JP3238325B2 - ロボットハンド用指 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、基端部が開口し遊
端部が閉塞した筒状の軟質材で指形成体を形成し、この
指形成体の長手方向中間部に、基端側の開口部を通して
の流体供給部からの流体の圧力で指形成体が腹部側に折
曲するのを許す蛇腹を形成してあるロボットハンド用指
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、上記のロボットハンド用指では、
指形成体を腹部側に把持折曲させる手段としては、指形
成体に蛇腹を形成してあるだけであった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の構成のよう
に、指形成体に蛇腹を形成しただけの構成では、流体供
給部からの流体の圧力が高くなると、それに伴って、指
形成体の蛇腹が膨張しやすく、把持折曲が困難になって
いた。

【０００４】本発明の目的は、流体供給部からの流体の
圧力が高くなっても、指形成体を把持折曲させやすいロ
ボットハンド用指を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

〔構成〕 本発明の特徴構成は、基端部が開口し遊端部が閉塞した
筒状の軟質材で指形成体を形成し、この指形成体の長手
方向中間部の背部側に、基端側の開口部を通しての流体
供給部からの流体の圧力で指形成体が腹部側に折曲する
のを許す蛇腹を形成してあるロボットハンド用指におい
て、前記蛇腹の形成個所における指形成体の腹部側に補
強糸を没入させるための糸用溝を形成し、蛇腹の膨張を
阻止する補強糸を蛇腹の谷部と前記糸用溝とにわたって
巻き付けてあることにある。

【０００６】〔作用〕上記構成によれば、指形成体の蛇
腹に補強糸を巻付けてあるから、流体供給部からの流体
の圧力が高くなっても、蛇腹が膨張するのを防止でき
る。

【０００７】そして、指形成体の腹部側に、補強糸を没
入させる糸用溝を形成してあるから、前記補強糸で把持
面が凹凸状になることがなく、その結果、通常の把持の
際はもちろんのこと、例えば、このロボットハンド用指
の複数本を支持部材で支持して構成したロボットハンド
でレタス等の球状野菜を把持し、前記支持部材で出退自
在に支持した押し出し体で、球状野菜を包装装置に把持
状態のまま押し出し供給する場合であっても、球状野菜
に補強糸が引っ掛からなくなる。また、糸用溝を形成し
たことで補強糸の巻付け位置が決まるから、その巻付け
作業を簡単に行うことができる。

【０００８】〔効果〕従って、流体供給部からの流体の
圧力が高くなっても、指形成体を把持折曲させやすくす
ることができた。しかも、指形成体の蛇腹に巻き付けた
補強糸に把持対象物が引っ掛かからなくなるから、把持
対象物が傷むのを回避できるとともに、補強糸が切れに
くくなり、補強糸の巻付け作業を簡単に行うことができ
るから、その巻付け作業の作業性を向上させることがで
きた。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１に示すように、作業者により
順次供給されたレタスを横方向に送るベルトコンベア１
と、このベルトコンベア１の横外方側に位置するレタス
包装装置２（以下、包装装置２と略称する）と、ベルト
コンベア１で所定の取出し位置Ａまで送られたレタスを
複数本のフィンガー部１６（ロボットハンド用指に相
当）で把持し取出して包装装置２のレタス受入れ部８に
送り込むロボットハンド４とを設けるとともに、前記ベ
ルトコンベア１・包装装置２・ロボットハンド４を制御
する制御装置５を、ベルトコンベア１の搬送ベルト３９
の下方に位置する状態に、コンベア支持フレーム４１で
支持してレタスの包装設備を構成してある。

【００１０】前記ベルトコンベア１には搬送ベルト３９
の戻り行程側の部分を案内する一対の橇状のベルトガイ
ド４２を設けてある（図２参照）。またコンベア搬送面
の複数箇所に同芯状の複数の環状突出部材６を、外側の
突出部材６が内側の突出部材６よりも丈高くなる状態に
形成して（図３参照）、小さめのレタスは内側の突出部
材６で支持し、大きめのレタスは外側の突出部材６で安
定支持するよう構成してある。

