JPS5847314B2 - 簡易マニピユレ−タ− - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、実公昭５０−３８１７３号公告公報に記載さ
れた登録実用新案第１１３６２５０号「二段作動同役シ
リンダー装置」の技術を応用した簡易マニピュレーター
に関する。

本発明の目的とするところは、対象物体を把持し、把持
物体を前進、後退および回動せしめるマニピュレーター
において、フィンガーとアームの駆動手段として、前記
登録実用新案に係るシリンダー装置を一部変形して別の
回動手段と併設し、新規にして実用的な簡易マニピュレ
ーターを提供することにある。

以下に、本発明の実施例を図面に基づいて説明するが、
第１図はマニピュレーターの縦断面図、第２図はフィン
ガー開閉ロンドの正面図、第３図は対象物体の外側面を
把持するフィンガーの縦断面図、第４図は対象物体の内
側面を把持するフィンガーの縦断面図である。

本発明のマニピュレーターは、大別してアーム機構１、
フィンガー機構３、回動機構４およびシリンダー機構５
からなっている。

まずアーム機構１について説明すれば、長い中空円筒状
の案内筒６の前後両端に案内メタル７とフランジ付バネ
座８とを螺設し、また側壁にリミットスイッチ用長孔９
を所要個数適当に穿設する。

案内筒６の内部に、長い中空円筒状のアーム１０を摺動
かつ回動自在に嵌装する。

アーム１０の外周には、前方に環状溝１１を刻設すると
ともに、該環状溝１１にアーム１０の中空孔と連通ずる
連通孔１２を穿設し、また後端に案内メタル１３を螺設
する。

一方、アーム１０の内部には、前方に隔壁１４を固着し
、後端に中央角孔１５を有する案内メタル１６を螺設す
る。

隔壁１４の前面に接してストッパー１７を密嵌する。

第２図に示す如きロッド部１９とピストン部２０とから
なるフィンガー開閉ロンド１８を、アーム１０の内部の
ストッパー１１の前方に摺動自在に嵌装する。

ロッド部１９は、先端に楔状のテーパーを有する角形断
面部１９ａと円形断面部１９ｂ、１９ｃとからなってい
る。

またピストン部２０は、円筒状を呈し、アーム１０の内
側に摺動自在に嵌装され、ストッパー１７との間に気密
の空間２１を形成する。

アーム１０の前端に案内メタル２２を嵌装し、その中央
孔にフィンガー開閉ロッド１８の円形断面部１９ｂを摺
動自在に支持せしめ、フィンガー開閉ロンド１８のピス
トン部２０との間に戻しバネ２３を介設する。

アーム１０の案内メタル１６の角孔１５を貫通して角棒
２４を遊嵌し、その後端にカップリング２５を固着する
。

アーム１０の後端面に接してバネ座２６を摺動自在に嵌
装し、バネ座８との間に緩衝バネ２７を介設する。

次にフィンガー機構３について説明すれば、フィンガー
ホルダー３０は、隔壁３１を挾んで前部に二叉部３２を
後部に中空円筒部３３を形成してなり、円筒部３３をア
ーム１０の前端に螺設する。

隔壁３１の中央に角孔３１ａを穿設し、フィンガー開閉
ロンド１８の角形断面部１９ａを摺動自在に貫通せしめ
る。

２個のフィンガー３４を、フィンガーホルダー３０の二
叉部３２の内側に上下対称に、ピン３５により回動自在
に支持する。

各フィンガー３４の相対する面の後端部に設けた勾配３
４ａが形成する間隙にはフィンガー開閉ロンド１８の先
端の楔状テーパ一部が突出している。

上下フィンガー３４の間に戻しバネ３６を介設する。

フィンガーホルダー３０の上下両面に、調整ネジ３８を
有する蓋板３７を固設する。

第３図に示すフィンガー機構３においては、フィンガー
３４の前端部内側面が対象物体の外側面を把持する。

一点鎖線はフィンガー３４の把持状態を示す。

これに対し、第４図に示すフィンガー機構３′において
は、フィンガー３４′の前端部外側面が対象物体の内側
面を把持する。

一点鎖線はフィンガー３４′の把持状態を示す。

第４図の符号は、第３図の対応する部分の符号にダッシ
ュを付して使用している。

なお、第４図の場合は第３図の場合より容易に類推でき
るので、以下の説明においては第４図の場合を省略する
こととする。

次に回動機構４について説明すれば、案内筒６の後端の
バネ座８のフランジ部にモーター取付板４０を介して回
動用モーター４１（流体圧式、電気式のいずれでもよい
）を固設し、そのモーター軸４２をカップリング２５を
介して角棒９に連結する。

