JP6730227B2

JP6730227B2 - Robot hand

Info

Publication number: JP6730227B2
Application number: JP2017129769A
Authority: JP
Inventors: 眞二栗原; 鈴木　秀俊; 秀俊鈴木; 盛陽池田; 尹　祐根; 祐根尹
Original assignee: Life Robotics Inc
Current assignee: Life Robotics Inc
Priority date: 2017-06-30
Filing date: 2017-06-30
Publication date: 2020-07-29
Anticipated expiration: 2037-06-30
Also published as: JP2019010717A

Description

本発明の実施形態は、ロボットアームに装備されるロボットハンドに関する。 Embodiments of the present invention relate to a robot hand mounted on a robot arm.

ロボット装置は製造ライン、医療や介護などさまざまな現場での適用がなされており、今後更なる分野での適用が期待されている。近年では労働人口の低下予測を背景に作業員の近くで作業するいわゆる協働ロボットへの期待が高まってきている。協働ロボットを導入することで、作業員が不足したときに、協働ロボットがその作業員に代わることができる。しかしながら、協働ロボットに作業を担当させるとき、作業員が使用するものとは異なる協働ロボット専用の道具を使用しなければならない場合がある。その場合、全体の製造工程において、作業効率の悪化、後段の工程の変更等が生じる可能性がある。そのため、協働ロボット専用の道具を不要とするために、担当する作業に特化したロボットハンドが要求されている。例えば、部品が実装された基板のような、表面に突起があり、上下に重ねられないワークは、複数の仕切りによって内部が縦横に区画された通い箱に縦入れにより収納される。これにより、部品が実装されている面が保護した上で、複数のワークを互いに干渉することなく通い箱に収納することができる。しかしながら、製造効率の観点から、１つの通い箱に収納できるワークの数は多いほどよく、ワークの収納スペースはワークよりもやや大きいぐらいであり狭小である。そのため、作業員は、ピッキング位置に搬送されてきたワークを一方の手でとり、収納スペースの開口が広がるように他方の手で仕切りを広げた状態で、手に取ったワークをその収納スペースに収納する。一方、例えば従来の２指のロボットハンドを備えるピッキングロボットは、ロボットハンドでワークを把持し、収納スペースの上方に移動させた後、ワークをリリースする。収納スペースの上方に位置合わせされてはいるが、リリースしたワークが収納スペースの開口に引っかかってしまい、ワーク及び通い箱の仕切が破損する事態が発生しかねない。 Robot devices have been applied to various fields such as manufacturing lines, medical care and nursing care, and are expected to be applied in further fields in the future. In recent years, expectations for so-called collaborative robots that work near workers have increased as the working population declines. By introducing a collaborative robot, the collaborative robot can replace the worker when the number of workers is insufficient. However, when the collaborative robot is in charge of work, it may be necessary to use a tool dedicated to the collaborative robot different from that used by the worker. In that case, in the entire manufacturing process, there is a possibility that the work efficiency may be deteriorated and the subsequent process may be changed. Therefore, in order to eliminate the need for a dedicated tool for the collaborative robot, a robot hand specialized for the task in charge is required. For example, a work, such as a substrate on which components are mounted, having protrusions on its surface and which cannot be vertically stacked, is vertically accommodated in a returnable box whose inside is vertically and horizontally divided by a plurality of partitions. As a result, the surfaces on which the components are mounted are protected, and the plurality of works can be stored in the return box without interfering with each other. However, from the viewpoint of manufacturing efficiency, the larger the number of workpieces that can be stored in one returnable box, the better, and the storage space for the workpieces is slightly larger than the workpieces and is narrow. Therefore, the worker picks up the work conveyed to the picking position with one hand, expands the partition with the other hand so that the opening of the storage space expands, and puts the picked work into the storage space. Store. On the other hand, for example, a conventional picking robot including a two-fingered robot hand grips a work with the robot hand, moves the work above the storage space, and then releases the work. Although the work is aligned above the storage space, the released work may be caught in the opening of the storage space and the partition of the work and the return box may be damaged.

目的は、把持したワークを収納スペースに収納する作業段階を含むピッキング作業に特化したロボットハンドを簡易な構造で実現することにある。 The purpose is to realize a robot hand specialized for picking work including a work stage of storing a grasped work in a storage space with a simple structure.

本実施形態に係るロボットハンドは、互いに接近・離反する方向に移動自在に基部に支持される一対のフィンガーを備え、フィンガー各々は断面凹状又は断面Ｌ状の長尺体をなし、基部に近い根元側の内面にはパッドが装着され、他の内面部分にはパッドが装着されない。 The robot hand according to the present embodiment includes a pair of fingers movably supported in the base so as to move toward and away from each other. Each of the fingers has an elongated body having a concave or L-shaped cross section, and has a base close to the base. The pad is attached to the inner surface on the side, and the pad is not attached to the other inner surface portions .

