JP2020168700A - 保持装置及びそれを備えるロボット - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な動作で確実にワークを保持することが可能な、保持装置を提供する。【解決手段】ワークを保持するための保持装置であって、基部と、前記基部に取り付けられ、第１方向に延びるガイド部材と、外力を加えられることで、前記ガイド部材にガイドされて前記第１方向に移動可能であり、前記ワークを保持可能な第１保持機構と、各々が前記第１方向において前記第１保持機構を介して対向し、かつ、各々がアクチュエータに駆動されることで前記基部に対して移動可能な第１部材及び第２部材を有し、前記第１方向において前記第１部材と前記第２部材との間の距離を変更することにより、前記第１部材と前記第２部材とで前記ワークを挟持して保持可能な第２保持機構と、を備えることを特徴とする。【選択図】図３

Description

本発明は、ワークを保持するための保持装置及びそれを備えるロボットに関する。

従来から、ワークを保持するための保持装置が知られている。このような保持装置として、例えば、特許文献１のロボットハンドがある。

特許文献１のロボットハンドは、まず、昇降用アクチュエータにより吸盤を下降させたあと、当該吸盤をオンしてワークを吸着する。次に、昇降用アクチュエータにより吸盤を上昇させながら、開閉用アクチュエータにより爪を閉じる。このとき、二つの爪が軸心へと移動することに伴って、当該二つの爪のＶ字溝にワークの角が案内され、ワークの位置が補正される。そして、二つの爪を閉じた状態のまま一旦吸盤をオフしてワークを解放し、吸盤を正しくセットしたあと、再び吸盤をオンすることで確実にワークを把持する。

特開平５−２９３７８４号公報

特許文献１では、ロボットハンドが、二つの保持機構（すなわち、ワークを吸着して保持可能な吸盤、及びワークを挟持して保持可能な二つの爪）を備えることで、確実にワークを保持することが提案されている。しかし、特許文献１のロボットハンドは、そのようにワークを保持するために複雑な動作を行う必要があった。

そこで、本発明は、簡単な動作で確実にワークを保持することが可能な、保持装置及びそれを備えるロボットを提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、本発明に係る保持装置は、ワークを保持するための保持装置であって、基部と、前記基部に取り付けられ、第１方向に延びるガイド部材と、外力を加えられることで、前記ガイド部材にガイドされて前記第１方向に移動可能であり、前記ワークを保持可能な第１保持機構と、各々が前記第１方向において前記第１保持機構を介して対向し、かつ、各々がアクチュエータに駆動されることで前記基部に対して移動可能な第１部材及び第２部材を有し、前記第１方向において前記第１部材と前記第２部材との間の距離を変更することにより、前記第１部材と前記第２部材とで前記ワークを挟持して保持可能な第２保持機構と、を備えることを特徴とする。

上記構成によれば、第１保持機構がワークを保持してから、第１部材と第２部材との間の距離を小さくすることで、第１部材及び第２部材のうちいずれかの部材により、第１方向に沿った外力がワークを介して第１保持機構に加えられる。すると、第１保持機構は、第１方向に延びるガイド部材にガイドされながら、前記いずれかの部材及びワークと一体的に移動する。これにより、第１保持機構がワークのどの部分を保持しているかにかかわらず、第１保持機構でワークを保持した状態を保ちながら、第１部材と第２部材との間の距離を小さくして、第２保持機構でワークを挟持して保持することができる。その結果、本発明に係る保持装置は、簡単な動作で確実にワークを保持することが可能となる。

前記第１部材と一体的に移動可能であり、前記第１方向において前記第１保持機構と前記第２部材との間に配置される第３部材と、前記第２部材と一体的に移動可能であり、前記第１方向において前記第１保持機構と前記第１部材との間に配置される第４部材と、を有し、前記第３及び前記第４部材は、前記第１部材と前記第２部材との間の距離が最大距離であるとき、前記第１保持機構を把持することにより、前記第１方向において前記第１保持機構を位置決めし、前記第１部材と前記第２部材との間の距離が前記最大距離よりも小さくなったとき、前記第１保持機構を位置決めされた状態から解放してもよい。

上記構成によれば、第１部材と第２部材との間の距離を最大距離にしてから、第１保持機構によってワークを保持する作業を行うことで、位置決めされた第１保持機構によって当該第１保持機構が第１方向に移動することを防止しつつ、第１部材及び第２部材がワークに衝突することを抑制することが可能となる。さらに、第１保持機構によってワークを保持したあと、第１部材と第２部材との間の距離を最大距離よりも小さくすることで、第１保持機構を位置決めされた状態から解放しつつ、第１部材と第２部材とでワークを挟持して保持する作業を行うことができる。これにより、第１保持機構でワークを保持した状態を保ちながら、第２保持機構でワークを挟持して保持する作業を効率良く行うことが可能となる。

前記第１保持機構は、前記ワークの上部に当接して前記ワークを保持可能であり、前記第２保持機構は、前記ワークの側部のうち前記第１方向の一方側に位置する第１部分に前記第１部材を当接させ、前記ワークの側部のうち前記第１方向の他方側に位置する第２部分に前記第２部材を当接させることにより、前記ワークを挟持して保持可能であってもよい。

上記構成によれば、第１保持機構及び第２保持機構によって、いっそう確実にワークを保持することが可能となる。

例えば、前記第１保持機構は、前記ワークを負圧により吸着して保持可能であってもよい。

前記第１保持機構は、前記第１方向に直交する第２方向に伸縮可能な伸縮部と、前記伸縮部の先端に設けられ、前記ワークを保持するための保持部と、を有し、前記伸縮部が縮んだ状態のとき、前記保持部の先端が前記第１及び前記第２部材それぞれの先端よりも基端側に位置し、前記伸縮部が伸びた状態のとき、前記保持部の先端が前記第１及び前記第２部材それぞれの先端よりも先端側に位置するように構成されてもよい。

上記構成によれば、ワークに隣接して他の物体が存在するような場合であっても、当該他の物体に妨げられることなく、簡単な動作で確実にワークを保持することが可能となる。

前記課題を解決するために、本発明に係るロボットは、上記いずれかに記載の保持装置と、その先端に前記保持装置が設けられ、少なくとも一つの関節軸を有するロボットアームと、を備えることを特徴とする。

上記構成によれば、上記いずれかに記載の保持装置を備えるので、簡単な動作で確実にワークを保持することが可能となる。

例えば、前記少なくとも一つの関節軸には、それぞれ、自らを回転駆動するための第１サーボモータが設けられ、前記第１及び前記第２部材を駆動するための前記アクチュエータは、第２サーボモータとして構成され、前記第１及び前記第２サーボモータそれぞれをサーボ制御するためのロボット制御装置をさらに備えてもよい。

