(57)【要約】【課題】ワークが近接して配置されていたり、ワークに設けられた特定の凹みを利用してワークを把持するような場合でも、ハンドが挿入できるだけのスペースでワークの把持部に挿入することができ、ハンドでワークを挟む「挟み動作」により、先端可動爪を引き起こしてワーク下面を支持しその落下を防止する「すくい動作」ができる先端可動爪を有するチャックハンドを提供する。【解決手段】搬送ロボットのハンド取付部に取り付けられたハンド本体１２と、ハンド本体に末端部が開閉可能に取り付けられた複数のハンド１４と、各ハンドの先端部に設けられハンドと直線状に位置するハンド伸直位置Lとハンドから引き起こされた他方位置Iに揺動可能な複数の先端可動爪１６と、各ハンド内に設けられ複数のハンドでワークを挟む「挟み動作」により先端可動爪をハンド伸直位置から引き起こす複数の揺動機構２０とを備える。【選択図】図３
2010253571.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送ロボットのハンド取付部に取り付けられたハンド本体と、
該ハンド本体に末端部が開閉可能に取り付けられた複数のハンドと、
該各ハンドの先端部に設けられ、ハンドと直線状に位置するハンド伸直位置とハンドから引き起こされた他方位置に揺動可能な複数の先端可動爪と、
前記各ハンド内に設けられ、複数のハンドでワークを挟む「挟み動作」により、前記先端可動爪をハンド伸直位置から引き起こす複数の揺動機構と、を備えたことを特徴とする先端可動爪を有するチャックハンド。
【請求項２】
前記揺動機構は、ハンドの内方側に付勢して設けられ、前記「挟み動作」により外方側に移動する把持部材と、
該把持部材の前記移動により、前記先端可動爪をハンド伸直位置から引き起こす起立機構とからなる、ことを特徴とする請求項１に記載のチャックハンド。
【請求項３】
前記起立機構は、把持部材の前記移動を鉛直軸の回転に変換するラック・ピニオン装置と、
前記鉛直軸の回転を先端可動爪の揺動に変換する傘歯車装置とからなる、ことを特徴とする請求項２に記載のチャックハンド。
【請求項４】
前記起立機構は、把持部材の前記移動を水平軸の回転に変換するラック・ピニオン装置と、
前記水平軸の回転を先端可動爪の揺動に変換するプーリ装置とからなる、ことを特徴とする請求項２に記載のチャックハンド。
【請求項５】
前記ハンドは、前記ハンド本体に開閉可能に取り付けられた開閉部材と、
該開閉部材に上端が開閉方向に揺動可能に取り付けられた上端揺動ハンドと、
該上端揺動ハンドの下端に上端が順次開閉方向に揺動可能に取り付けられた１又は複数の中間揺動ハンドとからなり、
前記先端可動爪は、中間揺動ハンドの下端に上端が開閉方向に揺動可能に取り付けられており、
前記揺動機構は、上端揺動ハンドに固定され外方に延びる増幅レバーと、
該増幅レバーの先端部から、前記中間揺動ハンドの内方を通して先端可動爪の内方に固定された可撓性の紐部材とからなる、ことを特徴とする請求項１に記載のチャックハンド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハンドの侵入範囲が限られるワークのチャッキング動作に適用するチャックハンドに関する。
【背景技術】
【０００２】
段ボールケース、プラスチックコンテナ、鋳造部品等のワークを把持してハンドリングする場合に、真空吸着を利用した真空吸着パッドや、ワークを機械的に把持するチャックハンドが、従来から用いられている。
このうち、真空吸着パッドは、ワークの上面に凹凸がある場合や、ワークが重い場合には、適用できない。そこでこのような場合、ワークを機械的に把持するチャックハンドが用いられる。
【０００３】
しかし、チャックハンドであっても、表面性状の粗いワークをハンドリングする際には、指先に弾性部材を設けるなどして摩擦力を上げる必要があった。しかし、弾性部材は劣化しやすくメンテナンス性の問題がある。また、把持部の面積が小さいワークなど、摩擦力だけで把持するには適さないワークもある。
【０００４】
そこで、この問題を解決するために、例えば特許文献１が既に提案されている。
【０００５】
