JP5798333B2 - ロボットハンド - Google Patents
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Description
搬送ロボット100は、本発明のロボットハンドによって構成される実施形態である。本実施形態の搬送ロボット100は、自動車工場に配置されているものとする。また、搬送ロボット100は、エンジンのシャーシを構成するナックルキャリア(以下、単にワークとする)を搬送するものとする。搬送ロボット100は、ワークを上方から把持し、ワークを所定距離だけ搬送し、ワークを上方から解放するものである。
図2では、説明を分かり易くするため、ロボットハンド10のツメ60のみを示している。
図3および図4では、説明を分かり易くするために、ロボットハンド10の各機構のみを記載している。さらに、図4の左方には筒部41の一部断面図を示している。
ロボットハンド10は、駆動機構20と、第1変換機構30と、第2変換機構40と、第3変換機構50と、3つのツメ60と、を具備している。
駆動機構20は、サーボモータ21と、駆動軸22と、を具備している。サーボモータ21は、コントローラ5と、接続されている。サーボモータ21は、軸が水平方向と平行になるように配置されている。サーボモータ21は、サーボアンプと、モータと、エンコーダと、を具備している。サーボアンプは、コントローラ5からの指令を受け、モータを制御するものである。モータは、駆動軸22を回転駆動するものである。エンコーダは、モータの制御の状態である回転を検出し、サーボアンプにフィードバックするものである。駆動軸22は、軸が水平方向と平行になるように配置されている。
第1変換機構30は、ウォーム31と、ウォームホイール32と、を具備している。ウォーム31は、ネジ歯車であって、駆動軸22の他端側に固定して配置されている。ウォームホイール32は、はす歯歯車であって、ウォーム31に歯合されている。
すなわち、コントローラ5は、サーボモータ21を駆動することによって、ウォーム31を水平軸周りに回転させる。ウォーム31の水平軸周りの回転に従って、ウォームホイール32が鉛直軸P周りに回転する。
第2変換機構40は、筒部41と、軸42と、を具備している。筒部41は、パイプ形状に形成されている。筒部41は、軸が鉛直軸Pと同軸上に配置されている。筒部41の上部は、ウォームホイール32の中心に固定して配置されている。筒部41の内部には、台形ネジ部41Aが形成されている。台形ネジ部41Aとは、断面が台形の連続で形成さ
れるネジ部のことである。
すなわち、ウォームホイール32の鉛直軸P周りの回転に従って、筒部41は、鉛直軸P周りに回転する。筒部41の鉛直軸P周りの回転に従って、軸42は、鉛直軸P周りに回転しようとする。しかし、軸42の下端に後述する支持部51A・51B・51Cが固定して配置されているため、鉛直軸P周りの回転が規制される。このとき、台形ネジ部42Aと台形ネジ部41Aとが螺合しているため、筒部41の鉛直軸P周りの回転に従って、軸42は、鉛直軸P方向(上下方向)へ直線移動する。
なお、図5は、ツメ支持部55Aの一部断面図を示している。また、図5(A)の上方には、突起部54Aの斜視図を拡大して示している。図5(B)は、図5(A)の状態から軸42が上向きに直線移動したときの第3変換機構50の作用について示している。
第3変換機構50は、支持台51と、3つの支持部53A・53B・53Cと、3つのツメ支持部55A・55B・55Cと、を具備している。支持台51は、平面視において、Y字形状に形成されている。
すなわち、軸42の鉛直軸P方向の上向きの直線移動(図4における矢印S1)に従って、突起部54A・54B・54Cは、通路57A・57B・57Cに沿って傾斜方向Lに沿って移動する。突起部54A・54B・54Cの通路57A・57B・57Cに沿った傾斜方向Lの移動に従って、ツメ支持部46は径方向Dの内向きに移動する(図4における矢印S2)。ツメ支持部55A・55B・55Cの径方向Dの内向きの移動に従って、連結部61・61・61およびツメ60・60・60は、径方向Dの内向きに移動する(図4における矢印S3)。
すなわち、コントローラ5は、サーボモータ21を駆動し、第1変換機構30によって、ウォームホイール32が鉛直軸P周りに回転する。ウォームホイール32が鉛直軸P周りに回転すると、第2変換機構40によって、軸42は、鉛直軸P方向(上下方向)へ直線移動する。軸42が鉛直軸P方向へ直線移動すると、第3変換機構50によって、ツメ支持部55A・55B・55Cおよびツメ60・60・60は、径方向Dへ移動する。例えば、軸42が鉛直軸P方向の上向きに直線移動(図4における矢印S1)すると、第3変換機構50によって、ツメ支持部55A・55B・55Cおよびツメ60・60・60は、径方向Dの内向きに移動する(図4における矢印S2)。逆に、軸42が鉛直軸P方向の下向きに直線移動すると、第3変換機構50によって、ツメ支持部55A・55B・55Cおよびツメ60・60・60は、径方向Dの外向きに移動する。
ロボットハンド10によれば、把持ストローク(径方向Dの直線移動)を可変にしつつ、軽量化かつ小型化できる。すなわち、サーボモータ21を鉛直軸Pに対して直角となる水平方向に配置することによって、ロボットハンド10の全長を低くすることができる。また、第1変換機構30をウォームギア(ウォーム31およびウォームホイール32)による簡易な構成とすることによって、軽量化し、高い減速比を得ることができる。さらに、第2変換機構40を台形ネジ部42Aと台形ネジ部41Aとを螺合させることによる簡易な構成とすることで、軽量化かつ小型化することができる。さらに、第3変換機構50を突起部54A・54B・54Cが通路57A・57B・57Cに沿って傾斜方向Lの移動させる簡易な構成とすることで、軽量化かつ小型化することができる。
10 ロボットハンド
20 駆動機構
21 サーボモータ
22 駆動軸
30 第1変換機構
31 ウォーム
32 ウォームホイール
40 第2変換機構
41 筒部
42 軸
50 第3変換機構
53A 支持部
54A 突起部
55A ツメ支持部
57A 通路
60 ツメ
100 搬送ロボット
D 径方向
P 鉛直軸
R 仮想円
Claims (1)
- ワークを把持するロボットハンドであって、
水平方向に配置されるサーボモータと、
鉛直軸を中心とする平面視における仮想円の円周上に配置される複数のツメと、
前記サーボモータによって駆動されるウォームと、鉛直軸周りに回転するウォームホイールと、を具備し、前記ウォームと前記ウォームホイールとを螺合することによって、前記サーボモータの水平軸周りの回転を、前記ウォームホイールの前記鉛直軸周りの回転に変換する第1変換機構と、
前記鉛直軸上にて前記ウォームホイールに固定され、内側に台形ネジ部が形成される筒部と、外側に台形ネジ部が形成される軸と、を具備し、前記筒部と前記軸とを螺合することによって、前記ウォームホイールの前記鉛直軸周りの回転を、前記軸の前記鉛直軸方向の直線移動に変換する第2変換機構と、
前記軸の下端から前記ツメに向かって水平方向に延設され、先端に突起部が形成される支持部と、前記突起部が移動する通路が内部に形成されるツメ支持部と、を具備し、前記通路は、径方向の外側から内側、かつ、鉛直方向の上側から下側に向かうように形成され、前記突起部が前記通路を移動することによって、前記軸の前記鉛直軸方向の直線移動を、前記ツメ支持部の前記仮想円における径方向の直線移動に変換し、前記支持部によって、前記軸の鉛直軸周りの回転が規制される第3変換機構と、
を具備し、
前記ツメは、
前記第3変換機構によって、前記仮想円の径方向に移動する、
ロボットハンド。
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