專利名稱：手部以及機(jī)器人的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及手部以及機(jī)器人。
背景技術(shù)：
在專利文獻(xiàn)1中，記載有在嵌合作業(yè)等中使用的機(jī)器人手部。該機(jī)器人手部具有手指，該手指具有部件把持用的把持部。把持部旋轉(zhuǎn)自由地支撐在手指上。在手指上，設(shè)置有使把持部旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動單元。另外，在手指上設(shè)置有檢測單元，該檢測單元檢測被把持部把持的部件的把持部旋轉(zhuǎn)方向的位置變動，使驅(qū)動單元工作，以校正該位置變動。專利文獻(xiàn)1日本特開平3-239491號公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種能夠?qū)⑺殉值穆菟ú迦氲铰菘字械氖植恳约皺C(jī)器人。實(shí)現(xiàn)上述目的的第1發(fā)明的手部具備一對支撐部；第1及第2把持爪，它們分別支撐于所述一對支撐部的內(nèi)側(cè)，用于把持螺栓；擺動機(jī)構(gòu)，其使所述第1及第2把持爪繞與所述各支撐部的長度方向交叉的擺動軸線擺動，從而變更所述第1及第2把持爪的末端的方向；以及螺栓旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，其使所述第1及第2把持爪所把持的螺栓繞該螺栓的軸線旋轉(zhuǎn)。在第1發(fā)明的手部中，優(yōu)選為，所述螺栓旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)具備螺栓旋轉(zhuǎn)用電動機(jī)，其設(shè)置于支撐所述第1把持爪的所述支撐部的內(nèi)側(cè)；旋轉(zhuǎn)傳遞部，其傳遞所述螺栓旋轉(zhuǎn)用電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)；驅(qū)動輥，其設(shè)置于所述第1把持爪的末端部的內(nèi)側(cè)，并且被所述旋轉(zhuǎn)傳遞部驅(qū)動而繞與所述螺栓的軸線實(shí)質(zhì)上平行的軸線旋轉(zhuǎn)；第1從動輥，其設(shè)置于所述第2把持爪的末端部的內(nèi)側(cè)，并且被支撐為能夠繞與所述螺栓的軸線實(shí)質(zhì)上平行的軸線旋轉(zhuǎn)；以及第2從動輥，其設(shè)置于所述第1或第2把持爪的末端部的內(nèi)側(cè)，并且被支撐為能夠繞與所述螺栓的軸線實(shí)質(zhì)上平行的軸線旋轉(zhuǎn)，所述螺栓與所述驅(qū)動輥以及所述第1及第2從動輥的外周面接觸。在第1發(fā)明的手部中，所述旋轉(zhuǎn)傳遞部也可以是能夠傳遞轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)矩傳遞線。在第1發(fā)明的手部中，優(yōu)選為，在所述第1把持爪的基端部的內(nèi)側(cè)還具有線引導(dǎo)件，該線引導(dǎo)件與所述第1把持爪一起擺動并且形成有引導(dǎo)所述轉(zhuǎn)矩傳遞線的槽，該線引導(dǎo)件抑制伴隨所述第1把持爪的擺動而產(chǎn)生的所述轉(zhuǎn)矩傳遞線的變形。在第1發(fā)明的手部中，所述旋轉(zhuǎn)傳遞部也可以是通過萬向接頭連結(jié)起來的軸。
在第1發(fā)明的手部中，優(yōu)選為，所述擺動機(jī)構(gòu)具有擺動用伺服電動機(jī)；借助所述擺動用伺服電動機(jī)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的花鍵軸；—對第1花鍵螺母部，它們與所述花鍵軸一起繞該花鍵軸的旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)，并且能夠沿著該花鍵軸的旋轉(zhuǎn)軸線方向移動；以及一對第2花鍵螺母部，它們分別固定于所述一對支撐部，并分別與所述第1花鍵螺母部一起沿著所述花鍵軸的旋轉(zhuǎn)軸線移動，所述一對第2花鍵螺母部能夠分別繞所述第1 花鍵螺母部的旋轉(zhuǎn)軸線相對于所述第1花鍵螺母部進(jìn)行相對旋轉(zhuǎn)，所述第1及第2把持爪分別被所述一對第1花鍵螺母部驅(qū)動而進(jìn)行擺動。