CN107838945A - 机械手装置及使用机械手装置的搬送装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机械手装置及使用机械手装置的搬送装置。实施方式所涉及的机械手装置具有可伸缩的多个伸缩臂、驱动用马达及至少1个离合器。伸缩臂支撑对象物。驱动用马达使上述伸缩臂伸缩。上述至少1个离合器为了使上述多个伸缩臂中所选择的伸缩臂伸缩，能够将上述马达的动力向上述所选择的伸缩臂传递。

Description

机械手装置及使用机械手装置的搬送装置

本申请基于2016年9月20日提出申请的日本专利申请第2016－183274号主张优先权，这里引用其全部内容。

技术领域

本发明涉及用来搬送重量物的机械手装置及使用了机械手装置的搬送装置。

背景技术

已知有从箱式托盘将搬送对象物取出、向预定搬送台搬送的搬送装置。搬送装置使用具有吸附垫的把持设备，从箱式托盘将搬送对象物取出。但是，在使用吸附垫的技术中，由于作为搬送对象物的例如瓦楞纸箱由多孔质体形成，所以吸附压不易上升，难以进行重量物的搬送。搬送装置作为用来辅助搬送对象物的取出及搬送的机构而设有带式输送机。因而，在搬送装置中，有在搬送对象物的取出及搬送中花费时间、并且装置大规模化的问题。

进而，在生产设备内等，使用将多个组块连结而成的可伸缩的机械手臂。但是，在这样的机械手臂中，难以将重量物取出并搬送。

发明内容

本发明实施方式提供一种能够使重量物的搬送高速化、并且能够小型化的机械手装置及使用了机械手装置的搬送装置。

实施方式所涉及的机械手装置具有可伸缩的多个伸缩臂、驱动用马达及至少1个离合器。伸缩臂支撑对象物。驱动用马达使上述伸缩臂伸缩。上述至少1个离合器为了使上述多个伸缩臂中的所选择的伸缩臂伸缩，能够将上述马达的动力向上述所选择的伸缩臂传递。

根据上述结构，能够使重量物的搬送高速化，并且能够小型化。

附图说明

图1是用来说明使用了实施方式所涉及的机械手装置的搬送装置的示意图。

图2是将上述搬送装置放大表示的示意图。

图3是表示上述机械手装置的结构的图，是从上方观察的图。

图4至图6是将机械手装置的各个动作状态放大表示的图，是从上方观察的图。

图7是将实施方式所涉及的机械手装置的收容着多个伸缩臂的装置主体内的构造的一部分放大表示的立体图。

图8是将上述多个伸缩臂中的代表性的伸缩臂的一部分放大表示的立体图。

图9是表示上述多个伸缩臂的代表性的一个与多个链轮的代表性的一个卡合状态的立体图。

图10是表示用于上述搬送装置的控制的结构的方框图。

图11是表示用于上述搬送装置的控制的处理的流程图。

图12是表示用于上述机械手装置的控制的结构的方框图。

图13是表示用于上述机械手装置的控制的处理的流程图。

具体实施方式

以下，参照附图对进一步的实施方式进行说明。在附图中，相同的标号表示相同或类似的部分。图1及图2是示意地表示使用了实施方式的机械手装置的搬送装置的图。在图1中，为了搬送动作的说明，也表示了搬送对象物及搬送台车等。图2将图1的搬送装置放大并将其结构具体地表示。

在图1中，搬送装置1是具有机械手装置50的搬送机器人。该搬送装置1将堆载在搬送台车、例如箱式托盘3上的作为搬送对象物的例如18个瓦楞纸箱4依次保持并取出。进而，搬送装置1将所取出的瓦楞纸箱4从箱式托盘3向预定场所或搬送台例如输送机线路2搬送。设瓦楞纸箱4的宽度4w方向为X方向，设瓦楞纸箱4的进深长度4d方向为Y方向，设瓦楞纸箱4的深度4t方向为Z方向。瓦楞纸箱4在箱式托盘3上在X方向上堆载有3段，在Y方向上堆载有2段，在Z方向上堆载有3段。

机械手装置50当由搬送装置1搬送瓦楞纸箱4时，如图2所示，将瓦楞纸箱4载置在后述的相同构造的多个伸缩臂53上而进行下方支撑。瓦楞纸箱4的上述宽度4w方向(X方向)被设定为将链构造的多个伸缩臂53平行地以等间隔配置的方向。关于图1、图2所示的其他的多个构成要素在后面叙述。

对机械手装置50的具体的结构进行说明。图3是表示机械手装置50的结构的图，是在图1中将机械手装置50从上方观察的图。在图3中还表示了箱式托盘3和多个瓦楞纸箱4。机械手装置50如图3所示，具有配置在箱状的装置主体50a内驱动多个伸缩臂的驱动马达51、多个旋转轴54、多个伸缩臂驱动用的多个离合器52及作为齿轮的多个链轮55、以及上述多个伸缩臂53。

驱动马达51是产生用来使多个伸缩臂53在Y方向上伸缩、即伸长及缩短的旋转动力的驱动源。驱动马达51能够正逆旋转(以下，将“正逆旋转”简单称作“旋转”)。多个伸缩臂53的伸长，是指多个伸缩臂53从机械手装置50的装置主体50a伸出。此外，多个伸缩臂53的缩短，是指多个伸缩臂53进入并被收容到机械手装置50的装置主体50a内。

驱动马达51例如通过正旋转而使多个伸缩臂53伸长，通过逆旋转而使多个伸缩臂53缩短。

图4至图6是将机械手装置50的各个动作状态放大表示的图。图4表示多个伸缩臂被收容在机械手装置50的装置主体中的状态。图5表示由多个伸缩臂的2个支撑着瓦楞纸箱4的状态。图6表示由多个伸缩臂的另2个支撑着瓦楞纸箱4的状态。

