JPH03294197A

JPH03294197A - ロボツトのハンド装置

Info

Publication number: JPH03294197A
Application number: JP9647390A
Authority: JP
Inventors: Yusaku Azuma; 雄策我妻; Takeshi Yakou; 猛谷古宇; Yasushi Aoki; 康青木
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1990-04-13
Filing date: 1990-04-13
Publication date: 1991-12-25
Anticipated expiration: 2012-02-05
Also published as: JP2579028B2

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】［産業上の利用分野］この発明は、部品を把持したり組み付けるためのロボッ
トのハンド装置に関する。

［従来の技術］従来より、任意形状の部品を確実に把持することが出来
る様にするために、例えば、実開昭６０−７４９８６号
公報に開示されている様に、３本のフィンガ部材を備え
、これら３本のフィンガ部材を所定の半径で回転自在に
支持する技術が知られている。

［発明が解決しようとする課題〕しかしながら、このような従来技術においては、３本の
フィンガ部材の回転中心は夫々固有に固定され、また、
夫々の回転半径も一定に規定され、しかも、３本のフィ
ンガ部材の回転状態は互いに同期する様に設定されてい
るため、特定形状の部品を把持しようとすると、３本の
フィンガ部材の把持位置はおのずと限定されてしまい、
且つ、把持時の各フィンガ部材の移動軌跡は円弧となり
、このため、特に、組み付け時にフィンガ部材を逃がす
場合、既に載置されているワークとの干渉を避ける事が
困難な場合が発生する。

また、ロボットにハンド装置を取り付けた基準に対して
、把持時の部品の位置を自由に設定する事が不可能に近
（、ロボットの中心位置より大きく離れて部品を把持せ
ざるをえず、ロボットの作業領域を大きくしなければな
らない問題点が指摘されている。

更に、特定形状の部品に対しては、別のハンド装置を使
用しなければならず、このための交換動作や、事前に多
種類のハンド装置を準備しなければならず、組み立て装
置全体のコストを上げる要因となっている。

この発明は上述した課題に鑑みなされたもので、この発
明の目的は、１種類のハンド装置で、任意形状の部品を
確実に、把持・組み付ける事の出来るロボットのハンド
装置を提供することである。

［課題を解決するための手段］上述した目的を達成するため、この発明に係わるロボッ
トのハンド装置は、ハンド本体と、このハンド本体に少
なく２本設けられ、部品の把持・組み付け動作を行うた
めのフィンガ部材と、各フィンガ部材に接続され、対応
するフィンガ部材を任意の位置に移動させるための移動
手段とを具備し、前記移動手段は、各々、対応するフィ
ンガ部材を所定の軸線に沿って直線状に移動させろ第１
の駆動手段と、この第１の駆動手段を前記軸線に直交す
る所定の回転軸線回りに回転駆動させる第２の駆動手段
とを備える事を特徴としている。

また、この発明に係わるロボットのハンド装置において
、前記各第２の駆動手段によるフィンガ部材の回転面は
、互いに同一平面上に設定されている事を特徴としてい
る。

また、この発明に係わるロボットのハンド装置において
、前記各第２の駆動手段は、前記ハンド本体に固定され
た第２の駆動モータと、この第２の駆動モータにより回
転駆動される回動ハウジングとを備え、前記各第１の駆
動手段は、前記回動ハウジングに前記軸線に沿って摺動
可能に支持され、前記フィンガ部材が取り付けられた摺
動アームと、前記回動ハウジングに取り付けられた第１
の駆動モータと、この第１の駆動モータと前記摺動アー
ムとの間に介設され、第１の駆動モータによる回転駆動
力を直線運動力として摺動アームに伝達する伝達手段と
を備えている事を特徴としている。

また、この発明に係わるロボットのハンド装置において
、前記各第１の駆動手段は、対応するフィンガ部材の直
線位置を位置決め可能に構成されている事を特徴として
いる。

