JPS59107887A - 柔軟把握機構 - 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】

能な柔軟把握機構に関する。 ワークの形状に対する適応性、把握時の応力分散による
柔軟性を備えて、任意形状になじむ、等圧力でワークを
把握する、制御が簡単ですむという各条件を満足する把
持機構は期界において希求されるところであって、かか
る要望に応え得る柔軟把握機構が例えは特公昭５５−１
３８７４号公報により周知である。 この機構レコ第６図乃至第８図に示される通りであって
、多数のリンク（２３１＋２３１を互いに回動可能に接
続してなる多節体（２カから素状の把握体（２１）を構
成し、該把握体防）の一端を支持端、他端を自由端とな
してこれを片持式に保持し１把握体（２４の各節に把握
トルク発生用のアクチュエータを配設し、該アクチュエ
ータにより発生するトルクを多節体Ｑｚの軸長に沿って
前記支持端より前記自由端に向って２次関数的に減少さ
せるよう設定した基本的構造である。 このようにして把握体シ１）の全体でワークを均一な力
で把持し得るようにしており、プーリ、ワイヤ系により
各節に頭足条件のトルクを発生させることが可能である
が、プーリ（２４１（２５）あるいＧコチェーンスブロ
ケットのトルク伝達車は、ワイヤｔ２＋１あるいはチェ
ーンのサイズによって最小巻付半径ニ限界があるため、
小ごくシようとしても限度以下にはできなく、従って把
握のための動作の方向に平行な巾寸法が大きくなり、ノ
＼ンド全体をコンノぐクトにおさめる面での錠点があっ
た。 さらに、この把握体（２１１は、プーリ、チェーンスプ
ロケットなどのトルク伝達車を用いているので、把持と
解除とのトルク伝達条件は全く等り、　＜なって、両連
動の間のトルクを変えることは不可能であり、例えば把
持はゆつ〈ワと確実に、解除は迅速に行わせようとして
も簡単には行えない問題もあった。 本発明はかかる実状に対処して成されたものであって、
ハンド部の構造のコンパクト化をはかるさ共に、把握時
および解除時において夫々適切な速度と動きを行わせて
作動の確実さを果し得ることを目的とする。 そのために、本発明は前述の多節体における各節に夫々
支持し、かつ該各節に対し把握側位置での平行を保持し
て把握用バーを夫々設けると共に、金属薄帯などからな
る把握用シート状物を、一端は前記多節体の自由端に固
定し、各節とこれに対応する把握用ビンとの間の空間部
にｌｌｌｌＩ次通して多節体の支持端側に至らせた俵、
他端はシリンダ等アクチュエータに接続して把握トルク
伝達部材に形成する−１、前記各節には、前記アクチュ
エータの作用力に抵抗する１同の弾力を有する解除トル
ク発生用のはねを夫々設けてなり、さらに前記把握用シ
ート状物を把握用バーに夫々接触させた際に発生する把
握トルクを多節体の軸長に沿って前記支持端から前記自
由端に向って減少するように、各節の枢支軸中心から把
握用シート状物接触面までの距離を支持端から自由端に
向って漸減してなる構成としたものであり、各把握用バ
ーがワークの周面に対し分散的に接当した際の接圧力を
均等にすることが可能であると共に、把握する方向への
屈曲作動の際に、手元となる支持端側の刀から先行して
屈曲しワークに対するなじみが速く、かつ、円滑にする
ことが可能であり、−万、各節における解除トルク発生
用のばねの弾機力を適当に設定することによって、ワー
ク把握からの復元作動の際に手先となる自由端側の万が
先行してワークから離れ、かつ全体的に把握時よりも迅
速に動作させることも可能であって、さらに構造的には
細径の把握用バーと薄層のシート状物でトルクアクチュ
エータを形成しているので、ブーり等に比して巾の狭い
コンパクトな構成となし得るものであり、ここに所期の
目的は達成されるに至ったのである。 以下、本発明機構の実施例について添付図面にもとづき
詳細に説明する。 本発明に係る柔軟把握機構の１例は第１図、第２図に示
す如く、多数のリンク＋３＋　＋３１を互いＧこ回動可
能に順次接続してなる多節体（２）から形成した素状の
把握体ｉｌ＋と、把握用バー＋４１ｔ４１と、把握用シ
ート状’ｔＮ（５１ト、アクチュエータ（６）と、バネ
