特許 7555954 センサを備えた産業用マニピュレータのグリッパ、及び産業用マニピュレータのグリッパの複数のジョーの間における部品の存在を検出する方法

(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】2024-09-13

(45)【発行日】2024-09-25

(54)【発明の名称】センサを備えた産業用マニピュレータのグリッパ、及び産業用マニピュレータのグリッパの複数のジョーの間における部品の存在を検出する方法

(51)【国際特許分類】

   B25J 15/08 20060101AFI20240917BHJP

【ＦＩ】

B25J15/08 W

【請求項の数】 18

(21)【出願番号】P 2021558760

(86)(22)【出願日】2020-02-13

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2022-07-08

(86)【国際出願番号】 IB2020051170

(87)【国際公開番号】W WO2020225613

(87)【国際公開日】2020-11-12

【審査請求日】2023-01-12

(31)【優先権主張番号】102019000006668

(32)【優先日】2019-05-09

(33)【優先権主張国・地域又は機関】IT

(73)【特許権者】

【識別番号】515189966

【氏名又は名称】ジマティック エセ．エッレ．エレ．

【氏名又は名称原語表記】ＧＩＭＡＴＩＣ Ｓ．ｒ．ｌ．

【住所又は居所原語表記】Ｖｉａ Ｅｎｚｏ Ｆｅｒｒａｒｉ ２／４ ２５０３０ Ｒｏｎｃａｄｅｌｌｅ （ＢＳ） Ｉｔａｌｉａ

(74)【代理人】

【識別番号】100109634

【弁理士】

【氏名又は名称】舛谷 威志

(74)【代理人】

【識別番号】100160831

【弁理士】

【氏名又は名称】大谷 元

(74)【代理人】

【識別番号】100129263

【弁理士】

【氏名又は名称】中尾 洋之

(72)【発明者】

【氏名】ベランディ，ジュゼッペ

【審査官】尾形 元

(56)【参考文献】

【文献】特開２００９－１７２７３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－３２０４７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－１１９５９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】独国実用新案第２０２０１８１０４９０３（ＤＥ，Ｕ１）

【文献】独国特許出願公開第１０２０１５２１３４０２（ＤＥ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１７／０１８２６６８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１８－１１８３７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特許第３８２５４４９（ＪＰ，Ｂ２）

(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】

産業用マニピュレータのためのグリッパ（１００，２００，３００，４００）であって、本体（１０１，２０１，３０１，４０１）と、前記本体（１０１，２０１，３０１，４０１）に取り付けられ、部品（Ｐ）を保持したり解放したりするように作動可能な複数のジョー（１０６～１０７，２０６～２０７，３０６～３０７，４０６～４０７）と、前記複数のジョー（１０６～１０７，２０６～２０７，３０６～３０７，４０６～４０７）のアクチュエータ（１０３，２０３，３０３，４４０）と、前記複数のジョー（１０６～１０７，２０６～２０７，３０６～３０７，４０６～４０７）の間における部品（Ｐ）の存在を検出するように構成されたセンサ（１１２，２１２，３１２，４１２）とを備え、
前記センサ（１１２，２１２，３１２，４１２）は、前記アクチュエータ（１０３，２０３，３０３，４４０）と前記複数のジョー（１０６～１０７，２０６～２０７，３０６～３０７，４０６～４０７）のうちの１つのジョーとの間に機能的に介装され、
前記センサ（１１２，２１２，３１２，４１２）は、磁気素子（１２０，２２０，３２０，４２０）と、前記磁気素子（１２０，２２０，３２０，４２０）を検出するための電子回路（１１６，２１６，３１６，４１６）とを備え、前記電子回路（１１６，２１６，３１６，４１６）は、ジョー（１０６，２０６，３０６，４０６）に固定され、前記磁気素子（１２０，２２０，３２０，４２０）は、前記１つのジョー（１０６，２０６，３０６，４０６）が加える力に応じ、前記電子回路（１１６，２１６，３１６，４１６）に対して移動可能であることを特徴とする、
グリッパ（１００，２００，３００，４００）。

【請求項2】

前記複数のジョーは、部品（Ｐ）を保持するように意図された遠位端（１０６''～１０７''，２０６''～２０７''，３０６''～３０７''，４０６''～４０７''）と、前記アクチュエータ（１０３，２０３，３０３，４４０）によって互いに対して移動可能な、反対側の近位端または肩部（１０６'～１０７'，２０６'～２０７'，３０６'～３０７'，４０６'～４０７'）とを備え、前記センサ（１１２，２１２，３１２，４１２）は、前記アクチュエータ（１０３，２０３，３０３，４４０）と前記複数のジョー（１０６～１０７，２０６～２０７，３０６～３０７，４０６～４０７）のうちの１つのジョーの近位端（１０６'，２０６'，３０６'，４０６'）との間に機能的に介装される、請求項１に記載のグリッパ（１００，２００，３００，４００）。

【請求項3】

前記電子回路（１１６，２１６，３１６，４１６）は、ジョー（１０６，２０６，３０６，４０６）の近位端（１０６'，２０６'，３０６'，４０６'）において、当該ジョー（１０６，２０６，３０６，４０６）に取り付けられ、
前記磁気素子（１２０，２２０，３２０，４２０）は、
前記アクチュエータ（４４０）に取り付けられ、前記１つのジョー（１０６，２０６，３０６，４０６）によって加えられる力に応じ、前記磁気素子（４２０）が前記電子回路（４１６）から最大距離にある第１の位置と、前記磁気素子（４２０）が前記電子回路（４１６）から最小距離にある第２の位置との間で、前記電子回路（４１６）に対し、前記アクチュエータ（４４０）と共に移動可能であるか、或いは
前記電子回路（１１６，２１６，３１６，４１６）と前記アクチュエータ（１０３，２０３，３０３）との間に介装された部材（１１８，２１８，３１８，４１８）に取り付けられ、前記１つのジョー（１０６，２０６，３０６，４０６）によって加えられる力に応じ、前記磁気素子（１２０，２２０，３２０，４２０）が前記電子回路（１１６，２１６，３１６，４１６）から最大距離にある第１の位置と、前記磁気素子（１２０，２２０，３２０，４２０）が前記電子回路（１１６，２１６，３１６，４１６）から最小距離にある第２の位置との間で、移動可能である、
請求項１に記載のグリッパ（１００，２００，３００，４００）。

【請求項4】

前記電子回路（１１６，２１６，３１６，４１６）から最小距離となる前記磁気素子（１２０，２２０，３２０，４２０）の位置は、部品（Ｐ）を把持している前記複数のジョー（１０６～１０７，２０６～２０７，３０６～３０７，４０６～４０７）に対応、即ち、部品（Ｐ）が前記複数のジョー（１０６～１０７，２０６～２０７，３０６～３０７，４０６～４０７）の間に保持されている状態に対応する、請求項３に記載のグリッパ（１００，２００，３００，４００）。

【請求項5】

前記センサ（１１２，２１２，３１２）は、磁気素子（１２０，２２０，３２０）を検出するための電子回路（１１６，２１６，３１６）のハウジングを画定する第１の部材（１１３，２１３，３１３）と、前記磁気素子（１２０，２２０，３２０）を収容する第２の部材（１１８，２１８，３１８）と、前記第１の部材（１１３，２１３，３１３，４１３）と前記第２の部材（１１８，２１８，３１８）との間に介装される弾性部材（１２１，２２１，３２１）とを備え、前記第２の部材（１１８，２１８，３１８）は、ジョー（１０６，２０６，３０６，４０６）によって加えられる力に応じ、前記第１の部材（１１３，２１３，３１３，４１３）に対して移動可能であり、前記弾性部材（１２１，２２１，３２１）は対抗力を生じる、請求項１～４のいずれか１項に記載のグリッパ（１００，２００，３００，４００）。

【請求項6】

前記第１の部材（１１３，２１３，３１３）は、ジョー（１０６，２０６，３０６，４０６）に固定されるか、または当該ジョー（１０６，２０６，３０６，４０６）と一体に形成され、前記第２の部材（１１８，２１８，３１８）は、前記第１の部材（１１３，２１３，３１３）にヒンジ結合され、前記１つのジョー（１０６，２０６，３０６，４０６）によって力が加えられる結果、及び前記弾性部材（１２１，２２１，３２１）によって対抗力が加えられる結果、前記第１の部材（１１３，２１３，３１３）に対して回動可能である、請求項５に記載のグリッパ（１００，２００，３００，４００）。

【請求項7】

前記第１の部材（１１３，２１３，３１３）は、ジョー（１０６，２０６，３０６）の近位端（１０６'，２０６'，３０６'）において、当該ジョー（１０６，２０６，３０６）に固定され、前記１つのジョー（１０６，２０６，３０６，４０６）は、前記第１の部材（１１３，２１３，３１３）に対して前記第２の部材（１１８，２１８，３１８）を回動させ、部品（Ｐ）が前記複数のジョー（１０６～１０７，２０６～２０７，３０６～３０７）の間に保持されると、前記第１の部材（１１３，２１３，３１３）と前記第２の部材（１１８，２１８，３１８）との角度が最小となり、前記弾性部材（１２１，２２１，３２１）が圧縮される、請求項６に記載のグリッパ（１００，２００，３００，４００）。

【請求項8】

前記センサ（１１２，２１２，３１２）の前記第２の部材（１１８，２１８，３１８）は、前記アクチュエータ（１０３，２０３，３０３）の一部（１１０，２１０，３１０）に当接する摺動ブロックである、請求項５～７のいずれか１項に記載のグリッパ（１００，２００，３００，４００）。

【請求項9】

前記電子回路（１１６，２１６，３１６，４１６）に対する前記磁気素子（１２０，２２０，３２０，４２０）の位置は、少なくとも１つのジョー（１０６，２０６，３０６，４０６）の位置と、前記複数のジョー（１０６～１０７，２０６～２０７，３０６～３０７）の間に保持される部品（Ｐ）の存在の可能性との両方に依存する、請求項１～８のいずれか１項に記載のグリッパ（１００，２００，３００，４００）。

