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JP7728148B2 - Grip device and industrial robot - Google Patents
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JP7728148B2 - Grip device and industrial robot - Google Patents

Grip device and industrial robot

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JP7728148B2 JP2021180454A JP2021180454A JP7728148B2 JP 7728148 B2 JP7728148 B2 JP 7728148B2 JP 2021180454 A JP2021180454 A JP 2021180454A JP 2021180454 A JP2021180454 A JP 2021180454A JP 7728148 B2 JP7728148 B2 JP 7728148B2
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Description

本発明は、把持本体、把持装置及び産業用ロボットに関する。 The present invention relates to a gripping body, a gripping device, and an industrial robot.

ワークを把持することを目的とした把持装置として、袋状の把持本体を備えた把持装置が知られている(特許文献1)。特許文献1に係る把持装置の把持本体は、掌部と、掌部の周囲に突出して設けられた複数の指部とを有する。把持本体は、掌部及び指部が設けられている一端側とは逆の他端側に開口が設けられており、開口の周縁に形成されたフランジ部においてケースに固定され、ケースによって開口が密閉されている。ケースは、配管を介して真空発生装置と接続している。特許文献1に係る把持装置は、把持本体の内部が減圧されることにより、掌部が厚さ方向に変形し、複数の指部が掌部へ向かって倒れるように弾性変形する。これにより、複数の指部がワークの表面に接触し、ワークを把持する。例えば食品のような柔軟なワークを簡便に優しく把持することができる。 A known gripping device for gripping workpieces is one equipped with a bag-shaped gripping body (Patent Document 1). The gripping body of the gripping device disclosed in Patent Document 1 has a palm portion and multiple fingers protruding from the periphery of the palm portion. The gripping body has an opening at the other end opposite the end where the palm portion and fingers are provided, and is fixed to a case at a flange formed around the periphery of the opening, which seals the opening. The case is connected to a vacuum generator via piping. In the gripping device disclosed in Patent Document 1, when the pressure inside the gripping body is reduced, the palm portion deforms in the thickness direction, and the multiple fingers elastically deform so as to collapse toward the palm portion. This allows the multiple fingers to come into contact with the surface of the workpiece and grip the workpiece. This allows for easy and gentle gripping of soft workpieces such as food.

特許文献2には、把持本体の外周にバンドが巻き付けられており、このバンドの締め付けにより把持本体とケースとをより確実に固定した把持装置が開示されている。特許文献2に係る把持装置は、把持本体とケースとをバンドで締め付ける構造を有することにより、掌部が厚さ方向に変形するのに伴って複数の指部が掌部へ向かって倒れるように弾性変形する際に、把持本体のケースからの脱落が防止されている。 Patent Document 2 discloses a gripping device in which a band is wrapped around the outer periphery of the gripping body, and tightening this band more securely secures the gripping body to the case. The gripping device described in Patent Document 2 has a structure in which the band tightens the gripping body and the case, preventing the gripping body from falling off the case when the fingers elastically deform toward the palm as the palm deforms in the thickness direction.

特開2018-062038号公報JP 2018-062038 A 特開2019-150892号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2019-150892

特許文献2に係る把持装置は、バンドと把持本体との間に段差が形成されるため、この段差に液溜まりが発生し易い。液溜まりは、かびが繁殖する原因となるため、衛生上好ましくない。特許文献1に係る把持装置は、把持本体の開口の周縁に形成されたフランジ部とケースとの間に段差が形成されるため、特許文献2と同様に液溜まりが発生し易い構造となっている。 The gripping device disclosed in Patent Document 2 has a step formed between the band and the gripping body, making it easy for liquid to pool at this step. Liquid pools are unhygienic because they can cause mold to grow. The gripping device disclosed in Patent Document 1 has a step formed between the flange portion formed around the periphery of the opening of the gripping body and the case, making it prone to liquid pooling, just like Patent Document 2.

本発明は、把持本体がケースから脱落せず、かつ、液溜まりの発生を防止することができる把持本体、把持装置及び産業用ロボットを提供することを目的とする。 The present invention aims to provide a gripping body, gripping device, and industrial robot that prevents the gripping body from falling off the case and prevents liquid pooling.

本発明に係る把持本体は、ワークを把持する把持装置に用いられる袋状の把持本体であって、掌部と、前記掌部の周囲に突出して設けられ、前記掌部を厚さ方向に変形させることにより前記掌部に向かって倒れる複数の指部と、前記掌部及び前記複数の指部が設けられている一端側とは反対の他端側に設けられた開口部とを備え、前記開口部は、開口を画定する開口端と、前記開口の中心に向けて湾曲した内面とを有する。 The gripping body of the present invention is a bag-shaped gripping body used in a gripping device that grips a workpiece, and includes a palm portion, a plurality of finger portions that protrude from the periphery of the palm portion and fall toward the palm portion by deforming the palm portion in the thickness direction, and an opening provided on the other end opposite the end where the palm portion and the plurality of finger portions are provided, the opening having an opening edge that defines the opening and an inner surface that curves toward the center of the opening.

本発明に係る把持装置は、上記把持本体と、底部と、前記底部の外縁に設けられた筒状部と、前記底部と前記筒状部とを接続する角部とを有し、前記開口部に挿入されるケースとを備え、前記角部は、前記ケースの中心に向けて湾曲した外面を有し、前記内面と前記外面とが接触している。 The gripping device of the present invention comprises a case that is inserted into the opening and has the gripping body, a bottom, a cylindrical portion provided on the outer edge of the bottom, and a corner portion connecting the bottom and the cylindrical portion, the corner portion having an outer surface that curves toward the center of the case, and the inner surface and the outer surface are in contact.

