JPH0929675A - Gripper having positioning part - Google Patents
Gripper having positioning partInfo
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- JPH0929675A JPH0929675A JP7207407A JP20740795A JPH0929675A JP H0929675 A JPH0929675 A JP H0929675A JP 7207407 A JP7207407 A JP 7207407A JP 20740795 A JP20740795 A JP 20740795A JP H0929675 A JPH0929675 A JP H0929675A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、把持物体の位置決
め装置を装備した把持装置に関し、特に多様な形状を有
する各種対象物体を所定の姿勢で把持するために位置決
め装置を装備したパワーグラスプハンド型の把持装置に
関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gripping device equipped with a positioning device for gripping objects, and more particularly to a power grasp hand type equipped with a positioning device for gripping various target objects having various shapes in a predetermined posture. The present invention relates to the gripping device.
【０００２】[0002]
【従来の技術】産業用に用いられる把持装置は、対象物
を決めた上でその形状等に基づいてアタッチメントの設
計を行うのが一般的である。すなわち、対象物体の形状
に対応した最も把握しやすい形状をしたアタッチメント
を設計し、かつ工程に対応して最も適切な姿勢となるよ
うに把持装置とアタッチメントが組み合わされ、把持状
態における物体の位置決めがなされる。従って、対象と
する物体が変更されれば、それに適合した把持装置とア
タッチメントが新たに必要となる。特開平５−２９３７
８６号公報は、多様な対象物に対して一対一に対応した
把持機構を準備することなく、一対の指の対向面に角度
が変えられるＶ字状凹面を回転可能に取り付けて対応す
るようにした把持装置を開示している。この把持装置
は、平行リンク機構により常に平行を保持して開閉する
平行グリッパの対向する把持面が角度を変化できるＶ字
状凹面になっているため、対象物が円筒状であっても角
柱であっても、把持しやすい方向から安定よく球心把持
することが可能である。このように、指先に当たる把持
面の形状を対象物に合わせて変形させることにより、把
持する対象範囲を拡大することができた。2. Description of the Related Art In a gripping device used for industrial purposes, it is common to design an attachment based on the shape and the like of a target object. In other words, the attachment with the shape that is the easiest to grasp corresponding to the shape of the target object is designed, and the gripping device and the attachment are combined so as to have the most appropriate posture corresponding to the process, and the positioning of the object in the gripping state can be performed. Done. Therefore, if the target object is changed, a gripping device and an attachment suitable for it are newly required. JP-A-5-2937
No. 86 discloses that a V-shaped concave surface whose angle can be changed is rotatably attached to the facing surface of a pair of fingers without preparing a gripping mechanism corresponding to one to one for various objects. The gripping device is disclosed. In this gripping device, since the parallel grippers, which open and close in parallel by the parallel link mechanism, have opposing V-shaped concave surfaces that can change the angle, even if the object is cylindrical, it is a prism. Even if there is, it is possible to stably grip the ball center from the direction in which it is easy to grip. In this way, by deforming the shape of the gripping surface that hits the fingertip in accordance with the target object, the target range to be gripped can be expanded.
【０００３】また、対象が変わる毎にアタッチメントを
交換する不便を解消するため、指表面をゴム等でライニ
ングして各種形状寸法の部品を把持できるようにした汎
用的な指もあるが、把持前の対象物に応じた任意の姿勢
で把持するためロボットが直接的に作業を行うために必
要となる姿勢を維持できるような確実な把持が困難であ
る。このため把持した位置で部品が回転やずれを起こさ
ないようにしたロボットハンドが特公平２−１８５３８
９号公報に開示されている。この開示技術の把持装置
は、２本の指の先端部の対向面にそれぞれ碁盤目上に配
置された、内部に押し込み可能に突出して設けられた複
数本のスリーブピンを備えている。この把持装置によれ
ば、指で把持する物体が物体からはみ出たために突出し
たままになっているスリーブピンの腹の部分に当たるた
め、把持対象物は回転やずれを起こさないとされる。こ
のように、引用の把持装置によれば、把持物体を予め決
めた位置や姿勢に規制することはできないが、一旦把持
された物体は把持装置内の位置を変えないようにするこ
とができる。In order to eliminate the inconvenience of exchanging the attachment each time the object changes, there is a general-purpose finger whose surface is lined with rubber or the like so that parts of various shapes and sizes can be gripped. Since it is gripped in any posture according to the target object, it is difficult to securely grip the robot so that it can maintain the posture required for direct work. For this reason, a robot hand that prevents the parts from rotating or shifting at the gripped position is disclosed in Japanese Patent Publication No. 2-18538.
No. 9 discloses this. The gripping device according to the disclosed technique includes a plurality of sleeve pins, which are arranged on a grid and are provided on the facing surfaces of the tips of the two fingers so as to be pushed inward so as to protrude. According to this gripping device, the object to be gripped with the finger hits the belly portion of the sleeve pin that is still protruding because it protrudes from the object, so that the object to be gripped does not rotate or shift. As described above, according to the cited gripping device, the gripped object cannot be restricted to a predetermined position or posture, but it is possible to prevent the object once gripped from changing the position in the gripping device.
