JPS6134932B2

JPS6134932B2 -

Info

Publication number: JPS6134932B2
Application number: JP56172304A
Authority: JP
Inventors: Toshitoki Inoe; Kyoshi Araki
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1981-10-27
Filing date: 1981-10-27
Publication date: 1986-08-11
Also published as: JPS5877484A

Description

【発明の詳細な説明】本発明はロボツトのハンドに関するものであ
り、特に、嵌合作業を行なわしめることを目的と
したハンドの構造に関するものである。

従来、嵌合を行わしめるためのハンドとして、
一般的にコンプライアンス機構と呼ばれていると
ころの第１図に示す構造のものが知られている。
これはアーム５の先端に装着されたプレート４上
に、３本のピアノ線３がその延長線上で一点に交
叉するように設けられており、上記ピアノ線の他
端には、プレート４と平行に可動板２が設けられ
ている。今、この可動板２上にロツド１を、その
先端が上記ピアノ線３の延長線上の交点と一致す
る位置にくるようにして取付け、このロツド１を
面取り加工のしてある孔６に挿入する。このと
き、上記ロツド１の先端が孔６の面取り部に当接
すると、アーム５に加えられた矢印７方向の力の
反力として、矢印８方向の分力が、ロツド１の先
端に加わる。このとき、上記可動板２はプレート
４と平行を維持したまま矢印８方向に移動し、そ
の結果、ロツド１は孔６と平行を維持しつつその
中心線が一致する方向に移動し、孔６に挿入され
る。このようにして、コンプライアンス機構と呼
ばれる従来機構のものは、簡単な構造で嵌合を行
なわしめることができるが、次の欠点を有してい
る。

(1) ロツドの先端とピアノ線の交点を一致させる
必要があり、ロツドの長さにより、ピアノ線の
交点の位置を変更する必要がある。

(2) 矢印７方向の力により、矢印８方向の分力を
発生させるためには、孔６の面取り加工を大き
く取る必要がある。

(3) ロツドの挿入方向の剛性が低いため、この方
向に強い力を受ける場合には、補助の支持手段
が必要になる。

本発明はこれらの欠点を解消し、スムーズな嵌
合を行なわしめることを目的とするもので、以下
にその一実施例を第２〜３図にもとづいて説明す
る。

図において、ロツド１０を孔９ａを有するワー
ク９に嵌合させることが本発明によるロボツトハ
ンドの目的である。ロツド１０は軸１２のまわり
に開閉動作するチヤツク１１により、チヤツキン
グされている。このチヤツク１１はチヤツク駆動
部１３に保持されているとともに、それにより開
閉動作せられる。このチヤツク駆動部１３には、
２枚の弾性を有する板バネ１５が互いに平行にな
るようにして、押え板１４、ネジ１９により固着
されている。さらに上記板バネ１５の他端には、
中間プレート２０が押え板１８、ネジ１９とによ
り固着されている。さらに上記中間プレート２０
には上記２枚の平行な板バネ１５と直角をなす方
向に他の２枚の平行な板バネ２１が固着されてい
る。この他の２枚の平行な板バネ２１には、ハン
ドベース２２が固着され、さらにハンドベース２
２は、ネジ２４にり、アーム２３に固着さてい
る。

上記板バネ１５および板バネ２１には、図示の
ようにその連結された方向に、各２ケ所の断面極
小部Ａを発生させるべく、孔１７，１７ａが設け
られている。さらに、この断面極小部Ａの歪量を
検出すべく、歪ゲージ１６，１６ａが設けられて
いる。板バネ１５，２１の相対した板バネには、
同様な位置に、歪ゲージ１６ｂ，１６ｃが設けら
れている。上記歪ゲージは、第４図に示した周知
のブリツジ回路を形成するべく連結されている。
端子２５間には、一定の入力電圧が加えられ、端
子２６間から上記歪ゲージの歪量に応じた出力信
号が得られる。このブリツジ回路が２枚の板バネ
１５に対応した１回路と、他の２枚の平行な板バ
ネ２１に対応した他の１回路の計２回路設けられ
ている。

ここで、２枚の平行な板バネ１５と、その上に
設けられた歪ゲージは、矢印２９方向の力がロツ
ド１０に働いたとき、効果を発揮するべく設けら
れたものであり、他の２枚の平行な板バネ２１
と、その上に設けられた歪ゲージは、矢印２８方
向の力がロツド１０に働いたとき、効果を発揮す
るべく設けられたものである。いうまでもなく、
矢印２８，２９両方向の力が働いた場合には、両
方が作用する。

