JP6883908B1 - Robot hand device and gripping means used for it - Google Patents
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Abstract
間隔を有して対向する第1、第2のハンド部によって対象物を把持するロボットハンド装置10において、第1、第2のハンド部に用いられる把持手段14、15は、ゴム製又は樹脂製の耐摩耗材で構成された把持本体23を有し、この把持本体23は、対象物との接触面側に、対象物の表面形状に倣って弾性変形して対象物を拘束する形態拘束領域26と、形態拘束領域26と比較して剛性が高く、対象物を把持して拘束する力拘束領域27とが設けられ、形態拘束領域26と力拘束領域27とが連接して一体となっている。In the robot hand device 10 that grips an object by the first and second hand portions facing each other with a gap, the gripping means 14 and 15 used for the first and second hand portions are made of rubber or resin. The gripping body 23 is made of the wear-resistant material of the above, and the gripping body 23 elastically deforms on the contact surface side with the object in accordance with the surface shape of the object to restrain the object. The morphological restraint region 26 has higher rigidity than the morphological restraint region 26, and a force restraint region 27 that grips and restrains the object is provided, and the morphological restraint region 26 and the force restraint region 27 are connected and integrated. ..
Description
本発明は、対象物を把持するロボットハンド装置及び及びそれに用いられる把持手段に関する。 The present invention relates to a robot hand device for gripping an object and a gripping means used therein.
例えば、物流や製造業では、作業の自動化が進められており、この自動化には、以下のハンド装置を使用できる。
非特許文献1に開示の多指ハンドは、指先に取付けられた爪が2層構造になっており、この1層目の爪は薄く指の先端より長く、対象物の下部に差し込むことができ、2層目の爪は厚く指先と同じ形であり、柔軟な指先が対象物に加える弾性力を支えている。
特許文献1に開示のロボットハンド装置は、対象物を把持する把持体と、把持体の把持面を覆う柔軟膜と、柔軟膜と把持体との間の空間に充填された流体又はゲル状流体とを有している。
For example, in the logistics and manufacturing industries, automation of work is being promoted, and the following hand devices can be used for this automation.
The multi-finger hand disclosed in Non-Patent
The robot hand device disclosed in
しかしながら、非特許文献1に開示の多指ハンドは、爪が2層構造となって異なる部材の組合わせであるため、例えば、別々に製造した部材を組合わせる必要があり、製造コストがかかると共に製造時の作業性が悪い。また、爪は2層構造であるため、使用にあっては、2層目の爪が1層目の爪から剥がれるおそれがある。なお、爪は指先に取付けられているため、爪が指先から剥がれるおそれもある。
そして、指先は柔軟なウレタンゲルで構成されているが、この指先には2層構造の爪が取付けられているため、対象物が接触した際にその形状に倣う能力が十分ではない。特に、1層目の爪は、指先と2層目の爪との間に配置されているため、対象物の下部に差し込んで使用する1層目の爪の強度を高めようとすると、上記した形状に倣う能力が更に低下する。なお、1層目の爪は、指の先端より突出した部分のみが硬さを備えているため、対向する指(2層目の爪の領域)で対象物を挟持して(摘んで)拘束する場合には寄与できない。
特許文献1に開示のロボットハンド装置は、対象物の形状に倣う柔軟な構造ではあるが、硬さがなく、対向する把持体で対象物を挟持して拘束する能力は低下する。
以上に示したように、従来の技術では、特定の把持形態の作業しか対応できず、異なる把持形態の作業を行う場合は、その作業に対応したハンド装置を複数準備する必要があった。
However, in the multi-finger hand disclosed in Non-Patent
The fingertip is made of flexible urethane gel, but since the fingernail has a two-layer structure attached to the fingernail, the ability to imitate the shape when the object comes into contact is not sufficient. In particular, since the first layer nail is arranged between the fingertip and the second layer nail, when trying to increase the strength of the first layer nail used by inserting it into the lower part of the object, the above-mentioned The ability to follow the shape is further reduced. Since only the part of the first layer nail protruding from the tip of the finger has hardness, the object is held (picked) and restrained by the opposing finger (the area of the second layer nail). If you do, you cannot contribute.
The robot hand device disclosed in
As shown above, the conventional technique can handle only the work of a specific gripping form, and when performing the work of a different gripping form, it is necessary to prepare a plurality of hand devices corresponding to the work.
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、複数準備することなく、複数条件の作業を行うことが可能なロボットハンド装置及びそれに用いられる把持手段を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a robot hand device capable of performing work under a plurality of conditions without preparing a plurality of them, and a gripping means used therefor.
前記目的に沿う第1の発明に係るロボットハンド装置は、ベース部に設けられ、間隔を有して対向する第1、第2のハンド部によって対象物を把持するロボットハンド装置において、
前記第1、第2のハンド部は前記ベース部に、該第1、第2のハンド部の間隔を調整する位置調整手段を介して設けられ、
前記第1、第2のハンド部のいずれか一方又は双方に用いられる把持手段は、ゴム製又は樹脂製の耐摩耗材で構成された把持本体を有し、該把持本体には、前記対象物との接触面側に、前記対象物の表面形状に倣って弾性変形して前記対象物を拘束する形態拘束領域と、該形態拘束領域と比較して剛性が高く、前記対象物を把持して拘束する力拘束領域とが設けられ、前記形態拘束領域と前記力拘束領域とが、連接して一体となった同一材質の前記耐摩耗材により構成され、かつ、前記形態拘束領域の前記耐摩耗材の密度、前記対象物との接触面側の厚み、及び、内部構造の1又は2以上を変更することにより、区分される。
The robot hand device according to the first invention according to the above object is a robot hand device provided on a base portion and gripping an object by first and second hand portions facing each other at intervals.