（７）と全要素部材として備えている。 把握体＋１１におけるリンク（３）は、回動軸方向に長
く、これに直交する方向にＧコ薄い板体に形成していて
、先端軸受ａ（３Ｂｌ？隣り合うリンク（３）の基部側
軸受部

【３Ａ）を隣り合うリンク（３）の先端軸受部（
３Ｂ］、：枢支軸（８）を介し連結している。 なお、支持端となるリンク（３１すなわち、第１図。 第２図で左端のリンク（３）は基部側軸受部＋３Ａ）を
枢支軸（Ｉ２）を介し保持部材（１１）に回動可能に取
付けている。 しかして、前記リンク＋３１　＋３１　Ｇ１目出端とな
る最先端（第１図１．第２図上で右端のリンク（３）〕
　を除いて、各節の枢支軸（８ンの把持側に、該枢支軸
＋８＋　、！−は適宜の間隔を存し、かつ平行せしめて
把握用バー（４）を前記枢支軸（８）に関連させて夫々
設けている。 上記把握用バー（４）は細い丸棒、平棒あるいは平板か
らなり、その両端を支持板片によって夫々枢支軸（８）
に係着し、あるいは平棒を第３南々示の如くコ字状に曲
げて両端の対向片部を利用して枢支１１１（８１に係着
するなどの手段によって、該枢支軸（８〕に回動自在に
枢着せしめ、または隣り合うリンクｆ３＋　＋３１のう
ち自由端に近い方のリンク（３）の軸受部（３Ｎ　か、
今一つのリンク（３）軸受部（３刊に対して固定せしめ
るものである。 次に把握用シート状物（５＋は前述したように金属薄帯
などからなっていて、一端を多節体＋２１の最先端すな
わち自由端部のリンク（３）の先端にビスなどで固定し
た俊・各枢支軸（８）とこれに対応する把握用バー＋４
１との間に形成される空間部に順次通して多節体＋２１
の支持端側に至らせた候、他端は保持部材（１１）に取
り付けられた空圧シリンダの如きアクチュエータ（６）
の作用端に接続して、把握用シート状物（５）コ保持部
材（１１）側に引張し、反対に弛紗し得るようにしてい
る。 なお、アクチュエータとしては直線連動機構のほか巻取
用モータの如き回転機構を利用し得るものである。 さらに、要素部材であるばわ（７）は、前記各節におけ
る枢支軸（８）に関連させて設けたものであって、前記
アクチュエータ（６〕の把握時作用カに対し抵抗する方
向の弾力？発揮するように装着するこ（！：が必要であ
って隣り合うリンク＋３１　＋３１の一万の軸受孔（３
Ｎと他方の軸受部＋３Ｂ）　　ａに両端部を夫々係止さ
せている。 かかる構造となした柔軟把握機構において、把握用シー
ト状物（５）は個々の把握用バー＋４１＋４１に接せし
めた状態下でアクチュエータ（６）のトルク２各す゛ン
クｔ３１　［３１に伝達する把握トルク伝達部材に形成
し、−万、各枢支軸（８〕部に設けたばわ（７１＋７１
は把握体（１）を把握とは反対側の解除方間に運動させ
る解除用トルクアクチュエータに形成している。 この柔軟把握機構は、アクチュエータ１６）？ロンド引
き込み方向に作動させると、把握用シート状物（５）が
保持部材（１１１１１Ｏにたぐり寄せられることによっ
て、多節体＋２１　＋２１は第４南々示の如く中心線方
向の内側に屈曲してワーク（ト）を包み込むように把握
し、逆にアクチュエータ（６）をロンド押し出し方向に
作動きせると、各節に存するはね（７）の復元力によっ
て多節体＋２１　＋２１は第５南々示の如く外側に夫々
カール状に巻かれた復元状態となる。 ここで、前記把握体（１）によりワーク（イ）を周囲か
ら等圧力で把握するための力学的な原理に関しては、特
公昭５５−１３８７４号公報において詳しく述べられて
いる通りであって、等圧力で把握するべく各リンク＋３
１　Ｆ３＋のワークＷに接当させる部材、１−なわち、
把握用バー［４Ｎ４１に与える把握トルクを把握体（１
）の軸長に沿って２次関数的に減少させればよいことが
分っている。 従って上述のトルク設定茶件を満足し得るように、構造
を特定させればよく、そこで本発明は把握用シート状物
（５１を把握用バー＋４１　＋４１に夫々接触させた際
に発生ずる把握トルクを、多＃ｊ体（２１の軸長に治っ
て支持端から自由端に向って２次関数的に減少せしめる
ために、各リンク＋３１　ｆ３＋における枢支軸ｆｓ＋
中心から把握用バー（４Ｎ４１の周面最近点に至る距離
［Ｒｐｉ）　［第２図彼照］　を支持端から自由端に向
