JP7425864B2 - グリッパー - Google Patents

Description

優先権の主張
本願は、２０１９年９月２０日に出願された中国出願番号２０１９２１５７２５１４．９及び２０１９年９月２０日に出願された中国出願番号２０１９１０８９４００１．８に対する優先権を主張するものであり、その全体は参照により本明細書に組み込まれるものとする。

本願は、物体挟持の技術分野に関し、特にグリッパーに関する。

科学技術の発展に伴い、工業生産、日常生活において何らかの物体をグリッパーでピックアップする必要がある。グリッパーは、通常、駆動機構、伝動機構及びグリップ爪を含む。従来技術では、伝動機構及びグリップ爪は、いずれも剛性構造であり、剛性伝動機構がグリップ爪を動かして挟持動作を行う場合、グリップ爪の間の距離は一定であり、硬くない物体に損傷を及ぼす可能性が高い。すなわち、従来技術の剛性グリッパーを利用して比較的もろい物体（例えば、卵、ガラス瓶、果物など）をピックアップするとき、物体を損傷する可能性が高い。従来技術では、エアバッグ式グリッパーもあり、エアバッグ構造が異なる気圧で変形するという原理を利用して、物体の挟持を実現する。しかしながら、エアバッグ式グリッパーは、エアバッグの気密性に対する要件が極めて高く、成形プロセスが複雑であり、耐用年数が短い。また、可撓性指部を微小な寸法で製造することは難しいため、寸法が小さく、密集して配列された物品をピックアップするのに適していない。

本願が、一定の寸法範囲内の物体をピックアップすることができるだけでなく、寸法が小さく、密集して配列された物品をピックアップすることもできるグリッパーを提供することを目的とする。

本願の一態様は、グリッパーを提供し、前記グリッパーは、ハウジングと、前記ハウジング内に収容される駆動機構と、前記ハウジングの外部に部分的に設置され、少なくとも２つのグリップ爪を含むグリップ爪アセンブリとを含み、前記駆動機構は、前記グリップ爪アセンブリを動かして動作することにより、前記グリップ爪アセンブリを第１の変形状態と第２の変形状態との間で切り替えることができ、第１の変形状態では、前記少なくとも２つのグリップ爪は互いに接近し、第２の変形状態では、前記少なくとも２つのグリップ爪は互いに分離する。

本願の実施例の技術的解決手段をより明確に説明するため、以下、実施例の説明に必要な図面を簡単に説明する。明らかなことに、以下に説明される図面は、単に本願の例又は実施例の一部にすぎず、当業者であれば、創造的な労力を要することなく、これらの図面に基づいて本願を他の類似するシナリオに応用することができる。

本願のいくつかの実施例に係るグリッパーの正面図である。 本願のいくつかの実施例に係るグリッパーの閉じた状態の正面図の断面図である。 本願の他のいくつかの実施例に係るグリッパーの開いた状態の正面図の断面図である。 本願の他のいくつかの実施例に係るグリッパー閉じた状態の正面図の断面図である。 本願のいくつかの実施例に係る、離脱補助機構を有するグリッパーの正面図である。

本願の目的、技術的解決手段及び利点をより明確にするため、以下、図面及び実施例を参照しながら、本願をさらに詳細に説明する。本明細書に説明された具体的な実施例は、本願を解釈するためのものにすぎず、本願を限定するものではないことを理解すべきである。

逆に、本願は、特許請求の範囲によって定義された、本願の趣旨及び範囲で行われた任意の代替、修正、同等の方法及び解決手段を含む。さらに、公衆が本願をよりよく理解するため、以下の本願の詳細な説明において、いくつかの特定の詳細な部分を詳しく説明する。当業者であれば、これらの詳細な部分の説明がなくても本願を完全に理解することができる。

当業者であれば理解できるように、本願における「第１」及び「第２」などの用語は、異なる設備、モジュール又はパラメータなどを区別するためのものにすぎず、いかなる特定の技術的な意味を表すものではなく、それらの必然的な論理的順序を表すものでもない。

従来技術では、物体をピックアップするグリッパーは、主に、伝動式グリッパー及びエアバッグ式グリッパーに分けられている。伝動式グリッパーは、通常、シリンダの圧力変化を剛性接続機構の運動動力源とすることにより、剛性接続機構が剛性グリップ爪を動かして挟持動作を行うことができる。しかしながら、剛性グリップ爪が剛性接続機構により挟持している間に、剛性グリップ爪の各指部の閉じた状態は毎回一致である。すなわち、１つの剛性グリップ爪は、１つの寸法の物体のみをマッチングして挟持することができ，例えば、直径が１０ｍｍの物体のみを挟持できる剛性グリップ爪は、直径が１２ｍｍの物体を挟持すると、物体を損傷する可能性がある。直径が１０ｍｍの物体のみを挟持できる剛性グリップ爪は、直径が８ｍｍの物体を挟持すると、剛性グリップ爪の挟持力が不足するため、直径が８ｍｍの物体を挟持することができない可能性がある。

エアバッグ式グリッパーは、通常、エアバッグ構造が異なる気圧で変形するという原理を利用して、物体の挟持動作を実現する。しかしながら、エアバッグ式グリッパーは、エアバッグの気密性に対する要件が極めて高く、成形プロセスが複雑であり、耐用年数が短い。また、可撓性指部を微小な寸法で製造することが難しいため、寸法が小さく、密集して配列された物品をピックアップするのに適していない。

本願の実施例は、一定の寸法範囲内の物体をピックアップすることができるだけでなく、寸法が小さく、密集して配列された物品をピックアップすることもでき、物体を挟持する様々な操作状況に適応し、さらに物体挟持の操作効率を向上させることができるグリッパーに関する。そして、本願に係るグリッパーの挟持部は、可撓性を利用して物体を挟持することができ、すなわち、挟持部又はグリップ爪と物体との間の接触は、可撓性接触に属し、挟持力を一定の範囲内に制御することにより、剛性挟持部の大きすぎる挟持力による被挟持体への損傷を回避することができる。

