本發(fā)明涉及一種用于吸附工件的吸附式機(jī)械手。特別是，本發(fā)明涉及一種工業(yè)用機(jī)器人所使用的、用于吸附要輸送的工件的吸附式機(jī)械手。

背景技術(shù)：

作為工業(yè)用機(jī)器人所使用的機(jī)械手，公知有用于吸附工件的吸附式機(jī)械手。特別是，以往提案有一種使用真空產(chǎn)生裝置利用具有用于抽吸空氣的抽吸孔的吸附部來吸附工件的吸附式機(jī)械手。

例如，日本特開2000-079590號公報和日本特開2007-221031號公報公開了一種用于吸附工件的吸附部配置于平面內(nèi)的吸附式機(jī)械手。但是，若工件的表面彎曲，則在工件的表面與吸附部之間產(chǎn)生間隙，因此，吸附部的真空抽吸力不會作用于工件的表面。也就是說，日本特開2000-079590號公報、日本特開2007-221031號公報所公開的吸附式機(jī)械手無法吸附具有彎曲的表面的工件。

因此，在吸附具有彎曲的表面的工件的情況下，為了不產(chǎn)生所述的間隙，需要移動吸附部的位置而使其模仿工件的彎曲的表面。圖5是表示能夠吸附具有彎曲的表面的工件的以往的機(jī)械手的結(jié)構(gòu)例的圖。

圖5所示的以往的機(jī)械手100包括作為多個連桿部的吸附部102，該多個連桿部分別借助關(guān)節(jié)部101互相連結(jié)起來。各關(guān)節(jié)部101具有將各吸附部102支承為旋轉(zhuǎn)自由的旋轉(zhuǎn)軸(未圖示)，各旋轉(zhuǎn)軸沿著相同方向(圖5的與紙面垂直的方向)延伸。而且，通過使各吸附部102繞關(guān)節(jié)部101的旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，能夠使各吸附部102的位置模仿具有規(guī)定的曲率的曲面。

但是，在具有彎曲的表面的工件例如為薄板這樣的低剛性的工件的情況下，利用各吸附部102吸附薄板并且保持各吸附部102的位置，由此，需要防止薄板撓曲變形。為了該目的，考慮有在關(guān)節(jié)部101的旋轉(zhuǎn)軸上連結(jié)電動機(jī)、并利用該電動機(jī)的扭矩保持各吸附部102的位置的方法。

然而，在如上所述利用電動機(jī)的扭矩保持各吸附部102的位置的情況下，新產(chǎn)生了以下這樣的問題。例如，在工件在一個方向上相對較長的情況下，為了確保作用于工件的真空抽吸力，需要使吸附部102在工件的長度方向上延長。由此，作用于電動機(jī)的力矩變大，要求電動機(jī)提供的扭矩也變大。其結(jié)果，可能導(dǎo)致電動機(jī)大型化和重量化，且機(jī)械手100的重量增加、成本增加。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種在工件具有彎曲的表面的情況下也能夠吸附工件、且能夠抑制重量增加、成本增加的吸附式機(jī)械手。

根據(jù)本發(fā)明的第一技術(shù)方案，提供一種吸附式機(jī)械手，該吸附式機(jī)械手包括：基座部；多個直線驅(qū)動裝置，其依次配置于基座部；多個連桿部，其分別與直線驅(qū)動裝置的各自的可動部相連接并利用各可動部的移動相對于基座部接近和遠(yuǎn)離；多個關(guān)節(jié)部，其將多個連桿部互相連接成一列，并將各連桿部支承為旋轉(zhuǎn)自由；以及多個吸附部，其分別支承于多個連桿部并用于吸附工件。

本發(fā)明的第二技術(shù)方案提供一種吸附式機(jī)械手，在第一方技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，直線驅(qū)動裝置具有用于使可動部停止的制動裝置。

本發(fā)明的第三技術(shù)方案提供一種吸附式機(jī)械手，在第一技術(shù)方案或第二技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，直線驅(qū)動裝置具有驅(qū)動可動部直線而使其直線運動的氣缸。

