机器人手、机器人以及机器人手的手宽度调整方法与流程

本发明涉及一种机器人手、机器人以及机器人手的手宽度调整方法。

背景技术：

以往，在改变机器人手的手宽度时使用气缸或者电动致动器那样的动力源(例如参照专利文献1～3)。在专利文献1、2中，动力源被搭载于机器人手。在专利文献3中，为了使机器人手轻型化，将与机器人手独立的动力源的驱动力用于改变手宽度。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2008-137107号公报

专利文献2：日本专利第4495509号公报

专利文献3：日本特开2006-272526号公报

技术实现要素：

发明所需解决的问题

在专利文献1、2的情况下，存在有机器人手的重量增加了与动力源的重量对应的量，机器人手的可搬重量减少了与动力源的重量对应的量这样的问题。在专利文献3的情况下，虽适于机器人手的轻型化，但存在有需要用于将驱动力从动力源传递至机器人手的布线等部件从而构造复杂化这样的问题。

本发明正是鉴于上述情况而完成的，其目的在于，提供一种能够调整手宽度，并且能够实现轻型化以及构造的简化的机器人手、机器人以及机器人手的手宽度调整方法。

解决问题的手段

为了实现上述目的，本发明提供以下方案。

本发明的第一方式是一种机器人手，具备：一对可动部件，其能够相对于机器人主体的手腕法兰盘进行装拆，并相互空开间隔地排列；保持部，其被设置于该一对可动部件的各个可动部件，并保持工件；以及宽度调整机构，其将所述一对可动部件支承为能够沿作为该一对可动部件的排列方向的宽度方向相对移动，通过所述一对可动部件沿所述宽度方向的相对移动来调整所述一对可动部件间的间隔，所述一对可动部件通过由所述机器人主体的动作对所述宽度调整机构的操作或者由操作者对所述宽度调整机构的操作，沿所述宽度方向相对移动。

根据本方式，一对可动部件相互空开间隔地配置。因此，能够通过被设置于各可动部件的保持部稳定地保持工件。能够通过宽度调整机构调整作为一对可动部件间的间隔的手宽度。因此，能够根据工件的宽度来调整手宽度，由此能够利用保持部保持各种尺寸的工件。

在这种情况下，一对可动部件的相对移动通过由机器人主体或者操作者对宽度调整机构的操作来实施，而不通过气缸或者电动致动器那样的动力源，所以不需要动力源。由此，能够实现机器人手的轻型化以及构造的简化。

在所述第一方式中，也可以采用如下方式：所述宽度调整机构具备：锁定机构，所述锁定机构固定所述一对可动部件的所述宽度方向上的相对位置。

在手宽度的调整时以外时，利用锁定机构固定一对可动部件的相对位置，从而能够防止一对可动部件意外地移动而使手宽度意外地变化的情况。

在所述第一方式中，也可以采用如下方式：所述锁定机构具备：翼形螺钉，所述翼形螺钉具有被所述机器人主体或者所述操作者操作的旋钮，使所述一对可动部件相互固定。

机器人主体或者操作者使旋钮向翼形螺钉紧固的方向(锁定方向)旋转，由此能够使一对可动部件相互固定。机器人主体或者操作者使旋钮向翼形螺钉松开的方向(解锁方向)旋转，由此能够解除一对可动部件的固定。这样，能够以简单的操作来进行一对可动部件彼此的固定以及固定解除。

在所述第一方式中，也可以采用如下方式：所述锁定机构具备：旋钮钩挂部，所述旋钮钩挂部被安装于所述手腕法兰盘，并与所述旋钮卡合。

通过该结构，能够利用机器人主体的动作使旋钮旋转。即在将一对可动部件从手腕法兰盘移除的状态下，机器人主体使被安装于手腕法兰盘的旋钮钩挂部与旋钮卡合，接着使手腕法兰盘绕旋钮钩挂部旋转，能够使旋钮旋转。

在所述第一方式中，也可以采用如下方式：所述宽度调整机构具备：齿条，其被设置于所述一对可动部件中的一方；以及小齿轮，其被设置于所述一对可动部件中的另一方，并与所述齿条啮合。

