JPS60123291A - ロボツトハンド - Google Patents
ロボツトハンドInfo
- Publication number
- JPS60123291A JPS60123291A JP22866183A JP22866183A JPS60123291A JP S60123291 A JPS60123291 A JP S60123291A JP 22866183 A JP22866183 A JP 22866183A JP 22866183 A JP22866183 A JP 22866183A JP S60123291 A JPS60123291 A JP S60123291A
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- Japan
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- elastic body
- robot hand
- rotation angle
- potentiometer
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
＋ａ＋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。
つロボットハンドに関する。
（ｂｌ従来技術とその欠点
合口開発されているロボットハンドの殆どは、ワークを
把握する指部の駆動源として圧縮空気を用いている。と
ころが、このように駆動源として圧縮空気を用いたので
は、指部の把握力を任意に制御することができないので
、組み立−（作業等のように対象となるワークの重量が
変化する場合には、各ｉワークの重量に合わせた把握力
を発する専用のロボットハンドをそれぞれに取り替えて
使用する必要があった。このため、従来より、ロボット
ハントの指部の駆動源として電動機を用いるとともに、
指部の把握力を検出する検出手段を設けることにより、
電動機のトルクを制御し、任意の把握力を得ることがで
きるようにして、１台のロボットハンドで各種のワーク
を取り扱うことができるようにする試みがなされてい六
二。しかしながら、指部の把握力を検出する検出手段と
して、例えば、電動機の電機子電流を検出する方法を用
いた場合には、電動機のトルクを指部に伝動する伝動系
統の効率の変動等が原因となって、精度のよい把握力の
制御を行うことができないという欠点が生じる。また、
指部の把握力を検出する検出手段として、ワークとの接
触面に感圧素子をマトリクス状に配置貼付し、この感圧
素子からの信号を検出する方法を用いた場合には、情報
の処理が煩雑になる欠点を生じる。このように、従来は
、指部の把握力を検出する適当な検出手段がなかったた
めに、電動機のトルクを制御して各種のワークを取り扱
うことができるようにする試みが実用化し得なかった。
把握する指部の駆動源として圧縮空気を用いている。と
ころが、このように駆動源として圧縮空気を用いたので
は、指部の把握力を任意に制御することができないので
、組み立−（作業等のように対象となるワークの重量が
変化する場合には、各ｉワークの重量に合わせた把握力
を発する専用のロボットハンドをそれぞれに取り替えて
使用する必要があった。このため、従来より、ロボット
ハントの指部の駆動源として電動機を用いるとともに、
指部の把握力を検出する検出手段を設けることにより、
電動機のトルクを制御し、任意の把握力を得ることがで
きるようにして、１台のロボットハンドで各種のワーク
を取り扱うことができるようにする試みがなされてい六
二。しかしながら、指部の把握力を検出する検出手段と
して、例えば、電動機の電機子電流を検出する方法を用
いた場合には、電動機のトルクを指部に伝動する伝動系
統の効率の変動等が原因となって、精度のよい把握力の
制御を行うことができないという欠点が生じる。また、
指部の把握力を検出する検出手段として、ワークとの接
触面に感圧素子をマトリクス状に配置貼付し、この感圧
素子からの信号を検出する方法を用いた場合には、情報
の処理が煩雑になる欠点を生じる。このように、従来は
、指部の把握力を検出する適当な検出手段がなかったた
めに、電動機のトルクを制御して各種のワークを取り扱
うことができるようにする試みが実用化し得なかった。
（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、伝動系統に介したねじり弾性体の両端の回転角の差
を検出することにより、正確且つ容易に指部の把握力を
