JPH05220687A - ロボットハンドの把持力検出構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ロボットハンドで対象物を把持する際には対
象物に適した把持力を使用しなければならない。従来は
歪ゲージ等のセンサーを使用してこの把持力を測定して
いたが、ロボットハンドの把持面と、センサーとの間に
力の損失を招くような運動部分が存在していたために、
測定が不正確であるので、これを改善する。 【構成】 １対の板状の指を両端を支持板によって支持
台に取り付け、両指を互いに平行になるようにし、各支
持板には歪ゲージを取り付ける。また支持台とロボット
ハンド本体との間に油圧シリンダー等のアクチュエータ
ーを設け、アクチュエーターの作用により、両指が平行
状態を保ったまま、近接して対象物を把持するようにし
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はロボットハンドの把持力
検出構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の代表的なロボットハンドにおいて
は、図６縦断側面図に示すように、開閉する左右１対の
指１０１はリンク機構１０２，１０２を介してアクチュ
エーター１０３例えば油圧シリンダーなどに接続され、
ケース１０４に固定されている。このようなロボットハ
ンドにおいて、指１０１で対象物（図示せず）を把持す
る場合の力を検出しようとするとき、リンク機構１０２
の部分に歪ゲージ等の力検出センサーを付設し、リンク
機構１０２に作用する力を検出することで指１０１で把
持する力を算出することが多い。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながらこの従来
のロボットハンドにおいて力の検出をする場合、リンク
機構１０２に作用する力は、指１０１に作用する力がリ
ンク機構１０２に伝わる間の損失、例えばリンク機構１
０２とピン接続部の摩擦損失などが加味された値とな
る。このような不安定な値、つまりピン部の摩擦状態で
損失が変動する力を検出してしまうため、指１０１で真
に把持する力すなわち対象物に作用する力を検出するに
は、精度が悪くなるという欠点がある。

【０００４】本発明はこのような事情に鑑みて提案され
たもので、ロボットハンドの指が対象物を把持する力を
正確に検出できるロボットハンドの把持力検出構造を提
供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】そのため本発明は、長手
方向のビーム部材の下面に沿って摺動可能にそれぞれ垂
設されアクチュエーターを介して互いに反対方向に平行
移動してその間隔を対称的に拡縮することができる左右
１対の可動腕で対象物を挟持する門型ロボットハンドに
おいて、上記左右１対の可動腕の対向内端の上下部に上
下端がそれぞれ板部材を介して装着され対向する内面同
士で上記対象物に当接してこれを挟持する左右１対の当
接部材と、上記各板部材に貼着されたストレンゲージと
を具えたことを特徴とする。

【０００６】

【作用】このような構成によれば、対象物に接する指部
と、これに作用する力を検出しようとする力検出部であ
る歪ゲージとの間に力の損失を伴うような可動部分、つ
まりリンク機構等が存在しないので、摩擦損失など不安
定要素がないから、精度よく、対象物に作用する力を検
出することが可能となる。また、支持が１点であれば、
指の先端，根元等の部分に対象物が接触するかによっ
て、支持部材に作用する力の種類（曲げ，圧縮，引張
り，ねじりなど又はその方向）が変わるので、それを補
正計算するための演算等が必要となるが、このような構
成によれば、２ヶ所で反力を支持し、これを加算する手
段を採ったことにより比較的簡単な演算で、接触位置に
左右されにくい正しい値の力検出が可能となる。

【０００７】

【実施例】本発明の一実施例を図面について説明する
と、図１はその全体正面図、図２は図１の平面図、図３
は図１のロボットハンドの右側面図、図４は図２のIV−
IV縦断面図、図５は図１のＶ−Ｖ水平断面図である。

