JPS61244477A - 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】 〈発明の技術分野〉 この発明は、ワーク把持力の制御が可能な構造のロボッ
トハンドに関する。

〈発明の概要〉 この発明は、ワーク把持力の制御を容易化するため、ね
じり弾性体を駆動伝達系に介装すると共に、指部のワー
クとの接触部分に接触検知手段を配備し、回、転駆動源
には、回転角検出手段を連繋したものである。

〈発明の背景〉 一般にロボットハンドでは、特定のワークを扱う場合に
、そのワークの種類や大きさに応じたワーク把持力を設
定して、指部の駆動を制御する必要がある。従って例え
ば大きさが異なるワークを扱う場合には、まずワークの
大きさを検出した上で、適正なワーク把持力を計算して
求め、その計算結果に基づき、指部の駆動を制御するこ
とになる。ところがこの種制御を実行するのに、ワーク
の大きさを検出する機構が別途必要となり、構造が複雑
化するばかりでなく、大きさの異なるワークに対し、そ
の大きさに応じた把持力を設定してこれを制御するのが
容易でない等、幾多の問題がある。

〈発明の目的〉 この発明は、上記問題を解消するためもので、ワーク把
持力の制御が容易なロボットハンドを提供することを目
的とする。

〈発明の構成および効果〉 上記目的を達成するため、この発明では、回転駆動源に
より複数の指部を開閉駆動するロボットハンドにおいて
、前記回転駆動源より指部に至る駆動伝達系に、ねじり
弾性体を介装すると共に、指部には、ワークとの接触部
分に接触検知手段を配備し、回転駆動源には、回転角検
出手段を連繋することにした。

この発明によれば、例えば大きさが異なるワークを扱う
場合であっても、別途ワークの大きさを検出する機構を
必要とせず、前記接触検知手段および回転角検出手段を
もって、容易にワークの大きさ並びにワーク把持力を検
出できる。従って大きさが異なるワークについても、指
部に対し、その大きさに応じた把持力を設定してこれを
制御することが容易であり、構成簡易にして発明目的を
達成した顕著な効果を奏する。

〈実施例の説明〉 第２図は、この説明にかかるロボットハンド１を示し、
図示のロボットハンドｌは、ハンド本体２の先端に２本
の指部３Ａ、３Ｂが開閉可能に取付けである。各指部３
Ａ、３Ｂは、指基端部４の先端に屈曲可能な指先部５を
備え、各指先部５．５は、例えば平行リンク等を介し指
基端部４．４に連結して、常時対向する姿勢に保持され
る。一方の指部３Ａには、指先部５の内側にマイクロス
イッチ等の接触検知手段６が配備され、この接触検知手
段６は指先部５の内面がワーク７に適当圧で触れたとき
、接触信号を出力する。

第３図は第２図ｎｒ　−ｍ線に沿う断面図であり、各指
部３Ａ、３Ｂの駆動伝達系の具体構造を示している。

第３図において、両指部３Ａ、３Ｂは、ハンド本体２の
対向壁８．９間に軸１０〜１３で支持されており、この
うち軸１３には直流モータより成る回転駆動源１４が接
続されると共に、互いに噛み合う平歯車１５．１６の一
方の平歯車１５が装着されている。他方の平歯車１６は
軸１２に装着してあり、この平歯車１６にはスプリング
バネより成るねじり弾性体１７の一端が連結されている
。

このねじり弾性体１７の他端は、互いに噛み合う平歯車
１８．１９の一方の平歯車１８に連結され、各平歯車１
８．１９は両指部３Ａ、３Ｂのそれぞれに固着されてい
る。

前記軸１２には、ロータリーエンコーダ、或いはポテン
ションメータより成る回転角検出手段２０が取り付けて
あり、この回転角検出手段２゜はねじり弾性体１７のね
じれ角度に応じた出力を出す。

第１図は、ロボットハンドの駆動制御系を示し、回転駆
動源１４、駆動伝達系２１、回転角検出手段２０および
接触検知手段６を含むロボットハンド１に対し、前記回
転駆動源１４を駆動するドライバ２１および、回転角検
出手段２０や接触検知手段６からの信号入力に基づき各
種演算を実行してドライバ２１の駆動を制御する演算部
２２が電気接続されている。

