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    公开号:WO1982001152A1
    申请号:PCT/JP1981/000259
    申请日:1981-09-30
    公开日:1982-04-15
    发明作者:Fanuc Ltd Fujitsu
    申请人:Inaba H；Nihei R；Nakajima S；Sakakibara S；
    IPC主号:B25J15-00
    专利说明:
    [0001] 明 細 書
    [0002] 発明の名称
    [0003] 工業用 ロ ボ ッ ト の ハ ン ド
    [0004] 技術分野
    [0005] 本発明は工業用 ロ ボ ッ ト のハ ン ド に関 し、 特にハ ン ド、の把持機能を向上する ためのハ ン ド、の把持指の 構造改良に関する 。
    [0006] 背景技術
    [0007] 一股に工業用 ^ ポ、 ッ ト は重量物の把持 · 搬送用途 や工作機械の ワ ー ク 等を把持 · 搬送用途 と して最近 広 く 使用されている 。 特に上記重量物の把持 搬送 用途に おいては、 ロ ポ、 ッ ト の用途範囲拡大化に伴い ま すま す重量の大 き い被把持物 （ 以下、 統一的に ヮ ー ク と 称する ） や、 加えてその形状 も 多様化 した ヮ — ク の把持 ' 搬送に も 使用される よ う に ]) .さ らに —層省力化の推進に寄与 している 。 しか し、 この よ う な重量化された ワ ー ク の把持 ' 搬送に際 して、 従 来の α ポ ッ ト に お て は、 例えば第 1 図に示す よ う る ロ ボ ッ ト ハ ン ド、 1 0 を具備 して ワ ー ク の把持 ' 搬 送動作を行 う のが通常で あ る 。 するわ ち、 第 1 図に いて、 口 ポ ッ ト ノ、 ン ド、 1 0 は矢印 Α の示す方向す るわち横方向に 開閉する把持指 1 2 , 1 有 し、 ヮ 一 ク 1 4 の橫方向すな わち矢印 β で示す方向か ら ワ ー ク 1 4 に近接 して把持指 1 2 , 1 2 'を閉 じてヮー ク 1 4 を把持する も ので あ る 。 しか し ¾が ら、 こ の よ う る把持方法は ワー ク側面を対向 した 2 ケ所のみ で把持する も ので ワ ー ク の平面形状が円形状の も の や比較的軽 ワー ク の把持 。 癡送 と しては適 してい る が、 非常に大 き い重量の ワ ー ク や、 さ らに平面形 状が角形状の ワ ー ク を把持 · ¾送する場合には把持 状態が不安定に な る場合が少 く ¾ い。 特に上記の如 き 角形状の ワ ー ク を把持する場合は ヮ ー クが把持指 に対 して偏倚 して把持され非常に不安定把持状態 と な 危険さえ伴 う こ と も ある 。 さ らに ワー ク がロ ボ ッ 卜 に対 して低い位置た と えば工場等の床面上に置 かれている場合、 この よ う る位置状態の ワ ー ク を把 持する には上記の よ う な従来のハ ン ドでは 。 ポ ッ ト の構造上か ら非常に不便であ ] 、 場合に よ っ ては把 持する こ と が不可能である こ と も あ る 。 これに对処 する ためには ロ ボ ッ ト アー ム、 或いは手首部等を特 殊な形状に構成する等の必要を生 じる 。
    [0008] 発明の 開示
    [0009] 本発明の 目 的は上記の如き 従来の ロ ボ ッ ト ハ ン ド の欠点を解消 し、 特に重量の大 き ワ ー ク さ らには 角形状等の ワ ー ク を も 4 指又はそれ以上の对向する 把持指に よ つ て確実かつ安定状態に把持 し得る撂造 の工業用 ロ ボ ッ ト のハ ン ドを提供する こ と に ある 。
    [0010] 本発明に依れば、 ワ ー ク 等の被把持物を把持する
    [0011] OMFI
