JP6456462B2 - 把持装置及び産業用ロボット - Google Patents

Description

本発明は、把持装置及び産業用ロボットに関するものである。

ワークを把持することを目的とした把持装置として、主に吸着ハンドや２指型グリッパ（例えば、特許文献１）が利用されているが、これらは機構上、サイズや形状が異なるワークを汎用的に把持することができない場合がある。そのため、多品種少量生産のように、把持するワークの種類が多い作業現場においては、ツールチェンジャーや人による取り替え作業が必要となってしまうため、生産効率が低下してしまう。さらに食品に代表されるような、柔軟かつ不定形なワークを傷めずに把持することができないという問題があった。

これに対し、人間の手に近い、形状及び機構を有する５指型の把持装置の検討もされている（例えば、特許文献２）。ところが、５指型の把持装置は、人間の手に近い複雑な動作を実現する為に、動作や制御機構が非常に複雑なため、これらの複雑さが導入を困難にする要因となっている。

さらに密閉されたゴム状の袋と、当該ゴム袋に充填された粉体とを有し、粉粒体のJamming転移を利用した把持装置が開発されている（例えば、特許文献３）。この把持装置は、ゴム袋をワークに追従させた状態で把持できるので、簡単な制御で様々なワークに対応することができる。

特開２００９−１２５８５１号公報 特開２０１２−１９２４９６号公報 特表２０１３−５２３４７８号公報

しかしながら、上記特許文献３に係る把持装置は、把持力を発現するために強い力でワークへ押し付ける必要があるので、食品のような柔軟なワークを傷つけてしまうという問題がある。また把持装置は、ワークへ押し付ける力が弱い場合、ゴム袋のワークに対する追従性が著しく低下するので、把持できるワークが限られてしまう。

本発明は、汎用性をより向上することができる把持装置及び産業用ロボットを提供することを目的とする。

本発明に係る把持装置は、掌部と、前記掌部の周囲に突出して設けられ、前記掌部を厚さ方向に変形させることにより前記掌部に向かって倒れる複数の指部とを有する袋状の把持本体と、前記指部内に設けられた充填材と、前記掌部の外周の収縮を防ぐ形状保持部と、複数の前記指部のうち選択された前記指部を伸びた状態で保持する指保持部とを備えることを特徴とする。

本発明に係る産業用ロボットは、上記把持装置を設けたことを特徴とする。

本発明によれば、指保持部を備えることにより、把持本体内を減圧するだけで、選択された指部を伸びた状態に保持し、他の指部のみを掌部に向かって倒れるように弾性変形させることができるので、汎用性をより向上することができる。。

第１実施形態に係る把持装置を適用した産業用ロボットの例を示す模式図である。 第１実施形態に係る把持装置の構成を示す斜視図である。 第１実施形態に係る把持装置の使用状態を示す斜視図である。 第１実施形態に係る把持装置の構成を示す部分縦端面図である。 形状保持部の構成を示す斜視図である。 第１実施形態に係る把持装置の構成を示す横断面図である。 第１実施形態に係る把持装置の使用状態（１）を示す部分端面図である。 第１実施形態に係る把持装置の使用状態（１）を示す図６におけるＡ−Ａ端面図である。 第２実施形態に係る把持装置の構成を示す部分縦端面図である。 第２実施形態に係る把持装置の構成を示す横断面図である。 第２実施形態に係る把持装置の使用状態（１）を示す部分端面図である。 第２実施形態に係る把持装置の使用状態（２）を示す部分端面図である。 把持装置の変形例（１）を示す斜視図であり、図１３Ａは指部の長さが小の場合、図１３Ｂは指部の長さが中の場合、図１３Ｃは指部の長さが大の場合である。 把持装置の変形例（２）を示す斜視図であり、図１４Ａは指部の長さが小の場合、図１４Ｂは指部の長さが中の場合、図１４Ｃは指部の長さが大の場合である。 把持装置の変形例（３）を示す斜視図であり、図１５Ａは指部の長さが小の場合、図１５Ｂは指部の長さが中の場合、図１５Ｃは指部の長さが大の場合である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。

