JP6931292B2

JP6931292B2 - Gripper and gripping method

Info

Publication number: JP6931292B2
Application number: JP2017057824A
Authority: JP
Inventors: 健吾後藤; 隆博近藤; 宗康山岡
Original assignee: Mitsui Chemicals Inc
Current assignee: Mitsui Chemicals Inc
Priority date: 2017-03-23
Filing date: 2017-03-23
Publication date: 2021-09-01
Anticipated expiration: 2037-03-23
Also published as: JP2018158423A

Description

本発明は、グリッパーおよびグリッパーを用いた把持方法に関する。 The present invention relates to a gripper and a gripping method using the gripper.

対象物を搬送するために、当該対象物を把持できるロボットアーム（以下、「グリッパー」ともいう）などの産業用ロボットが利用されている。当該グリッパーとしては、気密性を有する袋と、当該袋内に収容されている粒子と、を有するグリッパーが知られている（例えば、特許文献１参照）。 In order to convey an object, an industrial robot such as a robot arm (hereinafter, also referred to as "gripper") capable of gripping the object is used. As the gripper, a gripper having an airtight bag and particles contained in the bag is known (see, for example, Patent Document 1).

特許文献１には、ラテックス製の風船と、当該風船に収容されている挽かれたコーヒー豆と、を有するグリッパーが開示されている。引用文献１には、当該グリッパーの利点として、風船に軽いコーヒー豆が収容されていることによって、上記グリッパーが鉛直方向において下側に引っ張られず、かつ上記風船が変形し難いことが記載されている。特許文献１に記載のグリッパーは、風船を対象物に接触させた状態で、風船内の圧力を陰圧にすることによって、当該対象物を把持することができる。 Patent Document 1 discloses a gripper having a latex balloon and ground coffee beans contained in the balloon. Cited Document 1 describes that, as an advantage of the gripper, since the balloon contains light coffee beans, the gripper is not pulled downward in the vertical direction and the balloon is not easily deformed. .. The gripper described in Patent Document 1 can grip the object by making the pressure inside the balloon negative while the balloon is in contact with the object.

特表２０１３−５２３４７８号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2013-523478

しかしながら、挽かれたコーヒー豆のように軽い粒子が袋内に収容されている場合、外力によって袋を対象物に押しつけなければ、袋を対象物に適切に接触させることができず、適切に対象物を把持できないことがある。 However, when light particles such as ground coffee beans are contained in the bag, the bag cannot be properly brought into contact with the object unless the bag is pressed against the object by an external force, and the object is properly targeted. You may not be able to grasp an object.

本発明の目的は、外力を加えなくても、粒子が収容された袋を対象物に適切に接触させて、当該対象物を把持することができるグリッパーおよび把持方法を提供することである。 An object of the present invention is to provide a gripper and a gripping method capable of appropriately contacting a bag containing particles with an object and gripping the object without applying an external force.

本発明に係るグリッパーは、気密性を有する袋と、前記袋内に収容されている粒子と、を有し、前記粒子のかさ比重は、０．６ｇ／ｍＬ以上であり、かつ前記袋内における前記粒子の充填率は、３０〜６０％である。 The gripper according to the present invention has an airtight bag and particles contained in the bag, and the bulk specific gravity of the particles is 0.6 g / mL or more and is contained in the bag. The filling rate of the particles is 30 to 60%.

本発明に係る把持方法は、気密性を有する袋と、前記袋内に収容されている粒子と、を有するグリッパーを用いて、対象物を把持するための把持方法であって、前記粒子の重量により前記袋が前記対象物に押圧されるように、前記袋を前記対象物に接触させる工程と、前記袋が前記対象物に接触している状態で、前記袋内の気圧を陰圧にして、前記対象物を把持する工程と、を含み、前記粒子のかさ比重は、０．６ｇ／ｍＬ以上であり、かつ前記袋内における前記粒子の充填率は、３０〜６０％である。 The gripping method according to the present invention is a gripping method for gripping an object by using a gripper having an airtight bag and particles housed in the bag, and the weight of the particles. The step of bringing the bag into contact with the object so that the bag is pressed against the object, and the pressure inside the bag is set to negative pressure while the bag is in contact with the object. Including the step of gripping the object, the bulk specific gravity of the particles is 0.6 g / mL or more, and the filling rate of the particles in the bag is 30 to 60%.

本発明によれば、外力を加えなくても、粒子が収容された袋を対象物に適切に接触させて、対象物を把持することができる。 According to the present invention, the bag containing the particles can be appropriately brought into contact with the object to grip the object without applying an external force.

図１は、実施の形態に係るグリッパーの構成の一例を示す断面模式図である。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of the configuration of the gripper according to the embodiment. 図２Ａ〜Ｃは、実施の形態に係るグリッパーを用いた対象物の把持方法の各工程について説明するための模式図である。2A to 2C are schematic views for explaining each step of the method of gripping an object using the gripper according to the embodiment. 図３は、グリッパーの対象物を把持する性能を評価するために用いた対象物を示す模式図である。FIG. 3 is a schematic view showing an object used for evaluating the gripping performance of the gripper. 図４Ａは、粒子のかさ比重とグリッパーの把持性能との関係を示すグラフであり、図４Ｂは、粒子の充填率とグリッパーの把持性能との関係を示すグラフである。FIG. 4A is a graph showing the relationship between the bulk specific gravity of the particles and the gripping performance of the gripper, and FIG. 4B is a graph showing the relationship between the packing rate of the particles and the gripping performance of the gripper.

以下、本発明の一実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

［グリッパーの構成］
図１は、本実施の形態に係るグリッパー１００の構成の一例を示す断面模式図である。 [Grapper configuration]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of the configuration of the gripper 100 according to the present embodiment.

グリッパー１００は、袋１１０、粒子１２０、ゴム栓１３０、フィルター１４０および気圧制御部１５０を有する。 The gripper 100 has a bag 110, particles 120, a rubber stopper 130, a filter 140, and a barometric pressure control unit 150.

