ロボットハンド
【課題】配線によりロボットハンドやロボットアームの可動範囲が制限されることを抑制するとともに把持部の種類を容易に変更する。
【解決手段】組立ロボットでは、制御部から固定部３１へと出力された把持部制御信号および結合部制御信号が、スリップリング３５を介して回転部３２へと伝達され、また、把持状態取得部から出力された把持状態信号が、回転部３２からスリップリング３５を介して固定部３１へと伝達されて制御部へと送られる。このため、固定部３１と回転部３２との間における信号伝達用の配線が外部に露出することを抑制することができ、配線によりロボットハンドやロボットアームの可動範囲が制限されてしまうことを抑制することができる。また、ロボットハンドでは、把持部および把持状態取得部を備えるハンド先端部が、結合部３２３により回転部３２に対して着脱自在に固定されるため、把持部の種類を容易に変更することができる。
【解決手段】組立ロボットでは、制御部から固定部３１へと出力された把持部制御信号および結合部制御信号が、スリップリング３５を介して回転部３２へと伝達され、また、把持状態取得部から出力された把持状態信号が、回転部３２からスリップリング３５を介して固定部３１へと伝達されて制御部へと送られる。このため、固定部３１と回転部３２との間における信号伝達用の配線が外部に露出することを抑制することができ、配線によりロボットハンドやロボットアームの可動範囲が制限されてしまうことを抑制することができる。また、ロボットハンドでは、把持部および把持状態取得部を備えるハンド先端部が、結合部３２３により回転部３２に対して着脱自在に固定されるため、把持部の種類を容易に変更することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、組立ロボットのロボットアームの先端に設けられるロボットハンドに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、自動組立ライン等において組立ロボットが用いられており、組立ロボットでは、ワークを把持するロボットハンドがロボットアームに接続されることにより３次元的に移動可能とされる。ロボットハンドでは、圧縮エアを用いた把持部の駆動により、ワークの把持および解放が行われる。
【０００３】
特許文献１のロボットでは、ロボットアームの先端にマニホールドが回動不能に取り付けられ、当該マニホールドには、ハンドホルダを介してハンドが取り付けられる。ハンドを駆動するための圧縮エア用ホースは、ハンドおよびハンドホルダの外側面に接続されており、ハンドホルダおよびマニホールドの内部には、当該ホースから連続する内部流路が形成される。マニホールドには、圧縮エアの供給および排出を制御する複数の電磁弁が環状に配置される。複数の電磁弁は、マニホールドに設けられたインターフェイス部にケーブルを介して接続され、インターフェイス部はロボットの制御部にケーブルを介して接続される。
【０００４】
特許文献２のロボットでは、ロボットアームの先端に筒状の固定フランジが回動不能に固定され、固定フランジの軸穴に挿入された回転軸が、ロボットアームの回転リストの先端にボルト締めにより固定される。回転軸の先端側に設けられたターレット板には複数の把持部が接続される。固定フランジの外側面には、把持部を駆動するための圧縮エア用のホースが接続されており、圧縮エアは固定フランジ内に形成された流路により回転軸の外側面に向けて導かれる。回転軸の外側面には環状の凹部が形成されており、圧縮エアは、当該凹部と固定フランジの内側面とにより形成される環状の流路、および、当該流路から軸方向に伸びる流路を介してターレット板へと導かれ、複数の電磁弁を介して複数の把持部のそれぞれに供給される。
【０００５】
また、回転軸の外側面には集電リングが設けられ、固定フランジに当該集電リングに接触する集電ブラシを設けることにより、固定フランジと回転軸とを電気的に接続するスリップリングが形成される。特許文献２のロボットでは、回転軸の軸方向に複数のスリップリングが配列されており、給電部からケーブルを介して固定フランジへと供給される電力および制御信号が、これらのスリップリングを介して複数の電磁弁へと送られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３１７２０２８号公報
【特許文献２】特開２００９−２６９１２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、特許文献１のロボットでは、制御部からロボットハンドの複数の電磁弁へと電力や制御信号を送るために、制御部とロボットハンドとがケーブルにより接続されており、これらのケーブルは、ロボットハンドやロボットアームの外部に露出して配置される。仮に、特許文献１のロボットにおいてロボットハンドが回転可能であるとすると、ロボットハンドとロボットアームとを接続するケーブルがロボットハンドの回転により切断されることがないように、ロボットハンドの回転可能範囲に大きな制限が設けられる。
【０００８】
特許文献２のロボットでは、把持部が設けられるターレット板がロボットアームにボルト締めにより固定されるため、把持部の種類を容易に変更することができない。また、回転軸の軸方向に複数のスリップリングが配列されるため、ターレット板と固定フランジとの間で授受する電力や信号量が増大してスリップリングが大型化すると、回転軸も長くなってロボットが大型化してしまう。
【０００９】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、配線によりロボットハンドやロボットアームの可動範囲が制限されることを抑制するとともに把持部の種類を容易に変更することを主な目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１に記載の発明は、組立ロボットのロボットアームの先端に設けられるロボットハンドであって、回転軸が挿入される固定部と、前記固定部に隣接し、前記回転軸を中心として回転する回転部と、前記回転部に着脱自在に取り付けられる先端部と、前記固定部と前記回転部との間に配置されて電気信号を伝達するスリップリングとを備え、前記先端部が、ワークを把持する把持部と、前記把持部によるワークの把持状態を取得する把持状態取得部とを備え、前記回転部が、前記先端部を着脱自在に固定する着脱機構を備え、制御部から前記固定部へと出力された前記把持部を制御する信号、および、前記着脱機構による前記先端部の固定および分離を切り替える信号がそれぞれ、前記固定部から前記スリップリングを介して前記把持部および前記着脱機構へと伝達され、前記把持状態取得部から出力された信号が、前記回転部から前記スリップリングを介して前記固定部へと伝達されて前記制御部へと送られる。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のロボットハンドであって、前記スリップリングにおける電気的接点が、前記回転軸に垂直な面内に位置する。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載のロボットハンドであって、前記把持部が、前記回転部および前記先端部の内部に形成された把持用流路内の流体を介して駆動される。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載のロボットハンドであって、前記着脱機構が、前記回転部の内部に形成された着脱用流路内の流体を介して駆動される。
【００１４】