特許文献１のピッキング用ハンドは、図１に示すように、二本の相対向する開閉式のアーム５１，５２を有し、それぞれのアームの先端には、荷物５７（ワーク）の凹部の水平方向長さよりも長い範囲にわたって、複数に分割された爪５５が配設され、それぞれの爪５５は独立に上方向に可倒自在であり、かつこれら複数の爪はバネ力によりストッパー（図示せず）に押し付けられ、外力を受けない限りは正立状態を維持するごとく構成されたものである。
この構成により、荷物５７の取手とハンドの位置関係が正確でない場合においても、取手位置に来た爪５５が正立状態、取手位置以外の荷物側面に当たる爪は上向きに転倒状態となることにより、取手位置に来た爪５５のみによって取手を確実に引っかけるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３１２４４６４号公報、「ピッキング用ハンド」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述した特許文献１のピッキング用ハンドの場合、荷物５７（ワーク）のまわりにアーム５１，５２が旋回して開閉するスペースが必要であり、ワークが近接して配置されていたり、ワークに設けられた特定の凹みを利用して把持するような場合には、適用できない問題点があった。
【０００８】
そこで、図２（Ａ）に示すように、左右に水平に開閉するハンド６１，６２の爪先の形状を鍵爪６３（内側に曲がった形状）とすることで、左右のハンド６１，６２を閉じてワーク６４を挟む「挟み動作」と、鍵爪６３がワーク６４の下面に位置してワークの落下を防止する「すくい動作」を兼ね備えたチャックハンドも有効であった。
【０００９】
しかし、図２（Ａ）に示すように、鍵爪６３を有するハンド６１，６２でワーク６４を挟む「挟み動作」において、ハンド６１，６２は、内側に曲がった鍵爪６３の分、ハンド６１，６２の開閉ストロークを余分に拡げる必要がある。
また、図２（Ｂ）に示すような、ワーク６４に設けられた特定の凹み６５を利用して把持するような場合に、ハンド６１，６２の進入範囲が限られるワークには適さない問題点があった。
【００１０】
本発明は上述した問題点を解決するために創案されたものである。すなわち本発明の目的は、ワークが近接して配置されていたり、ワークに設けられた特定の凹みを利用してワークを把持するような場合でも、ハンドが挿入できるだけのスペースでワークの把持部に挿入することができ、ハンドでワークを挟む「挟み動作」により、先端可動爪を引き起こしてワーク下面を支持しその落下を防止する「すくい動作」ができる先端可動爪を有するチャックハンドを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明によれば、搬送ロボットのハンド取付部に取り付けられたハンド本体と、
該ハンド本体に末端部が開閉可能に取り付けられた複数のハンドと、
該各ハンドの先端部に設けられ、ハンドと直線状に位置するハンド伸直位置とハンドから引き起こされた他方位置に揺動可能な複数の先端可動爪と、
前記各ハンド内に設けられ、複数のハンドでワークを挟む「挟み動作」により、前記先端可動爪をハンド伸直位置から引き起こす複数の揺動機構と、を備えたことを特徴とする先端可動爪を有するチャックハンドが提供される。
【００１２】
本発明の実施形態によれば、前記揺動機構は、ハンドの内方側に付勢して設けられ、前記「挟み動作」により外方側に移動する把持部材と、
該把持部材の前記移動により、前記先端可動爪をハンド伸直位置から引き起こす起立機構とからなる。
【００１３】
本発明の一実施形態によれば、前記起立機構は、把持部材の前記移動を鉛直軸の回転に変換するラック・ピニオン装置と、
前記鉛直軸の回転を先端可動爪の揺動に変換する傘歯車装置とからなる。
【００１４】
また本発明の別の実施形態によれば、前記起立機構は、把持部材の前記移動を水平軸の回転に変換するラック・ピニオン装置と、
前記水平軸の回転を先端可動爪の揺動に変換するプーリ装置とからなる。
【００１５】
さらに本発明の別の実施形態によれば、前記ハンドは、前記ハンド本体に開閉可能に取り付けられた開閉部材と、
該開閉部材に上端が開閉方向に揺動可能に取り付けられた上端揺動ハンドと、
該上端揺動ハンドの下端に上端が順次開閉方向に揺動可能に取り付けられた１又は複数の中間揺動ハンドとからなり、
前記先端可動爪は、中間揺動ハンドの下端に上端が開閉方向に揺動可能に取り付けられており、
