JPH0516091A - ロボツト用力検出器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は電子部品の実装や機械部品の組立てに
適用される小型ロボットに設けられるロボット用力検出
器に関し、小型化を図ることを目的とする。 【構成】起歪体２４ａ〜２４ｃと、起歪体２４ａ〜２４
ｃが取りつけられる起歪体固定部材２３と、ケース（２
５）とを具備し、駆動軸２１とハンド２２間に生じる力
を起歪体２４ａ〜２４ｃの歪み量として検出するロボッ
ト用力検出器において、起歪体固定部材２３に駆動軸２
１の軸方向に延出し駆動軸２１が挿入される挿入孔３１
が形成された第１の装着部２７を形成すると共に、起歪
体固定部材２３を駆動軸２１に固着する第１のネジ３３
を、第１の装着部２７に駆動軸２１の径方向に螺合する
構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はロボット用力検出器に係
り、特に電子部品の実装や機械部品の組立てに適用され
る小型ロボットに設けられるロボット用力検出器に関す
る。

【０００２】生産性を向上させるため、電子部品の実装
や機械部品の組立てのように、従来人手に頼っていたよ
うな作業を自動化する要望が高まってきている。

【０００３】これを実現するためには、ロボットの導入
が有力である。しかるに、実装や組立て作業では、各部
品を把持するような部品と接触する作業を有するため、
この接触力を適宜な強さに制御する必要がある。また、
この種の作業においては、ロボットの配設位置を大きく
取れないためロボットの大きさは極力小さくする必要が
ある。

【０００４】このため、接触力を検出するための小型の
ロボット用力検出器の実現が望まれている。

【０００５】

【従来の技術】図５は、従来におけるロボット用力検出
器の一例を示している。同図に示すロボット用力検出器
１は、ケース２内に起歪体群３及び起歪体固定部材４を
配設した構成とされている。

【０００６】このロボット用力検出器１は、ロボットの
駆動軸５とハンド６との間に配設されるものであり、起
歪体固定部材４の一端は駆動軸５に固定され、起歪体群
３の一端はハンド６に固定されている。また、起歪体群
３の他端は起歪体固定部材４の他端に固定されている。
よって、ロボット用力検出器１は取り付けられた状態に
おいて、駆動軸５の軸方向に、ロボット側から駆動軸
５，起歪体固定部材４，起歪体３，ハンド６が順次列設
された状態となる。

【０００７】起歪体群３は複数の起歪体３ａから構成さ
れており、各起歪体３ａは種々な方向に変位可能な構成
で起歪体固定部材４に支持さると共に、各起歪体３ａに
は歪みゲージ（図示せず）が配設されている。

【０００８】ハンド６に外力が印加され変位した場合、
ロボットの駆動軸５は固定れさているため、ハンド６の
変位に伴い各起歪体３ａには、この変位に対応した歪み
が生じる。各起歪体３ａに配設された歪みゲージは力検
出処理装置（図示せず）に接続されており、この力検出
処理装置は各起歪体３ａから供給される信号に基づき解
析処理を行い、ハンド６に印加された外力を求める構成
となっている。

【０００９】ここで、ロボット用力検出器１をロボット
の駆動軸５に固定する構造に注目すると、従来ではロボ
ット用力検出器１を直接ロボットの駆動軸５に取り付け
る機構が設けられていなかったため、取り付け用のフラ
ンジ７を用いてロボット用力検出器１を駆動軸５に固定
していた。

【００１０】このフランジ７は、円筒状部７ａと円盤状
部７ｂとにより構成されており、円筒状部７ａには駆動
軸５が嵌入される嵌入孔７ｃが形成されており、また円
盤状部７ｂにはネジ８が挿通される挿通孔７ｄが形成さ
れている。

【００１１】よって、円筒状部７ａにロボットの駆動軸
５を挿入しネジ９により固定すると共に、円盤状部７ｂ
をケース２の底板２ａに対接させてネジ８で固定する
（底板２ａにはネジ孔が形成されている）ことにより、
ロボット用力検出器１は駆動軸５に固定される構成とさ
れていた。

