JPH0729063Y2 - ロボットハンド - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、各種ロボット機器における、特に物品の把
持、搬送を行ない、さらに物品が多段に積層して配置さ
れた印刷物の場合、該印刷物上に合紙を供給、被覆する
ようにしたロボットハンドに関する。

（従来の技術） 各種生産ライン上における物品の把持、搬送に専用ロボ
ット機器を用いることは、例示するまでもなく周知であ
る。第１図に該ロボット機器の１例を概略的に示す通
り、ロボット本体１は、回転部12により正逆回動自在で
あるとともに、上下方向へも伸縮昇降自在である主幹13
に、前後左右に伸縮進退自在とされた腕14が突出状に設
けられ、腕14の前端に微少回転部15等を介してハンド２
が連結保持され、ロボット本体１の回動、昇降、また腕
14の伸縮移動等を介し、例えば生産ラインの搬送コンベ
ヤ上を移動する物品を、ハンド２によって把持し、これ
を別のラインや収容場所等に移動する等の運動を全自動
的に遂行するようにしたものである。

このさいハンド２としては、所要のアーム、バー、ロッ
ド等の各部材を開閉自在に組立て、その閉合により物品
の対応両側を把持し、更にはフォーク部材等を付加して
物品の下面を支承する等の機能をもつ把持機構が多用さ
れることも既知である。

さらに、上記物品が多段に積層して配置された印刷物の
場合、この印刷物上に合紙を供給、被覆する手段として
は、たとえば手作業で供給したり、あるいは給紙用装置
を別途に設けて合紙を供給するようにしていた。

（考案が解決しようとする課題） 従来用いられている上記したロボットハンドにおいて
は、その開閉自在に組立てられたハンドを、物品の存在
するコンベヤ上等に下降させ、物品の把持、解放等の動
作を行うに当り、ハンドにおける把持機構各部材のいず
れかが、物品やコンベヤあるいは他の異物等に接触、衝
突した場合、的確かつ有効な感知手段を欠いているた
め、ロボット運転の続行により、ハンド側や相手側にお
ける部材の変形、折曲、損傷等の事故を生じる点に問題
がある。またこの種のハンドにおける把持、解放のため
の運動は、単純な直線的な昇降、進退の反復や組合せに
止まることが多く、その処理スピードが緩慢で、能率的
においても改善の余地がある。

さらに、積層、結束された印刷物（小束状の印刷された
紙葉を大束状に積層、結束したもの）を、たとえば適宜
のパレット上に配置、段積し、一定の高さに段積された
印刷物上に合紙を供給するには、上記の従来の手段では
不合理であった。

本考案は従来の技術の有する上記の問題点を改善するた
めになされたものであり、その目的とするところは、ハ
ンド把持機構各部材における異物接触、衝突による異変
の発生を、ハンド上下の構造物に設ける感知手段によっ
て、的確かつ集中的に捕捉し、これによってロボット運
転を即時停止してハンド各部の損傷事故を防止し、また
その把持、解放動作を円滑かつ迅速化し、処理能率が向
上され、さらに、物品が多段に積層して配置された印刷
物の場合、その印刷物上に合理的に合紙を供給すること
のできるロボットハンドを提供することにある。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、本考案によるロボットハン
ドは、ロボット本体側の固定板に、停止用感知部材を具
備した支持具により昇降自在に吊り下げ弾支した吊持部
材と、該吊持部材に物品把持のために対設される進退押
圧部材および昇降支持部材と、前記支持部材の外側に配
置される複数の、かつ昇降兼可回動に列設されるロッド
部材および該ロッド部材にそれぞれ枢支され、前記押圧
部材に向かって延びるフォーク部材とから成り、該フォ
ーク部材の下面には、該部材に先行する感知部材が開閉
自在に並設し、さらに前記ロッド部材の背面に１対の把
持部材を幅方向に伸縮可能に設けたものである。

