專利名稱：作業(yè)手以及搬運(yùn)機(jī)器人的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及作為末端執(zhí)行器裝備在機(jī)器人上的作業(yè)手。本發(fā)明還涉及裝備了此作業(yè)手的搬運(yùn)機(jī)器人。
背景技術(shù)：
作為安裝在機(jī)器人手臂前端的末端執(zhí)行器的作業(yè)手，具有各種結(jié)構(gòu)已為眾知。現(xiàn)有作業(yè)手在其結(jié)構(gòu)上大致劃分為具備緊握特定形狀物體的多個(gè)(一般2～3個(gè))剛性指的機(jī)械手、通過真空吸附或磁吸附來保持特定結(jié)構(gòu)物體的特殊作業(yè)手以及使分別具有關(guān)節(jié)的多個(gè)(一般2～5個(gè))指機(jī)構(gòu)做各種動(dòng)作以便緊握任意形狀物體的多指機(jī)械手(或通用作業(yè)手)。
另外，使用安裝在手臂前端的作業(yè)手，執(zhí)行工件的裝載/卸載、碼垛堆積/卸垛，抓取和放置等的搬運(yùn)作業(yè)的機(jī)器人(一般稱其為搬運(yùn)機(jī)器人)已為眾知。例如，特開平7-332944號(hào)公報(bào)(JP-A-7-332944)公開一種搬運(yùn)機(jī)器人對(duì)放置在托盤上的鑄件使用具有兩個(gè)平行開關(guān)指的機(jī)械手執(zhí)行搬運(yùn)操作。在JP-A-7-332944中還公開了一種起重裝置利用上下動(dòng)自如的鉤部件拿起并搬運(yùn)放置在卷材堆場(chǎng)上的煉鐵卷材。
在上述各種作業(yè)手中的機(jī)械手其結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單易于控制，因此在搬運(yùn)機(jī)器人中有利用增大的傾向。但是現(xiàn)有機(jī)械手其剛性指的形狀以及緊握動(dòng)作形狀是對(duì)應(yīng)要緊握的特定物體的尺寸、形狀、重量等的屬性而構(gòu)成的，因此一般很難用相同結(jié)構(gòu)的機(jī)械手把持具有不同屬性的物體。
另外，在裝備了這樣機(jī)械手的搬運(yùn)機(jī)器人(例如JP-A-7-332944所記載)中，例如很難從以各種姿勢(shì)隨機(jī)放置在托盤或存放箱內(nèi)的同一屬性的多個(gè)工件中取出期望的工件。一般地，隨機(jī)放置的(例如，堆積如山)工件呈現(xiàn)與機(jī)器人所希望的姿勢(shì)不同的各種姿勢(shì)，因此即使手臂做各種動(dòng)作，由于作業(yè)手或手臂與其他工件等的周邊物相互干涉，能發(fā)生無法把持工件上預(yù)先確定的把持部位的情況。此時(shí)，若要對(duì)每個(gè)工件適當(dāng)把持實(shí)際可把持的部位，則必須每次另換上對(duì)應(yīng)可把持部位的結(jié)構(gòu)的作業(yè)手，其結(jié)果，增加搬運(yùn)作業(yè)的成本以及周期時(shí)間。
另一方面，JP-A-7-332944中所記載種類的起重裝置能夠利用鉤構(gòu)件撈取物體(卷材)而動(dòng)作，因此不必在搬運(yùn)對(duì)象的物體上設(shè)定特定的把持部位。因此，根據(jù)應(yīng)用，從隨機(jī)放置的多個(gè)物體中取出所期望的物體，相比具備機(jī)械手的機(jī)器人變得容易。但是，被鉤部件撈取的物體未被在鉤構(gòu)件上穩(wěn)定地保持，因此為了防止物體的脫落而必須將搬運(yùn)速度抑制得較低。并且，與機(jī)械手相比，鉤部件很難在所指定場(chǎng)所將物體正確定位并放置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種作業(yè)手，作為末端執(zhí)行器的作業(yè)手，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單易于控制，并且，能夠穩(wěn)定地把持尺寸、形狀、重量等屬性不同的各種物體的同時(shí)，能夠從隨機(jī)放置的多個(gè)物體中簡(jiǎn)單地取出所期望物體，因此能夠削減利用機(jī)器人的搬運(yùn)作業(yè)的成本以及周期時(shí)間。
