JPH05118401A - 把持装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 産業用ロボット等において、ワークを定位置
で正確に把持することができる、構造が簡単で耐久性が
ある把持装置を提供する。 【構成】 同一長さの平行四辺形に形成された平行クラ
ンク機構と、その第４枢着軸を一直線上に案内するよう
に連結された駆動手段と、前記一直線の延長線上で把持
装置本体に第２枢着軸が軸支された軸支手段と、第１リ
ンク及び第４リンクが延長された点で軸支される一対の
把持ブロックとを具備し、その把持ブロックが前記駆動
手段の駆動方向と直交する方向に案内されたものであ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は主として産業用ロボット
におけるワーク把持装置に関し、特に耐久性が高く且つ
ワークを正確に特定位置で把持することができるものに
関する。

【０００２】

【従来の技術】各種工作機械のワーク自動供給装置や自
動溶接装置その他の産業用ロボットにおいて、一対の把
持部材によりワークを着脱自在に把持し、それを移動す
る作業等のため、把持装置として広く利用されている。
なお、この把持装置は産業用ロボットの爪と呼ばれるこ
ともある。従来の把持装置は、図７に示すような構造を
有していた。即ち、把持装置本体９に溝18が形成され、
その溝18に一対の把持用ブロック14，15の凸条19が案内
される。そして、各把持用ブロック14，15にはピン27が
設けられ、そのピン27に一対のＬ字リンク22の夫々の細
長い欠切部26が嵌入する。夫々のＬ字リンク22は、把持
装置本体９にピン23を介してそのＬ字状のコーナー部が
枢着されると共に、一対のＬ字リンク22がＷ字状に組み
合わされ、その組み合せ部の夫々の長孔25がピン24に支
持される。このピン24は、ピストンロッド20の先端に固
定され、それがピストンロッド20の移動により一直線上
を移動する。

【０００３】このピストンロッド20は、エアーシリンダ
ー又はオイルシリンダーに連結され、矢印方向に駆動さ
れる。すると、ピン24は各Ｌ字リンク22の長孔25内に案
内され、Ｌ字リンク22をピン23の回りに回動させる。そ
れに伴い、Ｌ字リンク22の欠切部26に案内されてピン27
が移動し、それが固定されている把持用ブロック14及び
15は同期してその間隔を拡縮する。すると、把持用ブロ
ック14及び15に固定された把持部16及び17により、図示
しないワークが着脱自在に把持されることになる。又、
他の従来型把持装置として、図６に示す如くピニオンと
ラックとを利用したものが存在する。即ち、ピストンロ
ッド20の端部両面にラックを設け、夫々のラックに一対
のピニオン28が歯合する。そして、ピストンロッド20の
移動方向に直交する方向に案内される一対の把持用ブロ
ック14，15の一方の面に、ラック29が設けられ、それら
が夫々のピニオン28に歯合する。そして、ピストンロッ
ド20を上下動することにより、一対の把持用ブロック1
4，15を左右に移動して、両者間にワークを着脱自在に
把持（挟持を含む以下同じ）する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このような把持装置
は、一対の把持用ブロック14，15が極めて頻繁に移動す
るため、その把持用ブロックとブロック駆動機構との連
結部は、可能な限り磨耗し難い機構が採用されることが
好ましい。しかしながら、図７に示す従来技術ではＬ字
リンク22と把持用ブロック14のピン27との係合点におけ
る両者の移動方向が異なる。即ち、ピン27におけるＬ字
リンクの移動軌跡と把持用ブロックの移動軌跡とは互い
に交差する。そのためピン27は、欠切部26に案内されて
摺接移動する。同様に、Ｌ字リンク22の長孔25とピン24
とも摺接移動することになる。従って頻繁にこの把持装
置を使用すると、長孔25及び欠切部26に磨耗が生じ、把
持用ブロック14及び15を正確に同期することが次第に困
難となる。すると、ワーク把持位置が何れか一方の把持
ブロック側に移動することがある。又、把持用ブロック
にはリンク機構により、常に斜め方向の力が加わる。こ
の力は、把持用ブロックの案内される方向と異なるた
め、把持用ブロックの摺接面が損傷し、円滑な動力伝達
が次第に困難になる虞がある。

