JP2021183372A - 物品保持システム - Google Patents
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Abstract
【課題】簡易な構成によって物品を所定の姿勢で保持することが可能な物品保持システムを提供する。【解決手段】物品保持システム１は、本体部１１及び当該本体部１１から突出する突起部１２を有する物品を保持する物品保持システム１である。物品１０を保持するハンド部は、物品１０の互いに直交する軸Ａ１，Ａ２方向への移動を規制するガイド部と、物品１０の軸Ａ１，Ａ２と直交する軸Ａ３への移動を規制する位置決め部と、を有する。ハンド部は、突起部１２がガイド部に収容され、突起部１２が位置決め部に当接するとともに、本体部１１の一部が当該ハンド部から露出した状態で、物品１０を保持する。【選択図】図３
Description
本発明は、物品を保持する技術に関する。
特許文献１には、ロボットハンドの複数の指体によって把持対象物を把持する技術が記載されている。
特許文献１に記載の技術では、把持された把持対象物の姿勢が一定ではないため、把持対象物を設置する際には、把持対象物の姿勢を変更する必要があり、ロボットハンド及びロボットアームの制御が複雑化するという問題があった。
本発明は、前記した事項に鑑みて創案されたものであり、簡易な構成によって物品を所定の姿勢で保持することが可能な物品保持システムを提供することを課題とする。
前記課題を解決するための本発明は、以下の構成を備える。
１．本体部及び当該本体部から突出する突起部を有する物品を保持する物品保持システムであって、前記物品を保持するハンド部は、前記物品の互いに直交する２軸方向への移動を規制するガイド部と、前記物品の前記２軸と直交する残り１軸への移動を規制する位置決め部と、を有し、前記ハンド部は、前記突起部が前記ガイド部に収容され、前記突起部が前記位置決め部に当接するとともに、前記本体部の一部が当該ハンド部から露出した状態で、前記物品を保持する、物品保持システム。
２．前記ハンド部は、当該ハンド部によって保持された前記物品を設置対象に設置する、前記１に記載の物品保持システム。
３．前記ガイド部は、前記ハンド部が前記物品を保持する際に当該物品を前記ガイド部に誘導する誘導部を有する、前記１に記載の物品保持システム。
４．前記ガイド部は、前記物品の設置方向に平行に設けられている、前記１に記載の物品保持システム。
５．前記位置決め部は、前記ガイド部に対して垂直に設けられている、前記４に記載の物品保持システム。
６．前記ハンド部は、ハンド基部と、前記ガイド部及び前記位置決め部を有する物品保持部と、を備え、前記物品保持部は、前記ハンド基部に対して回動可能に設けられている、前記１に記載の物品保持システム。
７．前記ハンド部によって保持された前記物品の前記突起部を、重力又は前記物品保持部の回動による遠心力によって前記位置決め部に当接させる、前記６に記載の物品保持システム。
８．前記ハンド部によって保持された前記物品の前記突起部を、外力によって前記位置決め部に当接させる外力付与部を備える、前記１に記載の物品保持システム。
９．前記ハンド部は、前記残り１軸方向に設けられる複数の前記ガイド部を備え、前記物品が保持された状態における前記ガイド部の内周面に構成される隙間は、前記物品の露出側に最も近い前記ガイド部が最も小さい、前記１に記載の物品保持システム。
１０．前記ガイド部は、前記物品が保持された状態で、前記物品から離間している、前記１に記載の物品保持システム。
１１．前記ガイド部は、前記物品と当接することによって回転可能なコロ部材を有する、前記１に記載の物品保持システム。
１２．前記物品を認識する認識部と、前記ハンド部と、前記ハンド部に連結されるアーム部と、を備える前記１から１１のいずれかに記載の物品保持システム。
１３．前記ハンド部によって保持された前記物品の前記突起部を、前記アーム部の動作による遠心力によって前記位置決め部に当接させる、前記１２に記載の物品保持システム。
１４．前記物品が保持された状態で前記突起部が前記位置決め部に当接していない場合には、前記ハンド部は、前記物品の保持を解除する方向に動作することによって、前記突起部を前記位置決め部に当接させる、前記１２に記載の物品保持システム。
１５．前記認識部は、前記物品が前記突起部を有しているか否かを認識し、前記物品が前記突起部を有していると認識された場合に、前記ハンド部は、前記突起部が前記ガイド部に収容され、前記突起部が前記位置決め部に当接するとともに、前記本体部の一部が当該ハンド部から露出した状態で、前記物品を保持する、前記１２に記載の物品保持システム。
１６．前記ハンド部は、前記認識部によって認識された前記物品の形状に応じて、前記位置決め部の位置を変更して前記物品を保持する、前記１２に記載の物品保持システム。
１．本体部及び当該本体部から突出する突起部を有する物品を保持する物品保持システムであって、前記物品を保持するハンド部は、前記物品の互いに直交する２軸方向への移動を規制するガイド部と、前記物品の前記２軸と直交する残り１軸への移動を規制する位置決め部と、を有し、前記ハンド部は、前記突起部が前記ガイド部に収容され、前記突起部が前記位置決め部に当接するとともに、前記本体部の一部が当該ハンド部から露出した状態で、前記物品を保持する、物品保持システム。
２．前記ハンド部は、当該ハンド部によって保持された前記物品を設置対象に設置する、前記１に記載の物品保持システム。
３．前記ガイド部は、前記ハンド部が前記物品を保持する際に当該物品を前記ガイド部に誘導する誘導部を有する、前記１に記載の物品保持システム。
４．前記ガイド部は、前記物品の設置方向に平行に設けられている、前記１に記載の物品保持システム。
５．前記位置決め部は、前記ガイド部に対して垂直に設けられている、前記４に記載の物品保持システム。
