JP2013123785A - ロボットハンド及びロボット - Google Patents

Abstract

【課題】柔らかい被把持物が狭い間隔で並んでいるときにも被把持物を把持できるロボットハンドを提供する。
【解決手段】被把持物２を把持するロボットハンド４にかかわり、被把持物２を載置する棒状の載置部１２及び載置部１４と、被把持物２の側面２ａを押える押え部１３及び押え部１５と、載置部１２、載置部１４、押え部１３及び押え部１５を移動して載置部１２と載置部１４との間隔を調整する間隔調整部９と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、ロボットハンドに関するものである。

組立作業や分類作業等の作業において被把持物を把持するロボットが活用されている。ロボットに把持させたい被把持物は多種多様である。高硬度な物から柔軟な物まで把持可能な把持装置が特許文献１に開示されている。それによると、把持装置は距離が可変な一対のパッドを備え、パッドの対向する面が平行状態を維持している。そして、被把持物の側面をパッドにて挟んで把持する。

他にも被把持物を持ち上げて把持するロボットハンドが特許文献２に開示されている。それによると、ロボットハンドの指の先端には薄板状の爪部が設置されている。そして、被把持物の底面と被把持物が置かれた平面との間に爪部を差し込んで持ち上げている。この方法は、被把持物を底面で支えるので、被把持物が柔らかいときにも把持することができる。

特開２０１１−７３０９９号公報 特開２０１０−３６３２８号公報

特許文献１に開示された把持装置では柔軟物をパッドの側面から挟んでいる。従って、パッドの押圧により柔軟物が変形するときには把持することができない。特許文献２に開示されたロボットハンドでは隣り合う被把持物間の距離が狭いときには爪部を差し込めないので、被把持物を把持できない。そこで、柔らかい被把持物が狭い間隔で並んでいるときにも被把持物を把持できるロボットハンドが望まれていた。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。

［適用例１］
本適用例にかかるロボットハンドは、被把持物を把持するロボットハンドであって、前記被把持物を載置する棒状の複数の載置部と、前記被把持物の側面を押える押え部と、前記載置部を移動して前記載置部の間隔を調整する間隔調整部と、を備えることを特徴とする。

本適用例によれば、ロボットハンドは棒状の複数の載置部を備えている。間隔調整部は載置部を移動して載置部の間隔を調整する。載置部の間隔を被把持物の長さより狭い間隔とすることにより、載置部の上に被把持物を載置することが可能となる。さらに、押え部が被把持物の側面を押えることにより、載置部と被把持物の側面との距離を調整することができる。従って、被把持物を安定して載置部の上に載置することができる。その結果、ロボットハンドは柔軟な被把持物を把持することができる。また、被把持物が並んで位置するときには、被把持物の間に棒状の載置部を通過させる。これにより、載置部を被把持物の底に移動させることができる。従って、被把持物が接近して並んで位置しているときにも被把持物を把持することができる。

［適用例２］
上記適用例にかかるロボットハンドにおいて、前記載置部が前記被把持物の底と接する場所は直線になっていることを特徴とする。

本適用例によれば、載置部が被把持物の底と接する場所は直線となっている。被把持物が平面上に位置するとき、被把持物の底は平らな面になる。従って、載置部を平面に沿って移動させることができる。その結果、被把持物と平面との間で載置部を容易に移動させることができる。

［適用例３］
上記適用例にかかるロボットハンドにおいて、前記載置部の長手方向と直交する断面の断面形状は円形または楕円形となっていることを特徴とする。

本適用例によれば、載置部の断面形状は円形または楕円形となっている。従って、載置部が被把持物に沿って移動するとき、載置部は被把持物に引っかかり難くなっている。その結果、載置部は被把持物に沿って容易に移動することができる。

［適用例４］
上記適用例にかかるロボットハンドにおいて、前記載置部の長手方向と直交する断面の断面形状は四角形となっていることを特徴とする。

本適用例によれば、載置部の断面形状は四角形となっている。従って、載置部の断面形状の幅を狭くするときにも載置部の強度を強くすることができる。

［適用例５］
上記適用例にかかるロボットハンドにおいて、前記押え部は中央に位置する場所を中央部とし前記中央部の周囲に位置する場所を周囲部とするとき、前記中央部の前記押え部は前記周囲部の前記押え部に比べてばね定数が小さいことを特徴とする。

本適用例によれば、押え部の中央部は周囲部に比べてばね定数が小さい。被把持物が球形の場合には被把持物は押え部の中央部に接触し、次に、押え部の周囲部と接触する。このとき、中央部はばね定数が小さいので、押え部は被把持物に沿って接触する。これにより、被把持物は移動し難くなる。従って、ロボットハンドは被把持物を安定して把持することができる。

［適用例６］
上記適用例にかかるロボットハンドにおいて、前記載置部及び前記押え部の前記間隔調整部と反対側の少なくとも一部は金属により形成されていることを特徴とする。

本適用例によれば、載置部及び押え部の一部は金属となっている。金属は洗浄及び消毒しても劣化し難い材料である。従って、載置部及び押え部の劣化を抑制しながら洗浄及び消毒することができる。このとき、載置部及び押え部の洗浄及び消毒する場所は被把持物と接触する場所であり、間隔調整部と反対側になっている。従って、間隔調整部に洗浄液及び消毒液が付着することを抑制しながら載置部及び押え部を洗浄及び消毒することができる。

［適用例７］
上記適用例にかかるロボットハンドにおいて、前記載置部と前記押え部とは一体形成されていることを特徴とする。

本適用例によれば、載置部と押え部とは一体形成されている。従って、載置部と押え部とを容易に形成することができる。

［適用例８］
上記適用例にかかるロボットハンドにおいて、前記押え部の少なくとも一部は弾性材料により形成されていることを特徴とする。

本適用例によれば、押え部の少なくとも一部は弾性材料により形成されている。従って、被把持物と接触する場所に弾性部材が配置されることにより被把持物に損傷を与えることを防止することができる。

