(57)【要約】【課題】把持したボルトをシームレスにタップ穴に挿入することが可能なハンド、ロボット及びロボットシステムを提供する。【解決手段】ハンド２０は、第１のフレーム２５ａに設けられ、ボルトＢを把持する１対の把持爪２１ａ、２１ｂを揺動軸ＡＸｐ回りに揺動させる揺動機構２９と、第１のフレーム２５ａに設けられ、各把持爪２１ａ、２１ｂを内側に支持する１対の支持部２２ａ、２２ｂを揺動軸ＡＸｐに沿って開閉させる開閉機構２８と、把持爪２１ａ、２１ｂが把持したボルトＢの軸回りに、第１のフレーム２５ａを第２のフレーム２５ｂに対して無限回転させるボルト回転機構３０と、動作する機構を１）揺動機構２８及び開閉機構２９又は２）ボルト回転機構３０に切り替える切り替え機構３２とを備える。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のフレームに設けられ、ボルトを把持する１対の把持爪を揺動軸回りに揺動させる揺動機構と、
前記第１のフレームに設けられ、前記各把持爪を内側に支持する１対の支持部を前記揺動軸に沿って開閉させる開閉機構と、
前記把持爪が把持したボルトの軸回りに、前記第１のフレームを第２のフレームに対して無限回転させるボルト回転機構と、
動作する機構を１）前記揺動機構及び前記開閉機構又は２）前記ボルト回転機構に切り替える切り替え機構とを備えたハンド。
【請求項２】
請求項１記載のハンドにおいて、前記切り替え機構は、前記第２のフレームに設けられた第１のサーボモータの駆動力を前記開閉機構又は前記ボルト回転機構に伝達できる第１の伝達部と、
前記第２のフレームに設けられた第２のサーボモータの駆動力を前記揺動機構に伝達できる第２の伝達部とを有するハンド。
【請求項３】
請求項２記載のハンドにおいて、
１）前記第１の伝達部は、前記第１のサーボモータによって駆動される中空の第１のスプラインシャフトと、
前記第１のスプラインシャフトを軸方向に移動させる第１の進退駆動部と、
前記第１のスプラインシャフトが一方向に移動した場合にのみ該第１のスプラインシャフトから前記開閉機構に駆動力を伝達する開閉動作断続部と、
前記第１のスプラインシャフトが他方向に移動した場合にのみ該第１のスプラインシャフトから前記ボルト回転機構に駆動力を伝達するボルト回転動作断続部と、を有し、
２）前記第２の伝達部は、前記第１のスプラインシャフトの中空部に該第１のスプラインシャフトと実質的に同軸に配置され、前記第２のサーボモータによって駆動される第２のスプラインシャフトと、
前記第２のスプラインシャフトを軸方向に移動させる第２の進退駆動部と、
前記第２のスプラインシャフトが一方向に移動した場合にのみ該第２のスプラインシャフトから前記揺動機構に駆動力を伝達する揺動動作断続部とを有するハンド。
【請求項４】
請求項３記載のハンドにおいて、
１）前記開閉動作断続部は、開閉機構用クラッチ及び開閉機構用ブレーキを備え、
前記開閉機構用クラッチは、噛み合いクラッチ又は摩擦クラッチであり、
前記開閉機構用ブレーキは、前記開閉機構用クラッチの出力側の第１の被接触部材に接触する第１のブレーキシューと、前記第１のスプラインシャフトと実質的に同軸に、該第１のスプラインシャフトに対して相対回転可能に設けられ、該第１のスプラインシャフトが一方向に移動した場合に前記第１の被接触部材に接触した前記第１のブレーキシューを該第１の被接触部材から離す第１のブレーキ解除部材とを有し、
２）前記揺動動作断続部は、揺動機構用クラッチ及び揺動機構用ブレーキを備え、
前記揺動機構用クラッチは、噛み合いクラッチ又は摩擦クラッチであり、
前記揺動機構用ブレーキは、前記揺動機構用クラッチの出力側の第２の被接触部材に接触する第２のブレーキシューと、前記第２のスプラインシャフトと実質的に同軸に、該第２のスプラインシャフトに対して相対回転可能に設けられ、該第２のスプラインシャフトが一方向に移動した場合に前記第２の被接触部材に接触した前記第２のブレーキシューを該第２の被接触部材から離す第２のブレーキ解除部材とを有し、
３）前記ボルト回転動作断続部は、ボルト回転機構用クラッチ及びボルト回転機構用ブレーキを備え、
前記ボルト回転機構用クラッチは、噛み合いクラッチ又は摩擦クラッチであり、
前記ボルト回転機構用ブレーキは、前記第１のフレームに固定された第３の被接触部材に接触する第３のブレーキシューと、前記第１のスプラインシャフトと実質的に同軸に、該第１のスプラインシャフトに対して相対回転可能に設けられ、該第１のスプラインシャフトが他方向に移動した場合に前記第３の被接触部材に接触した前記第３のブレーキシューを前記第３の被接触部材から離す第３のブレーキ解除部材とを有するハンド。
【請求項５】
請求項４記載のハンドにおいて、前記第１のスプラインシャフトが移動する際に、前記第１のサーボモータの制御モードが位置制御から柔軟制御に切り替わり、
前記第２のスプラインシャフトが移動する際に、前記第２のサーボモータの制御モードが位置制御から柔軟制御に切り替わるハンド。
【請求項６】
請求項３記載のハンドにおいて、
１）前記開閉動作断続部は、開閉機構用クラッチ及び開閉機構用ブレーキを備え、
前記開閉機構用クラッチは、噛み合いクラッチ又は摩擦クラッチであり、
前記開閉機構用ブレーキは、前記開閉機構用クラッチの出力側の第１の被接触部材に接触する第１のブレーキシューと、前記第１のスプラインシャフトと実質的に同軸に、該第１のスプラインシャフトに対して相対回転可能に設けられ、該第１のスプラインシャフトが一方向に移動した場合に前記第１の被接触部材に接触した前記第１のブレーキシューを該第１の被接触部材から離す第１のブレーキ解除部材とを有し、
２）前記揺動動作断続部は、揺動機構用クラッチ及び揺動機構用ブレーキを備え、
前記揺動機構用クラッチは、噛み合いクラッチ又は摩擦クラッチであり、
前記揺動機構用ブレーキは、前記揺動機構用クラッチの出力側の第２の被接触部材に接触する第２のブレーキシューと、前記第２のスプラインシャフトと実質的に同軸に、該第２のスプラインシャフトに対して相対回転可能に設けられ、該第２のスプラインシャフトが一方向に移動した場合に前記第２の被接触部材に接触した前記第２のブレーキシューを該第２の被接触部材から離す第２のブレーキ解除部材とを有し、
３）前記ボルト回転動作断続部は、ボルト回転機構用クラッチ及びボルト回転機構用ブレーキを備え、
前記ボルト回転機構用クラッチは、噛み合いクラッチ又は摩擦クラッチであり、
前記ボルト回転機構用ブレーキは、前記第１のフレームに固定された第３の被接触部材に接触する第３のブレーキシューと、前記第１のスプラインシャフトが他方向に移動した場合に引かれ、前記第３の被接触部材に接触した前記第３のブレーキシューを前記第３の被接触部材から離すブレーキ解除ワイヤとを有するハンド。
【請求項７】
請求項４又は６記載のハンドにおいて、前記噛み合いクラッチの入力側及び出力側の結合面に、それぞれ一方向に延びて突出する凸部が並んで形成されたハンド。
【請求項８】
請求項２〜７のいずれか１項に記載のハンドと、
前記第１及び第２のサーボモータのそれぞれのエンコーダの出力値に基づいて、前記ハンドの動作を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記切り替え機構を動作させる前に、記憶装置に前記各エンコーダの現在の出力値を記憶し、該記憶装置から前回記憶された前記各エンコーダの出力値を読み出し、該各出力値を前記切り替え機構が動作した後の前記各エンコーダの出力値としてそれぞれ設定するロボットシステム。
