特許 7525737 グリッパー及びロボットアーム

(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】2024-07-22

(45)【発行日】2024-07-30

(54)【発明の名称】グリッパー及びロボットアーム

(51)【国際特許分類】

   B25J 15/08 20060101AFI20240723BHJP

   B25J 15/00 20060101ALI20240723BHJP

【ＦＩ】

B25J15/08 C

B25J15/00 A

【請求項の数】 18

(21)【出願番号】P 2023520498

(86)(22)【出願日】2020-10-13

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2023-10-25

(86)【国際出願番号】 CN2020120561

(87)【国際公開番号】W WO2022077203

(87)【国際公開日】2022-04-21

【審査請求日】2023-04-04

(73)【特許権者】

【識別番号】522453131

【氏名又は名称】シャンハイ・フレクシブ・ロボティクス・テクノロジー・カンパニー・リミテッド

(73)【特許権者】

【識別番号】522453142

【氏名又は名称】フレクシブ・リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100108453

【弁理士】

【氏名又は名称】村山 靖彦

(74)【代理人】

【識別番号】100110364

【弁理士】

【氏名又は名称】実広 信哉

(74)【代理人】

【識別番号】100133400

【弁理士】

【氏名又は名称】阿部 達彦

(72)【発明者】

【氏名】ラン・アン

(72)【発明者】

【氏名】ティンケ・ソン

(72)【発明者】

【氏名】ジュンカイ・ペン

【審査官】樋口 幸太郎

(56)【参考文献】

【文献】中国実用新案第２０４３８２２８８（ＣＮ，Ｕ）

【文献】中国実用新案第２０４２６７６３０（ＣＮ，Ｕ）

【文献】中国実用新案第２０４２８０８８９（ＣＮ，Ｕ）

【文献】特開平１０－１４２５２０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２５Ｊ １５／０８

Ｂ２５Ｊ １５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

グリッパーであって、
螺旋部及び駆動部を備えるリードスクリューであって、前記螺旋部には、螺旋方向が反対である少なくとも１つの第１螺旋トラック及び少なくとも１つの第２螺旋トラックが設けられ、前記第１螺旋トラックの第１端は、前記螺旋部の第１端に対応し、前記第１螺旋トラックの第２端は、前記螺旋部の第２端に向かって延び、前記第２螺旋トラックの第２端は、前記螺旋部の前記第２端に対応し、前記第２螺旋トラックの第１端は、前記螺旋部の前記第１端に向かって延び、前記第１螺旋トラックの一部が、前記螺旋部の長さに沿って前記第２螺旋トラックの一部と重なる、前記リードスクリューと、
前記第１螺旋トラックと摺動嵌合された少なくとも１つの第１ピンを有する第１グリッピングジョーと、前記第２螺旋トラックと摺動嵌合された少なくとも１つの第２ピンを有する第２グリッピングジョーと、を備え、
前記第１グリッピングジョー及び前記第２グリッピングジョーは、前記駆動部が前記螺旋部を駆動して回転させると、前記第１螺旋トラックが、前記第１グリッピングジョーが前記リードスクリューに平行な方向に第１直線移動を行うように前記第１ピンを駆動し、前記第２螺旋トラックが、前記第２グリッピングジョーが前記第１グリッピングジョーの前記第１直線移動と反対である第２直線移動を行うように前記第２ピンを駆動するように構成され、
前記グリッパーは、前記第１グリッピングジョーに摺動可能に接続され、前記第１グリッピングジョーの前記第１直線移動をガイドするように構成された第１ガイド機構と、
前記第２グリッピングジョーに摺動可能に接続され、前記第２グリッピングジョーの前記第２直線移動をガイドするように構成された第２ガイド機構と、をさらに備え、
前記第１グリッピングジョー及び前記第１ガイド機構は、前記リードスクリューの一方側に位置し、前記第２グリッピングジョー及び前記第２ガイド機構は、前記リードスクリューの他方側に位置する、
ことを特徴とするグリッパー。

【請求項2】

前記第１グリッピングジョーは、第１グリッピング部と第１接続部とをさらに備え、前記第１接続部の第１端は前記第１グリッピング部に接続され、前記第１接続部の第２端は前記第１ガイド機構に摺動可能に接続され、前記第１ピンは前記第１接続部の前記第２端に配置され、
前記第２グリッピングジョーは、第２グリッピング部と第２接続部とをさらに備え、前記第２接続部の第１端は前記第２グリッピング部に接続され、前記第２接続部の第２端は前記第２ガイド機構に摺動可能に接続され、前記第２ピンは前記第２接続部の前記第２端に配置される、
ことを特徴とする請求項１に記載のグリッパー。

