JP2021074848A - 袋状アクチュエータシステム、これを用いた把持装置、ロボットハンド、及び、ロボットハンドの使用方法 - Google Patents

Abstract

【課題】袋状アクチュエータについて「弾性的に変形可能な状態／柔らかく非弾性的に変形容易な状態／硬く変形困難な状態」の３つの状態が実現可能な袋状アクチュエータシステム、これを用いた把持装置、この把持装置を備えるロボットハンド、及び、その使用方法を提供すること。
【解決手段】袋状アクチュエータシステム0A,0Bは、気密性の袋部材2A,2B及袋状アクチュエータ1A,1Bと袋部材内に連通する袋部材連通配管4A,4Bと低気圧源LPに連通する低気圧源連通配管5A,5Bと高気圧源HPに連通する高気圧源連通配管6A,6Bと、袋部材内を、外気、低気圧源及び高気圧源のいずれの連通配管に連通させるかを切り替える切替機構7A,7Bと切替機構における連通先の切替えを制御する切替制御部8とを備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、袋状アクチュエータを作動させる袋状アクチュエータシステム、これを用いた把持装置、この把持装置を備えるロボットハンド、及び、このロボットハンドの使用方法に関する。

袋状アクチュエータ及びこれを用いてワークを把持する把持装置及びこれによるワークの把持方法が知られている（特許文献１，２参照）。例えば特許文献１の袋状アクチュエータ（当接部６）は、各爪部４，５のうちワーク５０を挟圧する挟圧部４ｂ，５ｂに設けられ、ワーク５０に当接する当接部６をなしており、弾性素材からなる内袋１１と、この内袋１１に充填される粒状物１２を備えている。この袋状アクチュエータ（当接部６）は、内袋１１内を減圧して、粒状物１２を任意の形態に保持しつつ硬化させることで、当接部６をワーク５０に適合した形態とする。そしてこの当接部６を介して、ワーク５０を爪部４，５の挟圧部４ｂ，５ｂで挟圧して保持する（特許文献１の要約、段落（００５７）〜（００７４）、図１５，図１７参照）。
このように、袋状アクチュエータ（当接部６）は、内袋１１内を大気圧として、粒状物１２を流動可能にした状態と、内袋１１内を減圧して、粒状物１２を任意の形態に保持しつつ硬化させた状態とを使い分けることにより、ワーク５０の保持を行う。

特開２０１１−２３０２６０号公報 特開２０１４−８５８３号公報

しかしながら、袋状アクチュエータを用いて、把持するワークの形態に合わせて変形させた上で、内袋内を減圧して袋状アクチュエータを硬化させて用いるのみならず、袋状アクチュエータを用いてワークを弾性的に押圧したり、ワークを移動させたりしたい場合がある。
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであって、袋状アクチュエータについて「弾性的に変形可能な状態／柔らかく非弾性的に変形容易な状態／硬く変形困難な状態」の３つの状態を実現することができる袋状アクチュエータシステムを提供する。また、この袋状アクチュエータシステムを用いた把持装置、この把持装置を備えるロボットハンド、及び、このロボットハンドの使用方法を提供するものである。

（１）上記課題を解決するための本発明の一態様は、可撓性を有する皮膜材からなる気密性の袋部材、及び、上記袋部材内に充填された流動可能な粒状物を有する袋状アクチュエータと、上記袋状アクチュエータの上記袋部材内に連通する袋部材連通配管と、外気よりも低気圧の低気圧源に連通する低気圧源連通配管と、上記外気よりも高気圧の高気圧源に連通する高気圧源連通配管と、上記袋状アクチュエータの上記袋部材内を、上記袋部材連通配管を通じて、上記外気、上記低気圧源連通配管、及び、上記高気圧源連通配管のいずれに連通させるかを切替える切替機構と、上記切替機構における連通先の切替えを制御する切替制御部と、を備える袋状アクチュエータシステムである。

この袋状アクチュエータシステムでは、内部に粒状物が充填された袋部材内を、袋部材連通配管を通じて、外気、低気圧源連通配管、高気圧源連通配管のいずれに連通させるかを切替えることができる。
このうち、袋部材内が袋部材連通配管を通じて外気に連通している場合には、袋状アクチュエータ（袋部材）にワークが当接するなどして力が掛かると、袋部材は容易に変形し、この袋部材内に充填された粒状物が流動するので、袋状アクチュエータ全体を容易に変形させることができる。
一方、袋部材内が袋部材連通配管を通じて低気圧源連通配管に連通している場合には、低気圧源連通配管に連通している低気圧源によって袋部材内が減圧され袋部材外の大気圧によって袋部材が押圧される。このため、袋部材内に充填された粒状物が圧縮され粒状物同士が相互に密着して流動しにくくなるので、袋状アクチュエータは変形困難となる。
他方、袋部材内が袋部材連通配管を通じて高気圧源連通配管に連通している場合には、高気圧源連通配管に連通している高気圧源により袋部材が内側から加圧されて風船のように膨らむので、当接しているワークなどを弾性的に押圧したり、袋状アクチュエータ（袋部材）からの押圧力により当接しているワーク等を移動させることができる。あるいは、ワークを弾性的に把持することができる。

即ち、本件の袋状アクチュエータシステムでは、袋状アクチュエータについて、「弾性的に変形可能な状態（高気圧源連通配管に連通時）／柔らかく非弾性的に変形容易な状態（外気に連通時）／硬く変形困難な状態（低気圧源連通配管に連通時）」の３つの状態を実現することができるシステムとなっている。

この袋状アクチュエータシステムは、多様な使用方法を採用できるが、例えば以下のようにして使用することができる。即ち、袋部材内を外気に連通させた状態において、袋状アクチュエータをワーク等に当接させたときには、当接しているワーク等の形状に倣った形態に袋状アクチュエータを容易に変形させることができる。
そこで、一旦、袋部材内を外気に連通した状態で、この袋状アクチュエータをワーク等に当接させて、袋状アクチュエータをワーク等に倣った形態とする。その後に、切替機構を制御して、袋部材内を低気圧源連通配管に連通して減圧した場合には、袋状アクチュエータは当接しているワーク等の形状に倣った形態が保持され変形困難な状態とすることができる。従って例えば、この袋状アクチュエータを適用した把持装置では、ワーク等の形状に倣った形態に変形させた袋状アクチュエータを用いて、ワーク等を適切に把持することができる。
また、一旦、袋部材内を外気に連通した状態で、この袋状アクチュエータをワーク等に当接させて、袋状アクチュエータをワーク等に倣った形態とする。その後に、切替機構を制御して、袋部材内を高気圧源連通配管に連通して加圧する。この場合には、袋状アクチュエータでこれに当接しているワーク等を弾性的に押圧することができる。あるいは袋状アクチュエータでこれに当接しているワーク等を弾性的に押圧して移動させることができる。従って例えばこの袋状アクチュエータを適用した把持装置では、ワーク等を弾性的に押圧しつつワーク等を把持したり、袋状アクチュエータに当接しているワーク等を押圧して移動させることができる。

袋状アクチュエータのうち、気密性の袋部材を構成する可撓性を有する皮膜材としては、例えば、弾性及び気密性を有するゴム材、例えば，天然ゴムや、スチレン・ブタジエンゴム、ニトリルゴム、フッ素ゴム、シリコーンゴムなどの合成ゴム、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリイミド、ポリテトラフルオロエチレンなどの合成樹脂のフィルム、合成樹脂フィルムとアルミ箔などの金属フィルムとの複合材などが挙げられる。
また、袋部材内に充填される流動可能な粒状物としては、砂、塩粒子、砂糖粒子、アルミナ粒子、シリカ粒子などのセラミック粒子、ガラス粒子、合成樹脂粒子（ペレット）、発泡スチロール粒子などの発泡樹脂粒子、鉄粒子、アルミニウム粒子、銅粒子などの金属粒子などや、これらの混合物が挙げられる。
また、袋状アクチュエータは、袋部材をワークに直接当接させることもできるが、特許文献１等と同様に、袋部材の外に外皮となる外袋部材を被せた構成としても良い。

低気圧源としては、低気圧源連通配管を通じて袋状アクチュエータの袋部材内を外気（大気圧）よりも減圧できる機構であれば良く、例えば、真空ポンプ、真空ポンプに接続した真空タンクが挙げられる。
高気圧源は、高気圧源連通配管を通じて袋状アクチュエータの袋部材内を外気（大気圧）よりも高圧にできる機構であれば良く、例えば、圧縮機（コンプレッサ）、高圧ガスのリザーブタンクを備える圧縮機、圧縮機に接続した高圧ガスのリザーブタンク、工場エア配管、圧縮空気ボンベや窒素ガスボンベなどの高圧ガスボンベなどが挙げられる。高気圧源におけるガスの気圧によっては、高気圧源連通配管に、圧力レギュレータ（調圧器）などの調圧部材を介在させると良い。
さらに、切替機構は、袋部材連通配管を、低気圧源連通配管、高気圧源連通配管、外気のいずれに連通させるかを制御により切替え可能に構成された機構であり、例えば、低気圧源連通配管、高気圧源連通配管、外気、及び袋部材連通配管にそれぞれ接続した四方切替電磁弁が挙げられる。また、複数の切替電磁弁を用いて、袋部材連通配管を、低気圧源連通配管、高気圧源連通配管、外気のいずれに連通させるかを制御できるようにしても良い。

（２）本発明の他の態様は、複数の把持部材を有し、上記複数の把持部材のうち少なくともいずれかの移動によって、ワークを把持する把持機構を備える把持装置であって、（１）の袋状アクチュエータシステムを少なくとも１つ有し、上記複数の把持部材は、上記ワークに当接して上記ワークを把持する当接把持部をそれぞれ有しており、複数の上記当接把持部のうち、少なくともいずれかが、上記袋状アクチュエータシステムの前記袋状アクチュエータで構成された袋状アクチュエータシステムを用いた把持装置である。

この把持装置では、把持機構の複数の当接把持部のうち、少なくともいずれかが、袋状アクチュエータシステムの袋状アクチュエータで構成されている。一方、前述したように、袋状アクチュエータシステムでは袋状アクチュエータを「弾性的に変形可能な状態（高気圧源連通配管に連通時）／柔らかく非弾性的に変形容易な状態（外気に連通時）／硬く変形困難な状態（低気圧源連通配管に連通時）」の３つの状態を実現できる。
このため、この把持装置では、把持するワークに対し、袋状アクチュエータで構成された当接把持部を、「弾性的に変形可能な当接状態／柔らかく非弾性的に変形容易な当接状態／硬く変形困難な当接状態」の３つの状態から選択して当接させることができ、複数の把持部材の当接把持部同士によるワークの把持状態の自由度を高め、より適切なワークの把持を実現できる。

そのほか、一旦、袋部材内を外気に連通させた状態で、袋状アクチュエータをワークに当接させてワークに倣った形態とし、その後、切替機構を制御して、袋部材内を減圧させることで、ワークの形状に倣った形態に変形させた変形困難な当接把持部（袋状アクチュエータ）を用いて、ワークをしっかりと（ワークの被把持姿勢の変動困難に）把持することができる。
あるいは、一旦、袋部材内を外気に連通させた状態で、この袋状アクチュエータをワーク等に当接させて、袋状アクチュエータをワーク等に倣った形態とする。その後に、切替機構を制御して、袋部材内を高気圧源連通配管に連通して加圧し膨張させる。この場合には、袋状アクチュエータ（袋部材）でこれに当接しているワークを弾性的に押圧することができる。あるいは袋状アクチュエータに当接しているワークを弾性的に押圧して移動させることができる。従って、本把持装置では、当接把持部（袋状アクチュエータ）でワークを弾性的に押圧しつつワークを柔らかく（ワークの被把持姿勢の変動容易に）把持したり、当接把持部（袋状アクチュエータ）に当接しているワークを押圧して移動させることができる。

