JP2017104967A - ロボットハンドおよび産業用ロボット - Google Patents

Abstract

【課題】様々な種類の部品に対して部品毎に把持部を交換する必要がなくなり、このため把持部の交換に必要な時間や手間を省略することができ、よって作業性を向上させることができるロボットハンドおよび産業用ロボットを提供する。【解決手段】ロボットハンド１０は、ベース部４０と、待機位置からベース部４０の中心に近づく方向にそれぞれ移動可能となっている複数の把持部２０と、各把持部２０を駆動する駆動部（例えば、ロータリーアクチュエータ５０）とを備えており、駆動部によって各把持部２０が待機位置からベース部４０の中心に近づく方向に移動させられることにより対象物が各把持部２０により把持されるようになっている。【選択図】図２

Description

本発明は、複数の把持部により対象物を把持するロボットハンドおよびこのようなロボットハンドを備えた産業用ロボットに関する。

工場等において製造工程で用いられる産業用ロボットは、部品を把持するためのロボットハンドを備えている。このようなロボットハンドとして従来から様々なタイプのものが用いられている。例えば、特許文献１には、アームに対してハンドが着脱可能に取り付けられており、部品の形状やサイズに合わせてハンドを取り替えることができるようなロボットハンドが開示されている。

特開平７−１７８６８４号公報

特許文献１等に開示されるような従来のロボットハンドでは、様々な形状やサイズの部品に対応して複数の種類のハンドを用意しなければならず、また、把持される部品の種類に合わせてハンドを取り替える必要があったためハンドの交換に時間や手間がかかるという問題があった。

本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、様々な種類の部品に対して部品毎に把持部を交換する必要がなくなり、このため把持部の交換に必要な時間や手間を省略することができ、よって作業性を向上させることができるロボットハンドおよび産業用ロボットを提供することを目的とする。

本発明の他の目的は、様々な種類の部品に対して部品毎に支持部や吸着部を交換する必要がなくなり、このため支持部や吸着部の交換に必要な時間や手間を省略することができ、よって作業性を向上させることができ、しかも、様々な形状やサイズの対象物を１または複数の吸着部により吸着させることができるロボットハンドを提供することにある。

本発明のロボットハンドは、ベース部と、待機位置から前記ベース部の中心に近づく方向にそれぞれ移動可能となっている複数の把持部と、各前記把持部を駆動する駆動部と、を備え、前記駆動部によって各前記把持部が前記待機位置から前記ベース部の中心に近づく方向に移動させられることにより対象物が各前記把持部により把持されるようになっていることを特徴とする。

このようなロボットハンドによれば、駆動部によって各把持部が待機位置からベース部の中心に近づく方向に移動させられることにより対象物が各把持部により把持されるため、様々な種類の部品に対して部品毎に把持部を交換する必要がなくなり、このため把持部の交換に必要な時間や手間を省略することができ、よって作業性を向上させることができる。

本発明のロボットハンドにおいては、各前記把持部は、対象物を把持する把持部材と、前記把持部材を支持する支持部材とを有していてもよい。

この場合、各前記支持部材は、基端部分に設けられた軸を中心として回転可能となっており、各前記支持部材の先端部分に前記把持部材が設けられていてもよい。

また、各前記把持部材は略平行に延びる棒状部材であってもよい。

また、各前記把持部材は、他の前記把持部材から独立して、当該把持部材を支持する前記支持部材に対して所定の把持位置から退避可能となっており、各前記把持部には、各前記把持部材を前記把持位置に向かって付勢する第１付勢部材が設けられていてもよい。

また、前記待機位置から前記ベース部の中心に近づく方向に移動する各前記把持部材の軌跡が略直線形状となるよう前記ベース部が回転させられるようになっていてもよい。

本発明のロボットハンドにおいては、各前記把持部は前記待機位置から前記ベース部の中心に近づく方向に直線移動を行うようになっていてもよい。

本発明のロボットハンドにおいては、各前記把持部はそれぞれ他の前記把持部から独立して前記ベース部に近づく方向に移動可能となっており、各前記把持部を前記ベース部から遠ざける方向に付勢する第２付勢部材が設けられていてもよい。

本発明のロボットハンドにおいては、前記ベース部または各前記把持部には、金属製の対象物を引きつけるための電磁石が設けられていてもよい。

あるいは、前記ベース部または各前記把持部には、対象物を引きつけるための吸盤が設けられていてもよい。

本発明のロボットハンドにおいては、１つの前記駆動部により複数の前記把持部が同期して移動させられるようになっていてもよい。

本発明のロボットハンドにおいては、前記駆動部は、気体が供給されることにより各前記把持部を駆動するようになっていてもよい。

本発明のロボットハンドにおいては、前記把持部の数は３つであってもよい。

本発明のロボットハンドにおいては、対象物を吸着する第１吸着部が先端に設けられた伸縮部材を伸縮させる伸縮機構が前記ベース部に設けられていてもよい。

この場合、前記第１吸着部は真空吸着により対象物を吸着するようになっていてもよい。

本発明のロボットハンドは、前記駆動部を制御する制御部を更に備え、前記制御部により、各前記把持部の移動速度、各前記把持部による把持力、各前記把持部の位置のうち少なくとも一つの要素が調整されるようになっていてもよい。

この場合、各前記把持部の位置が予め複数設定されており、前記制御部は、予め設定された複数の位置のうちいずれかの位置に各前記把持部を位置させるよう前記駆動部を制御するようになっていてもよい。

また、本発明のロボットハンドは、各前記把持部の位置を検知するための位置検知部を更に備え、前記制御部は、前記位置検知部による各前記把持部の位置の検知情報に基づいて各前記把持部を移動させるよう前記駆動部を制御するようになっていてもよい。

この場合、前記位置検知部はロータリーエンコーダを含んでいてもよい。

本発明のロボットハンドは、ベース部と、対象物を吸着する複数の第２吸着部と、待機位置から前記ベース部の中心に近づく方向にそれぞれ移動可能となっており、各前記第２吸着部を支持する複数の支持部と、各前記支持部を駆動する駆動部と、を備えたことを特徴とする。

このようなロボットハンドによれば、駆動部によって各支持部が待機位置からベース部の中心に近づく方向に移動させられた後に、各支持部により支持される吸着部（第２吸着部）に対象物が吸引されるため、様々な種類の部品に対して部品毎に支持部や吸着部を交換する必要がなくなり、このため支持部や吸着部の交換に必要な時間や手間を省略することができ、よって作業性を向上させることができる。また、複数の支持部の各々が待機位置からベース部の中心に近づく方向にそれぞれ移動可能となっており、各支持部により複数の吸着部がそれぞれ支持されているため、様々な形状やサイズの対象物を１または複数の吸着部により吸着させることができるようになる。

上記のロボットハンドにおいては、各前記第２吸着部は真空吸着により対象物を吸着するようになっていてもよい。

また、上記のロボットハンドにおいては、各前記支持部はそれぞれ他の前記支持部から独立して前記ベース部に近づく方向に移動可能となっており、各前記支持部を前記ベース部から遠ざける方向に付勢する第３付勢部材が設けられていてもよい。

本発明の産業用ロボットは、上記のロボットハンドと、前記ロボットハンドの前記駆動部を制御する制御部と、を備えたことを特徴とする。

本発明の産業用ロボットにおいては、前記制御部により、前記ロボットハンドの各前記把持部の移動速度、各前記把持部による把持力、各前記把持部の位置のうち少なくとも一つの要素が調整されるようになっていてもよい。

本発明のロボットハンドおよび産業用ロボットによれば、様々な種類の部品に対して部品毎に把持部を交換する必要がなくなり、このため把持部の交換に必要な時間や手間を省略することができ、よって作業性を向上させることができる。

