机械手的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种至少使两个把持构件进行开闭动作来把持物体的机械手。
【背景技术】
[0002]作为这种机械手，已知如下的机械手，其中，在主体部上形成引导槽，在引导槽上将一对滑块配置为能够沿开闭方向直线运动，在一对滑块上安装有一对把持构件(例如参照专利文献I)。一对把持构件通过设于主体部上的驱动源而沿闭合方向以及打开方向移动。当使一对把持构件向闭合方向移动时(即当使一对把持构件接近时)，能够把持物体，而当使一对把持构件向打开方向移动时(即当使一对把持构件分离时)，能够放开把持了的物体。
[0003]使一对把持构件沿闭合方向以及打开方向移动的机构如下文所述。在驱动源的输出轴安装圆盘凸轮。如图9所示，在圆盘凸轮71上，一对凸轮槽71a形成为点对称。一对凸轮槽71a上内嵌有在一对滑块上设置的一对销72。当旋转板成为主动件而旋转时，作为从动件的一对销72在一对凸轮槽71a内滑动，从而一对把持构件沿闭开方向直线运动。凸轮槽71a存在如图9所示沿径向直线地形成的情况，也存在形成为旋涡形的情况。
[0004]在先技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1:日本特开2001-105371号公报
【发明内容】
[0007]发明所要解决的课题
[0008]然而，在以往的机械手中，当圆盘凸轮的旋转角度达到规定角度(例如45度左右)时，会导致销从凸轮槽脱出，因此需要将圆盘凸轮的旋转角度限制在使销不会从凸轮槽脱出的角度，从而存在把持物体的一对把持构件的工作行程小的问题。
[0009]另外，存在与圆盘凸轮的旋转角度无关地，一对把持构件把持物体的力大致恒定且不那么大，难以把持较重的物体的问题。这是由于，圆盘凸轮的旋转角与滑块的移动量的关系接近线形，因驱动源的旋转扭矩产生的把持构件的把持力不会因圆盘凸轮的旋转角度变化。
[0010]并且，由于是销在圆盘凸轮的凸轮槽内滑动的构造，因此在销与圆盘凸轮的凸轮槽之间需要设置间隙，从而也存在当对机械手施加有外部振动时因间隙造成把持着的物体下落的可能性。
[0011]对此，本发明的目的在于，提供一种能够增大一对把持构件的工作行程且也能够增大一对把持构件的把持力的机械手。
[0012]用于解决课题的方案
[0013]为了解决上述课题，本发明提供一种机械手，其中，具备:机械手主体部；第一以及第二滑块，所述第一以及第二滑块以能够沿开闭方向直线运动的方式设置于所述机械手主体部上；第一以及第二把持构件，所述第一以及第二把持构件设置于所述第一以及所述第二滑块上，且能够把持物体；驱动源，其设置于所述机械手主体部上；旋转板，其通过所述驱动源驱动而进行旋转；第一夹紧连杆，其仅能够绕第一轴旋转地连结于所述旋转板，并且仅能够绕第二轴旋转地连结于所述第一滑块；以及第二夹紧连杆，其仅能够绕第三轴旋转地连结于所述旋转板，并且仅能够绕第四轴旋转地连结于所述第二滑块，所述驱动源使所述旋转板旋转，从而所述第一以及所述第二把持构件沿开闭方向进行直线运动。
[0014]发明效果
[0015]根据本发明，(I)由于第一以及第二把持构件的行程大，因此能够把持从小物体到大物体的广泛的尺寸的物体。(2)另外，当旋转板的旋转角度成为90度附近时(当第一夹紧连杆的第一以及第二轴线、第二夹紧连杆的第三以及第四轴线排列在一直线上时)，把持力急剧变大。若旋转板的旋转角度成为90度附近时一对把持构件抓住物体，就能够把持较重的物体，或者能够将把持了的物体锁定。基于上述(I)以及(2)的效果可以得到通用性高的机械手。
【附图说明】
[0016]图1是本发明的一实施方式的机械手的外观立体图。
[0017]图2是表示本实施方式的机械手的内部构造的立体图。
[0018]图3是表示本实施方式的机械手的电动马达的操作部的简略图。
[0019]图4是表示本实施方式的机械手的夹紧机构的剖视图(一对把持构件打开的状态)。
[0020]图5是表示本实施方式的机械手的夹紧机构的剖视图(一对把持构件闭合的状态)。
[0021]图6是表示本实施方式的机械手的夹紧机构的剖视图。
[0022]图7是表示本实施方式的旋转板的旋转角度与施加于把持构件的把持力的关系的示意图。
[0023]图8是表示本实施方式的旋转板的旋转角度与对把持构件施加的把持力的关系的图。
[0024]图9是以往的机械手的圆盘凸轮的俯视图。
【具体实施方式】
[0025]以下，参照附图对本发明的一实施方式的机械手进行详细说明。图1表示本实施方式的机械手的外观立体图，图2表示本实施方式的机械手的内部构造。本实施方式的机械手例如作为机器人的终端执行器使用。本实施方式的机械手具备:大致立方体形的机械手主体部I ;以能够沿开闭方向直线运动的方式设置于机械手主体部I的导轨2上的第一以及第二滑块11、12 ;以及用于开闭第一以及第二滑块11、12的作为驱动源的电动马达3。在第一以及第二滑块11、12上安装有第一以及第二把持构件21、22 (参照图4、5)，在图1、2中，为了便于理解第一以及第二滑块11、12，省略了第一以及第二把持构件21、22。
