KR20200089733A

KR20200089733A - 그리퍼, 파지 장치 및 산업용 로봇

Info

Publication number: KR20200089733A
Application number: KR1020207018245A
Authority: KR
Inventors: 이타루 하타노; 슌스케 이와타; 스케 이와타; 히로카즈 닛타
Original assignee: 니타 가부시키가이샤
Priority date: 2017-11-27
Filing date: 2018-11-08
Publication date: 2020-07-27
Also published as: WO2019102862A1; JP6784659B2; TW201924883A; KR102509292B1; US20200324420A1; JP2019093530A; CN111405968B; CN111405968A; US11298833B2; EP3718713A1; TWI768151B; EP3718713A4

Abstract

분립체를 사용하지 않고, 더 확실하게 워크를 파지할 수 있는 그리퍼, 파지 장치 및 산업용 로봇을 제공한다. 그리퍼(28A)는, 손바닥부(30)와, 상기 손바닥부(30)의 주위에 돌출되어 마련되고, 상기 손바닥부(30)를 두께 방향으로 변형시킴으로써 상기 손바닥부(30)를 향해 넘어지는 복수의 손가락부(32)와, 상기 손가락부(32)가 형성된 측과 반대측의, 상기 손바닥부(30)의 외연을 둘러싸는 위치에 형성되고, 케이스(36A)에 접속되는 접속부(38)와, 상기 손바닥부(30)와 상기 접속부(38) 사이에 마련되고, 상기 손바닥부(30)의 외연으로부터 당해 손바닥부(30)의 두께 방향으로 소정의 길이를 갖고, 상기 손바닥부(30)보다 변형되기 어려운 고강도부(42)가 일체로 형성되어 있다.

Description

그리퍼, 파지 장치 및 산업용 로봇

본 발명은, 그리퍼, 파지 장치 및 산업용 로봇에 관한 것이다.

워크를 파지하는 것을 목적으로 한 파지 장치로서, 손바닥부와, 손바닥부의 주위에 돌출되어 마련되고, 상기 손바닥부를 두께 방향으로 변형시킴으로써 손바닥부를 향해 넘어지는 복수의 손가락부와, 파지 본체 내에 수용된 분립체를 갖는 주머니상의 파지 본체를 구비한 파지 장치가 개시되어 있다(특허문헌 1). 당해 파지 장치는, 파지 본체 내를 감압함으로써, 손바닥부가, 두께 방향으로 변형되고, 손가락부가 손바닥부를 향해 넘어지도록 탄성 변형된다. 이 파지 장치는, 복수의 손가락부를 가지므로, 사이즈나 형상이 다른 워크를 범용적으로 파지할 수 있고, 파지 본체 내를 감압하는 것만으로 파지할 수 있으므로 제어가 단순하고, 또한 파지 본체를 워크에 강하게 압박할 필요도 없기 때문에, 식품과 같은 유연한 워크를 손상시키지 않고 파지할 수 있다.

일본 특허 공개 제2017-185553호 공보

그러나 상기 특허문헌 1의 파지 장치는, 파지 본체가 열화나 파손 등에 의해 파열된 경우, 파지 본체 내에 충전된 분립체가 비산되어, 워크를 오염시켜 버린다고 하는 문제가 있다. 분립체는, Jamming 전이에 수반되는 밀도 변화에 의해 열화되므로, 안정적으로 사용할 수 없다고 하는 문제가 있다.

본 발명은, 분립체를 사용하지 않고, 더 확실하게 워크를 파지할 수 있는 그리퍼, 파지 장치 및 산업용 로봇을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 관한 그리퍼는, 손바닥부와, 상기 손바닥부의 주위에 돌출되어 마련되고, 상기 손바닥부를 두께 방향으로 변형시킴으로써 상기 손바닥부를 향해 넘어지는 복수의 손가락부와, 상기 손가락부가 형성된 측과 반대측의, 상기 손바닥부의 외연을 둘러싸는 위치에 형성되고, 케이스에 접속되는 접속부와, 상기 손바닥부와 상기 접속부 사이에 마련되고, 상기 손바닥부의 외연으로부터 당해 손바닥부의 두께 방향으로 소정의 길이를 갖고, 상기 손바닥부보다 변형되기 어려운 고강도부가 일체로 형성되어 있다.

본 발명에 관한 파지 장치는, 상기 그리퍼와, 상기 접속부에 접속된 상기 케이스를 구비한다.

본 발명에 관한 산업용 로봇은, 상기 파지 장치가 마련되어 있다.