【００１１】前記ロボットハンド４はその支持フレーム
１２を包装装置２の本体部分２Ａに上方から着脱自在に
取付け固定してある。このロボットハンド４について詳
述すると、図１，図３に示すように、支持フレーム１２
で支持ボックス１３を支持し、この支持ボックス１３で
揺動アーム１４を第１揺動軸芯Ｘ周りに揺動自在に支持
するとともに、揺動アーム１４を揺動駆動する第１電動
モータＭ１を支持ボックス１３内に設け、揺動アーム１
４の揺動端部側に設けたフィンガー支持部材１５で、複
数の軟質ゴム製のフィンガー部１６をつり下げ支持し、
揺動アーム１４を揺動させるに伴って、フィンガー部１
６が下向き姿勢のまま円弧軌跡Ｒを描いて前記レタス取
出し位置Ａとレタス受入れ部８との間を往復移動するよ
うにフィンガー部１６の姿勢を保持する姿勢保持機構１
７を設けてある。

【００１２】この姿勢保持機構１７は、揺動アーム１４
の揺動端部と、揺動アーム１４沿う状態に支持ボックス
１３で第１揺動軸芯Ｘの上側の第２揺動軸芯Ｙ周りに揺
動自在に支持した補助揺動アーム１８の揺動端部とに、
フィンガー支持部材１５の一端側と他端側とを、そのフ
ィンガー支持部材１５が前記第１揺動軸芯Ｘと第２揺動
軸芯Ｙとを結ぶ仮想縦線Ｌに平行になる状態に各別に枢
支連結して、フィンガー支持部材１５が、揺動アーム１
４の揺動に伴って、前記仮想縦線Ｌに平行な姿勢のまま
前記レタス取出し位置Ａとレタス受入れ部８との間を往
復移動するよう構成した平行４連リンク機構から成る。

【００１３】前記フィンガー部１６は、先端部が閉鎖し
基端部が開放した軟質ゴムチューブ（指形成体に相当）
から成り、その基端側をフィンガー支持パイプ１１に外
嵌装着してある。そして図１２（イ）に示すように、背
部側の長手方向中間部を一定の間隔で複数の蛇腹１６ａ
に形成し、フィンガー部１６の蛇腹１６ａに、蛇腹１６
ａの膨張を阻止する補強糸１９を巻付けて（図１２
（ロ），図１４）、コンプレッサー２９（流体供給部に
相当）から基端側の開口を通して空気を給排することに
より、レタスを把持作動するよう構成してある。詳しく
は、フィンガー部１６の蛇腹１６ａに対応する腹部側部
分に補強糸没入用溝４０を、蛇腹１６ａの一つのひだに
つき一つのＸ字状溝部分となる状態に連続形成して、そ
の補強糸没入用溝４０から蛇腹１６ａの各ひだの間の谷
部にわたって補強糸１９を巻き付けてある。図１３
（イ）に把持折曲する前のフィンガー部１６を、図１３
（ロ）に把持折曲したフィンガー部１６を示している。

【００１４】図１５，図１６に示すように前記フィンガ
ー部１６は、背面視と側面視とのいずれにおいても、そ
のフィンガー部１６の背面又は側面と蛇腹１６ａの頂面
とが同一高さ寸法・同一幅寸法に揃うよう形成してあ
る。

【００１５】前記フィンガー支持部材１５は縦パイプ部
材１５Ａの下端部に傘状のフィンガー保持部１５Ｂを連
設して形成してあり、縦パイプ部材１５Ａに前記コンプ
レッサー２９により駆動されるエアーシリンダ３０を設
け、そのピストンロッド４３の一端部（ピストンとは反
対側の端部）にレタス押し出しパッド４４（押し出し体
に相当）を設けて、フィンガー部１６により把持したレ
タスを、把持状態のまま包装装置２のレタス受入れ部８
に押し出すよう構成してある。

【００１６】図２に示すように、一つの突出部材６が前
記取出し位置Ａに位置すると、先行する隣の突出部材６
がベルトコンベア１の戻り行程の始端側の設定位置Ｃに
下向き姿勢で位置する状態に各突出部材６の間隔を設定
し、設定位置Ｃの突出部材６の前端部によって光線が遮
断されることでその突出部材６を検出する位置センサ３
４をベルトコンベア１に設けて、所定の突出部材６が前
記取出し位置Ａに到達したことを検出するよう構成して
ある。

【００１７】また、前記取出し位置Ａの突出部材６にレ
タスがあるか否かを、光線が遮断されることで検出する
存否センサ３５をベルトコンベア１に設け、レタスの存
在が存否センサ３５で検出され、かつ、レタスを保持す
る突出部材６が前記取出し位置Ａに達したことが位置セ
ンサ３４で検出されると、両センサの検出結果に基づい
て、前記制御装置５がベルトコンベア１を制御して停止
させるとともに、ロボットハンド４を制御してフィンガ
ー部１６に取出し作動させるよう構成してある。ベルト
コンベア１はレタスが取出されると搬送を再開する。