【請求項3】

前記第１ガイド機構は、第１直線ガイドレールと第１スライダとを備え、前記第１接続部は前記第１スライダを介して前記第１直線ガイドレールに摺動可能に接続され、
前記第２ガイド機構は、第２直線ガイドレールと第２スライダとを備え、前記第２接続部は前記第２スライダを介して前記第２直線ガイドレールに摺動可能に接続され、前記第１直線ガイドレール、前記リードスクリュー及び前記第２直線ガイドレールは互いに平行である、
ことを特徴とする請求項２に記載のグリッパー。

【請求項4】

前記第１ガイド機構は第１ガイドロッドを備え、前記第１接続部には、前記第１ガイドロッドに摺動可能に係合される第１孔が設けられ、
前記第２ガイド機構は第２ガイドロッドを備え、前記第２接続部には、前記第２ガイドロッドに摺動可能に係合される第２孔が設けられ、前記第１ガイドロッド、前記リードスクリュー、及び前記第２ガイドロッドは、互いにほぼ平行に延びる、ことを特徴とする請求項２に記載のグリッパー。

【請求項5】

前記第１接続部及び前記第２接続部の長さは、前記リードスクリューの延びる方向に平行な方向に調整可能である、
ことを特徴とする請求項２に記載のグリッパー。

【請求項6】

前記少なくとも１つの第１螺旋トラックは、前記リードスクリューの軸方向に平行に延びており、互いに離間された２つの前記第１螺旋トラックを備え、前記少なくとも１つの第１ピンは、各々が２つの前記第１螺旋トラックの各々に伸び込んだ少なくとも２つの前記第１ピンを備え、
前記少なくとも１つの第２螺旋トラックは、前記リードスクリューの軸方向に平行に延びており、互いに離間された２つの前記第２螺旋トラックを備え、前記少なくとも１つの第２ピンは、各々が２つの前記第２螺旋トラックの各々に伸び込んだ少なくとも２つの前記第２ピンを備える、
ことを特徴とする請求項１に記載のグリッパー。

【請求項7】

前記第１螺旋トラック及び前記第２螺旋トラックは、前記螺旋部の回転中に少なくとも２つの前記第１ピンが前記第１螺旋トラックと前記第２螺旋トラックとの交差点に異なる時刻で到達し、前記螺旋部の回転中に少なくとも２つの前記第２ピンが前記第１螺旋トラックと前記第２螺旋トラックとの交差点に異なる時刻で到達するように構成される、
ことを特徴とする請求項６に記載のグリッパー。

【請求項8】

前記第１螺旋トラック及び前記第２螺旋トラックは、前記螺旋部の全長にわたってそれぞれ延びる、
ことを特徴とする請求項１に記載のグリッパー。

【請求項9】

前記グリッパーは、前記駆動部に接続され、前記駆動部の回転を駆動するための動力機構をさらに備える、
ことを特徴とする請求項１に記載のグリッパー。

【請求項10】

グリッパーを備えるロボットアームであって、前記グリッパーは、
螺旋部及び駆動部を備えるリードスクリューであって、前記螺旋部には、螺旋方向が反対である少なくとも１つの第１螺旋トラック及び少なくとも１つの第２螺旋トラックが設けられ、前記第１螺旋トラックの第１端は、前記螺旋部の第１端に対応し、前記第１螺旋トラックの第２端は、前記螺旋部の第２端に向かって延び、前記第２螺旋トラックの第２端は、前記螺旋部の前記第２端に対応し、前記第２螺旋トラックの第１端は、前記螺旋部の前記第１端に向かって延び、前記第１螺旋トラックの一部が、前記螺旋部の長さに沿って前記第２螺旋トラックの一部と重なる、前記リードスクリューと、
前記第１螺旋トラックと摺動嵌合された少なくとも１つの第１ピンを有する第１グリッピングジョーと、前記第２螺旋トラックと摺動嵌合された少なくとも１つの第２ピンを有する第２グリッピングジョーと、を備え、
前記第１グリッピングジョー及び前記第２グリッピングジョーは、前記駆動部が前記螺旋部を駆動して回転させると、前記第１螺旋トラックが、前記第１グリッピングジョーが前記リードスクリューに平行な方向に第１直線移動を行うように前記第１ピンを駆動し、前記第２螺旋トラックが、前記第２グリッピングジョーが前記第１グリッピングジョーの前記第１直線移動と反対である第２直線移動を行うように前記第２ピンを駆動するように構成され、
前記グリッパーは、前記第１グリッピングジョーに摺動可能に接続され、前記第１グリッピングジョーの前記第１直線移動をガイドするように構成された第１ガイド機構と、
前記第２グリッピングジョーに摺動可能に接続され、前記第２グリッピングジョーの前記第２直線移動をガイドするように構成された第２ガイド機構と、をさらに備え、
前記第１グリッピングジョー及び前記第１ガイド機構は、前記リードスクリューの一方側に位置し、前記第２グリッピングジョー及び前記第２ガイド機構は、前記リードスクリューの他方側に位置する、
ことを特徴とするロボットアーム。

