把持手的制作方法
本实用新型涉及把持手。
背景技术:
在专利文献1中公开了一种机器人手,夹持位于取出位置的对象物(工件),将其搬运至和取出位置不同的其它位置。该机器人手具备第一夹持部和第二夹持部。第一夹持部具有以夹住第一对象物的方式把持的一对开闭部。第二夹持部具有把持与第一对象物不同的第二对象物的一对开闭部。该机器人手通过区分使用两个夹持部,能够把持不同种类的对象物。
然而,即便上述机器人手能够把持第一对象物以及第二对象物,仍担忧无法把持与第一对象物以及第二对象物形状不同的对象物。另外,即便上述机器人手能够把持具有恒定的姿势的第一对象物以及第二对象物,仍担忧无法把持不具有恒定的姿势的第一对象物以及第二对象物。即,上述机器人手在把持工件时,容易受到工件的形状以及姿势的影响。
专利文献1:日本特开2010-23120号公报
技术实现要素:
本实用新型的课题在于提供一种把持手,在把持工件时,难以受到工件的形状以及姿势的影响。
为了解决上述课题,根据本实用新型的第一方式,提供一种把持手,具备:可动部,其通过外力的作用在第一移动方向以及成为第一移动方向的相反方向的第二移动方向往复移动;多个臂,它们具有弹性,并且从可动部延伸;以及限制部,其限制臂中的与可动部连接的基端部与成为基端部的相反侧的前端部之间的部位向第一移动方向移位。在基端部和可动部一起在第一移动方向移位时,多个臂以通过所述限制部限制移位的部位为支点,从前端部相互远离的打开位置朝向前端部相互靠近的关闭位置移位。
在上述把持手中,优选,在外力未作用于所述可动部时,所述多个臂配置于所述打开位置。
在上述把持手中,优选,在外力未作用于所述可动部时,所述多个臂配置于所述关闭位置。
在上述把持手中,优选,所述多个臂和所述可动部形成为一体,所述臂的所述基端部中的与所述臂的长边方向正交的剖面的面积随着朝向所述可动部逐渐变小。
在上述把持手中,优选,所述限制部具有弹性,并且以沿与所述臂交叉的方向延伸的方式和所述臂形成为一体,在所述限制部中的与所述臂的连接端部中,与所述限制部的长边方向正交的剖面的面积随着朝向所述臂逐渐变小。
在上述把持手中,优选,在所述臂的所述前端部中,与所述臂的长边方向正交的剖面的面积随着朝向所述臂的前端逐渐变小。
在上述把持手中,优选,在所述可动部与配置于所述关闭位置的所述多个臂之间形成有空间。
在上述把持手中,优选,与所述第一移动方向正交的所述可动部的剖面呈圆形,所述多个臂在所述可动部的周向以等间隔设置。
附图说明
图1是第一实施方式的搬运装置的简图。
图2是把持装置的剖视图。
图3中的(a)是从上观察把持手的立体图,图3中的(b)是从下观察把持手的立体图,图3中的(c)是把持手的剖视图。
图4是把持装置的连结部的分解立体图。
图5是说明把持手的动作的示意图。
图6是把持装置的剖视图。
图7是表示在搬运工件时控制部执行的处理的流程的流程图。
图8中的(a)~(c)是表示把持手把持比较大的工件时的状况的变化的端面图。
图9中的(a)~(c)是表示把持手把持比较小的工件时的状况的变化的端面图。
图10是第二实施方式的搬运装置的简图。
图11是把持装置的剖视图。
图12是把持装置的剖视图。
图13是表示在搬运工件时控制部执行的处理的流程的流程图。
图14是表示把持手的其他实施方式的立体图。
图15是表示把持手的其他实施方式的剖视图。
图16是表示把持手的其他实施方式的立体图。
图17是表示把持手的其他实施方式的立体图。
具体实施方式
(第一实施方式)
以下,参照附图说明搬运装置的第一实施方式。第一实施方式的搬运装置是使用具有把持工件的把持手的把持装置搬运工件的装置。
如图1所示,搬运装置10具备把持装置20、第一移动机构11、第二移动机构12以及控制部13。把持装置20把持工件(以下也称为“工件w”)。第一移动机构11使把持装置20移动。第二移动机构12使把持装置20和第一移动机构11一起移动。控制部13控制把持装置20、第一移动机构11以及第二移动机构12。
将第二移动机构12使把持装置20以及第一移动机构11移动的方向设为第一方向d1。将第一移动机构11使把持装置20移动的方向设为第三方向d3。将与第一方向d1以及第三方向d3这两个方向正交的方向设为第二方向d2。第三方向d3也是铅垂方向。
如图2所示,把持装置20具备把持手30、壳体40、促动器50以及连结部60。把持手30把持工件w。壳体40收容把持装置20的一部分构成部件。促动器50使把持手30动作。连结部60连结促动器50与把持手30。
如图3中的(a)、(b)、(c)所示,把持手30具有可动部31、多个臂32、支承部33以及从动杆34。可动部31通过外力往复移动。多个臂32从可动部31延伸。支承部33支承臂32的基端部321与基端部321的相反侧的前端部322之间的部位。从动杆34从可动部31向与臂32不同的方向延伸。
可动部31、多个臂32以及支承部33通过可比金属材料大地进行弹性变形的橡胶或者树脂等形成为一体。例如,把持手30通过使橡胶以及树脂等流入模之后固化(架设)来成形即可。此时,即便因把持手30的材质状况,把持手30为具有底切的形状,也能通过通常的模成形。
