JPH033788A - ロボットハンド接続構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概　要〕 ロボットハンド接続構造に関し、 単純な機械的構造を有しメンテナンス性等に優れると同
時に、安全確実なロボット腕部とロボットハンドとの接
続・連結を自動的に行い得るロボットハンド接続構造を
提供することを目的とし、ロボット腕部をその先端部に
突設した連結装置を介してロボットハンドに係脱自在に
接続するロボットハンド接続構造において、上記連結装
置は、ロボット腕部に回転自在に保持され、その先端か
ら接続方向に突出する送りネジ軸と、該送りネジ軸に螺
合せしめられ、それと共に所定角度範囲だけ連れ回り回
転可能な係合板体と、（１） （２） 該係合板体の連れ回り回転角度を所定量に規制し、該係
合板体がこの規制された角度位置にある時に送りネジ軸
の回転に伴い該係合板体を送りネジ軸の軸線方向に可動
に案内する案内手段、とを有し、 ロボットハンドはその端部に、 該係合板体が所定挿入角度位置にあるときに挿入可能な
挿入開口と、該係合板体が所定角度位置まで連れ回り回
転せしめられた時に該係合板体に係止する係止面、とを
有する受容部を有するように構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、ロボット腕部をその先端部に突設した連結装
置を介してロボットハンドに係脱自在に接続するロボッ
トハンド接続構造に関する。

〔従来の技術〕

多種・多様の用途により１台のロボットに複数の機能を
もたせるため、各作業に適した複数個のロボットハンド
をロボット腕部に交換自在となしたものが従来より知ら
れている。これらのロボットはその大半が一般的な製造
ラインにおいて使用されるものであるため、ロボットハ
ンドの交換に関してはラインの稼動率向上等のために特
に高速化を企図したものが多い。このためハンド交換部
の機構部及びその駆動部等は複雑になりがちであり、従
ってハンド交換部にトラブルが発生したような場合、近
くで待機する専門の保守要員がその改修作業に当たるの
が一般的である。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかるに、例えば宇宙のような人跡未踏の地において遠
隔的操作等により複数の作業をロボントに確実に行わし
めるような使用環境下にあってはロボットハンドの接続
（交換）部の複雑化はメンテナンス等の面から好ましく
ない。従って、ノ＼ンド接続部を機構面及び駆動面から
その構造を出来るだけ簡素化・簡略化することが望まし
い。

以上の点に鑑み本発明は、単純な機械的構造を（３） （４） 有しメンテナンス性等に優れると同時に、安全確実なロ
ボット腕部とロボットハンドとの接続・連結を自動的に
行い得るロボットハンド接続構造を提供することを課題
とする。

〔課題を解決するだめの手段〕

上記課題を解決するために本発明によれば、ロボット腕
部をその先端部に突設した連結装置を介してロボットハ
ンドに係脱自在に接続するロボットハンド接続構造にお
いて、上記連結装置は、ロボット腕部に回転自在に保持
され、その先端から接続方向に突出する送りネジ軸と、
該送りネジ軸に螺合せしめられ、それと共に所定角度範
囲だけ連れ回り回転可能な係合板体と、該係合板体の連
れ回り回転角度を所定量に規制し、該係合板体がこの規
制された角度位置にある時に送りネジ軸の回転に伴い該
係合板体を送りネジ軸の軸線方向に可動に案内する案内
手段、とを有し、ロボットハンドはその端部に、該係合
板体が所定挿入角度位置にあるときに挿入可能な挿入開
口と、該係合板体が所定角度位置まで連れ回り回転せし
められた時に該係合板体に係止する係止面、とを有する
受容部を有することを構成上の特徴とする。

〔作　用〕

ロボット腕部の連結装置の送りネジ軸が回転すると、係
合板体が所定角度連れ回る。さらに送りネジ軸が回転す
ると係合板体がこの角度位置のまま送りネジ軸の軸線方
向に移動する。従ってロボットハンドの開口に係合板体
を挿入後、係合板体を連れ回り回転及び軸線方向移動を
行わしめろと、係合板体はロボットハンドの係止面に係
合する。

