JPH06278859A

JPH06278859A - 物品の把持装置

Info

Publication number: JPH06278859A
Application number: JP7315493A
Authority: JP
Inventors: Tetsuaki Kimura; 村徹朗木; Takuya Hayasaka; 坂拓哉早
Original assignee: Lintec Corp
Current assignee: Lintec Corp
Priority date: 1993-03-31
Filing date: 1993-03-31
Publication date: 1994-10-04

Abstract

(57)【要約】【目的】幅や直径の異なる物品に容易に対応させてこれ
を確実に安定して把持することができ、しかも把持を解
いた際のその後の物品の搬送の障害となることがないよ
うしたものを提供する。【構成】互いに逆方向に同時に移動する一対の軸４６、
４９と、カムフォロアー６０、６０を有する基端部が軸
４６、４９に回動自在に支承され、先端部に前記基端部
と略垂直の物品の把持部を備えた一対のアームレバー５
１、５２と、内側に水平ガイド部３９ａを、外側にテー
パ状の案内面Ｔをそれぞれ備え、前記カムフォロアー６
０、６０が常時、当接して摺動するガイド板１５、１５
と、を有することを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば搬送コンベア上
を搬送されてくるビン等の物品を把持して別の搬送コン
ベアに移送するのに使用して最適な物品の把持装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来、上記把持装置としては、互いに対
向する位置に配置された一対のアームレバーを備え、こ
のアームレバーを互いに接離する方向に移動させて物品
を把持するようにした、いわゆるロボットハンドが広く
使用されている。

【０００３】このロボットハンドにおいて、前記アーム
レバーの駆動方式としては、例えばアームレバーの基端
にラックを設け、このラックに噛み合うピニオンを回転
させることにより、両アームレバーを互いに同期して逆
方向に平行移動させるようにした平行移動方式と、アー
ムレバーの基端を回転自在に支承するとともに、リンク
機構や歯車等を介して該アームレバーを互いに同期して
逆方向に揺動させるようにした揺動方式が一般に知られ
ている。

【０００４】そして、一対のアームレバーを互いに近接
する方向に移動させて物品を左右から挟持して把持し、
互いに離れる方向に移動させてこの物品の把持を解くよ
うになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記平
行移動方式を採用したロボットハンド（把持装置）の場
合、幅や直径の異なる物品に容易に対応させてこれを確
実に把持することができるものの、アームレバーが搬送
経路を遮って、物品の搬送の障害となってしまうことが
ある。

【０００６】また、揺動方式を採用したロボットハンド
（把持装置）の場合、円形形状を有する物品の把持には
適するものの、矩形形状の物品を広い範囲に亘って安定
して把持することができないといった問題点があった。

【０００７】即ち、例えば図１２及び図１３に示すよう
に、表面１ａにラベル等を貼り付けた平板状のビン１を
寝せた状態で搬送コンベア２上を搬送し、割出し装置３
のアーム４の先端に取り付けた把持装置５を介してビン
１を把持し、把持装置５を鉛直方向に９０°、割出し機
構３を介してアーム４を水平方向に９０°それぞれ回転
させた後、別の搬送コンベア６上にビン１を移し変える
ようにしたラインにおいて、前記把持装置５として前記
平行移動方式を採用したロボットハンドを使用すると、
このアームレバーが搬送コンベア６上に搬送経路を遮る
位置に位置して、この下流側に位置するアームレバーが
ビン１の搬送の邪魔となってしまう。そして、これを防
止するためには、アームレバーを把持装置（ロボットハ
ンド）５ごと上下方向に退避させる必要がある。

【０００８】また、前記把持装置５として前記揺動方式
を採用したロボットハンドを使用すると、把持が不安定
となるばかりでなく、大きさの違いに対応させることが
困難となってしまう。

【０００９】本発明は上記に鑑み、幅や直径の異なる物
品に容易に対応させてこれを確実に安定して把持するこ
とができ、しかも把持を解いた際のその後の物品の搬送
の障害となることがないようしたものを提供することを
目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明に係る物品の把持装置は、互いに逆方向に同時
に移動する一対の軸と、カムフォロアーを有する基端部
が前記軸に回動自在に支承され、先端部に前記基端部と
略垂直の物品の把持部を備えた一対のアームレバーと、
内側に水平ガイド部を、外側にテーパ状の案内面をそれ
ぞれ備え、前記カムフォロアーが常時、当接して摺動す
るガイド板と、を有することを特徴としている。

