JPH08300289A - ロボットハンド用指 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 把持対象物を把持する場合に、指形成体を把
持対象物に強く当てて損傷させるのを防止できるように
する。 【構成】 基端部が開口し遊端部が閉塞した筒状の軟質
材で指形成体１を形成し、指形成体１の開口部１ａを流
体供給部３に連通接続し、かつ、指形成体１の基端部を
支持部材２で支持した状態で、開口部１ａを通して供給
された流体供給部３からの流体の圧力によって、指形成
体１が腹部側に折曲するよう構成し、指形成体１の先端
面と腹部に第１感圧センサ１６と第２感圧センサ１７を
各別に設けてある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、基端部が開口し遊端部
が閉塞した筒状の軟質材で指形成体を形成し、前記指形
成体の開口部を流体供給部に連通接続し、かつ、前記指
形成体の基端部を支持部材で支持した状態で、前記開口
部を通して供給された前記流体供給部からの流体の圧力
によって、前記指形成体が腹部側に折曲するよう構成し
てあるロボットハンド用指に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、上記のロボットハンド用指では、
指形成体は前記軟質材で筒状に形成されているだけで、
この指形成体に他の部材は何も設けてはなかった〔例え
ば特開昭６１‐２０３２８７号公報〕。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記のロボットハンド
用指で把持対称物を把持する場合、画像処理式のセンサ
で把持対象物の位置や形状及びその把持対象物との離間
距離などを検出し、この検出情報に基づいて指形成体を
把持対象物に把持可能に近接制御している。ところが、
この手段では収穫籠内に多数収容された例えば胡瓜のよ
うな把持対象物を一本づつ把持して取り出す場合、収穫
籠内の最上層の各把持対象物を連ねる面が凹凸状になっ
ていることから、把持対象物との距離を正確に検出する
ことが難しいという問題があった。

【０００４】このような問題があるにもかかわらず、上
記従来の構成では、指形成体を前記軟質材で筒状に形成
しただけの構成で、この指形成体に他の部材は何も設け
てはなかったため、把持対象物との距離を誤って指形成
体の先端部に把持対象物や他物が当接しても、そのよう
に当接していることの判断が困難で、そのままさらに強
く当接させて指形成体を損傷させることがあった。

【０００５】本発明の目的は、指形成体を把持対象物や
他物に強く当てることに起因して指形成体が損傷するの
を回避できるようにすることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１にかかる発明の
特徴構成は、前記指形成体の先端面と腹部に第１感圧セ
ンサと第２感圧センサを各別に設けてあることにある。

【０００７】請求項２にかかる発明の特徴構成は、請求
項１にかかる発明において、前記第２感圧センサを弾性
材からなる弾性感圧センサで構成し、この弾性感圧セン
サで把持面を形成してあることにある。

【０００８】

【作用】請求項１の特徴構成によれば、指形成体の先端
面に第１感圧センサを設けてあるから、把持対象物を把
持する際に指形成体の先端が把持対象物や他物に当接す
ると、第１感圧センサでその当接を検出することがで
き、その検出情報に基づいて、指形成体の把持対象物へ
の近接を停止させることで、指形成体が把持対象物や他
物に強く当接するのを防止できる。

【０００９】また、指形成体の腹部に第２感圧センサを
設けてあるから、この第２感圧センサで把持力を検出す
ることができ、その検出結果に基づいて、指形成体によ
る把持対象物の把持力を適切な力に調節することができ
る。

【００１０】請求項２の特徴構成によれば、請求項１と
同様の作用を奏することができるのに加え、前記第２検
出センサを弾性感圧センサで構成し、この弾性感圧セン
サで把持面を形成してあるから、第２感圧センサを設け
たにもかかわらず、把持面が硬くなりすぎることを回避
できる。

【００１１】

【発明の効果】従って、請求項１の特徴構成によれば、
指形成体が把持対象物や他物に強く当接するのを防止で
きて、指形成体や把持対象物の損傷を防止でき、しかも
把持力を適切な力に調節することができて、把持対象物
を確実に把持できるようになった。

【００１２】請求項２の特徴構成によれば、請求項１と
同様の効果を得ることができるのに加え、把持面が硬く
なりすぎることがないから、把持対象物が例えば野菜や
果物のような傷つきやすいものであっても、把持による
傷をつけにくくすることができるようになった。

【００１３】

【実施例】本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図１に、基端部が開口し遊端部が閉塞した細長い筒状の
ゴム材（軟質材の一例）で形成した指形成体１を、掌に
相当する支持部材２の中央張出部で支持して構成した２
本指のロボットハンドを示してある。このロボットハン
ドは、収穫籠内に収穫された胡瓜を、例えば大きさなど
の等級別に別の箱に仕分ける際に使用するもので、先端
部で支持部材２を支持する支持アームを駆動装置（共に
図示外）により位置変更させて、前記支持部材２を収穫
籠側に近接離間させるよう構成してある。

