JPH0655481A - 産業用ロボットのハンド - Google Patents
産業用ロボットのハンドInfo
- Publication number
- JPH0655481A JPH0655481A JP20915792A JP20915792A JPH0655481A JP H0655481 A JPH0655481 A JP H0655481A JP 20915792 A JP20915792 A JP 20915792A JP 20915792 A JP20915792 A JP 20915792A JP H0655481 A JPH0655481 A JP H0655481A
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- finger
- gripping
- fingers
- hand
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 一対の指による物体の把持点付近で把持力を
大きくし、それ以外の範囲では指の動きを大きくするこ
と。 【構成】 産業用ロボットの手に複動空気圧シリンダを
固定するとともに、支持体を固定し、この支持体には、
ワークを把持する一対の指を揺動自在に設け、駆動片と
指の基端部との間に、一対の各リンクをピン結合する。
大きくし、それ以外の範囲では指の動きを大きくするこ
と。 【構成】 産業用ロボットの手に複動空気圧シリンダを
固定するとともに、支持体を固定し、この支持体には、
ワークを把持する一対の指を揺動自在に設け、駆動片と
指の基端部との間に、一対の各リンクをピン結合する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、産業用ロボットの手に
装着されるハンドに関する。
装着されるハンドに関する。
【０００２】
【従来の技術】典型的な先行技術は図８に示されてい
る。一対の指１は、ピン２によって、支持体３に揺動変
位可能に設けられ、これらの指１には、カム溝４が形成
され、このカム溝４には、ホロアであるピン５が嵌り込
み、このピン５は、支持体３に固定されているシリンダ
６によって図８の上下に往復変位駆動される。支持体３
は、産業用ロボットの手７に取付けられる。
る。一対の指１は、ピン２によって、支持体３に揺動変
位可能に設けられ、これらの指１には、カム溝４が形成
され、このカム溝４には、ホロアであるピン５が嵌り込
み、このピン５は、支持体３に固定されているシリンダ
６によって図８の上下に往復変位駆動される。支持体３
は、産業用ロボットの手７に取付けられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このような図８に示さ
れる先行技術では、シリンダ６によって駆動されるピン
５の変位を、カム溝４の働きによって指１の変位に変換
し、これによって指１の比較的小さい把持力を、その指
１の角変位の動き全体にわたって、できるだけ均一に得
られるように構成されている。ところが物体を容易に、
しかも確実に把持することができるようにするには、指
１の指先で物体を把持する際に、指１による把持点付近
では、把持力を大きくし、このとき指１の動き変位量は
小さくてもよく、またその指１で物体を把持しない範囲
では、指１の変位量すなわち動きが大きくなるようにす
ることが望まれる。
れる先行技術では、シリンダ６によって駆動されるピン
５の変位を、カム溝４の働きによって指１の変位に変換
し、これによって指１の比較的小さい把持力を、その指
１の角変位の動き全体にわたって、できるだけ均一に得
られるように構成されている。ところが物体を容易に、
しかも確実に把持することができるようにするには、指
１の指先で物体を把持する際に、指１による把持点付近
では、把持力を大きくし、このとき指１の動き変位量は
小さくてもよく、またその指１で物体を把持しない範囲
では、指１の変位量すなわち動きが大きくなるようにす
ることが望まれる。
【０００４】また図８に示される構成は、把持力に比し
て、大きな重量を有する。
て、大きな重量を有する。
【０００５】本発明の目的は、指の把持点付近で把持力
を大きくし、それ以外の範囲では指の動きが大きくなる
ようにした産業用ロボットのハンドを提供することであ
る。
を大きくし、それ以外の範囲では指の動きが大きくなる
ようにした産業用ロボットのハンドを提供することであ
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、産業用ロボッ
トの手に設けられ、駆動片を往復変位する駆動源と、前
記手に設けられる支持体と、支持体に揺動自在に設けら
