(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベース、ダンパー、第一接続機構および第二接続機構を備え、
前記ダンパーは前記ベースに装着され、
前記第一接続機構は、第一ホルダーおよび柱体を有し、前記第一ホルダーは前記ダンパーの上に装着され、前記柱体は接続孔を有し、
前記第二接続機構は、第二ホルダー、第一移動ユニット、第一弾性ユニット、第二移動ユニット、第二弾性ユニット、第三移動ユニット、第三弾性ユニット、第四移動ユニットおよび第四弾性ユニットを有し、
前記第二ホルダーは第一溝部、第二溝部、第一穿孔および第二穿孔を有し、第一前記溝部によって前記第一接続機構の前記柱体に着脱可能なように装着され、前記第一穿孔は前記第一溝部および前記第二溝部に繋がり、前記第二穿孔は前記第二溝部および前記第二ホルダーの外部に別々に繋がり、
前記第一移動ユニットは、前記第二溝部内に配置され、かつ前記第一ホルダーに当接し、
前記第一弾性ユニットは、前記第一移動ユニットに当接するように前記第二溝部内に配置され、
前記第二移動ユニットは、前記第一穿孔内に配置され、かつ前記第一接続機構の前記柱体の前記接続孔に着脱可能なように嵌合され、
前記第二弾性ユニットは、前記第二移動ユニットに当接するように前記第一穿孔内に配置され、
前記第三移動ユニットは、前記第一穿孔内に配置され、かつ前記第一移動ユニットに着脱可能なように嵌合され、
前記第三弾性ユニットは、前記第二移動ユニットと前記第三移動ユニットとの間に当接するように前記第一穿孔内に配置され、
前記第四移動ユニットは、前記第二穿孔内に配置され、かつ前記ベースに追い込まれ、前記第一移動ユニットを移動させ、
前記第四弾性ユニットは、前記第二穿孔内に配置され、かつ前記第四移動ユニットを前記第二ホルダーの外周面に向かって移動させることを特徴とする、
機械式交換装置。
【請求項２】
前記ベースは、突起辺縁部を有し、前記ダンパーは、上支持板、下支持板および複数の減衰ユニットを有し、前記上支持板は前記第一接続機構の前記第一ホルダーを支持し、前記下支持板は前記ベースの前記突起辺縁部に当接し、前記減衰ユニットは前記上支持板と前記下支持板との間に接続されることを特徴とする請求項１に記載の機械式交換装置。
【請求項３】
【数１】
0006030718.tif 000004
【数２】
0006030718.tif 000005
前記第一弾性ユニット、前記第二弾性ユニット、前記第三弾性ユニット、前記第四弾性ユニットおよび前記減衰ユニットの関係は前記数式１および前記数式２を満たし、前記数式１および前記数式２において、前記Ｋ１は前記第一弾性ユニットのばね定数、前記Ｋ２は前記第二弾性ユニットのばね定数、前記Ｋ３は前記第三弾性ユニットのばね定数、前記Ｋ４は前記第四弾性ユニットのばね定数、前記Ｋ５は前記減衰ユニットのばね定数であることを特徴とする請求項２に記載の機械式交換装置。
【請求項４】
第一接続機構および第二接続機構を備え、
前記第一接続機構は、柱体と、前記柱体に形成された接続孔とを有し、
前記第二接続機構は、第二ホルダー、第一移動ユニット、第二移動ユニット、第二弾性ユニット、第三移動ユニットおよび第三弾性ユニットを有し、
前記第二ホルダーは、第一溝部、第二溝部および第一穿孔を有し、かつ前記第一溝部によって前記第一接続機構の前記柱体に着脱可能なように嵌合され、前記第一穿孔は前記第一溝部および前記第二溝部に繋がり、
前記第一移動ユニットは前記第二溝部内に配置され、かつ前記第二溝部に沿って前記第二溝部から突出したり前記第二溝部の奥へ後退したりすることができ、
前記第二移動ユニットは前記第一穿孔内に配置され、前記第一穿孔から突出し、前記接続孔に入り込むことができ、
前記第二弾性ユニットは、前記第一穿孔内に配置され、前記第二移動ユニットを前記第一移動ユニットに向かって移動させ、