図１は、本実施形態に係るロボットハンドを装備したロボットアーム機構を配置したロボットシステムの外観図である。FIG. 1 is an external view of a robot system in which a robot arm mechanism equipped with a robot hand according to the present embodiment is arranged. 図２は、本実施形態に係るロボットハンドを装備したロボットアーム機構の外観斜視図である。FIG. 2 is an external perspective view of a robot arm mechanism equipped with the robot hand according to the present embodiment. 図３は、本実施形態に係るロボットハンドの上方斜視図である。FIG. 3 is an upper perspective view of the robot hand according to the present embodiment. 図４は、図３のロボットハンドの下方斜視図である。FIG. 4 is a lower perspective view of the robot hand of FIG. 図５は、図３のロボットハンドの側面図である。FIG. 5 is a side view of the robot hand of FIG. 図６は、図３のロボットハンドによるワークの把持状態を表す図である。FIG. 6 is a diagram showing a gripping state of a work by the robot hand of FIG. 図７は、図３のロボットハンドによるワークの把持状態を表す図である。FIG. 7 is a diagram showing a gripped state of a work by the robot hand of FIG. 図８は、図３のロボットハンドによる搬送段階を表す図である。FIG. 8 is a diagram showing a transfer stage by the robot hand of FIG. 図９は、図３のロボットハンドによるリリース動作の第１段階を表す図である。FIG. 9 is a diagram showing the first stage of the release operation by the robot hand of FIG. 図１０は、図３のロボットハンドによるリリース動作の第２段階を表す図である。FIG. 10 is a diagram showing a second stage of the release operation by the robot hand of FIG. 図１１は、図３のロボットハンドによるリリース動作の第３段階を表す図である。FIG. 11 is a diagram showing a third stage of the release operation by the robot hand of FIG. 図１２は、図３のロボットハンドによるリリース動作の第４段階を表す図である。FIG. 12 is a diagram showing a fourth stage of the release operation by the robot hand of FIG. 図１３は、図３のロボットハンドによるリリース動作の第５段階を表す図である。FIG. 13: is a figure showing the 5th step of the release operation|movement by the robot hand of FIG. 図１４は、図８のロボットハンドによるワークの搬送状態を表す図である。FIG. 14 is a diagram showing a state where a work is conveyed by the robot hand shown in FIG. 図１５は、図８のロボットハンドによるワークの搬送状態を表す図である。FIG. 15 is a diagram showing a state where a work is conveyed by the robot hand shown in FIG. 図１６は、図１２の通い箱の平面図である。FIG. 16 is a plan view of the returnable box in FIG. 図１７は、本実施形態の第１変形例に係るロボットハンドを表す図である。FIG. 17 is a diagram showing a robot hand according to a first modified example of this embodiment. 図１８は、本実施形態の第２変形例に係るロボットハンドを表す図である。FIG. 18 is a diagram showing a robot hand according to a second modified example of this embodiment. 図１９は、本実施形態の第３変形例に係るロボットハンドを表す図である。FIG. 19 is a diagram showing a robot hand according to a third modified example of this embodiment. 図２０は、本実施形態の第４変形例に係るロボットハンドを表す図である。FIG. 20 is a diagram showing a robot hand according to a fourth modified example of this embodiment. 図２１は、本実施形態の第５変形例に係るロボットハンドを表す図である。FIG. 21 is a diagram showing a robot hand according to a fifth modified example of this embodiment. 図２２は、本実施形態の第６変形例に係るロボットハンドを表す図である。FIG. 22 is a diagram showing a robot hand according to a sixth modified example of this embodiment.

以下、図面を参照しながら本実施形態に係るロボットハンド７を説明する。本実施形態に係るロボットハンド７は、主にロボットアームの先端の典型的には手首部に装着され、使用される。以下の説明では、本実施形態に係るロボットハンド７を装備した、直動伸縮関節を有する極座標形のロボットアーム機構を例に説明する。以下の説明において、略同一の機能及び構成を有する構成要素については、同一符号を付し、重複説明は必要な場合にのみ行う。 Hereinafter, the robot hand 7 according to the present embodiment will be described with reference to the drawings. The robot hand 7 according to the present embodiment is mainly used by being attached to the tip of the robot arm, typically on the wrist. In the following description, a polar coordinate type robot arm mechanism equipped with the robot hand 7 according to the present embodiment and having a linear expansion joint will be described as an example. In the following description, components having substantially the same functions and configurations are designated by the same reference numerals, and duplicate description will be given only when necessary.

図１は、本実施形態に係るロボットハンド７を装備したロボットアーム機構１００を配置したロボットシステムの外観図である。図１に示すように、ピッキングロボットは、工場内のベルトコンベア３００の近傍に配置される。ロボットハンド７は、ピッキング作業を行うピッキングロボットのアームの先端の典型的には手首部に装着される。通い箱４００は、ピッキングロボットの近傍に配置される。通い箱４００は、複数の仕切板により内部が縦横に仕切られ、これにより複数の収納スペースが構成される。ベルトコンベア３００により、ピッキング位置に搬送されたワーク２００を本実施形態に係るロボットハンド７で把持し、ピッキングロボットの近傍に配置された通い箱４００の収納スペース内に収納する。 FIG. 1 is an external view of a robot system in which a robot arm mechanism 100 equipped with a robot hand 7 according to this embodiment is arranged. As shown in FIG. 1, the picking robot is arranged near the belt conveyor 300 in the factory. The robot hand 7 is typically attached to the tip of the arm of the picking robot that performs a picking operation, typically on the wrist. The returnable box 400 is arranged near the picking robot. The inside of the returnable box 400 is vertically and horizontally partitioned by a plurality of partition plates, so that a plurality of storage spaces are configured. The work 200 conveyed to the picking position by the belt conveyor 300 is gripped by the robot hand 7 according to the present embodiment, and stored in the storage space of the returnable box 400 arranged near the picking robot.

