JPS6052282A - ロボット用ハンド - 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】 本発明は、ロボ・７ト用ハンドに関し、−ＴＷｔ　Ｈ’
ｔ”細には、搬送する物品を安定した状態で確実に保持
するように構成したロボット用ハンドに関する。

近年、センシング技術並びにコンピュータ技術の発展に
伴いセンサとマイクロプロセッサとを組み込んだ自動機
械、ずなわら、ロボットが多数開発され採用されるに至
っている。

ところで、このロボットの中、搬送用ロボ。

トは、ワーク等の物品をある位置から所定距離離間した
他の位置に移送することを目的とするものであり、この
動作を行うために、作業用アームに物品把持部、すなわ
ち、ハンドを付設しているのが一般的である。然しなか
ら、従来技術に係るハンドは、特に把持動作において一
つの支点を中心に一対の爪を扇形に拡開してその中に物
品を囲繞し、次いで前記爪を閉塞動作に移行させて物品
を把持するように構成していた。

従って、一つの支点を中心に把持力が加わるために、把
持される物品の形状、あるいは、前記爪の構造により一
旦把持された物品がＩＭ送途上において脱落したり、ま
た、物品を偏位した位置で把持してしまう不都合があっ
た。すなわち、後者の場合には、偏位々置で次工程に移
送され、結局、誤ったポイントに加工が施される等の難
点があった。

そこで、本発明者等は、當時、定位置でしかも確実に物
品の把持が可ｆｒＦ＝なロボット用ハンドを得るべく鋭
意考究並びに試作を重ねた結果、単一の駆動源により開
閉動作するランクと一対のアームを有するピニオンを配
設し、前記駆動源の付勢下にランクを進退動作させ、こ
れと噛合スるピニオンの回動々作によりそのアームの開
閉動作を行ってハンドを構成する爪を水平方向に移動さ
せ、これにより物品を把持さセれば、前記の問題点が一
挙に解消するロボット用ハンドが得られることが判った
。

従って、本発明の目的は、極めて簡単な構成で物品を把
持し、且つこれを目的地まで確実に搬送することが可能
なロボット用ハンドを提供するにある。

前記の目的を達成するために、本発明は、進退動作する
駆動源からロッドを延在させてこのロッドにラックを係
着し、前記ラックに近接して一対のピニオンを配設し、
前記夫々のピニオンにアーム部材を接続すると共にこの
アーム部材に爪部材を連結し、前記ロッドの進退動作に
より前記ランクに噛合するピニオンを回転させ、このピ
ニオンの回転によりアームを回動して爪部材を開閉動作
させることを特徴とする。

次に、本発明に係るロボット用ハンドについて好適な実
施例を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明
する。

第１図において、参照符号ｌＯは、ハンド部本体を収納
する筺体を示し、この筺体１０は、二つの室を含む。夫
々の室は、更に分割されるものであるために、ここでは
説明の便宜上、一方の室側についてのみ詳述する。そこ
で、室は、第１室１２と第２室１４とに分離構成される
ものであり第２室１４はシリンダ室１６を画成する。こ
のため第１室１２と第２室１４とを連通ずる開口部は、
封止部材１８により気密に封止される。シリンダ室１６
の内部には、ピストン２０が摺動自在に配設され且つこ
のピストン２０の中央部から前記第１室１２に対して封
止部材１８を貫通するピストンロッド２２を延在してお
く。従って、ピストンロッド２２の往復動による空気漏
れを防ぐために、前記封止部材１８には、０リング２４
を嵌着しておく。なお、参照符号２６は、ピストン２０
の効果的駆動を達成するための０リングを示す。

そこで、前記のように、第１室■２内に臨むピストンロ
ッド２２の先端部に円柱状のラック２８を嵌合固着する
。この場合、前記ラック２８の両側部に一対のピニオン
３０ａ、３０ｂを配設し、これらのピニオン３０ａ、３
０ｂの歯を前記ラック２８の歯と噛合させＣおく。ピニ
オン３０ａ、３０ｂは、夫々、軸３２ａ、３２ｂにより
回転自在に軸支されると共にその周縁部からアーム３４
．　ａ、３４ｂを延在させ、このアーム３４ａ、３４ｂ
の先端部に球状体３６ａ。

３６ｂを形成する。

次に、前記球状体３６ａ、３６ｂは、ピストンロソド２
２の移動方向に対し垂直方向に移動するスライダ３８ａ
、３８ｂと夫々係合する。

すなわち、スライダ３８ａ、３８ｂば、ボディ部４０ａ
、４０ｂとこのボディ４０ａ、４０ｂに形成された長孔
部４２ａ、４２ｂとからなり、全体として前記第１室１
２に橋架された一対のガイドバー４４ａ、４４ｂ、にリ
ニアボールヘアリング４５ａ、４５ｂを介して摺動自在
に係止される（第２図参照）。なお、前記アーム３４ａ
、３４ｂの球状体３６ａ、３６ｂは、前記長孔部４２ａ
、４２ｂ内に位置させておく。