袋１１０は、その内部に粒子１２０を収容している。本実施の形態では、袋１１０には、開口部が形成されている。袋１１０は、気密性を有する材料で構成されている。袋１１０の材料は、袋１１０が対象物の形状に追従して変形しうる適度な可撓性と、当該対象物との接触に耐えうる適度な強度とを有していることが好ましい。袋１１０の材料の例には、ゴム、エラストマーおよび樹脂が含まれる。袋１１０の容積（大きさ）は、把持されるべき対象物の大きさに応じて適宜調整されうる。たとえば、袋１１０の容積は、８０〜９０ｍＬである。 The bag 110 contains the particles 120 inside. In the present embodiment, the bag 110 is formed with an opening. The bag 110 is made of an airtight material. The material of the bag 110 preferably has an appropriate flexibility that allows the bag 110 to be deformed according to the shape of the object and an appropriate strength that can withstand contact with the object. Examples of materials for the bag 110 include rubber, elastomers and resins. The volume (size) of the bag 110 can be appropriately adjusted according to the size of the object to be grasped. For example, the volume of the bag 110 is 80-90 mL.

粒子１２０は、袋１１０内に収容されている粒子の集合である。袋１１０内における粒子１２０の充填率は、３０〜６０％である。当該充填率が６０％超であると、袋１１０が、変形し難くなるため、対象物に接触したときに、袋１１０が対象物の形状に応じて適切に変形できず、結果として、適切に対象物を把持できないことがある。上記充填率が３０％未満であると、粒子１２０の重量が不足して、袋１１０を対象物に十分に押圧できなかったり、粒子１２０の数が不足して、対象物を包み込むように袋１１０を十分に変形させることができなかったりすることがある。このような観点から、上記充填率は、３５〜５５％であることが好ましく、３７〜５３％であることがより好ましく、４０〜５０％であることがさらに好ましい。 The particles 120 are a collection of particles contained in the bag 110. The filling rate of the particles 120 in the bag 110 is 30 to 60%. If the filling rate exceeds 60%, the bag 110 is less likely to be deformed. Therefore, when the bag 110 comes into contact with the object, the bag 110 cannot be properly deformed according to the shape of the object, and as a result, the bag 110 is appropriately deformed. It may not be possible to grasp the object. If the filling rate is less than 30%, the weight of the particles 120 is insufficient and the bag 110 cannot be sufficiently pressed against the object, or the number of particles 120 is insufficient and the bag 110 is wrapped around the object. May not be fully deformed. From such a viewpoint, the filling rate is preferably 35 to 55%, more preferably 37 to 53%, and even more preferably 40 to 50%.

なお、本明細書中、「充填率」とは、袋１１０の内部と袋１１０の外部との気圧がほぼ同じ状態（例えば、大気圧）における、袋１１０の最大容積に対する、粒子１２０の合計体積の割合を意味する。また、「袋１１０の最大容積」とは、袋１１０を膨らませたり、萎ませたりしていない状態で、袋１１０内において、粒子１２０が移動可能な領域の体積の最大値を意味する。さらに、「粒子１２０の合計体積」とは、粒子自身の体積と、隣接する粒子間の空間の体積との合計である。たとえば、粒子１２０の体積は、粒子１２０をメスシリンダーに収容したときの、粒子１２０の上端に対応する目盛により決定される値である。たとえば、上記充填率は、袋１１０内を満たす任意の材料の体積に基づいて袋１１０の最大容積を測定し（実施例参照）、かつメスシリンダーを用いて粒子１２０の合計体積を秤量しておき、袋１１０の最大容積に対する、粒子１２０の合計体積の比率（％）として決定されうる。 In the present specification, the "filling rate" is the total volume of the particles 120 with respect to the maximum volume of the bag 110 in a state where the pressure inside the bag 110 and the outside of the bag 110 are substantially the same (for example, atmospheric pressure). Means the proportion of. Further, the "maximum volume of the bag 110" means the maximum value of the volume of the region where the particles 120 can move in the bag 110 without inflating or shrinking the bag 110. Further, the "total volume of the particles 120" is the sum of the volume of the particles themselves and the volume of the space between adjacent particles. For example, the volume of the particles 120 is a value determined by the scale corresponding to the upper end of the particles 120 when the particles 120 are housed in a graduated cylinder. For example, the filling rate measures the maximum volume of the bag 110 based on the volume of any material that fills the bag 110 (see Examples), and weighs the total volume of the particles 120 using a graduated cylinder. , Can be determined as the ratio (%) of the total volume of the particles 120 to the maximum volume of the bag 110.

また、粒子１２０のかさ比重は、０．６ｇ／ｍＬ以上である。当該かさ比重が０．６ｇ／ｍＬ未満であると、粒子１２０の重量により袋１１０を対象物に適切に押圧できないことがある。また、上記かさ比重が大きすぎると、グリッパー１００の重量が増えるため、グリッパー１００の操作性や、グリッパー１００を電力で駆動する際の電力効率などの観点から好ましくない。このような観点から、上記かさ比重は、１．０〜１０．０ｇ／ｍＬであることが好ましく、１．２〜８．０ｇ／ｍＬであることがより好ましく、１．４〜７．０ｇ／ｍＬであることがさらに好ましい。 The bulk specific gravity of the particles 120 is 0.6 g / mL or more. If the bulk specific gravity is less than 0.6 g / mL, the bag 110 may not be properly pressed against the object due to the weight of the particles 120. Further, if the bulk specific gravity is too large, the weight of the gripper 100 increases, which is not preferable from the viewpoint of operability of the gripper 100 and power efficiency when driving the gripper 100 with electric power. From this point of view, the bulk specific gravity is preferably 1.0 to 10.0 g / mL, more preferably 1.2 to 8.0 g / mL, and 1.4 to 7.0 g / mL. More preferably, it is mL.

上記かさ比重は、カタログ値であってもよいし、測定値であってもよい。たとえば、上記かさ比重は、かさ比重測定器（ＪＩＳＫ６７２０−２）を用いて測定されうる。具体的には、上記かさ比重は、所定の容積（例えば、１００ｍＬ）の容器に、当該容積以上の量の試料を、漏斗を通して自然落下させて収容し、上記容器からあふれる上記試料を除去したときの、当該容器内を満たしている当該試料の質量と、上記容積とに基づいて算出されうる。 The bulk specific gravity may be a catalog value or a measured value. For example, the bulk specific gravity can be measured using a bulk specific gravity measuring device (JIS K 6720-2). Specifically, the bulk specific gravity is when a sample having a volume equal to or larger than the volume is naturally dropped and contained in a container having a predetermined volume (for example, 100 mL), and the sample overflowing from the container is removed. Can be calculated based on the mass of the sample filling the container and the volume of the sample.

