JP6858901B1 - 作業ロボット用ハンド - Google Patents

Abstract

【課題】小型かつ軽量で把持部の移動距離が長い作業ロボット用ハンドを提供する。【解決手段】作業ロボット用ハンドがその手首部に支持されたハンド基部と、その基部に長手方向両端部を支持されてその基部に対し間隔を開けて固定された棒状のフレーム部材（以下Ｆ部材）と、Ｆ部材に設けられて長手方向に直線状で幅方向に互いに離間する２以上の案内溝と、その各溝内に摺動自在に嵌合する２以上のスライダと、そのスライダにそれぞれ固定されて把持部を互いに対向するように支持する把持部支持部材と、出力軸の軸線がＦ部材の長手方向および幅方向と直交するようにハンド基部に設けられてその出力軸端部をＦ部材の中央部に向けられた把持部駆動モータと、ハンド基部とＦ部材との間に配置されて出力軸端部に中央部を固定された駆動部材と、その中央部から互いに反対方向に等距離離間した２か所の部位を２つの把持部支持部材に各々連結する連結部材とを具える。【選択図】図１

Description

本発明は、作業ロボットの手首部に設けられるハンドに関し、特には小型かつ軽量で把持部材の移動距離（ストローク）が大きい作業ロボット用ハンドに関するものである。

作業ロボット用ハンドとしては、従来から種々のものが知られており、例えば特許文献１に記載のハンドは、ベース板の下側に案内部としての２本のガイドロッドを、ベース板の長手方向に延在しベース板の幅方向に互いに離間するように配置して、それらのガイドロッドの両端部を、ベース板の下面の長手方向両端部に固定したブラケットで固定支持するとともに、ベース板の下側に配置した２個のスライダをそれら２本のガイドロッドで一緒に案内および支持している。また、ベース板の上面に下向きに設けた指部材駆動モータの出力軸をベース板に遊貫させてベース板の下面から突出させ、その出力軸の先端部にレバー状の駆動部材の中央部を固定し、その中央部から駆動部材の長手方向に延在する２本のカム長孔に、上記のスライダの上面にそれぞれ突設した２つのカムフォロワを摺動自在に嵌合させ、それらのスライダの下面に２本の指部材をそれぞれ突設して構成している。

そしてこのハンドは、指部材駆動モータの出力軸で駆動する駆動部材の回動による２本のカム長孔の揺動により、２個のカムフォロワを介して２個のスライダを互いの接近及び離間方向へ直線移動させることで、それらのスライダの下面に突設した２本の指部材を互いの接近および離間方向へ移動させて把持対象物を把持および解放する。

特開昭５８−１３７５９１号公報

しかしながら、特許文献１記載の作業ロボット用ハンドは、２本の指部材を突設する２つのスライダを、それらに共通の案内部としての２本のガイドロッドで一緒に案内および支持しているため、各スライダを最大でガイドロッドの長さの半分しか移動させることができないという問題があり、この問題の解決のため、各スライダの移動距離を大きくしようとすると、ガイドロッドの長さも長くする必要があり、それゆえハンド全体も大きくて重いものとなってしまうという問題があった。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、小型かつ軽量であって把持部の移動距離（ストローク）が大きい作業ロボット用ハンドを提供することを目的としている。

上記課題を有利に解決する本発明の作業ロボット用ハンドは、
作業ロボットの腕部の手首部に設けられ、その作業ロボットの作動によって移動するハンドにおいて、
前記手首部に支持されたハンド基部と、
前記ハンド基部に長手方向の両端部を支持されて、そのハンド基部に対し間隔を開けて固定された棒状の１本のフレーム部材と、
前記フレーム部材に設けられて、そのフレーム部材の長手方向にそれぞれ直線状に延在するとともにそのフレーム部材の幅方向に互いに離間する少なくとも２本の案内溝と、
前記少なくとも２本の案内溝のそれぞれの溝内に摺動自在に嵌合する少なくとも２つのスライダと、
前記少なくとも２つのスライダにそれぞれ固定されて、２つの把持部を互いに対向するようにそれぞれ支持する２つの把持部支持部材と、
出力軸の軸線が前記フレーム部材の長手方向および幅方向と直交するように前記ハンド基部に設けられて、その出力軸の先端部を前記フレーム部材の長手方向および幅方向の中央部に向けられた把持部駆動モータと、
前記ハンド基部と前記フレーム部材との間に配置されて、前記出力軸の先端部に中央部を固定された駆動部材と、
前記駆動部材の中央部から互いに反対方向に等距離離間した２か所の部位を前記２つの把持部支持部材にそれぞれ連結する連結部材と、
を具えることを特徴としている。