【００１２】また、起歪体固定部材４をケース２に固定
するには、起歪体固定部材４に形成されている挿入孔４
ａにネジ１０を挿通し、底板２ａに形成されているネジ
孔に螺合させることにより固定する構造が採られてい
た。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】前記したように、電子
部品の実装や機械部品の組立てに適用されるロボット
は、ロボットの配設位置を大きく取れないためロボット
の大きさを極力小さくする必要がある。特に、ロボット
近傍に配設される他の構成物との干渉を防止する面から
は、駆動軸５の軸方向（図中、矢印Ｘで示す方向）に対
する小型化を図ることが重要である。

【００１４】しかるに、従来のロボット用力検出器１で
は、これを駆動軸５に固定するためにフランジ７を必要
とするため、円盤状部７ｂの厚さ寸法分（図中、矢印ｔ
で示す）だけ駆動軸５の軸方向Ｘに対する長さが長くな
ってしまい、ロボット用力検出器１の小型化が阻害され
るという問題点があった。

【００１５】また従来構成では、円盤状部７ｂにロボッ
ト用力検出器１を固定する際、ケース２の底板２ａにネ
ジ８を螺着する必要があり、また起歪体固定部材４をケ
ース２に固定する際にも、ネジ１０を底板２ａに螺着さ
せる必要がある。この際、ネジ８，１０を螺着する方向
は駆動軸５の軸方向Ｘである。

【００１６】このため、底板２ａに形成されるネジ孔の
長さをネジ８，１０が螺着された際、ロボット用力検出
器１及び起歪体固定部材４が確実に螺着されるに足る十
分な長さとするため、底板２ａの厚さを駆動軸５の軸方
向Ｘに厚く設定する必要があり、これによっても駆動軸
５の軸方向Ｘに対する長さが長くなってしまい、ロボッ
ト用力検出器１の小型化が阻害されるという問題点があ
った。

【００１７】更に、従来構成では、ロボット用力検出器
１とは別個にフランジ７が必要となるため、部品点数が
増し、コストが上昇してしまうという問題点があった。

【００１８】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
あり、小型化を図りうるロボット用力検出器を提供する
ことを目的とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明では、複数の起歪体と、この起歪体が取りつ
けられる起歪体固定部材と、起歪体及び起歪体固定部材
を囲繞するよう配設されるケースとを具備しており、上
記起歪体固定部材をロボットの駆動軸に固定し、上記起
歪体をハンドに固定することにより、駆動軸とハンド間
に生じる力を上記起歪体の歪み量として検出するロボッ
ト用力検出器において、上記起歪体固定部材に、上記駆
動軸の軸方向に延出しこの駆動軸が挿入される挿入孔が
形成された第１の装着部を形成すると共に、上記起歪体
固定部材を駆動軸に固着する第１のネジを、上記第１の
装着部に駆動軸の径方向に螺合する構成としたことを特
徴とするものである。

【００２０】また、上記ケースに、上記駆動軸の軸方向
に延出し、上記第１の装着部が所定位置まで挿入される
段付挿入孔を形成した第２の装着部を形成すると共に、
ケースを上記第１の装着部に固定する第２のネジを、上
記第２の装着部に駆動軸の径方向に螺合する構成として
もよい。

【００２１】

【作用】上記構成とされたロボット用力検出器によれ
ば、起歪体固定部材に形成された第１の装着部に駆動軸
を固着することによりロボット用力検出器は駆動軸に取
り付けられるため、従来の如く駆動軸とロボット用力検
出器との間にフランジを設ける必要はなくなり、ロボッ
ト用力検出器を直接駆動軸に取り付けることができるた
め、ロボット用力検出器の小型化を図ることができる。

【００２２】また、ネジは駆動軸の軸方向ではなく、径
方向に螺着される構成であるため、ネジを用いることに
よりロボット用力検出器の駆動軸の軸方向に対する寸法
が長くなるようなことはない。

