JP2010162650A - グリッパシステム及びグリッパ、並びにマニピュレーションシステム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】グリッパ1は、対象物を把持する把持手段2と、モータ4を用いて把持手段2を動作させる第1の駆動手段と、圧電素子入りサポートユニット3を用いて把持手段2を動作させる第2の駆動手段と、把持手段2が対象物を把持する際の把持力を検出する荷重センサ40及びひずみゲージ42を含む。把持手段2は、第1の把持部材2Aと、第1の把持部材2Aに対向して配置される第2の把持部材2Bとで構成されて、第1の把持部材2Aと第2の把持部材2Bとで対象物を挟持する。そして、モータ4を用いた第1の駆動手段が第2の把持部材2Bを動作させ、圧電素子入りサポートユニット3を用いた第2の駆動手段が第1の把持部材2Aを動作させる。
【選択図】 図3
Description
図1は、本実施形態に係るグリッパが取り付けられるマニピュレーションシステムの構成図である。図2は、本実施形態に係るグリッパが取り付けられるマニピュレーションシステムの説明図である。図1に示すマニピュレーションシステム100は、テーブル34に第1マニピュレータ20L及び第2マニピュレータ20Rが取り付けられる。図2に示すように、本実施形態に係るグリッパ1は、例えば、第1マニピュレータ20Lや第2マニピュレータ20Rに取り付けられて、図1に示すテーブル34に載置されるベース33内の対象物(例えば、卵子、精子、細胞、微小部品等)を把持する。
図8は、本実施形態の変形例に係るグリッパシステムの制御手順を示すフローチャートである。図9は、本実施形態の変形例に係るグリッパシステムの制御における操作反力の変化を示す模式図である。本変形例に係るグリッパシステムの制御は、上述したグリッパシステムの制御と同様であるが、ジョイスティック61の操作レバー61Rを停止させる前に、操作反力Frを徐々に大きくする点が異なる。
図10は、本実施形態の第1変形例に係るグリッパの構成例を示す図である。本変形例に係るグリッパ1aは、上述したグリッパ1と略同様であるが、第1の把持部材2Aaと第2の把持部材2Bbとの二つの部材で把持手段2aを構成する点が異なる。他の構成は、上述したグリッパ1と同様である。グリッパ1aは、第1の把持部材2Aaの把持側とは反対側の端部2ATが支持軸受ハウジング5に固定され、第2の把持部材2Bbの把持側とは反対側の端部2BTが、荷重センサ40を介してスライダ7に固定される。ひずみゲージ42は、第2の把持部材2Baに取り付けられる。このようにしても、上述したグリッパ1と同様の作用、効果が得られる。
図11は、本実施形態の第2変形例に係るグリッパの構成例を示す図である。本変形例に係るグリッパ1bは、上述したグリッパ1と略同様であるが、圧電素子3bを、支持軸受ハウジング5と把持手段2を構成する第1の把持部材2Aとの間に配置する点が異なる。他の構成は、上述したグリッパ1と同様である。このようにすることで、上述したグリッパ1と同様の作用、効果が得られる他、上述したグリッパ1では動かすことができなかった把持部材2Aを微動させることができる。
図12は、本実施形態の第3変形例に係るグリッパの構成例を示す図である。本変形例に係るグリッパ1cは、上述した第2変形例に係るグリッパ1bと略同様であるが、把持手段2に圧電素子3c1、3c2を取り付ける点が異なる。他の構成は、上述したグリッパ1と同様である。圧電素子3c1は、把持手段2を構成する第1の把持部材2Aに取り付けられ、また、圧電素子3c2は、把持手段2を構成する第2の把持部材2Bに取り付けられ、圧電バイモルフを構成する。圧電素子3c1、3c2に電圧が印加され、圧電素子3c1の面と平行な方向(図12の矢印E方向)に圧電素子3cが伸長し、圧電素子3c2の面と平行な方向(図12の矢印E方向)に圧電素子3cが縮むと、第1の把持部材2Aが第2の把持部材2Bに向かって撓む。すると、第1の把持部材2Aと第2の把持部材2Bとが対象物を挟持する。これによって、上述したグリッパ1と同様の作用、効果が得られる他、上述したグリッパ1では動かすことができなかった把持部材2Aを微動させることができる。
