JPH04135194A - ロボットハンド - 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】 （イ）産業上の利用分野 本発明は、組立用ロボット（マニュピュレータン等に利
用される多関節型ロボ／トのロボットハンドに関する。

（ロ）従来の技術 従来の電動式ロボット用ハンドでは、一定の力で物体を
把持する場合、ハンドの指部に歪みゲージ等のセンサを
設けて、これらセンサがらの信号をフィードバックする
ことで、指を駆動するアクチュエータの制御を行い、所
定の目的を果たしていた。

また、こうした電動ロボットハンドでは、ハンドが物体
を把持したがどうかの判断は、ハンドの閉動作の時間を
計測して、一定時間以上経過した後に物体を把持したと
判定する方法がほとんどであった。

（ハ）発明解決しようとする課題 従来技術に示す歪みゲージを把持判断に用いる方法では
、歪みゲージの出力を増幅するアンプを必要とすること
、さらに、マイクロスイッチ等をセンサとして使用する
場合には、指部にマイクロスイッチを装着するため、指
の形状が大きくなる等の欠点があり、ノ１ンドメカニズ
ムと制御部の複雑化をまねく。

また、実際にハンドの動作を監視するのではなく、時間
計測をして把持の検出をしているので、把持検出が不安
定になり物体に不所望な把持力が加わる危険があった。

このため、ハンド指部の駆動系にメカニカルなトルクリ
ミッタを設けることが考えられるが、グリス等の粘性の
大きな材料が付着した部品をノ１ンドリングする場合、
トルクリミッタの設定トルクとグリスの粘性との関係に
よって、−旦、把持した部品を離すことができなくなる
可能性がある。

即ち、指の開動作を行ってもグリス等の粘性の影響でト
ルクリミッタに滑りが生じて、開動作が不可能となる。

（ニ）課題を解決するための手段 本発明はこのような点に鑑みて為されたものであり、物
品を把持して運搬するロボット／１ンドにおいて、把持
部に複数の開閉可能な指で形成された把持部と、この把
持部の開閉駆動を行うための駆動源と、この駆動源と把
持部とを接続し、指の閉成方向に対して把持圧力のリミ
ット値を設けて指の開動作方向に対しては駆動力をその
まま伝えるリミッタ機構と、を設けている。

本発明では、さらに上記の構成に加えてトハンドにおい
て、上記指の閉成動作の停止を検出する停止検出手段を
設け、上記駆動源の動作中に停止検出手段が指の閉成動
作の停止を検出する構成にしている。

（ホ）作用 一定の把持力で物体を把持するとともに、指の開動作が
確実に行える。また、ハンドの動作状況を監視している
ので、把持状況を確実に判定される。

（へ）実施例 第１図は、本発明ロボットハンドの実施例である。ポー
ルネジモータ（５）の回転軸にワンウェイトルクリミッ
タ（４３）が接続されている。このワンウェイトルクリ
ミッタ（４３）としては、例えばＮＴＮ株式会社製（品
番ＮＴ　Ｌ　９　）のものを用いるとよい。

同図においてポールネジモータ（５）の軸を図中の矢印
方向に回転させると、指Ｌ　（１２）と指Ｒ（２５）は
、互いに閉じる方向に移動する。指しく１２）と指Ｒ（
２５）が完全に閉じてしまうか、対象物を把持した状態
になると、ポールネジモータ（５）は回転したままでワ
ンウェイトルクリミッタ（４３）の内輪と外輪が一定ト
ルクで空回りを始める。したがって、ロボットハンドは
、把持対象物を一定の力で把握することができる。

一方、指を開く場合、ポールネジモータ（５）の軸を図
中の反矢印方向に回転させる。この場合では、ワンウェ
イトルクリミッタ（４３）の内輪と外輪は、機構的にロ
ックされているため、なんら滑りを生じることなく、確
実に指の開動作を行うことができる。

通常のトルクリミッタでは、第１図中の矢印方向および
反矢印方向の双方に滑りが生じる構造になっており、物
体を把持した後の指の開動作において、次のような問題
点があった。即ち、このようなトルクリミッタを設けた
ハンドにおいて、グリス等の粘性の大きな材料が付着し
た部品をハンドリングする場合、トルクリミッタの設定
トルクとグリスの粘性との関係によって、−旦、把持し
た部品を離すことができなくなる可能性がある（指の開
動作を行ってもグリス等の粘性の影響で指部が把持部品
と糊着し、トルクリミッタに滑りが生じて、開動作が不
可能となる。）。本発明ではこうした不都合が解消され
る。

次に、指の閉動作の停止を検出する停止検出手段の一例
として、エンコーダ部を説明する。タイミングプーリＡ
（７）の側面上に、反射部と非反射部を交互に形成して
おき、さらに、第２図に示すように、このタイミングプ
ーリＡ（７）と対向するように反射型のフォトセンサ（
４５）をセンサ取り付は金具（４４）に設置しておく。

