JPS61274887A

JPS61274887A - 把持装置

Info

Publication number: JPS61274887A
Application number: JP11313185A
Authority: JP
Inventors: 高須　登
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1985-05-28
Filing date: 1985-05-28
Publication date: 1986-12-05

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、産業用ロボットなどに用いられる把持装置
に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

産業用ロボットに用いられる把持装置は、一般に、エア
シリンダなど空気圧を利用した駆動装置により指を駆動
するものが多い、また一つの把持装置で寸法の異なる部
材を把持する場合には、指が平行に開閉するものが多く
使用されている。通常、上記空気圧を利用した駆動装置
による指の駆動は、その流体回路に電磁弁を挿入し、こ
の電磁弁を制御部からの信号によって開閉することによ
りおこなわれている。特に部材が衝撃に弱い場合には、
上記流体回路の排出側に絞り弁を挿入したり、また把持
装置にショックアブソーバを取り付けて、指が部材に一
定距離以上接近したとき、このショックアブソーバによ
り減速して、指が部材に接触するときの衝撃をやわらげ
るようにしている。

しかし、上記のように部材を把持するときの衝撃をやわ
らげるために、流体回路に絞り弁を挿入すると、指の駆
動中絞り作用がはたらくために、指の移動速度がおそく
なる。

また、ショックアブソーバを取り付けた場合は。

把持装置が大形化するという問題点がある。

〔発明の目的〕

この発明は、高速で動作しかつ被把持部材に大きな衝撃
を加えることなく把持できる把持装置を構成することを
目的とする。

〔発明の概要〕

部材を把持する複数個の指を駆動する駆動部の出力を調
整する駆動出力調整部を設けるとともに。

上記複数個の指の少なくとも一つに、指から部材までの
距離を検出する距離センサを取り付け、この距離センサ
の出力をセンサアンプで処理して、制御部にアナログ信
号として出力するようにし、このセンサアンプからの出
力の増加に対応して上記駆動部の出力を減少するように
制御する信号を上記駆動出力調整部に送出するように構
成することにより、指が部材に接触する手前まで高速で
動かし、部材に接触するとき減速して、部材に大きな衝
撃を加えることなく把持できるようにした。

〔発明の実施例〕

以下、図面を参照してこの発明を実施例に基づいて説明
する。

第１図にエアシリンダを用いた把持装置の構成を、また
第２図にその把持部の構成を示す。この把持部■は、相
対向する一対の指（２ａ）、　（２ｂ）で部材（Ｗ）を
把持するように構成されたものであって、各指（２ａ）
、　（２ｂ）は、それぞれ支持体■、■に取り付けられ
ている。これら支持体■、■は、それぞれ基体に）を摺
動自在に貫通する一対の平行なガイド軸■（一方のガイ
ド軸は図示されていない）の一端部に取り付けられ、こ
れらガイド軸の案内によって互に接離自在に開閉できる
ようになっている。上記基体に）には、空気圧によって
ガイド軸と平行かつ互に反対方向に移動する一対のシリ
ンダロッドを有する双方向エアシリンダ０が設けられ、
一対の支持体■、■は、このエアシリンダ０の各ロッド
に取り付ｉｔられ、エアシリンダ■の中央部に設けられ
た図示しない供給口から供給される空気圧によって互に
接近する方向に、また図示しないバネ機構によって、互
に離間する方向に駆動され、それにより一対の指（２ａ
）、　（２ｂ）は接離するようになっている。

上記エアシリンダ０の空気回路■には、エアシリンダ■
とともに上記把持部■の駆動部を構成する電磁弁■が設
けられている。この電磁弁■は、たとえば上記把持部■
が取り付けられたロボットを制御する上部制御装置など
から送出される外部信号に基づいて、制御部（１０）か
ら送出される制御信号により、エアシリンダ■に供給す
る空気を正逆いづれかの方向に切換える。またこの電磁
弁■の排気ポートには、空圧サーボ弁（１１）が接続さ
れている。この空圧サーボ弁（１１）は、これを駆動す
るサーボアンプ（１２）とともに上記駆動部の駆動出力
を調整するための駆動出力調整部であって、後述する制
御部（１０）からサーボアンプ（１２）に送出される信
号により、電磁弁■の排気ポートから排出される空気圧
を調整する。

