机械手和机器人的制作方法

本发明涉及使用电磁体的吸附面保持工件的机械手和具备该机械手的机器人。

背景技术：

在使用机器人输送输送对象物(工件)的情况下，作为该机械手，公知有具有开闭式的爪(手指)的机械手、具有真空垫的机械手、具有电磁体的机械手等。作为与其相关联的以往技术，例如在日本特开平10－156779号公报中记载有一种机械手，该机械手是在连结构件的一端部固定装备有真空卡盘，该连结构件借助球面轴承保持于保持构件，该保持构件安装于保持臂而成的。

此外，在日本特开平06－190771号公报中记载有一种机械手，该机械手包括：支承板和支承杆，该支承板和支承杆相对于接头箱上下运动；工件保持板和电磁体，该工件保持板和电磁体设置于支承板和支承杆，以支承杆的顶端部为支点地摆动，并且保持工件；以及波纹管，其设置在支承板与工件保持板之间，用于在工件保持板保持了工件之后校正工件的姿态以使该工件成为水平状态。

在机械手是真空吸附式的情况下，通常需要昂贵的真空产生装置，导致包含机器人的系统整体成本上升。此外，在为了对保持着的工件的姿态进行校正而使用空气驱动器、电动驱动器等驱动器的情况下，也会导致成本上升。

技术实现要素：

因此，本发明的目的在于提供具有不使用驱动器、真空产生装置等昂贵的装置就能够与工件的被吸附面的姿态(倾斜)相应地使电磁体适当地与该被吸附面面对准的机构的机械手和具备该机械手的机器人。

为了达到上述目的，本发明提供一种机械手，其通过将电磁体的吸附面对准工件的被吸附面并吸附所述工件来保持所述工件，其中，该机械手包括：手基座；保持件，其安装于所述手基座；连结构件，其借助以旋转中心位于手中心轴线的方式设置在所述保持件的内部的球面轴承，以相对于所述保持件姿态变更自如的方式安装于该保持件，并且具有在相对于所述保持件而言与所述手基座相反侧自所述保持件突出的突出部；以及保持件基座，其固定在所述电磁体的与所述吸附面相反侧的安装部位，所述连结构件的所述突出部安装于所述保持件基座，从而使得所述连结构件借助所述保持件基座与所述电磁体成为一体，在所述保持件基座设有姿态恢复构件，该姿态恢复构件用于使所述保持件基座恢复为所述连结构件的所述突出部的中心轴线与所述手中心轴线一致的中立姿态。

在较佳的技术方案中，所述姿态恢复构件具备板簧。

另外，也可以是，所述姿态恢复构件具备多个板簧，该多个板簧构成为向互不相同的8个方向作用恢复力。

此外，本发明提供一种具备上述机械手的机器人。

附图说明

通过参照附图说明以下较佳的实施方式，可进一步明确本发明的上述或者其他的目的、特征以及优点。

图1是表示本发明的较佳的实施方式的机械手的立体图。

图2是图1的机械手的侧剖视图。

图3是表示利用图1的机械手对工件进行的操作步骤的一例子的流程图。

具体实施方式

图1是本发明的较佳的实施方式的机械手10的立体图，图2是机械手10的沿着中心轴线的侧剖视图。图1所示的机械手10构成为，借助能够旋转的腕轴14安装在多关节机器人等机器人(手臂)12的顶端，将电磁体20的吸附面22对准并吸附于由能够利用磁力吸附的金属等形成的对象物(工件)16的被吸附面18，从而保持、输送工件16。

更详细地讲，机械手10包括：手基座24，其连接于腕轴14；保持件26，其安装于手基座24；球面轴承28，其以其旋转中心位于手中心轴线的方式设置在保持件26的内部；连结构件32，其借助球面轴承28以相对于保持件26姿态变更自如的方式安装于该保持件26，并且在相对于保持件26而言与手基座24相反侧具有自保持件26突出的突出部30；以及保持件基座36，其固定于电磁体20的与吸附面22相反侧的安装部位(安装面)34。

