JPH06155355A - Holding device - Google Patents

Holding device

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JPH06155355A
JPH06155355A JP30147692A JP30147692A JPH06155355A JP H06155355 A JPH06155355 A JP H06155355A JP 30147692 A JP30147692 A JP 30147692A JP 30147692 A JP30147692 A JP 30147692A JP H06155355 A JPH06155355 A JP H06155355A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
hand
hands
gripping device
gripping
article
Prior art date
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Pending
Application number
JP30147692A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Seiichiro Murai
誠一郎 村井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP30147692A priority Critical patent/JPH06155355A/en
Publication of JPH06155355A publication Critical patent/JPH06155355A/en
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Abstract

PURPOSE:To simplify and downsize a mechanism and make holding movement stably and securely without damage to an object by forming robot hands with flexible platy piezoelectric material. CONSTITUTION:A holding device T is installed on a robot arm and hands 4 and 4 of a hand part 1 are positioned near an object W by the arm. In this case, when a voltage is applied between external electrode layer 6,... and internal electrode layers 7 and 7 through leads 13 and 14 from a DC power 12, the holding body of the hands 4 and 4 is bent in the direction of arrow 18. As a result, the object W is held in the hands 4 and 4, and transferred to a specified position by the arm. Because the hands 4 of the holding device T are formed with flexible polymer piezoelectric material, the holding body which forms the top end of the hands 4 and 4 can be deformed by the application of voltage according to the shape of the object W, the object W can be held stably and securely, and the object W may not be damaged.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、ワークのハンドリング
作業を行う把持装置に係り、特にマイクロギヤやマイク
ロレンズなどの微細・軽量部品のハンドリングを行う装
置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gripping device for handling work, and more particularly to a device for handling fine and lightweight parts such as micro gears and micro lenses.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、ロボットアームの先端部分に
取付けられる把持装置としては、種々のものが提案され
ている。とくに、圧電バイモルフを使ったものとして
は、特開昭61−241082号公報、特開平3−60
988号公報などがある。両者ともバイモルフ状の圧電
素子の先端部にワークを把持する把持爪を取付けた構造
であり、把持爪の駆動源に圧電素子を用いたことを特長
としている。把持爪の駆動源に圧電素子を用いているか
ら、無発塵であり、圧電素子の出力らよって力を検出す
ることができるから、これによって把持爪の押圧力を制
御することができる。 ところで、従来の圧電式把持装
置は、以下のような欠点をもっている。すなわち、<1
>圧電素子の先端部に把持爪を取付けた構造であるか
ら、装置本体を微小化したとき、把持爪も微小化しなけ
ればならず、把持爪の微小加工・接着固定技術が必要な
だけでなく、それを圧電素子先端部に正確に取付けるこ
とが難しい。<2>PZT系圧電素子の場合、セラミッ
クスなので把持機構先端部を湾曲した形状にできず、ワ
ーク把持を安定して行えない場合もある。
2. Description of the Related Art Conventionally, various gripping devices have been proposed to be attached to the tip of a robot arm. Particularly, those using a piezoelectric bimorph are disclosed in JP-A-61-241082 and JP-A-3-60.
No. 988 is available. Both of them have a structure in which a gripping claw for gripping a work is attached to the tip of a bimorph piezoelectric element, and the feature is that the piezoelectric element is used as a driving source of the gripping claw. Since the piezoelectric element is used as the driving source of the gripping claw, no dust is generated, and the force can be detected by the output of the piezoelectric element, so that the pressing force of the gripping claw can be controlled. By the way, the conventional piezoelectric gripping device has the following drawbacks. That is, <1
> Since the structure is such that the gripping claw is attached to the tip of the piezoelectric element, when the device body is miniaturized, the gripping claw must also be miniaturized. , It is difficult to attach it accurately to the tip of the piezoelectric element. <2> In the case of a PZT-based piezoelectric element, since it is a ceramic, the tip of the gripping mechanism cannot be formed into a curved shape, and the work may not be gripped stably.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
把持装置は、上述した欠点<1>、<2>を有してい
る。 この発明は、上記事情を勘案してなされたもの
で、例えばマイクロギヤやマイクロレンズなどの微細・
軽量な部品のハンドリング作業を行うために、無発塵、
確実な把持動作を実現することのできる把持装置を提供
することを目的とする。
As described above, the conventional gripping device has the above-mentioned drawbacks <1> and <2>. The present invention has been made in consideration of the above circumstances. For example, a micro gear such as a micro gear or a micro lens,
No dust is generated to handle lightweight parts.
An object of the present invention is to provide a gripping device that can realize a reliable gripping operation.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明の把持装置は、物
品を把持するハンドを、可撓性を有する板状の圧電材料
により形成したものである。
In the gripping device of the present invention, a hand for gripping an article is formed of a flexible plate-shaped piezoelectric material.