본 발명에 따르면, 고강도부가 손바닥부의 외주가 수축되는 것을 방지함으로써, 손바닥부가 두께 방향으로 변형됨으로써, 손가락부를 손바닥부를 향해 변형시켜 워크를 파지할 수 있으므로, 분체를 사용하지 않고, 더 확실하게 워크를 파지할 수 있다. 고강도부가, 손바닥부 및 손가락부와 일체로 형성되어 있으므로, 손가락부가 연속적이면서 완만하게 변형된다. 따라서 파지 장치는, 유연하게 워크를 파지할 수 있다.

도 1은 본 실시 형태에 관한 파지 장치를 적용한 산업용 로봇의 예를 도시하는 모식도이다.
도 2는 본 실시 형태에 관한 파지 장치의 구성을 도시하는 사시도이다.
도 3은 본 실시 형태에 관한 파지 장치의 구성을 도시하는 종단면도이다.
도 4는 본 실시 형태에 관한 케이스의 구성을 도시하는 종단면도이다.
도 5는 본 실시 형태에 관한 그리퍼의 구성을 도시하는 사시도이다.
도 6은 본 실시 형태에 관한 파지 장치의 사용 상태를 도시하는 종단면도이다.
도 7은 변형예 (1)에 관한 그리퍼의 구성을 도시하는 종단면도이다.
도 8은 변형예 (2)에 관한 그리퍼의 구성을 도시하는 종단면도이다.
도 9는 변형예 (2)에 관한 그리퍼의 구성을 도시하는 사시도이다.
도 10은 변형예 (3)에 관한 그리퍼를 도시하는 도면이며, 도 10A는 부분 단면도, 도 10B는 사시도이다.
도 11은 변형예 (4)에 관한 그리퍼를 도시하는 도면이며, 도 11A는 종단면도, 도 11B는 사시도이다.
도 12는 변형예 (5)에 관한 그리퍼를 도시하는 부분 종단면도이다.
도 13은 변형예 (5)에 관한 그리퍼의 제조 방법의 설명에 제공하는 부분 종단면도이다.
도 14는 변형예에 관한 케이스의 구성을 도시하는 종단면도이다.
도 15는 변형예에 관한 파지 장치의 구성을 도시하는 부분 종단면도이다.

고강도부가 손바닥부보다 변형되기 어려우므로, 손바닥부의 내면측을 감압한 경우, 손바닥부는, 외주가 수축되지 않고 두께 방향으로 변형된다. 따라서 그리퍼는, 손가락부가 손바닥부를 향해 넘어지도록 탄성 변형되기 때문에, 분립체를 사용하지 않고, 더 확실하게 워크를 파지할 수 있다.

고강도부는, 접속부와 손바닥부 사이의 일정 영역이다. 고강도부는, 손바닥부에 비해, 기계적 강도가 높아지도록 형성되어 있다. 고강도부는, 손바닥부의 주위에 있어서 균일하게 마련되어 있는 경우와, 부분적으로 마련되어 있는 경우를 포함한다. 구체적으로는, 고강도부는, 손바닥부에 비해 두껍게 해도 된다. 이 경우, 고강도부의 두께는, 균일한 경우에 한정되지 않고, 부분적으로 두껍게 해도 된다. 부분적으로 두꺼운 경우란, 손바닥부의 주위 방향으로 부분적인 경우와, 손바닥부의 두께 방향과 평행한 방향으로 부분적인 경우를 포함한다. 고강도부는, 손바닥부에 비해 기계적 강도가 높은 재료로 형성해도 된다. 기계적 강도가 높은 재료는, 손바닥부와 동질이지만 경도가 높은 재료인 경우, 손바닥부와 이종 재료인 경우, 필러 등의 첨가물을 포함하는 경우, 그것들의 복합재인 경우를 포함한다.

고강도부는, 기단에 있어서 케이스의 일부와 접촉한다. 고강도부는, 기단에 있어서 케이스와 면 접촉하는 경우, 및 선 접촉하는 경우를 포함한다. 기단은, 케이스와 접촉하는 접촉면을 갖는 것이 바람직하다. 케이스는, 상부 케이스와 하부 케이스를 구비하는 경우, 상부 케이스가 접촉면과 접촉해도 되고, 하부 케이스가 접촉면과 접촉해도 된다.

고강도부는, 기단으로부터, 손바닥부와 접속되는 선단까지의 일정 영역이다. 선단은, 고강도부와 손바닥부의 경계이지만, 명확하게 시인할 수 있는 경우에 한정되지 않는다. 선단은, 손바닥부가 두께 방향으로 변형되는 경우의 지지점이 되는 것이 바람직하다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시 형태에 대해 상세하게 설명한다.