また上記一対の指（２ａ）、　（２ｂ）の一つには、う
ず電流式、静電容量式、光学式など非接触型の変位セン
サ、あるいは直線型のポテンショメータなどの距離セン
サ（１４）が取り付けられている。このセンサ（１４）
の出力は、センサアンプ（１５）で処理され、上記セン
サ（１４）が取り付けられた指（２ａ）から部材（Ｗ）
までの距離をアナログ信号として制御部（１０）に送出
する。制御部（１０）は、この信号に基づいて空圧サー
ボ弁（１１）を制御する信号をサーボアンプ（１２）に
送出し、空圧サーボ弁（１１）を制御する。すなわち、
第３図および第４図に矢印線（１７）、　Ｏａ）で示す
ように、指（２ａ）が部材（Ｗ）に接近するにしたがっ
て、センサアンプ（１５）から制御部（１０）に送出さ
れる出力を増大するようにし、この出力に反比例するよ
うに空圧サーボ弁（１１）に流れる電流を減少させて、
電磁弁■の排気流量を減少させるようにしている。

上記のように把持装置を構成すると、制御部（１０）か
ら送出される信号により電磁弁■を正方向に作動させて
、部材（Ｗ）を把持するように一対の指（２ａ）、　（
２ｂ）を駆動するとき、最初空圧サーボ弁（１１）は、
開いた状態になるので、排気抵抗が低く、指（２ａ）、
　（２ｂ）は高速に動く、シかし指（２ａ）が部材（Ｗ
）に接近し、第３図に示したようにセンサアンプ（１５
）の出力が増大すると、この出方に基づいて制御部（１
０）からサーボアンプ（１２）に送出される信号により
、第４図に示したように空圧サーボ弁（１１）に流れる
電流が減少して、電磁弁■の排気流量が減少し、指（２
ａ）、　（２ｔ））は、徐々に減速されるようになり、
部材（Ｗ）と接触するときの衝撃がやわらげられる。

なお、把持した部材（Ｗ）の釈放は、制御部（１０）か
ら送出される信号により電磁弁■を逆方向に作動させる
ことによりおこなわれ１部材（Ｗ）釈放後。

指（２ａ）、　（２ｂ）は、高速で後退し原位置に復帰
する。

上記のように部材（Ｗ）を把持する一対の指（２ａ）。

（２ｂ）を駆動する駆動部の電磁弁■に空圧サーボ弁（
１１）を接続し、一方、指（２ａ）に距離センサ（１４
）を取り付けて、ｍ　（２ａ）　、　（２ｂ）が部材（
Ｗ）に接近するにしたがってセンサアンプ（１５）の出
力が増大するようにし、かつこのセンサアンプ（１５）
の出力増大に反比例して空圧サーボ弁（１１）に流れる
電流が減少するように構成したので、一対の指（２ａ）
、　（２ｂ）を最初高速で動かし、部材（Ｗ）に接近す
るにしたがってこれを減速して、部材（Ｗ）に対する衝
撃をやわらげることができる。したがって把持装置に要
求される高速把持機能を失うことなく、かつ部材（Ｗ）
を破損することなく把持することができる。

またこの把持装置は、部材（Ｗ）の大きさが変化しても
、その機能を失うことなくこれを把持することができる
。さらにまた、サーボアンプ（１２）のゲインを調整す
ることにより、減速カーブの傾きを任意に変えることが
でき、部材（Ｗ）の耐衝撃性に合った速度で把持するこ
とができる。

つぎに他の実施例について述べる。

上記実施例では、駆動部を構成する電磁弁の排気ボート
側に空圧サーボ弁を接続したが、この空圧サーボ弁は、
上記駆動部に対してその空気供給側に接続して、エアシ
リンダに供給される空気の流量を調整するように構成し
てもよい。