本發(fā)明的其他目的是提供一種裝備了作業(yè)手的搬運(yùn)機(jī)器人，能夠穩(wěn)定地把持尺寸、形狀、重量等屬性不同的各種物體的同時(shí)，能夠從隨機(jī)放置的多個(gè)物體中簡(jiǎn)單地取出所期望物體，因此能夠削減利用機(jī)器人的搬運(yùn)作業(yè)的成本以及周期時(shí)間。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種作業(yè)手，是作為末端執(zhí)行器的作業(yè)手，具備基部；與基部關(guān)聯(lián)地被設(shè)置，能夠鉤掛抬起物體的鉤單元；與基部關(guān)聯(lián)地被設(shè)置，與鉤單元協(xié)作夾持物體的夾持單元；以及使鉤單元和夾持單元相對(duì)移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)部。
在上述作業(yè)手中，可采用可向接近及遠(yuǎn)離在基部上的夾持單元的方向移動(dòng)地設(shè)置鉤單元，且驅(qū)動(dòng)部驅(qū)動(dòng)鉤單元的結(jié)構(gòu)。
或者，可采用可向接近及遠(yuǎn)離在基部上的鉤單元的方向移動(dòng)地設(shè)置夾持單元，且驅(qū)動(dòng)部驅(qū)動(dòng)夾持單元的結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明還提供一種搬運(yùn)機(jī)器人，具備手臂和安裝在手臂上的上述作業(yè)手。


從參照附圖的以下最佳實(shí)施方式的說明中，進(jìn)一步明確本發(fā)明的上述以及其他目的、特征以及長(zhǎng)處。在參照附圖中圖1是根據(jù)本發(fā)明第1實(shí)施方式的作業(yè)手的立體圖，圖2A是表示利用圖1的作業(yè)手的一連串把持動(dòng)作的鉤掛步驟的圖，圖2B是表示該把持動(dòng)作的抬起步驟的圖，圖2C是表示該把持動(dòng)作的夾持步驟的圖，圖3是一同表示裝備了圖1的作業(yè)手的根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施方式的搬運(yùn)機(jī)器人和工件的概要立體圖，圖4A是表示圖3的搬運(yùn)機(jī)器人的一連串工件取出動(dòng)作的鉤掛步驟的圖，圖4B是表示該工件取出動(dòng)作的抬起步驟的圖，圖4C是表示該工件取出動(dòng)作的夾持步驟的圖，圖5是一同表示根據(jù)本發(fā)明第2實(shí)施方式的作業(yè)手和工件的主視圖，圖6A是表示利用圖5的作業(yè)手的一連串把持動(dòng)作的鉤掛步驟的圖，圖6B是表示該把持動(dòng)作的抬起步驟的圖，以及圖6C是表示該把持動(dòng)作的夾持步驟的圖。
具體實(shí)施例方式
以下，參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施方式。在圖中，相同或相似的構(gòu)成單元標(biāo)記相同的參照符號(hào)。
參照附圖，圖1表示根據(jù)本發(fā)明第1實(shí)施方式的作業(yè)手10。作業(yè)手10是安裝在機(jī)器人手臂(未圖示)前端而使用的末端執(zhí)行器，具備基部12；與基部12關(guān)聯(lián)設(shè)置并能夠鉤掛抬起物體的鉤單元14；與基部12關(guān)聯(lián)設(shè)置并與鉤單元14協(xié)作夾持物體的夾持構(gòu)件16；以及使鉤單元14和夾持單元16相對(duì)移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)部18而構(gòu)成。在圖示的實(shí)施方式中，在基部12上可向接近以及遠(yuǎn)離夾持單元16的方向移動(dòng)地設(shè)置鉤單元14。