【０００４】さらに、対象物体が変わる毎にアタッチメ
ントを差し替えて用いる不便を回避するため、把持物体
を限定せず色々な物体を把持することができるいわゆる
パワーグラスプハンドがある。パワーグラスプハンドに
よれば、一般のハンドが関節指の指先だけで対象物を把
持するのに対して、複数の多関節指の指先以外に指リン
クや掌も対象物体に接触して握るように把持するため、
対象物の形状や姿勢に左右されずに色々な物を把持する
ことができる。しかし、パワーグラスプハンドで把持し
た物体の姿勢は把持する前の物体の状態に基づいて決ま
るため、把持毎に姿勢や位置が異なる。これは、把持物
体をモデル化することなく広く各種の物体を把持できる
というパワーグラスプハンドの長所と表裏をなすもので
ある。このため、次の工程で必要とされる姿勢に変更す
るため複雑な姿勢調整機能を備えて手の中で持ち替えた
り、把持した物体を一旦別の姿勢調整台に置き直して、
所定の姿勢を持つようにしてから対象物を把持し直し
て、次工程に送るようにすることも一般に行われる。Further, there is a so-called power grasp hand which can hold various objects without limiting the objects to be held in order to avoid the inconvenience of using the attachments each time the target object changes. According to the Power Grasp Hand, a general hand grips an object only with the fingertips of the joint fingers, but in addition to the fingertips of multiple articulated fingers, a finger link or palm is also held in contact with the target object. To grip
Various objects can be grasped without being influenced by the shape and posture of the object. However, since the posture of the object grasped by the power grasp hand is determined based on the state of the object before grasping, the posture and the position are different for each grasp. This is opposite to the merit of the power grasp hand that various objects can be grasped widely without modeling the grasped object. Therefore, in order to change to the posture required in the next process, it has a complicated posture adjustment function and can be held in your hand, or you can place the grasped object on another posture adjustment table once,
It is also a common practice to have a predetermined posture, then re-hold the object and send it to the next step.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】上に述べたように、従
来の把持装置にも対象物を特定して専用に設計されたも
のでなく、色々な形状をした物体を把持することができ
る汎用のものもあるが、これらはいずれも把持したとき
の物体の姿勢が把持する前の状態に基づいて決まるた
め、次の工程で必要とされる姿勢と合わせて予め把握前
の姿勢を調整しておく必要がある。そうでなければ、次
工程にその物体を供給する前に持ち変えをするか、例え
ば４本の指を備えて手の中で対象物を回転させるなど、
把持装置に高度な機構を備えて姿勢を変更する必要があ
った。本発明の目的は、ハンドとアタッチメントを対象
毎に一対一設計せず汎用として用いられるようにすると
共に、簡単な機構を利用して把持動作の中で把持物体の
姿勢を規制して次の工程に直接アクセスできるような把
持装置を提供するところにある。本発明のさらに別の目
的は、把持対象物が搬送されるべき次の工程が対象物の
種類や大きさにより異なる場合に、対象物を把持すると
同時にその形状・大きさを判定して直接に把持対象物に
適合する工程に弁別供給することができるような把持装
置を提供するところにある。As described above, the conventional gripping device is not designed specifically for the target object, but can be used for gripping objects having various shapes. However, since all of these are determined based on the state of the object when gripped, the posture before grasping should be adjusted in advance according to the posture required in the next process. I need to put it. If not, change the object before feeding the object to the next step, or rotate the object in your hand with four fingers, for example.
It was necessary to equip the gripping device with an advanced mechanism to change the posture. An object of the present invention is to allow a hand and an attachment not to be designed one by one for each target but to be used as a general purpose, and to use a simple mechanism to regulate a posture of a grasped object during a grasping operation to perform the next step. The object is to provide a gripping device that allows direct access to. Still another object of the present invention is to directly grasp the object by grasping the shape and size at the same time when the object is grasped when the next step in which the object to be grasped is to be conveyed differs depending on the type and size of the object. An object of the present invention is to provide a gripping device capable of discriminating and supplying to a process suitable for a gripping target.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の把持装置は、複数の関節指を備え、その指
の指先以外の部分が対象物に接触して対象物を把持する
把持装置であって、少なくとも１個の接触部に対象物の
形状に適合する形状を有して対象物を把持するとその姿
勢を規制する位置決め部を有することを特徴とする。ま
た、関節指が取り付けられる掌を備え、その掌の表面に
対象物の案内面を有する位置決め部が備えられていてよ
い。また、対象物の形状に適合させるため位置決め部の
案内面の位置を変更することができることが好ましい。
さらに、位置決め部の案内面が方向毎に別の対象物に対
応して形成されていることが好ましい。さらにまた、突
出長を調整することができる多数のプッシュロッドを備
え、案内面をそれらプッシュロッドの先端の包絡面で形
成するようにしたものであってよい。また、本発明の位
置決め部を有する把持装置は、対象物を把持するときに
対象物の形状を推定することができるように構成されて
いてもよい。In order to solve the above-mentioned problems, a gripping device of the present invention is provided with a plurality of articulated fingers, and a part other than the fingertips of the fingers comes into contact with the object and grips the object. The device is characterized in that at least one contact portion has a positioning portion that has a shape that matches the shape of the object and that regulates the posture of the object when the object is gripped. Further, a palm to which the joint finger is attached may be provided, and a positioning portion having a guide surface of the object may be provided on the surface of the palm. Further, it is preferable that the position of the guide surface of the positioning portion can be changed in order to match the shape of the object.