本発明によれば、簡単な動作で確実にワークを保持することが可能な、保持装置及びそれを備えるロボットを提供することが可能となる。

本発明の実施形態に係る保持装置が、段ボール箱を搬送するための現場に適用された様子を示す概略図である。 本発明の実施形態に係る保持装置を備えるロボットの制御系を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係る保持装置を示す正面図である。 本発明の実施形態に係る保持装置の断面図であり、（Ａ）が図３に示すＩＶＡ−ＩＶＡ線に沿った断面図、（Ｂ）が同図に示すＩＶＢ−ＩＶＢ線に沿った断面図である。 本発明の実施形態に係る保持装置の断面図であり、（Ａ）が図３に示すＶＡ−ＶＡ線に沿った断面図、（Ｂ）が図５（Ａ）に示すＶＢ−ＶＢ線に沿った断面図である。 本発明の実施形態に係る保持装置によって段ボール箱を保持する作業を行っている様子を示す概略図であり、（Ａ）が保持装置を段ボール箱の上方に位置させたときの図、（Ｂ）が（Ａ）のあとでエアシリンダを伸ばして第１保持機構で段ボール箱を吸着して保持したときの図である。 本発明の実施形態に係る保持装置によって段ボール箱を保持する作業を行っている様子を示す概略図であり、（Ａ）が第１保持機構で段ボール箱を吸着して保持したあとでエアシリンダを再び縮めた状態の図、（Ｂ）が（Ａ）のあとで第１部材と第２部材との間の距離を小さくしている際中の図である。 本発明の実施形態に係る保持装置によって段ボール箱を保持する作業が完了したときの概略図である。 本発明の実施形態に係る保持装置によって段ボール箱を保持する作業を他の態様で行っている様子を示す概略図であり、（Ａ）が全体構造を示す側面図、（Ｂ）が図９（Ａ）に示すＩＸＢ矢視図である。 本発明の実施形態に係る保持装置の第１変形例を示す正面図である。 本発明の実施形態に係る保持装置の第１変形例によって段ボール箱を保持する作業を行っている様子を示す概略図であり、（Ａ）が第１部材と第２部材との間の距離を小さくしている際中の図、（Ｂ）が保持装置によって段ボール箱を保持する作業が完了したときの図である。 本発明の実施形態に係る保持装置の第２変形例によって段ボール箱を保持する作業を行っている様子を当該保持装置の先端側から見たときの概略図であり、（Ａ）が第１部材と第２部材との間の距離を小さくしている際中の図、（Ｂ）が保持装置によって段ボール箱を保持する作業が完了したときの図である。 本発明の実施形態に係る保持装置の第４変形例によって段ボール箱を保持する作業を行っている様子を示す概略図である。

以下、本発明の実施形態に係る保持装置について、添付図面に基づき説明する。なお、本実施形態によって本発明が限定されるものではない。また、以下では、全ての図を通じて、同一又は相当する要素には同一の参照符号を付して、その重複する説明を省略する。

図１は、本実施形態に係る保持装置が、段ボール箱を搬送するための現場に適用された様子を示す概略図である。図１に示すように、本実施形態に係る保持装置２０Ａは、直方体状の段ボール箱Ｗ（ワーク）を搬送するための現場に適用して用いられる。具体的には、保持装置２０Ａは、積載された複数の段ボール箱Ｗの中から最上段に位置する段ボール箱Ｗを保持して搬送する作業を繰り返し行うためのロボット１０のハンドとして構成される。

（ロボット１０）
ロボット１０は、基台１１と、当該基台１１にその基端部が連結されるロボットアーム１２と、当該ロボットアーム１２の先端に取り付けられる保持装置２０Ａと、ロボットアーム１２及び保持装置２０Ａの動作を制御するためのロボット制御装置１６と、を備える。

（ロボットアーム１２）
図１に示すように、ロボットアーム１２は、六つの関節軸ＪＴ１〜ＪＴ６と、当該関節軸ＪＴ１〜ＪＴ６によって順次連結される六つのリンク１４ａ〜１４ｅと、を有する垂直多関節型ロボットとして構成される。なお、関節軸ＪＴ１〜ＪＴ６は、それぞれ、サーボモータ１５ａ〜１５ｆ（第１サーボモータ）で駆動される（図２参照）。

関節軸ＪＴ１は、基台１１とリンク１４ａの基端部とを鉛直方向に延びる軸線回りに回転可能に連結する。関節軸ＪＴ２は、リンク１４ａの先端部とリンク１４ｂの基端部とを水平方向に延びる軸線回りに回転可能に連結する。関節軸ＪＴ３は、リンク１４ｂの先端部とリンク１４ｃの基端部とを水平方向に延びる軸回りに回転可能に連結する。

関節軸ＪＴ４は、リンク１４ｃの先端部とリンク１４ｄの基端部とをリンク１４ｃの長手方向に延びる軸線回りに回転可能に連結する。関節軸ＪＴ５は、リンク１４ｄの先端部とリンク１４ｅの基端部とをリンク１４ｄの長手方向と直交する方向に延びる軸線回りに回転可能に連結する。関節軸ＪＴ６は、リンク１４ｅの先端部と保持装置２０の基端部とを捻れ回転可能に連結する。

（ロボット制御装置１６）
図２は、本実施形態に係る保持装置を備えるロボットの制御系を示すブロック図である。図２に示すように、ロボット制御装置１６は、プログラムを格納するためのメモリ１７と、当該メモリ１７に格納されたプログラムを実行するためのプロセッサ１８と、をする。ロボット制御装置１６は、関節軸ＪＴ１〜ＪＴ６それぞれに設けられるサーボモータ１５ａ〜１５ｆをサーボ制御することで、ロボットアーム１２の動作を制御することができる。また、ロボット制御装置１６は、後述する第２保持機構６０のサーボモータ６１をサーボ制御することで、保持装置２０Ａの動作を制御することができる。さらに、ロボット制御装置１６は、後述するエアシリンダ４２の動作を制御してもよい。

ロボット制御装置１６は、ロボットアーム１２に設けられるサーボモータ１５ａ〜１５ｆ、及び第２保持機構６０に設けられるサーボモータ６１それぞれの指令値とフィードバック値を比較して、それに応じてサーボモータ１５ａ〜１５ｆ、６１の動作を制御する。このとき、例えば、指令値及びフィードバック値には、それぞれ、サーボモータ１５ａ〜１５ｆ、６１の回転位置、回転速度、及び電流値が含まれてもよい。

（保持装置２０Ａ）
図３は、本実施形態に係る保持装置を示す正面図である。図４は、同保持装置の断面図であり、（Ａ）が図３に示すＩＶＡ−ＩＶＡ線に沿った断面図、（Ｂ）が同図に示すＩＶＢ−ＩＶＢ線に沿った断面図である。図５は、同保持装置の断面図であり、（Ａ）が図３に示すＶＡ−ＶＡ線に沿った断面図、（Ｂ）が図５（Ａ）に示すＶＢ−ＶＢ線に沿った断面図である。

図３〜５に示すように、本実施形態に係る保持装置２０Ａは、基部２１と、当該基部２１に取り付けられ、幅方向（第１方向）に延びるガイド部材３０ａ、３０ｂと、当該ガイド部材３０ａ、３０ｂに取り付けられ、段ボール箱Ｗを負圧により吸着して保持可能な第１保持機構４０と、段ボール箱Ｗを挟持して保持可能な第２保持機構６０と、を備える。

なお、以下の説明において、後述する第１部材６２と第２部材６４とを結ぶ方向を幅方向又は左右方向（第１方向）と称し、当該幅方向に直交し、後述するエアシリンダ４２が伸縮する方向を高さ方向又は上下方向（第２方向）と称し、幅方向及び高さ方向に直交する方向を奥行方向と称する。

（基部２１）
基部２１は、中空の直方体状に形成され、当該直方体状の上面以外の五つの面には、それぞれ、開口が形成される。また、基部２１の上面の中央には、ロボットアーム１２の先端に取り付けられる取り付け部２８が突設される。