（３）さらに（２）の袋状アクチュエータシステムを用いた把持装置であって、前記把持部材と同数以上の数の前記袋状アクチュエータシステムを有しており、複数の上記把持部材の前記当接把持部のいずれもが、それぞれ上記袋状アクチュエータシステムの前記袋状アクチュエータで構成された袋状アクチュエータシステムを用いた把持装置とすると良い。

この把持装置では、複数の当接把持部のいずれもが、袋状アクチュエータシステムの袋状アクチュエータで構成されている。このため、いずれの当接把持部でも、前述の３つの状態を選択でき、さらに、把持部材によるワークの把持状態の自由度を高め、より適切な把持を実現できる。

（４）本発明のさらに他の態様は、複数の把持部材を有し、上記複数の把持部材のうち少なくともいずれかの移動によってワークを把持する把持機構を備える袋状アクチュエータシステムを用いた把持装置であって、（１）の袋状アクチュエータシステムを複数有し、上記複数の把持部材は、上記ワークに当接して上記ワークを把持する当接把持部をそれぞれ有しており、上記複数の把持部材のうち、少なくともいずれかの上記把持部材は、上記当接把持部と、上記当接把持部よりも基端側に位置し、上記把持部材の基端側から上記ワークに当接する基端側当接部とが、それぞれ、上記袋状アクチュエータシステムの前記袋状アクチュエータで構成された袋状アクチュエータシステムを用いた把持装置である。

この把持装置では、把持機構の複数の把持部材のうち、少なくともいずれかは、袋状アクチュエータシステムの袋状アクチュエータでそれぞれ構成された当接把持部と基端側当接部とを有している。前述したように、袋状アクチュエータシステムは袋状アクチュエータを「弾性的に変形可能な状態（高気圧源連通配管に連通時）／柔らかく非弾性的に変形容易な状態（外気に連通時）／硬く変形困難な状態（低気圧源連通配管に連通時）」の３つの状態を実現できる。
このため、この把持装置では、把持するワークに対し、袋状アクチュエータで構成された当接把持部を、「弾性的に変形可能な当接状態／柔らかく非弾性的に変形容易な当接状態／硬く変形困難な当接状態」の３つ段階から選択した当接状態で当接させることができ、複数の把持部材の当接把持部同士によるワークの把持状態の自由度を高め、より適切なワークの把持を実現できる。
加えて、この把持装置では、少なくともいずれかの把持部材において、袋状アクチュエータで構成された当接把持部に加え、袋状アクチュエータで構成され、当接把持部よりも基端側に位置して把持部材の基端側からワークに当接する基端側当接部を有している。このため、基端側当接部（袋状アクチュエータ）を上述の３つの状態のいずれかとして、さらに、ワークの把持状態の自由度を高め、より適切なワークの把持を実現できる。

またこの把持装置では、少なくともいずれかの把持部材に有する基端側当接部が、把持部材の基端側からワークに当接するので、この基端側当接部をなす袋状アクチュエータの袋部材内を外気に連通させた状態で、この基端側当接部（袋状アクチュエータ）をワーク等に当接させてワーク等に倣った形態とする。その後に、切替機構を制御して、袋部材内を高気圧源連通配管に連通して加圧し膨張させて、基端側当接部でこれに当接しているワークを弾性的に押圧したり、ワークを押圧して移動させたりすることもできる。

（５）さらに上述の袋状アクチュエータシステムを用いた把持装置であって、前記把持部材の２倍以上の数の前記袋状アクチュエータシステムを有しており、複数の上記把持部材の前記当接把持部及び前記基端側当接部のいずれもが、それぞれ上記袋状アクチュエータシステムの前記袋状アクチュエータで構成された袋状アクチュエータシステムを用いた把持装置とすると良い。

この把持装置では、複数の把持部材のいずれもが、袋状アクチュエータをなす当接把持部と基端側当接部とを有している。
このため、この把持装置では、把持するワークに対し、袋状アクチュエータで構成された当接把持部及び基端側当接部を用いて、さらに、ワークの把持状態の自由度を高め、より適切なワークの把持を実現できる。

（６）本発明のさらに他の態様は、ロボットハンド本体と、上記ロボットハンド本体の先端部に配置された、（２）または（３）に記載の袋状アクチュエータシステムを用いた把持装置の前記把持機構と、上記把持機構に掛かる外力を検知する力覚センサと、を備えるロボットハンドである。

このロボットハンドでは、力覚センサを備えるので、ワークを把持機構で把持しロボットハンド本体で移動させて、被挿入部材の挿入孔内に挿入するなど、ワークに所定の処理を施すにあたり、複数の把持部材で把持しているワークに掛かる外力を把持機構を介して力覚センサで検知できる。このため、ワークの不適切な把持姿勢により、挿入孔への挿入の処理途中でワークに異常外力が掛かった場合に処理動作を停止するなど、ワークの異常処理が可能となる。

（７）さらに（６）に記載のロボットハンドであって、前記力覚センサは、前記ロボットハンド本体と前記把持機構の間に配置された、６軸力覚センサであるロボットハンドとすると良い。

このロボットハンドでは、力覚センサとして６軸力覚センサを備えるので、ワークに所定の処理を施すにあたり、ワーク等を介して把持機構に掛かる外力を各軸に分解して、より正確に外力を検知できる。

なお、６軸力覚センサは、ロボットハンド本体と把持機構との間に配置して、並進方向であるＸ，Ｙ，Ｚの３方向の並進力、及び、各軸回りの回転方向であるＲｘ，Ｒｙ，Ｒｚの３方向のモーメントを検知可能としたセンサである。

（８）また、ロボットハンド本体と、上記ロボットハンド本体の先端部に配置された、（４）または（５）に記載の袋状アクチュエータシステムを用いた把持装置の前記把持機構と、上記把持機構の複数の前記把持部材に掛かる外力を検知する力覚センサと、を備えるロボットハンドとしても良い。

このロボットハンドでも、力覚センサを備えるので、ワークを把持機構で把持しロボットハンド本体で移動させて、ワークに所定の処理を施すにあたり、複数の把持部材で把持しているワークに掛かる外力を把持装置を介して力覚センサで検知できる。このため、ワークの不適切な把持姿勢により、ワークに異常な外力が掛かった場合に処理動作を停止するなど、ワークの処理異常を適切に検知できる。
しかもこのロボットハンドでは、把持機構の把持部材の当接把持部を袋状アクチュエータで構成しているので、前述の３つの当接状態を使い分けた、柔軟なワークの処理が可能である。加えて、このロボットハンドは、少なくともいずれかの把持部材に、袋状アクチュエータで構成された基端側当接部を有するので、この基端側当接部にも前述の３つの当接状態を使い分けることで、ワークを回動させるなど、さらに柔軟なワークの処理が可能となる。

（９）さらに（８）に記載のロボットハンドであって、前記力覚センサは、前記ロボットハンド本体と前記把持機構の間に配置された、６軸力覚センサであるロボットハンドとすると良い。

このロボットハンドでも、力覚センサとして６軸力覚センサを備えるので、ワークに所定の処理を施すにあたり、把持したワークに掛かる外力を６軸に分解して検知できる。このため、ワークの不適切な把持姿勢により、処理途中でワークに掛かる異常な外力を検知するなどに当たり、より適切な外力の検知が可能となり、より適切な対応ができる。

（１０）本発明の他の態様は、（６）または（７）に記載のロボットハンドの使用方法であって、前記把持機構の前記複数の把持部材のうち、各々の前記当接把持部で前記ワークを把持する把持ステップと、把持された上記ワークを、被挿入ワークの挿入孔に挿入する挿入ステップと、上記挿入孔に挿入された上記ワークについて、上記複数の把持部材による把持を解放する解放ステップと、を備え、上記挿入ステップは、前記力覚センサで、上記ワークを介して上記把持機構に掛かる外力を検知しつつ、上記被挿入ワークの上記挿入孔の孔軸線に沿って、上記挿入孔に向けて上記ワークを把持した把持機構を移動させる移動ステップ、上記移動ステップにおいて、上記外力のうち、上記把持機構の進行方向とは逆向きの進行方向外力とは異なる方向の異常外力が、予め定めた異常外力しきい値よりも大きくなったか否かを監視する異常外力監視ステップ、上記異常外力が、上記異常外力しきい値よりも大きくなった場合に、上記移動ステップによる移動を、一旦停止させる移動停止ステップ、上記移動停止ステップによる移動の停止後、上記ワークに当接している上記当接把持部を構成する前記袋状アクチュエータのうち少なくとも１つの上記袋状アクチュエータの前記袋部材内を、前記袋部材連通配管を通じて前記高気圧源連通配管に連通させ、当該袋部材を膨張させることで、上記進行方向への移動を再開させた場合に、上記ワークを介して前記把持機構に掛かる再開後の異常外力が、停止前の異常外力の大きさよりも小さくなるように上記ワークの姿勢を変えさせる姿勢変更ステップ、及び、複数の上記把持部材により上記ワークを再度把持する再把持ステップ、及び、一旦停止していた上記進行方向への移動を再開させる再開ステップ、を有するロボットハンドの使用方法である。

このロボットハンドの使用方法によれば、ワークの不適切な把持姿勢などにより、処理途中でワークに異常な外力が掛かった場合でも、ワークの把持姿勢の変更により、被挿入ワークの挿入孔へワークを適切に挿入することができるようにして、挿入不能となる場合を減少させることができる。

（１１）あるいは本発明の他の態様は、（８）または（９）に記載のロボットハンドの使用方法であって、前記把持機構の前記複数の把持部材のうち、各々の前記当接把持部で前記ワークを把持する把持ステップと、把持された上記ワークを、被挿入ワークの挿入孔に挿入する挿入ステップと、上記挿入孔に挿入された上記ワークについて、上記複数の把持部材による把持を解放する解放ステップと、を備え、上記挿入ステップは、前記力覚センサで、上記ワークを介して上記把持機構に掛かる外力を検知しつつ、上記被挿入ワークの上記挿入孔の孔軸線に沿って、上記挿入孔に向けて、上記ワークを把持した把持機構を移動させる移動ステップ、上記移動ステップにおいて、上記外力のうち、上記把持機構の進行方向とは逆向きの進行方向外力とは異なる方向の異常外力が、予め定めた異常外力しきい値よりも大きくなったか否かを監視する異常外力監視ステップ、上記異常外力が、上記異常外力しきい値よりも大きくなった場合に、上記移動ステップによる移動を、一旦停止させる移動停止ステップ、上記移動停止ステップによる移動の停止後、上記ワークに当接している上記当接把持部又は前記基端側当接部を構成する前記袋状アクチュエータのうち少なくとも１つの上記袋状アクチュエータの前記袋部材内を、前記袋部材連通配管を通じて前記高気圧源連通配管に連通させ、当該袋部材を膨張させることで、上記進行方向への移動を再開させた場合に、上記ワークを介して複数の前記把持機構に掛かる再開後の異常外力が、停止前の異常外力の大きさよりも小さくなるように上記ワークの姿勢を変えさせる姿勢変更ステップ、及び、複数の上記把持部材により上記ワークを再度把持する再把持ステップ、及び、一旦停止していた上記進行方向への移動を再開させる再開ステップ、を有するロボットハンドの使用方法である。

