(57)【要約】【課題】停電等により電源が遮断された場合であっても、把持しているワークの落下を防止する。【解決手段】本発明に係るロボットハンド１０は、ワークＷを把持するハンドアーム１１と、ハンドアーム１１を駆動する形状記憶合金アクチュエーター１２と、を備える。ハンドアーム１１は、ワークＷを把持した状態である把持状態と、非把持状態とに切り替え可能である。形状記憶合金アクチュエーター１２は、通電時にハンドアーム１１を前記非把持状態とし、非通電時は、ハンドアーム１１を前記把持状態とする。【選択図】図１
2015217466.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークを把持するハンドアームと、前記ハンドアームを駆動する形状記憶合金アクチュエーターと、を備え、
前記ハンドアームは、前記ワークを把持した状態である把持状態と、非把持状態とに切り替え可能であり、
前記形状記憶合金アクチュエーターは、通電時に前記ハンドアームを前記非把持状態とし、非通電時は、前記ハンドアームを前記把持状態とすることを特徴とするロボットハンド。
【請求項２】
前記ハンドアームは、所定方向に延在するハンドアーム本体と、前記ハンドアーム本体の先端部に回動可能に設けられるフィンガーと、を有し、
前記形状記憶合金アクチュエーターは、通電すると縮み、通電を解除すると伸びる性質を有する形状記憶合金製のワイヤを有し、
前記ワイヤは、一端部が前記ハンドアーム本体に取り付けられ、他端部が前記フィンガーに取り付けられており、
前記ワイヤへの通電時に前記フィンガーが前記ハンドアーム本体に対してほぼ真っ直ぐに延び、前記ワイヤの非通電時は、前記フィンガーが前記ハンドアーム本体に対して屈曲した状態になりワークを把持することを特徴とする請求項１に記載のロボットハンド。
【請求項３】
前記ハンドアームの前記フィンガーは、複数の関節部を有し、
前記フィンガーの各関節部にそれぞれ独立して前記ワイヤが配設されていることを特徴とする請求項２に記載のロボットハンド。
【請求項４】
前記ハンドアームは、所定方向に延在するハンドアーム本体と、前記ハンドアーム本体に出没可能に設けられるフィンガーと、を有し、
前記形状記憶合金アクチュエーターは、通電すると縮み、通電を解除すると伸びる性質を有する形状記憶合金製のばねを有し、
前記ばねは、一端部が前記ハンドアーム本体に取り付けられ、他端部が前記フィンガーに取り付けられており、
前記ばねへの通電時に前記フィンガーが前記ハンドアーム本体内に格納され、前記ばねの非通電時は、前記フィンガーが前記ハンドアーム本体外に突出した状態になりワークを把持することを特徴とする請求項１に記載のロボットハンド。
【請求項５】
請求項１から４の何れか一項に記載のロボットハンドを備えた自動組立ロボット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロボットハンド及びこれを備えた自動組立ロボットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ロボットによる自動組立において用いられるロボットハンドが公知である（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１に記載のロボットハンドは、左右方向からワークを把持するためのハンドアームを備えており、このハンドアームの先端近傍には、ワークが下方向にずれないようにし、又はワークが搬送中に落下しないようにするためのツバが設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開平１−１０６４２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記特許文献１に記載のロボットハンドにおいては、前記ハンドアームを駆動するための手段としてエアーシリンダーや電動モーター等のアクチュエーターを用いている。停電時や非常停止等により電圧が低下した時には、前記ハンドアームがワークを把持する方向への力が解放され得るので、ハンドアームが緩み又は開いて、把持しているワークを落下させてしまうおそれがある。
【０００５】
