JP3437250B2 - 把持装置 - Google Patents
把持装置Info
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- JP3437250B2 JP3437250B2 JP09367494A JP9367494A JP3437250B2 JP 3437250 B2 JP3437250 B2 JP 3437250B2 JP 09367494 A JP09367494 A JP 09367494A JP 9367494 A JP9367494 A JP 9367494A JP 3437250 B2 JP3437250 B2 JP 3437250B2
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- arm
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Description
ークを把持する把持装置に関するものである。
円周面を有するのワークの径方向から接近してワークを
把持できる把持装置が知られている(たとえば、特開昭
61−61783号、同61−50789号、同60−
94290号公報参照)。この種の把持装置の一例を図
7に示す。
反時計回りに回動することにより、中央把持爪60がワ
ークWの中心Oに向かって直進し、一対のアーム63に
設けた把持爪61,61が中心Oに向かって回動する。
上記把持装置は、3つの爪60,61,61が中心Oに
向かって変位するから、径の異なるワークWを把持する
ことができるとともに、一対のアーム63の把持爪61
が左右に開くので、把持する際にワークWの径方向から
ワークWに接近することができる。
把持装置では、把持爪60,61が直進運動と回転運動
の2種類の運動を行うので、駆動機構が複雑になるのは
避けられず、また、直進運動による変位と回転運動によ
る変位とを同一にするのは一般に困難であるから、把持
力が不均一になるので、把持状態が不安定になる。
ものであり、その目的はワークの径方向から接近し得る
とともに、種々の外径のワークを把持し得る把持装置に
おいて、安定した把持状態が得られるとともに、構造を
簡単にすることである。
に、本発明は、まず、フレームに支持された第1ないし
第3のアームと、これらアームを回動させる回転機構と
を有している。上記フレームは、外方から内方に向かっ
て切欠された凹所を有し、かつ、この凹所を挟んだ位置
に第1および第2のアーム支持部を有する。上記第1お
よび第2のアームは、上記第1および第2のアーム支持
部に、それぞれ回転自在に支持され、互いに対称に回動
する。上記第3のアームは、上記第1のアーム支持部に
回転自在に支持され、上記第1のアームに対して対称に
回動する。上記3つのアームの先端部には、上記ワーク
の外周面に対向する円弧状の凸面からなる把持面を有す
る把持部が設けられている。上記回転機構は、上記各ア
ームを同期して回動させることにより、把持動作におい
て、把持部を互いに等しい移動量でワークの中心に向か
って移動させ、一方、非把持状態において上記第1およ
び第2のアームを互いに対称に回動させて拡開させるこ
とで、上記フレームの凹所をワークに対して開口させ、
かつ、上記第3のアームを第1のアームと対称に回動さ
せて上記凹所の奥に向かって退避させる。
で、各アームの把持部の変位量を容易に同一に設定し得
るとともに、3つのアームの動作が同一ないし対称であ
るから、回転機構の構造が簡単になる。
明する。図1ないし図4は本発明の第1実施例を示す。
図1において、把持されるワークWは、その被把持部が
円柱形である。把持装置10はフレーム11とエアシリ
ンダ14とを備えており、エアシリンダ14の基端側の
フランジ17が、ロボットのハンド等(図示せず)に取
り付けられている。フレーム11は箱本体12と蓋13
とからなり箱状になっている。上記フレーム11はU字
状ないしV字状になっており、外方から内方に向かって
切欠された凹所20を有している。上記フレーム11に
おける凹所20を挟んだ位置には、それぞれ、第1およ
び第2のアーム支持部31,32が形成されている。
1を挟んだ2本1組の第1および第3のアーム1,3が
支持ピン34を介してフレーム11に回転自在に支持さ
れている。一方、上記第2のアーム支持部32には、2
本1組の第2のアーム2が、支持ピン34を介してフレ
ーム11に回転自在に支持されている。これら2本1組
のアーム1〜3の先端部には、それぞれ、1組のアーム
1〜3ごとに第1ないし第3の把持部1a〜3aが架設
されている。これらの把持部1a〜3aは、後述するよ
うに、ワークWの外周面に接触する把持面1c〜3cを
有している。上記把持面1c〜3cは、ワークWの外周
面に対向する円弧の横断面を有している。
13(図1)を取り去った状態の正面図である。図2に
おいて、上記フレーム11の箱本体12中には、上記ア
ーム1〜3の回転機構40が収納されている。この回転
機構40は、エアシリンダ14のロッド15と、このロ
ッド15の先端16に回転自在に取付けた左右一対の第
1および第2のリンク4,5と、上記第1のリンク4の
先端51に回転自在に連結されたアーム状の駆動ギア4
1と、上記第2のリンク5の先端52に回転自在に連結
された従動リンク42と、上記駆動ギア41にかみ合う
従動ギア43とを有している。上記駆動ギア41、従動
リンク42および従動ギア43は、それぞれ、上記支持
ピン34に溶着されて、支持ピン34を介して、第1な
いし第3のアーム1〜3を回動させる。
3aは、それぞれ、互いに同一形状に設定されている。
