JPH0627346Y2 - ハンドのコンプライアンス機構 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は、産業用ロボツトの手首に取付けられるハンド
のコンプライアンス機構に関し、もつと詳しくは、チヤ
ツクによつて把持したたとえば組付け部品などを固定位
置に装着するためなどに有利に実施することができるハ
ンドのコンプライアンス機構に関する。

従来の技術 典型的な先行技術は、第７図に示されている産業用ロボ
ツトの手首１には、ゴムなどの弾力性を有する部材２を
介して、チヤツク３が設けられ、こうしてハンド４が構
成される。チヤツク３によつて組付け部品５を、固定位
置に設けられている機械装置６などの孔７に嵌合する。

このような第７図に示される先行技術では、チヤツク３
によつて把持されている部品５が産業用ロボツトの手首
１によつてもたらされるとき、その部品５の軸線と、孔
７との軸線がずれていても、部品５が弾性部材２の働き
によつて水平方向に変位することによつて部品５を孔７
に嵌め込むことが可能である。

第７図に示される先行技術の問題は、部品５の軸線が鉛
直方向に対して角度を有して斜めとなつているときに
は、部品５などの重力の悪影響によつて、その部品５を
孔７に嵌め込む際に、部品５などに偏荷重およびこじり
などが生じ、また弾性部材２が変位して、いわば、だれ
を生じる。

第８図に示される新たな先行技術では、鉛直の回転軸線
９，１０，１１まわりにアーム１２，１３および手首１
４が角変位可能であり、さらに矢符１５の方向に、チヤ
ツク１６を有する手首１４が昇降可能に構成され、こう
して組付け方向である上下方向には大きな剛性であり、
水平方向には大きなコンプライアンス機能を持たせた構
成となつている。

考案が解決すべき課題 このような第８図に示される先行技術の問題は、有効な
コンプライアンスが水平方向にしか得られないことであ
り、軸線が斜めの場合に重力の悪影響が避けられず、水
平以外の傾いた姿勢では重力の悪影響が避けられない。

本考案の目的は、重力による悪影響を防ぎ、しかも小形
化が可能であるハンドのコンプライアンス機構を提供す
ることである。

課題を解決するための手段 本考案は、レバー４８の長手方向の一方の端部に把持手
段６３を設け、他方の端部には前記把持手段６３とほぼ
対称にもう１つの把持手段６３ａを設け、 レバー４８の重心位置付近を前記長手方向に垂直な軸線
を有する第１ピン５２によつて揺動部材３０に枢支し、
この揺動部材３０を、第１ピン５２の軸線からずれた位
置で第１ピン５２の軸線に平行な軸線を有する第２ピン
４５によつて産業用ロボツトの手首２０に枢支し、 前記各把持手段６３，６３ａは、レバー４８に、第１ピ
ン５２の軸線方向に変位自在に設けられ、 手首２０に駆動源２６を取付け、この駆動源２６によつ
て第１ピン５２の軸線に平行に位置決め突起２７を変位
して、レバー４８に形成された位置決め孔８２に嵌入お
よび離脱可能とし、 第１ピン５２の軸線と第２ピン４５の軸線とを含む一平
面を一鉛直面内に保つようにして、手首２０を移動する
ことを特徴とするハンドのコンプライアンス機構であ
る。

作用 本考案に従えば、レバー４８の一方の端部に把持手段６
３を設け、他方の端部には、その把持手段６３とほぼ対
称にもう１つの把持手段６３ａを設け、これによつてレ
バー４８が第１ピン５２の軸線まわりに均孔がとられ
る。第１ピン５２の軸線と、揺動部材３０を手首２０に
枢支する第２ピン４５とを含む平面は一鉛直面内に保た
れ、各把持手段６３，６３ａはレバー４８に、第１ピン
５２の軸線方向に変位自在に設けられ、したがつて位置
決め突起２７が位置決め孔８２から離脱している状態で
は、各把持手段６３，６３ａは、上述のように第１ピン
５２の軸線方向に変位自在であるだけでなく、レバー４
８が第１ピン５２の軸線まわりに角変位可能であり、ま
た揺動部材３０が第２ピン４５の軸線まわりに角変位可
能であるので、各把持手段６３，６３ａは、第１および
第２ピン５２，４５の軸線に垂直な平面内で変位が可能
となる。したがつていずれか一方の把持手段６３または
６３ａによつて把持した部品などを固定位置にもたらし
て組付け、装着を行つたり、取外したりすることを円滑
に行うことができ、前述のこじりなどが生じることを防
ぐことができる。