【請求項９】
アームの先端部にハンドを備え、
前記ハンドは、第１のフレームに設けられ、ボルトを把持する１対の把持爪を揺動軸回りに揺動させる揺動機構と、
前記第１のフレームに設けられ、前記各把持爪を内側に支持する１対の支持部を前記揺動軸に沿って開閉させる開閉機構と、
前記把持爪が把持したボルトの軸回りに、前記第１のフレームを第２のフレームに対して無限回転させるボルト回転機構と、
動作する機構を１）前記揺動機構及び前記開閉機構又は２）前記ボルト回転機構に切り替える切り替え機構とを有するロボット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハンド、ロボット及びロボットシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、嵌合作業等に使用されるロボットハンドが記載されている。このロボットハンドは、部品把持用の把持部を有する指を備えている。把持部は、指に回転自在に支持されている。指には、把持部を回転させる駆動手段が設けられている。また、指には、把持部に把持される部品の把持部回転方向の位置変動を検出してこの位置変動を修正するように駆動手段を作動させる検出手段が設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平３−２３９４９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、把持したボルトをシームレスにタップ穴に挿入することが可能なハンド、ロボット及びロボットシステム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】
【０００５】
前記目的に沿う第１の発明に係るハンドは、第１のフレームに設けられ、ボルトを把持する１対の把持爪を揺動軸回りに揺動させる揺動機構と、
前記第１のフレームに設けられ、前記各把持爪を内側に支持する１対の支持部を前記揺動軸に沿って開閉させる開閉機構と、
前記把持爪が把持したボルトの軸回りに、前記第１のフレームを第２のフレームに対して無限回転させるボルト回転機構と、
動作する機構を１）前記揺動機構及び前記開閉機構又は２）前記ボルト回転機構に切り替える切り替え機構とを備える。
【０００６】
第１の発明に係るハンドにおいて、前記切り替え機構は、前記第２のフレームに設けられた第１のサーボモータの駆動力を前記開閉機構又は前記ボルト回転機構に伝達できる第１の伝達部と、
前記第２のフレームに設けられた第２のサーボモータの駆動力を前記揺動機構に伝達できる第２の伝達部とを有することが好ましい。
【０００７】
第１の発明に係るハンドにおいて、
１）前記第１の伝達部は、前記第１のサーボモータによって駆動される中空の第１のスプラインシャフトと、
前記第１のスプラインシャフトを軸方向に移動させる第１の進退駆動部と、
前記第１のスプラインシャフトが一方向に移動した場合にのみ該第１のスプラインシャフトから前記開閉機構に駆動力を伝達する開閉動作断続部と、
前記第１のスプラインシャフトが他方向に移動した場合にのみ該第１のスプラインシャフトから前記ボルト回転機構に駆動力を伝達するボルト回転動作断続部と、を有し、
２）前記第２の伝達部は、前記第１のスプラインシャフトの中空部に該第１のスプラインシャフトと実質的に同軸に配置され、前記第２のサーボモータによって駆動される第２のスプラインシャフトと、
前記第２のスプラインシャフトを軸方向に移動させる第２の進退駆動部と、
前記第２のスプラインシャフトが一方向に移動した場合にのみ該第２のスプラインシャフトから前記揺動機構に駆動力を伝達する揺動動作断続部とを有することが好ましい。
【０００８】
第１の発明に係るハンドにおいて、
１）前記開閉動作断続部は、開閉機構用クラッチ及び開閉機構用ブレーキを備え、
前記開閉機構用クラッチは、噛み合いクラッチ又は摩擦クラッチであり、
前記開閉機構用ブレーキは、前記開閉機構用クラッチの出力側の第１の被接触部材に接触する第１のブレーキシューと、前記第１のスプラインシャフトと実質的に同軸に、該第１のスプラインシャフトに対して相対回転可能に設けられ、該第１のスプラインシャフトが一方向に移動した場合に前記第１の被接触部材に接触した前記第１のブレーキシューを該第１の被接触部材から離す第１のブレーキ解除部材とを有し、
２）前記揺動動作断続部は、揺動機構用クラッチ及び揺動機構用ブレーキを備え、
前記揺動機構用クラッチは、噛み合いクラッチ又は摩擦クラッチであり、
前記揺動機構用ブレーキは、前記揺動機構用クラッチの出力側の第２の被接触部材に接触する第２のブレーキシューと、前記第２のスプラインシャフトと実質的に同軸に、該第２のスプラインシャフトに対して相対回転可能に設けられ、該第２のスプラインシャフトが一方向に移動した場合に前記第２の被接触部材に接触した前記第２のブレーキシューを該第２の被接触部材から離す第２のブレーキ解除部材とを有し、
３）前記ボルト回転動作断続部は、ボルト回転機構用クラッチ及びボルト回転機構用ブレーキを備え、
前記ボルト回転機構用クラッチは、噛み合いクラッチ又は摩擦クラッチであり、
前記ボルト回転機構用ブレーキは、前記第１のフレームに固定された第３の被接触部材に接触する第３のブレーキシューと、前記第１のスプラインシャフトと実質的に同軸に、該第１のスプラインシャフトに対して相対回転可能に設けられ、該第１のスプラインシャフトが他方向に移動した場合に前記第３の被接触部材に接触した前記第３のブレーキシューを前記第３の被接触部材から離す第３のブレーキ解除部材とを有することが好ましい。
【０００９】
第１の発明に係るハンドにおいて、前記第１のスプラインシャフトが移動する際に、前記第１のサーボモータの制御モードが位置制御から柔軟制御に切り替わり、
前記第２のスプラインシャフトが移動する際に、前記第２のサーボモータの制御モードが位置制御から柔軟制御に切り替わることが好ましい。
【００１０】
第１の発明に係るハンドにおいて、
１）前記開閉動作断続部は、開閉機構用クラッチ及び開閉機構用ブレーキを備え、
前記開閉機構用クラッチは、噛み合いクラッチ又は摩擦クラッチであり、
前記開閉機構用ブレーキは、前記開閉機構用クラッチの出力側の第１の被接触部材に接触する第１のブレーキシューと、前記第１のスプラインシャフトと実質的に同軸に、該第１のスプラインシャフトに対して相対回転可能に設けられ、該第１のスプラインシャフトが一方向に移動した場合に前記第１の被接触部材に接触した前記第１のブレーキシューを該第１の被接触部材から離す第１のブレーキ解除部材とを有し、
２）前記揺動動作断続部は、揺動機構用クラッチ及び揺動機構用ブレーキを備え、
前記揺動機構用クラッチは、噛み合いクラッチ又は摩擦クラッチであり、
前記揺動機構用ブレーキは、前記揺動機構用クラッチの出力側の第２の被接触部材に接触する第２のブレーキシューと、前記第２のスプラインシャフトと実質的に同軸に、該第２のスプラインシャフトに対して相対回転可能に設けられ、該第２のスプラインシャフトが一方向に移動した場合に前記第２の被接触部材に接触した前記第２のブレーキシューを該第２の被接触部材から離す第２のブレーキ解除部材とを有し、
３）前記ボルト回転動作断続部は、ボルト回転機構用クラッチ及びボルト回転機構用ブレーキを備え、
前記ボルト回転機構用クラッチは、噛み合いクラッチ又は摩擦クラッチであり、
