特許 7173643 多機能ロングアームのグリッピング機構

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-11-08

(45)【発行日】2022-11-16

(54)【発明の名称】多機能ロングアームのグリッピング機構

(51)【国際特許分類】

   B25J 15/00 20060101AFI20221109BHJP

【ＦＩ】

B25J15/00 C

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2021534827

(86)(22)【出願日】2019-09-03

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2021-12-16

(86)【国際出願番号】 EP2019073471

(87)【国際公開番号】W WO2020048985

(87)【国際公開日】2020-03-12

【審査請求日】2021-02-19

(31)【優先権主張番号】102018006991.6

(32)【優先日】2018-09-04

(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE

(73)【特許権者】

【識別番号】521074461

【氏名又は名称】キミヤ・ゲゼルシャフト・ミット・ベシュレンクテル・ハフツング

【氏名又は名称原語表記】ＫＩＭＩＹＡ ＧｍｂＨ

(74)【代理人】

【識別番号】100145403

【弁理士】

【氏名又は名称】山尾 憲人

(74)【代理人】

【識別番号】100131808

【弁理士】

【氏名又は名称】柳橋 泰雄

(72)【発明者】

【氏名】モハマド・モフセン・サーダット

(72)【発明者】

【氏名】インゴ・ユルゲンス

【審査官】杉山 悟史

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２０１６／０３３９５９０（ＵＳ，Ａ１）

【文献】独国特許出願公開第１０２０１６０１０１９０（ＤＥ，Ａ１）

【文献】独国特許出願公開第１０２０１６２２０６４３（ＤＥ，Ａ１）

【文献】中国特許出願公開第１０６００３１１２（ＣＮ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１７／０１５１６７８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】独国特許出願公開第１０２００９０１５９７７（ＤＥ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２５Ｊ １／００ ～ ２１／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

１つのアームと、少なくとも一つの可動グリッパフィンガであって別の固定又は可動式のグリッパフィンガと協働する可動グリッパフィンガとを備える、ロボット、機械、及び取扱装置のためのグリッピング機構であって、
前記グリッピング機構のケーシングは、
サンドイッチ構造の細長い多層階のタワーであり、
２つの固定されたケージプレート（２ａ、３ａ）を備えた、グリッパフランジ（１ａ）上に設けられた少なくとも２つのケージ（Ｉ，ＩＩ）から構成されており、
前記２つの固定されたケージプレート（２ａ，３ａ）の相互の距離がロッド（１２）、スポーク、ロープ、及び／又はワイヤで維持されるようになっており、
前記可動グリッパフィンガは、格納された状態で、前記ケージ内部に配置され、あるいは前記タワーの側部に沿って且つ前記側部に近接するように配置されており、
前記可動グリッパフィンガは、作業を行う目的で側方に移動して格納された状態から離れ、作業終了後、格納された状態に戻るために前記タワーに向けて移動する、ことを特徴とするグリッピング機構。

【請求項2】

前記少なくとも２つのケージ（Ｉ，ＩＩ）は、
前記グリッパフランジ（１ａ）とその上に平行に配置された第１のケージプレート（２ａ）とともに、少なくともそれらの間に設けられた前記ロッド（１２）部分からなる第１のケージ（Ｉ）、および、
前記第１のケージプレート（２ａ）とその上に平行に配置された第２のケージプレート（３ａ）とともに、少なくともそれらの間に設けられた前記ロッド（１２）部分からなる第２のケージ（ＩＩ）、
を備えることを特徴とする、請求項１に記載のグリッピング機構。

【請求項3】

アクチュエータ （１０ａ）などの能動的及び／又は受動的機械要素、スクリュードライブ、空気圧シリンダ、油圧シリンダなどの圧力発生要素、チューブ、及びロッドが、ケージプレート（１，２）の間にクランプされていることを特徴とする、請求項１に記載のグリッピング機構。

【請求項4】

切り欠き（２３）が前記ケージプレート（２ａ，３ａ）にあり、
フィンガの可動要素、吸引部、磁気ヘッド、及び／又は他の機構が、格納時に、前記切り欠き（２３）を通って戻ることを特徴とする、請求項１に記載のグリッピング機構。

【請求項5】

ジョイントのための締結部が、前記グリッピング機構の可動構成要素の取り付けのため、前記ケージプレート（２ａ，３ａ）の中心の近くに配置されていることを特徴とする、請求項１に記載のグリッピング機構。

【請求項6】

前記固定されたケージプレート（２ａ）の高さが調整可能であることを特徴とする、請求項１に記載のグリッピング機構。

【請求項7】

少なくとも１つのケージプレート（５ｂ）がガイドロッド（１２）上を軸方向にスライディング移動可能であることを特徴とする、請求項１に記載のグリッピング機構。

【請求項8】

少なくとも２つの可動式ケージプレート（５ｄ，６ｂ）から構成された少なくとも１つのケージが、ガイドロッド（１２）上を軸方向にスライディング可能であることを特徴とする、請求項１に記載のグリッピング機構。

【請求項9】

可動式ケージプレート又は可動式ケージは、グリッパフィンガ、吸引部、磁気アーム、又は他の機構のための駆動部として用いられることを特徴とする、請求項７又は８に記載のグリッピング機構。

【請求項10】

軸方向に移動可能なリング（５０）、軸方向に移動可能なケージプレート（５ｃ，６ａ）、又はスライド式のケージは、少なくとも２つの機構の動作のための同期要素として用いられることを特徴とする、請求項７又は８に記載のグリッピング機構。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書に記載の発明は、別の固定グリッパフィンガ又は可動グリッパフィンガと協働する少なくとも１つの可動グリッピングフィンガを備えた、ロボット、機械、及び取扱装置のための多機能ロングアームのグリッピング機構である。

【背景技術】

【0002】

格納状態で、グリッパは、細長い形状の円筒形又は多角形の本体を形成する。本体は、数メートルにも達する全長に亘って、円筒空間に深く入り、対象又はワークピースを１つずつ又は一緒に把持し、それらをＡ地点からＢ地点に運び、その後、それらを１つずつ又は一緒に目的の場所に置く。そのため、グリッパは、ボックスの壁に接することなく、ボックスの角に深く進出して把持したり、部品を取り除いたり、配置することができる。この多機能設計により、グリッパは、複数のフィンガ、吸引部、又は磁気ヘッド機構を備えており、複数の作業を同時に又は順番に遂行する。

【0003】

数々のユニバーサル式グリッピング機構が市場で入手できる。また、特定の目的のための複数のグリッピング機構も存在する。しかし、例えば製造中、輸送中又は保管中に、製品を産業プロセスから深いボックス内に密集した状態（並列状態又は重ねた状態）で配置したり、それらの製品を後にそれらの場所から取り出す必要がある状況にあって、それらの機構は、そのケーシングやフィンガが隣接する部品又はボックスの壁に接する可能性があることから、不適当あるいはあまり適当ではない。

【0004】

ドイツ公開特許１０２０１６２２０６４３号は、少なくとも１つの径方向に移動できるグリッパ上部ジョー（１０）、及び補助吸引要素（１３）を備えたグリッパベースボディ（２）を有する、同じ製品群のロボットグリッパ（１）を示す。そのグリッパは、高さを調整できるチューブ状のカラム（１７）の端部に取り付けられている中央吸引要素に特徴がある。駆動部（１４，１５）は、プレートに取り付けられている。このプレートは、３つの横方向に配置された角棒によりベースボディ（２）に据え付けられて、ケージを形成している。このケージ内において、ガイドロッド（詳細には記載されていない）が設けられている。ガイドロッドの上をプレートが上下にスライドし、グリッピングアームの駆動部として作用する。このロボットグリッパは、幅の狭い接続要素（詳細には記載されていない）によりグリッパフランジ（３）に固定されている。