そこで、本発明は、停電等により電源が遮断された場合であっても、把持しているワークの落下を防止することができるロボットハンド及びこれを備えた自動組立ロボットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の態様は、ハンドアームを駆動する形状記憶合金アクチュエーターを備えるロボットハンドである。前記ハンドアームは、ワークを把持した状態である把持状態と、非把持状態とに切り替え可能であり、前記形状記憶合金アクチュエーターは、通電時に前記ハンドアームを前記非把持状態とし、非通電時は、前記ハンドアームを前記把持状態とする。
【０００７】
本発明の第２の態様は、前記ロボットハンドを備えた自動組立ロボットである。
【発明の効果】
【０００８】
前記ロボットハンドでは、形状記憶合金アクチュエーターへの通電時に前記ハンドアームが非把持状態となり、非通電時には、前記ハンドアームが把持状態となりワークを把持するので、停電時等にも把持しているワークを落下させず保持することが可能である。従って、本発明によれば、停電等により電源が遮断された場合であっても、把持しているワークの落下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１実施形態に係るロボットハンドの概略図である。
【図２】ロボットハンドの左右方向外側から見たハンドアームの斜視図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係るロボットハンドの概略図である。
【図４】本発明の第３実施形態に係るロボットハンドの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態を図面と共に詳述する。
【００１１】
以下の実施形態は、本発明に係るロボットハンドを、例えば、ロボットによる自動組立ラインで使用するロボットハンドに適用した例である。本発明に係るロボットハンドは、自動組立ロボットに限らず、手動操作されるロボット等にも好適に採用することができる。
【００１２】
〔第１実施形態〕
本発明の第１実施形態に係るロボットハンドを図１及び図２に基づいて説明する。図１は、第１実施形態に係るロボットハンドの概略図であり、（ａ）はハンドアームの把持状態（非通電時）を示し、（ｂ）はハンドアームの非把持状態（通電時）を示す。また、図２は、図１（ｂ）中の右側のハンドアームをロボットハンドの左右方向外側から見た斜視図である。なお、図１中、符号Ｗはワークを示し、符号ＸはワークＷを載置する架台を示す。
【００１３】
図１及び図２に示すように、第１実施形態に係るロボットハンド１０は、ワークＷを把持するハンドアーム１１と、ハンドアーム１１を駆動する形状記憶合金アクチュエーター１２と、を備える。このロボットハンド１０は、図示しないロボットアームの先端のリスト部に装着されている。また、ロボットハンド１０は、ロボットアームに左右で対をなす二つのハンドアーム１１を対向配置したものである。
【００１４】
ハンドアーム１１は、ワークＷを把持した状態である把持状態と、非把持状態とに切り替え可能である。具体的には、このハンドアーム１１は、ロボットアームの先端のリスト部から下方に延在するハンドアーム本体１１ａと、ハンドアーム本体１１ａの先端部に回動可能に設けられるフィンガー（ハンドアーム１１の指に相当する部位）１１ｂと、を有する。フィンガー１１ｂは、一つの関節部１１ｃを有し、ハンドアーム本体１１ａに対してほぼ真っ直ぐに延びる位置（図１（ｂ）参照）と、ハンドアーム本体１１ａに対して屈曲した状態となる位置（図１（ａ）参照）との間で回動するようになっている。また、フィンガー１１ｂのワークＷと対向する側には、ワークＷの把持時にワークＷの下面に当接する平坦な支持面１１ｄが形成されている。なお、フィンガー１１ｂの先端部におけるワークＷと対向する側と反対側の面１１ｅが、先端に向かって先細り形状に形成されているが、これに限定されず、他の形状に形成されていてもよい。
【００１５】