これにより、ロボット腕部とロボットハンドとが簡単、
確実に接続、連結される。

〔実施例〕

以下、図示実施例に基づき本発明を説明する。

第１図は本発明に係るロボットハンド接続構造の一実施
例を示す図、第２図は第１図の■−■線に沿い矢印方向
から見た断面図、第３図及び第４（５） （６） 図はそれぞれ■−■線及びＴＶ−ＴＶ線に沿い矢印方向
から見た外観図、第５図はロボットハンドの接続工程を
示す図である。

第１図を参照すると、１は図示しないロボット本体から
延び具体的動きを行うロボット腕部、２はロボット腕部
１の先端部に突設された連結装置であり、ロボットハン
ド腕部１とロボットハンド３とは連結装置２がロボット
ハンド３の端部（こ形成された開口４に挿入されて内部
係合せし必られることにより係脱自在に接続される。

連結装置２は回転自在に保持され接続方向に延びる送り
ネジ軸５と、この送りネジ軸５と螺合した酸ネジ部６を
具え送りネジ軸５の回転時に送りネジ軸５の長手方向に
移動し得る係合板体７、とを有する。送りネジ軸５はロ
ボット腕部１内部において傘歯車８，９を介してモータ
１０に連結され、このモータ１０により双方向に回転駆
動せしめられる。また、送りネジ軸５はその軸部５ａ先
端側が軸受１１を介して支持板１２に支持され、その軸
部５ａ後端側が軸受１３を介してロボット腕部１の先端
部の凹部板状部１４に支持される。

送りネジ軸５のネジ部５ｂと軸受１１との間、及びネジ
部５ｂと軸受１３との間にはそれぞれ圧縮スプリング１
５．１６が介装される。これらのスプリング１５．１６
は、係合板体７が送りネジ軸５の長手方向（両方向）に
移動した際の弾性ストッパとしての役目を果すと共に、
送りネジ軸５のネジ部５ｂから係合板体７の酸ネジ部６
が外れたような場合に、両者の螺合関係が回復するよう
な初期的な噛み込み力を付与し得るように係合板体７を
送りネジ軸５のネジ部５ｂ方向に押圧する役目を果す。

送りネジ軸５のネジ部５ｂと係合板体７の酸ネジ部６と
の螺合部には予め所定の与圧が与えられており、この部
分の摩擦力により両部材５．７間の相対（回転）運動を
所定に制限できる。すなわち送りネジ軸５の所定回転時
に係合板体７が送りネジ軸５に一体的に連れ回り得るよ
うになっている。

係合板体７はこれを垂直に貫通して延びる一対（７） （８） の案内軸１７．１８により送りネジ軸５の長手方向（両
方向）に案内される。ここで第２図を参照すると、係合
板体７にはこれらの案内軸１７．１８とそれぞれ摺動係
合する一対の円弧状の彎曲長溝１９゜２０が送りネジ軸
５を中心として１８０度対称的に形成されている。

ここで、送りネジ軸５のネジ部５ｂ及び係合板体７の酸
ネジ部６を一般的な右ねじ、すなわち軸方向に見たとき
時計回り（右回り）にたどるとそこから遠ざかるような
ねじ山を有するものとして以下の説明を行うが、何らこ
れに限定されるものではないことは言うまでもない。

先ず、第２図に示す状態から送りネジ軸５が左回り（矢
印六方向）に回転駆動される場合を考えると、送りネジ
軸５のネジ部５ｂと係合板体７の酸ネジ部６とは前述の
如く摩擦係合しているためこのままでは係合板体７は送
りネジ軸５に連れ回って左回り（矢印六方向）に回転す
るところであるが、案内軸１７．１８が係合板体７の長
溝１９．２０の一端側面ｇ１ｇ　ａ　、２０　ａに当接
、係合しているために係合板体７は連れ回り不能である
。従って送りネジ軸５がさらに左回転しても係合板体７
はこの水平位置状態を保ったままであり、送りネジ軸５
の左回転に応じて手前側（ロボット腕部内方）から奥側
（ロボット腕部外方）に向かってこのまま平行移動する
ことになる。