本発明に係る産業用ロボットは、上記把持装置を備える。 The industrial robot according to the present invention is equipped with the above-described gripping device.

本発明によれば、把持本体の開口部が開口の中心に向けて湾曲した内面を有し、ケースの角部がケースの中心に向けて湾曲した外面を有し、開口部の内面と角部の外面とが接触していることにより、把持本体がケースから脱落せず、かつ、液溜まりの発生を防止することができる。 According to the present invention, the opening of the grip body has an inner surface that curves toward the center of the opening, and the corners of the case have outer surfaces that curve toward the center of the case. The inner surface of the opening and the outer surfaces of the corners are in contact with each other, preventing the grip body from falling off the case and preventing liquid from pooling.

実施形態に係る把持装置を適用した産業用ロボットの例を示す模式図である。1 is a schematic diagram illustrating an example of an industrial robot to which a gripping device according to an embodiment is applied. 実施形態に係る把持装置を示す部分断面図である。FIG. 2 is a partial cross-sectional view showing a gripping device according to an embodiment. 把持本体の開口部からケースが取り出されている状態を示す斜視図である。FIG. 10 is a perspective view showing a state in which the case is being removed from the opening of the grip body. 把持本体の開口部からケースが取り出されている状態を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing a state in which the case is being removed from the opening of the grip body. 把持本体の開口部にケースを挿入している状態を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing a state in which the case is inserted into the opening of the grip body. 実施形態に係る把持装置の使用状態を示す部分断面図である。FIG. 2 is a partial cross-sectional view showing a state in which the gripping device according to the embodiment is in use. 実施形態の変形例に係る把持装置を示す分解斜視図である。FIG. 10 is an exploded perspective view showing a gripping device according to a modified example of the embodiment. 実施形態の変形例に係る把持装置を示す部分断面図である。FIG. 10 is a partial cross-sectional view showing a gripping device according to a modified example of the embodiment. 実施形態の変形例に係る把持装置の使用状態を示す部分断面図である。FIG. 10 is a partial cross-sectional view showing a state in which a gripping device according to a modified example of the embodiment is used.

以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。以下に示す実施形態及び変形例は、本発明の一例であり、本発明はこれに限られるものではない。実施形態及び変形例に関する以下の説明において、同様の構成については同様の符号を付し、適宜説明を省略する。 Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. The embodiments and variations described below are examples of the present invention, and the present invention is not limited to these. In the following description of the embodiments and variations, similar components will be designated by similar reference numerals, and descriptions will be omitted where appropriate.

1.実施形態
(全体構成)
図1に、本実施形態に係る把持装置10Aを適用した産業用ロボット12の構成を示す。産業用ロボット12は、直交ロボットであって、レール14と、レール14に沿って移動する移動体16と、移動体16に固定されたエアシリンダー18とを備える。レール14は、図中Y軸方向に移動可能に設けられている。
1. Embodiment (Overall Configuration)
1 shows the configuration of an industrial robot 12 to which a gripping device 10A according to this embodiment is applied. The industrial robot 12 is a Cartesian robot, and includes a rail 14, a moving body 16 that moves along the rail 14, and an air cylinder 18 fixed to the moving body 16. The rail 14 is provided so as to be movable in the Y-axis direction in the drawing.

エアシリンダー18は、シリンダーチューブ19と、シリンダーチューブ19に対し進退可能に設けられたピストンロッド20とを有する。シリンダーチューブ19には、配管21,22が設けられている。配管21,22を通じて、気体が給排気されることにより、ピストンロッド20がシリンダーチューブ19に対し進退可能となっている。ピストンロッド20の先端には、アダプタプレート23に接続された脱着部24を介して把持装置10Aが設けられている。アダプタプレート23は、図示しないボルトによってピストンロッド20の先端に固定されている。 The air cylinder 18 has a cylinder tube 19 and a piston rod 20 that is movable forward and backward relative to the cylinder tube 19. Pipes 21 and 22 are attached to the cylinder tube 19. Gas is supplied and exhausted through the pipes 21 and 22, allowing the piston rod 20 to move forward and backward relative to the cylinder tube 19. A gripping device 10A is attached to the tip of the piston rod 20 via a detachable part 24 connected to an adapter plate 23. The adapter plate 23 is fixed to the tip of the piston rod 20 with bolts (not shown).

産業用ロボット12は、水平な基台26上に置かれたワークWを、把持装置10Aで把持すると共に、X軸、Y軸、及びZ軸方向に移動することができる。 The industrial robot 12 can grasp a workpiece W placed on a horizontal base 26 with the gripping device 10A and move it in the X-, Y-, and Z-axis directions.

図2に、把持装置10Aの部分断面図を示す。図2は、把持装置10Aを脱着部24から取り外した状態を示している。把持装置10Aは、脱着部24を介してピストンロッド20に取り付けられる袋状の把持本体28Aを備える。把持本体28Aは、気密性と弾性と柔軟性とを有する材料、例えば、天然ゴムや合成ゴム、各種エラストマーなどで形成することができる。把持本体28Aの材料は、かならずしも一種の材料である必要はなく、異種材料を組み合わせた複合材料でもよい。把持本体28AのJIS K6253のデュロメータ硬さ試験(タイプA)に準じて測定した硬度は、60~90程度であるのが好ましい。 Figure 2 shows a partial cross-sectional view of the gripping device 10A. Figure 2 shows the gripping device 10A detached from the detachable part 24. The gripping device 10A has a bag-shaped gripping body 28A that is attached to the piston rod 20 via the detachable part 24. The gripping body 28A can be made of a material that is airtight, elastic, and flexible, such as natural rubber, synthetic rubber, or various elastomers. The material of the gripping body 28A does not necessarily have to be a single material; it can also be a composite material made up of different materials. The hardness of the gripping body 28A, measured in accordance with the durometer hardness test (type A) of JIS K6253, is preferably approximately 60 to 90.

