用于把持圓筒形對(duì)象物的機(jī)器人手和機(jī)器人的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于把持并輸送圓筒形的對(duì)象物的機(jī)器人手和具有該機(jī)器人手的機(jī)器人。
【背景技術(shù)】
[0002]以往，作為用于把持并輸送圓筒狀的對(duì)象物的把持裝置，公知有各種把持裝置。例如，在日本特開2004 — 345051號(hào)公報(bào)中，記載有一種把持裝置，其包括:驅(qū)動(dòng)用齒輪2 ;3個(gè)從動(dòng)用齒輪3，其與驅(qū)動(dòng)用齒輪2的外徑側(cè)相嚙合并配置于在周向上3等分的位置；以及爪6，其自以各從動(dòng)用齒輪的從動(dòng)軸4為中心擺動(dòng)的臂5起沿軸線方向延伸。
[0003]另外，在日本特開2011 - 083837號(hào)公報(bào)中，公開有一種利用3個(gè)以上的手爪14把持工件10的內(nèi)周部或外周部并將工件10插入至工件夾頭裝置的夾頭位置的機(jī)器人手，并且，記載有:該機(jī)器人手具有自由旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，該自由旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)用于在由手爪14把持著的工件10在以軸心為中心的旋轉(zhuǎn)方向上受到外力的情況下使工件10自由旋轉(zhuǎn)。
[0004]并且，在日本特開2011 - 157200號(hào)公報(bào)中，記載有一種輪胎篩選裝置，該輪胎篩選裝置利用分別具有自由旋轉(zhuǎn)的輥Rll?輥R13的把持臂24a?把持臂24c來把持輪胎的內(nèi)緣部并使該輪胎旋轉(zhuǎn)，從而讀取該輪胎上的條形碼。
[0005]在機(jī)器人手為借助能夠旋轉(zhuǎn)的手腕軸安裝于機(jī)器人臂而旋轉(zhuǎn)的構(gòu)造時(shí)，若使該機(jī)器人手為一定角度以上，則有時(shí)與該手相連接的線纜卷入手腕軸或者對(duì)該線纜施加過度的外力。因此，對(duì)于手腕軸的旋轉(zhuǎn)角度大多設(shè)有一定的限制。另外，在用于把持對(duì)象物的部件和用于使對(duì)象物旋轉(zhuǎn)的部件相互獨(dú)立的情況下，手腕軸的旋轉(zhuǎn)角度范圍并沒有限制，但存在使裝置整體大型化的傾向，從而在成本方面和操作性方面不利。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]因此，本發(fā)明的目的在于，提供具有使把持著的對(duì)象物旋轉(zhuǎn)的功能并且不對(duì)與機(jī)器人手相連接的線纜等帶來不良影響的、廉價(jià)且小型的機(jī)器人手和具有該機(jī)器人手的機(jī)器人。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的一技術(shù)方案提供一種機(jī)器人手，其具有把持圓筒形對(duì)象物的內(nèi)周部或外周部并在把持著該對(duì)象物的狀態(tài)下使圓筒形對(duì)象物繞其中心軸線旋轉(zhuǎn)的功能，其中，該機(jī)器人手包括:手基部，其安裝于機(jī)器人臂的頂端；N個(gè)指部，該N個(gè)指部以能夠相對(duì)于上述手基部移動(dòng)的方式安裝于上述手基部，上述指部配置為分別與由上述指部把持著的圓筒形對(duì)象物的中心軸線平行地延伸并位于與上述中心軸線垂直的面內(nèi)的、N邊形的各頂點(diǎn)位置；第I驅(qū)動(dòng)部，其使上述N個(gè)指部相對(duì)于上述手基部以上述N邊形的外接圓成為以上述中心軸線為中心的同心圓的方式移動(dòng)；N個(gè)第I輥，該N個(gè)第I輥分別安裝于上述N個(gè)指部，上述第I輥分別構(gòu)成為，能夠繞與上述中心軸線平行的軸線旋轉(zhuǎn)且通過上述指部的相對(duì)于上述手基部的移動(dòng)而抵接于圓筒形對(duì)象物的內(nèi)周部或外周部；以及第2驅(qū)動(dòng)部，其用于驅(qū)動(dòng)上述N個(gè)第I輥中的至少I個(gè)第I輥而使其旋轉(zhuǎn)，N是3以上的自然數(shù)。
