ロボットハンド用交換爪モジュール
【課題】ロボットハンドのハンド本体に装備された指部材に着脱可能に装着されるロボットハンド用交換爪モジュールを提供すること。
【解決手段】指部材３を有するロボットハンド１に、指部材３に着脱可能で且つ指部材３の開閉動作に連動して開閉される爪部材１３を備えた交換爪モジュール５を着脱可能に装着する。交換爪モジュール５は、指部材３を挿入可能な挿入孔１２ｄを備え且つ爪部材１３が装備された爪支持部材１２、爪支持部材１２を対応する指部材３の開閉方向へ移動可能に案内する案内機構１５、案内機構１５を介して爪支持部材１２を支持するフレーム部材１１等を備えている。
【解決手段】指部材３を有するロボットハンド１に、指部材３に着脱可能で且つ指部材３の開閉動作に連動して開閉される爪部材１３を備えた交換爪モジュール５を着脱可能に装着する。交換爪モジュール５は、指部材３を挿入可能な挿入孔１２ｄを備え且つ爪部材１３が装備された爪支持部材１２、爪支持部材１２を対応する指部材３の開閉方向へ移動可能に案内する案内機構１５、案内機構１５を介して爪支持部材１２を支持するフレーム部材１１等を備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はロボットハンド用交換爪モジュールに関し、特にロボットハンドのハンド本体に装備された指部材に対して着脱可能に装着されるロボットハンド用交換爪モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、製造工場等において、垂直多関節ロボットや水平多関節ロボット等のアームの先端の手首部に取り付けられたロボットハンドが実用に供されている。複数種類の形状又は姿勢のワークを個別に把持してある場所から別の場所に移動させる為に、特許文献１，２のように、ワークに応じてハンド本体に装備される複数の指部材のみを交換可能としたものが実用化されている。
【０００３】
特許文献１のロボット装置（ロボットハンド）は、ロボットアームの先端に設けられたハンド本体（把持手段）と、このハンド本体に着脱可能な複数の把持爪（指部材）とを備えている。ハンド本体に把持爪を装着する場合、保持台（治具）に把持爪を保持し、ロボットアームを水平方向に移動させて、把持爪の上端部に形成された１対の係合溝に、ハンド本体の１対の把持爪装着部を係合させ、把持爪の上端部に設けられたロックピンをハンド本体の下端部に形成された凹部に係合させることで、ハンド本体に複数の把持爪を着脱可能に装着している。
【０００４】
特許文献２のロボットハンドは、ロボットアームの先端に取り付けられたハンド本体としてのコモンベースと、このコモンベースに着脱可能な且つモジュール化された複数のフィンガー（指部材）を有するフィンガーユニットとを備えている。コモンベースにフィンガーユニットを装着する場合、所定の治具にフィンガーユニットを設置し、ロボットアームをフィンガーユニットの上方から接近させて、フィンガーユニットの上端部に突出状に設けられた１対のロケートピンを、コモンベースの下端部に形成された１対のロケート穴に嵌合し、ロケートピンにロックピンを係合させることで、コモンベースにフィンガーユニットを装着している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−１２０１４０号公報
【特許文献２】特開２００７−２２２９７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１，２のロボットハンドでは、現在の指部材を一度取り外した後に、新たに別の指部材を装着することになる。再度元の指部材に復帰する場合、同様に、別の指部材を取り外した後に、元の指部材を装着することになり、２度の着脱作業を行う必要がある。従って、着脱作業に手間がかかり、作業能率が悪くなる。また、特許文献２のロボットハンドにおいては、各フィンガーユニットに複数の指部材を開閉駆動する為の開閉駆動源が内蔵されているので、製作コストが高価になる。
【０００７】
本発明の目的は、指部材に着脱可能に装着されるロボットハンド用交換爪モジュールを提供すること、作業能率を向上し得る且つ製作コストを低減可能なロボットハンド用交換爪モジュールを提供すること、複数種類の形状や姿勢のワークを把持可能なロボットハンド用交換爪モジュールを提供すること、等である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１のロボットハンド用交換爪モジュールは、指部材を有するロボットハンドに着脱可能に装着される交換爪モジュールであって、前記指部材に着脱可能で且つ前記指部材の開閉動作に連動して開閉される爪部材を備えたことを特徴としている。
【０００９】
請求項２のロボットハンド用交換爪モジュールは、請求項１の発明において、前記指部材を挿入可能な挿入孔を備え且つ前記爪部材を有する爪支持部材と、この爪支持部材を対応する指部材の開閉方向へ移動可能に案内する案内機構と、この案内機構を介して爪支持部材を支持するフレーム部材とを備えたことを特徴としている。
【００１０】
請求項３のロボットハンド用交換爪モジュールは、請求項２の発明において、前記指部材が爪支持部材の挿入孔に所定状態に挿入されたときに指部材を爪支持部材に対して解除可能にロックするロック機構を設けたことを特徴としている。
【００１１】
請求項４のロボットハンド用交換爪モジュールは、請求項３の発明において、前記ロック機構は、前記指部材に長さ方向と直交状に形成された横溝部と、前記爪支持部材に装着され且つ前記横溝部に係脱可能なボールプランジャとで構成されたことを特徴としている。
【００１２】
請求項５のロボットハンド用交換爪モジュールは、請求項２〜４の何れか１項の発明において、前記各爪支持部材と前記フレーム部材との間に、爪支持部材を開方向に弾性付勢する弾性部材を設けたことを特徴としている。
【００１３】
請求項６のロボットハンド用交換爪モジュールは、請求項２〜４の何れか１項の発明において、前記各爪支持部材と前記フレーム部材との間に、爪支持部材を閉方向に弾性付勢する弾性部材を設けたことを特徴としている。
【００１４】
請求項７のロボットハンド用交換爪モジュールは、請求項３〜６の何れか１項の発明において、前記指部材を前記挿入孔へ挿入する場合と前記指部材を前記挿入孔から抜き取る場合には、前記ハンド本体内の開閉駆動用駆動モータをサーボオフすることを特徴としている。
【００１５】
請求項８のロボットハンド用交換爪モジュールは、請求項３〜６の何れか１項の発明において、前記指部材を爪支持部材の挿入孔から抜き取る際には、予め前記交換爪モジュールを所定の保管治具にセットし且つ所定の状態に位置決めしてから抜き取ることを特徴としている。
【００１６】
請求項９のロボットハンド用交換爪モジュールは、請求項１〜８の何れか１項の発明において、前記爪部材は、減速又は増速機能を有する機構を介して爪支持部材に取り付けられたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１の発明（ロボットハンド用交換爪モジュール）によれば、指部材を有するロボットハンドに、指部材に着脱可能で且つ指部材の開閉動作に連動して開閉される爪部材を備えた交換爪モジュールが着脱可能に装着されるので、指部材を最も使用頻度の高い形状に構成して、種々の形状の異なるワークの取り出し作業に適用し、指部材では把持できないワークを取り出す場合にのみ、指部材に交換爪モジュールを装着して爪部材によってワークを取り出す。従って、指部材をロボットハンドから取り外す必要がなく、爪部材の着脱回数を減らすことがでるので、作業能率を高めることができる。
【００１８】
また、複数の交換爪モジュールを準備することで、複数種類のワークを保持可能とすることができ、汎用性を高めることができる。各交換爪モジュールに開閉駆動源を新たに設ける必要がないので、製作コストを低減することができる。
【００１９】
請求項２の発明によれば、指部材を挿入可能な挿入孔を備え且つ前記爪部材を有する爪支持部材と、この爪支持部材を対応する指部材の開閉方向へ移動可能に案内する案内機構と、この案内機構を介して爪支持部材を支持するフレーム部材とを備えたので、指部材の開閉方向への動作を、爪部材に円滑に且つ高精度に伝達することができる上、交換爪モジュールを全体としてコンパクトに構成でき、収納ケースの奥部や隅部などの狭隘スペースからのワークの取り出しが可能となる。
【００２０】
請求項３の発明によれば、指部材が爪支持部材の挿入孔に所定状態に挿入されたときに指部材を爪支持部材に対して解除可能にロックするロック機構を設けたので、このロック機構によって、指部材に交換爪モジュールを容易に装着する事ができる。
【００２１】
請求項４の発明によれば、ロック機構は、指部材に長さ方向と直交状に形成された横溝部と、爪支持部材に装着され且つ横溝部に係脱可能なボールプランジャとで構成されたので、ボールプランジャのボールを指部材の横溝部に係合することで、交換爪モジュールを指部材に確実に固定することができ、ボールプランジャのボールの横溝部に対する係合を解除することで、交換爪モジュールを指部材から容易に取り外すことができる。
【００２２】
請求項５の発明によれば、各爪支持部材とフレーム部材との間に、爪支持部材を開方向に弾性付勢する弾性部材を設けたので、ワークの内面を把持する場合に、指部材の把持力に弾性部材の弾性付勢力を付加することで、爪部材の把持力を向上させ、ロボットハンドの大型化を防止することができる。
【００２３】
請求項６の発明によれば、各爪支持部材とフレーム部材との間に、爪支持部材を閉方向に弾性付勢する弾性部材を設けたので、ワークの外面を把持する場合に、複数の指部材の把持力に弾性部材の弾性付勢力を付加することで、爪部材の把持力を向上させ、ロボットハンドの大型化を防止することができる。
【００２４】
請求項７の発明によれば、指部材を挿入孔へ挿入する場合と指部材を挿入孔から抜き取る場合には、ロボットハンド内の開閉駆動用駆動モータをサーボオフするので、指部材と交換爪モジュールの何れにも余計な負荷が加わらないフリーな状態で交換爪モジュールを着脱することできる。
【００２５】
請求項８の発明によれば、指部材を爪支持部材の挿入孔から抜き取る際には、予め交換爪モジュールを所定の保管治具にセットし且つ所定の状態に位置決めしてから抜き取るので、次に指部材に交換爪モジュールを装着する際に、指部材を交換爪モジュールの挿入孔に円滑に挿入して確実に装着でき、位置決めの為のセンサシステムを必要としないので、製作コストを低減することができる。
【００２６】
請求項９の発明によれば、爪部材は、減速又は増速機能を有する機構を介して爪支持部材に取り付けられたので、爪部材によるワークに対する把持力を減速又は増速機能を有する機構によって調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】実施例１に係るロボットハンドとこのロボットハンドに装備されたロボットハンド用交換爪モジュールの正面図である。
【図２】指部材に装備されたロボットハンド用交換爪モジュールの上方からの斜視図である。
【図３】指部材に装備されたロボットハンド用交換爪モジュールの下方からの斜視図である。
【図４】ロボットハンド用交換爪モジュールの平面図である。
【図５】ロボットハンド用交換爪モジュールの裏面図である。
【図６】指部材と爪支持部材と爪部材の斜視図である。
【図７】指部材と爪支持部材と爪部材の斜視図である。
【図８】指部材と爪支持部材と爪部材の断面図である。
【図９】指部材の斜視図である。
【図１０】保管治具と保管治具にセットされたロボットハンド用交換爪モジュールの斜視図である。
【図１１】実施例２に係るロボットハンド用交換爪モジュールの平面図である。
【図１２】実施例３に係るロボットハンド用交換爪モジュールの平面図である。
【図１３】実施例４に係るロボットハンド用交換爪モジュールの正面図である。
【図１４】１対のリンク部材と爪部材の裏面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明を実施するための形態について実施例に基づいて説明する。
【実施例１】
【００２９】
先ず、ロボットハンド１について説明する。
