JP3209518U - ロボット挟持装置の補償ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】正確な位置決め、及び累積誤差量を補償するロボット挟持装置の補償ユニットを提供する。【解決手段】ロボット挟持装置の補償ユニットは、底座、移動部材、第一転動部材、第二転動部材、スライド座および第一弾性部材を備える。底座１１は、第一側壁１１２、第二側壁１１３、第一凸部１１４および第二凸部１１５を有する。移動部材１２は、第一側壁と第二側壁との間に設けられ、第三凸部１２１、第四凸部１２２が突出している。第一転動部材１３は、第一凸部と第三凸部との間に位置する。第二転動部材１４は、第二凸部と第四凸部との間に位置する。スライド座１５は、底座に設置され、第一貫通穴と連通する第二貫通穴を有する。第一弾性部材１６は、両端がそれぞれ底座及びスライド座に連結される。第一側壁、第二側壁、転動部材、および移動部材間の隙間を利用して、ロボット挟持装置の補償効果を達成する。【選択図】図２

Description

本考案は、ロボットの挟持装置に補償機能を持たせるためのものであり、特に、ロボット挟持装置の補償ユニットに関する。

ロボットは、現在の製造業の中で重要な役割を果たしている。ロボットは、作業環境に対する要求が低く、毒、騒音、及び重圧のある危険な環境において作業を継続可能であり、照明及び休憩を必要としないからである。そのため、産業界はロボットの研究開発及び応用を積極的に取り入れている。

ロボットは正確に位置決めを行うことができないため、末端工具の先に補償ユニットを取り付ける必要がある。これにより、ロボットの位置決め及び作業台により発生する累積誤差量を補償し、作業を円滑に行うことができる。日本で公開された特開昭６３−２６８７号公報は上述の例であり、末端の工具の先端に補償ユニットを設けている。

また、アメリカ特許第４７４５６８１では別の補償方法が開示されている。空気が流れ出す貫通穴を利用し、機械挟持装置の各挟持装置アーム末端が圧力計により異なる位置の空気圧を測定し正確な貫通穴を探し出し挿入部材を貫通穴に挿入する。

上述の内容から分かるように、補償ユニットは確実にロボットに応用されている。もちろん、ロボットの挟持装置にとっても例外ではない。

本考案は、ロボット挟持装置の補償ユニットを提供する。

本考案によるロボット挟持装置の補償ユニットは、一つの底座と、一つの移動部材と、一つの第一転動部材と、一つの第二転動部材と、一つのスライド座と、一つの第一弾性部材と、を備える。底座は、頂部に一つの第一貫通穴を有し、第一貫通穴の互いに対向する両側にそれぞれ一つの第一側壁及び一つの第二側壁を有し、第一側壁から第二側壁に向かって一つの第一凸部が突出し、第二側壁から第一側壁に向かって一つの第二凸部が突出している。移動部材は、第一側壁と第二側壁の間に設けられ、第一側壁に向かって一つの第三凸部が突出し、第二側壁に向かって一つの第四凸部が突出し、移動部材と第一側壁との間に第一所定距離を有し、移動部材と第二側壁との間に第二所定距離を有する。第一転動部材は、第一凸部と第三凸部の間に位置し、第一所定距離より小さい直径を有する。第二転動部材は、第二凸部と第四凸部の間に位置し、第二所定距離より小さい直径を有する。スライド座は、底座に設置されており、底座に対して相対移動可能であり、第一貫通穴と連通する一つの第二貫通穴を有する。第一弾性部材は、両端がそれぞれ底座及びスライド座に連結されている。これにより、第一側壁、第二側壁、転動部材、及び移動部材間の隙間を利用して、第一弾性部材及びスライド座に合わせて作動し、ロボット挟持装置の補償効果を達成する。

第一凸部と第一側壁とを繋げる面は平面または凹弧面であり、第二凸部と第二側壁とを繋げる面は平面または凹弧面である。これにより、第一凸部と第一側壁との接触位置を制御することができる。

