CN116847961A - 手机构 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的在于提供能够恰当兼顾对象物的把持与对象物的吸附的技术。本发明的手机构(2)具备多个指部(21),该指部(21)包括:第一指连杆部(211),其包括指尖;第一关节部(22),其设置于第一指连杆部(211)的指根侧的端部;第二指连杆部(212),其经由第一关节部(22)而与第一指连杆部(211)连接;以及第二关节部(23),其设置于第二指连杆部(212)的指根侧的端部。在多个指部(21)中的至少一根规定的指部设置有吸附机构(600)。吸附机构(600)设置于规定的指中的第一指连杆部(211)的背面(216),并通过产生负压而将对象物吸附以及保持。
Description
技术领域
本发明涉及利用多个指部拾取对象物的技术。
背景技术
以往,已知有安装于机械臂等并利用多个指部把持对象物的手机构。另外,也已知有将用于吸附对象物的吸附机构组合于手机构的方案。例如,在专利文献1以及专利文献2公开有在支承多个指部的基座部将吸附杆设置为进退自如的结构。在专利文献3公开有在指部的指腹部安装吸盘的结构。在专利文献4中公开有在指部中的比第一关节靠指根侧的部位安装吸附机构的吸盘的结构。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2019-209458号公报
专利文献2:日本特开2020-006490号公报
专利文献3:日本专利第5525587号公报
专利文献4:日本专利第6215029号公报
发明内容
发明要解决的课题
在上述的现有技术中,存在对象物的放置方式等受限制的情况。例如,在专利文献1、2以及4的结构中,在对象物收容于横宽狭窄的收容箱的情况、在对象物的上方存在壁的情况、或者对象物放置于收容箱的角部的情况下等,存在难以使吸附机构向适合对象物的吸附的位置接近的可能性。另外,在专利文献3的结构中,在把持厚度较薄的对象物的情况下等,存在仅吸盘的一部分夹在对象物与指部之间的可能性,存在难以以稳定的姿态把持对象物的可能性。
本发明的目的在于提供能够恰当兼顾对象物的把持与对象物的吸附的技术。
用于解决课题的方案
本发明是一种手机构,其具备多个指部,所述指部包括:第一指连杆部,其包括指尖;第一关节部,其设置于所述第一指连杆部的指根侧的端部;第二指连杆部,其经由所述第一关节部而与所述第一指连杆部连接;以及第二关节部,其设置于所述第二指连杆部的指根侧的端部。该手机构具备吸附机构,所述吸附机构设置于多个所述指部中的至少一根规定的指部的所述第一指连杆部的背面,并通过产生负压而将对象物吸附以及保持。
发明效果
根据本发明,能够提供能够恰当兼顾对象物的把持与对象物的吸附的技术。
附图说明
图1是示出实施例的机械臂的概要结构的图。
图2是实施例的手机构的立体图。
图3是实施例的手机构的俯视图。
图4是实施例的手机构的指部的侧视图。
图5是从图4的箭头A的方向观察实施例的手机构的指部的前端部侧时的图。
图6是示出实施例的手机构的指部中的第二关节部的可动范围的图。
图7是示出实施例的手机构的指部中的第一关节部的可动范围的图。
图8是示出实施例的吸附机构的结构例的第一图。
图9是示出实施例的吸附机构的结构例的第二图。
图10是示出吸附机构与第一指连杆部的位置关系的第一图。
图11是示出吸附机构与第一指连杆部的位置关系的第二图。
图12是用于说明吸附对象物的情况下的手机构的基本动作例的图。
图13是用于说明把持对象物的情况下的手机构的基本动作例的图。
图14A是用于说明从取出口设置于侧面的收容箱拾取对象物的情况下的手机构的动作例的第一图。
图14B是用于说明从取出口设置于侧面的收容箱拾取对象物的情况下的手机构的动作例的第二图。
图15是用于说明拾取在收容箱内的壁边放置的对象物的情况下的手机构的动作例的图。
图16A是用于说明拾取在收容箱内的角部放置的对象物的情况下的手机构的动作例的第一图。
图16B是用于说明拾取在收容箱内的角部放置的对象物的情况下的手机构的动作例的第二图。
图17A是用于说明拾取以斜倾的状态收容于收容箱的对象物的情况下的手机构的动作例的第一图。
图17B是用于说明拾取以斜倾的状态收容于收容箱的对象物的情况下的手机构的动作例的第二图。
图17C是用于说明拾取以斜倾的状态收容于收容箱的对象物的情况下的手机构的动作例的第三图。