最後にシリンダー機構５について説明すれば、長い中空
円筒状のシリンダー５０の前後両端にプラグ５１．５２
を螺設し、各プラグにはボート５３．５４と連通孔５５
，５６とを穿設する。

シリンダー５０の内部に、ロッド部５８とピストン部５
９とからなる駆動ロッド５７を摺動自在に嵌装する。

ロッド部５８は、長い中空円筒状を呈し、前端部は前部
プラグ５１の中央孔を摺動自在に貫通しており、ピスト
ン部５９の前側に段付部５８ａを形成する。

また、ピストン部５９は、円筒状を呈し、シリンダー５
０の内部に摺動自在に嵌装され、前後に気密の空間６０
．６１を形成する。

駆動ロッド５７の内部に、中空円筒状の案内管６２を遊
嵌し、その後端部を強いバネ６３を介してプラグ６４に
より後部プラグ５２の中央孔内に固定する。

プラグ６４は後部プラグ５２の後端に螺設され、案内管
６２の中空孔に連通ずるポートε５を有する。

シリンダー５０は、前後者プラグ５１．５２を介して支
持具６６により案内筒６にそれと平行に固設される。

また、駆動ロッド５７のロッド部５８の前端部に穿設し
た連通孔６７とアーム１０の環状溝１１とを連通ずる通
路６８を有する通路板６９と、それに併設した連結具７
０とのそれぞれの一端を該ロッド部５８の前端部に固定
するとともに、他端をアーム１０の前端部に回動自在に
支持する。

なお、所要個数のリミットスイッチ（図示せず）を案内
筒６の側面に付設し、その作動腕を長孔９に挿入してア
ーム１０の側面に設けたストライカ−（図示せず）に対
応せしめるとともに、回動用モーター４１にも所要個数
のリミットスイッチ（図示せず）を付設する。

上記のように構成されたマニピュレーターにおいて、ア
ーム１０を前進せしめるには、油または空気の圧力流体
をボート５４より供給する。

圧力流体は連通孔５６を経由して空間６１に流入し、ピ
ストン部５９に作用して段付部５８ａが前部プラグ５１
の後端面に当接するまで駆動ロッド５７を前進せしめる
。

これによりアーム１０も連結具７０を介して前進せしめ
られる。

このとき空間６０内の流体は連通孔５５、ボート５３を
経由してシリンダー５０の外部に排出される。

アーム１０を後退せしめるには、前進の場合とは逆に、
圧力流体をボート５３より供給し、空間６１内の流体を
ボート５４より排出すればよいことはいうまでもない。

駆動ロッド５７は、そのロッド１９ｃの後端が後部プラ
グ５Ｚの前端面に当接するまで後退する。

作業能率向上のため、普通にはアーム１０の後退速度を
前進速度より大きくしているので、アーム１０が後退す
るときの衝撃は大きく、緩衝バネ２７により緩和する。

また必要に応じ、アーム１０が前進するときの衝撃を緩
和する弾性体を設けることもある。

アーム１０を回動せしめるには、回動用モーター４１を
所望の方向に回動する。

モーター軸４２に発生した回動トルクはカップリング２
５を介して角棒２４に伝達され、さらに案内メタル１６
の中央角孔１５を経由してアーム１０に伝達されアーム
１０を回動する。

フィンガー３４により対象物体を把持するには、圧力流
体をボート６５より供給する。

圧力流体は案内管６２および駆動ロッド５１のロッド部
５８の各中空孔、連通孔６７、通路６８、環状溝１１、
連通孔１２を経由して空間２１内に流入し、フィンガー
開閉ロンド１８のピストン部２０に作用する。

フィンガー開閉ロンド１８は前進し、その先端の楔状テ
ーパ一部がフィンガーの勾配部３４ａ。

３４ａ’に係入してフィンガー３４、３４’の後端部を
押し広げる結果、その前端部が閉じ（開き）対象物体の
外側面（内側面）を把持する。

対象物体を開放するには、ボート６５より圧力流体の圧
力を取り去ればよい。

戻しバネ２３がピストン部２０に作用してフィンガー開
閉ロンド１８を後退せしめ、空間２１内の流体はボート
６５より外部に排出される。

フィンガー開閉ロンド１８の先端は勾配部３４ａ、３４
ａ’より抜は出し、戻しバネ３６、３６’によりフィン
ガー３４．３４’の前端部は開き（閉じ）対象物体を開
放する。

