机器人手、机器人、机器人系统、以及保持对象物的方法
机器人手、机器人、机器人系统、以及保持对象物的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及保持对象物的机器人手、机器人、机器人系统、以及保持对象物的方法。
【背景技术】
[0002]公知有使用电磁铁等吸附部来吸附并保持对象物，从而对该对象物进行搬运的机器人(例如，日本特开2000-317874号公报以及日本特开2001-180882号公报)。
[0003]根据以往的装置，无法适用于保持尺寸或者形状不同的各种对象物的用途。
【发明内容】
[0004]本发明的一个方式中，一种保持对象物的机器人手，其具备:手基体；第一手臂，其安装于手基体，并具有第一抵接部、以及与该第一抵接部邻接配置的能够吸附对象物的第一吸附部；第二手臂，其安装于手基体，并具有第二抵接部、以及与该第二抵接部邻接配置的能够吸附对象物的第二吸附部；以及驱动机构，其使第一手臂和第二手臂相对移动，而使第一抵接部以及第二抵接部向相互接近或者远离的方向移动。
[0005]驱动机构也可以具有使第一手臂移动的第一驱动机构、和使第二手臂移动的第二驱动机构。第一抵接部也可以以与第一吸附部的吸附面正交的方式延伸，第二抵接部也可以以与第二吸附部的吸附面正交的方式延伸。
[0006]第一手臂也可以具有与第一吸附部邻接配置的第三吸附部。第一抵接部也可以配置在第一吸附部与第三吸附部之间。第二手臂也可以具有与第二吸附部邻接配置的第四吸附部。第二抵接部也可以配置在第二吸附部与第四吸附部之间。
[0007]本发明的其它方式中，一种机器人，其具备上述的机器人手、和供手基体安装的机械手。本发明的其它方式中，一种机器人系统，其具备上述的机器人、和控制机器人的控制部。控制部控制机械手，而使手基体移动至预先决定的位置。
[0008]控制部控制驱动机构，使第一手臂和第二手臂相对移动，而使第一抵接部以及第二抵接部与对象物抵接。控制部控制机械手，使手基体移动，而使第一吸附部以及第二吸附部与对象物抵接。控制部利用第一吸附部以及第二吸附部来吸附对象物。
[0009]本发明的其它方式中，一种使用上述的机器人来保持对象物的方法，其包括以下步骤:使手基体移动至预先决定的位置；使第一手臂和第二手臂相对移动而使第一抵接部以及第二抵接部与对象物抵接；使手基体移动而使第一吸附部以及第二吸附部与对象物抵接；以及利用第一吸附部以及第二吸附部来吸附对象物。
[0010]通过参照附图对以下的优选的实施方式进行说明，本发明的上述或者其它目的、特征、以及优点会变得更加清楚。
【附图说明】
[0011]图1是本发明的一个实施方式的机器人手的外观图。
[0012]图2是本发明的一个实施方式的机器人手系统的框图。
[0013]图3是表示图2所示的机器人系统的动作流程的流程图。
[0014]图4是用于说明图3的步骤SI中的机器人的动作的图。
[0015]图5是用于说明图3的步骤S2中的机器人的动作的图。
[0016]图6是用于说明图3的步骤S3中的机器人的动作的图。
[0017]图7是本发明的其它实施方式的机器人手的外观图。
[0018]图8是放大了图7中的区域VIII的放大图。
[0019]图9是本发明的其它实施方式的机器人手系统的框图。
[0020]图10是表示图9所示的机器人系统的动作流程的流程图。
[0021]图11是用于说明图10的步骤Sll中的机器人的动作的图。
[0022]图12是放大了图11中的区域XII的放大图。
[0023]图13是用于说明图10的步骤S12中的机器人的动作的图。
【具体实施方式】
[0024]以下，基于附图详细地对本发明的实施方式进行说明。首先，参照图1，对本发明的一个实施方式的机器人手10进行说明。此外，以下的说明中的上下左右方向与图1的纸面上下左右方向对应。机器人手10具备手基体12、第一手臂14、第二手臂16、以及驱动机构18。
[0025]手基体12例如安装于机器人的机械手。驱动机构18设置于手基体12的下侧。驱动机构18具有伺服马达20、固定于手基体12的下侧的中空的外壳22、固定于外壳22的导轨部24、以及容纳在外壳22内的滚珠丝杠机构(未图示)。导轨部24设置于外壳22的下端22b，并沿左右方向笔直地延伸。滚珠丝杠机构包括在外壳22内沿左右方向延伸的丝杠轴。
[0026]伺服马达20固定于外壳22的右端22a。伺服马达20的输出轴(未图示)与滚珠丝杠机构的丝杠轴机械式连接。伺服马达20根据来自设置于外部的控制部(未图示)的指令，来驱动输出轴使之旋转。
[0027]第一手臂14固定于手基体12，并从该手基体12向下方延伸。在第一手臂14的内表面26固定有第一吸附部28。内表面26是与第二手臂16对置的平面，沿上下方向延伸。第一吸附部28比第一手臂14的前端30以预先决定的距离靠上方配置。
[0028]第一吸附部28例如由电磁铁、抽吸空气式吸附装置、或者吸盘构成，能够将工件等对象物吸附于吸附面28a。本实施方式中，吸附面28a配置为与上下方向大致正交。第一手臂14的内表面26中，位于第一手臂14的前端30与第一吸附部28的吸附面28a之间的部分32是作为第一抵接部发挥功能的部分。
[0029]即，本实施方式中，第一手臂14具有第一抵接部32作为其内表面26的下端区域。第一抵接部32与第一吸附部28的吸附面28a的下方侧邻接，并与第一吸附部28的吸附面28a正交。此外，关于该抵接部32的功能，将于后文叙述。
[0030]第二手臂16经由连接部34而安装于导轨部24。连接部34以能够滑动的方式嵌合于导轨部24，另一方面，与上述的滚珠丝杠机构的丝杠轴螺纹结合。第二手臂16例如通过螺栓而固定于该连接部34，并从连接部34向下方延伸。
[0031]若伺服马达20驱动输出轴使之向一个方向旋转，则也使滚珠丝杠机构的丝杠轴旋转。随着丝杠轴旋转，向左方驱动连接部34。这样，第二手臂16通过伺服马达20而向左方、即向接近第一手臂14的方向移动。
[0032]另一方面，若伺服马达20驱动输出轴使之向另一方向旋转，则经由滚珠丝杠机构的丝杠轴向右方驱动连接部34。这样，第二手臂16通过伺服马达20而向右方、即向远离第一手臂14的方向移动。
[0033]在第二手臂16的内表面36固定有第二吸附部38。内表面36是与第一手臂14对置平面，沿上下方向延伸。本实施方式中，第一手臂14的内表面26和第二手臂16的内表面36相互平行地对置。
[0034]第二吸附部38比第二手臂16的前端40以预先决定的距离靠上方配置。第二吸附部38与第一吸附部28相同，例如由电磁铁、抽吸空气式吸附装置、或者吸盘构成，能够将对象物吸附于吸附面38a。本实施方式中，吸附面38a配置为与上下方向大致正交。另外，吸附面28a和吸附面38a配置在大致相同的上下方向的位置。
[0035]第二手臂16的内表面36中，位于第二手臂16的前端40与第二吸附部38的吸附面38a之间的部分42是作为第二抵接部发挥功能的部分。即，本实施方式中，第二手臂16具有第二抵接部42作为其内表面36的下端区域。第二抵接部42与第二吸附部38的吸附面38a的下方侧邻接，并与第二吸附部38的吸附面38a正交。此外，关于该第二抵接部42的功能，将于后文叙述。
[0036]接下来，参照图2，对本发明的一个实施方式的机器人系统50进行说明。机器人系统 50具备机器人52、和控制机器人52的控制部54。机器人52具备上述的机器人手10、和供机器人手10的手基体12安装的机械手56。