前記ボルト回転機構用ブレーキは、前記第１のフレームに固定された第３の被接触部材に接触する第３のブレーキシューと、前記第１のスプラインシャフトが他方向に移動した場合に引かれ、前記第３の被接触部材に接触した前記第３のブレーキシューを前記第３の被接触部材から離すブレーキ解除ワイヤとを有することが好ましい。
【００１１】
第１の発明に係るハンドにおいて、前記噛み合いクラッチの入力側及び出力側の結合面に、それぞれ一方向に延びて突出する凸部が並んで形成されてもよい。
【００１２】
前記目的に沿う第２の発明に係るロボットシステムは、第１の発明に係るハンドと、
前記第１及び第２のサーボモータのそれぞれのエンコーダの出力値に基づいて、前記ハンドの動作を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記切り替え機構を動作させる前に、記憶装置に前記各エンコーダの現在の出力値を記憶し、該記憶装置から前回記憶された前記各エンコーダの出力値を読み出し、該各出力値を前記切り替え機構が動作した後の前記各エンコーダの出力値としてそれぞれ設定する。
【００１３】
前記目的に沿う第３の発明に係るロボットは、アームの先端部にハンドを備え、
前記ハンドは、第１のフレームに設けられ、ボルトを把持する１対の把持爪を揺動軸回りに揺動させる揺動機構と、
前記第１のフレームに設けられ、前記各把持爪を内側に支持する１対の支持部を前記揺動軸に沿って開閉させる開閉機構と、
前記把持爪が把持したボルトの軸回りに、前記第１のフレームを第２のフレームに対して無限回転させるボルト回転機構と、
動作する機構を１）前記揺動機構及び前記開閉機構又は２）前記ボルト回転機構に切り替える切り替え機構とを有する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係るハンド、ロボット及びロボットシステムにおいては、把持したボルトをシームレスにタップ穴に挿入することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るロボットのアーム先端部の斜視図である。
【図２】同ロボットが有するハンドの斜視図である。
【図３】同ロボットが有するハンドの把持爪が閉じた状態における開閉機構及び揺動機構の説明図である。
【図４】同ロボットが有するハンドの把持爪が開いた状態における開閉機構及び揺動機構の説明図である。
【図５】同ロボットが有するハンドの把持機構が動作する場合における内部構造を示す説明図である。
【図６】同ロボットが有するハンドのボルト回転機構が動作する場合における内部構造を示す説明図である。
【図７】（ａ）、（ｂ）は、それぞれ同ロボットが有するハンドの開閉機構用ブレーキの動作を示す説明図及びブレーキシューの斜視図であり、（ｃ）、（ｄ）は、それぞれボルト回転機構用ブレーキの動作を示す説明図及びブレーキシューの斜視図である。
【図８】（ａ）、（ｂ）は、それぞれ同ロボットが有するハンドの開閉機構用ブレーキの解除動作を示す説明図及びブレーキ解除部材の斜視図であり、（ｃ）、（ｄ）は、それぞれボルト回転機構用ブレーキの解除動作を示す説明図及びブレーキ解除部材の斜視図である。
【図９】同ロボットが有するハンドの波形クラッチの動作説明図である。
【図１０】本発明の第２の実施の形態に係るロボットが有するハンドの内部構造を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。なお、各図において、説明に関連しない部分は図示を省略する場合がある。
【００１７】
図１に示すように、本発明の第１の実施の形態に係るロボット１０は、アーム１１の先端にハンド２０を備え、ハンド２０がボルトＢを把持した状態で、このボルトＢをタップ穴Ｔに挿入（仮締め）することができる。
ハンド２０は、アーム１１の先端に設けられた回転軸ＡＸｔ回りに回転する手首フランジ１２に力覚センサ１３を介して設けられている。なお、ハンド２０は、力覚センサ１３を介さずに手首フランジ１２に設けることも可能である。ロボット１０は、例えば、７軸の多関節ロボットである。
【００１８】
図２に示すように、ハンド２０は、ボルトＢを把持する１対の把持爪２１ａ、２１ｂを有している。各把持爪２１ａ、２１ｂは、例えば回転軸ＡＸｔの方向に延びる１対の支持部２２ａ、２２ｂの内側先端部にて支持されている。把持爪２１ａ、２１ｂの先端部は、ハンド２０を側面視すると、先端に向かうに従って厚みが薄くなっている。また、把持爪２１ａ、２１ｂの先端部は、内側に突出している。この突出部分には、把持爪２１ａ、２１ｂの先端方向に延びる、例えば断面Ｖ字状の溝部３７が形成されている。
把持爪２１ａ、２１ｂは、支持部２２ａ、２２ｂが開閉することによって、各支持部２２ａ、２２ｂの長手方向と交差する揺動軸ＡＸｐに沿って開閉し、溝部３７にボルトＢの頭を把持することができる。把持爪２１ａ、２１ｂは、揺動軸ＡＸｐ回りに揺動し、その先端の向きを変えることができる。
【００１９】
また、把持爪２１ａ、２１ｂは、第１のフレーム２５ａが力覚センサ１３に設けられた第２のフレーム２５ｂに対して相対回転することによって、回転軸ＡＸｔ回りに無限回転することができる（図１に示す矢印参照）。従って、把持爪２１ａ、２１ｂにて把持したボルトＢをボルトＢの軸回りに回転させ、前述の通りボルトＢをタップ穴Ｔに挿入することができる。
【００２０】
ここで、把持爪２１ａ、２１ｂ（支持部２２ａ、２２ｂ）が開閉する開閉動作は、第１のフレーム２５ａに設けられた開閉機構２８によって実現される（図３、図５、図６参照）。把持爪２１ａ、２１ｂの先端の向きが変わる揺動動作は、第１のフレーム２５ａに設けられた揺動機構２９により実現される。なお、以下、開閉動作及び揺動動作をまとめて把持動作という場合があり、開閉機構２８及び揺動機構２９をまとめて把持機構という場合がある。把持したボルトＢをボルトＢの軸回りに回転させるボルト回転動作は、ボルト回転機構３０により実現される（図５、図６参照）。
【００２１】
開閉機構２８及びボルト回転機構３０は、図５、図６に示す第２のフレーム２５ｂに設けられた共通の第１のサーボモータ２６ａによって駆動される。揺動機構２９は、第２のフレーム２５ｂに設けられた第２のサーボモータ２６ｂによって駆動される。なお、第１のサーボモータ２６ａ及び第２のサーボモータ２６ｂは、図示しないサーボアンプによって駆動される。また、サーボアンプは、図示しないコントローラによって制御される。なお、このサーボアンプ及びコントローラは、制御部の一例を構成する。また、ロボット１０及び制御部は、ロボットシステムの一例を構成する。
但し、把持機構及びボルト回転機構３０は、切り替え機構３２によって、動作する機構がいずれか一方に切り替わる。
以下、開閉機構２８、揺動機構２９、ボルト回転機構３０及び切り替え機構３２について説明する。
【００２２】
（開閉機構）
開閉機構２８は、図３、図４に示すように、開閉機構駆動シャフト３１と、開閉機構駆動シャフト３１によって回転する左右ねじシャフト３３と、左右ねじシャフト３３の回転によって、互いに反対方向に移動する１対の移動部３４とを有している。
【００２３】
開閉機構駆動シャフト３１は、その長手方向が、揺動軸ＡＸｐと平行となるように、第１のフレーム２５ａに取り付けられている。なお、ここに言う「平行」とは、厳密な意味での平行ではない。即ち、「平行」とは、設計上、製造上の誤差が許容され、「実質的に平行」という意味である（以下、同様）。
