JP6309889B2 - Electric gripper device - Google Patents

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Description

本発明は、電動グリッパ装置に関し、特に、FA(Factory Automation)組立工程における製品の自動組立、部品搬送、検査等において、ワークを把持して位置決めや測長等を行うためのモータ駆動による電動グリッパ装置に関する。   The present invention relates to an electric gripper device, and in particular, an electric gripper driven by a motor for gripping a workpiece and performing positioning, length measurement, and the like in automatic assembly of products, parts transportation, inspection, etc. in an FA (Factory Automation) assembly process. Relates to the device.

従来、電動グリッパ装置においては、モータによって正逆回転されるカム部材と、レールに沿って直線摺動する一対の把持部材とを備え、一対の把持部材のそれぞれのカムフォロア(駆動ピン)をカム部材に摺動自在に嵌合させる一対のカム溝がカム部材に螺旋状に形成され、モータによるカム部材の正逆回転により一対の把持部材がレールに沿って互いに接近・離隔摺動するものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。   2. Description of the Related Art Conventionally, an electric gripper device includes a cam member that rotates forward and backward by a motor and a pair of gripping members that slide linearly along a rail, and the cam followers (drive pins) of the pair of gripping members are cam members. A pair of cam grooves that are slidably fitted to the cam member are formed in a spiral shape on the cam member, and a pair of gripping members slide toward and away from each other along the rail by forward and reverse rotation of the cam member by a motor is proposed. (For example, refer to Patent Document 1).

この種の電動グリッパ装置におけるカム部材のカム溝は、モータの回転トルクによって生ずる把持部材の推力がどの位置でも一定となるように、アルキメデスの渦巻き線に沿う螺旋状に形成されている。   The cam groove of the cam member in this type of electric gripper device is formed in a spiral shape along the Archimedes spiral so that the thrust of the gripping member generated by the rotational torque of the motor is constant at any position.

特開2009−226506号公報JP 2009-226506 A

しかしながら特許文献1の電動グリッパ装置においては、モータによるカム部材の回転運動を把持部材のカムフォロア(駆動ピン)における直線運動に変換したときの把持部材のストローク範囲がカム部材の半径に制限されているために短く、このストローク範囲を長くするにはカム部材の半径を大きくしなければならず、その場合には装置全体が大型化してしまうという問題があった。   However, in the electric gripper device of Patent Document 1, the stroke range of the gripping member when the rotational motion of the cam member by the motor is converted into the linear motion in the cam follower (drive pin) of the gripping member is limited to the radius of the cam member. Therefore, in order to shorten the length of the stroke range, the radius of the cam member has to be increased. In this case, there is a problem that the entire apparatus is enlarged.

また、特許文献1の電動グリッパ装置においては、カム部材、カムフォロアおよび把持部材を直線摺動させるための直線ガイドが必要であり、その直線ガイドには有限軌道方式および無限軌道方式の双方共に高精度な研削加工が要求され、その構成が複雑化するという問題があった。   In addition, the electric gripper device of Patent Document 1 requires a linear guide for linearly sliding the cam member, cam follower, and gripping member. The linear guide has high accuracy in both the finite track method and the endless track method. There is a problem that a complicated grinding process is required and the configuration is complicated.

さらに、把持部材をクリーンルーム等のクリーンな環境で使用する場合、直線ガイドにグリス飛散対策としてカバーを付けたり、直線ガイドをジャバラ状のカバーで覆ったりすることが一般的であり、これらカバーの存在により更に大型化してしまうという問題があった。   Furthermore, when the gripping member is used in a clean environment such as a clean room, it is common to attach a cover to the linear guide as a measure against grease scattering, or to cover the linear guide with a bellows-shaped cover. As a result, there is a problem that the size is further increased.

本発明はかかる問題を解決するためになされたものであり、小型であり、かつ簡易な構成でありながら直線ガイドを用いることなく把持部材を直線運動させ、そのストローク範囲を長くすることのできる電動グリッパ装置を提案しようとするものである。   The present invention has been made to solve such a problem, and is an electric motor capable of linearly moving a gripping member without using a linear guide and extending its stroke range while having a small size and a simple configuration. A gripper device is to be proposed.

かかる課題を解決するため本発明においては、モータ(2)と、前記モータ(2)のモータ軸(2a)の回転を伝達する歯車機構(11、12、13)が内蔵された本体部(3)と、前記歯車機構(11、12、13)を介して回転駆動され、互いの回転方向が逆向き状態になるよう前記本体部(3)の外側に当該本体部(3)を間に挟んで対向配置された2つの第1腕部(21、31)と、前記2つの第1腕部(21、31)の先端部(21b、31b)と回動自在にその基端部(22a、32a)が支持された2つの第2腕部(22、32)と、前記2つの第2腕部(22、32)の先端部(22b、32b)同士を互いに回動自在に連結した連結ピン(37)と、前記連結ピン(37)に固定された第1把持部(40)と、前記第1把持部(40)から所定距離だけ離れた前記本体部(3)上の前記第1把持部(40)と対向する位置に固定され、前記第1把持部(40)との間でワークを把持する第2把持部(50)とを備えることを特徴とする。   In order to solve this problem, in the present invention, a main body (3) including a motor (2) and a gear mechanism (11, 12, 13) for transmitting the rotation of the motor shaft (2a) of the motor (2). ) And the gear mechanism (11, 12, 13), and the main body (3) is sandwiched between the outer sides of the main body (3) so that the rotation directions are opposite to each other. The two first arm portions (21, 31) arranged opposite to each other, and the distal end portions (21b, 31b) of the two first arm portions (21, 31), the base end portions (22a, 32a) Two second arm portions (22, 32) on which the two arm portions (22, 32) are supported and tip pins (22b, 32b) of the two second arm portions (22, 32) are connected to each other in a freely rotatable manner. (37), a first grip portion (40) fixed to the connecting pin (37), and the first handle Fixed at a position facing the first gripping part (40) on the main body part (3) separated from the part (40) by a predetermined distance, and grips the workpiece with the first gripping part (40) And a second grip part (50).

また本発明において、前記2つの第2腕部(22、32)の何れか一方の第2腕部(32)と平行な状態を維持したまま、その第2腕部(32)に追従して動作する補助腕部(34)を更に備え、前記補助腕部(34)が前記第1把持部(40)に支持されていることを特徴とする。   In the present invention, following the second arm portion (32) while maintaining a state parallel to one of the two second arm portions (22, 32). An auxiliary arm portion (34) that operates is further provided, and the auxiliary arm portion (34) is supported by the first grip portion (40).

さらに本発明において、前記一方の第2腕部(32)と前記補助腕部(34)との平行状態を維持したまま、その2つの基端部(32a、34a)を回動自在に支持し、前記第1把持部(40)の移動方向およびその移動方向とは直交する直交方向へ移動自在に設けられた支持腕部(35)を更に備えることを特徴とする。   Further, in the present invention, the two base end portions (32a, 34a) are rotatably supported while maintaining the parallel state of the one second arm portion (32) and the auxiliary arm portion (34). The moving part of the first gripping part (40) and a supporting arm part (35) provided so as to be movable in a direction orthogonal to the moving direction are further provided.

さらに本発明において、前記歯車機構は、前記モータ(2)のモータ軸(2a)の先端に固定された、かさ歯車構造のモータギア(11)と、前記モータギア(11)の回転中心軸と直交する回転中心軸を持ち、互いに対向配置された状態で前記モータギア(11)とそれぞれ噛合され、当該モータギア(11)の回転に応じて互いの回転方向が逆向き状態で回転される、かさ歯車構造の第1ギア(12)および第2ギア(13)とを備え、前記2つの第1腕部(21、31)は前記第1ギア(12)および前記第2ギア(13)に固定されていることを特徴とする。   Further, in the present invention, the gear mechanism is orthogonal to a motor gear (11) having a bevel gear structure fixed to a tip of a motor shaft (2a) of the motor (2) and a rotation center axis of the motor gear (11). A bevel gear structure having a rotation center axis and meshed with the motor gear (11) in a state of being opposed to each other and rotated in the opposite direction according to the rotation of the motor gear (11). A first gear (12) and a second gear (13) are provided, and the two first arm portions (21, 31) are fixed to the first gear (12) and the second gear (13). It is characterized by that.

