JP5970708B2 - Robot hand, robot, and gripping mechanism - Google Patents
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Description
本願発明は、ロボットハンド、ロボット、および把持機構に関する。 The present invention relates to a robot hand, a robot, and a gripping mechanism.
複数本の指部材を平行移動させて互いの間隔を変更することにより、対象物を把持するロボットハンドが知られている。指部材を移動させるための動力は、動力源から駆動機構を介して指部材に伝達される。また、駆動機構としては、複数のギアを組み合わせたギア機構や、複数のリンク部材を組み合わせたリンク機構などが用いられることが多い。 A robot hand that grips an object by moving a plurality of finger members in parallel to change the interval between them is known. The power for moving the finger member is transmitted from the power source to the finger member via the drive mechanism. As the drive mechanism, a gear mechanism in which a plurality of gears are combined or a link mechanism in which a plurality of link members are combined is often used.
ここで、ギア機構のギアとギアとが噛み合う部分には、必ず隙間が存在する。また、リンク機構のリンク部材とリンク部材とが組み合わされた部分にも、必ず隙間が存在する。そして、これらの隙間は駆動機構にバックラッシュを発生させる。尚、本願においてバックラッシュとは、たとえばギア機構であれば、ギアの回転方向が反転した時にギアとギアとの隙間に相当する期間だけギアが空回りする状態、あるいはその状態となる期間をいう。また、リンク機構であれば、リンク部材の移動方向が反転した時にリンク部材とリンク部材との隙間に相当する期間だけリンク部材が空走する状態、あるいはその状態となる期間をいう。 Here, there is always a gap in a portion where the gear of the gear mechanism meshes with the gear. In addition, a gap always exists in a portion where the link member and the link member of the link mechanism are combined. These gaps cause backlash in the drive mechanism. In the present application, for example, in the case of a gear mechanism, the backlash refers to a state in which the gear rotates idly for a period corresponding to the gap between the gears when the rotation direction of the gear is reversed, or a period in which the gear is in that state. Further, in the case of a link mechanism, it means a state in which the link member runs idle for a period corresponding to the gap between the link member and the link member when the moving direction of the link member is reversed, or a period in which the link member is in that state.
バックラッシュの間は、駆動機構を動かしても指部材は動かないので、指部材の間隔を細かく調整することが困難となる。そこで、ハーモニックドライブ減速機(ハーモニックドライブは登録商標)という特殊な機構を用いることによってバックラッシュの発生を回避する技術(特許文献1)や、バックラッシュの大きさを監視しておき、バックラッシュの大きさが許容量を超えた場合には警告するようにした技術(特許文献2)が提案されている。 During the backlash, even if the drive mechanism is moved, the finger member does not move, so that it is difficult to finely adjust the interval between the finger members. Therefore, by using a special mechanism called a harmonic drive speed reducer (Harmonic Drive is a registered trademark), the technology for avoiding the occurrence of backlash (Patent Document 1), the size of the backlash is monitored, and the backlash A technique (Patent Document 2) has been proposed that warns when the size exceeds an allowable amount.
しかし、上記の特許文献1に提案の技術では、特殊な減速機を用いるため、構造が複雑化且つ大型化してしまう。また、上記の特許文献2に提案の技術では、摩耗によるバックラッシュの増大を検知可能であるものの、バックラッシュを無くすことはできない。 However, since the technique proposed in Patent Document 1 uses a special reduction gear, the structure becomes complicated and large. Further, with the technique proposed in Patent Document 2 described above, an increase in backlash due to wear can be detected, but the backlash cannot be eliminated.
この発明は、従来の技術が有する上述した課題を解決するためになされたものであり、単純な構造でバックラッシュを生じることなく指部材を平行移動させて対象物を把持することが可能なロボットハンド、ロボット、および把持機構を提供することを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems of the prior art, and is a robot capable of moving a finger member in parallel with a simple structure without causing backlash and gripping an object. An object is to provide a hand, a robot, and a gripping mechanism.
上述した課題の少なくとも一部を解決するために、本願発明のロボットハンドは次の構成を採用した。すなわち、
指部材が設けられた4つの指ブロックと、
前記指ブロックを第1方向または第2方向に移動する駆動機構と、
駆動軸によって前記駆動機構と接続された複数の周辺ブロックと、
前記周辺ブロックの摺動穴に挿入されて摺動可能な複数のガイド軸と、
を備え、
前記指ブロックは第3方向から平面視した四角形の4つの角部に位置し、前記周辺ブロックと前記ガイド軸は前記四角形の4つの辺部に沿って位置し、前記駆動機構の中央は前記四角形の中央に位置し、前記辺部の2つの辺の一方は前記第1方向に平行且つ前記の辺部のもう一方の2つの辺は前記第2方向に平行であり、
前記第1方向と前記第2方向と前記第3方向は互いに直交し、
前記指ブロックを移動する移動方向に前記指ブロックを付勢する付勢部材を備えることを要旨とする。
In order to solve at least a part of the problems described above, the robot hand of the present invention employs the following configuration. That is,
Four finger blocks provided with finger members;
A drive mechanism for moving the finger block in a first direction or a second direction;
A plurality of peripheral blocks connected to the drive mechanism by a drive shaft;
A plurality of guide shafts slidably inserted into the sliding holes of the peripheral block;
With
The finger block is located at four corners of a quadrangle in plan view from the third direction, the peripheral block and the guide shaft are located along four sides of the quadrangle, and the center of the drive mechanism is the square , One of the two sides of the side part is parallel to the first direction and the other two sides of the side part are parallel to the second direction,
The first direction, the second direction, and the third direction are orthogonal to each other,
The gist of the present invention is to include a biasing member that biases the finger block in a moving direction in which the finger block moves.
このような構成を有する本願発明のロボットハンドにおいては、駆動機構を用いて駆動軸を駆動すると、周辺ブロックの間隔を変更することができる。また、平面視において、四角形の角部の位置には、指ブロックが配置され、指ブロックには指部材が取り付けられている。このため、駆動軸を駆動することによって指部材を移動させることができ、様々な対象物を把持することができる。また、指ブロックは、付勢部材によって移動方向に付勢されている。こうすれば、指ブロックを移動方向に移動させる際のバックラッシュが発生することを回避することができる。尚、付勢部材は移指ブロックを直接付勢してもよいが、指ブロックは摺動軸を介して周辺ブロックと接続されているので、周辺ブロックを付勢することによって間接的に指ブロックを付勢してもよい。 In the robot hand of the present invention having such a configuration, when the drive shaft is driven using the drive mechanism, the interval between the peripheral blocks can be changed. Further, in plan view, a finger block is disposed at a position of a square corner, and a finger member is attached to the finger block. For this reason, the finger member can be moved by driving the drive shaft, and various objects can be gripped. Further, the finger block is urged in the moving direction by the urging member. By doing so, it is possible to avoid the occurrence of backlash when the finger block is moved in the movement direction. The urging member may urge the finger block directly. However, since the finger block is connected to the peripheral block via the sliding shaft, the finger block is indirectly urged by urging the peripheral block. May be energized.
上述した本発明のロボットハンドにおいては、付勢部材をコイルバネとしてもよい。 In the robot hand of the present invention described above, the biasing member may be a coil spring.
こうすれば、小型で且つ簡単な構造で付勢部材を実現することが可能となる。 In this way, it is possible to realize the urging member with a small and simple structure.
また、上述した本発明のロボットハンドにおいては、付勢部材を実現するコイルバネは、周辺ブロックが駆動機構の中央に近づく終点では移動方向に自由長よりも圧縮された状態となり、周辺ブロックが駆動機構の中央から離間する終点では移動方向に自由長よりも伸張された状態となるコイルバネとしてもよい。なお、周辺ブロックが駆動機構の中央に近づく終点とは、コイルバネが自由長の状態から周辺ブロックを近づける移動を継続した後に当該移動を終了する位置であり、周辺ブロックが駆動機構の中央に離間する終点とは、コイルバネが自由長の状態から周辺ブロックを離間する移動を継続した後に当該移動を終了する位置である。 In the robot hand of the present invention described above, the coil spring that realizes the biasing member is in a state where the peripheral block is compressed more than the free length at the end point when the peripheral block approaches the center of the drive mechanism, and the peripheral block is driven by the drive mechanism. It is good also as a coil spring which will be in the state extended in the movement direction rather than the free length in the end point spaced apart from the center. The end point at which the peripheral block approaches the center of the drive mechanism is a position where the movement ends after the coil spring continues to move the peripheral block from the free length state, and the peripheral block is separated to the center of the drive mechanism. The end point is a position where the movement ends after the coil spring continues to move away from the peripheral blocks from the free length state.
付勢部材を実現するコイルバネは、圧縮された状態でも伸張された状態でもバックラッシュの発生を回避することができるから、このようにすれば、コイルバネを選択する際のバネ長に起因した制限を大幅に軽減できる。その結果、コイルバネの選択自由度が増加して、より好ましい特性のコイルバネを用いることが可能となる。 Since the coil spring that realizes the urging member can avoid the occurrence of backlash in the compressed state or in the extended state, in this way, the restriction due to the spring length when selecting the coil spring is limited. Can be greatly reduced. As a result, the degree of freedom in selecting the coil spring is increased, and a coil spring having more favorable characteristics can be used.
また、上述した本発明のロボットハンドにおいては、自由長が異なり且つ、互いに独立に指ブロックを移動方向に付勢する複数のコイルバネによって、付勢部材を実現してもよい。 In the robot hand of the present invention described above, the biasing member may be realized by a plurality of coil springs having different free lengths and biasing the finger block in the moving direction independently of each other.
こうすれば、付勢部材を実現するコイルバネの1つが自由長になって反力を発生しなくなっても、付勢部材を実現する他のコイルバネが反力を発生するので、移動方向のバックラッシュの発生を常に回避することができる。 In this way, even if one of the coil springs that realize the biasing member becomes free length and does not generate a reaction force, another coil spring that realizes the biasing member generates a reaction force. Can always be avoided.
また、上述した本発明のロボットハンドにおいては、中心軸上を駆動軸が貫通して設けられたコイルバネによって付勢部材を実現してもよい。 In the robot hand of the present invention described above, the urging member may be realized by a coil spring provided with a drive shaft passing through the central axis.
こうすれば、駆動軸が設けられた位置に重ねてコイルバネを設けることができるので、コイルバネを設けたことによってロボットハンドが大型化することがない。また、コイルバネの中心軸上に駆動軸が通っているので、コイルバネが倒れるなどして姿勢が変わって、発生する反力が変化することも防止できる。 In this way, the coil spring can be provided in an overlapping manner at the position where the drive shaft is provided, so that the robot hand is not enlarged by providing the coil spring. Further, since the drive shaft passes through the central axis of the coil spring, it is possible to prevent the posture from being changed due to the coil spring falling and the reaction force generated from being changed.
あるいは、上述した本発明のロボットハンドにおいては、中心軸上をガイド軸が貫通して設けられたコイルバネによって付勢部材を実現してもよい。 Alternatively, in the robot hand of the present invention described above, the urging member may be realized by a coil spring provided with a guide shaft passing through the central axis.
こうしても、ガイド軸が設けられた位置に重ねてコイルバネを設けることができるので、コイルバネを設けたことによってロボットハンドが大型化することがない。また、コイルバネの中心軸上にガイド軸が通っているので、コイルバネが倒れるなどして姿勢が変わって、発生する反力が変化することも防止できる。 Even in this case, since the coil spring can be provided at the position where the guide shaft is provided, the robot hand is not enlarged by providing the coil spring. In addition, since the guide shaft passes through the central axis of the coil spring, it is possible to prevent the generated reaction force from changing due to the posture of the coil spring falling and the like.
また、上述した本発明のロボットハンドにおいては、複数の指ブロックの間で第3方向(第1方向および第2方向に直交する方向)に移動する掌部材を設け、掌部材から第3方向に駆動軸を立設させて駆動機構に接続して、掌部材を移動方向に付勢する付勢部材を設けてもよい。 In the robot hand of the present invention described above, a palm member that moves in a third direction (a direction orthogonal to the first direction and the second direction) is provided between the plurality of finger blocks, and the palm member moves in the third direction. An urging member may be provided that urges the palm member in the moving direction by erecting the drive shaft and connecting to the drive mechanism.