[0037]控制部54控制机器人手10以及机械手56的动作。具体而言，控制部54根据机器人程序，为了使机器人手10的手基体12位于预先决定的位置而使机械手56动作。另外，控制部54向伺服马达20发送指令，经由上述的滚珠丝杠机构使第二手臂16移动。
[0038]接下来，参照图2?图6，对本实施方式的机器人系统50的动作进行说明。图3表示用于利用机器人手10保持作为对象物的工件W(图4)、并将工件W搬运至预先决定的目的场所的动作流程。该动作流程在控制部54从用户接受作业命令时开始。
[0039]步骤SI中，控制部54使机器人手10的手基体12向预先决定的位置移动。具体而言，控制部54根据预先存储的机器人程序使机械手56动作，并使手基体12从图4所示的初始位置X向作业前位置Y移动。
[0040]该机器人程序是包括用于利用机械手56使手基体12向作业前位置Y移动的、针对机械手56的动作指令的程序。该机器人程序通过向机器人52示教从初始位置X的机械手56的配置至作业前位置Y的机械手56的配置的路径而构建。
[0041]通过该步骤SI，第一抵接部32与工件W的一个侧面58轻轻接触、或者与侧面58稍微分离配置。此时，吸附面28a配置为从与侧面58相交的工件W的上端面60向上方分离微小距离。另一方面，第二抵接部42配置为从与侧面58相反的一侧的工件W的侧面62向右方分离。
[0042]步骤S2中，控制部54使第一手臂14和第二手臂16相对移动，从而使第一抵接部32以及第二抵接部42与工件W抵接。具体而言，控制部54向伺服马达20发送指令，并驱动滚珠丝杠机构的丝杠轴使之旋转。
[0043]随着丝杠轴的旋转，第二手臂16从图5中的点线Z所示的位置沿导轨部24而向左方移动。并且，第二抵接部42与工件W的侧面62抵接，而且第一抵接部32也与工件W的侧面58抵接。图5表示该状态。
[0044]如图5所示，在第一抵接部32与工件W的侧面58抵接的状态下，与第一抵接部32的上侧邻接配置的吸附面28a定位在与侧面58相交的工件W的上端面60的正上方。同样，在第二抵接部42与工件W的侧面62抵接的状态下，与第二抵接部42的上侧邻接配置的吸附面38a定位在与侧面62相交的工件W的上端面60的正上方。
[0045]这样，本实施方式的第一抵接部32以及第二抵接部42分别作为用于相对于工件W适当地定位第一吸附部28以及第二吸附部38的定位要素发挥功能。
[0046]步骤S3中，控制部54使手基体12移动，并使第一吸附部28以及第二吸附部38与工件W接触。具体而言，控制部54使机械手56动作，并使手基体12向下方移动直至第一吸附部28以及第二吸附部38与工件W的上端面60接触。图6表示该状态。
[0047]步骤S4中，控制部54利用第一吸附部28以及第二吸附部38来吸附工件W。例如，第一吸附部28以及第二吸附部38由电磁铁构成，在工件W由磁性体构成的情况下，控制部54对第一吸附部28以及第二吸附部38施加电压，并通过电磁力来吸附工件W。步骤S5中，控制部54使机械手56动作，并使机器人手10移动至预先决定的目的场所。由此，能够将工件W搬运至目的场所。
[0048]如上所述，本实施方式中，当吸附工件W时，使第一抵接部32以及第二抵接部42相对移动而与工件W抵接，而以该第一抵接部32以及第二抵接部42为基准来相对于工件W适当地定位第一吸附部28以及第二吸附部38。
[0049]根据该结构，相对于任何尺寸或者形状的工件W，都能够适当地定位第一吸附部28以及第二吸附部38。因此，能够将本实施方式的机器人系统50应用于保持具有不同尺寸或者形状的各种工件W的用途。
[0050]另外，本实施方式中，第一吸附部28的吸附面28a配置为与第一抵接部32的上侧邻接，与第一抵接部32正交，而且向第一抵接部32的右侧(即，与工件W抵接的方向)延伸。另外，第二吸附部38的吸附面38a配置为与第二抵接部42的上侧邻接，与第二抵接部42正交，而且向第二抵接部42的左侧(即，与工件W抵接的方向)延伸。
[0051]根据该结构，当使第一抵接部32以及第二抵接部42与工件W抵接时，能够将吸附面28a以及38a定位于工件W的上端面60的正上方。由此，通过吸附面28a以及38a能够从上侧吸附工件W的上端面60，从而能够更加稳定地吸附并上抬工件W。
[0052]接下来，参照图7以及图8，对本发明的其它实施方式的机器人手70进行说明。此夕卜，以下的说明中的上下方向表示图7的纸面上下方向、即沿图7中的轴线O的方向，径向表不以轴线O为中心的圆的径向，周向表不以轴线O为中心的圆的圆周方向。机器人手70具备手基体72、第一手臂74、第二手臂76、第三手臂78、以及驱动机构80。
[0053]手基体72固定于手腕部86，经由该手腕部86而安装于例如机器人的机械手。手基体72具有基台部88、固定于基台部88的下端的第一支承部90、第二支承部92、以及第三支承部94。基台部88是以轴线O为中心轴线的圆板状的部件。第一支承部90、第二支承部92、以及第三支承部94分别由相互对置配置的一对三角形的板部件构成。
[0054]驱动机构80具有滚珠丝杠机构容纳体82、和设置于滚珠丝杠机构容纳体82的伺服马达84。滚珠丝杠机构容纳体82由第一支承部90、第二支承部92、以及第三支承部94支承，并配置于基台部88的下方。滚珠丝杠机构容纳体82是在从上方观察的情况下具有三叉状的形状的中空部件，在其内部容纳有后述的三个滚珠丝杠机构。
[0055]具体而言，滚珠丝杠机构容纳体82包括图7中的向第一方向104延伸的第一部分82a、向第二方向106延伸的第二部分82b、以及向第三方向108延伸的第三部分82c。第一方向104、第二方向106、第三方向108是与轴线O正交、并从该轴线O朝向径向外侧的相互不同的方向。
[0056]本实施方式中，第二方向106是从第一方向104向周向一侧大致旋转120°后的方向。另外，第三方向108是从第一方向104向周向另一侧大致旋转120°后的方向。在滚珠丝杠机构容纳体82的第一部分82a的内部，容纳有第一滚珠丝杠机构(未图不)。第一滚珠丝杠机构包括在第一部分82a内向第一方向104延伸的第一丝杠轴(未图示)。
[0057]另外，在滚珠丝杠机构容纳体82的第二部分82b的内部，容纳有第二滚珠丝杠机构(未图示)。第二滚珠丝杠机构包括在第二部分82b内向第二方向106延伸的第二丝杠轴(未图示)。另外，在滚珠丝杠机构容纳体82的第三部分82c的内部，容纳有第三滚珠丝杠机构(未图示)。第三滚珠丝杠机构包括在第三部分82c内向第三方向108延伸的第三丝杠轴(未图示)。
[0058]伺服马达84固定在滚珠丝杠机构容纳体82的中心部96上，伺服马达84的输出轴(未图示)向滚珠丝杠机构容纳体82的内部延伸。滚珠丝杠机构容纳体82的中心部96配置成以轴线O为中心轴线。伺服马达84根据来自设置于外部的控制部(未图示)的指令，来驱动输出轴使之旋转。
[0059]驱动机构80具有固定在滚珠丝杠机构容纳体82的第一部分82a下的第一导轨部98、固定在滚珠丝杠机构容纳体82的第二部分82b下的第二导轨部100、以及固定在滚珠丝杠机构容纳体82的第三部分82c下的第三导轨部102。