前記第三移動ユニットは、前記第一穿孔内に配置され、前記第一穿孔から突出し、前記第一移動ユニットに接触し、
前記第三弾性ユニットは、前記第二移動ユニットおよび第三移動ユニットを移動させることを特徴とする、
機械式交換装置。
【請求項５】
前記請求項１乃至４の何れか一項に記載の機械式装置によってロボットの末端効果器を交換する方法において、
前記機械交換装置は前記第一接続機構と前記第二接続機構を備え、前記第一接続機構は前記第一ホルダーと、前記接続孔を有する前記柱体とを有し、前記第二接続機構は前記第二ホルダー、第一移動モジュール、第二移動モジュールおよび第三移動モジュールを有し、
前記第一移動モジュールは第一移動ユニットからなり、
前記第二移動モジュールは第二移動ユニットおよび第三移動ユニットからなり、
前記第三移動モジュールは第四移動ユニットからなり、
前記第二移動モジュールと前記第三移動モジュールの軸線は前記第二ホルダーの軸線に垂直であり、前記第一移動モジュールは前記第二移動モジュールと前記第三移動モジュールとの間に配置され、軸線が前記第二ホルダーの軸線に平行であり、
交換方法のステップは下記の通りであり、
ロボットによって前記第二接続機構と前記第一接続機構とを結合させる際、前記第一移動モジュールを前記第一接続機構の前記第一ホルダーの頂面に接触させ、前記第一移動モジュールを前記第二ホルダーの頂面に向かって移動させれば、前記第二移動モジュールを前記第二ホルダーの前記軸線に向かって移動させ、前記第二移動モジュールを前記第一接続機構の前記柱体の前記接続孔に嵌め込むことができ、
前記ロボットによって前記第二接続機構と前記第一接続機構とを分離させる際、前記第二接続機構は外力によって前記第一接続機構を降下させ、前記第三移動モジュールを前記第二ホルダーの軸線に向かって移動させ、前記第一移動モジュールを前記第二ホルダーの頂面に向かって移動させれば、前記第二移動モジュールを前記第二ホルダーの軸線と反対方向に移動させ、前記第二移動モジュールと前記第一接続機構の前記柱体の前記接続孔とを分離させることができることを特徴とする、
機械式装置によってロボットの末端効果器を交換する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロボットの用途に対応する末端効果器を交換する装置、詳しくは機械式交換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ロボットは、人の手で繰り返しの多い工程を進める際に生じる良品歩合の低下という問題を改善し、加工精度を良好に維持することができるだけでなく、苛酷な環境条件下での作業において人の代わりに働くことによって危険から作業員の健康を守ることができる。従って、ロボットは製造・加工業に広汎に応用されている。実際に製造・加工を行う際、ロボットには規格の異なる作業対象物に応じてグリッパ、吸盤またはドリルなどの規格の異なる末端効果器を交換する交換装置が必要である。
【０００３】
特許文献１により提示された交換装置は、手動方式でレバーを操作し、レバーによってスプロケットを回転させ、位置決めし、そののちピンによってスプロケットをロックするものである。しかしながら、操作に不便であるだけでなく、作業中にピンが落下すると交換装置をロックできなくなり、作業員に危険をもたらすという問題が発生する。
一方、特許文献２により提示された交換装置は、手動方式でカムリングを回転させ、位置決めボールの作動を制御するものである。位置決めボールが凹状溝に嵌ると第一機構と第二機構とは結合する。位置決めボールが凹状溝から逸脱すると第一機構と第二機構とは分離する。しかしながら、該案は第一機構と第二機構との結合強度がそれほど好ましくないため、それに対応する末端効果器の重量および規格は限定される。
