JPH0258074B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、産業用ロボツトのハンド装置に関
し、特に小さな駆動装置によつて大きな把持力が
得られる小形のハンド装置に関するものである。

〔従来技術〕

従来の産業用ロボツトのハンド装置は、一般に
左右対向して設けられた腕体に把持子を固定的に
設け、これらの腕体をラツクピニオン方式により
駆動することによつて左右の把持子を接近・離隔
せしめるものであつた。そのため腕体を平行に保
つてガイドする必要があり、構成が複雑になるの
みならず、腕体に曲げモーメントがかかるため大
きな把持力を得るのには不都合な構成であつた。

〔発明の概要〕

本発明は、上記の欠点を解消するためになされ
たもので、回転式のカムによりそのまわりに設け
られた把持爪を拡縮自在に変位せしめることによ
り簡単で小形化ができ、しかも大きな把持力を有
する産業用ロボツトのハンド装置を提供しようと
するものである。

本発明による産業用ロボツトのハンド装置は、
ロボツトアームの先端に固定された本体と、この
本体に収容された駆動装置により回転させられ、
輪郭に傾斜をなす斜面を複数有する回転カムと、
回転カムの回転面内に配置され、一端が軸により
本体に枢着され他端の一側にワークの把持部を有
する複数の把持爪と、把持爪の他端の他側にねじ
により固定された偏心ねじ穴を有する軸と、偏心
ねじ穴を有する軸に回転自在に嵌合され、回転カ
ムの斜面に接して配置され、回転カムの回転に応
動して斜面に押圧され、把持爪を一端側の軸を中
心として回転カムの回転面内で放射状に拡大及び
縮小の揺動運動をさせるローラと、ローラを回転
カムの斜面に常時接触状態に保持する保持手段と
を備えてなることを特徴とするものである。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例を図により説明する。

第１図は本発明による産業用ロボツトの全体側
面図であり、図において１は産業用ロボツトの本
体、２はこの本体１に支持されて垂直方向に直線
往復動する昇降体、３は昇降体２に支持されて水
平面を往復回動する第１アーム、４は第１アーム
３の先端に支持されて水平面を往復回動する第２
アーム、５は第２アーム４の先端部に垂直な回動
軸６に固定されて、この回動軸６のまわりに往復
回動するハンド装置で、本発明の対象となるもの
である。このハンド装置５の構成は第２図以下に
おいてさらに詳しく示されている。７は作業台
で、その上に円筒形のワーク８が載置されてい
る。

第２図は本発明の一実施例を示すもので、第１
図の部の拡大断面図である。同図において、９
は回動軸６の下端に固定された本体で、その内部
にはカム１０を回転させるための駆動装置１１が
収容されている。カム１０は回転軸１２を介して
本体９の下面より下方に設けられる。１３はこの
カム１０に外接するように配設された複数個の把
持爪で、各把持爪１３の基部は軸１４により本体
９に枢着されている。

カム１０の形状並びにこのカム１０に接触して
回動せしめられる把持爪１３の形状及び配置関係
は第３図によく示されている。

各把持爪１３の先端部には円筒形ワーク８の内
面に接触する把持部１５が設けられ、この把持部
１５と反対側の角部にはカム１０に接触して回動
するローラ１６が軸１７にて枢着されている。カ
ム１０は把持爪１３のローラ１６との接触領域す
なわち把持爪１３の動作領域において第３図のａ
点（カム輪郭の最凹部）からｂ点（カム輪郭の最
凸部）にゆくに従つてカム１０の中心Ｏからの半
径寸法が徐々に大きくなるように形成されてい
る。

把持爪１３のローラ１６がカム１０の斜面１８
と常時接触した状態に保つために、カム１０とロ
ーラ１６をいずれも鉄製としておき、そのうちの
いずれか一方を磁化しておくとよい。あるいはロ
ーラ１６を接触方向に付勢する捩りばね（図示せ
ず）を把持爪１３と本体９の間に装着することも
できる。

把持爪１３を軸１４により本体９に枢着する場
合、把持爪１３が自由に回動しうるよう枢着する
こともできるが、把持爪１３を軸１４に摩擦的に
きつく嵌合してワーク把持動作時に把持爪１３が
ふらつくのを防止することが適当である。