形状記憶合金アクチュエーター１２は、通電時にハンドアーム１１を前記非把持状態とし、非通電時は、ハンドアーム１１を前記把持状態とする。具体的には、形状記憶合金アクチュエーター１２は、通電すると縮み、通電を解除すると伸びる性質を有する通電型形状記憶合金製のワイヤ（形状記憶合金ワイヤ）１２ａを有する。このワイヤ１２ａは、一端部（上端部）がハンドアーム本体１１ａに取り付けられ、他端部（下端部）がフィンガー１１ｂに取り付けられている。また、図示はしないが、ワイヤ１２ａには、リード線を介して電気回路が接続されている。
【００１６】
前記ワイヤ１２ａは、例えば、チタン−ニッケル合金や、鉄系形状記憶合金等からなる。また、ワイヤ１２ａを構成する形状記憶合金には、いわゆる二方向性の形状記憶合金を用いることが好ましい。ワイヤ１２ａを構成する形状記憶合金に、一方向性の形状記憶合金を用いる場合には、いわゆるバイアスばねをワイヤ１２ａと併用するようにするとよい。さらに、この第1実施形態では、ワイヤ１２ａは、角線形状に形成されているが（図２参照）、これに限定されず、丸線形状等の他の形状に形成されていてもよい。
【００１７】
この第１実施形態においては、ハンドアーム本体１１ａとフィンガー１１ｂとの間において、ワークＷと対向する側とは反対側の面（つまり、ハンドアーム１１におけるロボットハンド１０の左右方向外側の面）に沿ってワイヤ１２ａを配設している。
【００１８】
より詳細には、フィンガー１１ｂがハンドアーム本体１１ａに対して真っ直ぐに延びた状態のときに、ワイヤ１２ａの一端部をハンドアーム本体１１ａに、他端部をフィンガー１１ｂに端点固定部品１３及びネジ１４を用いてネジ止め固定する（図２参照）。また、ワイヤ１２ａの長手方向中間部に、ワイヤ１２ａがハンドアーム１１から離間する方向である左右方向外側へ浮き上がることを防止する防止カバー１５を配設する。防止カバー１５は、ワイヤ１２ａの伸縮方向への可動性を損なわないようにワイヤ１２ａにおけるロボットハンド１０の左右方向外側の面との間に若干の間隙ＣＬを持った構造とされる。この第１実施形態では、防止カバー１５をフィンガー１１ｂにネジ１６を用いて固定しているが（図２参照）、防止カバー１５をハンドアーム本体１１ａに固定するようにしてもよい。また、この第１実施形態では、防止カバー１５は断面ハット状に形成されている。
【００１９】
第１実施形態では、形状記憶合金製のワイヤ１２ａに電流を流すと、ワイヤ１２ａが縮むと共に真っ直ぐな状態となり、フィンガー１１ｂがハンドアーム本体１１ａに対してほぼ真っ直ぐに延びて、ハンドアーム１１が図１（ｂ）に示す非把持状態となる。電流を切ると、ワイヤ１２ａが伸びると共にロボットハンド１０の左右方向内側に曲がった状態となり、フィンガー１１ｂがハンドアーム本体１１ａに対して屈曲した状態となって、図１（ａ）に示すように、左右一対のハンドアーム１１がワークＷを把持する。この把持状態においては、フィンガー１１ｂの支持面１１ｄがワークＷの下面に下方から当接することにより、左右一対のハンドアーム１１がワークＷの重量を支持するようになっている。
【００２０】
以下に、第１実施形態による作用効果を説明する。
【００２１】
（１）第１実施形態に係るロボットハンド１０は、ワークＷを把持するハンドアーム１１と、ハンドアーム１１を駆動する形状記憶合金アクチュエーター１２と、を備える。ハンドアーム１１は、ワークＷを把持した状態である把持状態と、非把持状態とに切り替え可能であり、形状記憶合金アクチュエーター１２は、通電時にハンドアーム１１を前記非把持状態とし、非通電時は、ハンドアーム１１を前記把持状態とする。
【００２２】
第１実施形態に係るロボットハンド１０では、形状記憶合金アクチュエーター１２（ワイヤ１２ａ）への通電時にハンドアーム１１が非把持状態となり、非通電時には、ハンドアーム１１が把持状態となりワークＷを把持する。このため、停電時や非常停止等により電圧が低下した時でも、把持しているワークＷを落下させず保持することが可能である。従って、第１実施形態に係るロボットハンド１０によれば、停電等により電源が遮断された場合であっても、把持しているワークＷの落下を防止することができる。
【００２３】
