(57)【要約】      （修正有）【課題】グリッパ機構が動作位置へ降下しているときに、障害物が偶然に当たる場合に、グリッパ機構を保護し且つグリッパ機構への損傷を防止するための単純で安価な機構を持つグリッパ機構を提供すること。【解決手段】グリッパ機構１０は、ハウジング１２、グリッパアーム１４および保持突起３４を含む。グリッパアーム１４は、ハウジング１２から延在する。グリッパアーム１４は、その先端に設けられるグリッパフィンガー４２を有する。保持突起３４は、ハウジング１２に設けられ且つグリッパアーム１４と協働して保持力をグリッパアーム１４に及ぼす。外力がハウジング１２の長手軸に対して平行な方向へグリッパフィンガー４２に印加されると、その外力が保持力よりも大きい場合、グリッパアーム１４は、ハウジング１２に対して移動する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロボット位置決めシステムと共に使用されるためのグリッパ機構１０であって、当該グリッパ機構１０は、
ハウジング１２と、
前記ハウジング１２から延在するグリッパアーム１４であって、当該グリッパアーム１４は、先端部に設けられるグリッパフィンガー４２を有することと、
前記ハウジング１２と協働する保持突起３４であって、当該保持突起３４は、前記グリッパアーム１４と協働して保持力を前記グリッパアーム１４に及ぼすことを備え、
外力が前記ハウジング１２の長手軸に対して平行な方向へ前記グリッパフィンガー４２に印加されると、前記外力が前記保持力よりも大きい場合には、前記グリッパアーム１４は、前記ハウジング１２に対して移動するグリッパ機構１０。
【請求項２】
前記保持突起３４は、前記ハウジング１２の取付け開口３２内に配置され且つ前記取付け開口を通って延在するスプリングが装填された突起３４である、
請求項１に記載のグリッパ機構１０。
【請求項３】
前記スプリングが装填された突起３４は、スプリング３８を有する弧状部材３６であり、前記スプリング３８は、前記弧状部材３６を前記ハウジング１２のアーム受容スロット２０内に付勢して前記弧状部材３６を前記グリッパアーム１４に係合する
請求項２に記載のグリッパ機構１０。
【請求項４】
前記保持突起３４は、前記ハウジング１２の取付け開口３２内に配置され且つ前記取付け開口を通過して延在する移動可能突起３４である、
請求項１に記載のグリッパ機構１０。
【請求項５】
前記グリッパアーム１４は、前記ハウジング１２のスロット２０内に移動可能に配置される取付け部４０を有し、前記グリッパフィンガー４２は、前記取付け部４０から前記スロット２０の下方へ延在する、
請求項１に記載のグリッパ機構１０。
【請求項６】
前記取付け部４０は、前記グリッパフィンガー４２から除去される前記取付け部４０の端部４６に近接して設けられる旋回突起４４を有し、当該旋回突起４４は、突起受容開口３０内に受容される、
請求項５に記載のグリッパ機構１０。
【請求項７】
前記突起受容開口３０は、細長い構成を有し、前記旋回突起４４は、ハウジング１２の前記長手軸に対して平行な方向へ前記突起受容開口３０内に移動可能である、
請求項６に記載のグリッパ機構１０。
【請求項８】
安定化突起４８が、前記グリッパフィンガー４２に近接する前記取付け部４０の端部４６に近接して設けられ、前記安定化突起４８は、ピン受容凹部２４内に受容される、
請求項７に記載のグリッパ機構１０。
【請求項９】
前記ピン受容凹部２４は、前記ハウジング１２を通って前記スロット２０内に延在し、前記ピン受容凹部２４は、前記グリッパアーム１４が初期位置にあるときに、中に前記安定化突起４８を保持するポケット２５を有する、
請求項８に記載のグリッパ機構１０。
【請求項１０】
前記ピン受容凹部２４は、前記ハウジング１２の前記長手軸に対して角度付けされるカム表面２８を有する、
請求項９に記載のグリッパ機構１０。
【請求項１１】
前記取付け部４０は、中に前記保持突起３４を受容するための凹部５２を有するカム板５０を有する、
請求項２に記載のグリッパ機構１０。
【請求項１２】
前記カム板５０は、前記凹部５２に近接して設けられる突起３４を有し、傾斜表面５６が前記凹部５２から前記突起３４に延在する、