[0060]第一导轨部98从中心部96向第一方向 104延伸。第二导轨部100从中心部96向第二方向106延伸。第三导轨部102从中心部96向第三方向108延伸。
[0061]在伺服马达84的输出轴的前端固定设置有锥齿轮。另外，在第一丝杠轴、第二丝杠轴、以及第三丝杠轴的基端也分别固定设置有齿轮，这些齿轮与输出轴的锥齿轮配合。通过该结构，随着伺服马达84的输出轴旋转，第一丝杠轴、第二丝杠轴、以及第三丝杠轴也被驱动而旋转。
[0062]第一手臂74经由连接部110而安装于第一导轨部98。连接部110能够滑动地与第一导轨部98嵌合，另一方面，与第一丝杠轴螺纹结合。第一手臂74例如通过螺栓而固定于该连接部110，并从连接部110向下方延伸。
[0063]如图8所示，在第一手臂74的下端部74a，固定有相互邻接配置的一对吸附部112以及114。吸附部112以及114例如由电磁铁、抽吸空气式吸附装置、或者吸盘构成，能够将工件等对象物吸附于各个吸附面112a以及114a。吸附面112a以及114a配置为与轴线O大致正交，而且处于相互大致相同的上下方向的位置。
[0064]另外，在第一手臂74的下端部74a，固定有从该下端部74a向下方延伸的第一抵接部116。本实施方式的第一抵接部116是圆柱状的棒部件，配置在吸附部112与吸附部114之间。第一抵接部116比吸附面112a以及114a更向下方延伸。吸附面112a以及114a配置为比抵接部116更向第一方向104突出。
[0065]第二手臂76具备与第一手臂74相同的结构。具体而言，第二手臂76经由连接部118而安装于第二导轨部100。连接部118能够滑动地与第二导轨部100嵌合，另一方面，与第二丝杠轴螺纹结合。
[0066]在第二手臂76的下端部76a，固定有相互邻接配置的一对吸附部120以及122。吸附部120以及122的吸附面120a以及122a配置为与轴线O大致正交，而且处于相互大致相同的上下方向的位置。另外，在第二手臂76的下端部76a，固定有从该下端部76a向下方延伸的第二抵接部124。第二抵接部124配置在吸附部120与吸附部122之间，比吸附面120a以及122a更向下方延伸。吸附面120a以及122a配置为比第二抵接部124更向第二方向106突出。
[0067]第三手臂78也具备与第一手臂74相同的结构。具体而言，第三手臂78经由连接部126而安装于第三导轨部102。连接部126能够滑动地与第三导轨部102嵌合，另一方面，与第三丝杠轴螺纹结合。在第三手臂78的下端部78a，固定有相互邻接配置的一对吸附部128以及130。吸附部128以及130的吸附面128a以及130a配置为与轴线O大致正交，而且处于相互大致相同的上下方向的位置。
[0068]另外，在第三手臂78的下端部78a，固定有从该下端部78a向下方延伸的第三抵接部132。第三抵接部132配置在吸附部128与吸附部130之间，其比吸附面128a以及130a更向下方延伸。吸附面128a以及130a配置为比第三抵接部132更向第三方向108突出。
[0069]接下来，参照图9，对本发明的一个实施方式的机器人系统140进行说明。机器人系统140具备机器人142、和控制机器人142的控制部144。机器人142具备上述的机器人手70、和使机器人手70移动的机械手146。机器人手70的手基体72经由手腕部86而安装于机械手146。
[0070]控制部144控制机器人手70以及机械手146的动作。具体而言，控制部144根据机器人程序，为了使机器人手70的手基体72配置于预先决定的位置而使机械手146动作。另外，控制部144向伺服马达84发送指令，经由上述的第一、第二、以及第三滚珠丝杠机构，而使第一手臂74、第二手臂76、以及第三手臂78分别移动。
[0071]接下来，参照图9?图13，对本实施方式的机器人系统140的动作进行说明。图10所示的动作流程表示用于利用机器人手70保持图11所示那样的圆筒状的工件W、并将该工件W搬运至预先决定的目的场所的动作流程。该动作流程在控制部144从用户接受到作业命令时开始。
[0072]步骤Sll中，控制部144使机器人手70的手基体72向预先决定的位置移动。具体而言，控制部144根据预先存储的机器人程序使机械手146动作，并使手基体72从初始位置向作业前位置移动。图11以及图12表示该状态。
[0073]此时，第一抵接部116配置为比工件W的内周面148向该工件W的径向内侧(即，与第一方向104相反的方向)分离。另外，吸附面112a以及114a配置为从与内周面148相交的工件W的上端面150向上方分离微小的距离。
[0074]同样，第二抵接部124配置为比工件W的内周面148向该工件W的径向内侧(即，与第二方向106相反的方向)分离。另外，吸附面120a以及122a配置为从工件W的上端面150向上方分离微小的距离。
[0075]同样，第三抵接部132配置为比工件W的内周面148向该工件W的径向内侧(即，与第三方向108相反的方向)分离。另外，吸附面128a以及130a配置为从工件W的上端面150向上方分离微小的距离。
[0076]步骤S12中，控制部144使第一手臂74、第二手臂76、以及第三手臂78相对移动，而使第一抵接部116、第二抵接部124、以及第三抵接部132与工件W抵接。具体而言，控制部144向伺服马达84发送指令，并驱动第一、第二、以及第三滚珠丝杠机构的第一、第二、以及第三丝杠轴使它们旋转。
[0077]随着第一丝杠轴的旋转，第一手臂74沿第一导轨部98向第一方向104移动。这样，本实施方式中，伺服马达84、第一滚珠丝杠机构、以及第一导轨部98构成使第一手臂74移动的第一驱动机构。
[0078]同样，随着第二丝杠轴的旋转，第二手臂76沿第二导轨部100向第二方向106移动。这样，本实施方式中，伺服马达84、第二滚珠丝杠机构、以及第二导轨部100构成使第二手臂76移动的第二驱动机构。
[0079]同样，随着第三丝杠轴的旋转，第三手臂78沿第三导轨部102向第三方向108移动。这样，本实施方式中，伺服马达84、第三滚珠丝杠机构、以及第三导轨部102构成使第三手臂78移动的第三驱动机构。
[0080]这样，第一手臂74、第二手臂76、以及第三手臂78以相互远离的方式移动，其结果，第一抵接部116、第二抵接部124、以及第三抵接部132与工件W的内周面148抵接。图13表示该状态下的第一手臂74。此外，图13中，根据容易理解的观点，仅剖面表示工件W。
[0081]如图13所示，该状态下，吸附面112a以及114a定位于工件W的上端面150的正上方。这是由于，吸附面112a以及114a配置为与第一抵接部116的上侧邻接，且与该第一抵接部116正交，而且比第一抵接部116更向第一方向104(即，第一抵接部116与工件W抵接的方向)突出。
[0082]同样，在第二抵接部124以及第三抵接部132与工件W的内周面148抵接的状态下，吸附面120a及122a、吸附面128a及130a分别定位于工件W的上端面150的正上方。
[0083]这样，第一抵接部116、第二抵接部124、以及第三抵接部132分别作为用于相对于工件W适当地定位吸附部112及114、吸附部120及122、吸附部128及130的定位要素发挥功能。
[0084]再次参照图10，步骤S13中，控制部144使吸附部112、114、120、122、128、以及130与工件W接触。具体而言，控制部144使 机械手146动作，并使手基体72向下方移动直至吸附部112、114、120、122、128、以及130与工件W的上端面150接触。