图18是用于说明拾取球状的对象物的情况下的手机构的动作例的图。
图19是用于说明同时拾取两个对象物的情况下的手机构的动作例的图。
图20是示出手机构的其他结构例的图。
具体实施方式
本发明的手机构具备多个指部。多个指部各自包括:第一指连杆部,其包括指尖;第一关节部,其设置于第一指连杆部的指根侧的端部;第二指连杆部,其经由第一关节部而与第一指连杆部连接;以及第二关节部,其设置于第二指连杆部的指根侧的端部。即,多个指部各自具有至少两个关节部。由此,能够与对象物的放置的状况或者对象物的形状等相应地灵活变更各指部的形态。例如,在使手机构向适合对象物的把持的位置接近的情况下,容易以不与存在于对象物的周围的物体等干涉的方式变更各指部的形态。另外,也容易与对象物的形状或者大小等相应地变更各指部的形态。
另外,在基于把持的拾取所适合的对象物与基于吸附的拾取所适合的对象物混杂的现场中,期望能够兼顾把持与吸附的机构。对此,考虑有在手机构一并设置吸附机构的方法。然而,在使手机构向适合对象物的把持或者吸附的位置接近时,存在以不与存在于对象物的周围的物体等干涉的方式变更指部的形态变得困难或者此时的控制变得复杂的可能性。另外,由于把持对象物时吸附机构与周围的物体或对象物干涉或者吸附对象物时指部与周围的物体或对象物干涉,从而也存在将对象物以稳定的姿态把持或者吸附变得困难的可能性。
因此,在本发明的手机构中,在多个指部中的至少一根指部(规定的指部)中,在第一指连杆部的背面设置吸附机构。即,在规定的指部中的指尖的背面设置吸附机构。吸附机构是通过产生负压而将对象物吸附以及保持的机构。这里,在利用包括规定的指部的多个指部把持对象物的情况下,能够使规定的指部中的第一指连杆部的指腹面与对象物接触而进行把持。由此,能够不使吸附机构与对象物干涉地把持对象物。另外,也能够利用规定的指部以外的指部把持对象物。因此,能够将对象物以稳定的姿态把持。
另外,本发明的多个指部具有至少两个关节部,因此在使手机构向适合对象物的把持或者吸附的位置接近时,也容易以吸附机构或者指部不与存在于对象物的周围的物体等干涉的方式变更多个指部的形态。例如,在对象物收容于横宽狭窄的收容箱的情况下,通过将规定的指部设为大致直线状的形态并向收容箱的内部插入,从而能够使吸附机构向适合对象物的吸附的位置接近。此时,关于规定的指部以外的指部,既能够设为不与收容箱的壁等干涉且能够向该收容箱内插入的形态,或者也能够设为不与收容箱的壁等干涉且不向该收容箱内插入的形态。由此,能够将收容于横宽狭窄的收容箱的对象物以稳定的姿态吸附。另外,在对象物放置于收容箱的角部的情况下,例如,通过将规定的指部设为大致曲柄状的形态,从而能够使吸附机构向适合对象物的吸附的位置接近。由此,能够将放置于收容箱的角部的对象物以稳定的姿态吸附。
因而,根据本发明的手机构,能够恰当兼顾对象物的把持与对象物的吸附。
本发明的吸附机构也可以构成为包括:吸附嘴,其从规定的指部中的第一指连杆部的指根侧朝向指尖侧延伸;以及垫,其安装于吸附嘴的前端,并形成为能够从第一指连杆部的指尖侧朝向指根侧收缩。此时,也可以是,吸附机构以在第一指连杆部的轴向上吸附嘴的前端的位置位于比第一指连杆部的指尖侧的端部靠指根侧的位置的方式安装于第一指连杆部。
这里,在利用包括规定的指部的多个指部把持对象物的情况下,在使规定的指部向适合对象物的把持的位置接近的中途,存在垫与对象物所放置的地板等干涉的可能性。对此,若垫形成为能够从第一指连杆部的指尖侧朝向指根侧收缩,则即使在上述的接近的中途垫与地板等干涉,通过使该垫收缩,也能够使上述的接近适当地继续。而且,吸附嘴的前端的位置比第一指连杆部的指尖侧的端部向指根方向凹入,因此也抑制在上述的接近的中途吸附嘴的前端与地板等干涉的情况。由此,即使在利用包括规定的指部的多个指部把持对象物的情况下,也能够使规定的指部向适合对象物的把持的位置接近。
需要说明的是,也可以是,上述的吸附机构以在上述的垫处于未收缩的状态时第一指连杆部的轴向上的该垫的前端面的位置成为比第一指连杆部的指尖侧的端部向指尖方向突出的位置的方式安装于第一指连杆部。由此,在利用吸附机构吸附对象物的情况下,能够使垫的前端面比第一指连杆部的前端先与对象物接触。即,在使吸附机构向适合对象物的吸附的位置接近的情况下,能够抑制规定的指部的指尖部分(第一指连杆部中的指尖侧的端部)与对象物干涉的情况。其结果是,能够将对象物更可靠地以稳定的姿态吸附。