【請求項10】

前記磁気素子（１２０，２２０，３２０，４２０）は、対応するジョー（１０６，２０６，３０６，４０６）に取り付けられ、当該対応するジョー（１０６，２０６，３０６，４０６）に対して変位可能であって、
前記磁気素子（１２０，２２０，３２０，４２０）は、前記複数のジョー（１０６～１０７，２０６～２０７，３０６～３０７，４０６～４０７）の閉動の際、前記複数のジョー（１０６～１０７，２０６～２０７，３０６～３０７，４０６～４０７）が閉じて部品（Ｐ）に当接するまで、前記対応するジョー（１０６，２０６，３０６，４０６）と共に一体的に移動し、
前記磁気素子（１２０，２２０，３２０，４２０）は、前記複数のジョー（１０６～１０７，２０６～２０７，３０６～３０７，４０６～４０７）の間に部品（Ｐ）が把持されている限り、前記アクチュエータ（１０３，２０３，３０３，４４０）が加える力に応じ、前記対応するジョー（１０６，２０６，３０６，４０６）に対して回動可能である、請求項１～９のいずれか１項に記載のグリッパ（１００，２００，３００，４００）。

【請求項11】

前記アクチュエータ（１０３，２０３，３０３，４４０）は、前記本体（１０１，２０１，３０１，４０１）内に画定された対応するシリンダ（１０２，２０２，３０２，４０２）内に供給される加圧流体の作用下及び弾性戻し部材（１１１，２１１，３１１，４１１）の作用下で、前記シリンダ（１０２，２０２，３０２，４０２）内で縦方向に沿って往復移動可能な少なくとも１つのエアピストン（１０３，２０３，３０３，４０３'，４０３''）を備える、請求項１～１０のいずれか１項に記載のグリッパ（１００，２００，３００，４００）。

【請求項12】

前記アクチュエータは、空気圧式、油圧式、または電気式である、請求項１～１１のいずれか１項に記載のグリッパ（１００，２００，４００）。

【請求項13】

前記複数のジョー（１０６～１０７，２０６～２０７，４０６～４０７）は、ピン（１０８～１０９，２０８～２０９，４０８～４０９）上で揺動可能であり、それぞれが、部品（Ｐ）の保持を意図した遠位端（１０６''～１０７''，２０６''～２０７''，４０６''～４０７''）と、前記アクチュエータ（１０３，２０３，３０３，４４０）が押圧力を加える近位端または肩部（１０６'～１０７'，２０６'～２０７'，４０６'～４０７'）とを備え、前記遠位端（１０６''～１０７''，２０６''～２０７''，４０６''～４０７''）は、前記ピン（１０８～１０９，２０８～２０９，４０８～４０９）に関して前記近位端（１０６'～１０７'，２０６'～２０７'，４０６'～４０７'）とは反対側にあり、前記複数のジョーは、前記遠位端（１０６''～１０７''，２０６''～２０７''，４０６''～４０７''）が拡がると共に前記近位端（１０６'～１０７'，２０６'～２０７'，４０６'～４０７'）が互いに近付く開位置と、前記遠位端（１０６''～１０７''，２０６''～２０７''，４０６''～４０７''）が互いに近付くと共に前記近位端（１０６'～１０７'，２０６'～２０７'，４０６'～４０７'）が拡がる閉位置との間で揺動し、部品（Ｐ）を把持しているときの前記複数のジョー（１０６～１０７，２０６～２０７，４０６～４０７）の位置は、前記開位置と前記閉位置とに対して中間となる位置である、請求項１～１２のいずれか１項に記載のグリッパ（１００，２００，４００）。

【請求項14】

少なくとも１つのジョー（３０６，３０７）が、ガイド（３０１'）に沿って平行移動可能であり、ピン（３０８，３０９）上で揺動して前記ガイド（３０１'）に沿う両方向に押す力を前記少なくとも１つのジョー（３０６，３０７）に及ぼすように対応するアーム（３３０，３３１）を備え、近位端（３０６'，３０７'）は、前記アーム（３３０，３３１）によって画定され、前記センサ（３１２）は、前記アクチュエータ（３０３）と前記アーム（３３０，３３１）との間に機能的に介装される、請求項１～１２のいずれか１項に記載のグリッパ（３００）。

【請求項15】

前記アクチュエータ（１０３，２０３，３０３，４４０）は、前記複数のジョー（１０６～１０７，２０６～２０７，４０６～４０７）の近位端（１０６'～１０７'，２０６'～２０７'，４０６'～４０７'）の間に挿入または移動して、前記近位端（１０６'～１０７'，２０６'～２０７'，４０６'～４０７'）を拡げることが可能な、少なくとも１つのエアピストン（１０３，２０３，３０３，４０３'，４０３''）を備える、請求項１～１４のいずれか１項に記載のグリッパ（１００，２００，３００，４００）。

【請求項16】

産業用マニピュレータのためのグリッパ（１００，２００，３００，４００）の複数のジョー（１０６～１０７，２０６～２０７，３０６～３０７，４０６～４０７）の間における部品（Ｐ）の存在を検出する方法であって、
本体（１０１，２０１，３０１，４０１）と、前記本体（１０１，２０１，３０１，４０１）に取り付けられ、部品（Ｐ）を保持したり開放したりするように作動可能な複数のジョー（１０６～１０７，２０６～２０７，３０６～３０７，４０６～４０７）と、前記複数のジョー（１０６～１０７，２０６～２０７，３０６～３０７，４０６～４０７）のアクチュエータ（１０３，２０３，３０３，４４０）と、センサ（１１２，２１２，３１２，４１２）とを備えたグリッパ（１００，２００，３００，４００）を設けるステップと、
前記アクチュエータ（１０３，２０３，３０３，４４０）を用い、開位置、閉位置、及び部品（Ｐ）の把持位置の間で前記複数のジョー（１０６～１０７，２０６～２０７，３０６～３０７，４０６～４０７）を動かし、部品（Ｐ）を捕捉して保持するステップと、
前記センサ（１１２，２１２，３１２，４１２）を用い、前記複数のジョー（１０６～１０７，２０６～２０７，３０６～３０７，４０６～４０７）の位置を示す信号を生成するステップとを備え、
前記センサ（１１２，２１２，３１２，４１２）は、前記アクチュエータ（１０３，２０３，３０３，４４０）と、対応するジョーと称される、前記複数のジョー（１０６～１０７，２０６～２０７，３０６～３０７，４０６～４０７）のうちの１つのジョー（１０６，２０６，３０６，４０７）との間に機能的に介装され、前記１つのジョー（１０６，２０６，３０６，４０７）が部品（Ｐ）を把持しているときに信号を発生し、
前記センサ（１１２，２１２，３１２，４１２）は、磁気素子（１２０，２２０，３２０，４２０）と、前記磁気素子（１２０，２２０，３２０，４２０）を検出するための電子回路（１１６，２１６，３１６，４１６）とを備え、前記電子回路（１１６，２１６，３１６，４１６）は、ジョー（１０６，２０６，３０６，４０６）に固定され、前記磁気素子（１２０，２２０，３２０，４２０）は、前記１つのジョー（１０６，２０６，３０６，４０６）が加える力に応じ、前記電子回路（１１６，２１６，３１６，４１６）に対して移動可能であることを特徴とする、
方法。

【請求項17】

前記センサ（１１２，２１２，３１２，４１２）は、前記アクチュエータ（１０３，２０３，３０３，４４０）が、閉じた前記複数のジョー（１０６～１０７，２０６～２０７，３０６～３０７，４０６～４０７）に対応した位置にあるとき、前記複数のジョー（１０６～１０７，２０６～２０７，３０６～３０７，４０６～４０７）の前記閉位置からの前記１つのジョー（１０６，２０６，３０６，４０７）のずれを検出する、請求項１６に記載の方法。

【請求項18】

前記磁気素子（１２０，２２０，３２０，４２０）は、前記複数のジョー（１０６～１０７，２０６～２０７，３０６～３０７，４０６～４０７）の閉動の際、前記複数のジョー（１０６～１０７，２０６～２０７，３０６～３０７，４０６～４０７）が閉じて部品（Ｐ）に当接するまで、前記対応するジョー（１０６，２０６，３０６，４０６）と共に一体的に動き、前記磁気素子（１２０，２２０，３２０，４２０）と前記電子回路（１１６，２１６，３１６，４１６）との間の距離は、不変、即ち一定に維持され、
前記磁気素子（１２０，２２０，３２０，４２０）は、部品（Ｐ）が前記複数のジョー（１０６～１０７，２０６～２０７，３０６～３０７，４０６～４０７）の間に把持されている限り、前記アクチュエータ（１０３，２０３，３０３，４４０）が加える力に応じ、前記対応するジョー（１０６，２０６，３０６，４０６）に対して回動可能であり、前記磁気素子（１２０，２２０，３２０，４２０）と前記電子回路（１１６，２１６，３１６，４１６）との間の距離は、最小となるまで減少する、
請求項１６または１７に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、産業用マニピュレータのためのグリッパに関する。

【背景技術】

【0002】

産業オートメーションの分野では、操作の対象物を把持するために組み付けられたグリッパを有するのが一般的なロボットマニピュレータの使用が知られている。

【0003】

産業用マニピュレータのためのグリッパには、一般的に、グリッパ本体に取り付けられた２つ以上のジョー、即ちグリッパフィンガが設けられている。これらのジョーは、操作対象の部品にいかなる圧力も加えない開位置、即ち解放位置と、取扱い中に部品が誤って解放されないようにするのに十分な圧力を、操作対象の部品に加える閉位置、即ち把持位置との間で、互いに離れたり近付いたりするように動くことができる。

【0004】

ジョーの動きのタイプに応じ、ジョーが、それぞれのガイド内またはガイド上で直線的に移動するリニアグリッパと、ジョーが、それぞれのピボット軸の周りで回動するアンギュラグリッパとに区別される。

【0005】

ジョーは、一般的に空気圧式、液圧式、または電気式で、グリッパ本体内に収容されたアクチュエータ装置によって動作する。

【0006】

グリッパには、通常、磁気式とするのが一般的なセンサを装備していることがあり、当該センサの機能は、ジョーの間に部品が存在することを示す電気信号の生成である。センサを使用することで、グリッパが作業対象の部品を捕捉していない場合や、部品が誤って落下した場合を識別することができる。現在、２つの構成が知られている。