【0005】[0005]

【作用】上記構成の把持装置によれば、把持爪を特設す
る必要がなくなり、機構の簡略化と微小化をはかること
ができる。また、物品を把持するハンドを、物品の形状
に応じて変形させることが可能であるので、把持動作を
安定かつ確実に行うことができる。ハンドは、セラミッ
クス材料や金属材料と異なり、成形性がよく柔軟性を有
するので、物品Wを損傷する虞がない。
According to the gripping device having the above construction, it is not necessary to provide a special gripping claw, and the mechanism can be simplified and miniaturized. Moreover, since the hand that holds the article can be deformed according to the shape of the article, the holding operation can be performed stably and reliably. Unlike a ceramic material or a metal material, the hand has good moldability and flexibility, and therefore the hand W is not likely to be damaged.

【0006】[0006]

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して詳
述する。図1及び図2は、この実施例の把持装置Hを示
している。すなわち、この把持装置Hは、物品Wを把持
するハンド部1と、このハンド部1を固定するハンド固
定部2と、上記ハンド部1に電圧を印加する電源部3と
から構成されている。しかして、ハンド部1は、例えば
1〜2mmの間隔で対向して設けられた一対のハンド
4,4からなっている。そして、各ハンド4は、板状に
成形され互いに重ね合されてなる2枚の圧電素子5,5
と、この圧電素子5の両方外面側に被着された外部電極
層6,6と、2枚の圧電素子5,5に介挿された内部電
極層7とからなっている。上記ハンド4は、図2に示す
ように、矩形状の基体8と、この基体8の一端部に突設
された例えば長さ15mm程度の針状(先端が鋭角三角
形の頂点となる形状)の握持体9とからなっている。そ
して、圧電素子5,5としては、可撓性を有する例えば
PVDF(ポリフッ化ビニリデン)などの高分子圧電材
料を用いる。これら圧電素子5,5の厚さは、例えば1
5μm程度である。しかして、外部電極層6,6は、金
(Au)または銀(Ag)が、物理蒸着により膜着され
てなるものである。一方、内部電極層7は、有機接着剤
中に導電粉末が分散・混合してなるものである。他方、
ハンド固定部2は、例えばプラスチックなどの非導電性
部材からなる一対の矩形状板材10,10が重ね合され
密着固定されてなるもので、その一端部には、基体8,
8が接着されている。また、この一対の矩形状板材8,
8の他端部には、円形の透孔10a,10aが穿設され
ている。これらの透孔10a,10aは、後述するよう
に、精密位置決めのための仮固定に用いられる。さら
に、電源部3は、直流電圧を印加する直流電源12と、
この直流電源12の陰極と内部電極層7,7とを電気的
に接続する第1のリード線13と、直流電源12の陽極
と外部電極層6…とを電気的に接続する第2のリード線
14とからなっている。なお、直流電源12の極性は、
物品Wの形状や寸法に応じて逆転させてもよい。これら
第1のリード線13と第2のリード線14は、導電性の
矩形薄片状の導電テープ15を介して外部電極層6…に
接続されている。なお、前述した矩形状板材10,10
は、接着剤により本固定する前にボルト16と、ナット
17により、圧電素子5,5が装着された状態で仮固定
し(図1参照)、握持体9,9の先端の突出状態が物品
を挟むことができるように調整したのち、例えば瞬間接
着剤などにより最終的に本固定する。さらに、本固定し
た後に、握持体9,9を例えば切断加工により成形して
もよい。つぎに、上記構成の把持装置Hの作用について
述べる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. 1 and 2 show a gripping device H of this embodiment. That is, the gripping device H includes a hand unit 1 that grips the article W, a hand fixing unit 2 that fixes the hand unit 1, and a power supply unit 3 that applies a voltage to the hand unit 1. Then, the hand part 1 is composed of a pair of hands 4 and 4 provided facing each other at a distance of, for example, 1 to 2 mm. Each hand 4 has two piezoelectric elements 5 and 5 formed in a plate shape and laminated on each other.
And external electrode layers 6 and 6 attached to both outer surfaces of the piezoelectric element 5 and an internal electrode layer 7 interposed between the two piezoelectric elements 5 and 5. As shown in FIG. 2, the hand 4 has a rectangular base body 8 and a needle-like shape (for example, a tip having an apex of an acute-angled triangle) having a length of, for example, 15 mm and protruding from one end of the base body 8. It is composed of a grip body 9. As the piezoelectric elements 5 and 5, a flexible polymeric piezoelectric material such as PVDF (polyvinylidene fluoride) is used. The thickness of these piezoelectric elements 5, 5 is, for example, 1