可动部31大致呈椭圆体状。可动部31的与轴向正交的剖面为圆形。可动部31通过经由从动杆34作用的外力,在第一移动方向m1和成为第一移动方向m1的相反方向的第二移动方向m2往复移动。第一移动方向m1以及第二移动方向m2是可动部31的轴向,也是第三方向d3。
如图3中的(a)、(b)所示,多个臂32在可动部31的周向以等间隔设置。即,多个臂32从可动部31在与第一移动方向m1交叉的方向放射状延伸。这里提及的等间隔不限定于在可动部31的周向相邻的臂32的间隔彼此严格一致,也可以包含制造时的误差等。如图3中的(c)所示,臂32以随着进入可动部31的径向外侧而朝向第一移动方向m1之后朝向第二移动方向m2的方式弯曲或者屈曲。
如图3中的(c)所示,在臂32的基端部321中,与臂32的长边方向正交的剖面的面积随着朝向可动部31逐渐变小。在臂32的前端部322中,与臂32的长边方向正交的剖面的面积随着从臂32的基端朝向前端逐渐变小。因此,臂32的前端部322为尖端变细的爪形。如图3中的(b)所示,多个臂32的基端部321以及基端部321附近的部分在可动部31的周向一体化。
如图3中的(a)所示,支承部33大致呈圆筒状,沿与臂32交叉的方向延伸。如图3中的(c)所示,支承部33的外径沿轴向恒定。支承部33的内径随着从支承部33在轴向上的第一端(上端)朝向第二端(下端)而增大。因此,在支承部33中的与臂32的连接端部中,与支承部33的轴向正交的剖面的面积随着朝向臂32逐渐变小。
如图3中的(c)所示,从动杆34从可动部31在第一移动方向m1延伸。从动杆34具有棒状的轴部341、与连结部60卡合的卡合部342以及埋设于可动部31的锚343。卡合部342固定于从动杆34在轴向上的第一端(上端)。锚343固定于从动杆34在轴向上的第二端(下端)。
卡合部342为外形比轴部341大的多棱柱状。锚343为外径比轴部341大的圆板状。优选在一体形成把持手30时,锚343和轴部341的第二端一起与可动部31一体化。卡合部342以及锚343以紧固、嵌合、粘合以及焊接等方式固定于轴部341即可。
如图2所示,壳体40为筒状。壳体40具有罩42。罩42覆盖在壳体40的侧部开口的开口部41。在壳体40的轴向上的第二端(下端)设置有收容凹部43。收容凹部43收容把持手30的支承部33。收容凹部43具有与把持手30的支承部33的外径对应的内径。罩42通过螺栓等紧固部件装卸自如地安装于壳体40。在从壳体40取下罩42的状态下,壳体40的内部经由开口部41露出。壳体40收容把持手30的支承部33以及从动杆34、连结部60、后述的促动器50的驱动杆53的一部分。
促动器50具有缸体52、驱动杆53、电磁阀55、第一检测部56以及第二检测部57。在缸体52设置有圆柱状的内部空间51。驱动杆53相对于缸体52伸缩。电磁阀55切换作为压缩空气的供给源的一个例子的压缩机54与缸体52的内部空间51的连接状态。第一检测部56以及第二检测部57检测驱动杆53的位置。
缸体52固定于壳体40在轴向上的第一端(上端)。在缸体52设置有连接缸体52的外部与内部空间51的第一流路521以及第二流路522。第一流路521在缸体52在轴向上的第一端(上端)开口。第二流路522在缸体52在轴向上的第二端(下端)开口。
驱动杆53具有棒状的轴部531和相对于缸体52的内周面滑动的活塞532。在轴部531在轴向上的第一端(上端)设置有活塞532。活塞532划分缸体52的内部空间51。缸体52的内部空间51之中的活塞532所划分的一个空间与第一流路521连接,另一个空间与第二流路522连接。轴部531在轴向上的第二端(下端)固定于连结部60。
电磁阀55切换连接大气与第一流路521且连接压缩机54与第二流路522的第一状态、和连接压缩机54与第一流路521且连接大气与第二流路522的第二状态。
第一检测部56配置于缸体52的第一端附近。第二检测部57配置于缸体52的第二端附近。第一检测部56检测驱动杆53相对于缸体52收缩到最大的状态。第二检测部57检测驱动杆53相对于缸体52伸长到最大的状态。换言之,第一检测部56检测活塞532是否移位至缸体52的内部空间51的第一端。第二检测部57检测活塞532是否移位至缸体52的内部空间51的第二端。在活塞532设置有磁铁时,使第一检测部56以及第二检测部57为检测设置于活塞532的磁铁的磁性的磁传感器即可。
促动器50通过电磁阀55的切换,使驱动杆53在第一移动方向m1移位,或者使驱动杆53在第二移动方向m2移位。
如图4所示,连结部60大致呈圆柱状。连结部60具有主体部61、夹持部62以及固定部件63。驱动杆53固定于主体部61。夹持部62通过固定部件63和主体部61一起夹住从动杆34,将其固定于主体部61。