[0008]在優(yōu)選實(shí)施方式中，上述N個(gè)指部以在I個(gè)第I驅(qū)動(dòng)部的作用下同時(shí)移動(dòng)等距離的方式構(gòu)成。
[0009]在優(yōu)選實(shí)施方式中，機(jī)器人手包括:N個(gè)直線運(yùn)動(dòng)部，該N個(gè)直線運(yùn)動(dòng)部構(gòu)成為，分別安裝于上述N個(gè)指部，能夠在上述指部的延伸方向上直線運(yùn)動(dòng)；第3驅(qū)動(dòng)部，其用于使上述直線運(yùn)動(dòng)部相對(duì)于安裝有該直線運(yùn)動(dòng)部的指部進(jìn)行直線運(yùn)動(dòng);第2輥，其分別以能夠繞沿著上述外接圓的徑向形成的軸線旋轉(zhuǎn)的方式安裝于上述直線運(yùn)動(dòng)部；以及第3輥，其設(shè)置在上述N個(gè)指部的各自的、上述中心軸線方向上的比上述第2輥靠與上述手基部相反的一側(cè)的部位上并具有與該第2輥的旋轉(zhuǎn)中心軸線平行的旋轉(zhuǎn)中心軸線。
[0010]在該情況下，優(yōu)選的是，上述N個(gè)直線運(yùn)動(dòng)部借助能夠在與上述中心軸線垂直的面內(nèi)進(jìn)行位移的連桿機(jī)構(gòu)與I個(gè)支承體相連接，利用I個(gè)第3驅(qū)動(dòng)部來使上述I個(gè)支承體進(jìn)行直線運(yùn)動(dòng)。
[0011]另外，優(yōu)選的是，通過力量控制來執(zhí)行上述第2輥和上述第3輥對(duì)圓筒形對(duì)象物的約束，該力量控制基于上述第2輥和上述第3輥對(duì)對(duì)象物在與上述中心軸線方向平行的方向上產(chǎn)生的約束力的反饋檢測(cè)。
[0012]并且，優(yōu)選的是，上述第I驅(qū)動(dòng)部、上述第2驅(qū)動(dòng)部以及上述第3驅(qū)動(dòng)部中的至少I個(gè)驅(qū)動(dòng)部是伺服電機(jī)。
[0013]在優(yōu)選實(shí)施方式中，通過力量控制來執(zhí)行上述N個(gè)指部對(duì)圓筒形對(duì)象物的把持，該力量控制基于上述N個(gè)指部對(duì)對(duì)象物在上述外接圓的徑向上產(chǎn)生的把持力的反饋檢測(cè)。
[0014]并且,本發(fā)明的另一技術(shù)方案提供一種具有上述技術(shù)方案的機(jī)器人手的機(jī)器人。
[0015]通過參照附圖來說明以下的優(yōu)選實(shí)施方式，本發(fā)明的上述目的或其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)會(huì)更加明確。
【附圖說明】
[0016]圖1是表示本申請(qǐng)發(fā)明的機(jī)器人手的第I實(shí)施方式的立體圖。
[0017]圖2是從斜下方觀察到的圖1的機(jī)器人手的立體圖。
[0018]圖3a是表示將圖1的機(jī)器人手的指部插入到圓筒形對(duì)象物的內(nèi)側(cè)的狀態(tài)的圖。
[0019]圖3b是表示使指部移動(dòng)而把持對(duì)象物的內(nèi)周部的狀態(tài)的圖。
[0020]圖3c是表示利用第2輥和第3輥來保持對(duì)象物的軸向端部的狀態(tài)的圖。
[0021]圖4a是示意性表示把持圓筒形對(duì)象物的內(nèi)周部的形態(tài)的一個(gè)例子的圖。