一つの第二弾性部材さらに備え、第二弾性部材は、両端がそれぞれ底座及びスライド座に連結されている。これにより、第一弾性部材及び第二弾性部材がスライド座に作用し、スライド座が平衡となるようにする。

底座に設けられている一つのスライドレールと、スライドレールに沿って移動し、スライド座に連結されて入る一つのスライドブロックとをさらに備える。これにより、スライド座に相対する底座の移動を案内する。

底座は一つのハウジング部をさらに有し、第一弾性部材の両端はそれぞれハウジング部とスライド座とに連結されている。第二弾性部材を備える場合、第二弾性部材の両端はそれぞれハウジング部とスライド座とに連結されている。

本考案のロボット挟持装置の補償ユニットは、第一弾性部材を省略し、代わりに底座に連結されている一つの第一磁性部材、スライド座に連結されている一つの第二磁性部材、底座に連結されている一つの第三磁性部材、スライド座に連結されている一つの第四磁性部材を備える。第二磁性部材と第一磁性部材が互いに対向する面、及び、第四磁性部材と第三磁性部材が互いに対向する面は、引き合う、または、反発する。これにより、第一側壁、第二側壁、転動部材、及び移動部材間の隙間を利用して、第一磁性部材から第四磁性部材間の作用に合わせて、ロボット挟持装置の補償効果を達成する。

底座がハウジング部をさらに有する時、第一磁性部材と第三磁性部材はハウジング部に連結されている。

本考案の第一実施例の斜視図である。 本考案の第一実施例の断面図であり、第一実施例の構造を示す。 本考案の第一実施例の断面図であり、第一実施例に増設された第二弾性部材を示す。 本考案の第一実施例の断面図であり、第一凸部と第一側壁を繋げる面が平面であることを示す。 本考案の第一実施例の分解図であり、第一実施例の部材を示す。 本考案の第二実施例の断面図である。 本考案の第一実施例の使用状態を示す模式図であり、物体を放す使用状態を示す。 本考案の第一実施例の使用状態を示す模式図であり、物体を挟持する使用状態を示す。 本考案の第一実施例の使用状態を示す模式図であり、物体を挟持する使用状態を示す。 本考案の第一実施例の使用状態を示す模式図であり、物体を挟持しかつ補償効果が発生する使用状態を示す。 本考案の第一実施例の使用状態を示す模式図であり、各指体が挟持対象物から離れる必要があり、補償効果の使用状態を示す。

図１から図５に示すように、本考案の第一実施例のロボット挟持装置の補償ユニットは、一つの底座１１と、一つの移動部材１２と、一つの第一転動部材１３と、一つの第二転動部材１４と、一つのスライド座１５と、一つの第一弾性部材１６と、を備える。

底座１１は、頂部に一つの第一貫通穴１１１を有する。第一貫通穴１１１は、ネジ軸などの駆動部材を底座１１内に挿入するようにする。底座１１は、第一貫通穴１１１の互いに対向する両側にそれぞれ一つの第一側壁１１２及び一つの第二側壁１１３を有する。底座１１は、第一側壁１１２から第二側壁１１３に向いて一つの第一凸部１１４が突出されている。底座１１は、第二側壁１１３から第一側壁１１２に向いて一つの第二凸部１１５が突出されている。

移動部材１２は、第一側壁１１２と第二側壁１１３との間に設けられている。移動部材１２は、第一側壁１１２に向かって一つの第三凸部１２１が突出している。移動部材１２は、第二側壁１１３に向かって一つの第四凸部１２２が突出している。移動部材１２は、第一側壁１１２との間に第一所定距離Ｄ１を有する。移動部材１２は、第二側壁１１３との間に第二所定距離Ｄ２を有する。