蓋板３７に螺設した調整ネジ３８．３８’により、フィ
ンガー３４．３４の開閉角度を適当に調整することがで
きる。

案内筒６の側面と回動用モータ４１とに付設したリミッ
トスイッチにより、対象物体の把持、把持物体の前進、
後退および回動が所望の順序に従って自動的になされる
よう、フィンガー３４゜３４′およびアーム１０の各運
動を制御する。

上述のように、本発明のマニピュレーターは構造が簡単
であるため、安価で実用的な自動制御のマニピュレータ
ーを提供することができ、また、アーム、フィンガー、
駆動ロッド等の可動物体に接続されて移動するホース類
および電線が全くないので、外観が勝れているとともに
それらの損傷による故障も皆無である等、その効果は多
大である。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図はマニピュレータ
ーの縦断面図、第２図はフィンガー開閉ロンドの正面図
、第３図は対象物体の外側面を把持するフィンガーの縦
断面図、第４図は対象物体の内側面を把持するフィンガ
ーの縦断面図である。 １・・・・・・アーム機構、３・・・・・・フィンガー
機構、４・・・・・・回動機構、５・・・・・・シリン
ダー機構、６・・・・・・案内筒、１０・・・・・・ア
ーム、１５・・・・・・角孔、１７・・・・・・ストッ
パー、１８・・・・・・フィンガー開閉ロッド、１９・
・・・・・ロッド部、２０・・・・・・ピストン部、２
１・・・・・・空間、２３・・・・・・弾性体、２４・
・・・・・角棒、２７・・・・・・緩衝バネ、３０，３
０′・・・・・・フィンガーホルダ・・・、３１．３１
・・・・・・隔壁、３２．３７・・・・・・二叉部、３
４、３４’・・・・・・フィンガー、３４ａ、３４ａ’
・・・・・・勾配部、３６，３６’・・・・・・弾性体
、４１・・・・・・回動用モーター、５０・・・・・・
シリンダー ５３．５４・・・・・・ボート、５７・・
・・・・駆動ロッド、５８・・・・・慴ツド部、５９・
・・・・・ピストン部、６０，６１・・曲空間、６２・
・・・・・案内管、６５・・曲ポート、６６・・曲支持
具、６８・・・・・・通路、 結具。 ６９・・・・・・通路板、 γ０・・・・・・連

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 中空円筒状の案内筒６の内部に摺動かつ回動自在に
   嵌装した中空円筒状のアーム１０と、アーム１０の内部
   に固設したストッパー１７の前方に摺動自在に嵌装され
   、先端に楔状テーパーを有するロンド部１９および後側
   に気密の空間２１を形成するピストン部２０からなるフ
   ィンガー開閉ロッド１８と、フィンガー開閉ロンド１８
   をストッパー１７の方向に付勢する弾性体２３と、アー
   ム１０の後端部に設けた角孔１５に遊嵌した角棒２４と
   から構成されたアーム機構１と、アーム１０の前端部に
   固設され、フィンガー開閉ロッド１８の前端部が摺動自
   在に貫通する隔壁３１およびその前部に形成した二叉部
   ３２からなるフィンガーホルダー３０と、該二叉部３２
   の内側上下に回動自在に枢着され、前端部に対象物体の
   把持部を形成し、後端部にフィンガー開閉ロンド１Ｂの
   先端の楔状テーパーが係入する勾配３４ａを有するフィ
   ンガー３４と、フィンガー３４を開放状態に付勢する弾
   性体３６とから構成されたフィンガー機構３と、角棒２
   ４の後端部に連結されそれを回動せしめる回動機構４と
   、案内筒６にそれと平行に固設した中空円筒状のシリン
   ダー５０の内部に摺動自在に嵌装した中空円筒状のロン
   ド部５８および前後に気密の空間６０．６１を形成する
   ピストン部５９からなる駆動ロッド５７と、該空間６０
   ．６１にそれぞれ連通ずるボート５３．５４と、駆動ロ
   ッド５７の内部に遊嵌され後端部をシリンダー５０に固
   定した中空円筒状の案内管６２と、案内管６２の中空孔
   を介して駆動ロッド５７の中空孔に連通ずるポート６５
   と、駆動ロッド５１の中空孔をアーム１０の空間２１に
   連通する通路６８を有する通路板６９と、一端を駆動ロ
   ッド５７に固定し他端をアーム１０に回動自在に支持し
   た連結具７０とから構成されたシリンダー機構５とから
   構成されている簡易マニピュレーター。