また、両ギヤ41,43のピッチ円は互いに同一寸法に
設定されており、これにより、各把持部3a〜3cの移
動量が同一に設定されている。
に示すように、まず、上記ロッド15を退避させて一対
のリンク4,5を回動させることで、上記従動リンク4
2および両ギア41,43を介して、第1ないし第3の
アームを支持ピン34を中心に同期させて回動させる。
この非把持状態においては、第1および第2のアーム
1,2が、互いに対称に回動して(矢印A1,A2)拡
開することで、上記フレーム11の凹所20をワークW
に対して開口させる。同時に、第3のアーム3は、上記
一対のギヤ41,43の作用により、第1のアーム1と
対称に回動して上記凹所20の奥に向かって(矢印A
3)退避する。この退避後、上記把持装置10はロボッ
トのハンド等の動作により、矢印B1方向に移動して、
ワークWの径方向からワークWに接近し、ワークWを凹
所20に取り込む。
14はロッド15を突出させることで、上記リンク4,
5,従動リンク42および両ギア41,43を介して、
上記各アーム1〜3を、矢印B1〜B3方向に同期させ
て回動させる。この把持動作においては、上記把持部1
a〜3aがワークWの中心Oに向かって互いに等しい移
動量で移動し、各把持面1c〜3cがワークWの外周面
に接することでワークWを把持する。
ム1〜3の回動に伴って矢印B1〜B3のように支持ピ
ン34の中心34aを中心として円弧状に回動するが、
上記各把持面1c〜3cの横断面が凸面に設定されてい
るので、図4の実線Loで示すように、把持面1c〜3
cと種々の径のワークWとの接触点の軌跡は、ワークW
の半径方向に沿った直線状になる。
おいて、各把持部1a〜3aと種々の径を有するワーク
Wとの当接位置は、上記各把持面1c〜3cの円弧上
を、ワークWの径に応じて変化する。つまり、ワークW
の径が小さくなるに従って、当接位置は、把持面1c〜
3c上をPi 点からQi 点に移動する。そのため、実線
で示す当接位置の軌跡Loは、上記把持面1c〜3cの
円弧の半径rをある程度大きく設定することにより、上
記把持部1a〜3aの軌跡よりも半径方向に設定した3
つの直線OA,OB,OCに沿った軌跡となる。つま
り、中心Oに向かった直線的な軌跡となる。したがっ
て、中心Oに向かう3つの把持力で、種々の径のワーク
Wを把持することができるので、把持状態が安定する。
1〜3の回転半径Rの0.1倍以上でかつ0.5 倍以下に設
定し、好ましくは、0.15倍以上でかつ0.4 倍以下に設定
する。なお、回転半径Rとは、アーム1〜3の回転中心
34aと、円弧Pi Qi の曲率の中心Dを結んだ線分の
長さをいう。
弧とする必要はなく、円弧状であればよい。たとえば、
把持面1c〜3cは、楕円、正弦曲線、双曲線、放物
線、指数関数曲線もしくは対数関数曲線の一部により、
または、これらの組み合わせにより、円弧状に形成して
もよい。さらに、把持面1a〜3aをゴムなどで形成し
て、円弧に近似した多角形にしてもよい。
まり、回転半径Rを大きく設定すれば、把持面1c〜3
cの曲率半径rを小さくしても、当接位置の軌跡Loは
直線的になる。しかし、こうすると、把持し得るワーク
Wの径に対するアーム1〜3の長さが長くなるので、把
持装置10が大型化するなどの欠点が生じる。これに対
し、本実施例は、上記のように、把持面1c〜3cの曲
率半径rを大きくすることにより、直線的な軌跡Loを
得ているので、アーム1〜3の長さを小さくすることが
できる。したがって、小さな把持装置10により、種々
の径のワークWを中心Oに向かう力で把持することがで
きる。
Loが、ワークWの横断面における等角度の振分線O
A,OB,OCにほぼ沿った直線的な軌跡に設定されて
おり、したがって、ワークWの径が変化しても、等角度
に振り分けた3つの接触点Pi〜Qi により、ワークW
を安定した状態で把持することができる。
は、第1ないし第3のアーム1〜3を全て回転させるこ
とで把持動作を行うから、第3の把持部3aを直進させ
る従来の把持動作と異なり、駆動機構が簡単になる。つ
まり、この把持装置10では、凹所20の奥に退避する
第3の把持部3aを他の把持部1a,2aと同様に回動
させるから、たとえば、一対のギヤ41,43で構成さ
れる簡単な反転機構により、第3の把持部3aを作動さ
せることができるので、駆動機構(回転機構40)の構
造が簡単になる。
るので、上記把持部1a〜3aの移動量が互いに同一に
なるから、把持力が均一になる。したがって、把持状態
が安定する。
が外周面であるワークWについて説明したが、本発明で
は、ワークが円筒形などのように、内周に円周面を有す
るワークを把持することもできる。この一例を図5およ
び図6の第2実施例を用いて説明する。
には、それぞれ、一対の把持部1a〜3aが設けられて
いる。各把持部1a〜3aは、円柱形状の部材からな
り、図6に示すように、ワークの外周面に対向する円弧
状の凸面からなる外周用把持面1c〜3cと、ワークW
2の内周面に対向する円弧状の凸面からなる内周用把持
面1d〜3dを形成している。上記各把持部1a〜3a
は、図5(b)に示すように、アーム1〜3におけるフ
レーム11の外方に突出しており、連結ロッド1b〜3
bを介して取付ボルト50により、アーム1〜3に固定
されている。上記連結ロッド1b〜3bは、1組のアー
ム1〜3を貫通しているとともに、1組のアーム1〜3
に上記取付ボルト50で固定されていることにより、1
組のアーム1〜3を互いに連結している。なお、第2実
施例のその他の構成は、第1実施例と同様であり、同一
