用于把持圆筒形对象物的机器人手和机器人的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于把持并输送圆筒形的对象物的机器人手和具有该机器人手的机器人。
【背景技术】
[0002]以往，作为用于把持并输送圆筒状的对象物的把持装置，公知有各种把持装置。例如，在日本特开2004 — 345051号公报中，记载有一种把持装置，其包括:驱动用齿轮2 ;3个从动用齿轮3，其与驱动用齿轮2的外径侧相啮合并配置于在周向上3等分的位置；以及爪6，其自以各从动用齿轮的从动轴4为中心摆动的臂5起沿轴线方向延伸。
[0003]另外，在日本特开2011 - 083837号公报中，公开有一种利用3个以上的手爪14把持工件10的内周部或外周部并将工件10插入至工件夹头装置的夹头位置的机器人手，并且，记载有:该机器人手具有自由旋转机构，该自由旋转机构用于在由手爪14把持着的工件10在以轴心为中心的旋转方向上受到外力的情况下使工件10自由旋转。
[0004]并且，在日本特开2011 - 157200号公报中，记载有一种轮胎筛选装置，该轮胎筛选装置利用分别具有自由旋转的辊Rll?辊R13的把持臂24a?把持臂24c来把持轮胎的内缘部并使该轮胎旋转，从而读取该轮胎上的条形码。
[0005]在机器人手为借助能够旋转的手腕轴安装于机器人臂而旋转的构造时，若使该机器人手为一定角度以上，则有时与该手相连接的线缆卷入手腕轴或者对该线缆施加过度的外力。因此，对于手腕轴的旋转角度大多设有一定的限制。另外，在用于把持对象物的部件和用于使对象物旋转的部件相互独立的情况下，手腕轴的旋转角度范围并没有限制，但存在使装置整体大型化的倾向，从而在成本方面和操作性方面不利。
【发明内容】
[0006]因此，本发明的目的在于，提供具有使把持着的对象物旋转的功能并且不对与机器人手相连接的线缆等带来不良影响的、廉价且小型的机器人手和具有该机器人手的机器人。
[0007]为了实现上述目的，本发明的一技术方案提供一种机器人手，其具有把持圆筒形对象物的内周部或外周部并在把持着该对象物的状态下使圆筒形对象物绕其中心轴线旋转的功能，其中，该机器人手包括:手基部，其安装于机器人臂的顶端；N个指部，该N个指部以能够相对于上述手基部移动的方式安装于上述手基部，上述指部配置为分别与由上述指部把持着的圆筒形对象物的中心轴线平行地延伸并位于与上述中心轴线垂直的面内的、N边形的各顶点位置；第I驱动部，其使上述N个指部相对于上述手基部以上述N边形的外接圆成为以上述中心轴线为中心的同心圆的方式移动；N个第I辊，该N个第I辊分别安装于上述N个指部，上述第I辊分别构成为，能够绕与上述中心轴线平行的轴线旋转且通过上述指部的相对于上述手基部的移动而抵接于圆筒形对象物的内周部或外周部；以及第2驱动部，其用于驱动上述N个第I辊中的至少I个第I辊而使其旋转，N是3以上的自然数。
[0008]在优选实施方式中，上述N个指部以在I个第I驱动部的作用下同时移动等距离的方式构成。
[0009]在优选实施方式中，机器人手包括:N个直线运动部，该N个直线运动部构成为，分别安装于上述N个指部，能够在上述指部的延伸方向上直线运动；第3驱动部，其用于使上述直线运动部相对于安装有该直线运动部的指部进行直线运动;第2辊，其分别以能够绕沿着上述外接圆的径向形成的轴线旋转的方式安装于上述直线运动部；以及第3辊，其设置在上述N个指部的各自的、上述中心轴线方向上的比上述第2辊靠与上述手基部相反的一侧的部位上并具有与该第2辊的旋转中心轴线平行的旋转中心轴线。
[0010]在该情况下，优选的是，上述N个直线运动部借助能够在与上述中心轴线垂直的面内进行位移的连杆机构与I个支承体相连接，利用I个第3驱动部来使上述I个支承体进行直线运动。