［適用例９］
上記適用例にかかるロボットハンドにおいて、前記押え部は前記載置部と着脱可能に設置されていることを特徴とする。

本適用例によれば、押え部は載置部と着脱可能になっている。押え部が被把持物と接触するとき、被把持物の一部が押え部に付着することがある。このときにも押え部を載置部から離脱させ押え部を交換することにより、被把持物の一部が付着していない押え部にすることができる。

［適用例１０］
上記適用例にかかるロボットハンドにおいて、前記押え部は前記間隔調整部と着脱可能に設置されていることを特徴とする。

本適用例によれば、押え部は間隔調整部と着脱可能に設置されている。押え部が被把持物と接触するとき、被把持物の一部が押え部に付着することがある。このときにも押え部を間隔調整部から離脱させ押え部を交換することにより、被把持物の一部が付着していない押え部にすることができる。

［適用例１１］
本適用例にかかるロボットは、ロボットハンドを備えたロボットであって、前記ロボットハンドが上記に記載のロボットハンドであることを特徴とする。

本適用例によれば、ロボットハンドが備えるロボットハンドは上記に記載のロボットハンドである。該ロボットハンドは柔軟な被把持物が接近して並んで位置しているときにも被把持物を把持することができる。従って、ロボットは、被把持物が接近して並んで位置しているときにも被把持物を把持することができるロボットハンドを備えたロボットとすることができる。

第１の実施形態にかかわり、（ａ）は、ロボットハンドの構成を示す概略斜視図、（ｂ）は、ロボットハンドの構成を示す模式正面図、（ｃ）は、載置部を示す要部模式拡大図。 ロボットハンドが被把持物を把持する手順を説明するための模式図。 第２の実施形態にかかわり、被把持物を把持する手順を説明するための模式図。 載置部と押え部とを着脱する手順を説明するための模式図。 第３の実施形態にかかわる載置部を着脱する構造を示す模式正面図。 第４の実施形態にかかわる載置部の構造を示す要部模式断面図。 第５の実施形態にかかわるロボットハンドの構造を示す模式図。 ロボットハンドの構造を示す模式図。 ロボットハンドの構造を示す模式図。

以下、実施例について図面に従って説明する。尚、各図面における各部材は、各図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各部材毎に縮尺を異ならせて図示している。
（第１の実施形態）
本実施形態では、特徴的なロボットハンドと、このロボットハンドを用いて被把持物を把持する例について、図１〜図２に従って説明する。図１（ａ）は、ロボットハンドの構成を示す概略斜視図である。

図１（ａ）に示すように、四角形の板状の載物台１の上に被把持物２が載置されている。載物台１の図中上側を向く面は平面１ａとなっている。この平面１ａの法線の方向は重力加速度が作用する方向と逆の方向であり、この方向をＺ方向とする。そして、平面１ａに沿った方向をＸ方向及びＹ方向とし、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向はそれぞれ直交する方向である。

被把持物２は柔軟な物体であり、例えば、クリームコロッケ、こんにゃく、豆腐、寒天等の形態の物体である。そして、被把持物２は押圧することにより変形し易い形態であり、押圧をやめると元の形状に戻る形態の物体である。従って、被把持物２の対向する側面２ａを挟んで把持するとき、被把持物２が変形するので把持することが難しい物体である。

被把持物２のＺ方向にはロボット３に設置されたロボットハンド４が位置している。ロボット３はＹ方向に延在するアーム５とアーム５に接続された図示しない複数のアーム及び関節を備えている。そして、ロボット３はこれらの関節を回動させることにより、アーム５を移動させることが可能になっている。

アーム５の先端には昇降機構６及び回転機構７が設置されている。昇降機構６及び回転機構７は昇降回転軸８を回動させ、Ｚ方向に往復移動させる。昇降機構６及び回転機構７の構造は特に限定されない。例えば本実施形態では昇降機構６はモーターとボールネジとを組み合わせた構造であり、ボールネジが昇降回転軸８を直動させている。回転機構７はモーターと減速ギアとを組み合わせた構造であり、減速ギアが昇降回転軸８を回動させている。

昇降回転軸８の−Ｚ方向の一端にロボットハンド４が設置されている。ロボットハンド４は昇降回転軸８と接続する間隔調整部９を備え、間隔調整部９の−Ｚ側には間隔調整部９と接続して第１支持部１０と第２支持部１１とが設置されている。

間隔調整部９は直動機構を備え、第１支持部１０と第２支持部１１とをＸ方向に往復移動する。そして、間隔調整部９は第１支持部１０と第２支持部１１との距離を調整する機能を備えている。間隔調整部９が備える直動機構の構造は特に限定されないが、本実施形態では例えば、この直動機構はステップモーターとボールネジとを組み合わせて構成されている。

第１支持部１０は、Ｚ方向に長い角棒状の縦部材１０ａの一端にＹ方向に長い直方体の横部材１０ｂが中央で接続した形状となっている。同様に、第２支持部１１もＺ方向に長い角棒状の縦部材１１ａの一端にＹ方向に長い直方体の横部材１１ｂが中央で接続した形状となっている。縦部材１０ａ及び縦部材１１ａは間隔調整部９の直動機構と接続されている。そして、縦部材１０ａと縦部材１１ａとの間隔が間隔調整部９によって調整される。第１支持部１０及び第２支持部１１の材質は洗浄及び消毒に耐える材質であれば良く、特に限定されない。本実施形態では例えば、第１支持部１０及び第２支持部１１の材質にステンレス鋼を採用している。尚、消毒には煮沸消毒や塩素消毒が行われる。

