2摺動部221に沿って摺動し、その摺動端において第1フランジ部213および第2フランジ部223に接触して停止する。このように、ワークWの最終的な位置決めおよび把持は摺動部211、221とフランジ部213、223によって行われるため、ワークWに対する把持装置20の初期の位置決め精度によらずワークWを確実に把持できる。 According to the above configuration, even when the positioning accuracy of the gripping device 20 with respect to the workpiece W is low, such as in a collaborative robot having a series elastic actuator, the gripping device 20 has the first gripping part 21 and the second gripping part 21 . A grasping action by the portion 22 can be initiated. Since the workpiece W to be gripped may be placed on the first conveyor C1 with low accuracy, it is possible to configure the equipment for the pre-process of the robot arm 100 at low cost. The workpiece W sandwiched between the first gripping portion 21 and the second gripping portion 22 slides along the first sliding portion 211 and the second sliding portion 221 due to the gripping force. It contacts the flange portion 213 and the second flange portion 223 and stops. In this way, final positioning and gripping of the work W are performed by the sliding portions 211, 221 and the flange portions 213, 223. Therefore, the work W can be securely gripped regardless of the initial positioning accuracy of the gripping device 20 with respect to the work W. can be grasped.

このような本実施形態に特有の利点を最大限に活かすために、各ジョイントに設けられる減速機34、弾性部材35、抵抗付与部材等の柔軟性付与部によって、把持装置20がワークWを把持する際のジョイントの柔軟性を高くしてもよい。図6(B)に示されるような把持装置20がワークWの把持を開始する際にジョイントの柔軟性を高くすることによって、把持装置20のワークWに対する位置決め精度が低い場合であっても、第1摺動部211および第2摺動部221の少なくともいずれかが被把持部としてのゲートランナーGRに接触できる可能性が高くなる。ゲートランナーGRが一旦いずれかの摺動部211、221に接触した後は、第1把持部21および第2把持部22の挟む力でゲートランナーGRが摺動部211、221を摺動する結果、ワークWの最終的な位置決めおよび把持が自動的に行われる。 In order to make the most of the advantages peculiar to this embodiment, the gripping device 20 grips the workpiece W by the flexibility imparting parts such as the speed reducer 34, the elastic member 35, and the resistance imparting member provided in each joint. The flexibility of the joint may be increased. By increasing the flexibility of the joint when the gripping device 20 starts gripping the work W as shown in FIG. At least one of the first sliding portion 211 and the second sliding portion 221 is more likely to come into contact with the gate runner GR as the gripped portion. After the gate runner GR once contacts one of the sliding portions 211 and 221, the force between the first gripping portion 21 and the second gripping portion 22 causes the gate runner GR to slide on the sliding portions 211 and 221. , the final positioning and gripping of the workpiece W is automatically performed.

図7は把持装置20の第2の構成例を示す。図7(A)および図7(B)は把持装置20がワークWを把持する動作を側断面視で示す。図6(B)および図6(C)が上面視すなわち水平面内の構成を表すのに対し、図7(A)および図7(B)は側断面視すなわち鉛直面内の構成を表す。図7のほとんどの構成要素は図6と共通するため、同一の符号を付して相違点を中心に説明する。 FIG. 7 shows a second configuration example of the gripping device 20. As shown in FIG. 7(A) and 7(B) show the operation of gripping the workpiece W by the gripping device 20 in a side sectional view. 6(B) and 6(C) show the configuration in top view, ie in the horizontal plane, while FIGS. 7(A) and 7(B) show the configuration in side cross-section, ie in the vertical plane. Since most of the constituent elements in FIG. 7 are common to those in FIG. 6, the same reference numerals are given and the explanation will focus on the differences.

