JPH091491A

JPH091491A - ロボットハンド機構

Info

Publication number: JPH091491A
Application number: JP15293595A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Kobarikawa; 靖小梁川; Masahiko Horiuchi; 雅彦堀内; Yoshiyuki Tomita; 良幸冨田
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 1995-06-20
Filing date: 1995-06-20
Publication date: 1997-01-07

Abstract

(57)【要約】【目的】位置制御によるワークの加工と力制御による
多軸の倣い加工を高速に行う。【構成】ワークに対して加工を行うためのツール２ａ
を持つロボットハンド機構２は、ツール２ａを一面側で
保持するエンドプレート１０を有する。中心軸を持つベ
ースフレーム２０は、エンドプレート１０とその他面側
で離間して対向配置されている。３個の直動機構３０Ａ
〜３０Ｃは、中心軸Ｏの回りに回転対称に配置されるよ
うにベースフレーム２０に取り付けられており、それら
の各々はエンドプレート１０側へ延在したボールネジ軸
３１とこのボールネジ軸３１を回転を阻止して伸縮する
手段とをもつ。３個の関節機構４０Ａ〜４０Ｃは、エン
ドプレート１０の他面側に一端がそれぞれ固定され、他
端がそれぞれ３個の直動機構のボールネジ軸３１の先端
で揺動自在に連結されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はツールを持つロボットハ
ンド機構に関し、特にロボット本体に取り付けられて、
ツールによってグラインダ作業や金型磨き作業等の加工
作業を自動的に行う加工作業ロボットに用いられるロボ
ットハンド機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、グラインダ作業は、主
に、バリ取り作業とならし作業とに分類される。バリ取
り作業は、形状精度を必要とし位置制御が重要となる場
合と、力制御倣いによってバリのみを加工する場合に分
けられる。一方、ならし作業は力制御による加工方法で
ある。

【０００３】グラインダ作業を行う従来技術として数値
制御装置を持った工作機械（ＮＣ加工機）が広く知られ
ている。この種のＮＣ加工機は、ワークに対するカッタ
ー経路を数値的にプログラミング（ティーチング）し、
実行（プレイバック）することで加工を行うものであ
り、前述の位置制御方式によるものである。このため、
このようなＮＣ加工機では、一般的に、加工力の制御を
行っていない。バリの発生箇所、大きさが同種類のワー
クでもばらつきがあり、特に、鋳物品の場合は、鋳型の
精度によって、外形寸法が異なったり、バリの発生具合
も左右される。その為、このようなバリ取り作業にＮＣ
加工機を用いる場合、その都度ティーチングデータを修
正する必要がある。従って、ＮＣ加工機をそのままバリ
取り作業に適用するのは実用上問題がある。

【０００４】次に、力制御方式による加工作業を行う従
来技術について説明する。

【０００５】市販の多関節ロボットに力制御機能を持
ったハンドを組み合わせる方式。この方式では、多関節
ロボットの先端に、１自由度の力制御機能を持ったハン
ドとをシリーズに結合しているものがある。このため、
ハンド部単体では、一方向にしか加工力が制御できな
い。

【０００６】アーム先端と研削グラインダとの間に緩
衝装置を設ける方式。この方式は、例えば、特開平６−
２４６６１９号公報「研削グラインダ用緩衝装置」に開
示されている。この公報には、ある程度の凹凸がある加
工面に対しロボットアームを直線的に移動させてもグラ
インダが表面形状にならって砥石を常に一定圧力で加工
面に接触させることができ、円筒状加工面に対しロボッ
トアームを回転させることなく円弧運動させることによ
り砥石を常に一定圧力で加工面に接触させている。すな
わち、この公報に開示された研削グラインダ用緩衝装置
は、グラインダを構成する回転駆動機と砥石の間に伝動
軸が内挿されたケーシングの外周面に球面状突起を設
け、この球面状突起をロボットやマニプレータアームに
取り付けたハウジング内の球面座で支持することによ
り、この球面座を支点として、グラインダがあらゆる方
向に揺動することができ、砥石の半径方向のどの方向か
ら押されても、反対方向に緩衝できる構成をしている。

