JP7117192B2 - ロボットハンド、ロボット及びロボットシステム - Google Patents

Description

本発明は、ロボットハンド、ロボット及びロボットシステムに関する。

従来から、移動可能なコンベヤと、当該コンベヤの搬送面にワークを保持して載置する保持機構とを備えるロボットハンドが知られている。このようなロボットハンドが、例えば、特許文献１の荷役装置で提案されている。

特許文献１の荷役装置は、移動可能なコンベヤ及び取り出しアームを備える。移動可能なコンベヤが荷物に近づくように前進し、取り出しアームの先端に設けられる把持部によって荷物が把持される。取り出しアームは、荷物を移動コンベヤ上に載せたあと、荷物回避姿勢に移る。さらに、移動可能なコンベヤは、搬送台の位置まで下降し、その搬送面を構成するベルトを回転させることで、荷物を搬送台へと投入する。

特開２０１６－５５９９５号公報

ところで、特許文献１の荷役装置は、搬送台に隣接した位置で地面に固定する必要があるので、設置場所が限定的になってしまうという問題があった。

そこで、本発明は、設置場所が限定的にならずに、移動可能なコンベヤによってワークを搬送することが可能な、ロボットハンド、ロボット及びロボットシステムを提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、本発明に係るロボットハンドは、ロボットアームの先端に取り付けられるベースと、前記ベースに対して固定されるコンベヤと、前記コンベヤの搬送面にワークを保持して載置する保持機構と、を備えることを特徴とする。

上記構成によれば、ロボットアームの先端にコンベヤが固定されているので、ロボットアームの先端が移動可能な範囲でコンベヤを移動させることができる。その結果、設置場所が限定的にならずに、移動可能なコンベヤによってワークを搬送することが可能な、ロボットハンドを提供することができる。

前記保持機構は、前記コンベヤに沿って前記コンベヤの搬送方向に延びるように配置され、且つ、前記搬送方向において往復運動可能又は伸縮可能な回転軸と、前記回転軸に取り付けられることで、前記搬送方向において往復運動可能であり、且つ、前記搬送方向に直交する幅方向と前記搬送方向及び前記幅方向に直交する高さ方向とが交わる平面上で前記回転軸を中心として揺動可能な揺動部と、前記揺動部の前記搬送方向における上流側に設けられ、前記ワークを保持する保持部と、を有する。

上記構成によれば、揺動部がコンベヤの搬送方向において往復運動可能であるので、当該揺動部に設けられる保持部によって、ワークを保持しつつコンベヤの搬送面に引き込んで載置することができる。また、揺動部がコンベヤの幅方向と高さ方向とが交わる平面上で前記回転軸を中心として揺動可能であるので、ワークをコンベヤの搬送面に載置したあと、当該ワークのコンベヤ上での搬送を妨げない位置まで揺動部を揺動させることができる。上記の通りであるため、簡単な構成の保持機構によってコンベヤの搬送面にワークを保持して載置することが可能となる。

前記揺動部は、板状に形成されており、その厚み方向が前記搬送方向と一致するように前記回転軸に取り付けられ、前記保持部は、前記揺動部の前記搬送方向における上流側に存する主面に取り付けられてもよい。

上記構成によれば、保持機構をいっそう簡単な構成とすることができる。

前記回転軸は、前記コンベヤの幅方向における縁部に沿って設けられてもよい。

上記構成によれば、ロボットハンドの構造全体をコンパクトにすることが可能となる。また、ワークをコンベヤの搬送面に載置したあと、当該ワークのコンベヤ上での搬送を妨げない位置まで揺動部を容易に揺動させることができる。

前記保持部は、前記ワークを吸着して保持する吸着部として構成されてもよい。

上記構成によれば、例えば、隙間なく積載された複数のワークの中から１つのワークを保持する場合であっても、当該１つのワークの側部を吸着することで、他のワークに妨げられることなく容易に当該１つのワークを保持することが可能となる。

例えば、前記コンベヤはベルトコンベヤとして構成されてもよい。

前記課題を解決するために、本発明に係るロボットは、上記いずれかのロボットハンドと、前記ロボットハンドが取り付けられるロボットアームと、前記ロボットハンド及び前記ロボットアームの動作を制御するためのロボット制御装置と、を備えることを特徴とする。

上記構成によれば、前記ロボットハンドを備えることで、ロボットアームの先端が移動可能な範囲でコンベヤを移動させることができる。その結果、設置場所が限定的にならずに、移動可能なコンベヤによってワークを搬送することが可能な、ロボットを提供することができる。

