JPH07136970A - ロボットハンド及びロボット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】小型なロボットハンドを提供することにある。 【構成】ハウジング６と、このハウジング６に収容され
てハンドツ−ル２１を保持するボ−ルスプライン２と、
このボ−ルスプライン２を揺動させるモ−タ１４と、こ
のモ−タ１４の動力をボ−ルスプライン２に伝達する動
力伝達部２６とを具備するとともに、ボ−ルスプライン
２が、ハウジング６に回転自在に取付けられたスプライ
ンナット４と、スプラインナット４に挿入されるととも
にハンドツ−ル２１が連結されハンドツ−ル２１に作用
した外力負荷に応じて軸方向に変位するスプライン軸３
とを備えた。

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、産業用のロボ
ットに装着され、リ−ド付電子部品の実装基板への挿入
やＡＶ−ＯＡ機器へのメカ部品の組立に用いられるロボ
ットハンドに関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、リ−ド付電子部品の実装基板へ
の挿入やＡＶ−ＯＡ機器等のメカ部品の組立等の作業の
多くは、ロボットを利用して自動化されている。これら
の作業においては、部品精度不良等を原因として、正常
動作が行われない場合がある。このような非正常な動作
は部品の破損につながり、場合によっては、電子部品や
メカ部品をハンドリングしたハンドの破損にも及ぶ。ま
た、装置の立ち上げ・調整時の誤操作によっても同様な
問題が生じることがある。

【０００３】そこで、これらの破損を防止するために、
一般にフロ−ティング機構が採用されている。このフロ
−ティング機構は、ハンドが外力負荷を受けた場合に、
ハンドを一方向に変位させて外力負荷を吸収する機構で
ある。このフロ−ティング機構をハンドツ−ルとロボッ
トとの間に介在させることにより、非正常動作が生じた
場合に、部品やハンドの破損を防止することが可能にな
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のよう
なハンドにおいては一般に複数の構成要素が直列に配置
されるため、ハンドの全長は大となり易い。そして、フ
ロ−ティング機構を追加することによってもハンドの全
長が大となる。この結果、ロボットにとっての慣性負荷
が増加し、高い位置精度を保つことが困難になる。

【０００５】また、ハンドツ−ルは組立作業のために上
下・揺動（正逆回転）することが多いので、ハンドツ−
ルに電気信号や駆動用エア−を供給するための機器に、
上下・揺動を吸収できる構成を採用する必要がある。し
たがって、この種のロボットハンドにおいては配線や配
管などのケ−ブルの引き回しが難しい。本発明の目的と
するところは、小型なロボットハンドを提供することに
ある。

【０００６】

【課題を解決するための手段および作用】上記目的を達
成するために請求項１の発明は、ハウジングと、このハ
ウジングに収容されてハンドツ−ルを保持するボ−ルス
プラインと、このボ−ルスプラインを揺動させる揺動駆
動源と、この揺動駆動源の動力をボ−ルスプラインに伝
達する動力伝達部とを具備するとともに、ボ−ルスプラ
インが、ハウジングに回転自在に取付けられたスプライ
ンナットと、スプラインナットに挿入されるとともにハ
ンドツ−ルが連結されハンドツ−ルに作用した外力負荷
に応じて軸方向に変位するスプライン軸とを備えたロボ
ットハンドにある。

【０００７】そして、請求項１の発明は、ボ−ルスプラ
インをハンドツ−ルの保持とフロ−ティングとに兼用
し、ロボットハンドを容易に小型化できるようにしたこ
とにある。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１に基づいて説
明する。図１は本発明の一実施例を示すもので、図中の
符号１はロボットハンドである。このロボットハンド１
は図示しないロボットのア−ムに取付けられる。そし
て、ロボットハンド１の位置や姿勢はロボットによって
決められる。

【０００９】図中に符号２ａで示すのはハンドツ−ル保
持部であり、このハンドツ−ル保持部部２ａにはボ−ル
スプライン２が備えられている。ボ−ルスプライン２
は、スプライン軸３とスプラインナット４とにより構成
されている。スプライン軸３はスプラインナット４に同
軸的に挿入されており、スプライン軸３はスプラインナ
ット４に対して軸方向に自在にスライドする。ここで、
スプライン軸３をスプラインナット４に対して自在にス
ライドさせるための機構として、一般的な種々の機構を
採用することが可能である。