けて漸減した構造となしている。 かくすることによって、ワーク（Ｗ）把握時における各
把握用バー＋４］ｆ４１の接圧力を均一さすることが川
筋である。なお、把握用バー（４］に与える把握トルク
の減少程度は二次関数に限らなく、−次間数的関係とな
しても略々近い結果が得られるものである。 次に上記把握機構による把握作動を説明すると、アクチ
ュエータ（６）を作動させ把握用シート状物（５）に張
力２加えると、各リンク＋３１　＋３１はばね（７＋　
ｆ７＋にょる復元弾力に打ち勝ってワーク（ＷＪを包み
込む万回すなわち内側に屈曲して行き、第２図々示状態
から第４図々示状態に至る。 第４図から明らかなように、ワーク（Ｗｌを把握しＴＣ
状ｐ　Ｔ　Ｇ；Ｊ把握用シート状物（５）は把握用ノ々
−Ｉｎｆ４ｒに沿って緊張した状態となっている０ 口のとき、リンク（３）と、把握用シート状物（５）ｔ
は、各リンク＋３１　＋３１がワーク（Ｗ）により動き
を拘束されているので、シート状物（５）がリンク（３
）に固定された状態と等価と考えて差支えなく、従って
、各枢支軸（８）が存する各結合点にはトルク　（Ｍ＝
Ｔ・Ｒｐｉ但しＴに張力）が作用する。 ここで、把握用シート状物（５）によるトルりは、Ｒｐ
ｉが支持端側から自由端側に回って２次関数的に減少し
ているので、リンク（３）がワーク（Ｗ）に作用する分
布力は均一となり・柔軟にワーク（Ｗ）を把握すること
が可能である。 次に、把握ｔ　ｉ＋除する場合は、アクチュエータ（６
）を逆に作動することにより、把握用シート状物（５）
の張力が小さくなり、各はね＋７１　＋７１の復元弾力
が杓も勝つことによってリンク＋３１　＋３）　ＤＺワ
ーク（Ｗ）から離れ外周側Ｇこ屈曲してゆく。 そして−第５図の最終姿勢になるのであるが、ここで、
把握用バー（４）の枢支軸（８）に対する距離（Ｒｐｉ
）と各枢支軸（８）におけるはね（７）の弾力とは設泪
の時点で任意の値とすることができるので、ｙｒｆ除側
を速く作動させてロスタイムの軽減をはかり、−万、把
握側を軽くかつ緩速に作動させることも可能である。 なお、第２図々示は把握体ｆｉ＋を１対の多節体（２１
（２（から形成しているが、１つの多節体（２１だはで
把握する機構のものであっても勿論差支えない。 次に第３図に示したものは本発明の他実施例であって、
解除トルク発生用のはね（７）に関して％肩の構造を有
せしめている。 すなわち、各節に設けてｑる前記はね（７］を、枢支軸
（８）に巻装したばね特性が等しい１対のコイルばね（
７Ａ）、（７均から形成していて、これらを〔Ｉ由端寄
りのリンク（３）における軸受部【３Ｎ　　と、今一ツ
ノリンク（３）における軸受ａ＋３Ｂｌ　　との間に形
成される空隙部で、かつ枢支軸（８１に遊嵌した筒状の
スペーサｉ９＋　ｆｌ＋の周りに巻装して、−万のコイ
ルばわ（７Ａ］Ｇ−佐者のリンク（３）の適宜位置に設
けた止め孔（１３ｊと把握用バー（４）を支持する支持
板片に設けた止め孔（１４Ｉとに、ばね両端部を挿入固
定し、他方のコイルはね（７Ｂ）はｍ１者のリンク（３
）の適宜位置に設けた止め孔（−と把握用バー（４）を
支持する今一つの支持板片に設けた止め孔（１４）とに
、ばね両端ｇＡを挿入固定せしめる。 この場合・前記把握用バー（４）は枢支軸（８）に枢支
するに際して該枢支軸（８）まわりに（ロ）動自在とな
るようにすることは言うまでもない。 かかる構造となしたことによって、２つのコイルばわ（
７に【７Ｂ］は把握用バー（４）を介して連結されると
共に、この連結されたコイルばわ［７Ａ］＋７Ｂ）を隣
り合うリンク＋３１　＋３１間に橋架した形態となるの
は第３＼５゜ ｋｌから明らかであって、両リンクｆ３ｔ　＋３１に対
しアクチュエータ（６１の把握側作用力に抵抗する方向
の解除用弾力を与えることとなり、ざらに把握用バー（
４１σ）両側に存するコイルはね［７Ａｌ［７Ｂ］のは
ね特性ご相等しくしているので、把握用バー（４）の両
側の支持板片に対して同じ力が作用することから、把握
用バー（４）をその両側に位置する前記両リンクｆ３＋
、＋３１が枢支軸（８）を中心としてなす交叉角にズＪ
して略々等分線上に存するように常時保持可能ならしめ
るものであり、かくして把握用バー（４）を介し作用す
