JP2018126816A - 把持装置及び搬送用ロボット - Google Patents

Abstract

【課題】ワークを安定して把持することができる把持装置及び搬送用ロボットを提供する。
【解決手段】外周部１と、外周部１の内側に配置された内周部３と、内周部３に取り付けられ、内周部３の所定位置を囲むように配置された３つ以上の偏心ロータ５と、を備え、外周部１に対して内周部３が相対的に第１方向へ回転すると、３つ以上の偏心ロータ５は、内周部３の所定位置との間の最短距離が小さくなる方向へ回転移動し、内周部３が第１方向とは反対の第２方向へ相対的に回転すると、３つ以上の偏心ロータ５は、内周部の所定位置との間の最短距離が大きくなる方向へ回転移動する。
【選択図】図１

Description

本発明は、把持装置及び搬送用ロボットに関する。

ワーク（対象物）を搬送する搬送用ロボットは、ワークを把持する把持装置を備える場合がある。把持装置はグリッパ又はハンドとも呼ばれる。例えば、特許文献１には、一対のジョー部材を直線上で移動させて、各ジョー部材に取り付けられたアタッチメント間を開閉することによって、アタッチメント間でワークを把持したり、アタッチメント間からワークを解放したりする電動ハンドが開示されている。

特開２００１−１０５３７９号公報

特許文献１に開示された電動ハンドは、ワークを左右両側から挟んで把持する。しかし、ワークの形状や種類によっては、ワークを左右両側の２方向から挟むとワークの姿勢が安定した状態でワークを把持できない場合がある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、ワークを安定して把持することができる把持装置及び搬送用ロボットを提供することを目的とする。

本発明の一態様に係る把持装置は、外周部と、前記外周部の内側に配置された内周部と、前記内周部に取り付けられ、前記内周部の所定位置を囲むように配置された３つ以上のロータと、を備え、前記外周部に対して前記内周部が相対的に第１方向へ回転すると、前記３つ以上のロータは、前記内周部の所定位置との間の最短距離が小さくなる方向へ回転移動し、前記内周部が前記第１方向とは反対の第２方向へ相対的に回転すると、前記３つ以上のロータは、前記内周部の所定位置との間の最短距離が大きくなる方向へ回転移動する。これによれば、把持装置は、３つ以上のロータで囲んだワークを内周部の所定位置に寄せる。３つ以上のロータがワークに接すると、３つ以上のロータがワークの周囲を３つ以上の方向で支える。これにより、把持装置は、ワークを安定して把持することができる。

本発明の望ましい態様として、前記ロータは、ロータ本体と、平面視で前記ロータ本体の中心から離れた位置に設けられた回転軸と、を有し、前記ロータは前記回転軸を中心に回転移動する。これによれば、ロータ本体は、回転軸を中心に回転移動して、ワークに接近したり、ワークから離れたりすることができる。

本発明の望ましい態様として、前記ロータ本体の平面視による形状は正円形である。これによれば、ロータ本体とワークとの接触面の面積を均一にすることができる。

本発明の望ましい態様として、前記ロータの回転移動をガイドするガイド部、をさらに備える。これによれば、ガイド部は、外周部に対する内周部の相対的な回転角に応じて、ロータの回転角を一義的に決めることができる。

本発明の望ましい態様として、前記ガイド部は、前記外周部に設けられた溝部と、前記ロータに設けられた突起部と、を含み、前記突起部は前記溝部内に配置され、前記内周部が前記外周部に対して相対的に回転すると、前記突起部は前記溝部に沿って移動する。これによれば、突起部が溝部の側面に接触しながら移動することによって、ロータの回転移動がガイドされる。

本発明の望ましい態様として、前記ガイド部は、前記ロータに設けられた溝部と、前記外周部に設けられた突起部と、を含み、前記突起部は前記溝部内に配置され、前記内周部が前記外周部に対して相対的に回転すると、前記突起部は前記溝部に沿って移動する。これによれば、突起部が溝部の側面に接触しながら移動することによって、ロータの回転移動がガイドされる。

本発明の一態様に係る搬送用ロボットは、上記した把持装置と、前記把持装置を移動させる移動装置と、を備える。これによれば、搬送用ロボットは、ワークを安定に把持した状態で、ワークを搬送することができる。