請求項５に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載のロボットハンドであって、前記把持状態取得部から出力された信号を前記スリップリングへと導く配線が、前記先端部および前記回転部の内部に配置される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明では、配線によりロボットハンドやロボットアームの可動範囲が制限されてしまうことを抑制するとともに把持部の種類を容易に変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】一の実施の形態に係る組立ロボットの側面図である。
【図２】ハンド本体部近傍の部分断面図である。
【図３】ハンド本体部の底面図である。
【図４】ハンド先端部の側面図である。
【図５】ハンド先端部の底面図である。
【図６】把持部近傍を拡大して示す正面図である。
【図７】把持部近傍を拡大して示す側面図である。
【図８．Ａ】把持部および把持状態取得部を示す図である。
【図８．Ｂ】把持部および把持状態取得部を示す図である。
【図８．Ｃ】把持部および把持状態取得部を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１は、本発明の一の実施の形態に係る組立ロボット１の側面図である。組立ロボット１は、多数の部品から構成される組立体を自動的に組み立てる自動組立ライン等において用いられる産業用ロボットである。図１の組立ロボット１は、多自由度（例えば、６自由度）のロボットアーム１１、ロボットアーム１１の先端に設けられるロボットハンド２、および、組立ロボット１の全体制御を担う制御部１２を備え、ロボットアーム１１によりロボットハンド２が３次元的に移動可能とされる。ロボットハンド２は、ロボットアーム１１に取り付けられるハンド本体部３、および、ハンド本体部３に着脱自在に装着されるハンド先端部４を備え、ハンド先端部４にはワークを把持する複数の把持部５が設けられる。
【００１８】
図２は、ハンド先端部４を取り外した状態のハンド本体部３近傍の部分断面図であり、図３は、ハンド本体部３の底面図である。図２は、電磁弁３３の位置での断面を示している。図２に示すように、ハンド本体部３は、ロボットハンド２の上下方向（図２中の上下方向に対応する方向であり、重力方向に一致するとは限らない。図４においても同様。）に伸びる中心軸Ｊ１を中心とする固定部３１および回転部３２を備える。固定部３１は、上下方向に貫通する貫通穴３１０を中央部に有する略円筒状であり、ロボットアーム１１の先端部のフレームに回動不能に固定される。回転部３２は、略円板状の回転部本体３２１、回転部本体３２１の上面の中央部から図２中の上側に突出する回転軸３２２（以下、「ハンド回転軸３２２」という。）、および、回転部本体３２１の下面の中央部から下側に突出する結合部３２３を備える。ハンド回転軸３２２および結合部３２３は、中心軸Ｊ１を中心とする略円柱状である。
【００１９】
ハンド回転軸３２２は、固定部３１の貫通穴３１０に挿入され、ロボットアーム１１の先端部に設けられた回転軸１１１（ロボットアーム１１が有する回転軸であり、以下、「アーム回転軸１１１」という。）に接続される。ハンド回転軸３２２がアーム回転軸１１１に接続された状態では、アーム回転軸１１１の中心軸は、ハンド回転軸３２２の中心軸Ｊ１に一致するため、以下、アーム回転軸１１１の中心軸にも符号Ｊ１を付す。組立ロボット１では、回転部３２の回転部本体３２１が固定部３１の下側に隣接しており、アーム回転軸１１１が回転することにより、回転部３２が、アーム回転軸１１１およびハンド回転軸３２２の中心軸（すなわち、中心軸Ｊ１）を中心としてアーム回転軸１１１と共に回転する。
【００２０】
結合部３２３は、ハンド先端部４（図４参照）が回転部３２に対して取り付けられる際に、ハンド先端部４の結合穴４２（図４参照）に挿入されて結合穴４２に結合する。また、結合部３２３と結合穴４２との結合が解除されることにより、ハンド先端部４が回転部３２から取り外される。ロボットハンド２では、結合部３２３は、ハンド先端部４を着脱自在に固定する着脱機構である。
【００２１】
ロボットハンド２は、固定部３１と回転部３２との間に配置されて電気信号を伝達するスリップリング３５をさらに備える。スリップリング３５は、いわゆるディスク式スリップリングであり、ハンド回転軸３２２に固定される円環板状のディスク基板３５１、および、固定部３１に固定される複数の接触子３５２を備える。接触子３５２は、固定部３１およびロボットアーム１１の内部に配置された配線を介して制御部１２（図１参照）に接続される。
【００２２】
ディスク基板３５１はハンド回転軸３２２の中心軸Ｊ１に垂直に配置され、ディスク基板３５１の上面には、ハンド回転軸３２２を中心とする同心円状に配置された複数のリングが設けられる。当該複数のリングは電気的に互いに絶縁されており、複数のリングのそれぞれに接触子３５２が接触することにより、固定部３１から回転部３２への電力の供給、および、固定部３１と回転部３２との間における信号の授受が行われる。ロボットハンド２では、スリップリング３５における複数の電気的接点が、ハンド回転軸３２２の中心軸Ｊ１に垂直な面内に位置する。
【００２３】
回転部本体３２１の上面には、略円環板状の通信用基板３５３が設けられ、回転部本体３２１の内部に配置された配線を介してスリップリング３５のディスク基板３５１に接続される。通信用基板３５３は、また、回転部本体３２１の下面に設けられた第１接続用基板３８に、回転部本体３２１の内部に配置された配線を介して接続される。
【００２４】
図３に示すように、回転部本体３２１の外側面には、中心軸Ｊ１を中心として環状に配置される複数の電磁弁３３，３３ａが設けられる。本実施の形態では、８つの電磁弁３３が中心軸Ｊ１を中心としておよそ等間隔にて配置され、１つの電磁弁３３ａが電磁弁３３の間に設けられる。電磁弁３３，３３ａは、回転部本体３２１の内部に配置された配線（図示省略）を介して、図２に示す通信用基板３５３に接続される。図２では、２つの電磁弁３３のみが描かれている。
【００２５】
図２および図３に示すように、回転部本体３２１の内部には、中心軸Ｊ１を中心とする略円環状の内部流路３４１が形成されており、複数の電磁弁３３，３３ａはそれぞれ、回転部本体３２１の内部にて中心軸Ｊ１へと向かう内部流路３４２，３４２ａを介して内部流路３４１に接続される。内部流路３４１は、回転部本体３２１およびハンド回転軸３２２の内部に形成された内部流路３４０に接続され、内部流路３４０はロボットアーム１１のアーム回転軸１１１の内部へと連続してエア供給源に接続される。なお、内部流路３４０は、ハンド回転軸３２２の外側面に形成された円周状の流路を介して、固定部３１の内部に形成された内部流路へと連続してもよい。固定部３１の内部流路は、ロボットアーム１１の内部に形成された内部流路を介してエア供給源に接続されてもよく、固定部３１の外側面へとチューブにて連結されるエア供給源に接続されてもよい。
【００２６】
図３に示すように、上述の結合部３２３は、内部流路３４４ａ，３４４ｂを介して電磁弁３３ａに接続される。電磁弁３３ａを駆動するための信号は、制御部１２（図１参照）からロボットアーム１１および固定部３１のそれぞれの内部に配置された内部配線を介してスリップリング３５へと送られ、スリップリング３５を介して固定部３１から回転部３２の電磁弁３３ａへと送られる。そして、当該信号に基づいて電磁弁３３ａの制御が行われる。組立ロボット１では、電磁弁３３ａから内部流路３４４ａを介して結合部３２３に圧縮エアが供給されることにより、複数の結合用ボールが結合部３２３の外周面から突出し、結合穴４２（図４参照）の内側面に形成された溝部に嵌合する。これにより、ハンド先端部４と回転部３２とが結合される。また、電磁弁３３ａから内部流路３４４ｂを介して結合部３２３に圧縮エアが供給されることにより、複数の結合用ボールが結合部３２３の内部に収容される。これにより、ハンド先端部４と回転部３２との結合が解除される。
