JP5966956B2

JP5966956B2 - ロボットハンド

Info

Publication number: JP5966956B2
Application number: JP2013020248A
Authority: JP
Inventors: 耕志寺田; 史倫齋藤
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2013-02-05
Filing date: 2013-02-05
Publication date: 2016-08-10
Anticipated expiration: 2033-02-05
Also published as: JP2014151371A

Description

本発明はロボットハンドに関する。

家庭向けサービスロボットのロボットハンドは、様々なものを把持することが求められる。例えば、ペットボトル、本、薬、シリアル等である。このようなもの中、床に落ちたコインやお札、クレジットカードのように、厚みが薄いものはハンドで掴むということが非常に困難である。そのため、ロボットハンドに設けられた吸引機構が有効になる。

特許文献１には、ロボットハンドの指部分に設けられた複数の吸引口と、一端がそれぞれの吸引口に接続されるチューブと、チューブの他端に接続される１以上の吸引ポンプとを有するロボットハンド用の被着装置が記載されている。

特開２０１０−１５８７５４号公報

しかしながら、吸引機構により物体を保持しようとすると、コインのような比較的小さいものは、１つの吸引パッドで吸引する必要がある。一方、Ａ４のパンフレットのように大きなものは多数の吸着パッドでないと吸引が困難である。よって、状況により吸引パッドを切り替える必要がある。

特許文献１に記載の技術では、吸引口を吸引しようとするとき、指を動かす力や角度の変化を検出するセンサの検出に基づいて、それぞれの吸引口に接続されたポンプを稼働させる。

特許文献１に記載のロボットハンドでは、物体を吸引するために、多数の吸引機構を独立に制御しなければならず、複数のセンサと複数のバルブとを備える必要があり、ロボットハンドが高価になってしまうという問題があった。

本発明はこのような問題を解決するためになされたものであり、複数の吸引口を有するロボットハンドにおいて、より簡易な構成で吸引口を切り替えることができるロボットハンドを提供することを目的とする。

本発明にかかるロボットハンドは、開閉可能な一対のフィンガを備えたグリッパと、フィンガの先端に設けられた第１の吸引パッドと、グリッパの側面に設けられた第２の吸引パッドと、第１の吸引パッド及び第２の吸引パッドを吸引するポンプと、ポンプに接続され、第１の吸引パッドと第２の吸引パッドとを、フィンガの関節部分に連動して切り替えるバルブと、を有するものである。これにより、フィンガの角度により、吸引パッドを切り替えることができる。

本発明によれば、複数の吸引口を有するロボットハンドにおいて、より簡易な構成で吸引口を切り替えることができるロボットハンドを提供することができる。

実施の形態にかかるロボットハンドを示す図である。実施の形態にかかるバルブ１２５を示す図である。実施の形態にかかるグリッパの概要とバルブの断面を示す図である。実施の形態１にかかるロボットハンドの使用例を示す図である。実施の形態１にかかるロボットハンド１０の変形例を示す図である。

実施の形態
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本実施の形態にかかるロボットハンド１０を示す図である。ロボットハンド１０は、開閉可能なグリッパ１１と、グリッパ１１に設けられた吸引機構１２とで構成されている。

グリッパ１１は、一対のフィンガ１１１、１１２と、基幹部１１３と、を有する。フィンガ１１１、１１２は、関節機構を備え、開閉と屈折とが可能である。

吸引機構１２は、指先吸引パッド１２１及び側面吸引パッド１２２〜１２４と、バルブ１２５と、ポンプ１４と、バルブ１２５とポンプ１４とを接続するチューブ１５と、を有する。

指先吸引パッド１２１は、フィンガ１１１、１１２の先端に設けられている。側面吸引パッド１２２〜１２４は、フィンガ１１１、１１２の側面に設けられている。
指先吸引パッド１２１は、チューブ１３１に接続されている。側面吸引パッド１２２〜１２４は、三つ又に分岐したチューブ１３２に接続されている。
以降の記述においては、フィンガ１１１とフィンガ１１２とは同じ構成を有しているものとし、冗長を避けるため、フィンガ１１１について説明する。