請求項１１に記載のグリッパ機構１０。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロボットグリッパ機構に関し、より具体的には、選択されたオブジェクト又は部品の操作に使用されるためのロボットグリッパ機構に関する。特に、本発明は、望ましくない力に遭遇するとグリッパ機構の部分が変位することができるロボットグリッパ機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
ロボット機構が部品又はオブジェクトを操作するために使用される産業や設備には多くの用途がある。そのようなロボット機構のための動作のエリアは、しばしば、非常に狭い。狭いエリア内で動作する際に、その機構は、ピックアップ位置に下降しているときに偶然にオブジェクト（物体）に衝突する可能性がある。グリッパ機構は、しばしば、良好な処理量を達成するために比較的高速で移動されているので、機構の進路における障害物のそのような偶然の衝突は、グリッパ機構に大きな損傷を引き起こす可能性があり、その結果、その機構が利用されている全体のシステムのコストのかかる操業停止となり、また、障害物となるオブジェクトを損傷する可能性がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従って、グリッパ機構が動作位置へ降下しているときに、障害物が偶然に当たる場合に、グリッパ機構を保護し且つグリッパ機構への損傷を防止するための単純で安価な機構が提供されることが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本解決策は、本明細書で記述されるように、ロボット配置システムと共に使用されるためのグリッパ機構によって提供される。このグリッパ機構は、ハウジング、グリッパアームおよび保持突起を含む。前記グリッパアームは、前記ハウジングから延在する。前記グリッパアームは、その先端部に設けられるグリッパフィンガーを有する。前記保持突起は、前記ハウジンに設けられ且つ前記グリッパアームと協働して保持力を前記グリッパアームに及ぼす。外力が前記ハウジングの長手軸に平行である方向へ前記グリッパフィンガーに印加されると、前記グリッパアームは、その外力が前記保持力よりも大きい場合に前記ハウジングに対して移動する。
【０００５】
本発明の他の特徴および利点は、本発明の原理を例として説明する添付の図面と共に読まれる好適な実施形態の以下のより詳細な説明から明瞭である。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】初期位置に示される二つの例示的グリッパ機構の斜視図である。
【０００７】
【図２】グリッパアームがグリッパ機構のハウジングの長手軸に平行な方向へ移動し部分的に変位した位置にあるグリッパアームを示す図１の一方のグリッパ機構の斜視図である。
【０００８】
【図３】図２にグリッパアームの取付け部分の拡大された斜視図である。
【０００９】
【図４】グリッパアームがグリッパ機構のハウジングの長手軸に平行で且つ垂直な方向に移動し部分的に変位した位置にあるグリッパアームを示す図１の一方のグリッパ機構の斜視図である。
【００１０】
【図５】図４のグリッパアームの取付け位置の拡大された斜視図である。
【００１１】
【図６】グリッパアームがグリッパ機構のハウジングの長手軸に平行且つ垂直な方向に移動し完全に変位した位置にあるグリッパアームを示す図１の一方のグリッパ機構の一方の斜視図である。
【００１２】
【図７】図６のグリッパアームの取付け位置の拡大された斜視図である。
【００１３】
【図８】突起のハウジングの一部が除去された、グリッパアームの取付け部の斜視図である。
【００１４】
【図９】グリッパ機構のハウジングの移動可能突起とグリッパアーム受容スロットの拡大された斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の原理に係る例証となる実施形態の記載は、全明細書の一部と考えられるべき添付の図面に関連して読まれることを意図している。本明細書に開示される発明の実施形態の記載において、方向や方位への参照は、記載を簡便にするために過ぎず、本発明の範囲を制限することは全く意図していない。「下の」、「上の」、「水平な」、「垂直な」、「上方の」、「下方の」、「上に」、「下に」、「頂部」および「底部」並びにそれらの派生語（例えば、「水平に」、「下方へ」、「上方へ」等）のような相対的用語は、次に記載されるように又はここで論じられている図面に示される図面に示されるように方位を指すものと解釈されるべきである。