Further, it is preferable that the guide surface of the positioning portion is formed corresponding to different objects in each direction. Furthermore, a plurality of push rods capable of adjusting the protruding length may be provided, and the guide surface may be formed by the envelope surface of the tips of the push rods. Further, the gripping device having the positioning unit of the present invention may be configured to be able to estimate the shape of the object when gripping the object.
【０００７】本発明の把持装置によれば、指先部だけで
対象物を摘むのではなく、指リンクあるいは掌をも用い
て対象物を握り込むようにして把持するため、かなり広
範囲の形状の物を一つの把持装置で扱うことができるば
かりでなく、把持することにより対象物の特定部分が所
定の案内面に沿うように規制されるため、対象物の姿勢
を次の工程に合致するように設定して、対象物を把持す
るだけで次工程に搬送して直接に利用することができ
る。このように、本発明の把持装置を使用することによ
り、姿勢を調整する工程を省略することができる。According to the gripping device of the present invention, the object is grasped by grasping the object not only by the fingertips but also by using the finger link or the palm. Not only can it be handled with one gripping device, but the gripping of the target object also regulates the specified part of the object along a predetermined guide surface, so the posture of the object can be set to match the next process. Then, the object can be conveyed to the next step and used directly by simply grasping the object. Thus, by using the gripping device of the present invention, the step of adjusting the posture can be omitted.
【０００８】掌に位置決め部を備える場合は、広い面積
が利用できることから、比較的自由に案内面を設計する
ことができる利点があり、対象物が変わるときにも位置
決め部の交換が容易である。また、適当なアクチュエー
タを収納する空間も確保できるから、対象物に適合させ
るために案内面を変更することも簡単になる。When the palm is provided with the positioning portion, a large area can be used, so that there is an advantage that the guide surface can be designed relatively freely, and the positioning portion can be easily replaced even when the object changes. . Further, since a space for accommodating an appropriate actuator can be secured, it is easy to change the guide surface to adapt it to the object.
【０００９】また、位置決め部が突出長を調整すること
ができる多数のプッシュロッドを備え、案内面をそれら
プッシュロッドの先端の包絡面で形成するようにしたも
のは、いかなる形状の対象物であっても簡単に案内面の
形状を合わせることができるため、極めて広範囲の対象
物に適合させることができる。また、プッシュロッドで
案内面を形成する前に対象物を把持してプッシュロッド
を突き出して対象物に当たるまでの突出長を測定して対
象物の形状を推定するように構成されたものは、把持す
ると同時に対象物の弁別を実施することができるので、
後工程が対象物によって異なる場合にも的確に目的の工
程に搬送することが可能になる。Further, the positioning part is provided with a large number of push rods capable of adjusting the projecting length, and the guide surface is formed by the envelope surface of the tips of the push rods, which is an object of any shape. However, since the shape of the guide surface can be easily adjusted, it can be adapted to an extremely wide range of objects. In addition, before the guide surface is formed by the push rod, the object configured to grasp the object and project the push rod to measure the protruding length until the object hits the object is used to estimate the shape of the object. Since it is possible to discriminate the objects at the same time,
Even when the subsequent process differs depending on the object, it is possible to accurately convey the target process.
【００１０】指に接触位置検出センサを備えた把持装置
であるときは、対象物との接触位置と案内面との相対的
な位置関係を算出することにより、対象物の形状を推定
することが出来ので、上記と同じように把持と同時に対
象物の形状を弁別して、目的の工程に搬送することが可
能になる。In the case of a gripping device having a contact position detection sensor on a finger, the shape of the object can be estimated by calculating the relative positional relationship between the contact position with the object and the guide surface. As a result, the shape of the object can be discriminated simultaneously with gripping in the same manner as described above, and the object can be conveyed to the target process.
【００１１】[0011]
【発明の実施の形態】本発明の把持装置は、ロボットの
腕の先端等に取り付けて対象物を把持するために使用さ
れる。把持装置は、複数の関節を有する関節指を備え、
指先だけでなく各指の指リンクや掌でも把持対象物を支
持することにより把持する、いわゆるパワーグラスプを
行う形式の物が好ましい。そして、姿勢を決定するよう
な規制面を把持対象物中に見いだして、把持装置が対象
物を握ったときにその規制面が接触する指リンクや掌に
その規制面の方向を決めて対象物が所定の姿勢になるよ
うに案内する案内面を形成する。この案内面は、Ｖ字溝
のようなものであっても、対象物の外形に合致するよう
な特別な断面をした溝であってもよい。また各種対象に
適合させるため形状を変化させることができるように構
成してもよい。さらに、僅かな機構を付加するだけで、
把持と同時に対象物の大きさなどを検出できるようにす
ることも可能である。この場合は、対象物の大きさなど
により後の工程が異なる場合においても把持装置が直接
選別して搬送することができるようになる。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The gripping device of the present invention is attached to the tip of an arm of a robot and used for gripping an object. The gripping device includes joint fingers having a plurality of joints,
It is preferable to use a so-called power grasping type in which the object to be grasped is supported by not only the fingertip but also the finger link or palm of each finger to support the object to be grasped. Then, a regulation surface that determines the posture is found in the gripping target object, and when the gripping device grips the target object, the direction of the regulation surface is determined for the finger link or palm with which the restriction surface comes into contact. Forming a guide surface for guiding so as to have a predetermined posture. This guide surface may be a V-shaped groove or a groove having a special cross section that matches the outer shape of the object. Further, the shape may be changed so as to suit various objects. Furthermore, by adding a slight mechanism,
It is also possible to detect the size and the like of the object at the same time as grasping. In this case, the gripping device can directly select and convey even if the subsequent steps are different depending on the size of the object.
