JP2014188633A

JP2014188633A - エンドエフェクターおよびロボット

Info

Publication number: JP2014188633A
Application number: JP2013067647A
Authority: JP
Inventors: Toshio Tanaka; 俊雄田中
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2013-03-27
Filing date: 2013-03-27
Publication date: 2014-10-06

Abstract

【課題】ワークを把持する際に、例えばワークの形状や硬さ、その他姿勢等によらず、当該ワークを容易かつ確実に把持することができるエンドエフェクターおよびロボットを提供すること。
【解決手段】エンドエフェクター１０は、ロボットアームの先端に設けられるものである。このエンドエフェクター１０は、ワーク７００を把持する第１フィンガー５ａおよび第２フィンガー５ｂと、第１フィンガー５ａおよび第２フィンガー５ｂを支持する支持体６とを備える。第１フィンガー５ａおよび第２フィンガー５ｂは、それぞれ、可撓性を有する帯状体で構成され、ワーク７００に当接するベルト５１と、ベルト５１の長手方向のたるみが可能なたるみ範囲と、たるみ範囲内でのベルト５１の厚さ方向のたるみ量とのうちの少なくとも一方を調整するたるみ調整機構６０とを有する。
【選択図】図９

Description

本発明は、エンドエフェクターおよびロボットに関する。

従来、把持対象物を把持する複数本のフィンガーを有するロボットハンドが知られている。このロボットハンドでは、各フィンガーは、それぞれ、屈曲または伸長可能な関節を複数有する多関節フィンガーである（例えば、特許文献１参照）。そして、ロボットハンドは、把持対象物を把持する際、各フィンガーができる限り把持対象物の外形形状に沿う（ならう）ように当該フィンガーの各関節を屈曲または伸長させる。

特開２００４−１８８５２８号公報

しかしながら、特許文献１に記載のロボットハンドでは、各フィンガーがいくら多関節を有すものであっても、当該フィンガーが把持対象物の外形形状にならう（沿う）のには限界があった。このため、例えば把持対象物の形状や姿勢（載置状態）等によっては、当該把持対象物を把持しきれない、すなわち、十分に把持することができないという問題があった。この場合、把持対象物を搬送する途中で、当該把持対象物がエンドエフェクター（フィンガー）から脱落するという問題があった。また、多関節フィンガーでは、関節数が多くなればなるほど、構造や制御が複雑となるという問題もある。
本発明の目的は、ワークを把持する際に、例えばワークの形状や硬さ、その他姿勢等によらず、当該ワークを容易かつ確実に把持することができるエンドエフェクターおよびロボットを提供することにある。

このような目的は、下記の本発明により達成される。
（適用例１）
本発明のエンドエフェクターは、ロボットアームの先端に設けられるエンドエフェクターであって、
ワークを把持する複数のフィンガーと、
前記各フィンガーを支持する支持体と、を備え、
前記各フィンガーは、可撓性を有する帯状体で構成され、前記ワークに当接するベルトと、
前記ベルトの長手方向のたるみが可能なたるみ範囲と、前記たるみ範囲内での前記ベルトの厚さ方向のたるみ量とのうちの少なくとも一方を調整するたるみ調整機構と、を有することを特徴とする。

これにより、例えばワークの形状や硬さ、その他姿勢に応じて、当該ワークを容易かつ確実に把持することができるように、各フィンガーのベルトのたるみを調整することができる。これにより、ベルトのワークに対する接触圧や接触面積を適正な状態とすることができ、よって、ワークを把持する際に、例えばワークの形状や硬さ、その他姿勢等によらず、当該ワークを容易かつ確実に把持することができる。

（適用例２）
本発明のエンドエフェクターでは、前記たるみ調整機構は、前記ベルトの長手方向の一端を支持する支持部と、
前記ベルトの長手方向の他端を案内しつつ、前記ベルト上を摺動する案内部と、
前記挟持部を前記支持部に対して接近または離間可能に移動させる移動機構と、を有し、移動機構の作動によって前記挟持部が前記支持部に対して接近または離間することにより、前記たるみ範囲が調整されるのが好ましい。
これにより、挟持部を支持部に対して接近または離間させるという簡単な構成で、たるみ範囲を容易に調整することができる。挟持部が支持部に対して接近した場合には、たるみ範囲が減少し、挟持部が支持部に対して離間した場合には、たるみ範囲が増加する。

（適用例３）
本発明のエンドエフェクターでは、前記支持部は、板状をなす部材で構成され、
前記たるみ調整機構とは独立して作動可能であり、前記支持部をその端部または途中を回動中心として前記挟持部に対して回動させる回動機構をさらに備えるのが好ましい。
これにより、フィンガーにより把持されたワークを当該フィンガーから解放する際、ワークをフィンガーのベルトで支えつつ、その解放を行なうことができる。よって、ワークがフィンガーから落下するのが防止される。

（適用例４）
本発明のエンドエフェクターでは、前記回動機構は、前記複数のフィンガーにより把持された前記ワークを前記フィンガーから解放するときに作動するのが好ましい。
これにより、フィンガーにより把持されたワークを当該フィンガーから解放する際、ワークをフィンガーのベルトで支えつつ、その解放を行なうことができる。よって、ワークがフィンガーから落下するのが防止される。

（適用例５）
本発明のエンドエフェクターでは、前記挟持部は、前記複数のフィンガーにより把持された前記ワークを前記フィンガーから解放するときに、前記挟持部を下方に移動させ、下方に移動した前記挟持部により、前記ワークを下方に押圧できるのが好ましい。
これにより、解放作業を確実に行なうことができる。