１．第１実施形態
（全体構成）
図１に、本実施形態に係る把持装置１０Ａを適用した産業用ロボット１２の構成を示す。産業用ロボット１２は、直交ロボットであって、レール１４と、レール１４に沿って移動する移動体１６と、移動体１６に固定されたエアシリンダ１８とを備える。レール１４は、図中Ｙ軸方向に移動可能に設けられている。

エアシリンダ１８は、シリンダーチューブ１９と、シリンダーチューブ１９に対し進退可能に設けられたピストンロッド２０とを有する。シリンダーチューブ１９には、配管２１、２２が設けられている。当該配管２１、２２を通じて気体が給排気されることにより、ピストンロッド２０がシリンダーチューブ１９に対し進退可能となっている。ピストンロッド２０の先端には、把持装置１０Ａが設けられている。

産業用ロボット１２は、水平な基台２６上に置かれたワークＷを、把持装置１０Ａで把持すると共に、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸方向に移動することができる。

把持装置１０Ａは、ピストンロッド２０に連結されたケース３６と、当該ケース３６に固定された把持本体２８Ａとを備える。ケース３６には、配管２４が連結されている。把持本体２８Ａは、気密性と弾性とを有する材料、例えば、天然ゴムや、合成ゴムなどで形成することができる。把持本体２８ＡのＪＩＳ Ｋ６２５３のデュロメータ硬さ試験(タイプＡ)に準じて測定した硬度は、６０〜９０程度であるのが好ましい。

図２に示すように把持本体２８Ａは、掌部３０と、掌部３０の周囲に突出して設けられた複数の指部３２とを有する。掌部３０は略円盤状をなしている。指部３２は、掌部３０と一体に形成されており、掌部３０を囲むように放射状に３個、すなわち第１指部３２Ｘ、第２指部３２Ｙ、第３指部３２Ｚが設けられている。本明細書では、第１指部３２Ｘ、第２指部３２Ｙ、第３指部３２Ｚを特に区別しない場合、総称して指部３２とする。指部３２同士の間には、所定の間隔が形成されている。指部３２は、内面３１が掌部３０と一体に形成されている。指部３２の外形形状は、適宜選択することができ、例えば、円柱、円錐、円錐台、三角柱、四角柱、三角錐、四角錐、四角錐台などでもよい。本実施形態の場合、指部３２は、同一形状で構成されている。なお複数の指部３２は、全て同一形状である必要はなく、形状が異なっていてもよい。指部３２は、四角錐台形状を有し、内面３１が、掌部３０に接合している基端から先端に向かって外側に傾斜するように形成されている。

把持本体２８Ａは、掌部３０を厚さ方向（図２、矢印方向）に変形させる力が作用すると、選択された指部３２（本図の場合、第２指部３２Ｙ及び第３指部３２Ｚ）を伸びた状態に保持すると共に、選択された以外の指部３２（本図の場合、第１指部３２Ｘ）のみが掌部３０へ向かって倒れるように弾性変形する（図３）。

図４に示すように把持本体２８Ａは、掌部３０及び指部３２が形成されている表面とは逆側の面に開口を有する袋状の部材からなる。把持本体２８Ａは、内部に、弾性部３４と、形状保持部３８と、指保持部４２とを有する。把持本体２８Ａは、開口の周縁に一体形成されたフランジ部３３においてケース３６に固定されており、当該ケース３６によって開口が密閉されている。

ケース３６には、貫通穴３７が設けられている。配管２４は、一端が、貫通穴３７に挿入され、把持本体２８Ａに通じている。配管２４の他端は、図示しないが、例えば三方弁を介して真空ポンプに接続されている。三方弁は、真空ポート、給排気ポート、大気解放ポートを有し、真空ポートが真空ポンプに、給排気ポートが把持装置１０Ａに、大気解放ポートが外部にそれぞれ接続される。当該配管２４を通じて、気体が、把持本体２８Ａの内から外へ、及び把持本体２８Ａの外から内へ、流通する。

