JPH042788Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、ロボツトのハンドに関する技術であ
る。

〔従来の技術〕

ロボツトにおいてはそのアームの先端にハンド
が取り付けられており、斬かるハンドによつて品
物を把持するようにされている。

ロボツトのハンドを開示した従来技術文献とし
ては、たとえば実開昭59−173591、特開昭59−
146789、特開昭60−6378、特開昭60−19621、実
開昭61−96631、特開昭58−181593あるいは特開
昭58−181592がある。

ところで、整列されている品物ではなく、ラン
ダムに配置されている品物をロボツトのハンドで
把持する場合には、機械的につかむのではなく、
負圧で吸引するかあるいは磁力で吸いつけるかの
いずれかの方法が用いられる。

たとえば磁力で吸いつける場合を考えてみる
と、これには二通りのやり方があり、ただ単に品
物を磁力で吸いつけるか、あるいは品物の形に整
合した形状のハンドを用いて、ハンドを品物に整
合させた上で磁力で吸いつけるかであるが、後者
即ち品物の形に整合するようなハンドを用いた方
がベターである。

なぜならは、ただ単に品物を磁力で吸引するよ
りも、品物の形に整合するようなハンドを用いて
品物とハンドとの接触面積を大きくした上で磁力
で吸いつけるようにした方が、同じ重量の品物を
持ち上げるにしても発生させる磁気エネルギが小
さくて済み、従つてロボツト全体が小さく出来る
からである。

品物の形に整合するようなハンドの例として、
本出願人は先に第７図に示されるようなハンドを
提案した。第７図は、昭和61年12月25日付けで本
出願人が出願したものである（従つて、現時点で
は未公知である）。

第７図のものでは、ロボツトのアーム（図示し
ない）の先端にハンドハウジング２を介して取り
付けられているメインシヤフト３０と、メインシ
ヤフト３０に固定されておりある間隔を持つて平
行に延びている右サポート４７と左サポート４８
とがある。そして、右サポート４７と左サポート
４８との先端には、品物１３を把持するためのワ
ーク当て金６１，６２が右サポート４７と左サポ
ート４８に対して上下方向に摺動可能且つ前後方
向に回動可能に取り付けられている。また右サポ
ート４７と左サポート４８とにはワーク当て金６
１，６２をして品物１３を把持せしめるための駆
動手段５４即ち電磁石が取り付けられている。符
号８５は品物１３に当接する部分であり、品物１
３の形に整合するような形状とされている。

このようなハンドによれば、先に述べたこと
（品物の形に整合するハンドを使えばロボツト全
体が小さく出来ること）以外にも、ワーク当て金
６１，６２が右サポート４７と左サポート４８に
対して上下方向に摺動可能且つ前後方向に回動可
能であるので、傾斜を持つて置かれているような
品物を把持するにも具合がいい。

〔考案が解決しようとする問題点〕

しかしながら、第７図のものでも傾斜を持つて
置かれている品物を把持するのは比較的難しいと
いう問題があつた。

これは次の理由による。即ち、第８図（第８図
において、５はハンド全体、４７と４８は右サポ
ートと左サポート、３０はメインシヤフト、２は
ハンドハウジングである）に示されるように、傾
斜を持つて置かれている品物１３にハンド５が斜
め上方から接近するとき、ワーク当て金６１，６
２は鉛直下方に垂れ下がるために、品物１３に到
達したときワーク当て金６１，６２と品物１３と
が角度を持つので、ワーク当て金６１，６２が品
物１３の一部にしか整合しないからである。

本考案は、このような従来の技術の問題点を解
決するものである。

本考案の技術的課題は、傾斜を持つて置かれて
いる品物にハンドが斜め上方から接近するときに
ワーク当て金が鉛直下方に垂れ下がらないように
して、傾斜を持つて置かれている品物についても
確実に把持出来るようにすることにある。

