JPS6216796B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はグリツプの小型化により、全体を小型
軽量にしたマニピユレータ用ハンドに関する。

マスタースレーブ形マニピユレータや産業用ロ
ボツト等のような物体を把持してこれを移動させ
るような機能を具えた装置には、物体を把持する
ためハンド部にグリツプが必要であり、少なくと
も二本の指部の一方を他方の指部に対して相対移
動させることにより物体の把持を任意に可能とす
る機構となつている。この指部の相対移動手段と
して従来は、ねじ機構や平行リンク機構等により
行なつている。一方マニピユレータに要求される
条件の一つとしてマニピユレータの先端つまりハ
ンド部の重量が軽いことが望ましい。これはアー
ムの各軸を駆動させる出力を大きくしなければな
らなくなるからであり、駆動部の出力増大に伴つ
てマニピユレータも大型化し、それによつて狭い
箇所での作業低下につながつてしまうからであ
る。又、マスタスレーブ形マニピユレータのよう
に作業状態をモニタしながらマニピユレータの操
作を行なうものでは、グリツプやアーム等が大き
いと作業状態を正確に把握することが難しくなる
為、多数のモニタテレビを設置して多方向からの
観察が必要となり、コスト上昇と共にこれらを設
置するための広い場所を確保しなければならな
い。

したがつてこのような不具合を解消するには、
マニピユレータ全体特にグリツプの部分を小型軽
量化することが最善策である。そこで本発明はグ
リツプが小型軽量であるマニピユレータ用ハンド
を提供することを目的とし、その要旨はケーシン
グに回転自在に支持された回転筒と、前記回転筒
内にそれと同軸に回転自在に支持された回転軸
と、前記回転筒と前記回転軸にそれぞれ取付けら
れてそれと一体に回転すると共にその回転運動に
よつて互いに協働して物品を挾持する第一及び第
二指部と、前記ケーシング内に設けられて前記回
転筒と前記回転軸をそれぞれ独立に回転させる駆
動手段とを具えたことを特徴とする。

以下、本発明を図面に示す一実施例を基に詳細
に説明する。本発明のマニピユレータ用ハンドの
断面構造を示す第１図及びそのＡ−Ａ矢視方向の
断面構造を示す第２図において、マニピユレータ
のアーム部１にサポート２が固定されており、そ
のサポート２に一対の軸受３ａ，３ｂを介してハ
ンド部となるケーシング４を回動可能に取り付け
ている。そしてこのケーシング４に回動運動を伝
達する為、図示しない駆動部からの動力を伝達す
るワイヤロープ５が巻き掛けられるプーリ６を一
体に形成したプーリ軸７がナツト８ａ，８ｂによ
り、ケーシング４に固定されている。勿論プーリ
軸７とケーシング４との固定手段としては、ナツ
ト８ａ，８ｂに限らずキー等を用いても良い。一
方ケーシング４の先端部には、後端部にかさ歯車
９が形成され且つ軸受１０を介してケーシング４
に回転自在に支持された回転筒１１と、後端部に
かさ歯車１２が形成され且つ軸受１３を介して回
転筒１１内にそれと同軸に回転自在に嵌め込まれ
た回転軸１４とが設けられている。

更に回転筒１１の先端にはこの回転筒１１から
径方向外側に突き出し且つナツト１５により回転
筒１１と固定されたレバー１６を介して前記回転
筒１１と一体的に回転し得る第一指部１７が設け
られ、また回転軸１４の先端には同じくナツト１
８により回転軸１４に固定されたレバー１９を介
してしかも前記回転軸１４と一体に回転し得る第
二指部２０が設けられており、これら第一指部１
７及び第二指部２０の旋回半径が等しくなるよう
にレバー１６，１９の長さを設定している。また
これらの回転筒１１と回転軸１４とを独立状態で
回転させる駆動手段として、前記プーリ軸７に
は、図示しない駆動部からの動力伝達を行なう二
本のワイヤロープ２１ａ，２１ｂをそれぞれ一本
づつ巻き掛けた一対のプーリ２２ａ，２２ｂが平
歯車２３ａ，２３ｂと一体的に軸受２４ａ，２４
ｂを介して回転自在に取り付けられている。前記
平歯車２３ａとかさ歯車１２との間には、前記平
歯車２４ａと噛み合う平歯車２５ａとこれに一体
化されて前記かさ歯車１２と噛み合うかさ歯車２
６ａとが、ケーシング４に固定されたアイドル軸
２７ａに軸受２８ａを介して回転自在に取り付け
られており、前記ワイヤ２１ａから受けた動力を
第二指部２０に伝達してこの第二指部２０を回転
運動させる。またもう一方の前記平歯車２３ｂと
かさ歯車９との間にも、前記平歯車２３ｂと噛み
合う平歯車２５ｂとこれに一体化されて前記かさ
歯車９と噛み合うかさ歯車２６ｂとが、ケーシン
グ４に固定されたアイドル軸２７ｂに軸受２８ｂ
を介して回転自在に取り付けられており、前記ワ
イヤ２１ｂから受けた動力を第一指部１７に伝達
してこの第一指部１７を回転運動させる。そして
第一指部１７及び第二指部２０には、目的物を傷
つけることなく挾めるようにクツシヨン材２９を
取り付けてあり、その先端には、前記クツシヨン
材２９の落下防止用としてキヤツプ３０が嵌めら
れている。本実施例では、グリツプ部を形成する
ケーシング４の先端部を三次元の一定方向に向け
るために必要な二つの回動軸のうち一つ（プーリ
軸７）しか記載しなかつたが、もう一つはアーム
部１に設けることにより、容易に実現できる。