また、この発明に係わるロボットのハンド装置において
、前記各フィンガ部材は、対応する摺動アームに対して
着脱自在に取り付けられている事を特徴としている。

また、この発明に係わるロボットのハンド装置において
、前記フィンガ部材は、前記ハンド本体に３本設けられ
ている事を特徴としている。

また、この発明に係わるロボットのハンド装置において
、前記３本のフィンガ部材は、前記ハンド本体の周囲に
等間隔に配設されている事を特徴としている。

また、この発明に係わるロボットのハンド装置において
、前記３本のフィンガ部材は、前記ハンド本体の中心に
対して同一円周上に位置する様に配設されている事を特
徴としている。

［作用］以上のように構成されるロボットのハンド装置において
は、ハンド本体に少なくとも２本のフィンガ部材を備え
、夫々のフィンガ部材が、直線運動を実行させる第１の
駆動手段と、前記軸線に直交する所定の回転軸線回りに
、この第１の駆動手段を回転駆動する第２の駆動手段と
により、移動駆動される事になる。この結果、各フィン
ガ部材は、任意の軌跡を有して移動することが出来る事
となり、この結果、少なくとも２本のフィンガ部材を用
いて、部品を任意の位置で把持することが出来る事とな
り、任意形状の部品に対するハンド装置の共通化を実現
する事が可能となる。

［実施例コ以下に、この発明に係わるロボットのハンド装置の一実
施例の構成を、添付図面を参照して詳細に説明する。

第１図に示す様に、この一実施例のハンド装置１０は、
ロボットのアームＸ（第２図に示す。）の下端に取り付
けられたハンド本体１２を備えている。このハンド本体
１２は、略円板状に形成され、これの中心位置に、上述
したロボットアームの下端が接続される様に設定されて
いる。また、この略円板状のハンド本体１２の外周には
、この一実施例においては３つの突出片１４ａ。

１４ｂ、１４ｃが半径方向外方に向けて突出した状態で
一体的に形成されている。

また、このハンド装置１０は、これら３つの突出片１４
ａ、１４ｂ、１４ｃに、夫々移動機構１６ａ、１６ｂ、
１６ｃを介して同一平面状において任意の軌跡を有して
移動駆動される様になされた３本のフィンガ部材１８ａ
、１８ｂ、１８ｃを備得ている。このように各移動機構
１６ａ。

１６ｂ、１６ｃにおいて、対応するフィンガ部材１８ａ
、１８ｂ、１８ｃを任意の軌跡を有して移動駆動するた
めに、各々、対応するフィンガ部材１８ａ、１８ｂ、１
８ｃを所定の軸線Ａに沿って直線状に移動させる第１の
駆動機構２０ａ。

２０ｂ、２０ｃと、各第１の駆動機構２０ａ。

２０ｂ、２０ｃを軸線Ａに直交する所定の回転軸線Ｂ（
第２図に示す。）回りに回転駆動させる第２の駆動機構
２２　ａ、　２２　ｂ、　２２　ｃとを備えている。

以下に、これら移動機Ｗ４１６ａ、１６ｂ。

１６ｃの構成を詳細に説明するが、夫々の構成は同一に
なされているため、以下においては、第１のフィンガ部
材１８ａを移動駆動する第１の移動機構１６ａの構成を
代表して説明し、他の移動機構１６ｂ、１６ｃの構成の
説明を省略する。

この移動機構１６ａは、上述した様に、第１の駆動機構
２０ａと第２の駆動機構２２ａとを備えており、第２の
駆動機構２２ａは、第２図に示す様に、対応する突出片
１４ａを上下に貫通した状態で取り付けられた取り付け
ハウジング２４を備えている。この取り付けハウジング
２４は、中空筒状に形成され、これの上面には、第２の
駆動モータ２６が固着されている。この第２の駆動モー
タ２６は、そのモータ軸２６ａを下方に延出した状態で
、取り付けハウジング２４内に突出する様に設定されて
いる。即ち、このモータ軸２６ａは、ハンド本体１２の
延出面に対して直交する様に設定された回転軸線Ｂの回
りに回転駆動される様に取り付けられている。