    [0012] 、 工業用 ロ ポ、 ッ ト の ハ ン ドに おいて、 上記ハ ン ドは 口 ボ ッ 卜 の手首部に結合される ハ ン ド基板部材 と、 該 ハ ン 基板部材の掌面に各組一対で る 開閉把持指 を複数組設ける と 共に前記各組の開閉把持指を作動 する ァ ク チ ユ エ一 タ を各組ご と に設けた こ と を特徵 と する 工業用 ロ ッ ト の ハ ン ド、が提供 される 。
    [0013] 図 面の簡単な説明
    [0014] 第 1 図は従来の α ポ、 ッ ト ハ ン ドを示す図、 第 2 図 は本発明に よ る 実施例の > ^ ボ ッ ト ハ ン ドを具備 した 工業用 ロ ボ ッ ト の外観斜視図、 第 3 図は第 2 図に示 したハ ン ド の外観斜視図、 第 4 図は第 3 図 に示 した ハ ン ド の作動装置の構成例を示す説明図、 第 5 図は 第 4 図に示 した各部材の配置状態を示す実施例でハ ン ドの掌面側か らみた正面図、 第 6 図は把持指を 開 閉 させる 場合に制御信号か ら送出 される 信号の タ イ ム チ ヤ ー ト であ る 。
    [0015] 発明を実施する ための最良の形態
    [0016] 以下、 本発明の実施例を添付図面の第 2 図 る い し 第 5 図に基づいて詳細に説明する 。
    [0017] 第 2 図は本発明に よ る工業用 ロ ッ 卜 のハ ン ド に おける一実施例を具倔 した ロ ボ、 ッ ト の外観斜視図で ある 。 第 2 図に お て、 2 0 は工業用 ロ ^ ッ ト の筐 形固定部であ ] 、 こ の筐形固定部 2 0 の上部に回転 テー ブ ル 2 2 が正逆回転可能に設け られて いる 。 回
    [0018] O PI 転テ一 プ ル 2 2 上には 2 本の鉛直案内軸 2 4 と 2 4 ' ( 2 4 'は図示 し ） が設け られ、 該案内軸 2 4 ， 2 4 'は ロ ボ ッ ト ケ一 シ ング 2 6 を上 ' 下移動可能に 支承 している 。 さ らに上記鉛直案内軸 2 4 ， 2 と 並行 して設け られた上 ' 下送 J ね じ軸 2 8 が α ポ ッ ト ケ 一 シ ン グ 2 6 と螺合 し、 該 ロ # ッ ト ケ ー シ ン グ
    [0019] 2 6 は上 · 下送 ] ね じ軸 2 8 の回 ¾に応 じて案内軸 2 4 , 2 4 'に沿 っ て上 · 下移動される よ う に構成さ れている 。 ロ ボ、 ッ ト ケー シ ン ク * 2 6 は ロ ッ ト ァー ム 3 0 ， 3 を軸線方向に伸縮自在に支承 し、 該 ロ ッ ト アー ム 3 0 ， 3 0 'の先端に手首機構部 3 2 を 介 して本発明に よ る 口 'ポ ッ ト のハ ン ド 3 4 が取着さ れている 。 このハ ン ド 3 4 は手首機構部 3 2 に よ つ て回転位置決め及び首振 位置決め動作のいずれに も 作動される よ う に取着されている。
    [0020] 第 3 図は第 2 図で示 した本発明の実施例である ハ ン ド 3 4 の外観斜視図である 。 第 3 図において、
    [0021] 3 4 はハ ン ド全体を示 し、 基板部材 3 6 の下面-す わち ワ ー ク を把^する 側の面を本明細書においては ハ ン ド基板部材 3 6 の掌面 3 6 a と 称 し、 ま たその 反対側の 面をハ ン ド基板部材 3 6 の甲 面 3 6 b と称 する 。 このノ、 ン ド 3 4 の基板部材 3 6 の掌面 3 6 a に該掌面 3 6 a に対 して垂直方向に延びる把持指 3 8 が配設され、 該把持指 3 8 は 2 組、 すなわち
    [0022] O PI 3 8 a と 3 8 b ， 及び 3 8 c と 3 8 d の 4 指の把持 指か らる る 。 第 1 の組の把持指 3 8 a と 3 8 b は掌 面 3 6 a の 中心に対 して対称 配 置 さ れ 互 に対向 し て位置 し、 掌面 3 6 a に平行に かつ同期的に該掌面 3 6 a の中心に向か っ て 開閉移動 して ワ ー ク を把持 する よ う に構 成 さ れ て い る 。 一方、 第 2 の組の把 持指 3 8 c と 3 8 d はその開閉動作方向が上記第 1 の組の把持指 3 8 a と 3 8 b の開 閉 動 作 方 向 と 直 交する よ う に配置されて いる のみで他はすべて第 1 の組の把持指 3 8 a と 3 8 b の場合と 同様に構成さ れている 。 