WO2025057425A1 - Robot hand, transfer robot, and method for holding workpiece - Google Patents
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- WO2025057425A1 WO2025057425A1 PCT/JP2023/033776 JP2023033776W WO2025057425A1 WO 2025057425 A1 WO2025057425 A1 WO 2025057425A1 JP 2023033776 W JP2023033776 W JP 2023033776W WO 2025057425 A1 WO2025057425 A1 WO 2025057425A1
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- B25J15/08—Gripping heads and other end effectors having finger members
Definitions
- the technology disclosed in this specification relates to technology for holding a workpiece.
- Patent Document 1 discloses the following regarding the robot hand:
- a robot hand that grasps and manipulates an object with multiple grasping fingers is characterized by having multiple grasping fingers including at least one grasping finger having a grasping surface made of a curved portion and a grasping surface made of a flat portion, an opening/closing drive mechanism that opens and closes each of the grasping fingers, and a mechanism that can change the grasping surface of the grasping fingers that comes into contact with the object depending on the shape of the object.
- Robot hands that grip a workpiece with multiple jaws have the problem of unstable gripping of the workpiece, causing the gripped workpiece to move or fall when being carried. This is particularly problematic when the robot hand is carrying multiple workpieces at once or when carrying workpieces with asymmetric shapes.
- a robot hand disclosed in this specification includes a mounting member, a plurality of claws attached to the mounting member in an openable and closable manner, and a biasing mechanism attached to the mounting member.
- the plurality of claws hold one or more workpieces inside the plurality of claws by opening and closing operations, and the biasing mechanism stabilizes the holding of the one or more workpieces by the plurality of claws by elastically pressing the one or more workpieces against an inner wall of the claws.
- holding a workpiece inside the multiple claws means, for example, as shown in Figure 5, storing one or more workpieces in the internal space of the multiple claws and maintaining the state of the workpieces so that they do not fall.
- the biasing mechanism elastically presses the workpiece against the inner wall of the claw, generating a moderate frictional force between the claw and the workpiece. This allows the robot hand to stably hold the workpiece. In particular, when holding multiple workpieces at once, the workpieces are closely in contact with each other while overlapping each other, improving stability.
- the biasing mechanism may include an expansion member located inside the multiple claws, and may be a mechanism that elastically presses one or more of the workpieces against the inner wall of the claws by supplying air to expand the expansion member.
- the elasticity of the expansion member can prevent excessive stress from being applied to a part of the workpiece. This reduces damage to the workpiece.
- the expansion member may have a plurality of bulging surface portions that bulge toward the gaps between the claw portions when in an expanded state inside the claw portions.
- the bulging surface fills the gap between the claws, preventing the workpiece from falling through the gap.
- the biasing mechanism may include a biasing plate located inside the multiple claws, and may be a mechanism for pressing one or more of the workpieces against the inner wall of the claw by moving the biasing plate in a direction from the attachment member side toward the tip of the claw.
- the technology disclosed in this specification can be applied to a transfer robot equipped with a robot hand.
- the technology disclosed in this specification can also be applied to a method of holding a workpiece.
- the configuration of the present invention allows the robot hand to stably hold the workpiece.
- FIG. 1 is a diagram showing a state before the balloon member is inflated;
- FIG. 13 is a diagram showing the state after the balloon member is inflated.
- Flowchart of workpiece transfer operation Diagram showing the workpiece transfer operation Side view of a robotic hand with its jaws closed Diagram showing the opening and closing structure of the claw Diagram showing the structure of the drive unit that opens and closes the claw Diagram showing the structure of the drive unit that opens and closes the claw Side view of a robotic hand
- Transfer robot 10 1 the transfer robot 10 includes a controller 11, a robot body 13, an air supply device 17, and a robot hand 20.
- the controller 11 includes a control unit 11A and a storage unit 11B.
- the control unit 11A controls the robot body 13, the robot hand 20, and the air supply device 17.
- the memory unit 11B stores the control program for the transfer robot 10 and data required to execute the control program.
- the robot body 13 is, for example, an industrial robot such as a SCARA robot or an articulated robot.
- an articulated robot is shown as an example, and the robot body 13 includes a rotating table 14 and a robot arm 15.
- the robot body 13 is motor-driven to control the posture and direction of the robot arm 15, allowing the robot hand 20 attached to the tip of the robot arm 15 to be moved to any position.
- the air supply device 17 is connected to a balloon member (described later) 41 of the robot hand 20 via an air hose 17A, and supplies air to the balloon member 41.
- the robot hand 20 is attached to the tip of the robot arm 15 and grasps the workpiece W.
- the robot hand 20 has an attachment member 21, a drive unit 23, three claws 31A to 31C, and a biasing mechanism 40.
- claw 31 will be used as a general term for the three claws 31A to 31C.
- FIGS. 2A and 3A are side views of the robot hand 20, and FIGS. 2B and 3B are bottom views of the robot hand 20.
- FIG. 2 shows the claw portion 31 in an open state
- FIG. 3 shows the claw portion 31 in a closed state.
- the mounting member 21 has a lower base 21A, an upper base 21B, a connecting wall 21C, and a storage section 21D.