垂直多関節型ロボットとして構成されてもよい。

上記構成によれば、ロボットアームが所望する姿勢を取り易くなり、その結果、本発明が奏する効果を顕著にすることができる。

前記ロボットアームは６つ以上の関節軸を有してもよい。

上記構成によれば、ロボットアームが所望する姿勢を取り易くなり、その結果、本発明が奏する効果を顕著にすることができる。

前記課題を解決するために、本発明に係るロボットシステムは、上記に記載のロボットを備えることを特徴とする。

上記構成によれば、前記ロボットハンドを備えることで、ロボットアームの先端が移動可能な範囲でコンベヤを移動させることができる。その結果、設置場所が限定的にならずに、移動可能なコンベヤによってワークを搬送することが可能な、ロボットシステムを提供することができる。

前記ロボットを遠隔操作するための操作部をさらに備えてもよい。

上記構成によれば、操作部を用いて前記ロボットハンド及び前記ロボットアームを有するロボットを遠隔操作することができる。その結果、いっそう設置場所が限定的にならずに、移動可能なコンベヤによってワークを搬送することが可能な、ロボットシステムを提供することができる。

前記ロボットの作業状況を撮像するための撮像装置と、前記撮像装置で撮像した情報を出力するための出力装置と、をさらに備えてもよい。

上記構成によれば、オペレータは、出力装置から出力される情報に基づき、ロボットの作業状況を正確に把握しつつ、操作部に対して指令値を入力することができる。

前記ロボットアームの基端が固定される無人搬送車をさらに備えてもよい。

上記構成によれば、本発明が奏する効果を顕著にすることができる。

本発明によれば、設置場所が限定的にならずに、移動可能なコンベヤによってワークを搬送することが可能な、ロボットハンド、ロボット及びロボットシステムを提供することができる。

本発明の一実施形態に係るロボットシステムを用いて段ボール箱の搬送作業を行っている様子を示す概略図である。 本発明の一実施形態に係るロボットシステムの全体構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態に係るロボットの側面図であり、（Ａ）が揺動部を前方に移動させたときの図、（Ｂ）が揺動部を後方に移動させたときの図である。 本発明の一実施形態に係るロボットハンドの正面図であり、（Ａ）が揺動部をワーク保持姿勢としたときの図、（Ｂ）が揺動部をワーク回避姿勢としたときの図である。

以下、本発明の一実施形態に係るロボットハンド、ロボット及びロボットシステムについて、図面を参照して説明する。なお、本実施形態によって本発明が限定されるものではない。また、以下では、全ての図を通じて、同一又は相当する要素には同一の参照符号を付して、その重複する説明を省略する。

（ロボットシステム１０）
図１は、本実施形態に係るロボットシステムを用いて段ボール箱の搬送作業を行っている様子を示す概略図である。また、図２は、同ロボットシステムの全体構成を示すブロック図である。図１に示すように、本実施形態に係るロボットシステム１０は、被包装物を包装した状態で封がされた段ボール箱Ｗ（ワーク）の搬送作業を行う。具体的には、ロボットシステム１０は、積載された複数の段ボール箱Ｗを１つずつ据置型コンベヤＣまで搬送する作業を行う。

図１、２に示すように、ロボットシステム１０は、ロボット２０と、当該ロボット２０を遠隔操作するための操作部１１０とを備える。また、ロボットシステム１０は、ロボット２０の作業状況を撮像するための撮像装置１１２と、当該撮像装置１１２で撮像した情報を出力するための出力装置１１４と、をさらに備える。さらに、ロボットシステム１０は、ロボットアーム３０の基端が固定されるＡＧＶ１２０（Automated Guided Vehicle、無人搬送車）をさらに備える。

（ロボット２０）
図１、２に示すように、ロボット２０は、ロボットアーム３０と、当該ロボットアーム３０の先端に取り付けられるロボットハンド５０と、ロボットアーム３０及びロボットハンド５０の動作を制御するためのロボット制御装置９０と、を備える。ロボット２０は、垂直多関節型ロボットとして構成されている。

（ロボットアーム３０）
図３は、本実施形態に係るロボットの側面図であり、（Ａ）が揺動部を前方に移動させたときの図、（Ｂ）が揺動部を後方に移動させたときの図である。図３に示すように、ロボットアーム３０は、６つの関節軸ＪＴ１～ＪＴ６と、これらの関節軸によって順次連結される６つのリンク３３ａ～３３ｆと、を有する多関節アームである。

第１関節軸ＪＴ１、第１リンク３３ａ、第２関節軸ＪＴ２、第２リンク３３ｂ、第３関節軸ＪＴ３、及び第３リンク３３ｃで構成されるリンク及び関節軸の連結体によって、第１アーム部３１が構成される。具体的には、第１関節軸ＪＴ１は、ＡＧＶ１２０の上面と第１リンク３３ａの基端部とを鉛直方向に延びる軸回りに回転可能に連結する。また、第２関節軸ＪＴ２は、第１リンク３３ａの先端部と第２リンク３３ｂの基端部とを水平方向に延びる軸回りに回転可能に連結する。さらに、第３関節軸ＪＴ３は、第２リンク３３ｂの先端部と第３リンク３３ｃの基端部とを水平方向に延びる軸回りに回転可能に連結する。

