WO2023007995A1 - 移動装置の把持装置 - Google Patents

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WO2023007995A1
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gripping
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plate
grip
longitudinal direction
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一廣 上田
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株式会社日本ピスコ
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J15/00Gripping heads and other end effectors
    • B25J15/08Gripping heads and other end effectors having finger members

Definitions

  • the present invention relates to a gripping device, and more particularly to a gripping device of a moving device that grips and moves a workpiece.
  • Patent Document 1 see JP-A-2017-1113
  • Patent Document 2 see JP-A-2021-37574
  • Patent Document 3 see JP-A-59-97882
  • Grasping devices are known.
  • the gripping device exemplified in Patent Document 1 has a configuration in which a plurality of spherical portions provided in a row at the tip of a gripping member are pressed against a workpiece to grip it. Therefore, each spherical surface can be displaced independently to follow the workpiece, but on the other hand, the gripping (sandwiching) force applied to the workpiece concentrates in a row, so it is not suitable for gripping fragile workpieces. Challenges can arise.
  • the gripping member is provided with a hinge or the like so that it can be deformed along the work, and the work is gripped by many contact portions (contact surfaces). It has configuration. Therefore, compared with the gripping device exemplified in Patent Document 1, it is suitable for gripping a fragile work, but on the other hand, the structure of the gripping member is complicated, and the number of man-hours and costs in manufacturing are also increased. increases.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to realize a gripping device that can suitably grip fragile workpieces, has a simple structure, and can reduce manufacturing man-hours and costs.
  • the present invention solves the above-mentioned problems by means of solutions as described below.
  • the disclosed gripping device is a gripping device of a moving device that grips and moves a work, and includes a fixed portion fixed to the moving device, a gripping portion elastically deforming to grip the work, and the gripping portion. and a transmitting portion for transmitting an operating force for elastic deformation, and the body portion is an integral structure formed by cutting and bending a single plate-like material. is required.
  • a gripping device suitable for gripping fragile workpieces can be realized by enabling deformation along the workpiece while having a simple structure.
  • the main body portion that contacts and grips the work has an integral structure formed by cutting and bending a single plate-like material, manufacturing man-hours and costs can be greatly reduced. .
  • FIG. 1 is a perspective view showing an example of a gripping device according to a first embodiment of the invention.
  • FIG. 2 is a perspective view showing an example of the main body of the gripping device shown in FIG. 1.
  • FIG. 3 is an exploded view of the main body shown in FIG. 2.
  • FIG. 4A and 4B are explanatory diagrams of the operation of the main body shown in FIG. 2.
  • FIG. 4A shows the state before gripping the work
  • FIG. 4B shows the state when the work is gripped.
  • 5A and 5B are explanatory diagrams of the operation of the gripping device shown in FIG.
  • FIG. 6 is a perspective view showing an example of the main body of the gripping device according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 7A is a plan view showing an example of the main body shown in FIG. 6, and FIG. 7B is a bottom view.
  • 8 is an exploded view of the main body (first configuration) shown in FIG. 6.
  • FIG. 9A and 9B are explanatory views of a method of configuring the main body portion shown in FIG. 8, FIG. 9A shows a state in which bending is performed at the fifth bending portion, and FIG. 9B is a state in which bending is performed at the sixth bending portion.
  • 10 is an exploded view of the main body (second configuration) shown in FIG. 6.
  • FIG. 11A and 11B are explanatory diagrams of a method of configuring the main body portion shown in FIG. be.
  • 12A and 12B are explanatory diagrams of the operation of the main body shown in FIG. 6.
  • FIG. 12A shows the state before gripping the work
  • FIG. 12B shows the state when the work is gripped.
  • FIG. 1 is a perspective view (schematic view) showing an example of a gripping device 1 according to this embodiment.
  • FIG. 2 is a perspective view (schematic view) showing an example of the body portion 2 of the gripping device 1.
  • members having the same functions are denoted by the same reference numerals, and repeated description thereof may be omitted.
  • the gripping device 1 is installed in a moving device (not shown) that grips and moves a work W, for example, for assembly and transportation in a production line for industrial products.
  • a moving device examples include an assembly/transport robot (specifically, a robot arm, etc.) exemplified by a SCARA robot, and a take-out machine.
  • a gripping device 1 is provided with a plurality of main bodies 2 (three, for example) for gripping a workpiece. These body portions 2 are fixed to both a support portion 3 and a driving portion 4 provided at the tip of the moving device. According to this configuration, the body portion 2 is deformed by driving (specifically, reciprocating) the driving portion 4 while the entire body portion 2 is supported (fixed) by being fixed to the support portion 3 . can be performed (details will be described later).
  • the number of the body portions 2 is not limited to the above, and as a modified example, a configuration in which two or more than four pieces may be provided (not shown).
  • the supporting portion 3 and the driving portion 4 are configured on the moving device side, but it is of course possible to combine them with the main body portion 2 to configure the gripping device 1 .
  • the body portion 2 of the gripping device 1 includes a fixing portion 40 that is fixed to the support portion 3 . Moreover, it is provided with a gripping portion (first gripping portion) 10 that elastically deforms while being supported (fixed) by the fixing portion 40 to come into contact with the work to grip the work. Further, a transmission section 30 is provided which is fixed to the drive section 4 and transmits an operating force for elastically deforming the grip section 10 .
  • the main body 2 has an integral structure formed by cutting and bending a one-piece sheet metal material.
  • the press punching cutting method, the laser cutter cutting method, the water cutter cutting method, etc. are mentioned as a main construction method example of cutting.
  • a major method of bending there is a press bending method and the like.
  • FIG. 3 shows a developed view of the main body 2 after cutting and before bending. A predetermined bending process is performed on the plate-like cut material shown in this developed view, and the body portion 2 having the shape shown in FIG. 2 is formed. In addition, it is not limited to the structure (shape) shown in FIG. 2 and FIG.
  • the grip portion 10 has a plurality of elongated holes 12 perpendicular to the longitudinal direction X formed in the central portion 10a of the body portion 2 in the lateral direction Y.
