JPH03239494A - ３指ハンド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概　要〕 ロボットに使用される３指ハンドに関し、部品の重心と
一致しない位置に設けられた穴を軸に挿入する作業が円
滑に行われるようにすることを目的とし、 平面上で対向配置され、該対向方向に開閉可能な第１．
第２の指と、該第１．第２の指により把持される部品を
支持する支持部を有し、前記平面と垂直方向に移動可能
な第３の指とを備えた構成〔産業上の利用分野］ 本発明はロボットに使用される３指ハンドに関するもの
である。

〔従来の技術〕

従来の２指ハンドは、−船釣に第４図（ａ）に示すよう
な平行型のハンド１と、第４図（ｂ）に示すような回転
型のハンド２とに分けられる。第４図（ａ）の２指ハン
ドｌでは、矢印方向に平行に開閉する２本の指３，４で
物体１０１を両側から把持して操作し、第４図（ｂ）の
２指ハンド２では、矢印方向に回転して開閉する２本の
指５゜６により物体１０２を把持して操作する。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、ロボットを用いて部品の挿入作業を行う場合、
対象物が複雑な形状をしており、第５図（第５図（ａ）
は正面図、第５図（ｂ）は下面図）に示すように部品１
０３の穴１０３ａを軸１０４に挿入する作業を行う場合
、ハンド３，４の把持中心、嵌合中心（軸１０４の中心
）１部品１０３の重心が全て異なることがある。この際
には、挿入作業中に部品１０３が軸１０４から受ける反
力Ｐが、指３．４が部品１０３を把持した部分ではモー
メント力として働く。一方、指３．４は部品１０３を両
側から押さえて把持しており、把持力の方向とモーメン
ト力の方向が直交している。そのため、モーメント力に
対しては摩擦力で対抗しているので、モーメント力が摩
擦力より大きくなって部品１０３が傾くことが多い。す
なわち、従来の２指ハンドは、挿入作業中に部品が傾い
て軸１０４と部品１０３とが噛み合い、挿入作業が失敗
するという欠点を有していた。これを解決するため、第
６図に示すように、指７，８の先端部内側に部品１０３
の両側部が嵌合する切り欠き７ａ８ａを設け、この嵌合
により部品１０３の傾きをなくす方式が試みられている
。しかし、切り欠き７ａ、８ａの幅ａと部品１０３の高
さｈの差が小さいときは部品１０３を把持しずらく、こ
の差が大きいと満足な効果は得られなくなる。また、こ
の方式は、高さの異なる部品には使用できない。

さらに、部品１０３の挿入作業：よ、部品１０３が軸１
０４の面取部１０４ａと接触していて部品１０３の傾き
をハンド１の抑え力制御による把持部の位置ずれにより
吸収する第７図（ａ）の第１段階と、部品１０３の穴１
０３ａの内面が全て軸１０４と接していて部品１０３が
軸１０４に沿って動いていく第７図（ｂ）の第２段階に
分けられる。この第２段階でハンドで部品をしっかり把
持した状態で部品を挿入していくと、部品１０３の僅か
な傾きにより部品１０３と軸１０４の間に引っ掛かりが
生じて円滑な挿入ができなくなる。

本発明は、部品の重心と一致しない位置に設けられた穴
を軸に挿入する作業が円滑に行われるようにすることの
できる３指ハンドを提供することを目的としている。

［課題を解決するための手段］ 第１図は本発明の原理説明図（第１図（ａ）は構成図、
第１図（ｂ）は作用説明図）で、本発明の３指ハンドは
、第１．第２．第３の指１１１２．１３を備えている。

第１．第２の指１１．１２は、第１図（ａ）に示すよう
に平面上で対向配置され、矢印Ａ方向（対向方向）に移
動可能である。本図では、指１１．１２が、中央部を境
に逆ねしが形成されて指対同方向に延びる送りねし１４
に螺合し、モータ１５によりギア１６．１７を介し送り
ねし１４を回転させることにより開閉する例を示してい
る。

第３の指１３は、第１．第２の指１１．１２により把持
される部品を支持する支持部１８を有し、上記平面と垂
直な矢印Ｂ方向に移動可能である。

本図では、指１３が、矢印Ｂ方向に延びる逆ねし１９に
螺合し、モータ２０によりギア２１．２２を介し送りね
し１９を回転させることにより矢印Ｂ方向に移動する例
を示している。

〔作　用］ 上記構成の３指ハンドによる部品操作要領を第１図（ｂ
）に示す。本図は第５図と同様に部品１０３の穴１０３
ａを軸１０４に挿入する例を示している。

部品挿入に際しては、まず平行に開閉する指１１．１２
により部品１０３を把持する。このとき、挿入中心に対
し重心Ｇと反対側を、指１１゜１２により把持するよう
にする。また、指１３を、部品１０３の端部付近に位置
するように位置決めする。この状態で、部品１０３の穴
１０３ａを軸１０４に対向させて第１段階の挿入を開始
する。

