CN108237527B - 机器人手 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种机器人手(1)，其具有：第一可动部件(3)，其具有按压到工件(W)的第一面上的第一按压面(7a)以及按压到工件(W)的与第一面交叉的第二面上的第二按压面(7b)，并被支撑为能沿与第一按压面(7a)正交的第一方向移动；第二可动部件(4)，其支撑于第一可动部件(3)上且能沿与第一可动部件(3)的移动方向交叉的第二方向相对移动，并具有按压到与第二面对置的第三面上的第三按压面(9a)；促动器(5)，其产生向第一方向推压第一可动部件(3)和第二可动部件(4)的推压力；以及推压力转换机构(8)，其将促动器(5)所产生的部分推压力转换为使第二可动部件(4)相对第一可动部件(3)相对移动的方向的推压力。

Description

机器人手

技术领域

本发明涉及机器人手。

背景技术

至今，已知如下机器人手：其安装于机器人的手腕前端，并且通过按住设置于工件上的铅垂面和水平的底面而握持工件(例如、参照专利文献1)。

专利文献1所公开的机器人手具有爪，该爪分别与设置于工件的铅垂面和水平的底面接触，利用不同的促动器使这些爪单独直线移动，从而握持工件。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2015-166126号公报

发明内容

发明要解决的问题

然而，利用不同的促动器使多个爪动作的方式的机器人手存在如下问题：由于促动器的数量增多，机构复杂且成本高，并且使多个促动器不同驱动的控制也变得复杂。

本发明是鉴于上述情况而做出的，其目的在于，提供一种价格低廉的机器人手，其能够按压到工件互相交叉的面上并牢固地握持工件。

用于解决问题的方案

为了解决上述问题，本发明提供以下方案。

本发明的一个方案提供一种机器人手，其具有：第一可动部件，其具有第一按压面以及第二按压面，所述第一按压面按压到工件的第一面上，所述第二按压面按压到与所述第一面交叉的所述工件的第二面上，并且所述第一可动部件被支撑为，能够沿着与所述第一按压面正交的第一方向移动；第二可动部件，其支撑于该第一可动部件上，且能够沿着与该第一可动部件的移动方向交叉的第二方向相对移动，并具有第三按压面，该第三按压面按压到与所述第二面对置的第三面上；促动器，其产生推压力，所述推压力向所述第一方向推压所述第一可动部件以及所述第二可动部件；以及推压力转换机构，其将该促动器所产生的推压力的一部分转换为使所述第二可动部件相对于所述第一可动部件相对移动的方向的推压力。

根据本发明，若促动器产生推压力，则使第一可动部件以及第二可动部件向第一方向移动，第一可动部件的第一按压面被按压到与第一方向正交而配置的工件的第一面。另一方面，促动器的推压力的一部分由推压力转换机构转换为，使第二可动部件相对于第一可动部件相对移动的方向的推压力，并使第二可动部件相对于第一可动部件向第二方向移动。

设置于第二可动部件上的第三按压面被按压到与第二面对置的第三面上，所述第二面与第一面交叉，从而能够将工件夹在与第二按压面之间。即，通过将第一按压面按压到工件上，能够在将机器人手相对于工件定位的状态下，将工件夹在第二按压面与第三按压面之间。由此，能够提供机器人手，其利用单个促动器将按压面按压到互相交叉的两个面上。

在上述方案中，所述第一可动部件、所述第二可动部件以及所述推压力转换机构可以各设置一对，一对所述第一可动部件以分别按压到与所述工件互相对置的所述第一面上的方式使所述第一按压面彼此对置而配置，所述促动器可以产生所述推压力，以使一方的所述第一可动部件以及一方的所述第二可动部件与另一方的所述第一可动部件以及另一方的所述第二可动部件互相接近。

通过如此，利用促动器，一对第一可动部件能够向互相接近的方向移动，并将工件夹在第一按压面之间。即，在将工件夹在第一按压面之间，且将机器人手相对工件定位的状态下，通过将工件夹在第二按压面与第三按压面之间，能够利用单个促动器，夹持工件互相交叉的面而牢固地握持工件。

