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JP2020019104A - Gripper module and gripper device - Google Patents

Gripper module and gripper device Download PDF

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JP2020019104A
JP2020019104A JP2018145317A JP2018145317A JP2020019104A JP 2020019104 A JP2020019104 A JP 2020019104A JP 2018145317 A JP2018145317 A JP 2018145317A JP 2018145317 A JP2018145317 A JP 2018145317A JP 2020019104 A JP2020019104 A JP 2020019104A
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driving
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Abstract

To achieve downsizing and weight reduction of a gripper module and a gripper device.SOLUTION: A gripper module 100 includes: gripper 200 having a holding arm 220 which is opened or closed by vibration of an arm driving piezoelectric element 210; an imaging device 300 which captures images of a working area of the holding arm 220 of the gripper 200; and a pedestal member 400 to which the gripper 200 and the imaging device 300 are attached after positioned so that an optical axis L of the imaging device 300 passes through the working area of the holding arm 220.SELECTED DRAWING: Figure 6

Description

本発明は、グリッパーモジュール及びそれを備えたグリッパー装置に関する。   The present invention relates to a gripper module and a gripper device including the same.

従来、微小部品のピックアップや組み立て、細胞操作などにマイクログリッパー装置が用いられている(例えば特許文献1参照)。マイクログリッパー装置は、微小な把持対象物を把持するために、開閉可能な複数本の把持アームを備えている。また、把持対象物が微小なため、マイクログリッパー装置による作業は、カメラを介してディスプレイに出力された画像を参照して行われることが多い。   2. Description of the Related Art Conventionally, a micro gripper device has been used for picking up and assembling a micro component, operating a cell, and the like (for example, see Patent Document 1). The micro gripper device includes a plurality of openable and closable gripping arms for gripping a minute gripping object. In addition, since the object to be grasped is very small, work by the micro gripper device is often performed with reference to an image output to a display via a camera.

一方、電気エネルギーを機械的仕事に変換する装置として、圧電素子を利用した駆動装置がある。本出願人は、ガイド部材と拘束部材とで支持された駆動軸の一端に圧電素子を取り付け、当該圧電素子を伸縮させることで駆動軸を軸方向に移動させる駆動装置を提案している(特許文献2参照)。このような駆動装置では、鋸波の単一パルス又は連続パルスを圧電素子に電圧印加し、駆動軸に摩擦係合する移動体又は支持体と、駆動軸との接触面の状態を固着状態(スティック)と滑り状態(スリップ)とに変化させて、駆動軸と移動体又は支持体とを相対移動させる。   On the other hand, as a device for converting electric energy into mechanical work, there is a driving device using a piezoelectric element. The present applicant has proposed a drive device in which a piezoelectric element is attached to one end of a drive shaft supported by a guide member and a restraining member, and the drive shaft is moved in the axial direction by expanding and contracting the piezoelectric element (Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-157,979). Reference 2). In such a driving device, a single pulse or a continuous pulse of a sawtooth wave is applied to the piezoelectric element, and the state of the contact surface between the moving body or the support that frictionally engages with the driving shaft and the driving shaft is fixed. The drive shaft and the moving body or the support are relatively moved by changing the state between the stick and the sliding state (slip).

特開2005−342846号公報JP 2005-342846 A 特開2015−128360号公報JP 2015-128360 A

特許文献1のマイクログリッパー装置では、マイクログリッパーは、把持アームが電磁駆動方式で開閉動作するように構成されているので、構造が複雑であり、小型化及び軽量化が困難であるという問題があった。また、マイクログリッパーの把持アームの先端部周辺を撮像するカメラは、マイクログリッパーを支持する部材とは別の部材に支持されているので、マイクログリッパー装置の大型化及び重量化を招くという問題があった。   In the micro-gripper device of Patent Document 1, the micro-gripper has a problem that the gripping arm is configured to open and close by an electromagnetic driving method, so that the structure is complicated and it is difficult to reduce the size and weight. Was. Further, since the camera that captures an image of the periphery of the tip of the gripper arm of the micro gripper is supported by a member different from the member that supports the micro gripper, there is a problem that the size and weight of the micro gripper device are increased. Was.

本発明は、グリッパーモジュール及びグリッパー装置の小型化及び軽量化を実現することを技術的課題としている。   An object of the present invention is to reduce the size and weight of a gripper module and a gripper device.

本発明のグリッパーモジュールは、アーム駆動用圧電素子の振動によって開閉する把持アームを有するグリッパーと、前記グリッパーの前記把持アームの作業領域を撮像する撮像装置と、前記撮像装置の光軸が前記作業領域を通るように位置決めして、前記グリッパーと前記撮像装置とが取り付けられる台座部材と、を備えているものである。   The gripper module according to the present invention includes a gripper having a gripping arm that opens and closes by vibration of an arm driving piezoelectric element, an imaging device that captures an image of a working area of the gripping arm of the gripper, and an optical axis of the imaging device that is the work area. And a pedestal member to which the gripper and the imaging device are mounted.

本発明のグリッパーモジュールによれば、グリッパーの把持アームをアーム駆動用圧電素子の振動によって開閉するようにしたので、グリッパーの構成を簡素化でき、グリッパーの小型化及び軽量化を実現できる。さらに、グリッパーと撮像装置とを同一の台座部材に取り付けるようにしたので、グリッパーと撮像装置とをコンパクトに配置でき、グリッパーモジュールの小型化及び軽量化を実現できる。   According to the gripper module of the present invention, the gripper arm of the gripper is opened and closed by the vibration of the arm driving piezoelectric element, so that the configuration of the gripper can be simplified, and the size and weight of the gripper can be reduced. Further, since the gripper and the imaging device are mounted on the same pedestal member, the gripper and the imaging device can be compactly arranged, and the size and weight of the gripper module can be reduced.

また、本発明のグリッパーモジュールによれば、グリッパーと撮像装置とを1つの台座部材に組み付けてモジュール化することで、移動機構を有する様々なロボットにグリッパー及び撮像装置を組み込むことが容易になる。また、本発明のグリッパーモジュールでは、撮像装置が取得した画像を見ながら、グリッパーの把持アーム位置を調整できる。そして、撮像装置の光軸とグリッパーの把持アーム位置とを調整済みのグリッパーモジュールを準備しておくことで、ロボットへのグリッパー及び撮像装置の取付けを迅速かつ容易に行える。また、本発明のグリッパーモジュールは、グリッパーモジュールの小型化及び軽量化を実現できることで、駆動力が小さい小型のロボットへの装着が可能になる。また、撮像装置のレンズの光軸が把持アームの作業領域を通っているので、レンズの収差の影響が小さい画像領域にて把持アームの作業領域を観察でき、把持アームによる把持作業の容易性及び正確性が向上する。なお、「把持アームの作業領域」とは、開閉動作する一対の把持アームが開いた状態での把持アーム先端部同士の間の領域を意味する。   Further, according to the gripper module of the present invention, by assembling the gripper and the imaging device on one base member to form a module, it becomes easy to incorporate the gripper and the imaging device into various robots having a moving mechanism. In the gripper module of the present invention, the gripper arm position of the gripper can be adjusted while viewing the image acquired by the imaging device. By preparing a gripper module in which the optical axis of the imaging device and the gripper arm position of the gripper have been adjusted, the gripper and the imaging device can be quickly and easily attached to the robot. In addition, the gripper module of the present invention can be mounted on a small robot having a small driving force because the gripper module can be reduced in size and weight. In addition, since the optical axis of the lens of the imaging device passes through the working area of the gripping arm, the working area of the gripping arm can be observed in an image area where the influence of the lens aberration is small. Accuracy is improved. The “working area of the gripping arm” means an area between the tip ends of the gripping arms when the pair of gripping arms that open and close is opened.

本発明のグリッパーモジュールにおいて、前記撮像装置は、レンズ駆動用圧電素子の振動によってレンズを前記光軸に沿って移動させるレンズ駆動装置と、前記レンズを通過した光を受光する撮像素子と、を備えているようにしてもよい。   In the gripper module according to the aspect of the invention, the imaging device includes a lens driving device that moves a lens along the optical axis by vibration of a lens driving piezoelectric element, and an imaging device that receives light passing through the lens. You may make it.

このような態様によれば、レンズ駆動用圧電素子の振動によってレンズを移動させるようにしたので、レンズ駆動装置の構成を簡素化でき、レンズ駆動装置の小型化及び軽量化を実現できる。そして、撮像装置の小型化及び軽量化、ひいてはグリッパーモジュールの小型化及び軽量化を実現できる。   According to such an embodiment, since the lens is moved by the vibration of the lens driving piezoelectric element, the configuration of the lens driving device can be simplified, and the size and weight of the lens driving device can be reduced. And the miniaturization and weight reduction of an imaging device and the miniaturization and weight reduction of a gripper module can be realized.

さらに、前記レンズ駆動装置は、前記レンズ駆動用圧電素子の一端にレンズ駆動軸を固定した軸状のレンズ駆動用振動ユニットと、前記レンズを支持するとともに前記レンズ駆動軸に摩擦係合して前記レンズ駆動軸の軸方向に移動するレンズ支持体と、前記レンズ駆動用振動ユニットの両端を支持する一対の支持片を有する支持ケースと、を備え、前記レンズ駆動軸の端面が一方の前記支持片に固着されているようにしてもよい。   Further, the lens driving device has an axial lens driving vibration unit having a lens driving shaft fixed to one end of the lens driving piezoelectric element, and supports the lens and frictionally engages with the lens driving shaft. A lens support that moves in the axial direction of the lens drive shaft; and a support case that has a pair of support pieces that support both ends of the lens drive vibration unit, wherein the end face of the lens drive shaft is one of the support pieces. May be fixed.

このような態様によれば、支持ケースの一対の支持片のうちレンズ駆動用振動ユニットのレンズ駆動軸の端面が固着される支持片(一方の支持片)の厚みを薄くでき、レンズ駆動装置の小型化及び軽量化、ひいては撮像装置の小型化及び軽量化を実現できる。これにより、グリッパーと撮像装置とをよりコンパクトに配置でき、グリッパーモジュールのより一層な小型化及び軽量化を実現できる。   According to such an embodiment, the thickness of the support piece (one support piece) to which the end surface of the lens drive shaft of the lens drive vibration unit is fixed can be reduced among the pair of support pieces of the support case. It is possible to reduce the size and weight of the imaging device, and further reduce the size and weight of the imaging device. Thus, the gripper and the imaging device can be more compactly arranged, and the size and weight of the gripper module can be further reduced.

なお、支持ケースの他方の支持片には、レンズ駆動用圧電素子の端面が固着される構造や、レンズ駆動用圧電素子の端面及び側面が固着される構造、又はレンズ駆動用圧電素子の側面が固着される構造にしてもよい。例えば、レンズ駆動用振動ユニットの両端面(レンズ駆動軸の端面とレンズ駆動用圧電素子の端面)が両支持片に固着されるようにすれば、両支持片の厚みをそれぞれ薄くでき、レンズ駆動装置のさらなる小型化及び軽量化を実現できる。   The other support piece of the support case has a structure to which the end face of the lens driving piezoelectric element is fixed, a structure to which the end face and side face of the lens driving piezoelectric element are fixed, or a side face of the lens driving piezoelectric element. The structure may be fixed. For example, if both end faces of the lens driving vibration unit (the end face of the lens driving shaft and the end face of the lens driving piezoelectric element) are fixed to both support pieces, the thickness of both support pieces can be reduced, and the lens drive Further reduction in size and weight of the device can be realized.

また、本発明のグリッパーモジュールにおいて、前記グリッパーは、前記アーム駆動用圧電素子の両端に一対のアーム駆動軸を固定したアーム駆動用振動ユニットと、前記一対のアーム駆動軸に摩擦係合して前記アーム駆動軸の軸方向に移動する一対の前記把持アームとを備えているようにしてもよい。   Further, in the gripper module according to the present invention, the gripper includes an arm drive vibration unit having a pair of arm drive shafts fixed to both ends of the arm drive piezoelectric element, and the gripper being frictionally engaged with the pair of arm drive shafts. A pair of the gripping arms that move in the axial direction of the arm drive shaft may be provided.

このような態様によれば、1つのアーム駆動用圧電素子の駆動によって一対の把持アームの両方を移動させるので、把持アームの開閉動作を迅速に行えるグリッパーを簡素な構成で実現できる。   According to such an aspect, since both of the pair of gripping arms are moved by driving one arm driving piezoelectric element, a gripper capable of quickly opening and closing the gripping arm can be realized with a simple configuration.

本発明のグリッパー装置は、本発明のグリッパーモジュールと、前記グリッパーモジュールの前記台座部材を前記撮像装置の前記光軸に沿って直線移動させる直動機構とを備えているものである。   A gripper device according to the present invention includes the gripper module according to the present invention, and a translation mechanism that linearly moves the pedestal member of the gripper module along the optical axis of the imaging device.

本発明のグリッパー装置によれば、本発明のグリッパーモジュールを備えているので、グリッパー装置全体の小型化及び軽量化を実現できるとともに、グリッパーモジュールの撮像装置で把持対象物を撮像しながら、グリッパーモジュールを移動させて、グリッパーの把持アームの先端部を把持対象物に位置合わせできる。   According to the gripper device of the present invention, since the gripper module of the present invention is provided, the size and weight of the entire gripper device can be reduced. Can be moved to align the tip of the gripper gripping arm with the gripping target.

本発明は、グリッパーモジュール及びグリッパー装置の小型化及び軽量化を実現できる。   According to the present invention, the size and weight of the gripper module and the gripper device can be reduced.

グリッパー装置の構成を示す概略斜視図である。FIG. 2 is a schematic perspective view illustrating a configuration of a gripper device. 同グリッパー装置の制御系を示す概略構成図である。It is a schematic structure figure showing the control system of the same gripper device. 同グリッパー装置における伸縮駆動装置の構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of the expansion-contraction drive device in the same gripper apparatus. 同グリッパー装置におけるグリッパーモジュール周辺を側面視で示す拡大概念図であり、(A)は近距離視野の撮像状態を示し、(B)は遠距離視野の撮像状態を示す。It is an expanded conceptual diagram which shows the periphery of a gripper module in the same gripper apparatus in side view, (A) shows the imaging state of a short distance visual field, (B) shows the imaging state of a long distance visual field. 同グリッパーモジュールの、(A)は正面図、(B)は背面図である。(A) of the same gripper module is a front view, (B) is a rear view. 同グリッパーモジュールの、(A)は左側面図、(B)は右側から見た縦断面図である。(A) of the same gripper module is a left side view, (B) is a longitudinal sectional view seen from the right side. 同グリッパーモジュールの底面図である。It is a bottom view of the same gripper module. 同グリッパーモジュールにおけるグリッパーを示す図であり、(A)は平面図、(B)は正面図である。It is a figure which shows the gripper in the same gripper module, (A) is a top view, (B) is a front view. 同グリッパーの内部を説明するための平面図である。It is a top view for explaining the inside of the same gripper. (A),(B)は、それぞれグリッパーの変形例を示す平面図である。(A), (B) is a top view which shows the modification of a gripper, respectively. アーム駆動用振動ユニットと把持アームの摩擦係合構造を説明するための概略図であり、(A)は分離斜視図、(B)は組み立てた状態の斜視図である。It is the schematic for demonstrating the frictional engagement structure of an arm drive vibration unit and a holding arm, (A) is an isolated perspective view, (B) is a perspective view of the assembled state. グリッパーの変形例の外観を示すもので、(A)が平面図であり、(B)が正面図である。It is a figure which shows the external appearance of the modification of a gripper, (A) is a top view and (B) is a front view. 同グリッパーの内部構成を示すもので、(A)が左側面図であり、(B)が右側面図である。3A is a left side view, and FIG. 3B is a right side view, showing an internal configuration of the gripper. 同グリッパーの内部構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the internal structure of the same gripper. 同グリッパーの動作状態を示すもので、(A)がA−A断面図であり、(B)が平面図である。4A and 4B show an operation state of the gripper, in which FIG. 4A is a cross-sectional view taken along the line AA, and FIG. 同グリッパーのアーム駆動用振動ユニットの構成を示す分解斜視図である。FIG. 3 is an exploded perspective view illustrating a configuration of an arm driving vibration unit of the gripper. 同グリッパーの構成を示す分解斜視図である。FIG. 3 is an exploded perspective view showing a configuration of the gripper. 同グリッパーの動作の説明図であり、(A)は把持アームを開いた状態を示し、(B)は把持アーム同士を当接させた状態を示し、(C)は把持アームを限界まで閉じた状態を示す。It is explanatory drawing of operation | movement of the same gripper, (A) has shown the state in which the gripping arm was opened, (B) has shown the state which made the gripping arm contact, and (C) has closed the gripping arm to the limit. Indicates the status. 撮像装置の撮像領域とグリッパーの把持アームの位置関係を説明するための図であり、(A−1),(A−2)は双方の把持アーム220が可動な態様を示し、(B−1),(B−2)は一方の把持アームが固定された態様を示す。It is a figure for explaining the physical relationship of the image pick-up field of an image pick-up device, and a gripper arm of a gripper, (A-1) and (A-2) show a mode in which both grip arms 220 are movable, and (B-1) ) And (B-2) show a mode in which one gripping arm is fixed. グリッパーモジュールにグリッパーと2つの撮像装置を設けたときのレイアウト例を示す図であり、(A),(B)は第1配置例の側方視と底面視の配置図、(C),(D)は第2配置例の側方視と底面視の配置図、(E)は第3配置例の底面視配置図である。It is a figure which shows the example of a layout when a gripper and two imaging devices are provided in a gripper module, (A), (B) is a side view and a bottom view of the first arrangement example, (C), (B) D) is a layout view of the second arrangement example in a side view and a bottom view, and (E) is a layout view of a third arrangement example in a bottom view.

以下に、本発明のグリッパーモジュール及びグリッパー装置の一実施形態を図面に基づいて説明する。図1は、グリッパー装置の構成を示す概略斜視図である。図2は、同グリッパー装置の制御系を示す概略構成図である。図3は、同グリッパー装置における伸縮駆動装置の構成を示す概略図である。図4は、グリッパーモジュール周辺を右側から見て示す拡大概念図である。なお、以下の説明で必要に応じて特定の方向や位置を示す用語(例えば「左右」「前後」「上下」など)を用いるが、これらの用語は説明の便宜のために用いたものであり、本発明の技術的範囲を限定するものではない。   Hereinafter, an embodiment of a gripper module and a gripper device of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic perspective view showing the configuration of the gripper device. FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing a control system of the gripper device. FIG. 3 is a schematic diagram showing a configuration of a telescopic drive device in the gripper device. FIG. 4 is an enlarged conceptual view showing the periphery of the gripper module as viewed from the right side. In the following description, terms indicating specific directions and positions (for example, “left and right”, “front and back”, “up and down”, etc.) are used as necessary, but these terms are used for convenience of explanation. It is not intended to limit the technical scope of the present invention.

図1に示すように、本実施形態のグリッパー装置1000は、グリッパーモジュール100を直交3軸方向に移動させる3軸操作用駆動装置500を備えている。グリッパーモジュール100は、3軸操作用駆動装置500の3軸移動可能な出力部材502に着脱可能に取り付けられている。   As shown in FIG. 1, the gripper device 1000 of the present embodiment includes a three-axis operation drive device 500 that moves the gripper module 100 in three orthogonal directions. The gripper module 100 is detachably attached to an output member 502 that can move in three axes of a driving device 500 for three-axis operation.

図4及び図6にも示すように、グリッパーモジュール100は、アーム駆動用圧電素子210の振動によって開閉する一対の把持アーム220を有するグリッパー200と、グリッパー200の把持アーム220の作業領域(把持アーム220が把持対象物を把持する位置)を撮像する撮像装置300と、グリッパー200と撮像装置300とが取り付けられる台座部材400とを備えている。   As shown in FIGS. 4 and 6, the gripper module 100 includes a gripper 200 having a pair of gripping arms 220 that are opened and closed by the vibration of an arm driving piezoelectric element 210, and a work area of the gripping arm 220 of the gripper 200 (gripping arm). The image pickup apparatus 300 includes an image pickup device 300 for picking up an image of a position at which the object 220 holds the object to be held, and a pedestal member 400 to which the gripper 200 and the image pickup device 300 are attached.