（２）第１実施形態に係るロボットハンド１０では、ハンドアーム１１は、所定方向に延在するハンドアーム本体１１ａと、ハンドアーム本体１１ａの先端部に回動可能に設けられるフィンガー１１ｂと、を有する。形状記憶合金アクチュエーター１２は、通電すると縮み、通電を解除すると伸びる性質を有する形状記憶合金製のワイヤ１２ａを有し、ワイヤ１２ａは、一端部がハンドアーム本体１１ａに取り付けられ、他端部がフィンガー１１ｂに取り付けられている。ワイヤ１２ａへの通電時にフィンガー１１ｂがハンドアーム本体１１ａに対してほぼ真っ直ぐに延び、ワイヤ１２ａの非通電時は、フィンガー１１ｂがハンドアーム本体１１ａに対して屈曲した状態になりワークＷを把持する。
【００２４】
第１実施形態に係るロボットハンド１０では、形状記憶合金製のワイヤ１２ａに電流を流すことでフィンガー１１ｂがハンドアーム本体１１ａに対してほぼ真っ直ぐに延び、電気を切るとフィンガー１１ｂがハンドアーム本体１１ａに対して屈曲した状態になる。このため、停電時や非常停止等により電圧が低下した時でも、フィンガー１１ｂによって、把持しているワークＷを落下させず保持することが可能である。
【００２５】
また、第１実施形態に係るロボットハンド１０では、上部にエアーシリンダーや電動モーター等のアクチュエーターがないため、ロボットハンド１０を非常にシンプルな構造とすることができ、製造コストを低減することが可能となる。また、ロボットハンド１０の上部にエアーシリンダーや電動モーター等のアクチュエーターを配置する必要がないため、ロボットハンド１０全体の重さを軽量化することも可能である。これに対して、一般的な構成のロボットハンドにおいては、その上部に、ハンドアームを駆動する手段としてエアーシリンダーや電動モーター等のアクチュエーターがあるため、ロボットハンドが複雑な構造となる共に、ロボットハンド全体の重さも重くなる。
【００２６】
さらに、第１実施形態に係るロボットハンド１０では、非把持状態（図１（ｂ）参照）では、フィンガー１１ｂがハンドアーム本体１１ａに対してほぼ真っ直ぐに延びた状態となり、ハンドアーム１１を狭い所に挿入し又は狭い所から引き抜くことができる。また、非把持状態から把持状態に切り替える際に、ハンドアーム１１全体の動きを伴わず、ハンドアーム本体１１ａの先端部に設けたフィンガー１１ｂのみが左右方向内側に回動する。このため、周囲が接近した狭い領域でのワークＷのピックアップ、及び、周囲が接近した狭い領域でのワークＷの組み込みをロボットハンド１０によって自動で行うことができる。
【００２７】
〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態に係るロボットハンドを図３に基づいて説明する。図３は、第２実施形態に係るロボットハンドの概略図であり、（ａ）はハンドアームの把持状態（非通電時）を示し、（ｂ）はハンドアームの非把持状態（通電時）を示す。なお、図３中、符号Ｗはワークを示し、符号ＸはワークＷを載置する架台を示す。
【００２８】
図３に示すように、第２実施形態に係るロボットハンド２０は、ワークＷを把持するハンドアーム２１と、ハンドアーム２１を駆動する形状記憶合金アクチュエーター２２と、を備える。このロボットハンド２０は、図示しないロボットアームの先端のリスト部に装着されている。また、ロボットハンド２０は、ロボットアームに左右で対をなす二つのハンドアーム２１を対向配置したものである。
【００２９】
ハンドアーム２１は、ワークＷを把持した状態である把持状態と、非把持状態とに切り替え可能である。具体的には、このハンドアーム２１は、ロボットアームの先端のリスト部から下方に延在するハンドアーム本体２１ａと、ハンドアーム本体２１ａの先端部に回動可能に設けられるフィンガー（ハンドアーム２１の指に相当する部位）２１ｂと、を有する。フィンガー２１ｂは、二つの関節部２１ｃを有し、ハンドアーム本体２１ａに対してほぼ真っ直ぐに延びる位置（図３（ｂ）参照）と、ハンドアーム本体２１ａに対して屈曲した状態となる位置（図３（ａ）参照）との間で回動するようになっている。すなわち、ハンドアーム２１は、多関節のハンドアームであり、この実施形態に限定されず、三つ以上の関節部２１ｃを有するものであってもよい。また、複数のフィンガー２１ｂのうち最も先端側のフィンガー２１ｂにおけるワークＷと対向する側には、ワークＷの把持時にワークＷの下面に当接する平坦な支持面２１ｄが形成されている。なお、複数のフィンガー２１ｂのうち最も先端側のフィンガー２１ｂの先端部におけるワークＷと対向する側と反対側の面２１ｅが、先端に向かって先細り形状に形成されているが、これに限定されず、他の形状に形成されていてもよい。