（作用） 上記した構成をもつ本考案のロボットハンドによれば、
物品把持機構である進退押圧部材、昇降支持部材および
フォーク部材を備えたロッド部材を、吊持部材と同行し
て下降させる際、前記各部材のいずれかが、物品のコン
ベヤ、その他の異物と接触、衝突すると、吊持部材はそ
の僅かなショックや動きに即応して支持具を介し昇降移
動する。

この動きを停止用感知部材によりロボット本体側に伝
え、その運転を即時停止し、これによりハンド各部材や
接触、衝突した相手方との破損トラブルを未然に防止す
る。またフォーク部材の下面において開閉自在に並設し
た感知部材を、フォーク部材より先行させてその下方空
間内におけるコンベヤ、物品等の位置確認、異物有無の
確認ができ、接触や衝突を予防できる。そしてまたフォ
ーク部材を物品の下面に回動出入させて、物品の下面支
承と離脱を行うので、一連の物品把持、解放操作をより
迅速化して、処理能力も向上させられる。

さらに、上記物品が大束状に積層、結束された印刷物の
場合は、ロッド部材の背面に設けた１対の把持部材を他
所に積層された合紙の幅に対応させて伸縮させ、その最
上部の合紙を把持部材で把持させて印刷物上に移動して
合理的に供給、被覆させる。

（実施例） 実施例について図面を参照して説明すると、第１図〜第
９図において、第１図におけるロボット本体１の腕14
に、第２図に示すように、微少回転部15を介して連結さ
れる固定板３に、ハンド２の主体となる吊持部材６を、
停止用感知部材４を具備した支持具５によって、昇降自
在にかつ吊り下げ状に弾支付設する。即ち第２図に例示
するように、任意形状の吊持部材６における４隅位置等
の対象位置に、有頭ボルト等による支持具５を植設し、
該支持具５を固定板３側に昇降自在に挿通、係止させ、
該支持具５を介して固定板３の下面および吊持部材６の
上面間にバネ16を弾支介入させるのである。そして各支
持具５に対応して固定板３上に、例えばリミットスイッ
チ等による停止用感知部材４を配設する。

この吊持部材６には第３図に例示するように、物品を把
持するための進退押圧部材７と、これと対面する昇降支
持部材８とが付設される。即ち進退押圧部材７は所要形
状のプレート体で、吊持部材６側に固設したガイド軸1
7,17間にわたって架装され、同じく吊持部材６側に装設
した流体圧シリンダ等の駆動部材18、進退ロッド19等に
よって、昇降支持部材８に向かい進退自在とされ、両部
材7,8間に物品を把持することになる。昇降支持部材８
は同じくプレート体であり、吊持部材６に固定されると
ともに、この昇降支持部材８の外側に、図例では３個の
ように（数は自由）、複数個のロッド部材９が前記昇降
支持部材８と同行して昇降自在に、かつ回動軸20を支点
として可回動に列設される。即ち回動軸20は吊持部材６
に例えばブラケット21,21等を介して可回動に軸架さ
れ、同じく吊持部材６側に装設した流体圧シリンダ等の
駆動部材22、進退ロッド23、旋回アーム24等を介して正
逆可回動とされ、この回動軸20に前記各ロッド部材９の
基部9aが固設されることにより、ロッド部材９は回動軸
20を支点軸として正逆回動可能に保持される。このロッ
ド部材９の各下端には第４図（Ａ），（Ｂ）に要部を例
示するように、また第３図に全体を例示するように、フ
ォーク部材10と感知部材11とが並設される。即ちフォー
ク部材10はロッド部材９の下端に直交状に、かつフォー
ク部材10の尾部10aがロッド部材９の下端後側に突出す
るように交叉させ、その交叉位置を枢軸25により枢支付
設し、前記尾部10aの上面にはロッド部材９の下端後側
に一端を止具26で固定したＬ形ストッパ27の他端を係止
させるとともに、該ストッパ27の設置側と反対のロッド
部材９の前側下端と、これと対応するフォーク部材10の
上面との間には、バネ軸28に巻装したバネ29の各一端を
対向状に弾支させることにより、フォーク部材10が枢軸
25を支点として自由に回動することを阻止し、直交状に
固定される状態に維持させるのである。但しこのフォー
ク部材10の直交姿勢の保持構造は図例のみに止まらな
い。更にこのフォーク部材10の下面には、同じく第３図
および第４図に亘って、その全体と要部を例示するよう
に、その長さがフォーク部材と略等長、また幅員も略等
幅とされた帯板状の感知部材11が並設される。該感知部
材11はその後端側が前記フォーク部材10に枢軸30、取付
耳片31およびバネ32を介して開閉自在に弾支付設され、
常時はバネ32により枢軸30を支点として開放方向に付勢
されており、また閉合に当っては感知部材11の後端に上
向きに起立させた作動尾部11aを形成し、該尾部11aをロ
ッド部材９側に装設した流体圧シリンダ等の駆動部材3
3、進退ロッド34により押下し、フォーク部材10の下面
側にバネ32に抗して、略平行状に閉合させるようにした
ものであり、また実施例ではＬ形ストッパ27の設けられ
るロッド部材９の下端後側位置に接近スイッチ35を設け
る。このさい実施例では前記感知部材11を、複数個のフ
ォーク部材10の内、中央位置にある１箇のフォーク部材
10の下面にのみ設置したものを示しているが、感知部材
11をいずれのフォーク部材10に並設するか、またその設
置数は必ずしも図例のみに拘束されるものではない。

