(57)【要約】【課題】装置の大幅な小型・軽量化が可能な形状記憶合金アクチュエータを用い、より長寿命かつ脆性の高い対象物を把持でき、製造の簡単な把持装置を得る。【解決手段】形状記憶合金線１０１を通電加熱によって収縮させる第一の駆動部と、弾性手段１０３による第二の駆動部と、前記弾性手段１０３の弾性力を調整する弾性力調整機構１０６と、前記第一および第二の駆動部に接続され動作するスライダとを有し、前記弾性手段１０３による弾性力は対象物を把持する方向に作用させ、前記形状記憶合金１０１による形状回復力は対象物を開放する方向に作用させる。【選択図】図１
2006281403.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物を把持する２本のアームと、
形状記憶合金線の形状回復力による第一の駆動部と、
弾性手段の弾性力による第二の駆動部と、
前記弾性手段の弾性力を調整する弾性力調整機構と、
前記第一および第二の駆動部に接続され動作するスライダと、
前記スライダの動作を前記２本のアームを開閉動作させるよう伝達するリンク機構と、
を備えたことを特徴とする把持装置。
【請求項２】
前記弾性手段による弾性力は対象物を把持する方向に作用し、
前記形状記憶合金による形状回復力は対象物を開放する方向に作用する
ことを特徴とする請求項１の把持装置。
【請求項３】
前記弾性力調整機構は、長さ調整機構である請求項１、２の把持装置。
【請求項４】
前記弾性手段による弾性力が、前記アームを閉じる方向に作用することを特徴とする
請求項１ー３の把持装置。
【請求項５】
前記弾性手段による弾性力が、前記アームを開く方向に作用することを特徴とする
請求項１ー３の把持装置。
【請求項６】
前記アームに弾性部分を設けたことを特徴とする請求項１−５の把持装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対象物を把持する把持機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、マニピュレータ等の用途において様々な把持機構が用いられており。例えば空気圧シリンダを用いた空気圧グリッパ等が知られている。また、形状記憶合金の形状回復力を用いたアクチュエータが知られており、本出願人は形状記憶合金を用いた把持装置を提案した（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４ー２８３９４９
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来の形状記憶合金による把持機構では、空圧グリッパ等と比べて大幅な小型・軽量化を達成することが可能であるが、把持力を自在に調整することはできず、対象物を把持する際に形状記憶合金線へかかる負荷による劣化等の問題があった。本発明はこのような課題に鑑みてなされたものである。また、本発明の別の目的は、製造が容易な把持装置を得ることである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の把持装置は、
対象物を把持する２本のアームと、
形状記憶合金線を通電加熱によって収縮させる第一の駆動部と、
弾性手段による第二の駆動部と、
前記弾性手段の弾性力を調整する弾性力調整機構と、
前記第一および第二の駆動部に接続され動作するスライダと、
前記スライダの動作を前記２本のアームを開閉動作させるよう伝達するリンク機構と、
を備え、
前記弾性手段による弾性力は対象物を把持する方向に作用し、
前記形状記憶合金による形状回復力は対象物を開放する方向に作用する
ことを特徴とする把持装置である。
【発明の効果】
【０００５】
駆動源として形状記憶合金を用いることにより、装置の小型・軽量化、静音動作といった優れた特徴を有している。形状記憶合金は磁場の発生も非常に小さく、化学的にも安定で熱・薬品にも強いため煮沸消毒などの滅菌処理も可能であり、医療装置等の用途にも利用可能である。
これら形状記憶合金のアクチュエータの持つ優れた効果に加えて、本発明の把持装置によれば、リンク機構を介して形状記憶合金線の収縮力がアームを開放方向に動作させ、弾性手段による弾性力がアームを把持方向に動作させるように構成され、把持力を弾性力調整機構により自在に変化させることができ、さらに対象物が大きいなどして予定外の抵抗がアーム部にかかる際には、弾性手段が緩衝機構として作用し、余分な力を吸収し対象物への負荷を低減することができる。アームに弾性部を設けてもよく、これによって第二の緩衝機構として余分な力を逃がし、より安全性の高い把持装置を構成することができる。形状記憶合金線の通電加熱時の応答速度および動作開始時から大きな力が取り出せるという特徴より、対象物を迅速に開放することを可能としている。
さらに、リンク機構を用いていることにより把持位置が正確に定められている。
また、モータやシリンダなどを用いる必要の無い簡易な構成であり作製を容易にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、本発明の把持装置を図を用いて説明する。
【実施例１】
【０００７】
本実施例では、形状記憶合金線が形状回復力を発生していない状態ではアームが閉じた状態である把持装置である。
以下、形状記憶合金線が形状回復力を発生していない状態を通常状態と呼び、形状回復力が発生している状態を形状回復時と呼ぶ。