（適用例６）
本発明のエンドエフェクターでは、前記たるみ調整機構は、前記ベルトを引張りまたは弛緩する引張り機構を有し、前記引張り機構の作動によって前記ベルトでの張力が変化することにより、前記たるみ量が調整されるのが好ましい。
これにより、ベルトを引張りまたは弛緩するという簡単な操作で、たるみ量を容易に調整することができる。ベルトが引張られた場合には、たるみ量が減少し、ベルトが弛緩した場合には、たるみ量が増加する。

（適用例７）
本発明のエンドエフェクターでは、前記たるみ調整機構は、モーターを有し、
前記フィンガーの一部が前記ワークに接触した際、前記モーターに通電する電流値が変化したときに、前記フィンガーが前記ワークに接触したと判断されるのが好ましい。
これにより、フィンガーでワークを過剰に押し潰してしまうのを防止することができる。

（適用例８）
本発明のエンドエフェクターでは、前記支持体は、前記フィンガー同士を接近または離間可能に支持して、前記フィンガー同士の間隔を調整する間隔調整機構を有するのが好ましい。
これにより、ワークの大きさに応じて、フィンガー同士の間隔を調整することができ、よって、ワークをその両側から確実に挟持することができる。

（適用例９）
本発明のエンドエフェクターでは、前記ベルトは、金属材料または樹脂材料で構成されているのが好ましい。
これにより、たるみ調整機構を作動させても、ベルトが不本意に伸長したり、収縮したりするのを防止することができ、よって、例えばベルトが不本意に伸長した場合に生じ得るワークのベルトからの離脱を防止することができる。

（適用例１０）
本発明のロボットは、本発明のエンドエフェクターと、
前記エンドエフェクターが先端に設けられるロボットアームと、備えることを特徴とする。
これにより、例えばワークの形状や硬さ、その他姿勢に応じて、当該ワークを容易かつ確実に把持することができるように、各フィンガーのベルトのたるみを調整することができる。これにより、ベルトのワークに対する接触圧や接触面積を適正な状態とすることができ、よって、ワークを把持する際に、例えばワークの形状や硬さ、その他姿勢等によらず、当該ワークを容易かつ確実に把持することができる。

本発明に係わるエンドエフェクター（第１実施形態）が装着されたロボットの稼働状態を鉛直上方から見た平面図である。図１に示すロボットを正面側から見た斜視図である。図１に示すロボットの概略図である。図１に示すロボットの主要部のブロック図である。図１に示すエンドエフェクターの作動状態（ワークを把持するまでの過程）を示す断面側面図である。図１に示すエンドエフェクターの作動状態（ワークを把持するまでの過程）を示す断面側面図である。図１に示すエンドエフェクターの作動状態（ワークを把持するまでの過程）を示す断面側面図である。図１に示すエンドエフェクターの作動状態（ワークを把持するまでの過程）を示す断面側面図である。図１に示すエンドエフェクターの作動状態（ワークを把持するまでの過程）を示す断面側面図である。図１に示すエンドエフェクターの作動状態（把持したワークを解放するまでの過程）を示す断面側面図である。図１に示すエンドエフェクターの作動状態（把持したワークを解放するまでの過程）を示す断面側面図である。図１に示すエンドエフェクターの１つのフィンガーの斜視図である。本発明に係わるロボット（第２実施形態）の正面図である。

以下、本発明のエンドエフェクターおよびロボットを添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
＜第１実施形態＞
図１は、本発明に係わるエンドエフェクター（第１実施形態）が装着されたロボットの稼働状態を鉛直上方から見た平面図、図２は、図１に示すロボットを正面側から見た斜視図、図３は、図１に示すロボットの概略図、図４は、図１に示すロボットの主要部のブロック図、図５〜図９は、それぞれ、図１に示すエンドエフェクターの作動状態（ワークを把持するまでの過程）を示す断面側面図、図１０、図１１は、それぞれ、図１に示すエンドエフェクターの作動状態（把持したワークを解放するまでの過程）を示す断面側面図、図１２は、図１に示すエンドエフェクターの１つのフィンガーの斜視図である。なお、以下では、説明の都合上、図２、図３、図５〜図１２中（図１３についても同様）の上側を「上」または「上方」、下側を「下」または「下方」と言う。また、ロボットにおける基台側を「基端」、その反対側を「先端」と言う。また、図６〜図１２では、フィンガーを支持する支持体が省略されている。

図１に示すロボットシステム（ロボット）５００は、ロボット（ロボットアーム）１と、ロボット１に装着されるエンドエフェクター（ロボットハンド）１０とを備えている。
図２、図３に示すロボット１は、電力を供給する電源（図示せず）と電気的に接続されており、ワーク７００を搬送する搬送工程で用いることができる。なお、ワーク７００としては、特に限定されず、例えば、本実施形態では比較的柔軟な「ボール」を一例として挙げる。また、前記電源は、工業用の電源であり、例えば、２００Ｖの交流電圧を印加することができる。

このロボット１は、基台１１と、４本のアーム（リンク）１２、１３、１４、１５と、リスト（リンク）１６とを備え、これらが順に連結された垂直多関節（６軸）ロボットアームである。なお、垂直多関節ロボットでは、基台１１と、アーム１２〜１５と、リスト１６とを総称して「アーム」と言うこともでき、基台１１を「第１アーム」、アーム１２を「第２アーム」、アーム１３を「第３アーム」、アーム１４を「第４アーム」、アーム１５を「第５アーム」、リスト１６を「第６アーム」と分けて言うことができる。