６．前記ハンド部は、ハンド基部と、前記ガイド部及び前記位置決め部を有する物品保持部と、を備え、前記物品保持部は、前記ハンド基部に対して回動可能に設けられている、前記１に記載の物品保持システム。
７．前記ハンド部によって保持された前記物品の前記突起部を、重力又は前記物品保持部の回動による遠心力によって前記位置決め部に当接させる、前記６に記載の物品保持システム。
８．前記ハンド部によって保持された前記物品の前記突起部を、外力によって前記位置決め部に当接させる外力付与部を備える、前記１に記載の物品保持システム。
９．前記ハンド部は、前記残り１軸方向に設けられる複数の前記ガイド部を備え、前記物品が保持された状態における前記ガイド部の内周面に構成される隙間は、前記物品の露出側に最も近い前記ガイド部が最も小さい、前記１に記載の物品保持システム。
１０．前記ガイド部は、前記物品が保持された状態で、前記物品から離間している、前記１に記載の物品保持システム。
１１．前記ガイド部は、前記物品と当接することによって回転可能なコロ部材を有する、前記１に記載の物品保持システム。
１２．前記物品を認識する認識部と、前記ハンド部と、前記ハンド部に連結されるアーム部と、を備える前記１から１１のいずれかに記載の物品保持システム。
１３．前記ハンド部によって保持された前記物品の前記突起部を、前記アーム部の動作による遠心力によって前記位置決め部に当接させる、前記１２に記載の物品保持システム。
１４．前記物品が保持された状態で前記突起部が前記位置決め部に当接していない場合には、前記ハンド部は、前記物品の保持を解除する方向に動作することによって、前記突起部を前記位置決め部に当接させる、前記１２に記載の物品保持システム。
１５．前記認識部は、前記物品が前記突起部を有しているか否かを認識し、前記物品が前記突起部を有していると認識された場合に、前記ハンド部は、前記突起部が前記ガイド部に収容され、前記突起部が前記位置決め部に当接するとともに、前記本体部の一部が当該ハンド部から露出した状態で、前記物品を保持する、前記１２に記載の物品保持システム。
１６．前記ハンド部は、前記認識部によって認識された前記物品の形状に応じて、前記位置決め部の位置を変更して前記物品を保持する、前記１２に記載の物品保持システム。
本発明によれば、簡易な構成によって物品を所定の姿勢で保持することができる。
以下、本発明の実施形態について、物品として金属製のネジ等といった円柱形状の本体部及び環状の突起部を有する部品を保持する場合を例にとり、適宜図面を参照しながら説明する。同一の構成要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
図１及び図２に示すように、本発明の実施形態に係る物品保持システム１は、物品載置部２に載置された物品１０を保持して運搬し、設置対象２０の穴部２１に設置するシステムである。図２に示すように、設置対象２０には、物品１０が挿通されて設置される複数の穴部２１が形成されている。
＜物品＞
図３に示すように、物品１０は、円柱形状を呈する本体部１１と、本体部１１の一端部の外周面から径方向に突出する環状の突起部１２と、を一体に備える。すなわち、突起部１２は、本体部１１の軸線方向（図３における上下方向の軸Ａ３）に直交する平面（図３における左右方向の軸Ａ１及び紙面に直交する方向の軸Ａ２）内に延設されている。なお、物品１０の本体部１１及び突起部１２という区分は、物品保持システム１によって保持・運搬・設置される際に当該物品１０の部位を分けて説明するためのものであり、物品１０の機能・性能等を定めるためのものではない。
図３に示すように、物品１０は、円柱形状を呈する本体部１１と、本体部１１の一端部の外周面から径方向に突出する環状の突起部１２と、を一体に備える。すなわち、突起部１２は、本体部１１の軸線方向（図３における上下方向の軸Ａ３）に直交する平面（図３における左右方向の軸Ａ１及び紙面に直交する方向の軸Ａ２）内に延設されている。なお、物品１０の本体部１１及び突起部１２という区分は、物品保持システム１によって保持・運搬・設置される際に当該物品１０の部位を分けて説明するためのものであり、物品１０の機能・性能等を定めるためのものではない。
＜物品保持システム＞
図１に示すように、物品保持システム１は、アーム部３０と、ハンド部４０と、撮像部５０と、制御部６０（図２参照）と、を備える。
図１に示すように、物品保持システム１は、アーム部３０と、ハンド部４０と、撮像部５０と、制御部６０（図２参照）と、を備える。
＜アーム部＞
アーム部３０は、ハンド部４０の位置及び姿勢を三次元的に変更するためのものである。アーム部３０は、床面等に設置される基部３１と、基部３１に対して直列に連結される複数のリンク２２と、連結部位に設けられる複数の関節部２３と、関節部２３を駆動する複数の関節用モータ２４（図２参照）と、を備える。
アーム部３０は、ハンド部４０の位置及び姿勢を三次元的に変更するためのものである。アーム部３０は、床面等に設置される基部３１と、基部３１に対して直列に連結される複数のリンク２２と、連結部位に設けられる複数の関節部２３と、関節部２３を駆動する複数の関節用モータ２４（図２参照）と、を備える。
＜ハンド部＞
ハンド部４０は、関節部２３を介してアーム部３０の先端部に設けられており、物品１０を保持するためのものである。ハンド部４０は、ハンド基部（掌部）４１と、一対の指部４２と、一対の物品保持部４３と、を備える。
ハンド部４０は、関節部２３を介してアーム部３０の先端部に設けられており、物品１０を保持するためのものである。ハンド部４０は、ハンド基部（掌部）４１と、一対の指部４２と、一対の物品保持部４３と、を備える。
≪ハンド基部及び指部≫
ハンド基部４１は、アーム部３０の先端部に関節部２３を介して設けられている。一対の指部４２は、ハンド基部４１に対して互いに開閉可能に設けられている。
ハンド基部４１は、アーム部３０の先端部に関節部２３を介して設けられている。一対の指部４２は、ハンド基部４１に対して互いに開閉可能に設けられている。
