JP2015085439A - Gripping device, robot and gripping method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、被把持物を把持する把持装置、ロボット、及び、把持方法に関するものである。 The present invention relates to a gripping device, a robot, and a gripping method for gripping an object to be gripped.
特許文献1には、柔軟な物を把持可能なロボットハンドが開示されている。このロボットハンドは、一対の保持体を備えており、各保持体の内面にはゲル状流体が充填された袋体が設置されている。一対の保持体が被把持物を把持するときには、被把持物の形状に沿って袋体が変形するので、安定して柔軟な被把持物を把持することができる。
上述した従来技術のロボットハンドでは、形状の異なる複数種類の物のそれぞれを被把持物として把持することは困難な場合があった。そこで、従来から、形状の異なる複数種類の物のそれぞれを被把持物として把持することが可能なロボットハンドが望まれていた。 In the conventional robot hand described above, it is sometimes difficult to grip each of a plurality of types of objects having different shapes as objects to be gripped. Therefore, conventionally, a robot hand that can hold a plurality of types of objects having different shapes as objects to be gripped has been desired.
また、柔かい被把持物の中には、ロボットハンドで把持することによって形状が崩れてしまい、被把持物の価値を損なわれてしまうものが存在する。そこで、従来から、柔軟で型崩れしやすい被把持物を安定して把持することが可能なロボットハンドが望まれていた。 In addition, among soft objects to be grasped, there are those in which the shape collapses when grasped by a robot hand and the value of the object to be grasped is impaired. Therefore, there has been a demand for a robot hand that can stably hold an object to be gripped that is flexible and easily loses its shape.
なお、上述した課題は、ロボットハンドに限らず、被把持物を把持する把持装置や把持方法に共通する課題であった。 The above-described problems are not limited to robot hands, but are common to gripping devices and gripping methods for gripping an object to be gripped.
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(aspect)として実現することが可能である。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following aspects.
(1)本発明の一形態によれば、被把持物を把持する把持装置が提供される。この把持装置は、被把持物を挟持するための複数の保持部を備える。前記複数の保持部のぞれぞれは、可撓性の膜状部材を備えるものとしてもよい。前記複数の保持部は、柔らかさ指標が3mm3/gfから10mm3/gfまでの範囲に亘る複数の異なる種類の被把持物であって、柔らかさ指標が異なる複数種類の被把持物を把持可能に構成されているものとしてもよい。
この把持装置では、比較的柔らかい被把持物から比較的硬い被把持物に亘る複数の異なる種類の被把持物であって、柔らかさ指標が異なる複数種類の被把持物を安定して把持することが可能である。
(1) According to an aspect of the present invention, a gripping device that grips an object to be gripped is provided. The gripping device includes a plurality of holding units for sandwiching an object to be gripped. Each of the plurality of holding portions may include a flexible membrane member. The plurality of holding portions grip a plurality of different types of objects to be grasped having a softness index ranging from 3 mm 3 / gf to 10 mm 3 / gf, and have a different softness index. It may be configured to be possible.
In this gripping device, it is possible to stably grip a plurality of different types of objects to be gripped ranging from a relatively soft object to be held to a relatively hard object and having different softness indices. Is possible.
(2)上記把持装置において、前記柔らかさ指標は、表面積が約260mm2である押圧部を使用して前記被把持物に前記押圧部を押しつける試験において得られる前記押圧部の変位と前記押圧部の負荷圧力とに基づいて、前記変位を前記負荷圧力で除して得られる値としてもよい。 (2) In the gripping device, the softness index is determined by the displacement of the pressing portion and the pressing portion obtained in a test of pressing the pressing portion against the object to be gripped using a pressing portion having a surface area of about 260 mm 2. The displacement may be a value obtained by dividing the displacement by the load pressure.
(3)上記把持装置において、前記複数の保持部は、柔らかさ指標が0.5mm3/gfから10mm3/gfまでの範囲に亘る複数の異なる種類の被把持物であって、柔らかさ指標が異なる複数種類の被把持物を把持可能に構成されているものとしてもよい。 (3) In the gripping device, the plurality of holding portions may be a plurality of different types of objects to be gripped with a softness index ranging from 0.5 mm 3 / gf to 10 mm 3 / gf, and the softness index It is good also as what is comprised so that a several types of to-be-gripped thing from which can differ can be hold | gripped.
(4)上記把持装置において、前記柔らかさ指標は、表面積が約260mm2、又は約50mm2である押圧部を使用して前記被把持物に前記押圧部を押しつける試験において得られる前記押圧部の変位と前記押圧部の負荷圧力とに基づいて、前記変位を前記負荷圧力で除して得られる値としてもよい。 (4) In the gripping device, the softness index is obtained by using a pressing unit having a surface area of about 260 mm 2 or about 50 mm 2 to press the pressing unit against the object to be gripped. A value obtained by dividing the displacement by the load pressure based on the displacement and the load pressure of the pressing portion may be used.
(5)上記把持装置において、前記複数の保持部は、柔らかさ指標が0.2mm3/gfから20mm3/gfまでの範囲に亘る複数の異なる種類の被把持物であって、柔らかさ指標が異なる複数種類の被把持物を把持可能に構成されているものとしてもよい。 (5) In the above gripping device, the plurality of holding portions are a plurality of different types of objects to be gripped with a softness index ranging from 0.2 mm 3 / gf to 20 mm 3 / gf, and the softness index It is good also as what is comprised so that a several types of to-be-gripped thing from which can differ can be hold | gripped.
(6)上記把持装置において、前記柔らかさ指標は、表面積が約520mm2、約260mm2、又は約50mm2である押圧部を使用して前記被把持物に前記押圧部を押しつける試験において得られる前記押圧部の変位と前記押圧部の負荷圧力とに基づいて、前記変位を前記負荷圧力で除して得られる値としてもよい。
(7)上記把持装置において、前記膜状部材は、ショアA硬度が約20〜約90の弾性部材で形成されているものとしてもよい。
(6) In the gripping device, the softness index is obtained in a test in which the pressing portion is pressed against the object to be gripped using a pressing portion having a surface area of about 520 mm 2 , about 260 mm 2 , or about 50 mm 2. Based on the displacement of the pressing portion and the load pressure of the pressing portion, a value obtained by dividing the displacement by the load pressure may be used.
(7) In the gripping device, the film-like member may be formed of an elastic member having a Shore A hardness of about 20 to about 90.
(8)上記把持装置において、前記複数の保持部の各々は、更に、第1固定部と、第2固定部と、支持部と、を有するものとしてもよい。前記第2固定部は、前記第1固定部と対向した位置に設けてもよい。前記支持部は、前記第1固定部と前記第2固定部を連結して支持するものとしてもよい。前記膜状部材は、前記第1固定部と前記第2固定部との間に固定された可撓性の膜状部材としてもよい。前記膜状部材の周縁部は、互いに対向する第1端部及び第2端部と、互いに対向する第3端部及び第4端部と、を有していてもよい。前記膜状部材の前記第1端部及び前記第2端部が前記第1固定部及び前記第2固定部によってそれぞれ固定されていてもよい。前記膜状部材の前記第3端部及び前記第4端部は、固定されていない自由端を構成していてもよい。
前記膜状部材の第1端部及び第2端部がそれぞれ固定されているとともに、膜状部材の第3端部及び第4端部は固定されていない自由端を構成するようにすれば、形状の異なる複数種類の物のそれぞれを被把持物として把持することが可能である。また、可撓性の膜状部材を用いるようにすれば、柔らかな被把持物を破損することなく把持することが可能である。
(8) In the gripping device, each of the plurality of holding portions may further include a first fixing portion, a second fixing portion, and a supporting portion. The second fixing part may be provided at a position facing the first fixing part. The support part may be configured to connect and support the first fixing part and the second fixing part. The film-shaped member may be a flexible film-shaped member fixed between the first fixed portion and the second fixed portion. The peripheral edge of the film-like member may have a first end and a second end that face each other, and a third end and a fourth end that face each other. The first end portion and the second end portion of the film-like member may be fixed by the first fixing portion and the second fixing portion, respectively. The 3rd end part and the 4th end part of the film-like member may constitute a free end which is not fixed.
If the first end and the second end of the membrane member are fixed, respectively, and the third end and the fourth end of the membrane member constitute a free end that is not fixed, Each of a plurality of types of objects having different shapes can be gripped as a gripped object. If a flexible film-like member is used, it is possible to grip a soft object without being damaged.
(9)上記把持装置において、前記支持部は、前記膜状部材が前記被把持物に接する面の裏側に配置されていてもよい。
この構成によれば、支持部が被把持物と干渉しないので、種々の大きさの被把持物を安定して把持することが可能である。
(9) In the gripping device, the support portion may be disposed on the back side of the surface where the film-shaped member is in contact with the object to be gripped.
According to this configuration, since the support portion does not interfere with the object to be grasped, it is possible to stably grasp objects of various sizes.
(10)上記把持装置において、前記支持部は、前記第1固定部と前記第2固定部との間の距離を一定に維持するように構成されていてもよい。
この構成では、膜状部材の第1端部と第2端部との間の距離が一定に維持されるので、膜状部材の変形によって適切な把持力を被把持物に与えることができ、柔らかな被把持物を安定して把持可能である。
(10) In the gripping device, the support portion may be configured to maintain a constant distance between the first fixing portion and the second fixing portion.
In this configuration, since the distance between the first end and the second end of the membrane member is maintained constant, an appropriate gripping force can be given to the object to be grasped by the deformation of the membrane member, A soft object to be grasped can be stably grasped.
(11)上記把持装置において、前記支持部は、前記第1固定部と前記第2固定部との間に固定されているものとしてもよい。
この構成においても、膜状部材の第1端部と第2端部との間の距離が一定に維持されるので、柔らかな被把持物を安定して把持可能である。
(11) In the gripping device, the support portion may be fixed between the first fixing portion and the second fixing portion.
Even in this configuration, since the distance between the first end and the second end of the film-like member is kept constant, it is possible to stably grip a soft object.
(12)上記把持装置において、前記支持部は、前記第1固定部と前記第2固定部との間において、回動軸を中心に回動可能であるものとしても良い。
この構成においても、支持部が被把持物を破損する可能性を低減できるので、柔らかな被把持物を安定して把持可能である。
(12) In the gripping device, the support portion may be rotatable about a rotation axis between the first fixing portion and the second fixing portion.