The first and second hand portions are provided on the base portion via a position adjusting means for adjusting the distance between the first and second hand portions.
The gripping means used for either one or both of the first and second hand portions has a gripping body made of a wear-resistant material made of rubber or resin, and the gripping body has the object and the object. On the contact surface side of the object, there is a morphological restraint region that elastically deforms according to the surface shape of the object to restrain the object, and the rigidity is higher than that of the morphological restraint region, and the object is gripped and restrained. a force restraining region is provided, the form closure region and said force restraining region, the density of which is constituted by the wear-resistant material made of the same material which together continuously connected, and the wear resistant material of the form closure region , The thickness on the contact surface side with the object and one or two or more of the internal structures are changed to classify the object .
ここで、前記形態拘束領域を、前記把持本体の中央部に設け、前記力拘束領域を、前記把持本体の先部に設けることができる。
また、前記形態拘束領域を、前記把持本体の中央部に設け、前記力拘束領域を、前記把持本体の幅方向両側部に設けることもできる。
Here, the morphological restraint region can be provided at the central portion of the gripping body, and the force restraint region can be provided at the tip of the gripping body.
Further, the form restraint region may be provided in the central portion of the gripping main body, and the force restraint region may be provided in both side portions in the width direction of the gripping main body.
前記目的に沿う第2の発明に係るロボットハンド装置は、ベース部に設けられ、間隔を有して対向する第1、第2のハンド部によって対象物を把持するロボットハンド装置において、
前記第1、第2のハンド部は前記ベース部に、該第1、第2のハンド部の間隔を調整する位置調整手段を介して設けられ、
前記第1、第2のハンド部のいずれか一方又は双方に用いられる把持手段は、ゴム製又は樹脂製の耐摩耗材で構成された把持本体を有し、該把持本体には、前記対象物との接触面側から背面側にかけて(奥行き方向に、即ち、対象物を把持する場合の把持本体の沈み込み方向に)、前記対象物の表面形状に倣って弾性変形して前記対象物を拘束する形態拘束領域と、該形態拘束領域と比較して剛性が高く、前記対象物を把持して拘束する力拘束領域とが順次設けられ、前記形態拘束領域と前記力拘束領域とが、連接して一体となった同一材質の前記耐摩耗材により構成され、かつ、前記形態拘束領域の前記耐摩耗材の密度、前記対象物との接触面側の厚み、及び、内部構造の1又は2以上を変更することにより、区分される。
The robot hand device according to the second invention according to the above object is a robot hand device provided on a base portion and gripping an object by first and second hand portions facing each other at intervals.
The first and second hand portions are provided on the base portion via a position adjusting means for adjusting the distance between the first and second hand portions.
The gripping means used for either one or both of the first and second hand portions has a gripping body made of a wear-resistant material made of rubber or resin, and the gripping body has the object and the object. From the contact surface side to the back surface side (in the depth direction, that is, in the sinking direction of the gripping body when gripping the object), the object is elastically deformed according to the surface shape of the object to restrain the object. a form closure region, wherein said form closure region higher rigidity as compared with the object and the force restraining area for gripping to constraint are sequentially provided, the form closure region and said force restraining region, and connected It is composed of the wear-resistant material of the same material as one, and the density of the wear-resistant material in the form restraint region, the thickness on the contact surface side with the object, and one or two or more of the internal structures are changed. It is classified by .
前記目的に沿う第3の発明に係るロボットハンド装置に用いられる把持手段は、ロボットハンド装置に設けられ、対象物をその両側から挟み込む、間隔を有して対向する第1、第2のハンド部のいずれか一方又は双方に用いられる把持手段において、
ゴム製又は樹脂製の耐摩耗材で構成された把持本体を有し、該把持本体には、前記対象物との接触面側に、前記対象物の表面形状に倣って弾性変形して前記対象物を拘束する形態拘束領域と、該形態拘束領域と比較して剛性が高く、前記対象物を把持して拘束する力拘束領域とが設けられ、前記形態拘束領域と前記力拘束領域とが、連接して一体となった同一材質の前記耐摩耗材により構成され、かつ、前記形態拘束領域の前記耐摩耗材の密度、前記対象物との接触面側の厚み、及び、内部構造の1又は2以上を変更することにより、区分される。
The gripping means used in the robot hand device according to the third invention according to the above object is provided in the robot hand device, and the first and second hand portions facing each other at intervals sandwiching the object from both sides thereof. In the gripping means used for either one or both of
It has a gripping body made of a wear-resistant material made of rubber or resin, and the gripping body is elastically deformed on the contact surface side with the object in accordance with the surface shape of the object. a form closure region to restrain, said form closure region higher rigidity as compared with the object and the force restraining area for gripping to restraint provided, said form closure region and said force restraining region, articulated The density of the wear-resistant material in the form-constrained region, the thickness of the contact surface side with the object, and one or more of the internal structures, which are integrally formed of the wear-resistant material of the same material. It is classified by changing it .
ここで、前記形態拘束領域を、前記把持本体の中央部に設け、前記力拘束領域を、前記把持本体の先部に設けることができる。
また、前記形態拘束領域を、前記把持本体の中央部に設け、前記力拘束領域を、前記把持本体の幅方向両側部に設けることもできる。
Here, the morphological restraint region can be provided at the central portion of the gripping body, and the force restraint region can be provided at the tip of the gripping body.
Further, the form restraint region may be provided in the central portion of the gripping main body, and the force restraint region may be provided in both side portions in the width direction of the gripping main body.