図１〜図３に示すように、ロボットハンド１は、垂直多関節ロボットや水平多関節ロボット等のロボットアームＡに設けられるものである。ロボットハンド１は、ロボットアームＡの先端に手首部Ａ１を介して回転軸心Ｓの回りに回転駆動可能に取り付けられたハンド本体２と、このハンド本体２に装備された開閉可能な既設の標準的な汎用性の高い３つの指部材３とを有している。このロボットハンド１の３つの指部材３に、後述する交換爪モジュール５が着脱可能に装着される。以下では、ロボットハンド１は、縦向きの基準姿勢にした場合を例として説明する。
【００３０】
図１に示すように、ハンド本体２は、円筒状の外周面を有し、ロボットアームＡの先端の手首部Ａ１の取付面Ｆに位置決めピンで位置決めした状態で複数のボルトで固定されている。ハンド本体２内にはハンド駆動機構が設けられ、このハンド駆動機構の開閉駆動用駆動モータＭにより３つの指部材３が開閉駆動される。
【００３１】
３つの指部材３は、ハンド本体２の下端部に周方向に１２０度間隔に設けられ、ワーク（図示略）を解除可能に把持するように構成されている。尚、指部材３の数は３つに限定される訳ではなく、１つでも２つでもよく、４つ以上でもよい。以下では、１つの指部材３について説明する。
【００３２】
図１〜図３，図６〜図９に示すように、指部材３は側面視Ｌ型に構成され、指部材３の上端部に形成された固定部７と、この固定部７の軸心Ｓ側の内端側約１／４部分から下方へ鉛直向きに所定長さ延びる指部８とから一体的に形成されている。
【００３３】
固定部７は、放射方向へ細長い矩形板状に形成されている。この固定部７には、２つのボルト挿通孔７ａと、上方開放状のピン穴７ｂが形成され、ハンド本体２内のハンド駆動機構の出力部にピン部材により位置決めした状態で、複数のボルトにより固定され、軸心Ｓを中心として半径方向（放射方向）へ開閉動作するようになっている。固定部７の内端部分は、開角約１２０度のテーパ形状の端部に平面を設けた形状である。
【００３４】
指部８は、固定部７の周方向幅の約１／３程度の幅を有する。この指部８の内端部は、固定部７と同様に開角約１２０度のテーパ形状の端部に平面を設けた形状である。
指部材３の内端部には、軸心Ｓと平行方向（鉛直方向）に延びる把持面８ａであってワークを把持可能な把持面８ａが形成されている（図２，図３，図７，図８参照）。
【００３５】
指部８の外側面には、軸心Ｓと平行な鉛直面８ｂ、この鉛直面８ｂの下端に連なり且つ下方ほど軸心Ｓ側に傾斜するテーパ面８ｃが形成されている。指部８の長さ方向の中段部の鉛直面８ｂの下部には、後述するロック機構１４の断面Ｖ形の横溝部８ｄが形成されている。
【００３６】
ハンド本体２内のハンド駆動機構の開閉駆動用駆動モータＭを正転方向や逆転方向へ駆動して、３つの指部材３を接近方向（閉方向）へ駆動することにより、３つの把持面８ａ間にワークの外面を把持することができ、３つの指部材３を離隔方向（開方向）へ駆動することにより、ワークに対する把持を解除することができる。上記とは反対に、ワークの穴の内面を把持したり、把持解除したりすることもできる。
【００３７】
次に、交換爪モジュール５について説明する。
図１〜図８に示すように、交換爪モジュール５は、フレーム部材１１と、このフレーム部材１１の内側に周方向１２０度おきに配置された３つの爪支持部材１２と、これら３つの爪支持部材１２の下端部に夫々固定された３つの爪部材１３と、交換爪モジュール５を３つの指部材３にロックする為の３つのロック機構１４と、３つの爪支持部材１２が放射方向に移動するように夫々案内する３つの案内機構１５と、３つの爪支持部材１２を夫々閉方向に弾性付勢する３組のスプリング部材１６等を備え、ロボットハンド１の３つの指部材３に着脱可能に装着されるものである。
【００３８】
次に、フレーム部材１１について説明する。
図１〜図５に示すように、フレーム部材１１は、ロボットハンド１の軸心Ｓを中心とする正六角形の外形を有し、３つの案内機構１５を介して３組の爪支持部材１２及び爪部材１３を夫々支持するものである。フレーム部材１１は、６つ辺を形成する６つの辺形成部１１ａと、１つおきの辺形成部１１ａの中央部の内面に夫々続されて軸心Ｓ方向に延びて中心部において一体的に連結され且つ平面視にてＹ形をなす３つの放射枠部１１ｂとから一体的に形成されている。
【００３９】
フレーム部材１１には、隣接する２つの放射枠部１１ｂの間で辺形成部１１ａの内側に夫々形成された３つの開口部１８が形成されている。これら開口部１８の軸心Ｓ側内端部には凹部１１ｃが夫々形成されている。各開口部１８に、爪支持部材１２と、ロック機構１４と、案内機構１５と、１対のスプリング部材１６が１組ずつ配設されている。各爪支持部材１２の下面には、爪部材１３が固定されている。
【００４０】
次に、複数の爪支持部材１２について説明するが、これらは同じ構成であるので１つの爪支持部材１２について説明する。
図１〜図８に示すように、爪支持部材１２は、径方向内側に向けて突出する凸部を有する平面視凸の字形に形成され、１対のガイドロッド２６を介して半径方向に移動可能にフレーム部材１１に設けられている。爪支持部材１２は、直方体状の本体部１２ａと、この本体部１２ａから内側に突出する平面視Ｃ形の凸部１２ｂと、本体部１２ａの下部から辺形成部１１ａの方へ延びる平板部１２ｃとを有する。
【００４１】
爪支持部材１２は、指部材３を挿入可能な挿入孔１２ｄと、後述するボールプランジャ２３が装着された装着孔１２ｅと、１対のガイドロッド２６が挿通された１対のロッド挿通孔１２ｆとを備えている。挿入孔１２ｄは、凸部１２ｂに軸心Ｓと平行な鉛直方向に貫通状に形成されている。装着孔１２ｅは、本体部１２ａの周方向中心部から挿入孔１２ｄに向けて水平に貫通状に形成されている。１対のロッド挿通孔１２ｆは、本体部１２ａの装着孔１２ｅを挟んだ両側部分に装着された低摩擦の鍔付き軸受１２ｇでもって夫々形成されている。
【００４２】
爪支持部材１２の本体部１２ａと凸部１２ｂは、フレーム部材１１よりも上下方向に厚く形成されている。本体部１２ａの下部には、位置決めピンが挿入される下方開放状のピン穴１２ｈが形成され、平板部１２ｃには爪部材１３を固定する為の２つのボルト孔１２ｉが形成されている。
【００４３】
爪支持部材１２が、１対のスプリング部材１６により最大限閉じた閉位置にある場合、爪支持部材１２の凸部１２ｂが放射枠部１１ｂの凹部１１ｃに僅かな隙間をもって係合し、本体部１２ａの内端面のうち凸部１２ｂの両側部位が、放射枠部１１ｂの凹部１１ｃの両側の受止面１１ｄに面接触して受け止められる。
【００４４】
次に、複数の爪部材１３について説明するが、これらは全て同じ構成であるので１つの爪部材１３について説明する。
図１〜図３，図５〜図８に示すように、爪部材１３は側面視Ｌ型に構成され、指部材３によって開閉駆動されるものである。爪部材１３は、上端部に形成された固定部２１と、この固定部２１の軸心Ｓ側の内端側約１／３部分から下方へ鉛直に延びる爪部２２とから一体的に形成されている。爪部材１３は、指部材３の鉛直方向の全長の約１／２程度の長さのものである。
【００４５】
固定部２１は、放射方向へ細長い矩形板状に形成されている。この固定部２１には、２つのボルト挿通孔２１ａと、上方開放状のピン穴２１ｂとが形成されている。この固定部２１は、爪支持部材１２の平板部１２ｃに対してピン部材２１ｃにより位置決めした状態で、２つのボルト２１ｄにより固定されている。指部材３が爪支持部材１２の挿入孔１２ｄに挿入されてロック機構１４によりロックされた状態では、指部材３の爪部２２は爪部材１３の内側近傍に位置し、爪部材１３の爪部２２は指部材３の下端よりも下方へ突出し、指部材３の下端は爪部２２の中段部に位置する。このため、爪部材１３により、指部材３より大型のワークを把持可能である。この「把持」とは、ワークの外面を把持する場合と、ワークの内面を内側から押圧して把持する場合を含む。
【００４６】
爪部２２は、固定部２１の幅方向と同じ幅を有する。爪部材１３の軸心Ｓ側の先端側部分において、固定部２１と爪部２２の下端部を除く大部分の内端側面は１対のテーパ面と中央の平面とを含む折れ面である。爪部２２の下端部には、半径方向と直交状の鉛直面な把持面２２ａであって、ワークＷを把持可能な把持面２２ａが形成されている。爪部２２の径方向外側面には、径方向と直交状の鉛直面２２ｂが形成されている。
【００４７】
交換爪モジュール５において、３つの指部材３を接近方向(閉方向)へ駆動させることにより、３つの爪支持部材１２を介して３つの爪部材１３を接近方向へ移動させ、３つの爪部２２によってワークＷを把持することができ、上記と逆に駆動することで、ワークＷの把持を解除することができる。
【００４８】
他方、ワークの内面を把持する場合は、３つの指部材３を離隔方向(開方向)へ駆動させることにより、３つの爪支持部材１２を介して３つの爪部材１３を離隔方向へ移動させ、３つの爪部２２によってワークＷの内面を把持することができ、上記と逆に駆動することで、ワークＷの把持を解除することができる。
尚、爪部材１３の形状は一例を示したに過ぎず、把持対象となるワークの形状又は姿勢に応じて種々の形状を採用可能である。
【００４９】
次に、複数のロック機構１４について説明するが、これらは全て同じ構成であるので１つのロック機構１４について説明する。
図６，図８，図９に示すように、ロック機構１４は、指部材３の指部８に長さ方向と直交状に形成された上述の横溝部８ｄと、爪支持部材１２に装着され且つ横溝部８ｄに係脱可能なボールプランジャ２３とで構成されている。ロック機構１４は、指部材３の指部８が爪支持部材１２の挿入孔１２ｄに所定状態に挿入されたときに指部材３を爪支持部材１２に対して解除可能にロックするものである。
【００５０】
図８に示すように、ボールプランジャ２３は、筒体２３ａと、この筒体２３ａ内に装着された圧縮バネ２３ｂと、筒体２３ａの内端部の内側に可動に保持され且つ圧縮バネ２３ｂにより弾性付勢されて横溝部８ｄに係脱可能なボール２３ｃとを有する。筒体２３ａの収容孔に圧縮バネ２３ｂとボール２３ｃが収容されている。圧縮バネ２３ｂは、収容孔に圧縮状に装着され、バネ受板２３ｄを介してボール２３ｃを挿入孔１２ｄの方へ弾性付勢している。
【００５１】
筒体２３ａの外周部には雄ネジが形成され、この筒体２３ａはボール２３ｃが挿入孔１２ｄ内に突出するように装着孔１２ｅに螺合されている。筒体２３ａはロックナット２４により爪支持部材１２の本体部１２ａに固定されている。それ故、ボールプランジャ２３の筒体２３ａを回動することによって先端部（ボール２３ｃ）の位置を調整可能に構成されている。
【００５２】
交換爪モジュール５を３つの指部材３に装着し、指部材３を爪支持部材１２にロックする場合、３つの指部材３の指部８が上方から３つの挿入孔１２ｄに夫々挿入されると、指部８のテーパ面８ｃによって、ボール２３ｃが圧縮バネ２３ｂの付勢力に抗して径方向外側に押圧されて筒体２３ａ内に退入し、指部８の横溝部８ｄがボール２３ｃの位置に達すると、圧縮バネ２３ｂの弾性付勢力によってボール２３ａが進出して横溝部８ｄに係合しロック状態となる。
【００５３】
ロックを解除する場合、指部材３を上方へ引き抜くと、横溝部８ｄの下側斜面によって、ボール２３ｃが圧縮バネ２３ｂの付勢力に抗して径方向外側に押圧されて筒体２３ａ内に退入し、指部材３のロックが解除される。尚、横溝部８ｄがボール２３ｃの位置に達する状態が所定状態に相当する。
【００５４】
次に、複数の案内機構１５について説明するが、これらは全て同じ構成であるので１つの案内機構１５について説明する。
図２〜図５に示すように、案内機構１５は、辺形成部１１ａと直交する方向に延びる１対のガイドロッド２６を有し、爪支持部材１２に対応する指部材３の開閉方向へ爪支持部材１２を移動可能に案内するものである。１対のガイドロッド２６は、辺形成部１１ａと直交状に且つ所定の間隔をあけて平行に配置され、爪支持部材１２を貫通する状態にしてフレーム部材１１に装着されている。
【００５５】
１対のガイドロッド２６は、辺形成部１１ａの１対の挿通孔に夫々挿通され、開口部１８を横断して、爪支持部材１２の１対の鍔付き軸受１２ｇに形成した水平なロッド挿通孔１２ｆを挿通し、内端部が放射枠部１１ｂの受止面１１ｄに開口したネジ穴に螺合されている。１対のガイドロッド２６の径方向外側の端部には頭部２６ａが形成され、この頭部２６ａが辺形成部１１ａの外面に係止されている。
【００５６】
辺形成部１１ａにおいて、１対の頭部２６ａ間には貫通孔１１ｅが形成されている。この貫通孔１１ｅにより、爪支持部材１２が径方向外側に移動した場合、ボールプランジャ２３の外側端部を、辺形成部１１ａの内側面と接触させずに逃すことができる。また、ボールプランジャ２３の位置を調整する場合、この貫通孔１１ｅを介して工具を筒体２３ａの六角穴２３ｅに係合させることができる。
【００５７】
