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JP7521764B2 - Robot Hand - Google Patents

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JP7521764B2
JP7521764B2 JP2022136293A JP2022136293A JP7521764B2 JP 7521764 B2 JP7521764 B2 JP 7521764B2 JP 2022136293 A JP2022136293 A JP 2022136293A JP 2022136293 A JP2022136293 A JP 2022136293A JP 7521764 B2 JP7521764 B2 JP 7521764B2
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JP
Japan
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robot hand
claw
bellows
mounting flange
fingers
Prior art date
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JP2022136293A
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栗山 広志
永幸 工藤
征司 大国
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MAMEZOU CO.,LTD.
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MAMEZOU CO.,LTD.
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J15/00Gripping heads and other end effectors
    • B25J15/08Gripping heads and other end effectors having finger members

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manipulator (AREA)

Description

本発明は、ロボットハンドに関し、特に、物品把持のためのロボットハンドに関する。 The present invention relates to a robot hand, and in particular to a robot hand for grasping an object.

弁当・調理済み食品・総菜等を示す中食を製造する中食工場における調理済みの食品を食品容器に入れる盛り付け作業は、かつては全て作業員による手作業によって行われていたが、近年の人手不足、人件費高騰等の理由により、作業員による手作業に代わって、食品盛り付けに特化したロボットが開発されている。 In ready-meal factories that manufacture ready-meal items such as boxed lunches, pre-cooked meals, and prepared dishes, the task of placing cooked foods into food containers used to be done entirely by hand by workers. However, due to recent labor shortages and rising labor costs, robots specialized in plating food have been developed to replace this manual work by workers.

特開2022-15985号公報JP 2022-15985 A

従来の食品把持のためのロボットハンドは、金属部品を含むため重く、ハンドの変形、及び制御に時間がかかるため、食品の高速把持、解放動作が困難であった(例えば、特許文献1参照)。また、金属部品には錆止めオイル、潤滑オイル等が塗布され、洗浄時にはオイルに合わせた洗剤を使用し、洗浄後に再度オイルを塗布する必要があった。さらに、金属部品が錆びた場合は、錆落とし、部品交換等を行う必要があり、作業負荷が高かった。 Conventional robotic hands for gripping food are heavy because they contain metal parts, and it takes time to deform and control the hand, making it difficult to grip and release food quickly (see, for example, Patent Document 1). In addition, rust-preventive oil, lubricating oil, etc. are applied to the metal parts, and detergent that matches the oil must be used when cleaning, and oil must be applied again after cleaning. Furthermore, if the metal parts rust, the rust must be removed and the parts must be replaced, resulting in a high workload.

また、従来の金属部品を含むロボットハンドは硬くて重いため、例えばロボットハンドと作業員が接触したとき、事故が起こりかねない等、受動的安全機能の提供が困難であった。 In addition, conventional robotic hands that contain metal parts are hard and heavy, making it difficult to provide passive safety features; for example, accidents could occur when the robotic hand comes into contact with a worker.

上記問題点を鑑み、本発明は、安全性が高く、高速把持、解放動作が可能であり、洗浄時の作業負荷が低いロボットハンドを提供することを目的とする。 In consideration of the above problems, the present invention aims to provide a robot hand that is highly safe, capable of high-speed gripping and releasing operations, and reduces the workload during cleaning.

本発明の第1の態様は、ロボットハンドであって、物品を把持するための2つ以上の爪と、2つ以上の爪のそれぞれが接続された爪と同数の指部であって、指部はリンクにおいて互いに回転可能に接続されている、指部と、指部が接続された指部と同数のベローズとを備え、ベローズは空圧制御システムに接続され、空圧制御システムによってベローズの内部の空圧が制御されてベローズの長さが制御されることによって、指部の間の距離が制御されて爪によって物品が把持されることを要旨とする。 The first aspect of the present invention is a robot hand comprising two or more claws for gripping an object, finger portions having the same number as the number of claws connected to each of the two or more claws, the finger portions being rotatably connected to each other by links, and bellows having the same number as the number of finger portions connected to the finger portions, the bellows being connected to an air pressure control system, and the air pressure inside the bellows being controlled by the air pressure control system to control the length of the bellows, thereby controlling the distance between the finger portions and allowing the claws to grip an object.

本発明の第1の態様において、爪は、指部に接続される位置に2つの突起部を有し、2つの突起部のそれぞれは、指部に設けられた2つの迎合孔に固定されることによって、爪は、指部に接続されてもよい。 In a first aspect of the present invention, the claw may have two protrusions at a position where the claw is connected to the finger portion, and the two protrusions may be fixed to two receiving holes provided in the finger portion, thereby connecting the claw to the finger portion.

本発明の第1の態様において、指部の間の距離が最も小さいときの距離が、物品の大きさより大きくてもよい。 In the first aspect of the present invention, the smallest distance between the fingers may be greater than the size of the article.

本発明の第1の態様において、ロボットハンドを構成する部品の少なくとも一部に、所定の値を超える外力によって破壊される樹脂が用いられ、ロボットハンドに対する過負荷により、優先的に部品が破壊されてもよい。 In a first aspect of the present invention, at least some of the components constituting the robot hand may be made of a resin that is destroyed by an external force exceeding a predetermined value, and the components may be preferentially destroyed by an overload on the robot hand.

本発明の第1の態様において、ベローズは、両端に連結部を備え、連結部はベローズの端部を嵌める溝をそれぞれ有し、空圧制御システム側に接続される連結部とベローズの間パッキンを備えてもよい。
In the first aspect of the present invention, the bellows may have connecting parts at both ends, each of which has a groove into which an end of the bellows fits , and a packing may be provided between the connecting parts connected to the air pressure control system and the bellows.

本発明の第1の態様において、バヨネットリングと、空圧制御システムに接続された取付フランジとをさらに備え、取付フランジとロボットハンドとを接触させ、バヨネットリングを回転させることによって取付フランジとロボットハンドとを固定してもよい。 In the first aspect of the present invention, the robot may further include a bayonet ring and a mounting flange connected to a pneumatic control system, and the mounting flange and the robot hand may be fixed to each other by contacting the mounting flange with the robot hand and rotating the bayonet ring.

本発明の第1の態様において、バヨネットリングは、勘合溝凸部を有する勘合溝を備え、ロボットハンドは、爪凹部を有する外爪を備え、バヨネットリングを回転させると、勘合溝は外爪対してスライドし、勘合溝凸部と爪凹部とが勘合することによって取付フランジとロボットハンドとが固定されてよい。
In a first aspect of the present invention, the bayonet ring has an engagement groove having an engagement groove convex portion, and the robot hand has an external claw having a claw recess, and when the bayonet ring is rotated, the engagement groove slides relative to the external claw, and the engagement groove convex portion and the claw recess engage with each other to fix the mounting flange and the robot hand.

本発明の第1の態様において、ロボットハンドは、弾性部と、弾性部の先端に突起を備え、バヨネットリングは、迎合孔を備え、バヨネットリングを回転させると、突起が迎合孔に入り、取付フランジとロボットハンドとが固定されてよい。 In a first aspect of the present invention, the robot hand may include an elastic portion and a protrusion at the tip of the elastic portion, and the bayonet ring may include a receiving hole, and when the bayonet ring is rotated, the protrusion may enter the receiving hole, thereby fixing the mounting flange and the robot hand.

本発明の第1の態様において、第2のパッキンをさらに備え、第2のパッキンは取付フランジとロボットハンドとの間に配置され、ロボットハンドの空圧制御システムのエア接手と、取付フランジの空圧制御システムのエア接手、及び、ロボットハンドの電気接点と、取付フランジの電気接点とは、取付フランジとロボットハンドとが接触する位置において接続されてもよい。 In the first aspect of the present invention, a second packing is further provided, and the second packing is disposed between the mounting flange and the robot hand, and the air joint of the pneumatic control system of the robot hand and the air joint of the pneumatic control system of the mounting flange, and the electrical contacts of the robot hand and the electrical contacts of the mounting flange may be connected at a position where the mounting flange and the robot hand come into contact.

本発明の第1の態様において、爪は把持部を有し、前記把持部は複数の長爪から成ってよい。 In a first aspect of the present invention, the claw has a gripping portion, and the gripping portion may consist of multiple long claws.

本発明の第1の態様において、爪は把持部を有し、前記把持部はカップ形状をなしてよい。 In the first aspect of the present invention, the claw has a gripping portion, and the gripping portion may be cup-shaped.

本発明の第1の態様において、爪は把持部を有し、前記把持部は押し当てプレートを有してよい。 In the first aspect of the present invention, the claw may have a gripping portion, and the gripping portion may have a pressing plate.

本発明によれば、安全性が高く、高速把持、解放動作が可能であり、洗浄時の作業負荷が低いロボットハンドを提供できる。 The present invention provides a robot hand that is highly safe, capable of high-speed gripping and releasing operations, and reduces the workload when cleaning.

