(57)【要約】      （修正有）【課題】構造と特に構成要素の改良により、既知のグリッパより容易且つ迅速な組み立てが可能な構造を有する産業用マニピュレータ用のグリッパを提供する。【解決手段】２つの顎（Ｇ１、Ｇ２）の少なくとも一方が開閉移動可能であるグリッパ（１）において、グリッパ本体は互いに取り外し可能に組み付けられる２つの部分（１２）を含む。第１の部分（１１）はグリッパのアクチュエータ装置（２）を収容し、第２の部分には２つの顎を支持し伝達要素（Ｆ１、Ｆ２）の枢動軸線（ＸＦ１、ＸＦ２）を画定するピン要素を含む。ピン要素はグリッパ本体の第１の部分と第２の部分とを互いに強固に係止するための係止要素としても作用するように設計される。ピン要素にはグリッパ本体の第１と第２の部分とのスナップ結合を可能にするための周方向溝が設けられる。弾性要素は、これらの２つの要素を分離させ、且つ２つのうちの一方の縁部を溝内に係合させる。【選択図】図１
2020142364.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
産業用マニピュレータのためのグリッパ（１、１’）であって、
−  少なくとも２つの顎（Ｇ１、Ｇ２）であって、前記２つの顎（Ｇ１、Ｇ２）の少なくとも一方は、前記グリッパ（１、１’）を開放及び閉鎖させるように移動可能である、少なくとも２つの顎（Ｇ１、Ｇ２）と、
−  取り外し可能に互いに組み付けられ得る２つの部分（１１、１２）を含むグリッパ本体（１０）であって、第１の部分（１１）は、前記グリッパ（１、１’）のアクチュエータ装置（２）を少なくとも部分的に収容するように意図され、且つ第２の部分（１２）は、前記少なくとも２つの顎（Ｇ１、Ｇ２）を支持するように意図される、グリッパ本体（１０）と、
−  少なくとも１つのピン要素（Ｐ１、Ｐ２）であって、
−  前記少なくとも１つの可動顎（Ｇ１、Ｇ２）の枢動軸線（ＸＧ１、ＸＧ２）を画定するか、又は
−  前記少なくとも１つの可動顎（Ｇ１、Ｇ２）と前記アクチュエータ装置（２）との間に動作可能に介在する少なくとも１つの伝達要素（Ｆ１、Ｆ２）の枢動軸線（ＸＦ１、ＸＦ２）を画定する、少なくとも１つのピン要素（Ｐ１、Ｐ２）と
を含み、前記少なくとも１つのピン要素（Ｐ１、Ｐ２）は、組立状態において前記グリッパ本体（１０）の前記第１の部分（１１）と前記第２の部分（１２）とを互いに係止するための係止ピン（Ｐ１、Ｐ２）としても作用する、グリッパ（１、１’）において、
前記少なくとも１つのピン要素（Ｐ１、Ｐ２）は、少なくとも１つの周方向溝（Ｐ１１、Ｐ２１）を有し、前記グリッパ（１、１’）の組立状態では、前記少なくとも１つの周方向溝（Ｐ１１、Ｐ２１）は、前記枢動軸線（ＸＧ１、ＸＧ２；ＸＦ１、ＸＦ２）に対して直交方向に作用する予圧弾性力であって、前記グリッパ本体（１０）の前記第１の部分（１１）と前記第２の部分（１２）とを相互に離れて移動させるために前記グリッパ本体（１０）内に予め配置された予圧弾性手段（２１）によって生成される予圧弾性力の作用下において、前記グリッパ本体（１０）の前記第２の部分（１２）又は前記少なくとも１つの伝達要素（Ｆ１、Ｆ２）の支持要素（３０）のいずれかに形成された接触縁部（Ｂ１、Ｂ２；３１０、３２０）に係合することを特徴とする、グリッパ（１、１’）。
【請求項２】
前記グリッパ（１、１’）の組立状態では、前記少なくとも１つのピン要素（Ｐ１、Ｐ２）は、前記グリッパ本体（１０）の前記２つの部分（１１、１２）の少なくとも一方又は前記グリッパ本体（１０）の内側に収容された構成要素（３０）とのアンダーカットを形成する、請求項１に記載のグリッパ（１、１’）。
【請求項３】
前記グリッパ本体（１０）の前記第１の部分（１１）は、それぞれの中心軸線（ＸＡ１、ＸＡ２）を有する少なくとも１つの第１の貫通孔（Ａ１、Ａ２）を含み、且つ前記グリッパ本体（１０）の前記第２の部分（１２）は、それぞれの中心軸線（ＸＢ１、ＸＢ２）を有する少なくとも１つの第２の貫通孔（Ｂ１、Ｂ２）を含み、前記グリッパ本体（１０）の前記第１の部分（１１）及び前記第２の部分（１２）の組立状態では、前記少なくとも１つの第１の貫通孔（Ａ１、Ａ２）及び前記少なくとも１つの第２の貫通孔（Ｂ１、Ｂ２）の前記中心軸線（ＸＡ１、ＸＡ２、ＸＢ１、ＸＢ２）は、互いに且つ前記枢動軸線（ＸＧ１、ＸＧ２；ＸＦ１、ＸＦ２）の１つと整合されるか又は整合され得る、請求項１又は２に記載のグリッパ（１、１’）。
【請求項４】
前記アクチュエータ装置（２）は、戻しばね（２１）を備えた単動空圧ピストン（２０）を含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載のグリッパ（１、１’）。
【請求項５】
前記予圧弾性手段（２１）は、前記空圧ピストン（２０）の前記戻しばね（２１）によって構成される、請求項１〜４のいずれか一項に記載のグリッパ（１、１’）。
【請求項６】
前記少なくとも１つの可動顎（Ｇ１、Ｇ２）は、直線的に平行移動され得る、請求項１〜５のいずれか一項に記載のグリッパ（１）。
【請求項７】
少なくとも１つの可動顎（Ｇ１、Ｇ２）と前記アクチュエータ装置（２）との間に動作可能に介在する少なくとも１つの伝達要素（Ｆ１、Ｆ２）を含み、前記少なくとも１つの伝達要素（Ｆ１、Ｆ２）は、前記少なくとも１つのピン要素（Ｐ１、Ｐ２）を中心に枢動され得るロッカレバー（Ｆ１、Ｆ２）として設計され、且つ前記アクチュエータ装置（２）に係合するように意図された第１のアームと、前記少なくとも１つの可動顎（Ｇ１、Ｇ２）に係合するように意図された第２のアームとを有する、請求項６に記載のグリッパ（１）。
