JP2021065977A - 吸着グリッパ - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、本開示の実施の形態1における吸着グリッパ14の側面概略図である。図1において、1は固定部材、2は把持部、2aおよび2bは把持部2に含まれる袋状部、3は硬化手段、4はポート、5は接続部材である。
袋状部2a,2bを減圧してワーク6を把持する場合の圧力は、例えばゲージ圧で−100kPa程度である。袋状部2a,2bの硬化具合は、圧力の大きさによって調整することができる。
袋状部2a,2bを加圧してワーク6の把持を解除する場合の圧力は、高い方が袋状部2bのワークによる凹みの復帰が早くなる。
袋状部2a,2bを加圧する際は、袋状部2a,2bが塑性変形を起こさない圧力に留める。袋状部2a,2bが塑性変形を起こす圧力が印加される恐れがある場合は、接続部材5中に圧力弁を設けて、高過ぎる圧力を逃がすことができる構造にするのが望ましい。
この例では、袋状部2bによってワーク6を把持しているが、袋状部2aによっても同様にワーク6を把持することができる。
袋状部2aと袋状部2bは、孔部7の中心軸方向において、孔部7を挟んで袋状に配されている。袋状部2aと袋状部2bは、それぞれ別々の袋体で構成される。袋状部2aと袋状部2bは、孔部7側に開口した状態で、その開口端が固定部材1に例えば接着剤などにより固定されている。このことで、袋状部2aと袋状部2bは、孔部7を介して、内部空間を共有することができる。また、袋状部2aおよび袋状部2bのうち一方は、例えば、図2に示すように、ワーク6を孔部7の中心軸方向に押し付ける押付力によって、その接触部分におけるワーク6の形状にならって変形することができるとともに、他方は、この変形に伴い膨張することができる。
袋状部2a,2bには、粉体8と空気が充填されている。
粉体8の形状が球形に近ければ、袋状部2a,2b内での流動性が高くなり、袋状部2a,2bがワーク6の形状にならいやすくなるが、粉体8同士の表面摩擦が小さくなるので固化力は低下する。一方、粉体8の形状が起伏が大きくいびつな形をしていれば、粉体8同士の表面摩擦が大きくなるので固化力は大きくなるが、袋状部2a,2b内での流動性が低くなり、袋状部2a,2bがワーク6の形状にならいにくくなる。そのため、ワーク6に合わせて粉体8の種類を選択するのが望ましい。例えば、粉体8は、挽いた珈琲の粉である。粉体8として珈琲の粉を用いることで、同径の他の粉と比較した場合、前述の表面摩擦と流動性という相反する特性のバランスを良くすることができる。流動性を高めるためには、粉体8を球体形状にする、粉体分量を下げるなどの方法がある。
フィルタ9の目の粗さは、粉体8の径より十分小さいものである。ただし、粉体8が砕ける恐れがある場合は、硬化手段3が吸引しても当該硬化手段3が故障しない程度の粒径以下の粉体8のみを通すフィルタをフィルタ9として入れるか、あるいはそのようなフィルタを接続部材5の中に入れる必要がある。このとき、フィルタの目の粗さは例えば、5μmである。
また、ワーク6同士が近接している場合には、対象とするワーク6と隣り合う別のワーク6をも同時に把持しないように、ロボットアーム10を制御するのが望ましい。
硬化手段3は、この例では床面上に設置されているが、袋状部2a,2bを硬化させたり軟化させたりする機能を損なわなければ他の場所でも良い。例えば、ロボットアームに固定する方法がある。
接続部材5は、例えば、ウレタンチューブである。この場合、ウレタンチューブ外径は、例えば、直径20mm程度の袋状部2a,2bの場合、3mmである。ウレタンチューブを太くすれば袋状部2a,2bの硬化の応答性を高くできるが、ウレタンチューブの曲げ半径が大きくなるので、その取り回しがより難しくなる。
この例では、把持を解除する際は袋状部2a,2bの形状を軟化させてから指先部16を開くが、これに限定されず、吸着グリッパ14単独の把持力でワーク6を把持できない場合には、指先部16を先に開いてから、袋状部2a,2bの形状を軟化させても良い。