【0007】

空気圧式グリッパで使用される第１の構成では、グリッパ本体の内部を移動するエアピストンに磁気素子が組み込まれ、この磁気素子の位置を専用のセンサが検出することにより、エアピストンの位置を間接的に検出する。部品がグリッパのジョーの間に正しく挿入されると、間にクランプされた部品によって規定される程度を超えてジョーが近付くことができないため、エアピストンがストロークの終点まで到達しない。部品が誤ってジョーから外れたときや、部品が捕捉されなかったときは、ジョーが互いに当接するまで完全に閉じて、エアピストンが、それぞれの限界停止位置に達することが可能となり、この状態では、センサが発した信号によりアラームが生成される。

【0008】

このような方法の１つの制約は、標準的なセンサよりも高価な低ヒステリシス磁気センサ、またはアナログセンサを使用する必要があることであり、そうしなければ、センサによる検出の精度が、エアピストンのわずかな動きを識別する上で十分ではない。実際のところ、標準的かつ安価で、一般的に使用される磁気センサは、デジタルセンサであり、このセンサは、検出した磁界の磁束強度が、例えば２５ガウスといった閾値を超えた場合にのみ信号を生成し、磁界の磁束強度が、例えば２０ガウスといった、より低い閾値を下回るとオフする。このようなヒステリシスにより、標準的な磁気センサは、あまり正確なものではなくなる（センサの磁気素子の長いストロークが必要となる）。これが、より高価な低ヒステリシス磁気センサを採用する理由である。

【0009】

主にスプルースグリッパで使用される第２の構成では、磁気センサがジョーの１つ、即ちジョーの１つそのものに配置され、作業対象の部品が磁気センサと対向するジョーとの間に把持されたままとなる。この場合、この磁気センサは、それぞれのジョーに対して静止した部材と、当該静止した部材に対して移動可能な部材とで製造される。部品がグリッパで捕捉されると、磁気センサの可動部材が、静止部材に向かって押され、これに対応して磁気センサが電気信号を発生する。ジョーが開いて部品が解放されると、磁気センサの可動部材が、弾性部材の押圧力により、静止部材から離れるように移動する。

【0010】

このような方法の欠点は、磁気センサがジョーに取り付けられているため、当該ジョーの周囲で利用可能な空間を制限し、特にグリッパの開き角度を制限することになる。更に、磁気センサは、１つのジョーにあって、反対側のジョーに対向しているので、グリッパは対称的ではなく、このため、部品を捕捉したり解放したりするときに、磁気センサのサイズを考慮しなければならないので、グリッパが装着されているロボットアームのプログラミングが困難となる可能性がある。

【0011】

日本特許出願公開第２００９－１７２７３５号公報には、部品の取り扱うための専用のグリッパが記載されており、このグリッパには、ばねの変形を検出して、ジョーの間に部品があるか否かを識別するセンサが設けられており、ジョーが部品に圧力を加えると、ばねが圧縮されるようになっている。

【0012】

米国特許出願公開第２０１７／１８２６６８号明細書には、プレートまたはシートを保持するための空気圧式グリッパが記載されている。アクチュエータは、カム式の伝達機構を用いてジョーを移動させるエアピストンである。伝達機構に電子センサが配置され、この電子センサが、ジョーの位置を検出し、プレートが把持された状態や、プレートがジョーの間にない状態を識別する。

【0013】

米国特許出願公開第２０１８／２０７８０７号明細書には、ペトリ皿、即ち、全てが互いに等しい所定の直径の部品を取り扱うように専用に構成された電気式グリッパが記載されている。このグリッパは、過剰な力がペトリ皿に加わるのを防止する補償機構を備えている。ジョーの間にペトリ皿が存在することを検出するため、光学センサが補償機構及びジョーに予め配置される。

【0014】

日本特許第３８２５４４９号公報には、センサがジョーに配置されたグリッパが記載されている（段落２８、図３、光学センサ４３及び光学センサ４４）。

【0015】

米国特許第６，１４５，９０４号及び米国特許出願公開第２００９／１２７８７９号明細書には、空気圧で操作され、平行なジョーを有した、当業者に公知のグリッパが記載されている。

【発明の概要】

【0016】

本発明の目的は、ジョーの間における部品の存在を検出するセンサを備えた産業用マニピュレータのためのグリッパとして、従来の解決策の欠点を克服するだけでなく、製造も簡単なグリッパを提供することである。

【0017】

従って、本発明の第１の態様は、請求項１に記載のグリッパに関わるものである。

【0018】

より詳細には、グリッパは、本体と、前記本体に取り付けられ、部品を保持したり解放したりするように作動可能な複数のジョーと、前記複数のジョーのアクチュエータと、前記複数のジョーの間における部品の存在を検出するように構成されたセンサとを備える。前記センサは、保持しようとする部品の収容を意図する空間において、複数のジョーの間には配置されず、アクチュエータと複数のジョーのうちの１つのジョーとの間に機能的に介装される点で有利である。

【0019】

即ち、本発明に係るグリッパにおいて、センサは、ジョーの先の方ではなく、ジョーの手前側、具体的には１つのジョーとアクチュエータとの間に配置される。

【0020】

機能的に介装されるとの表現は、以下のような意味を有する。つまり、グリッパのその他の構成要素に対して物理的にとられる位置に関係なく、センサは、１つのジョーとアクチュエータとの間でその機能を実行し、即ち、センサは、２つのジョーの間でも、ジョーと捕捉しようとする部品との間でもなく、１つのジョーとアクチュエータとの間で相互作用する。

【0021】

このような構成によれば、次のような利点がある。

【0022】

まず第１に、ジョーの間のスペースがセンサに占有されず、これにより取り戻された（占有されていない）スペースは、部品を捕捉して保持するのに使用することができる。更に、特定の部品を保持するために、より迅速にジョーを開閉することができる。

【0023】

もう１つの利点は、捕捉された部品が、ジョーから等しい距離にある横方向の平面上、即ちグリッパの中心軸線上に実質的に保持されるように、グリッパを作成することが可能となり、産業用マニピュレータの作業が容易になることである。

【0024】

また、もう１つの利点は、高温であったり、汚れていたりする可能性がある捕捉された部品が、センサに触れないため、結果的に、センサの耐用年数が長くなることである。

【0025】

提案する解決策は、アンギュラグリッパと、平行ジョーを有したグリッパとの両方に、低コストで容易に実装することができる。

【0026】

前記複数のジョーは、部品を保持するように意図された遠位端と、前記アクチュエータによって互いに対して移動可能な、反対側の近位端または肩部とを備えるのが好ましい。前記アクチュエータは、少なくとも１つのジョーの近位端に作用する（例えば、１つのジョーが静止していてもよいし、全てのジョーが可動であってもよい）。前記センサは、前記アクチュエータと、これら複数のジョーのうちの１つのジョーの近位端との間に機能的に介装され、例えば、アクチュエータに対するジョーの近位端の位置を示す信号を生成するように構成され、この信号は、複数のジョーの間に部品があるか否かも示す。

【0027】

前記センサは、磁気式であるのが好ましく、更には、磁気素子と、例えばホール効果に基づき、前記磁気素子を検出するための電子回路とを備えるのが好ましい。前記電子回路は、ジョーに固定され、前記磁気素子は、前記アクチュエータによって加えられる力に応じ、前記電子回路に対して移動可能である。

【0028】

一態様において、前記電子回路は、ジョーの近位端において、当該ジョーに取り付けられ、前記磁気素子は、前記アクチュエータ、例えば、リニアアクチュエータのエアピストンまたはロッドに取り付けられ、前記センサが取り付けられたジョーによって加えられる力に応じ、特に、前記アクチュエータが作動したときに、前記センサが取り付けられたジョーによって加えられる力に応じ、前記磁気素子が前記電子回路から最大距離にある第１の位置と、前記磁気素子が前記電子回路から最小距離にある第２の位置との間で、前記電子回路に対し、前記アクチュエータと共に移動可能である。

【0029】

これに代わる態様において、前記電子回路は、ジョーの近位端で当該ジョーに取り付けられ、前記磁気素子は、前記電子回路と前記アクチュエータとの間に介装された専用の部材に取り付けられ、前記センサが取り付けられたジョーによって加えられる力に応じ、前記磁気素子が前記電子回路から最大距離にある第１の位置と、前記磁性素子が前記電子回路から最小距離にある第２の位置との間で、移動可能である。

【0030】

前記電子回路から最小距離となる前記磁気素子の位置は、前記複数のジョーの部品把持位置に対応、即ち、部品が前記複数のジョーの間に保持されている状態に対応するのが好ましい。従って、前記電子回路は、前記磁気素子が第２の位置にあること、即ち、最小距離にあることを検出すると、グリッパによって部品が正しく保持されていることを確認する信号を生成し、前記磁気素子が遠ざかっていることを検出すると、例えば、ジョーの開位置または閉位置に対応するが、把持されている部品がないといった、別の状態に対応する信号が生成されるか、または信号が生成されない。

【0031】

磁気素子は、それぞれのジョーに対して移動可能に配置されることにより、以下のようになるのが好ましい。
・複数のジョーが閉動する間、磁気素子は、それぞれのジョーに対して回動せず、複数のジョーが動いて捕捉しようとする部品に当接する点まで、磁気素子と電子回路との間の距離は変化せずに一定のままである。このような状況において、センサは、部品を把持したことを示す信号を生成しない。
・その後、捕捉しようとする部品に対して複数のジョーが接近し、複数のジョーの間に部品を固定するのに必要な力をアクチュエータが加えると、磁気素子とそれぞれのジョーとが相対回動し、磁気素子と電子回路との間の距離が減少し、場合によってはゼロまで、即ち磁気素子が電子回路に当接する点まで減少する。このような状況において、センサは、部品が把持されたという信号を生成する。