如图4所示,在主体部61在轴向上的第一端(上端)固定有驱动杆53的第二端(下端)。在主体部61在轴向上的第二端(下端)设置有凹部611。在凹部611,以在连结部60的轴向相邻的方式设置有第一卡合孔612以及第二卡合孔613。连结部60的径向和第一卡合孔612以及第二卡合孔613的深度方向一致。第一卡合孔612比第二卡合孔613接近连结部60在轴向上的第一端(上端)。另外,在将与连结部60的轴向正交的方向设为第二方向d2时,第一卡合孔612的第二方向d2的开口长度比第二卡合孔613的第二方向d2的开口长度大。详细而言,第一卡合孔612的开口长度与从动杆34的卡合部342的外形对应。第二卡合孔613的开口长度与从动杆34的轴部341的外径对应。另外,夹持部62为与主体部61的凹部611对应的半圆柱状。夹持部62在面对主体部61的凹部611的部分具有卡合孔(未图示)。该卡合孔与主体部61的第一卡合孔612对应。
在连结部60连结驱动杆53与从动杆34时,在主体部61的第一卡合孔612以及第二卡合孔613分别收纳有从动杆34的轴部341以及卡合部342。在该状态下,通过固定部件63将夹持部62固定于主体部61。于是,由于从动杆34的卡合部342与第一卡合孔612以及第二卡合孔613的阶梯差卡合,所以从动杆34相对于连结部60向轴向的移动受到限制。另外,由于从动杆34的轴部341以及卡合部342被主体部61以及夹持部62夹住,所以从动杆34相对于连结部60向径向的移动受到限制。这样,连结部60连结驱动杆53与从动杆34。在解除驱动杆53与从动杆34的连结时,从主体部61取下夹持部62之后,从主体部61取下从动杆34即可。
如图2所示,促动器50的驱动杆53和把持手30的从动杆34在壳体40的内部经由连结部60连结。由此,促动器50能够经由驱动杆53、连结部60以及从动杆34使外力作用于可动部31。
如图1所示,第一移动机构11为能够使把持装置20在第三方向d3即第一移动方向m1以及第二移动方向m2往复移动的直动式的促动器即可。另外,第二移动机构12为能够使把持装置20以及第一移动机构11在第一方向d1往复移动的直动式的促动器即可。例如,第一移动机构11以及第二移动机构12由气缸、油压缸以及电动促动器等构成即可。
接下来,参照图5说明把持手30的多个臂32的动作。在图5中,为了容易说明,省略了把持手30的剖面线。
如图5所示,若从动杆34以及驱动杆53在第一移动方向m1移位,则可动部31从向第二移动方向m2突出的“第二位置”朝向向第一移动方向m1退避的“第一位置”移位。于是,通过在第一移动方向m1移位的可动部31拉动臂32的基端部321。由此,臂32的基端部321和可动部31一起在第一移动方向m1移位。此时,臂32一边弹性变形一边以与可动部31的连结部位p1为转动中心转动。
另一方面,支承部33通过壳体40限制了向第一移动方向m1的移位。因此,臂32的前端部322与基端部321之间的部位即臂32与支承部33的连结部位p2向第一移动方向m1的移位受到限制。其结果是,臂32以向第一移动方向m1的移位通过支承部33受到限制的部位即臂32与支承部33的连结部位p2为中心转动。
即,以向第一移动方向m1的移位通过支承部33受到限制的部位为支点,臂32的基端部321在第一移动方向m1移位,另一方面,臂32的前端部322在第二移动方向m2移位。其结果是,多个臂32从前端部322相互远离的位置即“打开位置”朝向前端部322相互靠近的位置即“关闭位置”移位。这里,支承部33相当于限制臂32向第一移动方向m1移位的“限制部”的一个例子。
这样,在从动杆34以及驱动杆53在第二移动方向m2移位从而可动部31位于第二位置时,多个臂32配置于打开位置。另外,在从动杆34以及驱动杆53在第一移动方向m1移位从而可动部31位于第一位置时,多个臂32配置于关闭位置。在图5中,第一位置是通过双点划线表示的可动部31的位置,关闭位置是通过双点划线表示的多个臂32的位置。另外,第二位置是通过实线表示的可动部31的位置,打开位置是通过实线表示的多个臂32的位置。
构成把持手30的可动部31、多个臂32以及支承部33均是弹性体,一体形成。因此,如图5中双点划线所示,若随着可动部31在第一移动方向m1移位,臂32在第一移动方向m1按压支承部33的力增大,则支承部33有可能弹性变形。此时,臂32相对于支承部33的转动中心即臂32与支承部33的连结部位p2对应于可动部31向第一移动方向m1的移位而移动。
并且,如图5中双点划线所示,多个臂32弯曲。因此,在配置于关闭位置的多个臂32与配置于第一位置的可动部31之间形成有空间。该空间的大小、形状能够通过改变臂32的长度、臂32的弯曲形态而变更。
另外,在第一实施方式中,如图3以及图5所示,在外力未作用于把持手30的可动部31时,多个臂32配置于打开位置。
接下来,说明控制部13的控制对象以及控制内容。
如图1所示,控制部13控制第一移动机构11使把持装置20在第三方向d3移动。这样,控制部13使把持装置20朝向支承工件w的工件支承部(以下也称为“工件支承部14”)接近,或者使把持装置20从工件支承部14退避。另外,控制部13控制第二移动机构12使把持装置20以及第一移动机构11在第一方向d1移动。这样,控制部13使把持装置20以及第一移动机构11在成为工件w的搬运源的位置与成为搬运目的地的位置之间移动。工件支承部14也可以是载置一个以上工件w的台子、收容一个以上工件w的容器。