≪物品保持部≫
一対の物品保持部４３は、一対の指部４２のそれぞれに対して回動可能に設けられている。図４に示すように、物品保持部４３は、略半円筒形状を呈する樹脂製部材であり、内周面として、小径部４３ａ、第一中径部４３ｂ、大径部４３ｃ及び第二中径部４３ｄを順に有する。小径部４３ａと第一中径部４３ｂとは、径方向に延びる面である位置決め部４３ｅによって連結されている。物品４３が保持された状態において内周面間に構成される隙間（直径）は、小径部４３ａの方が第一中径部４３ｂ及び第二中径部４３ｄよりも小さい。小径部４３ａ、第一中径部４３ｂ及び第二中径部４３ｄの内周面は、物品１０の設置方向（すなわち、保持された物品１０の本体部の軸線（軸Ａ３）方向）に平行に設けられている。また、位置決め部４３ｅは、小径部４３ａ及び第一中径部４３ｂの内周面に対して垂直に設けられている。
一対の物品保持部４３は、一対の指部４２のそれぞれに対して回動可能に設けられている。図４に示すように、物品保持部４３は、略半円筒形状を呈する樹脂製部材であり、内周面として、小径部４３ａ、第一中径部４３ｂ、大径部４３ｃ及び第二中径部４３ｄを順に有する。小径部４３ａと第一中径部４３ｂとは、径方向に延びる面である位置決め部４３ｅによって連結されている。物品４３が保持された状態において内周面間に構成される隙間（直径）は、小径部４３ａの方が第一中径部４３ｂ及び第二中径部４３ｄよりも小さい。小径部４３ａ、第一中径部４３ｂ及び第二中径部４３ｄの内周面は、物品１０の設置方向（すなわち、保持された物品１０の本体部の軸線（軸Ａ３）方向）に平行に設けられている。また、位置決め部４３ｅは、小径部４３ａ及び第一中径部４３ｂの内周面に対して垂直に設けられている。
≪小径部（ガイド部）≫
小径部４３ａは、物品１０が保持された状態で、物品１０の軸線方向と直交する平面方向（軸Ａ１，Ａ２方向）への移動を規制するガイド部である。小径部４３ａの両端部には、誘導部４３ｆが延設されている。
小径部４３ａは、物品１０が保持された状態で、物品１０の軸線方向と直交する平面方向（軸Ａ１，Ａ２方向）への移動を規制するガイド部である。小径部４３ａの両端部には、誘導部４３ｆが延設されている。
誘導部４３ｆは、小径部４３ａの端部と物品保持部４３の外周面とを繋ぐ面との連結部分において、小径部ａ４３とは逆方向に湾曲している。
≪第一中径部及び第二中径部（ガイド部）≫
第一中径部４３ｂ及び第二中径部４３ｄは、物品１０が保持された状態で、物品１０の軸線方向と直交する平面方向（軸Ａ１，Ａ２方向）への移動を規制するガイド部である。
第一中径部４３ｂ及び第二中径部４３ｄは、物品１０が保持された状態で、物品１０の軸線方向と直交する平面方向（軸Ａ１，Ａ２方向）への移動を規制するガイド部である。
位置決め部４３ｅは、物品１０が保持された状態で、突起部１２が当接することによって物品１０の軸線方向（１軸）への移動を規制する。
＜ハンド部のその他の構成＞
図２に示すように、ハンド部４０は、一対の指部４２を開閉動作させるための開閉用モータ４４と、一対の物品保持部４３を回動動作させるための一対の回動用モータ４５と、を備える。また、ハンド部４０は、外力付与部４６と、回動用モータ４５の出力を伝達する一対の伝達部４７（図３参照）と、を備える。伝達部４７は、物品保持部４３の大径部４３ｃに連結されている。
図２に示すように、ハンド部４０は、一対の指部４２を開閉動作させるための開閉用モータ４４と、一対の物品保持部４３を回動動作させるための一対の回動用モータ４５と、を備える。また、ハンド部４０は、外力付与部４６と、回動用モータ４５の出力を伝達する一対の伝達部４７（図３参照）と、を備える。伝達部４７は、物品保持部４３の大径部４３ｃに連結されている。
≪外力付与部≫
外力付与部４６は、一対の物品保持部４３によって保持された物品１０に外力を付与することによって、物品１０の突起部１２を位置決め部４３ｅに当接させる。外力付与部４６は、例えば、物品１０を一対の物品保持部４３内から押圧することによって、物品１０の突起部１２を位置決め部４３ｅに当接させることができる。また、外力付与部４６は、例えば、物品１０を一対の物品保持部４３外から吸引することによって、物品１０の突起部１２を位置決め部４３ｅに当接させることができる。また、外力付与部４６は、例えば、物品１０を一対の物品保持部４３外に設けられた磁石、電磁石等の磁力によって移動させることによって、物品１０の突起部１２を位置決め部４３ｅに当接させることができる。また、外力付与部４６は、例えば、一対の物品保持部４３を振動させることによって、物品１０が一対の物品保持部４３に引っかかった状態等を解消し、物品１０の突起部１２を位置決め部４３ｅに当接させることができる。
外力付与部４６は、一対の物品保持部４３によって保持された物品１０に外力を付与することによって、物品１０の突起部１２を位置決め部４３ｅに当接させる。外力付与部４６は、例えば、物品１０を一対の物品保持部４３内から押圧することによって、物品１０の突起部１２を位置決め部４３ｅに当接させることができる。また、外力付与部４６は、例えば、物品１０を一対の物品保持部４３外から吸引することによって、物品１０の突起部１２を位置決め部４３ｅに当接させることができる。また、外力付与部４６は、例えば、物品１０を一対の物品保持部４３外に設けられた磁石、電磁石等の磁力によって移動させることによって、物品１０の突起部１２を位置決め部４３ｅに当接させることができる。また、外力付与部４６は、例えば、一対の物品保持部４３を振動させることによって、物品１０が一対の物品保持部４３に引っかかった状態等を解消し、物品１０の突起部１２を位置決め部４３ｅに当接させることができる。
＜撮像部＞
撮像部５０は、物品載置部２に載置された物品１０を撮像し、撮像結果を制御部６０へ出力する。また、撮像部５０は、ハンド部４０によって保持された物品１０を撮像し、撮像結果を制御部６０へ出力する。