  • both ends 10b and 10c in the lateral direction Y are bent at the positions of the first bent portion 14 and the second bent portion 16 set parallel to the longitudinal direction X (for example, they are bent at an angle of 90 degrees each).
  • the plate surfaces of the both end portions 10b and 10c are parallel to the plate surface of the central portion 10a, and have a predetermined dimension (distance L in FIG. 2). It is formed as spaced apart beams 18 .
  • a predetermined region adjacent to the long hole 12 in the longitudinal direction X is configured as a contact portion 20 with the workpiece.
  • predetermined regions at the same positions in the longitudinal direction X with respect to the long hole 12 are configured as joint portions 22 during elastic deformation.
  • the number of contact portions 20 (and the number of elongated holes 12) is appropriately set according to the shape and size of the workpiece.
  • the abutting portion 20 is deformable along the work by an integrated structure formed by cutting and bending a single member (in this embodiment, a plate-like metal material). and the knuckle portion 22 can be configured. Therefore, both the configuration of the gripping device 1 itself and the manufacturing process of the gripping device 1 can be made extremely simple.
  • the transmitting portion 30 is configured such that a plate-like portion 32 extending in one direction of the longitudinal direction X (+X direction in the drawing) from the grip portion 10 is set in parallel with the lateral direction Y, and is bent in a third direction.
  • a plate-like portion 32 extending in one direction of the longitudinal direction X (+X direction in the drawing) from the grip portion 10 is set in parallel with the lateral direction Y, and is bent in a third direction.
  • the portion 24 in a state in which it is bent in the other direction (-X direction in the figure) that is opposite to the one direction (bent in the opposite direction at an angle of 180 degrees) , and the central portion 10a of the grip portion 10 are overlapped in parallel.
  • the end position 30a of the transmission portion 30 becomes a force point and the position of the third bent portion 24 becomes a point of action, thereby deforming the grip portion 10. can hold the workpiece. Details of the gripping operation will be described later.
  • one elongated hole 34 perpendicular to the transverse direction Y is formed in the central portion of the transmission portion 30 in the transverse direction Y. According to this, the force that deforms the plate-like portion 32 can be weakened. That is, it is possible to reduce the driving force when pulling the transmission portion 30 . Therefore, it is possible to reduce the size of the drive mechanism.
  • a configuration in which a plurality of elongated holes are provided continuously may be employed (not shown).
  • the fixing part 40 is configured to extend from each beam part 18 of the gripping part 10 in the other direction in the longitudinal direction X (-X direction in the figure). In this embodiment, it is bent at the position of the fourth bent portion 26 (for example, bent at an angle of about 10 degrees to 60 degrees). According to this, the body portion 2 can be fixed to the support portion 3, and in this state, the grip portion 10 can be pulled by the driving portion 4 via the transmission portion 30 to deform the grip portion 10. can.
  • the main body 2 has an integrated structure formed by cutting and bending a single plate-like material, thereby significantly reducing manufacturing man-hours and costs.
  • a stainless alloy stainless steel for springs, etc.
  • the material is not limited to this, and other metal materials having elasticity (springiness) can be used.
  • a modification using a resin material, an elastomer material, etc., other than the metal material is also conceivable.
  • the grip portion 10 can be deformed along the work without providing a hinge or the like, so that more contact portions 20 can be formed.
  • a configuration for gripping a workpiece can be realized by Therefore, since the contact stress to the work can be suppressed, it is possible to preferably grip the particularly fragile work.
  • FIGS. 4 and 5 show operation explanatory diagrams of the gripping device 1.
  • the transmission portion 30 (specifically, the end position 30a in the longitudinal direction X) is pulled in the direction of arrow A as shown in FIG. 4B from the steady state of FIG. 4A
  • the third bent portion A tensile force acts at the position 24 and is transmitted to the gripping portion 10 that is continuous with the transmission portion 30 .
  • the knot portions 22 are sequentially bent from near the tip, and the contact portions 20 adjacent to each other across the long hole 12 move (deform) toward each other. Therefore, an action of deforming the gripping portion 10 along the workpiece W is generated.
  • the gripping device 1 includes a plurality of (specifically, three) body portions 2, that is, a gripping portion 10. It is configured to have a plurality of (specifically, three). Therefore, by driving the driving portion 4 (moving upward in FIG. 5) and pulling each transmission portion 30 in the direction of arrow A so that each grip portion 10 is in the state shown in FIGS. 4A to 4B , each gripping portion 10 deforms in the direction of the arrow B so as to follow the workpiece W. As shown in FIG. At this time, according to the deformation of the gripping portion 10 , the contacting portions 20 at a plurality of locations come into contact with the work W, and the work W can be held by being wrapped by the gripping portion 10 .
  • the restoring force can be appropriately set by changing the plate thickness, width, shape, etc. of the member (here, plate-like metal material) used to form the main body portion 2 .
  • FIG. 6 is a perspective view (schematic view) showing an example of the body portion 2 of the gripping device 1 according to this embodiment.
  • 7A is a plan view (schematic diagram) showing an example of the main body 2
  • FIG. 7B is a bottom view (schematic diagram) thereof.
  • the gripping device 1 includes a first gripping portion 10 and a second gripping portion 50 as gripping portions for gripping a workpiece.
  • the first gripping portion 10 is configured to grip the workpiece by contacting it.
  • the second gripping part 50 is configured to abut and grip the workpiece.
  • the first grip part 10 has the same configuration as in the first embodiment. That is, a plurality of elongated holes 12 orthogonal to the longitudinal direction X are formed in the central portion 10a of the body portion 2 in the lateral direction Y. As shown in FIG. Both ends 10b and 10c in the lateral direction Y are bent at predetermined positions (the positions of the first bent portion 14 and the second bent portion 16 set parallel to the longitudinal direction X) (for example, The plate surfaces of the both end portions 10b and 10c are parallel to the plate surface of the central portion 10a and have a predetermined dimension (FIG. 6). are configured as beams 18 spaced apart by a distance L) in .