(전체 구성)

도 1에, 본 실시 형태에 관한 파지 장치(10)를 적용한 산업용 로봇(12)의 구성을 도시한다. 산업용 로봇(12)은, 직교 로봇이며, 레일(14)과, 레일(14)을 따라 이동하는 이동체(16)와, 이동체(16)에 고정된 에어 실린더(18)를 구비한다. 레일(14)은, 도면 중 Y축 방향으로 이동 가능하게 마련되어 있다.

에어 실린더(18)는, 실린더 튜브(19)와, 실린더 튜브(19)에 대해 진퇴 가능하게 마련된 피스톤 로드(20)를 갖는다. 실린더 튜브(19)에는, 배관(21, 22)이 마련되어 있다. 당해 배관(21, 22)을 통해, 기체가 급배기됨으로써, 피스톤 로드(20)가 실린더 튜브(19)에 대해 진퇴 가능하게 되어 있다. 피스톤 로드(20)의 선단에는, 파지 장치(10)가 마련되어 있다.

산업용 로봇(12)은, 수평한 기대(26) 상에 놓인 워크(W)를, 파지 장치(10)로 파지함과 함께, X축, Y축, 및 Z축 방향으로 이동시킬 수 있다.

파지 장치(10)는, 피스톤 로드(20)에 연결된 케이스(36A)와, 당해 케이스(36A)에 고정된 그리퍼(28A)를 구비한다. 케이스(36A)에는, 배관(24)이 연결되어 있다. 그리퍼(28A)는, 기밀성과 탄성을 갖는 재료, 예를 들어 천연 고무나, 합성 고무 등으로 형성할 수 있다. 그리퍼(28A)의 JIS K6253의 듀로미터 경도 시험(타입 A)에 준하여 측정한 경도는, 60 내지 90 정도인 것이 바람직하다.

도 2에 도시하는 바와 같이 그리퍼(28A)는, 손바닥부(30)와, 손바닥부(30)의 주위에 돌출되어 마련된 복수의 손가락부(32)를 갖는다. 손바닥부(30)는, 대략 원반상을 이루고 있다. 손가락부(32)는, 손바닥부(30)와 일체로 형성되어 있고, 손바닥부(30)를 둘러싸도록 방사상으로 5개 마련되어 있다. 손가락부(32)끼리의 사이에는, 소정의 간격이 형성되어 있다. 손가락부(32)는, 내면이 손바닥부(30)와 일체로 형성되어 있다. 손가락부(32)의 외형 형상은, 적절하게 선택할 수 있고, 예를 들어 원주, 원뿔, 원뿔대, 삼각 기둥, 사각 기둥, 삼각뿔, 사각뿔, 사각 뿔대, 직육면체 등이어도 된다. 본 실시 형태의 경우, 손가락부(32)는, 동일 형상으로 구성되어 있다. 또한 복수의 손가락부(32)는, 모두 동일 형상일 필요는 없으며, 형상이 달라도 된다. 손가락부(32)는, 사각 뿔대 형상을 갖고, 내면이, 손바닥부(30)에 접합되어 있는 기단으로부터 선단을 향해 외측으로 경사지도록 형성되어 있다.

도 3에 도시하는 바와 같이 그리퍼(28A)는, 손가락부(32)가 형성된 측과 반대측의, 손바닥부(30)의 외연을 둘러싸는 위치에 접속부(38)가 일체로 형성되어 있다. 접속부(38)는 통형이며, 본 도면의 경우, 상단에 원형의 개구를 갖는다. 손가락부(32)는, 중실이다. 손가락부(32)의 재질은, 그 밖의 부분(손바닥부(30)나 접속부(38))과 동일한 재질, 또는 다른 재질이어도 되고, 또한 균일할 필요는 없으며, 이종 재료를 조합한 복합재, 필러 등의 첨가물을 포함해도 된다. 그리퍼(28A)의 개구는, 케이스(36A)에 의해 밀폐되어 있다.

도 4에 도시하는 바와 같이, 케이스(36A)는, 스테인리스 등의 금속제, 또는 플라스틱 등의 경질인 수지제인 것이 바람직하고, 하부 케이스(51)와, 상부 케이스(54)를 갖는다. 하부 케이스(51)는, 중앙에 관통 구멍(56)을 갖는 저부(57)와, 당해 저부(57)의 외연에 일체로 형성된 통형부(52)를 갖는다. 하부 케이스(51)의 선단면인 저면(55)의 외연 R은, 모따기 가공이 실시되어 있다. 모따기 가공은, 저면(55)의 외연을 깎아, 각진 면이나 만곡된 면으로 하는 가공을 적용할 수 있다. 모따기 가공의 크기는, 접속부(38)가 국소적으로 두께 방향으로 변형되는 것을 방지하는 면에서, 작은 쪽이 바람직하다.