こうすれば、掌部材を移動させることによって、複数の指部材と掌部材との間で対象物をしっかりと把持することができる。また、掌部材は付勢部材によって移動方向に付勢されているので、掌部材の第3方向へのバックラッシュが発生することも回避することができる。尚、この付勢部材は、コイルバネを用いて実現してもよい。更には、中心軸上を駆動軸が貫通して設けられたコイルバネによって付勢部材を実現してもよい。 In this case, the object can be firmly held between the plurality of finger members and the palm member by moving the palm member. Further, since the palm member is urged in the movement direction by the urging member, it is possible to avoid the backlash of the palm member in the third direction. This urging member may be realized using a coil spring. Further, the urging member may be realized by a coil spring provided with a drive shaft penetrating the central axis.
また、上述した本発明のロボットハンドにおいては、内部に設けられた流体室の圧力を増減させることによって伸縮するピストン・シリンダー機構によって、付勢部材を実現してもよい。 In the robot hand of the present invention described above, the urging member may be realized by a piston / cylinder mechanism that expands and contracts by increasing / decreasing the pressure of the fluid chamber provided therein.
こうすれば、流体室の圧力を調整することで、移動部材を付勢する力の大きさを任意に調整することが可能となる。 In this way, it is possible to arbitrarily adjust the magnitude of the force for urging the moving member by adjusting the pressure of the fluid chamber.
また本発明は、上述したロボットハンドを備えるロボットの態様で把握することができる。すなわち、ロボットの態様で把握した本発明は、
ロボットハンドを搭載したロボットであって、
前記ロボットハンドは、
指部材が設けられた4つの指ブロックと、
前記指ブロックを第1方向または第2方向に移動する駆動機構と、
駆動軸によって前記駆動機構と接続された複数の周辺ブロックと、
前記周辺ブロックの摺動穴に挿入されて摺動可能な複数のガイド軸と、
を備え、
前記指ブロックは第3方向から平面視した四角形の4つの角部に位置し、前記周辺ブロックと前記ガイド軸は前記四角形の4つの辺部に沿って位置し、前記駆動機構の中央は前記四角形の中央に位置し、前記辺部の2つの辺の一方は前記第1方向に平行且つ前記の辺部のもう一方の2つの辺は前記第2方向に平行であり、
前記第1方向と前記第2方向と前記第3方向は互いに直交し、
前記指ブロックを移動する移動方向に前記指ブロックを付勢する付勢部材を備えることを要旨とする。
Moreover, this invention can be grasped | ascertained with the aspect of a robot provided with the robot hand mentioned above. That is, the present invention grasped in the form of a robot
A robot equipped with a robot hand,
The robot hand is
Four finger blocks provided with finger members;
A drive mechanism for moving the finger block in a first direction or a second direction;
A plurality of peripheral blocks connected to the drive mechanism by a drive shaft;
A plurality of guide shafts slidably inserted into the sliding holes of the peripheral block;
With
The finger block is located at four corners of a quadrangle in plan view from the third direction, the peripheral block and the guide shaft are located along four sides of the quadrangle, and the center of the drive mechanism is the square , One of the two sides of the side part is parallel to the first direction and the other two sides of the side part are parallel to the second direction,
The first direction, the second direction, and the third direction are orthogonal to each other,
The gist of the present invention is to include a biasing member that biases the finger block in a moving direction in which the finger block moves.
このような本発明のロボットにおいても、指ブロックが、付勢部材によって移動方向に付勢され、移動部材を移動方向に移動させる際のバックラッシュが発生することを回避することができる。 Also in the robot according to the present invention, it is possible to avoid the occurrence of backlash when the finger block is urged in the movement direction by the urging member and the movement member is moved in the movement direction.
上述した本発明のロボットにおいては、付勢部材をコイルバネとしてもよい。 In the robot of the present invention described above, the biasing member may be a coil spring.
こうすれば、小型で且つ簡単な構造で付勢部材を実現することが可能となる。 In this way, it is possible to realize the urging member with a small and simple structure.
また、上述した本発明のロボットにおいては、付勢部材を実現するコイルバネは、周辺ブロックが駆動機構の中央に近づく終点では移動方向に自由長よりも圧縮された状態となり、周辺ブロックが駆動機構の中央から離間する終点では移動方向に自由長よりも伸張された状態となるコイルバネとしてもよい。なお、周辺ブロックが駆動機構の中央に近づく終点とは、コイルバネが自由長の状態から周辺ブロックを近づける移動を継続した後に当該移動を終了する位置であり、周辺ブロックが駆動機構の中央に離間する終点とは、コイルバネが自由長の状態から周辺ブロックを離間する移動を継続した後に当該移動を終了する位置である。 In the above-described robot of the present invention, the coil spring that realizes the biasing member is in a state where the peripheral block is compressed more than the free length at the end point when the peripheral block approaches the center of the drive mechanism, and the peripheral block is the drive mechanism. It is good also as a coil spring which will be in the state extended in the direction of movement rather than free length at the end point separated from the center. The end point at which the peripheral block approaches the center of the drive mechanism is a position where the movement ends after the coil spring continues to move the peripheral block from the free length state, and the peripheral block is separated to the center of the drive mechanism. The end point is a position where the movement ends after the coil spring continues to move away from the peripheral blocks from the free length state.
こうすれば、コイルバネを選択する際のバネ長に起因した制限を大幅に軽減できるので、より好ましい特性のコイルバネを選択することが可能となる。 By doing so, the restriction due to the spring length when selecting the coil spring can be greatly reduced, so that it is possible to select a coil spring having more favorable characteristics.
また、上述した本発明のロボットにおいては、自由長が異なり且つ、互いに独立に移動部材を第1方向に付勢する複数のコイルバネによって、付勢部材を実現してもよい。 In the robot of the present invention described above, the biasing member may be realized by a plurality of coil springs having different free lengths and biasing the moving member in the first direction independently of each other.
こうすれば、付勢部材を実現するコイルバネの1つが自由長になって反力を発生しなくなっても、付勢部材を実現する他のコイルバネが反力を発生するので、移動方向のバックラッシュの発生を常に回避することができる。 In this way, even if one of the coil springs that realize the biasing member becomes free length and does not generate a reaction force, another coil spring that realizes the biasing member generates a reaction force. Can always be avoided.
また、上述した本発明のロボットにおいては、中心軸上を駆動軸が貫通して設けられたコイルバネによって付勢部材を実現してもよい。 In the robot of the present invention described above, the urging member may be realized by a coil spring provided with a drive shaft passing through the central axis.
こうすれば、駆動軸が設けられた位置に重ねてコイルバネを設けることができるので、コイルバネを設けたことによってロボットが大型化することがない。また、コイルバネの中心軸上に駆動軸が通っているので、コイルバネが倒れるなどして姿勢が変わって、発生する反力が変化することも防止できる。 In this way, the coil spring can be provided in an overlapping manner at the position where the drive shaft is provided, so that the robot is not enlarged by providing the coil spring. Further, since the drive shaft passes through the central axis of the coil spring, it is possible to prevent the posture from being changed due to the coil spring falling and the reaction force generated from being changed.
あるいは、上述した本発明のロボットにおいては、中心軸上をガイド軸が貫通して設けられたコイルバネによって付勢部材を実現してもよい。 Alternatively, in the robot of the present invention described above, the urging member may be realized by a coil spring provided with a guide shaft passing through the central axis.
こうしても、ガイド摺動軸が設けられた位置に重ねてコイルバネを設けることができるので、コイルバネを設けたことによってロボットが大型化することがない。また、コイルバネの中心軸上にガイド軸が通っているので、コイルバネが倒れるなどして姿勢が変わって、発生する反力が変化することも防止できる。 Even if it does in this way, since a coil spring can be provided in the position where the guide sliding shaft was provided, the robot will not be enlarged by providing the coil spring. In addition, since the guide shaft passes through the central axis of the coil spring, it is possible to prevent the generated reaction force from changing due to the posture of the coil spring falling and the like.
また、上述した本発明のロボットにおいては、複数の指ブロックの間で第3方向(第1方向および第2方向に直交する方向)に移動する掌部材を設け、掌部材から第3方向に駆動軸を立設させて駆動機構に接続して、掌部材を移動方向に付勢する付勢部材を設けてもよい。 In the robot of the present invention described above, a palm member that moves in a third direction (a direction orthogonal to the first direction and the second direction) is provided between the plurality of finger blocks, and the palm member is driven in the third direction. A biasing member that biases the palm member in the moving direction by connecting the shaft to the drive mechanism may be provided.
こうすれば、掌部材を移動させることによって、複数の指部材と掌部材との間で対象物をしっかりと把持することができる。また、掌部材は付勢部材によって移動方向に付勢されているので、掌部材の移動方向へのバックラッシュが発生することも回避することができる。尚、付勢部材は、コイルバネを用いて実現してもよい。更には、中心軸上を駆動軸が貫通して設けられたコイルバネによって付勢部材を実現してもよい。 In this case, the object can be firmly held between the plurality of finger members and the palm member by moving the palm member. Further, since the palm member is urged in the movement direction by the urging member, it is possible to avoid backlash in the movement direction of the palm member. The urging member may be realized using a coil spring. Further, the urging member may be realized by a coil spring provided with a drive shaft penetrating the central axis.
また、上述した本発明のロボットにおいては、内部に設けられた流体室の圧力を増減させることによって伸縮するピストン・シリンダー機構によって、付勢部材を実現してもよい。 In the robot of the present invention described above, the urging member may be realized by a piston / cylinder mechanism that expands and contracts by increasing / decreasing the pressure of the fluid chamber provided therein.
こうすれば、流体室の圧力を調整することで、移動部材を付勢する力の大きさを任意に調整することが可能となる。 In this way, it is possible to arbitrarily adjust the magnitude of the force for urging the moving member by adjusting the pressure of the fluid chamber.
更に本発明は、上述したロボットハンドが対象物を把持するための機構(すなわち把持機構)として把握することができる。すなわち、把持機構の態様で把握した本発明は、
指部材が設けられた4つの指ブロックと、
前記指ブロックを第1方向または第2方向に移動する駆動機構と、
駆動軸によって前記駆動機構と接続された複数の周辺ブロックと、
前記周辺ブロックの摺動穴に挿入されて摺動可能な複数のガイド軸と、
を備え、
前記指ブロックは第3方向から平面視した四角形の4つの角部に位置し、前記周辺ブロックと前記ガイド軸は前記四角形の4つの辺部に沿って位置し、前記駆動機構の中央は前記四角形の中央に位置し、前記辺部の2つの辺の一方は前記第1方向に平行且つ前記の辺部のもう一方の2つの辺は前記第2方向に平行であり、
前記第1方向と前記第2方向と前記第3方向は互いに直交し、
前記指ブロックを移動する移動方向に前記指ブロックを付勢する付勢部材を備えることを要旨とする。
Furthermore, the present invention can be grasped as a mechanism (that is, a gripping mechanism) for the above-described robot hand to grip an object. That is, the present invention grasped in the aspect of the gripping mechanism
Four finger blocks provided with finger members;
A drive mechanism for moving the finger block in a first direction or a second direction;
A plurality of peripheral blocks connected to the drive mechanism by a drive shaft;
A plurality of guide shafts slidably inserted into the sliding holes of the peripheral block;
With
The finger block is located at four corners of a quadrangle in plan view from the third direction, the peripheral block and the guide shaft are located along four sides of the quadrangle, and the center of the drive mechanism is the square , One of the two sides of the side part is parallel to the first direction and the other two sides of the side part are parallel to the second direction,
The first direction, the second direction, and the third direction are orthogonal to each other,
The gist of the present invention is to include a biasing member that biases the finger block in a moving direction in which the finger block moves.
このような本発明の把持機構によれば、指ブロックが、付勢部材によって移動方向に付勢され、指ブロックを移動方向に移動させる際のバックラッシュが発生することを回避することができる。 According to such a gripping mechanism of the present invention, it is possible to avoid the occurrence of backlash when the finger block is urged in the movement direction by the urging member and the finger block is moved in the movement direction.
上述した本発明の把持機構においては、付勢部材をコイルバネとしてもよい。 In the above-described gripping mechanism of the present invention, the biasing member may be a coil spring.
こうすれば、小型で且つ簡単な構造で付勢部材を実現することが可能となる。 In this way, it is possible to realize the urging member with a small and simple structure.
