JPS6154557B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はロボツトの手首装置に関する。

よく知られているように、軸の嵌め込みやボル
トの螺じ込み等を行う組立てロボツトにあつて
は、軸やボルトの直立性は比較的高い精度で保障
されるが、平面上での位置決め精度が低い欠点が
ある。そして、上記欠点を補い、位置決め精度が
低くとも、軸等のワークが凹所内に円滑に挿し入
れられるように、該ロボツトのハンドには平面上
のコンプライアンスを付与する装置が付設される
が、該コンプライアンス付与装置をハンド自体に
組込んだ場合には、ハンド自体にはグリツパ装置
等が内蔵されているため、ハンド部分が複雑にな
つたり重量大になつてアームとのバランスが悪く
なる不具合いがある。

そこで、この発明はロボツトのアームとハンド
との間にユニツトとして介装して設けることがで
き、ハンド自体の構造を何ら複雑とすることなく
当該ロボツトに平面コンプライアンスを付与し
得、しかも該装置自体の構造も簡単かつ軽量であ
る新規な手首装置を提供するものである。

以下、図面に基づいて実施例を説明する。

図において、１はロボツトのアーム、２は該ア
ーム１端にこの発明に係る手首装置３を介して設
けられたハンドであり、該ハンド２のグリツプ爪
４に棒状ワークＷが挾持されており、アーム１を
適宜移動させると共に上記手首装置３を働かせ、
ワークＷを図示のような凹所５内へと挿入せしめ
るものである。６はハンドの開閉駆動用シリンダ
である。

以下、手首装置３について詳述する。

すなわち、該手首装置３は上記アーム１端に一
体的に固定されたアーム側支持部材７と、上記ハ
ンド２に固定したハンド側支持部材８と、一端が
上記アーム側支持部材７に、他端が上記ハンド側
支持部材８に水平面内において回動自在に連結さ
れた中間部材９とからなり、アーム側支持部材７
はその先端側が上下２又７ａに分かれたフオーク
状に形成してあつて、該２又部７ａの中間に中間
部材９の一端のボス部分９ａを位置せしめると共
に、両者７ａ，９ａを貫くピン１１を貫設して中
間部材９を回動自在に連結してある。

中間部材９は平面視が略直角三角形状の部材で
あり、直角以外の２箇所の角部に上記ボス部分９
ａと他のボス部分９ｂとを形成し、残りの三角形
部分および双方のボス部分９ａ，９ｂ間の垂直面
はリブ状の張り出し部分９ｃ，９ｄになしてあ
る。

ハンド側支持部材８は上記他側のボス部分９ｂ
を上下で挾む２又部８ａ，８ｂを形成した、側面
視が略エ字状の部材であり、前述のアーム支持部
材７と中間部材９との連結と同様に、２又部８
ａ，８ｂとボス部分９ｂを貫くピン１２を貫設し
て中間部材９に対し回動自在に連結してある。８
ｃは立壁状リブである。

そして、ハンド側支持部材８の下側の２又部８
ｂは中間部材９の張り出し部分９ｃと同様に、前
記アーム側支持部材７先端へと向けて延びる略三
角形状の張り出し部８ｂに形成してあるが、該張
り出し部８ｂと、前記中間部材９の張り出し部分
９ｃおよびアーム側支持部材７の２又の先端部
（張り出し部）７ｂの３つの張り出し部８ｂ，９
ｃ，７ｂが平面視において上下に重なり合うよう
に３部材７，８，９を連結配置し、当該重なり部
分上に次のようなロツクピン装置１３を設けてあ
る。

すなわち、アーム側支持部材７のフオーク状部
基端から延びるブラケツト１４上にシリンダ１５
を設け、該シリンダ１５のロツド１５ａ端に上記
３部材７，８，９を貫いているロツクピン１６を
連設し、シリンダ１５が伸縮するとロツクピン１
６が所定ストローク上下動するようになつてい
て、該ロツクピン１６はアーム側支持部材７に対
しては上下のブツシユ１７，１８によつて平面方
向のガタツキなく上下動するよう案内されている
が、中間部材９とハンド側支持部材８に対しては
該ロツクピン１６の上下位置によつて、平面方向
のガタツキを許容するフリー状態と、平面方向の
移動を許容しない互いに固定された状態とに選択
的に切換えうるようになつて貫通されている。