作業ロボットの手首部に設けられた本発明の作業ロボット用ハンドにあっては、その手首部に支持されたハンド基部に長手方向の両端部を支持されて、そのハンド基部に対し間隔を開けて固定された棒状の１本のフレーム部材が、そのフレーム部材の長手方向にそれぞれ直線状に延在するとともにその案内部材の幅方向に互いに離間する少なくとも２本の案内溝を設けられるとともに、少なくとも２つのスライダがそれら少なくとも２本の案内溝のそれぞれの溝内に摺動自在に嵌合し、それら少なくとも２つのスライダにそれぞれ固定された２つの把持部支持部材が、２つの把持部を互いに対向するようにそれぞれ支持している。また、出力軸の先端部を上記フレーム部材の長手方向および幅方向中央部に向けられて上記ハンド基部に設けられた把持部駆動モータの、その出力軸の先端部に中央部を固定された駆動部材が、ハンド基部とフレーム部材との間に配置され、その駆動部材の中央部から互いに反対の半径方向に等距離離間した２か所の部位を、例えばその駆動部材に形成されてその駆動部材の中央部から互いに反対の半径方向に直線状に延在する２本のカム長孔の上記２か所の部位にそれぞれ嵌合するように把持部支持部材に設けられたカムフォロワや、それぞれ上記駆動部材の上記２か所の部位のうちの互いに異なる一方と把持部支持部材の上記２か所の部位のうちの互いに異なる一方とを揺動可能に連結する２本の連結ロッド等からなる連結部材が、上記２つの把持部支持部材にそれぞれ連結している。

従って、本発明の作業ロボット用ハンドによれば、把持部駆動モータの出力軸で駆動する駆動部材の回動により、駆動部材の中央部から互いに反対の半径方向に等距離離間した２か所の部位に連結部材でそれぞれ連結された２つの把持部支持部材を駆動して、それらを固定した少なくとも２つのスライダの、１本のフレーム部材の長手方向にそれぞれ直線状に延在するとともにそのフレーム部材の幅方向に互いに離間する少なくとも２本の案内溝内での摺動による案内下で、互いの接近方向および離間方向に移動させ、それらの把持部支持部材が支持する２つの把持部で、把持対象物を把持および解放することができ、その把持対象物を把持した状態で作業ロボットの作動により移動することで、把持対象物に対する搬送等の作業を行うことができる。

しかも、本発明の作業ロボット用ハンドによれば、棒状の１本のフレーム部材に設けられてそのフレーム部材の幅方向に互いに離間する少なくとも２本の案内溝の溝内にそれぞれに嵌合したスライダで２つの把持部支持部材を互いの接近方向および離間方向に移動可能に支持するので、それぞれ案内部を持つ２本のフレーム部材を設けて２つの把持部支持部材を互いの接近方向および離間方向に移動可能に支持する従来の場合より小型かつ軽量にハンドを構成できる。

また、少なくとも２つのスライダがそれぞれ案内溝の全長に亘って移動してもスライダ同士が互いに干渉しないことから、２つのスライダをそれぞれ案内溝内でその案内溝の長手方向中央を超えて移動させて２つの把持部支持部材を互いの当接位置まで移動させることができるので、２つのスライダをそれらに共通の案内部で支持する従来の場合と同じ長さの案内溝を持つフレーム部材で把持部の移動距離（ストローク）を従来の場合よりも大きくすることができる。

なお、本発明の作業ロボット用ハンドにおいては、前記駆動部材はその回動により前記案内溝の長手方向中央を超えて前記スライダを移動させるものでもよく、このようにすれば、連結部材で把持部支持部材を連結する、駆動部材の中央部から互いに反対の半径方向に等距離離間した２か所の部位を、案内部の長手方向中央を超えてスライダを移動させられない従来の駆動部材のようにその駆動部材の中央から遠くまで離さなくても、連結部材でスライダを従来と同じ移動距離だけ往復移動させることができることから、駆動部材を従来の場合より小さくすることができ、この点からもハンド全体を従来の場合より小型かつ軽量に構成することができる。

