CN111107965B - 把持工具以及把持系统 - Google Patents

Abstract

实施方式的把持工具具备把持部、检测器、泵单元以及控制部。在所述把持部的内部设置粉粒体。所述把持部具有挠性。所述泵单元与所述内部连接。所述控制部执行使所述把持部与工件第一接触而动作的第一动作、以及使所述把持部从所述工件分离而动作的第二动作。所述控制部在所述第二动作的至少一部分中，使所述内部的压力与所述把持部的外部的压力不同。

Description

把持工具以及把持系统

技术领域

本发明的实施方式涉及把持工具以及把持系统。

背景技术

有具备在内部设有粉粒体的把持部的把持工具。在该把持工具中，若把持部破裂，内部的粉粒体向周散射，则不仅需要修复把持工具，还需要把清扫持工具的周围。其结果，作业效率大幅降低。

因此，在把持工具中，希望在把持部破裂时，能够检测该情况，并能够抑制粉粒体的散射。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特表2013－523478号公报

发明内容

发明要解决的课题

本发明要解决的课题为，提供能够检测把持部破裂的把持工具以及把持系统。

用来解决课题的手段

实施方式的把持工具具备把持部、检测器、泵单元、以及控制部。在所述把持部的内部设置粉粒体。所述把持部具有挠性。所述泵单元与所述内部连接。所述控制部执行使所述把持部与工件接触而动作的第一动作、以及使所述把持部从所述工件分离而动作的第二动作。所述控制部在所述第二动作的至少一部分中，使所述内部的压力与所述把持部的外部的压力不同。

附图说明

图1是表示实施方式的把持工具的立体剖面图。

图2是表示实施方式的把持工具的把持部的立体剖面图。

图3是表示实施方式的把持工具的构成的示意图。

图4是表示实施方式的把持工具的动作的剖面图。

图5是表示实施方式的把持工具的动作的剖面图。

图6是表示实施方式的把持工具的把持机制的剖面图。

图7是表示实施方式的变形例的把持工具的立体剖面图。

图8是表示实施方式的把持系统的构成的示意图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的各实施方式进行说明。

附图是示意性或概念性的，各部分的厚度与宽度的关系、部分间的大小的比率等并不一定与现实相同。即使在表示相同的部分的情况下，也存在根据附图而相互的尺寸、比率被不同地表示的情况。

在本申请说明书与各图中，对与已说明的要素相同的要素标注相同的附图标记而适当省略详细的说明。

图1是表示实施方式的把持工具1的立体剖面图。

实施方式的把持工具1具备具有挠性的把持部10。在把持部10的内部设有粉粒体15。

具体而言，把持部10具有与把持对象的工件接触的第一部分11、以及与第一部分11对置第二部分12。第一部分11以及第二部分12由有机硅树脂、橡胶材料、或丙烯酸树脂等具有挠性的材料构成。粉粒体15设于第一部分11与第二部分12之间的第一空间SP1。把持部10由第一部分11与第二部分12例如经由粘合剂接合而构成。第一部分11与第二部分12也可以通过热压接来接合。

第一部分11的外周以及第二部分12的外周由保持部20保持。由此，第一空间SP1被与外部的空间隔开。保持部20例如为圆环状。通过利用保持部20仅保持把持部10的外周，把持部10能够在保持部20的内侧沿连结第一部分11与第二部分12的线方向变形。

连结第一部分11与第二部分12的线方向例如沿着上下方向(铅垂方向)。连结第一部分11与第二部分12的线方向包括从第一部分11朝向第二部分12的第一方向(上方)、以及从第二部分12朝向第一部分11的第二方向(下方)。以下，使用基于第一部分11与第二部分12的位置关系的这些“上下方向”“上方”“下方”，对各实施方式进行说明。

作为一个例子，保持部20具有第一凸缘21以及第二凸缘22。第一凸缘21抵接于第一部分11的外周下表面。第二凸缘22抵接于第二部分12的外周上表面。通过利用螺钉等紧固件23紧固第一凸缘21与第二凸缘22来保持把持部10。

