JPH0735740Y2 - ロボツトハンド - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 A.産業上の利用分野 この考案は、自動組立ラインや自動検査ライン等におけ
るワーク供給作業，ピックアンドプレス作業等に用いら
れ、単一の駆動源により把持爪を平行移動させて被把持
物を把持するロボットハンドに関するものである。

B.従来の技術 従来のこの種のロボットハンドを第８図ないし第10図に
示す。ハンド本体であるシリンダ１の内部には、上下方
向に摺動自在なピストン２が設けられ、ピストン２と一
体のピストンロッド３がシリンダ１の外方に突出してい
る。ピストンロッド３の下端部の左右両面にはラック3
1,32が形成され、シリンダ１の下部に、このラック31,3
2と歯合するピニオン5,6が軸支されている。また、アー
ム7,8は、ピストン２の往復動方向と直交する方向に摺
動可能にシリンダ１に案内支持され、基端部に刻設され
たラック71,81がピニオン5,6と歯合している。そして、
その先端部に把持爪72,82が取り付けられている。

また、ピストン２によって区画された下側シリンダ室1a
には圧縮コイルばね９が設けられ、この圧縮コイルばね
９の復元力がピストン２を常時上方向、すなわちピスト
ンロッド３を縮退させる方向に付勢している。

そして、上側シリンダ室1bに圧縮空気や圧力油等の流体
圧が供給されるようになっている。以下では圧縮空気を
供給するものとして説明する。

このロボットハンドでワーク10を持ち上げるには、把持
爪72,82間にワーク10を位置させた後に上側シリンダ室1
bに圧縮空気を供給してピストンロッド３を伸長させ
る。ピストンロッド３の伸長によりピニオン5,6がそれ
ぞれ回転し、アーム７は第８図における右方向に、アー
ム８は左方向にそれぞれ移動し、第９図に示すようにそ
れぞれの把持爪72,82によってワーク10が把持されるこ
とになる。

そして、ロボットハンド全体を移動して所定位置までワ
ーク10が移動後、上側シリンダ室1bを減圧すれば、圧縮
コイルばね９の復元力によりピストンロッド３が縮退し
てピニオン5,6が上記とは逆方向に回転するから、把持
爪72,82がワーク10から離れることになる。

C.考案が解決しようとする問題点 このように構成された従来のロボットハンドは以下のよ
うな問題がある。

第９図に示すように、ワーク10を外側から把持する場合
の把持力は上側シリンダ室1bに供給された圧縮空気等の
流体圧によるため、この圧力を調整することによりワー
ク10の重量に応じた把持力を得ることができる。他方、
第10図に示すように、ワーク10を内側から把持する場合
の把持力は圧縮コイルばね９の復元力によって得られる
だけであるから、ワーク重量が重くなると把持すること
ができない。

なお、種々の形状，重量のワークに対処するため、外側
把持用のハンドと内側把持用のハンドをワークに応じて
交換可能なロボットハンド、あるいは複動シリンダによ
る平行移動型のロボットハンドが従来用いられていた。
しかし、前者のものは交換作業が面倒であったり、後者
では構造が複雑で高価である。

この考案の目的は、単一の駆動源を用いた平行移動型の
ロボットハンドであって、同程度の重量ワークを外側か
らも内側からも把持することができるロボットハンドを
提供することにある。