通过该结构，仅在一对可动部件作用有宽度方向上的规定的阈值以上的力时，齿条一边使小齿轮旋转一边移动，由此能够使一对可动部件相对移动。

在所述第一方式中，也可以采用如下方式：所述宽度调整机构具备：齿轮，所述齿轮与所述小齿轮啮合，并通过所述机器人主体或者所述操作者使其旋转。

当齿轮旋转时，齿轮的旋转向小齿轮传递，通过小齿轮的旋转而使齿条沿宽度方向移动，利用齿条的移动使一对可动部件沿宽度方向相对移动。即机器人主体或者操作者能够使齿轮旋转来调整手宽度。能够利用齿轮的旋转量高精度地控制手宽度的调整量。

在所述第一方式中，也可以采用如下方式：所述宽度调整机构具备：可动部件钩挂部，所述可动部件钩挂部被安装于所述手腕法兰盘，并与所述一对可动部件中的一方的一部分卡合。

通过该结构，能够利用机器人主体的动作使一方的可动部件沿宽度方向移动来调整手宽度。即在将一对可动部件从手腕法兰盘移除的状态下，在机器人主体中，被安装于手腕法兰盘的可动部件钩挂部与一方的可动部件的一部分卡合，使手腕法兰盘沿宽度方向移动，由此能够使一方的可动部件移动。

本发明的第二方式是一种机器人，具备：机器人主体，其具有手腕法兰盘；上述任一方式所述的机器人手；以及控制装置，其控制所述机器人主体，该控制装置使所述机器人主体执行使所述一对可动部件沿所述宽度方向相对移动的动作。

在所述第二方式中，也可以采用如下方式：所述控制装置在使所述机器人主体执行从所述手腕法兰盘移除所述一对可动部件的动作之后，使所述机器人主体执行使所述一对可动部件沿所述宽度方向相对移动的动作。

本发明的第三方式是一种机器人手的手宽度调整方法，调整上述任一方式所述的机器人手的手宽度，所述机器人主体使所述一对可动部件沿所述宽度方向相对移动。

在所述第三方式中，也可以采用如下方式：所述机器人主体在从所述手腕法兰盘移除所述一对可动部件之后，使所述一对可动部件沿所述宽度方向相对移动。

发明效果

根据本发明，可实现能够调整手宽度，并且能够实现轻型化以及构造的简化这样的效果。

附图说明

图1是本发明的一个实施方式的机器人的整体构成图。

图2是表示本发明的一个实施方式的机器人手的从动侧单元的整体构成的立体图。

图3是说明图1的机器人手的工件的保持方法的图。

图4是说明图1的机器人手的工件的其它保持方法的图。

图5是说明图1的机器人主体的一对框架的固定动作以及固定解除动作的图。

图6是说明图1的机器人主体的一对框架的固定动作以及固定解除动作的图。

图7是说明图1的机器人主体的手宽度的调整动作的图。

图8是说明图1的机器人主体的手宽度的调整动作的图。

具体实施方式

下面参照附图对本发明的一个实施方式的机器人手1、机器人100以及机器人手的手宽度调整方法进行说明。

本实施方式的机器人100具备：机器人主体2、被安装于机器人主体2的机器人手1、以及控制机器人主体2的控制装置3。

机器人主体2是在工件w的输送中通常使用的机器人。在图1中，作为一个例子示出了具有关节轴j1～j6的六轴多关节型的机器人主体2。机器人主体2也可是scara机器人或者并联连杆机器人那样的其它种类的机器人。机器人主体2具备臂4，在臂4的前端设置有能够安装机器人手1的手腕法兰盘5。机器人主体2能够利用臂4的动作而使手腕法兰盘5三维地移动。

如图1～图4所示，机器人手1具备：工具更换部6；相互空开间隔地排列的一对框架(可动部件)7a、7b；保持被设置于一对框架7a、7b的各自的工件w的吸附垫(保持部)8以及辊(保持部)9；以及将一对框架7a、7b支承为能够沿宽度方向a相对移动的宽度调整机构10。宽度方向a是一对框架7a、7b的排列方向。

工具更换部6由被安装于机器人主体2的手腕法兰盘5的主板6a、和能够与主板6a进行装拆的从动板6b构成。机器人主体2经由未图示的空气回路或者电气电路，向主板6a输送空气压或者发送电信号，由此能够使从动板6b相对于主板6a进行装拆。

如图2～图4所示，一对框架7a、7b分别是直线状且相互平行。一方的框架7a是经由固定板12而被固定于从动板6b的固定框架。固定板12与从动板6b以及固定框架7a被固定。另一方的框架7b是通过宽度调整机构10被支承为能够相对于从动板6b以及固定框架7a沿宽度方向a移动的可动框架7b。