把持装置20は、ワークWを両側から挟み込んで把持するための第1把持部21および第2把持部22を備える。第1把持部21および第2把持部22は互いに逆方向に移動可能であり、ワークWを把持する際はそれぞれワークWに接近する方向に移動する。すなわち、図7(A)に示されるように、第1把持部21はワークWに左側から接近するように右方向に移動し、第2把持部22はワークWに右側から接近するように左方向に移動する。 The gripping device 20 includes a first gripping portion 21 and a second gripping portion 22 for sandwiching and gripping the work W from both sides. The first gripping part 21 and the second gripping part 22 are movable in directions opposite to each other. That is, as shown in FIG. 7A, the first gripping portion 21 moves rightward so as to approach the work W from the left side, and the second gripping portion 22 moves leftward so as to approach the work W from the right side. move in the direction

第1把持部21は、把持対象としてのワークWとの接触部分に設けられ、第1把持部21および第2把持部22の移動方向に対して非直角で交差する方向に延在する第1摺動部211を備える。図7(A)に示されるように、第1摺動部211は第1把持部21および第2把持部22の移動方向である左右方向に対して非直角で交差する方向に延在する。なお、把持装置20がワークWを把持する図7(A)の状態では、ワークWは水平面内搬送を行う第1コンベアC1(図2)上にあるため、それを把持する第1把持部21の第1摺動部211は鉛直面内で延在している。 The first gripping portion 21 is provided at a contact portion with the workpiece W to be gripped, and extends in a direction non-perpendicular to the moving direction of the first gripping portion 21 and the second gripping portion 22. A sliding portion 211 is provided. As shown in FIG. 7A, the first sliding portion 211 extends in a direction that intersects the left-right direction, which is the moving direction of the first gripping portion 21 and the second gripping portion 22, at a non-perpendicular angle. In the state of FIG. 7A where the gripping device 20 grips the workpiece W, the workpiece W is on the first conveyor C1 (FIG. 2) that conveys in the horizontal plane. The first sliding portion 211 of extends in the vertical plane.

第1摺動部211の上下端には、第1摺動部211と接触したワークWを上下から挟み込むように、第1フランジ部213H、213Lが突設される。上方の第1フランジ部213HはワークWの摺動を停止させる停止部として機能し、下方の第1フランジ部213LはワークWの落下を防止する落下防止部として機能する。第1摺動部211は例えば自己潤滑材料によって形成される。また、第1摺動部211を多孔質材料によって形成し、そこに潤滑剤を加えてもよい。なお、第1摺動部211の表面にワークWが摺動する方向に沿って凹凸を形成してもよい。凹凸の凸部と凹部の高低差は0.1mm以上とするのが好ましい。 First flange portions 213H and 213L are protruded from the upper and lower ends of the first sliding portion 211 so as to sandwich the workpiece W in contact with the first sliding portion 211 from above and below. The upper first flange portion 213H functions as a stopping portion that stops the work W from sliding, and the lower first flange portion 213L functions as a fall prevention portion that prevents the work W from falling. The first sliding portion 211 is made of, for example, a self-lubricating material. Alternatively, the first sliding portion 211 may be made of a porous material and a lubricant may be added thereto. In addition, unevenness may be formed on the surface of the first sliding portion 211 along the direction in which the workpiece W slides. It is preferable that the height difference between the protrusions and recesses of the unevenness is 0.1 mm or more.

第1把持部21と同様に、第2把持部22にも第2摺動部221および第2フランジ部223H、223Lが設けられる。第1摺動部211および第2摺動部221は互いに非平行であり、図7(A)および(B)に示されるように下方から上方に向かって拡開する。ワークWを滑らかに摺動させる上では第1把持部21および第2把持部22の両方に摺動部を設けるのが好ましいが、いずれか一方の把持部21、22のみに摺動部を設けてもよい。 Similarly to the first gripping portion 21, the second gripping portion 22 is also provided with a second sliding portion 221 and second flange portions 223H and 223L. The first sliding portion 211 and the second sliding portion 221 are non-parallel to each other, and expand from bottom to top as shown in FIGS. 7(A) and (B). Although it is preferable to provide sliding portions on both the first gripping portion 21 and the second gripping portion 22 in order to smoothly slide the workpiece W, only one of the gripping portions 21 and 22 is provided with a sliding portion. may