本発明の実施形態に係るロボットハンドの正面図である。FIG. 2 is a front view of a robot hand according to an embodiment of the present invention. 本実施形態に係るロボットハンドの正面断面図である。FIG. 2 is a front cross-sectional view of the robot hand according to the present embodiment. 本実施形態に係るロボットハンドのベローズ部の断面図である。4 is a cross-sectional view of a bellows part of the robot hand according to the embodiment. FIG. 本実施形態に係るロボットハンドのツールチェンジャの断面図である。1 is a cross-sectional view of a tool changer of a robot hand according to the present embodiment. FIG. 本実施形態に係るロボットハンドのツールチェンジャの上面図である。FIG. 2 is a top view of a tool changer of the robot hand according to the present embodiment. 図4、及び図5に示すツールチェンジャの断面A―A’における断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view of the tool changer shown in FIGS. 4 and 5 taken along section A-A'. 本実施形態に係るロボットハンドのツールチェンジャの上面図である。FIG. 2 is a top view of a tool changer of the robot hand according to the present embodiment. 本実施形態に係るロボットハンドのツールチェンジャの下面図である。1 is a bottom view of a tool changer of the robot hand according to the present embodiment. FIG. 本実施形態に係るロボットハンドの使用例を説明する図である。1A to 1C are diagrams illustrating an example of use of the robot hand according to the present embodiment. 本実施形態に係るロボットハンドの安全性について説明する図である。1A to 1C are diagrams illustrating the safety of a robot hand according to the present embodiment. 本実施形態に係るロボットハンドの爪の一例を示す図であり、(a)上面図、(b)左側面図、及び(c)正面図である。1A to 1C are diagrams showing an example of a claw of a robot hand according to the present embodiment, in which (a) is a top view, (b) is a left side view, and (c) is a front view. 本実施形態に係るロボットハンドの接続部の断面図である。4 is a cross-sectional view of a connection portion of the robot hand according to the present embodiment. FIG. 本実施形態に係るロボットハンドの爪の一例を示す図であり、(a)上面図、(b)左側面図、及び(c)正面図である。1A to 1C are diagrams showing an example of a claw of a robot hand according to the present embodiment, in which (a) is a top view, (b) is a left side view, and (c) is a front view. 図13の爪を指部に取り付けたときの爪を示す図であり、(a)正面図、(b)正面側斜視図である。14A and 14B are diagrams showing the nail of FIG. 13 when attached to a finger part, in which FIG. 14A is a front view and FIG. 14B is a front perspective view. 本実施形態に係るロボットハンドの爪の一例を示す図であり、(a)上面図、(b)左側面図、及び(c)正面図である。1A to 1C are diagrams showing an example of a claw of a robot hand according to the present embodiment, in which (a) is a top view, (b) is a left side view, and (c) is a front view. 図15の爪を指部に取り付けたときの爪を示す下面側斜視図である。FIG. 16 is a bottom perspective view showing the nail of FIG. 15 when attached to a finger portion. 本実施形態に係るロボットハンドの爪の一例を示す図であり、(a)上面図、(b)左側面図、及び(c)正面図である。1A to 1C are diagrams showing an example of a claw of a robot hand according to the present embodiment, in which (a) is a top view, (b) is a left side view, and (c) is a front view. 図17の爪を指部に取り付けたときの爪を示す下面側斜視図である。FIG. 18 is a bottom perspective view showing the nail of FIG. 17 when attached to a finger portion. 本実施形態に係るロボットハンドの爪の一例を示す図であり、(a)上面図、(b)左側面図、及び(c)正面図である。1A to 1C are diagrams showing an example of a claw of a robot hand according to the present embodiment, in which (a) is a top view, (b) is a left side view, and (c) is a front view. 図19の爪を指部に取り付けたときの爪を示す図であり、(a)は指部を閉じた状態の爪、(b)は物品を把持する前段階の爪、(c)は物品を把持している状態の爪である。20A and 20B are diagrams showing the claw of FIG. 19 when attached to a finger portion, in which (a) is the claw with the finger portion closed, (b) is the claw in the stage before gripping an object, and (c) is the claw gripping an object. 本実施形態に係るロボットハンドの爪の一例を示す図であり、(a)上面図、(b)左側面図、及び(c)正面図である。1A to 1C are diagrams showing an example of a claw of a robot hand according to the present embodiment, in which (a) is a top view, (b) is a left side view, and (c) is a front view. 図21の爪を指部に取り付けたときの爪を示す図であり、(a)は葱に触れる前の爪、(b)は葱に押し当てられる爪である。22A and 22B are diagrams showing the nail of FIG. 21 attached to a finger part, in which (a) shows the nail before touching the green onion, and (b) shows the nail pressed against the green onion.

次に、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。実施形態に係る図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。但し、図面は模式的なものである。 Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the description of the drawings relating to the embodiment, the same or similar parts are given the same or similar reference numerals. However, the drawings are schematic.

又、実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、各構成要素の構成や配置、レイアウト等を下記のものに特定するものでない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された請求項が規定する技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。 The embodiments are merely examples of devices and methods for embodying the technical idea of the present invention, and the technical idea of the present invention does not specify the configuration, arrangement, layout, etc. of each component to those described below. The technical idea of the present invention can be modified in various ways within the technical scope defined by the claims.

(実施形態)
本発明の実施形態に係るロボットハンドを以下に説明する。図1に、本実施形態に係るロボットハンド1の正面図を示す。図1に示すロボットハンド1は、ツールチェンジャ2、ハンド本体3、及び爪部4から構成される。
(Embodiment)
A robot hand according to an embodiment of the present invention will be described below. Fig. 1 shows a front view of a robot hand 1 according to this embodiment. The robot hand 1 shown in Fig. 1 is composed of a tool changer 2, a hand body 3, and a claw portion 4.

ツールチェンジャ2は、ハンド本体3と、図示しない空圧制御システムとを接続する。後述するように、ツールチェンジャ2によって、ハンド本体3を空圧制御システムから容易に取り外し、また、取り付けることができる。これにより、ロボットハンドの交換、洗浄等のメンテナンスが容易になる。 The tool changer 2 connects the hand body 3 to a pneumatic control system (not shown). As described below, the tool changer 2 allows the hand body 3 to be easily removed from and attached to the pneumatic control system. This makes it easy to replace, clean, and perform other maintenance on the robot hand.

ハンド本体3は、先端に爪部4が接続され、ツールチェンジャ2によって図示しない空圧制御システムに接続される。 The hand body 3 has a claw portion 4 connected to its tip, and is connected to an air pressure control system (not shown) by the tool changer 2.

爪部4は、ハンド本体3の指部20a、20bに接続され、ハンド本体3が動作することによって爪部4によって物品の把持、及び開放がなされる。爪部4は、本実施形態において、爪4a、及び爪4bによって構成され、爪4aと爪4bとは、互いに鏡映対称な形状をなす。爪4a、及び爪4bの把持部17a、17bは、後述するように、物品を把持、解放が確実に、かつ容易になされるのに適した形状をなしている。爪4a、4bは取り外しが可能であり、物品の種類、形状に応じた形状の把持部17a、17bを有する爪を爪4a、4bとしてハンド本体3に取り付けることができる。図1及び図2に示す爪4a、4bは、本実施形態に係る爪の一例である。 The claw portion 4 is connected to the finger portions 20a and 20b of the hand body 3, and the claw portion 4 grasps and releases an object by operating the hand body 3. In this embodiment, the claw portion 4 is composed of claws 4a and 4b, and the claws 4a and 4b have mirror-symmetric shapes. As described below, the gripping portions 17a and 17b of the claws 4a and 4b have shapes suitable for reliably and easily grasping and releasing an object. The claws 4a and 4b are removable, and claws having gripping portions 17a and 17b shaped according to the type and shape of the object can be attached to the hand body 3 as claws 4a and 4b. The claws 4a and 4b shown in Figures 1 and 2 are an example of claws according to this embodiment.

図1に示すロボットハンド1は、全ての部品が樹脂材料によって構成されている。従来のロボットハンドは、金属部品を含み、金属部品には、錆止めオイル、及び潤滑オイルが塗布されている。こういったロボットハンドの洗浄時には、オイルに合わせた洗剤を用いて洗浄し、洗浄後にはオイルを再度塗布する必要がある。又、金属部品が錆びた場合には、錆落とし、部品交換等の対応が必要となるなど、メンテナンス作業の負荷が高い。本実施形態に係るロボットハンド1は、全ての部品が樹脂材料によって構成されており、錆止めオイル、潤滑オイルを必要とせず、金属部品を含むロボットハンドと比較すると、洗浄が容易で作業負荷が低い。本実施形態に係るロボットハンド1に使用される樹脂材料としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等の熱可塑性樹脂、PTFE等のフッ素樹脂等が挙げられる。 All parts of the robot hand 1 shown in FIG. 1 are made of resin materials. Conventional robot hands include metal parts, and anti-rust oil and lubricating oil are applied to the metal parts. When cleaning such a robot hand, it is necessary to use a detergent that matches the oil and re-apply oil after cleaning. In addition, if the metal parts rust, it is necessary to remove the rust and replace the parts, which increases the burden of maintenance work. All parts of the robot hand 1 according to this embodiment are made of resin materials, and do not require anti-rust oil or lubricating oil. Compared to robot hands that include metal parts, cleaning is easier and the workload is lower. Examples of resin materials used in the robot hand 1 according to this embodiment include thermoplastic resins such as polyethylene and polypropylene, and fluororesins such as PTFE.

(ハンド本体)
ハンド本体3について説明する。ハンド本体3は、ベローズ12a、12bと、リンク14と、内側連結部13a、13bと、外側連結部18a、18bと、指部20a、20bと、上側指部25a、25bと、軸部19とから構成される。
(Hand body)
The hand body 3 is composed of bellows 12a, 12b, a link 14, inner connectors 13a, 13b, outer connectors 18a, 18b, finger portions 20a, 20b, upper finger portions 25a, 25b, and a shaft portion 19.

図2に、本実施形態に係るロボットハンド1の正面断面図を示す。図1に示すロボットハンド1は爪4aと爪4bとが互いに接触し、指部20aと指部20bとが互いに最も近づいた状態である。この状態を、以下では指部20aと指部20bとが閉じた状態と表現する。図2に示すロボットハンド1は、爪4aと爪4bとが互いに離れ、指部20aと指部20bの間が離れた状態である。この状態を、以下では指部20aと指部20bとが開いた状態と表現する。 Figure 2 shows a front cross-sectional view of the robot hand 1 according to this embodiment. The robot hand 1 shown in Figure 1 is in a state in which the claws 4a and 4b are in contact with each other, and the finger portions 20a and 20b are closest to each other. This state will be referred to below as the finger portions 20a and 20b being closed. The robot hand 1 shown in Figure 2 is in a state in which the claws 4a and 4b are separated from each other, and the finger portions 20a and 20b are spaced apart. This state will be referred to below as the finger portions 20a and 20b being open.