以上のように構成されるスライダ３８ａ１３８ｂの１側
部に断面り字状のアーム４６ａ。

４６ｂを立設し、このアーム４６ａ、４６ｂに爪部材４
８ａ、４８ｂを係着する。爪部材４８ａ、４８ｂは、厚
みのある金属部材からなり、第１図並びに第２図から容
易に諒解されるように、その略中央部に鈍角状に拡開す
る凹部５０ａ、５０ｂを有する。そこで、前記のように
形成される二組の爪部材４８ａ、４８ｂの間に支持部材
５２を介装し、この支持部＋Ａ５２にプッシャ一台５４
を立設すると共に前記プッシャ一台５４の先端部に一対
の爪部材４８ａ、４８ｂに指向するプッシャーシリンダ
５６を固着する。

この場合、第３図から諒解されるように、プッシャーシ
リンダ５６の内部には、前記と同様に０リング５８が嵌
着されたピストン６ｏが摺動自在に配設されており、前
記ピストン６ｏの略中央部からピストンロッド６２が外
部に延在してその先端部にプッシャーｆｆ１６４を係着
しておく。ブツシャ−盤６４は、所定厚を有する円盤状
に形成されており、前記一対の爪部＋Ａ’　４８　ａ、
４８ｂの凹部５０ａ、５０ｂにより画成される空間面積
と略同−面積を有する（第１図および第２図参照）。

そこで、以上のように構成されるロボット用ハンドは、
第２室１４を画成する筺体底部に形成された甥子部６Ｇ
により他の回転駆動源６８の軸７０に接続することがで
きる（第５図参照）。

次に、以上のように構成されるロボット用ハンドの作用
について説明する。

所定の工作機械７２に対して、ワーク７４を供給する場
合、ハンドは、先ず、軸７ｏに螺子部６Ｇを介して軸着
される。この場合、軸７゜は、それに連結する回転駆動
源６日により１８ｏ。

旋回し、且つ回転駆動源６８も全体として９０゜旋回す
るように制御しておく。

そこで、先ず、移送されるべき物品を把持するためにハ
ンドを位置Ｂに配置する（第４図参照）。この時、図示
しないエア供給口からは十分なエアがシリンダ室１６の
内部に供給されているために、ピストン２０に直結する
ピストンロッド２２は、第１図および第２図に示す位置
にある。従って、前記ピストンロッド２２により前方に
位置しているラック２８のために、一対のビニオン３０
ａ、３０ｂば、開成された状態にある。このため、ビニ
オン３０ａ、３０ｂのアーム先端部の球状体３６ａ、３
６ｂは、スライダ３８ａ、３８ｂを開成している。この
ことは、アーム４６ａ、４６ｂに係着されている爪部材
４８ａ、４８ｂも開成することになり、爪部材４８ａ、
４８ｂの間に十分な空間が画成されていることになる。

Ｂ位置に配置されたハンドは、図示しない水平移動駆動
源により第４図が描かれている平面に対して垂直方向に
引き寄せられる。そこで、予め、その位置に搬送される
べきワーク７４を用意しておき、ピストン２０を復動さ
せれば、これに伴いランク２８は、前記と反対の方向に
移動する。このため、前記ランクの歯に噛合する一対の
ビニオン３０ａ、３０ｂも互いに近接するように回動す
る。この結果、スライダ３８ａ、３８ｂは、二本のガイ
ドバー４４ａ、４４ｂをリニアボールベアリング４５ａ
、４．５　ｂの作用下に互いに接近動作させることにな
る。

結局、爪部’ｆＡ　４８　ａ、４８ｂもまた接近するこ
とになり、凹部５０ａ、５０ｂ間でワーク７４が把持さ
れるに至る。このワーク７４の把持に際しては、爪部材
４８ａ、４８ｂが、前記のようにガイドバー４４２．４
４ｂに沿って摺動する作用に注目すべきである。すなわ
ち、従来技術のように一点を支点として扇形に拡開する
ものではない。蓋し、傾斜面が形成された凹部５０８．
５０ｂの一部に当接したワーク７４は、ピストン２０の
復動々作に応じて加圧力を付与されるので、このワーク
７４は前記傾斜面を滑動することになり終局的には、凹
部５０ａ、５０ｂの最深部に至り、ここでしっかりと保
持されることになる。