前記目的に沿う第4の発明に係るロボットハンド装置に用いられる把持手段は、ロボットハンド装置に設けられ、対象物をその両側から挟み込む、間隔を有して対向する第1、第2のハンド部のいずれか一方又は双方に用いられる把持手段において、
ゴム製又は樹脂製の耐摩耗材で構成された把持本体を有し、該把持本体には、前記対象物との接触面側から背面側にかけて(奥行き方向に、即ち、対象物を把持する場合の把持本体の沈み込み方向に)、前記対象物の表面形状に倣って弾性変形して前記対象物を拘束する形態拘束領域と、該形態拘束領域と比較して剛性が高く、前記対象物を把持して拘束する力拘束領域とが順次設けられ、前記形態拘束領域と前記力拘束領域とが、連接して一体となった同一材質の前記耐摩耗材により構成され、かつ、前記形態拘束領域の前記耐摩耗材の密度、前記対象物との接触面側の厚み、及び、内部構造の1又は2以上を変更することにより、区分される。
The gripping means used in the robot hand device according to the fourth invention according to the above object is provided in the robot hand device, and the first and second hand portions facing each other at intervals sandwiching the object from both sides thereof. In the gripping means used for either one or both of
It has a gripping body made of a wear-resistant material made of rubber or resin, and the gripping body has a gripping body from the contact surface side with the object to the back surface side (in the depth direction, that is, when gripping the object). The morphological restraint region that elastically deforms to restrain the object according to the surface shape of the object (in the sinking direction of the gripping body) and the morphological restraint region has higher rigidity than the morphological restraint region and grips the object. and it is sequentially provided with a force restraining area for restraining it, the form closure region and said force restraining region is constituted by the wear-resistant material made of the same material which together continuously connected, and the said form closure region It is classified by changing the density of the wear-resistant material, the thickness of the contact surface side with the object, and one or two or more of the internal structures .
第1〜第4の発明に係るロボットハンド装置及びそれに用いられる把持手段は、対象物と接触する把持本体が、ゴム製又は樹脂製の耐摩耗材で構成されているので、例えば、対象物を安定に把持できると共に、対象物との接触による摩耗の進行を遅くでき、長期にわたって使用できる。
ここで、第1、第3の発明に係るロボットハンド装置及びそれに用いられる把持手段は、把持本体の対象物との接触面側に、形態拘束領域と力拘束領域とが設けられているので、例えば、1つのロボットハンド装置(把持手段)で、対象物の把持に適した把持形態を選択できる。
また、第2、第4の発明に係るロボットハンド装置及びそれに用いられる把持手段は、把持本体の対象物との接触面側から背面側にかけて奥行き方向に、形態拘束領域と力拘束領域とが順次設けられているので、例えば、第1、第2のハンド部で対象物を挟持する際の力加減により、把持本体への対象物の沈み込みを調整することで、1つのロボットハンド装置(把持手段)で、対象物の把持に適した把持形態を選択できる。
更に、第1〜第4の発明に係るロボットハンド装置及びそれに用いられる把持手段は、形態拘束領域と力拘束領域とが、連接して一体となっているため、例えば、別々に製造する必要がなく、また、形態拘束領域からの力拘束領域の剥がれも抑制、更には防止できる。
従って、対象物の種類等に応じて、ロボットハンド装置の把持手段に設けられた把持領域(形態拘束領域と力拘束領域)を選択することにより、ロボットハンド装置を複数準備することなく、複数条件の作業を行うことができる。
The robot hand device according to the first to fourth inventions and the gripping means used therein stabilize the object, for example, because the gripping body in contact with the object is made of a wear-resistant material made of rubber or resin. It can be gripped easily, and the progress of wear due to contact with an object can be slowed down, so that it can be used for a long period of time.
Here, the robot hand device according to the first and third inventions and the gripping means used therein are provided with a morphological restraint region and a force restraint region on the contact surface side of the gripping body with the object. For example, one robot hand device (grasping means) can select a gripping form suitable for gripping an object.
Further, in the robot hand device according to the second and fourth inventions and the gripping means used therein, the morphological restraint region and the force restraint region are sequentially arranged in the depth direction from the contact surface side to the back surface side of the gripping main body with the object. Since it is provided, for example, one robot hand device (grasping) can be adjusted by adjusting the sinking of the object into the gripping body by adjusting the force when the object is pinched by the first and second hand portions. Means), a gripping form suitable for gripping the object can be selected.
Further, the robot hand device according to the first to fourth inventions and the gripping means used therein need to be manufactured separately, for example, because the morphological restraint region and the force restraint region are connected and integrated. In addition, peeling of the force restraint region from the morphological restraint region can be suppressed or even prevented.
Therefore, by selecting the gripping areas (morphological restraint area and force restraint area) provided in the gripping means of the robot hand device according to the type of the object, a plurality of conditions can be obtained without preparing a plurality of robot hand devices. Can do the work of.
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施例につき説明し、本発明の理解に供する。
図1に示す本発明の一実施例に係るロボットハンド装置10は、産業用ロボットや協働ロボットであるロボットアームのエンドエフェクタ(即ち、グリッパ)として使用され、各種作業に適した把持動作を実施可能な装置である。ここで把持する対象物は、特に限定されるものではなく、例えば、各種機器、部品、食品等があり、その形状、質量、大きさは様々(例えば、棒状や板状、球状)である。
以下、詳しく説明する。
Subsequently, an embodiment embodying the present invention will be described with reference to the attached drawings, and the present invention will be understood.
The
The details will be described below.