図1、及び図2に示すロボットハンド1は、リンク14の部分を除き、紙面内において鏡映対称の構造をなしており、ハンド本体3のベローズ12a、内側連結部13a、外側連結部18a、指部20a、上側指部25aと、ベローズ12b、内側連結部13b、外側連結部18b、指部20b、上側指部25bとは、互いの位置関係が鏡映対称となっている。ベローズ12aは、内側連結部13aを介して軸部19に接続されており、外側連結部18aを介して上側指部25aと接続されている。指部20aの上端から上側指部25aが連続している。軸部19の下端にリンク14が配置されている。指部20aと指部20bとは、リンク14において互いに接続されており、リンク14を中心として、指部20aと指部20bとは互いに回転可能となっている。軸部19の内部には内部配管10が配置されており、ベローズ12a、12bのそれぞれと内部配管10とは内側連結部13a、13bのそれぞれの位置において接続されている。 The robot hand 1 shown in Figures 1 and 2 has a mirror-symmetric structure on the paper, except for the link 14, and the bellows 12a, inner connector 13a, outer connector 18a, finger 20a, and upper finger 25a of the hand body 3 are mirror-symmetric in terms of their relative positions relative to the bellows 12b, inner connector 13b, outer connector 18b, finger 20b, and upper finger 25b. The bellows 12a is connected to the shaft 19 via the inner connector 13a, and is connected to the upper finger 25a via the outer connector 18a. The upper finger 25a is continuous from the upper end of the finger 20a. The link 14 is disposed at the lower end of the shaft 19. The finger 20a and the finger 20b are connected to each other by the link 14, and the finger 20a and the finger 20b can rotate relative to each other around the link 14. The internal piping 10 is arranged inside the shaft portion 19, and the bellows 12a, 12b and the internal piping 10 are connected at the inner connection portions 13a, 13b, respectively.

内部配管10は図示しない空圧制御システムに接続されており、空圧制御システムの電磁弁のオン/オフにより、内部配管10の内部の空圧が、正圧力、又は負圧力負圧力のいずれかとなるように制御される。後述するが、図3に示すように、ベローズ12aは中空構造をなしており、内部配管10の中空部分と、ベローズ12aの中空部分である空間22aは連続している。これにより、内部配管10の内部の空圧が制御されると同時に、ベローズ12aの内部の空圧も制御される。ベローズ12bにおいても、ベローズ12aと同様、内部配管10の内部の空圧が制御されると同時に、内部の空圧も制御される。 The internal pipe 10 is connected to an air pressure control system (not shown), and the air pressure inside the internal pipe 10 is controlled to be either positive pressure or negative pressure by turning on/off the solenoid valve of the air pressure control system. As will be described later, as shown in FIG. 3, the bellows 12a has a hollow structure, and the hollow part of the internal pipe 10 is continuous with the space 22a which is the hollow part of the bellows 12a. As a result, the air pressure inside the internal pipe 10 is controlled, and at the same time, the air pressure inside the bellows 12a is also controlled. As with the bellows 12a, the air pressure inside the internal pipe 10 is controlled, and at the same time, the air pressure inside the bellows 12b is also controlled.

ベローズ12a、12bは柔軟性の高い樹脂素材によって構成される。これにより、ベローズ12a、12bの内部の空圧が、正圧力になると、ベローズ12a、12bのそれぞれの長さ、即ち内側連結部13aと外側連結部18aとの間の距離、及び内側連結部13bと外側連結部18bとの間の距離が長くなり、図1に示すように、リンク14を中心として、指部20aと指部20bとが閉じた状態となる。ベローズ12a、12bの内部の空圧が、負圧力になると、ベローズ12a、12bのそれぞれの長さが短くなり、図2に示すように、指部20aと指部20bとが開いた状態となる。指部20a、20bの開閉動作により、爪部4による物品の把持、及び解放がなされる。 The bellows 12a and 12b are made of a highly flexible resin material. As a result, when the air pressure inside the bellows 12a and 12b becomes positive, the lengths of the bellows 12a and 12b, i.e., the distance between the inner connecting part 13a and the outer connecting part 18a and the distance between the inner connecting part 13b and the outer connecting part 18b, become longer, and the finger parts 20a and 20b are closed around the link 14 as shown in FIG. 1. When the air pressure inside the bellows 12a and 12b becomes negative, the lengths of the bellows 12a and 12b become shorter, and the finger parts 20a and 20b are open as shown in FIG. 2. The opening and closing of the fingers 20a and 20b allows the claw part 4 to grip and release an object.

指部20aと指部20bとがリンク14において接続されているため、図2に示す、ベローズ12a、12bの内部の空圧が負圧力になりベローズ12a、12bの長さが短い状態でのベローズ12a、12bと軸部19とのなす角度と、図1に示す、ベローズ12a、12bの内部の空圧が正圧力になりベローズ12a、12bの長さが長い状態でのベローズ12a、12bと軸部19とのなす角度とは、互いに異なる。従来のロボットハンドのように、指部を開閉させる機構が金属部品によって構成される場合、指部の開閉に伴いエアシリンダとレバーチャックの角度が変わるため、摺動部やリンク構造が必要となり、従って指部を開閉させる機構が複雑な構造になる。本実施形態に係るロボットハンド1のベローズ12a、12bは、柔軟性の高い樹脂材料により構成されることにより、ベローズ12a、12bの内部の空圧に応答して、図2に示す形状から図1に示す形状に容易に変形する。これにより、指部を開閉させる機構が簡単な構造となり、製造、メンテナンスが容易となる。 Because the finger portion 20a and the finger portion 20b are connected by the link 14, the angle between the bellows 12a, 12b and the shaft portion 19 when the air pressure inside the bellows 12a, 12b is negative and the length of the bellows 12a, 12b is short as shown in Fig. 2 is different from the angle between the bellows 12a, 12b and the shaft portion 19 when the air pressure inside the bellows 12a, 12b is positive and the length of the bellows 12a, 12b is long as shown in Fig. 1. When the mechanism for opening and closing the fingers is made of metal parts as in conventional robot hands, the angle between the air cylinder and the lever chuck changes as the fingers open and close, so a sliding part and a link structure are required, and therefore the mechanism for opening and closing the fingers has a complex structure. The bellows 12a and 12b of the robot hand 1 according to this embodiment are made of a highly flexible resin material, and therefore easily deform from the shape shown in FIG. 2 to the shape shown in FIG. 1 in response to the air pressure inside the bellows 12a and 12b. This simplifies the structure of the mechanism for opening and closing the fingers, making manufacturing and maintenance easier.

また、従来の金属部品を含むロボットハンドでは、エアシリンダの配管はロボットハンド構造の外側に配置されるため、配管したエアチューブが、ロボットハンドの動作を制限する。本実施形態におけるロボットハンド1によれば、ロボットハンド1の内側に配管を配置するため、配管がロボットハンド1の動作を制限しない。 In addition, in conventional robot hands that include metal parts, the piping for the air cylinder is placed outside the robot hand structure, and the air tubes that are installed therein restrict the movement of the robot hand. With the robot hand 1 of this embodiment, the piping is placed inside the robot hand 1, so the piping does not restrict the movement of the robot hand 1.

さらに、ロボットハンド1は、全ての部品が樹脂材料によって構成されており、従来の金属部品を含むロボットハンドと比較すると、非常に軽量である。従来の金属部品を含むロボットハンドにおいて、物品の把持、及び解放に伴う摺動部やリンク構造によるハンドの変形は、機構が複雑なため時間がかかるが、本実施形態に係るロボットハンド1においては、回転部分がリンク14の1箇所のみであり、ベローズ12a、12bによる簡単な構造のため、変形に時間がかからない。従って、従来の金属部品を含むロボットハンドの指の開閉動作と比較すると、指部20a、20bの開閉動作は、空圧制御システムの電磁弁のオン/オフに対して素早く応答する。 Furthermore, all parts of the robot hand 1 are made of resin material, and it is extremely lightweight compared to conventional robot hands that include metal parts. In conventional robot hands that include metal parts, deformation of the hand due to sliding parts and link structures associated with gripping and releasing an object takes time due to the complex mechanism, but in the robot hand 1 according to this embodiment, there is only one rotating part, the link 14, and because of the simple structure of the bellows 12a, 12b, deformation does not take time. Therefore, compared to the opening and closing movements of the fingers of a conventional robot hand that includes metal parts, the opening and closing movements of the fingers 20a, 20b respond quickly to the on/off of the solenoid valves of the air pressure control system.

ベローズ12a、内側連結部13a、及び外側連結部18aの締結は、接着剤を使用して行われてもよく、又は、接着剤を使用せず、ベローズ12aを溝23a、及び溝24aに嵌める嵌め込み構造によってなされてもよいが、これらに限定されない。本実施形態においては、ベローズ12a、内側連結部13a、及び外側連結部18aの締結方法の一例として、嵌め込み構造による方法を示している。 The bellows 12a, the inner connecting portion 13a, and the outer connecting portion 18a may be fastened together using an adhesive, or may be fastened together by a fitting structure in which the bellows 12a is fitted into the grooves 23a and 24a without using adhesive, but is not limited to these methods. In this embodiment, a method using a fitting structure is shown as an example of a method for fastening the bellows 12a, the inner connecting portion 13a, and the outer connecting portion 18a.

図3は、ベローズ12a、内側連結部13a、及び外側連結部18aの断面図である。内側連結部13a、及び外側連結部18aは、それぞれ、溝23a、溝24aを有する。図3の紙面手前方向からベローズ12aの端部を溝23aに嵌め、ベローズ12aをスライドさせることにより、ベローズ12aと、内側連結部13aとを締結させる。ベローズ12aと、外側連結部18aとを締結させる場合も、ベローズ12aと、内側連結部13aとを締結させる場合と同様、ベローズ12aの端部を溝24aに嵌め、ベローズ12aをスライドさせる。 Figure 3 is a cross-sectional view of the bellows 12a, the inner connecting part 13a, and the outer connecting part 18a. The inner connecting part 13a and the outer connecting part 18a have grooves 23a and 24a, respectively. The end of the bellows 12a is fitted into the groove 23a from the front side of the paper in Figure 3, and the bellows 12a is slid, thereby fastening the bellows 12a and the inner connecting part 13a. When fastening the bellows 12a and the outer connecting part 18a, the end of the bellows 12a is fitted into the groove 24a and the bellows 12a is slid, just as when fastening the bellows 12a and the inner connecting part 13a.

