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Patent Searching and Data


Title:
CLAMP DEVICE AND TRANSFER ROBOT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2009/116574
Kind Code:
A1
Abstract:
Provided are a clamp device capable of clamping objects despite positional fluctuations, and a platform car. The clamp device (10) has a linear actuator, a link (2) extending in the direction orthogonal to the direction of linear motion of the actuator, and a clamp section (3) having claws (3a) which are rotatably provided to opposite ends of the link (2) and clamp sections (8) to be clamped. The actuator moves linearly and the clamp sections (3) rotate so as to open from the inner side to the outer side to clamp the sections (8) to be clamped.

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Inventors:
AOKI SOTA (JP)
TOMIDA KOJI (JP)
TOHYAMA SHINJI (JP)
Application Number:
PCT/JP2009/055291
Publication Date:
September 24, 2009
Filing Date:
March 18, 2009
Export Citation:
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Assignee:
TOYOTA MOTOR CO LTD (JP)
AOKI SOTA (JP)
TOMIDA KOJI (JP)
TOHYAMA SHINJI (JP)
International Classes:
B25J15/08; B25J9/06; B25J18/06
Foreign References:
JP2004216491A2004-08-05
JPH0839461A1996-02-13
JP2006167864A2006-06-29
JP2005131715A2005-05-26
JPH1133949A1999-02-09
JPH10238699A1998-09-08
JP3115497U2005-11-10
Other References:
See also references of EP 2263838A4
Attorney, Agent or Firm:
IEIRI, Takeshi (JP)
House ON 健 (JP)
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Claims:
 直動するアクチュエータと、
 前記アクチュエータの直動方向と直交する方向に伸びるリンクと、
 リンクの両端に回転可動に取り付けられ、被クランプ部をクランプするツメ部を有するクランプ部とを有し、
 前記アクチュエータが直動すると共に前記クランプ部が回転して前記被クランプ部をクランプするクランプ装置。
 土台と、
 前記土台に設けられたリンク機構と、
 前記土台に、前記リンク機構により水平方向に回転可動に取り付けられる第1アームと、
 前記第1アームを前記リンク機構を軸として移動する、当該第1アームの下面に取り付けられたキャスタと、
 搬送対象物を保持するために前記第1アームの上面に設けられた保持部と、
 前記保持部の端部に設けられたクランプ装置とを備え、
 前記リンク機構は、
 モータと、
 当該モータによる回転を制御する第1減速機構と、
 当該第1減速機構に接続し前記第1アームの回動を制御する第2減速機構とを有し、
 前記クランプ装置は、
 直動するアクチュエータと、
 前記アクチュエータの直動方向と直交する方向に伸びるリンクと、
 リンクの両端に回転可動に取り付けられ、被クランプ部をクランプするツメ部を有するクランプ部と、を有し、
 前記アクチュエータが直動すると共に前記クランプ部が回転して前記被クランプ部をクランプする移送用ロボット。
Description:
クランプ装置及び移送用ロボッ

 本発明は、台車等の搬送対象物を移送す ためのクランプ装置及び移送用ロボットに する。

 図9及び図10は、従来の移送用ロボットを す図でり、それぞれ垂直多関節型及び水平 関節型のロボットを示す。垂直多関節型ロ ット200は、床面に接地される土台201と、土 201にリンク機構(図示せず)を介して取り付 られた支持部202と、支持部202にリンク機構20 3により垂直方向に回転可動に取り付けられ 第1アーム204と、第1アーム204にリンク機構205 により垂直方向に回転可動に取り付けられた 第2アーム206と、第2アーム206にリンク機構207 より垂直方向に回転可動に取り付けられた 持部208と、保持部208に取り付けられたピン2 09とを有する。リンク機構203、205、207が回転 ることで、第1アーム204、第2アーム206及び 持部208が垂直方向に移動する。また、土台20 1と支持部202との間に設けられたリンク機構 より、支持部202が水平方向に回転する。

