工件搬运用工具的制作方法

本发明涉及工件搬运用工具。

背景技术：

作为固定于机器人的手腕前端且搬运工件的工具，已知有：在能够开合的两个以上的爪之间夹持工件的夹持型工具或者吸附工件的吸附型工具等(例如，参照专利文献1。)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2018－111174号公报

技术实现要素：

发明要解决的问题

有一种协作机器人，其具备检测作用于机器人的外力的传感器，并且具备若检测出外力则停止的安全功能。在这种协作机器人中，在利用上述工具支撑工件并搬运的情况下，有时通过协作机器人的动作而施加于工件的惯性力作为外力而被传感器误检测出，导致协作机器人停止。另外，在想要搬运的工件与外围设备接触的情况下，有时也通过协作机器人的动作而设想外的外力被传感器检测出，导致协作机器人停止。

若协作机器人由于外力的误检测等而频繁停止，则确认作业以及复原作业花费时间，并且工件的搬运作业的效率下降。从而，期望工件搬运用工具能够防止起因于工件而过大的外力作用于协作机器人，并且防止协作机器人的频繁的误停止。

用于解决问题的方案

本发明的一个方案是一种工件搬运用工具，所述工件搬运用工具具备：基座部，其安装于机器人的手腕的前端；工件保持部，其以能够装卸的方式保持工件；以及可动连接部，其在所述基座部以能够向释放作用于所述工件的外力的方向位移的方式连接所述工件保持部。

附图说明

图1是表示本发明的一个实施方式的工件搬运用工具的主视图。

图2是表示将图1的工件搬运用工具安装于机器人的状态的立体图。

图3是说明图1的工件搬运用工具的作用的主视图。

图4是表示图1的工件搬运用工具的第一变形例的立体图。

图5是说明图4的工件搬运用工具的作用的主视图。

图6是表示图1的工件搬运用工具的第二变形例的主视图。

图7是表示图1的工件搬运用工具的第三变形例的主视图。

图8是表示图1的工件搬运用工具的第四变形例的主视图。

附图标记说明：

1：工件搬运用工具

2：基座部

3：钩(工件保持部)

4：球面轴承(旋转支撑机构、可动连接部)

8：直线移动机构(可动连接部)

10：旋转支撑机构(可动连接部)

11：可动连接部

100：机器人

110：手腕

a：旋转轴线(轴线)

b：旋转轴线(竖直轴线)

f：外力

w：工件

具体实施方式

以下参照附图，对本发明的一个实施方式的工件搬运用工具1进行说明。

如图1所示，本实施方式的工件搬运用工具1具备：基座部2，其固定于机器人100的手腕110的前端；工件保持部3，其保持工件w；以及可动连接部4，其将工件保持部3以能够移动的方式与基座部2连接。

基座部2具备凸缘部5，所述凸缘部5与设置于手腕110的前端的安装凸缘111紧贴。在基座部2的凸缘部5设置有多个安装孔，所述多个安装孔使紧固于安装凸缘111的螺纹孔6的螺栓7贯穿。

在图示的例子中，工件保持部3是将工件w所具备的手柄w1钓挂而悬挂的钩。

可动连接部4利用球面轴承(旋转支撑机构)以能够旋转的方式连接基座部2与钩3。

具体而言，如图2所示，以手腕110的前端的安装凸缘111朝向下方的姿态配置了机器人100的各轴时，钩3配置于基座部2的下方。而且，在水平方向的外力作用于利用钩3悬挂的工件w时，钩3相对于基座部2围绕球面轴承4的中心点摆动。通过利用球面轴承4，能够针对所有水平方向的外力，使钩3相对于基座部2向由外力推压的方向摆动。

以下对如此构成的本实施方式的工件搬运用工具1的作用进行说明。

在利用本实施方式的工件搬运用工具1搬运工件w时，在以手腕110的前端的安装凸缘111朝向下方的姿态配置了机器人100的各轴的状态下，在钩3钓挂工件w的手柄w1而悬挂工件w。

在该状态下，通过使机器人100进行工作，能够将悬挂于钩3的状态的工件w搬运到不同的位置。

在该情况下，有时工件w的重量越大，即使机器人100的加速度较小，也会有较大的转矩作用于机器人100的各轴。

尤其，协作机器人等机器人100在各轴具备转矩传感器，有时具备在利用任一个转矩传感器检测出较大的转矩的情况下使动作停止的停止安全功能。

然而，只是为了搬运工件w而机器人100加速，机器人100就停止，则作业效率大大下降。

如图3所示，在本实施方式的工件搬运用工具1中，在沿水平方向搬运由钩3悬挂的工件w的情况下，由于工件w的惯性，外力(惯性力)f向与机器人100的加速方向相反的方向作用于工件w。在该情况下，根据本实施方式的工件搬运用工具1，利用由外力f产生的转矩t，钩3相对于基座部2围绕球面轴承4的中心点摆动。

即，通过在球面轴承4的位置相对于基座部2使钩3旋转，使得由工件w的惯性产生的转矩t被缓解，并且能够减小由各轴的转矩传感器检测出的转矩t。

由此，与未使用本实施方式的工件搬运用工具1的情况进行比较，具有如下优点：即使将机器人100的加速度设定较大，也能够防止由工件w的搬运动作中的停止安全功能引起的机器人100的误停止。