在图4至图6中，图3的上述多个旋转轴54被表示为第1旋转轴54a、第2旋转轴54b、第3旋转轴54c、第4旋转轴54d、第5旋转轴54e及第6旋转轴54f。图3的多个离合器52被表示为同样的构造的第1离合器52a、第2离合器52b、第3离合器52c、第4离合器52d及第5离合器52e。图3的多个链轮55被表示为第1链轮55a、第2链轮55b、第3链轮55c、第4链轮55d、第5链轮55e及第6链轮55f。图3的多个伸缩臂53被表示为第1伸缩臂53a、第2伸缩臂53b、第3伸缩臂53c、第4伸缩臂53d、第5伸缩臂53e及第6伸缩臂53f。

第1旋转轴54a的一端不经由离合器52而连结在驱动马达51上。第1旋转轴54a通过驱动马达51被旋转驱动而旋转。在第1旋转轴54a的另一端上安装着第1离合器52a。

在第2旋转轴54b的一端上安装着第1离合器52a。第2旋转轴54b通过第1离合器52a被开启而连接在第1旋转轴54a上，被传递旋转的第1旋转轴54a的旋转动力而旋转。

进而，第2旋转轴54b通过第1离合器52a被关闭而与第1旋转轴54a的连接被解除，旋转的第1旋转轴54a的旋转动力不被传递而断开，维持旋转停止状态。

在第2旋转轴54b的另一端上安装着第2离合器52b。

第3至第5旋转轴54c－54e具有与第2旋转轴54b同样的构造。在第3至第5旋转轴54c－54e上，与向第1及第2离合器52a、52b的第2旋转轴54b的安装同样，如图4至图6所示，有选择地安装第2至第5离合器52b－52e。具体而言，在第3至第5旋转轴54c－54e的一端上，分别安装着第2至第5离合器52b－52e。在第3至5旋转轴54c－54e的另一端上，分别安装着第3至第5离合器52c－52e。在第6旋转轴54f的一端上虽安装着第5离合器52e，但在第6旋转轴54f的另一端上没有安装伸缩臂驱动用的离合器。通过以上的结构，第3至第6旋转轴54c－54f通过安装在各自的一端上的第2至第5离合器52b－52e被开启而连接在第2至第5旋转轴54b－54e上。例如第4旋转轴54d通过第3离合器52c被开启而连接在第3旋转轴54c上。因而，通过安装在第3至第6旋转轴54c－54f的各自的一端上的第2至第5离合器52b－52e被开启，被传递旋转的第2至第5旋转轴54b－54e的旋转动力而旋转。例如，第4旋转轴54d通过第3离合器52c被开启，被传递旋转的第3旋转轴54c的旋转动力而旋转。在该第4旋转轴54d的旋转时，第1旋转轴54a被旋转，并且第1及第2离合器52a、52b处于被开启的状态，第2及第3旋转轴54b、54c也旋转。

进而，通过安装在第3至第6旋转轴54c－54f的各自的一端上的第2至第5离合器52b－52e被关闭，第3至第6旋转轴54c－54f被解除与其他旋转轴的连接。例如，第4旋转轴54d通过第3离合器52c被关闭，与第3旋转轴54c的连接被解除，旋转的第3旋转轴54c的旋转动力没有受到传递，维持旋转停止状态。

第1至第5离合器52a－52e能够向第1至第6伸缩臂53a～53f中的被选择的伸缩臂传递驱动马达51的动力的传递，以使被选择的伸缩臂在Y方向上伸缩。

第1离合器52a如上述那样，被安装在第1旋转轴54a的另一端及第2旋转轴54b的一端上。第1离合器52a通过被开启而将第1旋转轴54a的另一端与第2旋转轴54b的一端连接。第1离合器52a将旋转的第1旋转轴54a的旋转动力向第2旋转轴54b传递。

第1离合器52a通过被关闭而将第1旋转轴54a的另一端与第2旋转轴54b一端的连接解除。第1离合器52a将旋转的第1旋转轴54a的旋转动力的向第2旋转轴54b的传递切断。

第2至第5离合器52b－52e具有与第1离合器52a同样的构造。具体而言，第2至第5离合器52b－52e被有选择地安装到第2至第5旋转轴54b－54e的另一端及第3至第6旋转轴54c－54f的一端上。第2至第5离合器52b－52e分别通过被开启，将第2至第5旋转轴54b－54e的另一端与第3至第6旋转轴54c－54f的一端连接。第2至第5离合器52b－52e将旋转的第2至第6旋转轴54b－54f的旋转动力向第3至第6旋转轴54c－54f传递。例如，第3离合器52c通过被开启，将旋转的第3旋转轴54c的旋转动力向第4旋转轴54d传递。因而，例如为了将旋转的第1旋转轴54a的旋转动力经由第2及第3旋转轴54b、54c向第4旋转轴54d传递，第1至第3离合器52a－52c的全部被开启。

第2至第5离合器52b－52e通过被关闭，将第2至第5旋转轴54b－54e的另一端与第3至第6旋转轴54c－54f的一端的连接解除。第2至第5离合器52b－52e将旋转的第2至第5旋转轴54b－54e的旋转动力的向第3至第6旋转轴54c－54f的传递切断。

第1至第6链轮55a－55f通过将第1至第6伸缩臂53a～53f卷取或送出而使其伸缩。

第1链轮55a被安装在第1旋转轴54a上。在第1链轮55a上安装第1伸缩臂53a的一端部。

第1链轮55a随着第1旋转轴54a的旋转而一起旋转。第1链轮55a例如通过逆旋转而将伸缩臂53(53a)卷取。

第1链轮55a通过将第1伸缩臂53a卷取，将第1伸缩臂53a缩短，将第1伸缩臂53a向装置主体50a内收容。

第1链轮55a例如通过正旋转，将第1伸缩臂53a送出。第1链轮55a通过该送出，从装置主体50a将第1伸缩臂53a伸出伸展。第1链轮55a通过该伸出伸展，将第1伸缩臂53a伸长。

第2至第6链轮55b－55f具有与第1链轮55a同样的构造。第2至第6链轮55b－55f如图4至图6所示，分别被安装到第2至第6旋转轴54b－54f上。进而，在第2至第6链轮55b－55f上，分别安装第2至第6伸缩臂53b－53f的一端部。

