JPH01301089A - 連結システムと連結装置と連結方法 - Google Patents

連結システムと連結装置と連結方法

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JPH01301089A
JPH01301089A JP1073704A JP7370489A JPH01301089A JP H01301089 A JPH01301089 A JP H01301089A JP 1073704 A JP1073704 A JP 1073704A JP 7370489 A JP7370489 A JP 7370489A JP H01301089 A JPH01301089 A JP H01301089A
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JP1073704A
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Richard P Tella
リチャード・ピー・テラ
Stuart D Lerner
スチュアート・ディー・ラーナー
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Hewlett Packard Co
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    • B23Q3/00—Devices holding, supporting, or positioning work or tools, of a kind normally removable from the machine
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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Manipulator (AREA)
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は一般にロボットに関し、とくにロボットの手と
工具を連結および離脱するだめのシステムに関する。
〔従来技術とその問題点〕
ロボットは自動工作および材料処理の分野で広範に利用
されている。このような用途に応じてロボットは揮々の
対象および工具を把持する心安がある。例えば回路板を
自動的な工程で組立てる場合、ロボットの手は順次第１
の工具を、次に第２の工具ｆ−（以下同様）把持できる
ことが極めて望ましい。別の例では自動化された実験室
に於て、ロボットは例えば遠心分離器から物質を回収し
たり、スポイト等の器具を操作するなどの特殊な仕事に
適応する工具を交換可能であることが望ましい。
ロボットが多数の異なる工具を交換可能に使用する能力
は「工具交換能力」といわれる。一般に、工具交換能力
の恩恵は、単一のロボットを弾力的に利用可能であり、
複数のロボットの必要性を最小限にすることができるこ
とである。ロボットに人間の補助なく工具を交換する能
力を付与する機構も公知であるが、このような機構は複
雑さおよびコストの面で欠点を有していた。交換機構の
一例は、［ロボットのアーム端で交換可能な工具システ
ムのためのモジュラ部品を備えたアダプタＳｙｓｔｅｍ
　＞　」ｃｏ名称の米国特許４４，６７６．１４２号に
開示されている。
ロボットに工具交換能力を付与する機構を設計する際の
困難さは、人間の手の能力と代表的なロボット・システ
ムの能力とを対比してみればおのずと理解できる。例え
ば、人間の労働者は通常、落下した工具を容易に拾い上
げることができる。
それとは対照的に、機械的視覚を備えたロボット・シス
テムでも落下した工具を識別できない場合が多く、当然
それを回収することはできない。このように、ロボット
に工具の交換能力を付与するシステムを設計する際、工
具の落下を防止する機構に注意を払わなければならない
。とくに、システムの設計は交換可能な工具をロボット
の手に確実にロックして、作業中は工具が通常でははず
れないが、工具交換の際には容易に連結と離脱が可能で
あるようになされなければならない。
更に、ロボットが意図せずに工具を落とす危険はロボッ
トの手が工具を把もうとするとき（例えば工具の連結中
）およびロボットが工具を交換しようとするとき（又は
工具を取はずし中）に最も大きいことが理解できる。換
言すると、工具落下の危険は、ロボットの手が工具を把
持する直前又は直後が最も大きい。このような期間中、
ロボットの手の位置決めを誤ることは、工具が意図せず
に落下する原因となり得る。
ロボットに工具を容易忙且つ確実に交換する能力を付与
する機構を設計する上での上記の困難は工具が小さい場
合にとくに大きい。寸法が小さい工具は、例えば印刷回
路板上に表面実装式の回路パッケージを組立てる場合に
必要である。更に、ロボットの手が化学又は生物学実験
室で動作する場合にしばしば小さい工具が必要である。
〔発明の目的〕
