JPS6352983A - 形状記憶合金ハンド - Google Patents
形状記憶合金ハンドInfo
- Publication number
- JPS6352983A JPS6352983A JP19708986A JP19708986A JPS6352983A JP S6352983 A JPS6352983 A JP S6352983A JP 19708986 A JP19708986 A JP 19708986A JP 19708986 A JP19708986 A JP 19708986A JP S6352983 A JPS6352983 A JP S6352983A
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- Japan
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- fingers
- finger
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- Pending
Links
- 229910001285 shape-memory alloy Inorganic materials 0.000 title claims description 6
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 241000872931 Myoporum sandwicense Species 0.000 description 1
- 108700003634 phosphono-platelet activating factor Proteins 0.000 description 1
Landscapes
- Manipulator (AREA)
- Control Of Position Or Direction (AREA)
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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は形状記憶合金（以下ＳＮＡという）を用いた把
持装置、すなわちハンドに関する。
持装置、すなわちハンドに関する。
（従来の技術〕
従来のハンドにおいては、サーボモーターを用いて力制
御を行うため、ハンドが大型となり、ロボットに取付け
たとき負荷が大きく高速化のネックになっていた。又、
ＳＮＡを使ったものでも指先の開閉だけを目的としたも
ので力の制御を可能にしたものがなかった。
御を行うため、ハンドが大型となり、ロボットに取付け
たとき負荷が大きく高速化のネックになっていた。又、
ＳＮＡを使ったものでも指先の開閉だけを目的としたも
ので力の制御を可能にしたものがなかった。
上述のように、従来のサーボモーターを用いたハンドは
大型てあり、一方ＳＮＡを使用したものでは力の制御は
不可能であり、実際にはＳＮＡを駆動源として実作業の
行なえるような位置、力制御が可能なハンドは実用化さ
れていなかった。
大型てあり、一方ＳＮＡを使用したものでは力の制御は
不可能であり、実際にはＳＮＡを駆動源として実作業の
行なえるような位置、力制御が可能なハンドは実用化さ
れていなかった。
本発明は、上記に鑑みてなされたもので、ＳＮＡを使っ
て、小型、軽量でハンドの２指の位置制御および把持力
制御を行う事が可能なＳＮＡハンドを提供することを目
的とするものである。
て、小型、軽量でハンドの２指の位置制御および把持力
制御を行う事が可能なＳＮＡハンドを提供することを目
的とするものである。
本発明の手段は、複数の指を有する把持手段と、該指を
移動させる複数の形状記憶合金よりなる指移動手段と、
該指の位置を検出する位置検出手段と、該指の少なくと
も一つに装着された力センサーを備え、形状記憶を使用
して複数の指の位置および把持力の制御か可能な形状記