第４関節軸ＪＴ４、第４リンク３３ｄ、第５関節軸ＪＴ５、第５リンク３３ｅ、第６関節軸ＪＴ６、及び第６リンク３３ｆで構成されるリンク及び関節軸の連結体によって、第２アーム部３２が構成される。具体的には、第４関節軸ＪＴ４は、第３リンク３３ｃの先端部と第４リンク３３ｄの基端部とを第３リンク３３ｃの長手方向に延びる軸回りに回転可能に連結する。また、第５関節軸ＪＴ５は、第４リンク３３ｄの先端部と第５リンク３３ｅの基端部とを第４リンク３３ｄの長手方向と直交する方向に延びる軸回りに回転可能に連結する。さらに、第６関節軸ＪＴ６は、第５リンク３３ｅの先端部と第６リンク３３ｆの基端部とを捻れ回転可能に連結する。そして、第６リンク３３ｆの先端部にロボットハンド５０が取り付けられる。

（ロボットハンド５０）
図４は、本実施形態に係るロボットハンドの正面図であり、（Ａ）が揺動部をワーク保持姿勢としたときの図、（Ｂ）が揺動部をワーク回避姿勢としたときの図である。図３、４に示すように、ロボットハンド５０は、ロボットアーム３０の先端に取り付けられるベース５２と、当該ベース５２に対して固定されるコンベヤ６０と、当該コンベヤ６０の搬送面６８に段ボール箱Ｗを保持して載置する保持機構７０と、を備える。

（ベース５２）
図３、４に示すように、ベース５２は、その厚み方向に見て矩形状の底板５４と、底板５４の幅方向における一方側の端縁から立ち上がる側板５６ａと、底板５４の幅方向における他方側の端縁から立ち上がる側板５６ｂと、を有する。側板５６ａ、５６ｂは、それぞれ、その厚み方向に見て矩形状であり、互いに同じ形状を有する。

（コンベヤ６０）
図３に示すように、コンベヤ６０は、ベルトコンベヤとして構成される。コンベヤ６０は、搬送方向において互いに隣接して並列される複数のローラ６２と、複数のローラ６２それぞれの回転軸を軸支するための一対のシャフト６４ａ、６４ｂと、複数のローラ６２に輪状にして張架される搬送ベルト６６と、複数のローラ６２のうちの少なくとも一つを回転駆動するための図示しない電気モータと、を有する公知の構造である。

（保持機構７０）
図３、４に示すように、保持機構７０は、コンベヤ６０に沿って当該コンベヤ６０の搬送方向に延びるように配置される回転軸７２と、当該回転軸７２に取り付けられる揺動部８０と、揺動部８０の前記搬送方向（すなわち、コンベヤ６０の搬送方向）における上流側に設けられ、段ボール箱Ｗを吸着して保持する４個の吸着部８６（保持部）と、を有する。

図３に示すように、回転軸７２は、コンベヤ６０の幅方向における縁部に沿って設けられ、前記搬送方向において伸縮可能である。具体的には、回転軸７２は、コンベヤ６０の幅方向における縁部に沿って設けられる直方体状のシリンダ７４内から、前記搬送方向の上流側に向けて突出するピストンとしての構造を有する。すなわち、回転軸７２は、ロボット２０の外観上、シリンダ７４から搬送方向の上流側に突出した部分（すなわち、外部から視認可能な部分）が搬送方向に沿って伸縮可能であるが、実際には前記搬送方向に沿って往復運動可能である。

揺動部８０は、板状に形成されており、その厚み方向が前記搬送方向と一致するように回転軸７２に取り付けられる。具体的には、揺動部８０は、その前記搬送方向における下流側に存する主面の基端部に回転軸７２の先端が取り付けられる。揺動部８０は、その両主面が長手寸法を有する。

図３に示すように、揺動部８０は、回転軸７２に取り付けられることで、前記搬送方向において往復運動可能である。具体的には、揺動部８０は、コンベヤ６０の上流端よりもさらに上流側の位置からコンベヤ６０の搬送方向における中央部の位置までを前記搬送方向において往復運動可能である。

図４に示すように、揺動部８０は、回転軸７２に取り付けられることで、前記搬送方向に直交する幅方向と、前記搬送方向及び前記幅方向に直交する高さ方向と、が交わる平面上で揺動可能である。具体的には、揺動部８０は、前記平面上においてコンベヤ６０の幅方向に延びるワーク搬送姿勢からコンベヤ６０の高さ方向に延びるワーク回避姿勢までの範囲（すなわち、回転角度９０°の範囲）を、回転軸７２を中心に揺動可能である。

