JPH08300285A - ロボットハンド用指 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡単な構造で強い把持力を得ることができる
ロボットハンド用指を提供する。 【構成】 基端部が開口し遊端部が閉塞した筒状の軟質
材で指形成体１を形成し、この指形成体１の長手方向中
間の周部を蛇腹状に形成し、指形成体１の開口部１ａを
流体供給部３に連通接続し、かつ、指形成体１の基端部
を支持部材２で支持した状態で、開口部１ａを通して供
給された流体供給部３からの流体の圧力によって、指形
成体１が腹部側に折曲するように、蛇腹１８の各ひだの
高さ寸法を、指形成体１の背部側になるほど高く設定し
てある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、基端部が開口し遊端部
が閉塞した筒状の軟質材で指形成体を形成し、指形成体
の開口部を流体供給部に連通接続し、かつ、指形成体の
基端部を支持部材で支持した状態で、開口部を通して供
給された流体供給部からの流体の圧力によって、指形成
体が腹部側に折曲するよう構成してあるロボットハンド
用指に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、上記のロボットハンド用指として
は、例えば特開昭６１‐２０３２８７号公報に示すよう
に、指形成体の背部側だけを全体にわたって蛇腹状に形
成したものや、特開昭５７‐１４４６８７号公報に示す
ように、指形成体内を腹部側と背部側との２室に仕切
り、指形成体の腹部に凹溝を、背部に凸条をそれぞれ幅
方向に沿って複数本づつ形成したものがあった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の構成によれ
ば、前者の場合では、蛇腹部分が背部全体に形成されて
いて蛇腹部分の面積が広いために、流体の圧力が高くな
ると指形成体が破裂する虞れがあり、低圧の流体しか供
給できずに把持力が弱くなっていた。また後者の場合
も、指形成体内を腹部側と背部側との２室に区切ってい
たために構造が複雑となるとともに、指形成体の変位量
が小さくて把持力が弱くなっていた。

【０００４】本発明の目的は、簡単な構造で強い把持力
を得ることができるロボットハンド用指を提供すること
にある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の特徴構成は、基
端部が開口し遊端部が閉塞した筒状の軟質材で指形成体
を形成し、この指形成体の長手方向中間の周部を蛇腹状
に形成し、前記指形成体の開口部を流体供給部に連通接
続し、かつ、前記指形成体の基端部を支持部材で支持し
た状態で、前記開口部を通して供給された前記流体供給
部からの流体の圧力によって、前記指形成体が腹部側に
折曲するように、蛇腹の各ひだの高さ寸法を、前記指形
成体の背部側になるほど高く設定してあることにある。

【０００６】

【作用】上記構成によれば、指形成体の長手方向中間の
周部だけを蛇腹状に形成して、蛇腹の各ひだの高さ寸法
を、指形成体の背部側になるほど高く設定することで、
指形成体が腹部側に折曲するよう構成してあるから、例
えば、背部全体を蛇腹状に形成してある場合に比べて、
より高い流体圧に耐えられるようにすることができ、し
かも、簡単な構造にできる。

【０００７】

【発明の効果】従って、簡単な構造にできて製作コスト
の低廉化を図ることができながら、高い流体圧に耐えら
れて、強い把持力を得ることができるロボットハンド用
指を提供することができた。

【０００８】

【実施例】本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図１に、基端部が開口し遊端部が閉塞した細長い筒状の
ゴム材（軟質材の一例）で形成した指形成体１を、掌に
相当する支持部材２の中央張出部で支持して構成した２
本指のロボットハンドを示してある。このロボットハン
ドは、収穫籠内に収穫された胡瓜を、例えば大きさなど
の等級別に別の箱に仕分ける際に使用するもので、先端
部で支持部材２を支持する支持アームを駆動装置（共に
図示外）により位置変更させて、前記支持部材２を収穫
籠側に近接離間させるよう構成してある。

【０００９】各指形成体１はその開口部１ａ側の端部
を、支持部材２に突設した連結用端部に外嵌して、リン
グ状のクリップ５で固定してある。また前記支持部材２
の連結用端部のうち一方の連結用端部を、支持部材２の
本体部から分割し、この本体部にボルト連結して、一方
の指形成体１の向きと長さを、他の指形成体１の向きと
長さに合うように変更調節可能に構成してある。指形成
体１の開口部１ａは、前記支持部材２内に形成した空気
流通路Ｒに連通接続しており、空気流通路Ｒにおける支
持部材２の先端側の空気給排口１０に第１ポンプ３（流
体供給部の一例）を連通接続し、指形成体１の長手方向
中間の周部を、各ひだの高さ寸法が指形成体１の背部側
になるほど高い蛇腹１８に形成して（図４参照）、第１
ポンプ３からの加圧空気の給排により各指形成体１が腹
部側に折曲した把持姿勢と、背部側に復帰伸長した把持
解除姿勢とに、各指形成体１の姿勢を切換え自在に構成
してある。