また、上述した本発明の把持機構においては、付勢部材を実現するコイルバネは、周辺ブロックが駆動機構の中央に近づく終点では移動方向に自由長よりも圧縮された状態となり、周辺ブロックが駆動機構の中央から離間する終点では移動方向に自由長よりも伸張された状態となるコイルバネとしてもよい。なお、周辺ブロックが駆動機構の中央に近づく終点とは、コイルバネが自由長の状態から周辺ブロックを近づける移動を継続した後に当該移動を終了する位置であり、周辺ブロックが駆動機構の中央に離間する終点とは、コイルバネが自由長の状態から周辺ブロックを離間する移動を継続した後に当該移動を終了する位置である。 In the gripping mechanism of the present invention described above, the coil spring that realizes the urging member is in a state of being compressed more than the free length in the moving direction at the end point where the peripheral block approaches the center of the drive mechanism, and the peripheral block is driven by the drive mechanism. It is good also as a coil spring which will be in the state extended in the movement direction rather than the free length in the end point spaced apart from the center. The end point at which the peripheral block approaches the center of the drive mechanism is a position where the movement ends after the coil spring continues to move the peripheral block from the free length state, and the peripheral block is separated to the center of the drive mechanism. The end point is a position where the movement ends after the coil spring continues to move away from the peripheral blocks from the free length state.
こうすれば、コイルバネを選択する際のバネ長に起因した制限を大幅に軽減できるので、より好ましい特性のコイルバネを選択することが可能となる。 By doing so, the restriction due to the spring length when selecting the coil spring can be greatly reduced, so that it is possible to select a coil spring having more favorable characteristics.
また、上述した本発明の把持機構においては、自由長が異なり且つ、互いに独立に移動部材を移動方向に付勢する複数のコイルバネによって、付勢部材を実現してもよい。 In the above-described gripping mechanism of the present invention, the biasing member may be realized by a plurality of coil springs having different free lengths and biasing the moving member in the moving direction independently of each other.
こうすれば、付勢部材を実現するコイルバネの1つが自由長になって反力を発生しなくなっても、付勢部材を実現する他のコイルバネが反力を発生するので、移動方向のバックラッシュの発生を常に回避することができる。 In this way, even if one of the coil springs that realize the biasing member becomes free length and does not generate a reaction force, another coil spring that realizes the biasing member generates a reaction force. Can always be avoided.
A.本実施例のロボットハンドの構造 :
図1および図2は、本実施例のロボットハンド10の構造を示した説明図である。図1に示されるように本実施例のロボットハンド10は、複数のブロックや、ブロックを接続するラックあるいはガイド部材などを備えている。先ず、ブロックの構成について説明する。尚、図1では、ブロックは斜線を付して表示されている。本実施例のロボットハンド10は、基部ケース160の上に設けられた駆動機構100を第1方向から挟むように設けられた2つの第1周辺ブロック110A,Bと、駆動機構100を第2方向から挟むように設けられた2つの第2周辺ブロック120A,Bと、4つの指ブロック130A〜Dとを備えている。
A. The structure of the robot hand of this embodiment:
1 and 2 are explanatory views showing the structure of the
このうち指ブロック130Aは、第2周辺ブロック120Bに対しては第1方向となり、第1周辺ブロック110Aに対しては第2方向となる位置に設けられている。また、指ブロック130Bは、第2周辺ブロック120Aに対しては第1方向となり、第1周辺ブロック110Aに対しては第2方向となる位置に設けられている。指ブロック130Cは、第2周辺ブロック120Aに対しては第1方向となり、第1周辺ブロック110Aに対しては第2方向となる位置に設けられている。更に、指ブロック130Dは、第2周辺ブロック120Bに対しては第1方向となり、第1周辺ブロック110Aに対しては第2方向となる位置に設けられている。また、指ブロック130A〜Dの上面には、指部材140A〜Dが取り付けられている。
Of these, the
尚、本実施例においては、4つの指ブロックの間にそれぞれ、周辺ブロックとガイド軸が連接されるので、第3方向から平面視すると、指ブロックは四角形の4つの角部に位置し、周辺ブロックとガイド軸は前記四角形の4つの辺部に沿って位置している。なお、駆動機構の中央は前記四角形の中央に位置し、前記辺部の2つの辺は前記第1方向に平行且つ前記の辺部のもう一方の2つの辺は前記第2方向に平行である。 In this embodiment, since the peripheral block and the guide shaft are connected between the four finger blocks, respectively, when viewed in plan from the third direction, the finger block is located at the four corners of the quadrangle, The block and the guide shaft are located along the four sides of the square. The center of the drive mechanism is located at the center of the quadrangle, the two sides of the side are parallel to the first direction, and the other two sides of the side are parallel to the second direction. .
また指ブロック130A〜Dには、第1方向に延びるガイド軸と、第2方向に延びるガイド軸とが1本ずつ立設されている。すなわち、指ブロック130Aには、第1方向に延びる第1ガイド軸131Aと、第2方向に延びる第2ガイド軸132Aとが立設されている。このうちの第1ガイド軸131Aは、第2周辺ブロック120Bを第1方向に貫通して形成された第1ガイド穴123Bに摺動可能に挿入され、第2ガイド軸132Aは、第1周辺ブロック110Aを第2方向に貫通して形成された第2ガイド穴114Aに摺動可能に挿入されている。指ブロック130Bには、第1方向に延びる第1ガイド軸131Bと、第2方向に延びる第2ガイド軸132Bとが立設されており、第1ガイド軸131Bは、第2周辺ブロック120Aを第1方向に貫通して形成された第1ガイド穴123Aに摺動可能に挿入され、第2ガイド軸132Bは、第1周辺ブロック110Aを第2方向に貫通して形成された第2ガイド穴114Aに摺動可能に挿入されている。同様に、指ブロック130Cには、第1方向に延びる第1ガイド軸131Cと、第2方向に延びる第2ガイド軸132Cとが立設され、第1ガイド軸131Cは、第2周辺ブロック120Aを第1方向に貫通して形成された第1ガイド穴123Aに摺動可能に挿入され、第2ガイド軸132Cは、第1周辺ブロック110Aを第2方向に貫通して形成された第2ガイド穴114Bに摺動可能に挿入されている。更に、指ブロック130Dには、第1方向に延びる第1ガイド軸131Dと、第2方向に延びる第2ガイド軸132Dとが立設され、第1ガイド軸131Dは、第2周辺ブロック120Bを第1方向に貫通して形成された第1ガイド穴123Bに摺動可能に挿入され、第2ガイド軸132Dは、第1周辺ブロック110Aを第2方向に貫通して形成された第2ガイド穴114Bに摺動可能に挿入されている。
The finger blocks 130A to 130D are each provided with a guide shaft extending in the first direction and a guide shaft extending in the second direction. That is, the
尚、本実施例の第1ガイド穴123A,Bおよび第2ガイド穴114A,Bが、本発明における「摺動穴」に対応する。 The first guide holes 123A, B and the second guide holes 114A, B of this embodiment correspond to “sliding holes” in the present invention.
また、図2に示されるように、第1周辺ブロック110Bからは第1方向に第1駆動軸111Bが立設されている。第1駆動軸111Bは、側面にギアの歯形が形成されており、駆動機構100内に設けられたピニオンギアと共にラック・ピニオン機構を構成している。更に、第1駆動軸111Bの外周には、第1駆動軸111Bの外径より大きな内径を有する第1コイルバネ115Bが装着されている。第1コイルバネ115Bは、駆動機構100と第1周辺ブロック110Bとの間で押し縮められた状態で装着されている。また、第1周辺ブロック110Aからも同様に、側面にギアの歯形が形成された第1駆動軸111Aが第1方向に立設されている。第1駆動軸111Aも、駆動機構100内に設けられたピニオンギアと共にラック・ピニオン機構を構成する。更に、第1駆動軸111Aの外周にも、第1駆動軸111Aの外径より大きな内径を有する第1コイルバネ115Aが装着されている。第1コイルバネ115Aは、駆動機構100と第1周辺ブロック110Aとの間で押し縮められた状態で装着されている。これら第1コイルバネ115A,115Bは、本発明における「付勢部材」に対応する。また、駆動機構100の内部構造については後述する。
Further, as shown in FIG. 2, a
第2周辺ブロック120Aからは、第2方向に第2駆動軸122Aが立設されている。第2駆動軸122Aにも側面にギアの歯形が形成されており、駆動機構100内に設けられたピニオンギアと共にラック・ピニオン機構を構成する。第2周辺ブロック120Bからも同様に、側面にギアの歯形が形成された第2駆動軸122Bが第2方向に立設され、第2駆動軸122Bも、駆動機構100内に設けられたピニオンギアと共にラック・ピニオン機構を構成する。更に、第2駆動軸122Aの外周には、第2駆動軸122Aの外径より大きな内径を有する第2コイルバネ126Aが装着されており、第2駆動軸122Bの外周には、第2駆動軸122Bの外径より大きな内径を有する第2コイルバネ126Bが装着されている。そして、第2コイルバネ126Aは駆動機構100と第2周辺ブロック120Aとの間で押し縮められた状態で装着されており、第2コイルバネ126Bは駆動機構100と第2周辺ブロック120Bとの間で押し縮められた状態で装着されている。これら第2コイルバネ126A,126Bも、本発明における「付勢部材」に対応する。
A
駆動機構100の上面の中央からは、外周側面にネジが形成されたネジ軸150aが立設されており、ネジ軸150aの先端には、平板状の掌部材150が取り付けられている。また、ネジ軸150aは、駆動機構100に接続されている。そして、ネジ軸150aの外周には、ネジ軸150aの外径よりも大きな内径を有する第3コイルバネ150cが装着されている。この第3コイルバネ150cは、駆動機構100と掌部材150との間で押し縮められた状態で装着されている。更に、駆動機構100の上面には、ネジ軸150aの両側の位置からガイド軸150bが摺動可能な状態で立設されており、ガイド軸150bの先端は掌部材150に取り付けられている。また、掌部材150は、第1方向の幅よりも第2方向の幅の方が狭い長方形の形状に形成されている。更に、基部ケース160は、ロボットアームのリンク部312に取り付けられている。尚、本実施例では、ネジ軸150aも、本発明における「駆動軸」に対応し、ネジ軸150aが掌部材150と駆動機構100とを接続する方向が、本発明における「第3方向」に対応する。更に、第3コイルバネ150cも、本発明における「付勢部材」に対応する。
From the center of the upper surface of the
B.本実施例のロボットハンドの把持動作 :