これ らの第 1 及び第 2 の組の把 持 指 の開 閉 動 作駆 動 機構 は、 ハ ン ド基板部材 3 6 の 内部に、 例えば後述の第 4 図に示すよ う リ ン ク機構 ， 流体 シ リ ン ダ ， 電磁切換弁等の関連部材が上記把持指の 各組ご と に配置 され、 上記 2 組の把持指を 同時ま た は各組ご と に開閉作動可能に構成されてい る 。 ま た、 把持指 3 8 の各々 の先端は内側に折曲 した フ ッ ク爪
    [0023] 3 8' a ， 3 8' b , 3 8' c 及び 3 8' d がそれぞれ設け ら れ、 把 持 し た ワ ー ク の脱落を防止する ためこれ らの フ ッ ク 爪で上記 ワ ー ク を係止する よ う に形成さ れて いる 。 従 っ て 、 特 に 重量の大 き い ワ ー ク の安 全 · 確実な把持 ' 搬送に有効であ る 。 さ らに、 第 3 図に おいて、 掌面 3 6 a の中央部に押付装置 5 0 が 設け られ、 該押付装置 5 0 は固定部 5 0 a と押付指 , WIPO ,, 5 0 b と か ら るる 。 固定部 5 0 a の内部は押付指 5 0 b と連結 して該押付指 5 0 b を作動する ァ ク チ ユ エ 一 タ 、 例えば流体シ リ ン ダ （ 図示 し ） が形成 され、 該流体 シ リ ン ダに よ っ て上記押付指 5 0 b は 掌面 3 6 a の垂直方向に伸縮 自 在に作動される よ う に構成されて る 。 この押付指 5 0. b は把持指 38a， 3 8 b , 3 8 e 及び 3 8— d が ワ ー ク を把持する際に、 適時に作動され上記 ワ ー ク を押 し付けて フ ッ ク爪
    [0024] 3 8' a , 3 8' b , 3 8' c 及び 3 8' d に正確に係止さ せる ための も ので、 ワ ー ク が偏倚 して把持されるの を防止する も のであ る 。 一方、 ハ ン ド基板部材 3 6 の 甲 面 3 6 b 側に取付ブ ラ ケ ッ ト 3 7 が設け られ、 該取付ブ ラ ケ ッ ト 3 7 は、 第 2 図に示す如 く 、 手首 機構部 3 2 に取着可能に形成されている 。
    [0025] 第 4 図はハ ン ド 3 4 の作動装置の構成例を示す説 明図であ る 。 第 4 図に い て、 第 1 組の把持指 38a と 3 8 b は、 固定ブ ラ ケ ッ ト 4 6 に固定された案内 軸 4 0 a , 4 0 b に把持指支持ブ ラ ケ ッ ト 4 2 a ，
    [0026] 4 2 b を介 してそれぞれ摺動可能に連結されている 。 支持ブ ラ ケ ッ ト 4 2 a , 4 2 b の先端部は ビ ン 44a， 4 4 b を介 してそれぞれ リ ン ク 4 4 の両端と摺動及 び回動可能に連結されて る 。 上記 リ ン ク 4 4 はそ の中央部を ビ ン 4 4 e に よ っ て回動 自在に固定ブ ラ ケ ヅ ト 4 6 に支承されている 。 上記支持ブ ラ ケ ッ ト 4 2 a ， 4 2 b の一方の 4 2 a の基端部に固着され た作動プ ラ グ ッ ト 4 2 e の端部に ァ ク チ ユ エ ー タ の 作動部例えば流体 シ リ ン ダ 4 8 の ビ ス ト ン ロ ッ P 4 8 b が連結されている 。 従っ て、 流体 シ リ ン ダ 4 8 の ビ ス ト ン 4 8 a の往復動作に伴い上記 リ ン ク 機構を介 して把持指 3 8 a と 3 8 b が案内軸 4 4 a , 4 4 b に沿っ て 2 指对向で平行開閉移動する よ う に 構成され'ている 。 一方第 2 の組の把持指 3 8 c と 3 8 d はその開閉動作方向が上記第 1 の組の把持指 3 8 a と 3 8 b の開閉動作方向 と 直交する よ う に配 置され、 その 開閉動作は第 1 の組の把持指 3 8 a と
