JP4692824B2 - Multi-finger hand system and robot using the same - Google Patents

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Description

本発明は、産業用ロボットや人型ロボット等の多関節ロボットアームの先端に取付けられ、多指によって物体を把持するための多指ハンドシステムおよびそれを用いたロボットに関する。   The present invention relates to a multi-finger hand system that is attached to the tip of an articulated robot arm such as an industrial robot or a humanoid robot and holds an object with multiple fingers, and a robot using the same.

従来、産業用ロボットや人型ロボット等の多関節ロボットアームの先端に取付けられ、多指によって物体を把持するための多指ハンドシステムが、例えば、本出願人により特許文献１として提案されている。特許文献１は多指ハンドの把持制御方法および物体把持方法について示したものであるが、多指ハンドシステムは一般的に図４のようになっている。
図５は、従来の多指ハンドシステムの構成を示す図であって、（ａ）はその側面図、（ｂ）は（ａ）の矢視Ａ方向から見た平面図であり、それぞれサーボ制御装置の内部を透視したものである。
図５において、１は多指部、１ａはアクチュエータ、２はサーボ制御装置、３はサーボアンプ基板、４は電源用ケーブル、５はシリアル転送方式通信ケーブル、９はフレーム、１５はファン、１６はコネクタである。
多指ハンドシステムは、９個のアクチュエータ１ａで構成され、物体を把持するためのロボット用の多指部１と、多指部１の動作を制御するためのサーボ制御装置２と、が別体に配置されている。
サーボ制御装置２は、主に、発熱する半導体素子が実装された４枚のサーボアンプ基板３と、これを冷却するためのファン１１が金属製のフレーム９の内部に収納された構造となっており、ファン５を用いてサーボアンプ基板３を強制冷却することにより、該基板３に実装された半導体素子の発熱による温度上昇を低下させている。
また、各アクチュエータ１ａからサーボアンプ基板３に対して、合計９本のアクチュエータケーブル１ｂが出ており、多芯のアクチュエータケーブル１ｂはサーボ制御装置２の側面に設けたコネクタ１６に直接接続されており、サーボアンプ基板３から外部へは、電源用ケーブル４とシリアル転送方式通信ケーブル５の２本のみが出ている。
このような多指ハンドシステムは、多指多間接部１を図示しないロボットアーム手首軸の先に取り付けると共に、アクチュエータケーブル１ｂをロボットアーム（不図示）の外側に這わせ、サーボ制御装置２を図示しないロボットの近傍に設置するようにしている。よって、このアクチュエータケーブル１ｂは、ロボットアームの動作に対応できるよう、余裕を持った長さとなっている。
特開平１０−１０００８９号公報（明細書第４頁、第２図） Conventionally, a multi-finger hand system that is attached to the tip of an articulated robot arm such as an industrial robot or a humanoid robot and holds an object with multiple fingers has been proposed as, for example, Patent Document 1 by the present applicant. . Patent Document 1 shows a gripping control method and an object gripping method for a multi-fingered hand. The multi-fingered hand system is generally as shown in FIG.
5A and 5B are diagrams showing the configuration of a conventional multi-finger hand system, in which FIG. 5A is a side view thereof, and FIG. 5B is a plan view viewed from the direction of arrow A in FIG. The inside of the device is seen through.
In FIG. 5, 1 is a multi-finger part, 1a is an actuator, 2 is a servo control device, 3 is a servo amplifier board, 4 is a power cable, 5 is a serial transfer communication cable, 9 is a frame, 15 is a fan, 16 is It is a connector.
The multi-finger hand system is composed of nine actuators 1a, and a robot multi-finger part 1 for gripping an object and a servo control device 2 for controlling the operation of the multi-finger part 1 are separated. Is arranged.
The servo control device 2 mainly has a structure in which four servo amplifier boards 3 on which semiconductor elements that generate heat are mounted and a fan 11 for cooling them are housed in a metal frame 9. The servo amplifier substrate 3 is forcibly cooled using the fan 5 to reduce the temperature rise due to heat generation of the semiconductor elements mounted on the substrate 3.
In addition, a total of nine actuator cables 1b are provided from each actuator 1a to the servo amplifier board 3, and the multi-core actuator cable 1b is directly connected to the connector 16 provided on the side surface of the servo control device 2. Only two cables, ie, a power cable 4 and a serial transfer system communication cable 5 are provided from the servo amplifier board 3 to the outside.
In such a multi-finger hand system, the multi-finger multi-indirect portion 1 is attached to the tip of a wrist arm shaft (not shown), and the actuator cable 1b is placed outside the robot arm (not shown) to show the servo control device 2. It is installed near the robot that does not. Therefore, the actuator cable 1b has a sufficient length so that it can cope with the operation of the robot arm.
Japanese Patent Laid-Open No. 10-100089 (Specification, page 4, FIG. 2)