【０００７】前記、の方式では、加工ツールに直接
力制御用のアクチュエータが取り付けられており、その
ため応答性や精度が高いという長所がある。しかしなが
ら、上記方式では緩衝作用があるために機械剛性が低く
位置制御加工ができないという問題点がある。従って、
力制御のみに限定されてしまう。

【０００８】このため、前記位置制御方式と、力制御
方式とを組み合わせ、ソフト的手段で切り換える方式と
して、市販の多関節ロボット先端部とグラインダモータ
の間に力センサを設ける方式がある。この方式では、あ
る方向に力制御する場合、ロボット関節の全モータが力
制御対象となる。このため、本方式は応答性が低く、動
的な精度に劣る。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上記の方式では、３
次元的な加工面に対しては、ロボット本体がハンドの姿
勢を変える動作を行っている。一般に、多関節ロボット
で、先端部の位置を変える場合、ロボットアーム全体を
動かす関節に使用されるベース側のモータをも動作させ
る必要がある。したがって、小さい移動距離で高速な運
動を行う場合は不利である。

【００１０】また、の方式は、砥石（ツール）に対し
て半径方向に加わる力のみを緩衝するものであって、あ
らゆる方向から作用する力を緩衝するものではない。

【００１１】上記の方式では、各関節の運動精度の誤
差が積み上げられ、力制御精度の劣化要因となる。ま
た、ロボットアーム全体を動かす関節から観ると、数十
〜数百ｋｇｗの全アーム重量を動かしながら、数ｋｇｆ
程度の先端部の加工力を制御するため、力制御の感度を
高める点で不利である。

【００１２】一般に多関節ロボットでは、アーム（リン
ク）をシリーズに結合しているため、先端部の機械剛性
を高く保つことが不利な機構となっている。そこで、負
荷能力（加工反力に対する堅牢さ）を高める為、ロボッ
ト本体の構造としては、大型化する傾向にある。

【００１３】したがって、本発明の課題は、位置制御に
よる加工と力制御による加工の両方に対応できるロボッ
トハンド機構を提供することにある。

【００１４】本発明の他の課題は、多自由度の力制御
と、応答性の高い力制御の両方を実現できるロボットハ
ンド機構を提供することにある。

【００１５】本発明の更に他の課題は、ロボットハンド
部の多自由度によりハンドのベース部分の姿勢を変えず
に、ワークの加工が行えるロボットハンド機構を提供す
ることにある。

【００１６】本発明のもっと他の課題は、ロボット先端
部の機械剛性を高めることができるロボットハンド機構
を提供することにある。

【００１７】本発明の別の課題は、ツールに対してあら
ゆる方向から作用する力を緩衝できるロボットハンド機
構を提供することにある。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、ワーク
に対して加工を行うためのツールを持つロボットハンド
機構に於いて、前記ツールを一面側で保持するエンドプ
レートと；該エンドプレートとその他面側で離間して対
向配置され、中心軸を有するベースフレームと；前記中
心軸の回りに回転対称に配置されて前記ベースフレーム
に取り付けられ、各々が前記エンドプレート側へ延在し
たボールネジ軸と該ボールネジ軸を回転を阻止して伸縮
する手段とをもつＮ（Ｎは２以上の整数）個の直動機構
と；前記エンドプレートの他面側に一端がそれぞれ固定
され、他端がそれぞれ前記Ｎ個の直動機構のボールネジ
軸の先端で揺動自在に連結されたＮ個の関節機構とを有
することを特徴とするロボットハンド機構が得られる。

【００１９】

【作用】本発明では、ベースフレームとエンドプレート
との間に中心軸の回りに回転対称に配置されたＮ本のボ
ールネジ軸の伸縮量を変えることにより、ツールの姿勢
を変える。