図7(B)に示されるように、第1把持部21および第2把持部22に両側から把持されたワークWは、第1摺動部211および第2摺動部221が拡開する方向に摺動する。すなわち、第1把持部21および第2把持部22が左右方向からワークWに加える力は、左右方向に非直角で交差する第1摺動部211および第2摺動部221によって方向が変えられ、ワークWを拡開方向である上方に移動させる力となる。この力によってワークWは第1摺動部211および第2摺動部221と接触しながら滑らかに上方に摺動する。 As shown in FIG. 7(B), the workpiece W gripped from both sides by the first gripping portion 21 and the second gripping portion 22 moves in the direction in which the first sliding portion 211 and the second sliding portion 221 expand. slide to. That is, the forces applied to the work W from the left and right directions by the first gripping portion 21 and the second gripping portion 22 are changed in direction by the first sliding portion 211 and the second sliding portion 221 intersecting the left and right directions at a non-perpendicular angle. , to move the workpiece W upward in the expanding direction. Due to this force, the workpiece W smoothly slides upward while contacting the first sliding portion 211 and the second sliding portion 221 .

ワークWは、その摺動端において停止部としての第1フランジ部213Hおよび第2フランジ部223Hに接触することで停止する。図7(A)から(B)にかけてワークWが上方に移動するが、図7(B)においてワークWが第1フランジ部213Hおよび第2フランジ部223Hに接触することでワークWの摺動が停止する。E1およびE2は各摺動部211、221における摺動端を表す。ワークWは、この位置で第1把持部21および第2把持部22によって確実に把持される。 The workpiece W is stopped by contacting the first flange portion 213H and the second flange portion 223H as stopping portions at its sliding ends. The work W moves upward from FIG. 7(A) to (B). In FIG. 7(B), the work W contacts the first flange portion 213H and the second flange portion 223H, and the work W does not slide. Stop. E1 and E2 represent sliding ends of the sliding portions 211 and 221, respectively. The workpiece W is securely gripped by the first gripping portion 21 and the second gripping portion 22 at this position.

以上のような構成によれば、ワークWの最終的な位置決めおよび把持は摺動部211、221とフランジ部213H、223Hによって行われるため、ワークWに対する把持装置20の初期の位置決め精度によらずワークWを確実に把持できる。このような本実施形態に特有の利点を最大限に活かすために、各ジョイントに設けられる減速機34、弾性部材35、抵抗付与部材等の柔軟性付与部によって、把持装置20がワークWを把持する際のジョイントの柔軟性を高くしてもよい。 According to the above configuration, final positioning and gripping of the workpiece W is performed by the sliding portions 211, 221 and the flange portions 213H, 223H. The workpiece W can be securely gripped. In order to make the most of the advantages peculiar to this embodiment, the gripping device 20 grips the workpiece W by the flexibility imparting parts such as the speed reducer 34, the elastic member 35, and the resistance imparting member provided in each joint. The flexibility of the joint may be increased.

図8は把持装置20の第3の構成例を示す。図8(A)は把持装置20がワークWを把持する動作を斜視で示し、図8(B)および図8(C)は上面視で示す。円柱状のワークWは例えば図5(A)に示されるビスケットBCである。図8のほとんどの構成要素は図6または図7と共通するため、同一の符号を付して相違点を中心に説明する。 FIG. 8 shows a third configuration example of the gripping device 20. As shown in FIG. 8A shows a perspective view of the operation of the gripping device 20 gripping the work W, and FIGS. 8B and 8C show a top view. The cylindrical workpiece W is, for example, a biscuit BC shown in FIG. 5(A). Since most of the components in FIG. 8 are common to those in FIG. 6 or 7, the same reference numerals are given and the explanation will focus on the differences.

