專利名稱：機器人以及機器人用手的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及機器人以及機器人用手。
背景技術：
近年來，SCARA機器人、多軸機器人等在制造車間等被用于產品的組裝、檢查等。當在進行產品的組裝、檢查時搬運物體的情況下，機器人吸附物體或利用臂把持物體。在這樣的工業(yè)用機器人中，在除自動組裝以外的作業(yè)工序中，要求以規(guī)定的姿態(tài)高效地抓取呈不特定的多種多樣的姿態(tài)的對象物。例如，在專利文獻1的機器人中，把持對象物的裝夾機構形成為能夠借助旋轉機構繞對卡盤自身進行支承的中心軸正反旋轉，此外，旋轉機構自身形成為能夠借助擺動機構能夠在朝向下方的規(guī)定角度范圍內轉動。專利文獻1 日本特開2009-78312號公報然而，在專利文獻1所記載的發(fā)明中，例如若對象物小型且重量輕，則難以利用照相機正確地檢測對象物的位置、姿態(tài)，從而存在無法進行把持對象物的裝夾機構的正確的定位的情況。若無法進行裝夾機構的正確的定位，則在進行把持動作時存在對象物與裝夾機構在意料之外的位置接觸的擔憂。在該情況下，由于對象物的重量輕，因此存在對象物向意料之外的方向移動而無法在期望的位置保持對象物的情況、或對象物從把持空間飛出的情況。并且，在專利文獻1所記載的發(fā)明中，在要把持的是對象物的尺寸相差很大的部件的情況下，需要根據部件的尺寸來換裝裝夾機構。

發(fā)明內容
本發(fā)明是鑒于上述課題而完成的，其目的在于提供可靠地把持對象物的機器人、以及機器人用手。為了達成上述目的，本發(fā)明的機器人的特征在于，所述機器人具備2個爪部，在所述各爪部的與另一方的爪部對置的對置面形成有凹部，通過所述各爪部以基端為擺動軸進行擺動而在所述凹部把持對象物，所述各爪部的所述凹部在所述爪部的末端部與所述擺動軸之間具有基端側的面與末端側的面，當沿所述擺動軸的軸向觀察所述爪部的情況下，將包括所述基端側的面的直線、與包括所述末端側的面的直線交叉的點作為基點，將經過所述基點的線作為基線，將經過所述基端側的面的邊線上的位于擺動方向的內側的端點、且與所述基線正交的線作為正交線的情況下，所述基線與包括所述末端側的面的直線之間的夾角的角度α大于0度且不足90度，所述正交線與包括所述基端側的面的直線之間的夾角的角度β大于0度且不足90度，所述基線上的、從所述基點至所述正交線的長度d大于O0根據本發(fā)明，由于各爪部的凹部具有基端側面與末端側面，且以下述方式形成基端側面和末端側面由基線與末端側面的邊線的延長線形成的角度α不足90度，由正交線與基端側面的邊線的延長線形成的角度β不足90度，基線上的從基點至所述正交線的長度d大于0，因此能夠提供可靠地把持對象物的機器人。為了達成上述目的，在本發(fā)明的機器人中，在從所述擺動軸的軸向觀察所述爪部的情況下，所述凹部是基于所述角度α、所述角度β以及所述長度d并以所述對象物的半徑r的最小值與最大值之差最大的關系形成的。根據本發(fā)明，由于基于由基線與末端側的面的邊線的延長線形成的角度α、由正交線與基端側的面的邊線的延長線形成的角度β、以及基線上的從基點至所述正交線的長度d，以使圓柱狀的對象物的半徑r的變動率最大的方式設定凹部，因此能夠提供可靠地把持對象物的機器人。為了達成上述目的，在本發(fā)明的機器人中，在從所述擺動軸的軸向觀察所述爪部的情況下，所述凹部是基于下述條件并以所述對象物的半徑r的最小值與最大值之差最大的關系形成的，所述條件分別是從所述擺動軸至所述基端側的面的位于所述擺動軸側的端部的長度1、所述各爪部閉合的情況下所述基線與從所述擺動軸經過所述端部的直線之間的夾角的角度Y、以及所述各爪部張開的情況下從所述擺動軸經過所述端部的直線、與所述各爪部閉合的情況下從所述擺動軸經過所述端部的直線之間的夾角的角度θ。