【0005】

保持された物を含めたロボットグリッパの全体重量、曲げモーメント及びねじりモーメントが、グリッパベースボディ（２）とグリッパフランジ（３）の間の幅の狭い接続要素（詳細には記載されていない）に作用する。また、あらゆる位置において、３つのグリッパアーム（９．１，９．２，及び９．３）は、極めて小さなものを扱っているときであっても、外側に向かって径方向に突出しており、常にケージ状の構造を遥かに超える大きな直径を保つ。

【0006】

中国公開特許１０６００３１１２号は、大きなグリッパ範囲を備えるグリッピング機構を記載している。この文献において用いられているリンク機構は、中央スライドロッド（１）を有するはさみリンクと二等辺中心スライダクランク機構のような機構に基づいている。中央スライドロッド（１）は、その機構のフレームとして作用し、フランジに接続されている。この単一の非常に弱い接続により、大きなグリッパの荷重運搬容量は、曲げモーメントとねじりモーメントに関して、大きく制限される。

【0007】

米国公開特許２０１７／０１５１６７８号は、大きな構造を備える中実材料からなり、互いに重ねて設けられた３つの部品の端部に４つまでのグリッパフィンガを備えたグリッピング機構を記載している。このグリッピング機構は、機械に対する取り付け部としてシャフトをベースにしており、グリッパの先端に向かって次第に広くかつ重くなっている。この設計は、非常に長くて硬いねじりに対し強固なグリッパ機構にとっては全く不適当である。

【0008】

ドイツ公開特許１０２００９０１５９７７号は、３つのフレキシブルロッドから構成されたロボットアームを記載している。このロボットアームは、長手方向に、フレキシブルロッドの相互の距離を保つために用いられる三角形状のロッドを多層状に備える。個々のフレキシブルロッドの長さを小さくすることにより、グリッパフランジは、フレキシブルロッドの頂部におけるグリッパと共に、空間内で曲げられた表面上で傾けられる。このロボットアームはねじりに対し非常に弱い。

【発明の概要】

【0009】

以下に記載している本発明の目的は、非常に長いアームと大きなグリッピングレンジを有し、格納状態では非常に細長く且つ幅の狭い状態に収まり、同時に高い剛性とねじり強度を有する多機能グリッパ機構を設計するという課題を達成することである。

【0010】

本発明は、独立請求項に記載されている特徴により、この課題を解決する。

【0011】

従属請求項は、本発明の有利な実施形態を示す。

【0012】

本発明の基礎となるグリッパ機構は、ロボット、機械、及び取扱装置のためのもので、アームと、別の固定又は可動式グリッパフィンガと協働する、（非常に長い）少なくとも１つの可動グリッパフィンガに特徴がある。グリッピング機構のケーシングは、２つの固定されたケージプレートを備えた、グリッパフランジの上方に配置された少なくとも２つのケージ（Ｉ，ＩＩ）からなる（特に細長い）多層式タワー状に構成されており、２つの固定ケージプレートを有し、それら２つの固定ケージプレートの相互の距離は、ロッド、スポーク、ロープ、及び／又はワイヤで維持されるようになっている。格納された状態で、アクチュエータと、グリッパの（特に好ましくは）すべての可動部品とは、好ましくは、少なくとも大部分が、又はほとんどすべてが、若しくはすべてがケージ内に配置される。

【0013】

ここで、アーム、すなわちグリッパ機構のロングアームは、特に細長いタワー形状のケーシングを有する。すなわち、アームは、ケーシングとして、少なくとも一部が又は全体が使用可能となる。タワーは、好ましくは、グリッパタワーとも呼ばれる。

【0014】

本願における「細長い」タワーという用語は、少なくとも１つの意図した状態において、２：１を越える、特に３：１より大きい、又は３：１に等しい、さらに４：１に達する、又は４：１を越える、長手方向の最大寸法と直径の関係を有するタワー状の構造を意味する。２．５：１を越える関係が特に好ましい。

【0015】

すべての可動部品又はアクチュエータは、少なくとも一つの意図された利用可能な状態において、それらの５０％、好ましくは６０％、さらに好ましくは７０％又は８０％がケージ内に配置されているとき、大部分がケージ内にあるとみなされる。また、すべての可動部品又はアクチュエータの９０％、特に９５％を越える、又はほぼ１００％若しくは１００％に等しい部分がケージ内に配置されることが可能であり又望ましい。

【0016】

本願の発明において、部品又はアクチュエータは、ケージの要素により形成された、（出来る限り狭い）円筒、楕円形、多角形のケージ空間内にあるとき、特に、ケージ内にあるとみなされる。

【0017】

最も簡単な実施形態では、本発明のグリッピング機構は、グリッパタワーと呼ばれる細長いタワーの形をした、ケーシングとしてのロングアームに特徴があり、このグリッパタワーは、少なくとも１つのフランジ、及びフランジの上方に設けられたケージプレートと呼ばれる２つの水平面から構成されており、ケージプレートは、フランジと共に組み合わされて該フランジとともに、曲げとねじりに対し強固なケージを形成する。ケージプレートの番号は、フランジプレートに続く第１のケージプレートから始まる。一方の端部における複数のロッド、スポーク、ロープ、及びワイヤが、フランジプレートに据え付けられている。他方の端部が、所定の距離をあけてフランジプレートと平行に配置されている第２のプレートに取り付けられている。第２のプレート及び（平行又は相互に交差する）中間ロッド、スポーク、ロープ、又はワイヤと共に、フランジプレートは、軽量で且つ曲げとねじりに対し強固なケージ、すなわちフランジケージを形成する。フランジケージの円筒空間は、主に、アクチュエータ、機構、他の要素と部品、電子モジュール、及びグリッパの制御部の収容を目的とする。また、フランジケージは、アームの延長部として用いられ得る。

【0018】

アームに対して、エネルギー、材料、および信号を供給するためのインターフェースが、フランジプレート、好ましくは円形フランジの外縁に、又はフランジプレートの近傍に、若しくはフランジプレートを横切って、プラグと連結部の形で設けられている。

【0019】

アクチュエータ、電気モータ、空気圧シリンダ、及び他の駆動部品又は他の機械要素のボディすなわちハウジングは、それぞれ、ケージプレートの間の１つ又は複数のケージに据え付けられている。一方、ケージプレートは、グリッパタワー、したがってグリッパアーム全体を補強する。２つの種類、すなわち移動式と固定のケージプレートとケージが設けられている。両方のケージの種類とも、ケージプレートとケージロッドを備える。移動式のものも固定のものもケージプレートは、ロッド相互の距離を保つように用いられており、曲げに対してロッドを保護するとともに、よじれとねじれに対してロッドを補強する。

【0020】

ケージプレートは、ロッド、スポークなどにより、一方側又は両側に固定され得る。ケージプレートの間にある機械要素及びアクチュエータは、ロッド、スポーク、ロープ、ワイヤ、又は糸を伸ばすため、所定の圧力を受け得る。

【0021】

もしくは、個々のケージのケージプレートの間には、ロッド又はチューブが、好ましくは細分化されて配置され、外側のロッド、ワイヤ、ロープ、又は糸に予め応力を与えるため、ねじ接続部により互いに離れるように付勢される。

【0022】

ケージのロッドはまた、通常、可動式ケージプレートと固定されているケージロッドとの間の直動関節、及び固定されているケージプレートと可動式ケージロッドとの間の直動関節のガイドロッドとして用いられる。可動式ケージロッドはまた、固定されているケージプレートを貫通し、後者とともに直動関節を形成する。すべてのロッドは、チューブ状すなわち円筒状に形成してもよい。

【0023】

固定されているか移動可能であるかに拘わらず、すべてのケージプレートは、ジョイント用に締結部を備えてもよい。これは、アクチュエータが、固定式の構成又は可動式の構成のケージプレートに取り付けられ得ることを示す。これはまた、多機能グリッパ機構と繋がる他の機構のジョイントに対して有効である。移動可能なケージは、その全体あるいは部分が、個々又はグループのフィンガ機構又は他の機構に対して、駆動部又は駆動要素として用いられ得る。

