JPH0852683A - Hand mechanism - Google Patents

Hand mechanism

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JPH0852683A
JPH0852683A JP18971094A JP18971094A JPH0852683A JP H0852683 A JPH0852683 A JP H0852683A JP 18971094 A JP18971094 A JP 18971094A JP 18971094 A JP18971094 A JP 18971094A JP H0852683 A JPH0852683 A JP H0852683A
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JP
Japan
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hand
axis direction
parallel spring
direction parallel
compliance
Prior art date
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Application number
JP18971094A
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Japanese (ja)
Inventor
Joji Yamaguchi
城治 山口
Yasuhide Nishida
安秀 西田
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To provide a small sized hand mechanism having compliance in two freedom degree translational directions by providing each parallel spring mechanism in an X-axis/Y-axis direction having a compliance part of giving compliance of a hand part. CONSTITUTION:In a hand mounting part 15 of a robot movable in an X-axis/ Y-axis direction by X-axis direction/Y-axis direction each moving mechanism, a fixed part 19a of a Y-axis direction parallel spring mechanism 19 is fixed; and in a movable part 19b of this mechanism 19, a fixed part 18a of an X-axis direction parallel spring mechanism 18 is fixed. This X-axis direction parallel spring mechanism 18 is fitted to be arranged in the inside of two spring parts 19c of constituting the Y-axis direction parallel spring mechanism 19, and fixed to a hand part 17 of a movable part 18b of this mechanism 18. An angle, formed by a movable direction of each parallel spring mechanism 18, 19, is 90 deg., and as a result, a compliance part 16 has compliance of independent two freedom degree translational directions, so that the hand part 17 has compliance of translational two freedom degree direction relating to the hand mounting part 15.

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、ロボットに装備され
る、ハンド機構に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a hand mechanism mounted on a robot.

【0002】[0002]

【従来の技術】図5はロボットに用いられる、ハンド機
構の従来例Aである。図中、1はハンド部、2はフレー
ム形ハンド取り付け部、3はアーム4の周方向90゜等
間隔にハンド取り付け部2間に亙り張設したコイルバ
ネ、5はコンプライアンス部である。ハンド部1は、ハ
ンド取り付け部2に対し、コイルバネ3を介してアーム
4に取り付けられている。
2. Description of the Related Art FIG. 5 shows a conventional example A of a hand mechanism used in a robot. In the figure, 1 is a hand portion, 2 is a frame type hand attaching portion, 3 is a coil spring stretched between the hand attaching portions 2 at equal intervals of 90 ° in the circumferential direction of the arm 4, and 5 is a compliance portion. The hand unit 1 is attached to the arm attachment unit 2 via a coil spring 3 with respect to the hand attachment unit 2.

【0003】部品のアセンブリなどを目的とするロボッ
トでは、アセンブリ部品の損傷を防ぎ、より円滑な動作
を実現するため、ハンド部1にコンプライアンスを持た
せることが好ましい。そのため、適したコンプライアン
スをハンド部1に持たせるための、コンプライアンス部
5をハンド機構Aに設けることが一般的である。
In a robot for the purpose of assembling parts, it is preferable that the hand part 1 has compliance in order to prevent damage to the assembly parts and realize smoother operation. Therefore, it is common to provide the hand mechanism A with the compliance section 5 for providing the hand section 1 with suitable compliance.

【0004】図5に示す従来例では、コイルバネ3群が
コンプライアンス部5を構成しており、同図中、ハンド
部1の水平面内直角座標X軸方向、Y軸方向の並進2自
由度方向、およびX軸回り、Y軸回りの回転2自由度方
向のコンプライアンスを与えている。
In the conventional example shown in FIG. 5, a group of coil springs 3 constitutes a compliance section 5, and in the figure, a rectangular coordinate in the horizontal plane of the hand section 1 in the X-axis direction, the Y-axis translational two-degree-of-freedom direction, And about the X axis and the Y axis, the compliance in the direction of two degrees of freedom of rotation is given.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】前記のハンド機構A
は、コンプライアンス部5としてコイルバネ3を用いて
いるため、並進方向、および回転方向のコンプライアン
スを有している。したがって、並進方向のみのコンプラ
イアンスが必要とされる場合には、このようなハンド機
構Aは適さない。
The above hand mechanism A
Uses the coil spring 3 as the compliance part 5, and therefore has compliance in the translational direction and the rotational direction. Therefore, such a hand mechanism A is not suitable when compliance in only the translational direction is required.

【0006】また、大きなコンプライアンス値が必要と
される場合には、コイルバネ3が長くなり、コンプライ
アンス部5が大きくなる。そのため、ハンド機構A全体
の大型化が避けられない。
When a large compliance value is required, the coil spring 3 becomes long and the compliance portion 5 becomes large. Therefore, an increase in the size of the entire hand mechanism A cannot be avoided.

【0007】他方、図6に示す垂直面内直角座標Y軸,
Z軸方向可動自在な平行バネ機構よりなるコンプライア
ンス部6が従来より知られている。同図中(a)は正面
図、(b)は可動部の変位状態正面図、(c)は正面斜
視図である。
On the other hand, the vertical in-plane rectangular coordinate Y-axis shown in FIG.
A compliance unit 6 including a parallel spring mechanism that is movable in the Z-axis direction has been conventionally known. In the figure, (a) is a front view, (b) is a displacement state front view of the movable part, and (c) is a front perspective view.