本発明によれば、ワークを安定して把持することができる把持装置及び搬送用ロボットを提供することができる。

図１は、実施形態１に係る把持装置の構成例を示す斜視図である。 図２は、実施形態１に係る把持装置の構成例を示す平面図である。 図３は、実施形態１に係る把持装置の構成例を示す断面図である。 図４は、実施形態１に係る把持装置の構成例を示す底面図である。 図５は、外周部の構成例を示す平面図である。 図６は、外周部の構成例を示す断面図である。 図７は、外周部の構成例を示す底面図である。 図８は、内周部の構成例を示す平面図である。 図９は、内周部の構成例を示す断面図である。 図１０は、内周部の構成例を示す底面図である。 図１１は、偏心ロータの構成例を示す平面図である。 図１２は、偏心ロータの構成例を示す断面図である。 図１３は、偏心ロータの構成例を示す底面図である。 図１４は、ガイド部の構成例を示す平面図である。 図１５は、偏心ロータと内周部の中心との間の最短距離の変化を示す図である。 図１６は、実施形態１に係る把持装置の動作例を示す図である。 図１７は、実施形態１に係る把持装置の変形例１を示す斜視図である。 図１８は、実施形態１に係る把持装置の変形例２を示す断面図である。 図１９は、実施形態１に係る把持装置の変形例３を示す断面図である。 図２０は、実施形態２に係る把持装置の動作例を示す図である。 図２１は、実施形態３に係る搬送用ロボットの構成例を示す図である。

以下、発明を実施するための形態（以下、実施形態という）につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、下記の実施形態により本発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、下記実施形態で開示した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。

（実施形態１）
図１から図４は、実施形態１に係る把持装置の構成例を示す斜視図、平面図、断面図及び底面図である。なお、図２は、把持装置１００が、ワークの一例となる円筒部品Ｐ１を把持している状態を示している。図３は、図２に示した平面図をＩＩＩ−ＩＩＩ線で切断した断面を示している。実施形態１の把持装置１００は、例えば、円筒部品Ｐ１を把持する装置である。把持装置１００は、円筒部品Ｐ１を搬送するための搬送用ロボットのアーム等に取り付けられる。図１から図４に示すように、把持装置１００は、外周部１と、内周部３と、３個の偏心ロータ５と、ガイド部７と、軸受９と、モータＭとを有する。

外周部１は、内周部３を側方から囲むハウジングであり、搬送用ロボットのアーム等に固定される。外周部１の内側には、内周部３が配置される開口部１２（図６参照）が設けられている。図３に示すように、外周部１の内側の側面（以下、内側面）と内周部３の外側の側面（以下、外側面）との間には軸受９が設けられている。これにより、内周部３は外周部１に取り付けられるとともに、内周部３は外周部１に対して回転することが可能となっている。また、内周部３の裏面側には軸部３２が取り付けられている。例えば、平面視で、内周部３の中心３ｃ（図８参照）に軸部３２が固定されている。また、モータＭは、軸部３２を回転させる。モータＭは、軸部３２を介して、内周部３を時計周り又は反時計周りに回転させる。

３個の偏心ロータ５は、内周部３の表面側に取り付けられている。図３に示すように、偏心ロータ５は、平面視による形状が正円形のロータ本体５１を有する。偏心ロータ５は、平面視でロータ本体５１の中心から離れた位置に回転軸５３を有する。偏心ロータ５は、回転軸５３を中心に回転移動することが可能となっている。なお、回転移動とは、定点を中心としてある角度回転し、他の位置に移動することをいう。偏心ロータ５において、定点はロータ本体５１の中にあり、定点は回転軸５３の軸心と重なる位置にある。

ガイド部７は、偏心ロータ５の回転移動をガイドする。例えば、内周部３が時計周りに回転するとき、ガイド部７は、偏心ロータ５が内周部３の中心との間の最短距離が大きくなる方向へ回転移動するようガイドする。また、内周部３が反時計周りに回転するとき、ガイド部７は、偏心ロータ５が内周部３の中心との間の最短距離が小さくなる方向へ回転移動するようガイドする。

軸受９は、複数個の転動体９１と、転動体９１の外側に配置される外輪９２と、転動体９１の内側に配置される内輪９３と、外輪９２と内輪９３との間で転動体９１を保持する保持器（図示せず）とを有する。外輪９２は外周部１に固定され、内輪９３は内周部３に固定されている。

次に、外周部１と、内周部３と、偏心ロータ５と、ガイド部７の各構成について、より具体的に説明する。図５から図７は、外周部の構成例を示す平面図、断面図及び底面図である。図６は、図５に示した平面図をＶＩ−ＶＩ線で切断した断面を示している。図５から図７に示すように、外周部１の平面視による形状は、正円形である。外周部１は、ベース部１１と、ベース部１１に設けられた開口部１２と、ベース部１１に設けられた３つの溝部１３と、ベース部１１に設けられた凹部１４と、を有する。