【0032】

このように、グリッパの作動中の誤検知信号、即ち、実際には部品がジョーの間にないのに、部品が把持されたことを示す信号を発生させるというリスクをおかさずに、必ずしも低ヒステリシス型である必要のない経済的なセンサを使用することが可能となる。

【0033】

例えば、前記センサは、電子回路のためのハウジング、例えば、位置を調整可能に前記電子回路を配置することができるハウジングを画定する第１の部材と、磁気素子を収容する第２の部材とを備える。更に、前記センサは、前記第１の部材と前記第２の部材との間に介装される弾性部材を備え、前記第２の部材は、前記センサが取り付けられた前記ジョーによって加えられる力に応じ、前記第１の部材に対して移動可能であり、前記弾性部材は、前記アクチュエータに対抗力を及ぼす。

【0034】

より好ましくは、前記センサの前記第１の部材が、ジョーに固定されるか、または当該ジョーと一体に形成され、前記第２の部材は、前記第１の部材にヒンジ結合され、前記第１の部材に対して回動可能であり、即ち、アクチュエータが作動するときに同じジョーによって力が加えられる結果、及び前記弾性部材によって対抗力が加えられる結果、揺動する。

【0035】

例えば、センサの第１の部材は、ジョーの近位端において、当該ジョーに固定され、前記１つのジョーは、前記第１の部材に対して前記第２の部材を回動させる。部品が前記複数のジョーの間に保持されると、前記第１部材と前記第２部材との角度が最小となり、前記弾性部材が圧縮される。

【0036】

前記センサの前記第２の部材は、前記アクチュエータの一部に当接する摺動ブロックであるのが好ましい。前記アクチュエータは移動可能であり、摺動ブロックに作用し、当該摺動ブロックに押圧力を加える。

【0037】

全般的に、前記アクチュエータは、空気圧式、油圧式、または電気式とすることができる。

【0038】

好ましくは、全般的に、前記電子回路に対する前記磁気素子の位置は、前記センサが取り付けられたジョーの位置に依存し、従って、前記複数のジョーの間に保持され得る部品のサイズ、及び前記アクチュエータの位置に依存する。

【0039】

本出願人は、センサが空気圧式である本発明の別の態様に関する分割特許出願の提出を留保する。この場合、センサは、
・グリッパのジョーと前記アクチュエータとの間で開口し、外部の低圧源または真空源との流体的連通を行うダクトであって、前記低圧源または真空源は、遠隔位置にあって、ゴムホースによって前記センサに接続することも可能であり、前記センサにおける圧力値（即ち、低圧値）を検出するための機器を予め配置可能である、ダクトと、
・前記センサが取り付けられた同じジョーによって加えられる力に応じ、前記ダクトの開位置と閉位置との間で移動可能なシャッタと
を備える。

【0040】

空気圧の前記センサは、ジョーの近位部または肩部において、当該ジョーに固定可能な第１の部材を備えるのが好ましい。前記ダクトは、前記第１の部材に画定される。前記センサは、前記第１の部材に取り付けられる第２の部材を更に備え、当該第２の部材は、前記センサの前記第１の部材が取り付けられた同じジョーによって加えられる力に応じ、前記開位置と前記閉位置との間で、前記第１の部材に対して移動可能である。

【0041】

例えば、前記センサの前記第２の部材は、前記第１の部材にヒンジ結合され、前記第１の部材が取り付けられた前記ジョーの角度位置に応じ、前記開位置と前記閉位置との間で前記第１の部材に対して回動可能である。

【0042】

本態様の動作は単純であり、部品Ｐを捕捉せずにジョーが閉じると、センサのダクトがシャッタによって閉鎖されず、ダクト自体において第１の低圧値が検出される一方、ジョーの間に部品が保持されると、シャッタがセンサのダクトを閉鎖し、第１の低圧値よりも大きい第２の低圧値がダクト自体において検出される。ダクト内における圧力（低圧）の差を検出することにより、部品が把持された状態と部品が不在の状態とを識別することができる。

【0043】

好ましい態様において、前記アクチュエータは、グリッパの本体内に画定された対応するシリンダ内に供給される加圧流体の作用下、及び弾性戻し部材の作用下で、前記シリンダ内で縦方向に沿って往復移動可能な少なくとも１つのエアピストンを備える。

【0044】

本発明に係るグリッパは、アンギュラグリッパであってもよく、この場合、前記複数のジョーは、ピン上で揺動可能であり、それぞれが、部品の保持を意図した遠位端と、前記アクチュエータが押圧力を加える近位端または肩部とを備える。前記遠位端は、前記ピンに関して前記近位端とは反対側にあり、前記複数のジョーは、前記遠位端が拡がると共に前記近位端が互いに近付く開位置と、前記遠位端が互いに近付くかまたは当接すると共に前記近位端が拡がる閉位置との間で揺動し、部品を把持しているときの前記複数のジョーの位置は、前記開位置及び前記閉位置に対して中間となる位置である。

【0045】

本発明に係るグリッパは、平行なジョーを有するグリッパとすることが可能であり、この場合には、少なくとも１つのジョーが、ガイドに沿って平行移動可能であり、ピン上で揺動して前記少なくとも１つのジョーを前記ガイド上で変位させるように対応したアームを備える。ジョーの前記近位端は、前記アームによって画定され、前記センサは、前記アクチュエータと前記アームとの間に機能的に介装される。

【0046】

全般的に、グリッパは、固定のジョー及び単一の可動ジョー、２つの可動ジョー、３つの可動ジョーなどを有することができる。

【0047】

前記アクチュエータは、前記複数のジョーの前記近位端の間に挿入または移動して、前記近位端を拡げることが可能な、少なくとも１つのエアピストンを備えるのが好ましい。或いは、アクチュエータは、油圧式または電気式である。

【0048】

本発明のもう１つの目的は、従来の解決策の欠点を克服するような、産業用マニピュレータのためのグリッパの複数のジョーの間における部品の存在を検出する方法を提供することである。

【0049】

従って、本発明の第２の態様は、請求項２０に記載の方法に関するものである。

【0050】

より詳細には、本方法は、
・本体と、前記本体に取り付けられ、部品を保持したり解放したりするように作動可能な複数のジョーと、前記複数のジョーのアクチュエータと、センサとを備えたグリッパを設けるステップと、
・前記アクチュエータを用い、開位置、閉位置、及び部品の把持位置の間で前記複数のジョーを動かし、部品を捕捉して保持するステップと、
・前記センサを用い、部品が適切に把持されたことを示す信号を生成するステップと
を備える。

【0051】

グリッパに関する上述の利点を達成するため、即ち、部品が把持されたことを識別するために、前記センサは、前記アクチュエータに対する（少なくとも）１つのジョーの位置を検出するのが好ましい。

【0052】

実際には、前記センサが、前記アクチュエータと前記複数のジョーのうちの１つのジョーとの間に機能的に介装され、前記アクチュエータに対する前記１つのジョーの位置が、正しく把持された部品に対応するときに、前記センサが信号を生成する。

【0053】

前記センサは、前記アクチュエータが作動しているとき、即ち前記アクチュエータが、閉じた前記複数のジョーに対応した位置にあるとき、前記複数のジョーの閉位置からの前記１つのジョーのずれを検出する。このずれは、複数のジョーの間にある部品によって生じる。

【図面の簡単な説明】

【0054】

本発明の更なる特徴及び利点は、添付の図面を用い、例示のみを目的として限定を伴うことなく記載された、本発明の好ましいが排他的ではない実施形態についての以下の明細書の考察により、一層明らかになるであろう。

【0055】

【図1】本発明の第１実施形態に係る産業用マニピュレータのためのグリッパの斜視図である。

【図2】ジョーが開いた状態にあるときの、図１に示すグリッパの部分断面斜視図である。

【図2A】ジョーが閉じた状態にあるときの、図１に示すグリッパの部分断面斜視図である。

【図3】ジョーが完全に閉じた状態にあるときの、図１に示すグリッパの部分断面立面図である。

【図4A】ジョーが閉じて作業対象の第１の部品に当接した状態にあるときの、図１に示すグリッパの部分断面立面図である。

【図4B】ジョーが閉じて作業対象の第２の部品に当接した状態にあるときの、図１に示すグリッパの部分断面立面図である。

【図4C】ジョーが閉じて作業対象の第３の部品に当接した状態にあるときの、図１に示すグリッパの部分断面立面図である。

【図5】ジョーが開いた状態にあるときの、図１に示すグリッパの分解斜視図である。

【図6】本発明の第２実施形態に係る産業用マニピュレータのためのグリッパの斜視図である。

【図7】ジョーが完全に閉じた状態にあるときの、図６に示すグリッパの部分断面立面図である。

【図8】ジョーが閉じて作業対象の部品に当接した状態にあるときの、図６に示すグリッパの部分断面立面図である。

【図9】ジョーが開いた状態にあるときの、図６に示すグリッパの分解斜視図である。

【図10】図６に示すグリッパの詳細を示す斜視図である。

【図11】本発明の第３実施形態に係る産業用マニピュレータのためのグリッパの斜視図である。

【図12】ジョーが開いた状態にあるときの、図１１に示すグリッパの部分的ファントム図法の立面斜視図である。

【図13】ジョーが完全に閉じた状態にあるときの、図１１に示すグリッパの部分断面立面図である。

【図14】ジョーが閉じて作業対象の部品に当接した状態にあるときの、図１１に示すグリッパの部分断面立面図である。

【図15】図１１に示すグリッパの分解斜視図である。

【図16】ジョーが完全に開いた状態にあるときの、本発明の第４実施形態に係る産業用マニピュレータのためのグリッパの垂直断面図である。

【図17】ジョーが完全に閉じた状態にあるときの、図１６に示すグリッパの垂直断面図である。

【図18】ジョーが閉じて作業対象の部品に当接した状態にあるときの、図１６に示すグリッパの垂直断面図である。

【図19】ジョーが開いた状態にあるときの、図１６に示すグリッパの斜視図である。

【図20】図１６に示すグリッパの分解図である。

【図21】本発明の第５実施形態に係る産業用マニピュレータのためのグリッパの斜視図である。

【図22】ジョーが開いた状態にあるときの、図２１に示すグリッパの部分的ファントム図法の立面斜視図である。

【図23】ジョーが完全に閉じた状態にあるときの、図２１に示すグリッパの部分断面立面図である。

【図24】ジョーが閉じて作業対象の部品に当接した状態にあるときの、図２１に示すグリッパの部分断面立面図である。

【図25】図２１に示すグリッパの分解斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0056】

図１～図５は、本発明の第１実施形態に係る産業用マニピュレータのためのグリッパ１００を示す。

【0057】

グリッパ１００は、一般的なシリンダピストン結合に従って、移動可能なエアピストン１０３を内部に有するシリンダ１０２が画定された本体１０１を備える。圧縮空気が、ノズル１０５を介して供給される。このグリッパ１００は、ピン１０８及びピン１０９を用いて本体１０１に取り付けられた２つのジョー１０６及びジョー１０７を備え、これにより、これらジョー１０６，１０７は、図１、図２、及び図５に示すようにジョー１０６，１０７が拡げられた開位置と、図３に示すようにジョー１０６，１０７が互いに当接する閉位置との間で揺動可能となっている。図４Ａ～図４Ｃは、開位置と閉位置との間の中間位置を示しており、これは、部品把持位置と定義することができ、ジョー１０６，１０７は、わずかに拡がると共に、作業対象の部品Ｐに当接するまで閉じた状態にある。

