JPH047909Y2 - - 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、マニプレータ、クレーン
等の産業用ロボツトのアームの先端手首部に取付
けられ、そして物品を吸着および把握する産業用
ロボツトの複合機構ハンドに関する。

［従来技術］ マテリアルハンドリングとして、ロボツト、マ
ニプレータ或いはフオークリフト更にはクレーン
等が実用に供されているが、これらの装置のアー
ムにはマテリアルすなわち物品を掴むためのハン
ドが一般に設けられている。そして、ハンドとし
ては物品を係止把握する有指ハンドと、物品を保
持する無指ハンドとに大別できる。

有指ハンドは把握の形態によりつりさげ、つま
み、挟み、握りに分かれ、無指ハンドは保持の形
態により吸着・受けに分けられ、さらに吸着は真
空式と磁気式とに分かれる。

真空吸着ハンドは、一般に真空源に連なつた真
空室から構成されている。したがつて物品は真空
室に吸着され所定の処理すなわち積み荷、積み降
ろし、更には移動ができる。そして荷役が終つた
物品は真空室に大気を導入するだけで、簡単に解
放される。

このように、吸着式ハンドによるときは、物品
の天面だけ利用して吸着及び解放するので、その
作業が簡単にでき、また構造自体も単純であると
いう特徴を有する。しかも吸着力は比較的大きく
て、かなりの重量のものも安全に吸着できるもの
である。しかしながら、吸着力は真空室に対して
垂直方向には大きいが、水平方向に対しては小さ
いという欠点はある。すなわち物品に対して水平
方向の力が作用すると、吸着力は水平方向には比
較的弱いので、物品は吸着パツドから外れること
がある。また吸着力は大きいとは言え、確実に把
持できる機械的な機構が備わつていればより安全
でもある。

また物品の上表面を吸着すると共に、その物品
の側部を把持する技術は実開昭60−17983号公報
に記載されている。しかしながら、かかる公知技
術では物品の側部を把持する腕が回動するので、
物品の側部の把持は物品を持ち上げた後、又は隣
接する物品が広いスペースをもつて並べられてい
た場合に限られる。

さらに実開昭48−17423号公報には鍛造作業用
マニプレータにおける挟みトングが開示されてい
る。しかしながら、かかる公知技術ではフオーク
の伸縮にピストンシリンダ装置を用いているの
で、その伸縮分に対応するストロークを必要と
し、この技術を産業用ロボツトの複合機構ハンド
に適用した場合に、かなり長大なピストンシリン
ダ装置を必要とし、そのために、前記の公知例で
は回動腕を用いている。

［考案の目的］ したがつて本考案の目的は、物品を比較的に狭
い間〓をもつて隣接して設置してもその間〓に挿
入でき、しかも充分に伸長できて物品の側部を把
握できる産業用ロボツトの複合機構ハンドを提供
するにある。

［考案の構成］ 本考案によれば、産業用ロボツトのアームの先
端手首部に取付けられて物品を吸着および把握す
る産業用ロボツトの複合機構ハンドにおいて、産
業用ロボツトのアームの先端手首部に結合される
枠体の略中央部に位置して物品の上表面を真空力
によつて吸着するように構成された吸着機構と、
該吸着機構の両側に位置して物品の両側面を挟持
する挟み機構とから成り、前記挟み機構は前記枠
体に水平方向にヒンジピンで枢着されて、ピスト
ンシリンダで枢動される挟みフレームを備え、該
挟みフレームには一方のラツクが設けられ、また
物品の側部を把持する板状の挟み板には他方のラ
ツクが設けられ、それらのラツクと係合するピニ
オンがそれらのラツクの間に設けられ、該ピニオ
ンは駆動部材に回転自在に軸支され、該駆動部材
はピストンシリンダユニツトのピストン棒に結合
されている。

［考案の作用効果］ 本考案は、以上のように構成されているので、
その使用に当つては例えばまず荷役機械、例えば
ロボツトのアームに枠体を取付ける。そして吸着
機構には真空源または挟みフレームの駆動或いは
ラツクピニオン機構の駆動のために、電源或いは
流体圧源を接続する。そして荷役ハンドを物品上
に移動させ、吸着させる。そして挟み板を所定の
長さにセツトして物品を両側から挟持する。かく
して物品の把持操作が終了するので、その後はア
ームを駆動して、物品を所定の手順にしたがつて
処理する。処理が終つたら、真空室には大気を導
入し、また把持機構の挟みフレームを駆動して物
品を解放する。かくして１タクトの荷役作業は終
り、同様にして次の作業へと移行する。

