JPH10330042A - ロボットハンド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ボビン等の被搬送物を軽く把持した状態で容
易に搬送することができ、しかも構成が簡易なロボット
ハンドを提供する。 【解決手段】 ボビン４をクランプするチャック７をロ
ボットアーム６の先端部に上下に回動可能に結合する。
また、ロボットアーム先端部側とチャック側との間にス
プリング棒１４を介設し、このスプリング棒１４の付勢
力は、チャックがボビンを把持したときにボビンがその
自重でチャックと共に下方に回動するのを妨げない程度
の付勢力であって、且つチャックがボビンを開放したと
きにはチャックを上方に回動させて下方へ回動する前の
位置に復帰させることができる程度の付勢力とする。ま
た、スプリング棒の伸びは、ボビンが下方に回動して直
立した姿勢になったときに（即ち鉛直下方に達したとき
に）最大となるように設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はロボットハンドに関
し、特に繊維などのボビンを搬送台車から取り出してパ
レット上に載置するパレタイズ作業用ロボットのハンド
に適用して有用なものである。

【０００２】

【従来の技術】図４は人手によるパレタイズ作業の概要
を示す説明図、図５はロボットによるパレタイズ作業の
概要を示す説明図である。

【０００３】図４に示すように、ボビン搬送台車１上に
は支持部材２が立設されており、この支持部材２には多
数の芯棒３が図中右上に傾斜した状態で固定されてい
る。そして、繊維を巻き付けるためのボビン４は、その
中心部の貫通穴に芯棒３を挿入するようにして図中右上
に傾斜した状態でボビン搬送台車１に積まれている。

【０００４】このような状態で積まれたボビン４は、ボ
ビン搬送台車１により所定位置まで搬送された後、芯棒
３から引き抜かれてパレット５上に直立させた状態で載
置されるが、このパレタイズ作業は従来、人手によって
行われていた。

【０００５】そこで、このパレタイズ作業をロボットを
用いて自動化することが望まれている。ロボットによっ
てボビン４のパレタイズ作業を行う場合には、図５に示
すように、ロボットアーム６の先端部に装着したチャッ
ク７によってボビン４上部の口金部４ａをクランプし、
この状態でボビン４を芯棒３から引き抜く（矢印Ａ参
照）。そして、パレット５（図４参照）上まで搬送する
間にボビン４の姿勢を傾斜した姿勢から直立した姿勢に
変えてパレット５上に載置する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
如くロボットによってボビン４のパレタイズ作業を行お
うとした場合、ボビン４のクランプ可能部位はボビン上
部の口金部４ａに限定され、しかもボビン４は傾斜して
いるため、ボビン４を芯棒３から引き抜いたときチャッ
ク７のクランプ部７ａには、ボビン４の重さによって口
金部４ｂを支点にした大きなモーメントが作用する（矢
印Ｂ参照）。このためチャック７のクランプ力は相当大
きくしなければならず、そのためにはチャック７を大型
のものにしなければならない。

【０００７】また、チャック７のクランプ力をあまり大
きくし過ぎると、ボビン４の口金部４ａを破損させてし
まう虞がある。

【０００８】従って本発明は上記従来技術に鑑み、ボビ
ン等の被搬送物を軽く把持した状態で容易に搬送するこ
とができ、しかも構成が簡易なロボットハンドを提供す
ることを課題とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する第１
発明のロボットハンドは、被搬送物を所定の場所に搬送
する際に前記被搬送物を把持するためにロボットアーム
先端部に装着されたロボットハンドであって、前記被搬
送物を把持する把持手段を前記ロボットアーム先端部に
上下に回動可能に結合してなることを特徴とする。

【００１０】また、第２発明のロボットハンドは、第１
発明のロボットハンドにおいて、前記ロボットアーム先
端部側と前記把持手段側との間に介設し、前記把持手段
が前記被搬送物を把持したときに前記被搬送物がその自
重で前記把持手段と共に下方に回動するのを妨げない程
度の付勢力で前記把持手段を上方に付勢する弾性部材を
備えたことを特徴とする。