Even in this configuration, since the possibility that the support portion breaks the object to be grasped can be reduced, a soft object to be grasped can be stably grasped.
(13)上記把持装置において、前記複数の保持部の各々は、更に、前記複数の保持部の間に前記被把持物が把持される際に前記支持部が回動する場合に、前記支持部の前記回動に抗する付勢力を付与する付勢部を備えるものとしてもよい。
この構成では、被把持物を解放する際に、付勢部によって支持部が元の位置に戻るので、支持部が被把持物を破損する可能性を低減できる。
(13) In the gripping device, each of the plurality of holding portions may further include the support portion when the support portion rotates when the object to be gripped is gripped between the plurality of holding portions. It is good also as a thing provided with the urging | biasing part which provides the urging | biasing force resisting the said rotation.
In this configuration, when the object to be grasped is released, the support part is returned to the original position by the urging portion, so that the possibility that the support part damages the object to be grasped can be reduced.
(14)上記把持装置は、更に、前記複数の保持部の間の距離を調整する位置変更部を備えるものとしてもよい。
この構成によれば、複数の保持部の間の距離を調整することによって、被把持部を任意に把持したり解放したりすることができる。
(14) The gripping device may further include a position changing unit that adjusts a distance between the plurality of holding units.
According to this configuration, the gripped portion can be arbitrarily gripped or released by adjusting the distance between the plurality of holding portions.
(15)本発明の他の形態は、上記把持装置を備えるロボットとして実現可能である。 (15) Another embodiment of the present invention can be realized as a robot including the gripping device.
(16)上記ロボットは、更に、前記把持装置と連結された手首関節部と、前記手首関節部と連結されたリンクと、前記リンクに連結された肩関節部と、前記肩関節部が設けられた本体部と、を備えるものとしてもよい。 (16) The robot further includes a wrist joint connected to the gripping device, a link connected to the wrist joint, a shoulder joint connected to the link, and the shoulder joint. And a main body part.
(17)本発明の更に他の形態は、把持装置を用いて被把持物を把持する方法であって、前記複数の保持部の間に被把持物が位置するように前記把持装置を移動させる第1の移動工程と、前記複数の保持部の間の距離を狭めることによって、前記複数の保持部の前記膜状部材の間に前記被把持物を把持する把持工程と、前記被把持物を把持した状態で前記把持装置を移動させる第2の移動工程と、前記複数の保持部の間の距離を拡げることによって、前記被把持物を解放する解放工程と、を有する方法である。 (17) Still another embodiment of the present invention is a method of gripping an object to be gripped using a gripping apparatus, and the gripping apparatus is moved so that the object to be gripped is positioned between the plurality of holding portions. A gripping step of gripping the object to be gripped between the film-like members of the plurality of holding portions by narrowing a distance between the first holding step and the plurality of holding portions; and It is a method including a second moving step of moving the gripping device in a gripped state and a releasing step of releasing the object to be gripped by increasing the distance between the plurality of holding portions.
本発明は、上述した形態以外の種々の形態で実現することも可能である。例えば、ロボット、ロボットハンド、ロボットハンドを用いた把持方法、それらの方法または装置の機能を実現するためのコンピュータープログラム、そのコンピュータープログラムを記録した一時的でない記録媒体(non-transitory storage medium)等の形態で実現することができる。 The present invention can be realized in various forms other than the above-described forms. For example, a robot, a robot hand, a gripping method using a robot hand, a computer program for realizing the function of the method or apparatus, a non-transitory storage medium that records the computer program, etc. It can be realized in the form.
A.第1の実施形態の構成と動作
本実施形態では、把持装置としてのロボットハンドと、このロボットハンドを用いて被挟持物(「被把持物」とも呼ぶ)を保持する例について、図1〜図9に従って説明する。図1(a)〜図2(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)はロボットハンドが被挟持物を保持する直前の状態を示し、図1(b)は、ロボットハンドが被挟持物に接触する状態を示す。図2(a)は、ロボットハンドが被挟持物を保持した状態を示す。図2(b)は、ロボットハンドの構成を示す模式側断面図である。図2(b)は、図2(a)のA−A'線に沿う模式断面図である。尚、以下の説明に用いた各図においては、各部材を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ある。
A. Configuration and Operation of First Embodiment In this embodiment, a robot hand as a gripping device and an example of holding an object to be clamped (also referred to as “target object”) using this robot hand are shown in FIGS. 9 will be described. FIG. 1A to FIG. 2A are schematic perspective views showing the configuration of a robot hand. FIG. 1A shows a state immediately before the robot hand holds the object to be held, and FIG. 1B shows a state in which the robot hand contacts the object to be held. FIG. 2A shows a state where the robot hand holds the object to be clamped. FIG. 2B is a schematic side sectional view showing the configuration of the robot hand. FIG. 2B is a schematic cross-sectional view taken along the line AA ′ in FIG. In each drawing used in the following description, the scale is different for each member so that each member has a size that can be recognized on the drawing.
図1(a)〜図2(b)に示すように、四角形の板状の載置台1の上に被挟持物2が載置されている。載置台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。
As shown in FIGS. 1A to 2B, the object to be sandwiched 2 is placed on a square plate-like mounting table 1. The surface of the mounting table 1 facing the upper side in the figure is a
被挟持物2は特に限定されず柔軟な物体であっても良く、変形し難い物体であっても良い。被挟持物2は、例えば、ハム、ソーセージ、チーズ、クリームコロッケ、こんにゃく、豆腐、寒天等の物体である。図を見やすくするために載置台1上には被挟持物2が1個のみ載置されているが、載置台1には複数の被挟持物2が接近し配列して設置されていても良い。
The sandwiched
被挟持物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。
A
アーム5の先端には昇降機構6及び回動機構7が設置されている。昇降機構6及び回動機構7は昇降回動軸8を回動させ、昇降回動軸8をZ方向に往復移動させる。昇降機構6及び回動機構7の構造は特に限定されない。昇降機構6にはモーターとボールねじ、リニアモーター、ラックとピニオン等を用いることができる。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動軸8を直動させている。回動機構7はモーターと減速ギアとを組み合わせた構造であり、減速ギアが昇降回動軸8を回動させる。
A
昇降回動軸8の−Z方向の端にはロボットハンド4が設置されている。ロボットハンド4は昇降回動軸8と接続する位置変更部9を備えている。位置変更部9は略直方体の形状をしている。位置変更部9の−Z方向側の面には一対のレール9aがX方向に延在して設置されている。レール9aには第1ステージ9b及び第2ステージ9cが吊るされて設置されている。第1ステージ9b及び第2ステージ9cはレール9aに沿って・X方向に移動する。第1ステージ9b及び第2ステージ9cが移動する・X方向を位置変更方向9dとする。
A
位置変更部9は内部に直動機構を備え、直動機構は第1ステージ9b及び第2ステージ9cを位置変更方向9dに往復移動する。位置変更部9は第1ステージ9b及び第2ステージ9cを各々独立して移動させることができる。位置変更部9が備える直動機構の構造は特に限定されず、昇降機構6と同様な機構を用いることができる。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。
The
第1ステージ9bの−Z方向側には第1ステージ9bと接続して保持部としての第1保持部10が設置されている。第2ステージ9cの−Z方向側には第2ステージ9cと接続して保持部としての第2保持部11が設置されている。位置変更部9は第1ステージ9b及び第2ステージ9cを移動させることにより第1保持部10と第2保持部11との相対位置を変更する機能を備えている。なお、この相対位置の制御では、予め設定されたテンプレートによる位置制御による方法や、把持圧力を圧力センサー等でモニタリングしながら把持する把持圧力制御による方法等を用いることができる。
A
第1保持部10は位置変更部9と接続する第1固定部としての第1基部12を備え、位置変更部9は第1基部12を移動する。第1基部12はZ方向に延在する角棒状の縦部材12aの一端にY方向に延在する直方体の横部材12bが中央で接続した形状となっている。同様に、第2保持部11も位置変更部9と接続する第1固定部としての第2基部13を備え、位置変更部9は第2基部13を移動する。第2基部13はZ方向に延在する角棒状の縦部材13aの端にY方向に延在する直方体の横部材13bが中央で接続した形状となっている。縦部材12a及び縦部材13aは位置変更部9の直動機構と接続されている。そして、縦部材12aと縦部材13aとの間隔が位置変更部9によって変更される。
The