【0008】図中、7は固定部、8はバネ部、9は弾性
ヒンジ部、10は断面略半円弧形弾性溝、11は剛体
部、12は可動部である。図6(a)は可動部移動前の
図、図6(b)は可動部移動後の図、図6(c)は全体
の構造斜面図である。バネ部8は、弾性ヒンジ部9と剛
体部11より構成される。
In the figure, 7 is a fixed part, 8 is a spring part, 9 is an elastic hinge part, 10 is an elastic groove having a substantially semi-circular cross section, 11 is a rigid part, and 12 is a movable part. 6A is a diagram before moving the movable part, FIG. 6B is a diagram after moving the movable part, and FIG. 6C is a perspective view of the entire structure. The spring portion 8 is composed of an elastic hinge portion 9 and a rigid body portion 11.

【0009】可動部12に+Y軸方向の力が作用する
と、弾性ヒンジ部9が曲り、図6(b)に示したように
可動部12は平行に移動する。すなわち、平行バネ部8
は可動部12の並進方向のみにコンプライアンスを有
し、可動部12の回転方向のコンプライアンスは0であ
る。
When a force in the + Y-axis direction acts on the movable portion 12, the elastic hinge portion 9 bends and the movable portion 12 moves in parallel as shown in FIG. 6 (b). That is, the parallel spring portion 8
Has compliance only in the translational direction of the movable part 12, and the compliance in the rotational direction of the movable part 12 is zero.

【0010】また、並進方向のコンプライアンス値は、
図6(c)に示したような弾性ヒンジ部9の肉厚t、バ
ネ部8の長さl、バネ部8の幅bにより決定される。2
組のバネ部8を平行延在したこの平行バネ機構を用い、
2自由度並進方向コンプライアンス部6を構成する。
The compliance value in the translation direction is
It is determined by the thickness t of the elastic hinge portion 9 as shown in FIG. 6C, the length l of the spring portion 8 and the width b of the spring portion 8. Two
Using this parallel spring mechanism in which a pair of spring parts 8 extend in parallel,
The two-degree-of-freedom translational direction compliance unit 6 is configured.

【0011】しかしながら、このコンプライアンス部6
はあくまでも垂直面内座標Y軸,Z軸方向の可動は可能
でも平面内座標ではY軸方向の単方向のみの可動しか実
現し得ないため図5に示すハンド機構Aでの課題として
の水平面内座標X軸,Y軸方向のみの可動コンプライア
ンスを満足することは出来ない。
However, the compliance unit 6
In the horizontal plane, which is a problem with the hand mechanism A shown in FIG. 5, since the coordinates in the vertical plane can be moved in the Y-axis and Z-axis directions, but the coordinates in the plane can be moved only in one direction in the Y-axis direction. It is not possible to satisfy the movable compliance only in the coordinate X-axis and Y-axis directions.

【0012】ここにおいて、本発明の解決すべき主要な
目的は次の通りである。本発明の第1の目的は、ハンド
部に水平面内座標X軸,Y軸方向に並進2自由度方向の
みのコンプライアンスが必要とされるようなロボットを
対象とするハンド機構を提供せんとするものである。
The main objects of the present invention to be solved are as follows. A first object of the present invention is to provide a hand mechanism for a robot in which a hand is required to be compliant only in a translational two-degree-of-freedom direction in a horizontal plane coordinate X-axis and Y-axis direction. Is.

【0013】本発明の第2の目的は、小型のハンド機構
を提供せんとするものである。
A second object of the present invention is to provide a small hand mechanism.

【0014】本発明の第3の目的は、コンプライアンス
値を可変形成自在なハンド機構を提供せんとするもので
ある。
A third object of the present invention is to provide a hand mechanism which can freely form a compliance value.

【0015】本発明の第4の目的は、一対のX軸方向平
行バネ機構とY軸方向平行バネ機構との組合せによるハ
ンド機構を提供せんとするものである。
A fourth object of the present invention is to provide a hand mechanism by a combination of a pair of X-axis direction parallel spring mechanisms and Y-axis direction parallel spring mechanisms.

【0016】本発明の第5の目的は、一対のX軸方向平
行バネ機構とY軸方向平行バネ機構が、剛体部の所要位
置に弾性ヒンジ部を形成したバネ部を有するハンド機構
を提供せんとするものである。
A fifth object of the present invention is not to provide a hand mechanism in which a pair of X-axis direction parallel spring mechanism and Y-axis direction parallel spring mechanism has a spring portion in which an elastic hinge portion is formed at a required position of a rigid body portion. It is what

【0017】本発明のその他の目的は、明細書及び図
面、特に特許請求の範囲の記載から自づと明らかとなろ
う。
Other objects of the present invention will become apparent from the specification and drawings, and particularly from the claims.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】前記課題の解決は、本発
明が次に列挙する新規な特徴的構成手段を採用すること
により達成される。すなわち、本発明の第1の特徴は、
対象物を把持するハンド部と当該ハンド部のコンプライ
アンスを与えるコンプライアンス部よりなり、ロボット
などに装備されるハンド機構において、当該コンプライ
アンス部を、X軸方向平行バネ機構と、Y軸方向平行バ
ネ機構と、でそれぞれの可動方向のなす角を相互にXY
直交軸の90゜として、前記ハンド部を2自由度並進自
在に設けてなるハンド機構である。
The solution to the above-mentioned problems can be achieved by adopting the novel characteristic construction means listed below by the present invention. That is, the first feature of the present invention is
In a hand mechanism equipped with a robot or the like, which includes a hand unit that grips an object and a compliance unit that gives compliance to the hand unit, the compliance unit includes an X-axis direction parallel spring mechanism and a Y-axis direction parallel spring mechanism. , And XY can be used to determine the angle between the movable directions.
It is a hand mechanism in which the hand portion is provided so as to be able to translate in two degrees of freedom with the orthogonal axis at 90 °.