【０００５】次に図６における把持装置では、ラック及
びピニオンを使用するため、その歯合部に繰り返し荷重
が加わり、その歯合部を損傷して、やはり把持用ブロッ
ク14，15の何れか一方に偏った位置でワークを把持する
虞がある。特に、ピニオン28及びラック29の歯のモジュ
ールが小さいときは、歯部に損傷を起こし易い。従っ
て、把持装置の小型化をする場合には、このような把持
装置を使用することができなかった。

【０００６】

【課題を解決するための手段】そこで本発明は、構造が
簡単でコンパクトに製作することができ且つ、永年使用
しても狂いの生じない把持装置を提供することを目的と
し、その目的達成のために次の構成をとる。即ち、本発
明の把持装置は、第１リンク１と第２リンク２と第３リ
ンク３と第４リンク４とを互いに第１〜第４枢着点で順
に枢着して平行四辺形に形成された平行クランク機構21
を有する。そして、その第２リンク２または第３リンク
３で本体９に軸支手段11により枢着する。そして、第１
リンク１及び第４リンク４上に設けられる第１支持点12
及び第２支持点13の両支持点を結ぶ一直線上に、前記軸
支手段11が一致するように構成する。そして、その第１
支持点12及び第２支持点13で一対の把持用ブロック14，
15を支持すると共に、両ブロック14，15を本体９に一直
線上または互いに平行に案内させる。そして、前記第４
枢着点８またはその近傍における前記第１リンク１また
は第４リンク４に駆動手段10を設け、それが前記両ブロ
ック14，15の前記案内方向と交差する方向に駆動され
る。

【０００７】又、本発明の好ましい実施態様は、平行ク
ランク機構21が、同一長さＬとなる点で第１リンク１，
第２リンク２，第３リンク３，第４リンク４が互いに第
１〜第４枢着軸５〜８で順に枢着して平行四辺形に形成
されたものである。そして、第４枢着軸８を一直線上に
案内するように、その枢着点に駆動手段10を連結する。
さらに、その一直線の延長線上の点で、第２枢着軸６が
把持装置本体９に軸支手段11により支持される。又、第
４枢着軸８から第１枢着軸５及び第３枢着軸７の夫々の
延長線上に前記同一長さＬの前記第１リンク１及び第４
リンク４が延長されると共に、その延長点に第１支持点
12と第２支持点13が設けられる。そして、その第１支持
点12及び第２支持点13において一対の把持用ブロック1
4，15が支持されると共に、両ブロックが前記一直線上
に直交する方向へ、把持装置本体９に案内されたもので
ある。

【０００８】

【作用】本把持装置によれば、図１及び図３において駆
動手段10を駆動すると、そのピストンロッド20の上下動
に伴い、第４枢着軸８は８ａ地点に移動し、第１リンク
１及び第４リンク４は実線の状態から鎖線の状態に移動
する。すると、第１支持点12及び第２支持点13は12ａ地
点及び13ａ地点に移動する。即ち、第１支持点12及び第
２支持点13の移動軌跡は、常に図３において両点を結ぶ
一直線上となる。従って、第１支持点12及び第２支持点
13において、支持された把持用ブロック14及び15は、常
にそれらが案内される溝18と同一方向にのみ力が加えら
れ駆動されるから、その連結部に無理な外力が加わるこ
とがない。そのため、駆動手段10の駆動に伴う軸線方向
の動力をそれに直交する方向に正確に変更し、把持用ブ
ロック14及び15を常に同期させることが可能となる。

【０００９】

【実施例】次に図面に基づいて本発明の実施例につき説
明する。図１は本把持装置の一部破断斜視図であり、図
２は同装置の側面図、図３は同把持装置の説明図ある。
この実施例の把持装置本体９は、図２及び図１に示す如
く、中央に深い矩形溝が形成された上部ブロックと、下
部ブロックとからなり、上部ブロックの下部及び下部ブ
ロックにエアーシリンダー又はオイルシリンダーからな
る駆動手段10が内装される。そして、上部ブロックの深
溝内には一対のＬ字状の硬質樹脂ブロック30が締結ボル
ト31及び調整ボルト32を介して嵌着固定される。そして
一対の硬質樹脂ブロック30の内側には、平行クランク機
構21及び一対の把持用ブロック14，15が設けられてい
る。平行クランク機構21は図３に示す如く、同一長さＬ
からなる４節平行クランクを構成する。即ち、第１リン
ク１と第２リンク２と第３リンク３と第４リンク４と
が、夫々第１枢着軸５〜第４枢着軸８において順にピン
結合されている。そして、第４枢着軸８が駆動手段10の
ピストンロッド20の一端に軸支される。