さて、次に第５図に従つて、ロツド１０に矢印
２７方向の力が働いた場合を例にあげ、その動作
および制御方法について説明する。

図において、矢印３０方向下方にアームへ下げ
られ、孔９ａの面取り部にロツド１０のエツジが
当接すると、矢印２７方向に分力が発生し、ロツ
ド１０、従つてチヤツク１１に、同方向の力が加
わる。この力により、上記板バネ１５は、上記断
面極小部を屈曲中心として、Ｓ字状に、２枚が相
似形をなして変形する。このとき、平行リンクの
原理により、中間プレート２０とチヤツク駆動部
１３とは、初期の平行状態を保ちつつ移動する。
このとき、歪ゲージ１６，１６ｂには圧縮力が働
き、歪ゲージ１６ａ，１６ｃには、引張力が働
く。その結果、第４図に示したブリツジ回路に
は、端子２６間にその歪量に比例した電流が流れ
る。

この電流値を検出することにより、ロツド１０
が孔９ａに対して、右に位置していることを判断
し、アーム２３を矢印３０方向下方に押えつつ、
矢印２９方向左方に移動すると、ロツド１０は、
孔９ａと平行状態を維持しつつ、その中心線が一
致する方向に移動し、嵌合が行なわれる。ここ
で、歪量を検出し、アームを移動する動作と、平
行バネ自身が多少左右に移動する動作が複合され
て、嵌合が極めてスムーズに行なわれる。

ロツド１０に、矢印２８方向の力が働いた場合
および矢印２８，２９両方向の力が同時に働いた
場合については、同様の動作であるため、説明は
省略する。

このような構造のロボツトハンドを使つて嵌合
を行なわしめることにより、次のような効果が得
られる。

(1) 嵌合を行なうべき孔とロツドとの中心位置の
ズレが大きい場合には、歪ゲージを使いそのズ
レている方向を判断し、ズレを修正する方向に
アームを移動させ、ズレが少なくなつた場合に
は、平行な板バネ自身による位置修正機能によ
り中心合せが行なわれるため、極めてスムース
に嵌合が行なえる。

(2) 平行な板バネに、各２ケ所の断面極小部を設
けているため、板バネの高さを小さくした場合
にも、Ｓ字状の変形が容易に行なえ、上記歪ゲ
ージから大きな出力信号が得られると同時に、
上記板バネ自身による位置修正も容易に行なえ
る。

(3) 直角方向の中心位置ズレ量がそれぞれ独立し
た信号として検出できるため、それに応じて、
アームを各方向に、移動し、位置修正を行なう
ことができ、スムースな嵌合が行なえる。

(4) 平行バネは一般的にバネと直角方向には剛性
が低く、バネと平行方向には剛性が高いという
特性を持つているため、圧入作業等ロツドの挿
入方向に大きな力が加わる場合にも特殊な補助
手段を必要とすることなく対応できる。

以上のように本発明によれば、可動方向が互い
に直角をなす二対の平行な板バネを用いるため、
アームに対してロツドの相対的な姿勢が常に一定
に保たれ、ロツドの姿勢制御を必要とせず、ロツ
ドの挿入方向に対して垂直な方向の移動のみを制
御すればよいため、位置ずれの補正が容易かつ敏
速に行うことができる。

また、平行な板バネの特性から、ロツドの挿入
方向に対して高い剛性を有し、ロツドの挿入方向
に強い力を受ける場合でも、特別の補助手段を必
要とせず、構成が簡単になる。

【図面の簡単な説明】

第１図はコンプライアンス機構と呼ばれる従来
例を表わす図、第２図は本発明の一実施例のロボ
ツトハンドの構造を示す正面図、第３図は同側面
図、第４図はロボツトハンドの平行バネ部に装着
されている歪ゲージの結線方法を表わす図、第５
図は本発明の一実施例のロボツトハンドの動作原
理を説明する図である。１１……チヤツク、１５，２１……平行バネ、
２０……中間体、２３……アーム、１６，１６
ａ，１６ｂ，１６ｃ……歪ゲージ。

Claims

【特許請求の範囲】１物品を把持するチヤツク部と、前記チヤツク
部に一端を固定して平行に配置された一対の板バ
ネと、前記一対の板バネの他端を固定する中間体
に対し、前記一対の板バネの可動方向と直角方向
に可動するよう一端を固定して平行に配置された
一対の板バネと、前記一対の板バネの他端を固定
するアームと、前記二対の板バネの歪量を検出す
る歪ゲージと、前記歪ゲージにより検出した歪量
が少なくなるように前記アームの移動を制御する
制御手段とを備えたロボツトハンド。２各板バネに断面極小部を設けた特許請求の範
囲第１項記載のロボツトハンド。