2、2a 把持手段
2HA、2HB 把持部
2A、2Aa 第1の把持部材
2B、2Bb 第2の把持部材
3 圧電素子入りサポートユニット
3b、3c 圧電素子
3H 貫通孔
4 モータ
4S 出力軸
5 支持軸受ハウジング
6A、6B 案内要素
6R 案内溝
7 スライダ
7R 案内溝
8 支持部材
10 連結部材
20L、20R マニピュレータ
26 グリッパシステム
30 顕微鏡ユニット
31 カメラ
32 顕微鏡
34 テーブル
40 荷重センサ
41 操作量検出センサ
42 ひずみゲージ
50 制御装置
50M 記憶部
50P 処理部
50IO 入出力部
51 駆動制御部
52 制御条件判定部
53 操作反力制御部
61 ジョイスティック
61A 操作反力付与手段
61B 基板
61R 操作レバー
100 マニピュレーションシステム
Claims (13)
- 対象物を把持する把持手段と、
当該把持手段を動作させる駆動手段と、
前記把持手段が前記対象物を把持する際の把持力を検出する把持力検出手段と、
を含むことを特徴とするグリッパ。 - 前記把持力検出手段が、予め設定された把持動作停止閾値以上の把持力を検出した場合、前記駆動手段は、前記把持手段の把持動作を停止する請求項1に記載のグリッパ。
- 前記駆動手段は、モータを用いて前記把持手段を動作させる第1の駆動手段と、圧電素子を用いて前記把持手段を動作させる第2の駆動手段とのうち少なくとも一つで構成される請求項1又は2に記載のグリッパ。
- 前記第1の駆動手段は、ボールねじを用いて前記モータの回転運動を直線運動に変換する請求項3に記載のグリッパ。
- 前記把持手段は、第1の把持部材と、当該第1の把持部材に対向して配置される第2の把持部材とで構成されて、前記第1の把持部材と前記第2の把持部材とで前記対象物を挟持する請求項1から4のいずれか1項に記載のグリッパ。
- 前記第1の駆動手段が前記第2の把持部材を動作させ、前記第2の駆動手段が前記第1の把持部材を動作させる請求項5に記載のグリッパ。
- 前記第1の駆動手段及び前記第2の駆動手段が、前記第2の把持部材を動作させる請求項5に記載のグリッパ。
- 前記把持力検出手段は、ひずみゲージと荷重センサと変位計とのうち少なくとも一つである請求項1から7のいずれか1項に記載のグリッパ。
- 請求項1から8のいずれか1項に記載のグリッパと、
前記把持力検出手段が検出した前記把持力に基づき、把持手段を操作する操作手段が備える操作部への入力に対して発生する操作反力を制御する操作反力調整手段と、
を含むことを特徴とするグリッパシステム。 - 前記操作反力調整手段は、
前記把持力検出手段が、予め設定された把持力増加開始閾値以上の把持力を検出した場合、前記把持手段を操作する操作手段が備える操作部への入力に対して発生させる操作反力を、これまでよりも増加させる請求項9に記載のグリッパシステム。 - 前記操作反力調整手段は、
前記把持力検出手段が、予め設定された把持動作停止閾値以上の把持力を検出した場合、前記把持手段を操作する操作手段が備える操作部の動作を固定する請求項9又は10に記載のグリッパシステム。 - 前記把持力検出手段が、予め設定された把持動作停止閾値以上の把持力を検出した場合、前記駆動手段による前記把持手段の把持動作を停止させる把持制御手段を備える請求項11に記載のグリッパシステム。
- 請求項9から12のいずれか1項に記載のグリッパシステムを有することを特徴とするマニピュレーションシステム。
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