【００３０】
形状記憶合金アクチュエーター２２は、通電時にハンドアーム２１を前記非把持状態とし、非通電時は、ハンドアーム２１を前記把持状態とする。具体的には、形状記憶合金アクチュエーター２２は、通電すると縮み、通電を解除すると伸びる性質を有する通電型形状記憶合金製のワイヤ（形状記憶合金ワイヤ）２２ａを有する。このワイヤ２２ａが、フィンガー２１ｂの各関節部２１ｃにそれぞれ独立して配設されている。また、図示はしないが、ワイヤ２２ａには、リード線を介して電気回路が接続されている。
【００３１】
前記ワイヤ２２ａは、例えば、チタン−ニッケル合金や、鉄系形状記憶合金等からなる。また、ワイヤ２２ａを構成する形状記憶合金には、いわゆる二方向性の形状記憶合金を用いることが好ましい。ワイヤ２２ａを構成する形状記憶合金に、一方向性の形状記憶合金を用いる場合には、いわゆるバイアスばねをワイヤ２２ａと併用するようにするとよい。さらに、この第２実施形態では、第１実施形態と同様に、ワイヤ２２ａは、角線形状に形成されているが、これに限定されず、丸線形状等の他の形状に形成されていてもよい。
【００３２】
この第２実施形態においては、ハンドアーム本体２１ａとハンドアーム本体２１ａに隣接するフィンガー２１ｂとの間、複数のフィンガー２１ｂ，２１ｂ間においてそれぞれ、ワークＷと対向する側とは反対側の面に沿ってワイヤ２２ａを配設している。
【００３３】
より詳細には、ハンドアーム本体２１ａとハンドアーム本体２１ａに隣接するフィンガー２１ｂとの間については、次のようにワイヤ２２ａを配設する。
【００３４】
フィンガー２１ｂがハンドアーム本体２１ａに対して真っ直ぐに延びた状態のときに、ワイヤ２２ａの一端部をハンドアーム本体２１ａに、他端部をフィンガー２１ｂに端点固定部品２３及びネジ（図示せず）を用いてネジ止め固定する。また、ワイヤ２２ａの長手方向中間部に、ワイヤ２２ａがハンドアーム２１から離間する方向である左右方向外側へ浮き上がることを防止する防止カバー２５を配設する。防止カバー２５は、ワイヤ２２ａの伸縮方向への可動性を損なわないようにワイヤ２２ａにおけるロボットハンド２０の左右方向外側の面との間に若干の間隙を持った構造とされる。この第２実施形態では、防止カバー２５をハンドアーム本体２１ａにネジ（図示せず）を用いて固定しているが、防止カバー２５をフィンガー２１ｂに固定するようにしてもよい。また、この第２実施形態では、第１実施形態と同様に、防止カバー２５は断面ハット状に形成されている。
【００３５】
また、複数のフィンガー２１ｂ，２１ｂ間についても同様に、端点固定部品２３、防止カバー２５及びネジ等を用いてワイヤ２２ａを配設する。
【００３６】
第２実施形態では、形状記憶合金製のワイヤ２２ａに電流を流すと、ワイヤ２２ａが縮むと共に真っ直ぐな状態となり、二つのフィンガー２１ｂがハンドアーム本体２１ａに対してほぼ真っ直ぐに延びて、ハンドアーム２１が図３（ｂ）に示す非把持状態となる。電流を切ると、ワイヤ２２ａが伸びると共にロボットハンド２０の左右方向内側に曲がった状態となり、二つのフィンガー２１ｂがハンドアーム本体２１ａに対して屈曲した状態となって、図３（ａ）に示すように、左右一対のハンドアーム２１がワークＷを把持する。この把持状態においては、複数のフィンガー２１ｂのうち最も先端側のフィンガー２１ｂの支持面２１ｄがワークＷの下面に下方から当接することにより、左右一対のハンドアーム２１がワークＷの重量を支持するようになっている。
【００３７】
以下に、第２実施形態による作用効果を説明する。
【００３８】
（１）第２実施形態に係るロボットハンド２０は、ワークＷを把持するハンドアーム２１と、ハンドアーム２１を駆動する形状記憶合金アクチュエーター２２と、を備える。ハンドアーム２１は、ワークＷを把持した状態である把持状態と、非把持状態とに切り替え可能であり、形状記憶合金アクチュエーター２２は、通電時にハンドアーム２１を前記非把持状態とし、非通電時は、ハンドアーム２１を前記把持状態とする。
