JPH10249773A - ロボットハンド用指 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 型材・中子に要する製作コストを低廉化でき
るロボットハンド用指を提供する。 【解決手段】 基端が開口し所定長さの部分が蛇腹１５
になった中空袋状の指形成体Ａを弾性樹脂材で型成形し
て、指形成体Ａの基端部を支持部材に支持させた状態で
流体供給部からの中空内部への流体の供給圧で折曲変形
し、流体の排出で弾性復元するよう構成し、蛇腹１５が
指形成体Ａの全周にわたって円形環状に形成される状態
に指形成体Ａを型成形するとともに、蛇腹１５の内面側
の周方向一部における溝部１０が埋まる状態に液状樹脂
材を流し込んで固化させ、溝部１０と一体化させてあ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、基端が開口し所定
長さの部分が蛇腹になった中空袋状の指形成体を弾性樹
脂材で型成形して、前記指形成体の基端部を支持部材に
支持させた状態で流体供給部からの中空内部への流体の
供給圧で折曲変形し、流体の排出で弾性復元するよう構
成してあるロボットハンド用指に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ロボットハンド用指においては、
特開昭８‐３００２８８号公報の図１に示されているよ
うに、一対の蛇腹１８が指形成体１の基端側と先端側と
の周方向一部分に形成される状態に指形成体を型成形し
てあり、そのために、型成形した段階で指形成体の折曲
姿勢（折れ曲がり具合）・折曲方向が一定姿勢・一定方
向に決まっていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】型成形は型材と中子と
の間に液状の弾性樹脂材を注入し固体化させる成形手段
であり、指形成体を成形するに、指形成体の全長に合わ
せて製作した１本の中子の基端部を型材等により片持ち
支持した状態で、型材と中子との間に弾性樹脂材を注入
し、前記指形成体を基端側から先端側まで全長にわたっ
て連続する一体物になる状態に成形している。

【０００４】上記従来の構成によれば、型成形した段階
で指の折曲姿勢・折曲方向が一定姿勢・一定方向に決ま
るために、これらの折曲姿勢等が異なった複数種のロボ
ットハンド用指を製作するには、蛇腹に対応する型面部
分の位置が異なった複数組の型材・中子を準備しなけれ
ばならず、型材・中子の種類が増えて型材・中子に要す
る製作コストが高くなっていた。

【０００５】本発明は、型材・中子に要する製作コスト
を低廉化できるロボットハンド用指を提供することにあ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

〔構成〕請求項１にかかる発明の特徴構成は、冒頭に記
載したロボットハンド用指において、前記蛇腹が指形成
体の全周にわたって円形環状に形成される状態に前記指
形成体を型成形するとともに、前記蛇腹の内面側の周方
向一部における溝部が埋まる状態に液状樹脂材を流し込
んで固化させ、前記溝部と一体化させてあることにあ
る。

【０００７】請求項２にかかる発明の特徴構成は、請求
項１にかかる発明において、前記指形成体は、基端側の
指形成体部分と、把持面の形状が異なった複数種の先端
側の指形成体部分とを各別に型成形するとともに、基端
側の指形成体部分を前記複数種の先端側の指形成体部分
に各別に接続及び接続解除自在に構成してあることにあ
る。

【０００８】請求項３にかかる発明の特徴構成は、請求
項２にかかる発明において、前記基端側の指形成体部分
を、その先端部に内外に連通する嵌合孔が形成される状
態に成形し、前記嵌合孔が封止される状態にその嵌合孔
に弾性嵌合自在な係合突起を備えた連結部を介して、前
記基端側の指形成体部分と先端側の指形成体部分とを接
続及び接続解除自在に構成してあることにある。

【０００９】〔作用〕請求項１の構成によれば次の
〔イ〕，〔ロ〕，〔ハ〕，〔ニ〕の作用を奏することが
できる。 〔イ〕蛇腹が指形成体の全周にわたって円形環状に形成
される状態に指形成体を型成形してあるから、型成形し
た段階では指形成体の折曲姿勢（折れ曲がりの具合）・
折曲方向が定まらないが、前記蛇腹の内面側の周方向一
部における溝部が埋まる状態に液状樹脂材を流し込んで
固化させ前記溝部と一体化させて、その溝部の伸長を制
限することで、指形成体の折曲姿勢・折曲方向を決める
ことができる。

