JPH0616690Y2 - ロボットハンド - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、各種ロボット機器における、特には物品の把
持、搬送を行うためのロボットハンドに関する。

（従来の技術） 各種生産ライン上における物品の把持、搬送に専用ロボ
ット機器を用いることは、例示するまでもなく周知であ
る。第１図に該ロボット機器の１例を概略的に示す通
り、ロボット本体１は、回転部12により正逆回動自在で
あるとともに、上下方向へも伸縮昇降自在である主幹13
に、前後左右に伸縮進退自在とされた腕14が突出状に設
けられ、腕14の前端に微少回転部15等を介してハンド２
が連結保持され、ロボット本体１の回動、昇降、また腕
14の伸縮移動等を介し、例えば生産ラインの搬送コンベ
ヤ上を移動する物品を、ハンド２によって把持し、これ
を別のラインや収容場所等に移動する等の運動を全自動
的に遂行するようにしたものである。

このさいハンド２としては、所要のアーム、バー、ロッ
ド等の各部材を開閉自在に組立て、その閉合により物品
の対応両側を把持し、更にはフオーク部材等を付加して
物品の下面を支承する等の機能をもつ把持機構が多用さ
れることも既知である。

（考案が解決しようとする課題） 従来用いられている上記したロボットハンドにおいて
は、その開閉自在に組立てられたハンドを、物品の存在
するコンベヤ上等に下降させ、物品の把持、解放等の動
作を行うに当り、ハンドにおける把持機構各部材のいず
れかが、物品やコンベヤあるいは他の異物等に接触、衝
突した場合、的確かつ有効な感知手段を欠いているた
め、ロボット運転の続行により、ハンド側や相手側にお
ける部材の変形、折曲、損傷等の事故を生じる点に問題
がある。またこの種のハンドにおける把持、解放のため
の運動は、単純な直線的な昇降、進退の反復や組合せに
止まることが多く、その処理スピードが緩慢で、能率面
においても改善の余地がある。

本考案は従来の技術の有する上記の問題点を改善するた
めになされたものであり、その目的とするところは、ハ
ンド把持機構各部材における異物接触、衝突による異変
の発生を、ハンド上下の構造物に設ける感知手段によっ
て、的確かつ集中的に捕捉し、これによってロボット運
転を即時停止してハンド各部の損傷事故を防止し、また
その把持、解放動作を円滑かつ迅速化し、処理能率の向
上されたロボットハンドを提供することにある。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、本考案によるロボットハン
ドは、ロボット本体側の固定板に、停止用感知部材を具
備した支持具により昇降自在に吊り下げ弾支した吊持部
材と、該吊持部材に物品把持のために対設される進退押
圧部材と昇降支持部材、前記支持部材の外側に配置され
る複数の、かつ昇降兼可回動に列設されるロッド部材お
よび該ロッド部材にそれぞれ枢支され、前記押圧部材に
向かって延びるフオーク部材とから成り、該フオーク部
材の下面には、該部材に先行する感知部材が開閉自在に
並設したものである。

（作用） 上記した構成をもつ本考案のロボットハンドによれば、
物品把持機構である進退押圧部材、昇降支持部材および
フオーク部材を備えたロッド部材を、吊持部材と同行し
て下降させる際、前記各部材のいずれかが、物品のコン
ベヤ、その他の異物と接触、衝突すると、吊持部材はそ
の僅かなショックや動きに即応して支持具を介し昇降移
動する。

この動きを停止用感知部材によりロボット本体側に伝
え、その運転を即時停止し、これによりハンド各部材や
接触、衝突した相手方との破損トラブルを未然に防止す
る。またフオーク部材の下面において開閉自在に並設し
た感知部材を、フオーク部材より先行させてその下方空
間内におけるコンベヤ、物品等の位置確認、異物有無の
確認ができ、接触や衝突を予防できる。そしてまたフオ
ーク部材を物品の下面に回動出入させて、物品の下面支
承と離脱を行うので、一連の物品把持、解放操作をより
迅速化して、処理能力も向上させられる。