例如，保持部20经由连结部件25与驱动部90连结。驱动部90具有促动器等。驱动部90基于从后述的控制部80发送的信号而动作。也可以在驱动部90与连结部件25之间还连结有其他部件。驱动部90进行动作，从而把持部10在水平方向或铅垂方向上移动。

图2是表示实施方式的把持工具1的把持部10的立体剖面图。

在图2中，把持部10的第一部分11与第二部分12分离地表示。

如图2所示，第一部分11具有凹部11r以及凸部11p。凹部11r朝向上方凹陷，并设于把持部10的中心侧。凸部11p朝向下方突出，并设于凹部11r的周围。凸部11p与凹部11r连续。

凹部11r的上表面与第二部分12相接。凸部11p与第二部分12在上下方向上分离。在图1以及图2所示的把持工具1中，第一空间SP1形成于凸部11p与第二部分12之间。

在第一部分11的下方，形成由凹部11r以及凸部11p包围的第二空间SP2。具体而言，第二空间SP2的上方被凹部11r覆盖。第二空间SP2的侧方被凸部11p包围。第二空间SP2的下方打开。如后述那样，通过使把持对象的工件位于第二空间SP2的下方，第二空间SP2相对于外部空间被堵住。

如图1以及图2所示，把持部10还具有第一端口31以及第二端口32。第一端口31与第一空间SP1连通。第二端口32贯通第一部分11的凹部11r以及第二部分12，并与第二空间SP2连通。在第一端口31连接用于对第一空间SP1进行减压的第一配管41。在第二端口32连接用于对第二空间SP2进行减压的第二配管42。

图3是表示实施方式的把持工具1的构成的示意图。

把持工具1还具备检测器以及泵单元70。在图3所示的例子中，第一检测器61以及第二检测器62这两个检测器与泵单元70一体地设置。

泵单元70例如具有第一检测器61、第二检测器62、第一泵71、第二泵72、压力调整阀73、切换阀74、阀75、以及压力计76。

阀75以及压力计76设于通气路P1。通气路P1的至少一部分由第一配管41构成。压力计76设于第一空间SP1与阀75之间。阀75设于切换阀74与压力计76之间。通气路P1例如由切换阀74分支为通气路P2与通气路P3。

第一泵71与通气路P2连接。第一检测器61设于通气路P2上，并设于第一泵71与切换阀74之间。

第二泵72与通气路P3连接。第二检测器62以及压力调整阀73设于通气路P3上。压力调整阀73设于第二泵72与切换阀74之间。第二检测器62设于压力调整阀73与切换阀74之间。

例如，第一泵71通过通气路P1以及通气路P2吸引空气，对第一空间SP1进行减压。第一检测器61检测通气路P2中的流量。

例如，第二泵72从外部吸气并向通气路P1以及通气路P3输送空气，对第一空间SP1进行加压。第二检测器62检测通气路P3中的流量。压力调整阀73调整从第二泵72施加的压力。

作为第一检测器61以及第二检测器62，能够使用电磁式流量计、卡曼涡旋式流量计、叶轮式流量计、浮子式流量计、热式流量计、隔膜式流量计、超声波式流量计、或者科里奥利(Colioris)式流量计等。

作为压力计76，能够使用布尔登(Bourdon)管压力计、隔膜式压力计、波纹管压力计、或者液柱压力计等。

第一检测器61以及第二检测器62也可以是压力计。在该情况下，第一检测器61检测通气路P2中的压力。第二检测器62检测通气路P3中的压力。作为第一检测器61以及第二检测器62，能够与压力计76同样地使用布尔登管压力计、隔膜式压力计、波纹管压力计、或者液柱压力计。

切换阀74具有未图示的电磁阀、电动阀、电子式流量调整阀以及定流量阀等。通过切换阀74，将通气路P1与通气路P2及P3的一方连接。通过切换阀74，切换第一空间SP1被减压的状态和第一空间SP1被加压的状态。通过阀75的开闭，切换气体在通气路P1中流动的状态和气体不在通气路P1中流动的状态。压力计76检测通气路P1中的压力。