また、本発明の他のロボットハンドによれば、様々な種類の部品に対して部品毎に支持部や吸着部を交換する必要がなくなり、このため支持部や吸着部の交換に必要な時間や手間を省略することができ、よって作業性を向上させることができ、しかも、様々な形状やサイズの対象物を１または複数の吸着部により吸着させることができる。

本発明の実施の形態によるロボットハンドを備えた産業用ロボットの正面図である。 図１に示す産業用ロボットにおけるロボットハンドの構成を示す側面図である。 図２に示すロボットハンドの斜視図である。 （ａ）〜（ｄ）は、図２等に示すロボットハンドにおける各把持部の動作を順に示す説明図である。 図２等に示すロボットハンドにおいて各把持部が移動する際の棒状部材の軌跡を示す説明図である。 （ａ）〜（ｃ）は、図２等に示すロボットハンドの各把持部により様々な形状の対象物を把持する際の動作を示す説明図である。 （ａ）（ｂ）は、図２等に示すロボットハンドにおける各把持部の動作を示す側面図である。 図２等に示すロボットハンドに設けられたロータリーアクチュエータおよびロータリーエンコーダの構成を示す側面図である。 図２等に示すロボットハンドにおける把持部の棒状部材の予め設定された各位置を示す説明図である。 変形例に係るロボットハンドの構成を示す側面図である。 （ａ）〜（ｃ）は、図１０に示すロボットハンドの各把持部に設けられた吸着パッドにより様々な形状の対象物を保持するときの状態を示す説明図である。 図１０に示すロボットハンドの各把持部に設けられた吸着パッドにより段差のある対象物を保持するときの状態を示す側面図である。 別の変形例に係るロボットハンドの構成を示す側面図である。 （ａ）（ｂ）は、図１３に示すロボットハンドの各把持部により対象物を把持する際の動作を示す側面図である。 図１３に示すロボットハンドに設けられた吸着パッドやシリンダーロッド等の構成を示す側面図である。 （ａ）は、図１３に示すロボットハンドにおけるシリンダーロッドの先端に設けられたコの字形状の板金から形成される先端部材の構成を示す側面図であり、（ｂ）は、（ａ）に示す先端部材を底面側から見たときの構成を示す底面図である。 図１３に示すロボットハンドにおける吸着パッドを支持する吸着パッド支持部材の構成を示す側面図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１乃至図９は、本実施の形態によるロボットハンドおよびこのようなロボットハンドを備えた産業用ロボットを示す図である。このうち、図１は、本実施の形態によるロボットハンドを備えた産業用ロボットの正面図であり、図２は、図１に示す産業用ロボットにおけるロボットハンドの構成を示す側面図であり、図３は、図２に示すロボットハンドの斜視図である。また、図４（ａ）〜図４（ｄ）は、図２等に示すロボットハンドにおける各把持部の動作を順に示す説明図であり、図５は、図２等に示すロボットハンドにおいて各把持部が移動する際の棒状部材の軌跡を示す説明図である。また、図６（ａ）〜図６（ｃ）は、図２等に示すロボットハンドの各把持部により様々な形状の対象物を把持する際の動作を示す説明図である。また、図７（ａ）（ｂ）は、図２等に示すロボットハンドにおける各把持部の動作を示す側面図であり、図８は、図２等に示すロボットハンドに設けられたロータリーアクチュエータおよびロータリーエンコーダの構成を示す側面図である。また、図９は、図２等に示すロボットハンドにおける把持部の棒状部材の予め設定された各位置を示す説明図である。

本実施の形態による産業用ロボット１は、工場等において製造工程で用いられるようになっており、様々な形状の部品等の対象物を把持して他の構成品に取り付ける等の動作を行うようになっている。図１に示すように、本実施の形態による産業用ロボット１は、胴体部２と、胴体部２に設けられた左右一対のアーム部４と、各アーム部４の先端部分に取り付けられたロボットハンド１０とを備えている。

図２および図３に示すように、ロボットハンド１０は、ベース部４０と、ベース部４０に設けられた複数（具体的には、３つ）の把持部２０と、各把持部２０を駆動する駆動部としてのロータリーアクチュエータ５０とを備えており、各把持部２０により対象物が把持されるようになっている。より詳細には、本実施の形態では、各把持部２０は、図２、図３および図４（ａ）に示すような待機位置からベース部４０の中心に近づく方向にそれぞれ移動可能となっており、ロータリーアクチュエータ５０によって各把持部２０が待機位置からベース部４０の中心に近づく方向に移動させられることにより部品等の対象物が各把持部２０により把持されるようになっている。このようなロボットハンド１０の各構成部材について以下に詳述する。

図２および図３に示すように、ベース部４０は、互いに離間するよう設けられた上下一対の円盤部材４１、４２を有しており、これらの円盤部材４１、４２は互いに平行に延びるよう配置されている。より詳細には、上下一対の円盤部材４１、４２は複数（例えば、３つ）の棒状部材４３により連結されるようになっている。これらの上下一対の円盤部材４１、４２は、各円盤部材４１、４２の中心（図４において参照符合Ｏで表示）を通る軸心を中心として一体的に回転するようになっている。

各把持部２０は、対象物を把持する把持部材としての棒状部材２２と、棒状部材２２の基端部分に設けられた第１支持部材２４と、第１支持部材２４に接続される第２支持部材２６とを有している。ここで、第１支持部材２４は、棒状部材２２と平行に延びる軸心２８を中心として、第２支持部材２６に対して回転可能となっている。より詳細には、軸心２８の近傍にはねじりバネ（図示せず）およびストッパ部材（図示せず）が設けられており、第１支持部材２４に何ら力が加えられていない状態では第１支持部材２４および第２支持部材２６が直線状に延びる状態に維持され、第１支持部材２４に力が加えられると当該第１支持部材２４が軸心２８を中心として第２支持部材２６に対して回転し、その後第１支持部材２４に力が加えられなくなるとねじりバネの復元力によって第１支持部材２４が元の状態に戻されるようになっている。また、図２や図３に示すように、３つの把持部２０の各棒状部材２２は略平行に延びるようになっている。また、図３および図６に示すように、第２支持部材２６には取付部材３０が取り付けられており、この取付部材３０と第１支持部材２４との間には、当該第１支持部材２４を付勢する第１付勢部材としてスプリング３２が設けられている。より詳細には、スプリング３２の一端が第１支持部材２４に取り付けられている。また、スプリング３２の他端は取付部材３０からわずかに離間した箇所に位置している。また、第２支持部材２６には棒状部材２２と平行に延びる棒状の回転部材３４が取り付けられており、この回転部材３４はベース部４０における上下一対の円盤部材４１、４２をそれぞれ貫通するようになっている。より詳細には、上下一対の円盤部材４１、４２の各々には各把持部２０の回転部材３４が通過する貫通穴が設けられており、回転部材３４は各円盤部材４１、４２に設けられた貫通穴を通過することによりこれらの円盤部材４１、４２に対して図２における上下方向に移動可能となっている。そして、ロータリーアクチュエータ５０により回転部材３４が回転させられることにより当該回転部材３４を中心として第２支持部材２６が回転し、このことにより棒状部材２２が移動するようになっている。このような各把持部２０の動作の詳細については後述する。

また、各把持部２０の回転部材３４には第３歯車３８が取り付けられており、この第３歯車３８の上面には、各把持部２０を付勢する第２付勢部材としてのスプリング３６の一端が取り付けられている。なお、第３歯車３８の機能については後述する。また、スプリング３６の他端は上側の円盤部材４２の下面に取り付けられている。このことにより、図２に示す状態から各把持部２０の回転部材３４が上方に移動すると第３歯車３８も上方に移動することによりスプリング３６が圧縮するようになる。また、このようなスプリング３６の圧縮状態からの反発力によって第３歯車３８が図２における下方に付勢され、回転部材３４が図２に示すような元の位置に戻るようになる。