【００１０】スプラインナット４は軸受５、５の内輪に
連結されており、この軸受５、５は円筒状のハウジング
６の内壁に固定されている。軸受５、５の間にはカラ−
７、７が介在しており、軸受５、５は環状の軸受押え８
によってハウジング６に固定されている。つまり、ボ−
ルスプライン２は軸受５、５を介してハウジング６によ
り支持され、ハウジング６はロボット（図示しない）に
より支持される。

【００１１】スプライン軸３の基端にはねじ部９が形成
されており、このねじ部９には第１のナット１０が螺合
している。さらに、第１のナット１０とスプラインナッ
ト４との間には第２のナット１１が介在しており、この
第２のナット１１は、第１のナット１０の下段で、スプ
ラインナット４のねじ部１２に螺合している。そして、
第１のナット１０と第２のナット１１とは接合されてお
らず、スプライン軸３とスプラインナット４との相対的
な位置関係に応じて接触・離間する。

【００１２】ハウジング６にはステ−１３が突設されて
おり、このステ−１３にはモ−タ１４（例えば、サ−ボ
モ−タ）及び減速機１５が取付けられている。モ−タ１
４の出力軸１６はステ−１３を貫通しており、スプライ
ン軸３と略平行にステ−１３から突出している。出力軸
１６には第１のプ−リ１７が取付けられており、第１の
プ−リ１７はタイミングベルト１８を介して第２のプ−
リ１９に連結されている。第２のプ−リ１９はスプライ
ンナット４に取付けられている。そして、第１及び第２
のプ−リ１７、１９とタイミングベルト１８とによって
動力伝達部２６が構成されている。

【００１３】スプライン軸３の先端には、フランジ２０
を介してハンドツ−ル（以下、ツ−ルと称する）２１が
取付けられている。ツ−ル２１には組立に用いられる部
品を取扱うための爪２２、２２が設けられている。ここ
で、ツ−ル２１として一般的な種々のものを採用でき
る。

【００１４】また、第２のプ−リ１９とフランジ２０と
の間には弾性部材としてのコイルスプリング２３が配置
されており、このコイルスプリング２３はスプライン軸
３に外装されている。そして、このコイルスプリング２
３は第２のプ−リ１９を介してスプラインナット４を付
勢しており、第２のナット１１を第１のナット１０に圧
接させている。

【００１５】スプライン軸３は中空であり、スプライン
軸３には、電気信号線やエア配管を覆ったケ−ブル２４
が通されている。ケ−ブル２４は、ロボットからスプラ
イン軸３の先端側に導入されるとともに、スプライン軸
３の先端側においてフランジ２０から外に導出され、ツ
−ル２１に接続されている。さらに、ケ−ブル２４は、
スプライン軸３の基端側に固定されたケ−ブルクランプ
２５に通されており、このケ−ブルクランプ２５によっ
て保持されている。ここで、電気信号線やエア配管の図
示は省略する。

【００１６】つぎに、上述のロボットハンド１の揺動・
上下の作用を説明する。まず、モ−タ１４の回転力が、
減速機１５、両プ−リ１７、１９、及び、タイミングベ
ルト１８を介してスプラインナット４に伝わり、これに
挿入されたスプライン軸３がモ−タ１４の駆動量に応じ
た所定の角度で回動変位する。そして、ツ−ル２１がス
プライン軸３と一体に変位し、矢印Ａで示すように、ツ
−ル２１の向きを決定するための揺動が得られる。この
際、第１及び第２のナット１０、１１、さらに、ケ−ブ
ル２４もスプライン軸３と共に揺動する。

【００１７】また、ツ−ル２１に外力負荷が作用した場
合、この外力がスプライン軸３に加わると、スプライン
軸３がスプラインナット４に対して直線変位し、矢印Ｂ
に示すように、上下動作が得られる。この際、第１のナ
ット１０が第２のナット１１から離間し、ケ−ブルクラ
ンプ２５やケ−ブル２４もスプライン軸３と一体に変位
する。ハンド２１が第２のプ−リ１９に近付く場合には
コイルスプリング２３が圧縮され、遠ざかる場合にはコ
イルスプリング２３は伸長する。そして、ハンド２１に
外力が作用しなくなれば、コイルスプリング２３によっ
て、スプライン軸３とスプラインナット４との相対位置
が元に戻される。