【００２４】
左右ねじシャフト３３は、第１のフレーム２５ａに設けられた軸受３８によって回転可能に支持されている。左右ねじシャフト３３は、開閉機構駆動シャフト３１よりもハンド２０の先端側にて、開閉機構駆動シャフト３１の長手方向と平行に設けられている。左右ねじシャフト３３の一方側と他方側には、それぞれ互いに逆向きのねじ（左右ねじ）が形成されている。左右ねじシャフト３３は、タイミングベルト４０及びプーリ４１によって主として構成された第１のベルトプーリ部４２を介して開閉機構駆動シャフト３１によって駆動される。
【００２５】
１対の移動部３４は、それぞれ左右ねじシャフト３３に形成された左右ねじによって移動する。即ち、１対の移動部３４は、それぞれ、左右ねじシャフト３３の回転に伴い、左右ねじシャフト３３の軸方向に沿って互いに反対方向に移動する。移動部３４には、それぞれ１対の支持部２２ａ、２２ｂの基端部が固定されている。
【００２６】
（揺動機構）
揺動機構２９は、図２、図３に示すように、揺動機構駆動シャフト５１と、揺動機構駆動シャフト５１の駆動力を伝達するスプラインシャフト５２及び１対のスプラインナット５３と、１対のリンク部５５とを有している。
揺動機構駆動シャフト５１は、その長手方向が、揺動軸ＡＸｐと平行となるように、第１のフレーム２５ａに取り付けられている。また、揺動機構駆動シャフト５１は、開閉機構駆動シャフト３１とは被駆動側が反対向きを向くように配置される。更に、揺動機構駆動シャフト５１は、ハンド２０を側面視して（揺動機構駆動シャフト５１又は開閉機構駆動シャフト３１の被駆動側から見て）、開閉機構駆動シャフト３１と並んで配置される。
【００２７】
スプラインシャフト５２は、左右ねじシャフト３３よりもハンド２０の先端側の位置にて、第１のフレーム２５ａに設けられた軸受５８によって回転可能に支持されている。また、スプラインシャフト５２は、揺動機構駆動シャフト５１よりもハンド２０の先端側の位置にて、揺動機構駆動シャフト５１の長手方向と平行となるように設けられている。スプラインシャフト５２は、タイミングベルト５６及びプーリ５７によって主として構成された第２のベルトプーリ部５９を介して揺動機構駆動シャフト５１によって駆動される。
【００２８】
１対のスプラインナット５３は、それぞれ内周側に位置する第１のスプラインナット部５３ａと、外周側に位置する第２のスプラインナット部５３ｂによって、少なくとも構成されている。
第１のスプラインナット部５３ａは、スプラインシャフト５２と共に回転し、スプラインシャフト５２の軸方向に移動することができる。第１のスプラインナット部５３ａは、例えば、ボールスプラインインナーである。
第２のスプラインナット部５３ｂは、第１のスプラインナット部５３ａと共にスプラインシャフト５２の回転軸に沿って移動でき、第１のスプラインナット部５３ａの回転軸回りに第１のスプラインナット部５３ａに対して相対回転することができる。第２のスプラインナット部５３ｂは、支持部２２ａ、２２ｂの基端部の内側にて固定されている。第２のスプラインナット部５３ｂは、例えば、ボールスプラインアウターである。
【００２９】
各リンク部５５は、それぞれ揺動軸ＡＸｐ回りに回転する円板６０及びこの円板６０と第１のスプラインナット部５３ａとを連結する１対の棒状のリンク６１を備え、リンク機構により各第１のスプラインナット部５３ａの回転を把持爪２１ａ、２１ｂに伝達することができる。
【００３０】
各リンク６１の一端は、第１のスプラインナット部５３ａの外側端面に突出して設けられた１対の第１のリンクピン６３（図２参照）に連結される。この第１のリンクピン６３は、第１のスプラインナット部５３ａの回転軸方向から見て、この回転軸に関して対称となるように配置されている。なお、ここに言う「対称」とは、厳密な意味での対称ではない。即ち、「対称」とは、設計上、製造上の誤差が許容され、「実質的に対称」という意味である（以下、同様）。各リンク６１の一端は、第１のリンクピン６３の軸回りに回転可能に連結される。
【００３１】
一方、各リンク６１の他端は、円板６０の外側の面に突出して設けられた１対の第２のリンクピン６４に連結される。この１対の第２のリンクピン６４は、揺動軸ＡＸｐ方向から見て、この揺動軸ＡＸｐに関して対称となるように配置されている。各リンク６１の他端は、第２のリンクピン６４の軸回りに回転可能に連結される。
円板６０の内側の面の回転中心部には、揺動軸ＡＸｐを回転中心とするシャフト６５の一端が固定されている。このシャフト６５の他端には、支持部２２ａ、２２ｂの内側にて、把持爪２１ａ、２１ｂの基端部が固定される。
【００３２】
（ボルト回転機構）
ボルト回転機構３０は、第１のフレーム２５ａを第２のフレーム２５ｂに対して無限回転させることができる。ボルト回転機構３０は、図５に示すように、第２のフレーム２５ｂに設けられた第１のサーボモータ２６ａの回転が、切り替え機構３２を介して第１のフレーム２５ａに伝達されることにより構成されている。
【００３３】
（切り替え機構）
切り替え機構３２は、第１のサーボモータ２６ａの回転を開閉機構２８及びボルト回転機構３０のいずれか一方に伝達し、開閉動作とボルト回転動作を切り替えることができる。また、切り替え機構３２は、第２のサーボモータ２６ｂによる駆動を断続し、揺動動作を有効にしたり、無効にしたりすることができる。
切り替え機構３２は、第１のサーボモータ２６ａの駆動力を開閉機構２８又はボルト回転機構３０に伝達する第１の伝達部と、第２のサーボモータ２６ｂの回転を揺動機構２９に伝達する第２の伝達部とを有している。
【００３４】
第１の伝達部は、第１のスプラインシャフト７０ａ、第１のスプラインナット７１ａ、第１のＤＣソレノイド（第１の進退駆動部の一例）７５ａ、開閉動作断続部７８、及びボルト回転動作断続部８０から主として構成されている。
【００３５】
第１のスプラインシャフト７０ａは、第１のサーボモータ２６ａの回転を開閉機構２８及びボルト回転機構３０に伝達することができる、中空のシャフトである。第１のスプラインシャフト７０ａは、第１のサーボモータ２６ａによって、かさ歯車８２及び第１のスプラインナット７１ａを介して駆動される。この第１のスプラインシャフト７０ａは、開閉動作断続部７８及びかさ歯車８５を介して開閉機構２８を駆動する。また、第１のスプラインシャフト７０ａは、ボルト回転動作断続部８０を介してボルト回転機構３０を駆動する。
【００３６】
第１のスプラインナット７１ａは、第１のスプラインシャフト７０ａに組み合わされ、かさ歯車８２を介して伝達された第１のサーボモータ２６ａの回転を第１のスプラインシャフト７０ａに伝達することができる。第１のスプラインナット７１ａは、第２のフレーム２５ｂに回転可能に設けられている。第１のスプラインシャフト７０ａは、第１のスプラインナット７１ａに対して軸方向に相対移動することができる。
【００３７】
第１のＤＣソレノイド７５ａは、第２のフレーム２５ｂに固定されている。第１のＤＣソレノイド７５ａのシャフト８７には、プレート８８を介して第１のスプラインシャフト７０ａの一端部が軸回りに回転可能に固定されている。第１のＤＣソレノイド７５ａのシャフト８７は、通電すると引き込まれる。反対にシャフト８７は、非通電にすると、ばね８９の力によって進出する。従って、第１のスプラインシャフト７０ａは、第１のＤＣソレノイド７５ａによって駆動され、軸方向に進退することができる。
【００３８】