各把持部２０を駆動する駆動部としてのロータリーアクチュエータ５０は、空気等の気体が供給されることにより各把持部２０を駆動するようになっている。より詳細には、図２に示すように、ロータリーアクチュエータ５０には回転軸５２が取り付けられており、この回転軸５２の先端には第１歯車５４が取り付けられている。また、第１歯車５４の歯には各把持部２０に対応して設けられた３つの第２歯車５６（図２では２つの第２歯車５６を図示）の歯がそれぞれ噛み合っており、第１歯車５４が回転すると各第２歯車５６も回転するようになっている。また、各把持部２０の回転部材３４に取り付けられた第３歯車３８の歯と第２歯車５６の歯とが噛み合っており、第２歯車５６が回転すると第３歯車３８も回転するようになっている。このことにより、ロータリーアクチュエータ５０が回転軸５２を回転させると、このようなロータリーアクチュエータ５０による駆動力が第１歯車５４、第２歯車５６および第３歯車３８を順に経て各把持部２０の回転部材３４に伝達され、当該回転部材３４が回転するようになっている。このように、本実施の形態のロボットハンド１０では、１つのロータリーアクチュエータ５０により複数の把持部２０が同期して移動させられるようになっている。この場合には、各把持部２０を同期して移動させることにより各把持部２０の棒状部材２２が対象物に接触するタイミングが略同一となるため対象物をより確実に把持することができるようになる。また、本実施の形態では、空気等の気体が供給されることにより各把持部２０を駆動するようなロータリーアクチュエータ５０を用いることにより、ロボットハンド１０の軽量化を図ることができるようになる。

また、図３および図８に示すように、各把持部２０の位置を検知するための位置検知部としてロータリーエンコーダ６０が設けられている。具体的には、位置検知部としてのロータリーエンコーダ６０は、回転軸５２と一体的に回転するとともに一定の角度の間隔で複数のスリットがその外周縁に設けられた格子円盤６１と、格子円盤６１の外周縁におけるスリットを挟むよう設けられた光センサ６２とを有しており、ロータリーアクチュエータ５０により回転軸５２が回転させられると、この回転軸５２の回転量がロータリーエンコーダ６０により検知されるようになっている。上述したように、ロータリーアクチュエータ５０が回転軸５２を回転させると、このようなロータリーアクチュエータ５０による駆動力が回転部材３４に伝達されて当該回転部材３４が回転するようになっているため、回転軸５２の回転量がロータリーエンコーダ６０により検知されると、回転部材３４の回転量も検知されるようになり、よって各把持部２０の位置（具体的には、棒状部材２２の位置）も検知されるようになる。

また、図２に示すように、駆動部としてのロータリーアクチュエータ５０の制御を行う制御部９０が設けられている。このような制御部９０は産業用ロボット１の胴体部２等に設けられていてもよく、あるいは制御部９０がロボットハンド１０に設けられていてもよい。そして、このような制御部９０により、各把持部２０の移動速度、各把持部２０による把持力、各把持部２０の位置のうち少なくとも一つの要素が調整されるようになっている。このような制御部９０によるロータリーアクチュエータ５０の制御方法の詳細については後述する。

次に、各把持部２０の動作について図４（ａ）〜図４（ｄ）を用いて説明する。図４（ａ）〜図４（ｄ）は、図２や図３に示すロボットハンド１０を下側から上方向に見たときの各把持部２０および下側の円盤部材４１の位置関係を示す図である。また、図４において下側の円盤部材４１の中心を参照符合Ｏで示す。

図４（ａ）は、各把持部２０の棒状部材２２が待機位置に位置しているときの状態を示す図である。図４（ａ）に示すように、各把持部２０の棒状部材２２が待機位置に位置しているときには、これらの棒状部材２２はベース部４０の各円盤部材４１、４２よりも外側に位置している。そして、ロボットハンド１０の各把持部２０により対象物を把持させる際に、制御部９０によってロータリーアクチュエータ５０が駆動するよう制御され、このロータリーアクチュエータ５０により回転軸５２が回転させられると、ロータリーアクチュエータ５０による駆動力が第１歯車５４、第２歯車５６および第３歯車３８を順に経て各把持部２０の回転部材３４に伝達され、当該回転部材３４が回転する。このことにより、各把持部２０において、回転部材３４を中心として第１支持部材２４および第２支持部材２６が図４における反時計回りの方向に回転し、第１支持部材２４の先端部分に取り付けられた棒状部材２２がベース部４０の円盤部材４１の中心Ｏに近づくように移動する。このようにして、各把持部２０は図４（ａ）に示す位置から図４（ｂ）に示す位置および図４（ｃ）に示す位置を経て最終的に図４（ｄ）に示す位置まで移動するようになり、各把持部２０の棒状部材２２が円盤部材４１の中心Ｏに最接近するようになる。

また、本実施の形態では、上述したような各把持部２０の動作に合わせて、ベース部４０自体も当該ベース部４０を中心として回転するようになっている。具体的には、図４（ａ）に示すような待機位置からベース部４０の中心（すなわち、図４における下側の円盤部材４１の中心Ｏ）に近づく方向に移動する各棒状部材２２の軌跡が略直線形状となるようベース部４０が回転させられるようになっている、このようなベース部４０の動作を説明するために、図４（ａ）〜（ｄ）では下側の円盤部材４１に仮想の目印４１ａを付けている（実際にはこのような目印４１ａは設けられていない）。図４（ａ）〜（ｄ）に示すように、各把持部２０の棒状部材２２がベース部４０の円盤部材４１の中心Ｏに近づくような動作に合わせて、下側の円盤部材４１は中心Ｏを中心として図４における時計回りの方向に回転するようになる。具体的には、図４（ａ）〜（ｄ）において下側の円盤部材４１に設けられた仮想の目印４１ａで示すように、各把持部２０の棒状部材２２が図４（ａ）に示すような待機位置から下側の円盤部材４１の中心Ｏに最接近する位置まで移動する間に、下側の円盤部材４１は約９０°回転するようになる。このことにより、図５において矢印Ａで示すように、待機位置からベース部４０の中心に近づく方向に移動する各把持部２０の棒状部材２２の軌跡が略直線形状となる。このため、下側の円盤部材４１の中心Ｏの近傍に対象物が位置している場合には、各把持部２０の棒状部材２２はこの対象物に向かって略直線形状の軌跡を通って接近するようになるため、当該対象物を安定的に把持することができるようになる。

次に、このようなロボットハンド１０の各把持部２０により様々な形状の対象物を把持する際の動作について図６（ａ）〜図６（ｃ）を用いて説明する。図６（ａ）〜図６（ｃ）は、図２や図３に示すロボットハンド１０を下側から上方向に見たときの各把持部２０および下側の円盤部材４１の位置関係を示す図である。なお、図６（ａ）は、ロボットハンド１０の各把持部２０により対象物が把持されていないときの各把持部２０の状態を示す図である。図６（ａ）に示すように、各把持部２０により対象物が把持されていない状態では、各把持部２０の第１支持部材２４および第２支持部材２６は直線状に延びるようになっている。このような各把持部２０の第１支持部材２４および第２支持部材２６が直線状に延びるときの第１支持部材２４や棒状部材２２の位置を把持位置とする。