ロボットハンド装置10は、内部に空間部11を備えるベース部12と、このベース部12に位置調整手段13を介して設けられた対向する一対の第1、第2のハンド部(それぞれ把持手段の一例)14、15とを有している。
位置調整手段13は、ベース部12の外部に取付け固定されたリニアガイド(直動案内)16と、ベース部12内に、リニアガイド16の長手方向に沿って配置されたボールねじ17と、このボールねじ17をその軸心を中心として双方向に回転駆動するモータ(図示しない)とを有し、ハンド部14、15の間隔を調整する。
リニアガイド16は、一対のハンド部14、15がそれぞれ固定されたスライダ18、19を移動可能に支持するものであり、このスライダ18、19の基部(図1では上部)はそれぞれ、ベース部12内に配置されている。
The
The position adjusting means 13 includes a linear guide (linear motion guide) 16 attached and fixed to the outside of the
The
ボールねじ17には、その軸心方向中央部を境界としてその両側に、互いに逆方向のねじ(右ねじと左ねじ)が切られ、このボールねじ17の軸心方向両側(右ねじの領域と左ねじの領域)に、ベース部12内に配置されたスライダ18、19の基部がそれぞれ螺合している。
これにより、モータの駆動によってボールねじ17を一方向に回転させた場合、2つのスライダ18、19が相互に離れる方向(対象物を放す方向)に移動するため、対向するハンド部14、15の間隔が広がる。また、モータの駆動によってボールねじ17を他方向に回転させた場合、2つのスライダ18、19が相互に近接する方向(対象物を掴む方向、把持する方向)に移動するため、対向するハンド部14、15の間隔が狭まる。
The ball screw 17 is threaded in opposite directions (right-hand thread and left-hand thread) on both sides of the
As a result, when the
一対のハンド部14、15はそれぞれ、スライダ18、19に取付け台20、21を介して取付けられ、この取付け台20、21にそれぞれ立設された芯材22と、芯材22に設けられた把持本体23とを有している。
一方の取付け台20はスライダ18に、他方の取付け台21はスライダ19に、それぞれボルト(取付け部材)24によって取付け取外し可能(即ち、ハンド部14、15は位置調整手段13に取付け取外し可能)になっているが、ハンド部14、15をスライダ18、19(位置調整手段13)から取外しできない構成(一体とした構成)にすることもできる。
The pair of
One mounting
芯材22は、硬質の素材(例えば、金属製やプラスチック製)で構成された幅広の板状のものであり、一対のハンド部14、15において、芯材22の幅広となった面が向かい合うように(芯材22の幅方向が、リニアガイド16の長手方向(ボールねじ17の軸心方向)とは直交する方向となるように)、取付け台20、21に取付け固定されている。
把持本体23は、ゴム製又は樹脂製の耐摩耗材で構成された袋状のものであり、その先側が、先端に向けて徐々に幅狭となっている。使用にあっては、把持本体23は、板状の芯材22の先側から基部にかけて被せられ、芯材22にその背面側(対象物との接触面側とは反対側)からボルト(取付け部材)25により取付け固定されている。これにより、把持本体23は交換することができる。
The
The gripping
把持本体23を構成する耐摩耗材とは、把持する対象物との接触による摩耗の進行を遅くできる材質であり、例えば、ショア硬さ(ショア硬度(HS硬度):JIS K 6253等)が60〜90(好ましくは、下限が65、更には70、上限が85、更には80)程度のウレタンゴム(エーテル系やエステル系等)を使用することが好ましいが、以下の材質を使用することもできる。
ゴムとしては、例えば、ニトリルゴム(NBR)、クロロプレンゴム(CR)、フッ素ゴム、天然ゴム(NR)、合成天然ゴム(IR)、ブタジエンゴム(BR)、スチレン・ブタジエンゴム(SBR)、ブチルゴム(IIR)、エチレン・プロピレンゴム(EPR)、アクリルゴム(ACM)、クロロスルホン化ポリエチレンゴム(CSM)、エチレン・酢酸ビニルゴム(EVA)、エピクロロヒドリンゴム(CO、ECO)等がある。
樹脂としては、例えば、オレフィン系樹脂(ポリプロピレン樹脂、ポリエチレン樹脂等)、ウレタン系樹脂、軟質塩化ビニル樹脂、熱可塑性エラストマ(オレフィン系熱可塑性エラストマ、スチレン系熱可塑性エラストマ、変性スチレン系熱可塑性エラストマ、ウレタン系熱可塑性エラストマ(TPU)、水素添加スチレンブタジエンラバー(HSBR)等)、及び、これらの混合物などの軟質系樹脂がある。また、前記混合物の例としては、ポリエチレン樹脂とエチレン酢酸ビニル樹脂(EVA樹脂)とからなるコポリマー樹脂がある。
The wear-resistant material constituting the gripping
Examples of rubber include nitrile rubber (NBR), chloroprene rubber (CR), fluororubber, natural rubber (NR), synthetic natural rubber (IR), butadiene rubber (BR), styrene-butadiene rubber (SBR), and butyl rubber (butyl rubber). IIR), ethylene / propylene rubber (EPR), acrylic rubber (ACM), chlorosulfonated polyethylene rubber (CSM), ethylene / vinyl acetate rubber (EVA), epichlorohydrin rubber (CO, ECO) and the like.
Examples of the resin include olefin resins (polypropylene resin, polyethylene resin, etc.), urethane resins, soft vinyl chloride resins, thermoplastic elastomas (olefin thermoplastic elastoma, styrene thermoplastic elastoma, modified styrene thermoplastic elastoma, etc. There are soft resins such as urethane-based thermoplastic elastoma (TPU), hydrogenated styrene-butadiene rubber (HSBR), etc.) and mixtures thereof. Further, as an example of the mixture, there is a copolymer resin composed of a polyethylene resin and an ethylene vinyl acetate resin (EVA resin).
