JPH04240080A - ロボット装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はロボット装置に関し、よ
り詳しくは、例えば粒度測定に供する固体粒子と溶媒と
を均一に懸濁して懸濁液を自動調整する懸濁液自動調整
装置に好適に適用することのできるロボット装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術と発明が解決しようとする課題】従来、た
とえば、粒度測定装置で粒度を測定するには分散媒に粒
子を均一に分散した懸濁試料液が必要である。懸濁試料
液が少数であるときには、手作業でそのような懸濁試料
液を短時間の内に調製することができるが、懸濁試料液
が百、あるいは二百といった多数になり、これらの試料
の調製および粒度測定には多大の時間を必要とする状況
においては、とてもそのような手作業で懸濁試料液を調
製することは合理的ではない。

【０００３】そこで、人力に替わり、試験管の中に一定
量の固体粒子、一定量の分散媒および分散剤を投入し、
それらを撹拌して固体粒子を媒体中に均一に懸濁させ、
得られた懸濁試料液を順次に粒度測定装置に供給するこ
とができるようなロボット装置が存在すると非常に便利
である。

【０００４】このような操作を行なうには、基本的には
、容器を把持したりそれを解放したりする動作、把持し
た容器を所定の場所から他の場所へと移送する動作、内
容物が流れ出るようにそれまで上に開いていた開口部が
所定の位置になるように把持した容器を垂直面内で回転
させ、その後再び開口部が上になるように把持した容器
を垂直面内で回転させる動作が必要である。

【０００５】また、このような一連の動作は、懸濁試料
液の調製に限らず、種々の装置における基本動作でもあ
る。

【０００６】そこで、このような動作を自動的に行なう
ことのできるロボットが存在すると、極めて便利である
。

【０００７】本発明は、前記事情に鑑みて完成されたも
のである。

【０００８】すなわち、本発明の目的は、ある対象物を
把持したりこれを解放したりする動作、所定の位置から
所定の位置へと平行移動する動作、ある所定の位置で上
下移動する動作、ある所定の位置で、垂直面内で回転す
る動作を、一連の順序に従って実行することのできるロ
ボット装置を提供することを目的にする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の本発明は、水平方向に突設された突出部の端部に対象
物の把持および把持解除を行う一対の把持片を備えたロ
ボットアーム部と、このロボットアーム部を、その軸を
中心とする所定の中心角で回動させる回動機構部と、こ
の回動機構部を垂直方向に上下動させる上下動機構部と
、前記ロボットアーム部、回動機構部および上下動機構
部からなる全体を水平方向に移送する水平移送部とを有
することを特徴とするロボット装置である。

【００１０】

【作用】上述した構成のロボット装置によると、ロボッ
トアーム部の一対の把持片により対象物を把持した状態
で、このロボットアーム部および対象物に対する前記回
動機構部による回動動作、前記上下動機構部による上下
動動作および水平移送部による水平移送動作を各々任意
に行うことが可能となるとともに、一対の把持片による
対象物の把持解除も可能であるため、例えば、対象物と
して液体を収容した試験管を用いることにより、前記液
体のある位置から他の位置への移送およびこの液体の放
出を自動的に行うことができる。

【００１１】

【実施例】以下に、本発明の実施例を説明する。

【００１２】図１ないし図３には、本発明の一実施例で
あるロボット装置を組み込んでなる懸濁液自動調製装置
が示されている。

【００１３】図１ないし図３に示す懸濁液自動調製装置
（以下「調製装置」という。）１は、箱形状の筐体２を
具備し、この筐体２の上部に、固体粒子である粉体を各
々所定量収納した多数の試験管３を立設状態に収容し、
各試験管３を一定の位置に移送する試験管移送手段とし
ての試験管移送装置４と、前記試験管３内にも、界面活
性剤等の分散剤および所定の分散媒を注入する注入手段
（図１〜図３に示さず。）５、および、試験管３中の粉
体、分散剤、分散媒を均一に分散させ懸濁液を生成する
分散処理手段（図１〜図３に示さず。）６を収納した上
部ボックス８と、前記懸濁液を受入れて粒度測定装置（
図１〜図３に示さず。）９に循環供給する循環供給手段
７（図１〜図３に示さず。）と、前記試験管３の把持、
移送を行うロボット装置１０とを配置している。