把持装置20は、ワークWを両側から挟み込んで把持するための第1把持部21および第2把持部22を備える。第1把持部21および第2把持部22は互いに逆方向に移動可能であり、ワークWを把持する際はそれぞれワークWに接近する方向に移動する。すなわち、図8(B)に示されるように、第1把持部21はワークWに左側から接近するように右方向に移動し、第2把持部22はワークWに右側から接近するように左方向に移動する。 The gripping device 20 includes a first gripping portion 21 and a second gripping portion 22 for sandwiching and gripping the work W from both sides. The first gripping part 21 and the second gripping part 22 are movable in directions opposite to each other. That is, as shown in FIG. 8B, the first gripping portion 21 moves rightward to approach the work W from the left side, and the second gripping portion 22 moves leftward to approach the work W from the right side. move in the direction

第1把持部21は、把持対象としてのワークWとの接触部分に設けられ、第1把持部21および第2把持部22の移動方向に対して非直角で交差する方向に延在する第1摺動部211を備える。図8(B)に示されるように、第1摺動部211は第1把持部21および第2把持部22の移動方向である左右方向に対して非直角で交差する方向に延在する。なお、把持装置20がワークWを把持する前の図8(B)の状態では、ワークWは水平面内搬送を行う第1コンベアC1(図2)上にあるため、それを把持する第1把持部21の第1摺動部211も水平面内で延在している。 The first gripping portion 21 is provided at a contact portion with the workpiece W to be gripped, and extends in a direction non-perpendicular to the moving direction of the first gripping portion 21 and the second gripping portion 22. A sliding portion 211 is provided. As shown in FIG. 8B, the first sliding portion 211 extends in a direction that intersects the left-right direction, which is the moving direction of the first gripping portion 21 and the second gripping portion 22, at a non-perpendicular angle. 8(B) before the gripping device 20 grips the work W, the work W is on the first conveyor C1 (FIG. 2) for conveying in the horizontal plane. The first sliding portion 211 of the portion 21 also extends in the horizontal plane.

第1摺動部211は例えば自己潤滑材料によって形成される。また、第1摺動部211を多孔質材料によって形成し、そこに潤滑剤を加えてもよい。なお、第1摺動部211の表面にワークWが摺動する方向に沿って凹凸を形成してもよい。凹凸の凸部と凹部の高低差は0.1mm以上とするのが好ましい。 The first sliding portion 211 is made of, for example, a self-lubricating material. Alternatively, the first sliding portion 211 may be made of a porous material and a lubricant may be added thereto. In addition, unevenness may be formed on the surface of the first sliding portion 211 along the direction in which the workpiece W slides. It is preferable that the height difference between the protrusions and recesses of the unevenness is 0.1 mm or more.

第1把持部21と同様に、第2把持部22にも第2摺動部221が設けられる。第1摺動部211および第2摺動部221は互いに非平行であり、図8(B)および(C)に示されるように、下方から上方に向かって拡開する。ワークWを滑らかに摺動させる上では第1把持部21および第2把持部22の両方に摺動部を設けるのが好ましいが、いずれか一方の把持部21、22のみに摺動部を設けてもよい。 A second sliding portion 221 is provided on the second gripping portion 22 as well as the first gripping portion 21 . The first sliding portion 211 and the second sliding portion 221 are non-parallel to each other, and as shown in FIGS. 8B and 8C, expand upward from below. Although it is preferable to provide sliding portions on both the first gripping portion 21 and the second gripping portion 22 in order to smoothly slide the workpiece W, only one of the gripping portions 21 and 22 is provided with a sliding portion. may