这里,也可以是,在吸附机构以在垫处于未收缩的状态时第一指连杆部的轴向上的该垫的前端面的位置成为比第一指连杆部的指尖侧的端部向指尖方向突出的位置的方式安装于第一指连杆部的情况下,垫形成为在与对象物的吸附时不同的外力施加于垫时第一指连杆部的轴向上的垫的前端面的位置收缩到与第一指连杆部的指尖侧的端部同等的位置。由此,在利用包括规定的指部的多个指部把持对象物的情况下,抑制在使规定的指部向适合对象物的把持的位置接近的中途垫阻碍该接近的情况。
这里,本发明的手机构也可以构成为能够切换用于利用规定的指部的吸附机构将对象物吸附而拾取的第一模式与用于利用多个指部中的至少两根指部将对象物把持而拾取的第二模式。由此,即使在基于把持的拾取所适合的对象物与基于吸附的拾取所适合的对象物混杂的现场中,也能够将这些对象物高效地拾取。
需要说明的是,也可以是,在上述的第一模式中,规定的指部作为用于在使吸附机构的垫与对象物接触之后将该对象物吸附的吸附用指部而发挥功能,并且规定的指部以外的指部中的至少一根指部作为用于保持被规定的指部吸附的对象物的姿态的保持用指部而发挥功能。由此,能够使被吸附机构吸附的对象物的姿态稳定。其结果是,在将对象物抬起的工序以及使已抬起的对象物向规定的放下位置移动的工序等中,抑制对象物的姿态变得不稳定的情况。
<实施例>
以下,基于附图对本发明的具体实施方式进行说明。本实施方式记载的构成部件的尺寸、材质、形状、其相对配置等只要没有特别记载,就不旨在将发明的技术范围仅限定于这些内容。
这里,对将本发明的手机构应用于机械臂的情况进行说明。图1是示出本实施方式的机械臂的概要结构的图。机械臂1具备手机构2、臂机构3以及台座部4。手机构2安装于臂机构3的一端。另外,臂机构3的另一端安装于台座部4。手机构2具备与臂机构3连接的基座部20以及被该基座部20支承为可动自如的多个指部21(在图1所示的例子中,为四根指部21)。需要说明的是,关于手机构2的详细结构在之后进行叙述。
(臂机构)
臂机构3具备第一臂连杆部31、第二臂连杆部32、第三臂连杆部33、第四臂连杆部34、第五臂连杆部35以及连接构件36。并且,手机构2的基座部20与形成于臂机构3的第一臂连杆部31的一端侧的第一关节部30a连接。在第一关节部30a设置有用于使手机构2相对于第一臂连杆部31绕该第一臂连杆部31的轴旋转的马达(省略图示)。第一臂连杆部31的另一端侧通过第二关节部30b而与第二臂连杆部32的一端侧连接。第一臂连杆部31与第二臂连杆部32以其中心轴垂直相交的方式连接。并且,在第二关节部30b设置有用于使第一臂连杆部31相对于第二臂连杆部32以其另一端侧为中心绕该第二臂连杆部32的轴旋转的马达(省略图示)。另外,第二臂连杆部32的另一端侧通过第三关节部30c而与第三臂连杆部33的一端侧连接。在第三关节部30c设置有用于使第二臂连杆部32相对于第三臂连杆部33相对地旋转的马达(省略图示)。
同样,第三臂连杆部33的另一端侧通过第四关节部30d而与第四臂连杆部34的一端侧连接。另外,第四臂连杆部34的另一端侧通过第五关节部30e而与第五臂连杆部35连接。并且,在第四关节部30d设置有用于使第三臂连杆部33相对于第四臂连杆部34相对地旋转的马达(省略图示)。另外,在第五关节部30e设置有用于使第四臂连杆部34相对于第五臂连杆部35相对地旋转的马达(省略图示)。而且,第五臂连杆部35通过第六关节部30f而与从台座部4起垂直地配置的连接构件36连接。第五臂连杆部35与连接构件36以各自的中心轴同轴的方式连接。并且,在第六关节部30f设置有用于使第五臂连杆部35绕该第五臂连杆部35以及连接构件36的轴旋转的马达(省略图示)。根据这种结构,例如,能够将臂机构3设为具有6自由度的自由度的机构。
(手机构)
接下来,基于图2至图11对手机构2的结构进行说明。本例中的手机构2构成为能够切换将工件等对象物把持而拾取的模式(第一模式)以及将对象物吸附而拾取的模式(第二模式)。
图2是手机构2的立体图。图3是手机构2的俯视图。需要说明的是,图3中的箭头示出各指部21的旋转可动范围。如图2以及图3所示,在手机构2中,在基座部20上,四根指部21以等角度间隔(即90deg间隔)配置于以手机构2的长度方向(在图3中为与纸面垂直的方向)的轴为中心的圆周上。在本例中,在四根指部21中的两根指部21(规定的指部)设置有吸附机构600。需要说明的是,吸附机构600以外的构造在四根指部21的全部中共通。但是,四根指部21的动作被分别独立地控制。
