JPWO2021095743A1 - ロボットハンド、ロボット、及び制御方法 - Google Patents

Abstract

複数の器具を操作することのできる多用途のロボットハンドを提供する。ロボットハンド１００は、右側に配置される指部１１０であり、前側に延びる爪部１１２と、左側に向く押圧面１１３ａが設けられた爪部１１３と、を有する指部１１０と、左側に配置される指部１２０であり、爪部１１２に対向して前側に延びる爪部１２２と、押圧面１１３ａの少なくとも一部に対向する空間を爪部１２２との間に含んで爪部１２２から離間する爪部１２３と、を有する指部１２０と、を備える。指部１１０の爪部１１２と指部１２０の爪部１２２とによりシャーレを把持する把持部を構成し、指部１２０の爪部１２２及び爪部１２３によりピペットを支持し、さらに指部１１０の爪部１１３によりピペットのボタンを押して、ピペットを操作する操作部を構成することで、少なくとも２つの用途のロボットハンド１００を実現する。

Description

本発明は、開閉及び回転可能なアームの先端に取り付けられるロボットハンド、該ロボットハンドがアームの先端に取り付けられたロボット、及び該ロボットの制御方法に関する。

製造工場、食品工場等の工場における作業を自動化するために、産業用ロボットが導入されている。産業用ロボットは、その多関節アームの先端に取り付けられるハンド（ロボットハンドとも呼ぶ）を用いてワークを把持する。ここで、様々な形状、大きさのワークを把持するよう、多種のロボットハンドが考案されている（例えば、特許文献１参照）。産業用ロボットは、通常、同種のワークを把持して同一の動作を繰り返し行うため、用途に応じて構成されたロボットハンドが各ロボットに使用される。
特許文献１ 特開２０１５−２１４００３号公報

しかしながら、例えば食品中の微生物を検査する食品衛生検査では、シャーレを搬送する、ピペットを操作する、試験管又はコンラージ棒を把持するというように、多種の器具を把持して多種の操作を繰り返し行う。ここで、用途に応じて構成されたロボットハンドがそれぞれ取り付けられた複数のロボットを投入するのは現実的ではない。１又は少数のロボットを投入する場合、操作ごとにロボットハンドを取り換える必要が生じる。検査を行う限られたエリア内にハンドチェンジャ用のエリアを設けなければならない、微生物検査では微生物が死滅する前に検査を終了するよう作業時間が制限されることから、これも現実的ではない。そこで、複数の器具を操作することのできる多用途のロボットハンドが要求される。

本発明の第１の態様においては、開閉及び回転可能なアームの先端に取り付けられるロボットハンドであって、アームの先端が開閉する第１軸方向の一側に配置される第１指部であり、第１軸方向に交差する第２軸方向に延びる第１爪部と、第１軸方向の他側に向く押圧面が設けられた第２爪部と、を有する前記第１指部と、第１軸方向の他側に配置される第２指部であり、第１軸方向に関して第１爪部に対向して第２軸方向に延びる第３爪部と、第１軸方向に関して押圧面の少なくとも一部に対向する空間を第３爪部との間に含んで第３爪部から離間する第４爪部と、を有する第２指部と、を備えるロボットハンドが提供される。

本発明の第２の態様においては、第１の形態のロボットハンドがアームの先端に取り付けられたロボットが提供される。

本発明の第３の態様においては、第２の態様のロボットの制御方法であって、ロボットが、ロボットハンドの第１指部の第１爪部と第２指部の爪部とによりシャーレを把持する段階と、ロボットが、ロボットハンドの第１指部の第２爪部と第２指部の第３爪部及び第４爪部とによりピペットを操作する段階と、を含む制御方法が提供される。