ところが、従来技術では以下の問題があった。
（１）多指ハンドシステムの多数の長いケーブルをロボットのアームの外側に配置すると、作業や取り付けスペースの制限を受けるために使用用途が限られると共に、ロボットの構成が複雑化し、ロボットアームのスマートな外観を損なうことになる。この問題を解決するために、ロボットアーム内にケーブルを内蔵することも考えられるが、多数のケーブルを該アーム内部に内蔵することによってロボットアームの構造が大きくなり、また、多指部の保守交換などの作業において、ケーブルをロボットアームから出し入れする際に、ロボットアームを分解する必要があり、作業性が悪くなる。さらに、ロボットの用途や機種によっては、必要なケーブル長さが異なるため、その都度多数の中継ケーブルを製作する必要があり、組立時の作業時間、部品費用がかかっていた。
そこで、多指部のケーブルによってロボットアームのスマートな外観を損なうことのないよう、また、多指部の着脱時における作業効率を改善する必要から、多指ハンドシステムの多指部とサーボ制御装置を一体化する要求があった。
（２）また、多指ハンドシステムは、産業用ロボットの他、人型ロボット等への適用も目的としており、小形・軽量化およびシンプルなデザインを施した構成が求められるが、従来技術の構造で、より小形・軽量化を図る際、ファン自体の大きさがサーボアンプ基板部分の小形化を難しくしていた。それから、ファンは、ベアリングの寿命により定期的な交換が必要であり、さらにファンの騒音や風による作業環境への影響も問題であった。これらデザイン面および機能面での問題により、使用用途が限られていた。
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、冷却性能を維持しつつ、ファンレス構造を実現し、従来のようなファンの騒音、風などによる作業環境への影響をなくすと共に、産業用ロボットの分野はもとより、人型ロボットなどの用途にも適用でき、しかも組立や交換を容易に実施できる、小形で軽量、かつ構造が簡単なサーボ制御装置を一体化した多指部を有する多指ハンドシステムおよびそれを用いたロボットを提供することを目的とする。 However, the prior art has the following problems.
(1) If a large number of long cables of a multi-finger hand system are arranged outside the robot arm, the usage is limited due to restrictions on work and installation space, the robot configuration becomes complicated, and the robot arm smart The appearance will be damaged. In order to solve this problem, it is conceivable to incorporate a cable in the robot arm. However, the construction of the robot arm becomes large by incorporating a large number of cables inside the arm, and maintenance and replacement of the multi-finger part is also possible. In such operations, when the cable is taken in and out of the robot arm, it is necessary to disassemble the robot arm, which deteriorates the workability. Furthermore, since the required cable length differs depending on the application and model of the robot, it is necessary to manufacture a large number of relay cables each time, which requires work time and parts costs during assembly.
Therefore, the multi-finger part of the multi-finger hand system and the servo controller are necessary so as not to impair the smart appearance of the robot arm by the multi-finger cable and to improve the work efficiency when attaching / detaching the multi-finger part. There was a request to integrate.
(2) The multi-fingered hand system is also intended for application to humanoid robots in addition to industrial robots, and requires a structure that is compact, lightweight, and has a simple design. However, when trying to make it smaller and lighter, the size of the fan itself made it difficult to reduce the size of the servo amplifier board. Then, the fan needs to be replaced periodically due to the life of the bearing, and the influence of the fan noise and wind on the working environment has also been a problem. Due to these design and functional problems, the intended use has been limited.
The present invention has been made in view of such problems, realizes a fanless structure while maintaining cooling performance, and eliminates the influence of conventional fan noise, wind, etc. on the working environment. In addition to the industrial robot field, it can be applied to humanoid robots, etc., and it can be easily assembled and replaced, and has a multi-finger unit that integrates a small, lightweight, and simple structure servo controller. An object of the present invention is to provide a multi-finger hand system and a robot using the same.