【請求項８】
前記ロッカレバー（Ｆ１、Ｆ２）は、支持要素（３０）であって、前記空圧ピストン（２０）のロッド（２０２）上において、前記ロッド（２０２）自体に対して軸方向に移動可能であるように装着された支持要素（３０）上に枢動可能に支持され、前記空圧ピストン（２０）の前記戻しばね（２１）は、前記空圧ピストン（２０）の頭部（２０１）と前記支持要素（３０）との間で前記ロッド（２０２）の周囲に装着される、請求項４に従属する場合の請求項７に記載のグリッパ（１）。
【請求項９】
前記少なくとも１つの可動顎（Ｇ１、Ｇ２）は、枢動され得る、請求項１〜５のいずれか一項に記載のグリッパ（１’）。
【請求項１０】
前記空圧ピストン（２０）は、前記少なくとも１つの可動顎（Ｇ１、Ｇ２）を枢動させるために前記少なくとも１つの可動顎（Ｇ１、Ｇ２）の接触部分（Ｇ１２、Ｇ２２）と接線方向に協働するように意図された少なくとも１つの傾斜表面が設けられた作動端部（２０４）を有するロッド（２０２）を含む、請求項４に従属する場合の請求項９に記載のグリッパ（１’）。
【請求項１１】
前記空圧ピストン（２０）の前記戻しばね（２１）は、前記空圧ピストン（２０）の頭部（２０１）と、前記グリッパ本体（１０）の前記第２の部分（１２）の当接部分（１２５）との間で前記空圧ピストン（２０）のロッド（２０２）の周囲に装着される、請求項４に従属する場合の請求項９に記載のグリッパ（１’）又は請求項１０に記載のグリッパ（１’）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、産業用マニピュレータのためのグリッパ、特に空圧作動式線形又は角度グリッパに関する。
【背景技術】
【０００２】
産業自動化の分野では、操作すべき物体を把持するために、通常、グリッパを組み合わせたロボットマニピュレータの使用が知られている。
【０００３】
産業用マニピュレータのためのグリッパは、概して、グリッパ本体上に装着される２つ以上の顎、すなわちグリッパ指を設けられる。操作すべき加工物に顎がいかなる圧力も加えない開位置、すなわち解放位置と、加工物の取り扱い中に加工物が偶然に解放されないことを確実にするために、操作すべき加工物に顎が十分な圧力を加える閉位置、すなわち把持位置との間で顎を互いに離れて又は接近して移動させ得る。
【０００４】
顎の移動のタイプに応じて、顎がそれぞれの案内部内又は上で直線的に移動する線形グリッパと、顎がそれぞれの枢動軸線を中心に枢動する角度グリッパとに区別される。
【０００５】
通常、グリッパ本体の内側に収容された空圧式、油圧式又は電気式のアクチュエータ装置によって顎を移動させる。
【０００６】
典型的には、顎及びアクチュエータ装置がグリッパ本体上／内に装着されることを可能にするために、グリッパ本体は、ねじ、接着剤、ブラケットなどによって互いに組み付けられ得る２つ以上の部品で作製される。
【０００７】
既知のグリッパの機能性能は、概して、申し分のないものであるが、グリッパは、多くの場合、組み立てるべき比較的多数の構成要素及び接続要素又は固定要素を有する。これは、グリッパの動作及び組立時間、結果としてグリッパの製造コストに悪影響を及ぼす。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、改良された構造、特に構成要素のより容易且つ迅速な組み立て、したがって同じタイプの既知のグリッパに関するより経済的な製造を可能にする構造を有する、上で説明したタイプの産業用マニピュレータのためのグリッパを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この目的は、請求項１による産業用マニピュレータのためのグリッパによって達成される。このグリッパの好ましい態様は、それぞれの従属請求項の主題である。
【００１０】
特に、本発明は、産業用マニピュレータのためのグリッパであって、
−  少なくとも２つの顎であって、２つの顎の少なくとも一方は、グリッパを開放及び閉鎖させるように移動可能である、少なくとも２つの顎と、
−  取り外し可能に互いに組み付けられ得る２つの部分を含むグリッパ本体であって、第１の部分は、グリッパのアクチュエータ装置を少なくとも部分的に収容するように意図され、且つ第２の部分は、少なくとも２つの顎を支持するように意図される、グリッパ本体と、
−  少なくとも１つのピン要素であって、
−  少なくとも１つの可動顎の枢動軸線を画定するか、又は
−  少なくとも１つの可動顎とアクチュエータ装置との間に動作可能に介在する少なくとも１つの伝達要素の枢動軸線を画定する、少なくとも１つのピン要素と
とを含む産業用マニピュレータのためのグリッパに関する。
【００１１】
少なくとも１つのピン要素は、組立状態においてグリッパ本体の第１の部分と第２の部分とを互いに係止するための係止ピンとしても作用する。
【００１２】
少なくとも１つの可動顎のための若しくは顎とアクチュエータ装置との間に介在する伝達要素のための枢動ピンとして、又はグリッパ本体の第１の部分と第２の部分との間の係止ピンとしてのいずれかの同じピン要素を使用することにより、グリッパ本体の２つの部分、例えばねじ、ブラケット、接着剤などの安定した係止を確実にするための専用の係止手段なしで済ませることが可能である。
【００１３】