[0022]圖4b是示意性表示把持圓筒形對(duì)象物的內(nèi)周部的另一形態(tài)的一個(gè)例子的圖。
[0023]圖4c是示意性表示把持圓筒形對(duì)象物的外周部的形態(tài)的一個(gè)例子的圖。
[0024]圖5a是從下方觀察到的圖1的機(jī)器人手的圖，是表示N個(gè)第2滑動(dòng)件(指部)位于靠近手基部中央的位置的狀態(tài)的圖。
[0025]圖5b是表示第2滑動(dòng)件自手基部中央向徑向外側(cè)(呈放射狀)移動(dòng)的狀態(tài)的圖。
[0026]圖5c是表示使第2滑動(dòng)件自手基部中央進(jìn)一步移動(dòng)的狀態(tài)的圖。
[0027]圖6是表示利用本發(fā)明的機(jī)器人手來把持、輸送圓筒形對(duì)象物的步驟的流程圖。
[0028]圖7a是示意性表示與第2輥和第3輥有關(guān)的機(jī)構(gòu)的圖，是表示指部位于靠近手基部的中央的位置的狀態(tài)的圖。
[0029]圖7b是表示指部自手基部的中央向徑向外側(cè)移動(dòng)的狀態(tài)的圖。
[0030]圖7c是表示第2輥向離開第3輥的方向直線運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)的圖。
[0031]圖8是表示本申請(qǐng)發(fā)明的機(jī)器人手的第2實(shí)施方式的立體圖。
[0032]圖9是從斜下方觀察到的圖8的機(jī)器人手的立體圖。
[0033]圖1Oa是表示將圖8的機(jī)器人手的指部插入到圓筒形對(duì)象物的內(nèi)側(cè)的狀態(tài)的圖。
[0034]圖1Ob是表示使指部移動(dòng)而把持對(duì)象物的內(nèi)周部的狀態(tài)的圖。
[0035]圖1Oc是表示利用第2輥和第3輥來保持對(duì)象物的軸向端部的狀態(tài)的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0036]圖1是從斜上方觀察到的本申請(qǐng)發(fā)明的第I實(shí)施方式的機(jī)器人手10的立體圖，圖2是從斜下方觀察到的機(jī)器人手10的立體圖。圖1所示的機(jī)器人手10構(gòu)成為，借助能夠旋轉(zhuǎn)的手腕軸16安裝于多關(guān)節(jié)機(jī)器人12的機(jī)器人臂14的頂端并以把持著圓筒形對(duì)象物18的內(nèi)周部的方式輸送該對(duì)象物(參照?qǐng)D3a?圖3c等)。詳細(xì)而言，機(jī)器人手10具有:手基部20，其安裝于機(jī)器人臂14 (的手腕軸16) ;N個(gè)(N為3以上的自然數(shù))指部22，該N個(gè)指部22以能夠相對(duì)于手基部20移動(dòng)的方式連結(jié)于手基部20 ;第I驅(qū)動(dòng)部24，其用于使N個(gè)指部22相對(duì)于手基部20移動(dòng)；N個(gè)第I輥26，該N個(gè)第I輥26分別安裝于N個(gè)指部22 ；以及第2驅(qū)動(dòng)部28，其用于驅(qū)動(dòng)N個(gè)第I輥26中的至少I個(gè)第I輥26而使其旋轉(zhuǎn)。另夕卜，在第I實(shí)施方式和后述的第2實(shí)施方式中，說明的均是N為3時(shí)的情況。
[0037]N個(gè)指部22分別配置為，與由機(jī)器人手10把持著的狀態(tài)(參照?qǐng)D3b、3c)下的圓筒形對(duì)象物18的中心軸線(在圖示的例子中為大致上下方向)平行地延伸并位于與該中心軸線垂直的面內(nèi)的、N邊形(優(yōu)選為正N邊形)的各頂點(diǎn)位置。具體而言，在手基部20的下表面(靠手頂端側(cè)的面)設(shè)有由自手基部20的大致中心呈放射狀延伸的N個(gè)第I導(dǎo)軌30和能夠在各第I導(dǎo)軌30上滑動(dòng)的第I滑動(dòng)件32構(gòu)