上記問題を解決するため、本発明は、次のように構成したものである。
請求項１に記載の発明は、複数のアクチュエータで構成され、物体を把持するためのロボット用の多指部と、前記多指部の動作を制御するためのサーボ制御装置と、が一体化された多指ハンドシステムにおいて、前記サーボ制御装置は、発熱する半導体素子が実装された複数のサーボアンプ基板と前記複数のサーボアンプ基板の間に配置された該基板よりも幅の広い板状のヒートパイプとよりなるサーボアンプ基板ユニットと、前記サーボアンプ基板ユニットを内部に収納し、前記サーボアンプ基板に対して前記ヒートパイプが突出した部分を接するように装着するためのスリット部を有した金属製の一体型に生成されたフレームと、を備え、前記ヒートパイプには前記スペーサを挿入できる大きさの位置決め用穴を設けてあり、前記位置決め用穴にスペーサを通して位置決めすることにより、前記サーボアンプ基板部を一体化し、前記サーボアンプ基板の発熱が前記ヒートパイプを介して前記フレームに伝達され、前記フレームが外気にふれることにより自然冷却されるものである。
また、請求項２に記載の発明は、前記半導体素子と前記ヒートパイプとの間に、弾力性のある熱伝導性シートを配置したものである。
また、請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の多指ハンドシステムを、多関節ロボットアームの先端に取付けてハンドリングを行なうものである。
また、請求項４に記載の発明は、前記多指ハンドシステムのサーボ制御装置のフレームと前記アーム先端との間の連結部分に、熱伝導性部材を設けたものである。
In order to solve the above problems, the present invention is configured as follows.
The invention described in claim 1 is composed of a plurality of actuators, and a multi-finger part for a robot for gripping an object and a servo control device for controlling the operation of the multi-finger part are integrated. In the multi-finger hand system, the servo control device includes a plurality of servo amplifier substrates on which heat-generating semiconductor elements are mounted and a plate-like heat wider than the substrate disposed between the plurality of servo amplifier substrates. A servo amplifier board unit composed of a pipe, and a metal having a slit portion for housing the servo amplifier board unit therein and mounting the servo amplifier board so that the protruding portion of the heat pipe contacts the servo amplifier board comprising a frame generated integral and, on the heat pipe is provided with a positioning hole sized to inserting the spacer, the positioning By positioning through spacers use hole, integrating the servo amplifier substrate portion, the heat generation of the servo amplifier substrate is transferred to the frame via the heat pipe, the frame is naturally cooled by exposure to ambient air Is.
According to a second aspect of the present invention, an elastic heat conductive sheet is disposed between the semiconductor element and the heat pipe.
According to a third aspect of the present invention, the multi-fingered hand system according to the first aspect is attached to the tip of an articulated robot arm for handling.
According to a fourth aspect of the present invention, a thermally conductive member is provided at a connecting portion between the frame of the servo control device of the multi-finger hand system and the tip of the arm.

本発明によると、多指部とサーボ制御装置を一体化することで、小形で軽量、かつ構造が簡単な多指ハンドシステムを得ることができる。
また、サーボアンプ基板に実装された半導体素子の熱がヒートパイプ等を介してフレーム全体に伝導され、外気による自然冷却が可能となり、ファンレス構造を実現できる。
また、サーボアンプ基板部をスペーサにより一体化することで、サーボ制御装置の調整、メンテナンス等のため、サーボアンプ基板を頻繁に出し入れする必要がある時に、サーボアンプ基板がばらばらになるのを防ぎ、また、各基板ごとに部品形状に誤差がある場合の位置合わせのミスをなくすことができ、フレームへの取り付け、取り外しを容易に行うことができる。
また、基板の配列方向にヒートパイプを熱伝導性シートの弾性分だけ自由に位置を調整することができ、ヒートパイプに力を加えることなく、スリット幅を広げずにサーボアンプ基板３ を容易にスリット部に挿入することができる。その結果、高い熱伝導性能を維持することができ、冷却性能が向上する。
また、多指ハンドシステムと多関節ロボットアームの組み合わせによって、より人間の動作に近い柔軟な動きが得られるため、ロボットの適用用途が増え、さらに産業用ロボットにおいては生産性を向上できる。
また、多指ハンドシステムの放熱部からの熱がロボットアーム先端に熱伝導し、効率よく放熱されるため、冷却性能を向上させることができる。
According to the present invention, a multi-finger hand system having a small size, a light weight, and a simple structure can be obtained by integrating the multi-finger portion and the servo control device.
Further, heat of the semiconductor element mounted on servo amplifier substrate is conducted to the entire frame via the heat pipe or the like, it is possible to natural cooling by ambient air, it can be realized a fanless configuration.
In addition, by integrating the spacers servo amplifier substrate portion, the adjustment of the servo control device, such as for maintenance, when it is necessary to out the servo amplifier board frequently prevents the servo amplifier substrate is apart, In addition, it is possible to eliminate misalignment when there is an error in the component shape for each board, and it is possible to easily attach and remove it from the frame.
Furthermore, the arrangement direction of the base plate a heat pipe only elastic fraction of the thermal conductive sheet can be adjusted freely position, without applying force to the heat pipe, facilitates servo amplifier board 3 without increasing the slit width Can be inserted into the slit. As a result, high heat conduction performance can be maintained and cooling performance is improved.
In addition, the combination of the multi- fingered hand system and the multi-joint robot arm can provide a flexible movement that is closer to human movement, increasing the number of applications for the robot and improving the productivity of industrial robots.
Moreover, since the heat from the heat radiating part of the multi- finger hand system is conducted to the tip of the robot arm and efficiently radiated, the cooling performance can be improved.

