(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
揺動可能に設けられた複数のグリップ部材と、これらグリップ部材を揺動させて開閉させる開閉機構と、把持する物品に応じてグリップ部材間の間隔を拡縮する間隔調節機構とを備えたグリップ装置において、
上記間隔調節機構を、上記各グリップ部材をそれぞれ揺動可能に取付けた一対の第１の可動ブロックと一対の第２の可動ブロックと、これら可動ブロックを、それらの間隔を拡縮する方向に各々に案内するガイドとから構成して、上記一対の第１の可動ブロックを左右方向にそれぞれ独立に移動可能とし、一対の第２の可動ブロックを前後方向にそれぞれ独立に移動可能とし、
また上記開閉機構を、上記各グリップ部材に設けた従動部と、これら各従動部を連動させる駆動部を有する駆動部材と、この駆動部材を進退動させて上記駆動部と従動部とを介して各グリップ部材を開閉させる駆動手段とから構成し、かつ上記駆動部はガイドの長手方向に延びており、それによって上記各グリップ部材の従動部は、上記可動ブロックをガイドに沿って移動させた際に駆動部との連動を維持し、
さらに各可動ブロックをガイド上の任意の位置に位置決め固定する固定手段を備え、この固定手段は、上記各可動ブロックに設けた受圧部と、この受圧部に圧接される圧接部を有する圧接部材とを備えており、かつ上記圧接部はガイドの長手方向に延びており、それによって上記各可動ブロックの受圧部は、上記可動ブロックをガイドに沿って移動させた際に圧接部により圧接可能となっていることを特徴とするグリップ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は物品を把持するグリップ装置に関し、より詳しくはグリップ部材間の間隔を拡縮できるように構成したグリップ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
上述したグリップ装置としては、対向して配置されてそれぞれにグリップ部材が揺動可能に取付けられる一対の可動ブロックと、これら可動ブロックを拡縮する方向に案内するガイドと、それぞれに上記グリップ部材を貫通するとともに上記ガイドに沿って延びる一対の揺動ロッドと、これら揺動ロッドの先端に連結されて該揺動ロッドを揺動させることでグリップ部材を開閉させる駆動手段とを備えたものが知られている（特公昭５８−７４３４号公報）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来のグリップ装置では、グリップ部材間の間隔を調節するために可動ブロックの位置を変えると、グリップ部材の開閉ストロークが変動してしまう。すなわち、上記グリップ部材の開閉ストロークは、グリップ部材が揺動ロッドの末端から先端に近づくにしたがって大きくなるものである。
その結果、上記グリップ装置を、物品を搬送する搬送手段としてのベルトコンベヤと組み合わせて使用する場合には、以下に述べる欠点がある。すなわち、変更される物品の大きさに合わせるためにグリップ部材間の間隔を変えると、前記したようにグリップ部材の開閉ストロークが変わるので、その開閉ストロークを考慮してグリップ部材と次に把持すべき物品とが干渉しないように物品の搬送間隔を変更する必要があり、特に物品が小さくなるほどに搬送間隔を大きくしなければならなかった。
このような事情により、できるだけ物品の搬送間隔を狭めて単位時間当たりの物品供給量を増加させることができず、処理能力の向上が阻害されるという問題があった。
また、ランダム状態で搬送されてくる物品をカメラで形状認識して把持する場合にも、物品間の間隔を十分にとる必要があり処理能力が低下するという問題があった。
