專利名稱：帶重量測量功能的吸附式機械手的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及測量被保持的對象物的重量的、帶有重量測量功能的吸附式機械手。
背景技術(shù)：
已知吸附并保持對象物的各種形式的吸附裝置。例如在日本國專利公開公報“特開平06-107394號”中公開了吸附墊相對于吸腔沿其吸附力的方向滑動的吸附裝置。此吸附裝置通過吸附墊的滑動作用來測量被吊起的對象物的重量。還有，在日本國專利公開公報“實開平05-016047號”中公開了通過多個吸嘴吸附一個板材的吸附裝置。但是，在保持難以氣密地吸附于日本國專利公開公報“特開平06-107394號”所公開的吸附墊上的對象物時，不僅需要多余的吸引力，而且此類對象物重量也無法準確測量。還有，在日本國專利公開公報“實開平05-016047號”中，改變對象物的姿勢時，需要變更多個吸嘴的位置。此時，吸嘴的分別延伸的管路的位置姿勢也需要改變，其結(jié)果，測量的對象 物的重量可能有變化。本發(fā)明是鑒于此類情況而完成，其目的在于提供一種對于難以氣密地吸附的對象物也能夠準確地測量其重量的吸附式機械手。

發(fā)明內(nèi)容
為了達到上述目的，根據(jù)第I種方式，本發(fā)明提供一種機械手，為安裝于機械臂，且具有對通過吸附而保持的對象物的重量進行測量的功能的帶重量測量功能的機械手，其具備安裝在上述機械臂末端軸上，測量上述對象物重量的測量儀；在該測量儀的末端，與上述機械臂的末端軸同軸安裝的中空軸部；安裝在該中空軸部末端，通過吸附保持上述對象物的吸附部；在周方向上可旋轉(zhuǎn)地包圍上述中空軸部的中空部件；從支撐上述機械臂的末端軸的殼體延伸且連接在上述中空部件的中空部件用連接部；在對應于上述中空軸部的周面的位置與上述中空部件連接，且驅(qū)動上述吸附部的吸附部用驅(qū)動部，上述吸附部用驅(qū)動部通過形成在上述中空軸部周面的至少一個開口部與上述中空軸部的內(nèi)部空間連通。根據(jù)第2種方式，在第I種方式中，還具備在上述中空部件用連接部上安裝，且固定驅(qū)動上述測量儀的線條體的線條體固定部。根據(jù)第3種方式，在第I種方式中，上述吸附部用驅(qū)動部包含在上述中空部件安裝的真空發(fā)生器。根據(jù)第4種方式，在第I種方式中，在上述中空部件形成有上述中空軸部貫通的兩個孔，使這兩個孔的面積互為相等。根據(jù)第5種方式，在第I種方式中，還具備配置于上述中空部件的上述兩個孔和上述中空軸部之間的密封部件。根據(jù)第6種方式，在第2或5種方式中，上述中空部件用連接部為包圍上述測量儀整體的防水結(jié)構(gòu)。根據(jù)第7種方式，在第I種方式中，還具備配置于上述中空部件用連接部和支撐上述機械臂的末端軸的殼體之間的軸承。雖然利用典型的實施方式對本發(fā)明進行了說明，但本領(lǐng)域的技術(shù)者可知，在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，可進行上述的變更以及各種其他的變更、省略及追加。


圖I表不基于本發(fā)明的第一實施方式的機械手的截面圖。圖2表示基于本發(fā)明的第二實施方式的機械手的截面圖。圖3表示基于本發(fā)明的第三實施方式的機械手的截面圖。圖4表示基于本發(fā)明的第四實施方式的機械手的截面圖。
具體實施方式
以下，參照附圖來說明本發(fā)明的實施方式。以下圖中相同部件附有相同的參照符號。為了易于理解，對這些圖適當改變了縮尺。圖I表示基于本發(fā)明的第一實施方式的機械手的截面圖。如圖I所示，機器人10，例如多關(guān)節(jié)機器人的末端軸11通過軸承13可以圍繞殼體12旋轉(zhuǎn)。還有，機械手20安裝在末端軸11的末端。具體的，在末端軸11的末端上嵌入有截面為H形狀的測量儀用連接部21。還有，在測量儀用連接部21的末端側(cè)上嵌入有測量下述工件W的重量的測量儀22。因此，從圖I可知，測量儀22相對于末端軸11同軸配置。還有，從測量儀22的周面延伸出測量儀電纜23。此測量儀電纜23連接到圖中未示的機器人控制裝置。如圖I所示，在測量儀22的末端嵌入有凸緣型連接部24a。從凸緣型連接部24a，相對末端軸11同軸地延伸出與凸緣型連接部24a —體形成的中空軸部24b。