D.問題点を解決するための手段 このような目的を達成するため、本考案のロボットハン
ドは、ハンド本体内に形成され、内部にピストンを摺動
可能に収容したシリンダと、このシリンダ内に流体を供
給して前記ピストンに流体圧を加えることにより伸長す
るピストンロッドと、このピストンロッドを前記流体圧
と反対方向に付勢する圧縮コイルバネと、前記ピストン
ロッドに形成された一対のラックと、このラックに歯合
し互いに反対方向に回転することによりピストンの変位
をピストンロッドに対し垂直方向に伝達する一対のピニ
オンと、この一対のピニオンに歯合しピストンロッドの
変位をピストンロッドに直交する方向に伝達するラック
を刻設した一対のアームと、この一対のアームの一方に
固定された第１の把持爪と、この第１の把持爪と一体に
設けられた第３の把持爪と、前記一対のアームの他方に
固定され前記第１の把持爪と第３の把持爪との間を移動
する第２の把持爪と、を備え、前記第１の把持爪と第２
の把持爪とは、前記ピストンに流体圧が作用したときに
は互いに接近し、前記圧縮コイルバネの付勢力により互
いに離間し、前記第２の把持爪と第３の把持爪とは、前
記ピストンに流体圧が作用したときには互いに離間し、
前記圧縮コイルバネの付勢力により互いに接近するよう
に構成され、互いに接近する前記第１の把持爪と第２の
把持爪によりワークを外側から把持し、互いに離間する
前記第２の把持爪と第３の把持爪によりワークを内側か
ら把持することを特徴とする。

E.作用 単一の駆動源を第１の方向に駆動させると第１および第
３の把持爪が一体に一方方向に移動し第２の把持爪が他
方向に移動する。今、被把持物をその外側から把持する
場合には第１の把持爪と第２の把持爪との間に被把持物
を置き、第１の把持爪と第２の把持爪が互いに接近する
ようにすると、第１の把持爪と第２の把持爪との間で被
把持物が把持される。一方、被把持物をその内側から把
持する場合には、被把持物を第２の把持爪と第３の把持
爪との間に置き、駆動源を上記と同一の方向に駆動する
と第２の把持爪と第３の把持爪とが互いに離間し、これ
により、被把持物が第２の把持爪と第３の把持爪との間
で把持される。

F.実施例 第１図〜第５図にこの考案に係るロボットハンドの実施
例を示してある。第１図〜第３図を参照するに、21はハ
ンド本体を構成するシリンダで、ピストン22が第１図に
おいて上下方向に摺動自在となるように収容されてい
る。ピストン22によって区画されたシリンダ21の下側シ
リンダ室23には、圧縮コイルばね24がピストンロッド25
に遊嵌されて収容され、この圧縮コイルばね24の復元力
がピストン22を常時上方向、すなわちピストンロッド25
の縮退方向に移動するように付勢している。シリンダ21
の上側シリンダ室26には圧縮空気が供給される。

ピストンロッド25の先端部にはラック251が形成され、
このラック251と歯合するピニオン28,29がシリンダ21に
回転自在に軸支されている。また、30,40はアームで、
上記ピニオン28,29と歯合するラック30a,40aを有し、ピ
ストン22の移動方向と直交する方向、すなわち第１図に
おいて左右方向に移動可能にシリンダ21の案内部21aに
嵌合されている（第２図参照）。アーム30には、第３図
に示すように、棒状の取付部材31が固着されており、こ
の取付部材31の側部には第１の把持爪32が設けられ、そ
の第１の把持爪32から、アーム30および40を挟んでバー
33,34が延在し、その端部には第１の把持爪32と対向す
る第３の把持爪35が設けられている。他方、アーム40に
は取付部材41を介して第２の把持爪42が設けられてお
り、第３図からわかるように、この第２の把持爪42は第
１の把持爪32と第３の把持爪との間で移動可能な位置に
設けられている。

なお、シリンダ21、ピストン22、ピストンロッド25、ラ
ック251、ピニオン28,29によって単一の駆動源が構成さ
れる。

次に第４図および第５図も参照して動作を説明する。

上側シリンダ室26に圧縮空気等と供給すると、ピストン
22に加えられた圧力によってピストン22が圧縮コイルば
ね24の復元力に抗して下方に移動し、これによりピスト
ンロッド25が伸長する。このピストンロッド25の伸長に
より、ラック251と歯合するピニオン28、29がお互いに
反対方向に回転し、この回転に連動してアーム30,40が
相反する方向に移動する。すなわち、アーム30は第１図
示左方向（矢印Ａ）へ、アーム40は右方向（矢印Ｂ）へ
それぞれ移動する。そして、これらアーム30,40ととも
に第１〜第３の把持爪32,35,42がそれぞれ移動し、アー
ム30,40が最も移動したときに、各把持爪32,35,42の位
置関係は第４図に示すようになる。この移動に際して、
第４図および第５図からわかるように、第１の把持爪32
と第２の把持爪42間の距離は短くなり、第２の把持爪42
と第３の把持爪35と間の距離は長くなる。従って、外周
面で把持しなければならないワークは第１の把持爪32と
第２の把持爪42とで把持することができ、内周面で保持
しなければならないワークは第２の把持爪42と第３の把
持爪35とで保持することができる。いずれの場合も、ワ
ーク把持力は圧縮空気等によってピストン22に加えられ
る圧力によるものである。