次に、複数の１対のスプリング部材１６について説明するが、これらは全て同じ構成であるので１対のスプリング部材１６について説明する。
図２〜図５に示すように、１対のスプリング部材１６（弾性部材に相当する）は、各爪支持部材１２と辺形成部１１ａとの間に設けられ、爪支持部材１２を閉方向に弾性付勢している。１対のスプリング部材１６は、１対のガイドロッド２６に圧縮状に夫々外装されている。各スプリング部材１６の径方向外側端部が、辺形成部１１ａの内側面に当接し、各スプリング部材１６の径方向内側端部が、爪支持部材１２の本体部１２ａに設けられた鍔付き軸受１２ｇの外側鍔部に当接している。
【００５８】
ここで、本発明の交換爪モジュール５が指部材３から取り外された際に収容される保管治具３０について説明する。
図１０に示すように、保管治具３０は、交換爪モジュール５を所定の位置決め状態にして収容する為の収容部を形成する収容部形成部材３２を備え、例えば、ベース部材３１の上端部に組付けられている。尚、保管治具３０に関しては、図１０の前後左右を前後左右として説明する。
【００５９】
ベース部材３１は、図１０の仮想線で示すように平面視コ字型に形成されているが、特にこの形状に限定する必要はなく、収容部形成部材３２が固定可能であれば種々の形状を採用可能である。また、収容部形成部材３２が何らかの場所に固定可能な状態であれば、ベース部材３１を省略しても良い。
【００６０】
収容部形成部材３２は、受止用溝部４１ａを形成する規制部材４１と、ガイド用溝部４２ａを形成する左右１対の規制部材４２とを備えている。これら規制部材４１，４２は、側面視Ｌ型の同様の外形形状に夫々構成されている。規制部材４１は、受止用溝部４１ａが前方に開口するように複数のボルト４３を介してベース部材３１に固定され、１対の規制部材４２は、ガイド用溝部４２ａが対向するように複数のボルト４３を介してベース部材３１に夫々固定され、これら受止用溝部４１ａとガイド用溝部４２ａによって収容部が形成されている。対向するガイド用溝部４２ａの間は、交換爪モジュール５の六角形の外接円の直径より僅かに大きい。
【００６１】
この保管治具３０においては、ロボットアームＡの移動に伴いロボットハンド１に装備された交換爪モジュール５を前方から収容部のガイド用溝部４２ａ間に挿入し、フレーム部材１１の１つの辺形成部１１ｂを受止用溝部４１ａの奥端壁面に当接させ、ロボットハンド１の複数の指部材３により所定の位置決め状態にされて収容部に収納されるように構成されている。
【００６２】
次に、本発明の交換爪モジュール５の作用・効果について説明する。
例えば、既設の標準的な汎用性の高い３つの指部材３によって、種々の形状の異なるワークを収納した収納ケースからワークを取り出して、ある場所から別の場所に移動させる場合、図示しないロボット制御ユニットによりロボットアームＡを駆動制御して、収納ケースの上方にロボットハンド１を移動させる。
【００６３】
次に、ロボットハンド１を把持対象となるワークに向けて下方に移動させ、ハンド制御ユニットにより３つの指部材３を制御して、ワークを把持して取り出す。そして、ロボットハンド１を移動させて目的位置のパレット上にワークを載置し、次のワークを取り出す為に、再びロボットハンド１を収納ケースの上方に移動させ、以下同様にして複数のワークの取り出し作業を連続して行ない、パレット上に複数のワークを整列させた状態に載置する。しかし、３つの指部材３では、例外的に把持できないワークＷが含まれている場合がある。そこで、このワークＷを収納ケースから取り出すために、３つの指部材に交換爪モジュール５を装着する。
【００６４】
先ず、ロボット制御ユニットによりロボットアームＡを駆動制御して、保管治具３０にセットされている交換爪モジュール５の上方にロボットハンド１を移動させる。次に、ロボットハンド１を下方（鉛直方向）に移動させ、３つの指部材３を上方から交換爪モジュール５の対応する複数の挿入孔１２ｄへ夫々挿入し、３つの指部材３の横溝部８ｄにロック機構１４のボール２３ｃを夫々係合させてロック状態にする。尚、複数の指部材３を複数の挿入孔１２ｄへ挿入するとき、ハンド本体２内の開閉駆動用駆動モータＭをサーボオフして、フリーな状態で実行する。
【００６５】
次に、ロボットアームＡを駆動制御して、交換爪モジュール５が装着されたロボットハンド１を水平方向に移動させ、保管治具３０の収容部から交換爪モジュール５を抜き出し、収納ケースの上方にロボットハンド１を移動させる。次に、ロボットハンド１を把持対象となるワークＷに向けて下方に移動させ、ハンド制御ユニットにより３つの指部材３を介して３つの爪部材１３を制御して、ワークＷを把持して取り出す。このとき、交換爪モジュール５のスプリング部材１６が閉方向に弾性付勢されているので、ワークＷの把持力を向上させることができる。そして、ロボットハンド１を移動させて目的位置のパレット上にワークＷを載置する。
【００６６】
次に、３つの指部材３による把持作業に復帰する場合、ロボットアームＡを駆動制御して、ロボットハンド１を保管治具３０の収容部に対して水平方向に移動させ、交換爪モジュール５を収容部に挿入する。交換爪モジュール５を保管治具３０へ収容した後に、ロボットハンド１を上方に移動させると、交換爪モジュール５が保管治具３０に係止されてロック機構１４による横溝部８ｄへのロック状態が解除され、ロボットハンド１から交換爪モジュール５を取り外すことができる。そして、再度３つの指部材３によってワークの取り出し作業を継続する。
【００６７】
尚、３つの指部材３を３つの挿入孔１２ｄから抜き取る場合には、ハンド本体２内の開閉駆動用駆動モータＭをサーボオフするが、３つの指部材３を３つの爪支持部材１２の挿入孔１２ｄから抜き取る際には、予め交換爪モジュール５を所定の保管治具３０にセットし且つ次回装着時に３つの指部材３を対応する３つの挿入孔１２ｄに円滑に挿入し易い所定の状態に位置決めしてから抜き取るように制御する。この位置決めにおいては、交換爪モジュール５の中心と３つの挿入孔１２ｄの中心が一致しているので、３つの指部材３で交換爪モジュール５の爪部材１３を把持動作（閉動作）させることで位置決めすることができる。
【００６８】
この交換爪モジュール５によれば、ロボットアームＡの先端に手首部Ａ１を介して回転駆動可能に取り付けられたハンド本体２と、このハンド本体２に装備された開閉可能な既設の３つの指部材３とを有するロボットハンド１に、３つの指部材３の開閉動作に連動して開閉される３つの爪部材１３を備えた交換爪モジュール５が着脱可能に装着されるので、既設の３つの指部材３を最も使用頻度の高い形状に構成して、種々の形状の異なるワークの取り出し作業に適用し、３つの指部材３では把持できないワークＷを取り出す場合にのみ、例外的に３つの指部材３に交換爪モジュール５を装着して３つの爪部材１３によってワークＷを取り出す。従って、指部材３をハンド本体２から取り外す必要がなく、爪部材の着脱回数を減らすことがでるので、作業能率を高めることができる。
【００６９】
また、複数の交換爪モジュール５を準備することで、複数種類のワークを保持可能とすることができ、汎用性を高めることができる。各交換爪モジュール５に爪部材１３を開閉駆動する為の開閉駆動源を新たに設ける必要がないので、コストを低減することができる。
【００７０】
３つの指部材３を挿入可能な挿入孔１２ｄを夫々備え且つ３つの爪部材１３が夫々装備された３つの爪支持部材１２と、これら３つの爪支持部材１２を対応する指部材３の開閉方向へ夫々移動可能に案内する３つの案内機構１５と、これら３つの案内機構１５を介して３つの爪支持部材１２を夫々支持するフレーム部材１１を備えたので、３つの指部材３の開閉方向への動作を、３つの爪部材１３に円滑に且つ高精度に伝達することができる上、交換爪モジュール５を全体としてコンパクトに構成でき、収納ケースの奥部や隅部などの狭隘スペースからのワークの取り出しが可能となる。
【００７１】
３つの指部材３の各々が爪支持部材１２の挿入孔１２ｄに所定状態に挿入されたときに指部材３を爪支持部材１２に対して解除可能にロックする３つのロック機構１４を設けたので、これら３つのロック機構１４によって、３つの指部材３に対する交換爪モジュール５を容易に装着する事ができる。
【００７２】
ロック機構１４は、指部材３に長さ方向と直交状に形成された横溝部８ｄと、爪支持部材１２に装着され且つ横溝部８ｄに係脱可能なボールプランジャ２３とで構成されたので、ボールプランジャ２３のボール２３ｃを指部材３の横溝部８ｄに係合することで、交換爪モジュール５を指部材３に確実に固定することができ、ボールプランジャ２３のボール２３ｃの横溝部８ｄに対する係合を解除することで、交換爪モジュール５を指部材３から容易に取り外すことができる。
【００７３】
各爪支持部材１２とフレーム部材１１との間に、爪支持部材１２を閉方向に弾性付勢するスプリング部材１６を設けたので、ワークの外面を把持する場合に、３つの指部材３の把持力に対してスプリング部材１６の弾性付勢力を付加することで、爪部材１３の把持力を向上させ、ロボットハンド１の大型化を防止することができる。
【００７４】
指部材３を挿入孔１２ｄへ挿入する場合と指部材３を挿入孔１２ｄから抜き取る場合には、ハンド本体２内の開閉駆動用駆動モータＭをサーボオフするので、指部材３と交換爪モジュール５の何れにも余計な負荷が加わらないフリーな状態で交換爪モジュール５を着脱することできる。
【００７５】
３つの指部材３を３つの爪支持部材１２の挿入孔１２ｄから抜き取る際には、予め交換爪モジュール５を所定の保管治具３０にセットし且つ所定の状態に位置決めしてから抜き取るので、次に３つの指部材３に交換爪モジュール５を装着する際に、指部材３を交換爪モジュール５の挿入孔１２ｄに円滑に挿入して確実に装着でき、位置決めの為のセンサシステムを必要としないので、製作コストを低減することができる。
【実施例２】
【００７６】
次に、実施例１の交換爪モジュール５を部分的に変更した実施例２について説明するが、前記実施例１と同様の構成要素には同様の参照符号を付して説明は省略し、異なる構成要素についてのみ説明する。図１１に示すように、この交換爪モジュール５Ａは、各爪支持部材１２とフレーム部材１１との間に、爪支持部材１２を開方向に弾性付勢する１対のスプリング部材１６Ａを設けたものである。
【００７７】
図１１に示すように、１対のスプリング部材１６Ａ（弾性部材に相当する）は、各爪支持部材１２とフレーム部材１１の放射枠部１１ｂとの間に設けられ、爪支持部材１２を開方向に弾性付勢している。１対のスプリング部材１６Ａは、１対のガイドロッド２６に圧縮状に夫々外嵌されている。各スプリング部材１６Ａの径方向外側端部が、爪支持部材１２の本体部１２ａに当接し、各スプリング部材１６Ａの径方向内側端部が、放射枠部１１ｂに当接している。
【００７８】
以上説明したように、各爪支持部材１２とフレーム部材１１との間に、爪支持部材１２を開方向に弾性付勢するスプリング部材１６Ａを設けたので、ワークの内面を把持する場合に、複数の指部材３の把持力に対してスプリング部材１６Ａの弾性付勢力を付加することで、爪部材１３の把持力を向上させ、ロボットハンド１の大型化を防止することができる。
【実施例３】
【００７９】
次に、実施例１の交換爪モジュール５を部分的に変更した実施例３について説明するが、前記実施例１と同様の構成要素には同様の参照符号を付して説明は省略し、異なる構成要素についてのみ説明する。図１２に示すように、この交換爪モジュール５Ｂは、２つの爪部材１３を支持する為の形状の異なる２つの爪支持部材１２，１２Ｂを有し、一方の爪支持部材１２Ｂに２つの指部材３が挿入可能な細長い長円形状の挿入孔５１が形成されている。
【００８０】
図１２に示すように、交換爪モジュール５Ｂは、１つの指部材３を挿入可能な挿入孔１２ｄを備え且つ１つの爪部材１３が装備された爪支持部材１２と、２つの指部材３を挿入可能な挿入孔５１を備え且つ１つの爪部材１３が装備された前記爪支持部材１２より大きいサイズの爪支持部材１２Ｂと、これら２つの爪支持部材１２，１２Ｂを対応する指部材３の開閉方向へ夫々移動可能に案内する２つの案内機構１５，１５Ｂと、これら２つの案内機構１５，１５Ｂを介して２つの爪支持部材１２，１２Ｂを夫々支持するフレーム部材１１Ｂと、指部材３を爪支持部材１２に対して解除可能にロックするロック機構１４や、爪支持部材１２，１２Ｂを閉方向に弾性付勢するスプリング部材１６等を備えている。
【００８１】
