(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
物品を拡縮動作により両側から挟持するように対向して設置された一対の把持部材の一方を剛性材料、他方を弾性体により形成し、その弾性体からなる把持部材の物品との当接部の中央部後方に変形用のスペースを形成する空間部を設けるとともに、同空間部の側方に物品を把持する際に弾性変形が生じる変形部を形成し、物品を把持する際には、その変形部の弾性変形を介して、前記当接部が同変形部を中心に、該当接部の後方に形成された前記空間部側へ変位し得るように構成したことを特徴とするロボットのハンド装置。
【請求項２】
物品を把持する際に弾性変形が生じる前記変形部を介して２個の当接部を対称的に一体形成し、かつ前記２個の当接部間に切欠部を形成して互いの変位が干渉しないように構成したことを特徴とする請求項１記載のロボットのハンド装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ロボットのハンド装置に関する。より詳しくは、対向して設置される一対からなる把持部材によって物品を両側から挟持するタイプのハンド装置の改良技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ロボットのハンド装置において、複数の固い物品を同時に把持する場合に問題となる物品の寸法のバラツキに関しては、その寸法誤差を吸収する機構をハンド装置に設けることにより対応されてきた。そして、その寸法差を吸収する具体的な機構としては、例えば物品毎に把持用のシリンダを設置して物品をそれぞれ個別的に把持するように構成するものが知られている。しかしながら、この従来技術においては、同時に把持する物品の数だけのシリンダの設置が必要となるばかりでなく、駆動エアの配管なども複雑になるため、メンテナンスが煩雑になり、ハンド装置としての重量が大きくなるといった欠点があった。また、一方の把持部材を一体的に構成し、他方の把持部材を物品毎に対応させた形に分割し、それらの把持部材を共通の駆動手段で駆動するように構成するとともに、物品と当接するそれぞれの当接部をスプリングやスポンジなどの弾性手段を介して対向する把持部材側へ付勢するという技術手段を採用したものが開示されている（特開昭６０−２０８８６号公報）。しかしながら、この従来技術における当接部の付勢手段としては、それぞれの把持部の後方に単に弾性手段を介在させたというだけの形態であったため、物品間の寸法差を吸収するためには、その寸法差の分だけ弾性手段を変形させる必要があったため、かなりの操作力が必要とされた。すなわち、物品間の寸法差と同量の変形に伴う弾性力に対抗するための操作力の増分が必要とされた。このため、強度的に弱い物品の場合などには向かない面もあった。また、逆に前記弾性手段の弾性特性を弱く設定した場合には、把持力が不足して物品を落下し易くなるといった問題があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、以上のような従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、前記把持部材を弾性体から構成するとともに、その形状を工夫することにより、十分な把持力を得られるとともに、変形のための操作力の増分が小さくて済むロボットのハンド装置を提供する点にある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を解決するため、物品を拡縮動作により両側から挟持するように対向して設置された一対の把持部材の一方を剛性材料、他方を弾性体により形成し、その弾性体からなる把持部材の物品との当接部の中央部後方に変形用のスペースを形成する空間部を設けるとともに、同空間部の側方に物品を把持する際に弾性変形が生じる変形部を形成し、物品を把持する際には、その変形部の弾性変形を介して、前記当接部が同変形部を中心に、該当接部の後方に形成された前記空間部側へ変位し得るように構成するという技術手段を採用した。なお、物品を把持する際に弾性変形が生じる前記変形部を介して２個の当接部を対称的に一体形成し、かつ前記２個の当接部間に切欠部を形成して互いの変位が干渉しないように構成することもできる。以上のように、本発明においては、物品を把持する際の前記当接部の変位が前記変形部を中心として回動する形で行われることから、小さな操作力の増分で十分な変形量が得られることになる。すなわち、物品の把持に必要な所定の把持力を維持しながら、変形のための操作力の増分は少なくて済むことになる。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明においては、以上のように前記把持部材の物品との当接部の中央部後方に変形用のスペースを形成する空間部を設けるとともに、同空間部の側方に断面積が小さく変形の集中し易い変形部を形成し、その当接部の中心からずれた変形部に対して、物品との当接部を介して付加される操作力、すなわち把持力と前記変形部との距離を乗じた回転モーメントとして作用する形態のものであれば広く適用が可能である。すなわち、このようにすれば、物品との当接部の変位量に対する前記変形部における変形量を大幅に縮小できるので、従来技術に比べて当接部の変形に対する弾性力の変動量を縮小することができる。したがって、物品に対する初期把持力を十分に大きくとることができ、しかも物品の寸法差に応じて当接部が変位した際の把持力の変動が少ない、ロボットのハンド装置としてきわめて好適な把持手段を提供することができる。本発明は以上の原理に基づくものであるから、前記当接部の中央後方部の空間部及びその側方の前記変形部の条件を満たせば、当接部の形状など、把持部材の具体的な形状に関しては自由な選択が可能である。
【０００６】
【実施例】
