专利名称：具有由粒状物质填充的袋构件的抓取装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及能够可靠地抓取不同形状的多种工件中的任一工件的抓取装置的技术。
背景技术：
当使用抓取工件或产品等的抓取装置来操纵不同形状的多种工件时，更换具有对应于每个工件形状的部分的接触部(即抓取装置的直接接触工件等的部分)是一件令人厌烦的事。因此，希望开发一种能够灵活操纵具有不同外形的各种工件的抓取装置。为此，已经研究了能够成功抓取具有不同外形的各种工件的抓取装置的各种技术。例如，下面描述的公开号为9-123082的日本专利申请(JP-A-9-123082)描述了这种一种技术。
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JP-A-9-123082描述了一种设置有接触部的抓取装置，通过在柔软的隔膜内部封装大量粒状物质，并使用真空泵或类似装置减小隔膜内的压力或抵消压力下降，所述抓取装置能够操纵各种外形的工件。对于该抓取装置，接触部布置在如机械臂等支撑装置的末端。此外，在通过机械臂等执行抓取操作时，使所述接触部抵接工件等并适配工件等的形状。然后，紧密地保持隔膜内部的大量粒状物质，并且保持接触部的形状与工件的形状适配。此外，对于该抓取装置，通过抵消接触部中的减压状态，接触部恢复其正常形状。此外，使用这种相关的抓取装置能够使接触部的形状与各种工件等的外形匹配。结果，当操纵具有不同外形的多个各种工件时，能够稳定地抓取工件。如果接触部相对于机械臂等移位(偏移)，则无法确保定位精度。因此，通常采用如粘合的方法牢固地固定相关技术的接触部，以使接触部不会相对于机械臂等移位。结果，如果接触部由于磨损或切割等而损坏，则更换接触部十分困难。因此，难以将具有类似于相关技术的接触部的抓取装置应用于具有多个边缘部的工件或粘附有切屑的工件。
发明内容
因而，本发明提供了一种抓取装置i)其设置有耐磨损和耐切割的接触部，能够保持良好的抓紧效果并易于更换；以及ii)其能够抑制所述接触部相对于所述接触部连结的部分移位，尽管所述接触部也易于更换。本发明的第一个方案涉及一种包括用于抓取工件的抓取部的抓取装置。该抓取部包括i)爪部，其具有多个挤压所述工件的挤压部；以及ii)接触部，每个所述接触部都具有由弹性材料制成的袋构件和填充在所述袋构件中的粒状物质。所述接触部连结至所述挤压部的接触所述工件的部分，并且所述接触部通过增加所述粒状物质与所述袋构件的内部容积的体积比，在使所述粒状物质保持适当形状的同时，使得所述粒状物质硬化。具有凹凸形状的保持部形成在每个所述爪部的对应的所述接触部连结的部分处。根据本发明的该方案，可以抑制在利用所述抓取部抓取工件时所述接触部相对于所述挤压部移位。在上述方案中，每个所述接触部都可以包括由芳族聚酰胺纤维制成并覆盖所述袋构件的外袋。该结构可以抑制所述接触部相对于所述挤压部移位，同时确保所述接触部耐磨损和耐切割。此外，所述袋构件可以在能够相对于所述外袋相对移位的状态下容纳于所述外袋的内部。根据该结构，所述袋构件能够精确地适配所述保持部的形状，因此能够更可靠地抑制所述接触部相对于所述挤压部移位。此外，所述粒状物质可以是陶瓷碎片，其中构成所述粒状物质的颗粒形状为除大致球形以外的形状。 对于该结构，在对接触部进行硬化处理时，可使得所述接触部硬度更大，因此能够更可靠地抑制所述接触部相对于所述挤压部移位。此外，所述粒状物质的所述颗粒可以为具有边缘部的形状，所述颗粒由至少包含Al2O3和SiO2的人造陶瓷(所谓的合成莫来石)形成，所述人造陶瓷已经被粉碎以使平均颗粒直径大约O. 4mm至O. 5mm (含端点)。相应地，所述粒状物质使得所述接触部能够在硬化时硬度更大。此外，所述粒状物质具有稳定的化学性质，因此能够抑制所述接触部和工件生锈。而且，所述粒状物质具有小比重，因此能够使得所述接触部重量轻。