特に各把持手段６３，６３ａの両者にほぼ同一重量の部
品などを把持した状態では、重力による悪影響なしに、
部品の組付け、装着および取外しなどが容易に可能であ
る。

一方の把持手段６３または６３ａだけに部品を把持した
状態では、位置決め突起２７を位置決め孔８２に嵌入
し、これによつてレバー４８と揺動部材３０とが第１ピ
ン５２の軸線まわりに角変位することがなく、また揺動
部材３０と手首２０とが第２ピン４８の軸線まわりに揺
動することが防がれ、したがって各把持手段６３，６３
ａのいずれか一方にだけ部品を把持した状態で、希望す
る位置にその部品を、または部品を把持していない把持
手段６３または６３ａをもたらすことが可能である。

実施例 第１図は本考案の一実施例の正面図であり、第２図はそ
の分解斜視図であり、第３図は第１図の切断面線III-II
Iから見た断面図であり、第４図はIVa-IVb-IVc-IVd-IVe
-IVf-IVg-IVhから見た断面図である。これらの図面を参
照して、複数軸を有する産業用ロボツトの手首２０に
は、取付部材２１の取付板２２が固定される。取付板２
２には、一対の間隔をあけて対向して配置される２つの
ブラケツト２３，２４が垂下して固着される。取付板２
２の下部でブラケツト２３，２４の側方には、下方に延
びる支持片２５によつて駆動手段である複動空気圧シリ
ンダ２６が固着され、このシリンダ２６によつて円錐台
状の位置決め突起２７が水平に駆動される。ブラケツト
２３，２４には、挿通孔２８，２９がそれぞれ形成され
る。

ブラケツト２３，２４間には、揺動部材３０が配置され
る。この揺動部材３０は、一対の支持壁３１，３２と、
これらの支持壁３１，３２を連結する連結壁３３，３４
が取付けられて、大略的に筒状に構成される。この揺動
部材３０の上部には、上方に突出するストツパ３５，３
６が固着される。またブラケツト３１の側部には、当り
片３７，３８が固着される。

揺動部材３０の支持壁３１，３２には、上下に間隔をあ
けて挿通孔３９，４０；４１，４２が形成される。

取付部材２１のブラケツト２３，２４に形成されている
挿通孔２８，２９には、軸受４３，４４が取付けられ、
この軸受４３，４４によつてピン４５がその軸線まわり
に角変位自在に支持される。揺動部材３０の挿通孔３
９，４１を挿通する筒体４６は、支持壁３１，３２に固
着されており、この筒体４６内にピン４５が挿通して固
定される。

レバー４８には、筒体４９が固着される。揺動部材３０
の支持壁３１，３２に形成されている挿通孔４０，４２
には、軸受５０，５１が取付けられ、ピン５２がその軸
線まわりに回転可能に取付けられる。このピン５２は、
筒体４９を挿通し、筒体４９に固定される。ピン４５，
５２の軸線は、手首２０の変位によつて、共通な一鉛直
面内にあり、それらの軸線は相互に平行であつて、水平
とすることができ、また水平線に対して傾斜することが
できる。

レバー４８の両端部には、ブラケツト５３，５４の端板
５５，５６が固着される。この端板５５，５６には支持
壁５７，５８；５９，６０が相互に対向して取付けられ
る。端板５５，５６には、相互に対向して突出する一対
のストツパ６１，６２が固定される。これらのストツパ
６１，６２は、揺動部材３０に取付けられている当り片
３７，３８の相互に離反する表面に当接し、これによつ
てレバー４８のピン５２の軸線まわりの揺動部材３０と
の相対的な角変位量が制限される。

揺動部材３０のストツパ３５，３６は、取付部材２１の
取付板２２の下面に当接し、これによつて揺動部材３０
のピン４５の軸線まわりの取付部材２１との相対的な角
変位量が制限される。

把持手段６３は、部品などを把持する把持片６４，６５
を有するチヤツク６６を有する。チヤツク６６は、空気
圧などによつて駆動され、一方の把持片６５が他方の把
持片６４に近接離反変位する。チヤツク６６には、取付
片６７が設けられる。この取付片６７には、一対の挿通
孔６８，６９が形成される。取付片６７は、ブラケツト
５４の支持壁５９，６０間に位置し、挿通孔７０，７
１；７２，７３に挿通孔６８，６９がそれぞれ対応す
る。第４図のように、軸７４は、リニヤブツシング７５
によつて挿通孔７０に支持され、またもう１つのリニヤ
ブツシング７６によつて挿通孔７２に支持され、こうし
て軸７４はピン４５，５２の軸線に平行な軸線方向に変
位可能である。軸７４は、取付片６７の挿通孔６８を挿
通し、その取付片６７に固定される。ばね７７は、取付
片６７を手前側、すなわち第４図の下方に付勢し、これ
によつてチヤツク６６の軸７４の軸線方向に沿う変位が
可能となる。

