JP7298245B2

JP7298245B2 - エンドエフェクター装置及びロボット装置

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Publication number: JP7298245B2
Application number: JP2019067487A
Authority: JP
Inventors: 洋士乾
Original assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Current assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Priority date: 2019-03-29
Filing date: 2019-03-29
Publication date: 2023-06-27
Anticipated expiration: 2039-03-29
Also published as: EP3715068A1; JP2020163532A; US11400603B2; CN111745669A; US20200306992A1

Description

本発明は、エンドエフェクター装置及びロボット装置に関する。

特許文献１に記載のロボットハンド装置は、単一のモーターで指機構を駆動する。指機構は、基部リンク部材と先端リンク部材とを備える。ワークは、１対の指機構によって把持される。

エンドエフェクター装置と、エンドエフェクター装置を駆動するロボットハンド装置とを備えたロボット装置が知られている。エンドエフェクター装置は、ロボットハンド装置の先端部に交換可能に接続される。従来のエンドエフェクター装置は、ワークの把持機能を実現するため、２本又は３本の指部を備えていた。

特開２０１０－２８００４５号公報

複数種類のワークを把持する作業を実行することが、ロボット装置に要求されることがある。ところが、あるエンドエフェクター装置では把持が不可能なワークを新たに把持する必要が生じた場合には、エンドエフェクター装置の交換が余儀なくされる。あるいは、他のエンドエフェクター装置を備えた他のロボット装置が用意される。その結果、コストが増大する。

そこで、本発明は上記事情を考慮し、ワークの多様性に対応した低コストのエンドエフェクター装置と、エンドエフェクター装置を備えたロボット装置とを提供することを目的とする。

本発明のエンドエフェクター装置は、開口を有するハウジングと、第１把持部と、第２把持部とを備える。前記第１把持部は、互いに対向して開閉する第１指部と第２指部とを有する。前記第２把持部は、前記第１把持部と交差する方向で互いに対向して開閉する第３指部と第４指部とを有する。前記第１指部、前記第２指部、前記第３指部、及び前記第４指部は、各々前記開口から突出する。

本発明のロボット装置は、前記エンドエフェクター装置と、前記エンドエフェクター装置を駆動するロボットハンド装置とを備える。

本発明によれば、ワークの多様性に対応した低コストのエンドエフェクター装置と、エンドエフェクター装置を備えたロボット装置とを提供することができる。

本発明の実施形態に係るロボット装置の一例を示す斜視図である。エンドエフェクター装置の一例を示す斜視図である。エンドエフェクター装置の底面図である。エンドエフェクター装置の変形例を示す斜視図である。エンドエフェクター装置の他の変形例を示す斜視図である。

以下、本発明の実施形態について、図１～図５を参照しながら説明する。なお、図中、同一又は相当部分については同一の参照符号を付して説明を繰り返さない。

まず、図１を参照して、実施形態に係るロボット装置１０について説明する。図１は、実施形態に係るロボット装置１０の一例を示す斜視図である。

図１に示されるように、ロボット装置１０は、基台２０と、ロボットハンド装置２１と、エンドエフェクター装置３０とを備える。

ロボットハンド装置２１は、基台２０の上に配置されている。ロボットハンド装置２１は、多軸に構成されて、エンドエフェクター装置３０を駆動する。エンドエフェクター装置３０は、ロボットハンド装置２１の手首に相当する先端部に、交換可能に接続されている。

次に、図１、図２、及び図３を参照して、エンドエフェクター装置３０について説明する。図２は、エンドエフェクター装置３０の一例を示す斜視図である。図３は、エンドエフェクター装置３０の底面図である。

図２及び図３に示されるように、エンドエフェクター装置３０は、ハウジング４０と、第１把持部１００と、第２把持部１１０とを備える。

ハウジング４０は、中心軸の周りに略円柱状に形成され、側周面４１と、底面４２とを有する。底面４２は、開口４３を有する。開口４３は、互いに交差する２本の案内路が構成されるように、十字形に形成されている。

第１把持部１００は、互いに対向して開閉する第１指部５０と第２指部６０とを有する。第２把持部１１０は、第１把持部１００と交差する方向で互いに対向して開閉する第３指部７０と第４指部８０とを有する。第１指部５０、第２指部６０、第３指部７０、及び第４指部８０は、各々開口４３から突出する。