図３に示すように、アーム１２〜１５、リスト１６は、それぞれ、基台１１に対し独立して変位可能に支持されている。
基台１１とアーム１２とは、関節（ジョイント）１７１を介して連結されている。そして、アーム１２は、基台１１に対し、鉛直方向と平行な回動軸Ｏ_１回りに回動可能となっている。この回動軸Ｏ_１回りの回動は、モーター４０１の駆動によりなされる。なお、モーター４０１の駆動は、モーター４０１とケーブル（図示せず）を介して電気的に接続されたモータードライバー３０１により制御される（図４参照）。

アーム１２とアーム１３とは、関節（ジョイント）１７２を介して連結されている。そして、アーム１３は、アーム１２（基台１１）に対し、水平方向と平行な回動軸Ｏ_２回りに回動可能となっている。この回動軸Ｏ_２回りの回動は、モーター４０２の駆動によりなされる。なお、モーター４０２の駆動は、モーター４０２とケーブル（図示せず）を介して電気的に接続されたモータードライバー３０２により制御される（図４参照）。

アーム１３とアーム１４とは、関節（ジョイント）１７３を介して連結されている。そして、アーム１４は、アーム１３（基台１１）に対し、水平方向と平行な回動軸Ｏ_３回りに回動可能となっている。この回動軸Ｏ_３回りの回動は、モーター４０３の駆動によりなされる。なお、モーター４０３の駆動は、モーター４０３とケーブル（図示せず）を介して電気的に接続されたモータードライバー３０３により制御される（図４参照）。

アーム１４とアーム１５とは、関節（ジョイント）１７４を介して連結されている。そして、アーム１５は、アーム１４（基台１１）に対し、アーム１４の中心軸方向と平行な回動軸Ｏ_４回りに回動可能となっている。この回動軸Ｏ_４回りの回動は、モーター４０４の駆動によりなされる。なお、モーター４０４の駆動は、モーター４０４とケーブル（図示せず）を介して電気的に接続されたモータードライバー３０４により制御される（図４参照）。

アーム１５とリスト１６とは、関節（ジョイント）１７５を介して連結されている。そして、リスト１６は、アーム１５（基台１１）に対し、水平方向（ｙ軸方向）と平行な回動軸Ｏ_５回りに回動可能となっている。この回動軸Ｏ_５回りの回動は、モーター４０５の駆動によりなされる。なお、モーター４０５の駆動は、モーター４０５とケーブル（図示せず）を介して電気的に接続されたモータードライバー３０５により制御される（図４参照）。また、リスト１６は、関節（ジョイント）１７６を介して、回動軸Ｏ_５と垂直な回動軸Ｏ_６回りにも回動可能となっている。この回動軸Ｏ_６回りの回動は、モーター４０６駆動によりなされる。なお、モーター４０６の駆動は、モーター４０６とケーブル（図示せず）を介して電気的に接続されたモータードライバー３０６により制御される（図４参照）。
モーター４０１〜４０６としては、特に限定されず、例えば、サーボモーターを用いるのが好ましい。また、前記各ケーブルは、それぞれ、ロボット１を挿通している。

図４に示すように、ロボット１は、制御手段としての、ＣＰＵ（Central Processing Unit）が内蔵されたパーソナルコンピューター（ＰＣ）２０と電気的に接続されている。そして、パーソナルコンピューター２０は、アーム１２〜１５、リスト１６をそれぞれ独立して作動させることができる、すなわち、モータードライバー３０１〜３０６を介して、モーター４０１〜４０６をそれぞれ独立して制御することができる。この制御プログラムは、パーソナルコンピューター２０に内蔵された記録媒体に予め記憶されている。

図２に示すように、基台１１は、ロボット１が垂直多関節ロボットの場合、当該垂直多関節ロボットの最も下方に位置し、床１０１に固定される部分である。この固定方法としては、特に限定されず、例えば、図２に示す本実施形態では、複数本のボルト１１１による固定方法を用いている。
基台１１は、中空の基台本体（ハウジング）１１２を有している。基台本体１１２は、円筒状をなす円筒状部１１３と、当該円筒状部１１３の外周部に一体的に形成された、箱状をなす箱状部（図示せず）とに分けることができる。そして、このような基台本体１１２には、例えば、モーター４０１やモータードライバー３０１〜３０６が収納されている。

アーム１２〜１５は、それぞれ、中空のアーム本体２と、駆動機構３と、封止手段４とを有しており、基台１１に対する配置箇所、すなわち、ロボット１全体における配置箇所と、その他に外形形状が異なること以外は、ほぼ同じ構成である。なお、以下では、説明の都合上、アーム１２が有するアーム本体２、駆動機構３、封止手段４をそれぞれ「アーム本体２ａ」、「駆動機構３ａ」、「封止手段４ａ」と言い、アーム１３が有するアーム本体２、駆動機構３、封止手段４をそれぞれ「アーム本体２ｂ」、「駆動機構３ｂ」、「封止手段４ｂ」と言い、アーム１４が有するアーム本体２、駆動機構３、封止手段４をそれぞれ「アーム本体２ｃ」、「駆動機構３ｃ」、「封止手段４ｃ」と言い、アーム１５が有するアーム本体２、駆動機構３、封止手段４をそれぞれ「アーム本体２ｄ」、「駆動機構３ｄ」、「封止手段４ｄ」と言う。