下面将参照附图详细描述示例性实施例，以使本发明的前述内容、进一步特征和优点变得显而易见，其中相同的标记用于表示相同的元件，并且其中图I为示出了根据本发明的第一个示例性实施例的抓取装置的整体结构的框架格式的视图；图2A、图2B和图2C为示出了根据本发明的第一个示例性实施例的抓取装置的框架格式的视图，其中图2A为抓取部的前视图，图2B为沿图2A中的线A -A的剖视图，而图2C为沿图2A中的线B - B的剖视图；图3A和图3B为示出了根据本发明的第一个示例性实施例的抓取装置的框架格式的视图，其中图3A为前视图，而图3B为平面图；图4为示出了根据本发明的第一个示例性实施例的抓取装置的挤压部的框架格式的部分细节图；图5A和图5B为示出了形成在爪部的连结表面上的根据第一个示例性实施例的保持部的框架格式的侧视图，其中图5A为示出了处于螺栓拆除状态的剖视图，而图5B为示出了处于螺栓拧入状态的沿图4中的线C - C的剖视图；图6A和图6B为示出了形成在爪部的连结表面上的根据其他示例性实施例的保持部的框架格式的部分视图，其中图6A为根据本发明的第二个示例性实施例的保持部的前视图及沿线D-D的剖视图，而图6B为根据本发明的第三个示例性实施例的保持部的前视图及沿线E-E的剖视图；图7为示出了根据本发明的第一个示例性实施例的抓取装置的接触部的框架格式的视图8为示出了形成根据本发明的第一个示例性实施例的抓取装置的接触部的一部分的内袋的框架格式的视图；图9为示出了形成根据本发明的第一个示例性实施例的抓取装置的接触部的一部分的外袋的框架格式的视图；图10为示出了连结至挤压部的接触部的框架格式的部分前视图；图11为示出了连结至挤压部的接触部的框架格式的部分侧剖视图；图12A和图12B为示出了粒状物质选择方法的图，其中图12A为示出了测试装置的整体结构的框架格式的立体图，而图12B为根据测试装置的测量结果的图表；图13A和图13B为示出了设置有本发明的抓取装置的输送装置的图框格式的视图，其中图13A为输送装置的整体结构的视图，而图13B为处于一装置连接至输送装置的抓 取装置的状态的视图；图14A和图14B为示出了抓取装置抓取工件的方案的框架格式的视图，其中图14A为处于抓取工件之前的状态的视图，而图14B为示出了处于正在抓取工件的状态(抽气前)的视图；图15为示出了抓取装置正在抓取工件时接触部的变形状态的框架格式的侧剖视图；图16A和图16B为示出了抓取装置抓取工件的方案的框架格式的视图，其中图16A为处于正在抓取工件的状态(抽气后)的视图，而图16B为处于已经释放抓取的工件的状态(破坏真空之后)的视图；以及图17为示出了抓取装置正在抓取工件时保持部保持接触部的状态的框架格式的侧剖视图。
具体实施例方式下面将描述本发明的示例性实施例。首先，将参照图I至图3描述根据本发明的第一个示例性实施例的抓取装置的整体结构。如图I所示，根据本发明的第一个示例性实施例的抓取装置I是一种用于抓取和夹持工件等的装置，并且抓取装置I包括抓取部2、控制装置7和抽气设备8等。抓取部2是抓取装置I的直接抓取工件的部分，并且抓取部2包括驱动部3、多个爪部4和5及多个接触部6等。如图I、图2A、图2B和图2C所示，驱动部3是设置有两个系统的滑块部3a和3b的装置，并且驱动部3能够使这些滑块部3a和3b中的每个沿相同的轴向独立地和往复地移位。可以使用设置有由滚珠丝杠和螺母及电动机等形成的往复机构的电动执行机构等作为驱动部3。