JPWO2018235545A1 - 把持装置 - Google Patents
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Abstract
把持装置を構成する着脱機構(23,63)は、可動部材(3,4)に形成された案内孔(24,64)内に突設される筒状の支持部材(44,84)と、支持部材(44,84)の支持孔(45,85)に半径方向へ移動可能に挿入される係合部材(46,86)と、案内孔(24,64)に挿入される操作部材(49,89)と、操作部材(49,89)の内周壁に形成される楔部(50,90)と、爪部材(22,62)に突設されると共に、支持部材(44,84)の筒孔(51,91)に挿入可能となっている連結ロッド(53,93)と、連結ロッド(53,93)の外周壁に形成される係止部(56,96)と、を備える。
Description
この発明は、爪部材を可動部材によって左右方向へ移動させることにより、把持対象物を把持する装置に関し、より詳しくは、爪部材を可動部材に着脱可能に連結させる着脱機構を備える把持装置に関する。
この種の着脱機構を備える把持装置には、従来では、特許文献1(日本国・特開2016−030320号公報)に記載されたものがある。その従来技術は、次のように構成されている。
ロボットの多関節アームの先端部に把持装置の本体が装着される。その本体内に設けられる駆動手段によって2つの可動部材が近づく方向および遠ざかる方向へ移動される。各可動部材に爪部材が着脱機構によって着脱可能に連結される。その着脱機構は、次のように構成される。可動部材の下面から連結ロッドが下方に突設される。その連結ロッドが、爪部材の上部に形成された装着孔に挿入可能となっている。その連結ロッドの上端部には永久磁石が装着される。その永久磁石に吸着される被吸着部が、爪部材の装着孔の周壁に設けられる。また、その連結ロッドの外周壁に支持孔が半径方に形成され、その支持孔に圧縮バネと係合ボールとが半径方向へ移動可能に装着される。その圧縮バネが係合ボールを半径方向の外方へ付勢する。その係合ボールが、爪部材の装着孔の内周壁に形成された凹部に挿入可能となっている。上記の連結ロッドが装着孔に挿入されたときに、連結ロッドの永久磁石が爪部材の被吸着部に吸着すると共に、係合ボールが装着孔の凹部に係合される。これにより、連結ロッドと爪部材とが連結される。
ロボットの多関節アームの先端部に把持装置の本体が装着される。その本体内に設けられる駆動手段によって2つの可動部材が近づく方向および遠ざかる方向へ移動される。各可動部材に爪部材が着脱機構によって着脱可能に連結される。その着脱機構は、次のように構成される。可動部材の下面から連結ロッドが下方に突設される。その連結ロッドが、爪部材の上部に形成された装着孔に挿入可能となっている。その連結ロッドの上端部には永久磁石が装着される。その永久磁石に吸着される被吸着部が、爪部材の装着孔の周壁に設けられる。また、その連結ロッドの外周壁に支持孔が半径方に形成され、その支持孔に圧縮バネと係合ボールとが半径方向へ移動可能に装着される。その圧縮バネが係合ボールを半径方向の外方へ付勢する。その係合ボールが、爪部材の装着孔の内周壁に形成された凹部に挿入可能となっている。上記の連結ロッドが装着孔に挿入されたときに、連結ロッドの永久磁石が爪部材の被吸着部に吸着すると共に、係合ボールが装着孔の凹部に係合される。これにより、連結ロッドと爪部材とが連結される。
上記の従来技術は次の問題がある。
上記の爪部材が当該可動部材から取り外される方向へ、上記の永久磁石が被吸着部に吸着する力および圧縮バネの付勢力を越えて、何らかの外力が当該爪部材に作用することがある。この場合、爪部材が可動部材から少しでも離間されると、上記の吸着力が急激に低下して、爪部材が可動部材から意図せずに取り外される。
本発明の目的は、把持装置の爪部材を可動部材に強力に連結できる着脱機構を備える把持装置を提供することにある。
上記の爪部材が当該可動部材から取り外される方向へ、上記の永久磁石が被吸着部に吸着する力および圧縮バネの付勢力を越えて、何らかの外力が当該爪部材に作用することがある。この場合、爪部材が可動部材から少しでも離間されると、上記の吸着力が急激に低下して、爪部材が可動部材から意図せずに取り外される。
本発明の目的は、把持装置の爪部材を可動部材に強力に連結できる着脱機構を備える把持装置を提供することにある。
上記の目的を達成するため、本発明は、例えば、図1から図2Bに示すように、把持装置を次のように構成した。
