JP2653181B2 - 把持装置 - Google Patents

把持装置

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JP2653181B2
JP2653181B2 JP1225738A JP22573889A JP2653181B2 JP 2653181 B2 JP2653181 B2 JP 2653181B2 JP 1225738 A JP1225738 A JP 1225738A JP 22573889 A JP22573889 A JP 22573889A JP 2653181 B2 JP2653181 B2 JP 2653181B2
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智紀 片野
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は把持装置に関し、特に、柔らかく傷つき易い
物体、あるいは脆く壊れ易い物体等を損傷することなく
確実に把持することができる把持装置に関する。
〔従来の技術〕
第6図に従来技術による把持装置5の一例を示す。な
お、同図では2本の指部のみが示されているが、紙面と
は垂直方向に同一の構成による残り2本の指部があり、
計4本の指部によりその間に不図示の物体を把持するよ
うに構成されている。ここで、51は指部であり、指部51
はそれぞれ平行リンク機構52の先端から下方に延在され
て取付けられており、平行リンク機構52をレバー53を介
して直動シリンダ54により軸55の周りに回動させること
によって指部51の間を開閉させ、物体を把持したり、離
したりすることができる。第7図は第6図の把持装置が
閉じられている状態を示す。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、このような従来の把持装置では次の様
な問題点がある。すなわち、まず機構自体が複雑なた
め、ロボットアームの先端等取り付けて動作させる場
合、把持装置5自体の重い重量が制御性や可搬重量等ロ
ボットの能力を不利に導き、コストの面でも高くつく。
また、このような従来の把持装置を用いて、柔らかく
傷つきやすい物体、あるいは脆く壊れ易い物体を確実に
把持するには、指部51の内側面511に柔らかいゴム,ス
ポンジ等による緩衝材を装着しなければならず、更にま
た、指部51に例えば触覚センサを装着するなど何らかの
圧覚検知手段により、物体に及ぼす把持力を検出し、そ
の検知信号を制御装置にフィードバックして、最適把持
力になるように直動シリンダ54を制御する必要があり、
その制御システムの複雑さから、大幅なコストアップを
招く。
そこで、本発明者は先に第8図および第9図に示すよ
うな把持装置を提案した。これらの図において、把持装
置1はアクチュエータとして把持動作をする4本の弾性
材料からなる指部材(以下で弾性指部という)11,弾性
指部11を固定支持する固定ベース12、固定ベース12を介
して弾性指部11に圧縮空気を供給する配管システム13お
よび操作弁14とコンプレッサー15とを有している。ま
た、弾性指部11はそれぞれの内部に沿って偏心的に形成
された空洞111を有しており、コンプレッサー15から配
管システム13,操作弁14を介してこれらの空洞111に圧縮
空気が送り込まれる。以上のように把持装置は非常に
簡素に構成されており、軽量でしかも低コストで作るこ
とができるもので、以下にその動作について説明する。
第10A図および第10B図はアクチュエータとして動作す
る弾性指部11を模式的に示したもので、弾性指部11はゴ
ム等適当なヤング率を持つ柔軟性のある弾性材料で構成
され、その指部11の長手方向に沿って空洞111を有し、
空洞111の偏心により指部11の外側に薄肉部113が、また
内側に厚肉部114が形成されるようにしてある。また、
弾性指部11の内部にはその外周に沿って、弾性指部11自
体のヤング率よりも大きいヤング率を有するワイヤリン
グ112が長手方向にわたって複数段埋設してあり、いま
空洞111に固定ベース側から圧縮空気が送り込まれる
と、弾性指部11に内面から圧力が加えられることによ