[0085]步骤S14中，控制部144通过吸附部112、114、120、122、128、以及130而吸附工件Wo步骤S15中，控制部144使机械手146动作，并使机器人手70移动至所希望的场所。由此，能够将工件W搬运至目的场所。
[0086]如上所述，本实施方式中，当吸附工件W时，使第一抵接部116、第二抵接部124、以及第三抵接部132从径向内侧抵接于圆筒状的工件W的内周面，并以该第一抵接部116、第二抵接部124、以及第三抵接部132为基准，相对于工件W适当地定位吸附部112、114、120、122、128、以及 130。
[0087]根据该结构，相对于具有任何内径的工件W，都能够适当地定位吸附部112、114、120、122、128、以及130。因此，能够将本实施方式的机器人系统140应用于保持具有不同内径的各种工件W的用途。
[0088]另外，本实施方式中，第一抵接部116、第二抵接部124、以及第三抵接部132分别配置在一对吸附部之间。根据该结构，当使抵接部116、124、132抵接于工件W的内周面148时，以抵接部116、124、132为基准，能够将与抵接部116、124、132邻接设置的两个吸附部可靠地定位于工件W的上端面150的正上方。
[0089]此外，本实施方式中，对吸附面112a及114a、吸附面120a及122a、吸附面128a及130a分别相对于第一抵接部116、第二抵接部124、以及第三抵接部132向第一方向104、第二方向106、以及第三方向108突出的情况进行了说明。
[0090]然而，并不限定于此，吸附面112a及114a、吸附面120a及122a、吸附面128a及130a也可以配置为相对于第一抵接部116、第二抵接部124、以及第三抵接部132向与第一方向104、第二方向106、以及第三方向108相反的一侧的方向突出。
[0091]根据具备这样的结构的机器人手，能够保持例如圆柱状的工件W。具体而言，与图1所示的实施方式相同，通过使第一抵接部116、第二抵接部124、以及第三抵接部132抵接于工件W的外周面，来使吸附面112a及114a、吸附面120a及122a、吸附面128a及130a配置于工件W的上端面的正上方。接下来，通过利用第一吸附部以及第二吸附部吸附工件W的上端面，能够上抬筒状的工件W。
[0092]另外，图1所示的实施方式中，对第一吸附部28以及第二吸附部38分别固定于第一手臂14的内表面26以及第二手臂16的内表面36，第一抵接部32以及第二抵接部42形成于第一手臂14的内表面26以及第二手臂16的内表面36的情况进行了说明。
[0093]然而，并不限定于此，也可以构成为，第一吸附部以及第二吸附部分别固定于第一手臂14的与内表面26相反的一侧的外表面、以及第二手臂16的与内表面36相反的一侧的外表面，第一抵接部以及第二抵接部形成于第一手臂14的外表面以及第二手臂16的外表面。
[0094]根据具备这样的结构的机器人手，能够保持例如筒状的工件W。具体而言，与图7所示的实施方式相同，通过使第一抵接部以及第二抵接部抵接于工件W的内周面，来使第一吸附部以及第二吸附部配置于工件W的上端面的正上方，接下来，通过利用第一吸附部以及第二吸附部吸附工件W的上端面，能够上抬筒状的工件W。
[0095]以上，通过发明的实施方式对本发明进行了说明，但上述的实施方式不对权利要求书的发明进行限定。另外，组合了本发明的实施方式中说明的特征的形态也能够包含在本发明的技术的范围内。然而，这些特征的组合的全部不限于发明的解决方案所必须的方案。并且，本领域技术人员也清楚在上述的实施方式的基础上能够进行多种变更或者改进。
[0096]另外，应注意的是，对于权利要求书、说明书、以及附图中表示的装置、系统、程序、以及方法的动作、顺序、步骤、工序、以及阶段等各处理的执行顺序，只要没有特别明示“更靠前”、“之前”等，并且只要没有将前面的处理的输出用于后面的处理，能够以任意的顺序实现。关于权利要求书、说明书、以及附图中的动作流程，即使为方便说明而使用“首先，”、“接下来，”等来进行说明，也不是必须以该顺序进行实施。
【主权项】
1.一种机器人手，该机器人手保持对象物，其特征在于，具备: 手基体； 第一手臂，其安装于上述手基体，并具有第一抵接部、以及与该第一抵接部邻接配置的能够吸附上述对象物的第一吸附部； 第二手臂，其安装于上述手基体，并具有第二抵接部、以及与该第二抵接部邻接配置的能够吸附上述对象物的第二吸附部；以及 驱动机构，其使上述第一手臂和上述第二手臂相对移动，而使上述第一抵接部以及上述第二抵接部向相互接近或者远离的方向移动。2.根据权利要求1所述的机器人手，其特征在于， 该机器人手构成为，上述驱动机构具有使上述第一手臂移动的第一驱动机构、和使上述第二手臂移动的第二驱动机构。3.根据权利要求1或2所述的机器人手，其特征在于， 上述第一抵接部以与上述第一吸附部的吸附面正交的方式延伸， 上述第二抵接部以与上述第二吸附部的吸附面正交的方式延伸。4.根据权利要求1?3任一项中所述的机器人手，其特征在于， 该机器人手构成为， 上述第一手臂具有与上述第一吸附部邻接配置的第三吸附部，上述第一抵接部配置在上述第一吸附部与上述第三吸附部之间， 上述第二手臂具有与上述第二吸附部邻接配置的第四吸附部，上述第二抵接部配置在上述第二吸附部与上述第四吸附部之间。5.一种机器人，其特征在于，具备: 权利要求1?4任一项中所述的机器人手；以及 供上述手基体安装的机械手。6.—种机器人系统，具备: 权利要求5所述的机器人；以及 控制上述机器人的控制部， 该机器人系统的特征在于， 上述控制部构成为， 控制上述机械手，而使上述手基体移动至预先决定的位置， 控制上述驱动机构，使上述第一手臂和上述第二手臂相对移动，而使上述第一抵接部以及上述第二抵接部与上述对象物抵接， 控制上述机械手，使上述手基体移动，而使上述第一吸附部以及上述第二吸附部与上述对象物接触， 利用上述第一吸附部以及上述第二吸附部来吸附上述对象物。7.—种方法，使用权利要求5所述的机器人来保持对象物，该方法的特征在于，包括以下步骤: 使上述手基体移动至预先决定的位置； 使上述第一手臂和上述第二手臂相对移动，而使上述第一抵接部以及上述第二抵接部与上述对象物抵接；使上述手基体移动，而使上述第一吸附部以及上述第二吸附部与上述对象物接触；以 及利用上述第一吸附部以及上述第二吸附部来吸附上述对象物。
【专利摘要】本发明涉及机器人手、机器人、机器人系统、以及保持对象物的方法。本发明提供能够应用于保持尺寸或者形状不同的各种对象物的用途的机器人手。机器人手具备：手基体；具有第一抵接部以及第一吸附部的第一手臂；具有第二抵接部以及第二吸附部的第二手臂；以及使第一手臂和第二手臂相对移动而使第一抵接部以及第二抵接部向相互接近或者远离的方向移动的驱动机构。
【IPC分类】B25J15/08, B25J15/06
【公开号】CN104890001
【申请号】CN201510094569
【发明人】石川敬史
【申请人】发那科株式会社
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年3月3日
【公告号】DE102015102823A1, US20150251321