フレーム部材１１Ｂは、ロボットハンド１の軸心Ｓを中心とする正六角形の外形を有し、２つの案内機構１５，１５Ｂを介して２組の爪支持部材１２，１２Ｂと爪部材１３を夫々支持するものである。フレーム部材１１Ｂは、６つ辺を形成する６つの辺形成部１１Ｂａと、対向する角部とこの角部の両側の辺形成部１１Ｂｂの内面に夫々接続されて軸心Ｓ方向に延びて中心部において一体的に連結され且つ幅広の直線形状をなす２つの放射枠部１１Ｂｂとから一体的に形成されている。
【００８２】
フレーム部材１１Ｂの内側には、２つの放射枠部１１Ｂｂを挟んで対向状に２つの開口部１８，１８Ｂが形成されている。これら開口部１８，１８Ｂの軸心Ｓ側内端部には凹部１１ｃ，１１Ｂｃが夫々形成されている。右側の開口部１８Ｂは、フレーム部材１１の右側半分の大部分を占める開口面積を有している。右側の開口部１８Ｂには、爪支持部材１２Ｂ、案内機構１５Ｂ、１対のスプリング部材１６が１組配設されている。尚、左側の開口部１８は前記実施例１と同様であり、この左側の開口部１８に配設された爪支持部材１２、ロック機構１４や案内機構１５等は前記実施例１と同様であるので説明は省略する。
【００８３】
右側の爪支持部材１２Ｂは、ほぼ直方体状に形成され、案内機構１５Ｂの１対のガイドロッド２６Ｂを介して辺形成部１１Ｂｂと直交する方向に移動可能にフレーム部材１１Ｂに設けられている。爪支持部材１２Ｂは、直方体状の本体部１２Ｂａと、この本体部１２Ｂａから内側に僅かに突出する凸部１２Ｂｂと、本体部１２Ｂａの下部から辺形成部１１Ｂａの方へ延びて辺形成部１１Ｂａの下面に当接している平板部１２Ｂｃとを有する。爪支持部材１２Ｂには、２つの指部材３を挿入可能な長円形状の挿入孔５１と、１対のガイドロッド２６が挿通された１対のロッド挿通孔（図示略）が形成されている。
【００８４】
爪支持部材１２Ｂが、１対のスプリング部材１６により最大限閉じた閉位置にある場合、爪支持部材１２Ｂの凸部１２Ｂｂが放射枠部１１Ｂｂの凹部１１Ｂｃに僅かな隙間をもって係合し、本体部１２Ｂａの内端面のうち凸部１２Ｂｂの両側部位が、放射枠部１１Ｂｂの凹部１１Ｂｃの両側の受止面１１Ｂｄに面接触して受け止められる。爪支持部材１２Ｂが最大限開いた開位置にある場合、２つの指部材３は挿入孔５１の両端部に当接する。
【００８５】
案内機構１５Ｂは、辺形成部１１Ｂａと直交する方向に延びる１対のガイドロッド２６Ｂを有し、１対のガイドロッド２６Ｂは、辺形成部１１ａと直交状に且つ１対のガイドロッド２６間の間隔より広い間隔をあけて平行に配置されている。
【００８６】
交換爪モジュール５Ｂを指部材３に装着する場合、１つの指部材３を爪支持部材１２の挿入孔１２ｄに挿入し、２つの指部材３を爪支持部材１２Ｂの挿入孔５１の両端部から間隔をあけた位置に挿入し、３つの指部材３に交換爪モジュール５Ｂを装着する。ハンド制御ユニットによる開駆動に伴い、３つの指部材３を開方向（放射方向）に移動させると、爪支持部材１２は前記実施例１と同様に１つの指部材３に連動して外側に移動される。爪支持部材１２Ｂにおいては、２つの指部材３が挿入孔５１の両端部に向けて移動しながら爪支持部材１２Ｂを外側に移動させ、交換爪モジュール５Ｂを開状態にすることができる。このとき、爪支持部材１２Ｂの爪部材１３の把持力は、２つの指部材３のベクトルの合成により爪支持部材１２の爪部材１３と同じ把持力を奏する。
【００８７】
以上説明したように、既設の３つの指部材３を備えたロボットハンド１に対して、実施例１の３つの爪部材１３を備えた交換爪モジュール５に代えて、２つの爪部材１３を備えた交換爪モジュール５Ｂを装着することができるので、交換爪モジュール５Ｂの汎用性を高めることができる。尚、爪部材１３の形状は、前記実施例１と同様のものであっても良いし、その他の形状を採用しても良い。
【実施例４】
【００８８】
次に、実施例１の交換爪モジュール５を部分的に変更した実施例４について説明するが、前記実施例１と同様の構成要素には同様の参照符号を付して説明は省略し、異なる構成要素についてのみ説明する。図１３，図１４に示すように、この交換爪モジュール５Ｃにおいて、複数の爪部材１３Ｃは、１対のリンク部材５５，５６を介して複数の爪支持部材１２Ｃに夫々取り付けられている。尚、この実施例４では、指部材３と爪部材１３Ｃは、夫々２つの場合を例にして説明する。
【００８９】
図１３，図１４に示すように、交換爪モジュール５Ｃは、２つの指部材３を挿入可能な挿入孔（図示略）を夫々備え且つ２つの爪部材１３Ｃが１対のリンク部材５５，５６を介して夫々装備された２つの爪支持部材１２Ｃと、これら２つの爪支持部材１２Ｃを対応する指部材３の開閉方向へ夫々移動可能に案内する２つの案内機構（図示略）と、これら２つの案内機構を介して２つの爪支持部材１２Ｃを夫々支持するフレーム部材１１Ｃと、指部材３を爪支持部材１２Ｃに対して解除可能にロックするロック機構（図示略）や、爪支持部材１２Ｃを閉方向に弾性付勢するスプリング部材（図示略）等を備えている。尚、フレーム部材１１Ｃ、爪支持部材１２Ｃ、案内機構、ロック機構、スプリング部材等は前記実施例１と実質的に同様のものであるので詳細な説明は省略する。
【００９０】
各爪支持部材１２Ｃの下端部に、１対のリンク部材５５，５６の上端部がピン部材５７を介して回動可能に夫々支持され、１対のリンク部材５５，５６の長手方向中段部の下側において１対のリンク部材５５，５６の交差部分（全長の下側から約１／３部分）はピン部材５８により回動可能に連結されている。尚、この１対のリンク部材５５，５６が、減速機能を有する機構に相当する。
【００９１】
２つの爪部材１３Ｃは、矩形状に形成され、１対のリンク部材５５，５６の先端部（下端部）に一体的に夫々取り付けられている。２つの爪部材１３Ｃは、１対のリンク部材５５，５６を介して開状態（図１３の実線参照）と閉状態（図１３の２点鎖線参照）に亙って回動可能に構成されている。２つの爪部材１３Ｃには、閉状態で鉛直面となる把持面５９が夫々形成されている。
【００９２】
２つの指部材３に交換爪モジュール５Ｃが装着されている状態で、ロボットハンド１の閉駆動に伴い２つの指部材３が水平方向に接近する方向に移動すると、図１３に示すように、２つの爪部材１３Ｃは下方に移動しながら各把持面５９が、指部材３の開閉速度より遅い開閉速度（指部材３の開閉速度の約１／２〜１／３倍の開閉速度）に減速されて接近する方向に移動し、閉状態になる。ワークを把持する場合は、１対のリンク部材５５，５６を介して爪部材１３Ｃが閉駆動されるので、１対のリンク部材５５，５６による減速機能により、爪部材１３Ｃの把持力は、指部材３の把持力と比較して約２〜３倍程度に増力される。
【００９３】
以上説明したように、各爪部材１３Ｃは、１対のリンク部材５５，５６を介して爪支持部材１２Ｃに取り付けられたので、複数の爪部材１３Ｃによる把持力を１対のリンク部材５５，５６（減速機能を有する機構）によって増力することができる。尚、実施例４の１対のリンク部材５５，５６である減速機能を有する機構は一例を示すものに過ぎず、種々の構造の減速機能を有する機構を採用することが可能である。また、減速機能に代えて、増速機能を有する種々の構造の機構を採用することも可能である。これら減速又は増速機能を有する機構により把持力を調整することができる。
【００９４】
次に、前記実施例を部分的に変更した形態について説明する。
［１］前記実施例１，２においては、ロボットハンド１は３つの指部材３を備え、交換爪モジュール５，５Ａは３つの爪部材１３を備え、前記実施例３においては、ロボットハンド１は３つの指部材３を備え、交換爪モジュール５Ｂは２つの爪部材１３を備え、前記実施例４においては、ロボットハンド１は２つの指部材３を備え、交換爪モジュール５Ｃは２つの爪部材１３Ｃを備えているが、特にこれらの数に限定する必要はなく、ロボットハンド１が指部材３を１つや２つ又は４つ以上備え、交換爪モジュール５が爪部材１３を１つや２つ又は４つ以上備える構成にしても良いし、１又は複数の指部材３に交換爪モジュール５を装備して１又は複数の爪部材１３を開閉駆動可能であれば、種々の数の組み合わせを採用可能である。
【００９５】
［２］前記実施例１〜４の交換爪モジュール５，５Ａ，５Ｂ，５Ｃにおけるフレーム部材１１，１１Ｂ，１１Ｃや爪支持部材１２，１２Ｂ，１２Ｃは一例を示すものに過ぎず、種々の構造のフレーム部材や爪支持部材を採用することが可能であり、フレーム部材１１，１１Ｂ，１１Ｃや爪支持部材１２，１２Ｂ，１２Ｃは、鋼製のものでも良く、軽合金製のものでも良く、合成樹脂製のものでも良い。
【００９６】
［３］前記実施例１〜４のロック機構１４において、指部材３の横溝部８ｄに対してボールプランジャ２３のボール２３ｃを係合させてロックする構造を採用しているが、特にこの構造に限定する必要はなく、その他の種々のロック手段によりロックしても良い。
【００９７】
［４］前記実施例１〜４の複数の指部材３の形状は一例を示したに過ぎず、挿入孔１２ｄに挿入可能で且つ横溝部８ｄが形成されていれば、把持対象となるワークの形状又は姿勢に応じて種々の形状を採用可能である。
【００９８】
［５］前記実施例１〜３の交換爪モジュール５，５Ａ，５Ｂにおいて、爪支持部材１２，１２Ｂと爪部材１３は別々に構成されているが、特にこの別々の構成に限定する必要はなく、爪支持部材１２，１２Ｂと爪部材１３を一体的に形成しても良い。
【００９９】
［６］前記実施例１〜３において、弾性部材としてスプリング部材１６，１６Ａが採用されているが、特にスプリング部材１６，１６Ａに限定する必要なく、ゴム部材等の他の爪支持部材を弾性付勢するものであれば種々のものが採用可能である。
【０１００】
［７］その他、当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱することなく、前記実施例の種々の変更を付加した形態で実施可能で、本発明はそのような変更形態を包含するものである。
【符号の説明】
【０１０１】
Ａ ロボットアーム
Ａ１ 手首部
Ｆ 取付面
Ｗ ワーク
１ ロボットハンド
２ ハンド本体
３ 指部材
５，５Ａ，５Ｂ，５Ｃ 交換爪モジュール
８ｄ 横溝部
１１，１１Ｂ，１１Ｃ フレーム部材
１２，１２Ｂ，１２Ｃ 爪支持部材
１２ｄ，５１ 挿入孔
１３，１３Ｃ 爪部材
１４ ロック機構
１５，１５Ｂ 案内機構
１６，１６Ａ スプリング部材
２３ ボールプランジャ
３０ 保管治具
５５，５６ １対のリンク部材（減速又は増速機能を有する機構）
【技術分野】
【０００１】
本発明はロボットハンド用交換爪モジュールに関し、特にロボットハンドのハンド本体に装備された指部材に対して着脱可能に装着されるロボットハンド用交換爪モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、製造工場等において、垂直多関節ロボットや水平多関節ロボット等のアームの先端の手首部に取り付けられたロボットハンドが実用に供されている。複数種類の形状又は姿勢のワークを個別に把持してある場所から別の場所に移動させる為に、特許文献１，２のように、ワークに応じてハンド本体に装備される複数の指部材のみを交換可能としたものが実用化されている。
【０００３】
特許文献１のロボット装置（ロボットハンド）は、ロボットアームの先端に設けられたハンド本体（把持手段）と、このハンド本体に着脱可能な複数の把持爪（指部材）とを備えている。ハンド本体に把持爪を装着する場合、保持台（治具）に把持爪を保持し、ロボットアームを水平方向に移動させて、把持爪の上端部に形成された１対の係合溝に、ハンド本体の１対の把持爪装着部を係合させ、把持爪の上端部に設けられたロックピンをハンド本体の下端部に形成された凹部に係合させることで、ハンド本体に複数の把持爪を着脱可能に装着している。
【０００４】
特許文献２のロボットハンドは、ロボットアームの先端に取り付けられたハンド本体としてのコモンベースと、このコモンベースに着脱可能な且つモジュール化された複数のフィンガー（指部材）を有するフィンガーユニットとを備えている。コモンベースにフィンガーユニットを装着する場合、所定の治具にフィンガーユニットを設置し、ロボットアームをフィンガーユニットの上方から接近させて、フィンガーユニットの上端部に突出状に設けられた１対のロケートピンを、コモンベースの下端部に形成された１対のロケート穴に嵌合し、ロケートピンにロックピンを係合させることで、コモンベースにフィンガーユニットを装着している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−１２０１４０号公報
