特許ウォッチ

公開番号2025020669
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-13
出願番号2023124184
出願日2023-07-31
発明の名称非平行4節リンク型指機構及びグリッパ
出願人白山工業株式会社
代理人個人,個人
主分類B25J 15/08 20060101AFI20250205BHJP(手工具;可搬型動力工具;手工具用の柄;作業場設備;マニプレータ)
要約【課題】4節リンクを非平行とすることにより、入力角が小さい領域ではほぼ平行動作で物体を把持でき、入力角が大きくなった状態も実現できると共に、指部材を後方に下げた状態で物体などを支えることも可能なロボットの指機構及びグリッパを提供する。
【解決手段】回動自在の対偶点P1及びP2に接続された第1のリンク部材と、回動自在の対偶点P3及びP4に接続された第2のリンク部材と、対偶点P2及びP4に装着された可動指部材とで構成され、対偶点P1及びP3が本体での固定点であり、4つの対偶点P1～P4を結ぶ四角形が平行四辺形を構成せず、第1のリンク部材を対偶点P1周りに回動させるか、第2のリンク部材を対偶点P3周りに回動させることで、可動指部材を運動させる非平行4節リンク型指機構及びそれを備えたグリッパである。
【選択図】図4

特許請求の範囲【請求項１】
回動自在の対偶点Ｐ１及びＰ２に接続された第１のリンク部材と、
回動自在の対偶点Ｐ３及びＰ４に接続された第２のリンク部材と、
前記対偶点Ｐ２及びＰ４に装着された可動指部材と、
で構成され、
前記対偶点Ｐ１及びＰ３が前記本体での固定点であり、
前記４つの対偶点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４を結ぶ四角形が平行四辺形を構成せず、
前記第１のリンク部材を前記対偶点Ｐ１周りに回動させるか、若しくは前記第２のリンク部材を前記対偶点Ｐ３周りに回動させることで、前記可動指部材を運動させることを特徴とする非平行４節リンク型指機構。
続きを表示（約 520 文字）【請求項２】
前記対偶点Ｐ３及びＰ４の距離が、前記対偶点Ｐ１及びＰ２の距離に対して比率０．３～１．０である請求項1に記載の非平行４節リンク型指機構。
【請求項３】
前記可動指部材の把持面と前記対偶点１と前記対偶点２が同一直線状にある姿勢において、前記第１のリンク部材から前記対偶点Ｐ３までの距離が、前記第１のリンク部材から前記対偶点Ｐ４までの距離に対して、比率０．７～１．４である請求項1又は２に記載の非平行４節リンク型指機構。
【請求項４】
請求項１～３のいずれかに記載の非平行４節リンク型指機構を面対称に２つ配置するように構成され、
対向する２つの前記可動指部材の把持面で物体を挟み込み、把持することを特徴とする非平行４節リンク型グリッパ。
【請求項５】
駆動軸によって回動されるウォームギアと、
前記ウォームギアに噛合すると共に、それぞれの回転軸が前記対偶点Ｐ３を経て前記第１のリンク部材に連結されているウォームホイールと、
で構成され、
前記駆動軸の回動によって２つの前記指部材が開閉するようになっている請求項４に記載の非平行４節リンク型グリッパ。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロボットのアーム先端に装着される指機構を備えるグリッパの機構に関し、特に非平行４節リンク型の指機構及びグリッパに関する。
続きを表示（約 2,300 文字）【背景技術】
【０００２】
図１は、アーム２の先端にグリッパ１０を有するアームロボット１の一例を示しており、物体を把持するグリッパ１０には、一般的に図２に示すような平行４節リンク機構１１を駆動機構とした構成のものを用いることが多い（例えば特許文献１～４）。即ち、平行四辺形を構成する４個の長形状のリンク部材１２～１５は、４つの対偶点Ｐ
０1
～Ｐ
０４
で回動自在に係合されており、水平方向のリンク部材１２の対偶点Ｐ
０１
と対偶点Ｐ
０２
の距離Ｌ
０
は、対向するリンク部材１３の対偶点Ｐ
０３
と対偶点Ｐ
０４
の距離Ｌ
０
と同一であり、垂直方向のリンク部材１４の対偶点Ｐ
０１
と対偶点Ｐ
０３
の距離Ｈ
０
は、対向するリンク部材１５の対偶点Ｐ
０２
と対偶点Ｐ
０４
の距離Ｈ
０
と同一である。従って、リンク部材１２～１５は、対偶点Ｐ
０１
～Ｐ
０４