另外，在上述方案中，所述推压力转换机构可以是引导机构，该引导机构将所述第二可动部件向所述第二方向引导，所述第二方向相对于所述第一可动部件的所述第一方向以小于90°的角度倾斜。

通过如此，若利用促动器将第一可动部件以及第二可动部件向第一方向推压，则第一可动部件向第一方向移动，第二可动部件被引导机构引导，向相对于第一方向倾斜的第二方向移动。由此，能够利用单个促动器使第一可动部件向第一方向移动，使第二可动部件向与第一方向交叉的第二方向移动，并将第一按压面至第三按压面按压到工件的互相交叉的两个面上，从而牢固地握持工件。

另外，在上述方案中，所述第二可动部件可以被支撑为，能够沿着与所述第一可动部件的移动方向正交的所述第二方向移动，所述推压力转换机构可以具有：倾斜面，其固定于所述促动器或者所述第二可动部件的一方上，并相对于所述第一方向以及所述第二方向，以小于90°的角度倾斜；以及滚筒，其安装于所述促动器或者所述第二可动部件的另一方上，并在所述倾斜面上滚动。

通过如此，若利用促动器向第一方向按压第一可动部件以及第二可动部件，则第一可动部件向第一方向移动。另一方面，通过设置于促动器上的滚筒或者倾斜面向第一方向移动，滚筒在倾斜面上滚动，从而第二可动部件向与第一可动部件正交的第二方向移动。由此，能够利用单个促动器使第一可动部件向第一方向移动，使第二可动部件向与第一方向交叉的第二方向移动，并将第一按压面至第三按压面按压到工件的互相交叉的两个面上，从而牢固地握持工件。

另外，在上述方案中，所述促动器可以构成为向所述第一方向按压所述第二可动部件，所述机器人手还具有保持机构，该保持机构用于保持所述第二可动部件相对于所述第一可动部件不相对移动，直至从所述第二可动部件传递到所述第一可动部件的推压力超过预定的阈值。

通过如此，若利用促动器向第一方向推压第二可动部件，则推压力通过第二可动部件传递到第一可动部件上。在第一可动部件未被限制的状态下，由于第一可动部件利用小的推压力移动，因此利用保持机构将第一可动部件以及第二可动部件一体地向第一方向移动。若第一可动部件的第一按压面碰到工件的第一面而停止，则从第二可动部件传递到第一可动部件的推压力增大，因此，若推压力超过预定的阈值，则第二可动部件相对于第一可动部件相对移动，将第二按压面以及第三按压面按压到与工件的第一面交叉的第二面以及第三面上，从而能够牢固地握持工件。

即，根据本发明，不设置多个促动器，就能够依次实施由第一可动部件的第一按压面向工件的按压以及由第二可动部件的第二按压面以及第三按压面向工件按压。

发明效果

根据本发明，起到如下效果：能够降低成本，并且按压到工件的互相交叉的面，并牢固地握持工件。

附图说明

图1是表示本发明的一个实施方式的机器人手的主视图。

图2是表示图1的机器人手的单侧部分的放大图。

图3是表示使图1的机器人手的促动器驱动，并将滑块的滚筒按压到第二可动部件的按压面上的状态的主视图。

图4是表示从图3的状态进一步使促动器驱动，并将第一可动部件的第一按压面与工件的侧面接触的状态的主视图。

图5是表示从图4的状态进一步使促动器驱动，并将第二可动部件的第三按压面按压到工件的底面上的状态的主视图。

图6是表示从图5的状态进一步使促动器驱动，并将工件在上下方向夹在第一可动部件的第二按压面与第二可动部件的第三按压面之间的握持状态的主视图。

图7是表示图1的机器人手的变形例的放大图。

图8是表示在图7中使促动器驱动，并将滑块的滚筒按压到第二可动部件的倾斜面上的状态的主视图。

图9是表示从图8的状态进一步使促动器驱动，并将第一可动部件的第一按压面与工件的侧面接触的主视图。

图10是表示从图9的状态进一步使促动器驱动，并在在上下方向将工件夹在第一可动部件的第二按压面与第二可动部件的第三按压面之间的握持状态的主视图。

图11是对机器人手的握持位置的一例进行说明的工件的立体图。

图12是表示其他工件的示例的立体图。

附图标记说明：

1：机器人手

3：第一可动部件

4：第二可动部件

5：促动器

7a：第一按压面

7b：第二按压面

8：直线导轨(引导机构、推压力转换机构)

