JP2641571B2 - ワークの把持装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、ロボツト等におけるワークの把持装置に
関し、特に、複数の平行把持爪によりワークを把持する
ワークの把持装置に関する。

［従来の技術］ 従来より、ワークの把持装置としては、例えば、旋盤
時のチヤツク装置の用に、うず巻き状に加工された溝
に、チヤツク歯をかみ合わせた形式のものが知られてい
る。

また、特公昭64−3610号公報、あるいは実開昭63−13
6846号公報においては、第３図に従来技術の例として示
すように、円板状物ａに放射状に案内溝ｂを設け、カム
板ｃに把持爪ｄをかみ合わせた形式のものが知られてい
る。

［発明が解決しようとしている課題］ しかしながら、上記した従来例では、両者とも、うず
巻き板、カム板を使用しているので次の様な欠点があ
る。即ち、 1.うず巻き板、カム板の設計が難しい。

2.うず巻き板、カム板の製作が難しく、高価である。

3.うず巻き板、カム板の重量が重くなる。

4.把持爪のストロークを大きくすると、うず巻き板、カ
ム板がそれにつれて大きくなり重量増につながる。

一方、複数のプーリを放射状に配し、一本のエンドレ
スベルトをこれらのプーリに巻回した把持装置も例えば
特開昭63−278783号に提案されている。この把持装置に
おいては、夫々のプーリに巻かれたベルトの夫々の一部
が中央位置に戻るようにベルトを各プーリに巻回するこ
とにより、ベルトが各プーリに放射状に巻かれる。上記
プーリの１つには駆動モータが接続され、このモータが
回転すると、モータが接続された特定のプーリが回転
し、この回転により放射状に配されたベルトの各部分が
同時に移動する。この放射状に巻回されたベルトの各部
分には把持のためのフィンガが固定されている。従っ
て、モータの回転がベルトの平行移動となり、この平行
移動がフィンガの把持動作をもたらす。従って、特公昭
64−360号公報、あるいは実開昭63−136846号公報にお
いては必要であった上述の渦巻き板、カム板などは、こ
の特開昭61−278783号では不要となる。

しかしながら、この特開昭63−278783号の把持装置で
は、モータの往復回転運動が確実にプーリに伝えられる
ようにするために、ベルトの一部が上記特定のプーリに
ビスで固定されているために、そのプーリがモータより
所定の角度以上回転させられると、その接合部位置のベ
ルトがプーリの円周上から離れることになり、その接合
部は破損するという欠点があった。換言すれば、特開昭
63−278783号の把持装置では、モータが接続されたプー
リの回転角度には自ずから上限があるために、把持する
ためのフィンガの平行移動距離に自ずから上限があるこ
とになる。従って、ベルトをプーリに直結した方式の上
記把持装置では、フィンガの平行移動距離を、プーリの
半径を大きくすることによってのみ長くできるが、その
ような大径のプーリは装置全体を大型化してしまう。

一方、実開平１−118974号には、駆動回転プーリと従
動プーリとの間にアイドラプーリを介在させてエンドレ
スベルトを掛け渡す把持装置が開示されている。ここで
は、駆動回転プーリは２つの従動プーリと中間に配置さ
れるために、特開昭63−278783号の把持装置が有してい
た、移動量に限界があるという欠点は発生しない。

しかしながら、実開平１−118974号では、駆動回転プ
ーリと従動プーリの半径が同じに設定されているため
に、駆動速度と把持速度の設定を可変にすることが難か
しく、可変にするためには、特開昭63−278783号のよう
に、駆動プーリとアイドラプーリの大きさを異ならざる
を得ないために、ハンドの各フィンガをベルトに固定す
る各部材の移動方向が互いに平行でなくなるような関係
に陥いる場合があり、その場合には把持動作を精度良く
行うことができない。この点でも、従来方式には、装置
を大型化しない範囲で把持装置を設計する場合において
その設計自由度はかなり制限されていたことになる。

この発明は上述した課題に鑑みなされたもので、この
発明の目的は、設計、製作の自由度が広範で、且つその
広い設計の自由度内で正確な把持動作が保証されるワー
クの把持装置を提供することである。