把持本体23の対象物との接触面側には、弾性変形の度合い(程度)が異なる(剛性が異なる)形態拘束領域26と力拘束領域27とが設けられている。具体的には、力拘束領域27が、把持本体23の先端部(先部)に形成された逆L字状の段差部28に設けられ、形態拘束領域26が、先端部を除く領域(少なくとも把持本体23の中央部)に設けられている。
形態拘束領域26は、弾性変形する柔軟性を備え、一対のハンド部14、15で対象物を把持する際に、対象物の表面形状に倣って弾性変形して対象物を拘束する部分である。
力拘束領域27は、形態拘束領域26と比較して剛性が高く、ほとんど弾性変形せず、対象物を挟持して(摘んで、把持して)拘束する部分である。
A
The
The
形態拘束領域26と力拘束領域27とは、耐摩耗材の密度、厚み、及び、内部構造のいずれか1又は2以上を、以下のように変更することにより区分できる。
形態拘束領域26は、弾性変形の度合いが、力拘束領域27と比較して大きい領域(柔らかい部分)であり、耐摩耗材の密度を力拘束領域27より小さくすること(例えば、空隙率を50〜90%程度)、耐摩耗材の厚みを力拘束領域27より薄くすること(例えば、1〜5mm程度)、内部構造を蜂の巣状(ハニカム状、ラティス状、スポンジ状:疎な状態)等にすることで、また、内部にスポンジ状のもの(同一材質又は異なる材質のもの)を収容配置することで、形成できる。
また、力拘束領域27は、弾性変形の度合いが、形態拘束領域26と比較して小さい領域(剛性が高い部分)であり、耐摩耗材の密度を形態拘束領域26より大きくすること(例えば、空隙率を0、又は、0を超え5%以下程度)、耐摩耗材の厚みを形態拘束領域26より厚くすること(例えば、10mm以上程度)、内部構造を空隙がない状態(密な状態)等にすることで、形成できる。
The
The
Further, the
このように、耐摩耗材の密度、厚み、及び、内部構造のいずれか1又は2以上を変更することで、異なる材質で構成することなく、1つの把持本体23に形態拘束領域26と力拘束領域27を連接して一体的に設けることができる。
なお、形態拘束領域26と力拘束領域27とは、連続して形成されているが、例えば、形態拘束領域と力拘束領域との間に移行領域を設け、形態拘束領域から力拘束領域へかけて、弾性変形の度合い(剛性)が徐々に(例えば、段階的やなだらかに)変化するように形成することもできる。
また、形態拘束領域と力拘束領域を設ける位置は、上記した位置に限定されるものではなく、例えば、以下のように形成することもできる。
In this way, by changing any one or more of the density, thickness, and internal structure of the wear-resistant material, the
The
Further, the positions where the morphological restraint region and the force restraint region are provided are not limited to the above-mentioned positions, and may be formed as follows, for example.
図2(A)に示す把持本体30は、力拘束領域31が、把持本体30の先部に、幅方向に渡って設けられ、形態拘束領域32が、先部を除く領域(少なくとも把持本体30の中央部)に設けられている。
図2(B)に示す把持本体35は、力拘束領域36が、把持本体35の幅方向両側部に設けられ、形態拘束領域37が、幅方向両側部を除く領域(少なくとも把持本体35の中央部)に設けられている。
図2(C)に示す把持本体40は、力拘束領域41が、把持本体40の周縁部に沿って環状に設けられ、形態拘束領域42が、把持本体40の中央部(力拘束領域41の内側)に設けられている。
なお、力拘束領域は、直線状のみならず、例えば、湾曲状、屈曲状(L字状やT字状)、渦巻状等に設けることもでき、また、把持本体の中央部に1本又は複数本設けることもできる。この場合、形態拘束領域は、力拘束領域を除く領域に設ける。
In the gripping
In the gripping
In the
The force restraint region can be provided not only in a linear shape but also in a curved shape, a bent shape (L-shaped or T-shaped), a spiral shape, or the like, and one or one in the central portion of the gripping body. Multiple pieces can be provided. In this case, the morphological restraint region is provided in the region other than the force restraint region.