【００１０】即ち、ピストンロッド20の両側面に第１リ
ンク１と第４リンク４の端部が当接し、ピンにより両リ
ンクが回動自在に軸支される。そして、第１リンク１と
第４リンク４との隙間に、第２リンク２及び第３リンク
３が介装され、第１リンク１と第２リンク２との間は第
１枢着軸５により、第３リンク３と第４リンク４との間
は第３枢着軸７により軸支され、第２リンク２と第３リ
ンク３とは第２枢着軸６によって軸支される。このとき
第１枢着軸５及び第３枢着軸７は、その頭部が第４リン
ク４または第１リンク１の厚み分だけ突出し、その頭部
の端面が硬質樹脂ブロック30の垂直な壁面に案内され
る。又、第４枢着軸８の両端は、一対の硬質樹脂ブロッ
ク30の端面により抜け止めされる。次に第２枢着軸６は
図１〜図３に示す如く、把持装置本体９に貫通固定され
る。この第２枢着軸６が、把持装置本体９に固定された
軸支手段11を構成する。

【００１１】次に図３に示す如く、第１リンク１及び第
４リンク４の延長線上において、平行クランク機構21の
各リンク長さＬだけ延長した点である第１支持点12及び
第２支持点13が、把持用ブロック14及び15にピンにより
軸支されている。即ち、把持用ブロック14及び15の下端
に穿設されたピン孔に貫通する軸が、第１支持点12及び
第２支持点13において第１リンク１及び第４リンク４に
軸支されている。なお、この実施例では第１支持点12及
び第２支持点13は、ピン貫通孔として形成されている
が、ここにＵ字状の欠切部を設けても良い。次に、把持
用ブロック14及び15は、図１及び図２に示す如く、把持
装置本体９に嵌着された硬質樹脂ブロック30上端の溝18
に案内される。即ち、把持用ブロック14及び15下端部両
側に設けられてた凸条19が、硬質樹脂ブロック30の溝18
に案内される。この溝18は、ピストンロッド20の駆動方
向に直交して設けられている。又、把持用ブロック14及
び15には、複数のボルト孔33が穿設され、そのボルト孔
33に図示しないボルトを介して適宜形状の把持部16及び
17が固定される。この把持部16及び17の形状は、両者間
に把持されるワークの形状や大きさ等に応じて適宜設計
される。

【００１２】このように構成された把持装置は、次のよ
うにして組み立てられる。先ず、平行クランク機構21と
ピストンロッド20及び把持用ブロック14及び15とがピン
結合される。それと共に、それらの両側に一対の硬質樹
脂ブロック30を被嵌し、把持用ブロック14及び15の凸条
19が溝18に案内されると共に、第４枢着軸８、第１枢着
軸５、第３枢着軸７が夫々硬質樹脂ブロック30の内面に
抜け止め支持される。係る状態で、それらの組み立て体
を把持装置本体９の深溝部に嵌着する。そして、図２に
示す如く、締結ボルト31及び調整ボルト32を介して、硬
質樹脂ブロック30を固定すると共に、第２枢着軸６を把
持装置本体９に貫通し、第２リンク２及び第３リンク３
の夫々の端部を軸支する。そして、ピストンロッド20を
駆動手段10に連結する。即ち、ピストンロッド20先端と
シリンダ内のピストンとを接続する。そして、把持装置
本体９の下部ブロックと、上部ブロックとを図示しない
ボルト等を介して締結固定する。次いで把持用ブロック
14及び15に、把持部16及17を固定し、駆動手段10に制御
用空圧回路又は油圧回路等を連結し、本発明の把持装置
を完成する。