〔問題点を解決するための手段〕

この技術的課題を達成するために、本考案にあ
つては次のような手段が講じられている。

即ち、本考案に係るロボツトのハンドというの
は、ロボツトのアームの先端に取り付けられてい
るメインシヤフトと、該メインシヤフトに固定さ
れておりある間隔を持つて平行に延びている右サ
ポートと左サポートとを有するロボツトのハンド
において、 前記右サポートと前記左サポートとの先端には
品物を把持するためのワーク当て金が取り付けら
れており、前記ワーク当て金の品物への当接面は
品物の形に整合する形状とされており、また前記
右サポートと前記左サポートとの先端には前記ワ
ーク当て金の方に延びる爪が設けられており、前
記ワーク当て金には該爪に係合する段付部が設け
られており、前記ワーク当て金の段付部は上方か
ら前記爪に脱着可能に係合するようにされてお
り、前記爪と前記段付部とが係合しているとき前
記ワーク当て金は前記右サポートと前記左サポー
トとに対して一体的にされ、前記爪と前記段付部
との係合が外れているときには前記ワーク当て金
は前記右サポートと前記左サポートに対して上下
方向に摺動可能且つ前後方向に回動可能にされ、
また前記右サポートと前記左サポートとには前記
ワーク当て金をして前記品物を把持せしめるため
の駆動手段が取り付けられていることを特徴とす
る。

〔作用〕

本考案においては、斜めに配置されている品物
にハンドが斜め上方から接近するような場合にで
も、爪は段付部に整合しているために、ワーク当
て金は右サポートと左サポートとに一体になつて
いる。従つて、その途中において、ワーク当て金
は右サポートと左サポートとに平行になつてい
る。従つて、品物に接触する瞬間もワーク当て金
は品物に直角になつている。

ワーク当て金が品物に直角に当接して品物から
反力を受けると、ワーク当て金は上方に持ち上げ
られるので、爪が段付部から外れる。このため、
ワーク当て金は品物に完全に整合するように回動
する。従つて、品物が傾斜して配置されていて
も、ワーク当て金は完全に品物に整合する。従つ
て、品物を確実に把持することになる。

〔実施例〕

第１図は、本考案の一実施例に係るロボツトの
ハンドの縦断面図である。

第１図において、１はロボツトのアームであ
り、アーム１にはハンドハウジング２がボルト３
によつて固定されている。４はアーム１とハンド
ハウジング２との位置決めのためのノツクピンで
ある。

ハンドハウジング２にハンド５が取り付けられ
ている。ハンド５について説明する前に第５図に
基づいて、第１図のハンド５が取り付けられてい
るロボツト全体の構成を簡単に説明する。

第５図は、第１図のハンドが装着されるロボツ
トの側面図である。

第５図において、１０はロボツト全体を指して
おり、１はロボツトのアームであり、２はハンド
ハウジングである。符号１１が付されている部分
に第１図のハンド５が位置する。

１２は沢山の品物１３が入っている第１のパレ
ツトである。第１のパレツト１２の中には品物１
３が整列してではなく、ランダムに収納されてい
る。このランダムに収納されている品物１３を一
つづつハンド５で把持して図示しない第２のパレ
ツトあるいは図示しないベルトコンベヤーにきち
んと整列させるのが、第５図に示されているロボ
ツト１０の役目である。このために図示されない
が、このロボツト１０には画像認識装置が装備さ
れている。

ロボツト１０は工場の床１４に固定されてお
り、符号１５，１６，１７が付されている部分を
支点にして各アーム２１，２２，２３が回動し、
第１のパレツト１２の品物１３を第２のパレツト
（図示しない）に移動させる。

第１図に戻つて、３１はアーム１とハンドハウ
ジング２とに挟持されて固定されているバツクア
ツプハウジングである。バツクアツプハウジング
３１の中には下方に開口した摺動穴３２が穿設さ
れている。

３０はメインシヤフトである。メインシヤフト
３０は上方に延びるシヤフト部３３と、シヤフト
部３３に一体に設けられている基部３４とから構
成されている。

シヤフト部３３はハンドハウジング２に穿設さ
れている貫通穴３５を貫通して上方に延びてお
り、その先端は摺動穴３２に摺動可能に嵌挿され
ている。また、シヤフト部３３の内部は中空とさ
れており、その中においてバツクアツプハウジン
グ３１との間に圧縮コイルばね３６が配置されて
いる。メインシヤフト３０はハンドハウジング２
に対して上方向に相対変位可能に取り付けられて
いる。