本発明によれば、モータ(2)のモータ軸(2a)の回転が歯車機構(11、12、13)を介して2つの第1腕部(21、31)に伝達されたとき、2つの第1腕部(21、31)は互いの回転方向が逆向きとなって回転するため、2つの第1腕部(21、31)の先端部(21b、31b)に支持された2つの第2腕部(22、32)の先端部(22b、32b)同士を互いに連結した連結ピン(37)に固定されている第1把持部(40)が、第2把持部(50)に対して近接または離反するように直線的に移動する。これにより、第1把持部40および第2把持部(50)によりワーク(wk)を把持または解放することができ、かくして小型であり、かつ簡易な構成でありながら直線ガイドを用いることなく第1把持部(40)を直線移動させることができる。また、第1腕部(21、31)および第2腕部(22、32)を長く設定するだけで、ワーク(wk)を把持または解放する際のストローク範囲を一段と長くすることができる。   According to the present invention, when the rotation of the motor shaft (2a) of the motor (2) is transmitted to the two first arm portions (21, 31) via the gear mechanism (11, 12, 13), the two Since the first arm portions (21, 31) rotate with their rotation directions being opposite to each other, the two first arm portions (21, 31) are supported by the tip portions (21b, 31b) of the two first arm portions (21, 31). The first gripping part (40) fixed to the connecting pin (37) that connects the tip parts (22b, 32b) of the two arm parts (22, 32) to each other is in relation to the second gripping part (50). Move linearly so as to approach or separate. As a result, the workpiece (wk) can be gripped or released by the first gripping portion 40 and the second gripping portion (50), and thus the first without using a linear guide while having a small size and a simple configuration. The grip part (40) can be moved linearly. Moreover, the stroke range at the time of gripping or releasing the workpiece (wk) can be further increased by simply setting the first arm (21, 31) and the second arm (22, 32) longer.

本発明によれば、前記2つの第2腕部(22、32)の何れか一方の第2腕部(32)と平行な状態を維持したまま、その第2腕部(32)に追従して動作する補助腕部(34)が第1把持部(40)に支持されているため、補助腕部(34)により第1把持部(40)の第2把持部(50)に対する向きを維持したまま当該第1把持部(40)を直線移動させることが可能となる。   According to the present invention, the second arm portion (32) is followed while maintaining a state parallel to one of the two second arm portions (22, 32). Since the auxiliary arm part (34) that moves is supported by the first grip part (40), the auxiliary arm part (34) maintains the orientation of the first grip part (40) relative to the second grip part (50). The first gripping part (40) can be moved linearly while being kept.

本発明によれば、一方の第2腕部(32)と補助腕部(34)との平行状態を維持したまま、その2つの基端部(32a、34a)を回動自在に支持し、第1把持部(40)の移動方向およびその移動方向とは直交する直交方向へ移動自在に支持腕部(35)が設けられているので、第1把持部(40)の移動方向への移動によっても第2把持部(50)に対する向きを支持腕部(35)により維持したまま当該第1把持部(40)を安定した状態で直線移動させることが可能となる。   According to the present invention, while maintaining the parallel state of the one second arm portion (32) and the auxiliary arm portion (34), the two base end portions (32a, 34a) are rotatably supported, Since the support arm portion (35) is provided so as to be movable in a direction orthogonal to the moving direction of the first gripping portion (40) and the moving direction thereof, the first gripping portion (40) is moved in the moving direction. As a result, the first gripping part (40) can be linearly moved in a stable state while maintaining the orientation with respect to the second gripping part (50) by the support arm part (35).

本発明によれば、モータ(2)のモータ軸(2a)の先端に固定された、かさ歯車構造のモータギア(11)と、モータギア(11)の回転中心軸と直交する回転中心軸を持ち、互いに対向配置された状態でモータギア(11)とそれぞれ噛合され、当該モータギア(11)の回転に応じて互いの回転方向が逆向き状態で回転される、かさ歯車構造の第1ギア(12)および第2ギア(13)に対して2つの第1腕部(21、31)が固定されているので、歯車機構(11、12、13)の部品点数を少なくして構成を簡素化し装置全体の小型化を図ることが可能となる。   According to the present invention, the motor gear (11) having a bevel gear structure fixed to the tip of the motor shaft (2a) of the motor (2), and the rotation center axis orthogonal to the rotation center axis of the motor gear (11), A first gear (12) having a bevel gear structure, which is engaged with the motor gear (11) in a state of being opposed to each other, and rotated in the opposite direction according to the rotation of the motor gear (11), and Since the two first arm portions (21, 31) are fixed to the second gear (13), the number of parts of the gear mechanism (11, 12, 13) is reduced to simplify the configuration and It is possible to reduce the size.

本実施の形態における電動グリッパ装置の全体外観構成(1)を示す外観図である。It is an external view which shows the whole external appearance structure (1) of the electric gripper apparatus in this Embodiment. 本実施の形態における電動グリッパ装置の全体外観構成(2)を示す外観図である。It is an external view which shows the whole external appearance structure (2) of the electric gripper apparatus in this Embodiment. 本実施の形態における電動グリッパ装置のギア構造が露出した全体外観構成(1)を示す外観図である。It is an external view which shows the whole external appearance structure (1) which the gear structure of the electric gripper apparatus in this Embodiment exposed. 本実施の形態における電動グリッパ装置のギア構造が露出した全体外観構成(2)を示す外観図である。It is an external view which shows the whole external appearance structure (2) which the gear structure of the electric gripper apparatus in this Embodiment exposed. 本実施の形態における電動グリッパ装置のギア構造が露出した全体外観構成(3)を示す側面図である。It is a side view which shows the whole external appearance structure (3) which the gear structure of the electric gripper apparatus in this Embodiment exposed. 本実施の形態における電動グリッパ装置のギア構造が露出した全体外観構成(4)を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the whole external appearance structure (4) which the gear structure of the electric gripper apparatus in this Embodiment exposed. 本実施の形態における電動グリッパ装置のギア構造が露出していない全体外観構成を示す側面図である。It is a side view which shows the whole external appearance structure which the gear structure of the electric gripper apparatus in this Embodiment is not exposed. 本実施の形態における電動グリッパ装置のワーク把持状態を示す全体外観構成(1)を示す外観図である。It is an external view which shows the whole external appearance structure (1) which shows the workpiece | work holding state of the electric gripper apparatus in this Embodiment. 本実施の形態における電動グリッパ装置のワーク把持状態を示す全体外観構成(2)を示す外観図である。It is an external view which shows the whole external appearance structure (2) which shows the workpiece | work holding state of the electric gripper apparatus in this Embodiment. 可動側把持部の運動モデルを示す図である。It is a figure which shows the motion model of a movable side holding part. 可動側把持部の運動モデルをクランク運動として表した図である。It is the figure which represented the movement model of the movable side holding part as crank movement.

次に、本発明の一実施の形態について図面を参照して説明する。   Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

<電動グリッパ装置の構成>
図1乃至図9に示すように、本実施の形態におけるリンク式電動グリッパ装置1は、例えばステッピングモータ(以下、これを単に「モータ」と呼ぶ。)2と、当該モータ2の一端に固定された本体部3と、その本体部3に接続された把持部4とによって構成されている。把持部4は、ワークwkを把持し、またはワークwkを解放する機能を有するものである。
<Configuration of electric gripper device>
As shown in FIGS. 1 to 9, the link type electric gripper device 1 according to the present embodiment is fixed to, for example, a stepping motor (hereinafter simply referred to as “motor”) 2 and one end of the motor 2. The main body part 3 and the grip part 4 connected to the main body part 3 are configured. The grip part 4 has a function of gripping the workpiece wk or releasing the workpiece wk.

なお、図1および図2においては、本体部3の内部が隠蔽された状態が示されているのに対し、図3乃至図9においては、本体部3の内部が目視可能なように外側側面の一部および天面が取り外された状態が示されている。   1 and 2 show a state in which the inside of the main body 3 is concealed, while FIGS. 3 to 9 show the outer side surface so that the inside of the main body 3 can be seen. The state where a part of and the top surface are removed is shown.

ただし、図3乃至図9は、あくまで説明の都合上、本体部3の内部が目視できるように表現したものに過ぎず、実際には本体部3の内部は外側から目視することはできない構造である。   However, FIG. 3 to FIG. 9 are merely expressed so that the inside of the main body 3 can be seen for the sake of explanation, and actually the inside of the main body 3 cannot be seen from the outside. is there.

本体部3は、天面3u(図1)および底面3z(図6)を有し、その内側に内部空間が形成された角筒形状であり、モータ2に接続される側の底面3zの貫通孔に当該モータ2のモータ軸基部2bが嵌合固定されている。   The main body 3 has a top surface 3 u (FIG. 1) and a bottom surface 3 z (FIG. 6), has a rectangular tube shape in which an internal space is formed, and penetrates the bottom surface 3 z on the side connected to the motor 2. The motor shaft base 2b of the motor 2 is fitted and fixed in the hole.