検出することができ、これによって任意の把握力を得る
ことが可能となるロボットハンドを提供することを目的
とする。
て、伝動系統に介したねじり弾性体の両端の回転角の差
を検出することにより、正確且つ容易に指部の把握力を
検出することができ、これによって任意の把握力を得る
ことが可能となるロボットハンドを提供することを目的
とする。
（ｄ１発明の構成および効果
この発明は、電動機のトルクをねじり弾性体を介して指
部に伝動するロボットハンドにおいて、ねじり弾性体の
両端にこの両端間の回転角の差を検出する回転角検出手
段を設りたことを特徴とする。
部に伝動するロボットハンドにおいて、ねじり弾性体の
両端にこの両端間の回転角の差を検出する回転角検出手
段を設りたことを特徴とする。
上記のように構成されたこの発明のロボットハンドは、
電動機のトルクをねじり弾性体を介して指部に伝動する
ので、指部がワークを把握すると、指部の動作が停止し
た後も電動機が回転を続４Ｊてねじり弾性体をねじり、
ねじり弾性体のバネ力が電動機の１ヘルクと等しくなっ
たところで電動機が回転を停止する。このため、指部の
ワークを把握するときの把握力（トルク）は、ねじり弾
性体のハネ力と等しくなる。そこで、このねじれたねじ
り弾性体の両端間の回転角の差を回転角検出手段で検出
し、この角度偏差にねじり弾性体のハネ定数を乗ずれば
、ねじり弾性体のハネ力すなわち指部の把握力を得るこ
とができる。
電動機のトルクをねじり弾性体を介して指部に伝動する
ので、指部がワークを把握すると、指部の動作が停止し
た後も電動機が回転を続４Ｊてねじり弾性体をねじり、
ねじり弾性体のバネ力が電動機の１ヘルクと等しくなっ
たところで電動機が回転を停止する。このため、指部の
ワークを把握するときの把握力（トルク）は、ねじり弾
性体のハネ力と等しくなる。そこで、このねじれたねじ
り弾性体の両端間の回転角の差を回転角検出手段で検出
し、この角度偏差にねじり弾性体のハネ定数を乗ずれば
、ねじり弾性体のハネ力すなわち指部の把握力を得るこ
とができる。
したがって、この発明のロボ・ノドハンドは、伝動系統
の効率の変動に左右されることなく正確に、且つ、煩雑
な情報処理を行うことな（容易に指部の把握力を検出す
ることができる。このため、この発明は、電動機のトル
クを制御して各種ワークを取り扱うことができるロボッ
トハンドの実用化を可能とすることができる。
の効率の変動に左右されることなく正確に、且つ、煩雑
な情報処理を行うことな（容易に指部の把握力を検出す
ることができる。このため、この発明は、電動機のトル
クを制御して各種ワークを取り扱うことができるロボッ
トハンドの実用化を可能とすることができる。
（Ｃ・）実施例
第１図は、この発明の実施例であるロボットハンドの平
面図、第２図は、第１図のＡ−Ａ線矢視断面図、第３図
は、同ロボットハンドにおけるハンドベースの内部構造
の部分拡大斜視図、第４図〜第６図は、それぞれ、同ロ
ボットハンドの平面図、第７図は、同ロボットハンドの
制御機構のブロック図である。
面図、第２図は、第１図のＡ−Ａ線矢視断面図、第３図
は、同ロボットハンドにおけるハンドベースの内部構造
の部分拡大斜視図、第４図〜第６図は、それぞれ、同ロ
ボットハンドの平面図、第７図は、同ロボットハンドの
制御機構のブロック図である。
この実施例は、ロボットハンド１の伝動系統に介したね
じりコイルバネ２の両端に回転角検出手段を設番ノるこ
とにより構成される。ロボットハンド１の伝動系統は、
ハンドベース３に固着した電動機４のトルクを指部５に
伝動する歯車機構である。この電動機４の回転軸には、
駆動歯車６が固着されている。駆動歯車６は、主動歯車
７と噛み合っている。主動歯車７ば、ねじりコイルハネ
２を介して、同軸上に配設された従動歯車８と連結して
いる。従動歯車８は、第２従動歯車９に歯数比１：１で
噛み合っている。また、従動歯車８ば一方の指部５ａに
固着し、第２従動歯車９は他方の指部５ｂに固着してい
る。ロボットハンド１の伝動系統は、このようにして電
動機４の１−ルクを指部５ａ、５ｂに伝動する。この指
部５ａ、５ｂは、従動歯車８と第２従動歯車９とが同じ
ピンチで互いに反り・１方向に回転することがら、電動
機４に駆動されて先端が開閉運動を行う。また、この指
部、５ａ、５ｂの先端には、それぞれ、爪部１゜ａ、］
Ｏｂが設けられ、ｔ’ＦＴ部５ａ、５ｂ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８または第２１芋動歯Φ１）と連結
