JPS58223587A - Hand mechanism of robot - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、口？ットのノ・ンド機構に関するものである
。[Detailed Description of the Invention] The present invention is based on the mouth? It concerns the no-end mechanism of the cut.

従来のロボットのハンド機構は、一対のフィンガが互に
平行な関係を維持しないが互に近づいたり互に離れたり
して物を把持し又離すようになされた平行把持式か、又
は、一対のフィンガが一支点で枢着されて扇形の軌跡を
描仏て枢動することにより物を把持した＃）喘したシす
るようになされた枢動把持式のいずれかであった。これ
ら従来のハンド機構は、形状１寸法が一定したものばか
９を取扱うことには問題ないが、形状１寸法が異なる物
を扱う場合には不便であった。特に１寸法や形状が異な
る物を周囲忙障害物がある条件下で扱う場合、例えば、
包装箱の中に物品を入れたりつかみ出したシする場合、
枢動把持式ノ・ンド機構は。Conventional robot hand mechanisms are of the parallel gripping type, in which a pair of fingers do not maintain a parallel relationship with each other, but move toward or away from each other to grasp or release an object; It was one of the pivot gripping types in which the fingers were pivoted at a single fulcrum and gripped objects by pivoting in a fan-shaped trajectory. These conventional hand mechanisms have no problem when handling objects 9 whose shape and dimension are constant, but are inconvenient when handling objects whose shape and dimension are different. In particular, when handling objects with different dimensions or shapes in the presence of nearby obstacles, for example,
When placing or removing items from packaging boxes,
Pivoting grip type grip mechanism.

先゛端にいくに従い広がるので、物品の周りの狭い隙間
にフィンガを挿入することができず、また、平行把持式
ハンド機構は、物品の周りの狭い隙間にフィンガを挿入
することはできても、物品の最もしっかりと把持できる
所を必ずしも把持することもできず、また、十分な把持
力も発揮することもできなかった。Since the tip widens towards the end, it is not possible to insert the fingers into narrow gaps around the object, and the parallel grip hand mechanism does not allow the fingers to be inserted into narrow gaps around the object. However, it was not always possible to grip the part of the article where it could be gripped most securely, and it was also not possible to exert sufficient gripping force.

そこで、本発明は、周囲に障害物があってフィンガの自
由な動きが妨げられる条件下にあっても、寸法や形状が
異なる物を扱うことができるロボットのハンド機構を提
供せんとするものである。SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, the present invention aims to provide a robot hand mechanism that can handle objects of different sizes and shapes even under conditions where free movement of the fingers is obstructed by surrounding obstacles. be.

すなわち、本発明によるならば、直線軸上を互に近づく
方向にも互に離れる方向にも駆動されるようになされた
一対の可動体を有しそしてハンド基部に設けられた基部
作動部と、前記直線軸に対してほぼ直角な方向に前記基
部作動部のそれぞれの可動部から前記直線軸の一方の側
へ延び、更に前記直線軸を含む平面又はその面と平行な
平面内において枢動するよ・うにそれぞれの可動部に枢
着された一対のフィンガ部材と、それら一対のフィンガ
部材の先端を互に近づける把持方向と互に遠ざける開放
方向に動かすように各フィンガ部材に対してそれぞれ設
けられたフィンガ駆動部とを具備して構成されているこ
とを特徴とする口信ットのハンド機構が提供される。That is, according to the present invention, the base actuator has a pair of movable bodies that are driven both toward and away from each other on a linear axis, and which is provided at the base of the hand; extending from each movable part of the base actuating part to one side of the linear axis in a direction substantially perpendicular to the linear axis, and further pivoting in a plane containing the linear axis or a plane parallel to that plane. A pair of finger members are pivotally attached to each movable part in a manner such that the tips of the pair of finger members are moved in a grasping direction that brings them closer to each other and in an opening direction that moves them away from each other. There is provided a hand mechanism for hand communication, characterized in that it is configured to include a finger drive section and a finger drive section.

