(57)【要約】【課題】ロボットの可動部材に装着でき、かつ、１対のピンセットを受入れかつ該ピンセットを付勢して、ピンセットにより目標物のグリップ、配向、搬送および位置決めを操作できるグリッパすなわちピンセットホルダを提供することにある。【解決手段】ロボットアームに装着するためのケーシング（１）を有し、該ケーシング（１）が、（ｉ）ピンセット固定／割出し具（６〜１４）および（ｉｉ）ピンセットのアーム制御具を収容している。該制御具は、ピンセットのアームに作用するプッシャ（２１）を制御するモータ要素（４、１７）を有している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロボットのアームに装着できるケーシング（１）を有し、該ケーシング（１）は、一方では、ピンセット（３）のための固定／割出し具（６〜１４）を収容し、他方では、ピンセットのアームに作用するプッシャ（２１）を付勢するモータ部材（４、１７）を備えた、ピンセットのアームを付勢する付勢具を収容することを特徴とするピンセットグリッパ。
【請求項２】
前記ケーシング（１）はその一端が開放しており、固定／割出し具（６〜１４）内へのピンセット（３）の導入を可能にすることを特徴とする請求項１記載のピンセットグリッパ。
【請求項３】
前記固定／割出し具（６〜１４）は、ケーシング（１）に対してピンセットの後部を位置決めする手段（９）と、ピンセットの対応手段（３３）と協働して、固定具の所定の力でピンセットを保持する一時的固定手段（１０、１２、１３）とを有することを特徴とする請求項１または２記載のピンセットグリッパ。
【請求項４】
前記ピンセットが固定／割出し具内に固定および位置決めされたとき、ピンセットは実質的にグリッパの長手方向軸線に沿って配置されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載のピンセットグリッパ。
【請求項５】
前記グリッパ内へのピンセットの連結および解放は、これらの要素の軸線方向相対移動により行なわれることを特徴とする請求項１〜４のいずれか1項記載のピンセットグリッパ。
【請求項６】
前記プッシャ（２８）はグリッパのアーム（２０）の自由端により構成され、これらのアーム（２０）は、回転モータ（４）により回転駆動される螺条（１７）と係合するナット（１９）に固定されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか1項記載のピンセットグリッパ。
【請求項７】
前記プッシャ（２１）によりピンセット（３）のアームに加えられる力を検出する測定回路により構成されるモータ部材（４）の制御回路を有していることを特徴とする請求項１〜６のいずれか1項記載のピンセットグリッパ。
【請求項８】
前記ピンセットの後部には、グリッパの固定／割出し具の対応形状と協働できるカップリング形状が設けられていることを特徴とする請求項１のグリッパに着脱可能に固定できるピンセット。
【請求項９】
厚い剛性アームおよび弾性変形可能な第二アームを有することを特徴とする請求項８記載のピンセット。
【請求項１０】
ピンセットの貯蔵を行なう供給源の対応形状と協働する固定形状を更に有することを特徴とする請求項８または９記載のピンセット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ピンセットホルダに関する。
【背景技術】
【０００２】
ハンドリング操作、位置決め操作、一般的に云えばあらゆる手動操作は、ますます自動化されかつロボット化される傾向にある。例えば計時、医療、研究等の多くの分野において、これらの手動操作はピンセット（鉗子）の補助により行なわれる。ピンセットを用いたこのような手動操作を自動化またはロボット化できるようにするには、ツールキャリヤを備えた多くのツールを用いて、ロボットと１つまたは幾つかのピンセットとの間の機械的連結を確立できるようにしかつロボットによりこれらのピンセットを付勢できるようにするピンセットキャリヤを設ける必要がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の目的は、ロボットの可動部材に装着でき、かつ、１対のピンセットを受入れかつ該ピンセットを付勢して、ピンセットにより目標物のグリップ、配向、搬送および位置決めを操作できるグリッパすなわちピンセットホルダを提供することにある。このようなグリッパは、実際に、ロボットと１対のピンセットとの間の機械的インターフェースを構成し、従って現在ピンセットを用いて手動により行なわれているあらゆる種類の操作の自動化およびロボット化できる。