図１は、本願のいくつかの実施例に係るグリッパーの正面図である。図２は、本願のいくつかの実施例に係るグリッパーの閉じた状態の正面図の断面図である。

以下、図１及び図２を参照しながら、本願の実施例に係るグリッパー１００を詳細に説明する。以下の実施例は、本願を解釈するためのものにすぎず、本願を限定するものではないことに留意すべきである。

本願のいくつかの実施例では、グリッパー１００は、ハウジング１１０、駆動機構１２０及びグリップ爪アセンブリ１５０を含んでもよい。いくつかの実施例では、駆動機構１２０は、前記ハウジング１１０内に収容されてもよい。グリップ爪アセンブリ１５０は、前記ハウジング１１０の外部に部分的に設置されてもよい。駆動機構１２０は、前記グリップ爪アセンブリ１５０に接続されてもよい。いくつかの実施例では、前記接続は、粘着のような取り外し不能な固定接続であってもよい。いくつかの実施例では、前記接続は、ネジによる接続のような取り外し可能な固定接続であってもよい。いくつかの実施例では、駆動機構１２０は、前記グリップ爪アセンブリ１５０を直接動かして動作することにより、グリップ爪アセンブリ１５０を弾性変形させ、さらに前記グリップ爪アセンブリ１５０を第１の変形状態と第２の変形状態との間で切り替えることができる。本願の実施例は、グリップ爪アセンブリ１５０の弾性変形を利用して、一定の寸法範囲内の被挟持体を挟持することができる。例えば、直径が１０ｍｍの被挟持体のみを挟持できる剛性グリップ爪を本願の実施例における弾性変形を有するグリップ爪アセンブリ１５０に置き換えると、本願の実施例におけるグリップ爪アセンブリ１５０は、直径が８～１０ｍｍの被挟持体を挟持できるため、グリップ爪アセンブリ１５０の弾性変形は、グリッパーの実用性を向上させることができる。また、グリップ爪アセンブリ１５０が弾性を有するため、グリップ爪アセンブリ１５０は、壁厚が薄く、強度が弱いか又は内外面が損傷されやすい被挟持体への損傷を回避することができる。

いくつかの実施例では、第１の変形状態では、グリップ爪アセンブリ１５０の少なくとも２つのグリップ爪は、互いに接近して被挟持体を挟持することができる。第２の変形状態では、グリップ爪アセンブリ１５０の少なくとも２つのグリップ爪は、互いに分離して被挟持体を緩めることができる。いくつかの実施例では、第１の変形状態では、グリップ爪アセンブリ１５０の少なくとも２つのグリップ爪は、互いに分離して被挟持体を解放することができる。第２の変形状態では、グリップ爪アセンブリ１５０の少なくとも２つのグリップ爪は、互いに接近して被挟持体を挟持することができる。したがって、本願の実施例は、第１の変形状態及び第２の変形状態を使用してグリップ爪アセンブリ１５０の少なくとも２つのグリップ爪の相対的な位置関係を説明することにより、グリップ爪アセンブリ１５０が被挟持体を挟持すること、及びグリップ爪アセンブリ１５０が被挟持体を解放することを示す。本願の実施例は、第１の変形状態及び第２の変形状態でのグリップ爪アセンブリ１５０の少なくとも２つのグリップ爪の相対的な位置を限定しない。すなわち、本願の実施例における第１の変形状態と第２の変形状態とは、グリップ爪アセンブリ１５０の少なくとも２つのグリップ爪の２つの異なる相対的な位置関係を区別することができる。

いくつかの実施例では、ハウジング１１０は、駆動機構１２０を被覆してもよい。ハウジング１１０は、グリップ爪アセンブリ１５０を被覆してもよい。いくつかの実施例では、ハウジング１１０は、グリップ爪アセンブリ１５０の一部を被覆してもよい。本願に係るグリッパー１００の作業環境が屋内、屋外、水中又は特殊な媒体などの特殊な環境であってもよいため、ハウジング１１０の材料は、グリッパー１００の特殊な環境に従って決定されてもよい。本願の実施例は、ハウジング１１０の材料にいかなる制限も加えない。

いくつかの実施例では、駆動機構１２０は、前記ハウジング１１０内に収容されてもよい。例えば、駆動機構１２０は、前記ハウジング１１０内に完全に収容されてもよい。駆動機構１２０は、前記ハウジング１１０内に部分的に収容されてもよい。いくつかの実施例では、駆動機構１２０は、ハウジング１１０に接続されてもよい。前記接続は、螺合、係止のような取り外し可能な接続を含んでもよい。いくつかの実施例では、駆動機構１２０は、グリップ爪アセンブリ１５０に接続されてもよい。前記接続は、粘着のような固定接続であってもよい。駆動機構１２０は、グリップ爪アセンブリ１５０に動力を与えることができ、駆動機構１２０は、グリップ爪アセンブリ１５０を第１の変形状態と第２の変形状態との間で切り替えることができる。すなわち、駆動機構１２０は、グリップ爪アセンブリ１５０に被挟持体を締め付けさせるか、及び／又は被挟持体を解放することができる。本願の実施例では、駆動機構１２０は、空気圧駆動、電気駆動又は油圧駆動などを含んでもよい。従来技術では剛性伝動機構が剛性グリップ爪を動かして被挟持体を挟持することに比べて、本願の実施例に係るグリッパー１００は、被挟持体を挟持する場合に伝動機構を必要としないことがある。したがって、本願の実施例に係るグリッパー１００は、構造がより簡単であり、体積がより小さく、製造コストがより低い。同時に、伝動機構がある解決手段では、物体を挟持する過程において、伝動機構の動作中に摩擦が大きいため、駆動機構１２０にとって、伝動機構を動作させるのにより大きな力が必要である。したがって、本願の実施例に係るグリッパー１００は、より省エネルギーであり、かつ耐用年数がより長い。また、伝動機構の動作中に摩擦が大きいため、伝動機構の部品を定期的に交換する必要があり、伝動機構の部品の価格が一般的に高いため、グリッパーの後期のメンテナンス費用の増加をもたらす。したがって、本願の実施例に係るグリッパー１００は、耐用年数がより長く、より省エネルギーであり、より経済的であるという利点を有する。