粒子１２０の種類は、粒子１２０の重量により袋１１０を対象物に適切に押圧させることができれば特に限定されない。また、袋１１０および対象物が互いに接触したときに、対象物の形状に応じて袋１１０が変形できるように、粒子１２０の材料は、袋１１０内である程度の流動性を確保できる材料であることが好ましい。たとえば、粒子１２０は、シリカゲルビーズ、ガラスビーズ、アルミナビーズおよびジルコニアビーズからなる群から選択される少なくとも一種である。粒子１２０の他の材料の例には、銅、鉄、サファイア、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、炭化ケイ素、炭化ホウ素などのファインセラミックスが含まれる。また、粒子１２０は、市販品であってもよい。当該市販品の例には、マセライト（登録商標）、ホトベール（登録商標）、マコール（登録商標）などのマシナブルセラミックスが含まれる。 The type of the particles 120 is not particularly limited as long as the bag 110 can be appropriately pressed against the object by the weight of the particles 120. Further, the material of the particles 120 is a material that can secure a certain degree of fluidity in the bag 110 so that the bag 110 can be deformed according to the shape of the object when the bag 110 and the object come into contact with each other. Is preferable. For example, the particle 120 is at least one selected from the group consisting of silica gel beads, glass beads, alumina beads and zirconia beads. Examples of other materials of particle 120 include fine ceramics such as copper, iron, sapphire, silicon nitride, aluminum nitride, boron nitride, silicon carbide, boron carbide and the like. Further, the particles 120 may be commercially available products. Examples of such commercial products include machinable ceramics such as Macerite®, Photobert® and Macol®.

粒子１２０の中心粒径は、本実施の形態の効果が得られる範囲内において適宜調整されうる。詳細については後述するが、粒子１２０の中心粒径は、１５０〜３０００μｍであることが好ましく、１８０〜２６００μｍであることがより好ましい。上記中心粒径は、カタログ値であってもよいし、測定値であってもよい。上記中心粒径は、レーザー回折・散乱式粒子径分布測定装置「ＭｉｃｒｏｔｒａｃＭＴ３０００」（マイクロトラック・ベル株式会社製）を用いて、粒子１２０の粒径の累積分布を得たときのモード径により決定されうる。すなわち、上記中心粒径は、得られた当該累積分布において特定の粒径で２つの領域に分けたときに、大粒径側の頻度と、小粒径側の頻度とが一致するときの粒径として決定されうる。 The central particle size of the particles 120 can be appropriately adjusted within the range in which the effects of the present embodiment can be obtained. Although the details will be described later, the central particle size of the particles 120 is preferably 150 to 3000 μm, more preferably 180 to 2600 μm. The central particle size may be a catalog value or a measured value. The central particle size is determined by the mode diameter when the cumulative distribution of the particle size of the particles 120 is obtained using the laser diffraction / scattering type particle size distribution measuring device "Microtrac MT3000" (manufactured by Microtrac Bell Co., Ltd.). Can be done. That is, the central particle size is the grain size when the frequency on the large particle size side and the frequency on the small particle size side match when divided into two regions with a specific particle size in the obtained cumulative distribution. It can be determined as the diameter.

ゴム栓１３０の少なくとも一部は、袋１１０の開口部に配置されている。グリッパー１００がゴム栓１３０を有することは、袋１１０内部の密閉性を確保する観点から好ましい。ゴム栓１３０には、貫通孔が形成されている。気圧制御部１５０の一部は、当該貫通孔内に配置されている。これにより、袋１１０内部の密閉性を確保しつつ、袋１１０および気圧制御部１５０は、互いに接続されうる。 At least a part of the rubber stopper 130 is arranged in the opening of the bag 110. It is preferable that the gripper 100 has the rubber stopper 130 from the viewpoint of ensuring the airtightness inside the bag 110. A through hole is formed in the rubber stopper 130. A part of the atmospheric pressure control unit 150 is arranged in the through hole. As a result, the bag 110 and the air pressure control unit 150 can be connected to each other while ensuring the airtightness inside the bag 110.

フィルター１４０は、気体を通過させつつ、粒子１２０またはその断片の通過を抑制する。フィルター１４０は、気圧制御部１５０が袋１１０内から気体を排出させて袋１１０内の気圧を下げるときに、袋１１０内の粒子１２０またはその断片が袋１１０外に排出されるのを抑制する。これにより、袋１１０内の粒子１２０の量を維持できるとともに、気圧制御部１５０への粒子１２０の吸引を抑制することができる。 The filter 140 allows the gas to pass while suppressing the passage of the particles 120 or fragments thereof. The filter 140 suppresses the particles 120 in the bag 110 or fragments thereof being discharged to the outside of the bag 110 when the air pressure control unit 150 discharges gas from the bag 110 to lower the air pressure in the bag 110. As a result, the amount of the particles 120 in the bag 110 can be maintained, and the suction of the particles 120 to the atmospheric pressure control unit 150 can be suppressed.

フィルター１４０の位置は、上記機能を発揮することができれば、特に限定されない。たとえば、フィルター１４０は、ゴム栓１３０に形成された貫通孔の、袋１１０側の開口部を覆うように配置されていてもよいし、気圧制御部１５０側に配置されていてもよい。本実施の形態では、フィルター１４０は、気圧制御部１５０側に配置されている。より具体的には、フィルター１４０は、後述のシリンジ１５１の先端側に形成された貫通孔の開口部を、シリンジ１５１の内側から覆うように、シリンジ１５１の内部（底面）に配置されている。 The position of the filter 140 is not particularly limited as long as the above function can be exhibited. For example, the filter 140 may be arranged so as to cover the opening on the bag 110 side of the through hole formed in the rubber stopper 130, or may be arranged on the barometric pressure control unit 150 side. In the present embodiment, the filter 140 is arranged on the barometric pressure control unit 150 side. More specifically, the filter 140 is arranged inside (bottom surface) of the syringe 151 so as to cover the opening of the through hole formed on the distal end side of the syringe 151, which will be described later, from the inside of the syringe 151.

フィルター１４０は、上記機能を発揮することができれば特に限定されない。フィルター１４０の例には、メッシュシートおよび不織布シートが含まれる。 The filter 140 is not particularly limited as long as it can exhibit the above functions. Examples of the filter 140 include a mesh sheet and a non-woven fabric sheet.

