JPH05169387A - ロボットハンド - Google Patents

ロボットハンド

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JPH05169387A
JPH05169387A JP33336091A JP33336091A JPH05169387A JP H05169387 A JPH05169387 A JP H05169387A JP 33336091 A JP33336091 A JP 33336091A JP 33336091 A JP33336091 A JP 33336091A JP H05169387 A JPH05169387 A JP H05169387A
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JP
Japan
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core
robot hand
cores
work
fingers
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JP33336091A
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English (en)
Inventor
Yuichi Murase
有一 村瀬
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、開閉自在な複数の指により、物体
を把持するロボットハンドに関し、グリッパ型のロボッ
トハンドにおいても、1つのハンドで多種多様なワーク
の安定把持を可能とすることができるようなロボットハ
ンドを提供することを目的とする。 【構成】 ワーク25を把持する際、このワーク25に
より押されて互いに独立に移動可能な複数の芯231
232 より構成される多芯ブロック221 ,22 2 を指
211 ,212 に取り付けるとともに、ワーク25を把
持していない状態において、上記芯231 ,232 を初
期位置に復帰させる芯復帰手段241 ,242 を設け、
ワーク25の把持時、上記芯231 ,232 がワーク2
5の外形にならって移動することにより、1つのハンド
で多種多様なワーク25の外形に合った把持形状を得る
ように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、開閉自在な複数の指
により、物体を把持するロボットハンドに関する。
【0002】近年、人間に代わって各種作業を実行する
作業用ロボットの開発が盛んに行われている。
【0003】このような作業用ロボットにおいては、作
業内容の多様化に伴い、把持する物体(以下、「ワー
ク」という)も多様化している。
【0004】これにより、ワークを把持するロボットハ
ンドにおいても、多種多様なワークに対処するための汎
用性が求められるようになってきた。
【0005】
【従来の技術】従来は、図25〜図27に示すような方
法により、ロボットハンドの汎用性を高めるようになっ
ていた。
【0006】図25に示す方法は、予め、ワーク11の
把持部の形状に合った指121を有するロボットハンド
12を複数用意し、把持するワーク11の形状に応じ
て、ロボットハンド12を交換する方法である。
【0007】図26に示す方法は、ロボットハンド12
の指121の表面に軟質ゴム122を被せることによ
り、把持したワーク11の滑りを抑え、1つのロボット
ハンド12で多種多様な形状のワーク11を把持する方
法である。
【0008】以上の方法は、いずれも、グリッパ型のロ
ボットハンド12を用いる方法である。
【0009】これに対し、図27に示す方法は、多関節
型のロボットハンド12を用いることにより、ワーク1
1の把持点(図中、●を付す点)を増加させ、かつ把持
点の位置の多様な選択を可能とすることにより、1つの
ハンドで多種多様な形状のワーク11を把持する方法で
ある。
【0010】図25の方法の場合、ワーク11の形状に
合った指121を持つ専用ハンドを用いる構成であるた
め、ワーク11に大きな外力が加わっても、ワーク11
を安定に把持することができる。
【0011】しかしながら、この方法の場合、ワーク1
1の形状に応じて、ロボットハンド12を交換しなけれ
ばならないため、ワーク11の形状が頻繁に代わるよう
な場合には、作業効率が低下するという問題がある。
【0012】また、このような方法の場合、多数のロボ
ットハンド12を、ロボットの本体付近に配置しなけれ
ばならないため、ロボットの占有スペースが広くなると
いう問題がある。
【0013】これに対し、図26の方法では、1つのロ
ボットハンド12で多種多様なワーク11を把持するこ
とができるため、上述したような問題は生じない。
【0014】しかしながら、この方法の場合、軟質ゴム
121の摩擦力により、ワーク11を把持しているにす
ぎないため、図28に示すように、ワーク11を孔13
に挿入する場合等のように、ワーク11に大きな外力が
働くような場合は、このワーク11を安定に把持するこ
とができないという問題がある。
【0015】なお、図28には、図26に示すロボット
ハンド12とは異なる形状のロボットハンド12を示す
が、その機能は、図26に示すものと同じである。