基部12由具有長(zhǎng)度軸線12a的筒狀構(gòu)件構(gòu)成，在其軸向第1端側(cè)，以沿軸向彼此離開并且實(shí)質(zhì)上相對(duì)的位置關(guān)系設(shè)置鉤單元14和夾持單元16的同時(shí)，在其相反側(cè)的軸向第2端側(cè)設(shè)置用于驅(qū)動(dòng)鉤單元14的驅(qū)動(dòng)部18?；?2是外力作用下不易變形的剛性單元，例如，與構(gòu)成驅(qū)動(dòng)部18的氣-液汽缸裝置的汽缸構(gòu)件(未圖示)一體形成或者作為獨(dú)立構(gòu)件形成并被固定連接。
由直線棒狀構(gòu)件構(gòu)成的軸20可沿長(zhǎng)度軸線12a移動(dòng)并且同軸存放在基部12內(nèi)。軸20是外力作用下不易變形的剛性單元，例如，與構(gòu)成驅(qū)動(dòng)部18的氣-液汽缸裝置的活塞構(gòu)件(未圖示)一體形成或作為獨(dú)立構(gòu)件形成并被固定連接。
軸20其所需長(zhǎng)度部分從基部12軸向的第1端向外方延出沿長(zhǎng)度軸線12a配置，延出長(zhǎng)度部分的軸向末端設(shè)置鉤單元14。也就是，基部12和鉤單元14之間通過驅(qū)動(dòng)部18以及軸20確立可相對(duì)直線往復(fù)移動(dòng)的關(guān)聯(lián)性。鉤單元14在軸20的末端以長(zhǎng)度軸線12a為中心以錨狀向兩側(cè)突出，在與基部12相對(duì)側(cè)形成呈銳角輪廓的一對(duì)尖端14a。鉤單元14是外力的作用下不易變形的剛性單元，與軸20一體形成或作為獨(dú)立構(gòu)件形成并被固定連接。
在基部12的軸向第1端側(cè)圍繞軸20地形成與長(zhǎng)度軸線12a大致正交的大致平坦的環(huán)形端面12b?；?2的環(huán)狀端面12b在驅(qū)動(dòng)部18的動(dòng)作下作為與鉤單元14協(xié)作的夾持單元16而發(fā)揮作用，并與鉤單元14的兩尖端14a隔開可變間隔地實(shí)質(zhì)上相對(duì)地配置。也就是，在基部12和夾持構(gòu)件16之間確立相對(duì)不可移動(dòng)的關(guān)聯(lián)性。還有，基部12的軸向第2端在圖中通過驅(qū)動(dòng)部18設(shè)置用于將作業(yè)手10安裝在機(jī)器人手臂(未圖示)上的安裝構(gòu)件22。
驅(qū)動(dòng)部18最好是由氣壓缸裝置構(gòu)成，沿長(zhǎng)度軸線12a直線驅(qū)動(dòng)末端安裝了鉤單元14的軸20，以便在基部12上使鉤單元14相對(duì)夾持構(gòu)件16向接近或遠(yuǎn)離的方向移動(dòng)。還有，作為驅(qū)動(dòng)部18可采用液壓缸裝置、電磁單元、電動(dòng)機(jī)等。另外，驅(qū)動(dòng)部18的動(dòng)作例如能夠通過裝備了作業(yè)手10的機(jī)器人控制部(未圖示)來控制。
參照?qǐng)D2A～圖2C說明一例具有上述結(jié)構(gòu)作業(yè)手10的把持動(dòng)作。圖2A～圖2C舉例表示在分別具有中心開口H1、H2…的同一屬性的多個(gè)工件W1、W2…以各種姿勢(shì)被隨機(jī)放置的狀態(tài)下，取出所期望工件時(shí)的作業(yè)手10的把持動(dòng)作。
首先，操作機(jī)器人手臂(未圖示)，對(duì)從多個(gè)工件W1、W2…中選擇的所期望的工件W1將作業(yè)手10的鉤單元14插入到中心開口H1中(圖2A箭頭α)。此時(shí)，若工件W1、W2…的中心開口H1、H2…充分露出，則與工件W1、W2…的放置姿勢(shì)無關(guān)，作業(yè)手10能夠維持圖示的固定姿勢(shì)的同時(shí)將鉤單元14插入到中心開口H1、H2…中。還有，為了使鉤單元14的插入動(dòng)作簡(jiǎn)單化，通過預(yù)先驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)部18，使軸20從基部12只延出所需量，預(yù)先確保鉤單元14和夾持單元16之間的所需間隔。