【００１１】

【作用】上記構成による把持装置によると、カムフォロ
アーが水平ガイド部に当接して摺動する移動域では、把
持部材を対面させて平行に移動させるとともに、前記カ
ムフォロアーがテーパ状の案内面に当接して摺動する移
動域では、前記把持部材の先端を外方に傾倒させながら
移動する。

【００１２】

【実施例】以下、図面に示した一実施例を参照しながら
本発明を説明する。図１は本発明の一実施例による物品
の把持装置を備えた割り出し装置の先端部分を示したも
のである。

【００１３】本実施例の割り出し装置は、図１３の場合
と同様の態様で用いられるもので、平行で、かつ不連続
に配置される２つのベルトコンベヤ２、６の間に設置さ
れる。

【００１４】割り出し装置３は計８つのアームを有して
おり、各アームの先端にこの作動部分Ａが具備されてい
る。作動部分Ａは、大略的には、本実施例の要部をなす
把持装置１０と、この把持装置１０を図２に破線で示す
ように旋回させるためのモータ８０およびプーリ９０と
からなっている。

【００１５】以下に本実施例の把持装置１０について説
明する。図３ないし図６は本実施例の把持装置１０を示
したもので、図３はその正面図、図４はその上面図、図
５はその側面図、図６はその下面図を示したものであ
る。

【００１６】なお、この把持装置１０は、左右が略対象
形に形成されている。また、図４では図の簡略化を図
り、上部分を略して要部のみを示している。把持装置１
０では、長手方向に案内溝５０、５０を有し、互いに平
行に配置される２つの側板１１、１１と、これら側板１
１、１１の上部に立設される略矩形の取付板１２、１２
とにより凸形のハウジング１３が形成されている。側板
１１、１１の中央部には、その下面にピン１４が挿通さ
れている。また、側板１１、１１の上面両端部には、各
々ガイド板１５、１５がネジにより固定されている。

【００１７】これらガイド板１５は、図７、図８、図９
に示したように、略矩形の板材から形成されている。ガ
イド板１５には、凹部３８が形成されるとともに、裏面
側には凸状の舌部３９が一体に取り付けられている。凹
部３８内には、緩やかに湾曲したテーパ状の案内面Ｔが
具備されている。一方、舌部３９には、テーパ状の案内
面Ｔに連続する水平ガイド部３９ａが形成されている。
さらに、凹部３８を画成する一対の壁には、爪４０、４
０が突設されている。

【００１８】このように形成されたガイド板１５、１５
は、側板１１、１１間で各凹部３８を互いに背を向けて
配置されている。すなわち、水平ガイド部３９ａを内側
に、テーパ状の案内面Ｔを外側にしてそれぞれ配置され
ている。

【００１９】取付板１２、１２の一端部には、コ字状の
ブラケット１６が差し渡され、このブラケット１６に、
シリンダ１７が取付られている。さらに、これら取付板
１２、１２の上部には姿勢を保持するためのピン１８
ａ、１８ｂ、１８ｃが挿通され、長孔内に挿通された中
央のピン１８ｂには、後述するラック２１を案内するガ
イドローラ２２が回転自在に支持されている。このガイ
ドローラ２２は、ネジ２３、２３を調整することで高さ
が調整され、適宜な力でラック２１の背面溝に当接され
る。

【００２０】シリンダ１７には、エアーの出入口１７
ａ、１７ｂが具備され、この出入口１７ａ、１７ｂから
供給される圧縮空気でロッド２４が伸縮する。ロッド２
４の先端には、前述のラック２１が一体に取付られてい
る。

【００２１】また、取付板１２、１２の下部には、ピン
１４と同方向に２本の軸２５、２６が平行に挿通されて
いる。一方の軸２５には、前記ラック２１からの直線力
が伝達される入力側のピニオン２７が中央に嵌挿され、
該ピニオン２７の両側に、ピニオン２８、２９が嵌挿さ
れている。この一対のピニオン２８、２９は、第１の歯
車装置３０を構成している。この入力側のピニオン２７
および両側のピニオン２８、２９は常時、同方向に回転
する。