【００１１】また、第３発明のロボットハンドは、第２
発明のロボットハンドにおいて、前記弾性部材は前記把
持手段が前記被搬送物を開放したときには前記把持手段
を上方に回動させて下方へ回動する前の位置に復帰させ
ることができる程度の付勢力を有するものであることを
特徴とする。

【００１２】また、第４発明のロボットハンドは、第２
又は第３発明のロボットハンドにおいて、前記弾性部材
の伸びは前記被搬送物が下方に回動して鉛直下方に達し
たときに最大となるように設定したことを特徴とする。

【００１３】従って、上記第１発明のロボットハンドに
よれば、把持手段によって被搬送物を把持すると、この
被搬送物はその自重によって把持手段と共に下方に回動
する。このため、例えばロボットアームが上下に動いて
も、被搬送物は常に下方に垂れ下がった状態となり、把
持手段に大きなモーメントが作用することはない。しか
も、ボビン等のように被搬送物の姿勢を傾斜した姿勢か
ら直立した姿勢に変える必要がある場合には、姿勢変更
用の駆動機構を要せずに、容易に被搬送物を傾斜した姿
勢から直立した姿勢に変えることができる。即ち、被搬
送物の自重（モーメント）を有効に利用することができ
る。

【００１４】また、上記第２発明のロボットハンドによ
れば、被搬送物がその自重によって把持手段と共に下方
へ回動するときに、被搬送物が勢い良く回動するのを弾
性部材の付勢力によって緩和することができる。

【００１５】また、上記第３発明のロボットハンドによ
れば、把持手段が被搬送物を開放した後、弾性部材の付
勢力によって把持手段を元の姿勢に復帰させることがで
きる。

【００１６】また、上記第４発明のロボットハンドによ
れば、被搬送物が下方に回動して鉛直下方に達したとき
に弾性部材の伸びが最大になるため、被搬送物が必要以
上に回動するのを防ぐことができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づき詳細に説明する。なお、従来と同様の部分には
同一の符号を付し重複する詳細な説明は省略する。

【００１８】図１は本発明の実施の形態に係るロボット
ハンドの側面図であり、（ａ）にはボビンを芯棒から引
き抜くときの状態を示し、（ｂ）にはボビンが下方に回
動したときの状態を示す。図２は図１に示すロボットハ
ンドの拡大側面図である。

【００１９】図１に示すように、ロボットアーム６の先
端部には本実施の形態に係るロボットハンド１０が装着
されている。このロボットハンド１０は、連結部材１
１，１２，１３と、スプリング棒１４と、チャック７と
を備えてなるものである。

【００２０】図２に基づいて詳述すると、ロボットアー
ム６の先端部には図中上下方向に長い連結部材１１が固
定されており、連結部材１１の中央部に設けた突部１１
ａには回動軸１１ｂを介して図中左右方向に長い連結部
材１２が回動可能に結合されている。そして、連結部材
１２の先端部には図中上下方向に長い連結部材１３が固
定されており、この連結部材１３に把持手段であるチャ
ック７が固定されている。即ち、チャック７はロボット
アーム６の先端部に上下に回動可能に結合されている。

【００２１】また、連結部材１１，１３の図中上端部に
は突部１１ｃ，１３ａがそれぞれ設けられており、これ
らの突部１１ｃ，１３ａ間にはスプリング棒１４が介設
されている。即ち、一方の突部１１ｃにはスプリング棒
１４の基端部が回動軸１１ｄを介して回動可能に結合さ
れており、他方の突部１３ａにはスプリング棒１４の先
端部が回動軸１３ｂを介して回動可能に結合されてい
る。