以上の如く構成することにより、把持しようとする物品
の寸法に合せるように一対の可動部の間隔を調整すれば
、その物品の周囲のフィンガが挿入できる空間がたとえ
狭くとも、その狭い空間にフィンガを挿入することがで
き、そのあと、フィンガ駆動部を動作すれば、その物品
を把持することができる。従って、包装箱Ｖｃｐ４品を
詰めたりする作業や、包装箱に詰められた物品を取り出
したりする作業を、何ら支障なく行うことができる。With the above configuration, if the distance between the pair of movable parts is adjusted to match the dimensions of the object to be gripped, even if the space around the object into which the fingers can be inserted is narrow, the fingers can be inserted into that narrow space. can be inserted, and the finger drive can then be operated to grip the item. Therefore, the work of packing the four products into the packaging box Vcp and the work of taking out the goods packed in the packaging box can be performed without any hindrance.

本発明によるハンド機構の一実施例において。In one embodiment of the hand mechanism according to the invention.

前記基部作動部の前記直線軸は、ノ）ンド基部に回転支
持され且つ互に逆ネジ関係にある一対のネジ部が設けら
れ、更に回転駆動装置により回転駆動されるようになさ
れた回転軸で構成され、前記一対の可動部は、前記回転
軸の前記一対のネジ部にそれぞれ螺合されて、該回転軸
の回転により互に近づく方向にも互に離れる方向にも駆
動されるようになされる。このように構成すれば、一対
の可動部を互に近ずく方向にも互に離れる方向にも簡単
に動かすことができる。また、前記基部作動部の前記回
転駆動装置に逆回転可能な電気モータを使用すれば、回
転駆動装置を簡単に構成できる。The linear shaft of the base actuating portion is a rotary shaft that is rotatably supported by the node base, is provided with a pair of threaded portions having an opposite screw relationship, and is further rotatably driven by a rotary drive device. The pair of movable parts are each screwed into the pair of threaded parts of the rotating shaft, and are driven in a direction toward each other and a direction away from each other by rotation of the rotating shaft. Ru. With this configuration, the pair of movable parts can be easily moved both in the direction toward each other and in the direction in which they are separated from each other. Moreover, if a reversely rotatable electric motor is used as the rotational drive device of the base actuating section, the rotational drive device can be easily constructed.

更に、前記フィンガ駆動部は、それぞれの前記可動部に
支持されたシリンダと、該シリンダの中を滑動するよう
になされ且つそれぞれのフィンガ部材に枢着式れたピス
トンと、それぞれのフィンガ部材に開放方向の偏倚力を
作解させるように。Further, the finger drive section includes a cylinder supported by each of the movable sections, a piston configured to slide within the cylinder and pivotally connected to the respective finger member, and an opening to the respective finger member. As if to explain the biasing force in the direction.

前記ピストンによって仕切られた前記シリンダの２つの
シリンダ室の一方の中に置かれたバネとを有し、それら
のシリンダ室の他方に空気が供給されるようになされた
空気ピストンシリンダにより構成される。an air piston cylinder having a spring placed in one of two cylinder chambers of the cylinder partitioned by the piston, and configured to supply air to the other of the cylinder chambers. .

以下添付図面を参照して本発明による口？ットのハンド
機構の好ましい実施例を説明する。Mouth according to the present invention with reference to the attached drawings below? A preferred embodiment of the hand mechanism of the cut will now be described.

第１図は、ハンド機構の斜視図であり、第２図は、その
正面図である。。FIG. 1 is a perspective view of the hand mechanism, and FIG. 2 is a front view thereof. .

図示のハンド機構は、マニピュレータのアーム部（不図
示）に接続される接続部１０に固定されたコの字形の本
体フレーム１ｚを有している。その本体フレーム１２０
両端の支持壁ＩＺＡ及び１２Ｂに１回転軸１４が回転自
在に支持されている。その回転軸１４には、互に逆ネジ
に切られた一対のネジ部１６Ａ及び１６Ｂが設けられて
おり、また、支持壁１２Ｂにカッブリング部１８を介し
て取付けられている逆転可能な例えばステップモータの
ような電気モータ２０に結合されて、そのモータ２０に
より回転駆動され本ようになされている。更に、回転軸
１４のネジ部１６Ａ、１６ＢＫは、それぞれ可動ブロッ
ク２２Ａ、９２Ｂが螺合されている。これら可動ブロッ
ク２２人。The illustrated hand mechanism has a U-shaped main body frame 1z fixed to a connecting portion 10 connected to an arm portion (not shown) of a manipulator. Its main body frame 120
A one-rotation shaft 14 is rotatably supported by support walls IZA and 12B at both ends. The rotating shaft 14 is provided with a pair of threaded portions 16A and 16B that are threaded in opposite directions, and a reversible step motor, for example, is attached to the support wall 12B via a coupling portion 18. It is connected to an electric motor 20 such as , and is rotationally driven by the motor 20 . Furthermore, movable blocks 22A and 92B are screwed into the threaded portions 16A and 16BK of the rotating shaft 14, respectively. These 22 movable blocks.