爪部4和5是一对被设置为用于挤压工件的部分。也就是说，爪部4和5是挤压和夹持布置在二者之间的位置处的工件的部分。顺便提一下，爪部4和5形状设置考虑了要抓取的工件的形状和尺寸以及滑块部3a和3b的行程量等。如图2B所示，爪部4包括支撑部4a和从支撑部4a突出的两个挤压部4b。挤压部4b布置为彼此间隔预定距离。此外，位于连结接触部6的一侧的爪部4的表面用作连结表面4g。爪部4的支撑部4a固定于滑块部3a。控制装置7运行驱动部3以使滑块部3a滑动，从而使挤压部4b沿滑块部3a的滑动方向往复运动(见图I)。
此外，如图2C所示，爪部5包括支撑部5a和从支撑部5a突出的一个挤压部5b。此外，位于连结接触部6的一侧的爪部5的表面用作连结表面5g。爪部5的支撑部5a固定于滑块部3b。控制装置7运行驱动部3以使滑块部3b滑动，从而使挤压部5b沿滑块部3b的滑动方向往复运动(见图I)。接触部6是抓取装置I的直接接触工件的部分。接触部6能够通过单一构件呈现两种相反形态，即一种形态为接触部6的形状能够灵活地变形，而另一种形态为稳定地保持接触部6的形状。接触部6包括弹性袋状构件和填充到该袋状构件中的粒状物质。通常地，接触部6呈现其形状能够灵活地变形的形态。如图I、图2A、图2B和图2C所示，接触部6连结至爪部4和5的挤压部4b和5b，并连接至抽气设备8。抽气设备8是用于使抓取装置I中的接触部6变硬和变软的装置，并且抽气设备8包括真空泵8a、真空管Sb和电磁阀Sc等。真空管Sb连接至接触部6的袋状部。顺便提一下，在该示例性实施例中，真空泵8a设置在抽气设备8中，但是也可以采用在其中设置除真空泵8a以外的抽气装置(如喷射器等)的结构。此外，在本发明的抓取装置中，用于使接触部变硬和变软的装置不限于抽气设备。也就是说，可以利用能够使接触部变 硬和变软的各种模式的任何一种。当通过运行真空泵8a而使袋状部的内部压力下降时，由于构成填充在袋状部内部的粒状物质的颗粒更加密实，接触部6变硬。因此，此时接触部6呈现稳定地保持其形状的形态。当接触部6通过爪部4和5的挤压力在灵活状态下压挤工件时，接触部6能够适配到工件的表面上的凹部中并围绕工件的表面上的凸部，因而使接触部6能够适配工件的外表面形状。此外，通过激活抽气设备8，接触部6能够在呈对应于工件的外表面形状的形状时变硬，同时接触部6适配工件的外表面形状。因此，能够形成对应于工件的外表面形状的硬接触部6。此外，如图3A和图3B所示，借助于根据该示例性实施例的抓取部2，能够通过连结至挤压部4b和5b的接触部6在三点处稳固地抓取工件50。因而，通过具有极少组成部件的简单结构，就能够实现抑制工件50四处摆动的稳定抓取状态。顺便提一下，在该示例性实施例中，描述了抓取部2在三点处支撑工件50的模式。然而，本发明的抓取装置中支撑工件的点数并不限于此。例如，支撑工件的点数也可以是两个、四个或更多。下面将参照图4至图6更详细地描述爪部4和5的结构。如图4和图5A所示，爪部4具有形成在接触部6连结的一侧的连结表面4g。此外,通向连结表面4g的螺栓孔4c形成在爪部4的挤压部4b中。如图4和图5B所示，螺栓9拧入螺栓孔4c中。通过拧入螺栓9并调整螺栓9以使螺栓9的末端穿过螺栓孔4c从连结表面4g突出预定量，从而通过螺栓9形成保持部10。此外，用作悬接接触部6的部分的螺栓4d从挤压部4b上的连结表面4g突出。顺便提一下，此处描述了爪部4的挤压部4b的结构。然而，通过形成布置表面、在布置表面上形成多个贯通螺栓孔并将多个螺栓拧入这些螺栓孔，相似的保持部10 (未示出)也形成在爪部5的挤压部5b上。保持部10是具有形成在连结表面4g上的凹凸形状的部分，连结表面4g用作在上面布置接触部6的挤压部4b的一部分。