  • a predetermined region adjacent to the long hole 12 in the longitudinal direction X is a contact portion (first contact portion) that contacts the second grip portion 50 (details will be described later). contact portion) 20 .
  • predetermined regions at the same positions in the longitudinal direction X with respect to the long hole 12 are configured as joint portions 22 during elastic deformation, unlike the first embodiment. It is the same.
  • the number of contact portions 20 (and the number of elongated holes 12) is appropriately set according to the shape and size of the workpiece.
  • the second grip portion 50 is formed by bending the plate-like portion 31 extending in one direction of the longitudinal direction X from the first grip portion 10 at a predetermined position (details will be described later) to form the first grip portion 50 .
  • the plate surface 50a on the side not facing the first gripping portion 10 is superimposed on the surface of the gripping portion 10 on the side not facing the beam portion 18 so as to be parallel to the center portion 10a of the gripping portion 10. It is configured as a second abutting portion that abuts.
  • the plate-shaped portion 31 becomes a constituent element of the second grip portion 50 and the transmission portion 30 by being bent, and the following two methods of construction are conceivable.
  • a material plate material
  • FIG. 9A bending is performed at a predetermined position (the position of the fifth bending portion 52 set parallel to the lateral direction Y), and the first grip portion 10 is bent in one direction in the longitudinal direction X.
  • the plate-like portion 31 extending in the (+X direction) is folded in the other direction ( ⁇ X direction) opposite to the one direction on the side where the beam portion 18 to be formed (or already formed) is arranged.
  • the transmission portion 30 is superimposed on the first surface of the central portion 10a (the surface facing the beam portion 18 to be formed (or already formed)).
  • a predetermined position the position of the sixth bending portion 54 set parallel to the lateral direction Y
  • ⁇ X direction the transmission portion 30 in the other direction
  • the first gripping portion 10 and the second gripping portion 50 are fixed to each other at their end positions far from the fixing portion 40 in a state of being bent in a predetermined manner.
  • a section 60 is provided.
  • the longitudinal dimension of the transmission portion 30 is relatively long, and the longitudinal dimension of the second grip portion 50 is relatively short (as a specific example, the transmission portion 30 is convex upward when viewed parallel to the Y direction).
  • a configuration (not shown) in which the fixing portion 60 is provided in a state in which the second grip portion 50 is arranged in a curved shape (curved surface shape) and the second grip portion 50 is linear (planar shape) is preferable (the dimensional difference is It is appropriately set according to the shape of the workpiece).
  • the transmission portion 30 when the transmission portion 30 is pulled to bend the second grip portion 50 (specifically, the second contact portion 50a), the transmission portion 30, which is on the outer peripheral side, becomes the inner peripheral side. Since there is a difference in curvature with the second grip portion 50 (second contact portion 50a), deformation becomes difficult.
  • welding spot welding
  • other methods such as welding, bonding, caulking, engagement, and fitting may be used. may be used.
  • the number of fixation points is set at a plurality of points (here, two points), it is not limited to this, and may be at one point or at least three points.
  • the material (plate material) is cut into the shape shown in FIG.
  • bending is performed at a predetermined position (the position of the seventh bending portion 56 set parallel to the lateral direction Y), and the first grip portion 10 is bent in one direction in the longitudinal direction ( The plate-shaped portion 31 extending in the +X direction) is directed in the other direction ( ⁇ X direction) opposite to the one direction on the side opposite to the arrangement side of the beam portion 18 to be formed (or already formed). It is made to be parallel to the central portion 10a of the first grip portion 10 in a state in which it is bent (bent in the opposite direction at an angle of 180 degrees).
  • the second grip portion 50 is superimposed on the second surface of the central portion 10a (the surface on the side not facing the beam portion 18 to be formed (or already formed)).
  • it is bent at a predetermined position (the position of the eighth bending portion 58 set parallel to the lateral direction Y), and further from the second grip portion in the other direction ( ⁇ X direction). ) is bent in the one direction (+X direction) on the arrangement side of the beam portion 18 to be formed (or already formed) (such that it is reversed at an angle of 180 degrees). (bent) is made parallel to the central portion 10a of the first grip portion 10.
  • the transmission portion 30 is superimposed on the first surface of the central portion 10a (the surface facing the beam portion 18 to be formed (or already formed)).
  • the first grip part 10 and the transmission part 30 are fixed to each other at their end positions far from the fixing part 40 ( (not shown) are provided.
  • the longitudinal dimension of the transmission portion 30 is relatively long and the longitudinal dimension of the second grip portion 50 is relatively short (as a specific example,
  • the fixing portion is provided in a state in which the transmission portion 30 has an upwardly convex curved shape (curved surface shape) and the second grip portion 50 has a linear shape (planar shape). It is suitable, and similar effects can be obtained.
  • the fixing method and fixing portion of the fixing portion are the same as those of the first configuration described above, and repeated explanations will be omitted.
  • the transmitting portion 30 (specifically, the end position 30a in the longitudinal direction X) is shifted from the steady state shown in FIG. 12A to the state shown in FIG. 12B.
  • the pulling force is transmitted to the first gripping portion 10 and the second gripping portion 50 of continuous or fixed structure.
  • the joint portions 22 of the first gripping portion 10 are sequentially bent from near the distal end, and the contact portions 20 adjacent to each other across the long hole 12 are moved (deformed) toward each other, and the second gripping portion 10 is gripped.
  • the plate surface 50a of the portion 50 that is, the second contact portion
  • the plate surface 50a of the portion 50 is deformed (that is, curved) into a curved shape.
  • an effect of deforming the second contact portion 50a of the second gripping portion 50 along the workpiece W can be obtained. Therefore, as in the first embodiment (see FIG. 5), by arranging a plurality (for example, three) of the body portions 2 having these mechanisms, the second grip portion 50 (second contact portion 50a) ) can grip and release the workpiece W.