【0016】このように、グリッパ型のロボットハンド
12を用いる方法の場合、従来、1つのロボットハンド
12で、多種多様な形状のワーク11を安定に把持する
ことができなかった。
【0017】これに対し、図27に示す多関節型のロボ
ットハンド12を用いる方法では、1つのロボットハン
ド12で、多種多様な形状のワーク11を安定に把持す
ることができる。
【0018】しかしながら、この方法の場合、ロボット
ハンド12の自由度の多さから、把持点を同定すること
が困難であるという問題がある。
【0019】これにより、図29に示すように、把持し
たワーク11の位置、姿勢が不定となり、作業の自律化
を図ることが難しいことから、人間を介在させて作業を
行わなければならないという問題が生じる。
【0020】また、この方法の場合、ロボットハンド1
2の自由度を多く必要とするため、その機構が複雑とな
り、多数のアクチュエータを協調させて制御しなければ
ならないという問題がある。
【0021】
【発明が解決しようとする課題】以上述べたように、グ
リッパ型のロボットハンドを用いて、ハンドの汎用性を
高める従来の方法の場合、1つのロボットハンドで多種
多様なワークを安定に把持することができないという問
題があった。
【0022】この問題は、多関節型のロボットハンドを
用いることにより解決されるが、この方法の場合、把持
作業の自律化や制御が難しいという問題があった。
【0023】そこで、この発明は、グリッパ型のロボッ
トハンドにおいても、1つのハンドで多種多様なワーク
を安定に把持可能なロボットハンドを提供することを目
的とする。
【0024】
【課題を解決するための手段】図1は、請求項1に係る
発明の原理構成を示す側面図である。
【0025】図において、211 ,212 は、ワーク2
5を把持するための指である。22 1 ,222 は、多種
多様な形状のワーク25を安定に把持するために、この
指211 ,212 に取り付けられた多芯ブロックであ
る。
【0026】この多芯ブロック221 ,222 は、それ
ぞれ複数の芯231 ,232 により構成されている。各
芯231 ,232 は、それぞれ指211 ,212 がワー
ク25を把持するとき、このワーク25に押されて独立
に移動可能となっている。
【0027】241 ,242 は、それぞれ指211 ,2
2 がワーク25を把持していない状態において、この
ワーク25により押された芯231 ,232 を元の位置
に復帰させる芯復帰手段である。
【0028】
【作用】図1は、指211 ,212 がワーク25を把持
する前の状態、つまり、指21 1 ,212 を開いた状態
を示す。
【0029】この状態から指211 ,212 を閉じる
と、多芯ブロック221 ,222 の各芯231 ,232
は、ワーク25により押され、このワーク25の外形に
ならうように移動する。
【0030】これにより、1つのロボットハンドでも、
専用ハンドを用いた場合と同様に、ワーク25の外形に
あった把持形状が得られ、ワーク25の形状が変わって
も、これを安定に把持することができる。
【0031】この状態から、指211 ,212 を開く
と、図2に示すように、ワーク25により押されていた
芯231 ,232 が、芯復帰手段241 ,242 によ
り、元の位置に復帰させられるため、図1に示すような
状態に戻る。
【0032】
【実施例】以下、図面を参照しながらこの発明の実施例
を詳細に説明する。
【0033】なお、以下の説明では、この発明をグリッ
パ型のロボットハンドに適用した場合を代表として説明
する。
【0034】図3は、この発明の第1の実施例の全体的
な構成を示す側面図である。
【0035】図において、311 ,312 は、ワークを
把持するための指である。この指311 ,312 は、案
内棒32に支持され、図示しない指送り機構により、図
示矢印a1 ,a2 方向に移動させられるようになってい
る。
【0036】上記案内棒32は、ロボットアーム34に
取り付けられた案内棒支持板33に支持されている。
【0037】351 ,352 は、ワークを安定に把持す
るために、指311 ,312 に取り付けられた多芯ブロ
ックである。
【0038】多芯ブロック351 は、図示矢印a1 ,a
2 方向に独立に移動可能な複数の芯361 により構成さ
れている。同様に、多芯ブロック352 も、図示矢印a
1 ,a2 方向に独立に移動可能な複数の芯362 により
構成されている。
【0039】371 ,372 は、多芯ブロック351
352 の芯361 ,362 をその初期位置に位置決めす
るための多バネブロックである。
【0040】ここで、芯361 の初期位置とは、図示矢
印a1 方向に最も突出した位置であり、芯362 の初期
位置とは、図示矢印a2 方向に最も突出した位置であ
る。
【0041】多バネブロック371 は、多芯ブロック3
1 の各芯361 ごとに設けられ、対応する芯361
図示矢印a1 方向に付勢する複数のコイルバネ381
より構成されている。
【0042】各コイルバネ381 の一端は、対応する芯
361 の図示矢印a2 の端部に固定され、他端は指31
1 に取り付けられた多バネブロック支持板391 に固定
されている。
【0043】多バネブロック372 も、多芯ブロック3
2 の各芯362 ごとに設けられ、対応する芯362
図示矢印a2 方向に付勢する複数のコイルバネ382