台座部材400は、前後長手の直方体の前面が斜め下向きに傾斜した略台形柱の形態を有する。グリッパー200は、台座部材400の台座前面部401に取り付けられ、左右一対の把持アーム220が斜め下向きに延伸している。撮像装置300は、台座部材400の下部に設けられた台座切欠き凹部402に取り付けられている。撮像装置300のレンズ301の光軸Lは、上下方向に沿っており、把持アーム220の作業領域を通るように位置決めされている。このように、撮像装置300の光軸Lとグリッパー200の把持アーム220の延伸方向が交差するように、把持アーム220を斜め下向きに延伸させることで、グリッパー200と撮像装置300とをコンパクトに配置できるとともに、把持アーム220の長さをなるべく短くして把持アーム220の強度を確保できる。また、把持アーム220が斜め下向きに延伸していることで、グリッパー200の下方(把持アーム220の基端部の下方)に空間が形成されるので、把持アーム220の先端部(把持対象物を把持する部位)以外の部位が把持対象物に衝突しないようにでき、グリッパー装置1000の操作性が向上する。なお、台座部材400は、台座上面部403の後寄り部位が3軸操作用駆動装置500の出力部材502の下面に連結されており、出力部材502の上方から捩じ込まれるモジュール固定用ねじ410にて、出力部材502に固定されている。   The pedestal member 400 has the shape of a substantially trapezoidal column in which the front surface of a rectangular parallelepiped that is long in the longitudinal direction is inclined obliquely downward. The gripper 200 is attached to the pedestal front surface 401 of the pedestal member 400, and a pair of left and right gripping arms 220 extend obliquely downward. The imaging device 300 is attached to a pedestal notch concave portion 402 provided below the pedestal member 400. The optical axis L of the lens 301 of the imaging device 300 extends in the up-down direction and is positioned so as to pass through the work area of the grip arm 220. As described above, the gripper 200 and the imaging device 300 are compactly arranged by extending the gripping arm 220 obliquely downward such that the optical axis L of the imaging device 300 and the extending direction of the gripping arm 220 of the gripper 200 intersect. In addition, the length of the gripping arm 220 can be shortened as much as possible, and the strength of the gripping arm 220 can be secured. In addition, since the gripping arm 220 extends obliquely downward, a space is formed below the gripper 200 (below the base end of the gripping arm 220). Parts other than the part to be gripped) can be prevented from colliding with the object to be gripped, and the operability of the gripper device 1000 is improved. In the pedestal member 400, the rear part of the pedestal upper surface 403 is connected to the lower surface of the output member 502 of the three-axis operation driving device 500, and a module fixing screw 410 screwed from above the output member 502. , Is fixed to the output member 502.

本実施形態のグリッパーモジュール100では、グリッパー200の把持アーム220をアーム駆動用圧電素子210の振動によって開閉するようにしたので、グリッパー200の構成を簡素化でき、グリッパー200の小型化及び軽量化を実現できる。そして、グリッパー200と撮像装置300とを同一の台座部材400に取り付けるようにしたので、グリッパー200と撮像装置300とをコンパクトに配置でき、グリッパーモジュール100の小型化及び軽量化を実現できる。これにより、駆動力が小さい小型のロボットへの装着が可能になるという効果も奏する。   In the gripper module 100 of the present embodiment, since the gripping arm 220 of the gripper 200 is opened and closed by the vibration of the arm driving piezoelectric element 210, the configuration of the gripper 200 can be simplified, and the size and weight of the gripper 200 can be reduced. realizable. Since the gripper 200 and the imaging device 300 are mounted on the same pedestal member 400, the gripper 200 and the imaging device 300 can be compactly arranged, and the size and weight of the gripper module 100 can be reduced. As a result, there is an effect that mounting on a small robot having a small driving force becomes possible.

また、グリッパーモジュール100によれば、グリッパー200と撮像装置300とを1つの台座部材400に組み付けてモジュール化することで、移動機構を有する様々なロボット(本実施形態では3軸操作用駆動装置500)にグリッパー200及び撮像装置300を組み込むことが容易になる。また、グリッパーモジュール100では、撮像装置300が取得した画像を見ながら、グリッパー200の把持アーム220の位置を調整できる。そして、撮像装置300の光軸Lとグリッパー200の把持アーム220の位置とを調整済みのグリッパーモジュール100を準備しておくことで、ロボット(例えば3軸操作用駆動装置500)へのグリッパー200及び撮像装置300の取付けを迅速かつ容易に行える。   Further, according to the gripper module 100, by assembling the gripper 200 and the imaging device 300 with one pedestal member 400 to form a module, various robots having a moving mechanism (in the present embodiment, the three-axis operation driving device 500 ) Can easily incorporate the gripper 200 and the imaging device 300. The gripper module 100 can adjust the position of the grip arm 220 of the gripper 200 while viewing the image acquired by the imaging device 300. By preparing the gripper module 100 in which the optical axis L of the imaging device 300 and the position of the grip arm 220 of the gripper 200 have been adjusted, the gripper 200 and the robot (for example, the three-axis operation driving device 500) can be moved. The mounting of the imaging device 300 can be performed quickly and easily.

また、グリッパーモジュール100では、撮像装置300のレンズ301の光軸Lが把持アーム220の作業領域を通っているので、レンズ301の収差の影響が小さい画像領域にて把持アームの作業領域を観察でき、把持アーム220による把持作業の容易性及び正確性が向上する。   In the gripper module 100, since the optical axis L of the lens 301 of the imaging device 300 passes through the work area of the grip arm 220, the work area of the grip arm can be observed in an image area where the influence of the aberration of the lens 301 is small. Accordingly, the ease and accuracy of the gripping operation by the gripping arm 220 is improved.

図1〜図3に示すように、3軸操作用駆動装置500は、台座550上に一端が固定されて立設された上下方向(Z軸方向)用の伸縮駆動装置501Aと、伸縮駆動装置501Aの出力側となる他端に固定された左右方向(Y軸方向)用の伸縮駆動装置501Bと、伸縮駆動装置501Bの出力側に固定された前後方向(X軸方向)用の伸縮駆動装置501Cと、伸縮駆動装置501Cの出力側に固定された出力部材502とを備える。伸縮駆動装置501A〜501Cはそれぞれ同一の構成を有しており、移動体ユニット503の駆動軸504を筐体505に対して軸方向にスライドさせて伸縮する。   As shown in FIGS. 1 to 3, the three-axis operation driving device 500 includes an up-down (Z-axis) telescopic driving device 501 </ b> A having one end fixed on a pedestal 550, and a telescopic driving device. A telescopic drive device 501B for the left-right direction (Y-axis direction) fixed to the other end serving as the output side of 501A, and a telescopic drive device for the front-rear direction (X-axis direction) fixed to the output side of the telescopic drive device 501B. 501C, and an output member 502 fixed to the output side of the telescopic drive device 501C. The expansion / contraction drive devices 501A to 501C have the same configuration, and extend and contract by sliding the drive shaft 504 of the mobile unit 503 in the axial direction with respect to the housing 505.

伸縮駆動装置501Aは、駆動軸504の軸方向が上下方向に沿って配置され、台座550に筐体505の下端が固定されて、台座550より立設しており、筐体505の上端側より移動体ユニット503を上下に摺動することで、伸縮駆動装置501B,501Cを介して接続された出力部材502を上下方向に移動させる。すなわち、伸縮駆動装置501Aは、出力部材502に固定されたグリッパーモジュール100を撮像装置300の光軸Lに沿って移動させる。これにより、撮像装置300で把持対象物を撮像しながら、グリッパーモジュール100を上下移動させて、グリッパー200の把持アーム220の先端部を把持対象物に位置合わせできる。   The telescopic drive device 501A is arranged so that the axial direction of the drive shaft 504 is arranged along the vertical direction, the lower end of the housing 505 is fixed to the pedestal 550, and the telescopic drive device 501A stands upright from the pedestal 550. By sliding the mobile unit 503 up and down, the output member 502 connected via the telescopic drive units 501B and 501C is moved up and down. That is, the telescopic drive device 501A moves the gripper module 100 fixed to the output member 502 along the optical axis L of the imaging device 300. Accordingly, the gripper module 100 can be moved up and down while imaging the object to be gripped by the imaging device 300, and the tip of the gripping arm 220 of the gripper 200 can be aligned with the object to be gripped.

伸縮駆動装置501Bは、伸縮駆動装置501Aにおける移動体ユニット503上端の出力側に筐体505の出力側(右側)が固定され、台座550に対して左右方向に水平に配置されており、筐体505の右端より移動体ユニット503を左右に摺動することで、伸縮駆動装置501Cを介して接続された出力部材502を左右方向に移動させる。伸縮駆動装置501Cは、伸縮駆動装置501Bにおける移動体ユニット503上端の出力側に筐体505の出力側(前側)が固定され、台座550に対して前後方向に水平に配置されており、筐体505の前端より移動体ユニット503を前後に摺動することで、移動体ユニット503前端に接続された出力部材502を前後方向に移動させる。   The telescopic drive device 501B has an output side (right side) of the housing 505 fixed to an output side of an upper end of the mobile unit 503 in the telescopic drive device 501A, and is horizontally arranged in the left-right direction with respect to the base 550. By sliding the mobile unit 503 left and right from the right end of 505, the output member 502 connected via the telescopic drive device 501C is moved in the left and right direction. The expansion / contraction driving device 501C has an output side (front side) of the housing 505 fixed to the output side of the upper end of the movable unit 503 in the expansion / contraction driving device 501B, and is horizontally disposed in the front-rear direction with respect to the pedestal 550. By sliding the mobile unit 503 back and forth from the front end of 505, the output member 502 connected to the front end of the mobile unit 503 is moved in the front and rear direction.

次いで、伸縮駆動装置501A〜501Cの概略構成について、図3を参照して以下に説明する。以下では、伸縮駆動装置501A〜501Cを単に伸縮駆動装置501とする。伸縮駆動装置501は、移動体ユニット503と、移動体ユニット503を支持する支持ユニット506と、電気信号を機械的な振動に変換する圧電素子507とを備える。圧電素子507の振動により移動体ユニット503が支持ユニット506に対して相対的に移動する。伸縮駆動コントローラ508は、圧電素子507に鋸歯状波の駆動パルスを供給して、駆動軸504を軸方向に振動させる。   Next, a schematic configuration of the telescopic driving devices 501A to 501C will be described below with reference to FIG. Hereinafter, the telescopic driving devices 501A to 501C are simply referred to as telescopic driving devices 501. The expansion / contraction driving device 501 includes a movable unit 503, a support unit 506 that supports the movable unit 503, and a piezoelectric element 507 that converts an electric signal into mechanical vibration. The moving body unit 503 moves relatively to the support unit 506 due to the vibration of the piezoelectric element 507. The expansion / contraction drive controller 508 supplies a drive pulse of a sawtooth wave to the piezoelectric element 507 to vibrate the drive shaft 504 in the axial direction.

移動体ユニット503は、軸状の構成を有し、駆動軸504の一端に圧電素子507が固定される一方で、駆動軸504の他端に出力部材502が固定されている。そして、移動体ユニット503は、駆動軸504の他端に固定された出力部材502が筒状の筐体505の外部に配置されるようにして、筐体505内に配置されるとともに、駆動軸504が軸方向(スライド方向)にのみ自由度を有するように筐体505内で支持ユニット506に支持される。出力部材502は、筐体505の延長方向(軸方向)外側で、移動体ユニット503のスライド動作に従い、駆動軸504の軸方向に沿って移動する。   The moving body unit 503 has an axial configuration, and the piezoelectric element 507 is fixed to one end of the drive shaft 504, while the output member 502 is fixed to the other end of the drive shaft 504. The movable body unit 503 is arranged in the housing 505 such that the output member 502 fixed to the other end of the drive shaft 504 is arranged outside the cylindrical housing 505, and The support unit 506 is supported in the housing 505 so that the 504 has a degree of freedom only in the axial direction (sliding direction). The output member 502 moves along the axial direction of the drive shaft 504 according to the sliding operation of the mobile unit 503 outside the extension direction (axial direction) of the housing 505.

図2に示すように、伸縮駆動装置501A〜501Cには、それぞれ伸縮駆動コントローラ508が電気接続されている。また、グリッパーモジュール100のグリッパー200と撮像装置300のレンズ駆動装置310には、アーム駆動用圧電素子210とレンズ駆動用圧電素子311に鋸歯状波の駆動パルスを供給するモジュールコントローラ101が電気接続されている。   As shown in FIG. 2, a telescopic drive controller 508 is electrically connected to the telescopic drive devices 501A to 501C, respectively. A module controller 101 that supplies a sawtooth drive pulse to the arm driving piezoelectric element 210 and the lens driving piezoelectric element 311 is electrically connected to the gripper 200 of the gripper module 100 and the lens driving device 310 of the imaging device 300. ing.

これらのコントローラ101,508は、制御装置を構成するパーソナルコンピュータからなるPC1001に電気接続されている。また、グリッパーモジュール100の撮像装置300の撮像素子330は、PC1001に電気接続されている。PC1001は、各種演算処理や制御を実行するCPU(Central Processing Unit)や、制御プログラムや各種データを記憶したROM(Read Only Memory)と制御プログラムや各種データを一時的に記憶するRAM(Random Access Memory)とを含む記憶装置、入力インターフェース等を有している。PC1001は、コントローラ101,508を介して、グリッパー200及び伸縮駆動装置501A〜501Cが所望の動作をするように制御する。   These controllers 101 and 508 are electrically connected to a PC 1001 which is a personal computer constituting a control device. Further, the image pickup device 330 of the image pickup device 300 of the gripper module 100 is electrically connected to the PC 1001. The PC 1001 includes a CPU (Central Processing Unit) that executes various arithmetic processing and control, a ROM (Read Only Memory) that stores a control program and various data, and a RAM (Random Access Memory) that temporarily stores the control program and various data. ), An input interface, and the like. The PC 1001 controls the gripper 200 and the telescopic drive devices 501A to 501C via the controllers 101 and 508 to perform desired operations.

PC1001は、撮像装置300の撮像素子330が取得した画像を表示装置としてのモニター1002に表示可能に構成されている。また、PC1001は、モジュールコントローラ101を介して、レンズ301を移動させるレンズ駆動装置310を駆動させて、撮像装置300の撮像素子330が取得する画像のピントが合うようにオートフォーカス制御する。これにより、図4(A)に示すように、グリッパー200の作業領域周辺の近距離視野Fsと、図4(B)に示すように、作業領域下方の遠距離視野Flとの間で、どのような高さ位置に把持対象物が位置する場合でも、把持対象物にピント合わせできる。   The PC 1001 is configured to be able to display an image acquired by the imaging device 330 of the imaging device 300 on a monitor 1002 as a display device. In addition, the PC 1001 drives the lens driving device 310 that moves the lens 301 via the module controller 101, and performs auto-focus control so that an image acquired by the imaging device 330 of the imaging device 300 is in focus. Thus, as shown in FIG. 4A, the distance between the near field Fs around the work area of the gripper 200 and the far field Fl below the work area as shown in FIG. Even when the object to be grasped is located at such a height position, it is possible to focus on the object to be grasped.

グリッパー装置1000による把持対象物の把持動作の一例を説明すると、撮像装置300を作動させながら、3軸操作用駆動装置500の駆動によりグリッパーモジュール100を移動させて、遠距離視野Flにて把持対象物を探す。そして、見つけた把持対象物にピントを合わせながら、グリッパー200の把持アーム220の作業領域(近距離視野Fs)に把持対象物が位置するように、3軸操作用駆動装置500の駆動によってグリッパーモジュール100を移動させ、グリッパー200の把持アーム220を駆動させて把持対象物を把持する。   An example of the gripping operation of the gripping object by the gripper device 1000 will be described. The gripper module 100 is moved by driving the triaxial operation driving device 500 while operating the imaging device 300, and the gripping object is moved in the far-field Fl. Search for things. Then, the gripper module is driven by the three-axis operation driving device 500 such that the gripping target is positioned in the work area (short-range visual field Fs) of the gripping arm 220 of the gripper 200 while focusing on the gripping target that is found. 100 is moved, and the gripping arm 220 of the gripper 200 is driven to grip the gripping target.

以上のように、グリッパー装置1000は、小型化及び軽量化が可能なグリッパーモジュール100を備えているので、グリッパー装置1000全体の小型化及び軽量化を実現できる。また、グリッパー装置1000は、グリッパーモジュール100の台座部材400を撮像装置300の光軸Lに沿って直線移動させる直動機構としての伸縮駆動装置501Bを備えている。これにより、グリッパーモジュール100の撮像装置300で把持対象物を撮像しながら、グリッパーモジュール100を上下移動させて、グリッパー200の把持アーム220の先端部を把持対象物に位置合わせできる。   As described above, since the gripper device 1000 includes the gripper module 100 that can be reduced in size and weight, the size and weight of the entire gripper device 1000 can be reduced. In addition, the gripper device 1000 includes a telescopic drive device 501B as a linear motion mechanism that linearly moves the pedestal member 400 of the gripper module 100 along the optical axis L of the imaging device 300. Thus, the gripper module 100 can be moved up and down while the imaging device 300 of the gripper module 100 images the object to be gripped, and the tip of the gripping arm 220 of the gripper 200 can be aligned with the object to be gripped.

次いで、図5〜図9も参照しながら、グリッパーモジュール100の構成について説明する。図6(B)において、グリッパー200の断面は、図8(A)のX−X位置に対応している。上述のように、グリッパーモジュール100は、グリッパー200と撮像装置300とが取り付けられる台座部材400とを備えている。   Next, the configuration of the gripper module 100 will be described with reference to FIGS. 6B, the cross section of the gripper 200 corresponds to the position XX in FIG. 8A. As described above, the gripper module 100 includes the pedestal member 400 to which the gripper 200 and the imaging device 300 are attached.

台座部材400は、金属製又は樹脂製であり、略台形柱の形態を有し、台座前面部401が斜め下向きに傾斜している。台座部材400の下部には、台座部材400の下面、右側面及び後側面に開口する台座切欠き凹部402が形成されている。台座切欠き凹部402の左側は、台座部材400の左側面部において下方に延びるカバー面部404で閉塞されている。   The pedestal member 400 is made of metal or resin, has a substantially trapezoidal column shape, and the pedestal front portion 401 is inclined obliquely downward. In the lower part of the pedestal member 400, a pedestal notch concave portion 402 is formed which is opened on the lower surface, the right side surface and the rear side surface of the pedestal member 400. The left side of the pedestal notch recess 402 is closed by a cover surface portion 404 extending downward on the left side surface portion of the pedestal member 400.

グリッパー200は、アーム駆動用圧電素子210の左右両端に左右のアーム駆動軸211を固定したアーム駆動用振動ユニット212と、左右のアーム駆動軸211に摩擦係合してアーム駆動軸211の軸方向に移動する左右の把持アーム220とを備えている。左右の把持アーム220は、アーム駆動用圧電素子210の振動によって、互いに離れる方向へ、又は互いに接近する方向へ移動されることで開閉動作する。   The gripper 200 includes an arm driving vibration unit 212 in which left and right arm driving shafts 211 are fixed to left and right ends of an arm driving piezoelectric element 210, and an axial direction of the arm driving shaft 211 by frictionally engaging the left and right arm driving shafts 211. And left and right grip arms 220 that move to the right and left. The left and right grip arms 220 are opened and closed by being moved in a direction away from each other or in a direction approaching each other by the vibration of the arm driving piezoelectric element 210.