シヤフト部３３には係止板４１がナツト４２に
よつて固定されている。係止板４１によつてメイ
ンシヤフト３０全体はハンドハウジング２に吊り
下げられている。

メインシヤフト３０の基部３４には絶縁基板４
４がボルト４５によつて固定されている。３９は
ノツクピンである。絶縁基板４４は磁力線を絶縁
するためにアルミニウム合金で出来ている。

絶縁基板４４の左右両端にはボルト４６によつ
て右サポート４７と左サポート４８とが間隔をあ
けて固定されている。右サポート４７と左サポー
ト４８とは下方に平行に延びている。

右サポート４７と左サポート４８との間にはボ
ルト５１によつてコイル支持体５２が固定されて
いる。コイル支持体５２は右サポート４７と左サ
ポート４８とに連結されている。

コイル支持体５２の周囲にはボビン５３が取り
付けられており、ボビン５３にはコイル５４が巻
回されている。従つて、コイル５４に給電される
とコイル支持体５２は電磁石となる。

右サポート４７と左サポート４８との先端には
ワーク当て金６１，６２が取り付けられている。
それぞれのワーク当て金６１，６２からは外側に
向かつてロツド６８，６９が突出しており、右サ
ポート４７と左サポート４８とにはロツド６８，
６９を摺動可能に嵌挿している長孔７８，７９が
穿設されている。長孔７８，７９は長手方向に延
びている。

第２図は、第１図のワーク当て金の取り付け構
造の斜視図である。

第２図において、４７は右サポート、４８は左
サポート、６１と６２とはワーク当て金である。
また、７８と７９とは長孔、６８はロツドであ
る。

第２図からも、ワーク当て金６１，６２からは
外側に向かつてロツド６８，６９が突出してお
り、右サポート４７と左サポート４８とにはロツ
ド６８，６９を摺動可能に嵌挿している長孔７
８，７９が穿設されていることが分かる。

ロツド６８，６９によつてワーク当て金６１，
６２は右サポート４７と左サポート４８とにぶら
下げられている。ワーク当て金６１とワーク当て
金６２との間にはセンサー取り付け部材６５があ
つて、センサー取り付け部材６５によつてワーク
当て金６１とワーク当て金６２とは一緒にされて
いる。

右サポート４７と左サポート４８との先端には
センサー取り付け部材６５の方に向かう爪９９が
設けられており、ワーク当て金６１，６２の方に
も爪９９に整合する段付部９８が設けられてい
る。

爪９９に対してワーク当て金６１，６２の段付
部９８は上方から脱着可能に係合するようにされ
ている。右サポート４７と左サポート４８とが鉛
直に配置されているとき、段付部９８は爪９９に
整合しているために、ワーク当て金６１，６２は
右サポート４７と左サポート４８とに一体になつ
ている。しかしながら、ワーク当て金６１，６２
を矢印Ｐのように上方に持ち上げて爪９９から段
付部９８を外した場合には、ロツド６８，６９を
支点にしてワーク当て金６１，６２は矢印Ｍのよ
うに前後方向に回動し得る。

第１図に戻つて、ワーク当て金６１とワーク当
て金６２との間には、先に述べたように、センサ
ー取り付け部材６５があつて、センサー取り付け
部材６５はロツド８８，８９によつてワーク当て
金６１とワーク当て金６２とに取り付けられてい
る。即ち、センサー取り付け部材６５からは左右
にロツド８８，８９が延びており、ロツド８８，
８９はワーク当て金６１，６２に穿設されている
摺動穴９１，９２に回動可能に嵌挿されている。
センサー取り付け部材６５は磁力線を絶縁するた
めにアルミニウム合金あるいは樹脂で出来てい
る。

センサー取り付け部材６５には第１のセンサー
６６が取り付けられている。第１のセンサー６６
の周囲には雄螺子が刻設されており、センサー取
り付け部材６５には雌螺子が刻設されている。雄
螺子と雌螺子とが螺合することにより、第１のセ
ンサー６６はセンサー取り付け部材６５に取り付
けられている。６７は第１のセンサー６６の弛み
防止のためのナツトである。