開口部１２は、外周部１の表面１ａ側に開口した第１開口部１２１と、第１開口部１２１に連通して外周部１の裏面１ｂ側に開口した第２開口部１２２とを有する。第１開口部１２１及び第２開口部１２２の平面視による形状は、それぞれ正円形である。第１開口部１２１の中心と第２開口部１２２の中心は、外周部１の中心１ｃと重なっている。また、第２開口部１２２は、第１開口部１２１よりも直径が小さい。

溝部１３は、外周部１の表面１ａ側において、第１開口部１２１を囲む周縁部１２１ａから、第２開口部１２２を囲む周縁部１２２ａにかけて形成されている。溝部１３の平面視による形状は、例えば、外周部１の内側に中心を有する楕円の弧状である。溝部１３は、長手方向に沿う内側面ＩＳと、内側面ＩＳと向かい合う外側面ＯＳとを有する。溝部１３の内側面ＩＳと外側面ＯＳとの間の距離（以下、幅）は、偏心ロータ５の突起部５４（図３参照）の直径よりも大きい。これにより、溝部１３内に配置された突起部５４は、溝部１３に沿って移動することができる。

また、溝部１３は、時計周りの方向に端部ＲＥを有し、反時計周りの方向に端部ＬＥを有する。これにより、溝部１３内に配置された突起部５４の可動範囲は、端部ＲＥと端部ＬＥとの間に制限される。なお、平面視で、端部ＬＥは端部ＲＥよりも外周部１の中心１ｃに近い。３つの溝部１３の各々において、外周部１の表面１ａから溝部１３の底面までの深さｄ１は、外周部１の表面１ａから第１開口部１２１の底面までの深さｄ２よりも深い。３つの溝部１３は、例えば、互いに同一の形状で、かつ同一の大きさを有する。

凹部１４は、第２開口部１２２の側面１２２ｓに設けられている。軸受９の外輪９２（図３参照）は、凹部１４に収容された状態でベース部１１に固定される。外周部１は、例えば金属製又は樹脂製である。

図８から図１０は、内周部の構成例を示す平面図、断面図及び底面図である。図９は、図８に示した平面図をＩＸ−ＩＸ線で切断した断面を示している。図８から図１０に示すように、内周部３の平面視による形状は正円形である。内周部３は、ベース部３１と、ベース部３１に取り付けられた軸部３２と、ベース部３１に設けられた３つの貫通穴３３と、内周部３の側面３ｓに設けられた凹部３４と、を有する。軸部３２は、内周部３の裏面３ｂ側に配置されている。軸部３２は、平面視で、内周部３の中心３ｃと重なる位置でベース部３１に固定されている。

貫通穴３３は、内周部３の表面３ａと裏面３ｂとの間を貫通している。貫通穴３３の直径は、例えば、表面３ａと裏面３ｂとの間で同じ大きさである。図３に示したように、貫通穴３３には、偏心ロータ５の回転軸５３が通される。また、図３に示したように、貫通穴３３を挟んで、ロータ本体５１の反対側には、留め具５５が配置される。貫通穴３３を通された回転軸５３に留め具５５が取り付けられることで、貫通穴３３から回転軸５３が抜けることが防止される。

３つの貫通穴３３は、内周部３の中心３ｃからそれぞれ等距離に位置する。また、各貫通穴３３の中心３３ｃと内周部３の中心３ｃとをそれぞれ結ぶ３本の直線３Ｌは互いに等角度θ（例えば、θ＝１２０°）で交差する。なお、図１０では、図面の複雑化を回避するため、３本の直線３Ｌのうち、１本の図示を省略している。３つの貫通穴３３は、例えば、互いに同一の形状で、かつ同一の大きさを有する。

凹部３４は、内周部３の側面３ｓに設けられている。軸受９の内輪９３（図１参照）は、凹部３４に収容された状態でベース部３１に固定される。内周部３は、例えば金属製又は樹脂製である。

図１１から図１３は、偏心ロータの構成例を示す平面図、断面図及び底面図である。図１２は、図１１に示した平面図をＸＩＩ−ＸＩＩ線で切断した断面を示している。図１１から図１３に示すように、偏心ロータ５は、ロータ本体５１と、ロータ本体５１の側面５１ｓに設けられた張出部５２と、偏心ロータ５の裏面５ｂ側に設けられた回転軸５３と、張出部５２の先端付近に設けられた突起部５４と、を有する。回転軸５３は、平面視で、ロータ本体５１の中心部５１ｃから離れた位置に設けられている。また、突起部５４の平面視による形状は正円形である。突起部５４は、張出部５２から、回転軸５３の延設方向と同じ方向に突き出ている。

ロータ本体５１、張出部５２、回転軸５３及び突起部５４は、例えば、一体に形成されている。３つの偏心ロータ５は、例えば、互いに同一形状で、かつ同一の大きさを有する。偏心ロータ５は、例えば金属製又は樹脂製である。