【００２３】更に、ケースに形成された第２の装着部を
第１の装着部に取り付けることによりケースは駆動軸に
固着されるため、ケースを固定する際にもフランジを設
ける必要はなくなり、ロボット用力検出器の小型化を図
ることができる。

【００２４】

【実施例】次に本発明の実施例について説明する。図１
は本発明の一実施例であるロボット用力検出器２０を示
す部分切截図である。

【００２５】同図において、２１はロボットの駆動軸で
あり、ロボット用力検出器２０はこの駆動軸２１に取り
付けられる。また、ロボット用力検出器２０の駆動軸２
１への取り付け側と異なる側にはハンド２２が取り付け
られている。ハンド２２は、例えばロボットを電子部品
の実装に適用した場合には、直接電子部品と接触し実装
処理を行う部分である。

【００２６】ロボット用力検出器２０は、起歪体固定部
材２３，起歪体群２４、ケース２５により構成されてい
る。また、ロボット用力検出器２０は取り付け状態にお
いて、ロボット側から駆動軸２１，起歪体固定部材２
３，起歪体群２４，ハンド２２が駆動軸２１の軸方向に
順次列設された構成となっている。

【００２７】図２に起歪体固定部材２３を拡大して示
す。起歪体固定部材２３は歪みの検出を行う起歪体とし
ても機能するよう構成されており、同図に示される如
く、円盤状の起歪体部２６の中央に円筒状の装着部２７
を形成した構成とされている。起歪体部２６の外周所定
位置には起歪体群２４を固定するネジ２８を螺着するネ
ジ孔２９が形成されている。また、起歪体部２６には十
字状にスリット３０が形成され、歪み検出の行い易い構
造となっている。

【００２８】装着部２７は、その中央に駆動軸２１が挿
入する挿入孔３１が形成されており、また外周先端近傍
位置には段差部３２が形成されている。更に、装着部２
７の側部には起歪体固定部材２３を駆動軸２１に固定す
るネジ３３が螺合するネジ孔３４が形成されている。こ
の装着部２７は取り付け状態における駆動軸２１の軸方
向（図中、矢印Ｘで示す）方向に延在している。また、
ネジ孔３４は駆動軸２１の径方向に向け形成されてい
る。よって、ネジ３３のネジ孔３４への螺着は、装着部
２７の側部から行うことになる。また、装着部２７の外
周部には半月キー部２７ａが形成されており、この半月
キー部２７ａとネジ孔３４は挿入孔３１の中心に対して
９０°離間した位置に形成位置が選定されている。

【００２９】次に、起歪体群２４について説明する。起
歪体群２４は、複数（本実施例では３個）の起歪体２４
ａ〜２４ｃにより構成されている。尚、以下の説明では
複数の起歪体２４ａ〜２４ｃの内、ハンド２２が取り付
けられる図中右端に配設される起歪体２４ａを代表して
図３に拡大して示し、説明するものとする。

【００３０】起歪体２４ａは前記した起歪体固定部材２
３と似た構造を有し、円盤状の起歪体部３５の中央にハ
ンド２２が装着される円筒状の固定部３６を形成した構
成とされている。起歪体部２６の外周所定位置にはネジ
２８が貫通する貫通孔３７が穿設されており、また起歪
体部３６には歪み検出を容易とするため十字状のスリッ
ト３８が形成されている。更に、固定部３６にはハンド
２２が設けられているシャフトが挿入する挿入孔４０が
形成されると共に、ネジ孔３９が形成されており、この
ネジ孔３９にネジ４１（図１に示す）を螺合することに
よハンド２２が設けられるシャフトは起歪体２４ａに固
定される。

【００３１】続いて、ケース２５を図４に拡大して示
し、以下説明する。ケース２５は、一対のケース半体２
５ａ，２５ｂとにより構成されており、両ケース半体２
５ａ，２５ｂの接合部分に形成されている組合せ段部４
２ａ，４２ｂを嵌合させることにより一体化される。