【００１８】上述のようなロボットハンド１において
は、ボ−ルスプライン２が備えられており、スプライン
軸３にツ−ル２１が取付けられているので、フロ−ティ
ングの機能を実現することができる。したがって、ツ−
ル２１に外力負荷が作用した場合にこの外力負荷を吸収
することができ、取扱部品やツ−ル２１、或いは、ロボ
ットハンド１の各部の損傷を防止することができる。

【００１９】さらに、ボ−ルスプライン２がハンドツ−
ル保持部２ａとフロ−ティング機構とに兼用されている
ので、ハンドツ−ルの保持のための部材とフロ−ティン
グのための部材とを直列に配設した場合に比べて、ロボ
ットハンド１を小型化することができる。

【００２０】また、スプライン軸３にケ−ブル２４が挿
通されているので、ケ−ブル２４の配置が揺動の中心に
略一致する。このため、ツ−ル２１が揺動・上下した場
合でも、ケ−ブル２４の動きが少なく、ケ−ブル２４と
周辺部品や機器との干渉や断線を防止することができ
る。したがって、ケ−ブル２４の引回しが容易になる。
さらに、ケ−ブル２４の多くの部分はスプライン軸３に
収められており、且つ、ケ−ブル２４の動きが少ないの
で、外観に優れるとともに、ケ−ブルによる設計自由度
の制限が少ない。

【００２１】なお、本発明は、要旨を逸脱しない範囲で
種々に変形することが可能である。例えば、本実施例で
はモ−タ１４の動力の伝達にプ−リ１７、１９が用いら
れているが、ギヤ等の一般的な種々の伝達手段を採用す
ることが可能である。また、プ−リ１７、１８だけで充
分な減速を行うことができれば、減速機１５を省略する
ことも可能である。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように請求項１の発明は、
ハウジングと、このハウジングに収容されてハンドツ−
ルを保持するボ−ルスプラインと、このボ−ルスプライ
ンを揺動させる揺動駆動源と、この揺動駆動源の動力を
ボ−ルスプラインに伝達する動力伝達部とを具備すると
ともに、ボ−ルスプラインが、ハウジングに回転自在に
取付けられたスプラインナットと、スプラインナットに
挿入されるとともにハンドツ−ルが連結されハンドツ−
ルに作用した外力負荷に応じて軸方向に変位するスプラ
イン軸とを備えたロボットハンドである。したがって、
請求項１の本発明は、ロボットハンドを容易に小型化で
きるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のロボットハンドを示す断面
図。

【符号の説明】

１…ロボットハンド、２ａ…ハンドツ−ル保持部、２…
ボ−ルスプライン、３…スプライン軸、４…スプライン
ナット、６…ハウジング、１４…モ−タ（揺動駆動
源）、２１…ハンドツ−ル、２３…コイルスプリング
（弾性部材）、２４…ケ−ブル、２６…動力伝達部。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハウジングと、このハウジングに収容さ
   れてハンドツ−ルを保持するボ−ルスプラインと、この
   ボ−ルスプラインを揺動させる揺動駆動源と、この揺動
   駆動源の動力を上記ボ−ルスプラインに伝達する動力伝
   達部とを具備するとともに、上記ボ−ルスプラインが、
   上記ハウジングに回転自在に取付けられたスプラインナ
   ットと、上記スプラインナットに挿入されるとともに上
   記ハンドツ−ルが連結され上記ハンドツ−ルに作用した
   外力負荷に応じて軸方向に変位するスプライン軸とを備
   えたロボットハンド。
2. 【請求項２】 上記スプライン軸が中空であり、上記ハ
   ンドツ−ルに接続されるケ−ブルが上記スプライン軸の
   中に配索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】 上記ハンドツ−ルに作用した外力負荷は
   弾性部材により受け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】 上記請求項１或いは上記請求項２或いは
   上記請求項３記載のロボットハンドをア−ムに接続した
   ロボット。