图4至图7是用于说明指部21的结构的图。在图4至图7中记载有四根指部21中的规定的指部21的结构。图4是规定的指部21的侧视图。需要说明的是,在图4中以透视的状态记载有基座部20。另外,图5是从图4的箭头A的方向观察指部21的前端部侧时的图。另外,在图4以及图5中以透视的状态记载有后述的指部21的第二指连杆部212的一部分,也示出该第二指连杆部212的内部构造。
如图2以及图4所示,各指部21具有第一指连杆部211、第二指连杆部212以及基端部213。在第一指连杆部211与第二指连杆部212之间设置有形成为能够弯曲以及伸展的第一关节部22。在第二指连杆部212与基端部213之间设置有形成为能够弯曲以及伸展的第二关节部23。指部21的基端部213以绕该指部21的长度方向(在图3中为与纸面垂直的方向)的轴旋转自如的状态与基座部20连接。
如图4所示,在基座部20内置有第二马达52与第三马达53。如图6所示,第二马达52是用于使第二关节部23弯曲以及伸展的马达。第三马达53是用于在图3中的箭头所示的范围内使指部21整体旋转驱动的马达。另外,如图5所示,在第二指连杆部212内置有第一马达51。如图7所示,该第一马达51是用于使第一关节部22弯曲以及伸展的马达。
到此为止叙述的构造不是规定的指部21所固有的,而是在四根指部21中共通的。
接下来,图8至图11是用于说明设置于规定的指部21的吸附机构600的结构的图。图8以及图9是吸附机构600的侧视图。需要说明的是,在图8中以透视的状态记载有后述的嘴主体601。另外,在图9中除了嘴主体601以外还以透视的状态记载有后述垫603。
如图4所示,吸附机构600安装于规定的指部21中的指尖的背面(第一指连杆部211的背面216)。由此,在利用包括规定的指部21的多个指部21进行对象物的把持的情况下,能够利用规定的指部21中的指尖的指腹面(第一指连杆部211的指腹面215)把持对象物。吸附机构600是用于利用负压吸附对象物的机构。如图8以及图9所示,这样的吸附机构600构成为包括嘴主体601、吸附嘴602以及垫603。嘴主体601是在内部形成有负压通路601A的壳体,并安装于第一指连杆部211的背面216。吸附嘴602是突出设置于嘴主体601的圆筒状的嘴,该吸附嘴602的内部与负压通路601A连通。本例中的吸附嘴602形成为沿着第一指连杆部211的轴向从指根侧朝向指尖侧延伸。吸附嘴602既可以与嘴主体601一体地成形,或者也可以由螺纹机构等固定于嘴主体601。另外,在吸附嘴602覆盖有垫603。垫603是形成为波纹管状的简体,且由如硅酮橡胶等那样具有挠性的材料制造。由此,能够在利用吸附机构600吸附对象物时使垫603的前端面与对象物紧贴。如图8所示,这样的垫603能够相对于吸附嘴602装卸。
如图4所示,如上述那样构成的吸附机构600经由真空管610而与真空泵连接。详细而言,嘴主体601的负压通路601A经由真空管610而与真空泵连接。真空泵是用于吸引气体的泵。真空泵既可以在机械臂1以外另行设置,或者也可以设置于台座部4等。当这样的真空泵进行工作时,能够经由真空管610使真空泵吸引负压通路601A、吸附嘴602的内部以及垫603的内部的空气。其结果是,能够在垫603的前端产生负压。因此,在使垫603的前端面与对象物紧贴的状态下,使垫603的前端产生负压,从而能够在垫603的前端吸附对象物。需要说明的是,也可以在真空管610的中途设置用于将该真空管610的内部通路导通(开)或者遮挡(闭)的电磁阀(以下,也有时记作“负压电磁阀”。)620。由此,在维持为使真空泵工作的状态的同时,使负压电磁阀620开闭,从而能够迅速切换垫603的前端处的负压的产生与负压的取消。
图10以及图11是用于说明吸附机构600的各部与第一指连杆部211的位置关系的图。图10是示出吸附机构600的垫603处于未收缩的状态的情况的图。图11是示出吸附机构600的垫603处于规定的收缩状态的情况的图。这里所说的“垫603未收缩的状态”是指未对垫603作用外力的状态,且是垫603的轴向的长度成为自由长的状态。另外,这里所说的“规定的收缩状态”是指在吸附以及保持对象物时垫603最能收缩的状态,且是收缩程度比收缩到与垫603的物理性质相应的极限的状态小的状态。需要说明的是,图10以及图11中的C1是使第一指连杆部211如前述的图7所示那样在弯曲方向以及伸展方向上转动时的中心。另外,图10以及图11中的Pc1是以C1为中心且以从C1到第一指连杆部211的前端(指尖侧的端部)的距离为半径的假想的圆。