これらの相対的用語は、記載の簡便さのために過ぎず、且つ明示的にその通りであるとの指摘がなされない限り、その装置が特定の方位に構成される又は動作されるべきであることを求めるものではない。「取り付けられる（ａｔｔａｃｈｅｄ）」、「貼り付けられる（ａｆｆｉｘｅｄ）」、「接続される（ｃоｎｎｅｃｔｅｄ）」、「連結される（ｃоｕｐｌｅｄ）」、「相互接続される（ｉｎｔｅｒｃоｎｎｅｃｔｅｄ）」等は、明白にそうでないと記載されない限り、構造体が直接的に又は介在構造体並びに両方が移動可能又は剛性取付け具又は移動可能又は剛性関係を介して互いに固定又は取り付けられる関係を指す。さらに、本発明の特徴と利点は、好適な実施形態を参照して説明される。従って、本発明は、単独で又は特徴の他の組合せにおいて存在し得る特徴の何らかの可能な非制限的組合せを説明するそのような好適な実施形態に制限されるべきではなく、本発明の範囲は、本明細書に添付の特許請求の範囲によって定義されるべきであることは明白である。
【００１６】
最初に、図１を参照すると、延長すなわちグリッパアーム１４を備えるハウジング１２を有するグリッパ機構１０が示されている。ハウジング１２は、例えば、一つ以上のボルト１６によって、適切なロボット配置システム（図示せず）に取り付けられ、そのシステムは、操作されるべきオブジェクト又は部品上に三次元的に機構１０を配置するように移動できることが好ましく、アーム１４がオブジェクト又は部品を把持するために所定の位置にされることができる。そのようなロボット配置システムの細部は本発明の一部ではなく、且つ現在既存の又は将来開発される任意の適切なロボット配置システムが配置機能を実行するために利用されることができる。
【００１７】
ハウジング１２は、中にアーム１４の一部を受容するためのグリッパアーム受容する細長いスロットすなわち凹部２０を有する。スロット２０は、ハウジング１２の底部壁２２を貫通して延在する。ピン受容凹部２４が、ハウジング１２の側壁２６を貫通してアーム受容スロット２０に延在する。ピン受容凹部２４は、ポケット２５とカム表面すなわち斜面２８を有する。カム表面すなわち斜面２８は、ハウジング１２の長手軸に対して角度付けされている。カム表面すなわち斜面２８は、ハウジング１２の長手軸に関して異なる角度に構成されてもよい。細長いピンすなわち突起受容開口３０が、ピン受容凹部２４から離間されている。細長い突起受容開口３０は、ハウジング１２の側壁２６を貫通してアーム受容スロット２０に延在しており且つピンすなわち突起がハウジング１２の長手軸に平行な方向へ移動することを可能とすると共に、中にピンすなわち突起を受容する寸法にされている。取付け開口３２（図９）は、ハウジング１２の側壁２６を貫通してアーム受容スロット２０に延在する。図示の例証となる実施形態では、取付け開口３２は、ピン受容凹部２４と細長い突起受容開口３０との間に配置される。しかしながら、取付け開口３２は、制限されるわけではないが、ピン受容凹部２４の下方又は突起受容開口３０の上方のような他の位置にあってもよい。
【００１８】
図８と図９に最も良く示されるように、スプリングが装填されたすなわち移動可能保持突起３４は、ハウジング１２と協働し取付け開口３２内に配置されると共にそれを貫通して延在している。図示の実施形態では、移動可能突起３４は、弧状部材すなわちボール３６とスプリング３８を有する。スプリング３８は、弧状部材すなわちボール３６をハウジング１２のアーム受容スロット２０内へ弾性的に付勢すなわちスプリング装填する。スプリング装填されたすなわち移動可能突起３４は、スプリングが装填されたボール機構として示されているが、他のタイプの突起が、本発明の範囲から逸脱することなく使用されてもよい。
【００１９】
図１から図３に示されるように、グリッパアーム１４は、ハウジング１２と協働する取付け部４０を有する。取付け部４０は、アームを受容する細長いスロット２０内に配置され且つより十分に記載されるように、スロット２０に対して移動可能である寸法にされる。グリッパフィンガー４２は、取付け部４０から延在し且つグリッパアーム１４の先端に配置される。グリッパフィンガー４２は、アーム受容の細長いスロット２０の下方に延在する。図示の実施形態では、取付け部４０とグリッパフィンガー４２は、既知の取り付け方法を使用して取り付けられる個別の部材である。しかしながら、グリッパフィンガー４２は、本発明の範囲から逸脱することなく取付け部４０と一体的に成形すなわち製造されてもよい。