（ガイド部材３０ａ、３０ｂ）
ガイド部材３０ａ、３０ｂは、それぞれ、基部２１の底面の左端部から右端部まで、互いに平行して幅方向に延びるように、当該基部２１の底面に取り付けられる。ガイド部材３０ａが基部２１の底面の前方部分に取り付けられ、ガイド部材３０ｂが基部２１の底面の後方部分に取り付けられる。なお、ガイド部材３０ａ、３０ｂは、それぞれ、幅方向において、後述する第１部材６２と第２部材６４との間を延びるように（すなわち、後述する第１部材６２と第２部材６４とが、幅方向においてガイド部材３０ａ、３０ｂを介して対向するように）配置される。

（第１保持機構４０）
第１保持機構４０は、高さ方向に延在するように配置されるエアシリンダ４２（伸縮部）と、当該エアシリンダ４２の先端に設けられ、段ボール箱Ｗの上面に負圧により吸着して（ワークの上部に当接して）当該段ボール箱Ｗを保持可能な吸着パッド４８ａ〜４８ｈ（吸着パッド４８ｅ〜４８ｇについては図示せず。保持部）と、を有する。

エアシリンダ４２は、中空の円筒状に形成されたシリンダ本体４３と、当該シリンダ本体４３に取り付けられ、高さ方向に往復移動可能なピストン４５と、を有する。シリンダ本体４３は、高さ方向に見たとき基部２１の中央（すなわち、高さ方向に見たとき基部２１の上面に突設される取り付け部２８と重なる位置）に配置される。また、シリンダ本体４３は、その基端部から先端部の手前までの部分が基部２１内を高さ方向に延びるように、かつ、その先端部が基部２１の底面に形成された開口から当該基部２１の下側へと突出するように配置される。

エアシリンダ４２は、ピストン４５が高さ方向に往復移動することで、当該ピストン４５がシリンダ本体４３の底面から突出する長さを変更される既知の構造である。これにより、エアシリンダ４２は、全体として、高さ方向に伸縮可能な構造を有する。

第１保持機構４０は、エアシリンダ４２のピストン４５が縮んだ状態のとき（図３、図４及び図６（Ａ）等参照）、吸着パッド４８ａ〜４８ｈの先端が後述する第１部材６２及び第２部材６４それぞれの先端よりも基端側に位置するように構成される。また、第１保持機構４０は、エアシリンダ４２のピストン４５が伸びた状態のとき（図６（Ｂ）参照）、吸着パッド４８ａ〜４８ｈの先端が第１部材６２及び第２部材６４それぞれの先端よりも先端側に位置するように構成される。

第１保持機構４０は、シリンダ本体４３の基端部（すなわち、シリンダ本体４３のうち基部２１の内部に配置される部分）の後端部に固定され、高さ方向に見たとき略Ｕ字状である被把持体５０をさらに有する。被把持体５０は、後述する第２保持機構６０の第３部材７２と第４部材７４によって把持される。

被把持体５０は、その前面の幅方向の中央部がシリンダ本体４３の後端部に固定される第１板状部材５１と、当該第１板状部材５１の背面の幅方向の一方端縁に立設されて後方へと延びる第２板状部材５２と、当該第１板状部材５１の背面の幅方向の他方端縁に立設されて後方へと延びる第３板状部材５３と、を有する。そして、被把持体５０は、高さ方向に見たとき、その後端縁が開放されている。

シリンダ本体４３の先端部（すなわち、シリンダ本体４３のうち基部２１の底面よりも下側に配置される部分）には、外力を加えられることで（換言すれば、受動的に）、ガイド部材３０ａ、３０ｂ上を摺動可能な摺動体５５が固定される。摺動体５５は、板状に形成された主部材５６と、当該主部材５６の上面に固定された四つの摺動部材５７ａ〜５７ｄ（摺動部材５７ｄについては図示せず）と、を有する。

摺動部材５７ａが主部材５６の上面の前端縁と幅方向の一方端縁とで形成される角部に固定され、摺動部材５７ｂが主部材５６の上面の前端縁と幅方向の他方端縁とで形成される角部に固定される。また、摺動部材５７ｃが主部材５６の上面の後端縁と幅方向の一方端縁とで形成される角部に固定され、摺動部材５７ｄが主部材５６の上面の後端縁と幅方向の他方端縁とで形成される角部に固定される。摺動部材５７ａ〜５７ｄは、それぞれ、幅方向に見て略Ｕ字状である。

摺動部材５７ａ、５７ｂは、それぞれ、ガイド部材３０ａを幅方向に見て下側から包み込むように設けられ、当該ガイド部材３０ａにガイドされて幅方向に摺動可能である。一方、摺動部材５７ｃ、５７ｄは、それぞれ、ガイド部材３０ｂを幅方向に見て下側から包み込むように設けられ、当該ガイド部材３０ｂにガイドされて幅方向に摺動可能である。

上記したように、摺動部材５７ａ〜５７ｄは、それぞれ、一つの主部材５６の上面に固定される。したがって、摺動部材５７ａ〜５７ｄ及び主部材５６（換言すれば、摺動体５５）は、ガイド部材３０ａ、３０ｂにガイドされて一体的に移動可能である。そして、摺動体５５がシリンダ本体４３に固定されているので、エアシリンダ４２は、摺動体５５と一体的に移動可能である。上記の通りであるため、第１保持機構４０は、外力を加えられることで、ガイド部材３０ａ、３０ｂにガイドされて幅方向に移動可能である。

（第２保持機構６０）
第２保持機構６０は、各々が幅方向において第１保持機構４０を介して対向し、かつ、各々がサーボモータ６１（アクチュエータ、又は第２サーボモータ）に駆動されることで基部２１に対して移動可能な第１部材６２及び第２部材６４を有する。

第１部材６２及び第２部材６４は、それぞれ、その主面の長手方向が保持装置２０Ａの高さ方向に一致し、その主面の幅方向が保持装置２０Ａの奥行方向に一致し、かつ、その厚み方向が保持装置２０Ａの幅方向に一致するように配置される。そして、第２保持機構６０は、幅方向において第１部材６２と第２部材６４との間の距離を変更することにより、第１部材６２と第２部材６４とで段ボール箱Ｗを挟持して保持可能である。

図４（Ｂ）及び図５（Ｂ）に示すように、サーボモータ６１は、そのモータケースが基部２１の背面から後方へと延び、その回転軸（図示せず）が基部２１の背面に形成された開口から当該基部２１の内部を延びるように配置される。サーボモータ６１の回転軸には、ピニオン６５が取り付けられる。ピニオン６５には、ラック６６ａ、６６ｂが噛み合わされる。

具体的には、ピニオン６５の径方向の一方側の部分（ここでは、ピニオン６５の上側の部分）には、ラック６６ａが噛み合わされる。また、ピニオン６５の径方向の他方側の部分（ここでは、ピニオン６５の下側の部分）には、ラック６６ｂが噛み合わされる。そして、第２保持機構６０は、サーボモータ６１によりピニオン６５が回転することで、ラック６６ａ、６６ｂが幅方向において互いに反対側へと移動するように構成される。

ラック６６ａの上面には、板状の介在部材６８ａの底面が固定される。介在部材６８ａは、基部２１の内部を幅方向に延び、かつ、当該基部２１の右側面（図３の正面図では、紙面の左側に位置する側面）に形成された開口から当該基部２１の外部へと突出するように配置される。介在部材６８ａのうちの基部２１の外部へと突出した部分の先端縁には、下方へと延在するように板状の第１部材６２が立設される。

