JPS5877484A - ロボツトハンド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はロボットのハンドに関するものであり、特に、
嵌合作業を行なわしめることを目的としたハンドの構造
に関するものである。

従来、嵌合を行わしめるためのハンドとして、一般的に
コンプライアンス機構と呼ばれているところの第１図に
示す構造のものが知られている。

これはアーム５の先端に装着されたプレート４上に、３
本のピアノ線３がその延長線上で一点に交叉するように
設けられており、上記ピアノ線の他端には、プレート４
と平行に可動板２が設けられている。今、この可動板２
上にロッド１を、その先端が上記ピアノ線３の延長線上
の交点と一致する位置にくるようにして取付け、このロ
ッド１を面取り加工のしである孔６に挿入する。このと
き、上記リッド１の先端が孔６の面取り部に当接すると
、アーム５に加えられた矢印７方向の力の反力として、
矢印８方向の分力が、ロッド１の先端に加わる。このと
き、上記可動板２はプレート４と平行を維持したまま矢
印８方向に移動し、その結果、ロッド１は孔６と平行を
維持しつつその中心線が一致する方向に移動し、孔６に
挿入される。

このようにして、コンプライアンス機構と呼ばれる従来
機構のものは、簡単な構造で嵌合を行なわしめることが
できるが、次の欠点を有している。

（１１ロッドの先端とピアノ線の交点を一致させる必要
があり、ロッドの長さにより、ピアノ線の交点の位置を
変更する必要がある。

（２）矢印７方向の力により、矢印８方向の分力を発生
させるためには、孔６０面取り加工を大きく取る必要が
ある。

本発明はこれらの欠点を解消し、スムースな嵌合を行な
わしめることを目的とするもので、以下にその一実施例
を第２〜３図にもとづいて説明する。

図において、ロッド１０を孔９ａを有するワーク９に嵌
合させることが本発明によるロボットバンドの目的であ
る。ロッドｌＯは軸１２のまわりに開閉動作するチャッ
ク１１により、チャッキングされている。このチャック
１１はチャック駆動部１３に保持されているとともに、
それにより開閉動作せられる。このチャック駆動部１３
には、２枚の弾性を有する板バネ１５が互いに平行にな
るようにして、押え板１４、ネジ１９により固着されて
いる。さらに上記板バネ１５の他端には、中間プレート
２０が押え板１８、ネジ１９とにより固着されている。

さらに上記中間プレー）２０には上記２枚の平行な板バ
ネ１５と直角をなす方向に他の２枚の平行な板バネ２１
が固着されている。こ′の他の２枚の平行な板バネ２１
には、ハンドベース２２が固着され、さらにハンドベー
ス２２は、ネジ２４にり、アーム２３に固着されている
。

上記板バネ１５および板バネ２１には、図示のようにそ
の連結された方向に、各２ケ所の断面極小部Ａを発生さ
せるべく、孔１７．１７ａが設けられている。さらに、
この断面極小部Ａの歪量を検出すべく、歪ゲージ１６，
１６ａが設けられている。板バネ１５．２１の相対した
板バネには、同様な位置に、歪ゲージ１６ｂ、１６ｃが
設けられている。上記歪ゲージは、第４図に示した周知
のブリッジ回路を形成するべく連結されている。

端子２５間には、一定の入力電圧が加えられ、端子２６
間から上記歪ゲージの歪量に応じた出力信号が得られる
。このブリッジ回路が２枚の板バネ１５に対応した１回
路と、他の２枚の平行な板バネ２１に対応した他の１回
路の計２回路設けられている。

ここで、２枚の平行な板バネ１５と、その上に設けられ
た歪ゲージは、矢印２９方向のカがロッド１０に働いた
とき、効果を発揮するべく設けられたものであり、他の
２枚の平行な板バネ２１と、その上に設けられた歪ゲー
ジは、矢印２８方向の力がロッド１０に働いたとき、効
果を発揮するべく設けられたものである。いうまでもな
く、矢印２８．２９両方向の力が働いた場合には、両方
が作用する。