また上記実施例では、駆動部にエアシリンダを用いたが
、このエアシリンダのかわりに他の流体アクチュエータ
で駆動部を構成してもよい。

また上記実施例は、駆動部をエアシリンダなどの流体ア
クチュエータで構成したが、第５図に示すように、駆動
部をサーボモータ（２ｏ）とその駆動回路（２１）とで
構成し、この駆動回路（２１）に順次ドライブ信号信号
回路（２２）および制御部（１０）を接続し、指（２ａ
）、　（２ｂ）が部材（Ｗ）に接近するにしたがって増
大するセンサアンプ（１５）の出力に反比例して駆動回
路（２１）の出力を減少するように構成し。

かつサーボモータ（２０）に取り付けられたたとえばロ
ータリエンコーダ（２３）の信号をドライブ信号発生回
路（２２）にフィードバックして、指（２ａ）、　（２
ｂ）が部材（Ｗ）に接近するにしたがって減速するよう
にしてもよい。

なお、上記実施例では、一対を指を有する把持装置につ
いて述べたが、この発明は、３個以上の指をもつ把持装
置にも適用できる。また、距離センサは、複数個の指に
取り付けてもよく、さらにまた一つの指に複数個取り付
けて、各種形状の部材に対応でるようにしてもよい。ま
た、把持部の指駆動機構も上記実施例に限定されるもの
ではなく、平行リンク機構、ラック・ビニオン機構など
を用いた各種構造のものに適用することができる。

〔発明の効果〕

部材を把持する指に距離センサを取り付け、この距離セ
ンサの取り付けられた指が部材に接近するにしたがって
、指の移動を減速するように構成したので、高速把持機
能を失うことなく部材に対する衝撃をやわらげることが
でき、各種部材特に衝撃に弱い部材に対しても、これを
破損することなく把持することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例である把持装置の構成を示
す図、第２図はその把持部の構造を示す断面図、第３図
は距離センサから部材までの距離とセンサアンプの出力
との関係を示す図、第４図は第３図示センサアンプの出
力に対応して変化する空圧サーボ弁の電流、空気流量の
関係を示す図、第５図は他の実施例の構成を示す図であ
る。（２ａ）　、　（２ｂ）・・・指　　　０・・・エアシ
リンダ■・・・電磁弁　　　　　（１０）・・・制御部
（１１）・・・空圧サーボ弁　（１２）・・・サーボア
ンプ（１４）・・・距離センサ　　（１５）・・・セン
サアンプ（２０）・・・サーボモータ　（２１）・・・
駆動回路（２２）・・・ドライブ信号発生回路（２３）・・・ロータリエンコーダ　（Ｗ）・・・部材
代理人　　弁理士　　井　上　−男Ｕ第　　１　　図第２図第　　３　　図　　　　　　　第　　４　　因業　　５
　　因

Claims

【特許請求の範囲】

（１）部材を把持する複数個の指と、この複数個の指を
駆動する駆動部と、この駆動部の出力を調整する駆動出
力調整部と、上記複数個の指の少なくとも一つに取り付
けられてこの指から上記部材までの距離を検出する距離
センサと、この距離センサの検出出力を処理して上記距
離センサの取り付けられた指から上記部材までの距離を
アナログ信号として出力するセンサアンプと、外部信号
により上記駆動部を制御するとともに上記駆動出力調整
部にセンサアンプの出力の増加に対応して上記駆動部の
出力を減少するように調整する信号を出力する制御部と
を具備することを特徴とする把持装置。
（２）駆動部は流体アクチュエータと、この流体アクチ
ュエータに接続された電磁弁を有し、駆動出力調整部は
上記駆動部の流体回路に挿入されたサーボ弁と、このサ
ーボ弁を駆動するサーボアンプを有することを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載の把持装置。
（３）サーボ弁は電磁弁の流体排出ポート側に接続され
ていることを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の把
持装置。
（４）駆動部はサーボモータと、このサーボモータを駆
動する駆動回路とを有し、駆動出力調整部は上記駆動回
路にドライブ信号を送出するドライブ信号発生回路と、
上記サーボモータの回転角を検出してその出力を上記ド
ライブ信号発生回路にフィードバックする計測器とを有
することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の把持
装置。