横部材12bの−Z方向側には−Z方向に延在する支持部としての第1棒14及び支持部としての第2棒15が設置されている。第1棒14はZ方向に沿う回動軸14aを回動中心にして回動可能に設置されている。同様に、第2棒15もZ方向に沿う回動軸15aを回動中心にして回動可能に設置されている。回動軸14a及び回動軸15aは位置変更方向9dと直交している。横部材12bのZ方向側には第1棒14と対向する場所に付勢部としての第1付勢部16が設置され、第2棒15と対向する場所に付勢部としての第2付勢部17が設置されている。
A
第1付勢部16は第1棒14と接続し、第1棒14が回動する角度に応じたトルクを発生する。同様に、第2付勢部17は第2棒15と接続し、第2棒15が回動する角度に応じたトルクを発生する。第1付勢部16及び第2付勢部17により第1棒14及び第2棒15は所定の回動方向に付勢されている。
The
第1棒14は2つの円弧部14bを有し弓形状または略弓形状に湾曲した形状をした丸棒である。第1棒14の両端は直線状となっており回動軸14aに沿って配置されている。回動軸14aは第1棒14の弓形状に対する弦に相当する仮想形状となっている。2つの円弧部14bの間の部分が回動軸14aから最も離れた場所であり、この部分を突出部14cとする。同様に、第2棒15は2つの円弧部15bを有し弓形状または略弓形状に湾曲した形状をしている。第2棒15の両端は直線状となっており回動軸15aに沿って配置されている。回動軸15aは第2棒15の弓形状に対する弦に相当する仮想形状となっている。2つの円弧部15bの間の部分が回動軸15aから最も離れた場所であり、この部分を突出部15cとする。
The
第1棒14及び第2棒15の−Z方向側の端には第2固定部としての第1先端部18が設置されている。第1棒14及び第2棒15は第1先端部18に対して回動可能に設置されている。第1棒14は横部材12bと第1先端部18とに回動可能に支持されている。同様に、第2棒15は横部材12bと第1先端部18とに回動可能に支持されている。横部材12b、第1先端部18、回動軸14a及び回動軸15aは長方形を形作っている。従って、第1棒14が回動軸14aを中心にして回動し第2棒15が回動軸15aを中心に回動しても横部材12bと第1先端部18との相対位置は変わらない。
A first
第2保持部11は第1保持部10と同様の形状を備えている。横部材13bの−Z方向側には−Z方向に延在する支持部としての第3棒20及び支持部としての第4棒21が設置されている。第3棒20はZ方向に沿う回動軸20aを回動中心にして回動可能に設置されている。同様に、第4棒21もZ方向に沿う回動軸21aを回動中心にして回動可能に設置されている。回動軸20a及び回動軸21aは位置変更方向9dと直交している。横部材13bのZ方向側には第3棒20と対向する場所に付勢部としての第3付勢部22が設置され、第4棒21と対向する場所に付勢部としての第4付勢部23が設置されている。
The
第3付勢部22は第3棒20と接続し、第3棒20が回動する角度に応じたトルクを発生する。同様に、第4付勢部23は第4棒21と接続し、第4棒21が回動する角度に応じたトルクを発生する。第3付勢部22及び第4付勢部23により、第3棒20及び第4棒21は所定の回動方向に付勢されている。
The
第3棒20は2つの円弧部20bを有し弓形状または略弓形状に湾曲した形状をしている。第3棒20の両端は直線状となっており回動軸20aに沿って配置されている。回動軸20aは第3棒20の弓形状に対する弦に相当する仮想形状となっている。2つの円弧部20bの間の部分が回動軸20aから最も離れた場所であり、この部分を突出部20cとする。同様に、第4棒21は2つの円弧部21bを有し弓形状または略弓形状に湾曲した形状をしている。第4棒21の両端は直線状となっており回動軸21aに沿って配置されている。回動軸21aは第4棒21の弓形状に対する弦に相当する仮想形状となっている。2つの円弧部21bの間の部分が回動軸21aから最も離れた場所であり、この部分を突出部21cとする。
The
第3棒20及び第4棒21の−Z方向側の端には第2固定部としての第2先端部24が設置されている。第3棒20及び第4棒21は第2先端部24に対して回動可能に設置されている。第3棒20は横部材13bと第2先端部24とに回動可能に支持されている。同様に、第4棒21は横部材13bと第2先端部24とに回動可能に支持されている。横部材13b、第2先端部24、回動軸20a及び回動軸21aは長方形を形作っている。従って、第3棒20が回動軸20aを中心にして回動し第4棒21が回動軸21aを中心に回動しても横部材13bと第2先端部24との相対位置は変わらない。
A second
第1棒14のうち横部材12bに挿入された直線状の部分を直線部14eとする。第1棒14のうち横部材12bと第1先端部18との間の部分を曲部14fとする。回動軸14aは横部材12b及び第1先端部18と交差している。直線部14eは回動軸14aに沿っており、曲部14fは回動軸14aから離れている。第2棒15のうち横部材12bに挿入された直線状の部分を直線部15eとする。第2棒15のうち横部材12bと第1先端部18との間の部分を曲部15fとする。回動軸15aは横部材12b及び第1先端部18と交差している。直線部15eは回動軸15aに沿っており、曲部15fは回動軸15aから離れている。
A straight portion inserted into the
第3棒20のうち横部材13bに挿入された直線状の部分を直線部20eとする。第3棒20のうち横部材13bと第2先端部24との間の部分を曲部20fとする。回動軸20aは横部材13b及び第2先端部24と交差している。直線部20eは回動軸20aに沿っており、曲部20fは回動軸20aから離れている。第4棒21のうち横部材13bに挿入された直線状の部分を直線部21eとする。第4棒21のうち横部材13bと第2先端部24との間の部分を曲部21fとする。回動軸21aは横部材13b及び第2先端部24と交差している。直線部21eは回動軸21aに沿っており、曲部21fは回動軸21aから離れている。
A straight portion inserted into the
横部材12bと第1先端部18との間には被挟持物2側に可撓性の膜状部材としての内側第1シート25が設置されている。内側第1シート25は一方の端部が横部材12bに固定され、もう一方の端部が第1先端部18に固定されている。同様に、横部材13bと第2先端部24との間には被挟持物2側に可撓性の膜状部材としての内側第2シート26が設置されている。内側第2シート26は一方の端部が横部材13bに固定され、もう一方の端部が第2先端部24に固定されている。内側第1シート25及び内側第2シート26の材質は弾力性のある材料であれば良く特に限定されない。内側第1シート25及び内側第2シート26の材質は、例えば、シリコンゴム等の合成ゴムや天然ゴムや糸状のゴムが編み込まれた布等を用いることができる。本実施形態では内側第1シート25及び内側第2シート26にシリコンゴムが用いられている。
Between the
位置変更部9が第1ステージ9bと第2ステージ9cとの間隔を狭くするとき内側第1シート25と内側第2シート26とが被挟持物2の側面と側面側の底面に接触する。そして、第1保持部10及び第2保持部11は被挟持物2を内側第1シート25と内側第2シート26との一部で挟んで保持する。
When the
ロボットハンド4の図中Y方向側には制御部27が設置されている。制御部27はアーム5の制御及びロボットハンド4の制御を行う装置である。制御部27は第1ステージ9bと第2ステージ9cとを移動させて、第1保持部10と第2保持部11との間隔を調整する。
A
第1基部12、第2基部13、第1先端部18、第2先端部24、第1棒14、第2棒15、第3棒20及び第4棒21の材質は洗浄及び消毒に耐え剛性のある材質であれば良く、特に限定されない。金属やシリコーン樹脂等を用いることができる。本実施形態では、例えば、第1基部12、第2基部13、第1先端部18、第2先端部24、第1棒14、第2棒15、第3棒20及び第4棒21の材質にステンレス鋼を採用している。尚、洗浄は、例えば、洗浄液に浸漬して超音波洗浄する方法とブラッシング等の機械的洗浄とを組み合わせた方法を用いることができる。消毒には、例えば、煮沸消毒や塩素消毒等を行うことができる。
The materials of the
図1(a)に示すように、ロボットハンド4が被挟持物2を保持していないとき、第1棒14と第2棒15とは同一平面に沿って配置され、第3棒20と第4棒21とは同一平面に沿って配置される。図1(b)に示すように、第1基部12と第2基部13とが接近するとき、第1棒14〜第4棒21は被挟持物2と接触する。そして、第1棒14〜第4棒21は弓形状に湾曲しているので、第1棒14〜第4棒21が回転して第1先端部18と第2先端部24とは被挟持物2の・X方向の外周より中心側に位置する。
As shown in FIG. 1A, when the
図2(a)に示すように、さらに、第1基部12と第2基部13とが接近する。第1棒14及び第2棒15は−X側に突出し、第3棒20及び第4棒21はX側に突出する。そして、第1先端部18と第2先端部24とは、さらに、被挟持物2のX方向の外周より中心側に位置する。
As shown in FIG. 2A, the
図3(a)は、ロボットハンドの保持部10の正面図であり、図3(b)はその背面図である。シート25(膜状部材)の周縁部は、互いに対向する第1端部25a及び第2端部25bと、互いに対向する第3端部25c及び第4端部25dと、を有する。この例では、第1端部25a及び第2端部25bが上端及び下端、第3端部25c及び第4端部25dが両側端である。第3端部25c及び第4端部25dは、第1端部25a及び第2端部25bに隣接していること(すなわち、第1端部25aと第2端部25bの間にあること)が好ましい。シート25の第1端部25aは第1固定部としての第1基部12によって固定され、第2端部25bは第2固定部としての第1先端部18によって固定されている。シート25の第3端部25c及び第4端部25dは、固定されていない自由端を構成している。支持部としての第1棒14及び第2棒15は、シート25が被把持物に接する面の裏側に配置されている。なお、図3(a)で見えているシート25の表面が「被把持物に接する面」に相当し、図3(b)で見えているシート25の面が裏面に相当する。
FIG. 3A is a front view of the holding
この保持部10は、シート25の第1端部25a及び第2端部25bが固定されており、また、第3端部25c及び第4端部25dが自由端を構成しているので、図1に示したように、シート25の幅よりも大きな長さを有する被把持物2を安定して把持することが可能である。すなわち、仮に、第3端部25c及び第4端部25dを何らかの固定部に固定した場合には、シート25の幅よりも大きな長さを有する被把持物2を把持する場合に、それらの固定部が被把持物2と干渉してしまう(具体的には、押してしまう)ため、被把持物2を過度に変形させてしまい、破損してしまう可能性がある。また、被把持物2を過度に変形させないように弱い力で把持した場合には、被把持物2を落下させてしまう可能性がある。一方、本実施形態では、第3端部25c及び第4端部25dが自由端を構成しているので、シート25の幅よりも大きな長さを有する被把持物2を過度に変形させたり落下させたりすること無く、安定して把持することが可能である。また、本実施形態の保持部10では、シート25の幅よりも小さな長さを有する被把持物も、同様に安定して把持することが可能である。また、シート25は可撓性なので、柔らかな被把持物2を破損することなく把持することができる。
Since the
なお、シート25の幅よりも大きな長さを有する被把持物2を把持する場合には、第3端部25c及び第4端部25dの外側(Y方向の両側)に被把持物2がはみ出た状態となる(図2(a))。そこで、シート25が第3端部25c及び第4端部25dにおいて被把持物2をしっかりと把持するために、第3端部25c及び第4端部25dを補強することにより、第3端部25c及び第4端部25dの部材強度を、シート25の中央よりも高めておくようにしてもよい。例えば、第3端部25c及び第4端部25dを、複数の弾性部材層で構成される多層構造にしてもよい。あるいは、第3端部25c及び第4端部25dにおける厚みを、シート25の中央の厚みよりも大きくしてもよい。なお、補強のための層や部材は、第3端部25c及び第4端部25dの裏面側(被把持物2に接しない面の側)に設けることにより、シート25の表面に凹凸が生じるのを避けることが好ましい。
When gripping the object to be grasped 2 having a length larger than the width of the
上述したように、シート25の材料としては、例えば、合成ゴムや、エラストマー、天然ゴム、糸状のゴムやエラストマーが編み込まれた布、等の種々の可撓性材料や弾性部材を用いることができる。具体的には、例えば、シリコンゴムや、ニトリルゴム、フッ素ゴム、エチレンプロピレン(EPT)ゴムなどを使用することができる。シート25に使用する弾性材料は、以下の特性を有することが好ましい。
(1)ショアA硬度:約20〜約90の範囲、特に、約70〜約80
(2)引っ張り強さ:約6〜約10MPa、特に、約7〜約9MPa
(3)伸び:約250〜約400%、特に、約290〜約350%
ここで、「ショアA硬度」は、JIS K 6253又はそれと同等な規格(ISO 7619やASTM D 2240等)に従って測定される値である。「引っ張り強さ」、及び、「伸び」は、JIS K 6251又はそれと同等な規格(ASTM D 471等)に従って測定される値である。
As described above, as the material of the
(1) Shore A hardness: in the range of about 20 to about 90, especially about 70 to about 80
(2) Tensile strength: about 6 to about 10 MPa, especially about 7 to about 9 MPa
(3) Elongation: about 250 to about 400%, especially about 290 to about 350%
Here, the “Shore A hardness” is a value measured according to JIS K 6253 or a standard equivalent thereto (ISO 7619, ASTM D 2240, etc.). “Tensile strength” and “elongation” are values measured according to JIS K 6251 or equivalent standards (ASTM D 471, etc.).