【0024】

ケージプレートは、径方向の切り欠きを備え、ハニカム構造で、軽量な設計の円形又は多角形である。固定されているガイドロッドとガイドロッドを通過させるための摩擦ベアリングを保持又は固定するために必要な最少の材料が使用される。外部輪郭は、あらゆる幾何学的形状、円形又は多角形であってもよい。グリッパタワーと個々のケージの中央は、供給ライン、フィンガ機構、又は他の機構をその位置に配置できるように、ロッド又はスポークが存在しない。ロッドとスポークは、好ましくは、グリッパタワーの外側の縁から内側領域に向けて径方向に配置されている。

【0025】

用途と要求にしたがって、軽量でありながら曲げとねじりに対し強固な任意の長さの細長いタワーは、多機能グリッピング機構のための円筒アームとフレームを形成するように、任意の数のケージを重ねて配置することにより構成されている。個々のケージプレートの外周は、フランジプレートからの距離が増加するにしたがって、好ましくは円錐状に減少する。格納された状態で、この設計のグリッピング機構は、ワークピースのボックスの角又は円筒空間に向けて深く入り、部品を保持して、作業を行い、再び離れるように、グリッパタワー内にアクチュエータを完全に含むグリッパフィンガ、吸引ヘッド、磁気ヘッド、及び他の機構を収容できる。

【0026】

力又はモーメントを生じるアクチュエータ、及び他の重い部品は、第１のケージ内にフランジに近接して収容される。リンク又はクランクのような力を伝える、又はガイド作業を行う機構の部品は、通常、フランジから離れてケージ内にあり、可動式又は固定のケージプレートに取り付けられて、又は繋がっており、ロッド、ワイヤ、ロープ、及び糸の間の空間からグリッパタワーの外側に向けて、その機能および作業を遂行する。

【0027】

可動式ケージプレートとケージ全体の作動、あるいはガイドロッド上を一方向にガイドされるリングの駆動若しくは同期リングの作動は、フランジケージ又は他のケージの内側に据え付けられているアクチュエータにより、すなわちシャフト、ロッド、ロープ、スピンドル、鎖、ベルト、糸、ばね、空気圧ばね、及び同様の駆動要素により機械的に行われる。このシャフト、ロッド、ロープ、スピンドル、鎖、ベルト、糸、ばね、空気圧ばね、及び同様の駆動要素は、必要であれば、中間ケージプレートの穴を通過する。

【0028】

グリッパ（Ａ）の長手方向の軸に沿って、平行ロッド又はワイヤ上を移動可能なケージプレート又はリングの軸移動又はらせん移動は、グリッパ機能及び他の可動部品に関する機構の作動及び／又は同期に用いられる。

【0029】

用途に応じて１つ又は複数の機構が、対応して設計されているグリッパタワーの周りで異なる高さに配置され、異なる作業を交互又は同時に行うため、個々又はグループで作動させる。こうした機構は、単純な４リンクの運動学的な鎖から構成されるものから、複数の駆動部と出力リンクを備える多リンクの運動学的な鎖から構成されるものまであり得る。

【0030】

例えば、待機モードにおける格納された状態で、３つの吸引機構を備えて、内側又は外側から物体を保持して、且つ取り扱う３つの同期作動フィンガ機構を備える構造を設計することができる。部品のすべてのレイヤが必要な領域に配置されると、フィンガ機構がグリッパタワーに完全に戻り、３つの吸引機構が作動する。それらは、移動してボール紙のレイヤを吸引し、それを中間レイヤとして部品の頂部に配置する。

【0031】

別の例として、グリッパは、第１の部品を保持するための所定のグループの３つのフィンガ機構を用いて、ロボットにより（完全に異なる）第２の部品又は中間レイヤに向けて移動し、対応する物品は、フィンガ機構の第２のグループにより保持される、又は吸引機構により吸引される。その後、両物品が、共に、又は次々に目的位置に配置される。

【0032】

グリッパに大きな横方向の力やねじれが作用する用途やグリッピング機構の完全な密封が要求される用途においては、格納された状態で、対応して設計されたグリッピング機構が、チューブに挿入される。このチューブは、フランジプレートの外径程度の外径を有する。チューブは、フランジプレートの段部に接し正しい方向に取り付けられる。外部チューブジャケットは、グリッパフィンガ、吸引カップ、磁気ヘッド、及び他の機構が通過する位置に設けられた窓、切り欠き、及びスロットを備えている。好ましくは円錐形状の蓋は、チューブの開口前面をロックして、段部又は円錐により、最後のケージプレートを横方向から適切な位置で支える。この構成は、曲げとねじりに対し安定であるため、水平にして用いることも可能である。弾性コーティングは、エンベロープとして作用して、先端からフランジに向けてチューブ全体を覆い、耐水性及び気体と化学薬品に対する密閉性を保証するため、機構を掴むロングアームはまたこの種の用途に適している。

【図面の簡単な説明】

【0033】

【図1】円形フランジプレート、平行に据え付けられている第２の円形ケージプレート、及び駆動ユニットとして２つのプレートの間に固定されているアクチュエータから構成されて、ケージプレートに平行に据え付けられている垂直ロッド、及び斜めに伸びるワイヤ、スポーク、ロープ、又は糸から生じる圧力を受けるフランジケージの概略図。

【図2】円形フランジプレート、２つの三角形状に固定されているケージプレート、及び３つの横切るガイドロッドから構成されたグリッパタワーとしてのロングアームグリッピング機構のフレーム。フランジケージ（Ｉ）は、アクチュエータを収容する。このアクチュエータの駆動ロッド又はシャフトは、第２のケージ（ＩＩ）にある。

【図3】円形フランジプレート、及び２つの三角形状ケージから構成されたグリッパタワーとしてのロングアームグリッピング機構のフレーム。アクチュエータは、フランジに隣接している固定されているケージプレートに取り付けられている。

【図4】円形フランジプレート、及び４つの三角形状ケージから構成されたグリッパタワーとしてのロングアームグリッピング機構のフレーム。この三角形状ケージの内の２つは固定されている。また、別の２つの三角形状ケージはガイドロッド上を移動できる。アクチュエータは、第２のケージプレートにしっかりと据え付けられており、その横方向に伸びた駆動ロッド、すなわち駆動シャフトにより、第１のケージプレートと第３のケージプレートを互いに繋いで、第１のケージプレートと第３のケージプレートを移動させる。

【図5】円形フランジプレート、及び４つのガイドロッドを備える２つの四角形状ケージから構成されたグリッパタワーとしてのロングアームグリッピング機構のフレーム。アクチュエータは、フランジに隣接している固定されているケージプレートに取り付けられている。

【図6】円形フランジプレート、及び４つのダブルロッドを備える２つの四角形状ケージから構成されたグリッパタワーとしてのロングアームグリッピング機構のフレーム。アクチュエータは、フランジ及び第１のケージプレートと共に、非常に安定したフランジケージを形成する。

【図7】円形フランジプレートと２つの三角形状ケージから構成されて、半径方向に配置されている３つのダブルロッドを備えるグリッパタワーとしてのロングアームグリッピング機構のフレーム。アクチュエータは、フランジに隣接している固定されたケージプレートに取り付けられている。

【図8】円形フランジプレートと３つの三角形状ケージから構成されて、半径方向に配置されている３つの三角形状ダブルロッドを備えるグリッパタワーとしてのロングアームグリッピング機構のフレーム。アクチュエータは、第１のケージプレートと共に、フランジケージを形成する。駆動ロッド、すなわちアクチュエータのシャフトは、中央ケージプレートに作用する。この中央ケージプレートは、ガイドロッドの線形ベアリング上を動いて、軸方向に移動できる。