２２Ｂの頂面は、本体フレーム１２に滑動自在に接触し
、可動ブロック２２Ａ、２２Ｂが回転しないようになさ
れている。従って、モータ２０が回転軸１４を一方の方
向に回転すると、可動ブロック２２Ａ、２２Ｂが互に近
づく方向に移動し、そして、モータ２０が回転軸１４を
反対の方向に回転すると、可動！ロック２２Ａ、２９Ｂ
が互に近づく方向に移動し、それらの間隔を変えること
ができる。そして、可動ブロック２２Ａと２２Ｂの間隔
の変化量は、モータ２０の回転数や回転角に対応させる
ことができるので、モータ２ｏを適当な制御装置により
制御させることにより、調整することができる。The top surface of 22B is in slidable contact with the main body frame 12 to prevent the movable blocks 22A, 22B from rotating. Therefore, when the motor 20 rotates the rotating shaft 14 in one direction, the movable blocks 22A and 22B move toward each other, and when the motor 20 rotates the rotating shaft 14 in the opposite direction, the movable blocks 22A and 22B move! Locks 22A, 29B
can move toward each other and change their spacing. The amount of change in the distance between the movable blocks 22A and 22B can be made to correspond to the rotational speed and rotation angle of the motor 20, so it can be adjusted by controlling the motor 2o with an appropriate control device.

可動ブロック２２Ａ、Ｚ２Ｂには、回転軸１４に対して
ほぼ直角な方向九回転軸１４の一方の側へ延びるフィン
ガ部材２４Ａ、２４Ｂが、回転軸１４を含む平面又はす
の平面と平行な平面内において枢動するようにピン２６
Ａ、２６Ｂを介して枢着されている。更に、フィンガ部
材２４Ａ。The movable blocks 22A and Z2B have finger members 24A and 24B that extend in a direction substantially perpendicular to the rotation axis 14 to one side of the rotation axis 14 in a plane that includes the rotation axis 14 or a plane that is parallel to the plane of the frame. pin 26 for pivoting at
A and 26B are pivotally connected. Furthermore, finger member 24A.

２４Ｂには、フィンガ先端部２８Ａ、２８Ｂが固定され
ている。そして、可動ブロック２Ｊ２Ａ。Finger tip portions 28A and 28B are fixed to 24B. And movable block 2J2A.

２２Ｂには、空気ピストンシリンダのシリンダ８０Ａ、
８０Ｂが取付けられ、それらシリンダ８０Ａ、８０Ｂ内
を滑動するピストン８２（シリンダ８０Ａのもののみ図
示）に、シリンダに形成された長孔８４を通るピン８６
を介して、フィンガ部材２４Ａ、２４Ｂが枢着されてい
る。史に、ピストンにより２つに仕切られた２つのシリ
ンダ室の内の内側のシリンダ室′には、バネ８８が配置
されて、各フィンガ部材２４Ａ、２４Ｂを互に離す方向
即ち開放方向の偏倚力を作用させている。22B includes a cylinder 80A of an air piston cylinder;
80B is attached to the piston 82 sliding in the cylinders 80A and 80B (only the cylinder 80A is shown), and a pin 86 passing through a long hole 84 formed in the cylinder.
Finger members 24A and 24B are pivotally connected via the . Historically, a spring 88 is disposed in the inner cylinder chamber' of two cylinder chambers partitioned into two by a piston, and applies a biasing force in the direction of separating the finger members 24A and 24B from each other, that is, in the opening direction. is working.

