[發明專利]機械手以及機器人

有效

• 申請號: 201210140294.9
• 申請日: 2012-05-08
• 公開（公告）號: CN102773865A
• 公開（公告）日: 2012-11-14
• 發明（設計）人: 后藤純伸;村上憲二郎;吉村和人
• 申請（專利權）人: 精工愛普生株式會社
• 主分類號: B25J15/10
• 分類號: B25J15/10;B25J19/02;B25J13/08
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 李洋;王軼

技術領域

本發明涉及使用多根手指把持對象物的機械手以及機器人。

背景技術

在制造現場的焊接、涂裝工序中，廣泛地使用機器人。并且，開發了具有使用多根手指把持對象物的能力的機械手，在搬運、組裝各種部件等工序中，也使用機器人。

在此，機械手需要以適當的力把持對象物，以避免損傷想要把持的對象物。并且，從提高制造現場的生產率的觀點來看，希望能夠盡可能迅速地移動手指來把持對象物。

因此，以同時滿足此類要求作為目的，提出了如下技術（專利文獻1）。首先，通過進行位置控制使機械手的手指靠近對象物正前方的目標位置。接下來，通過在使把持力不超過規定值的狀態下進行位置控制（帶外力限制的位置控制），來使機械手的手指與對象物接觸。之后，提出了通過進行力控制而以適當的力把持對象物的技術。在該提案的技術中，在通過進行位置控制而使機械手的手指迅速地靠近對象物之后，能夠通過進行力控制而以適當的力把持對象物。并且，通過進行帶外力限制的位置控制，能夠順暢地進行在機械手的手指靠近對象物后、與對象物接觸，且隨后成為以適當的力把持對象物的狀態為止這一連串的變化。

專利文獻1：日本特開2009－066685號公報

但是，在上述專利文獻1所記載的技術中，需要在與對象物接觸的全部手指設置接觸傳感器。并且，在機械手的手指與對象物接觸之前的階段，必須將控制方法從位置控制切換至帶外力限制的位置控制，之后進一步切換至力控制。因此，存在機械手（或者機器人）的結構、控制變得復雜這一問題。

發明內容

本發明是為了解決現有技術所具有的上述課題的至少一部分而完成的，其目的在于提供結構、控制簡單并且能夠迅速地以適當的力把持對象物的機械手以及機器人。

為了解決上述課題的至少一部分，本發明的機械手采用以下結構。即，機械手具備多根手指和設置有上述多根手指的基臺，并使用上述多根手指把持對象物，該機械手的特征在于，具備：合成反作用力檢測機構，其檢測將上述基臺從上述多根手指承受的反作用力所合成的合成反作用力；和手指驅動機構，其使上述多根手指靠近或者遠離上述對象物，上述多根手指中包含接觸檢測指，該接觸檢測指用于檢測與上述對象物的接觸情況，在未檢測到上述合成反作用力且上述接觸檢測指未檢測到與上述對象物進行接觸的條件下，上述手指驅動機構使上述多根手指朝向上述對象物移動，當上述接觸檢測指檢測到與上述對象物進行接觸時，上述手指驅動機構將驅動上述多根手指的力切換為與上述對象物的把持力相當的力，在檢測到上述合成反作用力而上述接觸檢測指未檢測到與上述對象物進行接觸的情況下，上述手指驅動機構中止對上述多根手指的驅動，而朝檢測不到上述合成反作用力的方向改變上述基臺的位置，并且使上述多根手指朝向上述對象物移動。

在具有這樣的結構的本發明的機械手中，在多根手指中設置有與對象物接觸并檢測接觸的接觸檢測指。接觸檢測指在通常情況下比接觸檢測指以外的手指先與對象物接觸。并且，當多根手指中的任意手指與對象物接觸時，其反作用力傳遞至基臺并作為合成反作用力被檢測。進而，在未檢測到合成反作用力的條件下，使多根手指朝向對象物移動。此時，能夠驅動手指以使其靠近例如將對象物設定為基準的目標位置。在接觸檢測指與對象物接觸之后，將驅動多根手指的力切換為與對象物的把持力相當的力。在此，所謂“與對象物的把持力相當的力”是指，在利用該力驅動手指后，手指以把持力的大小的力被按壓于對象物的力。并且，在接觸檢測指未與對象物接觸卻檢測到合成反作用力的情況下，中止對多根手指的驅動，朝檢測不到合成反作用力的方向改變基臺的位置，使多根手指朝向對象物移動。

這樣，只要在接觸檢測指與對象物接觸之前的期間使多根手指朝向對象物移動即可，因此，能夠迅速地驅動手指。并且，通過在接觸檢測指與對象物接觸之后切換驅動多根手指的力的大小，能夠以適當的把持力把持對象物。此外，使多根手指靠近或者遠離對象物即可，因此，能夠利用簡單的機構驅動手指，并能夠簡化機械手的結構。并且，由于只是在接觸檢測指與對象物接觸之后切換手指的驅動方法，因此，也能夠簡化對機械手的控制。除此之外，在因機械手的基臺與對象物的相對位置關系偏離而導致接觸檢測指之外的手指比接觸檢測指更早與對象物接觸的情況下，由于接觸檢測指未與對象物接觸卻檢測到合成反作用力，因此，還能夠檢測到機械手的基臺與對象物之間的位置偏離的情況，并修正基臺的位置。其結果是，可實現結構、控制簡單，并且即使產生與對象物之間的位置偏離也能夠修正該位置偏離來準確地進行把持的機械手。