また本考案では、板状の挟み板がラツクピニオ
ン手段によつて、伸長収縮するので、物品を比較
的小さい間隔で配置しても板状のため、その間隔
に挿入しやすく、かつ挟み板はラツクピニオン手
段によつてほぼ垂直方向に移動するので、その挿
入作業が容易である。またラツクピニオン手段の
ためピストンシリンダ装置のピストンのストロー
クの倍の長さを移動し、全体的にコンパクトでデ
ツトスペースの少ない装置を提供できる。このよ
うに狭い所に挟み板を挿入すれば、あらかじめ吸
着機構を物品の中心にもつてくることができる。

本考案によると、以上のように荷役作業ができ
るが、吸着機構の両側には把握機構が設けられ、
物品の両側が荷役中に把握されるので、物品に譬
え水平方向の力が偶然に作用しても、物品は把握
機構の挟み板によつて横方向にずれるのが防止さ
れ、物品が落下するようなことが防止される。従
つて、安全に荷役作業ができるものである。また
把握機構が設けられているので、真空破壊などの
事故が生じても物品の衝撃的な落下は防止され
る。したがつて吸着機構と吸着は位置的に整合す
ることになる。すなわち位置調整作用も奏する。

以上の如く本考案によれば、吸着と把握とを同
時に行うことができるので、例えばピンホールに
よる吸着力の不足の場合は、把握機構で物品の落
下を防止でき、また物品間の間〓が小さく把握機
構を挿入できない場合は、一時的に吸着力で物品
を動かしてから把握機構を用いることができる。
したがつて物品の位置や設置の状態に関係なく取
扱いができる。

［好ましい実施の態様］ 特に吸着機構には真空源を必要とするので、エ
ゼクタ式真空ポンプを用いた場合に、それを利用
して空気圧で作動するシリンダを適用すると好都
合である。取扱われる物品はプラスチツクフイル
ムで包装された包装体であることもあるので、吸
着機構は真空室を覆う多孔板と、該多孔板の外表
面に設けられる連続気泡を有したスポンジとから
構成するのが好ましい。プラスチツクフイルム等
の包装材料が空気吸引孔を閉塞するのが防止され
るからである。

［実施例］ 以下、本考案の実施例を添付図面によつて説明
する。まず、実施例の概略を第１図によつて説明
すると、本実施例に係る荷役ハンドは、例えばロ
ボツトのアームに結合される枠体１と、該枠体の
略中央に位置する吸着機構２０と、該吸着機構の
両側に設けられた把握機構４０とから成つてい
る。

枠体１は、図示されない荷役機械、例えばロボ
ツトのアームに接続されるもので、水平方向に延
びた水平枠２と、この水平枠の両側を支持してい
る側板３と、水平枠２と間隔をおいて水平方向に
延び、その両側が例えばボルト４で側板３に結合
されている第２の水平枠５とから構成されてい
る。そして第２の水平枠５には、２個のブツシユ
６が所定の間隔をおいて取付けられており、この
ブツシユ６にはボルト７が摺動自在に挿通され、
その先端は吸着板２１にボルト８止めされてい
る。なおボルト７をネジ込む前にコイルスプリン
グ９が装着される。コイルスプリング７はブツシ
ユ６のフランジ部１０とブラケツト１１との間に
装着されて枠体１と吸着板２１とを無衝撃的に結
合している。また水平枠２の略中央位置にはフラ
ンジ１２が固定され、枠体１はこのフランジによ
つて荷役機械のアームに接続されるようになつて
いる。