る把握用シート状物（５）の把握力がワーク（司の表面
に対する法線方向に合致しやすくなり、従って把握用ピ
ン（４）を動かないようにワーク（司表面に固定し得る
と共に、確実な把握が可能となる。 なお、隣り合うリンク＋３１　＋３１と把握用バー（４
）とσ〕保合は、第３因に２点鎖線用するように枢支軸
（８）？順次挿通してナツト（ｌｏｉにより緊締するこ
とによって簡単に行なえるものである。 つづいて本発明の効果を挙げると下記の通りである。 （イ〕　薄板状のリンク（３）、把握用バー（４）、シ
ート状物（５）を厚み方向および径方向が把握、　ｙｒ
＋除のための運動軸に対し直交するよう配設した構成で
あるため、コンパクトな構造とすることができ、プーリ
を用いてなる従来の機構に比して薄く、かつ、単純構造
のハンドを構成することができると共にシート状物（５
）によるトルク伝達を行わせているのでワイヤに較べて
強力な把握力を発生し得る。 （ロ）把握用バー（４）が枢支軸（８＋に対する距離を
同一にせず設計時点で任意に変え得るので、把握トルク
を違った値とするこおが可能であり、目的に適したトル
クの設定が行える。 （ハ）　また、解除【復元】のためのトルクを発するも
のとしては、各節の枢支軸（８）に設けたはね（７）に
より形成しているので把握機構をよりコンパクトなしか
も単純な形態と成し得るお共に、一層薄く仕上げられる
利点を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のｉ実施例に係る要部示正面図で第２０
の１−１線矢視正面図、第２（支）は同じく要部水平面
図、第３ＵＡは本発明の他実施例に係る要部構造を示す
分解斜視図、第４（支）および第５図は本発明の１例に
係る把握状警示平面図および解除復元状悪水平面図、第
６図乃至第８図は従来の把握機構を示すもので第６図は
把握状警示平面図、第７図は多節体の一品の拡大側面図
、第８図は第７図のＢ−Ｂ線図である。 （１）・・・把握体、（２）・・多節体。 （３）・・・リンク、（４］・・把握用バー。 （５）・・把握用シート状物。 （６１・・・アクチュエータ、（７）・・・はね。 ＋７Ａ）１７Ｂ）・・・コイルはね、（８ｊ・・枢支軸
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 Ｚ　多数のリンク＋３１　＋３１を互いに回動可能に接
   続してなる多節体（２１から形成した素状の把握体＋１
   １の各１１′ｊに夫々支持し、かつ、該各節に対し把握
   側位置で平行を保持して把握用バー（４）を夫々設ける
   と共に、把握用シート状物（５）を、一端は前記多節体
   ＋２１の自由端に固定し、各節とこれに対応する把握用
   バー（４）との間の空ｍ４部に順次通して多節体（２］
   の支持端側に至らせた後、他端はシリンダ等アクチュエ
   ータ（６１に接続して把握トルク伝達部材に形成する一
   万、前記各節には、前記アクチュエータ（６）の作用力
   に対し抵抗する方向の弾力を有する解除トルク発生用の
   はね（７）を夫々設けてなり、さらに、Ｍ記把握用シー
   ト状物（５）を把握用バー［４Ｎ４１に夫々接触させた
   際に発生する把握トルク？多節体（２１のｌｌ１ｌｌ長
   に沿って前記支持端から前記自由端に向って減少するよ
   うに、各節の枢支軸（８）中心から把握用バー（４）の
   把握用シート状物（５）接触面までの距離（Ｒｐｉ）を
   支持端から自由端に向って漸減してなることを特徴とす
   る柔軟把握機構。 ！１把握用バー（４）が前記枢支軸（８）に支持されて
   そのまわりに回動可能であり、−万、前記解除］・ルク
   発生用のばね（７１が、−万のリンク（３）と把ｍ　用
   バー（４）とを連繋するコイルはね（７７１）と、１ｍ
   方のリンク（３）と前記把握用バー（４］♂？連繋する
   コイルばわ（７ＢＯとのばね特性が等しく、かつ前記枢
   支軸（８）に巻装した１対のばねからなり、把握用バー
   （４）をその両側に存するリンク＋３１　＋３１がなす
   角の略々等分線上に常時保持可能に形成している特許請
   求の範囲第１狽記載の柔軟把握機構。