【００１２】[0012]
【実施例】図１は、本発明の把持体の位置決め装置を有
する把持装置の第１の実施例を示す斜視図である。ま
た、図２は第１実施例の把持装置によりテーパピンを穴
に挿入するときの関係を説明する図面で、関節指は描画
を省略してある。図１を参照すると、本実施例の把持装
置１は直方体の掌２を有し、その４つの側面に関節指３
が１本ずつ取り付けられている。掌２の上面には把持物
体の姿勢を規制するためのＶ字型の案内溝４が付けられ
ている。前工程からテーパピン５が供給され、このテー
パピンを取り上げて、パネル６の所定位置に開けた穴７
に挿し込むという作業をさせるものとする。このとき、
汎用チャックを用いるとすれば、汎用チャックは指先が
対向する平行面となっているからテーパピン５のテーパ
部の径の大きい部分をつかむためピンの軸方向が一定し
ないので、そのままテーパピン５を穴７に挿入しても失
敗する場合が多く高い作業能率は期待できない。FIG. 1 is a perspective view showing a first embodiment of a gripping device having a gripper positioning device of the present invention. Further, FIG. 2 is a drawing for explaining the relationship when the taper pin is inserted into the hole by the grasping device of the first embodiment, and the drawing of the joint fingers is omitted. Referring to FIG. 1, a gripping device 1 according to the present embodiment has a rectangular parallelepiped palm 2, and joint fingers 3 are provided on four sides of the palm 2.
Are attached one by one. On the upper surface of the palm 2, a V-shaped guide groove 4 for restricting the posture of the grasped object is attached. The taper pin 5 is supplied from the previous step, the taper pin is picked up, and the hole 7 opened at a predetermined position of the panel 6
I will let you work to insert in. At this time,
If a general-purpose chuck is used, since the fingertips of the general-purpose chuck are parallel surfaces that are opposed to each other, the portion with a large diameter of the tapered portion of the taper pin 5 is grasped and the axial direction of the pin is not constant. In many cases, it fails even if it is inserted into, and high work efficiency cannot be expected.
【００１３】これに対して、本実施例の把持装置１によ
れば、掌２を一方の把持面とするパワーグラスプを行う
ことにより、把持行為を行う過程でテーパピン５が掌２
に形成された案内溝４に規制されて固定される。従っ
て、案内溝４の側面と穴７の関係位置を調整することに
より必ずテーパピン５を穴７に挿入させるようにするこ
とができる。案内溝４の部分は付け替えることができる
から、必要に応じて溝形状を変更することができる。具
体的な手順では、把持装置１がパーツフィーダへアプロ
ーチしてテーパピン５を握る。このときテーパピン５は
複数の指リンクと掌２とに接触して把持されるが、一部
が掌２に形成された案内溝４にはまった状態になる。こ
の後指３を閉じていくと、ピン５は掌面に押しつけられ
て、ピン側面の稜線が案内溝４の２面に接して固定され
るようになる。こうしてピン５の中心軸の姿勢が決ま
る。従って、挿入すべき穴７の中心軸がＶ字溝４の開角
を２分する面に含まれるように配置した上で前後関係を
適当に調整してテーパピン５を押し込めば、テーパピン
５は容易にかつ確実に穴７に挿入される。On the other hand, according to the gripping device 1 of the present embodiment, by performing power grasping with the palm 2 as one gripping surface, the taper pin 5 moves in the process of gripping.
It is regulated and fixed in the guide groove 4 formed in the. Therefore, the taper pin 5 can be surely inserted into the hole 7 by adjusting the relational position between the side surface of the guide groove 4 and the hole 7. Since the portion of the guide groove 4 can be replaced, the groove shape can be changed as necessary. In a specific procedure, the gripping device 1 approaches the parts feeder and grips the taper pin 5. At this time, the taper pin 5 comes into contact with and grips the plurality of finger links and the palm 2, but a part of the taper pin 5 is fitted in the guide groove 4 formed in the palm 2. After that, when the fingers 3 are closed, the pin 5 is pressed against the palm surface, and the ridge line on the side surface of the pin comes into contact with and is fixed to the two surfaces of the guide groove 4. In this way, the attitude of the central axis of the pin 5 is determined. Therefore, if the center axis of the hole 7 to be inserted is arranged so as to be included in the plane that bisects the opening angle of the V-shaped groove 4, and the taper pin 5 is pushed in by appropriately adjusting the front-rear relationship, the taper pin 5 is easily formed. And securely inserted into the hole 7.