また、参考形態としては前記フレーム部材は円形断面を有していても良いが、本発明の作業ロボット用ハンドにおいては、前記フレーム部材は、例えば矩形断面等の多角形断面を有しており、その多角形断面における互いに反対向きの２つの面と、それら２つの面の間で前記ハンド基部と反対側に向く１つの面との３つの面に前記案内溝がそれぞれ、例えばそのフレーム部材と一体の押し出し成形や、それらの面への別体の薄いガイド部材の固定等によって設けられ、前記１つの面の案内溝に前記スライダとしての２つの補助スライダが互いに別個に摺動自在に嵌合しており、前記２つの把持部支持部材がそれぞれ、前記２つの面のうちの１つに嵌合するスライダと、前記２つの補助スライダのうちの互いに異なる１つの補助スライダとに固定されて支持されている。このようにすることで、補助スライダを含む２つのスライダで互いに直交する二方向から把持部支持部材を支持できるので、１つのスライダで支持する場合より把持部支持部材の支持剛性を高めてハンドの把持力を高めることができる。

さらに、本発明の作業ロボット用ハンドにおいては、前記２つの把持部は、前記２つの把持部支持部材にそれぞれ固定支持された２本の棒状の指部材でもよいが、好ましくは前記２つの把持部支持部材に共通で前記案内溝に平行に延在する１本の揺動軸線周りに揺動可能にそれぞれ吊り下げ支持されて互いに対向する板状の把持部材を有していてもよく、このようにすれば、把持対象物をその重心位置から長手方向にずれた位置で把持部材により挟んで把持した状態で当該ハンドを上昇移動させると、把持対象物が把持時の姿勢から把持部材とともに上記揺動軸線周りに揺動して傾斜姿勢になることから、さらなる駆動軸を設けなくても把持対象物をその移動先の状況に応じた傾斜姿勢にすることができるので、この点でも作業ロボット用ハンドを小型かつ軽量に構成することができ、しかも、例え把持対象物の移動先の挿入スペースに余裕がない状態でも、把持対象物の姿勢を移動先の状況に確実に適合させることができる。

そして上記の場合に、前記２つの把持部の少なくとも一方は、前記把持部材の揺動限角度を所定角度に規制する揺動ストッパを有していてもよく、このようにすれば、２枚の把持部材で挟んで把持した把持対象物の上記揺動軸線周りの揺動限角度を所定角度に規制できるので、作業ロボットの作動によるハンドの移動中の把持対象物の姿勢を安定させて、把持部材の揺動し過ぎによる落下を防止するとともに、例え把持対象物の移動先の挿入スペースに余裕がない状態でも、把持対象物をその挿入スペースに下降させる際に挿入スペースを確保するように把持対象物からクサビ状に周囲に下降力を加えて、把持対象物を移動先に隙間なく水平に配置することができる。

（ａ），（ｂ）および（ｃ）は、本発明の一実施形態の作業ロボット用ハンドを示す正面図、側面図および前側の斜め上方から見た斜視図である。 （ａ）および（ｂ）は、上記実施形態の作業ロボット用ハンドの把持部材と支持ブラケットを示す正面図および側面図である。 （ａ）および（ｂ）は、上記作業ロボット用ハンドが２つの把持部材を最大離間位置まで互いに後退させた状態を示す平面図および正面図、（ｃ）および（ｄ）は、上記作業ロボット用ハンドが２つの把持部材を中間位置まで互いに接近させた状態を示す平面図および正面図、（ｅ）および（ｆ）は、上記作業ロボット用ハンドが２つの把持部材を最大接近位置まで互いに接近させた状態を示す平面図および正面図である。 上記実施形態の作業ロボット用ハンドが腕部の先端の手首部に設けられた作業ロボットの一例を示す斜視図である。 （ａ）〜（ｃ）は、上記作業ロボットの手首部に設けられた上記実施形態の作業ロボット用ハンドが把持対象物を移動させる作業を行う手順を示す説明図である。 （ａ）〜（ｃ）は、上記作業ロボットの手首部に設けられた上記実施形態の作業ロボット用ハンドが把持対象物を移動させる作業を行う手順を図５に引き続いて示す説明図である。