  • 12A and 12B above illustrate the case where the body portion 2 is configured based on the shape shown in FIG. 8, but the body portion 2 is configured based on the shape shown in FIG. The same applies to the case.
  • the gripping device 1 according to the present embodiment when trying to grip a workpiece using the gripping device 1 according to the first embodiment described above, the surface of the workpiece may be caught between the adjacent contact portions 20 (that is, the positions of the long holes 12).
  • the gripping device 1 according to the present embodiment second embodiment, it is possible to grip the workpiece without causing the pinching. That is, the gripping device 1 according to this embodiment is more effective in terms of preventing damage to the work.
  • the second contact portion 50a is preferably provided with a plurality of holes 50b penetrating through the plate surface by punching (punching) or the like. According to this, when the transmission part 30 is pulled and the 2nd contact part 50a is deformed (bent), it becomes possible to operate
  • the gripping device of the present invention it is possible to realize a gripping device suitable for gripping fragile workpieces by enabling deformation along the workpiece while having a simple structure.
  • the main body portion that contacts and grips the work has an integral structure formed by cutting and bending a single plate-like material, manufacturing man-hours and costs can be greatly reduced. .
  • the contact portion (at least the work side surface) of the grip portion may be provided with a covering portion made of a resin (including rubber and elastomer, the same shall apply hereinafter) material (not shown).
  • a resin including rubber and elastomer, the same shall apply hereinafter
  • hygienic handling becomes possible especially when the workpiece is food.
  • a configuration is conceivable in which each grip is covered with a bag made of a resin material.
  • a configuration is conceivable in which a glove made of a single resin material is put on a plurality of grips.
  • a configuration in which the grip portion is coated with a resin material is also conceivable.
  • a mechanism that pushes the transmission section in the opposite direction that is, a mechanism that reciprocates the transmission section may be provided (not shown). According to this, by pushing the transmission part, the distance between the tips of the gripping parts, that is, the opening dimension can be deformed in the direction of widening, so that an effect of facilitating the entry of the workpiece to the holding position can be obtained. .

Abstract

壊れやすいワークの把持を好適に行うことができると共に、構造が簡素で製造の工数およびコストを低減できる把持装置を実現することを課題とする。解決手段として、本発明に係る把持装置(1)は、ワーク(W)を把持して移動させる移動装置の把持装置であって、移動装置に固定される固定部(40)と、弾性変形してワーク(W)を把持する把持部(10)と、把持部(10)を弾性変形させる動作力を伝達する伝達部(30)と、を有する本体部(2)を複数個備え、本体部(2)は、一部材の板状材料から切断加工および折曲加工がなされて形成される一体構造である。

Description

移動装置の把持装置
 本発明は、把持装置に関し、より詳細には、ワークを把持して移動させる移動装置の把持装置に関する。