其次，鉤單元14的一個(gè)尖端14a鉤掛到劃定工件W1中心開口H1的邊緣區(qū)域P1上，通過機(jī)器人手臂的動(dòng)作，不必動(dòng)作驅(qū)動(dòng)部18就能抬起工件W1(圖2B箭頭β)。此時(shí)，工件W1通過重力的作用其自身重心自動(dòng)移動(dòng)到配置在鉤單元14的實(shí)質(zhì)鉛垂下方的平衡姿勢(shì)。若是具有同一屬性的工件W1、W2…，則此平衡姿勢(shì)實(shí)質(zhì)上都是同一姿勢(shì)。也就是，在作業(yè)手10相對(duì)隨機(jī)放置的W1、W2…最初通過用鉤單元14鉤掛并抬起W1、W2…，在重力的作用下，能夠以固定的相對(duì)位置關(guān)系使作業(yè)手10和工件W1、W2…自動(dòng)移動(dòng)。
此后，通過機(jī)器人手臂的動(dòng)作，使工件W1向不干涉其他工件W2…的位置上移動(dòng)。并且在此位置上，通過驅(qū)動(dòng)部18的驅(qū)動(dòng)，將軸20拉入基部12中，使鉤單元14向接近夾持構(gòu)件16的方向移動(dòng)(圖2C箭頭γ)。這樣一來，在鉤單元14的尖端14a和夾持單元16之間，在驅(qū)動(dòng)部18所發(fā)揮的壓力下夾持工件W1的邊緣區(qū)域P1。此時(shí)，工件W1依存于作業(yè)手10的夾持單元16和抵接夾持單元16的工件W1表面的相關(guān)形狀，自動(dòng)移動(dòng)到規(guī)定的把持姿勢(shì)(圖中是水平姿勢(shì))。若是具有同一屬性的工件W1、W2…，此把持姿勢(shì)實(shí)質(zhì)上都是同一姿勢(shì)。
如此地，夾持在鉤單元14和夾持單元16之間的工件W1在驅(qū)動(dòng)部18所發(fā)揮的壓力下，被作業(yè)手10穩(wěn)定并牢固地把持。因此，排除工件W1從作業(yè)手10中脫落的危險(xiǎn)，能夠高速使機(jī)器人手臂動(dòng)作。另外，可理解為對(duì)于尺寸、形狀、重量等屬性不同的各種工件，只要具有與圖示的工件W1的邊緣區(qū)域P1類似的、鉤掛鉤單元14的部位以及被夾持在鉤單元14和夾持構(gòu)件16之間部位的工件，作業(yè)手10都能夠穩(wěn)定把持。
如此地，作業(yè)手10采用在1個(gè)驅(qū)動(dòng)部18的控制下使鉤單元14只相對(duì)夾持構(gòu)件16移動(dòng)的簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)，因此具有能夠抑制制造成本的同時(shí)易于控制把持動(dòng)作這一有利點(diǎn)。另外，作業(yè)手10與現(xiàn)有機(jī)械手不同，采用最初通過機(jī)器人手臂的動(dòng)作將物體鉤掛到鉤單元14上并抬起的結(jié)構(gòu)，因此不必局限于預(yù)先指定的把持部位(即不必調(diào)整作業(yè)手的姿勢(shì))也能夠較為容易地拾取尺寸、形狀、重量等屬性不同的各種物體或以各種姿勢(shì)放置的物體。并且作業(yè)手10采用以下結(jié)構(gòu)使鉤單元14鉤掛到的物體利用重力作用相對(duì)作業(yè)手10自動(dòng)移動(dòng)到特定的相對(duì)位置上之后，驅(qū)動(dòng)鉤單元14，將物體按壓夾持單元16地夾持的構(gòu)成，因此能夠以適宜姿勢(shì)穩(wěn)定且牢固地把持物體。因此，在機(jī)器人手臂上安裝手10實(shí)施搬運(yùn)作業(yè)時(shí)，無需準(zhǔn)備結(jié)構(gòu)不同的各種作業(yè)手，作為結(jié)果，能夠有效削減利用機(jī)器人搬運(yùn)作業(yè)的成本以及周期時(shí)間。
圖3表示裝備了上述作業(yè)手10的本發(fā)明一實(shí)施方式的搬運(yùn)機(jī)器人30。搬運(yùn)機(jī)器人30具備垂直多關(guān)節(jié)型的機(jī)械手32，機(jī)械手32所具有的手臂34的前端(手腕)通過安裝構(gòu)件22安裝作為末端執(zhí)行器的作業(yè)手10。搬運(yùn)機(jī)器人30在未圖示的控制部的控制下，使機(jī)械手32做各種動(dòng)作，能夠?qū)⒆鳂I(yè)手10放置在所期望的位置以及姿勢(shì)的同時(shí)，最好是在相同控制部的控制下，使作業(yè)手10的驅(qū)動(dòng)部18動(dòng)作，能夠?qū)⑺谕奈矬w把持在作業(yè)手10上。還有，作業(yè)手10的驅(qū)動(dòng)部18例如通過供給管道(未圖示)從工作空氣供給源(未圖示)供給工作空氣。