【００１４】図３は本発明の第２の実施例の把持装置の
掌部を示す図面である。第２実施例の把持装置１は、図
３（１）に見るように、掌２上の案内溝４が蝶番８で掌
２に回動可能に取り付けられた２枚の側板９で構成され
ていて、図示しないアクチュエータにより側板９の開度
を調整できるようになっている。図中、関節指３の描画
は省略されている。図３の（２）は位置決め装置と把持
対象物の関係を表す平面図である。把握対象物１０の規
制面１１に適合するように開度を調整することにより、
把持装置１が対象物１０を把握すると２枚の側板９に挟
まれて固定され対象物１０は自然に予定の姿勢を取るよ
うになる。FIG. 3 is a view showing a palm portion of a gripping device according to a second embodiment of the present invention. As shown in FIG. 3 (1), the gripping device 1 of the second embodiment is composed of two side plates 9 in which a guide groove 4 on the palm 2 is rotatably attached to the palm 2 by a hinge 8. The opening of the side plate 9 can be adjusted by an actuator (not shown). In the figure, the drawing of the joint finger 3 is omitted. FIG. 3B is a plan view showing the relationship between the positioning device and the grasped object. By adjusting the opening so as to conform to the regulation surface 11 of the grasped object 10,
When the gripping device 1 grasps the object 10, the object 10 is sandwiched and fixed by the two side plates 9, and the object 10 naturally takes a predetermined posture.
【００１５】図４は、第２実施例の把持装置の掌部の別
の態様を示す図面である。この態様においては、直方体
の掌２の表面に直方体のストッパ１２が２個それぞれ軸
１３を中心として回動可能に設けられていて、図示しな
いアクチュエータによりストッパ１２の向きが調整でき
るようになっている。従って把持対象物１４の姿勢を決
める規制面に適合するようにストッパ１２の向きを調整
すれば、把握する過程で把持対象物は掌の面とストッパ
の側面で規制されて自然に予定の姿勢を取るようにな
る。FIG. 4 is a view showing another mode of the palm portion of the gripping device of the second embodiment. In this embodiment, two rectangular parallelepiped stoppers 12 are provided on the surface of the rectangular parallelepiped palm 2 so as to be rotatable around respective shafts 13, and the direction of the stoppers 12 can be adjusted by an actuator (not shown). . Therefore, if the direction of the stopper 12 is adjusted so as to conform to the regulation surface that determines the posture of the grasped object 14, the grasped object is regulated by the surface of the palm and the side surface of the stopper in the grasping process and naturally assumes a predetermined posture. I will take it.
【００１６】図５は、本発明の第３の実施例の把持装置
の掌部を示す図面である。図５（１）に示すように、第
３実施例の把持装置では掌２の表面に適当な数の行と列
を有する行列状に穴が開けられており各穴からプッシュ
ロッド１５が突き出している。図５（２）に１本のプッ
シュロッドについて断面図で示すように、プッシュロッ
ド１５は掌２の内部に設けた図示しないアクチュエータ
によりそれぞれについて予め決められた長さだけ突出す
るようにされる。突出長はロッド１５に仕込んだセンサ
により機械的あるいは磁気的に長さを測る方法や、押し
出しにステップモータを利用するときのように押し出し
量をアクチュエータ側で決める方法などがある。把持対
象物の形状あるいは姿勢を規制する面に適合するパター
ンを形成するように各プッシュロッド１５の突出長さを
決めてセットすることにより、対象物を把持装置で把持
して掌２に押しつけたときにそのパターンに基づいて対
象物の姿勢が規制される。本実施例の把持装置は、この
ように自在に位置決め面の形状を変更できるようになっ
ているため、パワーグラスプハンドの働きと相俟って極
めて広範囲の対象物を把持し位置決めすることができ
る。FIG. 5 is a view showing a palm portion of a gripping device according to a third embodiment of the present invention. As shown in FIG. 5 (1), in the gripping device of the third embodiment, holes are formed in the surface of the palm 2 in a matrix having an appropriate number of rows and columns, and the push rods 15 project from the holes. There is. As shown in the sectional view of one push rod in FIG. 5 (2), the push rod 15 is made to protrude by a predetermined length for each by an actuator (not shown) provided inside the palm 2. The protrusion length can be measured mechanically or magnetically by a sensor installed in the rod 15, or can be determined on the actuator side by the amount of extrusion as in the case of using a step motor for extrusion. The protrusion length of each push rod 15 was determined and set so as to form a pattern conforming to the surface that regulates the shape or posture of the grasped object, and the object was grasped by the grasping device and pressed against the palm 2. At times, the posture of the object is regulated based on the pattern. Since the gripping device of the present embodiment can freely change the shape of the positioning surface as described above, it is possible to grip and position an extremely wide range of objects in combination with the function of the power grasp hand. .