【特許文献２】特開２００７−２２２９７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１，２のロボットハンドでは、現在の指部材を一度取り外した後に、新たに別の指部材を装着することになる。再度元の指部材に復帰する場合、同様に、別の指部材を取り外した後に、元の指部材を装着することになり、２度の着脱作業を行う必要がある。従って、着脱作業に手間がかかり、作業能率が悪くなる。また、特許文献２のロボットハンドにおいては、各フィンガーユニットに複数の指部材を開閉駆動する為の開閉駆動源が内蔵されているので、製作コストが高価になる。
【０００７】
本発明の目的は、指部材に着脱可能に装着されるロボットハンド用交換爪モジュールを提供すること、作業能率を向上し得る且つ製作コストを低減可能なロボットハンド用交換爪モジュールを提供すること、複数種類の形状や姿勢のワークを把持可能なロボットハンド用交換爪モジュールを提供すること、等である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１のロボットハンド用交換爪モジュールは、指部材を有するロボットハンドに着脱可能に装着される交換爪モジュールであって、前記指部材に着脱可能で且つ前記指部材の開閉動作に連動して開閉される爪部材を備えたことを特徴としている。
【０００９】
請求項２のロボットハンド用交換爪モジュールは、請求項１の発明において、前記指部材を挿入可能な挿入孔を備え且つ前記爪部材を有する爪支持部材と、この爪支持部材を対応する指部材の開閉方向へ移動可能に案内する案内機構と、この案内機構を介して爪支持部材を支持するフレーム部材とを備えたことを特徴としている。
【００１０】
請求項３のロボットハンド用交換爪モジュールは、請求項２の発明において、前記指部材が爪支持部材の挿入孔に所定状態に挿入されたときに指部材を爪支持部材に対して解除可能にロックするロック機構を設けたことを特徴としている。
【００１１】
請求項４のロボットハンド用交換爪モジュールは、請求項３の発明において、前記ロック機構は、前記指部材に長さ方向と直交状に形成された横溝部と、前記爪支持部材に装着され且つ前記横溝部に係脱可能なボールプランジャとで構成されたことを特徴としている。
【００１２】
請求項５のロボットハンド用交換爪モジュールは、請求項２〜４の何れか１項の発明において、前記各爪支持部材と前記フレーム部材との間に、爪支持部材を開方向に弾性付勢する弾性部材を設けたことを特徴としている。
【００１３】
請求項６のロボットハンド用交換爪モジュールは、請求項２〜４の何れか１項の発明において、前記各爪支持部材と前記フレーム部材との間に、爪支持部材を閉方向に弾性付勢する弾性部材を設けたことを特徴としている。
【００１４】
請求項７のロボットハンド用交換爪モジュールは、請求項３〜６の何れか１項の発明において、前記指部材を前記挿入孔へ挿入する場合と前記指部材を前記挿入孔から抜き取る場合には、前記ハンド本体内の開閉駆動用駆動モータをサーボオフすることを特徴としている。
【００１５】
請求項８のロボットハンド用交換爪モジュールは、請求項３〜６の何れか１項の発明において、前記指部材を爪支持部材の挿入孔から抜き取る際には、予め前記交換爪モジュールを所定の保管治具にセットし且つ所定の状態に位置決めしてから抜き取ることを特徴としている。
【００１６】
請求項９のロボットハンド用交換爪モジュールは、請求項１〜８の何れか１項の発明において、前記爪部材は、減速又は増速機能を有する機構を介して爪支持部材に取り付けられたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１の発明（ロボットハンド用交換爪モジュール）によれば、指部材を有するロボットハンドに、指部材に着脱可能で且つ指部材の開閉動作に連動して開閉される爪部材を備えた交換爪モジュールが着脱可能に装着されるので、指部材を最も使用頻度の高い形状に構成して、種々の形状の異なるワークの取り出し作業に適用し、指部材では把持できないワークを取り出す場合にのみ、指部材に交換爪モジュールを装着して爪部材によってワークを取り出す。従って、指部材をロボットハンドから取り外す必要がなく、爪部材の着脱回数を減らすことがでるので、作業能率を高めることができる。
【００１８】
また、複数の交換爪モジュールを準備することで、複数種類のワークを保持可能とすることができ、汎用性を高めることができる。各交換爪モジュールに開閉駆動源を新たに設ける必要がないので、製作コストを低減することができる。
【００１９】
請求項２の発明によれば、指部材を挿入可能な挿入孔を備え且つ前記爪部材を有する爪支持部材と、この爪支持部材を対応する指部材の開閉方向へ移動可能に案内する案内機構と、この案内機構を介して爪支持部材を支持するフレーム部材とを備えたので、指部材の開閉方向への動作を、爪部材に円滑に且つ高精度に伝達することができる上、交換爪モジュールを全体としてコンパクトに構成でき、収納ケースの奥部や隅部などの狭隘スペースからのワークの取り出しが可能となる。
【００２０】
請求項３の発明によれば、指部材が爪支持部材の挿入孔に所定状態に挿入されたときに指部材を爪支持部材に対して解除可能にロックするロック機構を設けたので、このロック機構によって、指部材に交換爪モジュールを容易に装着する事ができる。
【００２１】
請求項４の発明によれば、ロック機構は、指部材に長さ方向と直交状に形成された横溝部と、爪支持部材に装着され且つ横溝部に係脱可能なボールプランジャとで構成されたので、ボールプランジャのボールを指部材の横溝部に係合することで、交換爪モジュールを指部材に確実に固定することができ、ボールプランジャのボールの横溝部に対する係合を解除することで、交換爪モジュールを指部材から容易に取り外すことができる。
【００２２】
請求項５の発明によれば、各爪支持部材とフレーム部材との間に、爪支持部材を開方向に弾性付勢する弾性部材を設けたので、ワークの内面を把持する場合に、指部材の把持力に弾性部材の弾性付勢力を付加することで、爪部材の把持力を向上させ、ロボットハンドの大型化を防止することができる。
【００２３】
請求項６の発明によれば、各爪支持部材とフレーム部材との間に、爪支持部材を閉方向に弾性付勢する弾性部材を設けたので、ワークの外面を把持する場合に、複数の指部材の把持力に弾性部材の弾性付勢力を付加することで、爪部材の把持力を向上させ、ロボットハンドの大型化を防止することができる。
【００２４】
請求項７の発明によれば、指部材を挿入孔へ挿入する場合と指部材を挿入孔から抜き取る場合には、ロボットハンド内の開閉駆動用駆動モータをサーボオフするので、指部材と交換爪モジュールの何れにも余計な負荷が加わらないフリーな状態で交換爪モジュールを着脱することできる。
【００２５】
請求項８の発明によれば、指部材を爪支持部材の挿入孔から抜き取る際には、予め交換爪モジュールを所定の保管治具にセットし且つ所定の状態に位置決めしてから抜き取るので、次に指部材に交換爪モジュールを装着する際に、指部材を交換爪モジュールの挿入孔に円滑に挿入して確実に装着でき、位置決めの為のセンサシステムを必要としないので、製作コストを低減することができる。
【００２６】
請求項９の発明によれば、爪部材は、減速又は増速機能を有する機構を介して爪支持部材に取り付けられたので、爪部材によるワークに対する把持力を減速又は増速機能を有する機構によって調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】実施例１に係るロボットハンドとこのロボットハンドに装備されたロボットハンド用交換爪モジュールの正面図である。
【図２】指部材に装備されたロボットハンド用交換爪モジュールの上方からの斜視図である。
【図３】指部材に装備されたロボットハンド用交換爪モジュールの下方からの斜視図である。
【図４】ロボットハンド用交換爪モジュールの平面図である。
【図５】ロボットハンド用交換爪モジュールの裏面図である。
【図６】指部材と爪支持部材と爪部材の斜視図である。
【図７】指部材と爪支持部材と爪部材の斜視図である。
【図８】指部材と爪支持部材と爪部材の断面図である。
【図９】指部材の斜視図である。
【図１０】保管治具と保管治具にセットされたロボットハンド用交換爪モジュールの斜視図である。
【図１１】実施例２に係るロボットハンド用交換爪モジュールの平面図である。
【図１２】実施例３に係るロボットハンド用交換爪モジュールの平面図である。
【図１３】実施例４に係るロボットハンド用交換爪モジュールの正面図である。
【図１４】１対のリンク部材と爪部材の裏面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明を実施するための形態について実施例に基づいて説明する。
【実施例１】
【００２９】
先ず、ロボットハンド１について説明する。
図１〜図３に示すように、ロボットハンド１は、垂直多関節ロボットや水平多関節ロボット等のロボットアームＡに設けられるものである。ロボットハンド１は、ロボットアームＡの先端に手首部Ａ１を介して回転軸心Ｓの回りに回転駆動可能に取り付けられたハンド本体２と、このハンド本体２に装備された開閉可能な既設の標準的な汎用性の高い３つの指部材３とを有している。このロボットハンド１の３つの指部材３に、後述する交換爪モジュール５が着脱可能に装着される。以下では、ロボットハンド１は、縦向きの基準姿勢にした場合を例として説明する。
【００３０】
図１に示すように、ハンド本体２は、円筒状の外周面を有し、ロボットアームＡの先端の手首部Ａ１の取付面Ｆに位置決めピンで位置決めした状態で複数のボルトで固定されている。ハンド本体２内にはハンド駆動機構が設けられ、このハンド駆動機構の開閉駆動用駆動モータＭにより３つの指部材３が開閉駆動される。
【００３１】
３つの指部材３は、ハンド本体２の下端部に周方向に１２０度間隔に設けられ、ワーク（図示略）を解除可能に把持するように構成されている。尚、指部材３の数は３つに限定される訳ではなく、１つでも２つでもよく、４つ以上でもよい。以下では、１つの指部材３について説明する。
【００３２】
図１〜図３，図６〜図９に示すように、指部材３は側面視Ｌ型に構成され、指部材３の上端部に形成された固定部７と、この固定部７の軸心Ｓ側の内端側約１／４部分から下方へ鉛直向きに所定長さ延びる指部８とから一体的に形成されている。
【００３３】
固定部７は、放射方向へ細長い矩形板状に形成されている。この固定部７には、２つのボルト挿通孔７ａと、上方開放状のピン穴７ｂが形成され、ハンド本体２内のハンド駆動機構の出力部にピン部材により位置決めした状態で、複数のボルトにより固定され、軸心Ｓを中心として半径方向（放射方向）へ開閉動作するようになっている。固定部７の内端部分は、開角約１２０度のテーパ形状の端部に平面を設けた形状である。
【００３４】
指部８は、固定部７の周方向幅の約１／３程度の幅を有する。この指部８の内端部は、固定部７と同様に開角約１２０度のテーパ形状の端部に平面を設けた形状である。
指部材３の内端部には、軸心Ｓと平行方向（鉛直方向）に延びる把持面８ａであってワークを把持可能な把持面８ａが形成されている（図２，図３，図７，図８参照）。
【００３５】
指部８の外側面には、軸心Ｓと平行な鉛直面８ｂ、この鉛直面８ｂの下端に連なり且つ下方ほど軸心Ｓ側に傾斜するテーパ面８ｃが形成されている。指部８の長さ方向の中段部の鉛直面８ｂの下部には、後述するロック機構１４の断面Ｖ形の横溝部８ｄが形成されている。
【００３６】
ハンド本体２内のハンド駆動機構の開閉駆動用駆動モータＭを正転方向や逆転方向へ駆動して、３つの指部材３を接近方向（閉方向）へ駆動することにより、３つの把持面８ａ間にワークの外面を把持することができ、３つの指部材３を離隔方向（開方向）へ駆動することにより、ワークに対する把持を解除することができる。上記とは反対に、ワークの穴の内面を把持したり、把持解除したりすることもできる。
【００３７】
次に、交換爪モジュール５について説明する。
図１〜図８に示すように、交換爪モジュール５は、フレーム部材１１と、このフレーム部材１１の内側に周方向１２０度おきに配置された３つの爪支持部材１２と、これら３つの爪支持部材１２の下端部に夫々固定された３つの爪部材１３と、交換爪モジュール５を３つの指部材３にロックする為の３つのロック機構１４と、３つの爪支持部材１２が放射方向に移動するように夫々案内する３つの案内機構１５と、３つの爪支持部材１２を夫々閉方向に弾性付勢する３組のスプリング部材１６等を備え、ロボットハンド１の３つの指部材３に着脱可能に装着されるものである。