なお、上記の発明の概要は、本発明の特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。

本実施形態に係るロボットハンドの構成を示す。 変形例に係る爪部の構成を示す。 ロボットハンドによりシャーレを把持している状態を示す。 ロボットハンドによりピペットを操作している状態を示す。 ロボットハンドにより試験管を把持している状態を示す。 ロボットハンドによりコンラージ棒を把持している状態を示す。 食品衛生検査のための第１検査エリアの配置を示す。 ボルテックスミキサの構成を示す。 ロボットハンドが取り付けられたロボットによる塗抹動作のフローを示す。 ロボットハンドが取り付けられたロボットによる希釈及び塗抹動作のフローを示す。 ロボットハンドが取り付けられたロボットによる希釈及び混釈動作のフローを示す。 食品衛生検査のための第２検査エリアの配置を示す。 ロボットハンドがそれぞれ取り付けられた２台のロボットによる希釈及び塗抹動作のフローを示す。 変形例に係るロボットハンドの構成を示す。 食品衛生検査のための第３検査エリアの配置を示す。 本実施形態に係るロボットハンド及び変形例に係るロボットハンドがそれぞれ取り付けられた２台のロボットによる希釈及び混釈動作のフローを示す。

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

図１は、本実施形態に係るロボットハンド１００の構成を示す。ロボットハンド１００は、一例として食品衛生検査における塗抹動作用ロボットハンドとして利用可能である。ロボットハンド１００は、ロボット９０の多関節アーム（単に、アームと呼ぶ）９１の先端９１ａに着脱可能に取り付けられる。ここで、アーム９１の先端９１ａは、Ｘ軸方向に開閉可能であるとともにＸＹ面内で回転可能であるとする。なお、Ｘ軸方向の一側（＋Ｘ側）を右、他側（−Ｘ側）を左、Ｙ軸方向の一側（＋Ｙ側）を上、他側（−Ｙ側）を下、Ｚ軸方向の一側（＋Ｚ側）を前、他側（−Ｚ側）を後とも呼ぶ。ロボットハンド１００は、指部１１０，１２０を備える。

なお、ロボット９０は、先端９１ａが開閉及び回転可能なアーム９１を有し、任意のコンピュータ装置により実装される制御装置（不図示）により制御される。制御装置は、処理装置及び通信装置を有する。処理装置は、制御プログラムを実行することにより、制御装置にアーム９１の制御機能を発現させる。処理装置は、ＣＰＵ又はＧＰＵ等により構成される。なお、制御プログラムは、例えば、ＲＯＭ（不図示）に記憶され、それを処理装置が読み出してＲＡＭに展開することで起動される。通信装置は、例えばロボット９０と無線通信する手段である。通信装置により、制御装置からの制御信号をロボット９０に送信することで、ロボット９０を制御することができる。

指部１１０は、右側に配置されてロボットハンド１００の右部分を構成する。指部１１０は、ベース１１１及び爪部１１２，１１３，１１４を含む。

ベース１１１は、爪部１１２，１１３，１１４を支持する板状部材である。本実施形態では、ベース１１１は、爪部１１２，１１３を右側に支持するとともに、爪部１１４を左側に支持する。ベース１１１は、右上を切り欠いて段部１１１ａを形成することで軽量化されている。ベース１１１の上段側に、Ｚ軸方向に貫通する３つの孔部１１１ｂがＸ軸方向に並んで形成されている。ベース１１１は、３つの孔部１１１ｂにそれぞれねじ等の固定具を挿入することにより、アーム９１の先端９１ａの右側に固定される。なお、孔部１１１ｂの数は３つに限られるものではない。また、アーム９１の先端９１ａに設けられた柱状突起物が孔部１１１ｂの一つに挿入され、他の孔部１１１ｂの一つに固定具を挿入することにより、アーム９１にベース１１１が固定されるようにしてもよい。

爪部１１２は、ベース１１１の右下角から前方に延びる板状部材である。爪部１１２は、Ｘ軸方向に幅を有し、先端左面には左側に向いて形成された凹部１１２ａが形成されている。凹部１１２ａの内面は、上面視において、シャーレ１０の側面に等しい曲率を有する円弧をなしている。なお、凹部１１２ａの内面上に、シャーレ１０を安定に把持するための弾性部材を設けてもよい。弾性部材として、ラバー、プラスチック、ポリウレタンのような高分子弾性体を採用してよい。爪部１１２の厚さは、蓋により覆われないシャーレ１０の下側部分の高さより小さい。