【００３９】
第２実施形態に係るロボットハンド２０では、形状記憶合金アクチュエーター２２（ワイヤ２２ａ）への通電時にハンドアーム２１が非把持状態となり、非通電時には、ハンドアーム２１が把持状態となりワークＷを把持する。このため、停電時や非常停止等により電圧が低下した時でも、把持しているワークＷを落下させず保持することが可能である。従って、第２実施形態に係るロボットハンド２０によれば、停電等により電源が遮断された場合であっても、把持しているワークＷの落下を防止することができる。
【００４０】
（２）第２実施形態に係るロボットハンド２０では、ハンドアーム２１は、所定方向に延在するハンドアーム本体２１ａと、ハンドアーム本体２１ａの先端部に回動可能に設けられるフィンガー２１ｂと、を有する。形状記憶合金アクチュエーター２２は、通電すると縮み、通電を解除すると伸びる性質を有する形状記憶合金製のワイヤ２２ａを有し、ワイヤ２２ａは、一端部がハンドアーム本体２１ａに取り付けられ、他端部がフィンガー２１ｂに取り付けられている。ワイヤ２２ａへの通電時にフィンガー２１ｂがハンドアーム本体２１ａに対してほぼ真っ直ぐに延び、ワイヤ２２ａの非通電時は、フィンガー２１ｂがハンドアーム本体２１ａに対して屈曲した状態になりワークＷを把持する。
【００４１】
第２実施形態に係るロボットハンド２０では、形状記憶合金製のワイヤ２２ａに電流を流すことでフィンガー２１ｂがハンドアーム本体２１ａに対してほぼ真っ直ぐに延び、電気を切るとフィンガー２１ｂがハンドアーム本体２１ａに対して屈曲した状態になる。このため、停電時や非常停止等により電圧が低下した時でも、フィンガー２１ｂによって、把持しているワークＷを落下させず保持することが可能である。
【００４２】
また、第２実施形態に係るロボットハンド２０では、上部にエアーシリンダーや電動モーター等のアクチュエーターがないため、ロボットハンド２０を非常にシンプルな構造とすることができ、製造コストを低減することが可能となる。また、ロボットハンド２０の上部にエアーシリンダーや電動モーター等のアクチュエーターを配置する必要がないため、ロボットハンド２０全体の重さを軽量化することも可能である。これに対して、一般的な構成のロボットハンドにおいては、その上部に、ハンドアームを駆動する手段としてエアーシリンダーや電動モーター等のアクチュエーターがあるため、ロボットハンドが複雑な構造となる共に、ロボットハンド全体の重さも重くなる。
【００４３】
さらに、第２実施形態に係るロボットハンド２０では、非把持状態（図３（ｂ）参照）では、フィンガー２１ｂがハンドアーム本体２１ａに対してほぼ真っ直ぐに延びた状態となり、ハンドアーム２１を狭い所に挿入し又は狭い所から引き抜くことができる。また、非把持状態から把持状態に切り替える際に、ハンドアーム２１全体の動きを伴わず、ハンドアーム本体２１ａの先端部に設けたフィンガー２１ｂのみが左右方向内側に回動する。このため、周囲が接近した狭い領域でのワークＷのピックアップ、及び、周囲が接近した狭い領域でのワークＷの組み込みをロボットハンド２０によって自動で行うことができる。
【００４４】
（３）第２実施形態に係るロボットハンド２０では、ハンドアーム２１のフィンガー２１ｂは、複数の関節部２１ｃを有し、フィンガー２１ｂの各関節部２１ｃにそれぞれ独立してワイヤ２２ａが配設されている。
【００４５】
フィンガー２１ｂの関節部２１ｃを多くすることにより、フィンガー２１ｂが曲がるときの形状をより複雑な形状にできるため、多種のワークＷの把持に対応することが可能になる。
【００４６】
〔第３実施形態〕
次に、本発明の第３実施形態に係るロボットハンドを図４に基づいて説明する。図４は、第３実施形態に係るロボットハンドの概略図であり、（ａ）はハンドアームの把持状態（非通電時）を示し、（ｂ）はハンドアームの非把持状態（通電時）を示す。なお、図４中、符号Ｗはワークを示し、符号ＸはワークＷを載置する架台を示す。
【００４７】
図４に示すように、第３実施形態に係るロボットハンド３０は、ワークＷを把持するハンドアーム３１と、ハンドアーム３１を駆動する形状記憶合金アクチュエーター３２と、を備える。このロボットハンド３０は、図示しないロボットアームの先端のリスト部に装着されている。また、ロボットハンド３０は、ロボットアームに左右で対をなす二つのハンドアーム３１を対向配置したものである。