横部材１０ｂの−Ｚ側には載置部１２及び押え部１３が設置されている。載置部１２は丸棒を用いて形成され、横部材１０ｂと載置部１２とで四角の枠が形成されている。載置部１２は強度があり載物台１と被把持物２との間に進行しても変形し難い強度となっている。載置部１２の−Ｚ方向の側に位置する底部１２ａは直線状に形成され、平面１ａと平行になっている。これにより、載置部１２を平面１ａに沿って移動させることができる。従って、被把持物２と平面１ａとの間で載置部１２を容易に移動させることができる。

横部材１０ｂと載置部１２とに囲まれた内側には押え部１３が配置されている。押え部１３ではバネ性を備えた丸棒が螺旋形状に形成されている。詳しくは、丸棒は横部材１０ｂまたは載置部１２と平行な直線を組み合わせた螺旋形状となっている。押え部１３は中央に位置する中央部１３ａと中央部１３ａの周囲に位置する周囲部１３ｂとを有している。そして、中央部１３ａでは周囲部１３ｂに比べて丸棒の間隔が広い螺旋状となっている。これにより、中央部１３ａは周囲部１３ｂに比べてばね定数が小さくなっている。

同様に、第２支持部１１では横部材１１ｂの−Ｚ側に載置部１４及び押え部１５が設置されている。載置部１４は第１支持部１０の載置部１２と同様の形状であり、同様の機能を備えている。押え部１５は第１支持部１０の押え部１３と同様の形状であり、同様の機能を備えている。

載置部１２、押え部１３、載置部１４及び押え部１５の材質は洗浄及び消毒に耐える材質であれば良く、特に限定されない。本実施形態では例えば、載置部１２、押え部１３、載置部１４及び押え部１５の材質にステンレス鋼を採用している。金属は洗浄及び消毒しても劣化し難い材料である。従って、載置部１２、押え部１３、載置部１４及び押え部１５の劣化を抑制しながら洗浄及び消毒することができる。さらに、載置部１２、押え部１３、載置部１４及び押え部１５の洗浄及び消毒する場所は載物台１に近い場所であり間隔調整部９と反対側になっている。従って、間隔調整部に洗浄液や消毒液が付着することを抑制しながら載置部及び押え部を洗浄することができる。

図１（ｂ）は、ロボットハンドの構成を示す模式正面図であり、ロボットハンドが被把持物を把持する様子を示している。図１（ｂ）に示すように、間隔調整部９が第１支持部１０と第２支持部１１とを移動させて、第１支持部１０と第２支持部１１との間隔を被把持物２のＸ方向の長さより狭くしている。被把持物２の底２ｂは載物台１の平面１ａに接触している。そして、載置部１２及び載置部１４が載物台１の平面１ａと被把持物２の底２ｂとの間を進行し、被把持物２が載置部１２及び載置部１４の上に載置されている。

押え部１３及び押え部１５は被把持物２を側面２ａから押圧する。そして、押え部１３と押え部１５とは略同じ力で被把持物２を押圧するので、被把持物２は押え部１３と押え部１５との中間の場所に位置する。被把持物２の−Ｘ側の側面２ａと載置部１２との距離を第１距離１６ａとし、被把持物２のＸ側の側面２ａと載置部１４との距離を第２距離１６ｂとする。このとき、第１距離１６ａと第２距離１６ｂとは略等距離となる。従って、被把持物２の重心は載置部１２と載置部１４との中間の場所に位置するので、ロボットハンド４は被把持物２を安定して把持することができる。そして、被把持物２の重量を載置部１２及び載置部１４が支えるので、載置部１２及び載置部１４は被把持物２を変形し難い状態で支えることができる。

図１（ｃ）は、載置部を示す要部模式拡大図であり、載置部１２が載物台１と被把持物２との間を進行する様子を示している。図１（ｃ）に示すように、載置部１２は断面形状が円形になっている。従って、載置部１２が被把持物２に沿って移動するとき、載置部１２は載物台１及び被把持物２に引っかかり難くなっている。その結果、載置部１２は被把持物２に沿って容易に移動することができる。

図２は、ロボットハンドが被把持物を把持する手順を説明するための模式図である。図２（ａ）に示すように、まず、ロボット３はロボットハンド４を被把持物２と対向する場所に移動させる。そして、間隔調整部９は第１支持部１０及び第２支持部１１を移動して、載置部１２と載置部１４との間隔を被把持物２の長さにする。

図２（ｂ）に示すように、次に、ロボット３はロボットハンド４を下降する。そして、載置部１２及び載置部１４を載物台１に接触させる。載置部１２及び載置部１４は幅が狭いので、隣り合う被把持物２の隙間が狭いときにもロボットハンド４は載置部１２及び載置部１４を隣り合う被把持物２の間を通過させることができる。被把持物２は柔軟な物体であり変形し易いので、隣り合う被把持物２の隙間がないときにもロボットハンド４は載置部１２及び載置部１４を隣り合う被把持物２の間を通過させることができる。

図２（ｃ）に示すように、次に、間隔調整部９は第１支持部１０及び第２支持部１１を移動する。これにより、載置部１２及び載置部１４は載物台１と被把持物２との間を進行する。そして、載置部１２及び載置部１４の上に被把持物２が載置される。このとき、押え部１３及び押え部１５が被把持物２の側面２ａを押圧するので、被把持物２の重心は載置部１２及び載置部１４の中間の場所に位置する。

図２（ｄ）に示すように、次に、ロボット３はロボットハンド４を上昇する。被把持物２は安定して載置部１２及び載置部１４上に載置されているので、ロボット３は被把持物２を落下することなく搬送することができる。

上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）本実施形態によれば、載置部１２及び載置部１４の間隔を被把持物２の長さより狭い間隔とすることにより、載置部１２及び載置部１４の上に被把持物２を載置することが可能となる。さらに、押え部１３及び押え部１５が被把持物２の側面２ａを押えることにより、載置部１２及び載置部１４と被把持物２の側面２ａとの距離を調整することができる。従って、被把持物２を安定して載置部１２及び載置部１４の上に載置することができる。その結果、ロボットハンド４は柔軟な被把持物２を把持することができる。