さらに、上記ロッド部材９の背面に、第３図に示すよう
に、１対のエアーシリンダー41,41を設け、このエアー
シリンダー41,41の外側に設けた進退ロッド42,42の先端
部に、エアーシリンダー方式による公知のクリップ43,4
3を設けたものである。

上記した実施例のハンドによれば、物品の把持、搬送は
次のようにして行われる。第５図において、物品Ａ（図
例では印刷された小束状の紙葉ａを大束状に積層し、こ
れを紐ｂで結束したものを示している）は、ローラコン
ベヤ36によって搬送され、ロボット設置位置においてロ
ーラコンベヤ36が所定位置で停止されると、流体圧シリ
ンダ等の駆動部材37の進退ロッド38によって押し上げ台
39が上昇し、該台39にローラ間隔に応じて列設した押し
上げ板40により、物品Ａを所定位置に押し上げかつ支承
する。この状態で吊持部材６を始めとして組立てられた
進退押圧部材７、昇降支持部材８、ロッド部材９、フォ
ーク部材10および感知部材11による一連のハンド２が下
降する。この下降に当り、第６図で示すように進退押圧
部７は図示実線位置に停止しており、また昇降支持部材
８およびロッド部材９（フォーク部材10、感知部材11を
含む）は上昇位置にあり、かつロッド部材９、フォーク
部材10および感知部材11はその上昇位置において、図示
点線で示した垂直位置から、回動軸20によって実線で示
すように外側に回動した停止姿勢で下降する。従って同
じく第６図に示すように進退押圧部材７が矢印のように
昇降支持部材８に向かって前進して、該支持部材８と前
記押圧部材７間に物品Ａを両側面を加圧下に把持し、こ
れと同時に回動軸20の逆回動により、ロッド部材９、フ
ォーク部材10および感知部材11は同図矢印で示すように
旋回して、実線位置から点線位置に示すように、ロッド
部材９は直立し、フォーク部材10と感知部材11とは物品
Ａの下方でかつ押し上げ板40,40間に進入する。従って
この状態でハンド２を上昇させれば、フォーク部材10は
物品Ａの下面を支承し、部材7,8による両側面把持、フ
ォーク部材10による物品Ａの下面支承下に、物品Ａを目
的位置に搬送することができる。上記した一連の運動に
当って、感知部材11はフォーク部材10の下面に閉合状態
とされており、またこの閉合は先に述べたように、近接
スイッチ35による駆動部材33を進退ロッド34が、感知部
材11の作動尾部11aを下方に押下し、部材11を枢軸30を
支点として回動させることによって得られる。