顺便提一下，在该示例性实施例中，作为示例给出了具有散布在连结表面4g各处的多个突出部(即多个螺栓9的末端)的保持部10，但是本发明的抓取装置的保持部不限于此模式。也就是说，也可以采用其他模式的保持部。例如，还可以采用如图6A所示的具有形成在连结表面4g中的大致十字形凹部4e的保持部20，或者还可以采用如图6B所示的大致十字形凸部4f形成在连结表面4g上的保持部30。也就是说，本发明的抓取装置的保持部可以呈现为能够限制接触部6沿与连结表面4g平行的彼此正交的两个方向移位的各种形式。保持部还可以具有沿关于挤压部4b的长度方向和宽度方向倾斜的方向形成的凸部或凹部，或者具有多个任意布置的突出部。下面将参照图7至图11更详细地描述接触部6的结构。爪部4和5通常由预定硬度的材料如钢制成，以确保实现预定挤压力所需的刚性。结果，当爪部4和5直接接触工件时，爪部4和5可能损坏工件。此外，由于工件制成各种形状，因此，爪部4和5的接触工件的部分的形状必须适配工件的形状，以实现稳定的抓取状态。因此，接触部6连结至挤压部4b和挤压部5b (即抓取部2的挤压部)的接触工件的部分。 如上所述，接触部6是能够通过单一构件呈现两种相反形态的部分，即一种形态为接触部6的形状能够灵活地变形，而另一种形态为稳固地保持接触部6的形状。如图7所示，该接触部6由内袋11和覆盖内袋11的外袋13等形成。如图8所示，内袋11是能够通过单一构件呈现两种相反形态的构件，即一种形态为内袋11的形状能够灵活地变形，而另一种形态为稳固地保持内袋11的形状。内袋11包括袋构件Ila和连接端口 Ilb等。袋构件Ila是由腈橡胶(NBR)制成的弹性密封构件。通过将由NBR制成的大致矩形薄片对折，并硬化粘接除了折叠侧之外的三个周缘侧的配合表面，从而使袋构件Ila形成为袋状。此外，孔部Ilf形成在袋构件Ila的折叠侧的大致中央部，并且用作连通袋构件Ila的内部与袋构件Ila的外部的构件的连接端口 Ilb布置在孔部Ilf中。连接端口 Ilb连结至孔部llf，同时通过插入密封构件Ild并拧紧螺母Ilc以紧固这些密封构件Ild来确保孔部Ilf是密封的。此外，真空管8b连接至连接端口 11b，并且过滤器Ile布置在连接端口 Ilb的位于袋构件Ila内部的端部处。然后，将粒状物质12填充到袋构件Ila中。此外，内袋11构造为阻止粒状物质12经由过滤器Ile从连接端口 Ilb出来。顺便提一下，在该示例性实施例中，描述了腈橡胶(NBR)用作内袋11 (即袋构件Ila)的材料的实例。然而，制成内袋11的材料不限于此。可以根据使用条件如工作环境等使用满足弹性和密封要求的各种材料中的任一种。如图9所示，外袋13是用于覆盖和保护内袋11的构件，并且外袋13包括袋本体13a和锚定部13b等。袋本体13a是由芳族聚酰胺纤维制成的耐磨损和耐切割的构件。通过重叠两片大致矩形的芳族聚酰胺纤维材料片材并在三个边处将两片片材缝合到一起，使袋本体13a形成为袋状。袋本体13a的内部尺寸足够大以便能够可移位地容纳内袋11。此夕卜，用作悬接外袋13的部分的锚定部13b等连结到袋本体13a未缝合的开放边附近的区域。在该示例性实施例中，采用了利用用于锚定部13b的金属扣环的简单结构。在该示例性实施例中，芳族聚酰胺纤维用作外袋13 (即袋本体13a)的材料。芳族聚酰胺纤维是具有极佳的耐磨损和耐切割性能的材料，因此能够可靠地保护内袋11免受磨损和切割的破坏。此外，芳族聚酰胺纤维足够柔软以适配工件的形状，因此，容纳在外袋13中的内袋11能够精确地适配工件的形状，内袋11经由外袋13接触工件。因此，芳族聚酰胺纤维适合作为形成外袋13 (即袋本体13a)的材料。