【0019】本発明の第2の特徴は、前記本発明の第1
の特徴におけるX軸方向平行バネ機構とY軸方向平行バ
ネ機構が、それぞれ固定部と可動部間にバネ部を平行に
介在結合し、各可動部をX軸,Y軸直交方向にそれぞれ
可動自在に組合形成してなるハンド機構である。
The second feature of the present invention is the first feature of the present invention.
The X-axis direction parallel spring mechanism and the Y-axis direction parallel spring mechanism, which are characterized in the above, respectively, intervenely couple the spring part in parallel between the fixed part and the movable part, and each movable part is movable in the X-axis and Y-axis orthogonal directions respectively. It is a hand mechanism formed by forming a union.

【0020】本発明の第3の特徴は、前記本発明の第2
の特徴におけるバネ部が、剛体部所要の両側又は片側に
弾性溝を凹設し、弾性ヒンジ部を形成してなるハンド機
構である。
The third feature of the present invention is the second feature of the present invention.
The spring mechanism in the above feature is a hand mechanism in which elastic grooves are formed on both sides or one side of a rigid body required to form elastic hinges.

【0021】本発明の第4の特徴は、前記本発明の第3
の特徴における弾性溝が、断面略半円弧に形成してなる
ハンド機構である。
The fourth feature of the present invention is the third feature of the present invention.
The elastic mechanism having the above feature is a hand mechanism formed to have a substantially semi-circular cross section.

【0022】本発明の第5の特徴は、前記本発明の第3
又は第4の特徴におけるバネ部が、コンプライアンス値
可変調整自在に剛体部所要位置の弾性ヒンジ部の肉厚、
前記バネ部の幅員及び長さを形成してなるハンド機構で
ある。
The fifth feature of the present invention is the third feature of the present invention.
Alternatively, the spring portion in the fourth feature is such that the thickness of the elastic hinge portion at the required position of the rigid body portion can be freely adjusted to adjust the compliance value,
It is a hand mechanism formed by forming a width and a length of the spring portion.

【0023】本発明の第6の特徴は、前記本発明の第
2,第3,第4又は第5の特徴におけるX軸方向平行バ
ネ機構とY軸方向平行バネ機構が、それぞれのバネ部の
弾性ヒンジ部相互を直角交差方向に配向延在してなるハ
ンド機構である。
A sixth feature of the present invention is that the X-axis direction parallel spring mechanism and the Y-axis direction parallel spring mechanism according to the second, third, fourth or fifth feature of the present invention have respective spring parts. This is a hand mechanism in which elastic hinge portions are oriented and extended in a direction intersecting at right angles.

【0024】本発明の第7の特徴は、前記本発明の第
2,第3,第4,第5又は第6の特徴における固定部と
可動部が、当該固定部を、当該可動部を中に挟んだ両側
に又は当該可動部により両側を挟まれた中間に配設して
なるハンド機構である。
A seventh feature of the present invention is that the fixed part and the movable part in the second, third, fourth, fifth or sixth feature of the present invention are the fixed part and the movable part. It is a hand mechanism that is arranged on both sides sandwiched by or in the middle sandwiched on both sides by the movable part.

【0025】本発明の第8の特徴は、前記本発明の第
2,第3,第4,第5,第6又は第7の特徴におけるX
軸方向平行バネ機構とY軸方向平行バネ機構が、それぞ
れ一方の固定部と可動部を結合して直列連合してなるハ
ンド機構である。
An eighth feature of the present invention is the X in the second, third, fourth, fifth, sixth or seventh feature of the present invention.
The axial parallel spring mechanism and the Y-axis parallel spring mechanism are a hand mechanism in which one fixed portion and one movable portion are coupled and connected in series.

【0026】本発明の第9の特徴は、前記本発明の第
2,第3,第4,第5,第6,第7又は第8の特徴にお
けるX軸方向平行バネ機構とY軸方向平行バネ機構が、
当該X軸方向平行バネ機構を当該Y軸方向平行バネ機構
の内側又は外側に嵌合状に配置結合してなるハンド機構
である。
A ninth feature of the present invention is that the X-axis direction parallel spring mechanism and the Y-axis direction parallel feature according to the second, third, fourth, fifth, sixth, seventh or eighth feature of the present invention. The spring mechanism
It is a hand mechanism in which the X-axis direction parallel spring mechanism is arranged and coupled to the inside or outside of the Y-axis direction parallel spring mechanism in a fitting shape.