泵单元70的各构成要素的动作由控制部80控制。控制部80与第一检测器61、第二检测器62、泵单元70、以及驱动部90电连接。第一检测器61、第二检测器62、以及压力计76中的检测结果被发送到控制部80。控制部80基于这些检测结果，控制泵单元70的各构成要素的动作以及驱动部90的动作。

图4以及图5是表示实施方式的把持工具1的动作的剖面图。

图4以及图5示出了利用把持工具1把持球状的工件的例子。在把持工具1中，通过控制部80执行图4所示的第一动作和图5所示的第二动作。第一动作在把持部10与工件接触了的状态下进行。第二动作在把持部10从工件分离的状态下进行。

例如，把持部10位于比工件W1靠上方的位置。首先，使把持部10的水平方向上的位置与工件W1的水平方向上的位置对齐。接下来，使把持部10朝向配置于托盘T1之上的工件W1下降。如图4(a)所示，使把持部10(第一部分11)与工件W1接触。直到把持部10与工件W1接触为止的上述动作包含在第二动作中。

把持部10具有挠性。因此，在把持部10与工件W1接触时，把持部10沿着工件W1的形状而变形。此时，打开的第二空间SP2被工件W1堵住。接着，通过第一端口31对第一空间SP1进行减压。第一空间SP1例如被减压为0.1气压左右。由此，如图4(b)所示，第一空间SP1的粉粒体15凝结而固化。

接下来，通过第二端口32对第二空间SP2进行减压。第二空间SP2例如被减压为0.1气压左右。由此，工件W1被朝向第二空间SP2吸附，工件W1被把持。如图4(c)所示，使把持部10上升，从托盘T1提起工件W1。

例如，如图4(d)所示，使把持部10在水平方向上移动。如图4(e)所示，使把持部10的水平方向上的位置与搬运工件W1的场所的水平方向上的位置对齐。在该例子中，工件W1被搬运到另一托盘T2之上。如图4(f)所示，使把持部10下降，使工件W1与托盘T2之上接触。之后，通过使第一空间SP1以及第二空间SP2向大气开放，把持力消失。由此，工件W1被从把持部10释放，工件W1被载置于托盘T2之上。

在将工件W1载置于托盘T2之上之后，开始第二动作。首先，如图5(a)所示，使把持部10上升，并远离工件W1(第一移动动作)。接下来，图5(b)如所示，使把持部10移动(第二移动动作)。例如，在第二移动动作中，把持部10朝向另一工件W2移动。第二移动动作中的把持部10的移动方向例如为与第一移动动作中的把持部10的移动方向交叉的方向。接着，如图5(c)所示，进行把持部10与工件W2的对位。当对位完成时，如图5(d)所示，使把持部10朝向工件W2靠近(第三移动动作)。

之后，同样地执行图4(a)～图4(f)所示的第一动作，进行工件W2的搬运。

控制部80使泵单元70驱动，在上述第二动作的至少一部分中，使把持部10内部的第一空间SP1的压力(以下，称作内部压力)与把持部10外部的压力(以下，称作外部压力)不同。

例如，控制部80在第二动作的至少一部分中，使内部压力比外部压力低。在该情况下，也可以在把持部10与另一工件接触时，使把持部10内部向大气开放。由此，把持部10容易沿着工件的形状而变形。

或者，控制部80在第二动作的至少一部分中，使内部压力比外部压力高。例如，也可以在将工件搬运到规定的位置之后，从把持部10被减压了的状态提高内部压力，从把持部10释放工件，并且使内部压力比外部压力高。

图6是表示实施方式的把持工具1的把持机制的剖面图。

在图6中，简单示出了把持工具1的把持部10的一部分。

在实施方式的把持工具1中，如图6(a)所示，把持部10的外周由保持部20保持。因而，如图6(b)所示，在使把持部10与工件W接触时，把持部10能够相对于工件W朝向上方变形。