 従来より、生産ライン等における搬送や組立を行うためにロボットアーム等の機構を備えてワークの移動を行う移動装置が実用化されている。このようなロボットアーム等の機構の先端には、ワークを把持する把持装置が多く用いられている。一例として、特許文献1(特開2017-1113号公報参照)、特許文献2(特開2021-37574号公報参照)、特許文献3(特開昭59-97882号公報参照)等に開示された把持装置が知られている。
特開2017-1113号公報 特開2021-37574号公報 特開昭59-97882号公報
 例えば、特許文献1に例示される把持装置は、把持部材の先端において列状に設けられた複数の球面部をワークに圧接させて把持する構成を備えている。したがって、各球面部が独立変位してワークに追従し得るが、その一方で、ワークに加えられる把持(挟持)力が列状に集中してしまうため、壊れやすいワークの把持には向かないという課題が生じ得る。
 これに対して、特許文献2、3に例示される把持装置は、把持部材にヒンジ等を設けることによりワークに沿って変形可能とし、多くの当接部(当接面)によってワークを把持する構成を備えている。したがって、特許文献1に例示される把持装置と比較して、壊れやすいワークの把持には好適となるが、その一方で、把持部材の構造が複雑化してしまい、また、製造に際しても工数、コストが増加してしまう課題が生じ得る。
 本発明は、上記事情に鑑みてなされ、壊れやすいワークの把持を好適に行うことができると共に、構造が簡素で製造の工数およびコストを低減できる把持装置を実現することを目的とする。
 本発明は、以下に記載するような解決手段により、前記課題を解決する。
 開示の把持装置は、ワークを把持して移動させる移動装置の把持装置であって、前記移動装置に固定される固定部と、弾性変形して前記ワークを把持する把持部と、前記把持部を弾性変形させる動作力を伝達する伝達部と、を有する本体部を複数個備え、前記本体部は、一部材の板状材料から切断加工および折曲加工がなされて形成される一体構造であることを要件とする。
 本発明によれば、簡素な構造としつつ、ワークに沿った変形を可能とすることで、壊れやすいワークの把持に好適な把持装置が実現できる。また、ワークと当接して把持を行う本体部が、一部材の板状材料から切断加工および折曲加工がなされて形成される一体構造を有することによって、製造の工数およびコストを大幅に低減できる。
図1は本発明の第1の実施形態に係る把持装置の例を示す斜視図である。 図2は図1に示す把持装置の本体部の例を示す斜視図である。 図3は図2に示す本体部の展開図である。 図4は図2に示す本体部の動作説明図であり、図4Aはワークを把持する前の状態であり、図4Bはワークを把持する際の状態である。 図5は図1に示す把持装置の動作説明図である。 図6は本発明の第2の実施形態に係る把持装置の本体部の例を示す斜視図である。 図7Aは図6に示す本体部の例を示す平面図であり、図7Bは底面図である。 図8は図6に示す本体部(第1構成)の展開図である。 図9は図8に示す本体部の構成方法の説明図であり、図9Aは第5折曲部で折曲を行う状態であり、図9Bは第6折曲部で折曲を行う状態である。 図10は図6に示す本体部(第2構成)の展開図である。 図11は図10に示す本体部の構成方法の説明図であり、図11Aは第7折曲部で折曲を行う状態であり、図11Bは第8折曲部で折曲を行う状態である。 図12は図6に示す本体部の動作説明図であり、図12Aはワークを把持する前の状態であり、図12Bはワークを把持する際の状態である。
(第1の実施形態)
 以下、図面を参照して、本発明の第1の実施形態について詳しく説明する。図1は、本実施形態に係る把持装置1の例を示す斜視図(概略図)である。また、図2は、当該把持装置1の本体部2の例を示す斜視図(概略図)である。なお、実施形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する場合がある。
 本実施形態に係る把持装置1は、例えば、工業製品の生産ライン等において組立や搬送を行うために、ワークWを把持して移動させる移動装置(不図示)に装備される。当該移動装置の例としては、スカラロボット等に例示される組立・搬送ロボット(具体的には、ロボットアーム等)や取出機等が挙げられる。
 先ず、把持装置1の概要について説明する。図1に示すように、把持装置1には、ワークを把持する本体部2が複数個(一例として、三個)設けられている。これらの本体部2は、移動装置の先端に設けられる支持部3および駆動部4の両方に固定されている。この構成によれば、支持部3への固定によって本体部2全体が支持(固定)された状態で、駆動部4を駆動(具体的には、往復動)させることによって本体部2の変形動作を行うことができる(詳細は後述)。なお、本体部2の個数は上記に限定されるものではなく、変形例として、二個もしくは四個以上の複数個が設けられる構成としてもよい(不図示)。また、本実施形態においては、支持部3および駆動部4を移動装置側の構成としているが、これらと本体部2とを合わせて把持装置1として構成することも当然、可能である。
 次に、把持装置1の本体部2について説明する。図2に示すように、本体部2は、支持部3に固定される固定部40を備えている。また、当該固定部40に支持(固定)された状態で弾性変形してワークに当接して、当該ワークを把持する把持部(第1把持部)10を備えている。さらに、駆動部4に固定されて把持部10を弾性変形させる動作力を伝達する伝達部30を備えている。
 本実施形態に係る本体部2は、一部材の板状金属材料から切断加工および折曲加工が行われて形成される一体構造となっている。なお、切断加工の主要な工法例として、プレス打抜き切断工法、レーザーカッター切断工法、ウォーターカッター切断工法等が挙げられる。また、折曲加工の主要な工法例として、プレス折曲工法等が挙げられる。
 ここで、切断加工後であって折曲加工前の段階における本体部2の展開図を図3に示す。この展開図に示される平板状の切断加工後材料に対して所定の折曲加工が行われて、図2に示す形状の本体部2が形成される。なお、図2、図3に示す構成(形状)に限定されるものではない。
 続いて、本体部2の各構成について具体的に説明する。先ず、把持部10は、本体部2の短手方向Yの中央部10aに、長手方向Xと直交する複数の長孔12が形成されている。また、短手方向Yの両端部10b、10cが、長手方向Xと平行に設定される第1折曲部14および第2折曲部16の位置において折曲(一例として、それぞれ角度90度の折曲としているが、これに限定されない)がなされた状態で、当該両端部10b、10cの板面が、中央部10aの板面に対して平行、且つ所定寸法(図2における距離L)で離間する梁部18として形成されている。
 このように形成された把持部10は、中央部10aにおいて、長孔12に対して長手方向Xにおける隣接位置の所定領域がワークとの当接部20として構成されている。また、両端部10b、10cの梁部18において、長孔12に対して長手方向Xにおける同じ位置の所定領域が弾性変形時の節部22として構成されている。なお、当接部20の個数(および長孔12の個数)は、ワークの形や大きさに対応して適宜設定される。