図１４は、ガイド部の構成例を示す平面図である。なお、図１４では、溝部１３と突起部５４との関係や、内周部３と回転軸５３との関係を理解し易くするために、ロータ本体５１や張出部５２に隠れている部位を破線で示している。

図３に示すように、ガイド部７は、例えば、外周部１に設けられた溝部１３と、溝部１３内に配置される突起部５４とを含んで構成される。図１４に示すように、内周部３が外周部１に対して回転すると、突起部５４は溝部１３に沿って移動する。このように、ガイド部７は、偏心ロータ５の回転移動をガイドする。外周部１に対する内周部３の回転角と、偏心ロータ５の回転軸５３を中心とする回転角は、１対１で対応する。一例を挙げると、外周部１に対する内周部３の回転角が０°のときは、偏心ロータ５の回転軸５３を中心とする回転角は０°である。外周部１に対する内周部３の回転角が１２０°のときは、偏心ロータ５の回転軸５３を中心とする回転角は３０°である。これにより、ガイド部７は、外周部１に対する内周部３の回転角に基づいて、偏心ロータ５を位置決めすることができる。

また、ガイド部７は、偏心ロータ５が回転移動できる範囲を制限する。例えば、突起部５４が溝部１３に沿って時計周りの方向に移動して、溝部１３の端部ＲＥに到達すると、突起部５４は時計周りの方向にそれ以上移動することはできない。同様に、突起部５４が溝部１３に沿って反時計周りの方向に移動して、溝部１３の端部ＬＥに到達すると、突起部５４は反時計周りの方向にそれ以上移動することはできない。このように、ガイド部７は偏心ロータ５が回転移動できる範囲を規制している。

図１５は、偏心ロータと内周部の中心との間の最短距離の変化を示す図である。図１５のステップＳＴ１からステップＳＴ３に示すように、偏心ロータ５は、ガイド部７によって予め設定された範囲で、回転軸５３を中心に時計周り又は反時計周りに回転移動する。ステップＳＴ１では、例えば、内周部３の中心３ｃと、偏心ロータ５の回転軸５３と、ロータ本体５１の中心５１ｃとが同一直線上に位置する。また、ステップＳＴ１では、例えば、図１４に示した突起部５４が溝部１３の端部ＲＥに位置する。

ステップＳＴ１において、ロータ本体５１が回転軸５３を中心に反時計周りに回転移動すると、ステップＳＴ２に示す状態となる。ステップＳＴ２では、偏心ロータ５の回転軸５３は、内周部３の中心３ｃとロータ本体５１の中心５１ｃとを結ぶ直線から離れている。また、ステップＳＴ２では、図１４に示した突起部５４は、溝部１３の端部ＬＥと端部ＲＥとの間に位置する。

ステップＳＴ２において、ロータ本体５１が回転軸５３を中心に反時計周りにさらに回転移動すると、ステップＳＴ３に示す状態となる。ステップＳＴ３では、ステップＳＴ２と比べて、偏心ロータ５の回転軸５３は、内周部３の中心３ｃとロータ本体５１の中心５１ｃとを結ぶ直線からさらに離れている。また、ステップＳＴ３では、例えば、図１４に示した突起部５４が溝部１３の端部ＬＥに位置する。

内周部３の中心３ｃとロータ本体５１の側面５１ｓとの間の最短距離について、ステップＳＴ１での最短距離をＬ１とし、ステップＳＴ２での最短距離をＬ２とし、ステップＳＴ３での最短距離をＬ３とする。図１５に示すように、最短距離Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３の大小関係は、Ｌ１＞Ｌ２＞Ｌ３となっている。偏心ロータ５の回転軸５３はロータ本体５１の中心５１ｃから離れている。このように、偏心ロータ５は、回転軸５３を中心に回転移動することによって、内周部３の中心３ｃとロータ本体５１の側面５１ｓとの間の最短距離を変化させることができる。

図１６は、実施形態１に係る把持装置の動作例を示す図である。図１６のステップＳＴ１１からステップＳＴ１５において、３個の偏心ロータ５（５Ａ、５Ｂ、５Ｃ）の各突起部５４は、外周部１に設けられた３つの溝部１３（１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃ）内にそれぞれ配置されている。ステップＳＴ１１では、偏心ロータ５Ａ、５Ｂ、５Ｃの各突起部５４は、溝部１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃの各端部ＲＥ（例えば、図１５参照）付近にそれぞれ位置する。内周部３の中心３ｃと偏心ロータ５Ａ、５Ｂ、５Ｃの各側面５ｓとの間の最短距離は、ステップＳＴ１１からステップＳＴ１５において、ステップＳＴ１１が最大となっている。偏心ロータ５Ａ、５Ｂ、５Ｃで囲まれる領域の面積も、ステップＳＴ１１からステップＳＴ１５において、ステップＳＴ１が最大となっている。外周部１に対する内周部３の回転角は、例えば、ステップＳＴ１１のときを０°（原点）とする。