爪部１１３は、ベース１１１の右端から前方に延びる板状部材である。爪部１１３は、Ｙ軸方向に幅を有し、先端左面には左側に向く円形状の押圧面１１３ａが設けられている。本実施形態では、爪部１１３の先端左面上に円形状の凹部を形成し、その底面を押圧面１１３ａとしている。なお、押圧面１１３ａ上に、ピペット２０のボタン２３を安定に支持するための先述の弾性部材を設けてもよい。

爪部１１４は、ベース１１１の左上端から上側に延びる棒状部材である。爪部１１４の先端は、Ｚ軸方向に関して、基端１１４ａより大きな幅を有し、左面上に弾性部材１１４ｂが設けられている。本実施形態では、爪部１１４の左側面の先端に段部を形成し、その段部上に弾性部材１１４ｂを設けることで、爪部１１４の左側面を面一に成形している。なお、爪部１１４の左側面上に、断部を設けることなく、弾性部材１１４ｂを設けてもよい。なお、弾性部材として、ラバー、プラスチック、ポリウレタンのような高分子弾性体を採用してよい。

本実施形態のロボットハンド１００では、爪部１１２，１１３は、爪部１１２の右上面上に爪部１１３を立設して、一体成形されている。また、爪部１１２により把持するシャーレ１０の大きさ及び爪部１１３により支持するピペット２０の幅に従い、爪部１１３はＺ軸方向に関して爪部１１２より短く形成されている。これにより、爪部１１２のＹ軸方向の剛性及び爪部１１３のＸ軸方向の剛性が得られるとともに、指部１１０が縮小化及び軽量化されている。

指部１２０は、左側に配置されてロボットハンド１００の左部分を構成する。指部１２０は、ベース１２１及び爪部１２２，１２３，１２４を含む。

ベース１２１は、爪部１２２，１２３，１２４を支持する板状部材である。本実施形態では、ベース１２１は、爪部１２２，１２３を左側に支持するとともに、爪部１２４を右側に支持する。これにより、指部１２０の爪部１２２及び指部１１０の爪部１１２により、ベース１１１，１２１のそれぞれのＸ軸方向に関する幅の和より大きいサイズのシャーレ１０を把持することができ、指部１２０の爪部１２２，１２３及び指部１１０の爪部１１３によりベース１１１，１２１の幅の和より長いピペット２０を支持して操作することができ、指部１２０の爪部１２４及び指部１１０の爪部１１４により試験管３０及びコンラージ棒４０のように細い物を把持することが可能となる。

さらに、ベース１２１は、左上を切り欠いて段部１２１ａを形成することで軽量化されている。ベース１２１の上段側に、Ｚ軸方向に貫通する３つの孔部１２１ｂがＸ軸方向に並んで形成されている。ベース１２１は、３つの孔部１２１ｂにそれぞれねじ等の固定具を挿入することにより、アーム９１の先端９１ａの左側に固定される。なお、孔部１２１ｂの数は３つに限られるものではない。また、アーム９１の先端９１ａに設けられた柱状突起物が孔部１２１ｂの一つに挿入され、他の孔部１２１ｂの一つに固定具を挿入することにより、アーム９１にベース１２１が固定されるようにしてもよい。

爪部１２２は、ベース１２１の左下角から前方に延びる板状部材である。爪部１２２は、Ｘ軸方向に幅を有し、先端右面には右側に向いて形成された凹部１２２ａ及び切欠き１２２ｂを有する。なお、爪部１２２の厚さは、蓋により覆われないシャーレ１０の下側部分の高さより小さい。