 上記の構成によれば、一部材(本実施形態においては、板状金属材料)から切断加工および折曲加工がなされて形成される一体構造によって、ワークに沿った変形が可能な当接部20および節部22を備える把持部10を構成することができる。したがって、把持装置1自体の構成および把持装置1の製造工程のいずれに関しても、きわめて簡素なものとすることができる。
 次に、伝達部30は、把持部10から長手方向Xの一方向(図中の+X方向)に延設された板状部32が、短手方向Yと平行に設定される第3折曲部24の位置において、当該一方向に対して逆向きとなる他方向(図中の-X方向)に向けて折曲(角度180度で逆向きとなるような折曲)がなされた状態で、把持部10の中央部10aと平行に重ね合わされて構成されている。
 上記の構成によれば、伝達部30を引動することで、当該伝達部30の端部位置30aが力点となり、且つ、第3折曲部24の位置が作用点となり、把持部10を変形させてワークの保持を行うことができる。なお、当該把持動作の詳細については後述する。
 また、伝達部30は、短手方向Yの中央部に短手方向Yと直交する長孔34が一つ形成されている。これによれば、板状部32を変形させる力を弱めることができる。すなわち、伝達部30を引動する際の駆動力の低減を図ることができる。したがって、駆動機構の小型化を図ることができる。なお、変形例として、複数の長孔を連続的に設ける構成としても良い(不図示)。
 次に、固定部40は、把持部10の各梁部18から長手方向Xにおける他方向(図中の-X方向)に向かってそれぞれ延設されて構成されている。本実施形態においては、第4折曲部26の位置において折曲(一例として、角度10度~60度程度の折曲)がなされた構成となっている。これによれば、本体部2を支持部3に固定することができ、且つ、その状態で伝達部30を介して把持部10を駆動部4によって引動し、当該把持部10を変形させることができる。
 以上説明した構成によれば、本体部2が一部材の板状材料から切断加工および折曲加工がなされて形成される一体構造を有することによって、製造の工数およびコストを大幅に低減することができる。一例として、当該板状材料には、ステンレス合金(バネ用ステンレス鋼等)が用いられる。ただし、これに限定されるものではなく、その他、弾性(バネ性)を有する金属材料を用いることができる。さらに、金属材料以外にも、樹脂材料、エラストマー材料等を用いる変形例も考えられる。
 また、このように本体部2が一部材からなる簡素な構成であるにもかかわらず、把持部10にヒンジ等を設けることなくワークに沿って変形させることができ、より多くの当接部20によってワークを把持する構成が実現できる。したがって、ワークへの接触応力を抑えることができるため、特に壊れやすいワークの把持を好適に行うことができる。
 続いて、本実施形態に係る把持装置1を用いてワークWを把持する動作について説明する。ここで、図4、図5に把持装置1の動作説明図を示す。
 図4に示すように、図4Aの定常状態から、図4Bのように伝達部30(具体的には、長手方向Xの端部位置30a)を矢印A方向へ引動すると、第3折曲部24の位置に引張力が作用して、当該伝達部30と連続する把持部10に伝達される。これにより、把持部10においては、先端寄りから順次、節部22が折曲すると共に、長孔12を挟んで隣接する当接部20同士が近づくように移動(変形)する。したがって、把持部10がワークWに沿うように変形する作用が生じる。
 ここで、前述の図1、および図5に示すように、本実施形態に係る把持装置1は、本体部2を複数個(具体的には、三個)備える構成、すなわち、把持部10を複数個(具体的には、三個)備える構成となっている。したがって、各把持部10が図4Aから図4Bに示す状態となるように、駆動部4を駆動(図5においては、上方へ移動)させて各伝達部30を矢印A方向へ引動することで、各把持部10がワークWに沿うように矢印B方向へ変形する作用が生じる。このとき、把持部10の変形に応じて、複数箇所の当接部20がワークWに当接し、当該把持部10によって包み込むようにして当該ワークWを保持することができる。
 一方、図4Bの状態から、図4Aの状態へ戻す際は、伝達部30を矢印A方向へ引動している力を解除すればよい。このとき、本体部2の形成材料の弾性によって、すなわち変形した把持部10(特に、梁部18、板状部32)の復元力によって、伝達部30が矢印A方向と逆方向に移動して、図4Aに示す元の状態(定常状態)に戻る作用が生じる。したがって、把持部10によるワークWの把持を解除することができる。
 このように、本実施形態においては、伝達部30を矢印A方向へ引動する機構のみを設ければよく、逆向きに押動する機構が不要となるため、装置構成を簡素なものとすることができる。なお、上記復元力は、本体部2の形成に用いられる部材(ここでは、板状金属材料)の板厚や幅、形状等を変更することによって、適宜、設定することができる。
(第2の実施形態)
 続いて、本発明の第2の実施形態に係る把持装置1について説明する。本実施形態に係る把持装置1は、前述の第1の実施形態と基本的な構成は同様であるが、特に、本体部2の構成において相違点を有している。以下、当該相違点を中心に本実施形態について説明する。ここで、図6は、本実施形態に係る把持装置1の本体部2の例を示す斜視図(概略図)である。また、図7Aは、当該本体部2の例を示す平面図(概略図)であり、図7Bは、その底面図(概略図)である。
 本実施形態に係る把持装置1は、ワークを把持する把持部として、第1把持部10および第2把持部50を備えている。前述の第1の実施形態においては、第1把持部10がワークに当接して把持する構成であったのに対し、本実施形態においては、第1把持部10と第2把持部50とが共動しつつ、第2把持部50がワークに当接して把持する構成となっている。
 具体的には、第1把持部10は第1の実施形態と同様の構成を備えている。すなわち、本体部2の短手方向Yの中央部10aに、長手方向Xと直交する複数の長孔12が形成されている。また、短手方向Yの両端部10b、10cが、所定の位置(長手方向Xと平行に設定される第1折曲部14および第2折曲部16の位置)において折曲(一例として、それぞれ角度90度の折曲としているが、これに限定されない)がなされた状態で、当該両端部10b、10cの板面が、中央部10aの板面に対して平行、且つ所定寸法(図6における距離L)で離間する梁部18として構成される。
 ここで、本実施形態においては、中央部10aにおいて、長孔12に対して長手方向Xにおける隣接位置の所定領域が第2把持部50(詳細は後述)と当接する当接部(第1当接部)20として構成される。このとき、両端部10b、10cの梁部18において、長孔12に対して長手方向Xにおける同じ位置の所定領域が弾性変形時の節部22として構成される点は、第1の実施形態と同様である。なお、当接部20の個数(および長孔12の個数)は、ワークの形や大きさに対応して適宜設定される。