根據本發(fā)明，由于基于從擺動軸至所述爪部的基端側的面的、與末端側的面不交叉的端點的長度1、各爪部閉合時與基線之間的夾角Y、以及各爪部張開時從擺動軸至端點的直線與各爪部閉合時從擺動軸至端點的直線之間的夾角θ，以使得圓柱狀的對象物的半徑r的變動率最大的方式設定凹部，因此能夠提供可靠地把持對象物的機器人。為了達成上述目的，在本發(fā)明的機器人中，在將所述長度d、以及角度α、β規(guī)定為任意值的情況下，作為能夠把持的所述對象物的條件，將最小值rminl與最小中任意的較大一方的半徑的值規(guī)定為能夠把持的所述對象物的半徑的最小值rmin，并以所述任意規(guī)定的長度d、以及角度α、β與所述對象物的半徑的最小值rmin之間的關系形成所述凹部，所述最小值！^㈤是指在以4個點對所述對象物進行把持的情況下，所述對象物與所述各爪部的基端側的面和末端側的面接觸而能夠進行把持的所述對象物的半徑的最小值，所述最小值rmin2是指在利用所述各爪部把持對象物的情況下，即使所述對象物僅與所述各爪部的凹部的末端側的面接觸，也會因所述各爪部的擺動使得所述對象物偏移，從而所述對象物與所述各爪部的基端側的面和末端側的面接觸而能夠把持的所述對象物的半徑的最小值。根據本發(fā)明，由于各爪部形成為對于對象物的半徑的最小值也滿足進行摩擦把持的條件、且能夠進行自定位的形狀，因此能夠提供可靠地把持對象物的機器人。為了達成上述目的，在本發(fā)明的機器人中，在將所述長度d、以及角度α、β規(guī)定為任意值的情況下，作為能夠把持的所述對象物的條件，將最大值rmaxl、最大值1~_2、最大值! _3中最小的一方的半徑的值規(guī)定為能夠把持的所述對象物的半徑的最大值rmax，并以所述任意規(guī)定的長度d、以及角度α、β與所述對象物的半徑的最大值rmax之間的關系形成所述凹部，所述最大值rmaxl是指在以4個點對所述對象物進行把持時，所述對象物與所述各爪部的基端側的面和末端側的面接觸而能夠進行把持的所述對象物的半徑的最大值，所述最大值rmax2是指在利用所述各爪部把持對象物的情況下，所述對象物能夠不受所述各爪部的凹部的基端側的面和末端側的面約束而能夠移動、并且所述對象物的中心能夠移動的區(qū)域最大的情況下的所述對象物的半徑的最大值，所述最大值rmax3是指在利用所述各爪部把持對象物的情況下，即使所述對象物僅與所述各爪部的凹部的基端側的面接觸，也會因所述各爪部的擺動使得所述對象物偏移，從而所述對象物與所述各爪部的基端側的面和末端側的面接觸而能夠進行把持的所述對象物的半徑的最大值。根據本發(fā)明，由于各爪部形成為針對對象物的半徑的最大值也滿足進行摩擦把持的條件、對象物的中心能夠自由地移動的條件、且能夠進行自定位的形狀，因此能夠提供可靠地把持對象物的機器人。為了達成上述目的，在本發(fā)明的機器人中，可以形成為在所述對象物與所述各爪部的基端側的面和末端側的面接觸而以4個點對所述對象物進行把持的情況下，以所述對象物的中心線位于第一線與第二線之間的關系形成所述凹部，所述第一線為連結第一切點和第二切點而成的線，所述第一切點是一方的所述爪部的所述末端側的面與所述對象物之間的切點，所述第二切點是另一方的所述爪部的所述末端側的面與所述對象物之間的切點，所述第二線為連結第三切點與第四切點而成的線，所述第三切點是一方的所述爪部的所述基端側的面與所述對象物之間的切點，所述第四切點是另一方的所述爪部的所述基端側的面與所述對象物之間的切點。根據本發(fā)明，由于各爪部形成為滿足進行摩擦把持的條件，因此能夠提供應當把持的對象物不會從爪部飛出、能夠可靠地把持并搬運對象物的機器人。為了達成上述目的，在本發(fā)明的機器人中，可以形成為基于所述對象物的中心能夠移動的區(qū)域的形狀而形成所述凹部。