第１段階では、部品１０３の穴１０３ａが軸１０４の面
取部１０４ａと接触し、該接触による部品１０３の傾き
は、ハンドの抑え力制御による把持部の位置ずれにより
吸収される。その抜穴１０３ａの内面と軸１０４の外面
が接触する第２段階の挿入に移るが、このとき、指１１
．１２による部品把持は釈放される。そして、この状態
でハンドを下降させて部品を挿入する。この第２段階に
おいては、第１図（ｂ）に示すように、部品１０３に働
く力は、重心Ｇに働く重力Ｐと、軸１０４と穴１０３ａ
の間の摩擦力とであり、この２つの力だけでは重力によ
り部品１０３が第２図（ｂ）に示すように傾いて軸１０
４との間に噛み合いが生しる。そこで、第１図（ｂ）に
示すように、ハンドを上昇させて支持部１８により部品
ｌ０３０二上方に向う支持力Ｑを働かせる。これにより
、部品＋０３の姿勢は第２図（ａ）に示すようになり、
軸からの力が部品１０３の傾きを少なくする方向・・、
のモーメント力として働き、かまない状態となる。また
、部品１０３：よ下から支えられているだけなので、従
来のように部品をしっかりと把持し押し下げて挿入する
場合に比べ、部品に無理が加わらない。そのため、ハン
ドを下降させて指１３を第２図（ａ）５：矢印で示すよ
うに下に移動しさえすれば、部品１０３は自重により円
滑に挿入される。

〔実施例］ 以下、第３図に関連して本発明の詳細な説明する。

第３図（ａ）は３指ハンドの指１１．１２関連部分の構
造を、第３図（ｂ）は指Ｉ３関連部分の構造を、それぞ
れ示しており、第１図と共通の部材には同符号を用いて
いる。本図により本例の３指ハントの溝底１作用を説明
すると次の通りであ指１１．１２；よ、前述のように、
モータ１５により送りねし１４を回転させることによっ
て矢印へ方向に移動して開閉が行われるが、この移動時
に、ガイドバー２３は指１１．１２の移動をガイドする
。また、指１３は、モータ２０により送りねし１９を回
転させることによって矢印Ｂ方向に移動するが、この移
動時に、ガイドバー２４は指１３の移動をガイドする。

それぞれのモータ１５２０はＺ相（１回転に１箇所パル
スを出力）のあるエンコー９’２５．２６に接続してお
り、該エンコーダ２５．２６による各指の位置制御は可
能である。２指１１．１２が最大に開いた位置にはりミ
ソトスインチ２７が、１指１３が最大に上昇した位置に
はりミントスイッチ２８がそれぞれ設けられており、こ
れらのりミノトスインチとＺ徊を用いて原点合わせをす
ることにより、指１１１２の開き幅と指１３の位置の再
現性は保たれる。

この３指ハンドによる部品挿入等の操作は、第１図に関
連して説明したものと同様なので説明を省略するが、こ
の３指ハンドを用いることにより、挿入中心と重心が一
致しない部品を円滑に挿入子ることが可能になる。

二発明の効果２ 以上述べたように、本発明によれば、挿入時に第１．第
２の指により把持される部品の挿入中心と重心とが一致
しない場合に、部品の穴の内面と軸の外面が接している
状態で、部品の一部（重心に対し挿入中心と反対側）を
第３の指の支持部により支えて挿入することができるた
め、部品の円清な挿入が可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａＬ　（ｂ）は本発明の原理説明図、第２図（
ａ）、（ｂ）は本発明の３指ハンドの作用説明図、 第３図（ａ）、（ｂ）は本発明の実施例の３指ハンドの
構造説明図、 第４図（ａ）、（ｂ）は従来の各種２指ハンドの構造説
明図、 第５図（ａ）、（ｂ）は従来の２指ハンドによる挿入作
業説明図、 第６図は従来の他の２指ハンドの要部構造説明図、 第７図（ａ）、（ｂ）は従来の２指ハンドによる挿入作
業の詳細説明図で、 図中、 １１は第１の指、 １２は第２の指、 １３は第３の指、 １８は支持部である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 垂直面上で対向配置され、該対向方向に開閉可能な第１
   、第２の指（１１、１２）と、 前記第１、第２の指（１１、１２）により把持される部
   品を支持する支持部（１８）を有し、前記垂直面と垂直
   方向に移動可能な第３の指（１３）とを備えたことを特
   徴とする３指ハンド。