している。回転角検出手段は、２個のポテンショメーク
１１．１２により構成される。一方のポテンショメータ
１１は、回転検出軸［３を、ねしりコイルハネ２の一方
端に固着した１−動山屯）の回転軸に直結している。他
方のボテンンヨメータ１２は、回転検出軸１４を、ねじ
り′：１イルハネ２の他方端に固着した従動歯車８の回
転軸に直結している。また、これらのポテンショメータ
１１，１２は、それぞれ、本体をハントヘース３に固着
している。
じりコイルバネ２の両端に回転角検出手段を設番ノるこ
とにより構成される。ロボットハンド１の伝動系統は、
ハンドベース３に固着した電動機４のトルクを指部５に
伝動する歯車機構である。この電動機４の回転軸には、
駆動歯車６が固着されている。駆動歯車６は、主動歯車
７と噛み合っている。主動歯車７ば、ねじりコイルハネ
２を介して、同軸上に配設された従動歯車８と連結して
いる。従動歯車８は、第２従動歯車９に歯数比１：１で
噛み合っている。また、従動歯車８ば一方の指部５ａに
固着し、第２従動歯車９は他方の指部５ｂに固着してい
る。ロボットハンド１の伝動系統は、このようにして電
動機４の１−ルクを指部５ａ、５ｂに伝動する。この指
部５ａ、５ｂは、従動歯車８と第２従動歯車９とが同じ
ピンチで互いに反り・１方向に回転することがら、電動
機４に駆動されて先端が開閉運動を行う。また、この指
部、５ａ、５ｂの先端には、それぞれ、爪部１゜ａ、］
Ｏｂが設けられ、ｔ’ＦＴ部５ａ、５ｂ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８または第２１芋動歯Φ１）と連結
している。回転角検出手段は、２個のポテンショメーク
１１．１２により構成される。一方のポテンショメータ
１１は、回転検出軸［３を、ねしりコイルハネ２の一方
端に固着した１−動山屯）の回転軸に直結している。他
方のボテンンヨメータ１２は、回転検出軸１４を、ねじ
り′：１イルハネ２の他方端に固着した従動歯車８の回
転軸に直結している。また、これらのポテンショメータ
１１，１２は、それぞれ、本体をハントヘース３に固着
している。
このロボットハンド■の動作を説明する。指部５ａ、５
ｂが無負荷の場合には、ねじりコイルハネ２を介して連
結された主動歯車７と従動歯車８とが同方向に同じ角度
だけ回転するので、電動機４の回転により指部５ａ、５
ｂの先端を自在に開閉運動させることができ、また、２
個のポテンショメーク１１．１２の出力間にも角度偏差
が生じない。このロボットハンド１でワーク１５を把握
するには、まず、第４図に示すように、指部５ａ、５ｂ
の先端を開いた状態で、爪部１０ａ、１’０ｂの間にｉ
ワーク１５が位置するようにロボットハンド 回転さ−けて、指部５ａ、５ｂの先端を閉じる。第５図
に示すように、爪部ＩＱａ、Ｉ（ｌｂがワーク１５に接
触すると、指部５ａ、５ｂおよびこれに固着された従動
歯車８と第２従動歯車９とが回転を止める。しかしなが
ら、主動歯車７は、電動機４のトルク６、二よりさらに
回転を続け、ねじりコイ等しく釣り合ったところで、主
動歯車７も回転を止める。このとき、第６図に示すよう
に、指部５ａ、５ｂに矢印方向の把握力が生じ、ワーク
１５を確実に把握することができる。このようにして指
部５ａ、５ｂに把握力が生しると、２個のポテンショメ
ータ１１．１２の出力間にも、主動歯車７と従動歯車８
との回転角の差による角度偏差が生じる。この角度偏差
にねしりコイルハネ２のハネ定数を乗ずれば、正確且つ
容易に、指部５ａ。
ｂが無負荷の場合には、ねじりコイルハネ２を介して連
結された主動歯車７と従動歯車８とが同方向に同じ角度
だけ回転するので、電動機４の回転により指部５ａ、５
ｂの先端を自在に開閉運動させることができ、また、２
個のポテンショメーク１１．１２の出力間にも角度偏差
が生じない。このロボットハンド１でワーク１５を把握
するには、まず、第４図に示すように、指部５ａ、５ｂ
の先端を開いた状態で、爪部１０ａ、１’０ｂの間にｉ
ワーク１５が位置するようにロボットハンド 回転さ−けて、指部５ａ、５ｂの先端を閉じる。第５図
に示すように、爪部ＩＱａ、Ｉ（ｌｂがワーク１５に接
触すると、指部５ａ、５ｂおよびこれに固着された従動
歯車８と第２従動歯車９とが回転を止める。しかしなが
ら、主動歯車７は、電動機４のトルク６、二よりさらに
回転を続け、ねじりコイ等しく釣り合ったところで、主
動歯車７も回転を止める。このとき、第６図に示すよう
に、指部５ａ、５ｂに矢印方向の把握力が生じ、ワーク