【００３８】
次に、フレーム部材１１について説明する。
図１〜図５に示すように、フレーム部材１１は、ロボットハンド１の軸心Ｓを中心とする正六角形の外形を有し、３つの案内機構１５を介して３組の爪支持部材１２及び爪部材１３を夫々支持するものである。フレーム部材１１は、６つ辺を形成する６つの辺形成部１１ａと、１つおきの辺形成部１１ａの中央部の内面に夫々続されて軸心Ｓ方向に延びて中心部において一体的に連結され且つ平面視にてＹ形をなす３つの放射枠部１１ｂとから一体的に形成されている。
【００３９】
フレーム部材１１には、隣接する２つの放射枠部１１ｂの間で辺形成部１１ａの内側に夫々形成された３つの開口部１８が形成されている。これら開口部１８の軸心Ｓ側内端部には凹部１１ｃが夫々形成されている。各開口部１８に、爪支持部材１２と、ロック機構１４と、案内機構１５と、１対のスプリング部材１６が１組ずつ配設されている。各爪支持部材１２の下面には、爪部材１３が固定されている。
【００４０】
次に、複数の爪支持部材１２について説明するが、これらは同じ構成であるので１つの爪支持部材１２について説明する。
図１〜図８に示すように、爪支持部材１２は、径方向内側に向けて突出する凸部を有する平面視凸の字形に形成され、１対のガイドロッド２６を介して半径方向に移動可能にフレーム部材１１に設けられている。爪支持部材１２は、直方体状の本体部１２ａと、この本体部１２ａから内側に突出する平面視Ｃ形の凸部１２ｂと、本体部１２ａの下部から辺形成部１１ａの方へ延びる平板部１２ｃとを有する。
【００４１】
爪支持部材１２は、指部材３を挿入可能な挿入孔１２ｄと、後述するボールプランジャ２３が装着された装着孔１２ｅと、１対のガイドロッド２６が挿通された１対のロッド挿通孔１２ｆとを備えている。挿入孔１２ｄは、凸部１２ｂに軸心Ｓと平行な鉛直方向に貫通状に形成されている。装着孔１２ｅは、本体部１２ａの周方向中心部から挿入孔１２ｄに向けて水平に貫通状に形成されている。１対のロッド挿通孔１２ｆは、本体部１２ａの装着孔１２ｅを挟んだ両側部分に装着された低摩擦の鍔付き軸受１２ｇでもって夫々形成されている。
【００４２】
爪支持部材１２の本体部１２ａと凸部１２ｂは、フレーム部材１１よりも上下方向に厚く形成されている。本体部１２ａの下部には、位置決めピンが挿入される下方開放状のピン穴１２ｈが形成され、平板部１２ｃには爪部材１３を固定する為の２つのボルト孔１２ｉが形成されている。
【００４３】
爪支持部材１２が、１対のスプリング部材１６により最大限閉じた閉位置にある場合、爪支持部材１２の凸部１２ｂが放射枠部１１ｂの凹部１１ｃに僅かな隙間をもって係合し、本体部１２ａの内端面のうち凸部１２ｂの両側部位が、放射枠部１１ｂの凹部１１ｃの両側の受止面１１ｄに面接触して受け止められる。
【００４４】
次に、複数の爪部材１３について説明するが、これらは全て同じ構成であるので１つの爪部材１３について説明する。
図１〜図３，図５〜図８に示すように、爪部材１３は側面視Ｌ型に構成され、指部材３によって開閉駆動されるものである。爪部材１３は、上端部に形成された固定部２１と、この固定部２１の軸心Ｓ側の内端側約１／３部分から下方へ鉛直に延びる爪部２２とから一体的に形成されている。爪部材１３は、指部材３の鉛直方向の全長の約１／２程度の長さのものである。
【００４５】
固定部２１は、放射方向へ細長い矩形板状に形成されている。この固定部２１には、２つのボルト挿通孔２１ａと、上方開放状のピン穴２１ｂとが形成されている。この固定部２１は、爪支持部材１２の平板部１２ｃに対してピン部材２１ｃにより位置決めした状態で、２つのボルト２１ｄにより固定されている。指部材３が爪支持部材１２の挿入孔１２ｄに挿入されてロック機構１４によりロックされた状態では、指部材３の爪部２２は爪部材１３の内側近傍に位置し、爪部材１３の爪部２２は指部材３の下端よりも下方へ突出し、指部材３の下端は爪部２２の中段部に位置する。このため、爪部材１３により、指部材３より大型のワークを把持可能である。この「把持」とは、ワークの外面を把持する場合と、ワークの内面を内側から押圧して把持する場合を含む。
【００４６】
爪部２２は、固定部２１の幅方向と同じ幅を有する。爪部材１３の軸心Ｓ側の先端側部分において、固定部２１と爪部２２の下端部を除く大部分の内端側面は１対のテーパ面と中央の平面とを含む折れ面である。爪部２２の下端部には、半径方向と直交状の鉛直面な把持面２２ａであって、ワークＷを把持可能な把持面２２ａが形成されている。爪部２２の径方向外側面には、径方向と直交状の鉛直面２２ｂが形成されている。
【００４７】
交換爪モジュール５において、３つの指部材３を接近方向(閉方向)へ駆動させることにより、３つの爪支持部材１２を介して３つの爪部材１３を接近方向へ移動させ、３つの爪部２２によってワークＷを把持することができ、上記と逆に駆動することで、ワークＷの把持を解除することができる。
【００４８】
他方、ワークの内面を把持する場合は、３つの指部材３を離隔方向(開方向)へ駆動させることにより、３つの爪支持部材１２を介して３つの爪部材１３を離隔方向へ移動させ、３つの爪部２２によってワークＷの内面を把持することができ、上記と逆に駆動することで、ワークＷの把持を解除することができる。
尚、爪部材１３の形状は一例を示したに過ぎず、把持対象となるワークの形状又は姿勢に応じて種々の形状を採用可能である。
【００４９】
次に、複数のロック機構１４について説明するが、これらは全て同じ構成であるので１つのロック機構１４について説明する。
図６，図８，図９に示すように、ロック機構１４は、指部材３の指部８に長さ方向と直交状に形成された上述の横溝部８ｄと、爪支持部材１２に装着され且つ横溝部８ｄに係脱可能なボールプランジャ２３とで構成されている。ロック機構１４は、指部材３の指部８が爪支持部材１２の挿入孔１２ｄに所定状態に挿入されたときに指部材３を爪支持部材１２に対して解除可能にロックするものである。
【００５０】
図８に示すように、ボールプランジャ２３は、筒体２３ａと、この筒体２３ａ内に装着された圧縮バネ２３ｂと、筒体２３ａの内端部の内側に可動に保持され且つ圧縮バネ２３ｂにより弾性付勢されて横溝部８ｄに係脱可能なボール２３ｃとを有する。筒体２３ａの収容孔に圧縮バネ２３ｂとボール２３ｃが収容されている。圧縮バネ２３ｂは、収容孔に圧縮状に装着され、バネ受板２３ｄを介してボール２３ｃを挿入孔１２ｄの方へ弾性付勢している。
【００５１】
筒体２３ａの外周部には雄ネジが形成され、この筒体２３ａはボール２３ｃが挿入孔１２ｄ内に突出するように装着孔１２ｅに螺合されている。筒体２３ａはロックナット２４により爪支持部材１２の本体部１２ａに固定されている。それ故、ボールプランジャ２３の筒体２３ａを回動することによって先端部（ボール２３ｃ）の位置を調整可能に構成されている。
【００５２】
交換爪モジュール５を３つの指部材３に装着し、指部材３を爪支持部材１２にロックする場合、３つの指部材３の指部８が上方から３つの挿入孔１２ｄに夫々挿入されると、指部８のテーパ面８ｃによって、ボール２３ｃが圧縮バネ２３ｂの付勢力に抗して径方向外側に押圧されて筒体２３ａ内に退入し、指部８の横溝部８ｄがボール２３ｃの位置に達すると、圧縮バネ２３ｂの弾性付勢力によってボール２３ａが進出して横溝部８ｄに係合しロック状態となる。
【００５３】
ロックを解除する場合、指部材３を上方へ引き抜くと、横溝部８ｄの下側斜面によって、ボール２３ｃが圧縮バネ２３ｂの付勢力に抗して径方向外側に押圧されて筒体２３ａ内に退入し、指部材３のロックが解除される。尚、横溝部８ｄがボール２３ｃの位置に達する状態が所定状態に相当する。
【００５４】
次に、複数の案内機構１５について説明するが、これらは全て同じ構成であるので１つの案内機構１５について説明する。
図２〜図５に示すように、案内機構１５は、辺形成部１１ａと直交する方向に延びる１対のガイドロッド２６を有し、爪支持部材１２に対応する指部材３の開閉方向へ爪支持部材１２を移動可能に案内するものである。１対のガイドロッド２６は、辺形成部１１ａと直交状に且つ所定の間隔をあけて平行に配置され、爪支持部材１２を貫通する状態にしてフレーム部材１１に装着されている。
【００５５】
１対のガイドロッド２６は、辺形成部１１ａの１対の挿通孔に夫々挿通され、開口部１８を横断して、爪支持部材１２の１対の鍔付き軸受１２ｇに形成した水平なロッド挿通孔１２ｆを挿通し、内端部が放射枠部１１ｂの受止面１１ｄに開口したネジ穴に螺合されている。１対のガイドロッド２６の径方向外側の端部には頭部２６ａが形成され、この頭部２６ａが辺形成部１１ａの外面に係止されている。
【００５６】
辺形成部１１ａにおいて、１対の頭部２６ａ間には貫通孔１１ｅが形成されている。この貫通孔１１ｅにより、爪支持部材１２が径方向外側に移動した場合、ボールプランジャ２３の外側端部を、辺形成部１１ａの内側面と接触させずに逃すことができる。また、ボールプランジャ２３の位置を調整する場合、この貫通孔１１ｅを介して工具を筒体２３ａの六角穴２３ｅに係合させることができる。
【００５７】
次に、複数の１対のスプリング部材１６について説明するが、これらは全て同じ構成であるので１対のスプリング部材１６について説明する。
図２〜図５に示すように、１対のスプリング部材１６（弾性部材に相当する）は、各爪支持部材１２と辺形成部１１ａとの間に設けられ、爪支持部材１２を閉方向に弾性付勢している。１対のスプリング部材１６は、１対のガイドロッド２６に圧縮状に夫々外装されている。各スプリング部材１６の径方向外側端部が、辺形成部１１ａの内側面に当接し、各スプリング部材１６の径方向内側端部が、爪支持部材１２の本体部１２ａに設けられた鍔付き軸受１２ｇの外側鍔部に当接している。
【００５８】
ここで、本発明の交換爪モジュール５が指部材３から取り外された際に収容される保管治具３０について説明する。
図１０に示すように、保管治具３０は、交換爪モジュール５を所定の位置決め状態にして収容する為の収容部を形成する収容部形成部材３２を備え、例えば、ベース部材３１の上端部に組付けられている。尚、保管治具３０に関しては、図１０の前後左右を前後左右として説明する。
【００５９】
ベース部材３１は、図１０の仮想線で示すように平面視コ字型に形成されているが、特にこの形状に限定する必要はなく、収容部形成部材３２が固定可能であれば種々の形状を採用可能である。また、収容部形成部材３２が何らかの場所に固定可能な状態であれば、ベース部材３１を省略しても良い。
【００６０】
収容部形成部材３２は、受止用溝部４１ａを形成する規制部材４１と、ガイド用溝部４２ａを形成する左右１対の規制部材４２とを備えている。これら規制部材４１，４２は、側面視Ｌ型の同様の外形形状に夫々構成されている。規制部材４１は、受止用溝部４１ａが前方に開口するように複数のボルト４３を介してベース部材３１に固定され、１対の規制部材４２は、ガイド用溝部４２ａが対向するように複数のボルト４３を介してベース部材３１に夫々固定され、これら受止用溝部４１ａとガイド用溝部４２ａによって収容部が形成されている。対向するガイド用溝部４２ａの間は、交換爪モジュール５の六角形の外接円の直径より僅かに大きい。
【００６１】
この保管治具３０においては、ロボットアームＡの移動に伴いロボットハンド１に装備された交換爪モジュール５を前方から収容部のガイド用溝部４２ａ間に挿入し、フレーム部材１１の１つの辺形成部１１ｂを受止用溝部４１ａの奥端壁面に当接させ、ロボットハンド１の複数の指部材３により所定の位置決め状態にされて収容部に収納されるように構成されている。
【００６２】
次に、本発明の交換爪モジュール５の作用・効果について説明する。
例えば、既設の標準的な汎用性の高い３つの指部材３によって、種々の形状の異なるワークを収納した収納ケースからワークを取り出して、ある場所から別の場所に移動させる場合、図示しないロボット制御ユニットによりロボットアームＡを駆動制御して、収納ケースの上方にロボットハンド１を移動させる。
【００６３】
次に、ロボットハンド１を把持対象となるワークに向けて下方に移動させ、ハンド制御ユニットにより３つの指部材３を制御して、ワークを把持して取り出す。そして、ロボットハンド１を移動させて目的位置のパレット上にワークを載置し、次のワークを取り出す為に、再びロボットハンド１を収納ケースの上方に移動させ、以下同様にして複数のワークの取り出し作業を連続して行ない、パレット上に複数のワークを整列させた状態に載置する。しかし、３つの指部材３では、例外的に把持できないワークＷが含まれている場合がある。そこで、このワークＷを収納ケースから取り出すために、３つの指部材に交換爪モジュール５を装着する。