如图2所示,控制部13控制促动器50(电磁阀55)使驱动杆53往复移动。详细而言,如图6所示,控制部13将电磁阀55切换为第一状态,使驱动杆53在第一移动方向m1移位。或者,如图2所示,控制部13将电磁阀55切换为第二状态,使驱动杆53在第二移动方向m2移位。并且,控制部13基于从第一检测部56以及第二检测部57输出的信号,获取驱动杆53相对于缸体52的位置。
在通过把持手30把持工件w时,控制部13使把持装置20在第二移动方向m2移动而接近工件支承部14。之后,控制部13使把持手30的多个臂32从打开位置移位至关闭位置。于是,多个臂32夹住工件w,把持手30把持工件w。
这里,对于把持手30把持工件w,优选在使多个臂32从打开位置移位至关闭位置时,把持手30处于充分接近工件w的状态或者把持手30与工件w接触的状态。如果把持手30从工件w离开,即便使多个臂32从打开位置移位至关闭位置,把持手30仍有可能无法把持工件w。
因此,控制部13基于使把持装置20在第二移动方向m2移动时从动杆34的移位,控制使多个臂32从打开位置移位至关闭位置的时机。若使把持装置20在第二移动方向m2继续移动,则把持手30与工件w接触。此时,通过把持手30的可动部31在第一移动方向m1移位,从动杆34、连结部60以及驱动杆53也在第一移动方向m1移位。因此,若把持手30与工件w接触,则驱动杆53的活塞532移位至第二检测部57的检测范围外。在活塞532移位至第二检测部57的检测范围外之后,能够在把持手30与工件w接触的状态下使多个臂32从打开位置移位至关闭位置。
这样,在使把持装置20在第二移动方向m2移动时,控制部13基于第二检测部57的检测结果,获取从动杆34以及驱动杆53在第一移动方向m1移位的时机。而且,控制部13基于从动杆34以及驱动杆53在第一移动方向m1进行了移位的时机,使把持装置20向第二移动方向m2的移动停止,使把持手30的多个臂32从打开位置移位至关闭位置。
这里,如图3中的(c)所示,若多个臂32配置于打开位置,则把持手30的可动部31比多个臂32稍向第二移动方向m2突出。因此,在把持装置20向第二移动方向m2移动时,可动部31容易比多个臂32先与工件w接触。因此,控制部13能够基于第二检测部57的检测结果,更正确地获取把持手30与工件w接触的时机。
接下来,参照图7所示的流程图说明在搬运装置10把持介质时控制部13执行的处理。在控制部13执行本处理时,把持手30的多个臂32配置于打开位置。
如图7所示,控制部13驱动第二移动机构12,使把持装置20从工件支承部14的上表面移动至在第一移动方向m1离开的位置(步骤s11)。之后,控制部13驱动第一移动机构11,使把持装置20在第二移动方向m2移动(步骤s12)。接着,控制部13基于从第二检测部57输出的信号,判定驱动杆53以及从动杆34是否在第一移动方向m1进行了移位(步骤s13)。在驱动杆53以及从动杆34在第一移动方向m1未进行移位时(步骤s13:否),即,在把持手30与工件w未接触时,控制部13再次执行步骤s13的处理。此时,继续进行把持装置20向第二移动方向m2的移动。
在步骤s13中,在驱动杆53以及从动杆34在第一移动方向m1移位时(步骤s13:是),即,在把持手30与工件w接触时,控制部13停止第一移动机构11的驱动,停止把持装置20向第二移动方向m2的移动(步骤s14)。之后,控制部13驱动促动器50,使驱动杆53在第一移动方向m1移位(步骤s15)。即,控制部13使把持手30的多个臂32从打开位置移位至关闭位置,使把持手30把持工件w。接着,控制部13驱动第一移动机构11,使把持装置20在第一移动方向m1移动(步骤s16)。
之后,控制部13驱动第二移动机构12,使把持装置20以及第一移动机构11移动至成为工件w的搬运目的地的位置(步骤s17)。然后,控制部13驱动促动器50,使驱动杆53在第二移动方向m2移位(步骤s18)。即,控制部13解放把持手30所把持的工件w。在执行步骤s18的处理之前,控制部13也可以驱动第一移动机构11,使把持装置20在第二移动方向m2移动。之后,控制部13结束本处理。
接下来,参照图8中的(a)~图9中的(c),说明搬运装置10的把持装置20把持工件w时的作用。这里,把持装置20已经在第二移动方向m2移动至把持手30与工件w接触的位置。
首先,参照图8中的(a)~(c)说明把持装置20把持比较大的工件w的情况。
如图8中的(a)所示,若把持手30的可动部31配置于第二位置而与工件w接触,则从动杆34通过促动器50在第一移动方向m1开始移位。于是,把持手30的多个臂32从打开位置开始移位至关闭位置。
如图8中的(b)所示,在多个臂32从打开位置移位至关闭位置的中途,多个臂32的前端部322与工件w接触。多个臂32与工件w接触之后,仍朝向关闭位置继续移位。因此,多个臂32一边受到来自工件w的反作用力一边弹性变形。多个臂32以配合工件w的形状的方式弹性变形。