如图10以及图11所示,本例中的吸附机构600的各部的尺寸和/或向第一指连杆部211的安装位置以吸附嘴602的前端位于圆Pc1的内侧的方式被确定。由此,第一指连杆部211的轴向上的吸附嘴602的前端的位置成为比第一指连杆部211的前端向指根侧凹入的位置。另外,如图10所示,本例中的吸附机构600的各部的尺寸和/或向第一指连杆部211的安装位置以垫603处于未收缩的状态时的该垫603的前端面位于圆Pc1的外侧的方式被确定。由此,在垫603处于未收缩的状态时,第一指连杆部211的轴向上的该垫603的前端面的位置成为比第一指连杆部211的前端突出的位置。而且,如图11所示,本例中的吸附机构600的各部的尺寸和/或向第一指连杆部211的安装位置以垫603处于规定的收缩状态时的该垫603的前端面位于圆Pc1的圆周上或者圆Pc1的外侧的方式被确定。由此,在垫603处于规定的收缩状态时第一指连杆部211的轴向上的该垫603的前端面的位置成为与第一指连杆部211的前端同等的位置或者向指尖方向突出的位置。需要说明的是,这里所说的“规定的收缩状态”是如前述那样收缩程度比收缩到与垫603的物理性质相应的极限的状态小的状态。因此,即使在以垫603处于规定的收缩状态时的该垫603的前端面位于圆Pc1的外侧的方式确定吸附机构600的各部的尺寸和/或向第一指连杆部211的安装位置的情况下,在与对象物的吸附时不同的外力施加于垫603时,垫603能够收缩到垫603的前端面的位置成为圆Pc1的圆周上的位置(第一指连杆部211的轴向上的垫603的前端面的位置成为与第一指连杆部211的前端同等的位置)。
(台座部)
台座部4是用于支承臂机构3的台座。在台座部4内置有用于控制臂机构3的控制装置、用于控制手机构2的控制装置以及用于控制吸附机构600的控制装置等各种控制装置。利用这些控制装置控制用于驱动臂机构3的各关节部的马达、用于驱动手机构2的各关节部的马达、手机构2的负压电磁阀620等。需要说明的是,也可以在台座部4内置有前述的真空泵。
(本实施方式的作用效果)
这里,基于图12至图19对本实施方式的作用效果进行说明。图12是用于说明吸附对象物的情况下的手机构2的基本动作例的图。在图12所示的例子中,具有矩形的截面的对象物10放置于收容箱80的底70。在这样的情况下,首先,以两根规定的指部21各自的垫603的前端面与对象物10的上表面平行的方式控制各指部21的第一马达51、第二马达52以及第三马达53。接下来,以吸附机构600下降到适合对象物10的吸附的位置(例如,垫603的前端面与对象物10的上表面紧贴的位置)的方式控制臂机构3。在进行了这些控制的情况下,如图12所示,吸附机构600的垫603的前端面比规定的指部21先与对象物10的上表面接触。这是因为,如前述的图10所示,处于垫603未收缩的状态下的垫603的前端面的位置位于比第一指连杆部211的前端向指尖方向突出的位置。并且,当吸附机构600移动至适合对象物10的吸附的位置时,负压电磁阀620打开。由此,垫603的内部的空气通过吸附嘴602内的负压通路601A以及真空管610而被真空泵吸引。其结果是,在垫603的前端产生负压。当在垫603的前端产生负压时,对象物10被向第一指连杆部211的指根侧吸引,伴随于此垫603收缩,但不会发生这样的吸引动作被规定的指部21阻碍的情况。这是因为,如前述的图11所示那样,垫603处于规定的收缩状态时的垫603的前端面的位置成为与第一指连杆部211的前端同等的位置或者向指尖方向突出的位置。其结果是,能够使吸附机构600向适合对象物10的吸附的位置接近。因此,能够将对象物10以稳定的姿态吸附以及保持。
接下来,基于图13对把持对象物的情况下的手机构2的基本动作例进行说明。在图13所示的例子中,具有矩形的截面的对象物10放置于收容箱80的底70。在这样的情况下,首先,以两根规定的指部21的指尖的指腹面(第一指连杆部211的指腹面215)的间隔比对象物10的宽度宽且这些指尖的高度相同的方式控制两根规定的指部21各自的第一马达51、第二马达52以及第三马达53。接下来,以两根规定的指部21的指尖的位置下降到适合对象物10的把持的位置的方式控制臂机构3。并且,当两根规定的指部21的指尖的位置下降到适合对象物10的把持的位置时,以两根规定的指部21的指尖的间隔变窄的方式控制各指部21的第一马达51、第二马达52以及第三马达53。