以下、本発明の実施例を図に基づいて具体的に説明する。   Embodiments of the present invention will be specifically described below with reference to the drawings.

図１は、本発明の実施例を示す多指ハンドシステムであって、（ａ）はその構成を示した側面図、（ｂ）は（ａ）の矢視Ａ方向から見た平面図であり、それぞれサーボ制御装置の内部を透視したものである。図２は、本実施例におけるサーボアンプ基板部の取付状態を示す図であって、（ａ）はフレームの側断面図、（ｂ）はサーボアンプ基板とヒートパイプをスペーサにより一体化した側面図、（ｃ）は（ｂ）を矢視Ｂ方向から見た正面図である。なお、本発明の構成要素が従来技術と同じ点についてはその説明を省略し、異なる点のみ説明する。
図１および図２において、６は半導体素子、７はヒートパイプ、８は熱伝導性シート、１０はスリット、１１はフィン、１２はスペーサ、１３は位置決め用穴、１４は取付面、１５はファン、１６はコネクタである。 FIG. 1 is a multi-finger hand system showing an embodiment of the present invention, in which (a) is a side view showing the configuration, and (b) is a plan view seen from the direction of arrow A in (a). These are perspective views of the inside of the servo control device. 2A and 2B are views showing a mounting state of the servo amplifier board portion in this embodiment, where FIG. 2A is a side sectional view of the frame, and FIG. 2B is a side view in which the servo amplifier board and the heat pipe are integrated by a spacer. (C) is the front view which looked at (b) from arrow B direction. Note that the description of the same constituent elements of the present invention as those of the prior art is omitted, and only different points will be described.
1 and 2, 6 is a semiconductor element, 7 is a heat pipe, 8 is a heat conductive sheet, 10 is a slit, 11 is a fin, 12 is a spacer, 13 is a positioning hole, 14 is a mounting surface, and 15 is a fan. 16 are connectors.

