JPH07328973A - ロボット用把持装置及びこれを用いた部材把持方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 重量の大きい部材を確実堅固に把持すること
ができかつ軽量化が図れるロボット用把持装置及びこれ
を用いた部材把持方法を提供する。 【構成】 穴部２４が形成された部材２３と、ベース１
６と該ベース１６に突設された伸縮可能なピン１７と該
ピン１７の先端側に設けられた係合部１８とを有するロ
ボット用把持装置１４とを用い、ロボット用把持装置１
４のピン１７を部材２３の穴部２４に挿通させ、該ピン
１７の係合部１８の部材２３への係合及び縮長を行なう
ことにより、係合部１８とベース１６とで部材２３を把
持する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、特に建築用構造部材
等、重量の大きい部材に用いて好適なロボット用把持装
置及びこれを用いた部材把持方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のロボット用把持装置は、一対の近
接離間可能な板部を有しており、これら板部で、部材の
両外側を把持し、この状態で部材を運搬あるいは所定の
位置に配置等するようになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
造の従来のロボット用把持装置を、重量の大きい建築用
構造部材の建方等に適用した場合に、該構造部材を両側
から板部で把持するのみでは、把持が確実とは言えず、
このため把持力を大きくすると把持力発生のために大き
な動力が必要になる等の理由でロボット用把持装置の重
量が増大してしまうという問題があった。したがって、
本発明の目的は、重量の大きい部材を確実堅固に把持す
ることができかつ軽量化が図れるロボット用把持装置及
びこれを用いた部材把持方法を提供することである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のロボット用把持装置は、ベースと、該ベー
スに突設された伸縮可能なピンと、該ピンの先端側に設
けられた、把持する部材に係合する係合部とを有するこ
とを特徴としている。

【０００５】本発明の部材把持方法は、穴部が形成され
た部材と、ベースと該ベースに突設された伸縮可能なピ
ンと該ピンの先端側に設けられた係合部とを有するロボ
ット用把持装置とを用い、前記ロボット用把持装置のピ
ンを前記部材の穴部に挿通させ、前記係合部の前記部材
への係合及び前記ピンの縮長を行なうことにより、前記
係合部と前記ベースとで前記部材を把持することを特徴
としている。

【０００６】

【作用】本発明のロボット用把持装置によれば、部材に
穴部を形成しておき、該穴部にピンを挿通させ、係合部
の部材への係合及びピンの縮長を行なうことにより、係
合部とベースとで部材を把持することになる。そして、
この把持状態でピンが部材の穴部に挿通されているた
め、該ピンで部材の重量を受けることができ、よって、
把持力を小さくできる。

【０００７】本発明の部材把持方法によれば、ロボット
用把持装置のピンを部材の穴部に挿通させ、係合部の部
材への係合及びピンの縮長を行なうことにより、ロボッ
ト用把持装置は、係合部とベースとで部材を把持するこ
とになる。そして、この把持状態でピンが部材の穴部に
挿通されているため、該ピンで部材の重量を受けること
ができ、よって、ロボット用把持装置の把持力を小さく
できる。

【０００８】

【実施例】本発明の第１実施例によるロボット用把持装
置及びこれを用いた部材把持方法を図１〜図４を参照し
て以下に説明する。

【０００９】図中符号１０は、建築用構造部材（以下、
構造部材と称す）９を建方するロボットを示すもので、
該ロボット１０は、自走のための走行装置７を具備する
台車部１１と、該台車部１１に水平旋回自在に設けられ
た旋回台８と、旋回台８上に揺動自在かつ伸縮自在に設
けられたアーム１２と、台車部１１の側部に二カ所設け
られた、ロボット１０の作動姿勢を安定させるためのア
ウトリガー１３，１３とを有しており、アーム１２の先
端に把持装置（ロボット用把持装置）１４が揺動自在に
取り付けられている。

【００１０】第１実施例の把持装置１４は、図２に示す
ように、ベース１６と、該ベース１６に垂直突設された
伸縮可能な二つの平行なピン１７，１７と、これらピン
１７，１７の先端部にそれぞれ設けられた可動式フック
（係合部）１８，１８とを有している。ピン１７，１７
は、円柱状をなすとともに、ベース１６内に内蔵された
油圧シリンダ１９，１９の駆動により軸方向に伸縮可能
とされている。また、可動式フック１８，１８は、ピン
１７，１７内に格納された状態と、ピン１７，１７から
径方向外方に突出された状態とに図示せぬ駆動手段の駆
動で切替可能となっており、突出状態において、ピン１
７，１７の先端側部分がピン１７，１７の外周部に等し
く、ピン１７，１７の基端側がピン１７，１７の外周部
から径方向に突出するよう傾斜した形状をなしている。