開閉動作断続部７８は、開閉機構用クラッチ９１及び開閉機構用ブレーキ９３を有し、第１のスプラインシャフト７０ａが進出した場合にのみ、第１のスプラインシャフト７０ａの駆動力を開閉機構２８に伝達することができる。
【００３９】
開閉機構用クラッチ９１は、第１のスプラインシャフト７０ａが第１のＤＣソレノイド７５ａによって駆動されてハンド２０の先端側に進出すると、入力側フランジ９１ａと出力側フランジ（第１の被接触部材の一例）９１ｂとが結合される。この入力側フランジ９１ａは、第１のスプラインシャフト（入力軸）７０ａの軸端に固定されている。また、出力側フランジ９１ｂは、開閉機構駆動シャフト３１を駆動するかさ歯車８５に連結されている。反対に、第１のスプラインシャフト７０ａがハンド２０の基端側に後退すると、入力側フランジ９１ａと出力側フランジ９１ｂが分離される。
【００４０】
即ち、第１のスプラインシャフト７０ａがハンド２０の先端側に進出すると、開閉機構２８が動作する。反対に、第１のスプラインシャフト７０ａがハンド２０の基端側に後退すると、開閉機構２８の動作は停止する。
【００４１】
開閉機構用クラッチ９１の入力側フランジ９１ａと出力側フランジ９１ｂの対向する結合面には、それぞれ一方向に延びて突出する凸部が並んで形成されている。この結合面を断面視すると、例えば波形となっている（図９参照）。以下、この結合面を有するクラッチを「波形クラッチ」という場合がある。第１のスプラインシャフト７０ａは、入力側フランジ９１ａの凸部と、出力側フランジ９１ｂの凸部以外の部分とが噛み合うことによって連結される。
【００４２】
開閉機構用ブレーキ９３は、図７（ａ）に示すように、１対のブレーキシュー（第１のブレーキシュー）９５が開閉機構用クラッチ９１（出力側フランジ９１ｂ）の外周面に接触することによって動作する。ブレーキシュー９５は、第１のフレーム２５ａに固定されたリニアガイド９７によって、第１のスプラインシャフト７０ａの径方向に移動可能に設けられている。また、ブレーキシュー９５は、ばね９９によって開閉機構用クラッチ９１の出力側フランジ９１ｂに押し付けられ、出力側の第１のスプラインシャフト７０ａを固定する。ブレーキシュー９５は、図７（ｂ）に示すように、開閉機構用クラッチ９１の外周面に接する内周面を有する略半円筒状の部材であり、ブレーキシュー９５のハンド２０の基端側の端部は、基端側先端に向かうに従って内径が大きくなるように形成されている。
【００４３】
開閉機構用ブレーキ９３は、図８（ａ）に示すように、第１のブレーキ解除部材１０１を更に備えている。第１のブレーキ解除部材１０１は、入力側フランジ９１ａの外周に軸受１０２を介して設けられ、入力側フランジ９１ａと同軸に、入力側フランジ９１ａに対して相対回転することができる。換言すると、第１のブレーキ解除部材１０１は、第１のスプラインシャフト７０ａと同軸に、第１のスプラインシャフト７０ａ対して相対回転可能に設けられている。なお、ここに言う「同軸」とは、厳密な意味ではない。即ち、「同軸」とは、設計上、製造上の誤差が許容され、「実質的に同軸」という意味である（以下、同様）。第１のブレーキ解除部材１０１は、図８（ｂ）に示すように、略円筒状の部材であり、第１のブレーキ解除部材１０１のハンド２０の先端側の端部は、先端に向かうに従って外径が小さくなるように形成されている。
【００４４】
従って、開閉機構用クラッチ９１が繋がる際には、第１のブレーキ解除部材１０１が第１のスプラインシャフト７０ａの軸方向先端側に移動し、第１のブレーキ解除部材１０１の先端が、ブレーキシュー９５の基端側の端部の内周側に接触する。その結果、ブレーキシュー９５が出力側フランジ９１ｂから離れ、開閉機構用ブレーキ９３が解除される。一方、開閉機構用クラッチ９１が切れる際には、第１のブレーキ解除部材１０１が第１のスプラインシャフト７０ａの軸方向基端側に移動し、ブレーキシュー９５の基端側の端部の内周側から離れる。その結果、ブレーキシュー９５がばね９９によって押し出され、出力側フランジ９１ｂに接触し、開閉機構用ブレーキ９３が作動する。
【００４５】
ボルト回転動作断続部８０は、ボルト回転機構用クラッチ１１１及びボルト回転機構用ブレーキ１１３を有し、第１のスプラインシャフト７０ａが後退した場合にのみ、第１のスプラインシャフト７０ａの駆動力をボルト回転機構３０に伝達することができる。
【００４６】
ボルト回転機構用クラッチ１１１は、第１のスプラインシャフト７０ａが第１のＤＣソレノイド７５ａによって駆動され、ハンド２０の先端側に進出すると、入力側フランジ１１１ａと出力側フランジ（第３の被接触部材の一例）１１１ｂとが分離される。この入力側フランジ１１１ａは、第１のスプラインシャフト（入力軸）７０ａに固定されている。また、出力側フランジ１１１ｂは、第１のフレーム２５ａに連結されている。反対に、第１のスプラインシャフト７０ａがハンド２０の基端側に後退すると、入力側フランジ１１１ａと出力側フランジ１１１ｂが結合される。
【００４７】
即ち、第１のスプラインシャフト７０ａがハンド２０の先端側に進出すると、ボルト回転機構用クラッチ１１１の出力側に位置する第１のフレーム２５ａに第１のスプラインシャフト７０ａの回転が伝達されず、第１のフレーム２５ａの回転が停止する。反対に、第１のスプラインシャフト７０ａがハンド２０の基端側に後退すると、第１のフレーム２５ａに第１のスプラインシャフト７０ａの回転が伝達され、第１のフレーム２５ａが回転する。
ボルト回転機構用クラッチ１１１は、例えば波形クラッチによって構成される。
【００４８】
ボルト回転機構用ブレーキ１１３は、図７（ｃ）に示すように、１対のブレーキシュー（第３のブレーキシュー）１１５が第１のフレーム２５ａの回転軸と同軸に設けられた円筒部材（第３の被接触部材の一例）１１７の外周面に接触することによって動作する。この円筒部材１１７は、第１のフレーム２５ａに固定されている。ブレーキシュー１１５は、第２のフレーム２５ｂに固定されたリニアガイド１１６によって、第１のスプラインシャフト７０ａの径方向に移動可能に設けられている。また、ブレーキシュー１１５は、ばね１１９によって円筒部材１１７に押し付けられ、第１のフレーム２５ａを第２のフレーム２５ｂに対して固定する。ブレーキシュー１１５は、図７（ｄ）に示すように円筒部材１１７の外周面に接する内周面を有する略半円筒状の部材であり、ハンド２０の基端側の端部は、基端側先端に向かうに従って内径が小さくなるように形成されている。
【００４９】
ボルト回転機構用ブレーキ１１３は、図８（ｃ）に示すように、第３のブレーキ解除部材１２１を更に備えている。第３のブレーキ解除部材１２１は、第１のスプラインシャフト７０ａの外周に軸受１２３を介して設けられ、第１のスプラインシャフト７０ａと同軸に、第１のスプラインシャフト７０ａに対して相対回転することができる。第３のブレーキ解除部材１２１は、図８（ｄ）に示すように、略円筒状の部材であり、第３のブレーキ解除部材１２１の外径はハンド２０の先端側に向かうに従って大きくなるように形成されている。
【００５０】
従って、ボルト回転機構用クラッチ１１１が繋がる際には、第３のブレーキ解除部材１２１が第１のスプラインシャフト７０ａの軸方向基端側に移動する。その結果、ブレーキシュー１１５が円筒部材１１７から離れ、ボルト回転機構用ブレーキ１１３が解除される。反対に、ボルト回転機構用クラッチ１１１が切れる際には、第３のブレーキ解除部材１２１が第１のスプラインシャフト７０ａの軸方向先端側に移動する。その結果、ブレーキシュー１１５が円筒部材１１７に接触し、ボルト回転機構用ブレーキ１１３が作動する。
