JPS6211997B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は種々の作業を行う工業用ロボツトに用
いられるロボツトハンドに関するものである。

〔従来技術〕

近年、情報機器の発達と省力化の要請から、あ
らゆる産業分野において工業用ロボツトが広く使
用されるようになつてきた。これに伴い工業用ロ
ボツト、特にワークを把持し工作機械への取付け
および取外し、あるいはワークの移送などを行う
工業用ロボツトのロボツトハンドにおいてはワー
クを効率的に操作することが要求されてくる。す
なわち、ロボツトハンドは自由度が多くある程度
人間の手の機能に近づけることが目標とされてい
る。

例えば平らな底面を有する物体を静かに台の上
の定位置に置く動作を分析すると、その物体の底
面の一部が台上に接触するまでロボツトのアーム
が前進し、次にその接触点を中心に底面全体が密
着するまで回動運動が行われ、続いて台上の定位
置にこの物体が移動される。このような運動をな
すための装置としては、一般には把持された物体
の回動運動は小さい外力に対しても容易に応動す
のが望ましく、反対に物体の摺動による移動の際
には大きな力を伝達できる剛性を持つことが望ま
しく、これら相反する要求を満足する関節機構を
本出願人は先に特公昭56−45758号として開示し
ている。

これは１対の柱状体と、第１および第２のリン
ク部材と、作用腕とを備えたリンク機構によつ
て、作用前後におけるコンプライアンスセンタの
変位を全く生ぜしめることなく、このセンタを中
心とした回動運動を容易に受入れる一方、このセ
ンタの移動のために直線運動に対しては強固な剛
性を持つものである。

しかしながら従来のこの種の関節機構を備えた
ロボツトハンドにおいては、ワークを挿入孔に挿
入する作業については必ずしも効率よく行えない
という不具合がある。すなわち挿入しようとする
ときに、ワークが接触点を中心として容易に回動
してしまうからである。

そこでワークの挿入作業について検討ならびに
解析を行つた結果、ワークが挿入孔に当接すると
同時にワークの角度回転を許すよりは、その間
（当接と回転の間）にワークの姿勢（角度）を保
持したまま平行移動の動作を介在させた方がよい
ことがわかつた。

〔発明の概要〕

本発明はこのような事情に鑑みなされたもの
で、第１の取付座を有するホルダと、第１のばね
によつてホルダに付勢され滑動して偏心を吸収す
る偏心吸収用部材と、第２の取付座が設けられる
と共に第２のばねによつて前記偏心吸収用部材に
付勢され揺動して偏角を吸収する偏角吸収用部材
とを備え、前記ホルダと第２の取付座との間にこ
れら両部材の回転を規制する回転規制板を介装す
るというきわめて簡単な構成により、ワークの挿
入作業が効率的に行えるロボツトハンドを提供す
るものである。以下、その構成等を図に示す実施
例により詳細に説明する。

〔実施例〕

第１図は本発明に係るロボツトハンドの一実施
例を互いに直交する二直線により切断して示す断
面図、第２図は第１図の−線断面図で、これ
らの図において符号１で示すものは例えば図示し
ないアームが固定される第１の取付座２を有する
ホルダを示す。このホルダ１は頂部を有し底部が
開口された円筒状に形成され、頂部には略々円筒
状に形成された偏心吸収用部材３を支承する支承
部１ａが軸線方向に突設されている。この支承部
１ａの先端部には、径方向につばが突設されると
共にホルダ１の軸線に対して傾斜した座４が形成
されている。