１５を確実に把握することができる。このようにして指
部５ａ、５ｂに把握力が生しると、２個のポテンショメ
ータ１１．１２の出力間にも、主動歯車７と従動歯車８
との回転角の差による角度偏差が生じる。この角度偏差
にねしりコイルハネ２のハネ定数を乗ずれば、正確且つ
容易に、指部５ａ。
５ｂの把握力を検出することができることになる上記の
ロボットハンド１の制ｆａｌ１機構を第７図に基づいて
説明する。２１［１，ｌのポテンショメーク１１．１２
の出力は、それぞれ演算部１６に送られる。演算部■６
では、これらの出力の差から角度偏差θｄをめるととも
に、この角度偏差θｄにねじりコイルハネ２のハネ定数
ｋを乗じることにより、ねじりコイルハネ２のハネ力、
ずなゎら把握力Ｔ’（＝にθｄ）を計算する。そして、
この演算部１６では、さらに、この把握力Ｔ′と予め設
定された指令値Ｔとを１し較し、その差に応じた値を駆
動信号としてドラ・イバ１７に出力する。ドライバ１７
は、この駆動信号を適当に増幅して電動機４に出力する
。このため、電動機４は、指令値′１゛に応したトルク
を発することが可能となるので、この指令値゛Ｆを適宜
調節することにより任意の把握力を得ることができる。
ロボットハンド１の制ｆａｌ１機構を第７図に基づいて
説明する。２１［１，ｌのポテンショメーク１１．１２
の出力は、それぞれ演算部１６に送られる。演算部■６
では、これらの出力の差から角度偏差θｄをめるととも
に、この角度偏差θｄにねじりコイルハネ２のハネ定数
ｋを乗じることにより、ねじりコイルハネ２のハネ力、
ずなゎら把握力Ｔ’（＝にθｄ）を計算する。そして、
この演算部１６では、さらに、この把握力Ｔ′と予め設
定された指令値Ｔとを１し較し、その差に応じた値を駆
動信号としてドラ・イバ１７に出力する。ドライバ１７
は、この駆動信号を適当に増幅して電動機４に出力する
。このため、電動機４は、指令値′１゛に応したトルク
を発することが可能となるので、この指令値゛Ｆを適宜
調節することにより任意の把握力を得ることができる。
したがって、このロボットハンド１は、電動機４のトル
クを制御して任意の把握力を得ることができるので、１
台で材種のワークを取り扱うことが可能となる。
クを制御して任意の把握力を得ることができるので、１
台で材種のワークを取り扱うことが可能となる。
なお、この実施例では、ねじり弾性体くねしりコイルバ
ネ２）の両端間の回転角の差を検出するために、回転角
検出手段を２個のポテンショメータ１１１２で構成した
が、これは、把握力を検出する他に、指部Ｊ ａ ＋
５ ｂの開き具合もポテンショメータ１２で検出するこ
とができるようにしたためである。しかしながら、把握
力を検出するためだりであれば、回転角検出手段を、ポ
テンショメータの本体をねじり弾性体の一方端に連結し
、このポテンショメークの回転検出軸をねじり弾性体の
他方端に連結することにより構成し、このポテンショメ
ータの出力から直接角度偏差をめるようにしてもよい。
ネ２）の両端間の回転角の差を検出するために、回転角
検出手段を２個のポテンショメータ１１１２で構成した
が、これは、把握力を検出する他に、指部Ｊ ａ ＋
５ ｂの開き具合もポテンショメータ１２で検出するこ
とができるようにしたためである。しかしながら、把握
力を検出するためだりであれば、回転角検出手段を、ポ
テンショメータの本体をねじり弾性体の一方端に連結し
、このポテンショメークの回転検出軸をねじり弾性体の
他方端に連結することにより構成し、このポテンショメ
ータの出力から直接角度偏差をめるようにしてもよい。
このようにすれば、回転角検出手段を１個のポテンショ
メータで構成することができ、また、清算処理も省略で
きるので、構造が簡単になる。また、回転角検出手段は
、このようにポテンショメータを用いる他、オプティカ
ルエンコーダ等のように回転角を検出し得るものであれ
ば何を用いてもよい。
メータで構成することができ、また、清算処理も省略で
きるので、構造が簡単になる。また、回転角検出手段は
、このようにポテンショメータを用いる他、オプティカ
ルエンコーダ等のように回転角を検出し得るものであれ
ば何を用いてもよい。
第１図は、この発明の実施例である四ホノＩ・ハンドの
平面図、第２図は、第１図のＡ−Ａ線矢視１ｔｌｉ面図
、第３図は、同ロボットハンドにおけるハントベースの
内部構造の部分拡大斜視図、第４図〜第に図は、それぞ
れ、同ロボットハンドの平面図、第７図は、同ロボット
ハンドの制御機構のブロック図である。 １−１］ボツトハント、２−ねじりコイルハネ（ねじり