気圧制御部１５０は、袋１１０内の気圧を変化させる。具体的には、気圧制御部１５０は、袋１１０内から気体を排出するか、または袋１１０内に気体を注入することによって、袋１１０内の気圧を変化させる。気圧制御部１５０の構成は、当該機能を発揮することができれば特に限定されない。気圧制御部１５０の例には、ダイアフラムポンプやシリンジポンプなどの公知のポンプが含まれる。本実施の形態では、気圧制御部１５０は、袋１１０内から気体を排出するか、または袋１１０内に気体を注入するためのシリンジポンプである。 The atmospheric pressure control unit 150 changes the atmospheric pressure in the bag 110. Specifically, the air pressure control unit 150 changes the air pressure in the bag 110 by discharging the gas from the bag 110 or injecting the gas into the bag 110. The configuration of the atmospheric pressure control unit 150 is not particularly limited as long as the function can be exhibited. Examples of the barometric pressure control unit 150 include known pumps such as a diaphragm pump and a syringe pump. In the present embodiment, the atmospheric pressure control unit 150 is a syringe pump for discharging gas from the bag 110 or injecting gas into the bag 110.

本実施の形態では、気圧制御部１５０は、シリンジ１５１と、シリンジ１５１内を往復運動可能なプランジャー１５２とを有する。プランジャー１５２の往復運動によって、袋１１０内からの気体の吸引と、袋１１０内への気体の吐出とが、定量的に行われうる。 In the present embodiment, the barometric pressure control unit 150 has a syringe 151 and a plunger 152 capable of reciprocating in the syringe 151. By the reciprocating motion of the plunger 152, the suction of the gas from the inside of the bag 110 and the discharge of the gas into the bag 110 can be quantitatively performed.

なお、グリッパー１００を構成している各構成要素の大きさは、特に限定されず、把持されるべき対象物の大きさに応じて適宜調整されうる。また、グリッパー１００は、使用者が手動で操作可能なグリッパーであってもよいし、制御装置により自動で操作可能なグリッパーであってもよい。 The size of each component constituting the gripper 100 is not particularly limited, and can be appropriately adjusted according to the size of the object to be gripped. Further, the gripper 100 may be a gripper that can be manually operated by the user, or may be a gripper that can be automatically operated by the control device.

［グリッパーの製造方法］
次いで、グリッパー１００の製造方法の一例について説明する。まず、袋１１０内に所期の量の粒子１２０を充填する。次いで、袋１１０の開口部にゴム栓１３０を挿入し、袋１１０およびゴム栓１３０を互いに固定する。袋１１０およびゴム栓１３０を固定する方法は、特に限定されない。たとえば、袋１１０およびゴム栓１３０は、ゴム栓１３０上に配置されている袋１１０上にゴムバンドを巻くことによって固定されてもよいし、接着剤によって固定されていてもよいし、熱溶着によって固定されてもよい。 [Gripper manufacturing method]
Next, an example of a method for manufacturing the gripper 100 will be described. First, the bag 110 is filled with the desired amount of particles 120. Next, the rubber stopper 130 is inserted into the opening of the bag 110, and the bag 110 and the rubber stopper 130 are fixed to each other. The method of fixing the bag 110 and the rubber stopper 130 is not particularly limited. For example, the bag 110 and the rubber stopper 130 may be fixed by wrapping a rubber band on the bag 110 arranged on the rubber stopper 130, may be fixed by an adhesive, or may be fixed by heat welding. It may be fixed.

次いで、シリンジ１５１の先端側に形成された貫通孔を、シリンジ１５１の内側から覆うように、フィルム１４０をシリンジ１５１に固定する。シリンジ１５１およびフィルム１４０を互いに固定する方法は、特に限定されない。たとえば、シリンジ１５１およびフィルム１４０は、接着剤によって固定されてもよいし、両面テープによって固定されてもよい。最後に、プランジャー１５２をシリンジ１５１内に嵌合する。こうして、グリッパー１００は、製造されうる。 Next, the film 140 is fixed to the syringe 151 so as to cover the through hole formed on the distal end side of the syringe 151 from the inside of the syringe 151. The method of fixing the syringe 151 and the film 140 to each other is not particularly limited. For example, the syringe 151 and the film 140 may be fixed with an adhesive or may be fixed with double-sided tape. Finally, the plunger 152 is fitted into the syringe 151. Thus, the gripper 100 can be manufactured.

［グリッパーの使用方法］
次いで、グリッパー１００の使用方法（本実施の形態に係る把持方法）の一例について説明する。図２Ａ〜Ｃは、グリッパー１００を用いた対象物１０の把持方法の各工程について説明するための模式図である。なお、図２Ｃは、図２Ｂに示される点線で囲まれる部分の部分拡大断面図である。 [How to use the gripper]
Next, an example of how to use the gripper 100 (the gripping method according to the present embodiment) will be described. 2A to 2C are schematic views for explaining each step of the method of gripping the object 10 using the gripper 100. Note that FIG. 2C is a partially enlarged cross-sectional view of the portion surrounded by the dotted line shown in FIG. 2B.

本実施の形態に係る把持方法は、接触工程および把持工程を含む。 The gripping method according to the present embodiment includes a contacting step and a gripping step.

（接触工程）
接触工程では、粒子１２０の重量により袋１１０が対象物１０に押圧されるように、袋１１０を対象物１０に接触させる（図２Ａ参照）。言い換えると、本実施の形態では、実質的に粒子１２０および袋１１０の重量のみにより袋１１０が対象物１０に押圧されるように、袋１１０を対象物１０に接触させる。具体的には、グリッパー１００における粒子１２０が収容されている袋１１０を対象物１０上に載置する。このとき、袋１１０の内部の粒子１２０が、対象物１０の形状に応じて流動することによって、袋１１０は、対象物１０の形状に応じて変形し、対象物１０を包み込むように接触する。 (Contact process)
In the contact step, the bag 110 is brought into contact with the object 10 so that the bag 110 is pressed against the object 10 by the weight of the particles 120 (see FIG. 2A). In other words, in the present embodiment, the bag 110 is brought into contact with the object 10 so that the bag 110 is pressed against the object 10 substantially only by the weight of the particles 120 and the bag 110. Specifically, the bag 110 containing the particles 120 in the gripper 100 is placed on the object 10. At this time, the particles 120 inside the bag 110 flow according to the shape of the object 10, so that the bag 110 is deformed according to the shape of the object 10 and comes into contact so as to wrap the object 10.