【請求項11】

前記第１グリッピングジョーは、第１グリッピング部と第１接続部とをさらに備え、前記第１接続部の第１端は前記第１グリッピング部に接続され、前記第１接続部の第２端は前記第１ガイド機構に摺動可能に接続され、前記第１ピンは前記第１接続部の前記第２端に配置され、
前記第２グリッピングジョーは、第２グリッピング部と第２接続部とをさらに備え、前記第２接続部の第１端は前記第２グリッピング部に接続され、前記第２接続部の第２端は前記第２ガイド機構に摺動可能に接続され、前記第２ピンは前記第２接続部の前記第２端に配置される、
ことを特徴とする請求項１０に記載のロボットアーム。

【請求項12】

前記第１ガイド機構は、第１直線ガイドレールと第１スライダとを備え、前記第１接続部は、前記第１スライダを介して前記第１直線ガイドレールに摺動可能に接続され、
前記第２ガイド機構は、第２直線ガイドレールと第２スライダとを備え、前記第２接続部は前記第２スライダを介して前記第２直線ガイドレールに摺動可能に接続され、前記第１直線ガイドレール、前記リードスクリュー及び前記第２直線ガイドレールは互いに平行である、
ことを特徴とする請求項１１に記載のロボットアーム。

【請求項13】

前記第１ガイド機構は第１ガイドロッドを備え、前記第１接続部には、前記第１ガイドロッドに摺動可能に係合される第１孔が設けられ、
前記第２ガイド機構は第２ガイドロッドを備え、前記第２接続部には、前記第２ガイドロッドに摺動可能に係合される第２孔が設けられ、前記第１ガイドロッド、前記リードスクリュー、及び前記第２ガイドロッドは、互いにほぼ平行に延びる、
ことを特徴とする請求項１１に記載のロボットアーム。

【請求項14】

前記第１接続部及び前記第２接続部の長さは、前記リードスクリューの延びる方向に平行な方向に調整可能である、
ことを特徴とする請求項１１に記載のロボットアーム。

【請求項15】

前記少なくとも１つの第１螺旋トラックは、前記リードスクリューの軸方向に平行に延びており、互いに離間された２つの前記第１螺旋トラックを備え、前記少なくとも１つの第１ピンは、各々が２つの前記第１螺旋トラックの各々に伸び込んだ少なくとも２つの前記第１ピンを備え、
前記少なくとも１つの第２螺旋トラックは、前記リードスクリューの軸方向に平行に延びており、互いに離間された２つの前記第２螺旋トラックを備え、前記少なくとも１つの第２ピンは、各々が２つの前記第２螺旋トラックの各々に伸び込んだ少なくとも２つの前記第２ピンを備える、
ことを特徴とする請求項１０に記載のロボットアーム。

【請求項16】

前記第１螺旋トラック及び前記第２螺旋トラックは、前記螺旋部の回転中に少なくとも２つの前記第１ピンが前記第１螺旋トラックと前記第２螺旋トラックとの交差点に異なる時刻で到達し、前記螺旋部の回転中に少なくとも２つの前記第２ピンが前記第１螺旋トラックと前記第２螺旋トラックとの交差点に異なる時刻で到達するように構成される、ことを特徴とする請求項１５に記載のロボットアーム。

【請求項17】

前記第１螺旋トラック及び前記第２螺旋トラックは、前記螺旋部の全長にわたってそれぞれ延びる、
ことを特徴とする請求項１０に記載のロボットアーム。

【請求項18】

前記グリッパーは、前記駆動部に接続され、前記駆動部の回転を駆動するための動力機構をさらに備える、
ことを特徴とする請求項１０に記載のロボットアーム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、グリッパー及びロボットアームに関する。

【背景技術】

【0002】

機械加工の分野で、加工中のワークピースの位置決め及び位置調整は、一般的に、グリッパーを備えたロボットアームによって行われる。従来は、伸縮式シリンダー駆動のグリッパーとリードスクリュー駆動のグリッパーとが用いられた。

【0003】

伸縮式シリンダー駆動のグリッパーは、２つのクランプと、２つのクランプをそれぞれ回転させる２つの伸縮式シリンダーと、を含む。２つのクランプが開閉可能であるように、それぞれの伸縮式シリンダーの伸縮移動は、それぞれのクランプの動きを制御することができる。しかし、２つの伸縮式シリンダーの同期が悪いため、２つのクランプの非同期の動きを引き起こしやすく、グリップ精度の低下に繋がる。

