JP4312348B2

JP4312348B2 - Transfer robot

Info

Publication number: JP4312348B2
Application number: JP2000131921A
Authority: JP
Inventors: 謙前平; 耕不破
Original assignee: Ulvac Inc
Current assignee: Ulvac Inc
Priority date: 2000-05-01
Filing date: 2000-05-01
Publication date: 2009-08-12
Anticipated expiration: 2020-05-01
Also published as: JP2001315085A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、搬送ロボットに関し、特に、真空中において作業をする際に、遠隔操作により搬送対象物を搬送する搬送ロボットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
真空中において、様々な物を搬送する際に、搬送ロボットが多用されている。
図７(ａ)の符号１０１に、従来の真空作業用の搬送ロボットの一例を示す。
この搬送ロボット１０１は、ハンド部１０２と、アーム部１０３と制御駆動部１０４とを有している。
【０００３】
アーム部１０３は、その末端が制御駆動部１０４に取り付けられており、アーム部１０３の先端にはハンド部１０２が取り付けられている。アーム部１０３は関節１８１、１８２を有しており、制御駆動部１０４を駆動すると、関節１８１、１８２を中心にして折り曲げ運動することにより、ハンド部１０２を三次元空間内で自由に運動させることができるように構成されている。
【０００４】
かかる構成の搬送ロボット１０１を用いて、月面上に載置された搬送対象物を所望の場所に移動させる場合には、図７(ａ)に示すように、まず制御駆動部１０４を駆動して月面上の搬送対象物１７０にハンド部１０２を接近させる。ハンド部１０２は、一対の先端部１１１、１１２を有しており、そのうち一方の先端部１１１を、図７(ｂ)に示すように月面と搬送対象物１７０との間に挿し入れる。
【０００５】
各先端部１１１、１１２はそれぞれ関節１９１、１９２を備え、制御駆動部１０４を駆動すると、関節１９１、１９２を中心にして各先端部１１１、１１２を折り曲げることができ、月面と搬送対象物１７０との間にハンド部１０２の一方の先端部１１１を挿し入れた状態で、各先端部１１１、１１２を折り曲げると、図８(ｃ)に示すように、搬送対象物１７０が各先端部１１１、１１２に挟まれてハンド部１０２に把持される。この状態で、図８(ｄ)に示すように、ハンド部１０２を上昇させて月面から浮かせ、所定の場所まで移動させることにより、搬送対象物１７０を搬送することができる。
【０００６】
このように、上記搬送ロボット１０１で月面上に載置された搬送対象物１７０を搬送するには、図７(ｂ)に示したように、月面と搬送対象物１７０との間にハンド部１０２の先端部１１１を挿し入れる必要があるが、この作業は困難な作業であって、先端部１１１を挿し入れようとする動作を再三繰り返さなければならないことが多く、搬送作業が煩雑になっていた。
【０００７】
さらに、ハンド部１０２で搬送対象物１７０を把持するには、ハンド部１０２の先端部１１１、１１２を折り曲げなければならないが、そのために比較的複雑な駆動機構を設ける必要があった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記従来技術の要求に応じるために創作されたものであり、その目的は、搬送作業を容易にし、かつ駆動機構が簡易な、大気中だけでなく真空中においても使用される搬送ロボットを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１記載の発明は、複数の関節を備え、前記関節を中心として折り曲げ可能に構成されたアームと、前記アームの一部を構成するハンド部は、互いに絶縁された第１、第２の電極を有し、前記第１、第２の電極に電圧を印加して搬送対象物を吸着し、前記アームを運動させて前記ハンド部を移動させ、前記搬送対象物を搬送する搬送ロボットであって、前記ハンド部には、少なくとも一部が外方に膨出した弾性材で形成された膨出部分が設けられ、前記第１、第２の電極は、前記弾性材の前記膨出部分上に配置され、前記膨出部分を前記搬送対象物に押圧すると、前記膨出部分が前記搬送対象物の形状に応じて変形し、前記ハンド部と前記搬送対象物の接触面積を増大させる搬送ロボットである。
請求項２記載の発明は、請求項１記載の搬送ロボットであって、前記膨出部分は円筒状に形成され、前記第１、第２の電極の少なくとも一部は、円筒の前記弾性材の側面上に配置されたことを特徴とする。
請求項３記載の発明は、請求項１記載の搬送ロボットであって、前記膨出部分は球面状に形成され、前記第１、第２の電極の少なくとも一部は、球状の前記弾性材の表面上に配置されたことを特徴とする。