また、本体部3の外側側面3a(図1)には、ワークwkの一端が当接される側面視略L字状でなる第2把持部としての固定側把持部50が外側側面3aから突出した状態で一体に固定されている。   Further, on the outer side surface 3a (FIG. 1) of the main body 3, a fixed-side gripping portion 50 as a second gripping portion having a substantially L shape in side view with which one end of the work wk comes into contact protrudes from the outer side surface 3a. In this state, it is fixed integrally.

固定側把持部50は、本体部3の外側側面3aから直線状に突出した基部50kと、その基部50kの先端側で90度折り曲げられたワーク当接部50hとが一体になって構成されている。   The fixed-side grip 50 is formed by integrating a base 50k that protrudes linearly from the outer side surface 3a of the main body 3 and a workpiece contact 50h that is bent 90 degrees on the tip side of the base 50k. Yes.

この固定側把持部50は、基部50kおよびワーク当接部50hが後述する第1把持部としての可動側把持部40の基部40kおよびワーク当接部40hと対向するように本体部3の外側側面3aに対して設けられている。   The fixed-side gripping portion 50 is formed on the outer side surface of the main body 3 so that the base portion 50k and the workpiece contact portion 50h face the base portion 40k and the workpiece contact portion 40h of the movable gripping portion 40 as a first gripping portion to be described later. 3a is provided.

さらに、本体部3の外側側面3aと隣接した外側側面3bには、固定側把持部50とは直交する方向へ向かって、その外側側面3bから突出したステー6が一体に固定されている。   Furthermore, a stay 6 protruding from the outer side surface 3b is integrally fixed to the outer side surface 3b adjacent to the outer side surface 3a of the main body 3 in a direction orthogonal to the fixed-side grip portion 50.

モータ2のモータ軸2a(図3)の先端には、かさ歯車でなるモータギア11が一体に固定されている。モータギア11には、このモータギア11の回転中心軸と直交する回転中心軸をそれぞれに持つ、かさ歯車でなる第1ギア12、第2ギア13が互いに対向配置された状態でモータギア11に噛合されている。なお、これらの第1ギア12および第2ギア13は、同一の構造を有している。   A motor gear 11 formed of a bevel gear is integrally fixed to the tip of the motor shaft 2 a (FIG. 3) of the motor 2. The motor gear 11 is meshed with the motor gear 11 in a state where a first gear 12 and a second gear 13, which are bevel gears, each having a rotation center axis orthogonal to the rotation center axis of the motor gear 11 are arranged to face each other. Yes. The first gear 12 and the second gear 13 have the same structure.

第1ギア12および第2ギア13は、モータギア11の回転に応じて同時に従動回転されるが、その際、モータギア11に対して第1ギア12および第2ギア13が互いに対向配置されているため、外側側面3aを正面として視た場合に、第1ギア12の回転方向と第2ギア13の回転方向とは互いに逆向きとなる。   The first gear 12 and the second gear 13 are simultaneously driven and rotated in accordance with the rotation of the motor gear 11. At this time, the first gear 12 and the second gear 13 are disposed opposite to each other with respect to the motor gear 11. When the outer side surface 3a is viewed from the front, the rotation direction of the first gear 12 and the rotation direction of the second gear 13 are opposite to each other.

このモータギア11、第1ギア12および第2ギア13により歯車機構が構成される。この歯車機構は、本体部3に内蔵されており、外部からは目視できないように隠蔽されている。   The motor gear 11, the first gear 12 and the second gear 13 constitute a gear mechanism. This gear mechanism is built in the main body 3 and is hidden so that it cannot be seen from the outside.

第1ギア12は、その円筒形状でなる基部12aが本体部3の外側側面3a(図3には図示せず)に軸受12bを介して回動自在に支持されている。第2ギア13は、その円筒形状でなる基部13aが本体部3の外側側面3cに軸受13bを介して回動自在に支持されている。   The first gear 12 has a cylindrical base 12a rotatably supported on an outer side surface 3a (not shown in FIG. 3) of the main body 3 via a bearing 12b. The second gear 13 has a cylindrical base portion 13a that is rotatably supported on the outer side surface 3c of the main body 3 via a bearing 13b.

第1ギア12(図5)の基部12aは、その先端部分の端面中央に対して、第1ギア12の回転中心軸に沿った有底嵌合孔部(図示せず)が形成されている。第2ギア13の基部13aは、第1ギア12の基部12aと同様に、その先端部分の端面中央に対して、第2ギア13の回転中心軸に沿った有底嵌合孔部(図示せず)が形成されている。   The base 12a of the first gear 12 (FIG. 5) is formed with a bottomed fitting hole (not shown) along the rotation center axis of the first gear 12 with respect to the center of the end face of the tip portion. . Similarly to the base 12a of the first gear 12, the base 13a of the second gear 13 has a bottomed fitting hole (not shown) along the rotation center axis of the second gear 13 with respect to the center of the end surface of the tip portion. ) Is formed.

第1ギア12の基部12aの有底嵌合孔部には、第1腕部としてのワーク側第1腕部21の基端部21aに設けられたピンが嵌合固定されている。したがって、第1ギア12の回転と一体になって、ワーク側第1腕部21が基端部21aのピンを中心として回転することになる。   A pin provided on the base end portion 21a of the work side first arm portion 21 as the first arm portion is fitted and fixed to the bottomed fitting hole portion of the base portion 12a of the first gear 12. Accordingly, the work-side first arm portion 21 rotates around the pin of the base end portion 21a integrally with the rotation of the first gear 12.

ワーク側第1腕部21は、所定長さの角柱状部材であり、上述したように、その基端部21aには第1ギア12の基部12aの有底嵌合孔部へ向かって突出したピン(図示せず)が設けられているとともに、その先端部21bには当該ピンと同じ方向へ突出したピン21bpが設けられている。   The work-side first arm portion 21 is a prismatic member having a predetermined length, and as described above, the base end portion 21a projects toward the bottomed fitting hole portion of the base portion 12a of the first gear 12. A pin (not shown) is provided, and a pin 21 bp that protrudes in the same direction as the pin is provided at the tip portion 21 b.

ワーク側第1腕部21のピン21bpは、そのワーク側第1腕部21よりも長い腕長を持つ第2腕部としてのワーク側第2腕部22の基端部22aの貫通孔に対して軸受により回動自在に支持されている。   The pin 21bp of the work side first arm portion 21 is opposed to the through hole of the base end portion 22a of the work side second arm portion 22 as a second arm portion having an arm length longer than the work side first arm portion 21. The bearing is supported by a bearing.

このワーク側第2腕部22は、上述したように、基端部22aに貫通孔が形成されるとともにその貫通孔に軸受が取り付けられており、先端部22bについても貫通孔が形成されるとともにその貫通孔に軸受が取り付けられている。   As described above, the work side second arm portion 22 has a through hole formed in the base end portion 22a and a bearing attached to the through hole, and a through hole is also formed in the tip end portion 22b. A bearing is attached to the through hole.

第2ギア13(図5)の基部13aの有底嵌合孔部には、非ワーク側第1腕部31の基端部31aに設けられたピンが嵌合固定されている。したがって、第2ギア13の回転と一体になって、非ワーク側第1腕部31が基端部31aのピンを中心として回転することになる。   A pin provided on the base end portion 31a of the non-work side first arm portion 31 is fitted and fixed to the bottomed fitting hole portion of the base portion 13a of the second gear 13 (FIG. 5). Therefore, the non-work side first arm portion 31 rotates around the pin of the base end portion 31a integrally with the rotation of the second gear 13.

非ワーク側第1腕部31は、ワーク側第1腕部21と同じ長さを有する角柱状部材であり、上述したように、その基端部31aには第2ギア13の基部13aの有底嵌合孔部へ向かって突出したピン(図示せず)が設けられているとともに、その先端部31bには当該ピンと同じ方向へ突出したピン31bpが設けられている。   The non-work side first arm portion 31 is a prismatic member having the same length as the work side first arm portion 21, and as described above, the base end portion 31 a has the base portion 13 a of the second gear 13. A pin (not shown) protruding toward the bottom fitting hole is provided, and a pin 31bp protruding in the same direction as the pin is provided at the tip 31b.

非ワーク側第1腕部31のピン31bpは、その非ワーク側第1腕部31よりも長い腕長を持つ非ワーク側第2腕部32の基端部32aの貫通孔に対して軸受により回動自在に支持されている。   The pin 31bp of the non-work side first arm portion 31 is supported by a bearing with respect to the through hole of the base end portion 32a of the non-work side second arm portion 32 having an arm length longer than that of the non-work side first arm portion 31. It is supported rotatably.

