JPH0735740Y2 - Robot hand - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 A.産業上の利用分野 この考案は、自動組立ラインや自動検査ライン等におけ
るワーク供給作業，ピックアンドプレス作業等に用いら
れ、単一の駆動源により把持爪を平行移動させて被把持
物を把持するロボットハンドに関するものである。[Detailed description of the device] A. Industrial application field This device is used for work supply work, pick and press work, etc. in automatic assembly lines, automatic inspection lines, etc. The present invention relates to a robot hand that moves and grips an object to be gripped.

B.従来の技術 従来のこの種のロボットハンドを第８図ないし第10図に
示す。ハンド本体であるシリンダ１の内部には、上下方
向に摺動自在なピストン２が設けられ、ピストン２と一
体のピストンロッド３がシリンダ１の外方に突出してい
る。ピストンロッド３の下端部の左右両面にはラック3
1,32が形成され、シリンダ１の下部に、このラック31,3
2と歯合するピニオン5,6が軸支されている。また、アー
ム7,8は、ピストン２の往復動方向と直交する方向に摺
動可能にシリンダ１に案内支持され、基端部に刻設され
たラック71,81がピニオン5,6と歯合している。そして、
その先端部に把持爪72,82が取り付けられている。B. Conventional Technology A conventional robot hand of this type is shown in FIGS. A piston 2 that is slidable in the vertical direction is provided inside a cylinder 1 that is a hand body, and a piston rod 3 that is integral with the piston 2 projects to the outside of the cylinder 1. Racks 3 are provided on the left and right sides of the lower end of the piston rod 3.
1,32 are formed, and at the bottom of the cylinder 1, this rack 31,3
Pinions 5 and 6 that mesh with 2 are pivotally supported. The arms 7 and 8 are guided and supported by the cylinder 1 so as to be slidable in the direction orthogonal to the reciprocating direction of the piston 2, and the racks 71 and 81 engraved at the base end mesh with the pinions 5 and 6. is doing. And
Grasping claws 72, 82 are attached to the tip portion thereof.

また、ピストン２によって区画された下側シリンダ室1a
には圧縮コイルばね９が設けられ、この圧縮コイルばね
９の復元力がピストン２を常時上方向、すなわちピスト
ンロッド３を縮退させる方向に付勢している。Also, the lower cylinder chamber 1a partitioned by the piston 2
A compression coil spring 9 is provided in the compression coil spring 9, and the restoring force of the compression coil spring 9 constantly urges the piston 2 in the upward direction, that is, in the direction of retracting the piston rod 3.

そして、上側シリンダ室1bに圧縮空気や圧力油等の流体
圧が供給されるようになっている。以下では圧縮空気を
供給するものとして説明する。Then, fluid pressure such as compressed air or pressure oil is supplied to the upper cylinder chamber 1b. Below, it demonstrates as what supplies compressed air.

このロボットハンドでワーク10を持ち上げるには、把持
爪72,82間にワーク10を位置させた後に上側シリンダ室1
bに圧縮空気を供給してピストンロッド３を伸長させ
る。ピストンロッド３の伸長によりピニオン5,6がそれ
ぞれ回転し、アーム７は第８図における右方向に、アー
ム８は左方向にそれぞれ移動し、第９図に示すようにそ
れぞれの把持爪72,82によってワーク10が把持されるこ
とになる。To lift the work 10 with this robot hand, place the work 10 between the grip claws 72 and 82 and then
Compressed air is supplied to b to extend the piston rod 3. The extension of the piston rod 3 rotates the pinions 5 and 6, respectively, the arm 7 moves to the right in FIG. 8 and the arm 8 moves to the left, and as shown in FIG. Thus, the work 10 is gripped.