【００２０】

【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。

【００２１】図１を参照して、本発明に係るロボットハ
ンド機構を備えた加工作業ロボットについて説明する。
図１において、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図であ
る。加工作業ロボットは、ロボット本体１と、ロボット
本体１に取り付けられた本発明に係るロボットハンド機
構２とを有する。ロボットハンド機構２は、ワーク３に
対して加工を行うためのツール２ａを持つ。

【００２２】ロボット本体１は、固定胴体部１ａと、こ
の固定胴体部１ａに対してＺ軸方向に上下動可能でかつ
θ軸の回りに回転可能に支持された可動胴体部１ｂと、
この可動胴体部１ｂに対してＲ軸の回りに回転可能でか
つＳ軸方向に上下動可能に支持されたロボットアーム１
ｃとを有する。ロボットアーム１ｃはロボットハンド機
構２をＴ軸の回りに回転可能に支持している。ロボット
ハンド機構２はα軸の回りに回転可能でかつβ軸の回り
に回転可能である。

【００２３】図１（Ａ）に示されるように、加工作業ロ
ボットの周囲には、ツールストッカ４、砥石自動交換装
置５、砥石摩耗量計測装置６、ワーク把持用ハンド７ａ
を含む作業工具交換装置７、およびワークセッタ８が配
置されている。また、図１（Ｂ）に示されるように、ワ
ーク３はワークストッカ９上に搭載されている。

【００２４】図２を参照して、本発明の一実施例による
ロボットハンド機構２について説明する。図２におい
て、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図である。ロボット
ハンド機構２は、ロボット本体１のロボットアーム１ｃ
（図１）に取り付けられ、ワーク３（図１）に対して加
工を行うためのツール２ａを持つ。ロボットハンド機構
２はエンドプレート１０と、ベースフレーム２０と、第
１乃至第３の直動機構３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃと、第１
乃至第３の関節機構４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃとを有す
る。

【００２５】エンドプレート１０はツール２ａを一面側
で保持している。エンドプレート１０にはグラインダモ
ータ５０が固定されており、グラインダモータ５０はツ
ール２ａを回転することにより、ワーク３（図１）の加
工を行う。

【００２６】ベースフレーム２０は中心軸Ｏを有し、エ
ンドプレート１０とその他面側で離間して対向配置され
ている。ベースフレーム２０はロボットアーム１ｃ（図
１）に回転可能に支持された基部２１と、この基部２１
からエンドプレート１０側へ離間して基部２１と対向配
置された頭部２２と、基部２１と頭部２２との間を結合
する結合部２３とを有する。ベースフレーム２０の頭部
２２には、それぞれ、第１乃至第３の直動機構３０Ａ，
３０Ｂ，３０Ｃを第１乃至第３の支持軸Ａ，Ｂ，Ｃの回
りに回転可能に支持するための第１乃至第３の主軸受け
２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃが固定されている。第１乃至第
３の支持軸Ａ，Ｂ，Ｃは、中心軸Ｏと直交する平面上で
中心軸Ｏの回りに回転対称に配置されている。

【００２７】第１乃至第３の直動機構３０Ａ，３０Ｂ，
３０Ｃは、中心軸Ｏの回りに回転対称に配置されてベー
スフレーム２０の頭部２２に取り付けられている。すな
わち、第１乃至第３の直動機構３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ
は、それぞれの第１乃至第３の支持軸Ａ，Ｂ，Ｃが正三
角形の一辺をなすように配置されている。第１乃至第３
の直動機構３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃの各々は、エンドプ
レート１０側へ延存したボールネジスプライン軸３１を
有し、後述するようにボールネジスプライン軸３１を回
転を阻止して伸縮する機構をもつ。また、第１乃至第３
の直動機構３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃの各々は、ボールネ
ジスプライン軸３１の軸方向と直交する方向に延在する
２本の主シャフト３２を備えている。第１乃至第３の直
動機構３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃの２本の主シャフト３２
は、それぞれ、前述した第１乃至第３の軸受け２４Ａ，
２４Ｂ，２４Ｃ中に回転自在に支持されて、上記第１乃
至第３の支持軸Ａ，Ｂ，Ｃとして作用する。