【技术领域】
[0001]本发明涉及保持对象物的机器人手、机器人、机器人系统、以及保持对象物的方法。
【背景技术】
[0002]公知有使用电磁铁等吸附部来吸附并保持对象物，从而对该对象物进行搬运的机器人(例如，日本特开2000-317874号公报以及日本特开2001-180882号公报)。
[0003]根据以往的装置，无法适用于保持尺寸或者形状不同的各种对象物的用途。
【发明内容】
[0004]本发明的一个方式中，一种保持对象物的机器人手，其具备:手基体；第一手臂，其安装于手基体，并具有第一抵接部、以及与该第一抵接部邻接配置的能够吸附对象物的第一吸附部；第二手臂，其安装于手基体，并具有第二抵接部、以及与该第二抵接部邻接配置的能够吸附对象物的第二吸附部；以及驱动机构，其使第一手臂和第二手臂相对移动，而使第一抵接部以及第二抵接部向相互接近或者远离的方向移动。
[0005]驱动机构也可以具有使第一手臂移动的第一驱动机构、和使第二手臂移动的第二驱动机构。第一抵接部也可以以与第一吸附部的吸附面正交的方式延伸，第二抵接部也可以以与第二吸附部的吸附面正交的方式延伸。
[0006]第一手臂也可以具有与第一吸附部邻接配置的第三吸附部。第一抵接部也可以配置在第一吸附部与第三吸附部之间。第二手臂也可以具有与第二吸附部邻接配置的第四吸附部。第二抵接部也可以配置在第二吸附部与第四吸附部之间。
[0007]本发明的其它方式中，一种机器人，其具备上述的机器人手、和供手基体安装的机械手。本发明的其它方式中，一种机器人系统，其具备上述的机器人、和控制机器人的控制部。控制部控制机械手，而使手基体移动至预先决定的位置。
[0008]控制部控制驱动机构，使第一手臂和第二手臂相对移动，而使第一抵接部以及第二抵接部与对象物抵接。控制部控制机械手，使手基体移动，而使第一吸附部以及第二吸附部与对象物抵接。控制部利用第一吸附部以及第二吸附部来吸附对象物。
[0009]本发明的其它方式中，一种使用上述的机器人来保持对象物的方法，其包括以下步骤:使手基体移动至预先决定的位置；使第一手臂和第二手臂相对移动而使第一抵接部以及第二抵接部与对象物抵接；使手基体移动而使第一吸附部以及第二吸附部与对象物抵接；以及利用第一吸附部以及第二吸附部来吸附对象物。
[0010]通过参照附图对以下的优选的实施方式进行说明，本发明的上述或者其它目的、特征、以及优点会变得更加清楚。
【附图说明】
[0011]图1是本发明的一个实施方式的机器人手的外观图。
[0012]图2是本发明的一个实施方式的机器人手系统的框图。
[0013]图3是表示图2所示的机器人系统的动作流程的流程图。
[0014]图4是用于说明图3的步骤SI中的机器人的动作的图。
[0015]图5是用于说明图3的步骤S2中的机器人的动作的图。
[0016]图6是用于说明图3的步骤S3中的机器人的动作的图。
[0017]图7是本发明的其它实施方式的机器人手的外观图。
[0018]图8是放大了图7中的区域VIII的放大图。
[0019]图9是本发明的其它实施方式的机器人手系统的框图。
[0020]图10是表示图9所示的机器人系统的动作流程的流程图。
[0021]图11是用于说明图10的步骤Sll中的机器人的动作的图。
[0022]图12是放大了图11中的区域XII的放大图。
[0023]图13是用于说明图10的步骤S12中的机器人的动作的图。
【具体实施方式】
[0024]以下，基于附图详细地对本发明的实施方式进行说明。首先，参照图1，对本发明的一个实施方式的机器人手10进行说明。此外，以下的说明中的上下左右方向与图1的纸面上下左右方向对应。机器人手10具备手基体12、第一手臂14、第二手臂16、以及驱动机构18。
[0025]手基体12例如安装于机器人的机械手。驱动机构18设置于手基体12的下侧。驱动机构18具有伺服马达20、固定于手基体12的下侧的中空的外壳22、固定于外壳22的导轨部24、以及容纳在外壳22内的滚珠丝杠机构(未图示)。导轨部24设置于外壳22的下端22b，并沿左右方向笔直地延伸。滚珠丝杠机构包括在外壳22内沿左右方向延伸的丝杠轴。
[0026]伺服马达20固定于外壳22的右端22a。伺服马达20的输出轴(未图示)与滚珠丝杠机构的丝杠轴机械式连接。伺服马达20根据来自设置于外部的控制部(未图示)的指令，来驱动输出轴使之旋转。
[0027]第一手臂14固定于手基体12，并从该手基体12向下方延伸。在第一手臂14的内表面26固定有第一吸附部28。内表面26是与第二手臂16对置的平面，沿上下方向延伸。第一吸附部28比第一手臂14的前端30以预先决定的距离靠上方配置。
[0028]第一吸附部28例如由电磁铁、抽吸空气式吸附装置、或者吸盘构成，能够将工件等对象物吸附于吸附面28a。本实施方式中，吸附面28a配置为与上下方向大致正交。第一手臂14的内表面26中，位于第一手臂14的前端30与第一吸附部28的吸附面28a之间的部分32是作为第一抵接部发挥功能的部分。
[0029]即，本实施方式中，第一手臂14具有第一抵接部32作为其内表面26的下端区域。第一抵接部32与第一吸附部28的吸附面28a的下方侧邻接，并与第一吸附部28的吸附面28a正交。此外，关于该抵接部32的功能，将于后文叙述。
[0030]第二手臂16经由连接部34而安装于导轨部24。连接部34以能够滑动的方式嵌合于导轨部24，另一方面，与上述的滚珠丝杠机构的丝杠轴螺纹结合。第二手臂16例如通过螺栓而固定于该连接部34，并从连接部34向下方延伸。
[0031]若伺服马达20驱动输出轴使之向一个方向旋转，则也使滚珠丝杠机构的丝杠轴旋转。随着丝杠轴旋转，向左方驱动连接部34。这样，第二手臂16通过伺服马达20而向左方、即向接近第一手臂14的方向移动。
[0032]另一方面，若伺服马达20驱动输出轴使之向另一方向旋转，则经由滚珠丝杠机构的丝杠轴向右方驱动连接部34。这样，第二手臂16通过伺服马达20而向右方、即向远离第一手臂14的方向移动。
[0033]在第二手臂16的内表面36固定有第二吸附部38。内表面36是与第一手臂14对置平面，沿上下方向延伸。本实施方式中，第一手臂14的内表面26和第二手臂16的内表面36相互平行地对置。
[0034]第二吸附部38比第二手臂16的前端40以预先决定的距离靠上方配置。第二吸附部38与第一吸附部28相同，例如由电磁铁、抽吸空气式吸附装置、或者吸盘构成，能够将对象物吸附于吸附面38a。本实施方式中，吸附面38a配置为与上下方向大致正交。另外，吸附面28a和吸附面38a配置在大致相同的上下方向的位置。
[0035]第二手臂16的内表面36中，位于第二手臂16的前端40与第二吸附部38的吸附面38a之间的部分42是作为第二抵接部发挥功能的部分。即，本实施方式中，第二手臂16具有第二抵接部42作为其内表面36的下端区域。第二抵接部42与第二吸附部38的吸附面38a的下方侧邻接，并与第二吸附部38的吸附面38a正交。此外，关于该第二抵接部42的功能，将于后文叙述。
[0036]接下来，参照图2，对本发明的一个实施方式的机器人系统50进行说明。机器人系统 50具备机器人52、和控制机器人52的控制部54。机器人52具备上述的机器人手10、和供机器人手10的手基体12安装的机械手56。