【００１４】また、前記筐体２の前面には、調製装置１
の各種操作を指示するための操作部１１が設けられ、こ
の筐体２の内部には、前記操作部１１の操作により入力
される信号によって調整装置の各部を一定の順序に従っ
て動作させるコントローラ１１ａが内蔵されている。

【００１５】さらに、筐体２の内部には分散媒を収納し
た分散媒タンク１２、廃液用の廃液タンク１３が配置さ
れている。

【００１６】次に、図４〜図９をも参照しながら、本発
明の一実施例であるロボット装置１０について詳述する
。

【００１７】このロボット装置１０は、このロボット装
置１０全体を水平方向に移送する移送モータ１５を含む
水平移送部１６と、前記水平移送部１６上に配置した移
動箱１７と、この移動箱１７から水平方向に突設された
ロボットアーム部１８と、このロボットアーム部１８を
所定角度回動させる回動機構部１９（図４および図６参
照）と、この回動機構部１９を垂直方向に上下動させる
上下動機構部２０とを具備している。

【００１８】図４、図５、図７および図８に示すように
、ロボットアーム部１８は、前記移動箱１７から水平方
向に突設した支持筒２１と、この支持筒２１の突出端に
取付けた把持片保持体２２と、この把持片保持体２２に
より各々回動可能に支持されるとともに、把持片保持体
２２とから前記試験管移送装置４側に対向配置に突設し
た一対の把持片２３ａ、２３ｂと、図５に示すように、
この両把持片２３ａ、２３ｂに対し把持方向（互いに接
近する方向）の回動力を与えるばね２４と、前記支持筒
２１に遊嵌され、一端を前記把持片保持体２２内の両把
持片２３ａ、２３ｂの近傍に臨ませ、他端を前記移動箱
１７内に臨ませた連結杆２５と、前記把持片保持体２２
内で連結杆２５と連結され連結杆２５の変位に連動して
前記両把持片２３ａ、２３ｂに回動力を付与する回動力
伝達部材２６と、前記移動箱１７内においてカップリン
グ２７を介して連結杆２５と連結され、この連結杆２５
を図５に示す矢印Ｘ１　、Ｘ２　方向に変位させるソレ
ノイド（電磁ソレノイド）２８とを具備している。

【００１９】図４に示すように、前記回動機構部１９は
、移動箱１７内において固定された回動モータ２９と、
移動箱１７の外側壁側において回動モータ２９と連結さ
れた第１のギヤ３０と、前記支持筒２１に嵌装され、か
つ、第１のギヤ３０に噛合させた第２のギヤ３１と、第
１のギヤ３０と同軸配置の第１のドラム３２と、図６に
示すように、この第１のドラム３２に取付けた検出片３
３と、前記移動箱１７の外壁面において前記第１のギヤ
３０の両側から外方に突設した一対のストッパ部材３４
ａ、３４ｂと、前記検出片３３の回動領域近傍に配置し
た第１、第２のセンサ３５ａ、３５ｂとを具備し、前記
ストッパ部材３４ａ、３４ｂ、検出片３３および第１、
第２のセンサ３５ａ、３５ｂの動作で前記支持筒２１の
回動範囲、すなわち、両把持片２３ａ、２３ｂの回動範
囲の規制を行うようになっている。

【００２０】図４に示すように、前記上下動機構部２０
は、前記移動箱１７の上部において固定配置された上下
モータ３６を具備し、この上下モータ３６の原動軸に直
結した螺子体３７に前記移動箱１７に取付けた受螺子３
８を嵌合させるとともに、移動箱１７を上下方向にガイ
ドする一対のガイド片３９、４０を備えている。

【００２１】次に、図９をも参照し、前記注入手段５、
分散処理手段６、循環供給手段７について詳述する。

【００２２】前記注入手段５は、図９に示すように、分
散剤注入装置４５と分散媒注入装置４６とを備える。分
散剤注入装置４５は、分散剤容器４４ａ内に収納された
分散剤を吸引し、これを分散剤注入ノズル４４ｂから吐
出するシリンジ４４ｃと、シリンジ４４ｃのピストンを
往復動可能に駆動するモータ４４ｄとを備えてなる。

