[发明专利]带力传感器的电动机械手

说明书

技术领域

本发明涉及一种将力传感器设置于手指部的电动机械手，该手指部通过致动器进行开闭来抓持对象物，并且在手指部设置了检测其抓持力的力传感器的电动机械手。

背景技术

机械臂的基本动作是抓持对象物来进行输送，通常使用具有由多个手指部夹持对象物的结构的机械手，来抓持对象物。在用手指部抓持对象物时，当手指部的抓持力过于大时有可能弄碎对象物，或者当过于小时有可能在输送过程中对象物落下，因此需要根据对象物的重量、硬度能够适当地调整手指部的抓持力的机械手。

机械臂在完成机械手的抓持动作后需要转移到输送等下个动作，因此需要用于确认抓持动作完成的完成信号。另外，当在规定位置不存在对象物而无法抓持对象物的情况下，机械人需要中断通常动作而进行错误应对处理，因此需要表示无法抓持对象物的错误信号。

在日本特开2011-183513号公报中，公开了通过电动机进行开闭动作的具有一对手指的抓持装置型的电动机械手，记载了通过电动机的电流来控制抓持力的控制装置。

在日本特开2011-194523号公报中，记载了一种电动机械手，通过连结部将直动部件与抓持部件进行连结，使该连结部具备弹性部件，由此根据该弹性部件的位移量来检测抓持部件的抓持力而控制电动机，上述直动部件沿着通过电动机驱动的旋转轴移动。

在机械手中，广泛使用一种使用了气缸的类型的机械手。该机械手能够通过调整气压来调整其抓持力，但是在气缸的结构上，抓持力的调整范围窄。另外，在判断机械手抓持对象物是否正常完成的过程中，通常使用接近开关。在该判断中，在机械手的动作范围的适当的位置设置接近开关，根据该接近开关信号的开启、关闭来判断对象物的抓持是否正常完成。在这样的判断方法中，需要对应于应抓持的对象物的大小，每次调整接近开关的位置。

已知在机械手中使用电动机来代替上述气缸。此时，如上述日本特开2011-183513号公报所示，通过调整该电动机的电流来调整机械手的抓持力。在该抓持力的调整方法中，减速机构等的摩擦成为电动机转矩的负荷，因此所施加的抓持力不正确，无法较大地取得抓持力的调整范围。

另一方面，在上述日本特开2011-194523号公报所记载的电动机械手中，如上所述，根据弹性部件的位移量来检测抓持部件的抓持力来控制抓持力。该弹性部件被记载为橡胶、发泡树脂，这种材质的弹性率由于温度而发生变化，并且热膨胀系数也大，因此检测出的抓持力不太正确。

并且，在上述日本特开2011-183513号公报或者日本特开2011-194523号公报中均没有记载判断对象物的抓持动作是否完成或者抓持是否正常进行。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种电动机械手，使抓持力在大调整范围内稳定，能够以正确的抓持力抓持对象物，进行对象物的抓持动作是否完成或者抓持是否正常进行的判断并通过信号进行输出。

在本发明中，在抓持对象物的手指部中设置力传感器，由此能够在大范围内稳定地正确检测抓持力。当抓持指令开启时，根据位置传感器检测出的位置检测值来进行位置反馈控制驱动上述致动器，使手指部向所设定的位置目标值移动。当手指部接触对象物时通过力传感器检测施加给手指部的力。当判断出力检测值超出所设定的力接触值时，从位置反馈控制切换为力反馈控制。在力反馈控制中，驱动上述致动器以使力检测值与所设定的力目标值一致，因此能够以正确的抓持力来抓持对象物。

当在切换为力反馈控制之后判断为力检测值到达所设定的力目标值的情况时，使表示抓持完成的完成信号开启。在力目标值非常小的情况下，力接触值也进一步变小，因此难以进行接触的判断，从而容易进行误动作。另外，在力反馈控制中出现应答速度极端下降等不利的特性。在这种情况下，通过位置反馈控制以适当的速度使手指部进行移动，在手指部与对象物接触时立即停止移动，由此能够实现稳定的快速抓持动作。

将位置控制单元的位置目标值设为成为超过抓持对象物时的手指部的停止位置的位置。在正常抓持对象物时，手指部在位置目标值之前停止。因此，在与抓持指令对应地手指部到达位置目标值的情况下，无法正确地抓持对象物，因此使错误信号开启。