［課題を解決するための手段］ 上述した課題を解決し、目的を達成するために、この
発明に関わるワークの把持装置は、 中心部から半径方向に沿つて延出した少なくとも３本
の腕部（18a,18b,18c）を一体的に有する把持本体（1
4）と、 この把持本体の中心部から対応する腕部の夫々の延出
方向に沿つて往復移動するように支持された少なくとも
３つの把持片（22a,22b,22c）と、 １台の駆動モータ（26）と、 この駆動モータにより回転駆動される歯付きの駆動回
転プーリ（28）と、 前記各腕部の先端において夫々回転自在に支持され、
前記駆動回転プーリを中間に挟むように配置された少な
くとも３つの従動回転部材（32a,32b,32c）と、 前記駆動回転プーリと各従動回転部材とに渡り放射状
に掛け渡された歯付きのエンドレスベルト（34）と、 このエンドレスベルトの放射状部材と各把持片とを夫
々連結する少なくとも３つの連結部材（38a,38b,38c）
とを具備し、 前記エンドレスベルトと前記駆動回転プーリとの歯合
を保持するために、前記駆動回転プーリに対して前記エ
ンドレスベルを押しつけるための少なくとも３つのアイ
ドラプーリ（36a,36c,36e）が前記駆動回転プーリの周
囲に設けられ、これらアイドラプーリの各々は、前記駆
動回転プーリと夫々の従動回転部材との間のベルト部分
が、対応する把持片の往復移動方向に平行するように、
前記駆動回転プーリの周囲に配置されていること特徴と
する。

［作用］ 即ち、駆動回転プーリは駆動モータにより回転され
る。この駆動回転プーリと、この駆動回転プーリを中心
に放射状に設けられた少なくとも３つの従動回転部材と
の間には、エンドレスベルトが掛け渡されている。エン
ドレスベルトには、駆動回転プーリと各々の従動回転部
材との間において、連結部材を介して把持片が取り付け
られているので、モータの回転運動は把持片の往復運動
に変換される。

歯付のエンドレスベルトは、駆動回転プーリに直接的
に固定されずに、駆動回転プーリ歯と歯合する。従っ
て、各々の把持片の往復運動は、個々の従動回転部材と
駆動回転プーリとの間で保証される。

さらに、前記駆動回転プーリと夫々の従動回転部材と
の間のベルト部分が、対応する把持片の往復移動方向に
平行するように、各アイドラプーリが駆動回転プーリの
周囲に配置されているので、例えば駆動回転プーリと従
動回転プーリとの半径が異ならざるを得ない場合でも、
ベルトの移動方向を、把持片が把持動作を行うために必
要な移動方向との一致をアイドラプーリの設定位置によ
る調整によって達成することができる。

［実施例］ 以下に、この発明に係わるワークの把持装置の一実施
例の構成を添付図面の第１図及び第２図を参照して詳細
に説明する。

第１図は、一実施例の把持装置10の概略構成を示して
おり、この把持装置10は、連結板12を介して図示しない
ロボツトのアームの下端に取り付けられ、所定のワーク
を把持するように構成されている。

即ち、この把持装置10は、これの中心部に円筒状の把
持本体14を備えており、この把持本体14は、上述した連
結板12の直下方において、複数の連結ロツド16を介して
所定距離だけ離間した状態で接続されている。ここで、
この把持本体14の上端には、これから半径方向に沿つて
外方に延出する３本の腕部18a,18b,18cが、周方向に沿
つて等間隔に、換言すれば、120度起きに、一体的に形
成されている。

一方、把持本体14の下部には、丁度上述した３本の腕
部18a,18b,18cの夫々下方に位置して同様に半径方向外
方に延出する上下３対のガイドロツド20a₁,20a₂;20b₁,2
0b₂;20c₁,20c₂が一体的に接続されている。上下各対の
ガイドロツド20a₁,20a₂;20b₁,20b₂;20c₁,20c₂には、把
持爪22a,20b,20cが各々摺動自在に支持されている。即
ち、３つの把持爪22a,20b,20cが対応する腕部18a,18b,1
8cの下方で、夫々の延出方向に沿つて往復動自在に支持
されている。