상부 케이스(54)는, 원반상의 부재이며, 두께 방향으로 관통되어 마련된 조인트(58)를 갖는다. 당해 조인트(58)에는, 배관(24)의 일단이 접속된다(도 3). 배관(24)의 타단은, 도시하지 않지만, 예를 들어 삼방 밸브를 통해 진공 펌프에 접속되어 있다. 삼방 밸브는, 진공 포트, 급배기 포트, 대기 해방 포트를 갖고, 진공 포트가 진공 펌프에, 급배기 포트가 파지 장치(10)에, 대기 해방 포트가 외부에 각각 접속된다. 당해 배관(24)을 통해, 기체가, 그리퍼(28A)의 내부로부터 외부로, 및 그리퍼(28A)의 외부로부터 내부로, 유통된다.

하부 케이스(51)와 상부 케이스(54)는, 통형부(52)의 상단에 있어서, 시일재로서의 O링(53)을 통해 일체화되어 있다. 하부 케이스(51)의 저면과, 손바닥부(30)의 내면 사이에는, 두께 방향으로 변형된 손바닥부(30)를 수용하는 가이드 공간(40)이 형성되어 있다.

그리퍼(28A)는, 접속부(38)와 손바닥부(30) 사이에, 손바닥부(30)보다 두께 방향으로 변형되기 어려운 고강도부(42)를 구비한다. 고강도부(42)는, 손바닥부(30)나 접속부(38)와 일체로 형성되어 있다. 고강도부(42)는, 하부 케이스(51)와 접촉하는 기단(44), 및 기단(44)으로부터 상기 손가락부(32)측으로 이격되어 있고 상기 손바닥부(30)에 접속되는 선단(43)을 갖는다. 고강도부(42)는, 손바닥부(30)에 비해 변형되기 어렵지만, 완전한 강체는 아니며, 손바닥부(30)의 중심을 향해 기단(44)을 지지점으로 하여 미시적으로 변형된다.

기단(44)은, 손바닥부(30)의 외연으로부터 손바닥부(30)의 두께 방향으로 이격된 위치, 즉 손바닥부(30)로부터 접속부(38)의 상부 개구측으로 이격된 위치에 마련되어 있다. 본 실시 형태의 경우, 기단(44)은, 케이스(36A)의 저면(55)의 외주부에 접촉하는 접촉면(45)을 갖는다. 고강도부(42)는, 접촉면(45)에 연속된 손바닥부(30)의 중심측에, 가이드 공간(40)에 접하는 내주면(46)을 갖는다. 손바닥부(30)의 내측은, 대략 평탄한 내면(48)과, 당해 내면(48)의 주위에 마련된 외측으로 볼록해지는 곡면(50)을 갖는다. 내주면(46)과, 손바닥부(30)의 내면(48)은, 곡면(50)으로 접속되어 있다.

고강도부(42)의 선단(43)은, 내주면(46)과 곡면(50) 사이에 배치되어 있다. 선단(43)은, 손바닥부(30)가 두께 방향으로 변형되는 경우의 지지점이 된다.

고강도부(42)는, 도 5에 도시하는 바와 같이, 손바닥부(30)의 주위를 둘러싸도록 접속부(38)의 형상에 맞추어 형성되어 있고, 본 도면의 경우, 환상이다. 접촉면(45)은, 고강도부(42)의 상면이다. 케이스(36A)의 저면(55)의 외주부의 전체 둘레가, 고강도부(42)의 접촉면(45)에 접촉한다. 여기서 전체 둘레란, 완전한 외주부의 전체 둘레인 경우에 반드시 한정되는 것은 아니며, 근소하게 접촉하고 있지 않은 부분이 있는 경우를 포함한다.

(동작 및 효과)

상기한 바와 같이 구성된 파지 장치(10)가 마련된 산업용 로봇(12)의 동작 및 효과에 대해 설명한다. 산업용 로봇(12)은, 피스톤 로드(20)가 실린더 튜브(19) 내로 퇴피되고, 에어 실린더(18)가 수축된 상태를 원점으로 한다. 또한 파지 장치(10)는, 초기 상태에 있어서 그리퍼(28A) 내의 압력이 대기압이다. 즉 삼방 밸브는, 진공 포트가 차단되고, 급배기 포트가 대기 해방 포트와 연결되어 있는 상태이다.

산업용 로봇(12)은, 이동체(16)이 레일(14)을 따라 이동함으로써, 기대(26) 상에 놓인 워크(W)의 연직선 상에 파지 장치(10)를 위치 결정한다(도 1). 이어서, 산업용 로봇(12)은, 피스톤 로드(20)가 실린더 튜브(19)로부터 진출함으로써, 손가락부(32)가 워크(W)의 측면에 도달할 때까지, 에어 실린더(18)를 신장시킨다.