    [0027] 3 8 b の場合と 同様の構造で構成された リ ン ク機構、 すなわ ち案内軸 4 0 c , 4 0 d 、 把持指支持ブ ラ ケ ッ ト 4 2 c ， 4 2 d 、 作動プ ラ ケ ッ ト 4 2 f 、 ピ ン
    [0028] 4 4 c ， 4 4 d ， 4 4 e 、 及び リ ン ク 4 4,に よ っ て 固定ブ ラ ケ ッ ト 4 6 の反対側に構成された リ ン ク 機 構を介 して流体 シ リ ン ダ 4 8'に よ っ て案内軸 4 0 c ,
    [0029] 4 0 d に沿 っ て開閉作動される よ う に構成されてい る 。 そ して、 5 2 は ロ ポ、 ッ ト 制御装置を示 し、 52a， 5 2 b , 5 2 c , 5 2 d 及び 5 2 e は電気信号線を 示す。 5 4 は圧縮空気源を示 し、 5 4 a ， 5 4 b ，
    [0030] 5 4 c , 5 4 d , 5 4 e , 5 4 f , 5 4 g 及び 54h は空気通路を示す。 5 6 , 5 8 及び 5 8'は空気通路 の方向を制御する電磁切瑛弁を示 し、. 該切換弁は α ッ ト 制御装置 5 2 か らの電気信号に よ っ て切換動 作を行 う 。 すなわち、 第 4 図において、 電磁切換弁 5 6 は切換動作に よ っ て通路 5 4 h を通路 5 4 ί 又 は 5 4 g のいずれかに択一 して連通する 。 こ の場合 通路 5 4 f に流入 した圧縮 S気 （ 以下単に空気と い う ） は空気源 5 4 における 空圧 と等 しい空圧を も つ て チ ェ ッ ク弁 5 5 を通過 して通路 5 4 e に流入する —方、 通路 5 4 g に流入 した空気は減圧弁 6 0 に よ つ て所定の空圧に減圧されてチ ェ ッ ク弁 5 5 'を通過 して通路 5 4 e に流入する 。 こ の よ う に空圧を 2 段 階に制御する こ と に よ D シ リ ンダ 4 8 , 4 8'の駆動 力を強弱の 2 段階に制御 して、 最終的にハ ン ドの把 持力が強弱の 2 段階に制御される 。 この こ と は ヮ ー ク の重量の大小等に対 してハ ン ドの把持力を適切に 選択 し、 高 · 低 ずれかの空圧を適宜に選択 して無 駄 ¾空気の使用を さけ効率 よ く 空気が使用される よ う に έ§己慮された も のである 。 勿論、 本実施例では空 圧制御を 2 段階と したが、 減圧弁等の関 ¾部材の増 設に よ さ ら に多段階の空圧制御装置を構成する こ とは容易に可能である。 電磁切換弁 5 8 と 5 8'は全 く 同一に構成された電磁切換弁であ っ て、 例えば電 磁切換弁 5 8 は通路 5 4 e を通路 5 4 a 又は 5 4 b の いずれか一方に択一 して連通する よ う に切洪え ら れ、 こ の切換動作に よ っ て空気は シ リ ン ダ、 4 8 の シ リ ン ダ室 4 8 c 又は 4 8 d に交互に導入されて ビ ス ト ン 4 8 a を往復動作せ しめる 。 勿論、 電磁切換弁 5 8 は切換動作を 中立位置にて通路 5 4 e を遮断 し て通路 5 4 a 又は 5 4 b への空気の流入を遮断する こ と も 可能であ る 。 従 っ て、 ロ ポ、 ッ ト 制御装置 5 2 か らの電気信号の操作に よ っ て電磁切換弁 5 8 ， 5 8'の両者を 同時、 又は一方は作動他方は 中立位置 等に制御する こ と に よ ] 第 1 組の把持指 3 8 a , 3 8 b と、 第 2 組の把持指 3 8 c , 3 8 d の双方を 同期的又は各組ご と に個別 開閉動作させる こ と が 可能で ある 。 尚、 第 4 図に おいては、 第 3 図に示 し た押付装置 5 0 が示されていな いが、 これは電磁切 換弁 ， 流体シ リ ン ダ等の関連'部材を配設する こ と に よ ] 容易に組付構成する こ と が可能である 。
    [0031] 第 5 図はハ ン ド の掌面側か らみた正面図で、 第 4 図に示す各部材の配置状態を示す実施例で あ っ て、 参照番号は第 4 図に示 した参照番号 と 同一の も の を 示す。 尚、 参照番号 6 2 は電磁切換弁であ っ て押付 装置 （ 第 3 図の 5 0 参照 ） 用 と して供される も ので あ 。