図3は、本実施例のロボットハンド10が対象物を把持する動作を示す説明図である。対象物を把持する際には、把持しようとする対象物の大きさに合わせて、ロボットハンド10の幅方向の大きさを変更する。尚、ここでは、幅方向が第2方向であるものとして説明するが、第1方向が幅方向であっても構わない。図3(a)には、ロボットハンド10の幅方向の大きさを変更する様子が示されている。前述したように、指ブロック130A〜Dから第2方向に立設する第2ガイド軸132A〜Dは、第1周辺ブロック110A,Bに形成された第2ガイド穴114A,Bに摺動可能な状態で挿通されている(図1を参照のこと)。このため、第2周辺ブロック120Aと第2周辺ブロック120Bとの間隔を変更すれば、それに伴って指ブロック130Aと指ブロック130Bとの間隔、および指ブロック130Dと指ブロック130Cとの間隔を同時に変更することができる。そして、指ブロック130A〜Dの上面には指部材140A〜Dが取り付けられているから、これら指ブロック130A〜Dを移動させることによって、それぞれに取り付けられた指部材140A〜Dを移動させることができる。第2周辺ブロック120Bと第2周辺ブロック120Aとの間隔を変更するための駆動機構100については後述する。図3(a)では、間隔を狭める様子が例示されている。
B. Holding operation of the robot hand of this embodiment:
FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating an operation in which the
ロボットハンド10の幅方向の大きさを調整したら、今度は、把持しようとする対象物の大きさに合わせて、ロボットハンド10の把持方向の大きさを小さくする。尚、ここでは、把持方向が第1方向であるものとして説明するが、第2方向が把持方向であっても構わない。図3(b)には、ロボットハンド10の把持方向の大きさを小さくする様子が示されている。前述したように指ブロック130A〜Dから第1方向に立設する第1ガイド軸131A〜Dは、第2周辺ブロック120A,Bに形成された第1ガイド穴123A,Bに摺動可能な状態で挿通されている(図1を参照のこと)。このため、第1周辺ブロック110Aと第1周辺ブロック110Bとの間隔を狭めていけば、それに伴って指ブロック130Aと指ブロック130Dとの間隔、および指ブロック130Bと指ブロック130Cとの間隔を狭めることができ、その結果、指部材140Aと指部材140Dとの間隔、および指部材140Bと指部材140Cとの間隔を同時に狭めて、対象物を把持することができる。第1周辺ブロック110Aと第1周辺ブロック110Bとの間隔を狭めるための機構については後述する。
If the size of the
更に、本実施例のロボットハンド10では、掌部材150を第3方向に移動させて、掌部材150の上面を対象物に当接させることができる。こうすれば、4本の指部材140A〜Dと、掌部材150とを用いて対象物を把持することができるので、小さな対象物でも安定して把持することができる。図3(c)には、掌部材150を図面上の上方に移動させる様子が示されている。尚、以上の説明では、始めに4本の指部材140A〜Dの幅方向の間隔を変更してから、次の把持方向の間隔を変更し、最後の掌部材150を第3方向に移動させるものとした。しかし、4本の指部材140A〜Dを幅方向および把持方向に同時に移動させても良いし、4本の指部材140A〜Dと掌部材150とを同時に移動させても構わない。
Furthermore, in the
次に、ロボットハンド10の第1方向あるいは第2方向の大きさを変更したり、掌部材150を第3方向に移動したりするための駆動機構100について説明する。
Next, the
図4は、本実施例のロボットハンド10に搭載された伝達軸ユニット200を示した説明図である。図4では、図が複雑となることを避けるために、伝達軸ユニット200、および伝達軸ユニット200を駆動する圧電モーターのみが実線で示されており、それ以外は、破線によって大まかな外形のみが示されている。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing the
本実施例の伝達軸ユニット200は、3つの伝達軸が同軸状に組み込まれた三重管構造となっている。伝達軸ユニット200の一番外側の伝達軸には、中空の円管形状の第1伝達軸212が設けられており、第1伝達軸212の上端外周には第1ピニオンギア206が形成され、第1伝達軸212の下端には駆動ギア212Gが取り付けられている。
The
第1伝達軸212の内側には、中空の円管形状の図示しない第2伝達軸210(図5(b)を参照)が、第1伝達軸212に対して回転可能に収納されている。第2伝達軸210は、第1伝達軸212よりも長く形成されており、第2伝達軸210の上端外周には第2ピニオンギア204が形成され、第2伝達軸210の下端には駆動ギア210Gが取り付けられている。また、第1ピニオンギア206と第2ピニオンギア204とは同じ外径に形成されている。
Inside the
更に、第2伝達軸210の内側には、中空の円管形状の図示しない第3伝達軸208(図5(c)を参照)が、第2伝達軸210に対して回転可能に収納されている。第3伝達軸208は、第2伝達軸210よりも更に長く形成されており、第3伝達軸208の上端外周には、内側にネジが切られたネジ部202が設けられており、第3伝達軸208の下端には駆動ギア208Gが形成されている。ネジ部202は、掌部材150に接続されたネジ軸150aと螺合している。
Further, a hollow transmission-shaped third transmission shaft 208 (see FIG. 5C) is accommodated inside the
このような構造の伝達軸ユニット200の上側の略半分は駆動機構100内に収容されており、伝達軸ユニット200の下側の略半分は基部ケース160内に収容されている。更に基部ケース160内には、第1伝達軸212の駆動ギア212Gを駆動するための図示しない駆動モーターや、第2伝達軸210の駆動ギア210Gを駆動するための図示しない駆動モーターや、第3伝達軸208の駆動ギア208Gを駆動するための図示しない駆動モーターなどが収容されている。尚、本実施例では、伝達軸ユニット200が本発明における駆動機構100に対応する。
The upper half of the
図5は、本実施例のロボットハンド10が第1方向あるいは第2方向の大きさを変更したり、掌部材150を第3方向に移動したりする動作を示した説明図である。図5(a)には、第1伝達軸212の駆動ギア212Gを駆動する様子が示されている。尚、図示が煩雑となることを避けるため、図5(a)では、関係する部分だけを太い実線で表し、その他の部分は細い破線で表している。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing an operation in which the
図示されるように、駆動ギア212Gを駆動すると第1伝達軸212が回転して、第1伝達軸212の上端の第1ピニオンギア206が回転する。第1ピニオンギア206は、第1駆動軸111A,Bと嵌合しており、第1駆動軸111Aは第1周辺ブロック110Aに接続され、第1駆動軸111Bは第1周辺ブロック110Bに接続されている。このため第1ピニオンギア206が回転すると、第1周辺ブロック110Aと第1周辺ブロック110Bとの間隔(第1方向(ここでは把持方向)の間隔)が変更される。たとえば、図5(a)で第1ピニオンギア206を時計回りに回転させると、第1周辺ブロック110Aと第1周辺ブロック110Bとの間隔が広がる方向に移動する。逆に、第1ピニオンギア206を反時計回りに回転させると、第1周辺ブロック110Aと第1周辺ブロック110Bとの間隔が狭まる方向に移動する。
As illustrated, when the
図5(b)には、第2伝達軸210の駆動ギア210Gを駆動する様子が示されている。尚、図示が煩雑となることを避けるため、図5(b)でも、関係する部分だけを太い実線で表し、その他の部分は細い破線で表している。駆動ギア210Gを駆動すると第2伝達軸210が回転して、第2伝達軸210の上端の第2ピニオンギア204が回転する。第2ピニオンギア204は、第2駆動軸122A,Bと嵌合しており、第2駆動軸122Aは第2周辺ブロック120Aに接続され、第2駆動軸122Bは第2周辺ブロック120Bに接続されている。このため第2ピニオンギア204を回転させると、第2周辺ブロック120Aと第2周辺ブロック120Bとの間隔(第2方向(ここでは幅方向)の間隔)が変更される。たとえば、図5(b)で第2ピニオンギア204を時計回りに回転させると、第2周辺ブロック120Aと第2周辺ブロック120Bとの間隔が広がる方向に移動する。逆に、第2ピニオンギア204を反時計回りに回転させると、第2周辺ブロック120Aと第2周辺ブロック120Bとの間隔が狭まる方向に移動する。
FIG. 5B shows how the
図5(c)には、第3伝達軸208の駆動ギア208Gを駆動する様子が示されている。尚、図5(c)においても、関係する部分だけを太い実線で表し、その他の部分は細い破線で表している。駆動ギア208Gを駆動すると第3伝達軸208が回転して、第3伝達軸208の上端のネジ部202が回転する。ネジ部202は、ネジ軸150aと螺合しており、ネジ軸150aの上端には掌部材150が取り付けられている。更に、駆動機構100の上面からはガイド軸150bが立設されて、掌部材150に取り付けられている。このため掌部材150は、駆動機構100に対して弟3方向(図面上の上下方向)には移動し得るが、回転はできない状態となっている。このためネジ部202を回転させると、ネジ部202に螺合したネジ軸150aが弟3方向(図面上の上下方向)に移動し、それに伴って掌部材150が弟3方向(図面上の上下方向)に移動する。たとえば、図5(c)に示した例では、ネジ部202を時計回りに回転させると、掌部材150が下がる方向に移動し、逆に、ネジ部202を反時計回りに回転させると、掌部材150が上がる方向に移動する。
FIG. 5C shows a state where the
C.各種コイルバネの作用 :
上述した伝達軸ユニット200は、複数のラック・ピニオン機構によって構成されており、ラック側のギア歯とピニオン側のギア歯との間には必ず隙間が存在する。また、伝達軸ユニット200の駆動ギア208G,210G,212Gのギア歯と、図示しないモーターのギア歯との間にも必ず隙間が存在する。これらの隙間は、いわゆるバックラッシュ(モーターを回転させても指部材140A〜Dに駆動力が伝わらない状態あるいは、そのような期間)を発生させる。その結果、指部材140A〜Dの間隔を細かく調整することが困難となり、対象物(特に小さな対象物や、薄い対象物)を把持することが困難となる。しかし、本実施例のロボットハンド10では、第1コイルバネ115A,115Bや、第2コイルバネ126A,126Bを設けるだけで、バックラッシュが発生することを回避することができる。
C. Action of various coil springs:
The
図6は、第2コイルバネ126A,126Bがバックラッシュの発生を回避するメカニズムを示した説明図である。尚、ロボットハンド10を横方向から見ると、多くの部品が重なって理解を妨げるので、適切な位置でロボットハンド10の断面を取ることによって説明する。図6(a)には、ロボットハンド10の断面位置が示されている。図示されるように、指ブロック130Dと第2周辺ブロック120Bの間、および第1周辺ブロック110Bと駆動機構100との間、更に指ブロック130Cと第2周辺ブロック120Aとの間を通る平面で断面を取り、そして、図中の矢視Pの方向からロボットハンド10を見ると図6(b)あるは図6(c)のような断面図が得られる。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a mechanism by which the
図6(b)は、指部材140A〜Dの間隔を第2方向に狭めた状態を示している。前述したように、指部材140A〜Dの間隔を第2方向に狭めるためには、第2周辺ブロック120A,120Bを駆動機構100に近付ける(図5(b)参照)。すると、第2コイルバネ126A,126Bを圧縮することとなって、第2周辺ブロック120A,120Bは、第2コイルバネ126A,126Bから反力を受ける。その結果、第2周辺ブロック120A,120Bは、駆動機構100から第2方向に遠ざかる方向に押し付けられた状態となるので、第2方向へのバックラッシュを解消することができる。
FIG. 6B shows a state in which the interval between the
また、図6(c)は、指部材140A〜Dの間隔を第2方向に広げた状態を示している。前述したように、指部材140A〜Dの間隔を第2方向に広げるためには、第2周辺ブロック120A,120Bを駆動機構100から遠ざける。ここで、指部材140A〜Dの間隔を第2方向に最大に広げた場合でも第2コイルバネ126A,126Bが圧縮された状態となっているように、第2コイルバネ126A,126Bのバネ長(自由長)を設定しておく。こうすれば、指部材140A〜Dの間隔を第2方向に広げた場合でも、第2周辺ブロック120A,120Bを、駆動機構100から遠ざかる方向に常に押し付けておくことができるので、第2方向へのバックラッシュを解消することができる。
FIG. 6C shows a state in which the interval between the
図7は、第1コイルバネ115A,115Bがバックラッシュの発生を回避するメカニズムを示した説明図である。図7においても、ロボットハンド10の断面図を用いて説明する。図7(a)に示されるように、図7では、指ブロック130Dと第1周辺ブロック110Bの間、および第2周辺ブロック120Bと駆動機構100との間、更に指ブロック130Aと第1周辺ブロック110Aとの間を通る位置で断面を取っている。そして、図中の矢視Qの方向からロボットハンド10を見ると、図7(b)あるは図7(c)のような断面図が得られる。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a mechanism by which the