他方、第２図に示す状態から送りネジ軸５が右回り（矢
印Ｂ方向）に回転駆動される場合、係合板体７は送りネ
ジ軸５に連れ回って右回り（矢印Ｂ方向）に回転する。

しかしながら係合板体７は第２図に示す水平位置に直交
する図示しない垂直位置状態まで連れ回るものの、係合
板体７の長溝１９．２０の他端側面部１９ｂ、２０ｂが
案内軸１７．１８に当接、係合するために係合板体７は
連れ回り不能となり、以後は送りネジ軸５がさらに右回
転しても係合板体７はこの垂直位置状態を保ったままで
あり、送りネジ軸５の右回転に応じて奥側（ロボット腕
部外方）から手前側（ロボット腕部内方）に向かってこ
のまま平行移動することになる。

ところで、ロボット腕部１とロボットハンド３（９） （１０） との実際に連結される部分について説明すると、第３図
を参照するにロボットハンド３の端部には、ロボット腕
部１に突設された３つの切頭円錐状の位置決め突起２１
及び電気的接続用コネクタプラグ２２が埋設される切頭
角錐状の突起部２３　（第４図参照）にそれぞれ対応し
た相補的対応形状の位置決め四部２４及び電気的接続用
コ不りクソケット２５が埋設される同相補的対応形状の
凹所２６が形成される。また、ロボットハンド３の端部
の中央の開口４はロボット腕部１の連結装置２の矩形状
係合板体７が自在に挿入され得るようにこれにより僅か
に大きい寸法で形成される。この間口４の奥側にはこれ
に直交するような位置関係で凹所２７が形成され、凹所
２７は係合板体７がスッポリ嵌まり込むような相補的内
面形状を呈し、さらに係合板体７が嵌合したときに外方
に脱落しないように係合板体７を係止する係止面２７ａ
を有する。

この凹所２７のさらに奥側には、係合板体７が内部で連
れ回り回転するときにその動きを制限しないための円板
状空間２８が形成され、この円板状空間２８のさらに奥
側には連結装置２の先端側の支持板１２及び案内軸１７
．１８等を受容し得る円柱状凹所２９が形成される。

以上の構成から成る本実施例のロボットハンド接続構造
の実際の作動について第５図を参照して説明する。

先ず、ロボットハンド３端部とロボット腕部１の先端部
とを相対的に近付けて行き、第１図に示すような水平位
置状態にある連結装置２の係合板体７をロボットハンド
３の開口４に挿入せしめ、さらにロボットハンド３及び
ロボット腕部１を端面同士でピッタリ密着させる（第５
図（ａ））。このときロボット腕部１の位置決め突起２
１及び突起！２３はロボットハンド３のそれぞれ対応す
る位置決め凹部２４及び凹所２６に嵌まり込み、これら
の位置決め部材の存在によりロボット腕部１及びロボッ
トハンド３の端面方向の動き（ズレ）が阻止される。ま
た、ロボット腕部１のコネクタプラグ２２がロボットハ
ンド３のコネククソケッ（１１） （１２） ト２５に嵌まり両部材間の電気的接続が達成される。

次いで、連結装置２の送りネジ軸５がモータ１０により
右回りに回転駆動せしめられると、係合板体７が送りネ
ジ軸５に連れ回り円板状空間２８内を回転する。しかし
ながら前述したように係合板体７の長溝１９，２０の他
端側面部１９ｂ、２０ｂ（第２図）が案内軸１７．１８
に当接、係合するため係合板体７の連れ回り角度が略９
０度に規制され、第５図（ｂ）に示すように係合板体７
が垂直位置状態となる。