以下に、本発明の作業ロボット用ハンドの一実施形態を図面に基づき詳細に説明する。ここに、図１（ａ），図１（ｂ）および図１（ｃ）は、本発明の一実施形態の作業ロボット用ハンドを示す正面図、側面図および前側の斜め上方から見た斜視図であり、図２（ａ）および図２（ｂ）は、上記実施形態の作業ロボット用ハンドの把持部材と支持ブラケットを示す正面図および側面図である。また、図３（ａ）および図３（ｂ）は、上記作業ロボット用ハンドが２つの把持部材を最大離間位置まで互いに後退させた状態を示す平面図および正面図、図３（ｃ）および図３（ｄ）は、上記作業ロボット用ハンドが２つの把持部材を中間位置まで互いに接近させた状態を示す平面図および正面図、図３（ｅ）および図３（ｆ）は、上記作業ロボット用ハンドが２つの把持部材を最大接近位置まで互いに接近させた状態を示す平面図および正面図であり、図４は、上記実施形態の作業ロボット用ハンドが腕部の先端の手首部に設けられた作業ロボットの一例を示す斜視図である。

後述するこの実施形態の作業ロボット用ハンド１４が設けられた作業ロボット１は、図示しないコンピュータ等を具える通常のロボット制御装置からの制御信号により、そのロボット制御装置にあらかじめ与えたプログラムに応じて、例えばお菓子の小箱等の把持対象物Ｇを作業テーブルＴ上から取り上げてケースＣ内に収納する作業を行うものであり、図４に示すように、例えば作業テーブルＴ上に立設された柱状の支持フレーム２と、その支持フレーム２の側部に固定されたブラケット状の肩部３に支持された１本の腕部４とを具えて、多関節型ロボットを構成している。

腕部４は、第１の垂直軸線Ｖ１周りに揺動可能に肩部３に基部を支持された上腕５と、上腕５の基部内に収納されてその上腕５を第１の垂直軸線Ｖ１周りに水平に揺動させる上腕水平駆動モータ６と、第２の垂直軸線Ｖ２周りに揺動可能に上腕５の先端部に支持された肘部７と、上腕５の先端部上に設けられて肘部７を第２の垂直軸線Ｖ２周りに水平に回動させる肘部水平駆動モータ８と、第１の水平軸線Ｈ１周りに揺動可能に肘部７に基部を支持された前腕９と、肘部７に搭載されて前腕９を第１の水平軸線Ｈ１周りに上下に揺動させる前腕上下駆動モータ１０と、第２の水平軸線Ｈ２周りに揺動可能に前腕９の先端部に支持されるとともにエンドエフェクタ装着部１１ａを第３の垂直軸線Ｖ３周りに回動可能に支持する手首部１１と、手首部１１内に収容されてその手首部１１を第２の水平軸線Ｈ２周りに揺動させ、エンドエフェクタ装着部１１ａの第３の垂直軸線Ｖ３を垂直に維持してそのエンドエフェクタ装着部１１ａのエンドエフェクタ装着面を水平に保つ手首部揺動駆動モータ１２と、同じく手首部１１内に収容されてエンドエフェクタ装着部１１ａを第３の垂直軸線Ｖ３周りに水平に回動させるエンドエフェクタ水平駆動モータ１３と、を具えている。

そして、この実施形態の作業ロボット用ハンド１４は、上記作業ロボット１の手首部１１部に設けられ、その作業ロボット１の作動によって移動するものであり、図１〜３に示すように、その作業ロボット１の手首部１１のエンドエフェクタ装着部１１ａに固定されてその手首部１１に支持されたハウジング状のハンド基部１５と、ハンド基部１５にＬ字状の２つのブラケット１５ａを介して長手方向の両端部を固定支持されて、そのハンド基部１５に対し間隔を開けて固定された棒状の１本のフレーム部材１６と、そのフレーム部材１６に設けられて、そのフレーム部材１６の長手方向にそれぞれ直線状に延在するとともにそのフレーム部材１６の幅方向に互いに離間する少なくとも２本、図示例では３本の案内溝１７，１８，１９と、それら３本の案内溝１７〜１９のそれぞれの溝内に摺動自在に嵌合する４つのスライダ２０，２１，２２，２３と、それら４つのスライダ２０〜２３にそれぞれ固定されて、２つの把持部２４，２５を互いに対向するようにそれぞれ支持する２つの把持部支持部材２６，２７とを具えている。