9a：第三按压面

15：滚筒

16：倾斜面(推压力转换机构)

W：工件

具体实施方式

下面参照附图，对本发明的一个实施方式所涉及的机器人手1进行说明。

本实施方式所涉及的机器人手1是安装于机器人的手腕前端并握持工件W的手。如图1所示，其具有：一对第一可动部件3，其被支撑为沿着导轨2互相接近或者分开的方向可直线移动；第二可动部件4，其安装于各第一可动部件3上且能够移动；以及促动器5，其驱动该第一可动部件3以及第二可动部件4。在图1中，为了简化说明，省略了用于将机器人手1安装于机器人上的底座部件的图示。

如图1所示，各第一可动部件3在导轨2配置为大致水平的状态下，悬挂于导轨2的下方，并被支撑为能够沿着导轨2在水平的第一方向上移动。各第一可动部件3的下部具有按压部件7，该按压部件7与放置于支撑台6上的长方体状的工件W的上方接近而配置，并具有：第一按压面7a，其分别按压到工件W的大致铅垂的侧面(第一面)；以及第二按压面7b，其分别按压到工件W的大致水平的上表面(第二面)。

如图2所示，各第二可动部件4与第一可动部件3之间具有直线导轨(引导机构、推压力转换机构)8，各第二可动部件4被支撑为，相对于第一可动部件3能够沿着第二方向移动，该第二方向以相对于水平方向小于90°的角度、例如15°的角度倾斜。各第二可动部件4在图1的状态下，相对于支撑第二可动部件4的第一可动部件3向接近的方向相对移动时，由直线导轨8支撑为，相对于第一可动部件3向上升的方向相对移动。

在各第二可动部件4上设置有按压部件9，该按压部件9具有第三按压面9a，该第三按压面9a以与第一可动部件3的第二按压面7b隔开间隔且大致平行地对置的方式配置。第二可动部件4的按压部件9在配置于工件W的下方的状态下，通过第二可动部件4相对于第一可动部件3向上升的方向相对移动，以抱住工件W的方式被按压到工件W的下表面(第三面)上。

第一可动部件3的按压部件7以及第二可动部件4的按压部件9在与图1的纸面正交的方向上具有预定的宽度尺寸，对工件W在预定的整个范围内进行面接触。

在各第二可动部件4上设置有按压面10，该按压面10由下述的促动器5推动。按压面10沿着与导轨2正交的方向延伸。

促动器5具有：马达11；滚珠丝杠12，其利用该马达11绕长轴旋转；一对滑块14，其固定有与该滚珠丝杠12啮合的螺母13，并沿着导轨2移动；以及滚筒15，其配置于各滑块14上。

滚珠丝杠12分别在长度方向的一侧具有右螺纹12a，在长度方向的另一侧具有左螺纹12b。

螺母13分别配置于与滚珠丝杠12的右螺纹12a以及左螺纹12b啮合的位置。由此，若滚珠丝杠12通过马达11的驱动单向旋转，则两个螺母13沿着滚珠丝杠12的长度方向，向互相接近的方向或者离开的方向移动。

滚筒15以绕轴线可旋转的方式支撑于滑块14上，该轴线与包含导轨2的长轴的平面正交。若滑块14沿着导轨2向接近第二可动部件4的方向移动，则滚筒15的外周表面与第二可动部件4的按压面10接触，并对第二可动部件4施加沿着导轨2的方向的推压力。另外，在第二可动部件4相对于第一可动部件3相对移动时，通过使滚筒15的外周表面在按压面10上滚动，能够允许第二可动部件4相对于第一可动部件3相对移动，同时施加推压力。

另外，在本实施方式中，第一可动部件3相对于导轨2的滑动阻力设定得充分小于第二可动部件4相对于第一可动部件3的直线导轨8的滑动阻力。由此，构成保持机构，该保持机构用于保持第二可动部件4相对于第一可动部件3不相对移动，直至通过按压第二可动部件4，使从第二可动部件4传递到第一可动部件3的推压力增大至大于预定的阈值。