凹部１２２ａの内面は、上面視において、シャーレ１０の側面に等しい曲率を有する円弧をなしている。なお、凹部１２２ａの内面上に、シャーレ１０を安定に把持するための弾性部材を設けてもよい。弾性部材として、ラバー、プラスチック、ポリウレタンのような高分子弾性体を採用してよい。爪部１２２は、指部１１０，１２０をＸ軸方向に並べた際に、爪部１１２に対向して配置される。従って、爪部１１２の凹部１１２ａの内面をシャーレ１０の右側面に当接し、爪部１２２の凹部１２２ａの内面をシャーレ１０の左側面に当接することで、シャーレ１０を安定に把持することができる。

切欠き１２２ｂは、一例として上面視矩形状に形成されている。なお、切欠き１２２ｂは、ピペット２０の片部２２ｂの形状に応じて、これが係止されるよう任意の形状に形成してよい。

爪部１２３は、ベース１２１の段部１２１ａから前方に延びる板状部材である。爪部１２３は、爪部１２２から上方に離間し、Ｙ軸方向に関して爪部１２２との間に空間を形成する。爪部１２２，１２３間の空間は、指部１１０，１２０をＸ軸方向に並べた際に、爪部１１３の押圧面１１３ａにＸ軸方向に対向する。これにより、指部１２０の爪部１２２，１２３の間の空間にピペット２０をＸ軸方向に通して爪部１２２，１２３により支持し、指部１１０の爪部１１３の押圧面１１３ａによりピペット２０のボタン２３を−Ｘ方向に押すことによりピペット２０を操作して内容物を出すことができる。

さらに、爪部１２３は、Ｘ軸方向に幅を有し、先端右面には右側に向いて形成された切欠き１２３ｂを有する。切欠き１２３ｂは、一例として上面視矩形状に形成されている。これにより、ピペット２０のフランジ２２に設けられた２つの片部２２ｂをそれぞれ切欠き１２２ｂ，１２３ｂ内に係止することにより、ピペット２０をＺ軸方向に関して位置決めすることができる。なお、切欠き１２３ｂは、ピペット２０の片部２２ｂの形状に応じて、これが係止されるよう任意の形状に形成してよい。また、ピペット２０の片部２２ｂが１つのみ設けられている場合には、切欠き１２２ｂ，１２３ｂの一方のみが爪部１２２又は１２３に形成されていてもよい。

また、爪部１２２により把持するシャーレ１０の大きさ及び爪部１２２，１２３により支持するピペット２０の幅に従い、爪部１２３はＺ軸方向に関して爪部１２２より短く形成されている。これにより、指部１２０が縮小化及び軽量化されている。

爪部１２４は、ベース１２１の右上端から上側に延びる棒状部材である。爪部１２４の先端は、Ｚ軸方向に関して、基端１２４ａより大きな幅を有し、右面上に弾性部材１２４ｂが設けられている。本実施形態では、爪部１２４の右側面の先端に段部を形成し、その段部上に弾性部材１２４ｂを設けることで、爪部１１４の右側面を面一に成形している。なお、爪部１２４の右面上に、断部を設けることなく、弾性部材１２４ｂを設けてもよい。爪部１１４，１２４の弾性部材１１４ｂ，１２４ｂにより、試験管３０及びコンラージ棒４０のような細い部材を任意の方向に向けて安定に挟持することができる。なお、弾性部材として、ラバー、プラスチック、ポリウレタンのような高分子弾性体を採用してよい。

爪部１２４は、指部１１０，１２０をＸ軸方向に並べた際に、爪部１１４に対向して配置される。そして、爪部１１４，１２４の基端１１４ａ，１２４ａは、Ｙ軸方向に延び、その長さは試験管３０の頭部の長さと同程度又は大きいとする。これにより、指部１１０の爪部１１４及び指部１２０の爪部１２４を、Ｙ軸方向を向いて立ち、Ｘ軸又はＹ軸方向に並ぶ複数の試験管３０の間に上方から挿入して、それらのうちの１つの頭部を挟持して、取り上げることができる。また、爪部１１４，１２４の先端がＺ軸方向に関して基端１２４ａより大きな幅を有することで、爪部１１４，１２４により、細いコンラージ棒４０をＺ軸方向に向けて安定に挟持することができる。