如圖所示，中空軸部24b的基端被凸緣型連接部24a封閉，但中空軸部24b的末端是開放的。而且，在中空軸部24b的周面，在周方向上形成有多個開口部25。在圖I中，在周方向上等間隔地形成有圓形的多個開口部25，但開口部的數(shù)量及形狀不限于圖上所示。而且，在中空軸部24b的末端上安裝有吸附部26。吸附部26上形成有開口部，與中空軸部24b的內(nèi)部空間連通。吸附部26優(yōu)選已知的吸附墊。還有，吸附部26通過后述的配管連接到真空源，例如真空泵(圖中未示)，吸附部26通過真空源產(chǎn)生吸引作用。而且圖I中表示了被吸附部26吸附保持的工件W。如圖所示，工件W的表面不平坦，例如形成有多個凹部。因此，如通過吸附部26僅吸附保持工件W，則可能通過凹部發(fā)生漏氣。本發(fā)明的機械手20對于這樣的工件W也能穩(wěn)定地進行吸附保持，并測量其重量。當然，工件W的表面平坦也可。圖I中，中空軸部24b的周圍同軸配置有中空部件32，以在周方向上可旋轉(zhuǎn)的方式包圍中空軸部24b。在圖I所示的實施方式中，中空軸部24b和中空部件32之間形成有環(huán)狀室35。但是，也可以使中空軸部24b和中空部件32接近到不能形成室35的程度。而且，形成有在中空部件32的周面上形成的單一開口部33。開口部33與用于驅(qū)動吸附部26的配管37連接。而且，從圖I中可知，在中空部件32的上端及下端分別形成有孔36a、36b。中空軸部24b通過這兩個孔36a、36b貫通中空部件32。這些孔36a、36b互為同軸且為同一形狀。因此，機械手20驅(qū)動時孔36a、36b上因負壓產(chǎn)生的力會互相抵消。因此，孔36a、36b上因負壓產(chǎn)生的力不會影響工件W重量的測量。而且，如圖I所示，中空軸部24b和中空部件32之間分別配置有密封部件38a、38b。從而在工件W比較脆的情況下也會避免工件W的一部分進入到中空部件32的內(nèi)部。這在工件W為食品時特別有利。如圖I所示，中空部件用連接部31從末端軸11的殼體12延伸出來。該中空部件用連接部31向半徑方向的外側(cè)延伸后,再向遠離末端軸11的方向延伸，之后再向半徑方向內(nèi)側(cè)延伸，連接到中空部件32上。而且，中空部件用連接部31也可以連接到形成在中空部件32的凸緣(圖中未示)上。還有，從圖I可知，要留意中空部件32主要是通過中空部件用連接部31由殼體12保持的。機械手20驅(qū)動時，真空源(圖中未示)進行驅(qū)動，空氣依次通過吸附部26、中空軸部24b、開口部25、室35及配管37而被吸引。由此，在吸附部26上產(chǎn)生吸附作用，工件W 被吸附。從圖I可知，測量儀22位于中空軸部24b的基端側(cè)。與此相對，空氣通過形成于中空軸部24b的周面的開口部25流到配管37。因此，測量儀22自身不受與吸附部26相關(guān)的負壓的影響。如圖I所示，在工件W的表面上形成有凹部的情況下，吸附時無法保持氣密性。但是，在本發(fā)明中如上所述測量儀22不會直接受到吸引的影響。因此，即使在無法完全維持氣密性的情況下，測量儀22也能準確地測量出工件W的重量。且配管37直接連接到測量儀22和工件W之間的中空軸部24b時，機器人運行時配管37上施加的外力對測量儀22產(chǎn)生影響，可能無法精確地測量出工件W的重量。但是本發(fā)明中，如圖I所示，配管37不直接與卡合在測量儀22的中空軸部24b相連接，而是與中空軸部24b周圍的中空部件32相連接。因此，即使在測量時有外力施加到配管37的情況下，該外力的影響也不會對工件W的重量產(chǎn)生影響。因此可知，能夠更加準確的測量工件W的重量。 并且，本發(fā)明中，因為能夠一邊保持工件W —邊測量其重量，所以無需由其他工序來測量工件W的重量，能夠縮短工件的總處理時間。而且，還可以將工件W的重量提供給機器人控制裝置(圖中未示)，根據(jù)測量的重量，容易地改變工件W的搬運目的地，因而能夠容易地挑選工件W。還有，因為中空部件32相對于中空軸部24b能夠自由旋轉(zhuǎn)，所以即使在末端軸11圍繞殼體12旋轉(zhuǎn)時，配管37也不會跟隨末端軸11的動作。因此，在機器人10動作時，能夠大幅降低配管37干擾周邊機器(圖中未示)的可能性。圖2表示基于本發(fā)明的第二實施方式的機械手的截面圖。