JPH06155355A

JPH06155355A - 把持装置

Info

Publication number: JPH06155355A
Application number: JP30147692A
Authority: JP
Inventors: Seiichiro Murai; 誠一郎村井
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1992-11-12
Filing date: 1992-11-12
Publication date: 1994-06-03

Abstract

(57)【要約】【構成】本発明の把持装置は、物品を把持するハンド
を、可撓性を有する板状の圧電材料により形成したもの
である。【効果】本発明の把持装置は、把持爪を特設する必要が
なくなり、機構の簡略化と微小化をはかることができ
る。また、物品を把持するハンドを、物品の形状に応じ
て変形させることが可能であるので、把持動作を安定か
つ確実に行うことができる。ハンドは、セラミックス材
料や金属材料と異なり、柔軟性を有するので、物品Ｗを
損傷する虞がない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ワークのハンドリング
作業を行う把持装置に係り、特にマイクロギヤやマイク
ロレンズなどの微細・軽量部品のハンドリングを行う装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ロボットアームの先端部分に
取付けられる把持装置としては、種々のものが提案され
ている。とくに、圧電バイモルフを使ったものとして
は、特開昭６１−２４１０８２号公報、特開平３−６０
９８８号公報などがある。両者ともバイモルフ状の圧電
素子の先端部にワークを把持する把持爪を取付けた構造
であり、把持爪の駆動源に圧電素子を用いたことを特長
としている。把持爪の駆動源に圧電素子を用いているか
ら、無発塵であり、圧電素子の出力らよって力を検出す
ることができるから、これによって把持爪の押圧力を制
御することができる。ところで、従来の圧電式把持装
置は、以下のような欠点をもっている。すなわち、＜１
＞圧電素子の先端部に把持爪を取付けた構造であるか
ら、装置本体を微小化したとき、把持爪も微小化しなけ
ればならず、把持爪の微小加工・接着固定技術が必要な
だけでなく、それを圧電素子先端部に正確に取付けるこ
とが難しい。＜２＞ＰＺＴ系圧電素子の場合、セラミッ
クスなので把持機構先端部を湾曲した形状にできず、ワ
ーク把持を安定して行えない場合もある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
把持装置は、上述した欠点＜１＞、＜２＞を有してい
る。この発明は、上記事情を勘案してなされたもの
で、例えばマイクロギヤやマイクロレンズなどの微細・
軽量な部品のハンドリング作業を行うために、無発塵、
確実な把持動作を実現することのできる把持装置を提供
することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の把持装置は、物
品を把持するハンドを、可撓性を有する板状の圧電材料
により形成したものである。

【０００５】

【作用】上記構成の把持装置によれば、把持爪を特設す
る必要がなくなり、機構の簡略化と微小化をはかること
ができる。また、物品を把持するハンドを、物品の形状
に応じて変形させることが可能であるので、把持動作を
安定かつ確実に行うことができる。ハンドは、セラミッ
クス材料や金属材料と異なり、成形性がよく柔軟性を有
するので、物品Ｗを損傷する虞がない。

【０００６】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して詳
述する。図１及び図２は、この実施例の把持装置Ｈを示
している。すなわち、この把持装置Ｈは、物品Ｗを把持
するハンド部１と、このハンド部１を固定するハンド固
定部２と、上記ハンド部１に電圧を印加する電源部３と
から構成されている。しかして、ハンド部１は、例えば
１〜２ｍｍの間隔で対向して設けられた一対のハンド
４，４からなっている。そして、各ハンド４は、板状に
成形され互いに重ね合されてなる２枚の圧電素子５，５
と、この圧電素子５の両方外面側に被着された外部電極
層６，６と、２枚の圧電素子５，５に介挿された内部電
極層７とからなっている。上記ハンド４は、図２に示す
ように、矩形状の基体８と、この基体８の一端部に突設
された例えば長さ１５ｍｍ程度の針状（先端が鋭角三角
形の頂点となる形状）の握持体９とからなっている。そ
して、圧電素子５，５としては、可撓性を有する例えば
ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）などの高分子圧電材
料を用いる。これら圧電素子５，５の厚さは、例えば１
５μｍ程度である。しかして、外部電極層６，６は、金
（Ａｕ）または銀（Ａｇ）が、物理蒸着により膜着され
てなるものである。一方、内部電極層７は、有機接着剤
中に導電粉末が分散・混合してなるものである。他方、
ハンド固定部２は、例えばプラスチックなどの非導電性
部材からなる一対の矩形状板材１０，１０が重ね合され
密着固定されてなるもので、その一端部には、基体８，
８が接着されている。また、この一対の矩形状板材８，
８の他端部には、円形の透孔１０ａ，１０ａが穿設され
ている。これらの透孔１０ａ，１０ａは、後述するよう
に、精密位置決めのための仮固定に用いられる。さら
に、電源部３は、直流電圧を印加する直流電源１２と、
この直流電源１２の陰極と内部電極層７，７とを電気的
に接続する第１のリード線１３と、直流電源１２の陽極
と外部電極層６…とを電気的に接続する第２のリード線
１４とからなっている。なお、直流電源１２の極性は、
物品Ｗの形状や寸法に応じて逆転させてもよい。これら
第１のリード線１３と第２のリード線１４は、導電性の
矩形薄片状の導電テープ１５を介して外部電極層６…に
接続されている。なお、前述した矩形状板材１０，１０
は、接着剤により本固定する前にボルト１６と、ナット
１７により、圧電素子５，５が装着された状態で仮固定
し（図１参照）、握持体９，９の先端の突出状態が物品
を挟むことができるように調整したのち、例えば瞬間接
着剤などにより最終的に本固定する。さらに、本固定し
た後に、握持体９，９を例えば切断加工により成形して
もよい。つぎに、上記構成の把持装置Ｈの作用について
述べる。