【００２２】また、他方の軸２６には、軸２５の場合と
同様に３つのピニオン３１、３２、３３が嵌挿されてい
る。ピニオン３１、３２、３３は、ピニオン２７、２
８、２９と同径に形成されており、中央のピニオン３１
はラックの移動を安定にするために用いられている。す
なわち、動力の伝達には用いられていない。また両側の
一対のピニオン３２、３３は第２の歯車装置３４を構成
している。ピニオン３１は、第２の歯車装置３４を構成
する２つのピニオン３２、３３とは独立して回動する。
このようにして２つの軸２５、２６で支持された各ピニ
オンでは、ピニオン２８がピニオン３２に歯合し、ピニ
オン２９がピニオン３３が歯合している。

【００２３】一方、第１の歯車装置３０および第２の歯
車装置３４には、回転駆動力を直線力に変換して移動す
る第１のラック装置３５と、第２のラック装置３６とが
ハウジング１３の下面側で各々歯合している。

【００２４】これら第１のラック装置３５および第２の
ラック装置３６は、各々コ字状に形成されており、例え
ば、第２のラック装置３６は、平行に配置されるラック
４３、４４と、これらを下面側で連結する基板４５と、
ラック４３、４４を挿通する軸４６と、軸４６の両端に
取付られる矩形の案内ブロック４７、４７とからなって
いる。

【００２５】同様に、第１のラック装置３５は、平行に
配置されるラック４１、４２と、これらを連結する基板
４８と、ラック４１、４２間を挿通する軸４９と、矩形
の２つの案内ブロックとからなっている。

【００２６】これら第１のラック装置３５と、第２のラ
ック装置３６とは、シリンダ１７からの動力の伝達によ
り、後述するように、互いに接近あるいは離反する方向
に移動するが、そのときの摺動は、各案内ブロックが案
内溝５０、５０内を摺動することでスムースに案内され
る。

【００２７】一方、これら第１のラック装置３５と第２
のラック装置３６の基端部には、各々第１のアームレバ
ー５１と、第２のアームレバー５２とが支持されてい
る。なお、図３、４、５、６では、これら第１のアーム
レバー５１と、第２のアームレバー５２とが最も離反し
た状態すなわち跳ね上がった状態を示している。

【００２８】これら第１のアームレバー５１および第２
のアームレバー５２は、基端部に略垂直にアーム５５お
よびアーム５６が設けられている。これらアーム５５お
よびアーム５６の先端には、物品を把持するバー５３、
５４が取付られており、これらバー５３、５４内には、
ウレタンゴム等の摩擦材５７、５７が埋設されている。

【００２９】したがって、一対のアームレバー５１、５
２で物品をつかむと、物品は摩擦力を受けて安定な姿勢
に狭持される。なお、直線状のアーム５５およびアーム
５６の基端部には、図１１に示したように、三角状の突
起７０、７０がやや突出して形成されている。この突起
７０、７０は、後述するように図７に示すガイド板１５
の爪４０に係合可能であり、後述するように安全装置と
して機能する。

【００３０】また、これら第１のアームレバー５１と第
２のアームレバー５２との基端部は、各々軸４９、４６
に回動自在に支承されている。また、これらアームレバ
ー５１、５２と基板４８、４５との間には、各々ねじり
バネ５８、５９が介装されている。アームレバー５１、
５２は、これらバネの付勢力で、先端側が軸４９、４６
を支点として外方に開く方向に常時付勢されている。

【００３１】さらに、これら第１のアームレバー５１と
第２のアームレバー５２の基端には、図１１に示したよ
うに、両側に膨出したカムフォロアー６０、６０がそれ
ぞれ形成されている。カムフォロアー６０、６０の一端
部には、ローラ６２、６２が回動自在に取付られてお
り、他端部は湾曲して形成されている。