在第1發(fā)明的手部中，優(yōu)選為，所述第1及第2把持爪經(jīng)由采用連桿機(jī)構(gòu)來傳遞旋轉(zhuǎn)的連桿部而被所述一對第1花鍵螺母部驅(qū)動。在第1發(fā)明的手部中，優(yōu)選為，所述手部還具有開閉機(jī)構(gòu)，該開閉機(jī)構(gòu)使所述一對支撐部沿著所述擺動軸線進(jìn)行開閉。在第1發(fā)明的手部中，優(yōu)選為，所述開閉機(jī)構(gòu)具有開閉用伺服電動機(jī)；左右分別形成有彼此反向的螺紋的左右螺紋軸，所述左右螺紋軸借助所述開閉用伺服電動機(jī)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)；以及一對移動部，它們借助所述左右螺紋軸的旋轉(zhuǎn)而分別沿著所述左右螺紋軸的旋轉(zhuǎn)軸線彼此向相反方向移動，所述一對支撐部分別固定于所述一對移動部。在第1發(fā)明的手部中，優(yōu)選為，所述開閉用伺服電動機(jī)以及所述擺動用伺服電動機(jī)配置成彼此朝向相反方向，且各自的長度方向與所述擺動軸線實(shí)質(zhì)上平行，所述開閉用伺服電動機(jī)以及所述擺動用伺服電動機(jī)設(shè)置于所述手部的基部。實(shí)現(xiàn)上述目的的第2發(fā)明的機(jī)器人具備用于把持螺栓的手部，所述手部具有一對支撐部；第1及第2把持爪，它們分別支撐于所述一對支撐部的內(nèi)側(cè)，用于把持螺栓；擺動機(jī)構(gòu)，其使所述第1及第2把持爪繞與所述各支撐部的長度方向交叉的擺動軸線擺動，從而變更所述第1及第2把持爪的末端的方向；以及螺栓旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，其使所述第1及第2把持爪所把持的螺栓繞該螺栓的軸線旋轉(zhuǎn)。在本發(fā)明的手部以及機(jī)器人中，能夠?qū)⑺殉值穆菟ú迦氲铰菘字小?br>

圖1是本發(fā)明的一個實(shí)施方式的機(jī)器人的手臂末端部的立體圖。圖2是該機(jī)器人的手部的立體圖。圖3A是表示該機(jī)器人的手部的在把持爪閉合的狀態(tài)下的內(nèi)部構(gòu)造的示意圖。圖;3B該是表示機(jī)器人的手部的在把持爪打開的狀態(tài)下的內(nèi)部構(gòu)造的示意圖。
圖3C是表示該機(jī)器人的手部的把持爪擺動的情況的說明圖。圖4是該機(jī)器人的手部的末端部的立體圖。圖5是該機(jī)器人的手部的末端部的局部側(cè)剖視圖。圖6是從與圖4不同的角度觀察到的該機(jī)器人的手部的末端部的立體圖。圖7是該機(jī)器人的手部的末端部的俯視圖。圖8是該機(jī)器人的手部的末端部的局部側(cè)剖視圖。符號說明10 機(jī)器人(robot) ；11 手臂；12 手腕凸緣；13 力傳感器；20 手部，21a、21b 把持爪；2加、2沘支撐部；23a、23b 凹陷部；26a 驅(qū)動輥；從動輥；28 開閉機(jī)構(gòu)；29 擺動機(jī)構(gòu)；30 螺栓旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)；31 開閉用伺服電動機(jī)；33 左右螺紋軸；34 移動部；35 框架；38 軸承；40 同步帶；41 滑輪；42 第1帶滑輪部；51 擺動用伺服電動機(jī)； 52 花鍵軸；53 花鍵螺母；53a 第1花鍵螺母部；5 第2花鍵螺母部；55 連桿部；56 同步帶；57 滑輪；58 軸承；59 第2帶滑輪部；60 圓板；61 連桿；63 第1連結(jié)銷；64 第2 連結(jié)銷；65 軸；71 螺栓旋轉(zhuǎn)用電動機(jī)；72 托架，73 轉(zhuǎn)矩傳遞線；74 軸；75a,75b 連結(jié)件；76 軸；80 線引導(dǎo)件；81 槽；81a 第1槽部；81b 第2槽部；96a 軸承；96b,96c 軸承；B 螺栓。
具體實(shí)施例方式接著，參照