 次に、第2把持部50は、第1把持部10から長手方向Xの一方向に延設された板状部31が、所定の位置(詳細は後述)において折曲がなされて、第1把持部10の中央部10aと平行になるように当該中央部10aにおける梁部18と対向しない側の面に重ね合わされた状態で、第1把持部10と対向しない側の板面50aがワークと当接する第2当接部として構成される。
 ここで、上記板状部31は、折曲がなされることによって第2把持部50および伝達部30の構成要素となるものであるが、以下の二通りの構成方法が考えられる。一例(第1構成)として、図8に示す形状(本体部2の展開図)となるように、材料(板材)の切断加工を行う。次いで、図9Aに示すように所定の位置(短手方向Yと平行に設定される第5折曲部52の位置)において折曲を行って、第1把持部10から長手方向Xの一方向(+X方向)に延設された板状部31が、形成予定の(もしくは形成済みの)梁部18の配置側において前記一方向と逆向きとなる他方向(-X方向)に向けて折曲(角度180度で逆向きとなるような折曲)がなされた状態で第1把持部10の中央部10aと平行になるようにする。このとき、当該中央部10aにおける第1面(形成予定の(もしくは形成済みの)梁部18と対向する側の面)に重ね合わされた構成が伝達部30となる。次いで、図9Bに示すように所定の位置(短手方向Yと平行に設定される第6折曲部54の位置)において折曲を行って、伝達部30からさらに前記他方向(-X方向)に延設された板状部31が形成予定の(もしくは形成済みの)梁部18の配置側と逆側において前記一方向(+X方向)に向けて折曲(角度180度で逆向きとなるような折曲)がなされた状態で第1把持部10の中央部10aと平行になるようにする。このとき、当該中央部10aにおける第2面(形成予定の(もしくは形成済みの)梁部18と対向しない側の面)に重ね合わされた構成が第2把持部50となる。
 この構成(第1構成)において、第1把持部10と第2把持部50とは、所定の折曲がなされた状態で、固定部40から遠方となる端部位置が相互に固着される固着部60が設けられる。このとき、伝達部30の長手寸法が相対的に長く、第2把持部50の長手寸法が相対的に短くなる配置(具体例として、Y方向と平行に視て伝達部30が上に凸の曲線状(曲面状)となり、第2把持部50が直線状(平面状)となる配置)とした状態で当該固着部60が設けられる構成(不図示)が好適である(なお、寸法差はワークの形状に応じて適宜設定される)。これによれば、伝達部30を引動して第2把持部50(具体的には、第2当接部50a)を湾曲させようとすると、外周側となる伝達部30と内周側となる第2把持部50(第2当接部50a)とで曲率差が生じるため変形が困難となる。しかし、上記の状態とすることによって、曲率差に起因して変形が困難となることを防ぎ、ワーク形状に適した変形を可能とし、適切な把持を行うことができる。なお、固着部60の固着方法は、一例として、溶接(スポット溶接)を用いているが、これに限定されるものではなく、溶着、接着、かしめ、係合、嵌合等、その他の方法を用いてもよい。また、固着箇所は、複数箇所(ここでは、二箇所)としているが、これに限定されるものではなく、一箇所もしくは三箇所以上でもよい。
 次に、他の例(第2構成)として、図10に示す形状(本体部2の展開図)となるように、材料(板材)の切断加工を行う。次いで、図11Aに示すように所定の位置(短手方向Yと平行に設定される第7折曲部56の位置)において折曲を行って、第1把持部10から長手方向の一方向(+X方向)に延設された板状部31が、形成予定の(もしくは形成済みの)梁部18の配置側と逆側において前記一方向と逆向きとなる他方向(-X方向)に向けて折曲(角度180度で逆向きとなるような折曲)がなされた状態で第1把持部10の中央部10aと平行になるようにする。このとき、当該中央部10aにおける第2面(形成予定の(もしくは形成済みの)梁部18と対向しない側の面)に重ね合わされた構成が第2把持部50となる。次いで、図11Bに示すように所定の位置(短手方向Yと平行に設定される第8折曲部58の位置)において折曲を行って、第2把持部からさらに他方向(-X方向)に延設された板状部31が形成予定の(もしくは形成済みの)梁部18の配置側において前記一方向(+X方向)に向けて折曲(角度180度で逆向きとなるような折曲)がなされた状態で第1把持部10の中央部10aと平行になるようにする。このとき、当該中央部10aにおける第1面(形成予定の(もしくは形成済みの)梁部18と対向する側の面)に重ね合わされた構成が伝達部30となる。
 この構成(第2構成)において、第1把持部10と伝達部30とは、所定の折曲がなされた状態で、固定部40から遠方となる端部位置が相互に固着される固着部(不図示)が設けられる。この場合も、上記の第1構成と同様に、伝達部30の長手寸法が相対的に長く、第2把持部50の長手寸法が相対的に短くなる配置(具体例として、Y方向と平行に視て伝達部30が上に凸の曲線状(曲面状)となり、第2把持部50が直線状(平面状)となる配置)とした状態で当該固着部が設けられる構成(不図示)が好適であり、同様の作用効果が得られる。なお、当該固着部の固着方法、固着箇所に関しても、上記の第1構成と同様であり、繰り返しの説明を省略する。
 本実施形態に係る把持装置1によれば、図12に示すように、図12Aの定常状態から、図12Bのように伝達部30(具体的には、長手方向Xの端部位置30a)を矢印A方向へ引動すると、その引張力が連続もしくは固着された構造の第1把持部10および第2把持部50に伝達される。その結果、第1把持部10は、先端寄りから順次、節部22が折曲すると共に、長孔12を挟んで隣接する当接部20同士が近づくように移動(変形)し、第2把持部50は、当該当接部20に沿って、板面50aすなわち第2当接部が曲面状に変形(すなわち、湾曲)する。このようにして、第2把持部50の第2当接部50aがワークWに沿うように変形する作用が得られる。したがって、第1の実施形態と同様に(図5参照)、これらの機構を備える本体部2を複数個(例えば、三個)配置することによって、第2把持部50(第2当接部50a)によるワークWの把持・解除動作が可能となる。なお、上記の図12A、図12Bは、図8に示す形状に基づいて本体部2が構成された場合を図示したものであるが、図10に示す形状に基づいて本体部2が構成された場合も同様となる。
 例えば、前述の第1の実施形態に係る把持装置1を用いてワークを把持しようとする際に、隣接する当接部20同士の間(すなわち、長孔12の位置)にワークの表面が挟み込まれてしまうおそれがあるような場合には、本実施形態(第2の実施形態)に係る把持装置1を用いることによって、当該挟み込みを生じさせることなく、ワークを把持することが可能となる。すなわち、本実施形態に係る把持装置1は、ワークの破損防止の観点において、より効果的である。