図8(C)に示されるように、第1把持部21および第2把持部22に両側から把持されたワークWは、第1摺動部211および第2摺動部221が拡開する方向に摺動する。すなわち、第1把持部21および第2把持部22が左右方向からワークWに加える力は、左右方向に非直角で交差する第1摺動部211および第2摺動部221によって方向が変えられ、ワークWを拡開方向である上方に移動させる力となる。この力によってワークWは第1摺動部211および第2摺動部221と接触しながら滑らかに上方に摺動する。 As shown in FIG. 8(C), the workpiece W gripped from both sides by the first gripping portion 21 and the second gripping portion 22 moves in the direction in which the first sliding portion 211 and the second sliding portion 221 expand. slide to. That is, the forces applied to the work W from the left and right directions by the first gripping portion 21 and the second gripping portion 22 are changed in direction by the first sliding portion 211 and the second sliding portion 221 intersecting the left and right directions at a non-perpendicular angle. , to move the workpiece W upward in the expanding direction. Due to this force, the workpiece W smoothly slides upward while contacting the first sliding portion 211 and the second sliding portion 221 .

ワークWは、その摺動端において停止部としての第1フランジ部213および第2フランジ部223に接触することで停止する。図8(C)に示されるように、第1フランジ部213は第1摺動部211の上端から第2把持部22に向かう方向に突設され、第2フランジ部223は第2摺動部221の上端から第1把持部21に向かう方向に突設される。図8(B)から(C)にかけてワークWが上方に移動するが、図8(C)においてワークWが第1フランジ部213および第2フランジ部223に接触することでワークWの摺動が停止する。E1およびE2は各摺動部211、221における摺動端を表す。ワークWは、この位置で第1把持部21および第2把持部22によって確実に把持される。なお、第1フランジ部213および第2フランジ部223は、ワークWを確実に把持できるようにワークWの形状に合った第1受け部214および第2受け部224を備える。図示のようにワークWが円柱状の場合、第1受け部214および第2受け部224は円弧状の曲面として構成される。 The workpiece W is stopped by contacting the first flange portion 213 and the second flange portion 223 as stopping portions at its sliding ends. As shown in FIG. 8(C), the first flange portion 213 protrudes from the upper end of the first sliding portion 211 toward the second grip portion 22, and the second flange portion 223 protrudes from the second sliding portion. It protrudes in a direction from the upper end of 221 toward the first grip portion 21 . The work W moves upward from FIG. 8B to FIG. 8C, but in FIG. Stop. E1 and E2 represent sliding ends of the sliding portions 211 and 221, respectively. The workpiece W is securely gripped by the first gripping portion 21 and the second gripping portion 22 at this position. The first flange portion 213 and the second flange portion 223 are provided with a first receiving portion 214 and a second receiving portion 224 that match the shape of the work W so that the work W can be securely gripped. As shown in the drawing, when the workpiece W is cylindrical, the first receiving portion 214 and the second receiving portion 224 are configured as arcuate curved surfaces.

以上のような構成によれば、ワークWの最終的な位置決めおよび把持は摺動部211、221とフランジ部213、223によって行われるため、ワークWに対する把持装置20の初期の位置決め精度によらずワークWを確実に把持できる。このような本実施形態に特有の利点を最大限に活かすために、各ジョイントに設けられる減速機34、弾性部材35、抵抗付与部材等の柔軟性付与部によって、把持装置20がワークWを把持する際のジョイントの柔軟性を高くしてもよい。 According to the above configuration, final positioning and gripping of the workpiece W are performed by the sliding portions 211, 221 and the flange portions 213, 223. The workpiece W can be securely gripped. In order to make the most of the advantages peculiar to this embodiment, the gripping device 20 grips the workpiece W by the flexibility imparting parts such as the speed reducer 34, the elastic member 35, and the resistance imparting member provided in each joint. The flexibility of the joint may be increased.

以上、本発明を実施形態に基づいて説明した。実施形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。 The present invention has been described above based on the embodiments. It should be understood by those skilled in the art that the embodiments are examples, and that various modifications can be made to combinations of each component and each treatment process, and such modifications are also within the scope of the present invention.