將本發(fā)明具體化的實(shí)施方式，以供理解本發(fā)明。另外，在各圖中，有時省略與說明無關(guān)的部分的圖示。如圖1所示，本發(fā)明的一個實(shí)施方式的機(jī)器人10在手臂11的末端具有手部20。 手部20經(jīng)由力傳感器13設(shè)置在手腕凸緣12上，該手腕凸緣12設(shè)于手臂11的末端并繞旋轉(zhuǎn)軸線AXt旋轉(zhuǎn)。另外，手部20也可以不經(jīng)由力傳感器13地設(shè)置在手腕凸緣12上。機(jī)器人10例如是7軸的多關(guān)節(jié)機(jī)器人。如圖2所示，手部20具有把持螺栓B (參照圖1)的一對第1及第2把持爪21a、 21b。各把持爪21a、21b例如支撐在沿旋轉(zhuǎn)軸線AXt的方向延伸的一對支撐部22a、22b的內(nèi)側(cè)末端部上。支撐部22a、22b開閉，從而把持爪21a、21b能夠沿著與各支撐部22a、22b 的長度方向交叉的擺動軸線AXp進(jìn)行開閉，能夠把持螺栓B。另外，把持爪21a、21b繞擺動軸線AXp擺動，能夠改變其末端的方向。把持爪21a、 21b的除了基端側(cè)的部分向內(nèi)側(cè)突出。如圖4、圖6所示，在各突出部分的內(nèi)側(cè)，對置地形成有凹陷部23a、23b。在一個凹陷部23a中設(shè)置有一個驅(qū)動輥^a，在另一凹陷部23b中設(shè)置有第1及第2從動輥^bJ6c。進(jìn)而，把持爪2la、2Ib (詳細(xì)地說，驅(qū)動輥^a以及第1及第2從動輥能夠使所把持的螺栓B繞螺栓B的軸線旋轉(zhuǎn)。此處，把持爪21a、21b(支撐部22a、22b)開閉的動作通過開閉機(jī)構(gòu)觀來實(shí)現(xiàn)。把持爪21a、21b繞擺動軸線AXp擺動，把持爪21a、21b的方向改變的動作通過擺動機(jī)構(gòu)四來實(shí)現(xiàn)。使所把持的螺栓B繞螺栓B的軸線旋轉(zhuǎn)的動作通過螺栓旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)30來實(shí)現(xiàn)(參照圖3A)。以下，對各機(jī)構(gòu)進(jìn)行說明。(開閉機(jī)構(gòu))
如圖2、圖3A所示，開閉機(jī)構(gòu)觀具有開閉用伺服電動機(jī)31 ；借助開閉用伺服電動機(jī)31旋轉(zhuǎn)的左右螺紋軸33 ；以及通過左右螺紋軸33的旋轉(zhuǎn)相互向相反方向移動的一對移動部34。開閉用伺服電動機(jī)31以其長度方向與擺動軸線A)(p平行的方式在手部20的基部處安裝在框架35上。另外，此處所稱的“平行”不是嚴(yán)格意義上的平行。即、所謂“平行”， 允許設(shè)計(jì)上、制造上的誤差，是指“實(shí)質(zhì)性地平行”(以下，相同)。另外，開閉用伺服電動機(jī) 31以其負(fù)載側(cè)朝向手部20的外側(cè)的方式配置。另外，設(shè)置在開閉用伺服電動機(jī)31上的編碼器(未圖示)可以是絕對值編碼器。絕對值編碼器的備用電池(未圖示)安裝在框架35 上。左右螺紋軸33通過設(shè)置在框架35上的軸承38被支撐為能夠旋轉(zhuǎn)。左右螺紋軸 33在手部20的比開閉用伺服電動機(jī)31靠末端側(cè)的位置，與開閉用伺服電動機(jī)31的長度方向平行地設(shè)置。在左右螺紋軸33中的一側(cè)和另一側(cè)分別形成有方向彼此相反的螺紋(左右螺紋)。左右螺紋軸33經(jīng)由至少由同步帶40以及滑輪41構(gòu)成的第1帶滑輪部42被開閉用伺服電動機(jī)31驅(qū)動。一對移動部34借助分別形成在左右螺紋軸33上的左右螺紋進(jìn)行移動。即、一對移動部34分別隨著左右螺紋軸33的旋轉(zhuǎn)而沿著左右螺紋軸33的軸向彼此向相反方向移動。在移動部；34上分別固定有一對支撐部22a、22b的基端部。(擺動機(jī)構(gòu))如圖2、圖3A、圖3C所示，擺動機(jī)構(gòu)四具有擺動用伺服電動機(jī)51 ；傳遞擺動用伺服電動機(jī)51的驅(qū)動力的花鍵軸52和一對花鍵螺母53 ；以及一對連桿部55。擺動用伺服電動機(jī)51以其長度方向與擺動軸線A)(p平行的方式在手部20的基部處安裝在框架35上。另外，擺動用伺服電動機(jī)51配置在與開閉用伺服電動機(jī)31相反方向上。進(jìn)而，在從側(cè)面觀察手部20 (從擺動用伺服電動機(jī)51或開閉用伺服電動機(jī)31的負(fù)載側(cè)觀察)，擺動用伺服電動機(jī)51與開閉用伺服電動機(jī)31并列地配置。因此，與不這樣配置擺動用伺服電動機(jī)51以及開閉用伺服電動機(jī)31情況比較，能夠使手部20小型化。另外，設(shè)置在擺動用伺服電動機(jī)51上的編碼器(未圖示)可以是絕對值編碼器。 絕對值編碼器的備用電池(未圖示)安裝在框架35上?；ㄦI軸52在手部20的比左右螺紋軸33靠末端側(cè)的位置，通過設(shè)置在框架35上軸承58支撐為能夠旋轉(zhuǎn)。