れ、ワークを把持する一対の指と、駆動片と指の基端部
とにピン結合される一対のリンクとを含むことを特徴と
する産業用ロボットのハンドである。
トの手に設けられ、駆動片を往復変位する駆動源と、前
記手に設けられる支持体と、支持体に揺動自在に設けら
れ、ワークを把持する一対の指と、駆動片と指の基端部
とにピン結合される一対のリンクとを含むことを特徴と
する産業用ロボットのハンドである。
【０００７】
【作用】本発明に従えば、産業用ロボットの手には、シ
リンダなどの駆動源が設けられるとともに、支持体が設
けられ、この支持体には、ワークを把持する一対の指が
揺動自在に設けられ、駆動源の駆動片を、指の基端部
に、リンクをそれぞれ介してピン結合し、指によって物
体を把持する際における指の角度位置、すなわち把持点
付近での把持力を大きくすることができ、それ以外の範
囲では、指の変位量を大きくすることを可能にする。換
言すると、指先の把持力と、指先のストローク、すなわ
ち変位量との関係は、仮想仕事の原理に基づくと、把持
力を大きくすると指先の動きが小さくなり、これとは逆
に指先の動きを大きくすると、把持力が小さくなる。し
たがって、駆動源から得られる有限の仕事を、把持点付
近では高把持力に、他の範囲では、指の大ストロークと
なるように使うことができるようになる。
リンダなどの駆動源が設けられるとともに、支持体が設
けられ、この支持体には、ワークを把持する一対の指が
揺動自在に設けられ、駆動源の駆動片を、指の基端部
に、リンクをそれぞれ介してピン結合し、指によって物
体を把持する際における指の角度位置、すなわち把持点
付近での把持力を大きくすることができ、それ以外の範
囲では、指の変位量を大きくすることを可能にする。換
言すると、指先の把持力と、指先のストローク、すなわ
ち変位量との関係は、仮想仕事の原理に基づくと、把持
力を大きくすると指先の動きが小さくなり、これとは逆
に指先の動きを大きくすると、把持力が小さくなる。し
たがって、駆動源から得られる有限の仕事を、把持点付
近では高把持力に、他の範囲では、指の大ストロークと
なるように使うことができるようになる。
【０００８】
【実施例】図１は本発明の一実施例のハンド３６の側面
図であり、図２はその実施例の平面図であり、図３はそ
の実施例の正面図である。これらの図面を参照して、た
とえば６軸の産業用ロボットの手８には、フランジ継手
９によって複動空気圧シリンダ１０が着脱可能に固定さ
れ、このシリンダ１０には、一対の支持体１１，１２が
固定される。シリンダ１０はピストン棒１３を有し、こ
のピストン棒１３には、連結部材１４が固定されてお
り、シリンダ１３と連結部材１４とは駆動片１５を構成
する。支持体１１，１２には、ピン１６，１７によって
一対の指１８，１９が揺動自在に設けられる。指１８，
１９の指先２０，２１が、矢符２２，２３で示されるよ
うに相互の近接方向に移動することによって、物体２４
を把持することができる。連結部材１４と指１８，１９
の基端部２６，２７とには、一対の中間リンク２８，２
９がピン３０，３１；３２，３３によってピン結合され
る。支持体１１，１２は、図２の上下に、また図３の左
右に対を成してそれぞれ設けられており、スペーサ３
４，３５が介在され、これらの各対を成す支持体１１，
１２間に、指１８，１９が配置される。このハンド３６
は、シリンダ１０の軸線３７を通り図１の紙面に垂直な
平面に関して対称に構成される。
図であり、図２はその実施例の平面図であり、図３はそ
の実施例の正面図である。これらの図面を参照して、た
とえば６軸の産業用ロボットの手８には、フランジ継手
９によって複動空気圧シリンダ１０が着脱可能に固定さ
れ、このシリンダ１０には、一対の支持体１１，１２が
固定される。シリンダ１０はピストン棒１３を有し、こ
のピストン棒１３には、連結部材１４が固定されてお
り、シリンダ１３と連結部材１４とは駆動片１５を構成
する。支持体１１，１２には、ピン１６，１７によって
一対の指１８，１９が揺動自在に設けられる。指１８，
１９の指先２０，２１が、矢符２２，２３で示されるよ
うに相互の近接方向に移動することによって、物体２４
を把持することができる。連結部材１４と指１８，１９
の基端部２６，２７とには、一対の中間リンク２８，２
９がピン３０，３１；３２，３３によってピン結合され
る。支持体１１，１２は、図２の上下に、また図３の左
右に対を成してそれぞれ設けられており、スペーサ３
４，３５が介在され、これらの各対を成す支持体１１，
１２間に、指１８，１９が配置される。このハンド３６
は、シリンダ１０の軸線３７を通り図１の紙面に垂直な
平面に関して対称に構成される。