このロボットハンドの使用方法でも、ワークの不適切な把持姿勢などにより、処理途中でワークに異常な外力が掛かった場合でも、ワークの把持姿勢の変更により、被挿入ワークの挿入孔へワークを適切に挿入することができるようにして、挿入不能となる場合を減少させることができる。

（１２）さらに（１１）に記載のロボットハンドの使用方法であって、前記姿勢変更ステップは、前記基端側当接部を構成する袋部材の少なくともいずれかを膨張させて、当該基端側当接部を設けた把持部材の先端側に向けて前記ワークを移動させるロボットハンドの使用方法とすると良い。

このロボットハンドの使用方法では、姿勢変更ステップにおいて、基端側当接部を構成する袋状アクチュエータを膨張させて、これを設けた把持部材の先端側にワークを移動させる。これによってより容易に、再開後の異常外力の大きさが、停止前の異常外力の大きさよりも小さくなるようにワークの姿勢を変えさせることができる場合がある。このようにすることで、より広い範囲で被挿入ワークの挿入孔へワークを適切に挿入することができるようにして、挿入不能となる場合をさらに減少させることができる。

なお、把持部材の先端側に向けたワークの移動には、ワークが把持部材の先端側に向けて並進移動する場合のほか、ワークのうち、基端側当接部が当接する部位が把持部材の先端側に向けて移動するように、ワークが回転移動する場合、上述の並進移動及び回転移動の両者を含む場合が挙げられる。

実施形態１，２に係り、袋状アクチュエータシステムを用いたチャック装置のチャック機構を先端部に備えたロボットハンドを示す説明図である。 実施形態に係り、袋状アクチュエータシステムを用いたチャック装置の説明図である。 実施形態１に係り、チャック装置で把持した第１コネクタを、第２コネクタの軸線に沿って挿入孔に挿入する前の状態を示す説明図である。 実施形態１に係り、チャック装置で把持した第１コネクタを、第２コネクタの挿入孔に挿入した後の状態を示す説明図である。 実施形態１に係り、ロボットハンドで、第１コネクタをチャック装置で把持し、第２コネクタの挿入孔に挿入する処理の流れを示すフローチャートである。 実施形態１に係り、チャック装置で把持した第１コネクタを、チャック機構の軸線と第２コネクタの軸線とがオフセット角度を有する状態で、第２コネクタの挿入孔に挿入し、異常外力の検知により、第１コネクタの移動を停止した状態を示す説明図である。 実施形態１に係り、チャック装置で把持した第１コネクタを、高気圧に連通した当接把持部で押圧して移動させる様子を示す説明図である。 実施形態１に係り、移動させた第１コネクタを、チャック装置で把持し直し、第２コネクタの挿入孔への挿入を再開する様子を示す説明図である。 実施形態２に係り、袋状アクチュエータシステムを用いたチャック装置の説明図である。 実施形態２に係り、チャック装置で把持した第１コネクタを、第２コネクタの軸線に沿って挿入孔に挿入する前の状態を示す説明図である。 実施形態２に係り、チャック装置で把持した第１コネクタを、第２コネクタの挿入孔に挿入した後の状態を示す説明図である。 実施形態２に係るロボットハンドで、第１コネクタをチャック装置で把持し、第２コネクタの挿入孔に挿入する処理の流れを示すフローチャートである。 実施形態２に係り、チャック装置で把持した第１コネクタを、チャック機構の軸線と第２コネクタの軸線とがオフセット角度を有する状態で、第２コネクタの挿入孔に挿入し、異常外力の検知により、第１コネクタの移動を停止した状態を示す説明図である。 実施形態２に係り、チャック装置で把持した第１コネクタを、高気圧に連通した当接把持部で押圧して移動させる様子を示す説明図である。 実施形態２に係り、移動させた第１コネクタを、チャック装置で把持し直し、第２コネクタの挿入孔への挿入を再開する様子を示す説明図である。

(実施形態１）
以下、本発明の第１の実施形態を、図１〜図８を参照しつつ説明する。図１に、本実施形態１のロボットハンド３０を、図２に、袋状アクチュエータシステム０Ａ，０Ｂを用いたチャック装置２０の構成を示す。

本実施形態１のロボットハンド３０は、図１に示すように、ロボットハンド本体３１の先端部３１Ｓ（図１において左側）には、力覚センサ４０を介して、チャック装置２０のチャック機構２０Ｓが設けられている。このうちロボットハンド本体３１は、いわゆる多関節ロボットであり、ロボットハンド制御装置３２によって、その各部の位置や移動が制御される。一方、チャック装置２０のチャック機構２０Ｓは、後述するようにワーク（例えば第１コネクタＣ１）を把持可能に構成された電動グリッパである。

図２に示すように、チャック装置２０のチャック機構２０Ｓは、チャック本体部２１と、このチャック本体部２１から延伸した１対の把持部材２２，２３とからなる。この把持部材２２，２３は、チャック本体部２１をスライド移動可能に構成されており、チャック制御部２０Ｃによってワークの把持や解放の動作が制御されている。なお、図２において矢印で示すように、把持部材２２，２３の移動のうち、互いを近づける方向を把持側２０Ａとし、互いを離す方向を解放側２０Ｂとする。即ち、チャック機構２０Ｓでは、把持部材２２，２３を、把持側２０Ａに移動させることによりワークを把持し、解放側２０Ｂに移動させることによって把持しているワークを解放することができる。

力覚センサ４０は、並進方向であるＸ，Ｙ，Ｚの３方向の並進力、及び、各軸回りの回転方向であるＲｘ，Ｒｙ，Ｒｚの３方向のモーメントを検知可能とした６軸力覚センサである。本実施形態１では、図２に示すように、把持部材２２，２３のスライド移動方向がＸ方向、チャック機構２０Ｓの軸線２０Ｘに沿う方向がＺ方向となるように、この６軸力覚センサ４０に対し、チャック機構２０Ｓが取り付けられている。なお、Ｘ方向及びＺ方向に直交する方向がＹ方向となり、Ｚ方向（Ｚ軸、チャック機構２０Ｓの軸線２０Ｘ）に回りに回転する方向がＲｚ方向、Ｘ方向（Ｘ軸）に回りに回転する方向がＲｘ方向、Ｙ方向（Ｙ軸）に回りに回転する方向がＲｙ方向となる。力覚センサ４０のセンサ出力は、チャック制御部２０Ｃに入力される。

このため、把持部材２２，２３でワーク（たとえば第１コネクタＣ１）を把持して所定の動作をさせた際に、把持しているワーク、把持部材２２，２３あるいはチャック本体部２１が他の部材に当接して、これらに異常外力が掛かった場合に、この異常な外力を、力覚センサ４０で検知できる。このため、力覚センサ４０で異常外力を検知した場合に、ロボットハンド本体３１によるワークの移動を停止するなど、ワークの異常処理が可能となる。しかも、力覚センサ４０は、６軸力覚センサであるので、ワークに所定の処理を施すにあたり、ワーク等を介して把持機構に掛かる外力を各軸に分解して、より正確に外力を検知できる。

チャック装置２０について、図２を用いてさらに説明する。チャック機構２０Ｓの把持部材２２，２３は、それぞれ、金属からなる断面Ｌ字状で互いに対向して配置された爪部材２４，２５と、爪部材２４，２５に設けられた当接把持部２６，２７とからなる。このうち爪部材２４，２５は、それぞれ、一部がチャック本体部２１に支持された基部２４Ａ，２５Ａと、この基部２４Ａ，２５Ａから軸線２０Ｘに沿って延びる爪部２４Ｂ，２５Ｂとを有する。当接把持部２６，２７は、それぞれ爪部２４Ｂ，２５Ｂの内側に配置されている。このため、チャック機構２０Ｓの把持部材２２，２３でワークを把持する場合、ワークは、当接把持部２６，２７に当接して把持される。

そしてこの当接把持部２６，２７は、袋状アクチュエータシステム０Ａ，０Ｂにおける袋状アクチュエータ１Ａ，１Ｂである。この袋状アクチュエータ１Ａ，１Ｂ（当接把持部２６，２７）は、柔らかく変形容易で気密性の袋部材２Ａ，２Ｂと、この袋部材２Ａ，２Ｂ内に充填された流動可能な粒状物３Ａ，３Ｂからなる。本実施形態１において、袋部材２Ａ，２Ｂはニトリルゴム（ＮＢＲ）からなり、粒状物３Ａ，３Ｂはアルミナ粒子からなる。袋状アクチュエータ１Ａ，１Ｂは、低気圧源ＬＰ及び高気圧源ＨＰに接続したアクチュエータ制御装置９によって駆動されている。

具体的には、袋状アクチュエータ１Ａ，１Ｂの袋部材２Ａ，２Ｂ内は、袋部材連通配管４Ａ，４Ｂを通じて切替機構７Ａ，７Ｂにそれぞれ接続している。この切替機構７Ａ，７Ｂは、それぞれ、外気ＡＴに、低気圧源連通配管５Ａ，５Ｂを通じて低気圧源ＬＰに、及び、高気圧源連通配管６Ａ，６Ｂを通じて高気圧源ＨＰに接続している。そして、切替制御部８の制御により、袋部材連通配管４Ａ，４Ｂを通じて袋部材２Ａ，２Ｂ内を、外気ＡＴ、低気圧源ＬＰ、又は高気圧源ＨＰに切替接続できるようになっている。切替制御部８は、チャック制御部２０Ｃと接続しており、ロボットハンド制御装置３２、チャック制御部２０Ｃ、及び、切替制御部８の協働によって、ロボットハンド本体３１、チャック本体部２１，及び袋状アクチュエータ１Ａ，１Ｂの駆動制御を行い、チャック本体部２１でワークを適切に把持し、所定の動作を行わせることが可能となっている。

さて、袋状アクチュエータ１Ａ，１Ｂの袋部材２Ａ，２Ｂ内が、袋部材連通配管４Ａ，４Ｂを通じて外気ＡＴに連通している場合には、袋部材２Ａ，２Ｂ内も外気圧（大気圧）に等しくなり、充填された粒状物３Ａ，３Ｂが容易に流動できる状態となる。従って、袋状アクチュエータ１Ａ，１Ｂ（袋部材２Ａ，２Ｂ）にワークが当接するなどして力が掛かると、袋部材２Ａ，２Ｂは容易に変形し、この袋部材２Ａ，２Ｂ内に充填された粒状物３Ａ，３Ｂが流動する。つまり、袋部材２Ａ，２Ｂ（袋状アクチュエータ１Ａ，１Ｂ）は、柔らかく非弾性的に変形容易な状態となる。

一方、袋部材２Ａ，２Ｂ内が袋部材連通配管４Ａ，４Ｂを通じて低気圧源連通配管５Ａ，５Ｂに連通している場合には、低気圧源連通配管５Ａ，５Ｂに連通している低気圧源ＬＰによって袋部材２Ａ，２Ｂ内が減圧され袋部材２Ａ，２Ｂ外の大気圧によって袋部材２Ａ，２Ｂが押圧される。このため、袋部材２Ａ，２Ｂ内に充填された粒状物３Ａ，３Ｂが圧縮され粒状物３Ａ，３Ｂ同士が相互に密着して流動しにくくなるので、袋部材２Ａ，２Ｂ（袋状アクチュエータ１Ａ，１Ｂ）は硬く変形困難な状態となる。