【００３２】これらローラ６２、６２は、アームレバー
５１、５２の移動域で常にガイド板１５との当接状態を
維持して摺動する。つまり、ローラ６２、６２は、舌部
３９の平坦な水平ガイド部３９ａから湾曲した案内面Ｔ
に沿って摺動が案内される。

【００３３】ここで、例えば、第２のアームレバー５２
のローラ６２が移動域の最外方に移動して案内面Ｔの最
終端に到達すると、第２のアームレバー５２は、凹部３
８の壁に当接し、図１１の実線で示すように停止するこ
とになる。

【００３４】さらに、第１のアームレバー５１および第
２のアームレバー５２は、最も近接した状態から次第に
離反する方向に移動して、テーパ状の案内面Ｔに至るわ
ずか手前までの移動域では、図１１の破線で示すよう
に、直線状の各アーム５５、５６は下方に垂下した姿勢
にある。つまり、物品の把持面となる両側のバー５３、
５４は、この移動域で平行に移動する。すなわち、アー
ム５５、５６はねじりバネ５８、５９で外方側に常時付
勢されているが、カムフォロアー６０、６０のローラ６
２、６２がガイド板１５の舌部３９を押圧するので、回
動しない。したがって、第１のアームレバー５１に一体
のバー５３と、第２のアームレバー５２に一体のバー５
４は、通常の移動域では平行状態で移動する。

【００３５】しかし、ローラ６２、６２が移動域の最終
端に到達し、テーパ状の案内面Ｔに差しかかると、今ま
で直線的に移動してきたローラ６２、６２がテーパ状の
案内面Ｔ内に落ち込み、これにより、アーム５５、５６
がバネ５８、５９の付勢力で両側に傾倒する。すなわ
ち、その姿勢が平行状態から略ハ字状に移行する。

【００３６】このように、この把持装置１０において、
まず物品をつかむことが可能な範囲では、両側のバー５
３、５４が互いに平行に配置される。この姿勢で物品を
つかむと、物品とバー５３、５４との接触面積は常に大
きく、物品を安定して押さえることができる。

【００３７】また、物品を押さえた状態から物品を離す
動作においては、物品を離した後に続く動作でバー５
３、５４がハ字状に跳ね上がるので、これらのバーは物
品の背の高さよりも高い位置になる。したがって、この
状態で物品が何方の方向に搬送されても、その搬送の邪
魔になることがない。

【００３８】このように作動する把持装置１０は、図１
３に示した割り出し装置３のハンドとして好適に用いら
れる。以下に、割り出し装置３に設置された把持装置１
０の作用について説明する。

【００３９】まず、この搬送工程における割り出し装置
３の全体的な動きについて説明する。この割り出し装置
３では、ベルトコンベヤ２で横臥した姿勢のビン１を把
持装置１０でつかんで、アーム４の移動でこれと平行に
走行するベルトコンベヤ６に立った姿勢で横向きに搬送
する。その際、ベルトコンベヤ２からベルトコンベヤ６
までの回動範囲の途中でビン１は立った姿勢に正され
る。この状態からさらにベルトコンベヤ６に近づき、ベ
ルトコンベヤ６にビン１を載置した後、ビン１を把持し
ていた第１のアームレバー５１と第２のアームレバー５
２とを略９０°に近い範囲（ハの字状）に回動させて、
これらアームレバー５１、５２を上方位置に移動させ
る。

【００４０】これにより、ビン１の走行にアームレバー
５１、５２が障害となることはなく、したがって、ビン
１はベルトコンベヤ６により立った横向きの姿勢で下流
に案内されることとなる。

【００４１】把持装置１０は、このような用途に用いら
れるが、次に、特に図１０を参照しながら具体的な作用
について説明する。今、把持装置１０の第１のアームレ
バー５１および第２のアームレバー５２は略図３の状態
にあり、この下方にビン１が横臥した姿勢で存在してい
るとする。

【００４２】すなわち、第１のアームレバー５１と第２
のアームレバー５２は移動域の最終端付近にあり、ビン
１をつかむ待機位置にある。この状態からシリンダ１７
の一方の出入口１７ａにエアーが供給されると、ロッド
２４は図３において右方向への移動を開始する。ロッド
２４が右方向に移動すると、ラック２１も右方向に移動
する。ラック２１が移動すると、これに歯合する入力側
のピニオン２７が図３において時計方向に回動する。こ
のとき、入力側のピニオン２７に対向して配置されてい
るピニオン３１はラック２１の駆動力を受けて遊転する
が、他の部分に動力は伝達されない。