根據本發(fā)明，由于各爪部形成為能夠鎖定對象物的形狀，因此能夠提供可靠地把持并搬運對象物的機器人。為了達成上述目的，在本發(fā)明的機器人中，可以形成為所述各爪部形成為與供所述對象物組裝的對象部件不干涉。根據本發(fā)明，由于各爪部基于對象物的尺寸、供對象物組裝的對象部件的尺寸，形成為與供對象物組裝的對象部件不干涉的形狀，因此能夠提供不會與供對象物組裝的對象部件干涉、并能夠可靠地把持并搬運對象物的機器人。為了達成上述目的，在本發(fā)明的機器人中，所述凹部以下述關系形成所述對象物的半徑的最小值^㈨、與所述長度d以及角度α、β之間的關系滿足下式
權利要求
1.一種機器人，其特征在于，所述機器人具備2個爪部，在所述各爪部的與另一方的爪部對置的對置面形成有凹部，通過所述各爪部以基端為擺動軸進行擺動而在所述凹部把持對象物，所述各爪部的所述凹部在所述爪部的末端部與所述擺動軸之間具有基端側的面、與末端側的面，當沿所述擺動軸的軸向觀察所述爪部的情況下，將包括所述基端側的面的直線、與包括所述末端側的面的直線交叉的點作為基點，將經過所述基點的線作為基線，將經過所述基端側的面的邊線上的位于擺動方向的內側的端點、且與所述基線正交的線作為正交線的情況下，所述基線與包括所述末端側的面的直線之間的夾角的角度α大于0度且不足90度，所述正交線與包括所述基端側的面的直線之間的夾角的角度β大于0度且不足90度，所述基線上的、從所述基點至所述正交線的長度d大于0。
2.根據權利要求1所述的機器人，其特征在于，在從所述擺動軸的軸向觀察所述爪部的情況下，所述凹部是基于所述角度α、所述角度β以及所述長度d并以所述對象物的半徑r的最小值與最大值之差最大的關系形成的。
3.根據權利要求1或2所述的機器人，其特征在于，在從所述擺動軸的軸向觀察所述爪部的情況下，所述凹部是基于下述條件并以所述對象物的半徑r的最小值與最大值之差最大的關系形成的，所述條件分別是從所述擺動軸至所述基端側的面的位于所述擺動軸側的端部的長度1、所述各爪部閉合的情況下所述基線與從所述擺動軸經過所述端部的直線之間的夾角的角度Y、以及所述各爪部張開的情況下從所述擺動軸經過所述端部的直線、與所述各爪部閉合的情況下從所述擺動軸經過所述端部的直線之間的夾角的角度θ。
4.根據權利要求1至3中的任一項所述的機器人，其特征在于，在將所述長度d、以及角度α、β規(guī)定為任意值的情況下，作為能夠把持的所述對象物的條件，將最小值&皿與最小中任意的較大一方的半徑的值規(guī)定為能夠把持的所述對象物的半徑的最小值rmin，并以所述任意規(guī)定的長度d、以及角度α、β與所述對象物的半徑的最小值rmin之間的關系形成所述凹部，所述最小值rminl是指在以4個點對所述對象物進行把持的情況下，所述對象物與所述各爪部的基端側的面和末端側的面接觸而能夠進行把持的所述對象物的半徑的最小值，所述最小值rmin2是指在利用所述各爪部把持對象物的情況下，即使所述對象物僅與所述各爪部的凹部的末端側的面接觸，也會因所述各爪部的擺動使得所述對象物偏移，從而所述對象物與所述各爪部的基端側的面和末端側的面接觸而能夠進行把持的所述對象物的半徑的最小值。