袋１１０は、粒子１２０の重量以外の外力が袋１１０に加えられなくても、適切な荷重で対象物１０に押圧されつつ接触することができる。粒子１２０の重量により袋１１０を対象物１０に押圧し、袋１１０を対象物１０に適切に接触させる観点からは、少なくとも鉛直方向（重力方向）において、袋１１０を対象物１０に接触させることが好ましい。 The bag 110 can come into contact with the object 10 while being pressed against the object 10 with an appropriate load even if an external force other than the weight of the particles 120 is not applied to the bag 110. From the viewpoint of pressing the bag 110 against the object 10 by the weight of the particles 120 and appropriately contacting the bag 110 with the object 10, the bag 110 can be brought into contact with the object 10 at least in the vertical direction (gravitational direction). preferable.

（把持工程）
把持工程では、袋１１０が対象物１０に接触している状態で、袋１１０内の気圧を陰圧にして、対象物１０を把持する（図２Ｂ参照）。具体的には、気圧制御部１５０により、袋１１０内から気体を排出して、袋１１０内の気圧を陰圧する。 (Gripping process)
In the gripping step, the object 10 is gripped by setting the air pressure inside the bag 110 to a negative pressure while the bag 110 is in contact with the object 10 (see FIG. 2B). Specifically, the air pressure control unit 150 discharges gas from the bag 110 to negatively pressure the air pressure inside the bag 110.

グリッパー１００は、例えば、下記のようなメカニズムで対象物１０を把持できると推定される。袋１１０内の気圧を陰圧することにより、袋１１０は、その内側に向かって変形する。このとき、粒子１２０（粒子の集合体）において、袋１１０を挟んで対象物１１０に接触している複数の粒子１２０と、当該複数の粒子１２０に隣接し、かつ対象物１０と離間している粒子１２０と、対象物１０との間には、空間Ｓが形成されている。袋１１０内が陰圧になったとき、空間Ｓにおいて、袋１１０は、対象物１０から離間するように変形する。このとき、袋１１０の、空間Ｓにおいて変形した部分と、対象物１０との間には、袋１１０外の気圧より、小さい気圧を有する密閉空間が形成される。これにより、袋１１０の対象物１０への接触面に複数の吸盤が形成される。結果として、グリッパー１００は、対象物１０に吸着して、対象物１０を把持することができると考えられる。 It is presumed that the gripper 100 can grip the object 10 by the following mechanism, for example. By negatively reducing the air pressure inside the bag 110, the bag 110 is deformed toward the inside thereof. At this time, in the particles 120 (aggregates of particles), the plurality of particles 120 in contact with the object 110 across the bag 110 are adjacent to the plurality of particles 120 and separated from the object 10. A space S is formed between the particle 120 and the object 10. When the inside of the bag 110 becomes negative pressure, the bag 110 is deformed so as to be separated from the object 10 in the space S. At this time, a closed space having an atmospheric pressure smaller than the atmospheric pressure outside the bag 110 is formed between the deformed portion of the bag 110 in the space S and the object 10. As a result, a plurality of suction cups are formed on the contact surface of the bag 110 with the object 10. As a result, it is considered that the gripper 100 can adsorb to the object 10 and grip the object 10.

なお、対象物１０を吸着するときの吸着力を高める観点からは、粒子１２０の中心粒径を大きくし、空間Ｓの体積を大きくすることが好ましい。また、対象物１０に対する追従性を高める観点からは、粒子１２０の中心粒径は、小さいことが好ましい。このような観点から、粒子１２０の中心粒径は、１５０〜３０００μｍであることが好ましく、１８０〜２６００μｍであることがより好ましい。 From the viewpoint of increasing the adsorption force when adsorbing the object 10, it is preferable to increase the central particle size of the particles 120 and increase the volume of the space S. Further, from the viewpoint of enhancing the followability to the object 10, the central particle size of the particles 120 is preferably small. From such a viewpoint, the central particle size of the particles 120 is preferably 150 to 3000 μm, more preferably 180 to 2600 μm.

また、グリッパー１００は、例えば、下記のようなメカニズムで対象物１０を把持できるとも推定される。袋１１０が、対象物１０を包み込むように接触したとき、粒子１２０は、対象物１０における、水平方向における長さ（対象物１０の幅）が最大の部分の下側にまで回り込む。この状態で、袋１１０内を陰圧にすることによって、グリッパー１００は、対象物１０を上記部分で支えるようにして、把持することができると考えられる。 It is also presumed that the gripper 100 can grip the object 10 by the following mechanism, for example. When the bag 110 comes into contact with the object 10 so as to wrap around the object 10, the particles 120 wrap around to the lower side of the portion of the object 10 having the maximum horizontal length (width of the object 10). In this state, by making the inside of the bag 110 negative pressure, it is considered that the gripper 100 can grip the object 10 so as to be supported by the above portion.

なお、グリッパー１００が対象物１０を把持している状態で、袋１１０内の気圧を高めると、気圧制御部１５０から袋１１０内に気体が注入される。これにより、袋１１０の、上記密閉空間において変形した部分は、元の状態に戻る。結果として、グリッパー１００は、対象物１０を放することができる。 If the air pressure inside the bag 110 is increased while the gripper 100 is holding the object 10, gas is injected into the bag 110 from the air pressure control unit 150. As a result, the deformed portion of the bag 110 in the closed space returns to the original state. As a result, the gripper 100 can release the object 10.

以上のように、本実施の形態に係るグリッパー１００は、対象物１０を把持し、かつ放すことができる。 As described above, the gripper 100 according to the present embodiment can grip and release the object 10.