図２は、バルブ１２５を示す図である。
バルブ１２５は、外筒１２７と内筒１２８とを備える。外筒１２７と内筒１２８とはシールしており、内筒１２８は外筒１２７に対して回転可能である。

外筒１２７は、半円筒形状であり、接続孔１３３と、接続孔１３４とを備える。また、外筒１２７は、フィンガ１１１に固定されている。

接続孔１３３はチューブ１３１の一端に接続されている。チューブ１３１の他端は指先吸引パッド１２１に接続されている。

接続孔１３４はチューブ１３２の一端に接続されている。チューブ１３２の他端は３つ又に分岐しており、側面吸引パッド１２２〜１２４に接続されている。

内筒１２８は、通気口１３５、１３６とを有し、チューブ１５を介してポンプ１４と接続されている。また、外筒１２７はフィンガ１１１に連結されている。

図３は、グリッパ１１の概要とバルブ１２５の断面を示す図である。
図３（ａ）に示すように、外筒１２７に対して内筒１２８が所定の角度（以下第１の角度という）に位置すると、外筒１２７の接続孔１３３と内筒１２８の通気口１３３とが重なり、指先吸引パッド１２１が吸引される。

図３（ｂ）に示すように、外筒１２７に対して内筒１２８が所定の角度（以下第２の角度という）に位置すると、外筒１２７の接続孔１３４と内筒１２８の通気口１３４とが重なり、側面吸引パッド１２２〜１２４が吸引される。

すなわち、本実施の形態にかかるグリッパ１１においては、フィンガ１１１と基幹部１１３とでなされる角度により、バルブ１２５の切り替えがなされて、吸引先が変更される。したがって、本実施の形態にかかるグリッパ１１は、センサや電磁バルブ等を使用することなく、吸引口を切り替えることが可能である。

図４は、本実施の形態にかかるロボットハンド１０の使用例を示す図である。図４（ａ）に示すように、ロボットハンド１０が閉じられた状態では、指先吸引パッド１２１が吸引されている。この場合、例えばコイン等の比較的小さいものを吸引することができる。

図４（ｂ）に示すように、ロボットハンド１０が開かれた状態では、側面吸引パッド１２２〜１２４が吸引されるため、パンフレット等、面積が広く厚みが薄いものを吸引することができる。

図４（ｃ）に示すように、例えばペットボトル等の厚みがあるものは、ロボットハンド１０で把持するようにすればよい。

また、ロボットハンド１０の変形例として、図５に示すように、側面吸引パッド１２２〜１２４は、フィンガ１１１と１１２の対向する面に設けてもよい。これにより、例えばロボットハンド１０で物体を把持する場合に、物体を吸引可能となり、よりロボットハンドの把持力を高めることが可能である。

なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。

１０ロボットハンド
１１グリッパ
１２吸引機構
１４ポンプ
１１１フィンガ
１１２フィンガ
１１３基幹部
１２１指先吸引パッド
１２２〜１２４側面吸引パッド
１２５バルブ
１２６ポンプ
１２７外筒
１２８内筒
１３１、１３２チューブ
１３３接続孔
１３４接続孔

Claims

開閉可能な一対のフィンガを備えたグリッパと、
前記フィンガの先端に設けられた第１の吸引パッドと、
前記グリッパの側面に設けられた第２の吸引パッドと、
前記第１の吸引パッド及び前記第２の吸引パッドを吸引するポンプと、
前記一対のフィンガのうちの一方における開閉のための関節部分に固定され前記第１の吸引パッドとチューブを介して接続された第１の接続孔と前記第２の吸引パッドとチューブを介して接続された第２の接続孔とが形成された外筒、および、前記外筒の内側に前記外筒に対して回転可能に配置され前記ポンプとそれぞれチューブを介して接続された第１の通気口および第２の通気口が形成された内筒を備えたバルブと、を有し、
前記外筒における前記第１の接続孔と前記第２の接続孔が形成された位置、および、前記内筒における前記第１の通気口と前記第２の通気口が形成された位置は、それぞれ、前記外筒に対する前記内筒の角度が第１の角度になったときに前記第１の接続孔と前記第１の通気口とが連通され、前記外筒に対する前記内筒の角度が第２の角度になったときに前記第２の接続孔と前記第２の通気口とが連通されるような位置である、ロボットハンド。