より構成されている。
【0044】各コイルバネ382 の一端は、対応する芯
362 の図示矢印a1 の端部に固定され、他端は指31
2 に取り付けられた多バネブロック支持板392 に固定
されている。
【0045】多芯ブロック351 の各芯361 は、図4
に示すように、図示矢印a1 方向の先端が平面を形成す
るように、2次元配置されている。また、図5に示すよ
うに、この芯361 の図示矢印a1 方向の端部3611
は、角柱状に形成され、高密度実装されている。
【0046】これに対し、各芯361 の図示矢印a2
向の端部3621 は、角柱状の端部3611 より小さい
円柱状に形成され、多芯ブロック支持板401 に形成さ
れた貫通孔411 に挿入されている。この貫通孔411
は、図示矢印a1 ,a2 方向に形成され、芯361 を同
方向に案内するようになっている。
【0047】上記円柱状の端部3621 の先端には、円
筒状のストッパ421 が取り付けられ、芯361 が多芯
ブロック支持板401 から脱落するのを防止するように
なっている。
【0048】上記指311 は箱状に形成され、上記多芯
ブロック支持板401 は、この箱状の指311 内に収納
固定されている。
【0049】この場合、芯361 の角柱状の端部361
1 は、図4に示すように、指311 の把持面側に形成さ
れた開口部431 を介して、外部に突出するようになっ
ている。同様に、芯361 の円柱状の端部3612 は、
図には示さないが、指311 の把持面とは反対側の面に
形成された開口部を介して外部に突出するようになって
いる。
【0050】なお、詳細は省略するが、多芯ブロック3
2 側においても、多芯ブロック351 側と同様の構成
が採られている。
【0051】上記構成において、ワーク把持動作を説明
する。
【0052】図6は、指311 ,312 を開いた状態を
示す。この状態においては、指31 1 は、図示矢印a2
方向の所定位置に位置決めされ、指312 は、図示矢印
1 方向の所定位置に位置決めされている。
【0053】また、多芯ブロック351 の各芯36
1 は、それぞれ対応するコイルバネ38 1 によって押さ
れ、初期位置に位置決めされている。同様に、多芯ブロ
ック35 2 の各芯362 も、それぞれ対応するコイルバ
ネ382 によって押され、初期位置に位置決めされてい
る。
【0054】この状態から、指311 ,312 を閉じて
ワーク44を把持する場合は、指311 、312 は、図
7に示すように、それぞれ図示矢印a1 方向、a2 方向
に移動させられる。
【0055】これにより、各芯361 ,362 は、ワー
ク44によって押され、その外形にならうように、それ
ぞれ図示矢印a2 方向、a1 方向に移動する。このなら
い移動により、ワーク43の外形に合った把持形状が得
られ、ワーク43が安定に把持されることになる。
【0056】この状態から、ワーク44の把持を解除す
る場合は、指311 ,312 が、それぞれ図示矢印a2
方向,a1 方向に移動させられる。また、各芯361
36 2 は、コイルバネ381 ,382 により押され、初
期位置に復帰する。これにより、図6に示すような状態
に戻る。
【0057】上記構成においては、指311 ,312
把持面と垂直な方向(図示矢印a1 ,a2 方向)におけ
るワーク44の拘束は、指311 ,312 の推力によっ
てなされる。
【0058】また、上記方向以外の方向におけるワーク
43の拘束は、芯361 ,362 を介してワーク44に
与えられるコイルバネ381 ,382 のバネ力によりな
される。
【0059】これにより、図8に示すように、ワーク4
4に把持面と垂直な方向以外の方向の外力F1 が加わっ
ても、各芯361 ,362 からワーク44にこの外力F
1 に対抗するような力F2 が働くので、ワーク44のず
れを防止することができる。
【0060】なお、図7では、球状のワーク44を把持
する場合を説明したが、ほかの形状を持つワーク44で
あっても、芯361 ,362 のならい移動により、安定
に把持可能なことは勿論である。
【0061】図9に、立方体状のワーク44を把持した
場合のならい移動の様子を示す。また、図10には、よ
り複雑な形状のワーク43を把持した場合のならい移動
の様子を示す。
【0062】以上詳述したこの実施例によれば、次のよ
うな効果が得られる。
【0063】(1)まず、指311 ,312 に多芯ブロ
ック351 ,352 を取り付け、指311 ,312 の把
持面の形状をワーク44の外形にならわせるようにした
ので、1つのロボットハンドであっても、専用ハンドを
用いた場合と同様に、多種多様な形状を持つワーク44
を安定に把持することができる。
【0064】(2)また、芯361 ,362 を常にコイ
ルバネ381 ,382 で付勢するようにしたので、ワー
ク44に上述したような外力F1 が働いても、ワーク4
4を安定に把持することができる。
【0065】(3)また、芯361 ,362 の一部を角
柱状に形成し、この芯361 ,362 を高密度実装する
ようにしたので、芯361 ,362 の剛性を高めること
ができる。
【0066】これにより、ワーク44に上述したような
外力F1 が加わっても、芯361 ,362 が変形してし
まうことを防止することができる。
【0067】(4)また、芯361 ,362 を常にコイ