把持装置の本体1内に駆動手段2が設けられる。前記本体1の先端部に設けられる可動部材3,4が、駆動手段2によって水平方向へ移動可能となっている。前記可動部材3,4と前記爪部材22,62との間に着脱機構23,63が設けられる。その着脱機構23,63が、把持対象物Wに当接可能となっている爪部材22,62を前記可動部材3,4に着脱可能に連結させる。前記着脱機構23,63は、次のように構成される。前記可動部材3,4に案内孔24,64が前記水平方向に対して交差する方向に形成される。前記可動部材3,4から筒状の支持部材44,84が前記案内孔24,64内に突設される。前記支持部材44,84の筒壁に支持孔45,85が周方向へ所定の間隔をあけて半径方向へ貫通される。前記支持孔45,85に係合部材46,86が半径方向へ移動可能に挿入される。前記案内孔24,64に操作部材49,89が挿入される。その操作部材49,89が、前記可動部材3,4内に設けられる着脱用の駆動手段25,65によって軸方向へ移動可能となっている。前記係合部材46,86に係合されるように楔部50,90が前記操作部材49,89の内周壁に形成される。前記爪部材22,62に突設される連結ロッド53,93が、前記支持部材44,84の筒孔51,91に挿入可能となっている。前記連結ロッド53,93の外周壁に先端側に向うにつれて軸心に近づくように形成される係止部56,96が、前記係合部材46,86に当接可能となっている。
把持装置の本体1内に駆動手段2が設けられる。前記本体1の先端部に設けられる可動部材3,4が、駆動手段2によって水平方向へ移動可能となっている。前記可動部材3,4と前記爪部材22,62との間に着脱機構23,63が設けられる。その着脱機構23,63が、把持対象物Wに当接可能となっている爪部材22,62を前記可動部材3,4に着脱可能に連結させる。前記着脱機構23,63は、次のように構成される。前記可動部材3,4に案内孔24,64が前記水平方向に対して交差する方向に形成される。前記可動部材3,4から筒状の支持部材44,84が前記案内孔24,64内に突設される。前記支持部材44,84の筒壁に支持孔45,85が周方向へ所定の間隔をあけて半径方向へ貫通される。前記支持孔45,85に係合部材46,86が半径方向へ移動可能に挿入される。前記案内孔24,64に操作部材49,89が挿入される。その操作部材49,89が、前記可動部材3,4内に設けられる着脱用の駆動手段25,65によって軸方向へ移動可能となっている。前記係合部材46,86に係合されるように楔部50,90が前記操作部材49,89の内周壁に形成される。前記爪部材22,62に突設される連結ロッド53,93が、前記支持部材44,84の筒孔51,91に挿入可能となっている。前記連結ロッド53,93の外周壁に先端側に向うにつれて軸心に近づくように形成される係止部56,96が、前記係合部材46,86に当接可能となっている。
上記の本発明は次の作用効果を奏する。
上記の把持装置では、爪部材が着脱機構を介して可動部材に連結された状態で、可動部材から離間される方向に何らかの外力が爪部材に作用したときに、着脱機構の構成部材同士の間に生じる摩擦力が、上記の外力に対する抵抗力として連結ロッドに作用する。これにより、その外力が連結ロッドと係止部と係合部材と楔部とを介して操作部材に受け止められる。その結果、連結ロッドが支持部材の筒孔から意図せずに取り外されることが防止される。
上記の把持装置では、爪部材が着脱機構を介して可動部材に連結された状態で、可動部材から離間される方向に何らかの外力が爪部材に作用したときに、着脱機構の構成部材同士の間に生じる摩擦力が、上記の外力に対する抵抗力として連結ロッドに作用する。これにより、その外力が連結ロッドと係止部と係合部材と楔部とを介して操作部材に受け止められる。その結果、連結ロッドが支持部材の筒孔から意図せずに取り外されることが防止される。
本発明は、下記の構成を加えることが好ましい。
例えば、図1から図2Bに示すように、前記案内孔24,64に保持バネ41,81が設けられる。前記保持バネ41,81が前記操作部材49,89を介して前記係合部材46,86を半径方向の内方へ付勢する。
この場合、何らかの原因によって着脱用の駆動手段が作動できなくなったときでも、保持バネが操作部材の楔部と係合部材とを介して連結ロッドの係止部を押すので、爪部材が可動部材に連結された状態が維持される。
例えば、図1から図2Bに示すように、前記案内孔24,64に保持バネ41,81が設けられる。前記保持バネ41,81が前記操作部材49,89を介して前記係合部材46,86を半径方向の内方へ付勢する。
この場合、何らかの原因によって着脱用の駆動手段が作動できなくなったときでも、保持バネが操作部材の楔部と係合部材とを介して連結ロッドの係止部を押すので、爪部材が可動部材に連結された状態が維持される。
本発明は、下記の構成を加えることが好ましい。
例えば、図3Aから図4Bに示すように、前記可動部材3,4および前記爪部材22,62のうちのいずれか一方に突出部58,98が設けられる。また、この突出部58,98が嵌まり込む凹部59,99が、前記可動部材3,4および前記爪部材22,62のうちの他方に設けられる。
この場合、把持用の駆動手段からの駆動力が、上記突出部および上記凹部を介して把持対象物に伝達されるので、連結ロッド等の着脱機構の構成部材が上記駆動力により摩耗したり破損したりすることを防止できる。
例えば、図3Aから図4Bに示すように、前記可動部材3,4および前記爪部材22,62のうちのいずれか一方に突出部58,98が設けられる。また、この突出部58,98が嵌まり込む凹部59,99が、前記可動部材3,4および前記爪部材22,62のうちの他方に設けられる。
この場合、把持用の駆動手段からの駆動力が、上記突出部および上記凹部を介して把持対象物に伝達されるので、連結ロッド等の着脱機構の構成部材が上記駆動力により摩耗したり破損したりすることを防止できる。