【００２３】また図９に示すように、分散媒注入装置４
６は、前記分散媒タンク１２内の分散媒を分散媒ポンプ
４１で圧送して、第１の電磁弁Ｖ１　を介して分散媒注
入ノズル４１ａから吐出し、また、水供給管路５９から
分岐した分岐管５９ａおよびその途中に設けられた第２
の電磁弁Ｖ２　を介して水注入ノズル４２ｂから水を吐
出することができるように、構成される。

【００２４】なお、４３で示されるのは受け皿であり、
前記分散媒や分散剤あるいは水を受ける。この受皿４３
には、ドレン管路４３ａが接続されているとともに、こ
の受皿４３の近傍には前記試験管３に注入される分散媒
、あるいは水の液位を検出する第１のレベルスイッチＬ
Ｓ１　が配置されている。

【００２５】前記分散処理手段６は、前記試験管３中の
粉体、分散媒および分散剤を超音波を用いて懸濁処理す
る超音波振動子４８、変換器４９および発振器５０と、
受皿５１と、前記超音波振動子４８に対し洗浄用の水を
供給する第３の電磁弁Ｖ３　を含む洗浄水管路５９ｂと
、前記受皿５１に接続したドレン管路４３ｂとを具備し
ている。

【００２６】前記循環供給手段７は、分散処理手段によ
り試験管３中に生成される懸濁液を受入れる容器５３と
、この容器５３の底部に臨ませた送液インペラー５４を
回転駆動する送液モータ５５と、容器５３の底部から光
学モジュールを含む粒度測定装置９を経て再び容器５３
に戻る懸濁液用の循環管路５６と、前記容器５３の受口
近傍に配置した廃液皿５７と、この廃液皿５７を廃液タ
ンク１３に連通する廃液管路と、前記廃液皿５７の上方
に配置した循環供給手段７の容器５３内試験管３内の懸
濁液の上位レベル、下位レベルを検出する第２、第３の
レベルスイッチＬＳ２、ＬＳ３　と試験管洗浄用のシャ
ワー部５９を構成する水用シャワーノズル５８ａおよび
溶媒用シャワーノズル５８ｂと、このシャワーノズル５
８ａに前記水を供給する第６の電磁弁Ｖ６　を含む第１
の水供給管路５９ａと、同じく溶媒用シャワーノズル５
８ｂに前記分散媒タンク１２からの溶媒を供給する第７
の電磁弁Ｖ７　を含む第１の溶媒供給管路６０と、前記
循環管路５６に水を供給する第４の電磁弁Ｖ４　を含む
第２の水供給管路６１と、同じく循環管路５６に溶媒を
供給する第５の電磁弁Ｖ５　を含む第２の溶媒供給管路
６２と、排液部６３とを具備している。

【００２７】この排液部６３は、前記循環管路５６内の
懸濁液を、電動ボール弁Ｖ９　を介して、ドレインとし
て排液する第１の排液路６３ａと、分散媒として溶媒を
使用するときにはその懸濁液を廃液タンク１３に電動ボ
ール弁Ｖ８　を介して排液する第２の排液路６３ｂとを
具備している。

【００２８】図１０は調製装置１の制御などを示すもの
であり、この装置全体の制御を行う制御手段７０は、動
作プログラムを格納したプログラムメモリ７１と、ＣＰ
Ｕ７２と、キーボード７２ａと、前記操作部１１と、コ
ントローラ１１ａと、図示してないハードディスク等の
記憶手段とを備えている。

【００２９】前記ＣＰＵ７２は、たとえば調製装置１を
自動運転をする場合に、粒度分析装置９をコントロール
モジュール７３を介して制御し、コントローラ１１ａに
はスタート信号を出力すると共に、プログラマブルメモ
リ７１にあらかじめ格納されているところの、調製装置
１の自動運転時における条件（たとえば分散媒を必要と
するか否か等）を指示する制御信号を出力する。

【００３０】コントローラ１１ａは、調製装置１の自動
運転時には、前記ＣＰＵ７２の制御を受けて、前記試験
管移送装置４、注入手段５、分散処理手段６、循環供給
手段７、ロボット装置１０の動作手順を制御する。また
、調製装置１を手動運転するときには、このコントロー
ラ１１ａは、操作部１１からの操作信号を受けて、前記
試験管移送装置４、注入手段５、分散処理手段６、循環
供給手段７、ロボット装置１０の動作手順を制御する。