 また、水平多関節型ロボット300は、床面 接地される土台301と、土台301に取り付けら たリンク機構302と、リンク機構302により水 方向に回転可動に取り付けられた第1アーム 303と、第1アーム303にリンク機構305により水 方向に回転可動に取り付けられた第2アーム3 06と、第2アーム306に接続する、電気線を含む ホース304と、第2アーム306に設けられ垂直方 に上下するシリンダ307とを有する。リンク 構302、305が回転することで、第1アーム303、 2アーム306が水平方向に移動する。このよう な水平方向に搬送対象物を搬送する搬送ロボ ットとしては特許文献1に記載の移送用ロボ トが公知である。

 ところで、このような移送用ロボットにお て、従来、重量物を搬送する際のクランプ 構として以下の方式が考えられる。
1)台車に設けられたクランプ穴にハンドピン 挿し固定する方式
2)台車に設けられたクランプ部(バー等)をハ ドで挟み込み固定する方式

実用新案登録第3115497号公報

 しかしながら、台車の製作精度・停止精 などのバラツキが大きい状況で上記の方式 採用すると以下の問題が生じる。1)の場合 は、ハンドのピンを直動で台車等のクラン 穴に挿す。しかし、ピン先端はバラツキを 収できるようテーパーになっているため、 収できるバラツキ量を拡大するためには台 等のクランプ穴の誘い込みを増やす必要が る。また、クランプ穴の誘い込みテーパー 増やすことで停止位置などの誤差を吸収で るが、ピンも穴部も大きくなり、スペース 制約がある場合には成立が困難である。又 、停止精度を上げるため、更なる外部の位 決め機構が必要となる。

 2)の場合は、クランプハンドのストロー が大きくなるため、安全性を考慮する場合 は、低推力化するか、又はカバーを取り付 中ればならない。しかしながら、低推力で 重量物を固定できない。また、カバーを取 付けるとハンド部が大きくなりスペースに 限がある場合には成立が困難である。

 台車等は作業者と共存しているため、作 者又は位置決めのないコンベアに乗って運 れるため、クランプ位置での停止位置精度 低い。また、更にコンベアなどの位置決め 構を追加すると人と共存するための安全対 も必要となり非常にコストが高くなる。よ て、位置精度が低い状態でクランプを行わ いといけない。

 本発明は、このような問題点を解決する めになされたものであり、バラツキが大き てもクランプすることができるクランプ装 、および台車を提供することを目的とする

 上述した目的を達成するために、本発明 係るクランプ装置は、直動するアクチュエ タと、前記アクチュエータの直動方向と直 する方向に伸びるリンクと、リンクの両端 回転可動に取り付けられ、被クランプ部を ランプするツメ部を有するクランプ部とを し、前記アクチュエータが直動すると共に 記クランプ部が回転して前記被クランプ部 クランプするものである。

 本発明においては、アクチュエータが直 してクランプ部が内側から被クランプ部を ランプすることにより、台車等と連結する とができる。クランプ部の回転機構により 省スペースでクランプ前の台車位置バラツ や移送側装置のハンド部位置バラツキを大 に吸収することができる。

 本発明に係る移送用ロボットは、土台と 前記土台に設けられたリンク機構と、前記 台に、前記リンク機構により水平方向に回 可動に取り付けられる第1アームと、前記第 1アームを前記リンク機構を軸として移動す 、当該第1アームの下面に取り付けられたキ スタと、搬送対象物を保持するために前記 1アームの上面に設けられた保持部と、前記 保持部の端部に設けられたクランプ装置とを 備え、前記リンク機構は、モータと、当該モ ータによる回転を制御する第1減速機構と、 該第1減速機構に接続し前記第1アームの回動 を制御する第2減速機構とを有し、前記クラ プ装置は、直動するアクチュエータと、前 アクチュエータの直動方向と直交する方向 伸びるリンクと、リンクの両端に回転可動 取り付けられ、被クランプ部をクランプす ツメ部を有するクランプ部と、を有し、前 アクチュエータが直動すると共に前記クラ プ部が回転して前記被クランプ部をクラン するものである。