【０００７】まず、この実施例の把持装置Ｈを例えば図
示せぬロボットのアームに取付ける。しかして、このア
ームにより、ハンド部１のハンド４，４を、把持目標と
なる物品Ｗの近くに位置決めする。このとき、物品Ｗ
は、ハンド４，４により遊挿された状態となっている。
つぎに、直流電源１２から第１のリード線１３と第２の
リード線１４を介して外部電極層６…と内部電極層７，
７との間に例えばＶの電圧を印加する。すると、ハ
ンド４，４の握持体９，９は、矢印１８方向に湾曲す
る。その結果、物品Ｗはハンド４，４により握持され
（図１想像線参照）、アームにより所定の位置に移載す
る。このとき、握持体９，９の内面には、あらかじめグ
リセリンなどの粘着物質を塗布しておくと、物品Ｗがす
べりにくくなり、より確実な把持動作が可能となる。

【０００８】このように、この実施例の把持装置Ｈは、
ハンド４，４を可撓性を有する例えばＰＶＤＦ（ポリフ
ッ化ビニリデン）などの高分子圧電材料にて形成してい
るので、電圧の印加によりハンド４，４の先端部をなす
握持体９，９を物品Ｗの形状に応じて変形させることが
可能であるので、物品Ｗを安定かつ確実に把持すること
ができる。また、ハンド４，４は、柔軟性を有するの
で、物品Ｗを損傷する虞がなくなる。さらに、この実施
例の把持装置Ｈは、ハンド４，４本体を、圧電素子５…
のみで形成しているので、把持爪が不要となり、機構の
簡略化と微小化をはかることができる。また、透孔１０
ａ，１０ａを利用して握持体９，９の先端の位置決めを
確実に行うことができる。

【０００９】なお、上記実施例においては、把持装置Ｈ
をロボットのアームに取付けた場合を例示しているが、
図３及び図４に示すような専用の駆動機構Ｍに取付けて
もよい。すなわち、この実施例においては、把持装置Ｈ
を、支柱２０に横設されている板バネ２１の先端に把持
装置Ｈを矢印２２方向に回動自在に取付け、ワイヤ２
３，２３を介して板バネ２１を一対の左右首振り用バイ
モルフ２４，２４により矢印２５方向に変位させるとと
もに、ワイヤ２６を介して上下首振り用バイモルフ２７
により矢印２８方向に変位させるようにしたものであ
る。この板バネ２１の変位に従って、把持装置Ｈを矢印
２２方向に直線移動させるとともに、矢印２８方向に回
動させることができる。

【００１０】さらに、上記実施例においては、ハンド固
定部２は、一対の板材８，８により構成しているが、例
えば一本の棒状部材にハンド部１を固定するようにして
もよい。

【００１１】

【発明の効果】本発明の把持装置は、物品を把持するハ
ンドを、可撓性を有する板状の圧電材料により形成した
ので、把持爪を特設する必要がなくなり、機構の簡略化
と微小化をはかることができる。また、物品を把持する
ハンドを、物品の形状に応じて変形させることが可能で
あるので、把持動作を安定かつ確実に行うことができ
る。さらに、ハンドは、セラミックス材料や金属材料と
異なり、柔軟性を有するので、物品Ｗを損傷する虞がな
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の把持装置の全体構成図であ
る。

【図２】本発明の一実施例の把持装置のハンド部を示す
図である。

【図３】本発明の一実施例の把持装置の使用態様を示す
側面図である。

【図４】本発明の一実施例の把持装置の使用態様を示す
正面図である。

【符号の説明】

１：ハンド部，２：ハンド固定部，３：電源部，４：ハ
ンド，５：圧電素子，６：外部電極層，７：内部電極
層，９：握持体。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも一方が可撓性を有する板状の圧
電材料からなる一対のハンドが対向して設けられたハン
ド部と、このハンド部を固定するハンド固定部と、上記
ハンドに電圧を印加して変形させることにより物品を着
脱自在に把持させる電源部とを具備することを特徴とす
る把持装置。
【請求項２】ハンドは、高分子圧電材料からなることを
特徴とする請求項１記載の把持装置。
【請求項３】ハンドは、複数の板状圧電素子が重ね合さ
れてなり、これら板状圧電素子の境界には内部電極層が
形成されているとともに、上記板状圧電素子の外面には
外部電極層が形成され、上記内部電極層と上記外部電極
層との間に電圧を印加することにより、ハンドを物品を
把持する方向に変形させることを特徴とする把持装置。