一方、図６（ｂ）に示すように、例えば断面が三角形形状の対象物Ｗ_１が各把持部２０により把持される場合には、各把持部２０において第１支持部材２４が軸心２８を中心として第２支持部材２６に対して把持位置から退避するように回転し、この第２支持部材２６の先端に設けられた棒状部材２２も把持位置から退避するようになる。このように、各把持部２０において、棒状部材２２は、他の棒状部材２２から独立して、第２支持部材２６に対して所定の把持位置から退避可能となっている。また、図６（ｂ）に示すように、各把持部２０において第１支持部材２４が軸心２８を中心として第２支持部材２６に対して退避するように回転した場合には、当該第１支持部材２４は取付部材３０に取り付けられているスプリング３２の端部に接触するようになり、第１支持部材２４により押動されたスプリング３２は圧縮されるようになる。このように、スプリング３２は、対象物Ｗ_１に棒状部材２２が接触したときの衝撃緩和部材としても機能するようになる。そして、スプリング３２の圧縮状態からの反発力により、第１支持部材２４は把持位置に向かって付勢されるようになり、よって棒状部材２２も把持位置に向かって付勢されるようになる。このようにして、各棒状部材２２は対象物に向かって付勢されるため、各棒状部材２２により対象物Ｗ_１を確実に把持することができるようになる。

また、本実施の形態では、各把持部２０において棒状部材２２が図６（ａ）に示すような把持位置から退避した場合にこのことを検知する検知センサ２７（図２参照）が設けられている。このことにより、各把持部２０により対象物Ｗ_１が把持されることにより棒状部材２２が退避位置から退避するとこのことが検知センサ２７により検知されるため、対象物Ｗ_１が各把持部２０により把持されたことも検知することができるようになる。なお、棒状部材２２が把持位置から退避した場合にこのことを検知する検知センサ２７を設ける代わりに、あるいはこのような検知センサ２７を設けることに加えて、各把持部２０により把持される対象物Ｗ_１自体を検知する対象物検知センサ４８（図２参照）がベース部４０における下側の円盤部材４１の下面等に設けられるようになっていてもよい。

また、本実施の形態のロボットハンド１０では、各把持部２０が第１支持部材２４および第２支持部材２６を有しているとともに第２支持部材２６に設けられた取付部材３０にはスプリング３２が取り付けられているため、様々な形状の対象物を把持することができるようになっている。例えば、図６（ｃ）に示すような例えば断面が多角形形状の対象物Ｗ_２を各把持部２０により把持する場合にも、各把持部２０において第１支持部材２４を軸心２８を中心として第２支持部材２６に対して退避するように回転させるとともに、スプリング３２の圧縮状態からの反発力により第１支持部材２４および棒状部材２２を把持位置に向かって付勢することにより、各棒状部材２２を対象物Ｗ_２に押しつけることができるようになる。このようにして、本実施の形態では、各棒状部材２２により様々な形状の対象物を確実に把持することができるようになる。

また、本実施の形態のロボットハンド１０では、各把持部２０の回転部材３４は他の回転部材３４から独立してベース部４０の各円盤部材４１、４２に対して図２や図３における上下方向に移動することができるようになっている。このことにより、図７（ｂ）に示すように、ある把持部２０の棒状部材２２の先端部分に障害物Ｐが衝突した場合でも、この棒状部材２２のみが図７（ｂ）における矢印で示すようにベース部４０に向かって退避するよう移動することにより、棒状部材２２が破損してしまうことを防止することができるようになる。また、各把持部２０の回転部材３４が他の回転部材３４から独立して移動可能となっている場合には、段差のある対象物も容易に把持することができるようになる。また、上述したように、各把持部２０の回転部材３４には第３歯車３８が取り付けられており、この第３歯車３８の上面には、各把持部２０を付勢する第２付勢部材としてのスプリング３６の一端が取り付けられている。また、スプリング３６の他端は上側の円盤部材４２の下面に取り付けられている。このことにより、図７（ｂ）に示すようにある把持部２０の回転部材３４が上方に移動するとスプリング３６が圧縮するようになる。また、このようなスプリング３６の圧縮状態からの反発力によって第３歯車３８が図７における下方に付勢され、このことにより回転部材３４が図７（ａ）に示すような元の位置に自動で戻るようになる。

また、本実施の形態では、各把持部２０の位置はロータリーエンコーダ６０により検知されるようになっており、当該ロータリーエンコーダ６０による検知情報は制御部９０に送られるようになっている。そして、制御部９０は、ロータリーエンコーダ６０による検知情報に基づいて、ロータリーアクチュエータ５０の制御を行うようになっている。具体的には、ロータリーアクチュエータ５０に供給される空気等の気体の量を調整するようになっている。そして、上述したように、制御部９０により、各把持部２０の移動速度、各把持部２０による把持力、各把持部２０の位置のうち少なくとも一つの要素が調整されるようになっている。より詳細には、図９に示すように、制御部９０において、各把持部２０の棒状部材２２の把持位置として複数の位置Ｐ０〜Ｐ８が予め設定されている。ここで、位置Ｐ０は、各把持部２０の棒状部材２２が図４（ａ）に示すような待機位置に位置しているときの位置であり、位置Ｐ８は、各把持部２０の棒状部材２２が図４（ｄ）に示すような下側の円盤部材４１の中心Ｏに最接近しているときの位置であり、位置Ｐ１〜位置Ｐ７は、それぞれ上記の位置Ｐ０および位置Ｐ７の間の位置である。また、複数の位置Ｐ０〜Ｐ７のうち隣り合う位置の間の角度αは例えば２４°となっており、位置Ｐ７と位置Ｐ８との間の角度は上記の角度αよりも小さくなっている。そして、制御部９０は、ロータリーエンコーダ６０による検知情報に基づいて、予め設定された複数の位置Ｐ０〜Ｐ８のうちいずれかの位置に各把持部２０の棒状部材２２を位置させるようロータリーアクチュエータ５０を制御するようになっている。このような制御部９０によるロータリーアクチュエータ５０の制御方法によれば複雑な制御が不要となる。また、予め設定された複数の位置Ｐ０〜Ｐ８のうちいずれかの位置に各把持部２０の棒状部材２２を位置させるようにした場合には、各把持部２０の棒状部材２２の移動速度の調整や各把持部２０の棒状部材２２により対象物を把持する際の把持力を容易に調整することができるようになる。

また、本実施の形態のロボットハンド１０では、ベース部４０における下側の円盤部材４１または各把持部２０の第１支持部材２４や第２支持部材２６に、金属製の対象物を引きつけるための電磁石（図示せず）が設けられていてもよい。この場合には、各把持部２０の棒状部材２２により金属製の対象物を把持する際に、電磁石によりこの対象物を引きつけることにより、各把持部２０の棒状部材２２により対象物を把持する動作を補助することができるようになる。また、ベース部４０における下側の円盤部材４１等に電磁石を設ける代わりに、あるいはこのような電磁石を設けることに加えて、ベース部４０における下側の円盤部材４１または各把持部２０の第１支持部材２４や第２支持部材２６に、対象物を引きつけるための吸盤（図示せず）が設けられていてもよい。このような吸盤を設けた場合にも、各把持部２０の棒状部材２２により対象物を把持する動作を補助することができるようになる。

以上のような構成からなる本実施の形態のロボットハンド１０およびこのようなロボットハンド１０を備えた産業用ロボット１によれば、待機位置からベース部４０の中心に近づく方向にそれぞれ移動可能となっている複数の把持部２０が設けられており、駆動部としてのロータリーアクチュエータ５０によって各把持部２０が図４（ａ）に示すような待機位置からベース部４０の中心に近づく方向に移動させられることにより対象物が各把持部２０により把持されるようになっている。この場合には、様々な種類の部品に対して部品毎に把持部２０を交換する必要がなくなり、このため把持部２０の交換に必要な時間や手間を省略することができ、よって作業性を向上させることができる。