ここで、この把持装置10は、これら３本の把持爪22a,
20b,20cを互いに動機した状態で一体的に半径方向に沿
つて往復駆動させる駆動動機24を備えている。

この駆動機構24は、上述した連結板12の下面に固定さ
れた１台の駆動モータ26を備えている。一方、上述した
把持本体14の上面には、駆動用の大径の平歯車28が、駆
動モータ26の駆動軸線と整合した回転軸線回りに回転自
在に軸支されている。そして、駆動モータ26の駆動軸26
aは、連結軸30を介して、平歯車28に連結されている。
このようにして、この平歯車28に連結されている。この
ようにして、この平歯車28は、駆動モータ26により回転
駆動されることとなる。

一方、各腕部18a,18b,18cの先端部には、従動用の小
径の平歯車32a,32b,32cが垂直軸線回りに回転自在に軸
支されている。そして、これら３つの従動用の平歯車32
a,32b,32cと駆動用の平歯車28とを互いに連結するため
に、１本のエンドレスの歯付きタイミングベルト34が歯
を内側に向けた状態で配設されている。

ここで、このタイミングベルト34が、第２図に示すよ
うに、３方向に沿つて放射状に延出する形態を維持する
ために、平歯車28の外周には、６本の規制ローラ36a,36
b,36c,36d,36e,36fが把持本体14の上面に起立した状態
で回転可能に軸支されている。即ち、これら６本の規制
ローラ36a,36b,36c,36d,36e,36fにより、タイミングベ
ルト34は、３本の腕部18a,18b,18cの基端部に対応する
所の、平歯車28の外周面の３箇所の部分に噛み合わず、
これら３箇所以外の外周面において噛み合うことが出来
ると共に、３つの従動用の平歯車32a,32b,32cの外周面
の外方部分に噛み合うことが出来るようになる。

尚、各従動用の平歯車32a,32b,32cに対応する一対の
規制ローラ36a,36b;36c,36d;36e,36fは、第２図に示す
ように、タイミングベルト34の放射状部分におけるベル
トの離間幅Ａが、各放射状部分において一定になる様な
位置に位置決めされている。

このようにして、このタイミングベルト34は、駆動用
の平歯車28の外周面の一部に噛み合つた後、第１の従動
用の平歯車32aの外方の外周面に噛み合い、再び、駆動
用の平歯車28の外周面の一部に噛み合った、第２の従動
用の平歯車32bの外方の外周面に噛み合い、また再び、
駆動用の平歯車28の外周面の一部に噛み合つた後、第３
の従動用の平歯車32cの外方の外周面に噛み合うように
して、エンドレスに捲回されることになる。

一方、第１の腕部18aに沿つて半径方向外方に延出し
ているタイミングベルト34の部分と、第１の把持爪22a
とを互いに連結するため、第１の連結部材38aが両者に
渡り形成されており、この第１の連結部材38aの上下両
端は、タイミングベルト34と第１の把持付22aとに夫々
固定されいる。また、同様に、第２及び第３の把持爪22
b,22cは、第２及び第３の連結部材38b,38cを夫々介し
て、タイミングベルト34に連結されている。

尚、これら把持爪22a,22b,22cは、対応する連結部材3
8a,38b,38cによりタイミングベルト34に連結された状態
で、中心部から同一半径距離の位置に保持されるように
設定されている。

このように駆動機構24は構成されているので、駆動モ
ータ26が起動することにより、駆動用の平歯車28が回転
駆動され、この平歯車38の回転力は、タイミングベルト
34を介して３つの把持爪22a,22b,22cに同様に伝達され
ることになる。この結果、３つの把持爪22a,22b,22c
は、互いに同期した状態で、半径方向に沿つて往復移動
されることになる。

このようにして、この一実施例の把持装置10によれ
ば、ワークとして径の異なる円柱物体を順次把持する場
合においても、それらの中心を変えすに把持する事がで
きることになる。

この発明は、上述した一実施例の構成に限定されるこ
となく、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形可
能であることは言うまでもない。

例えば、上述した一実施例においては、把持爪は３本
設けられるように設定したが、この発明は、このような
構成に限定されることなく、把持爪の数は２本以上であ
れば同じ構成が採用され得るものである。