把持本体28Aは、掌部30と、掌部30の周囲に突出して設けられた複数の指部32と、掌部30及び複数の指部32が設けられている一端側とは反対の他端側に設けられた開口部34とを備える。掌部30は略円盤状をなしている。指部32は、掌部30と一体に形成されており、掌部30を挟むように2つ設けられている。指部32同士の間には、所定の間隔が形成されている。指部32は、掌部30を囲むように放射状に3つ以上設けられていてもよい。 The grip body 28A comprises a palm portion 30, a plurality of finger portions 32 protruding from the periphery of the palm portion 30, and an opening 34 provided at the other end opposite the end where the palm portion 30 and the plurality of finger portions 32 are provided. The palm portion 30 is generally disk-shaped. The finger portions 32 are formed integrally with the palm portion 30, and two are provided to sandwich the palm portion 30. A predetermined gap is formed between the finger portions 32. Three or more finger portions 32 may be provided radially surrounding the palm portion 30.

指部32の内側の面32Aは掌部30と一体に形成されている。指部32は中実である。指部32の材質は、掌部30と同じ材質、又は異なる材質でもよく、さらに均一である必要はなく、異種材料を組み合わせた複合材、フィラーなどの添加物を含んでもよい。 The inner surface 32A of the finger portion 32 is formed integrally with the palm portion 30. The finger portion 32 is solid. The material of the finger portion 32 may be the same as or different from the material of the palm portion 30. Furthermore, it does not need to be uniform; it may be a composite material combining different materials, or may contain additives such as fillers.

開口部34は、ケース40Aによって密閉されている。把持本体28Aの内側面とケース40Aとによって内部空間29が形成されている。 The opening 34 is sealed by the case 40A. An internal space 29 is formed by the inner surface of the grip body 28A and the case 40A.

ケース40Aは、ステンレスなどの金属製、又はプラスチックなどの硬質の樹脂製であるのが好ましい。ケース40Aは、底部41と、底部41の外縁に設けられた筒状部42Aと、底部41と筒状部42Aとを接続する角部43とを有する。底部41は板状の部材であり、この例では円盤状に形成されている。筒状部42Aは、筒状の部材であり、この例では円筒状に形成されている。底部41と筒状部42Aと角部43とは一体に形成されている。底部41は、当該底部41の厚さ方向に貫通する貫通穴44を有している。貫通穴44には継手45が設けられている。継手45は、シール材46を介して底部41にねじ止めされている。継手45は、脱着部24とワンタッチで着脱自在に連結される。 The case 40A is preferably made of metal such as stainless steel or hard resin such as plastic. The case 40A has a bottom 41, a cylindrical portion 42A provided on the outer edge of the bottom 41, and corner portions 43 connecting the bottom 41 and the cylindrical portion 42A. The bottom 41 is a plate-shaped member, and in this example, is formed in a disk shape. The cylindrical portion 42A is a cylindrical member, and in this example, is formed in a cylindrical shape. The bottom 41, the cylindrical portion 42A, and the corner portions 43 are integrally formed. The bottom 41 has a through-hole 44 that penetrates the bottom 41 in the thickness direction. A joint 45 is provided in the through-hole 44. The joint 45 is screwed to the bottom 41 via a sealing material 46. The joint 45 is detachably connected to the detachable portion 24 with a single touch.

脱着部24は、ワンタッチ継手であり、一端がアダプタプレート23に接続され、他端が継手45に接続される。脱着部24は、継手45が差し込み方向に差し込まれると継手45と接続され、リリース部47が差し込み方向に押されることによって継手45との接続が解除される。脱着部24は、ワンタッチ継手に限らず、ねじによって継手45と接続される継手でもよい。 The detachable portion 24 is a one-touch coupling, with one end connected to the adapter plate 23 and the other end connected to the coupling 45. The detachable portion 24 connects to the coupling 45 when the coupling 45 is inserted in the insertion direction, and is disconnected from the coupling 45 when the release portion 47 is pushed in the insertion direction. The detachable portion 24 is not limited to a one-touch coupling, and may be a coupling that connects to the coupling 45 with a screw.

脱着部24には給排気口48が設けられている。給排気口48は、不図示の配管の一端に接続される。この配管の他端は、例えば三方弁を介して、真空ポンプや真空エジェクタなどの真空発生器に接続される。この例では、真空発生器として真空ポンプが用いられる。三方弁は、真空ポート、給排気ポート及び大気解放ポートを有し、真空ポートが真空ポンプに、給排気ポートが把持装置10Aに、及び大気解放ポートが大気圧空間にそれぞれ接続される。給排気口48に接続される配管を通じて、気体が、内部空間29から真空ポンプへ、及び大気圧空間から内部空間29へ、流通する。脱着部24は、天面に設けられた図示しない取り付け穴を通じてボルトをアダプタプレート23にねじ込むことによって、アダプタプレート23に固定される。 The detachable unit 24 is provided with an intake and exhaust port 48. The intake and exhaust port 48 is connected to one end of a pipe (not shown). The other end of this pipe is connected to a vacuum generator such as a vacuum pump or vacuum ejector, for example, via a three-way valve. In this example, a vacuum pump is used as the vacuum generator. The three-way valve has a vacuum port, an intake and exhaust port, and an atmosphere release port. The vacuum port is connected to the vacuum pump, the intake and exhaust port is connected to the gripping device 10A, and the atmosphere release port is connected to the atmospheric pressure space. Gas flows from the internal space 29 to the vacuum pump and from the atmospheric pressure space to the internal space 29 through the pipe connected to the intake and exhaust port 48. The detachable unit 24 is fixed to the adapter plate 23 by screwing bolts into the adapter plate 23 through mounting holes (not shown) provided on the top surface.