如图8中的(c)所示,若从动杆34在第一移动方向m1结束移位,则把持手30的可动部31配置于第一位置。其结果是,把持手30的多个臂32夹住工件w,把持手30把持工件w。
接着,参照图9中的(a)~(c)说明把持装置20把持比较小的工件w的情况。
如图9中的(a)所示,和把持比较大的工件w的情况相同,若把持手30的可动部31配置于第二位置而与工件w接触,则从动杆34通过促动器50在第一移动方向m1开始移位。于是,把持手30的多个臂32从打开位置开始移位至关闭位置。
如图9中的(b)所示,在多个臂32从打开位置移位至关闭位置的中途,多个臂32的前端部322与工件w接触。然而,此时,相比图8中的(b)所示的情况,多个臂32的前端部322与工件w接触的时机延迟。因此,图9中的(b)所示的可动部31的位置比图8中的(b)所示的可动部31的位置接近第一位置。即,工件w越小,相应地多个臂32越接近关闭位置,因此多个臂32的前端部322与工件w接触。多个臂32在前端部322与工件w接触之后,仍朝向关闭位置继续移位。因此,多个臂32以配合工件w的形状的方式弹性变形。
如图9中的(c)所示,若从动杆34在第一移动方向m1结束移位,则把持手30的可动部31配置于第一位置。其结果是,把持手30的多个臂32夹住工件w,把持手30把持工件w。
根据以上,无论工件w的大小如何,把持装置20(把持手30)均能把持工件w。在图8中的(a)~图9中的(c)中,虽然把持装置20(把持手30)把持有形状不同的工件w,但也能把持姿势不同、形状相同的工件w。
根据第一实施方式,能够获得以下所示的效果。
(1)在使把持手30把持工件w时,在把持手30与工件w接触的状态下,使可动部31在第一移动方向m1移位。于是,把持手30的多个臂32从打开位置移位至关闭位置,多个臂32夹住工件w。这里,由于多个臂32具有弹性,所以能够配合工件w的形状弹性变形。因此,配合形状、姿势不恒定的工件w,多个臂32弹性变形,难以产生多个臂32与工件w的缝隙。因此,把持手30在把持工件w时难以受到工件w的形状以及姿势的影响。
(2)在臂32中的与可动部31的连接端部即臂32的基端部321的刚性较高时,可动部31与臂32难以相对移位。因此,为使可动部31往复移动所需的外力容易增大。针对该点,根据第一实施方式,由于臂32中的与可动部31的连接端部的剖面积较小,所以连接端部的刚性容易降低。因此,能够减小为使臂32从打开位置移位至关闭位置而施加于可动部31的外力。
(3)在支承部33中的与臂32的连接端部的刚性较高时,支承部33与臂32难以相对移位,施加于可动部31的外力容易增大。针对该点,根据第一实施方式,由于支承部33中的与臂32的连接端部的剖面积较小,所以连接端部的刚性容易降低。因此,能够减小为使臂32从打开位置移位至关闭位置而施加于可动部31的外力。
(4)使臂32的前端部322的与臂32的长边方向正交的剖面的面积随着朝向臂32的前端逐渐变小。因此,在把持手30从层叠的多个工件w中把持一个以上的工件w时,臂32的前端部322容易进入层叠的工件w间的缝隙。因此,把持手30容易从层叠的多个工件w中把持一个以上的工件w。另外,在把持手30把持具有孔、凹凸形状的工件w时,臂32的前端部322容易进入工件w的孔、凹凸形状。因此,把持手30容易把持具有孔、凹凸形状的工件w。
(5)通过使臂32弯曲,在把持手30的可动部31与配置于关闭位置的多个臂32之间形成有空间。此时,在把持手30把持工件w时,能够将工件w的一部分或者全部收纳于把持手30的可动部31与多个臂32之间的空间。因此,把持手30所把持的工件w的姿势容易稳定。
(6)由于在可动部31的周向以等间隔设置有多个臂32,所以把持手30在把持工件w时,更加难以受到工件w的形状以及姿势的影响。
(7)促动器50经由从动杆34使外力作用于可动部31。因此,和促动器50使外力直接作用于把持手30的可动部31的情况不同,无需将促动器50配置于可动部31的附近。因此,能够提高把持装置20的设计的自由度。
(8)把持手30的从动杆34具有埋设于可动部31的锚343。因此,能够将可动部31和从动杆34稳固地一体化。作为将可动部31和从动杆34一体化的除上述以外的方法,例如考虑通过粘合剂在可动部31粘合从动杆34,或者使设置于可动部31和从动杆34的凹凸彼此卡合。和上述情况比较,难以从可动部31取下从动杆34。
(9)连结部60将从动杆34与驱动杆53连结为装卸自如。根据该结构,能够容易将把持手30更换为其他把持手30。因此,把持装置20也能区分使用适于大小以及形状等不同的工件w的把持手30。在更换把持手30时,通过在壳体40设置有开口部41,容易进行从动杆34相对于连结部60的装卸作业。
(10)控制部13基于使把持装置20在第二移动方向m2移动时从动杆34向第一移动方向m1的移位,控制使多个臂32从打开位置移位至关闭位置的时机。因此,即便控制部13不检测把持手30与工件w的相对距离,也能在适于把持手30把持工件w的时机,使多个臂32从打开位置移位至关闭位置。