- the lower base 21A and upper base 21B are circular, with the upper base 21B located above the lower base 21A.
- a joint 22 to which the air hose 17A is connected is attached to the top surface of the upper base 21B.
- the connecting wall 21C is located on the outer periphery of the lower base 21A and the upper base 21B, and connects the two bases 21A and 21B vertically.
- the storage section 21D is located at the bottom of the lower base 21A.
- the storage section 21D is cylindrical with an open bottom.
- the balloon member 41 which will be described later, is stored in the center of the storage wall 21D.
- the drive unit 23 consists of a hollow motor 25, a screw gear 26, and three helical gears 27A to 27C.
- the hollow motor 25 is attached to the underside of the upper base 21B.
- the screw gear 26 is located at the bottom of the hollow motor 25 and is connected to the motor shaft of the hollow motor 25.
- the hollow motor 25 and the screw gear 26 have shaft holes that penetrate vertically, and an air tube 45 is arranged inside.
- three helical gears 27A to 27C are rotatably attached to the upper surface of the lower base 21A.
- the three helical gears 27A to 27C are arranged at equal intervals (120 degree intervals) and each meshes with the screw gear 26.
- the screw gear 26 and the helical gear 27 form a worm gear.
- the three claws 31A, 31B, and 31C are disposed at equal intervals (120 degree intervals) on the lower base 21A.
- the three claws 31A, 31B, and 31C have tip portions 32 bent inward.
- the three claws 31A, 31B, and 31C are each attached to the three helical gears 27A to 27C of the lower base 21A via links 35.
- the biasing mechanism 40 elastically presses the workpiece W held by the robot hand 20 against the inner walls 33 of the claws 31A, 31B, and 31C, thereby stabilizing the holding of the workpiece W by the robot hand 20.
- Embodiment 1 discloses a biasing mechanism 40 that uses a balloon member 41. As shown in FIG. 4, the biasing mechanism 40 is made up of a balloon member 41 and an air tube 45.
- the balloon member 41 is an example of the "expansion member" of the present invention.
- the balloon member 41 is a bag-shaped member made of an elastic material such as rubber.
- the balloon member 41 is attached inside the three claws 31A-31C, specifically, to the center of the storage section 21D.
- the balloon member 41 has an air inlet 42 for introducing air.
- the air tube 45 passes vertically through the upper base 21B, the shaft hole of the hollow motor 25, the shaft hole of the screw gear 26, and the lower base 21A.
- One end of the air tube 45 is connected to the joint 22 on the top surface of the upper base, and the other end is connected to the air supply port 42 of the balloon member 41.
- the balloon member 41 By supplying air through the air tube 45, the balloon member 41 can be inflated inside the three claws 31A to 31C, as shown in Figure 3. By releasing or sucking the air from the balloon member 41, the inflated balloon member 41 can be deflated.
- a valve provided on the air supply path can be opened to the atmosphere.
- a diffuser or the like can be used to supply negative pressure to the balloon member 41 through the air supply path.
- the balloon member 41 has three bulging surface portions 43AB, 43BC, and 43CA.
- the three bulging surface portions 43AB, 43BC, and 43CA are provided on the outer surface of the balloon member 41 at equal intervals (120 degree intervals).
- the three bulging surface portions 43A, 43BC, and 43CA are located between the claw portions 31, and when the balloon member 41 is inflated, they bulge out from the surface of the balloon member 41 to fill the gaps between the claw portions 31.
- bulging surface portion 43AB fills the gap between claw portion 31A and claw portion 31B
- bulging surface portion 43BC fills the gap between claw portion 31B and claw portion 31C
- bulging surface portion 43CA fills the gap between claw portion 31C and claw portion 31A.
- FIG. 6 is a flowchart of the transferring operation of the workpiece W
- Fig. 7 is an explanatory diagram of the transferring operation of the workpiece W.
- a case will be described in which a plurality of workpieces (e.g., screws, bolts, etc.) W randomly stacked on the tray T1 are transferred to the tray T2 (see Fig. 1).
- the balloon member 41 is stored in the storage section 21D in a deflated state.
- control unit 11A When the transfer operation starts, the control unit 11A first moves the robot hand 20 to above the tray T1. Then, the three claws 31A to 31C of the robot hand 20 are opened, and the robot hand 20 is lowered toward the bulk-stacked workpieces W (S10).
- the tips 32 of the claws 31A to 31C are inserted into the workpieces W randomly piled on the tray T1.
- control unit 11A operates the drive unit 23 to switch the claws 31A to 31C from the open state (the state in FIG. 2) to the closed state (the state in FIG. 3). This makes it possible to hold some of the multiple workpieces W stacked in bulk inside the three claws 31A to 31C (S20, see FIG. 5A).
- control unit 11A drives the air supply device 17 to supply air to the balloon member 41 of the robot hand 20.
- the balloon member 41 By supplying air, the balloon member 41 expands inside the three claws 31A to 31C, pressing the workpiece W against the inner walls 33 of the claws 31A to 31C (see FIG. 5B). This brings the workpiece W into close contact with the workpiece W, increasing the stability of the workpiece W held by the robot hand 20.
- control unit 11A raises the robot hand 20 holding the multiple workpieces W, and then moves it above the tray T2 (S40).