本発明が従来技術と異なる点は以下のとおりである。
すなわち、図１（ａ）および（ｂ）において、多指ハンドシステムは、９個のアクチュエータ１ａで構成され、物体を把持するためのロボット用の多指部１と、多指部１の動作を制御するためのサーボ制御装置２とが、一体化された点である。
また、各アクチュエータ１ａから出た合計９本のアクチュエータケーブル１ｂは、サーボアンプ基板３の上部に設けたコネクタ１６に直接接続されている。
また、図２（ａ）および（ｂ）において、サーボ制御装置２は、発熱する半導体素子が実装された複数のサーボアンプ基板３と複数のサーボアンプ基板３の間に配置された該基板よりも幅の広い板状のヒートパイプ７とよりなるサーボアンプ基板ユニットと、該サーボアンプ基板ユニットを内部に収納し、サーボアンプ基板３に対してヒートパイプ７が突出した部分を接するように装着するためのスリット部１０を有したアルミニウム合金製の一体型に生成されたフレーム９と、を備えたものとなっている。ここで、スリット１０内には、熱伝導性オイルコンパウンドを塗布しており、ヒートパイプ７とフレーム９との熱伝導性能を高めている。
また、図２（ｃ）において、複数のサーボアンプ基板３は、金属製のスペーサ１２により接続すると共に、該基板間に配置したヒートパイプ７には、スペーサ１２を挿入できるほどの、スペーサ形状の外接円と同じ大きさの位置決め用穴１３を設けてあり、位置決め用穴１３にスペーサ１２を通して位置決めすることにより、サーボアンプ基板３を一体化したものとなっている。 The present invention is different from the prior art as follows.
That is, in FIGS. 1A and 1B, the multi-finger hand system is composed of nine actuators 1a, and the multi-finger part 1 for a robot for gripping an object and the operation of the multi-finger part 1 are as follows. The servo control device 2 for controlling is an integrated point.
Further, a total of nine actuator cables 1b coming out from each actuator 1a are directly connected to a connector 16 provided on the upper part of the servo amplifier board 3.
2 (a) and 2 (b), the servo control device 2 has a plurality of servo amplifier boards 3 on which the semiconductor elements that generate heat are mounted and the board arranged between the plurality of servo amplifier boards 3. Servo amplifier board unit composed of a wide plate-shaped heat pipe 7 and the servo amplifier board unit are housed inside and mounted so that the protruding portion of the heat pipe 7 contacts the servo amplifier board 3 And a frame 9 made of an aluminum alloy and having a slit portion 10. Here, a heat conductive oil compound is applied in the slit 10 to enhance the heat conduction performance between the heat pipe 7 and the frame 9.
In FIG. 2C, the plurality of servo amplifier boards 3 are connected by metal spacers 12, and the spacers 12 are inserted into the heat pipes 7 arranged between the boards. A positioning hole 13 having the same size as the circumscribed circle is provided, and the servo amplifier substrate 3 is integrated by positioning the positioning hole 13 through the spacer 12.

次に動作について、図１〜図２を用いて説明する。
外部電源を投入し、サーボ制御装置２を介して多指部１を駆動すると、複数のサーボアンプ基板３に実装された半導体素子６が発熱する。その熱は半導体素子６と接触しているヒートパイプ７の吸熱部分へと伝熱し、ヒートパイプの吸熱部分に伝熱した熱は、該ヒートパイプ内部に封入された作動液体の蒸発・凝縮の相変化によって、ヒートパイプ７のスペーサ１２の長さより突出した放熱部分に輸送される。このヒートパイプ７の突出した部分に伝熱した熱がヒートパイプ７とフレーム９との熱伝導性能を高めるようにコンパウンドを塗布してなるフレーム９のスリット１０に伝わり、さらにスリット１０に伝熱した熱がフレーム９に設けた放熱部となるフィン１１に伝熱した後、外部に放熱され、フレーム９の一体化により熱伝導が効率的に行なわれる。 Next, the operation will be described with reference to FIGS.
When the external power supply is turned on and the multi-finger portion 1 is driven via the servo control device 2, the semiconductor elements 6 mounted on the plurality of servo amplifier boards 3 generate heat. The heat is transferred to the heat absorbing portion of the heat pipe 7 in contact with the semiconductor element 6, and the heat transferred to the heat absorbing portion of the heat pipe is a phase of evaporation and condensation of the working liquid enclosed in the heat pipe. Due to the change, the heat pipe 7 is transported to a heat radiation portion protruding from the length of the spacer 12. The heat transferred to the protruding portion of the heat pipe 7 is transferred to the slit 10 of the frame 9 formed by applying a compound so as to enhance the heat conduction performance between the heat pipe 7 and the frame 9, and further transferred to the slit 10. After heat is transferred to the fins 11 serving as the heat dissipating portions provided in the frame 9, the heat is radiated to the outside, and the heat conduction is efficiently performed by the integration of the frame 9.