【００１０】前記空気流通路Ｒは、支持部材２の先端側
から基端側にわたる１本の主流通路Ｒ１と、この主流通
路Ｒ１から分岐して前記開口部１ａに各別に連通接続す
る一対の副流通路Ｒ２とから成る。前記主流通路Ｒ１に
は、この主流通路Ｒ１の長手方向両端部を外気から遮断
した状態で、支持部材２の先端側から中空の支持軸６を
挿通させ、支持軸６の先端に、胡瓜に吸着作用可能な蛇
腹状の吸着ノズルＮを連結し、この吸着ノズルＮを、支
持部材２の先端側のシールリング７との間に設けたスプ
リング１４で、両指形成体１の先端部よりも外方側に突
出する状態に付勢してある。吸着ノズルＮは、支持軸６
の中空部からその吸着ノズルＮ内の空気を第２ポンプ２
０で吸引して胡瓜に吸着可能に構成するとともに、支持
軸６の中空部に連通する空気給排口（図示せず）から空
気を排出して吸着作用を解除可能に構成してある。

【００１１】前記主流通路Ｒ１は支持部材２の中央付近
で縮径させて、この縮径部よりも支持部材２の先端側部
分をシリンダ室８に形成し、他方、前記支持軸６の中間
部を、シリンダ室８内を往復摺動するピストン９に膨出
形成してある。

【００１２】前記２本の副流通路Ｒ２はシリンダ室８の
ストロークエンドの手前で分岐しており、図２に示すよ
うに、空気給排口１０からの加圧空気がピストン９をス
トロークエンドまで押しやって、吸着ノズルＮにより胡
瓜を一定量持ち上げてから、２本の副流通路Ｒ２が空気
供給口１０と連通し、それによって指形成体１が腹部側
に折曲して、胡瓜を把持するよう構成してある。

【００１３】また前記縮径部を、支持軸６の基端側のピ
ストンロッドに相当する部位よりも大径に形成して、縮
径部と支持軸６の間に隙間Ｓを形成し、支持部材２の基
端部側壁に空気排出口２２を形成して、指形成体１の把
持解除の際には、指形成体１内の加圧空気を、最初に空
気給排口１０から少し排出し、その後は前記空気排出口
２２から排出するよう構成してある。つまり、前記空気
給排口１０から加圧空気を排出すると、スプリング１４
の付勢力で支持軸６が指先端側に移動して、すぐにピス
トン９が副流通路Ｒ２と空気給排口１０とを遮断し、さ
らに支持軸６が指先端側に移動すると、副流通路Ｒ２が
前記空気排出口２２に連通して、指形成体１内の加圧空
気が、この空気排出口２２から排出されるのである。

【００１４】各指形成体１の指先部には幅方向外方側に
延びる一対のひれ４を形成し（図３参照）、２本指でも
胡瓜を確実に把持できるようにしてある。また図１，図
４に示すように、腹部に長手方向に沿って形成した溝に
支持部材２側からリード線１５を引き込んで、指形成体
１の先端面と腹部に第１感圧センサ１６と第２感圧セン
サ１７を各別に設けてある（図５参照）。前記第２感圧
センサ１７はゴム製の弾性感圧センサであり、この弾性
感圧センサで把持面を形成している。

【００１５】また、前記第１、第２感圧センサ１６，１
７の検出結果に基づいて、駆動装置，第１ポンプ３，第
２ポンプ２０を制御可能な制御装置２１（制御手段の一
例）を設けてある。

【００１６】上記構成のロボットハンドは、制御装置２
１の制御の実行により次のように作動する。 〔１〕支持部材２が収穫籠側に近接する。吸着ノズルＮ
が胡瓜に吸着すると、支持部材２の胡瓜側への近接駆動
が停止する（図１参照。前記支持部材２を駆動停止する
手段としては、例えば吸着ノズルＮの縮み量に基づい
て、制御装置２１で駆動装置を停止制御するという手段
がある。）。この場合、指形成体１の先端部が、例えば
胡瓜以外の他物に当接して一定以上の押圧力が加わる
と、この押圧力が加わったことを第１感圧センサ１６が
検出して、この検出情報に基づいて支持部材２の胡瓜側
への近接駆動が停止し、指形成体１の破損を未然に防止
する。