図３、４に示すように、４個の吸着部８６は、それぞれ、中空のテーパ状に形成されており、その先細りした先端が揺動部８０に取り付けられる。具体的には、図４に示すように、４個の吸着部８６は、それぞれ、２×２行列に並列されて、揺動部８０の前記搬送方向における上流側に存する主面の先端部に取り付けられる。４個の吸着部８６は、それぞれ、図示しない真空発生装置に接続されることで、内部が負圧の状態となる。４個の吸着部８６は、前記負圧により段ボール箱Ｗの側面を吸着することで、１つの段ボール箱Ｗを協働して保持することができる。

（ロボット制御装置９０）
図２に示すように、ロボット制御装置９０は、操作部１１０からの操作情報などに基づき、予め記憶部（図示せず）に格納されるプログラムに従って、ロボットアーム３０、コンベヤ６０、及び保持機構７０の動作を制御する。ロボット制御装置９０についての具体的な構成は特に限定されないが、例えば、公知のプロセッサ（ＣＰＵ等）が記憶部（メモリ等）に格納されるプログラムに従って動作することで実現される構成であってもよい。

（操作部１１０）
図１に示すように、操作部１１０は、オペレータＰからの手動による指令値に基づき、ロボット２０及びＡＧＶ１２０を遠隔操作するために、ロボット２０及びＡＧＶ１２０から所定の距離だけ離間して設置される。

操作部１１０の具体的な構成は特に限定されないが、例えば、ハンドルの変位を指令値として受け付ける構成であってもよいし、ボタンを押されること等を指令値として受け付ける構成であってもよいし、又は、画面上の表示が押圧されること等を指令値として受け付けるタッチパネルの構成であってもよい。また、操作部１１０は、音声を指令値として受け付ける構成であってもよいし、又は、その他の構成であってもよい。

操作部１１０は、オペレータＰからの手動による指令値を受け付けて操作情報を生成し、当該操作情報をロボット制御装置９０及びＡＧＶ制御装置１２８に送信する。

（撮像装置１１２）
撮像装置１１２は、ロボット２０及びＡＧＶ１２０の作業状況を撮像して動画情報を取得するために設けられる。撮像装置１１２の構成は特に限定されないが、例えば、公知のビデオカメラとして構成されてもよい。

（出力装置１１４）
出力装置１１４は、撮像装置１１２で撮像された動画情報を出力するための表示装置として構成される。出力装置１１４の具体的な構成は特に限定されないが、例えば、液晶ディスプレイ（Liquid Crystal Display）として構成されてもよいし、有機ＥＬディスプレイ（Organic Electro-Luminescence Display）として構成されてもよいし、又は、その他の装置として構成されてもよい。

（ＡＧＶ１２０）
ＡＧＶ１２０（無人搬送車）は、板状に形成されその上面にロボットアーム３０の基端が固定される車体１２２と、当該車体１２２の底面に取り付けられる複数の車輪１２４と、ＡＧＶ１２０の動作を制御するためのＡＧＶ制御装置１２８と、を有する。

ＡＧＶ制御装置１２８は、操作部１１０からの操作情報などに基づき、予め記憶部（図示せず）に格納されるプログラムに従って、ＡＧＶ１２０の動作を制御する。ＡＧＶ制御装置１２８ついての具体的な構成は特に限定されないが、例えば、公知のプロセッサ（ＣＰＵ等）が記憶部（メモリ等）に格納されるプログラムに従って動作することで実現される構成であってもよい。

なお、ＡＧＶ制御装置１２８は、例えば、作業現場の床に埋設された電線から微弱な誘導電流を検出し、この検出値に基づき、ＡＧＶ１２０の動作を制御してもよい。このとき、操作部１１０からの操作情報は必要に応じて受信してもよい。

（搬送作業の一例）
本実施形態に係るロボットシステム１０によって行われる搬送作業の一例について説明する。ここでは、上記ロボットシステム１０を用いて、積載された複数の段ボール箱Ｗを１つずつ据置型コンベヤＣまで搬送する作業の一例について説明する。なお、以下の搬送作業の一例では、オペレータＰは、出力装置１１４から出力される動画情報に基づき、ロボット２０及びＡＧＶ１２０の作業状況を把握しつつ、操作部１１０に対して指令値を入力してもよい。ここで、出力装置１１４から出力される動画情報は、撮像装置１１２を用いてロボット２０及びＡＧＶ１２０の作業状況を撮像したものである。

まず、オペレータＰは、操作部１１０を用いて、コンベヤ６０の搬送ベルト６６を停止状態とする。また、図３（Ａ）に示すように、回転軸７２を伸ばすことで、揺動部８０をコンベヤ６０の上流端よりもさらに上流側に位置した状態とする。さらに、オペレータＰは、操作部１１０を用いて、図４（Ａ）に示すように、回転軸７２を回転させることで、揺動部８０を揺動させて当該揺動部８０をワーク保持姿勢とする。