（効果）
本実施の形態に係るグリッパー１００において、粒子１２０のかさ比重は、０．６ｇ／ｍＬ以上であり、かつ袋１１０内における粒子１２０の充填率は、３０〜６０％である。これにより、グリッパー１００は、粒子１２０の重量により袋１１０が対象物１０に押圧されるように、袋１１０を対象物１０に接触させることができる。したがって、グリッパー１００は、外力を加えなくても、粒子１２０が収容された袋１１０を対象物１０に適切に接触させて、対象物１０を把持することができる。 (effect)
In the gripper 100 according to the present embodiment, the bulk specific gravity of the particles 120 is 0.6 g / mL or more, and the filling rate of the particles 120 in the bag 110 is 30 to 60%. Thereby, the gripper 100 can bring the bag 110 into contact with the object 10 so that the bag 110 is pressed against the object 10 by the weight of the particles 120. Therefore, the gripper 100 can grip the object 10 by appropriately bringing the bag 110 containing the particles 120 into contact with the object 10 without applying an external force.

以下、本発明について実施例を参照して詳細に説明するが、本発明は、これらの実施例により限定されない。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples.

［グリッパーの製造］
（グリッパー１）
まず、粒子を収容する袋として、ゴム風船（１１インチ丸型、宝興産株式会社製）を準備した。上記ゴム風船に体積が８０ｍＬの材料を充填し、ゴム風船内の材料とゴム栓の下端部とが接触するように上記ゴム風船の開口部にゴム栓（穴あきゴム栓、中村理科工業株式会社製）を挿入した。次いで、上記ゴム風船の外表面のうち、上記ゴム風船内の材料と上記ゴム栓の下端部とが接触する位置に相当する部分に印を付けた。以後、上記ゴム栓の下端部がこの印の位置と合致するように、上記ゴム栓は上記ゴム風船の開口部に挿入される。したがって、上記ゴム風船の最大容積は８０ｍＬであり、上記ゴム風船に８０ｍＬの粒子を充填した場合に充填率が１００％となる。この後、上記ゴム風船内から上記材料を取り除いた。 [Manufacturing of grippers]
(Gripper 1)
First, a rubber balloon (11-inch round shape, manufactured by Hokkosan Co., Ltd.) was prepared as a bag for accommodating particles. Fill the rubber balloon with a material having a volume of 80 mL, and fill the opening of the rubber balloon with a rubber stopper (perforated rubber stopper, Nakamura Rika Kogyo Co., Ltd.) so that the material inside the rubber balloon and the lower end of the rubber stopper come into contact with each other. Made) was inserted. Next, on the outer surface of the rubber balloon, a portion corresponding to a position where the material inside the rubber balloon and the lower end portion of the rubber stopper come into contact with each other was marked. After that, the rubber stopper is inserted into the opening of the rubber balloon so that the lower end portion of the rubber stopper matches the position of this mark. Therefore, the maximum volume of the rubber balloon is 80 mL, and the filling rate is 100% when the rubber balloon is filled with 80 mL of particles. After that, the material was removed from the rubber balloon.

次いで、３２ｍＬの粒子１を上記ゴム風船内に充填し（充填率４０％）、上記ゴム栓を上記ゴム風船の開口部に挿入した。粒子１としては、シリカゲルビーズ（小粒状（白色）、和光純薬工業株式会社製）を用いた。次いで、上記ゴム風船の上から上記ゴム栓上に輪ゴムを巻きつけて、上記ゴム風船および上記ゴム栓を互いに固定した。 Next, 32 mL of the particles 1 were filled in the rubber balloon (filling rate 40%), and the rubber stopper was inserted into the opening of the rubber balloon. As the particles 1, silica gel beads (small particles (white), manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) were used. Next, a rubber band was wound around the rubber stopper from above the rubber balloon to fix the rubber balloon and the rubber stopper to each other.

次いで、シリンジおよびプランジャーを有する注射器「オイルシリンジ」（ＴＥＣ−ＰＡＲＴＳ社製）を準備した。準備した上記注射器のプランジャーが２０ｍＬ分引き上げられている状態で、上記ゴム栓に形成された貫通孔の、上記ゴム風船と反対側の開口に、上記注射器の先端部を挿入した。なお、上記シリンジの内部には、上記シリンジの先端側に形成された貫通孔の開口部を上記シリンジの内側から覆うように、フィルター（ＳＵＳ３０４スクリーンメッシュφ１００＃４００ＭＥＳＨ、メッシュ株式会社製）を、両面テープ（再剥離可能強力両面テープＮｏ．５０００ＮＳ、日東電工株式会社製）により接着した。当該両面テープは、上記シリンジの内側の底面において、上記貫通孔の開口部を取り囲むように配置されている。こうして、グリッパー１を製造した。 Next, a syringe "oil syringe" (manufactured by TEC-PARTS) having a syringe and a plunger was prepared. With the prepared syringe plunger pulled up by 20 mL, the tip of the syringe was inserted into the opening of the through hole formed in the rubber stopper on the opposite side of the rubber balloon. Inside the syringe, a filter (SUS304 screen mesh φ100 # 400MESH, manufactured by Mesh Corporation) is placed on both sides so as to cover the opening of the through hole formed on the tip side of the syringe from the inside of the syringe. Adhesive with tape (removable strong double-sided tape No. 5000NS, manufactured by Nitto Denko KK). The double-sided tape is arranged on the inner bottom surface of the syringe so as to surround the opening of the through hole. In this way, the gripper 1 was manufactured.

（グリッパー２〜１２およびＣ１〜Ｃ１３）
下記表１に示されるように、粒子の種類および粒子の充填条件を変更した以外は、グリッパー１の製造と同様にして、グリッパー２〜１２およびＣ１〜Ｃ１３を製造した。 (Grippers 2-12 and C1 to C13)
As shown in Table 1 below, grippers 2 to 12 and C1 to C13 were produced in the same manner as in gripper 1, except that the type of particles and the filling conditions of the particles were changed.

なお、粒子２としては、ガラスビーズ「ユニビーズＵＢ−１９２１ＬＮ」（株式会社ユニオン製、「ユニビーズ」は、ユニチカ株式会社の登録商標）を使用した。粒子３としては、アルミナボールＡＬ９−０．２（アズワン株式会社製）を使用した。粒子４としては、アルミナボールＡＬ９−０．５（アズワン株式会社製）を使用した。粒子５としては、アルミナボールＡＬ９−１．０（アズワン株式会社製）を使用した。粒子６としては、アルミナボールＡＬ９−２．０（アズワン株式会社製）を使用した。粒子７としては、ジルコニアボールＹＴＺ−１．０（アズワン株式会社製）を使用した。 As the particle 2, glass beads "Unibeads UB-1921LN" (manufactured by Union Co., Ltd., "Unibeads" is a registered trademark of Unitika Ltd.) were used. As the particle 3, alumina ball AL9-0.2 (manufactured by AS ONE Corporation) was used. As the particles 4, alumina balls AL9-0.5 (manufactured by AS ONE Corporation) were used. As the particles 5, alumina balls AL9-1.0 (manufactured by AS ONE Corporation) were used. As the particles 6, alumina balls AL9-2.0 (manufactured by AS ONE Corporation) were used. As the particles 7, zirconia balls YTZ-1.0 (manufactured by AS ONE Corporation) were used.