本発明は上述した事情に鑑み、グリップ部材の間隔を拡縮しても開閉ストロークが一定に維持されるグリップ装置を提供するものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
すなわち、揺動可能に設けられた複数のグリップ部材と、これらグリップ部材を揺動させて開閉させる開閉機構と、把持する物品に応じてグリップ部材間の間隔を拡縮する間隔調節機構とを備えたグリップ装置において、
上記間隔調節機構を、上記各グリップ部材をそれぞれ揺動可能に取付けた一対の第１の可動ブロックと一対の第２の可動ブロックと、これら可動ブロックを、それらの間隔を拡縮する方向に各々に案内するガイドとから構成して、上記一対の第１の可動ブロックを左右方向にそれぞれ独立に移動可能とし、一対の第２の可動ブロックを前後方向にそれぞれ独立に移動可能とし、
また上記開閉機構を、上記各グリップ部材に設けた従動部と、これら各従動部を連動させる駆動部を有する駆動部材と、この駆動部材を進退動させて上記駆動部と従動部とを介して各グリップ部材を開閉させる駆動手段とから構成し、かつ上記駆動部はガイドの長手方向に延びており、それによって上記各グリップ部材の従動部は、上記可動ブロックをガイドに沿って移動させた際に駆動部との連動を維持し、
さらに各可動ブロックをガイド上の任意の位置に位置決め固定する固定手段を備え、この固定手段は、上記各可動ブロックに設けた受圧部と、この受圧部に圧接される圧接部を有する圧接部材とを備えており、かつ上記圧接部はガイドの長手方向に延びており、それによって上記各可動ブロックの受圧部は、上記可動ブロックをガイドに沿って移動させた際に圧接部により圧接可能となっていることを特徴とするものである。
【０００５】
上述したグリップ装置によれば、上記駆動部材の駆動部がガイドの長手方向に延びているので、把持する物品に応じて各グリップ部材をガイドに沿って移動させてグリップ部材の間隔を拡縮した際にも、駆動手段による駆動部材の進退動が駆動部の全長に渡って一様に作用されるため、グリップ部材の位置に関係なくグリップ部材の開閉ストロークは一定に維持される。
しかも上記一対の第１の可動ブロックは左右方向にそれぞれ独立に移動可能に、一対の第２の可動ブロックは前後方向にそれぞれ独立に移動可能となっているので、四角形状の物品や三角形状の物品を前後左右からそれぞれ確実に把持することができるようになる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下図示実施例について本発明を説明すると、図１、図２において、１は物品を把持するグリップ装置であり、このグリップ装置１は、揺動可能に設けられた各グリップ部材２を揺動させることで開閉させる開閉機構と、把持する物品に応じて各グリップ部材２間の間隔を拡縮する間隔調節機構とを備えており、本グリップ装置１は、ロボット（図示せず）のヘッド９９に取付けられて移動され、かつベルトコンベヤ（図示せず）上を整列して搬送される物品としての化粧用のケーキ皿Ｃを把持して移し替えるケーサ等に適用されている。
グリップ装置１は、その上部に緩衝機構５を備えている。この緩衝機構５は、上記ロボットのヘッド９９に上端面６Ａを連結されるとともにこの上端面６Ａから下方に向けて延びる筒状部６Ｂを有する有底筒状のインナー部材６と、このインナー部材６の筒状部６Ｂの外周に筒状部７Ｂを摺動可能に嵌合させるとともにこの筒状部７Ｂの下方側を閉鎖する下端面７Ａを有する有底筒状のアウター部材７と、上記インナー部材６の上端面６Ａとアウター部材７の下端面７Ａとの間に弾装されるコイルばね１０とから構成され、コイルばね１０によりインナー部材６とアウター部材７を離隔する方向に向けて付勢することで、平常時には筒状部７Ｂの上部内周を窄めた係止面７Ｃと筒状部６Ｂの上部外周を窄めた係止面６Ｃが当接した状態で維持されている。