第一転動部材１３は、球状転動部材または筒状転動部材である。ここで、筒状転動部材を例とする。第一転動部材１３は、第一凸部１１４と第三凸部１２１との間に位置する。第一転動部材１３は、第一所定距離Ｄ１より小さい直径を有する。これにより、第一側壁１１２と移動部材１２とを離間させる。第一凸部１１４と第一側壁１１２とを繋げる面は凹弧面（図３に示すように）または平面（図４に示すように）である。本実施例では、凹弧面を選択し、第一凸部１１４と第一転動部材１３との接触位置を制御する。凹弧面または平面とならなくても本考案の補償効果に影響を与えない。

第二転動部材１４は、第二凸部１１５と第四凸部１２２との間に位置する。第二転動部材１４は、第二所定距離Ｄ２より小さい直径を有する。第二転動部材１４の作用は、第一転動部材１３の作用と似ているため説明を割愛する。

スライド座１５は、底座１１に設置されており、底座１１に対して相対移動可能である。スライド座１５は、第一貫通穴１１１と連通する一つの第二貫通穴１５１を有する。使用者は、一つのモーターをスライド座１５に設置し、モーターの出力軸と連結されているネジ軸を第二貫通穴１５１及び第一貫通穴１１１に貫通させ底座１１内に挿入させる。

第一弾性部材１６は、両端がそれぞれ底座１１及びスライド座１５に連結されている。第一弾性部材１６の駆動により底座１１及びスライド座１５は挟持装置の中心位置に位置する。図３に示すように、本実施例では、第一弾性部材１６を設置するほか、第二弾性部材１７をさらに有する。第二弾性部材１７の両端は、それぞれ底座１１及びスライド座１５に連結されている。これにより、単一の第一弾性部材１６を設置する時に比べ、スライド座１５が正確に挟持装置の中心位置に位置するようにする。しかし、使用者は第二弾性部材を設置しなくても良い。

本実施例では、底座１１に設けられている一つのスライドレール１８と、スライド座１５に連結されておりスライドレール１８に沿って移動する一つのスライドブロック１９とをさらに備える。これにより、底座１１に相対するスライド座１５の移動経路を案内する。スライドレール１８及びスライドブロック１９を設置しなくても本考案の補償効果に影響を与えない。底座１１は、一つのハウジング部１１６をさらに有し、第一弾性部材１６の両端はそれぞれハウジング部１１６とスライド座１５とに連結されている。底座１１のハウジング部１１６は、異物が底座１１内部に侵入することを防止する。ハウジング部１１６を設置しなくても本考案の補償効果に影響を与えない。

これにより、第一側壁１１２、第二側壁１１３、第一転動部材１３、第二転動部材１４、及び移動部材１２の間の隙間を利用し、第一弾性部材１６及びスライド座１５の作動を合わせ、ロボット挟持装置の補償効果を達成する。

以上は、本考案の第一実施例である。図６に示すように、本考案の第二実施例を紹介する。第一実施例と異なるところは、本実施例は、上述の第一弾性部材１６及び第二弾性部材１７を省略し、一つの第一磁性部材２１、一つの第二磁性部材２２、一つの第三磁性部材２３、及び一つの第四磁性部材２４を備える。

第一磁性部材２１は底座１１に連結されている。

第二磁性部材２２はスライド座１５に連結されている。

第三磁性部材２３は底座１１に連結されている。

第四磁性部材２４はスライド座１５に連結されている。

第二磁性部材２２と第一磁性部材２１とが互いに対向する面、及び、第四磁性部材２４と第三磁性部材２３とが互いに対向する面は、同時に引き合う、または、同時に反発する。これにより、第一磁性部材２１と第二磁性部材２２とが、及び、第三磁性部材２３と第四磁性部材２４とが、同時に引き合う、または、同時に反発することでスライド座１５が平衡である位置に位置する。

これにより、第一側壁１１２、第二側壁１１３、第一転動部材１３、第二転動部材１４、及び移動部材１２の間の隙間を利用し、第一から第四磁性部材２１、２２、２３、２４の間の作用に合わせ、ロボット挟持装置の補償効果を達成する。