いくつかの実施例では、グリップ爪アセンブリ１５０は、ハウジング１１０に回転可能に接続されてもよく、ピンによる接続などである。駆動機構１２０が、前記グリップ爪アセンブリ１５０を動かして第１の変形状態（又は第２の変形状態）から第２の変形状態（又は第１の変形状態）に切り替える場合、グリップ爪アセンブリ１５０の少なくとも２つのグリップ爪は、回転することができる。いくつかの実施例では、前記グリップ爪アセンブリ１５０は、少なくとも２つのグリップ爪を含んでもよく、例えば、前記グリップ爪アセンブリ１５０は、２つのグリップ爪を含んでもよい。例えば、グリップ爪アセンブリ１５０は、３つのグリップ爪を含んでもよい。また、例えば、グリップ爪アセンブリ１５０は、４つのグリップ爪を含んでもよい。本願の実施例に係るグリッパー１００について、グリップ爪の数は限定されず、グリップ爪の数は、被挟持体の性質（例えば、形状など）に応じて設定されてもよい。エアバッグ式グリッパーと比べて、本願の実施例におけるグリップ爪アセンブリ１５０が少なくとも２つのグリップ爪の指部の末端により、被挟持体を挟持することができるため、本願の実施例に係るグリッパー１００は、狭い空間で密集して配列された物体を挟持するのに適用することができる。いくつかの実施例では、グリップ爪アセンブリ１５０の複数のグリップ爪は、円周状に分布してもよく、円周状に均一に分布してもよい。本願の実施例に係るグリッパー１００について、グリップ爪の分布は限定されず、グリップ爪アセンブリ１５０の複数のグリップ爪は、被挟持体を挟持することができればよい。

いくつかの実施例では、グリップ爪アセンブリ１５０が弾性変形するか又は２つの変形状態の間で切り替えることができるように、前記グリップ爪アセンブリ１５０は、可撓性材料であってもよい。いくつかの実施例では、可撓性材料自体の柔らかさ及び弾性を利用して、可撓性グリップ爪を外力作用で第１の変形状態から第２の変形状態に切り替えることができ、外力がなくなると、前記可撓性グリップ爪は、第１の変形状態に復帰することができる。いくつかの実施例では、グリップ爪アセンブリ１５０は、弾性金属片であってもよい。いくつかの実施例では、弾性金属片は、一定の弾性変形範囲内で曲げて変形することができ、弾性金属片が外力を受けるときに第１の外形状態から第２の外形状態に切り替えることができ、外力がなくなると、弾性金属片が第１の外形状態に自動的に復帰することができる。いくつかの実施例では、グリップ爪アセンブリ１５０は、さらに剛性材料を部分的に含んでもよく、グリップ爪アセンブリ１５０は、可撓性材料を部分的に含んでもよい。例えば、グリップ爪アセンブリ１５０における少なくとも１つのグリップ爪は、可撓性材料のみを含んでもよい。いくつかの実施例では、グリップ爪アセンブリ１５０における少なくとも１つのグリップ爪は、可撓性材料を少なくとも部分的に含んでもよい。いくつかの実施例では、グリップ爪アセンブリ１５０における少なくとも１つのグリップ爪は、可撓性材料のみを含んでもよい。いくつかの実施例では、グリップ爪アセンブリ１５０における少なくとも１つのグリップ爪が可撓性材料を部分的に含んでもよい場合、グリップ爪アセンブリ１５０のグリップ爪を弾性鋼片により接続することができる。いくつかの実施例では、弾性鋼片は、グリップ爪アセンブリ１５０に弾性を持たせることができ、グリップ爪の一部の可撓性材料は、グリップ爪アセンブリ１５０に可撓性を持たせることができ、グリップ爪アセンブリ１５０の可撓性により、グリップ爪アセンブリが被挟持体をピックアップする時に被挟持体を損傷することを回避することができる。

いくつかの実施例では、可撓性材料は、弾性材料のような一定の弾性を有する材料であってもよい。可撓性材料は、シリコーンゴムであってもよい。例えば、熱加硫型固体有機シリコーンゴム、フルオロシリコーンゴム、液状シリコーンゴムである。シリコーンゴムは、高低温安定性、広い硬度範囲（１０～８０ショア硬度）、耐化学品、高い密封特性、高い電気特性、耐圧縮変形などの優れた特性を有し、従来の有機エラストマーに比べて、シリコーンゴムは、特に加工製造しやすく、エネルギー消費量が小さい状況でプレス成形、圧延、押出されてもよく、製造効率が高い。引張強度は、一枚のシリコーンゴム材料サンプルを引き裂くときに各範囲単位に必要な力を指す。熱加硫型固体有機シリコーンゴムの引張強度範囲は、４．０～１２．５ＭＰａの間にあり、フルオロシリコーンゴムの引張強度範囲は、８．７～１２．１ＭＰａの間にあり、液状シリコーンゴムの引張強度範囲は、３．６～１１．０ＭＰａの間にある。伸び率とは、「限界破断伸び」又はサンプルが破断したときの元の長さに対する増加率を意味する。熱加硫型固体シリコーンゴムの一般的な伸び率範囲は、９０～１１２０％の間にあり、フルオロシリコーンゴムの一般的な伸び率は、１５９～６９９％の間にあり、液状シリコーンゴムの一般的な伸び率は、２２０～９００％の間にある。加工方法、硬化剤及び温度の異なる選択は、いずれもサンプルの伸び率を大幅に変更することができる。シリコーンゴムをグリップ爪アセンブリ１５０の材料として選択し、被挟持体の外表面又は内側面が複雑な輪郭である場合、シリコーンゴムは、大きく変形できるという特性を有し、対象物体の外表面又は内側面と効果的に貼り合わせることができるため、グリップ爪アセンブリ１５０に複雑な設計を予め行わずに挟持を実現することができる。いくつかの実施例では、グリップ爪アセンブリ１５０の材料は、ゴムであってもよい。例えば、天然ゴム、スチレンブタジエンゴム、ブタジエンゴム、イソプレンゴムなどである。いくつかの実施例では、グリップ爪アセンブリ１５０の材料は、熱可塑性エラストマー又は弾性複合材料であってもよい。例えば、グリップ爪アセンブリ１５０は、スチレン系ＴＰＥ熱可塑性エラストマー（例えば、ＳＢＳ、ＳＥＢＳ、ＳＥＰＳ、ＥＰＤＭ／スチレン、ＢＲ／スチレン、ＣＩ－ＩＩＲ／スチレン、ＮＰ／スチレン）、オレフィン系ＴＰＥ熱可塑性エラストマー（例えば、動的加硫型ＴＰＯ）、ジエン系ＴＰＥ熱可塑性エラストマーなどで製造されてもよい。また、例えば、グリップ爪アセンブリ１５０は、ＰＯＥ弾性複合材料などで製造されてもよい。本願の実施例に係るグリップ爪アセンブリ１５０は、可撓性材料で製造され、被挟持体を挟持する場合、グリップ爪アセンブリ１５０は、被挟持体との接触面積を増大させることにより、グリッパー１００が被挟持体を挟持する過程において、被挟持体を落下しにくくすることができる。同時に、本願の実施例に係るグリップ爪アセンブリ１５０は、被挟持体へのグリップ爪アセンブリ１５０による挟持損傷を回避することもできる。