弾性部３４は、指部３２内に充填され、当該指部３２の形を有する。弾性部３４の形は、把持本体２８Ａの指部３２内に挿入され一定の形を保持できれば、指部３２の内面との間に多少隙間が生じていてもよい。弾性部３４の材質は、樹脂またはゴムであるのが好ましい。弾性部３４の材質は、必ずしも均一である必要はなく、異種材料を組み合わせた複合材でもよい。弾性部３４は、フィラーなどの添加物を含んでもよい。弾性部３４は、指部３２の内面との間に、隙間がないように配置されるのが好ましい。弾性部３４は、掌部３０を超えて把持本体２８Ａの大半に充填されると、掌部３０が厚さ方向に変形せず指部３２が掌部３０の中心に向かって弾性変形し難くなる。したがって弾性部３４は、指部３２内に配置されるのが好ましい。弾性部３４の基端の形状は、平面形状とされている。

形状保持部３８は、把持本体２８Ａの掌部３０の内部空間に配置されている。形状保持部３８は、掌部３０以外、すなわち掌部３０の外周が収縮しないように、把持本体２８Ａを保持する。形状保持部３８の材質は、把持本体２８Ａの減圧下において変形しなければ足り、例えば硬質樹脂や金属を用いることができる。形状保持部３８の材質は、必ずしも均一である必要はなく、異種材料を組み合わせた複合材でもよい。

本図に示す形状保持部３８は、変形した掌部３０を受け入れるガイド穴４０と、ガイド穴４０の軸方向の指部３２側先端の外側に湾曲部４９とを有する枠状部材である。本実施形態の場合、形状保持部３８は、掌部３０の外周面３９を保持する保持面４８を有する円筒状部材である。ガイド穴４０は、掌部３０に対応した形状保持部３８の中央であって、内径が掌部３０と略同じ大きさであるのが好ましい。保持面４８は、形状保持部３８の外側の円周面であり、掌部３０の外周面３９を保持できる大きさを有し、全体として先端に向かって先細になっている。保持面４８の指部３２側に湾曲部４９が設けられている。湾曲部４９は、外側に向かって凸形状である。

湾曲部４９とガイド穴４０が面で交差する形状保持部３８の指部側先端は、面取り加工が施されているのが好ましい。面取り加工は、形状保持部３８の指部側先端を削り、角面や丸面とする加工が適用できる。形状保持部３８は、面取り加工が施されていることにより、上記先端における欠けなどの破損を防止することができる。

形状保持部３８は、当該形状保持部３８の外径とガイド穴４０の内径の比が１．０：０．９３〜１．０：０．５であるのが好ましい。例えば、形状保持部３８の外径が８０ｍｍの場合、ガイド穴４０の内径が６０〜７０ｍｍの範囲であれば、指部３２は掌部３０の中心に向かってより確実に弾性変形する。

形状保持部３８の指部側先端の位置は、当該形状保持部３８の径方向における弾性部３４の基端の中心位置よりも外側に位置するのが好ましい。これにより、指部３２が掌部３０の中心に向かって弾性変形する際に、形状保持部３８の指部側先端と弾性部３４の基端が上記の位置で接触する。この結果、指部３２は、上記の接触部分を支点として、掌部３０の中心に向かって容易に弾性変形する。

指保持部４２は、形状保持部３８のガイド穴４０内に配置され、掌部３０の一部の変形を押える接触面４４を有する。本図の場合、接触面４４は、掌部３０の裏面に接触している。指保持部４２は、形状保持部３８で例示したような材質が適用され、形状保持部３８と同じでも異なる材質でもよい。指保持部４２の接触面４４は、形状保持部３８の保持面４８と滑らかに接続している。指保持部４２の高さは、形状保持部３８と略同じである。指保持部４２は、接触面４４が掌部３０の一部に接触することにより、当該掌部３０の一部を厚さ方向に変形しないように保持する。ガイド穴４０内の、指保持部４２が配置されていない部分は、空間である。当該空間における掌部３０は、厚さ方向に変形し得る。