【図9】円形フランジプレート、三つ葉状に配置されているダブルコーナーを有する２つの固定されているケージプレート、及び６つの横に伸びたガイドロッドから構成されたグリッパタワーとしてのロングアームグリッピング機構のフレーム。フランジケージは、アクチュエータを収容する。このアクチュエータの駆動ロッド又は駆動シャフトは、第２のケージにある。

【図10】５つのケージと６つのガイドロッドを備えるグリッパタワーとしてのロングアームグリッピング機構のフレーム。ケージプレートの設計は、目的に応じて異なる。ガイドロッドは、想定されるシリンダ上のほぼ等しい距離に配置されている。２つの軸方向に移動できるケージプレートは、互いに対する距離の調整ができるように、アクチュエータにより互いに繋げられている。この可動式ケージプレートの上部は、グリッパフランジに対してより接近して、フランジケースに収容されている主要なアクチュエータに接続している。

【図11】図１０に示す、半分開いた状態の１つのフィンガ機構を備えるグリッパタワーの側面図。このフィンガ機構は、直動関節として、グリッパフィンガ、クランク、２つのリンク、及び２つの可動式ケージプレートから構成されている軸方向に移動できるケージから構成されている。

【図12】閉じた状態の１つのフィンガ機構、及び、吸引アームと称される、伸びた状態の吸引機構を備えるロングアームグリッピング機構の変形例の側面図。

【図13】図１２に記載されている、開いた状態の１つのフィンガ機構、及び格納された状態の吸引機構を備えるロングアームグリッピング機構の変形例の側面図。

【図14】部品を保持するための３つのフィンガ機構、及び紙、ボール紙、又は同様の物体のような平面要素の吸引のための３つの吸引アームを備えるロングアームグリッピング機構の斜視図。格納された状態で、全体で６つのグリッピング、吸引機構、及び４つのアクチュエータに特徴がある多機能ロングアームグリッピング機構は、非常に小型且つ細長い円筒本体を構成する。

【図15】３つの閉じたフィンガ機構と３つの伸びた吸引アームを備えた、本発明に係るロングアームグリッピング機構の変形例の斜視図。

【図16】３つの開いたフィンガ機構と３つの格納された吸引アームを備えた、本発明に係るロングアームグリッピング機構の斜視図。

【図17】異なる作業を目的として、それぞれ３つのフィンガ機構から構成された２つのグループからなる６つのグリッパフィンガを備えた、本発明に係るロングアームグリッピング機構の別の変形例の斜視図。３つの閉じたフィンガ機構は、グリッパフィンガを平行且つ直線な運動で移動させる。一方、他の３つの閉じたフィンガ機構は、個々のグリッパフィンガ、又は連結器のカーブに同期しているグリッパフィンガを移動させる。

【図18】本発明に係る、図１７に記載のロングアームグリッピング機構の変形例。平行且つ直線的にガイドされるグループが格納された状態である。一方、第２のグループのフィンガ機構は開いている。

【図19】開いた状態の６つのフィンガ機構を備えた、本発明に係るロングアームグリッピング機構の変形例。

【図20】６つのフィンガ機構を備えた、本発明に係るロングアームグリッピング機構の変形例。第１のグループの３つのフィンガ機構は、内側から部品を保持するように格納されている。一方、３つのそれぞれ駆動される第２のグループのフィンガ機構は、曲げ弾性力のある同一の部品を外側から保持するように、又は本明細書に示すように、内側若しくは外側から別の部品を保持するように伸びている。

【図21】６つのフィンガ機構を備えた、本発明に係るロングアームグリッピング機構の変形例。第１のグループの３つのフィンガ機構は、外側から円形部品を保持する。一方、他の３つのフィンガ機構は、同時又は交互に、内側から別の物体を保持する。

【図22】円形フランジプレート、５つの三つ葉状ケージプレート、及びフランジから最後のケージプレートに向かって横切る３つの二重構成の６つのガイドロッドから構成されている、多機能ロングアームグリッピング機構の別の変形例に対するフレームとしてのグリッパタワー。フランジから見ると、第１と第４のケージプレートは、３つの追加ロッドにより、可動式ケージに相互に接続している。このケージは、線形ベアリングにより、ガイドロッド上を動いて、軸方向にスライド可能であり、グリッパの複数の機構に対する駆動部として用いられる。第３のケージプレートは、フランジに至るまで、第２のケージプレートと第１のケージプレートを通過する別の３つのガイドロッドにより、フランジにしっかりと連結されている。アクチュエータは、第２のケージプレートと第３のケージプレートの間に配置されて、両方のケージプレートにしっかりと連結されている。この駆動ロッド、すなわちアクチュエータの駆動シャフトは、第４のケージプレートにしっかりと連結されており、該プレートを移動させる。

【図23】図２２に示す、アクチュエータを備える同じグリッパタワー。このアクチュエータの駆動ロッド、ピストンロッド、ロータシャフト、又はスピンドル駆動部は、第１のケージプレートから始まり、第４のケージプレートに至るまで、第２のケージプレート、アクチュエータ、及び第３のケージプレートを通過する。駆動ロッドの半分は、ケージの移動に用いられる。一方、駆動ロッドの後半部分は、距離測定システム及び／又はブレーキシステムに用いられる。

【図24】半開状態の３つのフィンガのロングアームグリッパ機構。このロングアームグリッパ機構のグリッパハウジングは、図２３に記載の細長いタワーとして設計されている。

【図25】２つのケージプレートと共に、フランジケージ、及びフランジケージの上にある３つの固定されているケージと可動式ケージから構成されている多層階タワー状の多機能グリッパ機構。このケージプレートの一方は、第１のケージプレートと第３のケージプレートの間に配置されている。ケージプレートの他方は、第４のケージプレートと第６のケージプレートの間に配置されている。固定されているケージは、それぞれ３つのガイドロッドに特徴がある。可動式ケージは、第３のケージプレートと第４のケージプレートの線形ベアリングを貫通している３つのガイドロッドを有する。また、２つの可動式ケージプレートの２番目と５番目は、線形ベアリングにより、固定されているケージのガイドロッド上を動く。ケージプレートは、（１）クランク、リンク、グリッパフィンガ、及び他の機械要素の取り付けに対するジョイント穴又はジョイントブラケットと、（２）グリッピング機構の拡張できる部品及び要素の収容のための切り欠きの両方を備えている。

【図26】図２５に記載されている、格納された状態の６つのリンク棒フィンガ機構を備えるロングアームグリッピング機構。フィンガ機構の２つのリンクは、互いに同期して移動できるケージプレートの２番目と５番目に対して、回転可能に取り付けられている。クランクは、６番目のケージプレートに対するスイベルごとに、下方のリンク棒に繋がる。

【図27】軸方向にスライドできるように相互に接続している、２つの可動式ケージプレートの斜視図。ケージプレート間の距離は、アクチュエータ、例えば空気圧シリンダ又は電気モータとスピンドル駆動部により調整され得る。これらのケージプレートはともに、ガイドロッド上のスライディング移動のための線形ベアリング、及びリンク棒、アクチュエータ、又は他の機械要素をヒンジで取り付けるための穴を有するブラケットを備えている。

【図28】線形ベアリングと３つのガイドロッドを備える２つのケージプレートから構成されて、２つのケージプレートを相互に取り付けて、互いに対する距離を保ち、軸方向にスライドできるケージ。下方ケージプレートの内側において、横方向にスライドできる連結部が、軸方向にスライドできるケージに対するアクチュエータを取り付ける目的で設けられている。

【図29】図１９及び図２１に記載されている、中心軸（Ａ）周りの（取り付けられている）３つ以上のアクチュエータに対する同期リングの斜視図。

【図30】フランジプレートに取り付けられて、少なくとも１つのケージプレート、好ましくは最後のケージプレートを横方向に支持する被覆チューブを備えた、本発明に係るロングアームグリッピング機構。