本発明は、下記の構成をさらに加えることが好ましい。
例えば、図3Aに示すように、前記突出部58が円柱状に形成される。
この場合、連結ロッド等の着脱機構の構成部材が摩耗したり破損したりすることを防止できる。
例えば、図3Aに示すように、前記突出部58が円柱状に形成される。
この場合、連結ロッド等の着脱機構の構成部材が摩耗したり破損したりすることを防止できる。
本発明は、下記の構成をさらに加えることが好ましい。
例えば、図4Aに示すように、前記突出部98が矩形状に形成される。
この場合、水平面内で回転させられる方向へ爪部材に作用する外力(偏心荷重)が、上記突出部および上記凹部を介して可動部材に受け止められるので、連結ロッド等の着脱機構の構成部材が上記外力により摩耗したり破損したりすることを防止できる。
例えば、図4Aに示すように、前記突出部98が矩形状に形成される。
この場合、水平面内で回転させられる方向へ爪部材に作用する外力(偏心荷重)が、上記突出部および上記凹部を介して可動部材に受け止められるので、連結ロッド等の着脱機構の構成部材が上記外力により摩耗したり破損したりすることを防止できる。
本発明は、下記の構成を加えることが好ましい。
例えば、図5Aおよび図5Bに示すように、前記可動部材3,4および前記爪部材22,62のうちのいずれか一方に、前記可動部材3,4の移動方向に延びるガイド凸部100が設けられる。また、このガイド凸部100が嵌まり込む溝101が、前記可動部材3,4および前記爪部材22,62のうちの他方に設けられる。
この場合、水平面内で回転させられる方向へ爪部材に作用する外力(偏心荷重)が、上記ガイド凸部および上記溝を介して可動部材に受け止められるので、連結ロッド等の着脱機構の構成部材が上記外力により摩耗したり破損したりすることを防止できる。
例えば、図5Aおよび図5Bに示すように、前記可動部材3,4および前記爪部材22,62のうちのいずれか一方に、前記可動部材3,4の移動方向に延びるガイド凸部100が設けられる。また、このガイド凸部100が嵌まり込む溝101が、前記可動部材3,4および前記爪部材22,62のうちの他方に設けられる。
この場合、水平面内で回転させられる方向へ爪部材に作用する外力(偏心荷重)が、上記ガイド凸部および上記溝を介して可動部材に受け止められるので、連結ロッド等の着脱機構の構成部材が上記外力により摩耗したり破損したりすることを防止できる。
図1から図2Bは、本発明の一実施形態を示している。この実施形態は、ワーク(把持対象物)Wを左右から押圧する把持装置を例示してある。まず、図1により、把持装置の構造を説明する。
多関節ロボットRの上端部(先端部)に把持装置の本体1が固定される。その本体1内に設けられた駆動手段2によって第1可動部材(可動部材)3と第2可動部材(可動部材)4が近づくように又は遠ざかるように水平方向へ移動される。
上記の駆動手段2は次のように構成される。
上記の把持装置の本体1内に上下方向に形成されるシリンダ孔5に、ピストン6が上下方向(軸方向)に移動可能で保密状に挿入される。そのピストン6から上方に突設された出力ロッド7が、本体1の上壁1aに保密状に挿入される。ピストン6の上側にクランプ室10が形成されると共に、ピストン6の下側にアンクランプ室11が形成される。そのクランプ室10に、圧縮エア(圧力流体)を供給および排出する給排路12が本体1に形成される。また、アンクランプ室11に、圧縮エアを供給および排出する別の給排路13が形成される。クランプ室10内に保持バネ14が装着され、その保持バネ14が本体1の上壁1aに対してピストン6を下方へ付勢する。
上記の把持装置の本体1内に上下方向に形成されるシリンダ孔5に、ピストン6が上下方向(軸方向)に移動可能で保密状に挿入される。そのピストン6から上方に突設された出力ロッド7が、本体1の上壁1aに保密状に挿入される。ピストン6の上側にクランプ室10が形成されると共に、ピストン6の下側にアンクランプ室11が形成される。そのクランプ室10に、圧縮エア(圧力流体)を供給および排出する給排路12が本体1に形成される。また、アンクランプ室11に、圧縮エアを供給および排出する別の給排路13が形成される。クランプ室10内に保持バネ14が装着され、その保持バネ14が本体1の上壁1aに対してピストン6を下方へ付勢する。
前記の出力ロッド7の先端部にカム部材16が固定され、そのカム部材16の外周壁に2つのT脚20,60が上方に向うにつれて近づくように、かつ、正面視で左右対称となるように形成される。本体1の上部に第1可動部材3と第2可動部材4とが水平方向へ案内される。第1可動部材3の左壁に形成される第1T溝21に、カム部材16の右壁に形成された第1T脚20が挿入される。また、第2可動部材4の右壁に形成される第2T溝61に、カム部材16の左壁に形成される第2T脚60が挿入される。
上記の第1可動部材3の上部に第1爪部材(爪部材)22を着脱可能に連結させる第1着脱機構23が、第1可動部材3と第1爪部材22との間に設けられる。第2可動部材4の上部に第2爪部材(爪部材)62を着脱可能に連結させる第2着脱機構63が、第2可動部材4と第2爪部材60との間に設けられる。その第1爪部材22と第2爪部材62とがワークWに左右から当接可能となっている。