図9に示すように、アーム駆動用振動ユニット212は、左右長手のグリッパー台板201に固定されている。アーム駆動用圧電素子210の一側面が、グリッパー台板201の中央部に突設された台板載置台201aに接着剤202aにて固着されている。また、左右のアーム駆動軸211の端面がグリッパー台板201の左右端部に突設された左右の台板支持片201bの先端面に接着剤202bにて固着されている。   As shown in FIG. 9, the arm driving vibration unit 212 is fixed to the gripper base plate 201 which is long in the left and right directions. One side surface of the arm driving piezoelectric element 210 is fixed to a base plate mounting table 201a projecting from the center of the gripper base plate 201 with an adhesive 202a. Further, the end surfaces of the left and right arm drive shafts 211 are fixed to the front end surfaces of the left and right base plate support pieces 201b projecting from the left and right ends of the gripper base plate 201 with an adhesive 202b.

なお、左右のアーム駆動軸211の端面は、図10(A)に示すように、台板支持片201bに突合せ配置されて接着剤(図示省略)にて固着されてもよい。また、左右のアーム駆動軸211の端面は、グリッパー台板201に固着されていなくてもよく、例えば、図10(A)に示す構成において、アーム駆動軸211と台板支持片201bとが互いに接着されていない場合には、台板支持片201bは、アーム駆動軸211を保護する保護部材として機能する。この場合、アーム駆動軸211と台板支持片201bとの間に隙間が形成されるようにしてもよい。   As shown in FIG. 10A, the end surfaces of the left and right arm drive shafts 211 may be abutted on the base plate support piece 201b and fixed with an adhesive (not shown). In addition, the end surfaces of the left and right arm drive shafts 211 do not have to be fixed to the gripper base plate 201. For example, in the configuration shown in FIG. 10A, the arm drive shaft 211 and the base plate support piece 201b are separated from each other. When not bonded, the base plate support piece 201b functions as a protection member for protecting the arm drive shaft 211. In this case, a gap may be formed between the arm drive shaft 211 and the base plate support piece 201b.

また、図10(B)に示すように、把持アーム220のアーム駆動軸211先端側(左右外側)への移動可能範囲を制限するストッパー部材227を設けてもよい。例えば、ストッパー部材227は、アーム駆動軸211の一側面(2つ以上の側面であってもよい)の先端寄り部位(アーム駆動用圧電素子210とは反対側の端部寄り部位)に付着された接着剤にて形成されている。ストッパー部材227により、把持アーム220の左右外側への移動が制限される。なお、把持アーム220のアーム駆動軸211基端側(左右内側)への移動可能範囲は、グリッパー台板201の台板載置台201aにて制限される。   Further, as shown in FIG. 10B, a stopper member 227 for limiting a movable range of the gripping arm 220 toward the distal end side (left and right outer sides) of the arm drive shaft 211 may be provided. For example, the stopper member 227 is attached to a portion near one end (may be two or more side surfaces) of the arm drive shaft 211 (a portion near the end opposite to the arm driving piezoelectric element 210). It is formed of an adhesive. The stopper member 227 limits the movement of the grip arm 220 to the left and right sides. The movable range of the gripping arm 220 toward the base end side (left and right inner sides) of the arm drive shaft 211 is limited by the base plate mounting table 201a of the gripper base plate 201.

この変形例では、左右のアーム駆動軸211のそれぞれにストッパー部材227が設けられる一方、左右のアーム駆動軸211でストッパー部材227が設けられる左右方向位置が異なっている。これにより、左右の把持アーム220は、ストローク(移動可能範囲の左右方向長さ)が異なっている。   In this modified example, a stopper member 227 is provided on each of the left and right arm drive shafts 211, whereas the left and right positions where the stopper members 227 are provided on the left and right arm drive shafts 211 are different. Thus, the left and right grip arms 220 have different strokes (length of the movable range in the left-right direction).

左右の把持アーム220のストロークが異なっていることで、左右の把持アーム220が全開状態から閉じる動作をするときに、ストロークが短い方の把持アーム220が左右内側のストローク端(アーム駆動用圧電素子210側のストローク端)に到達し、ストロークが長い方の把持アーム220が遅れて左右内側のストローク端に到達する。このように、一方の把持アーム220を他方の把持アーム220に比べて左右内側のストローク端に先に到達させることで、左右の把持アーム220を閉じたときの把持アーム220の位置の再現性を向上できる。   Since the strokes of the left and right grip arms 220 are different from each other, when the left and right grip arms 220 perform the closing operation from the fully open state, the grip arm 220 with the shorter stroke is moved to the left or right inner stroke end (the arm driving piezoelectric element). 210, and the gripping arm 220 having the longer stroke reaches the left and right inner stroke ends with a delay. As described above, by causing one grip arm 220 to reach the stroke end on the left and right inner side earlier than the other grip arm 220, the reproducibility of the position of the grip arm 220 when the left and right grip arms 220 are closed is improved. Can be improved.

また、一方の把持アーム220を先に左右内側のストローク端に到達させることで、微小な把持対象物を把持する際に左右の把持アーム220が把持対象物を把持する位置を予測しやすくなり、左右の把持アーム220が把持対象物の把持を完了する前に把持対象物があまり移動しないようにできる。このように、把持操作完了前の把持対象物の変位を低減して、把持操作の再現性及び確実性(精度)を向上できる。   In addition, by allowing one grip arm 220 to reach the stroke end on the left and right inside first, it becomes easier to predict the position where the left and right grip arms 220 grip the grip target when gripping a minute grip target, Before the left and right grip arms 220 complete gripping the grip target, the grip target can be prevented from moving much. In this manner, the displacement of the grasping object before the completion of the grasping operation can be reduced, and the reproducibility and reliability (accuracy) of the grasping operation can be improved.

また、把持対象物を所望の向きや位置に移動させるときに、ストロークが短い方の把持アーム220を左右内側のストローク端に到達させて把持対象物を移動させるようにすれば、他方の把持アーム220が把持対象物に接触する前に把持対象物の移動を完了できる。これにより、把持対象物の移動操作の再現性及び確実性(精度)を向上できる。   Further, when the gripping target is moved to a desired direction or position, the gripping arm 220 having the shorter stroke can be moved to the left or right inner stroke end to move the gripping target. The movement of the grip target can be completed before the 220 contacts the grip target. As a result, the reproducibility and certainty (accuracy) of the movement operation of the grasp target can be improved.

左右の把持アーム220をともに左右内側のストローク端に位置させた状態で把持アーム220の先端部同士(フィンガー部材225の先端部同士)の間に隙間が形成されるように把持アーム220の形状及びストロークを設定した場合にも、左右の把持アーム220でストロークを互いに異ならせることで、上記と同様の効果が得られる。   The shape and shape of the gripping arm 220 such that a gap is formed between the tips of the gripping arms 220 (tips of the finger members 225) in a state where the left and right gripping arms 220 are both located at the stroke ends on the left and right sides. Even when a stroke is set, the same effect as described above can be obtained by making the strokes different from each other with the left and right grip arms 220.

なお、左右のアーム駆動軸211のうち一方のアーム駆動軸211のみにストッパー部材227を設けることで、左右の把持アーム220のストロークを互いに異ならせることも可能である。また、アーム駆動軸211の基端寄り部位(アーム駆動用圧電素子210側の端部寄り部位)にストッパー部材を設けることによって、把持アーム220の左右内側のストローク端を設定することが可能である。また、左右の把持アーム220でストロークを互いに異ならせる構成は、図10(A)に示した構成に適用可能であることは言うまでもない。なお、把持アーム220のストローク端を決定するストッパー部材は、アーム駆動軸211に設ける構成に限らず、例えばグリッパー台板201又はグリッパーケース203に設けた突起部によって形成される構成など、把持アーム220に接触して把持アーム220の移動可能範囲を制限する構成であればよい。   By providing the stopper member 227 on only one of the left and right arm drive shafts 211, the strokes of the left and right grip arms 220 can be made different from each other. Further, by providing a stopper member at a position near the base end of the arm drive shaft 211 (a position near the end on the side of the arm driving piezoelectric element 210), it is possible to set the left and right inner stroke ends of the gripping arm 220. . It is needless to say that the configuration in which the strokes of the left and right grip arms 220 are different from each other can be applied to the configuration shown in FIG. The stopper member that determines the stroke end of the gripping arm 220 is not limited to the configuration provided on the arm drive shaft 211, and may be, for example, a configuration formed by a protrusion provided on the gripper base plate 201 or the gripper case 203. Any configuration that limits the movable range of the gripping arm 220 by contacting the gripping arm 220 may be used.

左右のアーム駆動軸211に摩擦係合する左右の把持アーム220は、アーム駆動軸211に接触させた状態となるアーム本体221のアーム本体基端部223に、弾性を有するアーム固定部材222を装着することで、アーム駆動軸211と摩擦係合している。左右の把持アーム220は、左右対称の構成を有している。図5〜図7等では、アーム本体221のアーム本体基端部223及びアーム固定部材222の周辺を簡略化して図示している。   The left and right grip arms 220 frictionally engaged with the left and right arm drive shafts 211 are provided with an elastic arm fixing member 222 on the arm body base end 223 of the arm body 221 which is brought into contact with the arm drive shaft 211. By doing so, it is frictionally engaged with the arm drive shaft 211. The left and right grip arms 220 have a symmetric configuration. 5 to 7 and the like, the periphery of the arm body base end 223 of the arm body 221 and the periphery of the arm fixing member 222 are shown in a simplified manner.

図11を参照しながら、把持アーム220とアーム駆動軸211との摩擦係合の具体的な構成例を説明する。なお、図11では、把持アーム220におけるアーム本体221のフィンガー取付部224を簡略化して図示するとともに、フィンガー部材225の図示を省略している。   A specific configuration example of the frictional engagement between the grip arm 220 and the arm drive shaft 211 will be described with reference to FIG. In FIG. 11, the finger mounting portion 224 of the arm body 221 in the gripping arm 220 is shown in a simplified manner, and the finger member 225 is not shown.

アーム本体221のアーム本体基端部223は、側面視で二股に分岐させたL字形状を有しており、一方が後方に延びた上側固定部223Aとなり、他方が下方に延びた前側固定部223Bとなる。アーム固定部材222は、例えば、側面視L字形状に屈曲された板状の摩擦バネなどの弾性体で構成され、アーム固定部材222の一端(後方上縁側)が、アーム本体基端部223の上側固定部223Aと連結される一方、アーム固定部材222の他端(下方前縁側)が、アーム本体基端部223の前側固定部223Bと連結される。   The arm body base end 223 of the arm body 221 has an L-shape branched into two branches in a side view, one of which is an upper fixing part 223A extending rearward, and the other being a front fixing part extending downward. 223B. The arm fixing member 222 is made of, for example, an elastic body such as a plate-shaped friction spring bent in an L-shape when viewed from the side, and one end (the rear upper edge side) of the arm fixing member 222 is connected to the arm body base end 223. The other end (the lower front edge side) of the arm fixing member 222 is connected to the front fixing portion 223B of the arm body base end 223 while being connected to the upper fixing portion 223A.

アーム本体221は、アーム本体基端部223より前方に延設させたフィンガー取付部224を有している。フィンガー取付部224は、アーム本体基端部223の上側固定部223Aの左右一方の辺縁であって前側固定部223Bの前面から前方に向けて延設されている。アーム本体基端部223は、上側固定部223Aの後方縁に上側に突起させた上側係止部223Xを有する一方、前側固定部223Bの下方縁に前側に突起させた前側係止部223Yを有する。すなわち、アーム本体基端部223は、後方縁に側面視鈎状となる上側係止部223Xを有する上側固定部223Aと、下方縁に側面視鈎状となる前側係止部223Yを有する前側固定部223Bとを分岐させて構成されている。   The arm main body 221 has a finger mounting portion 224 extending forward from the base end portion 223 of the arm main body. The finger mounting portion 224 is one of the left and right edges of the upper fixing portion 223A of the base end portion 223 of the arm body and extends forward from the front surface of the front fixing portion 223B. The base end portion 223 of the arm body has an upper locking portion 223X protruding upward at a rear edge of the upper fixing portion 223A, and has a front locking portion 223Y protruding forward at a lower edge of the front fixing portion 223B. . That is, the base end portion 223 of the arm main body has an upper fixing portion 223A having an upper locking portion 223X having a hook shape on a rear edge and a front locking portion having a front locking portion 223Y having a hook shape on a lower edge side view. The portion 223B is branched.

アーム固定部材222は、後側下方端から上方に向かって延びる後方板部222Aと、後方板部222Aの下方縁から前方に向かって延びる下方板部222Bとを有しており、後方板部222Aの上縁にL字状に屈曲させた上側係止部222Xが設けられる一方、下方板部222Bの前縁にL字状に屈曲させた前側係止部222Yが設けられる。アーム固定部材222は、後方板部222Aの上下中途部を前方に突設させるとともに、下方板部222Bの前後中途部を上方に突設させており、後方板部222Aと下方板部222Bとの連結部分が側面視でU字状に形成されている。また、上側係止部222Xが、後方板部222A上縁から前方に延びた後に下方へ屈曲させて構成されており、前側係止部222Yが、下方板部222B前縁から上方に延びた後に後方へ屈曲させて構成されている。   The arm fixing member 222 has a rear plate portion 222A extending upward from a rear lower end and a lower plate portion 222B extending forward from a lower edge of the rear plate portion 222A. An upper locking portion 222X bent in an L-shape is provided on the upper edge, and a front locking portion 222Y bent in an L-shape is provided on the front edge of the lower plate portion 222B. The arm fixing member 222 projects the middle part of the rear plate part 222A upward and downward, and projects the middle part of the lower plate part 222B forward and backward, so that the rear plate part 222A and the lower plate part 222B are connected to each other. The connecting portion is formed in a U-shape in side view. Further, the upper locking portion 222X is configured to be bent downward after extending forward from the upper edge of the rear plate portion 222A, and to be formed after the front locking portion 222Y extends upward from the front edge of the lower plate portion 222B. It is configured to bend backward.

アーム本体221は、アーム本体基端部223をアーム駆動軸211の外周面の一部に当接させるようにして、アーム駆動用振動ユニット212に取り付けられる。このとき、アーム本体基端部223において、上側固定部223A下面がアーム駆動軸211上面に接触するとともに、アーム本体基端部223の前側固定部223B後面がアーム駆動軸211前面に接触する。すなわち、アーム本体221は、アーム本体基端部223がアーム駆動軸211の左右方向一部における上面及び前面を覆うようにして、アーム駆動用振動ユニット212に取り付けられる。また、上側固定部223A後縁がアーム駆動軸211後縁よりも後方に突出するとともに、前側固定部223B下縁がアーム駆動軸211下縁よりも下方に突出している。   The arm main body 221 is attached to the arm driving vibration unit 212 such that the base end portion 223 of the arm main body abuts on a part of the outer peripheral surface of the arm driving shaft 211. At this time, in the base end portion 223 of the arm body, the lower surface of the upper fixing portion 223A contacts the upper surface of the arm drive shaft 211, and the rear surface of the front fixed portion 223B of the base end portion 223 of the arm body contacts the front surface of the arm drive shaft 211. That is, the arm main body 221 is attached to the arm driving vibration unit 212 such that the base end portion 223 of the arm main body covers the upper surface and the front surface of a part of the arm driving shaft 211 in the left-right direction. Further, the rear edge of the upper fixed portion 223A protrudes rearward from the rear edge of the arm drive shaft 211, and the lower edge of the front fixed portion 223B protrudes lower than the lower edge of the arm drive shaft 211.

アーム固定部材222が、アーム本体基端部223で覆われたアーム駆動軸211における露出した外周面を覆うようにして、アーム本体221が取り付けられたアーム駆動用振動ユニット212に取り付けられる。このとき、アーム固定部材222は、後方板部222Aの突設部分前面をアーム駆動軸211後面に当接させるとともに、下方板部222Bの突設部分上面をアーム駆動軸211下面に当接させる。すなわち、アーム固定部材222は、アーム駆動軸211のアーム本体221のアーム本体基端部223で覆われた箇所の後面及び下面を覆うようにして、アーム駆動用振動ユニット212に取り付けられる。また、アーム固定部材222は、後方板部222A上縁をアーム固定部材222のアーム本体基端部223上面より上方へ突出させることで、上側係止部222Xをアーム本体基端部223の上側係止部223Xに係止させる一方、下方板部222B前縁をアーム固定部材222のアーム本体基端部223前面より前方へ突出させることで、前側係止部222Yをアーム本体基端部223の前側係止部223Yに係止させる。   The arm fixing member 222 is attached to the arm driving vibration unit 212 to which the arm body 221 is attached so as to cover the exposed outer peripheral surface of the arm drive shaft 211 covered by the arm body base end 223. At this time, the arm fixing member 222 makes the front surface of the protruding portion of the rear plate portion 222A abut on the rear surface of the arm drive shaft 211, and makes the upper surface of the protruding portion of the lower plate portion 222B abut the lower surface of the arm drive shaft 211. That is, the arm fixing member 222 is attached to the arm driving vibration unit 212 so as to cover the rear surface and the lower surface of the portion of the arm driving shaft 211 covered by the arm main body base end 223 of the arm driving shaft 211. Further, the arm fixing member 222 projects the upper edge of the rear plate portion 222A upward from the upper surface of the arm main body base end 223 of the arm fixing member 222 so that the upper locking portion 222X is engaged with the upper end of the arm main body base end 223. While the front plate 223X is locked to the stop 223X, the front edge of the lower plate 222B is projected forward from the front surface of the arm body base end 223 of the arm fixing member 222, so that the front locking part 222Y is located on the front side of the arm body base end 223. The locking part 223Y is locked.

アーム本体221は、アーム本体基端部223両端における上側係止部223X及び前側係止部223Yに、アーム固定部材222両端の上側係止部222X及び前側係止部222Yが引っ掛けられて、アーム駆動軸211との2か所の接触部でアーム駆動軸211を押さえつけて、アーム駆動軸211との間で摩擦力を発生する。すなわち、アーム本体221は、アーム固定部材222によりアーム駆動軸211の方向に引き付けられ、アーム駆動軸211と接触している二つの面(上面及び前面)においてアーム駆動軸211との間で摩擦力を発生させる。このようにして、アーム本体221とアーム固定部材222を組み合わせた把持アーム220がアーム駆動用振動ユニット212に対して摩擦係合した状態となる。   In the arm body 221, the upper locking part 222 </ b> X and the front locking part 222 </ b> Y at both ends of the arm fixing member 222 are hooked on the upper locking part 223 </ b> X and the front locking part 223 </ b> Y at both ends of the base part 223 of the arm main body. The arm drive shaft 211 is pressed by two contact portions with the shaft 211 to generate a frictional force with the arm drive shaft 211. That is, the arm main body 221 is attracted in the direction of the arm drive shaft 211 by the arm fixing member 222, and frictional force is generated between the arm drive shaft 211 and the two surfaces (upper surface and front surface) in contact with the arm drive shaft 211. Generate. In this way, the gripping arm 220 in which the arm body 221 and the arm fixing member 222 are combined is in a state of being frictionally engaged with the arm driving vibration unit 212.

移動体となるアーム本体221のアーム本体基端部223が、アーム駆動用振動ユニット212の軸方向から視てアーム駆動用振動ユニット212の外周の一部を覆う形状、すなわち、アーム駆動用振動ユニット212の軸方向に対して垂直な面上でアーム駆動用振動ユニット212の外周の一部を覆う形状を有している。そして、アーム本体基端部223をアーム駆動用振動ユニット212の外周に沿わせるとともにアーム本体基端部223の両端を弾性体であるアーム固定部材222で連結させて、アーム本体221をアーム駆動用振動ユニット212に係合させている。すなわち、アーム本体221のアーム本体基端部223を、アーム駆動軸211の前側上方より覆い被せるようにして、アーム駆動軸211の前面及び上面に当接させて設置する。その後、アーム固定部材222を広げて、アーム駆動軸211の後側下方よりアーム本体基端部223の両端を挟み込むようにして、上側係止部223X及び前側係止部223Yそれぞれを上側係止部222X及び前側係止部222Yを係止させて、アーム駆動軸211に対して、アーム本体221のアーム本体基端部223を摩擦係合させる。   The arm body base end 223 of the arm body 221 serving as a moving body covers a part of the outer periphery of the arm drive vibration unit 212 when viewed from the axial direction of the arm drive vibration unit 212, that is, the arm drive vibration unit. It has a shape that covers a part of the outer periphery of the arm driving vibration unit 212 on a plane perpendicular to the axial direction of the 212. Then, the arm body base end 223 is made to extend along the outer periphery of the arm driving vibration unit 212, and both ends of the arm body base end 223 are connected by an arm fixing member 222 which is an elastic body. It is engaged with the vibration unit 212. That is, the arm main body base end 223 of the arm main body 221 is installed so as to cover the arm drive shaft 211 from above and in front of the arm drive shaft 211 so as to be in contact with the front and top surfaces of the arm drive shaft 211. After that, the arm fixing member 222 is expanded so that both ends of the arm main body base end 223 are sandwiched from below the rear side of the arm drive shaft 211 so that the upper locking portion 223X and the front locking portion 223Y are respectively connected to the upper locking portion. The arm 222 </ b> X and the front locking part 222 </ b> Y are locked, and the arm body base end 223 of the arm body 221 is frictionally engaged with the arm drive shaft 211.