【００１１】一方、構造部材として、例えば、図３に示
す一対の平行な平板部２１，２１とこれら同士を連結さ
せる連結板部２２とを有する鋼材からなる梁部材（部
材）２３を例示して説明すると、該梁部材２３の連結板
部２２の幅方向の中心線上であって長さ方向の中央位置
に、上記ピン１７，１７同士のピッチと同ピッチをなす
よう２カ所の穴部２４，２４が一対形成されている。こ
れら穴部２４，２４はピン１７，１７を挿通可能とする
よう該ピン１７，１７より若干大径とされている。な
お、可動式フック１８，１８とベース１６との間の距離
は、ピン１７，１７がベース１６から最も突出した状態
において連結板部２２の厚さより長くなり、ピン１７，
１７がベース１６側に最も引き込まれた状態において連
結板部２２の厚さより短くなるよう設定されている。

【００１２】そして、図４に示すように、把持装置１４
の両ピン１７，１７（図４では一方のみ図示）を、梁部
材２３の両穴部２４，２４にそれぞれ挿通させた後、可
動式フック１８，１８を開状態にさせる。そして、油圧
シリンダ１９，１９を駆動してピン１７，１７を縮長さ
せることにより、可動式フック１８，１８が梁部材２３
の連結板部２２に係合し、該可動式フック１８，１８と
ベース１６とで梁部材２３が、ピン１７，１７で回転が
規制された状態で把持されることになる。また、把持を
解除する場合は、ピン１７，１７を伸長させた後、可動
式フック１８，１８をピン１７，１７内に格納し、ピン
１７，１７を穴部２４，２４から抜くことになる。

【００１３】次に、本発明の第２実施例によるロボット
用把持装置及びこれを用いた部材把持方法を図５〜図７
を参照して以下に説明する。第２実施例の把持装置１４
は、ベース１６と、該ベース１６に垂直突設された伸縮
可能な二つの平行なピン１７，１７と、これらピン１
７，１７の先端部にそれぞれ同軸に設けられた回転可能
な回転部（係合部）２８，２８とを有している。ピン１
７，１７は、円柱状をなすとともに、ベース１６内に内
蔵された油圧シリンダ１９，１９の駆動により軸方向に
伸縮可能とされている。ここで、回転部２８，２８は、
短軸がピン１７，１７の直径以上とされた楕円形状をな
しており、図示せぬ駆動手段で駆動されて、ピン１７，
１７の配列方向にそれぞれの長軸が沿う方向と、ピン１
７，１７の配列方向にそれぞれの短軸が沿う方向とに回
転切替可能となっている。

【００１４】一方、構造部材として、例えば、図６に示
す一対の平行な平板部２１，２１とこれら同士を連結さ
せる連結板部２２とを有する鋼材からなる梁部材２３を
例示して説明すると、該梁部材２３の連結板部２２の幅
方向の中心線上であって長さ方向の中央位置に上記ピン
１７，１７間のピッチと同ピッチをなすよう一対の穴部
２４，２４が形成されている。第２実施例の穴部２４，
２４は、梁部材２３の長さ方向に長軸を沿わせた楕円状
をなしており、同方向に長軸を沿わせた状態の回転部２
８，２８及びピン１７，１７を挿通可能とするよう回転
部２８，２８より若干大きく形成されている。なお、回
転部２８，２８とベース１６との間の距離は、ピン１
７，１７がベース１６から最も突出した状態において連
結板部２２の厚さより長くなり、ピン１７，１７がベー
ス１６側に最も引き込まれた状態において連結板部２２
の厚さより短くなるよう設定されている。

【００１５】そして、図７に示すように、把持装置１４
の回転部２８，２８及びピン１７，１７を、回転部２
８，２８の長軸方向を、穴部２４，２４の長軸方向に合
せた状態で、穴部２４，２４にそれぞれ挿通させ、回転
部２８，２８を９０゜回転させる。そして、油圧シリン
ダ１９，１９を駆動してピン１７，１７を縮長させるこ
とにより、回転部２８，２８が梁部材２３の連結板部２
２に係合し、該回転部２８，２８とベース１６とで梁部
材２３が把持されることになる。また、把持を解除する
場合は、ピン１７，１７を伸長させた後、回転部２８，
８８を回転させて挿通時の状態に戻し、ピン１７，１７
及び回転部２８，２８を穴部２４，２４から抜くことに
なる。