- control unit 11A lowers the robot hand 20 above the tray T2.
- the control unit 11A releases the air in the balloon member 41. This causes the balloon member 41 to return from the expanded state to the deflated state (S50).
- control unit 11A operates the drive unit 23 to switch the claws 31A to 31C from the closed state (the state in FIG. 3) to the open state (the state in FIG. 2). This releases the robot hand 20 from its grip, and the multiple workpieces W fall onto the tray T2 (S60).
- tray T1 By repeating this operation, multiple workpieces W stacked randomly on tray T1 can be transferred to tray T2.
- the biasing mechanism 40 presses multiple workpieces W held by the robot hand 20 against the inner walls 33 of the claws 31A to 31C. This generates an appropriate frictional force between the claws 31 and the workpieces W, making it possible to stably hold the workpieces W by the robot hand 20. Therefore, it is possible to prevent the workpieces W from falling off the robot hand 20 during transportation.
- this configuration uses a balloon member 41 in the biasing mechanism 40, the elasticity of the balloon member 41 can prevent excessive stress from being applied to a part of the workpiece W when it is held by the robot hand 20. This reduces damage to the workpiece W.
- this configuration allows the bulging surface portions 43AB, 43BC, and 43CA to fill the gaps between the claws, preventing the workpiece W from falling through the gaps between the claws while the workpiece W is being transported.
- the balloon member 41 when releasing the workpiece W from the robot hand 20, the balloon member 41 is deflated before the claws 31A to 31C are opened.
- the elasticity of the balloon member 41 can be prevented from scattering the workpiece W around when the claws 31A to 31C are opened.
- the first embodiment discloses the biasing mechanism 40 using the balloon member 41.
- the second embodiment discloses the biasing mechanism 140 using the biasing plate 141.
- the biasing mechanism 140 includes a biasing plate 141 and an air cylinder 143.
- the biasing plate 141 is disk-shaped.
- the biasing plate 141 is housed inside the three claws 31A-31C, specifically in the housing portion 21D of the mounting member 21.
- the air cylinder 143 is attached to the top surface of the upper base 21B and has a cylinder body 144, a piston 145, a rod 146, and a coil spring 147.
- the cylinder body 144 is cylindrical and houses a piston 145 inside.
- the rod 146 is attached to the piston 145.
- the rod 146 passes through the bottom wall of the cylinder body 144, the shaft hole of the hollow motor 25, the shaft hole of the screw gear 26, and the lower base 21A, and is connected to the biasing plate 141 of the storage section 21D.
- the coil spring 147 is fitted onto the outer periphery of the rod 146 inside the cylinder body 144. By supplying air to the cylinder body 144, the biasing plate 141 can be moved back and forth in the vertical direction via the rod 146.
- the claw portion 31 is opened and closed by rotating the link 35. As shown in Fig. 9, the claw portion 31 can also be opened and closed by a sliding movement in an oblique direction.
- FIG 10 shows one form of the drive unit 240 that opens and closes the claw portion 31.
- the drive unit 240 is composed of a motor 241, a gear 243, and a screw shaft 245.
- the motor 241 When the motor 241 is driven, power is transmitted via the gear 243, and the screw shaft 245 moves in an oblique direction. This allows the claw portion 31 attached to the tip of the screw shaft 245 to be opened and closed.
- the number of claws 31 is three.
- the number of claws 31 may be two, or four or more.
- the shape of the claws 31 is not limited to the shape disclosed in embodiment 1. They may be shovel-shaped or spoon-shaped.
- an air cylinder 143 is used to drive the biasing plate 141, but a motor or the like may also be used.
- the robot hand 20 has a structure that does not have finger joints.
- the robot hand 320 may have a structure that has finger joints 331 and 332.
- the balloon member 41 is used to bias the workpiece W held by the robot hand 20.
- the biasing of the workpiece W is not limited to the balloon member 41, and any member that expands to increase its surface area when air is supplied thereto can be used.
- the balloon member 41 is used to bias the workpiece W held by the robot hand 20.
- the balloon member 41 can also be used to adjust the number of workpieces W held by the robot hand 20.
- the number of workpieces W held can be adjusted by inflating the balloon member 41 inside the robot hand before holding the workpieces and controlling its size (balloon volume).
- the number of workpieces held can be reduced by inflating the balloon member 41 significantly and reducing the volume of the hand.
- the number of workpieces held can be increased by inflating the balloon member 41 only slightly and increasing the volume of the hand.
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Abstract
Description
本明細書で開示される技術はワークを保持する技術に関する。 The technology disclosed in this specification relates to technology for holding a workpiece.
ロボットハンドの一つに、複数の爪部を有するものがある。特許文献1には、ロボットハンドに関し、以下の開示がある。 One type of robot hand has multiple claws. Patent Document 1 discloses the following regarding the robot hand:
複数の把持指(爪部)により対象物を把持し操作するロボットハンドは、曲面部からなる把持面と、平面部からなる把持面とを有する把持指を少なくとも1つ含む複数の把持指と、前記各把持指を開閉させる開閉駆動機構と、前記対象物の形状に応じて、前記対象物と接触させる前記把持指の把持面を変更可能な機構と、を備えたことを特徴とする。 A robot hand that grasps and manipulates an object with multiple grasping fingers (claws) is characterized by having multiple grasping fingers including at least one grasping finger having a grasping surface made of a curved portion and a grasping surface made of a flat portion, an opening/closing drive mechanism that opens and closes each of the grasping fingers, and a mechanism that can change the grasping surface of the grasping fingers that comes into contact with the object depending on the shape of the object.