在一对框架7a、7b经由工具更换部6的主板6a、从动板6b而被安装于手腕法兰盘5的状态下，宽度方向a与手腕法兰盘5的中心轴(第六轴j6)正交。在工件w的输送作业时，通常手腕法兰盘5朝向下方并且一对框架7a、7b被水平地配置。以下，将从动板6b侧定义为框架7a、7b的上侧，将与从动板6b相反的一侧定义为框架7a、7b的下侧。

可动框架7b具有从其上表面向上方突出的宽度调整引导件13。宽度调整引导件13可以是附图所示那样的板状的部件，也可是这以外的任意形状的部件。

吸附垫8被设置于沿固定框架7a的长边方向相互隔开间隔的多个位置。同样地，吸附垫8被设置于沿可动框架7b的长边方向相互隔开间隔的多个位置。各吸附垫8被设置于从框架7a、7b的下表面向下方突出的位置，如图3所示，吸附于被配置于框架7a、7b的下方的工件w的上表面。

辊9被设置于沿固定框架7a的长边方向相互隔开间隔的多个位置。同样地，辊9被设置于沿可动框架7b的长边方向相互隔开间隔的多个位置。各辊9能够绕宽度方向a的旋转轴旋转自如，如图4所示，支承印刷电路基板那样的薄且平坦的工件w的端部的下表面。被载置于辊9上的工件w能够一边使辊9旋转一边沿框架7a、7b的长边方向滑动。

宽度调整机构10具备：沿宽度方向a配置的两根线性轴15、以及沿长边方向引导线性轴15的两个导衬16。两根线性轴15沿框架7a、7b的长边方向相互隔开间隔地排列。各线性轴15的一端部被固定于可动框架7b。导衬16是被固定于固定板12的筒状的部件。线性轴15沿长边方向贯穿于导衬16内，能够相对于导衬16沿长边方向顺畅地移动。在可动框架7b作用有宽度方向a的外力时，线性轴15在导衬16内顺畅地移动，由此可动框架7b向与固定框架7a接近的方向或者向与固定框架7a分离的方向顺畅地移动。由此，作为一对框架7a、7b间的间隔的手宽度b无极变化。

宽度调整机构10具备固定一对框架7a、7b的宽度方向a上的相对位置的锁定机构11。锁定机构11具备：在可动框架7b与固定板12之间沿宽度方向a延伸的导向导轨17、以及使一对框架7a、7b相互固定的翼形螺钉18。

导向导轨17具有沿宽度方向a延伸的直线状的狭缝17a。导向导轨17的一端部被固定于可动框架7b。

翼形螺钉18具有外螺纹(图示略)、作为与外螺纹的一端连接的旋钮的手柄部18a。在手柄部18a与固定板12之间夹着导向导轨17。翼形螺钉18的外螺纹贯穿狭缝17a，并与被形成于固定板12的内螺纹紧固。

翼形螺钉18向紧固的方向(锁定方向)旋转，由此导向导轨17被固定于固定板12，由此，可动框架7b被固定于固定框架7a，手宽度b被维持为恒定。

另一方面，翼形螺钉18向松开的方向(解锁方向)旋转，由此导向导轨17相对于固定板12的固定被解除，由此，可动框架7b能够相对于固定框架7a移动而能够改变手宽度b。在固定被解除的状态下，导向导轨17与线性轴15一起沿长边方向相对于翼形螺钉18顺畅地移动。因此，能够利用翼形螺钉18，使一对框架7a、7b在任意相对位置相互固定，能够将手宽度b维持为任意宽度。

如图5以及图6所示，宽度调整机构10还具备用于操作旋钮18a以及宽度调整引导件13的钩挂部(旋钮钩挂部、可动部件钩挂部)19。钩挂部19具有与宽度调整引导件13以及手柄部18a这双方卡合的凹部19a。钩挂部19被安装于机器人主体2的手腕法兰盘5。

这样，机器人手1由主侧单元和从动侧单元构成，所述主侧单元包含主板6a以及钩挂部19，在机器人主体2的作业中总是被安装于手腕法兰盘5，所述从动侧单元包含从动板6b、框架7a、7b以及宽度调整机构10，在机器人主体2的作业中根据需要相对于手腕法兰盘5进行装拆。