第３図は、第１図のセンサー取り付け部材の斜
視図である。第３図において６５はセンサー取り
付け部材全体を指している。８８，８９はロツド
である。

センサー取り付け部材６５の前後にはフランジ
５９が設けられており、このフランジ５９によつ
てワーク当て金（第１図の６１，６２）を挟むよ
うにされている。

第１図から分かるように、ワーク当て金６１と
ワーク当て金６２とはセンサー取り付け部材６５
があるために、一体になつていることが出来る。

先にも述べたが、右サポート４７と左サポート
４８との先端にはセンサー取り付け部材６５の方
に向かう爪９９が設けられており、ワーク当て金
６１，６２の方にも爪９９に整合する段付部９８
が設けられている。右サポート４７と左サポート
４８とが略鉛直に配置されているとき、爪９９は
段付部９８に整合しているために、ワーク当て金
６１，６２は右サポート４７と左サポート４８と
に一体になつている。しかしながら、ワーク当て
金６１，６２を上方に持ち上げて爪９９を段付部
９８から外した場合には、ロツド６８，６９を支
点にしてワーク当て金６１，６２は前後方向に回
動し得る。

第１図において、ワーク当て金６１，６２とセ
ンサー取り付け部材６５との間には小さい隙間ｄ
があいている。この隙間ｄのために、先に述べた
ように、ワーク当て金６１，６２とセンサー取り
付け部材６５とは右サポート４７と左サポート４
８の間において、ロツド６８，６９を支点にして
前後にスムーズに回動し得る。また、上方向にス
ムーズに摺動し得る。

また、ワーク当て金６１，６２とセンサー取り
付け部材６５との重心は、ロツド６８，６９より
も下方にある。従つて、通常の状態においては、
ワーク当て金６１，６２とセンサー取り付け部材
６５とは右サポート４７と左サポート４７とにぶ
ら下がつており、段付部９８と爪９９とが係合し
て右サポート４７と左サポート４７とに平行にな
つている。

メインシヤフト３０に戻つて、メインシヤフト
３２の基部３４には回り止めピン７１が固定され
ている。回り止めピン７１は上方に延びており、
ハンドハウジング２に穿設されている貫通孔７２
を貫通して更にハンドハウジング２の中まで延び
ている。回り止めピン７１の上方には第２のセン
サー７３がハンドハウジング２に取り付けられて
いる。７４は第２のセンサー７３の弛み止めのた
めのナツトである。

ワーク当て金６１，６２に戻つて、ワーク当て
金６１，６２は品物（ワーク）１３に当接して品
物１３を磁力で吸引するためのものである。即
ち、右サポート４７と左サポート４８及びワーク
当て金６１，６２は磁性体、たとえば軟鉄で出来
ている。従つて、コイル５４に給電されるとコイ
ル支持体５２は電磁石となり、右サポート４７と
左サポート４８及びワーク当て金６１，６２が磁
化する。そのため品物１３が吸引される。言い換
えれば、品物１３がハンド５によつて把持された
ことになる。

本実施例の場合品物１３は、第１図から分かる
ように、断面形状が円形のものである。また、ワ
ーク当て金６１，６２の品物１３との当接部分８
５は、品物１３の形に整合するような形状とされ
ている。そして、ワーク当て金６１，６２を品物
１３に整合させた上で磁力で吸いつけることによ
り品物１３を把持するようにされている。これ
は、先に述べたように、ただ単に品物１３を磁力
で吸引するよりも、品物１３の形に整合させて品
物１３とワーク当て金６１，６２との接触面積を
大きくした上で磁力で吸いつけるようにした方
が、磁気エネルギが小さくて済み、従つて、ロボ
ツト（第５図の符号１０）全体が小さく出来るか
らである。