ラック６６ｂの底面には、板状の介在部材６８ｂの上面が固定される。介在部材６８ｂは、基部２１の内部を幅方向に延び、かつ、当該基部２１の左側面（図３の正面図では、紙面の右側に位置する側面）に形成された開口から当該基部２１の外部へと突出するように配置される。介在部材６８ｂのうちの基部２１の外部へと突出した部分の先端縁には、下方へと延在するように板状の第２部材６４が立設される。

上記構成によれば、第２保持機構６０は、サーボモータ６１によりピニオン６５が回転することで、幅方向において第１部材６２と第２部材６４との間の距離を変更することが可能である。これにより、第２保持機構６０は、第１部材６２と第２部材６４とで段ボール箱Ｗを挟持して保持可能である。

具体的には、第２保持機構６０は、段ボール箱Ｗの右側面（ワークの側部のうち第１方向の一方側に位置する第１部分）に第１部材６２を当接させ、段ボール箱Ｗの左側面（ワークの側部のうち第１方向の他方側に位置する第２部分）に第２部材６４を当接させることにより、段ボール箱Ｗを挟持して保持可能である。なお、ロボット制御装置１６は、サーボモータ６１からのフィードバック値に含まれる電流値が所定の電流値よりも大きくなったとき、第１部材６２と第２部材６４とで段ボール箱Ｗを挟持して保持する作業が完了したと判定してもよい。

介在部材６８ａのうちの基部２１の内部を延びる部分の基端縁には、下方へと延在するように板状の第３部材７２が立設される。第３部材７２は、幅方向において第１保持機構４０と第２部材６４との間に配置される。第３部材７２は、介在部材６８ａを介して第１部材６２に取り付けられるため、当該第１部材６２と一体的に移動可能である。なお、第１部材６２及び第３部材７２は、それぞれ、別個の部材として形成され、介在部材６８ａに固定されてもよい。或いは、第１部材６２、第３部材７２、及び介在部材６８ａが一体的に形成されてもよい。

介在部材６８ｂのうちの基部２１の内部を延びる部分の基端縁には、上方へと延在するように板状の第４部材７４が立設される。第４部材７４は、幅方向において第１保持機構４０と第１部材６２との間に配置される。第４部材７４は、介在部材６８ａを介して第２部材６４に取り付けられるため、当該第２部材６４と一体的に移動可能である。なお、第２部材６４及び第４部材７４は、それぞれ、別個の部材として形成され、介在部材６８ｂに固定されてもよい。或いは、第２部材６４、第４部材７４、及び介在部材６８ｂが一体的に形成されてもよい。

第３部材７２及び第４部材７４は、第１部材６２と第２部材６４との間の距離が最大距離であるとき、被把持体５０を把持することにより（第１保持機構を把持することにより）、基部２１の幅方向の中央で第１保持機構４０を位置決めする（図３等参照）。また、第３部材７２及び第４部材７４は、第１部材６２と第２部材６４との間の距離が最大距離よりも小さくなったとき、第１保持機構４０を位置決めされた状態から解放する（図７（Ａ）及び図８参照）。

（段ボール箱Ｗを保持する作業方法の一例）
つづいて、上記実施形態に係る保持装置２０Ａ及びそれを備えるロボット１０を用いて、段ボール箱Ｗを保持する作業方法の一例について、図６〜８に基づき説明する。この作業方法の一例では、保持装置２０Ａ及びそれを備えるロボット１０を用いて、積載された複数の段ボール箱Ｗの中から最上段に位置する段ボール箱Ｗを保持して搬送する作業を繰り返し行う場合を説明する。なお、見た目の煩雑さを避けるため、図６〜８では、ロボットアーム１２の図示を省略してある。

図６は、上記実施形態に係る保持装置によって段ボール箱を保持する作業を行っている様子を示す概略図であり、（Ａ）が保持装置を段ボール箱の上方に位置させたときの図、（Ｂ）が（Ａ）のあとでエアシリンダを伸ばして第１保持機構で段ボール箱を吸着して保持したときの図である。

まず、図６（Ａ）に示すように、ロボットアーム１２の姿勢を変更することで、保持装置２０Ａを段ボール箱Ｗの上方に位置させる。このとき、保持装置２０Ａの高さ方向が鉛直方向と平行になるように、かつ、ロボットアーム１２に取り付けられる取り付け部２８が、第１部材６２及び第２部材６４よりも上側に位置するように、ロボットアーム１２の姿勢を変更する。

このとき、エアシリンダ４２のピストン４５を縮めた状態にしておくことで、吸着パッド４８ａ〜４８ｈの先端を第１部材６２及び第２部材６４それぞれの先端よりも基端側に位置させる。また、吸着パッド４８ａ〜４８ｈが、それぞれ、高さ方向において、最上段の段ボール箱Ｗのうちのいずれかと対向するように、ロボットアーム１２の姿勢を変更する。

さらに、このとき、第１部材６２と第２部材６４との間の距離を最大距離にすることで、幅方向において第１部材６２と第２部材６４との間の範囲内に段ボール箱Ｗが位置するようにする。また、第１部材６２と第２部材６４との間の距離を最大距離にすることで、第３部材７２及び第４部材７４で被把持体５０を把持し、基部２１の幅方向の中央（すなわち、図中一点鎖線で示す保持装置２０Ａの中心軸線Ｌ_１）で第１保持機構４０を位置決めする。したがって、図６（Ａ）では、保持装置２０Ａの中心軸線Ｌ_１と第１保持機構４０の中心軸線Ｌ_２とが、互いに重なり合った状態である。

なお、この作業方法の一例では、図６に示す保持装置２０Ａの正面視において、保持装置２０Ａの中心軸線Ｌ_１、及び第１保持機構４０の中心軸線Ｌ_２が、保持しようとしている段ボール箱Ｗの高さ方向に延びる中心線（図示せず）よりも右側に位置している場合を説明する。しかし、この場合に限定されず、前記中心軸線Ｌ_１、Ｌ_２が、前記段ボール箱Ｗの高さ方向に延びる中心線よりも左側に位置していてもよいし、又は一致していてもよい。このような場合であっても、保持装置２０Ａ及びそれを備えるロボット１０を用いて、同様の作業方法で段ボール箱Ｗを保持して搬送することが可能である。

次に、図６（Ｂ）に示すように、エアシリンダ４２のピストン４５を下方へと伸ばして、吸着パッド４８ａ〜４８ｈの先端を第１部材６２及び第２部材６４それぞれの先端よりも先端側に位置させ、段ボール箱Ｗの上面に吸着パッド４８ａ〜４８ｈの先端を当接させる。そして、吸着パッド４８ａ〜４８ｈにより、段ボール箱Ｗの上面を負圧により吸着し、当該段ボール箱Ｗを保持する。このように、この作業方法の一例では、第１保持機構４０によって最も上段の段ボール箱Ｗを保持する。

図７は、上記実施形態に係る保持装置によって段ボール箱を保持する作業を行っている様子を示す概略図であり、（Ａ）が第１保持機構で段ボール箱を吸着して保持したあとでエアシリンダを再び縮めた状態の図、（Ｂ）が（Ａ）のあとで第１部材と第２部材との間の距離を小さくしている際中の図である。また、図８は、上記実施形態に係る保持装置によって段ボール箱を保持する作業が完了したときの概略図である。