【００２７】
このように、組立ロボット１では、制御部１２から固定部３１へと出力された結合部３２３によるハンド先端部４の固定および分離を切り換える信号（以下、「結合部制御信号」という。）が、固定部３１からスリップリング３５を介して結合部３２３へと伝達される。結合部３２３は、回転部３２の内部に形成された内部流路３４０，３４１，３４２ａ，３４４ａ，３４４ｂ（以下、「着脱用流路」という。）内の流体を介して駆動される。
【００２８】
図４および図５はそれぞれ、ハンド先端部４の側面図および底面図である。ハンド先端部４がハンド本体部３に装着された状態では、ハンド先端部４の中心軸と、ハンド本体部３の中心軸Ｊ１とが一致するため、以下の説明では、ハンド先端部４の中心軸にも符号Ｊ１を付す。ハンド先端部４は、中心軸Ｊ１を中心とする略円柱状の先端部本体４１を有し、先端部本体４１の下部には複数の把持部５が接続される。また、図４に示すように、先端部本体４１の上面（図中の上側の面）の中央部には、中心軸Ｊ１を中心とする上述の結合穴４２が形成されており、上面の外縁近傍には、回転部本体３２１の第１接続用基板３８（図３参照）に接続される第２接続用基板４３が設けられる。
【００２９】
本実施の形態では、図５に示すように、４つのベースブロック５０が先端部本体４１に接続され、各ベースブロック５０に２つの把持部５が設けられる。各ベースブロック５０の２つの把持部５は、図４に示す先端部本体４１の内部に形成された内部流路４１１、および、回転部本体３２１の内部に形成された内部流路３４３（図３参照）を介して、対応する１つの電磁弁３３に接続される。すなわち、４つの電磁弁３３が４つのベースブロック５０に接続され、他の４つの電磁弁３３は使用されない。
【００３０】
組立ロボット１では、電磁弁３３を駆動するための信号が、制御部１２（図１参照）からロボットアーム１１および固定部３１のそれぞれの内部に配置された内部配線を介してスリップリング３５へと送られ、スリップリング３５を介して固定部３１から回転部３２の複数の電磁弁３３へと送られる。そして、当該信号に基づいて電磁弁３３の制御が行われ、回転部３２の内部に形成された内部流路３４０，３４１，３４２，３４３、および、ハンド先端部４の内部に形成された内部流路４１１を介して圧縮エアが供給されることにより、ベースブロック５０上の２つの把持部５が同時に駆動される。換言すれば、制御部１２から固定部３１へと出力された把持部５を制御する信号（以下、「把持部制御信号」という。）が、固定部３１からスリップリング３５を介して把持部５へと伝達される。把持部５は、内部流路３４０，３４１，３４２，３４３，４１１（以下、「把持用流路」という。）内の流体を介して駆動される。なお、１つのベースブロック５０上の２つの把持部５を個別に駆動する場合には、一方の把持部５が、他の電磁弁３３に接続される他の内部流路にチューブ等により接続される。
【００３１】
図６および図７はそれぞれ、１つの把持部５近傍を拡大して示す正面図および側面図である。図６および図７では、図の理解を容易にするために、先端を下側に向けて把持部５を描いている。把持部５は、把持部本体５１、および、把持部本体５１の下側に配置される２つの爪部５２を備える。把持部５によりワークが把持される際には、電磁弁３３（図２および図３参照）による制御により、２つの爪部５２が図６中の左右方向において互いに近づくように移動し、２つの爪部５２の間にワーク９１が挟持される。図６中では、ワーク９１、および、ワーク９１を把持した状態の爪部５２を二点鎖線にて示す。ワークの把持が解除される際には、電磁弁３３による制御により、２つの爪部５２が図６中の左右方向において互いに離間するように移動し、２つの爪部５２がワークから離間する。
【００３２】
図６および図７に示すように、各把持部５の把持部本体５１には、把持部５によるワークの把持状態を取得する把持状態取得部６が取り付けられる。把持状態取得部６は、２つの爪部５２にそれぞれ接続されて爪部５２と共に移動する２つの遮光部６１、２つの遮光部６１を挟むように配置されるフォトカプラ６２、および、フォトカプラ６２に電力を供給するとともにフォトカプラ６２からの信号を受信する状態取得用基板６３を備える。
【００３３】
各把持部５に対応する状態取得用基板６３は、先端部本体４１の内部に配置された配線を介して第２接続用基板４３（図４参照）に接続されており、制御部１２（図１参照）からの電力は、スリップリング３５、通信用基板３５３、第１接続用基板３８（図２参照）および第２接続用基板４３を介して複数の状態取得用基板６３に供給される。また、状態取得用基板６３から出力された信号（ワークの把持状態を示す信号であり、以下、「把持状態信号」という。）は、ハンド先端部４の内部に配置される配線を介して第２接続用基板４３へと送られ、第２接続用基板４３および第１接続用基板３８を介してハンド本体部３の回転部３２へと送られる。そして、回転部３２の内部に配置される配線、および、通信用基板３５３を介してスリップリング３５へと導かれ、スリップリング３５を介して回転部３２から固定部３１へと伝達される。さらに、固定部３１およびロボットアーム１１内の配線を介して制御部１２へと送られる。
【００３４】
図８．Ａないし図８．Ｃは、把持状態取得部６による把持状態信号の取得を説明するための図であり、把持部５近傍を爪部５２の先端側から見た図である。図８．Ａないし図８．Ｃでは、図の理解を容易にするために、遮光部６１はその上端のみを実線にて示し、他の部位を破線にて示す。図８．Ａに示すように、２つの爪部５２が左右方向に最も離れている状態では、フォトカプラ６２のＬＥＤ６２１から受光素子６２２へと至る光路上に一方の遮光部６１が位置するため、フォトカプラ６２はＯＦＦとなる。そして、ワークを把持していない状態を示す把持状態信号（以下、「非把持信号」という。）が、状態取得用基板６３から制御部１２（図１参照）へと送られる。図８．Ａでは、フォトカプラ６２のＬＥＤ６２１から受光素子６２２へと至る光軸を一点鎖線にて示し、符号Ｊ２を付す（図８．Ｂおよび図８．Ｃにおいても同様）。
【００３５】
把持部５において２つの爪部５２が互いに近づくように移動し、図８．Ｂに示すように、２つの爪部５２によりワーク９１が狭持される状態となると、２つの遮光部６１が光軸Ｊ２から僅かにずれた位置にて重なるため、フォトカプラ６２はＯＮとなり、ワーク９１を把持している状態を示す把持状態信号（以下、「把持信号」という。）が、状態取得用基板６３から制御部１２へと送られる。把持状態取得部６では、２つの爪部５２が図８．Ａに示す位置から図８．Ｂに示す位置へと移動する間、把持状態取得部６から制御部１２へと非把持信号が連続的に送られ、２つの爪部５２によりワーク９１が狭持されている状態では、把持信号が連続的に送られる。そして、２つの爪部５２が互いに離れるように移動してワーク９１の把持が解除されると、再び非把持信号が連続的に送られる。制御部１２では、把持部５がワーク９１の非把持状態から把持状態へと移行し、所定の時間だけ把持状態であった後に、再度、非把持状態へと移行したと理解され、ワーク９１の把持および解放が正常に行われたと判断される。