5.根據權利要求1至4中的任一項所述的機器人，其特征在于，在將所述長度d、以及角度α、β規(guī)定為任意值的情況下，作為能夠把持的所述對象物的條件，將最大值！^㈣、最大值1~_2、最大值&㈣中最小的一方的半徑的值規(guī)定為能夠把持的所述對象物的半徑的最大值rmax，并以所述任意規(guī)定的長度d、以及角度α、β與所述對象物的半徑的最大值rmax之間的關系形成所述凹部，所述最大值rmaxl是指在以4個點對所述對象物進行把持時，所述對象物與所述各爪部的基端側的面和末端側的面接觸而能夠進行把持的所述對象物的半徑的最大值，所述最大值rmax2是指在利用所述各爪部把持對象物的情況下，所述對象物能夠不受所述各爪部的凹部的基端側的面和末端側的面約束而能夠移動、并且所述對象物的中心能夠移動的區(qū)域最大的情況下的所述對象物的半徑的最大值，所述最大值rmax3是指在利用所述各爪部把持對象物的情況下，即使所述對象物僅與所述各爪部的凹部的基端側的面接觸，也會因所述各爪部的擺動使得所述對象物偏移，從而所述對象物與所述各爪部的基端側的面和末端側的面接觸而能夠進行把持的所述對象物的半徑的最大值。
6.根據權利要求1至5中的任一項所述的機器人，其特征在于，在所述對象物與所述各爪部的基端側的面和末端側的面接觸而以4個點對所述對象物進行把持的情況下，以所述對象物的中心線位于第一線與第二線之間的關系形成所述凹部，所述第一線為連結第一切點和第二切點而成的線，所述第一切點是一方的所述爪部的所述末端側的面與所述對象物之間的切點，所述第二切點是另一方的所述爪部的所述末端側的面與所述對象物之間的切點，所述第二線為連結第三切點與第四切點而成的線，所述第三切點是一方的所述爪部的所述基端側的面與所述對象物之間的切點，所述第四切點是另一方的所述爪部的所述基端側的面與所述對象物之間的切點。
7.根據權利要求1至6中的任一項所述的機器人，其特征在于，基于所述對象物的中心能夠移動的區(qū)域的形狀而形成所述凹部。
8.根據權利要求1至7中的任一項所述的機器人，其特征在于，所述各爪部形成為與供所述對象物組裝的對象部件不干涉。
9.根據權利要求5至8中的任一項所述的機器人，其特征在于，所述凹部以下述關系形成所述對象物的半徑的最小值rminl、與所述長度d以及角度α、β之間的關系滿足下式
10.根據權利要求1至9中的任一項所述的機器人，其特征在于，所述對象物包括圓柱狀的形狀。
11.根據權利要求1至9中的任一項所述的機器人，其特征在于，其中，在Φlim大于n/2-α時1_3的值為0，其中，Ctlim為β + θ。所述對象物包括齒輪狀的形狀。
12. 一種機器人用手，其特征在于，所述機器人用手具備2個爪部，在所述各爪部的與另一方的爪部對置的對置面形成有凹部，通過所述各爪部以基端為擺動軸進行擺動而在所述凹部夾持對象物，所述各爪部的所述凹部在所述爪部的末端部與所述擺動軸之間具有基端側的面和末端側的面，當從所述擺動軸的軸向觀察所述爪部的情況下，將包括所述基端側的面的直線、與包括所述末端側的面的直線交叉的點作為基點，將經過所述基點的線作為基線，將經過所述基端側的面的邊線上的位于擺動方向的內側的端點、且與所述基線正交的線作為正交線的情況下，所述基線與包括所述末端側的面的直線之間的夾角的角度α大于0度且不足90度，所述正交線與包括所述基端側的面的直線之間的夾角的角度β大于0度且不足90度，所述基線上的、從所述基點至所述正交線的長度d大于0。
全文摘要
本發(fā)明提供機器人以及機器人用手。機器人具備在把持對象物的把持部形成有凹部的2個爪部。所述凹部具有基端側的面與末端側的面。將包含于所述基端側的面的直線、與包含于所述末端側的面的直線交叉的點作為基點，將經過所述基點的線作為基線，將位于所述2個爪部之間、經過所述凹部的端點、且與基線正交的線作為正交線的情況下，所述基線與包含于所述末端側的面的直線之間的夾角α大于0度且不足90度，所述正交線與包含于所述基端側的面的直線之間的夾角β大于0度且不足90度，基點至正交線的長度d大于0。
文檔編號B25J15/08GK102554932SQ20111043321
公開日2012年7月11日 申請日期2011年12月21日 優(yōu)先權日2010年12月21日
發(fā)明者小菅一弘, 山口如洋, 山口賢悟, 平田泰久, 海隅亞矢 申請人:精工愛普生株式會社