コイル５４は常時通電されているわけではな
い。第５図において図示しない画像認識装置によ
つて第１のパレツト１２の中に目指す品物１３、
即ちハンド５で把持しようとする品物１３が見つ
かつた場合には、ハンド５は下方に変位する。ハ
ンド５が品物１３に近づくと第１図の第１のセン
サー６６はそのことを感知して図示しない制御装
置に信号を送る。すると、制御装置はコイル５４
に給電する。コイル５４に給電されるとワーク当
て金６１とワーク当て金６２とが磁化されるため
に、ワーク当て金６１とワーク当て金６２とに品
物１３は吸いつけられる。同時に第１のセンサー
６６の出力信号を受けて制御装置はハンド５の下
方への移動を停止させる。このように、コイル５
４へ給電する合図とハンド５の移動の停止を合図
するものが第１のセンサー６６の役割である。

ハンド５は下方に移動するとき慣性があるため
に、ワーク当て金６１とワーク当て金６２とが品
物１３を把持した後も若干下方に移動することに
なる。このため、メインシヤフト３０はハンドハ
ウジング２に対して相対的に上方に若干移動しよ
うとする。このために、先に述べたように、メイ
ンシヤフト３０はハンドハウジング２に対して上
方向に相対変位可能に取り付けられている。

シヤフト部３３とハンドハウジング２の貫通孔
３５との間、及び回り止めピン７１とハンドハウ
ジング２の貫通孔７２との間には、すべりを良く
するためにベアリングメタル８１，８２が設けら
れている。ベアリングメタル８１，８２はいずれ
もハンドハウジング２に固定されている。また、
バツクアツプハウジング３１にも同様な理由によ
りベアリングメタル８３が取り付けられている。

第２のセンサー７３は何らかの異常によつて第
１のセンサー６６の出力信号にもかかわらずハン
ド５の下方への移動が停止しなかつた場合に回り
止めピン７１の接近を感知することにより、図示
しない制御装置にアーム１の緊急停止の信号を送
るためである。これが第２のセンサー７３の役割
である。

第４図は、第１図のロボツトのハンドが品物を
把持している状態の斜視図である。

第４図において、２はハンドハウジング、３０
はメインシヤフト、４７と４８とは右サポートと
左サポート、６１と６２とはワーク当て金であ
る。また、６５はセンサー取り付け部材、５４は
コイルであり、１３は品物である。

ワーク当て金６１，６２で品物１３をつかむと
きには図示しない画像認識装置によつて必ず品物
１３の軸線方向とハンド５の位置とが品物１３を
つかむに最適な位置関係になるように制御され
る。

本実施例の作用を説明する。

本実施例においては、先に述べたように、右サ
ポート４７と左サポート４８とが略鉛直に配置さ
れているとき、爪９９は段付部９８に整合してい
るため、ワーク当て金６１，６２は右サポート４
７と左サポート４８とに一体になつている。従つ
て、第６図（第６図において、５はハンド全体、
４７と４８は右サポートと左サポート、３０はメ
インシヤフト、２はハンドハウジングである）に
示されるように、斜めに配置されている品物１３
にハンド５が斜め上方から接近するような場合に
でも、その途中において、ワーク当て金６１，６
２は右サポート４７と左サポート４８とに平行に
なつている。従つて、品物１３に接触する瞬間も
ワーク当て金６１，６２は品物１３に直角になつ
ている。

ワーク当て金６１，６２が品物１３に直角に当
接して品物１３から反力を受けると、ワーク当て
金６１，６２は矢印Ｐ方向に持ち上げられて段付
部（第２図の符号９８）が爪（第２図の符号９
９）から外れるので、ロツド６８，６９を支点に
してワーク当て金６１，６２は矢印Ｍのように回
動する。従つて、品物１３が傾斜して配置されて
いても、ワーク当て金６１，６２は完全に品物１
３に整合することになる。従つて、品物１３を確
実に把持する。

また、本実施例によれば、品物１３を把持する
に必要な部分、即ちワーク当て金６１，６２だけ
を可動としているので、回動部分が小さい。従つ
て、品物１３に整合するときの応答性が良い。

また、ワーク当て金６１，６２が品物１３に整
合するときには品物１３に多少なりとも衝撃を与
えることは避けられないが、本実施例では可動部
分がワーク当て金６１，６２だけで小さいので、
その衝撃が少ない。従つて、品物１３にキズを付
けることは殆どない。