本発明の目的は工具交換が容易で確実な連結システムと
装置および方法を提供することである。
〔発明の概要〕
これまで述べてきた観点から、目的達成のためにはロボ
ットの手と交換可能な工具のある程度までの位置合せお
よび心合せの誤差を許容できる簡単でしかも確実な機構
を用いて、ロボットの手に工具を交換自在に連結するシ
ステムを提供することが必要である。よシ詳しくは、工
具の不慮の落下を最小限にするため自動心合わせの連結
機構によってロボットの手に工具を交換自在に連結する
システムが必要である。
前記の課題に基づき、本発明に基づく連結システムは、
一般に工具に固定された工具コネクタを受けるための、
ロボットの手に接続された先細の受容体を備えている。
より詳細に述べると、工具コネクタは先細の受容体と形
状が相補的な先細の部分を有しているので、２つの部分
はロボットの手の簡単な運動によって自動心合せ式に適
合する。
好適な実施例では、連結システムは先細の受容体を先細
の工具コネクタに相互作用的に嵌合させて、ロボットの
手の簡単な運動によってラッチ機構が作動可能である板
ばねを使用した施錠機構を含んでいる。
〔発明の詳細な説明〕
概して第１図はロボットの手の簡単な運動によって工具
が自動的にそこに連結し、又そこから離脱可能であるシ
ステムを図示している。ロボットの手、すなわち「エン
ド・エフェクタ」は番号１９で総称される。図示したシ
ステムでは、ロボットの手１９は２フインガの平行なナ
ックルのグリッパである。第１図にはロボットの手１９
によって使用される工具を蓄積する工具スタンド２０も
示されている。
工具スタンド２０の目的は一般に工具がロボットの手に
連結される前に、又、工具が離脱された後に所定の配位
で工具を保持することである。より詳細には、第１図の
実施例では工具スタンド２０はその両側に複数個の工具
蓄積および回収箇所を有する縦配置されたプレート２０
Ａから成っている。図示した実施例では、それぞれの蓄
積および回収箇所はほぼ垂直にプレート２０Ａから突出
するビン２０Ｂ（又は２７Ｂ）によって決定されている
。後に詳細に説明するように、ビン２０Ｂは工具を支持
し且つ連結および離脱動作中の機械的オペレータの役割
を果たす。好適な実施例では工具スタンド２０は工具の
連結と離脱の際にわずかな心合せ誤差なら許容するよう
にある程度の柔軟性を備えている。
丸に概略的に述べると、本発明に基づく工具交換システ
ムは第１図に示すように「フィンガ・ブロック」と称す
る少なくとも１つの部品２４と、「フィンガ・ブランク
」と称する少なくとも１つの部品２６をそれぞれ含んで
いる。フィンガ・ブロック２４はフィンガ・ブランク２
６の受容体として機能し、又、フィンガ・ブランク２６
は例えば第４図および第５図に示すように特殊用途の工
具を担持する。フィンガ・ブロック２４はロボットの手
１９と一体に連結され、フィンガ・ブランク２６はフィ
ンガ・ブロックのそれぞれと着脱自在に連結されている
。
取はずされたフィンガ・ブロック２４とフィンガ・ブラ
ンク２６が第３図に示されている。この実施例では、フ
ィンガ・グロック２４は狭い上端と広い下端を有するあ
りほぞ（ｄｏｖｅｔａｉ　ｌ）形の受は溝２８を有して
いる。受は溝２８０基底はほぼ平たんな表面２８Ａから
成っている。　表面２８Ａには第２スロ：ｙト２８Ｂが
形成されている。第２図に示すように、溝２８の側壁２
８Ｃおよび２８Ｄは平たんな表面２８Ａに対して垂直で
はなく、受け？ｖ）２８の幅が平たんな表面２８Ａの方
向に拡大するような角度で延びている。かくして、受は
溝２８は二重先細溝であるということができる。第１の
テーパはありほぞ形によって限定され、第２のテーパは
角度をとった側壁２８Ｃと２８Ｄによって限定されてい
る。
第３図に示すように、各フィンガ・ブランク２６はフィ
ンガ・ブロック２４の受は溝２８と相補関係をなす二重
先細形の端部４２を含んでいる。よ！ｌｌ詳しくは、端
部４２はあシはぞ形の輪郭の正面および背面の平たん面
を有している。端部４２の側縁４２Ｃおよび４２Ｄはフ
ィンガ・ブロックの受は溝２８の側壁２８Ｃと２８Ｌ）
の角度と適合するように角度をとシ、あるいは斜角とさ
れていも実際には第９図に最も明解に示されているよう
に、端ｓ４２の上縁４２にはわずかに斜角とされている
。
第２図乃至第５図に示されているように、フィンガ・ブ
ロック２４内の第２スロツト２８Ｂはフィンガ・ブラン
ク２６と相互作用的に連結するためのもと９止又はラッ
チ機構を含んでいる。図示した実施例ではラッチ機構は
一端が例えばファスナ３８によりて第２スロツト２８Ｂ
の下部内に取付けられた平たんな板はね３０を含んでい
る。板ばね３０の自由端は平たんな平面２８Ａの方向に
、又、そこから離れて移動するように配設されている。
すなわち、弛緩時は平たんな平面２８Ａを超えて延び、
一方、完全に圧縮されているときは第２スロツｌ−２８
Ｂを越えては突起しないように配置されている。
第３図および第９図に示す゛ように、フィンガ・ブラン
ク２６の端部４２の背面を水平に噴切って■形溝４４が