本發(fā)明的第四技術(shù)方案提供一種吸附式機(jī)械手，在第一技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，直線驅(qū)動裝置具有伺服電動機(jī)以及將該伺服電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換為可動部的直線運動的旋轉(zhuǎn)直線運動轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)。

附圖說明

根據(jù)附圖所示的本發(fā)明的典型的實施方式的詳細(xì)說明，能夠更加明確本發(fā)明的這些目的、特征以及優(yōu)點及其他的目的、特征以及優(yōu)點。

圖1是表示本發(fā)明的一實施方式的吸附式機(jī)械手的立體圖。

圖2是表示本發(fā)明的一實施方式的吸附式機(jī)械手的側(cè)視圖。

圖3是表示圖2所示的機(jī)械手的動作的圖。

圖4是表示使圖2所示的機(jī)械手的各吸附部的位置模仿工件的彎曲的表面的樣子的圖。

圖5是表示能夠吸附具有彎曲的表面的工件的以往的機(jī)械手的結(jié)構(gòu)例的圖。

具體實施方式

接著，參照附圖說明本發(fā)明的實施方式。在以下的附圖中，對相同構(gòu)件標(biāo)注相同的附圖標(biāo)記。而且，不同的附圖中標(biāo)注了相同的附圖標(biāo)記的構(gòu)件表示具有相同功能的構(gòu)成要素。另外，為了容易理解，這些附圖適當(dāng)變更了比例尺。另外，在以下的實施方式中，表示了作為工業(yè)用機(jī)器人的機(jī)械手使用的吸附式機(jī)械手，但是本發(fā)明的吸附式機(jī)械手能夠在用于輸送工件的任何機(jī)械、裝置等中使用。

圖1是表示本發(fā)明的一實施方式的吸附式機(jī)械手的立體圖。圖2是表示本發(fā)明的一實施方式的吸附式機(jī)械手的側(cè)視圖。

參照圖1和圖2，本實施方式的吸附式機(jī)械手10包括能夠安裝于機(jī)械臂部(未圖示)的基座部11以及依次配置于基座部11的多個直線驅(qū)動裝置12-1～12-3。

另外，機(jī)械手10包括多個連桿部14，該多個連桿部14分別與直線驅(qū)動裝置12-1～12-3的各自的可動部12a相連接并利用各可動部12a的移動相對于基座部11接近和遠(yuǎn)離。

另外，機(jī)械手10包括：多個關(guān)節(jié)部13，其將多個連桿部14相互連接成一列，并將各連桿部14支承為旋轉(zhuǎn)自由；以及多個吸附部15，其分別借助連接構(gòu)件16支承于多個連桿部14。

更詳細(xì)而言，基座部11形成為縱長板狀。在基座部11的上表面的預(yù)定的位置、例如基座部11的長度方向上的大致中央部分設(shè)有安裝部11a，該安裝部11a用于將基座部11安裝于機(jī)械臂部。

在基座部11上形成有多個開口部11b，多個開口部11b在基座部11的長度方向上空開預(yù)定的間隔地依次配置。多個直線驅(qū)動裝置12-1～12-3分別安裝在多個開口部11b內(nèi)。此時，以直線驅(qū)動裝置12-1～12-3的各自的可動部12a能夠相對于基座部11的下表面接近和遠(yuǎn)離的方式將各直線驅(qū)動裝置12-1～12-3固定在基座部11的各開口部11b內(nèi)。

連桿部14具有縱長的大致長方體形狀。多個關(guān)節(jié)部13將多個連桿部14相互連接成一列。各關(guān)節(jié)部13具有將各連桿部14支承為旋轉(zhuǎn)自由的旋轉(zhuǎn)軸(未圖示)。這樣的各關(guān)節(jié)部13的旋轉(zhuǎn)軸沿著與基座部11的長度方向和可動部12a的移動方向分別大致垂直的方向(后述的圖2至圖4中與紙面垂直的方向)延伸。在以上這樣的每個連桿部14上借助連接構(gòu)件16連接有直線驅(qū)動裝置12-1～12-3的各自的可動部12a。

