JPS6393587A - 多関節機構 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は柔軟物体を別の物体の形状になられせることが
可能であり、さらに任意形状の物体を把持することが可
能な多関節機構に関する。

（従来の技術） 従来、この種の代表的なものとして、例えば特公昭５５
−１３８７４号に開示された柔軟把持機構がある。これ
は、多数のリンクを互いに回動可能に接続してなる多節
体より素状の把握体を構成し、該把握体の　端を支持端
、他端を自由端とじてこゎを片持式に保持し、把握体の
各節に把握トルク発ノ１用のアクチュエータを配設し、
該アクチュエータにより発生ずるトルクを多節体の軛１
長に沿って前記支持端より自由端に向って２次関数的に
減少させるように設定Ｉノでなることを特徴とする柔軟
把持機構である。

（発明が解決１）ようとする問題点〕 十述した従来の柔軟把持機構は、任意形状の物体になら
れせて等圧力で把１４するには非常に巧妙な１１段であ
るが、物体の形状を記憶することが出来ないため、例え
ば多種受用の製品が混在して、流れてくる組立システム
においては、接触しながら物体の形状になられせている
と、ハンドリングに極めて時間がかかる。また物体にな
られせる場合ハンド内での物体の位置が定まらず再現ｔ
Ｖか悪いという欠点があった。また従来本構成のもとて
物体の形状を記憶して即座にその形状に再現する場合、
各関節にサーボ機構を持った数値制御のアクチュエータ
が必要となり、コスト的にも高くなってしまう。

本発明は上記従来の欠点を克ルし、同時にロボットのア
ームにも本発明の機構を用いゎば制御面、メカニズム面
で極めて安価な装置を共！Ｊすることができる多関節機
構を提供することを１・１的とするものであり、さらに
触覚センシーと組合わせわば、物体を等圧力で把持する
こと６司能となるものである。

〔問題点を解決するための手段〕

Ｆ記問題点を解決する本発明の手段は、相互に回動可能
に連結された複数のリンクからなる多関節体において、
該多関節体の一端を支持端、他端を自由端となるように
支持し、該多関節体の各関節には隣接するリンクどうし
の相対角度を検出する角度検出器と、隣接するリンクの
回動関係を１−１１定するロック機構を配設し、また各
リンクの自由端側には該多関節体を作動させるための２
木のワイヤを通す一対のガイド穴を設け、自由端先端の
リンクには一＝対のワイヤ固定箇所を設け、一方の固定
箇所に固定したワイヤを各リンクの　方のガイド穴を通
して支持端にある駆動源のプーリーに巻きつけ、更に逆
戻りしてまた各リンクのもう一方のガイド穴を通して自
由端先端のリンクのもう一１方の固定箇所に固定し、駆
動源の正逆回転によって作動することを特徴とする多関
節機構である。また、各リンクに吸着機構あるいは把持
機構を設けたものである。さらに、多関節体を回転可能
なように駆動源を設け、また各リンクの柔軟物接触部に
触覚センサーを設けたものである。

（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１．２および３図はそれぞれ本発明の一実施例の平面
図、側面図および第２図のＩ−１断面図である。これら
の図において、１およびｌａ。

ｌｂ、ｌｃは多関節体を構成するリンクで自由端の先端
部のリンク１ａを除いて、自由端側に軸１１がビスＩｌ
ｂにより固定されている。４はリンク１ｂと１０との間
の相対角を検出する。角度センサーて、それ自身は取付
板５によりリンクｌｂ側に固定されている。また角度セ
ンサー４のＩｌ’＋ｈ　４　ａは軸１１に固定ビス４ｂ
で固定されている。リンクｌｂ、ｌｃの支持端側には軸
受１ｏが配設さゎ、輔１１を受けている。７はｌｂ、ｌ
ｃとの間の回動関係をロックするためのアクチュエータ
で、ブレーキ駒８を介して軸１１を押しつけることによ
りロック力を発生する。９は前記アクチュエータフにす
。