下面，主要說明與圖I所不的第一實施方式的不同點。圖2所不的實施方式中，從末端軸11的殼體12延伸出來的中空部件用連接部31a，以包圍整個測量儀22的方式形成。而且，測量儀電纜23通過形成于中空部件用連接部31a的周面的開口部延伸。如圖所示，通過配置在此開口部周圍的測量儀電纜用固定部41，測量儀電纜23固定到中空部件用連接部31a。但是，考慮到測量儀22的旋轉(zhuǎn)，優(yōu)選測量儀電纜23在中空部件用連接部31a內(nèi)具有一定余量。通過這樣的測量儀電纜用固定部41，能夠防止測量儀電纜23轉(zhuǎn)動，而且減少測量儀電纜23對周邊機器的干擾。如上所述，在中空軸部24b和中空部件32之間分別配置有密封部件38a、38b。而且，優(yōu)選測量儀電纜用固定部41也進行同樣的密封處理。這種情況下，中空部件用連接部31a成為保護測量儀22整體的防水結(jié)構(gòu)。工件W是食品的情況下，有必要頻繁地用液體對機械手20的吸附部26及其周圍部進行清洗而保持清潔。工件W是食品的情況下，因為可以 用液體對防水結(jié)構(gòu)的機械手20進行清洗，可知是特別有利的。圖3表示基于本發(fā)明的第三實施方式的機械手的截面圖。在圖3所示的實施方式中，去除了配管37，真空發(fā)生器45直接與中空部件32的開口部33卡合。還有，與圖中未示的空氣源連接的真空發(fā)生器驅(qū)動用配管42從真空發(fā)生器45的側(cè)方延伸。這里，真空發(fā)生器45為，若對真空發(fā)生器驅(qū)動用配管42供給空氣，則通過伯努利定理產(chǎn)生負壓的已知的裝置。從而在圖3所示的實施方式中不使用真空源、例如真空泵。圖3中，真空發(fā)生器45安裝于中空部件32，所以真空發(fā)生器45處于離吸附部26比較近的位置上。圖I等所示的實施方式中，在吸附部26的驅(qū)動時需要使配管37的內(nèi)部成為真空，所以對吸附的響應性不是很高。但是，在圖3所示的實施方式中，真空發(fā)生器45位于吸附部26的附近，所以通過真空發(fā)生器45真空作用迅速應用到吸附部26。因此，能夠提高吸附部26的響應性。還有，能夠去除用于驅(qū)動吸附部26的柔軟配管37。圖4是基于本發(fā)明的第四實施方式的機械手的截面圖。圖4所示的實施方式中，去除了密封部件38a、38b。并且，作為替代，孔36a、36b與中空軸部24b鄰接配置?？?6a、36b和中空部件24b之間的間隙為中空部件32能夠旋轉(zhuǎn)的程度的大小。很明顯，即使在去除了密封部件38a、38b的情況下，也能得到與上述同樣的效果。而且，圖4中，在殼體12上安裝的安裝部件51和中空部件用連接部31a之間配置有軸承50。因此，中空部件用連接部31a能夠圍繞末端部11的軸線自由旋轉(zhuǎn)。因而，即使在機器人10的末端軸11旋轉(zhuǎn)的情況下，中空部件用連接部31a也幾乎不旋轉(zhuǎn)。所以，容易避免測量儀電纜23干擾周邊機器。發(fā)明的效果第I種方式中，中空軸部直接連接測量儀和吸附部，中空軸部通過形成于其周面的開口部與吸附部用驅(qū)動部相連通。通過用吸附部用驅(qū)動部吸引空氣，而即使在無法保持吸附部和保持對象物之間的氣密性時，也能夠穩(wěn)定地保持對象物，并正確地計算對象物的重量。還有，因為中空部件能夠圍繞中空軸部旋轉(zhuǎn)，所以能夠在不改變吸附功能的情況下，容易地使對象物向期望的方向旋轉(zhuǎn)。而且，因為吸附部通過中空部件而與吸附部用驅(qū)動部分離，所以不會因為吸附部用驅(qū)動部，例如配管等影響對象物重量的測量結(jié)果。第2種方式中，即使被吸附部保持的對象物旋轉(zhuǎn)，也可以防止線條體轉(zhuǎn)動，并且減小線條體對周邊機器的干擾。第3種方式中，能夠提高使真空作用于吸附部的響應性。兩個孔的面積互不相等的情況下，由負壓在各孔上產(chǎn)生的力產(chǎn)生差異。針對于此，在如同第4種方式那樣兩個孔的面積相等的情況下，力會互相抵消，所以不會給對象物重量的測量帶來影響。第5種方式中，即使在對象物比較脆的情況下也可以避免對象物的一部分進入中空部件內(nèi)部。這對對象物是食品的情況特別有利。第6種方式中，機器人是防水結(jié)構(gòu)的情況下，在將機械手安裝在機器人的狀態(tài)下，能夠用液體清洗機械手。這對對象物是食品的情況特別有利。第7種方式中，易于避免驅(qū)動測量儀的線條體干擾周邊機器。從附圖所示的本發(fā)明的典型實施方式的詳細說明，本發(fā)明的這些目的、特征及優(yōu) 點，以及其它目的、特征及優(yōu)點會更加明確。