複数の爪部でワークを把持するロボットハンドは、ワークの保持が不安定になり、ワークを運ぶ際に、把持したワークが動いたり、落下したりする課題があった。特に、ロボットハンドで、複数のワークを一度に運ぶ場合や、非対称形状のワークを運ぶ場合に問題となっていた。 Robot hands that grip a workpiece with multiple jaws have the problem of unstable gripping of the workpiece, causing the gripped workpiece to move or fall when being carried. This is particularly problematic when the robot hand is carrying multiple workpieces at once or when carrying workpieces with asymmetric shapes.
(1)本明細書で開示するロボットハンドは、取付部材と、前記取付部材に対して開閉可能に取り付けられた複数の爪部と、前記取付部材に取り付けられた付勢機構と、を含む。前記複数の爪部は、開閉動作により、複数の前記爪部の内側に一又は複数のワークを保持し、前記付勢機構は、一又は複数の前記ワークを前記爪部の内壁に向かって弾性的に押し付けることにより、複数の前記爪部による一又は複数の前記ワークの保持を安定させる。
尚、複数の爪部の内側にワークを保持するとは、例えば、図5に示すように、複数の爪部の内部空間に一又は複数のワークを収め、落下しないようにワークの状態を保つことを言う。
(1) A robot hand disclosed in this specification includes a mounting member, a plurality of claws attached to the mounting member in an openable and closable manner, and a biasing mechanism attached to the mounting member. The plurality of claws hold one or more workpieces inside the plurality of claws by opening and closing operations, and the biasing mechanism stabilizes the holding of the one or more workpieces by the plurality of claws by elastically pressing the one or more workpieces against an inner wall of the claws.
In addition, holding a workpiece inside the multiple claws means, for example, as shown in Figure 5, storing one or more workpieces in the internal space of the multiple claws and maintaining the state of the workpieces so that they do not fall.
この構成では、付勢機構が、ワークを爪部の内壁に向かって弾性的に押し付けるため、爪部とワークの間に適度な摩擦力が生じる。そのため、ロボットハンドによるワークの保持を安定させることが出来る。特に、複数のワークを一度に保持する場合には、ワーク同士が重なりあった状態で密着するため、安定性が向上する。 In this configuration, the biasing mechanism elastically presses the workpiece against the inner wall of the claw, generating a moderate frictional force between the claw and the workpiece. This allows the robot hand to stably hold the workpiece. In particular, when holding multiple workpieces at once, the workpieces are closely in contact with each other while overlapping each other, improving stability.
(2)(1)に記載のロボットハンドにおいて、前記付勢機構は、複数の前記爪部の内側に位置する膨張部材を備え、エアの供給により前記膨張部材を膨張させることにより、一又は複数の前記ワークを前記爪部の内壁に向かって弾性的に押し付ける機構でもよい。 (2) In the robot hand described in (1), the biasing mechanism may include an expansion member located inside the multiple claws, and may be a mechanism that elastically presses one or more of the workpieces against the inner wall of the claws by supplying air to expand the expansion member.
この構成では、膨張部材の弾性により、ワークの一部に過度な応力が加わることを抑制できる。そのため、ワークのダメージを軽減することができる。 In this configuration, the elasticity of the expansion member can prevent excessive stress from being applied to a part of the workpiece. This reduces damage to the workpiece.
(3)(2)に記載のロボットハンドにおいて、前記膨張部材は、複数の前記爪部の内側で膨張した状態において、各前記爪部間の隙間に向かって膨出する複数の膨出面部を有してもよい。 (3) In the robot hand described in (2), the expansion member may have a plurality of bulging surface portions that bulge toward the gaps between the claw portions when in an expanded state inside the claw portions.
この構成では、爪部間の隙間を膨出面部が埋めるから、爪部間の隙間からワークが落下することを抑制することが出来る。 In this configuration, the bulging surface fills the gap between the claws, preventing the workpiece from falling through the gap.
(4)(1)に記載のロボットハンドにおいて、前記付勢機構は、複数の前記爪部の内側に位置する付勢板を備え、前記付勢板を前記取付部材側から前記爪部の先端に向かう方向に移動させることにより、一又は複数の前記ワークを、前記爪部の内壁に向かって押し付ける機構でもよい。 (4) In the robot hand described in (1), the biasing mechanism may include a biasing plate located inside the multiple claws, and may be a mechanism for pressing one or more of the workpieces against the inner wall of the claw by moving the biasing plate in a direction from the attachment member side toward the tip of the claw.
本明細書で開示する技術は、ロボットハンドを備えた移載ロボットに適用することが出来る。また、本明細書で開示する技術は、ワークの保持方法に適用することが出来る。 The technology disclosed in this specification can be applied to a transfer robot equipped with a robot hand. The technology disclosed in this specification can also be applied to a method of holding a workpiece.