粒子８としては、コーヒー豆（豆の種類：シアトル、豆の大きさ：中挽き、有限会社エフイーエム製）を使用した。粒子９としては、コーヒー豆（豆の種類：シアトル、豆の大きさ：細挽き、有限会社エフイーエム製）を使用した。粒子１０としては、ポリエチレン粒子「ミペロンＭＸ２２０」（三井化学株式会社製、「ミペロン」は同社の登録商標）を使用した。粒子１１としては、ポリエチレン粒子「ミペロンＭＸ３３０」（三井化学株式会社製）を使用した。 As the particles 8, coffee beans (bean type: Seattle, bean size: medium-ground, manufactured by FM Co., Ltd.) were used. As the particles 9, coffee beans (bean type: Seattle, bean size: finely ground, manufactured by FM Co., Ltd.) were used. As the particles 10, polyethylene particles "Miperon MX220" (manufactured by Mitsui Chemicals, Inc., "Miperon" is a registered trademark of the same company) were used. As the particles 11, polyethylene particles "Miperon MX330" (manufactured by Mitsui Chemicals, Inc.) were used.

［評価］
次いで、各グリッパーについて、対象物を把持する性能（把持性能）を評価した。グリッパーで把持する対象物として、ボルト（六角ボルトＭ１０×２０、株式会社ヤハタ製）を準備した。図３は、上記ボルトを示す図である。なお、図３において、黒丸は、対象物の重心位置を示している。 [evaluation]
Next, the performance of gripping the object (grasping performance) was evaluated for each gripper. A bolt (hexagon bolt M10 × 20, manufactured by Yahata Co., Ltd.) was prepared as an object to be gripped by the gripper. FIG. 3 is a diagram showing the bolt. In FIG. 3, the black circle indicates the position of the center of gravity of the object.

次いで、上記注射器の上記シリンジを引き上げ、上記ゴム風船内の空気を排出して減圧した。次いで、上記ゴム風船内に２０ｍＬの空気が注入されるように上記プランジャーを押し込んだ。次いで、鉛直方向において、上記ゴム風船の中心と、上記ボルトの重心とがほぼ合致するように、当該鉛直方向に沿って上記グリッパーを上記ボルトに近づけ、接触させた。そして、上記ゴム風船が上記ボルトを覆うように接触したときに、上記グリッパーを静止させた。この状態では、上記ゴム風船は、実質的にゴム風船および上記粒子の重量のみにより上記ゴム風船が上記ボルトに押圧されるように上記ボルトに接触している。 Then, the syringe of the syringe was pulled up, the air in the rubber balloon was discharged, and the pressure was reduced. Then, the plunger was pushed so that 20 mL of air was injected into the rubber balloon. Next, in the vertical direction, the gripper was brought close to and brought into contact with the bolt along the vertical direction so that the center of the rubber balloon and the center of gravity of the bolt were substantially aligned with each other. Then, when the rubber balloon came into contact with the bolt so as to cover the bolt, the gripper was stopped. In this state, the rubber balloon is in contact with the bolt so that the rubber balloon is pressed against the bolt substantially only by the weight of the rubber balloon and the particles.

次いで、上記注射器の上記プランジャーを３０ｍＬ分引き上げて、上記ゴム風船内を陰圧にした。上記ゴム風船内が陰圧の状態で、上記グリッパーを上記ボルトの配置面から離れるように移動させた。このとき、上記ボルトが、持ち上げられるか否かを観察した。上記の手順を１０回繰り返し、上記ボルトが持ち上げられた回数α（回）を確認した。そして、下記評価基準に基づいて、各グリッパーの把持性能を評価した。
（評価基準）
◎：上記αが、７〜１０であった。
○：上記αが、５または６であった。
△：上記αが、３または４であった。
×：上記αが、０〜２であった。 Next, the plunger of the syringe was pulled up by 30 mL to create a negative pressure inside the rubber balloon. With the inside of the rubber balloon under negative pressure, the gripper was moved away from the arrangement surface of the bolt. At this time, it was observed whether or not the bolt was lifted. The above procedure was repeated 10 times, and the number of times α (times) that the bolt was lifted was confirmed. Then, the gripping performance of each gripper was evaluated based on the following evaluation criteria.
(Evaluation criteria)
⊚: The above α was 7 to 10.
◯: The above α was 5 or 6.
Δ: The above α was 3 or 4.
X: The above α was 0 to 2.

各グリッパーについて、区分、グリッパーＮｏ．、上記粒子の種類（粒子Ｎｏ．）、中心粒径、かさ比重、充填率、充填量、および評価結果を表１に示す。 For each gripper, the classification, gripper No. Table 1 shows the types of the particles (particle No.), the center particle size, the bulk specific gravity, the filling rate, the filling amount, and the evaluation results.

表１に示されるように、グリッパー１〜１２は、対象物を把持する性能に優れていることがわかる。これは、上記グリッパーでは、０．６ｇ／ｍＬ以上のかさ比重を有する粒子が、３０〜６０％の充填率で上記袋内に収容されていることによって、上記粒子の重量により、上記袋（ゴム風船）が上記対象物（ボルト）に押圧されつつ上記対象物に適切に接触できるためと考えられる。 As shown in Table 1, it can be seen that the grippers 1 to 12 are excellent in the ability to grip the object. This is because, in the gripper, particles having a bulk specific gravity of 0.6 g / mL or more are contained in the bag at a filling rate of 30 to 60%, so that the weight of the particles causes the bag (rubber). It is considered that the balloon) can be appropriately contacted with the object while being pressed by the object (bolt).