第2链轮55b如果第1离合器52a被开启，则随着第1及第2旋转轴54a、54b的旋转而一起旋转。第3链轮55c如果第1离合器52a及第2离合器52b被开启，则随着第1至第3旋转轴54a－54c的旋转而一起旋转。第4链轮55d如果第1至第3离合器52a－52c被开启，则随着第1至第4旋转轴54a－54d的旋转而一起旋转。第5链轮55e如果第1至第4离合器52a－54d被开启，则随着第1至第5旋转轴54a－54e的旋转而一起旋转。第6链轮55f如果第1至第5离合器52a－54e被开启，则随着第1至第6旋转轴54a－54f的旋转而一起旋转。与第1链轮同样，第2至第6链轮55b－55f例如通过逆旋转，分别将第2至第6伸缩臂53b－53f卷取，向装置主体50a内收容。第2至第6链轮55b－55f分别通过将第2至第6伸缩臂53b－53f向装置主体50a内收容，将第2至第6伸缩臂53b－53f缩短。

第2至第6链轮55b－55f例如通过正旋转，将第2至第6伸缩臂53b－53f送出。通过该送出，第2至第6链轮55b－55f从装置主体50a将第2至第6伸缩臂53b－53f伸出伸展、伸长。

第1至第6链轮55a－55f分别被安装在第1至第6旋转轴54a－54f的被选择的2个上，以使得在与第1至第6伸缩臂53的伸缩方向(Y方向)正交的X方向上各间隔成为等间隔。此时，由于搬送对象的瓦楞纸箱4并不限于总为相同的大小，所以第1至第6伸缩臂53的各间隔并不限定于等间隔。

第1至第6伸缩臂53a－53f具有相同构造，各自的另一端部是自由端。

第1至第6伸缩臂53a－53f的上述一端部如上述那样，分别安装在例如等间隔设置的第1至第6链轮55a－55f上。第1至第6伸缩臂53a－53f配置为，使得沿着图5所示的瓦楞纸箱的宽度4w的方向其各间隔成为等间隔，并且配置在相同平面内。

第1至第6伸缩臂53a－53f通过第1至第6链轮55a－55f如上述那样旋转而在Y方向上伸缩。

在以上的机械手装置50的结构中，第1至第6伸缩臂53a－53f伸长的长度及缩短的长度根据驱动马达51的例如转速来控制。通过该控制，控制第1至第6链轮55a－55f的转速。通过控制第1至第6链轮55a－55f的转速，控制由第1至第6链轮55a－55f带来的第1至第6伸缩臂53a－53f的卷取量及回卷量。通过控制卷取量及回卷量，控制第1至第6伸缩臂53a－53f伸长的长度及缩短的长度。

机械手装置50的驱动马达51及第1至第5离合器52a－52e受后述的控制设备56控制。

以下，说明机械手装置50的动作的一例。

在图4中，假设驱动马达51处于停止状态。假设第1至第5离合器52a－52e全部被设为关闭。进而，假设第1至第6伸缩臂53a－53f全部是被第1至第6链轮55a－55f卷取的状态，缩短了。

说明从图4所示的上述状态如图5所示那样将第1及第2伸缩臂53a、53b在Y方向上伸展的情况。为了将第1及第2伸缩臂53a、53b伸展，根据要搬送的瓦楞纸箱4的上述宽度4w，将第1至第5离合器52a－52e中的例如第1离合器52a开启。

在第1离合器52a被开启后，将驱动马达51以与要搬送的瓦楞纸箱4的进深长度4d对应的转速驱动。通过驱动马达51被驱动，使第1旋转轴54a正旋转，经由第1离合器52a使第2旋转轴54b也正旋转。

如果使第2旋转轴54b与第1旋转轴54a一起正旋转，则第1及第2链轮55a、55b正旋转。

如果第1及第2链轮55a、55b正旋转，则卷取在第1及第2链轮55a、55b上的第1及第2伸缩臂53a、53b被回卷与瓦楞纸箱4的进深长度4d对应的长度。进深长度4d是第1至第6伸缩臂53a－53f的伸缩方向(Y方向)的瓦楞纸箱4的长度。结果，第1及第2伸缩臂53a、53b如图5所示，朝向瓦楞纸箱4的下表面伸长为能够包含瓦楞纸箱4的进深长度4d的长度，将瓦楞纸箱4进行下方支撑。

例如，从上述图4所示的状态起，如图6所示，由于搬送对象的新的瓦楞纸箱4的位置(以下称作“第1位置”)与瓦楞纸箱4的宽度4w对应，所以第1至第5离合器52a－52e的全部的离合器被开启。第1位置是第1至第6伸缩臂53a－53f被以等间隔配置的方向(X方向)的位置，是最靠第6伸缩臂53f侧的瓦楞纸箱4被配置的位置，例如是该瓦楞纸箱4的X－Y平面上的中心位置或拐角位置。

在第1至第5离合器52a－52e被开启后，将驱动马达51以与要搬送的瓦楞纸箱4的位置(以下称作“第2位置”)和瓦楞纸箱4的进深长度4d对应的转速驱动。通过该驱动，使第1旋转轴54a正旋转，经由第1至第5离合器52a－52e使第2至第6旋转轴54b－54f正旋转。第2位置是第1至第6伸缩臂53a－53f伸缩的方向(Y方向)的位置。瓦楞纸箱4的第2位置是图3中的箱式托盘3内的近身侧(图3的左侧)或里侧(图3的右侧)的位置。

如果第2至第6旋转轴54b－54f与第1旋转轴54a一起正旋转，则第1至第6链轮55a－55f正旋转。

如果第1至第6链轮55a－55f正旋转，则卷取在第1至第6链轮55a－55f上的第1至第6伸缩臂53a－53f被反向回卷与瓦楞纸箱4的进深长度4d及瓦楞纸箱4的第2位置对应的回卷量。结果，第5及第6伸缩臂53e、53f如图6所示，朝向瓦楞纸箱4的下表面伸长与瓦楞纸箱4的进深长度4d及瓦楞纸箱4的第2位置对应的长度，将瓦楞纸箱4进行下方支撑。