図２は、図１のロボットアーム機構１００の外観斜視図である。ロボットアーム機構１００は、略円筒形状の支柱部２と、支柱部２の上部に載置される起伏部４と、起伏部４から伸延するアーム部５と、アーム部５の先端に取り付けられる手首部６を備える。手首部６の後述する第６回転軸ＲＡ６の回転部には図示しないハンド取付部が装備される。ハンド取付部にロボットハンド７（手先効果器）が取り付けられる。 FIG. 2 is an external perspective view of the robot arm mechanism 100 of FIG. The robot arm mechanism 100 includes a columnar portion 2 having a substantially cylindrical shape, an undulating portion 4 placed on the upper portion of the columnar portion 2, an arm portion 5 extending from the undulating portion 4, and a wrist attached to the tip of the arm portion 5. The unit 6 is provided. A hand attachment portion (not shown) is provided on a rotation portion of a sixth rotation axis RA6 of the wrist portion 6 which will be described later. The robot hand 7 (hand end effector) is attached to the hand attaching portion.

ロボットアーム機構１００は、複数、ここでは６つの関節部Ｊ１，Ｊ２，Ｊ３，Ｊ４，Ｊ５，Ｊ６を有する。第１、第２、第３関節部Ｊ１，Ｊ２，Ｊ３は手首部６の位置を変化させる根元３軸と呼ばれ、第１、第２、第３関節部Ｊ１，Ｊ２，Ｊ３の主要構成部分は支柱部２に収容される。第４、第５、第６関節部Ｊ４，Ｊ５，Ｊ６は主にロボットハンド７（手先効果器）の姿勢を変化させる手首３軸と呼ばれ、第４、第５、第６関節部Ｊ４，Ｊ５，Ｊ６の主要構成部分は手首部６に収容される。 The robot arm mechanism 100 has a plurality of joint parts J1, J2, J3, J4, J5, J6. The first, second, and third joints J1, J2, J3 are called root 3 axes that change the position of the wrist 6, and are the main constituent parts of the first, second, and third joints J1, J2, J3. Are housed in the column 2. The fourth, fifth, and sixth joints J4, J5, and J6 are mainly called the wrist 3-axis that changes the posture of the robot hand 7 (hand effector), and the fourth, fifth, and sixth joints J4 and J4. The main components of J5 and J6 are housed in the wrist 6.

第１関節部Ｊ１は、鉛直方向に平行な回転軸ＲＡ１を備える旋回用のねじり回転関節部であり、第１関節部Ｊ１の回転によりアーム部５は左右に旋回回転される。第２関節部Ｊ２は、回転軸ＲＡ１に対して直交する回転軸ＲＡ２を備える起伏用のねじり回転関節部であり、第２関節部Ｊ２の回転によりアーム部５は上下に起伏する。第３関節部Ｊ３は、直動伸縮機構により提供される。直動伸縮機構は発明者らが新規に開発した構造を備えており、可動範囲の観点でいわゆる従来の直動関節とは明確に区別される。第３関節部Ｊ３のアーム部５は伸縮軸ＲＡ３に沿って伸縮する。このように、根元３軸は、旋回用ねじり関節部、起伏用ねじり関節部及び直動伸縮機構で構成される。つまり、図２に示すロボットアーム機構１００は極座標形である。 The first joint portion J1 is a twisting rotary joint portion for rotation having a rotation axis RA1 parallel to the vertical direction, and the arm portion 5 is rotated left and right by the rotation of the first joint portion J1. The second joint portion J2 is a undulating torsion rotary joint portion having a rotation axis RA2 orthogonal to the rotation axis RA1, and the arm portion 5 is vertically undulated by the rotation of the second joint portion J2. The third joint J3 is provided by a linear expansion/contraction mechanism. The linear expansion/contraction mechanism has a structure newly developed by the inventors and is clearly distinguished from a so-called conventional linear joint in terms of the movable range. The arm portion 5 of the third joint portion J3 expands and contracts along the expansion/contraction axis RA3. In this way, the three base axes are composed of a twisting joint for swiveling, a twisting joint for ups and downs, and a linear expansion/contraction mechanism. That is, the robot arm mechanism 100 shown in FIG. 2 has a polar coordinate system.

第４〜第６関節部Ｊ４〜Ｊ６はそれぞれ直交３軸の回転軸ＲＡ４〜ＲＡ６を備える。第４関節部Ｊ４は伸縮軸ＲＡ３と略一致する回転軸ＲＡ４を中心としたねじり回転関節部であり、この第４関節部Ｊ４の回転によりロボットハンド７は揺動回転される。第５関節部Ｊ５は回転軸ＲＡ４に対して垂直に配置される回転軸ＲＡ５を中心とした曲げ回転関節部であり、この第５関節部Ｊ５の回転によりロボットハンド７は前後に傾動回転される。第６関節部Ｊ６は回転軸ＲＡ４と回転軸ＲＡ５とに対して垂直に配置される回転軸ＲＡ６を中心としたねじり回転関節部であり、この第６関節部Ｊ６の回転によりロボットハンド７は軸回転される。 The fourth to sixth joint parts J4 to J6 are provided with rotation axes RA4 to RA6 of three orthogonal axes, respectively. The fourth joint J4 is a torsional rotary joint centering on a rotation axis RA4 that substantially coincides with the expansion/contraction axis RA3, and the rotation of the fourth joint J4 causes the robot hand 7 to swing and rotate. The fifth joint J5 is a bending rotary joint centering on a rotation axis RA5 arranged perpendicular to the rotation axis RA4, and the robot hand 7 is tilted back and forth by the rotation of the fifth joint J5. .. The sixth joint J6 is a torsion rotary joint centering on a rotation axis RA6 arranged perpendicularly to the rotation axis RA4 and the rotation axis RA5, and the rotation of the sixth joint J6 causes the robot hand 7 to rotate. Is rotated.