控制装置3具备存储部(图示略)、以及处理器(图示略)。在存储部存储有用于使机器人主体2执行机器人手1的手宽度b的调整动作的手宽度调整程序。处理器按照手宽度调整程序来控制机器人主体2，由此根据保持对象的工件w的宽度自动地执行手宽度b的调整。

接下来，对机器人主体2的手宽度调整动作(手宽度调整方法)进行说明。

首先，机器人主体2将被安装于手腕法兰盘5的从动侧单元放置在规定的位置，使从动板6b从主板6a分离从而从手腕法兰盘5移除从动侧单元。

接下来，如图5所示，机器人主体2使臂4动作，由此使手腕法兰盘5的钩挂部19与手柄部18a卡合。接下来，如图6所示，机器人主体2使臂4动作，由此使手腕法兰盘5绕钩挂部19向解锁方向旋转。由此，手柄部18a以及翼形螺钉18向解锁方向旋转，可动框架7b相对于固定框架7a的固定被解除。

接下来，机器人主体2使臂4动作，由此使钩挂部19与宽度调整引导件13卡合。接下来，如图7以及图8所示，机器人主体2使臂4动作，由此使手腕法兰盘5沿宽度方向a直线移动。由此，宽度调整引导件13以及可动框架7b相对于固定框架7a沿宽度方向a直线移动，从而手宽度b发生变化。手宽度b的变化量通过手腕法兰盘5的宽度方向a的移动量来控制。图7示出了使可动框架7b与固定框架7a接近的情况。图8示出了使可动框架7b与固定框架7a分离的情况。

接下来，如图6所示，机器人主体2使臂4动作，由此使手腕法兰盘5的钩挂部19再次与手柄部18a卡合。接下来，如图5所示，机器人主体2使臂4动作，由此使手腕法兰盘5绕钩挂部19向锁定方向旋转。由此，手柄部18a以及翼形螺钉18向锁定方向旋转，可动框架7b被再次固定于固定框架7a，手宽度b被维持为恒定。

这样，根据本实施方式，构成为通过由机器人主体2的动作对宽度调整机构10的操作，使一对框架7a、7b沿宽度方向a相对移动。构成为通过由机器人主体2的动作对锁定机构11的操作，一对框架7a、7b的相对位置被固定以及固定被解除。即不用在机器人手1设置气缸或者电动致动器那样的、手宽度b的调整用的动力源。由此，能够使机器人手1轻型化。在机器人手1的从动侧单元不需要用于传递手宽度b的调整用的驱动力的布线等构造，所以能够实现构造的简化。

通过由控制装置3对机器人主体2的控制，可自动地执行手宽度b的调整。即不需要由操作者对手宽度b的调整作业。因此，即使在使用相同的机器人手1来输送大小不同的各种工件w的情况下也能够进行无人运转，在彻夜运转那样的无人状态下的连续运转中是特别有利的。

在本实施方式中，宽度调整机构10也可具备如下装置：在作用于可动框架7b的宽度方向a的力小于规定的阈值时，阻止可动框架7b沿宽度方向a的移动，在作用于可动框架7b的宽度方向a上的力是规定的阈值以上时容许可动框架7b沿宽度方向a的移动的装置。通过具备这样的装置，能够防止可动框架7b因振动等意外地移动。

例如上述装置也可利用线性轴15的外周面与导衬16的内周面之间的摩擦。

或者，上述装置也可具备：被设置于一对框架7a、7b中的一方的齿条、以及被设置于一对框架7a、7b中的另一方并与齿条啮合的小齿轮。齿条例如被固定于可动框架7b，伴随着可动框架7b的移动而沿宽度方向a移动。齿条也可被设置于线性轴15。小齿轮例如被固定于固定框架7a。手宽度b能够以齿条齿的间距单位进行调整。

齿条以及小齿轮也可在作用于可动框架7b的宽度方向a的力小于规定的阈值时，作为将可动框架7b固定于固定框架7a的锁定机构而发挥功能。

宽度调整机构10也可还具备与小齿轮啮合的齿轮。在机器人主体2使用电动螺丝刀或者螺母扳手那样的规定的工具使齿轮旋转时，齿轮的旋转向小齿轮传递，通过小齿轮的旋转使齿条以及可动框架7b向宽度方向a移动。可动框架7b的移动量通过齿轮的旋转量来控制。用于使齿轮旋转的工具可以与钩挂部19相同地被安装于手腕法兰盘5，也可经由其它从动板而能够相对于手腕法兰盘5进行装拆。为了防止在由机器人主体2实施的旋转操作时以外时齿轮意外地旋转，也可构成为齿轮的旋转通过小齿轮实施减速。