次に、オペレータＰは、操作部１１０を用いて、ＡＧＶ１２０を操作し、搬送対象となる積載された複数の段ボール箱Ｗの近傍までロボット２０（及びＡＧＶ１２０）を移動させる。

さらに、オペレータＰは、操作部１１０を用いて、揺動部８０の上流側の主面に設けられる４個の吸着部８６が、複数の段ボール箱Ｗのうちで最も上段に位置する１つの段ボール箱Ｗ（以下、単に「最上段の段ボール箱Ｗ」と称する）の側面に当接するように、ロボットアーム３０の姿勢を変更する。このとき、オペレータＰは、操作部１１０を用いて、コンベヤ６０の搬送面の上流端が、前記最上段の段ボール箱Ｗの側面の下端縁の下方近傍で当該下端縁と平行に延びるように、ロボットアーム３０の姿勢を調節する。

そして、オペレータＰは、操作部１１０を用いて、図示しない真空発生装置を駆動し、４個の吸着部８６内を負圧状態にする。これにより、吸着部８６が、最上段の段ボール箱Ｗの側面に吸着して当該最上段の段ボール箱Ｗを保持することができる。

次に、オペレータＰは、操作部１１０を用いて、図３（Ｂ）に示すように、回転軸７２を縮めることでコンベヤ６０の搬送方向における中央部の位置まで揺動部８０を揺動させる。これにより、吸着部８６により保持された段ボール箱Ｗが、コンベヤ６０の搬送面６８に引き込まれて当該搬送面６８に載置される。

さらに、オペレータＰは、操作部１１０を用いて、コンベヤ６０の搬送面６８が据置型コンベヤＣの搬送面の上流側で当該据置型コンベヤＣの搬送面と互いに連続するようにロボットアーム３０の姿勢を変更する。このとき、コンベヤ６０の下流端縁が据置型コンベヤＣの搬送面の上流端部分の上方に近接して当該上流端部分と互いの幅方向が平行となるように、ロボットアーム３０の姿勢を調節する。

このとき、積載された複数の段ボール箱Ｗと据置型コンベヤＣとの距離が、ロボットアーム３０の先端の可動範囲よりも大きい場合、オペレータＰは、操作部１１０を用いて、ロボットアーム３０の姿勢を変更することに加えてＡＧＶ１２０を移動させてもよい。

また、オペレータＰは、操作部１１０を用いて、図示しない真空発生装置を停止して、吸着部８６に吸着された状態から最上段の段ボール箱Ｗを解放する。

そして、オペレータＰは、操作部１１０を用いて、図４（Ｂ）に示すように、回転軸７２を回転させることで、揺動部８０を揺動させて当該揺動部８０をワーク回避姿勢に変更する。

最後に、オペレータＰは、操作部１１０を用いて、コンベヤ６０の搬送ベルト６６を駆動させる。これにより、コンベヤ６０の搬送面６８上に載置された段ボール箱Ｗが、当該搬送面６８の下流側へと移動し、さらに、当該搬送面６８の下流端から据置型コンベヤＣの搬送面の上流端部分に受け渡される。

上記した搬送作業を繰り返すことで、ロボットシステム１０は、積載された複数の段ボール箱Ｗの全てを据置型コンベヤＣの搬送面まで搬送することができる。なお、据置型コンベヤＣは、コンベヤ６０と同様にベルトコンベヤとして構成されてもよい。当該ベルトコンベヤは公知の構造であってもよい。据置型コンベヤＣは、コンベヤ６０からその上流部分で段ボール箱Ｗを受け取ると、当該段ボール箱Ｗを所望する搬送先までさらに搬送する。

（効果）
本実施形態に係るロボットハンド５０は、ロボットアーム３０の先端にコンベヤ６０が固定されているので、ロボットアーム３０の先端が移動可能な範囲でコンベヤ６０を移動させることができる。その結果、設置場所が限定的にならずに、移動可能なコンベヤ６０によって段ボール箱Ｗ（ワーク）を搬送することが可能な、ロボットハンド５０を提供することができる。

本実施形態に係るロボットハンド５０は、揺動部８０がコンベヤ６０の搬送方向において往復運動可能であるので、当該揺動部８０に設けられる吸着部８６によって、段ボール箱Ｗを保持しつつコンベヤ６０の搬送面６８に引き込んで載置することができる。また、揺動部８０がコンベヤ６０の幅方向と高さ方向とが交わる平面上で回転軸７２を中心として揺動可能であるので、段ボール箱Ｗをコンベヤ６０の搬送面６８に載置したあと、揺動部８０を揺動させて当該揺動部８０をワーク回避姿勢とすることができる（すなわち、当該段ボール箱Ｗのコンベヤ６０上での搬送を妨げない位置まで揺動部８０を揺動させることができる）。上記の通りであるため、簡単な構成の保持機構７０によってコンベヤ６０の搬送面６８に段ボール箱Ｗを保持して載置することが可能となる。