少なくとも１つのピン要素は、少なくとも１つの周方向溝を有し、グリッパの組立状態では、この周方向溝は、グリッパ本体の第２の部分又は少なくとも１つの伝達要素の支持要素のいずれかに形成された接触縁部に係合する。上で説明した係合は、前記枢動軸線に対して直交方向に作用する予圧弾性力の作用下で生じる。弾性力は、グリッパ本体の第１の部分と第２の部分とを相互に離れて移動させるためにグリッパ本体内に予め配置された予圧弾性手段によって生成される。
【００１４】
有利には、グリッパ本体の第２の部分又はグリッパ本体の内側に収容された構成要素のいずれかに形成された接触縁部に周方向溝が係合したとき、上で説明したアンダーカットが得られる。したがって、少なくとも１つのピン要素は、グリッパ本体内に強固に係止され、部分的にもグリッパ本体から偶発的に抜け出ることができない。これらの全ては、ピン要素がグリッパ本体に完全に挿入されたとき、予圧力の作用下でスナップ嵌めによって自動的に行われる。
【００１５】
このスナップ結合のため、ピン要素は、抜け出る可能性なしに係止されたままであり、それにより使用中でもグリッパが正しく組み立てられたままであることを確実にする。
【００１６】
上で説明した本発明のグリッパの構造は、２つの利点を有する。すなわち、一方では、グリッパ構成要素の総数が低減され、他方では、グリッパ本体内への少なくとも１つの可動顎又は伝達要素のいずれかの枢動ピンの組み付けと、グリッパ本体の２つの組立部分の係止とを組立技術者によって同時に実行できるため、組立工程を簡単且つ迅速にする。
【００１７】
ねじ、ナット、ワッシャなど、比較的小さい大きさの接続要素の操作が回避又は低減されるため、組み立てが更に簡素化され且つまた迅速化される。
【００１８】
更に、本発明のグリッパの組み立て、特にそれぞれの座部へのピン要素の挿入は、ねじ回し装置などの工具を使用せずに完全に実行することができる。
【００１９】
前述の全ての態様は、本発明のグリッパの製造コストを有利に低減することに寄与し、そのため、本発明のグリッパは、動作及び性能の点で同様である既知の技術のグリッパと比べて低い単価で販売することができる。
【００２０】
好ましくは、グリッパの組立状態では、少なくとも１つのピン要素は、グリッパ本体の２つの部分の少なくとも一方又はグリッパ本体の内側に収容された構成要素とのアンダーカットを作成する。
【００２１】
このように、少なくとも１つのピン要素は、有利には、ピン要素が座部から偶発的に抜け出ないようにピン要素の座部内に強固に係止される。この結果は、アンダーカット結合のため、プレス又は万力によって少なくとも１つのピン要素自体をリベット締めするか又は変形させる必要なしに達成され、したがってグリッパの組み立ての簡素化及び速度にかなり有利に作用する。
【００２２】
好ましくは、少なくとも１つのピン要素の挿入を可能にするために、グリッパ本体の第１の部分は、それぞれの中心軸線を有する少なくとも１つの第１の貫通孔を含み、且つグリッパ本体の第２の部分は、それぞれの中心軸線を有する少なくとも１つの第２の貫通孔を含み、グリッパ本体の第１の部分及び第２の部分の組立状態では、少なくとも１つの第１の貫通孔及び少なくとも１つの第２の貫通孔の前記中心軸線は、互いに且つ前記枢動軸線の１つと整合されるか又は整合され得る。
【００２３】
好ましくは、グリッパは、グリッパ本体の第１の部分及び第２の部分のそれぞれの結合表面が相互に当接したときに前述の軸線の整合が達成されるように設計される。グリッパ本体の第１の部分と第２の部分との間に作用する予圧力がない場合、この状態は、単にグリッパ本体の部分を互いに接近させるのみで、例えばグリッパ本体の部分を手で互いに接近させることで達成される。予圧弾性手段がグリッパ本体の第１の部分と第２の部分との間に介在し、これにより第１の部分と第２の部分とを相互に離れて移動させる予圧力を生成する場合、組み立てられているが、依然として係止されていないグリッパ本体の部分に、予圧力に対して反対方向に力を一時的に加えることにより、結合表面間の当接状態、したがって軸線の整合を動的に達成することができる。
【００２４】
実際には、ピン要素が内部に挿入される孔の整合が達成されるまで、グリッパ本体の２つの部分をより接近させて、予圧弾性手段が及ぼす推力を克服することにより、グリッパを手で組み立てることができる。２つのグリッパ部分を解放することにより、予圧弾性手段は、グリッパ本体の第２の部分又はグリッパ本体の内側の構成要素のいずれかに形成された接触縁部がピン要素の周方向溝に挿入されることに起因して、少なくとも１つのピン要素を係止するのに十分な程度だけ、グリッパ本体の２つの部分を僅かに例えば０．５ミリメートルだけ離れて移動させる。
【００２５】
グリッパは、容易に分解することもできる。すなわち、予圧弾性手段が及ぼす推力を克服し、ピン要素の座部を画定する孔を再び整合させ、且つグリッパ本体の第２の部分又はグリッパ本体の内側の構成要素のいずれかに形成された接触縁部を少なくとも１つのピン要素の周方向溝から解放することにより、グリッパ本体の２つの部分を再び互いに当接させるのみでよい。この時点で、ピン要素自体に平行な推力を加えることによって少なくとも１つのピン要素を容易に引き抜くことができ、グリッパ本体の２つの部分を互いに分離させることができる。
【００２６】
好ましくは、アクチュエータ装置は、戻しばねを備えた単動空圧ピストンを含む。
【００２７】
