JP2019025643A - ロボットハンド装置、ロボットハンドシステム及び保持方法 - Google Patents
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Abstract
Description
[1−1.ロボットハンドシステムの構成]
まず、図1〜図3を参照しながら、実施の形態1に係るロボットハンドシステム2の構成について説明する。図1は、実施の形態1に係るロボットハンドシステム2の構成を示す図である。図2Aは、実施の形態1に係るロボットハンドシステム2の主要な機能構成を示すブロック図である。図2Bは、実施の形態1に係るロボットハンドシステム2の詳細な機能構成を示すブロック図である。図3は、実施の形態1に係るロボットハンド装置8を拡大して示す図である。
次に、図3〜図6を参照しながら、実施の形態1に係るロボットハンド装置8の構成について説明する。図4は、実施の形態1に係るロボットハンド装置8の第1の保持部52(第2の保持部54)を示す断面図である。図5は、実施の形態1に係るロボットハンド装置8の第1の薄肉部80を拡大して示す断面図である。図6は、図4のVI−VI線による、実施の形態1に係るロボットハンド装置8の第1の保持部52(第2の保持部54)の断面図である。
[1−3−1.対象物を取り出す動作]
次に、図7〜図9を参照しながら、実施の形態1に係るロボットハンドシステム2により対象物4を取り出す動作について説明する。図7は、実施の形態1に係るロボットハンドシステム2により対象物4を取り出す動作の流れを示すフローチャートである。図8は、実施の形態1に係るロボットハンドシステム2により対象物4を取り出す動作の流れを示すタイミングチャートである。図9は、実施の形態1に係るロボットハンドシステム2により対象物4を取り出す動作の流れを示す図である。
次に、図10〜図12を参照しながら、実施の形態1に係るロボットハンドシステム2により対象物4を収納する動作について説明する。図10は、実施の形態1に係るロボットハンドシステム2により対象物4を収納する動作の流れを示すフローチャートである。図11は、実施の形態1に係るロボットハンドシステム2により対象物4を収納する動作の流れを示す図である。図12は、実施の形態1に係るロボットハンドシステム2の第1の保持部52及び第2の保持部54に対象物4を吸着させる動作の流れを示す図である。
本実施の形態では、第1の吸着面60を任意の位置で折り曲げた状態で、対象物4を第1の吸着面60に負圧により吸着させて取り出すことができる。これにより、例えば梱包箱18の内部等の狭い空間に対象物4が配置されている場合であっても、当該空間の大きさ又は形状等に応じて第1の吸着面60を適宜折り曲げることにより、ロボットハンド装置8が梱包箱18等と干渉するのを抑制しながら、対象物4を容易に取り出すことができる。さらに、対象物4を第1の吸着面60に吸着させた状態で、駆動機構50によって第1の保持部52と第2の保持部54との間隔を狭めることにより、第1の保持部52と第2の保持部54との間に対象物4を挟持することができる。これにより、対象物4を確実に保持した状態で、対象物4の搬送等を行うことができる。
[2−1.ロボットハンド装置の構成]
次に、図13及び図14を参照しながら、実施の形態2に係るロボットハンド装置8Aの構成について説明する。図13は、実施の形態2に係るロボットハンドシステム2Aの一部を示す図である。図14は、実施の形態2に係るロボットハンド装置8Aの第1の保持部52A(第2の保持部54A)を示す断面図である。説明の都合上、図13では、手先カメラ10、固定カメラ12、コントローラ14及び圧力調整装置16等の図示を省略してある。なお、本実施の形態において、上記実施の形態1と同一の構成要素には同一の符号を付して、その説明を省略する。
[2−2−1.対象物を取り出す動作]