また、この取り付けハウジング２４の下部には、モータ
軸２６ａと整合して、これの下方に突出した状態で、駆
動軸２８がベアリング３０を介して回転自在に軸支され
ている。そして、この駆動軸２８の下端には、回動ハウ
ジング３２が固定した状態で取り付けられている。一方
、駆動軸２８とモータ軸２６ａとは、カップリング部材
３４を介して、互いに一体的に回転する様に連結されて
いる。

このように第２の駆動機構２２ａは構成されているので
、第２の駆動モータ２６の起動に応じて、回動ハウジン
グ３２は、ハンド本体１２の延出面に直交する回転軸線
Ｂの回りに回転駆動される事になる。

一方、上述した第１の駆動機構２０ａは、この回動ハウ
ジング３２に取り付けられている。ここで、この回動ハ
ウジング３２は、回転軸線Ｂに対して直交し、且つ、ハ
ンド本体１２の延出面に対して平行になる様に設定され
た軸線Ａに沿って延出した貫通孔３２ａを備えている。

尚、この貫通孔３２ａの断面形状は、この一実施例にお
いては、略正方形状に設定されている。

また、この回動ハウジング３２の一側には、外方に向け
て延出する取り付け片３２ｂが一体的に形成されている
。そして、この取り付け片３２ｂが形成された側の回動
ハウジング３２の側面には、上述した貫通孔３２ａに連
通する連通溝３２ｃが、軸線Ａに沿って、回動ハウジン
グ３２の全長に渡り形成されている。即ち、この連通溝
３２ｃは、その両端が、回動ハウジング３２０両端面に
おいて開口する様に形成されている。

そして、この第１の駆動機構２０ａは、上述した回動ハ
ウジング３２の貫通孔３２ａ内に、軸線Ａに沿って摺動
可能に支持され、一端下面に対応するフィンガ部材１８
ａが立ち下がった状態で取り付けられた摺動アーム３４
と、回動ハウシング３２の取り付け片３２ｂに取り付け
られた第１の駆動モータ３６と、この第１の駆動モータ
３６と摺動アーム３４との間に介設され、第１の駆動モ
ータ３６による回転駆動力を直線運動力として摺動アー
ム３４に伝達する伝達機構３８とを備えている。

尚、各フィンガ部材１８ａ、１８ｂ、１８ｃは、細長い
丸棒状に各々形成されており、この一実施例においては
、対応する摺動アーム３４に対して取り外し可能な状態
で取り付けられている。

ここで、この第１の駆動モータ３６は、そのモータ軸３
６ａを下方に突出した状態で、取り付け片３２ｂに取り
付けられている。即ち、このモータ軸２６ａは、上述し
た第２の駆動モータ２６と同様に、ハンド本体１２の延
出面に対して直交する様に設定された回転軸Ｉ！Ｂの回
りに回転駆動される様に取り付けられている。一方、こ
の伝達機構３８は、このモータ軸３６ａの下端に同軸に
固着されたピニオンギヤ４０と、第３図に明白に示され
る様に、摺動アーム３４の第１の駆動モータ３６が設け
られた側の側面に、軸線Ａに沿って延出した状態で取り
付けられ、上述した連通溝３２ｃを介して、ピニオンギ
ヤ４０と噛合するラック４２とから構成されている。

このように第１の駆動機構２０ａは構成されているので
、第１の駆動モータ３６の起動に応じて、摺動アーム３
４は、ハンド本体】２の延出面に平行に設定された軸線
Ａに沿って往復駆動されろ事になる。