ルバネ381 ,382 で付勢するようにしたので、ワー
ク44により押されない芯361 ,362 が芯間の摩擦
力により移動してしまうことを防止することができる。
【0068】すなわち、上記のように、芯361 ,36
2 を高密度実装する構成では、芯361 ,362 の剛性
を高めることができる反面、隣接する芯間に摩擦力が発
生する。
【0069】これにより、隣接する2つの芯361 ,3
6の一方だけがワーク44により押され、他方が押され
ない場合であっても、一方の移動に追随して他方も移動
してしまう。
【0070】このような状態が生じると、ワーク44の
外形に合った把持面が得られなくなり、ワーク44を安
定に把持することができなくなる。
【0071】しかし、この実施例では、各芯361 ,3
2 に対して、常に、ワーク44により押される方向と
は反対方向に、コイルバネ381 ,382 のバネ力を付
与するようになっている。
【0072】したがって、コイルバネ381 ,382
バネ力を摩擦力より大きくすることにより、ワーク44
により押されない芯361 が隣接する芯361 の移動に
追随して移動してしまうことを防止することができる。
【0073】図11は、この発明の第2の実施例の全体
的な構成を示す側面図である。
【0074】先の実施例では、コイルバネ381 ,38
2 のような弾性体を使って、芯36 1 ,362 を初期位
置に位置決めする場合を説明した。
【0075】これに対し、この実施例は、指311 ,3
2 とは独立に固定され、指311 ,312 が開いた状
態において、芯361 ,362 と衝合するような衝合体
を設け、この衝合体と芯361 ,362 との衝合によ
り、芯361 ,362 を初期位置に位置決めするように
したものである。
【0076】この実施例では、上記衝合体として、案内
棒支持板33を利用するようになっている。
【0077】すなわち、この案内棒支持板33はコ字状
に形成され、両端部の対向する片(以下、「リセット
板」という)331,332により案内棒32を支持す
るようになっている。
【0078】このリセット板331,332は、それぞ
れ対応する多芯ブロック351 ,352 に対向する位置
まで延在され、指311 ,312 を開いたとき、芯36
1 ,362 に衝合するようになっている。
【0079】このような構成によれば、指311 ,31
2 を開いたとき、芯361 ,362 がリセット板33
1,332によって押され、図示矢印a1 方向,a2
向に移動する。これにより、芯361 ,362 は、初期
位置に位置決めされる。
【0080】なお、この実施例では、さらに、図12に
示すように、芯361 を多芯ブロック支持板401 に形
成された貫通孔411 に挿入する際、円筒状のゴム部材
45 1 を介して挿入するようになっている。
【0081】このような構成によれば、芯361 に上述
したような外力F1 が働いても、芯361 とゴム部材4
1 との間の摩擦力により、この外力F1 に対抗する力
2 をワーク44に付与することができるので、ワーク
44を安定に把持することができる。
【0082】また、上記摩擦力を高密度実装による芯間
の摩擦力より大きくすることにより、ワーク44により
押されない芯361 が芯間の摩擦力により移動してしま
うことを防止することができる。
【0083】なお、図には示さないが、芯362 を貫通
孔に挿入する場合も、同様に、円筒状ゴムを介して挿入
するようになっている。
【0084】以上詳述したこの実施例によれば、指31
1 ,312 を開く動作を利用して芯361 ,362 を初
期位置に位置決めするようにしたので、コイルバネ38
1 ,382 を用いる場合より、ロボットハンドの小型化
を図ることができる。
【0085】また、ゴム部材451 を介して芯361
貫通孔411 に挿入するようにしたので、ワーク43に
上述したような外力F1 が働いても、このワーク43を
安定に把持することができるとともに、芯間の摩擦力に
よりワーク43に押されない芯361 が移動してしまう
ことを防止することができる。
【0086】図13は、この発明の第3の実施例の要部
の構成を示す斜視図である。
【0087】先の第1,第2の実施例では、多芯ブロッ
ク351 ,352 とこの多芯ブロック351 ,352
各芯361 ,362 を初期位置に位置決めする手段とを
有するロボットハンドを説明した。
【0088】これに対し、この実施例は、これらの手段
のほかに、多芯ブロック351 ,352 の把持形状を固
定する手段を新たに付加するようにしたものである。
【0089】図13において、461 は、この把持形状
固定手段を構成する電磁石である。なお、この図13で
は、先の第2の実施例のように、ゴム部材451 を介し
て芯361 を支持するロボットハンドに電磁石461
設ける場合を代表として示す。
【0090】上記電磁石461 のコア4611 は、例え
ば、コの字状に形成され、指311 の把持面と平行に配
置されようになっている。
【0091】また、多芯ブロック351 の各芯36
1 は、磁性ヒステリシスの小さい磁性体により形成さ
れ、角柱状の端部361 がコア4611 の間に配置され
るようになっている。
【0092】このような構成においては、芯361 のな
らい動作が終了すると、電磁石46 1 のコイル4621