このように、把持アーム220は、アーム本体221のアーム本体基端部223と弾性体となるアーム固定部材222とでアーム駆動軸211を挟むようにしてアーム駆動用振動ユニット212に設置されるため、アーム駆動用振動ユニット212に対する把持アーム220の組み込みが容易に行えるとともに、把持アーム220を適度な力でアーム駆動用振動ユニット212に摩擦係合できる。このとき、アーム固定部材222の弾性力を変更することで、アーム駆動用振動ユニット212に対する把持アーム220の摩擦力を変更できるものとしてもよいし、アーム固定部材222のアーム駆動軸211への接触面積を変更することで、アーム駆動用振動ユニット212に対する把持アーム220の摩擦力を変更できるものとしてもよい。   As described above, the gripping arm 220 is installed in the arm driving vibration unit 212 so as to sandwich the arm driving shaft 211 between the arm main body base end 223 of the arm main body 221 and the arm fixing member 222 serving as an elastic body. The gripping arm 220 can be easily incorporated into the driving vibration unit 212, and the gripping arm 220 can be frictionally engaged with the arm driving vibration unit 212 with an appropriate force. At this time, by changing the elastic force of the arm fixing member 222, the frictional force of the gripping arm 220 with respect to the arm driving vibration unit 212 may be changed, or the arm fixing member 222 may contact the arm driving shaft 211. By changing the area, the frictional force of the holding arm 220 with respect to the arm driving vibration unit 212 may be changed.

また、把持アーム220は、アーム本体221のフィンガー取付部224を前方に延設させた構成を有しているが、アーム駆動軸211を四角柱状とするとともに、アーム本体221のアーム本体基端部223及びアーム固定部材222をL字状に構成することで、フィンガー取付部224による回転モーメントにより把持アーム220がアーム駆動用振動ユニット212に対して回転することを規制できる。すなわち、アーム本体221のアーム本体基端部223及びアーム固定部材222それぞれがアーム駆動軸211の外周面を押圧しながら当接することにより、アーム駆動軸211に対するアーム本体221の回転を防止できる。このとき、アーム本体221のアーム本体基端部223及びアーム固定部材222は、前側固定部223Bと後方板部222Aとでアーム駆動軸211の前後を狭持するとともに、上側固定部223Aと下方板部222Bとでアーム駆動軸211の上下を狭持することで、アーム駆動軸211に摩擦係合している。   The gripping arm 220 has a configuration in which the finger mounting portion 224 of the arm main body 221 is extended forward, but the arm drive shaft 211 has a square pillar shape and the arm main body base end of the arm main body 221. By configuring the 223 and the arm fixing member 222 in an L-shape, the rotation of the gripping arm 220 with respect to the arm driving vibration unit 212 due to the rotational moment by the finger mounting portion 224 can be restricted. That is, the arm body base end 223 and the arm fixing member 222 of the arm body 221 abut on the outer peripheral surface of the arm drive shaft 211 while pressing against each other, so that the rotation of the arm body 221 with respect to the arm drive shaft 211 can be prevented. At this time, the arm body base end 223 of the arm body 221 and the arm fixing member 222 hold the front and rear sides of the arm drive shaft 211 by the front fixing part 223B and the rear plate part 222A, and the upper fixing part 223A and the lower plate. By holding the upper and lower sides of the arm drive shaft 211 with the portion 222B, the arm drive shaft 211 is frictionally engaged with the arm drive shaft 211.

このようにして、把持アーム220はアーム駆動軸211に摩擦係合している。なお、把持アーム220をアーム駆動軸211に摩擦係合させる構成は、図11を参照して説明した構成に限定されず、アーム駆動用圧電素子210の振動によってスティック状態(固着状態)とスリップ状態(滑り状態)とを繰り返して把持アーム220がアーム駆動軸211に沿って移動する摩擦係合構造であればよい。   Thus, the gripping arm 220 is frictionally engaged with the arm drive shaft 211. The configuration in which the gripping arm 220 is frictionally engaged with the arm drive shaft 211 is not limited to the configuration described with reference to FIG. 11, and the stick state (fixed state) and the slip state due to the vibration of the arm driving piezoelectric element 210. (Sliding state) may be repeated as long as the gripping arm 220 moves along the arm drive shaft 211.

図8〜図10等に戻ってグリッパー200の説明を続ける。把持アーム220のフィンガー取付部224の先端部に、板状のフィンガー部材225を保持するためのフィンガー取付溝224aが形成されている。フィンガー取付溝224aは、フィンガー取付部224の先端面、上面及び下面に開口している。フィンガー取付部224の先端部には、当該先端部の左右外側面からフィンガー取付溝224aに貫通するフィンガー固定用ねじ穴224bが形成されている。   Returning to FIGS. 8 to 10 and the like, the description of the gripper 200 will be continued. A finger mounting groove 224a for holding a plate-like finger member 225 is formed at the distal end of the finger mounting portion 224 of the gripping arm 220. The finger mounting groove 224a is open on the distal end surface, the upper surface, and the lower surface of the finger mounting portion 224. A finger fixing screw hole 224b penetrating through the finger mounting groove 224a from the left and right outer surfaces of the finger mounting portion 224 is formed at the distal end of the finger mounting portion 224.

フィンガー取付溝224aにフィンガー部材225の基端部が差し込まれ、フィンガー固定用ねじ穴224bに左右外側から捩じ込まれるフィンガー固定用ねじ226によってフィンガー部材225の基端部がフィンガー取付溝224aの内壁面に押圧されることで、フィンガー部材225がアーム本体221に着脱可能に取り付けられている。フィンガー固定用ねじ226は例えば六角穴付き止めねじである。フィンガー部材225の先端側は、左右のフィンガー部材225の先端同士が互いに近づく方向へ向けて斜め内向きに延伸しており、フィンガー部材225の先端にて微小部品を把持しやすい構成になっている。   The base end of the finger member 225 is inserted into the finger mounting groove 224a, and the base end of the finger member 225 is inserted into the finger mounting groove 224a by the finger fixing screw 226 screwed into the finger fixing screw hole 224b from the left and right outside. The finger member 225 is detachably attached to the arm main body 221 by being pressed against the wall surface. The finger fixing screw 226 is, for example, a hexagon socket screw. The distal end of the finger member 225 extends obliquely inward in a direction in which the distal ends of the left and right finger members 225 approach each other, so that the distal end of the finger member 225 can easily grip a micro component. .

アーム駆動用振動ユニット212及び把持アーム220の基端側は、グリッパー台板201に固着された略箱型のグリッパーケース203で覆われている。把持アーム220のアーム固定部材222とアーム本体221のアーム本体基端部223はグリッパーケース203内に配置され、アーム本体221のフィンガー取付部224はグリッパーケース203外に配置されている。グリッパーケース203の端面には、左右のアーム本体221が挿通される左右の把持アーム挿通穴203aが形成されている。把持アーム挿通穴203aは左右横長に形成されて、把持アーム220が左右方向に移動可能に構成されている。   The base ends of the arm driving vibration unit 212 and the gripping arm 220 are covered with a substantially box-shaped gripper case 203 fixed to the gripper base plate 201. The arm fixing member 222 of the gripping arm 220 and the arm body base end 223 of the arm body 221 are arranged in the gripper case 203, and the finger mounting part 224 of the arm body 221 is arranged outside the gripper case 203. On the end face of the gripper case 203, left and right gripping arm insertion holes 203a into which the left and right arm bodies 221 are inserted are formed. The holding arm insertion hole 203a is formed to be horizontally long in the left and right direction, and the holding arm 220 is configured to be movable in the left and right direction.

グリッパーケース203の上下両面の各中央部には、取付ねじ挿通穴203bがそれぞれ形成されている。取付ねじ挿通穴203bは、取付ねじ挿通穴203bに挿通されるグリッパー取付ねじ205がグリッパーケース203内の把持アーム220及びアーム駆動用振動ユニット212に干渉しない位置に設けられている。グリッパーケース203の左右側面に設けられた開口は、グリッパーケース203の左右側面及びグリッパー台板201の左右側面に貼り付けられた側面カバー204にて塞がれている。また、グリッパーケース203には、アーム駆動用圧電素子210に電気信号を供給する電気配線206をグリッパーケース203内から引き出すための配線挿通穴203cが形成されている。   At the center of each of the upper and lower surfaces of the gripper case 203, mounting screw insertion holes 203b are respectively formed. The mounting screw insertion hole 203b is provided at a position where the gripper mounting screw 205 inserted into the mounting screw insertion hole 203b does not interfere with the grip arm 220 and the arm driving vibration unit 212 in the gripper case 203. Openings provided on the left and right sides of the gripper case 203 are closed by side covers 204 attached to the left and right sides of the gripper case 203 and the left and right sides of the gripper base plate 201. In the gripper case 203, a wiring insertion hole 203c for drawing out an electric wiring 206 for supplying an electric signal to the arm driving piezoelectric element 210 from the inside of the gripper case 203 is formed.

グリッパー200は、取付ねじ挿通穴203bに挿通されたグリッパー取付ねじ205が、台座部材400の台座前面部401に設けられたグリッパー取付ねじ穴405に捩じ込まれることで、台座部材400に着脱可能に取り付けられる。グリッパー200は、左右の把持アーム220が閉じた状態で把持アーム220のフィンガー部材225が台座部材400の下方に位置するように、斜め下向き姿勢で台座部材400に固着されている。   The gripper 200 is detachable from the pedestal member 400 by screwing the gripper mounting screw 205 inserted through the mounting screw insertion hole 203b into the gripper mounting screw hole 405 provided on the pedestal front surface 401 of the pedestal member 400. Attached to. The gripper 200 is fixed to the pedestal member 400 in an obliquely downward posture such that the finger member 225 of the grip arm 220 is located below the pedestal member 400 with the left and right grip arms 220 closed.

次に、図4〜図7等を参照しながら、グリッパーモジュール100の撮像装置300について説明する。撮像装置300は、台座部材400の下部に設けられた台座切欠き凹部402内に取り付けられている。撮像装置300は、レンズ駆動用圧電素子311の振動によってレンズ301を光軸Lに沿って上下方向に移動させるレンズ駆動装置310と、レンズ301を通過した光を受光する撮像素子330とを備えている。   Next, the imaging device 300 of the gripper module 100 will be described with reference to FIGS. The imaging device 300 is mounted in a pedestal notch recess 402 provided below the pedestal member 400. The imaging device 300 includes a lens driving device 310 that moves the lens 301 up and down along the optical axis L by the vibration of the lens driving piezoelectric element 311, and an imaging device 330 that receives light passing through the lens 301. I have.

レンズ駆動装置310は、レンズ駆動用圧電素子311の一端にレンズ駆動軸312を固定した軸状のレンズ駆動用振動ユニット313と、レンズ駆動軸312に摩擦係合してレンズ駆動軸312の軸方向に移動するレンズ支持体314と、レンズ駆動用振動ユニット313の両端を支持する一対の駆動軸支持片315及び圧電素子支持片316を有する支持ケース317と、を備えている。   The lens driving device 310 includes an axial lens driving vibration unit 313 having a lens driving shaft 312 fixed to one end of a lens driving piezoelectric element 311, and an axial direction of the lens driving shaft 312 which is frictionally engaged with the lens driving shaft 312. And a support case 317 having a pair of drive shaft support pieces 315 and piezoelectric element support pieces 316 that support both ends of the lens drive vibration unit 313.

支持ケース317は、板状の駆動軸支持片315と圧電素子支持片316とを連結する板状の支持ベース318を備え、圧電素子支持片316を上側にするとともに駆動軸支持片315を下側にして配置される。駆動軸支持片315及び圧電素子支持片316は、支持ベース318の上下端部から同じ向き(本実施形態では右向き)に延出しており、支持ケース317は、コの字形(C字形)の形態を有する。レンズ駆動用振動ユニット313は、支持ベース318とは間隔を空けて、軸方向が上下方向に沿うようにして、駆動軸支持片315と圧電素子支持片316との間に配置されている。   The support case 317 includes a plate-shaped support base 318 that connects the plate-shaped drive shaft support piece 315 and the piezoelectric element support piece 316, with the piezoelectric element support piece 316 being on the upper side and the drive shaft support piece 315 being on the lower side. And placed. The drive shaft support piece 315 and the piezoelectric element support piece 316 extend in the same direction (rightward in this embodiment) from the upper and lower ends of the support base 318, and the support case 317 has a U-shape (C-shape). Having. The lens drive vibration unit 313 is arranged between the drive shaft support piece 315 and the piezoelectric element support piece 316 such that the axial direction extends vertically with a gap from the support base 318.

支持ケース317は、台座部材400の台座切欠き凹部402の左後ろ角部近傍に配置されており、圧電素子支持片316が台座切欠き凹部402の上壁面に接着剤(図示省略)で固着されることで、台座部材400に取り付けられている。本実施形態では、支持ケース317と台座部材400のカバー面部404との間に隙間が形成されている。   The support case 317 is arranged near the left rear corner of the pedestal cutout recess 402 of the pedestal member 400, and the piezoelectric element support piece 316 is fixed to the upper wall surface of the pedestal cutout recess 402 with an adhesive (not shown). As a result, it is attached to the base member 400. In the present embodiment, a gap is formed between the support case 317 and the cover surface 404 of the pedestal member 400.

また、レンズ駆動用振動ユニット313のレンズ駆動軸312の端面(下端面)は、駆動軸支持片315に突合せ配置されて接着剤(図示省略)にて固着されている。また、レンズ駆動用圧電素子311の端面(上端面)は、圧電素子支持片316に突合せ配置されて接着剤(図示省略)にて固着されている。このように、レンズ駆動用振動ユニット313の両端面を支持ケース317の一対の支持片315,316に固着することで、レンズ駆動用振動ユニット313の両端面を支持ケース317に確実に固着できる構成でありながら、支持片315,316の厚みを薄くでき、レンズ支持体314の可動範囲(上下ストローク)を確保しつつ、支持ケース317の長さ寸法(レンズ駆動用振動ユニット313の軸方向に沿った長さ寸法)を小さくでき、支持ケース317の小型化及び軽量化、ひいてはレンズ駆動装置310の小型化及び軽量化を実現できる。   The end face (lower end face) of the lens drive shaft 312 of the lens drive vibration unit 313 is abutted on the drive shaft support piece 315 and is fixed with an adhesive (not shown). The end surface (upper end surface) of the lens driving piezoelectric element 311 is abutted on the piezoelectric element supporting piece 316 and is fixed by an adhesive (not shown). In this manner, by fixing both end surfaces of the lens driving vibration unit 313 to the pair of support pieces 315 and 316 of the support case 317, both end surfaces of the lens driving vibration unit 313 can be securely fixed to the support case 317. However, the thickness of the support pieces 315 and 316 can be reduced, and the length of the support case 317 (along the axial direction of the lens drive vibration unit 313) can be ensured while securing the movable range (up and down stroke) of the lens support 314. (Length dimension) can be reduced, and the size and weight of the support case 317 can be reduced, and the size and weight of the lens driving device 310 can be reduced.

また、支持ケース317の駆動軸支持片315の厚みを薄することで、レンズ支持体314がレンズ駆動装置310下端部(駆動軸支持片315下面)の近傍まで移動できるので、レンズ支持体314の駆動軸支持片315側の可動範囲端(レンズ支持体314の可動範囲下限)に対するレンズ駆動装置310下端部の突出寸法が小さいコンパクトなレンズ駆動装置310を実現できる。   Also, by reducing the thickness of the drive shaft support piece 315 of the support case 317, the lens support 314 can move to the vicinity of the lower end of the lens driving device 310 (the lower surface of the drive shaft support piece 315). It is possible to realize a compact lens driving device 310 in which the projecting dimension of the lower end portion of the lens driving device 310 with respect to the movable range end (the lower limit of the movable range of the lens support 314) on the drive shaft support piece 315 side is small.

なお、レンズ駆動軸312の端面が接着剤にて駆動軸支持片315に固着される構成においては、当該接着剤がレンズ駆動軸312の側面に回り込んでもよい。レンズ駆動用圧電素子311の端面が圧電素子支持片316に接着剤にて固着される構成においても同様である。   In a configuration in which the end surface of the lens drive shaft 312 is fixed to the drive shaft support piece 315 with an adhesive, the adhesive may wrap around the side surface of the lens drive shaft 312. The same applies to a configuration in which the end surface of the lens driving piezoelectric element 311 is fixed to the piezoelectric element supporting piece 316 with an adhesive.

また、レンズ駆動用振動ユニット313のレンズ駆動用圧電素子311側の端部は、支持ケース317の圧電素子支持片316に対して、本実施形態のようにレンズ駆動用圧電素子311の端面が固着されてもよいし、レンズ駆動用圧電素子311の端面及び側面が固着されてもよいし、レンズ駆動用圧電素子311の側面が固着されてもよい。   The end of the lens driving vibration unit 313 on the lens driving piezoelectric element 311 side is fixed to the end face of the lens driving piezoelectric element 311 on the piezoelectric element supporting piece 316 of the support case 317 as in the present embodiment. Alternatively, the end face and the side face of the lens driving piezoelectric element 311 may be fixed, or the side face of the lens driving piezoelectric element 311 may be fixed.

図4〜図7に示すように、レンズ駆動装置310のレンズ支持体314は、レンズ駆動軸312に摩擦係合する支持体基材319と、支持体基材319に連結されたレンズ保持板320と、レンズ保持板320に設けられた光透過穴320aの周囲を囲って起立する筒状のレンズ鏡筒321とを備えている。レンズ301は、レンズ鏡筒321に位置決めして接着されている。レンズ保持板320とレンズ鏡筒321は、例えば金属製であり、遮光機能を有する。   As shown in FIGS. 4 to 7, the lens support 314 of the lens driving device 310 includes a support base material 319 frictionally engaged with the lens drive shaft 312 and a lens holding plate 320 connected to the support base material 319. And a cylindrical lens barrel 321 that stands around a light transmitting hole 320 a provided in the lens holding plate 320. The lens 301 is positioned and adhered to the lens barrel 321. The lens holding plate 320 and the lens barrel 321 are made of, for example, metal and have a light blocking function.

図4〜図7では、支持体基材319の構成を簡略化して図示しており、支持体基材319は、例えば、図11を参照して説明した把持アーム220とアーム駆動軸211との摩擦係合構造と同様の構造にて、レンズ駆動軸312に摩擦係合している。なお、レンズ支持体314をレンズ駆動軸312に摩擦係合させる構成は、図11を参照して説明した構成と同様の構成に限定されず、レンズ駆動用圧電素子311の振動によってスティック状態(固着状態)とスリップ状態(滑り状態)とを繰り返してレンズ支持体314がレンズ駆動軸312に沿って移動する摩擦係合構造であればよい。   4 to 7, the configuration of the support base material 319 is illustrated in a simplified manner. The support base material 319 is, for example, formed by the grip arm 220 and the arm drive shaft 211 described with reference to FIG. It has a structure similar to the friction engagement structure, and frictionally engages the lens drive shaft 312. The configuration in which the lens support 314 is frictionally engaged with the lens drive shaft 312 is not limited to the same configuration as that described with reference to FIG. State) and a slip state (slip state), and the lens support 314 may move along the lens drive shaft 312 in a frictional engagement structure.