并且，花鍵軸52在手部20的比擺動用伺服電動機(jī)51靠末端側(cè)的位置，與擺動用伺服電動機(jī)51的長度方向平行地設(shè)置。花鍵軸52經(jīng)由至少由同步帶56 及滑輪57構(gòu)成的第2帶滑輪部59被擺動用伺服電動機(jī)51驅(qū)動。一對花鍵螺母53至少分別由位于內(nèi)周側(cè)的第1花鍵螺母部53a、和位于外周側(cè)的第2花鍵螺母部5 構(gòu)成。第1花鍵螺母部53a與花鍵軸52 —起旋轉(zhuǎn)，并且能夠沿花鍵軸52的軸向移動。第 1花鍵螺母部53a例如是滾珠花鍵內(nèi)側(cè)部。第2花鍵螺母部53b能夠與第1花鍵螺母部53a —起沿著花鍵軸52的旋轉(zhuǎn)軸線移動，并且能夠繞第1花鍵螺母部53a的旋轉(zhuǎn)軸線相對于第1花鍵螺母部53a進(jìn)行相對旋轉(zhuǎn)。第2花鍵螺母部53b固定在支撐部22a、22b的基端部的內(nèi)側(cè)。第2花鍵螺母部5 例如是滾珠花鍵外側(cè)部。
各連桿部55包括分別繞擺動軸線AXp旋轉(zhuǎn)的圓板60 ；以及連結(jié)該圓板60與第 1花鍵螺母部53a的一對桿狀的連桿61，能夠通過連桿機(jī)構(gòu)將各第1花鍵螺母部53a的旋轉(zhuǎn)傳遞到第1及第2把持爪21a、21b。各連桿61的一端與突出設(shè)置在第1花鍵螺母部53a的外側(cè)端面上的一對第1連結(jié)銷63連結(jié)。從第1花鍵螺母部53a的旋轉(zhuǎn)軸線方向觀察，該第1連結(jié)銷63配置成關(guān)于該旋轉(zhuǎn)軸線對稱。另外，此處所稱的“對稱”不是嚴(yán)格意義上的對稱。即、“對稱”是指允許設(shè)計(jì)上、制造上的誤差，是指“實(shí)質(zhì)性地對稱”(以下，相同)。各連桿61的一端被連結(jié)成能夠繞第1連結(jié)銷63的軸線旋轉(zhuǎn)。另一方面，各連桿61的另一端與突出設(shè)置在圓板60的外側(cè)的面上的一對第2連結(jié)銷64連結(jié)。從擺動軸線AXp方向觀察，該第2連結(jié)銷64配置成關(guān)于該擺動軸線AXp對稱。各連桿61的另一端被連結(jié)成能夠繞第2連結(jié)銷64的軸線旋轉(zhuǎn)。在圓板60的內(nèi)側(cè)面的旋轉(zhuǎn)中心部固定有以擺動軸線A)(p為旋轉(zhuǎn)中心的軸65的一端。在該軸65的另一端上，在支撐部22a、22b的內(nèi)側(cè)處，固定有第1及第2把持爪21a、21b 的基端部。(螺栓旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu))如圖2、圖3A、圖4 圖6所示，螺栓旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)30具有螺栓旋轉(zhuǎn)用電動機(jī)71、轉(zhuǎn)矩傳遞線73、驅(qū)動輥^a、第1及第2從動輥^bJ6c。如圖4、圖5所示，螺栓旋轉(zhuǎn)用電動機(jī)71以將軸74的末端朝上的方式(使軸74的末端朝向第1把持爪21a的基端部的方向)經(jīng)由托架72設(shè)置在支撐部22a的內(nèi)側(cè)。作為螺栓旋轉(zhuǎn)用電動機(jī)71的一例，可以例舉帶有減速機(jī)的DC電動機(jī)或脈沖電動機(jī)。轉(zhuǎn)矩傳遞線(旋轉(zhuǎn)傳遞部的一例)73是可彎曲的線。轉(zhuǎn)矩傳遞線73的一端經(jīng)由連結(jié)件75A固定在螺栓旋轉(zhuǎn)用電動機(jī)71的軸74上，能夠?qū)⒙菟ㄐD(zhuǎn)用電動機(jī)71的旋轉(zhuǎn) (轉(zhuǎn)矩)傳遞到轉(zhuǎn)矩傳遞線73的另一端側(cè)。轉(zhuǎn)矩傳遞線73收納在形成于樹脂制的線引導(dǎo)件80的槽81中?？紤]到把持爪21a擺動，將轉(zhuǎn)矩傳遞線73的長度設(shè)定為在把持爪21a的末端朝向上方的情況下有富余。因此，當(dāng)螺栓旋轉(zhuǎn)用電動機(jī)71旋轉(zhuǎn)時，轉(zhuǎn)矩傳遞線73振擺回轉(zhuǎn)。但是，轉(zhuǎn)矩傳遞線73在形成于線引導(dǎo)件80的槽81中被引導(dǎo)，從而抑制轉(zhuǎn)矩傳遞線 73在傳遞旋轉(zhuǎn)時的變形。