在该状态下，通过第一端口31以及第二端口32进行吸气。如图6(c)所示，把持部10进一步相对于工件W朝向上方变形，并且把持部10与工件W的接触面积增加。

如此，把持部10被保持为能够相对于工件W朝向上方变形，从而能够提高由把持部10把持工件W时的把持力。

对本实施方式的效果进行说明。

当把持部10把持工件时，把持部10可能因把持部10与工件的摩擦、工件表面的凹凸等而损伤。若把持部10损伤、破裂，则把持部10内部的粉粒体15散射。其结果，除了需要修复把持部10以外，还需要清扫散射的粉粒体15等，作业效率降低。

在把持部10与工件接触了的状态下，即使在把持部10破裂的情况下，也可通过工件抑制粉粒体15从把持部10的流出。与此相对，若在把持部10从工件离开了的状态下把持部10破裂，则存在更多的粉粒体15从把持部10流出、散射的可能性。

在实施方式的把持工具1中，设有与第一空间SP1连接的第一检测器61以及第二检测器62等检测器。而且，控制部80在第二动作的至少一部分中使内部压力与外部压力不同。当在第二动作中，把持部10破裂、或孔打开而产生了异常时，第一空间SP1以及通气路P1中的压力或流量发生变化。因而，通过利用检测器检测压力或流量，能够检测把持部10的异常。通过在第二动作时检测把持部10的异常，例如能够更早地堵住把持部10的破裂、孔，能够抑制粉粒体15的散射。

若内部压力与外部压力不同，则内部压力可以比外部压力高，也可以比外部压力低。即使在内部压力比外部压力高的情况下，如上所述，也能够通过检测把持部10的异常来抑制粉粒体15的散射。在内部压力比外部压力高的情况下，当在把持部10产生了异常时，气体从把持部10的内部向外部流动。通过该气体的流动，有可能暂时促进粉粒体15的流出。

与此相对，在内部压力比外部压力低的情况下，当把持部10产生了异常时，气体从把持部10的外部向内部流动。通过该气体的流动，可抑制粉粒体15的流出。因而，在第二动作的至少一部分中，优选内部压力比外部压力低。

检测器只要检测压力以及流量中的某一个即可。更优选的是，检测器为流量计。因为与压力的变化相比，流量的变化能够更高精度地检测出来。因而，即使在内部压力与外部压力之差较小的情况下，也能够更高精度地检测把持部10的异常。

控制部80将由检测器检测出的压力或流量与预先设定的阈值进行比较。

例如，在检测器为压力计，在第二动作的至少一部分中对把持部10内部进行了加压的情况下，若检测出的压力低于阈值，则控制部80判定为把持部10产生了异常。在第二动作中对把持部10内部进行了减压的情况下，若检测出的压力超过阈值，则控制部80判定为把持部10产生了异常。

或者，在检测器为流量计的情况下，若检测出的流量超过阈值，则控制部80判定为把持部10产生了异常。

控制部80也可以将压力的变化或流量的变化与预先设定的阈值进行比较。例如，将规定的期间内的压力或流量的变化与预先设定的阈值进行比较。在压力或流量的变化超过阈值的情况下，判定为把持部10产生了异常。

阈值也可以基于过去的基于检测器的检测结果来设定。例如，也可以使用对某个期间的压力或流量的平均值加上规定的值而得的值作为阈值。根据该方法，由于阈值根据随时间的经过而产生的把持部10、泵单元70的特性的变化而变化，因此能够更高精度地检测把持部10的异常。

在把持部10产生了异常的情况下，控制部80例如使把持部10停止。通过使把持部10停止，能够抑制粉粒体15从把持部10的流出。

或者，控制部80使把持部10移动至规定的位置。例如，通过使把持部10移动到设有接受粉粒体15的托盘等的场所，能够抑制粉粒体15向作业现场的地板、设备等散射。

或者，控制部80向把持工具1的管理者等发出通知。通过发出通知，管理者能够更早得知把持部10产生了异常的情况。控制部80也可以发出通知，并且进行上述的把持部10的停止或移动。