權(quán)利要求
1.一種機械手(20)，該機械手安裝于機械臂，且具有對通過吸附而保持的對象物的重量進行測量的功能，即該機械手是帶重量測量功能的機械手， 上述機械手的特征在于，具備 安裝在上述機械臂的末端軸(11)的末端上并測量上述對象物的重量的測量儀(22)； 在該測量儀(22)的末端與上述機械臂的末端軸(11)同軸地安裝的中空軸部(24b)； 安裝于該中空軸部(24b)末端并通過吸附保持上述對象物的吸附部(26)； 以在周方向上能夠旋轉(zhuǎn)的方式包圍上述中空軸部(24b)的中空部件(32)； 從支撐上述機械臂的末端軸(11)的殼體(12 )延伸出來且連接于上述中空部件(32 )的中空部件用連接部(31，31a);以及 在對應于上述中空軸部(24b)的周面的位置上與上述中空部件(32)連接，并驅(qū)動上述吸附部(26)的吸附部用驅(qū)動部(37，45)， 上述吸附部用驅(qū)動部(37，45)通過形成于上述中空軸部(24b)的周面的至少一個開口部(25)與上述中空軸部(24b)的內(nèi)部空間連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的機械手，其特征在于， 上述機械手還具備安裝于上述中空部件用連接部(31，31a)，并固定驅(qū)動上述測量儀(22)的線條體(23)的線條體固定部(41)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的機械手，其特征在于， 上述吸附部用驅(qū)動部(37，45)包含安裝于上述中空部件(32)的真空發(fā)生器(45)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的機械手，其特征在于， 在上述中空部件(32)上形成有供上述中空軸部(24b)貫通的兩個孔(36a，36b)， 使這兩個孔(36a，36b)的面積互為相等。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的機械手，其特征在于， 上述機械手還具備配置于上述中空部件(32)的上述兩個孔(36a，36b)與上述中空軸部(24b )之間的密封部件(38a，38b )。
6.根據(jù)權(quán)利要求2或5所述的機械手，其特征在于， 上述中空部件用連接部(31，31a)為包圍上述測量儀(22)整體的防水結(jié)構(gòu)。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的機械手，其特征在于， 上述機械手還具備配置于上述中空部件用連接部(31，31a)與支撐上述機械臂的末端軸(11)的殼體(12)之間的軸承(13)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種帶有重量測量功能的機械手(20)，其安裝于機器人的末端軸(11)，具備測量對象物重量的測量儀(22)；在測量儀的末端與末端軸同軸安裝的中空軸部(24b)；安裝于中空軸部末端并通過吸附來保持對象物的吸附部(26)；在周向上能夠旋轉(zhuǎn)地包圍中空軸部的中空部件(32)；從支撐末端軸的殼體(12)延伸出來并與中空部件連接的中空部件用連接部(31，31a)；以及在對應于中空軸部的周面的位置與中空部件連接且驅(qū)動吸附部的吸附部用驅(qū)動部(37，42)，吸附部用驅(qū)動部通過形成于中空軸部周面的至少一個開口部(25)與中空軸部的內(nèi)部空間連通，通過吸引空氣使吸附部產(chǎn)生吸附力。由此，即使是難于氣密吸附的對象物也可以準確的測量其重量。
文檔編號B25J19/02GK102896638SQ20121017505
公開日2013年1月30日 申請日期2012年5月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月27日
發(fā)明者田中康好 申請人:發(fā)那科株式會社