一方、フレキシブル基板331に搭載された撮像素子330は遮光用の撮像素子ホルダー332に嵌め込まれており、撮像素子330は、フレキシブル基板331及び撮像素子ホルダー332を介して台座部材400の台座切欠き凹部402に取り付けられている。撮像素子330は、フレキシブル基板331の一端部に実装されており、フレキシブル基板331の当該一端部の撮像素子330実装面とは反対側の面には、補強用の裏打ち板333が貼り付けられている。板状の撮像素子ホルダー332の一側面(上面)には、撮像素子330、フレキシブル基板331及び裏打ち板333を収容する回路配置溝332aが形成されている。撮像素子ホルダー332は、回路配置溝332aを上向きにして、台座部材400の台座切欠き凹部402の前寄り部位(グリッパー200寄りの部位)に接着剤にて固定されている。   On the other hand, the image sensor 330 mounted on the flexible substrate 331 is fitted into a light-shielding image sensor holder 332, and the image sensor 330 is mounted on the pedestal member 400 through the flexible substrate 331 and the image sensor holder 332. It is attached to 402. The imaging element 330 is mounted on one end of the flexible substrate 331, and a reinforcing backing plate 333 is attached to a surface of the one end of the flexible substrate 331 opposite to the surface on which the imaging element 330 is mounted. I have. On one side surface (upper surface) of the plate-shaped imaging element holder 332, a circuit arrangement groove 332a for accommodating the imaging element 330, the flexible substrate 331, and the backing plate 333 is formed. The imaging element holder 332 is fixed to the front portion (the portion near the gripper 200) of the pedestal cutout recess 402 of the pedestal member 400 with an adhesive with the circuit arrangement groove 332 a facing upward.

撮像素子ホルダー332には、撮像素子330の位置に対応して、上下方向に貫通するレンズ配置穴334が形成されている。レンズ配置穴334は撮像素子330の下方に位置している。撮像素子ホルダー332の下方に配置されるレンズ保持板320は、光透過穴320aが撮像素子330及びレンズ配置穴334の下方に位置するように、配置されている。レンズ保持板320の光透過穴320aを囲ってレンズ保持板320の上面に起立して内部にレンズ301を保持する筒状のレンズ鏡筒321は、撮像素子ホルダー332のレンズ配置穴334内に、上下移動可能に配置されている。レンズ鏡筒321の外周面とレンズ配置穴334の内周面との間には、レンズ配置穴334内でのレンズ鏡筒321の位置及び角度の調整を可能にするとともに、レンズ鏡筒321の上下摺動を可能にするための隙間が形成されている。   In the image sensor holder 332, a lens arrangement hole 334 that penetrates in the vertical direction is formed corresponding to the position of the image sensor 330. The lens arrangement hole 334 is located below the image sensor 330. The lens holding plate 320 arranged below the image sensor holder 332 is arranged such that the light transmission hole 320a is located below the image sensor 330 and the lens arrangement hole 334. A cylindrical lens barrel 321 which stands on the upper surface of the lens holding plate 320 and surrounds the light transmission hole 320a of the lens holding plate 320 and holds the lens 301 therein is provided in the lens arrangement hole 334 of the imaging element holder 332, It is arranged to be able to move up and down. Between the outer peripheral surface of the lens barrel 321 and the inner peripheral surface of the lens arrangement hole 334, the position and angle of the lens barrel 321 in the lens arrangement hole 334 can be adjusted, and the position of the lens barrel 321 can be adjusted. A gap is formed to allow vertical sliding.

レンズ301を上下方向(光軸L方向)に移動させるレンズ駆動装置310は、上述のように、支持ケース317の圧電素子支持片316が台座切欠き凹部402の上壁面に接着剤にて固着されている。また、支持ケース317とカバー面部404及び撮像素子ホルダー332との間には隙間が形成されている。これにより、レンズ駆動装置310を台座部材400に組み付ける際に、支持ケース317の取付位置や取付角度を調整することで、レンズ301の平行偏心や傾き偏心を調整できる。   As described above, in the lens driving device 310 that moves the lens 301 in the vertical direction (the direction of the optical axis L), the piezoelectric element support piece 316 of the support case 317 is fixed to the upper wall surface of the pedestal cutout recess 402 with an adhesive. ing. A gap is formed between the support case 317, the cover surface 404, and the image sensor holder 332. Thereby, when assembling the lens driving device 310 to the pedestal member 400, the parallel eccentricity and the tilt eccentricity of the lens 301 can be adjusted by adjusting the mounting position and the mounting angle of the support case 317.

撮像素子330には、下方から光透過穴320aを介してレンズ301に入射してレンズ301を透過した光が入射する。本実施形態では、レンズ301の周囲を覆うようにしてレンズ支持体314に支持されたレンズ鏡筒321が、レンズ301とレンズ配置穴334との間に配置されて、レンズ配置穴334とレンズ鏡筒321との間の隙間が小さくなっているので、撮像素子330への迷光を低減している。また、レンズ鏡筒321の外周壁と、撮像素子ホルダー332のレンズ配置穴334の内周壁とが対向する領域が、光軸L方向(上下方向)に長さをもっているので、撮像素子330への迷光を遮断しながら、レンズ301及びレンズ鏡筒321をレンズ配置穴334に対して上下移動させることができる。   Light that enters the lens 301 from below and passes through the lens 301 through the light transmission hole 320a enters the image pickup device 330. In the present embodiment, the lens barrel 321 supported by the lens support 314 so as to cover the periphery of the lens 301 is disposed between the lens 301 and the lens arrangement hole 334, and the lens arrangement hole 334 and the lens mirror are arranged. Since the gap between the cylinder 321 is small, stray light to the image sensor 330 is reduced. In addition, the region where the outer peripheral wall of the lens barrel 321 and the inner peripheral wall of the lens arrangement hole 334 of the image sensor holder 332 face each other has a length in the optical axis L direction (vertical direction). The lens 301 and the lens barrel 321 can be moved up and down with respect to the lens arrangement hole 334 while blocking stray light.

さらに、遮光性を有するレンズ保持板320は、撮像素子ホルダー332の下方に位置する部分が、平面視でレンズ配置穴334よりも大きく形成されて、レンズ配置穴334を覆っている。これにより、下方からレンズ配置穴334とレンズ鏡筒321との間の隙間へ向かう光がレンズ保持板320によって遮断されるので、レンズ配置穴334とレンズ鏡筒321との間に入射する光が低減され、撮像素子330への迷光がさらに低減される。なお、レンズ鏡筒321外周面とレンズ配置穴334内周面の少なくとも一方に、遮光線や反射防止膜(反射防止塗装膜)を形成することで、撮像素子330への迷光をさらに低減することが可能である。   Further, in the lens holding plate 320 having a light shielding property, a portion located below the imaging element holder 332 is formed to be larger than the lens arrangement hole 334 in plan view, and covers the lens arrangement hole 334. Accordingly, light traveling from below to the gap between the lens arrangement hole 334 and the lens barrel 321 is blocked by the lens holding plate 320, so that light incident between the lens arrangement hole 334 and the lens barrel 321 is reduced. The stray light to the image sensor 330 is further reduced. By forming a light-shielding line or an anti-reflection film (anti-reflection coating film) on at least one of the outer peripheral surface of the lens barrel 321 and the inner peripheral surface of the lens arrangement hole 334, stray light to the image sensor 330 is further reduced. Is possible.

以上のように、グリッパーモジュール100によれば、グリッパー200の把持アーム220をアーム駆動用圧電素子210の振動によって開閉するようにしたので、グリッパー200の構成を簡素化でき、グリッパー200の小型化及び軽量化を実現できる。さらに、グリッパー200と撮像装置300とを同一の台座部材に取り付けるようにしたので、グリッパー200と撮像装置300とをコンパクトに配置でき、グリッパーモジュール100の小型化及び軽量化を実現できる。   As described above, according to the gripper module 100, the gripping arm 220 of the gripper 200 is opened and closed by the vibration of the arm driving piezoelectric element 210, so that the configuration of the gripper 200 can be simplified, and the size of the gripper 200 can be reduced. Weight reduction can be realized. Furthermore, since the gripper 200 and the imaging device 300 are mounted on the same pedestal member, the gripper 200 and the imaging device 300 can be compactly arranged, and the size and weight of the gripper module 100 can be reduced.

また、グリッパーモジュール100では、撮像装置300は、レンズ301と、レンズ301を支持するとともに移動させ得るレンズ駆動装置310と、撮像素子330を保持する撮像素子ホルダー332とを備えている。そして、レンズ駆動装置310及び撮像素子ホルダー332は、個別に台座部材400に取り付けられている。これにより、モジュール化された撮像装置を台座部材400に取り付ける場合に比べて、グリッパーモジュール100において撮像装置300が占める領域を小さくでき、グリッパーモジュール100をよりコンパクトな構成にして、グリッパーモジュール100の小型化及び軽量化を実現できる。   In the gripper module 100, the imaging device 300 includes the lens 301, a lens driving device 310 that supports and moves the lens 301, and an imaging device holder 332 that holds the imaging device 330. The lens driving device 310 and the imaging element holder 332 are individually attached to the pedestal member 400. Thereby, the area occupied by the imaging device 300 in the gripper module 100 can be reduced as compared with the case where the modularized imaging device is attached to the pedestal member 400, and the gripper module 100 is configured to be more compact, and the gripper module 100 is reduced in size. And lightening can be realized.

また、グリッパー200が取り付けられる台座部材400に、レンズ駆動装置310及び撮像素子ホルダー332を個別に取り付けることで、グリッパー200に対するレンズ駆動装置310及び撮像素子ホルダー332のレイアウトの自由度が向上する。そして、撮像素子ホルダー332に対してグリッパー200及びレンズ駆動装置310を近接配置することで、グリッパー200及び撮像装置300のコンパクトな配置が可能になり、グリッパーモジュール100の小型化及び軽量化に寄与する。なお、レンズ駆動装置310が把持アーム220の開閉動作を妨げない構成であれば、グリッパー200とレンズ駆動装置310とを近接配置することも可能である。   In addition, since the lens driving device 310 and the imaging element holder 332 are individually attached to the pedestal member 400 to which the gripper 200 is attached, the degree of freedom of the layout of the lens driving device 310 and the imaging element holder 332 with respect to the gripper 200 is improved. In addition, by disposing the gripper 200 and the lens driving device 310 close to the imaging element holder 332, the gripper 200 and the imaging device 300 can be compactly arranged, which contributes to downsizing and weight reduction of the gripper module 100. . Note that if the lens driving device 310 does not hinder the opening / closing operation of the grip arm 220, the gripper 200 and the lens driving device 310 can be arranged close to each other.

次に、グリッパーの変形例について、図12〜図18を参照して説明する。このグリッパーでは、一対の把持アームのうち一方の把持アームが駆動することで、把持アームの開閉動作が行われる。なお、以下の説明で必要に応じて特定の方向や位置を示す用語(例えば「左右」「前後」「上下」など)を用いる場合は、図中の矢印に示すように、図12(A)で紙面に直交する方向を平面視とし、この方向を基準にしている。これらの用語は説明の便宜のために用いたものであり、本発明の技術的範囲を限定するものではない。   Next, a modified example of the gripper will be described with reference to FIGS. In this gripper, one of the pair of gripping arms is driven to open and close the gripping arm. In the following description, when a term indicating a specific direction or position (for example, “left / right”, “front / rear”, “up / down”, etc.) is used as needed, as shown by an arrow in FIG. The direction perpendicular to the plane of the drawing is defined as a plan view, and this direction is used as a reference. These terms are used for convenience of description and do not limit the technical scope of the present invention.

図12は、変形例のグリッパーの構成を示す平面図及び正面図であり、図13は、同グリッパーの構成を示す左右側面図である。図14は、同グリッパーの構成を示す斜視図であり、図15は、同グリッパーの動作を示す図である。図16及び図17は、同グリッパーの組立工程を説明するための分解斜視図である。図18は、グリッパーの動作を示す図である。なお、図12〜図17では、固定把持アーム25(図18参照)の図示は省略されている。   FIG. 12 is a plan view and a front view showing a configuration of a gripper of a modification, and FIG. 13 is a left and right side view showing the configuration of the gripper. FIG. 14 is a perspective view showing the configuration of the gripper, and FIG. 15 is a view showing the operation of the gripper. 16 and 17 are exploded perspective views for explaining an assembling process of the gripper. FIG. 18 is a diagram illustrating the operation of the gripper. 12 to 17, illustration of the fixed gripping arm 25 (see FIG. 18) is omitted.

図12〜図18に示すように、本例のグリッパー200Aは、アーム駆動軸12の一端にアーム駆動用圧電素子11を固定した軸状のアーム駆動用振動ユニット1と、アーム駆動用振動ユニット1に摩擦係合してアーム駆動用振動ユニット1の軸方向に移動する可動把持アーム2とを備える。そして、筐体3の底面31から立設された一対の支持片32A,32B上端に、可動把持アーム2が係合されたアーム駆動用振動ユニット1両端の下面が固着されることで、アーム駆動用振動ユニット1が筐体3に支持されている。   As shown in FIGS. 12 to 18, the gripper 200 </ b> A of the present example includes a shaft-shaped arm driving vibration unit 1 in which an arm driving piezoelectric element 11 is fixed to one end of an arm driving shaft 12, and an arm driving vibration unit 1. And a movable gripping arm 2 that frictionally engages with and moves in the axial direction of the arm driving vibration unit 1. Then, the lower surfaces of both ends of the arm driving vibration unit 1 with the movable gripping arm 2 engaged are fixed to the upper ends of a pair of support pieces 32A, 32B standing upright from the bottom surface 31 of the housing 3, thereby arm driving. The vibration unit 1 is supported by the housing 3.

グリッパー200Aは、アーム駆動用圧電素子11の一端にアーム駆動軸12の一端を固定したアーム駆動用振動ユニット1を、アーム駆動用圧電素子11とアーム駆動軸12の互いに固定された端部とは反対側のニか所の端部で固定枠32に固定している。筐体3は、底面31の外周縁より立設させた固定枠32を有しており、この固定枠32の左右側壁部分が左右一対の支持片32A,32Bに相当する。そして、右側の支持片32Bにアーム駆動用圧電素子11の他端が固定される一方、左側の支持片32Aにアーム駆動軸12の他端が固定される。このとき、固定枠32に対してアーム駆動用振動ユニット1を一つの方向(上方向)から押し付けて接着剤33で接着するなどの方法で、アーム駆動用振動ユニット1が固定枠32へ固定される。また、アーム駆動用振動ユニット1のアーム駆動軸12には、可動把持アーム2が摩擦係合されており、アーム駆動軸12の軸方向に沿って可動把持アーム2が移動する。   The gripper 200A connects the arm driving vibration unit 1 in which one end of the arm driving shaft 12 is fixed to one end of the arm driving piezoelectric element 11 to the mutually fixed ends of the arm driving piezoelectric element 11 and the arm driving shaft 12. It is fixed to the fixed frame 32 at two opposite ends. The housing 3 has a fixed frame 32 erected from the outer peripheral edge of the bottom surface 31, and left and right side wall portions of the fixed frame 32 correspond to a pair of left and right support pieces 32 </ b> A and 32 </ b> B. The other end of the arm driving piezoelectric element 11 is fixed to the right support piece 32B, and the other end of the arm drive shaft 12 is fixed to the left support piece 32A. At this time, the arm driving vibration unit 1 is fixed to the fixed frame 32 by, for example, pressing the arm driving vibration unit 1 against the fixed frame 32 from one direction (upward) and bonding the arm driving vibration unit 1 with the adhesive 33. You. The movable gripping arm 2 is frictionally engaged with the arm driving shaft 12 of the arm driving vibration unit 1, and the movable gripping arm 2 moves along the axial direction of the arm driving shaft 12.

図18に示すように、グリッパー200Aは、可動把持アーム2におけるアーム本体21のアーム部24先端を内側(左側)に屈曲させるとともに、アーム部24先端部と対称となる先端部を有する固定把持アーム25を筐体3における固定枠32の後側壁32Dに突設させている。例えば、グリッパー200Aは、図1〜図7に示したグリッパーモジュール100に対して、グリッパー200に替えて、台座部材400の台座前面部401に接着剤等によって取り付けられる。このとき、グリッパー200Aは、可動把持アーム2のアーム部24及び固定把持アーム25が斜め下向きに延伸するようにして、傾斜姿勢で配置され、アーム部24及び固定把持アーム25の各先端部は、撮像装置300の下方に配置される。   As shown in FIG. 18, the gripper 200 </ b> A is configured such that the distal end of the arm portion 24 of the arm body 21 of the movable gripping arm 2 is bent inward (to the left), and the fixed gripping arm has a distal end symmetrical to the distal end of the arm portion 24. 25 protrudes from the rear side wall 32 </ b> D of the fixed frame 32 in the housing 3. For example, the gripper 200A is attached to the pedestal front portion 401 of the pedestal member 400 with an adhesive or the like instead of the gripper 200 with respect to the gripper module 100 shown in FIGS. At this time, the gripper 200A is arranged in an inclined posture such that the arm portion 24 and the fixed gripping arm 25 of the movable gripping arm 2 extend obliquely downward, and each tip of the arm portion 24 and the fixed gripping arm 25 is It is arranged below the imaging device 300.

アーム駆動用圧電素子11とアーム駆動軸12は、筐体3の固定枠32へ固定する前に前工程としてアーム駆動用圧電素子11の一端にアーム駆動軸12の一端を固定しアーム駆動用振動ユニット1として組み立てられている。アーム駆動用振動ユニット1を構成するアーム駆動用圧電素子11とアーム駆動軸12は、接着剤により接着されるものとしてもよい。このとき、アーム駆動用圧電素子11とアーム駆動軸12とを接着する接着剤として、熱伝導接着剤を使用することで、アーム駆動用圧電素子11の熱をアーム駆動軸12に伝達させてアーム駆動用圧電素子11の温度上昇を低減できるため、可動把持アーム2の移動速度を高速にできると共にアーム駆動用圧電素子11への電気信号のデューティ比を高めることができる。は、アーム駆動軸12に接触させた状態となるアーム本体21の基端部(係合部)23に、弾性を有するアーム固定部材22を装着することで、アーム駆動軸12と摩擦係合している。アーム本体21の基端部23は、側面視で二股に分岐させたL字形状を有しており、一方が後方に延びた上側固定部23Aとなり、他方が下方に延びた前側固定部23Bとなる。アーム固定部材22は、例えば、側面視L字形状に屈曲された板状の摩擦バネなどの弾性体で構成され、アーム固定部材22の一端(後方上縁側)が、基端部23の上側固定部23Aと連結される一方、アーム固定部材22の多端(下方前縁側)が、基端部23の前側固定部23Bと連結される。   Before the arm driving piezoelectric element 11 and the arm driving shaft 12 are fixed to the fixed frame 32 of the housing 3, one end of the arm driving shaft 12 is fixed to one end of the arm driving piezoelectric element 11 as a preprocess. Assembled as unit 1. The arm driving piezoelectric element 11 and the arm driving shaft 12 constituting the arm driving vibration unit 1 may be bonded by an adhesive. At this time, the heat of the arm driving piezoelectric element 11 is transmitted to the arm driving shaft 12 by using a heat conductive adhesive as an adhesive for adhering the arm driving piezoelectric element 11 and the arm driving shaft 12. Since the temperature rise of the driving piezoelectric element 11 can be reduced, the moving speed of the movable gripping arm 2 can be increased, and the duty ratio of the electric signal to the arm driving piezoelectric element 11 can be increased. Is attached to the base end (engaging portion) 23 of the arm main body 21 which is brought into contact with the arm drive shaft 12 so that the arm fixing member 22 having elasticity is frictionally engaged with the arm drive shaft 12. ing. The base end portion 23 of the arm body 21 has an L-shape branched into two branches in a side view, one of which is an upper fixing portion 23A extending rearward, and the other is a front fixing portion 23B extending downward. Become. The arm fixing member 22 is formed of, for example, an elastic body such as a plate-shaped friction spring bent in an L-shape in a side view, and one end (upper rear edge side) of the arm fixing member 22 is fixed to an upper side of the base end portion 23. While being connected to the portion 23A, the multiple ends (lower front edge side) of the arm fixing member 22 are connected to the front fixing portion 23B of the base end portion 23.