ここで、フレーム部材１６は、多角形断面として図示例では矩形断面形状を有するとともに、周囲の少なくとも互いに反対向きの２つの面１６ａ，１６ｂと、それら２つの面１６ａ，１６ｂの間でハンド基部１５と反対側に向く１つの面１６ｃとの３つの面に、それぞれフレーム部材１６の長手方向に直線状に延在するとともにそのフレーム部材１６の幅方向に互いに離間する例えば台形断面形状の３本の案内溝１７〜１９を有するように、例えばアルミニウム材の押出成形によって形成されており、互いに反対向きの２つの面１６ａ，１６ｂの２本の案内溝１７，１８内には比較的長いスライダ２０，２１が１つずつ摺動自在に嵌合し、また２つの面１６ａ，１６ｂ間の１つの面１６ｃの案内溝１９内には、スライダ２０，２１よりも短い補助スライダとしての２つのスライダ２２，２３が互いに別個に摺動自在に嵌合し、それらのスライダ２０〜２３は、例えばテフロン（登録商標）樹脂等の低摩擦材料で形成されている。

そして図示例では端面視で各々Ｌ字状をなすとともに正面視で各々逆Ｌ字状をなす２つの把持部支持部材２６，２７のうち一方の把持部支持部材２６には、その正面部の内側の横向き面にスライダ２０が固定されるとともに、その下部の内側の上向き面にスライダ２２が固定され、また他方の把持部支持部材２７には、その正面部の内側の横向き面にスライダ２１が固定されるとともに、その下部の内側の上向き面にスライダ２３が固定されており、これにより、補助スライダとしての２つのスライダ２２，２３が互いに当接するまで２つの把持部支持部材２６，２７が接近方向に移動しても、２つのスライダ２０，２１は互いに当接せずに案内溝１７，１８内でそれらの長手方向中央を超えて反対側まで移動することができ、図示例では把持部支持部材２６，２７の下面にそれぞれ支持された２つの把持部２４，２５の長い移動距離（ストローク）を確保できるとともに、把持部支持部材２６，２７への配置によっては２つの把持部２４，２５をそれらの間隔がゼロになるまで接近移動させることができる。

この実施形態の作業ロボット用ハンドはさらに、出力軸２８ａの第４の垂直軸線Ｖ４がフレーム部材１６の長手方向および幅方向と直交する配置でハンド基部１５に収容されて、その出力軸２８ａの先端部をフレーム部材１６の長手方向および幅方向の中央部に向けられた把持部駆動モータ２８と、ハンド基部１５とフレーム部材１６との間に配置されて、把持部駆動モータ２８の出力軸２８ａの先端部に中央部を固定された駆動部材２９と、その駆動部材２９の中央部から互いに反対方向に等距離離間した２か所の部位を２つの把持部支持部材２６，２７にそれぞれ連結する２つの連結部材３０と、を具えており、ここで駆動部材２９は、その中央部から互いに反対の半径方向に延在する直線状の２本のカム長孔２９ａを有し、連結部材３０は、２つの把持部支持部材２６，２７からそれぞれローラ状に突出してそれらのカム長孔２９ａ内に摺動自在に嵌合し、駆動部材２９の中央部から互いに反対方向に等距離離間した２か所の部位に位置するカムフォロワを構成している。

そして、この実施形態の作業ロボット用ハンドにおける２つの把持部２４，２５は各々、図２に把持部２４について例示するように、把持部支持部材２６，２７の下部に横腕部をねじ止めされた逆Ｌ字状のブラケット３１と、板状の把持部材３２と、その把持部材３２の上部に貫通して把持部材３２をブラケット３１の縦腕部に、２つの把持部支持部材２６，２７に共通で案内溝１７〜１９に平行に延在する１本の第３の水平軸線Ｈ３周りに揺動自在に小型軸受けを介してそれぞれ吊り下げ支持する把持部材支持軸３３と、を有しており、各把持部材３２の上端部には切欠き３２ａが設けられ、ブラケット３１の縦腕部は、各把持部材３２が図２中実線で示すように把持部材支持軸３３から真下に吊り下がった状態で把持部材３２の切欠き３２ａの一端の折曲げ部に当接するとともに、各把持部材３２が図２中仮想線で示すように第３の水平軸線Ｈ３周りに所定角度揺動して吊り下がった状態で把持部材３２の切欠き３２ａの他端の折曲げ部に当接して、２枚の把持部材３２の互いに同方向への揺動を、１方向については真下に吊り下がった状態以上に行かないように規制し、他方向については真下から互いに同一の所定角度揺動した状態以上に行かないように規制する揺動ストッパとして機能する。また、把持部２５も把持部２４と同様に構成されている。