另一方面，在图5所示的第1及第2伸缩臂53a、53b伸长的状态下，为了将第1及第2伸缩臂53a、53b缩短而向装置主体50a内收容，将驱动马达51逆旋转驱动。具体而言，在第1离合器52a被开启的原状的状态下，将驱动马达51以与第1及第2伸缩臂53a、53b伸长的长度对应的转速逆旋转驱动。

如上述那样，如果驱动马达51被逆旋转驱动，则第2旋转轴54b与第1旋转轴54a一起旋转。如果第1及第2旋转轴54a、54b旋转，则第1及第2链轮55a、55b以与第1及第2伸缩臂53a、53b伸长的长度对应的转速逆旋转。

如果第1及第2链轮55a、55b逆旋转，则第1及第2伸缩臂53a、53b被第1及第2链轮55a、55b卷取，如图4所示，被收容到装置主体50a内。

此外，在图6所示的第1至第6伸缩臂53a－53f伸长的状态下也同样，在第1至第5离合器被开启的原状的状态下，将驱动马达51逆旋转驱动，第1至第6伸缩臂53a－53f如图4所示那样被收容到装置主体50a内。

参照图7说明装置主体50a内的具体的构造。图7是将收容有多个伸缩臂的装置主体50a内的构造的一部分放大表示的立体图。在图7中，代表性地仅图示了第1及第2伸缩臂53a、53b，省略了具有与第1及第2伸缩臂53a、53b相同的构造的第3至第6伸缩臂53c－53f。进而，省略了第2至第5离合器52b－52e、第3至第6旋转轴54c－54f及第3至第6链轮55c－55f。

如图7所示，驱动马达51被固定到设在装置主体50a内的支承框架50b上。第1及第2旋转轴54a、54b被设在支承框架50b上的多个轴承50c可旋转地支承。

卷绕在作为齿轮的第1及第2链轮55a、55b上的链构造的第1及第2伸缩臂53a、53b的部分运动被设在支承框架50b上的多个辅助辊50d辅助。从第1及第2链轮55a、55b离开的第1及第2伸缩臂53a、53b的部分运动被多个导引辊50e导引。

参照图8及图9对多个伸缩臂的具体结构进行说明。图8是将伸缩臂之内的代表性的一个构造一部分放大表示的立体图。图9是表示伸缩臂的代表性的一个与链轮的代表性的一个的卡合状态的立体图。作为伸缩臂的上述代表性之一的伸缩臂53a如图9所示，具有被多个导引辊50e导引的多个组块53h。各组块53h与对应于各组块53h的链轮55a的齿55g的一个卡合。

各组块53h如图8、图9所示，具有截面“コ”字状的形状。各组块53h如图9所示，利用截面“コ”字形状的凹部与链轮55a的齿55g的一个卡合。

在图8中，邻接的多个组块53h被各轴杆53g连结。进而，多个组块53h在相互连结的状态下通过重力分别由图8所示的多个挡块部53j卡合。各组块53h如图8所示，能够以各轴杆53g为中心向实线箭头方向(图中逆时针方向)旋转。各组块53h也能够向虚线箭头方向(图中顺时针方向)旋转，但各挡块部53j发挥作用，虚线箭头方向的旋转被挡块部53j阻止。

各挡块部53j如图8所示，包括形成在一方的组块53h上的凸部和形成在邻接的组块53h上的凹部。一方的组块53h的凸部与邻接的组块53h的凹部抵接，阻止各组块53h的由重力带来的虚线箭头方向的旋转。各组块53h由重力带来的旋转被上述挡块部阻止。因而，伸缩臂53a在伸长或缩短时，不会在重力作用下弯折，能够笔直地运动。

位于伸缩臂53a的自由端的组块53h如图8所示，具有锥部53k。伸缩臂53a具有多个支承辊53i。支承辊53i对于各组块53h各设有一对，但对处于伸缩臂53a的自由端的上述组块53h设有二对。支承辊53i在各组块53h中能够旋转，当伸缩臂53a载置着搬送物时支承搬送物。

参照图12对机械手装置50中的用来进行控制的结构进行说明。图12是表示机械手装置50中的用来进行控制的结构的一例的方框图。机械手装置50如图12所示，具有控制设备56。在控制设备56上，连接着驱动马达51及第1至第5离合器52a至52e。进而，机械手装置50具有连接在控制设备56上的输入设备57。

控制设备56包括CPU56a、ROM56b及RAM56c。CPU56a控制驱动马达51及第1至第5离合器52a至52e。

ROM56b例如存储有用来控制驱动马达51及第1至第5离合器52a至52e的控制程序。

RAM56c提供例如将从ROM56b读出的控制程序暂时存储等的作业存储区。

输入设备57从外部接受第1及第2动作指示。例如，输入设备57从搬送装置1的后述的主控制设备70接受上述第1及第2动作指示。

第1动作指示是例如用来使上述伸缩臂分别伸长的指示。该第1动作指示包括搬送对象的瓦楞纸箱4的第1及第2位置和关于宽度4w及进深长度4d的瓦楞纸箱4的信息。

第2动作指示是用来使各伸缩臂缩短的指示。

参照图13说明CPU56a按照控制程序进行控制用的处理的一例。

如图13所示，在步骤S1中，CPU56a等待输入设备57的第1动作指示的接受。此时，机械手装置50例如是初始状态。在初始状态下，驱动马达51被停止驱动。进而，在初始状态下，第1至第5离合器52a－52e全部被关闭。第1至第6伸缩臂53a－53f全部被第1至第6链轮55a－55f卷取，缩短了。如果输入设备57接受到第1动作指示，则控制处理向步骤S2前进。

在步骤S2中，CPU56a确认第1动作指示中包含的搬送对象的瓦楞纸箱4的信息。CPU56a基于确认好的搬送对象的瓦楞纸箱4的信息，在第1至第5离合器52a－52e中选择开启的离合器。具体而言，CPU56a基于搬送对象的瓦楞纸箱4的上述第1位置及/或宽度4w，在第1至第5离合器52a－52e中选择开启的离合器。