이어서 삼방 밸브는, 대기 해방 포트가 차단되고, 급배기 포트가 진공 포트와 연결된 상태로 전환된다. 이에 의해 파지 장치(10)는, 배관(24)을 통해, 그리퍼(28A) 내의 기체를 흡인하여, 그리퍼(28A) 내의 압력을 -0.03㎫ 이하로 감압한다.

그리퍼(28A)는, 고강도부(42)에 있어서 형상이 유지된 상태를 유지한다. 그렇게 하면 손바닥부(30)가, 가이드 공간(40)에 흡입되도록 하여 두께 방향으로 변형된다(도 6). 손바닥부(30)가 두께 방향으로 변형되는 데 수반하여, 손가락부(32)의 내면이 손바닥부(30)의 중심으로 잡아당겨진다. 그렇게 하면 손가락부(32)는, 손바닥부(30)를 향해 넘어지도록 탄성 변형된다. 이에 의해 손가락부(32)는, 주로 내면(31)이 워크(W) 표면에 접촉한다. 고강도부(42)는, 손바닥부(30)의 변형에 맞추어 기단(44)을 지지점으로 하여 미시적으로 탄성 변형되어 있다.

본 도면에 도시하는 입방체의 워크(W)의 경우, 손가락부(32)는 워크(W)의 측면에 접촉한다. 상기한 바와 같이 파지 장치(10)는, 그리퍼(28A) 내를 감압함으로써, 워크(W)를 파지한다. 파지 장치(10)는, 그리퍼(28A) 내의 압력에 따른 파지력을 발휘한다. 즉, 파지 장치(10)의 파지력은, 그리퍼(28A) 내의 압력이 낮을수록 커진다.

이어서 산업용 로봇(12)은, 피스톤 로드(20)를 실린더 튜브(19) 내로 퇴피시켜 에어 실린더(18)를 수축함으로써, 워크(W)를 기대(26)로부터 들어올릴 수 있다. 또한 산업용 로봇(12)은, 이동체(16)가 레일(14)을 따라 이동하거나, 레일(14)이 Y축 방향으로 이동하거나 함으로써, 수평 방향으로 워크(W)를 자유롭게 이동시킬 수 있다.

원하는 장소로 이동시킨 후, 산업용 로봇(12)은, 피스톤 로드(20)가 실린더 튜브(19)로부터 진출함으로써, 워크(W)가 기대(26)에 접촉할 때까지 에어 실린더(18)를 신장시킨다. 이어서, 삼방 밸브는, 진공 포트가 차단되고, 급배기 포트가 대기 해방 포트와 연결되어 있는 상태로 전환된다. 그렇게 하면 그리퍼(28A) 내에 대기 해방 포트로부터 배관(24)을 통해 기체가 유입한다. 그리퍼(28A) 내의 압력이 대기압으로 복귀되는 데 수반하여, 손바닥부(30)가 가이드 구멍으로부터 밀려나와 원래의 상태로 복귀된다. 손바닥부(30)가 원래의 상태로 복귀되는 데 수반하여, 손가락부(32)가 펼쳐져서, 워크(W)를 놓는다.

이어서, 산업용 로봇(12)은, 피스톤 로드(20)를 실린더 튜브(19) 내로 퇴피시켜 에어 실린더(18)를 수축함으로써, 파지 장치(10)를 워크(W)로부터 분리한다. 이상과 같이 하여 산업용 로봇(12)은, 기대(26) 상에 놓인 워크(W)를, 파지 장치(10)로 파지함으로써, 원하는 위치로 이동시킬 수 있다.

고강도부(42)가, 손바닥부(30)의 외주가 수축하는 것을 방지함으로써, 손바닥부(30)가 두께 방향으로 변형됨으로써, 손가락부(32)가 손바닥부(30)를 향해 변형된다. 따라서 파지 장치(10)는, 분체를 사용하지 않고, 더 확실하게 워크(W)를 파지할 수 있다. 파지 장치(10)는, 분립체를 사용하고 있지 않으므로, 만일 그리퍼(28A)가 파열되어도, 워크(W)를 오염시키는 일이 없다.

그리퍼(28A)는, 분립체를 사용하고 있지 않으므로, 손가락부(32)의 선단이 하향인 상태뿐만 아니라, 횡방향이나 상향인 상태라도, 마찬가지로 워크(W)를 파지할 수 있다. 따라서, 파지 장치(10)는, 기대(26) 상의 워크(W)를 들어올릴 뿐만 아니라, 수직인 벽면이나, 천장에 매달린 워크(W)를 파지할 수 있다. 손가락부(32)는 Jamming 전이 후의 분체에 비해 강성이 높으므로, 더 확실하게 워크(W)를 파지할 수 있다.