本発明の構成では、ロボットハンドによるワークの保持を安定させることができる。 The configuration of the present invention allows the robot hand to stably hold the workpiece.
<実施形態1>
1.移載ロボット10
図1に示すように、移載ロボット10は、コントローラ11、ロボット本体13、エア供給装置17及びロボットハンド20を備えている。コントローラ11は、制御部11Aと、記憶部11Bとを備える。
<Embodiment 1>
1.
1, the
制御部11Aは、ロボット本体13、ロボットハンド20及びエア供給装置17を制御する。記憶部11Bは、移載ロボット10の制御プログラムや制御プログラムの実行に必要なデータが保存されている。
The
ロボット本体13は、例えば、スカラロボットや多関節ロボット等の産業用ロボットである。この実施形態で、多関節ロボットを例示しており、ロボット本体13は、回転台部14とロボットアーム15を備えている。
The
ロボット本体13は、モータ駆動により、ロボットアーム15の姿勢や向きを制御することにより、ロボットアーム15の先端に装着されたロボットハンド20を任意の位置に移動することが出来る。
The
エア供給装置17は、エアホース17Aを介してロボットハンド20の風船部材(後述する)41に接続されており、風船部材41に対してエアを供給する。
The
ロボットハンド20は、ロボットアーム15の先端部分に取り付けられ、ワークWを把持する。ロボットハンド20は、取付部材21、駆動部23、3つの爪部31A~31C及び付勢機構40を有している。以下、爪部31は、3つの爪部31A~31Cの総称とする。
The
図2A、図3Aはロボットハンド20の側面図、図2B、図3Bはロボットハンド20の底面図である。図2は爪部31を開いた状態、図3は爪部31を閉じた状態をそれぞれ示している。
FIGS. 2A and 3A are side views of the
取付部材21は、ロアベース21A、アッパーベース21B、連結壁21C、及び収容部21Dを有している。
The
ロアベース21Aとアッパーベース21Bは円形状であり、ロアベース21Aの上方にアッパーベース21Bが位置している。アッパーベース21Bの上面には、エアホース17Aが接続されるジョイント22が取り付けられている。
The
連結壁21Cは、ロアベース21Aとアッパーベース21Bの外周部にあって、2つのベース21A、21Bを上下に連結している。
The connecting
収容部21Dは、ロアベース21Aの下部に位置している。収容部21Dは底面部分が開口する筒型である。収容壁21Dの中央部には、後述する風船部材41が収容されている。
The
駆動部23は、中空モータ25、ねじ歯車26と、3つの斜歯歯車27A~27Cからなる。
The
中空モータ25は、アッパーベース21Bの下面に、取り付けられている。ねじ歯車26は、中空モータ25の下部にあって、中空モータ25のモータ軸に結合している。中空モータ25とねじ歯車26には、上下に貫通する軸孔が形成されており、内部にエアチューブ45が配置されている。
The
また、ロアベース21Aの上面には、3つの斜歯歯車27A~27Cが回転可能に取り付けられている。3つの斜歯歯車27A~27Cは、等間隔(120度間隔)に配置されており、ねじ歯車26に対してそれぞれ噛合している。ねじ歯車26と斜歯歯車27はワームギヤを構成する。
In addition, three
図2に示すように、3つの爪部31A、31B、31Cは、ロアベース21Aに対して等間隔(120度間隔)に配置されている。3つの爪部31A、31B、31Cは、先端部32が内向きに屈曲している。
As shown in FIG. 2, the three
3つの爪部31A、31B、31Cは、ロアベース21Aの3つの斜歯歯車27A~27Cに対して、リンク35を介してそれぞれ取り付けられている。
The three
中空モータ25を駆動すると、ねじ歯車26、斜歯歯車27A~27Cがそれぞれ回転し、軸Cを中心に3本のリンク35が回転する。これにより、3本のリンク35と一体的に3つの爪部31A~31Cが軸Cを中心として回転する結果、3つの爪部31A~31Cを開いた状態(図2参照)と、閉じた状態(図3参照)に制御することが出来る。
When the
3つの爪部31A~31Cが閉じた状態(図3参照)では、屈曲した先端部32が互いに近接することにより、3つの爪部31A~31Cの内側にワークWを保持出来る構造となっている。
When the three
付勢機構40は、ロボットハンド20に保持したワークWを、爪部31A、31B、31Cの内壁33に向かって弾性的に押し付けることにより、ロボットハンド20によるワークWの保持を安定させるものである。
The
実施形態1は、風船部材41を用いた付勢機構40を開示する。付勢機構40は、図4に示すように、風船部材41、エアチューブ45からなる。風船部材41は、本発明の「膨張部材」の一例である。
Embodiment 1 discloses a
風船部材41は、例えば、ゴムなどの弾性材料からなる袋状の部材である。風船部材41は、3つの爪部31A~31Cの内側、具体的には、収容部21Dの中央に取り付けられている。風船部材41は、エアを導入するエア導入口42を有している。
The
エアチューブ45は、アッパーベース21B、中空モータ25の軸孔、ねじ歯車26の軸孔、ロアベース21Aを上下に貫通している。エアチューブ45は、一端をアッパーベース上面のジョイント22に接続し、他端を風船部材41のエア供給口42に接続している。
The
エアチューブ45を介してエアを供給することにより、図3に示すように、3つの爪部31A~31Cの内側で、風船部材41を膨張させることが出来る。風船部材41のエアを開放又は吸引することで、膨張した風船部材41を収縮させることが出来る。
By supplying air through the
尚、風船部材41のエアを開放するには、例えば、エアの供給経路上に設けられた弁を大気開放すればよい。エアを吸引するには、ディフューザ等により、エアの供給経路を介して、風船部材41に負圧を供給すればよい。
To release the air in the
