JPH0512114B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〓産業上の利用分野〓 この発明は、一対のフインガを開閉させて材料
や部品のハンドリングを行なうためのマニピユレ
ータの改良に関する。

〓従来の技術およびその問題点〓 自動製造設備等でのマテリアル・ハンドリング
には、産業用ロボツトが多用されており、とくに
そのマニピユレータは、目的に合せて多種多様な
ものが開発されている。

このようなマニピユレータのうち、２本のフイ
ンガを対向させてこれを開閉される形式のものが
最も多く、標準化が進んでいるが、これらの殆ど
はリンクまたはラツク・ピニオンによつてフイン
ガを駆動する簡易型のものであり、単にフインガ
を開閉するだけの目的には優れているが、ワーク
が軟らかいものや脆いものである場合にはその把
握力の制御が困難であるという問題を有してい
る。

ところで、上記のマニピユレータの把握力の制
御は普通、フインガの先端に感圧センサを取付て
おき、フインガがワークを把持するときの圧力が
所定値に達したときにフインガの駆動を停止する
という手法が採用される。

上記の制御を正確に行なうには、フインガがゆ
つくりと動くようにすることが最も簡単である
が、そうするとマテリアル・ハンドリングの効率
が悪くなる。これを解決するために、フインガの
閉方向の移動につき、ワークに接触する直前まで
のフインガの移動速度を高速とし、それ以後の移
動速度が低速となるようにモータなどの駆動源の
速度制御をすることが考えられるが、このような
制御をするためには、複雑な回路と高価なモータ
が必要となり、コストが高騰する問題がある。

この発明は、以上の事情のもとで考え出された
もので、従来の問題を解決し、簡単かつ安価に作
成できる構造をもちながら、把握力の微妙な制御
を可能とするマニピユレータを提供することをそ
の目的とする。

〓問題を解決するための手段〓 上記の問題を解決するため、この発明では、次
の技術的手段を講じている。

すなわち、本発明のマニピユレータは、 ベース部材に対して一方または双方のフインガ
が相互開閉運動しうるように自由支持された一対
のフインガを備え、上記自由支持されたフインガ
には、その長手方向に延びる長孔状のガイド孔が
形成されており、かつこのガイド孔には、上記フ
インガの移動面と直交する軸心を中心として回転
する回転体に設けた偏心ピンがスライド嵌合させ
られているマニピユレータであつて、 上記フインガが開位置にあるとき、上記偏心ピ
ンが上記ガイド孔の方向に対して大きな角度をも
つて動き、上記フインガが閉位置に近づくにつれ
て、上記偏心ピンが上記ガイド孔の方向に対して
次第に小さい角度をもつて動くように上記回転体
の回転範囲を設定したことを特徴としている。

〓作用〓 本発明のマニピユレータのフインガは、回転体
の偏心ピンの、フインガの開閉方向の移動に従動
して開閉作動させられる。すなわち、回転体の偏
心ピンは円弧軌跡を旋回運動するが、この運動の
上記フインガの開閉方向の成分のみがフインガに
伝達される。したがつて、回転体の偏心ピンの回
転量に対するフインガの移動量の関係を、いわゆ
るサインカーブの関係とすることができるう。サ
インカーブを、0°から90°までとると、その傾き
は90°付近で急激に減少し、かつ90°で０となる。
したがつて、上記サインカーブの0°を一対のフイ
ンガの最開状態に、90°を一対のフインガの最閉
状態に対応させると、フインガの開閉移動速度
を、開状態から閉状態ちかくまでを比較的速く、
閉状態近くにあるときは遅く設定することができ
る。

〓発明の効果〓 以上のことから、本発明のマニピユレータによ
れば、開閉運動をする一対のフインガの開閉速度
を、駆動源が定速でありながら、開状態から閉状
態近くまでを高速に、閉状態近くでは低速となる
ように変化させることができる。

したがつて、フインガがワークに接触して感圧
センサが作動する時点でのフインガの動きがゆる
やかになるから、感圧センサの出力値が一定のし
きい値に達した時点で駆動源を停止するというフ
インガ把握力の制御をより正確に行なうことがで
き、また、ワークが脆い材質のものであつても、
これに衝撃を与えて破損させるといつた不都合も
同時に解消される。しかも、フインガの移動速度
がゆるやかになるのは、フインガの閉状態付近だ
けで、開状態なしい閉状態近くまではフインガは
比較的高速で移動するから、マテリアル・ハンド
リングの効果が落ちることは殆どない。

また、駆動源として、定速回転しうる安価なも
のを使用することができ、かつ、マニピユレータ
自体も構造が簡単であるから、コスト上昇を極力
抑制することができる。

〓実施例の説明〓 以下、本発明の実施例を図面を参照して具体的
に説明する。

第１図ないし第３図は本発明の第一の実施例を
示す。

ベース部材としてのマントベース１には、ブラ
ケツト２を介して左右方向に直線的に延びるガイ
ドロツド３の中央部が固定されている。そして、
このガイドロツド３の左右両端部３ａ，３ｂに
は、長手方向、すなわち、上記ガイドロツド３の
軸線に対して平面視において直交する方向にのび
る長穴状のガイド孔４，４をそれぞれ備える左右
一対のフインガ５，５が、その基端部において上
記ガイドロツド３の軸方向にのみ自由スライド移
動可能に支持されている。