搬運(yùn)機(jī)器人30例如如圖3所示，能夠從隨機(jī)存放在較深的存放箱36內(nèi)的多個(gè)工件W中簡(jiǎn)單取出所期望的工件W。參照?qǐng)D4A～圖4C說明此時(shí)的利用搬運(yùn)機(jī)器人30的工件取出動(dòng)作。還有，存放箱36內(nèi)以各種姿勢(shì)隨機(jī)放置分別具有中心開口H的同一屬性的多個(gè)工件W。另外，作業(yè)手10的把持動(dòng)作實(shí)質(zhì)上與參照?qǐng)D2A～圖2C說明的動(dòng)作是相同的。
首先，操作機(jī)械手32(圖3)，對(duì)從多個(gè)工件W中選擇的所期望的工件W，將作業(yè)手10的鉤單元14插入到中心開口H中(圖4A箭頭α)。此時(shí)，若工件W的中心開口H充分露出，則與工件W的放置姿勢(shì)無關(guān)，能夠?qū)⒆鳂I(yè)手10維持在圖3所示的固定姿勢(shì)(圖中垂直姿勢(shì))的同時(shí)，能夠?qū)^單元14插入到中心開口H中。
其次，將鉤單元14一個(gè)尖端14a鉤掛到劃定工件W中心開口H的邊緣區(qū)域P上，利用機(jī)械手32的動(dòng)作，不必使驅(qū)動(dòng)部18動(dòng)作就能抬起工件W(圖4B箭頭β)。此時(shí)，工件W通過重力的作用其自身的重心自動(dòng)移動(dòng)到配置在鉤單元14實(shí)質(zhì)的鉛垂下方的平衡姿勢(shì)。
此后，通過機(jī)械手32的動(dòng)作，使工件W向不干涉其他工件W的位置上移動(dòng)。并且，在此位置上，通過驅(qū)動(dòng)部18的驅(qū)動(dòng)，將軸20拉入基部12中，使鉤單元14向接近夾持構(gòu)件16的方向移動(dòng)(圖4C箭頭γ)。這樣一來，在鉤單元14的尖端14a和夾持單元16之間，在驅(qū)動(dòng)部18所發(fā)揮的壓力下牢固且穩(wěn)定地夾持工件W的邊緣區(qū)域P。在此狀態(tài)下，操作機(jī)械手32，將工件W搬運(yùn)到存放箱36外部的所期望位置上。此時(shí)，排除了工件W從作業(yè)手10中脫落的危險(xiǎn)，能夠使機(jī)器人手臂高速動(dòng)作。
這里，利用裝備了現(xiàn)有機(jī)械手的搬運(yùn)機(jī)器人在從隨機(jī)放置在如圖3所示的存放箱36內(nèi)的工件W中取出所期望的工件W時(shí)，為了能夠用作業(yè)手的剛性指把持預(yù)先指定在工件W上的把持部位(例如，具有中心開口H的環(huán)形部分的內(nèi)周邊緣和外周邊緣)而必須使機(jī)械手做各種動(dòng)作以變更作業(yè)手的姿勢(shì)。但是此時(shí)，由于作業(yè)手或手臂和其他工件W或存放箱36等的相互干涉，能產(chǎn)生無法把持工件W上所指定把持部位的狀況。對(duì)此，采用本發(fā)明的搬運(yùn)機(jī)器人30，如上所述使用作業(yè)手10，不必局限于預(yù)先指定的把持部位(即不必調(diào)整作業(yè)手10的姿勢(shì))也能從隨機(jī)放置在存放箱36內(nèi)的多個(gè)工件W中較為容易地拾取所期望的工件W。并且，使用作業(yè)手10，即使是尺寸、形狀、重量等屬性不同的各種物體，也能夠以適宜姿勢(shì)穩(wěn)定且牢固地把持。因此，利用搬運(yùn)機(jī)器人30能夠有效削減搬運(yùn)作業(yè)的成本以及周期時(shí)間。
圖5是一同概略表示根據(jù)本發(fā)明第2實(shí)施方式的作業(yè)手40和工件W，作業(yè)手40是安裝在機(jī)器人手臂(未圖示)的前端而使用的末端執(zhí)行器，具備基部42；與基部42關(guān)聯(lián)設(shè)置并能夠鉤掛抬起物體的鉤單元44；與基部42關(guān)聯(lián)設(shè)置并與鉤單元14協(xié)作夾持物體的夾持單元46；以及使鉤單元44和夾持單元46相對(duì)移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)部48而構(gòu)成。第2實(shí)施方式與第1實(shí)施方式相反，在基部42上可向接近以及遠(yuǎn)離鉤單元44的方向移動(dòng)地設(shè)置夾持單元46。