このように、ロボットハンド７は、第１、第２、第３関節部Ｊ１，Ｊ２，Ｊ３により任意位置に移動され、第４、第５、第６関節部Ｊ４，Ｊ５，Ｊ６により任意姿勢に配置される。特に第３関節部Ｊ３のアーム部５の伸縮距離の長さは、支柱部２の近接位置から遠隔位置までの広範囲の対象にロボットハンド７を到達させることを可能にする。第３関節部Ｊ３はそれを構成する直動伸縮機構により実現される直線的な伸縮動作とその伸縮距離の長さとが従前の直動関節と異なる特徴的な点である。 In this way, the robot hand 7 is moved to an arbitrary position by the first, second, and third joints J1, J2, J3, and has an arbitrary posture by the fourth, fifth, and sixth joints J4, J5, J6. Will be placed. In particular, the length of the extension/contraction distance of the arm portion 5 of the third joint portion J3 enables the robot hand 7 to reach a wide range of objects from the near position of the support column portion 2 to the remote position. The third joint portion J3 is a characteristic point in which the linear extension/contraction operation realized by the linear motion extension/contraction mechanism and the length of the extension/contraction distance thereof are different from those of the conventional linear movement joint.

以下、図３乃至図７を参照して、本実施形態に係るロボットハンド７の構造を説明する。図３は、本実施形態に係るロボットハンド７の上方斜視図である。図４は、図３のロボットハンドの平面図である。図５乃至図７は、図３のロボットハンド７によるワーク２００の把持状態をそれぞれ表す図である。 Hereinafter, the structure of the robot hand 7 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 3 to 7. FIG. 3 is an upper perspective view of the robot hand 7 according to this embodiment. FIG. 4 is a plan view of the robot hand of FIG. FIG. 5 to FIG. 7 are views showing the holding state of the work 200 by the robot hand 7 of FIG. 3, respectively.

ロボットハンド７は、典型的には直方体をなす基部７２を有する。基部７２の上面には手首部６のハンド取付部に接続するためのアダプタ板７１が取り付けられる。基部７２の前面にはワーク２００を把持するための一対のフィンガー７６ａ，７６ｂが互いに接近・離反する方向に移動自在に支持される。フィンガー７６ａ，７６ｂは、各々が同一のサイズの凹状の長尺体であり、内面が互いに対峙する向きで平行に配置される。一対のフィンガー７６ａ，７６ｂはアダプタ板７１に平行である。フィンガー７６ａ、７６ｂにはパッド７７ａ、７７ｂがそれぞれ装着される。パッド７７ａは、フィンガー７６ａの基部７２に近い根元側の内面に装着される。同様にフィンガー７６ｂの根元側の内面にはパッド７７ｂが装着される。パッド７７ａ、７７ｂ各々は弾性体、より具体的には海綿状の気泡をもつゴム又は合成樹脂製の板状体である。パッド７７ａ、７７ｂ各々は膨縮自在の袋体であってもよい。 The robot hand 7 has a base 72 that is typically a rectangular parallelepiped. An adapter plate 71 for connecting to the hand attachment portion of the wrist portion 6 is attached to the upper surface of the base portion 72. On the front surface of the base portion 72, a pair of fingers 76a and 76b for gripping the work 200 are movably supported in directions toward and away from each other. Each of the fingers 76a and 76b is a concave elongated body having the same size, and the inner surfaces thereof are arranged in parallel so as to face each other. The pair of fingers 76 a and 76 b are parallel to the adapter plate 71. Pads 77a and 77b are attached to the fingers 76a and 76b, respectively. The pad 77a is attached to the inner surface of the base side of the finger 76a near the base 72. Similarly, a pad 77b is attached to the inner surface on the base side of the finger 76b. Each of the pads 77a and 77b is an elastic body, more specifically, a plate-like body made of rubber or synthetic resin having spongy bubbles. Each of the pads 77a and 77b may be a bag body that can be expanded and contracted.

フィンガー７６ａ，７６ｂ各々は、断面凹状の長尺体、換言すると角筒体が縦に非対称に割られた半割筒の形状をなす。フィンガー７６ａは側板７６１ａを有する。側板７６１ａには下板７６２ａと、下板７６２ａよりも幅が広い上板７６３ａとが平行に保持される。同様にフィンガー７６ｂは側板７６１ｂを有し、側板７６１ｂには下板７６２ｂとそれより幅広の上板７６３ｂとが平行に保持される。 Each of the fingers 76a and 76b has a shape of a long body having a concave cross section, in other words, a half cylinder in which a rectangular cylinder is vertically asymmetrically divided. The finger 76a has a side plate 761a. The side plate 761a holds a lower plate 762a and an upper plate 763a wider than the lower plate 762a in parallel. Similarly, the finger 76b has a side plate 761b, and the side plate 761b holds a lower plate 762b and a wider upper plate 763b in parallel with each other.