【００１６】以上に述べた第１及び第２実施例の把持装
置１４によれば、該把持装置１４で梁部材２３を把持し
た状態において、ピン１７，１７が梁部材２３の穴部２
４，２４に挿通されているため、該ピン１７，１７で梁
部材２３の重量を受けることができ、よって、把持力の
作用方向に直交する方向に梁部材２３がずれないため、
把持力のみで梁部材２３の前記方向のずれを防止する場
合に比して把持力を小さくできる。したがって、重量の
大きい部材を確実堅固に把持することができるととも
に、把持力を発生させる油圧シリンダ１９，１９による
動力を小さくできるため軽量化が図れる。また、把持装
置１４による梁部材２３の把持が容易であるため自動化
が図れる。さらに、把持用仮設ピースを取り付けたり撤
去したりする必要がなくなる。加えて、梁部材２３の重
量的なバランスの良い場所に穴部２４，２４を設けるこ
とにより、この位置を把持すれば、該梁部材２３を他の
部材に組み付ける作業が円滑に行なえる。

【００１７】なお、係合部は、上記構成の可動式フック
１８，１８及び回転部２８，２８に限定されることな
く、例えば、穴部２４，２４の奥側にメネジを形成して
おき、ピン１７の先端にオネジを形成しておくことによ
り、これらを螺合させて係合させる構成等を採用するこ
とができる。また、穴部２４，２４を鍵穴状とし回転部
２８，２８を該鍵穴に対応した鍵形状とすることも可能
である。加えて、梁部材２３に限定されることなく、柱
部材、壁部材あるいは床部材等、他の構造部材の把持に
も適用できる。

【００１８】以下に、上記把持装置１４を有するロボッ
ト１０を用いた構造部材の建方について説明する。ま
ず、長く重い梁部材２３を建方するため、一台当りの重
量負荷を低減させるようロボット１０を二台用いた場合
を図８〜図１３を参照して説明する。ロボット１０を二
台用いるため、梁部材２３には、図８に示すように、両
端から同距離内側となる位置に、上記と同様の穴部２
４，２４がそれぞれ一対ずつ形成されている。

【００１９】梁部材２３は、既に建方された床面上に搭
載されたロボット１０，１０で、既に建方された一対の
柱部材３０，３０間に建方されるもので、図９に示すよ
うに、ロボット１０，１０の柱部材３０，３０に対し反
対側に、連結板部２２を水平方向に沿わせた状態で搬送
台車３１，３１，…により搬入され、所定距離離間配置
された両ロボット１０，１０の把持装置１４，１４に把
持される。そして、ロボット１０，１０は、梁部材２３
を、図１０に示すように、連結板部２２が垂直をなすよ
う角度を替えさせて手前まで移動させ、この状態から、
図１１に示すように、持ち上げた後、図１２に示すよう
に、連結板部２２が水平をなすよう角度を替えた後、ア
ーム１２，１２の水平旋回により柱部材３０側に位置さ
せる。そして、梁部材２３を、連結板部２２が垂直をな
すよう角度を替えた後、図１３に示すように、柱部材３
０の上部間に上側から降ろして取り付ける。

【００２０】なお、さらに長く重い梁部材２３を建方す
る場合には、一台当りの重量負荷を低減させるようロボ
ット１０を多数用いることも可能であり、例えば四台用
いる場合は、図１４に示すように、梁部材２３に、両端
から同距離内側となる位置に、上記と同様の穴部２４，
２４をそれぞれ二対ずつ形成しておき、図１５に示すよ
うに、ロボット１０を二台一組に連結させたパラレルロ
ボット２６を二機用いて、一方のパラレルロボット２６
の両アーム１２，１２の把持部１４，１４で梁部材２３
の長さ方向における一端側を、他方のパラレルロボット
２６の両アーム１２，１２の把持部１４，１４で梁部材
２３の他端側をそれぞれ把持させて、上記と同様に建方
すればよい。

【００２１】次に、ロボットを一台用いて柱部材を建方
する場合を図１６〜図２２を参照して説明する。図１６
に示すように、柱部材（部材）３２は、中空角筒状をな
すとともに、長さ方向の一端側に突部３３が、他端側に
他のものの突部３３を嵌合させる嵌合穴３４が形成され
ている。そして、一の側板部３５に、幅方向の中心線上
であって、長さ方向の略中央位置に上記と同様の一対の
穴部２４，２４が形成されている。