そして、外側のシリンダ室４０は、弁４２を介して圧縮
空気源に接続される。この弁４２は、シリンダ室４０を
圧縮空気源に接続する位置と、外気に解放する位置とを
とり、また、上述した制御装置によ、？　ＩＩＩ御する
。The outer cylinder chamber 40 is then connected via a valve 42 to a source of compressed air. This valve 42 has a position that connects the cylinder chamber 40 to a source of compressed air and a position that releases it to the outside air, and is controlled by the above-mentioned control device. III control.

以上の如く構成される・・ンド樋構は、制御装置により
モータ２０を動作制御して、第２図において実線で示す
状態即ち空気ピストンシリンダに圧縮空気が供給されて
いない状態でのフィンガ先端部２８Ａ、２８Ｂの間隔を
対象物品の大きさより少し大きい程度に調整する。その
あと、例えば、箱に詰められた対象物品を間に置くよう
に対象物品の周囲の隙間にフィンガ先端部２８Ａ、２８
Ｂを挿入し、弁４２を操作して空気ピストンシリンダに
圧縮空気を供給して、フィンガ先端部２８Ａ。As configured above, the finger tip structure is configured as shown in FIG. The distance between 28A and 28B is adjusted to be slightly larger than the size of the target article. After that, for example, the finger tips 28A, 28 are inserted into the gap around the target article so that the target article packed in a box is placed between them.
B, and operate the valve 42 to supply compressed air to the air piston cylinder to remove the finger tip 28A.

２８Ｂを第一図の２点鎖線が示す位置に把持方向に動か
して、そのフィンガ先端部２，８Ａ、２８Ｂ間に対象物
品を挾んで把持する。そして、ノ・ンド機構を動かして
、その対象物品を箱から抜き出す。28B is moved in the gripping direction to the position indicated by the two-dot chain line in FIG. 1, and the target article is held between the finger tips 2, 8A, and 28B. Then, the user operates the no-do mechanism to pull out the target item from the box.

そのあと、対象物品を所望の位置にのせて、弁４２を操
作して空気ピストンシリンダから空気を抜けば、フィン
ガ先端部は、バネ８８０力により第２図の実線位置に戻
り、対象物品を離し、その位置に置くことができる。After that, place the target article at the desired position and operate the valve 42 to release air from the air piston cylinder. The tip of the finger returns to the solid line position in FIG. 2 due to the force of the spring 880, and releases the target article. , can be placed in that position.

以上の如く動作させれば、ノ・ンド機構を、箱からピン
やカンを取り、出すアンケーサ−に使用できる。しかし
、当業者には、ハンド機構を、ケーサ−やデパレタイザ
−やノやレタイザーにも使用できることは明らかであろ
う。By operating as described above, the knot mechanism can be used as an anchor for taking out pins and cans from boxes. However, it will be apparent to those skilled in the art that the hand mechanism can also be used in casers, depalletizers, retizers, etc.

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

第１図は１本発明によるロデットのノ１ンド機構の斜視
図、そして、第２図はそのμ面図である。 ｌＯ・・・・・・・・・接続部、　１ｚ・・・・・・・
・・本体フレーム、　ｌＺＡ、１２Ｂ・・・・・・・・
・本体フレームの両端の支持壁、　１４・・・・・・・
・・回転軸。 １６Ａ、１６Ｂ・・・・・・・・・ネジ部、　１８・・
・・・・・・・カップリング部、　２０・・・・・・・
・・モータ。 ２２Ａ、２２Ｂ・・・・・・・・・可動ブロック。 ２４Ａ、２４Ｂ・・・・・・・・・　フィンガ部材、２
６Ａ、２６Ｂ・・・・・・・・・　ピン。 ２８Ａ、２８Ｂ・・・・・・・・・フィンガ先端部。 ８０Ａ、８０Ｂ・・・・・・・・・空気ピストンシリン
ダのシリンダ、　８２・・・・・・・・・　ピストン、
８４・・・・・・・・・長孔、　　８６・・・・・・・
・・　ビン、８８・・・・・・・・・バネ、　４０・・
・・・・・・・外側シリンダ室、　４２・・・・・・・
・・弁。 特許出願人　味の素株式会社 第１図FIG. 1 is a perspective view of a rodet grip mechanism according to the present invention, and FIG. 2 is a μ-plane view thereof. lO・・・・・・Connection part, 1z・・・・・・
・・Body frame, lZA, 12B・・・・・・・・
・Supporting walls at both ends of the main body frame, 14...
··Axis of rotation. 16A, 16B... Threaded part, 18...
・・・・・・Coupling part, 20・・・・・・
··motor. 22A, 22B......Movable block. 24A, 24B...Finger member, 2
6A, 26B... Pin. 28A, 28B...Finger tip. 80A, 80B...Cylinder of air piston cylinder, 82...Piston,
84・・・・・・・Long hole, 86・・・・・・・
... Bottle, 88... Spring, 40...
......Outer cylinder chamber, 42...
··valve. Patent applicant Ajinomoto Co., Inc. Figure 1