先に述べたように、内部配管10の中空部分と、ベローズ12aの中空部分である空間22aは連続しており、内部配管10に接続された空圧制御システムの電磁弁のオン/オフ操作によって空間22aの空圧を制御する。空間22aの気密性を高めるため、ベローズ12aと内側連結部13aの間にパッキンを使用してもよい。本実施形態においては、一例として、パッキンを使用した例を示す。ベローズ12aと内側連結部13aの接続部に環状のゴム製、又は樹脂製のパッキン21aを設置し、空間22aからベローズ12aの外部への空気の漏れを防止する。 As mentioned above, the hollow portion of the internal pipe 10 and the space 22a, which is the hollow portion of the bellows 12a, are continuous, and the air pressure in the space 22a is controlled by turning on/off the solenoid valve of the air pressure control system connected to the internal pipe 10. To increase the airtightness of the space 22a, a packing may be used between the bellows 12a and the inner connecting part 13a. In this embodiment, an example in which a packing is used is shown. An annular rubber or resin packing 21a is installed at the connection between the bellows 12a and the inner connecting part 13a to prevent air from leaking from the space 22a to the outside of the bellows 12a.

食品を扱う環境下において使用されるロボットハンドが、樹脂製の部品を含む場合、食品対応の接着剤は種類が少なく、入手が容易でない、高温・多湿の環境下において、接着剤の使用は推奨されない等の製造におけるリスクがある。これらの締結が嵌め込み構造によってなされることは、上述のリスクを低減するというメリットを有する。食品対応で入手が容易なベローズ、パッキンを使用することにより、製造におけるリスクを低減し、多様な環境で使用することが可能となる。 When a robot hand used in a food handling environment contains plastic parts, there are manufacturing risks, such as the limited variety of food-compatible adhesives and their difficulty in obtaining them, and the fact that the use of adhesives is not recommended in high temperature and high humidity environments. Fastening these parts using a fitting structure has the advantage of reducing the above-mentioned risks. Using bellows and packing that are food-compatible and easily available reduces manufacturing risks and enables use in a variety of environments.

なお、ベローズ12b、内側連結部13b、及び外側連結部18bの構成は、図3に示すベローズ12a、内側連結部13a、及び外側連結部18aと、鏡映対称である点を除いて、同様の構成である。 The configurations of the bellows 12b, the inner connecting part 13b, and the outer connecting part 18b are the same as those of the bellows 12a, the inner connecting part 13a, and the outer connecting part 18a shown in FIG. 3, except that they are mirror images.

図1、図2に示すように、本実施形態に係るロボットハンドの指部20a、20bの本数は2本であるが、指部20a、20bの本数は2本に限定されず、3本以上であってもよい。指部の本数が3本以上である場合においても、ロボットハンドは指部の本数と同数の、ベローズ、内側連結部、及び外側連結部を有する。それぞれの指部は、1又は複数のリンクによって軸部に接続され、さらに、外側連結部を介してベローズに接続される。それぞれの指部に接続されたベローズは、内側連結部を介して軸部に接続される。指部の本数が3本以上である場合においても、指部の開閉はベローズ内部の空圧の制御によってなされる。 As shown in Figures 1 and 2, the robot hand according to this embodiment has two fingers 20a, 20b, but the number of fingers 20a, 20b is not limited to two and may be three or more. Even when the number of fingers is three or more, the robot hand has the same number of bellows, inner connectors, and outer connectors as the number of fingers. Each finger is connected to the shaft by one or more links, and is further connected to the bellows via the outer connector. The bellows connected to each finger is connected to the shaft via the inner connector. Even when the number of fingers is three or more, the fingers are opened and closed by controlling the air pressure inside the bellows.

従来の、金属部品によって構成されるロボットハンドの場合、指部を開閉させる機構が複雑であり、従って指部が3本以上である場合、ロボットハンドの重量が重くなり、体積が大きくなる等、問題点が多い。本発明に係るロボットハンドによれば、指部を改変させる機構が簡単な構造であるため、3本以上の指部を有するロボットハンドの製造、メンテナンスが、従来のロボットハンドと比較して容易である。 Conventional robot hands made of metal parts have a complex mechanism for opening and closing the fingers, and therefore have many problems when they have three or more fingers, such as the weight and volume of the robot hand becoming heavy. With the robot hand of the present invention, the mechanism for changing the fingers is a simple structure, so that a robot hand with three or more fingers is easier to manufacture and maintain than a conventional robot hand.

(ツールチェンジャ)
ツールチェンジャ2について説明する。図4に、ツールチェンジャ2の断面図を、図5に、図4に示すツールチェンジャ2の上面図を示す。図4及び図5に示すツールチェンジャ2は、ロボットハンド本体56と、バヨネットリング55と、取付フランジ53と、パッキン57とから構成される。
(Tool Changer)
The tool changer 2 will now be described. Fig. 4 is a cross-sectional view of the tool changer 2, and Fig. 5 is a top view of the tool changer 2 shown in Fig. 4. The tool changer 2 shown in Figs. 4 and 5 is composed of a robot hand body 56, a bayonet ring 55, an attachment flange 53, and a packing 57.

ロボットハンド本体56、及びエア接手52の中心に、内部配管10が配置されている。エア接手52と取付フランジ53とは互いに固定され、取り外されることはない。バヨネットリング55は、取付フランジ53に対して回転可能となっている。ハンド本体3を空圧制御システムから取り外す際は、バヨネットリング55を回転させ、ロボットハンド本体56を、取付フランジ53から取り外す。 The internal piping 10 is arranged in the center of the robot hand body 56 and the air joint 52. The air joint 52 and the mounting flange 53 are fixed to each other and cannot be removed. The bayonet ring 55 is rotatable relative to the mounting flange 53. When removing the hand body 3 from the pneumatic control system, the bayonet ring 55 is rotated to remove the robot hand body 56 from the mounting flange 53.

取付フランジ53は、エア接手52に対して固定されており、バヨネットリング55を回転させても、取付フランジ53がエア接手52に対して回転することはない。又、ロボットハンド本体56を、取付フランジ53に取り付ける、又は、取り外す際、取付フランジ53に対してバヨネットリング55のみを回転させ、ロボットハンド本体56を回転させることはない。 The mounting flange 53 is fixed to the air joint 52, and even if the bayonet ring 55 is rotated, the mounting flange 53 does not rotate relative to the air joint 52. Furthermore, when attaching or detaching the robot hand body 56 to or from the mounting flange 53, only the bayonet ring 55 is rotated relative to the mounting flange 53, and the robot hand body 56 is not rotated.

従来のロボットハンドは、フランジにロボットハンドを取り付ける際、フランジとロボットハンドの回転式締結機構が一般的であった。すなわち、フランジ及びロボットハンドの中心部分に締結機構があり、フランジに対して、ロボットハンドを回転させて締結する機構である。この機構によれば、フランジに対するロボットハンドの回転に合わせてロボットハンド側のエア接手、及び電気接点が回転し、フランジとロボットハンドのそれぞれのエア接手、及び電気接点が互いに離れてしまうという問題があった。また、フランジ及びロボットハンドの中心部分に締結機構があるため、フランジとロボットハンドの内部にエア接手、及び電気接点を組み込むための十分なスペースを確保することが困難であった。このため、エア接手、及び電気配線をフランジとロボットハンドの外部に設置する必要が生じ、エア接手、及び電気配線がロボットの動きを制限する恐れがあった。 Conventionally, when attaching a robot hand to a flange, a rotary fastening mechanism between the flange and the robot hand was generally used. In other words, the fastening mechanism was located in the center of the flange and the robot hand, and the robot hand was rotated relative to the flange to fasten them. With this mechanism, the air joint and electrical contacts on the robot hand rotate in accordance with the rotation of the robot hand relative to the flange, causing the air joints and electrical contacts on the flange and the robot hand to separate from each other. In addition, because the fastening mechanism was located in the center of the flange and the robot hand, it was difficult to secure sufficient space inside the flange and the robot hand to incorporate the air joint and electrical contacts. This meant that the air joint and electrical wiring had to be installed outside the flange and the robot hand, and there was a risk that the air joint and electrical wiring would restrict the movement of the robot.

本実施形態に係るツールチェンジャ2によれば、取付フランジ53とロボットハンド本体56は回転させず、バヨネットリング55のみを回転させて締結するため、取付フランジ53の中央にエア接手、及び電気接点を組み込むための十分なスペースを確保することができる。また、締結時に取付フランジ53とロボットハンド本体56は回転させないため、エア配管接点は擦れることがなく、電気接点は離れることがない。これにより、エア接手、及び電気接点を取付フランジ53とロボットハンド本体56の内部に組み込むことができ、これらによってロボットの動きが制限されることがない。 According to the tool changer 2 of this embodiment, the mounting flange 53 and the robot hand body 56 are not rotated, and only the bayonet ring 55 is rotated to fasten them together, so that sufficient space can be secured in the center of the mounting flange 53 for assembling the air fitting and electrical contacts. In addition, because the mounting flange 53 and the robot hand body 56 are not rotated when fastening, the air pipe contacts do not rub against each other, and the electrical contacts do not separate. This allows the air fitting and electrical contacts to be assembled inside the mounting flange 53 and the robot hand body 56, and does not restrict the movement of the robot.

従来の金属部品を含むロボットハンドをフランジに取り付ける際、エアロック、電磁石、又はネジ構造等によって強固に締結するため、従来のロボットハンドは締結機構に高強度の金属部材を使用する必要があった。こういった強固な金属部材を使用するため、従来のロボットハンドの締結機構は大型で重いものであった。これに対して、本実施形態に係るツールチェンジャ2は、全て樹脂材料によって構成される。これにより、従来のロボットハンドと比較して、本実施形態に係るロボットハンドは軽量とすることができる。また、バヨネットリング55のみを回転させて締結する機構であるため、小型化が可能である。 When attaching a conventional robot hand including metal parts to a flange, it is necessary to use high-strength metal components in the fastening mechanism in order to firmly fasten the robot hand using an airlock, electromagnet, screw structure, or the like. The fastening mechanism of conventional robot hands is large and heavy because of the use of such strong metal components. In contrast, the tool changer 2 according to this embodiment is made entirely of resin material. This makes it possible to make the robot hand according to this embodiment lighter than conventional robot hands. In addition, because the mechanism fastens by rotating only the bayonet ring 55, it can be made smaller.