図３（ａ）および図３（ｂ）はこの実施形態の作業ロボット用ハンド１が２枚の把持部材３２を最大離間位置まで互いに離間させた状態を示しており、この状態から把持部駆動モータ２８が駆動部材２９を図では時計方向に回動させると、図３（ｃ）および図３（ｄ）に示すように、２つの連結部材３０が２本のカム長孔２９ａ内でそれぞれカム長孔２９ａに沿って摺動して２つの把持部支持部材２６，２７を互いに接近移動させ、これにより２枚の把持部材３２が中間位置まで互いに接近する。そしてこの状態から把持部駆動モータ２８が駆動部材２９を図では時計方向にさらに回動させると、図３（ｅ）および図３（ｆ）に示すように、２枚の把持部材３２を最大接近位置まで互いに接近させ、この状態から把持部駆動モータ２８が駆動部材２９を図では反時計方向に回動させると、上記と逆に２枚の把持部材３２が上記と逆に互いに離間方向に移動し、このようにして把持部駆動モータ２８は、２枚の把持部材３２を開閉作動させて、それらの把持部材３２で把持対象物Ｗを挟んで把持し、またその把持状態から解放することができる。

図５（ａ）〜図５（ｃ）は、上記実施形態の作業ロボット用ハンド１４が設けられた作業ロボット１が把持対象物Ｇを移動させる作業を行う手順を示す説明図であり、図６（ａ）〜図６（ｃ）は、上記実施形態の作業ロボット用ハンド１４が設けられた作業ロボット１が把持対象物Ｇを移動させる作業を行う手順を図４に引き続いて示す説明図である。以下では、上記実施形態の作業ロボット用ハンド１４を単にハンド１４とも呼ぶ。

上記実施形態の作業ロボット用ハンド１４が設けられた上記作業ロボット１によって把持対象物Ｇを作業テーブルＴ上から取り上げて移動先のケースＣ内に収納する作業を行う際には、先ず、図４に示すように、上腕５の水平揺動および前腕９の上下揺動により手首部１１が把持対象物Ｇの上方に移動し、手首部１１によるハンド１４の水平回動により、２枚の把持部材３２が、把持対象物Ｇを把持可能なように把持対象物Ｇの両側の上方に位置する。

次いで、図５（ａ）に示すように、前腕９の下方揺動により手首部１１が把持対象物Ｇに接近移動して、ハンド１４の２枚の把持部材３２が把持対象物Ｇの両側に位置し、続いて、把持部駆動モータ２８により駆動されて互いに接近移動した２枚の把持部材３２が把持対象物Ｇをその両側から把持する。このとき、２枚の把持部材３２が把持対象物Ｇをその把持対象物Ｇの重心位置から長手方向（図５（ａ）では右方向）にオフセットした位置で把持する。

次いで、図５（ｂ）に示すように、前腕９の上方揺動により手首部１１がハンド１４の揺動軸線である第３の垂直軸線Ｖ３を垂直に維持してそのエンドエフェクタ装着面を水平に保ったまま上昇移動し、ハンド１４が把持対象物ＧをテーブルＴ上から持ち上げる。このとき、ハンド１４で持ち上げられた把持対象物Ｇは、その把持対象物Ｇの重心位置からのその長手方向へのオフセットにより第３の水平軸線Ｈ３周りに傾動して、上記揺動ストッパとしてのブラケット３１の縦腕部で規制される所定角度の傾斜姿勢になる。

次いで、図５（ｃ）に示すように、上腕５の水平揺動および前腕９の上下揺動により手首部１１が把持対象物ＧをケースＣ内の所定位置の上方に移動させ、手首部１１によるハンド１４の水平揺動により、把持対象物ＧをケースＣ内の挿入スペースに整列する所定の向きに向ける。

次いで、図６（ａ）に示すように、前腕９の下方揺動により手首部１１が把持対象物Ｇを下降移動させて、その傾斜姿勢の把持対象物Ｇの低い側の端部（図６（ａ）では左端部）をケースＣ内の挿入スペースに配置する。

次いで、図６（ｂ）に示すように、前腕９のさらなる下方揺動により手首部１１が把持対象物Ｇをさらに下降移動させ、このとき、例えばケースＣ内に把持対象物Ｇの最後の１個を挿入する状態のように、把持対象物Ｇの移動先のケースＣ内の挿入スペースに余裕がない状態でも、把持対象物Ｇが傾斜していることでその低い側の端部をケースＣ内の底部に支持されて傾斜姿勢の角度を減らしながら下降して、把持対象物Ｇから挿入スペースを確保するように周囲にクサビ状に下降の力が加わり、これにより把持対象物ＧをケースＣ内の挿入スペースに隙間なく水平に配置することができる。