また、特許文献３により提示された交換装置は加圧流体を注入し、ピストンを運動させ、ピストンによってボールを押し、第一機構と第二機構とを噛み合わせる。第一機構と第二機構とを分離させる際、反対方向から加圧流体を注入し、ピストンをボールから遠く飛ばし、ボールを逸脱させる。しかしながら、該案は加圧流体を使用するため、別の配備（例えば配管、ガス保存缶または加圧ポンプ）を構造に増設する必要がある。従って、コストの増加および機械全体の増大を免れることができないだけでなく、移動に不便である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許６，０７３，５２１号公報
【特許文献２】米国特許４，７０８，５４８号公報
【特許文献３】米国特許２００７／０２３５９４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、別の入力源を配置する必要なく、ロボットと端末効果器とを結合させる際の利便性をはかり、作業効率を向上させ、コストを削減することができる機械式交換装置を提供することを主な目的とする
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述の目的を達成するために、本発明による機械式交換装置は、ベース、ダンパー、第一接続機構および第二接続機構を備える。ダンパーはベースに装着され、減衰効果を生じる。第一接続機構は第一ホルダーおよび柱体を有する。第一ホルダーはダンパーの上に装着される。柱体は第一ホルダーの頂面から粘弾性減衰ユニットと反対方向に伸び、接続孔を有する。第二接続機構は第二ホルダー、第一移動ユニット、第一弾性ユニット、第二移動ユニット、第二弾性ユニット、第三移動ユニット、第三弾性ユニット、第四移動ユニットおよび第四弾性ユニットを有する。第二ホルダーは第一溝部、第二溝部、第一穿孔および第二穿孔を有する。第一溝部は第一接続機構の柱体に嵌る。第二溝部は底面から第一溝部の軸方向に沿って奥へ伸びる。第一穿孔は第一溝部および第二溝部に繋がる。第二穿孔は一端が第二溝部に繋がり、他端が第二ホルダーの外周面に突出する。第一移動ユニットは第二溝部内に移動可能なように配置される。第一弾性ユニットは第二溝部内に配置され、かつ第一移動ユニットに当接することで第一移動ユニットを降下させる。第二移動ユニットは第一穿孔内に移動可能なように配置され、かつ第一接続機構の柱体の接続孔に嵌合される。第二弾性ユニットは第一穿孔内に配置され、かつ第二移動ユニットに当接することで第二移動ユニットを第一接続機構の柱体と反対方向に移動させる。第三移動ユニットは第一穿孔内に配置され、第一移動ユニットと結合することによって第一移動ユニットに追い込まれ、第一穿孔内まで後退する。第三弾性ユニットは第一穿孔内に配置され、かつ第二移動ユニットと第三移動ユニットとの間に当接することで第一移動ユニットと第三移動ユニットを互いと反対方向に移動させる。第四移動ユニットは第二穿孔内に移動可能なように配置され、かつベースに追い込まれ、第一移動ユニットを第一接続機構と反対方向に移動させる。第四弾性ユニットは第二穿孔内に配置され、かつ第四移動ユニットに当接することで第四移動ユニットを第一移動ユニットと反対方向に移動させる。
【０００７】
上述したとおり、本発明による機械式交換装置は、第一移動ユニット、第二移動ユニット、第三移動ユニット、第四移動ユニット、第一弾性ユニット、第二弾性ユニット、第三弾性ユニットおよび第四弾性ユニットの連動関係によって第一接続機構と第二接続機構とを迅速に結合させ、かつダンパーによって減衰降下を生じ、第一接続機構と第二接続機構とを確実に分離させるため、末端効果器の交換を行うことができる。
【０００８】