請求項４記載の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の搬送ロボットであって、前記第１、第２の電極の間には、前記弾性材の一部が前記第１、第２の電極表面よりも高く突出した突部が配置されたことを特徴とする。
請求項５記載の発明は、請求項１乃至請求項４のいずれか１項記載の搬送ロボットであって、前記第１、第２の電極表面を被覆するように配置された保護膜を有することを特徴とする。
【００１０】
本発明の搬送ロボットのハンド部は、互いに絶縁された第１、第２の電極を有しており、これら第１、第２の電極は、例えば外方に膨出した弾性材の、膨出した部分上に配置されている。
【００１１】
かかるハンド部を、平板状の搬送対象物に押しつけた状態を図３に示す。図３で符号２５は弾性材を示しており、７０は搬送対象物を示している。さらに符号２７₁、２７₂は第１、第２の電極をそれぞれ示している。このように、平板状の搬送対象物７０に弾性材２５を押し付けると、押し付けられた部分の弾性材２５もまた平板状に変形し、第１、第２の電極２７₁、２７₂の上端部が、搬送対象物７０に当接する。
【００１２】
この状態で、第１、第２の電極２７₁、２７₂間に直流電圧を印加すると、その間には、図３の符号Ｅに示した向きの電界が生じる。
一般に、不均一な電場Ｅ中に分極率αの誘電体を置いたとき、その誘電体には、単位面積当たり次式で表されるグラディエント力が作用する。
【００１３】
ｆ＝１／２・α・ｇｒａｄ(Ｅ²)
図３中で符号ｆは、グラディエント力の方向を示している。第１、第２の電極２７₁、２７₂は、上述したように互いに近接した状態で配置されており、その結果ｇｒａｄ(Ｅ²)が大きくなり、誘電体からなる搬送対象物７０が、弾性材２５の表面方向に受けるグラディエント力が大きくなる。図３の符号ｆに、グラディエント力の方向を示す。このようにグラディエント力ｆが大きくなると、搬送対象物７０が絶縁物であっても、ハンド部の表面に静電吸着される。
【００１４】
このように、本発明のハンド部は、絶縁性の搬送対象物を静電吸着して保持することができる。搬送対象物が静電吸着された状態でアームを運動させてハンド部を移動させることにより、搬送対象物を所定の場所に移動させることができる。
【００１５】
また、弾性材上に第１、第２の電極を形成するという簡単な機構で搬送対象物を静電吸着して搬送することができるので、従来必要であった、搬送対象物を把持させるための複雑な駆動機構が不要になる。
【００１６】
なお、本発明において、ハンド部が弾性材を有しており、弾性材を搬送対象物に押し付けると、搬送対象物の形状にあわせて弾性材が変形して、ハンド部と搬送対象物との接触面積が大きくなるので、ハンド部が変形しない場合に比して静電吸着力が増す。
【００１７】
さらに、本発明において、第１、第２の電極を被覆する保護膜を設けてもよい。このように構成すると、第１、第２の電極が搬送対象物と直接接触しないため、第１、第２の電極の磨耗を防止することができる。またこの場合には、導電性を有する物質をハンド部に当接させても、その導電性物質は第１、第２の電極とは直接接触しないので、第１、第２の電極間が短絡することはなく、グラディエント力が生じるので、搬送対象物が導電性物質であっても、これを静電吸着して搬送することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下で図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。
図１の符号１に、本発明の一実施形態の搬送ロボットを示す。この搬送ロボット１は、制御駆動部４と、アーム３とを有している。
【００１９】
アーム３は、関節部８₁、８₂、８₃と、取付部６とハンド部２とを有しており、その末端は制御駆動部４に取り付けられている。アーム部３は、その先端に取付部６を介してハンド部２が取り付けられ、関節部８₁、８₂、８₃とを中心にして自由に折り曲げ運動や回転運動ができるように構成されており、その結果として、ハンド部２を三次元空間内で自由に移動させることができるように構成されている。
【００２０】
ハンド部２の構成を図２(ａ)に示す。ハンド部２は、弾性材２５と、第１、第２の電極２７₁、２７₂とを有している。
弾性材２５は、シリコーンゴム等が円筒状に形成されることで成る。この弾性材２５の湾曲した側面には、銅薄膜等の金属から成る第１、第２の電極２７₁、２７₂が形成されている。
【００２１】
第１、第２の電極２７₁、２７₂が、弾性材２５の側面に配置された状態を同図(ｂ)に示す。第１、第２の電極２７₁、２７₂は櫛状に成形されており、その歯の部分が互いに噛み合うように配置されている。ここでは第１、第２の電極２７₁、２７₂の幅は４ｍｍ、電極間の間隔は１ｍｍとしている。
【００２２】
