JPH0594737U - ロボットハンド用トルクセンサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本考案は、媒介節の張力調整時の作業性を向
上し、且つロボットハンドの構造の簡素化、小型化を可
能としたトルクセンサを提供する。 【構成】 駆動プーリ３と従動プーリ４との間に巻掛け
られている媒介節５の往復両側を同時に対向する方向に
押圧し得る一対のテンションプーリ７、８と、それらが
夫々枢着された主フレーム９、調整用フレーム１０と、
該調整用フレーム１０を前記主フレーム９に一体的に固
定する固定手段１３と、前記一対のテンションプーリ
７、８の中心軸線上に設けられ、前記主フレーム９に対
して前記調整用フレーム１０をスライド移動させる調整
手段１４と、前記主フレーム９、及び調整用フレーム１
０を固定体１６に支持するはり１５と、該はり１５の歪
みを検出する歪み検出部材１７、１８と、を備えてい
る。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、巻掛け動力伝達系において、従動プーリのトルクを検出するトルク センサに関し、詳しくはロボットハンドの駆動におけるロボットハンド用トルク センサに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

ロボットハンドの駆動は精密な位置制御、及び力制御が必要となるため、巻掛 け動力伝達系の従動プーリのトルクの精密な測定が要求されている。

【０００３】 このため、最近では特開平１−１３１４２３号公報にて、張力差動形のトルク センサが提案されている。図３に、ロボットハンド駆動に適用した張力差動形ト ルクセンサの概略断面図を示す。

【０００４】 次に、図３を用いて張力差動形トルクセンサの基本原理を説明する。

【０００５】 図に示すように、駆動プーリ３１と従動プーリ３２との間に媒介節としてのワ イヤ３３が巻掛けられて、動力伝達系３４が形成されている。

【０００６】 このため、駆動プーリ３１がモータ（図示せず）によって駆動されると、駆動 プーリ３１のトルクがワイヤ３３によって、従動プーリ３２に伝達される。

【０００７】 そして、従動プーリ３２に取付けられている指先部３５が、従動プーリ３２の 運動によって動き、作業対象物（図示せず）に対して仕事をする。

【０００８】 ここで、従動プーリ３２両端のワイヤ３３の張力をＴ₁、Ｔ₂とすると、従動プ ーリ３１に作用するトルクＭは、次式で表される。ここで、Ｒは従動プーリの半 径を表している。

【０００９】

【数１】

【００１０】 また、トルクセンサ３６は、テンションプーリ部３７と、歪みゲージ部３８か ら構成されており、従動プーリ３２にトルクが作用すると、各テンションプーリ ３７，３７にはワイヤ３３からの反力Ｆ₁，Ｆ₂がそれぞれ作用することになる。

【００１１】 よって、数１におけるトルクＭは、次式で表すことができる。ここで、ｋは比 例定数、Ｖは歪みゲージ部３８の出力を表している。

【００１２】

【数２】

【００１３】 従って、従動プーリ３２のトルクＭは歪みゲージ部３８の出力に比例して求め られることになる。

【００１４】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、上記張力差動形トルクセンサの検出感度は、ワイヤ３３の初期 張力に依存しているため、この調整のために従来は、駆動プーリ３１と従動プー リ３２との中心間距離を調整したり、両プーリ３１、３２間に新たに張力調整プ ーリを設けたりしていた。

【００１５】 このため、ロボットハンドの構造が複雑、大型化すると共に、ワイヤ３３の張 力を調整する度にロボットハンド全体を分解、調整しなければならなかった。

【００１６】 本考案は斯かる問題点に鑑みてなされたものであって、媒介節の張力調整時の 作業性を向上し、且つロボットハンドの構造の簡素化、小型化を可能としたトル クセンサを提供することを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】

本考案は、駆動プーリと従動プーリとの間に巻掛けられている媒介節の往復両 側を同時に対向する方向に押圧し得る一対のテンションプーリと、該一対のテン ションプーリのうち一方のテンションプーリが枢着された主フレームと、前記一 対のテンションプーリのうち他方のテンションプーリが枢着された調整用フレー ムと、該調整用フレームを前記主フレームに一体的に固定する固定手段と、前記 一対のテンションプーリの中心軸線上に設けられ、前記主フレームに対して前記 調整用フレームをスライド移動させる調整手段と、前記主フレーム、及び調整用 フレームを固定体に支持するはりと、該はりの歪みを検出する歪み検出部材と、 を備えるロボットハンド用トルクセンサである。

【００１８】

【作用】

本考案によれば、トルクセンサに設けられた調整手段により、一対のテンショ ンプーリの中心間距離が、その中心軸線上に沿って所望の値に設定でき、媒介節 の張力が正確に設定される。

【００１９】

【実施例】

以下、本考案をその一実施例を示す図面に基づいて説明する。

【００２０】 図１は、本考案のトルクセンサを用いたロボットハンドの概略断面図である。 図２は図１実施例におけるＩ−Ｉ線断面図である。

【００２１】 図１において、１は指先部、２は指先部１を駆動する動力伝達系であり、駆動 プーリ３、従動プーリ４、及び両プーリ３、４間に巻掛られた媒介節としてのワ イヤ５などから構成されている。