図５に示すように、形状保持部３８は、同心円状に配置された複数、本図の場合、２個のリング体４５、４６を有する。各リング体４５、４６は、軸方向に移動可能、取り外し可能である。

図６に示すように、指保持部４２は、第１指部３２Ｘに対応する部分が扇状に切り欠かれた切欠部５０と、第２指部３２Ｙ及び第３指部３２Ｚに対応する中実部５２とを有する。指保持部４２は、形状保持部３８に対し、軸方向に移動可能、取り外し可能である。

（動作及び効果）
上記のように構成された把持装置１０Ａが設けられた産業用ロボット１２の動作及び効果について説明する。以下の説明では、第２指部３２Ｙ及び第３指部３２Ｚを選択された指部３２とし、第２指部３２Ｙ及び第３指部３２Ｚを伸びた状態で保持することとする。

産業用ロボット１２は、ピストンロッド２０がシリンダーチューブ１９内に退避し、エアシリンダ１８が収縮した状態を原点とする。また把持装置１０Ａは、初期状態において把持本体２８Ａ内の圧力が大気圧である。すなわち三方弁は、真空ポートが遮断され、給排気ポートが大気解放ポートと繋がっている状態である。

産業用ロボット１２は、移動体１６がレール１４に沿って移動することで、基台２６上に置かれたワークＷの鉛直線上に把持装置１０Ａを位置決めする（図１）。次いで、産業用ロボット１２は、ピストンロッド２０がシリンダーチューブ１９から進出することにより、指部３２がワークＷの側面に到達するまで、エアシリンダ１８を伸長させる。

次いで三方弁は、大気解放ポートが遮断され、給排気ポートが真空ポートと繋がった状態に切り替えられる。これにより把持装置１０Ａは、配管２４を通じて、把持本体２８Ａ内の気体を吸引し、把持本体２８Ａ内の圧力を例えば−０．０３ＭＰａ以下に減圧する。

把持本体２８Ａは、形状保持部３８により掌部３０の外周面３９の形状が保持された状態を維持する。さらに指保持部４２は、第２指部３２Ｙ及び第３指部３２Ｚに対応する掌部３０が厚さ方向に変形するのを防ぐ。そうすると掌部３０の第１指部３２Ｘに対応する部分が、形状保持部３８のガイド穴４０と切欠部５０に囲まれた空間に吸い込まれるようにして厚さ方向に変形する（図７）。掌部３０が厚さ方向へ変形するのに伴い、第１指部３２Ｘの内面３１が掌部３０の中心へ引っ張られる。そうすると第１指部３２Ｘは、掌部３０へ向かって倒れるように弾性変形する。これにより第１指部３２Ｘは、主に内面３１がワークＷ表面に接触する。本図に示す立方体のワークＷの場合、第１指部３２ＸはワークＷの側面に接触する。一方、第２指部３２Ｙは、指保持部４２の接触面４４が第２指部３２Ｙに対応する掌部３０に接触し、当該部分の掌部３０が厚さ方向に変形するのを防いでいるので、伸びた状態に保持される（図８）。図示しないが第３指部３２Ｚも、第２指部３２Ｙと同様、伸びた状態に保持される。

上記のように把持装置１０Ａは、把持本体２８Ａ内を減圧することにより、第１指部３２Ｘのみを弾性変形させる。把持装置１０Ａは、当該第１指部３２Ｘと、伸びた状態で保持された第２指部３２Ｙ及び第３指部３２Ｚの間にワークＷを挟むことにより、ワークＷを把持する。

把持装置１０Ａは、把持本体２８Ａ内の圧力に応じ第１指部３２Ｘの変形量を変えることができる。この場合、把持装置１０Ａは、把持本体２８Ａ内の圧力が低い程、第１指部３２Ｘを掌部３０に向かってより鋭角に変形させることができる。したがって把持装置１０Ａは、より鋭角に変形させた第１指部３２Ｘと、伸びた状態で保持された第２指部３２Ｙ及び第３指部３２Ｚの間に挟んで、より小さなワークＷを把持することができる。