この非ワーク側第2腕部32は、上述したように、基端部32aに貫通孔が形成されるとともにその貫通孔に軸受が取り付けられており、先端部32bについても貫通孔が形成されるとともにその貫通孔に軸受が取り付けられている。   As described above, the non-work side second arm portion 32 has a through hole formed in the base end portion 32a and a bearing attached to the through hole, and a through hole is also formed in the distal end portion 32b. A bearing is attached to the through hole.

このように、ワーク側第1腕部21および非ワーク側第1腕部31は、本体部3の外側であり、その本体部3を間に挟んで互いに対向配置された状態で、モータギア11のCW(clock Wise)方向またはCCW(counter clock wise)方向への回転により第1ギア12および第2ギア13を介して互いに逆方向へ回転することになる。   As described above, the work-side first arm portion 21 and the non-work-side first arm portion 31 are outside the main body portion 3 and are disposed to face each other with the main body portion 3 interposed therebetween. The rotation in the CW (clock Wise) direction or CCW (counter clock wise) direction causes the first and second gears 12 and 13 to rotate in opposite directions.

ワーク側第2腕部22の先端部22bに形成された貫通孔と、非ワーク側第2腕部32の先端部32bに形成された貫通孔とに対しては、ワーク側第2腕部22の先端部22bと非ワーク側第2腕部32の先端部32bとを互いに連結する連結ピン37が軸受を介して回動自在に支持されている。   For the through hole formed in the tip end portion 22b of the work side second arm portion 22 and the through hole formed in the tip end portion 32b of the non-work side second arm portion 32, the work side second arm portion 22 is provided. A connecting pin 37 that connects the front end portion 22b and the front end portion 32b of the non-work side second arm portion 32 to each other is rotatably supported via a bearing.

これらワーク側第1腕部21、ワーク側第2腕部22、非ワーク側第1腕部31、非ワーク側第2腕部32および連結ピン37により、図8および図9に示されるように、略菱形状の菱形リンク機構が構成される。   As shown in FIGS. 8 and 9, the workpiece side first arm portion 21, the workpiece side second arm portion 22, the non-work side first arm portion 31, the non-work side second arm portion 32, and the connecting pin 37. A substantially rhombus-shaped rhombus link mechanism is configured.

ここで、図5に示すように、連結ピン37はワーク側第2腕部22の先端部22bの貫通孔を突出した状態で支持されており、その突出部分が第1把持部としての可動側把持部40の基部40kに回動自在に支持されている。この場合、連結ピン37は、可動側把持部40の基部40kにおける一端側の凹状孔40a(図6および図7)に軸受を介して回動自在に支持されている。   Here, as shown in FIG. 5, the connecting pin 37 is supported in a state in which the through hole of the tip end portion 22 b of the work-side second arm portion 22 protrudes, and the protruding portion is the movable side as the first gripping portion. The base 40k of the grip 40 is rotatably supported. In this case, the connecting pin 37 is rotatably supported via a bearing in a concave hole 40a (FIGS. 6 and 7) on one end side of the base portion 40k of the movable gripping portion 40.

この可動側把持部40は、所定長さの基部40kと、その基部40kの一端側から固定側把持部50に向かって突出した側面視略L字状のワーク当接部40hとによって構成されており、この当接部40hが上述した固定側把持部50のワーク当接部50hと対向するように配置されている。   The movable side gripping portion 40 includes a base 40k having a predetermined length, and a workpiece contact portion 40h having a substantially L shape in side view protruding from one end side of the base 40k toward the fixed side gripping portion 50. The abutting portion 40h is disposed so as to face the workpiece abutting portion 50h of the fixed gripping portion 50 described above.

したがって、可動側把持部40が矢印A方向に沿って直線移動したとき、この可動側把持部40のワーク当接部40hと、この固定側把持部50のワーク当接部50hとの間で、ワークwkの一端および他端が当接されて挟さみ付けられることにより把持される。   Therefore, when the movable gripping portion 40 moves linearly along the direction of arrow A, between the workpiece contact portion 40h of the movable gripping portion 40 and the workpiece contact portion 50h of the fixed gripping portion 50, One end and the other end of the work wk are brought into contact with each other to be gripped.

ステー6は、その先端へ向かって直線状に伸びた直線部分、および、その直線部分の先端に形成されたS字状の湾曲部分を有し、その湾曲部分の先端部6aに、非ワーク側第1腕部31と同じ長さを有する非ワーク側第1補助腕部33の基端部33aを支持するための貫通孔が設けられている。   The stay 6 has a straight portion extending linearly toward the tip thereof, and an S-shaped curved portion formed at the tip of the straight portion, and the tip portion 6a of the curved portion has a non-work side. A through hole for supporting the base end portion 33 a of the non-work side first auxiliary arm portion 33 having the same length as the first arm portion 31 is provided.

ここで、ステー6は、図9に示すように、非ワーク側第1腕部31の先端部31bがステー6の先端部6aと干渉することのない長さにその直線部分が設定されている。なお、ステー6の先端部6aは、当該ステー6の直線部分に比べて本体部3の外側側面3cから離れる方向へ湾曲部分を介してシフトされている。   Here, as shown in FIG. 9, the straight portion of the stay 6 is set to such a length that the distal end portion 31 b of the non-work side first arm portion 31 does not interfere with the distal end portion 6 a of the stay 6. . Note that the distal end portion 6 a of the stay 6 is shifted via a curved portion in a direction away from the outer side surface 3 c of the main body portion 3 as compared with the straight portion of the stay 6.

このステー6の先端部6aの貫通孔には、軸受が取り付けられており、この貫通孔に対して、非ワーク側第1補助腕部33の基端部33aに設けられたピン33apが回動自在に支持されている。   A bearing is attached to the through hole of the distal end portion 6a of the stay 6, and a pin 33ap provided at the base end portion 33a of the non-work side first auxiliary arm portion 33 is rotated with respect to the through hole. It is supported freely.

非ワーク側第1補助腕部33は、上述したように基端部33aにピン33apが設けられるとともに、先端部33bには、このピン33apとは逆向きであり、非ワーク側第1腕部31のピン31bpと同じ方向へ突出したピン33bpが設けられている。   As described above, the non-work side first auxiliary arm portion 33 is provided with the pin 33ap at the base end portion 33a, and the distal end portion 33b is opposite to the pin 33ap. A pin 33 bp protruding in the same direction as the 31 pin 31 bp is provided.

この非ワーク側第1補助腕部33の先端部33bのピン33bpは、ステー6と同じ長さであり当該ステー6と平行に配置される支持腕部35の一端部35aに形成された貫通孔に軸受けを介して回動自在に支持されている。   The pin 33 bp of the tip 33 b of the non-work side first auxiliary arm 33 has the same length as the stay 6 and is a through hole formed in one end 35 a of the support arm 35 arranged in parallel with the stay 6. It is supported rotatably via a bearing.

支持腕部35は、上述したように、一端部35aに貫通孔が形成されるとともにその貫通孔に軸受が取り付けられており、他端部35bについても貫通孔が形成されるとともにその貫通孔に軸受が取り付けられている。   As described above, the support arm portion 35 has a through hole formed in the one end portion 35a and a bearing attached to the through hole, and a through hole is also formed in the other end portion 35b. Bearings are installed.

支持腕部35の他端部35bは、非ワーク側第1腕部31の先端部31bと非ワーク側第1腕部32の基端部32aとの間に配置され(図3乃至図5)、この非ワーク側第1腕部31の先端部31bのピン31bpが支持腕部35の他端部35bおよび非ワーク側第1腕部32の基端部32aの双方の貫通孔にそれぞれの軸受を介して回動自在に支持されている。   The other end portion 35b of the support arm portion 35 is disposed between the distal end portion 31b of the non-work side first arm portion 31 and the base end portion 32a of the non-work side first arm portion 32 (FIGS. 3 to 5). The pin 31bp of the distal end portion 31b of the non-work side first arm portion 31 is provided in each of the through holes of the other end portion 35b of the support arm portion 35 and the base end portion 32a of the non-work side first arm portion 32. It is supported so that it can rotate freely.

この支持腕部35のほぼ中央部には、非ワーク側第1腕部31のピン31bpおよび非ワーク側第1補助腕部33のピン33bpと同じ方向へ突出したピン35cp(図5)が一体に設けられている。   A pin 35cp (FIG. 5) protruding in the same direction as the pin 31bp of the non-work side first arm portion 31 and the pin 33bp of the non-work side first auxiliary arm portion 33 is integrally formed at the substantially central portion of the support arm portion 35. Is provided.