 本発明においては、さらに、第1アームの 下面にキャスタを取り付けロボットの自重を 支えるとともに、リンク機構によりアームを 水平方向に回動させることで搬送対象物を搬 送するようにしたので、低出力のモータを使 用することができる。

 本発明によれば、バラツキが大きくても ランプすることができるクランプ装置、お び台車を提供することができる。

本発明の実施の形態にかかるクランプ 置を示す図である。 クランプ装置の動作の様子を示す図で って、クランプ前を示す図である。 クランプ装置の動作の様子を示す図で って、クランプ後を示す図である。 本発明の実施の形態にかかるクランプ 置が取り付けられた移送用ロボットを示す である。 同じく、本発明の実施の形態にかかる ランプ装置が取り付けられた移送用ロボッ を示す図である。 同じく、本発明の実施の形態にかかる ランプ装置が取り付けられた移送用ロボッ を示す図である。 同じく、本発明の実施の形態にかかる ランプ装置が取り付けられた移送用ロボッ を示す図である。 同じく、本発明の実施の形態にかかる ランプ装置が取り付けられた移送用ロボッ を示す図である。 従来の垂直多関節型の移送ロボットを す図である。 従来の水平多関節型の移送ロボットを 示す図である。

符号の説明

1 アクチュエータ
2 リンク
3 クランプ部
3a クランプヅメ
4 カバー
6 支点
7 ピン
8 被クランプ部
10 クランプ装置
11 ベース部
12a、12b リンク部
13 先端リンク部
15a、15b、15c、15d モータ
16a、16b、16c、16d 減速機構
17 土台
18b、18c、18d、18e 減速機構
19b、19c、19d アーム
20b、20c、20d キャスタ
31 台車
32 キャスタ
33 クランプバー
100 移送用ロボット

 以下、本発明を適用した具体的な実施の 態について、図面を参照しながら詳細に説 する。この実施の形態は、本発明を、台車 の搬送対象物を移送するためのクランプ装 及び移送用ロボットに適用したものである

 図1及び図2は、本実施の形態にかかるク ンプ装置を示す図である。このクランプ装 10は、後述する移送用ロボットの端部に設け られ、台車と結合するために用いられる。ク ランプ装置10は、直動するアクチュエータ1と 、アクチュエータ1の直動方向と直交する方 に伸びるリンク2と、リンク2の両端に回転可 動に取り付けられ、被クランプ部8をクラン するクランプヅメ3aを有するクランプ部3と カバー4とを有する。アクチュエータ1が直動 すると共にクランプ部3が回転して被クラン 部8をクランプする。

 このクランプ装置は、例えば台車等に2本 のクランプバー(被クランプ部)を設けておき この2本のクランプバーを、クランプ部3が 側から抱え込んで把持する。クランプ前の 車位置バラツキや移動装置側のハンド位置 バラツキを大幅に吸収することができ、容 にクランプバーを把持することができる。

 また、本実施の形態におけるアクチュエ タ1は、低出力(例えば80W以下)とすることが きる。このアクチュエータ1は、カバー4に 定されている。そして、アクチュエータ1の 端にはリンク2が設けられている。また、ク ランプ部3において、クランプヅメ3aは、支点 6を中心に回転可動にカバー4に取り付けられ いる。クランプヅメ3aは、リンク2に固定さ たピン7と長孔を介して接続されている。こ のリンク2とクランプ部3の接続点となる長孔 分が力点となり、被クランプ部8とクランプ 部3の接点が作用点となっている。

 本実施の形態においては、クランプヅメ3 aを回転させ、リンク2に横方向の力を逃がす とにより、アクチュエータ1にかかる負荷を 低減し、低推力化することができる。台車車 輪と床面との摩擦や、加速時の慣性力等、搬 送中はクランプを外そうとする様々な力が働 く。そのため、クランプ部のアクチュエータ 1には、それらの力に対応する力が必要とな 。