【００１０】〔ロ〕前記液状樹脂材を流し込む溝部を、
各指形成体ごとにその周方向で異なった溝部にしたり、
液状樹脂材を流し込む溝部の数を異ならせたりすると、
各指形成体の折曲姿勢や折曲方向を異ならせることがで
きる。つまり、折曲姿勢等が異なった複数種のロボット
ハンド用指を製作する場合、蛇腹に対応する型面部分の
位置が異なった複数組の型材・中子を準備する必要がな
く、一種類の型材・中子で対応できる。

【００１１】〔ハ〕特開昭８‐３００２８８号公報の図
４に示されているように、蛇腹１８を、その襞の高さ寸
法が指形成体１の両横側部側で小さく、背部頂点側（同
公報の紙面左側）になるほど高い盛り上がり状に形成し
てあると、中子の外周型面と型材の内周型面との周方向
一部分に、前記盛り上がり状の蛇腹に対応する凹凸部を
形成することになり、この凹凸部が複雑な形状であるこ
とから、その形成に手間がかかかるが、請求項１の構成
によれば、前記蛇腹が指形成体の全周にわたって円形環
状になっているから、前記外周型面と内周型面とに全周
にわたって横断面が円形の凹凸部を形成すればよく、こ
のような凹凸部は前記盛り上がり状の蛇腹に対応する凹
凸部に比べて簡単な形状で、例えば旋削加工等によって
簡単に形成することができる。

【００１２】〔ニ〕型成形した指形成体を折曲させるの
に、例えば前記蛇腹の周方向一部における伸長を制限可
能に、その蛇腹の外面側の複数の谷部に、複数の埋め込
み部材を１個づつ埋め込んでいく手段も考えられ、この
手段では、前記谷部への埋め込み部材の埋め込み作業を
複数回くり返さなけばならず、また把持対象物が球状農
作物のような軟らかいものであった場合、把持対象物に
把持による圧痕が残らないように、埋め込み後に埋め込
み部材の外面とそれに隣接する両蛇腹頂面との間の段差
をなくす作業も必要になるが、請求項１の構成によれ
ば、上記の〔イ〕のように、蛇腹の内面側の周方向一部
における溝部が埋まる状態に液状樹脂材を流し込んで固
化させ、前記溝部と一体化させるだけであるから、複数
個の谷部を一挙に埋めることができるとともに、上記の
ような段差をなくす作業も不要で、蛇腹の周方向一部に
おける伸長を制限するための谷部の埋め込み作業を簡単
に行うことができる。

【００１３】〔ホ〕請求項２の構成によれば、上記請求
項１の構成による作用と同様の作用を奏することができ
るのに加え次の作用を奏することができる。把持面の形
状が異なった複数種の先端側の指形成体部分は、各把持
面を例えば胡瓜のような長丸物の把持対象物やレタスの
ような球状の把持対象物に合わせて形成する。そして、
これらの把持対象物を把持する場合、その把持対象物に
合った把持面を備える先端側の指形成体部分を選択して
基端側の指形成体部分に接続する。つまり請求項２の構
成によれば、先端側の指形成体部分を把持対象物に合わ
せて交換することで、複数種の把持対象物に対応でき
る。

【００１４】〔ヘ〕請求項３の構成によれば、上記請求
項２の構成による作用と同様の作用を奏することができ
るのに加え、次の作用を奏することができる。上記従来
の技術のように、中子の基端部を型材等により片持ち支
持するという支持手段では、中子の位置決めを中子の基
端側でしか行うことができないために、中子を型材の樹
脂材注入空間内の目標位置に正確に位置させるのが困難
で、中子の先端側が振れた状態になりやすく、その結
果、指形成体はその軸芯を挟んで一方側が設計値よりも
薄肉に、他方側が厚肉に形成されて、流体の給排を繰り
返すうちに肉厚の薄い部分がパンクすることがあるが、
請求項３の構成によれば、このような不具合を次のよう
にして回避できる。