进而，在步骤S3中，CPU56a仅将所选择的离合器开启。例如，在图5所示的情况下，CPU56a将所选择的第1离合器52a开启。例如在图6所示的情况下，CPU56a将所选择的第1至第5离合器52a－52e开启。

然后，在步骤S4中，CPU56a基于所确认的搬送对象的瓦楞纸箱4的信息决定驱动马达51的转速。具体而言，CPU56a基于搬送对象的瓦楞纸箱4的第1位置及/或进深长度4d决定驱动马达51的转速。

进而，在步骤S5中，CPU56a以所决定的转速将驱动马达51驱动。

通过到步骤S5为止的由CPU56a进行的控制处理，仅与搬送对象的瓦楞纸箱4的信息对应的第1至第6伸缩臂53a－53f中的被选择的臂伸长。例如，在图5所示的情况下，仅所选择的第1及第2臂53a、53b在Y方向上伸长。在图6所示的情况下，所选择的第1至第6臂53a－53f在Y方向上伸长。

然后，在步骤S6中，CPU56a等待输入设备57的第2动作指示的接受。在输入设备57接受到第2动作指示的情况下(在步骤S6中[是])，CPU56a的控制处理向步骤S7前进。

在步骤S7中，CPU56a通过控制驱动马达51及第1至第5离合器52a－52e中的需要的离合器，使机械手装置50的状态回到初始状态。因而，伸长的多个伸缩臂缩短。

由CPU56a进行的控制处理并不限定于图13所示的处理。例如，在上述步骤S1中，上述输入设备57接受从后述的照相设备30输出的拍摄图像，在上述步骤S2中，CPU56a也可以基于上述拍摄图像掌握搬送对象的瓦楞纸箱4的信息。

如以上说明，实施方式所涉及的机械手装置50具有第1至第6伸缩臂53a－53f、驱动马达51及第1至第5离合器52a－52e。

第1至第6伸缩臂53a－53f是支撑搬送对象物的可伸缩的多个臂。驱动马达51是使多个伸缩臂伸缩的驱动用的马达。第1至第5离合器52a－52e是为了使第1至第6伸缩臂53a－53f中的被选择的臂伸缩而向所选择的臂传递驱动马达51的动力的离合器。

因而，根据本实施方式的机械手装置50，能够提供一种能够使重量物的搬送高速化并且能够小型化的机械手装置。

参照图1及图2对实施方式的搬送装置1的整体结构进行说明。

搬送装置1是搬送机器人，如图1及图2所示，具备机器人主体10、多关节臂设备20、照相设备30、用来保持瓦楞纸箱4的保持设备40及上述的机械手装置50。

外形为箱形的机器人主体10例如被固定在地面上，支承多关节臂设备20。机器人主体10在内部具有后述的主控制设备70。

多关节臂设备20如图2所示，包括第1臂21a、第2臂21b、第3臂21c、第4臂21d及第5臂21e。多关节臂设备20还具有第1关节部22a、第2关节部22b、第3关节部22c及第4关节部22d。

第1臂21a的一端被固定在机器人主体10上，第1臂21a的另一端经由第1关节部22a连接在第2臂21b的一端。

通过第2臂21b的一端经由第1关节部22a被连接在第1臂21a上，以第2臂21b的轴为旋转中心，向图2中的虚线箭头的方向旋转。第2臂21b通过旋转，将具有保持设备40及多个伸缩臂53的机械手装置50向图1中的箱式托盘3的方向及/或向输送机线路2的方向移动。

图1表示通过第1关节部22a的第2臂21b的例如正旋转、保持设备40及机械手装置50向箱式托盘3的方向移动的状态。

第2至第4臂21b－21d的另一端分别经由第2至第4关节部22b－22d连接在第3至第5臂21c－21e的一端。

相反，第3至第5臂21c－21e的一端分别经由第2至第4关节部22b－22d连接在第2至第4臂21b－21d上。并且，第3至第5臂21c－21e分别以与第2至第4臂21b－21d的轴方向正交的X方向为旋转中心，向图2的虚线箭头的方向旋转。

第3至第5臂21c－21e通过如上述那样旋转，将照相设备30、保持设备40和机械手装置50在垂直方向(Z方向)及/或水平方向(Y方向)上移动。

第5臂21e在第5臂21e的另一端部支承照相设备30。第5臂21e在第5臂21e的另一端侧的下部支承保持设备40。进而，第5臂21e在比保持设备40靠第4关节部22d侧的下部经由支承臂21g支承机械手装置50。

第1关节部22a如上述那样将第1臂21a与第2臂21b连接。第1关节部22a具有在后面说明的图10所示的能够旋转的关节部的驱动装置23中包含的第1马达23a。通过第1马达23a被旋转驱动，使第2臂21b相对于第1臂21a如上述那样旋转。

第2至第4关节部22b－22d如上述那样将第2至第5臂21b－21e连接。第2至第4关节部22b－22d具有在后面说明的图10所示的可旋转的关节部的驱动装置23中包含的第2至第4马达23b－23d。通过第2至第4马达23b－23d分别被旋转驱动，使第3至第5臂21c－21e相对于第2至第4臂21b－21d如上述那样旋转。

在以上的多关节臂设备20的结构中，关节部的驱动装置23的旋转驱动及转速受后述的图10所示的主控制设备70控制。

照相设备30被安装到第5臂21e的另一端部。照相设备30具有例如2个第1及第2相机31a、31b。第1相机31a通过第3至第5臂21c－21e旋转，被移动到预定第1拍摄位置。第1相机31a从第1拍摄位置拍摄图1的箱式托盘3中的瓦楞纸箱4的从上面侧观察的堆载状态。

第2相机31b通过第3至第5臂21c－21e的旋转而被移动到预定第2拍摄位置。

第2相机31b从第2拍摄位置拍摄从瓦楞纸箱4的正面侧、即与机械手装置50对置的面侧观察的堆载状态。

照相设备30将由相机31a、31b得到的拍摄图像向后述的主控制设备70输出。

保持设备40是将堆载在箱式托盘3上的瓦楞纸箱4的上表面保持的设备。保持设备40是通过以真空吸附方式将瓦楞纸箱4吸附来保持瓦楞纸箱4的吸附设备。但是，保持设备40并不限定于通过真空吸附方式保持瓦楞纸箱4的设备。例如保持设备40也可以是通过把持瓦楞纸箱4来保持瓦楞纸箱4的设备。