本実施形態では、揺動部８０は、板状に形成されており、その厚み方向がコンベヤ６０の搬送方向と一致するように回転軸７２に取り付けられ、吸着部８６は、揺動部８０の搬送方向における上流側に存する主面に取り付けられる。このような構造によれば、保持機構７０をいっそう簡単な構成とすることができる。

本実施形態では、回転軸７２は、コンベヤ６０の幅方向における縁部に沿って設けられるので、ロボットハンド５０の構造全体をコンパクトにすることが可能となる。また、段ボール箱Ｗをコンベヤ６０の搬送面６８に載置したあと、揺動部８０を揺動させて容易にワーク回避姿勢とすることができる。

本実施形態では、保持部が吸着部８６として構成されるので、例えば、隙間なく積載された複数の段ボール箱Ｗの中から１つの段ボール箱Ｗを保持する場合であっても、当該１つの段ボール箱Ｗの側面を吸着することで、他の段ボール箱Ｗに妨げられることなく容易に当該１つの段ボール箱Ｗを保持することが可能となる。

本実施形態に係るロボット２０は、上記したロボットハンド５０を備えることで、当該ロボットハンド５０と同様の効果を奏する。

本実施形態に係るロボット２０は、垂直多関節型ロボットとして構成されるので、ロボットアーム３０が所望する姿勢を取り易くなり、その結果、本発明が奏する効果を顕著にすることができる。

本実施形態に係るロボット２０は、６つの関節軸を有するので、ロボットアーム３０が所望する姿勢を取り易くなり、その結果、本発明が奏する効果を顕著にすることができる。

本実施形態に係るロボットシステム１０は、操作部１１０を用いて、当該ロボットハンド５０及びロボットアーム３０を有するロボット２０を遠隔操作することができる。その結果、いっそう設置場所が限定的にならずに、移動可能なコンベヤによって段ボール箱Ｗを搬送することが可能な、ロボットシステム１０を提供することができる。

本実施形態に係るロボットシステム１０は、ロボット２０の作業状況を撮像するための撮像装置１１２と、当該撮像装置１１２で撮像した動画情報（情報）を出力するための出力装置１１４と、をさらに備えることで、オペレータＰは、出力装置１１４から出力される動画情報に基づき、ロボット２０の作業状況を正確に把握しつつ、操作部１１０に対して指令値を入力することができる。

本実施形態に係るロボットシステム１０は、ロボットアーム３０の基端が固定されるＡＧＶ１２０（無人搬送車）をさらに備えるので、例えば、積載された複数の段ボール箱Ｗと据置型コンベヤＣとの距離が、ロボットアーム３０の先端の可動範囲よりも大きい場合であっても円滑に搬送作業を行うことができる。すなわち、いっそう設置場所が限定的にならないので、本発明が奏する効果を顕著にすることができる。

（変形例）
上記説明から、当業者にとっては、本発明の多くの改良や他の実施形態が明らかである。したがって、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実行する最良の態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明の精神を逸脱することなく、その構造及び／又は機能の詳細を実質的に変更できる。

上記実施形態では、搬送対象となるワークが段ボール箱Ｗである場合を説明したが、この場合に限定されず、ワークが所定の形状を有する他の物体（例えば、機械の組み立てに用いる部材及び包装された食料品など）や、所定の形状を有しない岩石や唐揚げなどであってもよい。

上記実施形態では、コンベヤ６０の搬送面６８に段ボール箱Ｗが載置され、コンベヤ６０の搬送面６８が据置型コンベヤＣの搬送面の上流側で当該据置型コンベヤＣの搬送面と互いに連続するようにロボットアーム３０の姿勢を変更し、且つ、揺動部８０がワーク回避姿勢に変更されてから、はじめてコンベヤ６０の搬送ベルト６６が駆動される場合を説明した。しかし、この場合に限定されず、コンベヤ６０の搬送ベルト６６が常時駆動された状態のままで搬送作業を行ってもよい。これにより、複数の段ボール箱Ｗを１つずつ搬送する作業を短時間で行うことが可能となる。

上記実施形態では、ロボットシステム１０が、図２のブロック図に示すように、ロボット２０、操作部１１０、撮像装置１１２、出力装置１１４、及びＡＧＶ１２０を備える場合について説明した。しかし、この場合に限定されず、ロボットシステム１０は、さらに他の構成を備えてもよい。例えば、ロボットシステム１０は、上記実施形態で段ボール箱Ｗの搬送先であった据置型コンベヤＣをさらに備える構成であってもよい。このような場合、例えば、オペレータＰは、操作部１１０を用いて、当該据置型コンベヤＣの動作を制御するように構成されてもよい。

