JPS59196191A - ロボツトハンド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は種々の作業を行う工業用ロボットに用いられる
ロボットハンドに関するものである。

〔従来技術〕

近年、情報機器の発達と省力化の要請から、あらゆる産
業分野において工業用ロボットが広く使用されるように
なってきた。これに伴い工業用ロボット、特にワークを
把持し工作機械への取付けおよび取外し、あるいはワー
クの移送などを行う工業用ロボットのロボットハンドに
おいてはワークを効率的に操作することが要求されてく
る。すなわち、ロボットハンドは自由度が多くある程度
人間の手の機能に近づけることが目標とされている。

例えば平らな底面を有する物体を静かに台の上の定位置
に置く動作を分析すると、その物体の底面の一部が台上
に接触するまでロボットのアームが前進し、次にその接
触点を中心に底面全体が密着するまで回動運動が行われ
、続いて台上の゛定位置にこの物体が移動される。この
ような運動をなすだめの装置としては、一般には把持さ
れた物体の回動運動は小さい外力に対しても容易に応動
するのが望ましく、反対に物体の摺動による移動の際に
は大きな力を伝達できる剛性を持ろことが望ましく、こ
れら相反する要求を満足する関節機構を本出願人は先に
特公昭５６−４５７５８号として開示している。

これは１対の柱状体と、第１および第２のリンク部材と
、作用腕とを備えたリンク機構によって、作用前後にお
けるコンプライアンスセンタの変位を全く生せしめるこ
となく、このセンタを中心としだ回動運動を容易に受入
れる一方、このセンタの移動のだめの直線運動に対しで
は強固な剛性を持つものである。

しかしながら従来のこの種の関節機構を備えたロボット
ハンドにおいては、ワークを挿入孔に挿入する作業につ
いては必ずしも効率よく行えないという不具合がある。

すなわち挿入しようとするときに、ワークが接触点を中
心として容易に回動してしまうからである。

そこでワークの挿入作業について検討ならびに解析を行
った結果、ワークが挿入孔に当接すると同時にワークの
角度回転を許すよシは、その間（当接と回転の間）にワ
ークの姿勢（角度）を保持したまま平行移動の動作を介
在させた方がよいことがわかった。

〔発明の概要〕

本発明はこのような事情に鑑みなされたもので、第１の
取付座を有するホルダと４．第１のばねによってホルダ
に付勢され滑動して偏心を吸収する偏心吸収用部材と、
第２の取付座が設けられると共に第２のばねによって前
記偏心吸収用部材に付勢され揺動して偏角を吸収する偏
角吸収用部材とを備え、これら部材に軸線と平行な周面
を設けて段階的に嵌合させ、かつ第２の取付座の回転を
規制するというきわめて簡単な構成により、ワークの挿
入作業が効率的に行えるロボットハンドを提供するもの
である。以下、その構成等を図に示す実施例によシ詳細
に説明する。

〔実施例〕

第１図は本発明に係るロボットへンドの一実施例を互い
に直交する二重線により切断して示す断面図、第２図は
第１図の■−■線断面図で、これらの図において符号１
で示すものは例えば図示しないアームが固定される第１
の取付座２を有するホルダを示す。このホルダ１は頂部
を有し底部が開口された円筒状に形成され、頂部には略
々円筒状に形成された偏心吸収用部材３を同軸状に支承
する支承部１ａが軸線方向に突設されている。この支承
部１ａの先端部には径方向につば４が突設され、このつ
ば４の外周面は軸線と平行になるように形成されている
。

前記偏心吸収用部材３は上端面に前記支承部１ａが遊貫
する開口５が穿設され、この開口５の内周面は第３図に
拡大して示すように前記つば４の外周面と嵌合する内径
を有し、軸線と平行に形成されている。すなわち、ホル
ダ１と偏心吸収用部材３との間は、軸線に平行なつば４
の外周面と開口５の内周面とで径方向に嵌合されている
。またこの偏心吸収用部材３は上端縁にフランジ３ａが
突設され、このフランジ３ａを抱持する規制部材６を介
して、後述する第１のばねによシホルダ１０段差部１ｂ
に付勢されている。前記規制部材６はホルダ１内に軸線
方向に移動自在に設けられ、偏心吸収用部材３をホルダ
１と平行になるように規制している。規制部材６内偏心
吸収用部材３との間、換言すればホルダ１と偏心吸収用
部材３との間には、偏心吸収用部材３が前記第１のはね
に抗して移動したときに、これを径方向に滑動させる滑
動部材γが介装されている。この滑動部材７は等間隔に
透孔が穿設されたドーナツツ盤状の円板８と、この円板
８の透孔に嵌入されたボール９とから構成されている。