在进行了这些控制的情况下,如图13所示,两根规定的指部21中的指尖的指腹面(第一指连杆部211的指腹面215)与对象物10的对置的侧面分别接触。这里,本例中的吸附机构600安装于规定的指部21中的指尖的背面(第一指连杆部211的背面216)。因此,在上述的把持动作中,不发生吸附机构600与对象物10干涉的情况。需要说明的是,在对象物10的厚度薄的情况下等,在使手机构2向适合该对象物10的把持的位置下降的中途,存在吸附机构600的垫603与收容箱的底70接触的可能性。然而,本例中的垫603构成为第一指连杆部211的轴向上的垫603的前端面的位置能够收缩到与第一指连杆部211的前端同等的位置,因此不会发生该垫603阻碍上述的下降动作的情况。另外,如前述的图10以及图11所示,吸附嘴602的前端的位置处于比第一指连杆部211的前端向指根方向凹入的位置,因此也不会发生吸附嘴602与收容箱的底70干涉的情况。其结果是,即使在利用安装有吸附机构600的规定的指部21把持对象物10的情况下,也能够使指部21向适合对象物10的把持的位置接近。因此,能够将对象物10以稳定的姿态把持。
接下来,基于图14A对从取出口设置于侧面的收容箱拾取对象物的情况下的手机构2的动作例进行说明。在图14A所示的例子中,对象物10收容于在侧面设置有取出口的收容箱80。在这样的情况下,首先,以基座部20朝向横向(水平)的方式控制臂机构3c另外,以第二指连杆部212成为水平且第一指连杆部211朝向垂直方向下方的方式控制规定的指部21的第一马达51、第二马达52以及第三马达53。即,以规定的指部21成为大致L型的形态的方式控制第一马达51、第二马达52以及第三马达。接着,以使手机构2沿水平移动的方式控制臂机构3。由此,规定的指部21的指尖向收容箱80的内部插入,垫603的前端面向对象物10的上方移动。在使垫603的前端面向对象物10的上方移动了之后以手机构2沿着垂直方向下降的方式控制臂机构3。在进行了这些控制的情况下,如图14A所示,使吸附机构600向适合对象物10的吸附的位置(垫603的前端面与对象物10的上表面紧贴的位置)移动。当移动至垫603的前端面与对象物10的上表面紧贴的位置时,负压电磁阀620打开。由此,能够使吸附机构600吸附对象物10。之后,以手机构2上升的方式控制臂机构3,接着以手机构2朝向与上述相反的方向水平移动的方式控制臂机构3,从而从收容箱80取出对象物10。因此,即使在取出口设置于侧面的收容箱80收容有对象物10的情况下,也能够使吸附机构600向适合对象物10的吸附的位置接近。
需要说明的是,也可以是,在从图14A所示的那样的收容箱80取出对象物10之后,使规定的指部21以外的指部21作为用于使对象物10的姿态稳定的保持用指部而发挥功能。例如,如图14B所示,也可以使规定的指部21以外的指部21的指尖(第一指连杆部211)与对象物10的下表面接触。由此,抑制在使拾取到的对象物10向放下位置移动的中途对象物10的姿态变得不稳定的情况。
接下来,基于图15对拾取在收容箱内的壁边放置的对象物的情况下的手机构2的动作例进行说明。在图15所示的例子中,对象物10以与收容箱80内的侧壁面接触的状态收容于收容箱80内。在这样的情况下,首先,以垫603的前端面成为水平且规定的指部21成为大致V型的形态的方式控制规定的指部21的第一马达51、第二马达52以及第三马达53。接着,以垫603的前端面向对象物10的上方移动的方式控制臂机构3。在使垫603的前端面向对象物10的上方移动了之后以手机构2沿着垂直方向下降的方式控制臂机构3。在进行了这些控制的情况下,如图15所示那样,使吸附机构600向适合对象物10的吸附的位置(垫603的前端面与对象物10的上表面紧贴的位置)移动。当移动至垫603的前端面与对象物10的上表面紧贴的位置时,负压电磁阀620打开。由此,能够使吸附机构600吸附对象物10。之后,通过以手机构2上升的方式控制臂机构3,从而放置于收容箱80的壁边的对象物10被从收容箱80取出。因此,即使在对象物10放置于收容箱80内的壁边的情况下,也能够使吸附机构600向适合对象物10的吸附的位置接近。需要说明的是,也可以是,在对象物10被从收容箱80取出了之后,与图14B相同地使规定的指部21以外的指部21作为用于使对象物10的姿态稳定的保持用指部而发挥功能。