アーム１２は、基台１１の上端部（先端部）に水平方向に対し傾斜した姿勢で連結されている。このアーム１２では、駆動機構３ａがモーター４０２を有しており、アーム本体２ａ内に収納されている。また、アーム本体２ａ内は、封止手段４ａにより気密封止されている。
アーム１３は、アーム１２の先端部に連結されている。このアーム１３では、駆動機構３ｂがモーター４０３を有しており、アーム本体２ｂ内に収納されている。また、アーム本体２ａ内は、封止手段４ｂにより気密封止されている。
アーム１４は、アーム１３の先端部に連結されている。このアーム１４では、駆動機構３ｃがモーター４０４を有しており、アーム本体２ｃ内に収納されている。また、アーム本体２ｃ内は、封止手段４ｃにより気密封止されている。

アーム１５は、アーム１４の先端部に、その中心軸方向と平行に連結されている。このアーム１５では、駆動機構３ｄがモーター４０５、４０６を有しており、アーム本体２ｄ内に収納されている。また、アーム本体２ｄ内は、封止手段４ｄにより気密封止されている。
アーム１５の先端部（基台１１と反対側の端部）には、リスト１６が連結されている。このリスト１６には、エンドエフェクター１０が着脱自在に装着される。そして、ロボット１は、リスト１６に装着されたエンドエフェクター１０でワーク７００を把持したまま、アーム１２〜１５やリスト１６等の動作を制御することにより、当該ワーク７００を搬送することができる。

図２に示すように、リスト１６は、円筒状をなす（外形形状が円柱状をなす）リスト本体（装着部）１６１と、リスト本体１６１と別体で構成され、当該リスト本体１６１の基端部に設けられ、リング状をなす支持リング１６２とを有している。
リスト本体１６１に、エンドエフェクター１０が装着される。また、リスト本体１６１は、アーム１５の駆動機構３ｄに連結されており、当該駆動機構３ｄのモーター４０６の駆動により、回動軸Ｏ_６回りに回動する。

支持リング１６２は、アーム１５の駆動機構３ｄに連結されており、当該駆動機構３ｄのモーター４０５の駆動により、リスト本体１６１ごと回動軸Ｏ_５回りに回動する。支持リング１６２は、円筒部品５０ａ、５０ｂの間で挟持されている。これにより、リスト１６をアーム１５に対して確実に回動可能に支持することができる。
なお、駆動機構３ａ〜３ｄは、それぞれ、モーターの他に、例えば、プーリーやタイミングベルトを有している。
また、封止手段４ａ〜４ｄは、それぞれ、例えば、板状のカバーやパッキンを有する構成のものとすることができる。

図１に示すように、エンドエフェクター１０は、ロボット１のリスト１６に装着された状態で使用される。以下、この状態を「装着状態」と言う。なお、この装着状態では、エンドエフェクター１０は、図示しないコネクターが、ロボット１のリスト１６の先端面１６３に設けられたコネクター１６５を介して前記電源と電気的に接続される。これにより、後述するモーター６３等は、電力が供給されて、作動することができる。

図５（図６〜図１１についても同様）に示すように、エンドエフェクター１０は、第１フィンガー５ａと、第２フィンガー５ｂと、支持体６とを備えている。以下、各部の構成について説明する。
第１フィンガー５ａと第２フィンガー５ｂとは、ワーク７００を挟持し合うことにより、当該ワーク７００を把持するものである。

また、支持体６は、第１フィンガー５ａおよび第２フィンガー５ｂを支持するものである。図５に示すように、支持体６は、間隔調整機構６１と、間隔調整機構６１を収納する筐体（ハウジング）６２とを有している。
間隔調整機構６１は、第１フィンガー５ａと第２フィンガー５ｂとを接近または離間可能に支持して、これらフィンガー同士の間隔を調整する機構である。この間隔調整機構６１は、モーター６３と、モーター６３のシャフト６３１に固定されたピニオンギア６４と、ピニオンギア６４を介して対向配置されたラック６５ａおよび６５ｂと、ラック６５ａと第１フィンガー５ａの根元部（基端部）とを連結する連結部６６ａと、ラック６５ｂと第２フィンガー５ｂの根元部（基端部）とを連結する連結部６６ｂとを有している。

モーター６３は、例えばサーボモーターで構成され、装着状態でリスト１６の中心軸上に配置される。モーター６３のシャフト６３１に固定されたピニオンギア６４には、ラック６５ａ、６５ｂがそれぞれ噛み合っている。そして、モーター６３が作動して、シャフト６３１が回転することにより、その回転力がラック６５ａ、６５ｂにそれぞれ伝達されて、ラック６５ａとラック６５ｂとが互いに反対方向に平行に移動する。これにより、連結部６６ａを第１フィンガー５ａごと移動させることができるとともに、連結部６６ｂを第２フィンガー５ｂごと移動させることができる。この移動により、ワーク７００の大きさに応じて、第１フィンガー５ａと第２フィンガー５ｂとの間隔を調整することができ、よって、ワーク７００をその両側から確実に挟持することができる。

次に、第１フィンガー５ａ、第２フィンガー５ｂについて説明する。第１フィンガー５ａと第２フィンガー５ｂとは、同じ構成であるため、第１フィンガー５ａについて代表的に説明する。
図５、図１２に示すように、第１フィンガー５ａは、ベルト５１と、たるみ調整機構６０と、回動機構９とを有している。

ベルト５１は、可撓性を有する帯状体で構成されている。このベルト５１は、装着状態でリスト１６の中心軸（図５〜図１２中の上下方向）に沿って配置される。そして、ベルト５１は、たるみ調整機構６０の作動によって、外側にたるみ、そのたるみ部５１４の内側の面がワーク７００に当接する当接面５１１となる。
なお、当接面５１１には、粗面加工により微小な凹凸が形成されていてもよい。これにより、ワーク７００が当接面５１１から滑るのを防止することができ、よって、ワーク７００を確実に把持することができる。