図7(b)は、指部材140A〜Dの間隔を第1方向に狭めた状態を示している。指部材140A〜Dの間隔を第1方向に狭めるために、第1周辺ブロック110A,110Bを駆動機構100に近付けると、第1コイルバネ115A,115Bが圧縮されて、第1周辺ブロック110A,110Bは、第1コイルバネ115A,115Bから反力を受ける。その結果、第1周辺ブロック110A,110Bは、駆動機構100から第1方向に遠ざかる方向に押し付けられた状態となるので、第1方向へのバックラッシュを解消することができる。
FIG.7 (b) has shown the state which narrowed the space | interval of
また、図7(c)は、指部材140A〜Dの間隔を第1方向に広げた状態を示している。指部材140A〜Dの間隔を第1方向に最大に広げた状態(第2周辺ブロック120A,120Bを駆動機構100から最も遠ざけた状態)でも第1コイルバネ115A,115Bが圧縮された状態となっているように、第1コイルバネ115A,115Bのバネ長(自由長)を設定しておく。こうすれば、指部材140A〜Dの間隔を第1方向に広げた場合でも、第1周辺ブロック110A,110Bを、駆動機構100から遠ざかる方向に常に押し付けておくことができるので、第1方向へのバックラッシュを解消することができる。
Moreover, FIG.7 (c) has shown the state which expanded the space | interval of
このように、第1コイルバネ115A,115Bは第1方向へのバックラッシュを解消し、第2コイルバネ126A,126Bは第2方向へのバックラッシュを解消する機能を有している。また、ネジ軸150aに装着された第3コイルバネ150cについても、全く同様なことが当て嵌まる。すなわち、第3コイルバネ150cのバネ長(自由長)を、掌部材150を最も上昇させた状態でも第3コイルバネ150cが圧縮されているような長さに設定しておく。こうすれば、第3コイルバネ150cによって、掌部材150を常に駆動機構100から遠ざかる方向に押し付けておくことができるので、掌部材150の移動方向へのバックラッシュを解消することができる。
As described above, the
また、上述した実施例のロボットハンド10では、第1コイルバネ115A,115Bや、第2コイルバネ126A,126Bや、第3コイルバネ150cを装着するだけの簡単な構造で、第1方向や、第2方向や、掌部材150の移動方向へのバックラッシュを解消することができる。
In the
尚、上述した実施例では、第1コイルバネ115A,115Bや、第2コイルバネ126A,126Bや、第3コイルバネ150cが、常に圧縮された状態で使われるものとして説明した。これに対して、これらのコイルバネを、常に伸張された状態で使用することも可能である。すなわち、第1コイルバネ115Aについては一方の端面を駆動機構100に固定し、他方の端面を第1周辺ブロック110Aに固定する。また、第1コイルバネ115Bについては一方の端面を駆動機構100に固定し、他方の端面を第1周辺ブロック110Bに固定する。第2コイルバネ126A,126Bについても同様に、一方の端面を駆動機構100に固定し、他方の端面を第2周辺ブロック120Aおよび第2周辺ブロック120Bに固定する。更に、第3コイルバネ150cについては、一方の端面を駆動機構100に固定し、他方の端面を掌部材150に固定する。そして、それぞれのコイルバネのバネ長(自由長)は、指部材140A〜Dを最も近付けた状態でも、あるいは掌部材150を最も下げた(駆動機構100に近付けた)状態でも、それぞれのコイルバネが引っ張られる長さに設定しておく。こうすれば、第1周辺ブロック110A,100Bや、第2周辺ブロック120A,120Bや、掌部材150は、常の駆動機構100の方向に引っ張られた状態となるので、第1方向、第2方向、および掌部材150の移動方向へのバックラッシュを解消することができる。
In the above-described embodiment, the
尚、第1コイルバネ115A,115Bや、第2コイルバネ126A,126Bや、第3コイルバネ150cを常に圧縮した状態で使用する場合、それぞれのコイルバネの反力は指部材140A〜Dの間隔を広げる方向に作用する。このため、指部材140A〜Dの間隔を迅速に広げることができる。また、指部材140A〜Dの間隔を狭めるほど、それぞれのコイルバネの反力が大きくなる。このため、小さな対象物あるいは薄い対象物を把持する場合には指部材140A〜Dの移動速度が減速するので、対象物を傷つけずに把持することが可能となる。
When the
逆に、第1コイルバネ115A,115Bや、第2コイルバネ126A,126Bや、第3コイルバネ150cを常に伸張した状態で使用する場合、それぞれのコイルバネの反力は指部材140A〜Dの間隔を狭める方向に作用する。このため、指部材140A〜Dの間隔を迅速に狭めることが可能となる。
On the other hand, when the
また、上述した実施例では、第1コイルバネ115A,115Bと、第2コイルバネ126A,126Bと、第3コイルバネ150cとが、全て同じ使い方となっている。たとえば、第1コイルバネ115A,115Bを圧縮して使用するのであれば、第2コイルバネ126A,126Bや第3コイルバネ150cも圧縮して使用している。しかし、圧縮して使われるコイルバネと、伸張して使われるコイルバネとを組み合わせても良い。たとえば、第1コイルバネ115A,115Bと、第3コイルバネ150cとは、圧縮して使用し、第2コイルバネ126A,126Bは伸張して使用しても構わない。
In the embodiment described above, the
また、上述した実施例では、第1コイルバネ115A,115Bは第1駆動軸111A,111Bに装着され、第2コイルバネ126A,126Bは第2駆動軸122A,122Bに装着され、第3コイルバネ150cはネジ軸150aに装着されている。これらのコイルバネは、必ずしも第1駆動軸111A,111Bや、第2駆動軸122A,122Bや、ネジ軸150aに装着する必要はない。しかし、第1駆動軸111A,111Bや、第2駆動軸122A,122Bや、ネジ軸150aに装着すれば次のような効果を得ることができる。
In the above-described embodiment, the
先ず始めに第1周辺ブロック110Aについて説明すると、第1周辺ブロック110Aは第1駆動軸111Aから受ける駆動力によって移動する。ここで、第1コイルバネ115Aを第1駆動軸111Aに装着しておけば、第1駆動軸111Aによる駆動力と、第1コイルバネ115Aによる反力とが、同じ位置で第1周辺ブロック110Aに作用する。このため、駆動力と反力とが異なる位置に加わって第1周辺ブロック110Aを回転させるモーメントが発生することがない。第1周辺ブロック110Bについても全く同様なことが当て嵌まる。このため、第1周辺ブロック110A,110Bを第1方向に移動させる際に、第1ガイド軸131A〜Dが第1ガイド穴123A,123B内で引っ掛かることがなく、滑らかに移動させることができる。
First, the first
第2周辺ブロック120A,120Bや、掌部材150についても同様に、第2周辺ブロック120A,120Bや、掌部材150に駆動力が作用する位置と、各コイルバネの反力が作用する位置とを一致させることができる。このため、第2周辺ブロック120A,120Bや、掌部材150にモーメントが加わることが無く、これらを滑らかに移動させることが可能となる。
Similarly, for the second
加えて、第1コイルバネ115A,115Bや、第2コイルバネ126A,126Bや、第3コイルバネ150cを、第1駆動軸111A,111Bや、第2駆動軸122A,122Bや、ネジ軸150aに装着しておけば、それぞれのコイルバネが軸にガイドされた状態となるので、それぞれのコイルバネが倒れたり曲がったりして、反力の大きさが変化することもない。
In addition, the
D.変形例 :
上述した本実施例のロボットハンド10には幾つかの変形例が存在する。以下では、これら変形例のロボットハンド10について、上述した実施例との相違点を中心として簡単に説明する。尚、以下に説明する変形例において、上述した本実施例と同様の構成部分については実施例と同様の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
D. Modified example:
There are several variations of the
D−1.第1変形例 :
上述した実施例では、第1コイルバネ115A,115Bや、第2コイルバネ126A,126Bや、第3コイルバネ150cは、常に圧縮した状態、あるいは常に伸張した状態で使用するものとして説明した。すなわち、たとえば第1コイルバネ115A,115Bを常に圧縮した状態で使用するのであれば、指部材140A〜Dを第1方向に最も広げても第1コイルバネ115A,115Bが圧縮された状態となるように、コイルバネのバネ長(自由長)を設定する。逆に、第1コイルバネ115A,115Bを常に伸張した状態で使用するのであれば、指部材140A〜Dを第1方向に最も狭めても第1コイルバネ115A,115Bが伸張された状態となるように、コイルバネのバネ長(自由長)を設定する。
D-1. First modification:
In the above-described embodiments, the
これに対して、指部材140A〜Dを第1方向に最も広げると伸張された状態となり、指部材140A〜Dを第1方向に最も狭めると圧縮された状態となるように、第1コイルバネ115A,115Bのバネ長(自由長)を設定してもよい。第2コイルバネ126A,126Bについても同様に、指部材140A〜Dを第2方向に最も広げると伸張された状態となり、指部材140A〜Dを第2方向に最も狭めると圧縮された状態となるように、第2コイルバネ126A,126Bのバネ長(自由長)を設定してもよい。更に、第3コイルバネ150cについても、掌部材150を最も上げると(駆動機構100から最も遠ざけると)伸張された状態となり、掌部材150を最も下げると(駆動機構100に最も近付けると)圧縮された状態となるように、第3コイルバネ150cのバネ長(自由長)を設定してもよい。
On the other hand, the
図8は、このような第1変形例のロボットハンド10がバックラッシュを解消するメカニズムを示した説明図である。図8(a)には、指部材140A〜Dを第2方向に最も広げた状態が示されている。この状態では、第2コイルバネ126A,126Bが伸張された状態となっているので、第2周辺ブロック120A,120Bは駆動機構100に近付く方向の反力を受けている。尚、図中に示した白抜きの矢印は、第2周辺ブロック120A,120Bが、伸張された第2コイルバネ126A,126Bから反力を受けていることを表している。
FIG. 8 is an explanatory view showing a mechanism by which the
指部材140A〜Dを第2方向の間隔が狭まるように移動させると、伸張されていた第2コイルバネ126A,126Bの長さが戻るので、第2周辺ブロック120A,120Bが第2コイルバネ126A、126Bから受ける反力は小さくなる。そして、図8(b)に示すように、第2コイルバネ126A、126Bの長さが自由長になった瞬間では、第2周辺ブロック120A,120Bが第2コイルバネ126A、126Bから受ける反力が0となるが、更に、指部材140A〜Dを移動させると、第2コイルバネ126A、126Bが圧縮される。その結果、図8(c)に示すように、第2周辺ブロック120A,120Bは、今度は駆動機構100から遠ざかる方向の反力を受けるようになる。図8(c)に示した斜線付の矢印は、第2周辺ブロック120A,120Bが、圧縮された第2コイルバネ126A,126Bから反力を受けていることを表している。
When the
このため、第1変形例のロボットハンド10では、第2コイルバネ126A,126Bが自由長となる瞬間を除けば、駆動機構100に近付く側あるいは駆動機構100から遠ざかる側の何れかの反力を、常に第2周辺ブロック120A,120Bに加えることができる。このため、実質的には第2方向へのバックラッシュが発生することを回避することが可能となる。
For this reason, in the
第1コイルバネ115A,115Bや、第3コイルバネ150cについても全く同様なことが当て嵌まる。すなわち、第1コイルバネ115A,115Bや、第3コイルバネ150cが自由長となる瞬間を除けば、常に第1周辺ブロック110A,110Bや、掌部材150に反力を加えておくことができるので、第1方向へのバックラッシュや、掌部材150の移動方向へのバックラッシュが発生することを、実質的に回避することが可能となる。
The same applies to the
また、上述した実施例のロボットハンド10では、第1コイルバネ115A,115Bや、第2コイルバネ126A,126Bや、第3コイルバネ150cを常に圧縮された状態あるいは常に伸張された状態の何れかで使用する。従って、コイルバネが圧縮された状態で使用するのであれば、これらのコイルバネは、指部材140A〜Dの間隔を最大限に広げても未だ圧縮された状態となるように、バネ長(自由長)が十分に長いコイルバネでなければならない。逆に、伸張された状態で使用するのであれば、指部材140A〜Dの間隔を最小限に狭めても未だ伸張された状態となるように、バネ長(自由長)が十分に短いコイルバネでなければならない。何れの場合でも、コイルバネの選択の自由度は小さくなる。
In the
これに対して、上述した第1変形例のロボットハンド10では、コイルバネのバネ長(自由長)に対する上述した制約が無い。このため、コイルバネの選択の自由度が大きくなり、より好ましい大きさの反力が得られるような適切なコイルバネを選択することが可能となる。
On the other hand, in the
D−2.第2変形例 :
上述した第1変形例では、第1コイルバネ115Aと第1コイルバネ115Bとは、同じバネ長(自由長)に設定されているものとして説明した。また、第2コイルバネ126Aと第2コイルバネ126Bとについても、同じバネ長に設定されているものとして説明した。しかし、第1コイルバネ115Aと第1コイルバネ115Bとを異なるバネ長(自由長)に設定し、第2コイルバネ126Aと第2コイルバネ126Bとについても異なるバネ長(自由長)に設定しても良い。
D-2. Second modification:
In the first modification described above, the