【００１７】また、このプッシュロッド１５は把持した
物の形状を認識するために利用することも可能である。
始めにロッド群を掌の中に収納するか適当な長さにセッ
トしておき、対象物を把持した後で、プッシュロッド群
を押し出していく。対象物に当接してそれ以上押し出す
ことができなくなったロッドについて駆動を停止して、
そのロッドの突出長を検出する。全てのロッドの駆動が
停止したとき、測長手段から得られるロッドの変位情報
を総合することにより、対象物の形状が明らかになる。
ロッドと対象物との当接状態はロッド先端に設ける接触
センサによって検出することもできるが、ロッドの受け
る反力やロッドを押し出すのにＤＣモータを用いたとき
の電機子電流の変化から知ることなども可能である。こ
のようにして対象物の形状を認識弁別した後に、各プッ
シュロッド１５を所定の長さ突出させて位置決めパター
ンを形成し、対象物の姿勢を規制することができる。The push rod 15 can also be used for recognizing the shape of a grasped object.
First, the rod group is stored in the palm or set to an appropriate length, the object is gripped, and then the push rod group is pushed out. Stop the drive for the rod that abuts the object and can no longer be pushed out,
The protruding length of the rod is detected. When the driving of all the rods is stopped, the shape of the object is clarified by integrating the displacement information of the rods obtained from the length measuring means.
The contact state between the rod and the object can be detected by a contact sensor provided at the tip of the rod, but it can be known from the reaction force received by the rod and the change in armature current when a DC motor is used to push out the rod. It is also possible. After recognizing and discriminating the shape of the target object in this way, each push rod 15 is projected by a predetermined length to form a positioning pattern, and the posture of the target object can be regulated.
【００１８】図６は、本発明の第４の実施例の把持装置
の掌部を示す図面である。本実施例の把持装置は、対象
物１６を把持すると同時に対象物の寸法を測定すること
ができる。例えば、円柱状の物体１６を対象とするとす
れば、対象物が指３により把握されて掌２の位置決め溝
４に嵌合して姿勢が決まる。このとき指の腹と対象物の
接触位置Ｔは、エンコーダで計測する各ジョイントにお
ける指リンクの方向と、各指リンクの長さ、および対象
物１６に触れている指リンクの接触位置Ｔとから、算出
できる。指リンクにおける対象物との接触位置Ｔは、指
の腹部に接触センサ群をマトリックス状に配置して接触
したセンサの位置から知る方法や、感圧導電性エラスト
マーシートを応用した加圧センサシステムを用いた方法
や、触覚アンテナが対象物に接触して擦るときにアンテ
ナ根元で受ける反力から知る方法（金子他 IEEE Int. C
onf. on Robotics and Automation, pp1113-1119)等種
々の方法がある。いま、図６において、角度αのＶ字型
溝４の先端を原点（０、０）とし、接触位置Ｔを（Ｘ
ｔ、Ｙｔ）、半径Ｒの円柱の中心位置（０、Ｙｏ）で表
せば、相互の関係が下の式で表される。FIG. 6 is a view showing a palm portion of a gripping device according to a fourth embodiment of the present invention. The gripping device of the present embodiment can measure the size of the object 16 while gripping the object 16. For example, if a cylindrical object 16 is targeted, the object is grasped by the finger 3 and fitted into the positioning groove 4 of the palm 2 to determine the posture. At this time, the contact position T of the finger pad and the object is calculated from the direction of the finger link in each joint measured by the encoder, the length of each finger link, and the contact position T of the finger link touching the object 16. , Can be calculated. The contact position T with the object in the finger link is determined by a method of arranging the contact sensor group in a matrix on the abdomen of the finger from the position of the contact sensor, or a pressure sensor system applying a pressure-sensitive conductive elastomer sheet. The method used and the method of knowing from the reaction force received at the base of the antenna when the tactile antenna contacts and rubs the object (Kaneko et al. IEEE Int. C
onf. on Robotics and Automation, pp1113-1119). Now, referring to FIG. 6, the tip of the V-shaped groove 4 with an angle α is the origin (0, 0), and the contact position T is (X
t, Yt) and the center position (0, Yo) of the cylinder having the radius R, the mutual relationship is expressed by the following equation.
【００１９】[0019]
【数１】Ｒ＝Ｙｏ・sin（α／２）[Equation 1] R = Yo · sin (α / 2)
【数２】Ｒ2＝Ｘｔ2＋（Ｙｔ−Ｙｏ）2 ## EQU2 ## R 2 = Xt 2 + (Yt-Yo) 2
【００２０】従って、両式からＲを消去してＹｏを求
め、これを数式１に代入して円柱１６の半径Ｒを求める
ことができる。また、円柱に限らず、扱う物体の種類・
形状が決まっているときは、対象物の種類毎に把持によ
り姿勢が決まったときの輪郭を予め求めておき、指との
接触点がどの輪郭線上に存在するかを判定することによ
っても、簡単に対象物の種類・大きさを判別することが
できる。このようにして、対象物を把持して位置と姿勢
を決めると同時に対象物の寸法形状を認識することがで
きる。この実施例による把持装置を用いれば、たとえ
ば、任意の寸法の円筒が混在する混同バットから拾い出
した円筒を別の寸法計測装置を介在させることなくその
まま必要な分別を行い、形状に合致した工程を選択して
直接そこに運搬することができる。Therefore, R can be eliminated from both equations to obtain Yo, and this can be substituted into Equation 1 to obtain the radius R of the cylinder 16. Also, the type of object to be handled is not limited to a cylinder.