【0034】

同じ部品の符号は常に同じである。文字付きの符号は、同じ要素の異なる種類又は大きさを示す。

【発明を実施するための形態】

【0035】

図１によれば、グリッピング機構である多機能グリッパ機構は、フランジプレート（１）、第１のケージプレート（２）、及び複数のロッド（１２）又はスポーク、ワイヤ、ロープ、又は糸（１３）から構成されたフランジケージ（Ｉ）を備えている。２つのプレート（１，２）の間の中間スペースは、アクチュエータ（１０）、空気圧シリンダ、又は電気モータを収容しており、これらの駆動ロッド、ピストンロッド、ロータシャフト、又はスピンドルシャフト（１１）はケージプレート（２）の穴を通り、次のケージ空間に向けて突出している。

【0036】

ケージプレートに垂直に据え付けられている平行なロッド（１２）は、好ましくは、チューブ状、すなわち円筒である。平行なロッド（１２）は、一方の端部が、フランジプレートに挿入されて、それにしっかりと連結されており、他方の端部が、次のケージプレートに至るまで、ケージプレート（２）内の対応する穴を貫通している。

【0037】

相互に交差するスポーク、ワイヤ、ロープ、又は糸（１３）は、２つのケージプレート（１，２）の間に固定されている。このスポーク、ワイヤ、ロープ、又は糸（１３）は、左側及び右側において斜めの方向に、且つ互いに平行に伸びて、アクチュエータ（１０）のケースに向けて圧力を与える。これにより、フランジケージ（Ｉ）は、軽量であるが、曲げとねじりに対して頑丈である。

【0038】

図２によれば、ロングアームグリッピング機構のグリッパタワーは、フランジプレート（１ａ）から構成されて、断面（Ｂ）に示すように、部分断面（１６）の３つのガイドロッド（１２）は、所定の場所に挿入されてしっかりとボルト締めされる。

【0039】

フランジプレート（１ａ）の後側には、アクチュエータ（１０ａ）が据え付けられている。アクチュエータの頂部は、高さを調整できる第１のケージプレート（２ａ）に接続されており、この特徴によって、垂直スロット又は楕円形の孔（１９）をガイドロッド（１２）が貫通できる。ガイドロッドは、締結ねじ（１８）により固定されている。第１のケージプレート（２ａ）に、ジョイント用締結部（２２ａ）が据え付けられている。この部品、及び通常はケージプレートに据え付けられている他のジョイント用締結部は、アクチュエータ、リンク、クランク、グリッパフィンガ、吸引アーム、その他の機械要素を、固定された状態又は回転できる状態で取り付けるために用いられる。アクチュエータ、ピストンロッド、モータシャフト、又はスピンドルシャフト（１１ａ）の可動部は、空間内に自由に懸架されている。

【0040】

ガイドロッドの端部に、別のジョイント用締結部（２２ａ）を有する第２のケージプレート（３ａ）が据え付けられて所定の場所にボルト締めされている。このように構成されたグリッパタワーは、柱として用いられる３つ以上のロッド（１２）をそれぞれ備えるとともに上下に重ねて据え付けられた２つ以上のケージ（Ｉ，ＩＩ）から構成されている。このように、タワーは、曲げとねじりに対し強固なロングアーム多機能グリッピング機構の、（フレームとしての）アームおよびケーシングとして構成されることになり、ロングアーム多機能グリッピング機構は、グリッパフィンガ、吸引アーム、磁気アーム、及びそれらのアクチュエータを含むすべての構成要素を、格納された状態において、グリッパタワーの内部に収容する。このため、ガイドロッドの間のケージプレート（２ａ，３ａ）は、切り欠き（２３ａ）を備えている。これらの切り欠き（２３ａ）は、ガイドロッドよりも、グリッパタワーの中心軸により接近している。

【0041】

図３によれば、アクチュエータ（１０ａ）を備える第１のケージプレートは、長いガイドロッド（１２）のほぼ中央にある。これにより、第１のケージ（Ｉ）内には、グリッピング機構の他の部品を収容するための大きな空間が残ることになる。第１のケージプレート（２ａ）は、ガイドロッド（１２）の相互の距離を保ち、曲げとよじれからガイドロッド（１２）を保護する。この第１のケージプレート（２ａ）は、高さを調整できる。より大きなグリッパタワーの場合、ロッド（１２）の相互の距離は、高さを調整できる複数のケージプレートにより保証される。

【0042】

図４によれば、固定されているケージプレート（２ａ）の上方と下方に、ある軸方向にスライドできるケージプレート（５ａ，６ａ）がある。各ケージプレート（５ａ，６ａ）は、ジョイント用締結部（２２ａ）を備えている。これらのケージプレート（５ａ，６ａ）はまた、ガイドロッドにより、該ケージプレート（５ａ，６ａ）をスライドさせることができる線形ベアリング（１７）を備える。アクチュエータ（１０ｂ）は、通過する駆動ロッド（１１ａ，１１ｂ）を有する。この通過する駆動ロッド（１１ａ，１１ｂ）は、２つの軸方向にスライドできるケージプレート（５ａ，６ａ）に接続しているため、該ケージプレート（５ａ，６ａ）に作用する。可動式ケージプレート（５ａ，６ａ）は、線形ベアリング（１７）により、曲げとねじれに対してロンググリッパタワーを安定化及び補強して、さらにジョイント用締結部（２２ａ）により、リンク、クランク、及びロングアームグリッピング機構の他の機械要素・機構に対する駆動部として用いられる。すべてのケージプレート（２ａ，３ａ，５ａ，６ａ）は、グリッピング機構の可動部品を収容するための切り欠き（２３ａ）を備えている。

【0043】

図５によれば、４つのガイドロッド（１２）がフランジ（１ｂ）に挿入されている。このため、ケージプレート（２ｂ，３ｂ）と、ケージプレート（２ｂ，３ｂ）と繋がるジョイント用締結部（２２ｂ）とは、四角形状に形成されている。

【0044】

グリッパフィンガ、吸引部、磁気アーム、及び他の機械要素・機構が、ガイドロッド（１２）の間に据え付けられている。作業を行うため、このグリッパフィンガ、吸引部、磁気アーム、及び他の機械要素・機構は、ロッドの近くを通過する。

【0045】

図６によれば、４つのダブルロッド（１２）は、グリッパタワーの中心軸から径方向外側に向けて２つの同軸の四角形状に配置されており、ロングアームグリッピング機構のフレームとして２段グリッパタワーを形成する。アクチュエータ（１０ａ）は、フランジプレート（１ｃ）及びケージプレート（２ｃ）と共に、フランジケージ（Ｉ）を形成する。用途によって必要であれば、ねじ（１８）により、ケージプレート（２ｃ）を下方にスライドして、且つ再び固定するように、アクチュエータと共に、又はアクチュエータを伴わないで、ガイドロッド（１２）からケージプレート（２ｃ）を取り外すことができる。

【0046】

図７によれば、３つのダブルロッド（１２）は、フランジプレート（１ｄ）の中心軸（Ａ）から径方向外側に向けて２つの三角形状に配置されており、ロングアームグリッピング機構のフレームとしてグリッパタワーを形成する。

【0047】

図８によれば、アクチュエータ（１０ａ）は、フランジケージ内にあり、フランジプレート（１ｄ）とケージプレート（２ｄ）との間に固定されている。駆動ロッド、ロータシャフト、又はスピンドルシャフト（１１ａ）は、ガイドロッド（１２）上を軸方向に移動できるケージプレート（５ｂ）を上下に駆動させる。ガイドロッド上のスライディング移動が容易にできるよう、ケージプレート（５ｂ）には、線形ベアリング、スライドベアリング、又はローラベアリング（１７）が設けてある。ベアリングの幅又は高さを増加することにより、厚くて重いケージプレートを必要とすることなく、可動式ケージプレートをガイドロッド沿って容易に案内できる。可動式ケージプレートは、グリッピング機構と繋がるフィンガ機構、吸引アーム、磁気アーム、その他の可動部品の駆動部として用いられる。