（実施例） 実施例について図面を参照して説明すると、第１図〜第
７図において、第１図におけるロボット本体１の腕14
に、微少回転部15を介して連結される固定板３に、ハン
ド２の主体となる吊持部材６を、停止用感知部材４を具
備した支持具５によって、昇降自在にかつ吊り下げ状に
弾支付設する。即ち第２図に例示するように、任意形状
の吊持部材６における４隅位置等の対称位置に、有頭ボ
ルト等による支持具５を植設し、該支持具５を固定板３
側に昇降自在に挿通、係止させ、該支持具５を介して固
定板３の下面および吊持部材６の上面間にバネ16を弾支
介入させるのである。そして各支持具５に対応して固定
板３上に、例えばリミットスイッチ等による停止用感知
部材４を配設する。

この吊持部材６には第３図に例示するように、物品を把
持するための進退押圧部材７と、これと体面する昇降支
持部材８とが対設される。即ち進退押圧部材７は所要形
状のプレート体で、吊持部材６側に固設したガイド軸1
7,17間にわたって架装され、同じく吊持部材６側に装設
した流体圧シリンダ等の駆動部材18、進退ロッド19等に
よって、昇降支持部材８に向かい進退自在とされ、両部
材7,8間に物品を把持することになる。昇降支持部材８
は同じくプレート体であり、吊持部材６に固定されると
ともに、この昇降支持部材８の外側に、図例では３個の
ように（数は自由）、複数個のロッド部材９が前記昇降
支持部材８と同行して昇降自在に、かつ回動軸20を支点
として可回動に列設される。即ち回動軸20は吊持部材６
に例えばブラケット21,21等を介して可回動に軸架さ
れ、同じく吊持部材６側に装設した流体圧シリンダ等の
駆動部材22、進退ロッド23、旋回アーム24等を介して正
逆可回動とされ、この回動軸20に前記各ロッド部材９の
基部9aが固設されることにより、ロッド部材９は回動軸
20を支点軸として正逆回動可能に保持される。このロッ
ド部材９の各下端には第４図(A),(B)に要部を例示する
ように、また第３図に全体を例示するように、フオーク
部材10と感知部材11とが並設される。即ちフオーク部材
10はロッド部材９の下端に直交状に、かつフオーク部材
10の尾部10aがロッド部材９の下端後側に突出するよう
に交叉させ、その交叉位置を枢軸25により枢支付設し、
前記尾部10aの上面にはロッド部材９の下端後側に一端
を止具26で固定したＬ形ストッパ27の他端を係止させる
とともに、該ストッパ27の設置側と反対のロッド部材９
の前側下端と、これと対応するフオーク部材10の上面と
の間には、バネ軸28に巻装したバネ29の各一端を対向状
に弾支させることにより、フオーク部材10が枢軸25を支
点として自由に回動することを阻止し、直交状に固定さ
れる状態に維持させるのである。但しこのフオーク部材
10の直交姿勢の保持構造は図例のみに止まらない。更に
このフオーク部材の下面には、同じく第３図および第４
図に亘って、その全体と要部を例示するように、その長
さがフオーク部材と略等長、また幅員も略等幅とされた
帯板状の感知部材11が並設される。該感知部材11はその
後端側が前記フオーク部材10に枢軸30、取付耳片31およ
びバネ32を介して開閉自在に弾支付設され、常時はバネ
32により枢軸30を支点として開放方向に付勢されてお
り、また閉合に当っては感知部材11の後端に上向きに起
立させた作動尾部11aを形成し、該尾部11aをロッド部材
９側に装設した流体圧シリンダ等の駆動部材33、進退ロ
ッド34により押下し、フオーク部材10の下面側にバネ32
に抗して、略平行状に閉合させるようにしたものであ
り、また実施例ではＬ形ストッパ27の設けられるロッド
部材９の下端後側位置に近接スイッチ35を設ける。この
さい実施例では前記感知部材11を、複数個のフオーク部
材10の内、中央位置にある１箇のフオーク部材10の下面
にのみ設置したものを示しているが、感知部材11をいず
れのフオーク部材10に並設するか、またその設置数は必
ずしも図例のみに拘束されるものではない。