また本実施例を構成する部材のうち、アイドル
軸２７ａ，２７ｂ及び平歯車２５ａ，２５ｂやか
さ歯車２６ａ，２６ｂ等を省略し、平歯車２３
ａ，２３ｂの代わりにかさ歯車を用いてこれらに
それぞれかさ歯車９，１２を直接噛み合わせるこ
とも可能である。この場合で、支点であるプーリ
軸７から作用点である第一指部１７及び第二指部
２０までの距離が短くなり、プーリ軸７のまわり
のモーメントを小さくすることができ、駆動部を
小型にできる。ところがその反面かさ歯車９，１
２を平歯車２３ａ，２３ｂの噛み合わせるには、
これらかさ歯車９，１２のピツチ円直径が大きく
なり、ハンド部であるケーシング４がかえつて大
型化する虞があり、全体とのバランスで何れかを
選択すると良い。

以上のような構成によれば、ワイヤロープ５か
らプーリ軸７に伝達された動力により、ハンド部
であるケーシング４全体が当該プーリ軸７の軸心
を中心として回動する。またワイヤロープ２１ａ
に動力を与えると、これがプーリ２２ａと一体の
平歯車２３ａに伝わり、続いてこの平歯車２３ａ
と噛み合う平歯車２５ａと一体のかさ歯車２６ａ
から回転方向が90度変えられこのかさ歯車２６ａ
に噛み合うかさ歯車１３と一体の回転軸１４に動
力が伝えられる。そしてこの回転軸１４と一体的
に第二指部２０が回転する。また第一指部１７を
回転させる場合も、前記と同様にワイヤロープ２
１ｂを駆動させることで実施できる第一指部１７
及び第二指部２０の回転方向はワイヤロープ２１
ａ，２１ｂの進行方向を正転又は逆転させること
で容易に変えられる。その上、第一指部１７と第
二指部２０とは同一の軸を中心に回転するので、
挾んだ目的物を180度回す場合でも、第一指部１
７及び第二指部２０のみの運動で実行でき、これ
までのようにハンド全体を回転させる必要がなく
なる。

以上説明したように、本発明はグリツプ部が二
重構造の軸の回転による旋回動作を行なうように
なつており指部の回りに特別な大きく突出したね
じ機構等の装置を必要とせず、しかも、第１指部
と第２指部は独立に回転動作できることから、第
１指部と第２指部の回転軌道上の任意の位置で目
的物を挾持できるばかりでなく、両指部は同一の
軸を中心に回転するのでそれらを同期回転させる
ことで挾んだ目的物を旋回させることができ、こ
の指部により手首の回転に相当する運動をさせる
ことが可能であることから手首の回転機構をあら
ためて設けることが不要となり、グリツプ部が小
型軽量になる。したがつて作業状態のモニタが少
数のモニタテレビによつて可能であり、しかもグ
リツプ部の慣性モーメントも小さくてすむから高
出力の大型の駆動装置を必要としなくなる。よつ
てマニピユレータ全体の小型化が実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のマニピユレータ用ハンドの内
部構造を表す断面図、第２図はケーシングをプー
リ軸に対して旋回させた状態を表した第１図のＡ
−Ａ矢視方向の断面図である。 図面中、１はアーム部、４はケーシング、６は
プーリ、７はプーリ軸、１１は回転筒、１４は回
転軸、１７は第一指部、２０は第二指部、２２
ａ，２２ｂはプーリ、２３ａ，２３ｂは平歯車で
ある。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ケーシングに回転自在に支持された回転筒
   と、前記回転筒内にそれと同軸に回転自在に支持
   された回転軸と、前記回転筒と前記回転軸にそれ
   ぞれ取付けられてそれと一体に回転すると共にそ
   の回転運動によつて互いに協働して物品を挾持す
   る第一及び第二指部と、前記ケーシング内に設け
   られて前記回転筒と前記回転軸をそれぞれ独立に
   回転させる駆動手段とを具えたことを特徴とする
   マニピユレータ用ハンド。