JPS63312090A - ロボットのハンド装置 - 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】 ［産業上の利用分！？］ 本発明はクリーンルーム内での作業ロボットに用いる好
適なハンド装置に関するものである。

［従来の技術］ 第８図（ａ）、（ｂ）は例えば第３回日本ロボット学会
学術講演会前側（昭和６０年１１月、Ｐ、６１〜６２）
に示されているような、従来のロボットのハンド装置の
概略構成を示す正面図および側面図である。

図において、（１）はハンド装置の箱上フレーム、（２
）はこのフレーム内の頂部に貫通配置されたモータ軸、
（３）はこのモータ軸（２）に装着されベアリング（４
）を介してフレーム（１）に支承されたピニオン、（５
）、　（６）はこのピニオン（３）の両側に対向配置さ
れ該ピニオン（３）とそれぞれ噛み合うラック、（７）
、（８）はこれらラック（５）、（６）それぞれに一体
化して組付けられたハンド、（９）、（１０）、（１１
）はこれらハンド（７）、（８）に設けられた直動軸受
、（１２）、（１３）、（１４）は上記フレーム（１）
の両側壁（１ａ）、（１ｂ）間に架設され上記直動軸受
　（９）、（１０）、（１１）を介してハンド（７）、
（８）を案内するガイド軸、（１５）は上記フレーム（
１）内空間に連通ずる真空吸引ホースである。

上記構成を有する従来のロボットのハンド装置は、モー
タ軸（２）が回転すると、ピニオン（３）、ラック（５
）、（６）を介して直動軸受（９）、（１０）、（１１
）により支持されたハンド（７）、（８）がガイド軸（
１２）、（１３）、（１４）に沿って平行移動する。こ
の時、箱上のフレーム（１）内空間には、ピニオン（３
）とラック（５）、（６）の噛み合い、および直動軸受
（９）、（１０）、（１１）とガイド軸（１２）、　（
１３）、　（１４）の摺接によって発生した塵埃が飛散
するが、これら塵埃は真空ポンプ（図示せず）により真
空吸引ホース（１５）を介して集慶するようにしている
。

［発明が解決しようとする問題点］ 従来のロボットのハンド装置は、以上のように、ピニオ
ン（３）、ラック（５）、（６）、直動軸受（９）、（
１０）、（１１）等を用いてハンドの平行開閉を行なう
ようにしているため、摺接部が多く、塵埃の発生を余儀
無くされており、該ハンド装置をクリーンルーム内で使
用するには上記塵埃を外部へ洩れないようにするための
フレーム形状、真空ポンプの設萱、及びこれに伴う真空
吸引ホース（１５）等の配管が必要になるという問題点
があった。また、歯車を用いた機構のため、バックラッ
クによるガタの発生は避けられないという欠点があった
。

本発明は以上の点に鑑み、クリーンルーム内での使用に
際しても密封性を高めるための特別なフレーム形状や真
空吸引の必要が無く、駆動系中に遊びが無く、精度の向
上が図れるロボットのハンド装置を得ることを目的とす
る。

［問題点を解決するための手段］ 本発明に係るロボットのハンド装置は、駆動系を、モー
タ軸に装着されたプーリに２条のベルトの一端をそれぞ
れ軸方向にずらせてかつ巻き取り方向を逆にして固定す
るとともに、これら各ベルトの末端を緊張状態で直動軸
に固定して成る直動変換機構と、この直動変換機構の直
動部の直線運動をハンドを形成する一対のアームの開閉
運動に変換するリンク機構とから構成したものである。

［作用］ 本発明においては、駆動系にラック・ピニオン等の歯車
や直動軸受等の摺接部材を用いていないため塵埃が発生
せず、更に２条のベルトの両端をプーリと直動軸とに緊
張状態で固定したことにより遊びがなく、ハンドを高精
度に動作させることができる。

［実施例］ 以下、第１図乃至第５図の一実施例について本発明装置
を説明する。図において、（１６）はフレーム、（１７
）はこのフレーム（１６）の側壁（１８ａ）の上部に貫
通配置されたモータ軸、（１８）はフレーム内において
上記モータ軸（１７）に装着されたプーリ、（１９）は
上記モータ軸（１７）の直下に所定距離離して配置され
た回転軸で、第４図に示すように、フレームの両側壁（
１６ａ）、（１６ｂ）間に架設され、ベア□　リング（
２０）、（２１）を介して該両側壁（１８ａ）、（１６
ｂ）に支承されるとともに、その中央に一対のベアリン
グ（２２）、（２３）を介してプーリ（２４）が装着さ
れている。そして上記各プーリ（１８）、（２４）には
それぞれ軸方向にずらせて２条のベルト（２５）、（２
６）、（２７）、（２８）の一端が、第１．３図に示す
如く、その巻き取り方向を逆にしてビン（２９）により
固定されるとともに、これら各ベルト　（２５）、（２
８）、　（２７）、（２８）の末端が各プーリ（１８）
、（２４）に隣接配置した直動軸（３０）の−側面に緊
張状態でピン（２９）によって固定されており、上記モ
ータ軸（１７）の回転運動を各プーリ（１８）、　（２
４）、各ベルト　（２５）、（２６）、（２７）、（２
８）を介して直動軸（３０）の直線運動に変換できるよ
うになっている。