図１６では、ワークの一例として、直径が大きい円筒部品Ｐ１を図示している。円筒部品Ｐ１は、偏心ロータ５Ａ、５Ｂ、５Ｃで囲まれる領域に配置されている。把持装置１００は、モータＭを駆動し、内周部３を反時計周りに回転させる。これにより、偏心ロータ５Ａ、５Ｂ、５Ｃの各側面５１ｓは内周部３の中心３ｃに近づく。把持装置１００は、偏心ロータ５Ａ、５Ｂ、５Ｃの各側面５１ｓを円筒部品Ｐ１の側面に接触させて、円筒部品Ｐ１を把持することができる。例えば、把持装置１００は、モータＭにトルクを発生させ続けることで、円筒部品Ｐ１を把持し続けることができる。

また、把持装置１００は、モータＭの駆動を停止することで、円筒部品Ｐ１を解放することもできる。あるいは、外周部１に対する内周部３の回転角の絶対値が０°よりも大きいときは、把持装置１００は、モータＭを逆方向に駆動して内周部３を時計周りに回転させてもよい。これにより、把持装置１００は、偏心ロータ５Ａ、５Ｂ、５Ｃの各側面５１ｓを円筒部品Ｐ１から離して、円筒部品Ｐ１を解放してもよい。

ステップＳＴ１１において、内周部３が、ステップＳＴ１１の位置から反時計周りに所定角度だけ回転すると、ステップＳＴ１２に示す状態となる。モータＭが軸部３２（図３参照）を反時計周りに回転させることによって、内周部３は反時計周りに回転する。また、内周部３の反時計周りの回転に伴って、偏心ロータ５Ａ、５Ｂ、５Ｃの各突起部５４は、各突起部５４が配置された溝部１３の外側面ＯＳに接触しながら反時計周りの方向へ移動する。ステップＳＴ１１と比べて、ステップＳＴ１２では、内周部３の中心３ｃと偏心ロータ５Ａ、５Ｂ、５Ｃの各側面５ｓとの間の最短距離は小さくなっており、偏心ロータ５Ａ、５Ｂ、５Ｃで囲まれる領域の面積も小さくなっている。

同様に、ステップＳＴ１３からステップＳＴ１５は、内周部３が、ステップＳＴ１２からステップＳＴ１４の各位置から反時計周りにそれぞれ所定角度だけ回転した状態を示す。ステップＳＴ１３からステップＳＴ１５は、その直前のステップと比べて、内周部３の中心３ｃと偏心ロータ５Ａ、５Ｂ、５Ｃの各側面５ｓとの間の最短距離は小さくなっており、偏心ロータ５Ａ、５Ｂ、５Ｃで囲まれる領域の面積も小さくなっている。

ステップＳＴ１５では、偏心ロータ５Ａ、５Ｂ、５Ｃの各突起部５４は、溝部１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃの各端部ＬＥ（例えば、図１５参照）にそれぞれ位置する。内周部３の中心３ｃと偏心ロータ５Ａ、５Ｂ、５Ｃの各側面５ｓとの間の最短距離は、ステップＳＴ１１からステップＳＴ１５において、ステップＳＴ１５が最小となっている。偏心ロータ５Ａ、５Ｂ、５Ｃで囲まれる領域の面積も、ステップＳＴ１１からステップＳＴ１５において、ステップＳＴ１５が最小となっている。外周部１に対する内周部３の回転角の絶対値は、例えば、ステップＳＴ１５で１２０°となる。

図１６のステップＳＴ１５では、ワークの一例として、直径が小さい円筒部品Ｐ２を図示している。円筒部品Ｐ２は、偏心ロータ５Ａ、５Ｂ、５Ｃで囲まれる領域に配置されている。把持装置１００は、モータＭを駆動し、内周部３を反時計周りに回転させることで、偏心ロータ５Ａ、５Ｂ、５Ｃの各側面５１ｓを円筒部品Ｐ２の側面に接触させて、円筒部品Ｐ２を把持することができる。例えば、把持装置１００は、モータＭにトルクを発生させ続けることで、円筒部品Ｐ２を把持し続けることができる。