连结构件32的突出部30安装于保持件基座36，从而使得连结构件32借助保持件基座36与电磁体20成为一体。在图2的例子中，连结构件32的突出部30贯通保持件基座36，以螺纹拧紧式结合于电磁体20的安装部位34的大致中央。

此外，在机械手10的保持件基座36设有姿态恢复构件38，该姿态恢复构件38用于使连结构件32(保持件基座36)的姿态恢复为连结构件32的突出部30的中心轴线与手中心轴线一致的中立姿态。姿态恢复构件38优选为不使用空气驱动器、电动驱动器这样的驱动器地产生恢复力的构件，例如优选为板簧、螺旋弹簧或者盘簧等弹性构件，特别优选为板簧。

此外，为了向互不相同的多个方向作用恢复力，板簧38优选设有多个。在图示例中，在与电磁体20的吸附面22平行(与手中心轴线垂直)的面内，为了向自手中心轴线以放射状(例如45°的等间隔)延伸的8个方向作用恢复力，在保持件26和保持件基座36的外侧面上(例如45°的等角度间隔)设有8个板簧38。另外，在使用多个板簧的情况下，其个数并不限定于8个，例如也可以是3个、4个或6个，在这种情况下，也优选以等角度间隔(120°、90°或60°)设置在保持件基座36的外侧面上。

接着，参照图3的流程图说明使用机械手10对工件16进行的操作步骤的一例子。首先，进行使机械手10接近工件16(在图2的例子中是向下方移动)(步骤s1)、将手10(电磁体20的吸附面22)与工件16的被吸附面18对准的操作(面对准)(步骤s2)。

在此，由于电磁体20与能够利用球面轴承28相对于保持件26(手基座24)变更姿态的连结构件32一体构成，因此，即使在电磁体20的吸附面22与工件16的被吸附面18不平行的状态下使机械手10接近工件16，电磁体20也通过抵接于工件16而自动地变更姿态，进行理想的面对准。

接着，利用电磁体20的磁力使工件16吸附于电磁体20(步骤s3)。之后，在使手10(在图2的例子中是向上方)移动时，利用板簧38的恢复力使电磁体20(连结构件32)的在吸附时变化了的、相对于保持件26的姿态恢复为突出部30的中心轴线与手中心轴线一致的中立姿态(步骤s4)。

之后，利用机械手10将工件16输送到预定的输送目的地(步骤s5)。因而，在工件输送时能够使工件16相对于机械手10的姿态始终恒定，因此，在输送先目的地对工件进行的处理(向下一个工序交接工件等)能够容易地进行。

在应当由手10吸附、保持的工件有多个的情况下，这些工件既可以在预定位置一个接一个地配置(例如排列配置)，也可以散装配置于集装箱等。特别是在散装配置的情况下，即便不严密地控制向各工件靠近时手的姿态，也能够自动地进行理想的面对准，而且在吸附工件使其自集装箱等分离了之后，手的姿态自动地恢复到中立位置，因此，本实施方式的机械手极为有利。

采用本发明，即使在吸附面的的倾斜存在波动的情况下，也能够容易地使手的吸附面与工件的被吸附面对准。此外，通过使用板簧作为姿态恢复构件，从而不使用空气驱动器、电动驱动器等就能够对工件进行吸附、保持。并且，为了向互不相同的8个方向作用恢复力而设置多个板簧，从而能够进一步提高手的柔量。

技术特征：

技术总结
具有能够与工件的被吸附面的姿态相应地使电磁体适当地与该被吸附面面对准的机构的机械手和具备该机械手的机器人。机械手包括：手基座，其连接于腕轴；保持件，其安装于手基座；球面轴承，其以其旋转中心位于手中心轴线的方式设置在保持件内部；连结构件，其借助球面轴承以相对于保持件姿态变更自如的方式安装于该保持件，并且在相对于保持件而言与手基座相反侧具有自保持件突出的突出部；保持件基座，其固定在电磁体的与吸附面相反侧的安装面；以及姿态恢复构件，其用于使保持件基座恢复为连结构件的突出部的中心轴线与手中心轴线一致的中立姿态。

技术研发人员：松本怜
受保护的技术使用者：发那科株式会社
技术研发日：2017.02.06
技术公布日：2017.09.26