上記の第1着脱機構23においては、第1可動部材3内にシリンダ孔24が上下方向に形成され、そのシリンダ孔24内に第1駆動手段25が設けられる。
上記の第2着脱機構63においても、第2可動部材4内に上下方向に形成されるシリンダ孔64内に第2駆動手段65が設けられる。
上記の第2着脱機構63においても、第2可動部材4内に上下方向に形成されるシリンダ孔64内に第2駆動手段65が設けられる。
上記の第1着脱機構23の第1駆動手段25は、次のように構成される。
上記の第1可動部材3の第1シリンダ孔24にピストン26が上下方向へ移動可能で保密状に挿入される。そのシリンダ孔24は、下側から順に形成される大径孔28と小径孔29とを有する。大径孔28にピストン26の大径部30が保密状に挿入され、小径孔29にピストン26の小径部31が保密状に挿入される。ピストン26の下側にロック室34が形成されると共に、大径孔28と小径部31との間にリリース室35が形成される。ロック室34に圧縮エアを供給および排出する給排路36が第1可動部材3に形成される。また、リリース室35に圧縮エアを供給および排出する別の給排路37が第1可動部材3に形成される。そのピストン26の下部に装着孔40が形成され、その装着孔40に保持バネ41が装着される。その保持バネ41が第1可動部材3の下壁3bに対してピストン26を上方に付勢する。
上記の第2着脱機構63の第2駆動手段65も上記の第1駆動手段25と同じような構成となっている。すなわち、第2可動部材4のシリンダ孔64にピストン66が上下方向へ移動可能で保密状に挿入される。シリンダ孔64の大径孔68にピストン66の大径部70が保密状に挿入され、シリンダ孔64の小径孔69にピストン66の小径部71が保密状に挿入される。圧縮エアが給排路76を通ってロック室74に供給および排出される。また、圧縮エアが別の給排路77を通ってリリース室75に供給および排出される。そのピストン66の装着孔80に保持バネ81が装着される。その保持バネ81が第2可動部材4の下壁4bに対してピストン66を上方に付勢する。
上記の第1可動部材3の第1シリンダ孔24にピストン26が上下方向へ移動可能で保密状に挿入される。そのシリンダ孔24は、下側から順に形成される大径孔28と小径孔29とを有する。大径孔28にピストン26の大径部30が保密状に挿入され、小径孔29にピストン26の小径部31が保密状に挿入される。ピストン26の下側にロック室34が形成されると共に、大径孔28と小径部31との間にリリース室35が形成される。ロック室34に圧縮エアを供給および排出する給排路36が第1可動部材3に形成される。また、リリース室35に圧縮エアを供給および排出する別の給排路37が第1可動部材3に形成される。そのピストン26の下部に装着孔40が形成され、その装着孔40に保持バネ41が装着される。その保持バネ41が第1可動部材3の下壁3bに対してピストン26を上方に付勢する。
上記の第2着脱機構63の第2駆動手段65も上記の第1駆動手段25と同じような構成となっている。すなわち、第2可動部材4のシリンダ孔64にピストン66が上下方向へ移動可能で保密状に挿入される。シリンダ孔64の大径孔68にピストン66の大径部70が保密状に挿入され、シリンダ孔64の小径孔69にピストン66の小径部71が保密状に挿入される。圧縮エアが給排路76を通ってロック室74に供給および排出される。また、圧縮エアが別の給排路77を通ってリリース室75に供給および排出される。そのピストン66の装着孔80に保持バネ81が装着される。その保持バネ81が第2可動部材4の下壁4bに対してピストン66を上方に付勢する。
上記の第1着脱機構23においては、シリンダ孔24の天井壁24aから筒状の支持部材44が下方に突設される。その支持部材44の筒壁に支持孔45が半径方向に向けて4つ形成されている(図1および図2Aには、4つのうちの2つの支持孔45を示す)。各支持孔45に係合ボール(係合部材)46が半径方向へ移動可能に挿入される。また、ピストン26の上部に筒状の操作部材49が設けられ、その操作部材49がシリンダ孔(案内孔)24に挿入される。その操作部材49の内周壁に溝が上方へ向かうに半径方向の外方へ広がるように上下方向に形成される。その溝の周壁に楔面(楔部)50が形成され、その楔面50に係合ボール46が当接可能となっている。
上記の第2着脱機構63においても、シリンダ孔64の天井壁64aから筒状の支持部材84が下方に突設され、その支持部材84の筒壁に支持孔85が半径方向に向けて形成されている。各支持孔85に係合ボール(係合部材)86が半径方向へ移動可能に挿入される。また、ピストン66の上部に筒状の操作部材89が設けられ、その操作部材89の内周壁に溝が上方へ向かうに半径方向の外方へ広がるように上下方向に形成される。その溝の周壁に形成される楔面(楔部)90に、係合ボール86が当接可能となっている。
上記の第2着脱機構63においても、シリンダ孔64の天井壁64aから筒状の支持部材84が下方に突設され、その支持部材84の筒壁に支持孔85が半径方向に向けて形成されている。各支持孔85に係合ボール(係合部材)86が半径方向へ移動可能に挿入される。また、ピストン66の上部に筒状の操作部材89が設けられ、その操作部材89の内周壁に溝が上方へ向かうに半径方向の外方へ広がるように上下方向に形成される。その溝の周壁に形成される楔面(楔部)90に、係合ボール86が当接可能となっている。