により常に平行四辺形を維持されて駆動されるので、例えばリンク部材１５に連結された可動指部材は、図３（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、対になっている対称型の可動指部材１６Ａ、１６Ｂと連動して常に平行に移動し、平行動作によって物体３を把持したり、解放したりする。
【０００３】
図３（Ａ）及び（Ｂ）は、平行４節リンク機構が対（上側Ａと下側Ｂ）になっているグリッパを示しており、リンク部材１５Ａ及び１５Ｂにそれぞれ可動指部材１６Ａ及び１６Ｂが取り付けられ、図３（Ａ）の状態からリンク部材１２Ａ及び１２Ｂの回動により、可動指部材１６Ａ及び１６Ｂの平行移動で物体３を把持するようになっている。図３（Ｂ）はグリッパが、物体３を把持した状態を示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１１－７３０９９号公報
特開２０２０－８２２３９号公報
特開２０２１－１３３４４４号公報
特開２０２３－４８８１１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述のような平行４節リンク機構１１を用いた従来のグリッパは、指先が常に平行に動くため、物体を把持し易い利点を有している反面、壁を強く押すなどの動作を行う場合、指先が壁に当たってしまい、指が損傷したり破壊されたりする問題がある。また、重量のある大きな物体などを支えるといった動作を行うことができない問題もある。また、指が開閉する間隙よりも大きなものを把持できない問題もある。
【０００６】
本発明は上述の理由によりなされたものであり、本発明の目的は、４節リンクを非平行とすることにより、入力角が小さい領域ではほぼ平行動作で物体を把持でき、入力角が大きくなった状態をも実現できると共に、指部材を後方に下げた状態で物体などを支えることも可能なロボットの指機構及びグリッパを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は非平行４節リンク型指機構に関し、本発明の上記目的は、回動自在の対偶点Ｐ１及びＰ２に接続された第１のリンク部材と、回動自在の対偶点Ｐ３及びＰ４に接続された第２のリンク部材と、前記対偶点Ｐ２及びＰ４に装着された可動指部材とで構成され、前記対偶点Ｐ１及びＰ３が前記本体での固定点であり、前記４つの対偶点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４を結ぶ四角形が平行四辺形を構成せず、前記第１のリンク部材を前記対偶点Ｐ１周りに回動させるか、若しくは前記第２のリンク部材を前記対偶点Ｐ３周りに回動させることで、前記可動指部材を運動させることにより達成される。また、前記対偶点Ｐ３及びＰ４の距離が、前記対偶点Ｐ１及びＰ２の距離に対して比率０．３～１．０であることにより、或いは前記可動指部材の把持面と前記対偶点１と前記対偶点２が同一直線状にある姿勢において、前記第１のリンク部材から前記対偶点Ｐ３までの距離が、前記第１のリンク部材から前記対偶点Ｐ４までの距離に対して、比率０．７～１．４であることにより、より効果的に達成される。
【０００８】
更に、本発明は非平行４節リンク型グリッパに関し、本発明の上記目的は、上記いずれかに記載の非平行４節リンク型指機構を面対称に２つ配置するように構成され、対向する２つの前記可動指部材の把持面で物体を挟み込み、把持することにより達成され、駆動軸によって回動されるウォームギアと、前記ウォームギアに噛合すると共に、それぞれの回転軸が前記対偶点Ｐ３を経て前記第１のリンク部材に連結されているウォームホイールとで構成され、前記駆動軸の回動によって２つの前記指部材が開閉するようになっていることにより、より効果的に達成される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の非平行４節リンク型指機構及びグリッパによれば、指部材の開度が小さい領域ではほぼ平行な動作で物体を容易に把持できると共に、開度の大きな状態も容易に実現でき、指部材を後方に下げた状態で物体などを支えることも可能となる。
【００１０】
そのため、物体を把持する以外に、指部材を損傷することなく、壁を強く押すなどの動作や重量のある大きな物体などを支えるといった動作を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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