把持本体28Aの開口部34は、開口を画定する開口端50と、開口の中心に向けて湾曲した内面51とを有する。開口部34の内面51は凹状の湾曲面である。ケース40Aの角部43は、ケース40Aの中心に向けて湾曲した外面52を有する。角部43の外面52は凸状の湾曲面である。開口部34の内面51と角部43の外面52とは接触している。開口部34の凹状の内面51と角部43の凸状の外面52とが接触することにより、内面51と外面52との間に摩擦力が生じ、把持本体28Aの開口部34がケース40Aの角部43に引っ掛けられた状態となる。これにより、バンドを使用することなく、把持本体28Aをケース40Aに取り付けることができる。把持本体28Aの脱落防止の観点から、開口部34の内面51の全面と角部43の外面52の全面とが接触することが望ましい。開口部34の内面51の少なくとも一部と角部43の外面52の少なくとも一部とが接触していれば、把持本体28Aをケース40Aに取り付けることができる。 The opening 34 of the grip body 28A has an opening edge 50 that defines the opening and an inner surface 51 that curves toward the center of the opening. The inner surface 51 of the opening 34 is a concave curved surface. The corner 43 of the case 40A has an outer surface 52 that curves toward the center of the case 40A. The outer surface 52 of the corner 43 is a convex curved surface. The inner surface 51 of the opening 34 and the outer surface 52 of the corner 43 are in contact. The contact between the concave inner surface 51 of the opening 34 and the convex outer surface 52 of the corner 43 generates friction between the inner surface 51 and the outer surface 52, causing the opening 34 of the grip body 28A to hook onto the corner 43 of the case 40A. This allows the grip body 28A to be attached to the case 40A without using a band. To prevent the grip body 28A from falling off, it is desirable for the entire inner surface 51 of the opening 34 and the entire outer surface 52 of the corner 43 to be in contact. The grip body 28A can be attached to the case 40A as long as at least part of the inner surface 51 of the opening 34 and at least part of the outer surface 52 of the corner 43 are in contact.

開口部34は、開口部34の開口端50に向けて厚さが徐々に薄くなっている。すなわち、開口部34の肉厚は、把持本体28Aの一端側から他端側に向けて漸減している。これにより、把持装置10Aは、把持本体28Aの開口部34とケース40Aの底部41との間に段差を有しておらず、開口部34と底部41とが滑らかに接続されている。 The opening 34 gradually becomes thinner toward the opening end 50 of the opening 34. In other words, the thickness of the opening 34 gradually decreases from one end of the gripping body 28A to the other end. As a result, the gripping device 10A does not have a step between the opening 34 of the gripping body 28A and the bottom 41 of the case 40A, and the opening 34 and the bottom 41 are smoothly connected.

開口部34の内面51及び角部43の外面52は、いずれも丸みを帯びたフィレット部である。開口部34にケース40Aが挿入されている状態において、開口部34の内面51の曲率は、角部43の外面52の曲率と同一である。これにより、開口部34の内面51と角部43の外面52とは全面で接触し、内面51と外面52との接触による摩擦力が向上する。なお、ここでの「同一」とは、開口部34の内面51の曲率と角部43の外面52の曲率とが完全に同一である場合だけでなく、略同一である場合、例えば設計上の誤差等を考慮し、所定の誤差範囲(例えば数%程度の誤差範囲)である場合を含むものとする。 The inner surface 51 of the opening 34 and the outer surface 52 of the corner 43 are both rounded fillets. When the case 40A is inserted into the opening 34, the curvature of the inner surface 51 of the opening 34 is the same as the curvature of the outer surface 52 of the corner 43. This brings the inner surface 51 of the opening 34 and the outer surface 52 of the corner 43 into contact over their entire surfaces, improving the frictional force caused by contact between the inner surface 51 and the outer surface 52. Note that "same" here does not only mean that the curvature of the inner surface 51 of the opening 34 and the curvature of the outer surface 52 of the corner 43 are completely identical, but also includes cases where they are approximately identical, or within a specified error range (e.g., an error range of a few percent) taking into account design errors, etc.

図3に、把持本体28Aの開口部34からケース40Aが取り出されている状態の斜視図を示す。図4に、把持本体28Aの開口部34からケース40Aが取り出されている状態の断面図を示す。図5に、把持本体28Aの開口部34にケース40Aを挿入している状態の断面図を示す。 Figure 3 shows a perspective view of the case 40A being removed from the opening 34 of the grip body 28A. Figure 4 shows a cross-sectional view of the case 40A being removed from the opening 34 of the grip body 28A. Figure 5 shows a cross-sectional view of the case 40A being inserted into the opening 34 of the grip body 28A.