When the shape is determined, it is also easy to determine the contour when the posture is determined by gripping for each type of object in advance and determine which contour line the contact point with the finger is on. The type and size of the object can be discriminated. In this way, the size and shape of the object can be recognized at the same time that the object is grasped and the position and posture are determined. If the gripping device according to this embodiment is used, for example, a cylinder picked up from a confusion bat in which cylinders of arbitrary sizes are mixed is subjected to necessary separation as it is without interposing another size measuring device, and a process conforming to the shape is performed. You can choose and carry it there directly.
【００２１】図７は、本発明の第５の実施例の把持装置
の掌部を示す図面である。本実施例の把持装置掌部は複
数種類の嵌合溝１７、１８を有する位置決め装置１９を
装着している。対象物２０を把握するときの向きにより
適合する嵌合溝１８を選択することができるから、位置
決め装置１９を取り替えなくても異なる形態の物体を対
象として把持し姿勢を規制することができる。FIG. 7 is a view showing a palm portion of a gripping device according to a fifth embodiment of the present invention. The gripping device palm portion of this embodiment is equipped with a positioning device 19 having a plurality of types of fitting grooves 17 and 18. Since it is possible to select the fitting groove 18 that is more suitable for the orientation when grasping the target object 20, it is possible to grip an object of a different shape and regulate the posture without replacing the positioning device 19.
【００２２】なお、上記実施例では位置決め装置は掌に
設置される場合について説明したが、指リンクに取り付
ける場合も同様の作用を有し同様の効果が得られること
はいうまでもない。例えば、指リンクに横断溝を設けて
おき、把握過程で対象物の稜線がこの横断溝に嵌合する
ことにより対象物の姿勢を規制するようにすることが可
能である。このとき複数の指リンクに案内溝を形成して
おいて対象物が同時にこれら案内溝に嵌合するようにす
ると、位置決めはより正確になることは言うまでもな
い。指リンクは、それ自体の位置・姿勢を変化させるこ
とが可能だが、その位置・姿勢は指関節の角度情報を基
に順変換演算を行うことで順次求めることができる。す
なわち指リンクの位置・姿勢は全ての時刻について既知
であり、指リンクに設けられた位置決め装置の位置・姿
勢も決定できる。したがって、把持装置で把持した対象
物はこれら位置決め装置により、予め定められた位置・
姿勢を有するように調整できるのである。In the above embodiment, the case where the positioning device is installed on the palm has been described, but it goes without saying that the same effect can be obtained even when the positioning device is installed on the finger link. For example, it is possible to provide a transverse groove in the finger link and regulate the posture of the object by fitting the ridge line of the object into the transverse groove in the grasping process. Needless to say, at this time, if the guide grooves are formed in the plurality of finger links and the object is fitted into these guide grooves at the same time, the positioning becomes more accurate. The finger link can change its own position / orientation, but the position / orientation can be sequentially obtained by performing a forward conversion calculation based on the angle information of the finger joint. That is, the position / orientation of the finger link is known at all times, and the position / orientation of the positioning device provided on the finger link can also be determined. Therefore, the object gripped by the gripping device is set at a predetermined position by these positioning devices.
It can be adjusted to have a posture.
【００２３】[0023]
【発明の効果】本発明の位置決め装置付き把持装置は、
ロボットのマニピュレータ等に付属させて、ワークを取
り上げ扱うときに、把持すると同時にワークの姿勢を所
定の状態に規制するから、別の姿勢規制装置を用いるこ
となく直接に次の処理に進めることができる。また、対
象物が変化するときにも位置決め部だけを入れ替えれば
よく、１個の把持装置で広範囲の対象物を扱うことがで
きる。さらに、位置決め部の形状をアクチュエータ等で
調整することができる形式の把持装置では、位置決め部
の交換をしなくとも、さらに広範な対象物を扱うことが
可能である。また、把持すると同時に対象物の形状を認
識できる把持装置は別の形状測定装置を用いなくとも直
ちに対象物の形状による仕訳を行うことができる。The gripping device with the positioning device of the present invention is
When attached to a robot manipulator or the like, when picking up and handling a work, the posture of the work is regulated to a predetermined state at the same time as it is gripped, so that it is possible to directly proceed to the next process without using another posture regulation device. . Further, even when the target object changes, only the positioning part needs to be replaced, and a single gripping device can handle a wide range of target objects. Furthermore, a gripping device of a type in which the shape of the positioning part can be adjusted by an actuator or the like can handle a wider range of objects without replacing the positioning part. Further, the gripping device that can recognize the shape of the object at the same time as gripping can immediately perform the journaling according to the shape of the object without using another shape measuring device.
【図１】本発明の把持体の位置決め装置を有する把持装
置の第１実施例を示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing a first embodiment of a gripping device having a gripper positioning device of the present invention.
【図２】本発明の第１実施例の把持装置によりテーパピ
ンを穴に挿入するときの関係を説明する図面である。FIG. 2 is a view for explaining a relationship when the taper pin is inserted into the hole by the gripping device according to the first embodiment of the present invention.