続いて、本発明の一実施例に係るロボットハンド装置10を用いた対象物の把持方法について説明する。
まず、モータの駆動によりボールねじ17を一方向に回転させ、2つのスライダ18、19を相互に離れる方向に移動させて、対向するハンド部14、15の間隔を、把持する対象物の幅よりも広げる。そして、対向するハンド部14、15の間に対象物が位置するように、ロボットハンド装置10を移動させる。
次に、モータの駆動によりボールねじ17を他方向に回転させ、2つのスライダ18、19を相互に近接する方向に移動させて、対向するハンド部14、15の間隔を狭める。
Subsequently, a method of gripping an object using the
First, the
Next, the
ここで、例えば、把持する対象物が柔らかいものであれば、一対のハンド部14、15にそれぞれ設けられた対向する形態拘束領域26により、対象物をその両側から挟み込み把持する。このとき、形態拘束領域26は、対象物の外表面に倣うように変形する。
また、例えば、把持する対象物が硬いもの(硬化や輪ゴム等の平たいもの等)であれば、一対のハンド部14、15にそれぞれ設けられた対向する段差部28の力拘束領域27により、力拘束領域27が弾性変形することなく対象物をその両側から挟み込み(摘んで)把持する。
このように、対象物の種類等に応じて、ロボットハンド装置10のハンド部14、15(把持本体23)に設けられた把持領域(形態拘束領域26と力拘束領域27)を選択することにより、1つのロボットハンド装置10で複数条件の作業を行うことができる。
Here, for example, if the object to be gripped is soft, the object is sandwiched and gripped from both sides by the facing
Further, for example, if the object to be gripped is a hard object (a flat object such as a hardened rubber band or a rubber band), a force is exerted by the
In this way, by selecting the gripping areas (
上記した実施例では、形態拘束領域と力拘束領域を、把持本体の対象物との接触面側に設けた場合について説明したが、把持本体の対象物との接触面側から上記した芯材(背面側:接触面とは反対側)にかけて奥行き方向(厚み方向)に、順次設けることもできる(即ち、把持本体を正面視して、形態拘束領域と力拘束領域を、異なる位置に設けるのではなく、重なるように設けることもできる)。なお、形態拘束領域は、弾性変形の度合いが、力拘束領域(剛性が高い部分)と比較して大きい領域であり、上記した耐摩耗材の密度又は内部構造を変更することにより、形態拘束領域と力拘束領域を区分できる。これにより、把持本体を異なる材質で構成することなく、1つの把持本体に形態拘束領域と力拘束領域を連接して一体的に設けることができる。
このように、把持本体の厚み方向に、形態拘束領域と力拘束領域を設ける場合は、形態拘束領域の厚みを、対象物の沈み込みを考慮して、例えば、20〜50mm程度、力拘束領域の厚みを、例えば、10mm以上程度、とし、この厚みを基に、把持本体の厚み(把持本体の対象物の接触面から芯材までの厚み)を決定するのがよい。
In the above-described embodiment, the case where the morphological restraint region and the force restraint region are provided on the contact surface side of the gripping main body with the object has been described. The back side: the side opposite to the contact surface) can be sequentially provided in the depth direction (thickness direction) (that is, the morphological restraint region and the force restraint region may be provided at different positions when the gripping body is viewed from the front. It can also be provided so that they overlap each other). The morphologically constrained region is a region in which the degree of elastic deformation is larger than that of the force-constrained region (a portion having high rigidity), and by changing the density or internal structure of the wear-resistant material described above, the morphologically constrained region can be combined with the morphologically constrained region. The force restraint area can be divided. As a result, the morphological restraint region and the force restraint region can be connected and integrally provided on one gripping main body without the gripping main body being made of different materials.
In this way, when the morphological restraint region and the force restraint region are provided in the thickness direction of the gripping body, the thickness of the morphological restraint region is set to, for example, about 20 to 50 mm in consideration of the subduction of the object. The thickness of the gripping body is set to, for example, about 10 mm or more, and the thickness of the gripping body (thickness from the contact surface of the object of the gripping body to the core material) is preferably determined based on this thickness.
使用にあっては、把持手段(把持本体)が用いられたハンド部を、以下のように動作させる(基本的な動作は、前記したロボットハンド装置10と同様)。
まず、対向するハンド部の間に対象物が位置するように、ロボットハンド装置を移動させ、対向するハンド部の間隔を狭める。
このとき、例えば、把持する対象物が柔らかいものであれば、形態拘束領域の厚みの範囲内で、対向するハンド部の間隔を狭める。これにより、形態拘束領域は、対象物の外表面に倣うように変形する。
また、例えば、把持する対象物が硬いものであれば、対向するハンド部の間隔を更に狭める。これにより、形態拘束領域の背面側に位置する力拘束領域で、変形した形態拘束領域を介して、対象物をその両側から挟み込み(摘んで)把持する。
従って、対象物の把持位置を選択することなく、対向するハンド部の間隔を調整することにより、形態拘束と力拘束の切り替えを実施できる。
また、対象物を比較的弱い把持力で把持する場合、形態拘束領域は対象物の表面形状に倣って弾性変形するが、更に、把持力を加えていくと、芯材があることで、変形の限界が来る。この時点で、形態拘束領域は力拘束領域に変化する。従って、把持力の大きさによって、形態拘束(領域)と力拘束(領域)の切り替えを行うこともできる。
In use, the hand portion using the gripping means (grasping main body) is operated as follows (the basic operation is the same as that of the
First, the robot hand device is moved so that the object is located between the opposing hand portions, and the distance between the opposing hand portions is narrowed.
At this time, for example, if the object to be gripped is soft, the distance between the opposing hand portions is narrowed within the thickness range of the morphological restraint region. As a result, the morphological restraint region is deformed so as to imitate the outer surface of the object.
Further, for example, if the object to be gripped is a hard object, the distance between the opposing hand portions is further narrowed. As a result, in the force restraint region located on the back side of the morphological restraint region, the object is sandwiched (picked) and gripped from both sides of the deformed morphological restraint region.
Therefore, it is possible to switch between morphological restraint and force restraint by adjusting the distance between the opposing hand portions without selecting the gripping position of the object.
Further, when the object is gripped with a relatively weak gripping force, the morphological restraint region is elastically deformed according to the surface shape of the object, but when the gripping force is further applied, it is deformed due to the presence of the core material. The limit is coming. At this point, the morphological restraint region changes to a force restraint region. Therefore, it is possible to switch between morphological restraint (region) and force restraint (region) depending on the magnitude of the gripping force.