本発明の第１実施例は、物体を把持するためのロボット用の多指部と、多指部の動作を制御するためのサーボ制御装置２とを一体化する構成にしたので、小形で軽量、かつ構造が簡単な多指ハンドシステムを得ることができる。
また、複数のサーボアンプ基板の間にヒートパイプを設け、ヒートパイプの突出部分をフレームのスリット部に挿入する構成にしたので、サーボアンプ基板上の半導体素子の熱がヒートパイプ等を介してフレーム全体に伝熱し、外気による自然冷却が可能となり、ファンレス構造を実現できる。その結果、小形で軽量、かつ構造が簡単な多指ハンドシステムを得ることができる。
また、サーボアンプ基板部は、スペーサを介してヒートパイプと一体化する構成にしたので、サーボ制御装置の調整、メンテナンス等のため、サーボアンプ基板を頻繁に取り出したり、挿入したりする必要があるときに、サーボアンプ基板がばらばらになるのを防ぎ、また、各基板ごとに部品形状に誤差がある場合の位置合わせのミスをなくすことができると共に、フレームへの組立、取り付けあるいは交換、取り外しが容易に行なえる。 In the first embodiment of the present invention, since the multi-finger part for a robot for gripping an object and the servo control device 2 for controlling the operation of the multi-finger part are integrated, it is small and lightweight. A multi-finger hand system having a simple structure can be obtained.
In addition, a heat pipe is provided between the multiple servo amplifier boards, and the projecting part of the heat pipe is inserted into the slit part of the frame, so the heat of the semiconductor elements on the servo amplifier board is transferred to the frame via the heat pipe etc. Heat is transferred to the whole, allowing natural cooling by outside air, and a fanless structure can be realized. As a result, it is possible to obtain a multi-finger hand system that is small, lightweight, and has a simple structure.
In addition, since the servo amplifier board is integrated with the heat pipe via a spacer, it is necessary to frequently take out and insert the servo amplifier board for adjustment and maintenance of the servo control device. Sometimes it is possible to prevent the servo amplifier boards from falling apart, and to eliminate misalignment when there is an error in the part shape for each board. It can be done easily.

次に、本発明の第２実施例について説明する。
図３は本発明の第２実施例を示すサーボアンプ基板部の拡大図である。
第２実施例が第１実施例と異なる点は、サーボアンプ基板３上の半導体素子６とヒートパイプ７との間に、弾力性のある熱伝導性シート８を配置した点である。
この熱伝導性シート８については、各半導体素子６とヒートパイプ７は長さが異なるため、各半導体素子６の長さよりも大きい熱伝導性シート８を介して、各半導体素子６から発生する熱を一旦、熱伝導性シート８に吸収させてヒートパイプ７側への熱伝導性能を高めている。なお、動作については、第１実施例と基本的に同じなので、その説明を省略する Next, a second embodiment of the present invention will be described.
FIG. 3 is an enlarged view of a servo amplifier board portion showing a second embodiment of the present invention.
The second embodiment is different from the first embodiment in that an elastic heat conductive sheet 8 is disposed between the semiconductor element 6 on the servo amplifier substrate 3 and the heat pipe 7.
With respect to the heat conductive sheet 8, each semiconductor element 6 and the heat pipe 7 have different lengths. Therefore, heat generated from each semiconductor element 6 through the heat conductive sheet 8 larger than the length of each semiconductor element 6. Is once absorbed in the heat conductive sheet 8 to enhance the heat conduction performance toward the heat pipe 7 side. Since the operation is basically the same as that of the first embodiment, the description thereof is omitted.

本発明の第２実施例は、ヒートパイプはＹ方向（基板の配列方向と垂直方向）にスペーサにより位置決めされているが、これに対して、Ｘ方向（基板の配列方向）にはヒートパイプを熱伝導性シートの弾性分だけ自由に位置を調整することができ、ヒートパイプに力を加えることなく、またスリット幅を広げることなくサーボアンプ基板３を容易にスリット部に挿入することができる。
それから、このサーボアンプ基板部は、金属製のスペーサにてしっかりと固定されているため、使用の際にも熱伝導性シートの設置によりヒートパイプにＸ方向の力が加わることがなく、高い熱伝導性能を維持しつつ、安定した冷却性能が得られる。 In the second embodiment of the present invention, the heat pipe is positioned by the spacer in the Y direction (the direction perpendicular to the substrate arrangement direction), whereas the heat pipe is arranged in the X direction (the substrate arrangement direction). The position can be freely adjusted by the amount of elasticity of the heat conductive sheet, and the servo amplifier board 3 can be easily inserted into the slit portion without applying force to the heat pipe and without increasing the slit width.
And since this servo amplifier board is firmly fixed with a metal spacer, the heat pipe does not apply any X-direction force to the heat pipe even during use, and high heat Stable cooling performance can be obtained while maintaining conduction performance.