【００３１】前記ＣＰＵ７２、プログラマブルメモリ７
１、およびキーボード７２ａは、市販のパーソナルコン
ピュータで構成することができる。

【００３２】次に、上述した調製装置１の作用を図７、
図８および図１１をも参照して説明する。

【００３３】まず、この調製装置１のオペレータは、試
験管移送装置４に対し、各々分析試料としての粉体を所
定量収納した多数の試験管３をセットする（図１１参照
、ＳＴ１、ＳＴ２）。次いでキーボード７２ａを操作し
てＣＰＵ７２からスタート信号をコントローラ１１ａに
入力すると共に、プログラマブルメモリ７１に格納され
ている必要な情報をコントローラ１１ａに出力する（図
１１参照、ＳＴ３）。

【００３４】このスタート信号を取込んだコントローラ
１１ａ　は、ロボット装置１０の各モータ１５、２９、
３６およびソレノイド２８に所定のタイミングで制御信
号を送る。

【００３５】これにより、まずロボット装置１０の移送
モータ１５が両把持片２３ａ、２３ｂを特定位置の試験
管３に対峙させ、次いでソレノイド２８が動作して前記
カップリング２７、連結杆２５、回動力伝達部材２６を
矢印Ｘ１　方向に変位させる。

【００３６】回動力伝達部材２６のＸ１　方向への変位
に伴い、図８に示すようにこの回動力伝達部材２６の一
方の係合片２６ａが一方の把持片２３ａを矢印α１　方
向に、他方の係合片２６ｂが他方の把持片２３ｂを矢印
α２　方向へ各々回動させ、これにより、両把持片２３
ａ、２３ｂは開状態となる。

【００３７】この状態で移送モータ１５が回転し、この
移動箱１７とこの移動箱１７から水平方向に突出した前
記ロボットアーム部１８を試験管方向に移動させる。こ
の結果、両把持片２３ａ、２３ｂは、試験管３の両側に
至る。

【００３８】この状態でＣＰＵ７２の制御の基にソレノ
イド２８が無励磁状態となり、図８に示すように両把持
片２３ａ、２３ｂはばね２４の付勢力で試験管３を強く
挾み込む。

【００３９】次に、上下モータ３６が動作し、両把持片
２３ａ、２３ｂとともに試験管３を上昇させ、試験管３
を前記分散剤注入装置４５の位置まで移送していいく（
図１１参照、ＳＴ４）。

【００４０】次に、プログラマブルメモリ７１に格納さ
れている調製条件に従ってコントローラ１１ａは分散剤
の要否を判断し（図１１参照、ＳＴ５）、分散剤の注入
を要すると判断したときには、前記定量注入装置４５に
よって、試験管３内に分散剤を注入させる（図１１参照
、ＳＴ６）。

【００４１】次に、分散剤が注入された試験管３は前記
ロボット装置１０の両把持片２３ａ、２３ｂで把持され
つつ、移送モータ１５が動作して水注入ノズル４２ｂお
よび分散媒注入ノズル４２ａに試験管３の開口部が臨む
位置に試験管３を移動、停止させる。

【００４２】このとき、プログラマブルメモリ７１に格
納されている調製条件に従ってコントローラ１１ａは分
散媒の注入要否を判断し（図１１参照、ＳＴ７）、分散
媒の注入要と判断したときには、分散媒の種類が水およ
び溶媒のいずれであるかを判断する（図１１参照、ＳＴ
８）。分散媒の種類が水であると判断すると（図１１参
照、ＳＴ９）、コントローラ１１ａの制御の下に、前記
第２の電磁弁Ｖ２　が開となり、水が試験管３内に所定
量注入される。また、その他の分散媒が選択されると（
図１１参照、ＳＴ１０））　、分散媒ポンプ４１が動作
して、分散媒タンク１２内の溶媒を注入ノズル４２ａか
ら試験管３内に注入される。