吸着機構２０をなす吸着板２１は、その平面形
は矩形状を呈し、その下面、すなわち物品Ｍに対
向する面には凹部２２が形成され、真空室２３の
一部をなしている。吸着パツド２４は凹部の周囲
に設けられていて、その先端の内側はテーパ状に
形成され、吸着パツド２４が物品天面に広く吸着
し、気密性を高めるようになつている。凹部の周
縁部には段部２５が形成され、この段部に多孔板
体２６が設けられている。かくして凹部２２と多
孔板体２６とで真空室２３が形成されている。多
孔板体は複数個の孔２７，２７……を有し、図示
の実施例ではパンチングメタルが適用されてい
る。そして、この多孔板体の外表面に連続気泡を
有したスポンジ体２８が設けられている。吸着板
２１の略中央部には真空源に接続されるコネクタ
２９がネジ止めされている。

把握機構４０は挟みフレーム５０と、ラツクピ
ニオン機構６０と、挟み板７０とから成り、そし
て吸着機構の両側に設けられている。挟みフレー
ム５０は、側板３に水平方向のヒンジピン４１で
枢着されている。そしてこのフレームにラツクピ
ニオン機構及び挟み板７０が設けられている。し
たがつて挟みフレーム５０の揺動と共に、ラツク
ピニオン機構６０も、挟み板７０も揺動し、その
結果物品を挟むことが可能になる。

挟み幅を拡げる方向の揺動には、例えば図示し
ないコイルスプリングが利用され、物品を挟持す
る方向への運動はピストンシリンダユニツトで実
施されている。それ故挟みフレーム５０の上方位
置には側板３との間にコイルスプリング４２が張
設され、側板３にはシリンダ４３が設置され、そ
のピストンが挟みフレームを押すようになつてい
る。

ラツクピニオン機構６０は、挟みフレーム５０
に固着されたラツク６１と、挟み板７０に同様に
固着されたラツク７１と、これらのラツク６１，
７１に同時に噛合するように配置されたピニオン
６３と、このピニオン６３を駆動するピストンシ
リンダユニツト６４とから成つている。なお挟み
板７０は、挟みフレーム５０に対して上下方向に
移動可能に設けられている。したがつて、ピスト
ンシリンダユニツト６４を駆動すると、そのピス
トンの移動量すなわちピニオン６３の上下方向の
移動量の倍の距離をラツク７１すなわち挟み板７
０は移動することになる。なお挟み板７０にはパ
ツド７２が設けられていて、物品との接触を良く
するようになつている。

上記実施例の作用は、次の通りである。ロボツ
トのアームを操作して、吸着機構２０を物品Ｍの
略真上へ持つてくる。このとき、挟みフレーム５
０はコイルスプリング４２によつて矢印Ａ方向へ
回動し、挟み板７０は開いた状態になつている。
物品の大きさが特に長手方向の長さと短手方向の
長さが１：２の割合となつたり、またはこれに近
い割合となつた場合には、積重ねられた物品間に
〓間がないことがあるため、両側からの挟みは不
可能な時がある。この場合にまず吸着により物品
を所定の高さまで持ち上げ、その後ラツクピニオ
ン機構により挟み板を稼働させ物品をより強固に
保持・把握する。ピストン・シリンダユニツト６
４を駆動して、挟み板７０を適当な位置にセツト
し、そしてピストンシリンダユニツト４３を駆動
する。そうすると挟み板７０は矢印Ｂ方向に回動
して物品Ｍを両側から把握する。物品Ｍを両側か
ら把握すると、物品はハンドの略中央位置に位置
するようになるので、それから吸着機構２０を作
用させて、物品Ｍを吸着する。かくして物品の吸
着・把持操作が終るので所定の荷役作業を行う。
物品を解放するときは、真空室に大気を導入し、
ピストンシリンダユニツト４３のピストンを後退
させる。

次に本考案の実施例を第２図ないし第６図によ
つて説明する。なお上記実施例の原理と同じ部材
には同じ参照符号を付して重複説明を省略する。
また把握機構４０は両側とも同じ構造であるの
で、一方の機構のみについて説明する。

側板３には第４図、第５図に示すように、一定
の間隔をおいてＬ字状のブラケツト５１，５１が
ボルト５２，５２止めされている。そしてこのブ
ラケツトに挟み板５０が水平方向のヒンジピン４
１，４１で枢着されている。

挟みフレーム５０には、Ｌ字形ブラケツト５３
によつてピストンシリンダユニツト６４が取付け
られていると共に、同様なＬ字形の金具５４，５
４によつて、２本のシヤフト５５，５５が、第４
図に明瞭に示すように上下方向に設けられ、これ
らのシヤフトによつて、挟み板７０が上下方向に
案内されるようになつている。