在图2中，保持设备40具有2个吸附垫41a、41b。吸附垫41a、41b通过第3至第5臂21c－21e的旋转而被移动到预定保持位置。吸附垫41a、41b通过在保持位置吸附瓦楞纸箱4的上表面来保持瓦楞纸箱4。上述保持位置是能够将瓦楞纸箱4的上表面吸附的位置。

吸附垫41a、41b分别经由未图示的电磁阀连接在减压泵上。保持设备40例如能够根据瓦楞纸箱4的尺寸或表面状态来调整吸附垫41a、41b的吸附力。

如以上那样构成的搬送装置1从图1的堆载在箱式托盘3上的最上段的多个瓦楞纸箱4起一个个地搬送。搬送装置1如果最上段的多个瓦楞纸箱4的搬送结束，则将接着的下面段的多个瓦楞纸箱4一个个地搬送。搬送装置1例如按照根据最上段的多个瓦楞纸箱4的配置样式决定的搬送顺序搬送各段的多个瓦楞纸箱4。

以下，说明由搬送装置1进行的多个瓦楞纸箱4的搬送动作的具体例。在图1中，由照相设备30进行的多个瓦楞纸箱4的堆载状态的拍摄在事前完成。机械手装置50将全部的伸缩臂53缩短而收容在图3的装置主体50a内。在该状态下，多关节臂设备20被朝向箱式托盘3侧。

通过将多关节臂设备20的第2至第4马达23b－23d中的至少一个马达旋转驱动，在第2至第4关节部22b－22d中的至少一个关节部中，第3至第5臂21c－21e中的至少一个臂分别旋转。第3至第5臂21c－21e旋转，直到安装在第5臂21e上的保持设备40来到搬送对象的瓦楞纸箱4的上表面的位置。

保持设备40如果来到瓦楞纸箱4的上表面的位置，则动作，由吸附垫41a、41b吸附到瓦楞纸箱4的上表面。

如果由保持设备40将搬送对象的瓦楞纸箱4吸附，则通过第2至第4马达23b－23d中的至少一个马达再次被旋转驱动，在第2至第4关节部22b－22d中的至少一个关节部中，第3至第5臂21c－21e中的至少一个臂旋转。有选择地使第3至第5臂21c－21e旋转，以使被保持设备40吸附的上述瓦楞纸箱4抬起到预定高度。所谓预定高度，是在上述瓦楞纸箱4与位于搬送对象的上述瓦楞纸箱4的下方的瓦楞纸箱4之间至少产生所选择的多个伸缩臂53能够插入的间隙之程度的高度。

在搬送对象的瓦楞纸箱4被抬起的状态下，机械手装置50的被选择的多个伸缩臂53如上述那样在Y方向上伸长，被向上述间隙插入。所选择的上述多个伸缩臂53通过被插入到上述间隙中，将被抬起的状态的搬送对象的瓦楞纸箱4的下表面支撑。

在搬送对象的瓦楞纸箱4被保持设备40吸附、并且被所选择的上述多个伸缩臂53进行下方支撑的状态下，通过第2至第4马达23b－23d中的至少一个马达再次被旋转驱动，在第2至第4关节部22b－22d中的至少一个关节部中，第3至第5臂21c－21e中的至少一个臂旋转。有选择地使第3至第5臂21c－21e旋转，直到搬送对象的瓦楞纸箱4出到箱式托盘3外。

如果搬送对象的瓦楞纸箱4被送出到箱式托盘3外，则通过多关节臂设备20的第1马达23a被逆向旋转驱动，由此在第1关节部22a中，第2臂21b逆向旋转。第2臂21b被逆向旋转，直到多关节臂设备20朝向图1的输送机线路2侧。

通过多关节臂设备20朝向输送机线路2侧，被保持设备40吸附并且被所选择的多个伸缩臂53进行下方支撑的状态的瓦楞纸箱4被向输送机线路2侧搬送。

如果上述瓦楞纸箱4被向输送机线路2侧搬送，则通过第2至第4马达23b－23d中的至少一个马达再次被旋转驱动，在第2至第4关节部22b－22d中的至少一个关节部中，第3至第5臂21c－21e中的至少一个臂旋转。第3至第5臂21c－21e旋转，直到被保持设备40吸附并且被所选择的多个伸缩臂53进行下方支撑的状态的瓦楞纸箱4被搬送到输送机线路2的上方的位置。

接着，机械手装置50的所选择的多个伸缩臂53被缩短。如果所选择的多个伸缩臂53的缩短完成，则搬送对象的瓦楞纸箱4成为在输送机线路2的上方的位置仅被保持设备40抬起的状态。

如果成为该状态，则通过将第2至第4马达23b－23d中的至少一个马达再次旋转驱动，在第2至第4关节部22b－22d中的至少一个关节部中，第3至第5臂21c－21e中的至少一个臂旋转。有选择地使第3至第5臂21c－21e旋转，直到搬送对象的瓦楞纸箱4被载置到输送机线路2中。

如果瓦楞纸箱4被载置到输送机线路2中，则保持设备40被停止。结果，瓦楞纸箱4的吸附被解除，从吸附垫41a、41b离开。通过以上所述的过程，完成搬送对象的瓦楞纸箱4的从箱式托盘3向输送机线路2的搬送。

在该状态下，在箱式托盘3上残留有搬送对象的多个瓦楞纸箱4的情况下，为了将这些瓦楞纸箱4搬送，将多关节臂设备20的第1马达23a以正旋转驱动，在第1关节部22a中，第2臂21b正旋转。第2臂21b在图1中正旋转，直到多关节臂设备20朝向箱式托盘3侧。如果多关节臂设备20朝向箱式托盘3侧，则搬送装置1重复上述搬送动作，直到在箱式托盘3上不再有搬送对象的瓦楞纸箱4。