憶合金ハンド、である。
移動させる複数の形状記憶合金よりなる指移動手段と、
該指の位置を検出する位置検出手段と、該指の少なくと
も一つに装着された力センサーを備え、形状記憶を使用
して複数の指の位置および把持力の制御か可能な形状記
憶合金ハンド、である。
（作用〕
ＳＮＡを加熱冷却することによりこれる変形を利用して
指の開閉を行ない、位置検出手段、力センサーを用いて
指の位置および把持力の制御を行なう。
指の開閉を行ない、位置検出手段、力センサーを用いて
指の位置および把持力の制御を行なう。
（実施例）
つぎに本発明を実施例により図面を参照して説明する。
第１図は本発明の一実施例の構成を示す斜視図である。
この図において、本体１はロボット等（図示せず）に装
着される。２本の平行な棒状のガイド４，４は本体ｉに
取付けられ、平行な２個の指２．３がガイド４上を左右
に移動可能に配設される。ワイヤー７は一方の指２に一
端が固定され、ローラー６を介して他端か他の指３に固
定される。回転型の位置測定器５は本体１に装着され、
その回転軸にはローラー６が取付けられる。本体１に対
向して装着された一対の軸９．９にはそれぞれ複数のプ
ーリー８が取付けられている。線状のＳ Ｎ Ａ １０
は一端が指２にＳＮＡ止め１１で固定され、プーリー８
，８ａを介して他端は本体１に絶縁電極１２で固定され
ている。他の線状５ＮＡＩ３は指３のＳＮＡ止め１４か
らプーリー８を介して本体１の絶縁電極１５に張られて
いる。冷却用空気吹管１６．１７はそれぞれ５ＮＡＩ０
．１３に沿って配設され、円筒面に多数の小穴＋６ａ、
ｉ７ａを有し、エアーを吹き出す。冷却用空気吹管１
６はＳ Ｎ Ａ １０に、空気吹管１７はＳ Ｎ Ａ
１３にそわぞれエアーを吹きかける。空気管支え１８は
本体１に取付けられ、空気吹管１６．１７を支持する。
着される。２本の平行な棒状のガイド４，４は本体ｉに
取付けられ、平行な２個の指２．３がガイド４上を左右
に移動可能に配設される。ワイヤー７は一方の指２に一
端が固定され、ローラー６を介して他端か他の指３に固
定される。回転型の位置測定器５は本体１に装着され、
その回転軸にはローラー６が取付けられる。本体１に対
向して装着された一対の軸９．９にはそれぞれ複数のプ
ーリー８が取付けられている。線状のＳ Ｎ Ａ １０
は一端が指２にＳＮＡ止め１１で固定され、プーリー８
，８ａを介して他端は本体１に絶縁電極１２で固定され
ている。他の線状５ＮＡＩ３は指３のＳＮＡ止め１４か
らプーリー８を介して本体１の絶縁電極１５に張られて
いる。冷却用空気吹管１６．１７はそれぞれ５ＮＡＩ０
．１３に沿って配設され、円筒面に多数の小穴＋６ａ、
ｉ７ａを有し、エアーを吹き出す。冷却用空気吹管１
６はＳ Ｎ Ａ １０に、空気吹管１７はＳ Ｎ Ａ
１３にそわぞれエアーを吹きかける。空気管支え１８は
本体１に取付けられ、空気吹管１６．１７を支持する。
力受板１９は指２の下端部にピン２０で取り付けらね、
ピン２０の回りで回転可能でバネ等（図示せず）により
プリロードがかけられ、指２に配設された力センサ−２
１に当接している。
ピン２０の回りで回転可能でバネ等（図示せず）により
プリロードがかけられ、指２に配設された力センサ−２
１に当接している。
指２．３はガイド４上を左右に移動可能で、第１図の状
態において、指３を左に移動すれば、ワイヤー７がロー
ラー６に掛けられているので指２は右に移動する。すな
わち、指２，３は閉しる。
態において、指３を左に移動すれば、ワイヤー７がロー
ラー６に掛けられているので指２は右に移動する。すな
わち、指２，３は閉しる。
逆に指２を左に移動すれば指３は右に移動し、指２．３
は開く。本発明では指２．３を左に移動する駆動源とし
て５ＮＡＩ０．１３を使用する。
は開く。本発明では指２．３を左に移動する駆動源とし
て５ＮＡＩ０．１３を使用する。
ＳＮＡは、低温 （Ｔ ｅ）で応力 （Ｆ ｅ）で歪み
（Δε）を生じさせても、高温 （Ｔｈ）に加熱すれば