上記の第1着脱機構23においては、上記のシリンダ孔24の上側に連通される挿入孔51が、第1可動部材3の上面3aに開口される。その挿入孔51の右方に長穴52が所定の間隔をあけて上下方向に形成される。また、上記の爪部材22の下面から連結ロッド53およびピン54が下方へ突設される。連結ロッド53が挿入孔51に挿入可能となっていると共に、ピン54が長穴52に挿入可能となっている。これにより、第1可動部材3に対して爪部材22が回り止めされる。また、連結ロッド53の外周壁に係止溝55が周方向に形成される。その係止溝55の周壁に係止部56が上方へ向かうにつれて軸心に近づくように形成され、その係止部56に第1着脱機構23の係合ボール46が係合可能となっている。なお、本実施形態においては、挿入孔51が支持部材44の筒孔によって構成されている。
上記の第2着脱機構63においては、上記のシリンダ孔64の上側に連通される挿入孔91が、第2可動部材4の上面4aに開口される。その挿入孔91の左方に長穴92が所定の間隔をあけて上下方向に形成される。また、上記の第2爪部材62の連結ロッド93が挿入孔91に挿入可能となっていると共に、ピン94が長穴92に挿入可能となっていることにより、第2可動部材4に対して爪部材62が回り止めされる。また、連結ロッド93の係止溝95の係止部96に、係合ボール86が係合可能となっている。なお、本実施形態においては、挿入孔91が支持部材84の筒孔によって構成されている。
上記の第2着脱機構63においては、上記のシリンダ孔64の上側に連通される挿入孔91が、第2可動部材4の上面4aに開口される。その挿入孔91の左方に長穴92が所定の間隔をあけて上下方向に形成される。また、上記の第2爪部材62の連結ロッド93が挿入孔91に挿入可能となっていると共に、ピン94が長穴92に挿入可能となっていることにより、第2可動部材4に対して爪部材62が回り止めされる。また、連結ロッド93の係止溝95の係止部96に、係合ボール86が係合可能となっている。なお、本実施形態においては、挿入孔91が支持部材84の筒孔によって構成されている。
上記の第1着脱機構23においては、上記のシリンダ孔24と長穴52との間に接触式センサ57が配置される。接触式センサ57は、リリース状態において、第1可動部材3の上面3aから突出する検知部57bと、検知部57bを収容するとともに第1可動部材3に嵌入して固定されるセンサ本体部57aとを備える。
上記の第2着脱機構63においても、上記のシリンダ孔64と長穴92との間に接触式センサ97が配置される。
上記の第2着脱機構63においても、上記のシリンダ孔64と長穴92との間に接触式センサ97が配置される。
上記の第1着脱機構23は、図1および図2Aに示すように、次のように作動する。
図2Aに示す第1着脱機構23の初期状態(リリース状態)では、ロック室34から圧縮エアが排出されると共に、リリース室35に圧縮エアが供給されている。このため、リリース室35の圧縮エアに相当する下方への押圧力が保持バネ41の付勢力に抗してピストン26を下方へ移動させるように作用される。従って、係合ボール46が支持孔45内で半径方向の外方へ移動することが許容される。
図2Aに示す第1着脱機構23の初期状態(リリース状態)では、ロック室34から圧縮エアが排出されると共に、リリース室35に圧縮エアが供給されている。このため、リリース室35の圧縮エアに相当する下方への押圧力が保持バネ41の付勢力に抗してピストン26を下方へ移動させるように作用される。従って、係合ボール46が支持孔45内で半径方向の外方へ移動することが許容される。
上記の把持装置の上方から第1爪部材22を、何らかの搬送機構によって搬入する。第1爪部材22の連結ロッド53が挿入孔51に挿入されると共に、第1爪部材22のピン54が第1可動部材3の長穴52に挿入される。
上記の第1着脱機構23を図2Aのリリース状態から図1のロック状態にロック駆動させるときには、リリース室35の圧縮エアを排出すると共に、ロック室34に圧縮エアを供給する。すると、まず、ロック室34の圧縮エアがピストン26を上方へ押す力と保持バネ41の上方への付勢力との合力によってピストン26が上方へ移動されていく。次いで、操作部材49の楔面50が係合ボール46を半径方向の内方へ移動させていき、その係合ボール46が連結ロッド53の係止部56に当接される。引き続いて、ピストン26が係合ボール46を介して連結ロッド53を下方へ引き込んでいくと、第1爪部材22の下面が第1可動部材3の上面3aに押し付けられる。これにより、第1着脱機構23は、リリース状態からロック状態に切換えられる。第1着脱機構23のロック状態は、接触式センサ57により検知される。
上記の第1着脱機構23を図1のロック状態から図2Aのリリース状態にリリース駆動させるときには、ロック室34の圧縮エアを排出すると共に、リリース室35に圧縮エアを供給する。すると、まず、リリース室35の圧縮エアがピストン26を下方へ押す力が保持バネ41の上方への付勢力に抗してピストン26を下方へ移動させていく。次いで、操作部材49の楔面50と係合ボール46との間に隙間が形成され、その係合ボール46の半径方向の外方への移動が許容される。これにより、第1着脱機構23は、図1のロック状態から図2Aのリリース状態に切換えられる。