此时，可以使用合适形式的芳族聚酰胺纤维，如纺织、编织或非纺织等形式。然而，为了获得足够的灵活性和耐用性，优选使用纺织的芳族聚酰胺纤维。顺便提一下，在该示例性实施例中，描述了芳族聚酰胺纤维用作外袋13的材料的实例。然而，制作外袋13的材料不限于此。可以使用具有优异的耐磨损和耐切割性能并足够柔软以适配工件的形状的各种材料中的任一种。也就是说，如图7所示，接触部6与容纳在外袋13内部的内袋11形成在一起。该构造能够简单、可靠地抑制内袋11由于重复使用而破损或者被粘附到工件上的切屑等切表I]。结果，能够延长内袋11的广品寿命。此外，接触部6构造为使得内袋11和外袋13各自由单独的本体形成，并且内袋11和外袋13能够相对于彼此移位。结果，内袋11的变形不会受到外袋13限制或妨碍。因此，内袋11能够通过外袋13精确地适配工件的形状，从而接触部6能够精确地适配工件的形 状(B卩，凹凸部)。也就是说，与具有内袋和外袋为一体的双层结构袋本体的接触部相比较，内袋11与外袋13为独立的本体能够使接触部6实现更稳固的抓取状态。此外，对于接触部6，如果内袋11损坏，可以仅更换内袋11，或者如果外袋损坏，可以仅更换外袋13。结果，接触部6也可以非常经济。如图10和图11所示，接触部6通过外袋13的锚定部13b自挤压部4b的螺栓4d悬接。然后，将螺母14经由衬垫15紧固到螺栓4d上，同时接触部6 (即外袋13)通过锚定部13b悬接，以使接触部6容易且可靠地连结至挤压部4b。对于这种结构，接触部6易于更换。因此，接触部6能够易于引入到预期会出现磨损和切割的实际生产线中。此外，以这种方式连结的接触部6在接触连结表面4g的那一侧的表面与保持部10接触。顺便提一下，此处描述了接触部6连结至爪部4的挤压部4b的实例。然而，螺栓也在爪部5的挤压部5b上突出，并且通过将接触部6 (未示出)悬接在这些螺栓上并使用螺母和衬垫等固定到适当位置上，从而以类似方式连结接触部6。顺便提一下，在该示例性实施例中，使用螺母和螺栓等将接触部6连结至挤压部4b和5b。然而，本发明不限于接触部6连结至挤压部4b和5b的模式。例如，可以使用树脂带连结接触部6,或者可以通过单触式锁扣(one-touch clasp)固定接触部6以易于拆卸。也就是说，只要接触部6能够连结至保持部10，并且接触部6能够在未卸下挤压部4b和5b的情况下易于拆卸，则可以使用各种连结方法中的任一种。下面将参照图12A和12B描述构成接触部6的一部分的粒状物质12的选择方法。粒状物质12填充在接触部6 (即，更具体地，袋构件Ila)内部。通过降低袋构件Ila内部的压力以使形成粒状物质12的颗粒紧密地保持在一起，袋构件Ila和粒状物质12以整体状态硬化为适合形状。优选地，接触部6具有如下特性1)硬化时具有良好的硬度，以及2)重量轻，但是硬化时接触部6的硬度和接触部6的重量根据粒状物质12的各种规格变化而变化。因此，在该示例性实施例中，使用如图12A所示的测试装置来测量用各种规格的粒状物质硬化时的硬度，并且基于测量结果来选择填充到接触部6中的粒状物质。
如图12A所示，测试装置40包括用于填充粒状物质的壳体41、密封壳体41的开放部的弹性膜构件42以及用于测量硬化时的硬度等的推拉式计量器43。顺便提一下，在该示例性实施例中，容积为大约20x20x15mm的塑料容器作为壳体41，而树脂片用作膜构件42。此外，所使用的推拉式计量器43具有直径为6mm (推挤面积为大约28. 3mm2)的推挤部43a。现在将描述使用测试装置40的测试程序。首先，在壳体41中填充粒状物质，然后使用膜构件42密封壳体41的开放部41a。接下来，将壳体41的内部抽空，以使壳体41内部的粒状物质硬化。