上記の3つの特性のうちで、シート25が柔らかな被把持物を破損せずに把持する能力に関しては、硬度(ショアA硬度)が最も関連が深いものと推定される。これは、硬度は、弾性材料の硬さや柔らかさの程度を示す指標だからである。一方、引っ張り強さや伸びは、硬度に比べて、柔らかな被把持物を破損せずに把持する能力との関連はやや少ないものと推定される。この観点から考えると、柔らかな被把持物を把持するロボットハンド(把持装置)のシート25(膜状部材)を形成する弾性材料としては、少なくとも上述のショアA硬度の範囲を有することが好ましい。
Of the above three characteristics, it is estimated that the hardness (Shore A hardness) is most closely related to the ability of the
また、食品を被把持物とするロボットハンド(把持装置)において用いるシート25の材料は、食品を把持する装置が満たすべき法令や規制(例えば、日本の食品衛生法告示第85号や、米国食品医薬局規制(U.S.FDA Regulations))に適合した材料とすることが好ましい。一方、食品を被把持物としないロボットハンド(把持装置)において用いるシート25の材料は、これらの法令や規制を満足しないものを使用することができる。なお、シリコンゴムや、ニトリルゴム、フッ素ゴム、及び、エチレンプロピレン(EPT)ゴムは、いずれも食品を把持する装置が満たすべき法令や規制を満足する弾性材料として使用可能である。
In addition, the material of the
本実施形態では、シート25の材料として、例えば、日本の食品衛生法告示第85号に適合したシリコンゴムであって、ショアA硬度が約70,引っ張り強さが約7.4MPa,伸びが約300%のシリコンゴムを使用する。
In this embodiment, the material of the
なお、本実施形態において、シート25は矩形状の形状を有しているが、シート25は矩形以外の他の形状を有していてもよい。例えば、シート25の周縁部の一部または全部が曲線で形成されていてもよい。このような種々の形状を有する場合にも、シート25の周縁部が第1端部から第4端部までの4つの端部を有し、それらのうちで、対向する一対の端部である第1端部と第2端部が固定され、他の対向する一対の端部である第3端部と第4端部が固定されない自由端として構成されていることが好ましい。また、第3端部及び第4端部の位置及びその前後(図3の±X方向)には、構造材が全く設けられていないことが好ましい。ここで、「構造材」とは、装置全体の構造や形状を維持するための堅固な部材を意味する。こうすれば、固定部などの構造材が被把持物と干渉すること無しに、シート25が被把持物を把持できるので、種々の長さや大きさの被把持物を安定して把持することが可能である。
In addition, in this embodiment, although the sheet |
図4(a)は第1付勢部及び基部を示す要部模式断面図である。図4(a)に示すように、横部材12bには貫通孔12cが設置され、貫通孔12cには第1棒14が挿入されている。貫通孔12cには軸受機構としての第1軸受31及び軸受機構としての第2軸受32が設置され、第1軸受31及び第2軸受32が第1棒14を回動可能に支持している。第1軸受31及び第2軸受32は第1棒14を2か所の場所で支えている。これにより、第1軸受31及び第2軸受32は第1棒14の直線部14eが回動軸14aに対して傾くことを抑制し回動軸14aを回動中心として第1棒14を精度良く回動させることができる。
Fig.4 (a) is a principal part schematic sectional drawing which shows a 1st biasing part and a base. As shown to Fig.4 (a), the through-
第1軸受31及び第2軸受32は第1棒14を低い摩擦抵抗で回動できれば良く、第1軸受31及び第2軸受32の種類は特に限定されない。第1軸受31及び第2軸受32の種類は例えば、玉軸受やころ軸受等の転がり軸受、エンジニアリング・プラスチック、軸受合金、セラミック等を用いたすべり軸受けを用いることができる。本実施形態では、玉軸受の1つであるボールベアリングを用いている。
The
第1棒14は横部材12bを貫通して突出している。第1棒14の端には第1棒14の径方向に貫通する貫通孔14dが形成されている。第1付勢部16はばねとしてのコイルばね16aを備え、コイルばね16aの端は貫通孔14dに挿入されている。横部材12bの上面には凹部12dが形成され、コイルばね16aの端は凹部12dに挿入されている。第1棒14が回動軸14aを中心として回動するときコイルばね16aにより第1棒14にトルクがかかるようになっている。
The
コイルばね16aを覆うようにカバー16bが設置されている。カバー16bはコイルばね16aに被挟持物2が分離したものが付着しないようにコイルばね16aを保護する。尚、第2棒15が横部材12bに設置されている構造は第1棒14が横部材12bに設置されている構造と同じであり、説明を省略する。同様に、第3棒20及び第4棒21が横部材13bに設置されている構造は第1棒14が横部材12bに設置されている構造と同じであり、説明を省略する。第2付勢部17、第3付勢部22及び第4付勢部23の内部構造は第1付勢部16の内部構造と同じであり説明を省略する。
A
図4(b)は第1棒と第1先端部との接続構造を示す要部模式断面図である。図4(b)に示すように、第1棒14の−Z方向の端は回動軸14aに沿った直線状になっている。そして、第1棒14の端は第3軸受33を介して第1先端部18に設置されている。従って、第1棒14は第1先端部18に対して低い摩擦抵抗で回動可能になっている。
FIG. 4B is a schematic cross-sectional view of a main part showing a connection structure between the first rod and the first tip. As shown in FIG. 4B, the end of the
第3軸受33の種類は特に限定されず、第1軸受31と同様な軸受を用いることができる。尚、第2棒15が第1先端部18に設置されている構造は第1棒14が第1先端部18に設置されている構造と同じであり、説明を省略する。同様に、第3棒20及び第4棒21が第2先端部24に設置されている構造は第1棒14が第1先端部18に設置されている構造と同じであり、説明を省略する。
The type of the
図5及び図6は第1棒〜第4棒の動作を説明するための模式図である。図5(a)〜図6(b)は図2(b)のB−B'線から見た図である。図5(a)はロボットハンド4が被挟持物2を保持していない状態を示す。図5(b)〜図6(a)はロボットハンド4が被挟持物2を保持するまでの経過を示す。図6(b)はロボットハンド4が被挟持物2を保持している状態を示す。図6(c)及び図6(d)は横部材12bのZ方向側から第1棒14を見た図である。図6(c)はロボットハンド4が被挟持物2を保持していない状態を示し、図6(d)はロボットハンド4が被挟持物2を保持している状態を示している。尚、図を見やすくするために図6(c)及び図6(d)はカバー16bのZ方向側の面を省略しており、図5及び図6は内側第1シート25及び内側第2シート26を省略している。
5 and 6 are schematic diagrams for explaining the operation of the first bar to the fourth bar. FIG. 5A to FIG. 6B are views as seen from the line BB ′ in FIG. FIG. 5A shows a state where the
図5(a)に示すように、ロボットハンド4が被挟持物2を保持していないとき、X方向における第1先端部18と第2先端部24との間隔は被挟持物2の幅より広くなっている。そして、第1棒14の突出部14c及び第2棒15の突出部15cは互いに接近し、第1先端部18の長手方向に向かって突出する。これにより、第1棒14及び第2棒15はZ方向から見たときに同一または略同一の仮想平面19aに倣い第1先端部18と重なる。第1棒14及び第2棒15は第1先端部18のX方向に突出しないようになっている。同様に、第3棒20の突出部20c及び第4棒21の突出部21cは互いに接近し、第2先端部24の長手方向に向かって突出する。これにより、第3棒20及び第4棒21はZ方向から見たときに同一または略同一の仮想平面19bに倣い第2先端部24と重なる。第3棒20及び第4棒21は第2先端部24のX方向に突出しないようになっている。
As shown in FIG. 5A, when the
図5(b)に示すように、位置変更部9が第1基部12と第2基部13とを移動させて、第1棒14、第2棒15、第3棒20及び第4棒21の間隔を狭くする。これにより、第1棒14では突出部14cが被挟持物2に押圧されて、回動軸14aを中心にして回動する。同様に、第2棒15、第3棒20、第4棒21はそれぞれ回動軸15a、回動軸20a、回動軸21aを中心にして回動する。第1棒14及び第2棒15は仮想平面19aから離れ、第3棒20及び第4棒21は仮想平面19bから離れる。そして、Z方向から見て第1先端部18及び第2先端部24が被挟持物2の中心に向かって移動する。
As shown in FIG. 5B, the
図5(c)及び図6(a)に示すように、位置変更部9が第1基部12と第2基部13とをさらに移動させて、第1棒14、第2棒15、第3棒20及び第4棒21の間隔を狭くする。これにより、突出部14cが被挟持物2に押圧されて、第1棒14が回動軸14aを中心にして回動する。同様に、第2棒15、第3棒20、第4棒21はそれぞれ回動軸15a、回動軸20a、回動軸21aを中心にして回動する。そして、Z方向から見て第1先端部18及び第2先端部24が被挟持物2の中心に向かって移動する。
As shown in FIGS. 5 (c) and 6 (a), the
図6(b)に示すように、位置変更部9が第1基部12と第2基部13とをさらに移動させて、第1棒14、第2棒15、第3棒20及び第4棒21の間隔を狭くする。そして、第1棒14の突出部14c及び第2棒15の突出部15cは被挟持物2に押圧されて横部材12bから離れる方向に向かって突出する。そして、Z方向から見たとき第1先端部18は被挟持物2の底に進入する。
As shown in FIG. 6 (b), the
同様に、第3棒20の突出部20c及び第4棒21の突出部21cも被挟持物2に押圧されて横部材13bから離れる方向に向かって突出する。そして、Z方向から見たとき第2先端部24は被挟持物2の底に進入する。これにより、第1先端部18と第2先端部24との間隔は被挟持物2の幅より狭くなるので、第1先端部18、第2先端部24、内側第1シート25及び内側第2シート26にて被挟持物2を支えることが可能になる。
Similarly, the protruding