It is about 5 μm. The external electrode layers 6 and 6 are formed by physical vapor deposition of gold (Au) or silver (Ag). On the other hand, the internal electrode layer 7 is formed by dispersing and mixing conductive powder in an organic adhesive. On the other hand,
The hand fixing portion 2 is formed by stacking and closely fixing a pair of rectangular plate members 10 made of a non-conductive member such as plastic.
8 is glued. In addition, the pair of rectangular plate members 8,
The other end of 8 is provided with circular through holes 10a, 10a. These through holes 10a, 10a are used for temporary fixing for precise positioning as described later. Further, the power supply unit 3 includes a DC power supply 12 for applying a DC voltage,
A first lead wire 13 that electrically connects the cathode of the DC power supply 12 to the internal electrode layers 7 and 7, and a second lead that electrically connects the anode of the DC power supply 12 to the external electrode layers 6 ... It consists of line 14. The polarity of the DC power supply 12 is
It may be reversed depending on the shape and size of the article W. The first lead wire 13 and the second lead wire 14 are connected to the external electrode layers 6 ... Through a conductive rectangular thin piece-shaped conductive tape 15. In addition, the rectangular plate members 10 and 10 described above
Is temporarily fixed by the bolt 16 and the nut 17 with the piezoelectric elements 5 and 5 attached (see FIG. 1) before the main fixing with the adhesive (see FIG. 1). After the article is adjusted so that it can be sandwiched, it is finally fixed by, for example, an instant adhesive. Further, the grips 9, 9 may be formed by, for example, cutting after the main fixing. Next, the operation of the gripping device H having the above configuration will be described.

【0007】まず、この実施例の把持装置Hを例えば図
示せぬロボットのアームに取付ける。しかして、このア
ームにより、ハンド部1のハンド4,4を、把持目標と
なる物品Wの近くに位置決めする。このとき、物品W
は、ハンド4,4により遊挿された状態となっている。
つぎに、直流電源12から第1のリード線13と第2の
リード線14を介して外部電極層6…と内部電極層7,
7との間に例えば Vの電圧を印加する。すると、ハ
ンド4,4の握持体9,9は、矢印18方向に湾曲す
る。その結果、物品Wはハンド4,4により握持され
(図1想像線参照)、アームにより所定の位置に移載す
る。このとき、握持体9,9の内面には、あらかじめグ
リセリンなどの粘着物質を塗布しておくと、物品Wがす
べりにくくなり、より確実な把持動作が可能となる。
First, the gripping device H of this embodiment is attached to, for example, an arm of a robot (not shown). Then, with this arm, the hands 4 and 4 of the hand unit 1 are positioned near the article W to be gripped. At this time, the article W
Is in a state of being loosely inserted by the hands 4 and 4.
Next, from the DC power supply 12 through the first lead wire 13 and the second lead wire 14, the external electrode layers 6 ...
A voltage of V, for example, is applied between 7 and. Then, the grips 9, 9 of the hands 4, 4 bend in the direction of the arrow 18. As a result, the article W is gripped by the hands 4 and 4 (see the imaginary line in FIG. 1) and is transferred to a predetermined position by the arm. At this time, if an adhesive substance such as glycerin is applied to the inner surfaces of the grips 9, 9 in advance, the article W is less likely to slip and a more reliable gripping operation is possible.