[0037]控制部54控制机器人手10以及机械手56的动作。具体而言，控制部54根据机器人程序，为了使机器人手10的手基体12位于预先决定的位置而使机械手56动作。另外，控制部54向伺服马达20发送指令，经由上述的滚珠丝杠机构使第二手臂16移动。
[0038]接下来，参照图2?图6，对本实施方式的机器人系统50的动作进行说明。图3表示用于利用机器人手10保持作为对象物的工件W(图4)、并将工件W搬运至预先决定的目的场所的动作流程。该动作流程在控制部54从用户接受作业命令时开始。
[0039]步骤SI中，控制部54使机器人手10的手基体12向预先决定的位置移动。具体而言，控制部54根据预先存储的机器人程序使机械手56动作，并使手基体12从图4所示的初始位置X向作业前位置Y移动。
[0040]该机器人程序是包括用于利用机械手56使手基体12向作业前位置Y移动的、针对机械手56的动作指令的程序。该机器人程序通过向机器人52示教从初始位置X的机械手56的配置至作业前位置Y的机械手56的配置的路径而构建。
[0041]通过该步骤SI，第一抵接部32与工件W的一个侧面58轻轻接触、或者与侧面58稍微分离配置。此时，吸附面28a配置为从与侧面58相交的工件W的上端面60向上方分离微小距离。另一方面，第二抵接部42配置为从与侧面58相反的一侧的工件W的侧面62向右方分离。
[0042]步骤S2中，控制部54使第一手臂14和第二手臂16相对移动，从而使第一抵接部32以及第二抵接部42与工件W抵接。具体而言，控制部54向伺服马达20发送指令，并驱动滚珠丝杠机构的丝杠轴使之旋转。
[0043]随着丝杠轴的旋转，第二手臂16从图5中的点线Z所示的位置沿导轨部24而向左方移动。并且，第二抵接部42与工件W的侧面62抵接，而且第一抵接部32也与工件W的侧面58抵接。图5表示该状态。
[0044]如图5所示，在第一抵接部32与工件W的侧面58抵接的状态下，与第一抵接部32的上侧邻接配置的吸附面28a定位在与侧面58相交的工件W的上端面60的正上方。同样，在第二抵接部42与工件W的侧面62抵接的状态下，与第二抵接部42的上侧邻接配置的吸附面38a定位在与侧面62相交的工件W的上端面60的正上方。
[0045]这样，本实施方式的第一抵接部32以及第二抵接部42分别作为用于相对于工件W适当地定位第一吸附部28以及第二吸附部38的定位要素发挥功能。
[0046]步骤S3中，控制部54使手基体12移动，并使第一吸附部28以及第二吸附部38与工件W接触。具体而言，控制部54使机械手56动作，并使手基体12向下方移动直至第一吸附部28以及第二吸附部38与工件W的上端面60接触。图6表示该状态。
[0047]步骤S4中，控制部54利用第一吸附部28以及第二吸附部38来吸附工件W。例如，第一吸附部28以及第二吸附部38由电磁铁构成，在工件W由磁性体构成的情况下，控制部54对第一吸附部28以及第二吸附部38施加电压，并通过电磁力来吸附工件W。步骤S5中，控制部54使机械手56动作，并使机器人手10移动至预先决定的目的场所。由此，能够将工件W搬运至目的场所。
[0048]如上所述，本实施方式中，当吸附工件W时，使第一抵接部32以及第二抵接部42相对移动而与工件W抵接，而以该第一抵接部32以及第二抵接部42为基准来相对于工件W适当地定位第一吸附部28以及第二吸附部38。
[0049]根据该结构，相对于任何尺寸或者形状的工件W，都能够适当地定位第一吸附部28以及第二吸附部38。因此，能够将本实施方式的机器人系统50应用于保持具有不同尺寸或者形状的各种工件W的用途。
[0050]另外，本实施方式中，第一吸附部28的吸附面28a配置为与第一抵接部32的上侧邻接，与第一抵接部32正交，而且向第一抵接部32的右侧(即，与工件W抵接的方向)延伸。另外，第二吸附部38的吸附面38a配置为与第二抵接部42的上侧邻接，与第二抵接部42正交，而且向第二抵接部42的左侧(即，与工件W抵接的方向)延伸。
[0051]根据该结构，当使第一抵接部32以及第二抵接部42与工件W抵接时，能够将吸附面28a以及38a定位于工件W的上端面60的正上方。由此，通过吸附面28a以及38a能够从上侧吸附工件W的上端面60，从而能够更加稳定地吸附并上抬工件W。
[0052]接下来，参照图7以及图8，对本发明的其它实施方式的机器人手70进行说明。此夕卜，以下的说明中的上下方向表示图7的纸面上下方向、即沿图7中的轴线O的方向，径向表不以轴线O为中心的圆的径向，周向表不以轴线O为中心的圆的圆周方向。机器人手70具备手基体72、第一手臂74、第二手臂76、第三手臂78、以及驱动机构80。
[0053]手基体72固定于手腕部86，经由该手腕部86而安装于例如机器人的机械手。手基体72具有基台部88、固定于基台部88的下端的第一支承部90、第二支承部92、以及第三支承部94。基台部88是以轴线O为中心轴线的圆板状的部件。第一支承部90、第二支承部92、以及第三支承部94分别由相互对置配置的一对三角形的板部件构成。
[0054]驱动机构80具有滚珠丝杠机构容纳体82、和设置于滚珠丝杠机构容纳体82的伺服马达84。滚珠丝杠机构容纳体82由第一支承部90、第二支承部92、以及第三支承部94支承，并配置于基台部88的下方。滚珠丝杠机构容纳体82是在从上方观察的情况下具有三叉状的形状的中空部件，在其内部容纳有后述的三个滚珠丝杠机构。
[0055]具体而言，滚珠丝杠机构容纳体82包括图7中的向第一方向104延伸的第一部分82a、向第二方向106延伸的第二部分82b、以及向第三方向108延伸的第三部分82c。第一方向104、第二方向106、第三方向108是与轴线O正交、并从该轴线O朝向径向外侧的相互不同的方向。
[0056]本实施方式中，第二方向106是从第一方向104向周向一侧大致旋转120°后的方向。另外，第三方向108是从第一方向104向周向另一侧大致旋转120°后的方向。在滚珠丝杠机构容纳体82的第一部分82a的内部，容纳有第一滚珠丝杠机构(未图不)。第一滚珠丝杠机构包括在第一部分82a内向第一方向104延伸的第一丝杠轴(未图示)。
[0057]另外，在滚珠丝杠机构容纳体82的第二部分82b的内部，容纳有第二滚珠丝杠机构(未图示)。第二滚珠丝杠机构包括在第二部分82b内向第二方向106延伸的第二丝杠轴(未图示)。另外，在滚珠丝杠机构容纳体82的第三部分82c的内部，容纳有第三滚珠丝杠机构(未图示)。第三滚珠丝杠机构包括在第三部分82c内向第三方向108延伸的第三丝杠轴(未图示)。
[0058]伺服马达84固定在滚珠丝杠机构容纳体82的中心部96上，伺服马达84的输出轴(未图示)向滚珠丝杠机构容纳体82的内部延伸。滚珠丝杠机构容纳体82的中心部96配置成以轴线O为中心轴线。伺服马达84根据来自设置于外部的控制部(未图示)的指令，来驱动输出轴使之旋转。
[0059]驱动机构80具有固定在滚珠丝杠机构容纳体82的第一部分82a下的第一导轨部98、固定在滚珠丝杠机构容纳体82的第二部分82b下的第二导轨部100、以及固定在滚珠丝杠机构容纳体82的第三部分82c下的第三导轨部102。
[0060]第一导轨部98从中心部96向第一方向 104延伸。第二导轨部100从中心部96向第二方向106延伸。第三导轨部102从中心部96向第三方向108延伸。