弾性体）、３−ハンド−・−ス、４−電動機、５−指部
、１１．１２−ポテンショメータ、１３．１４一回転検
出軸。 出願人 立石電機株式会社 代理人 弁理士 小森久夫 ・ 第１図 餉３Ｆ２１ 第４ｒ２１
平面図、第２図は、第１図のＡ−Ａ線矢視１ｔｌｉ面図
、第３図は、同ロボットハンドにおけるハントベースの
内部構造の部分拡大斜視図、第４図〜第に図は、それぞ
れ、同ロボットハンドの平面図、第７図は、同ロボット
ハンドの制御機構のブロック図である。 １−１］ボツトハント、２−ねじりコイルハネ（ねじり
弾性体）、３−ハンド−・−ス、４−電動機、５−指部
、１１．１２−ポテンショメータ、１３．１４一回転検
出軸。 出願人 立石電機株式会社 代理人 弁理士 小森久夫 ・ 第１図 餉３Ｆ２１ 第４ｒ２１
Claims (2)
- （１）電動機のトルクをねじり弾性体を介して指部に伝
動するロボットハンドにおいて、ねじり弾性体の両端に
この両端間の回転角の差を検出する回転角検出手段を設
けたことを特徴とするロボットハンド。 - （２）回転角検出手段が、ハンドベースに本体を固着Ｕ
７だ２個のポテンショメータの、−ノｊのポテンショメ
ータの回転検出軸をねじり弾性体の一方端に連結し、他
方のポテンショメータの回転検出軸をねしり弾性体の他
方端に連結することにより構成される特許請求の範囲第
１項記載のロボットハント。 （：３）回転角検出手段が、ポテンショメータの本体を
ねじり弾性体の一方端に連結し、このポテンショメータ
の回転検出軸をねしり弾性体の他方端に連結するごとに
より構成される特許請求の範囲第１項記載のリボノ１−
ハンＩ・。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22866183A JPS60123291A (ja) | 1983-12-02 | 1983-12-02 | ロボツトハンド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22866183A JPS60123291A (ja) | 1983-12-02 | 1983-12-02 | ロボツトハンド |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60123291A true JPS60123291A (ja) | 1985-07-01 |
Family
ID=16879827
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22866183A Pending JPS60123291A (ja) | 1983-12-02 | 1983-12-02 | ロボツトハンド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60123291A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006035329A (ja) * | 2004-07-22 | 2006-02-09 | Toyota Motor Corp | 物体把持装置 |
| JP2008049456A (ja) * | 2006-08-28 | 2008-03-06 | Kyushu Institute Of Technology | ロボットハンド |
| JP2024049485A (ja) * | 2022-09-29 | 2024-04-10 | ナショナル チェン クン ユニバーシティー | スマートセンサ化グリッパ |
-
1983
- 1983-12-02 JP JP22866183A patent/JPS60123291A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006035329A (ja) * | 2004-07-22 | 2006-02-09 | Toyota Motor Corp | 物体把持装置 |
| JP2008049456A (ja) * | 2006-08-28 | 2008-03-06 | Kyushu Institute Of Technology | ロボットハンド |
| JP2024049485A (ja) * | 2022-09-29 | 2024-04-10 | ナショナル チェン クン ユニバーシティー | スマートセンサ化グリッパ |
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