より詳細に説明すると、従来の産業用ロボットに設けられたロボットハンドでは、部品の形状やサイズに合わせてハンドを取り替えることができるようになっていた。しかしながら、このようなロボットハンドでは、様々な形状やサイズの部品に対応して複数の種類のハンドを用意しなければならず、また、把持される部品の種類に合わせてハンドを取り替える必要があったためハンドの交換に時間や手間がかかるという問題があった。これに対し、本実施の形態のロボットハンド１０では、各把持部２０が待機位置からベース部４０の中心に近づく方向に移動させられることにより対象物が各把持部２０により把持されるようになっているため、様々な種類の部品に対して部品毎に把持部２０を交換する必要がなくなり、よって従来の産業用ロボットに設けられたロボットハンドに係る上記の問題を解決することができるようになる。

また、本実施の形態のロボットハンド１０においては、上述したように、各把持部２０は、対象物を把持する把持部材としての棒状部材２２と、棒状部材２２を支持する支持部材としての第１支持部材２４および第２支持部材２６とを有している。また、第１支持部材２４および第２支持部材２６から形成される支持部材は、基端部分に設けられた軸（具体的には、回転部材３４）を中心として回転可能となっており、このような支持部材の先端部分に把持部材としての棒状部材２２が設けられている。また、把持部材としての各棒状部材２２は略平行に延びるようになっている。このような構成の各把持部２０によれば、対象物をより一層確実に把持することができるようになる。

また、本実施の形態のロボットハンド１０においては、上述したように、把持部材としての棒状部材２２は、他の棒状部材２２から独立して、当該棒状部材２２を支持する支持部材（より詳細には、第２支持部材２６）に対して図６（ａ）に示すような所定の把持位置から退避可能となっており、各把持部２０には、各棒状部材２２を把持位置に向かって付勢する第１付勢部材としてスプリング３２が設けられている。この場合には、各把持部２０により把持される対象物の形状が複雑な形状である場合にも、各棒状部材２２が対象物に接触したときに当該棒状部材２２を他の棒状部材２２から独立して把持位置から退避させることにより、複雑な形状の対象物を各把持部２０により確実に把持することができるようになる。

また、本実施の形態のロボットハンド１０においては、上述したように、図４（ａ）に示すような待機位置からベース部４０の中心に近づく方向に移動する各棒状部材２２の軌跡が図５の矢印Ａに示すような略直線形状となるようベース部４０が回転させられるようになっている。このことにより、ベース部４０の中心の近傍に対象物が位置している場合には、各把持部２０の棒状部材２２はこの対象物に向かって略直線形状の軌跡を通って接近するようになるため、当該対象物を安定的に把持することができるようになる。

また、本実施の形態のロボットハンド１０においては、上述したように、各把持部２０はそれぞれ他の把持部２０から独立してベース部４０に近づく方向に移動可能となっており、各把持部２０をベース部４０から遠ざける方向に付勢する第２付勢部材としてスプリング３６が設けられている。この場合には、図７（ｂ）に示すように、ある把持部２０の棒状部材２２の先端部分に障害物Ｐが衝突した場合でも、この棒状部材２２のみが図７（ｂ）における矢印で示すようにベース部４０に向かって退避するよう移動することにより、棒状部材２２が破損してしまうことを防止することができるようになる。また、段差のある対象物も容易に把持することができるようになる。また、図７（ｂ）に示すようにある把持部２０の回転部材３４が上方に移動するとスプリング３６が圧縮するようになり、このようなスプリング３６の圧縮状態からの反発力によって第３歯車３８が図７における下方に付勢され、このことにより回転部材３４が図７（ａ）に示すような元の位置に自動で戻るようになる。

また、本実施の形態のロボットハンド１０においては、上述したように、ベース部４０または各把持部２０には、金属製の対象物を引きつけるための電磁石（図示せず）が設けられていてもよい。この場合には、各把持部２０の棒状部材２２により金属製の対象物を把持する際に、電磁石によりこの対象物を引きつけることにより、各把持部２０の棒状部材２２により対象物を把持する動作を補助することができるようになる。また、ベース部４０または各把持部２０には、対象物を引きつけるための吸盤（図示せず）が設けられていてもよい。このような吸盤を設けた場合にも、各把持部２０の棒状部材２２により対象物を把持する動作を補助することができるようになる。

また、本実施の形態のロボットハンド１０においては、上述したように、１つの駆動部（具体的には、ロータリーアクチュエータ５０）により複数の把持部２０が同期して移動させられるようになっている。この場合には、各把持部２０を同期して移動させることにより各把持部２０の棒状部材２２が対象物に接触するタイミングが略同一となるため対象物をより確実に把持することができるようになる。

また、本実施の形態のロボットハンド１０においては、上述したように、駆動部としてのロータリーアクチュエータ５０は、気体が供給されることにより各把持部２０を駆動するようになっている。

また、本実施の形態のロボットハンド１０においては、上述したように、把持部２０の数は３つである。なお、把持部２０の数を例えば２つにした場合には対象物を２つの把持部２０により安定的に把持することができず、一方、把持部２０の数を例えば４つ以上にした場合には各把持部２０により対象物を把持する際に１または複数の把持部２０の棒状部材２２が対象物に接触しないで浮いてしまうようになるため、把持部２０の数を３つにすることが好ましい。なお、本発明に係るロボットハンドでは把持部の数は３つに限定されることはなく２つや４つ以上の把持部を有するロボットハンドも本発明の範囲に含まれるものとする。

また、本実施の形態のロボットハンド１０やこのようなロボットハンド１０を備えた産業用ロボット１においては、上述したように、駆動部としてのロータリーアクチュエータ５０を制御する制御部９０が設けられており、制御部９０により、各把持部２０の移動速度、各把持部２０による把持力、各把持部２０の位置のうち少なくとも一つの要素が調整されるようになっている。この場合には、各把持部２０の移動速度、各把持部２０による把持力、あるいは各把持部２０の位置を容易に調整することができるようになる。

また、図９に示すように、各把持部２０の位置が予め複数設定されており、制御部９０は、予め設定された複数の位置のうちいずれかの位置に各把持部２０を位置させるようロータリーアクチュエータ５０を制御するようになっている。この場合には、制御部９０によりロータリーアクチュエータ５０を制御するにあたり複雑な制御が不要となる。また、各把持部２０の棒状部材２２の移動速度の調整や各把持部２０の棒状部材２２により対象物を把持する際の把持力を容易に調整することができるようになる。また、本実施の形態のロボットハンド１０では、各把持部２０の位置を検知するための位置検知部としてロータリーエンコーダ６０が設けられており、制御部９０は、このようなロータリーエンコーダ６０による各把持部２０の位置の検知情報に基づいて各把持部２０を移動させるようロータリーアクチュエータ５０を制御するようになっている。この場合には、ロータリーエンコーダ６０による各把持部２０の位置の検知情報を用いることにより各把持部２０を所定の位置により確実に移動させることができるようになる。

なお、本実施の形態によるロボットハンド１０やこのようなロボットハンド１０を備えた産業用ロボット１は、上述したような態様に限定されることはなく、様々な変更を加えることができる。

例えば、各把持部２０を駆動する駆動部は、空気等の気体が供給されることにより各把持部２０を駆動するようなロータリーアクチュエータ５０に限定されることはない。各把持部２０を駆動する駆動部として、モータ等の他の機構を用いてもよい。

また、各把持部２０の位置を検知するための位置検知部は、ロータリーエンコーダ６０に限定されることはない。各把持部２０の位置を検知するための位置検知部として、ロータリーエンコーダ６０以外の機構を用いてもよい。