另外，在想要搬运的工件w与外围设备接触的情况下，也存在通过机器人100的动作而设想外的外力f被转矩传感器检测出的情况。在这种情况下，通过钩3通过作用于工件w的外力f而相对于基座部2在球面轴承4的位置摆动，能够减小由各轴的转矩传感器检测出的转矩t。

如此，根据本实施方式的工件搬运用工具1，具有如下优点：能够防止具有转矩传感器的机器人100中的由于外力f的误检测等引起的工作中的机器人100的频繁的停止，并且能够防止工件w的搬运作业的效率下降。

尤其，由于作为可动连接部而采用了球面轴承4，因此在沿水平方向的任一个方向搬运工件w的情况下，也能够缓解施加于各轴的转矩t。

并且，由于作为可动连接部而采用了球面轴承4，因此在机器人100停止之后，能够利用重力而将工件w配置于预定的定位位置。

还可以具备由弹簧等弹性体构成的施力单元(省略图示)，所述施力单元用于将钩3相对于所述基座部2强制于预定的定位位置。由此，能够使工件w更迅速地停止于定位位置。

此外，在本实施方式中，作为可动连接部，举例说明了球面轴承4，但取而代之，也可以采用万向接头(省略图示)。利用万向接头，也能够针对向水平方向的所有方向的外力f，缓解转矩t。

另外，如图4所示，作为可动连接部，也可以采用直线移动机构8，直线移动机构8沿相互交叉的水平两个方向，以能够相对于基座部2直线移动的方式支撑钩3。在本实施方式中，通过将一轴的直线移动机构8重叠两个，以能够沿正交的两个方向移动的方式构成滑块9。

一个直线移动机构8固定于基座部2的凸缘部5。

如图5所示，钩3固定于滑块9，凸缘部5固定于安装凸缘111。

根据该结构，由工件w的惯性产生的外力f，也通过使钩3沿该外力f的方向相对于基座部2直线移动而释放，使得外力f被缓解，并且能够减小由各轴的转矩传感器检测出的转矩t。利用直线移动机构8，也能够相对于向水平方向的所有方向的外力f，缓解转矩t。

在作为可动连接部而采用直线移动机构8的情况下，优选具备由弹簧等弹性体构成的施力单元(省略图示)，所述施力单元用于将钩3相对于基座部2强制于预定的定位位置。由此，在机器人100停止的状态下，能够使钩3停止于两个直线移动机构8的动作范围的中央附近。

另外，作为可动连接部，举例说明了在沿水平方向的所有方向搬运工件w的情况下也能够应对的可动连接部。取而代之，在预先知道水平方向上的移动方向的情况下，也可以采用只在该移动方向上能够缓解外力f的可动连接部。

例如，如图6所示，也可以采用只由水平一个方向的直线移动机构8构成的可动连接部。在该情况下，通过在搬运工件w之前，使基座部2围绕机器人100的安装凸缘111的旋转轴线旋转，从而使直线移动机构8的移动方向与工件w的动作方向一致即可。

另外，如图7所示，作为可动连接部，也可以采用旋转支撑机构10，旋转支撑机构10以能够围绕水平的单一的旋转轴线(轴线)a摆动的方式支撑钩3。在该情况下，也通过在搬运工件w之前，使基座部2围绕机器人100的安装凸缘111的旋转轴线旋转，从而使可动连接部10的旋转轴线a一致于与工件w的动作方向正交的方向即可。

另外，如图8所示，作为可动连接部11，也可以是如下机构：以相对于基座部2围绕安装凸缘111的旋转轴线(竖直轴线)b旋转的方式支撑钩3。例如，通过利用轴承，使得钩3以能够相对于基座部2围绕旋转轴线b容易旋转的方式被支撑。

在此，钩3被设计成如下形状：由钩3悬挂的工件w的重心位置相对于旋转轴线b沿水平方向隔开距离d而配置。即，钩3具备以u字形弯曲的内表面，配置于悬挂位置时的内表面的弯曲的最低点，相对于旋转轴线b沿水平方向隔开距离而配置。

例如，若工件w的手柄w1配置于工件w的重心的竖直上方，则在悬挂于钩3时，工件w的手柄w1按照内表面的弯曲而朝向钩3的最低点移动。由此，在钩3悬挂了工件w的状态下，工件w的重心配置于从旋转轴线b沿水平方向分离距离d的位置。

在该情况下，也优选具备由弹簧等弹性体构成的施力单元，所述施力单元用于将钩3相对于基座部2强制于围绕旋转轴线b的预定的定位位置。由此，在机器人100已停止的状态下，能够使钩3相对于旋转轴线b静止在预定的旋转角度位置。

而且，在搬运工件w时，在搬运工件w之前，预先使安装凸缘111向钩3的最低点偏移的方向旋转，钩3的最低点向与搬运方向正交的方向偏移。由此，当通过机器人100的移动而使外力f作用于工件w时，能够使钩3围绕旋转轴线b旋转而缓解外力f。

另外，在本实施方式中，作为以能够装卸的方式保持工件w的工件保持部，举例说明了悬挂工件w的钩3。取而代之，作为工件保持部3也可以采用夹持工件w的手或者吸附工件w的吸附装置。