に電流が流される。
【0093】これにより、各芯361 が図14に示すよ
うに水平方向に磁化される。その結果、水平方向に配置
された芯361 が互いに引き付け合うようになるので、
多芯ブロック351 の把持形状が固定される。
【0094】以上詳述したこの実施例によれば、次のよ
うな効果が得られる。
【0095】(1)まず、形状固定処理により、各芯3
1 の剛性が高められるので、芯36 1 に上述したよう
な外力F1 が加わっても、芯361 の変形を防止するこ
とができる。
【0096】(2)また、形状固定処理により、隣接す
る芯間の摩擦力が増大するので、上述したような外力F
1 が加わっても、大きな抗力F2 を発生することがで
き、ワーク44を安定に把持することができる。
【0097】(3)また、コア4611 を、芯361
高密度実装部分に配置するようにしたので、磁路抵抗を
小さくすることができる。これにより、励磁の際の引付
け力を大きくすることができる。
【0098】(4)また、磁力線の歪みにより、芯36
1 が移動するのを、芯361 とゴム部材451 との間の
摩擦力により防止することができる。
【0099】これを図15を参照しながら説明する。な
お、この図15は、多芯ブロック351 の一部を、例え
ば、図13の上方より見た平面図である。
【0100】図において、φは、電磁石42の励磁作用
により生じた磁力線である。この磁力線φは、図に示す
如く、隣接する芯361 の図示矢印a1 ,a2 方向の位
置がずれていると、このずれ部分で歪む。
【0101】これにより、隣接する芯間に、このずれを
なくそうとする力が働く。その結果、芯361 が移動
し、ワーク44の外形にならわなくなってしまう。
【0102】しかし、この実施例では、芯361 をゴム
部材451 を介して支持するようになっているので、こ
のゴム部材451 と芯361 との間に働く摩擦力によ
り、上述した力を相殺することができる。
【0103】これにより、磁力線φの歪みが生じても、
この歪みにより、芯361 が移動するのを防止すること
ができる。
【0104】(5)また、多芯ブロック351 の芯36
1 を磁性ヒステリシスの小さな磁性体で形成するように
したので、コイル4621 に電流を流したときは、多芯
ブロック351 を確実に励磁し、この電流を遮断したと
きは、確実に減磁することができる。
【0105】これにより、ワーク44を把持する際、各
芯361 を確実にワーク44の外形にならって移動させ
ることができる。
【0106】図16は、この発明の第4の実施例の要部
の構成を示す斜視図である。
【0107】この実施例は、上述した電磁石461 によ
る把持形状固定機能を改良したものである。
【0108】すなわち、先の第3の実施例のような構成
の場合、励磁作用による引付け力は、水平方向にしか生
じない。
【0109】したがって、このような構成では、芯36
1 の水平方向の剛性は高めることができるが、垂直方向
の剛性は、あまり高めることができない。
【0110】そこで、この実施例では、図16に示すよ
うに、各芯361 を約45°傾けるようにしたものであ
る。また、コア4611 の磁極端(N極及びS極)の輪
郭を、多芯ブロック351 の輪郭に合わせて、鋸歯状に
形成したものである。
【0111】このような構成によれば、各芯361 は、
図16に矢印で示すように、隣接する4つの芯361
いずれとも引き付け合うように磁化される。
【0112】これにより、水平方向及び垂直方向のいず
れの方向の対しても、芯361 の剛性を高めることがで
きる。
【0113】図17は、この発明の第5の実施例の要部
の構成を示す斜視図である。
【0114】この実施例も、電磁石による把持形状固定
機能を改良したものである。
【0115】すなわち、先の第3,第4の実施例では、
電磁石のコアが1つのコアにより形成される場合を説明
した。
【0116】これに対し、この実施例では、複数のコア
を連結することにより、電磁石のコアを形成するように
したものである。
【0117】図17は、このような電磁石511 の外観
構成を示す斜視図である。
【0118】図において、521 は、電磁石511 のコ
アである。このコア521 は、例えば、ほぼL字状の2
つの分割コア531 ,541 を連結することによりほぼ
コ字状に形成されている。
【0119】551 は、分割コア531 ,541 を連結
する軸部材である。この軸部材55 1 は、透磁性のよい
材料により形成されている。
【0120】分割コア531 ,541 は、この軸部材5
1 により、多芯ブロック351 を挟み込むような方向
3 及びこの方向a3 とは逆の方向a4 に自由に回転可
能なように連結されている。
【0121】各分割コア531 ,541 の角度等は、多
芯ブロック351 を挟み込んだとき、その磁極端531
1 ,5411 の表面が多芯ブロック351 の表面に密着
するように設定されている。
【0122】561 ,571 は、コア531 ,541
励磁するために、対応するコア53 1 ,541 に取り付
けられたコイルである。
【0123】図18は、分割コア531 ,541 の連結
構成を示すブロック図である。
【0124】図示の如く、分割コア531 ,541 の連
結端5321 ,5421 は、回転軸Rと同心となる半円
形の凹凸状に形成されている。これにより、分割コア5