また、上述した一実施例においては、駆動モータ26の
駆動力を伝達するために、歯付きのタイミングベルト34
を使用するように説明したが、この発明は、このような
構成に限定されることなく、例えば、チエーン、平ベル
ト、ワイヤ、網ベルトでもよい。但し、ここで、平ベル
ト、ワイヤ、網ベルトを採用する場合には、規制ローラ
で駆動プーリに対して、所定の押圧力で押し付けるよう
にしなければならない。

［発明の効果］ 以上詳述したように、この発明に係わるワークの把持
装置においては、駆動回転プーリは駆動モータにより回
転され、この回転プーリと、この駆動回転プーリを中心
に放射状に設けられた少なくとも３つの従動回転部材と
の間には、エンドレスベルトが掛け渡されている。エン
ドレスベルトには、駆動回転プーリと各々の従動回転部
材との間において連結部材を介し把持片が取り付けられ
ているので、モータの回転運動は把持片の往復運動に変
換される。また、歯付のエンドレスベルトは、駆動回転
プーリに直接的に固定されずに駆動回転プーリの歯と歯
合する。従って、各々の把持片の往復運動は、個々の従
動回転部材と駆動回転プーリとの間で保証される。

特に、アイドラプーリの存在により、ベルトの移動方
向を、把持片が把持動作を行うために必要な移動方向と
一致させることが可能となり、従って、駆動プーリと従
動回転プーリの大きさを自由に設定しても、把持動作の
正確さが損なわれることはない。

従つて、この発明によれば、設計、製作の自由度が広
範で、しかも、正確な把持動作を行うことのできるワー
クの把持装置を提供できることになる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係わるワークの把持装置の一実施例
の構成を示す概略図； 第２図は第１図に示す把持装置の平面図；そして、 第３図は従来例の構成を示す平面断面図である。 図中、10……把持装置、12……連結板、14……把持本
体、16……連結ロツド、18a;18b;18c……腕部、20a₁;20
a₂;20b₁;20b₂;20c₁;20c₂……ガイドロツド、22a;22b;22
c……把持爪、24……駆動機構、26……駆動モータ、26a
……駆動軸、28……平歯車（駆動用）、30……連結軸、
32a;32b;32c……平歯車（従動用）、34……タイミング
ベルト、36a;36b;36c;36d;36e;36f……規制ローラ、38
a;38b;38c……連結部材である。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】中心部から半径方向に沿つて延出した少な
   くとも３本の腕部（18a,18b,18c）を一体的に有する把
   持本体（14）と、 この把持本体の中心部から対応する腕部の夫々の延出方
   向に沿つて往復移動するように支持された少なくとも３
   つの把持片（22a,22b,22c）と、 １台の駆動モータ（26）と、 この駆動モータにより回転駆動される歯付きの駆動回転
   プーリ（28）と、 前記各腕部の先端において夫々回転自在に支持され、前
   記駆動回転プーリを中間に挟むように配置された少なく
   とも３つの従動回転部材（32a,32b,32c）と、 前記駆動回転プーリと各従動回転部材とに渡り放射状に
   掛け渡された歯付きのエンドレスベルト（34）と、 このエンドレスベルトの放射状部材と各把持片とを夫々
   連結する少なくとも３つの連結部材（38a,38b,38c）と
   を具備し、 前記エンドレスベルトと前記駆動回転プーリとの歯合を
   保持するために、前記駆動回転プーリに対して前記エン
   ドレスベルを押しつけるための少なくとも３つのアイド
   ラプーリ（36a,36c,36e）が前記駆動回転プーリの周囲
   に設けられ、これらアイドラプーリの各々は、前記駆動
   回転プーリと夫々の従動回転部材との間のベルト部分
   が、対応する把持片の往復移動方向に平行するように、
   前記駆動回転プーリの周囲に配置されていること特徴と
   するワークの把持装置。
2. 【請求項２】前記アイドラプーリは少なくとも６個以上
   の少なくとも３組のプーリ（36a,36b,36c,36d,36e,36
   f）を有し、各組のアドラプーリは、対応する従動プー
   リに掛け渡されている前記エンドレスベルトの一部をこ
   のエンドレスベルトの外側から前記駆動回転プーリに押
   しつけることにより歯合を保持することを特徴とする請
   求項１に記載のワークの把持装置。