【0008】このように、この実施例の把持装置Hは、
ハンド4,4を可撓性を有する例えばPVDF(ポリフ
ッ化ビニリデン)などの高分子圧電材料にて形成してい
るので、電圧の印加によりハンド4,4の先端部をなす
握持体9,9を物品Wの形状に応じて変形させることが
可能であるので、物品Wを安定かつ確実に把持すること
ができる。また、ハンド4,4は、柔軟性を有するの
で、物品Wを損傷する虞がなくなる。さらに、この実施
例の把持装置Hは、ハンド4,4本体を、圧電素子5…
のみで形成しているので、把持爪が不要となり、機構の
簡略化と微小化をはかることができる。また、透孔10
a,10aを利用して握持体9,9の先端の位置決めを
確実に行うことができる。
Thus, the gripping device H of this embodiment is
Since the hands 4 and 4 are made of a flexible polymer piezoelectric material such as PVDF (polyvinylidene fluoride), the gripping bodies 9 and 9 forming the tips of the hands 4 and 4 are applied with a voltage. Since it can be deformed according to the shape of the article W, the article W can be stably and reliably gripped. Further, since the hands 4 and 4 have flexibility, there is no risk of damaging the article W. Furthermore, in the gripping device H of this embodiment, the hands 4, 4 main body are connected to the piezoelectric elements 5 ...
Since it is formed only by itself, the gripping claw is unnecessary, and the mechanism can be simplified and miniaturized. Also, the through hole 10
The tips of the grips 9, 9 can be surely positioned by utilizing a and 10a.

【0009】なお、上記実施例においては、把持装置H
をロボットのアームに取付けた場合を例示しているが、
図3及び図4に示すような専用の駆動機構Mに取付けて
もよい。すなわち、この実施例においては、把持装置H
を、支柱20に横設されている板バネ21の先端に把持
装置Hを矢印22方向に回動自在に取付け、ワイヤ2
3,23を介して板バネ21を一対の左右首振り用バイ
モルフ24,24により矢印25方向に変位させるとと
もに、ワイヤ26を介して上下首振り用バイモルフ27
により矢印28方向に変位させるようにしたものであ
る。この板バネ21の変位に従って、把持装置Hを矢印
22方向に直線移動させるとともに、矢印28方向に回
動させることができる。
In the above embodiment, the gripping device H
It illustrates the case where is attached to the robot arm.
You may attach to the drive mechanism M for exclusive use as shown in FIG.3 and FIG.4. That is, in this embodiment, the gripping device H
Is attached to the tip of a leaf spring 21 provided laterally on the support column 20 so as to be rotatable in the direction of the arrow 22.
The leaf spring 21 is displaced in the direction of the arrow 25 by the pair of left and right swing bimorphs 24, 24 via the wires 3, 23, and the vertical swing bimorph 27 by the wire 26.
The displacement is made in the direction of arrow 28 by. According to the displacement of the leaf spring 21, the gripping device H can be linearly moved in the arrow 22 direction and can be rotated in the arrow 28 direction.

【0010】さらに、上記実施例においては、ハンド固
定部2は、一対の板材8,8により構成しているが、例
えば一本の棒状部材にハンド部1を固定するようにして
もよい。
Further, in the above embodiment, the hand fixing portion 2 is composed of the pair of plate members 8 and 8, but the hand portion 1 may be fixed to, for example, one rod-shaped member.