また、対象物を把持するための把持部は、第１支持部材２４および第２支持部材２６が回転部材３４を中心として回転するような構成の把持部２０に限定されることはない。対象物を把持するための把持部として、棒状部材を待機位置からベース部の中心に近づく方向に直線的に移動させるリニアガイド等の機構を有するものが用いられてもよい。このような構成の把持部でも、棒状部材を待機位置からベース部の中心に近づく方向に直線的に移動させることにより、ベース部の中心の近傍に対象物が位置している場合には、各把持部の棒状部材はこの対象物に向かって直線形状の軌跡を通って接近するようになるため、当該対象物を安定的に把持することができるようになる。しかしながら、リニアガイド等により棒状部材を待機位置からベース部の中心に近づく方向に直線的に移動させる場合には、上述したような第１支持部材２４および第２支持部材２６が回転部材３４を中心として回転するような構成の把持部２０と比較して、リニアガイド等の長さを第１支持部材２４および第２支持部材２６の合計の長さの約２倍とする必要があり、ロボットハンド１０が比較的大きくなってしまう。

また、本実施の形態のロボットハンド１０においては、各把持部２０において棒状部材２２が第１支持部材２４に着脱自在に取り付けられるようになっていてもよい。この場合には、各把持部２０により把持される対象物の種類や材質によって、棒状部材２２のみを別の種類のものに交換することができるようになる。

また、本実施の形態のロボットハンド１０において、ベース部４０における下側の円盤部材４１の底面に、各把持部２０の棒状部材２２により把持されるべき対象物を撮像するための撮像カメラが設けられていてもよい。この場合には、各把持部２０を待機位置からベース部４０の中心に近づく方向に移動させる際に、撮像カメラにより撮像された映像や画像に基づいて、対象物に対する各棒状部材２２の位置合わせを精度良く行うことができるようになる。

また、本発明に係るロボットハンドの他の例として、図１０乃至図１２に示すような構成のものが用いられてもよい。図１０は、変形例に係るロボットハンド１０ａの構成を示す側面図であり、図１１（ａ）〜図１１（ｃ）は、図１０に示すロボットハンド１０ａの各把持部２０に設けられた吸着パッド２３により様々な形状の対象物を保持するときの状態を示す説明図である。また、図１２は、図１０に示すロボットハンド１０ａの各把持部２０に設けられた吸着パッド２３により段差のある対象物を保持するときの状態を示す側面図である。なお、図１０乃至図１２に示すような変形例に係るロボットハンド１０ａを説明するにあたり、図１乃至図９に示すロボットハンド１０と同じ構成部材については同じ参照符合を付してその説明を省略する。

図１０に示すように、変形例に係るロボットハンド１０ａでは、各把持部２０において棒状部材２２の下端に吸着パッド２３がそれぞれ設けられている。各吸着パッド２３には図示しない空気配管の先端部分が接続されており、この空気配管の基端部分には空気吸引部（図示せず）が接続されている。そして、空気吸引部によって空気配管を介して各吸着パッド２３から空気を吸引することによって、対象物が真空吸着により各吸着パッド２３に吸着されるようになっている。これらの吸着パッド２３、空気配管および空気吸引部により、対象物を吸着するための吸着部（特許請求の範囲における第２吸着部）が構成されている。また、図１０乃至図１２に示すロボットハンド１０ａでは、各把持部２０は、対象物を把持するためのものではなく、単に吸着部の吸着パッド２３を支持するための支持部として機能するようになっている。

図１０に示すような変形例に係るロボットハンド１０ａでは、様々な形状の対象物を吸着部に吸着させることによりこれらの対象物を保持することができるようになっている。より詳細には、ロボットハンド１０ａにより保持されるべき対象物が比較的小さい場合には、図１１（ａ）に示すようにロボットハンド１０ａにおける１つの把持部２０に設けられた吸着パッド２３に対象物（図１１（ａ）において参照符合Ｖ_１で表示）を吸着させる。一方、ロボットハンド１０ａにより保持されるべき対象物が比較的大きい場合には、図１１（ｂ）（ｃ）に示すようにロボットハンド１０ａにおける２つの把持部２０の各々に設けられた２つ吸着パッド２３に対象物（図１１（ｂ）（ｃ）において参照符合Ｖ_２、Ｖ_３で表示）を吸着させる。この際に、図１１（ｂ）において参照符合Ｖ_２で示す対象物のように、ロボットハンド１０ａにより保持されるべき対象物の長手方向における長さが比較的小さい場合には、各把持部２０の吸着パッド２３をベース部４０の円盤部材４１の中心にできるだけ近づけるようにする。一方、図１１（ｃ）において参照符合Ｖ_３で示す対象物のように、ロボットハンド１０ａにより保持されるべき対象物の長手方向における長さが比較的大きい場合には、各把持部２０の吸着パッド２３をベース部４０の円盤部材４１の中心からできるだけ遠ざけるようにする。このように、複数の把持部２０の各々が待機位置からベース部４０の中心に近づく方向にそれぞれ移動可能となっており、各把持部２０における棒状部材２２の先端に吸着パッド２３を設けることにより、様々な形状やサイズの対象物を保持することができるようになる。

図１０に示すような変形例に係るロボットハンド１０ａでは、図１乃至図９に示すロボットハンド１０と同様に、各把持部２０の回転部材３４は他の回転部材３４から独立してベース部４０に対して図１０における上下方向に移動することができるようになっている。また、各把持部２０の回転部材３４には第３歯車３８が取り付けられており、この第３歯車３８の上面には、各把持部２０を付勢する第２付勢部材としてのスプリング３６の一端が取り付けられている。また、スプリング３６の他端は上側の円盤部材４２の下面に取り付けられている。このことにより、各吸着パッド２３に対象物を吸着させる際に、対象物の上面に各吸着パッド２３を押しつけるとスプリング３６が圧縮するようになるため、このようなスプリング３６の圧縮状態からの反発力により当該対象物の上面に各吸着パッド２３を押し当てることができるようになり、よって対象物を確実に各吸着パッド２３で吸着させることができる。

また、図１０に示すような変形例に係るロボットハンド１０ａでは、段差のある対象物を吸着部に吸着させることにより当該対象物を保持することができるようになっている。より詳細には、図１２に示すように、参照符合Ｖ_４で示すような段差のある対象物を各把持部２０の吸着パッド２３に吸着させる際に、ある吸着パッド２３に対象物が接触すると、この吸着パッド２３が設けられた把持部２０の回転部材３４や棒状部材２２がベース部４０に向かって上方に退避することにより、段差のある対象物の各々の上面を各吸着パッド２３で吸着させることができるようになる。また、段差のある対象物の各々の上面を各吸着パッド２３で吸着させたときに、対象物における複数の上面のうち最も上方に突出する上面を吸着する吸着パッド２３が設けられた把持部２０に対応するスプリング３６が圧縮するようになる。また、このような段差のある対象物が各吸着パッド２３から取り外されると、圧縮しているスプリング３６の圧縮状態からの反発力によって第３歯車３８が下方に付勢され、このことにより回転部材３４や棒状部材２２が図１０に示すような元の位置に自動で戻るようになる。

また、図１０乃至図１２に示すような変形例に係るロボットハンド１０ａにおいて、ベース部４０における下側の円盤部材４１の底面に、各吸着パッド２３により吸着されるべき対象物を撮像するための撮像カメラが設けられていてもよい。この場合には、各把持部２０を待機位置からベース部４０の中心に近づく方向に移動させる際に、撮像カメラにより撮像された映像や画像に基づいて、対象物に対する各吸着パッド２３の位置合わせを精度良く行うことができるようになる。

このように、図１０乃至図１２に示すような変形例に係るロボットハンド１０ａによれば、待機位置からベース部４０の中心に近づく方向にそれぞれ移動可能となっている複数の支持部として把持部２０が設けられており、支持部としての把持部２０により対象物を吸着する吸着部（具体的には、吸着パッド２３）が支持されるようになっている。また、ロータリーアクチュエータ５０等の駆動部によって各把持部２０が待機位置からベース部４０の中心に近づく方向に移動させられるようになっている。この場合には、様々な種類の部品に対して部品毎に支持部としての把持部２０や吸着部を交換する必要がなくなり、このため把持部２０や吸着部の交換に必要な時間や手間を省略することができ、よって作業性を向上させることができる。また、支持部としての複数の把持部２０の各々が待機位置からベース部４０の中心に近づく方向にそれぞれ移動可能となっており、各把持部２０における棒状部材２２の先端に吸着パッド２３を設けることにより、様々な形状やサイズの対象物を保持することができるようになる。