開口部34からケース40Aが取り出されている状態において、開口部34の内面51の曲率は、角部43の外面52の曲率よりも大きい(図4参照)。開口部34にケース40Aを挿入する際に、開口部34の開口端50は、ケース40Aの筒状部42Aの外側面に沿って拡大する(図5参照)。開口部34にケース40Aが挿入されると、開口部34の開口端50は、ケース40Aの角部43の外面52に沿って縮小する。この結果、開口部34の内面51と角部43の外面52とが全面で接触し、上述したように開口部34の内面51の曲率が角部43の外面52の曲率と同一となる(図2参照)。開口部34からケース40Aが取り出されている状態で開口部34の内面51の曲率が角部43の外面52の曲率よりも大きいことにより、開口部34にケース40Aが挿入された状態ではケース40Aの角部43が把持本体28Aの開口部34により締め付けられる。 When the case 40A is removed from the opening 34, the curvature of the inner surface 51 of the opening 34 is greater than the curvature of the outer surface 52 of the corner 43 (see Figure 4). When the case 40A is inserted into the opening 34, the opening end 50 of the opening 34 expands along the outer surface of the tubular portion 42A of the case 40A (see Figure 5). When the case 40A is inserted into the opening 34, the opening end 50 of the opening 34 contracts along the outer surface 52 of the corner 43 of the case 40A. As a result, the inner surface 51 of the opening 34 and the outer surface 52 of the corner 43 come into contact over their entire surfaces, and as described above, the curvature of the inner surface 51 of the opening 34 becomes the same as the curvature of the outer surface 52 of the corner 43 (see Figure 2). When the case 40A is removed from the opening 34, the curvature of the inner surface 51 of the opening 34 is greater than the curvature of the outer surface 52 of the corner 43, so when the case 40A is inserted into the opening 34, the corner 43 of the case 40A is clamped by the opening 34 of the grip body 28A.

(動作及び効果)
上記のように構成された把持装置10Aが設けられた産業用ロボット12の動作及び効果について説明する。なお、以下に示す条件は、一例である。図1に示すように、産業用ロボット12は、ピストンロッド20がシリンダーチューブ19内に退避し、エアシリンダー18が収縮した状態を原点とする。把持装置10Aは、初期状態において把持本体28Aにおける内部空間29(図2参照)の圧力が大気圧である。すなわち、給排気口48と接続している三方弁は、給排気ポートが真空ポートから遮断され大気解放ポートと繋がっている状態である。
(Actions and Effects)
The operation and effects of the industrial robot 12 equipped with the gripping device 10A configured as described above will now be described. Note that the conditions shown below are merely examples. As shown in FIG. 1, the industrial robot 12 starts from an origin state in which the piston rod 20 is retracted into the cylinder tube 19 and the air cylinder 18 is contracted. In the initial state of the gripping device 10A, the pressure in the internal space 29 (see FIG. 2) of the gripping body 28A is atmospheric pressure. That is, the three-way valve connected to the intake and exhaust port 48 is in a state in which the intake and exhaust port is disconnected from the vacuum port and connected to the atmosphere release port.

産業用ロボット12は、移動体16がレール14に沿って移動することで、基台26上に置かれたワークWの鉛直線上に把持装置10Aを位置決めする。次いで、産業用ロボット12は、ピストンロッド20がシリンダーチューブ19から進出することにより、指部32がワークWに到達するまで、エアシリンダー18を伸長させる。 The industrial robot 12 positions the gripping device 10A on the vertical line of the workpiece W placed on the base 26 by moving the mobile body 16 along the rail 14. Next, the industrial robot 12 extends the air cylinder 18 by advancing the piston rod 20 from the cylinder tube 19 until the finger portion 32 reaches the workpiece W.

次いで三方弁は、給排気ポートが大気解放ポートから遮断され真空ポートと繋がった状態に切り替えられる。これにより把持装置10Aは、配管を通じて、把持本体28A内の気体を吸引し、把持本体28Aにおける内部空間29の圧力を例えば-0.03MPa以下に減圧する。 The three-way valve is then switched so that the air supply/exhaust port is disconnected from the atmosphere release port and connected to the vacuum port. This causes the gripping device 10A to suck in gas from within the gripping body 28A through the piping, reducing the pressure in the internal space 29 of the gripping body 28A to, for example, -0.03 MPa or less.

図6に示すように、掌部30は、内部空間29へ吸い込まれるようにして厚さ方向(Z方向)に変形する。掌部30が厚さ方向へ変形するのに伴い、指部32の内側の面32Aが掌部30の中心へ引っ張られる。このとき、開口部34の内面51と角部43の外面52とが擦れ合いながら、開口部34の開口端50が把持本体28Aの他端側から一端側へ移動する。これにより、指部32は、掌部30へ向かって倒れるように弾性変形し、ワークWの表面に接触する。このように、把持装置10Aは、把持本体28A内を減圧することにより、指部32が閉じて、ワークWを把持する。 As shown in Figure 6, the palm portion 30 is deformed in the thickness direction (Z direction) as if being sucked into the internal space 29. As the palm portion 30 deforms in the thickness direction, the inner surfaces 32A of the fingers 32 are pulled toward the center of the palm portion 30. At this time, the inner surface 51 of the opening 34 rubs against the outer surface 52 of the corner 43, causing the opening edge 50 of the opening 34 to move from the other end to one end of the gripping body 28A. As a result, the fingers 32 elastically deform so as to fall toward the palm portion 30 and come into contact with the surface of the workpiece W. In this way, the gripping device 10A reduces the pressure inside the gripping body 28A, causing the fingers 32 to close and grip the workpiece W.

次いで産業用ロボット12は、ピストンロッド20をシリンダーチューブ19内に退避させてエアシリンダー18を収縮することにより、ワークWを基台26から持ち上げることができる。さらに産業用ロボット12は、移動体16がレール14に沿って移動したり、レール14がY軸方向に移動したりすることにより、水平方向へワークWを自在に移動することができる。 The industrial robot 12 then retracts the piston rod 20 into the cylinder tube 19 and contracts the air cylinder 18, thereby lifting the workpiece W from the base 26. Furthermore, the industrial robot 12 can freely move the workpiece W horizontally by moving the moving body 16 along the rail 14 and by moving the rail 14 in the Y-axis direction.