上記した実施例のハンドによれば、物品の把持、搬送は
次のようにして行われる。第５図において、物品Ａ（図
例では印刷された小束状の紙葉ａを大束状に積層し、こ
れを紐ｂで結束したものを示している）は、ローラコン
ベヤ36によって搬送され、ロボット設置位置においてロ
ーラコンベヤ36が所定位置で停止されると、流体圧シリ
ンダ等の駆動部材37の進退ロッド38によって押し上げ台
39が上昇し、該台39にローラ間隔に応じて列設した押し
上げ板40により、物品Ａを所要位置に押し上げかつ支承
する。この状態で吊持部材６を始めとして組立てられた
進退押圧部材７、昇降支持部材８、ロッド部材９、フオ
ーク部材10および感知部材11による一連のハンド２が下
降する。この下降に当り、第６図で示すように進退押圧
部材７は図示実線位置に停止しており、また昇降支持部
材８およびロッド部材９（フオーク部材10、感知部材11
を含む）は上昇位置にあり、かつロッド部材９、フオー
ク部材10および感知部材11はその上昇位置において、図
示点線で示した垂直位置から、回動軸20によって実線で
示すように外側に回動した停止姿勢で下降する。従って
同じく第６図に示すように進退押圧部材７が矢印のよう
に昇降支持部材８に向かって前進して、該支持部材８と
前記押圧部材７間に物品Ａの両側面を加圧下に把持し、
これと同時に回動軸20の逆回動により、ロッド部材９、
フオーク部材10および感知部材11は同図矢印で示すよう
に旋回して、実線位置から点線位置に示すように、ロッ
ド部材９は直立し、フオーク部材10と感知部材11とは物
品Ａの下方でかつ押し上げ板40間に進入する。従ってこ
の状態でハンド２を上昇させれば、フオーク部材10は物
品Ａの下面を支承し、部材7,8による両側面把持、フオ
ーク部材10による物品Ａの下面支承下に、物品Ａを目的
位置に搬送することができる。上記した一連の運動に当
って、感知部材11はフオーク部材10の下面に閉合状態と
されており、またこの閉合は先に述べたように、近接ス
イッチ35による駆動部材33の進退ロッド34が、感知部材
11の作動尾部11aを下方に押下し、部材11を枢軸30を支
点として回動させることによって得られる。