その後、図６（ｃ）に示すように、ハンド１４の把持部駆動モータ２８により駆動されて互いに離間移動した２枚の把持部材３２が把持対象物Ｇを解放し、続いて、前腕９の上方揺動により手首部１１が上昇移動して、次の把持対象物Ｇに対する作業のために、図４に示す状態に戻る。

従って、この実施形態の作業ロボット用ハンド１４によれば、作業ロボット１の作動によって、把持対象物Ｇに対する把持、移動および解放を行って、例えば把持対象物Ｇの搬送作業を実行することができる。

しかも、この実施形態の作業ロボット用ハンド１４によれば、棒状の１本のフレーム部材１６に設けられてそのフレーム部材１６の幅方向に互いに離間する３本の案内溝１７〜１９の溝内にそれぞれに嵌合したスライダ２０〜２３で２つの把持部支持部材２６，２７を互いの接近方向および離間方向に移動可能に支持するので、案内部としての２本のガイドロッドをベース板に設けて２つのスライダを互いの接近方向および離間方向に移動可能に支持する従来の場合より小型かつ軽量にハンドを構成することができる。

さらに、２つのスライダ２０，２１がそれぞれ案内溝１７，１８の全長に亘って移動してもスライダ２０，２１同士が互いに当接して干渉しないことから、２つのスライダ２０，２１をそれぞれ案内溝１７，１８内でその案内溝１７，１８の長手方向中央を超えて移動させて２つの把持部支持部材２６，２７を互いの当接位置まで移動させることができるので、２つのスライダをそれらに共通の２本のガイドロッドで支持する従来の場合と同じ長さの案内溝を持つフレーム部材で把持部の移動距離（ストローク）を従来の場合よりも大きくすることができる。

以上、図示の実施形態に基づき説明したが、本発明はこれに限定されるものでなく、特許請求の範囲の記載範囲内で適宜に変更することができ、例えばフレーム部材１６は実施形態におけるように矩形断面形状を有していてもよいが、例えば逆台形断面形状を有し、その両側の斜め下向き面とそれらの間の下向き面とに案内溝１７〜１９を形成されてもよい。また、作業ロボット１は実施形態におけるような多関節型のものでもよいが、例えばスカラ型ロボット等の他の形態のもので、エンドエフェクタ装着面を水平に保ちながら手首部１１を上下方向へ移動できるものでもよい。

さらに、駆動部材２９は実施形態におけるようにカム長孔２９ａを形成されてカム機構を構成してもよいが、例えばその駆動部材の中央部から互いに反対方向に等距離離間した２か所の部位に設けたピンと、２つの把持部支持部材の、フレーム部材の幅方向中央部からその幅方向に互いに等距離離間した部位にそれぞれ設けたピンとを２本の連結ロッドで連結されてクランク機構を構成してもよい。そして駆動部材２９の形状は、図示例におけるようなレバー状でもよいが、例えば円板状として、カム長孔やピンの位置を複数種類設けることで把持部の移動距離や移動範囲を選択可能にしてもよい。

かくして本発明の作業ロボット用ハンドによれば、棒状の１本のフレーム部材に設けられてそのフレーム部材の幅方向に互いに離間する少なくとも２本の案内溝の溝内にそれぞれに嵌合したスライダで２つの把持部支持部材を互いの接近方向および離間方向に移動可能に支持するので、それぞれ案内部を持つ２本のフレーム部材を設けて２つの把持部支持部材を互いの接近方向および離間方向に移動可能に支持する従来の場合より小型かつ軽量にハンドを構成でき、しかも、少なくとも２つのスライダがそれぞれ案内溝の全長に亘って移動してもスライダ同士が互いに干渉しないことから、２つのスライダをそれぞれ案内溝内でその案内溝の長手方向中央を超えて移動させて２つの把持部支持部材を互いの当接位置まで移動させることができるので、２つのスライダをそれらに共通の案内部で支持する従来の場合と同じ長さの案内溝を持つフレーム部材で把持部の移動距離（ストローク）を従来の場合よりも大きくすることができる。
さらに、本発明の作業ロボット用ハンドによれば、前記フレーム部材は多角形断面を有しており、その多角形断面における互いに反対向きの２つの面と、それら２つの面の間でハンド基部と反対側に向く１つの面との３つの面に前記案内溝がそれぞれ設けられ、前記１つの面の案内溝にスライダとしての２つの補助スライダが互いに別個に摺動自在に嵌合しており、前記２つの把持部支持部材がそれぞれ、前記２つの面のうちの１つに嵌合するスライダと、前記２つの補助スライダのうちの互いに異なる１つの補助スライダとに固定されて支持されていることから、補助スライダを含む２つのスライダで互いに直交する二方向から把持部支持部材を支持できるので、１つのスライダで支持する場合より把持部支持部材の支持剛性を高めてハンドの把持力を高めることができる。