【０００９】図４は、図１〜図３に示される実施例の原
理を説明するための図である。シリンダ１０のピストン
棒１３による推力をＦとし、そのシリンダ１０のピスト
ン棒１３の微少変位をｄｘとし、指１８，１９の指先２
０，２１による把持力をＮとし、さらにピン１６，１７
を結ぶ直線３８と各指１８，１９とが成す角度をθと
し、その指の微小な角変位をｄθとし、指先２０，２１
までのピン１６，１７からの距離をＨＬとするとき、把
持力Ｎとシリンダ推力Ｆとの関係は、仮想仕事の原理に
よって、数１で示されるとおりである。
理を説明するための図である。シリンダ１０のピストン
棒１３による推力をＦとし、そのシリンダ１０のピスト
ン棒１３の微少変位をｄｘとし、指１８，１９の指先２
０，２１による把持力をＮとし、さらにピン１６，１７
を結ぶ直線３８と各指１８，１９とが成す角度をθと
し、その指の微小な角変位をｄθとし、指先２０，２１
までのピン１６，１７からの距離をＨＬとするとき、把
持力Ｎとシリンダ推力Ｆとの関係は、仮想仕事の原理に
よって、数１で示されるとおりである。
【００１０】
【数１】Ｆ・ｄｘ＝Ｎ・ｄθ・ＨＬ 図１〜図４に示される実施例の特性を決めるパラメータ
は、リンク２８，２９のピン３０，３１；３２，３３間
の長さをＬとし、指１８，１９の基端部２６，２７のピ
ン３２，３３；１６，１７間の長さをＳとするとき、リ
ンク長さの比（＝Ｌ／Ｓ）、把持点での指１８，１９の
角度θ、シリンダ１０の軸線３７とリンク２８，２９と
のなす角αである。把持点付近において把持力を大きく
するためには、軸線３７とリンク２８，２９のなす角α
がほぼ９０°となることが効果的である。すなわちαが
９０°に近くなるほどシリンダ１０のピストン棒１３の
微小変位ｄｘに対するαもしくはθの微小角変位が小さ
くなるため、仮想仕事の原理より把持力が大きくなる。
したがって、リンク２８，２９と軸線３７とのなす角α
は把持位置においてほぼ９０°とする。そのパラメータ
の最適値を得るための評価関数ｇを、数２に示されるよ
うに設定する。
は、リンク２８，２９のピン３０，３１；３２，３３間
の長さをＬとし、指１８，１９の基端部２６，２７のピ
ン３２，３３；１６，１７間の長さをＳとするとき、リ
ンク長さの比（＝Ｌ／Ｓ）、把持点での指１８，１９の
角度θ、シリンダ１０の軸線３７とリンク２８，２９と
のなす角αである。把持点付近において把持力を大きく
するためには、軸線３７とリンク２８，２９のなす角α
がほぼ９０°となることが効果的である。すなわちαが
９０°に近くなるほどシリンダ１０のピストン棒１３の
微小変位ｄｘに対するαもしくはθの微小角変位が小さ
くなるため、仮想仕事の原理より把持力が大きくなる。
したがって、リンク２８，２９と軸線３７とのなす角α
は把持位置においてほぼ９０°とする。そのパラメータ
の最適値を得るための評価関数ｇを、数２に示されるよ
うに設定する。
【００１１】
【数２】
【００１２】ここでＤは、指１８，１９の指先２０，２
１における変位量、すなわち指先角度ストロークであ
る。リンク長さの比（＝Ｌ／Ｓ）は、ハンドの指先スト
ロークＤを規定する。Ｄは設計時のパラメータとして与
えられる。ここでＬ／Ｓは、ハンド全体の大きさを最小
とする値１とする。この評価関数ｇは長さの項Ｄ，ＨＬ
と、シリンダ１０の推力による把持力への力の変換効率
を示す項ｄθ／ｄｘから成り、この評価関数ｇの値が大
きいほど、把持力Ｎが大きく、指１８，１９の動作範囲
が広いことを示す。この評価関数ｇをプロットすると、
図５が得られる。この図５から明らかに、角度θ＝９０
度であるとき、評価関数ｇの値が最大となることが判
る。
１における変位量、すなわち指先角度ストロークであ
る。リンク長さの比（＝Ｌ／Ｓ）は、ハンドの指先スト
ロークＤを規定する。Ｄは設計時のパラメータとして与
えられる。ここでＬ／Ｓは、ハンド全体の大きさを最小
とする値１とする。この評価関数ｇは長さの項Ｄ，ＨＬ
と、シリンダ１０の推力による把持力への力の変換効率
を示す項ｄθ／ｄｘから成り、この評価関数ｇの値が大
きいほど、把持力Ｎが大きく、指１８，１９の動作範囲
が広いことを示す。この評価関数ｇをプロットすると、
図５が得られる。この図５から明らかに、角度θ＝９０
度であるとき、評価関数ｇの値が最大となることが判
る。
【００１３】図６は、図１〜図４に示される実施例の特
性を示すグラフである。図６の横軸は、シリンダ１０の
ピストン棒１３の図１における右方への変位量を示し、
縦軸は指１８の角度θ、したがって指先２０，２１の図
１〜図４における上下の変位量、すなわちストロークで
あり、この特性はライン３９で示される。もう１つのラ
イン４０は、図６の縦軸を力としたとき、指先２０，２