基部42是由具有長(zhǎng)度軸線42a的板狀構(gòu)件構(gòu)成的，在其軸向第1端側(cè)設(shè)有鉤單元44的同時(shí)，在其相反側(cè)的軸向第2端側(cè)以相對(duì)鉤單元44軸向離開并且實(shí)質(zhì)上相對(duì)的位置關(guān)系設(shè)置夾持單元46?；?2的軸向第2端還設(shè)置用于驅(qū)動(dòng)夾持單元46的驅(qū)動(dòng)部48?；?2是外力的作用下不易變形的剛性單元，一體或分別具備擔(dān)持鉤單元44的第1部分和擔(dān)持驅(qū)動(dòng)部48的第2部分52。
在基部鉤單元42的第1部分50的主表面50a上向與長(zhǎng)度軸線42大致正交方向固定突出設(shè)置鉤單元44。也就是，在基部42和鉤單元44之間確立相對(duì)不可移動(dòng)的關(guān)聯(lián)性。鉤單元44具有從基部第1部分50的主表面50a看逐漸擴(kuò)大的楔形形狀，在與夾持單元46相對(duì)側(cè)形成呈銳角輪廓的錐形端44a。鉤單元44是外力的作用下不易變形的剛性單元，與基部42一體形成，或者作為獨(dú)立構(gòu)件形成并被固定連接。
夾持單元46由從擔(dān)持在基部42的第2部分52的主表面52a上的驅(qū)動(dòng)部48向與長(zhǎng)度軸線42a大致平行的方向延出的一對(duì)可動(dòng)銷構(gòu)成。這些可動(dòng)銷46在驅(qū)動(dòng)部48的驅(qū)動(dòng)下沿長(zhǎng)度軸線42a直線往復(fù)移動(dòng)。也就是，在基部42和夾持46之間通過驅(qū)動(dòng)部48確立可相對(duì)直線往復(fù)移動(dòng)的關(guān)聯(lián)性。這些可動(dòng)銷46的各自軸向端面46a相對(duì)鉤單元44的錐形端44a隔開可變間隔且實(shí)質(zhì)上相對(duì)地被配置。
驅(qū)動(dòng)部48最好是由氣壓缸裝置構(gòu)成，通過沿長(zhǎng)度軸線42a直線驅(qū)動(dòng)一對(duì)可動(dòng)銷(夾持單元)46，在基部42上使兩可動(dòng)銷(夾持單元)46相對(duì)鉤單元44向接近或遠(yuǎn)離方向移動(dòng)。還有，作為驅(qū)動(dòng)部48能夠采用液壓缸裝置、電磁單元、電動(dòng)機(jī)等。另外，驅(qū)動(dòng)部48的動(dòng)作例如能夠通過裝備了作業(yè)手40的機(jī)器人控制部(未圖示)來控制。
參照?qǐng)D6A～圖6C說明一例具有上述結(jié)構(gòu)作業(yè)手40的把持動(dòng)作。圖6A～圖6C舉例表示將分別具有4開口H6的同一屬性的多個(gè)工件W1、W2…以各種姿勢(shì)隨機(jī)放置的狀態(tài)下，取出所期望工件時(shí)的作業(yè)手40的保持動(dòng)作。
首先，操作機(jī)器人手臂(未圖示)，對(duì)從多個(gè)工件W1、W2…中選擇的所期望的工件W1，將作業(yè)手40的鉤單元44插入到4開口H中(圖6A箭頭α)。此時(shí)，若工件W1、W2…的開口H充分露出，則與工件W1、W2…的放置姿勢(shì)無關(guān)，能夠?qū)⒆鳂I(yè)手40維持在圖示的固定姿勢(shì)的同時(shí)將鉤單元44插入到開口H中。還有，為了使鉤單元44的插入動(dòng)作簡(jiǎn)單化，通過驅(qū)動(dòng)部48的預(yù)先驅(qū)動(dòng)，使一對(duì)可動(dòng)銷(夾持單元)46拉入在最小突出位置，預(yù)先確保鉤單元44和兩可動(dòng)銷(夾持單元)46之間所需間隔。