応力 （Ｆ ｈ）で歪みが０にもどる。この場合Ｆｅ＜
Ｆｈである。ある程度長さ方向に歪ませた５ＮＡｌＯを
（引っ張って長くする）指２にＳＮＡ止め１１で一端を
固定しプーリー８ａに巻きつけ本体１の裏側を通りプー
リー８ｂに巻き、同様の事をくり返し、本体１に絶縁電
極１２で固定する。５ＮＡ１０、１３に電流を流し加熱
するのて絶縁電極１２．１５は本体１に絶縁固定されて
いる。同様に５ＮＡＩ３もプーリー８を介し固定する。
（Δε）を生じさせても、高温 （Ｔｈ）に加熱すれば
応力 （Ｆ ｈ）で歪みが０にもどる。この場合Ｆｅ＜
Ｆｈである。ある程度長さ方向に歪ませた５ＮＡｌＯを
（引っ張って長くする）指２にＳＮＡ止め１１で一端を
固定しプーリー８ａに巻きつけ本体１の裏側を通りプー
リー８ｂに巻き、同様の事をくり返し、本体１に絶縁電
極１２で固定する。５ＮＡ１０、１３に電流を流し加熱
するのて絶縁電極１２．１５は本体１に絶縁固定されて
いる。同様に５ＮＡＩ３もプーリー８を介し固定する。
本体１と、ＳＮＡ止めＩ＋、 ＋４の固定端は導通状態
である。そして、本体１と絶縁型８ｉ１２に通電すれば
Ｓ Ｎ Ａ ｔｏが加熱され、本体１と絶縁電極１５に
通電すればＳ Ｎ Ａ １３が加熱される。今、本体１
と絶縁電極１２に通電加熱すれば、Ｓ Ｎ Ａ １０は
高温になり、力Ｆｈでちぢもつとする。（引っ張って取
り付けであるから）Ｓ Ｎ Ａ １３は低温であり、応
力Ｆｅが作用する。この時Ｆｈ ＞Ｆｅであるから、５
ＮＡＩＯはちぢむ。
である。そして、本体１と絶縁型８ｉ１２に通電すれば
Ｓ Ｎ Ａ ｔｏが加熱され、本体１と絶縁電極１５に
通電すればＳ Ｎ Ａ １３が加熱される。今、本体１
と絶縁電極１２に通電加熱すれば、Ｓ Ｎ Ａ １０は
高温になり、力Ｆｈでちぢもつとする。（引っ張って取
り付けであるから）Ｓ Ｎ Ａ １３は低温であり、応
力Ｆｅが作用する。この時Ｆｈ ＞Ｆｅであるから、５
ＮＡＩＯはちぢむ。
すなわち指２を左へ引き、２本の指は開く。次にＳ Ｎ
Ａ １３を通電加熱すればちぢみ、指３を左へ引き、
２本の指２．３は閉じる。そして２本の指２．３の開閉
を連続して行わせると、指２．３が開いた時は、５ＮＡ
ＩＯか高温になっている。すぐに指を閉じる為Ｓ Ｎ
Ａ １３を加熱しても、５ＮＡＩＯが低温になるまでＳ
Ｎ Ａ １３はちぢむ事ができないので時間がかかる
。その時、Ｓ Ｎ Ａ １０に冷却用空気吹管１６より
エアーを吹きかけ、Ｓ Ｎ Ａ ＩＱを冷却すれば時間
を短縮できる。すなわち、低温でなければならないＳＮ
Ａの方を、空気吹管１６．１７で冷却する。以上が２木
の指の開閉の原理である。
Ａ １３を通電加熱すればちぢみ、指３を左へ引き、
２本の指２．３は閉じる。そして２本の指２．３の開閉
を連続して行わせると、指２．３が開いた時は、５ＮＡ
ＩＯか高温になっている。すぐに指を閉じる為Ｓ Ｎ
Ａ １３を加熱しても、５ＮＡＩＯが低温になるまでＳ
Ｎ Ａ １３はちぢむ事ができないので時間がかかる
。その時、Ｓ Ｎ Ａ １０に冷却用空気吹管１６より
エアーを吹きかけ、Ｓ Ｎ Ａ ＩＱを冷却すれば時間
を短縮できる。すなわち、低温でなければならないＳＮ
Ａの方を、空気吹管１６．１７で冷却する。以上が２木
の指の開閉の原理である。
次にこの装置における２木の指２．３の位置制御、物を
把持した時の力制御について説明する。
把持した時の力制御について説明する。
位置制御の場合、２木の指２．３に張られたワイヤー７
は指２．３の移動につｔローラー６を回転させる。ロー
ラー６は回転位置検出器５の軸に取り付けられているの
で、指２，３のイ！装置か検出できる。今、Ａの位置に
ある指２．３をＢの位置にする制御を行なう。Ａの位置
の位置検出器５の値ＰＡ、Ｂの位置の位置検出器５の値
Ｐａとする。現在値ＰＡはＡ／Ｄコンバーターを通じＣ
ＰＵに取り込まわている。そして目標値がＰＢであるの
で（ｃｐｕに目標値ＰＢを指令）ＰＡ、Ｐａの大小関係
よりＳ Ｎ Ａ １０か１３のどちらを加熱するか決定