なお、上記の第2着脱機構63の作動は、第1着脱機構23の作動と同様であるので、その記載を省略する。
上記の把持装置は、図1に示すように、次のように作動する。
上記の把持装置を図1に示すアンクランプ状態では、本体1内のクランプ室10から圧縮エア(圧縮流体)が排出されると共に、アンクランプ室11に圧縮エアが供給されている。アンクランプ室11の圧縮エアがピストン6を保持バネ14に抗して上限位置に押動している。
上記の把持装置を図1に示すアンクランプ状態では、本体1内のクランプ室10から圧縮エア(圧縮流体)が排出されると共に、アンクランプ室11に圧縮エアが供給されている。アンクランプ室11の圧縮エアがピストン6を保持バネ14に抗して上限位置に押動している。
上記の把持装置を図1のアンクランプ状態からクランプ状態にクランプ駆動させるときには、アンクランプ室11の圧縮エアを排出すると共に、クランプ室10に圧縮エアを供給していく。すると、まず、クランプ室10の圧縮エアがピストン6を下方へ押す力と保持バネ14の下方への付勢力とによってピストン6が下方へ移動していく。すると、カム部材16が下方へ移動されていき、そのカム部材16が第1T脚20と第1T溝21とを介して第1可動部材3を左方へ移動させていくと共に、カム部材16が第2T脚60と第2T溝61とを介して第2可動部材4を右方へ移動させていく。これにより、第1爪部材22が右方からワークWに当接されると共に、第2爪部材62が左方からワークWに当接される。
上記の実施形態は次の長所を奏する。
前記の第1爪部材22が第1可動部材3に装着された状態(連結状態)では、第1着脱機構23のピストン26が楔面50と係合ボール46と係止部56とを介して連結ロッド53を挿入孔51内に引き込むことにより、第1爪部材22が第1可動部材3の上面3aに強力に受け止められている。上記の連結状態において、その第1爪部材22の連結ロッド53に、何らかの上方への外力が作用することがある。このとき、楔面50と係合ボール46との間、および、係合ボール46と係止部56との間に摩擦力が生じており、その摩擦力が上記の上方へ外力の抵抗力として第1爪部材22に作用する。これにより、前記の上方への外力が楔面50と係合ボール46と係止部56とを介してピストン26に受け止められる。その結果、第1爪部材22が可動部材3から意図せずに取り外されるのを防止できる。
また、前記の第2爪部材62が第2可動部材4に装着された状態(連結状態)では、第2着脱機構63のピストン66が楔面90と係合ボール86と係止部96とを介して連結ロッド93を挿入孔91内に引き込むことにより、第2爪部材62が第1可動部材4の上面4aに強力に受け止められている。上記の連結状態において、その第2爪部材62の連結ロッド93に、何らかの上方への外力が作用することがある。このとき、楔面40と係合ボール86との間、および、係合ボール86と係止部96との間に摩擦力が生じており、その摩擦力が上記の上方への外力の抵抗力として第2爪部材62に作用する。これにより、前記の上方への外力が楔面90と係合ボール86とを介して係止部96に受け止められる。その結果、第2爪部材62が可動部材4から意図せずに取り外されるのを防止できる。
前記の第1爪部材22が第1可動部材3に装着された状態(連結状態)では、第1着脱機構23のピストン26が楔面50と係合ボール46と係止部56とを介して連結ロッド53を挿入孔51内に引き込むことにより、第1爪部材22が第1可動部材3の上面3aに強力に受け止められている。上記の連結状態において、その第1爪部材22の連結ロッド53に、何らかの上方への外力が作用することがある。このとき、楔面50と係合ボール46との間、および、係合ボール46と係止部56との間に摩擦力が生じており、その摩擦力が上記の上方へ外力の抵抗力として第1爪部材22に作用する。これにより、前記の上方への外力が楔面50と係合ボール46と係止部56とを介してピストン26に受け止められる。その結果、第1爪部材22が可動部材3から意図せずに取り外されるのを防止できる。
また、前記の第2爪部材62が第2可動部材4に装着された状態(連結状態)では、第2着脱機構63のピストン66が楔面90と係合ボール86と係止部96とを介して連結ロッド93を挿入孔91内に引き込むことにより、第2爪部材62が第1可動部材4の上面4aに強力に受け止められている。上記の連結状態において、その第2爪部材62の連結ロッド93に、何らかの上方への外力が作用することがある。このとき、楔面40と係合ボール86との間、および、係合ボール86と係止部96との間に摩擦力が生じており、その摩擦力が上記の上方への外力の抵抗力として第2爪部材62に作用する。これにより、前記の上方への外力が楔面90と係合ボール86とを介して係止部96に受け止められる。その結果、第2爪部材62が可動部材4から意図せずに取り外されるのを防止できる。
図3A、および図3Bは、本発明の実施形態の変形例を示し、上記実施形態の構成部材と同じ部材(または類似する部材)には原則として同一の参照数字を付けている。
