TW201811516A - 夾取爪及具備該夾取爪的夾取裝置 - Google Patents

Abstract

本發明的目的是提供一種：能以簡單的構造，確實地執行「可自由裝卸之夾取爪」的定位，且即使在已達成夾取爪自體之小型化的場合中，強度及夾取爪的定位精確度也不會下降的夾取爪。

本發明的夾取爪，是用來夾取「夾取對象物」的夾取爪，具備：夾取爪本體、及將前述夾取爪本體安裝於促使前述夾取爪本體形成開閉之開閉機構的基座構件，前述基座構件，形成有：嵌合溝，可供前述夾取爪本體所具有的轉動限制部嵌合；及嵌合孔，形成於前述嵌合溝，且可供前述夾取爪本體所具有的線性運動限制部嵌合。

Description

夾取爪及具備該夾取爪的夾取裝置

本發明關於：安裝於夾取裝置而用來夾取「夾取對象物」的夾取爪、及安裝有該夾取爪的夾取裝置。

傳統以來，如同以下的專利文獻1所記載，就機械手而言，已知有一種在左右藉由可開閉的一對爪可確實地夾取工件的構造。根據這種機械手，可適當地夾取各種的夾取對象物。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]：日本特開平9-201788號公報

專利文獻1所記載的機械手，藉由以吸附構件與爪來夾取「夾取對象物」，達成機械手的小型化並且可確實地夾取「夾起對象物」，舉例來說，如同製造步驟所使用的作業用機器人，在準備了複數個夾取對象物，對應於作 業用機器人所執行的作業，夾取特定夾取對象物的場合中，是以「確實地夾取欲夾取之夾取對象物，提高作業效率」作為目的，而存有「希望能對應於夾取對象物的形狀來重新安排作業用機器人之爪的形狀」的需求。

在此，傳統上，為了執行夾取爪的重新安排，是在夾取爪安裝2個以上的圓形銷，藉由使該圓形銷嵌合在形成於(機械)手側的嵌合孔，限制夾取爪的線性運動(linear motion)與轉動並執行定位，一旦機械手小型化，由於該圓形銷的直徑也對應於機械手的小型化而變小，隨著圓形銷的強度下降，定位的精確度也下降，而存在無法適當地夾取「夾取對象物」的問題。

本發明，是為了解決上述課題所發展而成的發明，本發明的目的是提供一種：能以簡單的構造，確實地執行「可自由裝卸之夾取爪」的定位，且即使在已達成夾取爪自體之小型化的場合中，強度及夾取爪的定位精確度也不會下降的夾取爪。

本發明的夾取爪，是用來夾取「夾取對象物」的夾取爪，其特徵為具備：夾取爪本體；及基座構件，將前述夾取爪本體安裝於用來使前述夾取爪本體形成開閉的開閉機構，在前述基座構件或前述夾取爪本體的至少其中一個具有：用來限制與前述夾取爪本體或前述基座構件間之轉動方向的移動的轉動限制部；及用來限制前述轉動限 制部之水平方向的移動的線性運動限制部。

根據本發明，由於在基座構件或夾取爪本體的至少其中一個具有：用來限制夾取爪本體或前述基座構件間之轉動方向的移動的轉動限制部；及用來限制前述轉動限制部之水平方向的移動的線性運動限制部，故即使在已重新安排了「安裝於夾取裝置的夾取爪」的場合中，也能以高度的再現性(reappearance)執行定位，即使裝置形成小型化，強度也不會下降，可確實地執行夾取爪的定位。