【００２８】第１乃至第３の関節機構４０Ａ，４０Ｂ，
４０Ｃは、エンドプレート１０の他面側に一端がそれぞ
れ固定され、他端がそれぞれ第１乃至第３の直動機構３
０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃのボールネジスプライン軸３１の
先端で揺動自在に連結されている。換言すれば、第１乃
至第３の直動機構３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃのボールネジ
スプライン軸３１は、後述するように、３つの回転自由
度をもつ第１乃至第３の関節機構４０Ａ，４０Ｂ，４０
Ｃを介してエンドプレート１０に接続されている。第１
乃至第３の関節機構４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃの各々は、
ボールネジスプライン軸３１の先端にその軸の回りに回
転自在に連結されたコ字型の第１のフレーム４１と、エ
ンドプレート１０の他面側に固定されたコ字型の第２の
フレーム４２とを有する。

【００２９】図３を参照して、第１の直動機構３０Ａの
構成について説明する。なお、第２及び第３の直動機構
３０Ｂ，３０Ｃは第１の直動機構３０Ａと同様の構成を
有する。図３において、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側断
面図である。

【００３０】第１の直動機構３０Ａは、ボールネジスプ
ライン軸３１が貫通すると共に上記２本の主シャフト３
２が固定されたケース３３を含む。ボールネジスプライ
ン軸３１にはその軸表面に螺旋溝３１ａと軸芯と平行に
延存するスプライン溝３１ｂとが切られている。ケース
３３内には螺旋溝３１ａに係合するボールネジナット３
３ａと、スプライン溝３１ｂに係合するスプラインナッ
ト３３ｂとが収納されている。スプラインナット３３ｂ
はケース３３内に固定されているが、ボールネジナット
３３ａはケース３３内で回転自在に収容されている。ケ
ース３３には中空モータ３４が固定されており、中空モ
ータ３４中をボールネジスプライン軸３１が貫通してい
る。中空モータ３４のモータ軸３４ａは、カップリング
３５を介してボールネジナット３３ａに連結されてお
り、ボールネジナット３３ａを回転させる。スプライン
ナット３３ｂはボールネジスプライン軸３１をその軸に
沿って直線案内する。すなわち、スプラインナット３３
ｂとスプライン溝３１ｂとの組み合わせは、ボールネジ
スプライン軸３１の回転運動を直線運動に変換して、ボ
ールネジスプライン軸３１をその回転を阻止して直線案
内する直線案内機構（回転阻止機構）として作用する。

【００３１】ボールネジスプライン軸３１とボールネジ
ナット３３ａ及びスプラインナット３３ｂとの係合によ
り、中空モータ３４のモータ軸３４ａの回転運動が、ボ
ールネジスプライン軸３１をケース３３に対して伸縮さ
せる。本実施例では、ボールネジスプライン軸３１とし
て、螺旋溝３１ａの間隔（リードピッチ）が軸径に対し
て長いものを用いている。これにより、力とトルク間の
逆変換効率を高めている。

【００３２】図４を参照して、第１の関節機構４０Ａの
構成について説明する。なお、第２及び第３の関節機構
４０Ｂ，４０Ｃは第１の関節機構４０Ａと同様の構成を
有する。図４において、（Ａ）は側面図、（Ｂ）は
（Ａ）のＡ−Ａ断面図、（Ｃ）は（Ａ）のＢ−Ｂ断面図
である。