空圧ピストン、特に戻しばねを備えた単動式空圧ピストンは、グリッパの構造簡素化及びコスト効率を優先すべき場合に特に好適な選択である。
【００２８】
この場合、便宜上、グリッパは、上で説明したようにグリッパ本体の２つの部分間に予圧力を生成するためにグリッパ本体内に設けられた予圧弾性手段が空圧ピストンの戻しばねと一致するように設計される。有利には、この選択は、グリッパ構成要素の数を低減するのに役立つ。
【００２９】
好ましい実施形態では、少なくとも１つの可動顎は、直線的に平行移動され得る。換言すれば、この場合、グリッパは、線形グリッパとして設計される。
【００３０】
この実施形態では、グリッパは、好ましくは、少なくとも１つの可動顎とアクチュエータ装置との間に動作可能に介在する少なくとも１つの伝達要素を含む。
【００３１】
伝達要素は、好ましくは、少なくとも１つのピン要素を中心に枢動され得るロッカレバーとして設計され、且つアクチュエータ装置に係合するように意図された第１のアームと、少なくとも１つの可動顎に係合するように意図された第２のアームとを有する。
【００３２】
好ましくは、ロッカレバーは、支持要素であって、空圧ピストンのロッド上において、ロッド自体に対して軸方向に平行移動できるように装着された支持要素上に枢動可能に支持され、空圧ピストンの戻しばねは、空圧ピストンの頭部と支持要素との間でロッドの周囲に装着される。
【００３３】
そのように設計された伝達部では、便宜上、最小数の要素からなり且つ組み立てが容易である簡単な構造と、ロバストで信頼性の高い動作とが組み合わされる。
【００３４】
別の好ましい実施形態では、少なくとも１つの可動顎は、枢動され得る。換言すれば、この場合、グリッパは、角度グリッパとして設計される。
【００３５】
この実施形態では、少なくとも１つの可動顎は、好ましくは、グリッパのアクチュエータ装置、この場合も好ましくは戻しばねを備えた単動空圧ピストンによって直接作動される。
【００３６】
特に、空圧ピストンは、好ましくは、前述のピン要素によって画定された枢動軸線を中心に少なくとも１つの可動顎を枢動させるために少なくとも１つの可動顎の接触部分と接線方向に協働するように意図された少なくとも１つの傾斜表面が設けられた作動端部を有するロッドを含む。
【００３７】
好ましくは、空圧ピストンの戻しばねは、空圧ピストンの頭部と、グリッパ本体の第２の部分の当接部分との間で空圧ピストンのロッドに同軸に装着される。
【００３８】
この場合にも、そのような構成は、最小数の構成要素からなり且つ組み立てが容易である特に簡単な構造と、ロバストで信頼性の高い動作との両方をグリッパに与える。
【００３９】
本発明の更なる特徴及び利点は、添付の図面を用いて、単なる図示の目的で描かれ、限定的ではない、本発明の好ましいが排他的ではない実施形態の以下の詳述の検討からより明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明による産業用マニピュレータのためのグリッパの第１の実施形態の分解斜視図を概略的に示す。
【図２】部分組立状態にある図１のグリッパの部分断面分解斜視図を概略的に示す。
【図３】完全組立状態にある図１のグリッパの斜視図を概略的に示す。
【図４】完全組立状態にある図１のグリッパの部分断面斜視図を概略的に示す。
【図５】部分組立状態にある、本発明による産業用マニピュレータのためのグリッパの第２の実施形態の部分断面分解斜視図を概略的に示す。
【図６】完全組立状態にある図５のグリッパの概略斜視図を概略的に示す。
【図７】完全組立状態にある図５のグリッパの部分断面概略斜視図を概略的に示す。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
図１〜図４は、概して参照番号１で表される、本発明による産業用マニピュレータのためのグリッパの第１の好ましい実施形態を示す。
【００４２】
グリッパ１は、グリッパ本体１０と、顎、すなわち把持指Ｇ１、Ｇ２の対とを含む。
【００４３】
顎Ｇ１、Ｇ２は、両方ともそれぞれグリッパ１を開放及び閉鎖させるためにグリッパ本体１０に対して互いに離れて又は接近して移動可能である。
【００４４】
特に、図１〜図４に示す実施形態では、グリッパ１は、平行な顎を備えた線形グリッパとして設計される。そのため、顎Ｇ１、Ｇ２によって実行される運動は、直線的であり且つ互いに対して平行である。
【００４５】
この場合、グリッパ本体１０は、略直方体形状を有し、且つ取り外し可能に互いに組み付けられ得る２つの部分１１、１２を含む。第１の部分１１は、主に、以下により詳細に説明する、グリッパ１のアクチュエータ装置２を収容するように且つそれぞれのマニピュレータ（本発明の一部ではないため、図示しない）へのグリッパ１の結合を可能にするように設計される一方、第２の部分１２は、主に、２つの顎Ｇ１、Ｇ２を移動可能に支持するように設計される。
【００４６】
特に、形状が略直方体であり、好ましくはモノリシックである、グリッパ本体１０の第１の部分１１は、アクチュエータ装置２を収容するための収容座部１１３を設けられる。収容座部１１３は、グリッパ本体１０の第２の部分１２に結合されるように意図された第１の部分１１の一面において外方に開口している。
【００４７】