1 ,541 の連結端5321 ,5421 は、蝶番のよ
うに組み立てられるようになっている
【0125】(1)上記構成によれば、コイル561
571 に電流を流すと、各分割コア531 ,541 は、
磁極端5311 ,5411 に多芯ブロック351 を挟み
込むような方向の電磁力MFが働くように励磁される。
【0126】これにより、分割コア531 ,541 は図
示矢印a3 方向に回転し、その磁極端5311 ,541
1 で多芯ブロック351 を挟み込むようになる。その結
果、多芯ブロック351 の把持形状が固定される。
【0127】(2)また、この挟込み動作により、磁極
端5311 ,5411 と多芯ブロック351 との間の空
隙や各芯361 間の空隙が小さくなる。
【0128】これにより、閉磁路内の抵抗が小さくな
り、磁束密度が増加するので、電磁力MFによる多芯ブ
ロック351 の把持形状の固定力を効率的に発生するこ
とができる。
【0129】(3)また、分割コア531 ,541 によ
り多芯ブロック351 を挟み込んだとき、磁極端531
1 ,5411 の表面と多芯ブロック351 の表面が密着
するように設定されているので、この部分での磁束漏れ
をほとんど無くすことができる。これにより、上述した
固定力をさらに効率的に発生することができる。
【0130】(4)また、分割コア531 ,541 の連
結端5321 ,5421 の形状を、回転軸Rと同心の半
円形の凹凸状に形成したので、図19に示すように、分
割コア531 ,541 の連結角度θが変わっても、分割
コア531 ,541 間の空隙Sを一定にすることができ
る。
【0131】これにより、連結角度θの大きさに関係な
く、常に、安定した磁束密度Bを得ることができる。
【0132】(5)また、軸部材551 を透磁性のよい
材料で形成するようにしたので、分割コア531 ,54
1 の連結部における磁路抵抗を小さくすることができ
る。これにより、電磁石511 の電磁力MFを効率よく
発生させることができる。
【0133】図20は、この発明の第6の実施例の全体
的な構成を示す側面図である。
【0134】この実施例は、ロボットハンドに対して、
把持したワーク44の把持部の3次元形状を計測する手
段を付加するようにしたものである。
【0135】なお、図20には、上述した形状計測手段
を、第2の実施例で説明したロボットハンドに付加する
場合を代表として示す。
【0136】この図20において、471 ,472 は、
ワーク44の把持部の計測に使用される多センサブロッ
クである。
【0137】多センサブロック471 は、多芯ブロック
351 の各芯361 ごとに設けられた複数の接触センサ
441 を有し、この多芯ブロック351 に対向するよう
に、リセット板331に取り付けられている。
【0138】同様に、多センサブロック472 も、多芯
ブロック352 の各芯362 ごとに設けられた複数の接
触センサ442 を有し、この多芯ブロック352 に対向
するように、リセット板332に取り付けられている。
【0139】このような構成において、形状計測手順を
図21〜図23を参照しながら説明する。
【0140】まず、図21に示すように、指311 ,3
2 を開き、芯361 ,362 を初期位置に位置決めす
る。次に、図22に示すように、指311 ,312 を閉
じてワーク44を把持する。
【0141】これにより、ワーク44の把持部の3次元
形状が、多芯ブロック351 ,35 2 の把持形状として
記憶される。
【0142】次に、図23に示すように、指311 ,3
2 を開き、ワーク44の把持を解除する。
【0143】これにより、多芯ブロック351 ,352
は、ワーク44により最も押し込まれた芯361 ,36
2 から順に接触センサ471 ,472 に接触する。
【0144】したがって、指311 ,312 の開き量
と、接触センサ471 ,472 の感応順序を監視するこ
とにより、ワーク44の把持部の3次元形状形状を知る
ことができる。
【0145】この3次元形状が分かれば、ロボットハン
ドが把持したものや把持した位置に間違いがないかを確
認することができる。この確認後、間違いがなければ、
図22に示すように、再び、指311 ,312 を閉じ、
ワーク41を把持する。
【0146】このような構成によれば、例えば、ビデオ
カメラを使って複数の2次元画面を撮ることにより、把
持部の3次元形状を計測する方法に比べ、簡単な処理に
より、3次元形状を計測することができる。
【0147】以上、この発明の6つの実施例を説明した
が、この発明は、このような実施例に限定されるもので
はない。
【0148】(1)例えば、先の第3の実施例では、第
2の実施例のロボットハンドに把持形状固定機能を付加
する場合を説明した。
【0149】しかし、この発明では、図24に示すよう
に、第1の実施例のロボットハンドに把持形状固定機能
を付加するようにしてもよい。
【0150】この場合、上述したような外力F1 による
ワーク44の位置ずれ防止機能(a)は、電磁石461
の把持形状固定機能により確保される。
【0151】したがって、この場合、コイルバネ381
は、芯361 を初期位置に位置決めする機能(b)と、
芯間の摩擦力による芯361 の移動を防止する機能
(c)と、磁力線φの歪みによる芯361 の移動を防止
する機能(d)を有すればよい。
