JPH11114868A - ロボットのハンド装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】物品を把持する把持部材を弾性体から構成する
とともに、その形状を工夫することにより、十分な把持
力を得られるとともに、変形のための操作力の増分が小
さくて済むロボットのハンド装置を提供し、物品の寸法
誤差を確実に吸収して把持の際の落下を防止する。 【解決手段】物品５を両側から挟持する一対の把持部材
６，８の少なくとも一方の把持部材８を弾性体により形
成し、その把持部材８の物品５との当接部１０，１１の
中央部後方に変形用のスペースを形成する空間部１４，
１５を設けるとともに、同空間部１４，１５の側方に断
面積が小さく変形が集中し易い変形部を形成し、物品を
把持する際には、その変形部の弾性変形を介して、前記
当接部１０，１１が同変形部を中心に後方に変位し得る
ように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ロボットのハンド
装置に関する。より詳しくは、対向して設置される一対
からなる把持部材によって物品を両側から挟持するタイ
プのハンド装置の改良技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】ロボットのハンド装置において、複数の
固い物品を同時に把持する場合に問題となる物品の寸法
のバラツキに関しては、その寸法誤差を吸収する機構を
ハンド装置に設けることにより対応されてきた。そし
て、その寸法差を吸収する具体的な機構としては、例え
ば物品毎に把持用のシリンダを設置して物品をそれぞれ
個別的に把持するように構成するものが知られている。
しかしながら、この従来技術においては、同時に把持す
る物品の数だけのシリンダの設置が必要となるばかりで
なく、駆動エアの配管なども複雑になるため、メンテナ
ンスが煩雑になり、ハンド装置としての重量が大きくな
るといった欠点があった。また、一方の把持部材を一体
的に構成し、他方の把持部材を物品毎に対応させた形に
分割し、それらの把持部材を共通の駆動手段で駆動する
ように構成するとともに、物品と当接するそれぞれの当
接部をスプリングやスポンジなどの弾性手段を介して対
向する把持部材側へ付勢するという技術手段を採用した
ものが開示されている（特開昭６０−２０８８６号公
報）。しかしながら、この従来技術における当接部の付
勢手段としては、それぞれの把持部の後方に単に弾性手
段を介在させたというだけの形態であったため、物品間
の寸法差を吸収するためには、その寸法差の分だけ弾性
手段を変形させる必要があったため、かなりの操作力を
必要とされた。すなわち、物品間の寸法差と同量の変形
に伴う弾性力に対抗するための操作力の増分が必要とさ
れた。このため、強度的に弱い物品の場合などには向か
ない面もあった。また、逆に前記弾性手段の弾性特性を
弱く設定した場合には、把持力が不足して物品を落下し
易くなるといった問題があった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上のよう
な従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、その目的
とするところは、前記把持部材を弾性体から構成すると
ともに、その形状を工夫することにより、十分な把持力
を得られるとともに、変形のための操作力の増分が小さ
くて済むロボットのハンド装置を提供する点にある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するため、物品を両側から挟持するように対向して設
置された一対の把持部材の少なくとも一方を弾性体によ
り形成し、その弾性体からなる把持部材の物品との当接
部の中央部後方に変形用のスペースを形成する空間部を
設けるとともに、同空間部の側方に断面積が小さく変形
が集中し易い変形部を形成し、物品を把持する際には、
その変形部の弾性変形を介して、前記当接部が同変形部
を中心に後方に変位し得るように構成するという技術手
段を採用した。なお、断面積が小さく変形が集中し易い
前記変形部を介して２個の当接部を対称的に一体形成
し、それらの当接部間に切欠部を形成して互いの変位を
干渉しないように構成することもできる。以上のよう
に、本発明においては、断面積が小さく変形が集中し易
い前記変形部を設けて、同変形部を中心に前記当接部を
後方へ変位するように構成したので、その変形部の弾性
係数を十分な把持力が得られるように設定した場合で
も、後方への変位は同変形部を中心として回動する形で
行われることから、小さな操作力の増分で十分な変形量
が得られることになる。すなわち、物品の把持に必要な
所定の把持力を維持しながら、変形のための操作力の増
分は少なくて済むことになる。