切られている。■形溝の目的はフィンガ・ブランク２６
がフィンガ・ブロック２４内に確実に保持されるように
ばね３０の自白端により℃保合されるような角度をつけ
た表面を備えることである。Ｖ形ｔｔ４４４はフィンガ
・ブランク２６の端部４２を貫通して延在する孔４８と
交叉することに留意されたい。実際に、孔４８は工具ス
タンド２０上のビン２７Ｂを受けるのに十分大きな直径
を有し、そのため「アクセス孔」と呼ぶことができる。
次に第６図、第７図および第８図と関連してフィンガ・
ブロック２４からフィンガ・ブランク２６を離脱するた
めの　前記システムの動作を説明する。すなわち、前記
図面はフィンガ・ブランク２４をフィンガ・ブロック２
６から離脱し、且つフィンガ・ブロック２４を工具スタ
ンド２０上に配置するための一連の段階を図示している
。第６図に示す離脱動作の第１段階として、ロボットの
手１９は、アクセス孔４８が工具スタンド２０上のビン
２７Ｂ（又は２０Ｂ）と心合せされるように、連結され
たフィンガ・ブランク２６とフィンガ・ブロック２４を
配置する。次にロボットの手は連結されたフィンガ・ブ
ロック２４とフィンガ・ブランク２６を工具スタンドの
方向に横釦移動する。
（二重フィンガ付の平行ナックル・グリッパを使用する
場合は、ナックルを閉じることによって横方向運動を遂
行し、それによって２つのフィンガ・ブランクを同時に
連結又は離脱することが好適である。このような動作は
第４図および第５図に順次示されている。）横方向運動
が継続すると、フィンガ・ブランク２６の背面は工具ス
タンド２０の側壁２０Ａと接触し且つ、同時にビン２０
Ｂ（又は２７Ｂ）がアクセス孔４８を通過し、板ばね３
０の自由端を押圧して、ばね３０をＶ形溝４４の側壁か
ら離脱せしめる。離脱動作を完了するため、第８図に示
すとうり、フィンガ・ブロック２４は垂直に持上げらね
る。垂直運動中、はね３０の自白端はＶ形溝４４を通過
して上方に移動し、工具スタンド２０のビン２０Ｂ上に
自由に掛ったフィンガ・ブランク２６が残される。特定
のフィンガ・ブランクが離脱された後、ロボットの手は
別のフィンガ・ブランクを、ひいては別の工具を自由に
探し且つ連結することができる。
第９図はより詳細に離脱時（又は連結時）のフィンガ・
ブロック２４とフィンガ・ブランク２６との空間的関係
を示している。ばね４０のたわみ位置は虚線で示しであ
る。Ｖ形溝４４の側壁ははね３０の自由端の進行経路に
対して正　の角度を有していることに留意されたい。
第１０図、第１１図および第１２図はフィンガ・ブラン
ク２６をフィンガ・フ冶ツク２４に連結する段階を図示
している。先ず、フィンガ・ブランク２６が工具２０の
ビン２０Ｂ（又は２７Ｂ）に自由に掛っているものと想
定する。第１０図に示す連結手順の第１段階で、フィン
ガ・ブロック２４はフィンガ・ブランク２６の上方で垂
直に心合せされ、次にフィンガ・ブランクと噛合う、又
はこれを捕捉するように下方に移動される。フィンガ・
ブロック２４が降下されると、フィンガ・ブランク２６
の上縁４２Ｈはばね３０の自由端をフィンガ・ブロック
２４内の第２スロツト２８Ｂの方向に押圧し始める。フ
ィンガ・ブロックが更に降下されると、ビン２０の突起
端がばね３０の自由端を強制的に、第２スロツト２８Ｂ
に完全に入るまで十分に曲げる。かくして、その完全に
たわんだ位置（第１１図）で、ばね３０ははめ合いの妨
害を止めるので、フィンガ・ブランク２６はフィンガ・
ブロック２４の二重先細溝２８と係合し、又はそこに収
納される。フィンガ・ブランク２６が二重先細溝２８内
に完全に収納され、しかし連結は完了していない時点で
、ばね３０の自由端は■形溝４４の前のビン２０Ｂ（又
は２７Ｂ）の端で係止、する。第１２図に示される連結
の最終段階では、フィンガ・ブロック２４は工具スタン
ド２０から横方向に離される、この運動中、ばね３０の
自由端は、ビン２０Ｂ（又は２７Ｂ）がアクセス孔４８
から引込むにつれて次第に弛緩し、最終的にはばね３０
の自由端はＶ−形溝４４の側壁に寄りかかるように係合
し、この時点でラッチが完了する。
ラッチが完了すると、フィンガ・ブランク２６はフィン
ガ・ブロック２４から独立して動くことができない。す
なわち、フィンガ・ブランク２６のフィンガ・ブロック
２４に対する上方運動はありほぞ状の受は溝２８のテー
パによって制約され、フィンガ・ブランク２６のフィン
ガ・ブロック２４に対する横方向および回転運動はフィ
ンガ・ブロック２４の角度をもった側壁２８Ｃおよび２
８Ｄによりて制約され、且つフィンガ・ブランクの独立
した降下運動は、ばね３０の自由端と、■−形溝４４の
側壁との接触によって制約される。後者の制約は第９図
に最も明解に示されており、板ばね３０は、■−形溝４
４の側壁と係合する際、はぼまっすぐな（すなわち、た
わまない）状態であることがわかる。
上述の工具交換システムはフィンガ・ブロック２４をフ
ィンガ・ブランク２６へと連結し、又は離脱するために
、ロボットの手１９はわずかな運動をするだけでよいこ
とが理解できる。とくに、必要なロボットの運動は一般