【００１４】各指形成体１はその開口部１ａ側の端部
を、支持部材２に突設した連結用端部に外嵌して、リン
グ状のクリップ５で固定してある。また前記支持部材２
の連結用端部のうち一方の連結用端部を、支持部材２の
本体部から分割し、この本体部にボルト連結して、一方
の指形成体１の向きと長さを、他の指形成体１の向きと
長さに合うように変更調節可能に構成してある。指形成
体１の開口部１ａは、前記支持部材２内に形成した空気
流通路Ｒに連通接続しており、空気流通路Ｒにおける支
持部材２の先端側の空気給排口１０に第１ポンプ３（流
体供給部の一例）を連通接続し、指形成体１の長手方向
中間の周部を、各ひだの高さ寸法が指形成体１の背部側
になるほど高い蛇腹１８に形成して（図４参照）、第１
ポンプ３からの加圧空気の給排により各指形成体１が腹
部側に折曲した把持姿勢と、背部側に復帰伸長した把持
解除姿勢とに、各指形成体１の姿勢を切換え自在に構成
してある。

【００１５】前記空気流通路Ｒは、支持部材２の先端側
から基端側にわたる１本の主流通路Ｒ１と、この主流通
路Ｒ１から分岐して前記開口部１ａに各別に連通接続す
る一対の副流通路Ｒ２とから成る。前記主流通路Ｒ１に
は、この主流通路Ｒ１の長手方向両端部を外気から遮断
した状態で、支持部材２の先端側から中空の支持軸６を
挿通させ、支持軸６の先端に、胡瓜に吸着作用可能な蛇
腹状の吸着ノズルＮを連結し、この吸着ノズルＮを、支
持部材２の先端側のシールリング７との間に設けたスプ
リング１４で、両指形成体１の先端部よりも外方側に突
出する状態に付勢してある。吸着ノズルＮは、支持軸６
の中空部からその吸着ノズルＮ内の空気を第２ポンプ２
０で吸引して胡瓜に吸着可能に構成するとともに、支持
軸６の中空部に連通する空気給排口（図示せず）から空
気を排出して吸着作用を解除可能に構成してある。

【００１６】前記主流通路Ｒ１は支持部材２の中央付近
で縮径させて、この縮径部よりも支持部材２の先端側部
分をシリンダ室８に形成し、他方、前記支持軸６の中間
部を、シリンダ室８内を往復摺動するピストン９に膨出
形成してある。

【００１７】前記２本の副流通路Ｒ２はシリンダ室８の
ストロークエンドの手前で分岐しており、図２に示すよ
うに、空気給排口１０からの加圧空気がピストン９をス
トロークエンドまで押しやって、吸着ノズルＮにより胡
瓜を一定量持ち上げてから、２本の副流通路Ｒ２が空気
供給口１０と連通し、それによって指形成体１が腹部側
に折曲して、胡瓜を把持するよう構成してある。

【００１８】また前記縮径部を、支持軸６の基端側のピ
ストンロッドに相当する部位よりも大径に形成して、縮
径部と支持軸６の間に隙間Ｓを形成し、支持部材２の基
端部側壁に空気排出口２２を形成して、指形成体１の把
持解除の際には、指形成体１内の加圧空気を、最初に空
気給排口１０から少し排出し、その後は前記空気排出口
２２から排出するよう構成してある。つまり、前記空気
給排口１０から加圧空気を排出すると、スプリング１４
の付勢力で支持軸６が指先端側に移動して、すぐにピス
トン９が副流通路Ｒ２と空気給排口１０とを遮断し、さ
らに支持軸６が指先端側に移動すると、副流通路Ｒ２が
前記空気排出口２２に連通して、指形成体１内の加圧空
気が、この空気排出口２２から排出されるのである。

【００１９】各指形成体１の指先部には幅方向外方側に
延びる一対のひれ４を形成し（図３参照）、２本指でも
胡瓜を確実に把持できるようにしてある。また図１，図
４に示すように、腹部に長手方向に沿って形成した溝に
支持部材２側からリード線１５を引き込んで、指形成体
１の先端面と腹部のアリ溝に、アリ形の第１感圧センサ
１６と第２感圧センサ１７を各別に着脱自在に弾性係合
してある（図５参照）。第１第２感圧センサ１６，１７
は，シリコンゴムと金属微粒子を組み合わせて板状に形
成した弾性感圧センサであり、この弾性感圧センサで把
持面を形成している。

【００２０】また、前記第１、第２感圧センサ１６，１
７の検出結果に基づいて、駆動装置，第１ポンプ３，第
２ポンプ２０を制御可能な制御装置２１（制御手段の一
例）を設けてある。