そして、さらに送りネジ軸５が右回りに回転駆動せしめ
られると、係合板体７はこの垂直位置状態を保ったまま
ロボット腕部１側に引き戻されるように平行移動し、凹
所２７にスッポリ嵌まり込む。そして、係合板体７は凹
所２７の係止面２７ａを押圧したままその平行移動を停
止せしめられる。

これによりロボットハンド３がロボット腕部１に対して
確実に機構的に接続される（隼よｍｃｃす。

なお、この接続を解除してロボットハンド３をロボット
腕部１から取り外すには、上記一連の作業を概ね逆に行
うことにより容易に為し得る。

以上説明したように本実施例のロボットハンド接続構造
によれば、極めて簡単、簡素な機械的構造を有しながら
ロボット腕部１とロボットハンド３とを安全、確実に接
続、連結でき、信頼性、耐久性、そしてメンテナンス性
に優れる。しかもこれを作動させるのに単一の駆動源（
モータ１０）で済むために合理的、経済的である。また
、機構面及び駆動面の簡素化等はロボットの軽量化に貢
献し得る。

なお、本発明は宇宙における使用を前提として案出され
たものではあるが、本発明の思想自体は何らこれに制限
されるものではなく広く一般産業に適用できることは言
うまでもない。

〔発明の効果〕

以上の如く本発明に従い、単純な機械的構造を採用した
ことにより、耐久性、信頼性、そしてメンテナンス性に
優れるロボット腕部とロボットハ（１３） （１４） ンドとの接続が可能となる。

また、軽量化や低コスト化等の副次的効果も得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るロボットハンド接続構造の一実施
例の長手方向要部断面図、 第２図は第１図の■−■線に沿い矢印方向から見た断面
図、 第３図は第１図の■−■線に沿い矢印方向から見た外観
図、 第４図は第１図のＩＶ−ＩＶ線に沿い矢印方向から見た
外観図、 第５図はロボットハンド接続工程を示す図である。 １・・・ロボット腕部、　　２・・・連結装置、３・・
・ロボットハンド、４・・・開口、５・・・送りネジ軸
、　　７・・・係合板体、１７．１８・・・案内軸、　
　２７ａ・・・係止面。 （１５） ６８３ 第２図 ２・・・連結装置 ６・・・ロボットハンド ４・・・開口 ５・・・送りネジ軸 ６・・・雌ネジ部 ７・・・係合板体 ＋７．１８・・・案内軸 １９．２０・・・彎曲長溝 １９ａ、２００・・・一端側面部 ＋９ｂ、２０ｂ・・・他端側面部 ２４・・・位置決め凹部 ２５・・・コンタクトソケット ２６・・・凹所 ２７・・・凹所 ２７０・・・係止面 第１図の■ ■線１こ沿う図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ロボット腕部（１）をその先端部に突設した連結装
   置（２）を介してロボットハンド（３）に係脱自在に接
   続するロボットハンド接続構造において、上記連結装置
   （２）は、ロボット腕部（１）に回転自在に保持され、
   その先端から接続方向に突出する送りネジ軸（５）と、 該送りネジ軸（５）に螺合せしめられ、それと共に所定
   角度範囲だけ連れ回り可能な係合板体（７）と、 該係合板体（７）の連れ回り回転角度を所定量に規制し
   、該係合板体（７）がこの規制された角度位置にある時
   に送りネジ軸（５）の回転に伴い該係合板体（７）を送
   りネジ軸（５）の軸線方向に可動に案内する案内手段（
   １７、１８）とを有し、ロボットハンド（３）はその端
   部に、 該係合板体（７）が所定挿入角度位置にあるときに挿入
   可能な挿入開口（４）と、該係合板体（７）が所定角度
   位置まで連れ回り回転せしめられた時に該係合板体（７
   ）に係止する係止面（２７ａ）、とを有する受容部を有
   することを特徴とするロボットハンド接続構造。