【0004】

リードスクリュー駆動のグリッパーは、伸縮式シリンダー駆動のグリッパーの上記問題を解決することができる。たとえば、特許文献１に開示されたグリッパーにおいては、リードスクリューのねじ部の両端にそれぞれ左ねじと右ねじとが設けられ、左ねじと右ねじとの間にスペーサーが設けられる。左グリッピングジョーは左ねじに左ねじナットを介して接続され、右グリッピングジョーは右ねじナットを介して右ねじに接続される。このようなグリッパーが物体を掴むとき、モータはリードスクリューの移動を駆動し、リードスクリューは、左右のグリッピングジョーが互いに近づいたり離したりするように駆動する。このようなグリッパーは、左右のグリッピングジョー間の同期がよりよいが、リードスクリューが占める軸方向のスペースが大きすぎ、グリッパー及びグリッピングジョーの構造がコンパクトでないため、グリッパーが大きすぎて重すぎるようになってしまう。大型の物体を掴む必要がある場合に、このようなグリッパーの使用によって、ロボットアームに大きな負荷がかかるだけではなく、ロボットアームは小さなスペースに入り込んで物体を掴むことが困難になる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】中国実用新案第２０５６００３５６号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本開示は、構造がコンパクトであるグリッパーを提供することを目的とする。本開示は、ロボットアームも提供する。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示の一態様は、リードスクリューと、第１グリッピングジョーと、第２グリッピングジョーと、を含むグリッパーを提供する。前記リードスクリューは、螺旋部及び駆動部を含み、前記螺旋部には、螺旋方向が反対である少なくとも１つの第１螺旋トラック及び少なくとも１つの第２螺旋トラックが設けられる。前記第１螺旋トラックの第１端は、前記螺旋部の第１端に対応し、前記第１螺旋トラックの第２端は、前記螺旋部の第２端に向かって延びる。前記第２螺旋トラックの第２端は、前記螺旋部の前記第２端に対応し、前記第２螺旋トラックの第１端は、前記螺旋部の前記第１端に向かって延びる。前記第１螺旋トラックの被覆の一部が、前記螺旋部の長さに沿って前記第２螺旋トラックの被覆の一部と重なる。前記第１グリッピングジョーは、前記第１螺旋トラックに伸び込んだ少なくとも１つの第１ピンを有し、前記第２グリッピングジョーは、前記第２螺旋トラックに伸び込んだ少なくとも１つの第２ピンを有する。前記第１グリッピングジョー及び前記第２グリッピングジョーは、前記駆動部が前記螺旋部を駆動して回転させると、前記第１螺旋トラックが、前記第１グリッピングジョーが前記リードスクリューに平行な方向に第１直線移動を行うように前記第１ピンを駆動し、前記第２螺旋トラックが、前記第２グリッピングジョーが前記第１グリッピングジョーの前記第１直線移動と反対である第２直線移動を行うように前記第２ピンを駆動するように構成される。

【0008】

本開示の他の一様態は、上記のグリッパーを含むロボットアームを提供する。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本開示の一実施形態に係るグリッパーの斜視図であって、第１グリッピングジョー及び第２グリッピングジョーが分離され、第１グリッピング部と第２グリッピング部との距離が最大グリッピング距離である斜視図である。

【図2】図１に示すグリッパーの上面図である。

【図3】本開示の一実施形態に係るグリッパーの斜視図であって、第１グリッピングジョー及び第２グリッピングジョーが接触し、第１グリッピング部と第２グリッピング部との距離が最小グリッピング距離である斜視図である。

【図4】図２に示すグリッパーの上面図である。

【図5】図１における第１グリッピングジョーの斜視図である。

【図6】本開示の一実施形態に係るグリッパーの斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

図１から図６は、本開示のいくつかの実施形態に係るグリッパーの構造を示す。図１から図４に示すように、グリッパーは、リードスクリュー２、第１グリッピングジョー３１、第２グリッピングジョー３２、第１ガイド機構１ａ、及び第２ガイド機構１ｂを含む。

【0011】

リードスクリュー２は、螺旋部２０と駆動部２５とを含む。駆動部２５は、螺旋部２０のいずれか一端又は両端に位置してもよい。螺旋部２０には、２つの第１螺旋トラック２０１と２つの第２螺旋トラック２０２とが設けられ、第１螺旋トラック２０１と第２螺旋トラック２０２とは螺旋方向が反対である。図２を参照すると、２つの第１螺旋トラック２０１は、リードスクリュー２の軸方向において互いに離れて平行に延び、２つの第２螺旋トラック２０２は、リードスクリュー２の軸方向に互いに離れて平行に延びる。各第１螺旋トラック２０１の第１端は、螺旋部２０の第１端に対応し、各第１螺旋トラック２０１の第２端は、螺旋部２０の第２端に向かって延びる。各第２螺旋トラック２０２の第２端は、螺旋部２０の第２端に対応し、各第２螺旋トラック２０２の第１端は、螺旋部２０の第１端に向かって延びる。例えば、各第１螺旋トラック２０１の第１端は、螺旋部２０の第１端に位置し、各第２螺旋トラック２０２の第２端は、螺旋部２０の第２端に位置してもよい。