１による把持力を示す。指先２０，２１による物体２４
の把持点付近では、把持力はライン４０で示されるよう
に大きく、このとき指１８，１９の角度θの変化率ｄθ
／ｄｘは小さい。この把持点付近の範囲は、参照符Ｗ１
で示される。この把持点付近Ｗ１以外の範囲Ｗ２では、
ライン４０で示されるように把持力は小さいけれども、
ライン３９で示されるように大きく、したがって指先２
０，２１は大きなストロークが得られ、ｄθ／ｄｘは大
きい。
性を示すグラフである。図６の横軸は、シリンダ１０の
ピストン棒１３の図１における右方への変位量を示し、
縦軸は指１８の角度θ、したがって指先２０，２１の図
１〜図４における上下の変位量、すなわちストロークで
あり、この特性はライン３９で示される。もう１つのラ
イン４０は、図６の縦軸を力としたとき、指先２０，２
１による把持力を示す。指先２０，２１による物体２４
の把持点付近では、把持力はライン４０で示されるよう
に大きく、このとき指１８，１９の角度θの変化率ｄθ
／ｄｘは小さい。この把持点付近の範囲は、参照符Ｗ１
で示される。この把持点付近Ｗ１以外の範囲Ｗ２では、
ライン４０で示されるように把持力は小さいけれども、
ライン３９で示されるように大きく、したがって指先２
０，２１は大きなストロークが得られ、ｄθ／ｄｘは大
きい。
【００１４】このようにして指先２０，２１による物体
２４の把持を行う把持点付近の範囲Ｗ１では、角度θお
よび角度αは、９０度近くの値となるように構成し、こ
の把持点付近でリンク２８，２９は、軸線３７に対して
垂直に近い状態になることによって、指先２０，２１の
変位量が小さくなる。シリンダ１０のピストン棒１３の
単位変位当りの仕事は一定であるので、仮想仕事の原理
によって、把持力Ｎが大きくなる。逆に、把持点以外の
範囲Ｗ２では、角度αが比較的小さくなるので、一定の
ピストン棒１３の変位に対する指先２０，２１の変位が
大きくなるように働く。
２４の把持を行う把持点付近の範囲Ｗ１では、角度θお
よび角度αは、９０度近くの値となるように構成し、こ
の把持点付近でリンク２８，２９は、軸線３７に対して
垂直に近い状態になることによって、指先２０，２１の
変位量が小さくなる。シリンダ１０のピストン棒１３の
単位変位当りの仕事は一定であるので、仮想仕事の原理
によって、把持力Ｎが大きくなる。逆に、把持点以外の
範囲Ｗ２では、角度αが比較的小さくなるので、一定の
ピストン棒１３の変位に対する指先２０，２１の変位が
大きくなるように働く。
【００１５】図７は、本発明の他の実施例の側面図であ
る。この実施例は、前述の実施例に類似し、対応する部
分には同一の参照符を付す。前述の図１〜図４に示され
る実施例では、指１８，１９の指先２０，２１は、矢符
２２，２３で示されるように、ピストン棒１３の伸長時
に、相互の近接方向に変位して物体２４を把持するよう
に構成されたけれども、図７に示される実施例では、ピ
ストン棒１３の伸長によって、指先２０，２１は、矢符
２２ａ，２３ａで示されるように相互の離反方向に変位
し、物体２４ａの内壁に当接して把持する。このような
動作を達成するために、リンク２８，２９は、指１８，
１９に関して相互の反対側、すなわち（図７の上方およ
び下方）に配置されて、連結部材１４にピン結合され
る。その他の構成は、前述の実施例に類似する。
る。この実施例は、前述の実施例に類似し、対応する部
分には同一の参照符を付す。前述の図１〜図４に示され
る実施例では、指１８，１９の指先２０，２１は、矢符
２２，２３で示されるように、ピストン棒１３の伸長時
に、相互の近接方向に変位して物体２４を把持するよう
に構成されたけれども、図７に示される実施例では、ピ
ストン棒１３の伸長によって、指先２０，２１は、矢符
２２ａ，２３ａで示されるように相互の離反方向に変位
し、物体２４ａの内壁に当接して把持する。このような
動作を達成するために、リンク２８，２９は、指１８，
１９に関して相互の反対側、すなわち（図７の上方およ
び下方）に配置されて、連結部材１４にピン結合され
る。その他の構成は、前述の実施例に類似する。
【００１６】ピストン１０に代えて、モータなどを備
え、駆動片１５を図１および図７の左右方向に変位する
構成を有するその他の駆動源であってもよい。
え、駆動片１５を図１および図７の左右方向に変位する
構成を有するその他の駆動源であってもよい。
【００１７】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、産業用ロ
ボットの手には駆動源と支持体とを設け、駆動源の駆動
片とワークを支持する一対の指の基端部との間に、各リ
ンクをピン結合することによって、把持点付近では把持