そして、把持したワークを所定の位置まで搬送した後に
上側シリンダ室26を減圧すれば、圧縮コイルばね24の復
元力によってピストン22が上方向に摺動し、これにより
ピストンロッド25が縮退してアーム30,40が上記とは反
対の方向に移動するから、ワークを解放できる。

第６図および第７図に示す実施例は、第１〜第３の把持
爪32,35,42のワーク把持面に支持用凸部36が設けられた
ものであり、ワークが３点で支持され安定した把持性能
が得られる。また、この凸部36をゴム等の摩擦係数の大
きい材質で形成すればより一層効果的である。

以上説明した実施例では、第１および第２の把持爪32,4
2がアーム30,40を介して設けられたものを示したが、ア
ーム30,40そのものの先端に把持爪の機能をもたせても
よい。

G.考案の効果 本考案は以上のように構成したから、把持爪を交換した
り複動シリンダを用いることなく、ワークを把持する際
に把持爪を使いわけるだけで、ワークをその外周面で把
持したり、あるいは内周面で把持でき、しかも、そのい
ずれにおいても流体圧で把持力が得られ、ばね力によっ
て得られる把持力に比してより重量の大きいワークの把
持が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はロボットハンドのアーム作動前の正面図で一部
を切断して示しており、第２図はその右側面図、第３図
は第１図のIII−III線断面図である。第４図はアーム作
動後の正面図で一部を切断して示してあり、第５図は第
４図のＶ−Ｖ線断面図である。第６図および第７図は他
の実施例を示すもので、第６図はロボットハンドの正面
図、第７図は第６図のVII−VII線断面図である。 第８図は従来の単動シリンダによるロボットハンドの正
面断面図である。 第９図はワークを外側で把持する場合を説明する図、第
10図は内側で保持する場合を説明する図である。 21:シリンダ、22:ピストン 24:圧縮コイルばね、25:ピストンロッド 30,40:アーム、31:取付部材 32:第１の把持爪、35:第３の把持爪 42:第２の把持爪

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】ハンド本体内に形成され、内部にピストン
   を摺動可能に収容したシリンダと、このシリンダ内に流
   体を供給して前記ピストンに流体圧を加えることにより
   伸長するピストンロッドと、このピストンロッドを前記
   流体圧と反対方向に付勢する圧縮コイルバネと、前記ピ
   ストンロッドに形成された一対のラックと、このラック
   に歯合し互いに反対方向に回転することによりピストン
   の変位をピストンロッドに対し垂直方向に伝達する一対
   のピニオンと、この一対のピニオンに歯合しピストンロ
   ッドの変位をピストンロッドに直交する方向に伝達する
   ラックを刻設した一対のアームと、この一対のアームの
   一方に固定された第１の把持爪と、この第１の把持爪と
   一体に設けられた第３の把持爪と、前記一対のアームの
   他方に固定され前記第１の把持爪と第３の把持爪との間
   を移動する第２の把持爪と、を備え、前記第１の把持爪
   と第２の把持爪とは、前記ピストンに流体圧が作用した
   ときには互いに接近し、前記圧縮コイルバネの付勢力に
   より互いに離間し、前記第２の把持爪と第３の把持爪と
   は、前記ピストンに流体圧が作用したときには互いに離
   間し、前記圧縮コイルバネの付勢力により互いに接近す
   るように構成され、互いに接近する前記第１の把持爪と
   第２の把持爪によりワークを外側から把持し、互いに離
   間する前記第２の把持爪と第３の把持爪によりワークを
   内側から把持することを特徴とするロボットハンド。