【0058】

ジョー１０６，１０７の閉動は、楔状部１１０を有したエアピストン１０３によって生じ、圧縮空気がノズル１０５を介して供給され、エアピストン１０３が、ジョー１０６，１０７自体に近い方のシリンダ１０２の端部に向かって移動するとき、即ちエアピストン１０３が、閉死点と呼称し得る点に向かって移動するときに、ジョー１０６，１０７の間に入っていく楔状部１１０によって生じる。このような閉動を精度良く達成するため、ジョー１０６，１０７は、それぞれのピン１０８，１０９からエアピストン１０３の楔状部１１０に向かって延びる肩部１０６'，１０７'（これは、近位端とも定義することができる）を、部品Ｐを捕捉して保持する機能を有した遠位端１０６''，１０７''とは反対側に備える。

【0059】

ばねまたはゴム要素といった弾性部材１１１が、ジョー１０６，１０７の間に挿入されており、エアピストン１０３がその初期位置に戻ったとき、即ち圧縮空気の供給が中断されたときに、グリッパを自動的に開動させる。ばね１１１は、ジョー１０６，１０７の遠位端１０６''，１０７''を拡げようとする押圧力を発生するものであって、即ち、エアピストン１０３の楔状部１１０によって加えられる押圧力がなくなると、ジョー１０６，１０７を開位置に戻そうとする。

【0060】

図に示す例では、エアピストン１０３が変位する縦方向に直交する方向に沿ってばね１１１が作用する。

【0061】

グリッパ１００は、全般に符号１１２で示されるセンサを備え、当該センサ１１２の機能は、任意の時点でジョー１０６，１０７がとる位置を示す電気信号の生成である。当業者に公知の解決策とは異なり、グリッパ１００では、センサ１１２が、エアピストン１０３には配置されておらず、またジョー１０６，１０７の遠位端１０６'，１０７'のうちの一方にも配置されておらず、センサ１１２は、エアピストン１０３とジョー１０６，１０７のうちの一方との間、具体的には、エアピストン１０３の楔状部１１０とジョー１０６，１０７の肩部１０６'，１０７'のうちの一方との間に機能的に介装されている。

【0062】

図１～図５に示す例では、センサ１１２が、エアピストン１０３の楔状部１１０とジョー１０６の肩部１０６'との間に介装されている。

【0063】

センサ１１２は、磁気式であり、ここで、その構造及び動作について詳細に説明する。

【0064】

図５を参照すると、センサ１１２は、ジョー１０６に対して静止するために、当該ジョー１０６の肩部１０６'に固定されることを意図した第１の部材１１３を備え、換言すれば、センサ１１２の第１の部材１１３は、ピン１０８に対して肩部１０６'と共に一体的に回動するように意図されている。図示の例では、センサ１１２の第１の部材１１３が、対応してジョー１０６の肩部１０６に設けられた孔１１５に係合する突出部１１４を有する。

【0065】

センサ１１２の第１の部材１１３には、所定の距離にある磁気素子の存在を、ホール効果によって検出可能な電子回路１１６がある。この電子回路１１６に電力を供給し、センサ１１２が生成した電気信号を収集するために、配線１１７が設けられている。

【0066】

また、センサ１１２は、ジョー１０６の肩部１０６'を貫通し、センサ１１２の第１の部材１１３及び第２の部材１１８の両方を貫通して挿入されるピン１１９により、第１の部材１１３に揺動可能に取り付けられた第２の部材１１８を備え、この第２の部材１１８は、摺動ブロックと規定することができる。換言すれば、センサ１１２の第２の部材１１８は、ピン１１９を用い、第１の部材１１３にヒンジ結合される。

【0067】

このような構成により、第２の部材１１８は、第１の部材１１３に対して移動可能であり、従って、これら２つの部材１１３，１１８の間の最大可能角度に対応する遠位位置と、２つの部材１１３，１１８の間の最小可能角度に対応する近位位置との間で、ジョー１０６の肩部１０６'に対しても移動可能である。

【0068】

図５に最もよく示されているように、ペレットのような形をした磁気素子１２０が、第２の部材１１８内の専用座部１２０'に収容されている。磁気素子１２０は、第２の部材１１８と共に一体的に移動するので、センサ１１２の第１の部材１１３に取り付けられた電子回路１１６による磁気素子１２０の位置の検出は、第２の部材１１８の角度位置の間接的な測定に相当し、その結果、検出時点でジョー１０６がとる位置に一義的に依存したものとなる。第２の部材１１８は、エアピストン１０３の楔状部１１０に常に当接して、その面上で摺動ブロックとして作用し、このため、センサ１１２の第２の部材１１８は、楔状部１１０においてエアピストン１０３を摺動し易くする丸みを帯びた面を有するのが好ましい。

【0069】

ばねであるのが好ましい弾性部材１２１が、センサ１１２の２つの部材１１３，１１８の間に機能的に介装され、第２の部材１１８を第１の部材１１３から遠ざけようとする押圧力を常に発生するようになっている。閉死点に向かって動くときに、ジョー１０６，１０７の肩部１０６'と肩部１０７'との間に割り込み、従って、センサ１１２の第１の部材１１３に対する第２の部材１１８の相対的な動きを制限することによってばね１２１に対抗するのは、まさにエアピストン１０３である。

【0070】

換言すれば、グリッパ１００が作動し、エアピストン１０３が圧縮空気によって押圧力を受けると、エアピストン１０３自体が、センサ１１２の第２の部材１１８に押圧力を加え、それによってばね１２１が加える力に対抗する。部品Ｐを把持する場合、ジョー１０６がとる新しい角度位置により、第２の部材１１８がピン１１９上で揺動し、これに対応して、第１の部材１１３と第２の部材１１８との間の角度が減少する。このような状況において、電子回路１１６は、磁気素子１２０の接近を検出する。磁気素子１２０が所定の相対位置に到達したこと、即ち、磁気素子１２０が生成した磁場の磁束強度が、実際にはセンサ１１２の第２の部材１１８の一義的な角位置に対応しており、従って、把持された部品の状況に対応する閾値に達したことを電子回路１１６が検出すると、センサ１１２は、対応する信号を生成する。

【0071】

グリッパ１００が誤って部品Ｐを失うか、または部品Ｐが全く把持されていない場合、エアピストン１０３は、弾性部材１２１を圧縮させることなく、リミットストッパ１２２（閉死点）に当接して停止し、従って、正常に把持された部品Ｐに対応する信号を生成することはない。例えば、図４Ａ～図４Ｃでは、エアピストン１０３の楔状部１１０が、図３に示すものとは異なり、リミットストッパ１２２に当接していない。

【0072】

具体的には、図２は、ジョー１０６，１０７が完全に開いた状態のグリッパ１００を示しており、センサ１１２の第２の部材１１８と第１の部材１１３との間の角度が最大であり、磁気素子１２０が、電子回路１１６から最大の距離にある。図３は、ジョー１０６，１０７が完全に閉じた状態のグリッパ１００を示しており、センサ１１２の第２の部材１１８と第１の部材１１３との間の角度が最大であり、磁気素子１２０が、電子回路１１６から最大の距離にある。図４Ａ～図４Ｃは、ジョー１０６，１０７が、中間となる部品Ｐの把持位置にあるグリッパ１００を示しており、センサ１１２の第２の部材１１８と第１の部材１１３との間の角度が最小であり、磁気素子１２０は、閉位置からのジョー１０６の角度変位のために、正確に電子回路１１６に最も近い位置にある。

【0073】

上述した解決策を採用することにより、産業用マニピュレータは、部品Ｐが落下した可能性があること、または部品Ｐを把持しなかったことを誤りなく判定することができる。いずれの場合も、センサ１１２の一致が得られず、マニピュレータが停止、即ち、グリッパ１００が停止する。

【0074】

上述した解決策には、いくつかの利点がある。

【0075】

まず第１に、ジョー１０６，１０７の周囲の空間は完全に空いたままであって、センサ１１２は、ジョー１０６，１０７の遠位端１０６''，１０７''、即ち、作業対象の部品Ｐと相互作用する必要のあるジョー１０６，１０７の部分には取り付けられていない。このようにして、グリッパ１００をより良好に使用することが可能となる。

【0076】

第２に、ジョー１０６，１０７の遠位端１０６''，１０７''の間にはセンサ１１２がなく、ジョー１０６，１０７が対称であって、処理中に部品が保持されるグリッパ１００の縦方向軸線に対して鏡像のように動くので、グリッパ１００は対称である。

【0077】

もう１つの利点は、センサ１１２を安価な構成部品で製造できることであり、実際に、センサ１１２の動作は、弾性部材１２１の存在に基づくものでもあるので、センサ１１２が低ヒステリシス型またはアナログ式である必要はない。より詳細には、グリッパ１００が部品Ｐを把持する場合にのみ、ばね１２１が圧縮され得るように、ばね係数が選択され、グリッパ１００が部品を捕捉しない場合には、エラーであるため、ばね１２１が圧縮されない。