他方、袋部材２Ａ，２Ｂ内が袋部材連通配管４Ａ，４Ｂを通じて高気圧源連通配管６Ａ，６Ｂに連通している場合には、高気圧源連通配管６Ａ，６Ｂに連通している高気圧源ＨＰにより袋部材２Ａ，２Ｂが内側から加圧されて風船のように膨らませて弾性的に変形可能な状態にすることができる。このため、例えば、袋部材２Ａ，２Ｂ（袋状アクチュエータ１Ａ，１Ｂ）に隣在しているワークなどを弾性的に押圧したり、袋部材２Ａ，２Ｂ（袋状アクチュエータ１Ａ，１Ｂ）からの押圧力により当接しているワーク等を移動させることができる。あるいは、ワークを弾性的に把持することができる。

このように、本実施形態１の袋状アクチュエータシステム０Ａ，０Ｂでは、袋状アクチュエータ１Ａ，１Ｂを、それぞれ「弾性的に変形可能な状態／柔らかく非弾性的に変形容易な状態／硬く変形困難な状態」の３つの状態とすることができる。なお、本実施形態では、低気圧源連通配管５Ａ，５Ｂに接続された低気圧源ＬＰは、真空リザーブタンクＶＴとこれに接続した真空ポンプＶＰとからなる。また、高気圧源連通配管６Ａ，６Ｂに接続された高気圧源ＨＰは、高圧リザーブタンクＨＴとこれに接続したコンプレッサＣＰとからなる。但し、低気圧源連通配管５Ａ，５Ｂに直接真空ポンプＶＰを接続するようにしても良い。また、高気圧源連通配管６Ａ，６Ｂに直接コンプレッサＣＰを接続するようにしても良い。但し、真空リザーブタンクＶＴや高圧リザーブタンクＨＴを用いることで、圧力変動を抑制できる利点がある。あるいは、コンプレッサＣＰに代えて、窒素ガスボンベなど高圧ガスのボンベを用いるようにしても良い。

また本実施形態１のチャック装置２０では、チャック機構２０Ｓの各当接把持部２６，２７が、袋状アクチュエータシステム０Ａ，０Ｂの袋状アクチュエータ１Ａ，１Ｂで構成されており、上述の３つの状態を実現できる。このため、このチャック装置２０では、把持する第１コネクタＣ１に対し、当接把持部２６，２７を、上述の３つの状態から選択して当接させることができ、第１コネクタＣ１の把持状態の自由度を高め、より適切に把持できる。しかも本実施形態１では、いずれの当接把持部２６，２７も袋状アクチュエータ１Ａ，１Ｂであり、前述の３つの状態を選択できるので、さらに、把持部材２２，２３による第１コネクタＣ１の把持状態の自由度を高め、より適切な把持を実現できる。

次いで、チャック装置２０を有するこのロボットハンド３０を用いたワークの処理について、ワークである第１コネクタＣ１をロボットハンド３０のチャック機構２０Ｓで把持し、被挿入ワークである物体ＯＪの第２コネクタＣ２の挿入孔Ｃ２Ｈに挿入する処理を用いて説明する（図３，図４，図５参照）。なお、被挿入ワークである物体ＯＪおよびその第２コネクタＣ２は所定位置に配置されているものとする。

先ず、把持ステップＳ１で、第１コネクタＣ１のうち被把持部Ｃ１Ｇをチャック機構２０Ｓの把持部材２２，２３で把持する。具体的には、把持部材２２，２３を解放側２０Ｂ（外側）にそれぞれ移動させ（ステップＳ１１）、当接把持部２６，２７（袋部材２Ａ，２Ｂ）内を外気ＡＴに連通する（ステップＳ１２）。これと共に、チャック機構２０Ｓを第１コネクタＣ１の把持位置に移動させる（ステップＳ１３）。具体的には、ロボットハンド本体３１によってチャック機構２０Ｓを移動させ、２つの把持部材２２，２３の間に第１コネクタＣ１の被把持部Ｃ１Ｇが位置するように、チャック機構２０Ｓを位置決めする。この状態で、２つの把持部材２２，２３を把持側２０Ａ（内側）にそれぞれ移動させ、把持部材２２，２３が移動できなくなるまで、第１コネクタＣ１の被把持部Ｃ１Ｇを当接把持部２６，２７の間に挟みつける（ステップＳ１４）。なお、この時点では、当接把持部２６，２７内は外気ＡＴに連通しているので、当接把持部２６，２７は当接している第１コネクタＣ１の被把持部Ｃ１Ｇの形態に倣った形態に容易に変形する。袋部材２Ａ，２Ｂ内の粒状物３Ａ，３Ｂが容易に流動するからである。

次いで、当接把持部２６，２７内を真空引きする（ステップＳ１５）。具体的には、切替機構７Ａ，７Ｂで袋部材連通配管４Ａ，４Ｂの連通先を切り替えて、低気圧源連通配管５Ａ，５Ｂに連通し、低気圧源ＬＰによって、袋部材２Ａ，２Ｂ内を減圧する。これにより、当接把持部２６，２７を、概ね、当接している第１コネクタＣ１の被把持部Ｃ１Ｇの形態に倣った形態のまま、硬く変形困難な状態となる。かくして、チャック機構２０Ｓは、第１コネクタＣ１のうち被把持部Ｃ１Ｇを適切に把持することができる。なお、図３，図４は、第１コネクタＣ１の軸線Ｃ１Ｘがチャック機構２０Ｓの軸線２０Ｘに一致する態様で、第１コネクタＣ１が把持された場合を示している。

その後、ロボットハンド本体３１によって、チャック機構２０Ｓを第２コネクタＣ２近傍の所定位置に移動させる（移動ステップＳ２）。

続く挿入ステップＳ３において、第１コネクタＣ１の挿入部Ｃ１Ｓを第２コネクタＣ２の挿入孔Ｃ２Ｈ内に挿入する。具体的には、ロボットハンド本体３１を駆動し、図３に黒矢印で示す軸線２０Ｘに沿う方向（進行方向ＰＨ）にチャック機構２０Ｓを移動させる。その際、チャック機構２０Ｓの軸線２０Ｘが第２コネクタＣ２の孔軸線Ｃ２Ｘに一致するようにしつつ、第１コネクタＣ１の挿入部Ｃ１Ｓを、第２コネクタＣ２に徐々に近づけ、第２コネクタＣ２の挿入孔Ｃ２Ｈ内に挿入する（移動ステップＳ３１，図４参照）。なお、本実施形態１では、図３に黒矢印で示す進行方向ＰＨは前述のＺ方向に一致する。また図３，図４は、チャック機構２０Ｓの軸線２０Ｘと第１コネクタＣ１の軸線Ｃ１Ｘが一致している場合を示しているので、軸線Ｃ１Ｘと孔軸線Ｃ２Ｘも一致する。

この第１コネクタＣ１の挿入に当たり、力覚センサ４０では、第１コネクタＣ１に掛かる外力ｒｆを検知している。そこで、力覚センサ４０の検知した進行方向ＰＨ（Ｚ方向）の外力（進行方向外力）ｒｆｚが、所定の進行方向外力しきい値ＴＨｚより小さい場合（ｒｆｚ＜ＴＨｚ、ステップＳ３３においてＹｅｓ）には、移動ステップＳ３１に戻り、第１コネクタＣ１の挿入を続ける。

一方、進行方向外力ｒｆｚが、進行方向外力しきい値ＴＨｚ以上の大きさとなった場合（ｒｆｚ≧ＴＨｚ、ステップＳ３３においてＮｏ）には、第１コネクタＣ１が第２コネクタＣ２の挿入孔Ｃ２Ｈの奥まで挿入されたため、進行方向外力ｒｆｚが大きくなったと考えられる。そこで、解放ステップＳ４に進み、ロボットハンド本体３１の移動を停止すると共に、チャック機構２０Ｓの把持部材２２，２３を解放側２０Ｂに移動させて、第１コネクタＣ１をチャック機構２０Ｓから解放する。これにより、第１コネクタＣ１の第２コネクタＣ２への挿入が完了する。

上述の第１コネクタＣ１の第２コネクタＣ２への挿入に当たっては、図３，図４に示すように、チャック機構２０Ｓで把持した第１コネクタＣ１の軸線Ｃ１Ｘがチャック機構２０Ｓの軸線２０Ｘに一致し、第１コネクタＣ１の軸線Ｃ１Ｘが第２コネクタＣ２の孔軸線Ｃ２Ｘに一致させた状態を維持しつつ、黒矢印で示す進行方向ＰＨ（Ｚ方向）にチャック機構２０Ｓを移動させて、第１コネクタＣ１を第２コネクタＣ２に挿入するのが好ましい。しかし、チャック機構２０Ｓで第１コネクタＣ１を把持した際に、図３に示すように、第１コネクタＣ１の軸線Ｃ１Ｘがチャック機構２０Ｓの軸線２０Ｘに一致するように把持できるとは限らない。即ち、第１コネクタＣ１が所定の位置から位置ずれして把持されている場合や、軸線Ｃ１Ｘが傾いた状態で第１コネクタＣ１が把持されている場合もあり得る。また、第２コネクタＣ２が所定の位置から位置ずれして配置されている場合や、孔軸線Ｃ２Ｘが傾いた状態に第２コネクタＣ２が配置されている場合もあり得る。

このように第１コネクタＣ１や第２コネクタＣ２の姿勢などが適切でない場合には、挿入ステップＳ３において、ロボットハンド本体３１で、チャック機構２０Ｓを所定の軌跡や姿勢として第１コネクタＣ１を第２コネクタＣ２に挿入しようとしても、適切に挿入孔Ｃ２Ｈの奥まで第１コネクタＣ１を挿入できなくなる場合がある。このような場合、第１コネクタＣ１の挿入部Ｃ１Ｓの一部が、第２コネクタＣ２の挿入孔Ｃ２Ｈ内に位置してはいるが、第１コネクタＣ１の挿入部Ｃ１Ｓの先端周縁部Ｃ１ＳＥが、第２コネクタＣ２の挿入孔Ｃ２Ｈの内壁面Ｃ２ＨＩに当接して、第１コネクタＣ１が第２コネクタＣ２の挿入孔Ｃ２Ｈ内に引っかかった状態となっていることが多い（図６参照）。

そしてこの場合には、力覚センサ４０で、第１コネクタＣ１等に掛かる外力ｒｆとして、進行方向ＰＨ（Ｚ方向）の外力（進行方向外力ｒｆｚ）のみならず、これに直交する方向（Ｘ方向及びＹ方向）の異常外力も検知されることが判ってきた。なお、本実施形態では、簡単化のため、進行方向ＰＨ（Ｚ方向）に直交する方向（Ｘ方向及びＹ方向）の異常外力として、Ｘ方向（把持部材２２，２３のスライド移動方向）の異常外力ｒｆｘのみを考慮することとする。

さらに、本実施形態では、把持部材２２，２３の当接把持部２６，２７に袋状アクチュエータ１Ａ，１Ｂを用いている。このため、上述のように挿入ステップＳ３の途中で、第１コネクタＣ１を第２コネクタＣ２の挿入孔Ｃ２Ｈの奥まで十分挿入できなくなった場合でも、一旦把持したチャック機構２０Ｓで把持した第１コネクタＣ１の姿勢を変更でき、姿勢変更後に挿入ステップＳ３における挿入を再開すれば、第１コネクタＣ１の第２コネクタＣ２への挿入を進行させることができ、１回または複数回の姿勢変更と挿入の再開を繰り返せば、ついには第１コネクタＣ１の第２コネクタＣ２への挿入を完了できることに思い至った。