次に、ロボットハンド4が被挟持物2を離すとき位置変更部9が第1基部12と第2基部13とを移動させて、第1基部12と第2基部13との間隔を広くする。このとき、図6(b)、図6(a)、図5(c)、図5(b)、図5(a)が示す図の順に第1棒14、第2棒15、第3棒20及び第4棒21が回動する。
Next, when the
図5(a)に示すように、その結果、Z方向から見て第1先端部18及び第2先端部24は被挟持物2から離れる。第1棒14の突出部14c及び第2棒15の突出部15cは互いに接近し、第1先端部18の長手方向に向かって突出する。第1棒14及び第2棒15はZ方向から見たときに同一または略同一平面に倣い第1先端部18と重なる。同様に、第3棒20の突出部20c及び第4棒21の突出部21cは互いに接近し、第2先端部24の長手方向に向かって突出する。これにより、第3棒20及び第4棒21はZ方向から見たときに同一または略同一平面に倣い第2先端部24と重なる。第3棒20及び第4棒21は第2先端部24のX方向に突出しないようになっている。
As a result, as shown in FIG. 5A, the
図6(c)に示すように、横部材12bのZ方向側の面にはコイルばね16aの近くに規制ピン34が設置されている。第1棒14は−Z方向側の端の近くの場所で直角に曲げられている。コイルばね16aにより第1棒14は図中時計まわりに回転するように付勢されている。そして、第1棒14が被挟持物2に接触していないときには第1棒14の端の近くの側面が規制ピン34に接触する。規制ピン34により第1棒14が回転しないように規制されている。この構造により第1棒14の突出部14cが第1先端部18の長手方向を向くようになっている。
As shown in FIG. 6C, a
図6(d)に示すように、第1棒14が被挟持物2と接触するときには第1棒14が規制ピン34から離れる。そして、被挟持物2が図中−X方向に移動するとき第1棒14は被挟持物2に押されて反時計まわりに回動する。被挟持物2がX方向に移動するとき第1棒14はコイルばね16aに付勢されて時計まわりに回動する。
As shown in FIG. 6 (d), when the
第2付勢部17、第3付勢部22、第4付勢部23は第1付勢部16と同じ構造となっている。そして、第2棒15、第3棒20及び第4棒21は第1棒14と同様に回動が規制されている。各付勢部と各棒の動作は第1付勢部16及び第1棒14と同じであり、詳細な説明は省略する。
The
次に上述したロボット3を用いて被挟持物2を保持して移動する方法について図7〜図9にて説明する。図7は被挟持物の移動方法を示すフローチャートである。図8及び図9は被挟持物の移動方法を説明するための模式図である。
Next, a method for holding and moving the object to be clamped 2 using the
図7において、ステップS1は第1の移動工程に相当する。この工程では第1付勢部16〜第4付勢部23が第1棒14から第4棒21を付勢する。第1棒14と第2棒15とが同一または略同一平面上に倣い、第3棒20と第4棒21とが同一または略同一平面上に倣うようにする。そして、第1保持部10と第2保持部11との間に被挟持物2が位置するようにロボットハンド4を移動させる工程である。次にステップS2に移行する。ステップS2は把持工程に相当する。この工程では、位置変更部9が第1保持部10及び第2保持部11を移動する。位置変更部9は内側第1シート25及び内側第2シート26を介して第1棒14から第4棒21を被挟持物2に押圧させる。第1棒14から第4棒21を被挟持物2からの反力により回動させて、第1棒14から第4棒21と内側第1シート25及び内側第2シート26が被挟持物2を包むように把持する工程である。次にステップS3に移行する。
In FIG. 7, step S1 corresponds to a first moving process. In this step, the
ステップS3は第2の移動工程に相当する。この工程は、被挟持物2を保持したロボットハンド4を移動する工程である。次にステップS4に移行する。ステップS4は解放工程に相当する。この工程では、位置変更部9が第1保持部10と第2保持部11とを移動させて第1保持部10と第2保持部11との間の距離を拡げる。そして位置変更部9は内側第1シート25及び内側第2シート26と被挟持物2とを離間させて被挟持物2の保持を終了する工程である。以上の工程にて被挟持物2を移動する工程が終了する。
Step S3 corresponds to a second moving process. This step is a step of moving the
次に、図8及び図9を用いて、図7に示したステップと対応させて、被挟持物2の移動方法を詳細に説明する。図8(a)及び図8(b)はステップS1の第1の移動工程に対応する図である。図8(a)に示すように、ステップS1において、載置台1には3個の被挟持物2が配置されている。尚、図中の載置台1及び被挟持物2は一部を図示しており、載置台1には多数の被挟持物2が配置されている。そして、被挟持物2が配置されている場所の位置精度は低く、被挟持物2の間隔はバラツキのある状態となっている。
Next, the movement method of the to-
ロボット3が被挟持物2と対向する場所にロボットハンド4を移動する。第1先端部18と第2先端部24との間隔は被挟持物2のX方向の長さより長く設定されている。第1先端部18と第2先端部24との間隔は被挟持物2の既定の寸法を参照して設定して良い。他にも、ロボット3に撮像装置と画像処理装置を設置しても良い。撮像装置が撮影した画像を用いて画像処理装置が被挟持物2の寸法を計測し、計測した寸法を参照して第1先端部18と第2先端部24との間隔を設定しても良い。この方法では複数の種類の被挟持物2に対応することができる。
The
図8(b)に示すように、次に、ロボット3はロボットハンド4を下降させて第1先端部18及び第2先端部24を載置台1に接近させる。第1先端部18及び第2先端部24は載置台1に接触しないように接近させるのが好ましい。接触しない方が接触したときに比べて、位置変更部9は小さな力で第1保持部10及び第2保持部11を移動することができる。ただし、第1先端部18及び第2先端部24に爪構造を設ける場合があり、その場合は爪を設置台の上に接触させて、滑らすように移動させて被挟持物2を保持する場合もある。
Next, as shown in FIG. 8B, the
第1付勢部16〜第4付勢部23が第1棒14から第4棒21をそれぞれ付勢しているので、第1棒14の突出部14cはY方向に突出し第2棒15の突出部15cは−Y方向に突出している。これにより、第1棒14から第4棒21が同一または略同一平面上に倣うようになっている。従って、第1棒14及び第2棒15はX方向の幅が狭くなっているので、隣り合う被挟持物2の間の隙間に挿入し易くなっている。第3棒20及び第4棒21も第1棒14及び第2棒15と同様な状態になっている。従って、第3棒20及び第4棒21は隣り合う被挟持物2の間の隙間に挿入し易くなっている。
Since the
図8(c)はステップS2の把持工程に対応する図である。図8(c)に示すように、ステップS2において、位置変更部9は第1基部12と第2基部13とを接近させる。これにより、第1保持部10では突出部14c及び突出部15cが被挟持物2に押されて−X方向に突出する。同様に、第2保持部11では突出部20c及び突出部21cが被挟持物2に押されてX方向に突出する。そして、第1先端部18及び第2先端部24は載置台1と被挟持物2との間に進入する。
FIG. 8C is a diagram corresponding to the gripping step of step S2. As shown in FIG. 8C, in step S2, the
さらに、内側第1シート25及び内側第2シート26が被挟持物2を挟むように接触する。内側第1シート25及び内側第2シート26は弾力性があるので、被挟持物2の側面を押圧して被挟持物2を保持する。
Further, the inner
ロボットハンド4は第1先端部18及び第2先端部24が被挟持物2の底を支え、内側第1シート25及び内側第2シート26が被挟持物2の側面を挟んでいる。従って、ロボットハンド4が被挟持物2を安定して保持した状態で、ロボット3は被挟持物2を上昇させることができる。
In the
図8(d)〜図9(b)はステップS3の第2の移動工程に対応する図である。図8(d)に示すように、ステップS3において、ロボット3は昇降機構6を駆動してロボットハンド4を上昇させる。次に、図9(a)に示すように、ロボット3はロボットハンド4及び被挟持物2を水平方向に移動する。被挟持物2の移動先の場所と対向する場所までロボット3は被挟持物2を移動する。続いて、図9(b)に示すように、ロボット3は昇降機構6を駆動してロボットハンド4を下降させる。そして、被挟持物2を移動先の載置台1上に載置させる。
FIG. 8D to FIG. 9B are diagrams corresponding to the second moving process in step S3. As shown in FIG. 8D, in step S3, the
図9(c)〜図9(d)はステップS4の解放工程に対応する図である。図9(c)に示すように、位置変更部9が第1保持部10と第2保持部11とを移動させて第1保持部10と第2保持部11との間の距離を拡げる。そして位置変更部9は内側第1シート25及び内側第2シート26と被挟持物2とを離間させる。第1付勢部16〜第4付勢部23が第1棒14〜第4棒21を付勢しているので、第1棒14の突出部14c及び第3棒20の突出部20cはY方向に突出し第2棒15の突出部15c及び第4棒21の突出部21cは−Y方向に突出する。これにより、第1棒14〜第4棒21が同一または略同一平面上に倣う。
FIG.9 (c)-FIG.9 (d) are figures corresponding to the release process of step S4. As illustrated in FIG. 9C, the
次に、図9(d)に示すように、ロボット3は昇降機構6を駆動してロボットハンド4を上昇させて待機する。以上の工程にて被挟持物2を移動する工程を終了する。
Next, as shown in FIG. 9D, the
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、第1保持部10において、第1棒14及び第2棒15は第1先端部18を支持し、第3棒20及び第4棒21は第2先端部24を支持している。被挟持物2が内側第1シート25及び内側第2シート26を介して第1棒14〜第4棒21を押す。第1棒14〜第4棒21は回転する。そして、被挟持物2は第1基部12と第1先端部18との間に進入する。被挟持物2と載置台1との間に第1先端部18が位置する。同様に、第2保持部11では被挟持物2と載置台1との間に第2先端部24が位置する。これによりロボットハンド4は被挟持物2の底を支える為、被挟持物2を安定して保持することができる。
As described above, this embodiment has the following effects.