【００２２】 駆動プーリ３はモータ（図示せず）によって駆動され、駆動プーリ３のトルク がワイヤ５によって従動プーリ４に伝達される。

【００２３】 そして、従動プーリ４に取付られた指先部１が、従動プーリ４の回転により動 き、作業対象物（図示せず）に対して仕事を行う。

【００２４】 また、動力伝達系２にはトルクセンサ６が設けられ、このトルクセンサ６の出 力に基づいて、駆動プーリ３の回転を制御して指先部１の位置制御、及び力制御 を行っている。

【００２５】 トルクセンサ６は、図１、及び図２に示すように、２個のテンションプーリ７ 、８を備えており、一方のテンションプーリ７は主フレーム９に枢着され、他方 のテンションプーリ８は、主フレーム９に取付けられた調整用フレーム１０に枢 着されている。

【００２６】 そして、テンションプーリ７、８はワイヤ５の往路側、及び復路側の両方が互 いに接近する方向、即ち外側から内側に向けて押圧している。

【００２７】 主フレーム９には、両テンションプーリ７、８の中心軸線と平行に延びる長孔 １１と、テンションプーリ８が挿通される長孔１２が設けられ、長孔１１に嵌合 された固定用ネジ１３により調整用フレーム１０が主フレーム９に螺着されてい る。

【００２８】 また、トルクセンサ６は、固定用ネジ１３をゆるめた後、両テンションプーリ ７、８の中心軸線上に設けられた調整用ネジ１４を回動させることにより、主フ レーム９に対して調整用フレーム１０がスライド可能な構造となっている。

【００２９】 更に、主フレーム９は、曲げ歪み検出のはり部１５を介して固定体１６に固着 されており、そのはり部１５の両側にはその歪みを検出するための歪みゲージ１ ７、１８が貼付けられている。

【００３０】 従って、この歪みゲージ１７、１８の出力から従動プーリ４のトルク値を求め 、そのトルク値に基づいて駆動プーリ３の回転を制御して指先部１の位置制御、 及び力制御を行っている。

【００３１】 次に、ワイヤ５の初期張力設定作業について説明する。

【００３２】 まず、固定用ネジ１３を一旦ゆるめた後、調整用ネジ１４により調整用フレー ム１０を長孔１１、１２に沿った方向（図２中、矢印Ｔ方向）に移動させ、両テ ンションプーリ７、８の中心間距離を調整してワイヤ５に所望の張力を付与し、 その状態で固定用ネジ１３を締付けることによりワイヤ５の初期張力設定を行う ことができる。

【００３３】 ここで、調整用ネジ１４が両テンションプーリ７、８の中心軸線上に設けられ ているので、両テンションプーリ７、８の中心間距離をその中心軸線に沿って設 定でき、ワイヤ５の初期張力調整を容易にしかも正確に行うことができる。

【００３４】 また、トルクセンサ６の検出感度を調整する場合には、上述の初期張力設定作 業と同様に両テンションプーリ７、８の中心間距離を調整し、ワイヤ５の張力設 定を行うことにより、トルクセンサ６の検出感度を所望の値にすることができる 。

【００３５】 すなわち、トルクセンサ６の検出感度を高くする場合には、両テンションプー リ７、８の中心間距離を短くしてワイヤ５の張力を高め、逆にトルクセンサ６の 検出感度を低くする場合には、両テンションプーリ７、８の中心間距離を長くし てワイヤ５の張力を低くすることにより、トルクセンサ６の検出感度調整を行う ことができる。

【００３６】 尚、上記実施例では駆動プーリ３、従動プーリ４間に巻掛られた媒介節として ワイヤを用いた場合について説明したが、この他の媒介節、例えばベルトなどを 用いても構わない。

【００３７】

【考案の効果】

以上述べた通り本考案によれば、トルクセンサに設けられた調整手段により、 一対のテンションプーリの中心間距離が、その中心軸線上に沿って所望の値に設 定できる。

【００３８】 従って、媒介節の初期張力設定、及びトルクセンサの検出感度調整のための媒 介節の張力設定を容易に、且つ正確に設定することができる。

【００３９】 また、トルクセンサに設けられた調整手段により媒介節の張力設定できるので 、そのための機構をロボットハンド内に新たに設ける必要がなく、ロボットハン ドの構造の簡素化、小型化が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案のトルクセンサを用いたロボットハンド
の概略断面図である。

【図２】図１実施例におけるＩ−Ｉ線断面図である。

【図３】従来のトルクセンサを用いたロボットハンドの
概略断面図である。

【符号の説明】

２ 動力伝達系 ３ 駆動プーリ ４ 従動プーリ ５ ワイヤ（媒介節） ６ トルクセンサ ７，８ テンションプーリ ９ 主フレーム １０ 調整用フレーム １３ 固定用ネジ １４ 調整用ネジ １５ はり部 １６ 固定体 １７，１８ 歪みゲージ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】駆動プーリと従動プーリとの間に巻掛けら
   れている媒介節の往復両側を同時に対向する方向に押圧
   し得る一対のテンションプーリと、 該一対のテンションプーリのうち一方のテンションプー
   リが枢着された主フレームと、 前記一対のテンションプーリのうち他方のテンションプ
   ーリが枢着された調整用フレームと、 該調整用フレームを前記主フレームに一体的に固定する
   固定手段と、 前記一対のテンションプーリの中心軸線上に設けられ、
   前記主フレームに対して前記調整用フレームをスライド
   移動させる調整手段と、 前記主フレーム、及び調整用フレームを固定体に支持す
   るはりと、 該はりの歪みを検出する歪み検出部材と、 を備えることを特徴とするロボットハンド用トルクセン
   サ。