次いで産業用ロボット１２は、ピストンロッド２０をシリンダーチューブ１９内に退避させてエアシリンダ１８を収縮することにより、ワークＷを基台２６から持ち上げることができる。さらに産業用ロボット１２は、移動体１６がレール１４に沿って移動したり、レール１４がＹ軸方向に移動したりすることにより、水平方向へワークＷを自在に移動することができる。

所望の場所へ移動した後、産業用ロボット１２は、ピストンロッド２０がシリンダーチューブ１９から進出することにより、ワークＷが基台２６に接触するまでエアシリンダ１８を伸長させる。次いで、三方弁は、真空ポートが遮断され、給排気ポートが大気解放ポートと繋がっている状態に切り替えられる。そうすると把持本体２８Ａ内へ大気解放ポートから配管２４を通じて気体が流入する。把持本体２８Ａ内の圧力が大気圧に戻るのに伴い、掌部３０がガイド穴４０から押し出され元の状態に戻る。掌部３０が元の状態に戻るのに伴い、第１指部３２Ｘが伸びた状態になり、ワークＷを手放す。

次いで、産業用ロボット１２は、ピストンロッド２０をシリンダーチューブ１９内に退避させてエアシリンダ１８を収縮することにより、把持装置１０ＡをワークＷから切り離す。以上のようにして産業用ロボット１２は、基台２６上に置かれたワークＷを、把持装置１０Ａで把持することにより、所望の位置へ移動することができる。

把持装置１０Ａは、指保持部４２を備えることにより、把持本体２８Ａ内を減圧するだけで、第１指部３２Ｘのみを掌部３０に向かって倒れるように弾性変形させることができるので、汎用性をより向上することができる。本実施形態の場合、第１指部３２Ｘのみが弾性変形する場合について説明したが、本発明はこれに限らず、第２指部３２Ｙのみ、又は第３指部３２Ｚのみが弾性変形することとしてもよい。さらに、把持装置１０Ａは、いずれか２個の指部３２を掌部３０に向かって倒れるように弾性変形させることとしてもよい。この場合、指保持部は、図示しないが、２個の指部３２に対応して切り欠かれた切欠部と、１個の指部３２に対応する中実部とを有する。把持装置は、いずれか２個の指部３２に切欠部を合わせて指保持部を把持本体２８Ａ内に配置することにより、２個の指部３２のみを掌部３０に向かって倒れるように弾性変形させると同時に、選択された１個の指部３２を伸びた状態に保持することができる。

また指保持部４２は、第２指部３２Ｙ及び第３指部３２Ｚに対応した中実部５２を有する場合について説明したが、中実部５２は各指部３２に分割されていてもよい。この場合、各中実部同士の間には、図示しないが、仕切り板を設けることとしてもよい。

把持装置１０Ａは、把持本体２８Ａ内に、指部３２の形状を有する弾性部３４と、形状保持部３８を有することにより、粉体を用いず、より確実にワークＷを把持することができる。把持装置１０Ａは、粉体を用いていないので、万一、把持本体２８Ａが破裂しても、ワークＷを汚染することがない。

弾性部３４は、指部３２の形状を有するので、指部３２の先端が下向きの状態だけでなく、横向きや上向きの状態であっても、指部３２内に留まる。したがって把持装置１０Ａは、基台上のワークＷを持ち上げるだけでなく、垂直な壁面や、天井に吊り下げられたワークＷを把持することができる。指部３２の形状を有する弾性部３４は、Jamming転移後の粉体に比べ剛性が高いので、より確実にワークＷを把持することができる。

把持装置１０Ａは、把持本体２８Ａを減圧して掌部３０を確実に厚さ方向に変形させることにより、ワークＷを把持することができるので、把持本体２８ＡをワークＷに押し付ける必要がない。したがって把持装置１０Ａは、食品などの柔らかいワークＷを押し潰さずに把持できるので、ワークＷの損傷を防止することができる。