基部７２の前面には幅方向（左右方向）と平行にレール７４が設けられている。このレール７４には一対のスライダ（図示しない）がはめ込まれ、一対のスライダに一対のフィンガー７６ａ，７６ｂが固着される。基部７２の内部中空には、一対のフィンガー７６ａ，７６ｂを駆動するアクチュエータとしてエアチャックが内蔵されている。エアチャックはエアシリンダーを備える。エアシリンダーには、基部７２の右側面に空けられたチューブ孔７３を介して基部７２の内部中空に導入されたエアチューブの先端が接続される。エアチューブの後端はコンプレッサに接続される。コンプレッサが駆動したとき、エアチャックにより一対のフィンガー７６ａ，７６ｂは基部７２の幅方向に沿って接近又は離反する。例えば、エアシリンダーに負圧が供給されたとき、一対のフィンガー７６ａ，７６ｂは互いに離反され、正圧が供給されたとき、一対のフィンガー７６ａ，７６ｂは互いに接近する。 A rail 74 is provided on the front surface of the base portion 72 in parallel with the width direction (horizontal direction). A pair of sliders (not shown) are fitted into the rail 74, and a pair of fingers 76a and 76b are fixed to the pair of sliders. An air chuck is built in the hollow inside of the base 72 as an actuator for driving the pair of fingers 76a and 76b. The air chuck has an air cylinder. The tip of an air tube introduced into the hollow inside of the base 72 is connected to the air cylinder via a tube hole 73 formed in the right side surface of the base 72. The rear end of the air tube is connected to the compressor. When the compressor is driven, the air chuck causes the pair of fingers 76a and 76b to approach or separate along the width direction of the base 72. For example, when a negative pressure is supplied to the air cylinder, the pair of fingers 76a and 76b are separated from each other, and when a positive pressure is supplied, the pair of fingers 76a and 76b are close to each other.

図５乃至図７に示すように、ロボットハンド７は、一対のフィンガー７６ａ，７６ｂが互いに接近し、一対の弾性パッド７７ａ，７７ｂがワーク２００を両側から挟むことによりワーク２００を把持する。フィンガー７６ａ、７６ｂ及び弾性パッド７７ａ，７７ｂの寸法は、把持対象のワーク２００の大きさ、形状に応じて既定される。一対のフィンガー７６ａ，７６ｂにシュータ機能及びトレイ機能を発揮させるために、一対のフィンガー７６ａ、７６ｂの長さはワーク２００の全長よりも若干長く、一対のフィンガー７６ａ，７６ｂの上板７６３ａ，７６３ｂの幅は、一対のフィンガー７６ａ、７６ｂが最接近した状態で、ワーク２００が落下しない程度の僅かな間隙を上板７６３ａ，７６３ｂが隔てるように設定される。一対のフィンガー７６ａ，７６ｂのグリップ機能を発揮させるために、弾性パッド７７ａ，７７ｂはフィンガー７６ａ，７６ｂの深さより薄く、また一対のフィンガー７６ａ，７６ｂの下板７６２ａ，７６２ｂの幅は、一対のフィンガー７６ａ、７６ｂが最離反した状態で、ワーク２００の全幅よりも僅かに広い間隙を上板７６３ａ，７６３ｂが隔てるように設定される。 As shown in FIGS. 5 to 7, in the robot hand 7, the pair of fingers 76a and 76b approach each other, and the pair of elastic pads 77a and 77b sandwich the workpiece 200 from both sides to grip the workpiece 200. The dimensions of the fingers 76a and 76b and the elastic pads 77a and 77b are predetermined according to the size and shape of the workpiece 200 to be gripped. In order to allow the pair of fingers 76a and 76b to exhibit the shooter function and the tray function, the length of the pair of fingers 76a and 76b is slightly longer than the total length of the work 200, and the pair of fingers 76a and 76b have upper plates 763a and 763b. The width is set such that the upper plates 763a and 763b are separated from each other by a slight gap such that the work 200 does not drop when the pair of fingers 76a and 76b are closest to each other. In order to exert the gripping function of the pair of fingers 76a, 76b, the elastic pads 77a, 77b are thinner than the depths of the fingers 76a, 76b, and the widths of the lower plates 762a, 762b of the pair of fingers 76a, 76b are equal to each other. It is set so that the upper plates 763a and 763b are separated from each other by a gap that is slightly wider than the entire width of the work 200 in a state where the tops 76a and 76b are separated from each other.

図８乃至図１６を参照して、第１実施形態に係るロボットハンド７の効果を説明する。本実施形態に係るロボットハンド７を導入することによる効果は、主にワーク２００を搬送する段階とワーク２００を収納スペース４０３に収納する段階とで発揮される。図８は、本実施形態に係るロボットハンド７によるワーク２００の搬送段階を表す図である。図９乃至図１３は、ロボットハンド７によるリリース動作の第１乃至第５段階をそれぞれ表す。図１４、図１５は、図８のロボットハンド７によるワーク２００の搬送状態をそれぞれ表す図である。図１６は、図１２の通い箱の平面図である。ここでは、ワーク２００は通い箱４００の収納スペース４０３に縦入れで収納される。通い箱４００は、上方が開口した箱体４０１と、箱体４０１内を縦横に仕切る複数の仕切板４０２とを有する。この仕切板４０２により区切られた区画を収納スペース４０３と呼ぶ。ここでは、仕切板４０２は弾性樹脂製であり、外力により変形する。 The effects of the robot hand 7 according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 8 to 16. The effect of introducing the robot hand 7 according to the present embodiment is exhibited mainly at the stage of transporting the work 200 and the stage of storing the work 200 in the storage space 403. FIG. 8 is a diagram showing a stage of carrying the work 200 by the robot hand 7 according to the present embodiment. 9 to 13 show first to fifth stages of the releasing operation by the robot hand 7, respectively. FIG. 14 and FIG. 15 are views showing the transport state of the work 200 by the robot hand 7 of FIG. 8, respectively. FIG. 16 is a plan view of the returnable box in FIG. Here, the work 200 is stored vertically in the storage space 403 of the returnable box 400. The returnable box 400 includes a box body 401 having an upper opening, and a plurality of partition plates 402 that partition the inside of the box body 401 vertically and horizontally. The section divided by the partition plate 402 is called a storage space 403. Here, the partition plate 402 is made of elastic resin and is deformed by an external force.