【００３６】
一方、把持部５によりワークを把持し損ねた場合、２つの爪部５２は図８．Ａに示す位置から図８．Ｂに示す位置を経由して図８．Ｃに示す位置へと移動する。図８．Ｃに示すように、２つの爪部５２の間の左右方向の距離がワーク９１（図８．Ｂ参照）の幅よりも小さい状態では、光軸Ｊ２上に他方の遮光部６１（すなわち、図８．Ａにおいて光軸Ｊ２上に位置するものとは異なる遮光部６１）が位置するため、フォトカプラ６２はＯＦＦとなる。爪部５２が図８．Ａに示す位置から図８．Ｃに示す位置へと移動する間、状態取得用基板６３から制御部１２へは非把持信号が連続的に送られる。正確には、爪部５２が図８．Ｂに示す位置を通過する極短い時間のみは、状態取得用基板６３から制御部１２へと把持信号が送られるが、当該把持信号は持続時間が所定の閾値よりも短いため無視される。制御部１２では、ワーク９１の把持は正常に行われなかったと判断される。
【００３７】
以上に説明したように、組立ロボット１では、制御部１２から固定部３１へと出力された把持部制御信号および結合部制御信号が、スリップリング３５を介して固定部３１から回転部３２へと伝達され、また、把持状態取得部６から出力された把持状態信号が、回転部３２からスリップリング３５を介して固定部３１へと伝達されて制御部１２へと送られる。このため、ロボットハンド２のハンド本体部３において、固定部３１と回転部３２との間における信号伝達用の配線が外部に露出することを抑制（または防止）することができ、配線によりロボットハンド２やロボットアーム１１の可動範囲が制限されてしまうことを抑制（または防止）することができる。また、固定部３１および回転部３２間における配線の断線を防止して組立ロボット１の生産性低下を防止することができる。
【００３８】
さらに、ロボットハンド２では、把持部５および把持状態取得部６を備えるハンド先端部４が、回転部３２に対して着脱自在に固定されるため、把持部５の種類を変更する際等に、ハンド先端部４を他のハンド先端部４に交換することにより把持部５を容易に交換することができる。また、スリップリング３５や電磁弁３３等が設けられたハンド本体部３を交換する必要が無いため、ロボットハンド２の製造コストを低減することもできる。
【００３９】
ロボットハンド２では、スリップリング３５における複数の電気的接点が、ハンド回転軸３２２の中心軸Ｊ１に垂直な面内に位置することにより、スリップリング３５の中心軸Ｊ１方向の長さを短くしてロボットハンド２を小型化することができる。
【００４０】
把持部５は、回転部３２およびハンド先端部４の内部に形成された把持用流路内の流体である圧縮エアを介して駆動される。このように、把持部５を駆動するための流体の配管がロボットハンド２の外部に露出することを防止することにより、配管によるロボットハンド２やロボットアーム１１の可動範囲の制限を緩和することができる。また、ロボットハンド２および組立ロボット１の大型化を抑制することもできる。さらに、結合部３２３は、回転部３２の内部に形成された着脱用流路内の流体である圧縮エアを介して駆動される。このように、結合部３２３を駆動するための流体の配管がロボットハンド２の外部に露出することを防止することにより、配管によるロボットハンド２やロボットアーム１１の可動範囲の制限をより一層緩和することができる。また、ロボットハンド２および組立ロボット１の大型化をさらに抑制することもできる。
【００４１】
ロボットハンド２では、把持状態取得部６から出力された把持状態信号をスリップリング３５へと導く配線が、ハンド先端部４および回転部３２の内部に配置される。このため、配線によりロボットハンド２やロボットアーム１１の可動範囲が制限されてしまうことを抑制（または防止）することができるとともに、配線の断線を防止して組立ロボット１の生産性低下を防止することができる。また、配線等がロボットハンド２の外部に露出することを抑制し、ロボットハンド２および組立ロボット１の大型化を抑制することもできる。
【００４２】
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。
【００４３】
例えば、ロボットハンド２の中心軸Ｊ１方向における長さが許容範囲内となるのであれば、スリップリング３５は、中心軸Ｊ１を中心とする円筒面状のドラム基板、および、ドラム基板に接触する接触子を備えるドラム式スリップリングであってもよい。また、把持部５や結合部３２３を駆動するための流体として、圧縮エア以外のガスや駆動油等の流体が利用されてもよい。
【００４４】
把持部５は、２つの爪部５２によりワークを把持する構造には限定されず、４つの爪部によりワークを把持するものや、ワークを吸着するものであってもよい。ハンド先端部４には、把持部５が１つのみ設けられてもよい。把持状態取得部６では、遮光部６１およびフォトカプラ６２に代えて、マグネット式センサや真空スイッチ等が、把持部５によるワークの把持状態の検出に利用されてもよい。組立ロボット１では、ハンド本体部３の固定部３１にアーム回転軸１１１が挿入されてもよい。また、ロボットハンド２がロボットアーム１１と一体物として製造されてもよく、この場合、固定部３１はロボットアーム１１の一部と捉えられてもよい。
【００４５】
上記実施の形態および各変形例における構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わせられてよい。
【符号の説明】
【００４６】
２ ロボットハンド
４ ハンド先端部
５ 把持部
６ 把持状態取得部
１２ 制御部
３１ 固定部
３２ 回転部
３５ スリップリング
９１ ワーク
３２２ ハンド回転軸
３２３ 結合部
３４０〜３４３，３４２ａ，３４４ａ，３４４ｂ，４１１ 内部流路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、組立ロボットのロボットアームの先端に設けられるロボットハンドに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、自動組立ライン等において組立ロボットが用いられており、組立ロボットでは、ワークを把持するロボットハンドがロボットアームに接続されることにより３次元的に移動可能とされる。ロボットハンドでは、圧縮エアを用いた把持部の駆動により、ワークの把持および解放が行われる。
【０００３】
特許文献１のロボットでは、ロボットアームの先端にマニホールドが回動不能に取り付けられ、当該マニホールドには、ハンドホルダを介してハンドが取り付けられる。ハンドを駆動するための圧縮エア用ホースは、ハンドおよびハンドホルダの外側面に接続されており、ハンドホルダおよびマニホールドの内部には、当該ホースから連続する内部流路が形成される。マニホールドには、圧縮エアの供給および排出を制御する複数の電磁弁が環状に配置される。複数の電磁弁は、マニホールドに設けられたインターフェイス部にケーブルを介して接続され、インターフェイス部はロボットの制御部にケーブルを介して接続される。
【０００４】
特許文献２のロボットでは、ロボットアームの先端に筒状の固定フランジが回動不能に固定され、固定フランジの軸穴に挿入された回転軸が、ロボットアームの回転リストの先端にボルト締めにより固定される。回転軸の先端側に設けられたターレット板には複数の把持部が接続される。固定フランジの外側面には、把持部を駆動するための圧縮エア用のホースが接続されており、圧縮エアは固定フランジ内に形成された流路により回転軸の外側面に向けて導かれる。回転軸の外側面には環状の凹部が形成されており、圧縮エアは、当該凹部と固定フランジの内側面とにより形成される環状の流路、および、当該流路から軸方向に伸びる流路を介してターレット板へと導かれ、複数の電磁弁を介して複数の把持部のそれぞれに供給される。
