JPH04322994A - ロボットのハンドリング方法及びロボットハンド - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ロボットのハンドリン
グ方法及びロボットハンドに関する。

【０００２】

【従来の技術】図５は従来のロボットハンドの斜視図で
ある。図において１０は比較的重量が重い直方体状のワ
ークである。このワーク１０をロボット操作により所定
の位置に高精度移動させるため、ワーク１０の上面の中
心部に水平方向に細長い直方体状のグリップ体１１を固
着し、このグリップ体１１を水平に貫通する一対のピン
１２を取り付けてある。

【０００３】一方、１は、ヘッドに一対のハンド２−１
，２−２　を装着したアームである。ハンド２−１　と
ハンド２−２　とは、それぞれ側面視がＬ形で同寸法で
あって、垂直部の頭部がアーム１のヘッドに装着され、
近寄り・離反運動自在の如く対向してヘッドに装着され
ている。

【０００４】また、それぞれのハンド２−１，２−２　
の水平部には、ワーク１０のピン１２に対向してピン１
２がしっくりと嵌入する内径寸法の孔２１を、水平に穿
孔してある。したがって、一対のハンド２−１，２−２
　の間にグリップ体１１が位置するようにロボットを操
作した後に、ハンド２−１，２−２　に近寄り運動を付
与すると、それぞれの孔２１がピン１２に外嵌する。即
ち、ロボットハンドがアーム１を掴持する。

【０００５】よって、アーム１を所望に駆動することで
、ワーク１０を所定の位置に移動することができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで従来構造のも
のは、生産ラインに用いる産業用ロボットに対応したも
のであり、生産ラインにおいてはワーク１０の位置は既
知データであるので、ロボットはハンド部分を正確にア
クセス可能となっている。

【０００７】しかし、宇宙や海洋等で人間の代わりに作
業を行うロボットでは、より自立した機能が必要とされ
、例えばハンド部分の位置はロボットが自ら計測しワー
クにアクセスしなければならない。

【０００８】しかしながら、はめあい作業を行う程度の
高精度の計測能力をロボットに持たせることは非常に困
難である。若し曖昧な計測によりワークを掴持しようと
すれば、ピンとそれに対応する孔との間にかじりが発生
して、ワークやハンドが損傷したり、或いはハンドの近
寄り・離反運動ができなくなる。

【０００９】また、ロボットハンドで掴持したワークと
他のワーク本体間のはめあい作業を行う場合にも同様に
かじるが発生するという問題点があった。本発明はこの
ような点に鑑みて創作されたもので、宇宙作業や海洋作
業に適用して、ワークやハンドが損傷することなく確実
にワークを掴持し得る、ロボットのハンドリング方法及
びロボットハンドを提供することを目的としている。

【００１０】また他の目的は、ロボットハンドで掴持し
たワークと他のワーク間のはめあい作業を円滑に実施し
得るロボットのハンドリング方法を提供することにある
。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明は、図１に示したように、ハンド２の根元部
分に装着した振動子３０により、ハンド２のハンド先端
２５に振動を付与しつつ、ハンド２をワーク１０方向に
駆動して、ハンド先端２５をワーク１０の孔１５に押入
するか、またはハンド先端の孔をワーク１０のピンに外
嵌するものとする。

【００１２】また、図２に例示したように、ワーク１０
のグリップ体１１を水平に貫通するピン１２に係合する
ことでワーク１０を掴持するロボットハンドにおいて、
ピン１２に外嵌する孔２１をそれぞれのハンド先端２５
に有し、近寄り・離反運動自在の如く対向してアーム１
に装着された一対のハンド２−１，２−２　と、ハンド
２−１，２−２　のそれぞれのハンド先端２５に振動を
付与すべく、少なくとも一方のハンドの根元に装着した
振動子３０とを、備えた構成とする。