ベルト５１自体は、実質的には伸縮しない、すなわち、弾性に乏しいものが好ましく、その構成材料としては、特に限定されず、例えば、ステンレス鋼等のような金属材料や、ポリエチレン等のような樹脂材料が挙げられる。これにより、たるみ調整機構６０を作動させても、ベルト５１が不本意に伸長したり、収縮したりするのを防止することができる。よって、例えばベルト５１が不本意に伸長した場合に生じ得るワーク７００のベルト５１からの離脱を防止することができる。

図５に示すように、たるみ調整機構６０は、ベルト５１の長手方向（図中の上下方向）のたるみが可能なたるみ範囲ｕ_１を調整する第１調整機構（たるみ範囲調整機構）７と、たるみ範囲ｕ_１内でのベルト５１の厚さ方向（図中の左右方向）のたるみ量ｕ_２を調整する第２調整機構（たるみ量調整機構）８とに分けることができる。
第１調整機構７は、ベルト５１の先端部（一端側の部分）５１２を支持する支持部７１と、支持部７１を支持体６の連結部６６ａと連結する連結部７２と、ベルト５１の基端部（他端側の部分）５１３を挟持して案内する案内部（挟持部）７３と、案内部７３を移動させる移動機構７４とを有している。

図１２に示すように、支持部７１は、平坦な板部材で構成されている。この支持部７１は、第２フィンガー５ｂ側の端部でベルト５１の先端部５１２を支持、固定している。
連結部７２は、クランク状に屈曲した板部材で構成されている。この連結部７２の先端部は、支持体６の途中（または第２フィンガー５ｂ側の端部と反対側の端部）を回動可能に支持する回動支持部７２１となっている。また、連結部７２の基端部は、支持体６の連結部６６ａに固定される固定部７２２となっている。

案内部７３は、互いに対向配置された一対の挟持片７３１、７３２で構成され、挟持片７３１、７３２同士の間でベルト５１の基端部５１３を挟持することができる。そして、この挟持状態のまま、挟持片７３１と挟持片７３２とは、移動機構７４の作動により、ベルト５１上を一括して摺動することができる（例えば図６、図８参照）。
このように、ベルト５１は、先端部５１２が支持部７１で変形が規制され、基端部５１３が案内部７３で変形が規制されている。その結果、ベルト５１は、支持部７１と案内部７３との間の残りの部分がたるみ可能なたるみ部５１４となる。
支持部７１、連結部７２、案内部７３の構成材料としては、特に限定されず、例えば、ステンレス鋼等のような金属材料を用いることができる。

図５に示すように、移動機構７４は、支持体６の連結部６６ａ内に配置され、案内部７３を支持部７１に対して接近または離間可能に移動させる機構である。移動機構７４は、モーター７５と、ボールねじ７６と、リニアガイド７７とを有している。
モーター７５は、支持体６の連結部６６ａに対し固定されている。
ボールねじ７６は、モーター７５に連結されたねじ軸７６１と、ねじ軸７６１に螺合しているナット７６２とで構成されている。ねじ軸７６１は、モーター７５の作動により回転することができる。ナット７６２は、ねじ軸７６１の回転に伴って、当該ねじ軸７６１上をその長手方向に沿って移動することができる。また、ナット７６２は、案内部７３と連結されている。これにより、ナット７６２が案内部７３とともに移動することができ、よって、案内部７３を支持部７１に対して接近または離間させることができる。このとき、案内部７３がベルト５１上を摺動することとなり、たるみ範囲ｕ_１が調整される。案内部７３が支持部７１に対して接近した場合には（図７、図８）、たるみ範囲ｕ_１が減少し、案内部７３が支持部７１に対して離間した場合には（図５、図６参照）、たるみ範囲ｕ_１が増加する。
また、リニアガイド７７は、支持体６の連結部６６ａに対し固定されている。このリニアガイド７７は、ボールねじ７６のナット７６２に連結され、ナット７６２が移動する際に、当該ナット７６２を案内することができる。これにより、ナット７６２が円滑に移動することができる。

第２調整機構８は、ベルト５１を引張りまたは弛緩することにより、たるみ範囲ｕ_１内でのベルト５１のたるみ量ｕ_２を調整する引張りまたは弛緩機構（引張り機構）である。図５に示すように、第２調整機構８は、支持体６の連結部６６ａ内に配置されている。この第２調整機構８は、モーター８１と、ボールねじ８２と、リニアガイド８３とを有している。

モーター８１は、支持体６の連結部６６ａに対し固定されている。
ボールねじ８２は、モーター８１に連結されたねじ軸８２１と、ねじ軸８２１に螺合しているナット８２２とで構成されている。ねじ軸８２１は、モーター８１の作動により回転することができる。ナット８２２は、ねじ軸８２１の回転に伴って、当該ねじ軸８２１上をその長手方向に沿って移動することができる。また、ナット８２２は、ベルト５１の基端部５１３と連結されている。そして、移動するナット８２２により、ベルト５１を引張りまたは弛緩することができる。これにより、ベルト５１での張力が変化することとなり、よって、たるみ量ｕ_２が調整される。ベルト５１が引張られた場合には、たるみ量ｕ_２が減少し、ベルト５１が弛緩した場合には、たるみ量ｕ_２が増加する。
また、リニアガイド８３は、支持体６の連結部６６ａに対し固定されている。このリニアガイド８３は、ボールねじ８２のナット８２２に連結され、ナット８２２が移動する際に、当該ナット８２２を案内することができる。これにより、ナット８２２が円滑に移動することができる。