上述の目的を達成するために、本発明によるもう一つの機械式交換装置は、第一接続機構および第二接続機構を備える。第一接続機構は柱体と柱体に形成された接続孔とを有する。第二接続機構は第二ホルダー、第一移動ユニット、第二移動ユニット、第二弾性ユニット、第三移動ユニットおよび第三弾性ユニットを有する。第二ホルダーは第一溝部、第二溝部および第一穿孔を有し、かつ第一溝部によって柱体に着脱可能なように嵌合される。第一穿孔は第一溝部および第二溝部に繋がる。第一移動ユニットは第二溝部内に配置され、かつ第二溝部に沿って第二溝部から突出したり、第二溝部の奥へ後退したりすることができる。第二移動ユニットは第一穿孔内に配置され、第一穿孔から突出し、接続孔に入り込むことができる。第二弾性ユニットは第一穿孔内に配置され、第二移動ユニットを第一移動ユニットに向かって移動させる。第三移動ユニットは第一穿孔内に配置され、第一穿孔から突出し、第一移動ユニットに接触する。第三弾性ユニットは第二移動ユニットおよび第三移動ユニットを移動させる。
【０００９】
上述したとおり、本発明による機械式交換装置は、第一接続機構と第二接続機構とを迅速に結合させることによって末端効果器を交換する効果を達成する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１実施形態による機械式交換装置を示す斜視図である。
【図２】本発明の第１実施形態による機械式交換装置を示す斜視分解図である。
【図３】本発明の第１実施形態による機械式交換装置のうちの第二接続機構を示す断面図である。
【図４】本発明の第１実施形態による機械式交換装置の使用状態を示す斜視図である。
【図５】本発明の第１実施形態による機械式交換装置のうちの第一移動ユニットが第一接続機構に接触する状態を示す断面図である。
【図６】本発明の第１実施形態による機械式交換装置のうちの第二ホルダーが接続位置に据えられる状態を示す断面図である。
【図７】本発明の第１実施形態による機械式交換装置のうちの第二ホルダーが解放位置に据えられる状態を示す断面図である。
【図８】本発明の第１実施形態による機械式交換装置のうちの第二ホルダーが分離位置に据えられる状態を示す断面図である。
【図９】本発明の第２実施形態による機械式交換装置のうちの第一移動ユニットが第一接続機構に接触する状態を示す断面図である。
【図１０】本発明の第２実施形態による機械式交換装置のうちの第二ホルダーが接続位置に据えられる状態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（第１実施形態）
図１および図２に示すように、本発明の第１実施形態による機械式交換装置１０はベース２０、ダンパー３０、第一接続機構４０および第二接続機構５０を備える。
【００１２】
ベース２０は、底部２１と、底部２１の上方に位置する環状壁面２２と、三つの底部２１と環状壁面２２との間に連結された支持柱２３と、環状壁面の内側に形成された突起辺縁部２４とを有する。
【００１３】
ダンパー３０は、粘弾性ダンパー、油圧式ダンパーまたは振動式ダンパーからなる。本実施形態において、ダンパー３０は、上支持板３１と、下支持板３２と、上支持板３１と下支持板３２との間に接続された粘弾性減衰ユニット３３とを有する。組立作業を進める際、ベース２０の環状壁面２２の内側の突起辺縁部２４にダンパー３０の下支持板３２を置く。
【００１４】
第一接続機構４０は、第一ホルダー４１および柱体４２を有する。第一ホルダー４１はダンパー３０の上支持板３１に装着され、かつ末端効果器（図中未表示）の接続に用いられる。柱体４２は第一ホルダー４１の頂面からダンパー３０と反対方向に伸び、四つの外周面に同じ間隔を置いて配列された接続孔４３を有する。
【００１５】
図３に示すように、第二接続機構５０は、第二ホルダー６０、四つの第一移動ユニット７０、四つの第一弾性ユニット８０、四つの第二移動ユニット９０、四つの第二弾性ユニット８２、四つの第三移動ユニット９３、四つの第三弾性ユニット８４、四つの第四移動ユニット９６および四つの第四弾性ユニット８６を有する。
【００１６】