然后，推进推拉式计量器43经由膜构件42挤压硬化的粒状物质并测量压缩力。此外，此时测量到的压缩力的峰值被记录为硬度指标。顺便提一下，在该测试中，测量三次每种类型粒状物质的峰值后，估算每种类型粒状物质的硬度。图12B为使用测试装置40测量每种类型粒状物质的硬度后的测量结果的图表。在图12B中，显示了所选粒状物质中20种典型粒状物质的测量结果。顺便 提一下，硬度列显示了三个测量结果的最小值到最大值。从图12B显示的测试结果中，可以确定七种粒状物质，即盐(编号3)、金属粉末(编号4至7)、陶瓷碎片(大)(编号18)和磨粒(GF24)(编号20)具有良好的硬度，其中所有三个硬度测量值都超过IOkgf。然而，还理想的是填充在接触部6中的粒状物质重量轻，因此在具有前七个硬度测量结果的粒状物质类型中，由于金属粉末和磨粒是铁等材质并具有大比重，因而将金属粉末和磨粒从备选中排除。这样就剩下盐和陶瓷碎片(大)作为备选。此处，盐的问题在于例如受潮时盐会变硬，并且如果盐泄漏，则可能导致生锈。因此，考虑到化学性质的稳定性和形状，最终确定陶瓷碎片(大)(编号18)是最适合用于填充到接触部6中的粒状物质，因此选择陶瓷碎片(大)。所述陶瓷碎片(大)形成粒状物质，其中所述颗粒为具有边缘部的形状，而且所述颗粒由至少包含Al2O3和SiO2的人造陶瓷(所谓的合成莫来石)制成，人造陶瓷已经被粉碎以使平均颗粒直径大约O. 4至O. 5mm(含端点)。考虑到硬度、化学性质稳定性和重量轻(即，小比重)等方面,这些陶瓷碎片(大)适合用作粒状物质。顺便提一下，从图12B中的图表显示的测试结果中能够考虑以下情况。当观察具有低硬度测量结果的粒状物质时，显然形成这些粒状物质中的每一种的颗粒形状为大致球形。也就是说，如果形成粒状物质的颗粒形状为大致球形，则难以获得填充到接触部6中的粒状物质的良好硬度。此处，认为当压力降低时接触部6变硬的原因是因为彼此接触的相邻颗粒更紧密地彼此锚定，因此没有边缘部或平坦面的大致球形的颗粒彼此锚定紧密性较差。顺便提一下，此处术语大致球形是指外部没有能够与其他颗粒等锁定在一起的边缘部、平坦部或凹凸部的形状。该术语并不必然表示完全球形，而是也包括如椭球和桶状的形状的构思。由此，能够确定构成填充到接触部6中的粒状物质的颗粒的形状优选为除大致球形以外的形状，并具有边缘部和平坦部。下面将参照图13至图17描述使用根据本发明的第一个示例性实施例的抓取装置I运送工件的实例。如图13A所示，在该示例性实施例中，抓取装置I的抓取部2布置在机械臂16的末端部16a上。抓取部2抓取工件50，机械臂16输送工件50。例如，通过定位销等形成的定位部16b进行定位，将工件50放置到工件放置部16c上的预定位置。
如图13B所示，抓取装置I的控制装置7连接至机械臂16，机械臂16的末端部16a的如放置和角度等信息被输入控制装置7中。如图13A、图13B和图14A所示，通过调整末端部16a的放置和角度等，机械臂16将抓取部2放置到相对于工件50的预定位置处。然后，指示抓取部2已经放置到相对于工件50的预定位置的信号从机械臂16输入到控制装置7中。此时，控制装置7放置抓取部2以使工件50布置在爪部4和5之间，并且作为工件50的适合被抓取的部分的凹凸部50a、50b和50c布置在面向接触部6的位置。接下来，如图13B和图14B所示，控制装置7通过调整滑块部3a和3b的行程来调整爪部4和5之间的距离以使其等于或小于工件50的宽度。然后，爪部4和5以预定挤压力抓取工件50。如图15所示，此时接触部6压向工件50的凹凸部50a和50b，并随着凹凸部50a和50b的形状变形。