回動機構９は、第１調整機構７の支持部７１を回動支持部７２１を回動中心として案内部７３に対して回動させる機構である（図１０参照）。この回動機構９は、たるみ調整機構６０とは独立して作動可能であり、その作動タイミングは、第１フィンガー５ａ、第２フィンガー５ｂにより把持されたワーク７００を、第１フィンガー５ａ、第２フィンガー５ｂから解放するときである。

図５に示すように、回動機構９は、支持体６の連結部６６ａに配置されている。この回動機構９は、モーター９１と、ボールねじ９２と、リニアガイド９３と、連結部９４とを有している。
モーター９１は、支持体６の連結部６６ａに対し固定されている。
ボールねじ９２は、モーター９１に連結されたねじ軸９２１と、ねじ軸９２１に螺合しているナット９２２とで構成されている。ねじ軸９２１は、モーター９１の作動により回転することができる。ナット９２２は、ねじ軸９２１の回転に伴って、当該ねじ軸９２１上をその長手方向に沿って移動することができる。また、ナット９２２は、連結部９４を介して、支持部７１と連結されている。

連結部９４は、板部材で構成されている。この連結部９４の先端部は、支持体６の第２フィンガー５ｂ側の端部と反対側の端部を回動可能に支持する回動支持部９４１となっている。また、連結部９４の基端部は、ナット９２２に固定される固定部９４２となっている。
そして、この連結部９４は、支持部７１と連結部７２とともに、全体としてリンク機構を構成する。このリンク機構により、モーター９１が作動すると、支持部７１が回動支持部９４１を中心として回動することができる。これにより、第１フィンガー５ａ、第２フィンガー５ｂにより把持されたワーク７００を、第１フィンガー５ａ、第２フィンガー５ｂから解放する際、当該ワーク７００を両フィンガーのベルト５１で支えつつ、その解放を行なうことができる。よって、ワーク７００が第１フィンガー５ａ、第２フィンガー５ｂから落下するのが防止される（図１０参照）。
また、リニアガイド９３は、支持体６の連結部６６ａに対し固定されている。このリニアガイド９３は、ボールねじ９２のナット９２２に連結され、ナット９２２が移動する際に、当該ナット９２２を案内することができる。これにより、ナット９２２が円滑に移動することができる。

次に、エンドエフェクター１０がワーク７００を把持するまでの作動状態（図５〜図９参照）と、把持したワーク７００を解放するまでの作動状態（図１０、図１１参照）について説明する。
まず、エンドエフェクター１０がワーク７００を把持するまでの作動状態について説明する。

図５に示すように、ステージ８００上には、ワーク７００が載置されている。ワーク７００に対して、ロボット１を作動させて、エンドエフェクター１０を当該ワーク７００の上方に位置させる。
また、エンドエフェクター１０では、間隔調整機構６１を作動させて、第１フィンガー５ａと第２フィンガー５ｂとの間隔を調整する。このときの間隔は、第１フィンガー５ａのベルト５１の先端部５１２と、第２フィンガー５ｂのベルト５１の先端部５１２との間隔がワーク７００の水平方向の長さよりも若干大きい程度とされる。

次に、図５に示す状態から、図６に示すように、たるみ調整機構６０の第１調整機構７を作動させて、たるみ範囲ｕ_１が最大となるように調整する。また、第２調整機構も作動させて、たるみ量ｕ_２が最大となるように調整する。
次に、図６に示す状態から、ロボット１を作動させて、図７に示すように、エンドエフェクター１０を下降させる。これにより、第１フィンガー５ａと第２フィンガー５ｂとの間にワーク７００が位置する。この状態から間隔調整機構６１を作動させて、第１フィンガー５ａと第２フィンガー５ｂとを徐々に接近させる。このときの接近は、第１フィンガー５ａのベルト５１のたるみ部５１４と、第２フィンガー５ｂのベルト５１のたるみ部５１４とは、ワーク７００には接触しないが、これらのたるみ部５１４同士の間でワーク７００が囲まれる程度とされる。

次に、図７に示す状態から、図８に示すように、第１フィンガー５ａの案内部７３（挟持片７３２）の先端がワーク７００に接触するまで、当該第１フィンガー５ａの第１調整機構７を作動させる、すなわち、案内部７３を下降させる（下方に移動させる）。これにより、第１フィンガー５ａでのたるみ範囲ｕ_１が前記最大の状態から減少して、当該たるみ範囲ｕ_１がワーク７００に対して適した大きさとなる。

これと同様に、第２フィンガー５ｂの案内部７３（挟持片７３２）の先端がワーク７００に接触するまで、当該第２フィンガー５ｂの第１調整機構７を作動させる、すなわち、案内部７３を下降させる。これにより、第２フィンガー５ｂでのたるみ範囲ｕ_１が前記最大の状態から減少して、当該たるみ範囲ｕ_１がワーク７００に対して適した大きさとなる。
なお、第１フィンガー５ａの案内部７３や、第２フィンガー５ｂの案内部７３がワーク７００に接触したか否かの判断は、次のようにして行われる。

第１フィンガー５ａ（第２フィンガー５ｂ）の案内部７３がワーク７００に接触すると、フィンガーの一部がワークに接触した際、モーター８１に通電する電流値が増加する（変化する）。この変化をロボット１の制御部が検出して、第１フィンガー５ａの案内部７３がワーク７００に接触したと判断する。これにより、下降する案内部７３でワーク７００を過剰に押し潰してしまうのを防止することができる。
また、ワーク７００に接触したか否かの判断は、このような電流値の変化に基づいた方法に限定されず、例えば、センサ（例えば触覚センサ）やカメラ（例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラ）を用いる方法であってもよい。