（２）本実施形態によれば、被把持物２が並んで位置するときには、被把持物２の間の隙間に棒状の載置部１２及び載置部１４を通過させている。これにより、載置部１２及び載置部１４を被把持物２の底に移動させることができる。従って、隣り合う被把持物２が接近して位置するときにも被把持物２を把持することができる。

（３）本実施形態によれば、載置部１２が被把持物２の底と接する底部１２ａは直線となっている。従って、被把持物２が平面１ａ上に位置するとき、載置部１２を平面１ａに沿って移動させることができる。従って、被把持物２と平面１ａとの間で載置部１２を容易に移動させることができる。

（４）本実施形態によれば、載置部１２及び載置部１４の断面形状は円形となっている。従って、載置部１２及び載置部１４が被把持物２に沿って移動するとき、載置部１２及び載置部１４は被把持物２に引っかかり難くなっている。その結果、載置部１２及び載置部１４は被把持物２の底２ｂに沿って容易に移動することができる。

（５）本実施形態によれば、押え部１３の中央部１３ａは周囲部１３ｂに比べてばね定数が小さくなっている。被把持物２が球形の場合には被把持物２は押え部１３の中央部１３ａに接触し、次に、押え部１３の周囲部１３ｂと接触する。このとき、中央部１３ａはばね定数が小さいので、押え部１３は被把持物２に沿って接触する。これにより、被把持物２は移動し難くなる。従って、ロボットハンド４は被把持物２を安定して把持することができる。

（６）本実施形態によれば、載置部１２、載置部１４、押え部１３及び押え部１５の材料は金属となっている。金属は洗浄及び消毒しても劣化し難い材料である。従って、載置部１２、載置部１４、押え部１３及び押え部１５の劣化を抑制しながら洗浄及び消毒することができる。このとき、載置部１２、載置部１４、押え部１３及び押え部１５の洗浄及び消毒する場所は被把持物２と接触する場所である。そして、載置部１２、載置部１４、押え部１３及び押え部１５の洗浄及び消毒する場所は間隔調整部９と反対側になっている。従って、間隔調整部９に洗浄液及び消毒液が付着することを抑制しながら載置部１２、載置部１４、押え部１３及び押え部１５を洗浄及び消毒することができる。

（第２の実施形態）
次に、ロボットハンドの一実施形態について図３及び図４を用いて説明する。図３は、被把持物を把持する手順を説明するための模式図であり、図４は、載置部と押え部とを着脱する手順を説明するための模式図である。本実施形態が第１の実施形態と異なるところは、図１に示した押え部１３及び押え部１５に相当する部位が弾性材料等からなる点にある。尚、第１の実施形態と同じ点については説明を省略する。

すなわち、本実施形態では、図３（ａ）に示すように、ロボット３にはロボットハンド１９が設置され、ロボットハンド１９は載置部１２及び載置部１４を備えている。そして、載置部１２を覆って押え部２０が設置され、載置部１４を覆って押え部２１が設置されている。押え部２０及び押え部２１は外形が四角形の袋状に形成され、主に弾性材料を用いて形成されている。押え部２０及び押え部２１に用いられる弾性材料は特に限定されない。弾性材料にはシリコーンゴム、天然ゴムに各種添加材を加えた物、合成ゴム等を用いることができる。本実施形態では例えば、弾性材料にシリコーンゴムを用いている。

押え部２０及び押え部２１は伸縮性がある。そして、引き伸ばされた押え部２０に載置部１２が挿入されることにより、押え部２０が載置部１２に設置されている。押え部２１においても、引き伸ばされた押え部２１に載置部１４が挿入されることにより、押え部２１が載置部１４に設置されている。

図３（ｂ）に示すように、ロボット３がロボットハンド１９を移動する。そして、載置部１２と載置部１４との間に被把持物２が位置するようにロボットハンド１９が移動される。載置部１２及び載置部１４は平面１ａと接する場所に移動される。

続いて、図３（ｃ）に示すように、間隔調整部９が載置部１２と載置部１４との間隔を狭くする。載置部１２及び載置部１４は載物台１と被把持物２との間を進行する。そして、被把持物２は載置部１２及び載置部１４の上に載置される。押え部２０及び押え部２１は伸縮性があるので、被把持物２の側面２ａの形状に倣って変形する。そして、押え部２０及び押え部２１は被把持物２を−Ｘ方向とＸ方向から押圧する。

被把持物２は載置部１２及び載置部１４により両側から均等に押圧されるので、被把持物２の重心は載置部１２及び載置部１４の中央の場所に位置する。そして、被把持物２の両側の側面２ａは押え部２０及び押え部２１に覆われている。これにより、ロボットハンド１９は被把持物２を安定して把持することができる。

次に、図３（ｄ）に示すように、ロボット３がロボットハンド１９を持ち上げる。被把持物２は載置部１２及び載置部１４上に載置され、両側の側面２ａは押え部２０及び押え部２１に覆われている。従って、ロボットハンド１９が被把持物２を安定して把持した状態で、ロボット３は被把持物２を搬送することができる。

図４（ａ）及び図４（ｂ）は載置部１２から押え部２０を外して、載置部１４から押え部２１を外す手順を示す図である。図４（ａ）に示すように、ロボットハンド１９から押え部２０及び押え部２１を外すときには、押え部保持装置２２が用いられる。押え部保持装置２２は第１保持部２３及び第２保持部２４を備えている。