指部１１０，１２０は、アルミニウム、アルミニウム合金等の軽い金属或いは金属合金より形成される。これにより、食品衛生検査後のオートクレーブ滅菌による加熱処理を行なうことが可能となる。なお、指部１１０，１２０は、金属に限らず、耐熱性の高い樹脂により形成されるものでもよい。例えば、指部１１０，１２０が、ポリフェニルスルホン樹脂（ＰＰＳＦ／ＰＰＳＵ）又はポリエーテルイミド樹脂（例えばＵＬＴＥＭ（登録商標）１０１０）等により形成される場合には、オートクレーブ滅菌による加熱処理が可能である。

図２に爪部１１４，１２４の変形構成を示す。爪部１１４は、弾性部材１１４ｂに代えて、左面上に、Ｙ軸方向に延びて形成された溝部１１４ｃ及びＺ軸方向に延びて形成された溝部１１４ｄを有する。爪部１２４は、弾性部材１２４ｂに代えて、右面上に、Ｙ軸方向に延びて形成された溝部１２４ｃ及びＺ軸方向に延びて形成された溝部１２４ｄを有する。溝部１１４ｃ，１２４ｃの内面は、上面視において、試験管３０の胴部側面に等しい曲率を有する円弧をなしている。溝部１１４ｄ，１２４ｄの内面は、正面視において、コンラージ棒４０の基端側面に等しい曲率を有する円弧をなしている。爪部１１４の溝部１１４ｃ及び爪部１２４の溝部１２４ｃそれぞれの内面を試験管３０の胴部側面に当接して挟持することで、試験管３０をＹ軸方向に向けて安定に支持することができる。また、爪部１１４の溝部１１４ｄ及び爪部１２４の溝部１２４ｄそれぞれの内面をコンラージ棒４０の基端側面を当接して挟持することで、コンラージ棒４０を安定に支持することができる。なお、溝部１１４ｄ，１２４ｄは、Ｚ軸方向に延ばして形成するに限らず、溝部１１４ｃ，１２４ｃに重ならない方向、すなわちＹＺ面内でＹ軸方向に交差する任意の方向に延ばして形成してもよい。

ロボットハンド１００が取り付けられたアーム９１により、食品衛生検査において使用される器具、例えば、シャーレ１０、ピペット２０、試験管３０、及びコンラージ棒４０を把持する原理について説明する。なお、指部１１０，１２０は、それぞれ、アーム９１の先端９１ａの右側及び左側にＸ軸方向に開閉可能に固定されているとする。アーム９１の先端９１ａはＸＹ面内で回転する。なお、ＸＹＺ座標系は、ロボットハンド１００に対して固定座標系とする。

図３に、ロボットハンド１００によりシャーレ１０を把持している状態を示す。ロボット（不図示）は、爪部１１２，１２２をＺ軸方向に延ばし且つＸ軸方向に対向させた状態において、アーム９１の先端９１ａを開いて指部１１０，１２０を左右に開く。次いで、ロボットは、アーム９１を駆動して、正面視において、シャーレ１０の右側に爪部１１２及び左側に爪部１２２を配する。次いで、ロボットは、アーム９１の先端を閉じて指部１１０，１２０を閉じる。爪部１１２の凹部１１２ａの内面をシャーレ１０の右側面に当接し、爪部１２２の凹部１２２ａの内面をシャーレ１０の左側面に当接することで、図３に示すように、シャーレ１０を安定に把持する。次いで、ロボットは、アーム９１を駆動して、シャーレ１０を搬送する。搬送後、ロボットは、アーム９１の先端９１ａを開いて指部１１０，１２０を左右に開き、シャーレ１０を解放する。最後に、ロボットは、アーム９１を退避する。