【００２２】柱部材３２は、既に建方された床面上に搭
載されたロボット１０で、既に建方された柱部材３０の
上部に建方されるもので、図１７に示すように、ロボッ
ト１０の柱部材３０に対し反対側に、突部３３をロボッ
ト１０側に位置させた水平状態で搬送台車３１により搬
入され、図１８に示すように、ロボット１０の把持装置
１４により把持される。そして、ロボット１０は、柱部
材３２を、図１９に示すように、持ち上げた後、図２０
に示すように、アーム１２とともに水平旋回させ、図２
１に示すように、突部３３が下方に位置するよう鉛直方
向に沿わせた後、図２２に示すように、既に建方された
柱部材３０の上部位置に位置させ、該柱部材３０の上部
の嵌合穴（図１６参照）３４に突部３３を嵌合させて取
り付けられる。

【００２３】また、重い柱部材を建方するため、一台当
りの重量負荷を低減させるようロボットを二台用いた場
合を図２３〜図２８を参照して説明する。ロボット１０
を二台用いるため、柱部材３２には、図２３に示すよう
に、一の側板部３５に、その長さ方向の両端から所定同
距離内側となる位置に、上記と同様の穴部２４，２４が
それぞれ一対ずつ形成されている。

【００２４】図２４に示すように、二台のロボット１
０，１０は連結されてパラレルロボット２６とされ、既
に建方された床面上に搭載されており、柱部材３２は、
このパラレルロボット２６で、既に建方された柱部材３
０の上部に建方される。すなわち、まず、柱部材３２
は、パラレルロボット２６のロボット１０，１０の連結
方向に沿って、突部３３を柱部材３０に対し反対側に位
置させた水平状態で搬送台車３１，３１，…により搬入
され、パラレルロボット２６の把持装置１４，１４に把
持される。そして、パラレルロボット２６は、把持した
柱部材３２を、図２５に示すように持ち上げ、図２６に
示すように、突部３３が下方に位置するよう鉛直方向に
沿わせた後、図２７に示すように、既に建方された柱部
材３０の上部位置に位置させ、図２８に示すように、該
柱部材３０の上部の嵌合穴（図２３参照）３４に突部３
３を嵌合させて取り付ける。

【００２５】加えて、さらに重い柱部材を建方するため
一台当りの重量負荷を低減させるようロボットを四台用
いた場合を図２９〜図３５を参照して説明する。ロボッ
ト１０を四台用いるため、柱部材３２には図２９に示す
ように、一の側板部３５に、その長さ方向の両端から所
定同距離内側となる位置に、上記と同様の穴部２４，２
４がそれぞれ一対ずつ形成されており、該側板部３５に
対し反対側の側版部３６にも、同様の穴部２４，２４が
二対形成されている。

【００２６】図３０に示すように、二台のロボット１
０，１０が連結されたパラレルロボット２６が並列され
て、既に建方された床面上に搭載されており、柱部材３
２は、これらパラレルロボット２６，２６で、既に建方
された柱部材３０の上部に建方される。すなわち、ま
ず、柱部材３２は、パラレルロボット２６，２６の間
に、突部３３を柱部材３０に対し反対側に位置させた水
平状態で搬送台車３１，３１により搬入され、パラレル
ロボット２６，２６のすべての把持装置１４，１４，…
に両側から把持される。そして、パラレルロボット２
６，２６は、柱部材３２を、図３１に示すように、搬送
台車３１上を柱部材３０側に滑らせた後、図３２に示す
ように、水平状態を維持しつつ持ち上げて、図３３及び
図３４に示すように、突部３３が下方に位置するよう揺
動させた後、既に建方された柱部材３０の上部位置に位
置させ、図３５に示すように、該柱部材３０の上部の嵌
合穴（図２９参照）３４に突部３３を嵌合させて取り付
ける。

【００２７】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明のロボット
用把持装置によれば、部材に穴部を形成しておき、該穴
部にピンを挿通させ、係合部の部材への係合及びピンの
縮長を行なうことにより、係合部とベースとで部材を把
持することになる。そして、この把持状態でピンが部材
の穴部に挿通されているため、該ピンで部材の重量を受
けることができ、よって、把持力を小さくできる。した
がって、重量の大きい部材を確実堅固に把持することが
できるとともに、把持力を発生させる動力を小さくでき
るため軽量化が図れる。