本実施形態に係るツールチェンジャ2は、取付フランジ53にロボットハンド本体56を締結する。エア接手52の中空部分と、取付フランジ53の中空部分と、ロボットハンド本体56の中空部分とは、連続しており、図1に示す内部配管10の中空部分を形成している。このため、取付フランジ53とロボットハンド本体56の接続部に環状のゴム製、又は樹脂製のパッキン57を設置し、内部配管10の中空部分からエア接手52の外部への空気の漏れを防止する。 In the tool changer 2 according to this embodiment, the robot hand body 56 is fastened to the mounting flange 53. The hollow portion of the air joint 52, the hollow portion of the mounting flange 53, and the hollow portion of the robot hand body 56 are continuous, forming the hollow portion of the internal piping 10 shown in FIG. 1. For this reason, a ring-shaped rubber or resin packing 57 is installed at the connection between the mounting flange 53 and the robot hand body 56 to prevent air from leaking from the hollow portion of the internal piping 10 to the outside of the air joint 52.

(凹凸勘合によるロック機構)
本実施形態に係るツールチェンジャ2は、バヨネットリング55を回転させてロボットハンド本体56を取付フランジ53に締結する際、ロックされ、ロック時にスイッチを押したようなクリック音や手ごたえ(以下、クリック感と呼ぶ)を体感し、確認することができるロック機構を有する。本実施形態にかかるロック機構として、凹凸勘合によるロック機構について以下に説明する。
(Locking mechanism using concave/convex engagement)
The tool changer 2 according to this embodiment has a locking mechanism that allows the user to feel and confirm a clicking sound and feedback (hereinafter referred to as a clicking sensation) like pressing a switch when the tool changer 2 is locked and locked when the bayonet ring 55 is rotated to fasten the robot hand body 56 to the mounting flange 53. As the locking mechanism according to this embodiment, a locking mechanism using a concave-convex engagement will be described below.

図6に、図4、及び図5に示す断面A―A’における断面図を示す。また、図7に、図4に示すロボットハンド本体56の上面図を示す。図6、及び図7は、本実施形態に係るツールチェンジャ2が凹凸勘合によるロック機能を有する場合の図である。図7に示すロボットハンド本体56の上面図は、図4に示すロボットハンド本体56から、取付フランジ53、及び、バヨネットリング55を取り除いた状態のものである。 Figure 6 shows a cross-sectional view of section A-A' shown in Figures 4 and 5. Figure 7 shows a top view of the robot hand body 56 shown in Figure 4. Figures 6 and 7 show the case where the tool changer 2 according to this embodiment has a locking function by recess-projection fitting. The top view of the robot hand body 56 shown in Figure 7 shows the robot hand body 56 shown in Figure 4 with the mounting flange 53 and bayonet ring 55 removed.

図6に示すように、バヨネットリング55は勘合溝79を有し、図7に示すロボットハンド本体56は、外爪71を有する。ロボットハンド本体56と取付フランジ53の締結時、バヨネットリング55の回転とともに、外爪71は勘合溝79の中をスライドする。バヨネットリング55は、勘合溝79内部に、凸形状となっている勘合溝凸部122を有する。また、ロボット本体の外爪71は、凹形状となっている爪凹部121と、外爪71の先端から滑らかに傾斜する爪先端部123を有する。 As shown in FIG. 6, the bayonet ring 55 has a fitting groove 79, and the robot hand body 56 shown in FIG. 7 has an external claw 71. When the robot hand body 56 and the mounting flange 53 are fastened, the external claw 71 slides in the fitting groove 79 as the bayonet ring 55 rotates. The bayonet ring 55 has a fitting groove protrusion 122 that has a convex shape inside the fitting groove 79. In addition, the external claw 71 of the robot body has a claw recess 121 that is concave, and a claw tip portion 123 that smoothly slopes from the tip of the external claw 71.

ロボットハンド本体56と取付フランジ53の締結時、図5に示すように、バヨネットリング55を締め付け方向である矢印Bの方向へ回転させると、図6に示すように、勘合溝79は外爪71に対して矢印B方向へスライドする。勘合溝79の矢印B方向へのスライドとともに、爪先端部123は、先端が傾斜する形状であるから、勘合溝凸部122を乗り越え、勘合溝凸部122と爪凹部121とが勘合する。その際、クリック感が生じるとともに、ロボットハンド本体56と取付フランジ53とがロックされる。 When fastening the robot hand body 56 and the mounting flange 53, as shown in FIG. 5, by rotating the bayonet ring 55 in the tightening direction of arrow B, the mating groove 79 slides in the direction of arrow B relative to the outer claw 71 as shown in FIG. 6. As the mating groove 79 slides in the direction of arrow B, the claw tip 123, which has an inclined tip, overcomes the mating groove protrusion 122, and the mating groove protrusion 122 and the claw recess 121 engage. At this time, a clicking sensation is felt and the robot hand body 56 and the mounting flange 53 are locked.

従来の、ロボットハンドをロボットハンド制御システムから取り外し、また、取り付ける機構は、ネジ形状の、らせん構造の固定部品を強く締め付けることによって固定するものであった(例えば、再表2019/142709号参照)。こういった機構においては、締結時にクリック感がないため、ロック確認ができず、未締結で使用する、固定部品が締結位置で止まらないため、過度の締め付けにより破損する、等の恐れがある。 Conventionally, mechanisms for removing and attaching a robot hand from a robot hand control system have been used to secure the robot hand by tightly tightening a screw-shaped, helical fixing part (see, for example, REP 2019/142709). With such mechanisms, there is no clicking sensation when fastening, making it impossible to confirm that the hand is locked, and there is a risk that the hand will be used without being fastened, or that the fixing part will not stop in the fastening position, resulting in damage due to excessive tightening, etc.

本実施形態のツールチェンジャ2によれば、クリック感によってロボットハンド本体56が取付フランジ53に締結したことを確認することができ、固定部品の回しすぎによる部品の破損、摩耗等を防止することができる。また、勘合溝凸部122が爪凹部121と勘合し、固定されることによって、締結後に取付フランジ53に対してロボットハンド本体56が動くことなく、固定される。 According to the tool changer 2 of this embodiment, the user can confirm that the robot hand body 56 has been fastened to the mounting flange 53 by hearing a clicking sound, and damage, wear, etc. of the parts caused by over-turning the fixed parts can be prevented. In addition, the fitting groove convex portion 122 fits into the claw concave portion 121 and is fixed, so that the robot hand body 56 is fixed without moving relative to the mounting flange 53 after fastening.

(スナップフィットによるロック機構)
図8に、ツールチェンジャ2の下面図を示す。図8は、本実施形態に係るツールチェンジャ2がスナップフィットによるロック機能を有する場合の図である。ロボットハンド本体56は、弾性部72、及び弾性部72の先端に突起75を有する。弾性部72とロボットハンド本体56の本体部58との間には、間隙74が設けられ、突起75に本体部58の方向へ圧力を加えると、弾性部72は変形し、突起75は本体部58の方向へ変形する。バヨネットリング55の外周面には迎合孔78が設けられている。
(Snap-fit locking mechanism)
Fig. 8 shows a bottom view of the tool changer 2. Fig. 8 shows the tool changer 2 according to this embodiment having a locking function by snap fit. The robot hand body 56 has an elastic part 72 and a protrusion 75 at the tip of the elastic part 72. A gap 74 is provided between the elastic part 72 and the body part 58 of the robot hand body 56, and when pressure is applied to the protrusion 75 in the direction of the body part 58, the elastic part 72 deforms and the protrusion 75 deforms in the direction of the body part 58. A receiving hole 78 is provided on the outer circumferential surface of the bayonet ring 55.

ロボットハンド本体56を取付フランジ53に締結する際、突起75に本体部58の方向へ押し込んだ状態でロボットハンド本体56をバヨネットリング55に取り付ける。バヨネットリング55を回転させると、バヨネットリング55によって突起75は本体部58の方向へ押され、弾性部72は変形した状態のままバヨネットリング55が回転し、バヨネットリング55に設けられた迎合孔78が突起75の位置に移動すると、突起75は弾性によって迎合孔78に入り、固定される。突起75が迎合孔78に入るとき、クリック感が生じ、このクリック感によって突起75と迎合孔78が勘合し、ロボットハンド本体56が取付フランジ53に締結したことを体感し、確認することができる。 When fastening the robot hand body 56 to the mounting flange 53, the robot hand body 56 is attached to the bayonet ring 55 with the protrusion 75 pressed toward the body part 58. When the bayonet ring 55 is rotated, the protrusion 75 is pushed toward the body part 58 by the bayonet ring 55, and the bayonet ring 55 rotates while the elastic part 72 remains deformed. When the mating hole 78 provided in the bayonet ring 55 moves to the position of the protrusion 75, the protrusion 75 enters the mating hole 78 due to its elasticity and is fixed in place. When the protrusion 75 enters the mating hole 78, a clicking sensation is generated, and the protrusion 75 and the mating hole 78 fit together due to this clicking sensation, allowing the user to feel and confirm that the robot hand body 56 has been fastened to the mounting flange 53.

本実施形態に係るツールチェンジャ2がスナップフィットによるロック機能を有する場合、迎合孔78に入っている突起75の、バヨネットリング55の外周面から飛び出した部分を、本体部58の方向へ指等によって押すことでバヨネットリング55の内側に押し込み、その状態でバヨネットリング55を回転させて、ロボットハンド本体56を取付フランジ53から取り外すことができる。 When the tool changer 2 according to this embodiment has a locking function using a snap fit, the portion of the protrusion 75 that is inserted into the receiving hole 78 and protrudes from the outer peripheral surface of the bayonet ring 55 can be pushed toward the main body 58 with a finger or the like to push it into the inside of the bayonet ring 55, and in this state the bayonet ring 55 can be rotated to remove the robot hand main body 56 from the mounting flange 53.