所望の場所へ移動した後、産業用ロボット12は、ピストンロッド20がシリンダーチューブ19から進出することにより、ワークWが基台26に接触するまでエアシリンダー18を伸長させる。次いで、三方弁は、給排気ポートが真空ポートから遮断され大気解放ポートと繋がっている状態に切り替えられる。そうすると把持本体28Aの内部空間29へ大気解放ポートから配管を通じて気体が流入する。把持本体28Aの内部空間29の圧力が大気圧に戻るのに伴い、掌部30が押し出され元の状態に戻る。このとき、開口部34の内面51と角部43の外面52とが擦れ合いながら、開口部34の開口端50が把持本体28Aの一端側から他端側へ移動する。これにより、指部32が開いて、ワークWを手放す。 After moving to the desired location, the industrial robot 12 extends the air cylinder 18 by advancing the piston rod 20 from the cylinder tube 19 until the workpiece W contacts the base 26. Next, the three-way valve is switched so that the air supply/exhaust port is disconnected from the vacuum port and connected to the atmosphere release port. This allows gas to flow from the atmosphere release port through the piping into the internal space 29 of the gripping body 28A. As the pressure in the internal space 29 of the gripping body 28A returns to atmospheric pressure, the palm 30 is pushed out and returns to its original state. At this time, the inner surface 51 of the opening 34 rubs against the outer surface 52 of the corner 43, causing the opening edge 50 of the opening 34 to move from one end to the other end of the gripping body 28A. This causes the fingers 32 to open and release the workpiece W.

次いで、産業用ロボット12は、ピストンロッド20をシリンダーチューブ19内に退避させてエアシリンダー18を収縮することにより、把持装置10AをワークWから切り離す。以上のようにして産業用ロボット12は、基台26上に置かれたワークWを、把持装置10Aで把持することにより、所望の位置へ移動することができる。 The industrial robot 12 then retracts the piston rod 20 into the cylinder tube 19 and contracts the air cylinder 18, thereby detaching the gripping device 10A from the workpiece W. In this way, the industrial robot 12 can grip the workpiece W placed on the base 26 with the gripping device 10A and move it to the desired position.

把持装置10Aは、把持本体28Aの開口部34が、開口の中心に向けて湾曲した内面51を有し、ケース40Aの角部43が、ケース40Aの中心に向けて湾曲した外面52を有し、開口部34の内面51と角部43の外面52とが接触している。これにより、把持本体28Aの開口部34がケース40Aの角部43に引っ掛けられた状態となるので、バンドを使用せずに、把持本体28Aをケース40Aに取り付けることができる。また、バンドを使用しないので、液溜まりの原因となる段差がない。したがって、把持装置10Aは、把持本体28Aがケース40Aから脱落せず、かつ、液溜まりの発生が防止されている。 In the gripping device 10A, the opening 34 of the gripping body 28A has an inner surface 51 that curves toward the center of the opening, and the corner 43 of the case 40A has an outer surface 52 that curves toward the center of the case 40A, with the inner surface 51 of the opening 34 and the outer surface 52 of the corner 43 coming into contact. This allows the opening 34 of the gripping body 28A to be hooked onto the corner 43 of the case 40A, making it possible to attach the gripping body 28A to the case 40A without using a band. Furthermore, because no band is used, there are no steps that could cause liquid to pool. Therefore, with the gripping device 10A, the gripping body 28A will not fall off the case 40A, and liquid pooling is prevented.

把持装置10Aは、バンドを使用しないことにより、部品点数を減らすことができ、かつ、バンドを締め付けるための専用の工具が不要となるので、製造コストが抑えられる。 By not using bands, the gripping device 10A reduces the number of parts and eliminates the need for specialized tools to tighten the bands, thereby reducing manufacturing costs.

把持装置10Aは、開口部34が開口端50に向けて厚さが徐々に薄くなっていることにより、把持本体28Aの開口部34とケース40Aの底部41とが滑らかに接続されている。把持装置10Aは、把持本体28Aとケース40Aとの間に段差を有しないので、液溜まりの発生がより確実に防止されている。 The gripping device 10A has an opening 34 that gradually becomes thinner toward the opening end 50, creating a smooth connection between the opening 34 of the gripping body 28A and the bottom 41 of the case 40A. Because the gripping device 10A has no steps between the gripping body 28A and the case 40A, liquid accumulation is more reliably prevented.

開口部34にケース40Aが挿入されている状態において、開口部34の内面51の曲率は、角部43の外面52の曲率と同一である。把持装置10Aは、開口部34の内面51と角部43の外面52とが全面で接触することにより、開口部34の内面51と角部43の外面52との間の摩擦力が向上し、把持本体28Aがケース40Aから脱落することがより確実に防止されている。 When the case 40A is inserted into the opening 34, the curvature of the inner surface 51 of the opening 34 is the same as the curvature of the outer surface 52 of the corner 43. In the gripping device 10A, the inner surface 51 of the opening 34 and the outer surface 52 of the corner 43 are in full contact with each other, thereby improving the friction between the inner surface 51 of the opening 34 and the outer surface 52 of the corner 43, and more reliably preventing the gripping body 28A from falling off the case 40A.