次に、図15〜図17を参照しながら、実施の形態2に係るロボットハンドシステム2Aにより対象物4の向きを整えながら対象物4を取り出す動作について説明する。図15は、実施の形態2に係るロボットハンドシステム2Aにより対象物4の向きを整えながら対象物4を取り出す動作の流れを示すフローチャートである。図16は、実施の形態2に係るロボットハンドシステム2Aにより対象物4の向きを整えながら対象物4を取り出す動作の流れを示すタイミングチャートである。図17は、実施の形態2に係るロボットハンドシステム2Aにより対象物4の向きを整えながら対象物4を取り出す動作の流れを示す図である。
次に、図18及び図19を参照しながら、実施の形態2に係るロボットハンドシステム2Aにより対象物4の向きを90°変える動作について説明する。図18は、実施の形態2に係るロボットハンドシステム2Aにより対象物4の向きを90°変える動作の流れを示すフローチャートである。図19は、実施の形態2に係るロボットハンドシステム2Aにより対象物4の向きを90°変える動作の流れを示す図である。
本実施の形態では、例えば収納棚112の内部等の狭い空間に対象物4が配置されている場合であっても、当該空間の大きさ又は形状等に応じて第1の吸着面60A及び第2の吸着面62Aの各々を適宜折り曲げることができる。これにより、ロボットハンド装置8Aが収納棚112等と干渉するのを抑制しながら、対象物4の向きを整え且つ対象物4を保持することができる。
以上、一つ又は複数の態様に係るロボットハンド装置等について、上記実施の形態1及び2に基づいて説明したが、本開示は、上記実施の形態1及び2に限定されるものではない。本開示趣旨を逸脱しない限り、当業者が思い付く各種変形を実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、一つ又は複数の態様の範囲内に含まれてもよい。
4 対象物
4a 第1の側面
4b 第2の側面
4c 第3の側面
6 ロボットアーム装置
8,8A ロボットハンド装置
10 手先カメラ
12 固定カメラ
14 コントローラ
16 圧力調整装置
18 梱包箱
20 物品
22 ハンド取付部
24 カメラ取付部
26 取付用フランジ
28 統括処理部
30 ロボット制御部
32 ハンド制御部
34 真空ポンプ
36 第1のバルブ
38 第2のバルブ
40 第1のチューブ
42 第2のチューブ
44 第3のチューブ
46 第4のチューブ
48 ハンド支持部
50 駆動機構
52,52A 第1の保持部
52a,54a,68a 基端部
54,54A 第2の保持部
52b,54b,68b 先端部
56 ロータリアクチュエータ
58 平行リンク
60,60A 第1の吸着面
62,62A 第2の吸着面
68,68A 第1の弾性部材
70 第1の袋体
72 第1の粒体
74 第1の空間
76 開口部
78 第1の厚肉部
80 第1の薄肉部
82,84,100,102 接続孔
86 フィルタ
88,88A 第2の弾性部材
90 第2の袋体
92 第2の粒体
94 第2の空間
96 第2の厚肉部
98 第2の薄肉部
104,106 空間
108,116 被吸着領域
110,118,130 第1の位置
112 収納棚
114 収納領域
120,132 第2の位置
122 第1の封止部材
124 第1の吸引口
126 第2の封止部材
128 第2の吸引口
134 第3の位置
136 第4の位置
Claims (14)
- ロボットハンド装置であって、
対象物を負圧により吸着するための、任意の位置で折り曲げ可能な第1の吸着面を有する第1の保持部と、
前記第1の保持部の前記第1の吸着面に対向して配置された第2の保持部と、
前記第1の保持部と前記第2の保持部との間に前記対象物を挟持するために、前記第1の保持部と前記第2の保持部との間隔を変更する駆動機構と、を備える
ロボットハンド装置。 - 前記第2の保持部は、前記対象物を負圧により吸着するための、任意の位置で折り曲げ可能な第2の吸着面を有し、