いくつかの実施例では、グリップ爪アセンブリ１５０の弾性変形の大きさは、グリップ爪の材料に関連することができる。例えば、グリップ爪の材料の弾性が高いほど、グリップ爪アセンブリ１５０が発生できる弾性変形が大きくなり、前記少なくとも２つのグリップ爪が発生できる相対変位が大きくなり、グリップ爪アセンブリ１５０が挟持できる被挟持体の寸法範囲が大きくなる。いくつかの実施例では、グリップ爪アセンブリ１５０の弾性変形の大きさは、駆動機構１２０が印加した力の大きさに関連することもできる。例えば、駆動機構１２０がシリンダである場合、グリップ爪アセンブリ１５０の弾性変形の大きさは、ピストンのストロークに関連する。いくつかの実施例では、駆動機構１２０がグリップ爪アセンブリ１５０に伝達する力が大きいほど、グリップ爪アセンブリ１５０が発生する弾性変形が大きくなり、前記少なくとも２つのグリップ爪が発生できる相対変位が大きくなる。例えば、駆動機構１２０がグリップ爪アセンブリ１５０に伝達する力が大きいほど、グリップ爪アセンブリ１５０の少なくとも２つのグリップ爪が互いに接近するとき、前記少なくとも２つのグリップ爪の間隔が小さくなる。また、例えば、駆動機構１２０がグリップ爪アセンブリ１５０に伝達する力が大きいほど、グリップ爪アセンブリ１５０の少なくとも２つのグリップ爪が互いに分離するとき、前記少なくとも２つのグリップ爪の間隔が大きくなる。いくつかの実施例では、グリップ爪アセンブリ１５０の弾性変形の大きさは、グリップ爪の末端（被挟持体を挟持するときに、主な挟持作用を果たすグリップ爪部位）の幾何学的特徴に関連することもできる。

本願の実施例に係るグリッパー１００は、グリップ爪アセンブリ１５０の挟持方式にいかなる制限も加えない。いくつかの実施例では、グリッパー１００は、グリップ爪アセンブリ１５０により被挟持体の外表面に接触して挟持することができる。いくつかの実施例では、グリッパー１００は、グリップ爪アセンブリ１５０により被挟持体の内壁に接触してピックアップすることもでき、すなわち、グリップ爪アセンブリ１５０は、被挟持体の内側から被挟持体の内壁を支持して被挟持体をピックアップすることができる。例えば、被挟持体が内口径を有する物体（例えば、ビーカーなど）を含む場合、グリッパー１００のグリップ爪アセンブリ１５０は、第１の変形状態（グリップ爪が互いに接近する）で被挟持体の内側に入ることができ、駆動機構１２０を起動すると、駆動機構１２０は、グリップ爪アセンブリ１５０を動かして第２の変形状態（グリップ爪が互いに分離する）に切り替えることができ、グリップ爪アセンブリ１５０が被挟持体の内壁に支持されると、被挟持体をピックアップすることができる。いくつかの実施例では、グリッパー１００は、グリップ爪アセンブリ１５０の少なくとも１つのグリップ爪が被挟持体の外表面に接触し、かつグリップ爪アセンブリ１５０の少なくとも１つのグリップ爪が被挟持体の内壁に接触することにより、被挟持体を挟持することもできる。すなわち、グリッパー１００は、グリップ爪アセンブリ１５０の少なくとも２つのグリップ爪がそれぞれ被挟持体（例えば、ビーカーなど）の内壁と外表面に接触することにより、被挟持体を挟持することができる。

いくつかの実施例では、グリッパー１００は、接続アセンブリ１３０をさらに含んでもよい。前記接続アセンブリ１３０の一端は、前記駆動機構１２０に接続され、前記接続アセンブリ１３０の他端は、前記グリップ爪アセンブリ１５０に接続される。いくつかの実施例では、駆動機構１２０とグリップ爪アセンブリ１５０との間に設置された接続アセンブリ１３０が運動伝達又は運動変換に用いられるため、駆動機構１５０の運動は、グリップ爪アセンブリ１５０を動かして第１の変形状態から第２の変形状態に切り替えることができる。例えば、接続アセンブリ１３０は、駆動機構１２０の直線運動をグリップ爪アセンブリ１５０に伝達することができる。また、例えば、接続アセンブリ１３０は、駆動機構１２０の回転運動を直線運動に変換し、さらにグリップ爪アセンブリ１５０を動かして動作することができる。いくつかの実施例では、駆動機構が直線運動機構である場合、接続アセンブリ１３０は、駆動機構の直線運動をグリップ爪アセンブリ１５０に伝達する接続部材を含んでもよい。いくつかの実施例では、駆動機構が回転運動機構である場合、接続アセンブリ１３０は、カムリンクアセンブリを含んでもよい。以下、図面を参照して詳細に説明する。

本願の実施例に係るグリッパー１００は、接続アセンブリ１３０にいかなる制限も加えない。本願の実施例に係るグリッパー１００の駆動機構１２０及び接続アセンブリ１３０は、具体的な使用環境及び動作ニーズに応じて選択することができる。