31‧‧‧夾取爪

33‧‧‧夾取爪本體

34‧‧‧基座構件

34a‧‧‧嵌合溝

35‧‧‧鍵構件

36‧‧‧嵌合構件

38‧‧‧嵌合孔

第1圖：是用來說明具備本發明實施形態之夾取爪的夾取裝置之構造的立體圖。

第2圖：是用來說明臂部之構造的側視圖。

第3圖：為本發明實施形態之手部的立體圖。

第4圖：為本發明實施形態之夾取爪的分解圖。

第5圖：為本發明實施形態的夾取爪之夾取爪本體的立體圖。

第6圖：為本發明實施形態的夾取爪之基座構件的立體圖。

第7圖：是顯示本發明實施形態的夾取爪本體之變形例的立體圖。

第8圖：是顯示本發明實施形態的夾取爪本體之前端形狀的變形例的圖。

以下，參考圖面說明本發明之夾取爪的實施形態。以下的實施形態，並非用來限定各請求項的發明，此外，實施形態中所說明之特徵的所有組合，並非發明之解決手段所必需的。

第1圖，是用來說明具備本發明實施形態之夾取爪的夾取裝置之構造的立體圖，第2圖，是用來說明臂部之構造的側視圖，第3圖，是本發明實施形態之手部的立體圖，第4圖，是本發明實施形態之夾取爪的分解圖，第5圖，是本發明實施形態之夾取爪的夾取爪本體的立體圖，第6圖，是本發明實施形態之夾取爪的基座構件的立體圖，第7圖，是顯示本發明實施形態之夾取爪本體的變形例的立體圖，第8圖，是顯示本發明實施形態之夾取爪本體的前端形狀之變形例的圖。

如第1圖所示，本實施形態的夾取裝置1，具備透過轉動固定部11而載置於基台12的臂部10。臂部10，由控制部15控制夾取動作及手部之移動等的動作。除此之外，在基台12的外部，具備用來收納作為夾取對象物之工件的收納部13、14。

藉由具備這樣的構造，本實施形態的夾取裝置1，臂部10分別從收納部13、14取出夾取對象物，可執 行特定的作業。

如第2圖所示，臂部10，透過轉動固定部11而可轉動地安裝於基台12。此外，臂部10具備手移動部20及手部21，該手移動部20是由「被安裝於轉動固定部11，在略垂直地與基台12交會的第1軸41的周圍自由轉動的第1連結部42」、「透過第2軸43被安裝於第1連結部42的其中一端，在交叉於第1連結部42的第1軸41之水平的第2軸43周圍，朝前後方向自由轉動的第2連結部44」、「被設在第2連結部44的前端，在平行於該第2連結部44之第2軸43的第3軸45周圍，朝前後方向自由轉動的第3連結部46」、「被設在第3連結部46的前端，在第4軸47的軸周圍自由轉動的第4連結部48」所形成，該手部21是作為被設在第4連結部48之前端的手作用器(Hand effector)。由於手部21以上述的方式構造，因此被安裝於臂部10前端的手部21可三次元(three-dimension)地移動。

如第3圖所示，手部21具備：被安裝於第4連結部48的開閉機構24、及藉由開閉機構24而被安裝成自由開閉的一對夾取爪31。

本實施形態的一對夾取爪31，是分別形成鏡像對稱(mirror symmetry)的構件，在夾取爪31，為了可以夾取「夾取對象物」，夾取面32形成對應於夾取對象物的形狀。此外，夾取爪31，為了不損傷所夾取的夾取對象物，是以硬度較低的材料構成，譬如由鋁合金等構成亦無妨，由於夾取「夾取對象物」，為了使夾取爪31不易磨耗，以硬 度較高的材料構成亦無妨。

開關機構24，是藉由壓力和電力等來自於外部驅動源的輸入，以一定的行程使一對夾取爪31形成彼此分離及接近之可開閉的重要零件，藉由對夾取爪31、31施以開閉，可握持或是放夾取對象物。雖然在本實施形態中，針對開閉機構24是採用「藉由從控制部15所獲得的訊號而驅動」的螺線管(solenoid)的場合進行了說明，但即使另外準備驅動源採用空氣或者油亦無妨，亦可以電動馬達構成。

接著，參考第4圖，針對本實施形態之夾取爪31的構造進行說明。夾取爪31具備：直接抵接於夾取對象物而夾取該夾取對象物的夾取爪本體33、以及將該夾取爪本體33安裝於開閉機構24的基座構件34。

夾取爪本體33，透過鍵構件35及銷狀的嵌合構件36而被安裝於基座構件34，並由螺栓37所鎖緊固定。鍵構件35，藉由使「形成於夾取爪本體33的被嵌合溝33a」、及「面向該被嵌合溝33a，形成於基座構件34的嵌合溝34a」彼此嵌合，而限制夾取爪本體33的轉動。被嵌合溝33a及嵌合溝34a，沿著開閉機構24的開閉方向延伸設置。