図７（Ａ）に示すように、第１保持機構４０によって最も上段の段ボール箱Ｗを保持したあと、エアシリンダ４２のピストン４５を再び縮めた状態にすることで、吸着パッド４８ａ〜４８ｈの先端を第１部材６２及び第２部材６４それぞれの先端よりも基端側に位置させ、第１部材６２と第２部材６４との間に段ボール箱Ｗを位置させる。

さらに、図７（Ｂ）に示すように、サーボモータ６１によりピニオン６５を回転させることで、第１部材６２と第２部材６４との間の距離を最大距離よりも小さくする。このように、第１保持機構４０が段ボール箱Ｗを保持してからエアシリンダ４２を縮めた状態にし、そのあとで、第１部材６２と第２部材６４との間の距離を小さくすることで、第１部材６２（第１部材及び第２部材のうちいずれかの部材）により、幅方向に沿った外力Ｆが段ボール箱Ｗを介して第１保持機構４０に加えられる。すると、第１保持機構４０は、幅方向に延びるガイド部材３０ａ、３０ｂにガイドされながら、第１部材６２（前記いずれかの部材）及び段ボール箱Ｗと一体的に移動する。

そして、図８に示すように、第１保持機構４０の中心軸線Ｌ_２が図中右側に移動し、保持装置２０Ａの中心軸線Ｌ_１と段ボール箱Ｗの高さ方向に延びる中心線とが一致する。これにより、第１部材６２と第２部材６４とで段ボール箱Ｗを挟持して（換言すれば、第２保持機構６０で段ボール箱Ｗを挟持して）保持することができる。

上記のように、この作業方法の一例では、上記実施形態に係る保持装置２０Ａを用いることで、二つの保持機構４０、６０（すなわち、段ボール箱Ｗを吸着して保持可能な第１保持機構４０、及び段ボール箱Ｗを挟持して保持可能な第２保持機構６０）によって、確実に段ボール箱Ｗを保持することができる。

そして、この作業方法の一例では、ロボットアーム１２の姿勢を変更することで、保持装置２０Ａで吸着かつ挟持して保持した段ボール箱Ｗを別の場所に搬送することができる。なお、別の場所に搬送して保持装置２０Ａで吸着かつ挟持して保持した段ボール箱Ｗを解放する際には、吸着による保持を解放してから挟持による保持を解放してもよいし、挟持による保持を解放してから吸着による保持を解放してもよいし、或いは、吸着による保持と挟持による保持を同時に解放してもよい。

そして、上記作業方法の一例を繰り返すことで、保持装置２０Ａ及びそれを備えるロボット１０を用いて、積載された複数の段ボール箱Ｗの中から最上段に位置する段ボール箱Ｗを保持して搬送する作業を繰り返し行うことが可能となる。

（効果）
ここで、例えば、上記特許文献１のロボットハンドは、ワークの高さ方向に延びる中心線上からずれた部分を吸盤により吸着して当該ワークを保持していた場合、当該吸盤により保持したワークを一旦解放して、当該吸盤を正しい位置（すなわち、ワークの高さ方向に延びる中心線上）にセットし、そのあと当該吸盤によりワークを再び保持する必要がある。すなわち、上記特許文献１のロボットハンドは、ワークを保持する際に複雑な動作を行う必要があった。

一方、上記実施形態に係る保持装置２０Ａは、吸着パッド４８ａ〜４８ｈが段ボール箱Ｗの上面のどの部分に吸着して当該段ボール箱Ｗを保持していたかにかかわらず（第１保持機構がワークのどの部分を保持しているかにかかわらず）、第１保持機構４０で段ボール箱Ｗを保持した状態を保ちながら、第１部材６２と第２部材６４との間の距離を小さくして、第２保持機構６０で段ボール箱Ｗを挟持して保持することができる。また、段ボール箱Ｗを吸着かつ挟持して保持するため、吸着及び挟持のどちらかのみで保持する場合と比較して、当該段ボール箱Ｗを保持する力を向上することができる。その結果、上記実施形態に係る保持装置２０Ａは、簡単な動作で確実に段ボール箱Ｗを保持することが可能となる。

また、上記実施形態に係る保持装置２０Ａは、第１部材６２と第２部材６４との間の距離を最大距離にしてから、第１保持機構４０によって段ボール箱Ｗを保持する作業を行うことで、位置決めされた第１保持機構４０によって当該第１保持機構４０が幅方向に移動することを防止しつつ、第１部材６２及び第２部材６４が段ボール箱Ｗに衝突することを抑制することが可能となる。さらに、第１保持機構４０によって段ボール箱Ｗを保持したあと、第１部材６２と第２部材６４との間の距離を最大距離よりも小さくすることで、第１保持機構４０を位置決めされた状態から解放しつつ、第１部材６２と第２部材６４とで段ボール箱Ｗを挟持して保持する作業を行うことができる。これにより、第１保持機構４０で段ボール箱Ｗを保持した状態を保ちながら、第２保持機構６０で段ボール箱Ｗを挟持して保持する作業を効率良く行うことが可能となる。

さらに、上記実施形態では、第１保持機構４０が段ボール箱Ｗの上面に当接して当該段ボール箱Ｗを吸着して保持し、第２保持機構６０が段ボール箱Ｗの右側面と左側面に当接して当該段ボール箱Ｗを挟持して保持する。これにより、例えば、第１保持機構４０が段ボール箱Ｗの前面に当接して当該段ボール箱Ｗを吸着して保持し、第２保持機構６０が段ボール箱Ｗの底面と上面に当接して当該段ボール箱Ｗを挟持して保持する場合と比較して、第１保持機構４０及び第２保持機構６０によって、いっそう確実に段ボール箱Ｗを保持することが可能となる。

そして、上記実施形態に係る保持装置２０Ａは、エアシリンダ４２が縮んだ状態のとき、吸着パッド４８ａ〜４８ｈの先端が第１部材６２及び第２部材６４それぞれの先端よりも基端側に位置し、エアシリンダ４２が伸びた状態のとき、吸着パッド４８ａ〜４８ｈの先端が第１部材６２及び第２部材６４それぞれの先端よりも先端側に位置する。これにより、上記実施形態のように、段ボール箱Ｗに隣接して他の段ボール箱Ｗ（他の物体）が存在するような場合であっても、当該他の段ボール箱Ｗに妨げられることなく（すなわち、第１部材６２及び第２部材６４が他の段ボール箱Ｗに衝突することを防止しつつ）、簡単な動作で確実に段ボール箱Ｗを保持することが可能となる。

（変形例）
上記説明から、当業者にとっては、本発明の多くの改良や他の実施形態が明らかである。したがって、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実行する最良の態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明の精神を逸脱することなく、その構造及び／又は機能の詳細を実質的に変更できる。

図９に基づき、上記実施形態に係る保持装置によって段ボール箱を保持する作業の他の態様について説明する。図９は、上記実施形態に係る保持装置によって段ボール箱を保持する作業を他の態様で行っている様子を示す概略図であり、（Ａ）が全体構造を示す側面図、（Ｂ）が図９（Ａ）に示すＩＸＢ矢視図である。

上記実施形態では、第１保持機構４０が段ボール箱Ｗ（ワーク）の上面を吸着して当該段ボール箱Ｗを保持し、第２保持機構６０が段ボール箱Ｗの右側面と左側面とに当接して当該段ボール箱Ｗを挟持して保持する場合について説明した。しかし、この場合に限定されず、例えば、図９に示すように、図１に示す状態から関節軸ＪＴ６を９０°回転させることで、第１保持機構４０が段ボール箱Ｗの前面を吸着して当該段ボール箱Ｗを保持し、第２保持機構６０が段ボール箱Ｗの右側面と左側面とに当接して当該段ボール箱Ｗを挟持して保持してもよい。