(1) According to the present embodiment, in the first holding
(2)本実施形態によれば、第1保持部10では横部材12bと第1先端部18との間には内側第1シート25が設置され、第2保持部11では横部材13bと第2先端部24との間には内側第2シート26が設置されている。各シートは被挟持物2と各棒との間に位置する。位置変更部9が各保持部を被挟持物2に接近させるとき、各シートが被挟持物2に接触する。被挟持物2の下に第1先端部18及び第2先端部24が位置し、被挟持物2の底から側面にかけて各シートが接触する。これによりロボットハンド4は被挟持物2の底と側面を支える為、被挟持物2を安定して保持することができる。
(2) According to the present embodiment, the inner holding
(3)本実施形態によれば、第1付勢部16〜第4付勢部23が各棒を回転させるように付勢する。そして、第1棒14〜第4棒21が被挟持物2に接触していないとき、規制ピン34と各付勢部とにより各棒が同一平面上に倣う。これにより、各棒に支持された第1先端部18、第2先端部24、内側第1シート25及び内側第2シート26は各棒と同様に同一平面上に倣う。そして、各保持部では各棒、各先端部及び各シートにより構成される部分の厚みが薄い形態となる。従って、隣り合う被挟持物2の隙間が狭いときにも、狭い隙間に各保持部を挿入することができる。そして、位置変更部9が各保持部の位置を変更することによりロボットハンド4は被挟持物2を保持することができる。その結果、隣り合う被挟持物2の隙間が狭いときにもロボットハンド4は被挟持物2を保持することができる。
(3) According to this embodiment, the 1st energizing part 16-the 4th energizing
(4)本実施形態によれば、第1保持部10では横部材12bは第1棒14を回動可能に支持する第1軸受31と第2軸受32とを備えている。第1軸受31及び第2軸受32は第1棒14を2か所で支えているので、ロボットハンド4は第1棒14を回動軸14aを回動中心にして精度良く回動させることができる。尚、この内容は、第2棒15、第3棒20及び第4棒21でも同様の効果を有している。その結果、第1棒14〜第4棒21は小さな力で安定して回動させることができる。
(4) According to the present embodiment, in the
(5)本実施形態によれば、第1付勢部16のコイルばね16aが第1棒14を付勢する。コイルばね16aは再現性の良い力で付勢することができる。従って、第1付勢部16は再現性良く第1棒14が同一平面上に倣うように付勢することができる。尚、この内容は、第2付勢部17、第3付勢部22及び第4付勢部23でも同様の効果を有している。
(5) According to the present embodiment, the
(6)本実施形態によれば、第1軸受31、第2軸受32及び第3軸受33が回動軸14a上に配置されている。従って、第1棒14は小さな力で回動させることができる。尚、この内容は、第2棒15、第3棒20及び第4棒21でも同様の効果を有している。
(6) According to this embodiment, the 1st bearing 31, the
B.被把持物の柔らかさ測定
図10(A)は、被把持物の柔らかさ指標Sfを測定する測定装置の構成を示す模式図であり、図10(B)は、被把持物としての各種の食品の測定結果を示している。この測定装置200は、基台210と、基台210上に鉛直方向に沿って設けられた柱状部220と、柱状部220に対して移動可能に連結された梁部230とを備える。梁部230には鉛直可能に延びる支持棒232が連結されており、支持棒232の下端には押圧部234が固定されている。支持棒232の上端には、押圧部234が受ける力を測定する力センサー240が設けられている。柱状部220には、距離目盛MSが設けられている。
B. Softness Measurements Figure 10 the object to be grasped (A) is a schematic diagram showing the configuration of a measuring apparatus for measuring the softness index Sf of the object to be grasped, FIG. 10 (B), various of the object to be grasped The measurement result of food is shown. The measuring
試験員は、試料FDを基台210上に載置し、梁部230を下方に押し下げることによって、押圧部234を試料FDの上から押しつける。梁部230の下方への移動距離は、柱状部220に設けられた距離目盛MSを試験員が読取ることによって測定される。この距離は、押圧による試料FDの変位を示す値として使用される。また、押圧部234から試料FDに係る力は、力センサー240によって測定される。
The tester places the sample FD on the
図10(B)には、試料FDの品名と、押圧部234の形状/寸法と、押圧部234の面積と、柔らかさ指標Sfの測定結果と、破壊圧力の測定結果とが示されている。この実験では、試料FDとして、クリームコロッケと、おにぎりと、コロッケと、から揚げと、トマトと、小梅と、の6種類の食品を使用した。押圧部234の形状の欄において、白抜きの四角が描かれているものは、押圧部234が矩形形状を有していることを示す。例えば、”□ 20×13mm”は、押圧部234の形状が20mm×13mmの矩形であることを意味している。また、押圧部234の形状の欄において、「φ」が記載れているものは、押圧部234が円形形状を有していることを示す。例えば、”φ8mm”は、押圧部234の形状が直径8mmの円形であることを意味している。クリームコロッケとコロッケに関しては、寸法の異なる2種類の矩形形状押圧部234を用いて試験を行った。柔らかさ指標Sfと破壊圧力の試験結果については後述する。
FIG. 10B shows the product name of the sample FD, the shape / dimension of the
図11は、図10の試料FDの寸法を示している。おにぎりの試料FDとしては2個の試料を用い、他の食品の試料FDとしてはそれぞれ5個の試料を用いて試験を行った。図11の表の下には、6種類の食品の写真が例示されている。クリームコロッケは、太くて短い棒形状を有している。おにぎりは、高さの低い略三角柱形状を有している。コロッケは、平面形状が略楕円形であり高さの低い形状を有している。から揚げは、鶏肉に衣をつけて油で揚げたものであり、突起の多い不定形な形状を有している。トマトは、平面形状が略円形であり高さの低い形状を有している。小梅は、略球状形状を有している。図11の表の右端には、複数の試料の寸法の平均値と、最大値、最小値、及び標準偏差が示されている。トマトの平面形状の寸法(径1及び径2)、及び、小梅の平面形状の寸法(径)は、他の食品に比べてかなり小さいので、これらの食品の試料に関しては、図10(B)に示したように、直径が8mmの小さな押圧部234を用いた。他の食品については、平面形状がトマトや小梅よりも大きいので、より大きな面積を有する押圧部234を用いて試験を行った。押圧部234としては、試料FDの表面積の20%以下の表面積を有するものを使用することが好ましい。こうすれば、試料FDに比べて押圧部234を十分に小さくできるので、柔らかさ指標Sfとして安定した値を得ることが可能である。なお、「試料FDの表面積」とは、試料FDを基台210に投影して得られる形状の面積を意味する。
FIG. 11 shows the dimensions of the sample FD of FIG. Two samples were used as the rice ball sample FD, and five samples were used as the other food sample FD. Below the table in FIG. 11, photographs of six types of food are illustrated. Cream croquettes have a thick and short bar shape. The rice ball has a substantially triangular prism shape with a low height. The croquette has a substantially elliptical planar shape and a low height. Fried chicken is a chicken fried with oil and has an irregular shape with many protrusions. The tomato has a substantially circular shape and a low height. Koume has a substantially spherical shape. At the right end of the table in FIG. 11, the average value, the maximum value, the minimum value, and the standard deviation of the dimensions of a plurality of samples are shown. Since the planar shape dimensions (
図12〜図14は、6種類の食品について実施した柔らかさ試験(「壊れやすさ計測」とも呼ぶ)の結果を示すグラフである。これらの図において、横軸は負荷圧力[gf/mm2]であり、縦軸は変位[mm]である。なお、「負荷圧力」は、力センサー240で測定された力を、押圧部234の面積で除した値である。すなわち、「負荷圧力」は、押圧部234から試料FDに与えられる圧力である。「変位」は、柱状部220に設けられた距離目盛MSから読取られた押圧部234の移動距離(押圧部234が試料FDを押した距離)である。
12-14 is a graph which shows the result of the softness test (it is also called "breakability measurement") implemented about six types of foodstuffs. In these figures, the horizontal axis is the load pressure [gf / mm 2 ], and the vertical axis is the displacement [mm]. The “load pressure” is a value obtained by dividing the force measured by the
例えば、図12(A)には、クリームコロッケの複数の試料(図11)について、負荷圧力と変位との関係がプロットされている。試験は、押圧部234が試料の表面構造に破損が生じた時点で終了したものとした。この終了時点における負荷圧力を「破壊圧力」と定義した。また、個々の試料についてのプロットを、原点を通る直線で近似し、その直線の傾きを「柔らかさ指標Sf」として算出した。柔らかさ指標Sfが大きいことは、単位量の負荷圧力に対する変位が大きいことを意味する。従って、柔らかさ指標Sfは、被把持物の柔らかさを表す指標として適している。なお、図12〜図14において、プロットの傾きが大きいほど柔らかさ指標Sfが大きく、より柔らかである。図10(B)の表にある「柔らかさ指標Sf」及び「破壊圧力」は、このようにして求めた値である。クリームコロッケ以外の他の試料についても同様である。
For example, in FIG. 12A, the relationship between the load pressure and the displacement is plotted for a plurality of cream croquette samples (FIG. 11). The test was completed when the
なお、試料FDの表面構造の破損の定義は、試料の種類によって異なる。例えば、クリームコロッケや、コロッケ、から揚げについては、その衣に破れが生じることを「表面構造の破損」と見なした。また、おにぎりについては、米つぶが連続した表面に割れが生じることを「表面構造の破損」と見なした。トマトや小梅については、その表皮に破れが生じることを「表面構造の破損」と見なした。 Note that the definition of damage to the surface structure of the sample FD differs depending on the type of sample. For example, for cream croquettes and fried croquettes, the occurrence of tearing in the garments was considered “surface structure damage”. In addition, regarding rice balls, the occurrence of cracks on the continuous surface of rice mash was regarded as “surface structure damage”. For tomatoes and koume, the fact that the epidermis was torn was considered “surface structure damage”.