底座１１がハウジング部１１６をさらに有するとき、第一磁性部材２１及び第三磁性部材２３はハウジング部１１６に連結されている。ハウジング部１１６を設置しなくても本考案の補償効果に影響を与えない。

以上は、本考案の第一実施例及び第二実施例のロボット挟持装置の補償ユニットの構造を説明した。以下、第一実施例の使用状態を説明する。モーター７１は一つのスライド座１５に設置されており、モーター７１の出力軸７１１は一つのネジ軸７２に連結されている。ネジ軸７２は第二貫通穴１５１及び第一貫通穴１１１を貫通し、底座１１内に挿入される。一つのナット７３はネジ軸７２に螺接されており移動部材１２に設置されており、移動部材１２を連動させ上下に移動する。

また、一つの挟持座８１は、互いに連通する三つの収容室８１１を有する。挟持座８１は底座１１に連結されている。

一つの駆動ブロック９１は、移動部材１２に連結されており、挟持座８１の収容室８１１に設置されている。駆動ブロック９１は、両側がそれぞれ一つの駆動傾斜溝９１１を形成する。二つの従動ブロック９２は、駆動傾斜溝９１１に合わせる一つの従動凸部９２１を有する。各従動ブロック９２の従動凸部９２１は駆動傾斜溝９１１に接触し、各従動ブロック９２は駆動ブロック９１の上下移動に駆動され互いに接近または離間する。二つの指体９３は、それぞれ、従動ブロック９２に連結されており、従動ブロック９２に駆動され、互いに接近または離間し、物体を取るまたは放す。

図７、８に示すように、本考案の補償効果を有しない状況での使用状態を示す。

図７に示すように、物体を放すとき、モーター７１はネジ軸７２を駆動して回転させ、ナット７３を駆動し、移動部材１２を下方向に移動させる。移動部材１２は、駆動ブロック９１を連動させ下方向に移動させ、駆動傾斜溝９１１を介して、各従動凸部９２１を連動させ、各従動ブロック９２を離間させ、各指体９３が互いに離間し物体を放すようにする。移動部材１２が底部まで移動するとき、第一凸部１１４、第一転動部材１３、及び第三凸部１２１は互いに圧迫し、同時に、第二凸部１１５、第二転動部材１４、及び第四凸部１２２は互いに圧迫するので、移動部材１２は所定位置に規制される。

図８に示すように、物体を挟み取るとき、モーター７１はネジ軸７２を駆動して回転させ、ナット７３を駆動し、移動部材１２を上方向に移動させる。移動部材１２は、駆動ブロック９１を連動させ上昇し、駆動傾斜溝９１１を介して、各従動凸部９２１を連動させ、各従動ブロック９２を接近させ、また各指体９３が互いに接近し物体を挟み取るようにする。第三凸部１２１または第一凸部１１４が第一転動部材１３と離間し、第四凸部１２２または第二凸部１１５が第二転動部材１４と離間する。ここで、第三凸部１２１が第一転動部材１３と離間し、第四凸部１２２が第二転動部材１４と離間する例を挙げる。第一転動部材１３の直径が第一所定距離Ｄ１より小さく、第二転動部材１４の直径が第二所定距離Ｄ２より小さいため、第一側壁１１２、第一転動部材１３、及び移動部材１２の間に隙間を有し、第二側壁１１３、第二転動部材１４、及び移動部材１２の間に隙間を有する。