【0027】本発明の第10の特徴は、前記本発明の第
2,第3,第4,第5,第6,第7,第8又は第9の特
徴におけるX軸方向平行バネ機構とY軸方向平行バネ機
構が、いずれかの固定部をハンド取り付け部にかついず
れかの可動部をハンド部にそれぞれ取付けてなるハンド
機構である。
The tenth feature of the present invention is the X-axis direction parallel spring mechanism and Y in the second, third, fourth, fifth, sixth, seventh, eighth or ninth feature of the present invention. The axial parallel spring mechanism is a hand mechanism in which any fixed portion is attached to the hand attachment portion and any movable portion is attached to the hand portion.

【0028】[0028]

【作用】本発明は、前記のような新規な手段を講じ、対
象物を把持するハンド部と、ハンド部のコンプライアン
スを与えるコンプライアンス部よりなり、コンプライア
ンス部が、水平面内座標X軸、およびY軸方向の一対の
平行バネ機構より構成され、X軸、およびY軸方向の平
行バネ機構の可動方向のなす角が90度であり、これら
一対のX軸およびY軸方向平行バネ機構が直列に結合さ
れ、X軸方向平行バネ機構が、Y軸方向平行バネ機構の
内側又は外側に配置されることにより、並進2自由度方
向にのみコンプライアンスを有し、しかも機構の小型化
が実現できる。
The present invention has the above-mentioned novel means and comprises a hand part for gripping an object and a compliance part for giving the compliance of the hand part. The compliance part is a coordinate in the horizontal plane X-axis and Y-axis. The pair of parallel spring mechanisms in the X-axis and Y-axis directions form an angle of 90 degrees in the movable direction, and the pair of parallel spring mechanisms in the X-axis and Y-axis directions are connected in series. By disposing the X-axis direction parallel spring mechanism inside or outside the Y-axis direction parallel spring mechanism, compliance can be achieved only in the translational two-degree-of-freedom direction, and the mechanism can be downsized.

【0029】また、一対のX軸及びY軸方向平行バネ機
構の弾性ヒンジ部の肉厚、バネ部の長さ、あるいはバネ
部の幅を変えて形成することにより、機構の大きさを変
化させることなくコンプライアンス値の調整ができ、ま
たコンプライアンス値の設計も比較的容易となる。
Further, the size of the mechanism is changed by forming the elastic hinge portions of the pair of X-axis and Y-axis direction parallel spring mechanisms by changing the wall thickness, the length of the spring portions or the width of the spring portions. The compliance value can be adjusted without any adjustment, and the compliance value can be designed relatively easily.

【0030】[0030]

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。図1は本実施例を用いたロボットの構成例
である。図中、Bは本実施例のハンド機構、13はX軸
方向移動機構、14はY軸方向移動機構、15はハンド
取り付け部、16はコンプライアンス部、17は逆L形
ハンド部、αはコネクタプラグ、βはコネクタアダプタ
である。ハンド機構Bはハンド部17、およびコンプラ
イアンス部16より構成され、ハンド部17はコンプラ
イアンス部16上に固定されている。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows an example of the configuration of a robot using this embodiment. In the figure, B is the hand mechanism of the present embodiment, 13 is the X-axis direction movement mechanism, 14 is the Y-axis direction movement mechanism, 15 is the hand attachment part, 16 is the compliance part, 17 is the inverted L-shaped hand part, and α is the connector. A plug and β are connector adapters. The hand mechanism B includes a hand unit 17 and a compliance unit 16, and the hand unit 17 is fixed on the compliance unit 16.

【0031】図1に示したようなコネクタの自動挿抜用
ロボットを対象とした場合、角度方向にコンプライアン
スを有する従来例のハンド機構Aを用いると、挿抜の際
に作用する力により、ハンド部17がY軸回りに回転
し、コネクタプラグαも同様に回転する。そのため、コ
ネクタプラグαとコネクタアダプタβの軸間に角度ずれ
が生じ、コネクタに過大な力が作用する可能性がある。
In the case of the automatic insertion / removal robot of the connector as shown in FIG. 1, if the conventional hand mechanism A having the compliance in the angular direction is used, the hand portion 17 is generated by the force acting at the time of insertion / removal. Rotates about the Y axis, and the connector plug α also rotates in the same manner. Therefore, an angle deviation may occur between the axes of the connector plug α and the connector adapter β, and an excessive force may act on the connector.

【0032】したがって、図1に示したような構成で
は、ハンド部17の角度方向のコンプライアンスは必要
なく、ハンド機構Aのコネクタアダプタβに対する位置
決め誤差を吸収するための並進方向のコンプライアンス
のみが必要とされる。本発明は、このような場合に用い
られる、2自由度並進方向のコンプライアンスを有する
ハンド機構である。
Therefore, in the configuration shown in FIG. 1, the angular compliance of the hand portion 17 is not required, and only the translational compliance for absorbing the positioning error of the hand mechanism A with respect to the connector adapter β is required. To be done. The present invention is a hand mechanism used in such a case and having compliance in the translation direction of two degrees of freedom.