【００５１】
第２の伝達部は、図５に示すように、第２のスプラインシャフト７０ｂ、第２のスプラインナット７１ｂ、第２のＤＣソレノイド（第２の進退駆動部の一例）７５ｂ、及び揺動動作断続部１５０から主として構成されている。
【００５２】
第２のスプラインシャフト７０ｂは、第２のサーボモータ２６ｂの回転を揺動機構２９に伝達することができる。第２のスプラインシャフト７０ｂは、第１のスプラインシャフト７０ａの中空部に第１のスプラインシャフト７０ａと実質的に同軸に設けられている。第２のスプラインシャフト７０ｂは、第２のサーボモータ２６ｂによって、かさ歯車１５３及び第２のスプラインナット７１ｂを介して駆動される。この第２のスプラインシャフト７０ｂは、揺動動作断続部１５０及びかさ歯車１６５を介して揺動機構２９を駆動する。
【００５３】
第２のスプラインナット７１ｂは、第２のスプラインシャフト７０ｂに組み合わされ、かさ歯車１５３を介して伝達された第２のサーボモータ２６ｂの回転を第２のスプラインシャフト７０ｂに伝達することができる。第２のスプラインナット７１ｂは、第２のフレーム２５ｂに回転可能に設けられている。第２のスプラインシャフト７０ｂは、第２のスプラインナット７１ｂに対して軸方向に相対移動することができる。
【００５４】
第２のＤＣソレノイド７５ｂは、第２のフレーム２５ｂに固定されている。第２のＤＣソレノイド７５ｂのシャフト１５５には、プレート１５７を介して第２のスプラインシャフト７０ｂの一端が軸回りに回転可能に固定されている。第２のＤＣソレノイド７５ｂのシャフト１５５は、通電すると引き込まれる。反対にシャフト１５５は、非通電にすると、ばね１５９の力によって進出する。従って、第２のスプラインシャフト７０ｂは、第２のＤＣソレノイド７５ｂによって駆動され、軸方向に進退することができる。
【００５５】
揺動動作断続部１５０は、揺動機構用クラッチ１６１及び揺動機構用ブレーキ１６３を有し、第２のスプラインシャフト７０ｂが進出した場合にのみ、第２のスプラインシャフト７０ｂの駆動力を揺動機構２９に伝達することができる。
【００５６】
揺動機構用クラッチ１６１は、第２のスプラインシャフト７０ｂが第２のＤＣソレノイド７５ｂによって駆動され、ハンド２０の先端側に進出すると、第２のスプラインシャフト（入力軸）７０ｂの軸端に固定された入力側フランジ１６１ａと揺動機構駆動シャフト５１を駆動するかさ歯車１６５に連結された出力側フランジ（第２の被接触部材の一例）１６１ｂとが結合される。反対に、第２のスプラインシャフト７０ｂがハンド２０の基端側に後退すると、入力側フランジ１６１ａと出力側フランジ１６１ｂが分離される。
【００５７】
即ち、第２のスプラインシャフト７０ｂがハンド２０の先端側に進出すると、揺動機構２９が動作する。反対に、第２のスプラインシャフト７０ｂがハンド２０の基端側に後退すると、揺動機構２９の動作は停止する。
揺動機構用クラッチ１６１は、例えば波形クラッチ（図９参照）によって構成される。
【００５８】
揺動機構用ブレーキ１６３は、１対のブレーキシュー（第２のブレーキシュー）１６９が揺動機構用クラッチ１６１（出力側フランジ１６１ｂ）の外周面に接触することによって構成される。詳細な構造は、開閉機構用ブレーキ９３と同様であるので、その説明は省略する。
【００５９】
従って、揺動機構用クラッチ１６１が繋がる際には、第２のブレーキ解除部材１６７が第２のスプラインシャフト７０ｂの軸方向先端側に移動し、第２のブレーキ解除部材１６７の先端が、ブレーキシュー１６９の基端側の端部の内周側に接触する。その結果、ブレーキシュー１６９が出力側フランジ１６１ｂから離れ、揺動機構用ブレーキ１６３が解除される。一方、揺動機構用クラッチ１６１が切れる際には、第２のブレーキ解除部材１６７が第２のスプラインシャフト７０ｂの軸方向基端側に移動し、ブレーキシュー１６９の基端側の端部の内周側から離れる。その結果、ブレーキシュー１６９が出力側フランジ１６１ｂに接触し、揺動機構用ブレーキ１６３が作動する。
【００６０】
ところで、切り替え機構３２を動作させ、ボルト回転機構３０から把持機構へと動作機構を切り替える際、コントローラは、切り替え機構３２を動作させる前に、図示しない記憶装置に第１及び第２のサーボモータ２６ａ、２６ｂのエンコーダの現在の出力値を記憶する。
また、切り替え機構３２を動作させ、把持機構からボルト回転機構３０へと動作機構を切り替える際にも、コントローラは、切り替え機構３２を動作させる前に、記憶装置に第１及び第２のサーボモータ２６ａ、２６ｂのエンコーダの現在の出力値を記憶する。
これにより、第１及び第２のサーボモータ２６ａ、２６ｂのエンコーダの出力値及び第１及び第２のサーボモータ２６ａ、２６ｂに対する指令値を元の状態に戻すことができる。
なお、記憶装置は、コントローラの外部に設けられていてもよい。
【００６１】
次に、ハンド２０の動作（把持爪２１ａ、２１ｂの開閉動作、揺動動作、ボルト回転動作、及び各機構を切り替える切り替え動作）について説明する。
【００６２】
（開閉動作）
まず第１のＤＣソレノイド７５ａによって、第１のスプラインシャフト７０ａが進出し、開閉機構用クラッチ９１が繋がる。また、第１のスプラインシャフト７０ａが進出することによって、開閉機構用ブレーキ９３が解除される。付言すると、第１のスプラインシャフト７０ａが進出することによって、ボルト回転機構用クラッチ１１１は切れ、ボルト回転機構用ブレーキ１１３が作動する。
【００６３】
第１のサーボモータ２６ａが一方向に回転すると、その回転がかさ歯車８２及び第１のスプラインナット７１ａを介して第１のスプラインシャフト７０ａに伝達される。第１のスプラインシャフト７０ａが回転すると、開閉機構用クラッチ９１及びかさ歯車８５を介して、開閉機構駆動シャフト３１が回転する
【００６４】
開閉機構駆動シャフト３１が回転すると、その回転が第１のベルトプーリ部４２を介して伝達され、左右ねじシャフト３３が回転する（図３参照）。左右ねじシャフト３３には、左右ねじが形成されているので、移動部３４は、それぞれ左右ねじシャフト３３に沿って、内側に移動する。移動部３４の移動に伴い、移動部３４にそれぞれ固定された支持部２２ａ、２２ｂの間隔は狭まり、把持爪２１ａ、２１ｂが閉じる。
【００６５】
なお、支持部２２ａ、２２ｂは揺動機構２９のスプラインナット５３（より詳しくは、第２のスプラインナット部５３ｂ）に固定されているが、スプラインナット５３（より詳しくは、第１のスプラインナット部５３ａ）はスプラインシャフト５２に沿って自在に移動できる。従って、把持爪２１ａ、２１ｂが揺動機構２９のスプラインナット５３に固定されていることは、把持爪２１ａ、２１ｂの開閉動作を妨げるものではない。
一方、第１のサーボモータ２６ａが反対方向に回転すると、図４に示すように把持爪２１ａ、２１ｂが開くことは明らかであるので、その説明は省略する。
【００６６】
（揺動動作）
まず第２のＤＣソレノイド７５ｂによって、第２のスプラインシャフト７０ｂが進出し、揺動機構用クラッチ１６１が繋がる。また、第２のスプラインシャフト７０ｂが進出することによって、揺動機構用ブレーキ１６３が解除される。
【００６７】
第２のサーボモータ２６ｂが一方向に回転すると、その回転がかさ歯車１５３及び第２のスプラインナット７１ｂを介して第２のスプラインシャフト７０ｂに伝達される。第２のスプラインシャフト７０ｂが回転すると、揺動機構用クラッチ１６１及びかさ歯車１６５を介して、揺動機構駆動シャフト５１が回転する