第１保持部２３はＹ方向に長い溝部２３ａを備えている。溝部２３ａの隙間は、載置部１２が挿入された押え部２０の幅より長く形成されている。同様に、第２保持部２４はＹ方向に長い溝部２４ａを備えている。溝部２４ａの隙間は、載置部１４が挿入された押え部２１の幅より長く形成されている。押え部保持装置２２は内部に配管２２ａが形成されている。そして、配管２２ａの一端は図示しない真空ポンプと接続されている。配管２２ａの他端は溝部２３ａ及び溝部２４ａに接続されている。

ロボット３はロボットハンド１９を移動させて、載置部１２が挿入された押え部２０を溝部２３ａに挿入する。さらに、ロボット３は載置部１４が挿入された押え部２１を溝部２４ａに挿入する。次に、操作者が真空ポンプを作動させて、配管２２ａ内の気圧を減圧する。これにより、押え部２０は第１保持部２３に吸着され、押え部２１は第２保持部２４に吸着される。つまり、第１保持部２３及び第２保持部２４は真空チャックになっている。

図４（ｂ）に示すように、続いて、ロボット３がロボットハンド１９を上昇させる。これにより、載置部１２は押え部２０から外れて、載置部１４は押え部２１から外れる。従って、押え部２０及び押え部２１はロボットハンド１９から離すことができる。次に、操作者は真空ポンプの作動を停止して、押え部２０及び押え部２１を押え部保持装置２２から除去する。操作者は押え部２０及び押え部２１を洗浄及び消毒して再利用しても良い。

図４（ｃ）〜図４（ｅ）は載置部１２に押え部２０を挿入して、載置部１４に押え部２１を挿入する手順を示す図である。図４（ｃ）に示すように、ロボットハンド１９に押え部２０及び押え部２１を設置するときには、押え部設置装置２５が用いられる。押え部設置装置２５は第１保持部２６〜第４保持部２９を備えている。

第１保持部２６及び第２保持部２７は押え部２０を保持し、第３保持部２８及び第４保持部２９は押え部２１を保持する。第１保持部２６と第２保持部２７との間にはＹ方向に長い溝部３０が形成され、第３保持部２８と第４保持部２９との間にはＹ方向に長い溝部３１が形成されている。

第１保持部２６〜第４保持部２９にはそれぞれ直動機構３２が設置されている。直動機構３２は第１保持部２６及び第２保持部２７を移動させて溝部３０のＸ方向の幅を切り換える。さらに、直動機構３２は第３保持部２８及び第４保持部２９を移動させて溝部３１のＸ方向の幅を切り換える。押え部設置装置２５は内部に配管２５ａが形成されている。そして、配管２５ａの一端は図示しない真空ポンプと接続されている。配管２５ａの他端は溝部３０及び溝部３１に接続されている。

操作者は溝部３０に押え部２０を設置し、溝部３１に押え部２１を設置する。次に、操作者が真空ポンプを作動させて、配管２５ａ内の気圧を減圧する。これにより、押え部２０は第１保持部２６及び第２保持部２７に吸着され、押え部２１は第３保持部２８及び第４保持部２９に吸着される。つまり、第１保持部２６及び第２保持部２７が１つの真空チャックになり、第３保持部２８及び第４保持部２９が１つの真空チャックになる。

次に、直動機構３２が第１保持部２６〜第４保持部２９を移動して溝部３０及び溝部３１の幅を広げる。これにより、押え部２０及び押え部２１は対向する２面の間隔が広げられるので、載置部１２及び載置部１４を押え部２０及び押え部２１にそれぞれ挿入し易くなる。

図４（ｄ）に示すように、続いて、ロボット３がロボットハンド１９を移動させて、載置部１２及び載置部１４を押え部２０及び押え部２１にそれぞれ挿入する。次に、直動機構３２が第１保持部２６〜第４保持部２９を移動して溝部３０及び溝部３１の幅を狭める。続いて、操作者が真空ポンプを作動させて、配管２５ａ内の気圧を大気圧にする。これにより、押え部２０は収縮して載置部１２に設置され、押え部２１は収縮して載置部１４に設置される。

図４（ｅ）に示すように、続いて、直動機構３２が第１保持部２６〜第４保持部２９を移動して溝部３０及び溝部３１の幅を広める。次に、ロボット３がロボットハンド１９を上昇させて、載置部１２及び載置部１４を押え部設置装置２５から離脱させる。以上の手順により、ロボットハンド１９に押え部２０及び押え部２１が装着される。

上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）本実施形態によれば、押え部２０及び押え部２１は弾性材料であるシリコーンゴムにより形成されている。従って、被把持物２と接触する場所に弾性部材が配置されることにより被把持物２に損傷を与えることを防止することができる。

（２）本実施形態によれば、押え部２０は載置部１２と着脱可能になっている。押え部２０が被把持物２と接触するとき、被把持物２の一部が押え部２０に付着することがある。このときにも押え部２０を載置部１２から離脱させ押え部２０を交換することにより、被把持物２の一部が付着していない押え部２０にすることができる。同様に、押え部２１は載置部１４と着脱可能になっている。被把持物２の一部が押え部２１に付着するときにも、押え部２１を交換することにより、被把持物２の一部が付着していない押え部２１にすることができる。

（第３の実施形態）
次に、ロボットハンドの一実施形態について図５を用いて説明する。図５は、載置部を着脱する構造を示す模式正面図である。図５は一部が断面図となっている。本実施形態が第１の実施形態と異なるところは、載置部１２及び載置部１４が間隔調整部９と着脱可能な点にある。尚、第１の実施形態と同じ点については説明を省略する。

すなわち、本実施形態では、図５（ａ）に示すように、ロボットハンド３３の間隔調整部９には第１支持部３４及び第２支持部３５が接続されている。そして、第１支持部３４には載置部１２及び押え部１３が設置され、第２支持部３５には載置部１４及び押え部１５が設置されている。