図9は、このような第2変形例のロボットハンド10がバックラッシュを解消するメカニズムを示した説明図である。尚、図9に示した例では、第2コイルバネ126Aよりも第2コイルバネ126Bの方が、バネ長(自由長)の長いコイルバネとなっているが、第2コイルバネ126Aの方を長いコイルバネとしてもよい。図9(a)には、指部材140A〜Dを第2方向に最も広げた状態が示されている。この状態では、第2コイルバネ126A,126Bが伸張された状態となっているので、第2周辺ブロック120A,120Bは駆動機構100に近付く方向の反力を受けている。尚、図中に示した白抜きの矢印は、第2コイルバネ126A,126Bが伸張されて反力を発生していることを表している。
FIG. 9 is an explanatory view showing a mechanism by which the
指部材140A〜Dを第2方向の間隔が狭まるように移動させると、伸張されていた第2コイルバネ126A,126Bの長さが戻るので、第2周辺ブロック120A,120Bが第2コイルバネ126A、126Bから受ける反力は小さくなる。そして、図9(b)に示すように、バネ長の長い方の第2コイルバネ126Bが先ず始めに自由長となって反力が0となる。しかし、第2コイルバネ126Aは第2コイルバネ126Bよりもバネ長が短いので、第2コイルバネ126Bが自由長となっても第2コイルバネ126Aは自由長とならずに依然として反力を発生している。
When the
更に、指部材140A〜Dを第2方向の間隔が狭まるように移動させると、図9(c)に示すように、今度は、バネ長(自由長)の短い方の第2コイルバネ126Aが自由長となって反力が0となる。しかし、バネ長の長い方の第2コイルバネ126Bが既に圧縮された状態となって反力を発生している。尚、図9(c)に示した斜線付の矢印は、圧縮された第2コイルバネ126Bが反力を発生していることを表している。そして、更に、指部材140A〜Dを第2方向の間隔が狭まるように移動させると、図9(d)に示すように、第2コイルバネ126A,126Bが何れも圧縮された状態となって反力を発生する。
Further, when the
このように、第2変形例のロボットハンド10では、第2コイルバネ126A,126Bの何れかが常に反力を発生させている。このため、どのような瞬間でも、第2方向へのバックラッシュが発生することを回避することができる。また、上述した説明は、第1コイルバネ115A,115Bについても全く同様に当て嵌まる。従って、第1コイルバネ115Aと第1コイルバネ115Bとのバネ長(自由長)を異ならせておくことで、第1コイルバネ115A,115Bの何れかが常に反力を発生しているようにすることができる。その結果、どのような瞬間でも、第1方向へのバックラッシュが発生することを回避することが可能となる。
As described above, in the
D−3.第3変形例 :
上述した実施例あるいは変形例では、第1方向へのバックラッシュを解消するための第1コイルバネ115A,115Bは、指部材140A〜Dを第1方向に移動させるための第1駆動軸111A,111Bに装着するものとして説明した。しかし第1コイルバネ115A,115Bは、必ずしも第1駆動軸111A,111Bに装着しなくても構わない。すなわち、指部材140A〜Dからは、第1方向に第1ガイド軸131A〜Dがそれぞれ立設されているので、これらの第1ガイド軸131A〜Dに、第1方向へのバックラッシュを解消するためのコイルバネを装着しても良い。また、第2方向へのバックラッシュを解消するためのコイルバネについても同様に、指部材140A〜Dから第2方向に立設された第2ガイド軸132A〜Dに、第2方向へのバックラッシュを解消するためのコイルバネを装着しても良い。更に、掌部材150の移動方向へのバックラッシュを解消するためのコイルバネについては、掌部材150から掌部材150の移動方向に2本のガイド軸150bが立設されているので、これらのガイド軸150bに、バックラッシュを解消するためのコイルバネを装着しても良い。
D-3. Third modification:
In the above-described embodiment or modification, the
図10には、このような第3変形例のロボットハンド10が示されている。図示するように第3変形例のロボットハンド10は、指ブロック130A〜Dから第1方向に立設された第1ガイド軸131A〜Dに、第1コイルバネ135A〜Dが装着されている。また、指ブロック130A〜Dから第2方向に立設された第2ガイド軸132A〜Dに、第2コイルバネ136A〜Dが装着されている。更に、掌部材150から、掌部材150の移動方向に立設された2本のガイド軸150bには、それぞれ第3コイルバネ150dが装着されている。
FIG. 10 shows the
そして、これら第1コイルバネ135A〜D、第2コイルバネ136A〜D、第3コイルバネ150dが常に圧縮された状態となるように、十分にバネ長(自由長)の長いコイルバネとしておけば、指ブロック130A〜Dや掌部材150に対して常に反力を加えておくことができる。あるいは、第1コイルバネ135A〜D、第2コイルバネ136A〜D、第3コイルバネ150dが常に伸張された状態となるように、十分にバネ長(自由長)の短いコイルバネとしておくことによっても、指ブロック130A〜Dや掌部材150に対して常に反力を加えておくことができる。
If the
更には、第1コイルバネ135A〜Dや第2コイルバネ136A〜Dのバネ長(自由長)を、指部材140A〜Dの間隔を最も広げると伸張された状態となり、指部材140A〜Dの間隔を最も狭めると圧縮された状態となるようなバネ長に設定してもよい。あるいは、第3コイルバネ150dのバネ長(自由長)を、掌部材150が最も上がると(駆動機構100から最も遠ざかると)伸張された状態となり、掌部材150が最も下がると(駆動機構100に最も近付くと)圧縮された状態となるようなバネ長に設定しても良い。また、この時、第1コイルバネ135Aと第1コイルバネ135Dとのバネ長(自由長)を異ならせ、第1コイルバネ135Bと第1コイルバネ135Cとのバネ長(自由長)を異ならせ、第2コイルバネ136Aと第2コイルバネ136Bとのバネ長(自由長)を異ならせ、第2コイルバネ136Cと第2コイルバネ136Dとのバネ長(自由長)を異ならせ、更に2つの第3コイルバネ150dのバネ長(自由長)を異ならせても良い。
Further, the spring lengths (free lengths) of the
D−4.第4変形例 :
上述した実施例あるいは変形例においては、何れのコイルバネも駆動軸や、ガイド軸や、ネジ軸に装着されるものとして説明した。しかし、コイルバネは必ずしもこれら何れかの軸に装着しなくてもよい。たとえば、図11に示すように、4つの指ブロック130A〜Dを、第1方向に隣接する指ブロック同士をコイルバネで接続し、第2方向に隣接する指ブロック同士もコイルバネで接続してもよい。すなわち、図11に示した例では、第1方向については、指ブロック130Aと指ブロック130Bとが第1コイルバネ137ABで接続され、指ブロック130Cと指ブロック130Dとが第1コイルバネ137CDで接続されている。また第2方向については、指ブロック130Aと指ブロック130Dとが第2コイルバネ137ADで接続され、指ブロック130Bと指ブロック130Cとが第2コイルバネ137BCで接続されている。
D-4. Fourth modification:
In the above-described embodiment or modification, it has been described that any coil spring is attached to the drive shaft, the guide shaft, or the screw shaft. However, the coil spring does not necessarily have to be mounted on any of these shafts. For example, as shown in FIG. 11, four finger blocks 130 </ b> A to 130 </ b> D may be connected by a coil spring between finger blocks adjacent in the first direction, and may be connected by a coil spring between finger blocks adjacent in the second direction. . That is, in the example shown in FIG. 11, in the first direction, the
このようにしても、指ブロック130A〜Dは、駆動機構100に近付く方向、あるいは駆動機構100から遠ざかる方向の反力を受けることになるので、第1方向および第2方向へのバックラッシュが発生することを回避することができる。
Even in this case, the finger blocks 130A to 130D receive a reaction force in a direction approaching the
尚、図11に示した例では、4つの指ブロック130A〜Dの間に第1コイルバネ137AB,BC,CD,DAを設ける場合について説明したが、これに限らず、第1周辺ブロック110Aと駆動機構100との間と、第1周辺ブロック110Bと駆動機構100との間と、第2周辺ブロック120Aと駆動機構100との間と、第2周辺ブロック120Bと駆動機構100との間に、それぞれコイルバネを設けることも可能である。
In the example shown in FIG. 11, the case where the first coil springs 137AB, BC, CD, and DA are provided between the four
D−5.第5変形例 :
上述した実施例あるいは変形例においては、指部材140A〜Dや掌部材150のバックラッシュを解消するために、コイルバネを用いて、第1周辺ブロック110A,B(あるいは指ブロック130A〜D)や掌部材150を付勢するものとして説明した。しかし、第1周辺ブロック110A,B(あるいは指ブロック130A〜D)や掌部材150を付勢することができるのであれば、必ずしもコイルバネを用いる必要はない。たとえば、空気などの気体や、オイルなどの液体を用いて動作するピストン・シリンダー機構を用いて付勢することもできる。
D-5. Fifth modification:
In the above-described embodiment or modification, in order to eliminate backlash of the
図12は、空気を用いて動作するピストン・シリンダー機構(エアシリンダ170)を用いて、指部材140A〜Dのバックラッシュを解消する第5変形例のロボットハンド10を例示した説明図である。尚、図示した例では、指ブロック130A〜D間にエアシリンダ170が取り付けられているが、これに限らず、それぞれの指ブロック130A〜Dと駆動機構100との間にエアシリンダ170を取り付けてもよい。もちろん、掌部材150と駆動機構100との間にエアシリンダ170を取り付けても構わない。
FIG. 12 is an explanatory view exemplifying a
図12に示した第5変形例のロボットハンド10では、エアチューブ172から供給する空気の圧力に応じて、エアシリンダ170が指ブロック130A〜Dの間隔を広げようとする。このため、指部材140A〜Dのバックラッシュを解消することができる。また、エアシリンダ170が発生する力はエアチューブ172から供給される空気の圧力で決まるので、第5変形例のロボットハンド10では、指部材140A〜Dの間隔がどのような状態であるかに拘わらず、常に適切な大きさの力を指ブロック130A〜Dに加えることが可能となる。
In the
E.適用例 :
上述した本実施例および変形例のロボットハンド10は、以下のようなロボットに適用することができる。
E. Application example:
The
図13は、ロボットハンド10を備えた単腕のロボット300を例示した説明図である。図示されるようにロボット300は、複数本のリンク部312と、それらリンク部312の間を屈曲可能な状態で接続する関節部320とを備えたアーム310を有している。そして、ロボットハンド10はアーム310の先端に接続されている。このため、アーム310を駆動してロボットハンド10を対象物の位置まで接近させて、ロボットハンド10で対象物を把持することが可能である。
FIG. 13 is an explanatory view illustrating a
図14は、ロボットハンド10を備えた複腕のロボット350を例示した説明図である。図示されるようにロボット350は、複数本のリンク部312と、それらリンク部312の間を屈曲可能な状態で接続する関節部320とを備えたアーム310を複数本(図示した例では2本)有している。アーム310の先端には、ロボットハンド10や、工具301が接続されている。また、頭部352には複数台のカメラ353が搭載され、本体部354の内部には全体の動作を制御する制御部356が搭載されている。更に、本体部354の底面に設けられたキャスター358によって搬送可能である。このロボット350にも、アーム310を駆動してロボットハンド10を対象物の位置まで接近させて、ロボットハンド10で対象物を把持することができる。
FIG. 14 is an explanatory diagram illustrating a
以上、各種実施例のロボットハンドおよびロボットについて説明したが、本発明は上記すべての実施例および変形例に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様で実施することが可能である。 As described above, the robot hand and the robot according to various embodiments have been described. However, the present invention is not limited to all the embodiments and modifications described above, and can be implemented in various modes without departing from the gist thereof. is there.