【００２１】上記構成のロボットハンドは、制御装置２
１の制御の実行により次のように作動する。 〔１〕支持部材２が収穫籠側に近接する。吸着ノズルＮ
が胡瓜に吸着すると、支持部材２の胡瓜側への近接駆動
が停止する（図１参照。前記支持部材２を駆動停止する
手段としては、例えば吸着ノズルＮの縮み量に基づい
て、制御装置２１で駆動装置を停止制御するという手段
がある。）。この場合、指形成体１の先端部が、例えば
胡瓜以外の他物に当接して一定以上の押圧力が加わる
と、この押圧力が加わったことを第１感圧センサ１６が
検出して、この検出情報に基づいて支持部材２の胡瓜側
への近接駆動が停止し、指形成体１の破損を未然に防止
する。

【００２２】〔２〕第１ポンプ３から主流通路Ｒ１内に
加圧空気が供給されて、ピストン９がスプリング１４の
付勢力に抗して指先側とは反対側に押しやられ、支持軸
６を支持部材２の内方側に移動させて、胡瓜を一定量持
ち上げる。

【００２３】〔３〕図２に示すように、ピストン９がス
トロークエンドに達し、副流通路Ｒ２と空気給排口１０
とが連通して、指形成体１が加圧空気で腹部側に折曲
し、胡瓜を把持する。把持力が一定になったことを第２
感圧センサ１７が検出すると、加圧空気の供給が停止
し、指形成体１内の空気圧が一定になって折曲動作が止
まる。この状態で支持部材２が収穫籠側から離間して１
本の胡瓜を取り出す。

【００２４】〔４〕指形成体１が新たに収容すべき箱内
の所定位置の上方に位置し、空気給排口１０から加圧空
気を排出して、指形成体１が把持を解除し始める。加圧
空気の排出に伴い、スプリング１４の弾性復元力で支持
軸６が指先端側に移動して、すぐにピストンが副流通路
Ｒ２と空気給排口１０とを遮断する。さらに支持軸６が
指先端側に移動すると、副流通路Ｒ２が前記空気排出口
２２に連通し、指形成体１内の加圧空気が前記隙間Ｓを
通り空気排出口２２から排出され、指形成体１が把持解
除姿勢に復帰伸長する。この把持解除とともに吸着ノズ
ルＮが指先側に突出して胡瓜を前記箱内の所定位置に載
置する。支持軸６の中空部に連通する空気排出口から吸
着ノズルＮ内の空気を排出して、胡瓜の吸着を解除す
る。

【００２５】〔別実施例〕ゴム材に代えてビニール・ウ
レタンなど他の軟質材で前記指形成体１を形成してもよ
い。

【００２６】前記把持対象物は、胡瓜以外の他の野菜類
や果物であってもよく、また、食物以外のものであって
もよい。

【００２７】前記指形成体１を３本以上設けてもよい。

【００２８】加圧空気に代えて、加圧した作動油等の液
体で指形成体１の姿勢を切換えるよう構成してもよい。

【００２９】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にするために符号を記すが、該記入により本発明は
添付図面の構成に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】把持前におけるロボットハンドの一部切欠全体
正面図

【図２】把持動作を示すロボットハンドの一部切欠全体
正面図

【図３】指形成体の先端部の背面図

【図４】指形成体の蛇腹部部分の横断面図

【図５】指形成体の横断面図

【符号の説明】

１ 指形成体 １ａ 開口部 ２ 支持部材 ３ 流体供給部 １６ 第１感圧センサ １７ 第２感圧センサ

フロントページの続き (72)発明者 山崎 祐一 大阪府堺市石津北町64番地 株式会社クボ タ堺製造所内 (72)発明者 石見 憲一 大阪府堺市石津北町64番地 株式会社クボ タ堺製造所内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基端部が開口し遊端部が閉塞した筒状の
   軟質材で指形成体（１）を形成し、前記指形成体（１）
   の開口部（１ａ）を流体供給部（３）に連通接続し、か
   つ、前記指形成体（１）の基端部を支持部材（２）で支
   持した状態で、前記開口部（１ａ）を通して供給された
   前記流体供給部（３）からの流体の圧力によって、前記
   指形成体（１）が腹部側に折曲するよう構成してあるロ
   ボットハンド用指であって、 前記指形成体（１）の先端面と腹部に第１感圧センサ
   （１６）と第２感圧センサ（１７）を各別に設けてある
   ロボットハンド用指。
2. 【請求項２】 前記第２感圧センサ（１７）を弾性材か
   らなる弾性感圧センサで構成し、この弾性感圧センサで
   把持面を形成してある請求項１記載のロボットハンド用
   指。