[0061]在伺服马达84的输出轴的前端固定设置有锥齿轮。另外，在第一丝杠轴、第二丝杠轴、以及第三丝杠轴的基端也分别固定设置有齿轮，这些齿轮与输出轴的锥齿轮配合。通过该结构，随着伺服马达84的输出轴旋转，第一丝杠轴、第二丝杠轴、以及第三丝杠轴也被驱动而旋转。
[0062]第一手臂74经由连接部110而安装于第一导轨部98。连接部110能够滑动地与第一导轨部98嵌合，另一方面，与第一丝杠轴螺纹结合。第一手臂74例如通过螺栓而固定于该连接部110，并从连接部110向下方延伸。
[0063]如图8所示，在第一手臂74的下端部74a，固定有相互邻接配置的一对吸附部112以及114。吸附部112以及114例如由电磁铁、抽吸空气式吸附装置、或者吸盘构成，能够将工件等对象物吸附于各个吸附面112a以及114a。吸附面112a以及114a配置为与轴线O大致正交，而且处于相互大致相同的上下方向的位置。
[0064]另外，在第一手臂74的下端部74a，固定有从该下端部74a向下方延伸的第一抵接部116。本实施方式的第一抵接部116是圆柱状的棒部件，配置在吸附部112与吸附部114之间。第一抵接部116比吸附面112a以及114a更向下方延伸。吸附面112a以及114a配置为比抵接部116更向第一方向104突出。
[0065]第二手臂76具备与第一手臂74相同的结构。具体而言，第二手臂76经由连接部118而安装于第二导轨部100。连接部118能够滑动地与第二导轨部100嵌合，另一方面，与第二丝杠轴螺纹结合。
[0066]在第二手臂76的下端部76a，固定有相互邻接配置的一对吸附部120以及122。吸附部120以及122的吸附面120a以及122a配置为与轴线O大致正交，而且处于相互大致相同的上下方向的位置。另外，在第二手臂76的下端部76a，固定有从该下端部76a向下方延伸的第二抵接部124。第二抵接部124配置在吸附部120与吸附部122之间，比吸附面120a以及122a更向下方延伸。吸附面120a以及122a配置为比第二抵接部124更向第二方向106突出。
[0067]第三手臂78也具备与第一手臂74相同的结构。具体而言，第三手臂78经由连接部126而安装于第三导轨部102。连接部126能够滑动地与第三导轨部102嵌合，另一方面，与第三丝杠轴螺纹结合。在第三手臂78的下端部78a，固定有相互邻接配置的一对吸附部128以及130。吸附部128以及130的吸附面128a以及130a配置为与轴线O大致正交，而且处于相互大致相同的上下方向的位置。
[0068]另外，在第三手臂78的下端部78a，固定有从该下端部78a向下方延伸的第三抵接部132。第三抵接部132配置在吸附部128与吸附部130之间，其比吸附面128a以及130a更向下方延伸。吸附面128a以及130a配置为比第三抵接部132更向第三方向108突出。
[0069]接下来，参照图9，对本发明的一个实施方式的机器人系统140进行说明。机器人系统140具备机器人142、和控制机器人142的控制部144。机器人142具备上述的机器人手70、和使机器人手70移动的机械手146。机器人手70的手基体72经由手腕部86而安装于机械手146。
[0070]控制部144控制机器人手70以及机械手146的动作。具体而言，控制部144根据机器人程序，为了使机器人手70的手基体72配置于预先决定的位置而使机械手146动作。另外，控制部144向伺服马达84发送指令，经由上述的第一、第二、以及第三滚珠丝杠机构，而使第一手臂74、第二手臂76、以及第三手臂78分别移动。
[0071]接下来，参照图9?图13，对本实施方式的机器人系统140的动作进行说明。图10所示的动作流程表示用于利用机器人手70保持图11所示那样的圆筒状的工件W、并将该工件W搬运至预先决定的目的场所的动作流程。该动作流程在控制部144从用户接受到作业命令时开始。
[0072]步骤Sll中，控制部144使机器人手70的手基体72向预先决定的位置移动。具体而言，控制部144根据预先存储的机器人程序使机械手146动作，并使手基体72从初始位置向作业前位置移动。图11以及图12表示该状态。
[0073]此时，第一抵接部116配置为比工件W的内周面148向该工件W的径向内侧(即，与第一方向104相反的方向)分离。另外，吸附面112a以及114a配置为从与内周面148相交的工件W的上端面150向上方分离微小的距离。
[0074]同样，第二抵接部124配置为比工件W的内周面148向该工件W的径向内侧(即，与第二方向106相反的方向)分离。另外，吸附面120a以及122a配置为从工件W的上端面150向上方分离微小的距离。
[0075]同样，第三抵接部132配置为比工件W的内周面148向该工件W的径向内侧(即，与第三方向108相反的方向)分离。另外，吸附面128a以及130a配置为从工件W的上端面150向上方分离微小的距离。
[0076]步骤S12中，控制部144使第一手臂74、第二手臂76、以及第三手臂78相对移动，而使第一抵接部116、第二抵接部124、以及第三抵接部132与工件W抵接。具体而言，控制部144向伺服马达84发送指令，并驱动第一、第二、以及第三滚珠丝杠机构的第一、第二、以及第三丝杠轴使它们旋转。
[0077]随着第一丝杠轴的旋转，第一手臂74沿第一导轨部98向第一方向104移动。这样，本实施方式中，伺服马达84、第一滚珠丝杠机构、以及第一导轨部98构成使第一手臂74移动的第一驱动机构。
[0078]同样，随着第二丝杠轴的旋转，第二手臂76沿第二导轨部100向第二方向106移动。这样，本实施方式中，伺服马达84、第二滚珠丝杠机构、以及第二导轨部100构成使第二手臂76移动的第二驱动机构。
[0079]同样，随着第三丝杠轴的旋转，第三手臂78沿第三导轨部102向第三方向108移动。这样，本实施方式中，伺服马达84、第三滚珠丝杠机构、以及第三导轨部102构成使第三手臂78移动的第三驱动机构。
[0080]这样，第一手臂74、第二手臂76、以及第三手臂78以相互远离的方式移动，其结果，第一抵接部116、第二抵接部124、以及第三抵接部132与工件W的内周面148抵接。图13表示该状态下的第一手臂74。此外，图13中，根据容易理解的观点，仅剖面表示工件W。
[0081]如图13所示，该状态下，吸附面112a以及114a定位于工件W的上端面150的正上方。这是由于，吸附面112a以及114a配置为与第一抵接部116的上侧邻接，且与该第一抵接部116正交，而且比第一抵接部116更向第一方向104(即，第一抵接部116与工件W抵接的方向)突出。
[0082]同样，在第二抵接部124以及第三抵接部132与工件W的内周面148抵接的状态下，吸附面120a及122a、吸附面128a及130a分别定位于工件W的上端面150的正上方。
[0083]这样，第一抵接部116、第二抵接部124、以及第三抵接部132分别作为用于相对于工件W适当地定位吸附部112及114、吸附部120及122、吸附部128及130的定位要素发挥功能。
[0084]再次参照图10，步骤S13中，控制部144使吸附部112、114、120、122、128、以及130与工件W接触。具体而言，控制部144使 机械手146动作，并使手基体72向下方移动直至吸附部112、114、120、122、128、以及130与工件W的上端面150接触。
