JPS60123290A

JPS60123290A - ロボツトハンド

Info

Publication number: JPS60123290A
Application number: JP22866083A
Authority: JP
Inventors: 小路　和明
Original assignee: Tateisi Electronics Co; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1983-12-02
Filing date: 1983-12-02
Publication date: 1985-07-01

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】ｔａ＋技術分野この発明は、産業用ロボットのワーク把握機能を受け持
つロボットハンドに関する。

（ｂｌ従来技術とその欠点ロボットハン「の駆動源としては、専ら圧縮空気が用い
られていたが、組み立て作業等のように対象となるワー
クの形状や重量が変化する場合には、近年、把握力や指
部の開き友を制御し易いように、電動機が用いられるよ
うになってきた。ところが、電動機を駆動源とすると、
そのままでは、産業用ロボットの運転中に停電事故等に
より電源が断たれた場合に、ロボットハンドが把握力を
失ってワークを放出し、このワークを破損することにな
る。また、この産業用ロボットが高速で運転されている
ときには、放出したワークが作業領域外にまで飛び出し
周辺装置や作業員に危険を及ぼすおそれがある。このた
め、電動機をロポ、ットハン１−の駆動源とする場合に
は、従来より種々の一１人がなされていた。例えば、電
源断時に電動梯のシャツｌ〜を摩擦力で固定する所謂無
作動電磁ブレーキを設けることにより、電動機が逆転し
て把Ｊｌｉ力を失うのを防止する方式がある。しかしな
がら、この方式は、シ中フトを摩擦力で固定しようとす
るため、摩擦板のギャップを定期的に調整してやらなけ
ればならず、しかも、調整時に摩擦面に油等が付着する
と、摩擦係数が激減することがら制動効果を得ることが
できなくなるおそれがあり、保守が容易でない等の欠点
を有している。また、ロボットハンドの指部にこの指部
が閉じる方向にイ１勢する定張力ハネを設けることによ
り、電源断時にもこの定張力ハネのハネ力で把握力を維
持しようとする方式がある。しかしながら、この方式は
、ロボットハンドが指部を開いて待機しているときに電
動機がトルクを発生しなりればならないので、電動機の
使い方として不利があり、しかも、ワークの把握力を定
張力バネのハネ力に頼るために、ハネ定数の大きな定張
力ハネを使用しなりればならず、ロボットハン１′が大
型化し重くなるという欠点を有している。また、Ｕポッ
トハントの伝動系統にウオーム機構を用い、ごのウオー
ム機構のセルフロック機能により、電動機が逆転して把
握力を失うのを防止する方式がある。しかしながら、ウ
オーム機構の効率は通常４０％程度しかノ（いので、こ
の方式では電動機のトルクを有効に利用できないという
欠点を有している。

（Ｃ１発明の目的この発明は、このような実情に鑑みなされたものであっ
て、ねじり弾性体を用いた伝動系統に制動歯車による制
動機構を設りることにより電源断時にも把握力を失うこ
とのないロボットハントを提供することを目的とする。

（ｄ＋発明の構成および効果この発明は、電動機のトルクを駆動歯車と主動歯車との
噛み合いおよびねじり弾性体の回転により指部に伝動す
るロボットハンドにおいて、駆動歯車と主動歯車との噛
み合い部付近に制動歯車を配置し、且つ、この制動歯車
に、この制動歯車を駆動歯車と主動歯車との噛み合い部
に押し付け、また、この噛み合い部から引き離すことが
できる押し引き手段を設けなことを特徴とする。

上記のように構成されたこの発明のロボットハンドは、
指部がワークを把握しているときには、ねじり弾性体が
ねじれ、このハネ力により把握力が生しるので、押し引
き手段により制動歯車を駆動歯車と主動歯車との噛み合
い部に押しく；１けて伝動系統を制動すれば、電動機が
トルクを発しなくなったとしても、把握力を失うことが
ない。このため、電源断時に、制動歯車を駆動歯車と主
動歯車との噛み合い部に押し付けるように押し引き手段
を構成すれば、産業用ロボットの運転中に停電事故等に
より電源が断たれた場合にも、ロボットハントが把握力
を失ってワークを放出するようなことがなくなる。また
、指部の把握力が所定値以上になると、制動歯車を駆動
歯車と主動歯車との噛み合い部に押し付けるように押し
引き手段を構成すれば、制動歯車を押し付りた後は電動
機に電力を供給する必要がなくなるので、電力の節約と
なり、しかも、電動機の負担を軽減できるので、電動機
の小型化を図ることが可能となる。しかも、このロボッ
トハンドは、制動機構を制動歯車の噛み合いにより構成
するので、摩擦力を用いる場合のような調整が不要であ
り保守が容易となる。