【００２２】スプリング棒１４は連結部材１３を介して
チャック７を上方に（即ちチャック７が上方に回動する
ように）所定の付勢力で付勢している。つまり、スプリ
ング棒１４の付勢力は、チャック７によってボビン４の
口金部４ａをクランプしたときにボビン４が自重でチャ
ック７と共に回動軸１１ｂ回りに下方へ回動するのを妨
げない程度の付勢力であって、且つ、チャック７がボビ
ン４を開放したときにはチャック７を回動軸１１ｂ回り
に上方に回動させて下方へ回動する前の位置（図２に示
す位置）に復帰させることができる程度の付勢力となる
ように設定されている。

【００２３】また、スプリング棒１４の伸びは、ボビン
４が下方に回動して直立した状態になったときに（即ち
鉛直下方に達したときに）最大となるように設定されて
いる。

【００２４】従って、上記構成のロボットハンド１０に
よれば、図１（ａ）に示すように、チャック７によって
ボビン４の口金部４ａをクランプし、この状態でボビン
４を芯棒３から引き抜くと（矢印Ａ参照）、ボビン４は
その自重によってチャック７と共に下方に回動し（矢印
Ｂ参照）、ついには図１（ｂ）に示すように、鉛直下方
に垂れ下がった状態となる。

【００２５】このため、チャック７のクランプ部７ａに
大きなモーメントが作用することはない。従って、チャ
ック７によりボビン４を軽く把持すればよいため、ボビ
ン４を破損させる虞がなく、またチャック７を小型化す
ることもできる。しかもロボットハンド全体の構成は簡
易である。

【００２６】また、ボビン４の姿勢を、ボビン姿勢変更
用の駆動機構を要せずに、容易に図１（ａ）に示す傾斜
した姿勢から図１（ｂ）に示す直立した姿勢に変えるこ
とができる。即ち、ボビン４の自重（モーメント）を有
効に利用することができ、ロボットの機構や動作は単純
でよい。

【００２７】また、ボビン４がその自重によってチャッ
ク７と共に下方へ回動するときに、ボビン４が勢い良く
回動するのをスプリング棒１４の付勢力によって緩和す
ることができる。更には、ボビン４が下方に回動して直
立した状態となったときにスプリング棒１４の伸び最大
になるため、ボビン４が必要以上に回動するのを防ぐこ
とができる。

【００２８】また、チャック７がボビン４を開放した後
に、スプリング棒１４の付勢力によってチャック７を元
の姿勢に復帰させることができる。このため、ボビン４
のように傾斜した状態であっても、容易にこのボビン４
をクランプすることができる。つまり、例えばボビン４
が直立した姿勢で載置されていれば、チャック７が下方
に垂れ下がったままでも比較的容易にボビン４を把持す
ることができるが、図示のように傾斜しているボビン４
を容易に把持することができるようにするためには、チ
ャック７をスプリング棒１４の付勢力によって元の姿勢
に復帰させ、この姿勢で安定させる必要がある。

【００２９】なお、スプリング棒１４に限定するもので
はなく、他の弾性部材を用いてもよい。即ち、適宜の弾
性部材をロボットアーム先端部側とチャック側との間に
介設して、上記のようなスプリング棒１４と同様の付勢
力でチャック７を上方に付勢する構成とすればよい。

【００３０】例えば、図３（ａ）に示すようにスプリン
グ棒１４に代えて、連結部材１１（ロボットアーム先端
部側）と連結部材１３（チャック側）との間にコイルば
ね２０を介設したり、図３（ｂ）に示すようにスプリン
グ棒１４に代えて、回動軸１１ｂ部分にねじりコイルば
ね２１を設け、連結部材１１（ロボットアーム先端部
側）と連結部材１２（チャック側）との間に介設するよ
うにしてもよい。

【００３１】また、スプリング棒１４等の弾性部材がな
い構成、或いは弾性部材の伸びに余裕があるような構成
とすれば、ロボットアームが上下に動いたとしても、ボ
ビン等の被搬送物が常に垂れ下がった状態となり、チャ
ック等の把持手段に大きなモーメントが作用することは
ないという効果を奏する。