【０００５】
また、回転軸の外側面には集電リングが設けられ、固定フランジに当該集電リングに接触する集電ブラシを設けることにより、固定フランジと回転軸とを電気的に接続するスリップリングが形成される。特許文献２のロボットでは、回転軸の軸方向に複数のスリップリングが配列されており、給電部からケーブルを介して固定フランジへと供給される電力および制御信号が、これらのスリップリングを介して複数の電磁弁へと送られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３１７２０２８号公報
【特許文献２】特開２００９−２６９１２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、特許文献１のロボットでは、制御部からロボットハンドの複数の電磁弁へと電力や制御信号を送るために、制御部とロボットハンドとがケーブルにより接続されており、これらのケーブルは、ロボットハンドやロボットアームの外部に露出して配置される。仮に、特許文献１のロボットにおいてロボットハンドが回転可能であるとすると、ロボットハンドとロボットアームとを接続するケーブルがロボットハンドの回転により切断されることがないように、ロボットハンドの回転可能範囲に大きな制限が設けられる。
【０００８】
特許文献２のロボットでは、把持部が設けられるターレット板がロボットアームにボルト締めにより固定されるため、把持部の種類を容易に変更することができない。また、回転軸の軸方向に複数のスリップリングが配列されるため、ターレット板と固定フランジとの間で授受する電力や信号量が増大してスリップリングが大型化すると、回転軸も長くなってロボットが大型化してしまう。
【０００９】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、配線によりロボットハンドやロボットアームの可動範囲が制限されることを抑制するとともに把持部の種類を容易に変更することを主な目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１に記載の発明は、組立ロボットのロボットアームの先端に設けられるロボットハンドであって、回転軸が挿入される固定部と、前記固定部に隣接し、前記回転軸を中心として回転する回転部と、前記回転部に着脱自在に取り付けられる先端部と、前記固定部と前記回転部との間に配置されて電気信号を伝達するスリップリングとを備え、前記先端部が、ワークを把持する把持部と、前記把持部によるワークの把持状態を取得する把持状態取得部とを備え、前記回転部が、前記先端部を着脱自在に固定する着脱機構を備え、制御部から前記固定部へと出力された前記把持部を制御する信号、および、前記着脱機構による前記先端部の固定および分離を切り替える信号がそれぞれ、前記固定部から前記スリップリングを介して前記把持部および前記着脱機構へと伝達され、前記把持状態取得部から出力された信号が、前記回転部から前記スリップリングを介して前記固定部へと伝達されて前記制御部へと送られる。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のロボットハンドであって、前記スリップリングにおける電気的接点が、前記回転軸に垂直な面内に位置する。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載のロボットハンドであって、前記把持部が、前記回転部および前記先端部の内部に形成された把持用流路内の流体を介して駆動される。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載のロボットハンドであって、前記着脱機構が、前記回転部の内部に形成された着脱用流路内の流体を介して駆動される。
【００１４】
請求項５に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載のロボットハンドであって、前記把持状態取得部から出力された信号を前記スリップリングへと導く配線が、前記先端部および前記回転部の内部に配置される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明では、配線によりロボットハンドやロボットアームの可動範囲が制限されてしまうことを抑制するとともに把持部の種類を容易に変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】一の実施の形態に係る組立ロボットの側面図である。
【図２】ハンド本体部近傍の部分断面図である。
【図３】ハンド本体部の底面図である。
【図４】ハンド先端部の側面図である。
【図５】ハンド先端部の底面図である。
【図６】把持部近傍を拡大して示す正面図である。
【図７】把持部近傍を拡大して示す側面図である。
【図８．Ａ】把持部および把持状態取得部を示す図である。
【図８．Ｂ】把持部および把持状態取得部を示す図である。
【図８．Ｃ】把持部および把持状態取得部を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１は、本発明の一の実施の形態に係る組立ロボット１の側面図である。組立ロボット１は、多数の部品から構成される組立体を自動的に組み立てる自動組立ライン等において用いられる産業用ロボットである。図１の組立ロボット１は、多自由度（例えば、６自由度）のロボットアーム１１、ロボットアーム１１の先端に設けられるロボットハンド２、および、組立ロボット１の全体制御を担う制御部１２を備え、ロボットアーム１１によりロボットハンド２が３次元的に移動可能とされる。ロボットハンド２は、ロボットアーム１１に取り付けられるハンド本体部３、および、ハンド本体部３に着脱自在に装着されるハンド先端部４を備え、ハンド先端部４にはワークを把持する複数の把持部５が設けられる。
【００１８】
図２は、ハンド先端部４を取り外した状態のハンド本体部３近傍の部分断面図であり、図３は、ハンド本体部３の底面図である。図２は、電磁弁３３の位置での断面を示している。図２に示すように、ハンド本体部３は、ロボットハンド２の上下方向（図２中の上下方向に対応する方向であり、重力方向に一致するとは限らない。図４においても同様。）に伸びる中心軸Ｊ１を中心とする固定部３１および回転部３２を備える。固定部３１は、上下方向に貫通する貫通穴３１０を中央部に有する略円筒状であり、ロボットアーム１１の先端部のフレームに回動不能に固定される。回転部３２は、略円板状の回転部本体３２１、回転部本体３２１の上面の中央部から図２中の上側に突出する回転軸３２２（以下、「ハンド回転軸３２２」という。）、および、回転部本体３２１の下面の中央部から下側に突出する結合部３２３を備える。ハンド回転軸３２２および結合部３２３は、中心軸Ｊ１を中心とする略円柱状である。
【００１９】
ハンド回転軸３２２は、固定部３１の貫通穴３１０に挿入され、ロボットアーム１１の先端部に設けられた回転軸１１１（ロボットアーム１１が有する回転軸であり、以下、「アーム回転軸１１１」という。）に接続される。ハンド回転軸３２２がアーム回転軸１１１に接続された状態では、アーム回転軸１１１の中心軸は、ハンド回転軸３２２の中心軸Ｊ１に一致するため、以下、アーム回転軸１１１の中心軸にも符号Ｊ１を付す。組立ロボット１では、回転部３２の回転部本体３２１が固定部３１の下側に隣接しており、アーム回転軸１１１が回転することにより、回転部３２が、アーム回転軸１１１およびハンド回転軸３２２の中心軸（すなわち、中心軸Ｊ１）を中心としてアーム回転軸１１１と共に回転する。