【００３２】ケース半体２５ａの中央部には円筒状の装
着部４３が形成されている。この装着部４３（第２の装
着部という）には、後述するように、起歪体固定部材２
３に形成されている装着部２７（第１の装着部という）
が挿入される段付挿入孔４４が形成されている。

【００３３】また、第２の装着部４３の側部には、第１
の装着部２７にケース２５を固定するネジ４５（図１に
示す）が螺着されるネジ孔４６と、第１の装着部２７に
螺着されるネジ３３が遊嵌状態で挿通する遊嵌挿通孔４
７が形成されている。このネジ孔４６と遊嵌挿通孔４７
は、遊嵌挿通孔４７の中心に対して９０°離間した位置
に形成位置が選定されている。一方、ケース半体２５ｂ
の中央部には、起歪体２４ａの固定部３６が遊嵌状態で
覗視する孔４８が形成されている。

【００３４】上記各構成部品２３，２４，２５から構成
されるロボット用力検出器２０を組み立てるには、起歪
体２４ａの固定部３６にハンド２２を取り付けるシャフ
ト（図に現れず）をネジ４１で固定した上で、複数の起
歪体２４ａ〜２４ｃを起歪体固定部材２３に重ねて配置
し、ネジ２８により起歪体固定部材２３に固定すること
により起歪体固定部材２３と起歪体群２４を一体化す
る。

【００３５】続いて、ケース半体２５ａに起歪体群２４
が取り付けられた起歪体固定部材２３を装着する。具体
的には、起歪体固定部材２３に形成されている第１の装
着部２７を第２の装着部４３に形成されている段付挿入
孔４４内に挿入する。この挿入の際、第１の装着部２７
に形成されている段差部３２が段付挿入孔４４に形成さ
れている段部に係合することにより、ケース半体２５ａ
と起歪体固定部材２３の図中矢印Ｘ方向の位置決めが行
われる。

【００３６】続いて、第２の装着部４３に形成されてい
るネジ孔４６を第１の装着部２７に形成されている半月
キー部２７ａに位置決めした上で、ネジ孔４６にネジ４
５を螺着し、ケース半体２５ａを起歪体固定部材２３に
固定する。次に、ケース半体２５ａにもう一方のケース
半体２５ｂを装着し、これによりロボット用力検出器２
０が形成される。組み立てられた状態において、起歪体
群２４とケース２５との間には若干の空隙が形成される
よう構成されており、複数の起歪体２４ａ〜２４ｃはケ
ース２５内で変位できる構成となっている。

【００３７】上記の如く組立てられたロボット用力検出
器２０は、第１の装着部２７に形成されている挿入孔２
７にロボットの駆動軸２１を挿入し、同じく第１の装着
部２７に形成されているネジ孔３４にネジ３３を螺着す
ることにより駆動軸２１に固定される。この際、ネジ３
３は第２の装着部４３に形成されている遊嵌挿入孔４７
を介してネジ孔３４に螺着される。次に、起歪体２４ａ
の固定部３６に取り付けられたシャフトにハンド２２を
取り付けることにより、図１に示す取り付け状態とな
る。

【００３８】上記の如くロボット用力検出器２０を駆動
軸２１に固定する構造とすることにより、起歪体固定部
材２３に形成された第１の装着部２７に駆動軸２１をネ
ジ３４により固着することにより、ロボット用力検出器
２０は駆動軸２１に取り付けられる。即ち、従来の如く
駆動軸２１とロボット用力検出器２０との間にフランジ
を設けることなく、ロボット用力検出器２０を直接駆動
軸２１に取り付けることができる。よって、従来必要と
されたフランジの配設スペース分だけロボット用力検出
器２０の小型化を図ることができ、また部品点数が減る
ため製造工程の簡単化及び製品コストの低減を図ること
ができる。