また、把握力は、電動機がねじり弾性体をねしる、二と
により生じるので、定張力バネを設りる場合のような電
動機の使い力としての不利もない。また、通當時には、
制動機構は、伝動系統から引き離されているので、伝動
系統にセルフロック機能を有するウオーム機構を用いる
場合のように効率が低下し、電動機のトルクが有効に利
用できないということもない。

（ｅｌ実施例第１図は、この発明の実施例であるロボットハントの平
面図、第２図は、同ロボットハントにおけるハンドベー
スの内部構造の部分拡大斜視図、第３図〜第５図は、そ
れぞれ、同ロボットハントの平面図である。

この実施例は、ロボットハンドｌの伝動系統に制動歯車
２を配置し、且つ、この制動歯車２に押し引き手段３を
設けることにより構成される。ロボットハント１の伝動
系統は、ハンドベース４に固着した電動機５のトルクを
指部６に伝動する歯巾機構である。この電動機５の回転
軸には、駆動歯車７が固着されている。駆動歯車７は、
主動歯車８と噛み合っている。主動歯車８は、ねしりハ
ネ９を介して、同軸上に配設されだ従動歯車１０と連結
している。従動歯車１０は、第２従動歯車１１に歯数比
１：１で噛み合っている。また、従動歯車１０は一方の
指部６ａに固着し、第２従動歯車１１は他方の指部６ｂ
に固着している。ロボットハンドｌの伝動系統は、この
ようにして電動ｔＪＭ５の１−ルクをｔ上部６ａ、６ｂ
に伝動する。この指部６ａ、６ｂは、従動歯車１０と第
２従動歯車ＩＩとが同じピッチで互いに反対方向に回転
することから、電動機５に駆動されて先端が開閉運動を
行う。また、この指部６ａ、６ｂの先端には、それぞれ
、爪部１２ａ、１２ｂが設＆、ｌられ、指部５ａ、６ｂ
の動きにかかわらず、平行運動を行うように図示しない
公知の平行リンク機構により従動歯車１０または第２従
動歯車１１と連結している。制動歯車２ば、駆動歯車７
の回転軸に回転自在に取り付けられたレバー１３の先端
に回転自在に取りイ１げられるとともに、この駆動歯車
７と噛み合うことにより、駆動歯車７の周囲を揺動自在
となっている。押し引き手段３は、アクチェータ１４を
有するソレノイド１５であり、このアクチェータ１４の
先端をある程度変位可能なように制動歯車２の回転軸に
遊嵌するとともに、このアクチェータ１４が伸びたとき
に制動歯車２が駆動歯車７と主動歯車８との噛み合い部
に押し付りられるように、ソレノイド１５をハンドベー
ス４に固着している。このソレノイド１５は、無励磁時
には、内部のハネによりアクチェータ１４を伸ばし、制
動歯車２を駆動歯車７と主動歯車８との噛み合い部に押
し付け、励磁時にはアクチェータ１４を吸引して縮め、
制動歯車２をこの噛み合い部から引き離すように動作す
る。

この１コボノトハンド■の動作を説明する。通常は、ソ
レノイドＩ５が励磁され、制動歯車２は、駆動（Ｊｊ］
ｌｊ　７と主動歯車８との噛み合い部から引き離されて
いる。指部５ａ、５ｂが無負荷の場合にはねじりバネ９
を介して連結された主動歯車８と従動歯車１０とが同方
向に同し角度だけ回転するので、電動機５の回転により
指部６ａ、６ｂの先端を自在に開閉運動させることがで
きる。このロボットハントｌでワーク１６を把（屋する
には、まず、第３図に示すように、指部５ａ、６ｂの先
端を開いた状態で爪部１２ａ、１２ｂの間にワーク１６
が位置するようにロボ・ノド／）ノド１を移動し、位置
決めする。次に、電動機５を回転させて、指部６ａ、６
ｂの先端を閉じる。第４図に示すように、爪部１２ａ、
１２ｂがワーク１６に接触すると指部６ａ、６ｂ：１３
よびこれに固着された従動歯車■０と第２従動歯車１１
とが回転を止める。

しかしながら、主動歯車８は、電動機５のトルりにより
さらに回転を続け、ねじりバネ９をねしる。そして、こ
の電動機５の１−ルクとねじりノ＼ネ９のねじれによる
バネ力とが釣り合ったところで、主動歯車８も回転を止
める。このとき、第５図に示すように、指部６ａ、６ｂ
に矢印方向の把握力が生じ、ワークＩ６を確実に把握す
ることができる。