【0012】

いくつかの実施形態において、第１螺旋トラック２０１の被覆の一部が、螺旋部２０の長さに沿って第２螺旋トラック２０２の被覆の一部と重なる。第１螺旋トラック２０１及び第２螺旋トラック２０２の被覆が重なる区間は、螺旋交差区間とも呼ばれる。図面から分かるように、この実施形態において、各第１螺旋トラック２０１の第２端が螺旋部２０の第２端に延び、各第２螺旋トラック２０２の第１端が螺旋部２０の第１端に延びるため、螺旋部２０の軸方向の長さは螺旋交差区間の軸方向の長さに等しい。即ち、各第１螺旋トラック２０１と各第２螺旋トラック２０２とは、それぞれ螺旋部２０の全長にわたって延びる。理解すべきこととして、他の実施形態では、各第１螺旋トラック２０１の第２端が螺旋部２０の第２端に延びていなくてもよいし、及び／又は、各第２螺旋トラック２０２の第１端が螺旋部２０の第１端に延びていなくてもよい。このように、第１螺旋トラック２０１と第２螺旋トラック２０２とは部分的に重なってもよい。

【0013】

第１グリッピングジョー３１及び第２グリッピングジョー３２は、それぞれリードスクリュー２に平行な方向に直線移動することに適するように構成される。第１グリッピングジョー３１及び第２グリッピングジョー３２をリードスクリュー２に平行な方向に直線移動させるための実施形態が多くある。本実施形態において、第１グリッピングジョー３１は、第１ガイド機構１ａに摺動可能に接続され、第１ガイド機構１ａのガイドによって第１直線移動を行う。第２グリッピングジョー３２は、第２ガイド機構１ｂに摺動可能に接続され、第２ガイド機構１ｂのガイドによって第２直線移動を行う。以下、第１ガイド機構１ａ及び第２ガイド機構１ｂについては、詳細に説明する。

【0014】

本実施形態において、第１グリッピングジョー３１は、複数の第１ピン３１３を備えてもよい。第１ピン３１３のうちの一部は、１つの第１螺旋トラック２０１に伸び込み、他の第１ピン３１３は、残りの第１螺旋トラック２０１に伸び込む。各第１ピン３１３は、それぞれ対応する第１螺旋トラック２０１と摺動嵌合される。即ち、第１螺旋トラック２０１のいずれかは、少なくとも１つの第１ピン３１３と摺動嵌合される。図４は、第１グリッピングジョー３１の実施構造を示し、第１ピン３１３は、第１グリッピングジョー３１の複数のピンホール３１２１にそれぞれ取り付けられてもよい。このようにして、リードスクリュー２が回転すると、第１螺旋トラック２０１は、リードスクリュー２に平行な直線移動を行うように第１ピン３１３を駆動することによって、第１グリッピングジョー３１がリードスクリュー２に平行な第１直線移動を行うように駆動することができる。これらの第１ピン３１３を設けることにより、第１グリッピングジョー３１に均等な力が付与されやすくなり、第１グリッピングジョー３１のスムーズな移動を実現する。

【0015】

本実施形態において、第２グリッピングジョー３２は構造が第１グリッピングジョー３１と類似する。同様に、第２グリッピングジョー３２は、複数の第２ピン３２３を備えてもよい。第２ピン３２３のうちの一部は、１つの第２螺旋トラック２０２に伸び込み、他の第２ピン３２３は、他の第２螺旋トラック２０２に伸び込む。各第２ピン３２３は、それぞれ対応する第２螺旋トラック２０２と摺動嵌合される。即ち、第２螺旋トラック２０２のいずれかは、少なくとも１つの第２ピン３２３と摺動嵌合される。このようにして、リードスクリュー２が回転すると、第２螺旋トラック２０２は、リードスクリュー２に平行な直線移動を行うように第２ピン３２３を押すことによって、第２グリッピングジョー３２がリードスクリュー２に平行な第２直線移動を行うように駆動することができる。第１グリッピングジョー３１の第１移動方向は、第２グリッピングジョー３２の第２移動方向と反対であることが理解されたい。これらの第２ピン３２３を設けることにより、第２グリッピングジョー３２に均等な力が付与されやすくなり、第２グリッピングジョー３２のスムーズな移動を実現する。

【0016】

リードスクリュー２の駆動部２５が駆動されて回転すると、駆動部２５は、螺旋部２０が第１方向又は第１方向と反対の第２方向に駆動部２５とともに回転するように駆動する。即ち、第１ピン３１３、第２ピン３２３、及びそれぞれ対応する第１螺旋トラック２０１、第２螺旋トラック２０２の協力によって、第１グリッピングジョー３１と第２グリッピングジョー３２との相対移動を実現できる。