これにより、万一、グリップ装置１が下降された際に、その下端に備えたグリップ部材２がベルトコンベヤに接触することがあっても、コイルばね１０が圧縮することでアウター部材７がインナー部材６及びヘッド９９に対して上昇されるので、グリップ部材２が破損もしくは変形されることが防止される。
また、上記アウター部材７には、その末端が筒状部７Ｂに埋設されるとともに、その先端をインナー部材６の筒状部６Ｂに設けたスリット６Ｄ内に挿通させた係合ピン９が設けられており、この係合ピン９によりインナー部材６に対してアウター部材７が回転されることを防止している。
【０００７】
上記緩衝機構５のアウター部材７の下端面７Ａには、エアシリンダ３０、及び複数のスペーサ３０Ａを介して円板状の固定フレーム１４が複数のロッド１３により取付けられている（ロッド１３、スペーサ３０Ａは１本のみ図示）。この固定フレーム１４の外周部の円周方向等間隔位置における４箇所には、ねじ１２によって鉛直方向下方に延びる平板状の支持プレート１５が設けられており、図１においては左右の２箇所のみ図示し、手前側及び後方側の２箇所の支持プレート１５は図示が省略されている。
上記固定フレーム１４の中心位置には、鉛直下方に向けて延びるセンターロッド１６が設けられ、その下端に角柱状の支持ブロック１７が取付けられている。この支持ブロック１７はその各面が支持プレート１５と平行に向き合うように設定されている。
また、図１中で左右に対峙させて配置した一対の支持プレート１５には、上記支持ブロック１７を貫通して水平方向に延びる一本の連続する第１のガイドロッド１８Ａが設けられる一方、前後に対峙させて配置した一対の支持プレート（図示せず）には、上記第１のガイドロッド１８Ａよりも高い位置で支持ブロック１７を貫通し、かつ該第１のガイドロッド１８Ａと直交して水平方向に延びる一本の連続する第２のガイドロッド１８Ｂが設けられている。
また、上記左右に対峙させて配置した一対の支持プレート１５には、これを貫通するとともに、その先端を上記支持ブロック１７にそれぞれ軸支されて水平方向に延びる一対の第１のねじ軸１９Ａが回転可能に設けられる一方、前後に対峙させて配置した一対の支持プレート（図示せず）には、上記第１のねじ軸１９Ａよりも高い位置でこれを貫通するとともに、その先端を支持ブロック１７にそれぞれ軸支されて第１のねじ軸１９Ａと直交して水平方向に延びる一対の第２のねじ軸１９Ｂ（軸支部分のみ図示）が回転可能に軸支されており、上記第１のねじ軸１９Ａと第２のねじ軸１９Ｂには、その末端に大径のツマミ１９Ａ´（第１のねじ軸１９Ａのみ図示）が連設されている。
そして、上記各支持プレート１５とその中心に位置する支持ブロック１７の間に、上記第１のガイドロッド１８Ａに貫通されてこれに支持されるとともに、上記第１のねじ軸１９Ａと螺合される一対の第１の可動ブロック２０Ａが配設される一方、上記第２のガイドロッド１８Ｂに貫通されてこれに支持されるとともに、上記第２のねじ軸１９Ｂに螺合される一対の第２の可動ブロック２０Ｂ（図２に図示）が配設されており、これら第１の可動ブロック２０Ａと第２の可動ブロック２０Ｂは同じ高さ位置に揃えられている。そして、これら各可動ブロック２０Ａ，２０Ｂに上記グリップ部材２が揺動可能に取付けられている。
これにより、例えば左右のツマミ１９Ａ´を介して第１のねじ軸１９Ａを正逆回転させれば、これに螺合する左右の第１の可動ブロック２０Ａを第１のねじ軸１９Ａ及び第１のガイドロッド１８Ａに沿って拡縮する方向に移動させることができ、また、前後のツマミ（図示せず）を介して第２のねじ軸１９Ｂを正逆回転させれば、これに螺合する前後の第２の可動ブロック２０Ｂを第２のねじ軸１９Ｂ及び第２のガイドロッド１８Ｂに沿って拡縮する方向に移動させることができるようになっている。