第二ホルダー６０は、ロボット(図中未表示)の接続に用いられ、第一溝部６１、四つの第二溝部６２、四つの第一穿孔６３および四つの二穿孔６４を有する。第一溝部６１は第二ホルダー６０の中央に位置する。第二溝部６２は第二ホルダー６０の底面から第一溝部６１の軸方向に沿って奥へ伸び、かつ中心となる第一溝部６１の周りに分布する。第一穿孔６３は第一溝部６１と第二溝部６２との間を連絡し、かつ壁面の両端に別々に形成された第一内側ストッパー６５を有する。第二穿孔６４は一端が第二溝部６２に繋がり、他端が第二ホルダー６０の外周面に突出する。第二穿孔６４は壁面の両端に別々に形成された第二内側ストッパー６６を有する。
【００１７】
第一移動ユニット７０は、上から順番に上固定溝７１と、上固定溝７１に隣接した第一当接部７２と、第一当接部７２に隣接した下固定溝７３と、下固定溝７３に隣接した第一受け部７４とを有する。組立が完了する際、第一移動ユニット７０は第二ホルダー６０の第二溝部６２内に上下移動可能なように配置される。
【００１８】
第一弾性ユニット８０は、第二ホルダー６０の第二溝部６２内に配置され、かつ第二溝部６２の端部と第一移動ユニット７０の先端に当接することによって第一移動ユニット７０を降下させ、第一移動ユニット７０の第一受け部７４を第二ホルダー６０の第二溝部６２から突出させる。
【００１９】
第二移動ユニット９０は、第二ホルダー６０の第一穿孔６３内に配置され、かつ第一接続部９１および第一外側ストッパー９２を有する。第一外側ストッパー９２は第一接続部９１の一端に連結される。
【００２０】
第二弾性ユニット８２は、第二移動ユニット９０の第一接続部９１に被さり、かつ第二ホルダー６０の第一穿孔６３の第一内側ストッパー６５と第二移動ユニット９０の第一外側ストッパー９２との間に当接し、弾力を生じることによって第二移動ユニット９０を第二ホルダー６０の第一溝部６１と反対方向に移動させる。
【００２１】
第三移動ユニット９３は第二ホルダー６０の第一穿孔６３内に配置され、かつ第二接続部９４および第二外側ストッパー９５を有する。第二外側ストッパー９５は第二接続部９４の一端に連結される。
【００２２】
第三弾性ユニット８４は、第二ホルダー６０の第一穿孔６３内に配置され、かつ第二移動ユニット９０の第一外側ストッパー９２と第三移動ユニット９３の第二外側ストッパー９５との間に当接し、弾力を生じることによって第一移動ユニット７０と第三移動ユニット９３とを互いと反対方向に移動させる。
【００２３】
第四移動ユニット９６は、第二ホルダー６０の第二穿孔６４内に配置され、一端に形成された第二当接部９７と、別の一端に形成された第二受け部９８と、第二受け部９８に隣接した第三外側ストッパー９９とを有する。
【００２４】
第四弾性ユニット８６は、第四移動ユニット９６に被さり、かつ第二ホルダー６０の第二穿孔６４の第二内側ストッパー６６と第四移動ユニット９６の第三外側ストッパー９９との間に当接し、弾力を生じるため、第四移動ユニット９６は第二ホルダー６０の第二溝部６２と反対方向に移動し、第二受け部９８を第二ホルダー６０の第二穿孔６４から突出させることができる。
【００２５】
図４および図５に示すように、作業を進める際、ロボットは第二接続機構５０を第一接続機構４０に徐々に接近させ、第二接続機構５０の第二ホルダー６０の第一溝部６１と第一接続機構４０の柱体４２とを嵌め合わせる。第一移動ユニット７０の第一受け部７４が第一接続機構４０の第一ホルダー４１の頂面に接触するまで第二ホルダー６０を第一ホルダー４１に接近させる際、第一移動ユニット７０は第二ホルダー６０の第二溝部６２内に上昇し、第一弾性ユニット８０を圧縮し、第一弾性ユニット８０の復元力を蓄える。同時に、第一移動ユニット７０は第一当接部７２によって第三移動ユニット９３の第二接続部９４を追い込み、第三移動ユニット９３を第二ホルダー６０の第一穿孔６３内に後退させる。第三移動ユニット９３が第一移動ユニット７０の第一当接部７２によって追い込まれる際、第三弾性ユニット８４は第二移動ユニット９０を追い込み、第一接続機構４０の柱体４２の方向へ移動させる。
【００２６】