り、空洞111が広げられようとする。しかし、指部11で
はワイヤリング112の拘束があるので径方向には広がら
ずほぼ軸方向にのみ伸びようとする。そしてこのとき、
厚肉部114に比べて薄肉部113の方が大きく伸延されるこ
とになるので、第11図に示すように弾性指部11が大きく
厚肉部114の側、すなわち互いに内側に向けて緩やかに
湾曲することになり、第12図のようにして物体20をソフ
トに把持することができる。
なお第8図では操作弁14により配管システム13を大気
中に開放した状態、すなわち空洞111の内圧を大気圧に
等しくした状態が示されており、第12図のように操作弁
14により配管システム13をコンプレッサ15側に接続させ
るように操作することで空洞111に圧縮空気を送り込
み、物体20を包むように把持することができるもので弾
性指部11がゴム等の柔軟性のある材料で形成され、しか
も空気圧を駆動源とすることから、把持物体20の大きさ
や、形状に対応して柔軟に変形できる、物体20が柔らか
く傷つき易い、あるいは脆く壊れ易い場合でも、損傷す
るようなことなく確実に把持することができる。
ところが、上述した提案による形態の把持装置
は、各々の弾性指部11の制御される曲り方向が一方向に
限定されているために、第12図に示したような形状およ
び大きさの物体20しか把持できず、例えば第13図のよう
に長柱状の物体20Aの場合安定した状態で把持できず、
把持動作およびその対象物体が限定されるという問題点
があった。
本発明の目的は上述したような問題点に着目し、その
解決を図るべく、複数の指部材を具え、各指部材の曲り
方向を自在に制御することによって把持の対象となる物
体の形状および大きさに対応した把持動作が可能な把持
装置を提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
上記の目的を達成するために、本発明によれば、弾性
材料で柱状に形成され、長手方向に沿って並設された中
実部と複数の中空部とを有すると共に該中空部の先端が
それぞれ閉塞された複数の指部材と、該複数の指部材の
基部を保持する基体と、前記並設された複数の中空部に
個別に流体圧を供給する手段とを具え、前記指部材は偏
心して形成された中実部とその余の部分に偏心して形成
された複数の中空部と該複数の中空部の偏心により前記
長手方向に沿って形成された複数の薄肉部とからなり、
前記複数の中空部の少なくとも一つに前記流体圧を個別
に供給することにより前記複数の薄肉部の少なくとも一
つを前記長手方向に延伸させて前記指部材の各々を自在
の方向に湾曲させ、湾曲させた前記複数の指部材により
物体を把持させるようにすることとする。
〔作用〕
本発明によれば、弾性材料で形成された複数の指部材
に対し、それぞれに形成された複数の中空部の少なくと
もいずれかに選択的に制御した流体圧を供給することに
より各指部材をそれぞれ所望の方向に曲げることがで
き、その把持対象物体の形状および大きさに応じて適当
な把持姿勢を取ることができるため、1つの把持装置で
様々な物体を柔軟に把持することができる。
〔実施例〕
以下に図面に基づいて本発明の実施例を詳細かつ具体
的に説明する。
第1図および第2図は本発明の一実施例を示し、その
概要については、先に第11図および第12図に示した例と
変わらないが、第1図の把持装置100にかかわる操作弁2
4は弾性指部110内に後述するようにして形成される複数
の中空部に同時に同圧もしくは異なる圧力を供給可能に
制御されるものであり、従って、図示はしないが各弾性
指部の対応した組の中空部に操作弁24を介して圧力を自
在に分配できるように構成されるものとする。なお、こ
のような圧力分配可能な制御弁24としては汎用のものを
使用することができるが、複数の組別とした中空部にそ
れぞれ専属の配管システム,操作弁およびコンプレッサ
を配設して制御するようにしてもよい。
第3A図および第3B図はその弾性指部110を模式的に示
すもので、弾性指部110は湾曲し易いような適切なヤン
グ率を有する弾性材料で形成されると共に、その内部に
周方向に沿ってワイヤリング112が挿入される。しかし
て、本実施例では弾性指部110には偏心して中実部110A