第１、第２の電極２７₁、２７₂はそれぞれ制御駆動部４内に設けられた図示しない直流電源に接続されており、その直流電源を駆動すると、第１、第２の電極２７₁、２７₂の間に直流電圧を印加することができるように構成されている。
【００２３】
かかる搬送ロボット１を用いて、真空空間の水平面、例えば月面上に載置された搬送対象物７０を保持して所定の場所まで搬送するには、まず、図４(ａ)に示すように、アーム３を駆動して、載置された搬送対象物７０にハンド部２を押し付ける。弾性材２５は弾性材で構成されているので、押し付けられた弾性材２５は、搬送対象物７０の表面形状と同じ形状に変形する。ここでは搬送対象物７０が平板状に形成されているものとしており、押し付けられた部分の弾性材２５の表面は、搬送対象物７０と同じ平板状に変形する。
【００２４】
この状態で、第１、第２の電極２７₁、２７₂に直流電圧を印加する。すると、搬送対象物７０がハンド部２方向にグラディエント力を受け、搬送対象物７０がハンド部２に静電吸着されて保持される。
【００２５】
この状態でハンド部２を上昇させると図４(ｂ)に示すように、搬送対象物７０もハンド部２とともに上昇する。その後、ハンド部２を所定の場所に移動させることにより、搬送対象物７０を搬送することができる。
【００２６】
このように、本実施形態の搬送ロボット１では、ハンド部２に搬送対象物７０を静電吸着して保持することができるので、搬送対象物を把持するために、複雑な駆動機構を必要としていた従来に比して、ごく簡単な機構でハンド部２を構成することができる。
【００２７】
また、特に月面等の水平面上に載置された搬送対象物を搬送する際には、搬送対象物７０の上からハンド部を当接させ、ハンド部に搬送対象物を静電吸着して引き上げるという簡単な動作で、搬送対象物７０を搬送することができるので、搬送対象物を把持するまでに煩雑な作業を要していた従来に比して、作業効率が向上する。
【００２８】
なお、本実施形態のハンド部２は、図２(ａ)に示したように、円筒状の弾性材２５の側面に第１、第２の電極２７₁、２７₂が形成されたものとしているが、本発明のハンド部２の構成はこれに限られるものではない。
【００２９】
図５(ａ)〜(ｃ)の符号３２〜３４に、本発明の他の実施形態の第一例〜第三例のハンド部の表面部分の拡大断面図を示す。
第一例〜第三例のハンド部３２〜３４は、円筒状の弾性材２５の側面に、第１、第２の電極２７₁、２７₂の表面形状と同じパターンの凹部が形成されており、各弾性材２５の凹部には、それぞれ第１、第２の電極２７₁、２７₂が互いに絶縁した状態で配置されている。各第１、第２の電極２７₁、２７₂の下端部は、各凹部の底面上に配置されている。なお、図５(ａ)〜図５(ｃ)には、各弾性材２５の表面を部分的に拡大した結果、弾性材２５の表面がほぼ平坦であると近似されるごく一部分のみを示している。
【００３０】
同図(ａ)の第一例のハンド部３２では、第１、第２の電極２７₁、２７₂の上端部は弾性材２５表面から突き出されている。
第一例のハンド部３２では、搬送対象物にハンド部３２を当接させると、搬送対象物は第１、第２の電極２７₁、２７₂の上端部と接触すると共に、搬送対象物と弾性材２５の表面との間に隙間が形成される。
【００３１】
同図(ｂ)の第二例のハンド部３３では、第１、第２の電極２７₁、２７₂の上端部は、弾性材２５の表面と同じ高さに形成されており、弾性材２５の表面と第１、第２の電極２７₁、２７₂の上端部は面一に形成されている。このハンド部３３に搬送対象物を当接した場合、搬送対象物は、第１、第２の電極２７₁、２７₂の上端部と弾性材２５の表面との両方に接触する。
【００３２】
これら第一例、第二例のハンド部３２、３３では、上述したように、搬送対象物と第１、第２の電極２７₁、２７₂の上端部とが接触するように構成されているが、搬送対象物が絶縁性を有する場合には、搬送対象物を介して第１、第２の電極２７₁、２７₂間は短絡せず、それぞれの間に電界が発生するので、搬送対象物を静電吸着することができる。
【００３３】
同図(ｃ)の第三例のハンド部３４では、第１、第２の電極２７₁、２７₂の上端部は、弾性材２５の表面よりも低く形成されている。即ち、第１、第２の電極２７₁、２７₂の上端部は凹部２８内の奥まった部分に位置しており、第１、第２の電極２７₁、２７₂間には、弾性材２５の表面部分で構成された突部２９が形成されている。
【００３４】
このハンド部３４は、その表面に搬送対象物が当接すると搬送対象物は突部２９の上端部と接触するが、第１、第２の電極２７₁、２７₂とは接触しないようになっている。
【００３５】
従って、搬送対象物が導電性を有していた場合であっても、搬送対象物を介して第１、第２の電極２７₁、２７₂が短絡することがないので、搬送対象物を静電吸着することができる。更に、搬送対象物が比較的耐磨耗性の低い第１、第２の電極２７₁、２７₂と直接接触しないため、第一例、第二例のハンド部３２、３３に比して、第１、第２の電極２７₁、２７₂の寿命が長くなる。
【００３６】