此外，嵌合構件36，插入「形成於被嵌合溝33a之溝底的插入孔33b」、及「形成於嵌合溝34a之溝底的嵌合孔38」，並貫穿入形成於鍵構件35的貫穿孔35a。藉由該嵌合構件36，限制了夾取爪本體33沿著嵌合33a之延伸 設置方向移動的線性運動。如此一來，鍵構件35及嵌合構件36，可分別作為「限制夾取爪本體33之轉動方向的移動」的轉動限制部、及「限制轉動限制部之水平方向的移動」的線性運動限制部而發揮作用。

鍵構件35及嵌合構件36，最好是可自由裝卸地安裝於夾取爪本體33。鍵構件35及嵌合構件36，由於可採用廣泛流通的一般零件，故能低廉地取得。此時，轉動限制部與線性運動限制部，最好是沿著使基座構件34與夾取爪本體33連接的方向配置。此外，在這些構件一體地形成於夾取爪本體33和基座構件34的場合，凸部的加工，通常其加工成本較溝加工更高。因此，採用鍵構件35，作為「將鍵構件35及嵌合構件36可裝卸地安裝於夾取爪本體33」的其他構件，並藉由沿著「使基座構件34與夾取爪本體33連接的方向」配置轉動限制部與線性運動限制部，並且對夾取爪本體33及基座構件34實施加工成本更低的溝加工，可構成轉動限制部，據此可抑制整體性的製造成本，並能達成夾取爪、及安裝有該夾取爪之夾取裝置的小型化。

如第5圖所示，夾取爪本體33，在朝向基座構件34的安裝面形成有被嵌合溝33a，如以上所述，在溝底形成有插入孔33b。此外，在被嵌合溝33a的兩側緣，形成有可供螺栓37鎖緊固定的緊固孔33c、33c。這些插入孔33b及緊固孔33c、33c，最好是配置在與被嵌合溝33a大致垂直的直線上。

藉由配置如上，為了能盡力地夾取諸多形狀 的夾取對象物，而變更夾取爪的間隔和方向，如第8圖(a)~(d)所示，可以採用以下的方法來安排使用夾取爪：對應於欲夾取之夾取對象物的形狀，從夾取對象物的外側夾持其外部的方法、將夾取爪插入「在夾取對象物的內側形成有空間的部分」，從擴開的內側夾取「夾取對象物」的方法。此時，藉由將插入孔33b及緊固孔33c、33c配置在與被嵌合溝33a大致垂直的直線上，可形成：夾取爪的夾取面安裝成無論從內側或者外側皆能進入。

此外，用來夾取「夾取對象物」的夾取面32，對應於欲夾取之夾取對象物的形狀而適當地形成。第5圖所示之夾取面的形狀，是為了夾取如第8圖(d)所示的細長棒狀構件，而形成V字型剖面。

如第6圖所示，基座構件34，在可供夾取爪本體33安裝的面，沿著夾取爪31的開閉方向，延伸設置有「對應於被嵌合溝33a的嵌合溝34a」，在嵌合溝34a的溝底形成有嵌合孔38。嵌合孔38，最好是沿著嵌合溝34a的延伸設置方向形成複數個，舉例來說，如第6圖所示，具備內側嵌合孔38a及外側嵌合孔38b。如此一來，藉由形成複數個嵌合孔38，而形成可配合欲夾取之夾取對象物的形狀和尺寸(大小)，調整夾取爪本體33的安裝位置。由於嵌合溝34a沿著夾取爪31的開閉方向延伸設置，在執行上述安裝位置之調整的場合中，只需使鍵構件35沿著嵌合溝34a及被嵌合溝33a移動，便能執行調整，因此即使具備位置調整機構，也能達成夾取爪31的小型化。