１ 作業ロボット
２ 支持フレーム
３ 肩部
４ 腕部
５ 上腕
６ 上腕水平駆動モータ
７ 肘部
８ 肘部水平駆動モータ
９ 前腕
１０ 前腕上下駆動モータ
１１ 手首部
１１ａ エンドエフェクタ装着部
１２ 手首部揺動駆動モータ
１３ エンドエフェクタ水平駆動モータ
１４ 作業ロボット用ハンド
１５ ハンド基部
１５ａ ブラケット
１６ フレーム部材
１６ａ，１６ｂ，１６ｃ 面
１７〜１９ 案内溝
２０〜２３ スライダ
２４，２５ 把持部
２６，２７ 把持部支持部材
２８ 把持部駆動モータ
２８ａ 出力軸
２９ 駆動部材
２９ａ カム長孔
３０ 連結部材
３１ ブラケット
３２ 把持部材
３２ａ 切欠き
３３ 把持部材支持軸
Ｈ１ 第１の水平軸線
Ｈ２ 第２の水平軸線
Ｈ３ 第３の水平軸線
Ｖ１ 第１の垂直軸線
Ｖ２ 第２の垂直軸線
Ｖ３ 第３の垂直軸線
Ｖ４ 第４の垂直軸線
Ｃ ケース
Ｇ 把持対象物
Ｔ テーブル

Claims (4)

1. 作業ロボットの手首部に設けられ、その作業ロボットの作動によって移動するハンドにおいて、
   前記手首部に支持されたハンド基部と、
   前記ハンド基部に長手方向の両端部を支持されて、そのハンド基部に対し間隔を開けて固定された棒状の１本のフレーム部材と、
   前記フレーム部材に設けられて、そのフレーム部材の長手方向にそれぞれ直線状に延在するとともにそのフレーム部材の幅方向に互いに離間する少なくとも２本の案内溝と、
   前記少なくとも２本の案内溝のそれぞれの溝内に摺動自在に嵌合する少なくとも２つのスライダと、
   前記少なくとも２つのスライダにそれぞれ固定されて、２つの把持部を互いに対向するようにそれぞれ支持する２つの把持部支持部材と、
   出力軸の軸線が前記フレーム部材の長手方向および幅方向と直交するように前記ハンド基部に設けられて、その出力軸の先端部を前記フレーム部材の長手方向および幅方向の中央部に向けられた把持部駆動モータと、
   前記ハンド基部と前記フレーム部材との間に配置されて、前記出力軸の先端部に中央部を固定された駆動部材と、
   前記駆動部材の中央部から互いに反対方向に等距離離間した２か所の部位を前記２つの把持部支持部材にそれぞれ連結する連結部材と、
   を具え、
   前記フレーム部材は多角形断面を有しており、その多角形断面における互いに反対向きの２つの面と、それら２つの面の間で前記ハンド基部と反対側に向く１つの面との３つの面に前記案内溝がそれぞれ設けられ、
   前記１つの面の案内溝に前記スライダとしての２つの補助スライダが互いに別個に摺動自在に嵌合しており、
   前記２つの把持部支持部材がそれぞれ、前記２つの面のうちの１つに嵌合するスライダと、前記２つの補助スライダのうちの互いに異なる１つの補助スライダとに固定されて支持されていることを特徴とする作業ロボット用ハンド。
2. 前記駆動部材はその回動により前記案内溝の長手方向中央を超えて前記スライダを移動させることを特徴とする、請求項１記載の作業ロボット用ハンド。
3. 前記２つの把持部は、前記２つの把持部支持部材に共通で前記案内溝に平行に延在する１本の揺動軸線周りに揺動可能にそれぞれ吊り下げ支持されて互いに対向する板状の把持部材を有していることを特徴とする、請求項１または２記載の作業ロボット用ハンド。
4. 前記２つの把持部の少なくとも一方は、前記把持部材の揺動限角度を所定角度に規制する揺動ストッパを有していることを特徴とする、請求項３記載の作業ロボット用ハンド。

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