ロボットハンド２が所定の積み降し位置に到達すれば、
第７図に示すように、駆動部材33の進退ロッド34を後退
させ、感知部材11の作動尾部11aを解放し、バネ32によ
り該部材11を開放状態としたハンド２を、物品Ａを把持
状態のまま下降させる。図示のように開放状態となって
フォーク部材10より先行する感知部材11が、既に床面上
等に積載されている物品Ａの上面に接触すると、近接ス
イッチ35が感知し、前記フォーク部材10および感知部材
11が把持している物品Ａの下面と既に下方に積載されか
つ感知部材11が接触した物品Ａの上面との間において、
自由に回動、退避できる作動スペースを作るために、ハ
ンド２は同図にＸで示した下降位置から（実線位置）、
同図にＹで示す上昇位置（点線位置）まで再上昇され
る。そしてこの再上昇位置において開放状態の感知部材
11をフォーク部材10の下面側に閉合状態とし、回動軸20
の回動を介して、同軸20を支点としてロッド部材９およ
びフォーク部材10、感知部材11を、先に第６図の実線で
示した側方位置に回動、退避させて物品Ａの下面の支承
を解放する。次いで昇降支持部材８との間で物品Ａを把
持している進退押圧部材７を後退させるのであり、この
解除によって物品Ａは昇降支持部材８に沿って下方に放
出され、既存の積載物品Ａの上面に積層状の載置される
のである。

上記物品Ａが、第９図に示すように、パレット44上に大
束状に積層、結束された印刷物の場合は、パレット44の
近傍で、第８図に示すように、合紙45を昇降軸46上端の
昇降台47に積層し、合紙45の前側上方より、昇降台47側
またはハンド２側に配置した１対のエアーシリンダー4
8,48の進退ロッド49,49を下降させ、その下端に設けた
吸引カップ50,50を合紙45に押圧し、最上部の合紙45を
第８図に示すように、吸引カップ50,50に吸引させて所
定高さまで持ち上げ、この状態において、上記エアーシ
リンダー41,41の進退ロッド42,42を幅方向に伸長させた
のち、クリップ43,43により浮き上がった合紙45の端部
を把持させ、この状態で第９図に示すように印刷物上に
合紙45が位置するようにハンド２を移動させて、印刷物
上に合紙45を載置、被覆する。この実施例では合紙45を
把持するのに１対のクリップ43,43を用いたが、これに
代えて吸引カップまたはその他の把持部材を用いてもよ
い。

上記した一連の物品把持、搬送操作に際し、本考案ハン
ドにおいては、ハンドの構造主体である吊持部材６を、
固定板３側に弾支昇降自在に吊り下げ、これに進退押圧
部材７、昇降支持部材８、ロッド部材９およびフォーク
部材10（感知部材11を包含する）による把持機構を保持
させ、吊持部材６の支持具５に対応してリミットスイッ
チ等の感知部材４を配置したので、ハンド下降のさい各
部材が物品Ａ、コンベヤ36、その他の異物等と接触、衝
突した際、吊持部材６は僅かな衝撃に対しても敏速に同
行して昇降し、その異更を確実に捕捉し、感知部材４を
介しロボット本体１側の運転を即時停止し、各部材にお
ける折曲その他の変形、破損トラブルを確実に防止す
る。把持機構の最下端に位置するフォーク部材10側にも
感知部材11を並設することによって、上記した異変の検
出はより確実化される。また本考案の把持機構におい
て、物品Ａの両側面を支持する部材7,8は、垂直昇降、
水平進退動作であるが、物品Ａの下面を支持するフォー
ク部材10は、ロッド部材９を介して、回動により進入、
退避させるようにしたので、下面の支承、解放は一動作
で足り、処理スピードを短縮し、能率的な作業が可能で
ある。またフォーク部材10はロッド部材９に対し、枢軸
25による枢支、付設構造とすることにより、異物との接
触、衝撃に当ってフォーク部材10への衝撃は緩和される
とともに、その感知部材11の並設によって、下方空間に
おける物品Ａやコンベヤ36、その他の異物の位置判断や
確認も効果的に行われる。