【０００８】上図において、１は図示省略の対象物を把
持する鉛直指で、本実施例では左右１対で構成されてお
り、鉛直指１の対象物に当接する面には必要に応じて対
象物の保護，スリップ防止などの目的で被覆材２を取り
付ける。各鉛直指１はそれぞれ、その上端，下端をそれ
ぞれ長方形支持板３，４にて支持され、支持板３，４は
鉛直支持台５に固定される。支持板３，４にはそれぞれ
歪ゲージ６が貼り付けられており、支持板３，４に作用
する力を検出することが可能となっている。なお、支持
板は適宜の弾性を有するものが好適である。本実施例の
場合、鉛直支持台５とロボットハンドの水平本体１１と
の間に介在して支持台５を駆動するアクチュエーターに
は油圧シリンダーが使用されており、図示のように鉛直
支持台５は、水平シリンダーチューブ７の一端に固定さ
れている。このシリンダーチューブ７の外周は角形で、
その一側面にはラック８が刻設されており、反対の側面
は、水平スライドガイド９にガイドされるよう構成され
ている。シリンダーロッド１０は、その先端がハンド本
体１１に固定されており、シリンダーロッド１０とシリ
ンダーチューブ７とピストン１３等で構成されるシリン
ダーに圧縮流体がＡポート１４（図２参照）側から導入
されると、シリンダーチューブ７がハンド内側（鉛直指
１が閉じる方向）に動作することになる。また、圧縮流
体がＢポート１８から導入されると鉛直指１は外側へ開
く。

【０００９】このとき、ハンド本体１１の中央部に設け
られた軸１５に回動自在に軸受１６で支持されたピニオ
ン１７がそれぞれのシリンダーチューブ７に刻切された
ラック８と噛み合っているので、シリンダーチューブ７
は２ヶ同時に同一の量だけ動作することとなり、鉛直指
１は左右１対が同一ストロークで開閉することになる。
このようにして鉛直指１，１を駆動して対象物を掴むと
き、対象物に作用する力は鉛直指１に伝わり、支持板３
及び４に反力として作用する。支持板３，４が鉛直指１
の根元及び先端にそれぞれ設けられているので、支持板
３，４に作用する力をそれぞれ検出してこれを加算する
ことで鉛直指１へ作用する力を求めることができる。な
お、１９はピストンシール、２０はピストンリング、２
１はロッドシール、２２は軸受、２３はダストシール、
２４はヘッドカバー、２５はヘッドカバーシールであ
る。

【００１０】

【発明の効果】要するに本発明によれば、長手方向のビ
ーム部材の下面に沿って摺動可能にそれぞれ垂設されア
クチュエーターを介して互いに反対方向に平行移動して
その間隔を対称的に拡縮することができる左右１対の可
動腕で対象物を挟持する門型ロボットハンドにおいて、
上記左右１対の可動腕の対向内端の上下部に上下端がそ
れぞれ板部材を介して装着され対向する内面同士で上記
対象物に当接してこれを挟持する左右１対の当接部材
と、上記各板部材に貼着されたストレンゲージとを具え
たことにより、平行指が対象物を把持する力を正確に検
出できるロボットハンドの把持力検出構造を得るから、
本発明は産業上極めて有益なものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すロボットハンドの全体
正面図である。

【図２】図１の平面図である。

【図３】図１のロボットハンドの右側面図である。

【図４】図２のIV−IV縦断面図である。

【図５】図１のＶ−Ｖ水平断面図である。

【図６】従来のロボットハンドを示す正面図である。

【符号の説明】

１ 鉛直指 ２ 被覆材 ３ 支持板 ４ 支持板 ５ 支持台 ６ 歪ゲージ ７ シリンダーチューブ ８ ラック ９ スライドガイド １０ ロッド １１ ハンド本体 １３ ピストン １４ Ａポート １５ 軸 １６ 軸受 １７ ピニオン １８ Ｂポート

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 長手方向のビーム部材の下面に沿って摺
   動可能にそれぞれ垂設されアクチュエーターを介して互
   いに反対方向に平行移動してその間隔を対称的に拡縮す
   ることができる左右１対の可動腕で対象物を挟持する門
   型ロボットハンドにおいて、上記左右１対の可動腕の対
   向内端の上下部に上下端がそれぞれ板部材を介して装着
   され対向する内面同士で上記対象物に当接してこれを挟
   持する左右１対の当接部材と、上記各板部材に貼着され
   たストレンゲージとを具えたことを特徴とするロボット
   ハンドの把持力検出構造。