其次，鉤單元44的錐形端44a鉤掛到劃定工件W1開口H1的邊緣區(qū)域P上，通過機(jī)器人手臂的動(dòng)作，不必使驅(qū)動(dòng)部48動(dòng)作就能抬起工件W1(圖6B箭頭β)。此時(shí)，工件W1通過重力的作用其自身重心自動(dòng)移動(dòng)到配置在鉤單元44實(shí)質(zhì)的鉛垂下方的平衡姿勢(shì)。若是具有同一屬性的工件W1、W2…，此平衡姿勢(shì)實(shí)質(zhì)上都是同一姿勢(shì)。也就是，作業(yè)手40相對(duì)隨機(jī)放置的W1、W2…最初通過用鉤單元44鉤掛并抬起W1、W2…，在重力的作用下能夠以固定的相對(duì)位置關(guān)系使作業(yè)手40和工件W1、W2…自動(dòng)移動(dòng)。
此后，通過機(jī)器人手臂的動(dòng)作，使工件W1向不干涉其他工件W2…的位置上移動(dòng)。并且，在此位置上，通過驅(qū)動(dòng)部48的驅(qū)動(dòng)，使一對(duì)可動(dòng)銷(夾持單元)46向接近鉤單元44的方向移動(dòng)(圖6C箭頭γ)。這樣一來，在鉤單元44的錐形端44a和一對(duì)可動(dòng)銷(夾持單元)46之間，在驅(qū)動(dòng)部48所發(fā)揮的壓力下夾持工件W1的邊緣區(qū)域P和其外面區(qū)域Q。此時(shí)，工件W1依存于作業(yè)手40的一對(duì)可動(dòng)銷(夾持單元)46和抵接這些可動(dòng)銷(夾持單元)46的工件W1的外面區(qū)域Q的相關(guān)形狀，自動(dòng)移動(dòng)到規(guī)定的把持姿勢(shì)(圖中是鉛垂姿勢(shì))。若是具有同一屬性的工件W1、W2…，該把持姿勢(shì)都是實(shí)質(zhì)相同的姿勢(shì)。
如此地，夾持在鉤單元44和夾持單元46之間的工件W1在驅(qū)動(dòng)部48所發(fā)揮的壓力下，被作業(yè)手40穩(wěn)定并牢固地把持。因此，排除了工件W1從作業(yè)手40中脫落的危險(xiǎn)，能夠使機(jī)器人手臂高速動(dòng)作。另外，可以理解為相對(duì)尺寸、形狀、重量等的屬性不同的各種工件，若是具有與圖示的工件W1的邊緣區(qū)域P以及外面區(qū)域Q類似的、鉤掛鉤單元44的部件以及在鉤單元44和夾持構(gòu)件16之間夾持的部位的工件，作業(yè)手40就都能穩(wěn)定地把持。
如此地，作業(yè)手40與上述作業(yè)手10相同，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單易于控制，并且能夠穩(wěn)定地把持尺寸、形狀、重量等屬性不同的各種物體的同時(shí)，能夠從隨機(jī)放置的多個(gè)物體中簡(jiǎn)單地取出所期望物體。因此，利用作業(yè)手40能夠有效削減利用機(jī)器人的搬運(yùn)作業(yè)的成本以及周期時(shí)間。還有，可理解為作業(yè)手40在圖3所示的搬運(yùn)機(jī)器人30中取代成作業(yè)手10安裝在手臂34的前端而能夠使用。
從以上說明中可明確根據(jù)本發(fā)明的作業(yè)手，采用利用驅(qū)動(dòng)部?jī)H使鉤單元和夾持構(gòu)件相對(duì)移動(dòng)的簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)，因此能夠抑制作業(yè)手的制造成本的同時(shí)，使把持動(dòng)作的控制簡(jiǎn)單化。另外，將物體鉤掛到鉤掛單元上并抬起地構(gòu)成，因此不必拘泥于預(yù)先在指定在物體上的把持部位(即不必調(diào)整作業(yè)手的姿勢(shì))，也能較為容易地拾取尺寸、形狀、重量等屬性不同的各種物體及以各種姿勢(shì)放置的物體。并且，鉤掛在鉤單元上的物體通過重力的作用，相對(duì)作業(yè)手自動(dòng)移動(dòng)到特定的相對(duì)位置上，因此，此后若在鉤單元和夾持單元之間夾持物體地控制把持動(dòng)作，則能夠以適宜的姿勢(shì)穩(wěn)定且牢固地把持物體。因此在機(jī)器人手臂上安裝作業(yè)手實(shí)施搬運(yùn)作業(yè)時(shí)，無需準(zhǔn)備結(jié)構(gòu)不同的多種作業(yè)手，作為結(jié)果，能夠有效削減利用機(jī)器人的搬運(yùn)作業(yè)的成本以及周期時(shí)間。