次に、図８に示す状態から、図９に示すように、第１フィンガー５ａのたるみ調整機構６０の第２調整機構８を作動させて、たるみ量ｕ_２を前記最大の状態から減少させる。これにより、第１フィンガー５ａのベルト５１では、たるみ部５１４のほぼ全体がワーク７００に当接することができる、すなわち、第１フィンガー５ａのベルト５１のたるみ部５１４とワーク７００との接触面積をできる限り大きく確保することができる。また、このベルト５１は、可撓性を有しているため、たるみ部５１４がワーク７００の外形形状に沿う。

また、これと同様に、第２フィンガー５ｂのたるみ調整機構６０の第２調整機構８を作動させて、たるみ量ｕ_２を前記最大の状態から減少させる。これにより、第２フィンガー５ｂのベルト５１では、たるみ部５１４のほぼ全体がワーク７００に当接することができる、すなわち、第２フィンガー５ｂのベルト５１のたるみ部５１４とワーク７００との接触面積をできる限り大きく確保することができる。また、このベルト５１も、可撓性を有しているため、たるみ部５１４がワーク７００の外形形状に沿う。
そして、図９に示す状態でロボット１を作動させると、エンドエフェクター１０でワーク７００を確実に把持したまま、当該ワーク７００を搬送することができる。そして、この搬送の間、ワーク７００は、エンドエフェクター１０から落下したり、エンドエフェクター１０の把持力（挟持力）で損傷を受けるのが確実に防止される。

このようにエンドエフェクター１０では、例えばワーク７００の形状や硬さ、その他姿勢に応じて、当該ワーク７００を容易かつ確実に把持することができるように、簡単な構造や制御により、第１フィンガー５ａ、第２フィンガー５ｂのベルト５１のたるみ（たるみ範囲ｕ_１、たるみ量ｕ_２）を調整することができる。これにより、ベルト５１のワーク７００に対する接触圧や接触面積を適正な状態とすることができ、よって、ワーク７００を把持する際に、例えばワーク７００の形状や硬さ、その他姿勢等によらず、当該ワーク７００を容易かつ確実に把持することができる。
また、種々のワーク７００に対応して、適度なたるみ範囲ｕ_１やたるみ量ｕ_２が、例えば検量線（グラフや表を含む）として、ロボット１の制御部の記憶部に記憶されている。そして、ワーク７００を把持するごとに、ワーク７００に対応したたるみ範囲ｕ_１、たるみ量ｕ_２が前記記憶部から呼び出される。

次に、エンドエフェクター１０が把持したワーク７００を解放するまでの作動状態について説明する。
エンドエフェクター１０が把持したワーク７００を解放して、ステージ８０１上に載置するには、まず、ロボット１を作動させて、エンドエフェクター１０をステージ８０１の直上に位置させ、この状態で図１０に示すように、第１フィンガー５ａの回動機構９を作動させるとともに、第２フィンガー５ｂの回動機構９を作動させる。これにより、第１フィンガー５ａの支持部７１が図１０中の時計回りに回転するとともに、第１フィンガー５ａの支持部７１が図１０中の反時計回りに回転する。このとき、ワーク７００は、第１フィンガー５ａのたるみ部５１４と第２フィンガー５ｂのたるみ部５１４との間で挟持されて摺動しつつ、下方の向かって緩やかに落下する。この落下したワーク７００は、損傷を受けず、ステージ８０１上に載置されることとなる。

なお、例えばワーク７００の材質によっては、当該ワーク７００とベルト５１との間にブロッキング（ワーク７００とベルト５１とのくっつき）が生じて、図１０に示す動作でワーク７００がベルト５１から落下しない場合がある。この場合は、図１０に示す状態から、第１フィンガー５ａの第１調整機構７を作動させて、案内部７３を下方に移動させるとともに、第２フィンガー５ｂの第１調整機構７を作動させて、案内部７３を下方に移動させる。この下方に移動した各案内部７３により、ワーク７００は、同方向に押圧されて確実に落下することとなる。

＜第２実施形態＞
図１３は、本発明に係わるロボット（第２実施形態）の正面図である。
以下、この図を参照して本発明のエンドエフェクターおよびロボットの第２実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。
本実施形態は、ロボットアームの本数が異なること以外は前記第１実施形態と同様である。

図１３に示すように、本実施形態では、ロボット１は、胴部１８と、胴部１８の両側部に支持された２本のアーム（ロボットアーム）１９とを備えている。
各アーム１９は、それぞれ、多関節アームであり、その先端部にエンドエフェクター１０を着脱自在に装着することができる。これにより、２つのエンドエフェクター１０による作業を行なうことができ、よって、その作業効率が向上する。

以上、本発明のエンドエフェクターおよびロボットを図示の実施形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、エンドエフェクターおよびロボットを構成する各部は、同様の機能を発揮し得る任意の構成のものと置換することができる。また、任意の構成物が付加されていてもよい。
また、本発明のエンドエフェクターおよびロボットは、前記各実施形態のうちの、任意の２以上の構成（特徴）を組み合わせたものであってもよい。

また、ロボットが備えるロボットアームの本数は、前記第１実施形態では１本であり、前記第２実施形態では２本であるが、これに限定されず、例えば、３本以上であってもよい。
また、フィンガーの設置数は、前記各実施形態では２本であるが、これに限定されず、例えば、３本以上であってもよい。フィンガーの設置数が３本以上の場合、ワークを安定して把持することができる。