１０は偏心吸収用部材３内に装填された偏角吸収用部材
で、この偏角吸収用部材１０は有底円筒状に形成され、
上端外周縁には偏心吸収用部材３の段差部３ｂと当接す
るつば部１１が突設されている。そしてこの偏角吸収用
部材１０はこれと偏心吸収用部材３との間に弾装された
第２のばｈ１２によシ、偏心吸収用部材３に付勢されて
いる。１３は内部に突設された前記第２のばね１２が圧
縮変形したときに偏心吸収用部材３と当接する突起で、
先端の当接部は偏角吸収用部材１０が揺動できるように
球面状に形成されている。また側部には前記偏心吸収用
部材３０段差部３ｂと下端面に穿設烙れた開口１４とに
形成された１１１線と平行な内周面と対応した部分に、
これら内周面と嵌合する外径を有し、軸線と平行な外周
面が形成されている。

すなわち、径方向偏心吸収用部材３と偏角吸収用部材１
０との間は、軸線と平行な段差部３ｂおよび開口１４の
内周面と、前記外周面とで嵌合されている。

１５は前記開口１４から突出した偏角吸収用部材１０の
下端面にねじ１６にょシ固定された第２の取付座で、こ
の第２の取付座１５には図示しないが例えばワークを把
持するだめのハンドなどが取付けられている。

１７は前記第２の取付座１５とホルダ１との間に介装さ
れた回転規制板で、この回転規制板１１は中央に偏心吸
収用部材３および偏角吸収用部材１０が遊貫する透孔１
８が穿設され、外周縁にはホルダ１に突設されたピン１
９が係入する切欠き２０“と、第２の取付座１°５に突
設されたピン２１が係入する切欠き２２とが互いに直交
する方向に穿設されている。そして：これらピン１９と
切欠き２０、ピン２１と切欠き２２と係合により、第２
の取付座１５がホルダ１、換言すれば第１の取付座２に
対して回転するのが規制されている。前記。

回転規制板１７と第２の取付座１５との間には、端部を
凹陥部２３に嵌入させ、偏角吸収用部材１０を介して偏
心吸収用部材３をホルダ１の段差部１ｂに付勢・する第
１のばね２４が弾装されている。この第１のばね２４は
付勢力が第２のばね１２に比べて小さく設定されている
。な２、この第１のはね２４は回転規制板１７をホルダ
１側に押圧して、これがふらつくのを防止する機能も有
している。

このように構成恣れたロボットハンドにおいては、第１
のばね２４を圧縮させるような力がワークに作用すると
、第２のばね１２は偏角吸収用部材１０を付勢している
状態で第１のばね２４のみが圧縮変形し、偏心吸収用部
材３は滑動部材１によシ滑動自在となり、ワークの偏心
のみを吸収することができる。さらに第２のはね１２を
圧縮させる力が作用すると、偏心吸収用部材３と突起１
３とが尚接し、偏角吸収用部材１０は揺動してワークの
偏角を吸収することができる。すなわち第４図（ａ）〜
（ｃ）に示すようにハンド２５に杷持珪れたワーク２６
が挿入孔２７の孔縁に昌接し、ホルダ１を取付けだアー
ム２８が押圧力Ｆ、で前進すると、先ず偏心吸収用部材
３が謂動してワーク２６を平行移動させる。次いでアー
ム２８が抑圧力Ｆ２で′前進すると偏角吸収用部材１０
が揺動してワーク２６を所定角θ回動きせて挿入が完了
する。

またこのとき、ワークのねじり方向の同転についてはホ
ルダ１（て突設きれたピン１９と、第２の取付座１５に
突設されたピン２１とを同一の回転規制板１７の切欠＠
ｚｏ、ｚｚに係入させ、これら両部材を係合させること
により規制はれている。

しかも、回転規１ＯｉＪ板１７は回転規制をしながらワ
ークの偏心、偏角を吸収することができるから、ワーク
の回転方向に生ずるいわゆるガタの原因となる部材間の
間隙を、ピン１９と切欠き２０およびピン２１と切欠き
２２との間隙のみにして、前記ガタを小さくすることが
できる。

さらにホルダ１と偏心吸収用部材３との間および偏心吸
収用部材３と偏角吸収用部材１０との間は軸線と平行な
局面どうしによシ嵌合されているから、偏心吸収用部材
３はホルダ１に対して、偏角吸収用部材１０は偏心吸収
用部材３に対して径方向の移動が係止され、同軸状に規
制されている。