【００１５】基端側の指形成体部分の型成形の際には、
例えば、中子の基端部と、中子の軸芯上に位置する状態
に中子の先端部に突設した小径の被支持部とを、上型と
下型とに形成した受け部により支持して型成形する。つ
まり、型材（上型と下型）で中子を両持ち支持するか
ら、中子をその基端側と先端側とで位置決めすることが
でき、型材の樹脂材注入空間内での中子の振れを防止で
きる。中子の先端部に小径の被支持部を形成したことに
より、指形成体の先端部に内外に連通する貫通孔が形成
されるが、この貫通孔は、先端側の指形成体部分の連結
用の連結部に設けた係合突起が弾性嵌合する嵌合孔にな
って、その嵌合状態で封止されるから、基端側の指形成
体内から流体が漏れるのを防止できる。

【００１６】その結果、基端側の指形成体部分に肉厚の
製作誤差が出にくくなり、従来のように前記肉厚の製作
誤差に起因して流体の給排を繰り返すうちに指形成体が
パンクするという不具合を回避できる。

【００１７】〔効果〕従って、請求項１の構成によれ
ば、上記作用〔イ〕，〔ロ〕，〔ハ〕により、型材・中
子に要する製作コストを低廉化できるロボットハンド用
指を提供することができた。また、上記作用〔ニ〕によ
り、蛇腹の周方向一部における伸長を制限するために指
形成体に対して行う作業（蛇腹の谷部の埋め込み作業）
の作業性を向上させることができた。

【００１８】請求項２の構成によれば、上記作用〔ホ〕
により、上記請求項１の構成による効果と同様の効果を
奏することができるのに加え、複数種の把持対象物の把
持に対応できて汎用性を高めることができた。

【００１９】請求項３の構成によれば、上記作用〔ヘ〕
により、上記請求項２の構成による効果と同様の効果を
奏することができるのに加え、肉厚の製作誤差に起因す
るロボットハンド用指のパンクを回避できるようにな
り、前記ロボットハンド用指の耐久性を向上させること
ができた。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１に、レタス供給部のレタスを
把持し取出して包装装置（図示せず）のレタス受入れ部
に送り込むロボットハンド１を示してある。このロボッ
トハンド１は、支持フレーム（図示外）に駆動揺動自在
に支持させた揺動アーム５の揺動端部に、フィンガー支
持部材６を介してフィンガー部３（ロボットハンド用指
に相当）をつり下げ支持させて構成してある。

【００２１】図５，図６にも示すように前記フィンガー
部３は、基端が開口し背部が蛇腹１５になった中空袋状
の指形成体Ａをゴム材（弾性樹脂材に相当）で型成形し
て、その基端側の開口３ｂを、フィンガー支持部材６側
の支持パイプ７に外嵌連結するとともに、基端側を締め
つけリング８で締めつけ固定し、図２，図３に示すよう
に、コンプレッサー９（流体供給部に相当）からのフィ
ンガー部３内への空気の供給圧で把持状態に折曲変形
し、空気の排出で把持解除状態に弾性復元するよう構成
してある。なお空気の給排経路等については後述する。

【００２２】前記指形成体Ａの型成形は、指形成体Ａの
長手方向複数箇所に蛇腹１５が全周にわたって円形環状
（つまり蛇腹１５の断面が円形になる）に形成される状
態に行い、具体的には図４（イ），（ロ），（ハ）に示
すように、前記蛇腹１５に対応する環状凹凸部４を内周
型面・外周型面に形成した上型１２・下型１３・中子１
４を用いて、上型１２と下型１３とに形成した受け部３
１Ａ，３１Ｂにより中子１４を片持ち支持し、上型１２
・下型１３と中子１４との間の樹脂材注入空間内に液状
のゴム材を注入し固体化させることにより行う。図４
（イ）は型材（上型１２・下型１３）と中子１４との組
み付け前の状態を、図４（ロ）はそれらの組み付け後の
状態を、図４（ハ）は液状のゴム材を型材内に注入した
状態を示している。