撮像部５０は、物品載置部２に載置された物品１０を撮像し、撮像結果を制御部６０へ出力する。また、撮像部５０は、ハンド部４０によって保持された物品１０を撮像し、撮像結果を制御部６０へ出力する。
＜制御部＞
制御部６０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read-Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、入出力回路等によって構成されている。制御部６０は、撮像部５０の撮影結果に基づいて、物品１０を認識する。すなわち、制御部６０及び撮像部５０の組み合わせは、物品１０を認識する認識部の一例である。また、制御部６０は、物品１０の認識結果に基づいて、アーム部３０の関節用モータ３４並びにハンド部４０の開閉用モータ４４、回動用モータ４５及び外力付与部４６を制御する。制御部６０は、かかる制御によってハンド部４０に物品１０を保持させ、保持した物品１０を設置対象２０の穴部２１に設置させる。
制御部６０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read-Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、入出力回路等によって構成されている。制御部６０は、撮像部５０の撮影結果に基づいて、物品１０を認識する。すなわち、制御部６０及び撮像部５０の組み合わせは、物品１０を認識する認識部の一例である。また、制御部６０は、物品１０の認識結果に基づいて、アーム部３０の関節用モータ３４並びにハンド部４０の開閉用モータ４４、回動用モータ４５及び外力付与部４６を制御する。制御部６０は、かかる制御によってハンド部４０に物品１０を保持させ、保持した物品１０を設置対象２０の穴部２１に設置させる。
＜動作例＞
続いて、物品保持システム１の動作例について説明する。各動作例の初期状態において、物品保持部４３は、小径部４３ａは下となる姿勢をとっているものとする。
続いて、物品保持システム１の動作例について説明する。各動作例の初期状態において、物品保持部４３は、小径部４３ａは下となる姿勢をとっているものとする。
≪第一の動作例：物品が突起部を上にした状態≫
図５（ａ）に示すように、物品載置部２に載置された物品１０が突起部１２を上にした状態の場合には、制御部６０は、撮像部５０の撮像結果に基づいて、物品１０の姿勢を認識する。続いて、制御部６０は、関節用モータ３４を制御することによってハンド部４０を物品１０に近づける。
図５（ａ）に示すように、物品載置部２に載置された物品１０が突起部１２を上にした状態の場合には、制御部６０は、撮像部５０の撮像結果に基づいて、物品１０の姿勢を認識する。続いて、制御部６０は、関節用モータ３４を制御することによってハンド部４０を物品１０に近づける。
続いて、制御部６０は、開閉用モータ４４を制御することによって一対の指部４２を閉じる。ここで、一対の物品保持部４３は、位置決め部４３ｅが突起部１２に当接することによって物品１０を保持する。かかる保持状態において、突起部１２は、一対の物品保持部４３によって構成される空間に収容されており、本体部１１の一部は、一対の物品保持部によって構成される空間から下方に露出している。本実施形態では、突起部１２は、一対の位置決め部４３ｅのそれぞれに面接触しているが、一対の位置決め部４３ｅのそれぞれに少なくとも１点以上で点接触し、合計で３点以上で点接触していればよい。
続いて、図５（ｂ）に示すように、制御部６０は、関節用モータ３４を制御することによって、保持された物品１０を物品載置部２から設置対象２０の穴部２１上まで運搬する。
続いて、制御部６０は、物品１０の本体部１１の先端部が穴部２１に収容された状態において、開閉用モータ４４を制御することによって一対の指部４２を開く。これにより、物品１０は、本体部１１が穴部２１に収容されるとともに突起部１２が穴部２１の開口部周縁に当接する状態で設置対象２０に設置される。
≪各部位の寸法の設定≫
ここで、本体部１１の直径（幅方向寸法）φ１、突起部１２の直径φ２、閉状態における一対の小径部４３ａの直径φ３、設置対象２０の穴部２１の直径φ４には、以下の関係が成立することが好ましい。
φ１≦φ３≦φ４≦φ２
かかる設定によると、物品保持部４３によって保持された物品１０が軸Ａ１，Ａ２方向にずれていた場合でも、物品１０の本体部１１を穴部２１に好適に挿入することができる。
ここで、本体部１１の直径（幅方向寸法）φ１、突起部１２の直径φ２、閉状態における一対の小径部４３ａの直径φ３、設置対象２０の穴部２１の直径φ４には、以下の関係が成立することが好ましい。
φ１≦φ３≦φ４≦φ２
かかる設定によると、物品保持部４３によって保持された物品１０が軸Ａ１，Ａ２方向にずれていた場合でも、物品１０の本体部１１を穴部２１に好適に挿入することができる。
また、閉状態における本体部１１と小径部４３ａとの間隔Ｄ１（軸Ａ３に直交する方向の合計）、閉状態における突起部１２と第一中径部４３ｂとの間隔Ｄ２（軸Ａ３に直交する方向の合計）には、以下の関係が成立することが好ましい。ここで、図５（ｂ）では、物品１０の両側に形成される間隔Ｄ１，Ｄ２に関して、一方のみに符号を付している。
Ｄ１≦Ｄ２
なお、Ｄ１＝φ３−φ２である。
かかる設定によると、物品保持部４３によって保持された物品１０が軸Ａ１，Ａ２方向にずれていた場合でも、物品１０の突起部１２が第一中径部４３ｂに接触して物品１０の姿勢が崩れることを防止することができる。
Ｄ１≦Ｄ２
なお、Ｄ１＝φ３−φ２である。
かかる設定によると、物品保持部４３によって保持された物品１０が軸Ａ１，Ａ２方向にずれていた場合でも、物品１０の突起部１２が第一中径部４３ｂに接触して物品１０の姿勢が崩れることを防止することができる。