图7是表示实施方式的变形例的把持工具2的立体剖面图。

把持工具2与把持工具1相比，把持部10的形状不同。把持工具2不具有第二端口32。因此，把持工具2通过使把持部10与工件接触，并使其固化，来把持工件。

在该把持工具2中，也与把持工具1相同，通过在第二动作时使内部压力与外部压力不同，能够检测第二动作时的把持部10的异常。

如此，若在把持部10内部设有粉粒体15，则本实施方式也能够应用于与图1以及图2所示的把持工具的构成不同的其他把持工具。

图8是表示实施方式的把持系统3的示意图。

实施方式的把持系统3具备把持工具1、泵单元70、泵单元70a、控制部80、以及搬运机器人(驱动部)90。

搬运机器人90具有臂90a。臂90a例如具有多个关节。在臂90a的前端安装有把持工具1。搬运机器人90按照来自控制部80的指令使臂90a动作，进行工件W的把持以及搬运。

泵单元70与图1所示的把持工具1的第一配管41连接。泵单元70a与把持工具1的第二配管42连接。泵单元70以及70a按照来自控制部80的指令进行驱动，从而第一空间SP1以及第二空间SP2被减压、或被向大气开放。

控制部80具有CPU(CentralProcessing Unit：中央处理器)、ROM(Read OnlyMemory：只读存储器)、非易失性的闪存等。在CPU中，执行控制部80中的各种运算处理。在ROM中存储把持系统3的动作所需的各种控制算法、各种常数等。在闪存中适当存储并保存工件W的搬运顺序、搬运状况等。

控制部80按照存储于闪存的搬运顺序，向泵单元70、泵单元70a、以及搬运机器人90发送指令，控制它们的动作。

把持系统3具备把持性能高的把持工具1，从而能够更可靠地把持、搬运工件W。把持系统3也可以代替把持工具1而具备把持工具2。在把持系统3具备把持工具2的情况下，把持系统3也可以不具备泵单元70a。

以上，对本发明的几个实施方式进行了例示，但这些实施方式是作为例子而提示的，并不意图限定发明的范围。这些新的实施方式能够以其他各种方式实施，在不脱离发明的主旨的范围内，能够进行各种省略、替换、变更等。这些实施方式、其变形例包含在发明的范围、主旨内，并且包含在权利要求书所记载的发明及其等效的范围内。上述的各实施方式能够相互组合而实施。

Claims (21)

1.一种把持工具，具备：

把持部，具有：第一部分，与工件接触；第二部分，与所述第一部分对置，所述把持部在所述第一部分与所述第二部分之间的内部设置粉粒体，并具有挠性，所述第一部分以及所述第二部分构成为，能够在连结所述第一部分与所述第二部分的线方向上变形；