形状保持部３８は、同心円状に配置された複数のリング体４５、４６を適宜取り外すことにより、ガイド穴４０の大きさや、外形の大きさを変更することができる。したがって、形状保持部３８は、把持本体２８Ａの外周面３９の大きさや、掌部３０の大きさに合わせ、リング体４５、４６を選択することにより、調整することができるので、汎用性をさらに向上することができる。形状保持部３８は、最も内側に配置されたリング体４５の穴がガイド穴４０であり、最も外側に配置されたリング体４６の円周面が保持面４８である。

把持装置１０Ａは、形状保持部３８に湾曲部４９が形成されていることにより、掌部３０が湾曲部４９に接触しながら厚さ方向に変形するので、指保持部の切欠部に対応する指部３２（本実施形態の場合は第１指部３２Ｘ）が連続的、かつ、ゆるやかに変形する。したがって把持装置１０Ａは、柔らかくワークＷを把持することができる。因みに形状保持部に湾曲部が形成されていない把持装置では、指部は座屈するように変形する。

２．第２実施形態
第２実施形態に係る把持装置について説明する。第１実施形態と同様の構成については同様の符号を付し、説明を省略する。図９に示すように把持装置１０Ｂは、ケース３６と、当該ケース３６に固定された把持本体２８Ａとを備える。把持本体２８Ａは、内部に、弾性部３４と、形状保持部３８と、指保持部４２とを有する。さらに本実施形態に係る指保持部４２は、接触面４４が前記掌部３０の一部に接触する位置と、前記掌部３０の一部が厚さ方向に変形して指部３２を弾性変形可能とする位置との間を、移動可能である。把持装置１０Ｂは、指保持部４２を移動させる駆動部としてのエアシリンダ５４を備える。

本実施形態の場合、指保持部４２は、第１指部３２Ｘ、第２指部３２Ｙ、第３指部３２Ｚに対応して、第１中実部５６、第２中実部５８、第３中実部６０を有する（図１０）。エアシリンダ５４は、各中実部に設けられている。各エアシリンダ５４は、第１中実部５６、第２中実部５８、第３中実部６０をそれぞれ独立して移動させる。第１中実部５６、第２中実部５８、第３中実部６０のそれぞれの間には、仕切り板を設けることとしてもよい。

エアシリンダ５４は、シリンダーチューブ６２と、シリンダーチューブ６２に対し進退可能に設けられたピストンロッド６４と、ピストンロッド６４を退避方向へ押し付けるコイルバネ６６とを有する。シリンダーチューブ６２には、配管６８が設けられている。当該配管６８を通じて、気体が給排気されることにより、ピストンロッド６４がシリンダーチューブ６２に対し進退可能となっている。ピストンロッド６４の先端には、それぞれ第１中実部５６、第２中実部５８、第３中実部６０が固定されている。本図の場合、ピストンロッド６４の先端には第１中実部５６が固定されている。

次に、第１指部３２Ｘを、掌部３０に向かって倒れるように弾性変形させる場合について説明する。把持装置１０Ｂは、シリンダーチューブ６２内の圧力を大気圧とすることで、ピストンロッド６４をシリンダーチューブ６２内に退避させ、エアシリンダ５４を収縮する。次いで、把持本体２８Ａ内を減圧する。そうすると第１指部３２Ｘに対応する掌部３０の一部が、形状保持部３８のガイド穴４０に吸い込まれるようにして厚さ方向に変形する（図１１）。掌部３０が厚さ方向へ変形するのに伴い、第１指部３２Ｘの内面３１が掌部３０の中心へ引っ張られる。そうすると第１指部３２Ｘは、掌部３０へ向かって倒れるように弾性変形する。

次に、第１指部３２Ｘを伸びた状態に保持する場合について説明する。把持装置１０Ｂは、シリンダーチューブ６２内を加圧することで、ピストンロッド６４をシリンダーチューブ６２から進出させ、第１中実部５６の接触面４４が掌部３０に接触するまで、エアシリンダ５４を伸長させる。接触面４４が掌部３０に接触しているので、把持本体２８Ａ内を減圧しても、指保持部４２は、第１指部３２Ｘに対応する掌部３０が厚さ方向に変形するのを防ぐ。このようにして把持装置１０Ｂは、第１指部３２Ｘを伸びた状態に保持する（図１２）。