この例では、2指グリッパ15の指先部16にのみ吸着グリッパ14が具備されているが、これに限定されず、例えば、掌部17にも吸着グリッパ14が具備されていても良い。掌部17にも吸着グリッパ14を取り付けた場合、指先部16と掌部17両方を用いてワーク6を握り込むことで、より安定して把持できる効果がある。
また、この例では、2指グリッパ15に吸着グリッパ14を取り付けているが、これに限定されず、3指以上の多指ハンドに取り付けても良い。
図6は、本開示の実施の形態2における吸着グリッパ19の側面断面図である。
本実施の形態2における吸着グリッパ19の把持部2は、実施の形態1と同様に、孔部7の中心軸方向において、孔部7を挟んで配された2個の袋状部2a,2bを含んでいる。しかし、実施の形態2における2個の袋状部2a,2bは、実施の形態1と異なり、孔部7の内部を貫通して配される1個の袋体2cにより構成される。すなわち、本開示において、把持部2を構成する袋状部は、必ずしも分離した袋状の部材である必要はない。
図7は、本開示の実施の形態3における吸着グリッパ20の側面概略図である。
本実施の形態3では、把持部2に含まれる袋状部の数が3個であることを除き、実施の形態1と同様である。3個の袋状部2d、袋状部2eおよび袋状部2fは、固定部材1を挟んで片側2個(袋状部2dと袋状部2e)、もう片側1個(袋状部2f)がY字状に配置されている。
同一側に配される袋状部2dと袋状部2eを、他方側に配される袋状部2fに対して小さな容積にすることで、吸着グリッパ20の扁平化が可能になるという効果がある。
複数種類の大きさの袋状部2d〜2fを具備することで、小さいワーク6は小さな袋状部2dあるいは袋状部2eを用いて把持し、大きいワーク6には大きな袋状部2fを用いて把持するといった、ワーク6の種類に応じた使い分けができる。
吸着グリッパ20を、等価な袋状部2dと袋状部2eと袋状部2fが、図7の側面視において3回対称な形状にすることで、その対称軸の回転方向120°ずつの3方向に対してワーク6の等価な把持が可能になる。
また、実施の形態3における把持部2は、3個の袋状部2d、袋状部2eおよび袋状部2fを含むが、これに限られず、例えば4個以上の袋状部を含んでも良い。例えば、固定部材1の上下左右に1個ずつ合計4個配置、あるいは、固定部材1の上下左右前後に1個ずつ合計6個配置でも良い。把持部2に含まれる袋状部は、孔部7を用いて内部空間を共有していれば良い。
実施の形態1〜3において、袋状部2a,2b,2d,2e,2fに粉体8の代わりに粒体を充填しても良いし、粉体8と粒体の両方を充填してもよい。
なお、実施の形態2における吸着グリッパ19、および実施の形態3における吸着グリッパ20は、実施の形態1にて例示した把持システムに適用することが可能である。
1a 貫通孔
2 把持部
2a,2b,2d,2e,2f 袋状部
2c 袋体
3 硬化手段
4 ポート
5 接続部材
6 ワーク
7 孔部
7a 孔
7b 孔
7c 孔
8 粉体
9 フィルタ
10 ロボットアーム
11 ロボット支持台
12 手先部
13 取付金具
14,19,20 吸着グリッパ
15 2指グリッパ
16 指先部
17 掌部
18 関節部
Claims (4)
- ワークを把持する吸着グリッパであって、
孔部を有する固定部材と、
前記孔部の中心軸方向において内部が連結されるように前記孔部を挟んで配され、前記内部に粉体または粒体と流体とを充填させた可撓性かつ気密性の複数の袋状部を含む把持部と、
前記複数の袋状部を硬化させる硬化手段と、を有し、
前記把持部は、前記複数の袋状部のうちいずれかの袋状部に前記ワークが押しつけられると、その接触部分が前記ワークの形状にならって変形するとともに、この変形に伴い他の袋状部が膨張するように構成される、
ことを特徴とする、吸着グリッパ。 - 前記複数の袋状部は、前記孔部の内部を貫通して配された1個の袋体により構成される、
請求項1に記載の吸着グリッパ。 - 前記複数の袋状部は、前記固定部材に固定され、前記孔部を介して内部空間が連結された複数の袋体により構成される、
請求項1に記載の吸着グリッパ。 - 前記硬化手段は、前記複数の袋状部を減圧して硬化させる、
請求項1から3のいずれか一項に記載の吸着グリッパ。
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