さらに、上記物品Ａが大束状に積層、結束された印刷物
の場合は、ロッド部材９の背面に１対の把持部材である
クリップ43,43を幅方向に伸縮可能に設けたので、昇降
台47上に積層した合紙45の幅にクリップ43,43間隔を対
応させて、最上部の合紙45を把持し、印刷物上に移行し
て供給、被覆することができる。

（考案の効果） 本考案のロボットハンドによれば、物品Ａの把持、解
放、搬送に際し、ハンド構成各部材が他物と接触、衝突
する僅かな振動、衝撃を、吊持部材、該部材に組込んだ
搬送把持機構とその上下に配設した感知部材によって迅
速にかつ確実に捕捉し、ロボット運転を即時停止するこ
とにより、各部材の損傷事故を解消し、ハンドの安全性
と耐用性を向上させる。またその把持機構において進
退、昇降する押圧部材および支持部材に対し、側方に回
動して物品Ａの下面に出入自在に回動するフォーク部材
を備えることによって、把持解放動作を従来より円滑に
迅速化し、処理能力を向上させることができ、またフォ
ーク部材をロッド部材に枢支、付設することによって、
フォーク部材に加わる衝撃の緩和も可能となって、フォ
ーク部材の耐用性も改善される等の効果を有するもので
ある。さらに、上記物品Ａが大束状に積層、結束された
印刷物の場合は、ロッド部材の背面に幅方向に伸縮可能
に設けた１対の把持部材を合紙の幅に対応させて伸縮し
て把持し、印刷物上に移行して供給、被覆することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図はロボットハンド既知例の概略正面図、第２図は
本考案ロッド実施例における吊持部材吊持構造要部の斜
視図、第３図は同ハンド把持機構要部の斜視図、第４図
（Ａ）（Ｂ）はフォーク部材枢支要部および感知部材支
持要部の各側面図、第５図は同ハンドによる物品把持、
搬送動作を示す正面図、第６図は同把持機構による物品
把持動作を示す側面図、第７図は同把持機構による物品
積み降し動作を示す側面図、第８図は合紙の把持前を示
す斜視図、第９図は合紙の供給状態を示す斜視図であ
る。 １……ロボット本体、２……ハンド、３……固定板、４
……感知部材、５……支持具、６……吊持部材、７……
進退押圧部材、８……昇降支持部材、９……ロッド部
材、10……フォーク部材、11……感知部材、43……クリ
ップ、Ａ……物品。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】ロボット本体（１）に付設されて物品の把
   持、搬送を行うハンド（２）であって、該ハンド（２）
   はロボット本体（１）側の固定板（３）に、停止用感知
   部材（４）を具備した支持具（５）により昇降自在に吊
   り下げ弾支した吊持部材（６）と、該吊持部材（６）に
   物品把持のために対設される進退押圧部材（７）および
   昇降支持部材（８）と、前記支持部材（８）の外側に配
   置される複数の、かつ昇降兼可回動に列設されるロッド
   部材（９）および該ロッド部材にそれぞれ枢支され、前
   記押圧部材（７）に向かって延びるフォーク部材（10）
   とから成り、該フォーク部材（10）の下面には、該部材
   （10）に先行する感知部材（11）が開閉自在に並設さ
   れ、さらに前記ロッド部材（９）の背面に１対のクリッ
   プ（43）（43）などの把持部材を幅方向に伸縮可能に設
   けたことを特徴とするロボットハンド。