図9に、本実施形態に係るロボットハンド1の使用例を説明する図を示す。図9に示す使用例は、一例として、中食工場において、調理済みの食品81、82を、ベルトコンベアに乗って流れてくる食品容器84に入れる盛り付け作業である。図9において、ロボットハンド1は、ロボット本体85に、ロボットアーム86を介して接続されている。ロボットハンド1は、作業員83の隣に配置され、ロボットハンド1と作業員83とは、協同で盛り付け作業を行っている。 Figure 9 shows an example of how the robot hand 1 according to this embodiment can be used. The example of use shown in Figure 9 is, as an example, a plating operation in a ready-meal factory, in which cooked foods 81, 82 are placed into food containers 84 that are conveyed along a conveyer belt. In Figure 9, the robot hand 1 is connected to a robot body 85 via a robot arm 86. The robot hand 1 is placed next to a worker 83, and the robot hand 1 and the worker 83 work together to plate the food.

中食工場における盛り付け作業において容器に盛り付けられる食品は多様多種であり、盛り付ける食品の種類や量の変更等も頻繁に行われる、等の理由により、全ての盛り付け作業をロボットアームによって行うことは容易ではない。したがってロボットアームと作業員とが互いに近い位置で作業する場合があり得る。 In ready-meal factories, the foods that are plated into containers are very diverse, and changes to the types and amounts of food to be plated are frequent. For these reasons, it is not easy to perform all of the plating work using a robotic arm. Therefore, there may be cases where the robotic arm and workers work in close proximity to each other.

従来のロボットハンドは、エアシリンダにリンク機構を組み合わせたものであり、アクチュエータ、リンク摺動部は金属製部材のため硬く、例えばロボットハンドと作業員が接触したときに事故が起こりかねない等、受動的安全機能の提供が困難であった。 Conventional robot hands combine air cylinders with link mechanisms, and the actuators and sliding link parts are made of hard metal components, making it difficult to provide passive safety features; for example, accidents could occur if the robot hand came into contact with a worker.

本実施形態に係るロボットハンド1は、全てが樹脂素材である。また、図10に示すロボットハンド1の一部の、破線によって囲まれた箇所は、所定の値を超える外力を受けると破壊される厚さ以下の樹脂によって構成される部分であり、ロボットハンドと作業員が接触する等、過負荷により、優先的に破壊される構造となっている。本実施形態においては、図10に示す破線によって囲まれた箇所の樹脂の厚さを5mm以下としている。さらに、ベローズ12は、柔軟性の高い樹脂材料により構成されており、過負荷によって変形する。これらの構成により、本実施形態に係るロボットハンド1は、ロボットハンドと作業員が接触した場合においても、事故が生じない等、受動的安全機能を提供することができる。 The robot hand 1 according to this embodiment is entirely made of resin. The part of the robot hand 1 shown in FIG. 10 surrounded by the dashed line is made of resin with a thickness equal to or less than the thickness at which it will be destroyed when subjected to an external force exceeding a predetermined value, and is structured to be destroyed preferentially due to overload, such as when the robot hand comes into contact with a worker. In this embodiment, the thickness of the resin in the part surrounded by the dashed line in FIG. 10 is set to 5 mm or less. Furthermore, the bellows 12 is made of a highly flexible resin material, and will deform due to overload. With these configurations, the robot hand 1 according to this embodiment can provide a passive safety function, such as preventing accidents from occurring even when the robot hand comes into contact with a worker.

(爪)
爪部4について説明する。爪部4を構成する爪4a、4bのそれぞれが、ハンド本体3の指部20a、20bのそれぞれに接続され、ハンド本体3が動作することによって爪部4において物品の把持、及び開放がなされる。以下に示すように、本実施形態にかかるロボットハンド1が中食工場において使用される場合、ハンド本体3には、調理済みの食品の種類、形状等に適した形状の爪を取り付けることができる。
(nail)
The claw portion 4 will now be described. Each of the claws 4a, 4b that constitute the claw portion 4 is connected to the finger portions 20a, 20b of the hand body 3, and the operation of the hand body 3 causes the claw portion 4 to grip and release an object. As described below, when the robot hand 1 according to this embodiment is used in a ready-meal factory, the hand body 3 can be fitted with claws of a shape suitable for the type, shape, etc. of cooked food.

図11に、本実施形態に係る爪120aを示す。図11(a)、図11(b)、及び図11(c)は、それぞれ爪120aの上面図、左側面図、正面図であり、ハンド本体3の指部20a、20bに取りつけていない状態の爪である。図12に示す爪120aは、接続部15a、支持部16a、把持部17aから構成される。接続部15aは、ツメ120aをハンド本体3の指部20a、20bと接続させる部位である。把持部17aは、物品を把持する部位である。支持部16aは、接続部15a、及び把持部17aを支持する。図11に示す爪120aの把持部17aは、3本の長爪123aで構成される。 Figure 11 shows the claw 120a according to this embodiment. Figures 11(a), 11(b), and 11(c) are a top view, a left side view, and a front view of the claw 120a, respectively, showing the claw not attached to the finger portions 20a and 20b of the hand body 3. The claw 120a shown in Figure 12 is composed of a connection portion 15a, a support portion 16a, and a gripping portion 17a. The connection portion 15a is a portion that connects the claw 120a to the finger portions 20a and 20b of the hand body 3. The gripping portion 17a is a portion that grips an object. The support portion 16a supports the connection portion 15a and the gripping portion 17a. The gripping portion 17a of the claw 120a shown in Figure 11 is composed of three long claws 123a.

図11に示す爪は、図1に示すロボットハンド1の2つの爪のうち、1つの爪であり、図11に示す爪を2つ用意し、2つの爪のそれぞれを、図1に示すロボットハンド1の2つの指部20a、20bのそれぞれに、図11(c)に示す爪の紙面左側が内側となるように取り付ける。ロボットハンド1の2つの指部20a、20bを開閉することにより、把持部17aにおいて物品を把持する。 The claw shown in FIG. 11 is one of the two claws of the robot hand 1 shown in FIG. 1. Two claws as shown in FIG. 11 are prepared and attached to the two fingers 20a, 20b of the robot hand 1 shown in FIG. 1, respectively, so that the left side of the claw shown in FIG. 11(c) faces inward. An object is grasped by the gripper 17a by opening and closing the two fingers 20a, 20b of the robot hand 1.

図12に、図1に示すロボットハンド1の接続部15aの、紙面水平方向から見たときの断面図を示す。爪4の支持部16が、爪4aの突起部90によってハンド本体3の指部20aに固定されている。ハンド本体3には、本体支柱91、92、93、94が設けられ、本体支柱91と本体支柱93との間には、支柱95が隙間なくはめ込まれる間隙が設けられ、本体支柱91と本体支柱92との間、及び本体支柱93と本体支柱94との間には、突起部90が通り抜けられる間隙が設けられ、突起部90がハンド本体3の外部に露出し、突起部90が引っ掛かり、弾性によって突起部90が固定され、外れない構造をなす迎合孔96が設けられている。 Figure 12 shows a cross-sectional view of the connection part 15a of the robot hand 1 shown in Figure 1, as viewed from the horizontal direction of the page. The support part 16 of the claw 4 is fixed to the finger part 20a of the hand body 3 by the protrusion part 90 of the claw 4a. The hand body 3 is provided with body supports 91, 92, 93, and 94, and between the body supports 91 and 93, there is a gap into which the support 95 fits without any gaps, and between the body supports 91 and 92 and between the body supports 93 and 94, there are gaps through which the protrusion part 90 can pass, and the protrusion part 90 is exposed to the outside of the hand body 3, and there is a receiving hole 96 into which the protrusion part 90 is hooked and fixed by elasticity, forming a structure that does not come off.

爪4aを指部20aに取り付ける際には、爪4aの支柱95及び突起部90を図12の紙面下方からハンド本体3の本体支柱91と本体支柱93との間、本体支柱91と本体支柱92との間、及び本体支柱93と本体支柱94との間に差し込む。突起部90が迎合孔96に引っ掛かることで、爪4aは指部20aに取り付けられる。爪4aを指部20aから取り外す際には、指等によって、突起部90を迎合孔96に押し込み支柱97及び突起部90を変形させ、爪4aを図12の紙面下方へ引き抜く。 When attaching the claw 4a to the finger portion 20a, the support 95 and protrusion 90 of the claw 4a are inserted from below the plane of the paper in FIG. 12 between the main body support 91 and main body support 93 of the hand main body 3, between the main body support 91 and main body support 92, and between the main body support 93 and main body support 94. The protrusion 90 is caught in the receiving hole 96, and the claw 4a is attached to the finger portion 20a. When removing the claw 4a from the finger portion 20a, the protrusion 90 is pushed into the receiving hole 96 with a finger or the like to deform the support 97 and protrusion 90, and the claw 4a is pulled out below the plane of the paper in FIG. 12.

図1に示すロボットハンド1は、2つの指部20a、20bの間に隙間79が設けられている。この隙間79により、2つの指部20a、20bの間に物品が挟まるのを防ぐことができる。 The robot hand 1 shown in FIG. 1 has a gap 79 between the two fingers 20a and 20b. This gap 79 prevents an object from getting caught between the two fingers 20a and 20b.

図13に、本実施形態に係る爪140aを示す。図13(a)、図13(b)、及び図13(c)に、爪140aの上面図、左側面図、正面図を示す。図11に示す爪120aと比較すると、爪140aの把持部17aは5本の長爪141aから構成される。 Figure 13 shows the claw 140a according to this embodiment. Figures 13(a), 13(b), and 13(c) show a top view, a left side view, and a front view of the claw 140a. Compared to the claw 120a shown in Figure 11, the gripping portion 17a of the claw 140a is composed of five long claws 141a.

図14に、ハンド本体3の指部20に爪140aを取り付け、図1に示すように2つの指部20a、20bの間を閉じた状態としたときの爪部4の様子を示す。図14(a)は正面図、図14(b)は正面側斜視図である。図14に示すように、5本の長爪141aによって物品を挟むことで物品を把持する。 Figure 14 shows the appearance of the claw portion 4 when the claw 140a is attached to the finger portion 20 of the hand body 3 and the two finger portions 20a, 20b are closed as shown in Figure 1. Figure 14(a) is a front view, and Figure 14(b) is a front perspective view. As shown in Figure 14, an object is grasped by pinching it with the five long claws 141a.