(11)优选在通过把持手30把持工件w时,以多个臂32能够夹住工件w的方式,在可动部31与工件w接触的状态下,使多个臂32从打开位置移位至关闭位置。例如,在多个臂32配置于打开位置时,若臂32的前端部322比可动部31向第二移动方向m2突出而接近工件w,则担忧产生以下的问题。即,担忧在使把持装置20与工件w接近时,臂32比可动部31先与工件w或者工件支承部14接触,从而可动部31移位。换言之,担忧在可动部31未与工件w接触的状态下,控制部13使多个臂32从打开位置移位至关闭位置。
与此相对,根据第一实施方式,在多个臂32配置于打开位置时,可动部31比臂32的前端部322向第二移动方向m2突出。因此,在使把持装置20与工件w接近时,可动部31容易比臂32先与工件w接触。因此,把持装置20能够使多个臂32在适当的时机从打开位置移位至关闭位置。
(12)在把持手30的多个臂32从打开位置移位至关闭位置时,臂32的前端部322朝向可动部31的轴线集合。因此,即便比较小的工件w在工件支承部14上分散,把持手30也能将工件w汇集到可动部31的轴线周边。
(13)把持手30的多个臂32的前端部322为尖端变细的形状。因此,在多个臂32配置于关闭位置时,在相邻的臂32的前端部322之间,难以产生缝隙。因此,收纳于可动部31与多个臂32之间的空间的工件w难以从把持手30脱落。
(14)把持手30具有独立且能够弹性变形的多个臂32。因此,在把持工件w时,能够使多个臂32以不同形态弹性变形。即,多个臂32以配合工件w的形状的方式独立地弹性变形。因此,难以产生不与工件w接触的臂32。即,多个臂32全部容易与工件w接触。针对该点,把持装置20的把持手30所把持的工件w的姿势容易稳定。
(第二实施方式)
以下,说明搬运装置的第二实施方式。第二实施方式和第一实施方式比较,主要是使把持手30的可动部31往复移动的促动器50的构造不同。因此,在第二实施方式中,说明与第一实施方式不同的部分,针对与第一实施方式共通的结构,标注相同的附图标记,省略说明结构、作用以及效果。
如图10所示,搬运装置10a具备把持装置20a、第一移动机构11、第二移动机构12以及控制部13a。如图11所示,把持装置20a具备把持手30a、支架70以及促动器80。把持手30a把持工件w。支架70保持把持手30a。促动器80使把持手30a动作。
把持手30a具有可动部31、多个臂32以及支承部35。可动部31通过外力往复移动。多个臂32从可动部31延伸。支承部35支承臂32的基端部321与前端部322之间的部位。
支承部35大致呈圆筒状。支承部35沿与臂32交叉的方向延伸。支承部35的外径沿支承部35的轴向恒定。支承部35的内径随着从支承部35在轴向上的第一端(上端)朝向第二端(下端)增大。因此,在支承部35中的与臂32的连接端部中,与支承部35的轴向正交的剖面的面积随着朝向臂32逐渐变小。在支承部35的第一端设置有具有比第二端小的内径的小径部351。
支架70具有呈圆柱状的圆柱部71和呈筒状的筒状部72。在圆柱部71的内部设置有供空气流动的流路711。流路711的一端在圆柱部71的外周面开口。流路711的另一端在圆柱部71内的筒状部72所围起的区域开口。如图10所示,在圆柱部71在轴向上的第一端(上端)连结有第一移动机构11。如图11所示,筒状部72的内径随着从与圆柱部71连接的基端朝向前端增大。在筒状部72的基端的外周面设置有卡合槽721。筒状部72的卡合槽721的外径比筒状部72的前端的外径小。
通过在支架70的筒状部72覆盖把持手30a的支承部35,在支架70安装把持手30a。通过在该状态下,把持手30a的小径部351与支架70的卡合槽721卡合,填充把持手30a与支架70之间的缝隙。其结果是,在把持手30a的可动部31的上表面与支架70之间形成有封闭空间cs。封闭空间cs与流路711连接。在第二实施方式中,支架70相当于“封闭空间形成部件”的一个例子。
促动器80具有减压部81、电磁阀82以及压力检测部83。减压部81例如是吸引泵。减压部81从封闭空间cs吸引空气,对封闭空间cs减压。电磁阀82切换减压部81与流路711的连接状态。电磁阀82切换连接减压部81与流路711的吸引状态、连接流路711与大气的开放状态、以及将流路711与减压部81以及大气均不连接的密闭状态。压力检测部83检测封闭空间cs的压力。
电磁阀82也可以组合多个电磁阀82而构成。另外,压力检测部83可以设置于封闭空间cs,也可以设置于流路711,还可以设置于电磁阀82与流路711之间。
接下来,说明控制部13a的控制对象以及控制内容。
如图11所示,控制部13a控制促动器80使可动部31往复移动。详细而言,控制部13a将电磁阀82切换为吸引状态,使减压部81对封闭空间cs减压。于是,封闭空间cs的压力降低。因此,如图12所示,封闭空间cs的容积减小,可动部31在第一移动方向m1移位。其结果是,把持手30a的多个臂32从打开位置移位至关闭位置。
另一方面,控制部13a将电磁阀82切换为开放状态,使封闭空间cs与大气连接。于是,封闭空间cs的压力成为大气压。因此,如图11所示,封闭空间cs的容积增大,可动部31在第二移动方向m2移位。其结果是,把持手30a的多个臂32从关闭位置移位至打开位置。