【００２３】図５，図６，図７に示すように前記指形成
体Ａ内に、蛇腹１５の内面側の周方向一部（つまり腹
部）における溝部１０が埋まる状態に液状のゴム材を流
し込んで固化させ、溝部１０と一体化させてある。これ
により周方向一部側の蛇腹１５の伸長を制限でき、指形
成体Ａの折曲姿勢・折曲方向を決めることができる。前
記フィンガー部３の基端部には、支持パイプ７との連結
部の把持面側部分の段差を埋めてその部分のレタス側を
向く面をフィンガー部３の先端から遠ざかるほど縮径側
に位置させるテーパー部１６を一体連設してある。

【００２４】図１に示すように、前記フィンガー支持部
材６は縦パイプ部６Ａの下端部に中空で傘状のフィンガ
ー保持部６Ｂを連設して形成してあり、フィンガー支持
部材６とその周りの構造について説明すると、横断面が
小判形のピストンロッド１７の先端部に、スポンジ１８
ａを表面が平滑なゴム又は軟質樹脂１８ｂで被覆してな
る弾性変形可能なレタス押し出し体１８を設けたエアー
シリンダ１９（前記コンプレッサー９により駆動する）
を、前記レタス押し出し体１８が複数本のフィンガー部
３の基端側に囲まれる支持部材部分から出退するよう
に、縦パイプ部６Ａからフィンガー保持部６Ｂの中空部
にわたって下向き姿勢に支持させるとともに、フィンガ
ー支持部材６の底板２０に取り付けたブラケット２１の
小判形の孔２１Ａにピストンロッド１７を挿通させ、把
持解除もしくはほぼ把持解除されたレタスを包装装置の
レタス受入れ部側に押し込み可能に構成してある。前記
レタス押し出し体１８には、把持状態の各フィンガー部
３の各別の入り込みを許す切欠部１８Ａを形成してあ
る。

【００２５】図２にも示すように、前記エアーシリンダ
１９のシリンダチューブ２２と、前記縦パイプ部６Ａと
の間に空気収容空隙２３を形成して、コンプレッサー９
と前記空気収容空隙２３とを第１ホース２４を介して連
通接続するとともに、空気収容空隙２３の複数箇所の部
分と各フィンガー部３の基端側開口とを、複数本の第２
ホース２５を介して各別に連通接続して、コンプレッサ
ー９から各フィンガー部３内に空気を給排するよう構成
してある。

【００２６】〔別実施形態〕図８に示すように前記指形
成体Ａは、基端側の指形成体部分２６と、把持面３２の
形状が異なった複数種の先端側の指形成体部分２７Ａ，
２７Ｂとを各別に型成形するとともに、基端側の指形成
体部分２６を前記複数種の先端側の指形成体部分２７
Ａ，２７Ｂに各別に接続及び接続解除自在に構成しても
よい。

【００２７】詳しくは、前記基端側の指形成体部分２６
を、先端側が閉塞し、かつ、その先端部に長手方向に突
出する係合突起３４が形成される状態に型成形し、先端
側の指形成体部分２７Ａ，２７Ｂを、前記連結用突起３
４に対する係合孔３３が形成される状態に型成型し、係
合突起３４と係合孔３３との弾性係合及び係合解除によ
り基端側の指形成体部分２６と先端側の指形成体部分２
７Ａ，２７Ｂとを接続及び接続解除自在に構成してあ
る。

【００２８】把持面３２の形状が異なった複数種の先端
側の指形成体部分２７Ａ，２７Ｂは、各把持面３２を例
えば胡瓜のような長丸物の持対象物やレタスのような球
状の把持対象物に合わせて形成する。また同じ把持対象
物であってもその把持対象物の周囲の状況に対応させて
把持面３２を形成してもよい。例えば、図８に示す先端
側の指形成体部分２７Ａ，２７Ｂはいずれも胡瓜Ｃの把
持用であるが、一方の先端側の指形成体部分２７Ａは把
持面３２を湾曲形成して、一本の胡瓜Ｃの周りに障害物
がないときに用い、他方の先端側の指形成体部分２７Ｂ
は把持面３２をへら状に形成して、多数ある胡瓜のうち
の一対の胡瓜Ｃの間に割り込ませて、一つの胡瓜Ｃを把
持するときに用いるものである。