 ここで、本実施の形態にかかるクランプ 置10は、回転動作の機構を用いて、直動端(7 )を回転動作の力点とし、クランプ部3が支点6 を中心に回転可動に設けられているため、ア クチュエータ1の低推力化を図ることができ 。

 また、直動で直接クランプする機構(ピン 又はハンド)を使用すると、スペース制約が じる。テーパーのあるクランプヅメの一方 回転中心とし、直動アクチュエータでクラ プヅメを回転動作でクランプする方式で大 な位置バラツキがある台車等もハンドに位 決めさせながらクランプすることが可能と る。

 図2及び図3は、クランプ装置の動作の様 を示す図であって、それぞれクランプ前、 ランプ後を示す図である。図2の状態から、 3に示すように、アクチュエータ1が直動し クランプ部3が支点6を基準に回転することで 、被クランプ部8をクランプすることができ 。

 図4乃至図8は、上述のクランプ装置が取 付けられた移送用ロボットを示す図である 移送用ロボット100は、ベース部11、リンク部 12a、12b、先端リンク部13及びクランプ装置10 有する。ベース部11を床面に固定し、先端リ ンク部13に設けられたクランプ装置10により 車31を保持する。そして、リンク部12a、12b及 び先端リンク部13がそれぞれ水平方向に回転 ることで台車31を水平方向に移送すること できる。

 ベース部11は、モータ15aと、モータ15aに り垂直方向を軸として回転する、モータ15a 先端に取り付けられた第1減速機構16aと、第1 減速機構16aが取り付けられる土台17とを有す 。本実施の形態における移送用ロボット100 2次元的な動きのみを行なうように構成する ことで、モータ15aの負荷を軽減することがで き、例えば80W以下の低出力のものを用いるこ とができる。

 リンク部12aは、図5に示すように、ベース 部11の第1減速機構16aと接続される第2減速機 18bと、第2減速機構18bがその上面片端に取り けられる第2アームとしてのアーム19bと、モ ータ15bと、モータ15bによって回転される、ア ーム19bのもう一方の端部に設けられた第1減 機構16bと、アーム19bを支え移動する、アー 19bの下面に取り付けられたキャスタ20bとを する。第1減速機構及び第2減速機構は、減速 機、ギアボックス、及び歯車等を組み合せ、 モータの回転を減速させる機構である。第2 速機構18bも第1減速機構16aと同じく垂直方向 軸として水平方向で回転する。モータ15a、 1減速機構16a、及び第2減速機構18bによりリ ク機構が構成される。

 上記ベース部11の第1減速機構16aがモータ1 5aにより回転され、これにより、第1減速機構 16aと接続している第2減速機構18bが回転する なお、第1減速機構16aと第2減速機構18bとは互 いの歯車が嵌合するよう構成される。第2減 機構18bが回転することでアーム19bが水平方 に回動する。リンク部12bもリンク部12aと同 に構成される。

 先端リンク部13は、第2減速機構18dと、第2 減速機構18dがその上面片端に取り付けられる 第1アームとしてのアーム19dと、モータ15dと モータ15dにより回転する第1減速機構16dと、 ーム19dの下面に取り付けられアーム19dを支 ・移動するキャスタ20dとを有する。この先 リンク部13は、第1減速機構16dに接続するク ンプ装置10を有している。

 そして、図7及び図8に示すように、台車31 に取り付けられたクランプバー33をクランプ 置10のクランプ部3が内側から外側に開くよ に回転してクランプすることで、台車31と ランプ装置10とが連結される。車輪32を有す 台車31は、クランプバー33を設けるのみで、 クランプ装置10が簡単に連結することができ 。

 本実施の形態においては、省スペースで ランプを行うことができるため、台車等の クランプ部に、丸棒を配置することで、台 形状、搬送物形状によらず、同機構で人と 存可能な移送用ロボットを実現することが きる。

 なお、本発明は上述した実施の形態のみ 限定されるものではなく、本発明の要旨を 脱しない範囲において種々の変更が可能で ることは勿論である。

 本発明は、台車等の搬送対象物を移送す ためのクランプ装置及び移送用ロボットに 用することができる。