線引導(dǎo)件80固定在第1把持爪21a上，并且能夠與第1把持爪 21a 一起繞擺動軸線AXp旋轉(zhuǎn)，其中，該第1把持爪21a支撐在設(shè)置有螺栓旋轉(zhuǎn)用電動機(jī)71 的支撐部2 上。另外，如圖5所示，槽81至少由在線引導(dǎo)件80的旋轉(zhuǎn)中心彼此相連的第1槽部 81a及第2槽部81b構(gòu)成。第1槽部81a是正面觀察(從把持爪21a的內(nèi)側(cè)觀察)為矩形的槽。第1槽部81a形成為在把持爪21a的末端朝向上方的情況下，第1槽部81a從線引導(dǎo)件80的旋轉(zhuǎn)中心向上方延伸。第2槽部81b是正面觀察為扇形的槽。該扇形在把持爪 21a的末端朝向上方的情況下關(guān)于上下方向的對稱軸線對稱，且該扇形的中心角度達(dá)到把持爪21a的擺動角度以上。如前所述，驅(qū)動輥26a設(shè)置在第1把持爪21a的凹陷部23a中。詳細(xì)地說，驅(qū)動輥 26a以外周面的一部分從凹陷部23a的表面鼓出的方式，經(jīng)由軸承96a設(shè)置在凹陷部23a中 (參照圖7)。驅(qū)動輥^a能夠使被第1把持爪21a把持的、即與驅(qū)動輥26a接觸的螺栓B 繞螺栓B的軸線旋轉(zhuǎn)。即、驅(qū)動輥^a能夠繞與螺栓B的軸線平行的軸線旋轉(zhuǎn)。如圖5所示，在驅(qū)動輥的基端側(cè)同軸地設(shè)置有軸76，該軸76的末端經(jīng)由連結(jié)件75b固定在轉(zhuǎn)矩傳遞線73的另一端上。驅(qū)動輥26a是金屬制成的，并且在與螺栓B接觸的外周面上涂布有橡膠。如前所述，第1及第2從動輥^b、26c設(shè)置在第2把持爪21b的凹陷部2 中(參照圖6)。詳細(xì)地說，第1及第2從動輥以外周面的一部分從凹陷部2 的表面鼓出的方式，分別經(jīng)由軸承96b、96c設(shè)置在凹陷部23b中(參照圖7)。第1及第2從動輥^b、 26c能夠繞與螺栓B的軸線平行的軸線旋轉(zhuǎn)。因此，第1及第2從動輥^5b、26c與借助驅(qū)動輥26a旋轉(zhuǎn)的螺栓B接觸而旋轉(zhuǎn)。從動輥至少設(shè)置有兩個以上。第1及第2從動輥^b、 26c分別是金屬制成的，并且在與螺栓B接觸的外周面上分別涂布有橡膠。另外，雖然驅(qū)動輥26a設(shè)置于第1把持爪21a，且第1及第2從動輥^b、26c設(shè)置于第2把持爪21b，但例如也可以是驅(qū)動輥26a及第2從動輥26c設(shè)置于第1把持爪21a， 且第1從動輥26b設(shè)置于第2把持爪21b。S卩、螺栓B被至少三個輥進(jìn)行3點(diǎn)支撐，只要其中的至少一個是驅(qū)動輥即可。接著，對手部20的動作(把持爪21a、21b的開閉動作、擺動動作以及螺栓旋轉(zhuǎn)動作)進(jìn)行說明。(開閉動作)當(dāng)圖3A所示的開閉用伺服電動機(jī)31向一個方向旋轉(zhuǎn)時，該旋轉(zhuǎn)經(jīng)由第1帶滑輪部42進(jìn)行傳遞，使得左右螺紋軸33旋轉(zhuǎn)。由于在左右螺紋軸33上形成有左右螺紋，因此移動部34分別沿著左右螺紋軸33而向內(nèi)側(cè)移動。隨著移動部34的移動，分別固定在移動部；34上的支撐部22a、22b的間隔縮小，把持爪2la、2Ib閉合。另外，雖然支撐部22a、22b固定在擺動機(jī)構(gòu)四的花鍵螺母53 (更詳細(xì)地說，第2 花鍵螺母部53b)上，但是花鍵螺母53 (更詳細(xì)地說，第1花鍵螺母部53a)能夠沿著花鍵軸 52自由移動。因此，把持爪21a、21b固定在擺動機(jī)構(gòu)四的花鍵螺母53上是不會妨礙把持爪21a、21b的開閉動作的。另一方面，當(dāng)開閉用伺服電動機(jī)31向相反方向旋轉(zhuǎn)時，如圖:3B所示，把持爪21a、 21b打開，這是顯而易見的，因此省略其說明。(擺動動作)當(dāng)圖3A所示的擺動用伺服電動機(jī)51向一個方向旋轉(zhuǎn)時，該旋轉(zhuǎn)經(jīng)由第2帶滑輪部59進(jìn)行傳遞，使得花鍵軸52旋轉(zhuǎn)。花鍵軸52的旋轉(zhuǎn)傳遞到花鍵螺母53的第1花鍵螺母部53a，使得第1花鍵螺母部53a旋轉(zhuǎn)。此時，由于第2花鍵螺母部5 與第1花鍵螺母部53a(花鍵軸52)的旋轉(zhuǎn)無關(guān)地繞花鍵軸52的軸線旋轉(zhuǎn)，因此第1花鍵螺母部53a的旋轉(zhuǎn)不會傳遞到支撐部22a、22b。