【００３３】第１のフレーム４１はその底部で第１の軸
受け４３を介してボールネジスプライン軸３１の先端に
ボールネジスプライン軸３１の回りに回転自在に支持さ
れている。これが第１の関節機構４０Ａの第１の回転自
由度であり、ボールネジスプライン軸３１の中心軸が第
１の回転軸として働く。第１のフレーム４１の両端には
一対の第２の軸受け４４が設けられている。この一対の
第２の軸受け４４内を第１のシャフト４５が回転自在に
貫通している。第１のシャフト４５はコマ４６を貫通し
た状態でコマ４６に固定されている。したがって、コマ
４６は第１のシャフト４５と第２の軸受け４４を介して
第１のフレーム４１に対して第１のシャフト４５の軸芯
の回りに回転自在に支持されている。これが第１の関節
機構４０Ａの第２の回転自由度であり、第１のシャフト
の軸芯が第２の回転軸として働く。コマ４６には、第１
のシャフト４５に直交した状態で貫通する第２のシャフ
ト４７が固定されている。第２のフレーム４２の両端に
は一対の第３の軸受け４８が設けられており、この一対
の第３の軸受け４８内を第２のシャフト４７が回転自在
に貫通している。したがって、第２のシャフト４７はそ
の軸芯の回りに第３の軸受け４８と第２のシャフト４７
を介してコマ４６に対して回転自在に支持されている。
これが第１の関節機構４０Ａの第３の回転自由度であ
り、第２のシャフト４７の軸芯が第３の回転軸として働
く。第２のフレーム４２はその底部でエンドプレート１
０（図１）に固定されている。ここで、第１乃至第３の
回転軸が、図４（Ｂ）および（Ｃ）に示すように、唯一
点Ｑで交わるように配置されている。したがって、第１
の関節機構４０Ａは球面軸受けと同様の案内機構として
動作する。

【００３４】図５を参照して、本ロボットハンド機構２
の基本動作について説明する。図５において、（１）は
ツール２ａをｚ軸上で運動させる例を示し、（２）はツ
ール２ａをｘ軸上で運動させる例を示し、（３）はツー
ル２ａをｙ軸上で運動させる例を示している。本ロボッ
トハンド機構２では、ベースフレーム２０とエンドプレ
ート１０との間に中心軸Ｏ（図１）の回りに回転対称に
配置された３本のボールネジスプライン軸３１の伸縮量
を変えることにより、ツール２ａの先端の姿勢を変えて
いる。図５（１）は、３本のボールネジスプライン軸３
１を同じ長さだけ伸縮させた場合を示し、ツール２ａの
ｚ軸上の運動が可能である。これが本ロボットハンド機
構２の第１の自由度である。図５（２）および（３）は
３本のボールネジスプライン軸３１の伸縮量を適当に組
み合わせ場合を示しており、エンドプレート１０はｘ軸
回りの回転運動とｙ軸回りの回転運動が可能である。こ
れらが本ロボットハンド機構２の第２および第３の自由
度である。これにより、ツール２ａの先端をｘｙｚ座標
上の任意の場所に位置決めすることが可能である。

【００３５】次に、図６を参照して、本ロボットハンド
機構２の動作姿勢について説明する。図６において、
（ａ），（ｂ）、（ｃ）および（ｄ）は、それぞれ、ボ
ールネジスプライン軸３１が最も縮んでいる状態、少し
伸びている状態、半分程度伸びている状態、最長近くま
で伸びた状態を示している。また、図６は１つの駆動系
（第１の直動機構３０Ａ）を代表して示してある。図５
を参照しながら説明したように、ボールネジスプライン
軸３１の伸縮量を変えたとき、第１の関節機構４０Ａは
ツール２ａの先端姿勢により、図６（ａ）〜（ｄ）に示
すように動作する。図示はしないが、他の駆動系（直動
機構３０Ｂおよび３０Ｃ）でも関節機構４０Ｂおよび４
０Ｃは同様に動作し、これら３つの直動機構３０Ａ，３
０Ｂ，３０Ｃの動作の組み合わせにより、ツール２ａ先
端は３自由度の運動が可能となる。