ラツクピニオン機構６０は第４図に示されてい
るように、挟みフレーム５０の略中央部に位置
し、一方のラツク６１は第３図に示すように挟み
フレーム５０の内側の固着され、他方のラツク７
１は挟み板７０の内側でラツク６１に対向する位
置に設けられている。そして、ピニオン６３はこ
れらのラツクの間に設けられている。ピニオン６
３を回動自在に軸支しているラツクピン６５は、
駆動部材６６の長孔６７に設けられている。そし
てこのラツクピン６５はスプリング６８で上方へ
付勢されている。したがつて挟み板７０に衝撃的
な荷重が加わつたときラツクピンが長孔６７中を
移動して、挟み板の破損を防止する。駆動部材６
６はピストンシリンダユニツト６４のピストン棒
６９に結合されている。

側板３の上方位置には、ピストンシリンダユニ
ツト４３が２個設けられていて、そのピストン棒
の先端にはヘツドピン４４が取付けられている。
そしてヘツドピンの対向する位置の挟みフレーム
５０にはヘツド受４５が螺着されている。したが
つてヘツド受４５の位置を調節することによつ
て、ピストン棒のストロークすなわち挟み板７０
の挟み幅が調節できることになる。またピストン
シリンダユニツト４３の下方には、側板３と挟み
フレーム５０との間に２本のコイルスプリング４
２，４２が張設されている。

本実施例の作用は、第１図について説明したも
のと略同様であるので説明は省略する。

以上の実施例では１個の荷役用ハンドの例であ
つたが、上記のようなハンドを複数個並設して実
施することもできる。そして、その例が第６図に
示されている。すなわち図示の実施例では１個の
フランジ１２に対して４個の枠体、それ故４個の
吸着機構とそれに付着する把握機構がそれぞれ独
立して取付けられている。したがつて４個の物品
を同時に荷役でき、またパレタイジングの際に個
別に位置を換え配列することも可能となることに
なる。

［考案の効果］ 以上の如く、本考案によれば下記のすぐれた効
果を奏する。

(1) 板状の挟み板を用いるので、隣接する物品を
比較的狭い間隔で配置しても、その挿入が容易
である。

(2) ラツクピニオン手段により挟み板はほぼ垂直
方向に移動するので、ピニオンの移動ストロー
クの倍の長さを移動できる。

(3) 挟み板の移動に際してデツトスペースがな
く、全体的にコンパクトになる。

(4) 横ゆれにより重い物品がはずれようとするの
を防ぐことができる。

(5) 挟み板で物品の中心に吸着機構をもつてくる
ことができるので、重い物品が傾いて吸着力を
失うことがない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の１実施例の原理を示すための
正面図、第２図ないし第５図は本考案の１実施例
を示す図で、第２図はその正面図、第３図は第２
図の要部の拡大正面図、第４図は第３図において
矢視−でみた側面図、第５図は第４図におい
て矢視−でみた平面図、第６図は本考案の他
の実施例を示す平面図である。 １……枠体、２０……吸着機構、４０……把握
機構、５０……挟みフレーム、６０……ラツクピ
ニオン機構、７０……挟み板。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 産業用ロボツトのアームの先端手首部に取付け
   られて物品を吸着および把握する産業用ロボツト
   の複合機構ハンドにおいて、産業用ロボツトのア
   ームの先端手首部に結合される枠体の略中央部に
   位置して物品の上表面を真空力によつて吸着する
   ように構成された吸着機構と、該吸着機構の両側
   に位置して物品の両側面を挟持する挟み機構とか
   ら成り、前記挟み機構は前記枠体に水平方向にヒ
   ンジピンで枢着されて、ピストンシリンダで枢動
   される挟みフレームを備え、該挟みフレームには
   一方のラツクが設けられ、また物品の側部を把持
   する板状の挟み板には他方のラツクが設けられ、
   それらのラツクと係合するピニオンがそれらのラ
   ツクの間に設けられ、該ピニオンは駆動部材に回
   転自在に軸支され、該駆動部材はピストンシリン
   ダユニツトのピストン棒に結合されていることを
   特徴とする産業用ロボツトの複合機構ハンド。