ワーク７４がハンドにより保持されると、前記水平移動
駆動源は前記ハンドを原位置に復帰させ、次いで、回転
駆動源６８内の傘歯車７６が付勢される。この結果、こ
わと噛合する傘歯車７８が回転してこの傘歯車７８に軸
支された軸７０が１８０°回動し、これによりハンド自
体も１８０°回動することになる。次いで１１回転駆動
源６８自体が９０゛回動してＡ位置に到達する。この時
、他の一対の爪部材４８ａ、４８ｂは開成された状態に
ある。従って、前記水平移動駆動源が付勢されてハンド
が工作機械７２側に接近し、前記工作機械７２に保持さ
れた加工済のワーク７４を他の一対の爪部材４８ａ、４
８ｂの開成により把持することができる。次いで、前記
水平移動駆動源が付勢されてハンドがＡ位置に戻ると回
転駆動源６８が付勢されてハンドは再び１８０°回動す
る。この結果、既にワーク７４を把持している一対の爪
部＋４４８ａ、４８ｂが工作機械７２に対面することに
なる。そこで、再び水平移動駆動源が付勢されてハンド
が工作機械７２に近づくとプッシャーシリンダ５６のピ
ストン６０が付勢される。このため、ブツシャ−盤６４
は、前記ワーク７４を工作機械７２に押し出すが、この
時、シリンダ室１６のピストン２０が再び付勢されて往
動し、爪部材４８ａ、４８ｂが開成動作を達成する。こ
のため、ワーク７４は、工作機械７２に確実に移送され
る。

新たなワーク７４の移送動作を終了したハンドは、再度
回転駆動源６８自体を９０゛回動することによりＢ位置
に復帰する。この時、他の一対の爪部材４８ａ、４８ｂ
に加工済ワーク７４が把持されており、このＢ位置から
水平移動駆動源の付勢下にワーク放出側にハンドは移送
され、ここで前記加工済ワーク７４は放出される。そし
て、ハンドは再びＢ位置に戻り、以下同様な動作を繰り
返す。

本発明によれば、以上のように、一つの往復動する駆動
源のロンドにランクを連結し、さらにこのラックに対し
て一対のピニオンを噛合させ且つピニオンから延在する
アームによりハンドの主要部である爪部材を横動自在に
構成した。

従って、前記爪部材により確実にワークの把持が可能と
なるばかりか、一対の爪部材も二組設けてこれを交互に
回転させてワークの捕捉並びに放出をさせるようにした
ので作業能率も一段と向上するものであり、さらにまた
、前記一対の爪部材の凹部によって画成される空間部に
対応させてプッシャーを設け、このプッシャーにより、
把持されたワークを工作機械側に確実に移送することが
可能となる等の効果が得られた。

以上、本発明について好適な実施例を挙げて説明したが
、本発明はこの実施例に限定されるものではなく、本発
明の精神を逸脱しない範囲において種々の改変がなされ
ることは勿論である。

【図面の簡単な説明】

図は、本発明の好適な実施例を示し、第１図は、本発明
に係るロボット用ハンドの中、ランクとピニオンと爪部
材の相関々係を示す説明図、第２図は、ガイドバーとリ
ニアボールヘアリングと爪部拐の相関々係を示す説明図
、第３図は、本発明のロボット用ハンドとこれを回転駆
動する駆動源の相関々係を示す一部縦断面図、第４図は
、本発明のロボット用ハンドの回動状態を示す説明図、
第５図は、工作機械とワークとの関係を示す説明図であ
る。 １０・・筺体　１２・・第１室 １４・・第２室　１６・・シリンダ室 １８・・封止部材　２ｏ・・ピストン ２２・・ピストンロッド ２４．２６・・０リング　２８・・ラック３０・・ピニ
オン　３２・・軸 ３４・・アーム　３６・・球状体 ３８・・スライダ　４ｏ・・ボディ ４２・・長孔部　４４・・ガイドバー ４５・・リニアボールベアリンク ４６・・アーム　４８・・爪部材 ５０・・凹部　５２・・支持部材 ５４・・ブツシャ台　５６・・ブツシャシリンダ５８・
・０リング　６ｏ・・ピストン ６２・・ピストンロンド ロ４・・プンシャ盤　６６・・蜆子部 ６８・・回転駆動源　７ｏ・・軸 ７２・・工作機械　７４・・ワーク ７６．７８・・傘歯車 ４８ｂ　６４　７４　４８ａ （１）４　Ａ　７４ ）　７４５６

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｆｌｌ　進退動作する駆動源からロッドを延在させてこ
   のロッドにランクを係着し、前記ランクに近接して一対
   のピニオンを配設し、前記夫々のビニオンにアーム部材
   を接続すると共にこのアーム部材に爪部材を連結し、前
   記ロッドの進退動作により前記ラックに噛合するビニオ
   ンを回転させ、このピニオンの回転によりアームを回動
   して爪部材を開閉動作させることを特徴とするロボット
   用ハンド。 （２、特許請求の範囲第１項記載のハンドにおいて、ア
   ーム部材にスライド部材を係合させ前記スライド部材に
   爪部材を固着してなるロボット用ハンド。 （３）特許請求の範囲第１項記載のハンドにおいて、開
   閉動作する一対の爪部材が画成する空間部に対応させて
   ′ブツシャを設けてなるロボット用ハンド。 （４）特許請求の範囲第１項記載のハンドにおいて、ロ
   ッドはエアシリンダで進退動作してなるロボット用ハン
   ド。 （５）特許請求の範囲第３項記載のハンドにおいて、ブ
   ツシャはエアシリンダとブツシャ盤とからなるロボット
   用ハンド。