図６に示すように、第二ホルダー６０が接続位置Ｐ１に据えられる際、第二ホルダー６０の底面は第一接続機構４０の第一ホルダー４１の頂面に当接しながら、第一移動ユニット７０を第二ホルダー６０の第二溝部６２の奥に引き込み、第三移動ユニット９３を第二ホルダー６０の第一穿孔６３の奥に引き込む。このとき第三弾性ユニット８４は第三移動ユニット９３によって追い込まれ、第二移動ユニット９０に当接しながら、第二移動ユニット９０の第一接続部９１を第一接続機構４０の柱体４２の接続孔４３に嵌め込み、第二ホルダー６０と第一接続機構４０とを結合させる。同時に、第二移動ユニット９０は第一外側ストッパー９２によって第二弾性ユニット８２を圧縮し、第二弾性ユニット８２の復元力を蓄える。
【００２７】
第二ホルダー６０と第一接続機構４０とを分離させる際、第二接続機構５０はロボットによって第一接続機構４０を降下させる力を生じ、粘弾性減衰ユニット３３を変形させるとともに第四移動ユニット９６の第二受け部９８がベース２０の環状壁面２２によって追い込まれる。このとき第四移動ユニット９６は第三外側ストッパー９９によって第四弾性ユニット８６を圧縮し、第四弾性ユニット８６の復元力を蓄えると同時に、第二当接部９７によって第一移動ユニット７０の第一受け部７４を上昇させ、第一接続機構４０の第一ホルダー４１の頂面から逸脱させる。
図７に示すように、第二接続機構３０が解放位置Ｐ２まで降下する際、第三移動ユニット９３の第二接続部９４は第三弾性ユニット８４の復元力によって第一移動ユニット７０の下固定溝７３内に嵌め込まれる。第三移動ユニット９３は第三弾性ユニット８４を押す力を解放するとともに、第三弾性ユニット８４は第二移動ユニット９０を押す力を解放する。このとき第二移動ユニット９０は第二弾性ユニット８２の復元力によって第一接続部９１を第一接続機構４０の柱体４２の接続孔４３から逸脱させるため、ロボットは第二ホルダー６０と第一接続機構４０とを分離させることができる。
【００２８】
図８に示すように、第二ホルダー６０が第一接続機構４０から分離し、分離位置Ｐ３に据えられる際、第四移動ユニット９６はベース２０の環状壁面２２から追い込まれることがないため、第四弾性ユニット８６の復元力によって第一移動ユニット７０と反対方向に移動し、第一移動ユニット７０を押す力を解放する。第一移動ユニット７０は第一弾性ユニット８０の復元力によって降下し、第一移動ユニット７０の下固定溝７３と第三移動ユニット９３の第二接続部９４とを分離させる。第三移動ユニット９３の第二接続部９４が上固定溝７１に嵌る位置まで第一移動ユニット７０を移動させれば、第一移動ユニット７０が停止し、安定する。
【００２９】
位置合わせの精度を高めるために、第一接続機構４０の第一ホルダー４１は頂面に柱状固定部４４を有する。第二接続機構５０の第二ホルダー６０は底面に固定溝６７を有する。図６に示すように、第二ホルダー６０が接続位置Ｐ１に据えられる際、固定溝６７と第一接続ユニット４０の柱状固定部４４とは相互に嵌合される。
【００３０】
【数１】
0006030718.tif 000002
【００３１】
【数２】
0006030718.tif 000003
【００３２】
一方、第一弾性ユニット８０、第二弾性ユニット８２、第三弾性ユニット８４、第四弾性ユニット８６および粘弾性減衰ユニット３３の関係は数式１および数式２によって明確にされる。数式１および数式２において、Ｋ１は第一弾性ユニット８０のばね定数、Ｋ２は第二弾性ユニット８２のばね定数、Ｋ３は第三弾性ユニット８４のばね定数、Ｋ４は第四弾性ユニット８６のばね定数、Ｋ５は粘弾性減衰ユニットのばね定数である。
数式１および数式２の関係により、第一移動ユニット７０、第二移動ユニット９０、第三移動ユニット９３および第四移動ユニット９６は第二ホルダー６０において運動する際の連動関係を良好に維持できる。粘弾性減衰ユニット３３は第一接続機構４０に遅延効果を果たすことができる。第二ホルダー６０と第一接続機構４０とを完全に分離させた後、第一接続機構４０は元の位置に徐々に復元できる。従って、末端効果器を交換する機能は確保される。