支持腕部35のピン35cpは、その非ワーク側第2腕部32と同じ腕長の非ワーク側第2補助腕部34の基端部34aの貫通孔に対して軸受により回動自在に支持されている。   The pin 35 cp of the support arm 35 is rotatably supported by a bearing with respect to the through hole of the base end 34 a of the non-work side second auxiliary arm 34 having the same arm length as the non-work side second arm 32. Has been.

この非ワーク側第2補助腕部34は、上述したように、基端部34aに貫通孔が形成されるとともにその貫通孔に軸受が取り付けられており、先端部34bについても貫通孔が形成されるとともにその貫通孔に軸受が取り付けられている。   As described above, the non-work side second auxiliary arm portion 34 has a through hole formed in the base end portion 34a and a bearing attached to the through hole, and a through hole is also formed in the distal end portion 34b. In addition, a bearing is attached to the through hole.

非ワーク側第2補助腕部34の先端部34bの貫通孔と、可動側把持部40の基部40kの他端側に設けられた凹状孔40b(図6および図7)には、連結ピン37と同じ長さの連結ピン38が回動自在に支持されている。   A connecting pin 37 is provided in the through hole of the tip end portion 34b of the non-work side second auxiliary arm portion 34 and the concave hole 40b (FIGS. 6 and 7) provided on the other end side of the base portion 40k of the movable gripping portion 40. The connecting pin 38 having the same length as that is rotatably supported.

可動側把持部40における基部40kの凹状孔40aと凹状孔40bとの間隔と、支持腕部35のピン35cpと基端部35aの貫通孔との間隔とは同じ長さに設定されている。   The distance between the concave hole 40a of the base 40k and the concave hole 40b and the distance between the pin 35cp of the support arm 35 and the through hole of the base end 35a are set to the same length.

このため、非ワーク側第2腕部32の先端部32bおよび非ワーク側第2補助腕部34の先端部34bが連結ピン37および38を介して可動側把持部40の基部40kの凹状孔40aおよび凹状孔40bに支持されたとき、非ワーク側第2腕部32と非ワーク側第2補助腕部34との平行状態が維持される。   For this reason, the tip end portion 32b of the non-work side second arm portion 32 and the tip end portion 34b of the non-work side second auxiliary arm portion 34 are connected to the concave holes 40a of the base portion 40k of the movable side grip portion 40 via the connecting pins 37 and 38. When supported by the concave hole 40b, the parallel state of the non-work side second arm portion 32 and the non-work side second auxiliary arm portion 34 is maintained.

この結果、図8に示すように、非ワーク側第2腕部32、支持腕部35、非ワーク側第2補助腕部34および可動側把持部40の基部40kにより、可動側把持部40が矢印AB方向へ移動したときにワーク当接部40hのワーク当接部50hに対する向きを維持するための平行四辺形状でなる平行四辺形リンク機構が構成される。   As a result, as shown in FIG. 8, the non-work side second arm part 32, the support arm part 35, the non-work side second auxiliary arm part 34, and the base 40k of the movable side grip part 40 make the movable side grip part 40 A parallelogram link mechanism having a parallelogram shape for maintaining the orientation of the workpiece contact portion 40h relative to the workpiece contact portion 50h when moved in the arrow AB direction is configured.

この平行四辺形リンク機構は、非ワーク側第1腕部31の回転により、非ワーク側第2腕部32および連結ピン37を介して支持された可動側把持部40のワーク当接部40hが矢印A方向へ移動してワークwkを把持する際、非ワーク側第2補助腕部34および支持腕部35により、ワーク当接部40hのワーク当接部50hに対する向きを維持するワーク把持保証機能を有している。   In this parallelogram link mechanism, the work contact portion 40 h of the movable gripping portion 40 supported via the non-work side second arm portion 32 and the connecting pin 37 is formed by the rotation of the non-work side first arm portion 31. Work gripping guarantee function for maintaining the orientation of the workpiece contact portion 40h relative to the workpiece contact portion 50h by the non-workside second auxiliary arm portion 34 and the support arm portion 35 when moving in the direction of arrow A to grip the workpiece wk. have.

また、ステー6、非ワーク側第1腕部31、非ワーク側第1補助腕部33および支持腕部35により、非ワーク側第1腕部31の回転に応じて支持腕部35が矢印CD方向に沿った向きのまま、可動側把持部40の移動方向(矢印AB方向)および、その移動方向とは直交する矢印CD方向への移動を保証する平行四辺形状でなる平行四辺形サポートリンク機構が構成される。   The stay 6, the non-work side first arm portion 31, the non-work side first auxiliary arm portion 33, and the support arm portion 35 cause the support arm portion 35 to move to the arrow CD in accordance with the rotation of the non-work side first arm portion 31. The parallelogram support link mechanism, which is a parallelogram that guarantees movement in the arrow CD direction perpendicular to the moving direction (arrow AB direction) and the moving direction of the movable gripping portion 40 in the direction along the direction. Is configured.

すなわち平行四辺形サポートリンク機構は、ステー6、可動側把持部40の基部40kおよび支持腕部35の互いの平行状態を維持しながら、非ワーク側第1腕部31の回転に応じて支持腕部35の矢印AB方向および矢印CD方向への移動を保証する。   That is, the parallelogram support link mechanism is configured to support arms according to the rotation of the non-work side first arm portion 31 while maintaining the parallel state of the stay 6, the base portion 40k of the movable gripping portion 40, and the support arm portion 35. The movement of the part 35 in the arrow AB direction and the arrow CD direction is guaranteed.

したがって平行四辺形サポートリンク機構は、可動側把持部40の基部40kと支持腕部35との平行状態を維持したまま、つまり、可動側把持部40のワーク当接部40hの固定側把持部50のワーク当接部50hに対する向きを維持したまま矢印AB方向へ移動するためのサポート機能を有している。   Therefore, the parallelogram support link mechanism maintains the parallel state of the base 40k of the movable side gripping portion 40 and the support arm portion 35, that is, the fixed side gripping portion 50 of the workpiece contact portion 40h of the movable side gripping portion 40. Has a support function for moving in the direction of the arrow AB while maintaining the orientation with respect to the workpiece contact portion 50h.

<リンク式電動グリッパ装置の動作>
このような構成のリンク式電動グリッパ装置1における把持部4の可動側把持部40および固定側把持部50によりワークwkを把持する動作およびワークwkを解放する動作について説明する。
<Operation of link type electric gripper device>
The operation of gripping the workpiece wk and the operation of releasing the workpiece wk by the movable side gripping portion 40 and the fixed side gripping portion 50 of the gripping portion 4 in the link type electric gripper device 1 having such a configuration will be described.

リンク式電動グリッパ装置1においては、把持部4における可動側把持部40のワーク当接部40hおよび固定側把持部50のワーク当接部50hによりワークwkを把持する場合、ワーク当接部40hおよびワーク当接部50hによるワークwkを把持していないワーク解放状態から開始する。   In the link type electric gripper device 1, when the workpiece wk is gripped by the workpiece abutting portion 40h of the movable side gripping portion 40 and the workpiece abutting portion 50h of the fixed side gripping portion 50 in the gripping portion 4, the workpiece abutting portion 40h and It starts from a workpiece released state in which the workpiece wk is not gripped by the workpiece contact portion 50h.

すなわち、第1ギア12および第2ギア13の回転によりワーク側第1腕部21および非ワーク側第1腕部31が矢印AB方向にほぼ沿った状態となったとき、可動側把持部40のワーク当接部40hと固定側把持部50のワーク当接部50hcとの間の距離が最大となり、ワークwkを把持していないワーク解放状態となる。   That is, when the work side first arm portion 21 and the non-work side first arm portion 31 are substantially in the arrow AB direction due to the rotation of the first gear 12 and the second gear 13, the movable side grip portion 40 The distance between the workpiece contact portion 40h and the workpiece contact portion 50hc of the fixed side holding portion 50 is maximized, and the workpiece is released without holding the workpiece wk.

この後、ワーク側第1腕部21および非ワーク側第1腕部31が回転して矢印CD方向に沿った状態に近づいていくと、非ワーク側第1腕部31の回転に応じて平行四辺形サポートリンク機構の支持腕部35がステー6および可動側把持部40の基部40kとの平行状態を維持したまま矢印C方向へ移動するとともに矢印A方向へ向かって移動する。すなわち支持腕部35は、その一端部35aが非ワーク側第1腕部31の回転に応じて円弧を描きながら全体的に矢印C方向およびA方向へ同時に移動されることになる。   Thereafter, when the work-side first arm portion 21 and the non-work-side first arm portion 31 rotate and approach the state along the arrow CD direction, they are parallel according to the rotation of the non-work-side first arm portion 31. The support arm portion 35 of the quadrilateral support link mechanism moves in the direction of arrow C and moves in the direction of arrow A while maintaining a parallel state with the stay 6 and the base portion 40k of the movable gripping portion 40. That is, the support arm part 35 is moved simultaneously in the directions of the arrows C and A as a whole while drawing one end part 35 a in an arc according to the rotation of the non-work side first arm part 31.