本発明の他の目的は、ロボットの可動部材に装着でき、かつ、ピンセットを受入れて該ピンセットを付勢できるグリッパすなわちピンセットホルダを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明によれば、ロボットのアームに装着できるケーシングを有し、該ケーシングは、一方では、ピンセットのための固定／割出し具を収容し、他方では、ピンセットのアームに作用するプッシャを付勢するモータ部材を備えた、ピンセットのアームを付勢する付勢具を収容することを特徴とするピンセットグリッパが提供される。
本発明によれば又、ロボットのアームに装着できるケーシングを有し、該ケーシングは、一方では、ピンセットのための固定／割出し具を収容し、他方では、ピンセットのアームに作用するプッシャを付勢するモータ部材を備えた、ピンセットのアームを付勢する付勢具を収容することを特徴とするピンセットグリッパに着脱可能に固定できるピンセットであって、前記ピンセットの後部には、グリッパの固定／割出し具の対応形状と協働できるカップリング形状が設けられていることを特徴とするピンセットが提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００５】
添付図面には、本発明によるピンセットホルダの一実施形態の一例が概略的に示されている。
本発明の目的とするグリッパすなわちピンセットホルダは、ロボットのアームに装着できかつグリップすべき目標物に従って種々のピンセットを受入れ並びにこれらのピンセットを付勢して前記目標物をグリップしかつ位置決めすることができる。
グリッパはフレームすなわちケーシング１を有し、該フレーム１は、ロボットのアームに固定する手段を備え、かつピンセット３の固定または割出しを行なう割出し具２と、このピンセットを付勢する用具であって、ピンセットのアームに作用するグリッパ５の運動を制御するモータ４を備えた付勢具とを収容する。
【０００６】
図示の例では、ピンセットの固定または割出し具２は、ねじ７の補助によりケーシング１の底８に固定される部片６により構成される。部片６はスロット９を有し、該スロット９は、フレーム１の長手方向軸線に平行に配置されかつフレーム１の前方開端部の方向に開口している。このスロット９の寸法すなわち長さ、幅および厚さは、グリッパ内に固定すべきピンセット３の後部の寸法に適合している。
この割出し具２はまた、部片６の一方の脚１１を貫通する２つの孔１０を有する。該孔１０内にはボール１２が配置され、該ボール１２は、ねじ１４の補助により部片６に固定されたリーフスプリング１３の作用を受ける。割出し具２内にピンセットが存在しない場合には、ボール１２は、スプリング１３の力を受けて部片６の他方の脚の内側面に当接されている。
グリッパ内に固定すべきピンセットは、両アームが連結されているピンセットの後部に２つの孔３３を有し、これらの孔３３の中心間距離は、部片６の脚１１の孔１０間の中心間距離に等しい。
【０００７】
ピンセットの後部を割出し具内に導入する間に、ボール１２は後方に押され、次にピンセットの孔内に入り込み、ピンセットをサービス位置に保持する。ピンセットの孔と協働するボール１２は、ピンセットをグリッパ内に正確に位置決めしかつピンセットが意図した作業を行なうのに充分な力でピンセットを保持する。
図示した上記割出し具は、多くの数ある可能性のうちの単なる一実施形態に過ぎない。この割出し具は外的作用を全く必要としないが、位置決め部材すなわちボール１２およびピンセットの対応孔３３は、ピンセットの正確な位置決めおよび互換性が得られる限り、図示の実施形態とは異ならせることができることは明白であろう。位置決め部材は、本発明の範囲を逸脱しない他の任意の既知の方法で作ることができる。
同様に、固定／割出し具は、外的作用により制御されるように構成でき、部片６内でのピンセットの後部のグリップは、このピンセットの位置決め運動の終時での到達により制御することができる。
この固定／割出し具の本質的特徴は、ピンセットを、グリッパに対するピンセットのサービス位置に正確に位置決めできること、およびピンセットの固定が可逆的、すなわちピンセットが互換性を有するという事実にある。