或いは、例えば、ロボットアーム１２及び保持装置２０を図１と同じ姿勢にしてから、第１保持機構４０が段ボール箱Ｗの前面を吸着して当該段ボール箱Ｗを保持し、第２保持機構６０が段ボール箱Ｗの底面と上面とに当接して当該段ボール箱Ｗを挟持して保持してもよい。

（第１変形例）
図１０に基づき、上記実施形態に係る保持装置２０Ａの第１変形例について説明する。図１０は、上記実施形態に係る保持装置の第１変形例を示す正面図である。なお、本変形例に係る保持装置２０Ｂは、被把持体５０、第３部材７２及び第４部材７４の代わりにバネ部材８０ａ、８０ｂ（弾性体）及びバネ固定部材８２ａ、８２ｂを備えることを除き、上記実施形態に係る保持装置２０Ａと同様の構成を備える。したがって、同一部分には同じ参照番号を付し、同様となる説明は繰り返さない。

図１０に示すように、本変形例に係る保持装置２０Ｂは、基部２１の底面の右端部（図１０の正面図では、紙面の左側に位置する部分）から下方へと延びるバネ固定部材８２ａと、その一端がバネ固定部材８２ａの左端部に取り付けられ、その他端がシリンダ本体４３の先端部の右端部に取り付けられるバネ部材８０ａと、をさらに備える。

また、本変形例に係る保持装置２０Ｂは、基部２１の底面の左端部（図１０の正面図では、紙面の右側に位置する部分）から下方へと延びるバネ固定部材８２ｂと、その一端がバネ固定部材８２ｂの右端部に取り付けられ、その他端がシリンダ本体４３の先端部の左端部に取り付けられるバネ部材８０ｂと、をさらに備える。

本変形例では、バネ部材８０ａ、８０ｂは、それぞれ、互いに同じ形状及び同じバネ定数である。第１保持機構４０に対して外力が加えられていないとき、当該第１保持機構４０は、バネ部材８０ａが縮もうとする弾性力により、第１部材６２側に引っ張られる。また、第１保持機構４０は、バネ部材８０ｂが縮もうとする弾性力により、第２部材６４側にも引っ張られる。

そして、第１保持機構４０に対して外力が加えられていないとき、バネ部材８０ａが縮もうとする弾性力と、バネ部材８０ｂが縮もうとする弾性力とがつり合っている。したがって、このとき、第１保持機構４０は、基部２１の幅方向の中央（すなわち、図中一点鎖線で示す保持装置２０Ｂの中心軸線Ｌ_１）で位置決めされる。したがって、図１０では、保持装置２０Ｂの中心軸線Ｌ_１と第１保持機構４０の中心軸線Ｌ_２とが、互いに重なり合った状態である。

つづいて、上記変形例に係る保持装置２０Ｂ及びそれを備えるロボットを用いて、段ボール箱Ｗを保持する作業方法の一例について、図１１に基づき説明する。図１１は、上記実施形態に係る保持装置の第１変形例によって段ボール箱を保持する作業を行っている様子を示す概略図であり、（Ａ）が第１部材と第２部材との間の距離を小さくしている際中の図、（Ｂ）が保持装置によって段ボール箱を保持する作業が完了したときの図である。

なお、この作業方法の一例は、第１保持機構４０で段ボール箱Ｗを吸着して保持してから当該エアシリンダ４２を縮めた状態にするまでの手順が、図６〜８に基づき説明した保持装置２０Ａを用いる作業方法の一例と同様である。したがって、同様となる説明及び図示は繰り返さない。また、見た目の煩雑さを避けるため、図１１では、ロボットアームの図示を省略してある。

図１１（Ａ）に示すように、第１保持機構４０が段ボール箱Ｗを保持してからエアシリンダ４２を縮めた状態にし、そのあとで、第１部材６２と第２部材６４との間の距離を小さくすることで、第１部材６２（第１部材及び第２部材のうちいずれかの部材）により、幅方向に沿った外力Ｆが段ボール箱Ｗを介して第１保持機構４０に加えられる。すると、第１保持機構４０は、バネ部材８０ａが縮もうとする弾性力に抗って、幅方向に延びるガイド部材３０ａ、３０ｂにガイドされながら、第１部材６２（前記いずれかの部材）及び段ボール箱Ｗと一体的に移動する。

そして、図１１（Ｂ）に示すように、第１保持機構４０の中心軸線Ｌ_２が図中右側に移動し、保持装置２０Ｂの中心軸線Ｌ_１と段ボール箱Ｗの高さ方向に延びる中心線とが一致する。これにより、第１部材６２と第２部材６４とで段ボール箱Ｗを挟持して（換言すれば、第２保持機構６０で段ボール箱Ｗを挟持して）保持することができる。

上記の通りであるため、上記第１変形例に係る保持装置２０Ｂを用いた場合でも、上記実施形態に係る保持装置２０Ａを用いた場合と同様に（換言すれば、被把持体５０、第３部材７２及び第４部材７４の代わりにバネ部材８０ａ、８０ｂを備える場合であっても同様に）、位置決めされた第１保持機構４０によって当該第１保持機構４０が幅方向に移動することを防止することが可能となる。また、第１保持機構４０で段ボール箱Ｗを保持した状態を保ちながら、第２保持機構６０で段ボール箱Ｗを挟持して保持する作業を効率良く行うことが可能となる。

（第２変形例）
図１２に基づき、上記実施形態に係る保持装置２０Ａの第２変形例について説明する。図１２は、上記実施形態に係る保持装置の第２変形例によって段ボール箱を保持する作業を行っている様子を当該保持装置の先端側から見たときの概略図であり、（Ａ）が第１部材と第２部材との間の距離を小さくしている際中の図、（Ｂ）が保持装置によって段ボール箱を保持する作業が完了したときの図である。なお、本変形例に係る保持装置２０Ｃは、ガイド部材３０、第１保持機構４０、第１部材６２、及び第２部材６４の構造を除き、上記実施形態に係る保持装置２０Ａと同様の構成を備える。したがって、同一部分には同じ参照番号を付し、同様となる説明は繰り返さない。

図１２に示すように、本変形例では、第１部材６２及び第２部材６４が、それぞれ、保持装置２０Ｃの先端側から見てＬ字状に形成される。また、本変形例では、ガイド部材３０が、格子状に配列して複数設けられる（図示せず）。このように複数のガイド部材３０が配置されることで、図１２において破線で示す第１保持機構４０は、外力を加えられることで、複数のガイド部材３０にガイドされて幅方向（第１方向）に加えて奥行方向にも移動可能となる。また、本変形例では、第１保持機構４０の高さ方向に延びる軸線（換言すれば、エアシリンダ４２の軸線）を回転軸として回転可能である。

上記構成を備えることで、本変形例に係る保持装置２０Ｃは、次のような態様で段ボール箱Ｗを保持する作業を行うことが可能である。なお、この作業方法は、第１保持機構４０で段ボール箱Ｗを吸着して保持してから当該エアシリンダ４２を縮めた状態にするまでの手順が、図６〜８に基づき説明した作業方法の一例と同様である。したがって、同様となる説明及び図示は繰り返さない。