図８に示すように、ワーク２００を把持したロボットハンド７は、搬送姿勢で収納スペース４０３の上方まで移動される。図１４，図１５に示すように、搬送姿勢は、一対のフィンガー７６ａ、７６ｂが水平方向を向き、且つ一対のフィンガー７６ａ，７６ｂの幅広の上板７６３ａ，７６３ｂが、幅狭の下板７６２ａ，７６２ｂの下方に位置する姿勢である。搬送姿勢において、一対のフィンガー７６ａ，７６ｂの幅広の上板７６３ａ，７６３ｂは平坦なトレイとして機能する。一対のフィンガー７６ａ，７６ｂの根元側に弾性パッド７７ａ，７７ｂが配置されているため、ワーク２００の後端側が一対のフィンガー７６ａ，７６ｂにより狭持される。そのため、ワーク２００の先端側は上下に揺れやすく、ワーク２００の姿勢は安定しない。また、搬送中の振動やワークの自重により、ワーク２００が変形するか又はワーク２００が動いてしまうかもしれない。しかしながら、一対のフィンガー７６ａ，７６ｂにより把持されたワーク２００の下方に、一対のフィンガー７６ａ，７６ｂの幅広の上板７６３ａ，７６３ｂにより構成される平坦なトレイが位置することで、そのトレイでワーク２００を支持することができる。また、搬送中に、一対のフィンガー７６ａ，７６ｂからワーク２００が脱落しても、その脱落したワーク２００をトレイで受け止めることができ、ワーク２００が地面に落下することによるワーク２００の破損等を回避することができる。また、一対のフィンガー７６ａ，７６ｂにより狭持されたワーク２００は、一対のフィンガー７６ａ，７６ｂの外形状で規定される直方体形状の枠の外に突出しない。これにより、搬送中に、ロボットハンド７に対して障害物が衝突した場合であっても、一対のフィンガー７６ａ，７６ｂの外形状で規定される直方体形状の枠によりワーク２００の破損リスクは低減される。このように、本実施形態に係るロボットハンド７の一対のフィンガー７６ａ、７６ｂは、ワーク２００を把持する機能と把持したワーク２００の姿勢を安定化し、フィンガーからの脱落を防止する機能とを兼用する。これにより、本実施形態に係るロボットハンド７は、狭持が困難であった、例えば重量バランスが悪いワーク、レトルトパウチーのような変形しやすいワークを狭持によりピックアップできるかもしれない。 As shown in FIG. 8, the robot hand 7 holding the work 200 is moved to a position above the storage space 403 in the transporting posture. As shown in FIGS. 14 and 15, the conveyance posture is such that the pair of fingers 76a and 76b face the horizontal direction, and the wide upper plates 763a and 763b of the pair of fingers 76a and 76b are the narrow lower plates 762a and 762a. The posture is located below 762b. In the carrying position, the wide upper plates 763a and 763b of the pair of fingers 76a and 76b function as a flat tray. Since the elastic pads 77a and 77b are arranged on the base side of the pair of fingers 76a and 76b, the rear end side of the work 200 is clamped by the pair of fingers 76a and 76b. Therefore, the tip end side of the work 200 easily swings up and down, and the posture of the work 200 is not stable. Further, the work 200 may be deformed or the work 200 may move due to vibration during transportation or the weight of the work. However, since the flat tray constituted by the wide upper plates 763a and 763b of the pair of fingers 76a and 76b is located below the work 200 that is gripped by the pair of fingers 76a and 76b, the work 200 is held by the tray. Can be supported. Further, even if the work 200 falls off from the pair of fingers 76a and 76b during conveyance, the fallen work 200 can be received by the tray, and damage to the work 200 caused by the work 200 falling to the ground can be avoided. can do. Further, the work 200 held between the pair of fingers 76a and 76b does not project outside the rectangular parallelepiped frame defined by the outer shape of the pair of fingers 76a and 76b. Accordingly, even when an obstacle collides with the robot hand 7 during transportation, the risk of damage to the work 200 is reduced by the rectangular parallelepiped frame defined by the outer shapes of the pair of fingers 76a and 76b. It As described above, the pair of fingers 76a and 76b of the robot hand 7 according to the present embodiment have both the function of gripping the work 200 and the function of stabilizing the posture of the gripped work 200 and preventing the work 200 from falling off. .. As a result, the robot hand 7 according to the present embodiment may be able to pick up a work that is difficult to hold, for example, a work with a poor weight balance or a work that is easily deformed, such as a retort pouch, by holding.