開口部34からケース40Aが取り出されている状態においては、開口部34の内面51の曲率は、角部43の外面52の曲率よりも大きい。開口部34にケース40Aを挿入すると、ケース40Aの角部43が把持本体28Aの開口部34により締め付けられ、上述したように開口部34の内面51の曲率が角部43の外面52の曲率と同一となる。このように、把持装置10Aは、ケース40Aの角部43が把持本体28Aの開口部34により締め付けられることにより、把持本体28Aがケース40Aから脱落することがより確実に防止されている。 When the case 40A is removed from the opening 34, the curvature of the inner surface 51 of the opening 34 is greater than the curvature of the outer surface 52 of the corner 43. When the case 40A is inserted into the opening 34, the corner 43 of the case 40A is clamped by the opening 34 of the grip body 28A, and as described above, the curvature of the inner surface 51 of the opening 34 becomes the same as the curvature of the outer surface 52 of the corner 43. In this way, the grip device 10A more reliably prevents the grip body 28A from falling off the case 40A by clamping the corner 43 of the case 40A by the opening 34 of the grip body 28A.

2.変形例
図7に、上記実施形態の変形例に係る把持装置10Bの分解斜視図を示す。図7では、把持装置10Bを構成する把持本体28Bの一部を切り欠いて示している。
2. Modifications Fig. 7 shows an exploded perspective view of a gripping device 10B according to a modification of the above embodiment, in which a part of a gripping body 28B constituting the gripping device 10B is cut away.

図7に示すように、把持装置10Bは、把持本体28Bがリブ60を有し、ケース40Bがリブ60と係合する溝62を有している点において、上記実施形態に係る把持装置10A(図3参照)と相違する。把持装置10Bは、リブ60と溝62とが係合することにより、ケース40Bに対する把持本体28Bの位置決めが行われている。 As shown in Figure 7, the gripping device 10B differs from the gripping device 10A (see Figure 3) according to the above embodiment in that the gripping body 28B has a rib 60 and the case 40B has a groove 62 that engages with the rib 60. In the gripping device 10B, the gripping body 28B is positioned relative to the case 40B by the engagement between the rib 60 and the groove 62.

リブ60は、把持本体28Bの内側面に設けられている。リブ60は、把持本体28Bの周方向に沿って環状に形成されている。リブ60の形状は、この例では断面半円形状であるが、適宜選択することができ、例えば、断面半楕円形状、断面三角形状、断面矩形状、断面台形状などでもよい。 The rib 60 is provided on the inner surface of the grip body 28B. The rib 60 is formed in a ring shape along the circumferential direction of the grip body 28B. In this example, the shape of the rib 60 is semicircular in cross section, but can be selected as appropriate, and may be, for example, semi-elliptical, triangular, rectangular, or trapezoidal in cross section.

溝62は、ケース40Bを構成する筒状部42Bの外側面に設けられている。溝62は、筒状部42Bの周方向に沿って環状に形成されている。溝62の形状は、この例では断面矩形状であるが、適宜選択することができ、例えば、断面角丸矩形状、断面半円形状、断面半楕円形状、断面三角形状、断面台形状などでもよい。 The groove 62 is provided on the outer surface of the cylindrical portion 42B that constitutes the case 40B. The groove 62 is formed in a ring shape along the circumferential direction of the cylindrical portion 42B. In this example, the shape of the groove 62 is rectangular in cross section, but this can be selected as appropriate, and may be, for example, a rectangular cross section with rounded corners, a semicircular cross section, a semi-elliptical cross section, a triangular cross section, or a trapezoidal cross section.

図8に示すように、リブ60の幅W1は、溝62の幅W2よりも小さい。リブ60の幅W1は、例えば溝62の幅W2の1/2以下としてもよい。この例では、初期状態において、溝62の幅方向における中央位置にリブ60が配置されている。リブ60の幅W1が溝62の幅W2よりも小さいことにより、溝62内でリブ60の移動が許容される。 As shown in Figure 8, the width W1 of the rib 60 is smaller than the width W2 of the groove 62. The width W1 of the rib 60 may be, for example, less than half the width W2 of the groove 62. In this example, in the initial state, the rib 60 is positioned at the center position in the width direction of the groove 62. Because the width W1 of the rib 60 is smaller than the width W2 of the groove 62, movement of the rib 60 within the groove 62 is permitted.

図9に示すように、ワークを把持する動作が行われる場合、すなわち、掌部30が厚さ方向(Z方向)へ変形するのに伴い、指部32が掌部30へ向かって倒れるように弾性変形する場合は、把持本体28Bの開口部34の開口端50が把持本体28Bの他端側から一端側へ移動するとともに、リブ60が溝62内を他端側から一端側へ移動する。 As shown in Figure 9, when a workpiece is gripped, that is, when the palm portion 30 deforms in the thickness direction (Z direction) and the fingers 32 elastically deform so as to fall toward the palm portion 30, the opening edge 50 of the opening 34 of the gripping body 28B moves from the other end to one end of the gripping body 28B, and the rib 60 moves within the groove 62 from the other end to one end.

ワークを手放す動作が行われる場合、すなわち、掌部30及び指部32が元の状態に戻る場合は、把持本体28Bの開口部34の開口端50が把持本体28Bの一端側から他端側へ移動するとともに、リブ60が溝62内を一端側から他端側へ移動して元の位置に戻る(図8参照)。 When the workpiece is released, i.e., when the palm 30 and fingers 32 return to their original state, the opening edge 50 of the opening 34 of the gripping body 28B moves from one end to the other of the gripping body 28B, and the rib 60 moves from one end to the other within the groove 62, returning to its original position (see Figure 8).

把持装置10Bは、リブ60の幅W1が溝62の幅W2よりも小さいことにより、溝62内でリブ60が移動し、滑らかな動作が可能である。 In the gripping device 10B, the width W1 of the rib 60 is smaller than the width W2 of the groove 62, allowing the rib 60 to move within the groove 62 and operate smoothly.