図１２（Ａ）に示すように、第１保持機構４０が段ボール箱Ｗを保持してからエアシリンダ４２を縮めた状態にし、そのあとで、第１部材６２と第２部材６４との間の距離を小さくすることで、第２部材６４（第１部材及び第２部材のうちいずれかの部材）により、外力が段ボール箱Ｗを介して第１保持機構４０に加えられる。

そして、図１２（Ｂ）に示すように、第１部材６２と第２部材６４との間の距離が小さくなるに連れて、第１部材６２及び第２部材６４それぞれの内面に段ボール箱Ｗが案内されて当該段ボール箱Ｗの位置及び姿勢が補正され、保持装置２０Ｃの中心軸線Ｌ_１と段ボール箱Ｗの高さ方向に延びる中心線（図示せず）とが一致する。これにより、第１部材６２と第２部材６４とで段ボール箱Ｗを挟持して（換言すれば、第２保持機構６０で段ボール箱Ｗを挟持して）保持することができる。

なお、第１部材６２及び第２部材６４それぞれの内面に段ボール箱Ｗが案内されている際中において、第１保持機構４０は、段ボール箱Ｗを介して第１部材６２及び第２部材６４から外力を加えられる。第１保持機構４０は、このように外力を加えられることで、段ボール箱Ｗの上面を吸着して保持した状態を保ちながら、幅方向（第１方向）に加えて奥行方向にも移動し、かつ、その高さ方向に延びる軸線を回転軸として回転する。

上記のようにして、第１保持機構４０は、図１２（Ａ）に示す状態（すなわち、第１保持機構４０の高さ方向に延びる軸線が保持装置２０Ｃの中心軸線Ｌ_１と一致した状態）から、図１２（Ｂ）に示す状態（すなわち、第１保持機構４０の高さ方向に延びる軸線が保持装置２０Ｃの中心軸線Ｌ_１からずれた状態）に遷移する。

（第３変形例）
図１３に基づき、上記実施形態に係る保持装置２０Ａの第３変形例について説明する。図１３は、上記実施形態に係る保持装置の第４変形例によって段ボール箱を保持する作業を行っている様子を示す概略図である。なお、本変形例に係る保持装置２０Ｄは、第１保持機構４０の構造を除き、上記実施形態に係る保持装置２０Ａと同様の構成を備える。したがって、同一部分には同じ参照番号を付し、同様となる説明は繰り返さない。

本変形例において、第１保持機構４０は、板状に形成されたベース部材４９ａと、各々が板状に形成され、各々がベース部材４９ａに摺動可能に取り付けられる摺動片４９ｂ、４９ｃと、を有する。ベース部材４９ａは、その主面の長手方向が保持装置２０Ｄの奥行方向と一致し、その主面の幅方向が保持装置２０Ｄの幅方向と一致し、かつ、その厚み方向が保持装置２０Ｄの高さ方向と一致するように、幅方向において第１部材６２と第２部材６４との間に配置される。

ベース部材４９ａは、その上面の中央部に設けられる主部材５６を有する。主部材５６は、ベース部材４９ａの上面の中央部に固定される第１部分と、保持装置２０Ｄの奥行方向と一致する当該第１部分の長手方向の一方端縁から高さ方向に延びる第２部分と、当該第１部分の長手方向の他方端縁から高さ方向に延びる第３部分と、を有する。

ベース部材４９ａの第２部分の先端には、摺動部材５７ａが、保持装置２０Ｄの幅方向に延びるガイド部材３０ａに対して摺動可能に取り付けられる。また、ベース部材４９ａの第３部分の先端には、摺動部材５７ｂが、保持装置２０Ｄの幅方向に延びるガイド部材３０ｂに対して摺動可能に取り付けられる。

摺動片４９ｂ、４９ｃは、それぞれ、その主面の長手方向が保持装置２０Ｄの高さ方向と一致し、その主面の幅方向が保持装置２０Ｄの幅方向と一致し、かつ、その厚み方向が保持装置２０Ｄの奥行方向と一致するように、ベース部材４９ａの底面に取り付けられる。そして、本変形例において、第１保持機構４０は、サーボモータ（図示せず）によって、保持装置２０Ｄの奥行方向において摺動片４９ｂ、４９ｃの間の距離を変更することにより、摺動片４９ｂ、４９ｃで段ボール箱Ｗを挟持して保持可能である。なお、前記サーボモータは、ロボット制御装置１６（図１３では図示せず）によって動作を制御されてもよい。

このように、第１保持機構４０は、負圧により吸着して段ボール箱Ｗ（ワーク）を保持することに限定されず、当該段ボール箱Ｗを挟持して保持可能であってもよい。このとき、本変形例のように、第１保持機構４０は、第２保持機構６０が段ボール箱Ｗを挟持する幅方向（第１方向）に直交する奥行方向において当該段ボール箱Ｗを挟持して保持可能であることが好ましい。なお、上記した場合に限定されず、第１保持機構４０は、ワークに針を突き刺して当該ワークを保持可能であってもよいし、或いは、その他の態様でワークを保持可能であってもよい。

（その他の変形例）
上記実施形態では、保持装置２０Ａが、段ボール箱Ｗ（ワーク）を吸着かつ挟持して保持する場合について説明した。これにより、上記実施形態に係る保持装置２０Ａは、例えば、気泡緩衝材で包装される等して吸着に向かないワークや、複雑な形状で挟持に向かないワークであっても、当該ワークを挟持だけでなく吸着して保持するので、確実に当該ワークを保持することが可能である。しかし、この場合に限定されず、本発明に係る保持装置は、吸着による保持と挟持による保持を切り替えて使用することも可能である。

上記実施形態では、基部２１が、中空の直方体状に形成され、当該直方体状の上面以外の五つの面には、それぞれ、開口が形成される場合について説明した。しかし、この場合に限定されず、例えば、基部は、厚み方向に見て互いに同じ形状及び大きさである六角形の底板及び天板と、当該底板と天板を接続するように高さ方向に延びる４本の支柱と、を有する構造であってもよいし、又は、その他の構造であってもよい。

上記実施形態及び第１変形例では、第１保持機構４０が、外力を加えられていない状態において、基部２１の幅方向の中央で位置決めされる場合について説明した。しかし、この場合に限定されず、第１保持機構４０が、外力を加えられていない状態において、基部２１の幅方向の中央からずれた位置で位置決めされてもよい。また、第１保持機構４０が位置決めされなくてもよい。これにより、第１保持機構４０を位置決めするための構成が必要なくなるので、保持装置の構造を簡単にすることが可能となる。

上記実施形態及びその変形例では、伸縮部がエアシリンダ４２として構成される場合を説明した。しかし、この場合に限定されず、伸縮部が、例えば、サーボモータによって高さ方向に伸縮運動するように駆動する直動機構として構成されてもよいし、又は、その他の機構として構成されてもよい。

上記実施形態及びその変形例では、ロボット制御装置１６が、サーボモータ６１からのフィードバック値に含まれる電流値が所定の電流値よりも大きくなったとき、第１部材６２と第２部材６４とで段ボール箱Ｗを挟持して保持する作業が完了したと判定する場合について説明した。しかし、この場合に限定されず、例えば、第１部材６２に加えられる外力を検出するための外力センサを当該第１部材６２に取り付け、かつ、同様の外力センサを第２部材６４にも取り付けて、ロボット制御装置１６が、これらの外力センサの検出値に基づき、第１部材６２と第２部材６４とで段ボール箱Ｗを挟持して保持する作業が完了したと判定してもよい。