【００４３】入力側のピニオン２７が時計方向に回動す
ると、第１の歯車装置３０に力が加えられる。第１の歯
車装置３０に加えられた力は、一方のピニオン２８を介
してラック４２に回転力が伝達され、かつ他方のピニオ
ン２９を介してラック４１に回転力が伝達される。これ
により、第１のラック装置３５が第１の歯車装置３０か
らバランス良く駆動力を受けることになり、この第１の
ラック装置３５が図１０において左方向に移動する。ま
た、こうして第１の歯車装置３０に加えられた回転力
は、第１の歯車装置３０を介して第２の歯車装置３４に
伝達されている。

【００４４】第２の歯車装置３４に加えられた力は、一
方のピニオン３２を介してラック４４に回転力が伝達さ
れ、かつ他方のピニオン３３を介してラック４３に回転
力が伝達される。これにより、第２のラック装置３６は
第２の歯車装置３４からバランス良く駆動力を受けるこ
とになり、この第２のラック装置３６が図１０において
右方向に移動する。

【００４５】したがって、第１のラック装置３５と第２
のラック装置３６とは、互いに接近する方向すなわち中
央側に移動し、ビン１をつかむことができる。なお、こ
うしてビン１をつかむまでの移動距離をシリンダ１７の
出力に対応させておけば、これらラック装置３５、３６
のそれ以上の移動を防止することができる。

【００４６】ビン１に到達した第１のラック装置３５と
第２のラック装置３６とでは、バー５３、５４がビン１
の側面に平行に当接する。したがって、ビン１の両側
が、摩擦材５７の摩擦力で安定して保持される。

【００４７】こうしてビン１が保持されると、割り出し
装置３の回転によりビン１はベルトコンベヤ２を離れて
ベルトコンベヤ６側に搬送される。この途中で図１に示
すモータ８０からの回転力でビン１は立った姿勢に反転
される。ビン１が立った後、さらに割り出し装置３の回
転力でビン１はベルトコンベヤ６に到達する。ビン１が
ベルトコンベヤ６内に到達すると、割り出し装置３は回
動を一旦停止する。

【００４８】この状態から、シリンダ１７の出入口１７
ｂ内に空気が供給され、ロッド２１が図３において左方
向に移動する。ロッド２１が左方向に移動すると、入力
側のピニオン２７が図２において反時計方向に回動す
る。

【００４９】ピニオン２７が反時計方向に回動すると、
第１の歯車装置３０に力が加えられる。第１の歯車装置
３０に加えられた力は、さらに第１のラック装置３５に
回転力が伝達される。これにより、第１のラック装置３
５が図１０において右方向に移動する。また、こうして
第１の歯車装置３０に加えられた回転力は、同時に第２
の歯車装置３４に伝達されているので、同時に第２のラ
ック装置３６が図１０において左方向に移動する。

【００５０】このようにビン１を離す際には、第１のラ
ック装置３５と第２のラック装置３６とは、互いに離反
する方向に移動し、ビン１を離す。こうしてビン１と把
持装置１０との係合が解除される。

【００５１】把持装置１０は、ビン１を離した後、第１
のアームレバー５１のバー５３および第２のアームレバ
ー５２のバー５４とが、互いに平行に対面した状態で移
動する。しかし、しばらく移動すると、各カムフォロア
ー６０、６０のローラ６２、６２がテーパ状の案内面Ｔ
内に差しかかる。すると、これらバー５３、５４は、ね
じりバネ５８、５９の付勢力で外方に開くようになる。
ローラ６２、６２が案内面Ｔの最終端に至ると、ローラ
６２、６２が凹部３８の壁に当接し、移動が終了する。

【００５２】このとき、第１のアームレバー５１および
第２のアームレバー５２は、略図３の状態に再び復帰す
る。したがって、バー５３、５４は、ビン１よりも高い
位置に配置される。よって、以後、ビン１がこの下にあ
っても、ビン１の搬送は自由に行われる。