すなわち、中間部材の張り出し部９ｃとハンド
側支持部材の張り出し部８ｂとには共に同一径の
ロツクピンの貫通孔２１，２２を穿設してある
が、ロツクピン１６には上記貫通孔２１，２２の
径と同一径の大径部１６ａを、上記上下の貫通孔
２１，２２間の間隔と同一間隔で上下に形成して
あり、該大径部１６ａ間および先端を小径部１６
ｂになしてあつて、ロツクピン１６が第１図図示
の上昇位置では上記小径部１６ｂが夫々、中間部
材張り出し部９ｃの貫通孔２１位置、ハンド側支
持部材張り出し部８ｂの貫通孔２２位置に位置
し、中間部材９のピン１１まわりでのガタツキ回
動（コンプライアンス移動）を許容すると共に、
ハンド側支持部材８のピン１２まわりでのガタツ
キ回動（コンプライアンス移動）を許容し、ロツ
クピン１６が第３図図示の下降位置では上下大径
部１６ａが夫々、上下の貫通孔２１，２２に密に
嵌合して、中間部材９、ハンド側支持部材８をア
ーム側支持部材７に対して固定し、３部材７，
８，９を一体的に連結するようになつている。

なお、上記貫通孔２１，２２上縁には夫々テー
パ２１ａ，２２ａを形成してあり、中間部材９、
ハンド側支持部材８がコンプライアンス移動した
後、ロツクピン１６が下降させれば大径部１６ａ
が該テーパ２１ａ，２２ａによつて案内されて貫
通孔２１，２２内に嵌まり、中間部材９、ハンド
側支持部材８の偏位を修正して元の正規な連結状
態に復帰しうるようになつている。

この実施例の手首装置３は以上のようになつて
いるので、次のように操作してワークＷを凹所５
内に挿入しうる。

すなわち、アーム１は予め教示された凹所５位
置へと移動中はシリンダ１５を伸長しロツクピン
１６の大径部１６ａが前記貫通孔２１，２２に嵌
まつた第３図図示の状態、つまりハンド２がアー
ム１に対して一体的に連結された状態としてお
く。このことによつて移動中はハンド２にガタツ
キを生じず、ワークの把持状態が不良になる等の
おそれがない。

そして、上記アームの移動によつてワークＷ
を、第１図２点鎖線図示のように、少くとも凹所
５の口縁に形成したテーパ５ａ内に位置せしめ、
その後、前記ロツクピン装置１３のシリンダ１５
を収縮してロツクピン１６を上昇せしめ、第１図
図示の状態つまり、中間部材９がアーム側支持部
材７に対し回動自在、ハンド側支持部材８が中間
部材９に対して回動自在な状態とする。この状態
でハンド２は２本のピン１１，１２まわりに移動
自在となるので、平面内をいずれの方向へも移動
自在となり、アーム１を垂直に降下させると、ワ
ークＷつまりハンド２自身が前記凹所のテーパ５
ａによつてガイドされつつ円滑に凹所５内へとワ
ークＷが挿入される。

以上のようにしてワークＷが凹所５内に挿入さ
れたならば、ハンド２のグリツプを解除し、アー
ム１を垂直に上昇させる。そして、ハンド２がワ
ークＷから完全に離れたならば、今度はシリンダ
１５を伸長すれば、前述の通りロツクピン１６の
大径部１６ａがテーパ２１ａ，２２ａによつて案
内されて（テーパ斜面変位修正方向へ蹴りつつ）
貫通孔２１，２２内に嵌まり、中間部材９、ハン
ド側支持部材８を元の連結状態に復帰せしめ、ハ
ンド２を再びアーム１に固定された状態になすこ
とができる。