に水平と垂直な運動だけである。実際には、このような
運動は、十分な精度を備えた従来型のマイクロプロセッ
サ準拠の制御システムにより制御可能であり、フィンガ
・ブロック２４のフィンガ・ブランク２６に対する連結
、離脱は数秒以内で達成される。
さて前述の実施例の自己心合せ機構を評価することが現
時点で可能である。すなわち、受は溝２８の二重先細構
造によって、フィンガ・ブロック２４とフィンガ・ブラ
ンク２６０間に心合せ誤差があっても確実に連結を達成
できる。更に、受は溝２８はほぼありほぞ状の形状であ
るので、フィンガ・ブロック２４をフィンガ・ブランク
２６上に精密に縦方向に位置合せする必要はない。すな
わち、フィンガ・ブロック２４が垂直に降下されてフィ
ンガ・ブランク２６上に載置される際、この動作は、フ
ィンガ・ブランク２６の二重先細端４２のフィンガ・ブ
ロック２４内の二重先細溝に対するくさび状の作用によ
って達成されて、ラッチ用に必要な場所で停止するよう
にされている。更に工具スタンド２０によってフィンガ
・ブランク２６はアクチュエータ・ビン２０Ｂ上に枢軸
支承され、それによシ、連結および離脱動作中の一定の
心合せ誤差を許容するように移動することができる。
第１３図乃至第１６図はロボットの手が容易に用途別の
工具と連結、離脱可能である連結機構の別の実施例を示
している。この実施例の機構は前述の機構と同類であり
、一般にロボットの手（図示せず）に固定され、交換可
能なフィンガ・ブランク６６を受けるように機能するフ
ィンガ・ブロック６４を具備している。
この実施例では、各フィンガ・ブロック６４は円錐台の
形状であｐ、各フィンガ・ブランク６６は開放端を有す
る中空円錐台の形状である。フィンガ・ブランク６６の
寸法はフィンガ・ブロック６４と適合するようにされて
おり、且つ用途別の工具（図示せず）を担持するように
されている。
更にこの実施例では、各フィンガ・ブロンクロ４はその
側壁に沿って縦ｒＲ６４Ａが形成されており、各フィン
ガ・ブランク６６の側壁を貫いてアクセス孔６６Ａが形
成されている。更に各フィンガ・ブランク６６はその大
きな端から延びる位置決めタブ６６Ｄを有しており（第
１３図）且つ各フィンガ・ブランク６６の側壁には位置
決めタブ６６Ｄを受けるためのスロット６４Ｄが形成さ
れているメ（第１４図入 この実施例において、フィンガ・ブランク６６をフィン
ガ・ブロンクロ４に連結するためのラッチ機構は基本的
に前述の実施例のラッチ機構と同様である。従って第１
５図乃至１６図のラッチ機構は、フィンガ・ブロック６
４内の溝６４Ａの下部内に例えば締め金具６４Ｃによっ
て一端が固定されている板はね６４Ｂを含んでいる。板
ばね６４Ｂは、その自由端が上方外側に突起して、フィ
ンガ・ブランク６６内のアクセス孔６６Ａのへりと係合
するように配設されている。
第１３図に示した実施例では、工具スタンド８８は、フ
ィンガ・ブロック６６がほぼ所定の配位で保持される工
具格納・検索箇所９０を設けた水平の板８８Ａから成っ
ている。それぞれの格納・検索箇所９０は、その上に水
平に突起しているビン９６によって限定されている。そ
れぞれのビン９６０機能は　前述の実施例におけるビン
２７Ｂの機能と同様に、上記のラッチ機構用の位置決め
およびアクチュエー２手段を提供することである。
第１３図に示した実施例に於ても、各格納・検索箇所９
０はフランジ９２により限定されたほぼＵ形の座を含ん
でいる。フランジ９２０目的はフィンガ・ブランク６６
上に形成された相補型スロット９４と係合することであ
る。工具スタンド８８は好適には、第１３図の曲線矢印
で示されているように寸法上の余裕を持っており、フィ
ンガ・ブロック６４をフィンガ・ブランク６６に連結す
る際の心合せ誤差を許容できるようにされている。
フィンガ・ブランク６６をフィンガ・ブロック６４から
離脱する段階は第１３図乃至第１６図から理解すること
ができる。第１３図にみられるように第１の離脱段階と
して、ロボットの手は連結されたフィンガ・ブランク６
６を格納・検索箇所９０に位置合せするように動作され
、その際、フィンガ・・ブランク６６上の溝９４は工具
スタンド８８上のフランジ９２上に滑°動するようにさ
れる。次に、第１５図に示すように、フィンガ・ブラン
ク６６はアクチュエータ・ビン９６に向って横方向に移
動され、従ってアクチュエータ・ビンの突起端はフィン
ガ・ブランクの側壁内のアクセス孔６６Ａに入る。この
場合も又、平行ナックル・グリッパを１史用する場合、
第１５図に示すように２つのフィンガ・ブランクを同時
に連結又は離脱するのが好適である。横方向の離脱運動
が継続すると、アクチュエータ・ビン９６はばね６４Ｂ
の自由端を押圧し、それによって、ばね６４Ｂはアクセ
ス孔６６Ａの内べりから離脱せしめられる。
離脱を完了するには、第１６図で示されているように、
フィンガ・ブロック６４を垂直に上昇する。
−万フィンガ・ブランク６６はフランジ９２の拘束作用
によって工具スタンド８８上に静止的に保持される。
フィンガ・ブランク６６とフィンガ・ブロック６４の連