また、風船部材41は、図3に示すように、3つの膨出面部43AB、43BC、43CAを有している。3つの膨出面部43AB、43BC、43CAは、風船部材41の外面にあって、等間隔(120度間隔)に設けられている。
As shown in FIG. 3, the
3つの膨出面部43A、43BC、43CAは、爪部31間に位置しており、風船部材41を膨張させた時に、風船部材41の表面から膨出して、爪部31間の隙間を埋めるようになっている。
The three bulging surface portions 43A, 43BC, and 43CA are located between the
具体的には、膨出面部43ABが爪部31Aと爪部31Bの間の隙間を埋め、膨出面部43BCが爪部31Bと爪部31Cの間の隙間を埋める。また、膨出面部43CAが爪部31Cと爪部31Aの間の隙間を埋める。
Specifically, bulging surface portion 43AB fills the gap between
3.ワークWの移載動作
図6はワークWの移載動作のフローチャート、図7はワークWの移載動作の説明図である。この実施形態では、トレイT1にばら積みされた複数のワーク(例えば、ネジやビス等)Wを、トレイT2に移載する場合について説明する(図1参照)。尚、動作開始前において、風船部材41は、収縮状態で収容部21Dに収容されている。
3. Transferring Operation of Workpiece W Fig. 6 is a flowchart of the transferring operation of the workpiece W, and Fig. 7 is an explanatory diagram of the transferring operation of the workpiece W. In this embodiment, a case will be described in which a plurality of workpieces (e.g., screws, bolts, etc.) W randomly stacked on the tray T1 are transferred to the tray T2 (see Fig. 1). Before the operation starts, the
移載動作がスタートすると、制御部11Aは、まずロボットハンド20をトレイT1の上空に移動させる。その後、ロボットハンド20の3つの爪部31A~31Cを開き、ばら積みされたワークWに向かってロボットハンド20を下降させる(S10)。
When the transfer operation starts, the
ロボットハンド20の下降により、爪部31A~31Cの先端部32が、トレイT1上にバラ積みされたワークWに差し込まれる。
As the
その後、制御部11Aは、駆動部23を動作させ、爪部31A~31Cを、開いた状態(図2の状態)から閉じた状態(図3の状態)に切り換える。これにより、ばら積みされた複数のワークWの一部を、3つの爪部31A~31Cの内側に保持することが出来る(S20、図5A参照)。
Then, the
その後、制御部11Aは、エア供給装置17を駆動させて、ロボットハンド20の風船部材41にエアを供給する。
Then, the
エアの供給により、風船部材41は、3つの爪部31A~31Cの内側で膨張状態し、ワークWを爪部31A~31Cの内壁33に押し付ける(図5B参照)。これにより、ワークWが密着した状態になることから、ロボットハンド20に保持したワークWの安定性が高まる。
By supplying air, the
次に、制御部11Aは、複数のワークWを保持したロボットハンド20を上昇した後、トレイT2の上空に移動する(S40)。
Next, the
その後、制御部11Aは、トレイT2の上方で、ロボットハンド20を下降する。ロボットハンド20が所定の高さまで下降すると、制御部11Aは、風船部材41のエアを開放する。これにより、風船部材41は、膨張状態から収縮状態に戻る(S50)。
Then, the
その後、制御部11Aは、駆動部23を動作させて、爪部31A~31Cを閉じた状態(図3の状態)から開いた状態(図2の状態)に切り換える。これにより、ロボットハンド20の保持が解かれ、複数のワークWは、トレイT2上に落下する(S60)。
Then, the
このような動作を繰り返すことで、トレイT1にばら積された複数のワークWをトレイT2に移すことが出来る。 By repeating this operation, multiple workpieces W stacked randomly on tray T1 can be transferred to tray T2.
3.効果説明
本実施形態は、付勢機構40が、ロボットハンド20に保持した複数のワークWを、爪部31A~31Cの内壁33に押し付ける。これにより、爪部31とワークWの間に適度な摩擦力が生じるため、ロボットハンド20によるワークWの保持を安定させることが出来る。そのため、運搬中、ロボットハンド20からワークWが落下することを抑制することが出来る。
3. Description of Effects In this embodiment, the
またこの構成は、付勢機構40に風船部材41を用いているから、ロボットハンド20に保持した際、風船部材41の弾性により、ワークWの一部に過度な応力が加わることを抑制できる。そのため、ワークWのダメージを軽減することができる。
In addition, because this configuration uses a
またこの構成は、爪部間の隙間を膨出面部43AB、43BC、43CAが埋めるから、ワークWの運搬中、爪部間の隙間からワークWが落下することを抑制することが出来る。 In addition, this configuration allows the bulging surface portions 43AB, 43BC, and 43CA to fill the gaps between the claws, preventing the workpiece W from falling through the gaps between the claws while the workpiece W is being transported.