軸７８は、取付片６７の挿通孔６９を挿通して取付片６
７に固着されており、ばね７９によつて付勢され、軸７
８はブラケツト５４の挿通孔７１，７３を前述の軸７４
と同様にして挿通する。軸７４，７８は相互に平行な軸
線を有し、それらの軸線は上下に配置される。

もう１つの把持手段６３ａに関してもまた同様な構成と
なつており、この把持手段６３ａは、把持手段６３とほ
ぼ対称であり、把持手段６３ａはブラケツト５３に装着
されており、把持手段６３ａの対応する部分には同一の
数字に添え字ａを付して示す。

レバー４８に固定されているブラケツト５４の支持壁５
９のもう１つの支持壁５９に対向する表面には、位置決
め板８１が固定されている。この位置決め板８１には、
中空円錐台状の位置決め孔８２が形成される。位置決め
孔８２には、円錐台状の突起２７が嵌入および離脱する
ことができる。突起２７が位置決め孔８２に嵌入するこ
とによつて、取付部材２１と揺動部材３０とレバー４８
との相互の変位が阻止される。

ピン５２の軸線は、レバー４８と把持手段６３，６３ａ
などを含む構成要素の重心位置を、大略的に、通る。

第５図は歯切盤９２の側面図であり、第６図はその平面
図であり、本考案に従うハンドのコンプライアンス機構
は、たとえばこのような歯切盤９２に関連して実施され
る。基台８３上のインデツクス機構８４は、鉛直に対し
て斜めの軸線８５のまわりに素材８６を把持して角変位
する。この素材８６には、切削手段８７によつて歯が切
削されて形成される。インデツクス機構８４の素材８６
を固定するチヤツク８８と切削手段８７との間隔１は
比較的短く、したがつて前述の第８図および第９図に示
される先行技術では、その構成が大きすぎて、素材８６
をチヤツク８８に装着することができない。また素材８
６の軸線を参照符８５で示す斜めの姿勢で素材８６を装
着する必要があり、したがつて第８図および第９図の先
行技術では、重力の悪影響を避けることができない。本
考案に従えば、このような問題が解決され、比較的狭い
間隔１内に素材８６を挿入してチヤツク８８に把持さ
せてコンプライアンス装入することができ、また歯切加
工を終えた歯車をコンプライアンスを効かせてこじるこ
となく取出すことができ、自動化が可能となる。

歯切加工が完了した歯車がチヤツク８８に装着されてい
る状態で、その歯車を取外して新たな素材８６を装着す
るにあたつては、先ずシリンダ２６の働きによつて突起
２７を位置決め孔８２に嵌入して、手首２０および取付
部材２１と揺動部材３０とレバー４８とが揺動しないよ
うにする。この状態で、一方の把持手段６３ａに素材８
６を把持し、他方の把持手段６３には何も把持しないで
おく。手首２０を変位することによつて、ピン４５，５
２の軸線を通る鉛直面内でそれらの軸線を水平線に対し
て傾斜させ、把持手段６３をインデツクス機構８４と切
削手段８７との間隔１に配置する。上述のように突起
２７が位置決め孔８２に嵌入しているので、レバー４８
と揺動部材３０とがピン５２の軸線まわりに角変位する
ことはなく、また揺動部材３０と手首２０とがピン４５
の軸線まわりに角変位することはなく、すなわちレバー
４８と手首２０とは相互に変位しない。上述のようにピ
ン４５，５２の軸線は、水平線に対して傾斜しており、
したがつて把持手段６３，６３ａが軸７４，７８；７４
ａ，７８ａに沿つて変位することはない。したがつて把
持手段６３を間隔１に、その間隔１が小さくても、
正確にもたらして配置することができる。こうして一方
の把持手段６３ａにのみ素材８６を把持した状態で、い
わば不平衡の状態であつても、把持手段６３を上述のよ
うに間隔１にもたらすことができるのである。

そこで把持手段６３によつて、インデツクス機構のチヤ
ツク８８に把持されている歯車を把持し、これによつて
両把持手段６３および６３ａの両者が平衡することがで
きる状態となつたとき、シリンダ２６を縮小して位置決
め突起２７を位置決め孔８２から離脱する。これによつ
て両把持手段６３，６３ａの両者が平衡状態となり、小
さな力で動くことが可能であり、したがつて把持手段６
３によつて把持している歯車を、インデツクス機構か
ら、こじることなく、円滑に把持して取外すことができ
る。すなわち把持手段６３で把持されている歯車と、把
持手段６３ａで把持されている素材８６とが、重力の均
衡を保つた状態となつて、把持手段６３による歯車の取
外しを円滑に行うことができるのである。