【００３３】
上述したとおり、本発明による機械式交換装置１０は複数の第一移動ユニット７０、第二移動ユニット９０、第三移動ユニット９３および第四移動ユニット９６と、それらに対応する第一弾性ユニット８０、第二弾性ユニット８２、第三弾性ユニット８４、第四弾性ユニット８６との連動関係によって第二ホルダー６０と第一接続機構４０との結合および分離を迅速に行い、ダンパー３０の減衰効果によって第二ホルダー６０と第一接続機構４０とを確実に分離させるため、末端効果器を交換する目的を達成することができる。
【００３４】
（第２次実施形態）
図９および図１０に示すように、第２実施形態は次の構造によって第一接続機構４０と第二接続機構５０とを結合させる。
【００３５】
第一接続機構４０は、柱体４２と、柱体４２に形成された接続孔４３とを有する。
【００３６】
第二接続機構５０は第二ホルダー６０、第一移動ユニット７０、第二移動ユニット９０、第二弾性ユニット８２、第三移動ユニット９３および第三弾性ユニット８４を有する。第二ホルダー６０は第一溝部６１、第二溝部６２および第一穿孔６３を有し、かつ第一溝部６１によって柱体４２に着脱可能なように嵌合される。第一穿孔６３は第一溝部６１および第二溝部６２に繋がる。第一移動ユニット７０は第二溝部６２内に配置され、かつ第二溝部６２に沿って第二溝部６２から突出したり、第二溝部６２の奥へ後退したりすることができる。第二移動ユニット９０は第一穿孔６３内に配置され、かつ第一穿孔９３から突出し、接続孔４３内に入り込むことができる。第二弾性ユニット８２は第一穿孔６３内に配置され、第二移動ユニット９０を第一移動ユニット７０に向かって移動させる。第三移動ユニット９３は第一穿孔６３内に配置され、第一穿孔６３から突出し、第一移動ユニット７０に接触することができる。第三弾性ユニット８４は第二移動ユニット９０および第三移動ユニット９３を移動させる。
【００３７】
作業を進める際、ロボットは第二接続機構５０を第一接続機構４０に徐々に接近させ、第二接続機構５０の第二ホルダー６０の第一溝部６１と第一接続機構４０の柱体４２とを嵌め合わせる。第一移動ユニット７０が第一接続機構４０に接触する位置に第二ホルダー６０を接近させると、第一移動ユニット７０は第二ホルダー６０の第二溝部６２内に上昇すると同時に第三移動ユニット９３を追い込む。このとき第三移動ユニット９３は第二ホルダー６０の第一穿孔６３の奥に後退しながら、第三弾性ユニット８４を追い込み、第三弾性ユニット８４によって第二移動ユニット９０を追い込む。第三移動ユニット９３が第二弾性ユニット８２の弾力を乗り切ると、第二移動ユニット９０が第一接続機構４０の柱体４２の方向へ移動する。
【００３８】
図１０に示すように、第二接続機構５０と第一接続機構４０とを結合させる際、第一移動ユニット７０は第二ホルダー６０の第二溝部６２に入り込むとともに、第三移動ユニット９３は第二ホルダー６０の第一穿孔６３に入り込む。このとき第三弾性ユニット８４は第三移動ユニット９３によって追い込まれ、第二移動ユニット９０に当接しながら、第二移動ユニット９０を第一接続機構４０の接続孔４３に嵌め込み、第二ホルダー６０と第一接続機構４０とを結合させる。
【００３９】
上述したとおり、本実施形態は第二接続機構５０と第一接続機構４０とを結合させる効果を達成できる。
【００４０】
本発明による機械式交換装置によるロボットの末端効果器を交換する方法は下記の通りである。
【００４１】