図９に示すように、ロボットハンド７は、リリース姿勢で収納スペース４０３に向かって下降される。リリース姿勢は、搬送姿勢に対して、ロボットハンド７の先端側が下方に傾いた姿勢である。図１０に示すように、下降されたロボットハンド７は、一対のフィンガー７６ａ，７６ｂの幅広の上板７６３ａ，７６３ｂにより構成されるトレイの外側面が通い箱４００の仕切板４０２に当接する。図１１に示すように、ロボットハンド７のトレイの外側面が仕切板４０２に当接した状態から、ロボットハンド７をさらに降下させることで、傾斜したトレイに沿って、仕切板４０２が外側に変形される。このロボットハンド７の下降移動により、図１６に示すように、収納スペース４０３の開口がトレイにより押し広げられる。図１２に示すように、収納スペース４０３の開口が押し広げられた状態で、ワーク２００はリリースされる。リリースされたワーク２００は、傾斜したトレイに沿って、十分に広げられた収納スペース４０３の開口に向かって落下する。ワーク２００を狭持する一対の弾性パッド７７ａ，７７ｂが一対のフィンガー７６ａ，７６ｂの内面の根元側にそれぞれ配置されているため、一対の弾性パッド７７ａ，７７ｂが一対のフィンガー７６ａ，７６ｂの内面の先端側又は内面の全体にそれぞれ配置された場合に比して、リリースされたワーク２００が一対の弾性パッド７７ａ、７７ｂに引っかかる可能性を低減することができる。これにより、ワーク２００のスムーズな落下が実現される。図１３に示すように、リリースされたワーク２００は、収納スペース４０３の開口に引っかかることなく、収納スペース４０３に収納される。 As shown in FIG. 9, the robot hand 7 is lowered toward the storage space 403 in the release posture. The release posture is a posture in which the tip side of the robot hand 7 is inclined downward with respect to the transport posture. As shown in FIG. 10, in the lowered robot hand 7, the outer surface of the tray constituted by the wide upper plates 763a and 763b of the pair of fingers 76a and 76b contacts the partition plate 402 of the passing box 400. As shown in FIG. 11, by further lowering the robot hand 7 from the state where the outer surface of the tray of the robot hand 7 is in contact with the partition plate 402, the partition plate 402 is deformed outward along the inclined tray. To be done. By the downward movement of the robot hand 7, the opening of the storage space 403 is expanded by the tray as shown in FIG. As shown in FIG. 12, the work 200 is released with the opening of the storage space 403 being expanded. The released work 200 falls along the inclined tray toward the opening of the storage space 403 which is sufficiently widened. Since the pair of elastic pads 77a and 77b for holding the work 200 are arranged on the root sides of the inner surfaces of the pair of fingers 76a and 76b, respectively, the pair of elastic pads 77a and 77b are located on the inner surfaces of the pair of fingers 76a and 76b. It is possible to reduce the possibility that the released work 200 is caught by the pair of elastic pads 77a and 77b as compared with the case where the released work 200 is arranged on the tip end side or the entire inner surface. As a result, the work 200 can be smoothly dropped. As shown in FIG. 13, the released work 200 is stored in the storage space 403 without being caught in the opening of the storage space 403.

以上説明したように、本実施形態に係るロボットハンド７の一対のフィンガー７６ａ，７６ｂは、ワーク２００を把持する機能（グリップ機能）と、搬送中のワーク２００の姿勢を安定化させ、地面への落下を抑制する機能（トレイ機能）とリリースしたワーク２００を収納スペース４０３に案内する機能（シュータ機能）とを兼用する。このシュータ機能は、一対の弾性パッド７７ａ，７７ｂを一対のフィンガー７６ａ，７６ｂの内面の根元側にそれぞれ配置することにより、向上される。また、収納スペース４０３を構成する仕切板４０２が変形又は可動する場合であれば、一対のフィンガー７６ａ，７６ｂは、ワーク２００を把持した状態で、仕切板４０２を変形又は可動させ、収納スペース４０３の開口を広げる他のフィンガーとして機能する。これらの機能は、ロボットハンド７に装備されている一対のフィンガー７６ａ，７６ｂの形状及び弾性パッド７７ａ，７７ｂの取り付け位置を工夫したことにより実現される。すなわち、本実施形態に係るロボットハンド７によれば、把持したワークを収納スペースに収納する作業段階を含むピッキング作業に特化したロボットハンドを簡易な構造で実現することができる。 As described above, the pair of fingers 76a and 76b of the robot hand 7 according to the present embodiment stabilizes the function of gripping the work 200 (grip function) and the posture of the work 200 during conveyance, and makes it possible to move to the ground. It also has a function of suppressing the fall (tray function) and a function of guiding the released work 200 to the storage space 403 (shooter function). This shooter function is improved by disposing the pair of elastic pads 77a, 77b on the root side of the inner surfaces of the pair of fingers 76a, 76b, respectively. Further, when the partition plate 402 forming the storage space 403 is deformed or movable, the pair of fingers 76 a and 76 b deforms or moves the partition plate 402 while holding the work 200, and the partition plate 402 of the storage space 403 is changed. Functions as another finger that widens the opening. These functions are realized by devising the shapes of the pair of fingers 76a, 76b and the attachment positions of the elastic pads 77a, 77b provided on the robot hand 7. That is, according to the robot hand 7 according to the present embodiment, it is possible to realize a robot hand specialized for a picking work including a work stage of storing a grasped work in a storage space with a simple structure.

本実施形態に係るロボットハンド７の一対のフィンガー７６ａ，７６ｂの形状はこれに限定されない。図１７乃至図２２は、本実施形態に係るロボットハンド７の第１乃至第６変形例をそれぞれ表す図である。上記のグリップ機能とトレイ機能とシュータ機能とが実現し得る範囲で、一対のフィンガー７６ａ，７６ｂの形状及び配置は、把持対象のワーク２００の形状、大きさに応じて、適宜変更が可能である。 The shape of the pair of fingers 76a and 76b of the robot hand 7 according to the present embodiment is not limited to this. 17 to 22 are views showing first to sixth modifications of the robot hand 7 according to the present embodiment, respectively. The shape and arrangement of the pair of fingers 76a and 76b can be appropriately changed according to the shape and size of the workpiece 200 to be gripped within a range in which the grip function, the tray function, and the shooter function can be realized. ..