そこで本実施形態では、移動ステップＳ３１において、第１コネクタＣ１を移動させるに当たり、異常外力監視ステップＳ３２を設けている。この異常外力監視ステップＳ３２においてＹｅｓ、即ち、力覚センサ４０の検知した異常外力ｒｆｘの大きさ（絶対値）｜ｒｆｘ｜が、異常外力しきい値ＴＨｘよりも小さいか否かを監視している。ここで、異常外力ｒｆｘの大きさ｜ｒｆｘ｜が異常外力しきい値ＴＨｘよりも小さい（｜ｒｆｘ｜＜ＴＨｘ）場合には、先に説明したステップＳ３３に進む。一方、異常外力監視ステップＳ３２においてＮｏ、即ち、異常外力ｒｆｘの大きさ｜ｒｆｘ｜が異常外力しきい値ＴＨｘ以上（｜ｒｆｘ｜≧ＴＨｘ）である場合には、移動停止ステップＳ３４に進み、第１コネクタＣ１の進行方向ＰＨへの移動を、一旦停止させる。その後、姿勢変更ステップＳ３５において、当接把持部２６，２７（袋状アクチュエータ１Ａ，１Ｂ）を用いて第１コネクタＣ１の姿勢を変更し、再把持ステップＳ３６において、把持部材２２，２３により第１コネクタＣ１を再度把持した後、再開ステップＳ３７において、一旦停止していた移動ステップＳ３１を再開させ、第１コネクタＣ１の挿入を続ける。これにより、第１コネクタＣ１の第２コネクタＣ２への挿入を完了できる。

なお、異常外力監視ステップＳ３２、移動停止ステップＳ３４、姿勢変更ステップＳ３５、再把持ステップＳ３６、及び、再開ステップ３７の詳細については、次述する。図３，図４に示す、第１コネクタＣ１及び第２コネクタＣ２の姿勢が適切な場合の挿入処理、即ち、チャック機構２０Ｓの軸線２０Ｘと第１コネクタＣ１の軸線Ｃ１Ｘが一致するように第１コネクタＣ１を把持し、これらの軸線２０Ｚ，Ｃ１Ｘを第２コネクタＣ２の孔軸線Ｃ２Ｘに一致するようにして進行方向ＰＨ（Ｚ方向）にチャック機構２０Ｓを進行させた挿入処理では、上述のステップＳ３２〜Ｓ３７の処理についての説明が難しい。

そこで別途、チャック機構２０Ｓによる第１コネクタＣ１の把持姿勢が適切でなかった場合、あるいは第２コネクタＣ２の配置姿勢が適切で無かった場合を模し、挿入ステップＳ３において、必ず、第１コネクタＣ１の挿入部Ｃ１Ｓの一部が、第２コネクタＣ２の挿入孔Ｃ２Ｈ内に位置しながらも、第１コネクタＣ１の挿入部Ｃ１Ｓの先端周縁部Ｃ１ＳＥが、第２コネクタＣ２の挿入孔Ｃ２Ｈの内壁面Ｃ２ＨＩに当接して、第１コネクタＣ１が第２コネクタＣ２の挿入孔Ｃ２Ｈ内に引っかかった状態となる場合を設定する。即ち、チャック機構２０Ｓの軸線２０Ｘと第１コネクタＣ１の軸線Ｃ１Ｘが一致するように第１コネクタＣ１を把持した上で、意図的に、第２コネクタＣ２の挿入孔Ｃ２Ｈに対し斜めに挿入する。即ち、第２コネクタＣ２の孔軸線Ｃ２Ｘに対し、チャック機構２０Ｓの軸線２０Ｘがオフセット角度θ１をなして斜交するようにチャック機構２０Ｓを進行方向ＰＨ（Ｚ方向）に移動させる（図６参照）。このようにした場合において、挿入ステップＳ３でチャック機構２０Ｓによる第１コネクタＣ１の把持姿勢の変更を行って、第１コネクタＣ１を第２コネクタＣ２に挿入する処理を、以下に説明する。なお、この場合においても、把持ステップＳ１、移動ステップＳ２、及び解放ステップＳ４は同様であるので、以下では説明を省略する。

上述したように、把持ステップＳ１で、チャック機構２０Ｓの軸線２０Ｘと第１コネクタＣ１の軸線Ｃ１Ｘが一致するように第１コネクタＣ１を把持した上で、これを第２コネクタＣ２付近に移動させる（移動ステップＳ２，図５参照）。次いで、挿入ステップＳ３のうち、移動ステップＳ３１において、チャック機構２０Ｓを黒矢印で示す進行方向ＰＨに進行させる。すると、第１コネクタＣ１の先端周縁部Ｃ１ＳＥの一部（図６において、左下角部）が、第２コネクタＣ２の挿入孔Ｃ２Ｈの内壁面Ｃ２ＨＩに当接する。すると、図６に示すように、第１コネクタＣ１は、挿入孔Ｃ２Ｈの内壁面Ｃ２ＨＩからの反力として、外力ｒｆを受ける。なおこの外力ｒｆは、チャック機構２０Ｓ、力覚センサ４０及びロボットハンド本体３１にも伝わる。

この外力ｒｆは、図６に示すように、進行方向ＰＨ（Ｚ方向）の進行方向外力ｒｆｚとこれに直交する把持部材２２，２３のスライド移動方向（Ｘ方向）の異常外力ｒｆｘ（停止前の異常外力ｒｆｘｂ）に分けられる。そして、異常外力監視ステップＳ３２では、異常外力ｒｆｘの大きさ（絶対値）｜ｒｆｘ｜が異常外力しきい値ＴＨｘより小さい（｜ｒｆｘ｜＜ＴＨｘ）か否かを判断する。ここで、Ｙｅｓ、即ち、異常外力ｒｆｘが小さい場合には、前述したステップＳ３３に進み以降の処理を行う。一方、Ｎｏ、即ち、異常外力の大きさ｜ｒｆｘ｜が異常外力しきい値ＴＨｘ以上（｜ｒｆｘ｜≧ＴＨｘ）の場合には、移動停止ステップＳ３４に進み、ロボットハンド本体３１による第１コネクタＣ１の進行方向ＰＨへの移動を一旦停止させる。

次いで、姿勢変更ステップＳ３５において、当接把持部２６，２７（袋状アクチュエータ１Ａ，１Ｂ）のうち、異常外力ｒｆｘが掛かった側の当接把持部（図７では下側の当接把持部２７）内を外気ＡＴに解放する。即ち、切替制御部８により切替機構７Ｂを切替えて袋状アクチュエータ１Ｂ内を外気ＡＴに連通する（ステップＳ３５１）。これにより、当接把持部２７（袋状アクチュエータ１Ｂ）を、柔らかく非弾性的に変形容易な状態とする。

一方、異常外力ｒｆｘが掛かった側とは逆側の当接把持部（図７では上側の当接把持部２６）内を高気圧源ＨＰに接続する。即ち、切替制御部８により切替機構７Ａを切替えて袋状アクチュエータ１Ａ内を高気圧源連通配管６Ａに連通して、高圧リザーブタンクＨＴに連通する（ステップＳ３５２）。これにより、当接把持部２６（袋状アクチュエータ１Ａ）を風船のように膨らませて弾性的に変形可能な状態とし、図７に示すように、黒矢印で示す押圧力Ｆで第１コネクタＣ１を押圧する。すると、第１コネクタＣ１が、二点鎖線で示す姿勢から実線で示す姿勢に移動すると共に、当接把持部２７（袋状アクチュエータ１Ｂ）が変形する。なおこの第１コネクタＣ１の移動により、第１コネクタＣ１の軸線Ｃ１Ｘは、チャック機構２０Ｓの軸線２０Ｘとは一致しない状態となる。

次いで、再把持ステップＳ３６に進み、２つの把持部材２２，２３を再度把持側２０Ａ（内側）にそれぞれ移動させ、把持部材２２，２３が移動できなくなるまで、第１コネクタＣ１の被把持部Ｃ１Ｇを当接把持部２６，２７の間に挟みつける（ステップＳ３６１）。さらに、切替制御部８により切替機構７Ａ，７Ｂを切替えて、再び、当接把持部２６，２７（袋状アクチュエータ１Ａ，１Ｂ）を、それぞれ低気圧源連通配管５Ａ，５Ｂに連通して、低圧リザーブタンクＬＴ（低気圧源ＬＰ）に連通する（ステップＳ３６２）。かくして、姿勢変更された第１コネクタＣ１を把持部材２２，２３により再度把持する。

さらに再開ステップＳ３７において、一旦停止していた移動ステップＳ３１を再開させ、第１コネクタＣ１の挿入を続ける（図８参照）。上述のように、第１コネクタＣ１の姿勢を変更したので、再開後の外力ｒｆｂ，進行方向外力ｒｆｚａ及び異常外力ｒｆｘａを無くす（ｒｆａ＝ｒｆｚａ＝ｒｆｘａ＝０）、あるいは、停止前の異常外力ｒｆｘｂに比して減少させること（ｒｆｘａ＜ｒｆｘｂ）ができる。その後は、前述したようにステップＳ３１〜Ｓ３３を繰り返し、ステップＳ３３でＮｏ（ｒｆｚ≧ＴＨｚ）と判断された後には、ロボットハンド本体３１の移動を停止すると共に、把持部材２２，２３を解放側２０Ｂに移動させ、第１コネクタＣ１をチャック機構２０Ｓから解放し（解放ステップＳ４）、第１コネクタＣ１の第２コネクタＣ２への挿入を完了する。
なお、ステップＳ３１〜Ｓ３３の繰り返し中に再びステップＳ３２でＮｏ（｜ｒｆｘ｜≧ＴＨｘ）と判断された場合には、再度ステップＳ３４〜Ｓ３７を行って挿入を再開する。

一般に、オフセット角度θ１が十分小さい場合（例えば、θ１＝０〜７．５ｄｅｇの場合）には、第１コネクタＣ１の先端周縁部Ｃ１ＳＥが、第２コネクタＣ２の内壁面Ｃ２ＨＩに当接せずに，あるいは当接しても、再開後の異常外力ｒｆｘａの大きさ｜ｒｆｘａ｜が異常外力しきい値ＴＨｘより小さい（｜ｒｆｘａ｜＜ＴＨｘ）ため、ステップＳ３４による一旦停止をすることなく、ステップＳ３１により第１コネクタＣ１の挿入が継続され、第１コネクタＣ１の第２コネクタＣ２への挿入を完了できる。
一方、オフセット角度θ１が或る程度大きい場合（例えば、θ１＝７．５〜１８ｄｅｇの場合）には、第１コネクタＣ１の姿勢を１〜３回変更する（ステップＳ３４〜Ｓ３７を１〜３回行う）ことにより、ステップＳ３１による第１コネクタＣ１の挿入が継続でき、第１コネクタＣ１の第２コネクタＣ２への挿入を完了できる。