接下来,基于图16A以及图16B对拾取在收容箱内的角部放置的对象物的情况进行说明。图16A是从侧方观察拾取对象物10时的手机构2的状态时的图。图16B是从上方观察拾取对象物10时的手机构2的状态时的图。需要说明的是,图16A以及图16B中的对象物10具有比较大的面积的上表面。另外,图16A以及图16B中的对象物10具有圆形的截面,但也可以具有矩形的截面。
在图16A以及图16B所示的例子中,对象物10放置于收容箱80内的角部。在这样的情况下,首先,关于两根规定的指部21各自,与前述的图15所示的例子相同,以垫603的前端面成为水平且规定的指部21成为大致V型的形态的方式控制各个指部21的第一马达51、第二马达52以及第三马达53。接着,以两根规定的指部21的垫603的前端面向对象物10的上方移动的方式控制臂机构3。在使两个垫603的前端面向对象物10的上方移动了之后,以手机构2沿着垂直方向下降的方式控制臂机构3。在进行了这些控制的情况下,如图16A所示,使两根规定的指部21的吸附机构600向适合对象物10的吸附的位置(两个垫603这两方的前端面与对象物10的上表面紧贴的位置)移动。当移动到两个垫603这两方与对象物10的上表面紧贴的位置时,负压电磁阀620打开。由此,能够利用安装于两根规定的指部21的两个吸附机构600吸附对象物10。之后,通过以手机构2上升的方式控制臂机构3,从而放置于收容箱80的角部的对象物10被从收容箱80取出。因此,即使在对象物10放置于收容箱80内的角部的情况下,也能够使吸附机构600向适合对象物10的吸附的位置接近。
接下来,基于图17A至图17C对拾取在收容箱内斜向放置的对象物的情况下的手机构2的动作例进行说明。图17A是示出使对象物10吸附于吸附机构600的状态的图。图17B是示出被从收容箱取出的对象物10仅由吸附机构600保持的状态的图。图17C是示出被从收容箱取出的对象物10由吸附机构600以及保持用指部保持的状态的图。
在图17A所示的例子中,板状的对象物10以斜倾的状态收容于收容箱80。在这样的情况下,首先,在规定的指部21中的垫603的前端面成为与对象物10的上表面平行的状态下,以该前端面与对象物10的上表面接触的方式控制臂机构3以及手机构2(规定的指部21的第一马达51、第二马达52以及第三马达53)。在进行了这种控制的情况下,如图17A所示,使吸附机构600向适合对象物10的吸附的位置(垫603的前端面与对象物10的上表面紧贴的位置)移动。当移动至垫603的前端面与对象物10的上表面紧贴的位置时,负压电磁阀620打开。由此,能够使吸附机构600吸附对象物10。之后,通过以手机构2上升的方式控制臂机构3,从而如图17B所示那样对象物10被从收容箱80取出。在对象物10被从收容箱80取出了之后,如图17C所示那样,以使规定的指部21以外的指部21的指尖(第一指连杆部211)与对象物10中的和垫603的吸附面相反侧的面接触的方式控制手机构2。由此,能够通过由吸附机构600进行的吸附以及由规定的指部21以外的指部21与垫603进行的把持而保持对象物10。其结果是,即使在对象物10以斜倾的状态收容于收容箱80的情况下,也能够使吸附机构600向适合对象物10的吸附的位置接近,并且能够更可靠地持续保持被从收容箱80取出了的对象物10。
接下来,基于图18对球状的拾取对象物的情况进行说明。在图18所示的例子中,对象物10具有球状的形状。在这样的情况下,以两根规定的指部21各自成为大致V型的形态的方式控制各指部21的第一马达51、第二马达52以及第三马达53。此时,以一方的指部21的指尖(第一指连杆部211)朝向另一方的指部21弯曲且另一方的指部21的指尖(第一指连杆部211)朝向一方的指部21弯曲的方式控制各指部21的第一马达51、第二马达52以及第三马达53。在被控制为上述的形态的状态下,当使规定的指部21的垫603与对象物10的表面接触时,能够使两个垫603与对象物10的表面紧贴。并且,在两个垫603与对象物10的表面紧贴的状态下,当各个指部21的负压电磁阀620打开时,利用两根规定的指部21的吸附机构600吸附对象物10。由此,即使是球状的对象物10,也能够以稳定的姿态进行拾取。