【0078】

部品へのジョー１０６，１０７の閉動について、図２、図２Ａ、図３、及び図４Ａ～図４Ｃを参照して説明するが、円形断面を有する一方、それぞれ異なる直径Ｐ'、直径Ｐ''、及び直径Ｐ'''を有した３つの部品を、グリッパ１００が捕捉しなければならない場合を考察する。

【0079】

例えば、最初に、部品Ｐを捕捉する指令がグリッパ１００に到着すると、そのジョー１０６，１０７が、図２に示すように開いてもよいし、図３に示すように閉じてもよい。

【0080】

図２に示す位置からのジョー１０６，１０７の閉動の際、ジョーが部品Ｐまで閉じない限り、センサ１１２の第２の部材１１８と第１の部材１１３との間の角度は最大であり、磁気素子１２０は、電子回路１１６から最も離れた位置にあることに注目すべきである。

【0081】

換言すれば、ジョー１０６，１０７の閉動中、これらジョーが両方とも作業対象の部品Ｐに当接しない限り、センサ１１２の第２の部材１１８、即ち摺動ブロックは、ジョー１０６と共に一体的に移動し、即ち、これらの部材は、ピン１１９上で互いに揺動しない。

【0082】

このような挙動は、弾性部材１２１の予荷重を超えない限り、エアピストン１０３の楔状部１１０により、センサ１１２の第２の部材１１８がジョー１０６に対してピン１１９上で回動できないという理由によるものであり、この予荷重を超過する状態は、ジョー１０６，１０７が動いて部品Ｐを把持し、エアピストン１０３の楔状部１１０が、ジョー１０６，１０７の肩部１０６'，１０７'を離間させることに対応する方向に更に移動するときにのみ生じる。

【0083】

これにより、即ち、ジョー１０６，１０７が部品Ｐを把持する前に、ジョー１０６に対するセンサ１１２の第２の部材１１８の相対的な回動を阻止することにより、磁気素子１２０がセンサ１１２から離間した状態に保たれる。このような状況は、必ずしも低ヒステリシス型とせずに、安価なセンサ１１２を採用しているにもかかわらず、誤検知信号が回避されることから、好ましいものである。

【0084】

図２Ａは、ジョー１０６，１０７が部品Ｐまで閉じるように動いているときのグリッパ１００を示しており（３つの異なる直径の部品Ｐが概略的に示されている）、閉動の間、センサ１１２の第２の部材１１８と第１の部材１１３との間の角度は一定のままであり、好ましくは、ジョーが部品Ｐまで閉じた点に至るまで最大値に等しく、その後、この角度は、センサ１１２の第２の部材１１８が回動する限り、センサ１１２に直に当接した状態の磁気素子１２０に対応すると共にゼロの角度に対応するリミットストッパに到達するまで減少する。

【0085】

図４Ａ～図４Ｃは、ジョー１０６，１０７（特に、部分１０６''，１０７''）が、小径の部品Ｐ'、中径の部品Ｐ''、及び大径の部品Ｐ'''まで閉じたグリッパ１００をそれぞれ示している。

【0086】

図示するように、３つの場合の全てにおいて、センサ１１２の第２の部材１１８と第１の部材１１３との間の角度はゼロであり、磁気素子１２０は、センサ１１２に当接した状態にあって、部品が把持されたという信号、即ち、部品Ｐ'，Ｐ''，Ｐ'''がジョー１０６，１０７の間に取り込まれていることを示す信号が生成される。

【0087】

第１に、ジョー１０６とセンサ１１２の第２の部材１１８とが一体的に動いた後、相対的に回動するという事実により、部品Ｐ'，Ｐ''，Ｐ'''の直径にかかわらず、センサ１１２により、誤検知なしで常に正しい信号を得ることができる。

【0088】

図６～図９は、第１実施形態のグリッパ１００に相当する、本発明の第２の実施形態に係るグリッパ２００を示す。この構造的変形例においても、アクチュエータとして機能して本体２０１内に形成されるシリンダ２０２内で、縦方向に往復移動するエアピストン２０３によって加えられる力に応じ、２つのジョー２０６及びジョー２０７が、本体２０１に対してそれぞれのピン２０８及びピン２０９上で揺動する。

【0089】

基本的に予荷重をかけられたばねである弾性部材２１１が、ピン２０８，２０９に関してエアピストン２０３とは反対側の２つのジョー２０６，２０７の間に介装され、エアピストン２０３がシリンダ２０２内を戻るときに、ジョー２０６，２０７を開位置にする。換言すると、ばね２１１は、ジョー２０６，２０７の遠位端２０６''，２０７''に押圧力を加えて当該遠位端２０６''，２０７''を拡げようとし、エアピストン２０３は、ジョー２０６，２０７の肩部２０６'，２０７'の間を直に摺動する楔状部２１０を用いて、肩部２０６'，２０７'に押圧力を加え、ばね２１１によって加えられる力に抗して、これら肩部２０６'，２０７'を拡げる。

【0090】

センサ２１２は、ジョー２０６の肩部２０６'に固定可能な第１の部材２１３と、ピン２１９を用いて第１の部材２１３にヒンジ結合された第２の部材２１８とを備える。センサ２１２の２つの部材２１３，２１８の間には、好ましくはばねである弾性部材２２１が介装されている。図９に示されるような磁気素子２２０が、センサ２１２の第２の部材２１８に挿入され、磁気素子２２０を検出する電子回路２１６が、センサ２１２の第１の部材２１３に取り付けられている。

【0091】

第２の部材２１８は、摺動ブロックのように、エアピストン２０３の楔状部２１０との相互作用を意図した丸みを帯びた部分を有する。エアピストン２０３の往復運動は、第１の部材２１３に対するセンサ２１２の第２の部材２１８の回動を制限する。

【0092】

ジョー２０６，２０７が図７に示す閉位置にあるとき、エアピストン２０３の楔状部２１０は、リミットストッパ２２２に当接して停止する。一方、図８に示す部品Ｐの把持位置では、エアピストン２０３の楔状部２１０がリミットストッパ２２２に接していない。

【0093】

図６において、グリッパ２００は、ばね２１１によって加えられる押圧力により、ジョー２０６，２０７が開いた状態で示されている。図７において、グリッパ２００は、エアピストン２０３によって加えられる押圧力により、ジョー２０６，２０７が閉じた状態で示されている。図８において、グリッパ２００は、ジョー２０６，２０７が部品Ｐの把持位置にある状態、即ち、部品Ｐが遠位端２０６''，２０７''によって保持された状態で示されている。

【0094】

グリッパ２００の動作は、上述したグリッパ１００の動作と同様である。

【0095】

図１０は、グリッパ２００のジョー２０６及びセンサ２１２の分解斜視図である。図示するように、センサ２１２の第１の部材２１３には、電子回路２１６（図１０では簡略化のために図示せず）が摺動可能に挿入されたスロット２１３'が設けられており、電子回路２１６の最終的な位置を調整して固定することができるようになっている。第１の部材２１３は、ピン２０８，２０９に平行な軸線に沿ってピン２１９の挿入を可能にする孔が形成されている。ジョー２０６の肩部２０６'は、フォーク状に形成されると共に、対向する孔２１５が設けられ、センサ２１２の第１の部材２１３の側部に設けられた弾性突起２１４が、これらの孔２１５に係合する。ピン２１９を収容して、第１の部材２１３とのヒンジ結合の達成を可能にするため、センサ２１２の第２の部材２１８を貫通して孔２１８'が設けられている。ばね２２１及び磁気素子２２０をそれぞれ収容する２つの座部２２６，２２３が、第２の部材２１８に設けられている。適切な規制面２２４は、センサ２１２が第１の部材２１３に正しく取り付けられたときに、第１の部材２１３がジョー２０６の肩部２０６'に対して回動するのを防止する。符号２２５は、センサ２１２、即ち第２の部材２１８の丸みを帯びた部分を示しており、摺動ブロックのように、ピストン２１３の楔状部２１０上を移動することを意図して、部品Ｐが把持されたときに、ジョー２０６によって加えられる力に応じ、第２の部材２１８が第１の部材２１３に対して相対的に回動するのを許容するようになっている。

【0096】

ジョー２０６とジョー２０７との間の空間は、この第２実施形態のグリッパ２００においても完全に空いたままであって、センサ２１２は、ジョー２０６，２０７の遠位端２０６''，２０７''、即ち、作業対象の部品Ｐと相互作用する必要のあるジョー２０６，２０７の部分には取り付けられていない。

【0097】

また、センサ２１２は、低ヒステリシス型である必要がないため、安価な部品で製造することができる。グリッパ２００が部品Ｐを把持する場合にのみ、ばね２２１が圧縮されるように、ばね係数が選択され、グリッパ２００によって部品Ｐが捕捉されない場合は、エラーであるため、ばね２２１は圧縮されず、このような状況がセンサ２１２によって識別される。

【0098】

図１１～図１５は、第３実施形態のグリッパ３００を示している。これは、空気圧式のグリッパ３００であり、即ち、そのアクチュエータは、グリッパ３００の本体３０１に画定されたシリンダ３０２内を、縦方向に規定される方向に沿って移動するピストン３０３である。上述のグリッパ１００及びグリッパ２００とは異なり、グリッパ３００では、ジョー３０６，３０７が回動せず、平行移動して互いに近づいたり離れたりする。換言すれば、グリッパ１００及びグリッパ２００は、アンギュラグリッパであり、グリッパ３００は、平行なジョー３０６，３０７を有したグリッパである。

【0099】

ジョー３０６，３０７は、グリッパ３００の本体３０１に固定された専用のガイド３０１'上を摺動することができる。ガイド３０１'は、ピストン３０３の縦方向の変位方向に直交して配向され、ピストン３０３の閉死点への変位により、ジョー３０６，３０７が互いに近付き、逆もまた同様であって、閉死点から離れるピストン３０３の動きにより、弾性部材３１１によって加えられる力のため、ジョー３０６，３０７が互いに離れる。