する。この場合、５ＮＡ１３を加熱すれば縮み指３を左
へ（Ｂの方へ）移動できる。加熱方法としては、１００
Ｈｚ程度の基本波にょるＰＷＭ （パルス幅変調）に
よって行っている。そのデユーティ−比は、ＰＡ −Ｐ
Ｂ−ΔＰの偏差により比例制御を行なう。
は指２．３の移動につｔローラー６を回転させる。ロー
ラー６は回転位置検出器５の軸に取り付けられているの
で、指２，３のイ！装置か検出できる。今、Ａの位置に
ある指２．３をＢの位置にする制御を行なう。Ａの位置
の位置検出器５の値ＰＡ、Ｂの位置の位置検出器５の値
Ｐａとする。現在値ＰＡはＡ／Ｄコンバーターを通じＣ
ＰＵに取り込まわている。そして目標値がＰＢであるの
で（ｃｐｕに目標値ＰＢを指令）ＰＡ、Ｐａの大小関係
よりＳ Ｎ Ａ １０か１３のどちらを加熱するか決定
する。この場合、５ＮＡ１３を加熱すれば縮み指３を左
へ（Ｂの方へ）移動できる。加熱方法としては、１００
Ｈｚ程度の基本波にょるＰＷＭ （パルス幅変調）に
よって行っている。そのデユーティ−比は、ＰＡ −Ｐ
Ｂ−ΔＰの偏差により比例制御を行なう。
第２図にその様子をグラフで示す。パルス幅ΔＳ０＝α
×ΔＰｏ （αは比例定数）、同様にΔＳｌ＝α×Δ
Ｐ１によって決定される。ただし、ΔＳがある設定値よ
り大の時、たとえばΔＳ＞ ８ ｍ５ｅｃの場合ΔＳ
＝ ８ ｍ５ｅｃとする。またΔＰ４は、目標値Ｐａと
の大小関係がそれ以面とは異なっているのでＳ Ｎ Ａ
１０の方を加熱すべくパルスを出している。また、Δ
Ｐ５のように、ΔＰがある値ΔＰ、より小さい時（ΔＰ
くΔＰＰ）はパルス加熱を行わない。（サーボの不感帯
を設ける。） またＳＮＡの冷却については、Ｓ Ｎ
Ａ １０を冷却すべくソレノイドにＣＰＵより指令し、
１６のエアー吹出し管よりエアーを吹きかけ冷却する。
×ΔＰｏ （αは比例定数）、同様にΔＳｌ＝α×Δ
Ｐ１によって決定される。ただし、ΔＳがある設定値よ
り大の時、たとえばΔＳ＞ ８ ｍ５ｅｃの場合ΔＳ
＝ ８ ｍ５ｅｃとする。またΔＰ４は、目標値Ｐａと
の大小関係がそれ以面とは異なっているのでＳ Ｎ Ａ
１０の方を加熱すべくパルスを出している。また、Δ
Ｐ５のように、ΔＰがある値ΔＰ、より小さい時（ΔＰ
くΔＰＰ）はパルス加熱を行わない。（サーボの不感帯
を設ける。） またＳＮＡの冷却については、Ｓ Ｎ
Ａ １０を冷却すべくソレノイドにＣＰＵより指令し、
１６のエアー吹出し管よりエアーを吹きかけ冷却する。
ただし、ΔＰがある設定値ΔＰｃよつ小さい時（ΔＰ〈
ΔＰｃ）はエアー冷却を中止する。
ΔＰｃ）はエアー冷却を中止する。
（サーボの特性から、目標値付近で振動的となり、それ
に合わせてエアー制御用ソレノイドが動作するのを防ぐ
ため。） 以上の動作により指２．３の位置決めを行な
う事ができる。
に合わせてエアー制御用ソレノイドが動作するのを防ぐ
ため。） 以上の動作により指２．３の位置決めを行な
う事ができる。
指２．３の把持力制御については、位置の検出値Ｐ＾、
Ｐａが、力センサ−２Ｉの検出値ＦＡ。
Ｐａが、力センサ−２Ｉの検出値ＦＡ。
Ｆｓに化ねって同様の制御にて行える。
上記実施例では５ＮＡ１３．１０の２木を使用している
が、この内どちらか一方をバネ等により力をＩｐえても
同様の制御を行なうことができる。
が、この内どちらか一方をバネ等により力をＩｐえても
同様の制御を行なうことができる。
第３図は本発明の他の実施例を示し、３木の指２．３．
３の構成ても実施可能である。この場合、各プーリー軸
９と各指２，３．３とは引張りコイルバネにより接続さ
れる。
３の構成ても実施可能である。この場合、各プーリー軸
９と各指２，３．３とは引張りコイルバネにより接続さ
れる。
以上説明したように、本発明はハンドの複数の指を複数
のＳＮＡにより作動することにより次のような効果を奏
する。
のＳＮＡにより作動することにより次のような効果を奏
する。
１．１つのハンドで、指の位置、把持力の制御ができる
。把持力については微少力も制御可。