然して、（３１）は直動軸（３０）の中央部に枢着され
たコ字形のレバーで、その下方に垂下する両端部（３１
ａ）、（３１ｂ）にはそれぞれ同長に設定された一対の
リンク（３２）、（３３）の一端が所定圧＊＊隔せしめ
て軸連結されるとともに、これら各リンク　（３２）、
（３３）の他端が上記レバー（３１）側連結部と同間隔
おいて、ハンド（３４）を形成する一対のアーム　（３
５）、（３６）の基端部（３５ａ）、（３６ａ）にそれ
ぞれ軸連結されており、これら一対のリンク（３２）、
（３３）、レバーの端部（３１８Ｌ　（３１ｂ）、およ
びアームの基端部（３５ａ）、（３６ａ）により１組の
平行運動機構（３７）、（３８）が形成されるようにな
っている。また、これら各平行運動機構（３７）、（３
８）　において、上方に位置する各リンク（３２）、（
３２）の中央にはこれらの長手方向寸法の局の長さ寸法
に設定されたリンク（３９）の一端がそれぞれ軸連結さ
れるとともに、これらリンク（３９）の他端が各端部（
３１ａ）、（３１ｂ）の軸線Ａ（第２図に一点鎖線で示
す）上でフレーム（１６）側に枢着されており、これら
長尺の各リンク（３２）、（３２）、および短尺の各リ
ンク（３９）により１組のスコット・ラッセル式厳正直
線運動機構（４０）、（４１）が形成され、直動軸（３
０）の直線運動をレバー（３１）、各リンク（３２）を
介して各アーム（３５）、（３６）の、上記直動軸運動
方向に直交する方向Ｂ（第２図に一点鎖線で示す）の直
線運動に変換できるようになっている。

なお、（４２）は磁性体からなるシール部材であり、プ
ーリ（２４）のフレーム（１６）への枢着部（第４図）
や各リンクの連結部（第５図参照）のように、軸部と回
動部との間にベアリングが介在してこれらが相対回動す
る連結部位の総ての両側に設けられ、該ベアリング部に
摩耗金属粉のような塵埃が発生してもこれを吸着して外
部へ洩れるのを防止する機能を有する。

このように、上記実施例のロボットのハンド装置は、モ
ータ軸（１７）の回転運動をベルト　（２５）、（２６
）、（２７）、（２８）を備えた直動変換機構（４３）
によりて直動軸（３０）の直線運動に変換し、この直動
軸（３０）の直線運動を更に１組のスコット・ラッセル
式厳正直線運動機構（４０）、（４１）によって各アー
ム（３５）、（３６）の直線運動すなわちハンド（３４
）の開閉運動に変換するとともに、１組の平行運動機構
（３７）、（３８）によって該ハンド（３４）の平行状
態を保持せしめるよう構成したので、摩擦損失や各機構
間の遊びが少なく、塵埃の発生を低減させることができ
るとともに、応答性が良く、高精度なハンド開閉を行な
うことが可能となっている。

また、本発明実施例においては、連結部位の総ての両側
を磁性体からなるシール部材（４２）で覆うよう構成し
たので、連結部内で塵埃が発生してもこれが外部へ洩れ
るのを完全に防止することができる。

なお、上記実施例では各スコット・ラッセル式厳正直線
運動機構（４０）　、　（４１）を各平行運動機構（３
７）、（３８）の上側の各リンク（３２）部に形成する
ようにしたものを示したが、これを第６図に示す如く、
下側のリンク（３３）部に形成するようにしてもよく、
このような場合にも上記実施例同様の効果を得ることが
できる。

また、上記実施例では直動変換機構（４３）の従動側の
プーリ（２４）を直動軸（３０）の−側面における原動
側のプーリ（１８）の直下に単一のみ設置するようにし
たものを示した−１これを第７図に示すように直動軸（
３０）の他側面にも設けるようにして゛もよく、このよ
うな場合には直動軸（３０）の直線運動精度の向上が図
れるという利点がある。