【００１３】また、図３に例示したように、ワーク１０
の一対の孔１５−１，１５−２　に圧入係合することで
ワーク１０を掴持するロボットハンドにおいて、孔１５
−１，１５−２　にそれぞれ圧入するハンド先端２５を
有し、孔１５−１，１５−２　方向の往復直線運動自在
の如く対向してアーム１に装着された一対のハンド２−
１，２−２　と、ハンド２−１，２−２　のそれぞれの
ハンド先端２５に振動を付与すべく、少なくとも一方の
ハンドの根元に装着した振動子３０とを、備えた構成と
する。

【００１４】さらに図４に示したように、前述のハンド
２−１，２−２　により柱状ワーク１００　を掴持し、
ハンドの根元部分に装着した振動子３０により、柱状ワ
ーク１００　の先端に振動を付与するとともに、ハンド
２を他のワーク５０方向に駆動して、柱状ワーク１００
　を他のワーク５０の孔５１に嵌入するものとする。

【００１５】

【作用】本発明によれば、ワークのピンとロボットハン
ドの孔とのはめあい、またはワークの孔とハンド先端と
のはめあいにおいて、ハンドの先端に振動を付与した状
態で、ハンドを嵌合する方向に駆動している。

【００１６】よって、ハンドが嵌合する方向に移動する
と、はめあい時に生ずる抵抗が最小になる方向、即ち軸
心が一致する方向にハンド先端が自動的に微細に移動す
る。即ち、かじることなく嵌合作業が行われ、ワークや
ハンドが損傷することなく確実にワークを掴持すること
ができる。

【００１７】また、ロボットハンドで掴持したワークと
他のワーク本体間のはめあい作業においても、同様にワ
ーク先端が自動的に微細に移動するので、はめあい作業
が円滑に行われる。

【００１８】

【実施例】以下図を参照しながら、本発明を具体的に説
明する。なお、全図を通じて同一符号は同一対象物を示
す。

【００１９】図１は本発明方法の原理を示す図、図２は
第２の発明の図であって、（Ａ）　は正面図、（Ｂ）　
は要所断面図、図３は第３の発明の正面図、図４は第４
の発明の正面図である。

【００２０】図１において、軽量な円板状のワーク１０
の中心に孔１５を穿孔してある。このワーク１０をロボ
ットハンドで握持する手段としてハンド先端２５を孔１
５に圧入係合させている。

【００２１】アーム１のヘッドにハンド２を装着し、ハ
ンド２の軸心に一致する如くに棒状に延伸したハンド先
端２５の外径寸法をワーク１０の孔１５の内径寸法に殆
ど等しくして、ハンド先端２５を孔１５に圧入すること
で、その摩擦力によりワーク１０をハンドリングするよ
うに構成してある。

【００２２】３０は、例えば圧電素子からなり、左右の
両端面に設けた電極に所定周波数の電圧を印加すること
で、数十μｍ　の振幅で振動する振動子である。振動子
３０をハンド２の根元に装着して、梃子の原理によりハ
ンド先端２５に振動子３０の振幅より大きい振幅の振動
（Ｘ軸方向の振動）を付与している。

【００２３】一方、ハンド２の根元部分に左右対称に切
込み４０を設けることで、ハンド２の根元の剛性を小さ
くして、ハンド先端２５が振動し易い構造としてある。 上述のように構成して、振動子３０によりハンド先端２
５に振動を付与しつつ、ハンド２をワーク１０方向に押
下駆動して、ハンド先端２５を孔１５に圧入係合させワ
ーク１０を掴持させている。

【００２４】この際、ハンド先端２５が振動をしている
ので、ハンド先端２５と孔１５とのはめあい時に生ずる
抵抗が最小になる方向、即ち軸心が一致する方向にハン
ド先端２５が自動的に微細に移動するので、かじること
なく嵌合作業が行われ、ワーク１０やハンド２が損傷す
ることがない。

【００２５】図２において、比較的重量が重い直方体状
のワーク１０を、ロボット操作により所定の位置に高精
度移動させるため、ワーク１０の上面の中心部に水平方
向に細長い直方体状のグリップ体１１を固着し、このグ
リップ体１１を水平に貫通する一対のピン１２を取り付
けてある。