アーム本体21は、基端部23より前方に延設させたアーム部24を有しており、アーム部24は、基端部23の上側固定部23Aの左右一方の辺縁であって前側固定部23Bの前面から前方に向けて延設されている。アーム本体21の基端部23は、上側固定部23Aの後方縁に上側に突起させた上側係止部23Xを有する一方、前側固定部23Bの下方縁に前側に突起させた前側係止部23Yを有する。すなわち、アーム本体21の基端部23は、後方縁に側面視鈎状となる上側係止部23Xを有する上側固定部23Aと、下方縁に側面視鈎状となる前側係止部23Yを有する前側固定部23Bとを分岐させて構成されている。   The arm body 21 has an arm portion 24 extending forward from the base end portion 23. The arm portion 24 is one of the right and left edges of the upper fixing portion 23A of the base end portion 23 and is fixed to the front side. It extends forward from the front surface of the portion 23B. The base end portion 23 of the arm body 21 has an upper locking portion 23X protruding upward at a rear edge of the upper fixing portion 23A, and a front locking portion 23Y protruding forward at a lower edge of the front fixing portion 23B. Having. That is, the base end portion 23 of the arm main body 21 has an upper fixing portion 23A having a hook-shaped upper locking portion 23X on the rear edge and a front locking portion 23Y having a hook shape on the lower edge when viewed from the side. The front fixing portion 23B is configured to be branched.

アーム固定部材22は、後側下方端から上方に向かって延びる後方板部22Aと、後方板部22Aの下方縁から前方に向かって延びる下方板部22Bとを有しており、後方板部22Aの上縁にL字状に屈曲させた上側係止部22Xが設けられる一方、下方板部22Bの前縁にL字状に屈曲させた前側係止部22Yが設けられる。アーム固定部材22は、後方板部22Aの上下中途部を前方に突設させるとともに、下方板部22Bの前後中途部を上方に突設させており、後方板部22Aと下方板部22Bとの連結部分が側面視でU字状に形成されている。また、上側係止部22Xが、後方板部22A上縁から前方に延びた後に下方へ屈曲させて構成されており、前側係止部22Yが、下方板部22B前縁から上方に延びた後に後方へ屈曲させて構成されている。   The arm fixing member 22 includes a rear plate portion 22A extending upward from a rear lower end, and a lower plate portion 22B extending forward from a lower edge of the rear plate portion 22A. An upper locking portion 22X bent in an L-shape is provided on the upper edge, and a front locking portion 22Y bent in an L-shape is provided on a front edge of the lower plate portion 22B. The arm fixing member 22 has a vertically intermediate portion of the rear plate portion 22A protruding forward, and a front and rear halfway portion of the lower plate portion 22B protrudes upward, so that the rear plate portion 22A and the lower plate portion 22B are connected to each other. The connecting portion is formed in a U-shape in side view. Further, the upper locking portion 22X is configured to be bent downward after extending forward from the upper edge of the rear plate portion 22A, and to be formed after the front locking portion 22Y extends upward from the front edge of the lower plate portion 22B. It is configured to bend backward.

アーム本体21は、基端部23をアーム駆動軸12の外周面の一部に当接させるようにして、アーム駆動用振動ユニット1に取り付けられる。このとき、アーム本体21の基端部23において、上側固定部23A下面がアーム駆動軸12上面に接触するとともに、基端部23の前側固定部23B後面がアーム駆動軸12前面に接触する。すなわち、アーム本体21は、基端部23がアーム駆動軸12の左右方向一部における上面及び前面を覆うようにして、アーム駆動用振動ユニット1に取り付けられる。また、上側固定部23A後縁がアーム駆動軸12後縁よりも後方に突出するとともに、前側固定部23B下縁がアーム駆動軸12下縁よりも下方に突出している。   The arm main body 21 is attached to the arm driving vibration unit 1 such that the base end portion 23 contacts a part of the outer peripheral surface of the arm driving shaft 12. At this time, in the base end portion 23 of the arm body 21, the lower surface of the upper fixed portion 23A contacts the upper surface of the arm drive shaft 12, and the rear surface of the front fixed portion 23B of the base end portion 23 contacts the front surface of the arm drive shaft 12. That is, the arm main body 21 is attached to the arm driving vibration unit 1 such that the base end portion 23 covers the upper surface and the front surface of a part of the arm driving shaft 12 in the left-right direction. The rear edge of the upper fixing portion 23A protrudes rearward from the rear edge of the arm driving shaft 12, and the lower edge of the front fixing portion 23B protrudes below the lower edge of the arm driving shaft 12.

アーム固定部材22が、基端部23で覆われたアーム駆動軸12における露出した外周面を覆うようにして、アーム本体21が取り付けられたアーム駆動用振動ユニット1に取り付けられる。このとき、アーム固定部材22は、後方板部22Aの突設部分前面をアーム駆動軸12後面に当接させるとともに、下方板部22Bの突設部分上面をアーム駆動軸12下面に当接させる。すなわち、アーム固定部材22は、アーム駆動軸12のアーム本体21の基端部23で覆われた箇所の後面及び下面を覆うようにして、アーム駆動用振動ユニット1に取り付けられる。また、アーム固定部材22は、後方板部22A上縁をアーム固定部材22の基端部23上面より上方へ突出させることで、上側係止部22Xを基端部23の上側係止部23Xに係止させる一方、下方板部22B前縁をアーム固定部材22の基端部23前面より前方へ突出させることで、前側係止部22Yを基端部23の前側係止部23Yに係止させる。   The arm fixing member 22 is attached to the arm driving vibration unit 1 to which the arm main body 21 is attached so as to cover the exposed outer peripheral surface of the arm drive shaft 12 covered by the base end 23. At this time, the arm fixing member 22 causes the front surface of the protruding portion of the rear plate portion 22A to abut on the rear surface of the arm drive shaft 12, and causes the upper surface of the protruding portion of the lower plate portion 22B to contact the lower surface of the arm drive shaft 12. That is, the arm fixing member 22 is attached to the arm driving vibration unit 1 so as to cover the rear surface and the lower surface of the portion of the arm drive shaft 12 covered by the base end portion 23 of the arm body 21. Further, the arm fixing member 22 is configured such that the upper edge of the rear plate portion 22A protrudes upward from the upper surface of the base end portion 23 of the arm fixing member 22 so that the upper locking portion 22X becomes the upper locking portion 23X of the base end portion 23. On the other hand, the front edge of the lower plate portion 22B is projected forward from the front surface of the base end portion 23 of the arm fixing member 22 so that the front locking portion 22Y is locked to the front locking portion 23Y of the base end portion 23. .

アーム本体21は、基端部23両端における上側係止部23X及び前側係止部23Yに、アーム固定部材22両端の上側係止部22X及び前側係止部22Yが引っ掛けられて、アーム駆動軸12との2か所の接触部でアーム駆動軸12を押さえつけて、アーム駆動軸12との間で摩擦力を発生する。すなわち、アーム本体21は、アーム固定部材22によりアーム駆動軸12の方向に引き付けられ、アーム駆動軸12と接触している二つの面(上面及び前面)においてアーム駆動軸12との間で摩擦力を発生させる。このようにして、アーム本体21とアーム固定部材22を組み合わせた可動把持アーム2がアーム駆動用振動ユニット1に対して摩擦係合した状態となる。   The arm main body 21 is configured such that the upper locking portion 22X and the front locking portion 22Y at both ends of the arm fixing member 22 are hooked on the upper locking portion 23X and the front locking portion 23Y at both ends of the base end portion 23, respectively. Then, the arm drive shaft 12 is pressed by the two contact portions, and a frictional force is generated between the arm drive shaft 12 and the arm drive shaft 12. That is, the arm body 21 is attracted in the direction of the arm drive shaft 12 by the arm fixing member 22, and frictional force between the arm drive shaft 12 and the two surfaces (upper surface and front surface) in contact with the arm drive shaft 12. Generate. In this way, the movable gripping arm 2 in which the arm body 21 and the arm fixing member 22 are combined is brought into a state of being frictionally engaged with the arm driving vibration unit 1.

移動体となるアーム本体21の基端部23が、アーム駆動用振動ユニット1の軸方向から視てアーム駆動用振動ユニット1の外周の一部を覆う形状、すなわち、アーム駆動用振動ユニット1の軸方向に対して垂直な面上でアーム駆動用振動ユニット1の外周の一部を覆う形状を有している。そして、基端部23をアーム駆動用振動ユニット1の外周に沿わせるとともに基端部23の両端を弾性体であるアーム固定部材22で連結させて、アーム本体21をアーム駆動用振動ユニット1に係合させている。すなわち、アーム本体21の基端部23を、アーム駆動軸12の前側上方より覆い被せるようにして、アーム駆動軸12の前面及び上面に当接させて設置する。その後、アーム固定部材22を広げて、アーム駆動軸12の後側下方より基端部23の両端を挟み込むようにして、上側係止部23X及び前側係止部23Yそれぞれを上側係止部22X及び前側係止部22Yを係止させて、アーム駆動軸12に対して、アーム本体21の基端部23を摩擦係合させる。   The base end 23 of the arm main body 21 serving as a moving body covers a part of the outer periphery of the arm driving vibration unit 1 when viewed from the axial direction of the arm driving vibration unit 1, that is, the arm driving vibration unit 1 It has a shape that covers a part of the outer periphery of the arm driving vibration unit 1 on a plane perpendicular to the axial direction. Then, the base end 23 is made to extend along the outer periphery of the arm driving vibration unit 1 and both ends of the base end 23 are connected by an arm fixing member 22 which is an elastic body, so that the arm main body 21 is connected to the arm driving vibration unit 1. Is engaged. That is, the base end portion 23 of the arm main body 21 is installed so as to cover the front side and the upper surface of the arm drive shaft 12 so as to cover from above the front side of the arm drive shaft 12. Thereafter, the arm fixing member 22 is expanded so that both ends of the base end portion 23 are sandwiched from below the rear side of the arm driving shaft 12 so that the upper locking portion 23X and the front locking portion 23Y are respectively connected to the upper locking portion 22X and The front locking portion 22 </ b> Y is locked, and the base end portion 23 of the arm body 21 is frictionally engaged with the arm drive shaft 12.

このように、可動把持アーム2は、アーム本体21の基端部23と弾性体となるアーム固定部材22とでアーム駆動軸12を挟むようにしてアーム駆動用振動ユニット1に設置されるため、アーム駆動用振動ユニット1に対する可動把持アーム2の組み込みが容易に行えるとともに、可動把持アーム2を適度な力でアーム駆動用振動ユニット1に摩擦係合できる。このとき、アーム固定部材22の弾性力を変更することで、アーム駆動用振動ユニット1に対する可動把持アーム2の摩擦力を変更できるものとしてもよいし、アーム固定部材22のアーム駆動軸12への接触面積を変更することで、アーム駆動用振動ユニット1に対する可動把持アーム2の摩擦力を変更できるものとしてもよい。   As described above, the movable gripping arm 2 is installed in the arm driving vibration unit 1 so as to sandwich the arm driving shaft 12 between the base end portion 23 of the arm main body 21 and the arm fixing member 22 which is an elastic body. The movable gripping arm 2 can be easily incorporated into the vibration unit 1 for use, and the movable gripping arm 2 can be frictionally engaged with the vibration unit 1 for arm driving with an appropriate force. At this time, by changing the elastic force of the arm fixing member 22, the frictional force of the movable gripping arm 2 with respect to the arm driving vibration unit 1 may be changed. By changing the contact area, the frictional force of the movable gripping arm 2 on the arm driving vibration unit 1 may be changed.

また、可動把持アーム2は、アーム本体21のアーム部24を前方に延設させた構成を有しているが、アーム駆動軸12を四角柱状とするとともに、アーム本体21の基端部23及びアーム固定部材22をL字状に構成することで、アーム部24による回転モーメントにより可動把持アーム2がアーム駆動用振動ユニット1に対して回転することを規制できる。すなわち、アーム本体21の基端部23及びアーム固定部材22それぞれがアーム駆動軸12の外周面を押圧しながら当接することにより、アーム駆動軸12に対するアーム本体21の回転を防止できる。このとき、アーム本体21の基端部23及びアーム固定部材22は、前側固定部23Bと後方板部22Aとでアーム駆動軸12の前後を狭持するとともに、上側固定部23Aと下方板部22Bとでアーム駆動軸12の上下を狭持することで、アーム駆動軸12に摩擦係合している。   Further, the movable gripping arm 2 has a configuration in which the arm portion 24 of the arm body 21 is extended forward, but the arm drive shaft 12 is formed in a quadrangular prism shape, and the base end portion 23 of the arm body 21 and By configuring the arm fixing member 22 to have an L-shape, the rotation of the movable gripping arm 2 with respect to the arm driving vibration unit 1 due to the rotational moment by the arm portion 24 can be restricted. That is, the base end portion 23 of the arm body 21 and the arm fixing member 22 abut against each other while pressing the outer peripheral surface of the arm drive shaft 12, so that rotation of the arm body 21 with respect to the arm drive shaft 12 can be prevented. At this time, the base end portion 23 of the arm body 21 and the arm fixing member 22 hold the front and rear sides of the arm drive shaft 12 by the front fixing portion 23B and the rear plate portion 22A, and the upper fixing portion 23A and the lower plate portion 22B. By holding the upper and lower sides of the arm drive shaft 12 with each other, the arm drive shaft 12 is frictionally engaged with the arm drive shaft 12.

上述のようにして、可動把持アーム2をアーム駆動軸12に挿入させるようにして摩擦係合したアーム駆動用振動ユニット1は、筐体3の固定枠32に対して一つの方向(上方向)から押し付けられて固定枠32上に載置される。このとき、可動把持アーム2が組み付けられたアーム駆動用振動ユニット1は、接着剤33による接着などで固定枠32上に固定される。すなわち、固定枠32の左右側壁となる支持片32A,32B上に、絶縁材料による接着剤33を塗布した後、可動把持アーム2が係合されたアーム駆動用振動ユニット1を筐体3の上方から下降させて、アーム駆動用振動ユニット1両端を支持片32A,32B上に載置させる。このとき、アーム駆動用振動ユニット1を上から押しつけることで、接着剤33によりアーム駆動用振動ユニット1を筐体3の固定枠32上に固着させる。これにより、筐体3の固定枠32に対してアーム駆動用振動ユニット1が極めて安定的に固定されると同時に、組み立て時にアーム駆動用振動ユニット1を筐体3に対して一つの方向(上方向)から設置させるだけでよいので、手動組み立て及び自動組み立てのいずれにおいても組立容易性を向上できる。また、接着剤33は、エポキシ、ウレタン、ゴム、シリコン、シアノアクリレート、ポリイミド系などの接着剤が使用可能であり、駆動装置の仕様や用途に応じて適宜選択できる。更に、接着剤33は、組立工程にあわせて、常温硬化型、熱硬化型、光硬化型などの各種より適宜選択されるものである。   As described above, the arm driving vibration unit 1 frictionally engaged by inserting the movable gripping arm 2 into the arm driving shaft 12 is moved in one direction (upward) with respect to the fixed frame 32 of the housing 3. And is placed on the fixed frame 32. At this time, the arm driving vibration unit 1 to which the movable gripping arm 2 is attached is fixed on the fixed frame 32 by bonding with an adhesive 33 or the like. That is, after the adhesive 33 made of an insulating material is applied to the support pieces 32A and 32B serving as the left and right side walls of the fixed frame 32, the arm driving vibration unit 1 with the movable gripping arm 2 engaged is moved above the housing 3. And both ends of the arm driving vibration unit 1 are placed on the support pieces 32A and 32B. At this time, by pressing the arm driving vibration unit 1 from above, the arm driving vibration unit 1 is fixed on the fixed frame 32 of the housing 3 by the adhesive 33. Accordingly, the arm driving vibration unit 1 is extremely stably fixed to the fixed frame 32 of the housing 3 and, at the same time, the arm driving vibration unit 1 is Direction), the ease of assembly can be improved in both manual and automatic assembly. Further, as the adhesive 33, an adhesive such as epoxy, urethane, rubber, silicon, cyanoacrylate, and polyimide can be used, and can be appropriately selected according to the specifications and use of the driving device. Further, the adhesive 33 is appropriately selected from various types such as a room temperature curing type, a thermosetting type, and a light curing type according to the assembly process.

すなわち、可動把持アーム2を組み付けられたアーム駆動用振動ユニット1は、固定枠32の二辺の外周に沿って設けられた凸部となる支持片32A,32Bそれぞれに、アーム駆動軸12とアーム駆動用圧電素子11を乗せるようにして固定される。この固定枠32に対するアーム駆動用振動ユニット1の固定は、固定枠32における支持片32A,32Bに接着剤33を必要量塗布しておき、アーム駆動用振動ユニット1を位置決め治具により位置決めして、固定枠32に押し付けてアーム駆動軸12とアーム駆動用圧電素子11を固定枠32に接着固定する。このように固定枠32にアーム駆動用振動ユニット1を接着する際、固定枠32に対するアーム駆動用振動ユニット1の位置や姿勢を固定した状態で把持すればよく、固定枠32にアーム駆動用振動ユニット1を押しつけることに限定されるものではない。そして、接着剤33でアーム駆動用振動ユニット1を筐体3に組み付けることで、可動把持アーム2の運動軌跡、位置、及び姿勢に対して最適となる位置にアーム駆動用振動ユニット1の取り付け位置を調整できる。なお、固定枠32に対するアーム駆動用振動ユニット1の固定方法は、上述した接着による固定方法以外に、超音波溶着などによる固定方法を用いてもよい。   That is, the arm driving vibration unit 1 to which the movable gripping arm 2 is assembled is provided with the arm driving shaft 12 and the arm on the support pieces 32A and 32B serving as convex portions provided along the outer circumferences of two sides of the fixed frame 32, respectively. The drive piezoelectric element 11 is fixed so as to be mounted thereon. The arm drive vibration unit 1 is fixed to the fixed frame 32 by applying a required amount of adhesive 33 to the support pieces 32A and 32B of the fixed frame 32, and positioning the arm drive vibration unit 1 with a positioning jig. The arm drive shaft 12 and the arm driving piezoelectric element 11 are bonded and fixed to the fixed frame 32 by pressing the fixed frame 32. When the arm driving vibration unit 1 is bonded to the fixed frame 32 in this manner, the arm driving vibration unit 1 may be held in a state where the position and the posture of the arm driving vibration unit 1 with respect to the fixed frame 32 are fixed. It is not limited to pressing the unit 1. Then, by attaching the arm driving vibration unit 1 to the housing 3 with the adhesive 33, the mounting position of the arm driving vibration unit 1 is set to a position that is optimal with respect to the movement trajectory, position, and posture of the movable gripping arm 2. Can be adjusted. In addition, as a method of fixing the arm driving vibration unit 1 to the fixing frame 32, a fixing method such as ultrasonic welding may be used in addition to the above-described fixing method by adhesion.