第１支持部３４は元側縦部材３６、先側縦部材３７及び横部材３８から構成されている。図中元側縦部材３６及び先側縦部材３７が断面図となっている。元側縦部材３６と先側縦部材３７とを合わせた部材が第１の実施形態における縦部材１０ａに相当し、横部材３８が横部材１０ｂに相当する。元側縦部材３６には凹部３６ａが形成され、先側縦部材３７には凸部３７ａが形成されている。そして、凹部３６ａに凸部３７ａを挿入することにより元側縦部材３６と先側縦部材３７とが連結する。元側縦部材３６には直動機構を備えた固定部３６ｂが設置されている。この固定部３６ｂは固定ピンを出し入れする。そして、凸部３７ａには固定ピンと同じ直径の孔である固定孔が形成されている。元側縦部材３６と先側縦部材３７とが連結された後で固定部３６ｂが固定ピンを固定孔に挿入することで、元側縦部材３６と先側縦部材３７との連結が解除されることを防止することができる。

同様に、第２支持部３５は元側縦部材３９、先側縦部材４０及び横部材４１から構成されている。元側縦部材３９と先側縦部材４０とを合わせた部材が第１の実施形態における縦部材１１ａに相当し、横部材４１が横部材１１ｂに相当する。元側縦部材３９には凹部３９ａが形成され、先側縦部材４０には凸部４０ａが形成されている。そして、凹部３９ａに凸部４０ａを挿入することにより元側縦部材３９と先側縦部材４０とが連結する。元側縦部材３９には直動機構を備えた固定部３９ｂが設置されている。この固定部３９ｂは固定ピンを出し入れする。そして、凸部４０ａには固定ピンと同じ直径の孔である固定孔が形成されている。元側縦部材３９と先側縦部材４０とが連結された後で固定部３９ｂが固定ピンを固定孔に挿入することで、元側縦部材３９と先側縦部材４０との連結が解除されることを防止することができる。

図５（ｂ）に示すように、固定部３６ｂ及び固定部３９ｂの固定ピンを固定孔から抜く。そして、元側縦部材３６から先側縦部材３７を外して、元側縦部材３９から先側縦部材４０を外す。これにより、載置部１２及び押え部１３は間隔調整部９から離すことができる。同様に、載置部１４及び押え部１５は間隔調整部９から離すことができる。つまり、載置部１２、押え部１３、載置部１４及び押え部１５は間隔調整部９と着脱可能に設置されている。

上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）本実施形態によれば、載置部１２、押え部１３、載置部１４及び押え部１５は間隔調整部９と着脱可能に設置されている。載置部１２、押え部１３、載置部１４及び押え部１５が被把持物２と接触するとき、被把持物２の一部が載置部１２、押え部１３、載置部１４及び押え部１５に付着することがある。このときにも載置部１２、押え部１３、載置部１４及び押え部１５を間隔調整部９から離脱させ交換することにより、被把持物２の一部が付着していない載置部１２、押え部１３、載置部１４及び押え部１５にすることができる。

（第４の実施形態）
次に、ロボットハンドの一実施形態について図６を用いて説明する。図６は、載置部の構造を示す要部模式断面図である。本実施形態が第１の実施形態と異なるところは、載置部の断面形状が四角形となっている点にある。尚、第１の実施形態と同じ点については説明を省略する。

すなわち、本実施形態では、図６に示すように、ロボットハンド４４には第１支持部１０と接続して載置部４５が設置され、載置部４５の断面形状が四角形となっている。従って、載置部４５のＸ方向の幅を所定の長さにするときに、その幅において断面積が広い形状にすることができる。従って、載置部４５の幅を狭く設定するときにも強度を強くすることができる。尚、ロボットハンド４４において載置部４５と対になっている図視しない載置部も断面形状を四角形にすることができる。

上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）本実施形態によれば、載置部４５の断面形状は四角形となっている。従って、載置部４５の断面形状の幅を狭く設定するときにも載置部４５の強度を強くすることができる。その結果、一対の被把持物２が接近して配置されるときにも、隣り合う被把持物２の間に載置部４５を通過させることができる。そして、被把持物２の底２ｂに載置部４５を移動させることができる。

（第５の実施形態）
次に、ロボットハンドの載置部及び押え部の各種実施形態について図７〜図９を用いて説明する。図７〜図９は、ロボットハンドの構造を示す模式図である。本実施形態が第１の実施形態と異なるところは、載置部及び押え部の形状が異なる点にある。尚、第１の実施形態と同じ点については説明を省略する。

すなわち、本実施形態では、図７（ａ）に示す例では、ロボットハンド４６には第１支持部１０と接続して載置部１２と押え部４７が設置されている。押え部４７は複数のバネ性を備えた金属製の丸棒が大きさの異なる四角の枠形状に形成されている。そして、枠形状の一辺が横部材１０ｂとなるように設置されている。押え部４７は中央に位置する中央部４７ａと中央部４７ａの周囲に位置する周囲部４７ｂとを有している。そして、押え部４７は、中央部４７ａでは周囲部４７ｂに比べて丸棒の間隔が広い形状となっている。これにより、中央部４７ａは周囲部４７ｂに比べてばね定数が小さくなっている。

図７（ｂ）に示す例では、ロボットハンド４８には第１支持部１０と接続して載置部１２と押え部４９が設置されている。押え部４９は４本のバネ性を備えた金属製の丸棒が所定の模様に形成され、載置部１２に囲まれた場所に設置されている。そして、押え部４９は中央に位置する中央部４９ａと中央部４９ａの周囲に位置する周囲部４９ｂとを有している。そして、押え部４９は、中央部４９ａでは周囲部４９ｂに比べて丸棒の間隔が広い形状となっている。これにより、中央部４９ａは周囲部４９ｂに比べてばね定数が小さくなっている。