いくつかの実施例では、前記駆動機構１２０は、直線駆動機構を含んでもよい。いくつかの実施例では、前記直線駆動機構は、シリンダピストン式駆動機構を含んでもよい。図２に示すように、駆動機構１２０は、直線駆動機構であり、駆動アセンブリ１２０は、シリンダケース１２１、シリンダピストンロッド１２２及びシリンダホルダ１２３を含んでもよい。シリンダケース１２１は、グリッパー１００のハウジング１１０に固定接続されてもよい。いくつかの実施例では、固定接続は、溶接などを含んでもよい。シリンダケース１２１は、シリンダホルダ１２３及び取付ナット１２４によりグリッパー１００のハウジング１１０に接続されてもよい。前記シリンダピストンロッド１２２は、駆動アセンブリ１２０の駆動作用で往復直線運動することができる。他のいくつかの実施例では、前記駆動機構は、回転駆動機構を含んでもよい。回転駆動機構の実施例では、グリップ爪アセンブリと駆動機構との間に運動変換機能を有する接続アセンブリを必要として、駆動機構の回転を直線運動に変換し、直線運動をグリップ爪アセンブリに伝達し、さらにグリップ爪アセンブリを２つの変形状態の間で切り替える。いくつかの実施例では、前記接続アセンブリは、カムアセンブリを含んでもよく、カムアセンブリは、駆動機構に接続される第１のカムを含んでもよく、グリップ爪アセンブリに接続される第２のカムをさらに含んでもよく、第１のカムと第２のカムとが嵌合されて、第１のカムの回転により第２のカムの直線運動を駆動することができる。

図１及び図２に示すように、前記接続アセンブリ１３０は、接続部材を含んでもよい。前記接続部材の一端は、前記駆動機構１２０に固定接続されてもよく、例えば、前記接続部材の一端は、締付ナット１２５によりシリンダピストンロッド１２２に接続されてもよい。前記接続部材の他端は、前記少なくとも２つのグリップ爪に固定接続されてもよく、前記固定接続は、粘着などであってもよい。前記グリッパー１００は、前記少なくとも２つのグリップ爪を前記ハウジング１１０に回転可能に固定する位置決め軸１４０をさらに含んでもよく、前記グリップ爪アセンブリ１５０が前記第１の変形状態から第２の変形状態に切り替えられると、前記少なくとも２つのグリップ爪は、前記位置決め軸１４０の周りを回転することができる。例えば、前記少なくとも２つのグリップ爪が前記位置決め軸１４０の周りを回転することができることは、前記少なくとも２つのグリップ爪の端部が位置決め軸１４０の周りを回転することができることを含んでもよい。

図２は、本願の実施例に記載のグリッパーの閉じた状態の正面図の断面図であり、グリッパー１００は、２指グリッパーである。グリップ爪アセンブリ１５０の２つの端部にグリップ爪位置決め孔が形成されてもよく、ハウジング１１０にハウジング位置決め孔が形成されてもよく、前記位置決め軸１４０は、グリップ爪位置決め孔及びハウジング位置決め孔とマッチングすることができる。すなわち、グリップ爪アセンブリ１５０の２つの端部は、位置決め軸１４０によりハウジング１１０に回転可能に接続されてもよい。いくつかの実施例では、前記位置決め軸１４０の数は、前記グリップ爪アセンブリ１５０のグリップ爪の数と同じであってもよい。位置決め軸１４０の数は、グリップ爪の数に応じて決定することができ、このように、グリップ爪の挟持力を向上させることができる。位置決め軸１４０の数は、２個、３個又は４個などであってもよい。図２に示すように、グリッパー１００は、２指グリッパーであり、グリップ爪アセンブリ１５０のグリップ爪の数は２個であり、位置決め軸１４０の数も２個であり、グリップ爪アセンブリ１５０の２つのグリップ爪は、グリップ爪接続部材１５１により接続される。前記接続は、一体接続であってもよく、粘着などであってもよい。図２は、本願のいくつかの実施例に示し、２指グリッパーの閉じた状態の正面図の断面図であり、前記接続部材の他端は、グリップ爪アセンブリ１５０のグリップ爪接続部材１５１に固定接続されてもよい。他のいくつかの実施例では、グリップ爪接続部材を採用せず、すなわち、グリップ爪アセンブリの各グリップ爪は、いずれも接続部材に直接接続されてもよい。駆動機構１２０のシリンダが起動され、シリンダピストンロッド１２２がシリンダケース１２１から伸び出すとき、シリンダピストンロッド１２２が、それに接続された接続部材を動かして外向きに押し、接続部材が、それに接続されたグリップ爪接続部材１５１を動かして外向きに押して、グリップ爪アセンブリ１５０が弾性変形し、グリップ爪アセンブリ１５０の２つの端部が位置決め軸１４０の周りを回転して、グリップ爪アセンブリ１５０の挟持端が開くというプロセスは、被挟持体を解放する。