前記揺動機構は、上端揺動ハンドに固定され外方に延びる増幅レバーと、
該増幅レバーの先端部から、前記中間揺動ハンドの内方を通して先端可動爪の内方に固定された可撓性の紐部材とからなる。
【発明の効果】
【００１６】
上記本発明の構成によれば、複数のハンドが、ハンド本体に末端部が開閉可能に取り付けられ、各ハンドの先端部に複数の先端可動爪が非作動時にはハンド伸直位置に設けられているので、ハンドと先端可動爪が直線状に位置する。
従って、ワークが近接して配置されていたり、ワークに設けられた特定の凹みを利用してワークを把持するような場合でも、先端可動爪を含むハンドが挿入できるだけのスペースでワークの把持部に挿入することができる。
【００１７】
また、複数のハンドでワークを挟む「挟み動作」により、前記先端可動爪をハンド伸直位置から他方位置に引き起こす複数の揺動機構が、各ハンド内に設けられているので、ハンドでワークを挟む「挟み動作」により、先端可動爪を引き起こしてワーク下面を支持しその落下を防止する「すくい動作」ができる。
従って、簡単な揺動機構で先端可動爪の揺動を行なうことで、先端可動爪を含むハンド全体をコンパクトにできる。また、ハンドの進入範囲が限られるワークであっても、ハンドリングできる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】特許文献１のピッキング用ハンドの模式図である。
【図２】先端に鍵爪を有するハンドの問題点を示す図である。
【図３】本発明によるチャックハンドの第１実施形態図である。
【図４】図３のＡ−Ａ矢視図である。
【図５】図３のチャックハンドの作動説明図である。
【図６】図３のチャックハンドの別の作動説明図である。
【図７】本発明によるチャックハンドの第２実施形態図である。
【図８】本発明によるチャックハンドの第３実施形態図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明を実施するための最良の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。また、ハンド１４は対向する１対により構成され、対応して１対にて先端可動爪１６と１対の揺動機構２０を備えるチャックハンドにて説明するが、これらを並行してハンド取付部に設置することにより、複数のハンド、可動爪、揺動装置は独立して、又は連動して動作する。
すなわち、本発明は以下の例に限定されず、ハンド１４、先端可動爪１６、及び揺動機構２０は、複数であればよく、同期して対称に動作しなくてもよい。
【００２０】
図３は、本発明によるチャックハンドの第１実施形態図であり、図４は図３のＡ−Ａ矢視図である。
図３及び図４において、本発明のチャックハンド１０は、ハンド本体１２、１対のハンド１４、１対の先端可動爪１６及び１対の揺動機構２０を備える。
【００２１】
ハンド本体１２は、図示しない搬送ロボットのハンド取付部に取り付けられ、所定のワーキングエリア内で６自由度の位置及び姿勢を制御できるようになっている。
この例において、１対のハンド１４、１対の先端可動爪１６、及び１対の揺動機構２０は、ハンド本体１２の中心軸Ｚ−Ｚに対し、対称（勝手反対）に形成され、常に同期して対称に作動するようになっている。
【００２２】
１対のハンド１４は、ハンド本体１２に上端部１４ａ（すなわち末端部）が水平方向に開閉可能に取り付けられ、下方に延びる。
１対のハンド１４を水平方向に開閉動作させるアクチュエータ１３は、ハンド本体１２内に内蔵されている。このアクチュエータ１３は、例えば電動の直動アクチュエータ又は空圧シリンダであるが、本発明はこれらに限定されず、その他のアクチュエータであってもよい。
【００２３】
１対の先端可動爪１６は、各ハンド１４の下端部１４ｂ（すなわち先端部）に設けられ、水平なピン１５を中心にして開閉方向のハンド伸直位置Ｌと他方位置Ｉに揺動可能に構成されている。
ハンド伸直位置Ｌでは、先端可動爪１６がハンド１４と直線状に位置し、他方位置Ｉでは、先端可動爪１６がハンド１４から引き起こされて位置する。
１対の揺動機構２０は、各ハンド１４内に設けられ、１対のハンド１４でワークを挟む「挟み動作」により、先端可動爪１６をハンド伸直位置Ｌから他方位置Ｉに引き起こすようになっている。
【００２４】