【0033】図2にコンプライアンス部16の構造図を
示す。図中、18はX軸方向平行バネ機構、19はY軸
方向平行バネ機構、18aはX軸方向平行バネ機構18
の固定部、18bはX軸方向平行バネ機構18の可動
部、19aはY軸方向平行バネ機構19の固定部、19
bはY軸方向平行バネ機構19の可動部、18c,19
cはバネ部、18d,19dは剛体部、18e,19e
は弾性ヒンジ部、18f,19fは断面略半円弧形弾性
溝、18g,19gは遊隙である。
FIG. 2 shows a structural diagram of the compliance section 16. In the figure, 18 is an X-axis direction parallel spring mechanism, 19 is a Y-axis direction parallel spring mechanism, and 18a is an X-axis direction parallel spring mechanism 18.
Fixed portion, 18b is a movable portion of the X-axis direction parallel spring mechanism 18, 19a is a fixed portion of the Y-axis direction parallel spring mechanism 19,
b is a movable part of the Y-axis direction parallel spring mechanism 19, 18c and 19
c is a spring part, 18d and 19d are rigid parts, and 18e and 19e
Is an elastic hinge portion, 18f and 19f are elastic grooves having a substantially semi-circular cross section, and 18g and 19g are play spaces.

【0034】なお、図1中に示された部材と同一部材は
同一符号を付した。コンプライアンス部16は一対のX
軸方向平行バネ機構18、およびY軸方向平行バネ機構
19より雌雄嵌合状に組合構成されている。可動部18
b,19bの並進方向にのみコンプライアンスを有す
る。
The same members as those shown in FIG. 1 are designated by the same reference numerals. The compliance unit 16 has a pair of Xs.
The axial parallel spring mechanism 18 and the Y-axis parallel spring mechanism 19 are combined in a male and female fitting configuration. Movable part 18
It has compliance only in the translational directions of b and 19b.

【0035】Y軸方向平行バネ機構19の固定部19a
はハンド取り付け部15に固定されている。X軸方向平
行バネ機構18の固定部18aはY軸方向平行バネ機構
19の可動部19bに固定されており、2つの平行バネ
機構18,19は直列に結合されている。また、X軸方
向平行バネ機構18を、Y軸方向平行バネ機構19を構
成する2つのバネ部19cの内側に嵌合配置することに
より、コンプライアンス部16の小型化を実現してい
る。
Fixed portion 19a of Y-axis parallel spring mechanism 19
Is fixed to the hand attachment portion 15. The fixed portion 18a of the X-axis direction parallel spring mechanism 18 is fixed to the movable portion 19b of the Y-axis direction parallel spring mechanism 19, and the two parallel spring mechanisms 18 and 19 are connected in series. Further, by fitting the X-axis direction parallel spring mechanism 18 inside the two spring portions 19c forming the Y-axis direction parallel spring mechanism 19, the compliance portion 16 is downsized.

【0036】各平行バネ機構18,19の可動方向のな
す角は90度であり、コンプライアンス部16は独立2
自由度の並進方向のコンプライアンスを有する。ハンド
部17は、X軸方向平行バネ機構18の可動部18b上
に固定されている。したがって、ハンド部17はハンド
取り付け部15に対して、並進2自由度方向のコンプラ
イアンスを有し、角度方向のコンプライアンスは0とな
る。
The angle formed by the movable directions of the parallel spring mechanisms 18 and 19 is 90 degrees, and the compliance portion 16 is independent.
It has translational compliance in degrees of freedom. The hand portion 17 is fixed on the movable portion 18b of the X-axis direction parallel spring mechanism 18. Therefore, the hand unit 17 has the compliance in the translational two degrees of freedom direction with respect to the hand attachment unit 15, and the compliance in the angular direction is zero.

【0037】コンプライアンス部16のコンプライアン
ス値は、前記したように、図6で規定したような弾性ヒ
ンジ部18e,19eの肉厚t、バネ部18c,19c
の長さl、バネ部18c,19cの幅bにより決定され
る。そのため、弾性ヒンジ部18e,19eの肉厚t、
あるいはバネ部18c,19cの長さlを変えて形成す
ることにより、コンプライアンス部16自体の大きさを
変化させることなく、そのコンプライアンス値を調整す
ることができる。
The compliance value of the compliance part 16 is, as described above, the wall thickness t of the elastic hinge parts 18e and 19e and the spring parts 18c and 19c as defined in FIG.
1 and the width b of the spring portions 18c and 19c. Therefore, the thickness t of the elastic hinge portions 18e, 19e,
Alternatively, by forming the spring portions 18c and 19c by changing the length l, the compliance value can be adjusted without changing the size of the compliance portion 16 itself.

【0038】図3は図2に示したコンプライアンス部1
6のX軸方向平行バネ機構18について、そのコンプラ
イアンス値を変えた実施例である。図3(a)、
(b)、(c)ともX軸方向平行バネ機構18の底面図
である。バネ部18cは、弾性ヒンジ部18eと剛体部
18dより構成される。
FIG. 3 shows the compliance unit 1 shown in FIG.
It is an example in which the compliance value of the X-axis direction parallel spring mechanism 18 of No. 6 is changed. FIG. 3 (a),
(B), (c) is a bottom view of the X-axis direction parallel spring mechanism 18. The spring portion 18c includes an elastic hinge portion 18e and a rigid body portion 18d.

【0039】図3(a)に示したX軸方向平行バネ機構
18の、弾性ヒンジ部18eの肉厚tを変化させたもの
が同図(b)である。弾性ヒンジ部18eの肉厚tを厚
くすることにより、コンプライアンス値を減少させてい
る。また、バネ部18cの長さlを変化させたものが図
3(c)であり、バネ部18cの長さlを短くすること
により、コンプライアンス値を減少させている。
FIG. 3B shows the X-axis direction parallel spring mechanism 18 shown in FIG. 3A in which the thickness t of the elastic hinge portion 18e is changed. The compliance value is reduced by increasing the thickness t of the elastic hinge portion 18e. Further, FIG. 3C shows the spring portion 18c with the length 1 changed, and the compliance value is reduced by shortening the length 1 of the spring portion 18c.