【００３６】図６（ａ）〜（ｃ）に示されように、ツー
ル２ａの先端部に荷重が作用すると、この荷重は第１の
関節機構４０Ａを介して第１の直動機構３０Ａのボール
ネジスプライン軸３１の圧縮あるいは引張り方向にも変
換される。次に、第１の直動機構３０Ａのボールネジス
プライン軸３１方向に変換された荷重は、ボールネジナ
ット３３ａ（図３）を介して中空モータ３０ａの負荷ト
ルクとして作用する。同様に、図示はしないが、他の２
つの駆動系（第２および第３の直動機構３０Ｂおよび３
０Ｃ）においても、ツール２ａ先端の荷重が負荷トルク
として作用する。これらの負荷トルクを検出手段（図示
せず）によって検出し、その負荷トルク検出信号を本ロ
ボットハンド機構２の制御情報として利用することで、
ツール２ａの先端部の力制御が可能となる。

【００３７】一般の多関節ロボット機構とは異なり、本
ロボットハンド機構２では、同じ構成の複数の駆動伝達
系を中心軸Ｏ（図２）の回りに回転対称に配置している
ので、各軸の駆動系における運動特性が一様であり、多
軸の力制御が容易に行えるという利点が持つ。

【００３８】本発明は上述した実施例に限定せず、本発
明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の変形・変更が可能
である。例えば、上記実施例では駆動伝達系の数が３で
あるが、複数個であれば良い。また、上記実施例では、
ボールネジスプライン軸を使用しているがボールネジ軸
でも良い。すなわち、本発明では、直動機構はボールネ
ジ軸を回転を阻止して伸縮する手段を有していれば良
い。換言すれば、直線案内機構（回転阻止機構）として
は、上記実施例のような、スプラインナット３３ｂとス
プライン溝３１ｂとの組み合わせ以外にも、ボールネジ
軸を回転を阻止して直線案内する機構を使用できる。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、ベースフ
レームとエンドプレートとの間に中心軸の回りに回転対
称に配置された複数本のボールネジスプライン軸の伸縮
量を変えることにより、ツールの姿勢を変えるようにし
ているので、次に述べるような効果を奏する。 1) 位置
制御による加工はもちろんのこと、多自由度の力制御に
よる加工が高速に行える。 2) 加工力の制御を行うこと
で、被加工対象物であるワークの形状に倣いながらワー
クの加工を行うので、ワーク毎にティーチングデータを
修正する必要がない。 3) ハンド部で３方向の力制御を
行っているので、ハンドのベース部分の姿勢を変えず
に、３次元形状ワークの加工が行える。 4)パラレルリ
ンク機構（直動機構）の各リンク（ボールネジ軸）の伸
縮可能な駆動部に、軸径と同程度のリード（螺旋）を持
つボールネジを用いることにより、加工反力（リンクの
圧縮方向の力）をモータの負荷トルクとして検出するこ
とが容易となる。これにより、従来技術で説明した力セ
ンサを用いずに力制御が行える。その結果、ツール支持
機構の堅牢化、信頼性の向上、コストダウンの効果があ
る。 5) パレラルリンク機構を用いることで、ロボット
先端部の機械剛性を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るロボットハンド機構を備えた加工
作業ロボットを示す図で、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正
面図である。

【図２】本発明の一実施例によるロボットハンド機構を
示す図で、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図である。

【図３】図２に示す直動機構を示す図で、（Ａ）は正面
図、（Ｂ）は側断面図である。

【図４】図２に示す関節機構を示す図で、（Ａ）は側面
図、（Ｂ）は（Ａ）のＡ−Ａ断面図、（Ｃ）は（Ａ）の
Ｂ−Ｂ断面図である。

【図５】本実施例のロボットハンド機構の基本動作を説
明するための模式図で、（１）はツールをｚ軸上で運動
させる例を示し、（２）はツールをｘ軸上で運動させる
例を示し、（３）はツールをｙ軸上で運動させる例を示
している。