図３及び図４において、揺動機構２０は、把持部材２２と起立機構２４とからなる。
把持部材２２は、この例では４つの圧縮バネ２３でハンド１４の内方側に付勢して設けられ、１対のハンド１４でワークを挟む「挟み動作」により、ワークからの反力により外方側に移動するようになっている。
起立機構２４は、把持部材２２のこの移動（外方側への移動）により、先端可動爪１６をハンド伸直位置Ｌから他方位置Ｉに引き起こすようになっている。
【００２５】
この実施形態において、起立機構２４は、把持部材２２の前記移動（外方側への移動）を鉛直軸２５Ａの回転に変換するラック・ピニオン装置２６Ａと、鉛直軸２５Ａの回転を先端可動爪１６の揺動に変換する傘歯車装置２７とからなる。
【００２６】
上述した図３及び図４の構成により、１対のハンド１４でワークを挟む「挟み動作」により、把持部材２２がワークからの反力により外方側に移動し、ラック・ピニオン装置２６Ａにより把持部材２２の前記移動（外方側への移動）が鉛直軸２５Ａの回転に変換され、傘歯車装置２７により鉛直軸２５Ａの回転が先端可動爪１６の揺動に変換される。
従って、１対のハンド１４でワークを挟む「挟み動作」により、先端可動爪１６をハンド伸直位置Ｌから他方位置Ｉに引き起こすことができる。
【００２７】
図５は、図３のチャックハンドの作動説明図であり、ワーク１が間隔を隔てて近接して配置されている場合である。
この図において、（Ａ）は先端可動爪を含むハンドのワークの把持部への挿入、（Ｂ）は挟み動作、（Ｃ）はすくい動作をそれぞれ示している。
【００２８】
この図に示すように、本発明の構成によれば、１対のハンド１４が、ハンド本体１２に上端部が水平方向に開閉可能に取り付けられて下方に延び、各ハンドの下端部に１対の先端可動爪１６が非作動時にはハンド伸直位置に設けられているので、ハンド１４と先端可動爪１６が鉛直方向に直線状に位置し、ワーク１が近接して配置されている場合でも、先端可動爪１６を含むハンド１４が挿入できるだけのスペースでワークの把持部に挿入することができる。
【００２９】
また、１対のハンド１４でワークを挟む「挟み動作」により、先端可動爪１６をハンド伸直位置Ｌから他方位置Ｉに引き起こす１対の揺動機構２０が、各ハンド内に設けられているので、ハンド１４でワークを挟む「挟み動作」により、先端可動爪１６を引き起こしてワーク下面を支持しその落下を防止する「すくい動作」ができる。
【００３０】
図６は、図３のチャックハンドの別の作動説明図であり、ワーク１に設けられた特定の凹み１ａを利用してワークを把持する場合である。
この図において、（Ａ）は先端可動爪を含むハンドのワークの把持部への挿入、（Ｂ）は挟み動作、（Ｃ）はすくい動作をそれぞれ示している。
【００３１】
この図に示すように、本発明の構成によれば、複数のハンド１４が、ハンド本体１２に末端部が開閉可能に取り付けられ、各ハンドの先端部に複数の先端可動爪１６が非作動時にはハンド伸直位置に設けられているので、ハンド１４と先端可動爪１６が直線状に位置し、ワーク１に設けられた特定の凹み１ａを利用してワークを把持する場合でも、先端可動爪１６を含むハンド１４が挿入できるだけのスペースでワークの把持部に挿入することができる。
【００３２】
また、複数のハンド１４でワークを挟む「挟み動作」により、先端可動爪１６をハンド伸直位置Ｌから他方位置Ｉに引き起こす複数の揺動機構２０が、各ハンド内に設けられているので、ハンド１４でワークを挟む「挟み動作」により、先端可動爪１６を引き起こしてワーク下面を支持しその落下を防止する「すくい動作」ができる。
【００３３】
図７は、本発明によるチャックハンドの第２実施形態図である。
この実施形態において、起立機構２４は、把持部材２２の前記移動（外方側への移動）を水平軸２５Ｂの回転に変換するラック・ピニオン装置２６Ｂと、水平軸２５Ｂの回転を先端可動爪１６の揺動に変換するプーリ装置２８とからなる。
プーリ装置２８は、この例では、水平軸２６Ｂと共に回転する第１プーリ２８ａと、先端可動爪１６と共に回転する第２プーリ２８ｂと、第１プーリ２８ａの回転を第２プーリ２８ｂの回転に伝達する紐部材２８ｃ（ワイヤ、ロープ等）からなる。
その他の構成は、第１実施形態と同様である。
【００３４】