以下、図面を用いて本発明の実施例に関して説明する。図１は本発明に係る前記ハンド装置に関する一実施例の要部を示した概略側面部であり、図２はそのハンド装置を下方からみた底面図である。図中、１はロボットのアームの先端部に装備されるハンド装置であり、駆動手段２を介して拡縮動作を行うように構成された把持手段３，４を対向した状態に備えており、円筒状の容器などの各種の物品５を両側から挟持して把持するように構成されている。駆動手段２としては、把持手段３，４を互いに接近させたり離間させたりすることの可能な公知の適宜の拡縮機構が用いられる。例えば、エア駆動形のロータリアクチュエータを使用して、一対の円弧状のカム溝を形成した回転カムを正転及び逆転駆動し得るように構成し、それらのカム溝に係合したそれぞれの係合ピンを拡縮動作方向に形成した直線状のガイド溝に沿って誘導することにより、それぞれの係合ピンに連係した把持手段３，４を拡縮駆動するように構成することができる。
【０００７】
図２に示したように、前記把持手段３，４のうちの一方、本実施例では把持手段３側の把持部を構成する把持部材６は一体的に構成されており、その把持面側には物品５に係合する所要数のＶ字状の係合用凹部７が形成されている。この把持部材６は剛性材料から形成され、物品５の把持の際には変形せずに、把持動作の基準側として機能するように構成されている。他方、把持手段４の把持部を構成する把持部材８は、ゴムや合成樹脂等からなる適宜の弾性材料を用いて物品の寸法に応じて変形可能に構成される。また、把持部材８は、それぞれの物品５に対応して独立して変位し得るように分割構成した形で支持板９に取付ける。図示のように、本実施例では、把持部材８は２個ずつの組に分割構成し、それそれの把持面を構成する物品５との当接部１０，１１にＶ字状の係合用凹部１２，１３を形成している。
【０００８】
図３は前記把持部材８を示した斜視図である。図示のように、把持部材８の把持面を構成する物品５との当接部１０，１１の中央部、すなわち前記係合用凹部１２，１３の後方部には、変形用のスペースを構成する空間部１４，１５が形成されている。また、それらの当接部１０，１１間には切欠部１６を形成して、互いの変位が干渉しないように構成している。以上の空間部１４，１５及び切欠部１６により、空間部１４，１５の側方には断面積が小さく変形が集中し易い変形部１７，１８が形成される。そして、物品を把持する際には、それらの変形部１７，１８の断面積が小さくて変形し易く形成されていることから、物品５の寸法に応じてそれらの変形部１７，１８の部分に弾性変形が生じ、その弾性変形を介して前記当接部１０，１１が同変形部１７，１８を中心に後方に回動しながら変位することになる。なお、把持部材８の後方部の上下面には取付溝１９，２０が形成されており、それらの取付溝１９，２０を前記支持板９に形成された矩形状の開口部の縁部に嵌合することにより簡便に着脱可能である。なお、本実施例では、１個の把持部材８に一対の当接部１０，１１を対称的に形成した場合を説明したが、前記切欠部１６の部分から切離して、それぞれ１個ずつの当接部を有する把持部材として構成することも可能である。
【０００９】
次に、前記ハンド装置１を用いて複数の物品５を同時に把持する場合に関して説明する。前記駆動手段２を介して把持手段３，４を互いに内側へ移動して両者間の間隔を縮小することにより、一体的に構成された把持部材６と分割構成された複数からなる把持部材８によって物品６を両側から挟持する。その場合、それぞれの物品５は、把持部材６側に形成された複数の係合用凹部７と複数からなる各把持部材８に形成された係合用凹部１２，１３との間に係合され、把持部材６側の係合用凹部７を基準面として位置決めされる。その際、物品５に寸法誤差があった場合には、図４の底面図に示したように、例えば当接部１０が変形部１７の弾性変形を介して後方へ変位して物品５の寸法差を吸収する。その場合に、前述のように、当接部１０は変形部１７を中心に変位することから、当接部１０の変位に対して変形部１７の変位は大幅に縮小されるので、その弾性変形に伴う弾性力、すなわち把持力の変動も縮小されることになる。したがって、物品５に対する把持部材６，８の操作量に関する自由度が大幅に拡大され、寸法誤差を吸収して全ての物品６に対して充分な支持力を容易に確保することができるので、物品５の落下を確実に防ぐことができる。
【００１０】
【発明の効果】
本発明によれば、複数の各物品に対してそれぞれ十分な把持力を設定できるとともに、物品の寸法差に基づく前記当接部の変位に対する把持力の変動が小さいので、複数の物品を同時に把持する際に寸法差のある物品が含まれた場合にも落下することなく確実な把持状態が得られ、ロボットのハンド装置としてきわめて有効である。また、一対の把持部材の一方を剛性材料、他方を弾性体により形成したので、物品の把持の際には剛性材料にて形成された把持部材側の把持面を基準面として位置決めすることができる。さらに、前記把持部材として２個の当接部を対称的に一体形成し、それらの当接部間に切欠部を形成して互いの変位が干渉しないように構成すれば、把持部材に関する成形作業や取付作業の回数を半減することができ、その作業性が向上される。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施例の要部を示した概略側面部である。
【図２】  同実施例を下方からみた底面図である。
【図３】  同実施例の把持部材を示した斜視図である。
【図４】  同実施例における把持状態を示した部分底面図である。
【符号の説明】
１…ハンド装置、２…駆動手段、３，４…把持手段、５…物品、６…把持部材、７…係合用凹部、８…把持部材、９…支持板、１０，１１…当接部、１２，１３…係合用凹部、１４，１５…空間部、１６…切欠部、１７，１８…変形部、１９，２０…取付溝
【図１】
0003830064.tif 000002
【図２】
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【図３】
0003830064.tif 000004
【図４】
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