【図３】本発明の第２実施例の把持装置の掌部を示す図
面である。FIG. 3 is a view showing a palm portion of a gripping device according to a second embodiment of the present invention.
【図４】本発明の第２実施例の把持装置の掌部の別の態
様を示す図面である。FIG. 4 is a view showing another aspect of the palm portion of the gripping device of the second embodiment of the present invention.
【図５】本発明の第３の実施例の把持装置の掌部を示す
図面である。FIG. 5 is a view showing a palm portion of a gripping device according to a third embodiment of the present invention.
【図６】本発明の第４の実施例の把持装置の掌部を示す
図面である。FIG. 6 is a view showing a palm portion of a gripping device according to a fourth embodiment of the present invention.
【図７】本発明の第５の実施例の把持装置の掌部を示す
図面である。FIG. 7 is a view showing a palm portion of a gripping device according to a fifth embodiment of the present invention.
１ 把持装置 ２、１９ 掌部 ３ 指 ４、１７、１８ 溝 ５、１０、１４、１６、２０ 把持対象物 ７ 嵌合穴 ９ 側板 １５ プッシュロッド DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Grip device 2, 19 Palm part 3 Fingers 4, 17, 18 Grooves 5, 10, 14, 16, 20 Object to be gripped 7 Fitting hole 9 Side plate 15 Push rod
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 五百井 清 千葉県野田市二ツ塚118番地 川崎重工業 株式会社野田工場内 (72)発明者 村井 謙一 千葉県野田市二ツ塚118番地 川崎重工業 株式会社野田工場内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Kiyoshi Imai 118 118 Futtsuka, Noda City, Chiba Prefecture, Kawasaki Heavy Industries Noda Factory (72) Inventor Kenichi Murai 118, Futatsuka, Noda City, Chiba Kawasaki Heavy Industries, Ltd.
Claims (8)
指の指先以外の部分が対象物に接触して対象物を把持す
る把持装置において、少なくとも１個の接触部に対象物
の形状に適合する形状を有して該対象物を把持するとき
に該対象物を案内してその姿勢を規制する位置決め部を
有する把持装置。1. A gripping device comprising a plurality of joint fingers, wherein at least a portion other than the fingertips of the joint fingers contacts the target object to grip the target object, and at least one contact portion conforms to the shape of the target object. A gripping device having a positioning portion for guiding the object and restricting its posture when the object is gripped.
装置であって、前記複数の指が取り付けられる掌を備
え、前記位置決め部が該掌の表面に備えられ案内面を有
することを特徴とする把持装置。2. A gripping device having a positioning part according to claim 1, further comprising a palm to which the plurality of fingers are attached, the positioning part having a guide surface provided on a surface of the palm. Gripping device.
有する把持装置であって、前記位置決め部が着脱して交
換可能であることを特徴とする把持装置。3. A gripping device having the positioning part according to claim 1 or 2, wherein the positioning part is detachable and replaceable.
置決め部を有する把持装置であって、対象物の形状に適
合させるため前記位置決め部において対象物を案内する
案内面の位置を変更することができることを特徴とする
把持装置。4. A gripping device having a positioning part according to claim 1, wherein a position of a guide surface for guiding the object in the positioning part is changed in order to match the shape of the object. A gripping device characterized by being able to.
置決め部を有する把持装置であって、前記位置決め部の
案内面が方向毎に別の対象物に対応して形成されている
ことを特徴とする把持装置。5. A gripping device having the positioning portion according to claim 1, wherein the guide surface of the positioning portion is formed corresponding to a different object in each direction. Characterizing gripping device.
置決め部を有する把持装置であって、該位置決め部が突
出長を調整することができる多数のプッシュロッドを備
え、前記案内面を該プッシュロッドの先端の包絡面で形
成することを特徴とする把持装置。6. A gripping device having a positioning portion according to claim 1, wherein the positioning portion includes a large number of push rods capable of adjusting a protruding length, and the guide surface is provided with a plurality of push rods. A gripping device formed by an envelope surface of a tip of a push rod.
装置であって、対象物を把持するときに前記プッシュロ
ッドを押し出して、該プッシュロッドが対象物に接触す
るときのプッシュロッドの押し出し長さから該対象物の
形状を推定することを特徴とする把持装置。7. A gripping device having a positioning portion according to claim 6, wherein the push rod is pushed out when gripping an object, and the push-out length of the push rod when the push rod contacts the object. A gripping device for estimating the shape of the object from the above.
置決め部を有する把持装置であって、指リンクが物体に
接触した位置を検出する接触センサを備え、根元側の各
指リンクの姿勢と該接触センサの接触位置情報とから把
持対象物の大きさを推定することを特徴とする把持装
置。8. A gripping device having the positioning portion according to claim 1, further comprising a contact sensor that detects a position where the finger link contacts an object, and the posture of each finger link on the root side. A gripping device that estimates the size of a gripping target from the contact position information of the contact sensor.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP7207407A JP2849056B2 (en) | 1995-07-23 | 1995-07-23 | Gripping device having positioning part |
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|---|---|---|---|
| JP7207407A JP2849056B2 (en) | 1995-07-23 | 1995-07-23 | Gripping device having positioning part |
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|---|---|
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