そして、ロボットハンド全体を移動して所定位置までワ
ーク10が移動後、上側シリンダ室1bを減圧すれば、圧縮
コイルばね９の復元力によりピストンロッド３が縮退し
てピニオン5,6が上記とは逆方向に回転するから、把持
爪72,82がワーク10から離れることになる。Then, after moving the entire robot hand and moving the work 10 to a predetermined position, if the upper cylinder chamber 1b is decompressed, the restoring force of the compression coil spring 9 causes the piston rod 3 to retract and the pinions 5 and 6 differ from the above. Since the gripping claws 72 and 82 rotate in the opposite direction, they are separated from the work 10.

C.考案が解決しようとする問題点 このように構成された従来のロボットハンドは以下のよ
うな問題がある。C. Problems to be Solved by the Invention The conventional robot hand thus configured has the following problems.

第９図に示すように、ワーク10を外側から把持する場合
の把持力は上側シリンダ室1bに供給された圧縮空気等の
流体圧によるため、この圧力を調整することによりワー
ク10の重量に応じた把持力を得ることができる。他方、
第10図に示すように、ワーク10を内側から把持する場合
の把持力は圧縮コイルばね９の復元力によって得られる
だけであるから、ワーク重量が重くなると把持すること
ができない。As shown in FIG. 9, the gripping force when gripping the work 10 from the outside depends on the fluid pressure such as compressed air supplied to the upper cylinder chamber 1b. It is possible to obtain a good gripping force. On the other hand,
As shown in FIG. 10, when the work 10 is gripped from the inside, the gripping force is obtained only by the restoring force of the compression coil spring 9. Therefore, when the work weight becomes heavy, the work cannot be gripped.

なお、種々の形状，重量のワークに対処するため、外側
把持用のハンドと内側把持用のハンドをワークに応じて
交換可能なロボットハンド、あるいは複動シリンダによ
る平行移動型のロボットハンドが従来用いられていた。
しかし、前者のものは交換作業が面倒であったり、後者
では構造が複雑で高価である。In order to deal with workpieces of various shapes and weights, robot hands that can exchange the outer gripping hand and the inner gripping hand according to the workpiece, or a parallel movement type robot hand with a double-acting cylinder are conventionally used. It was being done.
However, the former one is troublesome to replace, and the latter one is complicated and expensive.

この考案の目的は、単一の駆動源を用いた平行移動型の
ロボットハンドであって、同程度の重量ワークを外側か
らも内側からも把持することができるロボットハンドを
提供することにある。An object of the present invention is to provide a parallel movement type robot hand using a single drive source, which is capable of gripping a work of the same weight from the outside and the inside.

D.問題点を解決するための手段 このような目的を達成するため、本考案のロボットハン
ドは、ハンド本体内に形成され、内部にピストンを摺動
可能に収容したシリンダと、このシリンダ内に流体を供
給して前記ピストンに流体圧を加えることにより伸長す
るピストンロッドと、このピストンロッドを前記流体圧
と反対方向に付勢する圧縮コイルバネと、前記ピストン
ロッドに形成された一対のラックと、このラックに歯合
し互いに反対方向に回転することによりピストンの変位
をピストンロッドに対し垂直方向に伝達する一対のピニ
オンと、この一対のピニオンに歯合しピストンロッドの
変位をピストンロッドに直交する方向に伝達するラック
を刻設した一対のアームと、この一対のアームの一方に
固定された第１の把持爪と、この第１の把持爪と一体に
設けられた第３の把持爪と、前記一対のアームの他方に
固定され前記第１の把持爪と第３の把持爪との間を移動
する第２の把持爪と、を備え、前記第１の把持爪と第２
の把持爪とは、前記ピストンに流体圧が作用したときに
は互いに接近し、前記圧縮コイルバネの付勢力により互
いに離間し、前記第２の把持爪と第３の把持爪とは、前
記ピストンに流体圧が作用したときには互いに離間し、
前記圧縮コイルバネの付勢力により互いに接近するよう
に構成され、互いに接近する前記第１の把持爪と第２の
把持爪によりワークを外側から把持し、互いに離間する
前記第２の把持爪と第３の把持爪によりワークを内側か
ら把持することを特徴とする。D. Means for Solving Problems In order to achieve such an object, the robot hand of the present invention has a cylinder formed inside the hand body and having a piston slidably accommodated therein, and a cylinder inside the cylinder. A piston rod that expands by supplying a fluid to apply a fluid pressure to the piston, a compression coil spring that biases the piston rod in a direction opposite to the fluid pressure, and a pair of racks formed on the piston rod, A pair of pinions that mesh with this rack and transmit the displacement of the piston in a direction perpendicular to the piston rod by rotating in opposite directions, and a pair of pinions that mesh with the pair of pinions and the displacement of the piston rod is orthogonal to the piston rod. A pair of arms engraved with racks for transmitting in the direction, a first grip claw fixed to one of the pair of arms, and a first grip. A third gripping claw integrally provided with the claw; and a second gripping claw fixed to the other of the pair of arms and moving between the first gripping claw and the third gripping claw. , The first grip claw and the second
When the fluid pressure acts on the piston, the gripping claws of the second gripping claw and the third gripping claw are close to each other due to the biasing force of the compression coil spring. Are separated from each other when
The second gripping claw and the third gripping claw, which are configured to approach each other by the biasing force of the compression coil spring, grip the workpiece from the outside by the first gripping claw and the second gripping claw that approach each other, and separate from each other. The work is grasped from the inside by the grasping claws.