図１７に示すように、フィンガー７６ａ、７６ｂ各々は角筒体が縦に対称に割られた半割筒の形状をなすものであってもよい。上板７６３ａと下板７６２ａは同一の幅、上板７６３ｂと下板７６２ｂは同一の幅である。 As shown in FIG. 17, each of the fingers 76a and 76b may have a shape of a half-divided cylinder in which a rectangular cylinder is vertically symmetrically divided. The upper plate 763a and the lower plate 762a have the same width, and the upper plate 763b and the lower plate 762b have the same width.

図１８に示すように、一対のフィンガー７６ａ，７６ｂは、下板７６２ａ、７６２ｂを除外され、断面Ｌ字形の長尺体をなすものであってもよい。 As shown in FIG. 18, the pair of fingers 76a and 76b may be a long body excluding the lower plates 762a and 762b and having an L-shaped cross section.

一対のフィンガーは同一の形状に構成されていなくてもよい。図１９に示すように、フィンガー７６ａは互いの端部で直角に接続された２枚の板７６１ａ，７６３ａからなり、フィンガー７６ｂは、下板７６２ｂと上板７６３ｂとが側板７６１ｂにより平行に接続されてなる。フィンガー７６ａの横断面はＬ字形状を表し、フィンガー７６ｂの横断面はＵ字形状を表す。 The pair of fingers may not be configured in the same shape. As shown in FIG. 19, the finger 76a is composed of two plates 761a and 763a connected to each other at right angles, and the finger 76b is such that the lower plate 762b and the upper plate 763b are connected in parallel by the side plate 761b. It becomes. The cross section of the finger 76a represents an L shape, and the cross section of the finger 76b represents a U shape.

一対のフィンガーは直線形状でなくてもよい。図２０に示すように、一対のフィンガー７６ａ，７６ｂには、その根元側から先端側に向かって徐々に広がるテーパーがつけられていてもよい。 The pair of fingers need not be linear. As shown in FIG. 20, the pair of fingers 76a and 76b may be tapered so as to gradually expand from the root side to the tip side.

一対のフィンガーは平行に配置されていなくてもよい。図２１に示すように、一対のフィンガー７６ａ，７６ｂは、互いに内側に向かって若干傾斜していてもよい。図２２に示すように、一対のフィンガー７６ａ，７６ｂは、互いに外側に向かって若干傾斜していてもよい。 The pair of fingers may not be arranged in parallel. As shown in FIG. 21, the pair of fingers 76a and 76b may be slightly inclined inward with respect to each other. As shown in FIG. 22, the pair of fingers 76a, 76b may be slightly inclined outward with respect to each other.

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 Although some embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the invention described in the claims and equivalents thereof as well as included in the scope and the gist of the invention.

７…ロボットハンド、７１…アダプタ板、７２…基部、７３…チューブ孔、７４…レール、７６ａ，７６ｂ…フィンガー、７６１ａ，７６１ｂ…側板、７６２ａ，７６２ｂ…下板、７６３ａ、７６３ｂ…上板、７７ａ，７７ｂ…パッド。 7... Robot hand, 71... Adapter plate, 72... Base part, 73... Tube hole, 74... Rail, 76a, 76b... Finger, 761a, 761b... Side plate, 762a, 762b... Lower plate, 763a, 763b... Upper plate, 77a , 77b... Pad.

Claims

互いに接近・離反する方向に移動自在に基部に支持される一対のフィンガーを備え、前記フィンガー各々は断面凹状又は断面Ｌ状の長尺体をなし、前記基部に近い根元側の内面にはパッドが装着され、他の内面部分にはパッドが装着されない、ロボットハンド。 A pair of fingers that are supported by the base so as to be movable toward and away from each other are provided, each of the fingers is an elongated body having a concave or L-shaped cross section, and a pad is provided on the inner surface on the base side near the base. A robot hand that is attached and no pad is attached to the other inner surface .

前記一対のフィンガーは、それぞれの内面が互いに対峙する向きで、且つ平行に配置されていることを特徴とする請求項１記載のロボットハンド。 The robot hand according to claim 1, wherein the pair of fingers are arranged in parallel so that respective inner surfaces thereof face each other.

前記フィンガー各々は、側板に対して下板と上板とが接続された前記断面凹状、又は前記側板に対して前記下板のみが接続された前記断面Ｌ字状の前記長尺体に構成され、
前記パッドの厚みは、前記下板の幅よりも薄いことを特徴とする請求項１記載のロボットハンド。 Each of the fingers is configured in the elongated body having the concave shape in which the lower plate and the upper plate are connected to the side plate, or the L-shaped cross section in which only the lower plate is connected to the side plate. ,
The robot hand according to claim 1 , wherein the thickness of the pad is thinner than the width of the lower plate .

前記パッドは弾性体であることを特徴とする請求項1記載のロボットハンド。 2. The robot hand according to claim 1, wherein the pad is an elastic body.

前記パッドは膨縮自在の袋体であることを特徴とする請求項１記載のロボットハンド。 The robot hand according to claim 1, wherein the pad is a bag that can be inflated and contracted.

前記基部に対して前記一対のフィンガが延設されている方向がロボットアームのハンド取付部の取付軸に対して直交するように、前記基部には前記ロボットアームの前記ハンド取付部に接続するためのアダプタ板が、その板面が前記一対のフィンガーが延設されている方向と前記一対のフィンガーが接近・離反する方向とに平行になるように設けられていることを特徴とする請求項１記載のロボットハンド。 As the direction in which said pair of fingers are extended relative to the base is perpendicular to the mounting shaft of the hand mounting part of the robot arm, the said base for connection to the hand mounting part of the robot arm claims adapter plate, wherein the pair of fingers and the direction in which the plate surface of the pair of fingers is extended is provided parallel to the direction of approaching and separating from 1 The described robot hand.