さらに、本発明のハンド部は上述した構造に限られるものではなく、図６(ａ)に示すように、第１、第２の電極２７₁、２７₂と弾性材２５とを被覆するように、例えばシリコーンゴム、ポリイミド、フッ素化合物等からなる保護膜５０を形成してもよい。この場合には、第１、第２の電極２７₁、２７₂が搬送対象物と直接接触しないので、第１、第２の電極２７₁、２７₂の磨耗を防止することができ、第１、第２の電極２７₁、２７₂の寿命が長くなる。
【００３７】
また、第１、第２の電極２７₁、２７₂が搬送対象物を介して短絡することがないので、導電性の搬送対象物をも搬送することができる。
さらに、上述した実施形態では、弾性材２５が円筒状に形成され、その側面に第１、第２の電極２７₁、２７₂が形成されているものとしているが、本発明はこれに限られるものではなく、弾性材２５が搬送対象物と当接する面が、膨出していればよい。例えば弾性材が球面状に形成され、その表面に第１、第２の電極が形成される構成とされていてもよい。
また、弾性材２５の材料としてシリコーンゴムを用いたが、弾性材２５はこれに限られるものではなく、ハンド部を搬送対象物に押し付けたときに、搬送対象物の形状に合わせて変形する材料であればよく、例えば天然ゴムや、ポリ四フッ化エチル(商標名テフロン)等のフッ素化合物を用いてもよい。
【００３８】
さらに、保護膜としてシリコーンゴムを用いたが、本発明の保護膜はこれに限られるものではなく、例えば、天然ゴムや、ポリ四フッ化エチル(商標名テフロン)等のフッ素化合物を用いてもよい。他方、弾性材に限らず、アルミナ、ＡｌＮ、ＳｉＣ等のセラミックス材料であっても良い。この場合には、図６(ｂ)の符号３１に示すように、ハンド部の断面が長円形状になるように構成することが好ましい。
【００３９】
また、本実施形態では平板状の搬送対象物７０を搬送する場合について説明したが、本実施形態のハンド部２が静電吸着可能な搬送対象物７０の形状はこれに限られるものではなく、搬送対象物がいかなる形状であっても、静電吸着して保持し、搬送することは可能である。
【００４０】
【発明の効果】
搬送対象物の形状にあわせて弾性材が変形して、ハンド部と搬送対象物との接触面積が大きくなるので、ハンド部が変形しない場合に比して静電吸着力が増す。
宇宙空間等の真空中における搬送対象物を簡単な機構で容易に搬送することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の搬送ロボットの一例を説明する図
【図２】(ａ)：本発明の一実施形態のハンド部の一例を説明する断面図
(ｂ)：本発明の一実施形態のハンド部の一例を説明する側面図
【図３】本発明のハンド部が搬送対象物を静電吸着する原理を説明する図
【図４】(ａ)：本発明のハンド部が搬送対象物を保持する工程を説明する第１の図
(ｂ)：本発明のハンド部が搬送対象物を保持する工程を説明する第２の図
【図５】(ａ)：本発明の他の実施形態のハンド部の第一例の表面状態を説明する拡大断面図
(ｂ)：本発明の他の実施形態のハンド部の第二例の表面状態を説明する拡大断面図
(ｃ)：本発明の他の実施形態のハンド部の第三例の表面状態を説明する拡大断面図
【図６】(ａ)：保護膜を備えた本発明のハンド部を説明する断面図
(ｂ)：本発明の他の実施形態の保護膜を備えた本発明のハンド部を説明する断面図
【図７】(ａ)：従来の搬送ロボットが搬送対象物を保持する工程を説明する第１の図
(ｂ)：従来の搬送ロボットが搬送対象物を保持する工程を説明する第２の図
【図８】(ｃ)：従来の搬送ロボットが搬送対象物を保持する工程を説明する第３の図
(ｄ)：従来の搬送ロボットが搬送対象物を保持する工程を説明する第４の図
【符号の説明】
１……搬送ロボット２……ハンド部３……アーム２５……弾性材２７₁……第１の電極２７₂……第２の電極５０……保護膜７０……搬送対象物[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a transfer robot, and more particularly to a transfer robot that transfers an object to be transferred by remote operation when working in a vacuum.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art A transport robot is frequently used to transport various objects in a vacuum.
Reference numeral 101 in FIG. 7A shows an example of a conventional transfer robot for vacuum work.
The transfer robot 101 includes a hand unit 102, an arm unit 103, and a control drive unit 104.