另外，此时接触部6也在连结表面4g侧受压，因而也会随着形成在连结表面4g上的保持部10 (即，螺栓9的末端部)的形状变形。 此处，每个接触部6构造为使得内袋11容纳在由芳族聚酰胺纤维制成的外袋13的内部，并且内袋11和外袋13能够相对于彼此变形。因此，外袋13不会妨碍内袋11的变形。结果，对于抓取部2，接触部6能够可靠地适配保持部10和工件50的凹凸部50a、50b和50c的形状。接下来，如图13B和图16A所示，当爪部4和5以预定挤压力挤压工件50时，命令信号从控制装置7输出到真空泵8a以抽空接触部6的内袋11的内部。如图17所示，此时接触部6以适配工件50的凹凸部50a和50b的形状的状态硬化。此外，此时接触部6以适配保持部10的形状的状态硬化。顺便提一下，通过调整螺栓9从连结表面4g突出的量，保持部10能够调整相对于接触部6的保持力(即，摩擦力)。此处，对于接触部6，粒状物质12即陶瓷碎片(S卩，图12B中的陶瓷碎片(大)(编号18))填充到内袋11中，因此适配保持部10和工件50的凹凸部50a、50b和50c的形状能够可靠地保持足够的硬度。因此，接触部6不会相对于工件50移位，并且接触部6由保持部10保持固定，因而接触部6也不会相对于挤压部4b移位，因此抓取部2能够实现稳固的抓取状态。结果，当输送工件50时，能够可靠地抑制工件50相对于爪部4和5移位，因此能够在确保定位精度的同时输送工件50。如果接触部6相对于工件50或挤压部4b移位，则当抓取或提升工件50时，已经由定位销(即，定位销16b)定位的工件50可能被定位销损坏。然而，抓取部2能够抓取工件50，同时精确保持工件50与爪部4和5之间的位置关系，因此工件50不会被定位销损坏，并且能够准确地确保输送后的定位精度。也就是说，根据本发明的第一个示例性实施例的抓取装置I包括用于抓取工件50的抓取部2。抓取部2包括爪部4和5及接触部6，爪部4和5具有多个用于挤压工件50的挤压部4b和5b。每个接触部6都包括内袋11 (即，由弹性材料制成的袋构件)和填充到内袋11中的粒状物质12。接触部6连结到接触工件50的挤压部4b和5b的一部分上。通过降低内袋11内部的压力以增加粒状物质12与内袋11的内部容积的体积比，接触部6在使粒状物质12保持适当形状(例如，适配工件50的凹凸部50a、50b和50c)的同时使粒状物质12硬化。具有凹凸形状的保持部10形成在连结表面4g上，连结表面4g为接触部6所连结的挤压部4b和5b的部分。根据这种结构，当抓取部2抓取工件50时，抑制接触部6相对于挤压部4b和5b移位。此外，在根据本发明的第一个示例性实施例的抓取装置I中，每个接触部6都具有覆盖内袋11并且由芳族聚酰胺纤维制成的外袋13。这种结构可以抑制接触部6相对于挤压部4b和5b移位，同时确保接触部6耐磨损和耐切割。此外，在根据本发明的第一个示例性实施例的抓取装置I中，内袋11在能够相对于外袋13移位的状态下容纳在外袋13的内部。这种结构使内袋11能够精确地适配保持部10的形状，因而可以更可靠地抑制接触部6相对于挤压部4b和5b移位。进一步地，在根据本发明的第一个示例性实施例的抓取装置I中，粒状物质12由陶瓷碎片(即，图12B中的陶瓷碎片(大)(编号18))形成，其中构成粒状物质12的颗粒的形状为除大致球形以外的形状。这种结构能够使接触部6在硬化时硬度更大，因而可以更可靠地抑制接触部6相对于挤压部4b和5b移位。
