JP2015131368A - 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、複数の保持部を備え、前記複数の保持部のうち少なくとも一つは、互いに対向する第１端部及び第２端部、互いに対向する第３端部及び第４端部、を有し、可撓性を備えた膜状部材と、前記第１端部が固定された第１固定部と、前記第２端部が固定された第２固定部と、前記第１固定部と前記第２固定部を連結する支持部と、を有し、前記第３端部及び前記第４端部は、自由端である。
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。
(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, and at least one of the plurality of holding units includes a first end and a second end facing each other, a third end and a fourth end facing each other, A flexible film-like member, a first fixing portion to which the first end portion is fixed, a second fixing portion to which the second end portion is fixed, and the first fixing portion. And a support portion for connecting the second fixing portion, and the third end portion and the fourth end portion are free ends.
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.
（２）上記把持装置において、前記支持部は、前記膜状部材が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。
(2) 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.
（３）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。
(3) 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.
（４）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。
(4) 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.
（５）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。
(5) In the gripping device, the support portion may be rotatable about a rotation axis between the first fixed portion and the second fixed 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.
（６）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。
(6) 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.
（７）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。
(7) 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.
（８）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。 (8) The other form of this invention is realizable as a robot provided with the said holding | grip apparatus.
（９）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。 (9) The robot is further provided with a wrist joint portion connected to the gripping device, a link connected to the wrist joint portion, a shoulder joint portion connected to the link, and the shoulder joint portion. And a main body part.
（１０）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。 (10) 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 units. 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 (10)
互いに対向する第１端部及び第２端部、互いに対向する第３端部及び第４端部、を有し、可撓性を備えた膜状部材と、
前記第１端部が固定された第１固定部と、
前記第２端部が固定された第２固定部と、
前記第１固定部と前記第２固定部を連結する支持部と、
を有し、
前記第３端部及び前記第４端部は、自由端である、把持装置。 A plurality of holding portions, and at least one of the plurality of holding portions is:
A film-like member having a first end and a second end facing each other, a third end and a fourth end facing each other, and having flexibility;
A first fixing part to which the first end is fixed;
A second fixing portion to which the second end is fixed;
A support portion connecting the first fixing portion and the second fixing portion;
Have
The gripping device, wherein the third end and the fourth end are free ends.
前記支持部は、前記膜状部材が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 1,
The support 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 1 or 2,
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 1 to 3,
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 1 to 3,
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。 The gripping device according to claim 5,
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 1 to 6, 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 8, 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 1 to 7,
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.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2014003964A JP2015131368A (en) | 2014-01-14 | 2014-01-14 | Gripping device, robot, and gripping method |
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2015131368A true JP2015131368A (en) | 2015-07-23 |
Family
ID=53899049
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2014003964A Pending JP2015131368A (en) | 2014-01-14 | 2014-01-14 | Gripping device, robot, and gripping method |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| JP (1) | JP2015131368A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2018043358A1 (en) * | 2016-08-30 | 2018-03-08 | 川崎重工業株式会社 | Food holding device |
| CN108086151A (en) * | 2017-12-21 | 2018-05-29 | 香港中文大学（深圳） | A kind of reducing clamping device |
| WO2018169043A1 (en) * | 2017-03-16 | 2018-09-20 | 川崎重工業株式会社 | Robot and robot operation method |
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-
2014
- 2014-01-14 JP JP2014003964A patent/JP2015131368A/en active Pending
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