図９、１０に示すように、本考案の補償効果を有する状況での使用状態を示す。

物体を挟み取る後、部材を挿入する作業を行い補償効果が必要とされるとき、モーター７１が継続的にネジ軸７２を駆動して回転させ、ナット７３を駆動し、移動部材１２を上方向に移動させる。移動部材１２は、駆動ブロック９１を連動させ上昇し、駆動傾斜溝９１１を介して、各従動凸部９２１を連動させ、各従動ブロック９２を接近させ、また各指体９３が互いに接近し物体を挟み取るようにする。部材を挿入する作業を行うとき、図９に示すように、物体の中心線と挿入穴の中心線との間にずれを有している場合がある。このとき、物体を挿入すると、物体は力を受けて各指体９３を左側に偏移させる。同時に、各従動ブロック９２及び駆動ブロック９１を介して移動部材１２を連動させ左側に偏移させる。このとき、第一側壁１１２、第一転動部材１３、及び移動部材１２の間の隙間が減少し、移動部材は左側へ偏移をする。また、このとき、ネジ軸７２は移動部材１２に設けられているナット７３と連動し、モーター７１がスライド座１５を連動させ左側に偏移する。第一弾性部材１６はスライド座１５に対し右側への力を与え、スライド座１５が平衡の位置に戻るようにする。

図１１に示すように、前述の挟み取る作業は各指体９３を互いに接近させることで完成する。ここで、挟み取る作業が各指体９３を互いに離間させることで完成するとき、補償効果が発生する状態を示す。

このとき、モーター７１はネジ軸７２を駆動して回転させ、ナット７３を駆動し、移動部材１２を下方向に移動させる。移動部材１２は、駆動ブロック９１を連動させ下降させ、駆動傾斜溝９１１を介して、各従動凸部９２１を連動させ、各従動ブロック９２を離間させ、各指体９３が互いに離間し物体を挟み取るようにする。部材を挿入する作業を行うとき、物体の中心線と挿入穴の中心線との間にずれを有している場合がある。このとき、物体を挿入すると、物体は力を受けて各指体９３を左側に偏移させる。同時に、各従動ブロック９２及び駆動ブロック９１を介して移動部材１２を連動させ左側に偏移させる。同時に、各従動ブロック９２及び駆動ブロック９１を介して移動部材１２を連動させ左側に偏移させる。このとき、第一側壁１１２、第一転動部材１３、及び移動部材１２の間の隙間が減少し、移動部材は左側へ偏移する。このとき、ネジ軸７２は移動部材１２に設けられているナット７３と連動し、モーター７１がスライド座１５を連動させ左側に偏移する。第一弾性部材１６はスライド座１５に対し右側への力を与え、スライド座１５が平衡の位置に戻るようにする。

図１１に示すように、第一凸部１１４及び第三凸部１２１が位置する位置は上下に互いに変えることができる。同じ理由で、第二凸部１１５及び第四凸部１２２の位置も上下に互いに変えることができる。

上述のように、ロボット挟持装置の補償ユニットは、第一側壁１１２、第二側壁１１３、第一転動部材１３、第二転動部材１４、及び移動部材１２の間の隙間を利用し、第一弾性部材１６とスライド座１５の作動に合わせ、ロボット挟持装置の補償効果を達成する。

１１ 底座
１１１ 第一貫通穴
１１２ 第一側壁
１１３ 第二側壁
１１４ 第一凸部
１１５ 第二凸部
１１６ ハウジング部
１２ 移動部材
１２１ 第三凸部
１２２ 第四凸部
１３ 第一転動部材
１４ 第二転動部材
１５ スライド座
１５１ 第二貫通穴
１６ 第一弾性部材
１７ 第二弾性部材
１８ スライドレール
１９ スライドブロック
２１ 第一磁性体
２２ 第二磁性体
２３ 第三磁性体
２４ 第四磁性体
７１ モーター
７１１ 出力軸
７２ ネジ軸
７３ ナット
８１ 挟持座
８１１ 収容室
９１ 駆動ブロック
９１１ 駆動傾斜溝
９２ 従動ブロック
９２１ 従動凸部
９３ 指体
Ｄ１ 第一所定距離
Ｄ２ 第二所定距離

Claims (5)