此外，如图16B所示，在使用机械臂16将工件50输送到预定位置后，控制装置7通过调整滑块部3a和3b的行程来调整爪部4和5之间的距离，从而使爪部4和5之间的距离大于工件50的宽度。然后，爪部4和5抓取的工件50被释放。当操纵与工件50的形状不同的工件时，控制装置7输出命令信号到电磁阀Sc以打开电磁阀18c，因而破坏接触部6中的真空状态，因此接触部6能够返回到其正常状态。结果，通过具有单一抓取部2的抓取装置1，可以灵活地操纵多个具有不同形状的各种工件。因此能够免除与每次工件类型变化时更换接触部6以使其对应于工件形状有关的麻烦等，从而能够提闻生广率。此外，当操纵与工件50的形状相同的工件时，在已经完成袋构件Ila的抽空操作后，命令信号从控制装置7输出到真空泵8a和电磁阀Sc，以停止真空泵8a并关闭电磁阀Sc。结果，保持袋构件Ila内部的压力降低状态，从而使接触部6能够容易地保持硬化状态。因此，即使在爪部4和5已经释放对工件50的抓取之后，只要保持袋构件Ila内部的压力降低状态，接触部6就能够以适合抓取工件50的形态保持硬化状态。相应地，当连续输送多个工件50时，处于适合抓取工件50的形态的接触部6能够可靠地抓取和输送工件50，同时确保定位精度。顺便提一下，在该示例性实施例中，描述了抓取装置I应用于输送装置的实例，但是抓取装置I的用途不限于此。例如，抓取装置I也可以在产品组装期间用作临时固定工件的工具，或者用作稳定地保持具有不稳定形状的构件以便于保存等的工具。虽然已经参照示例性实施例描述了本发明，但是，应该理解的是本发明不限于所描述的实施例或构造。相反地，本发明旨在涵盖各种改进和等同布置。此外，虽然已经示出了示例性实施例的各种元件的不同组合和构造，但是，其他组合和构造(包括更多元件、更少元件或仅单个元件)也落入本发明的范围之内。
权利要求
1.一种抓取装置，其特征在于包括 用于抓取工件的抓取部，所述抓取部包括i)爪部，其具有多个挤压所述工件的挤压部，以及ii)接触部，每个所述接触部都具有由弹性材料制成的袋构件和填充在所述袋构件中的粒状物质，所述接触部连结至所述挤压部的接触所述工件的部分，并且所述接触部通过增加所述粒状物质与所述袋构件的内部容积的体积比，在使所述粒状物质保持适当形状的同时，使得所述粒状物质硬化， 其中，具有凹凸形状的保持部形成在每个所述爪部的对应的所述接触部连结的部分处。
2.根据权利要求I所述的抓取装置，其中，每个所述接触部都包括由芳族聚酰胺纤维制成并覆盖所述袋构件的外袋。
3.根据权利要求2所述的抓取装置，其中，所述袋构件在能够相对于所述外袋相对移位的状态下容纳于所述外袋的内部。
4.根据权利要求I至3中任一项所述的抓取装置，其中，所述粒状物质是陶瓷碎屑，其中构成所述粒状物质的颗粒形状为除大致球形以外的形状。
5.根据权利要求4所述的抓取装置，其中，所述粒状物质的所述颗粒为具有边缘部的形状，所述颗粒由至少包含Al2O3和SiO2的人造陶瓷形成，所述人造陶瓷已经被粉碎以使平均颗粒直径大约为O. 4mm至O. 5mm (含端点)。
全文摘要
抓取装置(1)包括用于抓取工件(50)的抓取部(2)。该抓取部(2)具有i)爪部(4,5)，其具有挤压工件(50)的挤压部(4b,5b)；以及ii)接触部(6)，每个接触部(6)都具有由弹性材料制成的内袋(11)和填充在内袋(11)中的粒状物质(12)。接触部(6)连结至挤压部(4b,5b)的接触工件(50)的部分，并通过增加粒状物质(12)与内袋(11)的内部容积的体积比，在使粒状物质(12)保持适当形状的同时，使得粒状物质(12)硬化。具有凹凸形状的保持部(10)形成在连结表面(4g)上，连结表面(4g)为接触部(6)所连结的挤压部(4b,5b)的部分。
文档编号B25J15/00GK102858502SQ201180019586
公开日2013年1月2日 申请日期2011年4月19日 优先权日2010年4月28日
发明者松冈浩史, 田村雅之 申请人:丰田自动车株式会社