また、把持装置１００は、モータＭの駆動を停止することで、円筒部品Ｐ２を解放することもできる。あるいは、把持装置１００は、モータＭを駆動し、内周部３を時計周りに回転させることで、偏心ロータ５Ａ、５Ｂ、５Ｃの各側面５１ｓを円筒部品Ｐ２の側面から離して、円筒部品Ｐ２を解放してもよい。

図１６では、ステップＳＴ１１からステップＳＴ１５の順で内周部３が反時計周りに回転する場合を示したが、内周部３はステップＳＴ１５からステップＳＴ１１の順で時計周りに回転することもできる。この場合、内周部３の時計周りの回転に伴って、偏心ロータ５Ａ、５Ｂ、５Ｃの各突起部５４は、各突起部５４が配置された溝部１３の内側面ＩＳに接触しながら時計周りの方向へ移動する。

実施形態１及び後述の実施形態２、３では、偏心ロータ５が本発明の「ロータ」に対応し、内周部３の中心３ｃが本発明の「所定位置」に対応している。また、反時計周りの方向が本発明の「第１方向」に対応し、時計周りの方向が本発明の「第２方向」に対応している。

以上説明したように、実施形態１の把持装置１００は、外周部１と、外周部１の内側に配置された内周部３と、内周部３に取り付けられ、内周部３の中心３ｃを囲むように配置された３つの偏心ロータ５と、を備える。外周部１に対して内周部３が反時計周りの方向へ回転すると、３つの偏心ロータ５は、内周部３の中心３ｃとの間の最短距離が小さくなる方向へ回転移動する。内周部３が時計周りの方向へ回転すると、３つの偏心ロータ５は、内周部３の中心３ｃとの間の最短距離が大きくなる方向へ回転移動する。これによれば、把持装置１００は、３つの偏心ロータ５で囲んだワークを内周部３の中心３ｃに寄せる。３つの偏心ロータ５がワークに接すると、３つの偏心ロータ５がワークの周囲を３方向で支え、ワークが把持される。把持装置１００は、ワークを左右両側の２方向から挟むのではなく、３方向からワークを挟むので、異なる形状のワークや異なる種類のワークを把持する場合でも、ワークを安定して把持することができる。

また、偏心ロータ５は、ロータ本体５１と、平面視でロータ本体５１の中心５１ｃから離れた位置に設けられた回転軸５３と、を有する。偏心ロータ５は回転軸５３を中心に回転移動する。これによれば、ロータ本体５１は、回転軸５３を中心に回転移動して、ワークに接近したり、ワークから離れたりすることができる。また、ロータ本体５１の平面視による形状は正円形である。これによれば、ロータ本体５１とワークとの接触面の面積を均一にすることができる。

また、把持装置１００は、偏心ロータ５の回転移動をガイドするガイド部７、を備える。これによれば、ガイド部７は、外周部１に対する内周部３の回転角に応じて、偏心ロータ５の回転角を一義的に決めることができる。また、ガイド部７は、溝部１３と、溝部１３内に配置される突起部５４と、を含んで構成される。溝部１３は外周部１に設けられ、突起部５４は偏心ロータ５に設けられている。内周部３が外周部１に対して回転すると、突起部５４は溝部１３に沿って移動する。これによれば、突起部５４が溝部１３の内側面ＩＳ又は外側面ＯＳに接触しながら移動することによって、偏心ロータ５の回転移動がガイドされる。

また、把持装置１００では、外周部１に対する内周部３の回転角よりも偏心ロータ５の回転角の方が小さく、内周部３の回転は減速されて偏心ロータ５の回転移動に変換される。このため、モータＭの駆動力が小さい場合でも、偏心ロータ５は大きな把持力を得ることができる。

なお、偏心ロータ５の偏心量は、ゼロよりも大きければよい。例えば、偏心ロータ５の偏心量は、ゼロよりも大きく、かつ、図１３に示した態様よりも小さくてもよい。偏心ロータ５の偏心量は、ロータ本体５１の中心５１ｃと回転軸５３との間の距離を、ロータ本体５１の直径で除算した値で示される。偏心ロータ５の偏心量が小さいほど、溝部１３の形状誤差が偏心ロータ５の回転角に与える影響は小さくなり、ワークのセンタリング精度は向上する。なお、センタリングとは、内周部３の中心３ｃに寄せることを意味する。

（実施形態１の変形例）
図１７は、実施形態１に係る把持装置の変形例１を示す斜視図である。図１７に示すように、偏心ロータ５のロータ本体５１は、図１に示した態様と比べて、内周部３の表面３ａの法線方向に長くてもよい。これによれば、図１に示した態様と比べて、ロータ本体５１の側面５１ｓの面積を広くすることができる。ワークの形状や大きさによっては、ロータ本体５１とワークとの接触面積を増やすことができるので、把持装置１００は、ワークをより安定して把持することができる場合がある。