圧を与えるための調整ヒスである。軸】１の端部の２は
駆動ワイヤ３ａ、３ｂのガイドで自由端先端のガイドで
はワイヤ固定端子２ａによりワイヤ３ａ、２ｂをガイド
２に固定されている。１２はワイヤ３ａ、３ｂの巻き取
り用モータで、１３は減速機構でその出力軸にワイヤ巻
き取りプーリー１４が取りイ」けられ全体がフレーム１
５に取り（−ｊけられている。つぎに、上記構成の多関
節体の動作について第１．２．３図と第４．５．６図と
共に参照して説明する。第２図に示すように、ワイヤ巻
取り用モータ１２をＡＢでＢ方向に回転すると多関節体
の自由端はＡ゛及びＢ゛の方向に動作する。この場合動
作の途中であるリンクの自由端側に例えば第４図のＣの
位置に外部から回動を阻止する障害物がある場合、ワイ
ヤの巻き取りを尚も続けていくと、回動を阻止されたリ
ンク１．１．１から自由端側のリンク１ａがＡ゛の方向
に尚も動イ１を続ける。即ち側部からの抵抗を受ｔ、−
Ｊるまでリンクは回動ｌノ続けることになる。この時全
てのリンクに抵抗がかかった時ワイヤ巻き取り用モータ
ー１２の負荷トルクが増えるため、電流等を検出してモ
ータ・−を１１−ぬるか、各リンクの接触ｒ１６の先端
につけた圧覚センサー１７で接触圧を検出し所定の接触
圧になったら、ロック機構のアクチュエータ７を動作さ
せて回動させて回動をロックさせることができる。また
この時のリンク１．ｌａ、ｌｂ。

１ｃどうしの相対角度を角度センサー４で記憶すること
によって次に同じ形状になるように動作つせる時、外部
から抵抗を与えなくても即ち物体がなくても各々の角度
センサーからの４８号が記憶した角度と一致した時にロ
ックすることによって再現−４−ることか口１能である
。第５図は接触子と併用して吸盤１８を取り付りた例で
ある。このような多関節体の各リンクの自由端側に第５
図て示ず吸盤１８を付加することにより複雑形状の物体
を把持することが可能になる。さらに第６図に示すよう
に木多関節体のフレーム１５をり、Ｄ’の方向に回動で
きる駆動源２１に取りつけ、自由端側にハンド２２を取
り付けることにより現在の数イメ１制御式のロボットア
ームより制御的にも構造的にも極めて安価なロボットア
ームを提供することが可能である。

〔発明の効果〕

以上説明したように多関節体にロック機構と角度センサ
ーを取りつけたことにより、こわをハンドに利用して複
雑形状の物体な把持する場合、常に同じ位置、同じ姿勢
に物体を移動させなから把持又は吸着するため、位置、
の確認に要する機器及び時間かはふけ、安価で迅速な作
業が出来るようになった。また各リンクの接触子に圧覚
センサーを付加することにより、こわれやすい物体、柔
かい物体を変形させずに把持又は吸着することが可能に
なった。ざらにロボットアームに木多関節体な用いるこ
とにより制御的にも構造的にも安価に３次元位置決めが
可能なロボットを提供できることになった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の平面図、第２図は第１図の
側面図、第３図は第２図のＩ−１断面図、第４図は本発
明の動作説明図、第５図は本発明の吸盤を取付けた応用
例の側面図、第６図はロボットアームに用いた本発明の
応用例の側面図である。 １、Ｉａ、Ｉｂ、Ｉｃ−・・・−リンク、２・・・・・
・・・・・・・・・・・・・ワイヤガイド、３ａ、３ｂ
・・・・・・・・・・・・ワイヤ、４・・・・・・・・
・・・・・・・・・・角度センサー、７・・・・・・・
・・・・・・・・・・・ロック用アクチュエータ、１２
・・・・・・・・・・・・・・・・・・ワイヤ巻き取り
用モーター。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、相互に回動可能に連結された複数のリンクからなる
   多関節体において、該多関節体の一端を支持端、他端を
   自由端となるように支持し、該多関節体の各関節には隣
   接するリンクどうしの相対角度を検出する角度検出器と
   、隣接するリンクの回動関係を固定するロック機構を配
   設し、また各リンクの自由端側には該多関節体を作動さ
   せるための２本のワイヤを通す一対のガイド穴を設け、
   自由端先端のリンクには一対のワイヤ固定箇所を設け、
   一方の固定箇所に固定したワイヤを各リンクの一方のガ
   イド穴を通して支持体にある駆動源のプーリーに巻きつ
   け、更に逆戻りしてまた各リンクのもう一方のガイド穴
   を通して自由端先端のリンクのもう一方の固定箇所に固
   定し、駆動源の正逆回転によって作動することを特徴と
   する多関節機構。 ２、前記各リンクに吸着機構を設けたことを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の多関節機構。 ３、前記各リンクに把持機構を設けたことを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の多関節機構。 ４、前記多関節体を回転可能なように駆動源を設けたこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の多関節機構
   。 ５、前記各リンクの柔軟物接触部に触覚センサを設けた
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の多関節機
   構。