ここで、これら第１乃至第３の移動機構１６ａ、１６ｂ
、１６ｃにおいて、夫々を構成する部品の大きさ及び長
さは同一に設定されている。この結果、各移動機構１６
ａ、１６ｂ。

１６ｃにおける摺動アーム３６の配設位置は、ハンド本
体１２を基準とした場合、同一高さとなる様に設定され
る事となる。換言すれば、各摺動アーム３６は、略円板
状のハンド本体１２の延出面と平行に設定された平面内
において、各々、軸線Ａに沿って移動駆動されると共に
、回転軸線８回りに回転駆動される事となる。

以上詳述した様に、この一実施例によれば、各フィンガ
部材１８ａ、１８ｂ、１８ｃ毎に設けられ、対応する各
々のフィンガ部材１８ａ。

１８ｂ、１８ｃを移動するための各移動機構１６ａ、１
６ｂ、１６ｃは、対応するフィンガ部材１８ａ、１８ｂ
、１８ｃを軸線Ａに沿って往復駆動する第１の駆動機構
２０ａ、２０ｂ、２０ｃと、対応する第１の駆動機構２
０　ａ、　２０　ｂ。

２０ｃを各々回転軸線８回りに買い手駆動する第２の駆
動機構２２　ａ、　２２　ｂ、　２２　ｃとを備える様
に構成されているので、各フィンガ部材１８ａ、１８ｂ
、１８ｃは、任意の軌跡を通り、所望の位置、即ち、把
持しようとする部品（図示せず）の任意の位置に移動さ
せ得る事となる。

尚、第１の駆動モータ３６及び第２の駆動モータ２６に
は、夫々に、夫々の回動角度を検出するためのロータリ
エンコーダ４４．４６が取り付けられている。そして、
これらロータリエンコーダ４４．４６は、図示しない制
御ユニットに接続されており、この制御ユニットは、両
ロータリエンコーダ４４．４６から出力されてきた検出
結果に基づき、各フィンガ部材１８ａ、１８ｂ、１８ｃ
の、対応する回転軸線Ｂからの距離、即ち、各フィンガ
部材１８ａ、１８ｂ、１８ｃの各々の回転半径と、回動
開始位置からの回動角度、即ち、現在の回動位置とを演
算し、各フィンガ部材１８ａ、１８ｂ、１８ｃのハンド
本体１２に対する極座標系における絶対位置を検出する
ように構成されている。

以上詳述した様に、この一実施例によれば、部品の把持
・組み付け動作を実行するロボットのハンド装置１０に
おいて、３本のフィンガ部材１８ａ、１８ｂ、１８ｃを
備え、夫々のフィンガ部材１８ａ、１８ｂ、１８ｃに直
線と回転との２つの駆動態様を持たせ、３本のフィンガ
部材１８ａ、１８ｂ、１８ｃが、同一平面状において、
任意の位置に、任意の方向から移動することが出来る事
となる。このように、任意の位置に、任意の方向から３
本のフィンガ部材１８ａ。

１８ｂ、１８ｃを夫々移動させるが出来る事により、種
々の形状を有する任意部品を、自由な３点で把持するこ
とが出来る事となり、ロボットに対して、限定されない
位置で、この部品を把持することが出来る事となる。こ
のようにして、ロボットの動作領域を拡大することなく
、部品を確実に把持することが出来る事になる。

また、この一実施例によれば、１つのハンド装［１０で
把持することが出来る部品の数が多くなり、実質的にハ
ンド装置１０を交換することなく、多種の部品を確実に
把持することが出来る事になる。