。把持力については微少力も制御可。
２、小型、軽量である。
３、連続で高速動作ができる。
４、外径の異なる物体でも、その中心を一致させてつか
む事ができる。
む事ができる。
第１図は本発明の一実施例の斜視図、第２図は本発明の
詳細な説明のためのグラフ、第３図は本発明の他の実施
例の斜視図である。
詳細な説明のためのグラフ、第３図は本発明の他の実施
例の斜視図である。
Claims (1)
- 複数の指を有する把持手段と、該指を移動させる複数の
形状記憶合金よりなる指移動手段と、該指の位置を検出
する位置検出手段と、該指の少なくとも一つに装着され
た力センサーを備え、形状記憶を使用して複数の指の位
置および把持力の制御が可能な形状記憶合金ハンド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19708986A JPS6352983A (ja) | 1986-08-25 | 1986-08-25 | 形状記憶合金ハンド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19708986A JPS6352983A (ja) | 1986-08-25 | 1986-08-25 | 形状記憶合金ハンド |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6352983A true JPS6352983A (ja) | 1988-03-07 |
Family
ID=16368541
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19708986A Pending JPS6352983A (ja) | 1986-08-25 | 1986-08-25 | 形状記憶合金ハンド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6352983A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0349888A (ja) * | 1989-07-14 | 1991-03-04 | Fujitsu Ltd | ロボット制御装置 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS599512A (ja) * | 1982-07-09 | 1984-01-18 | Waseda Daigaku | サ−ボ装置 |
| JPS59182082A (ja) * | 1983-03-29 | 1984-10-16 | 東芝テック株式会社 | ロボツト |
| JPS6144589A (ja) * | 1984-08-01 | 1986-03-04 | 株式会社日立製作所 | マニピユレ−タ |
-
1986
- 1986-08-25 JP JP19708986A patent/JPS6352983A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS599512A (ja) * | 1982-07-09 | 1984-01-18 | Waseda Daigaku | サ−ボ装置 |
| JPS59182082A (ja) * | 1983-03-29 | 1984-10-16 | 東芝テック株式会社 | ロボツト |
| JPS6144589A (ja) * | 1984-08-01 | 1986-03-04 | 株式会社日立製作所 | マニピユレ−タ |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0349888A (ja) * | 1989-07-14 | 1991-03-04 | Fujitsu Ltd | ロボット制御装置 |
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