【００６８】
揺動機構駆動シャフト５１が回転すると、その回転が第２のベルトプーリ部５９を介して伝達され、スプラインシャフト５２が回転する（図３参照）。スプラインシャフト５２の回転は、スプラインナット５３の第１のスプラインナット部５３ａに伝達され、第１のスプラインナット部５３ａが回転する。その際、第２のスプラインナット部５３ｂは第１のスプラインナット部５３ａ（スプラインシャフト５２）の回転とは無関係に、スプラインシャフト５２の軸回りに回転することができるので、第１のスプラインナット部５３ａの回転が、支持部２２ａ、２２ｂに伝達されることはない。
【００６９】
第１のスプラインナット部５３ａが回転すると、リンク６１が移動し、このリンク６１を介して円板６０及びシャフト６５が揺動軸ＡＸｐ回りに回転する。その結果、図２に示すように、把持爪２１ａ、２１ｂは、揺動軸ＡＸｐ回りに揺動することができる。なお、把持爪２１ａ、２１ｂは、第２のサーボモータ２６ｂの回転角度を制御することにより、任意の角度にて位置決めされる。
【００７０】
（ボルト回転動作）
まず、図５に示す第１のＤＣソレノイド７５ａによって、第１のスプラインシャフト７０ａが後退し、ボルト回転機構用クラッチ１１１が繋がる。また、第１のスプラインシャフト７０ａが後退することによって、ボルト回転機構用ブレーキ１１３が解除される。付言すると、開閉機構用クラッチ９１は切れ、開閉機構用ブレーキ９３が作動する。
【００７１】
第１のサーボモータ２６ａが一方向に回転すると、その回転がかさ歯車８２及び第１のスプラインナット７１ａを介して第１のスプラインシャフト７０ａに伝達される。第１のスプラインシャフト７０ａが回転すると、ボルト回転機構用クラッチ１１１を介して、第１のフレーム２５ａが第２のフレーム２５ｂに対し、第１のスプラインシャフト７０ａの軸回りに回転する。第１のフレーム２５ａの回転は制限されないので、第１のフレーム２５ａは無限回転し、図１に示すように、把持爪２１ａ、２１ｂに把持されたボルトＢを軸回りに回転させてタップ穴Ｔに挿入することが可能である。
【００７２】
（切り替え動作）
次に、各機構の切り替え動作について、図５、図６を参照して説明する。
前述の通り、把持機構（開閉機構２８及び揺動機構２９）とボルト回転機構３０は、切り替え機構によって切り替えられ、把持機構及びボルト回転機構３０のいずれか一方が動作する。
【００７３】
まず、図５に示すように、動作機構をボルト回転機構３０から把持機構に切り替える場合の切り替え動作について説明する。
まず、前述の通り、コントローラが、切り替え前の（現在の）第１及び第２のサーボモータ２６ａ、２６ｂのエンコーダの出力値及び第１及び第２のサーボモータ２６ａ、２６ｂに対する位置指令値をそれぞれ記憶装置に記憶する。但し、コントローラは第２のサーボモータ２６ｂのエンコーダの出力値及び第２のサーボモータ２６ｂに対する位置指令値を記憶しなくてもよい。
【００７４】
次に、第１のＤＣソレノイド７５ａを駆動して第１のスプラインシャフト７０ａを進出させる。また、第２のＤＣソレノイド７５ｂを駆動して第２のスプラインシャフト７０ｂを進出させる。
【００７５】
次に、第１及び第２のサーボモータ２６ａ、２６ｂの制御モードを位置制御から柔軟制御に切り替える。柔軟制御は、サーボアンプに対するトルク指令に制限をかけ、サーボ制御の位置追従性を下げることにより、外力に対して柔軟に倣うように制御するものである（例えば、特開平０９−０７６１８４号公報参照）。柔軟制御を行うことによって、開閉機構用クラッチ９１及び揺動機構用クラッチ１６１の入力側フランジ９１ａ、１６１ａは、それぞれ第１のスプラインシャフト７０ａ、第２のスプラインシャフト７０ｂから加えられる軸方向の力（第１のスプラインシャフト７０ａ、第２のスプラインシャフト７０ｂが進出する力）によって入力側フランジ９１ａ、１６１ａを回転させる力に倣う（図９に示す矢印参照）、その結果、開閉機構用クラッチ９１及び揺動機構用クラッチ１６１がそれぞれ繋がる。即ち、開閉動作断続部７８及び揺動動作断続部１５０は、それぞれ第１及び第２のスプラインシャフト７０ａ、７０ｂの駆動力を開閉機構２８及び揺動機構２９に伝達する。
【００７６】
最後に、コントローラが、前回把持機構が動作していた際の各エンコーダの出力値並びに第１及び第２のサーボモータ２６ａ、２６ｂに対する位置指令値を記憶装置から読み出して現在の設定値とする。また、コントローラは、第１及び第２のサーボモータ２６ａ、２６ｂの制御モードを柔軟制御から位置制御へと戻す。
【００７７】
次に、図６に示すように、動作機構を把持機構からボルト回転機構３０に切り替える場合の切り替え動作について説明する。
まず、前述の通り、コントローラが、切り替え前の（現在の）第１及び第２のサーボモータ２６ａ、２６ｂのエンコーダの出力値及び第１及び第２のサーボモータ２６ａ、２６ｂに対する位置指令値をそれぞれ記憶装置に記憶する。
【００７８】
次に、第１のＤＣソレノイド７５ａを駆動して第１のスプラインシャフト７０ａを後退させる。また、第２のＤＣソレノイド７５ｂを駆動して第２のスプラインシャフト７０ｂを後退させる。
【００７９】
次に、第１のサーボモータ２６ａの制御モードを位置制御から柔軟制御に切り替える。その結果、ボルト回転機構用クラッチ１１１が繋がる。即ち、ボルト回転動作断続部８０は、第１のスプラインシャフト７０ａの駆動力をボルト回転機構３０に伝達する。なお、揺動動作断続部１５０は、第２のスプラインシャフト７０ｂの駆動力を揺動機構２９には伝達しなくなる。
【００８０】
最後に、コントローラが、前回ボルト回転機構３０が動作していた際の各エンコーダの出力値並びに第１及び第２のサーボモータ２６ａ、２６ｂに対する位置指令値を記憶装置から読み出して現在の設定値とする。但し、コントローラは第２のサーボモータ２６ｂのエンコーダの出力値及び第２のサーボモータ２６ｂに対する位置指令値を読み出さなくてもよい。また、コントローラは、第１のサーボモータ２６ａの制御モードを柔軟制御から位置制御へと戻す。
【００８１】
次に、ロボット１０がボルトＢをタップ穴に挿入する動作について説明する。
ロボット１０は、図示しない画像認識装置から得られた把持対象のボルトＢの位置及び姿勢の情報に基づいて、ハンド２０を把持対象とするボルトＢの近くへと移動させる。
次に、ロボット１０は、切り替え機構３２を動作させて、動作対象となる機構を把持機構とする。ロボット１０は、ハンド２０全体を回転軸ＡＸｔ回りに回転させ、続いて把持爪２１ａ、２１ｂを揺動軸ＡＸｐ回りに揺動させ、適宜ボルトＢをつまみ易い向きに変更した後、把持爪２１ａ、２１ｂを閉じて、ボルトＢをつまむ。
例えば、ロボット１０は、把持爪２１ａ、２１ｂの長手方向がボルトＢの軸線と平行となるように、ハンド２０全体を回転（一旦、ボルト回転機構に切り替える）させ、把持爪２１ａ、２１ｂを揺動させる。そして、ロボット１０は、把持爪２１ａ、２１ｂをボルトＢの上方から接近させることにより、アーム１１が周囲に配置された物品に干渉する可能性を低減させて、ボルトＢの頭をつまむことができる。
なお、ボルトＢをつまむ力は、第１のサーボモータ２６ａによって制御される。
【００８２】