另外，根據(jù)作業(yè)手的應(yīng)用(把持對(duì)象物體的結(jié)構(gòu)等)，只要驅(qū)動(dòng)部驅(qū)動(dòng)鉤單元和夾持構(gòu)件中的任意一方即可，因此作業(yè)手的結(jié)構(gòu)進(jìn)一步簡(jiǎn)單化，更易于控制把持動(dòng)作。
還有，根據(jù)本發(fā)明的搬運(yùn)機(jī)器人，使用具有上述特征的作業(yè)手，不必局限于預(yù)先指定的把持部位(即不必調(diào)整作業(yè)手的姿勢(shì))，也能從以各種姿勢(shì)隨機(jī)放置的多個(gè)物體中較為容易地拾取所期望的物體。并且，作用上述作業(yè)手，即使尺寸、形狀、重量等的屬性不同的各種物體，也能夠以適宜的姿勢(shì)穩(wěn)定且牢固地把持。因此，能夠削減搬運(yùn)作業(yè)的成本以及周期時(shí)間。
以上，結(jié)合最佳實(shí)施方式說明了本發(fā)明，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不脫離權(quán)利要求范圍的公開范圍的情況下可以進(jìn)行種種修正以及變更。
權(quán)利要求
1.一種作業(yè)手(10；40)，作為末端執(zhí)行器，其特征在于，具有基部(12；42)；與上述基部關(guān)聯(lián)地被設(shè)置，能夠鉤掛并抬起物體的鉤單元(14；44)；與上述基部關(guān)聯(lián)地被設(shè)置，與上述鉤單元協(xié)作夾持物體的夾持單元(16；46)；以及使上述鉤單元和上述夾持單元相對(duì)移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)部(18；48)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的作業(yè)手，其特征在于，在上述基部上可向接近以及遠(yuǎn)離上述夾持單元的方向移動(dòng)地設(shè)置上述鉤單元，上述驅(qū)動(dòng)部驅(qū)動(dòng)該鉤單元。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的作業(yè)手，其特征在于，在上述基部上可向接近以及遠(yuǎn)離上述鉤單元的方向移動(dòng)地設(shè)置上述夾持單元，上述驅(qū)動(dòng)部驅(qū)動(dòng)該夾持單元。
4.一種搬運(yùn)機(jī)器人(30)，具備手臂(34)和安裝在該手臂上的作業(yè)手，其特征在于，上述作業(yè)手是根據(jù)權(quán)利要求1～3中任何一項(xiàng)所述的作業(yè)手(10；40)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種作為末端執(zhí)行器的作業(yè)手。作業(yè)手具備基部；與基部關(guān)聯(lián)設(shè)置，能夠鉤掛并抬起物體的鉤單元；與基部關(guān)聯(lián)設(shè)置，與鉤單元協(xié)作夾持物體的夾持單元；以及使鉤單元和夾持單元相對(duì)移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)部。例如，在基部上可向接近以及遠(yuǎn)離夾持單元的方向移動(dòng)地設(shè)置鉤單元，上述驅(qū)動(dòng)部驅(qū)動(dòng)鉤單元?；蛘呖稍诨可舷蚪咏约斑h(yuǎn)離鉤單元的方向移動(dòng)地設(shè)置夾持單元，驅(qū)動(dòng)部驅(qū)動(dòng)夾持單元。搬運(yùn)機(jī)器人具備手臂和安裝在手臂上的上述作業(yè)手。
文檔編號(hào)B25J15/08GK1827316SQ20061005863
公開日2006年9月6日 申請(qǐng)日期2006年3月2日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月3日
發(fā)明者渡邊淳, 伴一訓(xùn), 有松太郎, 小田勝, 落石好紀(jì), 久保田裕昭 申請(qǐng)人:發(fā)那科株式會(huì)社