上述した構成により、複数のハンド１４でワークを挟む「挟み動作」により、把持部材２２がワークからの反力により外方側に移動し、ラック・ピニオン装置２６Ｂにより把持部材２２の前記移動（外方側への移動）が水平軸２５Ｂの回転に変換され、プーリ装置２８により水平軸２５Ｂの回転が先端可動爪１６の揺動に変換される。
従って、複数のハンド１４でワークを挟む「挟み動作」により、先端可動爪１６をハンド伸直位置Ｌから他方位置Ｉに引き起こすことができる。
【００３５】
図８は、本発明によるチャックハンドの第３実施形態図である。
この図において、（Ａ）は先端可動爪を含むハンドのワークの把持部への挿入、（Ｂ）は挟み動作とすくい動作をそれぞれ示している。
【００３６】
この例において、ハンド１４は、開閉部材１４Ａ、上端揺動ハンド１４Ｂ、及び１又は複数（この例で２つ）の中間揺動ハンド１４Ｃからなる。
開閉部材１４Ａは、ハンド本体１２に水平方向に開閉可能に取り付けられている。
上端揺動ハンド１４Ｂは、水平なピン１５Ａを中心にして開閉部材１４Ａに上端が開閉方向に揺動可能に取り付けられている。
中間揺動ハンド１４Ｃは、水平なピン１５Ｂを中心にして上端揺動ハンド１４Ｂの下端に上端が順次開閉方向に揺動可能に取り付けられている。
【００３７】
この例において、先端可動爪１６は、水平なピン１５Ｃを中心にして中間揺動ハンド１４Ｃの下端に上端が開閉方向に揺動可能に取り付けられている。
【００３８】
さらにこの例において、揺動機構２０は、上端揺動ハンド１４Ｂに固定され外方に延びる増幅レバー３２と、可撓性の紐部材３４とからなる。
可撓性の紐部材３４は、例えばワイヤ、ロープ等であり、増幅レバー３２の先端部から、中間揺動ハンド１４Ｃの内方を通して先端可動爪１６の内方に固定されている。
【００３９】
上述した構成により、複数のハンド１４でワークを挟む「挟み動作」により、上端揺動ハンド１４Ｂが、水平なピン１５Ａを中心にしてワークと反対の方向（外方）に揺動するので、可撓性の紐部材３４が同じ方向に引っ張られ、先端可動爪１６を水平なピン１５Ｃを中心にしてワークの方向（内方）に揺動させることができる。
従ってこの構成によっても、複数のハンド１４でワークを挟む「挟み動作」により、先端可動爪１６をハンド伸直位置Ｌから他方位置Ｉに引き起こすことができる。
【００４０】
なお、本発明は上述した実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更を加え得ることは勿論である。
例えば、ハンド取付部に一対のハンドが、ハンド本体に上端部が水平方向に開閉可能に取り付けられて下方に延び、各ハンドの下端に一対の先端可動爪が非作動時にはハンド伸直位置に設けられているので、ハンドと先端可動爪が鉛直方向に直線状に位置する。
また、一対のハンドでワークを挟む「挟み動作」により、前記先端可動爪をハンド伸直位置から他方位置に引き起こす一対の揺動機構が、各ハンド内に設けられているので、ハンドでワークを挟む「挟み動作」により、先端可動爪を引き起こしてワーク下面を支持しその落下を防止する「すくい動作」ができる。
さらに、ハンド取付部にハンド本体が下方に取り付くこと、ハンドの下端に一対の先端可動爪が非作動時にはハンド伸直位置に設けられていることとして説明したが、これらの方向は説明のために便宜上示したものである。
【符号の説明】
【００４１】
１  ワーク、１ａ  凹み、
１０  チャックハンド、１２  ハンド本体、
１４  ハンド、１４ａ  上端部（末端部）、１４ｂ  下端部（先端部）、
１４Ａ  開閉部材、１４Ｂ  上端揺動ハンド、
１４Ｃ  中間揺動ハンド、
１５、１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃ  ピン、
１６  先端可動爪、２０  揺動機構、
２２  把持部材、２３  圧縮バネ、２４  起立機構、
２５Ａ  鉛直軸、２５Ｂ  水平軸、
２６Ａ、２６Ｂ  ラック・ピニオン装置、
２７  傘歯車装置、２８  プーリ装置、
２８ａ  第１プーリ、２８ｂ  第２プーリ、２８ｃ  紐部材、
３２  増幅レバー、３４  紐部材
【図１】
2010253571.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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