また、図１０乃至図１２に示すような変形例に係るロボットハンド１０ａにおいては、各吸着部は真空吸着により対象物を吸着するようになっている。また、支持部としての各把持部２０はそれぞれ他の把持部２０から独立してベース部４０に近づく方向に移動可能となっており、各把持部２０をベース部４０から遠ざける方向に付勢する第３付勢部材としてスプリング３６が設けられている。この場合には、対象物に各吸着パッド２３を押しつけることにより当該対象物を確実に各吸着パッド２３で吸着させることができる。また、段差のある対象物を吸着部に吸着させることにより当該対象物を保持することができるようになる。

また、本発明に係るロボットハンドの更に他の例として、図１３乃至図１７に示すような構成のものが用いられてもよい。図１３は、別の変形例に係るロボットハンド１０ｂの構成を示す側面図であり、図１４（ａ）および図１４（ｂ）は、図１３に示すロボットハンド１０ｂの各把持部２０により対象物を把持する際の動作を示す側面図である。また、図１５は、図１３に示すロボットハンド１０ｂに設けられた吸着パッド７０やシリンダーロッド８２等の構成を示す側面図であり、図１６（ａ）は、図１３に示すロボットハンド１０ｂにおけるシリンダーロッド８２の先端に設けられたコの字形状の板金から形成される先端部材８４の構成を示す側面図であり、図１６（ｂ）は、図１６（ａ）に示す先端部材８４を底面側から見たときの構成を示す底面図である。また、図１７は、図１３に示すロボットハンド１０ｂにおける吸着パッド７０を支持する吸着パッド支持部材７２の構成を示す側面図である。なお、図１３乃至図１７に示すような変形例に係るロボットハンド１０ｂを説明するにあたり、図１乃至図９に示すロボットハンド１０と同じ構成部材については同じ参照符合を付してその説明を省略する。

図１３等に示すような変形例に係るロボットハンド１０ｂでは、対象物を吸着する吸着パッド７０およびこのような吸着パッド７０を図１３における上下方向に移動させるシリンダー機構８０が設けられている。より詳細には、ベース部４０の中心にエアシリンダー等から構成されるシリンダー機構８０が設けられており、このシリンダー機構８０は、当該シリンダー機構８０から下方に延びるシリンダーロッド８２を図１３における上下方向に移動させるようになっている。また、シリンダーロッド８２の下端部分に吸着パッド７０が設けられている。より詳細には、図１５に示すように、シリンダーロッド８２の下端部分にはコの字形状の板金から形成される先端部材８４が取り付けられている。ここで、図１６（ａ）（ｂ）に示すように、先端部材８４の下面部分８４ａには円形の開口８４ｈが形成されている。また、先端部材８４の上面部分８４ｂにシリンダーロッド８２の下端部分が取り付けられている。

また、図１５に示すように、吸着パッド７０は吸着パッド支持部材７２により支持されるようになっており、この吸着パッド支持部材７２には空気配管７４の先端部分が接続されている。より詳細には、吸着パッド支持部材７２の内部には空気の通路が形成されており、この通路を介して空気配管７４は吸着パッド７０に連通している。また、空気配管７４の基端部分には空気吸引部（図示せず）が接続されている。そして、空気吸引部によって空気配管７４を介して吸着パッド７０から空気を吸引することによって、対象物が真空吸着により吸着パッド７０に吸着されるようになっている。これらの吸着パッド７０、空気配管７４および空気吸引部により、対象物を吸着するための吸着部（特許請求の範囲における第１吸着部）が構成されている。

また、図１５に示すように、コの字形状の板金から形成される先端部材８４の内部にはスプリング８６が設けられており、このスプリング８６の上端部分はシリンダーロッド８２の下端部分に接続されている。また、スプリング８６の下端部分には吸着パッド支持部材７２が取り付けられている。このことにより、吸着パッド支持部材７２はスプリング８６によりシリンダーロッド８２の下端部分に支持されるようになる。また、図１７に示すように、吸着パッド支持部材７２の上部は円柱部分７２ａから構成されており、この円柱部分７２ａの断面における直径の大きさは先端部材８４の下面部分８４ａに形成される円形の開口８４ｈの直径よりも小さくなっている。そして、吸着パッド支持部材７２がスプリング８６によりシリンダーロッド８２の下端部分に支持される際に、吸着パッド支持部材７２の円柱部分７２ａは、先端部材８４の下面部分８４ａに形成される開口８４ｈを貫通するようになっている。このことにより、吸着パッド支持部材７２の円柱部分７２ａが開口８４ｈから外れない範囲で、吸着パッド支持部材７２は、シリンダーロッド８２の長手方向に対して直交する方向（すなわち、図１５における左右方向）に移動することができるようになる。また、スプリング８６は、吸着パッド支持部材７２の円柱部分７２ａを開口８４ｈの中心に戻す機能を果たすようになる。

また、図１３等に示すような変形例に係るロボットハンド１０ｂでは、ベース部４０の中心にシリンダー機構８０が設けられるようになるため、各把持部２０を駆動する駆動部としてのロータリーアクチュエータ５０は、ベース部４０の中心から外れた位置に設置されるようになる。

次に、図１３に示すような変形例に係るロボットハンド１０ｂの各把持部２０により対象物を把持する際の動作について図１４（ａ）および図１４（ｂ）を用いて説明する。図１４（ａ）に示すように、ロボットハンド１０ｂの各把持部２０により把持されるべき対象物（図１４において参照符合Ｗ_３で表示）が例えば段ボール箱（図１４において参照符合Ｂで表示）に収容されており、各把持部２０をこのような段ボール箱の内部に入れることが困難である場合には、まず段ボール箱に収容されている対象物をシリンダー機構８０によって吸着部の吸着パッド７０に吸着させ、この対象物を段ボール箱から取り出す。具体的には、図１４（ａ）に示すように、シリンダーロッド８２をシリンダー機構８０から下方に伸ばすことによってこのシリンダーロッド８２を段ボール箱の内部に進出させ、シリンダーロッド８２の先端に設けられた吸着パッド７０に対象物を真空吸着させる。そして、図１４（ｂ）に示すように対象物を段ボール箱から取り出すと、各把持部２０を待機位置からベース部４０の中心に近づく方向に移動させることにより、各把持部２０の棒状部材２２によって対象物を把持させるようにする。この際に、吸着パッド支持部材７２は、シリンダーロッド８２の長手方向に対して直交する方向にわずかに移動することができるようになっているため、この吸着パッド支持部材７２に支持される吸着パッド７０も図１４における左右方向にわずかに移動可能となり、よって吸着パッド７０に吸着されている対象物を各把持部２０の棒状部材２２によって把持させる際にスムーズに把持させることができるようになる。その後、対象物を吸着パッド７０による吸着状態から解放させると、対象物は各把持部２０の棒状部材２２によって把持された状態となる。

また、図１３に示すような変形例に係るロボットハンド１０ｂにおいて各把持部２０の棒状部材２２によって把持されている対象物を段ボール箱に戻す場合には、上述した動作と逆の動作が行われるようになる。具体的には、各把持部２０の棒状部材２２によって把持されている対象物に吸着パッド７０を吸着させた後、各把持部２０を待機位置に戻すことにより対象物を各把持部２０の棒状部材２２から解放させる。その後、シリンダーロッド８２を段ボール箱の真上の位置に移動させた後、このシリンダーロッド８２をシリンダー機構８０から下方に伸ばすことによって当該シリンダーロッド８２を段ボール箱の内部に進出させる。最後に、対象物を吸着パッド７０による吸着状態から解放させると、対象物は段ボール箱の内部に収容されるようになる。