當(dāng)?shù)?花鍵螺母部53a旋轉(zhuǎn)時，連桿61移動，經(jīng)由該連桿61使得圓板60以及軸 65繞擺動軸線AXp旋轉(zhuǎn)。其結(jié)果，如圖3C所示，把持爪2la、2Ib能夠繞擺動軸線AXp擺動。 另外，通過控制擺動用伺服電動機(jī)51的旋轉(zhuǎn)角度，從而將把持爪21a、21b定位于任意角度。(螺栓旋轉(zhuǎn)動作)當(dāng)圖4、圖5所示的螺栓旋轉(zhuǎn)用電動機(jī)71旋轉(zhuǎn)時，轉(zhuǎn)矩傳遞線73扭曲，旋轉(zhuǎn)傳遞到轉(zhuǎn)矩傳遞線73的末端側(cè)。該旋轉(zhuǎn)進(jìn)一步傳遞到驅(qū)動輥^a，使驅(qū)動輥繞旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)。 驅(qū)動輥^a的旋轉(zhuǎn)傳遞到與驅(qū)動輥以及第1及第2從動輥的外周面接觸而被把持的螺栓B (參照圖7)。其結(jié)果，螺栓B繞螺栓B的軸線旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而圖6所示的第1及第 2從動輥26b、26c也旋轉(zhuǎn)。這樣，螺栓B被驅(qū)動輥^a以及第1及第2從動輥以3 點(diǎn)穩(wěn)定地支撐(把持)。另外，由于螺栓旋轉(zhuǎn)用電動機(jī)71的旋轉(zhuǎn)借助彎曲的轉(zhuǎn)矩傳遞線73傳遞到驅(qū)動輥 26a,因此，如圖8所示，驅(qū)動輥^a能夠與把持爪21a、21b的方向無關(guān)地旋轉(zhuǎn)。另外，由于開閉機(jī)構(gòu)觀、擺動機(jī)構(gòu)四以及螺栓旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)30分別獨(dú)立地動作，因此能夠分別獨(dú)立地進(jìn)行把持爪21a、21b的開閉動作、擺動動作以及螺栓旋轉(zhuǎn)動作。接著，對機(jī)器人10將螺栓B插入到螺孔中的動作進(jìn)行說明。機(jī)器人10根據(jù)從未圖示的圖像識別裝置得到的把持對象的螺栓B的位置以及姿勢的信息，使手部20移動到成為把持對象的螺栓B的附近。接下來，機(jī)器人10使整個手部 20繞旋轉(zhuǎn)軸線AXt旋轉(zhuǎn)，接著使把持爪2 la、2 Ib繞擺動軸線AXp擺動，適當(dāng)?shù)貙殉肿?1a、 21b變更為容易捏住螺栓B的方向之后，閉合把持爪21a、21b從而捏住螺栓B。例如機(jī)器人10以把持爪21a、21b的長度方向與螺栓B的軸線平行的方式，使整個手部20旋轉(zhuǎn)，使把持爪2la、2Ib擺動。進(jìn)而，機(jī)器人10通過使把持爪2la、2Ib從螺栓B的上方接近，從而使手臂11對配置在周圍的物品產(chǎn)生干擾的可能性降低，能夠捏住螺栓B的頭部。另外，捏住螺栓B的力通過開閉用伺服電動機(jī)31來控制。這樣，機(jī)器人10不用使手臂11大幅度移動，而主要是通過使手部20旋轉(zhuǎn)并變更把持爪21a、21b的方向，就能夠捏住螺栓B。即、與把持爪21a、21b不繞擺動軸線A)(p擺動的情況相比，機(jī)器人10不需要為了捏住螺栓B而很大地改變姿勢。因此，與把持爪21a、21b沒有繞擺動軸線A)(p擺動的情況相比，用于捏住螺栓B的手臂11的姿勢変化小，能夠縮短為了把持螺栓B所需的時間。并且，能夠擴(kuò)大機(jī)器人10能捏住螺栓B的范圍。接著，機(jī)器人10以使螺栓B向螺孔中進(jìn)入的方式使把持爪21a、21b擺動，從而使所把持的螺栓B的末端朝向螺孔。進(jìn)而，機(jī)器人10對手臂11進(jìn)行力控制，以沿螺栓B的軸向施加預(yù)先確定好的力的狀態(tài)使螺栓旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)30動作。螺栓旋轉(zhuǎn)用電動機(jī)71旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動輥26a經(jīng)由轉(zhuǎn)矩傳遞線73而旋轉(zhuǎn)，從而螺栓B繞軸線旋轉(zhuǎn)，螺栓B被插入到螺孔中。另外，本發(fā)明不限定于上述實(shí)施方式，能夠在不變更本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)進(jìn)行變更。