これらガイドロッド１８Ａ，１８Ｂ及びねじ軸１９Ａ，１９Ｂは、可動ブロック２０Ａ，２０Ｂの間隔を拡縮する方向に案内するガイドを構成しており、これらガイドと可動ブロック２０Ａ，２０Ｂにより間隔調節機構が構成されている。なお、ガイドの構成としては、ガイドロッド１８Ａ，１８Ｂもしくはねじ軸１９Ａ，１９Ｂのいずれか一方を備えるようにしてもよい。
【０００８】
前後左右にそれぞれ設けられた各可動ブロック２０Ａ，２０Ｂ及び各グリップ部材２は概ね同様の構成であるため、図１に図示される右側の可動ブロック２０Ａ及びそのグリップ部材２についてその構成を説明する。
可動ブロック２０Ａに揺動可能に取付けられるグリップ部材２は、概略Ｌ字状をした揺動部材２５と、把持する物品に当接されるプレート部材２６と、このプレート部材２６を取付ける取付け部材２４とから構成されている。
可動ブロック２０Ａの上部には、両側にガイドロッド１８Ａの長手方向と平行にプレート状をした一対の支持部２０ａが立設されており、これら支持部２０ａ間に架け渡されたピン２７を概略Ｌ字状をした揺動部材２５の角部に貫通させることで、ピン２７の貫通位置を支点に揺動部材２５を揺動自在に支持している。揺動部材２５は逆Ｌ字状に配置されていて、その短辺側を従動部２５Ａとして支持ブロック１７が配置された中心側に向けて伸張されており、その先端にカムローラ２８を回転自在に備えている。一方、長辺側は揺動部材２５が揺動できる程度にガイドロッド１８Ａ及びねじ軸１９Ａを遊貫させて下方に延びており、その下部には短辺の伸張方向に向けて取付け部材２４を立設させている。この取付け部材２４には、その上端を可動ブロック２０Ａの内方側（支持ブロック１７が配置された中心側）の側面に当接させた板ばね３５を配設するとともに、これに重ねてプレート部材２６を下方に向けて取付けている。これにより、上記板ばね３５は、グリップ部材２を閉鎖する方向に向けて付勢するとともに、後に詳述するように板ばね３５の弾発力で物品を保持するようにしている。
【０００９】
固定フレーム１４に固定されたセンターロッド１６の所定位置には、ねじ部材２１が上下方向の位置を規制されて回転自在に設けられている。このねじ部材２１は、円板状のダイヤル部２１Ａと、このダイヤル部２１Ａの下端面に連設されて下方に向けて延びるねじ部２１Ｂとを備えており、このねじ部２１Ｂにガイドロッド１８Ａ，１８Ｂ及びねじ軸１９Ａ，１９Ｂの長手方向に沿って十字状に延びる圧接部材２２の中心部分を螺合させてある。
この圧接部材２２は十字状の上面部２２ｃとその両側から垂下される側面部２２ｄを有する断面コ字状に形成されており、これによって十字状をした凹部２２Ｂが構成されている。対向する側面部２２ｄの幅は、可動ブロック２０Ａ，２０Ｂに立設された一対の支持部２０ａの幅と等しく、側面部２２ｄの下端面を圧接部２２Ａとし各支持部２０ａの上端面を受圧部２０ｂとして、圧接部材２２を可動ブロック２０Ａ，２０Ｂの上方に配置し、圧接部材２２を下降させることで圧接部２２Ａが受圧部２０ｂに圧接されるようにしている。
これにより、ダイヤル部２１Ａを介してねじ部材２１を正逆回転させることにより、該ねじ部材２１のねじ部２１Ｂに螺合した圧接部材２２を昇降させることができるようになっており、該圧接部材２２の圧接部２２Ａが可動ブロック２０Ａ，２０Ｂの受圧部２０ｂから離隔した状態では、当該可動ブロック２０Ａ，２０Ｂをガイドロッド１８Ａ，１８Ｂ及びねじ軸１９Ａ，１９Ｂに沿って拡縮することができる一方、圧接部２２Ａが可動ブロック２０Ａ，２０Ｂの受圧部２０ｂに圧接した状態では、当該可動ブロック２０Ａ，２０Ｂを拘束することができる。つまり、上記可動ブロック２０Ａ，２０Ｂの受圧部２０ｂと圧接部２２Ａを有する圧接部材２２とで、第１、第２の可動ブロック２０Ａ，２０Ｂを任意の拡縮状態に維持する固定手段を構成している。
【００１０】