すなわち、前記周面は第２の取付座１５に軸線と異なる
方向の力が作用したときには、これを支承することがで
きるからである。

第５図は他の実施例を示す要部断面図で、同図において
第１図に示したものと同一あるいは同等な部材には同一
符号を付しその説明は省略する。

この実施例においてはホルダ１の支承部１ａに、摺動す
るピストン２９を備えだ流体シリンダ３０が設けられて
いる。そして前記ピストン２９゛に軸線方向に突設され
たロッド３１は、貫通孔３２および偏心吸収用部材３の
テーパ面部３３を貫通し、突起１３に被冠きれ偏角吸収
用部材１０を揺動自在に支承する支承部材３４と当接し
ている。

したがって、前記シリンダ３０内に所定圧の空気などの
流体を供することにより、選択的に偏角吸収用部材１０
を押圧し、この偏角吸収周部制御０を介してホルダ１に
固定することができるから、ワーク挿入作業後、速やか
に無負荷時の姿勢に復帰さぜることができる。

なお上記実施例においては、小型化をはかるために第１
のばね２４を回転規制板１７と第２の取付座１５との間
に介装しているが、本発明はこれに限定されるものでは
なく、例えば第６図に示すように、ホルダ１内ホルダ１
と規制部材６との間に介装してもよい。この実施例にお
いでは第２の取付座１５の回転を規制するために、滑動
部材７０円板８の両面に係止突起３５．３５を設け、こ
の突起３５．〜〉を規制部材６の切欠き３６および偏心
吸収用部３の切欠き３７に係入させている。

そして規制部材６の長溝３Ｂに才、ルダ１に螺着したボ
ルト３９を係入させ、偏角吸収用部材１０のつば部１１
を偏心吸収用部ね３の切欠き４０に係入させている。

また滑動部材７としてボール９を使用しているが、例え
ば市販のシート状すベシ軸受々どを用いてもよく、同様
の機能を有する面擦の小さなものであれはよいのは勿論
で、回転規制板１７の切欠き２０．２０は長孔でもよい
のはいうまでもない。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、ホルダに第１のば
ねによｐ付勢され平行移動する偏心吸収用部材と、この
偏心吸収用部材に第１のばねよシ強い第２のばねによ）
付勢され揺動する偏角吸収用部材とを備え、これらの部
材の回転を規制しているから、ワークを挿入する際に先
ず・ワークを平行移動させ、次いでワークを回動させる
ことができる。またホルダと偏心吸収用部材との間およ
び偏心吸収用部材と偏角吸収用部材との間は軸線と平行
な局面どうしで嵌合されているから、ワ゛−りに軸線と
異なる方向に作用するカを前記周面にょシ支承すること
ができる。

したがってワークの挿入することができ、しかも重量ワ
ークを空中にてハンドリングの間にはワークの重量を周
面によシ支えることができるから、ワークの挿入作業が
効率よく行えるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るロボットハンドの一実施例を互い
に直交する二直線により切断して示す断面図、第２図は
第１図のｕ−ｉ＋ａ断面図、紀３図は第１図の要部拡大
図、第４図は動作を説明するだめの概略図、第５図計よ
び第６図は他の実施例を示す要部断面図および断面図で
ある。 １・・・・ホルダ、２・・−・第１の取付座、３・・・
・偏心吸収用部材、５・・・−開口、７・・・・滑動部
材、１０・・５・・偏角吸収用部材、１２・・・＠第２
のばね、１４・・・−開口、１５・・・・第２の取付座
、１７・・・・回転規制板、２４・令・・第１のばね。 特許出願人　山武ハネウェル株式会社 代理人　山川政樹（ほか１名）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 第１の取付座を有するホルダと、このホルダに第１のば
   ねにより付勢された偏心吸収用部材と、この偏心吸収用
   部材にその付勢力が前記第１のばねより大きく設定され
   た第２のばねによシ付勢され第２の取付座が設けられた
   偏角吸収用部材とを備え、前記ホルダと偏心吸収用部材
   との間および偏心吸収用部材と偏角吸収用部材との間は
   軸線と平行々周面どうしで嵌合され、ホルダと偏心吸収
   用部材との間に偏心吸収用部材を滑動させる滑動部材を
   介装すると共に、前記偏角吸収用部材と偏心吸収用部材
   との当接部を偏角吸収用部材が揺動できるように形成し
   、かつ前記第２め取付座は第１の取付座に対して回転が
   規制されていることを特徴とするロボットハンド。