下面对如此构成的本实施方式所涉及的机器人手1的作用进行说明。

为了利用本实施方式所涉及的机器人手1握持工件W，如图1所示，以导轨2大致水平配置的方式使机器人手1移动至工件W的上方，该工件W支撑于支撑台6上，并以将工件W配置于一对第一可动部件3和第二可动部件4之间的方式配置机器人手1。

在该状态下，使马达11工作，如图3所示，使一对滑块14沿着导轨2向互相接近的方向移动。由此，设置于滑块14上的滚筒15与第二可动部件4的按压面10接触，并对第二可动部件4施加推压力。

施加于第二可动部件4的推压力传递到第一可动部件3，第一可动部件3沿着导轨2移动。由此，如图4所示，第一可动部件3所具备的按压部件7的第一按压面7a分别被按压到工件W的两侧面上。

此时，第一可动部件3相对于导轨2的滑动阻力设定得充分小于第二可动部件4相对于第一可动部件3的滑动阻力，因此第二可动部件4和第一可动部件3不会相对移动，而是沿着导轨2一体地移动。

通过将一对第一按压面7a按压到工件W的两侧面上，从而在机器人手1相对于工件W在水平方向上定位的状态下，在水平方向上握持工件W。然后，在第一按压面7a被按压到工件W的侧面的状态下，由于从第二可动部件4传递到第一可动部件3的推压力比预定的阈值增大，因此第二可动部件由直线导轨8引导的同时，相对于第一可动部件3相对移动。即，第二可动部件4相对于触碰到工件W的侧面而停止的第一可动部件3向斜上方移动。

由此，如图5所示，使第二可动部件4所具备的按压部件9的第三按压面9a上升，并与工件W的侧面近旁的底面接触。之后，如图6所示，通过使滑块14向接近的方向移动，使第二可动部件4进一步上升，从而能够使一对第二可动部件4抱起工件W，以从上下方向夹住的方式将工件W握持在第一可动部件3的第二按压面7b与第二可动部件4的第三按压面9a之间。

如此，根据本实施方式所涉及的机器人手1，具有不用使用两个以上的促动器，而是利用单个促动器5，就能够在水平方向上握持工件W且在上下方向上握持工件W的优点。由此，具有能够减少促动器的数量，降低成本，并且能够简化控制的优点。

此外，在本实施方式中，通过使第一可动部件3相对于导轨2的滑动阻力充分小于第二可动部件4相对于第一可动部件3的直线导轨8的滑动阻力，从而构成保持机构。也可以在第二可动部件4与第一可动部件3之间配置利用预定的阈值以上的推压力开始变位的弹簧这种保持机构以取而代之。

另外，在上述实施方式中，以由直线导轨8引导至倾斜方向的方式将第二可动部件4安装于第一可动部件3上，从而构成推压力转换机构。取而代之，如图7所示，也可以利用直线导轨8将第二可动部件4安装于第一可动部件3上，且使第二可动部件4能够沿着上下方向移动，并在第二可动部件4上设置倾斜面(推压力转换机构)16，该倾斜面16使滚筒15滚动。

即，如图8所示，若通过安装于滑块14上的滚筒15顶住倾斜面16，对第二可动部件4施加推压力，则推压力从第二可动部件4传递到第一可动部件3，并且两者沿着导轨2一体地水平移动。之后，如图9所示，若第一可动部件3的第一按压面7a被按压到工件W的侧面上，则第一可动部件3停止，不再继续移动，因此如图10所示，通过滚筒15在倾斜面16上滚动，一部分推压力转换为将第二可动部件4向上方推起的力，第二可动部件4相对于第一可动部件3上升。由此，能够以由第二可动部件4的第三按压面9a抱住工件W的下表面的方式握持。