【0152】この場合、これら3つの機能(b),
(c),(d)を得るために、コイルバネ381 に要求
されるバネ力は、上記機能(a)を得るために要求され
るバネ力により小さくて済む。
【0153】したがって、上記のような構成によれば、
コイルバネ381 として、第1の実施例のコイルバネ3
1 より小さなバネを用いることができるので、この第
1の実施例より、ロボットハンドを小型化することがで
きる。
【0154】(2)また、先の第5の実施例では、電磁
石511 のコア521 を2つに分割する場合を説明した
が、この発明は、3つ以上に分割するようにしてもよ
い。
【0155】(3)また、先の第6の実施例では、第2
の実施例のロボットハンドに、形状計測手段を付加する
場合を説明した。
【0156】しかし、この発明は、第1の実施例のロボ
ットハンドに、形状計測手段を付加するようにしてもよ
い。
【0157】この場合は、例えば、加わる圧力のレベル
に応じたレベルの信号を出力する圧力センサを、各芯3
1 ,362 ごとに、多バネブロック支持板391 ,3
2 に設けるようにすればよい。
【0158】このような構成によれば、各圧力センサの
出力レベルを監視することにより、ワーク44の把持部
の3次元形状を計測することができる。
【0159】この場合、ワーク44の把持と同時に、そ
の把持部の3次元形状を計測することができるので、形
状計測を迅速に行うことができる。
【0160】(4)また、先の説明では、この発明をグ
リッパ型のロボットハンドに適用する場合を説明した
が、この発明は、多関節型のロボットハンドに適用して
もよい。
【0161】(5)このほかにも、この発明は、その要
旨を逸脱しない範囲で種々様々変形実施可能なことは勿
論である。
【0162】
【発明の効果】以上詳述したようにこの発明によれば、
グリッパ型のハンドでも、1つのハンドで多種多様な外
形を有するワークを安定に把持することが可能なロボッ
トハンドを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】請求項1に係る発明の原理構成を示す側面図で
ある。
【図2】図1の動作を説明するための側面図である。
【図3】この発明の第1の実施例の全体構成を示す側面
図である。
【図4】図3に示す指の構成を示す斜視図である。
【図5】図3に示す多芯ブロックの芯の構成及びその取
付け構成を示す斜視図である。
【図6】第1の実施例のワーク把持動作を説明するため
の側面図である。
【図7】第1の実施例のワーク把持動作を説明するため
の側面図である。
【図8】第1の実施例の効果を説明するための側面図で
ある。
【図9】第1の実施例の芯ならい動作を示す側面図であ
る。
【図10】第1の実施例の芯ならい動作を示す側面図で
ある。
【図11】この発明の第2の実施例の全体構成を示す側
面図である。
【図12】図12に示す多芯ブロックの芯取付け構成を
示す斜視図である。
【図13】この発明の第3の実施例の要部の構成を示す
斜視図である。
【図14】第3の実施例の動作を説明するための正面図
である。
【図15】第3の実施例の効果を説明するための平面図
である。
【図16】この発明の第4の実施例の要部の構成を示す
正面図である。
【図17】この発明の第5の実施例の要部の構成を示す
斜視図である。
【図18】図17における分割コアの連結構成を示す斜
視図である。
【図19】第5の実施例の効果を説明するための平面図
である。
【図20】第6の実施例の全体的な構成を示す側面図で
ある。
【図21】第6の実施例の形状計測手順を説明するため
の側面図である。
【図22】第6の実施例の形状計測手順を説明するため
の側面図である。
【図23】第6の実施例の形状計測手順を説明するため
の側面図である。
【図24】この発明の第7の実施例の要部の構成を示す
斜視図である。
【図25】従来のロボットハンドの第1の例の構成を示
す側面図である。
【図26】従来のロボットハンドの第2の例の構成を示
す側面図である。
【図27】従来のロボットハンドの第3の例の構成を示
す側面図である。
【図28】図26のロボットハンドの問題を説明するた
めの斜視図である。
【図29】図27のロボットハンドの問題を説明するた
めの斜視図である。
【符号の説明】
211 ,212 指 221 ,222 多芯ブロック 231 ,232 芯 241 ,242 芯復帰手段 25 物体(ワーク) 311 ,312 指 32 案内棒 33 案内棒支持板 34 ロボットアーム 351 ,352 多芯ブロック 361 ,362 芯 371 ,372 多バネブロック(芯復帰手
段) 381 ,382 コイルバネ 391 ,392 多バネブロック支持板 401 多芯ブロック支持板 411 貫通孔 421 ストッパ 431 開口部 44 ワーク 451 ゴム部材 461 ,511 電磁石(把持形状固定手
段) 471 ,472 多センサブロック(形状計
測手段) 481 ,482 接触センサ 521 ,4611 コア 531 ,541 分割 551 軸部材 561 ,571 ,4621 コイル 331,332 リセット板(衝合体)

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 開閉自在な複数の指(211,212)により、