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] （１）　　直線軸上を互に近づく方向にも互に離れる方
向にも駆動されるようになされた一対の可動体を有しそ
してノーンド基部に設けられた基部作動部と、前記直線
軸に対してほぼ直角な方向ＫＳｔＪ記基部作動部のそれ
ぞれの可動部から前記直線軸の一方の側へ延び、更に前
記直線軸を含む平面又はその面と平行な平面内において
枢動するようにそれぞれの可動部に枢着された一対のフ
ィンガ部材と、それら一対のフィンガ部材の先端を互に
近づける把持方向と互に遠ざける開放方向に動かすよう
に各フィンガ部材に対してそれぞれ設けられたフィンガ
駆動部とを具備して構成されていることを特徴とするロ
ゲットのノ・ンド機構。(1) It has a pair of movable bodies that are driven both toward and away from each other on a linear axis, and a base actuator provided at the base of the node, and a base actuator that is moved toward the linear axis. The respective movable parts extend from each movable part of the base actuating part in a direction substantially perpendicular to one side of the linear axis, and further pivot in a plane containing the linear axis or in a plane parallel to the plane. A pair of finger members pivotally attached to the part, and a finger drive unit provided for each finger member to move the tips of the pair of finger members in a grasping direction that brings them closer together and in an opening direction that moves them away from each other. Logget's no-do mechanism is characterized by being configured with: （２）前記基部作動部の前記直線軸は、ノ１ント°基部
に回転支持され且つ互に逆ネジ関係にある一対のネジ部
が設けられ、更に回転駆動装置により回転駆動されるよ
うになされた回転軸で構成され、前記一対の可動部は、
前記回転軸の前記一対のネジ部にそれぞれ螺合されて、
該回転軸の回転により互に近づく方向にも互に錐れる方
向にも駆動されるようになされていることを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載のロデットのハンド機構。(2) The linear shaft of the base actuating portion is rotatably supported by the tip base, and is provided with a pair of threaded portions having an opposite thread relationship, and is further rotationally driven by a rotational drive device. The pair of movable parts are composed of rotating shafts, and the pair of movable parts
each screwed onto the pair of threaded portions of the rotating shaft;
2. The rodet hand mechanism according to claim 1, wherein the rodet hand mechanism is driven both in a direction toward each other and in a direction toward each other by rotation of the rotating shaft. （３）前記基部作動部の前記回転駆動装置は、逆回転可
能な電気モータである特許請求の範囲第コ項記載のロボ
ットＱノ為ンド機構。(3) The robot Q drive mechanism according to claim 1, wherein the rotational drive device of the base operating section is an electric motor that can rotate in reverse. （４）前記フィンガ駆動部は、それぞれの前記５１動部
に支持されたシリンダと、該シリンダの中を滑動するよ
うになされ且つそれぞれのフィンガ部材に枢着されたピ
ストンと、それぞれのフィンガ部材に開放方向の偏倚力
を作用させるように、前記ピストンによって仕切られた
前記シリンダのａつのシリンダ室の一方の中に置かれた
バネとを有し、・それらのシリンダ室の他方に空気が供
給されるようになされ九空気ピストンシリンダにより構
成されていることを特徴とする特許請求の範囲第１項か
ら第３項のいずれかに記載のロボットのハンド機構。(4) The finger drive unit includes a cylinder supported by each of the 51 moving parts, a piston that is configured to slide in the cylinder and is pivotally connected to each finger member, and a spring placed in one of the a cylinder chambers of the cylinder partitioned by the piston so as to exert a biasing force in the opening direction, the other of the cylinder chambers being supplied with air; 4. The robot hand mechanism according to claim 1, wherein the robot hand mechanism is constructed of nine pneumatic piston cylinders.