図3A、および図3Bの変形例が上記の実施形態と異なる点は次の通りである。
図3A、および図3Bの変形例が上記の実施形態と異なる点は次の通りである。
第1爪部材22の下面に円柱状の突出部58が設けられ、この突出部58から連結ロッド53が下方へ突設される。また、上記突出部58が嵌まり込む凹部59が、第1可動部材3の上面に設けられる。本変形例では、シリンダ孔24の上方に、上記凹部59が設けられている。また、図3Bに示すように、上記凹部59は、平面視において円形状である。なお、これらの構成は、第2着脱機構63側においても同様である。
上記の変形例は次の長所を奏する。
第1爪部材22がワークWに向けて押圧されるとき、駆動手段2からの駆動力(押圧力)が、嵌合している上記突出部58および上記凹部59を介してワークWに伝達されるので、連結ロッド53等の第1着脱機構23の構成部材が上記駆動力により摩耗したり破損したりすることを防止できる。
第1爪部材22がワークWに向けて押圧されるとき、駆動手段2からの駆動力(押圧力)が、嵌合している上記突出部58および上記凹部59を介してワークWに伝達されるので、連結ロッド53等の第1着脱機構23の構成部材が上記駆動力により摩耗したり破損したりすることを防止できる。
図4A、および図4Bは、本発明の実施形態の変形例を示し、上記実施形態の構成部材と同じ部材(または類似する部材)には原則として同一の参照数字を付けている。
図4A、および図4Bの変形例が、図3A、および図3Bの変形例と異なる点は次の通りである。
図4A、および図4Bの変形例が、図3A、および図3Bの変形例と異なる点は次の通りである。
本変形例では、第1爪部材22の下面に設けられる突出部98が矩形状に形成される。また、図4Bに示すように、上記突出部98が嵌まり込む凹部99は、平面視において矩形状である。そして、第1爪部材22にピン54が設けられておらず、ピン54が設けられないので、第1可動部材3に長穴52は設けられない。なお、これらの構成は、第2着脱機構63側においても同様である。
上記の変形例は、図3A、および図3Bに示す変形例が奏する長所と同じ長所を奏することに加えて、次の長所をさらに奏する。
水平面内で回転させられる方向へ第1爪部材22に作用する外力(偏心荷重)が、上記突出部98および上記凹部99を介して第1可動部材3に受け止められるので、連結ロッド53等の第1着脱機構23の構成部材が上記外力により摩耗したり破損したりすることを防止できる。
また、第1可動部材3に対する第1爪部材22の回り止めの機能も上記突出部98および上記凹部99は有する。
水平面内で回転させられる方向へ第1爪部材22に作用する外力(偏心荷重)が、上記突出部98および上記凹部99を介して第1可動部材3に受け止められるので、連結ロッド53等の第1着脱機構23の構成部材が上記外力により摩耗したり破損したりすることを防止できる。
また、第1可動部材3に対する第1爪部材22の回り止めの機能も上記突出部98および上記凹部99は有する。
図5A、および図5Bは、本発明の実施形態の変形例を示し、上記実施形態の構成部材と同じ部材(または類似する部材)には原則として同一の参照数字を付けている。
図5A、および図5Bの変形例が上記の実施形態と異なる点は次の通りである。
図5A、および図5Bの変形例が上記の実施形態と異なる点は次の通りである。
第1可動部材3の移動方向に延びるガイド凸部100が、第1可動部材3の上面に設けられる。また、このガイド凸部100が嵌まり込む溝101が、第1爪部材22の下面に設けられる。なお、これらの構成は、第2着脱機構63側においても同様である。
上記の変形例は次の長所を奏する。
水平面内で回転させられる方向へ第1爪部材22に作用する外力(偏心荷重)が、上記溝101および上記ガイド凸部100を介して第1可動部材3に受け止められるので、連結ロッド53等の第1着脱機構23の構成部材が上記外力により摩耗したり破損したりすることを防止できる。
また、第1可動部材3に対する第1爪部材22の回り止めの機能も上記溝101および上記ガイド凸部100は有する。
水平面内で回転させられる方向へ第1爪部材22に作用する外力(偏心荷重)が、上記溝101および上記ガイド凸部100を介して第1可動部材3に受け止められるので、連結ロッド53等の第1着脱機構23の構成部材が上記外力により摩耗したり破損したりすることを防止できる。
また、第1可動部材3に対する第1爪部材22の回り止めの機能も上記溝101および上記ガイド凸部100は有する。
上記の各実施形態は次のように変更可能である。
上記の実施形態において、把持装置の上方から爪部材22,62を、何らかの搬送装置又は手動によって把持装置の本体1に搬入することに代えて、テーブル等の上に載置された爪部材22,62の上方から把持装置を何らかの搬送装置(ロボット)又は手動によって搬入させるようにしてよい。
上記の実施形態において、把持装置の上方から爪部材22,62を、何らかの搬送装置又は手動によって把持装置の本体1に搬入することに代えて、テーブル等の上に載置された爪部材22,62の上方から把持装置を何らかの搬送装置(ロボット)又は手動によって搬入させるようにしてよい。