参照图10对用来控制搬送装置1的结构进行说明。图10是表示搬送装置1的控制结构的方框图。搬送装置1如上述那样，具有上述主控制设备70。在上述主控制设备70上，连接着图1、图2所示的上述多关节臂设备20、上述照相设备30、上述保持设备40及上述机械手装置50。

主控制设备70包括CPU70a、ROM70b及RAM70c。CPU70a为了使照相设备30向第1及第2拍摄位置移动而控制多关节臂设备20。

进而，CPU70a为了使保持设备40向保持位置移动而控制多关节臂设备20。

CPU70a为了将被保持设备40吸附且被机械手装置50进行下方支撑的搬送对象的瓦楞纸箱4向输送机线路2搬送而控制多关节臂设备20。

CPU70a控制被向第1及第2拍摄位置移动后的照相设备30。

CPU70a控制被向保持位置移动后的保持设备40。CPU70a在输送机线路2中控制保持设备40，以将瓦楞纸箱4的吸附解除。

除此以外，CPU70a如上述那样，取得从照相设备30的第1相机31a输出的拍摄图像。

上述拍摄图像包括表示从箱式托盘3的上表面侧(图1中的Z方向的上方)观察的箱式托盘3内的多个瓦楞纸箱4的堆载状态的信息。

从照相设备30的第2相机31b输出的上述拍摄图像包含从朝向箱式托盘3的正面、即在图1中朝向Y方向的、箱式托盘3与搬送装置1对置的面观察的箱式托盘3内的瓦楞纸箱4的堆载状态的信息。

CPU70a基于从照相设备30的第1及第2相机31a、31b取得的拍摄图像，得到例如箱式托盘3内的例如至少最上段的多个瓦楞纸箱4的配置样式。CPU70a基于瓦楞纸箱4的配置样式，决定箱式托盘3上的多个瓦楞纸箱4的搬送顺序。

CPU70a基于上述拍摄图像掌握搬送对象的瓦楞纸箱4的信息。具体而言，CPU70a基于拍摄图像，掌握搬送对象的瓦楞纸箱4的X方向的第1位置及Y方向的第2位置、宽度4w及进深长度4d作为搬送对象的瓦楞纸箱4的信息。

CPU70a为了控制机械手装置50，将用来将上述多个伸缩臂53伸缩及缩短的第1及第2动作指示向机械手装置50输出。CPU70a例如按照搬送顺序向机械手装置50输出包含搬送对象的瓦楞纸箱4的信息的第1动作指示。CPU70a例如每当1个瓦楞纸箱4的搬送结束，就向机械手装置50输出用来将多个伸缩臂53缩短的第2动作指示。

ROM70b存储用来控制多关节臂设备20、照相设备30、保持设备40及机械手装置50的控制程序。

ROM70b预先存储有箱式托盘3内的最上段的多个瓦楞纸箱4的多个基准配置样式、和这些多个基准配置样式每个的最优的瓦楞纸箱4的搬送顺序。CPU70a将基于上述拍摄图像得到的配置样式与存储在ROM70b中的多个基准配置样式比较，将对应于与得到的配置样式一致的基准配置样式的搬送顺序决定为瓦楞纸箱4的搬送顺序。

RAM70c提供例如将从ROM70b读出的控制程序暂时存储等的作业存储区。

参照图11说明CPU70a按照上述控制程序进行的控制处理的一例。

如图11所示，在步骤S11中，CPU70a使用图1、图2所示的照相设备30，取得包含表示多个瓦楞纸箱4的堆载状态的信息的拍摄图像。

具体而言，CPU70a为了使照相设备30向上述第1及第2拍摄位置移动而将多关节臂设备20的关节部的驱动装置23驱动。如上述那样，第1拍摄位置是将从图1的箱式托盘3上的瓦楞纸箱4的上面侧观察的堆载状态拍摄的位置。第2拍摄位置是将从瓦楞纸箱4的正面侧、即与机械手装置50对置的面侧观察的堆载状态拍摄的位置。

CPU70a通过在第1及第2拍摄位置使照相设备30动作，取得拍摄图像。

接着，在步骤S12中，CPU70a决定箱式托盘3内的瓦楞纸箱4的搬送顺序。

具体而言，CPU70a基于上述拍摄图像，得到箱式托盘3内的最上段的瓦楞纸箱4的配置样式。CPU70a通过将得到的配置样式与存储在ROM70b中的多个基准配置样式比较，决定多个瓦楞纸箱4的搬送顺序。

进而，在步骤S13中，CPU70a基于上述拍摄图像掌握箱式托盘3内的瓦楞纸箱4每个的X及Y方向的第1及第2位置、宽度4w及进深长度4d。

然后，在步骤S14中，CPU70a将搬送顺序的最初的瓦楞纸箱4保持，为了用机械手装置50的伸缩臂53支撑瓦楞纸箱4的下表面，将所保持的瓦楞纸箱4抬起预定高度。

具体而言，CPU70a例如基于掌握的Y方向第2位置，使保持设备40向上述最初的瓦楞纸箱4的保持位置移动。CPU70a为了使保持设备40向该保持位置移动而将多关节臂设备20的关节部的驱动装置23驱动。

进而，CPU70a通过在上述保持位置使保持设备40动作，将瓦楞纸箱4的上表面吸附而保持瓦楞纸箱4。CPU70a为了将所保持的瓦楞纸箱4抬起预定高度而将多关节臂设备20的关节部的驱动装置23驱动。

接着，在步骤S15中，CPU70a为了将被抬起了预定高度的瓦楞纸箱4的下表面用机械手装置50的伸缩臂53支撑而将机械手装置50驱动。

具体而言，CPU70a为了驱动机械手装置50，向机械手装置50输出第1动作指示。

机械手装置50如上述那样，基于第1动作指示将多个伸缩臂53在Y方向上伸长，支撑瓦楞纸箱4的下表面。

接着，在步骤S16中，CPU70a将被保持设备40吸附、并且被机械手装置50进行下方支撑的瓦楞纸箱4向输送机线路2搬送。为此，将多关节臂设备20的关节部的驱动装置23驱动。