このとき、平行四辺形リンク機構の非ワーク側第2補助腕部34は、非ワーク側第2腕部32とともに矢印CD方向に沿うように倒れていくが、非ワーク側第2腕部32との平行状態が維持されているため、可動側把持部40の基部40kと、支持腕部35と、ステー6との平行状態が維持されたまま、基部40kのワーク当接部40hが矢印A方向へ向かって直線的に移動する。   At this time, the non-work side second auxiliary arm portion 34 of the parallelogram link mechanism falls down along the arrow CD direction together with the non-work side second arm portion 32, but the non-work side second arm portion 32 and Since the parallel state of the base 40k of the movable side gripping part 40, the support arm part 35, and the stay 6 is maintained, the workpiece contact part 40h of the base part 40k moves in the direction of arrow A. Move linearly toward.

これにより、可動側把持部40のワーク当接部40hが本体部3の固定側把持部50のワーク当接部50hに向かって近接していき、ワーク当接部40hとワーク当接部50hとによりワークwkの一端および他端を当接して挟み付けることにより把持することができる。   As a result, the workpiece contact portion 40h of the movable gripping portion 40 comes closer to the workpiece contact portion 50h of the fixed grip portion 50 of the main body 3, and the workpiece contact portion 40h and the workpiece contact portion 50h Thus, the workpiece wk can be gripped by abutting and pinching one end and the other end of the workpiece wk.

次に、リンク式電動グリッパ装置1において、把持部4における可動側把持部40および固定側把持部50によりワークwkを把持したワーク把持状態から解放する場合、ワーク側第1腕部21および非ワーク側第1腕部31がワークwkを把持するときとは逆方向へ回転することにより矢印AB方向に沿うように変化する。   Next, in the link type electric gripper device 1, when releasing the workpiece wk from the workpiece gripping state in which the workpiece wk is gripped by the movable side gripping portion 40 and the fixed side gripping portion 50 in the gripping portion 4, The side first arm portion 31 changes in the direction of the arrow AB by rotating in the opposite direction to when the workpiece wk is gripped.

このとき、非ワーク側第1腕部31の回転に応じて平行四辺形サポートリンク機構の支持腕部35がステー6および可動側把持部40の基部40kとの平行状態を維持したまま矢印D方向へ向かって移動するとともに矢印B方向へ向かって移動する。すなわち支持腕部35は、その一端部35aが非ワーク側第1腕部31の回転に応じて円弧を描きながら全体的に矢印D方向および矢印B方向へ同時に移動されることになる。   At this time, in accordance with the rotation of the non-work side first arm portion 31, the support arm portion 35 of the parallelogram support link mechanism maintains the parallel state with the stay 6 and the base portion 40k of the movable side grip portion 40 in the arrow D direction. And move in the direction of arrow B. That is, the support arm portion 35 is moved simultaneously in the direction of the arrow D and the direction of the arrow B as a whole while drawing one end portion 35 a in an arc according to the rotation of the non-work side first arm portion 31.

このとき、平行四辺形リンク機構の非ワーク側第2補助腕部34は、非ワーク側第2腕部32とともに矢印CD方向に沿った方向に倒れた状態から次第に起き上がっていくが、非ワーク側第2腕部32との平行状態が維持されているため、可動側把持部40の基部40kと、支持腕部35と、ステー6との平行状態が維持されたまま、この基部40kのワーク当接部40hが矢印B方向へ向かって直線的に移動する。   At this time, the non-work side second auxiliary arm portion 34 of the parallelogram link mechanism gradually rises together with the non-work side second arm portion 32 from the state of falling in the direction along the arrow CD direction. Since the parallel state with the second arm portion 32 is maintained, the workpiece contact of the base portion 40k is maintained while the parallel state with the base portion 40k of the movable gripping portion 40, the support arm portion 35, and the stay 6 is maintained. The contact portion 40h moves linearly in the direction of arrow B.

これにより、可動側把持部40のワーク当接部40hが本体部3の固定側把持部50のワーク当接部50hから離れる方向へ向かって移動し、このワーク当接部50hからワーク当接部40hが離反するので、ワーク当接部40hとワーク当接部50hとにより挟み付けて把持していたワークwkを解放することができる。   As a result, the workpiece contact portion 40h of the movable gripping portion 40 moves in a direction away from the workpiece contact portion 50h of the fixed gripping portion 50 of the main body 3, and the workpiece contact portion 50h is moved away from the workpiece contact portion 50h. Since 40h separates, the workpiece wk sandwiched and gripped by the workpiece contact portion 40h and the workpiece contact portion 50h can be released.

ところで、ワーク側第1腕部21および非ワーク側第1腕部31の回転に応じて可動側把持部40のワーク当接部40hが矢印AB方向へ直線的に移動するが、ワーク側第1腕部21および非ワーク側第1腕部31が矢印CD方向にほぼ沿った角度状態で回転しているときには、ワーク側第1腕部21および非ワーク側第1腕部31の回転がワーク当接部40hの矢印AB方向への移動に大きく寄与するため、このワーク当接部40hの移動速度が速くなる。   By the way, the workpiece contact portion 40h of the movable gripping portion 40 moves linearly in the direction of the arrow AB in accordance with the rotation of the workpiece side first arm portion 21 and the non-work side first arm portion 31. When the arm portion 21 and the non-work side first arm portion 31 are rotating at an angle substantially along the arrow CD direction, the rotation of the work side first arm portion 21 and the non-work side first arm portion 31 is the work contact. This greatly contributes to the movement of the contact portion 40h in the direction of the arrow AB, so that the movement speed of the workpiece contact portion 40h is increased.

これに対して、ワーク側第1腕部21および非ワーク側第1腕部31が矢印AB方向にほぼ沿った角度状態で回転しているときには、ワーク側第1腕部21および非ワーク側第1腕部31の回転がワーク当接部40hの矢印AB方向への移動に殆ど寄与しないため、このワーク当接部40hの移動速度が遅くなる。   On the other hand, when the workpiece side first arm portion 21 and the non-work side first arm portion 31 are rotated at an angle substantially along the arrow AB direction, the workpiece side first arm portion 21 and the non-work side first arm portion 21 are rotated. Since the rotation of the one arm portion 31 hardly contributes to the movement of the workpiece contact portion 40h in the arrow AB direction, the moving speed of the workpiece contact portion 40h is slowed down.

ここで、図9および図10に示すように、可動側把持部40の移動する矢印AB方向をx軸とし、矢印CD方向をy軸とし、第1ギア12の回転中心軸を原点O(0、0)とし、この原点O(0、0)からワーク側第1腕部21の先端部21bの位置Qまでの腕長を仮想円CRの半径rとし、この原点O(0、0)に対する可動側把持部40を把持点P(x、0)とすると、可動側把持部40は把持点P(x、0)がx軸上を移動することになる。   Here, as shown in FIGS. 9 and 10, the arrow AB direction in which the movable gripping portion 40 moves is the x axis, the arrow CD direction is the y axis, and the rotation center axis of the first gear 12 is the origin O (0 , 0), and the arm length from the origin O (0, 0) to the position Q of the tip 21b of the work-side first arm 21 is defined as the radius r of the virtual circle CR, and the origin O (0, 0) Assuming that the movable gripping portion 40 is a gripping point P (x, 0), the gripping point P (x, 0) of the movable gripping portion 40 moves on the x axis.

この可動側把持部40の把持点P(x、0)における運動モデルは、図11に示すようなクランク運動として表すことができる。ここで、ワーク側第1腕部21が回転する際のx軸に対する角度をθとし、ワーク側第1腕部21の先端部21bの位置Qから可動側把持部40の把持点P(x、0)までの距離すなわちワーク側第2腕部22の腕長をLとすると、この運動モデルは余弦定理により次の(式1)で表される。
The motion model at the gripping point P (x, 0) of the movable gripping portion 40 can be expressed as a crank motion as shown in FIG. Here, the angle with respect to the x axis when the work side first arm portion 21 rotates is θ, and the gripping point P (x, x) of the movable side gripping portion 40 from the position Q of the tip end portion 21b of the work side first arm portion 21 is set. 0), that is, the arm length of the work-side second arm portion 22 is L, this motion model is expressed by the following (Equation 1) by the cosine theorem.