すなわち、物品１０が保持された状態でガイド部である小径部４３ａ、第一中径部４３ｂ及び第二中径部４３ｄは、小径部４３ａが物品１０（本体部１１）に当接して第一中径部４３ｂ及び第二中径部４３ｄが物品１０（突起部１２）から離間していることが好ましい。また、物品１０が保持された状態でガイド部である小径部４３ａ、第一中径部４３ｂ及び第二中径部４３ｄは、物品１０（本体部１１及び突起部１２）から離間していることがさらに好ましい。
≪第二の動作例：物品が突起部を下にした状態≫
図６（ａ）に示すように、物品載置部２に載置された物品１０が突起部１２を下にした状態の場合には、制御部６０は、撮像部５０の撮像結果に基づいて、物品１０の姿勢を認識する。続いて、制御部６０は、関節用モータ３４を制御することによってハンド部４０を物品１０に近づけるとともに、回動用モータ４５を制御することによって物品保持部４３を小径部４３ａが上となる姿勢にする。
図６（ａ）に示すように、物品載置部２に載置された物品１０が突起部１２を下にした状態の場合には、制御部６０は、撮像部５０の撮像結果に基づいて、物品１０の姿勢を認識する。続いて、制御部６０は、関節用モータ３４を制御することによってハンド部４０を物品１０に近づけるとともに、回動用モータ４５を制御することによって物品保持部４３を小径部４３ａが上となる姿勢にする。
続いて、制御部６０は、開閉用モータ４４を制御することによって一対の指部４２を閉じる。ここで、一対の物品保持部４３は、第二中径部４３ｄが突起部１２の外周面に当接することによって物品１０を保持する。続いて、図６（ｂ）に示すように、制御部６０は、関節用モータ３４を制御することによって、保持された物品１０を物品載置部２から設置対象２０の穴部２１上まで運搬する。
かかる運搬中において、図７（ａ）に示すように、制御部６０は、回動用モータ４５を制御することによって物品保持部４３を小径部４３ａが下となる姿勢にする。続いて、図７（ｂ）に示すように、制御部６０は、開閉用モータ４４を制御することによって一対の指部４２を若干開く。ここで、一対の物品保持部４３は、第二中径部４３ｄが一対の物品保持部４３内で重力落下した突起部１２の外周面に当接することによって物品１０を保持する。続いて、制御部６０は、開閉用モータ４４を制御することによって一対の指部４２を閉じる。
続いて、制御部６０は、物品１０の本体部１１の先端部が穴部２１に収容された状態において、開閉用モータ４４を制御することによって一対の指部４２を開く。これにより、物品１０は、本体部１１が穴部２１に収容されるとともに突起部１２が穴部２１の開口部周縁に当接する状態で設置対象２０に設置される。
≪第三の動作例：物品が突起部を横にした状態≫
図８（ａ）に示すように、物品１０が突起部１２を横にした状態の場合には、制御部６０は、制御部６０は、撮像部５０の撮像結果に基づいて、物品１０の姿勢を認識する。
続いて、制御部６０は、関節用モータ３４を制御することによってハンド部４０を物品１０に近づけるとともに、回動用モータ４５を制御することによって物品保持部４３を小径部４３ａが上となる姿勢にする。
図８（ａ）に示すように、物品１０が突起部１２を横にした状態の場合には、制御部６０は、制御部６０は、撮像部５０の撮像結果に基づいて、物品１０の姿勢を認識する。
続いて、制御部６０は、関節用モータ３４を制御することによってハンド部４０を物品１０に近づけるとともに、回動用モータ４５を制御することによって物品保持部４３を小径部４３ａが上となる姿勢にする。
続いて、図８（ｂ）及び図９（ａ）に示すように、制御部６０は、開閉用モータ４４を制御することによって一対の指部４２を閉じる。ここで、一対の物品保持部４３は、下側の誘導部４３ｆが本体部１１の外周面に当接して小径部４３ａに誘導する（掬い上げる）。
続いて、図９（ｂ）に示すように、制御部６０は、関節用モータ３４を制御することによって、保持された物品１０を物品載置部２から設置対象２０の穴部２１上まで運搬する。かかる運搬中において、制御部６０は、回動用モータ４５を制御することによって物品保持部４３を小径部４３ａが下となる姿勢にする。ここで、一対の物品保持部４３は、第二中径部４３ｄが一対の物品保持部４３内で重力落下した突起部１２の外周面に当接することによって物品１０を保持する。
続いて、制御部６０は、物品１０の本体部１１の先端部が穴部２１に収容された状態において、開閉用モータ４４を制御することによって一対の指部４２を開く。これにより、物品１０は、本体部１１が穴部２１に収容されるとともに突起部１２が穴部２１の開口部周縁に当接する状態で設置対象２０に設置される。
≪第四の動作例：重力による物品の位置決め≫
図１０（ａ）に示すように前記した動作例において、保持された物品１０が何らかの理由で位置決め部４３ｅに当接していない場合が考えられる。このような場合には、図１０（ｂ）に示すように、制御部６０は、開閉用モータ４４を制御することによって一対の指部４２を若干開く（保持を解除する方向に動作する）。ここで、一対の物品保持部４３は、第二中径部４３ｄが一対の物品保持部４３内で重力落下した突起部１２の外周面に当接することによって物品１０を保持する。続いて、図１１に示すように、制御部６０は、開閉用モータ４４を制御することによって一対の指部４２を閉じる。
図１０（ａ）に示すように前記した動作例において、保持された物品１０が何らかの理由で位置決め部４３ｅに当接していない場合が考えられる。このような場合には、図１０（ｂ）に示すように、制御部６０は、開閉用モータ４４を制御することによって一対の指部４２を若干開く（保持を解除する方向に動作する）。ここで、一対の物品保持部４３は、第二中径部４３ｄが一対の物品保持部４３内で重力落下した突起部１２の外周面に当接することによって物品１０を保持する。続いて、図１１に示すように、制御部６０は、開閉用モータ４４を制御することによって一対の指部４２を閉じる。
≪第五の動作例：外力による物品の位置決め≫
制御部６０は、関節用モータ３４及び／又は回動用モータ４５を制御することによって、一対の物品保持部４３によって保持された物品１０に遠心力を作用させ、突起部１２を位置決め部４３ｅに当接させることができる。また、制御部６０は、外力付与部４６を制御することによって、一対の物品保持部４３によって保持された物品１０に外力を作用させ、突起部１２を位置決め部４３ｅに当接させることができる。