以上、本発明を、実施例を参照して説明してきたが、本発明は何ら上記した実施例に記載の構成に限定されるものではなく、請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施例や変形例も含むものである。例えば、前記したそれぞれの実施例や変形例の一部又は全部を組合せて本発明のロボットハンド装置及びそれに用いられる把持手段を構成する場合も本発明の権利範囲に含まれる。
前記実施例においては、ロボットハンド装置が有する一対のハンド部の双方に、形態拘束領域と力拘束領域が設けられた把持手段を用いた場合について説明したが、例えば、一方のハンド部のみに形態拘束領域と力拘束領域が設けられた把持手段を用いることもできる。この場合、他方のハンド部には、形態拘束領域のみ、又は、力拘束領域のみを設けることができ、また、従来公知のハンド部を用いることもできる。
Although the present invention has been described above with reference to Examples, the present invention is not limited to the configuration described in the above-described Examples, but is within the scope of the claims. It also includes other possible examples and modifications. For example, the case where a part or all of the above-described examples and modifications are combined to form the robot hand device of the present invention and the gripping means used therein is also included in the scope of rights of the present invention.
In the above embodiment, the case where the gripping means in which the form restraint region and the force restraint region are provided on both of the pair of hand portions of the robot hand device is used has been described. It is also possible to use a gripping means provided with a restraint region and a force restraint region. In this case, the other hand portion may be provided with only the morphological restraint region or only the force restraint region, or a conventionally known hand portion may be used.
また、前記実施例においては、把持手段を用いた第1、第2のハンド部を有するロボットハンド装置について説明したが、例えば、従来公知のハンド装置が有する第1、第2のハンド部のいずれか一方又は双方を、本発明の把持手段に交換して使用する場合(把持手段のみを使用する場合)も、本発明の権利範囲に含まれる。
そして、前記実施例においては、把持手段に設けられた形態拘束領域と力拘束領域が、一対の把持手段で面対称となっているが、非対称でもよい(形態拘束領域と力拘束領域を設ける位置が、一対の把持手段で異なってもよい)。
更に、前記実施例においては、位置調整手段にボールねじを使用し、一対のハンド部を同時に離れる方向又は接近する方向に移動させた場合について説明したが、例えば、第1、第2のハンド部にそれぞれモータを設けて個別に移動させることもでき、また、一方のハンド部のみにモータを設けて移動可能とし、他方のハンド部は固定して移動しない構成とすることもできる。
Further, in the above embodiment, the robot hand device having the first and second hand portions using the gripping means has been described, but for example, any of the first and second hand portions of the conventionally known hand devices. The case where one or both of them are replaced with the gripping means of the present invention (when only the gripping means is used) is also included in the scope of rights of the present invention.
In the above embodiment, the morphological restraint region and the force restraint region provided in the gripping means are plane-symmetrical with the pair of gripping means, but may be asymmetrical (positions at which the morphological restraint region and the force restraint region are provided). However, it may be different for a pair of gripping means).
Further, in the above embodiment, a case where a ball screw is used as the position adjusting means and the pair of hand portions are moved in the direction of moving away from or approaching at the same time has been described. For example, the first and second hand portions have been described. It is also possible to provide a motor for each of the screws and move them individually, or to provide a motor only for one hand portion so that the motor can be moved, and the other hand portion can be fixed and not moved.
本発明に係るロボットハンド装置及びそれに用いられる把持手段は、対象物の種類等に応じて、ロボットハンド装置の把持手段に設けられた把持領域(形態拘束領域と力拘束領域)を選択できる。これにより、ロボットハンド装置を複数準備することなく、複数条件の作業を行うことができるため、例えば、産業用ロボットや協働ロボットであるロボットアーム装置のエンドエフェクタとして有効に利用でき、物流や製造業での作業の自動化に寄与できる。 The robot hand device according to the present invention and the gripping means used therein can select a gripping area (morphological restraint area and force restraint area) provided in the gripping means of the robot hand device according to the type of the object and the like. As a result, it is possible to perform work under a plurality of conditions without preparing a plurality of robot hand devices. Therefore, for example, it can be effectively used as an end effector for an industrial robot or a robot arm device which is a collaborative robot, and can be used for distribution and manufacturing. It can contribute to the automation of work in the industry.
10:ロボットハンド装置、11:空間部、12:ベース部、13:位置調整手段、14:第1のハンド部(把持手段)、15:第2のハンド部(把持手段)、16:リニアガイド、17:ボールねじ、18、19:スライダ、20、21:取付け台、22:芯材、23:把持本体、24、25:ボルト、26:形態拘束領域、27:力拘束領域、28:段差部、30:把持本体、31:力拘束領域、32:形態拘束領域、35:把持本体、36:力拘束領域、37:形態拘束領域、40:把持本体、41:力拘束領域、42:形態拘束領域 10: Robot hand device, 11: Space part, 12: Base part, 13: Position adjusting means, 14: First hand part (grip means), 15: Second hand part (grip means), 16: Linear guide , 17: Ball screw, 18, 19: Slider, 20, 21: Mounting base, 22: Core material, 23: Gripping body, 24, 25: Bolt, 26: Morphological restraint area, 27: Force restraint area, 28: Step Part, 30: gripping body, 31: force restraint area, 32: morphological restraint area, 35: gripping body, 36: force restraint area, 37: morphological restraint area, 40: gripping body, 41: force restraint area, 42: morphology Restraint area
Claims (8)
前記第1、第2のハンド部は前記ベース部に、該第1、第2のハンド部の間隔を調整する位置調整手段を介して設けられ、
前記第1、第2のハンド部のいずれか一方又は双方に用いられる把持手段は、ゴム製又は樹脂製の耐摩耗材で構成された把持本体を有し、該把持本体には、前記対象物との接触面側に、前記対象物の表面形状に倣って弾性変形して前記対象物を拘束する形態拘束領域と、該形態拘束領域と比較して剛性が高く、前記対象物を把持して拘束する力拘束領域とが設けられ、前記形態拘束領域と前記力拘束領域とが、連接して一体となった同一材質の前記耐摩耗材により構成され、かつ、前記形態拘束領域の前記耐摩耗材の密度、前記対象物との接触面側の厚み、及び、内部構造の1又は2以上を変更することにより、区分されることを特徴とするロボットハンド装置。 In a robot hand device provided on a base portion and gripping an object by first and second hand portions facing each other at intervals.