この(式1)を2次方程式に変形すると、次の(式2)で表される。
When this (Equation 1) is transformed into a quadratic equation, it is expressed by the following (Equation 2).

この(式2)について、2次方程式の解の公式(ax2+bx+c=0において、x=(-b±√(b2-4ac))/2a)を用いて、把持点Pの位置xを求めると、次の(式3)で表される。
For this (Equation 2), using the formula for the solution of the quadratic equation (x = (− b ± √ (b 2 −4ac)) / 2a at ax 2 + bx + c = 0) When the position x is obtained, it is expressed by the following (Equation 3).

この(式3)を展開すると、(式4)のように表される。
When this (Expression 3) is expanded, it is expressed as (Expression 4).

ワーク側第2腕部22の腕長L>ワーク側第1腕部21の腕長rであるため、x>0となり、これにより(式4)の位置xは、最終的に次の(式5)のように表される。
Since the arm length L of the work-side second arm portion 22 is greater than the arm length r of the work-side first arm portion 21, x> 0, whereby the position x in (Expression 4) is finally set to the following (Expression It is expressed as 5).

なお、角速度ωが一定の回転運動では、ワーク側第1腕部21が回転する際の角度θは、時間tとの間の関係においてθ=ωtと表されるので、上述の(式5)を時間tで微分すると、可動側把持部40の把持点P(x、0)の移動速度vを求めることができ、この移動速度vは次の(式6)で表される。
In the rotational motion with a constant angular velocity ω, the angle θ when the work-side first arm portion 21 rotates is expressed as θ = ωt in relation to the time t. Is differentiated by time t, the moving speed v of the gripping point P (x, 0) of the movable gripping portion 40 can be obtained, and this moving speed v is expressed by the following (Equation 6).

したがって、ワーク側第1腕部21が回転する際の角度θ(=ωt)が0度のときは可動側把持部40の把持点P(x、0)の移動速度vも0m/secであり、角度θ(=ωt)が90度に近づくに連れて次第に早くなり、角度θ(=ωt)が180度に近づくに連れて次第に遅くなる。   Therefore, when the angle θ (= ωt) when the work side first arm portion 21 rotates is 0 degree, the moving speed v of the gripping point P (x, 0) of the movable gripping portion 40 is also 0 m / sec. The angle θ (= ωt) gradually becomes faster as it approaches 90 degrees, and gradually becomes slower as the angle θ (= ωt) approaches 180 degrees.

ところで、可動側把持部40の把持点P(x、0)におけるワークwkに対する把持力(仕事率)Uは、モータ2のトルクをτ、可動側把持部40のX軸に沿った推力をFとすると、次の(式7)で表される。
By the way, the gripping force (work rate) U with respect to the workpiece wk at the gripping point P (x, 0) of the movable gripping portion 40 is τ, and the torque along the X axis of the movable gripping portion 40 is F. Then, it is expressed by the following (Expression 7).

したがって、推力Fは、次の(式8)で表される。
Therefore, the thrust F is expressed by the following (formula 8).

(式7)および(式8)により、ワーク側第1腕部21が回転する際の角度θ(=ωt)が90度前後のときは、可動側把持部40の把持点P(x、0)における移動速度vが速くワークwkに対する把持力(仕事率)Uは最も小さくなる。ワーク側第1腕部21が回転する際の角度θ(=ωt)が90度から離れるに連れて、可動側把持部40の把持点P(x、0)における移動速度vが遅くなるがワークwkに対する把持力(仕事率)Uは次第に大きくなる。   According to (Expression 7) and (Expression 8), when the angle θ (= ωt) when the work-side first arm portion 21 rotates is around 90 degrees, the gripping point P (x, 0) of the movable gripping portion 40 is obtained. ) Is fast and the gripping force (working power) U for the workpiece wk is the smallest. As the angle θ (= ωt) when the work-side first arm portion 21 rotates moves away from 90 degrees, the moving speed v at the gripping point P (x, 0) of the movable-side gripping portion 40 decreases, but the workpiece Grasping force (power) U with respect to wk gradually increases.

かくして、ワーク側第1腕部21が回転する際の角度θが約45度〜135度の範囲であれば、固定側把持部50に対して可動側把持部40を移動させながら実用的にワークwkを把持し、当該ワークwkを解放することができる。   Thus, if the angle θ when the workpiece side first arm portion 21 rotates is in the range of about 45 degrees to 135 degrees, the workpiece can be practically used while moving the movable side gripping portion 40 with respect to the fixed side gripping portion 50. The workpiece wk can be released by gripping wk.

<リンク式電動グリッパ装置の効果>
リンク式電動グリッパ装置1では、モータ2のモータ軸2aの回転がモータギア11、第1ギア12および第2ギア13の歯車機構を介して2つのワーク側第1腕部21および非ワーク側第1腕部31に伝達されたとき、本体部3の外側で互いに対向配置された2つのワーク側第1腕部21および非ワーク側第1腕部31は互いの回転方向が逆向きとなって回転する。
<Effect of link type electric gripper device>
In the link type electric gripper device 1, the rotation of the motor shaft 2 a of the motor 2 is performed through the gear mechanisms of the motor gear 11, the first gear 12 and the second gear 13, and the two work side first arm portions 21 and the non-work side first When transmitted to the arm part 31, the two work-side first arm parts 21 and the non-work-side first arm part 31 that face each other on the outside of the main body part 3 rotate with their rotation directions opposite to each other. To do.

このとき、2つのワーク側第1腕部21および非ワーク側第1腕部31、2つのワーク側第2腕部22および非ワーク側第2腕部32、および連結ピン37により菱形リンク機構が構成されているため、この連結ピン37に固定されている可動側把持部40が、固定側把持部50に対して近接または離反するように直線的に移動する。   At this time, the two work side first arm portions 21 and the non-work side first arm portion 31, the two work side second arm portions 22 and the non-work side second arm portion 32, and the connecting pin 37 form a rhombus link mechanism. Since it is configured, the movable gripping portion 40 fixed to the connecting pin 37 moves linearly so as to approach or separate from the fixed gripping portion 50.

これにより、可動側把持部40のワーク当接部40hおよび固定側把持部50のワーク当接部50hによりワークwkを把持または解放することができる。かくして、リンク式電動グリッパ装置1では、従来の電動グリッパ装置のような把持部材を直線摺動させるための直線ガイドを用いることがないので、小型であり、かつ簡易な構成でありながら、固定側把持部50に対して可動側把持部40を直線移動させることができる。   Accordingly, the workpiece wk can be gripped or released by the workpiece contact portion 40h of the movable gripping portion 40 and the workpiece contact portion 50h of the fixed gripping portion 50. Thus, the link-type electric gripper device 1 does not use a linear guide for linearly sliding a gripping member as in the conventional electric gripper device, and thus is small and has a simple configuration, The movable side grip 40 can be linearly moved with respect to the grip 50.

また、リンク式電動グリッパ装置1では、図9に示したように、非ワーク側第1腕部31が回転するとき、その先端部31bがステー6の先端部6aと機械的に干渉することがないため、可動側把持部材40が直線移動するときのストローク範囲を長くすることができる。   Further, in the link type electric gripper device 1, as shown in FIG. 9, when the non-work side first arm portion 31 rotates, the tip end portion 31 b may mechanically interfere with the tip end portion 6 a of the stay 6. Therefore, the stroke range when the movable gripping member 40 moves linearly can be lengthened.

これによりリンク式電動グリッパ装置1は、従来のカム部材を用いた把持部材のストローク範囲が当該カム部材の半径範囲に制限されてしまうことに比べて大型化することなく可動側把持部40のストローク範囲を延ばすことができる。かくしてリンク式電動グリッパ装置1は、従来に比して大型のワークwkであっても容易に把持することができる。   As a result, the link type electric gripper device 1 has a stroke of the movable side gripping portion 40 without increasing the size of the stroke range of the gripping member using the conventional cam member without being limited to the radius range of the cam member. The range can be extended. Thus, the link type electric gripper device 1 can be easily gripped even when the workpiece wk is larger than the conventional one.

さらに、リンク式電動グリッパ装置1は、ワーク側第1腕部21、非ワーク側第1腕部31およびワーク側第2腕部22、非ワーク側第2腕部32の腕長を任意に長く設定するだけで、菱形リンク機構の基本構造を変更することなく簡易な構成のまま、ワークwkを把持または解放する際のストローク範囲を一段と長くすることができる。   Furthermore, the link type electric gripper device 1 arbitrarily increases the arm lengths of the work side first arm part 21, the non-work side first arm part 31, the work side second arm part 22, and the non work side second arm part 32. Only by setting, the stroke range for gripping or releasing the workpiece wk can be further increased with a simple configuration without changing the basic structure of the rhombus link mechanism.