在各連桿部14上借助連接構(gòu)件16支承有至少一個吸附部15。

各吸附部15具有抵接面15a(參照圖2)，該抵接面15a用于抵接于要利用機(jī)械手10輸送的工件的表面，在抵接面15a上形成有用于抽吸空氣的抽吸孔(未圖示)。通過使吸附部15的抵接面15a抵接于工件的表面，并利用真空產(chǎn)生裝置(未圖示)自吸附部15的抽吸孔負(fù)壓抽吸空氣，從而能夠?qū)⒐ぜ接谖讲?5。

如圖2所示，各吸附部15以將抵接面15a朝向與連接構(gòu)件16側(cè)相反的一側(cè)的方式連接于連接構(gòu)件16。另外，這樣的吸附部15也與連桿部14相同地具有縱長的大致長方體形狀。

以各吸附部15的長度方向與多個連桿部14的排列方向一致的方式，將多個吸附部15沿著多個連桿部14的排列方向相互依次配置成一列。

在所述的各直線驅(qū)動裝置12-1～12-3中應(yīng)用有氣缸。但是，只要各直線驅(qū)動裝置12-1～12-3能夠使可動部12a直線移動，就可以是任何裝置。例如，還可以在各直線驅(qū)動裝置12-1～12-3中應(yīng)用伺服電動機(jī)。

在各直線驅(qū)動裝置12-1～12-3中應(yīng)用伺服電動機(jī)的情況下，優(yōu)選的是，各直線驅(qū)動裝置12-1～12-3具有將伺服電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換為直線運動的旋轉(zhuǎn)直線運動轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)。例如，作為旋轉(zhuǎn)直線運動轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，考慮使用將進(jìn)給絲杠與線性導(dǎo)軌卡合的機(jī)構(gòu)，通過將伺服電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸與進(jìn)給絲杠相連結(jié)，并利用伺服電動機(jī)使進(jìn)給絲杠旋轉(zhuǎn)，從而使線性導(dǎo)軌作為可動部12a被驅(qū)動而進(jìn)行直線運動?；蛘撸鳛樾D(zhuǎn)直線運動轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，還可以使用將同步帶的一部分與線性導(dǎo)軌卡合的機(jī)構(gòu)，通過利用伺服電動機(jī)使卡掛有同步帶的帶輪旋轉(zhuǎn)，從而使線性導(dǎo)軌作為可動部12a被驅(qū)動而進(jìn)行直線運動。當(dāng)然，還可以是這些以外的旋轉(zhuǎn)直線運動轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)。

另外，在本實施方式中，直線驅(qū)動裝置12-1～12-3的各自的可動部12a的、以同一位置為基準(zhǔn)的直線移動量互相不同。在此，圖3是表示圖2所示的機(jī)械手10的動作的圖。如圖3所示，各可動部12a的直線移動量利用箭頭A～C來定義。在圖3中，本實施方式的直線移動量A、B、C確定為滿足A＜B＜C這樣的大小關(guān)系。

其中，為了能夠分別容易地設(shè)定及變更直線驅(qū)動裝置12-1～12-3的直線移動量A、B、C，優(yōu)選的是，各直線驅(qū)動裝置12-1～12-3包括以下這樣的構(gòu)成要素。

即，在各直線驅(qū)動裝置12-1～12-3中應(yīng)用氣缸的情況下，優(yōu)選的是，各直線驅(qū)動裝置12-1～12-3具有使與氣缸的活塞桿的頂端部相連接的可動部12a停止的機(jī)械式的制動裝置(未圖示)。具體而言，優(yōu)選的是，在利用線性傳感器或限位開關(guān)等傳感器檢測出了作為目標(biāo)的可動部12a的移動量或位置之后立即使上述的制動裝置作用于可動部12a而將可動部12a的位置固定。作為機(jī)械式的制動裝置，考慮有使用摩擦構(gòu)件對可動部12a進(jìn)行按壓或夾持從而進(jìn)行制動的裝置。