このように、ロボット１０は、アーム１１を大きく移動させることなく、主としてハンド２０を回転させ、把持爪２１ａ、２１ｂの向きを変更することによって、ボルトＢをつまむことができる。即ち、ロボット１０は、把持爪２１ａ、２１ｂが揺動軸ＡＸｐ回りに揺動しない場合に比べ、ボルトＢをつまむために姿勢を大きく変える必要がない。
従って、把持爪２１ａ、２１ｂが揺動軸ＡＸｐ回りに揺動しない場合に比べ、ボルトＢをつまむためのアーム１１の姿勢変化が小さく、ボルトＢを把持するために要する時間を短縮することができる。また、ロボット１０がボルトＢをつまむことのできる範囲を広くとることができる。
【００８３】
次に、ロボット１０は、ボルトＢがタップ穴Ｔに入るように把持爪２１ａ、２１ｂを揺動させて、把持したボルトＢの先端をタップ穴Ｔに向ける。
続いて、ロボット１０は、切り替え機構３２を動作させて、動作機構をボルト回転機構３０に切り替える。更に、ロボット１０は、アーム１１を力制御し、予め決められた力をボルトＢの軸方向に加えた状態で、ボルト回転機構３０を動作させる。その結果、ボルトＢが軸回りに回転し、ボルトＢはタップ穴Ｔに挿入される（図１参照）。
【００８４】
このように、共通の第１のサーボモータ２６ａによって開閉機構２８とボルト回転機構３０とを動作させることができるため、ハンド２０を小型化及び軽量化することができる。また、省配線化することもできる。
【００８５】
続いて、本発明の第２の実施の形態に係るロボットについて説明する。第１の実施の形態に係るロボット１０と同一の構成要素については、同じ符号を付して詳しい説明を省略する。
第２の実施の形態に係るロボットは、第１の実施の形態に係るロボット１０とは、ボルト回転機構用ブレーキを解除するための機構が相違する。
本実施の形態においては、第３のブレーキ解除部材１２１を用いてボルト回転機構用ブレーキ１１３を解除するのではなく、図１０に示す１対のブレーキ解除ワイヤ１７１を用いてボルト回転機構用ブレーキ１１３ａを解除する。
【００８６】
図１０に示す各ブレーキ解除ワイヤ１７１は、ガイド１７２によって案内され、一端が第１のＤＣソレノイド７５ａと第１のスプラインシャフト７０ａとを連結するプレート１７３に固定されている。各ブレーキ解除ワイヤ１７１の他端は、ブレーキシュー１７５に固定されている。
動作対象となる機構が把持機構からボルト回転機構３０に切り替わる際、プレート１７３はハンド２０の基端側に移動する。その結果、ブレーキ解除ワイヤ１７１が引かれ、ばね１１９がブレーキシュー１７５を円筒部材１１７に押し付ける力に打ち勝って、ブレーキシュー１７５が円筒部材１１７から離れる。即ち、ボルト回転機構用ブレーキ１１３ａが解除される。
【００８７】
なお、本発明は、前述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲での変更は可能である。例えば、前述の実施の形態や変形例の一部又は全部を組み合わせて発明を構成する場合も本発明の技術的範囲に含まれる。
【００８８】
開閉機構用ブレーキ９３、揺動機構用ブレーキ１６３、及びボルト回転機構用ブレーキ１１３のブレーキシューは、それぞれ２つであったが、これに限定されるものではなく、３つ以上としてもよい。
【００８９】
また、開閉機構用クラッチ９１、揺動機構用クラッチ１６１、及びボルト回転機構用クラッチ１１１は、波形クラッチに限定されるものではなく、結合面が波形クラッチとは異なる他の噛み合いクラッチを適用することも可能である。更に、開閉機構用クラッチ９１、揺動機構用クラッチ１６１、及びボルト回転機構用クラッチ１１１のうち、少なくとも１つを、湿式クラッチ又は乾式クラッチ等の摩擦クラッチとしてもよい。摩擦クラッチとした場合は、入力軸と出力軸は任意の回転位置で結合できるので、柔軟制御を行う必要はない。
【００９０】
また、開閉動作断続部７８が、第１のスプラインシャフト７０ａが後退した場合にのみ第１のスプラインシャフト７０ａから開閉機構２８に駆動力を伝達し、ボルト回転動作断続部８０は、第１のスプラインシャフト７０ａが進出した場合にのみ第１のスプラインシャフト７０ａからボルト回転機構３０に駆動力を伝達するように構成してもよい。揺動動作断続部１５０が、第２のスプラインシャフト７０ｂが後退した場合にのみ第２のスプラインシャフト７０ｂから揺動機構２９に駆動力を伝達するように構成してもよい。
【００９１】
リンク部５５に用いられたリンク機構は、第１のスプラインナット部５３ａの回転をシャフト６５に伝達することができれば任意のリンク機構でよい。例えば、揺動スライダクランク機構等の他のリンク機構を適用することも可能である。なお、リンク部５５は、リンク機構により各第１のスプラインナット部５３ａの回転を把持爪２１ａ、２１ｂに伝達しているが、リンク機構に代えてベルトプーリ機構とすることもできる。ただし、ベルトプーリ機構よりもリンク機構の方が、ハンド２０の先端部を小型化する観点からは好ましい。
【００９２】
また、第１のベルトプーリ部４２に代えて、平歯車等の歯車によって主として構成された回転伝達機構とすることもできる。
【符号の説明】
【００９３】
１０：ロボット、１１：アーム、１２：手首フランジ、１３：力覚センサ、２０：ハンド、２１ａ、２１ｂ：把持爪、２２ａ、２２ｂ：支持部、２５ａ：第１のフレーム、２５ｂ：第２のフレーム、２６ａ：第１のサーボモータ、２６ｂ：第２のサーボモータ、２８：開閉機構、２９：揺動機構、３０：ボルト回転機構、３１：開閉機構駆動シャフト、３２、切り替え機構、３３：左右ねじシャフト、３４：移動部、３７：溝部、３８：軸受、４０：タイミングベルト、４１：プーリ、４２：第１のベルトプーリ部、５１：揺動機構駆動シャフト、５２：スプラインシャフト、５３：スプラインナット、５３ａ：第１のスプラインナット部、５３ｂ：第２のスプラインナット部、５５：リンク部、５６：タイミングベルト、５７：プーリ、５８：軸受、５９：第２のベルトプーリ部、６０：円板、６１：リンク、６３：第１のリンクピン、６４：第２のリンクピン、６５：シャフト、７０ａ：第１のスプラインシャフト、７０ｂ：第２のスプラインシャフト、７１ａ：第１のスプラインナット、７１ｂ：第２のスプラインナット、７５ａ：第１のＤＣソレノイド、７５ｂ：第２のＤＣソレノイド、７８：開閉動作断続部、８０：ボルト回転動作断続部、８２：かさ歯車、８５：かさ歯車、８７：シャフト、８８：プレート、８９：ばね、９１：開閉機構用クラッチ、９１ａ：入力側フランジ、９１ｂ：出力側フランジ、９３：開閉機構用ブレーキ、９５：ブレーキシュー、９７：リニアガイド、９９：ばね、１０１：第１のブレーキ解除部材、１０２：軸受、１１１：ボルト回転機構用クラッチ、１１１ａ：入力側フランジ、１１１ｂ：出力側フランジ、１１３、１１３ａ：ボルト回転機構用ブレーキ、１１５：ブレーキシュー、１１６：リニアガイド、１１７：円筒部材、１１９：ばね、１２１：第３のブレーキ解除部材、１２３：軸受、１５０：揺動動作断続部、１５３：かさ歯車、１５５：シャフト、１５７：プレート、１５９：ばね、１６１：揺動機構用クラッチ、１６１ａ：入力側フランジ、１６１ｂ：出力側フランジ、１６３：揺動機構用ブレーキ、１６５：かさ歯車、１６７：第２のブレーキ解除部材、１６９：ブレーキシュー、１７１：ブレーキ解除ワイヤ、１７２：ガイド、１７３：プレート、１７５：ブレーキシュー、Ｂ：ボルト、Ｔ：タップ穴
【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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