但し、オフセット角度θ１が大きすぎる場合（例えば、θ１≧１８ｄｅｇの場合）には、ステップＳ３４〜Ｓ３７により第１コネクタＣ１の姿勢を繰り返しても、第１コネクタＣ１の第２コネクタＣ２への挿入完了に至ることが困難な場合も生じ得る。
数回程度の姿勢変更（ステップＳ３４〜Ｓ３７）により、第１コネクタＣ１の第２コネクタＣ２への挿入完了に至り得るオフセット角度θ１の範囲（例えば、θ１＝７．５〜１８ｄｅｇ）は、第１コネクタＣ１及び第２コネクタＣ２の挿入孔Ｃ２Ｈの形態、両者間の隙間の大きさ、各コネクタの材質などによって異なると考えられる。
また、図３，図４に示すように、第２コネクタＣ２の孔軸線Ｃ２Ｘとチャック機構２０Ｓの軸線２０Ｘとがなすオフセット角度θ１をθ１＝０とする場合において、数回程度の姿勢変更（ステップＳ３４〜Ｓ３７）により、第１コネクタＣ１の第２コネクタＣ２への挿入完了に至り得る、チャック機構２０Ｓによる第１コネクタＣ１の把持姿勢の許容範囲や、第２コネクタＣ２の配置姿勢の許容範囲も、第１コネクタＣ１及び第２コネクタＣ２の挿入孔Ｃ２Ｈの形態、両者間の隙間の大きさ、各コネクタの材質などによって異なると考えられる。

しかし、いずれの場合においても、上述のロボットハンド３０の使用方法によれば、第１コネクタＣ１（ワーク）の不適切な把持姿勢などにより、処理途中でワークに異常な外力が掛かった場合でも、上述の第１コネクタＣ１の把持姿勢の変更（姿勢変更ステップＳ３５Ａ）により、第２コネクタＣ２（被挿入ワーク）の挿入孔Ｃ２Ｈへ第１コネクタＣ１を適切に挿入することができるようにして、挿入不能となる場合を減少させることができる。

（実施形態２）
次いで第２の実施形態について、図１及び図９〜図１５を参照して説明する。但し、実施例１と異なる部分を中心に説明し、同様の部分は記載を省略あるいは簡略化する。また同様の部分には同じ符号を付す。実施形態２のロボットハンド１３０のうち、ロボットハンド本体３１、ロボットハンド制御装置３２及び力覚センサ４０は、実施形態１のロボットハンド３０（図１，図２参照）と同じ構成である。また、実施形態２のチャック装置１２０のうち、チャック機構１２０Ｓのチャック本体部２１及び把持部材１２２，１２３の爪部材２４，２５も、実施形態１におけるチャック装置２０のチャック機構２０Ｓのチャック本体部２１及び把持部材２２，２３の爪部材２４，２５と同じである。また、実施形態１と同じく、図９において矢印で示すように、把持部材１２２，１２３を互いに近づける方向をワークを把持する把持側１２０Ａとし、互いに離す方向を把持しているワークを解放する解放側１２０Ｂとする。

但し実施形態１では、把持部材２２，２３は、それぞれ袋状アクチュエータ１Ａ，１Ｂである当接把持部２６，２７を１つずつ有していた。
これに対し、本実施形態２のロボットハンド１３０では、図９に示すように、チャック本体部１２１の把持部材１２２，１２３は、それぞれ当接把持部１２６，１２７及び基端側当接部１２８，１２９を１つずつ有している。即ち、把持部材１２２，１２３は、爪部材２４，２５の爪部２４Ｂ，２５Ｂの内側に、把持状態においてワーク（例えば第１コネクタＣ１）に当接してワークを把持する当接把持部１２６，１２７をそれぞれ有するほか、基部２４Ａ，２５Ａの先端側ＴＥに、当接把持部１２６，１２７よりも基端側ＢＥに位置し、把持部材１２２，１２３の基端側ＢＥからワークに当接する基端側当接部１２８，１２９をそれぞれ有している。

この当接把持部１２６，１２７及び基端側当接部１２８，１２９は、袋状アクチュエータシステム１０Ａ〜１０Ｄにおける袋状アクチュエータ１１Ａ〜１１Ｄである。この袋状アクチュエータ１１Ａ〜１１Ｄは、実施形態１の袋状アクチュエータ１Ａ，１Ｂと同じく、柔らかく変形容易で気密性の袋部材１２Ａ〜１２Ｄと、これらに充填された流動可能な粒状物１３Ａ〜１３Ｄからなる。本実施形態２においても、袋部材１２Ａ〜１２Ｄはニトリルゴムからなり、粒状物１３Ａ〜１３Ｄはアルミナ粒子からなる。また、袋状アクチュエータ１１Ａ〜１１Ｄは、低気圧源ＬＰ及び高気圧源ＨＰに接続したアクチュエータ制御装置１９によって駆動されている。

具体的には、袋状アクチュエータ１１Ａ〜１１Ｄの袋部材１２Ａ〜１２Ｄ内は、袋部材連通配管１４Ａ〜１４Ｄを通じて切替機構１７Ａ〜１７Ｄにそれぞれ接続している。この切替機構１７Ａ〜１７Ｄは、それぞれ、外気ＡＴに、低気圧源連通配管１５Ａ〜１５Ｄを通じて低気圧源ＬＰに、及び、高気圧源連通配管１６Ａ〜１６Ｄを通じて高気圧源ＨＰに接続している。そして、切替制御部１８の制御により、袋部材連通配管１４Ａ〜１４Ｄを通じて袋部材１２Ａ〜１２ＤＢ内を、外気ＡＴ、低気圧源ＬＰ、又は高気圧源ＨＰに切替接続できるようになっている。切替制御部１８は、チャック制御部２０Ｃと接続しており、ロボットハンド制御装置３２、チャック制御部２０Ｃ、及び、切替制御部１８の協働によって、ロボットハンド本体３１、チャック本体部１２１，及び袋状アクチュエータ１１Ａ〜１１Ｄの駆動制御を行い、チャック本体部１２１でワークを適切に把持し、所定の動作を行わせることが可能となっている。

なお、袋状アクチュエータ１１Ａ〜１１Ｄが、袋部材１２Ａ〜１２Ｄ内の気圧を切り換えることにより、「弾性的に変形可能な状態／柔らかく非弾性的に変形容易な状態／硬く変形困難な状態」の３つの状態とすることができる点は、実施形態１の袋状アクチュエータ１Ａ，１Ｂと同様であるので説明を省略する。

本実施形態２の袋状アクチュエータシステム１０Ａ−１０Ｄでも、袋状アクチュエータ１１Ａ−１１Ｄを、それぞれ「弾性的に変形可能な状態／柔らかく非弾性的に変形容易な状態／硬く変形困難な状態」の３つの状態とすることができる。
また本実施形態２のチャック装置１２０でも、チャック機構１２０Ｓの各当接把持部１２６，１２７及び基端側当接部１２８，１２９が、袋状アクチュエータシステム１０Ａ−１０Ｄの袋状アクチュエータ１１Ａ−１１Ｄで構成されており、上述の３つの状態を実現できる。このため、このチャック装置１２０でも、把持する第１コネクタＣ１に対し、当接把持部１２６，１２７を、上述の３つの状態から選択して当接させることができ、第１コネクタＣ１の把持状態の自由度を高め、より適切に把持できる。加えて、基端側当接部１２８，１２９を上述の３つの状態のいずれかとして、さらに、第１コネクタＣ１の把持状態の自由度を高め、より適切な把持を実現できる。
しかも、いずれの当接把持部１２６，１２７及び基端側当接部１２８，１２９も、袋状アクチュエータ１１Ａ−１１Ｄで構成されており、前述の３つの状態を選択できるので、さらに、把持部材１２２，１２３による第１コネクタＣ１の把持状態の自由度を高め、より適切な把持を実現できる。

このため、把持部材１２２，１２３でワーク（たとえば第１コネクタＣ１）を把持して所定の動作をさせた際に、把持しているワーク、把持部材１２２，１２３あるいはチャック本体部１２１が他の部材に当接して、これらに異常外力が掛かった場合に、この異常な外力を、力覚センサ４０で検知できる。このため、力覚センサ４０で異常外力を検知した場合に、ロボットハンド本体３１によるワークの移動を停止するなど、ワークの異常処理が可能となる。しかも、力覚センサ４０は、６軸力覚センサであるので、ワークに所定の処理を施すにあたり、ワーク等を介して把持機構に掛かる外力を各軸に分解して、より正確に外力を検知できる。

次いで、このロボットハンド１３０を用いたワークの処理について、実施形態１と同様、ワークである第１コネクタＣ１をロボットハンド１３０のチャック機構１２０Ｓで把持し、被挿入ワークである物体ＯＪの第２コネクタＣ２の挿入孔Ｃ２Ｈに挿入する処理を用いて説明する（図１０〜図１２参照）。なお、被挿入ワークである物体ＯＪおよびその第２コネクタＣ２は所定位置に配置されているものとする。

先ず、把持ステップＳ１Ａで、第１コネクタＣ１のうち被把持部Ｃ１Ｇをチャック機構１２０Ｓの把持部材１２２，１２３で把持する。この把持ステップＳ１Ａは、実施形態１の把持ステップＳ１（ステップＳ１１〜Ｓ１５、図５参照）とほぼ同様である。但し、ステップＳ１２に代えて、当接把持部１２６，１２７及び基端側当接部１２８，１２９（袋部材１２Ａ〜１２Ｄ）内を外気ＡＴに連通する（ステップＳ１２Ａ）点、及び、ステップＳ１５に代えて、当接把持部１２６，１２７及び基端側当接部１２８，１２９（袋部材１２Ａ〜１２Ｄ）内を真空引きする（ステップＳ１５Ａ）点が異なる。これにより、チャック機構１２０Ｓは、第１コネクタＣ１のうち被把持部Ｃ１Ｇを適切に把持することができる。なお、図１０，図１１は、実施形態１における図３，図４と同様、第１コネクタＣ１の軸線Ｃ１Ｘがチャック機構１２０Ｓの軸線１２０Ｘに一致する態様で、第１コネクタＣ１が把持された場合を示している。

その後、実施形態１と同様、ロボットハンド本体１３１によって、チャック機構１２０Ｓを第２コネクタＣ２近傍の所定位置に移動させる（移動ステップＳ２）。

続く挿入ステップＳ３Ａにおいて、実施形態１と同様の処理手順で、第１コネクタＣ１の挿入部Ｃ１Ｓを第２コネクタＣ２の挿入孔Ｃ２Ｈ内に挿入する。具体的には、ロボットハンド本体１３１を駆動し、図１０に黒矢印で示す軸線１２０Ｘに沿う進行方向ＰＨにチャック機構１２０Ｓ移動させる。その際、チャック機構１２０Ｓの軸線１２０Ｘが第２コネクタＣ２の孔軸線Ｃ２Ｘに一致するようにしつつ、第１コネクタＣ１の挿入部Ｃ１Ｓを、第２コネクタＣ２に徐々に近づけ、第２コネクタＣ２の挿入孔Ｃ２Ｈ内に挿入する（移動ステップＳ３１，図１１参照）。本実施形態２でも、進行方向ＰＨはＺ方向に一致する。また図１０，図１１は、チャック機構１２０Ｓの軸線１２０Ｘと第１コネクタＣ１の軸線Ｃ１Ｘが一致している場合を示しているので、軸線Ｃ１Ｘと孔軸線Ｃ２Ｘも一致する。