また、上記マウントベース１には、左右一対の
回転体としてのウオームホイール６，６が、フイ
ンガ５，５の移動面と直交する軸線回りに回転可
能に支持されている。さらに上記マウントベース
１には、駆動源としてのギヤードモータ７が取付
けられており、このギマードモータ７の出力軸８
に固定された単一のウオーム９が上記ウオームホ
イール６，６の間に延出させられてこれら同時噛
合している。したがつて、このウオーム９の回転
により、上記一対のウオームホイール６，６は互
いに逆方向に同期回転させられる。

上記ウオームホイール６，６の上面には、偏心
ピン１０，１０がそれぞれ突設してあり、この偏
心ピン１０，１０は、それぞれ上記各フインガ
５，５のガイド孔４，４にスライド嵌合させられ
ている。

なお、上記ウオームホイール６，６の回転範囲
は、上記フインガ５，５が開位置にあるとき、上
記偏心ピン１０，１０が上記ガイド孔４，４の方
向の対して大きな角度をもつて動き、上記フイン
ガ５，５が閉位置に近づくにつれて、上記偏心ピ
ン１０，１０が上記ガイド孔４，４の方向に対し
て次第に小さい角度をもつて動くように設定され
ている。

第１図に仮想線で示す開状態から各ウオームホ
イール６，６が矢印Ａ方向に回転すると、偏心ピ
ン１０，１０が各ガイド孔４，４の内壁４ａ，４
ａを押圧しながらこのガイド孔４，４内をスライ
ドし、その結果各フインガ５，５は、互いに近接
方向に移動させられて第１図に実線で示す閉状態
となる。逆に、第１図に実線で示す状態から各ウ
オームホイール６，６が矢印Ｂ方向に回転する
と、各フインガ５，５は互いに離間方向に移動さ
せられる。

その際、各フインガ５，５は、ウオームホイー
ル６，６の偏心ピン１０，１０の運動のフインガ
開閉方向成分、すなわちガイドロツド３と平行な
方向の成分のみが伝達される。したがつて、ウオ
ームホイール６，６の第１図の仮想線で示す回転
位置からの矢印Ａ方向の回転角度とフインガ５，
５の移動量との関係は、第３図に示すようにサイ
ンカーブの一部となる。このサインカーブの傾き
がフインガ５，５の移動速度を表しているから、
フインガ５，５は、開状態から閉状態近くまで比
較的高速で移動するが、閉状態近くではその移動
速度は著しく減速させられることとなる。

以上のことから、本例のマニピユレータを使用
すると、ハンドリングの効率を低下させることな
く、ワークの把握力の制御を正確かつ容易に行な
うことができる。

すなわち、各フインガ５，５のワーク把持面に
感圧センサ１１，１１を取付け、フインガ５，５
がワークＷを掴む際の圧力が所定値に達したとき
にギヤモータ７を停止するという制御をする場
合、フインガ５，５が閉位置に近づいたとき感圧
センサ１１，１１がゆつくりとワークＷに接触す
ることとなるので、感圧センサ１１，１１が正確
な圧力情報を出力し、かつ制御装置がこれを受け
てギヤードモータ７に停止指令を発するまでのタ
イムラグの影響が少くなるからである。フインガ
５，５の移動速度が低下するのは閉状態に近づい
たときだけであり、開状態からワークに接触する
直前までのフインガの移動速度は大きいから、全
体としてマニピユレータによるワークのハンドリ
ング効率がそれほど低下するこはない。また、ワ
ークＷが脆い材質のものであつても、フインガが
高速でワークに衝突してこれを破損させるといつ
たこともなくなる。

第４図は本発明の第二の実施例を示す。

本例では、一対のフインガ５，５の長さをやや
長めとし、その基端をマウントベース１に対して
横方向に揺動可能に支持することにより、自由開
閉運動可能としている点が上述の第一の実施例と
異なるが、その他の構成は第一の実施例とほぼ同
様である。本例においても、第一の実施例とほぼ
同様のフインガの動きを達成することができ、か
つ同等の作用効果を発揮することは明らかであ
る。

もちろん、この発明の範囲は上述の実施例に限
定されることはない。

たとえば、実施例では、一対のフインガの双方
を回転体の偏心ピンで駆動してこれらに相対開閉
運動をさせるようにしているが、一方のフインガ
を固定状態とし、他方のフインガのみを回転体の
偏心ピンで駆動するようにしてもよい。

また、回転体を回転させるための手法も種々考
えられる。たとえば、双方のフインガを駆動する
場合の一対の回転体を相互に噛合する平歯車と
し、一方の歯車をモータによつて回転駆動するよ
うにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第一の実施例の平面図、第２
図は第１図の−線断面に相当する図、第３図
は作用を説明するためのグラフ、第４図は他の実
施例の平面図である。 １……ベース部材（マウントベース）、４……
ガイド孔、５……フインガ、６……回転体（ウオ
ームホイール）、７……駆動源（ギヤードモー
タ）、１０……偏心ピン。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ベース部材に対して一方または双方のフイン
   ガが相互開閉運動しうるように自由支持された一
   対のフインガを備え、上記自由支持されたフイン
   ガには、その長手方向に延びる長孔状のガイド孔
   が形成されており、かつこのガイド孔には、上記
   フインガの移動面と直交する軸心を中心として回
   転する回転体に設けた偏心ピンがスライド嵌合さ
   せられているマニピユレータであつて、 上記フインガが開位置にあるとき、上記偏心ピ
   ンが上記ガイド孔の方向に対して大きな角度をも
   つて動き、上記フインガが閉位置に近づくにつれ
   て、上記偏心ピンが上記ガイド孔の方向に対して
   次第に小さい角度をもつて動くように上記回転体
   の回転範囲を設定したことを特徴とする、マニピ
   ユレータ。