1. 一つの底座と、一つの移動部材と、一つの第一転動部材と、一つの第二転動部材と、一つのスライド座と、一つの第一弾性部材と、を備え、
   前記底座は、頂部に一つの第一貫通穴を有し、前記第一貫通穴の互いに対向する両側にそれぞれ一つの第一側壁及び一つの第二側壁を有し、前記第一側壁から前記第二側壁に向って一つの第一凸部が突出し、前記第二側壁から前記第一側壁に向って一つの第二凸部が突出し、
   前記移動部材は、前記第一側壁と前記第二側壁の間に設けられ、前記第一側壁に向って一つの第三凸部が突出し、前記第二側壁に向かって一つの第四凸部が突出し、前記移動部材と前記第一側壁との間に第一所定距離を有し、前記移動部材と前記第二側壁との間に第二所定距離を有し、
   前記第一転動部材は、前記第一凸部と前記第三凸部の間に位置し、前記第一所定距離より小さい直径を有し、
   前記第二転動部材は、前記第二凸部と前記第四凸部の間に位置し、前記第二所定距離より小さい直径を有し、
   前記スライド座は、前記底座に設置されており、前記底座に対して相対移動可能であり、前記第一貫通穴と連通する一つの第二貫通穴を有し、
   前記第一弾性部材は、両端がそれぞれ前記底座及び前記スライド座に連結されていることを特徴とするロボット挟持装置の補償ユニット。
2. 前記第一凸部と前記第一側壁とを繋げる面は平面または凹弧面であり、前記第二凸部と前記第二側壁とを繋げる面は平面または凹弧面であることを特徴とする請求項１に記載のロボット挟持装置の補償ユニット。
3. 一つの第二弾性部材をさらに備え、
   前記第二弾性部材は、両端がそれぞれ前記底座及び前記スライド座に連結されていることを特徴とする請求項１に記載のロボット挟持装置の補償ユニット。
4. 一つの底座と、一つの移動部材と、一つの第一転動部材と、一つの第二転動部材と、一つのスライド座と、一つの第一磁性部材と、一つの第二磁性部材と、一つの第三磁性部材と、一つの第四磁性部材とを備え、
   前記底座は、頂部に一つの第一貫通穴を有し、前記第一貫通穴の互いに対向する両側にそれぞれ一つの第一側壁及び一つの第二側壁を有し、前記第一側壁から前記第二側壁に向かって一つの第一凸部が突出し、前記第二側壁から前記第一側壁に向かって一つの第二凸部が突出し、
   前記移動部材は、前記第一側壁と前記第二側壁との間に設けられ、前記第一側壁に向かって一つの第三凸部が突出し、前記第二側壁に向かって一つの第四凸部が突出し、前記移動部材と前記第一側壁との間に第一所定距離を有し、前記移動部材と前記第二側壁との間に第二所定距離を有し、
   前記第一転動部材は、前記第一凸部と前記第三凸部の間に位置し、前記第一所定距離より小さい直径を有し、
   前記第二転動部材は、前記第二凸部と前記第四凸部の間に位置し、前記第二所定距離より小さい直径を有し、
   前記スライド座は、前記底座に設置されており、前記底座に対して相対移動可能であり、前記第一貫通穴と連通する一つの第二貫通穴を有し、
   前記第一磁性部材は、前記底座に連結されており、
   前記第二磁性部材は、前記スライド座に連結されており、
   前記第三磁性部材は、前記底座に連結されており、
   前記第四磁性部材は、前記スライド座に連結されており、
   前記第二磁性部材と前記第一磁性部材とが互いに対向する面、及び、前記第四磁性部材と前記第三磁性部材とが互いに対向する面は、引き合う、または、反発することを特徴とするロボット挟持装置の補償ユニット。
5. 前記第一凸部と前記第一側壁とを繋げる面は平面または凹弧面であり、前記第二凸部と前記第二側壁とを繋げる面は平面または凹弧面であることを特徴とする請求項４に記載のロボット挟持装置の補償ユニット。

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