いくつかの実施例では、前記接続アセンブリ１３０は、カム部及び接続ロッド１３１を含んでもよく、前記接続ロッド１３１の一端は、前記駆動機構１２０に接続されてもよく、駆動機構１２０は、直線駆動機構を含んでもよく、前記直線駆動機構は、シリンダピストン式駆動機構を含んでもよい。図３及び図４に示すように、駆動機構１２０は、シリンダケース１２１、シリンダピストンロッド１２２及びシリンダホルダ１２３を含んでもよい。シリンダケース１２１は、グリッパー１００のハウジング１１０に固定接続されてもよい。固定接続は、溶接などであってもよい。シリンダケース１２１は、シリンダホルダ１２３及び取付ナット１２４によりグリッパー１００のハウジング１１０に接続されてもよい。前記シリンダピストンロッド１２２は、駆動機構１２０の駆動作用で往復直線運動することができる。前記接続ロッド１３１の一端は、締付ナット１２５によりシリンダピストンロッド１２２に接続されてもよい。前記接続ロッド１３１の他端は、前記カム部に接続されてもよく、前記カム部は、前記グリップ爪アセンブリ１５０に当接してもよい。いくつかの実施例では、前記接続ロッド１３１は、前記カム部と噛合接続されてもよく、前記接続ロッド１３１は、第１の歯部を含んでもよく、前記カム部は、第２の歯部を含んでもよく、前記第１の歯部と前記第２の歯部が噛み合うことにより前記カム部を回転させることができる。いくつかの実施例では、前記第１の歯部及び前記第２の歯部は、複数の連続した歯を含んでもよい。駆動機構１２０の駆動ストロークは、接続アセンブリ１３０のストロークに影響を与えることができ、さらにグリップ爪アセンブリ１５０の弾性変形の程度に影響を与えることができる。したがって、本願の実施例は、連続した歯の数にいかなる制限も加えない。本願の実施例における連続した歯の数は、グリップ爪アセンブリ１５０の弾性変形の程度、駆動機構１２０の駆動ストローク及び／又は被挟持体の性質（例えば、被挟持体の寸法及び形状など）などに応じて選択することができる。いくつかの実施例では、前記カム部は、カム１３２を含んでもよく、前記カム１３２は、カム固定軸によりハウジング１１０に固定されてもよく、カム固定軸の周りを回転することができる。本願の実施例は、カム１３２の具体的な形状にいかなる制限も加えず、カム１３２は、実際の必要に応じて選択することができる。前記カム１３２は、第２の歯部を含んでもよく、前記第１の歯部と前記第２の歯部が噛み合うことにより前記カム１３２を回転させることができる。前記駆動機構１２０が前記接続ロッド１３１を駆動する場合、前記カム部（又はカム１３２）の回転により、前記グリップ爪アセンブリ１５０を動かして第１の変形状態と第２の変形状態との間で切り替えることができる。

図３は、本願の他のいくつかの実施例に係るグリッパーの開いた状態の正面図の断面図である。図４は、本願の他のいくつかの実施例に係るグリッパーの閉じた状態の正面図の断面図である。

いくつかの実施例では、前記位置決め軸１４０の数は、前記グリップ爪アセンブリ１５０のグリップ爪の数と異なってもよい。図３及び図４に示すように、グリッパー１００は、２指グリッパーである。前記グリップ爪アセンブリ１５０のグリップ爪の数は２個である。グリップ爪アセンブリ１５０の２つのグリップ爪は、グリップ爪接続部材１５１により接続されてもよい。前記接続は、一体接続であってもよく、粘着などであってもよい。グリップ爪接続部材１５１にグリップ爪位置決め孔が形成されてもよく、ハウジング１１０に１つのハウジング位置決め孔のみが形成されてもよく、前記グリッパー１００は、位置決め軸１４０’をさらに含んでもよく、前記位置決め軸１４０’は、グリップ爪位置決め孔及びハウジング位置決め孔とマッチングすることができ、すなわち、前記位置決め軸１４０’は、前記ハウジング位置決め孔及び前記グリップ爪位置決め孔に固定接続されてもよい。本願の実施例では、グリップ爪アセンブリ１５０がグリップ爪接続部材１５１及び位置決め軸１４０’によりハウジング１１０に回転可能に接続されることは、同様に３指グリッパー、４指グリッパーなどの多指グリッパーに適用される。前記グリップ爪アセンブリ１５０は、位置決め軸１４０’によりハウジング１１０に回転可能に接続される。グリップ爪アセンブリ１５０が前記第１の変形状態（又は第２の変形状態）から第２の変形状態（又は第１の変形状態）に切り替えられると、前記２つのグリップ爪は、前記位置決め軸１４０’の周りを回転することができる。いくつかの実施例では、前記グリップ爪アセンブリ１５０の端部にスライダ１３３が設置されてもよく、スライダ１３３は、カム１３２に当接してもよい。いくつかの実施例では、前記スライダ１３３の材料は、剛性材料であってもよい。スライダ１３３の数は、グリップ爪アセンブリ１５０のグリップ爪の数と同じであってもよい。本願の実施例では、グリップ爪の挟持端は、グリップ爪アセンブリ１５０の被挟持体との接触端を指してもよい。グリップ爪の端部は、グリップ爪アセンブリ１５０の接触端に対向する他端を指すことができ、すなわち、グリップ爪の端部は、グリップ爪アセンブリ１５０の被挟持体と接触しない一端を指すことができる。スライダ１３３は、カム１３２の回転を直線運動に変換してグリップ爪アセンブリ１５０に伝達することにより、グリップ爪アセンブリ１５０を弾性変形させて第１の変形状態（又は第２の変形状態）から第２の変形状態（又は第１の変形状態）に切り替えることができる。

図３は、２指グリッパーの開いた状態の正面図の断面図であり、駆動機構１２０が起動され、シリンダピストンロッド１２２がシリンダケース１２１から伸び出すと、シリンダピストンロッド１２２は、それに接続された接続ロッド１３１を動かして外向きに押す。接続ロッド１３１は、それと噛み合わされたカム１３２を動かしてカム固定軸の周りを回転させ、カム１３２は、回転中にスライダ１３３を外向きに押し、すなわち、カム固定軸とスライダ１３３との距離を増加させる。グリップ爪アセンブリ１５０が弾性変形して、グリップ爪アセンブリ１５０の２つの端部も下向きに押圧し、グリップ爪アセンブリ１５０のグリップ爪接続部材が位置決め軸１４０’の周りを回転して、グリップ爪アセンブリ１５０の挟持端が互いに接近するというプロセスは、被挟持体を挟持することができる。

図４は、２指グリッパーの閉じた状態の正面図の断面図であり、駆動機構１２０が起動され、シリンダピストンロッド１２２がシリンダケース１２１に引っ込むと、シリンダピストンロッド１２２は、それに接続された接続ロッド１３１を動かして内向きに引っ張ることができる。接続ロッド１３１は、それと噛み合わされたカム１３２を動かしてカム固定軸の周りを回転させ、すなわち、カム固定軸とスライダ１３３との距離を短縮させることができる。カム１３２の回転中に、グリップ爪アセンブリ１５０が弾性変形するため、グリップ爪アセンブリ１５０のグリップ爪接続部材が位置決め軸１４０’の周りを回転すると同時に、グリップ爪アセンブリ１５０が、自体の弾性復帰力の作用で元の形状に復帰することができる。グリップ爪アセンブリ１５０の２つの端部が上向きに元の形状に復帰し、グリップ爪アセンブリ１５０の挟持端が開くというプロセスは、被挟持体を解放する。このプロセスにおいて、スライダ１３３は、グリップ爪アセンブリ１５０の弾性復帰力の作用でカム１３２側に移動することができ、スライダ１３３は、カム１３２の下端に当接するまで移動することができる。他の実施例では、当該グリッパーは、接続アセンブリを含まなくてもよく、直線運動する駆動機構は、直接的にグリップ爪アセンブリを動かして２つの変形状態の間で切り替え、さらに挟持又は解放の操作上の要件を満たす。