    [0032] 次に本発明に よ る工業用 ロ ポ ッ ト のハ ン ド の好適 る作動例を第 4 図及び第 6 図の タ イ ム チ ヤ 一 ト に よ ] 説明する 。
    [0033] ワ ー ク を第 4 図把持指 3 8 a ， 3 8 b , 3 8 c 及
    [0034] ( _OMFI び 3 8 d に よ っ て把持する場合に、 ワ ー ク 中心をハ ン ドの把持中心に一致する よ う な正 しい状態で ヮ ー ク を把持する ために、 先ず一方の把持指の組 3 8 a , 3 8 b に よ i) 把持力弱で把持 した状態を維持 してお き 、 把持指の他方の組 3 8 c , 3 8 d に よ ]3 把持力 強で把持 し、 しかる後前記把持指の組 3 8 a , 38b
    [0035] の把持力を強 と する 。 こ の よ う な シ ー ケ ン ス で把持 指を作動させる こ とに よ ] 、 2 組の把持指を 同時に 作動させる場合に比べ ワ ー ク 中心をハ ン ド の把持中 心に一致させる こ と が よ ] 確実 と なる 。
    [0036] 第 6 図は把持指を開閉する場合に第 4 図における ロ ッ ト 制御装置 5 2 か ら各信号線 5 2 a , 5 2 b , 5 2 c , 5 2 d 及び 5 2 e に夫 々 送出される電気信
    [0037] S 5 2 a , S 5 2 b , S 5 2 c ， S 5 2 d 及び S 5 2 eの タ ィ ム チ ャ ー ト を示す。 即ち ワ ー ク を把持する場合 口'
    [0038] ッ ト 制御装置 5 2 は予め教示されかつそれ自 身の 内部に記憶された教示データ に従っ て、 先ず第 4 図 信号線 5 2 e 上の信号 S 5 2 eをハ イ レ ベ ルに した後 信号線 5 2 b 上の信号 S 5 2 bをハ イ レ ベ ル にする 。
    [0039] この結果把持指 3 8 a ， 3 8 b は弱い把持力に よ つ て ワ ー ク を把持する 。 次に制御装置 5 2 は信号線
    [0040] 5 2 e 上の信号 S 5 2 eを ロ ウ レ ベ ル に した後信号線
    [0041] 5 2 c 上の信号をハ イ レ ベ ル にする 。 この結果把持 指 3 8 c ， 3 8 d は強い把持力に よ っ て ワ ー クを把
    [0042] O FI
    [0043] 、V, 持する 。 こ の と き ワー ク の 中心が把持指 3 8 c , 3 8 d の移動方向にずれていて も 把持指 3 8 c , 3 8 d の把持力は把持指 3 8 a , 3 8 b の把持力 よ
    [0044] ！) も 大 ¾ る ため ワ ー ク の中 、を ハ ン ドの把持中心に —致させ られる 。 中心が一致 した状態で制御装置
    [0045] 5 2 は信号線 5 2 b 上の信号 S 5 2 bを ハ イ レ ベ ル に する 。 こ の結杲把持指 3 8 a , 3 8 b の把持力は強 い把持力に切換わる 。 これ らの動作の後には ワ ー ク を、 教示された位置に移動 させる動作が行なわれ、 その後に 制御装置 5 2 は信号線 5 2 a ， 5 2 d 上の 信号をハ イ レ ベ ル にする 。 こ の結果把持指 3 8 a , 3 8 b ， 3 8 c 及び 3 8 d は強の空気圧の も と に 同 時に開放動作を行る い、 ワ ー ク をその位置に解放す
    [0046] OMPI
    [0047] 广 曹。
    权利要求:
    Claims 請 求 の 範 囲
    1. ワ ー ク 等の被把持物を把持する 工業用 π ポ、 ッ ト のハ ン ドにお て、 前記ハ ン ドは手首部に結合さ れる ハ ン ド基板部材 と、 該ハ ン ド基板部材の掌面に 5 各組一対の開閉把持指を複数組設ける と共に前記各 組の開閉把持指を作動する ァ ク チ ユ エ一 タ を各組ご と に設けた こ と を特徵 とする工業用 α ボ ッ ト のハ ン