【００２０】
結合部３２３は、ハンド先端部４（図４参照）が回転部３２に対して取り付けられる際に、ハンド先端部４の結合穴４２（図４参照）に挿入されて結合穴４２に結合する。また、結合部３２３と結合穴４２との結合が解除されることにより、ハンド先端部４が回転部３２から取り外される。ロボットハンド２では、結合部３２３は、ハンド先端部４を着脱自在に固定する着脱機構である。
【００２１】
ロボットハンド２は、固定部３１と回転部３２との間に配置されて電気信号を伝達するスリップリング３５をさらに備える。スリップリング３５は、いわゆるディスク式スリップリングであり、ハンド回転軸３２２に固定される円環板状のディスク基板３５１、および、固定部３１に固定される複数の接触子３５２を備える。接触子３５２は、固定部３１およびロボットアーム１１の内部に配置された配線を介して制御部１２（図１参照）に接続される。
【００２２】
ディスク基板３５１はハンド回転軸３２２の中心軸Ｊ１に垂直に配置され、ディスク基板３５１の上面には、ハンド回転軸３２２を中心とする同心円状に配置された複数のリングが設けられる。当該複数のリングは電気的に互いに絶縁されており、複数のリングのそれぞれに接触子３５２が接触することにより、固定部３１から回転部３２への電力の供給、および、固定部３１と回転部３２との間における信号の授受が行われる。ロボットハンド２では、スリップリング３５における複数の電気的接点が、ハンド回転軸３２２の中心軸Ｊ１に垂直な面内に位置する。
【００２３】
回転部本体３２１の上面には、略円環板状の通信用基板３５３が設けられ、回転部本体３２１の内部に配置された配線を介してスリップリング３５のディスク基板３５１に接続される。通信用基板３５３は、また、回転部本体３２１の下面に設けられた第１接続用基板３８に、回転部本体３２１の内部に配置された配線を介して接続される。
【００２４】
図３に示すように、回転部本体３２１の外側面には、中心軸Ｊ１を中心として環状に配置される複数の電磁弁３３，３３ａが設けられる。本実施の形態では、８つの電磁弁３３が中心軸Ｊ１を中心としておよそ等間隔にて配置され、１つの電磁弁３３ａが電磁弁３３の間に設けられる。電磁弁３３，３３ａは、回転部本体３２１の内部に配置された配線（図示省略）を介して、図２に示す通信用基板３５３に接続される。図２では、２つの電磁弁３３のみが描かれている。
【００２５】
図２および図３に示すように、回転部本体３２１の内部には、中心軸Ｊ１を中心とする略円環状の内部流路３４１が形成されており、複数の電磁弁３３，３３ａはそれぞれ、回転部本体３２１の内部にて中心軸Ｊ１へと向かう内部流路３４２，３４２ａを介して内部流路３４１に接続される。内部流路３４１は、回転部本体３２１およびハンド回転軸３２２の内部に形成された内部流路３４０に接続され、内部流路３４０はロボットアーム１１のアーム回転軸１１１の内部へと連続してエア供給源に接続される。なお、内部流路３４０は、ハンド回転軸３２２の外側面に形成された円周状の流路を介して、固定部３１の内部に形成された内部流路へと連続してもよい。固定部３１の内部流路は、ロボットアーム１１の内部に形成された内部流路を介してエア供給源に接続されてもよく、固定部３１の外側面へとチューブにて連結されるエア供給源に接続されてもよい。
【００２６】
図３に示すように、上述の結合部３２３は、内部流路３４４ａ，３４４ｂを介して電磁弁３３ａに接続される。電磁弁３３ａを駆動するための信号は、制御部１２（図１参照）からロボットアーム１１および固定部３１のそれぞれの内部に配置された内部配線を介してスリップリング３５へと送られ、スリップリング３５を介して固定部３１から回転部３２の電磁弁３３ａへと送られる。そして、当該信号に基づいて電磁弁３３ａの制御が行われる。組立ロボット１では、電磁弁３３ａから内部流路３４４ａを介して結合部３２３に圧縮エアが供給されることにより、複数の結合用ボールが結合部３２３の外周面から突出し、結合穴４２（図４参照）の内側面に形成された溝部に嵌合する。これにより、ハンド先端部４と回転部３２とが結合される。また、電磁弁３３ａから内部流路３４４ｂを介して結合部３２３に圧縮エアが供給されることにより、複数の結合用ボールが結合部３２３の内部に収容される。これにより、ハンド先端部４と回転部３２との結合が解除される。
【００２７】
このように、組立ロボット１では、制御部１２から固定部３１へと出力された結合部３２３によるハンド先端部４の固定および分離を切り換える信号（以下、「結合部制御信号」という。）が、固定部３１からスリップリング３５を介して結合部３２３へと伝達される。結合部３２３は、回転部３２の内部に形成された内部流路３４０，３４１，３４２ａ，３４４ａ，３４４ｂ（以下、「着脱用流路」という。）内の流体を介して駆動される。
【００２８】
図４および図５はそれぞれ、ハンド先端部４の側面図および底面図である。ハンド先端部４がハンド本体部３に装着された状態では、ハンド先端部４の中心軸と、ハンド本体部３の中心軸Ｊ１とが一致するため、以下の説明では、ハンド先端部４の中心軸にも符号Ｊ１を付す。ハンド先端部４は、中心軸Ｊ１を中心とする略円柱状の先端部本体４１を有し、先端部本体４１の下部には複数の把持部５が接続される。また、図４に示すように、先端部本体４１の上面（図中の上側の面）の中央部には、中心軸Ｊ１を中心とする上述の結合穴４２が形成されており、上面の外縁近傍には、回転部本体３２１の第１接続用基板３８（図３参照）に接続される第２接続用基板４３が設けられる。
【００２９】
本実施の形態では、図５に示すように、４つのベースブロック５０が先端部本体４１に接続され、各ベースブロック５０に２つの把持部５が設けられる。各ベースブロック５０の２つの把持部５は、図４に示す先端部本体４１の内部に形成された内部流路４１１、および、回転部本体３２１の内部に形成された内部流路３４３（図３参照）を介して、対応する１つの電磁弁３３に接続される。すなわち、４つの電磁弁３３が４つのベースブロック５０に接続され、他の４つの電磁弁３３は使用されない。
【００３０】
組立ロボット１では、電磁弁３３を駆動するための信号が、制御部１２（図１参照）からロボットアーム１１および固定部３１のそれぞれの内部に配置された内部配線を介してスリップリング３５へと送られ、スリップリング３５を介して固定部３１から回転部３２の複数の電磁弁３３へと送られる。そして、当該信号に基づいて電磁弁３３の制御が行われ、回転部３２の内部に形成された内部流路３４０，３４１，３４２，３４３、および、ハンド先端部４の内部に形成された内部流路４１１を介して圧縮エアが供給されることにより、ベースブロック５０上の２つの把持部５が同時に駆動される。換言すれば、制御部１２から固定部３１へと出力された把持部５を制御する信号（以下、「把持部制御信号」という。）が、固定部３１からスリップリング３５を介して把持部５へと伝達される。把持部５は、内部流路３４０，３４１，３４２，３４３，４１１（以下、「把持用流路」という。）内の流体を介して駆動される。なお、１つのベースブロック５０上の２つの把持部５を個別に駆動する場合には、一方の把持部５が、他の電磁弁３３に接続される他の内部流路にチューブ等により接続される。
【００３１】