同じく略直方体形状、好ましくはモノリシック形状を有する、グリッパ本体１０の第２の部分１２は、顎Ｇ１及びＧ２のそれぞれの案内部分Ｇ１１、Ｇ２１が形状結合によって内部に摺動可能に受け入れられる案内レール１２０を設けられる。案内レール１２０内に設けられた面に対向する、グリッパ本体１０の第２の部分１２の面は、グリッパ本体１０の第１の部分１１と結合されるように意図されている。この結合面は、アクチュエータ装置２と２つの顎Ｇ１、Ｇ２との間に動作可能に介在する伝達ユニット３を収容するように設計及び寸法決めされ、且つ以下により詳細に説明する、図２及び図４の視点では一部のみを視認することができる空洞１２１を有する。空洞１２１は、顎Ｇ１、Ｇ２の案内部分Ｇ１１、Ｇ２１を示す少なくとも１つの開口部を備えた底壁を有し、その結果、顎Ｇ１、Ｇ２を伝達ユニット３に動作可能に接続することができる。
【００４８】
特に図１及び図２で分かるように、グリッパ本体１０の第１の部分１１と第２の部分１２とが組立状態において強固に係止されることを可能にするために、フィン１１１、１１２の２つの対は、それぞれ第１の部分１１の結合面に形成され且つ結合面から突出し、及び各々に貫通孔Ａ１又はＡ２が設けられる。フィン１１１の対の貫通孔Ａ１は、互いに整合される（すなわち貫通孔Ａ１が共通の中心軸線ＸＡ１を有する）。同様に、フィン１１２の対の貫通孔Ａ２は、互いに整合される（すなわち貫通孔Ａ２が共通の中心軸線ＸＡ２を有する）。貫通孔Ａ１、Ａ２の対の中心軸線ＸＡ１及びＸＡ２は、互いに且つ結合面１１０の表面に平行であり、及びグリッパ本体１０の第２の部分１２内における案内レール１２０の延在方向に直交する。
【００４９】
相応に、互いに平行なそれぞれの中心軸線ＸＢ１、ＸＢ２を含み、且つ案内レール１２０の延在方向に直交する２つの貫通孔Ｂ１、Ｂ２は、グリッパ本体１０の第２の部分１２に形成される。
【００５０】
グリッパ１が組み立てられたとき（図３及び図４を参照されたい）、第１の部分１１のフィン１１１、１１２の対が第２の部分１２の空洞１２１内に受け入れられるように、且つ第１の部分１１の貫通孔Ａ１、Ａ２の対がそれぞれ第２の部分１２の貫通孔Ｂ１、Ｂ２と整合されるか又は整合され得る（すなわち、中心軸線ＸＡ１、ＸＡ２は、それぞれ中心軸線ＸＢ１、ＸＢ２と一致するか又は一致させることができる）ように、グリッパ本体１０の第１の部分１１と第２の部分１２とが互いに結合される。これにより、グリッパ本体１０の第１の部分１１と第２の部分１２とを互いに強固に係止するために、２つのそれぞれのピン要素Ｐ１、Ｐ２を前述の孔に挿入することが可能となる。
【００５１】
前述のように、本明細書に図示するグリッパ１の好ましい実施形態では、戻しばね２１を備えた単動空圧ピストン２０からなるアクチュエータ装置２がグリッパ本体１０の内側に収容される。
【００５２】
ピストン２０は、収容座部１１３内を軸方向に移動可能であるように、グリッパ本体１０の第１の部分１１内に設けられたそれぞれの収容座部１１３内に収容され、且つ頭部２０１とロッド２０２とを含む。戻しばね２１は、ピストン２０の頭部２０１と伝達ユニット３との間でロッド２０２の周囲に同軸に装着される。グリッパ本体１０の第１の部分１１に形成された供給ライン１１４は、収容座部１１３の閉じた底壁とピストン２０の頭部２０１との間の領域において、収容座部１１３内に圧縮空気が注入されることを可能にする。
【００５３】
このような構成では、収容座部１１３内への圧縮空気の供給から生じるピストン２０の能動的ストロークにより、顎Ｇ１、Ｇ２が互いに離れて移動し、すなわちグリッパ１が開く一方、圧縮空気の供給が停止したときの戻しばね２１の作用に起因するピストン２０の戻りストロークにより、顎Ｇ１、Ｇ２が互いに接近して移動し、すなわちグリッパ１が閉じる。そのため、圧縮空気の供給がない場合、ピストン２０の戻しばね２１は、グリッパ１を閉状態又は把持状態に保つ。
【００５４】
上述のように、図１〜図４に示す実施形態では、グリッパ１は、アクチュエータ装置２と顎Ｇ１、Ｇ２との間に動作可能に介在する伝達ユニット３も含む。好ましくは、伝達ユニット３は、共通の支持要素３０上に枢動可能に支持されたロッカレバーＦ１、Ｆ２の対を含む。
【００５５】
各ロッカレバーＦ１、Ｆ２は、アクチュエータ装置２と係合するように意図された第１のアームと、顎Ｇ１、Ｇ２の一方と係合するように意図された第２のアームとを有する。特に、ロッカレバーＦ１、Ｆ２の第１のアームは、頭部２０１を支える端部とは反対側のピストン２０の端部において、ピストン２０のロッド２０２に得られた対応する横溝２０３に自由に係合される（図２及び図４を参照されたい）。ロッカレバーＦ１、Ｆ２の第２のアームは、グリッパ本体１０の第２の部分１２の空洞１２１の底壁に得られた少なくとも１つの開口部を通してアクセスできる、顎Ｇ１、Ｇ２の案内部分Ｇ１１、Ｇ２１に形成された対応する座部（図に示す視点では視認できない）に自由に係合される。
【００５６】
ロッカレバーＦ１、Ｆ２は、それぞれピン要素Ｐ１、Ｐ２を挿入するための貫通孔Ｃ１、Ｃ２を有し、ピン要素Ｐ１、Ｐ２は、それぞれのロッカレバーＦ１、Ｆ２の枢動軸線ＸＦ１、ＸＦ２を画定する（図１及び２を参照されたい）。
【００５７】