結は上記の段階の逆の工程を実施することによって達成
される。フィンガ・ブランクに完全に連結されたフィン
ガ・ブロックは第１４図に示されている。このように、
連結が完了すると、ばね６４Ｂの自由端はアクセス孔６
６Ａのへりと係合し、且つそれによってフィンガ・ブラ
ンク６６をフィンガ・ブロック６４上に保持するので、
フィンガ・ブランク６６は独立して移動することはでき
ない。より詳しく述べると、連結されたフィンガ・ブラ
ンク６６の上方運動は円錐台形のフィンガ・ブロック６
４のテーパによって制約され。
フィンガ・ブロック６４に対するフィンガ・ブランク６
６の横方向変位はフィンガ・ブランク６６とフィンガ・
ブロック６４のスリーブ状の保合によって制約され、フ
ィンガ・ブロック６４からのフィンガ・ブランク６６の
独立的な降下運動は、フィンガ・ブランク６６内のアク
セス孔６６Ａのヘリに対する板ばね６４Ｂの自由端のラ
ッチ動作によって拘束され、且つフィンガ・ブロック６
４に対するフィンガ・ブランク６６の回転運動はタブ６
６Ｄとスロット６４Ｄの保合によって拘束される。
第１３図乃至第１６図に示した実施例も自己心合せであ
ることが理解できる。すなわち、フィンガ・ブロック６
４と、フィンガ・ブランク６６の相補型の円錐台の形状
によって、フィンガ・ブロック６４とフィンガ・ブラン
ク６６の間に幾分心合せ誤差があっても連結は達成され
る。更にこの実施例でも、連結を達成するのにフィンガ
・ブランク６６の垂直の位置合せを精密に制御する必要
はない。
本発明をこれまで特定の実施例を参照しつつ説明してき
たが、それは本発明を限定することな意図するものでは
ない。これまでの説明を読めば。
当業者には種々の変更および修正が明白となろう。
例えば、グリッパ型ではない種々の形式のロボットの手
を、本発明の工具連結システムに用いることが可能であ
る。更に、前述のラッチ機構は種々の実施形態が可能で
あることが明白であろう。例えば、ラッチ機構に板ばね
をｆ受用する心安はなく、その代りに、フィンガ・ブラ
ンク内の受は孔等と係合するように配設されたコイルば
ねを用いることもできよう。
〔発明の効果〕
前述のように、本発明の実施により、工具とロボットの
手の連結が容易かつ確実となる。工具とロボットの手の
連結部は、互いに自己芯出しするため、連結が容易であ
シ、ラッチ機構によって連結は確実に維持される。
また、工具の着脱は、工具を工具スタンドに押しつけつ
つ、それと直角方向にロボットの手を移動させるから、
工具が取り落されることがない。
以上のようであるから、本発明は実用に供して有益であ
る。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一実施例の連結システムの斜視図、第
２図は第１図のライン２−２に沿って採った第１図のシ
ステムの一部分の矢印の方向からみた部分平面図、第３
図は第２図のライン３−３に沿って採った第１図のシス
テムの部分の分解立面図、第４図は第１図のライン４−
４に涜って採った完断面図、第５図は第４図と同様であ
るが別の位置にある第１図のシステムの第４図と同様の
図、第６図、第７因と第８図は第１図のシステムの動作
における一連の段階を示す拡大図、第９図はより明瞭に
するため、さらに拡大した第６図と同様の図、第１Ｏ図
〜第１２図１才第１図のシステ立断面図、第１６図は第
１５図と同様な完断面図である。 １９：ロボットの手（エンド・エフェクタ）２０：工具
スタンド ２０１３．２７Ｂ　：ビン ２４．６４：フィンガ・プロ、り ２６．６６：フィンガ・ブランク ２８：受ゆ吋（二重先細溝） ２８Ｃ，２８Ｄ：側壁 ３０：板ばね ３８．６６Ｃ：　：ファスナ（締め金具）４２：地部 ４４：■形溝 ４８．６６Ａ：アクセス孔 ６４　Ｂ　：ばね ９０：格納・検索箇所 ９２：フランジ ９６：アクチュエータ・ビン。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、つぎの（１．１）〜（１．３）を含み、ロボットの
    手に工具を交換可能に連結するための連結システム。 （１．１）前記ロボットの手に固定接続するためのテー
    パ付受容手段。 （１．２）前記テーパ付受容手段に概略自己芯出し係合
    するための工具に固定された相補テーパ付手段。 （１．３）前記テーパ付受容手段を相補テーパ付手段に
    ラッチするためのラッチ手段。 ２、次の（２．１）〜（２．４）を含み、工具交換がロ
    ボットの手のみの運動により可能なように、工具を前記
    ロボットの手に選択的に着脱するための連結システム。 （２．１）工具スタンド手段。 （２．２）接続手段を自己芯出し受容するため、ロボッ
    トの手に固定されたテーパ付受容手段。 （２．３）所定の向きで工具スタンド手段で保持される
    ようにされかつ前記工具に固定された相補テーパ付手段
    。 （２．４）前記工具スタンドとの機械的相互作用によっ
    て前記テーパ付受容手段に前記相補テーパ付手段を選択
    的にラッチするためのラッチ手段。 ３、つぎの（３．１）〜（３．４）を含むロボットの手