【０００８】
グリッパはまた、上記固定／割出し具内に位置決めされるピンセット３の付勢具を有している。この付勢具はケーシング１の後部内に配置されるモータ４を有し、該モータ４は、Ｕ形の切込みを備えたクロスピース１５（クロスピース自体はケーシング１内に配置される）上に固定される。モータ４の軸１６はクロスピース１５の一方の脚を通り、カップリング１６を介してシャフト１７の後端部に連結されている。シャフト１７の後端部は、クロスピース１５の他方の脚内のボールベアリング１８の補助により枢着されている。ケーシング１の長手方向軸線に平行で、固定具の方向に延びているこのシャフト１７の部分には螺条が形成されており、シャフト１７は、グリッパの後部を形成するナット１９と協働する。ナット１９は、ケーシング１内で固定具の両側に延びている２つのアーム２０ａ、２０ｂを有している。各アーム２０ａ、２０ｂはケーシング１の外部に出ているプッシャ２１ａ、２１ｂに終端しており、各プッシャは、固定具内に位置決めされたピンセットの各脚に当接する。
かくして、モータ４を一方向または他方向に回転させることにより、グリッパが前方または後方に移動され、これにより、プッシャ２１ａ、２１ｂの作用によりピンセットの両アームが接近されるか、両アーム自体の弾性作用により両アームが引離される。ピンセットの両アームは、常にプッシャ２１ａ、２１ｂに接触した状態に維持される。
【０００９】
付勢具のここに説明する実施形態は、もちろん非制限的な例である。他の実施形態では、モータ４のシャフトとプッシャ２１ａ、２１ｂとの間の運動学的連結を非常に異なるものとし、グリッパを関節連結形レバー等に置換できる。同様に、モータ４を、ジャッキまたは電磁石に置換することもできる。
重要なことは、モータ部材、例えばステップ形電気モータ、ジャッキまたは電磁石がプッシャを付勢し、プッシャが、ピンセットのアームの閉運動を引起こしかつアームとの当接状態を維持したままアームを開くことができる衝合体として機能することである。
モータ部材４の制御は、ロボットが実行すべきプログラムに関連して、電子的にまたはコンピュータにより行なうことができる。しかしながら、このモータ部材の制御モードの如何にかかわらず、モータ部材は、ピンセットの両アーム関の目標物のグリップ力が所定値を超えないように、ピンセットのグリップ力を発生させる必要がある。
【００１０】
このように、モータをピンセットのグリップ力に従属させることは、グリッパのアーム２０ａ、２０ｂの内側面上に固定された４つの歪みゲージ２２の補助により行なわれる。歪みゲージ２２はホイートストン・ブリッジの形態に取付けられ、これらのアーム２０ａ、２０ｂがピンセットのアームに当接することにより外方に撓むときに正の電圧を発生するようになっている。この電圧は、ピンセットが閉じることに関連し、次にピンセットにより目標物に加えられるグリップ力に関連して増大する。この正の電圧と、所望グリップ力に相当する基準電圧とを比較することにより、モータ４を停止させる制御信号を発生できる。
目標物を解放すべくピンセットを開くには、モータを逆方向に回転させて、ケーシング内でピンチャを後退させる。これによりピンセットが開き、ピンセットが完全に開くと、ピンチャのアーム２０ａ、２０ｂはもはや撓んでいない状態になる。このときの測定電圧はゼロに等しく、他の基準電圧との比較によりモータを停止させる。
このようなピンセットグリッパを最適方法で使用するには、ロボットのアームに固定されたピンセットグリッパは、ピンセットの供給源または貯蔵源から、所定ピンセットを自動的に選択してこれを取出し、最終的にこれを貯蔵源内で置換できる必要がある。
多くの供給源および貯蔵源を考えることができ、これらのうちの１つを一例として以下に説明する。
【００１１】
図５および図５ａに示す位置決め器（ポジショナ）は、互いに対面する２つのブロック２３、２４を備えたフレームを有している。第一ブロック２３は固定保持部材を有し、この場合、固定保持部材は、互いに平行かつ該固定保持部材が固定されるブロック２３の表面に対しても平行な２つのピン２５により形成されている。第二ブロック２４は可動保持部材を有し、該可動保持部材も、互いに平行かつ該可動保持部材が固定されるブロック２４の表面に対しても平行な２つのピンにより形成されている。これらのピン２６は、ブロック２４のボア２９内に摺動可能に取付けられたハブ２８に固定された２つのクロスピース２７間に固定されている。このハブ２８は、ブロック２４に螺着されたプラグ３１上に支持されたスプリング３０の作用を受ける。ハブ２８の前進位置において、該ハブ２８はボア２９の肩部に衝合する。