本発明のグリッパ１は、有利には、組立状態では、ロッカレバーＦ１の貫通孔Ｃ１が、グリッパ本体１０の第１の部分１１のフィン１１１の対における貫通孔Ａ１の対及びグリッパ本体１０の第２の部分１２における貫通孔Ｂ１と整合され、且つロッカレバーＦ２の貫通孔Ｃ２が、グリッパ本体１０の第１の部分１１のフィン１１２の対における貫通孔Ａ２及びグリッパ本体１０の第２の部分１２における貫通孔Ｂ２と整合されるように設計される。換言すれば、組立状態では、ロッカレバーＦ１の枢動軸線ＸＦ１は、貫通孔Ａ１の対の中心軸線ＸＡ１及び貫通孔Ｂ１の対の中心軸線ＸＢ１とそれぞれ一致し、且つロッカレバーＦ２の枢動軸線ＸＦ２は、貫通孔Ａ２の対の中心軸線ＸＡ２及び貫通孔Ｂ２の対のＸＢ２とそれぞれ一致する。この構成のため、同じピン要素Ｐ１、Ｐ２は、ロッカレバーＦ１、Ｆ２のための枢動ピンと、グリッパ本体１０の２つの部分１１、１２のための係止ピンとの両方として使用することができ、これにより、それらの機能を果たすピン要素の２つの別個の組の事前配置及び組み立てが回避される。
【００５８】
特に図１及び図２に示すように、ロッカレバーＦ１、Ｆ２の支持要素３０は、中央本体３３の長手方向軸線に対して直交方向に延びる、横方向に対向する支持翼３１、３２の２つの対が設けられた環状本体３３を含む。各支持翼３１又は３２は、ピン要素Ｐ１、Ｐ２を自由に回転可能に受け入れるための切り欠き３１０又は３２０を有する。
【００５９】
組立状態では、支持要素３０は、ピストン２０に対して軸方向に移動可能であるようにピストン２０のロッド２０２に同軸に装着され、且つピストン２０の戻しばね２１とグリッパ本体１０の第２の部分１２との間に介在して、空洞１２１の底壁において第２の部分１２に当接する。
【００６０】
この配置のため、ピストン２０の戻しばね２１は、グリッパ本体１０の２つの部分１１、１２間、特に部分１１と支持要素３０との間に作用する予圧ばねとしても使用することができる。特に、グリッパ１は、組立状態では、戻しばね２１が部分的に圧縮され、これによりロッカレバーＦ１、Ｆ２の枢動軸線ＸＦ１、ＸＦ２に直交する予圧弾性力、グリッパ本体１０の第１の部分１１から離れて移動するように、伝達ユニット３の支持要素３０と、結果的にグリッパ本体１０の第２の部分１２とを付勢する力をより静的に生成するように設計することができる。
【００６１】
有利には、ピン要素Ｐ１、Ｐ２とグリッパ１とのアンダーカット結合のために予圧弾性力を利用することができる。このアンダーカット結合は、貫通孔Ａ１、Ｂ１、Ｃ１及び貫通孔Ａ２、Ｂ２、Ｃ２によってそれぞれ形成されたピン要素Ｐ１、Ｐ２の座部内の適所にピン要素Ｐ１、Ｐ２を係止する。
【００６２】
この目的のため、ピン要素Ｐ１、Ｐ２は、グリッパ本体１０又はグリッパ本体１０の内側の構成要素に画定された対応する接触縁部を、特に本明細書ではアンダーカットを作成するためにロッカレバーＦ１、Ｆ２の支持要素３０の支持翼３１、３２の対の切り欠き３１０、３２０と係合するように意図される周方向溝Ｐ１１、Ｐ２１の対をそれぞれ含む。ピン要素Ｐ１、Ｐ２がグリッパ本体１０に完全に挿入されたとき、それぞれの周方向溝Ｐ１１、Ｐ２１の対が溝３１０、３２０に軸方向に位置し、且つ戻しばね２１により生成された予圧弾性力により、それらの切り欠き３１０、３２０の縁部分が溝Ｐ１１、Ｐ２１に押し込まれて、縁部分が溝Ｐ１１、Ｐ２１自体と強固に係合された状態に保たれる。
【００６３】
上で説明した構造を備えたグリッパ１は、組立工具を必要とせずに特に容易且つ迅速な方法で組み立てることができる。
【００６４】
まず、ピン要素Ｐ１、Ｐ２を除くグリッパ１の全ての構成要素が互いに組み付けられ、特に互いに積み重ねられる。続いて、それぞれの結合表面を互いに当接させるために、グリッパ本体１０の第１の部分１１及び第２の部分１２が手で互いに押し付けられる。この状態では、貫通孔Ａ１、Ｂ１、Ｃ１とＡ２、Ｂ２、Ｃ２とが整合される。加えて、ピストン２０の戻しばね２１は、部分的に圧縮されて、グリッパ本体１０の第１の部分１１と第２の部分１２とを互いに離れて移動させ、且つレバーアームＦ１、Ｆ２の支持要素３０を第２の部分１２に向かって移動させる予圧力を生成する。この時点で、ピン要素Ｐ１、Ｐ２は、それぞれ貫通孔Ａ１、Ｂ１、Ｃ１及びＡ２、Ｂ２、Ｃ２に手で挿入され、それによりロッカレバーＦ１、Ｆ２がグリッパ本体１０内に枢動可能に支持されることと、グリッパ本体１０の第１の部分１１と第２の部分１２とが互いに係止されることとが同時に得られる。ピン要素Ｐ１、Ｐ２がグリッパ本体１０に完全に挿入されたとき、ロッカレバーＦ１、Ｆ２の支持要素３０に作用する予圧力により、支持翼３１、３２の切り欠き３１０、３２０の対がそれぞれピン要素Ｐ１、Ｐ２の周方向溝Ｐ１１、Ｐ２１の対に自動的にスナップ嵌めされ、これによりピン要素Ｐ１、Ｐ２が所定の位置に強固に係止される。
【００６５】
グリッパは、孔１１１−Ｂ１、１１２−Ｂ２を整合させてピン要素Ｐ１、Ｐ２を引き抜くために、顎が開かれた後、工具を用いて、ばね２１の推力に反作用する推力を支持要素３０に加えることによって分解することができる。
【００６６】
図５〜図７は、本発明による産業用マニピュレータのためのグリッパ１’の第２の好ましい実施形態を示す。これらの図では、上に図示した第１の実施形態の要素と構造的又は機能的に同様の要素は、同じ参照番号で表し、且つそれらの要素が第１の実施形態との関連で説明した要素と異なる部分についてのみ以下に詳細に説明する。
【００６７】
特に、図５〜図７に示すグリッパ１’は、２つの可動顎Ｇ１、Ｇ２をグリッパ本体１０に対して枢動され得る角度グリッパとして設計されている。
【００６８】
グリッパ本体１０は、この場合、取り外し可能に互いに組み付けられ得る２つの部分１１、１２も含み、第１の部分１１は、主に、グリッパ１’のアクチュエータ装置２を収容し、且つグリッパ１’がそれぞれのマニピュレータ（本発明の一部ではないため、図示しない）に結合されることを可能にするように設計される一方、第２の部分１２は、主に、２つの顎Ｇ１、Ｇ２を支持するように設計される。