[0003]
The end of the arm unit 103 is attached to the control drive unit 104, and the hand unit 102 is attached to the tip of the arm unit 103. The arm unit 103 has joints 181 and 182, and when the control driving unit 104 is driven, the hand unit 102 can freely move in a three-dimensional space by bending around the joints 181 and 182. It is configured to be able to.
[0004]
When the transport robot 101 having such a configuration is used to move a transport object placed on the moon surface to a desired location, the control drive unit 104 is first driven as shown in FIG. Then, the hand unit 102 is brought close to the conveyance object 170 on the moon surface. The hand portion 102 has a pair of tip portions 111 and 112, and one of the tip portions 111 is inserted between the moon surface and the conveyance object 170 as shown in FIG.
[0005]
The tip portions 111 and 112 are respectively provided with joints 191 and 192. When the control drive unit 104 is driven, the tip portions 111 and 112 can be bent around the joints 191 and 192, and the moon surface and the object to be transported 170 can be bent. When the tip portions 111 and 112 are bent in a state where one tip portion 111 of the hand portion 102 is inserted between the tip portion 111 and the tip portion 111, as shown in FIG. The hand part 102 is held between the two parts. In this state, as shown in FIG. 8 (d), the object to be transported 170 can be transported by lifting the hand unit 102 from the moon surface and moving it to a predetermined location.
[0006]
As described above, in order to transfer the transfer object 170 placed on the moon surface by the transfer robot 101, a hand is placed between the moon surface and the transfer object 170 as shown in FIG. Although it is necessary to insert the tip portion 111 of the portion 102, this operation is difficult, and it is often necessary to repeat the operation of inserting the tip portion 111 repeatedly, which makes the conveyance work complicated. It was.
[0007]
Furthermore, in order to grip the conveyance target 170 with the hand unit 102, the tip portions 111 and 112 of the hand unit 102 must be bent. For this purpose, it is necessary to provide a relatively complicated drive mechanism.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention was created to meet the demands of the above-described prior art, and its purpose is to facilitate a transfer operation and a simple driving mechanism, and a transfer robot used not only in the atmosphere but also in a vacuum. Is to provide.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problem, an invention according to claim 1 is characterized in that an arm that includes a plurality of joints and is configured to be bendable around the joint and a hand portion that constitutes a part of the arm are insulated from each other. The first and second electrodes are applied, a voltage is applied to the first and second electrodes to adsorb the object to be conveyed, the arm is moved to move the hand unit, and the object to be conveyed A transfer robot for transferring an object, wherein the hand portion is provided with a bulging portion formed of an elastic material at least a portion bulging outward, and the first and second electrodes are When the elastic member is disposed on the bulging portion and presses the bulging portion against the object to be conveyed, the bulging portion is deformed according to the shape of the object to be conveyed, and the hand unit and the object to be conveyed This is a transfer robot that increases the contact area.
The invention according to claim 2 is the transfer robot according to claim 1, wherein the bulging portion is formed in a cylindrical shape, and at least a part of the first and second electrodes is made of the elastic material of the cylinder. It is arranged on the side .
A third aspect of the present invention is the transfer robot according to the first aspect, wherein the bulging portion is formed in a spherical shape , and at least a part of the first and second electrodes is formed of the spherical elastic material. It is arranged on the surface .
A fourth aspect of the present invention is the transfer robot according to any one of the first to third aspects , wherein a part of the elastic material is between the first and second electrodes. 1. Protrusions protruding higher than the surface of the first and second electrodes are arranged .
A fifth aspect of the present invention is the transfer robot according to any one of the first to fourth aspects, further comprising a protective film disposed so as to cover the surfaces of the first and second electrodes. It is characterized by .
[0010]
The hand portion of the transfer robot of the present invention has first and second electrodes that are insulated from each other. These first and second electrodes are, for example, bulges of an elastic material that bulges outward. Is placed on the part.
[0011]
FIG. 3 shows a state in which the hand unit is pressed against a flat plate-like conveyance object. In FIG. 3, the code | symbol 25 has shown the elastic material, 70 has shown the conveyance target object. Reference numerals 27 ₁ and 27 ₂ denote first and second electrodes, respectively. In this way, when the elastic material 25 is pressed against the flat plate-like conveyance object 70, the pressed elastic material 25 is also deformed into a flat plate shape, and the upper ends of the first and second electrodes 27 ₁ and 27 ₂ . However, it contacts the conveyance object 70.
[0012]
In this state, when a DC voltage is applied between the _first and second electrodes 27 ₁ and 27 ₂ , an electric field having a direction indicated by symbol E in FIG. 3 is generated therebetween.
In general, when a dielectric having a polarizability α is placed in a non-uniform electric field E, a gradient force expressed by the following equation per unit area acts on the dielectric.