파지 장치(10)는, 그리퍼(28A)를 감압하여 손바닥부(30)를 확실하게 두께 방향으로 변형시킴으로써, 워크(W)를 파지할 수 있으므로, 그리퍼(28A)를 워크(W)에 압박할 필요가 없다. 따라서 파지 장치(10)는, 식품 등의 유연한 워크(W)를 압궤하지 않고 파지할 수 있으므로, 워크(W)의 손상을 방지할 수 있다.

그리퍼(28A)는, 내부가 감압되는 정도에 따라 손가락부(32)의 변형량, 및 파지력을 바꿀 수 있다. 따라서 파지 장치(10)는, 워크(W)의 크기나 경도에 맞추어, 파지력을 바꿀 수 있으므로, 범용성을 향상시킬 수 있다. 손바닥부(30)가 가이드 공간(40)에 흡입되도록 하여 두께 방향으로 변형되므로, 손가락부(32)는 손바닥부(30)를 향해 더 예각으로 변형된다. 따라서 파지 장치(10)는 더 작은 워크(W)도 파지할 수 있다.

고강도부(42)는, 손바닥부(30) 및 손가락부(32)와 일체로 형성되어 있고, 손바닥부(30)의 두께 방향의 변형에 맞추어 미시적으로 변형된다. 이에 의해, 손가락부(32)가, 손바닥부(30)의 변형에 의해 연속적이면서 완만하게 변형된다. 따라서 파지 장치(10)는, 유연하게 워크(W)를 파지할 수 있다. 덧붙여 말하면, 고강도부(42)를 갖지 않는 그리퍼(28A)에서는, 손가락부(32)는 좌굴되도록 변형된다.

그리퍼(28A)는, 손바닥부(30), 손가락부(32), 고강도부(42), 접속부(38)가 일체로 형성되어 있음으로써, 부품 개수 및 제조 공정수를 삭감할 수 있다. 감압 시에 더 많은 부하가 걸리는 손바닥부(30)와 고강도부(42)가 일체로 형성되어 있음으로써, 그리퍼(28A)의 파손을 방지하여, 내구성을 향상시킬 수 있다.

(변형예)

본 발명은 상기 실시 형태에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 취지의 범위 내에서 적절하게 변경하는 것이 가능하다.

예를 들어, 도 7에 도시하는 그리퍼(28B)는, 고강도부(60)의 접촉면(62)과 접속부(38)의 내면 사이에, 외측으로 볼록해지는 곡면이 마련되어 있는 점이 상기 실시 형태와 다르다. 이와 같이 접촉면(62)과 접속부(38)의 내면 사이에, 외측으로 볼록해지는 곡면을 가짐으로써, 케이스(36A) 선단에 대응하는 위치의 접속부(38)의 기계적 강도가 증가하므로, 당해 부분이 국소적으로 두께 방향으로 변형되는 것을 방지할 수 있다. 접속부(38)의 국소적인 변형을 방지함으로써, 손가락부(32)를 균일하게 변형시킬 수 있으므로, 그리퍼(28B)는 더 확실하게 워크(W)를 파지할 수 있다. 케이스(36A) 선단에 대응하는 위치의 접속부(38)가 국소적으로 변형되면, 감압 시에 그리퍼가 케이스(36A)에 대해 어긋나 버려, 결과적으로 손가락부(32)가 균일하게 변형되기 어려워진다.

도 8 및 도 9에 도시하는 그리퍼(28C)의 고강도부(69)는, 복수의 띠상체(64)가, 손가락부(32)에 대응한 위치에 마련되어 있다. 본 도면의 경우, 띠상체(64)는, 손가락부(32)와 동일한 5개이다. 띠상체(64)는, 손바닥부(30)의 주위이며 손가락부(32)의 기단에 해당되는 위치에, 균등하게 배치되어 있다. 띠상체(64)는, 상면에 접촉면(63), 손바닥부(30)측의 내면에 내주면(65)을 갖는다. 고강도부(69)의 선단(49)은, 내주면(65)과 곡면(50) 사이에 배치되어 있다. 선단(49)은, 손바닥부(30)가 두께 방향으로 변형되는 경우의 지지점이 된다. 케이스(36A)의 저면(55)의 외주부는, 그 일부가 고강도부(69)의 접촉면(63)에 접촉한다. 본 도면에 나타내는 그리퍼(28C)는, 고강도부(69)를 가짐으로써, 상기 실시 형태와 마찬가지의 효과가 얻어진다. 본 변형예의 고강도부(69)는, 환상으로 형성하는 경우에 비해, 띠상체(64)끼리의 사이의 재료를 삭감할 수 있으므로, 그만큼, 경량화를 도모할 수 있다.