【００６９】
好ましくはモノリシック構造を有するグリッパ本体１０の第１の部分１１は、取り外し可能にグリッパ本体１０の第２の部分１２と結合されるように１つの端部に二股状頭部１１６を備えた略細長円筒状本体１１５を含む。二股状頭部１１６は、略平坦形状を有し、且つ互いに平行であり（図５を参照されたい）、及びグリッパ本体１０の第２の部分１２の少なくとも一部が２つのステム１１６ａ、１１６ｂ間に収められることを可能にする（図６及び図７を参照されたい）２つのステム１１６ａ、１１６ｂによって形成される。グリッパ１’のアクチュエータ装置２のための収容座部１１３は、グリッパ本体１１５の内側に得られ、且つ前述の二股状頭部１１６の外側に開口している。
【００７０】
グリッパ本体１０の第２の部分１２は、平坦な構成を有し、その厚みにより、第１の部分１１の二股状頭部１１６の２つのステム１１６ａ、１１６ｂ間に第２の部分１２が好ましくは隙間なしに自由に挿入されることが可能となる（図５、図６を参照されたい）。好ましくは、第２の部分１２は、正面図では、顎Ｇ１、Ｇ２の枢動運動に必要な空間を提供すると同時に、グリッパ１’の横方向の寸法を最小限に抑える略ランス又はハート形状を有する。その上、この場合、顎Ｇ１、Ｇ２の組み立てを容易にするために、第２の部分１２は、好ましくは、互いに組み付けられ得る２つの半殻１２ａ、１２ｂによって形成される。
【００７１】
特に、第２の部分１２は、図５〜図７の視点では前壁の一方のみを視認できる実質的に平坦な２つの対向する前壁を有し、２つの部分は、少なくともある程度の周囲長さで側壁によって接合される。特に図５で分かるように、側壁は、顎Ｇ１、Ｇ２をグリッパ本体１０の第２の部分１２から取り出すために一方側に、且つグリッパ本体１０の第１の部分１１内に収容されたアクチュエータ装置２に対して顎Ｇ１、Ｇ２がそれぞれ動作可能に結合されることを可能にするために他方側に設けられた２つの開口部１２３、１２４によって分離される。
【００７２】
顎Ｇ１、Ｇ２は、顎Ｇ１、Ｇ２のそれぞれの枢動軸線ＸＧ１、ＸＧ２を画定するピン要素Ｐ１、Ｐ２により、グリッパ本体１０の第２の部分１２内に枢動可能に装着される。特に、各ピン要素Ｐ１、Ｐ２は、顎Ｇ１、Ｇ２に形成されたそれぞれの貫通孔Ｄ１、Ｄ２と、グリッパ本体１０の第２の部分１２の前壁に対応して形成された貫通孔Ｂ１、Ｂ２の対とに自由に挿入され得る。
【００７３】
グリッパ本体１０の第１の部分１１は、二股状頭部１１６のステム１１６ａ、１１６ｂにおいて、それぞれの中心軸線ＸＡ１、ＸＡ２を有する貫通孔Ａ１、Ａ２の対を設けられる。
【００７４】
また、この実施形態では、グリッパ１’Ｒは、グリッパ本体１０の第１の部分１１の貫通孔Ａ１、Ａ２の対が、組立状態において、それぞれグリッパ本体１０の第２の部分１２の貫通孔Ｂ１、Ｂ２の対と、したがって顎Ｇ１、Ｇ２の貫通孔Ｄ１、Ｄ２と整合されるか又は整合され得るように設計される。換言すれば、組立状態では、顎Ｇ１、Ｇ２の枢動軸線ＸＧ１、ＸＧ２は、貫通孔Ａ１、Ａ２の対の中心軸線ＸＡ１、ＸＡ２と一致するか又は一致させることができる。そのため、この場合でも、同じピン要素Ｐ１、Ｐ２は、有利には、ここでは顎Ｇ１、Ｇ２のための枢動ピンと、グリッパ本体１０の２つの部分１１、１２のための係止ピンとの両方として使用することができる。
【００７５】
上で説明したグリッパ１の第１の実施形態と同様に、アクチュエータ装置２は、グリッパ本体１０の第１の部分１１のそれぞれの収容座部１１３内に移動可能に収容された、戻しばね２１を備えた単動空圧ピストン２０からなる。戻しばね２１は、ピストン２０のロッド２０２の周囲に同軸に装着されるが、この場合、アクチュエータ装置２と顎Ｇ１、Ｇ２との間に伝達ユニットがないため、ここでは、開口部１２４の周囲に延出したカラーであって、ピストン２０の収容座部１１３に挿入できるような横方向の寸法を有するカラーによって画定された、グリッパ本体１０の第２の部分１２の当接部分１２５と、ピストン２０の頭部２０１との間に介在する。
【００７６】
図５〜図７の実施形態１’では、アクチュエータ装置２は、伝達ユニットの介在なしに顎Ｇ１、Ｇ２に直接作用する。頭部２０１を支える端部とは反対側のピストン２０のロッド２０２の端部は、この場合、直径方向に対向する２つの平坦な対向する傾斜表面によって形成された楔形の作動端部２０４として設計され、且つ顎Ｇ１、Ｇ２を枢動させるために、顎Ｇ１、Ｇ２の、互いに面し且つ好適に形状決めされた特別な接触部分Ｇ１２、Ｇ２２間に挿入されるように意図される（図５）。
【００７７】
グリッパ１’の動作原理は、図１〜図４の実施形態１に関して上で説明した動作原理と同様である。収容座部１１３内への圧縮空気の供給から生じるピストン２０の能動的ストロークにより、ロッド２０２の作動端部２０４が顎Ｇ１、Ｇ３の２つの接触部分Ｇ１２、Ｇ２２間に押し込まれ、それにより接触部分Ｇ１２、Ｇ２２が互いに離れて枢動する、すなわち加工物を把持するようにグリッパ１’が閉じる。圧縮空気の供給が停止されたときの戻しばね２１の作用に起因するピストン２０の戻りストロークにより、ロッド２０２の作動端部２０４が顎Ｇ１、Ｇ２に対して係合解除される。この状態では、顎Ｇ１、Ｇ２は、互いに接近するように枢動し、これにより顎Ｇ１、Ｇ２自体間に動作可能に介在する圧縮ばね５又は他の均等な弾性手段によって生成された弾性復帰力に起因してグリッパ１’が開く（図５）。ピストン２０を作動させていないとき、圧縮ばね５は、グリッパ１’を加工物が解放される開状態に保つ。