図11に示す爪120aの把持部を構成する長爪123aは3本、図13に示す爪140aの把持部を構成する長爪141aは5本であるが、長爪の数はこれらに限定されない。このように、把持部17aを構成する長爪の数によって、把持可能な物品の量や大きさを調整することができる。 The number of long claws 123a constituting the gripping portion of claw 120a shown in FIG. 11 is three, and the number of long claws 141a constituting the gripping portion of claw 140a shown in FIG. 13 is five, but the number of long claws is not limited to these. In this way, the amount and size of items that can be gripped can be adjusted by the number of long claws constituting gripping portion 17a.

図15に、本実施形態に係る爪160aを示す。図15(a)、図15(b)、及び図15(c)に、爪160aの上面図、左側面図、正面図を示す。図1及び図2に示す爪4a、4bは、図15に示す爪160aと同一のものである。 Figure 15 shows the claw 160a according to this embodiment. Figures 15(a), 15(b), and 15(c) show a top view, a left side view, and a front view of the claw 160a. The claws 4a and 4b shown in Figures 1 and 2 are the same as the claw 160a shown in Figure 15.

図16に、ハンド本体3の2つの指部20a、20bのそれぞれに爪160aを取り付け、図1に示すように2つの指部20a、20bの間を閉じた状態としたときの爪160aの様子を示す。図16は下面側斜視図である。図16に示すように、把持部17aはカップの形状をなし、2つのカップによって物品を挟むことで物品を把持する。 Figure 16 shows the appearance of the claws 160a when the two fingers 20a, 20b of the hand body 3 are each attached with the claws 160a closed as shown in Figure 1. Figure 16 is a bottom perspective view. As shown in Figure 16, the gripping portion 17a is cup-shaped, and grips an item by pinching it between the two cups.

図17に、本実施形態に係る爪180aを示す。図17(a)、図17(b)、及び図17(c)に、爪180aの下面図、左側面図、正面図を示す。また、図18に、ハンド本体3の2つの指部20a、20bのそれぞれに爪180aを取り付け、図1に示すように2つの指部20a、20bの間を閉じた状態としたときの爪180aの様子を示す。図18は下面側斜視図である。図15(b)に示す爪160aの把持部17aのカップ形状の幅と、図17(b)に示す爪180aの把持部17aのカップ形状の幅が異なる。カップのサイズ、形状によって、把持可能な物品の量や大きさを調整することができる。 Figure 17 shows the claw 180a according to this embodiment. Figures 17(a), 17(b), and 17(c) show a bottom view, a left side view, and a front view of the claw 180a. Figure 18 shows the state of the claw 180a when the claw 180a is attached to each of the two finger portions 20a and 20b of the hand body 3 and the two finger portions 20a and 20b are closed as shown in Figure 1. Figure 18 is a bottom perspective view. The width of the cup shape of the gripping portion 17a of the claw 160a shown in Figure 15(b) is different from the width of the cup shape of the gripping portion 17a of the claw 180a shown in Figure 17(b). The amount and size of the items that can be gripped can be adjusted depending on the size and shape of the cup.

図19に、本実施形態に係る爪200aを示す。図19(a)、図19(b)、及び図19(c)に、爪200aの下面図、左側面図、正面図を示す。図19に示す爪200aの把持部17aは、3本の長爪201aで構成される。長爪201aは、図11に示す長爪121aと比較すると、形状は幅が広く、柔軟性の高い樹脂素材によって構成される。 Figure 19 shows the claw 200a according to this embodiment. Figures 19(a), 19(b), and 19(c) show a bottom view, a left side view, and a front view of the claw 200a. The gripping portion 17a of the claw 200a shown in Figure 19 is composed of three long claws 201a. Compared to the long claw 121a shown in Figure 11, the long claws 201a are wider in shape and are made of a highly flexible resin material.

図20に、2つの指部20a、20bのそれぞれに爪200aを取り付けたときの、実際に物品を把持する様子を説明する図を示す。図20(a)には、物品を把持せずに指部20a、20bを閉じた状態、図20(b)には、指部20a、20bを開き、物品110を把持する前段階、図20(c)には、指部20a、20bを閉じ、物品110を把持している状態を示す。 Figure 20 shows how an object is actually grasped when claws 200a are attached to each of the two fingers 20a, 20b. Figure 20(a) shows the state in which the fingers 20a, 20b are closed without grasping an object, Figure 20(b) shows the state before the fingers 20a, 20b are opened and grasp the object 110, and Figure 20(c) shows the state in which the fingers 20a, 20b are closed and grasp the object 110.

図20に示す物品110は、一例として、刻んだ状態の葱である。刻んだ葱は、柔らかく、強い力で挟むと形状が変形する等、破損しやすい。図20に示す爪200aは、柔軟性の高い樹脂素材によって構成されているため、図20(c)に示すように、爪200aがしなることによって、刻んだ葱に対して、破損しない程度の力で挟むことができる。従来の金属部品を含むロボットハンドにおいて、把持力制御は複雑な制御系が必要となり、高速動作が困難となる。本実施形態に係る爪200aによれば、爪200aを柔軟性の高い樹脂素材によって構成することにより、破損しやすい物品を把持することができる。また、爪200aの柔軟性の度合い、長さ等の形状を調整することにより、物品の柔らかさ、形状、重量等に適応することができる。 The object 110 shown in FIG. 20 is, as an example, chopped green onions. Chopped green onions are soft and easily damaged, such as deforming when pinched with strong force. The claw 200a shown in FIG. 20 is made of a highly flexible resin material, so that the claw 200a can bend as shown in FIG. 20(c) to pinch the chopped green onions with a force that does not damage them. In conventional robot hands that include metal parts, a complex control system is required for gripping force control, making high-speed operation difficult. According to the claw 200a of this embodiment, the claw 200a is made of a highly flexible resin material, so that it can grip objects that are easily damaged. In addition, the degree of flexibility and the shape, such as the length, of the claw 200a can be adjusted to accommodate the softness, shape, weight, etc. of the object.

図21に、本実施形態に係る爪220aを示す。図21(a)、図21(b)、及び図21(c)に、爪220aの下面図、左側面図、正面図を示す。図21に示す爪220aの把持部17aは、押し当てプレート111を有する。 Figure 21 shows the claw 220a according to this embodiment. Figures 21(a), 21(b), and 21(c) show a bottom view, a left side view, and a front view of the claw 220a. The gripping portion 17a of the claw 220a shown in Figure 21 has a pressing plate 111.

図22に、2つの指部20a、20bのそれぞれに爪220aを取り付けたときの、実際に物品を把持する様子を説明する図を示す。図22(a)、及び図22(b)に示す物品は、一例として、刻んだ状態の葱である。刻んだ葱は、柔らかく、大量の刻んだ葱が積み上げられている場合、積み上げられた葱の上部に位置する葱は刻んだときの形状を保ち、密度が低くなっていると考えられる。積み上げられた葱の底部に位置する葱は、積まれた葱の重さにより圧迫され、密度が高くなっていると考えられる。積み上げられた葱の中間の深さに位置する葱は、上部に位置する葱と底部に位置する葱の間の密度になっていると考えられる。したがって、積まれた葱を取るタイミングによって、取れる葱の量が変わる。 Figure 22 shows a diagram for explaining the actual gripping of an object when claws 220a are attached to each of two finger portions 20a, 20b. The object shown in Figures 22(a) and 22(b) is chopped green onions, as an example. Chopped green onions are soft, and when a large amount of chopped green onions are piled up, it is considered that the green onions at the top of the stack retain their shape when chopped and have a low density. The green onions at the bottom of the stack are compressed by the weight of the onions on top and have a high density. The green onions at the middle depth of the stack are considered to have a density between the green onions at the top and the green onions at the bottom. Therefore, the amount of green onions that can be picked varies depending on the timing of picking the stacked onions.

図22(a)では、爪220aの押し当てプレート111は葱に触れていないため、葱の密度が、積み上げられた葱の上部において低くなっている。図22(b)では、押し当てプレート111を葱に押し当て葱に圧力をかけることによって、上部に位置する葱の密度が、中間の深さに位置する葱の密度と同程度になっている。 In FIG. 22(a), the pressing plate 111 of the claw 220a is not touching the onions, so the density of the onions is low at the top of the stack. In FIG. 22(b), the pressing plate 111 is pressed against the onions to apply pressure to them, so that the density of the onions at the top becomes similar to the density of the onions at the middle depth.

図22(a)、及び図22(b)に示す物品のように、バラ積みにされた物品に対して、押し当てプレートを使用することにより、表面状態を整えて把持量を安定化することができる。 For bulk piled items such as those shown in Figures 22(a) and 22(b), the use of a pressing plate can smooth out the surface condition and stabilize the amount of gripping.

図11~図22に示した爪は、本実施例に係るロボットハンドに使用できる爪の一例であるが、爪はこれらに限定されず、物品の形状、大きさ、硬さ等に応じて、様々な形状の爪を使用することができる。また、指部20a、20bは、図1に示すロボットハンド1においては2本であるが、3本以上であってもよく、指部20a、20bの本数に応じて爪の形状は変わり得る。さらに、図11~図22に示した爪は、全て、形状等が同一の2本の爪を2つの指部20a、20bのそれぞれに取り付けて使用するものであるが、一つのロボットハンドの複数の指部のそれぞれに取り付ける複数の爪は互いに同一である必要はなく、物品の形状、大きさ、硬さ等に応じて、一つのロボットハンドの複数の指部のそれぞれに取り付ける複数の爪は、形状等が互いに異なる爪であってもよい。 The claws shown in Figs. 11 to 22 are examples of claws that can be used in the robot hand according to this embodiment, but the claws are not limited to these, and claws of various shapes can be used depending on the shape, size, hardness, etc. of the object. In addition, although there are two fingers 20a, 20b in the robot hand 1 shown in Fig. 1, there may be three or more, and the shape of the claws may change depending on the number of fingers 20a, 20b. Furthermore, all of the claws shown in Figs. 11 to 22 are used by attaching two claws of the same shape, etc. to each of the two fingers 20a, 20b, but the multiple claws attached to each of the multiple fingers of one robot hand do not need to be the same as each other, and depending on the shape, size, hardness, etc. of the object, the multiple claws attached to each of the multiple fingers of one robot hand may be claws of different shapes, etc.