E.作用 単一の駆動源を第１の方向に駆動させると第１および第
３の把持爪が一体に一方方向に移動し第２の把持爪が他
方向に移動する。今、被把持物をその外側から把持する
場合には第１の把持爪と第２の把持爪との間に被把持物
を置き、第１の把持爪と第２の把持爪が互いに接近する
ようにすると、第１の把持爪と第２の把持爪との間で被
把持物が把持される。一方、被把持物をその内側から把
持する場合には、被把持物を第２の把持爪と第３の把持
爪との間に置き、駆動源を上記と同一の方向に駆動する
と第２の把持爪と第３の把持爪とが互いに離間し、これ
により、被把持物が第２の把持爪と第３の把持爪との間
で把持される。E. Action When a single drive source is driven in the first direction, the first and third grip claws move integrally in one direction and the second grip claw moves in the other direction. When grasping an object to be grasped from the outside, the object to be grasped is placed between the first grasping claw and the second grasping claw, and the first grasping claw and the second grasping claw approach each other. By doing so, the object to be grasped is grasped between the first grasping claw and the second grasping claw. On the other hand, when the object to be grasped is grasped from the inside thereof, the object to be grasped is placed between the second grasping claw and the third grasping claw, and the drive source is driven in the same direction as described above, so that the second direction is obtained. The grasping claw and the third grasping claw are separated from each other, whereby the object to be grasped is grasped between the second grasping claw and the third grasping claw.

F.実施例 第１図〜第５図にこの考案に係るロボットハンドの実施
例を示してある。第１図〜第３図を参照するに、21はハ
ンド本体を構成するシリンダで、ピストン22が第１図に
おいて上下方向に摺動自在となるように収容されてい
る。ピストン22によって区画されたシリンダ21の下側シ
リンダ室23には、圧縮コイルばね24がピストンロッド25
に遊嵌されて収容され、この圧縮コイルばね24の復元力
がピストン22を常時上方向、すなわちピストンロッド25
の縮退方向に移動するように付勢している。シリンダ21
の上側シリンダ室26には圧縮空気が供給される。F. Embodiment An embodiment of the robot hand according to the present invention is shown in FIGS. Referring to FIGS. 1 to 3, reference numeral 21 is a cylinder constituting a hand main body, and a piston 22 is housed so as to be slidable in the vertical direction in FIG. In the lower cylinder chamber 23 of the cylinder 21 partitioned by the piston 22, a compression coil spring 24 is attached to the piston rod 25.
The restoring force of the compression coil spring 24 causes the piston 22 to always move upward, that is, the piston rod 25.
It is urged to move in the degenerate direction. Cylinder 21
Compressed air is supplied to the upper cylinder chamber 26.