【００２９】図９（イ），図９（ロ）に示すように前記
基端側の指形成体部分２６を、その先端部に内外に連通
する球状の嵌合孔２８が形成される状態に成形し、嵌合
孔２８が封止される状態にその嵌合孔２８に弾性嵌合自
在な係合突起２９を備えた連結部３０を前記先端側の指
形成体部分２７に一体形成し、この連結部３０を介し
て、前記基端側の指形成体部分２６と先端側の指形成体
部分２７とを接続及び接続解除自在に構成してもよい。

【００３０】図示はしないが、図９（イ），図９（ロ）
の構造において基端側の指形成体部分２６の型成形の際
には、中子１４の基端部と、中子１４の軸芯上に位置す
る状態に中子１４の先端部に突設した小径の被支持部と
を、上型１２と下型１３とに形成した受け部支持して型
成形する。つまり、型材（上型１２と下型１３）で中子
１４を両持ち支持するから、中子をその基端側と先端側
とで位置決めすることができ、型材の樹脂材注入空間内
での中子の振れを防止できる。中子１４の先端部に小径
の被支持部を形成したことにより、指形成体Ａの先端部
に内外に連通する貫通孔が形成されるが、この貫通孔
は、前記嵌合孔２８になって、その嵌合状態で封止され
るから、基端側の指形成体内Ａから空気が漏れるのを回
避できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ロボットハンドの縦断面図

【図２】ロボットハンドの空気給排系を示す横断面図

【図３】フィンガー部の把持作動を示す図

【図４】（イ）指形成体の型成形時における型材等の組
み付け前の状態を示す図 （ロ）指形成体の型成形時における型材等の組み付け状
態を示す図 （ハ）指形成体の型成形時において弾性樹脂材を型材内
に注入した状態を示す図

【図５】指形成体及びその支持パイプ等を示す縦断面図

【図６】指形成体の折曲作動を示す縦断面図

【図７】指形成体の横断面図

【図８】別実施形態を示す指形成体の縦断面図

【図９】別実施形態を示す縦断面図

【符号の説明】

６ 支持部材 ９ 流体供給部 １０ 溝部 １５ 蛇腹 ２６ 基端側の指形成体部分 ２７ 先端側の指形成体部分 ２８ 嵌合孔 ２９ 係合突起 ３０ 連結部 ３２ 把持面 Ａ 指形成体

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基端が開口し所定長さの部分が蛇腹にな
   った中空袋状の指形成体を弾性樹脂材で型成形して、前
   記指形成体の基端部を支持部材に支持させた状態で流体
   供給部からの中空内部への流体の供給圧で折曲変形し、
   流体の排出で弾性復元するよう構成してあるロボットハ
   ンド用指であって、 前記蛇腹が指形成体の全周にわたって円形環状に形成さ
   れる状態に前記指形成体を型成形するとともに、前記蛇
   腹の内面側の周方向一部における溝部が埋まる状態に液
   状樹脂材を流し込んで固化させ、前記溝部と一体化させ
   てあるロボットハンド用指。
2. 【請求項２】 前記指形成体は、基端側の指形成体部分
   と、把持面の形状が異なった複数種の先端側の指形成体
   部分とを各別に型成形するとともに、基端側の指形成体
   部分を前記複数種の先端側の指形成体部分に各別に接続
   及び接続解除自在に構成してある請求項１記載のロボッ
   トハンド用指。
3. 【請求項３】 前記基端側の指形成体部分を、その先端
   部に内外に連通する嵌合孔が形成される状態に成形し、
   前記嵌合孔が封止される状態にその嵌合孔に弾性嵌合自
   在な係合突起を備えた連結部を介して、前記基端側の指
   形成体部分と先端側の指形成体部分とを接続及び接続解
   除自在に構成してある請求項２記載のロボットハンド用
   指。