例如即使組合上述的實(shí)施方式和變形例的一部分或者全部來構(gòu)成發(fā)明的情況也包含在本發(fā)明的技術(shù)范圍內(nèi)。在上述的實(shí)施方式中，螺栓旋轉(zhuǎn)用電動機(jī)71的旋轉(zhuǎn)通過轉(zhuǎn)矩傳遞線73而傳遞到驅(qū)動輥，但是也可以代替該轉(zhuǎn)矩傳遞線73，例如采用通過萬向接頭連結(jié)的軸。連桿部55中使用的連桿機(jī)構(gòu)，只要是能夠?qū)⒌?花鍵螺母部53a的旋轉(zhuǎn)傳遞到軸 65的機(jī)構(gòu)，則可以是任意的連桿機(jī)構(gòu)。例如，也可以應(yīng)用擺動滑塊曲柄機(jī)構(gòu)等其他連接機(jī)構(gòu)。另外，連桿部55通過連桿機(jī)構(gòu)將各第1花鍵螺母部53a的旋轉(zhuǎn)傳遞到把持爪21a、21b， 但是也可以代替連桿機(jī)構(gòu)而使用帶滑輪機(jī)構(gòu)。但是，在從將手部20的末端部小型化的觀點(diǎn)出發(fā)，相比于帶滑輪機(jī)構(gòu)，優(yōu)選連桿機(jī)構(gòu)。另外，也可以代替第1帶滑輪部42而使用至少由直齒輪等齒輪構(gòu)成的旋轉(zhuǎn)傳遞機(jī)構(gòu)。
另夕卜，開閉用伺服電動機(jī)31、擺動用伺服電動機(jī)51、以及螺栓旋轉(zhuǎn)用電動機(jī)71不限定于電磁電動機(jī)。也可以使開閉用伺服電動機(jī)31、擺動用伺服電動機(jī)51、以及螺栓旋轉(zhuǎn)用電動機(jī)71中的至少一個為氣壓驅(qū)動的電動機(jī)。
權(quán)利要求
1.一種手部，其特征在于， 該手部具備一對支撐部；第1及第2把持爪，它們分別支撐于所述一對支撐部的內(nèi)側(cè)，用于把持螺栓； 擺動機(jī)構(gòu)，其使所述第1及第2把持爪繞與所述各支撐部的長度方向交叉的擺動軸線擺動，從而變更所述第1及第2把持爪的末端的方向；以及螺栓旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，其使所述第1及第2把持爪所把持的螺栓繞該螺栓的軸線旋轉(zhuǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的手部，其中， 所述螺栓旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)具備螺栓旋轉(zhuǎn)用電動機(jī)，其設(shè)置于支撐所述第1把持爪的所述支撐部的內(nèi)側(cè)， 旋轉(zhuǎn)傳遞部，其傳遞所述螺栓旋轉(zhuǎn)用電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)；驅(qū)動輥，其設(shè)置于所述第1把持爪的末端部的內(nèi)側(cè)，并且被所述旋轉(zhuǎn)傳遞部驅(qū)動而繞與所述螺栓的軸線實(shí)質(zhì)上平行的軸線旋轉(zhuǎn)；第1從動輥，其設(shè)置于所述第2把持爪的末端部的內(nèi)側(cè)，并且被支撐為能夠繞與所述螺栓的軸線實(shí)質(zhì)上平行的軸線旋轉(zhuǎn)；以及第2從動輥，其設(shè)置于所述第1或第2把持爪的末端部的內(nèi)側(cè)，并且被支撐為能夠繞與所述螺栓的軸線實(shí)質(zhì)上平行的軸線旋轉(zhuǎn)，所述螺栓與所述驅(qū)動輥以及所述第1及第2從動輥的外周面接觸。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的手部，其中， 所述旋轉(zhuǎn)傳遞部是能夠傳遞轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)矩傳遞線。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的手部，其中，所述手部在所述第1把持爪的基端部的內(nèi)側(cè)還具有線引導(dǎo)件，該線引導(dǎo)件與所述第1 把持爪一起擺動并形成有引導(dǎo)所述轉(zhuǎn)矩傳遞線的槽，該線引導(dǎo)件抑制伴隨所述第1把持爪的擺動而產(chǎn)生的所述轉(zhuǎn)矩傳遞線的變形。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的手部，其中， 所述旋轉(zhuǎn)傳遞部是通過萬向接頭連結(jié)起來的軸。