前記第1の保持部及び前記第2の保持部は、前記第1の吸着面及び前記第2の吸着面が互いに対向するように配置されている
請求項1に記載のロボットハンド装置。 - 前記第1の保持部の内部には第1の空間が形成され、
前記第2の保持部の内部には第2の空間が形成され、
前記第1の吸着面には、第1の厚肉部と、前記第1の厚肉部よりも厚みの薄い第1の薄肉部とが形成され、
前記第2の吸着面には、第2の厚肉部と、前記第2の厚肉部よりも厚みの薄い第2の薄肉部とが形成されており、
前記第1の空間を大気圧よりも減圧した際には、前記第1の薄肉部は、前記第1の空間に向けて突出するように変形して、前記対象物を負圧により吸着し、
前記第2の空間を大気圧よりも減圧した際には、前記第2の薄肉部は、前記第2の空間に向けて突出するように変形して、前記対象物を負圧により吸着する
請求項2に記載のロボットハンド装置。 - 前記第1の吸着面は、空気を吸引するための第1の吸引口を有し、
前記第2の吸着面は、空気を吸引するための第2の吸引口を有し、
前記第1の吸引口から空気を吸引した際には、前記第1の吸着面は、前記対象物を負圧により吸着し、
前記第2の吸引口から空気を吸引した際には、前記第2の吸着面は、前記対象物を負圧により吸着する
請求項2に記載のロボットハンド装置。 - 前記第1の保持部は、
内部が大気圧よりも減圧されることにより収縮可能な第1の袋体と、
前記第1の袋体の内部に充填された複数の第1の粒体と、を有し、
前記第2の保持部は、
内部が大気圧よりも減圧されることにより収縮可能な第2の袋体と、
前記第2の袋体の内部に充填された複数の第2の粒体と、を有する
請求項2〜4のいずれか1項に記載のロボットハンド装置。 - 請求項1〜5のいずれか1項に記載のロボットハンド装置と、
前記ロボットハンド装置を支持し、前記ロボットハンド装置の位置又は姿勢を変更するためのロボットアーム装置と、
前記ロボットハンド装置の第1の保持部又は第2の保持部から空気を吸引するための圧力調整装置と、
前記ロボットハンド装置により対象物を保持するように、前記ロボットハンド装置、前記ロボットアーム装置及び前記圧力調整装置を制御するコントローラと、を備える
ロボットハンドシステム。 - 前記ロボットハンドシステムは、さらに、前記対象物を撮像する撮像装置を備え、
前記コントローラは、前記撮像装置の撮像結果に基づいて、前記対象物の被吸着面のうち吸着可能な被吸着領域を判定することにより、前記第1の保持部の吸着位置を決定する
請求項6に記載のロボットハンドシステム。 - ロボットハンド装置を用いる保持方法であって、
前記ロボットハンド装置は、
対象物を負圧により吸着するための、任意の位置で折り曲げ可能な第1の吸着面を有する第1の保持部と、
前記第1の保持部の前記第1の吸着面に対向して配置された第2の保持部と、
前記第1の保持部と前記第2の保持部との間隔を変更するための駆動機構と、を備え、
前記保持方法は、
前記第1の保持部の先端部を前記対象物に接触させるステップと、
前記第1の保持部の前記先端部を前記対象物に押し付けることにより、前記第1の吸着面を第1の位置で折り曲げるステップと、
前記第1の吸着面のうち前記第1の位置と前記第1の保持部の前記先端部との間の領域を前記対象物に吸着させるステップと、
前記第1の吸着面を前記対象物に吸着させた状態で、前記第1の位置で折り曲げられた前記第1の吸着面を延伸させるステップと、
前記第1の保持部と前記第2の保持部との間隔を狭めることにより、前記第1の保持部と前記第2の保持部との間に前記対象物を挟持するステップと、を含む
保持方法。 - 前記第1の保持部及び前記第2の保持部の各々は、硬さを変更可能に構成され、
前記挟持するステップでは、前記第1の保持部及び前記第2の保持部の各々を硬化させた状態で、前記第1の保持部と前記第2の保持部との間に前記対象物を挟持する
請求項8に記載の保持方法。 - 前記第2の保持部は、前記対象物を負圧により吸着するための第2の吸着面を有し、