ピストンロッド25の先端部にはラック251が形成され、
このラック251と歯合するピニオン28,29がシリンダ21に
回転自在に軸支されている。また、30,40はアームで、
上記ピニオン28,29と歯合するラック30a,40aを有し、ピ
ストン22の移動方向と直交する方向、すなわち第１図に
おいて左右方向に移動可能にシリンダ21の案内部21aに
嵌合されている（第２図参照）。アーム30には、第３図
に示すように、棒状の取付部材31が固着されており、こ
の取付部材31の側部には第１の把持爪32が設けられ、そ
の第１の把持爪32から、アーム30および40を挟んでバー
33,34が延在し、その端部には第１の把持爪32と対向す
る第３の把持爪35が設けられている。他方、アーム40に
は取付部材41を介して第２の把持爪42が設けられてお
り、第３図からわかるように、この第２の把持爪42は第
１の把持爪32と第３の把持爪との間で移動可能な位置に
設けられている。A rack 251 is formed at the tip of the piston rod 25,
Pinions 28 and 29 that mesh with the rack 251 are rotatably supported by the cylinder 21. Also, 30 and 40 are arms,
It has racks 30a, 40a that mesh with the above-mentioned pinions 28, 29, and is fitted in the guide portion 21a of the cylinder 21 so as to be movable in the direction orthogonal to the moving direction of the piston 22, that is, in the left-right direction in FIG. (See Figure 2). As shown in FIG. 3, a rod-shaped mounting member 31 is fixed to the arm 30, and a first grip claw 32 is provided on a side portion of the mounting member 31, and the first grip claw 32 is provided. From the bar across arms 30 and 40
33 and 34 extend, and a third grip claw 35 that faces the first grip claw 32 is provided at the end thereof. On the other hand, the arm 40 is provided with a second grip claw 42 via a mounting member 41, and as can be seen from FIG. 3, the second grip claw 42 has the first grip claw 32 and the third grip claw 42. It is provided at a position where it can move between the grip claw.

なお、シリンダ21、ピストン22、ピストンロッド25、ラ
ック251、ピニオン28,29によって単一の駆動源が構成さ
れる。The cylinder 21, the piston 22, the piston rod 25, the rack 251, and the pinions 28, 29 constitute a single drive source.

次に第４図および第５図も参照して動作を説明する。Next, the operation will be described with reference to FIGS. 4 and 5.

上側シリンダ室26に圧縮空気等と供給すると、ピストン
22に加えられた圧力によってピストン22が圧縮コイルば
ね24の復元力に抗して下方に移動し、これによりピスト
ンロッド25が伸長する。このピストンロッド25の伸長に
より、ラック251と歯合するピニオン28、29がお互いに
反対方向に回転し、この回転に連動してアーム30,40が
相反する方向に移動する。すなわち、アーム30は第１図
示左方向（矢印Ａ）へ、アーム40は右方向（矢印Ｂ）へ
それぞれ移動する。そして、これらアーム30,40ととも
に第１〜第３の把持爪32,35,42がそれぞれ移動し、アー
ム30,40が最も移動したときに、各把持爪32,35,42の位
置関係は第４図に示すようになる。この移動に際して、
第４図および第５図からわかるように、第１の把持爪32
と第２の把持爪42間の距離は短くなり、第２の把持爪42
と第３の把持爪35と間の距離は長くなる。従って、外周
面で把持しなければならないワークは第１の把持爪32と
第２の把持爪42とで把持することができ、内周面で保持
しなければならないワークは第２の把持爪42と第３の把
持爪35とで保持することができる。いずれの場合も、ワ
ーク把持力は圧縮空気等によってピストン22に加えられ
る圧力によるものである。When compressed air is supplied to the upper cylinder chamber 26, the piston
The pressure applied to 22 causes the piston 22 to move downward against the restoring force of the compression coil spring 24, which causes the piston rod 25 to extend. By the extension of the piston rod 25, the pinions 28 and 29 meshing with the rack 251 rotate in mutually opposite directions, and the arms 30 and 40 move in opposite directions in conjunction with this rotation. That is, the arm 30 moves to the left in the first illustration (arrow A) and the arm 40 moves to the right (arrow B). The first to third gripping claws 32, 35, 42 move together with the arms 30, 40, and when the arms 30, 40 move the most, the positional relationship between the gripping claws 32, 35, 42 is the first. It becomes as shown in FIG. On this move,
As can be seen from FIGS. 4 and 5, the first grip claw 32
The distance between the second grip claw 42 and
And the distance between the third grip claw 35 becomes long. Therefore, the work that must be held on the outer peripheral surface can be held by the first grip claw 32 and the second grip claw 42, and the work that must be held on the inner peripheral surface can be held by the second grip claw 42. It can be held by the third grip claw 35. In either case, the work gripping force is due to the pressure applied to the piston 22 by compressed air or the like.