制御部６０は、関節用モータ３４及び／又は回動用モータ４５を制御することによって、一対の物品保持部４３によって保持された物品１０に遠心力を作用させ、突起部１２を位置決め部４３ｅに当接させることができる。また、制御部６０は、外力付与部４６を制御することによって、一対の物品保持部４３によって保持された物品１０に外力を作用させ、突起部１２を位置決め部４３ｅに当接させることができる。
制御部６０は、撮像部５０の撮像結果に基づいて保持された物品１０が位置決め部４３ｅに当接していないと認識した場合に、第四の動作例及び／又は第五の動作例を実行してもよい。また、制御部６０は、保持された物品１０が位置決め部４３ｅに当接しているか否かに関わらず、第四の動作例及び／又は第五の動作例を実行してもよい。
≪第六の動作例：物品の認識結果に基づく対応≫
制御部６０は、撮像部５０の撮像結果に基づいて、物品１０が突起部１２を有しているか否かを認識する。複数の物品１０が重なり合っており、突起部１２を認識することができない場合、物品１０が実際に突起部１２を有していない場合等には、制御部６０は、物品１０が（保持可能な）突起部１２を有していないと認識する。また、制御部６０は、かかる認識結果を表示部、音声出力部等を介してユーザに伝達する。
制御部６０は、撮像部５０の撮像結果に基づいて、物品１０が突起部１２を有しているか否かを認識する。複数の物品１０が重なり合っており、突起部１２を認識することができない場合、物品１０が実際に突起部１２を有していない場合等には、制御部６０は、物品１０が（保持可能な）突起部１２を有していないと認識する。また、制御部６０は、かかる認識結果を表示部、音声出力部等を介してユーザに伝達する。
また、制御部６０は、撮像部５０の撮像結果に基づいて、物品１０の本体部１１において小径部（ガイド部）４３ａによって保持される部位の径を認識し、当該認識結果に基づいて、物品１０を保持する際の指部４２の閉じ幅を決定してもよい。
≪物品保持部の変形例≫
図１２に示すように、変形例に係る物品保持部４０Ａにおいて、第一中径部４３ｂ及び第二中径部４３ｄには、それぞれ周方向に配列された複数のコロ部材４３ｇが設けられている。コロ部材４３ｇは、前記した軸Ａ１，Ａ２を含む平面内を通る軸周りに回転可能に構成されている。コロ部材４３ｇは、重力等の外力によって位置決め４３ｅ側へ移動している物品１０（特に突起部１２）が当接すると、当該物品１０を位置決め部４３ｅ側へ案内するように回転する。
図１２に示すように、変形例に係る物品保持部４０Ａにおいて、第一中径部４３ｂ及び第二中径部４３ｄには、それぞれ周方向に配列された複数のコロ部材４３ｇが設けられている。コロ部材４３ｇは、前記した軸Ａ１，Ａ２を含む平面内を通る軸周りに回転可能に構成されている。コロ部材４３ｇは、重力等の外力によって位置決め４３ｅ側へ移動している物品１０（特に突起部１２）が当接すると、当該物品１０を位置決め部４３ｅ側へ案内するように回転する。
本発明の実施形態に係る物品保持システム１は、本体部１１及び当該本体部１１から突出する突起部１２を有する物品を保持する物品保持システム１である。前記物品１０を保持するハンド部４０は、前記物品１０の互いに直交する２軸（軸Ａ１，Ａ２）方向への移動を規制するガイド部（小径部４３ａ、第一中径部４３ｂ、第二中径部４３ｄ）と、前記物品１０の前記２軸と直交する残り１軸（軸Ａ３）への移動を規制する位置決め部４３ｅと、を有する。前記ハンド部４０は、前記突起部１２が前記ガイド部に収容され、前記突起部１２が前記位置決め部４３ｅに当接するとともに、前記本体部１１の一部が当該ハンド部４０から露出した状態で、前記物品１０を保持する。
したがって、物品保持システム１は、簡易な構成によって物品１０を所定の姿勢で保持することができる。
したがって、物品保持システム１は、簡易な構成によって物品１０を所定の姿勢で保持することができる。
前記ハンド部４０は、当該ハンド部４０によって保持された前記物品１０を設置対象２０に設置する。
したがって、物品保持システム１は、ハンド部４０の複雑な姿勢制御を行うことなく、物品１０を簡単に設置することができ、生産性を向上することができる。
したがって、物品保持システム１は、ハンド部４０の複雑な姿勢制御を行うことなく、物品１０を簡単に設置することができ、生産性を向上することができる。
前記ガイド部（小径部４３ａ）は、前記ハンド部４０が前記物品１０を保持する際に当該物品１０をガイド部に誘導する誘導部４３ｆを有する。
したがって、物品保持システム１は、物品１０を保持する際のハンド部４０及び物品１０の位置ずれの許容範囲を広げ、例えば横置きの物品１０を誘導部４３ｆによって掬い上げてガイド部に保持することができる。
したがって、物品保持システム１は、物品１０を保持する際のハンド部４０及び物品１０の位置ずれの許容範囲を広げ、例えば横置きの物品１０を誘導部４３ｆによって掬い上げてガイド部に保持することができる。
前記ガイド部は、前記物品１０の設置方向に平行に設けられている。
したがって、物品保持システム１は、本体部１１及び突起部１２がガイド部に当接した場合の摩擦抵抗を小さくすることができるとともに、ハンド部４０の姿勢制御が容易となり、生産性を向上することができる。
したがって、物品保持システム１は、本体部１１及び突起部１２がガイド部に当接した場合の摩擦抵抗を小さくすることができるとともに、ハンド部４０の姿勢制御が容易となり、生産性を向上することができる。
前記位置決め部４３ｅは、前記ガイド部に対して垂直に設けられている。
したがって、物品保持システム１は、ガイド部を水平にするとともに位置決め部４３ｅを鉛直にすることによって、突起部１２を位置決め部４３ｅに好適に当接させることができる。