また、本実施例においては、右サポート４７と
左サポート４８との先端にワーク当て金６１，６
２が取り付けられており、ワーク当て金６１，６
２で品物（ワーク）１３をつかむようにされてい
る。換言すれば、右サポート４７と左サポート４
８との先端で品物１３をつかむわけではない。従
つて、第１図において８５が付されている面が摩
耗してきたら、ワーク当て金６１，６２だけを交
換すればよく、ハンド５全体を交換する必要はな
い。従つて、本実施例によれば、交換が短時間に
出来るし、またコストが低く抑えられる。

また、本実施例によれば、直径の異なる別の種
類の品物１３をつかむ場合でもワーク当て金６
１，６２だけを品物１３に合わせて交換すればよ
いので、ハンド５の汎用性が非常に高まるという
利点もある。

以上、本考案の特定の実施例について説明した
が、本考案はこの実施例に限定されるものではな
く、実用新案登録請求の範囲内において種々の実
施態様が包含されるものである。

〔考案の効果〕

本考案によれば、傾斜を持つて置かれている品
物にハンドが斜め上方から接近するときワーク当
て金が鉛直下方に垂れ下がらないので、傾斜を持
つて置かれている品物についても確実に把持出来
るという効果を奏する。

また、本考案によれば、品物を把持するに必要
な部分、即ちワーク当て金だけを可動としている
ので、回動部分が小さい。従つて、品物に整合す
るときの応答性が良い。

また、ワーク当て金が品物に整合するときには
品物に多少なりとも衝撃を与えることは避けられ
ないが、本考案では可動部分がワーク当て金だけ
で小さいので、その衝撃が少ない。従つて、品物
にキズを付けることは殆どない。

また、本考案では、ワーク当て金が摩耗してき
てもワーク当て金だけを交換すればよく、ハンド
全体を交換する必要はないので、交換が短時間に
出来るし、またコストアツプになることもない。

また、本考案によれば、別の種類の品物を把持
する場合にでもワーク当て金だけを交換すればよ
いので、非常に汎用性が高まる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案の一実施例に係るロボツトの
ハンドの縦断面図、第２図は、第１図のワーク当
て金の取り付け構造の斜視図、第３図は、第１図
のセンサー取り付け部材の斜視図、第４図は、第
１図のロボツトのハンドが品物を把持している状
態の斜視図、第５図は、第１図のハンドが装着さ
れるロボツトの側面図、第６図は、第１図のハン
ドの作動説明図、第７図は、従来のロボツトのハ
ンドの斜視図、第８図は、従来のロボツトのハン
ドの作動説明図である。 １……アーム、５……ハンド、１０……ロボツ
ト、３０……メインシヤフト、４７……右サポー
ト、４８……左サポート、５４……コイル（駆動
手段）、６１，６２……ワーク当て金、８５……
ワーク当て金の品物への当接面、９８……段付
部、９９……爪。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 ロボツトのアームの先端に取り付けられている
   メインシヤフトと、該メインシヤフトに固定され
   ておりある間隔を持つて平行に延びている右サポ
   ートと左サポートとを有するロボツトのハンドに
   おいて、 前記右サポートと前記左サポートとの先端には
   品物を把持するためのワーク当て金が取り付けら
   れており、前記ワーク当て金の品物への当接面は
   品物の形に整合する形状とされており、また前記
   右サポートと前記左サポートとの先端には前記ワ
   ーク当て金の方に延びる爪が設けられており、前
   記ワーク当て金には該爪に係合する段付部が設け
   られており、前記ワーク当て金の段付部は上方か
   ら前記爪に脱着可能に係合するようにされてお
   り、前記爪と前記段付部とが係合しているとき前
   記ワーク当て金は前記右サポートと前記左サポー
   トとに対して一体的にされ、前記爪と前記段付部
   との係合が外れているときには前記ワーク当て金
   は前記右サポートと前記左サポートに対して上下
   方向に摺動可能且つ前後方向に回動可能にされ、
   また前記右サポートと前記左サポートとには前記
   ワーク当て金をして前記品物を把持せしめるため
   の駆動手段が取り付けられていることを特徴とす
   るロボツトのハンド。