またこの構成は、ロボットハンド20からワークWを開放する際、風船部材41を収縮させてから、爪部31A~31Cを開いている。風船部材41を収縮させてから爪部31A~31Cを開くことで、爪部31A~31Cを開いた時に、風船部材41の弾性でワークWが周囲に散らばることを抑制できる。
In addition, with this configuration, when releasing the workpiece W from the
<実施形態2>
実施形態1は風船部材41を用いた付勢機構40を開示した。実施形態2は付勢板141を用いた付勢機構140を開示する。
<Embodiment 2>
The first embodiment discloses the
付勢機構140は、付勢板141と、エアシリンダ143を備える。付勢板141は円盤形状である。付勢板141は、3つの爪部31A~31Cの内側、具体的には取付部材21の収容部21Dに収容されている。
The
エアシリンダ143は、アッパーベース21Bの上面に取り付けられており、シリンダ本体144、ピストン145、ロッド146及びコイルばね147を有している。
The
シリンダ本体144は、円筒形状であり、内部にピストン145を収容している。ロッド146は、ピストン145に取り付けられている。
The
ロッド146は、シリンダ本体144の底壁、中空モータ25の軸孔、ねじ歯車26の軸孔、ロアベース21Aを貫通し、収容部21Dの付勢板141に連結されている。
The
コイルばね147は、シリンダ本体144内において、ロッド146の外周部に嵌着されている。シリンダ本体144にエアを供給することにより、ロッド146を介して、付勢板141を上下方向に往復移動させることが出来る。
The
そのため、図8に示すように、付勢板141を下方(爪部31の先端32に向かう方向)に移動させると、付勢板141が、複数のワークWを爪部31の内壁33に押し付ける。これにより、ロボットハンド20によるワークWの保持を安定させることが出来る。
Therefore, as shown in FIG. 8, when the biasing
<実施形態3>
実施形態1、2は、リンク35の回転により、爪部31を開閉した。図9に示すように、斜め方向のスライド動作により、爪部31を開閉することも可能である。
<Embodiment 3>
In the first and second embodiments, the
図10は、爪部31を開閉する駆動部240の一形態を示している。駆動部240は、モータ241、ギヤ243及びねじ軸245により構成されている。モータ241の駆動により、ギヤ243を介して動力が伝わり、ねじ軸245が斜め方向に移動する。これにより、ねじ軸245の先端に取り付けられた爪部31を開閉することが出来る。
Figure 10 shows one form of the
<他の実施形態>
本明細書で開示される技術は、上記既述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も技術的範囲に含まれる。
<Other embodiments>
The technology disclosed in this specification is not limited to the embodiments described above and illustrated in the drawings, and for example, the following embodiments are also included within the technical scope.
(1)上記実施形態1では、ロボットハンド20により複数のワークWを移載する例を示した。移載対象のワークWは、複数に限らず、一つでもよい。例えば、非対称な形状などロボットハンド20で保持した時に姿勢が安定し難いワークWを移載する場合に、使用できる。
(1) In the above embodiment 1, an example is shown in which multiple workpieces W are transferred by the
(2)上記実施形態1では、爪部31の個数を3つにした。爪部31の個数は2つでもよいし、4つ以上でもよい。また、爪部31の形状も、実施形態1で開示した形状に限定されない。シャベル形状やスプーン形状でもよい。
(2) In the above embodiment 1, the number of
(3)上記実施形態2では、付勢板141の駆動にエアシリンダ143を用いたが、モータ等を用いてもよい。
(3) In the above embodiment 2, an
(4)上記実施形態1では、ロボットハンド20として指関節を持たない構造を示した。図11に示すように、ロボットハンド320は指関節331、332を有する構造でもよい。
(4) In the above embodiment 1, the
(5)上記実施形態1では、風船部材41を利用してロボットハンド20に保持したワークWを付勢した。ワークWの付勢は、風船部材41に限らず、エアの供給により、表面積を大きくするように膨張する部材であれば、適用可能である。
(5) In the above embodiment 1, the
(6)上記実施形態1では、風船部材41を利用してロボットハンド20に保持したワークWを付勢した。風船部材41を利用してロボットハンド20によるワークWの保持数を調整することも出来る。具体的には、ワーク保持前において、ロボットハンド内で風船部材41を膨らませ、その大きさ(風船体積)を制御することにより、ワークWの保持数を調整することが出来る。例えば、風船部材41を大きく膨らませ、ハンドの容積を小さくすることで、保持数を少なく出来る。反対に、風船部材41を少しだけ膨らませ、ハンドの容積を大きくすることで、保持数を多くできる。
(6) In the above embodiment 1, the
10 移載ロボット
11 コントローラ
13 ロボット本体
20 ロボットハンド
21 取付部材
23 駆動部
31A~31C 爪部
40 付勢機構
41 風船部材(膨張部材)
43AB、43BC、43CA 膨出面部
45 エアチューブ
140 付勢機構
141 付勢板
143 エアシリンダ
REFERENCE SIGNS
43AB, 43BC, 43CA: Bulging surface portion 45: Air tube 140: Pressing mechanism 141: Pressing plate 143: Air cylinder
Claims (7)
取付部材と、
前記取付部材に対して開閉可能に取り付けられた複数の爪部と、
前記取付部材に取り付けられた付勢機構と、を含み、
複数の前記爪部は、開閉動作により、複数の前記爪部の内側に一又は複数のワークを保持し、
前記付勢機構は、一又は複数の前記ワークを前記爪部の内壁に向かって弾性的に押し付けることにより、複数の前記爪部による一又は複数の前記ワークの保持を安定させる、ロボットハンド。 A robotic hand,
A mounting member;
A plurality of claw portions attached to the mounting member in an openable and closable manner;
a biasing mechanism attached to the mounting member,
The plurality of claw portions hold one or a plurality of workpieces inside the plurality of claw portions by opening and closing operations,
The robot hand, wherein the biasing mechanism stabilizes the holding of the one or more workpieces by the multiple claw portions by elastically pressing the one or more workpieces against the inner walls of the claw portions.