【0048】

図９によれば、互いに隣り合う対となる６つのガイドロッド（１２）が、約１２０°の円弧間隔に分布されている。フランジプレート（１ｅ）は円形である。他のケージプレート（２ｅ，３ｅ）は、他の機械部品を収容するための切り欠きを備えるフランジ円の内側において、三つ葉状である。ジョイント用締結部（２２ａ）は、片側又は両側からケージプレートを補完する。

【0049】

図１０によれば、グリッパタワーは、重ねて配置された５つのケージ（Ｉ，ＩＩ，ＩＩＩ，ＩＶ，Ｖ）から構成されている。フランジプレート（１ｆ）から始まり、４つのガイドロッド（１４ａ）は、円筒状でもよく、フランジプレート（１ｆ）から固定式ケージプレート（２ｇ）まで伸び、後者に固定される。

【0050】

さらに、大きい又は円筒のガイドロッド（１２）が、フランジプレートに挿入されて、取り付けられる。ガイドロッド（１２）は、可動式ケージプレート（５ｃ，６ａ）の線形ベアリング（１７）を貫通して、固定式ケージプレート（３ｆ）に取り付けられる。固定されているケージプレート（３ｆ），（４ａ）には、スペーサとして用いられるピンのための対向穴が設けてある。これらの固定されているケージプレート（３ｆ，４ａ）は、互いにしっかりと取り付けられて、間がわずかな距離の閉じたケージを形成する。

【0051】

すべてのケージプレートには、リンク、クランク、連結器、及び駆動要素と回転可能に接続する目的で、ジョイント用締結部（２１ａ，２１ｆ）として用いられる穴を備えるブラケットが設けてある。切り欠き（２３ｂ，２３ｄ）は、グリッピング機構のリンク、クランク、及び他の可動部品を収容するために、ロッド、スポーク、ロープ、及びワイヤの間で、すべてのケージプレートに設けられている。ケージプレートは、通常、星形であり、またハニカム構造から形成され、３次元印刷により製造されるのが経済的である。ケージプレートの材料は、ベアリングのような機能部品を保持する位置や力ベクトルが作用する位置にのみ配置されている。

【0052】

主要駆動部（１０ａ）は、フランジケージ（Ｉ）内にあり、軸方向に移動できる第１のケージプレート（５ｃ）の延長チューブ（１１ｃ）により作用する。このケージプレート（５ｃ）は、より小さなアクチュエータ（１０ｃ）により、第２の可動式ケージプレート（６ａ）に接続されている。この小さなアクチュエータ（１０ｃ）は、可動式ケージプレート（５ｃ，６ａ）の間の相互の距離を調整して、必要であれば、リンク、フィンガ、吸引部、及び磁気ヘッド機構の回転軸の間の距離を変更する。このように、ロングアームグリッピング機構は、取扱手順の間、グリッパフィンガ、吸引部、及び磁気アームに、開閉に加えて、第２の可動性を与え得る。例えば、グリッパフィンガ、吸引部、及び磁気アームは、移動の間、内側又は外側に向けて旋回し得る。

【0053】

フランジプレートと他のケージプレートには、接続・貫通穴（２０ａ，２０ｂ，２０ｃ）、及びエネルギー、材料、信号線のインターフェースが設けられている。

【0054】

図１１によれば、フィンガ機構（３１，３２，３３，３４）は、ケージプレート（５ｃ，６ａ，３ｆ）のジョイント用締結部（２１ｃ，２１ｄ，２１ｅ）に対して、回転可能に取り付けられている。アクチュエータ（１０ａ）は、延長要素（１１ｃ）により、可動式ケージ（ＩＩＩ）に取り付けられて、ガイドロッド（１２）上で該可動式ケージ（ＩＩＩ）を上下にスライドする。

【0055】

ケージ（ＩＩＩ）は、６リンク棒フィンガ機構（１２，ＩＩＩ，３１，３２，３３，３４）のためのスライダ・駆動要素として作用する。ケージ（ＩＩＩ）の両方のケージプレート（５ｃ，６ａ）は、アクチュエータ（１０ｃ）により連結されている。ケージプレート（５ｃ，６ａ）の同期動作により、グリッパフィンガ（３４）は平行に移動又は旋回させながら開閉する。ジョイント（２１ｃ，２１ｄ）の間の距離がアクチュエータ（１０ｃ）により変更されるとき、グリッパフィンガはグリッパ軸（Ａ）に対して近づくか、あるいは離れるように傾く。

【0056】

図１２によれば、グリッパタワーには、内側に圧着されている円形グリッパ上部ジョー（３５）を備えるフィンガ機構（３１，３２，３３，３４）が設けられている。このフィンガ機構は、フランジケージ内に収容されているアクチュエータ（１０ａ）により駆動される。このフィンガに対して、別の機構、すなわち連結器（３６）において吸引カップ（４５）を備えるクランクロッカ機構（１２，３６，３７，３８）がグリッパタワーに据え付けられている。小型のアクチュエータ（１０ｄ）が、フランジプレート（１ｆ）のジョイント（２１ａ）に取り付けられており、駆動ロッド又はシャフト（１１ｄ）により、クランク（３８）のジョイント（４１）に作用して、吸引機構をグリッパタワーの外側に、そして再び内側に移動させる。

【0057】

ケージ内のグリッパタワーにおけるジョイント（２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ，２１ｅ）の相互の距離は小さいため、グリッパフィンガ（３４，３６）が、ガイドロッドの間に格納されるとき、ガイドロッド周りのシリンダに入る。その間、クランクとリンクは、互いに部分的に挿入されて、且つグリッパフィンガに向けて挿入される。

【0058】

バキュームホース（４４）が、吸引カップ（４５）から始まり吸引アーム（３６）を通過するように上向きに配置されており、さらにケージプレート（２ｇ）を通過するように動力チェーン（４３）を下向きに横切り、フランジプレート（１ｆ）の底部にあるコネクタ（２０ｂ）に対して再び上に向かっている。フランジプレート内の穴により、コネクタ（２０ｂ）は、フランジプレートの外周にある外部コネクタ（２０ａ）に接続されている。

【0059】

図１３において、右のフィンガ機構は、自身の円形グリッパ上部ジョー（３５）が平行且つ完全にまっすぐな状態で、開いている。一方、吸引カップ（４５）を備える左の機構は、伸長状態において、垂直で、且つガイドロッド（１２，１４ａ）の間でケージプレートの切り欠き（２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ，２３ｇ）に極めて近接した状態にある。

【0060】

図１４によれば、全体で６つのフィンガと吸引機構を備えるロングアームグリッピング機構は、完全に格納された状態において、曲げとねじりに対し強固な細長い円筒体を形成する。

【0061】

円形グリッパ上部ジョー（３５）は、フランジケージ内の中心に配置されているアクチュエータ（１０ａ）により、可動式ケージ（ＩＩＩ）を介して同期して駆動される。複数の吸引カップの機構はそれぞれアクチュエータ（１０ｄ）を備えており、必要に応じて追加リング（５０）を介して互いに同期する。リンク（３２）とクランク（３３）は、格納の間、グリッパフィンガ（３４）に向けて入る。吸引機構に関して、格納された状態のクランク（３８）は、グリッパの長手方向の軸（Ａ）に対して平行な連結器（３６）及びロッカ（３７）と共に、直線状に配置されている。クランク（３８）、連結器（３６）、及びロッカ（３７）は、部分的に互いに入り込み、伸長且つ重なり状態に非常に近くなる。保護キャップ（２５）は、汚染と機械的衝撃による線形ベアリングに対する損傷を防ぐことを目的として、円筒ボディ内にワイパを備える。