したがって、物品保持システム１は、ガイド部を水平にするとともに位置決め部４３ｅを鉛直にすることによって、突起部１２を位置決め部４３ｅに好適に当接させることができる。
前記ハンド部４０は、ハンド基部４１と、前記ガイド部及び前記位置決め部４３ｅを有する物品保持部４３と、を備え、前記物品保持部４３は、前記ハンド基部４１に対して回動可能に設けられている。
したがって、物品保持システム１は、物品保持部４３の回動動作によって、物品１０の姿勢に応じた姿勢を物品保持部４３に好適にとらせることができるとともに、突起部１２を位置決め部４３ｅに好適に当接させることができる。
したがって、物品保持システム１は、物品保持部４３の回動動作によって、物品１０の姿勢に応じた姿勢を物品保持部４３に好適にとらせることができるとともに、突起部１２を位置決め部４３ｅに好適に当接させることができる。
物品保持システム１は、前記ハンド部４０によって保持された前記物品１０の前記突起部１２を、重力又は前記物品保持部４３の回動による遠心力によって前記位置決め部４３ｅに当接させる。
したがって、物品保持システム１は、突起部１２を位置決め部４３ｅに好適に当接させることができる。
したがって、物品保持システム１は、突起部１２を位置決め部４３ｅに好適に当接させることができる。
物品保持システム１は、前記ハンド部４０によって保持された前記物品１０の前記突起部１２を、外力によって前記位置決め部４３ｅに当接させる外力付与部４６を備える。
したがって、物品保持システム１は、突起部１２を位置決め部４３ｅに好適に当接させることができる。
したがって、物品保持システム１は、突起部１２を位置決め部４３ｅに好適に当接させることができる。
前記ハンド部４０は、前記残り１軸方向に設けられる複数の前記ガイド部（小径部４３ａ、第一中径部４３ｂ、第二中径部４３ｄ）を備え、前記物品１０が保持された状態における前記ガイド部の内周面に構成される隙間は、前記物品１０の露出側に最も近い前記ガイド部（小径部４３ａ）が最も小さい。
したがって、物品保持システム１は、本体部１１の露出部位の姿勢を安定させ、物品１０の設置精度を向上することができる。
したがって、物品保持システム１は、本体部１１の露出部位の姿勢を安定させ、物品１０の設置精度を向上することができる。
前記ガイド部は、前記物品１０が保持された状態で、前記物品１０から離間している。
したがって、物品保持システム１は、本体部１１及び突起部１２がガイド部に当接することを防止し、突起部１２を位置決め部４３ｅに好適に当接させることができる。
したがって、物品保持システム１は、本体部１１及び突起部１２がガイド部に当接することを防止し、突起部１２を位置決め部４３ｅに好適に当接させることができる。
前記ガイド部は、前記物品１０と当接することによって回転可能なコロ部材４３ｇを有する。
したがって、物品保持システム１は、物品１０を位置決め部４３ｅへ小さい摩擦抵抗で好適に案内し、突起部１２を位置決め部４３ｅに好適に当接させることができる。
したがって、物品保持システム１は、物品１０を位置決め部４３ｅへ小さい摩擦抵抗で好適に案内し、突起部１２を位置決め部４３ｅに好適に当接させることができる。
物品保持システム１は、前記物品１０を認識する認識部（撮像部５０及び制御部６０）と、前記ハンド部４０と、前記ハンド部４０に連結されるアーム部３０と、を備える。
したがって、物品保持システム１は、認識部の認識結果に基づくアーム部３０及びハンド部４０の制御が可能となり、より好適な物品１０の保持を実現することができる。
したがって、物品保持システム１は、認識部の認識結果に基づくアーム部３０及びハンド部４０の制御が可能となり、より好適な物品１０の保持を実現することができる。
物品保持システム１は、前記ハンド部４０によって保持された前記物品１０の前記突起部１２を、前記アーム部３０の動作による遠心力によって前記位置決め部４３ｅに当接させる。
したがって、物品保持システム１は、突起部１２を位置決め部４３ｅに好適に当接させることができる。
したがって、物品保持システム１は、突起部１２を位置決め部４３ｅに好適に当接させることができる。
前記物品１０が保持された状態で前記突起部１２が前記位置決め部４３ｅに当接していない場合には、前記ハンド部４０は、前記物品１０の保持を解除する方向に動作することによって、前記突起部を前記位置決め部に当接させる。
したがって、物品保持システム１は、突起部１２を位置決め部４３ｅに好適に当接させることができる。
したがって、物品保持システム１は、突起部１２を位置決め部４３ｅに好適に当接させることができる。
前記認識部は、前記物品１０が前記突起部１２を有しているか否かを認識し、前記物品１０が前記突起部１２を有していると認識された場合に、前記ハンド部４０は、前記突起部１２が前記ガイド部に収容され、前記突起部１２が前記位置決め部４３ｅに当接するとともに、前記本体部１１の一部が当該ハンド部４０から露出した状態で、前記物品１０を保持する。
したがって、物品保持システム１は、物品１０を保持することができない場合に、動作を中止することができる。
したがって、物品保持システム１は、物品１０を保持することができない場合に、動作を中止することができる。
前記ハンド部４０は、前記認識部によって認識された前記物品１０の形状に応じて、前記位置決め部４３ｅの位置を変更して前記物品１０を保持する。
したがって、物品保持システム１は、本体部１１の直径や突起部１２の直径等に応じて、物品１０を好適に保持することができる。
したがって、物品保持システム１は、本体部１１の直径や突起部１２の直径等に応じて、物品１０を好適に保持することができる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、保持対象となる物品１０は、本体部１１の側面から突起部１２が突出しているものであればよく、Ｌ字状の留具、キャップ、棒状部材の一部に筒状部材を取り付けたもの、キャップ等であってもよい。また、突起部１２は、本体部１１の軸線方向に複数設けられている構成であってもよい。また、指部４２の数は、２つに限定されず、３つ以上であってもよい。