【００４８】
ハンドアーム３１は、ワークＷを把持した状態である把持状態と、非把持状態とに切り替え可能である。具体的には、このハンドアーム３１は、ロボットアームの先端のリスト部から下方に延在するハンドアーム本体３１ａと、ハンドアーム本体３１ａの先端部に出没可能に設けられるフィンガー（ハンドアーム３１の指に相当する部位）３１ｂと、を有する。フィンガー３１ｂは、一つの関節部３１ｃを有し、ハンドアーム本体３１ａに設けた格納部（スリット）３７内に格納される位置（図４（ｂ）参照）と、ハンドアーム本体３１ａ外に突出した状態となる位置（図４（ａ）参照）との間で回動するようになっている。すなわち、ハンドアーム３１は、単関節のハンドアームであるが、この実施形態に限定されず、二つ以上の関節部３１ｃを有するものであってもよい。また、フィンガー３１ｂの先端部におけるワークＷと対向する側には、ワークＷの把持時にワークＷの下面に当接する平坦な支持面３１ｄが形成されている。なお、フィンガー３１ｂの先端部におけるワークＷと対向する側と反対側の面３１ｅが、先端部に向かって先細り形状に形成されているが、これに限定されず、他の形状に形成されていてもよい。また、第３実施形態では、フィンガー３１ｂはハンドアーム本体３１ａの先端部に設けられているが、これに限定されず、フィンガー３１ｂをハンドアーム本体３１ａの長手方向中間部等に設けることもできる。
【００４９】
形状記憶合金アクチュエーター３２は、通電時にハンドアーム３１を前記非把持状態とし、非通電時は、ハンドアーム３１を前記把持状態とする。具体的には、形状記憶合金アクチュエーター３２は、通電すると縮み、通電を解除すると伸びる性質を有する通電型形状記憶合金製のばね（形状記憶合金ばね）３２ａを有する。このばね３２ａが、一端部（上端部）がハンドアーム本体３１ａに取り付けられ、他端部（下端部）がフィンガー３１ｂに取り付けられている。また、図示はしないが、ばね３２ａには、リード線を介して電気回路が接続されている。
【００５０】
前記ばね３２ａは、例えば、チタン−ニッケル合金や、鉄系形状記憶合金等からなる。また、ばね３２ａを構成する形状記憶合金には、いわゆる二方向性の形状記憶合金を用いることが好ましい。ばね３２ａを構成する形状記憶合金に、一方向性の形状記憶合金を用いる場合には、いわゆるバイアスばねを形状記憶合金製のばね３２ａと併用するようにするとよい。さらに、この第３実施形態では、ばね３２ａは、つるまきばね形状に形成されているが、これに限定されず、ぜんまいばね形状等の他のばね形状に形成されていてもよい。
【００５１】
この第３実施形態においては、ハンドアーム本体３１ａの格納部３７内に、ハンドアーム本体３１ａとフィンガー３１ｂとを連結してばね３２ａを配設している。
【００５２】
より詳細には、フィンガー３１ｂがハンドアーム本体３１ａの格納部３７内に格納された状態のときに、ばね３２ａの一端部をハンドアーム本体３１ａに、他端部をフィンガー３１ｂに取り付ける。その際には、ばね３２ａの一端部をハンドアーム本体３１ａに、他端部をフィンガー３１ｂにそれぞれ回動可能に取り付けるのが好ましい。
【００５３】
第３実施形態では、形状記憶合金製のばね３２ａに電流を流すと、ばね３２ａが縮んだ状態となり、フィンガー３１ｂがハンドアーム本体３１ａの格納部３７内に格納されて、ハンドアーム３１が図４（ｂ）に示す非把持状態となる。電流を切ると、ばね３２ａが伸びた状態となり、フィンガー３１ｂの先端部がハンドアーム本体３１ａ外に突出した状態となって、図４（ａ）に示すように、左右一対のハンドアーム３１がワークＷを把持する。この把持状態においては、フィンガー３１ｂの支持面３１ｄがワークＷの下面に下方から当接することにより、左右一対のハンドアーム３１がワークＷの重量を支持するようになっている。
【００５４】
以下に、第３実施形態による作用効果を説明する。
【００５５】