前記偏心吸収用部材３は上端面に前記支承部１
ａが遊貫する開口５を有し、この開口５の内周縁
には前記座４に着座する座面が形成され、後述す
る第１のばねによりホルダ１に同軸状に付勢され
ている。また下端面の開口の内周縁には有底円筒
状に形成された偏角吸収用部材６が着座する座７
が形成されている。この座７は偏心吸収用部材３
の軸線に対して傾斜されている。すなわち、前記
ホルダ１と偏心吸収用部材３との間および偏心吸
収用部材３と偏角吸収用部材６との間は、軸線に
対して傾斜した面同士によつて径方向および軸線
方向に嵌合されている。８は偏心吸収用部材３の
上端縁に突設されたフランジ３ａを抱持し、偏心
吸収用部材３をホルダ１と平行になるように規制
する規制部材である。この規制部材８はホルダ１
内に軸線方向に移動自在に設けられ、この規制部
材８内偏心吸収用部材３との間、換言すればホル
ダ１と偏心吸収用部材３との間には、偏心吸収用
部材３が座４から離れたときにこれを径方向に滑
動させる滑動部材９が介装されている。この滑動
部材９は等間隔に透孔が穿設されたドーナツツ盤
状の円板１０と、この円板１０の透孔に嵌入され
たボール１１とから構成されている。

前記偏角吸収用部材６は下端周縁には前記座７
に着座する座面が形成され、偏心吸収用部材３の
外部に突出した下端面には例えばワークを把持す
る図示しないハンドを取付けるための第２の取付
座１２がねじ１３により固定されている。また内
部には偏心吸収用部材３と当接する突起１４が設
けられ、先端の当接部は偏角吸収用部材６が揺動
できるように球面状に形成されている。そしてこ
の偏角吸収用部材６はこれと偏心吸収用部材３と
の間に弾装された第２のばね15により、偏心吸収
用部材３にこれと同軸状に付勢されている。

１６は前記第２の取付座１２とホルダ１との間
に介装された回転規制板で、この回転規制板１６
は中央に偏心吸収用部材３および偏角吸収用部材
６が遊貫する透孔１７が穿設され、外周縁にはホ
ルダ１に突設されたピン１８が係入する切欠き１
９と、第２の取付座１２に突設されたピン２０が
係入する切欠き２１とが互いに直交する方向に穿
設されている。そしてこれらピン１８と切欠き１
９、ペン２０と切欠き２１との係合により、第２
の取付座１２がホルダ１、換言すれば第１の取付
座２に対して回転するのが規制されている。前記
回転規制板１６と第２の取付座１２との間には、
端部を凹陥部２２に嵌入させ、偏角吸収用部材６
を介して偏心吸収用部材３を座４に着座するよう
に付勢する第１のばね２３が弾装されている。こ
の第１のばね２３は付勢力が第２のばね１５に比
べて小さく設定されている。なお、この第１のば
ね２３は回転規制板１６をホルダ１側に押圧し
て、これがふらつくのを防止する機能を有してい
る。

このように構成されたロボツトハンドにおいて
は、第１のばね２３を圧縮させるような力がワー
クに作用すると、第２のばね１５は偏角吸収用部
材６を付勢している状態で第１のばね２３のみが
圧縮変形し、偏心吸収用部材３は滑動部材９によ
り滑動自在となり、ワークの偏心のみを吸収する
ことができる。さらに第２のばね１５を圧縮させ
る力が作用すると、偏心吸収用部材３と突起１４
とが当接し、偏角吸収用部材６は揺動してワーク
の偏角を吸収することができる。すなわち第３図
ａ〜ｃに示すようにハンド２４に把持されたワー
ク２５が挿入孔２６の孔縁に当接し、ホルダ１を
取付けたアーム２７が押圧力F₁で前進すると、
先ず偏心吸収用部材３が滑動してワーク２５を平
行移動させる。次いでアーム２７が押圧力F₂で
前進すると偏角吸収用部材６が揺動してワーク２
５を所定角θ回動させて挿入が完了する。

またこのとき、ワークのねじり方向の回転につ
いてはホルダ１に突設されたピン１８と、第２の
取付座１２に突設されたピン２０とを同一の回転
規制板１６の切欠き１９，２１に係入させ、これ
ら両部材を係合させることにより規制されてい
る。しかも、回転規制板１６は回転規制をしなが
らワークの偏心、偏角を吸収することができるか
ら、ワークの回転方向に生ずるいわゆるガタの原
因となる部材間の間隙を、ピン１８と切欠き１９
およびピン２０と切欠き２１との間隙のみにし
て、前記ガタを小さくすることができる。そし
て、ワーク挿入後に、アーム２７が挿入孔２６か
ら後退すると、偏角吸収用部材６は第２のばね１
５によつて座７に付勢され、偏心吸収用部材３は
第１のばね２３によつて座４に付勢される。ここ
で、座４および座７は軸線に対して傾斜した面と
されているので、面同士の嵌合によつて偏心吸収
用部材３および偏角吸収用部材６は所定の位置に
位置決めされた状態で復帰される。