また、この一実施例によれば、把持しようとする部品の
形状に応じて、フィンガ部材１８ａ。

１８ｂ、１８ｃで把持することが出来ない部位を避けて
、確実に把持することが出来る部位で把持する事が可能
となり、把持動作の確実性が高められる事になる。

また、この一実施例によれば、部品の把持時、３本のフ
ィンガ部材１８ａ、１８ｂ、１８ｃを、任意の方向から
部品に対して移動可能にしているため、把持しようとす
る部品がハンド装置１０内でずれる事が小さくなされる
事になる。また、部品を組み付ける際に、各々のフィン
ガ部材１８ａ、１８ｂ、１８ｃを任意の方向に逃がすこ
とが出来るので、部品の設計変更等にも確実に、且つ、
簡単に対処することが出来る事になる。

また、この一実施例によれば、１つのハンド装置１０で
把持する事の出来る部品の種類が多くなるるため、他の
ハンド装置を準備する数を減少させて、組み立て装置全
体にかかる費用の低減を達成する事が可能となる。

この発明は、上述した一実施例の構成に限定されること
なく、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形可能
である事は言うまでもない。

例えば、上述した一実施例においては、部品を把持する
ためのフィンガ部材として３本のフィンガ部材１８ａ、
１８ｂ、１８ｃを用いる様に説明したが、この発明は、
このような構成に限定されることなく、フィンガ部材は
２本のみ配設し、これら２本のフィンガ部材に対応して
、移動機構も２つだけ備える様に構成しても、２本のフ
ィンガ部材が同一平面状で任意に位置決め可能であるた
め、何ら問題なく、部品を確実に把持、この場合は、挟
持することが出来る事になる。

また、上述した一実施例においては、各フィンガ部材１
８ａ、１８ｂ、１８ｃは、何らの駆動手段をも有さない
、単なる細長い丸棒状に形成される様に説明したが、こ
の発明は、このような構成に限定されることなく、例え
ば、空圧シリンダ等の駆動手段を備え、フィンガ部材１
８ａ。

１８ｂ、１８ｃを上下動させることが出来る様に構成し
、３本のフィンガ部材１８ａ、１８ｂ。

１８ｃの夫々の高さ位置を変更することが出来る様に構
成しても良い。

また、上述した一実施例においては、１本の摺動アーム
３４に対して１本のフィンガ部材を取り付ける様に説明
したが、この発明は、このような構成に限定されること
なく、例えば、１本の摺動アーム３４の両端に夫々種類
の異なるフィンガ部材を取り付ける様に構成し、部品の
種類に応じて、これらフィンガ部材を使い分ける様にし
ても良いものである。

また、上述した一実施例においては、摺動アーム３４は
、対応する回動ハウジング３２から一方方向にのみ延出
し得る様に説明したが、この発明は、このような構成に
限定されることな（、両方向に選択的に延出することが
出来る様に構成することが出来るものである。このよう
に構成する事により、特に、摺動アーム３４の両端に夫
々フィンガ部材を設けた場合に、効果が高まる事になる
。

［発明の効果］以上詳述したように、この発明に係わるロボットのハン
ド装置は、ハンド本体と、このハンド本体に少なく２本
設けられ、部品の把持・組み付け動作を行うためのフィ
ンガ部材と、各フィンガ部材に接続され、対応するフィ
ンガ部材を任意の位置に移動させるための移動手段とを
具備し、前記移動手段は、各々、対応するフィンガ部材
を所定の軸線に沿って直線状に移動させる第１の駆動手
段と、この第１の駆動手段を前記軸線に直交する所定の
回転軸線回りに回転駆動させる第２の駆動手段とを備え
る事を特徴としている。

また、この発明に係わるロボットのハンド装置において
、前記各第２の駆動手段は、前記ハンド本体に固定され
た第２の駆動そ一夕と、この第２の駆動モータにより回
転駆動される回動ハウジングとを備え、前記各第１の駆
動手段は、前記回動ハウジングに前記軸線に沿って摺動
可能に支持され、前記フィンガ部材が取り付けられた摺
動アームと、前記回動ハウジングに取り付けられた第１
の駆動モータと、この第１の駆動モータと前記摺動アー
ムとの間に介設され、第１の駆動モータによる回転駆動
力を直線運動力として摺動アームに伝達する伝達手段と
を備えている事を特徴としている。