进而，CPU70a驱动机械手装置50，以将向输送机线路2搬送的瓦楞纸箱4的由机械手装置50进行的下方支撑解除。

具体而言，CPU70a为了驱动机械手装置50，向机械手装置50输出第2动作指示。

机械手装置50如上述那样，基于第2动作指示将伸缩臂53缩短，将瓦楞纸箱4的下方支撑解除。

进而，CPU70a将多关节臂设备20的关节部的驱动装置23驱动，以将下方支撑被解除、仅被保持设备40支承的瓦楞纸箱4向输送机线路2载置。

CPU70a如果将瓦楞纸箱4向输送机线路2载置，将保持设备40的动作停止。

然后，在步骤S17中，CPU70a判断是否有下个搬送顺序的瓦楞纸箱4。例如，CPU70a判断向输送机线路2搬送的瓦楞纸箱4是否是所决定的搬送顺序中的最终的搬送顺序的瓦楞纸箱4。

在向输送机线路2搬送的瓦楞纸箱4不是最终的搬送顺序的瓦楞纸箱4的情况下(在步骤S17中为[否])，CPU70a的控制处理向步骤S14返回。

在向输送机线路2搬送的瓦楞纸箱4是最终的搬送顺序的瓦楞纸箱4的情况下(在步骤S17中为“[是]”)，CPU70a的控制处理向步骤S18前进。

在步骤S18中，CPU70a将搬送装置1的动作停止。

由CPU70a进行的控制处理并不限定于图11所示的处理。例如，在步骤S15及步骤S16中，CPU70a也可以将机械手装置50的驱动马达51及多个离合器52直接驱动控制。在此情况下，机械手装置50的控制设备56可以省略。

如以上说明，实施方式所涉及的作为搬送机器人的搬送装置1具有保持设备40、机械手装置50及主控制设备70。

保持设备40将作为搬送对象物的瓦楞纸箱4的上表面保持。机械手装置50支撑瓦楞纸箱4的下表面。主控制设备70在由保持设备40将瓦楞纸箱4的上表面保持后，控制保持设备40和机械手装置50的动作，以用机械手装置支撑瓦楞纸箱4的下表面。

因而，根据本实施方式，能够使重量物的搬送高速化，并使装置小型化。

以上，例示了本发明的一些实施方式，但这些实施方式是作为例子提示的，不是要限定发明的范围。这些新的实施方式能够以其他各种各样的形态实施，在不脱离发明的主旨的范围内能够进行各种各样的省略、替换、变更等。这些实施方式及其变形例包含在发明的范围或主旨中，并且包含在权利要求书所记载的发明和其等价的范围中。此外，上述各实施方式可以相互组合而实施。

Claims (15)

1.一种机械手装置，其特征在于，具有：

可伸缩的多个伸缩臂，支撑对象物；

驱动用马达，使上述伸缩臂伸缩；以及

至少1个离合器，为了使上述多个伸缩臂中所选择的伸缩臂伸缩，能够将上述马达的动力向上述所选择的伸缩臂传递。

2.如权利要求1所述的机械手装置，其特征在于，

上述伸缩臂分别包括多个组块，邻接的组块经由轴杆被连结。

3.如权利要求1或2所述的机械手装置，其特征在于，

还具有多个链轮，上述多个链轮分别按每个上述伸缩臂而设置，通过将上述伸缩臂卷取或送出，使上述伸缩臂伸缩。

4.如权利要求1或2所述的机械手装置，其特征在于，

上述多个伸缩臂沿着上述对象物的宽度方向相互隔开距离，并且设在同一平面内，在与上述对象物的宽度方向交叉的方向上伸缩。

5.如权利要求1或2所述的机械手装置，其特征在于，

上述至少1个离合器根据上述对象物的宽度，向上述多个臂中所选择的多个伸缩臂传递上述马达的动力。

6.如权利要求1或2所述的机械手装置，其特征在于，

上述至少1个离合器根据沿着上述对象物宽度方向的方向的位置，向上述多个伸缩臂中所选择的多个伸缩臂传递上述马达的动力。

7.如权利要求1或2所述的机械手装置，其特征在于，

上述所选择的臂是至少2个以上的伸缩臂。

8.一种搬送装置，其特征在于，具有：

保持设备，保持对象物；

权利要求1或2所述的机械手装置，支撑上述对象物的下表面；以及

控制设备，控制上述保持设备和上述机械手装置的动作，以在由上述保持设备保持了上述对象物后，利用上述机械手装置支撑上述对象物的下表面。

9.如权利要求8所述的搬送装置，其特征在于，

还具有多关节臂，上述多关节臂使上述保持设备及上述机械手装置移动。

10.如权利要求9所述的搬送装置，其特征在于，

上述控制设备通过控制多关节臂的动作，使上述保持设备向能够保持上述对象物的预定保持位置移动。

11.如权利要求8所述的搬送装置，其特征在于，

上述控制设备在通过控制多关节臂的动作而将被上述保持设备保持着的上述对象物抬起预定高度后，通过控制上述机械手装置的动作，使上述机械手装置支撑上述对象物的下表面。

12.如权利要求8所述的搬送装置，其特征在于，

还具有照相设备，上述照相设备拍摄堆载上述对象物的搬送台车内的上述对象物的堆载状态。

13.如权利要求12所述的搬送装置，其特征在于，

上述控制设备基于这样的信息控制上述机械手装置的动作，该信息是有关根据从上述照相设备输出的拍摄图像而得到的上述对象物的宽度以及上述对象物的位置的信息。

14.如权利要求12所述的搬送装置，其特征在于，

上述控制设备基于上述对象物的配置样式，决定由上述保持设备及上述机械手装置从上述搬送台车搬送的上述对象物的搬送顺序，上述对象物的配置样式根据从上述照相设备输出的拍摄图像而得到。

15.如权利要求14所述的搬送装置，其特征在于，

还具有存储器，上述存储器预先存储上述对象物的多个基准配置样式以及与基准配置样式对应的搬送顺序；

上述控制设备通过将根据上述拍摄图像而得到的配置样式与存储在上述存储器中的多个基准配置样式进行比较，来决定上述搬送顺序。