上記実施形態では、ロボットアーム３０の姿勢を変更すること、及び、ＡＧＶ１２０を移動させることのみで、コンベヤ６０の位置を変更する場合について説明したが、これに限定されない。例えば、コンベヤ６０は、その搬送方向と高さ方向とが交わる平面上でベース５２に対して回転可能となるように当該ベース５２に取り付けられてもよい。また、コンベヤ６０は、一対のレールをベース５２に設け、当該レール上を移動することができるようにベース５２に取り付けられてもよい。なお、このような場合、ロボット制御装置９０がベース５２の動作をさらに制御してもよい。

上記実施形態では、保持部が、段ボール箱Ｗ（ワーク）を吸着して保持する４個の吸着部８６で構成される場合について説明したが、これに限定されない。例えば、吸着部８６は、１個以上３個以下、又は、５個以上設けられてもよい。また、４個の吸着部８６の形状は、それぞれ、中空のテーパ状に限定されず、中空の直方体状や円筒状であってもよいし、又は、その他の形状であってもよい。さらに、保持部は、ワークを把持して保持する把持部として構成されてもよいし、ワークをその上面に載置して保持する載置部として構成されてもよいし、又は、その他の構成であってもよい。

上記実施形態では、コンベヤ６０がベルトコンベヤとして構成される場合を説明したが、これに限定されない。例えば、コンベヤ６０がローラーコンベヤとして構成されてもよいし、その他のコンベヤとして構成されてもよい。

上記実施形態では、回転軸７２が、ロボット２０の外観上、コンベヤ６０の搬送方向に伸縮可能であるが実際にはシリンダ７４によって前記搬送方向に往復運動可能である場合について説明したが、この場合に限定されない。例えば、回転軸７２は、中空の円筒部材と、当該円筒部材の内部を軸方向に往復運動可能であるように同軸状で挿通される円柱部材とで構成されることで、コンベヤ６０の搬送方向に沿って伸縮可能であってもよい。このような場合、回転軸７２が最も縮んだ状態で中空の円筒部材の先端から円柱部材の一部が突き出るようにし、当該突き出た部分に揺動部８０を取り付けるようにしてもよい。また、回転軸７２は、シリンダ７４を用いずに（例えば、コンベヤ６０の搬送方向に往復運動可能な他の部材に連結されることで）、ロボット２０の外観上においても、コンベヤ６０の搬送方向に往復運動可能であってもよい。

上記実施形態では、回転軸７２がコンベヤ６０の幅方向における縁部に沿って設けられる場合について説明したが、これに限定されない。例えば、回転軸７２は、コンベヤ６０の上方において幅方向に見て当該コンベヤ６０の搬送面６８と平行になるように、且つ、コンベヤ６０の上側から高さ方向に見て当該コンベヤ６０の幅方向における中心線と同じ位置を搬送方向に延びるように配置されてもよい。このような場合、揺動部８０は、回転軸７２にその基端部を取り付けられることで、例えば、前記幅方向と前記高さ方向とが交わる平面上において、コンベヤ６０の幅方向の一方側に延びるワーク回避姿勢から、コンベヤ６０の高さ方向に延びるワーク搬送姿勢を経て、コンベヤ６０の幅方向の他方側に延びるワーク回避姿勢までの範囲（すなわち、前記平面上において回転角度１８０°の範囲）を、回転軸７２を中心として揺動可能としてもよい。

上記実施形態では、ロボット２０が、垂直多関節型ロボットとして構成される場合について説明したが、これに限定されない。例えば、ロボット２０は、極座標型ロボットとして構成されてもよいし、円筒座標型ロボットとして構成されてもよいし、直角座標型ロボットとして構成されてもよいし、水平多関節型ロボットとして構成されてもよいし、又は、その他のロボットとして構成されてもよい。

上記実施形態では、ロボットアーム３０が、６つの関節軸を有する場合について説明したが、これに限定されない。例えば、ロボットアーム３０は、７つ以上の関節軸を有してもよい。或いは、ロボットアーム３０は、１つ以上５つ以下の関節軸を有してもよい。

上記実施形態では、ロボットシステム１０が、撮像装置１１２及び出力装置１１４を備える場合について説明したが、これに限定されない。例えば、ロボットシステム１０は、撮像装置１１２及び出力装置１１４を備えず、オペレータＰが視認でロボット２０及びＡＧＶ１２０の作業状況を確認するように構成されてもよい。これにより、ロボットシステム１０の構成をいっそう簡単にすることが可能となる。