【0017】

いくつかの実施形態において、図１に示すように、少なくとも１つの第１ピン３１３が対応する第１螺旋トラック２０１の第１端に位置し（第１螺旋トラック２０１の第１端に近い第１ピン３１３が１つあればいい）、且つ、少なくとも１つの第２ピン３２３が対応する第２螺旋トラック２０２の第２端に位置する（第２螺旋トラック２０２の第２端に近い第２ピン３２３が１つあればいい）場合に、第１グリッピングジョー３１と第２グリッピングジョー３２とは互いに離れる状態にあり、それらの間のグリッピング距離が最大グリッピング距離とされる（即ち、第１グリッピングジョー３１と第２グリッピングジョー３２とが最大限に開放される）。

【0018】

本開示の一実施形態によれば、リードスクリュー２が回転すると、第１ピン３１３は、第１螺旋トラック２０１の第１端から第１螺旋トラック２０１の第２端まで移動するとともに（対応する第１螺旋トラック２０１の第２端に近い第１ピン３１３が１つあればいい）、第２ピン３２３は、第２螺旋トラック２０２の第２端から第２螺旋トラック２０２の第１端まで移動する（対応する第２螺旋トラック２０２の第１端に近い第２ピン３２３が１つあればいい）ことができる。この時に、第１グリッピングジョー３１と第２グリッピングジョー３２とは互いに接近する状態にあり、それらの間のグリッピング距離が最小グリッピング距離とされる（第１グリッピングジョー３１と第２グリッピングジョー３２とが最小限に閉鎖される）。本実施形態において、図３に示すように、最小グリッピング距離はゼロである。他の実施形態においては、最小グリッピング距離はゼロより大きくてもよい。

【0019】

本開示の本実施形態のグリッパーによれば、第１螺旋トラック２０１の被覆の一部が、螺旋部２０の長さに沿って第２螺旋トラック２０２の被覆の一部と重なる。第１グリッピングジョー３１と第２グリッピングジョー３２とを適当に構成することにより、第１ピン３１３及び第２ピン３２３が螺旋交差区間を通過する際に、第１グリッピングジョー３１と第２グリッピングジョー３２との干渉によって第１螺旋トラック２０１及び第２螺旋トラック２０２の効果的な移動量が短縮される問題を回避できる。本実施形態において、第１グリッピングジョー３１の効果的な移動量が各第１螺旋トラック２０１の軸方向の長さとほぼ等しく、第２グリッピングジョー３２の効果的な移動量が各第２螺旋トラック２０２の軸方向の長さとほぼ等しいため、第１グリッピングジョー３１と第２グリッピングジョー３２との効果的な移動量の合計が、螺旋部２０の軸方向の長さよりも大きくなる。これにより、グリッパーのストロークを減らすことなく、リードスクリュー２の軸方向の長さ、及びリードスクリュー２の占めるスペースを大幅に低減することができる。従って、本開示の実施形態により、グリッパーの小型化及びコンパクトデザインに有利であり、グリッパーの重量を軽減するとともに、第１グリッピングジョー３１と第２グリッピングジョー３２との最大グリッピング距離を確保することができる。

【0020】

螺旋部２０が螺旋交差区間と一致する場合に、リードスクリュー２の軸方向の長さは別の場合に比べて最も短くなることができることが理解されたい。この場合、第１グリッピングジョー３１と第２グリッピングジョー３２との効果的な移動量の合計は、螺旋部２０の軸方向の長さの約２倍である。また、第１グリッピングジョー３１と第２グリッピングジョー３２とのグリッピング距離の変化速度も対応して向上する。

【0021】

なお、本実施形態においては、２つの第１螺旋トラック２０１と２つの第２螺旋トラック２０２とが設けられているが、別の実施形態においては、第１螺旋トラック２０１及び第２螺旋トラック２０２の数は２つに限定されず、例えば、１つ又は２つ以上であってもよい。これらの場合に、第１ピン３１３及び第２ピン３２３の数は、それに応じて変更することができる。また、同じ第１螺旋トラック２０１に伸び込んだ第１ピン３１３の数は１つ、２つ、又はそれ以上であってもよい。同じ第２螺旋トラック２０２に伸び込んだ第２ピン３２３の数は１つ、２つ、又はそれ以上であってもよい。図５を参照すると、本実施形態において、第１ピン３１３の数は３つであってもよく、第２ピン３２３の数も３つであってもよい。

【0022】

いくつかの実施形態において、第１グリッピングジョー３１における第１ピン３１３の位置と第２グリッピングジョー３２における第２ピン３２３の位置とを適当に配置することにより、少なくとも２つの第１ピン３１３が、第１螺旋トラック２０１に沿って移動するときに第１螺旋トラック２０１と第２螺旋トラック２０２との交差点に同時に位置せず、少なくとも２つの第２ピン３２３が、第２螺旋トラック２０２に沿って移動するときに第１螺旋トラック２０１と第２螺旋トラック２０２との交差点に同時に位置していないことが確保される。言い換えると、第１螺旋トラック２０１及び第２螺旋トラック２０２は、螺旋部２０の回転中に少なくとも２つの第１ピン３１３が第１螺旋トラック２０１と第２螺旋トラック２０２との交差点に異なる時刻で到達し、同様に、螺旋部２０の回転中に少なくとも２つの第２ピン３２３が第１螺旋トラック２０１と第２螺旋トラック２０２との交差点に異なる時刻で到達するように構成される。このようにして、少なくとも１つの第１ピン３１及び少なくとも１つの第２ピン３２は、交差点の影響を受けることがなく、螺旋部２０の回転中の任意の時刻で、第１螺旋トラック２０１及び第２螺旋トラック２０２によって正常に駆動されることが確保されるため、第１グリッピングジョー３１及び第２グリッピングジョー３２の移動の信頼性が確保される。