いくつかの実施例では、前記カム部は、同軸に固定されたカム及び歯車を含んでもよく、前記カムは、カム固定軸によりハウジング１１０に固定されてもよく、前記歯車は、歯車固定軸によりハウジング１１０に固定されてもよく、カム固定軸と歯車固定軸は、同軸に設置されてもよく、カム及び歯車は、いずれもカム固定軸及び／又は歯車固定軸の周りを回転することができる。本願の実施例は、カム及び歯車の具体的な形状にいかなる制限も加えず、カム及び歯車は、実際の必要に応じて選択することができる。前記歯車は、第２の歯部を含んでもよく、前記第１の歯部と前記第２の歯部が噛み合うことにより前記カムを回転させることができる。前記駆動機構１２０が前記接続ロッド１３１を駆動する場合、接続ロッド１３１の第１の歯部と歯車の第２の歯部との噛み合いにより、歯車を動かして回転させ、歯車とカムが同軸に設置されてもよいため、前記カムを動かして回転させ、カムとスライダ１３３が当接して前記グリップ爪アセンブリ１５０を動かして第１の変形状態と第２の変形状態との間で切り替えることができる。

図５は、本願のいくつかの実施例に係る、離脱補助機構を有するグリッパーの正面図である。

本願の実施例に係るグリッパー１００は、離脱補助装置１６０をさらに含んでもよい。グリッパー１００を被挟持体から離脱させようとする場合、静電吸着などの原因でグリップ爪アセンブリ１５０を被挟持体からタイムリーに離脱させることができない可能性があり、ハウジング１１０に離脱補助装置１６０を設置することにより、グリッパー１００を被挟持体から離脱させようとする場合、離脱補助装置１６０は、被挟持体をグリッパー１００から離脱させることを補助することができる。

いくつかの実施例では、前記離脱補助装置１６０は、ガス噴出構造を含んでもよく、前記ガス噴出構造は、前記グリッパー１００に設置されてもよく、また、使用状態では、前記ガス噴出構造は給排気装置に接続されてもよい。例えば、ガス噴出構造は、グリッパー１００の外部に設置されたガス噴出ノズルであってもよく、取付又は使用状態では、ガス噴出ノズルは、給排気装置に接続される。具体的には、ガス噴出構造は、環状構造のノズルであってもよく、ノズルに環状に分布するガス噴出孔が形成される。取付状態では、ノズルがグリッパー１００に固定接続されてもよく、環状構造のノズルがグリッパー１００と同軸に設置されることにより、環状に分布するガス噴出孔は、ハウジング１１０の中心軸方向に沿って均一に分布し、グリップ爪アセンブリ１５０に向かう。グリップ爪アセンブリ１５０が開いた後、被挟持体とグリップ爪アセンブリ１５０が分離しないと、ガス噴出ノズルによりグリップ爪アセンブリ１５０と被挟持体との接触箇所にガスを噴出して、被挟持体に干渉を与えることにより、被挟持体を離脱させることができる。グリッパー１００にガス噴出構造を設置することにより、被挟持体を離脱させる必要がある場合、ガス噴出構造を利用してグリップ爪アセンブリ１５０と被挟持体との接触箇所にガスを噴出することにより、グリップ爪アセンブリ１５０と被挟持体との離脱を補助する。

いくつかの実施例では、前記離脱補助装置１６０は、伸縮可能なプッシュロッドを含んでもよく、前記伸縮可能なプッシュロッドは、前記グリッパー１００に設置されてもよい。例えば、伸縮可能なプッシュロッドは、空気圧伸縮ロッドであってもよく、空気圧伸縮ロッドは、グリッパー１００に取り付けられてもよく、グリッパー１００と一体式構造を形成してもよい。グリップ爪アセンブリ１５０が開いた後、被挟持体とグリップ爪アセンブリ１５０が分離しないと、伸縮可能なプッシュロッドを伸び出させて、被挟持体と接触することにより、グリップ爪アセンブリ１５０を被挟持体から離脱させることができる。

いくつかの実施例では、前記離脱補助装置１６０は、振動装置をさらに含んでもよく、前記グリッパー１００は、前記振動装置に設置されてもよい。例えば、小型振動装置をグリッパー１００に取り付けることができ、グリップ爪アセンブリ１５０が開いた後、被挟持体とグリップ爪アセンブリ１５０が分離しないと、小型振動装置でグリッパー１００を振動させるか又は揺動させることにより、グリップ爪アセンブリ１５０を被挟持体から離脱させることができる。例えば、振動装置は、従来の携帯電話用の携帯電話振動器又は類似する機構又は装置であってもよい。

本願の実施例では、プラスチックボトルのような一部の被挟持体が一定の粘性を有するため、グリッパー１００が粘性のある被挟持体を所定の位置まで挟持して下ろす必要がある場合、粘性のある被挟持体が粘性によりグリップ爪に貼り付いて、グリップ爪アセンブリ１５０を被挟持体から離脱させることができなくなる可能性がある。このとき、離脱補助装置１６０により、粘性のある被挟持体をグリップ爪アセンブリ１５０から離脱させることができる。離脱補助装置１６０が設置されていないと、粘性のある被挟持体をグリップ爪アセンブリ１５０から手動で離脱させる必要があり、不要な人的資源を浪費するだけでなく、挟持効率にも影響を与える。したがって、離脱補助装置１６０は、グリッパー１００の挟持効率を向上させ、グリッパー１００の実用性を向上させることができる。