この供給源または貯蔵源は、図６に示した形式のピンセットを保持できる。これらのピンセットは２つのアーム３２を有し、両アームはその一端が一体に固定されている。この端部には２つの孔３３が設けられており、該孔３３は、ピンセットを、２つのボール１２によりグリッパの割出し具内に固定することを可能にする。
これらの各アーム３２の中間部には半円形ノッチ３４が設けられており、これらのノッチは反対側セクションが開口している。各アーム３２の１つの部分につき２つのノッチ３４が設けられており、これらのノッチの中心間距離は、貯蔵源のピン２５、２６の中心間距離に等しい。
【００１２】
貯蔵源内にピンセットを置くため、ピンセットはピン２５、２６を支持するブロック２３、２４の表面に平行な平面内に配向され、次に、ノッチ３４がピンに対面するようになるまで、ピンセットの尖端がピン２５、２６間に導入される。次にピンセットが１／４回転され、ピン２５、２６がノッチ３２内に係合する。ハブ２２が後退し、ピンセットのアームのセクションに対して加えられるピン２６を保持すべく前進する。
次にピンセットは、グリッパを備えたロボットによりピックアップされる。グリッパは、ピンセットの後部が割出し具内に導入されかつボール１２がピンセットの孔３３と接触するように位置決めされる。ピンセット従ってグリッパを１／４回転だけ回転させると、ピン２５、２６がノッチ３４から自由になり、ピンセットを貯蔵源から取出すことができる。
ピンセットのノッチ３４が貯蔵源のピン２５、２６と係合しているときに、グリッパを後退させると、ボール１２の当接力に打勝つことにより、割出し具からピンセットを解放させることができることに留意されたい。
かくして、グリッパが設けられたロボットは、貯蔵源内で、所与の作業を行なう所望のピンセットを探し出し、次にこれに置換できる。
図示の実施形態は、特許請求の範囲から逸脱することなく変更できる特定実施形態に過ぎない。
【００１３】
一変更形態では、ピンセットを２つの非対称アームで構成できる。一方のアームは平坦で厚く、事実上変形せず、他方のアームは薄くて可撓性を有し、弾性変形できるもので構成できる。
本発明において首尾一貫していることは、ピンセットが、該ピンセットを着脱可能にかつ所定位置においてグリッパに固定することを可能にする固定具の対応手段と協働する形状すなわち固定手段を有していることである。
また、ピンセットには、貯蔵源または供給源（これらの中にピンセットが配置され、グリッパに連結されることを待機している）の形状と協働できる対応形状を設けることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明のピンセットホルダを示す斜視図である。
【図２】本発明のピンセットホルダの縦断面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線に沿う断面図であり、ピンセットホルダ内にピンセットを固定する固定具を示すものである。
【図４】ピンセット付勢具の作動原理を示す図面である。
【図５】ピンセットホルダによって保持されるピンセットを受け入れる貯蔵源を示す図面である。
【図５Ａ】ピンセットホルダによって保持されるピンセットを受け入れる貯蔵源を示す図面である。
【図６】ピンセットホルダ内に装着できるように構成されたピンセットを示す斜視図である。
【符号の説明】
【００１５】
１  グリッパのフレーム（ケーシング）
２  割出し具
３  ピンセット
４  モータ
５  グリッパ
２０ａ、２０ｂ  アーム
２１ａ、２１ｂ  プッシャ
２２  歪みゲージ
２８  ハブ
【国際公開パンフレット】
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2004523372.tif 000005
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2004523372.tif 000009
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【国際調査報告】
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