接下来,基于图19对同时拾取两个对象物10的情况进行说明。在图19所示的例子中,两个对象物10并排放置。在这样的情况下,首先,以两根规定的指部21中的一方的指部21的垫603位于一方的对象物10的上方且另一方的指部21的垫603位于另一方的对象物10的上方的方式控制臂机构3以及手机构2。接下来,以手机构2向一方的垫603的前端面与一方的对象物10的上表面紧贴且另一方的垫603的前端面与另一方的对象物10的上表面紧贴的位置下降的方式控制臂机构3。当两个垫603各自的前端面与成为吸附对象的对象物10的上表面紧贴时,各个指部21的负压电磁阀620打开。由此,两根规定的指部21的吸附机构600能够吸附相互不同的对象物。其结果是,能够同时拾取两个对象物10。
以上叙述的各种动作除了如前述的图10以及图11所示那样决定吸附机构600的尺寸以及安装位置以外,还通过规定的指部21具有2自由度以上的自由度来实现。
因而,根据本实施方式的手机构2,能够恰当兼顾对象物的把持与对象物的吸附。
<其他实施例>
在前述的实施方式中,对在手机构2所具备的四根指部21中的两根规定的指部21设置吸附机构600的例子进行了叙述,但也可以如图20所示那样在四根指部21全部设置吸附机构600。由此,能够提高吸附对象物时的自由度。例如,在拾取重量比较大的对象物的情况下,也能够利用3根以上的指部21的吸附机构600拾取对象物10。此时,也能够使四根指部21中的一部分的指部21的吸附机构600吸附对象物10的上表面,并使剩余的指部21的吸附机构600吸附对象物10的侧面。另外,也能够同时拾取三个以上的对象物10。因此,能够与包括上述的例子在内的各种条件相应地灵活变更对象物10的拾取方法。
需要说明的是,在前述的实施方式中,例示出具备四根指部的手机构,但指部的根数并不限定于四根,只要是两根以上,则能够与手机构的使用条件等相应地进行适当变更。另外,在前述的实施方式中,例示出在四根指部中的两根指部设置吸附机构的结构,但只要设置吸附机构的指部的根数为一根以上,则能够与手机构的使用条件等相应地进行适当变更。
附图标记说明
1:机械臂,2:手机构,20:基座部,21:指部,22:第一关节部,23:第二关节部,211:第一指连杆部,212:第二指连杆部,213:基端部,215:指腹面,216:背面,3:臂机构,4:台座部,51:第一马达,52:第二马达,53:第三马达,600:吸附机构,601:嘴主体,601A:负压通路,602:吸附嘴,603:垫,610:真空管,620:负压电磁阀。
Claims (6)
1.一种手机构,其具备多个指部,
所述指部包括:
第一指连杆部,其包括指尖;
第一关节部,其设置于所述第一指连杆部的指根侧的端部;
第二指连杆部,其经由所述第一关节部而与所述第一指连杆部连接;以及
第二关节部,其设置于所述第二指连杆部的指根侧的端部,
其中,
所述手机构具备吸附机构,所述吸附机构设置于多个所述指部中的至少一根规定的指部的所述第一指连杆部的背面,并通过产生负压而将对象物吸附以及保持。
2.根据权利要求1所述的手机构,其中,
所述吸附机构具备:
吸附嘴,其从所述第一指连杆部的指根侧朝向指尖侧延伸;以及
垫,其安装于所述吸附嘴的前端,并形成为能够从所述第一指连杆部的指尖侧朝向指根侧收缩,
所述吸附机构以在所述第一指连杆部的轴向上所述吸附嘴的前端的位置位于比所述第一指连杆部的指尖侧的端部靠指根侧的位置的方式安装于所述第一指连杆部。
3.根据权利要求2所述的手机构,其中,
所述吸附机构以在所述垫处于未收缩的状态时所述第一指连杆部的轴向上的该垫的前端面的位置成为比所述第一指连杆部的指尖侧的端部向指尖方向突出的位置的方式安装于所述第一指连杆部。
4.根据权利要求3所述的手机构,其中,
所述垫形成为在与对象物的吸附时不同的外力施加于所述垫时所述第一指连杆部的轴向上的该垫的前端面的位置收缩到与所述第一指连杆部的指尖侧的端部同等的位置。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的手机构,其中,
所述手机构构成为能够切换用于利用所述规定的指部的所述吸附机构将对象物吸附而拾取的第一模式与用于利用多个指部中的至少两根指部将对象物把持而拾取的第二模式。
6.根据权利要求5所述的手机构,其中,
在所述第一模式中,所述规定的指部作为用于在使所述垫与对象物接触之后将该对象物吸附的吸附用指部而发挥功能,并且所述规定的指部以外的指部中的至少一根指部作为用于保持被所述规定的指部吸附的对象物的姿态的保持用指部而发挥功能。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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