10…ロボットハンド、 100…駆動機構、
110A,B…第1周辺ブロック、 111A,B…第1駆動軸、
114A,B…第2ガイド穴、 115A,B…第1コイルバネ、
120A,B…第2周辺ブロック 、 122A,B…第2駆動軸、
123A,B…第1ガイド穴、 126A,B…第2コイルバネ、
130A〜D…指ブロック、 131A〜D…第1ガイド軸、
132A〜D…第2ガイド軸、 135A〜D…第1コイルバネ、
136A〜D…第2コイルバネ、 137AB…第1コイルバネ、
137AD…第2コイルバネ、 137BC…第2コイルバネ、
137CD…第1コイルバネ、 140A〜D…指部材、
150…掌部材、 150a…ネジ軸、 150b…ガイド軸、
150c,d…第3コイルバネ、 160…基部ケース、
170…エアシリンダ、 172…エアチューブ、
200…伝達軸ユニット、 202…ネジ部、 204…第2ピニオンギア、
206…第1ピニオンギア、 208…第3伝達軸、 208G…駆動ギア、
210…第2伝達軸、 210G…駆動ギア、 212…第1伝達軸、
212G…駆動ギア、 300…ロボット、 301…工具、
310…アーム、 312…リンク部、 320…関節部、
350…ロボット、 352…頭部、 353…カメラ、
354…本体部、 356…制御部、 358…キャスター
10 ... Robot hand, 100 ... Drive mechanism,
110A, B ... first peripheral block, 111A, B ... first drive shaft,
114A, B ... second guide hole, 115A, B ... first coil spring,
120A, B ... second peripheral block, 122A, B ... second drive shaft,
123A, B ... 1st guide hole, 126A, B ... 2nd coil spring,
130A to D: finger block, 131A to D: first guide shaft,
132A to D: second guide shaft, 135A to D: first coil spring,
136A-D ... 2nd coil spring, 137AB ... 1st coil spring,
137AD ... second coil spring, 137BC ... second coil spring,
137CD: first coil spring, 140A to D: finger member,
150 ... Palm member, 150a ... Screw shaft, 150b ... Guide shaft,
150c, d ... third coil spring, 160 ... base case,
170 ... Air cylinder, 172 ... Air tube,
200 ... Transmission shaft unit, 202 ... Screw part, 204 ... Second pinion gear,
206 ... 1st pinion gear, 208 ... 3rd transmission shaft, 208G ... Drive gear,
210 ... second transmission shaft, 210G ... drive gear, 212 ... first transmission shaft,
212G ... Drive gear, 300 ... Robot, 301 ... Tool,
310 ... arm, 312 ... link part, 320 ... joint part,
350 ... Robot, 352 ... Head, 353 ... Camera,
354 ... Main unit, 356 ... Control unit, 358 ... Caster
Claims (19)
前記指ブロックを第1方向または第2方向に移動する駆動機構と、
駆動軸によって前記駆動機構と接続された複数の周辺ブロックと、
前記周辺ブロックの摺動穴に挿入されて摺動可能な複数のガイド軸と、
を備え、
前記指ブロックは第3方向から平面視した四角形の4つの角部に位置し、前記周辺ブロ
ックと前記ガイド軸は前記四角形の4つの辺部に沿って位置し、前記駆動機構の中央は前
記四角形の中央に位置し、前記辺部の2つの辺の一方は前記第1方向に平行且つ前記の辺
部のもう一方の2つの辺は前記第2方向に平行であり、
前記第1方向と前記第2方向と前記第3方向は互いに直交し、
前記指ブロックを移動する移動方向に前記指ブロックを付勢する付勢部材を備え、
前記付勢部材は、前記周辺ブロックが前記駆動機構の中央に近づく終点では前記移動方
向に自由長よりも圧縮された状態となり、前記周辺ブロックが前記駆動機構の中央から離
間する終点では前記移動方向に自由長よりも伸張された状態となるコイルバネであることを特徴とするロボットハンド。 Four finger blocks provided with finger members;
A drive mechanism for moving the finger block in a first direction or a second direction;
A plurality of peripheral blocks connected to the drive mechanism by a drive shaft;
A plurality of guide shafts slidably inserted into the sliding holes of the peripheral block;
With
The finger block is located at four corners of a quadrangle in plan view from the third direction, the peripheral block and the guide shaft are located along four sides of the quadrangle, and the center of the drive mechanism is the square , One of the two sides of the side part is parallel to the first direction and the other two sides of the side part are parallel to the second direction,
The first direction, the second direction, and the third direction are orthogonal to each other,
A biasing member that biases the finger block in a moving direction of moving the finger block ;
The biasing member moves at the end point when the peripheral block approaches the center of the drive mechanism.
And the peripheral block is separated from the center of the drive mechanism.
Robot hand, characterized in Oh Rukoto with a coil spring in a state of being stretched than the free length in the moving direction at the end point of between.
前記付勢部材は、自由長が異なり且つ互いに独立に前記指ブロックを前記移動方向に付
勢する複数のコイルバネであることを特徴とするロボットハンド。 The robot hand according to claim 1 ,
The robot hand according to claim 1, wherein the biasing members are a plurality of coil springs having different free lengths and biasing the finger block in the moving direction independently of each other.
前記付勢部材は、中心軸上を前記駆動軸が貫通して設けられたコイルバネであることを
特徴とするロボットハンド。 The robot hand according to claim 1 or 2 ,
The robot hand according to claim 1, wherein the biasing member is a coil spring provided on the central axis so that the drive shaft passes therethrough.
前記指ブロックを第1方向または第2方向に移動する駆動機構と、 A drive mechanism for moving the finger block in a first direction or a second direction;
駆動軸によって前記駆動機構と接続された複数の周辺ブロックと、 A plurality of peripheral blocks connected to the drive mechanism by a drive shaft;
前記周辺ブロックの摺動穴に挿入されて摺動可能な複数のガイド軸と、 A plurality of guide shafts slidably inserted into the sliding holes of the peripheral block;
を備え、 With
前記指ブロックは第3方向から平面視した四角形の4つの角部に位置し、前記周辺ブロ The finger blocks are located at four corners of a quadrangle in plan view from the third direction, and the peripheral block is
ックと前記ガイド軸は前記四角形の4つの辺部に沿って位置し、前記駆動機構の中央は前The guide and the guide shaft are located along the four sides of the square, and the center of the drive mechanism is the front
記四角形の中央に位置し、前記辺部の2つの辺の一方は前記第1方向に平行且つ前記の辺Located at the center of the square, one of the two sides of the side is parallel to the first direction and the side
部のもう一方の2つの辺は前記第2方向に平行であり、The other two sides of the part are parallel to the second direction,
前記第1方向と前記第2方向と前記第3方向は互いに直交し、 The first direction, the second direction, and the third direction are orthogonal to each other,
前記指ブロックを移動する移動方向に前記指ブロックを付勢する付勢部材を備え、 A biasing member that biases the finger block in a moving direction of moving the finger block;
前記付勢部材は、中心軸上を前記ガイド軸が貫通して設けられたコイルバネであること The urging member is a coil spring provided on the central axis with the guide shaft penetrating therethrough.
を特徴とするロボットハンド。Robot hand characterized by
前記付勢部材は、前記周辺ブロックが前記駆動機構の中央に近づく終点では前記移動方 The biasing member moves at the end point when the peripheral block approaches the center of the drive mechanism.
向に自由長よりも圧縮された状態となり、前記周辺ブロックが前記駆動機構の中央から離And the peripheral block is separated from the center of the drive mechanism.
間する終点では前記移動方向に自由長よりも伸張された状態となるコイルバネであることIt is a coil spring that is in an extended state in the moving direction beyond the free length at the end point
を特徴とするロボットハンド。Robot hand characterized by
前記付勢部材は、自由長が異なり且つ互いに独立に前記指ブロックを前記移動方向に付 The urging members have different free lengths and urge the finger blocks in the moving direction independently of each other.
勢する複数のコイルバネであることを特徴とするロボットハンド。A robot hand characterized by a plurality of coil springs.
前記指ブロックを第1方向または第2方向に移動する駆動機構と、
駆動軸によって前記駆動機構と接続された複数の周辺ブロックと、
前記周辺ブロックの摺動穴に挿入されて摺動可能な複数のガイド軸と、
前記指ブロックを移動する移動方向に前記指ブロックを付勢する付勢部材と、
複数の前記指ブロックの間に設けられて第3方向に移動する掌部材と、
前記掌部材から前記第3方向に立設されて、前記駆動機構に接続された駆動軸と、
前記掌部材を移動する方向に付勢する付勢部材と、
を備え、
前記指ブロックは前記第3方向から平面視した四角形の4つの角部に位置し、前記周辺ブロックと前記ガイド軸は前記四角形の4つの辺部に沿って位置し、前記駆動機構の中央は前記四角形の中央に位置し、前記辺部の2つの辺の一方は前記第1方向に平行且つ前記の辺部のもう一方の2つの辺は前記第2方向に平行であり、
前記第1方向と前記第2方向と前記第3方向は互いに直交していることを特徴とするロボットハンド。 Four finger blocks provided with finger members;
A drive mechanism for moving the finger block in a first direction or a second direction;
A plurality of peripheral blocks connected to the drive mechanism by a drive shaft;
A plurality of guide shafts slidably inserted into the sliding holes of the peripheral block;
A biasing member that biases the finger block in a moving direction of moving the finger block;
A palm member provided between the plurality of finger blocks and moving in a third direction;
A drive shaft erected in the third direction from the palm member and connected to the drive mechanism;
A biasing member that biases the palm member in a moving direction;
With
The finger block is positioned at four corners of a quadrangle in plan view from the third direction, the peripheral block and the guide shaft are positioned along four sides of the quadrangle, and the center of the drive mechanism is the center Located in the center of the quadrangle, one of the two sides of the side is parallel to the first direction and the other two sides of the side are parallel to the second direction;
The robot hand, wherein the first direction, the second direction, and the third direction are orthogonal to each other .
前記指ブロックを第1方向または第2方向に移動する駆動機構と、
駆動軸によって前記駆動機構と接続された複数の周辺ブロックと、
前記周辺ブロックの摺動穴に挿入されて摺動可能な複数のガイド軸と、
を備え、
前記指ブロックは第3方向から平面視した四角形の4つの角部に位置し、前記周辺ブロ
ックと前記ガイド軸は前記四角形の4つの辺部に沿って位置し、前記駆動機構の中央は前
記四角形の中央に位置し、前記辺部の2つの辺の一方は前記第1方向に平行且つ前記の辺
部のもう一方の2つの辺は前記第2方向に平行であり、
前記第1方向と前記第2方向と前記第3方向は互いに直交し、
前記指ブロックを移動する移動方向に前記指ブロックを付勢する付勢部材を備え、
前記付勢部材は、内部に設けられた流体室の圧力を増減させることによって伸縮するピ
ストン・シリンダー機構であることを特徴とするロボットハンド。 Four finger blocks provided with finger members;
A drive mechanism for moving the finger block in a first direction or a second direction;
A plurality of peripheral blocks connected to the drive mechanism by a drive shaft;
A plurality of guide shafts slidably inserted into the sliding holes of the peripheral block;
With
The finger blocks are located at four corners of a quadrangle in plan view from the third direction, and the peripheral block is
The guide and the guide shaft are located along the four sides of the square, and the center of the drive mechanism is the front
Located at the center of the square, one of the two sides of the side is parallel to the first direction and the side
The other two sides of the part are parallel to the second direction,
The first direction, the second direction, and the third direction are orthogonal to each other,
A biasing member that biases the finger block in a moving direction of moving the finger block;
The robot hand according to claim 1, wherein the biasing member is a piston / cylinder mechanism that expands and contracts by increasing / decreasing the pressure of a fluid chamber provided therein.
前記ロボットハンドは、
指部材が設けられた4つの指ブロックと、
前記指ブロックを第1方向または第2方向に移動する駆動機構と、
駆動軸によって前記駆動機構と接続された複数の周辺ブロックと、
前記周辺ブロックの摺動穴に挿入されて摺動可能な複数のガイド軸と、
を備え、
前記指ブロックは第3方向から平面視した四角形の4つの角部に位置し、前記周辺ブロ
ックと前記ガイド軸は前記四角形の4つの辺部に沿って位置し、前記駆動機構の中央は前
記四角形の中央に位置し、前記辺部の2つの辺の一方は前記第1方向に平行且つ前記の辺
部のもう一方の2つの辺は前記第2方向に平行であり、
前記第1方向と前記第2方向と前記第3方向は互いに直交し、
前記指ブロックを移動する移動方向に前記指ブロックを付勢する付勢部材を備え、
前記付勢部材は、前記周辺ブロックが前記駆動機構の中央に近づく終点では前記移動方
向に自由長よりも圧縮された状態となり、前記周辺ブロックが前記駆動機構の中央から離
間する終点では前記移動方向に自由長よりも伸張された状態となるコイルバネであること
を特徴とするロボット。 A robot equipped with a robot hand,
The robot hand is
Four finger blocks provided with finger members;
A drive mechanism for moving the finger block in a first direction or a second direction;
A plurality of peripheral blocks connected to the drive mechanism by a drive shaft;
A plurality of guide shafts slidably inserted into the sliding holes of the peripheral block;
With
The finger block is located at four corners of a quadrangle in plan view from the third direction, the peripheral block and the guide shaft are located along four sides of the quadrangle, and the center of the drive mechanism is the square , One of the two sides of the side part is parallel to the first direction and the other two sides of the side part are parallel to the second direction,
The first direction, the second direction, and the third direction are orthogonal to each other,
A biasing member that biases the finger block in a moving direction of moving the finger block ;
The biasing member moves at the end point when the peripheral block approaches the center of the drive mechanism.