【００２６】一方、１は、ヘッドに一対のハンド２−１
，２−２　を装着したアームであって、ハンド２−１　
とハンド２−２　とは、図５に図示したようにそれぞれ
側面視がＬ形で同寸法で、垂直部の頭部がアーム１のヘ
ッドに装着され、近寄り・離反運動自在の如く対向して
ヘッドに装着されている。

【００２７】また、それぞれのハンド２−１，２−２　
の水平部には、ワーク１０のピン１２に対向してピン１
２がしっくりと嵌入する内径寸法の孔２１を、水平に穿
孔してある。ハンド２−１，２−２　のそれぞれ根元に
振動子３０を装着するともに、根元に切込み４０を設け
て、ハンド２の根元部分の剛性を小さくして、ハンド先
端２５が振動子３０の振幅より大きい振幅の振動（Ｘ軸
方向の振動）をするようにしてある。

【００２８】したがって、一対のハンド２−１，２−２
　の間にグリップ体１１が位置するようにロボットを操
作した後に、振動子３０を作動させてハンド先端２５に
振動を付与しつつ、ハンド２−１，２−２　に近寄り運
動を付与すると、ワーク１０のそれぞれのピン１２に孔
２１が外嵌する。即ち、ロボットハンドがワーク１０を
掴持する。

【００２９】よって、アーム１を所望に駆動することで
、ワーク１０を所定の位置に移動することができる。図
３において、軽量な円板状のワーク１０には、中心に対
して対称する位置に一対の孔１５−１，１５−２を穿孔
してある。

【００３０】一方、アーム１のヘッドに、一対のハンド
２−１，２−２　を軸心方向の往復直線運動自在に装着
してある。そして、それぞれのハンド２−１　，２−２
はハンドの軸心に一致する如くに棒状に延伸したハンド
先端２５を有し、その外径寸法をワーク１０の孔１５−
１，１５−２　の内径寸法に殆ど等しくして、ハンド先
端２５が対応する孔１５−１，１５−２　に圧入し得る
ようにしてある。

【００３１】そして、ハンド２−１，２−２　のそれぞ
れ根元に振動子３０を装着するともに、根元に切込み４
０を設けて、ハンド２−１，２−２　の根元部分の剛性
を小さくして、ハンド先端２５が振動子３０の振幅より
大きい振幅の振動（Ｘ軸方向の振動）をするようにして
ある。

【００３２】したがって、アーム１を駆動してハンドを
ワーク１０の直上に移動した後に、振動子３０を作動さ
せてハンド先端２５に振動を付与しつつ、ハンド２−１
，２−２　をワーク１０方向に押下すると、ワーク１０
のそれぞれの孔１５−１，１５−２　に、ハンド先端２
５が圧入する。即ち、ワーク１０の孔とハンド先端２５
の摩擦力によりロボットハンドがワーク１０をを掴持す
る。

【００３３】よって、アーム１を所望に駆動することで
、ワーク１０を所定の位置に移動することができる。図
４において、１００　は、上部端面の中心にグリップ体
１１が固着され、グリップ体１１に２本のピン１２が水
平に貫通した柱状ワークである。

【００３４】一方、５０は、上面に穿孔した孔５１に、
柱状ワーク１００　を嵌入して組み込むワークである。 図４のロボットハンドは、図２に示したロボットハンド
と全く同形状で、ハンド２−１，２−２　のそれぞれ根
元に振動子３０を装着するともに、根元に切込み４０を
設けて、ハンド２の根元部分の剛性を小さくして、ハン
ド先端２５が振動子３０の振幅より大きい振幅の振動（
Ｘ軸方向の振動）をするようにしてある。

【００３５】そして、一対のハンド２−１，２−２　の
間にグリップ体１１が位置するようにロボットを操作し
た後に、振動子３０を作動させてハンド先端２５に振動
を付与しつつ、ハンド２−１，２−２　に近寄り運動を
付与して、柱状ワーク１００　のそれぞれのピン１２に
ハンドの孔を嵌めて柱状ワーク１００　を掴持させてい
る。