図６および図７はそれぞれ、１つの把持部５近傍を拡大して示す正面図および側面図である。図６および図７では、図の理解を容易にするために、先端を下側に向けて把持部５を描いている。把持部５は、把持部本体５１、および、把持部本体５１の下側に配置される２つの爪部５２を備える。把持部５によりワークが把持される際には、電磁弁３３（図２および図３参照）による制御により、２つの爪部５２が図６中の左右方向において互いに近づくように移動し、２つの爪部５２の間にワーク９１が挟持される。図６中では、ワーク９１、および、ワーク９１を把持した状態の爪部５２を二点鎖線にて示す。ワークの把持が解除される際には、電磁弁３３による制御により、２つの爪部５２が図６中の左右方向において互いに離間するように移動し、２つの爪部５２がワークから離間する。
【００３２】
図６および図７に示すように、各把持部５の把持部本体５１には、把持部５によるワークの把持状態を取得する把持状態取得部６が取り付けられる。把持状態取得部６は、２つの爪部５２にそれぞれ接続されて爪部５２と共に移動する２つの遮光部６１、２つの遮光部６１を挟むように配置されるフォトカプラ６２、および、フォトカプラ６２に電力を供給するとともにフォトカプラ６２からの信号を受信する状態取得用基板６３を備える。
【００３３】
各把持部５に対応する状態取得用基板６３は、先端部本体４１の内部に配置された配線を介して第２接続用基板４３（図４参照）に接続されており、制御部１２（図１参照）からの電力は、スリップリング３５、通信用基板３５３、第１接続用基板３８（図２参照）および第２接続用基板４３を介して複数の状態取得用基板６３に供給される。また、状態取得用基板６３から出力された信号（ワークの把持状態を示す信号であり、以下、「把持状態信号」という。）は、ハンド先端部４の内部に配置される配線を介して第２接続用基板４３へと送られ、第２接続用基板４３および第１接続用基板３８を介してハンド本体部３の回転部３２へと送られる。そして、回転部３２の内部に配置される配線、および、通信用基板３５３を介してスリップリング３５へと導かれ、スリップリング３５を介して回転部３２から固定部３１へと伝達される。さらに、固定部３１およびロボットアーム１１内の配線を介して制御部１２へと送られる。
【００３４】
図８．Ａないし図８．Ｃは、把持状態取得部６による把持状態信号の取得を説明するための図であり、把持部５近傍を爪部５２の先端側から見た図である。図８．Ａないし図８．Ｃでは、図の理解を容易にするために、遮光部６１はその上端のみを実線にて示し、他の部位を破線にて示す。図８．Ａに示すように、２つの爪部５２が左右方向に最も離れている状態では、フォトカプラ６２のＬＥＤ６２１から受光素子６２２へと至る光路上に一方の遮光部６１が位置するため、フォトカプラ６２はＯＦＦとなる。そして、ワークを把持していない状態を示す把持状態信号（以下、「非把持信号」という。）が、状態取得用基板６３から制御部１２（図１参照）へと送られる。図８．Ａでは、フォトカプラ６２のＬＥＤ６２１から受光素子６２２へと至る光軸を一点鎖線にて示し、符号Ｊ２を付す（図８．Ｂおよび図８．Ｃにおいても同様）。
【００３５】
把持部５において２つの爪部５２が互いに近づくように移動し、図８．Ｂに示すように、２つの爪部５２によりワーク９１が狭持される状態となると、２つの遮光部６１が光軸Ｊ２から僅かにずれた位置にて重なるため、フォトカプラ６２はＯＮとなり、ワーク９１を把持している状態を示す把持状態信号（以下、「把持信号」という。）が、状態取得用基板６３から制御部１２へと送られる。把持状態取得部６では、２つの爪部５２が図８．Ａに示す位置から図８．Ｂに示す位置へと移動する間、把持状態取得部６から制御部１２へと非把持信号が連続的に送られ、２つの爪部５２によりワーク９１が狭持されている状態では、把持信号が連続的に送られる。そして、２つの爪部５２が互いに離れるように移動してワーク９１の把持が解除されると、再び非把持信号が連続的に送られる。制御部１２では、把持部５がワーク９１の非把持状態から把持状態へと移行し、所定の時間だけ把持状態であった後に、再度、非把持状態へと移行したと理解され、ワーク９１の把持および解放が正常に行われたと判断される。
【００３６】
一方、把持部５によりワークを把持し損ねた場合、２つの爪部５２は図８．Ａに示す位置から図８．Ｂに示す位置を経由して図８．Ｃに示す位置へと移動する。図８．Ｃに示すように、２つの爪部５２の間の左右方向の距離がワーク９１（図８．Ｂ参照）の幅よりも小さい状態では、光軸Ｊ２上に他方の遮光部６１（すなわち、図８．Ａにおいて光軸Ｊ２上に位置するものとは異なる遮光部６１）が位置するため、フォトカプラ６２はＯＦＦとなる。爪部５２が図８．Ａに示す位置から図８．Ｃに示す位置へと移動する間、状態取得用基板６３から制御部１２へは非把持信号が連続的に送られる。正確には、爪部５２が図８．Ｂに示す位置を通過する極短い時間のみは、状態取得用基板６３から制御部１２へと把持信号が送られるが、当該把持信号は持続時間が所定の閾値よりも短いため無視される。制御部１２では、ワーク９１の把持は正常に行われなかったと判断される。
【００３７】
以上に説明したように、組立ロボット１では、制御部１２から固定部３１へと出力された把持部制御信号および結合部制御信号が、スリップリング３５を介して固定部３１から回転部３２へと伝達され、また、把持状態取得部６から出力された把持状態信号が、回転部３２からスリップリング３５を介して固定部３１へと伝達されて制御部１２へと送られる。このため、ロボットハンド２のハンド本体部３において、固定部３１と回転部３２との間における信号伝達用の配線が外部に露出することを抑制（または防止）することができ、配線によりロボットハンド２やロボットアーム１１の可動範囲が制限されてしまうことを抑制（または防止）することができる。また、固定部３１および回転部３２間における配線の断線を防止して組立ロボット１の生産性低下を防止することができる。
【００３８】
さらに、ロボットハンド２では、把持部５および把持状態取得部６を備えるハンド先端部４が、回転部３２に対して着脱自在に固定されるため、把持部５の種類を変更する際等に、ハンド先端部４を他のハンド先端部４に交換することにより把持部５を容易に交換することができる。また、スリップリング３５や電磁弁３３等が設けられたハンド本体部３を交換する必要が無いため、ロボットハンド２の製造コストを低減することもできる。
【００３９】
ロボットハンド２では、スリップリング３５における複数の電気的接点が、ハンド回転軸３２２の中心軸Ｊ１に垂直な面内に位置することにより、スリップリング３５の中心軸Ｊ１方向の長さを短くしてロボットハンド２を小型化することができる。
【００４０】
把持部５は、回転部３２およびハンド先端部４の内部に形成された把持用流路内の流体である圧縮エアを介して駆動される。このように、把持部５を駆動するための流体の配管がロボットハンド２の外部に露出することを防止することにより、配管によるロボットハンド２やロボットアーム１１の可動範囲の制限を緩和することができる。また、ロボットハンド２および組立ロボット１の大型化を抑制することもできる。さらに、結合部３２３は、回転部３２の内部に形成された着脱用流路内の流体である圧縮エアを介して駆動される。このように、結合部３２３を駆動するための流体の配管がロボットハンド２の外部に露出することを防止することにより、配管によるロボットハンド２やロボットアーム１１の可動範囲の制限をより一層緩和することができる。また、ロボットハンド２および組立ロボット１の大型化をさらに抑制することもできる。
【００４１】