上記実施形態では、揺動部８０は、厚さ方向に見て矩形状の板状に形成されており、その厚み方向がコンベヤ６０の搬送方向と一致するように回転軸７２に取り付けられ、吸着部８６は、揺動部８０の前記搬送方向における上流側に存する主面に取り付けられる場合について説明したが、これに限定されない。例えば、揺動部８０は、回転軸７２に取り付けられることで揺動しワーク保持姿勢及びワーク回避姿勢となることができ、且つ、吸着部８６（保持部）が前記搬送方向における上流側に存する部分に取り付けられる形状であればよい。例えば、厚さ方向に見て三角形状、五角形以上の多角形状、若しくは正方形状の板状に形成されていてもよいし、円柱状に形成されていてもよいし、角錐若しくは円錐状に形成されていてもよいし、又は、その他の形状に形成されていてもよい。

上記実施形態では、ロボットシステム１０が、操作部１１０を用いてオペレータＰに指令値を入力させ、当該指令値に基づき、ロボット２０及びＡＧＶ１２０を動作させる場合について説明したが、これに限定されない。例えば、ロボットシステム１０は、操作部１１０を備えない全自動のシステムとして構成されてもよい。

このように全自動のシステムと実現するには、例えば、ロボットアーム３０の先端に近接センサを設け、当該近接センサによる検出値などに基づき、ロボット制御装置９０にロボットアーム３０及びロボットハンド５０それぞれの動作を制御させてもよいし、或いは、ロボットアーム３０の先端にカメラを設け、当該カメラによる画像情報の解析値などに基づき、ロボット制御装置９０にロボットアーム３０及びロボットハンド５０それぞれの動作を制御させてもよい。さらに、作業現場の床に埋設された電線から微弱な誘導電流を検出し、この検出値などに基づき、ＡＧＶ制御装置１２８にＡＧＶ１２０の動作を制御させてもよい。

１０ ロボットシステム
２０ ロボット
３０ ロボットアーム
３１ 第１アーム部
３２ 第２アーム部
３３ リンク
５０ ロボットハンド
５２ ベース
５４ 底板
５６ 側板
６０ コンベヤ
６２ ローラ
６４ シャフト
６６ 搬送ベルト
６８ 搬送面
７０ 保持機構
７２ 回転軸
７４ シリンダ
８０ 揺動部
８６ 吸着部
９０ ロボット制御装置
１１０ 操作部
１１２ 撮像装置
１１４ 出力装置
１２０ ＡＧＶ
１２２ 車体
１２４ 車輪
１２８ ＡＧＶ制御装置
ＪＴ 関節軸
Ｃ 据置型コンベヤ
Ｐ オペレータ
Ｗ 段ボール箱

Claims (12)

1. ロボットアームの先端に取り付けられるベースと、
   前記ベースに対して固定されるコンベヤと、
   前記コンベヤの搬送面にワークを保持して載置する保持機構と、
   を備え、
   前記保持機構は、
   前記コンベヤに沿って前記コンベヤの搬送方向に延びるように配置され、且つ、前記搬送方向において往復運動可能又は伸縮可能な回転軸と、
   前記回転軸に取り付けられることで、前記搬送方向において往復運動可能であり、且つ、前記搬送方向に直交する幅方向と前記搬送方向及び前記幅方向に直交する高さ方向とが交わる平面上で前記回転軸を中心として揺動可能な揺動部と、
   前記揺動部の前記搬送方向における上流側に設けられ、前記ワークを保持する保持部と、
   を有する、ロボットハンド。
2. 前記揺動部は、板状に形成されており、その厚み方向が前記搬送方向と一致するように前記回転軸に取り付けられ、
   前記保持部は、前記揺動部の前記搬送方向における上流側に存する主面に取り付けられる、請求項１に記載のロボットハンド。
3. 前記回転軸は、前記コンベヤの幅方向における縁部に沿って設けられる、請求項１又は２に記載のロボットハンド。
4. 前記保持部は、前記ワークを吸着して保持する吸着部として構成される、請求項１乃至３のいずれかに記載のロボットハンド。
5. 前記コンベヤはベルトコンベヤとして構成される、請求項１乃至４のいずれかに記載のロボットハンド。
6. 請求項１乃至５のいずれかに記載のロボットハンドと、
   前記ロボットハンドが取り付けられるロボットアームと、
   前記ロボットハンド及び前記ロボットアームの動作を制御するためのロボット制御装置と、を備えることを特徴とする、ロボット。
7. 垂直多関節型ロボットとして構成される、請求項６に記載のロボット。
8. 前記ロボットアームは６つ以上の関節軸を有する、請求項６又は７に記載のロボット。
9. 請求項６乃至８のいずれかに記載のロボットを備えることを特徴とする、ロボットシステム。
10. 前記ロボットを遠隔操作するための操作部をさらに備える、請求項９に記載のロボットシステム。
11. 前記ロボットの作業状況を撮像するための撮像装置と、
    前記撮像装置で撮像した情報を出力するための出力装置と、をさらに備える、請求項９又は１０に記載のロボットシステム。
12. 前記ロボットアームの基端が固定される無人搬送車をさらに備える、請求項９乃至１１のいずれかに記載のロボットシステム。

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