[0013]
f = 1/2 · α · grad (E ² )
In FIG. 3, the symbol f indicates the direction of the gradient force. As described above, the first and second electrodes 27 ₁ and 27 ₂ are arranged close to each other. As a result, grad (E ² ) becomes large, and the conveyance object 70 made of a dielectric is elastic. The gradient force received in the surface direction of the material 25 is increased. The direction of the gradient force is indicated by the symbol f in FIG. Thus, when the gradient force f becomes large, even if the conveyance target 70 is an insulator, it is electrostatically attracted to the surface of the hand part.
[0014]
As described above, the hand unit of the present invention can electrostatically attract and hold an insulating conveyance object. By moving the arm by moving the arm while the conveyance object is electrostatically attracted, the conveyance object can be moved to a predetermined location.
[0015]
Further, since the object to be conveyed can be electrostatically adsorbed and conveyed by a simple mechanism of forming the first and second electrodes on the elastic material, in order to grip the object to be conveyed, which was conventionally necessary. No complicated drive mechanism is required.
[0016]
In the present invention, the hand portion has an elastic material, and when the elastic material is pressed against the object to be conveyed, the elastic material is deformed according to the shape of the object to be conveyed, and the hand portion and the object to be conveyed are Since the contact area is increased, the electrostatic attraction force is increased as compared with the case where the hand portion is not deformed.
[0017]
Further, in the present invention, a protective film covering the first and second electrodes may be provided. If comprised in this way, since the 1st, 2nd electrode does not contact a conveyance target object directly, abrasion of the 1st, 2nd electrode can be prevented. In this case, even if a conductive substance is brought into contact with the hand portion, the conductive substance does not directly contact the first and second electrodes, so that the first and second electrodes are short-circuited. Since a gradient force is generated, even if the object to be conveyed is a conductive substance, it can be conveyed by electrostatic adsorption.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
Reference numeral 1 in FIG. 1 shows a transfer robot according to an embodiment of the present invention. The transfer robot 1 has a control drive unit 4 and an arm 3.
[0019]
The arm 3 has joint portions 8 ₁ , 8 ₂ , and 8 ₃ , an attachment portion 6, and a hand portion 2, and the end thereof is attached to the control drive portion 4. The arm portion 3 is configured such that the hand portion 2 is attached to the tip of the arm portion 3 via the attachment portion 6 and can be freely bent and rotated about the joint portions 8 ₁ , 8 ₂ , and 8 _3. As a result, the hand unit 2 can be freely moved in the three-dimensional space.
[0020]
The configuration of the hand unit 2 is shown in FIG. The hand unit 2 includes an elastic material 25 and first and second electrodes 27 ₁ and 27 ₂ .
The elastic member 25 is formed by forming a silicone rubber or the like into a cylindrical shape. First and second electrodes 27 ₁ and 27 ₂ made of a metal such as a copper thin film are formed on the curved side surface of the elastic member 25.
[0021]
FIG. 2B shows a state where the first and second electrodes 27 ₁ and 27 ₂ are arranged on the side surface of the elastic member 25. The first and second electrodes 27 ₁ and 27 ₂ are formed in a comb shape, and are arranged so that their tooth portions mesh with each other. Here, the width of the first and second electrodes 27 ₁ and 27 ₂ is 4 mm, and the distance between the electrodes is 1 mm.
[0022]
The first and second electrodes 27 ₁ and 27 ₂ are respectively connected to a DC power source (not shown) provided in the control drive unit 4, and when the DC power source is driven, the first and second electrodes 27 ₁ , 27 ₂ , a DC voltage can be applied.
[0023]
In order to hold the transfer object 70 placed on the horizontal surface of the vacuum space, for example, the moon surface and transfer it to a predetermined place using the transfer robot 1, first, as shown in FIG. Then, the arm 3 is driven to press the hand unit 2 against the transported object 70 placed thereon. Since the elastic member 25 is made of an elastic member, the pressed elastic member 25 is deformed into the same shape as the surface shape of the conveyance target 70. Here, it is assumed that the conveyance object 70 is formed in a flat plate shape, and the surface of the pressed elastic material 25 is deformed into the same flat plate shape as the conveyance object 70.
[0024]
In this state, a DC voltage is applied to the first and second electrodes 27 ₁ and 27 ₂ . Then, the conveyance object 70 receives a gradient force in the direction of the hand unit 2, and the conveyance object 70 is electrostatically attracted and held by the hand unit 2.
[0025]
When the hand unit 2 is raised in this state, the conveyance object 70 is also raised together with the hand unit 2 as shown in FIG. Then, the conveyance target object 70 can be conveyed by moving the hand part 2 to a predetermined place.