さて、次に第５図に従って、ロッド１ｏに矢印２７方向
の力が働いた場合を例にあげ、その動作および制御方法
について説明する。

図において、矢印３０方向下方にアームへ下げられ、孔
９ａの面取り部にロッド１０のエツジが当接すると、矢
印２７方向に分力が発生し、ロッド１０、従ってチャッ
ク１１に、同方向の力が加５− わる、この力により、上記板バネ１５は、上記断面極小
部を屈曲中心として、Ｓ字状に、２枚が相似形をなして
変形する。このとき、平行リンクの原理により、中間プ
レート２０とチャック駆動部１３とは、初期の平行状態
を保ちつつ移動する。

このとき、歪ゲージ１６．１６ｂには圧縮力が働き、歪
ゲージ１６ａ％１６ｃには、引張力が働く。

その結果、第４図に示したブリッジ回路には、端子２６
間にその歪量に比例した電流が流れる。

この電流値を検出することにより、ロッド１０が孔９ａ
に対して、右に位１していることを判断し、アーム２３
を矢印３０方向下方に押えつつ、矢印２９方向左方に移
動すると、ロッド１０は、孔９ａと平行状態を維持しつ
つ、その中心線が一致する方向に移動し、嵌合が行なわ
れる。ここで、歪量を検出し、アームを移動する動作と
、平行バネ自身が多少左右に移動する動作が複合されて
、嵌合が極めてスムースに行なわれる。

ロッド１０に、矢印２８方向の力が働いた場合および矢
印２８．２９両方向の力が同時に働いた６− 場合については、同様の動作であるため、説明は省略す
る。

このような構造のロボットハンドを使って１合を行なわ
しめることにより、次のような効果が得られる。

１１）　　嵌合を行なうべき孔とロッドとの中心位質の
ズレが大きい場合には、歪ゲージを使いそのズしている
方向を判断し、ズレを修正する方向にアームを移動させ
、ズレが少なくなった場合には、平行な板バネ自身にょ
る位置修正機能により中心合せが行なわれるため、極め
てスムースに嵌合が行なえる。

（２）平行な板バネに、各２ケ所の断面極小部を設けて
いるため、板バネの高さを小さくした場合にも、Ｓ字状
の変形が容易に行なえ、上記歪ゲージから大きな出力信
号が得られると同時に、上記板バネ自身による位置修正
も容易に行なえる。

（３）　　直角方向の中心位置ズレ量がそれぞれ独立し
た信号として検出できるため、それに応じて、アームを
各方向に、移動し、位置修正１行なうことができ、スム
ースな嵌合が行なえる。

【図面の簡単な説明】

第１図はコンプライアンス機構と呼ばれる従来例を表わ
す図、第２図は本発明の一実施例のロボットハンドの構
造を示す正面図、第３図は同側面図、第４図はロゴ・ノ
）ハンドの平行バネ部に装着されている歪ゲージの結線
方法を表わす図、第５図は本発明の一実施例のロボット
ハンドの動作原理を説明する図である。 １１・・・・・チャック、　１５．２１・・・・・平行
バネ、加・・・・・中間体、詔・・・・・アーム１６．
１６ａ、１６ｂ、１６ｃ　−−−・・歪ゲージ。 代理人の氏名　弁理士　中尾敏男　はか１名１１２図　
　　　第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １１）　　物品を把持するチュック部と、このチャック
   部に一端を固定して平行に配置された一対の平行バネと
   、この平行バネの他端を固定する中間体に対し、上記平
   行バネの可動方向と直角方向に可動するよう一端を固定
   して平行に配置された一対の平行バネと、この平行バネ
   の他端を固定するアームと、上記二対の平行バネの歪量
   を検出する歪ゲージとを有し、この歪ゲージにより検出
   した歪量が少なくなるよう上記アームを移動させるよう
   構成したロボットハンド。 （２）上記平行バネに断面極小部を設けた特許請求の範
   囲第１項記載のロボットハンド。