【0023】

一実施形態において、第１螺旋トラック２０１と第２螺旋トラック２０２との任意の隣接する２つの交差点は、螺旋部２０の軸に平行な、螺旋部２０の表面における同じ線に位置していない。それと同時に、第１ピン３１３の配置は、第１ピン３１３が取り付けられたピンホール３１２１の配置と一致し、第２ピン３２３も同様に配置される。このような構成により、第１ピン３１３は、螺旋部２０の回転中に第１螺旋トラック２０１と第２螺旋トラック２０２との交差点に異なる時刻で到達し、同様に、第２ピン３２３は、螺旋部２０の回転中に交差点に異なる時刻で到達する。

【0024】

図１及び図３を参照すると、本実施形態において、第１グリッピングジョー３１及び第２グリッピングジョー３２のいくつかの実施形態が示される。第１グリッピングジョー３１は、第１グリッピング部３１１と第１接続部３１２とを含む。第１接続部３１２の第１端は第１グリッピング部３１１に接続され、第１接続部３１２の第２端は第１グリッピング部３１１から側面に突出して、第１ガイド機構１ａに摺動可能に接続されるように構成される。第１ピン３１３は第１接続部３１２の第２端に設けられる。第２グリッピングジョー３２は、第２グリッピング部３２１と第２接続部３２２とを含む。第２接続部３２２の第１端は第２グリッピング部３２１に接続され、第２接続部３２２の第２端は第２グリッピング部３２１から側面に突出して、第２ガイド機構１ｂに摺動可能に接続されるように構成される。第２ピン３２３は第２接続部３２２の第２端に設けられる。第１グリッピング部３１１及び第２グリッピング部３２１が、それらの最大距離に位置する時に、第１グリッピング部３１１と第２グリッピング部３２１とのリードスクリュー２に平行な方向における距離は、最大グリッピング距離と呼ばれ、グリッパーは、第１グリッピング部３１１及び第２グリッピング部３２１を介して物体を掴んだり離したりする。本実施形態において、図１及び図２に示すように、第１グリッピング部３１１及び第２グリッピング部３２１は、それらの最大距離に位置し、最大グリッピング距離が設けられるときには、それぞれが螺旋部２０の第１及び第２端の外側に配置される。図３及び図４に示すように、第１グリッピング部３１１及び第２グリッピング部３２１は、それらの最小の距離に位置し、最小グリッピング距離が設けられるときには、それぞれが螺旋部２０の中央にある。

【0025】

いくつかの実施形態において、第１接続部３１２及び第２接続部３２２の、リードスクリュー２の延びる方向に平行な方向における長さは調整可能である。例えば、第１接続部３１２と第２接続部３２２とは、それぞれ、さまざまなグリッピング要件を満たすための伸縮アームである。また、本実施形態において、第１接続部３１２と第２接続部３２２とはリードスクリュー２に平行に延びてもよい。理解すべきこととして、他の実施形態において、第１接続部３１２及び第２接続部３２２は、例えばリードスクリュー２に対して斜めに延びてもよい。

【0026】

第１接続部３１２は、第１グリッピングジョー３１がリードスクリュー２に平行な方向に第１直線移動を行うようにガイドするように、第１ガイド機構１ａにあらゆる適切な方法で摺動可能に接続されてもよい。同様に、第２接続部３２２は、第２グリッピングジョー３２がリードスクリュー２に平行な方向に第２直線移動を行うようにガイドするように、第２ガイド機構１ｂにあらゆる適切な方法で摺動可能に接続されてもよい。このように、第１グリッピングジョー３１の移動方向と第２グリッピングジョー３２の移動方向とは常に反対である。