本願に開示されたグリッパー１００がもたらす可能性のある有益な効果は、以下の効果を含むが、これらに限定されない。

従来技術では剛性伝動機構が剛性グリップ爪を動かして被挟持体を挟持することに比べて、本願の実施例に係るグリッパー１００は、被挟持体を挟持する場合に伝動機構を必要としないことがある。したがって、本願の実施例に係るグリッパー１００は、構造がより簡単であり、体積がより小さく、製造コストがより低い。同時に、伝動機構の動作（被挟持体を挟持する）中に摩擦が大きいため、駆動機構１２０にとって、伝動機構を動作させるのにより大きな力が必要である。したがって、本願の実施例に係るリッパー１００は、より省エネルギーであり、かつ耐用年数がより長い。また、伝動機構の動作中に摩擦が大きいため、伝動機構の部品を定期的に交換する必要があり、伝動機構の部品の価格が一般的に高いため、グリッパーの後期のメンテナンス費用の増加をもたらす。したがって、本願の実施例に係るグリッパー１００は、耐用年数がより長く、より省エネルギーであり、より経済的であるという利点を有する。そして、本願の実施例に係るグリップ爪アセンブリ１５０は、可撓性材料で製造され、被挟持体を挟持する場合、グリップ爪アセンブリ１５０は、被挟持体との接触面積を増大させることにより、グリッパー１００が被挟持体を挟持する過程において、被挟持体を落下しにくくすることができる。同時に、本願の実施例に係るグリップ爪アセンブリ１５０は、被挟持体へのグリップ爪アセンブリ１５０による挟持損傷を回避することもできる。また、本願の実施例に係るグリッパー１００は、一定の寸法範囲内の物体をピックアップすることができるだけでなく、寸法が小さく、密集して配列された物品をピックアップすることもできる。

以上は、本願の好ましい実施例にすぎず、本願を限定するものではなく、本願の精神及び原則内で行われたいかなる修正、同等置換及び改善などは、いずれも本願の保護範囲内に含まれるべきである。

１００ グリッパー
１１０ ハウジング、
１２０ 駆動機構、
１３０ 接続アセンブリ、
１４０、１４０’ 位置決め軸、
１５０ グリップ爪アセンブリ、
１６０ 離脱補助装置、
１２１ シリンダケース、
１２２ シリンダピストンロッド、
１２３ シリンダホルダ、
１２４ 取付ナット、
１２５ 締付ナット、
１３１ 接続ロッド、
１３２ カム、
１３３ スライダ、
１５１ グリップ爪接続部材

Claims (12)

1. ハウジングと、
   前記ハウジング内に収容される駆動機構と、
   前記ハウジングの外部に部分的に設置され、少なくとも２つのグリップ爪を含むグリップ爪アセンブリと、
   一端が前記駆動機構に接続され、他端が前記グリップ爪アセンブリに接続される接続アセンブリと、を含み、
   前記駆動機構は、前記グリップ爪アセンブリを動かして動作することにより、前記グリップ爪アセンブリを第１の変形状態と第２の変形状態との間で切り替えることができ、
   前記第１の変形状態では、前記少なくとも２つのグリップ爪は互いに接近し、前記第２の変形状態では、前記少なくとも２つのグリップ爪は互いに分離し、
   前記接続アセンブリは、カム部及び接続ロッドを含み、前記接続ロッドの一端は、前記駆動機構に接続され、前記接続ロッドの他端は、前記カム部に接続され、前記カム部は、前記グリップ爪アセンブリに当接し、
   前記駆動機構が前記接続ロッドを駆動する場合、前記カム部の回転により、前記グリップ爪アセンブリを動かして前記第１の変形状態と前記第２の変形状態との間で切り替えることができることを特徴とする、グリッパー。
2. 前記グリップ爪アセンブリのうちの少なくとも１つのグリップ爪は、可撓性材料を少なくとも部分的に含むことを特徴とする、請求項１に記載のグリッパー。
3. 前記接続ロッドは、前記カム部と噛合接続され、前記接続ロッドは、第１の歯部を含み、前記カム部は、第２の歯部を含み、前記第１の歯部と前記第２の歯部が噛み合うことにより前記カム部を回転させることを特徴とする、請求項２に記載のグリッパー。
4. 前記カム部は、カムを含み、前記カムは、第２の歯部を含み、前記第１の歯部と前記第２の歯部が噛み合うことにより前記カムを回転させることを特徴とする、請求項３に記載のグリッパー。
5. 前記カム部は、同軸に固定されたカム及び歯車を含み、前記歯車は、第２の歯部を含み、前記第１の歯部と前記第２の歯部が噛み合うことにより前記カムを回転させることを特徴とする、請求項３に記載のグリッパー。
6. 前記接続アセンブリは、接続部材を含み、前記接続部材の一端は、前記駆動機構に固定接続され、前記接続部材の他端は、前記少なくとも２つのグリップ爪に固定接続されることを特徴とする、請求項１に記載のグリッパー。
7. 前記少なくとも２つのグリップ爪を前記ハウジングに回転可能に固定する位置決め軸をさらに含み、前記グリップ爪アセンブリが前記第１の変形状態から前記第２の変形状態に切り替えられると、前記少なくとも２つのグリップ爪が前記位置決め軸の周りを回転することができることを特徴とする、請求項１に記載のグリッパー。
8. 前記位置決め軸の数は、前記グリップ爪アセンブリのグリップ爪の数と同じであることを特徴とする、請求項７に記載のグリッパー。
9. 前記グリップ爪の数は、２つ、３つ又は４つを含むことを特徴とする、請求項１に記載のグリッパー。
10. 前記駆動機構は、直線駆動機構を含むことを特徴とする、請求項１に記載のグリッパー。
11. 前記直線駆動機構は、シリンダピストン式駆動機構を含むことを特徴とする、請求項１０に記載のグリッパー。
12. 離脱補助装置をさらに含み、
    前記離脱補助装置は、前記グリッパーに設置され、使用状態で、給排気装置に接続されるガス噴出構造を含み、
    あるいは、前記離脱補助装置は、前記グリッパーに設置される伸縮可能なプッシュロッドを含み、
    あるいは、前記離脱補助装置は、前記グリッパーが設置される振動装置を含むことを特徴とする、請求項１に記載のグリッパー。

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