도 10A 및 도 10B에 도시하는 그리퍼(28D)의 고강도부(66)는, 환상의 볼록부(67)를 복수 갖는다. 환상의 볼록부(67)는, 손바닥부(30)의 두께 방향과 평행하게, 소정의 간격을 두고 배치되어 있다. 손바닥부(30)로부터 가장 이격된 위치에 있는 볼록부(67)의 상면이 접촉면(68)이다. 볼록부(67)의 손바닥부(30)측의 내면이 내주면(70)이다. 내주면(70)과, 손바닥부(30)의 내면(48) 사이는, 평탄한 면이 형성되어 있다. 케이스(36A)의 저면(55)의 외주부는, 그 전체 둘레가 고강도부(66)의 접촉면(68)에 접촉한다. 본 도면에 나타내는 그리퍼(28D)는, 고강도부(66)를 가짐으로써, 상기 실시 형태와 마찬가지의 효과가 얻어진다.

도 11A 및 도 11B에 도시하는 그리퍼(28E)의 고강도부(74)는, 손바닥부(30)의 두께 방향을 길이 방향으로 하는 복수의 돌조(79)를 갖는다. 돌조(79)는, 손바닥부(30)의 주위에, 소정의 간격을 두고 배치되어 있다. 돌조(79)의 상면이 접촉면(76)이고, 돌조(79)의 손바닥부(30)측의 내면이 내주면(78)이다. 내주면(78)과, 손바닥부(30)의 내면(48) 사이는, 평탄한 면이 형성되어 있다. 케이스(36A)의 저면(55)의 외주부는, 그 일부가 고강도부(74)의 접촉면(76)에 접촉한다. 본 도면에 도시하는 그리퍼(28E)는, 고강도부(74)를 가짐으로써, 상기 실시 형태와 마찬가지의 효과가 얻어진다.

도 12에 도시하는 그리퍼(28F)의 고강도부(82)는, 손바닥부(30)보다 기계적 강도가 높은 재질로 형성되어 있다. 본 도면의 경우, 고강도부(82)의 기단은, 케이스(36A)의 선단과 접촉하고 있는 부분(84)이다. 손바닥부(30)와의 계면인 고강도부(82)의 선단(86)은, 손바닥부(30)가 두께 방향으로 변형되는 경우의 지지점이 된다. 고강도부(82)의 손바닥부(30)측의 내주면(87)은, 곡면(50)과 완만하게 연속되어 있다. 본 도면에 나타내는 그리퍼(28F)는, 도 13에 도시하는 바와 같이 인서트 성형에 의해 제조할 수 있다. 그리퍼(28F)의 제조에는, 손가락부(32)의 형상을 갖는 오목부(91)를 구비한 하형(88)과, 가이드 공간(40)의 형상을 갖는 볼록부를 구비한 상형(89)으로 이루어지는 금형을 사용한다. 미리 소정의 재료, 예를 들어 손바닥부(30) 및 손가락부(32)를 형성하는 재질보다 경도가 높은 수지 재료로 형성된 고강도부(82)를 소정의 위치에 배치하여, 하형(88)에 상형(89)을 장착한다. 상형(89)에 마련된 주입 구멍(90)으로부터, 손바닥부(30) 및 손가락부(32)를 형성하는 수지 재료를 하형(88)과 상형(89)으로 둘러싸인 공간 내에 충전한다. 당해 수지가 고화된 단계에서, 금형을 떼어냄으로써, 고강도부(82)와 손가락부(32) 및 손바닥부(30)가 일체 형성된 그리퍼(28F)가 얻어진다. 본 도면에 나타내는 그리퍼(28F)는, 고강도부(82)를 가짐으로써, 상기 실시 형태와 마찬가지의 효과가 얻어진다.

상기 실시 형태의 경우, 하부 케이스(51)는 저부(57)를 갖는 경우에 대해 설명하였지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 도 14에 도시하는 케이스(36B)는, 하부 케이스(51)가 저부를 갖지 않은 통형이다. 하부 케이스(51)의 선단부인 하단(61)에 있어서 고강도부(42)의 기단에 접촉한다.