 なお、第2当接部50aは、パンチング加工(打抜き加工)等によって、板面に貫通する複数の穴50bを設けることが好適である。これによれば、伝達部30を引動して第2当接部50aを変形(湾曲)させる際に、より小さな力で動作可能となり、駆動力の低減を図ることができる。
 以上、説明した通り、本発明に係る把持装置によれば、簡素な構造としつつ、ワークに沿った変形を可能とすることで、壊れやすいワークの把持に好適な把持装置が実現できる。また、ワークと当接して把持を行う本体部が、一部材の板状材料から切断加工および折曲加工がなされて形成される一体構造を有することによって、製造の工数およびコストを大幅に低減できる。
 なお、本発明は、以上説明した実施形態に限定されることなく、本発明を逸脱しない範囲において種々変更可能である。上記の実施形態では、一部材からなる板状金属材料から形成される構成を例に挙げて説明を行ったが、変形例として、複数部材を用いて、連結(溶接、ネジ固定等)によって形成する構成とすることも可能である(不図示)。
 また、別の変形例として、把持部の当接部(少なくともワーク側の面)に、樹脂(ゴム、エラストマーを含む、以下同じ)材料からなる被覆部が設けられる構成としてもよい(不図示)。これによれば、ワークを傷付けてしまうことを防止でき、壊れ易いワークの把持を、より一層好適に行うことができる。また、特にワークが食品である場合等において、衛生的な取扱いが可能となる。具体的な実施形態として、各把持部に樹脂材料からなる袋を被せる構成が考えられる。また、複数の把持部に対して、一つの樹脂材料からなる手袋を被せる構成も考えられる。あるいは、把持部に樹脂材料からなるコーティングを施す構成も考えられる。
 さらに、別の変形例として、伝達部を引動する機構に加えて、逆向きに押動する機構、すなわち、伝達部を往復駆動する機構を備える構成としてもよい(不図示)。これによれば、伝達部を押動することによって、各把持部の先端同士の距離、すなわち開口寸法を拡げる方向に変形させることができるため、ワークを保持位置まで進入し易くさせる効果が得られる。

Claims (11)

  1.  ワークを把持して移動させる移動装置の把持装置であって、
     前記移動装置に固定される固定部と、弾性変形して前記ワークを把持する把持部と、前記把持部を弾性変形させる動作力を伝達する伝達部と、を有する本体部を複数個備え、
     前記本体部は、一部材の板状材料から切断加工および折曲加工がなされて形成される一体構造であること
    を特徴とする把持装置。
  2.  前記把持部は、第1把持部および第2把持部を有し、
     前記第1把持部は、前記本体部の短手方向の中央部に前記本体部の長手方向と直交する複数の長孔が形成されていると共に、前記短手方向の両端部が所定の折曲がなされた状態で該両端部の板面が前記中央部の板面に対して平行で且つ所定寸法離間する梁部として形成されており、前記中央部において、前記長孔に対して前記長手方向における隣接位置の所定領域が前記第2把持部と当接する第1当接部となり、前記両端部の前記梁部において、前記長孔に対して前記長手方向における同位置の所定領域が弾性変形時の節部となる構成であり、
     前記第2把持部は、前記第1把持部から前記長手方向の一方向に延設された板状部が、所定の折曲がなされた状態で前記第1把持部の前記中央部と平行になるように前記梁部と対向しない側の面に重ね合わされた状態で、前記第1把持部と対向しない側の板面が前記ワークと当接する第2当接部となる構成であること
    を特徴とする請求項1記載の把持装置。
  3.  前記第2把持部は、板面に複数の貫通孔が形成されていること
    を特徴とする請求項2記載の把持装置。
  4.  前記伝達部は、前記第1把持部から前記長手方向の前記一方向に延設された板状部が、前記梁部の配置側において前記一方向と逆向きとなる他方向に向けて折曲がなされた状態で前記第1把持部の前記中央部と平行になるように前記梁部と対向する側の面に重ね合わされた構成であり、
     前記第2把持部は、前記伝達部からさらに前記他方向に延設された板状部が前記梁部の配置側と逆側において前記一方向に向けて折曲がなされた状態で前記第1把持部の前記中央部と平行になるように前記梁部と対向しない側の面に重ね合わされた構成であること、
    を特徴とする請求項2記載の把持装置。
  5.  前記第1把持部と前記第2把持部とは所定の折曲がなされた状態で、前記固定部から遠方となる端部位置が相互に固着されていること
    を特徴とする請求項4記載の把持装置。
  6.  前記第2把持部は、前記第1把持部から前記長手方向の前記一方向に延設された板状部が、前記梁部の配置側と逆側において前記一方向と逆向きとなる他方向に向けて折曲がなされた状態で前記第1把持部の前記中央部と平行になるように前記梁部と対向しない側の面に重ね合わされた構成であり、
     前記伝達部は、前記第2把持部からさらに前記他方向に延設された板状部が前記梁部の配置側において前記一方向に向けて折曲がなされた状態で前記第1把持部の前記中央部と平行になるように前記梁部と対向する側の面に重ね合わされた構成であること、
    のいずれかを備えていること
    を特徴とする請求項2記載の把持装置。
  7.  前記伝達部と前記第1把持部とは、所定の折曲がなされた状態で、前記固定部から遠方となる端部位置が相互に固着されていること
    を特徴とする請求項6記載の把持装置。
  8.  前記伝達部と前記第2把持部とは、前記伝達部の長手寸法が相対的に長く、前記第2把持部の長手寸法が相対的に短くなるように構成されていること
    を特徴とする請求項5または請求項7記載の把持装置。
  9.  前記固定部は、前記把持部の前記梁部から前記長手方向の前記他方向に延設されて構成されていること
    を特徴とする請求項8記載の把持装置。
  10.  前記把持部は、第1把持部を有し、
     前記第1把持部は、前記本体部の短手方向の中央部に前記本体部の長手方向と直交する複数の長孔が形成されていると共に、前記短手方向の両端部が所定の折曲がなされた状態で該両端部の板面が前記中央部の板面に対して平行で且つ所定寸法離間する梁部として形成されており、前記中央部において、前記長孔に対して前記長手方向における隣接位置の所定領域が前記ワークと当接する第1当接部となり、前記両端部の前記梁部において、前記長孔に対して前記長手方向における同位置の所定領域が弾性変形時の節部となる構成であること
    を特徴とする請求項1記載の把持装置。
  11.  前記伝達部は、前記第1把持部から前記長手方向の一方向に延設された板状部が、前記梁部の配置側において前記一方向と逆向きとなる他方向に向けて折曲がなされた状態で前記第1把持部の前記中央部と平行になるように前記梁部と対向する側の面に重ね合わされて構成されていること
    を特徴とする請求項10記載の把持装置。

     
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