【0100】

ジョー３０６，３０７は、ピン３０８，３０９でグリッパ３００のグリッパ本体３０１に枢着されたそれぞれの揺動アーム３３０，３３１によって、ガイド３０１'上を移動する。具体的には、揺動アーム３３０，３３１が、それぞれ、対応するジョー３０６、３０７に係合して２つの並進方向に押す力を及ぼす丸みを帯びた突起部３３２，３３３を備える。

【0101】

この実施形態のグリッパ３００において、ジョー３０６，３０７の遠位端３０６''，３０７''は、図に示すガイド３０１'上の摺動ブロックにおいて特定され、近位端３０６'，３０７'は、揺動アーム３３０，３３１において特定され、これら揺動アーム３３０，３３１は、ジョー３０６，３０７と一体となっていないとしても、本発明の目的から、ジョー３０６，３０７の一部とみなすことができる。

【0102】

図１１は、ジョー３０６，３０７が開いた状態のグリッパ３００を、立面斜視図で示している。この図は、ピストン３０３に対抗するばね３１１、及びガイド３０１'のほか、ピストン３０３とジョー３０６の近位端３０６'との間に機能的に介装されるセンサ３１２を示している。図１２は、グリッパ３００を、立面斜視図で示すと共に、部分的にファントム図法で示しており、ピストン３０３は、その開死点（閉死点とは反対側）にあり、従って、その楔状部３１０によって揺動アーム３３０，３３１に押圧力を加えないため、ばね３１１は、揺動アーム３３０，３３１を拡げた状態に保持し、従って、ジョー３０６，３０７を開いた状態に保つ。図１３は、ジョー３０６，３０７が完全に閉じた状態にある構成の、グリッパ３００の立面（縦）断面図であり、ピストン３０３は、その閉死点にあって、リミットストッパ３２２に当接し、その楔状部３１０が、揺動アーム３３０，３３１の間に挿入されることにより、当該ピストン３０３とピン３０８，３０９との間の領域で、これら揺動アーム３３０，３３１を拡げる。このような構成において、揺動アーム３３０，３３１の丸みを帯びた突起部３３２，３３３は、互いに最小距離にある。図１４は、ジョー３０６，３０７が、部品Ｐの把持位置にある状態、即ち、作業対象の部品Ｐに対し、対向する両側の部分から当該部品Ｐに当接した状態にある構成の、グリッパ３００の立面（縦）断面図である。

【0103】

センサ３１２の第１の部材３１３が、ジョー３０６の近位端３０６'も画定する揺動アーム３３０に固定されていることを考慮すると、グリッパ３００の動作は、以下の通りである。ピストン３０３が、その閉死点に向かって動くと、当該ピストン３０３が、センサ３１２の第２の部材３１８に対抗し、揺動アーム３３０に対して静止したままの第１の部材３１３に対するピン３１９上での第２の部材３１８の回動を制限する。第１の部材３１３に挿入されて当該第１の部材３１３に固定された電子回路３１６は、電子回路３１６自体に対する磁気素子３２０の位置を示す電気信号を生成する。ばね３２１は、グリッパ３００が非作動状態にあるとき、即ち圧縮空気がピストン３０３に供給されなくなったときに、第２の部材３１８を初期位置に戻すように作用する。同様に、ばね３１１は、ピストン３０３が開死点に戻ると、ジョー３０６，３０７を再び開く。

【0104】

グリッパ１００，２００について既に述べたように、グリッパ３００においても、センサ３１２の２つの部材３１３，３１８の間のばね３２１は、システムを有効にする一助となる。実際、図１３と図１４とを比較することにより、ジョー３０６，３０７が閉じた状態では、ばね３２１が圧縮されていないか、またはわずかに圧縮されただけである一方、ジョー３０６，３０７が部品Ｐを把持している状態では、ばね３２１が圧縮されているとの結論を導き出すことが可能である。上述のように、ばね３２１は、電子回路３１６及び磁気素子３２０と協働し、部品Ｐがジョー３０６，３０７の間に存在しない状態を、センサ３１２がエラーなしで検出できるようにする。実際、上述した構成により、ジョー３０６，３０７が実際に部品Ｐを把持した図１４に示す場合にのみ、ばね３２１が圧縮され、そうでない場合には、ばね３２１が、圧縮されないままであるか、または少しだけ圧縮されたままである。これは、部品Ｐが保持されているときに、ジョー３０６が閉位置に対して回動するためである。その結果、例えば試験を実施することによって、ばね３２１のばね係数を適切に選択することにより、低ヒステリシス部材を使用せずに、センサ３１２を製造することが可能となる。

【0105】

また、グリッパ３００は、上述したグリッパ１００，２００と同様に、自動調芯型である。図１４は、部品Ｐが、グリッパ３００の縦方向軸線に沿って保持されていることを示している。

【0106】

図１６～図２０は、第４実施形態のグリッパ４００を示す。このグリッパ４００は、部品Ｐが保持される方向の縦方向軸線に直交する空気圧式のアクチュエータ４４０を備えたアンギュラグリッパである。即ち、図１６～図１８は、それぞれ、ジョー４０６，４０７が、開いた状態、閉じた状態、及び部品Ｐを把持した状態にあるグリッパ４００を、立面縦断面図で示している。図１９は、ジョー４０６，４０７が開いた状態のグリッパ４００を、立面斜視図で示す。図２０は、グリッパ４００の分解図である。

【0107】

より詳細には、ジョー４０６，４０７はピン４０８，４０９上で回動可能となるように、即ち、揺動可能となるように、グリッパ４００の本体４０１に取り付けられている。ノズル４０５を介し、圧縮空気が本体４０１に供給される。本体４０１の内部には、ノズル４０５に接続され、当該ノズル４０５に関して互いに反対側に配置されて対向する２つのチャンバ４４１及びチャンバ４４２に仕切られた容積部４４０があり、これらチャンバ４４１，４４２の内部で、それぞれのエアピストン４０３'，４０３''が移動可能となっている。ノズル４０５を介して注入された圧縮空気は、エアピストン４０３'，４０３''をそれぞれのチャンバ４４１，４４２内で互いに離間させ、これらエアピストン４０３'，４０３''は、それぞれのチャンバ４４１，４４２内で摺動可能であり、伸縮式カップリングによって互いに結合されている。具体的には、エアピストン４０３''が、エアピストン４０３'内に摺動可能に一部が挿入されたシャフトを有する。

【0108】

エアピストン４０３'は、ジョー４０６の肩部４０６'に作用し、エアピストン４０３''は、ジョー４０７の肩部４０７'に作用することにより、グリッパ４００が圧縮空気の供給によって作動すると、ピストン４０３'，４０３''は、互いに離れていき、ジョー４０６，４０７の肩部４０６'，４０７'を互いに拡げて、ピン４０８，４０９上でそれらジョー４０６，４０７を回動させ、当該ジョー４０６，４０７の遠位端４０６''，４０７''を互いに接近させる。上述のように、エアピストン４０３'，４０３''は、グリッパ４００の縦方向軸線に直交する方向に沿って移動する。

【0109】

グリッパ４００に圧縮空気が供給されなくなると、弾性部材４１１（実際には、ばね）が、ジョー４０６，４０７を図１６及び図１９に示す開位置に戻す。ばね４１１は、エアピストン４０３'，４０３''の移動方向に平行に配向される一方、ピン４０８，４０９に関してエアピストン４０３'，４０３''とは明らかに反対側に配置されて、グリッパ４００の本体４０１内の専用の取付座に収容されている。

【0110】

グリッパ４００は、ジョー４０７に取り付けられ、具体的には、肩部４０７'に配置されたセンサ４１２を備える。図２０では、簡略化のためにセンサ４１２が省略されているが、図１６～図１９ではっきりと確認することができる。

【0111】

センサ４１２は、ジョー４０７の肩部４０７'と一体的に形成された第１の部材４１３を備え、この第１の部材４１３には、ＬＥＤ光インジケータ４５０を備えた電子回路４１６がある。センサ４１２の磁気素子４２０は、対応する座部に収容されてエアピストン４０３''に取り付けられ、エアピストン４０３''とジョー４０７の肩部４０７''との間に、ばね４２１が機能的に介装されている。ばね４２１は、ジョー４０７の肩部４０７'によってエアピストン４０３''に保持され、これにより、ばね４２１が誤ってはずれるのを防止している。

【0112】

センサ４１２の動作は、以下の通りである。ジョー４０６，４０７が開いた状態で図１６に示す非作動のグリッパ４００の初期状態では、ばね４２１が圧縮されないか、またはわずかに圧縮されているだけであり、磁気素子４２０は、電子回路４１６から第１の距離にある。グリッパ４００が作動、即ち圧縮空気が供給されると、エアピストン４０３'，４０３''は、ジョー４０６，４０７を、図１７に示す閉位置に移動させ、エアピストン４０３'，４０３''が、弾性リング４３６，４３７で限界停止位置に達するので、エアピストン４０３'，４０３''の互いに離間する移動によってばね４２１が圧縮されることはない。

【0113】

換言すると、弾性リング４３６，４３７は、グリッパ４００が無用に閉じる場合、即ち、部品Ｐがジョー４０６，４０７の間に捕捉されたり保持されたりしていない場合に、エアピストン４０３'，４０３''を停止させ、磁気素子４２０によって電子回路４１６に力が加わるのを防止する。

【0114】

図１８に示すように、グリッパ４００が部品Ｐを捕捉すると、ばね４２１の圧縮により部品Ｐの大きさが補償され、この位置では、グリッパ４００の肩部４０７'が、図１７に示す位置よりもエアピストン４０３''に近くなり、従って、磁気素子４２０が電子回路４１６に近付き、電子回路４１６が磁気素子４２０を検出して、部品Ｐが把持されたことを確認するべく、ＬＥＤ光インジケータ４５０を点灯する。各構成部材は、グリッパ４００が非作動となることによって、図１６の初期位置に戻される。