在第二实施方式中,控制部13a使把持手30a的多个臂32移动至打开位置或者关闭位置。减压部81以及电磁阀82构成调整封闭空间cs的压力的“压力调整部”的一个例子。控制部13a基于来自压力检测部83的输出信号获取封闭空间cs的压力。
控制部13a基于使把持装置20a在第二移动方向m2移动时封闭空间cs的压力变化,控制使多个臂32从打开位置移位至关闭位置的时机。即,在第二实施方式中,也是若使把持装置20a在第二移动方向m2继续移动,则把持手30a与工件w接触,可动部31在第一移动方向m1移位。此时,如果将电磁阀82切换为密闭状态,伴随封闭空间cs的容积减少,封闭空间cs的压力增大。因此,在封闭空间cs的压力增大之后,能够在把持手30a与工件w接触的状态下使多个臂32从打开位置移位至关闭位置。
这样,在使把持装置20a在第二移动方向m2移动时,控制部13a基于压力检测部83的检测结果获取可动部31在第一移动方向m1移位的时机。而且,控制部13a基于可动部31在第一移动方向m1进行了移位的时机,停止把持装置20a向第二移动方向m2的移动,使把持手30a的多个臂32从打开位置移位至关闭位置。
接下来,参照图13所示的流程图说明在搬运装置10a搬运工件w时控制部13a执行的处理。
如图13所示,控制部13a驱动第二移动机构12,使把持装置20a从工件支承部14的上表面移动至在第一移动方向m1离开的位置(步骤s21)。之后,控制部13驱动第一移动机构11,使把持装置20a在第二移动方向m2移动(步骤s22)。接着,控制部13a基于从压力检测部83输出的信号,判定封闭空间cs的压力是否发生了变化(步骤s23)。详细而言,控制部13a判定封闭空间cs的压力是否增大。在步骤s23中,在封闭空间cs的压力成为判定值以上时,控制部13a判定为封闭空间cs的压力发生了变化即可。
在封闭空间cs的压力未变化时(步骤s23:否),即,在把持手30a与工件w未接触时,控制部13a再次执行步骤s23的处理。此时,继续进行把持装置20a向第二移动方向m2的移动。
在步骤s23中,在封闭空间cs的压力变化时(步骤s23:是),即,在把持手30a与工件w接触时,控制部13a停止第一移动机构11的驱动,来停止把持装置20a向第二移动方向m2的移动(步骤s24)。之后,控制部13a驱动促动器80对封闭空间cs减压(步骤s25)。即,控制部13a使把持手30a的多个臂32从打开位置移位至关闭位置,使把持手30a把持工件w。接着,控制部13a驱动第一移动机构11,使把持装置20在第一移动方向m1移动(步骤s26)。
之后,控制部13a驱动第二移动机构12,使把持装置20a以及第一移动机构11移动至成为工件w的搬运目的地的位置(步骤s27)。而且,控制部13驱动促动器80将封闭空间cs向大气开放(步骤s28)。即,控制部13a使把持手30a的多个臂32移位至打开位置,解放把持手30a所把持的工件w。之后,控制部13a结束本处理。
在第二实施方式中,“使把持装置20a升降”是指在把持装置20a的构成部件之中至少使需要升降的构成部件升降。即,在把持装置20a的构成部件之中,无需升降的构成部件即促动器80的减压部81以及电磁阀82可以升降,也可以不升降。
根据第二实施方式,除与第一实施方式的效果(1)~(6)、(11)~(14)同等的效果之外,还能获得以下所示的效果。
(1)在使把持装置20a接近工件支承部14时,即便不对可动部31作用外力,多个臂32也移位至打开位置。详细而言,即便不调整封闭空间cs的压力,多个臂32也移位至打开位置。因此,相比对可动部31作用外力而使多个臂32移位至打开位置的情况,多个臂32移位至打开位置时的姿势稳定。因此,能够抑制因多个臂32移位至打开位置时的姿势从而把持手30难以把持工件w。
(2)减压部81通过提高封闭空间cs的压力,增大封闭空间cs的容积,使可动部31在第二移动方向m2移位。另外,减压部81通过降低封闭空间cs的压力,减小封闭空间cs的容积,使可动部31在第一移动方向m1移位。因此,和为使可动部31往复移动的直动促动器时比较,能够减小把持装置20a的第一移动方向m1的尺寸。
(3)在使把持装置20a在第二移动方向m2移动而使把持手30a与工件w接近时,在把持手30a与工件w接触的时机,可动部31在第一移动方向m1移位。而且,基于伴随可动部31的移位的封闭空间cs的压力变化,控制使多个臂32从打开位置移位至关闭位置的时机。因此,即便不检测把持手30a与工件w的相对距离,也能在适于通过把持手30a把持工件w的时机使多个臂32从打开位置移位至关闭位置。
上述实施方式也可以如以下所示那样变更。
如图14以及图15所示,把持手30b具有可动部31b、多个臂32b以及支承部33b。可动部31b为圆板状。多个臂32b从可动部31b延伸。支承部33b支承多个臂32b的基端部321b与前端部322b之间的部位。多个臂32b从可动部31b直线状延伸。多个臂32b具有球状的前端部322b。在臂32配置于打开位置时,臂32的前端比可动部31向第二移动方向m2突出。