【００１７】〔２〕第１ポンプ３から主流通路Ｒ１内に
加圧空気が供給されて、ピストン９がスプリング１４の
付勢力に抗して指先側とは反対側に押しやられ、支持軸
６を支持部材２の内方側に移動させて、胡瓜を一定量持
ち上げる。

【００１８】〔３〕図２に示すように、ピストン９がス
トロークエンドに達し、副流通路Ｒ２と空気給排口１０
とが連通して、指形成体１が加圧空気で腹部側に折曲
し、胡瓜を把持する。把持力が一定になったことを第２
感圧センサ１７が検出すると、加圧空気の供給が停止
し、指形成体１内の空気圧が一定になって折曲動作が止
まる。この状態で支持部材２が収穫籠側から離間して１
本の胡瓜を取り出す。

【００１９】〔４〕指形成体１が新たに収容すべき箱内
の所定位置の上方に位置し、空気給排口１０から加圧空
気を排出して、指形成体１が把持を解除し始める。加圧
空気の排出に伴い、スプリング１４の弾性復元力で支持
軸６が指先端側に移動して、すぐにピストンが副流通路
Ｒ２と空気給排口１０とを遮断する。さらに支持軸６が
指先端側に移動すると、副流通路Ｒ２が前記空気排出口
２２に連通し、指形成体１内の加圧空気が前記隙間Ｓを
通り空気排出口２２から排出され、指形成体１が把持解
除姿勢に復帰伸長する。この把持解除とともに吸着ノズ
ルＮが指先側に突出して胡瓜を前記箱内の所定位置に胡
瓜を載置する。支持軸６の中空部に連通する空気排出口
から吸着ノズルＮ内の空気を排出して、胡瓜の吸着を解
除する。

【００２０】〔別実施例〕図６，図７（イ）に示すよう
に、指形成体１の腹部に、ヒンジ１１を介して屈曲する
金属製の補強板１２を内蔵してもよい。また、この補強
板１２をプラスチック材やその他の樹脂材で形成しても
よく、その場合は図７（ロ）に示すように、ヒンジにか
えて屈曲用の凹溝１３を幅方向に沿って形成する。

【００２１】ゴム材に代えてビニール・ウレタンなど他
の軟質材で前記指形成体１を形成してもよい。

【００２２】前記把持対象物は、胡瓜以外の他の野菜類
や果物であってもよく、また、食物以外のものであって
もよい。

【００２３】前記指形成体１を３本以上設けてもよい。

【００２４】加圧空気に代えて、加圧した作動油等の液
体で指形成体１の姿勢を切換えるよう構成してもよい。

【００２５】前記蛇腹１８を指形成体１の長手方向の複
数箇所に設けてもよい（図６参照）。

【００２６】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にするために符号を記すが、該記入により本発明は
添付図面の構成に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】把持前におけるロボットハンドの一部切欠全体
正面図

【図２】把持動作を示すロボットハンドの一部切欠全体
正面図

【図３】指形成体の先端部の背面図

【図４】指形成体の蛇腹部部分の横断面図

【図５】指形成体の横断面図

【図６】別実施例の斜視図

【図７】（イ） 別実施例の斜視図 （ロ） 別実施例の斜視図

【符号の説明】

１ 指形成体 １ａ 開口部 ２ 支持部材 ３ 流体供給部 １８ 蛇腹

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基端部が開口し遊端部が閉塞した筒状の
   軟質材で指形成体（１）を形成し、この指形成体（１）
   の長手方向中間の周部を蛇腹状に形成し、前記指形成体
   （１）の開口部（１ａ）を流体供給部（３）に連通接続
   し、かつ、前記指形成体（１）の基端部を支持部材
   （２）で支持した状態で、前記開口部（１ａ）を通して
   供給された前記流体供給部（３）からの流体の圧力によ
   って、前記指形成体（１）が腹部側に折曲するように、
   蛇腹（１８）の各ひだの高さ寸法を、前記指形成体
   （１）の背部側になるほど高く設定してあるロボットハ
   ンド用指。