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(In Japanese)改質磁性流体及びこの改質磁性流体を用いた把持機構並びに把持装置 commons meetings foreign

Patent code P170014273
File No. (S2014-0404-N0)/KIT13038(16025)
Posted date Jun 26, 2017
Application number P2016-511626
Patent number P6385014
Date of filing Mar 27, 2015
Date of registration Aug 17, 2018
International application number JP2015059671
International publication number WO2015152062
Date of international filing Mar 27, 2015
Date of international publication Oct 8, 2015
Priority data
  • P2014-072632 (Mar 31, 2014) JP
Inventor
  • (In Japanese)西田 健
  • (In Japanese)岡谷 勇希
  • (In Japanese)國本 研一
Applicant
  • (In Japanese)国立大学法人九州工業大学
  • (In Japanese)前田機工株式会社
Title (In Japanese)改質磁性流体及びこの改質磁性流体を用いた把持機構並びに把持装置 commons meetings foreign
Abstract (In Japanese)ベース液と、ベース液中に分散状態で存在する強磁性体微粒子25とを有する磁性流体27に、強磁性体微粒子25のサイズより大きく強磁性体微粒子25の比重より小さい非磁性粉体26を混入し、磁化時の保持強度を向上した改質磁性流体11と、この改質磁性流体11を用いた把持機構10及び把持装置30。
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

非特許文献1に示すように、液体中に10nm、数μmサイズの強磁性超微粒子を界面活性剤等を用いて、極めて安定に分散させたコロイド溶液からなる磁性流体(MR流体)が知られている。そして、この磁性流体を、ダンパ、アクチュエータ、シール、クラッチに使用することが開示されている。また、特許文献1には、磁性流体に使用される平均粒径が0.1~25μm、最大粒径が50μm以下のFe基合金で形成される金属粉末が開示され、特許文献2には、アニオン、カチオンを含むイオン性流体に、平均粒径が0.1~500μmの分散した磁性粒子を含む磁性流体組成物が開示されている。
特許文献3には、このような磁性流体の構成及びその製造方法が開示され、特許文献4には、この磁性流体を用いた物品の把持装置も提案されている。

また、産業用ロボットのエンドエフェクタ(把持機構)は、多様な作業工程に合わせて様々なものが存在する。物体把持に使用するエンドエフェクタを特にグリッパと呼び、対象の形状や姿勢に応じた適切なグリッパへの自動交換は、産業用ロボットの作業工程では一般的である。しかし、適切なグリッパの選定や交換作業、選定されたグリッパによる対象の把持計画、把持開始から完了までの対象の姿勢推定などのために複雑な計算が必要であり、これら一連の作業は、ロボットによる効率的な作業のボトルネックになっている。現在までに、エンドエフェクタの形状や機構、把持計画に関する数多くの研究が行われており、近年、把持物体の姿勢認識とグリッパの交換の手順を省略し、作業効率を向上させるために非特許文献2に示すような、真空を利用して多様な形状物を自在に把持するエンドエフェクタ(ユニバーサルジャミンググリッパ、以下単に「グリッパ」と称する)の発明が報告されている。

このグリッパ70の概要を図8に示すが、グリッパ70はロボットアームの先部に取付けられる支持部材71と、支持部材71の下部に装着されるゴム球体72と、ゴム球体72を支持部材71の下部に取外し可能に取付ける締結リング73と、ゴム球体72内に収納されるコーヒー豆の粉74と、支持部材71の排気口75、76に接続される図示しない真空ポンプとを有している。このグリッパ70の使用にあっては、1)対象物にゴム球体72を押し当てゴム球体72を対象物の形状に倣わせる、2)真空ポンプを動作させてゴム球体72内の空気を抜き、ジャミング現象によりゴム球体72を固化させる、3)ロボットアームを動作させ対象物を持ち上げるという動作を行う。

Field of industrial application (In Japanese)

本発明は、強磁性体の微粒子を液体中に分散させた磁性流体を更に改良した改質磁性流体及びこれを用いた把持機構並びに把持装置に関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
中央の磁極部、その周囲にある有底円筒状のヨーク部、及び前記磁極部に巻回されたコイルとを有する電磁石と、前記ヨーク部の開放端に密封状態で取付られた袋体と、該袋体内に充填された改質磁性流体とを有する把持機構において、
前記改質磁性流体は、ベース液と強磁性体微粒子とを有する磁性流体に、前記強磁性体微粒子のサイズより大きく粒径が2mm以下で前記強磁性体微粒子の比重より小さい非磁性粉体を混入してなり、しかも、前記改質磁性流体中の前記磁性流体の割合は、40~80%の範囲にあり、かつ前記袋体への前記改質磁性流体の充填率は40~70%の範囲にあることを特徴とする改質磁性流体を用いる把持機構。

【請求項2】
 
請求項1記載の改質磁性流体を用いる把持機構において、
前記磁極部の開放端には前記磁極部の直径より大きい磁極板部が設けられていることを特徴とする改質磁性流体を用いる把持機構。

【請求項3】
 
請求項1記載の改質磁性流体を用いる把持機構において、
前記磁性流体は前記強磁性体微粒子の直径が100~200μmの範囲にあるMR流体であることを特徴とする改質磁性流体を用いる把持機構。

【請求項4】
 
請求項1~3のいずれか1項に記載の改質磁性流体を用いる把持機構を、ロボットアームの先側に取付けたことを特徴とする把持装置。

【請求項5】
 
請求項1~3のいずれか1項に記載の改質磁性流体を用いる把持機構を、間隔を制御できるロボットの挟持部にそれぞれ設けて、対向させたことを特徴とする把持装置。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2016511626thum.jpg
State of application right Registered
Reference ( R and D project ) (In Japanese)九州工業大学 西田健研究室
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