そして、把持したワークを所定の位置まで搬送した後に
上側シリンダ室26を減圧すれば、圧縮コイルばね24の復
元力によってピストン22が上方向に摺動し、これにより
ピストンロッド25が縮退してアーム30,40が上記とは反
対の方向に移動するから、ワークを解放できる。Then, if the upper cylinder chamber 26 is decompressed after the gripped work is conveyed to a predetermined position, the piston 22 slides upward due to the restoring force of the compression coil spring 24, which causes the piston rod 25 to retract and the arm. Since the work pieces 30, 40 move in the opposite direction, the work can be released.

第６図および第７図に示す実施例は、第１〜第３の把持
爪32,35,42のワーク把持面に支持用凸部36が設けられた
ものであり、ワークが３点で支持され安定した把持性能
が得られる。また、この凸部36をゴム等の摩擦係数の大
きい材質で形成すればより一層効果的である。In the embodiment shown in FIG. 6 and FIG. 7, the supporting projection 36 is provided on the work gripping surface of the first to third gripping claws 32, 35, 42, and the work is supported at three points. As a result, stable gripping performance can be obtained. It is even more effective if the convex portion 36 is made of a material having a large friction coefficient such as rubber.

以上説明した実施例では、第１および第２の把持爪32,4
2がアーム30,40を介して設けられたものを示したが、ア
ーム30,40そのものの先端に把持爪の機能をもたせても
よい。In the embodiment described above, the first and second grip claws 32, 4
Although 2 is shown provided via the arms 30 and 40, the tips of the arms 30 and 40 themselves may have the function of a grip claw.

G.考案の効果 本考案は以上のように構成したから、把持爪を交換した
り複動シリンダを用いることなく、ワークを把持する際
に把持爪を使いわけるだけで、ワークをその外周面で把
持したり、あるいは内周面で把持でき、しかも、そのい
ずれにおいても流体圧で把持力が得られ、ばね力によっ
て得られる把持力に比してより重量の大きいワークの把
持が可能となる。G. Effect of the Invention Since the present invention is configured as described above, it is possible to use the grasping pawls when grasping a work without exchanging the grasping pawls or using the double-acting cylinder. It can be gripped, or can be gripped on the inner peripheral surface, and in any of them, a gripping force can be obtained by fluid pressure, and a workpiece having a larger weight than the gripping force obtained by the spring force can be gripped.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第１図はロボットハンドのアーム作動前の正面図で一部
を切断して示しており、第２図はその右側面図、第３図
は第１図のIII−III線断面図である。第４図はアーム作
動後の正面図で一部を切断して示してあり、第５図は第
４図のＶ−Ｖ線断面図である。第６図および第７図は他
の実施例を示すもので、第６図はロボットハンドの正面
図、第７図は第６図のVII−VII線断面図である。 第８図は従来の単動シリンダによるロボットハンドの正
面断面図である。 第９図はワークを外側で把持する場合を説明する図、第
10図は内側で保持する場合を説明する図である。 21:シリンダ、22:ピストン 24:圧縮コイルばね、25:ピストンロッド 30,40:アーム、31:取付部材 32:第１の把持爪、35:第３の把持爪 42:第２の把持爪1 is a front view of the robot hand before the arm is actuated, a part of which is cut away, FIG. 2 is a right side view thereof, and FIG. 3 is a sectional view taken along line III-III of FIG. 4 is a front view after the arm is actuated, a part of which is cut away, and FIG. 5 is a sectional view taken along line VV of FIG. 6 and 7 show another embodiment. FIG. 6 is a front view of the robot hand, and FIG. 7 is a sectional view taken along the line VII-VII in FIG. FIG. 8 is a front sectional view of a conventional robot hand using a single-acting cylinder. FIG. 9 is a diagram for explaining a case where a work is gripped outside,
FIG. 10 is a diagram for explaining the case of holding inside. 21: Cylinder, 22: Piston 24: Compression coil spring, 25: Piston rod 30,40: Arm, 31: Mounting member 32: First gripping claw 35: Third gripping claw 42: Second gripping claw