【００１８】図１，図６に示すように前記包装装置２
は、レタス投入用の開口３を形成した包装台７をレタス
受入れ部８に設けて、開口３を覆うように包装シート９
を包装台７に載置した状態で、レタスを開口３に落とし
込んで包装台７の下側で包装するよう構成してある。

【００１９】詳しくは図８（イ）ないし図１０（イ）に
も示すように、スリット付きのゴム製の絞り込み部材１
０を、開口３の下側に位置する状態に支持リング２１で
片持ち状に支持して、開口３にレタスを落とし込むに伴
って絞り込み部材１０がレタスに押し広げられ、レタス
が開口３を通過するに伴ってその絞り込み部材１０が弾
性復帰して、レタスを包装シート９とともに補助的に絞
り込むよう構成し、開口３から投入されたレタスを支持
する可動台２０を絞り込み部材１０の下方に設け、補助
的に絞り込まれたレタスを本絞り込みする一対の板状の
挟持部材２２を設け（図９参照）、包装後の包装シート
９の上側部分９ａを切断する円盤カッター２３と、切断
後の前記上側部分９ａを吹き飛ばす噴射ノズル２７とを
設けて構成してある。なお、開口３にレタスを落とし込
んで可動台２０に載置したときに、開口３の外縁で包装
シート９が絞られてレタスが包装シート９に包まれる。

【００２０】前記ベルトコンベア１・ロボットハンド４
・包装装置２は次の通りに作動する。 図４に示すように、ベルトコンベア１が停止した状
態でロボットハンド４の揺動アーム１４が取出し位置Ａ
側まで揺動して静止し、加圧空気が供給されたフィンガ
ー部１６が折曲してレタスを把持する（図５）。

【００２１】 包装台７には前回の包装の終了後に所
定長さに切断された１枚の包装シート９が載置されてお
り、揺動アーム１４がレタス受入れ部８側まで揺動し、
フィンガー部１６が開口３内に入り込んで可動台２０に
レタスを載置する（図７，図８（イ））。これによりレ
タスが包装シート９に少し包まれる。そしてエアーシリ
ンダ３０が伸張駆動して、レタス押し出しパッド４４
が、把持状態のレタスをその把持状態のまま押し出すと
ともに、揺動アーム１４が逆方向に揺動上昇し始める
（図８（ロ））。この場合、フィンガー部１６から空気
を抜くことでフィンガー部１６が把持力を弱めながら、
あるいは所定の値まで把持力を弱めてからレタス押し出
しパッド４４がレタスを押し出す。

【００２２】前述のように、フィンガー部１６の腹部側
に、補強糸１９を没入させる補強糸没入用溝４０を形成
してあるから、補強糸１９で把持面が凹凸状になること
がなく、その結果、図８（ロ）に示すように、レタス押
し出しパッド４４がレタスを押し出して、フィンガー部
１６がレタスに接触したまま上昇しても、レタスに補強
糸１９が引っ掛かかることがない。また、図１５、図１
６に示すように前記フィンガー部１６は、背面視と側面
視とのいずれにおいても、そのフィンガー部１６の背面
又は側面と蛇腹１６ａの頂面とが同一高さ寸法・同一幅
寸法に揃うように形成してあるから、蛇腹１６ａを包装
シートにひっかからせることなくフィンガー部１６を円
滑に上昇させることができる。

【００２３】 フィンガー部１６が開口の上方側に引
退した後（図８（ハ））可動台２０が下降する（図９
（イ））。このとき絞り込み部材１０で包装シート９が
さらに良く絞られる。

【００２４】 一対の挟持部材２２が包装シート９側
に進行してきて（図９（ロ））、包装シート９の上側部
分９ａを挟み込み小さく絞り込む（図１０（イ））。こ
れによって、レタスＡが包装シート９にほぼ完全に包ま
れる。

【００２５】 一対の円盤カッター２３が挟持部材２
２の上面に沿って進行してきて、包装シート９の上側部
分９ａが切り取られる。図外のテープ貼着機構により粘
着テープ２５がレタスに上側から貼着された後（図１０
（ロ），（ハ））、一対の挟持部材２２が開き操作され
（図１１（イ））、可動台２０が横倒し操作されて（図
１１（ロ）参照）、包装後のレタス（図１１（ハ））が
すべり台２Ｂに放出され回収される。