    から工具の着脱をおこなう連結システム。 （３．１）水平方向に延伸するアクチュエータ手段を有
    する工具スタンド手段。 （３．２）前記アクチュエータ手段を受容するための開
    口を有する工具接続手段。 （３．３）前記工具接続手段を受容するためロボットの
    手に固定された受容手段。 （３．４）前記開口を通じて前記アクチュエータ手段に
    よる圧力印加に応じて前記接続手段を前記受容手段にラ
    ッチするか解除するためのラッチ手段。 ４、つぎの（４．１）〜（４．２）を含むロボットの手
    に工具を連結するための連結装置。 （４．１）テーパ部とラッチ手段を有するフィンガ・ブ
    ロック。 （４．２）前記テーパ部と相補的なテーパ部と前記ラッ
    チ手段に係合する壁部とを有するフィンガ・ブランク。 ５、つぎの（５．１）〜（５．４）のステップよりなる
    工具をロボットの手に連結する連結方法。 （５．１）フィンガ・ブロックとフィンガ・ブランクと
    工具スタンド手段を用意するステップ。 （５．２）前記工具スタンド手段上に前記フィンガ・ブ
    ランクを配置するステップ。 （５．３）前記ロボットの手を動かして前記フィンガ・
    ブロックを前記工具スタンド手段に位置させ、前記フィ
    ンガ・ブロックが前記フィンガ・ブランク内に座るよう
    に、前記フィンガ・ブロックに前記フィンガ・ブランク
    を連結するステップ。 （５．４）前記ロボットの手の運動によるのみで前記フ
    ィンガ・ブランクを前記フィンガ・ブロックにラッチす
    るステップ。
JP1073704A 1988-03-24 1989-03-24 連結システムと連結装置と連結方法 Pending JPH01301089A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021049636A (ja) * 2019-09-24 2021-04-01 サーモ シーアールエス リミテッド ラボ自動化ロボット用の多軸グリッパ
JPWO2022045299A1 (ja) * 2020-08-31 2022-03-03

Families Citing this family (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IT1238538B (it) * 1989-11-14 1993-08-18 Prima Ind Spa Pinza di sicurezza per l'afferraggio di organi meccanici e sistema pereffettuare il cambio manuale di un organo di presa su un dispositivo manipolatore robotizzato.
JPH0748384Y2 (ja) * 1990-07-11 1995-11-08 株式会社安川電機 ロボット用工具交換装置
US5044063A (en) * 1990-11-02 1991-09-03 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Robotic tool change mechanism
JPH07145535A (ja) * 1993-11-17 1995-06-06 Nippon Felt Co Ltd 織機用コップ交換装置
US5894754A (en) * 1996-04-26 1999-04-20 Amada Company, Limited System for producing bent sheet-metal articles and components of the system
GB9701571D0 (en) * 1997-01-25 1997-03-12 Renishaw Plc The changing of task modules on a coordinate positioning machine
US6398280B1 (en) * 2000-05-11 2002-06-04 Zyvex Corporation Gripper and complementary handle for use with microcomponents
US6491612B1 (en) 2000-10-23 2002-12-10 Ati Industrial Automation, Inc. Stud welding tool changer
US7096568B1 (en) 2003-07-10 2006-08-29 Zyvex Corporation Method of manufacturing a microcomponent assembly
US7025619B2 (en) * 2004-02-13 2006-04-11 Zyvex Corporation Sockets for microassembly