図５から図８に示すように、機械交換装置は第一接続機構４０と第二接続機構５０を備える。第一接続機構４０は第一ホルダー４１と、接続孔４３を有する柱体４２とを有する。第二接続機構５０は第二ホルダー６０と、第一移動モジュールＡ（例えば第一移動ユニット７０）と、第二移動モジュールＢ（例えば第二移動ユニット９０および第三移動ユニット９３）と、第三移動モジュールＣ（例えば第四移動ユニット９６）とを有する。第二移動モジュールＢと第三移動モジュールＣの軸線は第二ホルダー６０の軸線に垂直である。第一移動モジュールＡは第二移動モジュールＢと第三移動モジュールＣとの間に配置され、軸線が第二ホルダー６０の軸線に平行である。末端効果器を交換するステップは下記の通りである。
【００４２】
ロボットによって第二接続機構５０と第一接続機構４０とを結合させる際、第一移動モジュールＡを第一接続機構４０の第一ホルダー４１の頂面に接触させ、第一移動モジュールＡを第二ホルダー６０の頂面に向かって移動させれば、第二移動モジュールＢを第二ホルダー６０の軸線に向かって移動させ、第二移動モジュールＢを第一接続機構４０の柱体４２の接続孔４３に嵌め込むことができる。
【００４３】
ロボットによって第二接続機構５０と第一接続機構４０とを分離させる際、第二接続機構５０は外力によって第一接続機構４０を降下させ、第三移動モジュールＣを第二ホルダー６０の軸線に向かって移動させ、第一移動モジュールＡを第二ホルダー６０の頂面に向かって移動させれば、第二移動モジュールＢを第二ホルダー６０の軸線と反対方向に移動させ、第二移動モジュールＢと第一接続機構４０の柱体４２の接続孔４３とを分離させることができる。
【００４４】
上述したステップにより、ロボットが端末効果器を交換する際の利便性をはかり、交換作業のコストを削減し、交換作業の効率を向上させることができる。
【符号の説明】
【００４５】
１０  機械式交換装置
２０  ベース
２１  底部
２２  環状壁面
２３  支持柱
２４  突起辺縁部
３０  ダンパー
３１  上支持板
３２  下支持板
３３  粘弾性減衰ユニット
４０  第一接続機構
４１  第一ホルダー
４２  柱体
４３  接続孔
４４  柱状固定部
５０  第二接続機構
６０  第二ホルダー
６１  第一溝部
６２  第二溝部
６３  第一穿孔
６４  第二穿孔
６５  第一内側ストッパー
６６  第二内側ストッパー
６７  固定溝
７０  第一移動ユニット
７１  上固定溝
７２  第一当接部
７３  下固定溝
７４  第一受け部
８０  第一弾性ユニット
８２  第二弾性ユニット
８４  第三弾性ユニット
８６  第四弾性ユニット
９０  第二移動ユニット
９１  第一接続部
９２  第一外側ストッパー
９３  第三移動ユニット
９４  第二接続部
９５  第二外側ストッパー
９６  第四移動ユニット
９７  第二当接部
９８  第二受け部
９９  第三外側ストッパー
Ｐ１  接続位置
Ｐ２  解放位置
Ｐ３  分離位置
Ａ    第一移動モジュール
Ｂ    第二移動モジュール
Ｃ    第三移動モジュール
【要約】
【課題】機械式交換装置を提供する。
【解決手段】機械式交換装置は第一接続機構と第二接続機構を備える。第二接続機構は内部に複数の移動ユニットおよび複数の弾性ユニットを有し、一つの移動ユニットが一つの弾性ユニットに対応する。上述した構造により、移動ユニットと弾性ユニットとの連動関係によって第一接続機構と第二接続機構とを結合または分離させ、末端効果器を交換する機能を果たすことができる。
【選択図】図２【図１】
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【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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【図９】
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【図１０】
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