図７（ｃ）及び図７（ｄ）に示す例では、図７（ｃ）が正面図を示し、図７（ｄ）は図７（ｃ）のＡ−Ａ’から見た側断面図を示している。ロボットハンド５０には第１支持部１０と接続して載置部１２と押え部５１が設置されている。押え部５１はバネ性を備えた金属製の板が大きさの異なる複数の四角の枠形状に形成されている。そして、枠形状の一辺が横部材１０ｂとなるように設置されている。押え部５１は中央に位置する中央部５１ａと中央部５１ａの周囲に位置する周囲部５１ｂとを有している。そして、中央部５１ａでは周囲部５１ｂに比べて丸棒の間隔が広い形状となっている。これにより、中央部５１ａは周囲部５１ｂに比べてばね定数が小さくなっている。

図７（ｅ）及び図７（ｆ）に示す例では、図７（ｅ）が正面図を示し、図７（ｆ）は図７（ｅ）のＢ−Ｂ’から見た側断面図を示している。ロボットハンド５２には第１支持部１０と接続して載置部５３と押え部５４が設置されている。載置部５３は、板金を平行な２つの直線に沿って折り曲げた三角形の筒を用いて四角の枠形状に形成された物である。そして、横部材１０ｂと接する場所に位置する枠形状の辺５３ａはＬ字状となっている。

押え部５４はバネ性を備えた金属製の板が大きさの異なる複数の四角の枠形状に形成されている。そして、押え部５４の一辺が辺５３ａとなっており、横部材１０ｂに固着して設置されている。載置部５３と押え部５４とは一体形成されている。従って、載置部５３と押え部５４とを生産性良く形成することができる。

押え部５４は中央に位置する中央部５４ａと中央部５４ａの周囲に位置する周囲部５４ｂとを有している。そして、中央部５４ａでは周囲部５４ｂに比べて丸棒の間隔が広い形状となっている。これにより、中央部５４ａは周囲部５４ｂに比べてばね定数が小さくなっている。

図８（ａ）に示す例では、ロボットハンド５５の第１支持部１０と接続して載置部１２と押え部５６が設置されている。押え部５６にはバネ性を備えた金属からなりＺ方向に延在する直線状の複数の丸棒が横部材１０ｂのＹ方向に配列して設置されている。

押え部５６は中央に位置する中央部５６ａと中央部５６ａの周囲に位置する周囲部５６ｂとを有している。そして、押え部５６は、中央部５６ａでは周囲部５６ｂに比べて丸棒の間隔が広い形状となっている。さらに、押え部５６は、中央部５６ａでは周囲部５６ｂに比べて丸棒の太さが細い形状となっているこれにより、中央部５６ａは周囲部５６ｂに比べてばね定数が小さくなっている。

図８（ｂ）に示す例では、ロボットハンド５７には第１支持部１０と接続して載置部１２と押え部５８が設置されている。押え部５８にはバネ性を備えた金属からなりＺ方向に延在する直線状の複数の板が横部材１０ｂのＹ方向に配列して設置されている。

押え部５８は中央に位置する中央部５８ａと中央部５８ａの周囲に位置する周囲部５８ｂとを有している。そして、押え部５８は、中央部５８ａでは周囲部５８ｂに比べて横部材１０ｂの幅が狭い形状となっている。これにより、中央部５８ａは周囲部５８ｂに比べてばね定数が小さくなっている。

図８（ｃ）及び図８（ｄ）に示す例では、図８（ｃ）が正面図を示し、図８（ｄ）は図８（ｃ）のＣ−Ｃ’から見た側断面図を示している。ロボットハンド５９には第１支持部１０と接続する載置部６０及び押え部６１が設置されている。載置部６０は、板金を平行な２つの直線に沿って折り曲げた三角形の筒を用いて四角の枠形状に形成された物である。そして、横部材１０ｂと接する場所に位置する枠形状の辺６０ａはＹ方向から見たときの形状が三角形の筒状となっている。

押え部６１は外周が三角形の筒を用いて四角の枠形状に形成されている。そして、Ｚ側の辺と−Ｚ側の辺とからそれぞれ枠の内側に向けてＺ方向に延在する三角形の板が櫛歯状に配置されている。押え部６１の枠形状の一辺である辺６１ａは辺６０ａと同じ部位であり横部材１０ｂに固着して設置されている。載置部６０と押え部６１とは一体形成されている。従って、載置部６０と押え部６１とを生産性良く形成することができる。

押え部６１は中央に位置する中央部６１ｂと中央部６１ｂの周囲に位置する周囲部６１ｃとを有している。そして、中央部６１ｂでは周囲部６１ｃに比べて板の間隔が広い形状となっている。これにより、中央部６１ｂは周囲部６１ｃに比べてばね定数が小さくなっている。

図８（ｅ）に示す例では、ロボットハンド６４には第１支持部１０と接続する載置部６５及び押え部６６が設置されている。載置部６５は、板金を平行な２つの直線に沿って折り曲げた三角の筒を用いて形成された四角の枠形状のうちＹ方向側の辺が除去された形状となっている。従って、被把持物２がＹ方向に長い形状のときにも被把持物２を載置部６５に載せることが可能になっている。

押え部６６は押え部６１と同じ構造であるので説明を省略する。そして、載置部６５と押え部６６とは一体形成されている。従って、載置部６５と押え部６６とを生産性良く形成することができる。

図９（ａ）及び図９（ｂ）に示す例では、図９（ａ）が正面図を示し、図９（ｂ）は図９（ａ）のＤ−Ｄ’から見た側断面図を示している。ロボットハンド６７には第１支持部１０と接続して載置部６８と押え部６９が設置されている。載置部６８は、第２の実施形態における載置部１２と同様の構造となっており説明を省略する。そして、載置部６８の横部材１０ｂ側には横部材１０ｂと平行に金属の棒からなる膜支持部６９ａが設置されている。載置部６８と膜支持部６９ａとにより四角形の枠が形成されている。そして、四角形の枠を覆って弾性材料により形成された弾性部６９ｂが設置されている。これにより、ロボットハンド６７は第２の実施形態におけるロボットハンド１９と同様に機能することができる。そして、載置部６８と押え部６９とはインサート成形法により一体形成されている。従って、載置部６８と押え部６９とを構成する部位を生産性良く形成することができる。