【００３２】

【発明の効果】以上、発明の実施の形態と共に具体的に
説明したように、第１発明のロボットハンドによれば、
把持手段によって被搬送物を把持すると、この被搬送物
はその自重によって把持手段と共に下方に回動する。こ
のため、例えばロボットアームが上下に動いても、被搬
送物は常に下方に垂れ下がった状態となり、把持手段に
大きなモーメントが作用することはない。従って、把持
手段により被搬送物を軽く把持すればよいため、被搬送
物を破損させる虞がなく、また把持手段を小型化するこ
ともできる。しかもロボットハンド全体の構成は簡易で
ある。

【００３３】しかも、ボビン等のように被搬送物の姿勢
を傾斜した姿勢から直立した姿勢にする必要がある場合
には、姿勢変更用の駆動機構を要せずに、容易に被搬送
物を傾斜した姿勢から直立した姿勢に変えることができ
る。即ち、被搬送物の自重（モーメント）を有効に利用
することができ、ロボットの機構や動作は単純でよい。

【００３４】また、上記第２発明のロボットハンドによ
れば、被搬送物がその自重によって把持手段と共に下方
へ回動するときに、被搬送物が勢い良く回動するのを弾
性部材の付勢力によって緩和することができる。

【００３５】また、上記第３発明のロボットハンドによ
れば、把持手段が被搬送物を開放した後、弾性部材の付
勢力によって把持手段を元の姿勢に復帰させることがで
きる。このため、被搬送物がボビンのように傾斜した状
態であっても、容易にこの被搬送物を把持することがで
きる。

【００３６】また、上記第４発明のロボットハンドによ
れば、被搬送物が下方に回動して鉛直下方に達したとき
に弾性部材の伸びが最大になるため、被搬送物が必要以
上に回動するのを防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係るロボットハンドの側
面図であり、（ａ）にはボビンを芯棒から引き抜くとき
の状態を示し、（ｂ）にはボビンが下方に回動したとき
の状態を示す。。

【図２】図１に示すロボットハンドの拡大側面図であ
る。

【図３】本発明の実施の形態に係るロボットハンドの他
の構成を示す側面図である。

【図４】人手によるパレタイズ作業の概要を示す説明図
である。

【図５】ロボットによるパレタイズ作業の概要を示す説
明図である。

【符号の説明】

４ ボビン ４ａ 口金部 ６ ロボットアーム ７ チャック ７ａ クランプ部 １０ ロボットハンド １１，１２，１３ 連結部材 １１ａ，１１ｃ，１３ａ 突部 １１ｂ，１１ｄ，１３ｂ 回動軸 １４ スプリング棒 ２０ コイルばね ２１ ねじりコイルばね

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被搬送物を所定の場所に搬送する際に前
   記被搬送物を把持するためにロボットアーム先端部に装
   着されたロボットハンドであって、 前記被搬送物を把持する把持手段を前記ロボットアーム
   先端部に上下に回動可能に結合してなることを特徴とす
   るロボットハンド。
2. 【請求項２】 請求項１に記載するロボットハンドにお
   いて、 前記ロボットアーム先端部側と前記把持手段側との間に
   介設し、前記把持手段が前記被搬送物を把持したときに
   前記被搬送物がその自重で前記把持手段と共に下方に回
   動するのを妨げない程度の付勢力で前記把持手段を上方
   に付勢する弾性部材を備えたことを特徴とするロボット
   ハンド。
3. 【請求項３】 請求項２に記載するロボットハンドにお
   いて、 前記弾性部材は前記把持手段が前記被搬送物を開放した
   ときには前記把持手段を上方に回動させて下方へ回動す
   る前の位置に復帰させることができる程度の付勢力を有
   するものであることを特徴とするロボットハンド。
4. 【請求項４】 請求項２又は３に記載するロボットハン
   ドにおいて、 前記弾性部材の伸びは前記被搬送物が下方に回動して鉛
   直下方に達したときに最大となるように設定したことを
   特徴とするロボットハンド。