次にワーク把持寸法を調整可能とするために、
ローラ１６を枢支する軸１７が第５図の部分拡大
図で示すように偏心軸部１９を有するように形成
されている。すなわち、この偏心軸部１９にロー
ラ１６を回転自在に嵌合すると共に、軸１７は把
持爪１３に摩擦的にきつく枢着する。そして軸１
７の外端に回転用の溝２０を設け、この溝２０に
ドライバー等の工具（図示せず）を差し込み軸１
７を適宜回転せしめれば、偏心軸部１９の回転位
置によりローラ１６の把持爪１３からの出入量が
変化するので、これによりカム１０の中心Ｏと把
持部１５間の寸法を任意に調整することができ
る。

以上のように構成された本発明によるハンド装
置５を使用して円筒形のワーク８を把持するに
は、ハンド装置５を位置制御してワーク８の直上
に持ち込み、次いでワーク８内に挿入する（第２
図参照）。次に、駆動装置１１によりカム１０を
第３図の矢印Ａ方向に所定の角度だけ回転すれ
ば、各々の把持爪１３は第４図に示すように軸１
４を中心として外方へ回動し各把持部１５の包絡
円２１は同心円的に拡大しワーク８の内径と合致
し、これをそれぞれの把持部１５によつて強力に
押圧することになる。

いま、把持爪１３による把持力を考察するに、
第６図に示すように、把持力をＰ、カム１０の回
転力をＦ、ローラ１６をカムの斜面１８に沿つて
押上げる力をF₁、カムの斜面１８の傾斜角をθ
とすれば、 Ｐ＝Ｆ／tanθ となり、θ＝5゜に設定するときは、上式からＰ≒
12Fとなる。但し、２２はカム１０の中心に向う
軸線である。

このように、把持力Ｐはカム１０の回転力Ｆに
対し約12倍にも拡大することができ、強力にワー
ク８を把持することができる。しかも把持部１５
とカム１０の中心Ｏとを結ぶ直線上にローラ１６
を位置せしめることができるので把持爪１３、ロ
ーラ１６、カム１０等に対しては圧縮力の作用下
にあり、ほとんど曲げモーメントがかからないの
で小形化しても強度的に安全である。また、上式
から明らかなように回転力Ｆに対して把持力Ｐを
１倍以上に拡大しうる傾斜角θの上限は45゜であ
る。即ち、θ＝45゜に設定すると回転力Ｆと把持
力Ｐが等しく（Ｐ＝Ｆ）なる。従つて、傾斜角θ
は45゜以下の範囲とする。

なお、ワーク８を解放するときは第３図の矢印
Ｂ方向にカム１０を回転すればよい。

本発明において、把持すべきワーク８は円筒形
のものに限られない。例えば角筒形のものであつ
ても、それに応じたカムの形状と把持爪の変位量
を設定すればよい。また、把持爪をカムに内装す
るようにするときは上記の実施例とは逆にワーク
の外面を把持することができる。

〔発明の効果〕

以上のように本発明はカムの回転によつて複数
個の把持爪を拡幅・縮小するようにしてワークの
把持・解放をなすものであるから、簡潔な構成に
して強力な把持力を得ることができると共に小形
化が可能でかつ安価な産業用ロボツトのハンド装
置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による産業用ロボツトの全体側
面図、第２図は第１図の部の拡大断面図、第３
図は第２図の−線における断面図で、ワーク
を把持する前の状態図、第４図はワークを把持し
た状態を示す動作図、第５図は第３図のＶ部の拡
大図、第６図はカムの回転力を把持爪の把持力に
拡大する原理図である。 ９：本体、１０：カム、１１：駆動装置、１
２：回転軸、１３：把持爪、１４：軸、１５：把
持部、１６：ローラ、１７：軸。なお各図中同一
符号は同一または相当部分を示すものとする。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ロボツトアームの先端に固定された本体と、 この本体に収容された駆動装置により回転させ
   られ、輪郭に傾斜をなす斜面を複数有する回転カ
   ムと、 上記回転カムの回転面内に配置され、一端が軸
   により上記本体に枢着され他端の一側にワークの
   把持部を有する複数の把持爪と、 上記把持爪の他端の他側にねじにより固定され
   た偏心ねじ穴を有する軸と、 上記偏心ねじ穴を有する軸に回転自在に嵌合さ
   れ、上記回転カムの斜面に接して配置され、上記
   回転カムの回転に応動して上記斜面に押圧され、
   上記把持爪を上記一端側の軸を中心として上記回
   転カムの回転面内で放射状に拡大及び縮小の揺動
   運動をさせるローラと、 上記ローラを上記回転カムの斜面に常時接触状
   態に保持する保持手段と、 を備えたことを特徴とする産業用ロボツトのハン
   ド装置。