【0040】肉厚tを薄くする、あるいはバネ部18c
の長さlを増すことにより、コンプライアンス値を増加
させることも可能である。いずれの場合も機構自体の大
きさを変える必要はない。コンプライアンス値を大きく
する場合には、バネ部18cの幅を小さくする手段をと
ることも可能である。
The wall thickness t is reduced, or the spring portion 18c
It is also possible to increase the compliance value by increasing the length l of. In either case, it is not necessary to change the size of the mechanism itself. When increasing the compliance value, it is possible to use a means for reducing the width of the spring portion 18c.

【0041】図4は、コンプライアンス部16のX軸方
向平行バネ機構18′について、そのコンプライアンス
値を大きくした場合の構造図である。図中、18a′は
固定部、18b′は可動部、18c′はバネ部、18
d′は剛体部、18e′は弾性ヒンジ部、18f′は弾
性溝、18g′は遊隙、18h′は空隙部である。バネ
部18c′は、弾性ヒンジ部18e′と剛体部18d′
より構成される。
FIG. 4 is a structural diagram of the X-axis direction parallel spring mechanism 18 'of the compliance section 16 when the compliance value is increased. In the figure, 18a 'is a fixed part, 18b' is a movable part, 18c 'is a spring part, and 18c' is a spring part.
Reference numeral d'denotes a rigid portion, 18e 'an elastic hinge portion, 18f' an elastic groove, 18g 'a play, and 18h' a void. The spring portion 18c 'includes an elastic hinge portion 18e' and a rigid body portion 18d '.
It is composed of

【0042】コンプライアンス値を大きくするため、バ
ネ部18c′に空隙部18h′をもうけ、バネ部18
c′の幅bを小さくしている。このような構造を用いる
と、空隙部18h′の幅を変化させることでコンプライ
アンス値の調整が可能であり、この場合もコンプライア
ンス部18′自体の大きさを変えることはない。
In order to increase the compliance value, the spring portion 18c 'is provided with a void portion 18h' so that the spring portion 18c '
The width b of c'is reduced. By using such a structure, the compliance value can be adjusted by changing the width of the void portion 18h ', and in this case also, the size of the compliance portion 18' itself is not changed.

【0043】図2、および図3はX軸方向平行バネ機構
18,18′について示したが、Y軸方向平行バネ機構
19においても同様であり、2自由度並進方向のコンプ
ライアンスを独立に調整することができる。また、平行
バネ機構18,18′,19の各部の寸法よりコンプラ
イアンス値を計算することができ、コンプライアンス値
の設計が比較的容易にできる。
Although FIGS. 2 and 3 show the X-axis direction parallel spring mechanisms 18 and 18 ', the same applies to the Y-axis direction parallel spring mechanism 19, and the compliance in the two-degree-of-freedom translational direction is independently adjusted. be able to. Further, the compliance value can be calculated from the dimensions of the respective parts of the parallel spring mechanisms 18, 18 ', 19 and the compliance value can be designed relatively easily.

【0044】以上のように、本発明のハンド機構Bは、
コンプライアンス部16を小型化できるため、機構全体
も小型で実現可能である。また、2自由度並進方向のコ
ンプライアンス値を機構自体の大きさを変えることなく
調整可能である。
As described above, the hand mechanism B of the present invention is
Since the compliance unit 16 can be downsized, the entire mechanism can be downsized. Further, the compliance value in the translation direction of two degrees of freedom can be adjusted without changing the size of the mechanism itself.

【0045】なお、本実施例においては可動部18b、
18b′を中に挟んで両側に固定部18a,18a′を
配置したが、固定部18a,18a′を中に挟んで両側
に可動部18b,18b′を配しても良いし、X軸方向
平行バネ機構18を雄形にかつY軸方向平行バネ機構1
9を雌形に形成したが、Y軸方向平行バネ機構19を雄
形にかつX軸方向平行バネ機構18を雌形に形成して雌
雄嵌合状としても良い。また、弾性溝18f,18f′
は弾性ヒンジ部18e,18e′の片側のみでも構わな
い。
In this embodiment, the movable part 18b,
Although the fixed portions 18a and 18a 'are arranged on both sides with the fixed portion 18a sandwiched in between, the movable portions 18b and 18b' may be arranged on both sides with the fixed portions 18a and 18a 'sandwiched inside, or in the X-axis direction. Male parallel spring mechanism 18 and Y-axis direction parallel spring mechanism 1
Although 9 is formed in a female shape, the Y-axis direction parallel spring mechanism 19 may be formed in a male shape and the X-axis direction parallel spring mechanism 18 may be formed in a female shape to form a male-male fitting shape. Also, the elastic grooves 18f, 18f '
May be on only one side of the elastic hinge portions 18e, 18e '.