    Ρ ο
    2. 特許請求の範囲第 1 項記載の工業用 D ポ ッ トQ のハ ン ドに おいて、 一対の開閉把持指を 2 組設け、 該 2 組の把持指は前記ハ ン ド基板部材の掌面中心に 対 して対称配置される と 共に 開閉動作方向が互に直 交する よ う に配置された工業用 ロ ボ ッ ト のハ ン ド 。
    3. 特許請求の範囲第 1 項 い し第 2 項いずれか5 に記載の工業用 ロ ボ ッ ト の ハ ン ドに いて、 前記把 持指はその最先端に内側に向かっ て突出 した フ ッ ク 爪を設けて形成され、 かつ ワ ー ク押付装置を前記ハ ン ド基板部材掌面の中心部に配置 した工業用 コ ッ ト のハ ン ド。
    0 4. 特許請求の範囲第 1 項 い し第 3 項いずれか に記載の工業用 ロ ボ ッ ト のハ ン ドに おいて、 前記了 ク チ ユ エー タ が流体シ リ ン ダ、一 で な ]3 、 かつ リ ン ク 機構を介 して前記開閉把持指 と違結 した工業用 口 ポ 'リ ト の ノヽ ン ド 。
    5. 特許請求の範囲第 1 項 し第 4 項いずれか に記載の工業用 ロ ッ ト の ハ ン ドに おいて、 取付ブ ラ ケ ッ ト を前記ハ ン ド基板部材の 甲 面側に形成 した 工業用 ロ ボ ッ 卜 のハ ン ド 。
    OMPI
    类似技术:
    公开号 | 公开日 | 专利标题
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
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    JPS5761487A|1982-04-13|
    US4479673A|1984-10-30|
    EP0060896A1|1982-09-29|
    SU1168090A3|1985-07-15|
    KR850000041B1|1985-02-14|
    KR830007229A|1983-10-19|
    EP0060896B1|1986-02-19|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    1982-04-15| AK| Designated states|Designated state(s): SU US |
    1982-04-15| AL| Designated countries for regional patents|Designated state(s): DE FR GB |
    1982-05-25| WWE| Wipo information: entry into national phase|Ref document number: 1981902731 Country of ref document: EP |
    1982-09-29| WWP| Wipo information: published in national office|Ref document number: 1981902731 Country of ref document: EP |
    1986-02-19| WWG| Wipo information: grant in national office|Ref document number: 1981902731 Country of ref document: EP |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    JP80/135258800930||1980-09-30||
    JP13525880A|JPS5761487A|1980-09-30|1980-09-30|Hand for industrial robot|DE8181902731T| DE3173818D1|1980-09-30|1981-09-30|Hand for industrial robot|
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