部分または相当部分に同一符号を付して、その詳しい説
明および図示を省略する。
面を把持するには、まず、把持部1a〜3aをワークW
2の中心Oに向かって回動させる。この回動後、把持装
置10Aを上記ワークW2の軸方向からワークW2に接
近させ、上記把持部1a〜3aをワークW2の中に挿入
する。この挿入後、上記把持装置10Aは上記把持部1
a〜3aを拡開することで、上記ワークW2の内面に上
記把持部1a〜3aの内周把持面1d〜3dを押し付け
て、ワークW2を把持する。したがって、第2実施例で
は、1種類の把持装置10Aで円筒形のワークW2の外
周面および内周面の双方を把持することができる。
ム1〜3に把持部1a〜3aを設けたが、本発明では、
4組のアームを設け、これらのアームに各々把持部を設
けてもよい。なお、この場合は、把持位置の軌跡が90
°の等角度振分けとなるように設定するのが好ましい。
0の駆動源にエアシリンダ14を用いたが、駆動源とし
ては、油圧シリンダやモータなどの他の動力源を用いる
ことができる。
おけるリンク機構44により、第1および第2のアーム
1,2を回動させ、反転機構として一対のギヤ41,4
3を用いて第3のアーム3を回動させたが、本発明で
は、回転機構40の構造を限定するものではない。たと
えば、駆動源にモータを用い、リンク機構に代えて、ベ
ルトとプーリを用いて、第1および第2のアーム1,2
を回動させ、さらに、摩擦車で反転機構を構成して、第
3のアーム3を回動させてもよい。
を箱状に形成したが、本発明ではフレーム11を板状に
形成してもよい。また、図1の各アーム1〜3は、2本
1組としたが、2本1組とする必要はなく、第1〜第3
のアーム1〜3を1本とし、それぞれに把持部1a〜3
aを設けてもよい。
第1および第2のアームを拡開させるとともに、第3の
アームをフレームの凹所の奥に向かって退避させるの
で、ワークを径方向から把持し得る。しかも、ワークを
把持するアームを全て回転運動させるから、つまり、把
持部が直進しないので、駆動機構が簡単になるうえ、把
持部の移動量を互いに等しくするのが容易になり、把持
力が均一になるとともに、把持状態が安定する。
ある。
る。
る。
線図である。
断面図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 外方から内方に向かって切欠された凹所
を有し、かつ、この凹所を挟んだ位置に第1および第2
のアーム支持部を有するフレームと、 上記第1および第2のアーム支持部に、それぞれ、回転
自在に支持された第1および第2のアームと、 上記第1のアーム支持部に回転自在に支持され、上記第
1のアームに対して対称に回動する第3のアームと、 上記各アームの先端部に設けられ上記ワークの外周面に
対向する円弧状の凸面からなる把持面を有する把持部
と、 上記各アームを同期して回動させることにより、把持動
作において上記把持部を互いに等しい移動量でワークの
中心に向かって移動させ、一方、非把持状態において上
記第1および第2のアームを互いに対称に回動させて拡
開させることで上記フレームの凹所をワークに対して開
口させ、かつ、上記第3のアームを第1のアームと対称
に回動させて上記凹所の奥に向かって退避させる回転機
構とを備えた把持装置。 - 【請求項2】 請求項1において、 上記把持面の円弧の曲率半径が、上記アームの回転半径
の0.1 倍以上で、かつ、0.5 倍以下である把持装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP09367494A JP3437250B2 (ja) | 1994-04-06 | 1994-04-06 | 把持装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP09367494A JP3437250B2 (ja) | 1994-04-06 | 1994-04-06 | 把持装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07276283A JPH07276283A (ja) | 1995-10-24 |
JP3437250B2 true JP3437250B2 (ja) | 2003-08-18 |
Family
ID=14088958
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP09367494A Expired - Lifetime JP3437250B2 (ja) | 1994-04-06 | 1994-04-06 | 把持装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3437250B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6294793B2 (ja) * | 2014-08-19 | 2018-03-14 | 株式会社ディスコ | エッジクランプ搬送機構 |
CN112499248B (zh) * | 2020-12-18 | 2022-12-13 | 华南理工大学广州学院 | 一种翻转式夹持机械手 |
-
1994
- 1994-04-06 JP JP09367494A patent/JP3437250B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH07276283A (ja) | 1995-10-24 |
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