［発明の効果］ 以上述べたように、本発明によれば、摩擦損失や各機構
間の遊びが少なくなって応答性が向上するとともに、塵
埃の発生がなく、防塵カバーや真空吸引装置などを設け
る必要がなく、高精度なハンド開閉を行なうことができ
るという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の全体構成を示す断面図、第
２図はリンク機構の動作説明図、第３図は直動変換機構
を示す斜視図、第４図は回転軸部の構成を示す断面図、
第５図はリンク機構の連結部を示す断面図、第６図は本
発明の他の実施例を示す第２図相当図、第７図は本発明
の更に他の実施例を示す直動変換機構の説明図、第８図
（ａ）、（ｂ）はいずれも従来装置の概略構成を示すも
ので、第８図（ａ）は正面図、第８図（ｂ）は側面図で
ある。 （１７）・・・モータ軸、 （１８）、（２４）・・・プーリ、 （２５）、（２６）、（２７）、（２８）・・・ベルト
、（３０）・・・直動軸、 （３４）・・・ハンド、 （３５）、（３６）・・・アーム、 （３７）、（３８）・・・平行運動機構（リンク機構）
、（４０）、（４１）・・・スコット・ラッセル式厳正
直線運動機構（リンク機構） なお、各図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。 代理人　　大　　岩　　増　　雄 第２図 第３図 第４因 第５図 第６ｍ 第７図 第８ （ａ） （ｂ） １、事件の表示　　　特願昭６２−１４６６４５号２、
発明の名称 ロボットのハンド装置 ３、補正をする者 代表者　志　岐　守　哉 ４、代理人 明細書の特許請求の範囲の欄、発明の詳細な説明の６、
補正の内容 （１）明細書の特許請求の範囲の記載を別紙のとおり補
正する。 （２）明細書第７頁第１１行および同頁第１６行の各「
リンク（３２）　、　（３２）　Ｊという記載をそれぞ
れ「リンク（３２）Ｊと補正する。 （３）明細書第８頁第４行、および第９頁第６行の各「
磁性体から成るシール部材」という記載をそれぞれ「封
止間隙に磁性流体（５０）が充填されたシール部材」と
補正する。 （４）図面の第４図および第５図を別紙のとおり補正す
る。 ７、添付書類の目録 （１）補正後の特許請求の範囲を記載した書面１通 （２）図面　　　　　　　　　　　　１　道具　　上 補正後の特許請求の範囲を記載した書面（１）モータ軸
に装着されたプーリに２条のベルトの一端をそれぞれ軸
方向にずらせてかつ巻き取り方向を逆にして固定すると
ともに、これら各ベルトの末端を緊張状態で直動軸に固
定して成る直動変換機構と、この直動変換機構の直動部
の直線運動をハンドを形成する一対のアームの開閉運動
に変換するリンク機構とを備えることを特徴とするロボ
ットのハンド装置。 （２）上記リンク機構は、一端がレバーを介して上記直
動変換機構の直動軸に、他端が上記アームの基端部に、
それぞれ軸連結されたリンクを有し上記直動軸の直線運
動をこれに直交する方向の直線運動に変換して上記アー
ムに開閉駆動力を伝達する１組のスコット・ラッセル式
厳正直線運動機構と、上記リンクを一辺とする１組の平
行運動機構とを備え、この各平行運動機構の上記リンク
に対向する辺側のリンクの各両端を上記レバーとアーム
基端とにそれぞれ軸連結して構成されていることを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載のロボットのハンド装
置。 （３）軸連結部は全てその両側を工し！！Ｊロ型」−曳
性流　が　　されたシール部材で覆われていることを特
徴とする特許請求の範囲第２項記載のロボットのハンド
装置。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）モータ軸に装着されたプーリに２条のベルトの一
   端をそれぞれ軸方向にずらせてかつ巻き取り方向を逆に
   して固定するとともに、これら各ベルトの末端を緊張状
   態で直動軸に固定して成る直動変換機構と、この直動変
   換機構の直動部の直線運動をハンドを形成する一対のア
   ームの開閉運動に変換するリンク機構とを備えることを
   特徴とするロボットのハンド装置。
2. （２）上記リンク機構は、一端がレバーを介して上記直
   動変換機構の直動軸に、他端が上記アームの基端部に、
   それぞれ軸連結されたリンクを有し上記直動軸の直線運
   動をこれに直交する方向の直線運動に変換して上記アー
   ムに開閉駆動力を伝達する１組のスコット・ラッセル式
   厳正直線運動機構と、上記リンクを一辺とする１組の平
   行運動機構とを備え、この各平行運動機構の上記リンク
   に対向する辺側のリンクの各両端を上記レバーとアーム
   基端とにそれぞれ軸連結して構成されていることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載のロボットのハンド装
   置。
3. （３）軸連結部は全てその両側を磁性体から成るシール
   部材で覆われていることを特徴とする特許請求の範囲第
   ２項記載のロボットのハンド装置。