【００５３】一方、本実施例において、万が一ねじりバ
ネ５８、５９が破損した場合について説明する。バネ５
８、５９のいづれか一方でも破損すると、そのローラ６
２が案内面Ｔ内に差しかかった際に、バーは外方に付勢
されず、未だ平行状態が保たれる。もしこのままである
と、破損した側のアームレバーは跳ね上がらず、ビンの
走行を邪魔する結果となるが、本実施例では、以下の安
全装置でこの事態が解除される。

【００５４】すなわち、所定距離ローラ６２、６２が移
動すると、カムフォロアー６０に突設された突起７０が
ガイド板１５の爪４０に引っ掛かり、これ以降のラック
の移動で強制的に上方に撥ね上げられる。したがって、
万が一ねじりバネ５８、５９が破損したとしても、これ
ら第１のアームレバー５１および第２のアームレバー５
２を、確実に上方に撥ね上げることができる。

【００５５】したがって、ビン１を破損する虞は全くな
く、常にビン１を立った姿勢で搬送させることができ
る。以上本発明の一実施例について説明したが、本発明
は上記実施例に限定されず、種々の変形が可能である。
例えば、以上の実施例では、溶液を貯留するビン１をつ
かむものとして本発明を説明したが、ビンでなくとも他
の部品の把持にも適用できる。また、バー５１、５２に
おける部品を把持する面の形状を代えれば、矩形でなく
とも他の形状の物品もつかむことができる。さらに、上
記実施例では２つの不連続なベルトコンベヤ２、６間に
転送する割り出し装置３に本実施例の把持装置１０を取
り付けているが、勿論、他のロボットにも設置可能であ
ることはいうまでもない。

【００５６】また、シリンダ、入力側のピニオン、第
１、第２の歯車装置などは種々の態様があり、実施例に
何ら限定されるものではない。

【００５７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る物品
の把持装置では、互いに逆方向に同時に軸が回動する
と、一対のアームレバーの各把持部が把持面を平行にし
た状態で移動する。したがって、この範囲で物品をつか
む際には、どの幅でも把持面を物品に密に係合させるこ
とができる。また、物品を離した後には、これらアーム
レバーが物品の搬送面に邪魔とならないように両側に跳
ね上げることができる。

【００５８】したがって、幅や直径の異なる物品に容易
に対応させてこれを確実に安定して把持することがで
き、しかも把持を解いた際のその後の物品の搬送の障害
となることがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の一実施例による物品の把持装置
を備えた割り出し装置の作動部を示す正面図である。

【図２】図２は図１の側面図である。

【図３】図３は本発明の一実施例による物品の把持装置
の正面図である。

【図４】図４は同物品の把持装置の上面図である。

【図５】図５は同物品の把持装置の左側面図である。

【図６】図６は同物品の把持装置の下面図である。

【図７】図７は同物品の把持装置で用いられているガイ
ド板の上面側から見た斜視図である。

【図８】図８は同物品の把持装置で用いられているガイ
ド板の下面側からみた斜視図である。

【図９】図９は同ガイド板の側面図である。

【図１０】図１０は同物品の把持装置の作用を説明する
概略上面図である。

【図１１】図１１は同物品の把持装置の作用を説明する
ガイド板部の側面図である。

【図１２】図１２は同物品の把持装置で搬送されるビン
の斜視図図である。

【図１３】図１３は同物品の把持装置が設置される搬送
工程の概略図である。

【符号の説明】

１５ガイド板３９ａ水平ガイド部４６、４９軸５１第１のアームレバー５２第２のアームレバー５５、５６アーム（把持部）５８、５９付勢手段６０カムフォロアーＴテーパ状の案内面

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】互いに逆方向に同時に移動する一対の軸
と、カムフォロアーを有する基端部が前記軸に回動自在に支
承され、先端部に前記基端部と略垂直の物品の把持部を
備えた一対のアームレバーと、内側に水平ガイド部を、外側にテーパ状の案内面をそれ
ぞれ備え、前記カムフォロアーが常時、当接して摺動す
るガイド板と、を有することを特徴とする物品の把持装
置。