【００２８】本発明の部材把持方法によれば、ロボット
用把持装置のピンを部材の穴部に挿通させ、係合部の部
材への係合及びピンの縮長を行なうことにより、ロボッ
ト用把持装置は、係合部とベースとで部材を把持するこ
とになる。そして、この把持状態でピンが部材の穴部に
挿通されているため、該ピンで部材の重量を受けること
ができ、よって、ロボット用把持装置の把持力を小さく
できる。したがって、重量の大きい部材を確実堅固に把
持することができるとともに、把持力を発生させる動力
を小さくできるため軽量化が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例によるロボット用把持装置
が用いられたロボットを示す斜視図である。

【図２】本発明の第１実施例によるロボット用把持装置
を概略的に示す側面図である。

【図３】本発明の第１実施例によるロボット用把持装置
で把持される梁部材を示す正面図である。

【図４】本発明の第１実施例によるロボット用把持装置
で部材を把持した状態を示す側断面図である。

【図５】本発明の第２実施例によるロボット用把持装置
を概略的に示すもので（ａ）は側面図（ｂ）は正面図で
ある。

【図６】本発明の第２実施例によるロボット用把持装置
で把持される梁部材を示す正面図である。

【図７】本発明の第２実施例によるロボット用把持装置
で梁部材を把持した状態を示すもので、（ａ）は正面図
（ｂ）は側断面図である。

【図８】本発明のロボット用把持装置により把持される
梁部材の別の例を示す正面図である。

【図９】図８に示す梁部材を建方する際の一状態を示す
もので、（ａ）は平面図（ｂ）は正面図である。

【図１０】図９に続く工程を示す平面図である。

【図１１】図１０に続く工程を示す正面図である。

【図１２】図１１に続く工程を示す正面図である。

【図１３】図１２に続く工程を示すものであって、
（ａ）は平面図（ｂ）は正面図である。

【図１４】本発明のロボット用把持装置により把持され
る梁部材のさらに別の例を示す正面図である。

【図１５】図１４に示す梁部材を建方する際の一状態を
示す平面図である。

【図１６】本発明のロボット用把持装置により把持され
る柱部材の一例を示す正面図である。

【図１７】図１６に示す柱部材を建方する際の一状態を
示すもので、（ａ）は平面図（ｂ）は正面図である。

【図１８】図１７に続く工程を示す正面図である。

【図１９】図１８に続く工程を示す正面図である。

【図２０】図１９に続く工程を示す正面図である。

【図２１】図２０に続く工程を示す正面図である。

【図２２】図２１に続く工程を示す正面図である。

【図２３】本発明のロボット用把持装置により把持され
る柱部材の別の例を示す側断面図である。

【図２４】図２３に示す柱部材を建方する際の一状態を
示すもので、（ａ）は平面図（ｂ）は正面図である。

【図２５】図２４に続く工程を示す正面図である。

【図２６】図２５に続く工程を示す正面図である。

【図２７】図２６に続く工程を示す正面図である。

【図２８】図２７に続く工程を示す正面図である。

【図２９】本発明のロボット用把持装置により把持され
る柱部材のさらに別の例を示す側断面図である。

【図３０】図２９に示す柱部材を建方する際の一状態を
示すもので、（ａ）は平面図（ｂ）は正面図である。

【図３１】図３０に続く工程を示す正面図である。

【図３２】図３１に続く工程を示す正面図である。

【図３３】図３２に続く工程を示す正面図である。

【図３４】図３３に続く工程を示す正面図である。

【図３５】図３４に続く工程を示す正面図である。

【符号の説明】

９ 構造部材（部材） １４ 把持装置（ロボット用把持装置） １６ ベース １７ ピン １８ 可動式フック（係合部） ２３ 梁部材（部材） ２４ 穴部 ２８ 回転部（係合部） ３２ 柱部材（部材）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ベースと、該ベースに突設された伸縮可
   能なピンと、該ピンの先端側に設けられた、把持する部
   材に係合する係合部とを有することを特徴とするロボッ
   ト用把持装置。
2. 【請求項２】 穴部が形成された部材と、ベースと該ベ
   ースに突設された伸縮可能なピンと該ピンの先端側に設
   けられた係合部とを有するロボット用把持装置とを用
   い、 前記ロボット用把持装置のピンを前記部材の穴部に挿通
   させ、前記係合部の前記部材への係合及び前記ピンの縮
   長を行なうことにより、前記係合部と前記ベースとで前
   記部材を把持することを特徴とする部材把持方法。