【0027】

本実施形態において、第１ガイド機構１ａ及び第２ガイド機構１ｂのいくつかの実施形態も示される。第１ガイド機構１ａは、第１直線ガイドレール１１と第１スライダ１１１とを含み、第１直線ガイドレール１１はリードスクリュー２に平行であり、第１接続部３１２の第２端は第１スライダ１１１を介して第１直線ガイドレール１１に摺動可能に接続される。例えば、図５を参照すると、第１接続部３１２の第２端には、いくつかの取付孔３１２０が設けられ、取付孔３１２０を通過するいくつかの固定具（図示なし）は、第１スライダ１１１に接続されることによって、第１接続部３１２の第２端が第１スライダ１１１に固定される。第２ガイド機構１ｂは、第２直線ガイドレール１２と第２スライダ１２１を含み、第２直線ガイドレール１２はリードスクリュー２に平行であり、第２接続部３２２の第２端は第２スライダ１２１を介して第２直線ガイドレール１２に摺動可能に接続される。グリッパーの構造をさらに最適化してグリッパーをよりコンパクトにするために、リードスクリュー２は、第１ガイド機構１ａと第２ガイド機構１ｂとの間に位置してもよい。これにより、第１グリッピングジョー３１及び第１ガイド機構１ａがリードスクリュー２の一方側に位置し、第２グリッピングジョー３２及び第２ガイド機構１ｂがリードスクリュー２の他方側に位置する。いくつかの実施形態において、リードスクリュー２は第１直線ガイドレール１１と第２直線ガイドレール１２との間に位置してもよい。

【0028】

図示していない実施形態において、第１ガイド機構１ａは第１ガイドロッドを含んでもよい。第１ガイドロッドはリードスクリュー２に平行であり、第１接続部３１２には、第１ガイドロッドに摺動可能に係合される第１孔が設けられる。第２ガイド機構１ｂは第２ガイドロッドを含む。第２ガイドロッドはリードスクリュー２に平行であり、第２接続部３２２には、第２ガイドロッドに摺動可能に係合される第２孔が設けられる。いくつかの実施形態において、リードスクリュー２は第１ガイドロッドと第２ガイドロッドの間に位置してもよい。

【0029】

なお、第１ガイド機構１ａ及び第２ガイド機構１ｂについて多い実施形態があり、第１グリッピングジョー３１及び第２グリッピングジョー３２の各々のリードスクリュー２に対する回転を制限できれば、上記の例に限定されない。

【0030】

図６を参照すると、本実施形態によるグリッパーは、リードスクリュー２の駆動部２５に接続された動力機構４をさらに含んでもよい。動力機構４は、リードスクリュー２が第１方向又は第１方向と反対の第２方向に回転するように駆動することができ、これによって第１ピン３１３と第２ピン３２３は、反対方向に直線移動を行って、第１グリッピング部３１１と第２グリッピング部３２１とが互いに対向して移動したり離れたりする。

【0031】

動力機構４は、モータ４１と、モータ４１とリードスクリュー２の駆動部２５との間に接続された減速機４２と、を含んでもよい。あるいは、この実施形態に示すように、動力機構４は、モータ４１、減速機４２及び伝達機構４３を含んでもよい。動力機構４は、例えば、ベース５に取り付けられてもよい。モータ４１は減速機４２に接続され、モータ４１及び減速機４２は共にリードスクリュー２の下に位置する。伝達機構４３は、減速機４２から出力された動力をリードスクリュー２の駆動部２５に伝達するために用いられる。伝達機構４３は、例えば、チェーン伝達機構、ベルト伝達機構、ギア伝達機構などであってもよい。リードスクリュー２、モータ４１及び減速機４２は、伝達機構４３の同じ側に位置する。このようにして、グリッパーの構造はよりコンパクトになり、グリッパーの占める軸方向のスペースが小さくなり、グリッパーが狭いスペースに入って物体を掴むのに役立つようになる。

【0032】

本開示は、上記のグリッパーを含むロボットアームの実施形態も提供する。本開示のグリッパーは上述した技術的効果を奏することができるので、グリッパーを含むロボットアームは、対応する技術的効果を奏することもでき、狭いスペースに入って物体を掴むことができる。

【0033】

本開示の実施形態によれば、第１グリッピングジョーの効果的な移動距離は第１螺旋トラックの軸方向の長さとほぼ等しくなるように調整され、第２グリッピングジョーの効果的な移動距離は第２螺旋トラックの軸方向の長さとほぼ等しくなるように調整されることにより、第１グリッピングジョー及び第２グリッピングジョーの有効的な移動距離の合計は、螺旋部の軸方向の長さよりも大きくなり、これによって、第１グリッピングジョーと第２グリッピングジョーとの最大グリッピング距離を確保した上で、リードスクリューの軸方向の長さ、及びリードスクリューの占めるスペースを大幅に低減させることができ、グリッパーの小型化及びコンパクトデザインに有利であり、グリッパーの重量の軽減にも有利である。

【0034】

上記の実施形態は、本開示のいくつかの実施形態を示しているに過ぎず、その叙述は具体的かつ詳細であるが、本開示の範囲を限定するものとして理解されるべきではない。

【0035】

当業者であれば、本願の思想から逸脱することなく、本開示の範囲に含まれるいくつかの変形及び改善を行うことができることに留意されたい。したがって、本開示の特許の範囲は、添付の特許請求の範囲に従うものとする。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】