JPH06190764A - 把持機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】多様な形状，大きさの対象物をいかなる方向か
らも適確に把持することができる把持機構を提供する。 【構成】複数個のシリンダからなりシリンダロッド１
０，１８の先端と対象物とが接するように配置した流体
圧可動手段と，流体圧可動手段のシリンダ内の流体圧を
検出する流体圧検出手段と，流体圧可動手段のシリンダ
内の流体圧を調節する流体圧調節手段と，流体圧検出手
段で検出した流体圧を入力して流体圧調節手段に出力す
るための指令値を計算する流体圧計算手段とを含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、マニピュレータに係
り、特に原子力，宇宙等の人間が容易に近接が困難な現
場や完全自動工場等で、多様な形状，大きさの対象物を
把持するのに好適な把持機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、特開昭62−152690号公報に記載の
ようにワーク当接部材を形状記憶合金で形成することに
より、一つの保持具で種々形状のワークを把持可能とし
たものがある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、ある
形状のワークを保持するときには、その都度、ワーク形
状に沿うように形状記憶合金を加熱，成形することが必
要となり、敏速に処理を必要とする作業現場では不適合
であった。

【０００４】本発明の目的は、多様な形状，大きさの対
象物をいかなる方向からも適確に把持することができる
把持機構を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は複数個のシリンダからなりシリンダロッド
の先端と対象物とが接するように配置した流体圧可動手
段と、この流体圧可動手段のシリンダ内の流体圧を検出
する流体圧検出手段と、この流体圧可動手段のシリンダ
内の流体圧を調節する流体圧調節手段と、この流体圧検
出手段で検出した流体圧を入力して流体圧調節手段に出
力するための指令値を計算する流体圧計算手段とで構成
する。

【０００６】

【作用】流体圧可動手段の内部には、油などの流体が注
入されており、平行形ハンドの開閉によって複数個のシ
リンダロッドの先端が対象物がいかなる形状であって
も、それぞれ均等圧で接触する。把持力が検出されたと
同時に平行形ハンドの動作を止め、さらに、流体圧調節
手段を作動させシリンダロッドを押し込む。それにつれ
て油によって他のシリンダロッドは押し出される。する
と、流体圧検出手段に圧がかかり出し、シリンダロッド
の動作が完了し、平行形ハンドの把持力と流体圧検出手
段の値を流体圧計算手段で計算し、等しくなるまで流体
圧調節手段を作動させる。値が等しくなると、シリンダ
ロッドが対象物の形状に沿った状態で確実に把持され
る。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１，図２と図３
により説明する。図１に示すように、マニピュレータ１
の先端部には、グリッパ支持部２から一対の平行リンク
機構３を介して一対の平行グリッパ４をその相対向する
把持面が常に平行であるように動作する機能をもつ平行
ハンド５が取り付けられている。平行グリッパ４を開閉
するボールねじ６ａとグリッパ駆動用モータ６ｂとから
なるグリッパ駆動機構６と平行リンク機構３との連結部
にはグリッパの駆動力、すなわち、把持力を検出する力
センサ７が内蔵されている。グリッパ駆動用モータ６ｂ
には回転角を検出するエンコーダ８が付いている。ま
た、平行グリッパ４の把持部には図２に示すように、複
数個のシリンダ群からなる内部に油が注入されている油
圧シリンダ機構９が配置されている。油圧シリンダ機構
９の各シリンダは寸法が等しく、同一構造である。すな
わち、各シリンダは内径、シリンダロッド１０のストロ
ークが等しい。シリンダ１１の内面に沿って中心軸方向
に動作可能なシリンダロッド１０の先端部にはピンジョ
イント１２により回転自在に保持された円形のプレート
１３がある。シリンダ１１とシリンダロッド１０の挿出
部には図３に示すように、シリンダ１１から外部に油が
漏れるのを防止するため三重構造のＶパッキン１４とパ
ッキン押え１５とがある。油圧シリンダ機構９の端部に
は、油圧シリンダ機構９の各シリンダの負圧を均等に保
ち、各シリンダロッドにかかる圧力を調節するため圧力
調節機構１６がある。圧力調節機構１６は図４に示すよ
うに、シリンダ１７の内面に沿って中心軸方向に動作可
能なシリンダロッド１８を押しつける圧力調節用モータ
１９とその伝達部であるギア２０ａ，ギア２０ｂ，ボー
ルねじ２０ｃと、油圧シリンダ機構９の内部圧を検出す
る半導体圧力センサ２１とで構成される。次に本発明に
係る制御装置を図１と図２により説明する。平行グリッ
パ４により把持した把持物の把持力は、力センサ７と半
導体圧力センサ２１のアナログ信号をＡＤコンバータ５
０によりディジタル信号に変換してマイクロコンピュー
タ５１に取り込まれる。この力センサ７と半導体圧力セ
ンサ２１の値を等しくなるようにすることで確実な把持
動作が行われる。そのため、グリッパ駆動用モータ６ｂ
と圧力調節用モータ１９をドライブするモータドライバ
５２，５３には、マイクロコンピュータ５１からの信号
をアナログに変換するＤＡコンバータ５４を介して、指
令値が与えられる。