【０００５】

【発明の実施の形態】本発明においては、以上のように
前記把持部材の物品との当接部の中央部後方に変形用の
スペースを形成する空間部を設けるとともに、同空間部
の側方に断面積が小さく変形の集中し易い変形部を形成
し、その当接部の中心からずれた変形部に対して、物品
との当接部を介して付加される操作力、すなわち把持力
と前記変形部との距離を乗じた回転モーメントとして作
用する形態のものであれば広く適用が可能である。すな
わち、このようにすれば、物品との当接部の変位量に対
する前記変形部における変形量を大幅に縮小できるの
で、従来技術に比べて当接部の変形に対する弾性力の変
動量を縮小することができる。したがって、物品に対す
る初期把持力を十分に大きくとることができ、しかも物
品の寸法差に応じて当接部が変位した際の把持力の変動
が少ない、ロボットのハンド装置としてきわめて好適な
把持手段を提供することができる。本発明は以上の原理
に基づくものであるから、前記当接部の中央後方部の空
間部及びその側方の前記変形部の条件を満たせば、当接
部の形状など、把持部材の具体的な形状に関しては自由
な選択が可能である。

【０００６】

【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例に関して
説明する。図１は本発明に係る前記ハンド装置に関する
一実施例の要部を示した概略側面部であり、図２はその
ハンド装置を下方からみた底面図である。図中、１はロ
ボットのアームの先端部に装備されるハンド装置であ
り、駆動手段２を介して拡縮動作を行うように構成され
た把持手段３，４を対向した状態に備えており、円筒状
の容器などの各種の物品５を両側から挟持して把持する
ように構成されている。駆動手段２としては、把持手段
３，４を互いに接近させたり離間させたりすることの可
能な公知の適宜の拡縮機構が用いられる。例えば、エア
駆動形のロータリアクチュエータを使用して、一対の円
弧状のカム溝を形成した回転カムを正転及び逆転駆動し
得るように構成し、それらのカム溝に係合したそれぞれ
の係合ピンを拡縮動作方向に形成した直線状のガイド溝
に沿って誘導することにより、それぞれの係合ピンに連
係した把持手段３，４を拡縮駆動するように構成するこ
とができる。

【０００７】図２に示したように、前記把持手段３，４
のうちの一方、本実施例では把持手段３側の把持部を構
成する把持部材６は一体的に構成されており、その把持
面側には物品５に係合する所要数のＶ字状の係合用凹部
７が形成されている。この把持部材６は剛性材料から形
成され、物品５の把持の際には変形せずに、把持動作の
基準側として機能するように構成されている。他方、把
持手段４の把持部を構成する把持部材８は、ゴムや合成
樹脂等からなる適宜の弾性材料を用いて物品の寸法に応
じて変形可能に構成される。また、把持部材８は、それ
ぞれの物品５に対応して独立して変位し得るように分割
構成した形で支持板９に取付ける。図示のように、本実
施例では、把持部材８は２個ずつの組に分割構成し、そ
れそれの把持面を構成する物品５との当接部１０，１１
にＶ字状の係合用凹部１２，１３を形成している。

【０００８】図３は前記把持部材８を示した斜視図であ
る。図示のように、把持部材８の把持面を構成する物品
５との当接部１０，１１の中央部、すなわち前記係合用
凹部１２，１３の後方部には、変形用のスペースを構成
する空間部１４，１５が形成されている。また、それら
の当接部１０，１１間には切欠部１６を形成して、互い
の変位を干渉しないように構成している。以上の空間部
１４，１５及び切欠部１６により、空間部１４，１５の
側方には断面積が小さく変形が集中し易い変形部１７，
１８が形成される。そして、物品を把持する際には、そ
れらの変形部１７，１８の断面積が小さくて変形し易く
形成されていることから、物品５の寸法に応じてそれら
の変形部１７，１８の部分に弾性変形が生じ、その弾性
変形を介して前記当接部１０，１１が同変形部１７，１
８を中心に後方に回動しながら変位することになる。な
お、把持部材８の後方部の上下面には取付溝１９，２０
が形成されており、それらの取付溝１９，２０を前記支
持板９に形成された矩形状の開口部の縁部に嵌合するこ
とにより簡便に着脱可能である。なお、本実施例では、
１個の把持部材８に一対の当接部１０，１１を対称的に
形成した場合を説明したが、前記切欠部１６の部分から
切離して、それぞれ１個ずつの当接部を有する把持部材
として構成することも可能である。