なお、第１部材６２及び第２部材６４には、それぞれ、外力センサ以外のセンサ（例えば、接触センサなど）を取り付け、ロボット制御装置１６が、前記センサの検出値に基づき、第１部材６２と第２部材６４とで段ボール箱Ｗを挟持して保持する作業が完了したと判定してもよい。

また、外力センサやそれ以外のセンサは、第１部材６２及び第２部材６４の両方に設けられていなくてもよく、第１部材６２及び第２部材６４のうち少なくともいずれかに設けられていればよい。そして、ロボット制御装置１６は、第１部材６２及び第２部材６４のうち少なくともいずれかに設けられたセンサに基づき、第１部材６２と第２部材６４とで段ボール箱Ｗを挟持して保持する作業が完了したと判定してもよい。

上記実施形態及びその変形例では、保持装置２０Ａ〜２０Ｄが、それぞれ、直方体状の段ボール箱Ｗ（ワーク）を保持して搬送するためのロボット１０のハンドとして構成される場合を説明した。しかし、この場合に限定されず、本発明に係る保持装置は、例えば、立方体状、四角柱以外の多角柱状、円柱状、又はその他の形状の段ボール箱を保持して搬送するためのロボットのハンドとして構成されてもよいし、所定の形状を有しないワーク（例えば、唐揚げや焼売などの食品、又は岩石等）を保持して搬送するためのロボットのハンドとして構成されてもうよいし、或いは、その他のワークを保持して搬送するためのロボットのハンドとして構成されてもよい。

上記実施形態及びその変形例では、第１保持機構４０が、摺動体５５を有することで、ガイド部材３０ａ、３０ｂにガイドされて幅方向に摺動可能である場合を説明した。しかし、この場合に限定されず、第１保持機構は、摺動体５５の代わりに車輪を有し、当該車輪がガイド部材にガイドされて幅方向に移動することで、当該ガイド部材にガイドされて幅方向に移動可能であってもよいし、又は、その他の態様でガイド部材にガイドされて幅方向に移動可能であってもよい。

上記実施形態及びその変形例では、第１保持機構４０が段ボール箱Ｗを保持してからエアシリンダ４２を縮めた状態にし、そのあとで、第１部材６２と第２部材６４との間の距離を小さくする場合について説明した。しかし、この場合に限定されず、第１保持機構４０が段ボール箱Ｗを保持してからエアシリンダ４２を縮めた状態にしている際中に、第１部材６２及び第２部材６４が段ボール箱Ｗと衝突しないように、第１部材６２と第２部材６４との間の距離を小さくしてもよい。

上記実施形態及びその変形例では、保持装置２０Ａ〜２０Ｄが、それぞれ、垂直多関節型ロボットであるロボット１０のハンドとして構成される場合を説明した。しかし、この場合に限定されず、本発明に係る保持装置は、例えば、水平多関節型ロボットのハンドとして構成されてもよいし、極座標型ロボットのハンドとして構成されてもよいし、円筒座標型ロボットのハンドとして構成されてもよいし、直角座標型ロボットのハンドとして構成されてもよいし、又は、その他のロボットのハンドとして構成されてもよい。

上記実施形態及びその変形例では、保持装置２０Ａ〜２０Ｄが、それぞれ、ロボット１０のハンドとして構成される場合を説明した。しかし、この場合に限定されず、本発明に係る保持装置は、例えば、天井に沿って移動可能であるように当該天井に吊り下げて用いられてもよいし、或いは、その他の態様で用いられてもよい。

１０ ロボット
１１ 基台
１２ ロボットアーム
１４ リンク
１５ サーボモータ
１６ ロボット制御装置
１７ メモリ
１８ プロセッサ
２０ 保持装置
２１ 基部
２８ 取り付け部
３０ ガイド部材
４０ 第１保持機構
４２ エアシリンダ
４３ シリンダ本体
４５ ピストン
４８ 吸着パッド
４９ａ ベース部材
４９ｂ、４９ｃ 摺動片
５０ 被把持体
５１ 第１板状部材
５２ 第２板状部材
５３ 第３板状部材
５５ 摺動体
５６ 主部材
５７ 摺動部材
６０ 第２保持機構
６１ サーボモータ
６２ 第１部材
６４ 第２部材
６５ ピニオン
６６ ラック
６８ 介在部材
７２ 第３部材
７４ 第４部材
８０ バネ部材
Ｌ_１ 保持装置の中心軸線
Ｌ_２ 第１保持機構の中心軸線
Ｆ 外力
ＪＴ 関節軸
Ｗ 段ボール箱

Claims (7)

1. ワークを保持するための保持装置であって、
   基部と、
   前記基部に取り付けられ、第１方向に延びるガイド部材と、
   外力を加えられることで、前記ガイド部材にガイドされて前記第１方向に移動可能であり、前記ワークを保持可能な第１保持機構と、
   各々が前記第１方向において前記第１保持機構を介して対向し、かつ、各々がアクチュエータに駆動されることで前記基部に対して移動可能な第１部材及び第２部材を有し、前記第１方向において前記第１部材と前記第２部材との間の距離を変更することにより、前記第１部材と前記第２部材とで前記ワークを挟持して保持可能な第２保持機構と、を備えることを特徴とする、保持装置。
2. 前記第１部材と一体的に移動可能であり、前記第１方向において前記第１保持機構と前記第２部材との間に配置される第３部材と、
   前記第２部材と一体的に移動可能であり、前記第１方向において前記第１保持機構と前記第１部材との間に配置される第４部材と、を有し、
   前記第３及び前記第４部材は、前記第１部材と前記第２部材との間の距離が最大距離であるとき、前記第１保持機構を把持することにより、前記第１方向において前記第１保持機構を位置決めし、前記第１部材と前記第２部材との間の距離が前記最大距離よりも小さくなったとき、前記第１保持機構を位置決めされた状態から解放する、請求項１に記載の保持装置。
3. 前記第１保持機構は、前記ワークの上部に当接して前記ワークを保持可能であり、
   前記第２保持機構は、前記ワークの側部のうち前記第１方向の一方側に位置する第１部分に前記第１部材を当接させ、前記ワークの側部のうち前記第１方向の他方側に位置する第２部分に前記第２部材を当接させることにより、前記ワークを挟持して保持可能である、請求項１又は２に記載の保持装置。
4. 前記第１保持機構は、前記ワークを負圧により吸着して保持可能である、請求項１乃至３のいずれかに記載の保持装置。
5. 前記第１保持機構は、
   前記第１方向に直交する第２方向に伸縮可能な伸縮部と、前記伸縮部の先端に設けられ、前記ワークを保持するための保持部と、を有し、
   前記伸縮部が縮んだ状態のとき、前記保持部の先端が前記第１及び前記第２部材それぞれの先端よりも基端側に位置し、前記伸縮部が伸びた状態のとき、前記保持部の先端が前記第１及び前記第２部材それぞれの先端よりも先端側に位置するように構成される、請求項１乃至４のいずれかに記載の保持装置。
6. 請求項１乃至５のいずれかに記載の保持装置と、その先端に前記保持装置が設けられ、少なくとも一つの関節軸を有するロボットアームと、を備えることを特徴とする、ロボット。
7. 前記少なくとも一つの関節軸には、それぞれ、自らを回転駆動するための第１サーボモータが設けられ、
   前記第１及び前記第２部材を駆動するための前記アクチュエータは、第２サーボモータとして構成され、
   前記第１及び前記第２サーボモータそれぞれをサーボ制御するためのロボット制御装置をさらに備える、請求項６に記載のロボット。

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