また、上記緩衝機構５を構成するアウター部材７の下端面７Ａには、図示しない流体供給源に接続された駆動手段としてのエアシリンダ３０が取付けられており、このエアシリンダ３０のピストンロッド２９は鉛直方向下方を向けられている。このピストンロッド２９の先端には、円板状の昇降フレーム３２がねじ３１により連結されている。固定フレーム１４の上面には、センターロッド１６を固定するナット１６Ａが突出されており、昇降フレーム３２はこれに当接することで下降を規制されるようになっている。
上記昇降フレーム３２の円周方向等間隔位置における４箇所には、固定フレーム１４を遊嵌貫通して鉛直下方に延びる４本のロッド３３（２本のみ図示）が取付けられており、これらロッド３３の下端には、上記センターロッド１６を遊嵌貫通させるととともに、圧接部材２２の凹部２２Ｂ内に収容される十字状の駆動部材３４が一体に連結されており、その下面を駆動部３４Ａとしている。
そして本実施例では、第１、第２の可動ブロック２０Ａ，２０Ｂの位置に係らず、駆動部３４Ａとこれに当接するグリップ部材２の従動部２５ａとの連動を維持するために、駆動部３４Ａをガイドロッド１８Ａ，１８Ｂ及びねじ軸１９Ａ，１９Ｂの長手方向に延ばし、これに沿って平行に形成している。
これにより、駆動部材３４の進退動は、駆動部３４Ａの全長に渡って一様に作用されるので、上記エアシリンダ３０により駆動部材３４を上昇端位置に後退させた場合には、駆動部３４Ａに連動して板ばね３５の弾発力により従動部２５ａがピン２７を中心として一斉に上方に押し上げられるようになり、この状態では各グリップ部材２は一斉に同一ストロークで閉鎖されて閉鎖状態となる。他方、駆動部材３４を下降端位置に前進させた場合には、駆動部３４Ａに連動される従動部２５ａが板ばね３５に抗してピン２７を中心として一斉に下方に押し下げられるようになり、この状態では各グリップ部材２は一斉に同一ストロークで開放されて開放状態となる。つまり、上記揺動部材２５の従動部２５Ａ、駆動部３４Ａを有する駆動部材３４とエアシリンダ３０で、各グリップ部材２を一斉に同一ストロークで開閉させる開閉機構を構成している。
【００１１】
以上の構成にかかわるグリップ装置１の作動について説明する。
図３の想像線で示す正方形のケーキ皿Ｃを把持する場合には、先ず、間隔調節機構によりグリップ部材２間の間隔を調節する。この間隔調節時には、ねじ部材２１を回転させて圧接部材２２を上昇させることで圧接部２２Ａによる受圧部２０ｂへの圧接を解除して第１、第２の可動ブロック２０Ａ，２０Ｂを拡縮できる状態とする。この拡縮できる状態となったら、左右のツマミ１９Ａ´と前後のツマミを介して第１、第２のねじ軸１９Ａ，１９Ｂを回転させて支持ブロック１７から等間隔となる位置へとそれぞれ４つのグリップ部材２を移動させる。このとき、グリップ部材２は、板ばね３５の弾発力によってケーキ皿Ｃを把持させるために各々のプレート部材２６が閉鎖動作の途中でケーキ皿Ｃの側面に当接するように位置を設定する。そして、４つ全ての可動ブロック２０Ａ，２０Ｂについて位置調節が終了したら、ねじ軸２１を回転させて圧接部材２２を降下させて圧接部２２Ａを一斉に受圧部２０Ａに圧接させる。これにより、第１、第２の可動ブロック２０Ａ，２０Ｂの位置が固定される。
このような事前の調節作業が完了したら、ロボットの作動によるケーキ皿Ｃの移し替え作業を開始する。
しかして、上記正方形のケーキ皿Ｃがベルトコンベヤによって搬送されて所定の把持位置に達すると、グリップ装置１を所定の把持位置へと移動させるとともに、エアシリンダ３０を作動させて駆動部材３４を下降端まで前進させる。これにより、駆動部材３４の駆動部３４Ａに連動された従動部２５ａが板ばね３５に抗してピン２７を中心として一斉に下方に押し下げられるようになるので、各グリップ部材２は一斉に同一ストロークで開放される。