【００６４】
先ず、ロボット制御ユニットによりロボットアームＡを駆動制御して、保管治具３０にセットされている交換爪モジュール５の上方にロボットハンド１を移動させる。次に、ロボットハンド１を下方（鉛直方向）に移動させ、３つの指部材３を上方から交換爪モジュール５の対応する複数の挿入孔１２ｄへ夫々挿入し、３つの指部材３の横溝部８ｄにロック機構１４のボール２３ｃを夫々係合させてロック状態にする。尚、複数の指部材３を複数の挿入孔１２ｄへ挿入するとき、ハンド本体２内の開閉駆動用駆動モータＭをサーボオフして、フリーな状態で実行する。
【００６５】
次に、ロボットアームＡを駆動制御して、交換爪モジュール５が装着されたロボットハンド１を水平方向に移動させ、保管治具３０の収容部から交換爪モジュール５を抜き出し、収納ケースの上方にロボットハンド１を移動させる。次に、ロボットハンド１を把持対象となるワークＷに向けて下方に移動させ、ハンド制御ユニットにより３つの指部材３を介して３つの爪部材１３を制御して、ワークＷを把持して取り出す。このとき、交換爪モジュール５のスプリング部材１６が閉方向に弾性付勢されているので、ワークＷの把持力を向上させることができる。そして、ロボットハンド１を移動させて目的位置のパレット上にワークＷを載置する。
【００６６】
次に、３つの指部材３による把持作業に復帰する場合、ロボットアームＡを駆動制御して、ロボットハンド１を保管治具３０の収容部に対して水平方向に移動させ、交換爪モジュール５を収容部に挿入する。交換爪モジュール５を保管治具３０へ収容した後に、ロボットハンド１を上方に移動させると、交換爪モジュール５が保管治具３０に係止されてロック機構１４による横溝部８ｄへのロック状態が解除され、ロボットハンド１から交換爪モジュール５を取り外すことができる。そして、再度３つの指部材３によってワークの取り出し作業を継続する。
【００６７】
尚、３つの指部材３を３つの挿入孔１２ｄから抜き取る場合には、ハンド本体２内の開閉駆動用駆動モータＭをサーボオフするが、３つの指部材３を３つの爪支持部材１２の挿入孔１２ｄから抜き取る際には、予め交換爪モジュール５を所定の保管治具３０にセットし且つ次回装着時に３つの指部材３を対応する３つの挿入孔１２ｄに円滑に挿入し易い所定の状態に位置決めしてから抜き取るように制御する。この位置決めにおいては、交換爪モジュール５の中心と３つの挿入孔１２ｄの中心が一致しているので、３つの指部材３で交換爪モジュール５の爪部材１３を把持動作（閉動作）させることで位置決めすることができる。
【００６８】
この交換爪モジュール５によれば、ロボットアームＡの先端に手首部Ａ１を介して回転駆動可能に取り付けられたハンド本体２と、このハンド本体２に装備された開閉可能な既設の３つの指部材３とを有するロボットハンド１に、３つの指部材３の開閉動作に連動して開閉される３つの爪部材１３を備えた交換爪モジュール５が着脱可能に装着されるので、既設の３つの指部材３を最も使用頻度の高い形状に構成して、種々の形状の異なるワークの取り出し作業に適用し、３つの指部材３では把持できないワークＷを取り出す場合にのみ、例外的に３つの指部材３に交換爪モジュール５を装着して３つの爪部材１３によってワークＷを取り出す。従って、指部材３をハンド本体２から取り外す必要がなく、爪部材の着脱回数を減らすことがでるので、作業能率を高めることができる。
【００６９】
また、複数の交換爪モジュール５を準備することで、複数種類のワークを保持可能とすることができ、汎用性を高めることができる。各交換爪モジュール５に爪部材１３を開閉駆動する為の開閉駆動源を新たに設ける必要がないので、コストを低減することができる。
【００７０】
３つの指部材３を挿入可能な挿入孔１２ｄを夫々備え且つ３つの爪部材１３が夫々装備された３つの爪支持部材１２と、これら３つの爪支持部材１２を対応する指部材３の開閉方向へ夫々移動可能に案内する３つの案内機構１５と、これら３つの案内機構１５を介して３つの爪支持部材１２を夫々支持するフレーム部材１１を備えたので、３つの指部材３の開閉方向への動作を、３つの爪部材１３に円滑に且つ高精度に伝達することができる上、交換爪モジュール５を全体としてコンパクトに構成でき、収納ケースの奥部や隅部などの狭隘スペースからのワークの取り出しが可能となる。
【００７１】
３つの指部材３の各々が爪支持部材１２の挿入孔１２ｄに所定状態に挿入されたときに指部材３を爪支持部材１２に対して解除可能にロックする３つのロック機構１４を設けたので、これら３つのロック機構１４によって、３つの指部材３に対する交換爪モジュール５を容易に装着する事ができる。
【００７２】
ロック機構１４は、指部材３に長さ方向と直交状に形成された横溝部８ｄと、爪支持部材１２に装着され且つ横溝部８ｄに係脱可能なボールプランジャ２３とで構成されたので、ボールプランジャ２３のボール２３ｃを指部材３の横溝部８ｄに係合することで、交換爪モジュール５を指部材３に確実に固定することができ、ボールプランジャ２３のボール２３ｃの横溝部８ｄに対する係合を解除することで、交換爪モジュール５を指部材３から容易に取り外すことができる。
【００７３】
各爪支持部材１２とフレーム部材１１との間に、爪支持部材１２を閉方向に弾性付勢するスプリング部材１６を設けたので、ワークの外面を把持する場合に、３つの指部材３の把持力に対してスプリング部材１６の弾性付勢力を付加することで、爪部材１３の把持力を向上させ、ロボットハンド１の大型化を防止することができる。
【００７４】
指部材３を挿入孔１２ｄへ挿入する場合と指部材３を挿入孔１２ｄから抜き取る場合には、ハンド本体２内の開閉駆動用駆動モータＭをサーボオフするので、指部材３と交換爪モジュール５の何れにも余計な負荷が加わらないフリーな状態で交換爪モジュール５を着脱することできる。
【００７５】
３つの指部材３を３つの爪支持部材１２の挿入孔１２ｄから抜き取る際には、予め交換爪モジュール５を所定の保管治具３０にセットし且つ所定の状態に位置決めしてから抜き取るので、次に３つの指部材３に交換爪モジュール５を装着する際に、指部材３を交換爪モジュール５の挿入孔１２ｄに円滑に挿入して確実に装着でき、位置決めの為のセンサシステムを必要としないので、製作コストを低減することができる。
【実施例２】
【００７６】
次に、実施例１の交換爪モジュール５を部分的に変更した実施例２について説明するが、前記実施例１と同様の構成要素には同様の参照符号を付して説明は省略し、異なる構成要素についてのみ説明する。図１１に示すように、この交換爪モジュール５Ａは、各爪支持部材１２とフレーム部材１１との間に、爪支持部材１２を開方向に弾性付勢する１対のスプリング部材１６Ａを設けたものである。
【００７７】
図１１に示すように、１対のスプリング部材１６Ａ（弾性部材に相当する）は、各爪支持部材１２とフレーム部材１１の放射枠部１１ｂとの間に設けられ、爪支持部材１２を開方向に弾性付勢している。１対のスプリング部材１６Ａは、１対のガイドロッド２６に圧縮状に夫々外嵌されている。各スプリング部材１６Ａの径方向外側端部が、爪支持部材１２の本体部１２ａに当接し、各スプリング部材１６Ａの径方向内側端部が、放射枠部１１ｂに当接している。
【００７８】
以上説明したように、各爪支持部材１２とフレーム部材１１との間に、爪支持部材１２を開方向に弾性付勢するスプリング部材１６Ａを設けたので、ワークの内面を把持する場合に、複数の指部材３の把持力に対してスプリング部材１６Ａの弾性付勢力を付加することで、爪部材１３の把持力を向上させ、ロボットハンド１の大型化を防止することができる。
【実施例３】
【００７９】
次に、実施例１の交換爪モジュール５を部分的に変更した実施例３について説明するが、前記実施例１と同様の構成要素には同様の参照符号を付して説明は省略し、異なる構成要素についてのみ説明する。図１２に示すように、この交換爪モジュール５Ｂは、２つの爪部材１３を支持する為の形状の異なる２つの爪支持部材１２，１２Ｂを有し、一方の爪支持部材１２Ｂに２つの指部材３が挿入可能な細長い長円形状の挿入孔５１が形成されている。
【００８０】
図１２に示すように、交換爪モジュール５Ｂは、１つの指部材３を挿入可能な挿入孔１２ｄを備え且つ１つの爪部材１３が装備された爪支持部材１２と、２つの指部材３を挿入可能な挿入孔５１を備え且つ１つの爪部材１３が装備された前記爪支持部材１２より大きいサイズの爪支持部材１２Ｂと、これら２つの爪支持部材１２，１２Ｂを対応する指部材３の開閉方向へ夫々移動可能に案内する２つの案内機構１５，１５Ｂと、これら２つの案内機構１５，１５Ｂを介して２つの爪支持部材１２，１２Ｂを夫々支持するフレーム部材１１Ｂと、指部材３を爪支持部材１２に対して解除可能にロックするロック機構１４や、爪支持部材１２，１２Ｂを閉方向に弾性付勢するスプリング部材１６等を備えている。
【００８１】
フレーム部材１１Ｂは、ロボットハンド１の軸心Ｓを中心とする正六角形の外形を有し、２つの案内機構１５，１５Ｂを介して２組の爪支持部材１２，１２Ｂと爪部材１３を夫々支持するものである。フレーム部材１１Ｂは、６つ辺を形成する６つの辺形成部１１Ｂａと、対向する角部とこの角部の両側の辺形成部１１Ｂｂの内面に夫々接続されて軸心Ｓ方向に延びて中心部において一体的に連結され且つ幅広の直線形状をなす２つの放射枠部１１Ｂｂとから一体的に形成されている。
【００８２】
フレーム部材１１Ｂの内側には、２つの放射枠部１１Ｂｂを挟んで対向状に２つの開口部１８，１８Ｂが形成されている。これら開口部１８，１８Ｂの軸心Ｓ側内端部には凹部１１ｃ，１１Ｂｃが夫々形成されている。右側の開口部１８Ｂは、フレーム部材１１の右側半分の大部分を占める開口面積を有している。右側の開口部１８Ｂには、爪支持部材１２Ｂ、案内機構１５Ｂ、１対のスプリング部材１６が１組配設されている。尚、左側の開口部１８は前記実施例１と同様であり、この左側の開口部１８に配設された爪支持部材１２、ロック機構１４や案内機構１５等は前記実施例１と同様であるので説明は省略する。
【００８３】
右側の爪支持部材１２Ｂは、ほぼ直方体状に形成され、案内機構１５Ｂの１対のガイドロッド２６Ｂを介して辺形成部１１Ｂｂと直交する方向に移動可能にフレーム部材１１Ｂに設けられている。爪支持部材１２Ｂは、直方体状の本体部１２Ｂａと、この本体部１２Ｂａから内側に僅かに突出する凸部１２Ｂｂと、本体部１２Ｂａの下部から辺形成部１１Ｂａの方へ延びて辺形成部１１Ｂａの下面に当接している平板部１２Ｂｃとを有する。爪支持部材１２Ｂには、２つの指部材３を挿入可能な長円形状の挿入孔５１と、１対のガイドロッド２６が挿通された１対のロッド挿通孔（図示略）が形成されている。
【００８４】
爪支持部材１２Ｂが、１対のスプリング部材１６により最大限閉じた閉位置にある場合、爪支持部材１２Ｂの凸部１２Ｂｂが放射枠部１１Ｂｂの凹部１１Ｂｃに僅かな隙間をもって係合し、本体部１２Ｂａの内端面のうち凸部１２Ｂｂの両側部位が、放射枠部１１Ｂｂの凹部１１Ｂｃの両側の受止面１１Ｂｄに面接触して受け止められる。爪支持部材１２Ｂが最大限開いた開位置にある場合、２つの指部材３は挿入孔５１の両端部に当接する。
【００８５】
案内機構１５Ｂは、辺形成部１１Ｂａと直交する方向に延びる１対のガイドロッド２６Ｂを有し、１対のガイドロッド２６Ｂは、辺形成部１１ａと直交状に且つ１対のガイドロッド２６間の間隔より広い間隔をあけて平行に配置されている。
【００８６】
交換爪モジュール５Ｂを指部材３に装着する場合、１つの指部材３を爪支持部材１２の挿入孔１２ｄに挿入し、２つの指部材３を爪支持部材１２Ｂの挿入孔５１の両端部から間隔をあけた位置に挿入し、３つの指部材３に交換爪モジュール５Ｂを装着する。ハンド制御ユニットによる開駆動に伴い、３つの指部材３を開方向（放射方向）に移動させると、爪支持部材１２は前記実施例１と同様に１つの指部材３に連動して外側に移動される。爪支持部材１２Ｂにおいては、２つの指部材３が挿入孔５１の両端部に向けて移動しながら爪支持部材１２Ｂを外側に移動させ、交換爪モジュール５Ｂを開状態にすることができる。このとき、爪支持部材１２Ｂの爪部材１３の把持力は、２つの指部材３のベクトルの合成により爪支持部材１２の爪部材１３と同じ把持力を奏する。
【００８７】
以上説明したように、既設の３つの指部材３を備えたロボットハンド１に対して、実施例１の３つの爪部材１３を備えた交換爪モジュール５に代えて、２つの爪部材１３を備えた交換爪モジュール５Ｂを装着することができるので、交換爪モジュール５Ｂの汎用性を高めることができる。尚、爪部材１３の形状は、前記実施例１と同様のものであっても良いし、その他の形状を採用しても良い。