第１コネクタＣ１の挿入部Ｃ１Ｓが、第２コネクタＣ２の挿入孔Ｃ２Ｈ内に挿入された場合（するステップＳ３３においてＮｏ）には、実施形態１と同じく、解放ステップＳ４に進み、ロボットハンド本体３１の移動を停止すると共に、第１コネクタＣ１をチャック機構２０Ｓから解放する。これにより、第１コネクタＣ１の第２コネクタＣ２への挿入が完了する。

なお、本実施形態２の挿入ステップＳ３Ａは、実施形態１の挿入ステップＳ３と、姿勢変更ステップＳ３５Ａ、及び、再把持ステップＳ３６Ａが異なり、他は同様である。これらのステップは、図１０，図１１に示す態様では、説明が難しい。そこで、実施形態１において、図６〜図８を用いて説明したのと同じく、本実施形態２でも、チャック機構２０Ｓによる第１コネクタＣ１の把持姿勢が適切でなかった場合、あるいは第２コネクタＣ２の配置姿勢が適切で無かった場合を模して、図１３〜図１５を用いて、第２コネクタＣ２の孔軸線Ｃ２Ｘに対し、チャック機構１２０Ｓの軸線１２０Ｘがオフセット角度θ２をなして斜交するようにチャック機構１２０Ｓを進行方向ＰＨ（Ｚ方向）に移動させる（図６参照）。このようにした場合において、挿入ステップＳ３Ａでチャック機構２０Ｓによる第１コネクタＣ１の把持姿勢の変更を行って、第１コネクタＣ１を第２コネクタＣ２に挿入する処理を、以下に説明する。なお、この場合においても、把持ステップＳ１Ａ、移動ステップＳ２、及び解放ステップＳ４は同様であるので、以下では説明を省略する。

上述したように、把持ステップＳ１Ａで、チャック機構２０Ｓの軸線２０Ｘと第１コネクタＣ１の軸線Ｃ１Ｘが一致するように第１コネクタＣ１を把持した上で、これを第２コネクタＣ２付近に移動させる（移動ステップＳ２，図１２参照）。次いで、挿入ステップＳ３Ａのうち、移動ステップＳ３１において、チャック機構１２０Ｓを進行方向ＰＨに進行させる。すると、第１コネクタＣ１の先端周縁部Ｃ１ＳＥの一部（図１３において、左下角部）が、第２コネクタＣ２の挿入孔Ｃ２Ｈの内壁面Ｃ２ＨＩに当接する。すると、図１３に示すように、第１コネクタＣ１は、挿入孔Ｃ２Ｈの内壁面Ｃ２ＨＩからの反力として、外力ｒｆを受ける。なおこの外力ｒｆは、チャック機構１２０Ｓ、力覚センサ４０及びロボットハンド本体３１にも伝わる。

続く異常外力監視ステップＳ３２では、実施形態１と同じく、異常外力ｒｆｘ（停止前の異常外力ｒｆｘｂ）の大きさ｜ｒｆｘ｜が異常外力しきい値ＴＨｘより小さい（｜ｒｆｘ｜＜ＴＨｘ）か否かを判断する。ここで、異常外力ｒｆｘが小さい場合（Ｙｅｓ）には、前述のステップＳ３３に進み以降の処理を行う。一方、異常外力の大きさ｜ｒｆｘ｜が異常外力しきい値ＴＨｘ以上（｜ｒｆｘ｜≧ＴＨｘ）の場合（Ｎｏ）には、移動停止ステップＳ３４に進み、ロボットハンド本体３１による第１コネクタＣ１の進行方向ＰＨへの移動を一旦停止させる。

次の姿勢変更ステップＳ３５Ａでは、実施形態１と異なり、異常外力ｒｆｘの方向及び大きさ等から、各当接把持部１２６，１２７及び基端側当接部１２８，１２９（袋状アクチュエータ１１Ａ〜１１Ｄ）内を、真空・外気・高気圧のいずれに接続するか演算する（ステップＳ３５３Ａ）。

次いで、ステップＳ３５３Ａで指定された当接把持部あるいは基端側当接部（図６では下側の当接把持部１２７）内を外気ＡＴに解放する。即ち、切替制御部１８により切替機構１７Ｂを切替えて袋状アクチュエータ１１Ｂ内を外気ＡＴに連通する（ステップＳ３５１Ａ）。これにより当接把持部１２７（袋状アクチュエータ１１Ｂ）を、柔らかく非弾性的に変形容易な状態とする。

また、ステップＳ３５３Ａで指定された当接把持部あるいは基端側当接部（図１４では上側の当接把持部１２６及び下側の基端側当接部１２９）内を高気圧源ＨＰに接続する。即ち、切替制御部１８により切替機構１７Ａ，１７Ｄを切替えて袋状アクチュエータ１１Ａ、１１Ｄ内を高気圧源連通配管１６Ａ，１６Ｄに連通して、高圧リザーブタンクＨＴに連通する（ステップＳ３５２Ａ）。残る当接把持部あるいは基端側当接部（図１４では上側の基端側当接部１２８）内は切替機構１７Ｃを切替えないで低気圧源ＬＰに接続したまま、即ち、真空の接続したままとし、硬く変形困難な状態を維持する。これにより、当接把持部１２６及び基端側当接部１２９（袋状アクチュエータ１１Ａ，１１Ｄ）を、風船のように膨らませて弾性的に変形可能な状態とし、図１４に示すように、押圧力Ｆ１，Ｆ２で第１コネクタＣ１を時計回りに回動するように押圧する。これにより、第１コネクタＣ１が、二点鎖線で示す姿勢から実線で示す姿勢に移動すると共に、当接把持部１２７（袋状アクチュエータ１１Ｂ）が変形する。なおこの第１コネクタＣ１の移動でも、第１コネクタＣ１の軸線Ｃ１Ｘは、チャック機構１２０Ｓの軸線１２０Ｘとは一致しない状態となる。

次いで、再把持ステップＳ３６Ａに進み、実施形態１と同じく、２つの把持部材１２２，１２３を再度把持側１２０Ａ（内側）にそれぞれ移動させ、把持部材２２，２３が移動できなくなるまで、第１コネクタＣ１の被把持部Ｃ１Ｇを当接把持部２６，２７の間に挟みつける（ステップＳ３６１）。さらに、切替制御部１８により切替機構１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｄを切替えて、再び、各当接把持部１２６，１２７及び基端側当接部１２８，１２９（袋状アクチュエータ１１Ａ〜１１Ｄ）を、それぞれ低気圧源連通配管１５Ａ〜１５Ｄに連通して、低圧リザーブタンクＬＴ（低気圧源ＬＰ）に連通する（ステップＳ３６２Ａ）。かくして、姿勢変更された第１コネクタＣ１を把持部材１２２，１２３により再度把持する。

その後は、実施形態１と同じく、再開ステップＳ３７において、一旦停止していた移動ステップＳ３１を再開させ、第１コネクタＣ１の挿入を続ける（図１５参照）。本実施形態２においても、上述のように第１コネクタＣ１の姿勢を変更したので、再開後の外力ｒｆｂ，進行方向外力ｒｆｚａ及び異常外力ｒｆｘａを無くす（ｒｆａ＝ｒｆｚａ＝ｒｆｘａ＝０）、あるいは、停止前の異常外力ｒｆｘｂに比して減少させること（ｒｆｘａ＜ｒｆｘｂ）ができる（なお、図１５はｒｆｘａ＝０の場合を示す）。その後は、ステップＳ３１〜Ｓ３３を繰り返し、ステップＳ３３でＮｏ（ｒｆｚ≧ＴＨｚ）と判断された後には、ロボットハンド本体３１の移動を停止すると共に、把持部材１２２，１２３を解放側１２０Ｂに移動させ、第１コネクタＣ１をチャック機構１２０Ｓから解放し（解放ステップＳ４）、第１コネクタＣ１の第２コネクタＣ２への挿入を完了する。
なお、ステップＳ３１〜Ｓ３３の繰り返し中に再びステップＳ３２でＮｏ（｜ｒｆｘ｜≧ＴＨｘ）と判断された場合には、再度ステップＳ３４〜Ｓ３７を行って挿入を再開する。

実施形態１のロボットハンド３０のように、把持部材２２，２３にそれぞれ当接把持部２６，２７のみを設けた場合に比して、本実施形態２のロボットハンド１３０のように、把持部材１２２，１２３に、それぞれ当接把持部１２６，１２７及び基端側当接部１２８，１２９を設けると、第１コネクタＣ１（ワーク）をより適切な姿勢に変化させ得る。このため、数回程度の姿勢変更（ステップＳ３４〜Ｓ３７、図１２参照）により、第１コネクタＣ１の第２コネクタＣ２への挿入完了に至り得るオフセット角度θ２の範囲は、実施形態１のオフセット角度θ１の範囲よりも広くできる（例えば、θ２＝７．５〜２８ｄｅｇ）。

但し、この範囲も、実施形態１と同じく、第１コネクタＣ１及び第２コネクタＣ２の挿入孔Ｃ２Ｈの形態、両者間の隙間の大きさ、各コネクタの材質などによって異なると考えられる。
また、図１０，図１１に示すように、第２コネクタＣ２の孔軸線Ｃ２Ｘとチャック機構１２０Ｓの軸線１２０Ｘとがなすオフセット角度θ２をθ２＝０とする場合において、数回程度の姿勢変更（ステップＳ３４〜Ｓ３７、図１２参照）により、第１コネクタＣ１の第２コネクタＣ２への挿入完了に至り得る、チャック機構１２０Ｓによる第１コネクタＣ１の把持姿勢の許容範囲や、第２コネクタＣ２の配置姿勢の許容範囲も、第１コネクタＣ１及び第２コネクタＣ２の挿入孔Ｃ２Ｈの形態、両者間の隙間の大きさ、各コネクタの材質などによって異なると考えられる。

しかし、いずれの場合においても、上述のロボットハンド１３０の使用方法によれば、第１コネクタＣ１（ワーク）の不適切な把持姿勢などにより、処理途中でワークに異常な外力が掛かった場合でも、上述の第１コネクタＣ１の把持姿勢の変更（姿勢変更ステップＳ３５Ａ）により、第２コネクタＣ２（被挿入ワーク）の挿入孔Ｃ２Ｈへ第１コネクタＣ１を適切に挿入することができるようにして、挿入不能となる場合を減少させることができる。
しかもこの実施形態２のロボットハンド１３０の使用方法では、姿勢変更ステップＳ３５Ａにおいて、基端側当接部１２８を構成する袋状アクチュエータ１１Ｃあるいは基端側当接部１２９を構成する袋状アクチュエータ１１Ｄを膨張させて、これを設けた把持部材１２２，１２３の先端側ＴＥに第１コネクタＣ１（ワーク）を移動させることができ、これにより、再開後の異常外力の大きさ｜ｒｆｘ｜が、停止前の異常外力の大きさよりも小さくなるように第１コネクタＣ１の姿勢を変えさせることができる。このようにすることで、より広い範囲で第２コネクタＣ２（被挿入ワーク）の挿入孔Ｃ２Ｈへ第１コネクタＣ１を適切に挿入することができるようにして、挿入不能となる場合をさらに減少させることができる。