第１指部５０と第２指部６０とは、開口４３の一方の案内路において、ハウジング４０の中心軸を挟んで略対称の位置に配置され、互いの間隔を拡げたり、縮めたりするように直線運動をする。ハウジング４０には、不図示の第１モーター及び第１駆動機構が内蔵されている。第１駆動機構は、例えば、第１モーターの回転運動を直線運動に変換するためのラック及びピニオンを有する。第１指部５０及び第２指部６０は、第１駆動機構により駆動される。

第３指部７０と第４指部８０とは、開口４３の他方の案内路において、ハウジング４０の中心軸を挟んで略対称の位置に配置され、互いの間隔を拡げたり、縮めたりするように直線運動をする。ハウジング４０には、不図示の第２モーター及び第２駆動機構が内蔵されている。第２駆動機構は、例えば、第２モーターの回転運動を直線運動に変換するためのラック及びピニオンを有する。第３指部７０及び第４指部８０は、第１指部５０及び第２指部６０から独立して、第２駆動機構により駆動される。なお、第１モーター及び第２モーターは、共通のモーターに置き換え可能である。

図２及び図３に示されたエンドエフェクター装置３０では、第１指部５０と第２指部６０とが開口４３から突出する長さは、第３指部７０と第４指部８０とが開口４３から突出する長さと略同じである。また、第１指部５０と第２指部６０との最大の間隔は、第３指部７０と第４指部８０との最大の間隔と略同じである。

第１指部５０は、断面矩形の棒状に形成され、ワーク接触面５１と、２つの側面５２と、背面５３と、傾斜面５４と、頂面５５とを有する。ワーク接触面５１は、細長い矩形に形成されている。側面５２の各々は、細長い五角形に形成され、ワーク接触面５１、背面５３、傾斜面５４、及び頂面５５に接する。背面５３は、ワーク接触面５１よりも小さい矩形に形成され、２つの側面５２及び傾斜面５４に接する。傾斜面５４は、２つの側面５２、背面５３、及び頂面５５に接する。頂面５５は、ワーク接触面５１、２つの側面５２、及び傾斜面５４に接する。

第２指部６０は、第１指部５０と対称形に形成され、ワーク接触面６１と、２つの側面６２と、背面６３と、傾斜面６４と、頂面６５とを有する。

第３指部７０は、細長い鉤状に形成され、ワーク接触面７１と、２つの側面７２と、背面７３と、傾斜面７４と、頂面７５と、対向面７６とを有する。ワーク接触面７１は、小さい矩形に形成されている。側面７２の各々は、細長い弧状に形成され、ワーク接触面７１、背面７３、傾斜面７４、頂面７５、及び対向面７６に接する。背面７３は、ワーク接触面７１よりも大きい矩形に形成され、２つの側面７２及び傾斜面７４に接する。傾斜面７４は、２つの側面７２、背面７３、及び頂面７５に接する。頂面７５は、ワーク接触面７１、２つの側面７２、及び傾斜面７４に接する。対向面７６は、ワーク接触面７１、及び２つの側面７２に接する。

第４指部８０は、第３指部７０と対称形に形成され、ワーク接触面８１と、２つの側面８２と、背面８３と、傾斜面８４と、頂面８５と、対向面８６とを有する。

図２及び図３に示されたエンドエフェクター装置３０によれば、第１指部５０と第２指部６０とにより構成された第１把持部１００は、ある種類のワークを把持することができる。また、第３指部７０と第４指部８０とにより構成された第２把持部１１０は、他の種類のワークを把持することができる。更に、第１把持部１００と第２把持部１１０とは、共通のワークを同時に把持するようにも駆動され得る。

第１指部５０のワーク接触面５１と第２指部６０のワーク接触面６１との材質は、第３指部７０のワーク接触面７１と第４指部８０のワーク接触面８１との材質と異なってもよい。例えば、第１指部５０のワーク接触面５１及び第２指部６０のワーク接触面６１のみに、ワークを傷付けないため、又は滑り止めのための柔軟材質部材が装着される。

次に、図１及び図４を参照して、エンドエフェクター装置３０の変形例について説明する。図４は、エンドエフェクター装置３０の変形例を示す斜視図である。

図４に示されたエンドエフェクター装置３０は、第１指部５０と第２指部６０とが開口４３から突出する長さが、第３指部７０と第４指部８０とが開口４３から突出する長さよりも長い点で、図２及び図３に示されたエンドエフェクター装置３０と異なる。図４に示されたエンドエフェクター装置３０は、図２及び図３に示されたエンドエフェクター装置３０の第１指部５０及び第２指部６０のみを交換することで実現可能である。