【００４３】注入される分散媒の液位は第１のレベルセ
ンサＬＳ１　により検出され、一定量となった時点でコ
ントローラ１１ａの制御の下に、水の場合には前記第２
の電磁弁Ｖ２　が、溶媒の場合には前記第１の電磁弁Ｖ
１　および分散媒ポンプ４１の停止によって注入停止に
なる。

【００４４】次に、前記試験管３は両把持片２３ａ、２
３ｂに把持されつつ分散処理手段６の超音波振動子４８
の位置にまで移送され、このとき、ＣＰＵ７２が分散要
と判断すると（図１１参照、ＳＴ１１）、ＣＰＵ７２の
制御の基に前記発振器５０、変換器４９が動作し、試験
管３中の粉体と分散媒および分散剤とを分散処理し、懸
濁液を生成する（図１１参照、ＳＴ１２）。

【００４５】次に、試験管３は両把持片２３ａ、２３ｂ
に把持されつつ前記容器５３の受口近傍に移送され、こ
のとき、コントローラ１１ａは前記回動モータ２９に制
御信号を送る。これにより、回動モータ２９が始動し、
前記第１のギヤ３０を介して、第２のギヤおよび支持筒
１８を回動させる。

【００４６】この結果、試験管３を把持した両把持片２
３ａ、２３も回動して試験管３を傾斜させ、その中の懸
濁液を前記容器５３内に投入する（図１１参照、ＳＴ１
３）。

【００４７】懸濁液を放出した試験管３に対して、コン
トローラ１１ａに制御される動作手順においてシャワー
要と判断されたときには（ＳＴ１４）、ＣＰＵ７２の制
御の基に前記第６または第７の電磁弁Ｖ６またはＶ７　
が開となり、これにより、ノズル５９から水又は分散媒
が試験管３に向けて放出されシャワー処理が行われる（
図１１参照、ＳＴ１５）。

【００４８】この後、試験管３はロボット装置１０の動
作で試験管移送装置４の所定の収納位置へ戻される。

【００４９】一方、容器５３内に投入された懸濁液は、
送液モータ５５により駆動される送液インペラー５４に
より循環管路５６を循環し、粒度測定装置９による粒度
測定に供される。

【００５０】このような動作が多数の試験管３に対し次
々と自動的に実行され、これにより、粉体の粒度測定の
効率向上が図られる。

【００５１】上記説明は調製装置１を自動運転する場合
であるが、調製装置１を動作ごとに手動操作するときに
は、前記操作部１１からの操作信号により、上述のよう
に運転させることもできる。

【００５２】本発明は上述した実施例のほかその要旨の
範囲内で種々の変形が可能である。

【００５３】

【発明の効果】以上に詳述した本発明によると、上述し
た構成により、対象物の把持、移送および回動を容易か
つ自動的に行うことが可能なロボット装置を提供するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例であるロボット装置を組み込ん
でなる懸濁液自動調製装置を示す概略正面図である。

【図２】前記懸濁液自動調製装置の概略側面図である。

【図３】前記懸濁液自動調製装置の概略平面図である。

【図４】前記懸濁液自動調製装置におけるロボット装置
の概略側面図である。

【図５】前記図４におけるＩ−Ｉ線概略断面図である。

【図６】前記図４におけるＩＩ−ＩＩ線概略断面図であ
る。

【図７】前記ロボット装置における両把持片の動作を示
す説明図である。

【図８】前記ロボット装置における両把持片の動作を示
す説明図である。

【図９】前記懸濁液自動調製装置の配管系統図出ある。

【図１０】前記懸濁液自動調製装置の制御系のブロック
図である。

【図１１】前記懸濁液自動調製装置の動作手順を示すフ
ローチャートである。

【符号の説明】

１　　調製装置 ３　　試験管 ４　　試験管移送装置 ５　　注入手段 ６　　分散処理手段 ９　　粒度測定装置 １０　　ロボット装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　水平方向に突設された突出部の端部に
   対象物の把持および把持解除を行う一対の把持片を備え
   たロボットアーム部と、このロボットアーム部を、その
   軸を中心とする所定の中心角で回動させる回動機構部と
   、この回動機構部を垂直方向に上下動させる上下動機構
   部と、前記ロボットアーム部、回動機構部および上下動
   機構部からなる全体を水平方向に移送する水平移送部と
   を有することを特徴とするロボット装置。