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 【請求項１】ハンド本体内に形成され、内部にピストン
を摺動可能に収容したシリンダと、このシリンダ内に流
体を供給して前記ピストンに流体圧を加えることにより
伸長するピストンロッドと、このピストンロッドを前記
流体圧と反対方向に付勢する圧縮コイルバネと、前記ピ
ストンロッドに形成された一対のラックと、このラック
に歯合し互いに反対方向に回転することによりピストン
の変位をピストンロッドに対し垂直方向に伝達する一対
のピニオンと、この一対のピニオンに歯合しピストンロ
ッドの変位をピストンロッドに直交する方向に伝達する
ラックを刻設した一対のアームと、この一対のアームの
一方に固定された第１の把持爪と、この第１の把持爪と
一体に設けられた第３の把持爪と、前記一対のアームの
他方に固定され前記第１の把持爪と第３の把持爪との間
を移動する第２の把持爪と、を備え、前記第１の把持爪
と第２の把持爪とは、前記ピストンに流体圧が作用した
ときには互いに接近し、前記圧縮コイルバネの付勢力に
より互いに離間し、前記第２の把持爪と第３の把持爪と
は、前記ピストンに流体圧が作用したときには互いに離
間し、前記圧縮コイルバネの付勢力により互いに接近す
るように構成され、互いに接近する前記第１の把持爪と
第２の把持爪によりワークを外側から把持し、互いに離
間する前記第２の把持爪と第３の把持爪によりワークを
内側から把持することを特徴とするロボットハンド。1. A cylinder formed inside a hand main body, in which a piston is slidably accommodated, a piston rod which is extended by supplying fluid into the cylinder and applying fluid pressure to the piston, A compression coil spring for urging the piston rod in the direction opposite to the fluid pressure, a pair of racks formed on the piston rod, and the pistons are displaced in the piston rod by meshing with the racks and rotating in opposite directions. On the other hand, a pair of pinions that transmit in the vertical direction, a pair of arms that engage with the pair of pinions, and a rack that engraves the rack that transmits the displacement of the piston rod in a direction orthogonal to the piston rod, and one of the pair of arms. The fixed first grip claw, the third grip claw integrally provided with the first grip claw, and the third grip claw fixed to the other of the pair of arms A second gripping claw that moves between a first gripping claw and a third gripping claw, wherein the first gripping claw and the second gripping claw have a fluid pressure acting on the piston. Sometimes they approach each other and are separated from each other by the biasing force of the compression coil spring, and the second gripping claw and the third gripping claw are separated from each other when fluid pressure acts on the piston, and the biasing force of the compression coil spring is applied. Are configured so as to approach each other, and the first gripping claw and the second gripping claw that approach each other grip the work from the outside, and the second gripping claw and the third grip claw that separate from each other hold the work. A robot hand characterized by being gripped from the inside.