And the peripheral block is separated from the center of the drive mechanism.
Robot, characterized in Oh Rukoto with a coil spring in a state of being stretched than the free length in the moving direction at the end point of between.
前記付勢部材は、自由長が異なり且つ互いに独立に前記指ブロックを前記移動方向に付
勢する複数のコイルバネであることを特徴とするロボット。 The robot according to claim 9 ,
The robot is characterized in that the biasing members are a plurality of coil springs having different free lengths and biasing the finger block in the moving direction independently of each other.
前記付勢部材は、中心軸上を前記駆動軸が貫通して設けられたコイルバネであることを
特徴とするロボット。 The robot according to claim 9 or 10 , wherein
The robot according to claim 1, wherein the urging member is a coil spring provided with a drive shaft passing through a central axis.
前記ロボットハンドは、 The robot hand is
指部材が設けられた4つの指ブロックと、 Four finger blocks provided with finger members;
前記指ブロックを第1方向または第2方向に移動する駆動機構と、 A drive mechanism for moving the finger block in a first direction or a second direction;
駆動軸によって前記駆動機構と接続された複数の周辺ブロックと、 A plurality of peripheral blocks connected to the drive mechanism by a drive shaft;
前記周辺ブロックの摺動穴に挿入されて摺動可能な複数のガイド軸と、 A plurality of guide shafts slidably inserted into the sliding holes of the peripheral block;
を備え、 With
前記指ブロックは第3方向から平面視した四角形の4つの角部に位置し、前記周辺ブロ The finger blocks are located at four corners of a quadrangle in plan view from the third direction, and the peripheral block is
ックと前記ガイド軸は前記四角形の4つの辺部に沿って位置し、前記駆動機構の中央は前The guide and the guide shaft are located along the four sides of the square, and the center of the drive mechanism is the front
記四角形の中央に位置し、前記辺部の2つの辺の一方は前記第1方向に平行且つ前記の辺Located at the center of the square, one of the two sides of the side is parallel to the first direction and the side
部のもう一方の2つの辺は前記第2方向に平行であり、The other two sides of the part are parallel to the second direction,
前記第1方向と前記第2方向と前記第3方向は互いに直交し、 The first direction, the second direction, and the third direction are orthogonal to each other,
前記指ブロックを移動する移動方向に前記指ブロックを付勢する付勢部材を備え、 A biasing member that biases the finger block in a moving direction of moving the finger block;
前記付勢部材は、中心軸上を前記ガイド軸が貫通して設けられたコイルバネであること The urging member is a coil spring provided on the central axis with the guide shaft penetrating therethrough.
を特徴とするロボット。Robot characterized by.
前記付勢部材は、前記周辺ブロックが前記駆動機構の中央に近づく終点では前記移動方 The biasing member moves at the end point when the peripheral block approaches the center of the drive mechanism.
向に自由長よりも圧縮された状態となり、前記周辺ブロックが前記駆動機構の中央から離And the peripheral block is separated from the center of the drive mechanism.
間する終点では前記移動方向に自由長よりも伸張された状態となるコイルバネであることIt is a coil spring that is in an extended state in the moving direction beyond the free length at the end point
を特徴とするロボット。Robot characterized by.
前記付勢部材は、自由長が異なり且つ互いに独立に前記指ブロックを前記移動方向に付 The urging members have different free lengths and urge the finger blocks in the moving direction independently of each other.
勢する複数のコイルバネであることを特徴とするロボット。A robot characterized by a plurality of coil springs.
前記ロボットハンドは、
指部材が設けられた4つの指ブロックと、
前記指ブロックを第1方向または第2方向に移動する駆動機構と、
駆動軸によって前記駆動機構と接続された複数の周辺ブロックと、
前記周辺ブロックの摺動穴に挿入されて摺動可能な複数のガイド軸と、
前記指ブロックを移動する移動方向に前記指ブロックを付勢する付勢部材と、
複数の前記指ブロックの間に設けられて第3方向に移動する掌部材と、
前記掌部材から前記第3方向に立設されて、前記駆動機構に接続された駆動軸と、
前記掌部材を前記第3方向に付勢する付勢部材と、
を備え、
前記指ブロックは前記第3方向から平面視した四角形の4つの角部に位置し、前記周辺ブロックと前記ガイド軸は前記四角形の4つの辺部に沿って位置し、前記駆動機構の中央は前記四角形の中央に位置し、前記辺部の2つの辺の一方は前記第1方向に平行且つ前記の辺部のもう一方の2つの辺は前記第2方向に平行であり、
前記第1方向と前記第2方向と前記第3方向は互いに直交していることを特徴とするロボット。 A robot equipped with a robot hand,
The robot hand is
Four finger blocks provided with finger members;
A drive mechanism for moving the finger block in a first direction or a second direction;
A plurality of peripheral blocks connected to the drive mechanism by a drive shaft;
A plurality of guide shafts slidably inserted into the sliding holes of the peripheral block;
A biasing member that biases the finger block in a moving direction of moving the finger block;
A palm member provided between the plurality of finger blocks and moving in a third direction;
A drive shaft erected in the third direction from the palm member and connected to the drive mechanism;
A biasing member that biases the palm member in the third direction;
With
The finger block is positioned at four corners of a quadrangle in plan view from the third direction, the peripheral block and the guide shaft are positioned along four sides of the quadrangle, and the center of the drive mechanism is the center Located in the center of the quadrangle, one of the two sides of the side is parallel to the first direction and the other two sides of the side are parallel to the second direction;
The robot according to claim 1, wherein the first direction, the second direction, and the third direction are orthogonal to each other .
前記ロボットハンドは、
指部材が設けられた4つの指ブロックと、
前記指ブロックを第1方向または第2方向に移動する駆動機構と、
駆動軸によって前記駆動機構と接続された複数の周辺ブロックと、
前記周辺ブロックの摺動穴に挿入されて摺動可能な複数のガイド軸と、
を備え、
前記指ブロックは第3方向から平面視した四角形の4つの角部に位置し、前記周辺ブロ
ックと前記ガイド軸は前記四角形の4つの辺部に沿って位置し、前記駆動機構の中央は前
記四角形の中央に位置し、前記辺部の2つの辺の一方は前記第1方向に平行且つ前記の辺
部のもう一方の2つの辺は前記第2方向に平行であり、
前記第1方向と前記第2方向と前記第3方向は互いに直交し、
前記指ブロックを移動する移動方向に前記指ブロックを付勢する付勢部材を備え、
前記付勢部材は、内部に設けられた流体室の圧力を増減させることによって伸縮するピ
ストン・シリンダー機構であることを特徴とするロボット。 A robot equipped with a robot hand,
The robot hand is
Four finger blocks provided with finger members;
A drive mechanism for moving the finger block in a first direction or a second direction;
A plurality of peripheral blocks connected to the drive mechanism by a drive shaft;
A plurality of guide shafts slidably inserted into the sliding holes of the peripheral block;
With
The finger blocks are located at four corners of a quadrangle in plan view from the third direction, and the peripheral block is
The guide and the guide shaft are located along the four sides of the square, and the center of the drive mechanism is the front
Located at the center of the square, one of the two sides of the side is parallel to the first direction and the side
The other two sides of the part are parallel to the second direction,
The first direction, the second direction, and the third direction are orthogonal to each other,
A biasing member that biases the finger block in a moving direction of moving the finger block;
The robot according to claim 1, wherein the urging member is a piston / cylinder mechanism that expands and contracts by increasing / decreasing a pressure of a fluid chamber provided therein.
前記指ブロックを第1方向または第2方向に移動する駆動機構と、
駆動軸によって前記駆動機構と接続された複数の周辺ブロックと、
前記周辺ブロックの摺動穴に挿入されて摺動可能な複数のガイド軸と、
を備え、
前記指ブロックは第3方向から平面視した四角形の4つの角部に位置し、前記周辺ブロ
ックと前記ガイド軸は前記四角形の4つの辺部に沿って位置し、前記駆動機構の中央は前
記四角形の中央に位置し、前記辺部の2つの辺の一方は前記第1方向に平行且つ前記の辺
部のもう一方の2つの辺は前記第2方向に平行であり、
前記第1方向と前記第2方向と前記第3方向は互いに直交し、
前記指ブロックを移動する移動方向に前記指ブロックを付勢する付勢部材を備え、
前記付勢部材は、前記周辺ブロックが前記駆動機構の中央に近づく終点では前記移動方
向に自由長よりも圧縮された状態となり、前記周辺ブロックが前記駆動機構の中央から離
間する終点では前記移動方向に自由長よりも伸張された状態となるコイルバネであること
を特徴とする把持機構。 Four finger blocks provided with finger members;
A drive mechanism for moving the finger block in a first direction or a second direction;
A plurality of peripheral blocks connected to the drive mechanism by a drive shaft;
A plurality of guide shafts slidably inserted into the sliding holes of the peripheral block;
With
The finger blocks are located at four corners of a quadrangle in plan view from the third direction, and the peripheral block is
The guide and the guide shaft are located along the four sides of the square, and the center of the drive mechanism is the front
Located at the center of the square, one of the two sides of the side is parallel to the first direction and the side
The other two sides of the part are parallel to the second direction,
The first direction, the second direction, and the third direction are orthogonal to each other,
A biasing member that biases the finger block in a moving direction of moving the finger block;
The biasing member is in a state of being compressed more than a free length in the moving direction when the peripheral block approaches the center of the drive mechanism, and the moving direction when the peripheral block is separated from the center of the drive mechanism. A gripping mechanism characterized in that it is a coil spring that is in an extended state with respect to the free length.
前記指ブロックを第1方向または第2方向に移動する駆動機構と、
駆動軸によって前記駆動機構と接続された複数の周辺ブロックと、
前記周辺ブロックの摺動穴に挿入されて摺動可能な複数のガイド軸と、
を備え、
前記指ブロックは第3方向から平面視した四角形の4つの角部に位置し、前記周辺ブロ
ックと前記ガイド軸は前記四角形の4つの辺部に沿って位置し、前記駆動機構の中央は前
記四角形の中央に位置し、前記辺部の2つの辺の一方は前記第1方向に平行且つ前記の辺
部のもう一方の2つの辺は前記第2方向に平行であり、
前記第1方向と前記第2方向と前記第3方向は互いに直交し、
前記指ブロックを移動する移動方向に前記指ブロックを付勢する付勢部材を備え、
前記付勢部材は、自由長が異なり且つ互いに独立に前記指ブロックを前記移動方向に付
勢する複数のコイルバネであることを特徴とする把持機構。 Four finger blocks provided with finger members;
A drive mechanism for moving the finger block in a first direction or a second direction;
A plurality of peripheral blocks connected to the drive mechanism by a drive shaft;
A plurality of guide shafts slidably inserted into the sliding holes of the peripheral block;
With
The finger blocks are located at four corners of a quadrangle in plan view from the third direction, and the peripheral block is
The guide and the guide shaft are located along the four sides of the square, and the center of the drive mechanism is the front
Located at the center of the square, one of the two sides of the side is parallel to the first direction and the side
The other two sides of the part are parallel to the second direction,
The first direction, the second direction, and the third direction are orthogonal to each other,
A biasing member that biases the finger block in a moving direction of moving the finger block;
The gripping mechanism, wherein the biasing member is a plurality of coil springs having different free lengths and biasing the finger block in the moving direction independently of each other.
前記付勢部材は、自由長が異なり且つ互いに独立に前記指ブロックを前記移動方向に付 The urging members have different free lengths and urge the finger blocks in the moving direction independently of each other.
勢する複数のコイルバネであることを特徴とする把持機構。A gripping mechanism comprising a plurality of coil springs.
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