筐体3は、底面31の外周縁より立設させた外周壁となる固定枠32を有しており、固定枠32のうちの左右側壁が、支持片32A、32Bとしてアーム駆動用振動ユニット1の左右両端を支持する。すなわち、アーム駆動用圧電素子11の一端が支持片32B上に接着剤33により固着される一方で、アーム駆動軸12の一端が支持片32B上に接着剤33により固着される。接着剤33の弾性係数は、筐体3を構成する材料(例えば、金属又は繊維強化樹脂など)の弾性係数よりも低い。従って、接着剤33が弾性を有する緩衝材として機能するため、アーム駆動用圧電素子11の一端が支持片32Aに対して、接着剤33の弾性による範囲内で変位可能であるとともに、アーム駆動軸12の一端が支持片32Aに対して変位可能となる。そのため、アーム駆動用振動ユニット1は、上下方向、左右方向、前後方向の3軸方向だけでなく、当該3軸に対する3回転方向についても、筐体3に対して変位できる自由度(6自由度)を有する。従って、筐体3に外力が加わっても接着剤33で吸収されることとなり、アーム駆動用振動ユニット1に対して外力への影響を抑制できるため、固定枠32に対して極めて安定的に固定されたアーム駆動用振動ユニット1上で、動く可動把持アーム2に、固定枠32に対して安定した精密な動作をさせることができる。   The housing 3 has a fixed frame 32 which is an outer peripheral wall standing upright from the outer peripheral edge of the bottom surface 31, and the left and right side walls of the fixed frame 32 serve as support pieces 32 </ b> A and 32 </ b> B. Support the left and right ends of the That is, one end of the arm driving piezoelectric element 11 is fixed on the support piece 32B with the adhesive 33, while one end of the arm drive shaft 12 is fixed on the support piece 32B with the adhesive 33. The elastic coefficient of the adhesive 33 is lower than the elastic coefficient of a material (for example, a metal or a fiber-reinforced resin) constituting the housing 3. Accordingly, since the adhesive 33 functions as an elastic cushioning material, one end of the arm driving piezoelectric element 11 can be displaced with respect to the support piece 32A within the range of the elasticity of the adhesive 33, and the arm driving shaft One end of 12 can be displaced with respect to the support piece 32A. Therefore, the arm driving vibration unit 1 has a degree of freedom (6 degrees of freedom) that can be displaced with respect to the housing 3 not only in the three-axis directions of the up-down direction, the left-right direction, and the front-back direction but also in the three rotation directions with respect to the three axes. ). Therefore, even if an external force is applied to the housing 3, the external force is absorbed by the adhesive 33, and the influence of the external force on the arm driving vibration unit 1 can be suppressed. The movable gripping arm 2 that moves on the arm driving vibration unit 1 thus made can perform a stable and precise operation with respect to the fixed frame 32.

筐体3は、固定枠32のうちの前側壁32C及び後側壁32Dの高さを、左右側壁となる支持片32A,32Bよりも高くなるように構成している。このとき、前側壁32C及び後側壁32Dの上端が、アーム駆動用振動ユニット1に係合された可動把持アーム2の上端(アーム固定部材22の上端)よりも高くなる。これにより、天井面41の左右側縁から下方に左右側壁42,43を垂設させたU字状(コ字状)のカバー4で、筐体3が覆われたとき、カバー4の天井面41下面と可動把持アーム2上端との間に間隙を設けて干渉を防ぐことができ、可動把持アーム2がアーム駆動用振動ユニット1に対して左右にスライド可能となる。   The casing 3 is configured such that the height of the front side wall 32C and the rear side wall 32D of the fixed frame 32 is higher than the support pieces 32A and 32B serving as left and right side walls. At this time, the upper ends of the front side wall 32C and the rear side wall 32D are higher than the upper end of the movable gripping arm 2 (the upper end of the arm fixing member 22) engaged with the arm driving vibration unit 1. Thus, when the housing 3 is covered with the U-shaped (U-shaped) cover 4 having the left and right side walls 42 and 43 suspended downward from the left and right side edges of the ceiling surface 41, the ceiling surface of the cover 4 A gap can be provided between the lower surface of the movable holding arm 41 and the upper end of the movable holding arm 2 to prevent interference, and the movable holding arm 2 can slide left and right with respect to the arm driving vibration unit 1.

筐体3上方からカバー4を被せたとき、カバー4は、天井面41の前縁側下面が筐体3の前側壁32C上端に当接するとともに、天井面41の後縁側下面が筐体3の後側壁32D上端に当接する。このとき、アーム駆動用振動ユニット1が固定された筐体3をカバー4で上方から覆うことで、筐体3の底面31とカバー4の天井面41とで上下が被覆された空間34の前後左右が、筐体3の前後側壁32C,32D及びカバー4の左右側壁42,43で囲まれる。そして、筐体3及びカバー4で囲まれた空間34内には、筐体3の支持片32A,32Bに固定支持されたアーム駆動用振動ユニット1が、可動把持アーム2がアーム駆動軸12に摩擦係合された状態で左右に延びるように配置されている。アーム駆動用振動ユニット1の左右幅は、筐体3の左右幅より短く構成されており、アーム駆動用振動ユニット1(アーム駆動用圧電素子11)の右端側面が支持片32Bの外側面(右側面)よりも内側(左側)に位置するとともに、アーム駆動用振動ユニット1(アーム駆動軸12)の左端側面が支持片32Aの外側面(左側面)よりも内側(右側)に位置している。これにより、アーム駆動用振動ユニット1による左右方向の振動や、上下方向又は前後方向を回転軸とする振動により、アーム駆動用振動ユニット1が筐体3やカバー4に干渉することを防止し、アーム駆動用振動ユニット1又は筐体3及びカバー4の破損を防止できる。   When the cover 4 is put on the housing 3 from above, the cover 4 has a lower surface on the front edge side of the ceiling surface 41 abutting on the upper end of the front wall 32C of the housing 3 and a lower surface on the rear edge side of the ceiling surface 41 is rearward of the housing 3. It contacts the upper end of the side wall 32D. At this time, by covering the housing 3 to which the arm driving vibration unit 1 is fixed from above with the cover 4, the front and rear of the space 34, which is vertically covered by the bottom surface 31 of the housing 3 and the ceiling surface 41 of the cover 4. The left and right sides are surrounded by front and rear side walls 32C and 32D of the housing 3 and left and right side walls 42 and 43 of the cover 4. In the space 34 surrounded by the housing 3 and the cover 4, the arm driving vibration unit 1 fixed and supported by the support pieces 32 </ b> A and 32 </ b> B of the housing 3 and the movable gripping arm 2 It is arranged to extend left and right in a state of frictional engagement. The right and left width of the arm driving vibration unit 1 is configured to be shorter than the left and right width of the housing 3, and the right end side surface of the arm driving vibration unit 1 (arm driving piezoelectric element 11) is the outer side surface (right side) of the support piece 32 </ b> B. Surface), and the left end side surface of the arm driving vibration unit 1 (arm drive shaft 12) is located inside (right side) of the outer side surface (left side surface) of the support piece 32A. . This prevents the arm driving vibration unit 1 from interfering with the housing 3 or the cover 4 due to the left-right vibration by the arm driving vibration unit 1 or the vibration about the vertical axis or the front-back direction as the rotation axis, Damage to the arm driving vibration unit 1 or the housing 3 and the cover 4 can be prevented.

筐体3は、前側壁32Cの一部を切り欠いたアーム用開口部32Eを有しており、アーム本体21のアーム部24を外部に突出させている。アーム用開口部32Eは、その左右幅が可動把持アーム2の左右移動幅より大きくなるように、前側壁32Cの上縁左側を切り欠いて構成されており、アーム用開口部32E上方及び左側方がカバー4の天井面41及び左側壁42により覆われている。また、筐体3は、後側壁32Dの一部を切り欠いたリード線用開口部(導入部)32Fを有しており、可動把持アーム2のアーム駆動用圧電素子11に接続されたリード線5がリード線用開口部32Fより外部に引き出される。リード線用開口部32Fは、後側壁32Dの上縁右側を切り欠いて構成されるとともに、アーム駆動用振動ユニット1右端側となるアーム駆動用圧電素子11に対向する位置に設けられ、リード線用開口部32F上方がカバー4の天井面41に覆われている。   The housing 3 has an arm opening 32 </ b> E in which a part of the front side wall 32 </ b> C is cut out, and makes the arm 24 of the arm body 21 protrude to the outside. The arm opening 32E is formed by cutting off the upper left side of the upper edge of the front side wall 32C so that the left-right width is larger than the left-right movement width of the movable gripping arm 2. Are covered by the ceiling surface 41 and the left side wall 42 of the cover 4. Further, the housing 3 has a lead wire opening (introduction portion) 32F in which a part of the rear wall 32D is cut out, and the lead wire connected to the arm driving piezoelectric element 11 of the movable gripping arm 2. 5 is drawn out through the lead wire opening 32F. The lead wire opening 32F is formed by cutting off the upper right side of the upper edge of the rear side wall 32D, and is provided at a position facing the arm drive piezoelectric element 11 on the right end side of the arm drive vibration unit 1. The upper part of the opening 32 </ b> F is covered with the ceiling surface 41 of the cover 4.

アーム駆動用振動ユニット1において、アーム駆動用振動ユニット1の軸方向に対して垂直となる断面が、アーム駆動用圧電素子11の方がアーム駆動軸12よりも大きい。本実施形態では、アーム駆動用圧電素子11の上下高さが、アーム駆動軸12の上下高さよりも高く、アーム駆動用圧電素子11上面がアーム駆動軸12上面よりも高い位置となっている。このとき、アーム駆動用圧電素子11下面とアーム駆動軸12下面とは、同一高さとなっている。これにより、アーム駆動軸12に摩擦係合している可動把持アーム2が右側に移動する際、アーム本体21の基端部23右側面が、アーム駆動用圧電素子11の左側面と当接することで、可動把持アーム2の右側変位が制限される。一方、左側の支持片32A上面にアーム駆動軸12下面が接着剤33を介して固着されている。これにより、アーム駆動軸12に摩擦係合している可動把持アーム2が左側に移動する際、アーム本体21の基端部23左側面が、筐体3の固定枠32(支持片32Aの右側面)と当接することで、可動把持アーム2の左側変位が制限される。   In the arm driving vibration unit 1, the arm driving piezoelectric element 11 has a larger cross section perpendicular to the axial direction of the arm driving vibration unit 1 than the arm driving shaft 12. In the present embodiment, the vertical height of the arm driving piezoelectric element 11 is higher than the vertical height of the arm driving shaft 12, and the upper surface of the arm driving piezoelectric element 11 is higher than the upper surface of the arm driving shaft 12. At this time, the lower surface of the arm driving piezoelectric element 11 and the lower surface of the arm driving shaft 12 are at the same height. Thereby, when the movable gripping arm 2 frictionally engaged with the arm drive shaft 12 moves to the right, the right side of the base end 23 of the arm body 21 contacts the left side of the arm driving piezoelectric element 11. Thus, the rightward displacement of the movable gripping arm 2 is limited. On the other hand, the lower surface of the arm drive shaft 12 is fixed to the upper surface of the left support piece 32A via an adhesive 33. Thereby, when the movable gripping arm 2 frictionally engaged with the arm drive shaft 12 moves to the left, the left side of the base end portion 23 of the arm body 21 is fixed to the fixed frame 32 of the housing 3 (the right side of the support piece 32A). (A), the leftward displacement of the movable gripping arm 2 is limited.

なお、アーム駆動用振動ユニット1において、アーム駆動用圧電素子11とアーム駆動軸12の上下高さを同一とし、前後幅を異なるものとしてもかまわない。すなわち、アーム駆動用圧電素子11の前後幅をアーム駆動軸12の前後幅よりも広くすることで、アーム本体21の基端部23右側面が、アーム駆動用圧電素子11の左側面と当接することで、可動把持アーム2の右側変位が制限される。すなわち、アーム駆動用圧電素子11の外周面(前後面及び上下面)の少なくとも一面が、アーム駆動軸12の外周面に対して突出するように構成して、アーム駆動用圧電素子11の突出部分の左側面にアーム本体21の基端部23右側面を当接させることで、可動把持アーム2の右側変位を制限できる。なお、アーム駆動用圧電素子11下面をアーム駆動軸12下面よりも下側に突出させた場合、アーム駆動軸12を固定する支持片32Aの高さを、アーム駆動用圧電素子11を固定する支持片32Bの高さより低くすることで、アーム駆動用振動ユニット1を筐体3の底面31に対して平行(水平)に設置できる。   In the arm driving vibration unit 1, the vertical height of the arm driving piezoelectric element 11 and the arm driving shaft 12 may be the same, and the front and rear widths may be different. That is, by making the front-rear width of the arm driving piezoelectric element 11 wider than the front-rear width of the arm driving shaft 12, the right side of the base end 23 of the arm main body 21 abuts the left side of the arm driving piezoelectric element 11. Thus, the rightward displacement of the movable gripping arm 2 is limited. That is, at least one of the outer peripheral surfaces (front and rear surfaces and upper and lower surfaces) of the arm driving piezoelectric element 11 is configured to protrude from the outer peripheral surface of the arm driving shaft 12, and the projecting portion of the arm driving piezoelectric element 11 is formed. The right side of the base end 23 of the arm body 21 abuts the left side of the arm body 21 to limit the rightward displacement of the movable gripping arm 2. When the lower surface of the arm driving piezoelectric element 11 projects below the lower surface of the arm driving shaft 12, the height of the support piece 32A for fixing the arm driving shaft 12 is adjusted to the height for supporting the arm driving piezoelectric element 11. By making the height lower than the height of the piece 32 </ b> B, the arm driving vibration unit 1 can be installed parallel (horizontally) to the bottom surface 31 of the housing 3.

筐体3には、アーム駆動用圧電素子11と電気的に接続するリード線5を外部から導入するリード線用開口部(導入部)32Fを備えており、可動把持アーム2の移動方向に沿って、リード線用開口部32Fがアーム駆動用圧電素子11とアーム駆動軸12との境界よりもアーム駆動用圧電素子11側に設けられている。アーム駆動用圧電素子11は、例えば、アーム駆動用振動ユニット1の軸方向(左右方向)に圧電材料が積層された積層型の圧電素子で構成されるとともに、その前後面に一対の電極を有している。そして、2本のリード線5それぞれが、アーム駆動用圧電素子11における前後一対の電極それぞれに半田又は導電接着剤などにより接続されており、アーム駆動用圧電素子11を駆動するための電圧波形が、2本のリード線5を介して外部の駆動回路から印加される。そして、固定枠32の後側壁32Dには、浅い切欠き部で構成されるリード線用開口部32Fが設けられており、このリード線用開口部32Fより、アーム駆動用圧電素子11に接続された2本のリード線5が外部に引き出される。   The housing 3 is provided with a lead wire opening (introduction portion) 32F for introducing a lead wire 5 electrically connected to the arm driving piezoelectric element 11 from the outside, and extends along the moving direction of the movable gripping arm 2. Thus, the lead wire opening 32 </ b> F is provided closer to the arm driving piezoelectric element 11 than the boundary between the arm driving piezoelectric element 11 and the arm driving shaft 12. The arm driving piezoelectric element 11 is composed of, for example, a laminated piezoelectric element in which a piezoelectric material is laminated in the axial direction (lateral direction) of the arm driving vibration unit 1 and has a pair of electrodes on its front and rear surfaces. are doing. Each of the two lead wires 5 is connected to each of a pair of front and rear electrodes of the arm driving piezoelectric element 11 by a solder or a conductive adhesive, and the voltage waveform for driving the arm driving piezoelectric element 11 is changed. Is applied from an external drive circuit via two lead wires 5. The rear wall 32D of the fixed frame 32 is provided with a lead wire opening 32F formed of a shallow notch. The lead wire opening 32F is connected to the arm driving piezoelectric element 11 through the lead wire opening 32F. The two lead wires 5 are led out.

筐体3の固定枠32において、後側壁32Dにおけるリード線用開口部32Fが、アーム駆動用圧電素子11の後面に対向する位置に設けられている。従って、アーム駆動用圧電素子11の前後面に設けられた電極とリード線用開口部32Fとの距離が短くなるため、アーム駆動用圧電素子11に接続される2本のリード線5を短くできる。また、リード線用開口部32Fをアーム駆動用圧電素子11上面より上方で開口させた構成とすることで、アーム駆動用圧電素子11に接続されたリード線5の屈曲箇所を少なくでき、リード線5の破損を防止できる。また、リード線用開口部32Fの左縁を、アーム駆動用振動ユニット1におけるアーム駆動用圧電素子11とアーム駆動軸12との境界位置とすることで、可動把持アーム2の移動幅よりも外側(右側)にリード線5を配線できるため、可動把持アーム2とリード線5との接触を防止して、リード線5の破損や可動把持アーム2の移動に対する干渉を防止できる。   In the fixed frame 32 of the housing 3, the lead wire opening 32 </ b> F in the rear wall 32 </ b> D is provided at a position facing the rear surface of the arm driving piezoelectric element 11. Accordingly, the distance between the electrodes provided on the front and rear surfaces of the arm driving piezoelectric element 11 and the lead wire opening 32F is reduced, and the two lead wires 5 connected to the arm driving piezoelectric element 11 can be shortened. . Further, since the lead wire opening 32F is opened above the upper surface of the arm driving piezoelectric element 11, the bent portion of the lead wire 5 connected to the arm driving piezoelectric element 11 can be reduced, and the lead wire can be reduced. 5 can be prevented. Further, by setting the left edge of the lead wire opening 32 </ b> F as a boundary position between the arm driving piezoelectric element 11 and the arm driving shaft 12 in the arm driving vibration unit 1, the outer side of the moving width of the movable gripping arm 2. Since the lead wire 5 can be wired on the right side, contact between the movable gripping arm 2 and the lead wire 5 can be prevented, and damage to the lead wire 5 and interference with movement of the movable gripping arm 2 can be prevented.

アーム駆動用圧電素子11は、変動する電圧波形が印加されることで、アーム駆動用振動ユニット1の軸方向に伸縮して、アーム駆動軸12の軸方向(長手方向)の振動を誘起させる。このアーム駆動用振動ユニット1における振動を、時間軸で非対称な周期となる振動とすることで、可動把持アーム2をアーム駆動軸12の軸方向に沿って移動させることができる。このとき、アーム駆動用圧電素子11には、のこぎり波、非対称三角波、非対称正弦波などといった、時間軸方向に非対称な周期の振動を有する電圧波形による電気信号が与えられる。なお、非対称三角波及び非対称正弦波による電圧波形は、時間軸方向に対称性を持つ三角波や正弦波を時間軸方向に歪ませることで非対称性を与えることで生成される。なお、アーム駆動用圧電素子11は、積層型の圧電素子に限定されるものではなく、バルク型の圧電素子としてもかまわない。また、アーム駆動用振動ユニット1において、アーム駆動用圧電素子11の代わりに、磁歪素子などの振動子をアーム駆動軸12に連結させる構成とし、当該振動子によりアーム駆動軸12への振動を励起させるものとしてもよい。   When the fluctuating voltage waveform is applied, the arm driving piezoelectric element 11 expands and contracts in the axial direction of the arm driving vibration unit 1 to induce vibration in the axial direction (longitudinal direction) of the arm driving shaft 12. The movable gripping arm 2 can be moved in the axial direction of the arm driving shaft 12 by setting the vibration in the arm driving vibration unit 1 to a vibration having an asymmetric period on the time axis. At this time, the piezoelectric element 11 for driving the arm is supplied with an electric signal having a voltage waveform having an asymmetric period of oscillation in the time axis direction, such as a sawtooth wave, an asymmetric triangular wave, and an asymmetric sine wave. In addition, the voltage waveform by the asymmetrical triangular wave and the asymmetrical sine wave is generated by distorting a triangular wave or a sine wave having symmetry in the time axis direction in the time axis direction to give asymmetry. The arm driving piezoelectric element 11 is not limited to a stacked piezoelectric element, but may be a bulk piezoelectric element. In the arm driving vibration unit 1, a vibrator such as a magnetostrictive element is connected to the arm driving shaft 12 instead of the arm driving piezoelectric element 11, and the vibration to the arm driving shaft 12 is excited by the vibrator. It is good also as what makes it.