この状態でグリッパ部材２間にケーキ皿Ｃを位置させると、エアシリンダ３０を作動させて駆動部材３４を直ちに上昇端まで後退させる。これにより、駆動部材３４の駆動部３４Ａに連動して板ばね３５の弾発力により従動部２５ａがピン２７を中心として一斉に上方に押し上げられるようになるので、各グリップ部材２は一斉に閉鎖されて、当該ケーキ皿Ｃが把持される。ケーキ皿Ｃを把持したロボットは、ケーキ皿Ｃを所定の解放位置に移動させるようになっており、この解放位置でエアシリンダ３０を作動させて駆動部材３４を最下端まで前進させることでグリップ部材２を開放させてケーキ皿Ｃを解放する。そして、ケーキ皿Ｃを解放したロボットは、次のケーキ皿Ｃの処理動作に移行する。
【００１２】
次に図３で実線で示す三角形状のケーキ皿Ｃを把持する場合には、上述したように事前にグリップ部材２間の間隔を調整する。この場合、把持する物品が三角形であることから、対峙する一方の一対のグリップ部材２は支持部材１７が位置する中心から等距離に配置するが、対峙する他方の一対のグリップ部材２は中心からの距離を各々異ならせて非対称に配置する。このように、各グリップ部材２の配置は把持する物品の形状に応じて自由に設定することができる。このような事前の調節作業が完了したら、上記と同様にケーキ皿Ｃの移し替え作業を開始する。
【００１３】
以上の説明より理解されるように、本グリップ装置１によれば、上記駆動部材３４の駆動部３４Ａがガイド（ガイドロッド１８Ａ，１８Ｂまたは、ねじ部材１９Ａ，１９Ｂ）の長手方向に伸びているので、把持する物品（ケーキ皿Ｃ）に応じて各グリップ部材２を移動させて間隔を拡縮した際にも、駆動手段（エアシリンダ３０）による駆動部材３４の進退動が駆動部３４Ａの全長に渡って一様に作用されるため、グリップ部材２の位置に関係なく開閉ストロークは一定に維持される。
【００１５】
なお、上記実施例では、板ばね３５でグリップ部材２を閉鎖する方向に付勢していたがこれに限定されるものではなく解放させる方向に付勢してもよいし、または、駆動部材３４の側面にガイドに沿って延びるカム溝を形成し、このカム溝内にグリップ部材のカムローラを係合させることで駆動部と従動部を連動させるようにしてもよく、この構成の場合には板ばねを省略してもよい。
【００１６】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、グリップ部材の位置に関係なくグリップ部材の開閉ストロークを一定に維持することができ、また四角形状の物品や三角形状の物品を前後左右からそれぞれ確実に把持することができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示すグリップ装置１の縦断面図。
【図２】開閉機構を構成する従動部２５Ａと駆動部材３４、ならびに固定手段を構成する受圧部２０ｂと圧接部材２２の斜視図。
【図３】ケーキ皿Ｃの形状に応じたグリップ部材２（２６）の間隔を説明する図。
【符号の説明】
１…グリップ装置                    ２…グリップ部材
１８Ａ，１８Ｂ…ガイドロッド        １９Ａ，１９Ｂ…ねじ軸
２０Ａ，２０Ｂ…可動ブロック        ２０ｂ…受圧部
２２…圧接部材                      ２２Ａ…圧接部
２３…固定手段                      ２５…揺動部材
２５Ａ…従動部                      ２８…カムローラ
３０…エアシリンダ                  ３４…駆動部材
３４Ａ…駆動部                      Ｃ…ケーキ皿
【図１】
0004702587.tif 000002
【図２】
0004702587.tif 000003
【図３】
0004702587.tif 000004