図４に示されたエンドエフェクター装置３０によれば、把持されるべきワークの形状の相違に応じて、第１把持部１００と第２把持部１１０とが使い分けられる。

次に、図１及び図５を参照して、エンドエフェクター装置３０の他の変形例について説明する。図５は、エンドエフェクター装置３０の他の変形例を示す斜視図である。

図５に示されたエンドエフェクター装置３０は、第１指部５０と第２指部６０との最大の間隔が、第３指部７０と第４指部８０との最大の間隔よりも短い点で、図４に示されたエンドエフェクター装置３０と異なる。図５に示されたエンドエフェクター装置３０は、図４に示されたエンドエフェクター装置３０の第３指部７０及び第４指部８０のみを交換することで実現可能である。

図５に示された第３指部７０は、大きく屈曲したＳ字状に形成された側面７２と、側面７２に接する内傾斜面７７とを有する点で、図４に示された第３指部７０と異なる。また、図５に示された第４指部８０は、大きく屈曲したＳ字状に形成された側面８２と、側面８２に接する内傾斜面８７とを有する点で、図４に示された第４指部８０と異なる。

図５に示された第４指部８０は、図５に示された第３指部７０と対称形に形成されている。図５に示されたエンドエフェクター装置３０では、第１指部５０と第２指部６０とが開口４３から突出する高さは、第３指部７０と第４指部８０とが開口４３から突出する高さと略同じである。

図５に示されたエンドエフェクター装置３０によれば、把持されるべきワークの寸法の相違に応じて、第１把持部１００と第２把持部１１０とが使い分けられる。

実施形態によれば、ワークの多様性に対応した低コストのエンドエフェクター装置３０が提供される。

上記した実施形態の説明は、本発明における好適な実施形態を説明しているため、技術的に好ましい種々の限定を付している場合もあるが、本発明の技術範囲は、特に本発明を限定する記載がない限り、これらの態様に限定されるものではない。すなわち、上記実施形態における構成要素は適宜、既存の構成要素等との置き換えが可能であり、かつ、他の既存の構成要素との組合せを含む様々なバリエーションが可能である。上記実施形態の記載をもって、特許請求の範囲に記載された発明の内容を限定するものではない。

例えば、実施形態では、図２及び図３に示されるように、エンドエフェクター装置３０が第１把持部１００及び第２把持部１１０を備えたが、これに限られない。エンドエフェクター装置３０は、第１把持部１００及び第２把持部１１０に加えて、他の把持部を備えてもよい。つまり、エンドエフェクター装置３０は、３対以上の指部を備え得る。

本発明は、エンドエフェクター装置及びロボット装置の分野に利用可能である。

１０ロボット装置
２１ロボットハンド装置
３０エンドエフェクター装置
４０ハウジング
４３開口
５０第１指部
５１ワーク接触面
６０第２指部
６１ワーク接触面
７０第３指部
７１ワーク接触面
８０第４指部
８１ワーク接触面
１００第１把持部
１１０第２把持部

Claims

開口を有するハウジングと、
第１把持部と、
第２把持部と
を備え、
前記第１把持部は、互いに対向して開閉する第１指部と第２指部とを有し、
前記第２把持部は、前記第１把持部と交差する方向で互いに対向して開閉する第３指部と第４指部とを有し、
前記第１指部、前記第２指部、前記第３指部、及び前記第４指部は、各々前記開口から突出し、
前記第１指部と前記第２指部との最大の間隔は、前記第３指部と前記第４指部との最大の間隔よりも短く、
前記第３指部と前記第４指部との各々は、大きく屈曲したＳ字状に形成された側面と、前記側面に接する内傾斜面とを有する、エンドエフェクター装置。
前記第１指部と前記第２指部とが前記開口から突出する長さは、前記第３指部と前記第４指部とが前記開口から突出する長さよりも長い、請求項１に記載のエンドエフェクター装置。
前記第１指部と前記第２指部とのワーク接触面の材質は、前記第３指部と前記第４指部とのワーク接触面の材質と異なる、請求項１又は請求項２に記載のエンドエフェクター装置。
前記第１把持部と前記第２把持部とは、共通のワークを同時に把持するように駆動される、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のエンドエフェクター装置。
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のエンドエフェクター装置と、
前記エンドエフェクター装置を駆動するロボットハンド装置と
を備えた、ロボット装置。