（１）第３実施形態に係るロボットハンド３０は、ワークＷを把持するハンドアーム３１と、ハンドアーム３１を駆動する形状記憶合金アクチュエーター３２と、を備える。ハンドアーム３１は、ワークＷを把持した状態である把持状態と、非把持状態とに切り替え可能であり、形状記憶合金アクチュエーター３２は、通電時にハンドアーム３１を前記非把持状態とし、非通電時は、ハンドアーム３１を前記把持状態とする。
【００５６】
第３実施形態に係るロボットハンド３０では、形状記憶合金アクチュエーター３２（ばね３２ａ）への通電時にハンドアーム３１が非把持状態となり、非通電時には、ハンドアーム３１が把持状態となりワークＷを把持する。このため、停電時や非常停止等により電圧が低下した時でも、把持しているワークＷを落下させず保持することが可能である。従って、第３実施形態に係るロボットハンド３０によれば、停電等により電源が遮断された場合であっても、把持しているワークＷの落下を防止することができる。
【００５７】
（２）第３実施形態に係るロボットハンド３０では、ハンドアーム３１は、所定方向に延在するハンドアーム本体３１ａと、ハンドアーム本体３１ａに出没可能に設けられるフィンガー３１ｂと、を有する。形状記憶合金アクチュエーター３２は、通電すると縮み、通電を解除すると伸びる性質を有する形状記憶合金製のばね３２ａを有し、ばね３２ａは、一端部がハンドアーム本体３１ａに取り付けられ、他端部がフィンガー３１ｂに取り付けられている。ばね３２ａへの通電時にフィンガー３１ｂがハンドアーム本体３１ａ内に格納され、ばね３２ａの非通電時は、フィンガー３１ｂがハンドアーム本体３１ａ外に突出した状態になりワークＷを把持する。
【００５８】
第３実施形態に係るロボットハンド３０では、形状記憶合金製のばね３２ａに電流を流すことでフィンガー３１ｂがハンドアーム本体３１ａ内に格納され、電気を切るとフィンガー３１ｂがハンドアーム本体３１ａ外に突出した状態になる。このため、停電時や非常停止等により電圧が低下した時でも、フィンガー３１ｂによって、把持しているワークＷを落下させず保持することが可能である。
【００５９】
また、第３実施形態に係るロボットハンド３０では、上部にエアーシリンダーや電動モーター等のアクチュエーターがないため、ロボットハンド３０を非常にシンプルな構造とすることができ、製造コストを低減することが可能となる。また、ロボットハンド３０の上部にエアーシリンダーや電動モーター等のアクチュエーターを配置する必要がないため、ロボットハンド３０全体の重さを軽量化することも可能である。これに対して、一般的な構成のロボットハンドにおいては、その上部に、ハンドアームを駆動する手段としてエアーシリンダーや電動モーター等のアクチュエーターがあるため、ロボットハンドが複雑な構造となる共に、ロボットハンド全体の重さも重くなる。
【００６０】
さらに、第３実施形態に係るロボットハンド３０では、非把持状態（図４（ｂ）参照）では、フィンガー３１ｂの少なくとも先端部がハンドアーム本体１１ａ内に格納された状態となり、ハンドアーム３１を狭い所に挿入し又は狭い所から引き抜くことができる。また、非把持状態から把持状態に切り替える際に、ハンドアーム３１全体の動きを伴わず、ハンドアーム本体３１ａの先端部に設けたフィンガー３１ｂのみが左右方向内側に突出移動する。このため、周囲が接近した狭い領域でのワークＷのピックアップ、及び、周囲が接近した狭い領域でのワークＷの組み込みをロボットハンド３０によって自動で行うことができる。
【００６１】
ところで、本発明のロボットハンド及び自動組立ロボットは前記第１から第３の実施形態に例をとって説明したが、これら実施形態に限ることなく本発明の要旨を逸脱しない範囲で他の実施形態を各種採用することができる。
【符号の説明】
【００６２】
１０、２０、３０  ロボットハンド
１１、２１、３１  ハンドアーム
１１ａ、２１ａ、３１ａ  ハンドアーム本体
１１ｂ、２１ｂ、３１ｂ  フィンガー
１１ｃ、２１ｃ、３１ｃ  関節部
１２、２２、３２  形状記憶合金アクチュエーター
１２ａ、２２ａ  形状記憶合金製のワイヤ
３２ａ  形状記憶合金製のばね
Ｗ  ワーク
Ｘ  架台
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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