インデツクス機構の歯車を把持手段６３によつて把持し
て取外した後は、速やかにシリンダ２６を伸長して位置
決め突起２７を位置決め孔８２に嵌入し、レバー４８お
よび把持手段６３，６３ａが手首２０と一体的に動くこ
とができる状態とする。

この状態で把持手段６３ａによつて把持されている素材
８６を、手首２０を移動させることによつて、インデツ
クス機構８４のチヤツク８８付近にもたらす。

そこで再び位置決め突起２７を嵌合孔８２から離脱する
と、把持手段６３，６３ａの重量の平衡状態がほぼ保た
れているので、把持手段６３ａで把持されている素材８
６を小さい力で変位することが可能となり、したがつて
その素材８６をインデツクス機構８４のチヤツク８８に
円滑に装着してチヤツク８８に把持させることができ
る。

この状態でシリンダ２６の働きによつて突起２７を位置
決め孔８２に嵌合する。こうして手首２０の移動によつ
て把持手段６３を間隔１から外す。こうして歯切盤８
２から歯切りを完了した歯車を取出し、新たな素材を取
付ける作業の自動化が可能となる。

考案の効果 以上のように本考案によれば、斜め方向、狭い場所であ
つても、部品などを重力の悪影響なしに、組付け、装着
などを行うことができるようになる。

特に本考案によれば、駆動源２６によつて位置決め突起
２７を位置決め孔８２に嵌入した状態とし、しかも第１
および第２ピン５２，４５の軸線を一平面内に保つよう
にし、しかもそれらの第１および第２ピン５２，４５の
軸線を水平線に対して傾斜した状態としたときには、両
把持手段６３，６３ａと手首２０との相互の変位は、そ
れらの把持手段６３，６３ａのいずれか一方にだけ部品
を把持して不平衡の状態であつたとしても、それらの把
持手段６３，６３ａと手首とが相互に変位することはな
く、したがつていずれかの把持手段６３，６３ａを希望
する位置に正確にもたらすことができる。

また駆動源２６によつて位置決め突起２７を位置決め孔
８２から離脱したときには、把持手段６３，６３ａは、
レバー４８に、第１ピン５２の軸線方向に変位可能とな
り、またレバー４８と揺動部材３０とは第１ピン５２の
軸線まわりに角変位可能となり、さらに揺動部材３０と
手首２０とは第２ピン４５の軸線まわりに角変位可能と
なり、こうして把持手段６３，６３ａが必要なコンプラ
イアンス方向に動くことが可能となり、部品の組付け、
装着または取外しを、こじることなく、円滑に行うこと
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例の正面図、第２図は第１図に
示された実施例の分解斜視図、第３図は第１図の切断面
線III-IIIから見た断面図、第４図は第１図の切断面線I
Va-IVb-IVc-IVd-IVIVe-IVf-IVg-IVhから見た断面図、第
５図は歯切盤９２の側面図、第６図は歯切盤９２の平面
図、第７図は先行技術の断面図、第８図は他の先行技術
の斜視図である。 ２１…取付部材、２３，２４…ブラケツト、２７…位置
決め突起、３０…揺動部材、３１，３２…支持壁、４
５，５２…ピン、４８…揺動部材、５３，５４…ブラケ
ツト、６３，６３ａ…把持手段

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】レバー４８の長手方向の一方の端部に把持
   手段６３を設け、他方の端部には前記把持手段６３とほ
   ぼ対称にもう１つの把持手段６３ａを設け、 レバー４８の重心位置付近を前記長手方向に垂直な軸線
   を有する第１ピン５２によつて揺動部材３０に枢支し、
   この揺動部材３０を、第１ピン５２の軸線からずれた位
   置で第１ピン５２の軸線に平行な軸線を有する第２ピン
   ４５によつて産業用ロボツトの手首２０に枢支し、 前記各把持手段６３，６３ａは、レバー４８に、第１ピ
   ン５２の軸線方向に変位自在に設けられ、 手首２０に駆動源２６を取付け、この駆動源２６によつ
   て第１ピン５２の軸線に平行に位置決め突起２７を変位
   して、レバー４８に形成された位置決め孔８２に嵌入お
   よび離脱可能とし、 第１ピン５２の軸線と第２ピン４５の軸線とを含む一平
   面を一鉛直面内に保つようにして、手首２０を移動する
   ことを特徴とするハンドのコンプライアンス機構。