従って、この発明によれば、１種類のハンド装置で、任
意形状の部品を確実に、把持・組み付ける事の出来るロ
ボットのハンド装置が提供される事になる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係わるロボットのハンド装置の一実
施例の構成を示す下面図；第２図は第１図に示すハンド装置における２つの移動機
構の構成を示す縦断面図；そして、第３図は１つの移動
機構における伝達機構の構成を示す側面図である。図中、１０・・・ハンド装置、１２・・・ハンド本体、１４　
ａ　；　１４　ｂ　；　１４　ｃ　”−突出片、１６ａ
；１６　ｂ　；　１６　ｃ−・・移動機構、１８ａ；１
８ｂ；１８　ｃ−・・フィンガ部材、２０ａ；２０ｂ；
２０ｃ・・・第１の駆動機構、２２ａ　；　２２ｂ　；
　２２ｃ・・・第２の駆動機構、２４・・・取り付けハ
ウジング、２６・・・第２の駆動モータ、２６ａ・・・
モータ軸、２８・・・駆動軸、３０・・・ベアリング、
３２・・・回動ハウジング、３２ａ・・・貫通孔、３２
ｂ・・・取り付け片、３２ｃ・・・連通穴、３４・・・
摺動アーム、３６・・・第１の駆動モータ、３６ａ・・
・モータ軸、３８・・・伝達機構、４０・・・ピニオン
ギヤ、４２・・・ラック、４４；４６・・・ロータリエ
ンコーダである。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ハンド本体と、このハンド本体に少なく２本設けられ、部品の把持・組
み付け動作を行うためのフィンガ部材と、各フィンガ部材に接続され、対応するフィンガ部材を任
意の位置に移動させるための移動手段とを具備し、前記移動手段は、各々、対応するフィンガ部材を所定の
軸線に沿って直線状に移動させる第１の駆動手段と、こ
の第１の駆動手段を前記軸線に直交する所定の回転軸線
回りに回転駆動させる第２の駆動手段とを備える事を特
徴とするロボットのハンド装置。
（２）前記各第２の駆動手段によるフィンガ部材の回転
面は、互いに同一平面上に設定されている事を特徴とす
る請求項第１項に記載のロボットのハンド装置。
（３）前記各第２の駆動手段は、前記ハンド本体に固定
された第２の駆動モータと、この第２の駆動モータによ
り回転駆動される回動ハウジングとを備え、前記各第１の駆動手段は、前記回動ハウジングに前記軸
線に沿って摺動可能に支持され、前記フィンガ部材が取
り付けられた摺動アームと、前記回動ハウジングに取り
付けられた第１の駆動モータと、この第１の駆動モータ
と前記摺動アームとの間に介設され、第１の駆動モータ
による回転駆動力を直線運動力として摺動アームに伝達
する伝達手段とを備えている事を特徴とする請求項第２
項に記載のロボットのハンド装置。
（４）前記各第１の駆動手段は、対応するフィンガ部材
の直線位置を位置決め可能に構成されている事を特徴と
する請求項第３項に記載のロボットのハンド装置。
（５）前記各フィンガ部材は、対応する摺動アームに対
して着脱自在に取り付けられている事を特徴とする請求
項第３項に記載のロボットのハンド装置。
（６）前記フィンガ部材は、前記ハンド本体に３本設け
られている事を特徴とする請求項第１項に記載のロボッ
トのハンド装置。
（７）前記３本のフィンガ部材は、前記ハンド本体の周
囲に等間隔に配設されている事を特徴とする請求項第６
項に記載のロボットのハンド装置。
（８）前記３本のフィンガ部材は、前記ハンド本体の中
心に対して同一円周上に位置する様に配設されている事
を特徴とする請求項第７項に記載のロボットのハンド装
置。