【0046】[0046]

【発明の効果】以上説明したように、本発明のハンド機
構によれば、対象物を把持するハンド部とハンド部のコ
ンプライアンスを与えるコンプライアンス部よりなり、
コンプライアンス部がX軸、およびY軸方向の2つの平
行バネ機構より構成され、X軸、およびY軸方向の平行
バネ機構の可動方向のなす角が90度であり、これら2
つの平行バネ機構が直列に結合され、X軸方向の平行バ
ネ機構が、Y軸方向の平行バネ機構を構成する2つのバ
ネの内側または外側に配置することにより、2自由度並
進方向のコンプライアンスを有する小型のハンド機構を
実現している。
As described above, according to the hand mechanism of the present invention, the hand portion for gripping an object and the compliance portion for providing the compliance of the hand portion,
The compliance portion is composed of two parallel spring mechanisms in the X-axis and Y-axis directions, and the angle formed by the movable directions of the parallel spring mechanisms in the X-axis and Y-axis directions is 90 degrees.
Two parallel spring mechanisms are connected in series, and the parallel spring mechanism in the X-axis direction is arranged inside or outside the two springs forming the parallel spring mechanism in the Y-axis direction, thereby ensuring compliance in the translational direction of two degrees of freedom. It has a small hand mechanism.

【0047】また、平行バネ機構の弾性ヒンジ部の肉
厚、バネ部の長さ、あるいはバネ部の幅を変えて形成す
るという構造を用いることにより、機構の大きさを変化
させることなくコンプライアンス値の調整ができ、また
コンプライアンス値の設計も比較的容易となる等優れた
効果を奏する。
Further, by using the structure in which the elastic hinge portion of the parallel spring mechanism is formed by changing the wall thickness, the length of the spring portion or the width of the spring portion, the compliance value can be obtained without changing the size of the mechanism. Can be adjusted, and the compliance value can be designed relatively easily.

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

【図1】本発明の実施例を装備したロボットの構成例を
示す斜面図である。
FIG. 1 is a perspective view showing a configuration example of a robot equipped with an embodiment of the present invention.

【図2】同上のコンプライアンス部の分解拡大斜面図で
ある。
FIG. 2 is an exploded enlarged perspective view of the compliance section of the above.

【図3】同上における雄形X軸方向平行バネ機構のコン
プライアンス値の調整変形例であって、(a)は標準
型、(b)は弾性ヒンジ部の変形型、(c)はバネ部の
変形型をそれぞれ示す拡大底面図である。
3A and 3B are modification examples of adjusting the compliance value of the male X-axis direction parallel spring mechanism in the same as above, in which FIG. 3A is a standard type, FIG. 3B is a modified elastic hinge part, and FIG. It is an expansion bottom view which shows each modification.

【図4】同上におけるその他の雄形X軸方向平行バネ機
構の調整変形例であって、(a)は拡大正面図、(b)
は(a)中IVb −IVb 線視拡大断面図である。
4A and 4B are adjustment and modification examples of the other male parallel X-axis direction parallel spring mechanism in the above, wherein FIG. 4A is an enlarged front view and FIG.
FIG. 4A is an enlarged sectional view taken along line IVb-IVb in (a).

【図5】従来例のハンド機構の模式図である。FIG. 5 is a schematic view of a conventional hand mechanism.

【図6】従来例の他のハンド機構であって、(a)は可
動前の拡大正面図、(b)は可動後の拡大正面図、
(c)は拡大正面斜視図である。
FIG. 6 is another hand mechanism of the conventional example, (a) is an enlarged front view before moving, (b) is an enlarged front view after moving,
(C) is an enlarged front perspective view.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

A,B…ハンド機構 1…ハンド部 2…コイルバネ 3…ハンド取り付け部 4…アーム 5,6…コンプライアンス部 7…固定部 8…バネ部 9…弾性ヒンジ部 10…弾性溝 11…剛体部 12…可動部 13…X軸方向移動機構 14…Y軸方向移動機構 15…ハンド取り付け部 16…コンプライアンス部 17…ハンド部 α…コネクタプラグ β…コネクタアダプタ 18…X軸方向平行バネ機構 18a,18a′…X軸方向平行バネ機構の固定部 18b,18b′…X軸方向平行バネ機構の可動部 18c,18c′,19c…バネ部 18d,18d′,19d…剛体部 18e,18e′,19e…弾性ヒンジ部 18f,18f′,19f…遊隙 18g′…空隙部 19…Y軸方向平行バネ機構 19c…Y軸方向平行バネ機構の固定部 19b…Y軸方向平行バネ機構の可動部 A, B ... Hand mechanism 1 ... Hand part 2 ... Coil spring 3 ... Hand attaching part 4 ... Arm 5,6 ... Compliance part 7 ... Fixing part 8 ... Spring part 9 ... Elastic hinge part 10 ... Elastic groove 11 ... Rigid part 12 ... Movable part 13 ... X-axis direction moving mechanism 14 ... Y-axis direction moving mechanism 15 ... Hand attaching part 16 ... Compliance part 17 ... Hand part α ... Connector plug β ... Connector adapter 18 ... X-axis direction parallel spring mechanism 18a, 18a '... Fixed parts of X-axis direction parallel spring mechanism 18b, 18b '... Movable parts of X-axis direction parallel spring mechanism 18c, 18c', 19c ... Spring parts 18d, 18d ', 19d ... Rigid part 18e, 18e', 19e ... Elastic hinge Part 18f, 18f ', 19f ... Play 18g' ... Gap 19 ... Y-axis direction parallel spring mechanism 19c ... Y-axis direction parallel spring mechanism fixing part 19b The movable portion of the Y-axis direction parallel spring mechanism