[0026]
As described above, in the transfer robot 1 according to the present embodiment, the transfer object 70 can be electrostatically attracted and held on the hand unit 2, and thus a complicated drive mechanism is required to hold the transfer object. Compared to the conventional case, the hand unit 2 can be configured with a very simple mechanism.
[0027]
In particular, when a transport object placed on a horizontal surface such as the moon surface is transported, the hand unit is brought into contact with the transport object 70 and the transport object is electrostatically adsorbed to the hand unit. Since the conveyance object 70 can be conveyed by a simple operation of pulling up, the work efficiency is improved as compared with the conventional case where a complicated operation is required until the conveyance object is gripped.
[0028]
In the hand portion 2 of this embodiment, the first and second electrodes 27 ₁ and 27 ₂ are formed on the side surface of the cylindrical elastic member 25 as shown in FIG. However, the configuration of the hand unit 2 of the present invention is not limited to this.
[0029]
5A to 5C are enlarged sectional views of surface portions of the hand portions of the first to third examples of other embodiments of the present invention.
In the first to third hand portions 32 to 34, concave portions having the same pattern as the surface shapes of the first and second electrodes 27 ₁ and 27 ₂ are formed on the side surfaces of the cylindrical elastic member 25. The first and second electrodes 27 ₁ and 27 ₂ are disposed in the recesses of the elastic members 25 in a state of being insulated from each other. The lower ends of the first and second electrodes 27 ₁ and 27 ₂ are arranged on the bottom surfaces of the respective recesses. 5 (a) to 5 (c) show only a small part of the surface of the elastic member 25 that is approximately flat as a result of partially expanding the surface of each elastic member 25. Yes.
[0030]
In the hand part 32 of the first example of FIG. 6A, the upper ends of the first and second electrodes 27 ₁ and 27 ₂ are projected from the surface of the elastic material 25.
In the hand unit 32 of the first example, when the hand unit 32 is brought into contact with the conveyance object, the conveyance object comes into contact with the upper ends of the first and second electrodes 27 ₁ and 27 ₂ and the conveyance object A gap is formed between the surface of the elastic member 25.
[0031]
In the hand portion 33 of the second example of FIG. 5B, the upper ends of the _first and _second electrodes 27 ₁ and 27 ₂ are formed at the same height as the surface of the elastic material 25, and the elastic material 25 And the upper ends of the _first and second electrodes 27 ₁ and 27 ₂ are flush with each other. When the transport object comes into contact with the hand unit 33, the transport object comes into contact with both the upper ends of the _first and _second electrodes 27 ₁ and 27 ₂ and the surface of the elastic member 25.
[0032]
In the first and second hand units 32 and 33, as described above, the conveyance object and the upper ends of the _first and _second electrodes 27 ₁ and 27 ₂ are configured to contact each other. However, when the object to be transported is insulative, the first and second electrodes 27 ₁ and 27 ₂ are not short-circuited via the object to be transported, and an electric field is generated between them. Objects can be electrostatically adsorbed.
[0033]
In the hand part 34 of the third example of FIG. 3C, the upper ends of the _first and _second electrodes 27 ₁ and 27 ₂ are formed lower than the surface of the elastic member 25. That is, first, the upper end portion of the second electrode 27 _1, 27 ₂ is located in the recessed portion of the recess 28, the first, the second electrode 27 _1, 27 between _2, the elastic member 25 A protrusion 29 composed of the surface portion is formed.
[0034]
When the transport object comes into contact with the surface of the hand unit 34, the transport object comes into contact with the upper end of the protrusion 29, but does not come into contact with the first and second electrodes 27 ₁ and 27 _2. ing.
[0035]
Therefore, even if the object to be transported has conductivity, the first and second electrodes 27 ₁ and 27 ₂ are not short-circuited via the object to be transported. It can be electroadsorbed. Furthermore, since the object to be transported is not in direct contact with the first and second electrodes 27 ₁ , 27 ₂ having relatively low wear resistance, compared to the hand portions 32, 33 of the first example and the second example, The lifetimes of the first and second electrodes 27 ₁ and 27 ₂ are prolonged.
[0036]
Furthermore, the hand portion of the present invention is not limited to the structure described above, and covers the first and second electrodes 27 ₁ and 27 ₂ and the elastic member 25 as shown in FIG. For example, the protective film 50 made of silicone rubber, polyimide, fluorine compound, or the like may be formed. In this case, since the first and second electrodes 27 ₁ and 27 ₂ do not come into direct contact with the object to be transported, it is possible to prevent the first and second electrodes 27 ₁ and 27 ₂ from being worn. The lifetime of the second electrodes 27 ₁ and 27 ₂ is increased.
[0037]
In addition, since the first and second electrodes 27 ₁ and 27 ₂ are not short-circuited via the conveyance object, the conductive conveyance object can also be conveyed.