が形成され、その余の部分に長手方向に沿って2つの中
空部111Aおよび111Bが設けられる。
このように構成した把持装置100において、いま中空
部111Aにコンプレッサおよび操作弁を介して圧縮空気を
送り込み圧力をかけた場合、第4A図に示すように、主に
薄肉部113Aが大きく延伸されるため、弾性指部110はA
の方向に曲り、第4B図の110Aのように変形する。同様に
中空部111Bに圧力をかけた場合、弾性指部110はBの方
向に曲り110Bのように変形する。さらにまた、中空部11
1Aと111Bのそれぞれに適切な割合で同時に圧力をかけた
場合は、弾性指部110をA方向からB方向までの範囲内
で任意の方向自在に曲げることができ、また中空部111A
および111Bに同時に同じ圧力をかけると、Cの方向に曲
り110Cのように変形する。
従って、本実施例による把持装置100において、2つ
の中空部111Aおよび111Bにそれぞれ異なる圧力を分配し
てかけることにより、その把持対象に応じた様々な把持
姿勢を保たせることができる。よって、本実施例の把持
装置100によれば第12図に示したような物体20は勿論の
こと、第13図に示したような長柱状の物体20Aでも、第5
A図および第5B図に示すように安定した把持姿勢を保っ
て物体20Aを把持することができる。
なお、以上に述べてきた実施例では4本の弾性指部の
それぞれに2つの中空部を設けるようにしたが、弾性指
部の数およびそれぞれに形成する中空部の数はこれに限
られるものではなく、主として取扱う対象物体の形状に
応じてこれらの数をそれぞれ適切に設定すればよいこと
はいうまでもない。
〔発明の効果〕
上記の構成を採用した結果、把持対象物体の形状や大
きさ等に限定されることなく、同一の把持装置で様々な
物体を安定した状態で把持することができるようになっ
た。
【図面の簡単な説明】
第1図および第2図は本発明把持装置の一実施例を示す
それぞれ側面図および下面図、第3A図は本発明にかかる
弾性指部の模式的側面図、第3B図は第3A図の断面図、第
4A図および第4B図は弾性指部のそれぞれ変形状態を示す
上面図および側面図、第5A図および第5B図は本発明把持
装置で物体を把持している状態を示すそれぞれ側面図お
よび下面図、第6図および第7図は従来技術による把持
装置の指部を開いた状態および閉じた状態をそれぞれ示
す説明図、第8図および第9図は本出願人が先に提案し
た把持装置の側面図および下面図、第10A図は第8図に
示す弾性指部の模式的断面図、第10B図は第10A図のQ−
Q線断面図、第11図は第10A図に示す弾性指部の変形状
態を示す断面図、第12図は第8図の把持装置で物体を把
持している状態を示す側面図、第13図は第8図の把持装
置で物体を把持している状態を示す側面図である。 1,100……把持装置、11,110……弾性指部、12……固定
ベース、13……配管システム、14,24……操作弁、15…
…コンプレッサ、20,20A……物体、111,111A,111B……
中空部、112……ワイヤリング、113,113A,113B……薄肉
部。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】弾性材料で柱状に形成され、長手方向に沿
    って並設された中実部と複数の中空部とを有すると共に
    該中空部の先端がそれぞれ閉塞された複数の指部材と、
    該複数の指部材の基部を保持する基体と、前記並設され
    た複数の中空部に個別に流体圧を供給する手段とを具
    え、前記指部材は偏心して形成された中実部とその余の
    部分に偏心して形成された複数の中空部と該複数の中空
    部の偏心により前記長手方向に沿って形成された複数の
    薄肉部とからなり、前記複数の中空部の少なくとも一つ
    に前記流体圧を個別に供給することにより前記複数の薄
    肉部の少なくとも一つを前記長手方向に延伸させて前記
    指部材の各々を自在の方向に湾曲させ、湾曲させた前記
    複数の指部材により物体を把持させるようにしたことを
    特徴とする把持装置。
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