【００２０】
取付け部４０は、グリッパフィンガー４２から除去される取付け部４０の近接端部４６に設けられる旋回突起すなわちピン４４を有する。ピン４４は、取付け部４０の側壁２６から延在し且つ夫々の細長い突起受容開口３０に受容される。ピン４４は、ハウジング１２の長手軸に平行な方向へ開口３０内で移動可能な寸法にされている。安定化突起すなわちピン４８が、グリッパフィンガー４２に近接する又はそれに隣接する取付け部４０の近接端部４９に設けられる。ピン４８は、取付け部４０の側壁４６から延在し且つ夫々のピン受容凹部２４内に受容される。ピン４８は、より十分に記載されるように、凹部２４内において移動可能である寸法にされている。
【００２１】
図８に最も良く示されるように、取付け部４０は、カム板５０を含む。図示の実施形態では、カム板は、既知の取り付け方法を使用して取付け部に取り付けられる個別の部材である。しかしながら、カム板は、本発明の範囲から逸脱することなく、取付け部と一体的に成形すなわち製造されてもよい。カム板５０は、中にスプリングが装填されたすなわち移動可能突起３４を受容するための凹部５２を含む。突起５４は、凹部５２に近接して又はそれに隣接して設けられる。カムすなわち傾斜表面５６が、凹部５２の底部表面から突起５４に延在している。望ましい抵抗量によって、より十分に記載されるように、傾斜面５６は、取付け部４０の長手軸に関して異なる角度で構成されてもよい。第２の凹部５８が、突起５４に近接して又はそれに隣接して設けられる。第２の凹部５８は、第１の凹部５２から反対方向へ突起５４から延在する。傾斜面すなわち肩部６０は、突起５４から凹部５８の底部表面に延在する。
【００２２】
図１を再び参照すると、二つのグリッパ機構１０が初期位置に示されている。この位置では、ピン４４は、開口３０内に配置される。ピン４４は、開口の底部表面に近接して又はそれと係合して配置される。ピン４８は、凹部２４のポケット２５内に配置される。ピン４８のポケット２５内への配置は、把持フィンガー４２とアーム１４がハウジング１２の長手軸に平行な方向以外の任意の方向へハウジング１２に対する初期的に移動されることを防止する。しかしながら、初期位置では、スプリングが装填されたすなわち移動可能突起３４は、凹部５２内に配置され、ハウジング１２の長手軸に平行な方向への把持フィンガー４２とアーム１４の移動を防止又は抑制する。
【００２３】
使用において、グリッパアーム１４は、第１の位置から第２の位置へ移動され、把持フィンガー４２は、操作されるべきオブジェクト又は部品と係合状態に移動される。これが起こるとおよび望ましくない障害物に当たらない場合、グリッパアーム１４は、図１に示されるように、ハウジング１２に対して初期位置に維持され、それによって、把持フィンガー４２がオブジェクト又は部品と係合し操作できる。
【００２４】
アーム１４の下方への運動中の何れかのときに、障害物に当たると、圧力すなわち力が、そのような障害物によって一つ以上の各グリッパフィンガー４２の底部に印加される。これが起こると、その圧力すなわち力は、グリッパフィンガー４２を介してアーム１４に伝達される。障害物によって印加される圧力すなわち力が、スプリングが装填されたすなわち移動可能な突起３４によって及ぼされる保持力未満である場合、アーム１４は、図１に示されるように、ハウジング１２に対して所定位置に維持される。これが起こると、グリッパ機構１０は、初期位置に維持され、それによって、把持フィンガー４２がオブジェクト又は部品と係合し操作できる。
【００２５】
障害物によって印加される圧力すなわち力が、スプリングが装填されたすなわち移動可能な突起３４によって及ぼされる保持力よりも大きい場合、アーム１４は、図２に矢印Ａによって表されるように、ハウジング１２の長手軸に平行な方向へ移動される。これが起こると、スプリングが装填されたすなわち移動可能な突起３４は、凹部５２から傾斜面５６と係合状態に移動される。これによって、スプリングが装填されたすなわち移動可能な突起３４が弾性的に引っ込まされ、アーム１４のハウジング１２に対する連続的移動が可能となる。この移動は、安定化突起すなわちピン４８がカム表面２８と係合状態に移動されるまで続く。これが起こると、すなわち略これが生じるときに、スプリングが装填されたすなわち移動可能な突起３４は、移動され且つ突起５４を通過して第２の凹部５８に入る。これによって、グリッパフィンガー４２とアーム１４が、そのような力の結果として、上方に移動されることができ、先端でのアーム１４とグリッパフィンガー１４に対する損傷を防止する。この移動は、また、当たった障害物への損傷を防止するのを助ける。