如图15中双点划线所示,若从动杆34在第一移动方向m1移位,则多个臂32b从打开位置移位至关闭位置。此时,把持手30b成为臂32b的前端部322b向第二移动方向m2突出的状态。另外,由于臂32b的前端部322b为球状,所以把持手30b在把持工件w时,容易因来自工件w的反作用力而压扁。因此,臂32的前端部322b与工件w的接触面积容易变大。因此,把持手30c特别容易把持凹凸、孔少的工件w。
如图16所示,把持手30c也可以形成为,在外力未作用于可动部31时,多个臂32移位至关闭位置。此时,若外力作用于可动部31,则多个臂32移位至打开位置。详细而言,通过使从动杆34在第二移动方向m2移位,多个臂32从关闭位置移位至打开位置。
据此,即便未使外力作用于可动部31,多个臂32也配置于关闭位置。因此,即便未使外力作用于可动部31,把持手30c通过多个臂32的弹性,也能维持把持有工件w的状态。换言之,在把持手30c把持工件w时,无需对可动部31继续作用外力。
如图17所示,把持手30d具有可动部31d、一对臂32d以及一对支承部33d。可动部31d大致为板状。一对臂32d从可动部31d延伸。一对支承部33d支承臂32d的基端部321d与前端部322d之间的部位。与第一移动方向m1正交的可动部31d的剖面为矩形。一对臂32d从可动部31d在短边方向(第一方向d1)上的两端部延伸。另外,一对臂32d遍及可动部31d的长边方向(第二方向d2)设置。该把持手30d容易把持和可动部31d的长边方向同向延伸的长条的工件。
搬运装置10、10a也可以具备检测把持装置20、20a(把持手30、30a)与工件w的相对距离的检测部。此时,控制部13、13a也可以基于上述检测部的检测结果,控制将把持手30、30a从打开位置移位至关闭位置的时机。
也可以在臂32的前端部322设置检测与工件w的接触的检测部。此时,控制部13也可以基于上述检测部的检测结果,控制将把持手30、30a从打开位置移位至关闭位置的时机。
在第一实施方式中,把持装置20也可以具备直接检测可动部31或者从动杆34的移位的检测部。此时,控制部13也可以基于上述检测部的检测结果,控制将把持手30从打开位置移位至关闭位置的时机。
搬运装置10、10a也可以具备拍摄工件支承部14的拍摄装置。此时,控制部13、13a也可以基于拍摄装置拍摄出的图像,获取工件w的姿势。而且,控制部13、13a也可以根据工件w的姿势,调整把持装置20的位置、绕沿第一移动方向m1延伸的轴的角度等。
把持手30、30a的形状也可以根据成为把持的对象的工件w适当变更。例如,也可以在把持手30、30a中变更臂32的长度、数量,或者在臂32的长边方向的弹性模量上设置差异。
在把持手30、30a的臂32的基端部321中,与臂32的长边方向正交的剖面的面积也可以随着朝向可动部31恒定。另外,在把持手30的支承部33中的与臂32的连接端部中,与支承部33、35的长边方向正交的剖面的面积也可以随着朝向臂32恒定。
把持手30、30a的支承部33、35也可以不为圆筒状。例如,支承部33、35也可以以从多个臂32分别独立延伸的方式以与臂32相同的数量设置。
把持手30、30a的臂32也可以在能够与工件w接触的部分具有细微的凹凸。据此,容易在把持手30的臂32的凹凸钩挂工件w。其结果是,把持手30所把持的工件w的姿势容易稳定。
在把持手30、30a中,可动部31也可以相对于臂32独立形成,支承部33、35也可以相对于臂32独立形成。此时,优选臂32相对于可动部31以及支承部33、35连结为能够转动。
在把持手30、30a中,使支承部33、35和臂32为分体时,支承部33、35为限制臂32的前端部322与基端部321之间的部位向第一移动方向m1移位的结构即可。例如,若从图2所示的把持手30中省略支承部33,则壳体40作为“限制部”的一个例子发挥功能。即,在臂32的基端部321和可动部31一起在第一移动方向m1移位时,壳体40限制臂32的基端部321与前端部322之间的部位向第一移动方向m1移位。其结果是,多个臂32能够以向第一移动方向m1的移位通过壳体40受到限制的部位为支点,从打开位置移位至关闭位置。
连结部60构成为能够将从动杆34和驱动杆53连结为装卸自如即可。例如,连结部60也可以利用磁性将从动杆34和驱动杆53连结为装卸自如。另外,连结部60也可以通过在从动杆34以及驱动杆53中的至少一方设置与卡扣配合相当的构造,将从动杆34和驱动杆53连结为装卸自如。
第一移动机构11也可以使把持装置20、20a在与铅垂方向交叉的方向往复移动。例如,第一移动机构11也可以通过使把持装置20、20a在水平方向往复移动,使把持装置20、20a与工件支承部14接近,或者从工件支承部14退避。此时,第一移动方向m1以及第二移动方向m2均是与铅垂方向交叉的方向。
工件w的材质可以为树脂,也可以为金属,还可以为其他材质。另外,工件w可以为制品的构成部件,也可以为完成品。
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