【実施例４】
【００８８】
次に、実施例１の交換爪モジュール５を部分的に変更した実施例４について説明するが、前記実施例１と同様の構成要素には同様の参照符号を付して説明は省略し、異なる構成要素についてのみ説明する。図１３，図１４に示すように、この交換爪モジュール５Ｃにおいて、複数の爪部材１３Ｃは、１対のリンク部材５５，５６を介して複数の爪支持部材１２Ｃに夫々取り付けられている。尚、この実施例４では、指部材３と爪部材１３Ｃは、夫々２つの場合を例にして説明する。
【００８９】
図１３，図１４に示すように、交換爪モジュール５Ｃは、２つの指部材３を挿入可能な挿入孔（図示略）を夫々備え且つ２つの爪部材１３Ｃが１対のリンク部材５５，５６を介して夫々装備された２つの爪支持部材１２Ｃと、これら２つの爪支持部材１２Ｃを対応する指部材３の開閉方向へ夫々移動可能に案内する２つの案内機構（図示略）と、これら２つの案内機構を介して２つの爪支持部材１２Ｃを夫々支持するフレーム部材１１Ｃと、指部材３を爪支持部材１２Ｃに対して解除可能にロックするロック機構（図示略）や、爪支持部材１２Ｃを閉方向に弾性付勢するスプリング部材（図示略）等を備えている。尚、フレーム部材１１Ｃ、爪支持部材１２Ｃ、案内機構、ロック機構、スプリング部材等は前記実施例１と実質的に同様のものであるので詳細な説明は省略する。
【００９０】
各爪支持部材１２Ｃの下端部に、１対のリンク部材５５，５６の上端部がピン部材５７を介して回動可能に夫々支持され、１対のリンク部材５５，５６の長手方向中段部の下側において１対のリンク部材５５，５６の交差部分（全長の下側から約１／３部分）はピン部材５８により回動可能に連結されている。尚、この１対のリンク部材５５，５６が、減速機能を有する機構に相当する。
【００９１】
２つの爪部材１３Ｃは、矩形状に形成され、１対のリンク部材５５，５６の先端部（下端部）に一体的に夫々取り付けられている。２つの爪部材１３Ｃは、１対のリンク部材５５，５６を介して開状態（図１３の実線参照）と閉状態（図１３の２点鎖線参照）に亙って回動可能に構成されている。２つの爪部材１３Ｃには、閉状態で鉛直面となる把持面５９が夫々形成されている。
【００９２】
２つの指部材３に交換爪モジュール５Ｃが装着されている状態で、ロボットハンド１の閉駆動に伴い２つの指部材３が水平方向に接近する方向に移動すると、図１３に示すように、２つの爪部材１３Ｃは下方に移動しながら各把持面５９が、指部材３の開閉速度より遅い開閉速度（指部材３の開閉速度の約１／２〜１／３倍の開閉速度）に減速されて接近する方向に移動し、閉状態になる。ワークを把持する場合は、１対のリンク部材５５，５６を介して爪部材１３Ｃが閉駆動されるので、１対のリンク部材５５，５６による減速機能により、爪部材１３Ｃの把持力は、指部材３の把持力と比較して約２〜３倍程度に増力される。
【００９３】
以上説明したように、各爪部材１３Ｃは、１対のリンク部材５５，５６を介して爪支持部材１２Ｃに取り付けられたので、複数の爪部材１３Ｃによる把持力を１対のリンク部材５５，５６（減速機能を有する機構）によって増力することができる。尚、実施例４の１対のリンク部材５５，５６である減速機能を有する機構は一例を示すものに過ぎず、種々の構造の減速機能を有する機構を採用することが可能である。また、減速機能に代えて、増速機能を有する種々の構造の機構を採用することも可能である。これら減速又は増速機能を有する機構により把持力を調整することができる。
【００９４】
次に、前記実施例を部分的に変更した形態について説明する。
［１］前記実施例１，２においては、ロボットハンド１は３つの指部材３を備え、交換爪モジュール５，５Ａは３つの爪部材１３を備え、前記実施例３においては、ロボットハンド１は３つの指部材３を備え、交換爪モジュール５Ｂは２つの爪部材１３を備え、前記実施例４においては、ロボットハンド１は２つの指部材３を備え、交換爪モジュール５Ｃは２つの爪部材１３Ｃを備えているが、特にこれらの数に限定する必要はなく、ロボットハンド１が指部材３を１つや２つ又は４つ以上備え、交換爪モジュール５が爪部材１３を１つや２つ又は４つ以上備える構成にしても良いし、１又は複数の指部材３に交換爪モジュール５を装備して１又は複数の爪部材１３を開閉駆動可能であれば、種々の数の組み合わせを採用可能である。
【００９５】
［２］前記実施例１〜４の交換爪モジュール５，５Ａ，５Ｂ，５Ｃにおけるフレーム部材１１，１１Ｂ，１１Ｃや爪支持部材１２，１２Ｂ，１２Ｃは一例を示すものに過ぎず、種々の構造のフレーム部材や爪支持部材を採用することが可能であり、フレーム部材１１，１１Ｂ，１１Ｃや爪支持部材１２，１２Ｂ，１２Ｃは、鋼製のものでも良く、軽合金製のものでも良く、合成樹脂製のものでも良い。
【００９６】
［３］前記実施例１〜４のロック機構１４において、指部材３の横溝部８ｄに対してボールプランジャ２３のボール２３ｃを係合させてロックする構造を採用しているが、特にこの構造に限定する必要はなく、その他の種々のロック手段によりロックしても良い。
【００９７】
［４］前記実施例１〜４の複数の指部材３の形状は一例を示したに過ぎず、挿入孔１２ｄに挿入可能で且つ横溝部８ｄが形成されていれば、把持対象となるワークの形状又は姿勢に応じて種々の形状を採用可能である。
【００９８】
［５］前記実施例１〜３の交換爪モジュール５，５Ａ，５Ｂにおいて、爪支持部材１２，１２Ｂと爪部材１３は別々に構成されているが、特にこの別々の構成に限定する必要はなく、爪支持部材１２，１２Ｂと爪部材１３を一体的に形成しても良い。
【００９９】
［６］前記実施例１〜３において、弾性部材としてスプリング部材１６，１６Ａが採用されているが、特にスプリング部材１６，１６Ａに限定する必要なく、ゴム部材等の他の爪支持部材を弾性付勢するものであれば種々のものが採用可能である。
【０１００】
［７］その他、当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱することなく、前記実施例の種々の変更を付加した形態で実施可能で、本発明はそのような変更形態を包含するものである。
【符号の説明】
【０１０１】
Ａ ロボットアーム
Ａ１ 手首部
Ｆ 取付面
Ｗ ワーク
１ ロボットハンド
２ ハンド本体
３ 指部材
５，５Ａ，５Ｂ，５Ｃ 交換爪モジュール
８ｄ 横溝部
１１，１１Ｂ，１１Ｃ フレーム部材
１２，１２Ｂ，１２Ｃ 爪支持部材
１２ｄ，５１ 挿入孔
１３，１３Ｃ 爪部材
１４ ロック機構
１５，１５Ｂ 案内機構
１６，１６Ａ スプリング部材
２３ ボールプランジャ
３０ 保管治具
５５，５６ １対のリンク部材（減速又は増速機能を有する機構）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
指部材を有するロボットハンドに着脱可能に装着される交換爪モジュールであって、
前記指部材に着脱可能で且つ前記指部材の開閉動作に連動して開閉される爪部材を備えたことを特徴とするロボットハンド用交換爪モジュール。
【請求項２】
前記指部材を挿入可能な挿入孔を備え且つ前記爪部材を有する爪支持部材と、この爪支持部材を対応する指部材の開閉方向へ移動可能に案内する案内機構と、この案内機構を介して爪支持部材を支持するフレーム部材とを備えたことを特徴とする請求項１に記載のロボットハンド用交換爪モジュール。
【請求項３】
前記指部材が爪支持部材の挿入孔に所定状態に挿入されたときに指部材を爪支持部材に対して解除可能にロックするロック機構を設けたことを特徴とする請求項２に記載のロボットハンド用交換爪モジュール。
【請求項４】
前記ロック機構は、前記指部材に長さ方向と直交状に形成された横溝部と、前記爪支持部材に装着され且つ前記横溝部に係脱可能なボールプランジャとで構成されたことを特徴とする請求項３に記載のロボットハンド用交換爪モジュール。
【請求項５】
前記各爪支持部材と前記フレーム部材との間に、爪支持部材を開方向に弾性付勢する弾性部材を設けたことを特徴とする請求項２〜４の何れか１項に記載のロボットハンド用交換爪モジュール。
【請求項６】
前記各爪支持部材と前記フレーム部材との間に、爪支持部材を閉方向に弾性付勢する弾性部材を設けたことを特徴とする請求項２〜４の何れか１項に記載のロボットハンド用交換爪モジュール。
【請求項７】
前記指部材を前記挿入孔へ挿入する場合と前記指部材を前記挿入孔から抜き取る場合には、前記ロボットハンド内の開閉駆動用駆動モータをサーボオフすることを特徴とする請求項３〜６の何れか１項に記載のロボットハンド用交換爪モジュール。
【請求項８】
前記指部材を爪支持部材の挿入孔から抜き取る際には、予め前記交換爪モジュールを所定の保管治具にセットし且つ所定の状態に位置決めしてから抜き取ることを特徴とする請求項３〜６の何れか１項に記載のロボットハンド用交換爪モジュール。
【請求項９】
前記爪部材は、減速又は増速機能を有する機構を介して爪支持部材に取り付けられたことを特徴とする請求項１〜８の何れか１項に記載のロボットハンド用交換爪モジュール。
【請求項１】
指部材を有するロボットハンドに着脱可能に装着される交換爪モジュールであって、
前記指部材に着脱可能で且つ前記指部材の開閉動作に連動して開閉される爪部材を備えたことを特徴とするロボットハンド用交換爪モジュール。
【請求項２】
前記指部材を挿入可能な挿入孔を備え且つ前記爪部材を有する爪支持部材と、この爪支持部材を対応する指部材の開閉方向へ移動可能に案内する案内機構と、この案内機構を介して爪支持部材を支持するフレーム部材とを備えたことを特徴とする請求項１に記載のロボットハンド用交換爪モジュール。
【請求項３】
前記指部材が爪支持部材の挿入孔に所定状態に挿入されたときに指部材を爪支持部材に対して解除可能にロックするロック機構を設けたことを特徴とする請求項２に記載のロボットハンド用交換爪モジュール。
【請求項４】
前記ロック機構は、前記指部材に長さ方向と直交状に形成された横溝部と、前記爪支持部材に装着され且つ前記横溝部に係脱可能なボールプランジャとで構成されたことを特徴とする請求項３に記載のロボットハンド用交換爪モジュール。
【請求項５】
前記各爪支持部材と前記フレーム部材との間に、爪支持部材を開方向に弾性付勢する弾性部材を設けたことを特徴とする請求項２〜４の何れか１項に記載のロボットハンド用交換爪モジュール。
【請求項６】
前記各爪支持部材と前記フレーム部材との間に、爪支持部材を閉方向に弾性付勢する弾性部材を設けたことを特徴とする請求項２〜４の何れか１項に記載のロボットハンド用交換爪モジュール。
【請求項７】
前記指部材を前記挿入孔へ挿入する場合と前記指部材を前記挿入孔から抜き取る場合には、前記ロボットハンド内の開閉駆動用駆動モータをサーボオフすることを特徴とする請求項３〜６の何れか１項に記載のロボットハンド用交換爪モジュール。
【請求項８】
前記指部材を爪支持部材の挿入孔から抜き取る際には、予め前記交換爪モジュールを所定の保管治具にセットし且つ所定の状態に位置決めしてから抜き取ることを特徴とする請求項３〜６の何れか１項に記載のロボットハンド用交換爪モジュール。
【請求項９】
前記爪部材は、減速又は増速機能を有する機構を介して爪支持部材に取り付けられたことを特徴とする請求項１〜８の何れか１項に記載のロボットハンド用交換爪モジュール。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１３−９１１２１（Ｐ２０１３−９１１２１Ａ）
【公開日】平成２５年５月１６日（２０１３．５．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２３３２０２（Ｐ２０１１−２３３２０２）
【出願日】平成２３年１０月２４日（２０１１．１０．２４）
【出願人】（００００００９７４）川崎重工業株式会社 (1,710)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月１６日（２０１３．５．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月２４日（２０１１．１０．２４）
【出願人】（００００００９７４）川崎重工業株式会社 (1,710)
【Ｆターム（参考）】
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