JPH0239757Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、作業用ロボツトのハンドに関し、特
にハンドの指で非常に細かい作業を行う動作機構
に関する。

一般に、ロボツト用のハンドがワークをつかん
で作業する場合は、例えば固定指と可動指を有
し、駆動源のアクチユエータによ可動指を固定指
に対し接近又は離間するように動かす機構になつ
ている。そして、アクチユエータから可動指に至
る動作系にはストロークを縮小する機構が設けら
れている。

〔従来の技術〕

そこで、従来ハンドの可動指のアクチユエータ
としてはモータを使用し、ストローク縮小機構と
しては減速比の大きい減速機を使用したものがあ
る。これは、モータの大きな変位を減速機で縮小
して可動指を所定のストロークで動かすものであ
り、減速比により倍率を容易に設定し得るという
利点を有する。

〔考案が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記構成のものにあつては、モ
ータや減速機の小型化が難しいため、ハンド自体
の寸法が大きくなつてしまい、ハンド全体を小型
化して細かい作業をするのには適しない。また、
減速機の歯車機構にはガタが存在するため、正確
な位置決めを行い難い等の問題がある。

〔問題点を解決するための手段〕

本考案は、上記従来技術の問題点に鑑み、動作
系を含めハンド全体を小型化して細かい作業を行
うことを可能にし、且つ減速機構のガタを極力少
なくするようにしたハンドを提供することを目的
とする。

その手段は、電気信号により微小変位伸縮する
圧電素子をアクチユエータに用い、該アクチユエ
ータを板バネ等を支点とした複数段のテコによる
拡大機構を介して可動指に連結構成し、該可動指
を拡大された所定のストロークで揺動するように
構成したことを特徴とするものである。

〔作用〕

上記ハンドの構成に基づき、圧電素子アクチユ
エータの微小変位の伸縮に対し複数段のテコの動
作により拡大して可動指を所定のストロークで動
かすことになり、アクチユエータ及び拡大機構は
ハンド本体の可動指付近の狭いスペースに組付け
られて小型化でき、その上複数段のテコの支点を
板バネ等にすることにより非常にガタの少ないも
のとなる。

〔実施例〕

以下、本考案の一実施例を図面に基づいて具体
的に説明する。

第１図ａ，ｂにおいて、差動型２段テコを用い
たハンドの実施例について、主としてｂの模式図
により説明する。符号１はハンド本体であつて、
そこに固定指２が一体的に固定され、全体として
Ｌ字形に屈曲した形状を成し、ハンド本体１の水
平部内側に階段状に切欠いた凹部３を有する。そ
して、この凹部３の内部に圧電素子の２個のアク
チユエータ４，５が一端をハンド本体１に固定し
て並行に設置してあり、これらの圧電素子アクチ
ユエータ４，５は電気信号により軸方向に微小変
位伸縮動作する。また、固定指２に対して可動指
６が近接して配置され、この可動指６と上記アク
チユエータ４，５が差動型２段テコの拡大機構７
を介して連続構成される。

拡大機構７はハンド本体１の凹部３内部から可
動指６の上方に１段目テコ８と２段目テコ９が垂
直に設置される。ここで、テコ８は途中が板ばね
１０によりハンド本体１に天秤式に支持され、そ
の上端を板ばね１１によりアクチユエータ４に連
結し、下端を板ばね１２により可動指６の上端に
連結してある。また、テコ９は上端が板ばね１３
によりハンド本体１に片持で支持され、その途中
を同様に板ばね１４によりアクチユエータ５に連
結し、下端を板ばね１５により可動指６の途中に
連結してある。

次いで、このように構成されたハンドの作用に
ついて説明する。先ず、圧電素子アクチユエータ
４が伸びると、板ばね１０を支点としてテコ８が
逆方向に拡大して振れ、このため可動指６が板ば
ね１５を支点として先端を固定指２に近づけるよ
うに揺動する。また、他の圧電素子アクチユエー
タ５が伸びると、テコ９が板ばね１３を支点とし
て固定指２の方に拡大して振れ、且つ支点の板ば
ね１５の位置を固定指２の方に移動することで、
可動指６は更に固定指２に近づくのである。一
方、圧電素子アクチユエータ４，５が収縮する場
合は、上述と逆に作用して可動指６が固定指２か
ら後退する。

こうして、アクチユエータ４，５の微小変位の
伸縮に対し、拡大機構７の差動型２段テコの作用
で可動指６は一端を支点に所定のストローク拡大
して揺動することになり、この可動指６と固定指
２により小さいワークをつかんで作業することが
可能となる。この場合に、例えばアクチユエータ
４，５の最大10〜20μｍ程度の伸縮を50〜200倍
拡大し、１〜２mm程度のストロークを得ることが
できる。

第２図ａ，ｂにおいて、本考案の他の実施例の
原理について説明する。ａは上記第１図の実施例
と同様の差動型２段テコを用いたものであり、ア
クチユエータ４，５、テコ８，９等が左右に対称
的に配置され、支点としてヒンジ１６が用いられ
ている。

ｂは２段テコを用いたものであり、アクチユエ
ータ４，５がテコ８，９を介して２つの可動指６
ａ，６ｂにそれぞれ連結され、２つの可動指６
ａ，６ｂを共に揺動して作業するようになつてい
る。尚、この実施例において支点がヒンジ１６に
なつているが、板ばねを用いることもでき、第１
図の実施例のようにアクチユエータ及びテコを片
側にまとめて配置しても良い。

〔考案の効果〕

以上の説明から明らかなように、本考案のハン
ドによれば、アクチユエータに圧電素子を用い、
複数段のテコによる拡大機構であつて、これらが
ハンド本体内側の可動指上方に組付けられるの
で、ハンド全体が小型化して、非常に細かい作業
を行うことが可能になる。テコの支点を第１図の
実施例の板ばねのような弾性体にすることによつ
てガタが少なくなる。構造が簡単であり、各部の
寸法により倍率を任意に設定し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ，ｂは本考案によるハンドの実施例を
示す斜視図と模式図、第２図ａ，ｂは本考案の他
の実施例を示す模式図である。 図中、１はハンド本体、４，５は圧電素子アク
チユエータ、６，６ａ，６ｂは可動指、７は拡大
機構、８，９はテコ、１０〜１５は板ばね、１６
はヒンジ、をそれぞれ示す。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 電気信号により微小変位伸縮する圧電素子をア
   クチユエータに用い、該アクチユエータを複数段
   のテコによる拡大機構を介して可動指に連結構成
   し、該可動指を拡大された所定のストロークで揺
   動するように構成したことを特徴とするハンド。