次に、本発明の第３実施例について説明する。
図４は、本発明の第３実施例を示す多指ハンドシステムとロボットアームを組み合わせた概略構成図である。
図４において、２０はロボット、２１はアーム、２２はアダプタである。
図では、多指部１とサーボ制御装置２とよりなる多指ハンドシステムを、図に示すごとく、多関節形のロボット２０、例えば本出願人より提供される「ＭＯＴＯＭＡＮ」（当社登録商標）のアーム２１先端に取り付けた構成にしたものである。
これにより、多指ハンドシステムと多関節ロボットアームの組み合わせによって、より人間の動作に近い柔軟な動きが得られ、ロボットの適用用途が増え、さらに産業用ロボットにおいては生産性を向上することができる。
また、サーボ制御装置２のフレーム１１とアーム２１先端との間の連結部分には高熱伝導性部材からなるアダプタ２２をネジ結合等により取り付けてあり、さらにアダプタ取付け面には熱伝導性シート（不図示）を挿設したり、あるいは熱伝導性コンパウンド（不図示）を塗布するようにしている。
これにより、多指ハンドシステムの放熱部からの熱がロボットアーム先端に熱伝導し、効率よく放熱されるため、冷却性能が向上する。 Next, a third embodiment of the present invention will be described.
FIG. 4 is a schematic configuration diagram combining a multi-finger hand system and a robot arm according to a third embodiment of the present invention.
In FIG. 4, 20 is a robot, 21 is an arm, and 22 is an adapter.
In the figure, a multi-finger hand system comprising a multi-finger part 1 and a servo control device 2 is shown in the figure as an articulated robot 20, for example “MOTOMAN” (registered trademark) provided by the present applicant. The arm 21 is attached to the tip.
As a result, the combination of a multi-fingered hand system and an articulated robot arm can provide a flexible movement that is closer to human movement, increasing the number of applications for the robot and improving the productivity of industrial robots. .
In addition, an adapter 22 made of a highly heat conductive member is attached to a connecting portion between the frame 11 of the servo control device 2 and the tip of the arm 21 by screw connection or the like, and a heat conductive sheet (non-conductive) is attached to the adapter mounting surface. (Shown) is inserted, or a heat conductive compound (not shown) is applied.
As a result, heat from the heat radiating portion of the multi-finger hand system is conducted to the tip of the robot arm and radiated efficiently, so that the cooling performance is improved.

なお、本実施例において、熱源の発熱が少ない場合には、板状のヒートパイプの代わりに銅板を用いて、同様の構成を行なっても良い。   In the present embodiment, when the heat source generates little heat, a similar configuration may be performed using a copper plate instead of the plate-like heat pipe.

本発明によると、シンプルなファンレス構造（自然空冷）により、小形・軽量化が図れ、従来のようなファンの騒音、風などによる作業環境への影響がなくなり、またメンテナンスも不要となるため、これらの改善により、産業用ロボットの分野はもとより、デザイン、小形・軽量化が重視される、人型ロボットなどの用途にも適用できる。   According to the present invention, a simple fan-less structure (natural air cooling) can reduce the size and weight, eliminate the influence of conventional fan noise, wind, etc. on the work environment, and also eliminate the need for maintenance. These improvements can be applied not only to the field of industrial robots, but also to applications such as humanoid robots where design, small size and light weight are important.

本発明の実施例を示す多指ハンドシステムであって、（ａ）はその構成を示した側面図、（ｂ）は（ａ）の矢視Ａ方向から見た平面図であり、それぞれサーボ制御装置の内部を透視したものBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is the multifinger hand system which shows the Example of this invention, Comprising: (a) is the side view which showed the structure, (b) is the top view seen from the arrow A direction of (a), respectively, servo control The inside of the device is seen through 本実施例におけるサーボアンプ基板部の取付状態を示す図であって、（ａ）はフレームの側断面図、（ｂ）はサーボアンプ基板とヒートパイプをスペーサにより一体化した側面図、（ｃ）は（ｂ）を矢視Ｂ方向から見た正面図It is a figure which shows the attachment state of the servo amplifier board | substrate part in a present Example, (a) is a sectional side view of a flame | frame, (b) is a side view which integrated the servo amplifier board and the heat pipe with the spacer, (c). Is a front view of (b) seen from the direction of arrow B 本発明の第２実施例を示すサーボアンプ基板部の拡大図The enlarged view of the servo amplifier board | substrate part which shows 2nd Example of this invention 本発明の第３実施例を示す多指ハンドシステムとロボットアームを組み合わせた概略構成図The schematic block diagram which combined the multi-finger hand system and robot arm which show 3rd Example of this invention 従来の多指ハンドシステムの構成を示す図であって、（ａ）はその側面図、（ｂ）は（ａ）の矢視Ａ方向から見た平面図であり、それぞれサーボ制御装置の内部を透視したものIt is a figure which shows the structure of the conventional multi-finger hand system, (a) is the side view, (b) is the top view seen from the arrow A direction of (a), respectively, The inside of a servo control apparatus is respectively shown See-through