在上述這樣的、將伺服電動機(jī)應(yīng)用于各直線驅(qū)動裝置12-1～12-3的情況下，優(yōu)選的是，利用編碼器等位置檢測器監(jiān)視與作為目標(biāo)的可動部12a的位置相對應(yīng)的伺服電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)位置，并且控制伺服電動機(jī)以使得位置檢測器的檢測信號成為目標(biāo)值。

根據(jù)以上這樣的直線驅(qū)動裝置12-1～12-3，能夠分別容易地設(shè)定及變更所述的直線驅(qū)動裝置12-1～12-3的直線移動量A、B、C。

圖4是表示使圖2所示的機(jī)械手10的各吸附部15的位置模仿工件的彎曲的表面的樣子的圖。參照圖1至圖4，說明本實施方式的機(jī)械手10的動作。特別是，說明機(jī)械手10吸附具有彎曲的表面的工件的情況下的動作。

例如，如圖3所示，直線移動量A、B、C滿足A＜B＜C這樣的大小關(guān)系，并且，伴隨著自基座部11的一端側(cè)朝向另一端側(cè)(圖3的左側(cè)至右側(cè))，直線移動量A、B、C依次變大。該情況下，利用直線驅(qū)動裝置12-2移動的連桿部14的移動量多于利用直線驅(qū)動裝置12-1移動的連桿部14的移動量。而且，利用直線驅(qū)動裝置12-3移動的連桿部14的移動量多于利用直線驅(qū)動裝置12-2移動的連桿部14的移動量。此時，如圖3中利用箭頭D和箭頭E所示，各連桿部14以各關(guān)節(jié)部13的旋轉(zhuǎn)軸(未圖示)為中心旋轉(zhuǎn)。伴隨著這樣的各連桿部14的旋轉(zhuǎn)，各吸附部15也移動。作為以上的結(jié)果，使基座部11的長度方向上的多個吸附部15的抵接面15a成為模仿具有某一確定的曲率的面的位置。

在利用機(jī)械手10吸附具有圖4所示的那樣的彎曲的面G的工件的情況下，根據(jù)工件的彎曲的面G的位置，預(yù)先設(shè)定直線驅(qū)動裝置12-1～12-3的直線移動量A、B、C。由此，在使直線驅(qū)動裝置12-1～12-3驅(qū)動時，能夠使基座部11的長度方向上的多個吸附部15的抵接面15a模仿工件的彎曲的面G的位置。另外，上述的直線移動量A、B、C的變更方法如上說明的那樣。

另外，在本實施方式中，通過分別變更所述的直線移動量A、B、C，從而不限定于圖4所示的朝向上方彎曲的面G，還能夠?qū)Τ蛳路綇澢拿孢M(jìn)行吸附。而且，通過增加連桿部14和驅(qū)動連桿部14的直線運動驅(qū)動裝置的各自的數(shù)量，還能夠應(yīng)對具有朝向上方彎曲的面和朝向下方彎曲的面的面的吸附。

根據(jù)以上說明的那樣的機(jī)械手10，能夠獲得以下這樣的效果。

即，在本實施方式中，在固定于基座部11的直線驅(qū)動裝置12-1～12-3的各自的可動部12a上連接有各連桿部14，在各連桿部14支承有吸附部15。只要是這樣的結(jié)構(gòu)，就能夠利用直線驅(qū)動裝置12-1～12-3的各自的可動部12a使各連桿部14旋轉(zhuǎn)從而使各吸附部15的抵接面15a向工件的表面移動，且能夠容易地確保各吸附部15的位置。因此，即使具有彎曲的表面的工件例如為薄板這樣的低剛性的工件，也能夠不使該工件變形地進(jìn)行吸附。