【００３６】そして、アーム１を駆動して柱状ワーク１
００　を運搬し、柱状ワーク１００　の軸心が孔５１の
軸心にほぼ一致するように、柱状ワーク１００　をワー
ク５０に正対させ、ハンドの根元部分に装着した振動子
３０により、柱状ワーク１００　の先端に振動を付与す
るとともに、ハンドをワーク５０方向に駆動して柱状ワ
ーク１００　をワーク５０の孔５１に嵌入し組み込んで
いる。

【００３７】なお、組み込みが終了すると、ハンド２−
１，２−２　が離反するように駆動して、柱状ワーク１
００　の掴持を解除させている。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、ハンドの
根元に振動子を装着して、ハンド先端に振動を付与しな
がら、ハンドを駆動してワークとハンドとのはめあい作
業をを実行するようにしたもので、宇宙作業や海洋作業
に適用して、ワークやハンドが損傷することなく確実に
ワークを掴持することができるという、優れた効果を有
する。

【００３９】また、ロボットハンドで掴持したワークと
他のワーク間のはめあい作業が円滑に行われるという効
果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】　　本発明方法の原理を示す図

【図２】　　第
２の発明の図で、 （Ａ）　は正面図 （Ｂ）　は要所断面図

【図３】　　第３の発明の正面図

【図４】　　第４の発明の正面図

【図５】　　従来例の斜視図

【符号の説明】

１　　アーム、　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　２，２−１，２−２　　　　ハンド、
１０，５０　　　ワーク、　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　１１　　グリップ体、１２　　ピン
、　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　１５，１５−１，１５−２　　孔、２１，５１
　　　孔、　　　　　　　　　　　　　　２５　　ハン
ド先端、３０　　振動子、　　　　　　　　　　　　　
　　４０　　切込み、

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　ハンド（２）　の根元部分に装着した
   振動子（３０）により、該ハンド（２）　のハンド先端
   （２５）に振動を付与しつつ、該ハンド（２）　をワー
   ク（１０）方向に駆動して、該ハンド（２）　と該ワー
   ク（１０）とのはめあいを行うことを特徴とするロボッ
   トのハンドリング方法。
2. 【請求項２】　　ワーク（１０）のグリップ体（１１）
   を水平に貫通するピン（１２）に係合することで該ワー
   ク（１０）を掴持するロボットハンドにおいて、該ピン
   （１２）に外嵌する孔（２１）をそれぞれのハンド先端
   （２５）に有し、近寄り・離反運動自在の如く対向して
   アーム（１）　に装着された一対のハンド（２−１，２
   −２）　と、該ハンド（２−１，２−２）　のそれぞれ
   のハンド先端（２５）に振動を付与すべく、少なくとも
   一方の該ハンドの根元に装着された振動子（３０）とを
   、備えたことを特徴とするロボットハンド。
3. 【請求項３】　　ワーク（１０）の一対の孔（１５−１
   ，１５−２）　に圧入係合することで、該ワーク（１０
   ）を掴持するロボットハンドにおいて、該孔（１５−１
   ，１５−２）　に圧入するハンド先端（２５）を有し、
   該孔（１５−１，１５−２）　方向の往復直線運動自在
   の如く対向してアーム（１）　に装着された、一対のハ
   ンド（２−１，２−２）　と、該ハンド（２−１，２−
   ２）　のそれぞれのハンド先端（２５）に振動を付与す
   べく、少なくとも一方の該ハンドの根元に装着さた振動
   子（３０）とを、備えたことを特徴とするロボットハン
   ド。
4. 【請求項４】　　請求項２又は請求項３記載のハンド（
   ２−１，２−２）　により柱状ワーク（１００）　を掴
   持し、該ハンドの根元部分に装着した振動子（３０）に
   より、該柱状ワーク（１００）　の先端に振動を付与し
   つつ、該ハンドを他のワーク（５０）方向に駆動して、
   該柱状ワーク（１００）　を他の該ワーク（５０）の孔
   （５１）に嵌入することを特徴とするロボットのハンド
   リング方法。