    物体(25)を把持するロボットハンドにおいて、 前記指(211,212)に取り付けられ、前記物体(25)を把持
    するとき、この物体(25)により押されて初期位置から互
    いに独立に移動可能な複数の芯(231,232)により構成さ
    れる多芯ブロック(221,222)と、 前記指(211,212)を開いた状態において、前記物体(25)
    により押された芯(231,232)を前記初期位置に復帰させ
    る芯復帰手段(241,242)と、 を具備したことを特徴とするロボットハンド。
  2. 【請求項2】 前記芯復帰手段(241,242)は、前記多芯
    ブロック(221,222)の各芯(231,232)ごとに設けられ、
    対応する芯(231,232)を前記初期位置側に付勢する複数
    の弾性体(381,382)により構成されていることを特徴と
    する請求項1記載のロボットハンド。
  3. 【請求項3】 前記芯復帰手段(241,242)は、前記指(2
    11,212)を開いたとき、前記芯(231,232)に衝合する衝
    合体(331,332)を有し、この衝合体(331,332)と前記芯
    (231,232)との衝合により、この芯(231,232)を前記初
    期位置に復帰させるように構成されていることを特徴と
    する請求項1記載のロボットハンド。
  4. 【請求項4】 開閉自在な複数の指(211,212)によ
    り、物体(25)を把持するロボットハンドにおいて、 前記指(211,212)に取り付けられ、前記物体(25)を把持
    するとき、この物体(25)により押されて初期位置から互
    いに独立に移動可能な複数の芯(231,232)により構成さ
    れる多芯ブロック(221,222)と、 前記指(211,212)を開いた状態において、前記物体(25)
    により押された芯(231,232)を前記初期位置に復帰させ
    る芯復帰手段(241,242)と、 前記物体(25)を把持した状態において、前記多芯ブロッ
    ク(221,222)の把持形状を固定する把持形状固定手段(4
    61,511) と、 を具備したことを特徴とするロボットハンド。
  5. 【請求項5】 前記多芯ブロック(221,222)の芯(231
    232)は磁性体により構成され、前記把持形状固定手段(4
    61,511) は、前記多芯ブロック(221,222)をコアの一部
    とするような電磁石を有することを特徴とする請求項4
    記載のロボットハンド。
  6. 【請求項6】 前記把持形状固定手段(461,511) は、前
    記電磁石の磁力線の歪みによる前記芯(221,222)の位置
    ずれを防止する位置ずれ防止手段(381,382,451) を有す
    ることを特徴とする請求項5記載のロボットハンド。
  7. 【請求項7】 前記電磁石のコアにおいて、前記多芯ブ
    ロック(221,222)を除いた部分(531) は、複数の分割コ
    ア(531 ,541)を回転自在に連結することにより、前記多
    芯ブロック(221,222)を挟み込むことができるように構
    成されていることを特徴とする請求項5記載のロボット
    ハンド。
  8. 【請求項8】 前記複数の分割コア(531 ,541)の連結端
    が、その回転軸と同心の半円形の凹凸状に形成されてい
    ることを特徴とする請求項7記載のロボットハンド。
  9. 【請求項9】 開閉自在な複数の指(211,212)により、
    物体(25)を把持するロボットハンドにおいて、 前記指(211,212)に取り付けられ、前記物体(25)を把持
    するとき、この物体(25)により押されて初期位置から互
    いに独立に移動可能な複数の芯(231,232)により構成さ
    れる多芯ブロック(221,222)と、 前記指(211,212)を開いた状態において、前記物体(25)
    により押された芯(231,232)を前記初期位置に復帰させ
    る芯復帰手段(241,242)と、 前記指(211,21 2)による前記物体(25)の把持部の形状を
    計測する形状計測手段(471,472) とを具備したことを特
    徴とするロボットハンド。
  10. 【請求項10】 前記芯復帰手段(241,242)は、前記指
    (211,212)を開いたとき、前記多芯ブロック(221,222)
    の芯(231,232)に衝合する衝合体(331,332)を有し、こ
    の衝合体(331,332)と前記芯(231,232)との衝合によ
    り、この芯(231,232)を前記初期位置に復帰させるよう
    に構成され、 前記形状計測手段(471 ,472)は、前記多芯ブロック(2
    21,222) の各芯(231,232) ごとに前記衝合体(331,332)
    に設けられ、対応する芯(231,232) がこの衝合体(331,
    332)に衝合するとき、この芯(231,232) と接触するよう
    な複数の接触センサ(481,482) により、前記把持部の形
    状を計測するように構成されていることを特徴とする請
    求項9記載のロボットハンド。
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