以上、実施形態及び変形例について説明したが、本発明は上記の実施形態及び変形例に限定されるものではなく、本発明の趣旨の範囲内で適宜変更することが可能である。 The above describes embodiments and modifications, but the present invention is not limited to the above embodiments and modifications, and can be modified as appropriate within the spirit and scope of the present invention.

例えば、給排気口48は、切換弁を介して、正圧源と三方弁とに接続してもよい。正圧源は、内部空間29に対し正圧を供給するポンプなどで構成される。給排気口48が正圧源と接続している場合は、内部空間29を加圧することができる。掌部30は、正圧源により内部空間29が加圧されることにより、内部空間29側から大気圧空間側へ押し出されるようにして厚さ方向(Z方向と反対方向)に変形する。指部32は、掌部30が厚さ方向へ変形するのに伴い、掌部30から離れる方向へ倒れるように弾性変形する。すなわち、指部32を開くことができる。このとき、開口部34の内面51と角部43の外面52とが擦れ合いながら、開口部34の開口端50が把持本体の一端側から他端側へ移動する。内部空間29を加圧することにより、指部32をワークの大きさに合わせて開くことができ、汎用性を向上させることができる。 For example, the air intake/exhaust port 48 may be connected to a positive pressure source and a three-way valve via a switching valve. The positive pressure source may be a pump or the like that supplies positive pressure to the internal space 29. When the air intake/exhaust port 48 is connected to the positive pressure source, the internal space 29 can be pressurized. When the internal space 29 is pressurized by the positive pressure source, the palm portion 30 is deformed in the thickness direction (opposite the Z direction) as if being pushed from the internal space 29 toward the atmospheric pressure space. As the palm portion 30 deforms in the thickness direction, the fingers 32 elastically deform so as to collapse away from the palm portion 30. In other words, the fingers 32 can open. At this time, the inner surface 51 of the opening 34 rubs against the outer surface 52 of the corner 43, and the opening edge 50 of the opening 34 moves from one end of the grip body to the other. Pressurizing the internal space 29 allows the fingers 32 to open to fit the size of the workpiece, improving versatility.

10A,10B 把持装置
12 産業用ロボット
28A,28B 把持本体
30 掌部
32 指部
34 開口部
40A,40B ケース
41 底部
42A,42B 筒状部
43 角部
50 開口端
51 内面
52 外面
60 リブ
62 溝
10A, 10B Grip device 12 Industrial robot 28A, 28B Grip body 30 Palm portion 32 Finger portion 34 Opening 40A, 40B Case 41 Bottom portion 42A, 42B Cylindrical portion 43 Corner portion 50 Open end 51 Inner surface 52 Outer surface 60 Rib 62 Groove

Claims (7)

ワークを把持する把持装置に用いられる袋状の把持本体であって、
掌部と、
前記掌部の周囲に突出して設けられ、前記掌部を厚さ方向に変形させることにより前記掌部に向かって倒れる複数の指部と、
前記掌部及び前記複数の指部が設けられている一端側とは反対の他端側に設けられた開口部と
を備え、
前記開口部は、開口を画定する開口端と、前記開口の中心に向けて湾曲した内面とを有する把持本体と、
底部と、前記底部の外縁に設けられた筒状部と、前記底部と前記筒状部とを接続する角部とを有し、前記開口部に挿入されるケースと
を備え、
前記角部は、前記ケースの中心に向けて湾曲した外面を有し、
前記内面と前記外面とが接触している把持装置。
A bag-shaped gripping body used in a gripping device that grips a workpiece,
A palm portion and
a plurality of finger portions provided to protrude from the periphery of the palm portion and tilting toward the palm portion by deforming the palm portion in a thickness direction;
an opening provided on the other end side opposite to the one end side on which the palm portion and the plurality of finger portions are provided,
The opening includes a grip body having an open end defining an opening and an inner surface curved toward a center of the opening ;
a case having a bottom, a cylindrical portion provided on an outer edge of the bottom, and a corner portion connecting the bottom and the cylindrical portion, the case being inserted into the opening;
Equipped with
the corner has an outer surface that curves toward the center of the case;
A gripping device in which the inner surface and the outer surface are in contact.
前記開口部は、前記開口端に向けて厚さが徐々に薄くなっている請求項1に記載の把持装置 The gripping device according to claim 1 , wherein the opening has a thickness that gradually decreases toward the open end. 前記開口部に前記ケースが挿入されている状態において、前記内面の曲率は、前記外面の曲率と同一である請求項1または2に記載の把持装置。 The gripping device according to claim 1 or 2 , wherein the curvature of the inner surface is the same as the curvature of the outer surface when the case is inserted into the opening. 前記開口部から前記ケースが取り出されている状態において、前記内面の曲率は、前記外面の曲率よりも大きい請求項1~3のいずれか1項に記載の把持装置。 4. The gripping device according to claim 1, wherein the curvature of the inner surface is greater than the curvature of the outer surface when the case is removed from the opening. 前記把持本体は、リブを有し、
前記ケースは、前記リブと係合する溝を有する請求項1~4のいずれか1項に記載の把持装置。
The grip body has a rib,
The gripping device according to any one of claims 1 to 4 , wherein the case has a groove that engages with the rib.
前記リブの幅は、前記溝の幅よりも小さい請求項に記載の把持装置。 The gripping device according to claim 5 , wherein the width of the rib is smaller than the width of the groove. 請求項1~6のいずれか1項に記載の把持装置を備えた、産業用ロボット。 An industrial robot comprising the gripping device according to any one of claims 1 to 6 .
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