以上において、本発明を実施形態１，２に即して説明したが、本発明は実施形態１，２に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることは言うまでもない。
例えば、実施形態１，２では、チャック機構（把持装置）２０Ｓ，１２０Ｓに爪状の２つの把持部材２２，２３，１２２，１２３を設けて、ワーク（例えば第１コネクタＣ１）を把持する例を示した。しかし、把持装置に３つ以上の把持部材を設けてワークを把持するようにしても良い。
また実施形態では、把持装置が備える複数（実施形態１，２では２つ）の把持部材のいずれの当接把持部も、袋状アクチュエータで構成した例を示した。しかし、把持部材のいずれかの当接把持部は、袋状アクチュエータで構成しない形態の把持装置を用いても良い。

０Ａ，０Ｂ，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ 袋状アクチュエータシステム
１Ａ，１Ｂ，１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄ 袋状アクチュエータ
２Ａ，２Ｂ，１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｄ 袋部材
３Ａ，３Ｂ，１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ，１３Ｄ 粒状物
４Ａ，４Ｂ，１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｄ 袋部材連通配管
５Ａ，５Ｂ，１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ，１５Ｄ 低気圧源連通配管
６Ａ，６Ｂ，１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ，１６Ｄ 高気圧源連通配管
７Ａ，７Ｂ，１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃ，１７Ｄ 切替機構
８，１８ 切替制御部
９，１９ アクチュエータ制御装置
ＡＴ 外気
ＬＰ 低気圧源
ＨＰ 高気圧源
２０，１２０ チャック装置（把持装置）
２０Ｓ，１２０Ｓ チャック機構（把持機構）
２０Ｘ，１２０Ｘ （チャック機構の）軸線
２０Ａ，１２０Ａ 把持側
２０Ｂ，１２０Ｂ 解放側
２０Ｃ チャック制御部
２１，１２１ チャック本体部
２２，２３，１２２，１２３ 把持部材
２４，２５，１２４，１２５ （把持部材の）爪部材
２６，２７，１２６，１２７ （把持部材の）当接把持部（袋状アクチュエータ）
１２８，１２９ （把持部材の）基端側当接部（袋状アクチュエータ）
ＢＥ 基端側
ＴＥ 先端側
Ｃ１ 第１コネクタ（ワーク）
Ｃ１Ｘ （第１コネクタの）軸線
Ｃ２ 第２コネクタ（被挿入ワーク）
Ｃ２Ｈ （第２コネクタの）挿入孔
Ｃ２Ｘ （第２コネクタの挿入孔の）孔軸線
３０，１３０ ロボットハンド
３１ ロボットハンド本体
３１Ｓ （ロボットハンドの）先端部
３２ ロボットハンド制御装置
４０ 力覚センサ（６軸力覚センサ）
θ１，θ２ （第２コネクタの軸線とチャック機構の軸線とがなす）オフセット角度
ｒｆ 外力
ｒｆｚ 進行方向外力
ｒｆｘ 異常外力
ｒｆｘｂ （停止前の）異常外力
ｒｆｘａ （再開後の）異常外力
Ｆ，Ｆ１，Ｆ２ （袋状アクチュエータが第１コネクタに加える）押圧力
ＰＨ 進行方向
ＴＨｘ 異常外力しきい値
ＴＨｚ 進行方向外力しきい値
Ｓ１，Ｓ１Ａ 把持ステップ
Ｓ２ 移動ステップ
Ｓ３，Ｓ３Ａ 挿入ステップ
Ｓ３１ 移動ステップ
Ｓ３２ 異常外力監視ステップ
Ｓ３４ 移動停止ステップ
Ｓ３５，Ｓ３５Ａ 姿勢変更ステップ
Ｆ，Ｆ１，Ｆ２ （袋状アクチュエータによる）押圧力
Ｓ３６，Ｓ３６Ａ 再把持ステップ
Ｓ３７ 再開ステップ
Ｓ４ 解放ステップ

Claims (12)

1. 可撓性を有する皮膜材からなる気密性の袋部材、及び、
   上記袋部材内に充填された流動可能な粒状物を有する
   袋状アクチュエータと、
   上記袋状アクチュエータの上記袋部材内に連通する袋部材連通配管と、
   外気よりも低気圧の低気圧源に連通する低気圧源連通配管と、
   上記外気よりも高気圧の高気圧源に連通する高気圧源連通配管と、
   上記袋状アクチュエータの上記袋部材内を、上記袋部材連通配管を通じて、上記外気、上記低気圧源連通配管、及び、上記高気圧源連通配管のいずれに連通させるかを切替える切替機構と、
   上記切替機構における連通先の切替えを制御する切替制御部と、を備える
   袋状アクチュエータシステム。
2. 複数の把持部材を有し、上記複数の把持部材のうち少なくともいずれかの移動によって、ワークを把持する把持機構を備える
   把持装置であって、
   請求項１に記載の袋状アクチュエータシステムを少なくとも１つ有し、
   上記複数の把持部材は、上記ワークに当接して上記ワークを把持する当接把持部をそれぞれ有しており、
   複数の上記当接把持部のうち、少なくともいずれかが、上記袋状アクチュエータシステムの前記袋状アクチュエータで構成された
   袋状アクチュエータシステムを用いた把持装置。
3. 請求項２に記載の袋状アクチュエータシステムを用いた把持装置であって、
   前記把持部材と同数以上の数の前記袋状アクチュエータシステムを有しており、
   複数の上記把持部材の前記当接把持部のいずれもが、それぞれ上記袋状アクチュエータシステムの前記袋状アクチュエータで構成された
   袋状アクチュエータシステムを用いた把持装置。
4. 複数の把持部材を有し、上記複数の把持部材のうち少なくともいずれかの移動によってワークを把持する把持機構を備える
   袋状アクチュエータシステムを用いた把持装置であって、
   請求項１に記載の袋状アクチュエータシステムを複数有し、
   上記複数の把持部材は、上記ワークに当接して上記ワークを把持する当接把持部をそれぞれ有しており、
   上記複数の把持部材のうち、少なくともいずれかの上記把持部材は、
   上記当接把持部と、
   上記当接把持部よりも基端側に位置し、上記把持部材の基端側から上記ワークに当接する基端側当接部とが、
   それぞれ、上記袋状アクチュエータシステムの前記袋状アクチュエータで構成された
   袋状アクチュエータシステムを用いた把持装置。
5. 請求項４に記載の袋状アクチュエータシステムを用いた把持装置であって、
   前記把持部材の２倍以上の数の前記袋状アクチュエータシステムを有しており、
   複数の上記把持部材の前記当接把持部及び前記基端側当接部のいずれもが、それぞれ上記袋状アクチュエータシステムの前記袋状アクチュエータで構成された
   袋状アクチュエータシステムを用いた把持装置。
6. ロボットハンド本体と、
   上記ロボットハンド本体の先端部に配置された、請求項２または請求項３に記載の袋状アクチュエータシステムを用いた把持装置の前記把持機構と、
   上記把持機構に掛かる外力を検知する力覚センサと、を備える
   ロボットハンド。
7. 請求項６に記載のロボットハンドであって、
   前記力覚センサは、
   前記ロボットハンド本体と前記把持機構の間に配置された、６軸力覚センサである
   ロボットハンド。
8. ロボットハンド本体と、
   上記ロボットハンド本体の先端部に配置された、請求項４または請求項５に記載の袋状アクチュエータシステムを用いた把持装置の前記把持機構と、
   上記把持機構の複数の前記把持部材に掛かる外力を検知する力覚センサと、を備える
   ロボットハンド。
9. 請求項８に記載のロボットハンドであって、
   前記力覚センサは、
   前記ロボットハンド本体と前記把持機構の間に配置された、６軸力覚センサである
   ロボットハンド。
10. 請求項６または請求項７に記載のロボットハンドの使用方法であって、
    前記把持機構の前記複数の把持部材のうち、各々の前記当接把持部で前記ワークを把持する把持ステップと、
    把持された上記ワークを、被挿入ワークの挿入孔に挿入する挿入ステップと、
    上記挿入孔に挿入された上記ワークについて、上記複数の把持部材による把持を解放する解放ステップと、を備え、
    上記挿入ステップは、
    前記力覚センサで、上記ワークを介して上記把持機構に掛かる外力を検知しつつ、上記被挿入ワークの上記挿入孔の孔軸線に沿って、上記挿入孔に向けて、上記ワークを把持した把持機構を移動させる移動ステップ、
    上記移動ステップにおいて、上記外力のうち、上記把持機構の進行方向とは逆向きの進行方向外力とは異なる方向の異常外力が、予め定めた異常外力しきい値よりも大きくなったか否かを監視する異常外力監視ステップ、
    上記異常外力が、上記異常外力しきい値よりも大きくなった場合に、上記移動ステップによる移動を、一旦停止させる移動停止ステップ、
    上記移動停止ステップによる移動の停止後、上記ワークに当接している上記当接把持部を構成する前記袋状アクチュエータのうち少なくとも１つの上記袋状アクチュエータの前記袋部材内を、前記袋部材連通配管を通じて前記高気圧源連通配管に連通させ、当該袋部材を膨張させることで、上記進行方向への移動を再開させた場合に、上記ワークを介して前記把持機構に掛かる再開後の異常外力が、停止前の異常外力の大きさよりも小さくなるように上記ワークの姿勢を変えさせる姿勢変更ステップ、及び、
    複数の上記把持部材により上記ワークを再度把持する再把持ステップ、及び、
    一旦停止していた上記進行方向への移動を再開させる再開ステップ、を有する
    ロボットハンドの使用方法。
11. 請求項８または請求項９に記載のロボットハンドの使用方法であって、
    前記把持機構の前記複数の把持部材のうち、各々の前記当接把持部で前記ワークを把持する把持ステップと、
    把持された上記ワークを、被挿入ワークの挿入孔に挿入する挿入ステップと、
    上記挿入孔に挿入された上記ワークについて、上記複数の把持部材による把持を解放する解放ステップと、を備え、
    上記挿入ステップは、
    前記力覚センサで、上記ワークを介して上記把持機構に掛かる外力を検知しつつ、上記被挿入ワークの上記挿入孔の孔軸線に沿って、上記挿入孔に向けて、上記ワークを把持した把持機構を移動させる移動ステップ、
    上記移動ステップにおいて、上記外力のうち、上記把持機構の進行方向とは逆向きの進行方向外力とは異なる方向の異常外力が、予め定めた異常外力しきい値よりも大きくなったか否かを監視する異常外力監視ステップ、
    上記異常外力が、上記異常外力しきい値よりも大きくなった場合に、上記移動ステップによる移動を、一旦停止させる移動停止ステップ、
    上記移動停止ステップによる移動の停止後、上記ワークに当接している上記当接把持部又は前記基端側当接部を構成する前記袋状アクチュエータのうち少なくとも１つの上記袋状アクチュエータの前記袋部材内を、前記袋部材連通配管を通じて前記高気圧源連通配管に連通させ、当該袋部材を膨張させることで、上記進行方向への移動を再開させた場合に、上記ワークを介して複数の前記把持機構に掛かる再開後の異常外力が、停止前の異常外力の大きさよりも小さくなるように上記ワークの姿勢を変えさせる姿勢変更ステップ、及び、
    複数の上記把持部材により上記ワークを再度把持する再把持ステップ、及び、
    一旦停止していた上記進行方向への移動を再開させる再開ステップ、を有する
    ロボットハンドの使用方法。
12. 請求項１１に記載のロボットハンドの使用方法であって、
    前記姿勢変更ステップは、
    前記基端側当接部を構成する袋部材の少なくともいずれかを膨張させて、当該基端側当接部を設けた把持部材の先端側に向けて前記ワークを移動させる
    ロボットハンドの使用方法。

Images