図１８は、実施形態１に係る把持装置の変形例２を示す断面図である。図１８では、ワークの一例として、円筒部品Ｐ１を示している。図１８に示すように、偏心ロータ５は、ロータ本体５１に取り付けられた把持部５７を備えてもよい。これによれば、把持装置１００は、円筒部品Ｐ１を把持部５７の側面５７ｓで把持することができる。

また、変形例２において、把持部５７はロータ本体５１に着脱可能に取り付けられていてもよい。例えば、ロータ本体５１の表面５１ａ側には、側面にネジ溝が設けられた開口部が設けられていてもよい。また、把持部５７の一方の端部の側面には、ネジ山が設けられていてもよい。そして、ネジ溝が設けられた開口部に、ネジ山が設けられた端部が螺合していてもよい。これによれば、作業者は、複数種類の把持部５７を用意しておき、把持される円筒部品Ｐ１の形状、大きさに応じて把持部５７を付け替えることができる。これにより、把持装置１００は、円筒部品Ｐ１をより安定して把持することができる場合がある。

また、実施形態１において、ガイド部７を構成する溝部１３の形成位置と突起部５４の形成位置は入れ替わっていてもよい。図１９は、実施形態１に係る把持装置の変形例３を示す断面図である。図１９に示すように、変形例３では、外周部１に突起部５４が設けられ、偏心ロータ５に溝部１３が設けられている。突起部５４は溝部１３内に配置されている。内周部３が外周部１に対して回転すると、突起部５４は溝部１３に沿って移動する。変形例３においても、突起部５４が溝部１３の側面に接触しながら移動することによって、偏心ロータ５の回転移動がガイドされる。

（実施形態２）
上記の実施形態では、外周部１に対して内周部３が時計周り又は反時計周りに回転することについて説明した。しかしながら、本実施形態では、内周部３は外周部１に対して相対的に回転すればよく、内周部３に対して外周部１が時計周り又は反時計周りに回転してもよい。例えば、内周部３は、搬送用ロボットのアームに固定されていており、図３に示したモータＭが外周部１を時計周り又は反時計周りに回転させてもよい。

図２０は、実施形態２に係る把持装置の動作例を示す図である。図２０は、ステップＳＴ２１からステップＳＴ２５の順で、モータＭが外周部１を時計周りに回転させる場合を示している。内周部３に対する外周部１の回転角は、例えば、ステップＳＴ２１のときを０°（原点）とする。

図２０のステップＳＴ２１では、ワークの一例として、直径が大きい円筒部品Ｐ１を図示している。把持装置１００は、モータＭを駆動し、外周部１を時計周りに回転させる。これにより、偏心ロータ５Ａ、５Ｂ、５Ｃの各側面５１ｓは内周部３の中心３ｃに近づく。把持装置１００は、偏心ロータ５Ａ、５Ｂ、５Ｃの各側面５１ｓを円筒部品Ｐ１の側面に接触させて、円筒部品Ｐ１を把持することができる。また、把持装置１００は、モータＭの駆動を停止することで、円筒部品Ｐ１を解放することもできる。あるいは、内周部３に対する外周部１の回転角が０°よりも大きいときは、把持装置１００は、モータＭを逆方向に駆動し、外周部１を反時計周りに回転させることで、偏心ロータ５Ａ、５Ｂ、５Ｃの各側面５１ｓを円筒部品Ｐ１から離して、円筒部品Ｐ１を解放してもよい。

ステップＳＴ２２からステップＳＴ２５は、外周部１が、ステップＳＴ２１からステップＳＴ２４の各位置から時計周りにそれぞれ所定角度だけ回転した状態を示す。ステップＳＴ２２からステップＳＴ２５は、その直前のステップと比べて、内周部３の中心３ｃと偏心ロータ５Ａ、５Ｂ、５Ｃの各側面５ｓとの間の最短距離は小さくなっており、偏心ロータ５Ａ、５Ｂ、５Ｃで囲まれる領域の面積も小さくなっている。

図２０のステップＳＴ２５では、ワークの一例として、直径が小さい円筒部品Ｐ２を図示している。把持装置１００は、モータＭを駆動し、外周部１を時計周りに回転させることで、偏心ロータ５Ａ、５Ｂ、５Ｃの各側面５１ｓを円筒部品Ｐ２の側面に接触させて、円筒部品Ｐ２を把持することができる。また、把持装置１００は、モータＭの駆動を停止することで、円筒部品Ｐ２を解放することもできる。あるいは、把持装置１００は、モータＭを駆動し、外周部１を反時計周りに回転させることで、偏心ロータ５Ａ、５Ｂ、５Ｃの各側面５１ｓを円筒部品Ｐ２の側面から離して、円筒部品Ｐ２を解放してもよい。