図15(A)は、図12〜図14の結果を重ねてプロットした図であり、図15(B)は、比較的柔らかな4種類の食品に関するプロットを拡大した図である。これらの6種類の食品の柔らかさ指標Sfは、大きな順に、クリームコロッケ、おにぎり、コロッケ、から揚げ、トマト、小梅の順である。これは、図10(B)の表からも理解できる。また、これらの6種類の食品については、柔らかさ指標Sfが大きいほど、破壊圧力が小さい傾向にある。換言すれば、これらの食品は、柔らかいほど破壊しやすい。これは、多くの食品に共通する傾向であるものと想定される。 FIG. 15A is a diagram in which the results of FIG. 12 to FIG. 14 are overlaid and FIG. 15B is an enlarged view of the plots for four types of relatively soft foods. The softness index Sf of these six kinds of foods is in the order of cream croquette, rice ball, croquette, fried tomato, tomato and koume. This can also be understood from the table of FIG. Moreover, about these six types of foodstuffs, there exists a tendency for the destruction pressure to become small, so that the softness | flexibility parameter | index Sf is large. In other words, the softer the food, the easier it is to break. This is assumed to be a tendency common to many foods.
上述した第1の実施形態で説明したロボットハンド4では、図10〜図15に示したような大きさも柔らかさ指標Sfも異なる複数の試料(被把持物)を、破損することなく安定して把持することができた。これらの被把持物の柔らかさ指標Sfは、図10(B)に示されるように、0.2mm3/gfから20mm3/gfまでの広い範囲に亘っている。特に、柔らかさ指標Sfが5mm3/gfを越える柔らかな被把持物(図10(B)の例では、クリームコロッケと、おにぎりと、コロッケ)を従来のロボットハンドで把持すると、被把持物が破損してしまう可能性があった。また、柔らかさ指標Sfが5mm3/gfを越える柔らかな被把持物を把持可能なようにロボットハンドを構成した場合には、柔らかさ指標Sfが1mm3/gfより小さい硬い被把持物(図10(B)の例ではトマトや小梅など)をうまく把持できず、落下させてしまう可能性があった。これに対して、第1の実施形態のロボットハンド4では、これらの被把持物をいずれも安定して把持することが可能であった。なお、このロボットハンド4では、これらの複数の異なる種類の被把持物を把持する場合に、ロボットハンド4の構造を変更すること無く、それぞれの被把持物を把持することが可能であるという利点がある。
In the
ロボットハンド(把持装置)に適した被把持物の柔らかさ指標Sfの範囲は種々の範囲に設定可能であり、例えば、以下のような条件のいずれかを有する被把持物を破損することなく安定して把持可能なようにロボットハンド(把持装置)を構成するようにしてもよい。
<被把持物の条件1>
柔らかさ指標Sfが、少なくとも3mm3/gfから10mm3/gfまでの範囲に亘る複数の異なる種類の被把持物であって、柔らかさが異なる(すなわち柔らかさ指標が異なる)複数種類の被把持物。この場合には、表面積が約260mm2である押圧部234を使用することが好ましい。
<被把持物の条件2>
柔らかさ指標Sfが、少なくとも0.5mm3/gfから10mm3/gfまでの範囲に亘る複数の異なる種類の被把持物であって、柔らかさが異なる(すなわち柔らかさ指標が異なる)複数種類の被把持物。この場合には、表面積が約260mm2、又は約50mm2である押圧部234を使用することが好ましい。
<被把持物の条件3>
柔らかさ指標Sfが0.2mm3/gfから20mm3/gfまでの範囲に亘る複数の異なる種類の被把持物であって、柔らかさが異なる(すなわち柔らかさ指標が異なる)複数種類の被把持物。この場合には、表面積が約520mm2、約260mm2、又は約50mm2である押圧部234を使用することが好ましい。
The range of the softness index Sf of the grasped object suitable for the robot hand (gripping device) can be set to various ranges, for example, stable without damaging the grasped object having any of the following conditions: Then, the robot hand (gripping device) may be configured so that it can be gripped.
<
A plurality of different types of objects to be grasped having a softness index Sf ranging from at least 3 mm 3 / gf to 10 mm 3 / gf, and having different softness (that is, different softness indices) object. In this case, it is preferable to use a
<
Softness index Sf is at least 0.5 mm 3 / gf from a plurality of different types of object to be grasped ranging up to 10 mm 3 / gf, softness are different (i.e. different softness index) of the plurality of types The object to be gripped. In this case, it is preferable to use a
<
A plurality of different types of objects to be grasped having a softness index Sf ranging from 0.2 mm 3 / gf to 20 mm 3 / gf, and having different softness (that is, different softness indices) object. In this case, it is preferable to use a
ロボットハンド(把持装置)が、これらのいずれかの条件1〜3を満たす被把持物を把持可能に構成されていれば、比較的柔らかい把持物から比較的硬い把持物に至る多様な柔らかさの被把持物を、同一のロボットハンド(把持装置)を用いて把持することが可能である。
If the robot hand (gripping device) is configured so as to be able to grip an object to be grasped satisfying any one of the
C.第2の実施形態
図16は、第2の実施形態におけるロボットハンド4aの構成を示す図であり、第1の実施形態の図2(a)に対応する図である。第2の実施形態のロボットハンド4aが、第1の実施形態のロボットハンド4と異なる点は、付勢部16,17,22,23が省略されている点、及び、4本の棒14,15,20,21がシート25,26の裏側の位置においてそれぞれ固定されている点、の2点だけである。すなわち、第2の実施形態における4本の棒14,15,20,21は、第1の実施形態においてこれらの棒が最も退避した状態(すなわち、棒の湾曲部分がシート25,26の表面に対して略直交する方向に沿って配置された状態)に固定されている。尚、第1の実施形態と同じ点については説明を省略する。
C. Second Embodiment FIG. 16 is a diagram showing a configuration of a
この第2の実施形態のロボットハンド4aにおいても、第1の実施形態のロボットハンド4とほぼ同様の効果を奏する。特に、第2の実施形態のロボットハンド4aは、第1の実施形態のロボットハンド4と同様に、第1固定部としての基部12,13と、第2固定部としての先端部18,24との間の距離が一定に維持されているので、膜状部材としてのシート25,26の変形によって把持力が発生する。すなわち、被把持物の柔らかさや大きさに応じた適切な変形量でシート25,26が変形する。従って、被把持物を破損することなく安定して把持することが可能である。また、上述した被把持物の条件1〜3のいずれかを満たすような複数の異なる種類の被把持物を、破損することなく安定して把持することが可能である。
The
D.第3の実施形態
図17は、第3の実施形態におけるロボットハンド4bの構成を示す図である。本の実施形態が第1の実施形態と異なる点は、弾性部材が袋状に形成されている点、及び、袋状の弾性部材の中に枠状の構造材が設けられている点にある。なお、第1の実施形態と同じ点については説明を省略する。
D. Third Embodiment FIG. 17 is a diagram showing a configuration of a
図17(a)に示すように、第1基部12の−Z側には載置部312及び押え部320が設置されている。載置部312は丸棒を用いて形成され、第1基部12の横部材12bと載置部312とで四角の枠が形成されている。載置部312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312の−Z方向の側に位置する底部312a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312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312を容易に移動させることができる。もう一組の載置部314も、載置部312と同じ構造を有している。
As shown in FIG. 17A, the
押え部320及び押え部321は、外形が四角形の袋状の弾性部材で形成されている。すなわち、本実施形態では、載置部312を覆って押え部320が設置され、載置部314を覆って押え部321が設置されている。押え部320及び押え部321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320及び押え部321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。
The
押え部320及び押え部321は伸縮性がある。そして、引き伸ばされた押え部320に載置部312が挿入されることにより、押え部320が載置部312に設置されている。押え部321においても、引き伸ばされた押え部321に載置部314が挿入されることにより、押え部321が載置部314に設置されている。
The
図17(b)に示すように、ロボットがロボットハンド4bを移動する。そして、載置部312と載置部314との間に被把持物2が位置するようにロボットハンド4bが移動される。載置部312及び載置部314は平面1aと接する場所に移動される。
As shown in FIG. 17B, the robot moves the
続いて、図17(c)に示すように、間隔調整部9(位置変更部9)が載置部312と載置部314との間隔を狭くする。載置部312及び載置部314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312及び載置部314の上に載置される。押え部320及び押え部321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320及び押え部321は被把持物2を−X方向とX方向から押圧する。
Subsequently, as illustrated in FIG. 17C, the interval adjusting unit 9 (position changing unit 9) narrows the interval between the mounting
被把持物2は載置部312及び載置部314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312及び載置部314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320及び押え部321に覆われている。これにより、ロボットハンド4bは被把持物2を安定して把持することができる。
Since the object to be grasped 2 is evenly pressed from both sides by the placing
次に、図17(d)に示すように、ロボットがロボットハンド4bを持ち上げる。被把持物2は載置部312及び載置部314上に載置され、両側の側面2aは押え部320及び押え部321に覆われている。従って、ロボットハンド4bが被把持物2を安定して把持した状態で、ロボットは被把持物2を搬送することができる。
Next, as shown in FIG. 17D, the robot lifts the
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。
The object to be grasped 2 is a flexible object, for example, an object in the form of cream croquette, konjac, tofu, agar or the like. And the to-
この第3の実施形態のロボットハンド4bにおいても、上述した被把持物の条件1〜3のいずれかを満たすような複数の異なる種類の被把持物を、破損することなく安定して把持することが可能である。
Also in the
E.第4の実施形態
次に、上記実施形態のロボットハンドを備えたロボットについて図18及び図19を用いて説明する。図18は、ロボットの構造を示す模式正面図である。図18に示すようにロボット113は、第1アーム114を備えている。そして、第1アーム114と接続して第2アーム115が設置されている。第1アーム114にはモーター116が設置され、モーター116の出力軸が第2アーム115に接続されている。そして、モーター116を駆動することにより第1アーム114に対して第2アーム115を水平に回動することが可能になっている。つまり、ロボット113はスカラーロボットとなっている。
E. Fourth Embodiment Next, a robot provided with the robot hand according to the above-described embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 18 is a schematic front view showing the structure of the robot. As shown in FIG. 18, the
第2アーム115にはロボットハンド117が設置されている。ロボットハンド117には上記実施形態におけるロボットハンド4,4a,4bのいずれかが用いられている。
A
図19は、双腕ロボットの構造を示す模式正面図である。図19に示すように双腕ロボット118は本体部119を備えている。そして、本体部119に接続して一対の腕部120が設置されている。各腕部120は肩関節部121、第1リンク122、肘関節部123、第2リンク124、手首関節部125、ロボットハンド126がこの順に設置されている。
FIG. 19 is a schematic front view showing the structure of a dual-arm robot. As shown in FIG. 19, the
ロボットハンド126には上記実施形態におけるロボットハンド4,4a,4bのいずれかが用いられている。
Any of the robot hands 4, 4a, 4b in the above embodiment is used for the
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、ロボット113はロボットハンド117を備え、ロボットハンド117には上記実施形態におけるロボットハンド4,4aのいずれかが用いられている。隣り合う被挟持物2の隙間が狭いときにも上記実施形態におけるロボットハンドは安定して被挟持物2を保持することができる。従って、隣り合う被挟持物2の隙間が狭いときにもロボット113は安定して被挟持物2を保持することができるロボットハンド117を備えたロボットとすることができる。
As described above, this embodiment has the following effects.