ロボットハンド２が所定の積み降し位置に到達すれば、
第７図に示すように、駆動部材33の進退ロッド34を後退
させ、感知部材11の作動尾部11aを解放し、バネ32によ
り該部材11を開放状態としたハンド２を、物品Ａを把持
状態のまま下降させる。図示のように開放状態となって
フオーク部材10より先行する感知部材11が、既に床面上
等に積載されている物品Ａの上面に接触すると、近接ス
イッチ35が感知し、前記フオーク部材10および感知部材
11が把持している物品Ａの下面と既に下方に積載されか
つ感知部材11が接触した物品Ａの上面との間において、
自由に回動、退避できる作動スペースを作るために、ハ
ンド２は同図にＸで示した下降位置から（実線位置）、
同図にＹで示す上昇位置（点線位置）まで再上昇され
る。そしてこの再上昇位置において開放状態の感知部材
11をフオーク部材10の下面側に閉合状態とし、回動軸20
の回動を介して、同軸を支点としてロッド部材９および
フオーク部材10、感知部材11を、先に第６図の実線で示
した側方位置に回動、退避させて物品Ａの下面の支承を
解放する。次いで昇降支持部材８との間で物品Ａを把持
している進退押圧部材７を後退させるのであり、この解
除によって物品Ａは昇降支持部材８に沿って下方に放出
され、既存の積載物品Ａの上面に積層状に載置されるの
である。上記した一連の物品把持、搬送操作に際し、本
考案ハンドにおいては、ハンドの構造主体である吊持部
材６を、固定板３側に弾支昇降自在に吊り下げ、これに
進退押圧部材７、昇降支持部材８、ロッド部材９および
フオーク部材10（感知部材11を包含する）による把持機
構を保持させ、吊持部材６の支持具５に対応してリミッ
トスイッチ等の感知部材４を配置したので、ハンド下降
のさい各部材が物品Ａ、コンベヤ36、その他の異物等と
接触、衝突した際、吊持部材は僅かな衝撃に対しても敏
速に同行して昇降し、その異変を確実に捕捉し、感知部
材４を介しロボット本体１側の運転を即時停止し、各部
材における折曲その他の変形、破損トラブルを確実に防
止する。把持機構の最下端に位置するフオーク部材10側
にも感知部材11を並設することによって、上記した異変
の検出はより確実化される。また本考案の把持機構にお
いて、物品Ａの両側面を支持する部材7,8は、垂直昇
降、水平進退動作であるが、物品Ａの下面を支持するフ
オーク部材10は、ロッド部材９を介して、回動により進
入、退避させるようにしたので、下面の支承、解放は一
動作で足り、処理スピードを短縮し、能率的な作業が可
能である。またフオーク部材10はロッド部材９に対し、
枢軸による枢支、付設構造とすることにより、異物との
接触、衝突に当ってフオーク部材10への衝撃は緩和され
るとともに、その感知部材11の並設によって、下方空間
における物品Ａやコンベヤ36、その他の異物の位置判断
や確認も効果的に行なわれる。

（考案の効果） 本考案のロボットハンドによれば、物品Ａの把持、解
放、搬送に際し、ハンド構成各部材が他物と接触、衝突
する僅かな振動、衝撃を、吊持部材、該部材に組込んだ
搬送把持機構とその上下に配設した感知部材によって迅
速かつ確実に捕捉し、ロボット運転を即時停止すること
により、各部材の損傷事故を解消し、ハンドの安全性と
耐用性を向上させる。またその把持機構において進退、
昇降する押圧部材および支持部材に対し、側方に回動し
て物品Ａの下面に出入自在に回動するフオーク部材を備
えることによって、把持解放動作を従来より円滑かつ迅
速化し、処理能力を向上させることができ、またフオー
ク部材をロッド部材に枢支、付設することによって、フ
オーク部材に加わる衝撃の緩和も可能となって、フオー
ク部材の耐用性も改善される等の効果を有するものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はロボットハンド既知例の概略正面図、第２図は
本考案ロッド実施例における吊持部材吊持構造要部の斜
視図、第３図は同ハンド把持機構要部の斜視図、第４図
(A)(B)はフオーク部材枢支要部および感知部材支持要部
の各側面図、第５図は同ハンドによる物品把持、搬送動
作を示す正面図、第６図は同把持機構による物品把持動
作を示す側面図、第７図は同把持機構による物品積み降
し動作を示す側面図である。 １……ロボット本体、２……ハンド、３……固定板、４
……感知部材、５……支持具、６……吊持部材、７……
進退押圧部材、８……昇降支持部材、９……ロッド部
材、10……フオーク部材、11……感知部材、Ａ……物
品。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】ロボット本体(1)に付設されて物品の把
   持、搬送を行うハンドであって、該ハンド(2)はロボッ
   ト本体(1)側の固定板(3)に、停止用感知部材(4)を具備
   した支持具(5)により昇降自在に吊り下げ弾支した吊持
   部材(6)と、該吊持部材(6)に物品把持のために対設され
   る進退押圧部材(7)と昇降支持部材(8)、前記支持部材
   (8)の外側に配置される複数の、かつ昇降兼可回動に列
   設されるロッド部材(9)および該ロッド部材にそれぞれ
   枢支され、前記押圧部材(7)に向かって延びるフオーク
   部材(10)とから成り、該フオーク部材(10)の下面には、
   該部材(10)に先行する感知部材(11)が開閉自在に並設さ
   れることを特徴とするロボットハンド。