実施形態では第1摺動部211および第2摺動部221が直線状に延在していたが曲線状に延在していてもよい。この場合、摺動部がワークWと接触する各点における接線方向が第1把持部21および第2把持部22の移動方向と非直角で交差する方向であればワークWは摺動部を滑らかに摺動できる。 Although the first sliding portion 211 and the second sliding portion 221 extend linearly in the embodiment, they may extend curvedly. In this case, if the tangential direction at each point where the sliding portion contacts the workpiece W is a direction that intersects the moving direction of the first gripping portion 21 and the second gripping portion 22 at a non-perpendicular angle, the workpiece W moves smoothly over the sliding portion. can slide to

実施形態では、第1摺動部211および第2摺動部221の両方が第1把持部21および第2把持部22の移動方向に対して非直角で交差する方向に傾斜していたが、いずれか一方の摺動部は第1把持部21および第2把持部22の移動方向に対して直交する方向に延在していてもよい。また、第1把持部21および第2把持部22の一方の延在方向が移動方向に直交し、他方の延在方向が移動方向に非直角で交差する場合、摺動部は一方の把持部のみに設けてもよいし他方の把持部のみに設けてもよい。 In the embodiment, both the first sliding portion 211 and the second sliding portion 221 are inclined in a direction non-perpendicular to the direction of movement of the first gripping portion 21 and the second gripping portion 22. Either one of the sliding portions may extend in a direction orthogonal to the moving direction of the first gripping portion 21 and the second gripping portion 22 . Further, when the extending direction of one of the first gripping portion 21 and the second gripping portion 22 is orthogonal to the moving direction and the extending direction of the other crosses the moving direction at a non-perpendicular angle, the sliding portion is It may be provided only on one gripping portion or may be provided only on the other gripping portion.

なお、実施形態で説明した各装置の機能構成はハードウェア資源またはソフトウェア資源により、あるいはハードウェア資源とソフトウェア資源の協働により実現できる。ハードウェア資源としてプロセッサ、ROM、RAM、その他のLSIを利用できる。ソフトウェア資源としてオペレーティングシステム、アプリケーション等のプログラムを利用できる。 Note that the functional configuration of each device described in the embodiments can be realized by hardware resources, software resources, or cooperation between hardware resources and software resources. Processors, ROMs, RAMs, and other LSIs can be used as hardware resources. Programs such as operating systems and applications can be used as software resources.

20 把持装置、21 第1把持部、22 第2把持部、30 連結装置、34 減速機、35 弾性部材、41 第1リンク、42 第2リンク、100 ロボットアーム、211 第1摺動部、213 第1フランジ部、221 第2摺動部、223 第2フランジ部。 20 gripping device 21 first gripping part 22 second gripping part 30 connecting device 34 speed reducer 35 elastic member 41 first link 42 second link 100 robot arm 211 first sliding part 213 1st flange part, 221 2nd sliding part, 223 2nd flange part.

Claims (13)