[0085]步骤S14中，控制部144通过吸附部112、114、120、122、128、以及130而吸附工件Wo步骤S15中，控制部144使机械手146动作，并使机器人手70移动至所希望的场所。由此，能够将工件W搬运至目的场所。
[0086]如上所述，本实施方式中，当吸附工件W时，使第一抵接部116、第二抵接部124、以及第三抵接部132从径向内侧抵接于圆筒状的工件W的内周面，并以该第一抵接部116、第二抵接部124、以及第三抵接部132为基准，相对于工件W适当地定位吸附部112、114、120、122、128、以及 130。
[0087]根据该结构，相对于具有任何内径的工件W，都能够适当地定位吸附部112、114、120、122、128、以及130。因此，能够将本实施方式的机器人系统140应用于保持具有不同内径的各种工件W的用途。
[0088]另外，本实施方式中，第一抵接部116、第二抵接部124、以及第三抵接部132分别配置在一对吸附部之间。根据该结构，当使抵接部116、124、132抵接于工件W的内周面148时，以抵接部116、124、132为基准，能够将与抵接部116、124、132邻接设置的两个吸附部可靠地定位于工件W的上端面150的正上方。
[0089]此外，本实施方式中，对吸附面112a及114a、吸附面120a及122a、吸附面128a及130a分别相对于第一抵接部116、第二抵接部124、以及第三抵接部132向第一方向104、第二方向106、以及第三方向108突出的情况进行了说明。
[0090]然而，并不限定于此，吸附面112a及114a、吸附面120a及122a、吸附面128a及130a也可以配置为相对于第一抵接部116、第二抵接部124、以及第三抵接部132向与第一方向104、第二方向106、以及第三方向108相反的一侧的方向突出。
[0091]根据具备这样的结构的机器人手，能够保持例如圆柱状的工件W。具体而言，与图1所示的实施方式相同，通过使第一抵接部116、第二抵接部124、以及第三抵接部132抵接于工件W的外周面，来使吸附面112a及114a、吸附面120a及122a、吸附面128a及130a配置于工件W的上端面的正上方。接下来，通过利用第一吸附部以及第二吸附部吸附工件W的上端面，能够上抬筒状的工件W。
[0092]另外，图1所示的实施方式中，对第一吸附部28以及第二吸附部38分别固定于第一手臂14的内表面26以及第二手臂16的内表面36，第一抵接部32以及第二抵接部42形成于第一手臂14的内表面26以及第二手臂16的内表面36的情况进行了说明。
[0093]然而，并不限定于此，也可以构成为，第一吸附部以及第二吸附部分别固定于第一手臂14的与内表面26相反的一侧的外表面、以及第二手臂16的与内表面36相反的一侧的外表面，第一抵接部以及第二抵接部形成于第一手臂14的外表面以及第二手臂16的外表面。
[0094]根据具备这样的结构的机器人手，能够保持例如筒状的工件W。具体而言，与图7所示的实施方式相同，通过使第一抵接部以及第二抵接部抵接于工件W的内周面，来使第一吸附部以及第二吸附部配置于工件W的上端面的正上方，接下来，通过利用第一吸附部以及第二吸附部吸附工件W的上端面，能够上抬筒状的工件W。
[0095]以上，通过发明的实施方式对本发明进行了说明，但上述的实施方式不对权利要求书的发明进行限定。另外，组合了本发明的实施方式中说明的特征的形态也能够包含在本发明的技术的范围内。然而，这些特征的组合的全部不限于发明的解决方案所必须的方案。并且，本领域技术人员也清楚在上述的实施方式的基础上能够进行多种变更或者改进。
[0096]另外，应注意的是，对于权利要求书、说明书、以及附图中表示的装置、系统、程序、以及方法的动作、顺序、步骤、工序、以及阶段等各处理的执行顺序，只要没有特别明示“更靠前”、“之前”等，并且只要没有将前面的处理的输出用于后面的处理，能够以任意的顺序实现。关于权利要求书、说明书、以及附图中的动作流程，即使为方便说明而使用“首先，”、“接下来，”等来进行说明，也不是必须以该顺序进行实施。
【主权项】
1.一种机器人手，该机器人手保持对象物，其特征在于，具备: 手基体； 第一手臂，其安装于上述手基体，并具有第一抵接部、以及与该第一抵接部邻接配置的能够吸附上述对象物的第一吸附部； 第二手臂，其安装于上述手基体，并具有第二抵接部、以及与该第二抵接部邻接配置的能够吸附上述对象物的第二吸附部；以及 驱动机构，其使上述第一手臂和上述第二手臂相对移动，而使上述第一抵接部以及上述第二抵接部向相互接近或者远离的方向移动。2.根据权利要求1所述的机器人手，其特征在于， 该机器人手构成为，上述驱动机构具有使上述第一手臂移动的第一驱动机构、和使上述第二手臂移动的第二驱动机构。3.根据权利要求1或2所述的机器人手，其特征在于， 上述第一抵接部以与上述第一吸附部的吸附面正交的方式延伸， 上述第二抵接部以与上述第二吸附部的吸附面正交的方式延伸。4.根据权利要求1?3任一项中所述的机器人手，其特征在于， 该机器人手构成为， 上述第一手臂具有与上述第一吸附部邻接配置的第三吸附部，上述第一抵接部配置在上述第一吸附部与上述第三吸附部之间， 上述第二手臂具有与上述第二吸附部邻接配置的第四吸附部，上述第二抵接部配置在上述第二吸附部与上述第四吸附部之间。5.一种机器人，其特征在于，具备: 权利要求1?4任一项中所述的机器人手；以及 供上述手基体安装的机械手。6.—种机器人系统，具备: 权利要求5所述的机器人；以及 控制上述机器人的控制部， 该机器人系统的特征在于， 上述控制部构成为， 控制上述机械手，而使上述手基体移动至预先决定的位置， 控制上述驱动机构，使上述第一手臂和上述第二手臂相对移动，而使上述第一抵接部以及上述第二抵接部与上述对象物抵接， 控制上述机械手，使上述手基体移动，而使上述第一吸附部以及上述第二吸附部与上述对象物接触， 利用上述第一吸附部以及上述第二吸附部来吸附上述对象物。7.—种方法，使用权利要求5所述的机器人来保持对象物，该方法的特征在于，包括以下步骤: 使上述手基体移动至预先决定的位置； 使上述第一手臂和上述第二手臂相对移动，而使上述第一抵接部以及上述第二抵接部与上述对象物抵接；使上述手基体移动，而使上述第一吸附部以及上述第二吸附部与上述对象物接触；以 及利用上述第一吸附部以及上述第二吸附部来吸附上述对象物。
【专利摘要】本发明涉及机器人手、机器人、机器人系统、以及保持对象物的方法。本发明提供能够应用于保持尺寸或者形状不同的各种对象物的用途的机器人手。机器人手具备：手基体；具有第一抵接部以及第一吸附部的第一手臂；具有第二抵接部以及第二吸附部的第二手臂；以及使第一手臂和第二手臂相对移动而使第一抵接部以及第二抵接部向相互接近或者远离的方向移动的驱动机构。
【IPC分类】B25J15/08, B25J15/06
【公开号】CN104890001
【申请号】CN201510094569
【发明人】石川敬史
【申请人】发那科株式会社
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年3月3日
【公告号】DE102015102823A1, US20150251321
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