Furthermore, in the above-described embodiment, the elastic member 25 is formed in a cylindrical shape, and the first and second electrodes 27 ₁ and 27 ₂ are formed on the side surfaces thereof, but the present invention is limited to this. Instead, the surface on which the elastic member 25 abuts on the object to be conveyed only needs to bulge. For example, the elastic material may be formed in a spherical shape, and the first and second electrodes may be formed on the surface thereof.
Further, although silicone rubber is used as the material of the elastic material 25, the elastic material 25 is not limited to this, and is a material that deforms in accordance with the shape of the conveyance object when the hand unit is pressed against the conveyance object. For example, natural rubber or a fluorine compound such as polyethyl tetrafluoride (trade name: Teflon) may be used.
[0038]
Further, although silicone rubber is used as the protective film, the protective film of the present invention is not limited to this, and for example, natural rubber or a fluorine compound such as polytetrafluoroethyl (trade name: Teflon) may be used. Good. On the other hand, it is not limited to an elastic material, and may be a ceramic material such as alumina, AlN, or SiC. In this case, as shown by reference numeral 31 in FIG. 6B, it is preferable that the cross section of the hand portion is configured to have an oval shape.
[0039]
Moreover, although this embodiment demonstrated the case where the flat conveyance target object 70 was conveyed, the shape of the conveyance target object 70 in which the hand part 2 of this embodiment can electrostatically adsorb is not restricted to this, Regardless of the shape of the object to be transported, it can be electrostatically attracted and held and transported.
[0040]
【The invention's effect】
Since the elastic material is deformed in accordance with the shape of the conveyance object and the contact area between the hand part and the conveyance object is increased, the electrostatic attraction force is increased as compared with the case where the hand part is not deformed.
An object to be transported in a vacuum such as outer space can be easily transported with a simple mechanism.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 illustrates an example of a transfer robot according to an embodiment of the present invention. FIG. 2A is a cross-sectional view illustrating an example of a hand unit according to an embodiment of the present invention.
(b): Side view for explaining an example of a hand part according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 is a diagram for explaining the principle of electrostatic attraction of the object to be transported by the hand part of the present invention. : 1st figure explaining the process in which the hand part of this invention hold | maintains a conveyance target object.
(b): 2nd figure explaining the process in which the hand part of this invention hold | maintains a conveyance target object. FIG. 5 (a): The surface state of the 1st example of the hand part of other embodiment of this invention. Expanded sectional view to explain
(b): Enlarged sectional view for explaining the surface state of the second example of the hand portion of another embodiment of the present invention
(c): Expanded sectional view for explaining the surface state of the third example of the hand part according to another embodiment of the present invention. (a): Cross sectional view for explaining the hand part of the present invention provided with a protective film.
(b): Cross-sectional view illustrating a hand portion of the present invention provided with a protective film according to another embodiment of the present invention. [FIG. 7] (a): A process of a conventional transfer robot holding a transfer object. First figure
FIG. 8B is a second diagram illustrating a process in which the conventional transfer robot holds the transfer object. FIG. 8C is a third diagram illustrating a process in which the conventional transfer robot holds the transfer object.
(d): 4th figure explaining the process in which the conventional conveyance robot hold | maintains a conveyance target object.
1 ...... conveying robot 2 ...... hand unit 3 ...... arm 25 ...... elastic member 27 ₁ ...... first electrode 27 ₂ ...... the second electrode 50 ...... protective film 70 ...... conveyed object

Claims

An arm comprising a plurality of joints and configured to be bendable about the joint;
The hand part constituting a part of the arm has first and second electrodes that are insulated from each other , applies a voltage to the first and second electrodes, and adsorbs an object to be conveyed. A transfer robot that moves the hand unit by moving the object,
The hand portion is provided with a bulging portion formed of an elastic material at least partially bulging outward,
The first and second electrodes are disposed on the bulging portion of the elastic material,
When the bulge portion is pressed against the conveyance object, the bulge portion is deformed according to the shape of the conveyance object, and the contact robot increases the contact area between the hand unit and the conveyance object .

The bulging portion is formed in a cylindrical shape,
The transfer robot according to claim 1, wherein at least a part of the first and second electrodes is disposed on a side surface of the cylindrical elastic member .

The bulging portion is formed in a spherical shape ,
The transfer robot according to claim 1, wherein at least a part of the first and second electrodes is disposed on a surface of the spherical elastic material .

4. The projection according to claim 1, wherein a protruding portion in which a part of the elastic material protrudes higher than the surfaces of the first and second electrodes is disposed between the first and second electrodes. The transfer robot according to item 1 .

The transfer robot according to any one of claims 1 to 4, further comprising a protective film disposed so as to cover the surfaces of the first and second electrodes .