以上述べたように、本実施形態に係るロボットハンドは、安全性が高く、高速把持、解放動作が可能であり、洗浄時の作業負荷が低いロボットハンドを提供することができる。本実施形態において、本実施形態に係るロボットハンドが把持する物品は調理済み食品であるとしたが、これに限定されず、食品以外の物品にも対応可能である。 As described above, the robot hand according to this embodiment can provide a robot hand that is highly safe, capable of high-speed gripping and releasing operations, and reduces the workload during cleaning. In this embodiment, the item that the robot hand according to this embodiment grips is cooked food, but this is not limited to this and can also handle items other than food.

以上、本発明はここでは記載していない様々な実施形態等を含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。 The present invention naturally includes various embodiments not described here. Therefore, the technical scope of the present invention is determined only by the invention-specific matters related to the scope of the claims that are appropriate from the above explanation.

1 ロボットハンド
2 ツールチェンジャ
3 ハンド本体
4 爪部
4a、4b 爪
10 内部配管
12a、12b ベローズ
13a、13b 内側連結部
14 リンク
16a、16b 支持部
17a、17b 把持部
18a、18b 外側連結部
19 軸部
20a、20b 指部
22a 空間
23a、24a 溝
25a、25b 上側指部
52 エア接手
53 取付フランジ
55 バヨネットリング
56 ロボットハンド本体
57 パッキン
58 本体部
71 外爪
72 弾性部
74 間隙
75 突起
78 迎合孔
79 勘合溝
81、82 食品
83 作業員
84 食品容器
85 ロボット本体
86 ロボットアーム
90 突起部
91、92、93、94 本体支柱
95 支柱
96 迎合孔
100 爪
110 物品
111 押し当てプレート
120a、140a、160a、180a、200a、220a 爪
121 爪凹部
122 勘合溝凸部
123 爪先端部
123a、141a、121a 長爪
1 Robot hand 2 Tool changer 3 Hand body 4 Claw portion 4a, 4b Claw 10 Internal piping 12a, 12b Bellows 13a, 13b Inner connecting portion 14 Link 16a, 16b Support portion 17a, 17b Grip portion 18a, 18b Outer connecting portion 19 Shaft portion 20a, 20b Finger portion 22a Space 23a, 24a Groove 25a, 25b Upper finger portion 52 Air joint 53 Mounting flange 55 Bayonet ring 56 Robot hand body 57 Gasket 58 Body portion 71 Outer claw 72 Elastic portion 74 Gap 75 Protrusion 78 Receiving hole 79 Fitting groove 81, 82 Food 83 Worker 84 Food container 85 Robot body 86 Robot arm 90 Protrusion portion 91, 92, 93, 94 Body support 95 Support 96 Receiving hole 100 Claw 110 Article 111 Pressing plate 120a, 140a, 160a, 180a, 200a, 220a Claw 121 Claw recess 122 Fitting groove protrusion 123 Claw tip 123a, 141a, 121a Long claw

Claims (11)

物品を把持するための2以上の爪と、
2以上の前記爪のそれぞれが接続された前記爪と同数の指部であって、前記指部はリンクにおいて互いに回転可能に接続されている、前記指部と、
前記指部が接続された前記指部と同数のベローズと
を備え、
前記ベローズは空圧制御システムに接続され、前記空圧制御システムによって前記ベローズの内部の空圧が制御されて前記ベローズの長さが制御されることによって、前記指部の間の距離が制御されて前記爪によって前記物品が把持され、前記爪と、前記指部と、前記ベローズとは、いずれも樹脂素材によって構成され、
前記ベローズは、両端に連結部を備え、前記連結部は前記ベローズの端部を嵌める溝をそれぞれ有し前記空圧制御システム側に接続される前記連結部と前記ベローズの間パッキンを備えることを特徴とするロボットハンド。
Two or more jaws for gripping an object;
a number of fingers to which each of the two or more pawls is connected equal to the number of pawls to which it is connected, the fingers being rotatably connected to one another by links;
and a number of bellows equal to the number of the fingers to which the fingers are connected,
the bellows is connected to an air pressure control system, and the air pressure inside the bellows is controlled by the air pressure control system to control the length of the bellows, thereby controlling the distance between the fingers, and the claws grip the article; the claws, the fingers, and the bellows are all made of a resin material;
The robot hand is characterized in that the bellows has connecting parts at both ends, each of the connecting parts having a groove into which an end of the bellows fits , and a gasket is provided between the connecting parts connected to the pneumatic control system and the bellows.
前記爪は、前記指部に接続される位置に2つの突起部を有し、前記2つの突起部のそれぞれは、前記指部に設けられた2つの迎合孔に固定されることによって、前記爪は、前記指部に接続されることを特徴とする請求項1に記載のロボットハンド。 The robot hand described in claim 1, characterized in that the claw has two protrusions at a position where it is connected to the finger portion, and the two protrusions are fixed to two receiving holes provided on the finger portion, thereby connecting the claw to the finger portion. 前記指部の間の距離が最も小さいときの前記距離が、前記物品の大きさより大きいことを特徴とする請求項1に記載のロボットハンド。 The robot hand of claim 1, characterized in that the distance between the fingers when the distance is at its smallest is greater than the size of the object. 前記ロボットハンドを構成する部品の少なくとも一部に、所定の値を超える外力によって破壊される樹脂が用いられ、前記ロボットハンドに対する過負荷により、優先的に前記部品が破壊されることを特徴とする請求項1に記載のロボットハンド。 The robot hand according to claim 1, characterized in that at least some of the components constituting the robot hand are made of a resin that is destroyed by an external force exceeding a predetermined value, and that the components are preferentially destroyed by an overload on the robot hand. バヨネットリングと、前記空圧制御システムに接続された取付フランジとをさらに備え、前記取付フランジと前記ロボットハンドとを接触させ、前記バヨネットリングを回転させることによって前記取付フランジと前記ロボットハンドとを固定することを特徴とする請求項1に記載のロボットハンド。 The robot hand according to claim 1, further comprising a bayonet ring and a mounting flange connected to the pneumatic control system, and the mounting flange and the robot hand are fixed together by contacting the mounting flange with the robot hand and rotating the bayonet ring. 前記バヨネットリングは、勘合溝凸部を有する勘合溝を備え、
前記ロボットハンドは、爪凹部を有する外爪を備え、
前記バヨネットリングを回転させると、前記勘合溝は前記外爪対してスライドし、前記勘合溝凸部と前記爪凹部とが勘合することによって前記取付フランジと前記ロボットハンドとが固定されることを特徴とする請求項5に記載のロボットハンド。
The bayonet ring includes a fitting groove having a fitting groove protrusion,
The robot hand includes an outer claw having a claw recess,
The robot hand according to claim 5, characterized in that, when the bayonet ring is rotated, the mating groove slides relative to the outer claw, and the mating groove convex portion and the claw concave portion engage with each other, thereby fixing the mounting flange and the robot hand.
前記ロボットハンドは、弾性部と、前記弾性部の先端に突起を備え、
前記バヨネットリングは、迎合孔を備え、
前記バヨネットリングを回転させると、前記突起が前記迎合孔に入り、前記取付フランジと前記ロボットハンドとが固定されることを特徴とする請求項5に記載のロボットハンド。
The robot hand includes an elastic portion and a protrusion at a tip of the elastic portion,
The bayonet ring has a receiving hole,
6. The robot hand according to claim 5, wherein when the bayonet ring is rotated, the projection enters the receiving hole, and the mounting flange and the robot hand are fixed together.
第2のパッキンをさらに備え、前記第2のパッキンは前記取付フランジと前記ロボットハンドとの間に配置され、前記ロボットハンドの前記空圧制御システムのエア接手と、前記取付フランジの前記空圧制御システムのエア接手、及び、前記ロボットハンドの電気接点と、前記取付フランジの電気接点とは、前記取付フランジと前記ロボットハンドとが接触する位置において接続されることを特徴とする請求項5に記載のロボットハンド。 The robot hand according to claim 5, further comprising a second packing, the second packing being disposed between the mounting flange and the robot hand, and an air joint of the pneumatic control system of the robot hand, an air joint of the pneumatic control system of the mounting flange, and an electrical contact of the robot hand and an electrical contact of the mounting flange are connected at a position where the mounting flange and the robot hand come into contact. 前記爪は把持部を有し、前記把持部は複数の長爪から成ることを特徴とする請求項1に記載のロボットハンド。 The robot hand of claim 1, characterized in that the claw has a gripping portion, the gripping portion being made up of multiple long claws. 前記爪は把持部を有し、前記把持部はカップ形状をなすことを特徴とする請求項1に記載のロボットハンド。 The robot hand of claim 1, wherein the claw has a gripping portion, and the gripping portion is cup-shaped. 前記爪は把持部を有し、前記把持部は押し当てプレートを有することを特徴とする請求項1に記載のロボットハンド。
The robot hand according to claim 1 , wherein the claws have gripping portions, and the gripping portions have a pressing plate.
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020518480A (en) 2018-02-27 2020-06-25 ジィァンナン ユニバーシティー Electric-pneumatic combined drive Robot hand for physical distribution packaging simulating eagle claw of flexible finger

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08323675A (en) * 1995-06-02 1996-12-10 Kubota Corp Finger for robot hand
JP4026773B2 (en) * 2004-05-24 2007-12-26 株式会社前川製作所 Method and apparatus for gripping and moving food
JP6951106B2 (en) * 2017-04-14 2021-10-20 川崎重工業株式会社 Food holding device and its operation method
JP7151598B2 (en) * 2019-04-04 2022-10-12 株式会社ダイフク Article holding device
JP2022015985A (en) * 2020-07-10 2022-01-21 圭治郎 山本 Robot hand

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020518480A (en) 2018-02-27 2020-06-25 ジィァンナン ユニバーシティー Electric-pneumatic combined drive Robot hand for physical distribution packaging simulating eagle claw of flexible finger

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