US20050189399A1 (en) * 2004-02-26 2005-09-01 Progressive Tool & Industries, Co. Flexible body workstation for assembling workpieces
US7081630B2 (en) * 2004-03-12 2006-07-25 Zyvex Corporation Compact microcolumn for automated assembly
US6956219B2 (en) * 2004-03-12 2005-10-18 Zyvex Corporation MEMS based charged particle deflector design
GB2422529B (en) * 2005-01-27 2008-05-28 Joseph Bowes Hand-held animal excrement removal device
US7314382B2 (en) 2005-05-18 2008-01-01 Zyvex Labs, Llc Apparatus and methods of manufacturing and assembling microscale and nanoscale components and assemblies
US7605377B2 (en) * 2006-10-17 2009-10-20 Zyvex Corporation On-chip reflectron and ion optics
GB0717969D0 (en) * 2007-09-14 2007-10-24 Renishaw Plc Module changing for modular probe
DE102009039104A1 (de) * 2009-08-27 2011-03-03 Kuka Roboter Gmbh Greifer, Verfahren zum Wechseln wenigstens eines Aufsatzbackens eines Greifers, sowie frei programmierbarer Manipulator mit einem solchen Greifer
CN102481988B (zh) * 2009-09-04 2014-11-19 利乐拉瓦尔集团及财务有限公司 夹持头和转运多个包装物的方法
DE112016005253T5 (de) * 2015-11-16 2018-08-16 Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha Herstellungssystem, Verfahren zum Konstruieren des Herstellungssystems, Endeffektor, Roboter und Arbeitsverfahren des Roboters
CN105415008B (zh) * 2015-12-11 2017-10-10 江西昌河航空工业有限公司 一种带复位功能的弹性定位夹紧装置
JP6918535B2 (ja) * 2017-03-22 2021-08-11 キヤノン株式会社 ロボット装置、交換ツール、ロボットアーム、ロボット装置を用いた物品の製造方法、ロボット装置の制御方法、制御プログラムおよび記録媒体
US10759063B1 (en) * 2017-12-15 2020-09-01 X Development Llc Reusable mechanically fused dovetail retainer mechanisms
DE102019209755B4 (de) * 2019-07-03 2021-08-05 Festo Se & Co. Kg Verbindung zwischen Grundkörper und Greifeinheit einer Greifvorrichtung
US12311535B2 (en) * 2019-08-07 2025-05-27 RightHand Robotics, Inc. Robotic device configuration
WO2021046479A1 (en) * 2019-09-06 2021-03-11 Versabuilt, Inc. Robotic gripping system
US20230142668A1 (en) * 2020-03-20 2023-05-11 Fynbo Technology A/S A gripping tool, a system and a clamping tool, an exchange station, and a method of handling objects using the system or clamping tool
DE102020113413A1 (de) 2020-05-18 2021-11-18 Schunk Gmbh & Co. Kg Spann- Und Greiftechnik Greifeinrichtung und ein System aus einer Greifeinrichtung und einem Magazin