把持対象に対して移動可能な第1把持部と、
前記第1把持部との間で前記把持対象を把持可能な第2把持部と、
前記第1把持部および前記第2把持部の少なくともいずれかの前記把持対象との接触部分に設けられ、前記第1把持部の移動方向に対して非直角で交差する方向に延在する摺動部と、
前記摺動部の摺動端まで摺動した前記把持対象が接触して停止する停止部と、
を備える把持装置。
a first gripping portion movable with respect to a gripping target;
a second gripping portion capable of gripping the gripping target between itself and the first gripping portion;
Sliding provided at a contact portion of at least one of the first gripping portion and the second gripping portion with the gripped object, and extending in a direction non-perpendicular to and intersecting the moving direction of the first gripping portion. Department and
a stopping portion with which the object to be grasped that has slid to the sliding end of the sliding portion contacts and stops;
A grasping device comprising:
前記摺動部は、前記第1把持部に設けられる第1摺動部と、前記第2把持部に設けられる前記第1摺動部と非平行な第2摺動部と、を含み、
前記把持対象は、前記第1把持部および前記第2把持部に把持された状態で、前記第1摺動部および前記第2摺動部が拡開する方向に摺動する、
請求項1に記載の把持装置。
The sliding portion includes a first sliding portion provided on the first gripping portion and a second sliding portion non-parallel to the first sliding portion provided on the second gripping portion,
The object to be grasped slides in a direction in which the first sliding portion and the second sliding portion expand while being grasped by the first grasping portion and the second grasping portion.
A gripping device according to claim 1 .
前記摺動部は水平面内で延在する、請求項1または2に記載の把持装置。 3. Grasping device according to claim 1 or 2, wherein the slide extends in a horizontal plane. 前記摺動部は鉛直面内で延在する、請求項1から3のいずれかに記載の把持装置。 4. A gripping device according to any preceding claim, wherein the slide extends in a vertical plane. 前記第2把持部は前記第1把持部と逆方向に移動可能である、請求項1から4のいずれかに記載の把持装置。 5. The gripping device according to any one of claims 1 to 4, wherein said second gripping part is movable in a direction opposite to said first gripping part. 前記停止部は前記摺動端に設けられるフランジである、請求項1から5のいずれかに記載の把持装置。 6. A gripping device according to any preceding claim, wherein the stop is a flange provided at the slide end. 前記摺動部は自己潤滑材料によって形成される、請求項1から6のいずれかに記載の把持装置。 7. Grasping device according to any one of claims 1 to 6, wherein the slide is formed from a self-lubricating material. 前記摺動部には潤滑剤が加えられる、請求項1から7のいずれかに記載の把持装置。 8. Grasping device according to any of claims 1 to 7, wherein the slide is lubricated. 前記摺動部の表面には前記把持対象が摺動する方向に沿って凹凸が形成される、請求項1から8のいずれかに記載の把持装置。 The grasping device according to any one of claims 1 to 8, wherein the surface of the sliding portion is formed with unevenness along the direction in which the grasped object slides. 前記凹凸の凸部と凹部の高低差は0.1mm以上である、請求項9に記載の把持装置。 10. The gripping device according to claim 9, wherein the height difference between the protrusions and recesses of the unevenness is 0.1 mm or more. 第1リンクと、
第2リンクと、
前記第1リンクおよび前記第2リンクを相対運動可能に連結するジョイントと、
前記ジョイントに柔軟性を付与する柔軟性付与部と、
前記第1リンクまたは前記第2リンクに取り付けられる把持装置であって、把持対象に対して移動可能な第1把持部と、前記第1把持部との間で前記把持対象を把持可能な第2把持部と、前記第1把持部および前記第2把持部の少なくともいずれかの前記把持対象との接触部分に設けられ、前記第1把持部の移動方向に対して非直角で交差する方向に延在する摺動部と、前記摺動部の摺動端まで摺動した前記把持対象が接触して停止する停止部と、を備える把持装置と、
を備えるロボットアーム。
a first link;
a second link;
a joint that connects the first link and the second link so as to allow relative movement;
a flexibility imparting portion that imparts flexibility to the joint;
In a gripping device attached to the first link or the second link, a first gripping portion movable with respect to a gripping object and a second gripping portion capable of gripping the gripping object between the first gripping portion Provided at a contact portion between the gripping portion and the gripped object of at least one of the first gripping portion and the second gripping portion, and extending in a direction non-perpendicular to the direction of movement of the first gripping portion a gripping device comprising: a sliding portion that is present, and a stopping portion that the object to be gripped that has slid to the sliding end of the sliding portion contacts and stops;
A robot arm with
前記柔軟性付与部は直列弾性アクチュエータによって構成される、請求項11に記載のロボットアーム。 12. The robot arm according to claim 11, wherein said flexibility imparting portion is constituted by a series elastic actuator. 前記直列弾性アクチュエータは前記把持装置が前記把持対象を把持する際の前記ジョイントの柔軟性を高くする、請求項12に記載のロボットアーム。 13. The robot arm according to claim 12, wherein said series elastic actuator increases the flexibility of said joint when said gripping device grips said gripping target.
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