[0011]另外，优选的是，通过力量控制来执行上述第2辊和上述第3辊对圆筒形对象物的约束，该力量控制基于上述第2辊和上述第3辊对对象物在与上述中心轴线方向平行的方向上产生的约束力的反馈检测。
[0012]并且，优选的是，上述第I驱动部、上述第2驱动部以及上述第3驱动部中的至少I个驱动部是伺服电机。
[0013]在优选实施方式中，通过力量控制来执行上述N个指部对圆筒形对象物的把持，该力量控制基于上述N个指部对对象物在上述外接圆的径向上产生的把持力的反馈检测。
[0014]并且,本发明的另一技术方案提供一种具有上述技术方案的机器人手的机器人。
[0015]通过参照附图来说明以下的优选实施方式，本发明的上述目的或其他目的、特征和优点会更加明确。
【附图说明】
[0016]图1是表示本申请发明的机器人手的第I实施方式的立体图。
[0017]图2是从斜下方观察到的图1的机器人手的立体图。
[0018]图3a是表示将图1的机器人手的指部插入到圆筒形对象物的内侧的状态的图。
[0019]图3b是表示使指部移动而把持对象物的内周部的状态的图。
[0020]图3c是表示利用第2辊和第3辊来保持对象物的轴向端部的状态的图。
[0021]图4a是示意性表示把持圆筒形对象物的内周部的形态的一个例子的图。
[0022]图4b是示意性表示把持圆筒形对象物的内周部的另一形态的一个例子的图。
[0023]图4c是示意性表示把持圆筒形对象物的外周部的形态的一个例子的图。
[0024]图5a是从下方观察到的图1的机器人手的图，是表示N个第2滑动件(指部)位于靠近手基部中央的位置的状态的图。
[0025]图5b是表示第2滑动件自手基部中央向径向外侧(呈放射状)移动的状态的图。
[0026]图5c是表示使第2滑动件自手基部中央进一步移动的状态的图。
[0027]图6是表示利用本发明的机器人手来把持、输送圆筒形对象物的步骤的流程图。
[0028]图7a是示意性表示与第2辊和第3辊有关的机构的图，是表示指部位于靠近手基部的中央的位置的状态的图。
[0029]图7b是表示指部自手基部的中央向径向外侧移动的状态的图。
[0030]图7c是表示第2辊向离开第3辊的方向直线运动的状态的图。
[0031]图8是表示本申请发明的机器人手的第2实施方式的立体图。
[0032]图9是从斜下方观察到的图8的机器人手的立体图。
[0033]图1Oa是表示将图8的机器人手的指部插入到圆筒形对象物的内侧的状态的图。
[0034]图1Ob是表示使指部移动而把持对象物的内周部的状态的图。
[0035]图1Oc是表示利用第2辊和第3辊来保持对象物的轴向端部的状态的图。
【具体实施方式】
[0036]图1是从斜上方观察到的本申请发明的第I实施方式的机器人手10的立体图，图2是从斜下方观察到的机器人手10的立体图。图1所示的机器人手10构成为，借助能够旋转的手腕轴16安装于多关节机器人12的机器人臂14的顶端并以把持着圆筒形对象物18的内周部的方式输送该对象物(参照图3a?图3c等)。详细而言，机器人手10具有:手基部20，其安装于机器人臂14 (的手腕轴16) ;N个(N为3以上的自然数)指部22，该N个指部22以能够相对于手基部20移动的方式连结于手基部20 ;第I驱动部24，其用于使N个指部22相对于手基部20移动；N个第I辊26，该N个第I辊26分别安装于N个指部22 ；以及第2驱动部28，其用于驱动N个第I辊26中的至少I个第I辊26而使其旋转。另夕卜，在第I实施方式和后述的第2实施方式中，说明的均是N为3时的情况。
[0037]N个指部22分别配置为，与由机器人手10把持着的状态(参照图3b、3c)下的圆筒形对象物18的中心轴线(在图示的例子中为大致上下方向)平行地延伸并位于与该中心轴线垂直的面内的、N边形(优选为正N边形)的各顶点位置。具体而言，在手基部20的下表面(靠手顶端侧的面)设有由自手基部20的大致中心呈放射状延伸的N个第I导轨30和能够在各第I导轨30上滑动的第I滑动件32构