【0062】

図１５によれば、グリッパタワーは、様々な用途で用いるために、複数の様々な機構を取り付けてもよい。ここでは、３つのフィンガ機構が格納されている。一方、３つの吸引機構は完全に延長した状態である。これらの機構は、それぞれ、グループで、又は共通して駆動され得る。可動式ケージ（ＩＩＩ）の上方において、圧縮ばね（２４）がガイドロッド（１２）に据え付けられており、伸長且つ重なり状態での格納された位置から外側に移動するのが容易である。エネルギー又はバキュームの供給ライン（４４）は、フランジプレート（１ｆ）から始まり、フランジケージ内を下方に伸びて、ケージプレート（２ｇ）を横切り、１８０°の転換の後、動力チェーン（４３）と連結器（３６）内の穴を通るように吸引カップ又は磁気ヘッドに向けて伸びる。

【0063】

図１６において、３つの吸引機構は格納されている。また、３つのフィンガ機構は、直線状のフィンガ移動により、ほぼ完全に開いている。キャップ（２５）は、ばね（２４）から生じる損傷に関して、ベアリングを保護する。

【0064】

図１７によれば、３つの異なるフィンガ機構の２つのグループは、それぞれ、グリッパタワーに設けられている。すべての６つのグリッパフィンガは、円筒グリッパ上部ジョー（３５）を有する。すべてのグリッパフィンガは、閉じた状態にあり、小型で長い円筒体を形成する。

【0065】

図１８において、３つの機構のグループは、平行且つ直線状のフィンガ移動により閉じている。一方、第２のグループの３つの機構は、グリッパ上部ジョーのほぼ円形の動作により開いている。用途と要求にしたがって、機構の幾何学的構造により、グリッパ上部ジョーが、グループ内において、単一又は複数の水平面に配置され得るため、異なるワークピースが、１つずつ又は同時に保持又は移動され得る。

【0066】

図１９によれば、ロングアームグリッピング機構では、３つのフィンガ機構の２つのグループの両方が延長している、すなわち開いた状態にある。３つの機構の移動は、平行且つ直線状のフィンガ移動と共に、アクチュエータとケージの軸移動により同時に起こる。他の３つの機構は、それぞれ、駆動源としてアクチュエータを備える。機構のフィンガは、それぞれ移動し得る、又はここで示されるように同期リング（５０）を介して同期される。同期リング（５０）の外周において、円形の長穴（５３）が設けられている。駆動ロッド（１１ｄ）とクランク（３８）の間のスイベルジョイントのヒンジピン（４１）は、スライダ（直動関節）として、この円形の長穴（５３）にガイドされる。同期リングは、軸方向に移動できるケージプレートのように、ガイドロッド（１２，１４ａ）を介してスライドする。この同期リングはまた、可動式ケージの形態で設けられ得る。

【0067】

図２０は、それぞれ３つのフィンガ機構を備える２つのグループを有するロングアームグリッピング機構を示す。第１グループの機構は、平行且つ直線状のフィンガ動作により、１つのリング状の物体（５１）を内側から保持して、該リング状の物体（５１）より幾分大きい第２の物体（５２）上方のロボットによって運ばれる。この第２の物体（５２）は、第２のグループのフィンガ機構によりここで示すように内側、又は外側から保持される。この両方の物体は、別の場所に共に運ばれる。

【0068】

図２１は、図２０と同様の手段を示す。一方、この場合、第１のグループのフィンガ機構は、より小さな物体（５１）を外側から保持する。また、第２のグループは、アクチュエータ（１０ｄ）によりそれぞれのグリッパ上部ジョー（３５）を移動させる。その際、同期リング（５０）を介して同期が行われる。

【0069】

図２２によれば、ロングアームグリッピング機構のグリッパタワーは、上下に重ねて配置された５つのケージ（Ｉ，ＩＩ，ＩＩＩ，ＩＶ，Ｖ）から構成されている。６つのガイドロッド（１２）は、フランジプレート（１ｅ）から始まり、最も下方のケージプレート（３ｇ）に至るまで、５つのケージを貫通して、他のすべてのケージプレートを横切る。ケージプレート（２ｈ）は、３つのガイドロッド（１４ｂ）により、フランジプレート（１ｅ）に接続されている。アクチュエータ（１０ａ）は、固定式ケージプレート（２ｈ，４ｄ）の間に固定されている。これらによりグリッパタワーが補強されることになる。別の２つの軸方向に移動できるケージプレート（５ｄ，６ｂ）は、３つの追加ガイドロッド（１５ａ）により相互に接続されて、可動式ケージ（ＩＩ＋ＩＩＩ＋ＩＶ）を共に形成する。可動式ケージは、駆動ロッド（１１ａ）又はアクチュエータ（１０ａ）の駆動シャフトにより、軸方向に上下に移動する。この可動式ケージによってもまた、グリッパタワーを補強することになる。他方、可動式ケージは、フィンガ、・吸引部・磁気ヘッド機構のための駆動要素として作用する。可動式ケージプレート（５ｄ，６ｂ）と固定式ケージプレート（３ｇ）は、ジョイント（２２ａ）用に、片側又は両側に締結部を備える。

【0070】

図２３によれば、横に伸びた駆動ロッド又は駆動シャフト（１１ａ，１１ｂ）を備えるアクチュエータ（１０ｂ）は、固定されているケージプレート（２ｈ，４ｄ）の間に配置されている。駆動ロッド又は駆動シャフトの後半部分は、距離測定システム及び／又は非常停止システムのために用いられており、その結果、ロングアームグリッピング機構のプログラミングができるとともに、グリッピング機構が、停電の場合でも、保持された物体を落とさないようになっている。

【0071】

図２４において、３つのロンググリッパフィンガ（３４ｂ）は、５つのケージを備えるロングアームグリッピング機構のグリッパタワーに据え付けられている。クランク（３３）は、固定式ケージプレート（３ｇ）に取り付けられている。一方、２つのリンク（３１，３２）は、移動したケージのケージプレート（５ｄ，６ｂ）に連結している。フィンガ機構を格納して閉めるとき、グリッパフィンガ（３４ｂ）は、ガイドロッドの間のケージプレートの切り欠き（２３ｅ）内に挿入されて、三つ葉状のケージプレートと共に円筒状の本体を形成する。この円筒状の本体は、ガイドロッド（１２）周りの円周を越えない外周を有する。

【0072】

より長いグリッパフィンガ（例えば、数メートルの長さ）の場合、可動式ケージは、複数のケージプレートを備える。別のリンクが、既に存在するリンク（３１，３２）と平行で且つ該リンクと同様にして、このケージプレートに連結されている。これは、ロングフィンガ（３４ｂ）を支持することを目的としている。

【0073】

図２５によれば、多機能ロングアームグリッピング機構のグリッパタワーは、６つのケージ（Ｉ～ＶＩ）から構成されている。この６つのケージ（Ｉ～ＶＩ）は、フランジプレート（１ａ）から始まるピラミッド構造を形成する。ケージプレートは、フィンガと他の機構を収容するための切り欠き（２３ｆ）を備えている。ケージプレート（５ｅ，６ｃ）は、ガイドロッド（１５ｂ）を介して、他のケージ内にあるケージ（ＩＩＩ，ＩＶ，Ｖ）と連結しており、ガイド（１４ｂ，１４ｄ）上を軸方向にスライドできるようになっている。アクチュエータ（１０ａ）は、ケージプレート（６ｃ）に取り付けられている駆動ロッド又はシャフト（１１ａ）により、可動式ケージを駆動する。ジョイント用締結部（２２ａ）は、固定されている、又は軸方向にスライドできるスイベルジョイントのためのケージプレートを補完する。

【0074】

図２６は、図２５に示すロングアームグリッピング機構のグリッパタワーに据え付けられている閉じた状態のフィンガ機構を示す。クランク（３３）は、ヒンジ構成における最も下方のケージプレート（３ｈ）の上方締結部（２２ａ）に取り付けられている。下方のリンク（３２）は、可動式ケージプレート（５ｅ）の下方締結部（２２ａ）に位置する。また、上方のリンク（３１）は、可動式ケージプレート（６ｃ）の下方締結部（２２ａ）に回転可能に取り付けられている。アクチュエータ（１０ａ）による可動式ケージ（ＩＩＩ，ＩＶ，Ｖ）の下向きの駆動によりグリッパフィンガ（３４ｃ）は開き、そして反対の方向に閉じる。