도 15에 도시하는 케이스(36C)는, 원반상의 상부 케이스(93)와, 환상의 하부 케이스(95)를 갖는다. 그리퍼(28G)는, 개구의 주연에 일체 형성된 플랜지상의 접속부(94)를 갖는다. 당해 접속부(94)가 상부 케이스(93)와 하부 케이스(95) 사이에 끼워져 고정되고, 그리퍼(28G)의 개구가 밀폐되어 있다. 그리퍼(28G)의 고강도부(92)는, 손바닥부(30)보다 두께가 크게 형성되어, 손바닥부(30)보다 두께 방향으로 변형되기 어렵게 되어 있다. 고강도부(92)의 기단(96)은, 상부 케이스(93)의 하면에 접촉되어 있다. 본 도면에 나타내는 그리퍼(28G)는, 고강도부(92)를 가짐으로써, 상기 실시 형태와 마찬가지의 효과가 얻어진다.

상기 실시 형태의 경우, 손바닥부(30)는 대략 원반상, 접속부(38)는 통형, 그리퍼(28A)의 상부 개구는 원형인 경우에 대해 설명하였지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니다. 손바닥부(30), 접속부(38) 및 상부 개구는 평면으로 보아, 타원 형상, 긴 원 형상이나, 직사각 형상이어도 된다. 예를 들어 직사각 형상인 경우, 손가락부(32)는, 손바닥부(30)의 긴 변을 따라 복수 개(예를 들어 2개)를 1세트로 하여, 손바닥부(30)를 사이에 두고 양측에 합계 2세트 마련해도 된다. 이러한 그리퍼를 구비한 파지 장치는, 원통 형상이나 각기둥 형상 등의 긴 부재를 용이하게 파지할 수 있다.

상기 실시 형태에서는, 산업용 로봇(12)으로서 직교 로봇의 예를 나타냈지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않고, 스카라 로봇, 수직 다관절 로봇 등에 적용할 수 있다. 즉 파지 장치(10)는, 산업용 로봇(12)에 의해 X축, Y축, Z축을 중심으로 회전해도, 워크(W)를 파지함과 함께, 파지한 상태를 유지할 수 있다.

그리퍼(28A)는, 1종의 재료로 형성해도 되고, 복수의 다른 재료로 형성된 막을 적층하여 형성해도 된다. 또한 그리퍼(28A)는, 부분적으로 다른 재료로 형성해도 된다. 그리퍼(28A)의 두께는, 일정하지 않아도 되고, 부분적으로 후육부 또는 박육부를 마련해도 된다.

파지 장치(10)는, 손가락부(32)에 클로부를 마련하는 것으로 해도 된다. 클로부는, 합성 수지제의 판상 부재나, 원뿔상 부재, 자루 형상의 부재를 사용할 수 있다.

파지 장치(10)는, 워크(W)를 촬영하는 카메라, 파지한 워크(W)의 중량을 측정하는 중량계, 워크(W)와 그리퍼(28A)의 거리를 측정하는 근접 센서 등을 구비하고 있어도 된다.

그리퍼(28A)는, 도 2에 도시한 외관 형상인 경우에 한정되지 않는다. 예를 들어, 손가락부(32)의 길이나 수는 적절하게 선택할 수 있다.

10: 파지 장치
12: 산업용 로봇
28A 내지 28G: 그리퍼
30: 손바닥부
32: 손가락부
36A 내지 36C: 케이스
42, 60, 66, 69, 74, 82, 92: 고강도부
43: 선단
44: 기단
45, 62, 63, 68, 76: 접촉면

Claims

손바닥부와,
상기 손바닥부의 주위에 돌출되어 마련되고, 상기 손바닥부를 두께 방향으로 변형시킴으로써 상기 손바닥부를 향해 넘어지는 복수의 손가락부와,
상기 손가락부가 형성된 측과 반대측의, 상기 손바닥부의 외연을 둘러싸는 위치에 형성되고, 케이스에 접속되는 접속부와,
상기 손바닥부와 상기 접속부 사이에 마련되고, 상기 손바닥부의 외연으로부터 당해 손바닥부의 두께 방향으로 소정의 길이를 갖고, 상기 손바닥부보다 변형되기 어려운 고강도부가
일체로 형성되어 있는 그리퍼.
제1항에 있어서,
상기 고강도부는, 기단에 있어서 상기 케이스의 일부와 접촉하는 그리퍼.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 고강도부는, 기단에 상기 케이스와 접촉하는 접촉면을 갖는 그리퍼.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 고강도부는, 상기 손바닥부보다 두꺼운 그리퍼.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 고강도부는, 상기 손바닥부보다, 기계적 강도가 높은 재료로 형성되어 있는 그리퍼.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 그리퍼와,
상기 접속부에 접속된 상기 케이스를
구비하는 파지 장치.
제6항에 기재된 파지 장치를 마련한 산업용 로봇.