前記把持装置は、ロボットのアームの先端に設けられることに代えて、テーブル等の固定台に装着されてもよい。
前記の駆動手段2,25,65は、作動室(クランプ室10,ロック室34,74)に保持バネ14,41,81を装着するのに代えて別の作動室(アンクランプ室11,リリース室35,75)にリリースバネを装着する構成としてもよい。
また、駆動手段2,25,65は、複動式のシリンダに代えて単動式のシリンダであってもよい。さらには、駆動手段2,25,65は、例示の空圧シリンダに代えて、油圧シリンダや電動アクチュエータであってもよい。
上記の支持部材44,84および操作部材49,89の形状は、筒状に限られず、他の形状であってもよい。
図3Aから図4Bに示す実施形態(変形例)では、爪部材22に突出部58,98が設けられ、可動部材3に凹部59,99が設けられる。これとは逆に、爪部材22に凹部が設けられ、可動部材3に突出部が設けられてもよい。
図5A、および図5Bに示す実施形態(変形例)では、可動部材3にガイド凸部100が設けられ、爪部材22に溝101が設けられる。これとは逆に、可動部材3に溝が設けられ、爪部材22にガイド凸部が設けられてもよい。
その他に、当業者が想定できる範囲で種々の変更を行えることは勿論である。
1:本体,2:駆動手段,3:可動部材,4:可動部材,22:爪部材(第1爪部材),23:着脱機構(第1着脱機構),24:案内孔(シリンダ孔),25:着脱用の駆動手段(第1駆動手段),41:保持バネ,44:支持部材,45:支持孔,46:係合部材(係合ボール),49:操作部材,50:楔部(楔面),53:連結ロッド,56:係止部,58:突出部,59:凹部,62:爪部材(第2爪部材),63:着脱機構(第2着脱機構),64:案内孔(シリンダ孔),65:着脱用の駆動手段(第2駆動手段),81:保持バネ,84:支持部材,85:支持孔,86:係合部材,89:操作部材,90:楔部,93:連結ロッド,96:係止部,98:突出部,99:凹部,100:ガイド凸部,101:溝.
Claims (6)
- 把持装置の本体(1)内に設けられる駆動手段(2)と、
前記駆動手段(2)によって水平方向へ移動可能となるように前記本体(1)の先端部に設けられる可動部材(3,4)と、
把持対象物(W)に当接可能となっている爪部材(22,62)を前記可動部材(3,4)に着脱可能に連結させると共に、前記可動部材(3,4)と前記爪部材(22,62)との間に設けられる着脱機構(23,63)と、を備え、
前記着脱機構(23,63)は、
前記可動部材(3,4)に前記水平方向に対して交差する方向に形成される案内孔(24,64)と、
前記可動部材(3,4)から前記案内孔(24,64)内に突設される筒状の支持部材(44,84)と、
前記支持部材(44,84)の筒壁に周方向へ所定の間隔をあけて半径方向へ貫通される支持孔(45,85)と、
前記支持孔(45,85)に半径方向へ移動可能に挿入される係合部材(46,86)と、
前記可動部材(3,4)内に設けられる着脱用の駆動手段(25,65)によって軸方向へ移動可能となるように前記案内孔(24,64)に挿入される操作部材(49,89)と、
前記係合部材(46,86)に係合されるように前記操作部材(49,89)の内周壁に形成される楔部(50,90)と、
前記爪部材(22,62)に突設されると共に、前記支持部材(44,84)の筒孔(51,91)に挿入可能となっている連結ロッド(53,93)と、
前記連結ロッド(53,93)の外周壁に先端側に向うにつれて軸心に近づくように形成されると共に、前記係合部材(46,86)に当接可能となっている係止部(56,96)と、を備える、
ことを特徴とする着脱機構付き把持装置。 - 請求項1の着脱機構付き把持装置において、
前記案内孔(24,64)内に保持バネ(41,81)が設けられ、
前記保持バネ(41,81)が前記操作部材(49,89)を介して前記係合部材(46,86)を半径方向の内方へ付勢する、
ことを特徴とする着脱機構付き把持装置。 - 請求項1または2の着脱機能付き把持装置において、
前記可動部材(3,4)および前記爪部材(22,62)のうちのいずれか一方に突出部(58,98)が設けられ、
前記突出部(58,98)が嵌まり込む凹部(59,99)が、前記可動部材(3,4)および前記爪部材(22,62)のうちの他方に設けられる、
ことを特徴とする着脱機能付き把持装置。 - 請求項3の着脱機能付き把持装置において、
前記突出部(58)が円柱状に形成される、
ことを特徴とする着脱機能付き把持装置。 - 請求項3の着脱機能付き把持装置において、
前記突出部(98)が矩形状に形成される、
ことを特徴とする着脱機能付き把持装置。 - 請求項1または2の着脱機能付き把持装置において、
前記可動部材(3,4)および前記爪部材(22,62)のうちのいずれか一方に、前記可動部材(3,4)の移動方向に延びるガイド凸部(100)が設けられ、
前記ガイド凸部(100)が嵌まり込む溝(101)が、前記可動部材(3,4)および前記爪部材(22,62)のうちの他方に設けられる、
ことを特徴とする着脱機能付き把持装置。
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