【０００９】次に、前記ハンド装置１を用いて複数の物
品５を同時に把持する場合に関して説明する。前記駆動
手段２を介して把持手段３，４を互いに内側へ移動して
両者間の間隔を縮小することにより、一体的に構成され
た把持部材６と分割構成された複数からなる把持部材８
によって物品６を両側から挟持する。その場合、それぞ
れの物品５は、把持部材６側に形成された複数の係合用
凹部７と複数からなる各把持部材８に形成された係合用
凹部１２，１３との間に係合され、把持部材６側の係合
用凹部７を基準面として位置決めされる。その際、物品
５に寸法誤差があった場合には、図４の底面図に示した
ように、例えば当接部１０が変形部１７の弾性変形を介
して後方へ変位して物品５の寸法差を吸収する。その場
合に、前述のように、当接部１０は変形部１７を中心に
変位することから、当接部１０の変位に対して変形部１
７の変位は大幅に縮小されるので、その弾性変形に伴う
弾性力、すなわち把持力の変動も縮小されることにな
る。したがって、物品５に対する把持部材６，８の操作
量に関する自由度が大幅に拡大され、寸法誤差を吸収し
て全ての物品６に対して充分な支持力を容易に確保する
ことができるので、物品５の落下を確実に防ぐことがで
きる。

【００１０】図５及び図６は本発明の他の実施例を示し
たもので、図５はそのハンド装置の底面図、図６は把持
部材の斜視図である。本実施例におけるハンド装置２１
は、前記実施例と比べて、図５に示したように双方の把
持手段として弾性変形可能な把持部材２２，２３を使用
し、その当接部２４，２５の把持面として図６に示した
ように前記係合用凹部１２，１３に代えて小さい凹凸面
あるいは平坦面を採用した点で特徴を有し、他の構成に
おいて基本的に異なるところはない。このハンド装置２
１の場合には、双方の把持部材２２，２３を弾性変形可
能に構成しているので、図５に示したように油揚げなど
ように軟らかい適宜形状の物品２６の把持にも適用が可
能である。

【００１１】

【発明の効果】本発明によれば、複数の各物品に対して
それぞれ十分な把持力を設定できるとともに、物品の寸
法差に基づく前記当接部の変位に対する把持力の変動が
小さいので、複数の物品を同時に把持する際に寸法差の
ある物品が含まれた場合にも落下することなく確実な把
持状態が得られ、ロボットのハンド装置としてきわめて
有効である。また、前記把持部材として２個の当接部を
対称的に一体形成し、それらの当接部間に切欠部を形成
して互いの変位を干渉しないように構成すれば、把持部
材に関する成形作業や取付作業の回数を半減することが
でき、その作業性が向上される。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施例の要部を示した概略側面部で
ある。

【図２】 同実施例を下方からみた底面図である。

【図３】 同実施例の把持部材を示した斜視図である。

【図４】 同実施例における把持状態を示した部分底面
図である。

【図５】 本発明の他の実施例を示した底面図である。

【図６】 同実施例の把持部材を示した斜視図である。

【符号の説明】

１…ハンド装置、２…駆動手段、３，４…把持手段、５
…物品、６…把持部材、７…係合用凹部、８…把持部
材、９…支持板、１０，１１…当接部、１２，１３…係
合用凹部、１４，１５…空間部、１６…切欠部、１７，
１８…変形部、１９，２０…取付溝、２１…ハンド装
置、２２，２３…把持部材、２４，２５…当接部、２６
…物品

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 物品を両側から挟持するように対向して
   設置された一対の把持部材の少なくとも一方を弾性体に
   より形成し、その弾性体からなる把持部材の物品との当
   接部の中央部後方に変形用のスペースを形成する空間部
   を設けるとともに、同空間部の側方に断面積が小さく変
   形が集中し易い変形部を形成し、物品を把持する際に
   は、その変形部の弾性変形を介して、前記当接部が同変
   形部を中心に後方に変位し得るように構成したことを特
   徴とするロボットのハンド装置。
2. 【請求項２】 断面積が小さく変形が集中し易い前記変
   形部を介して２個の当接部を対称的に一体形成し、それ
   らの当接部間に切欠部を形成して互いの変位を干渉しな
   いように構成したことを特徴とする請求項１記載のロボ
   ットのハンド装置。