【図６】本実施例のロボットハンド機構の動作姿勢を説
明するための部分側面図で、（ａ），（ｂ）、（ｃ）お
よび（ｄ）は、それぞれ、ボールネジスプライン軸が最
も縮んでいる状態、少し伸びている状態、半分程度伸び
ている状態、最長近くまで伸びた状態を示している。

【符号の説明】

１ロボット本体２ロボットハンド機構２ａツール１０エンドプレート２０ベースフレーム２１基部２２頭部２３結合部２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃ主軸受け３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ直動機構３１ボールネジスプライン軸３１ａ螺旋溝３１ｂスプライン溝３２主シャフト３３ケース３３ａボールネジナット３３ｂスプラインナット３４中空モータ３５カップリング４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ関節機構４１，４２フレーム４３，４４軸受け４５シャフト４６コマ４７シャフト４８軸受け５０グラインダモータ

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【手続補正書】

【提出日】平成７年７月５日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項１

【補正方法】変更

【補正内容】

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ワークに対して加工を行うためのツール
を持つロボットハンド機構に於いて、前記ツールを一面側で保持するエンドプレートと；該エ
ンドプレートとその他面側で離間して対向配置され、中
心軸を有するベースフレームと；前記中心軸の回りに回
転対称に配置されるように前記ベースフレームに取り付
けられ、各々が前記エンドプレート側へ延在したボール
ネジ軸と該ボールネジ軸を回転を阻止して伸縮する手段
とをもつＮ（Ｎは２以上の整数）個の直動機構と；前記
エンドプレートの他面側に一端がそれぞれ固定され、他
端がそれぞれ前記Ｎ個の直動機構の前記ボールネジス軸
の先端で揺動自在に連結されたＮ個の関節機構とを有す
ることを特徴とするロボットハンド機構。
【請求項２】前記Ｎ個の直動機構は、それぞれ、前記
中心軸と直交する平面上で前記中心軸の回りに回転対称
に配置されたＮ本の支持軸の回りに回転支持されてい
る、請求項１記載のロボットハンド機構。
【請求項３】前記ボールネジ軸には、軸表面に螺旋溝
と、軸芯と平行に延在するスプライン溝とが切られてお
り、前記Ｎ個の直動機構の各々は、前記ボールネジ軸が貫通
するケースと；前記支持軸として作用する、前記ケース
に固定された２本の主シャフトと；前記スプライン溝と
係合する、前記ケース内に固定されたスプラインナット
と；前記螺旋溝と係合する、前記ケース内で回転自在に
収容されたボールネジナットと；前記ボールネジ軸が貫
通した状態で、前記ケースに固定された、モータ軸を持
つ中空モータと；該中空モータの前記モータ軸と前記ボ
ールネジナットとを連結して、前記ボールネジナットを
回転させるためのカップリングとを有する請求項２記載
のロボットハンド機構。
【請求項４】前記螺旋溝のリードピッチが前記ボール
ネジ軸の軸径より長い請求項３記載のロボットハンド機
構。
【請求項５】前記ボールネジ軸の先端には第１の軸受
けが取り付けられており、前記Ｎ個の関節機構の各々は、前記ボールネジ軸の先端
に底部で前記第１の軸受けを介して回転自在に支持され
たコ字型の第１のフレームと；該第１のフレームの両端
に取り付けられた一対の第２の軸受けと；該一対の第２
の軸受け内を回転自在に貫通する第１のシャフトと；該
第１のシャフトをそれが貫通した状態で固定するコマ
と；該コマ中を前記第１のシャフトと直交して貫通した
状態で前記コマに固定された第２のシャフトと；前記エ
ンドプレートの前記他面側に底部で固定されたコ字型の
第２のフレームと；前記第２のシャフトが回転自在に貫
通した状態で、前記第２のフレームの両端に取り付けら
れた一対の第３の軸受けとを有し、前記ボールネジ軸の中心軸と前記第１のシャフトの軸芯
と前記第２のシャフトの軸芯とが唯一点で交わるように
配置されている請求項１記載のロボットハンド機構。