检测器，与所述内部连接，检测压力或气体的流量；

泵单元，与所述内部连接；以及

控制部，

所述控制部执行使所述把持部与工件接触而动作的第一动作、以及使所述把持部从所述工件分离而动作的第二动作，

所述控制部在所述第二动作的至少一部分中，使所述泵单元驱动而使所述内部的压力与所述把持部的外部的压力不同。

2.如权利要求1所述的把持工具，

所述第一部分具有：

凹部，向从所述第一部分朝向所述第二部分的第一方向凹陷；以及

凸部，设于所述凹部的周围，向与所述第一方向相反的第二方向突出，

所述粉粒体设于所述凸部与所述第二部分之间。

3.如权利要求2所述的把持工具，

所述把持工具还具备：

第一端口，连通于所述第一部分与所述第二部分之间的第一空间，并供用于对所述第一空间进行减压的配管连接；以及

第二端口，连通于由所述凹部和所述凸部包围的第二空间，并供用于对所述第二空间进行减压的配管连接。

4.如权利要求3所述的把持工具，

所述第二端口贯通所述第二部分以及所述凹部而设置，

所述凹部在与所述第一方向垂直的方向上的尺寸比所述第二端口的所述贯通的部分在该方向上的尺寸长。

5.如权利要求1或2所述的把持工具，

所述把持工具还具备保持部，该保持部保持所述第一部分的外周以及所述第二部分的外周，

所述第二部分构成为，能够比由所述保持部保持的所述第二部分的外周更向从所述第一部分朝向所述第二部分的第一方向变形。

6.如权利要求1或2所述的把持工具，

所述控制部在所述第一动作中，在使所述把持部与所述工件接触的状态下，使所述泵单元驱动而对所述内部减压，使所述粉粒体凝结，从而把持所述工件。

7.如权利要求6所述的把持工具，

所述控制部，

在所述第一动作中，在所把持的所述工件的搬运已完成时，使所述泵单元驱动而使所述内部向大气释放，

在所述大气释放之后的所述第二动作的所述至少一部分中，使所述泵单元驱动而使所述内部的压力比所述外部的压力低。

8.如权利要求1或2所述的把持工具，

所述控制部在所述第二动作的所述至少一部分中，使所述泵单元驱动而使所述内部的压力比所述外部的压力低。

9.如权利要求1或2所述的把持工具，

所述检测器检测气体的流量。

10.如权利要求9所述的把持工具，

在所述流量超过了阈值的情况下，所述控制部使所述把持部停止。

11.如权利要求9所述的把持工具，

在所述流量超过了阈值的情况下，所述控制部使所述把持部移动至规定的场所。

12.如权利要求10所述的把持工具，

在所述流量超过了阈值的情况下，所述控制部发出通知。

13.如权利要求1或2所述的把持工具，

所述第一动作包括所述工件的把持、所述工件的搬运以及所述工件的释放中的至少某一个。

14.如权利要求1或2所述的把持工具，

所述第二动作包括第一移动动作、第二移动动作以及第三移动动作中的至少某一个，

该第一移动动作为，使所述把持部远离工件，

该第二移动动作为，使所述把持部在与所述第一移动动作中的所述把持部的移动方向交叉的方向上移动，

该第三移动动作为，使所述把持部接近工件。

15.一种把持系统，具备：

机器人机构，具有臂；以及

权利要求1～14中任一项所述的所述把持工具，安装于所述臂的前端。

16.一种把持工具的控制方法，该把持工具具有：

把持部，具有：第一部分，与工件接触；第二部分，与所述第一部分对置，所述把持部在所述第一部分与所述第二部分之间的内部设置粉粒体，并具有挠性，所述第一部分以及所述第二部分构成为，能够在连结所述第一部分与所述第二部分的线方向上变形；

检测器，与所述内部连接，检测压力或气体的流量；以及

泵单元，与所述内部连接，其中，

该把持工具控制方法具备：

第一动作，使所述把持部与工件接触而动作；以及

第二动作，使所述把持部从所述工件分离而动作，

在所述第二动作的至少一部分中，使所述泵单元驱动而使所述内部的压力与所述把持部的外部的压力不同。

17.如权利要求16所述的把持工具的控制方法，

所述把持工具还具有保持部，该保持部保持所述第一部分的外周以及所述第二部分的外周，

所述第二部分构成为，能够比由所述保持部保持的所述第二部分的外周更向从所述第一部分朝向所述第二部分的第一方向变形。

18.如权利要求16或17所述的把持工具的控制方法，

在所述第一动作中，在使所述把持部与所述工件接触的状态下，使所述泵单元驱动而对所述内部进行减压，使所述粉粒体凝结，从而把持所述工件。

19.如权利要求18所述的把持工具的控制方法，

在所述第一动作中，在所把持的所述工件的搬运已完成时，使所述泵单元驱动而使所述内部向大气释放，

在所述大气释放之后的所述第二动作的所述至少一部分中，使所述泵单元驱动而使所述内部的压力比所述外部的压力低。

20.如权利要求16或17所述的把持工具的控制方法，

在所述第二动作的所述至少一部分中，使所述泵单元驱动而使所述内部的压力比所述外部的压力低。

21.如权利要求16或17所述的把持工具的控制方法，

所述检测器检测气体的流量。

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