DE102022109994A1 (de) * 2022-04-26 2023-10-26 Khs Gmbh Klemmbackenwechselsystem

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1328613A (fr) * 1962-06-13 1963-05-31 Pye Ltd Appareil de manipulation à distance
GB1106968A (en) * 1965-07-05 1968-03-20 Steeper Hugh Ltd Improvements in or relating to artificial arms
FR2411061A1 (fr) * 1977-12-07 1979-07-06 Renault Robot de soudure, pour l'assemblage par soudure par points de pieces de tolerie
US4281447A (en) * 1979-03-01 1981-08-04 Mcdonnell Douglas Corporation Detachable tool interface system for a robot
DE3214025A1 (de) * 1982-04-16 1983-10-20 Messerschmitt-Bölkow-Blohm GmbH, 8000 München Zweiteilige einrichtung mit kegelhuelse und kegelschaft
FR2540027A1 (fr) * 1983-01-28 1984-08-03 Andre Garnier Dispositif de deconnexion d'un doigt de telemanipulateur
US4543032A (en) * 1983-03-02 1985-09-24 International Business Machines Corporation Robot manipulator with automatically changeable finger tools
US4601637A (en) * 1984-03-16 1986-07-22 International Business Machines Corporation Manipulator gripper tool changing apparatus
US4676142A (en) * 1984-06-04 1987-06-30 Eoa Systems, Inc. Adapter with modular components for a robot end-of-arm interchangeable tooling system
GB8415498D0 (en) * 1984-06-18 1984-07-25 Emi Ltd Gripper
US4650256A (en) * 1984-09-19 1987-03-17 Betek Bergbau-Und Hartmetalltechnik Karl-Heinz Simon Gmbh & Co. Kg Apparatus for retaining a tool in machinery
US4660274A (en) * 1985-11-29 1987-04-28 Goumas Peter G Robot tool changing apparatus
US4655630A (en) * 1985-12-31 1987-04-07 Dana Corporation Robot arm end adapter

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021049636A (ja) * 2019-09-24 2021-04-01 サーモ シーアールエス リミテッド ラボ自動化ロボット用の多軸グリッパ
JPWO2022045299A1 (ja) * 2020-08-31 2022-03-03
WO2022045299A1 (ja) * 2020-08-31 2022-03-03 川崎重工業株式会社 ロボットシステム及びロボットシステムの運転方法
CN115916484A (zh) * 2020-08-31 2023-04-04 川崎重工业株式会社 机器人系统及机器人系统的运转方法

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Publication number Publication date
US4852242A (en) 1989-08-01
EP0334563A3 (en) 1991-01-16
EP0334563A2 (en) 1989-09-27

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