【００２６】
障害物によって印加される圧力すなわち力が継続されると、アーム１４は、ハウジング１２の長手軸に平行な方向へ移動され続ける。しかしながら、ピン４８がカム表面２８と係合すると、継続された力によって、ピン４８とアーム１４は、図４に矢印Ｂによって表されるように、ハウジング１２の長手軸に対して垂直な方向への移動成分を持たされる。これによって、グリッパフィンガー４２とアーム１４がピン４４の回りに旋回又は回転させられ、グリッパフィンガー４２がハウジング１２の長手軸から離れるように移動させられることができる。これによって、グリッパフィンガー４２とアーム１４が、そのような力の結果として、図６と図７に示されるように、上方に移動されることができ、先端でのアーム１４とグリッパフィンガー４２に対する損傷を防止する。この移動は、また、当たった障害物への損傷を防止するのを助ける。
【００２７】
グリッパアームは、グリッパ機構が動作位置へ下降しているときに、オブジェクト又は障害物が偶然に当たる場合、グリッパ機構の他の部分に対して又はそれから独立して移動されることができ、それによって、グリッパフィンガー、グリッパ機構（制限されるわけではないが、グリッパアクチュエータを含む）およびオブジェクトに対する損傷を防止する。加えて、グリッパフィンガーの保持力よりも大きな外力が、ハウジングの長手軸に対して平行な、又はハウジングの長手軸に対して垂直な、或いはその両方の成分を有する方向へグリッパフィンガーに印加されると、グリッパフィンガーは、変位され、それによって、グリッパフィンガー、グリッパ機構およびオブジェクトに対する損傷を防止する。
【００２８】
グリッパ機構は、グリッパ機構が動作位置に降下しているときに、障害物や妨害物に偶然に当たる場合に、グリッパ機構を保護し且つそれに対する損傷を防止するための単純で安価な機構を提供する。
【００２９】
グリッパフィンガー４２は、その用途に適する長さと形状の単一のフィンガーであってもよく、又は二つ以上のフィンガーであってもよい。加えて、ハウジング１２とアーム１４との間に延在する様々な突起が示されたが、これらは、例証としてあるに過ぎず、用途および他の要因によって、他の適切な突起および／又は機構が利用されてもよい。構造体の他の細部もまた、用途で変化してよい。図面には、二つのグリッパ機構１０が示されているが、異なる数のグリッパ機構がオブジェクト又は部品を持ち上げる又は操作するために要求されてもよい。
【００３０】
本発明は、好適な実施形態を参照して記載されたが、添付の図面で定義されたように、本発明の範囲から逸脱することなく、様々な変更が行われることができ且つ等価物がそれらの要素の代わりにされることができることが当業者には理解されている。特に、本発明は、本発明の精神や本質的な特徴から逸脱することなく、他の特定の形態、構造、配置、比率、サイズにおよび他の要素、材料およびコンポーネントで具体化されることができることは、当業者には明白である。本発明は、構造、配置、比率、サイズ、材料およびコンポーネントの多くの変更と共に使用されることができる或いは本発明の原理から逸脱することなく特定の環境および動作要求に特に適合する本発明の実施において使用されることができることが当業者には理解される。従って、ここで開示された実施形態は、あらゆる点に関して、説明的であり制限するものではないと考えられるべきであり、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲によって定義されるべきであり且つ前述の説明や実施形態に制限されるべきでない。
【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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【外国語明細書】
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