一方で、グリッパーＣ１〜Ｃ１３では、対象物を把持する性能が不十分であることがわかる。これは、グリッパーＣ１、およびＣ４〜Ｃ９については、上記粒子のかさ比重が小さすぎるためと考えられる。また、グリッパーＣ２およびＣ３については、上記粒子のかさ比重が小さすぎるとともに、上記粒子の充填率が高すぎるためと考えられる。また、グリッパーＣ１０およびＣ１１については、上記粒子の充填率が高すぎるためと考えられる。さらに、グリッパーＣ１２およびＣ１３については、上記粒子の充填率が低すぎるためと考えられる。これらの結果として、グリッパーＣ１〜Ｃ１３は、上記袋を上記対象物に適切に接触させることができないと考えられる。 On the other hand, it can be seen that the grippers C1 to C13 have insufficient performance in gripping the object. It is considered that this is because the bulk specific densities of the particles are too small for the grippers C1 and C4 to C9. Further, it is considered that the grippers C2 and C3 have a bulk specific gravity of the particles being too small and a filling rate of the particles being too high. Further, it is considered that the grippers C10 and C11 have an excessively high filling rate of the particles. Further, it is considered that the grippers C12 and C13 have a too low filling rate of the particles. As a result of these, it is considered that the grippers C1 to C13 cannot properly bring the bag into contact with the object.

図４Ａは、上記粒子のかさ比重と、上記α（対象物を持ち上げた回数）との関係を示すグラフである。このグラフでは、上記粒子の充填率が４０％であるグリッパー１、４、９、１２、Ｃ５、Ｃ７およびＣ９のデータを用いた。 FIG. 4A is a graph showing the relationship between the bulk specific density of the particles and the α (number of times the object is lifted). In this graph, the data of grippers 1, 4, 9, 12, C5, C7 and C9 having a packing rate of 40% of the particles were used.

図４Ｂは、上記粒子の充填率と、上記α（対象物を持ち上げた回数）との関係を示すグラフである。このグラフでは、粒子２（ガラスビーズ）を有するグリッパー２〜５およびＣ１０〜Ｃ１３のデータ（図４Ｂ中、黒丸参照）と、粒子９（中挽きのコーヒー豆）を有するグリッパーＣ２〜Ｃ５のデータ（図４Ｂ中、白丸参照）とを用いた。 FIG. 4B is a graph showing the relationship between the packing rate of the particles and α (the number of times the object is lifted). In this graph, the data of grippers 2 to 5 and C10 to C13 having particles 2 (glass beads) (see black circles in FIG. 4B) and the data of grippers C2 to C5 having particles 9 (medium-ground coffee beans) (see black circles in FIG. 4B). (See white circles in FIG. 4B) and.

図４Ａに示されるように、上記粒子の充填率が４０％の場合、上記粒子のかさ比重が０．６０ｇ／ｍＬ以上のときに、グリッパーの把持性能が優れている。また、図４Ｂ中の黒丸で示されるように、かさ比重が大きい粒子２（ガラスビーズ）を有するグリッパーについては、上記粒子の充填率が特定の範囲にあるときに、把持性能が優れている。一方で、図４Ｂ中の白丸で示されるように、かさ比重が小さい粒子９（中挽きのコーヒー豆）を有するグリッパーについては、上記粒子の充填率にかかわらず、把持性能が不十分である。図４Ａ、Ｂに示されるように、上記グリッパーでは、特定のかさ比重を有する粒子を、特定の充填率で上記袋内に収容することによって、上記粒子の重量により、上記袋を上記対象物に押圧させつつ接触させることができると考えられる。 As shown in FIG. 4A, when the filling rate of the particles is 40% and the bulk specific gravity of the particles is 0.60 g / mL or more, the gripping performance of the gripper is excellent. Further, as shown by the black circles in FIG. 4B, the gripper having the particles 2 (glass beads) having a large bulk specific gravity is excellent in gripping performance when the filling rate of the particles is in a specific range. On the other hand, as shown by the white circles in FIG. 4B, the gripper having particles 9 (medium-ground coffee beans) having a small bulk specific gravity has insufficient gripping performance regardless of the filling rate of the particles. As shown in FIGS. 4A and 4B, in the gripper, particles having a specific bulk specific gravity are contained in the bag at a specific filling rate, so that the bag is made into the object by the weight of the particles. It is considered that the contact can be made while pressing.

本発明のグリッパーは、対象物の形状および大きさにかかわらず、対象物を適切に把持することができるため、例えば、対象物の搬送するための搬送装置として好適に利用されうる。 Since the gripper of the present invention can appropriately grip an object regardless of the shape and size of the object, it can be suitably used as, for example, a transport device for transporting the object.

１０対象物
１００グリッパー
１１０袋
１２０粒子
１３０ゴム栓
１４０フィルター
１５０気圧制御部
１５１シリンジ
１５２プランジャー
Ｓ空間 10 Object 100 Gripper 110 Bag 120 Particle 130 Rubber stopper 140 Filter 150 Barometric pressure control 151 Syringe 152 Plunger S space

Claims

A gripper that grips an object
An airtight bag and
The particles contained in the bag and
Have,
The particles are at least one selected from the group consisting of glass beads, alumina beads and zirconia beads.
Filling rate of the particles in said bag Ri 30% to 60% der,
The particles are brought into contact with the object from above in the vertical direction, deformed so as to wrap around the object by following the shape of the object by the weight of the particles, and the particles are deformed by the weight of the particles. Let the object wrap around to the lower side in the vertical direction,
Gripper.

Further comprising gripper according to claim 1 the air pressure controller for varying the pressure in said bag.

The gripper according to claim 2 , wherein the air pressure control unit is a pump for discharging gas from the bag or injecting gas into the bag.

A gripping method for gripping an object by using a gripper having an airtight bag and particles contained in the bag.
It is brought into contact with the object from above in the vertical direction, deformed following the shape of the object by the weight of the particles, and deformed by the weight of the particles to bring the particles to the lower side in the vertical direction of the object. The process of wrapping around and
A step of gripping the object by making the air pressure inside the bag negative while the bag is in contact with the object.
Including
The particles are at least one selected from the group consisting of glass beads, alumina beads and zirconia beads, and the filling rate of the particles in the bag is 30 to 60%.
Gripping method.

The gripping method according to claim 4 , wherein in the step of bringing the bag into contact with the object, the bag is brought into contact with the object at least in the vertical direction.