力を大きくし、それ以外の範囲では指の動きを大きくす
ることが可能になり、したがって物体を大きな把持力で
つかむことができるとともに、その物体を把んでいない
ときには、指の変位量を大きくすることができ、物体を
把むことが容易になる。
ボットの手には駆動源と支持体とを設け、駆動源の駆動
片とワークを支持する一対の指の基端部との間に、各リ
ンクをピン結合することによって、把持点付近では把持
力を大きくし、それ以外の範囲では指の動きを大きくす
ることが可能になり、したがって物体を大きな把持力で
つかむことができるとともに、その物体を把んでいない
ときには、指の変位量を大きくすることができ、物体を
把むことが容易になる。
【図１】本発明の一実施例の側面図である。
【図２】図１に示されるハンド３６の平面図である。
【図３】図１および図２に示されるハンド３６の正面図
である。
である。
【図４】図１〜図３に示されるハンド３６の原理を説明
するための図である。
するための図である。
【図５】図１〜図４に示される実施例の評価関数ｇを示
すグラフである。
すグラフである。
【図６】図１〜図４に示される実施例の特性を示す図で
ある。
ある。
【図７】本発明の他の実施例の側面図である。
【図８】先行技術の側面図である。
８ 産業用ロボットの手 １０ 複動空気圧シリンダ １１，１２ 支持体 １３ ピストン棒 １４ 連結部材 １５ 駆動片 １８，１９ 指 ２０，２１ 指先 ２６，２７ 基端部 ２８，２９ リンク
Claims (1)
- 【請求項１】 産業用ロボットの手に設けられ、駆動片
を往復変位する駆動源と、 前記手に設けられる支持体と、 支持体に揺動自在に設けられ、ワークを把持する一対の
指と、 駆動片と指の基端部とにピン結合される一対のリンクと
を含むことを特徴とする産業用ロボットのハンド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20915792A JPH0655481A (ja) | 1992-08-05 | 1992-08-05 | 産業用ロボットのハンド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20915792A JPH0655481A (ja) | 1992-08-05 | 1992-08-05 | 産業用ロボットのハンド |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0655481A true JPH0655481A (ja) | 1994-03-01 |
Family
ID=16568266
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20915792A Pending JPH0655481A (ja) | 1992-08-05 | 1992-08-05 | 産業用ロボットのハンド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0655481A (ja) |
Cited By (9)
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|---|---|---|---|---|
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| US6793441B2 (en) | 2000-06-12 | 2004-09-21 | W. R. Grace & Co.-Conn. | Tunnel waterproofing method |
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| WO2015098614A1 (ja) * | 2013-12-27 | 2015-07-02 | Thk株式会社 | チャック |
| CN109866240A (zh) * | 2017-12-05 | 2019-06-11 | 重庆英格力铸造科技有限公司 | 一种方便夹取铸件的机械手 |
| KR102020876B1 (ko) * | 2019-01-08 | 2019-09-16 | 이창은 | 파지 장치 |
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-
1992
- 1992-08-05 JP JP20915792A patent/JPH0655481A/ja active Pending
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