１ 物品保持システム
２ 物品載置部
１０ 物品
１１ 本体部
１２ 突起部
２０ 設置対象
２１ 穴部
３０ アーム部
３１ 基部
３２ リンク
３３ 関節部
３４ 関節用モータ
４０ ハンド部
４１ ハンド基部
４２ 指部
４３ 物品保持部
４３ａ 小径部
４３ｂ 第一中径部
４３ｃ 大径部
４３ｄ 第二中径部
４３ｅ 位置決め部
４３ｆ 誘導部
４３ｇ コロ部材
４４ 開閉用モータ
４５ 回動用モータ
４６ 外力付与部
４７ 伝達部
Ａ１ 軸（本体部１１の軸線方向と一致する軸）
Ａ２ 軸（本体部１１の軸線方向と直交する（突起部１２の突出方向の）軸）
Ａ３ 軸（本体部１１の軸線方向と直交する（突起部１２の突出方向の）軸）
Ｄ１ 本体部１１と小径部４３ａの隙間
Ｄ２ 突起部１２と第一中径部４３ｂの隙間
φ１ 本体部１１の直径
φ２ 突起部１２の直径
φ３ 小径部４３ａの直径
φ４ 穴部２０の直径
２ 物品載置部
１０ 物品
１１ 本体部
１２ 突起部
２０ 設置対象
２１ 穴部
３０ アーム部
３１ 基部
３２ リンク
３３ 関節部
３４ 関節用モータ
４０ ハンド部
４１ ハンド基部
４２ 指部
４３ 物品保持部
４３ａ 小径部
４３ｂ 第一中径部
４３ｃ 大径部
４３ｄ 第二中径部
４３ｅ 位置決め部
４３ｆ 誘導部
４３ｇ コロ部材
４４ 開閉用モータ
４５ 回動用モータ
４６ 外力付与部
４７ 伝達部
Ａ１ 軸（本体部１１の軸線方向と一致する軸）
Ａ２ 軸（本体部１１の軸線方向と直交する（突起部１２の突出方向の）軸）
Ａ３ 軸（本体部１１の軸線方向と直交する（突起部１２の突出方向の）軸）
Ｄ１ 本体部１１と小径部４３ａの隙間
Ｄ２ 突起部１２と第一中径部４３ｂの隙間
φ１ 本体部１１の直径
φ２ 突起部１２の直径
φ３ 小径部４３ａの直径
φ４ 穴部２０の直径
Claims (16)
- 本体部及び当該本体部から突出する突起部を有する物品を保持する物品保持システムであって、
前記物品を保持するハンド部は、
前記物品の互いに直交する２軸方向への移動を規制するガイド部と、
前記物品の前記２軸と直交する残り１軸への移動を規制する位置決め部と、
を有し、
前記ハンド部は、前記突起部が前記ガイド部に収容され、前記突起部が前記位置決め部に当接するとともに、前記本体部の一部が当該ハンド部から露出した状態で、前記物品を保持する、
物品保持システム。 - 前記ハンド部は、当該ハンド部によって保持された前記物品を設置対象に設置する、
請求項１に記載の物品保持システム。 - 前記ガイド部は、前記ハンド部が前記物品を保持する際に当該物品を前記ガイド部に誘導する誘導部を有する、
請求項１に記載の物品保持システム。 - 前記ガイド部は、前記物品の設置方向に平行に設けられている、
請求項１に記載の物品保持システム。 - 前記位置決め部は、前記ガイド部に対して垂直に設けられている、
請求項４に記載の物品保持システム。 - 前記ハンド部は、ハンド基部と、前記ガイド部及び前記位置決め部を有する物品保持部と、を備え、
前記物品保持部は、前記ハンド基部に対して回動可能に設けられている、
請求項１に記載の物品保持システム。 - 前記ハンド部によって保持された前記物品の前記突起部を、重力又は前記物品保持部の回動による遠心力によって前記位置決め部に当接させる、
請求項６に記載の物品保持システム。 - 前記ハンド部によって保持された前記物品の前記突起部を、外力によって前記位置決め部に当接させる外力付与部を備える、
請求項１に記載の物品保持システム。 - 前記ハンド部は、前記残り１軸方向に設けられる複数の前記ガイド部を備え、
前記物品が保持された状態における前記ガイド部の内周面に構成される隙間は、前記物品の露出側に最も近い前記ガイド部が最も小さい、
請求項１に記載の物品保持システム。 - 前記ガイド部は、前記物品が保持された状態で、前記物品から離間している、
請求項１に記載の物品保持システム。 - 前記ガイド部は、前記物品と当接することによって回転可能なコロ部材を有する、
請求項１に記載の物品保持システム。 - 前記物品を認識する認識部と、前記ハンド部と、前記ハンド部に連結されるアーム部と、を備える、
請求項１から請求項１１のいずれか一項に記載の物品保持システム。 - 前記ハンド部によって保持された前記物品の前記突起部を、前記アーム部の動作による遠心力によって前記位置決め部に当接させる、
請求項１２に記載の物品保持システム。 - 前記物品が保持された状態で前記突起部が前記位置決め部に当接していない場合には、前記ハンド部は、前記物品の保持を解除する方向に動作することによって、前記突起部を前記位置決め部に当接させる、
請求項１２に記載の物品保持システム。 - 前記認識部は、前記物品が前記突起部を有しているか否かを認識し、前記物品が前記突起部を有していると認識された場合に、前記ハンド部は、前記突起部が前記ガイド部に収容され、前記突起部が前記位置決め部に当接するとともに、前記本体部の一部が当該ハンド部から露出した状態で、前記物品を保持する、
請求項１２に記載の物品保持システム。 - 前記ハンド部は、前記認識部によって認識された前記物品の形状に応じて、前記位置決め部の位置を変更して前記物品を保持する、
請求項１２に記載の物品保持システム。
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Applications Claiming Priority (1)
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| JP2020089922A JP2021183372A (ja) | 2020-05-22 | 2020-05-22 | 物品保持システム |
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