在本实施方式中，钩挂部19被安装于机器人主体2的手腕法兰盘5，但也可代替之，与机器人主体2独立地设置钩挂部19。例如也可将钩挂部19固定于机器人主体2的周围。

在该情况下，在将从动侧单元安装于手腕法兰盘5的状态下，执行手柄部18a的旋转以及手宽度b的调整。

具体而言，机器人主体2在从动侧单元被安装于手腕法兰盘5的状态下，使臂4动作而使手柄部18a与钩挂部19卡合，接着，使手腕法兰盘5绕钩挂部19以及手柄部18a向解锁方向旋转。由此，可动框架7b相对于固定框架7a的固定被解除。

接下来，机器人主体2使臂4动作而使宽度调整引导件13与钩挂部19卡合，接着，使手腕法兰盘5沿宽度方向a直线移动来调整手宽度b。

接下来，机器人主体2使臂4动作而使手柄部18a再次与钩挂部19卡合，接着，使手腕法兰盘5绕钩挂部19以及手柄部18a向锁定方向旋转。由此，可动框架7b相对于固定框架7a被固定。

在宽度调整机构10具备齿轮的情况下，也可将螺丝刀或者螺母扳手那样的工具固定于机器人主体2的周围。在这种情况下，机器人主体2在手腕法兰盘5安装有从动侧单元的状态下，使臂4动作而将工具嵌入齿轮，接着，使手腕法兰盘5绕齿轮旋转，由此能够调整手宽度b。

在本实施方式中，虽对手柄部18a以及宽度调整引导件13使用共用的钩挂部19，但也可代替之，设置手柄部18a专用的钩挂部和宽度调整引导件13专用的钩挂部。

在本实施方式中，可动框架7b具备宽度调整引导件13，但也可不必设置宽度调整引导件13。即也可使钩挂部19与可动框架7b的一部分或者被固定于可动框架7b的其它构造物卡合。

在本实施方式中，锁定机构11作为固定一对框架7a、7b的相对位置的装置而具备翼形螺钉18，但可以代替之，具备其它装置。例如也可构成为锁定机构11具备按钮开关，机器人主体2按压按钮开关而使一对框架7a、7b被固定以及固定被解除。

在本实施方式中，只有一对框架7a、7b中的一方能够沿宽度方向a移动，但也可以代替之，使双方的框架7a、7b能够沿宽度方向a移动。在宽度方向a上大致对称地使一对框架7a、7b相对于工具更换部6的主板6a、从动板6b移动，由此能够使机器人手1整体的重心的位置稳定。

也可设置能够沿一对框架7a、7b的长边方向相对移动的另一对框架。即也可以四根框架以形成四边形的方式配置，能够在相互正交的两个方向上实施手宽度b的调整。

在本实施方式中，作为保持工件w的保持部，具备吸附垫8以及辊9，但保持部的种类能够根据保持对象的工件w来适当地改变。例如作为保持部，也可采用磁铁、钩、外径卡盘用或者内径卡盘用的卡盘爪。

在本实施方式中，机器人主体2操作可动框架7b来调整手宽度b，但可以代替之，操作者手动地操作可动框架7b来调整手宽度b。

在本实施方式中，机器人主体2操作锁定机构11来固定可动框架7b以及解除可动框架7b的固定，但可以代替之，操作者也可手动地操作锁定机构11来固定可动框架7b以及解除可动框架7b的固定。

在本实施方式中，与安装有机器人手1的机器人主体2不同的机器人也可执行可动框架7b的移动以及锁定机构11的操作。

附图标记

1：机器人手

2：机器人主体

3：控制装置

4：臂

5：手腕法兰盘

6：工具更换部

7a、7b：框架(可动部件)

8：吸附垫(保持部)

9：辊(保持部)

10：宽度调整机构

11：锁定机构

12：固定板

13：宽度调整引导件

15：线性轴

16：导衬

17：导向导轨

18：翼形螺钉

18a：手柄部

19：钩挂部(旋钮钩挂部、可动部件钩挂部)

19a：凹部

100：机器人