<他の実施の形態>
なお、上述した実施の形態においては、連結ピン37、38に可動側把持部40が支持され、その可動側把持部40と対向する本体部3の外側側面3aに固定側把持部50が設けられるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、連結ピン37、38全体を覆うように可動側把持部40が設けられ、本体部3の天面に固定側把持部が設けられるようにしてもよい。この場合、可動側把持部および固定側把持部が外側側面から飛び出すことがないため、リンク式電動グリッパ装置1を更に薄型化することができる。
<Other embodiments>
In the above-described embodiment, the movable grip 40 is supported by the connecting pins 37, 38, and the fixed grip 50 is provided on the outer side surface 3 a of the main body 3 facing the movable grip 40. However, the present invention is not limited to this, and the movable grip 40 is provided so as to cover the entire connecting pins 37 and 38, and the fixed grip is provided on the top surface of the main body 3. You may do it. In this case, the movable gripping portion and the fixed gripping portion do not jump out from the outer side surface, so that the link type electric gripper device 1 can be further reduced in thickness.

また、上述した実施の形態においては、ワーク側第1腕部21とワーク側第2腕部22との回動部分、非ワーク側第1腕部31と非ワーク側第2腕部32との回動部分等を軸受により支持するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、軸受部分を図示しないシール部材により封止するようにしてもよい。   Moreover, in embodiment mentioned above, the rotation part of the work side 1st arm part 21 and the work side 2nd arm part 22 and the non-work side 1st arm part 31 and the non-work side 2nd arm part 32 of Although the case where the rotating part or the like is supported by the bearing has been described, the present invention is not limited thereto, and the bearing part may be sealed by a seal member (not shown).

この場合、ジャバラ等を用いる場合に比べて大型化することなく、グリスや磨耗粉およびゴミ等の異物が出ることを未然に防止することができるので、環境に優しくかつクリーンルーム等の使用条件の厳しい環境下においてもリンク式電動グリッパ装置1を使用することが可能となる。   In this case, it is possible to prevent foreign matters such as grease, abrasion powder and dust from coming out without increasing the size compared to the case of using bellows, etc., so that it is environmentally friendly and the use conditions of clean rooms are severe. The link type electric gripper device 1 can be used even in an environment.

さらに上述した実施の形態においては、矩形状のワークwkを把持するための可動側把持部40および固定側把持部50を設けるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、円形状のワークを把持するための円弧状でなる可動側把持部および固定側把持部を設けたり、ワークの形状に合わせた可動側把持部および固定側把持部を設けるようにしてもよい。   Further, in the above-described embodiment, the case where the movable side gripping part 40 and the fixed side gripping part 50 for gripping the rectangular workpiece wk are provided has been described. A movable-side gripping part and a fixed-side gripping part having an arc shape for gripping a workpiece having a shape may be provided, or a movable-side gripping part and a fixed-side gripping part adapted to the shape of the work may be provided.

本願発明の電動グリッパ装置は、FA(Factory Automation)組立工程における製品の自動組立、部品搬送、検査等に利用するようにした場合について述べた。しかしながら、これに限らず、食品トッピング工程、光学機器アライメント自動化工程、医療用および創薬市場のロボット先端グリッパに利用することが可能である。   The case where the electric gripper device of the present invention is used for automatic product assembly, component transportation, inspection, etc. in an FA (Factory Automation) assembly process has been described. However, the present invention is not limited to this, and it can be used for a food topping process, an optical equipment alignment automation process, and a robot tip gripper in the medical and drug discovery markets.

1……リンク式電動グリッパ装置(電動グリッパ装置)、2……モータ、2a……モータ軸、3……本体部、4……把持部、6……ステー、6a……先端部、11……モータギア、12……第1ギア、13……第2ギア、21、31……ワーク側第1腕部(第1腕部)、21a、31a……基端部、21b、31b……先端部、22、32……ワーク側第2腕部(第2腕部)、22a、32a……基端部、22b、32b……先端部、33……非ワーク側第1補助腕部、34……非ワーク側第2補助腕部(補助腕部)、35……支持腕部、37、38……連結ピン、40……可動側把持部(第1把持部)、50……固定側把持部(第2把持部)、wk……ワーク。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Link-type electric gripper apparatus (electric gripper apparatus), 2 ... Motor, 2a ... Motor shaft, 3 ... Main part, 4 ... Grasping part, 6 ... Stay, 6a ... Tip part, 11 ... ... motor gear, 12 ... 1st gear, 13 ... 2nd gear, 21, 31 ... work side first arm (first arm), 21a, 31a ... base end, 21b, 31b ... tip Part, 22, 32... Work side second arm part (second arm part), 22a, 32a .. base end part, 22b, 32b .. tip part, 33... Non-work side first auxiliary arm part, 34 ... non-work side second auxiliary arm (auxiliary arm), 35 ... support arm, 37, 38 ... connecting pin, 40 ... movable side holding part (first holding part), 50 ... fixed side Grasping part (second gripping part), wk: Workpiece.

Claims (4)

モータと、
前記モータのモータ軸の回転を伝達する歯車機構が内蔵された本体部と、
前記歯車機構を介して回転駆動され、互いの回転方向が逆向き状態になるよう前記本体部の外側に当該本体部を間に挟んで対向配置された2つの第1腕部と、
前記2つの第1腕部の先端部と回動自在にその基端部が支持された2つの第2腕部と、
前記2つの第2腕部の先端部同士を互いに回動自在に連結した連結ピンと、
前記連結ピンに固定された第1把持部と、
前記第1把持部から所定距離だけ離れた前記本体部上の前記第1把持部と対向する位置に固定され、前記第1把持部との間でワークを把持する第2把持部と
を備えることを特徴とする電動グリッパ装置。
A motor,
A main body having a built-in gear mechanism for transmitting rotation of the motor shaft of the motor;
Two first arm portions that are rotationally driven via the gear mechanism and are disposed opposite to each other with the main body portion interposed therebetween on the outer side of the main body portion so that the rotation directions thereof are opposite to each other.
Two distal arm portions of which the distal end portions of the two first arm portions and the proximal end portions thereof are rotatably supported;
A connecting pin that rotatably connects the tip ends of the two second arm parts;
A first gripping part fixed to the connecting pin;
A second gripping part fixed at a position facing the first gripping part on the main body part separated from the first gripping part by a predetermined distance and gripping a workpiece with the first gripping part. An electric gripper device.
前記2つの第2腕部の何れか一方の第2腕部と平行な状態を維持したまま、その第2腕部に追従して動作する補助腕部を更に備え、
前記補助腕部が前記第1把持部に支持されている
ことを特徴とする請求項1に記載の電動グリッパ装置。
An auxiliary arm portion that operates following the second arm portion while maintaining a state parallel to any one of the two second arm portions, is further provided.
The electric gripper device according to claim 1, wherein the auxiliary arm portion is supported by the first gripping portion.
前記一方の第2腕部と前記補助腕部との平行状態を維持したまま、その2つの基端部を回動自在に支持し、前記第1把持部の移動方向およびその移動方向とは直交する直交方向へ移動自在に設けられた支持腕部
を更に備えることを特徴とする請求項2に記載の電動グリッパ装置。
While maintaining the parallel state of the one second arm part and the auxiliary arm part, the two base end parts are rotatably supported, and the moving direction of the first gripping part and the moving direction are orthogonal to each other. The electric gripper device according to claim 2, further comprising a support arm portion movably provided in an orthogonal direction.
前記歯車機構は、
前記モータのモータ軸の先端に固定された、かさ歯車構造のモータギアと、
前記モータギアの回転中心軸と直交する回転中心軸を持ち、互いに対向配置された状態で前記モータギアとそれぞれ噛合され、当該モータギアの回転に応じて互いの回転方向が逆向き状態で回転される、かさ歯車構造の第1ギアおよび第2ギアとを備え、前記2つの第1腕部は前記第1ギアおよび前記第2ギアに固定されている
ことを特徴とする請求項1乃至3いずれか1項に記載の電動グリッパ装置。
The gear mechanism is
A bevel gear structure motor gear fixed to the tip of the motor shaft of the motor;
The shaft has a rotation center axis orthogonal to the rotation center axis of the motor gear, is engaged with the motor gear in a state of being opposed to each other, and is rotated in a state where the rotation directions are opposite to each other according to the rotation of the motor gear. A first gear and a second gear having a gear structure are provided, and the two first arm portions are fixed to the first gear and the second gear. The electric gripper device described in 1.
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