図２０では、ステップＳＴ２１からステップＳＴ２５の順で、外周部１が時計周りに回転する場合を示したが、外周部１はステップＳＴ２５からステップＳＴ２１の順で反時計周りに回転することもできる。

実施形態２の把持装置は、実施形態１の把持装置と同様の効果を奏する。また、実施形態２においても、実施形態１で説明した変形例１から３を適用してよい。

（実施形態３）
図２１は、実施形態３に係る搬送用ロボットの構成例を示す図である。図２１に示すように、実施形態３の搬送用ロボット２００は、実施形態１又は実施形態２で説明した把持装置１００と、把持装置１００を移動させる移動装置１１０と、制御部１２０と、を備える。例えば、制御部１２０は、把持装置１００のモータＭに駆動信号ｓｉｇ１を送信して、把持装置１００におけるワークの把持動作を制御する。また、制御部１２０は、移動装置１１０に制御信号ｓｉｇ２を送信して、移動装置１１０による把持装置１００の移動動作を制御する。移動装置１１０として、把持装置１００が先端に取り付けられた移動アームや、把持装置１００を載せた台車等が挙げられる。実施形態３の搬送用ロボット２００によれば、ワークを安定に把持した状態で、ワークを搬送することができる。

以上、本発明の実施形態１から３について説明したが、実施形態１から３は上記に限定されるものではない。例えば、実施形態１、２では、外周部１に対する内周部３の回転は減速されて偏心ロータ５の回転移動に変換される場合を示したが、内周部３の回転は加速されて偏心ロータ５の回転移動に変換されてもよい。外周部１に対する内周部３の回転角と、偏心ロータ５の回転角との関係は、溝部１３の形状と偏心ロータ５の偏心量とで決まる。このため、溝部１３の形状と偏心ロータ５の偏心量とを設計変更することで、内周部３の回転角よりも偏心ロータ５の回転角を大きくすることができ、上記の変換を加速にすることができる。また、実施形態１、２では、内周部３に３つの偏心ロータ５が取り付けられている場合を示したが、内周部３に取り付けられる偏心ロータ５の数は３つに限定されず、４つ以上でもよい。

１ 外周部
３ 内周部
５ 偏心ロータ
７ ガイド部
９ 軸受
１１ ベース部
１２ 開口部
１３ 溝部
１４ 凹部
３１ ベース部
３２ 軸部
３３ 貫通穴
３４ 凹部
５１ ロータ本体
５２ 張出部
５３ 回転軸
５４ 突起部
５５ 留め具
５７ 把持部
９１ 転動体
９２ 外輪
９３ 内輪
１００ 把持装置
１１０ 移動装置
１２０ 制御部
１２１ 第１開口部
１２２ 第２開口部
２００ 搬送用ロボット

Claims (7)

1. 外周部と、
   前記外周部の内側に配置された内周部と、
   前記内周部に取り付けられ、前記内周部の所定位置を囲むように配置された３つ以上のロータと、を備え、
   前記外周部に対して前記内周部が相対的に第１方向へ回転すると、前記３つ以上のロータは、前記内周部の所定位置との間の最短距離が小さくなる方向へ回転移動し、
   前記内周部が前記第１方向とは反対の第２方向へ相対的に回転すると、前記３つ以上のロータは、前記内周部の所定位置との間の最短距離が大きくなる方向へ回転移動する、把持装置。
2. 前記ロータは、
   ロータ本体と、
   平面視で前記ロータ本体の中心から離れた位置に設けられた回転軸と、を有し、
   前記ロータは前記回転軸を中心に回転移動する、請求項１に記載の把持装置。
3. 前記ロータ本体の平面視による形状は正円形である、請求項２に記載の把持装置。
4. 前記ロータの回転移動をガイドするガイド部、をさらに備える請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の把持装置。
5. 前記ガイド部は、
   前記外周部に設けられた溝部と、
   前記ロータに設けられた突起部と、を含み、
   前記突起部は前記溝部内に配置され、
   前記内周部が前記外周部に対して相対的に回転すると、前記突起部は前記溝部に沿って移動する、請求項４に記載の把持装置。
6. 前記ガイド部は、
   前記ロータに設けられた溝部と、
   前記外周部に設けられた突起部と、を含み、
   前記突起部は前記溝部内に配置され、
   前記内周部が前記外周部に対して相対的に回転すると、前記突起部は前記溝部に沿って移動する、請求項４に記載の把持装置。
7. 請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の把持装置と、
   前記把持装置を移動させる移動装置と、を備える搬送用ロボット。

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