另外，由于不需要為了保持各吸附部15的位置而將電動機(jī)與各關(guān)節(jié)部13的旋轉(zhuǎn)軸相連結(jié)，因此，能夠抑制機(jī)械手10的重量增加、成本增加。另外，在工件在一個方向上相對較長的情況下，即使為了確保真空吸附力而將吸附部15設(shè)定為在工件的長度方向上較長地延伸而成的形狀，也不會導(dǎo)致各關(guān)節(jié)部13的大型化、重量化。

另外，在利用直線驅(qū)動裝置12-1～12-3使吸附部15向工件的表面移動時，通過利用制動裝置固定直線驅(qū)動裝置12-1～12-3的各自的可動部12a的位置，能夠?qū)⒏魑讲?5的位置保持在工件的表面的對應(yīng)的位置。

另外，通過在直線驅(qū)動裝置12-1～12-3中使用氣缸，能夠簡單地使可動部12a直線移動。而且，若設(shè)定為能夠利用制動裝置使與氣缸的活塞桿的頂端部相連接的可動部12a停止，則能夠設(shè)定及變更可動部12a的直線移動量。由此，能夠?qū)殡S著可動部12a的移動的吸附部15的位置變更為任意的位置。

如上所述，由于在直線驅(qū)動裝置12-1～12-3中使用伺服電動機(jī)和旋轉(zhuǎn)直線運動轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的組合的情況下，也能夠根據(jù)伺服電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)位置設(shè)定及變更可動部12a的位置，因此，能夠?qū)⑽讲?5的位置變更為任意的位置。

以上，參照圖1至圖4說明了本發(fā)明，但本發(fā)明并不限定于圖1至圖4所示的機(jī)械手10的結(jié)構(gòu)。

因而，圖1至圖4所示的構(gòu)成機(jī)械手10的直線驅(qū)動裝置12-1～12-3、關(guān)節(jié)部13、連桿部14以及吸附部15的各自的數(shù)量、形狀等為一例子，并不限定于附圖的方案。

以上使用典型的實施方式說明了本發(fā)明，但只要是本領(lǐng)域技術(shù)人員，就能夠理解的是，在不脫離本發(fā)明的范圍的前提下，能夠?qū)ι鲜龅膶嵤┓绞竭M(jìn)行變更以及各種其他的變更、省略、追加。

發(fā)明的效果

根據(jù)本發(fā)明的第一技術(shù)方案，能夠利用直線驅(qū)動裝置的各自的可動部使各連桿部旋轉(zhuǎn)而使各吸附部向工件的表面移動，且能夠容易地保持各吸附部的位置。因此，即使具有彎曲的表面的工件例如為薄板這樣的低剛性的工件，也能夠不使該工件變形地進(jìn)行吸附。另外，由于不需要為了保持各吸附部的位置而將電動機(jī)與各關(guān)節(jié)部的旋轉(zhuǎn)軸相連結(jié)，因此，能夠抑制機(jī)械手的重量增加、成本增加。

根據(jù)本發(fā)明的第二技術(shù)方案，在利用各直線驅(qū)動裝置使各吸附部向工件的表面移動時，通過利用制動裝置將各直線驅(qū)動裝置的可動部的位置固定，從而能夠?qū)⒏魑讲康奈恢帽３衷诠ぜ谋砻娴奈恢谩?/p>

根據(jù)本發(fā)明的第三技術(shù)方案，通過在直線驅(qū)動裝置中應(yīng)用氣缸，能夠簡單地使直線驅(qū)動裝置的可動部直線移動。特別是，若設(shè)定為能夠利用制動裝置使與氣缸的活塞桿的頂端部相連接的可動部停止，則能夠?qū)⑽讲康奈恢迷O(shè)定及變更為任意的位置。

根據(jù)本發(fā)明的第四技術(shù)方案，即使在直線驅(qū)動裝置中使用伺服電動機(jī)和旋轉(zhuǎn)直線運動轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的組合的情況下，也能夠?qū)⑽讲康奈恢迷O(shè)定及變更為任意的位置。