符号の説明Explanation of symbols

１ 多指部
１ａ アクチュエータ
１ｂ アクチュエータケーブル
２ サーボ制御装置
３ サーボアンプ基板
４ 電源用ケーブル
５ 通信ケーブル
６ 半導体素子
７ ヒートパイプ
８ 熱伝導性シート
９ フレーム
１０ スリット
１１ フィン
１２ スペーサ
１３ 位置決め用穴
１４ 取付面
１５ ファン
１６ コネクタ
２０ ロボット
２１ アーム
２２ アダプタ（熱伝導性部材） DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Multi-finger part 1a Actuator 1b Actuator cable 2 Servo control device 3 Servo amplifier board 4 Power cable 5 Communication cable 6 Semiconductor element 7 Heat pipe 8 Thermal conductive sheet 9 Frame 10 Slit 11 Fin 12 Spacer 13 Positioning hole 14 Mounting surface 15 Fan 16 Connector 20 Robot 21 Arm 22 Adapter (thermally conductive member)

Claims (4)

複数のアクチュエータで構成され、物体を把持するためのロボット用の多指部と、前記多指部の動作を制御するためのサーボ制御装置と、が一体化された多指ハンドシステムにおいて、
前記サーボ制御装置は、発熱する半導体素子が実装された複数のサーボアンプ基板と前記複数のサーボアンプ基板の間に配置された該基板よりも幅の広い板状のヒートパイプとから構成されたサーボアンプ基板ユニットと、前記サーボアンプ基板ユニットを内部に収納し、前記サーボアンプ基板に対して前記ヒートパイプが突出した部分を接するように装着するためのスリット部を有した金属製の一体型に生成されたフレームと、を備え、前記ヒートパイプにはスペーサを挿入できる大きさの位置決め用穴を設けてあり、前記位置決め用穴に前記スペーサを通して位置決めすることにより、前記サーボアンプ基板部を一体化し、
前記サーボアンプ基板の発熱が前記ヒートパイプを介して前記フレームに伝達され、前記フレームが外気にふれることにより自然冷却されることを特徴とする多指ハンドシステム。 In a multi-finger hand system composed of a plurality of actuators and integrated with a multi-finger part for a robot for gripping an object and a servo control device for controlling the operation of the multi-finger part,
The servo controller, servo semiconductor element which generates heat is composed has been a plurality of servo amplifiers substrate and the plurality of servo amplifiers wide plate-shaped heat pipe having placed width than the substrate between the substrate mounting An amplifier board unit and the servo amplifier board unit are housed inside, and a metal integrated type having a slit portion for mounting the servo amplifier board so as to contact the protruding portion of the heat pipe is generated. A positioning hole having a size capable of inserting a spacer in the heat pipe, and positioning the servo amplifier board part through the spacer in the positioning hole,
The multi-fingered hand system is characterized in that heat generated by the servo amplifier board is transmitted to the frame through the heat pipe, and the frame is naturally cooled by being exposed to outside air. 前記半導体素子と前記ヒートパイプとの間に、弾力性のある熱伝導性シートを配置したことを特徴とする請求項１記載の多指ハンドシステム。 The multi-finger hand system according to claim 1, wherein a heat conductive sheet having elasticity is disposed between the semiconductor element and the heat pipe . 請求項１に記載の多指ハンドシステムを、多関節ロボットアームの先端に取付けてハンドリングを行なうことを特徴とするロボット。A robot characterized in that the multi-finger hand system according to claim 1 is attached to the tip of an articulated robot arm for handling. 前記多指ハンドシステムのサーボ制御装置のフレームと前記アーム先端との間の連結部分に、熱伝導性部材を設けたことを特徴とする請求項３記載のロボット。
 4. The robot according to claim 3, wherein a heat conductive member is provided at a connecting portion between a frame of the servo control device of the multi-finger hand system and the tip of the arm .
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