第４図はロボットハンドの制御動作を示し、以下、同図
のフローチャートに基づきロボットハンド１の動作を説
明する。

第４図において、まずスタート時点では、２本の指部３
Ａ、３Ｂは開放状態にあり、ワーク７の把持動作に待機
している。

今、演算部２２よりワーク把持指令がドライバ２１へ送
出されると、ドライバ２１はステップ１（図中、ＳＴＩ
の如く示す）において、２本の指部３Ａ、３Ｂが閉じる
方向へ回転駆動源１４を駆動させる。回転駆動源１４が
駆動を開始すると、この駆動トルクは平歯車１５．１６
、ねじり弾性体１７および、平歯車１８．１９に伝達さ
れ、２木の指部３Ａ、３Ｂはこの駆動トルクを受けて一
斉に閉動作する。最初、指部３Ａ、３Ｂはフリーの状態
で動作し、ねじり弾性体１７にねじれは生じない。とこ
ろが、指先部５がワーク７に触れて、動きが規制される
と、平歯車１８．１９は回転が止まり、一方平歯車１５
．１６は回転をｍ続するため、ねじり弾性体１７にねじ
れが生じ、このねじれ反力が指先部を介してワーク７へ
把持力として作用することになる。

前記指先部６がワーク７に接触すると、接触検知手段６
がこれを検知して、接触信号が演算部２２へ送られる。

これによりステップ２の判定がＹＥＳ”となり、つぎに
演算部２２は、回転角検出手段２０より回転駆動［１４
の回転角（図示例では、軸１２の回転角）の現在値を初
期値Ｘ。

とじて読み取る（ステップ３）。この初期値ｘ０は、ワ
ーク把持力の作用開始点をデータとして与えると共に、
このデータの大小からワーク７の大きさが判断されるこ
とになる。

つぎのステップ４は、適正なワーク把持力を与えるねじ
り弾性体１７の目標ねじれ角ｘ、を算出しており、演算
部２２は前記初期値ｘ０からワ−りの大きさを判断した
上で、小さなワークに対しては小さな把持力を、大きな
ワークに対しては大きな把持力を、それぞれ設定する。

すなわち、ワーク把持力ｆは、前記初期値ｘ０の開数で
あって、前記目標ねじれ角ｘｒは次式で表される。

Ｘ、　＝ｆ　　（ｘｏ　） そして把持力ｆと初期値Ｘ０とがリニアな関係にあると
き、目標ねじれ角ｘ、は次式で表すことができる。

ｘ１千ｋｘ。

但しｋは比例定数である。

従って初期値ｘ０が決まれば、上記の演算を実行するこ
とにより、適正なワーク把持力を与える目標ねじれ角Ｘ
ｒを求めることができる。

またワーク７の大きさに対する適正把持力があらかじめ
決めてあれば、第５図に示すような変換テーブルを演算
部２２内のメモリに格納しておくこともでき、この場合
は、ワーク７の大きさく１．．１□ｌ　’−−−−−−
−・、１、）に応じた把持力のデータ（Ｌ、ｆｚ、−−
−−−−１ｆ−）を前記テーブルより読み出して、目標
ねじれ角ｘ、を算出する。

かくしてステップ５で回転駆動源１４をさらに駆動し、
続くステップ６で回転角の現在値Ｘを読み取りつつ、演
算部２２はっぎの条件式が満たされるか否かを判定する
（ステップ７）。

１ｘ−Ｘｏ　　１＞Ｘ。

すなわち、ステップ７は現時点のねじれ角１ｘ−ｘ０１
が目標ねじれ角ｘ、を超えたが否かを判定しており、そ
の判定が＃ＹＥＳ″となったとき、演算部２２はドライ
バ２１へ停止指令を送り出して、回転駆動源１４の駆動
を停止させる。かくしてワーク７には、ねじり弾性体１
７のねじれ反力が指部３Ａ、３Ｂを介して作用し、ワー
ク７はその大きさに応じた適正な把持力で把持されるこ
とになる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明にかかるロボットハンドの駆動制御系
を示すブロック図、第２図はロボットハンドの指部を示
す拡大図、第３図は第２図ｍ　−ｍ線に沿う断面図、第
４図はロボットハンドの制御動作を示すフローチャート
、第５図は変換テーブルを示す図である。 １−−−−−−一ロボットハンド ３Ａ、３　Ｂ−−−−−−・指部　６−−−−−・〜接
触検知手段１４・−−−−−一回転駆動源　１　’１−
−−−−−ねじり弾性体２０−−−−−−・回転角検出
手段 時　許　出　願　人　　立方電機　株式会社う＋　２　
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Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）回転駆動源により複数の指部を開閉駆動するロボ
   ットハンドであつて、 前記回転駆動源より指部に至る駆動伝達系に、ねじり弾
   性体を介装すると共に、指部には、ワークとの接触部分
   に接触検知手段を配備し、回転駆動源には、回転角検出
   手段を連繋したことを特徴とするロボットハンド。
2. （２）前記回転駆動源は、直流モータである特許請求の
   範囲第１項記載のロボットハンド。
3. （３）前記ねじり弾性体は、スプリングバネである特許
   請求の範囲第１項記載のロボットハンド。
4. （４）前記接触検知手段は、マイクロスイッチである特
   許請求の範囲第１項記載のロボットハンド。
5. （５）前記回転角検出手段は、ロータリーエンコーダで
   ある特許請求の範囲第１項記載のロボットハンド。