此外，在本实施方式中，分别在滑块14上设置有滚筒15，在第二可动部件4上设置有按压面10或者倾斜面16，但也可以是相反的。

另外，在上述实施方式中，在工件W的左右分别配置有一个第二可动部件4，但如图11所示，若工件W的宽度尺寸在全长的范围内是固定的，则还可以在工件W的长度方向上隔开间隔地设置多对第二可动部件4，利用单个促动器5在多处握持位置B握持工件W。另外，还可以采用如下机器人手1，如图12所示，在工件W的宽度尺寸在长度方向上变化的情况下，在每个握持位置B都配置促动器5。

Claims (6)

1.一种机器人手，其特征在于，具有：

第一可动部件，其具有：第一按压面，其按压到工件的第一面上；以及第二按压面，其按压到所述工件的与所述第一面交叉的第二面上，并且所述第一可动部件被支撑为，能够沿着与所述第一按压面正交的第一方向移动；

第二可动部件，其支撑于该第一可动部件上，且能够沿着与该第一可动部件的移动方向交叉的第二方向相对移动，并具有第三按压面，该第三按压面按压到与所述第二面对置的第三面上；

促动器，其产生推压力，所述推压力向所述第一方向推压所述第一可动部件以及所述第二可动部件；以及

推压力转换机构，其将该促动器所产生的推压力的一部分转换为，使所述第二可动部件相对于所述第一可动部件相对移动的方向的推压力，

所述推压力转换机构是引导机构，该引导机构向所述第二方向引导所述第二可动部件，所述第二方向相对于所述第一可动部件的所述第一方向以小于90°的角度倾斜。

2.根据权利要求1所述的机器人手，其特征在于，

所述第一可动部件、所述第二可动部件以及所述推压力转换机构各设置有一对，

一对所述第一可动部件以将所述第一按压面分别按压到所述工件的互相对置的所述第一面上的方式使所述第一按压面彼此对置而配置，

所述促动器将各所述第一可动部件以及各所述第二可动部件向互相接近的方向推压。

3.根据权利要求1或2所述的机器人手，其特征在于，

所述促动器构成为，向所述第一方向推压所述第二可动部件，

所述机器人手还具有保持机构，该保持机构用于保持所述第二可动部件相对于所述第一可动部件不相对移动，直至从所述第二可动部件传递到所述第一可动部件的推压力超过预定的阈值。

4.一种机器人手，其特征在于，具有：

第一可动部件，其具有：第一按压面，其按压到工件的第一面上；以及第二按压面，其按压到所述工件的与所述第一面交叉的第二面上，并且所述第一可动部件被支撑为，能够沿着与所述第一按压面正交的第一方向移动；

第二可动部件，其支撑于该第一可动部件上，且能够沿着与该第一可动部件的移动方向交叉的第二方向相对移动，并具有第三按压面，该第三按压面按压到与所述第二面对置的第三面上；

促动器，其产生推压力，所述推压力向所述第一方向推压所述第一可动部件以及所述第二可动部件；以及

推压力转换机构，其将该促动器所产生的推压力的一部分转换为，使所述第二可动部件相对于所述第一可动部件相对移动的方向的推压力，

所述第二可动部件被支撑为，能够沿所述第二方向移动，所述第二方向相对于所述第一可动部件的移动方向正交，

所述推压力转换机构具有：倾斜面，其固定于所述促动器或者所述第二可动部件的一方上，且相对于所述第一方向以及所述第二方向以小于90°的角度倾斜；以及滚筒，其安装于所述促动器或者所述第二可动部件的另一方上，且在所述倾斜面上滚动。

5.根据权利要求4所述的机器人手，其特征在于，

所述第一可动部件、所述第二可动部件以及所述推压力转换机构各设置有一对，

一对所述第一可动部件以将所述第一按压面分别按压到所述工件的互相对置的所述第一面上的方式使所述第一按压面彼此对置而配置，

所述促动器将各所述第一可动部件以及各所述第二可动部件向互相接近的方向推压。

6.根据权利要求4或5所述的机器人手，其特征在于，

所述促动器构成为，向所述第一方向推压所述第二可动部件，

所述机器人手还具有保持机构，该保持机构用于保持所述第二可动部件相对于所述第一可动部件不相对移动，直至从所述第二可动部件传递到所述第一可动部件的推压力超过预定的阈值。