【0115】

従って、グリッパ４００においても、センサ４１２のばね４２１は、部品Ｐが捕捉されたときにのみ圧縮され、それ以外のジョー４０６，４０７の全ての状態においては、ばね４２１の実質的な圧縮が生じない。ばね４２１は、電子回路４１６及び磁気素子４２０と協働して、部品Ｐの把持状態を、効果的で、エラーのない、簡単な方法で識別する。

【0116】

グリッパ４００においても、ジョー４０６，４０７の周囲の空間は、センサ４１２によって占有されないので、完全に使用可能な状態が維持される。クランプ４００についても、センサ４１２は、高価なものとする必要はない。

【0117】

提示した例に基づき、産業用マニピュレータのグリッパのジョーの間における部品の存在を検出するための、以下のような方法を考察することが可能である。この方法は、磁気センサ１１２，２１２，３１２，４１２が、従来の解決策で設けられるような、ジョーの遠位端の間には存在せず、グリッパのアクチュエータとジョーの近位端または肩部との間に機能的に介装され、異なる位置であったとしても、作業対象の部品Ｐが正確に存在するという事実に基づくものである。

【0118】

センサ１１２，２１２，３１２，４１２は、ジョー１０６及びジョー１０７、ジョー２０６及びジョー２０７、ジョー３０６及びジョー３０７、ジョー４０６及びジョー４０７の相対位置に応じ、対応する電子回路１１６，２１６，３１６，４１６に対して移動可能な磁気素子１２０，２２０，３２０，４２０と、電子回路１１６，２１６，３１６，４１６に対する磁気素子１２０，２２０，３２０，４２０の接近に抗する弾性部材１２１，２２１，３２１，４２１とを有して構成される。弾性部材を正しく選択することにより、即ち、弾性部材が及ぼす適正な力を選択することにより、グリッパ１００，２００，３００，４００が実際に部品Ｐを保持するときにのみ、弾性部材１２１，２２１，３２１，４２１が圧縮されるように、グリッパが構成される。

【0119】

この方法は、以下の２つの主な利点を有する。
・磁気素子がピストンに配置されることにより、センサをアナログ式または低ヒステリシス型とする必要がある従来の解決策に対し、本発明に係る方法は、より安価なデジタル式のＯＮ－ＯＦＦセンサで実現することも可能である。なぜなら、弾性部材１２１，２２１，３２１，４２１が、正しい動作を保証するからである。即ち、弾性部材１２１，２２１，３２１，４２１により、部品Ｐが実際にグリッパのジョー１０６及びジョー１０７、ジョー２０６及びジョー２０７、ジョー３０６及びジョー３０７、ジョー４０６及びジョー４０７の間にあるときのみ、センサ１１２，２１２，３１２，４１２が部品Ｐの把持信号を生成することが保証されるからである。
・磁気素子がグリッパのジョーに配置される従来の解決法と比較して、本発明による方法は、アクチュエータに接して、よりかさばらない位置に、センサ１１２，２１２，３１２，４１２を配置することによって実現することができる。

【0120】

図１～図２０は、２つのジョーを有したグリッパ１００，２００，３００，４００の例を示すが、全般に、本発明は、１つのジョーのみを有したグリッパ、または２つ以上のジョー、例えば３つの放射状のジョーを有したグリッパにも適用可能である。

【0121】

図１～図２０は、空気圧式のアクチュエータを有したグリッパ１００，２００，３００，４００の例を示すが、全般に、本発明は、油圧式または電気式のアクチュエータを有したグリッパにも適用可能である。

【0122】

図２１～図２５は、本発明の第５実施形態に係るグリッパ５００を示しており、この実施形態に関し、出願人は、分割特許出願の提出を留保するものである。この場合においても、グリッパ５００はアンギュラグリッパであって、本体５０１内に形成されるシリンダ５０２の中で、アクチュエータとして動作して縦方向に往復移動するエアピストン５０３が加える力に応じ、２つのジョー５０６及びジョー５０７が、それぞれのピン５０８，５０９上で本体５０１に対して揺動する。

【0123】

基本的には予荷重が加えられたばねである弾性部材５１１が、ピン５０８，５０９に関してエアピストン５０３とは反対側において、２つのジョー５０６，５０７の間に介装され、エアピストン５０３がシリンダ５０２内で戻るときに、ジョー５０６，５０７を開位置にする。換言すると、ばね５１１は、ジョー５０６，５０７の遠位端５０６''，５０７''に、これら遠位端５０６''，５０７''を拡げようとする押圧力を加え、エアピストン５０３は、肩部５０６'，５０７'の間で直に摺動する楔状部５１０を用い、ばね５１１によって加えられる力に抗して、ジョー５０６，５０７の肩部５０６'，５０７'に押圧力を加え、これら肩部５０６'，５０７'を拡げる。

【0124】

グリッパ５００は、空気式のセンサ５１２を備える。このとき、センサ５１２は、ジョー５０６の肩部５０６'に固定可能な第１の部材５１３と、ピン５１９を用いて第１の部材５１３にヒンジ結合された第２の部材５１８とを備える。好ましくはばねである弾性部材５２１が、センサ５１２の２つの部材５１３，５１８の間に介装されている。

【0125】

第１の部材５１３内には、ダクト５１３'が画定され、このダクト５１３'を、ノズルを介して外部真空源、例えば、吸引器または真空ポンプに接続可能とすることにより、ダクト５１３'内に低圧または真空を作り出すことができるようになっている。

【0126】

センサ５１２の第２部材５１８には、磁気素子を検出する電子回路を備えた上述の解決策とは異なり、好ましくは図示するように球体で、例えばゴムからなるシャッタ５２０が挿入されており、空気式のセンサ５１２では、ホール効果による磁気素子の検出が行われず、代わりに、後述するような、ダクト５１３'内の圧力値（具体的には低圧の圧力値）の検出が行われる。

【0127】

第２の部材５１８は、摺動ブロックのように、エアピストン５０３の楔状部５１０との相互作用を意図した丸みを帯びた部分を有する。エアピストン５０３の往復運動により、センサ５１２の第２の部材５１８が第１の部材５１３に対して回動し、従って、シャッタ５２０を、第１の部材５１３に対して変位させ、従って、ダクト５１３'に対して変位させる。

【0128】

ジョー５０６，５０７が、図２３に示す閉位置にあるとき、エアピストン５０３の楔状部５１０は、リミットストッパ５２２に当接して停止している。一方、図２４に示す部品Ｐの把持位置では、エアピストン５０３の楔状部５１０が、リミットストッパ５２２に接していない。

【0129】

図２１及び図２２において、グリッパ５００は、ばね５１１によって加えられる押圧力のために、ジョー５０６，５０７が開いた状態で示されている。図２３において、グリッパ５００は、エアピストン５０３によって加えられた押圧力のために、ジョー５０６，５０７が閉じた状態で示されている。図２４において、グリッパ５００は、ジョー５０６，５０７が部品Ｐの把持位置にある状態、即ち、部品Ｐが遠位端５０６''，５０７''によって保持された状態で示されている。

【0130】

図２５は、グリッパ５００の分解斜視図である。図示するように、第１の部材５１３には、ピン５０８，５０９に平行な軸線に沿ってピン５１９を挿入可能とする孔が設けられている。ジョー５０６の近位端、即ち肩部５０６'は、フォーク状に形成されると共に、対向する孔５１５が設けられ、センサ５１２の第１の部材５１３の側面に設けられた弾性突起５１４が、これらの孔５１５に係合する。センサ５１２の第２の部材５１８を貫通して孔５１８'が設けられ、ピン５１９を収容して、第１の部材５１３とのヒンジ結合を達成できるようになっている。ばね５２１及びシャッタ２２０をそれぞれ収容するための２つの座部が、第２の部材５１８に設けられる。適切な規制面５２４は、センサ５１２が正しく取り付けられたときに、第１の部材５１３がジョー５０６の肩部５０６'に対して回動するのを防止する。符号５２５は、センサ５１２の丸みを帯びた部分を示し、具体的には、摺動ブロックのように、エアピストン５１３の楔状部５１０上を移動することによって、第２の部材５１８を第１の部材５１３に対して相対的に回動させることを意図するものである。

【0131】

特に図２３及び図２４を参照すると、グリッパ５００が作動するとき、即ちエアピストン５０３がジョー５０６，５０７を強制的に閉じるとき、以下の２つの状況が生じ得る。
・第１の場合では、図２３のように、グリッパ５００が部品Ｐを捕捉してない。センサ５１２の第１の部材５１３と第２の部材５１８との間に、ある角度が画定され、シャッタ５２０は、ダクト５１３'を閉じない。ダクト５１３'内の低圧を検出するように構成された専用の外部機器は、例えば－０．３バールに相当する第１の値を検出する。
・第２の場合では、グリッパが、ジョー５０６とジョー５０７との間で部品Ｐを捕捉して保持している。センサ５１２の第２の部材５１８は、ジョー５０６によって加えられる押圧力により、第１の部材５１３に当接し、シャッタ５２０はダクト５１３'を閉じる。外部機器は、例えば－０．８バールに相当するダクト５１３'内の低圧の第２の値を検出する。

【0132】

従って、センサ５１２の動作は単純で、ダクト５１３'内の圧力（低圧）値の検出に基づくものであり、測定値の変動は、グリッパ５００が部品Ｐを正しく捕捉した場合を、グリッパ５００が部品Ｐを捕捉せずに無用に作動した場合から区別するものとなる。

【0133】

ジョー５０６，５０７の周囲の空間は、この第５実施形態５００においても完全に空いたままであり、センサ５１２は、ジョー５０６，５０７の遠位端５０６''，５０７''には取り付けられず、即ち、作業対象の部品Ｐと相互作用する必要があるジョー５０６，５０７の部分には取り付けられていない。

【0134】

また、センサ５１２は、容易に入手可能な安価な部品で製造可能であり、更に、ダクト５１３'内の圧力値の計測は、センサ５１２に接続された外部の手段によって行うことができ、この外部の手段は、遠隔に配置されていてもよく、非常に正確であって、グリッパ５００に取り付けられていないため、移動や応力の影響を受けにくいという利点がある。

【図1】

【図2】

【図2A】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図4C】

【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】