本実施形態の場合、把持装置１０Ｂは、指保持部４２を備えるので、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに本実施形態の場合、指保持部４２は各指部３２に対応した第１中実部５６、第２中実部５８、第３中実部６０を有すると共に、エアシリンダ５４によって第１中実部５６、第２中実部５８、第３中実部６０が独立して、接触面４４が前記掌部３０の一部に接触する位置と、前記掌部３０の一部が厚さ方向に変形して指部３２が弾性変形可能となる位置との間を移動できる。把持装置１０Ｂは、上記のように指部３２を選択的に伸びた状態に保持したり弾性変形させたりできるので、より汎用性を向上することができる。

３．変形例
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨の範囲内で適宜変更することが可能である。

上記実施形態では、産業用ロボット１２として直交ロボットの例を示したが、本発明はこれに限らず、スカラロボット、垂直多関節ロボットなどに適用することができる。すなわち把持装置１０Ａ、１０Ｂは、産業用ロボットによってＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を中心に回転しても、ワークＷを把持すると共に、把持した状態を維持することができる。

把持本体２８Ａは、１種の材料で形成してもよいし、複数の異なる材料で形成された膜を積層して形成してもよい。また把持本体２８Ａは、部分的に異なる材料で形成してもよい。把持本体２８Ａの厚さは、一定でなくてもよく、部分的に厚肉部又は薄肉部を設けてもよい。

把持本体２８Ａと、弾性部３４は、一体であってもよい。この場合、把持本体２８Ａと弾性部３４は、一部又は全部が、同種の材料であってもよいし、異種材料であってもよい。

把持装置１０Ａ、１０Ｂは、指部３２に爪部を設けることとしてもよい。爪部は、合成樹脂製の板状部材や、円錐状部材、サック状の部材を用いることができる。

上記実施形態の場合、形状保持部３８は、同心円状に配置された複数のリング体を有する場合について説明したが、本発明はこれに限らず、１個のリング体であってもよい。１個のリング体の場合、リング体は気体の流通路を有しているのが好ましい。形状保持部３８は、１個のリング体の場合、把持本体２８Ａと一体であってもよい。形状保持部３８は、円筒状部材に限られず、ガイド穴４０を有する多角柱でもよい。

形状保持部３８は、例えば、平面視において長円形状、多角形や、楕円形などの枠状部材としてもよい。形状保持部３８の外形形状は、長円形、楕円形、多角形など適宜変更することができ、把持本体の形状に合わせてもよい。ガイド穴４０は、円形状に限らず、多角形状であってもよい。形状保持部３８は保持面４８を有している場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、保持面４８を省略してもよい。保持面４８を省略する場合は、保持面４８の代わりに掌部３０の外周面３９を保持する保持部材を別途用いることが好ましい。

上記実施形態の場合、弾性部３４の基端の形状が平面形状の場合について説明したが、本発明はこれに限られない。例えば、弾性部３４の基端の形状は、湾曲部４９の湾曲に合わせた曲面形状とすることができる。この場合、弾性部３４の基端と湾曲部４９を面接触させることが好ましい。これにより、湾曲部４９と弾性部３４の間における把持本体２８Ａの内面の間に空間が生じないので、減圧時における把持本体２８Ａの部分的な凹みを防止することができる。この結果、より安定的に指部３２を弾性変形させることができると共に、把持本体２８Ａの耐久性を向上することができる。

湾曲部４９と弾性部３４の間における把持本体２８Ａの内面の間に空間が生じないようにするために、弾性部３４に対応した位置に、指部３２へ向かって突出した突起を有する形状保持部（図示なし）を用いてもよい。このような突起を有する形状保持部を把持本体２８Ａ内に組み付けると、突起の先端が弾性部３４に接触すると共に側面が把持本体２８Ａの内面に密着して、弾性部３４と把持本体２８Ａの内面の間には空間が生じない。