[0026]在机械手主体部I的一端部，沿第一以及第二滑块11、12的移动方向安装细长剖面U字形的导轨2。在导轨2上，第一以及第二滑块11、12组装为能够进行直线运动。第一滑块11在导轨2的左半部移动，第二滑块12在导轨2的右半部移动。第一以及第二滑块11、12同时向闭合方向(即接近方向)移动，且同时向打开方向(即分离方向)移动。第一以及第二滑块11、12在保持相对于导轨2的中心对称的状态下移动。图1表示第一以及第二滑块11、12移动至打开方向的端部的状态，图2表示第一以及第二滑块11、12移动至闭合方向的端部的状态。
[0027]导轨2具备:底部2a、对置的一对侧壁部2b。第一以及第二滑块11、12夹在导轨2的一对侧壁部2b之间。滚珠等滚动体以能够滚动运动的方式介于导轨2与第一以及第二滑块11、12之间。在导轨2的侧壁部2b的内侧面上，形成沿导轨2的长度方向延伸的滚动体滚行部2bI。
[0028]图2表示机械手主体部I的内部结构。在图2的导轨2的下方可以观察到的是第一以及第二滑块11、12，图2的第一以及第二滑块11、12移动至闭合方向的端部。第一以及第二滑块11、12具备:在导轨2上引导为能够进行直线运动的块体11a、12a ;以及从块体11a、12a向机械手主体部I内突出的作为连结部的连结轴11b、12b (参照图5)。在导轨2的底部2a形成有供连结轴11b、12b通过的槽2al。
[0029]第一以及第二滑块11、12的块体lla、12a夹在导轨2的一对侧壁部2b之间。在块体11a、12a上形成有与导轨2的滚动体滚行部2bl对置的滚动体滚行部llal、12al (参照图1)。多个滚动体以能够滚动运动的方式介于导轨2的滚动体滚行部2bl与块体11a、12a的滚动体滚行部llal、12al之间。为了防止滚动体彼此的接触，由保持架保持多个滚动体。在该实施方式中，块体lla、12a的行程是有限的，在块体11a、12a上未设有使滚动体循环的循环构造，然而也可以设置使滚动体循环的循环构造。
[0030]连结轴11b、12b与块体11a、12a结合。在块体11a、12a上开设有用于插入连结轴11b、12b的孔13、14(参照图5)。连结轴11b、12b的前端部分成两岔。在连结轴Ilb的前端部设有将第一夹紧连杆31支承为能够旋转的第二轴42。在连结轴12b的前端部设有将第二夹紧连杆32支承为能够旋转的第四轴44。在一对连结轴11b、12b之间架设有对第一以及第二滑块11、12向闭合方向施力的作为施力构件的螺旋弹簧4。
[0031]电动马达3安装在机械手主体部I的侧壁上。电动马达3的输出轴3a向机械手主体部I内突出。在电动马达3的输出轴3a上固定有与输出轴3a—体地旋转的旋转板5。旋转板5被电动马达3驱动为绕轴线旋转。在电动马达3上安装有编码器，能够进行原点复位以及把持位置的检测。在旋转板5上设有将第一夹紧连杆31支承为能够旋转的第一轴41、以及将第二夹紧连杆32支承为能够旋转的第三轴43。第一以及第三轴41、43设于相对于旋转板5的轴线点对称的位置，即在旋转板5的周向上分离180度的位置。
[0032]如图3所示，电动马达3的输出轴3b也向图2的纸面的内侧延伸。在电动马达3的输出轴3b上安装有由用于通过手动使旋转板5旋转的把手或杆构成的操作部6。
[0033]图4以及图5表示从第一至第四轴41?44的轴线方向观察时的机械手的剖视图。图4表示一对把持构件21、22打开的状态，图5表示一对把持构件21、22闭合的状态。当电动马达3使旋转板5向顺时针方向旋转时，如图4所示，一对把持构件21、22成为打开的状态。当电动马达3使旋转板5向逆时针方向旋转时，如图5所示，一对把持构件21、22成为闭合的状态。螺旋弹簧4对一对把持构件21、22向闭合的方向施力。在该实施方式中，成为一对把持构件21、22把持物体W时，即使没有电动马达3的驱动电源，物体W也不会下落的夹紧机构。夹紧机构的详细内容如下文所述。
[0034]如图4所示，第一夹紧连杆31仅能够绕第一轴41旋转地连结于旋转板5，并且仅能够绕第二轴42旋转地连结于第一滑块11的连结轴lib。S卩，第一夹紧连杆31与旋转板5成为转动副，第一夹紧连杆31与第一滑块11成为转动副。同样，第二夹紧连杆32仅能够绕第三轴43旋转地连结于旋转板5，并且仅能够绕第四轴44旋转地连结于第二滑块12的连结轴12b。S卩，第二夹紧连杆32与旋转板5成为转动副，第二夹紧连杆32与第二滑块12成为转动副。
[0035]如图5所示，当第一以及第二把持构件21、22把持物体W时，从第一至第四轴41?44的轴线方向观察，第一至第四轴41?44排列在一直线上。第一至第四轴41?44从左起按顺序以第二轴42、第三轴43、旋转板5的轴线5a、第一轴41、第四轴44的顺序排列。
[0036]更准确地讲，当第一以及第二把持构件21、22把持物体W时，第一至第四轴41?44排列在一直线上后，如图6所示，旋转板5旋转，直到第三轴43的中心43a越过将旋转板5的轴线5a与第二轴42的中心42a连结的线LI，并且第一轴41的中心41a越过将旋转板5的轴线5a与第四轴44的中心44a连结的线L2。
[0037]如图4所示，在一对把持构件21、22打开的状态下，第三轴43的中心43a位于由将旋转板5的轴线5a与第二轴42的中心42a连结而成的线LI划分的两个区域S1、S2中的一方的区域SI。如图6所示，在一对把持构件21、22闭合的状态下，第三轴43的中心4