ロボットハンド２では、把持状態取得部６から出力された把持状態信号をスリップリング３５へと導く配線が、ハンド先端部４および回転部３２の内部に配置される。このため、配線によりロボットハンド２やロボットアーム１１の可動範囲が制限されてしまうことを抑制（または防止）することができるとともに、配線の断線を防止して組立ロボット１の生産性低下を防止することができる。また、配線等がロボットハンド２の外部に露出することを抑制し、ロボットハンド２および組立ロボット１の大型化を抑制することもできる。
【００４２】
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。
【００４３】
例えば、ロボットハンド２の中心軸Ｊ１方向における長さが許容範囲内となるのであれば、スリップリング３５は、中心軸Ｊ１を中心とする円筒面状のドラム基板、および、ドラム基板に接触する接触子を備えるドラム式スリップリングであってもよい。また、把持部５や結合部３２３を駆動するための流体として、圧縮エア以外のガスや駆動油等の流体が利用されてもよい。
【００４４】
把持部５は、２つの爪部５２によりワークを把持する構造には限定されず、４つの爪部によりワークを把持するものや、ワークを吸着するものであってもよい。ハンド先端部４には、把持部５が１つのみ設けられてもよい。把持状態取得部６では、遮光部６１およびフォトカプラ６２に代えて、マグネット式センサや真空スイッチ等が、把持部５によるワークの把持状態の検出に利用されてもよい。組立ロボット１では、ハンド本体部３の固定部３１にアーム回転軸１１１が挿入されてもよい。また、ロボットハンド２がロボットアーム１１と一体物として製造されてもよく、この場合、固定部３１はロボットアーム１１の一部と捉えられてもよい。
【００４５】
上記実施の形態および各変形例における構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わせられてよい。
【符号の説明】
【００４６】
２ ロボットハンド
４ ハンド先端部
５ 把持部
６ 把持状態取得部
１２ 制御部
３１ 固定部
３２ 回転部
３５ スリップリング
９１ ワーク
３２２ ハンド回転軸
３２３ 結合部
３４０〜３４３，３４２ａ，３４４ａ，３４４ｂ，４１１ 内部流路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
組立ロボットのロボットアームの先端に設けられるロボットハンドであって、
回転軸が挿入される固定部と、
前記固定部に隣接し、前記回転軸を中心として回転する回転部と、
前記回転部に着脱自在に取り付けられる先端部と、
前記固定部と前記回転部との間に配置されて電気信号を伝達するスリップリングと、
を備え、
前記先端部が、
ワークを把持する把持部と、
前記把持部によるワークの把持状態を取得する把持状態取得部と、
を備え、
前記回転部が、前記先端部を着脱自在に固定する着脱機構を備え、
制御部から前記固定部へと出力された前記把持部を制御する信号、および、前記着脱機構による前記先端部の固定および分離を切り替える信号がそれぞれ、前記固定部から前記スリップリングを介して前記把持部および前記着脱機構へと伝達され、
前記把持状態取得部から出力された信号が、前記回転部から前記スリップリングを介して前記固定部へと伝達されて前記制御部へと送られることを特徴とするロボットハンド。
【請求項２】
請求項１に記載のロボットハンドであって、
前記スリップリングにおける電気的接点が、前記回転軸に垂直な面内に位置することを特徴とするロボットハンド。
【請求項３】
請求項１または２に記載のロボットハンドであって、
前記把持部が、前記回転部および前記先端部の内部に形成された把持用流路内の流体を介して駆動されることを特徴とするロボットハンド。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載のロボットハンドであって、
前記着脱機構が、前記回転部の内部に形成された着脱用流路内の流体を介して駆動されることを特徴とするロボットハンド。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載のロボットハンドであって、
前記把持状態取得部から出力された信号を前記スリップリングへと導く配線が、前記先端部および前記回転部の内部に配置されることを特徴とするロボットハンド。
【請求項１】
組立ロボットのロボットアームの先端に設けられるロボットハンドであって、
回転軸が挿入される固定部と、
前記固定部に隣接し、前記回転軸を中心として回転する回転部と、
前記回転部に着脱自在に取り付けられる先端部と、
前記固定部と前記回転部との間に配置されて電気信号を伝達するスリップリングと、
を備え、
前記先端部が、
ワークを把持する把持部と、
前記把持部によるワークの把持状態を取得する把持状態取得部と、
を備え、
前記回転部が、前記先端部を着脱自在に固定する着脱機構を備え、
制御部から前記固定部へと出力された前記把持部を制御する信号、および、前記着脱機構による前記先端部の固定および分離を切り替える信号がそれぞれ、前記固定部から前記スリップリングを介して前記把持部および前記着脱機構へと伝達され、
前記把持状態取得部から出力された信号が、前記回転部から前記スリップリングを介して前記固定部へと伝達されて前記制御部へと送られることを特徴とするロボットハンド。
【請求項２】
請求項１に記載のロボットハンドであって、
前記スリップリングにおける電気的接点が、前記回転軸に垂直な面内に位置することを特徴とするロボットハンド。
【請求項３】
請求項１または２に記載のロボットハンドであって、
前記把持部が、前記回転部および前記先端部の内部に形成された把持用流路内の流体を介して駆動されることを特徴とするロボットハンド。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載のロボットハンドであって、
前記着脱機構が、前記回転部の内部に形成された着脱用流路内の流体を介して駆動されることを特徴とするロボットハンド。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載のロボットハンドであって、
前記把持状態取得部から出力された信号を前記スリップリングへと導く配線が、前記先端部および前記回転部の内部に配置されることを特徴とするロボットハンド。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８．Ａ】
【図８．Ｂ】
【図８．Ｃ】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８．Ａ】
【図８．Ｂ】
【図８．Ｃ】
【公開番号】特開２０１２−１０１３１６（Ｐ２０１２−１０１３１６Ａ）
【公開日】平成２４年５月３１日（２０１２．５．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２５１７４６（Ｐ２０１０−２５１７４６）
【出願日】平成２２年１１月１０日（２０１０．１１．１０）
【出願人】（００００００３０９）ＩＤＥＣ株式会社 (188)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月３１日（２０１２．５．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月１０日（２０１０．１１．１０）
【出願人】（００００００３０９）ＩＤＥＣ株式会社 (188)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]