The first and second hand portions are provided on the base portion via a position adjusting means for adjusting the distance between the first and second hand portions.
The gripping means used for either one or both of the first and second hand portions has a gripping body made of a wear-resistant material made of rubber or resin, and the gripping body has the object and the object. On the contact surface side of the object, a morphological restraint region that elastically deforms to restrain the object according to the surface shape of the object and has higher rigidity than the morphological restraint region, and grips and restrains the object. a force restraining region is provided, the form closure region and said force restraining region, the density of which is constituted by the wear-resistant material made of the same material which together continuously connected, and the wear resistant material of the form closure region , A robot hand device, characterized in that it is classified by changing the thickness on the contact surface side with the object and one or two or more of the internal structures.
前記第1、第2のハンド部は前記ベース部に、該第1、第2のハンド部の間隔を調整する位置調整手段を介して設けられ、
前記第1、第2のハンド部のいずれか一方又は双方に用いられる把持手段は、ゴム製又は樹脂製の耐摩耗材で構成された把持本体を有し、該把持本体には、前記対象物との接触面側から背面側にかけて、前記対象物の表面形状に倣って弾性変形して前記対象物を拘束する形態拘束領域と、該形態拘束領域と比較して剛性が高く、前記対象物を把持して拘束する力拘束領域とが順次設けられ、前記形態拘束領域と前記力拘束領域とが、連接して一体となった同一材質の前記耐摩耗材により構成され、かつ、前記形態拘束領域の前記耐摩耗材の密度、前記対象物との接触面側の厚み、及び、内部構造の1又は2以上を変更することにより、区分されることを特徴とするロボットハンド装置。 In a robot hand device provided on a base portion and gripping an object by first and second hand portions facing each other at intervals.
The first and second hand portions are provided on the base portion via a position adjusting means for adjusting the distance between the first and second hand portions.
The gripping means used for either one or both of the first and second hand portions has a gripping body made of a wear-resistant material made of rubber or resin, and the gripping body has the object and the object. From the contact surface side to the back surface side, the morphological restraint region that elastically deforms to restrain the object according to the surface shape of the object and the morphological restraint region has higher rigidity than the morphological restraint region and grips the object. and it is sequentially provided with a force restraining area for restraining it, the form closure region and said force restraining region is constituted by the wear-resistant material made of the same material which together continuously connected, and the said form closure region A robot hand device that is classified by changing the density of the wear-resistant material, the thickness of the contact surface side with the object, and one or two or more of the internal structures.
ゴム製又は樹脂製の耐摩耗材で構成された把持本体を有し、該把持本体には、前記対象物との接触面側に、前記対象物の表面形状に倣って弾性変形して前記対象物を拘束する形態拘束領域と、該形態拘束領域と比較して剛性が高く、前記対象物を把持して拘束する力拘束領域とが設けられ、前記形態拘束領域と前記力拘束領域とが、連接して一体となった同一材質の前記耐摩耗材により構成され、かつ、前記形態拘束領域の前記耐摩耗材の密度、前記対象物との接触面側の厚み、及び、内部構造の1又は2以上を変更することにより、区分されることを特徴とするロボットハンド装置に用いられる把持手段。 In a gripping means provided on a robot hand device and used for one or both of the first and second hand portions facing each other at intervals, which sandwich an object from both sides thereof.
It has a gripping body made of a wear-resistant material made of rubber or resin, and the gripping body is elastically deformed on the contact surface side with the object in accordance with the surface shape of the object. a form closure region to restrain, said form closure region higher rigidity as compared with the object and the force restraining area for gripping to restraint provided, said form closure region and said force restraining region, articulated The density of the wear-resistant material in the form-constrained region, the thickness of the contact surface side with the object, and one or more of the internal structures, which are integrally formed of the wear-resistant material of the same material. A gripping means used in a robot hand device, characterized in that it is classified by modification.
ゴム製又は樹脂製の耐摩耗材で構成された把持本体を有し、該把持本体には、前記対象物との接触面側から背面側にかけて、前記対象物の表面形状に倣って弾性変形して前記対象物を拘束する形態拘束領域と、該形態拘束領域と比較して剛性が高く、前記対象物を把持して拘束する力拘束領域とが順次設けられ、前記形態拘束領域と前記力拘束領域とが、連接して一体となった同一材質の前記耐摩耗材により構成され、かつ、前記形態拘束領域の前記耐摩耗材の密度、前記対象物との接触面側の厚み、及び、内部構造の1又は2以上を変更することにより、区分されることを特徴とするロボットハンド装置に用いられる把持手段。 In a gripping means provided on a robot hand device and used for one or both of the first and second hand portions facing each other at intervals, which sandwich an object from both sides thereof.
It has a gripping body made of a wear-resistant material made of rubber or resin, and the gripping body is elastically deformed from the contact surface side to the back surface side of the object in accordance with the surface shape of the object. A morphological restraint region that restrains the object and a force restraint region that has higher rigidity than the morphological restraint region and grips and restrains the object are sequentially provided, and the morphological restraint region and the force restraint region are sequentially provided. 1 bets is constituted by the wear-resistant material made of the same material which together continuously connected, and the density of the wear resistant material of the form closure region, the contact surface side of the thickness of the object, and, the internal structure Alternatively, a gripping means used in a robot hand device, which is classified by changing two or more.
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