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的手部，其中， 所述擺動機(jī)構(gòu)具有擺動用伺服電動機(jī)；借助所述擺動用伺服電動機(jī)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的花鍵軸；一對第1花鍵螺母部，它們與所述花鍵軸一起繞該花鍵軸的旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)，并且所述一對第1花鍵螺母部能夠沿著所述花鍵軸的旋轉(zhuǎn)軸線方向移動；以及一對第2花鍵螺母部，它們分別固定于所述一對支撐部，并分別與所述第1花鍵螺母部一起沿著所述花鍵軸的旋轉(zhuǎn)軸線移動，所述一對第2花鍵螺母部能夠分別繞所述第1花鍵螺母部的旋轉(zhuǎn)軸線相對于所述第1花鍵螺母部進(jìn)行相對旋轉(zhuǎn)，所述第1及第2把持爪分別被所述一對第1花鍵螺母部驅(qū)動而進(jìn)行擺動。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的手部，其中，所述第1及第2把持爪經(jīng)由采用連桿機(jī)構(gòu)來傳遞旋轉(zhuǎn)的連桿部而被所述一對第1花鍵螺母部驅(qū)動。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的手部，其中，所述手部還具有開閉機(jī)構(gòu)，該開閉機(jī)構(gòu)使所述一對支撐部沿著所述擺動軸線進(jìn)行開閉。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的手部，其中， 所述開閉機(jī)構(gòu)具有開閉用伺服電動機(jī)；左右分別形成有彼此反向的螺紋的左右螺紋軸，所述左右螺紋軸借助所述開閉用伺服電動機(jī)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)；以及一對移動部，它們借助所述左右螺紋軸的旋轉(zhuǎn)而分別沿著所述左右螺紋軸的旋轉(zhuǎn)軸線彼此向相反方向移動，所述一對支撐部分別固定于所述一對移動部。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的手部，其中，所述開閉用伺服電動機(jī)以及所述擺動用伺服電動機(jī)彼此朝向相反方向，并且配置成各自的長度方向與所述擺動軸線實(shí)質(zhì)上平行，所述開閉用伺服電動機(jī)以及所述擺動用伺服電動機(jī)設(shè)置于所述手部的基部。
11.一種機(jī)器人，其特征在于，該機(jī)器人具備用于把持螺栓的手部， 所述手部具有 一對支撐部；第1及第2把持爪，它們分別支撐于所述一對支撐部的內(nèi)側(cè)，用于把持螺栓； 擺動機(jī)構(gòu)，其使所述第1及第2把持爪繞與所述各支撐部的長度方向交叉的擺動軸線擺動，從而變更所述第1及第2把持爪的末端的方向；以及螺栓旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，其使所述第1及第2把持爪所把持的螺栓繞該螺栓的軸線旋轉(zhuǎn)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種手部以及機(jī)器人，能夠?qū)⑺殉值穆菟ú迦氲铰菘字小Ｊ植?20)具有一對支撐部(22a、22b)；第1及第2把持爪(21a、21b)，它們分別支撐于一對支撐部(22a、22b)的內(nèi)側(cè)，用于把持螺栓(B)；擺動機(jī)構(gòu)(29)，其使第1及第2把持爪(21a、21b)繞與各支撐部(22a、22b)的長度方向交叉的擺動軸線擺動，從而變更第1及第2把持爪(21a、21b)的末端的方向；以及螺栓旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(30)，其使第1及第2把持爪(21a、21b)所把持的螺栓(B)繞螺栓(B)的軸線旋轉(zhuǎn)。
文檔編號B25J15/08GK102416623SQ20111028581
公開日2012年4月18日 申請日期2011年9月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月24日
發(fā)明者久保田義昭, 千千和淳, 壇洋一郎 申請人:株式會社安川電機(jī)