前記第1の保持部及び前記第2の保持部は、前記第1の吸着面及び前記第2の吸着面が互いに対向するように配置されており、
前記保持方法は、さらに、前記挟持するステップの後に、前記第2の吸着面を前記対象物に吸着させるステップを含む
請求項8又は9に記載の保持方法。 - 前記領域を前記対象物に吸着させるステップでは、前記第1の吸着面の前記領域を前記対象物の上面に吸着させ、
前記延伸させるステップでは、前記対象物を上下反転させながら、前記第1の位置で折り曲げられた前記第1の吸着面を延伸させる
請求項8〜10のいずれか1項に記載の保持方法。 - 前記保持方法は、さらに、
前記対象物を撮像装置により撮像するステップと、
前記撮像装置の撮像結果に基づいて、前記対象物の被吸着面のうち前記第1の吸着面に吸着可能な被吸着領域を判定するステップと、
前記被吸着領域の大きさに基づいて、前記第1の保持部の吸着位置を決定するステップと、を含む
請求項8〜11のいずれか1項に記載の保持方法。 - ロボットハンド装置を用いる保持方法であって、
前記ロボットハンド装置は、
対象物を負圧により吸着するための、任意の位置で折り曲げ可能な第1の吸着面を有する第1の保持部と、
前記対象物を負圧により吸着するための、任意の位置で折り曲げ可能な第2の吸着面を有する第2の保持部と、
前記第1の保持部と前記第2の保持部との間隔を変更するための駆動機構と、を備え、
前記第1の保持部及び前記第2の保持部は、前記第1の吸着面及び前記第2の吸着面が互いに対向するように配置されており、
前記保持方法は、
前記第1の保持部の先端部を対象物の第1の側面に接触させ、且つ、前記第2の保持部の先端部を前記対象物の前記第1の側面と非平行な第2の側面に接触させるステップと、
前記第1の保持部と前記第2の保持部との間隔を狭めることにより、前記第1の吸着面を第1の位置で折り曲げ、且つ、前記第2の吸着面を第2の位置で折り曲げるステップと、
前記第1の吸着面のうち前記第1の位置と前記第1の保持部の前記先端部との間の領域に前記対象物の前記第1の側面を吸着させ、且つ、前記第2の吸着面のうち前記第2の位置と前記第2の保持部の前記先端部との間の領域に前記対象物の前記第2の側面を吸着させるステップと、
前記対象物の前記第2の側面に対する前記第2の吸着面の吸着を解除するステップと、
前記第1の吸着面に前記対象物の前記第1の側面を吸着させた状態で、前記第1の保持部と前記第2の保持部との間隔を広げながら、前記第1の位置で折り曲げられた前記第1の吸着面、及び、前記第2の位置で折り曲げられた前記第2の吸着面の各々を延伸させるステップと、を含む
保持方法。 - 前記保持方法は、さらに、
前記第1の保持部の前記先端部を前記対象物の前記第1の側面に接触させ、且つ、前記第2の保持部の前記先端部を前記対象物の前記第2の側面と非平行な第3の側面に接触させて前記対象物を挟持するステップと、
前記第2の吸着面に前記第3の側面を吸着させるステップと、
前記第2の吸着面に前記対象物の前記第3の側面を吸着させた状態で、前記第1の保持部と前記第2の保持部との間隔を狭めることにより、前記第1の吸着面を第3の位置で折り曲げ、且つ、前記第2の吸着面を第4の位置で折り曲げるステップと、
前記第1の吸着面のうち前記第3の位置と前記第1の保持部の前記先端部との間の領域を前記対象物の前記第2の側面に吸着させるステップと、
前記対象物の前記第3の側面に対する前記第2の吸着面の吸着を解除するステップと、
前記第1の吸着面に前記対象物の前記第2の側面を吸着させた状態で、前記第1の保持部と前記第2の保持部との間隔を広げながら、前記第1の位置で折り曲げられた前記第1の吸着面、及び、前記第2の位置で折り曲げられた前記第2の吸着面の各々を延伸するステップと、を含む
請求項13に記載の保持方法。
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