【００７８】
また、この実施形態では、ピストン２０の戻しばね２１は、同時に、グリッパ本体１０の２つの部分１１、１２間に作用する予圧ばねとして機能することができる。特に、グリッパ１’は、組立状態では、戻しばね２１が部分的に圧縮され、それにより顎Ｇ１、Ｇ２の枢動軸線ＸＧ１、ＸＧ２に直交する予圧弾性力も静的に生成されるように設計することができる。また、この予圧弾性力は、有利には、ピン要素Ｐ１、Ｐ２がグリッパ本体１０に完全に挿入されたときにピン要素Ｐ１、Ｐ２を適所に係止するために使用することができる。この状態では、ピン要素Ｐ１、Ｐ２のそれぞれの周方向溝Ｐ１１、Ｐ２１の対は、グリッパ本体１０の第２の部分１２の貫通孔Ｂ１、Ｂ２の対に軸方向に位置し、且つ戻しばね２１によって発生する予圧弾性力により、これらの貫通孔Ｂ１、Ｂ２の縁部分が溝Ｐ１１、Ｐ２１に自動的に押し込まれる。こうして、ピン要素Ｐ１、Ｐ２を所定の位置に軸方向に係止するアンダーカットが作成される。
【００７９】
グリッパ１’のこの第２の実施形態の組み立ては、第１の実施形態１に関して上で説明した組み立てと基本的に同じである。
【００８０】
特に、組み立てのために、グリッパ１’の構成要素がまず互いに組み付けられる。次に、グリッパ本体１０の第１の部分１１及び第２の部分１２は、グリッパ本体１０の第１の部分１１の二股状頭部１１６に挿入される、グリッパ本体１０の第２の部分１２の側壁を二股状頭部１１６自体の底部分に当接させるために手で互いに押し付けられる。この状態では、グリッパ本体１０の第１の部分１１の貫通孔Ａ１、Ａ２の対は、グリッパ本体１０の第２の部分１２の貫通孔Ｂ１、Ｂ２の対とそれぞれ整合され、次に、貫通孔Ｂ１、Ｂ２の対は、顎Ｇ１、Ｇ２の貫通孔Ｄ１、Ｄ２とそれぞれ整合され、且つピストン２０の戻しばね２１が部分的に圧縮され、それによりグリッパ本体１０の第１の部分１１と第２の部分１２とを互いに離れて移動させる予圧力が生成される。この時点で、ピン要素Ｐ１、Ｐ２は、それぞれ貫通孔Ａ１、Ｂ１、Ｄ１及びＡ２、Ｂ２、Ｄ２に手で挿入され、それにより顎Ｇ１、Ｇ２がグリッパ本体１０内に枢動可能に支持されることと、グリッパ本体１０の第１の部分１１と第２の部分１２とが互いに係止されることとが同時に得られる。ピン要素Ｐ１、Ｐ２がグリッパ本体１０に完全に挿入されたとき、グリッパ本体１０の２つの部分１１、１２間に作用する予圧力により、貫通孔Ｂ１、Ｂ２の縁部分が溝Ｐ１１、Ｐ２１に自動的にスナップ嵌めされ、それによりピン要素Ｐ１、Ｐ２が所定の位置に強固に係止される。
【００８１】
偶然に係合解除されることを防止するために、グリッパ１’は、第２の部分１２の２つの半殻１２ａ、１２ｂの少なくとも一方、好ましくは２つの半殻１２ａ、１２ｂの両方において、グリッパ１’が組み立てられたときに本体１１５の二股状頭部１１６に位置する対応する孔３０１にスナップ嵌めされる突起３００を設けられる。特に、突起３００は、それぞれの半殻１２ａ、１２ｂの可撓性部分に位置決めされる。そのため、グリッパ１’の種々の構成要素の組み立て中、突起３００が設けられた部分が曲がり、それにより、突起３００がそれぞれの孔３０１を塞いで孔３０１にスナップ嵌めされ且つ結合を達成する箇所までの、部分１１への部分１２の挿入を可能にする。分解を達成するには、突起３００を孔３０１から取り外して、上で説明したように進めるために工具によって単に可撓性部分に圧力を加えるのみでよい。
【００８２】
そのため、本発明は、少数の構成要素からなり、迅速且つ容易に組み立てることができる、産業用マニピュレータのためのグリッパ１、１’であって、そのため、低コストで製造できるグリッパ１、１’を提供する。
【符号の説明】
【００８３】
１  グリッパ
１’  グリッパ
２  アクチュエータ装置
３  伝達ユニット
５  圧縮ばね
１０  グリッパ本体
１１  第１の部分
１２  第２の部分
１２ａ、ｂ  半殻
２０  ピストン
２１  戻しばね
３０  支持要素
３１、３２  支持翼
３３  環状本体
１１０  結合面
１１１、１１２  フィン
１１１−Ｂ１、１１２−Ｂ２  孔
１１３  収容座部
１１４  供給ライン
１１５  グリッパ本体
１１６  二股状頭部
１１６ａ、１１６ｂ  ステム
１２０  案内レール
１２１  空洞
１２３、１２４  開口部
１２５  当接部分
２０１  頭部
２０２  ロッド
２０３  横溝
２０４  作動端部
３００  突起
３０１  孔
３１０、３２０  切り欠き
Ａ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２、Ｃ１、Ｃ２、Ｄ１、Ｄ２  貫通孔
Ｆ１、Ｆ２  ロッカレバー
Ｇ１、Ｇ２  顎
Ｇ１１、Ｇ２１  案内部分
Ｇ１２、Ｇ２２  接触部分
Ｐ１、Ｐ２  ピン要素
Ｐ１１、Ｐ２１  周方向溝
ＸＡ１、ＸＡ２、ＸＢ１、ＸＢ２  中心軸線
ＸＦ１、ＸＦ２、ＸＧ１、ＸＧ２  枢動軸線
【図１】
2020142364.tif 000003
【図２】
2020142364.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2020142364.tif 000007
【図６】
2020142364.tif 000008
【図７】
2020142364.tif 000009
【外国語明細書】
2020142364000001.pdf