【００２６】〔別実施形態〕図１８（イ）に示すよう
に、前記フィンガー部１６を自由状態でレタスの形状に
合った湾曲状に形成して、次のようにレタスを把持作動
させてもよい。

【００２７】つまり図１７，図１８（ロ）に示すよう
に、フィンガー部１６内から空気を排出することにより
各フィンガー部１６を背部側に反らせてレタスの両側に
位置させる。その後に図１９（イ）に示すように、フィ
ンガー部１６内に空気を供給し把持屈曲させてレタスを
把持し取出す。図１９（ロ）に示すように、レタス受入
れ部８側に送り、前記〜のように作動させる（図２
０（イ），（ロ），（ハ））。レタス押し出しパッド４
４がレタスを押し出すときは、フィンガー部１６を前記
自由状態にする。この構成によれば、レタス押し出しパ
ッド４４によるレタス押し出しの際のフィンガー部１６
の把持力が強くないので、レタスを円滑に押し出すこと
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】レタス包装設備を示す斜視図

【図２】ベルトコンベアの一部切り欠き正面図

【図３】ロボットハンドの側面図

【図４】レタスを把持する直前のロボットハンドとベル
トコンベアを示す一部切欠側面図

【図５】レタスを把持したロボットハンドとベルトコン
ベアを示す一部切欠側面図

【図６】レタス包装装置側にレタスを搬送したロボット
ハンドを示す側面図

【図７】レタス包装装置の野菜受入れ部に入り込んだロ
ボットハンドを示す側面図

【図８】（イ）レタス包装装置の野菜受入れ部に入り込
んだフィンガー部及びレタスを示す側面図 （ロ）上記（イ）の状態から押し出し体が作動し始めた
状態を示す側面図 （ハ）上記（ロ）の状態からフィンガー部が引退上昇し
た状態を示す側面図

【図９】（イ）弾性絞り込み部材が球状野菜を包装シー
トとともに補助的に絞り込んだ状態を示す図 （ロ）一対の挟持部材が包装シート側に進行し始めた状
態を示す斜視図

【図１０】（イ）レタスが包装シートにほぼ完全に包ま
れた状態を示す斜視図 （ロ）粘着テープがレタスに上側から貼着される前半の
状態を示す斜視図 （ハ）粘着テープがレタスに上側から貼着される後半の
状態を示す斜視図

【図１１】（イ）一対の挟持部材が開き操作される状態
を示す斜視図 （ロ）可動台が横倒し操作された状態を示す斜視図 （ハ）包装後のレタスを示す斜視図

【図１２】（イ）フィンガー部の斜視図 （ロ）フィンガー部への補強糸の巻付け状態を示す図

【図１３】（イ）把持折曲前のフィンガー部の縦断側面
図 （ロ）把持折曲したフィンガー部の縦断側面図

【図１４】腹部側から見たフィンガー部を示す図

【図１５】背部側から見たフィンガー部を示す図

【図１６】側部側から見たフィンガー部を示す図

【図１７】別実施形態のフィンガー部の縦断側面図

【図１８】（イ）別実施形態のロボットハンド等を示す
一部切欠側面図 （ロ）別実施形態の把持直前のフィンガー部等を示す一
部切欠側面図

【図１９】（イ）別実施形態の把持状態のフィンガー部
等を示す一部切欠側面図 （ロ）別実施形態の把持状態のフィンガー部等を示す一
部切欠側面図

【図２０】（イ）レタス包装装置の野菜受入れ部に入り
込んだ別実施形態のフィンガー部及びレタスを示す側面
図 （ロ）上記（イ）の状態から押し出し体が作動し始めた
状態を示す側面図 （ハ）上記（ロ）の状態からフィンガー部が引退上昇し
た状態を示す側面図

【符号の説明】

１６ａ 蛇腹 １９ 補強糸 ２９ 流体供給部 ４０ 糸用溝

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−73290（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−203287（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−144687（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B25J 15/08

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基端部が開口し遊端部が閉塞した筒状の
   軟質材で指形成体を形成し、この指形成体の長手方向中
   間部の背部側に、基端側の開口部を通しての流体供給部
   からの流体の圧力で指形成体が腹部側に折曲するのを許
   す蛇腹を形成してあるロボットハンド用指であって、 前記蛇腹の形成個所における指形成体の腹部側に補強糸
   を没入させるための糸用溝を形成し、蛇腹の膨張を阻止
   する補強糸を蛇腹の谷部と前記糸用溝とにわたって巻き
   付けてあるロボットハンド用指。