【0075】

図２７によれば、図１０～２１に示す可動式ケージ（ＩＩＩ）は、ケージロッド（１２）と可動式ケージプレート（５ｃ，６ａ）により形成されている。可動式ケージプレートの相互の距離は、アクチュエータ（１０ｃ）により変更され得る。両方のケージプレート（５ｃ，６ａ）は、線形ベアリング（１７）の取り付けのための穴を備えている。これらの線形ベアリング（１７）は、ケージロッド又はロープ上のスライディング移動を容易にさせるとともに、ベアリングの軸を、必要に応じて、全周のうち所定の角度範囲（α）内にわたって、直線又は斜めのケージロッドの軸に対して適合できるようにする。両方のケージプレート（５ｃ，６ａ）は、フィンガ又は他の機構のリンク（３１，３２）のヒンジ結合のためのジョイント穴（２１ｃ，２１ｄ）を有するブラケットを備える。

【0076】

ケージプレート（５ｃ，６ａ）は、互いに対して回転可能であり、アクチュエータ（１０ｃ）、すなわちその駆動ロッド又はシャフトに接続されている。穴における線形ベアリング（１７）は、サークリップ（２６）により、軸方向移動に対して固定されている。

【0077】

図２８によれば、２つ以上の軸方向に移動できるケージプレート（５ｄ，６ｂ）は、ガイドロッド（１５ａ）により互いに接続されて、軸方向に移動できるケージを形成する。ケージプレートは、線形ベアリング（１７）の挿入のための穴と、追加ガイドロッド及び駆動ロッド又はシャフトを貫通するための他の穴（２７）を備えている。ケージプレート（５ｄ）は、２つの方向に横移動できて、且つ回転できる連結要素（２８）を備える。この連結要素（２８）は、ケージプレート（５ｄ）を駆動ロッド又はシャフト（１１ａ）に軸方向移動可能に取り付けるために用いられる。

【0078】

図２９によれば、同期リング（５０）は３つの部品から構成されている。これらの部品は、好ましくはポリアミドのような適切なスライディング特性を備えるプラスチックから３次元印刷プロセスにおいて製造されており、互いに挿入されて、且つ共にピン留め又はねじ締めされている。この同期リング（５０）は、半湾曲部（５４）によって、ロッド（１２，１４ａ）によりスライドして、同期されるアクチュエータの数に応じた数の、中心から径方向外側に伸びる長穴（５３）を備えている。この図示された３つの二重長穴（５３）内で、当該機構との連結用の、アクチュエータ（１０ｄ）のヒンジピン又はピボットボルト（４１）が伸長している。必要に応じて、同期リング（５０）は、外側からケージロッドに連結される。このため、ベアリング位置は、それぞれ、半ベアリングシェル（５４）の形態で設けられている。

【0079】

図３０によれば、ロングアームグリッピング機構のグリッパタワー全体が、フランジプレート（１ｇ）と共にピン留め又はねじ締めされるともにスロットが設けられたチューブ（８）に挿入される。固定式のケージプレート、特に下方の要素は、チューブの内壁により支持されて、チューブ（８）の剛性により、さらにロッドに対してグリッパタワーの剛性を補強する。端部のカップ（９）は、開いたチューブを閉じて、最後のケージプレートを横方向に保持する。ロングアームグリッピング機構の各機構は、パーキング位置からチューブのスロットを介して外側に出て、作業を行い、チューブ内に再び戻る。ロングアームグリッピング機構全体は、ゴム弾性コーティング（図示せず）により覆われているため、クリーンルーム、化学環境、及び海底環境において適用できる。

【0080】

上述のように形成されたロングアームグリッピング機構は、細長い構造に特徴があり、多機能であり、またアセンブリや取扱い、さらには深い穴、ボックス、及びボール紙の角に深く進出して把持することに特に適切である。

【0081】

本明細書、図面、請求項に記載している特徴は、それぞれ、又はいずれかの組み合わせで本発明を実施することに対して関連している。

【0082】

記載されているすべての特徴は、本発明に必須である。

【使用される用語】

【0083】

フランジ、グリッパフランジ、フランジプレート、フランジケージ
固定式、可動式ケージ
ケージプレート
ロッド、スポーク、ワイヤ、ロープ、及び糸
タワー、グリッパタワー
アクチュエータ、空気圧又は油圧シリンダ、電気モータ
ピストンロッド、駆動シャフト、又はスピンドルシャフトなどの駆動ロッド
三つ葉状
フレーム（ロッド）、クランク、連結器、スイングリンクなどのクランクロッカ機構
フレーム（ロッド）、スライダ、連結器、クランク、又はスイングリンクなどのスライダクランク機構
グリッパ、グリッパ上部ジョー、グリッパフィンガ
グリッピング機構
フィンガ機構
吸引機構
磁気ヘッド機構
線形ベアリング、すなわち線形動作のためのスライド又はローラベアリング

【符号の説明】

【0084】

１ フランジプレート、第１ケージプレート
２ 第２の固定されているケージプレート
３ 第３の固定されているケージプレート
４ 第４の固定されているケージプレート
５ アクチュエータに接続している可動式ケージプレート
６ 直接的又は間接的にアクチュエータに接続している可動式ケージプレート
７ 固定されているケージプレート
８ 被覆チューブ
９ チューブキャップ
１０ アクチュエータ、空気圧シリンダ、又は電気モータ
１１ アクチュエータの可動部品、ピストンロッド、又はスピンドルシャフト
１２ 長い固定されているロッド又はチューブ
１３ スポーク、ワイヤ、ロープ、又は糸
１４ 短い固定されているロッド又はチューブ
１５ 可動式ロッド又はチューブ
１６ ケージプレートに挿入されているロッドの部分（従来：短ストロークシリンダ）
１７ 線形ベアリング
１８ 締結ねじ
１９ 固定されているケージプレートのハブの垂直スロット又は楕円形の穴の取り付け
２０ 圧縮空気接続部
２１ フランジプレートにおけるジョイントに対する伸ばされた締結部（従来：フランジ外周のねじ締め）
２２ ジョイントのための分離締結部（従来：フランジプレートより下方のねじ締め）
２３ ケージプレートの切り欠き（従来：フランジより下方のブラケット）
２４ 圧縮ばね（従来：固定されているケージプレート２のジョイント２１ｂ）
２５ 線形ベアリングの保護キャップ
２６ サークリップ（従来：可動式ケージプレート５ｃのジョイント２１ｃ）
２７ 駆動ロッドに対するケージプレート６ｂ内の穴（従来：符号４８）
２８ ケージプレート５ｄにおける駆動ロッドの連結（従来：駆動ケージプレート６ａのジョイント２１ｄ）
２９ ピン又はねじ（従来：駆動ケージプレート３ｆのジョイント２１ｅ）
３０ 省略（従来：ケージプレート４ａのジョイント２１ｆ）
３１ フィンガ機構の後側リンク
３２ フィンガ機構の前側リンク
３３ フィンガ機構のクランク
３４ フィンガ機構のグリッパフィンガ
３５ 円形グリッパ上部ジョー
３６ 吸引又は磁気アームのような連結器
３７ 吸引又は磁気アームのスイングリンク
３８ 吸引又は磁気アームのクランク
４１ 駆動要素（１１ｄ）とクランク（３８）の間のジョイント
４２ クランク（３８）と連結器（３６）との間のジョイント
４３ 動力チェーン
４４ 動力供給線（真空ホース）
４５ 吸引カップ
５０ 同期リング又はケージ
５１ 物体を保持するような小さなリング
５２ 物体を保持するような大きなリング
５３ 円形の長穴

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】

【図28】

【図29】

【図30】