物体を把持するために、ポールネジモータ（５）が回転
するとワンウェイトルクリミッタ（４３）を介して、タ
イミングプーリＡ（７）が同一速度で回転する。このと
き、タイミングプーリＡ、（７）側面の反射部と非反射
部が交互に反射型のフォトセンサ（４５）の前面を通過
するため、反射型のフォトセンサ（４５）からは、パル
ス上の信号が取り出せる。この信号を後述のアンプダウ
ンカウンタ（４６）でカウントすることで、指部の動作
（移動距離）が確認できる。

指Ｌ（１２）と指Ｒ（２５）が完全に閉じてしまうか、
対象物を把持した状態になるとワンウェイトルクリミッ
タ（４３）が滑り始めるためワンウェイトルクリミッタ
（４３）より下流側の歯車列は回転を停止する。従って
、反射型の７オトセンサ（４５）からのパルス信号もな
くなるので、カウンタ（４６）の読み取り値も一定値と
なり、増加しなくなる。これにより対象物把持の状態が
検出できる。

また、把持対象物体の大きさ（把持点間の距離）があら
かじめわかっていれば、カウンタ値の読みと比較するこ
とで、正確に物体を把持しているかどうかの判断も行う
ことができる。

第３図にエンコーダとロボット系のブロック図を示し、
エンコーダ（４７）で検出したロボットハンドの指の開
閉状態をアップダウンカウンタ（４６）で保持し、この
アップダウンカウンタ（４６）の読み取り値が一定にな
ると、ロボ／トコントローラ（４８）からモータ停止の
支持を与える。

第４図にこうしたロボットハンドの動作のフローチャー
トを示す。

（ト）発明の効果 本発明によれば、物体の把持を常に一定の圧力で行うこ
とができ物体に不所望な圧力を加えることがなく、一方
指等がグリスや接着剤で固定されても確実に開動作を行
うことができる。

また、本発明では、ロボットハンドが物体を把持したか
どうかの判断も小型でかっ、簡易な装置で信頼性よく実
現できる。

更に、把持対象物体の大きさ（把持点間の距離）があら
かじめわかっていれば、カウンタ値の読みと比較するこ
とで、正確に物体を把持しているかどうかの判断も行う
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明ロボットハンドの斜視図、第２図は、
本発明ロボットノ・ンドの側面図、第３図は、本発明ロ
ボットハンドの制御機構を示すブロック図、第４図は、
動作を示すフローチャートである。 （１）・・フレームＲ１（２）・・フレームＵ、（３）
・・支持シャフト、（４）・・フレームし、（５）・・
ポールネジモータ、（６）・・ギアＡ、（７）・・タイ
ミングプーリＡ、（８）・・ポールネジプーリＡ、　（
９）・・タイミングベルトＡ、（１０）・・ポールネジ
Ａ、（１１）・・す・ｌトＡ、　（１２）・・指し、　
（１３）・・ガイドシャフトＡ、（１４）・・ボールネ
ジＡ、（１５）・・ピンＡ、（１６）・・タイミングプ
ーリＢ、　（１７）・・タイミングベルトＢ、（１８）
・・ピンＢ、（１９）・・アイドルローラ、　（２０）
・・ピンＣ１（２１）・・アイドルプーリ、　（２２）
・・ポールネジプーリＢ、　　（２３）・・ボールネジ
Ｂ、（２４）・・ナツトＢ、　（２５）・・指Ｒ１（２
６）・・ガイドシャフトＢ、　（２７）・・ワイヤモー
タ、　（２８）・・つオームギア、　　（２９）・・ハ
スバ歯車、（３０）ワイヤドラム、　（３１）・・ワイ
ヤＡ、（３２）・ワイヤＢ、（３３）・・プーリ取付金
具、（３４）・・ワイヤプーリＬ、　（３５）・・ワイ
ヤプーリＢ、（３６）・・小型指Ｌプレート、（３７）
・ワイヤプーリし、（３８）・・ワイヤプーリＣ１（３
９）ワイヤ取付金具、（４０）・・小型指しシャフト、
（４１）・・小型指し、（４２）・・バネし、（４３）
・・ワンウェイトルクリミッタ、（４４）・・センサ取
り付は金具、（４５）・・フォトセンサ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）物品を把持して運搬するロボットハンドにおいて
   、把持部に複数の開閉可能な指で形成された把持部と、
   この把持部の開閉駆動を行うための駆動源と、この駆動
   源と把持部とを接続して、指の閉成方向に対して把持圧
   力のリミット値を設け、指の開動作方向に対しては駆動
   力をそのまま伝えるリミッタ機構と、を設けてなるロボ
   ットハンド。
2. （２）特許請求の範囲第１項記載のロボットハンドにお
   いて、上記指の閉成動作の停止を検出する停止検出手段
   を設け、上記駆動源の動作中に停止検出手段が指の閉成
   動作の停止を検出するロボットハンド。