此外，在基座構件34之嵌合溝34a的兩側緣，為了對應於內側嵌合孔38a及外側嵌合孔38b，形成有貫穿孔37a、37b。不僅如此，在貫穿孔37a、37b的外側形成有：可供「將基座構件34安裝於開閉機構24的緊固螺栓」穿過的貫穿孔34c、34c。在基座構件34上之開閉機構24的安裝面，形成有定位溝34b，藉由使該定位溝34b卡合於開閉機構24的外緣，可防止基座構件34相對於開閉機構24轉動。

本發明，並不侷限於上述實施形態，在不脫離本發明要旨的範圍內，可以有各式各樣的變更。舉例來說，在本實施形態中，雖然是針對「以夾取爪本體33與另外的構件，亦即鍵構件35及嵌合構件36構成轉動限制部及線性運動限制部」的場合進行說明，但亦可如第7圖所示，在夾取爪本體33'朝向基座構件34的安裝面，形成凸狀的轉動限制部35'，而構成將嵌合構件36插入該轉動限制部35'也無妨。此外，除了插入嵌合構件36之外，即使更進一步在轉動限制部35'形成圓筒狀的突起而構成線性運動限制部亦無妨。

此外，針對夾取爪31之夾取面32的形狀，並不侷限於第4圖所示「夾取爪31之延伸設置方向的剖面呈V字型」的場合，舉例來說，也能如第8圖(a)所示，在夾取塊狀的構件的場合中，使夾取面32形成平面，或如第8圖(b)所示，在欲夾取棒狀構件的場合中，使水平方向剖面形成V字型亦無妨。此外，在夾取環狀構件的場合中，以複數 個銷部39、39構成夾取爪31，而構成由該銷部39夾取環狀構件的內周面或者外周面亦無妨。如此一來，本實施形態的夾取爪，藉由對應於所夾取之夾取對象物，適當地安排夾取面形狀不同的夾取爪本體，可以夾取各式各樣的夾取對象物。

此外，本實施形態的夾取爪，是針對「在夾取爪本體33形成被嵌合溝33a，在基座構件34形成嵌合溝34a，藉由使鍵構件35嵌合於被嵌合溝33a及嵌合溝34a，而構成轉動限制部」的場合進行了說明，但即使在夾取爪本體33及基座構件34的其中一個形成溝，並使形成於另一個的突起，嵌合於該溝而構成轉動限制部亦無妨。

此外，本實施形態的夾取裝置，雖是針對由單一臂部所形成的夾取裝置進行了說明，但即使具備複數個臂部亦無妨，舉例來說，即使將夾取裝置應用於具有兩腕之雙腕機器人的腕部亦無妨。加入了上述變更或者改良的形態也屬於本發明的技術範圍，這點可從申請專利範圍的記載清楚得知。

Claims (6)

1. 一種夾取爪，是用來對夾取對象物施以夾取的夾取爪，其特徵為：具備：夾取爪本體、以及將前述夾取爪本體安裝於促使前述夾取爪本體形成開閉之開閉機構的基座構件，在前述基座構件或前述夾取爪本體的至少其中一個具有：用來限制與前述夾取爪本體或前述基座構件間之轉動方向的移動的轉動限制部、及用來限制前述轉動限制部之水平方向的移動的線性運動限制部。
2. 如請求項1所記載的夾取爪，其中前述轉動限制部與前述線性運動限制部，是沿著使前述基座構件與前述夾取爪本體連接的方向配置。
3. 如請求項1或請求項2所記載的夾取爪，其中在前述基座構件或前述夾取爪本體形成：嵌合溝，可供前述夾取爪本體或前述基座構件所具有的轉動限制部嵌合；及嵌合孔，形成於前述嵌合溝，且可供前述夾取爪本體或前述基座構件所具有的線性運動限制部嵌合。
4. 如請求項1或請求項2所記載的夾取爪，其中前述線性運動限制部具備：貫穿前述轉動限制部，並且嵌合於前述嵌合孔的嵌合構件。
5. 如請求項3所記載的夾取爪，其中前述嵌合孔，沿著前述嵌合溝的延伸設置方向形成複數個，前述嵌合溝，沿著前述夾取爪的開閉方向延伸設置。
6. 一種夾取裝置，其特徵為：具有如申請專利範圍第1~5項之其中任1項所記載的夾取爪。