前記付勢機構は、複数の前記爪部の内側に位置する膨張部材を備え、エアの供給により前記膨張部材を膨張させることにより、一又は複数の前記ワークを前記爪部の内壁に向かって弾性的に押し付ける機構である、ロボットハンド。 The robot hand according to claim 1 ,
The biasing mechanism of the robot hand includes an expansion member positioned inside the multiple claw portions, and elastically presses one or more of the workpieces against the inner wall of the claw portion by supplying air to expand the expansion member.
前記膨張部材は、複数の前記爪部の内側で膨張した状態において、各前記爪部間の隙間に向かって膨出する複数の膨出面部を有する、ロボットハンド。 The robot hand according to claim 2,
The robot hand, wherein the expansion member has a plurality of bulging surface portions that bulge toward the gaps between the claw portions when in an expanded state inside the claw portions.
前記付勢機構は、複数の前記爪部の内側に位置する付勢板を備え、前記付勢板を前記取付部材側から前記爪部の先端に向かう方向に移動させることにより、一又は複数の前記ワークを、前記爪部の内壁に向かって押し付ける機構である、ロボットハンド。 The robot hand according to claim 1 ,
The robot hand is a mechanism in which the biasing mechanism includes a biasing plate located inside the multiple claw portions, and the biasing plate is moved in a direction from the mounting member side toward the tip of the claw portion to press one or more of the workpieces against the inner wall of the claw portion.
請求項1~請求項4のいずれか一項に記載のロボットハンドと、
前記ロボットハンドを任意の位置に移動するロボット本体と、
制御部と、を含む、移載ロボット。 A transfer robot,
The robot hand according to any one of claims 1 to 4,
a robot body that moves the robot hand to an arbitrary position;
A transfer robot including a control unit.
前記制御部は、
一又は複数のワークを、前記ロボットハンドの複数の前記爪部により、前記爪部の内側に保持し、
複数の前記爪部により保持した一又は複数の前記ワークを、前記付勢機構により、複数の前記爪部の内壁に向かって弾性的に押し付け、
その後、複数の前記爪部により保持した一又は複数の前記ワークを持ち上げる動作を開始する、移載ロボット。 The transfer robot according to claim 5,
The control unit is
One or more workpieces are held inside the claws by the claws of the robot hand,
The one or more workpieces held by the plurality of claw portions are elastically pressed against inner walls of the plurality of claw portions by the biasing mechanism;
The transfer robot then begins the operation of lifting the one or more workpieces held by the multiple claw portions.
一又は複数のワークを、複数の爪部により、複数の前記爪部の内側に保持し、
複数の前記爪部により保持した一又は複数の前記ワークを、付勢機構により前記爪部の内壁に向かって弾性的に押し付けることにより、複数の前記爪部による一又は複数の前記ワークの保持を安定させる、ワークの保持方法。 A method for holding one or more workpieces, comprising:
One or more workpieces are held by a plurality of claws on the inner side of the plurality of claws,
A method for holding a workpiece, comprising: elastically pressing one or more workpieces held by a plurality of claw portions against an inner wall of the claw portion using a biasing mechanism, thereby stabilizing the holding of the one or more workpieces by the plurality of claw portions.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2023/033776 WO2025057425A1 (en) | 2023-09-15 | 2023-09-15 | Robot hand, transfer robot, and method for holding workpiece |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2023/033776 WO2025057425A1 (en) | 2023-09-15 | 2023-09-15 | Robot hand, transfer robot, and method for holding workpiece |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2025057425A1 true WO2025057425A1 (en) | 2025-03-20 |
Family
ID=95021085
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2023/033776 Pending WO2025057425A1 (en) | 2023-09-15 | 2023-09-15 | Robot hand, transfer robot, and method for holding workpiece |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| WO (1) | WO2025057425A1 (en) |
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2023
- 2023-09-15 WO PCT/JP2023/033776 patent/WO2025057425A1/en active Pending
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