【００１３】

【変形例】次に図４及び図５は夫々本発明の他の実施例
を示す原理図であり、この実施例では平行クランク機構
21において、対向する二つのリンクのみが互いに同一長
さに形成されたものである。そしてピストンロッド20の
駆動軌跡の延長線上に支持手段11が一致するとは限らな
い。

【００１４】

【発明の効果】本発明の把持装置は以上のような構成か
らなり、駆動手段10の駆動により平行クランク機構21を
介して把持用ブロック14及び15を円滑に移動して両ブロ
ックを正確に同期させ、その間隔を拡縮することができ
る。即ち、本把持装置によれば、把持用ブロック14，15
を正確に平行移動することが可能となる。そのため、第
１支持点12及び第２支持点13における磨耗を可及的に少
なくし、把持用ブロック14，15の移動量を正確に維持
し、それに基づきワークを正確に特定の位置で、特定な
把持方向により把持することが可能となる。しかも、本
装置は構造が簡単で量産性に優れ、それを正確に製作す
ることが可能であると共に、耐久性の高い把持装置とな
る効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の把持装置の一部破断斜視図。

【図２】同把持装置の側面図。

【図３】同把持装置の説明図。

【図４】本発明の第二実施例の説明図。

【図５】本発明の第三実施例の説明図。

【図６】従来型把持装置の要部説明図。

【図７】他の従来型把持装置の要部説明図。

【符号の説明】

１ 第１リンク ２ 第２リンク ３ 第３リンク ４ 第４リンク ５ 第１枢着軸 ６ 第２枢着軸 ７ 第３枢着軸 ８ 第４枢着軸 ９ 把持装置本体 10 駆動手段 11 軸支手段 12 第１支持点 13 第２支持点 14 把持用ブロック 15 把持用ブロック 16 把持部 17 把持部 18 溝 19 凸条 20 ピストンロッド 21 平行クランク機構 22 Ｌ字リンク 23 ピン 24 ピン 25 長孔 26 欠切部 27 ピン 28 ピニオン 29 ラック 30 硬質樹脂ブロック 31 締結ボルト 32 調整ボルト 33 ボルト孔

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 把持装置本体（９）と、第１リンク
   （１）と第２リンク（２）と第３リンク（３）と第４リ
   ンク（４）とを互いに第１〜第４枢着点（５）〜（８）
   で順に枢着して平行四辺形に形成された平行クランク機
   構（21）と、前記第２リンク（２）または第３リンク
   （３）で前記本体（９）に枢着する軸支手段（11）と、
   両支持点を結ぶ一直線上に前記軸支手段（11) が一致す
   るように前記第１リンク（１）及び第４リンク（４）に
   設けられた第１支持点（12）及び第２支持点（13）と、
   夫々前記本体（９）に一直線上または互いに平行に案内
   されると共に、前記第１支持点（12）及び第２支持点
   （13）で支持される一対の把持用ブロック（14）（15）
   と、前記第４枢着点（８）またはその近傍における前記
   第１リンク（１）或いは前記第４リンク（４）に連結さ
   れて前記ブロック（14）（15）の前記案内方向と交差す
   る方向に駆動する駆動手段（10）と、を具備する把持装
   置。
2. 【請求項２】 把持装置本体（９）と、夫々同一長さ
   （Ｌ）となる点で第１リンク（１）と第２リンク（２）
   と第３リンク（３）と第４リンク（４）とを互いに第１
   〜第４枢着軸（５）〜（８）で枢着して平行四辺形に形
   成された平行クランク機構（21）と、前記第４枢着軸
   （８）を一直線上に案内するようにその枢着点に連結さ
   れた駆動手段（10）と、前記一直線上の点で、前記第２
   枢着軸（６）が前記本体（９）に軸支された軸支手段
   （11）と、前記第４枢着軸（８）から第１枢着軸（５）
   及び第３枢着軸（７）の延長線上に前記同一長さ（Ｌ）
   の前記第１リンク（１）及び第４リンク（４）が延長さ
   れると共に、その長さ（Ｌ）の延長点に設けられた第１
   支持点（12）と第２支持点（13）と、夫々前記一直線に
   直交する方向へ前記本体（９）に案内されると共に、前
   記第１支持点（12）及び第２支持点（13）で支持される
   一対の把持用ブロック（14）（15）と、を具備する把持
   装置。