【0011】[0011]

【発明の効果】本発明の把持装置は、物品を把持するハ
ンドを、可撓性を有する板状の圧電材料により形成した
ので、把持爪を特設する必要がなくなり、機構の簡略化
と微小化をはかることができる。また、物品を把持する
ハンドを、物品の形状に応じて変形させることが可能で
あるので、把持動作を安定かつ確実に行うことができ
る。さらに、ハンドは、セラミックス材料や金属材料と
異なり、柔軟性を有するので、物品Wを損傷する虞がな
い。
In the gripping device of the present invention, since the hand for gripping an article is formed of a flexible plate-shaped piezoelectric material, it is not necessary to provide a gripping claw specially, and the mechanism is simplified and miniaturized. Can be measured. Moreover, since the hand that holds the article can be deformed according to the shape of the article, the holding operation can be performed stably and reliably. Furthermore, unlike the ceramic material and the metal material, the hand has flexibility, so there is no risk of damaging the article W.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例の把持装置の全体構成図であ
る。
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a gripping device according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の一実施例の把持装置のハンド部を示す
図である。
FIG. 2 is a diagram showing a hand portion of a gripping device according to an embodiment of the present invention.

【図3】本発明の一実施例の把持装置の使用態様を示す
側面図である。
FIG. 3 is a side view showing a usage mode of the gripping device according to the embodiment of the present invention.

【図4】本発明の一実施例の把持装置の使用態様を示す
正面図である。
FIG. 4 is a front view showing a usage mode of the gripping device according to the embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:ハンド部,2:ハンド固定部,3:電源部,4:ハ
ンド,5:圧電素子,6:外部電極層,7:内部電極
層,9:握持体。
1: Hand part, 2: Hand fixing part, 3: Power supply part, 4: Hand, 5: Piezoelectric element, 6: External electrode layer, 7: Internal electrode layer, 9: Grasping body.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】少なくとも一方が可撓性を有する板状の圧
電材料からなる一対のハンドが対向して設けられたハン
ド部と、このハンド部を固定するハンド固定部と、上記
ハンドに電圧を印加して変形させることにより物品を着
脱自在に把持させる電源部とを具備することを特徴とす
る把持装置。
1. A hand portion provided with a pair of hands facing each other, at least one of which is made of a plate-shaped piezoelectric material having flexibility, a hand fixing portion for fixing the hand portion, and a voltage applied to the hand. A gripping device comprising: a power supply unit that detachably grips an article by applying and deforming the gripping device.
【請求項2】ハンドは、高分子圧電材料からなることを
特徴とする請求項1記載の把持装置。
2. The gripping device according to claim 1, wherein the hand is made of a piezoelectric polymer material.
【請求項3】ハンドは、複数の板状圧電素子が重ね合さ
れてなり、これら板状圧電素子の境界には内部電極層が
形成されているとともに、上記板状圧電素子の外面には
外部電極層が形成され、上記内部電極層と上記外部電極
層との間に電圧を印加することにより、ハンドを物品を
把持する方向に変形させることを特徴とする把持装置。
3. A hand is formed by stacking a plurality of plate-shaped piezoelectric elements, an internal electrode layer is formed at a boundary between the plate-shaped piezoelectric elements, and an external surface is formed on an outer surface of the plate-shaped piezoelectric element. A gripping device, wherein an electrode layer is formed, and by applying a voltage between the internal electrode layer and the external electrode layer, the hand is deformed in a direction for gripping an article.
JP30147692A 1992-11-12 1992-11-12 Holding device Pending JPH06155355A (en)

Priority Applications (1)

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JP30147692A JPH06155355A (en) 1992-11-12 1992-11-12 Holding device

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JP30147692A JPH06155355A (en) 1992-11-12 1992-11-12 Holding device

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008173766A (en) * 2007-01-22 2008-07-31 Fei Co Manipulator for rotating and translating sample holder

Cited By (1)

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