なお、上記例ではロツクピン１６の上下駆動手
段としてシリンダ１５を用いたが、該シリンダ１
５にかえてソレノイドであつてもよいし、電動機
であつてもよい。

またハンド側支持部材８に取付けるハンド２
も、上記例のようなグリツプ爪４を有するハンド
に限らず他の電磁吸着式のハンド、チヤツク式の
ハンド等いかなる種類のものであつてもよいし、
アーム側支持部材、ハンド側支持部材、中間部材
の各部材の形状も上記例に限定されるものではな
い。

以上の説明で明らかなように、この発明の手首
装置はロボツトアームの先端に固定されたアーム
側支持部材、ハンドに固定されたハンド側支持部
材、一端が上記アーム側支持部材に、他端が上記
ハンド側支持部材に夫々回動自在に連結された中
間部材とからなり、上記アーム側支持部材、ハン
ド側支持部材および中間部材は夫々、該３部材が
上下に重なる張り出し部分を形成されると共に、
当該張り出し部分を垂直に貫いて上下動し、３部
材を一体に固定した連結状態と、互いに移動自在
なフリー状態とに切換えるロツクピン装置を設け
てあるので、当該手首装置をハンドとアーム間に
ユニツトとして介装してハンドに平面コンプライ
アンスを付与するこことができ、ロボツトハンド
自体の構造を複雑にしたり、重量を大になしてア
ームとのバランスを悪くしたりすることがない。

また、コンプライアンスの入一切制御も前述の
ように１本のロツクピンの上下動だけで行えるの
で、当該手首装置自体を構造簡単かつ軽量となし
得、制御系の負担も最小限ですむ。

さらにまた、コンプライアンスの入一切制御を
行う手段が上下動するロツクピンであつて、例え
ば水平面内で旋回するレバー、アーム等の平面方
向に負荷がかかる手段ではないので、コンプライ
アンス入−切時のハンドの平面移動を何ら阻害せ
ず、より正確かつより円滑なハンドの移動性が得
られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る手首装置を取付けたロ
ボツトアーム先端部の縦断側面図、第２図は同じ
くシリンダ部分を省略した平面図、第３図はロツ
クピン下降状態（ロツク状態）の要部縦断面図、
第４図は第２図の−線断面図である。 １……ロボツトアーム、２……ハンド、３……
手首装置、７……アーム側支持部材、７ｂ……先
端部（張り出し部）、８……ハンド側支持部材、
８ｂ……２又部（張り出し部）、９……中間部
材、９ａ，９ｂ……ボス部分、９ｃ……張り出し
部、１１，１２……ピン、１３……ロツクピン装
置、１６……ロツクピン、２１，２２……貫通
孔。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ロボツトのアームとハンドとの間に介装して
   該ハンドに平面コンプライアンスに付与する手首
   装置であつて、上記アームの先端に固定されたア
   ーム側支持部材、上記ハンドに固定されたハンド
   側支持部材、および一端が上記アーム側支持部材
   に、他端が上記ハンド側支持部材に夫々垂直なピ
   ンを介して一平面内で回動自在に連結されて、上
   記ハンド側支持部材をアーム側支持部材に対し
   て、一平面内で任意方向へ移動自在に連結する中
   間部材とからなり、上記中間部材は、上記垂直な
   ピンが貫通する両端２カ所のボス部分と、該ボス
   部分をつなぐリブ状の張り出し部分とを具えてお
   り、上記ハンド側支持部材、アーム側支持部材お
   よび中間部材の３部材は、上記中間部材の張り出
   し部分と、上記アーム側支持部材に形成した張り
   出し部分および上記ハンド側支持部材に形成した
   張り出し部分が上下に重なる状態で連結されてお
   り、上記３部材の夫々の張り出し部分に穿設した
   貫通孔を串差し状に垂直に貫いて上下動し、３部
   材を、個別移動の不能な３部材が一体に固定連結
   された状態と、３部材が互いに移動自在なフリー
   状態とに切換えるロツクピン装置を設けたことを
   特徴とするロボツトの手首装置。