(1) According to this embodiment, the
(2)本実施形態によれば、双腕ロボット118はロボットハンド126を備え、ロボットハンド126には上記実施形態におけるロボットハンド4,4aのいずれかが用いられている。隣り合う被挟持物2の隙間が狭いときにも上記実施形態におけるロボットハンドは安定して被挟持物2を保持することができる。従って、隣り合う被挟持物2の隙間が狭いときにも双腕ロボット118は安定して被挟持物2を保持することができるロボットハンド126を備えたロボットとすることができる。
(2) According to the present embodiment, the double-
(3)ロボット113,118は、ロボットハンド4,4a,4bのいずれかが用いられている。従って、上述した被把持物の条件1〜3のいずれかを満たすような複数の異なる種類の被把持物を、破損することなく安定して把持することが可能である。
(3) Any of
・変形例
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、本発明の技術的思想内で当分野において通常の知識を有する者により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。
-Modifications Note that the present embodiment is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and improvements can be added by those having ordinary knowledge in the art within the technical idea of the present invention. is there. A modification will be described below.
・変形例1
前記第1の実施形態では、ロボットハンド4は第1保持部10及び第2保持部11の2つの保持部を備えていた。ロボットハンドが備える保持部の個数は1つでも良く、4個以上でも良い。被挟持物の形状や特性に合わせて設置しても良い。被挟持物を安定して保持することができる。尚、この変形例の内容は、前記第2の実施形態〜前記第3の実施形態にも適用することができる。
・
In the first embodiment, the
・変形例2
前記第1の実施形態〜前記第2の実施形態では、1つの保持部に2つの棒が設置された。棒の個数は3つ以上でも良い。棒の個数が多い方が先端部を安定して保持することができる。
・
In the first embodiment to the second embodiment, two bars are installed in one holding portion. The number of bars may be three or more. A tip having a larger number of bars can stably hold the tip.
・変形例3
上記実施形態では、スカラー型のロボット113のロボットハンド117及び双腕ロボット118のロボットハンド126に上記実施形態に記載のロボットハンドが設置された。上記実施形態に記載のロボットハンドは他の形式のロボットに設置されても良い。ロボットの形態が天吊り型のロボット、自走式のロボット、アクチュエーターを1つ備えたロボットやアクチュエーターが3つ以上備えたロボット等に上記実施形態に記載のロボットハンドが設置されても良い。他にも、ロボットハンドを備えた加工機に上記実施形態に記載のロボットハンドが設置されても良い。この場合にも前記の実施形態と同様の効果を得ることができる。
・
In the above embodiment, the robot hand described in the above embodiment is installed in the
1…載物台
2…被挟持物(被把持物)
3…ロボット
4,4a,4b…ロボットハンド
5…アーム
6…昇降機構
7…回動機構
8…昇降回動軸
9…間隔調整部(位置変更部)
9a…レール
9b,9c…ステージ
10,11…保持部
12,13…基部
12a…縦部材
12b…横部材
12c…貫通孔
12d…凹部
13a…縦部材
13b…横部材
14,15,20,21…棒
14a…回動軸
14b…円弧部
14c…突出部
14d…貫通孔
14e…直線部
14f…曲部
16,17,22,23…付勢部
16a…コイルばね
16b…カバー
18,24…先端部
25,26…シート
25a…第1端部
25b…第2端部
25c…第3端部
25d…第4端部
27…制御部
31,32,33…軸受
34…規制ピン
113…ロボット
114…第1アーム
115…第2アーム
116…モーター
117…ロボットハンド
118…双腕ロボット
119…本体部
120…腕部
121…肩関節部
122…第1リンク
123…肘関節部
124…第2リンク
125…手首関節部
126…ロボットハンド
200…測定装置
210…基台
220…柱状部
230…梁部
232…支持棒
234…押圧部
240…力センサー
312,314…載置部
312a…底部
320,321…押え部
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
9a ...
Claims (17)
複数の保持部を備え、
前記複数の保持部のぞれぞれは、可撓性の膜状部材を備え、
前記複数の保持部は、柔らかさ指標が3mm3/gfから10mm3/gfまでの範囲に亘る複数の異なる種類の被把持物であって、柔らかさ指標が異なる複数種類の被把持物を把持可能に構成されている、把持装置。 A gripping device for gripping an object to be gripped,
It has a plurality of holding parts,
Each of the plurality of holding portions includes a flexible membrane member,
The plurality of holding portions grip a plurality of different types of objects to be grasped having a softness index ranging from 3 mm 3 / gf to 10 mm 3 / gf, and have a different softness index. A gripping device configured to be possible.
前記複数の保持部は、柔らかさ指標が0.5mm3/gfから10mm3/gfまでの範囲に亘る複数の異なる種類の被把持物であって、柔らかさ指標が異なる複数種類の被把持物を把持可能に構成されている、把持装置。 The gripping device according to claim 1,
The plurality of holding portions are a plurality of different types of objects to be grasped having a softness index ranging from 0.5 mm 3 / gf to 10 mm 3 / gf, and a plurality of types of objects to be grasped having different softness indices. A gripping device configured to be capable of gripping.
前記複数の保持部は、柔らかさ指標が0.2mm3/gfから20mm3/gfまでの範囲に亘る複数の異なる種類の被把持物であって、柔らかさ指標が異なる複数種類の被把持物を把持可能に構成されている、把持装置。 The gripping device according to claim 1,
The plurality of holding portions are a plurality of different types of objects to be grasped having a softness index ranging from 0.2 mm 3 / gf to 20 mm 3 / gf, and a plurality of types of objects to be grasped having different softness indices. A gripping device configured to be capable of gripping.
前記膜状部材は、ショアA硬度が約20〜約90の弾性部材で形成されている、把持装置。 The gripping device according to any one of claims 1 to 6,
The gripping device, wherein the membrane member is formed of an elastic member having a Shore A hardness of about 20 to about 90.
前記複数の保持部の各々は、更に、
第1固定部と、
前記第1固定部と対向した位置に設けられた第2固定部と、
前記第1固定部と前記第2固定部を連結して支持する支持部と、
を有し、
前記膜状部材の周縁部は、互いに対向する第1端部及び第2端部と、互いに対向する第3端部及び第4端部と、を有し、
前記膜状部材の前記第1端部及び前記第2端部が前記第1固定部及び前記第2固定部によってそれぞれ固定されているとともに、前記第3端部及び前記第4端部は固定されていない自由端を構成している、
把持装置。 The gripping device according to any one of claims 1 to 7,
Each of the plurality of holding portions further includes
A first fixing part;
A second fixing portion provided at a position facing the first fixing portion;
A support part for connecting and supporting the first fixing part and the second fixing part;
Have
The peripheral edge of the film-like member has a first end and a second end facing each other, and a third end and a fourth end facing each other,
The first end portion and the second end portion of the film-like member are fixed by the first fixing portion and the second fixing portion, respectively, and the third end portion and the fourth end portion are fixed. Not constituting the free end,
Gripping device.
前記支持部は、前記膜状部材が前記被把持物に接する面の裏側に配置されている、把持装置。 The gripping device according to claim 8, wherein
The supporting device is a gripping device in which the film-like member is disposed on the back side of the surface in contact with the object to be gripped.
前記支持部は、前記第1固定部と前記第2固定部との間の距離を一定に維持するように構成されている、把持装置。 The gripping device according to claim 8 or 9, wherein
The holding device is configured to maintain a constant distance between the first fixing portion and the second fixing portion.
前記支持部は、前記第1固定部と前記第2固定部との間に固定されている、
把持装置。 The gripping device according to any one of claims 8 to 10,
The support portion is fixed between the first fixing portion and the second fixing portion.
Gripping device.
前記支持部は、前記第1固定部と前記第2固定部との間において、回動軸を中心に回動可能である、把持装置。 The gripping device according to any one of claims 8 to 10,
The support device is a gripping device that is rotatable about a rotation axis between the first fixing portion and the second fixing portion.
前記複数の保持部の各々は、更に、
前記複数の保持部の間に前記被把持物が把持される際に前記支持部が回動する場合に、前記支持部の前記回動に抗する付勢力を付与する付勢部を備える、把持装置。 A gripping device according to claim 12,
Each of the plurality of holding portions further includes
A gripping device that includes a biasing unit that applies a biasing force against the rotation of the support unit when the support unit rotates when the object to be gripped is gripped between the plurality of holding units. apparatus.
前記複数の保持部の間の距離を調整する位置変更部を備える、
把持装置。 The gripping device according to any one of claims 8 to 13, further comprising:
A position changing unit for adjusting a distance between the plurality of holding units;
Gripping device.
前記把持装置と連結された手首関節部と、
前記手首関節部と連結されたリンクと、
前記リンクに連結された肩関節部と、
前記肩関節部が設けられた本体部と、
を備えるロボット。 The robot according to claim 15, further comprising:
A wrist joint connected to the gripping device;
A link connected to the wrist joint;
A shoulder joint connected to the link;
A main body provided with the shoulder joint,
Robot equipped with.
前記複数の保持部の間に被把持物が位置するように前記把持装置を移動させる第1の移動工程と、
前記複数の保持部の間の距離を狭めることによって、前記複数の保持部の前記膜状部材の間に前記被把持物を把持する把持工程と、
前記被把持物を把持した状態で前記把持装置を移動させる第2の移動工程と、
前記複数の保持部の間の距離を拡げることによって、前記被把持物を解放する解放工程と、
を有する方法。 A method of gripping an object to be gripped using the gripping device according to any one of claims 8 to 14,
A first moving step of moving the gripping device so that an object to be gripped is positioned between the plurality of holding units;
A gripping step of gripping the object to be gripped between the film-like members of the plurality of holding portions by narrowing the distance between the plurality of holding portions;
A second moving step of moving the gripping device while gripping the object to be gripped;
A releasing step of releasing the object to be grasped by increasing a distance between the plurality of holding units;
Having a method.
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