【００３９】また、ネジ３４は駆動軸２１の軸方向では
なく、径方向に螺着される構成であるため、ネジ３４を
用いることによりロボット用力検出器２０の駆動軸方向
（図中矢印Ｘで示す方向）に対する寸法が長くなるよう
なことはない。更に、ケース２５に形成された第２の装
着部４３を第１の装着部２７に取り付けることによりケ
ース２５は起歪体固定部材２３を介して駆動軸２１に固
着されるため、ケース２５を固定する際にもフランジを
設ける必要はなくなり、ロボット用力検出器２０の小型
化を図ることができる。

【００４０】

【発明の効果】上述の如く本発明によれば、従来必要と
されていたフランジが不要となるため、ロボットに取り
付けられた状態におけるロボット用力検出器２０の小型
化を図ることができる等の特長を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例であるロボット用力検出器の
部分切截断面図である。

【図２】本発明の一実施例であるロボット用力検出器を
構成する起歪体固定部材を説明するための部分切截断面
図である。

【図３】本発明の一実施例であるロボット用力検出器を
構成する起歪体を説明するための部分切截断面図であ
る。

【図４】本発明の一実施例であるロボット用力検出器を
構成するケースを説明するための部分切截断面図であ
る。

【図５】従来におけるロボット用力検出器の一例を示す
部分切截断面図である。

【符号の説明】

２０ ロボット用力検出器 ２１ 駆動軸 ２２ ハンド ２３ 起歪体固定部材 ２４ 起歪体群 ２４ａ〜２４ｃ 起歪体 ２５ ケース ２５ａ，２５ｂ ケース半体 ２６，３５ 起歪体部 ２７ 装着部（第１の装着部） ２８，３３，４１，４５ ネジ ２９，３４，３９，４６ ネジ孔 ３０，３８ スリット ３１，４０ 挿入孔 ３２ 段差部 ３６ 固定部 ３７ 貫通孔 ４２ａ，４２ｂ 組合せ段部 ４３ 装着部（第２の装着部） ４４ 段付挿入孔 ４７ 遊嵌挿通孔

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の起歪体（２４ａ〜２４ｃ）と、該
   起歪体（２４ａ〜２４ｃ）が取りつけられる起歪体固定
   部材（２３）と、該起歪体（２４ａ〜２４ｃ）及び該起
   歪体固定部材（２３）を囲繞するよう配設されるケース
   （２５）とを具備しており、該起歪体固定部材（２３）
   をロボットの駆動軸（２１）に固定し、該起歪体（２４
   ａ〜２４ｃ）をハンド（２２）に固定することにより、
   該駆動軸（２１）と該ハンド（２２）間に生じる力を該
   起歪体（２４ａ〜２４ｃ）の歪み量として検出するロボ
   ット用力検出器において、 該起歪体固定部材（２３）に、 該駆動軸（２１）の軸方向に延出し該駆動軸（２１）が
   挿入される挿入孔（３１）が形成された第１の装着部
   （２７）を形成すると共に、 該起歪体固定部材（２３）を該駆動軸（２１）に固着す
   る第１のネジ（３３）を、該第１の装着部（２７）に該
   駆動軸（２１）の径方向に螺合する構成としたことを特
   徴とするロボット用力検出器。
2. 【請求項２】 該ケース（２５）に、 該駆動軸（２１）の軸方向に延出し、該第１の装着部
   （２７）が所定位置まで挿入される段付挿入孔（４４）
   を形成した第２の装着部（４３）を形成すると共に、 該ケース（２５）を該第１の装着部（２７）に固定する
   第２のネジ（４５）を、該第２の装着部（４３）に該駆
   動軸（２１）の径方向に螺合する構成としたことを特徴
   とする請求項１のロボット用力検出器。
3. 【請求項３】 該第２の装着部（４３）において該第１
   のネジ（３３）の配設位置と対向する位置に、該第１の
   ネジ（３３）を遊嵌状態で挿通する挿通孔（４７）を形
   成したことを特徴とする請求項２のロボット用力検出
   器。