図１は本実施例の通常状態の構造を示す。
把持装置１００は、一対のアーム１０１と、形状記憶合金線１０２と、圧縮コイルバネ１０３と、スライダ１０４と、リンク機構１０５と、長さ調整機構１０６を有する。アーム１０１はリンク機構１０５を介してスライダ１０４に接続されている。
【０００８】
また、図２はリンク機構１０５の構造を示す概略図である。
スライダ２０１と、スライダに設けられたガイド溝２０２、アーム２０３、アーム上端に設けられガイド溝に係合されるガイドピン２０４、アームが回動可能に取り付けられた支軸２０５とを有している。
スライダ２０１が支軸２０５に対して接近・離間することにより、ガイドピン２０４がガイド溝２０２での係合位置を変化させ、一対のアーム２０３は支軸２０５を中心とした回動動作を行うことができる。また、ガイド溝２０２の形状によってスライダの動作方向に対するアームの開閉方向を決めることができる。本実施例では、支軸２０５に接近する際にアームが閉状態に設定されている。
この構造によりアーム１０１はスライダ１０４の動作により開閉動作を行うようにされており、通常時においてはアーム１０１は閉じた状態となっている。
【０００９】
図３は本実施例の形状回復時の構造を示す。
形状記憶合金線１０２が通電加熱により収縮することにより、スライダ１０４が支軸に対して離間方向に移動し、リンク機構１０５を介してアーム１０１が開状態となり、通電加熱が解除されるとスライダ１０４が支軸に対し接近方向に移動し、リンク機構１０５を介してアーム１０１が閉状態となる。
【００１０】
この構成をとることにより、形状記憶合金線１０２を通電加熱することでアーム１０１を開状態とし、
通電加熱を解除するとアーム１０１が閉状態となり、対象物を把持するよう動作する。
把持力は弾性力によって与えられるため、圧縮コイルバネ１０３に取り付けられた長さ調整機構１０６により、圧縮コイルバネ１０３の長さを調節することにより把持力を自在に調整することが可能となっている。
対象物にかかる余分な負荷がかかる際には、アーム１０１・リンク機構１０５を通して圧縮コイルバネ１０３に伝達され、負荷を吸収している。
なお、形状記憶合金線１０２に用いる形状記憶合金を二方向性形状記憶合金線を用いることにより迅速な応答速度を実現し、さらに形状記憶合金線にかかる負荷を軽減することが可能となっている。
【実施例２】
【００１１】
本実施例では通常状態でアームが開いた状態である把持装置である。
図４は本実施例の通常状態の構造を示す。
把持装置１００は、一対のアーム１０１と、形状記憶合金線１０２と、圧縮コイルバネ１０３と、スライダ１０４と、リンク機構１０５’と、長さ調整機構１０６を有する。アーム１０１はリンク機構１０５’を介してスライダ１０４に接続されている。
図５はリンク機構１０５’を示す図である。
実施例１のリンク機構１０５とはガイド溝の形状が異なっており、スライダ１０４が支軸に接近する際にアームが開くように設けられている。
よってスライダ１０４が圧縮コイルバネの弾性力が与えられることにより、アーム１０１が開かれるように動作を行い、形状記憶合金の形状回復力によりアーム１０１は閉じるように動作する。
【００１２】
本実施例による把持装置は特に、リング状の対象物を把持する装置である。
始めに形状記憶合金線１０２が通電加熱されることにより閉状態とされたアーム１０１がリング体の内側に挿入される。
その後、形状記憶合金線１０２の通電加熱が解除されると圧縮コイルバネ１０３の弾性力によりアーム１０１が開状態となり、リング体の内側がアーム１０１により把持される。
この機構によれば、リング状の対象物、例えばディスクの把持機構として用いることができる。
【実施例３】
【００１３】
本実施例は第一の実施例と同様、通常状態でアームが閉じた状態となる把持装置となっており、アームに弾性部分を設けた事を特徴としている。
対象物が大きい等、想定外の負荷がかかる際に圧縮コイルバネが負荷を吸収することに加え、アームに設けられた弾性部分が吸収することにより、脆性の高い物体を把持する際には対象物にかかる負荷を軽減することができる。
なお、本実施例は例示であり、他の構成を用いて、本発明をなしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００１４】
把持力を自在に変更できることにより、脆性の高い対象物の把持をより安全に行うことができ、簡易な構造で容易に作製することが可能な把持装置。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施例１の把持装置の閉状態を示す図
【図２】実施例１におけるリンク機構を示す図
【図３】実施例１の把持装置の開状態を示す図
【図４】実施例２の把持装置の開状態を示す図
【図５】実施例２におけるリンク機構を示す図
【符号の説明】
【００１６】
１００  把持装置
１０１  アーム
１０２  形状記憶合金線
１０３  圧縮コイルバネ
１０４  スライダ
１０５  リンク機構
１０６  長さ調整機構
２０１  スライダ
２０２  ガイド溝
２０３  アーム
２０４  ガイドピン
２０５  支軸
【図１】
2006281403.tif 000003
【図２】
2006281403.tif 000004
【図３】
2006281403.tif 000005
【図４】
2006281403.tif 000006
【図５】
2006281403.tif 000007