図18は、グリッパー200Aの動作を示す図であり、可動把持アーム2の状態を明らかにするため、カバー4をはずした状態での平面図を示している。図18に示すように、上述のように、グリッパー200Aは、可動把持アーム2におけるアーム本体21のアーム部24先端を内側(左側)に屈曲させるとともに、アーム部24先端部と対称となる先端部を有する固定把持アーム25を筐体3における固定枠32の後側壁32Dに突設させている。グリッパーは、アーム駆動用振動ユニット1の振動により可動把持アーム2を左右に移動させることで、アーム部24先端と固定把持アーム25先端とを接離させる。図18(A)は、可動把持アーム2を最も左側に位置させて、アーム部24と固定把持アーム25とを開いた状態とし、この開いた状態から可動把持アーム2を右側に移動させることで、アーム部24先端を固定把持アーム25先端に近づけて、アーム部24と固定把持アーム25とを閉じていく。   FIG. 18 is a diagram showing the operation of the gripper 200A, and is a plan view with the cover 4 removed to clarify the state of the movable gripping arm 2. As shown in FIG. 18, as described above, the gripper 200 </ b> A bends the tip of the arm portion 24 of the arm body 21 in the movable gripping arm 2 inward (to the left), and is symmetrical with the tip of the arm portion 24. Is protruded from the rear side wall 32 </ b> D of the fixed frame 32 in the housing 3. The gripper moves the movable gripping arm 2 right and left by the vibration of the arm driving vibration unit 1, thereby bringing the tip of the arm section 24 and the tip of the fixed gripping arm 25 into and out of contact with each other. FIG. 18A shows a state in which the movable gripping arm 2 is positioned at the leftmost position, the arm unit 24 and the fixed gripping arm 25 are opened, and the movable gripping arm 2 is moved rightward from the opened state. Then, the tip of the arm 24 is brought closer to the tip of the fixed gripping arm 25, and the arm 24 and the fixed gripping arm 25 are closed.

図18(B)に示すように、アーム部24先端と固定把持アーム25先端とが接触した状態となったとき、アーム本体21の基端部23は、アーム駆動用振動ユニット1のアーム駆動用圧電素子11の左端(アーム駆動用圧電素子11とアーム駆動軸12の境界)まで到達しておらず、可動把持アーム2は更に右側に移動可能な状態にある。   As shown in FIG. 18B, when the tip of the arm portion 24 and the tip of the fixed gripping arm 25 come into contact with each other, the base end 23 of the arm main body 21 is connected to the arm driving vibration unit 1 for arm driving. The movable gripping arm 2 has not yet reached the left end of the piezoelectric element 11 (the boundary between the arm driving piezoelectric element 11 and the arm driving shaft 12), and is in a state where it can move further to the right.

アーム本体21は、アーム部24の左右方向の厚みを薄くして、アーム部24を撓ませることが可能に構成されており、図18(C)のように、アーム部24と固定把持アーム25とを接触させた状態のまま、更に可動把持アーム2を右側に移動できる。このように、アーム部24を可撓する構造とすることで、アーム部24の撓みによる弾性力がアーム部24と固定把持アーム25との把持力の強度を上げる。また、アーム部24を撓ませてアーム部24と固定把持アーム25とを閉じた状態とすることで、アーム部24と固定把持アーム25とを開く際に、アーム部24の撓みによる弾性力が作用し、アーム部24が固定把持アーム25から離れる方向に可動把持アーム2が円滑に移動する。更に、グリッパーとして組み立てた際に、固定把持アーム25先端とアーム本体21の先端との位置あわせが容易になる。このとき、アーム本体21の基端部23がアーム部24の撓みに応じて傾くようにしてもよい。なお、本例において、アーム本体21におけるアーム部24の左右幅を薄くすることで、アーム部24を撓ませる構造としたが、アーム本体21における基端部23を高剛性材料で構成する一方、アーム部24を可撓性材料で構成することで、アーム部24を撓ませることができるものとしても構わない。   The arm body 21 is configured such that the thickness of the arm portion 24 in the left-right direction is reduced and the arm portion 24 can be bent, and as shown in FIG. The movable gripping arm 2 can be further moved to the right while keeping the contact between the movable gripping arm 2 and the movable gripping arm 2. Thus, by making the arm portion 24 flexible, the elastic force due to the bending of the arm portion 24 increases the strength of the gripping force between the arm portion 24 and the fixed gripping arm 25. Further, by bending the arm portion 24 so that the arm portion 24 and the fixed gripping arm 25 are closed, when the arm portion 24 and the fixed gripping arm 25 are opened, the elastic force due to the bending of the arm portion 24 is reduced. The movable gripping arm 2 moves smoothly in the direction in which the arm 24 moves away from the fixed gripping arm 25. Further, when assembled as a gripper, the positioning of the tip of the fixed gripping arm 25 and the tip of the arm body 21 is facilitated. At this time, the base end 23 of the arm body 21 may be inclined in accordance with the bending of the arm 24. In the present example, the left and right widths of the arm portion 24 in the arm body 21 are made thinner so that the arm portion 24 is bent. However, while the base end portion 23 in the arm body 21 is made of a highly rigid material, The arm portion 24 may be made of a flexible material so that the arm portion 24 can be bent.

次に、図19を参照して、撮像装置300の撮像領域とグリッパー200の把持アームの位置関係について説明する。図19(A−1),(A−2)は双方の把持アーム220が可動な態様を示し、図19(B−1),(B−2)は一方の把持アーム25が固定され、他方の把持アーム2が可動な態様を示す。   Next, the positional relationship between the imaging region of the imaging device 300 and the grip arm of the gripper 200 will be described with reference to FIG. FIGS. 19 (A-1) and (A-2) show a mode in which both gripping arms 220 are movable, and FIGS. 19 (B-1) and (B-2) show one gripping arm 25 fixed and the other gripping arm 220 fixed. 1 shows a state in which the gripping arm 2 is movable.

図19(A−1),(A−2)に示す態様は、図1〜図11を参照して説明したグリッパーモジュール100に対応する。把持対象物600を探す段階では、図19(A−1)に示すように、撮像装置300の画像取得領域350の外側に、左右の把持アーム220を待機させる。画像取得領域350の全体にオートフォーカス領域が設定されており、画像取得領域350に映る物体(把持対象物600)にピントが合わせられる。そして、発見した把持対象物600の高さ位置に把持アーム220の先端部が高さ合せされた後、図19(A−2)に示すように、左右の把持アーム220を閉じる方向へ移動させて、把持対象物600を把持する。これにより、把持対象物600の探索時及び把持アーム220の高さ位置合わせ時に、把持アーム220にピント合わせされることがなく、把持対象物600にピントを合わせた状態で効率よく作業を行える。   The modes shown in FIGS. 19A-1 and 19A-2 correspond to the gripper module 100 described with reference to FIGS. At the stage of searching for the gripping target 600, the left and right gripping arms 220 are made to stand by outside the image acquisition area 350 of the imaging device 300 as shown in FIG. An autofocus area is set in the entire image acquisition area 350, and an object (grasping object 600) reflected in the image acquisition area 350 is focused. Then, after the tip of the grip arm 220 is adjusted to the height position of the found grip target 600, the left and right grip arms 220 are moved in the closing direction as shown in FIG. 19A-2. Then, the object 600 to be gripped is gripped. Accordingly, when searching for the grip target object 600 and when adjusting the height position of the grip arm 220, the work can be efficiently performed in a state where the grip target object 600 is focused without being focused on the grip arm 220.

なお、図19(A−1),(A−2)では、画像取得領域350の全体にオートフォーカス領域を設定しているが、画像取得領域350の中央部にオートフォーカス領域を設けてもよい。この場合、左右の把持アーム220をオートフォーカス領域の外側で、画像取得領域350内に待機させるようにしてもよい。   In FIGS. 19A-1 and 19A-2, an autofocus area is set in the entire image acquisition area 350, but an autofocus area may be provided in the center of the image acquisition area 350. . In this case, the left and right grip arms 220 may be made to stand by in the image acquisition area 350 outside the autofocus area.

図19(B−1),(B−2)に示す態様は、図12〜図18を参照して説明したグリッパー200Aを有するグリッパーモジュールに対応する。撮像装置300の画像取得領域350の中央部にオートフォーカス領域351が設定されており、固定把持アーム25の先端部は、オートフォーカス領域351の外側で画像取得領域350内に位置している。把持対象物600を探す段階では、図19(B−1)に示すように、画像取得領域350の外側に、可動把持アーム2を待機させ、オートフォーカス領域351に映る物体(把持対象物600)にピントが合わせられる。   The modes shown in FIGS. 19 (B-1) and (B-2) correspond to the gripper module having the gripper 200A described with reference to FIGS. An autofocus area 351 is set at the center of the image acquisition area 350 of the imaging device 300, and the tip of the fixed gripping arm 25 is located inside the image acquisition area 350 outside the autofocus area 351. At the stage of searching for the gripping target object 600, as shown in FIG. 19 (B-1), the movable gripping arm 2 is made to stand by outside the image acquisition area 350, and the object reflected in the auto focus area 351 (the gripping target object 600). The camera is in focus.

そして、発見した把持対象物600の高さ位置に把持アーム2,25の先端部が高さ合せされた後、図19(B−2)に示すように、オートフォーカス領域351を大きくし、アーム部24を閉じる方向へ(固定把持アーム25側へ)移動させて、把持対象物600を把持する。これにより、把持対象物600の探索時及び把持アームの高さ位置合わせ時に、把持アーム2,25にピント合わせされることがなく、把持対象物600にピントを合わせた状態で効率よく作業を行える。なお、オートフォーカス領域351の大きさは、把持対象物600の探索時(図19(B−1))と把持時(図19(B−2))とで同じであってもよい。   Then, after the distal ends of the gripping arms 2 and 25 are adjusted to the height position of the gripping target object 600 found, the autofocus area 351 is enlarged as shown in FIG. The section 24 is moved in the closing direction (toward the fixed gripping arm 25) to grip the gripping target 600. Thereby, when searching for the grip target object 600 and when adjusting the height position of the grip arm, the work can be efficiently performed with the focus on the grip target object 600 without being focused on the grip arms 2 and 25. . Note that the size of the autofocus area 351 may be the same at the time of searching for the object 600 to be gripped (FIG. 19B-1) and at the time of gripping (FIG. 19B-2).

また、図19(B−1),(B−2)に示す態様では、固定把持アーム25の先端部が画像取得領域350内に位置しているので、固定把持アーム25の先端部で把持対象物600を突いたり、動かしたり、回転させて向きを変えたりすることが可能である。   In addition, in the modes shown in FIGS. 19B and 19B, since the distal end of the fixed gripping arm 25 is located in the image acquisition area 350, the gripping target is held at the distal end of the fixed gripping arm 25. It is possible to poke, move, or rotate the object 600 to change its direction.

また、グリッパーの把持アームに替えて、キャピラリー等の針状部材を装着し、撮像装置300が細胞等の穿刺対象物にピント合わせして取得する画像を見ながら、穿刺対象物に針状部材を穿刺する操作を行うことも可能である。   In addition, instead of the gripper arm of the gripper, a needle-like member such as a capillary is mounted, and the needle-like member is attached to the object to be punctured while viewing the image acquired by the imaging device 300 focusing on the object to be punctured such as cells. It is also possible to perform a puncturing operation.

以上、本発明の実施形態を説明したが、上記実施形態での材料、形状、配置、個数等は一例であり、本願発明は他にも様々に具体化できる。例えば、本発明のグリッパーモジュールが取り付けられるグリッパー装置は、3軸操作用駆動装置以外にも、1軸操作用駆動装置や2軸操作用駆動装置であっても構わないし、回転動作を行う駆動装置と組み合わせたものとしても構わない。   The embodiments of the present invention have been described above, but the materials, shapes, arrangements, numbers, and the like in the above embodiments are merely examples, and the present invention can be embodied in various other ways. For example, the gripper device to which the gripper module of the present invention is attached may be a one-axis operation drive device or a two-axis operation drive device other than the three-axis operation drive device, or a drive device that performs a rotating operation. It may be combined with.

また、本発明のグリッパーモジュールにおいて、台座部材400にグリッパー200と2つの撮像装置300を取り付け、ステレオ画像を取得する構成であってもよい。この場合、例えば、図20(A),(B)に示すように、上記実施形態のグリッパーモジュール100の構成に、光軸Lが上下方向に沿った撮像装置300を挟んでグリッパー200とは反対側の位置に、グリッパー200の作業領域を斜めに通る光軸LAを有する第2の撮像装置300Aを追加した構成を挙げることができる。これにより、撮像装置300の取得画像を使用して把持対象物を探し、グリッパー200にて把持対象物を把持する際には撮像装置300と撮像装置300Aとのステレオ画像を見ながら把持作業を行える。この場合、撮像装置300,300Aのレンズ駆動装置310を、各撮像素子330に対して、把持アーム220の移動方向(開閉方向)に平行な方向に配置することで、グリッパー200と撮像装置300,300Aを互いに近接配置して当該グリッパーモジュールをコンパクトに構成できる。   Further, in the gripper module of the present invention, the gripper 200 and the two imaging devices 300 may be attached to the pedestal member 400 to acquire a stereo image. In this case, for example, as shown in FIGS. 20A and 20B, the configuration of the gripper module 100 of the above embodiment is opposite to the gripper 200 with the imaging device 300 with the optical axis L along the vertical direction interposed therebetween. A configuration in which a second imaging device 300A having an optical axis LA obliquely passing through the work area of the gripper 200 is added to the position on the side. Thereby, the grasping target object is searched using the acquired image of the imaging device 300, and when the gripper 200 grasps the grasping target object, the grasping operation can be performed while viewing the stereo images of the imaging device 300 and the imaging device 300A. . In this case, by disposing the lens driving device 310 of the imaging devices 300 and 300A in a direction parallel to the moving direction (opening / closing direction) of the gripping arm 220 with respect to each imaging device 330, the gripper 200 and the imaging devices 300 and 300A are arranged. By disposing the grippers 300A close to each other, the gripper module can be made compact.

また、図20(C),(D)に示すように、把持アーム220が上下方向に延伸するようにしてグリッパー200を配置する一方、グリッパー200を挟んで、グリッパー200の作業領域を斜め上方から撮像する2つの撮像装置300,300を配置してもよい。この構成によれば、一方の撮像装置300の取得画像を使用して把持対象物を探し、グリッパー200にて把持対象物を把持する際には2つの撮像装置300のステレオ画像を見ながら把持作業を行える。この場合、図20(D)に示すように、各撮像装置300において、レンズ駆動装置310を、撮像素子330に対して、把持アーム220の移動方向(開閉方向)に平行な方向に配置することで、グリッパー200と2つの撮像装置300を互いに近接配置して当該グリッパーモジュールをコンパクトに構成できる。また、図20(E)に示すように、各撮像装置300において、レンズ駆動装置310を、撮像素子330に対してグリッパー200とは反対側に配置することでも、グリッパー200と2つの撮像装置300を互いに近接配置して当該グリッパーモジュールをコンパクトに構成できる。   Further, as shown in FIGS. 20C and 20D, the gripper 200 is arranged so that the gripping arm 220 extends in the up-down direction, and the work area of the gripper 200 is obliquely positioned with the gripper 200 interposed therebetween. Two imaging devices 300, 300 for imaging may be arranged. According to this configuration, the grasping target is searched for using the acquired image of one of the imaging devices 300, and when the gripper 200 grasps the grasping target, the grasping operation is performed while viewing the stereo images of the two imaging devices 300. Can be performed. In this case, as shown in FIG. 20D, in each imaging device 300, the lens driving device 310 is arranged in a direction parallel to the moving direction (opening / closing direction) of the gripping arm 220 with respect to the imaging device 330. Thus, the gripper module and the two imaging devices 300 can be arranged close to each other to make the gripper module compact. In addition, as shown in FIG. 20E, in each imaging device 300, the lens driving device 310 is disposed on the opposite side of the imaging device 330 from the gripper 200, so that the gripper 200 and the two imaging devices 300 are provided. Are arranged close to each other to make the gripper module compact.

1 アーム駆動用振動ユニット
2 可動把持アーム
11 アーム駆動用圧電素子
12 アーム駆動軸
25 固定把持アーム
100 グリッパーモジュール
200,200A グリッパー
210 アーム駆動用圧電素子
211 アーム駆動軸
212 アーム駆動用振動ユニット
220 把持アーム
300 撮像装置
300A 第2の撮像装置
301 レンズ
310 レンズ駆動装置
311 レンズ駆動用圧電素子
312 レンズ駆動軸
313 レンズ駆動用振動ユニット
314 レンズ支持体
315 駆動軸支持片(一方の支持片)
316 圧電素子支持片(他方の支持片)
317 支持ケース
321 レンズ鏡筒
330 撮像素子
334 レンズ配置穴
400 台座部材
501B 伸縮駆動装置(直動機構)
1000 グリッパー装置
L,LA 光軸
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Arm driving vibration unit 2 Movable holding arm 11 Arm driving piezoelectric element 12 Arm driving shaft 25 Fixed holding arm 100 Gripper module 200, 200A Gripper 210 Arm driving piezoelectric element 211 Arm driving shaft 212 Arm driving vibration unit 220 Holding arm 300 imaging device 300A second imaging device 301 lens 310 lens driving device 311 lens driving piezoelectric element 312 lens driving shaft 313 lens driving vibration unit 314 lens support 315 drive shaft support piece (one support piece)
316 Piezoelectric element support piece (other support piece)
317 Support case 321 Lens barrel 330 Image sensor 334 Lens arrangement hole 400 Base member 501B Telescopic drive (linear motion mechanism)
1000 Gripper L, LA Optical axis

Claims (5)

アーム駆動用圧電素子の振動によって開閉する把持アームを有するグリッパーと、
前記グリッパーの前記把持アームの作業領域を撮像する撮像装置と、
前記撮像装置の光軸が前記作業領域を通るように位置決めして、前記グリッパーと前記撮像装置とが取り付けられる台座部材と、を備えている、グリッパーモジュール。
A gripper having a gripping arm that opens and closes by the vibration of an arm driving piezoelectric element,
An imaging device for imaging a work area of the gripping arm of the gripper;
A gripper module, comprising: a positioning member so that an optical axis of the imaging device passes through the work area; and a pedestal member to which the gripper and the imaging device are attached.
前記撮像装置は、レンズ駆動用圧電素子の振動によってレンズを前記光軸に沿って移動させるレンズ駆動装置と、前記レンズを通過した光を受光する撮像素子と、を備えている、請求項1に記載のグリッパーモジュール。   The imaging device according to claim 1, wherein the imaging device includes a lens driving device that moves a lens along the optical axis by vibration of a lens driving piezoelectric element, and an imaging device that receives light passing through the lens. The described gripper module. 前記レンズ駆動装置は、前記レンズ駆動用圧電素子の一端にレンズ駆動軸を固定した軸状のレンズ駆動用振動ユニットと、前記レンズを支持するとともに前記レンズ駆動軸に摩擦係合して前記レンズ駆動軸の軸方向に移動するレンズ支持体と、前記レンズ駆動用振動ユニットの両端を支持する一対の支持片を有する支持ケースと、を備え、
前記レンズ駆動軸の端面が一方の前記支持片に固着されている、請求項2に記載のグリッパーモジュール。
The lens driving device includes an axial lens driving vibration unit having a lens driving shaft fixed to one end of the lens driving piezoelectric element, and the lens driving device supporting the lens and frictionally engaging the lens driving shaft. A lens support that moves in the axial direction of the shaft, and a support case having a pair of support pieces that support both ends of the lens driving vibration unit,
The gripper module according to claim 2, wherein an end surface of the lens drive shaft is fixed to one of the support pieces.
前記グリッパーは、前記アーム駆動用圧電素子の両端に一対のアーム駆動軸を固定したアーム駆動用振動ユニットと、前記一対のアーム駆動軸に摩擦係合して前記アーム駆動軸の軸方向に移動する一対の前記把持アームとを備えている、請求項1から3のいずれか一項に記載のグリッパーモジュール。   The gripper moves in the axial direction of the arm drive shaft by frictionally engaging the arm drive vibration unit having a pair of arm drive shafts fixed to both ends of the arm drive piezoelectric element and the arm drive shaft. The gripper module according to any one of claims 1 to 3, comprising a pair of the gripping arms. 請求項1から4のいずれか一項に記載のグリッパーモジュールと、
前記グリッパーモジュールの前記台座部材を前記撮像装置の前記光軸に沿って直線移動させる直動機構とを備えている、グリッパー装置。
A gripper module according to any one of claims 1 to 4,
A linear motion mechanism for linearly moving the pedestal member of the gripper module along the optical axis of the imaging device.
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