また、たるみ調整機構は、前記各実施形態ではベルトの長手方向のたるみが可能なたるみ範囲を調整する第１調整機構（たるみ範囲調整機構）と、たるみ範囲内でのベルトの厚さ方向のたるみ量を調整する第２調整機構（たるみ量調整機構）とを有する機構であるが、これに限定されず、例えば、第１調整機構および第２調整機構のうちの一方を省略することができる。
また、たるみ調整機構、回動機構は、ボールねじとリニアガイドとを有する構成に限定されず、それらに代えて、ラックとピニオンギアとを有する構成であってもよい。

１……ロボット（ロボットアーム）１１……基台１１１……ボルト１１２……基台本体（ハウジング）１１３……円筒状部１２、１３、１４、１５……アーム（リンク）１６……リスト（リンク）１６１……リスト本体（装着部）１６２……支持リング１６３……先端面１６５……コネクター１７１、１７２、１７３、１７４、１７５、１７６……関節（ジョイント）２、２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ……アーム本体３、３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ……駆動機構４、４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ……封止手段５ａ……第１フィンガー５ｂ……第２フィンガー５１……ベルト５１１……当接面５１２……先端部（一端側の部分）５１３……基端部（他端側の部分）５１４……たるみ部６……支持体６１……間隔調整機構６２……筐体（ハウジング）６３……モーター６３１……シャフト６４……ピニオンギア６５ａ、６５ｂ……ラック６６ａ、６６ｂ……連結部７……第１調整機構（たるみ範囲調整機構）７１……支持部７２……連結部７２１……回動支持部７２２……固定部７３……案内部７３１、７３２……挟持片７４……移動機構７５……モーター７６……ボールねじ７６１……ねじ軸７６２……ナット７７……リニアガイド８……第２調整機構（たるみ量調整機構）８１……モーター８２……ボールねじ８２１……ねじ軸８２２……ナット８３……リニアガイド９……回動機構９１……モーター９２……ボールねじ９２１……ねじ軸９２２……ナット９３……リニアガイド９４……連結部９４１……回動支持部９４２……固定部１０……エンドエフェクター（ロボットハンド）１８……胴部１９……アーム（ロボットアーム）２０……パーソナルコンピューター（ＰＣ）３０１、３０２、３０３、３０４、３０５、３０６……モータードライバー４０１、４０２、４０３、４０４、４０５、４０６……モーター５０ａ、５０ｂ……円筒部品６０……たるみ調整機構１０１……床５００……ロボットシステム（ロボット）７００……ワーク８００、８０１……ステージＯ_１、Ｏ_２、Ｏ_３、Ｏ_４、Ｏ_５、Ｏ_６……回動軸ｕ_１……たるみ範囲ｕ_２……たるみ量

Claims

ロボットアームの先端に設けられるエンドエフェクターであって、
ワークを把持する複数のフィンガーと、
前記各フィンガーを支持する支持体と、を備え、
前記各フィンガーは、可撓性を有する帯状体で構成され、前記ワークに当接するベルトと、
前記ベルトの長手方向のたるみが可能なたるみ範囲と、前記たるみ範囲内での前記ベルトの厚さ方向のたるみ量とのうちの少なくとも一方を調整するたるみ調整機構と、を有することを特徴とするエンドエフェクター。
前記たるみ調整機構は、前記ベルトの長手方向の一端を支持する支持部と、
前記ベルトの長手方向の他端を案内しつつ、前記ベルト上を摺動する案内部と、
前記挟持部を前記支持部に対して接近または離間可能に移動させる移動機構と、を有し、移動機構の作動によって前記挟持部が前記支持部に対して接近または離間することにより、前記たるみ範囲が調整される請求項１に記載のエンドエフェクター。
前記支持部は、板状をなす部材で構成され、
前記たるみ調整機構とは独立して作動可能であり、前記支持部をその端部または途中を回動中心として前記挟持部に対して回動させる回動機構をさらに備える請求項２に記載のエンドエフェクター。
前記回動機構は、前記複数のフィンガーにより把持された前記ワークを前記フィンガーから解放するときに作動する請求項３に記載のエンドエフェクター。
前記挟持部は、前記複数のフィンガーにより把持された前記ワークを前記フィンガーから解放するときに、前記挟持部を下方に移動させ、下方に移動した前記挟持部により、前記ワークを下方に押圧できる請求項４に記載のエンドエフェクター。
前記たるみ調整機構は、前記ベルトを引張りまたは弛緩する引張り機構を有し、前記引張り機構の作動によって前記ベルトでの張力が変化することにより、前記たるみ量が調整される請求項１ないし５のいずれか１項に記載のエンドエフェクター。
前記たるみ調整機構は、モーターを有し、
前記フィンガーの一部が前記ワークに接触した際、前記モーターに通電する電流値が変化したときに、前記フィンガーが前記ワークに接触したと判断される請求項１ないし６のいずれか１項に記載のエンドエフェクター。
前記支持体は、前記フィンガー同士を接近または離間可能に支持して、前記フィンガー同士の間隔を調整する間隔調整機構を有する請求項１ないし７のいずれか１項に記載のエンドエフェクター。
前記ベルトは、金属材料または樹脂材料で構成されている請求項１ないし８のいずれか１項に記載のエンドエフェクター。
請求項１ないし９のいずれか１項に記載のエンドエフェクターと、
前記エンドエフェクターが先端に設けられるロボットアームと、備えることを特徴とするロボット。