また、図１３乃至図１７に示すような変形例に係るロボットハンド１０ｂにおいて、ベース部４０における下側の円盤部材４１の底面に、吸着パッド７０により吸着されるべき対象物を撮像するための撮像カメラが設けられていてもよい。この場合には、段ボール箱等に収容されている対象物をシリンダー機構８０によって吸着部の吸着パッド７０に吸着させる際に、撮像カメラにより撮像された映像や画像に基づいて、対象物に対する吸着パッド７０の位置合わせを精度良く行うことができるようになる。

このように、図１３乃至図１７に示すような変形例に係るロボットハンド１０ｂによれば、吸着パッド７０等の吸着部がシリンダーロッド８２等の伸縮部材の先端に設けられたシリンダー機構８０等の伸縮機構がベース部４０に設けられている。そして、伸縮機構が伸縮部材を下方に伸ばすことにより、段ボール箱等の容器に収容されている対象物をこの容器から取り出して各把持部２０により把持させることができるようになっている。この場合には、段ボール箱等の容器の内部に各把持部２０を進出させることができない場合でも、当該容器から対象物を取り出したり当該容器に対象物を収容させたりすることができるようになる。

また、図１乃至図９に示すような構成のロボットハンド１０において、ベース部４０がシリンダーロッドの先端に支持されており、シリンダー機構がこのシリンダーロッドを伸縮させるようになっていてもよい。この場合には、シリンダー機構がシリンダーロッドを伸縮させることによって、対象物に対して各把持部２０を進退させることができるようになる。

１ 産業用ロボット
２ 胴体部
４ アーム部
１０、１０ａ、１０ｂ ロボットハンド
２０ 把持部
２２ 棒状部材
２３ 吸着パッド
２４ 第１支持部材
２６ 第２支持部材
２７ 検知センサ
２８ 軸心
３０ 取付部材
３２ スプリング
３４ 回転部材
３６ スプリング
３８ 第３歯車
４０ ベース部
４１ 円盤部材
４１ａ 目印
４２ 円盤部材
４３ 棒状部材
４８ 対象物検知センサ
５０ ロータリーアクチュエータ
５２ 回転軸
５４ 第１歯車
５６ 第２歯車
６０ ロータリーエンコーダ
６１ 格子円盤
６２ 光センサ
７０ 吸着パッド
７２ 吸着パッド支持部材
７２ａ 円柱部分
７４ 空気配管
８０ シリンダー機構
８２ シリンダーロッド
８４ 先端部材
８４ａ 下面部分
８４ｂ 上面部分
８４ｈ 開口
８６ スプリング
９０ 制御部

Claims (24)

1. ベース部と、
   待機位置から前記ベース部の中心に近づく方向にそれぞれ移動可能となっている複数の把持部と、
   各前記把持部を駆動する駆動部と、
   を備え、
   前記駆動部によって各前記把持部が前記待機位置から前記ベース部の中心に近づく方向に移動させられることにより対象物が各前記把持部により把持されるようになっている、ロボットハンド。
2. 各前記把持部は、対象物を把持する把持部材と、前記把持部材を支持する支持部材とを有している、請求項１記載のロボットハンド。
3. 各前記支持部材は、基端部分に設けられた軸を中心として回転可能となっており、各前記支持部材の先端部分に前記把持部材が設けられている、請求項２記載のロボットハンド。
4. 各前記把持部材は略平行に延びる棒状部材である、請求項２または３記載のロボットハンド。
5. 各前記把持部材は、他の前記把持部材から独立して、当該把持部材を支持する前記支持部材に対して所定の把持位置から退避可能となっており、
   各前記把持部には、各前記把持部材を前記把持位置に向かって付勢する第１付勢部材が設けられている、請求項２乃至４のいずれか一項に記載のロボットハンド。
6. 前記待機位置から前記ベース部の中心に近づく方向に移動する各前記把持部材の軌跡が略直線形状となるよう前記ベース部が回転させられるようになっている、請求項２乃至５のいずれか一項に記載のロボットハンド。
7. 各前記把持部は前記待機位置から前記ベース部の中心に近づく方向に直線移動を行うようになっている、請求項１記載のロボットハンド。
8. 各前記把持部はそれぞれ他の前記把持部から独立して前記ベース部に近づく方向に移動可能となっており、各前記把持部を前記ベース部から遠ざける方向に付勢する第２付勢部材が設けられている、請求項１乃至７のいずれか一項に記載のロボットハンド。
9. 前記ベース部または各前記把持部には、金属製の対象物を引きつけるための電磁石が設けられている、請求項１乃至８のいずれか一項に記載のロボットハンド。
10. 前記ベース部または各前記把持部には、対象物を引きつけるための吸盤が設けられている、請求項１乃至８のいずれか一項に記載のロボットハンド。
11. １つの前記駆動部により複数の前記把持部が同期して移動させられるようになっている、請求項１乃至１０のいずれか一項に記載のロボットハンド。
12. 前記駆動部は、気体が供給されることにより各前記把持部を駆動するようになっている、請求項１乃至１１のいずれか一項に記載のロボットハンド。
13. 前記把持部の数は３つである、請求項１乃至１２のいずれか一項に記載のロボットハンド。
14. 対象物を吸着する第１吸着部が先端に設けられた伸縮部材を伸縮させる伸縮機構が前記ベース部に設けられている、請求項１乃至１３のいずれか一項に記載のロボットハンド。
15. 前記第１吸着部は真空吸着により対象物を吸着するようになっている、請求項１４記載のロボットハンド。
16. 前記駆動部を制御する制御部を更に備え、
    前記制御部により、各前記把持部の移動速度、各前記把持部による把持力、各前記把持部の位置のうち少なくとも一つの要素が調整されるようになっている、請求項１乃至１５のいずれか一項に記載のロボットハンド。
17. 各前記把持部の位置が予め複数設定されており、
    前記制御部は、予め設定された複数の位置のうちいずれかの位置に各前記把持部を位置させるよう前記駆動部を制御するようになっている、請求項１６記載のロボットハンド。
18. 各前記把持部の位置を検知するための位置検知部を更に備え、
    前記制御部は、前記位置検知部による各前記把持部の位置の検知情報に基づいて各前記把持部を移動させるよう前記駆動部を制御するようになっている、請求項１７記載のロボットハンド。
19. 前記位置検知部はロータリーエンコーダを含む、請求項１８記載のロボットハンド。
20. ベース部と、
    対象物を吸着する複数の第２吸着部と、
    待機位置から前記ベース部の中心に近づく方向にそれぞれ移動可能となっており、各前記第２吸着部を支持する複数の支持部と、
    各前記支持部を駆動する駆動部と、
    を備えた、ロボットハンド。
21. 各前記第２吸着部は真空吸着により対象物を吸着するようになっている、請求項２０記載のロボットハンド。
22. 各前記支持部はそれぞれ他の前記支持部から独立して前記ベース部に近づく方向に移動可能となっており、各前記支持部を前記ベース部から遠ざける方向に付勢する第３付勢部材が設けられている、請求項２０または２１記載のロボットハンド。
23. 請求項１乃至１５のいずれか一項に記載のロボットハンドと、
    前記ロボットハンドの前記駆動部を制御する制御部と、
    を備えた、産業用ロボット。
24. 前記制御部により、前記ロボットハンドの各前記把持部の移動速度、各前記把持部による把持力、各前記把持部の位置のうち少なくとも一つの要素が調整されるようになっている、請求項２３記載の産業用ロボット。

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