上記のように構成されたこの発明のロボットハンド１は
、ワーク１Ｇを把握しているときに停電事故等により電
源を断たれると、電動機５がトルクを発生しな（なるの
で、ねじりハネ９のハネ力により主動歯車８と駆動歯車
７とが指部６ａ、６ｂの先端を開く方向に逆転しようと
する。しかしながら、電源が断たれると同時にソレノイ
ド１５も無）動磁状態となるので、内部のハネによりア
クチェータ１４が伸びて、制動歯車２が駆動歯車７と主
動歯車８との噛み合い部に押しイ」けられる。

このため、駆動歯車７と主動歯車８とが、殆と逆転しな
い間に制動歯車２により制動を加えられ回転を拘束され
ることになる。したがって、指部６ａ、６ｂには、ねじ
りハネ９のハネ力による把握力が殆ど低下することなく
維持されるので、電源１４Ｊｉ時に把握力を失ってワー
ク１６を放出するようなごとがない。

なお、制動歯車２を、駆動歯車７と主りＪ歯車８との噛
み合い部の、これらの歯車７，８が逆転場−る際に１在
き込む方向側から押し付りるように配置しておりば、こ
の制動歯車２を押しイ」け制動を加える際の力が小さく
てよいので、ソレノイド１５の内部のハネがハネ力の小
さなもので済み、このため、ソレノイド１５も小型化し
消費電力の少ないものとすることができる。

第６図は、この発明の他の実施例であるしｌポットハン
トの制御機構を示すフローチャートであるこの実施例の
ロボットハンド川は、把握カセンザにより、指部６ａ、
６ｂがワーク１６に加えている把握力を検出する場合を
示す。この検出力法としては、例えば爪部１２ａ、１２
ｂのワーク１６との接触面に７１−リクス状に感圧セン
サを貼る方法や、電動機５の電流値を元に８１算する方
法等がある。

ごのｒ：Ｉボッ］ハノドｉ　４；ｌ、まず、ステップｎ
１（以下、ステ、プｒｌｉ４ｃ車にｎ　ｉという。）に
て、第３図に示す状態で、電動機５を回転させて、指部
６ａ、６ｂの先端を閉しる。次に、第４図に示すように
爪部１２ａ、１２ｂがワーク１６に接触すると、電動機
５をさらに回転さセーζ、第５図に示すように、把握力
を増す。このとき、把握力センサからの信号と予め設定
しである指令値とを比較し、把握力が指令値に達するま
で電動ｔａ５の回転を続＆Ｊさせる（ｎ２）。把握力が
指令値に達すると、押し引き手段３によって制動歯車２
を駆動歯車７と主動歯車８との噛み合い部に押し伺りる
（ｎ３）。そして、この後で、電動機５に供給する電力
を断つ（ｎ４）。

上記のようにロボットハントｌの制御機構を構成すると
、一旦ワーク１６を把握すれば電動機５に電力を供給す
る必要がなくなるので、電力の節約となり、しかも、電
動機５がトルクを発しなりればならないのは、ワーク１
６を把握するときとワーク■６をｑ＋ｔずときだすなの
で、定格トルク以りの把握力を生じさセることが可能と
なり、電動機５の小型化を図ることが可能となる。また
、押し引き手段３として先の実施例と同様のソレノイド
１５を用いれば、停電事故等による電源断時にも把握力
を維持することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の実施例であるロボットハントの平
面図、第２図は、同ロホ、し＼ノドにおりるハントヘー
スの内部構造の部分拡大斜視図、第３図〜第５図は、そ
れぞれ、同ロボットハンドの平面図である。第６図は、
この発明の他の実施例であるロボットハントの制御機構
を示すフローチャートである。１−−＋ロボットハント、２−制動歯車、３−押し引き
手段、５−電動機、６−指部、７−駆動歯車、８−主動
歯車、９−ねＬ２リハネ（ねじり弾性体）。第１図第２詠１第３図給６図

Claims

【特許請求の範囲】（１１電動機のトルクを駆動歯車と主動歯車との噛み合
いおよびねじり弾性体の回転により指部に伝動するロボ
ットハンドにおいて、駆動歯車と主動歯車との噛め合い
部付近に制動歯車を配置し、且つ、この制動歯車に、こ
の制動歯車を駆動歯車と主動歯車との噛み合い部に押し
伺り、また、この噛み合い部から引き離すことができる
押し引き手段を設けたことを特徴とするロボットハンド
。（２）前記押し引き手段が、電源断時に、制動歯車を駆
動歯車と主動歯車との噛み合い部に押しイ」ける特許請
求の範囲第１項記載のロボットハント（３）前記押し引
き手段が、指部の把握力が指令値以上になると、制動歯
車を駆動歯車と主動歯車との噛み合い部に押し付りる特
許請求の範囲第１項または第２項記載のロボットハント
。