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】対象物を把持するハンド部と当該ハンド部
のコンプライアンスを与えるコンプライアンス部よりな
り、ロボットなどに装備されるハンド機構において、 当該コンプライアンス部を、 X軸方向平行バネ機構と、 Y軸方向平行バネ機構と、 でそれぞれの可動方向のなす角を相互にXY直交軸の9
0゜として、 前記ハンド部を2自由度並進自在に設けることを特徴と
するハンド機構。
1. A hand mechanism, which comprises a hand part for gripping an object and a compliance part for providing compliance of the hand part, and which is provided in a robot or the like, wherein the compliance part comprises an X-axis direction parallel spring mechanism and a Y-axis. The direction parallel spring mechanism and the angle formed by the respective movable directions are set to 9 degrees of the XY orthogonal axes.
A hand mechanism characterized in that the hand portion is provided with two degrees of freedom in translation at 0 °.
【請求項2】X軸方向平行バネ機構とY軸方向平行バネ
機構は、それぞれ固定部と可動部間にバネ部を平行に介
在結合し、各可動部をX軸,Y軸直交方向にそれぞれ可
動自在に組合形成することを特徴とする請求項1記載の
ハンド機構。
2. A parallel spring mechanism in the X-axis direction and a parallel spring mechanism in the Y-axis direction each have a spring portion interposed in parallel between a fixed portion and a movable portion, and each movable portion in a direction orthogonal to the X-axis and the Y-axis. The hand mechanism according to claim 1, wherein the hand mechanism is formed so as to be movable.
【請求項3】バネ部は、剛体部所要の両側又は片側に弾
性溝を凹設して弾性ヒンジ部を形成することを特徴とす
る請求項2記載のハンド機構。
3. The hand mechanism according to claim 2, wherein the spring portion is provided with elastic grooves on both sides or one side required for the rigid body portion to form an elastic hinge portion.
【請求項4】弾性溝は、断面略半円弧に形成することを
特徴とする請求項3記載のハンド機構。
4. The hand mechanism according to claim 3, wherein the elastic groove is formed in a substantially semi-circular cross section.
【請求項5】バネ部は、コンプライアンス値可変調整自
在に剛体部所要位置の弾性ヒンジ部の肉厚、前記バネ部
の幅員及び長さを形成することを特徴とする請求項3又
は4記載のハンド機構。
5. The spring portion according to claim 3 or 4, wherein the compliance portion is variably adjustable to form the thickness of the elastic hinge portion at a required position of the rigid body portion, and the width and length of the spring portion. Hand mechanism.
【請求項6】X軸方向平行バネ機構とY軸方向平行バネ
機構は、それぞれのバネ部の弾性ヒンジ部相互を直角交
差方向に配向延在することを特徴とする請求項2,3,
4又は5記載のハンド機構。
6. The X-axis direction parallel spring mechanism and the Y-axis direction parallel spring mechanism are characterized in that the elastic hinge portions of the respective spring portions are oriented and extend in a direction intersecting at a right angle.
The hand mechanism according to 4 or 5.
【請求項7】固定部と可動部は、当該固定部を、当該可
動部を中に挟んだ両側に又は当該可動部により両側を挟
まれた中間に配設することを特徴とする請求項2,3,
4,5又は6記載のハンド機構。
7. The fixed portion and the movable portion are arranged such that the fixed portion is disposed on both sides sandwiching the movable portion, or in the middle sandwiched on both sides by the movable portion. , 3,
The hand mechanism described in 4, 5, or 6.
【請求項8】X軸方向平行バネ機構とY軸方向平行バネ
機構は、それぞれ一方の固定部と可動部を結合して直列
連合することを特徴とする請求項2,3,4,5,6又
は7記載のハンド機構。
8. The X-axis direction parallel spring mechanism and the Y-axis direction parallel spring mechanism are characterized in that one fixed portion and one movable portion are coupled and connected in series. The hand mechanism according to 6 or 7.
【請求項9】X軸方向平行バネ機構とY軸方向平行バネ
機構は、当該X軸方向平行バネ機構を当該Y軸方向平行
バネ機構の内側又は外側に嵌合状に配置結合することを
特徴とする請求項2,3,4,5,6,7又は8記載の
ハンド機構。
9. The X-axis direction parallel spring mechanism and the Y-axis direction parallel spring mechanism are characterized in that the X-axis direction parallel spring mechanism is fitted and arranged inside or outside the Y-axis direction parallel spring mechanism in a fitting manner. The hand mechanism according to claim 2, 3, 4, 5, 6, 7 or 8.
【請求項10】X軸方向平行バネ機構とY軸方向平行バ
ネ機構は、いずれかの固定部をハンド取り付け部にかつ
いずれかの可動部をハンド部にそれぞれ取付けることを
特徴とする請求項2,3,4,5,6,7,8又は9記
載のハンド機構。
10. The X-axis direction parallel spring mechanism and the Y-axis direction parallel spring mechanism are characterized in that any of the fixed portions is attached to the hand attachment portion and any of the movable portions is attached to the hand portion. , 3, 4, 5, 6, 7, 8 or 9 hand mechanism.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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