第４図は他の実施例を示す要部断面図で、同図
において第１図に示したものと同一あるいは同等
な部材には同一符号を付しその説明は省略する。
この実施例においてはホルダ１の支承部１ａに、
摺動するピストン２８を備えた流体シリンダ２９
が設けられている。そして前記ピストン２８に軸
線方向に突設されたロツド３０は、貫通孔３１お
よび偏心吸収用部材３のテーパ面部３２を貫通
し、突起１４に被冠され偏角吸収用部材６を揺動
自在に支承する支承部材３３と当接している。

したがつて、前記シリンダ２９内に所定圧の空
気などの流体を供給することにより、選択的に偏
角吸収用部材６を押圧し、この偏角吸収用部材６
を偏心吸収用部材３を介してホルダ１に固定する
ことができるから、不要な力が加わつたときや重
量ワークを操作するときであつても偏角吸収用部
材６の揺動、すなわち誤操作を防止することがで
きる。

なお、上記実施例においては、小型化をはかる
ために第１のばね２３を回転規制板１６と第２の
取付座１２との間に介装しているが、ホルダ１内
ホルダ１と規制部材８との間に介装してもよい。
また滑動部材９としてボール１１を使用している
が、例えば市販のシート状すべり軸受などを用い
てもよく、同様の機能を有する面摩擦の小さなも
のであればよいのは勿論で、回転規制板１６の切
欠き１９，２１は長孔でもよいのはいうまでもな
い。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、ホルダに
第１のばねにより付勢され平行移動する偏心吸収
用部材と、この偏心吸収用部材に第１のばねより
強い第２のばねにより付勢され揺動すると共に第
２の取付座が設けられた偏角吸収用部材とを備え
たから、ワークを挿入する際に先ずワークを平行
移動させ、次いでワークを回動させることができ
る。また、前記ホルダと第２の取付座との間に回
転規制板を介装したから、ワークのねじり方向の
回転を規制することができ、しかも回転規制板は
ホルダおよび第２の取付座の両部材と係合してい
るので、ワークの回転方向のガタを小さくするこ
とができる。

したがつて、確実に挿入することができるか
ら、ワークの挿入作業が効率よく行えるという効
果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るロボツトハンドの一実施
例を互いに直交する二直線により切断して示す断
面図、第２図は第１図の−線断面図、第３図
は動作を説明するための概略図、第４図は他の実
施例を示す要部断面図である。 １……ホルダ、２……第１の取付座、３……偏
心吸収用部材、６……偏角吸収用部材、８……規
制部材、９……滑動部材、１２……第２の取付
座、１４……突起、１５……第２のばね、１６…
…回転規制板、２３……第１のばね。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 第１の取付座を有する円筒状のホルダと、こ
   のホルダに第１のばねにより付勢された偏心吸収
   用部材と、この偏心吸収用部材にその付勢力が前
   記第１のばねより大きく設定された第２のばねに
   より付勢され第２の取付座が設けられた偏角吸収
   用部材と、前記ホルダと偏心吸収用部材との間に
   介装され偏心吸収用部材を滑動させる滑動部材
   と、前記第２の取付座とホルダとの間に介装され
   これら両部材と係合して第２の取付座が第１の取
   付座に対し回転するのを規制する回転規制板とを
   備え、前記偏角吸収用部材と偏心吸収用部材との
   当接部を偏角吸収用部材が揺動できるように形成
   すると共に、前記ホルダと偏心吸収用部材との間
   および偏心吸収用部材と偏角吸収用部材との間は
   軸線に対して傾斜した面同士で嵌合されているこ
   とを特徴とするロボツトハンド。