上記実施形態の場合、充填材は弾性部である場合について説明したが、本発明はこれに限らず、粉粒体でもよい。粉粒体は、適宜選択することができ、例えば、アルミナ、活性炭、発泡スチロール、ガラスビーズ、乾燥した豆や木片などの集合体で形成することができる。粉粒体の充填率は、把持本体２８Ａの２０〜８０％程度が好ましく、４０〜６０％がより好ましい。充填率は、把持本体２８Ａ内に充填した粉粒体の重量をＡ、把持本体２８Ａ内に最密充填した場合の粉粒体の重量をＢとすると、Ａ／Ｂ×１００（％）で表される。粉粒体を用いた把持装置の場合、把持本体２８Ａ内の圧力を例えば−０．０５ＭＰａ以下に減圧することにより、指部３２が掌部３０へ向かって倒れるように弾性変形する。

ケース３６には、ワークＷを撮影するカメラ、把持したワークＷの重量を測定する重量計、ワークＷと把持本体２８Ａとの距離を測定する近接センサなどを設けてもよい。

上記実施形態の場合、把持本体は、図２に示す指の長さを有する場合について説明したが、本発明はこれに限らない。例えば、図１３に示す把持本体２８Ｂ、２８Ｃ、２８Ｄのように、指部の長さは用途に合わせ適宜変えることができる。指部の長さに応じ、掌部の大きさも変えることができる。指部の数は、図１４に示す把持本体７０Ａ、７０Ｂ、７０Ｃのように４本であってもよいし、図１５に示す把持本体７２Ａ、７２Ｂ、７２Ｃのように５本でもよい。

１０Ａ，１０Ｂ 把持装置
１２ 産業用ロボット
２８Ａ 把持本体
３０ 掌部
３２ 指部
３４ 弾性部
３８ 形状保持部
３９ 外周面
４０ ガイド穴
４２ 指保持部
４４ 接触面
５４ 駆動部

Claims (11)

1. 掌部と、
   前記掌部の周囲に突出して設けられ、前記掌部を厚さ方向に変形させることにより前記掌部に向かって倒れる複数の指部と
   を有する袋状の把持本体と、
   前記指部内に設けられた充填材と、
   前記掌部の外周の収縮を防ぐ保持面と、変形した前記掌部を受け入れるガイド穴とを有する形状保持部と、
   複数の前記指部のうち選択された前記指部を伸びた状態で保持する指保持部と
   を備え、
   前記把持本体の内部空間に、前記形状保持部が設けられ、
   前記指保持部は、前記ガイド穴内に配置され、選択された前記指部に対応する前記掌部の一部の変形を押える接触面を有する１又は２以上の中実部を備え、
   前記掌部の選択された前記指部以外の前記指部に対応する部分に、前記ガイド穴と前記中実部に囲まれた空間が配置されている
   ことを特徴とする把持装置。
2. 前記ガイド穴と前記中実部に囲まれた空間は、横断面図において扇状であることを特徴とする請求項１記載の把持装置。
3. 前記中実部は、前記形状保持部の内面に接するように配置されていることを特徴とする請求項１又は２記載の把持装置。
4. 前記指保持部を、前記接触面が前記掌部の一部に接触する位置と、前記掌部の一部が厚さ方向に変形して前記指部を弾性変形可能とする位置との間を、移動可能とする駆動部を備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の把持装置。
5. 前記中実部は、横断面図において扇状であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の把持装置。
6. 前記形状保持部は、前記ガイド穴の軸方向の前記指部側先端の外側に湾曲部が設けられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項記載の把持装置。
7. 前記保持面と、前記接触面は、滑らかに接続されることを特徴とする請求項６記載の把持装置。
8. 前記充填材は、前記指部内に設けられ、前記指部の形を有する弾性部であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項記載の把持装置。
9. 前記弾性部は、前記指部と一体であることを特徴とする請求項８記載の把持装置。
10. 前記充填材は、粉粒体であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項記載の把持装置。
11. 請求項１〜１０のいずれか１項記載の把持装置を設けたことを特徴とする産業用ロボット。

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