【０００８】次に、把持動作を図２に示すように被把持
物３０が円筒形状の場合で説明する。油圧シリンダ機構
９内部の油はシリンダロッド１８が押し込まれた位置、
すなわち、下限の位置で、シリンダロッド１０がすべ
て、押し出される量が注入されている。したがって、シ
リンダロッド１８が押し出された位置、すなわち、上限
の位置では、シリンダロッド１０がすべて、縮むことが
可能な状態である。この状態で、まず、平行リンク機構
３の動作により平行グリッパ４を被把持物３０に接近さ
せていく。すると、シリンダロッド１０のプレート１３
が被把持物３０に接触する。その後、平行グリッパ４を
閉じると力センサ７により把持力が検出される。把持力
が検出されたと同時に平行グリッパ４の動作を止め、さ
らに、圧力調節用モータ１９を作動させシリンダロッド
１８を押し込む。それにつれ、油によってシリンダロッ
ド１０も押し出される。すると、半導体圧力センサ２１
にも圧がかかり出し、シリンダロッド１０の動作が完了
し、力センサ７の把持力と半導体圧力センサ２１の値を
等しくなるまで圧力調節用モータ１９を作動させる。値
が等しくなると、シリンダロッド１０が被把持物３０の
形状に沿った状態で確実に把持される。これは、シリン
ダの推力Ｆはシステムの圧ｐとピストンの受圧面積Ａで
決まり、Ｆ＝ｐＡの関係で表される。この関係は空圧の
場合と同じであるが、油には圧縮性がないので、シリン
ダ内に供給されている油はピストンを動かすためにだけ
消費され、シリンダロッド１８を押し込むと、シリンダ
の推力Ｆが発生してｐ＝Ｆ／Ａの圧力を発生する。する
と、シリンダロッド１０は発生した圧力を消費するため
押し出される。すなわち、シリンダ内に供給されている
油の容積Ｖが一定に保たれようとするためシリンダの推
力Ｆが発生しなくなる状態、すなわち、シリンダロッド
１０が被把持物３０に接触しているか、伸びきった状態
で、半導体圧力センサ２１にかかる圧力の均等圧がシリ
ンダロッド１０にかかる。

【０００９】

【発明の効果】本発明によれば、多様な形状，大きさの
対象物をいかなる方向からも適確に把持することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の全体ブロック図。

【図２】油圧シリンダ機構の説明図。

【図３】油圧シリンダ機構の部分説明図。

【図４】圧力調節機構の説明図。

【符号の説明】

４…平行グリッパ、９…油圧シリンダ機構、１０，１８
…シリンダロッド、１６…圧力調節機構、２１…半導体
圧力センサ、５１…マイクロコンピュータ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】マニピュレータの先端に取り付けられたハ
   ンド部に設けられた一対の平行移動可能な指を有する把
   持機構において、前記指の対向面部には複数個のシリン
   ダからなりシリンダロッドの先端と対象物とが接するよ
   うに配置した流体圧可動手段と、前記流体圧可動手段の
   前記シリンダ内の流体圧を検出する流体圧検出手段と、
   前記流体圧可動手段の前記シリンダ内の流体圧を調節す
   る流体圧調節手段と、前記流体圧検出手段で検出した流
   体圧を入力して前記流体圧調節手段に出力するための指
   令値を計算する流体圧計算手段とを有することを特徴と
   する把持機構。