尚、本実施形態は上述した実施形態に限定されるものではなく、種々の変更や改良を加えることも可能である。変形例を以下に述べる。
（変形例１）
前記第１の実施形態では、載置部１２及び載置部１４は載物台１側が直線状となっていた。載置部１２及び載置部１４の形状は直線に限らない。載物台１上の面が曲線となっているときには、載置部１２及び載置部１４を載物台１上の面にあわせて曲線にしても良い。載置部１２及び載置部１４を載物台１と被把持物２との間に移動し易くすることができる。

（変形例２）
前記第１の実施形態では、載置部１２の断面形状は円形であったが、楕円形でも良い。このときにも載置部１２が被把持物２に沿って移動するとき、載置部１２は載物台１及び被把持物２に引っかかり難くなっている。その結果、載置部１２は被把持物２に沿って容易に移動することができる。また、載置部１２の断面形状をＸ方向に長い楕円形にすることにより、被把持物２を載せる場所の面積を広くすることができる。従って、把持した被把持物２の形を崩れ難くすることができる。

（変形例３）
前記第１の実施形態では、載置部１２と載置部１４との一対の載置部を移動させたが、載置部は３つ以上でも良い。そして、それぞれの載置部を被把持物２の中央に向けて移動させても良い。載置部の個数が多い程被把持物２を受ける場所が多くなるので、被把持物２を安定して支えることができる。そして、押え部の個数は載置部と同じ個数となるのが好ましい。被把持物２を安定して支えることができる。

（変形例４）
前記第２の実施形態では、押え部２０及び押え部２１は弾性材料を袋状して形成されていた。押え部２０及び押え部２１は網目状の膜であっても良い。さらに、押え部２０及び押え部２１の伸縮性を良くすることができる。

（変形例５）
前記第２の実施形態では、押え部保持装置２２及び押え部設置装置２５を用いて押え部２０及び押え部２１を着脱した。操作者は押え部２０及び押え部２１に空気を流入させて、膨らませて押え部２０及び押え部２１を着脱しても良い。簡便な装置で容易に着脱可能な方法を採用しても良い。

（変形例６）
前記第３の実施形態では、第１支持部３４が元側縦部材３６と先側縦部材３７とに分離した。他にも、第１支持部３４が間隔調整部９から外れて良く、載置部１２及び押え部１３が第１支持部３４から外れても良い。どちらの部位の場所で離れても良い。外しやすい場所にて外すようにしても良い。

（変形例７）
前記第４の実施形態では、載置部４５の断面形状は四角形であった。さらに、四角形の角に面取りや曲面が施されているのが好ましい。被把持物２に引っかかり難くなるので、被把持物２や載置部４５が損傷することを防止できる。

２ａ…側面、２ｂ…底、２…被把持物、４，３３，４４，４６，４８，５０，５２，５５，５７，５９，６４，６７…ロボットハンド、９…間隔調整部、１２，１４，４５，５３，６０，６５，６８…載置部、１３ａ，４７ａ，４９ａ，５１ａ，５４ａ，５６ａ，５８ａ，６１ｂ…中央部、１３ｂ，４７ｂ，４９ｂ，５１ｂ，５４ｂ，５６ｂ，５８ｂ，６１ｃ…周囲部、１３，１５，２０，２１，４７，４９，５１，５４，５６，５８，６１，６６，６９…押え部。

Claims (11)

1. 被把持物を把持するロボットハンドであって、
   前記被把持物を載置する棒状の複数の載置部と、
   前記被把持物の側面を押える押え部と、
   前記載置部を移動して前記載置部の間隔を調整する間隔調整部と、を備えることを特徴とするロボットハンド。
2. 請求項１に記載のロボットハンドであって、
   前記載置部が前記被把持物の底と接する場所は直線になっていることを特徴とするロボットハンド。
3. 請求項１または２に記載のロボットハンドであって、
   前記載置部の長手方向と直交する断面の断面形状は円形または楕円形となっていることを特徴とするロボットハンド。
4. 請求項１または２に記載のロボットハンドであって、
   前記載置部の長手方向と直交する断面の断面形状は四角形となっていることを特徴とするロボットハンド。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載のロボットハンドであって、
   前記押え部は中央に位置する場所を中央部とし前記中央部の周囲に位置する場所を周囲部とするとき、前記中央部の前記押え部は前記周囲部の前記押え部に比べてばね定数が小さいことを特徴とするロボットハンド。
6. 請求項１〜５のいずれか一項に記載のロボットハンドであって、
   前記載置部及び前記押え部の前記間隔調整部と反対側の少なくとも一部は金属により形成されていることを特徴とするロボットハンド。
7. 請求項１〜６のいずれか一項に記載のロボットハンドであって、
   前記載置部と前記押え部とは一体形成されていることを特徴とするロボットハンド。
8. 請求項１〜７のいずれか一項に記載のロボットハンドであって、
   前記押え部の少なくとも一部は弾性材料により形成されていることを特徴とするロボットハンド。
9. 請求項８に記載のロボットハンドであって、
   前記押え部は前記載置部と着脱可能に設置されていることを特徴とするロボットハンド。
10. 請求項１〜８のいずれか一項に記載のロボットハンドであって、
    前記押え部は前記間隔調整部と着脱可能に設置されていることを特徴とするロボットハンド。
11. ロボットハンドを備えたロボットであって、
    前記ロボットハンドが請求項１〜１０のいずれか一項に記載のロボットハンドであることを特徴とするロボット。

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