図４に、ロボットハンド１００によりピペット２０を操作している状態を示す。なお、ピペット２０は、本体２１及びボタン２３を有する。本体２１の下側にフランジ２２が取り付けられ、フランジ２２の下面に下方に突出する２つの片部２２ｂ（図面奥の一方は不図示）が形成されている。ピペット２０は、ピペット支持台上に直立支持されているものとする。また、ピペット２０の先端に取り付けられるチップ２４もチップ支持台上に直立支持されているものとする。また、液体状の検査物の入った試験管３０も試験管立てに直立支持されているものとする。

ロボット（不図示）は、爪部１１３及び１２２，１２３をＺ軸方向に延ばし且つＸ軸方向に対向させた状態において、アーム９１の先端９１ａを開いて指部１１０，１２０を左右に開き且つ先端９１ａを９０度回転する。それにより、空間固定系において、爪部１１３が上方、爪部１２２，１２３が下方に配される。次いで、ロボットは、アーム９１を駆動して、本体２１をフランジ２２の下方において爪部１２２，１２３の間に挿入し、フランジ２２の２つの片部２２ｂをそれぞれ爪部１２２，１２３の切欠き１２２ｂ，１２３ｂに係止する。次いで、ロボットは、先端９１ａを閉じて指部１２０を指部１１０に向けて駆動して、ボタン２３の上部を爪部１１３の押圧面１１３ａに当接する。これにより、図４に示すように、ロボットハンド１００によりピペット２０が支持される。

ロボット（不図示）は、アーム９１を駆動して、ピペット２０をチップ２４上に搬送し、本体２１の先端を空間固定系で下方に駆動して本体２１の先端にチップ２４を取り付ける。次いで、ロボットは、アーム９１を駆動して、ピペット２０を取り上げ、チップ２４の先端を試験管３０内に挿入し、先端９１ａを開いて指部１１０，１２０を広げる。それにより、ボタン２３が付勢されて本体２１から繰り出され、試験管３０内の検査物がチップ内に吸い上げられる。次いで、ロボットは、アーム９１を駆動して、ピペット２０をシャーレ１０上に搬送し、先端９１ａを閉じて指部１１０，１２０を閉じ、爪部１１３によりボタン２３を押下することで、検査物をシャーレ１０内の寒天培地上に滴下する。最後に、ロボットは、アーム９１を駆動して、ピペット２０をチップ捨て場に搬送してチップ２４を捨て、ピペット２０をピペット支持台に戻し、直立させる。

図５に、ロボットハンド１００により試験管３０を把持している状態を示す。なお、試験管３０は、試験管立てに直立支持されているものとする。ロボット（不図示）は、爪部１１４，１２４をＹ軸方向に延ばし且つＸ軸方向に対向させた状態において、アーム９１の先端９１ａを開いて指部１１０，１２０を左右に開き且つ先端９１ａを１８０度回転する。それにより、空間固定系において、爪部１１４，１２４が下方を向く。次いで、ロボットは、アーム９１を駆動して、図５に示すように、指部１１０の爪部１１４及び指部１２０の爪部１２４を、試験管立てに支持された複数の試験管の間に上方から挿入して、それらのうちの１つの試験管３０の頭部を挟持する。次いで、ロボットは、アーム９１を駆動して、試験管３０をボルテックスミキサ上に搬送して、これを用いて試験管３０の底部を高速旋回して検査物を撹拌する。最後に、ロボットは、アーム９１を駆動して、試験管３０を試験管立てに戻す。

図６に、ロボットハンド１００によりコンラージ棒４０を把持している状態を示す。なお、コンラージ棒４０は、コンラージ棒支持台により基端を上方に向けて支持されているものとする。ロボット（不図示）は、爪部１１４，１２４をＹ軸方向に延ばし且つＸ軸方向に対向させた状態において、アーム９１の先端９１ａを開いて指部１１０，１２０を左右に開き且つアーム９１を９０度旋回する。それにより、空間固定系において、爪部１１４，１２４が水平方向に向く。次いで、ロボットは、アーム９１を駆動して、コンラージ棒４０の基端の一側に爪部１１４及び他側に爪部１２４を配する。次いで、ロボットは、アーム９１の先端を閉じて指部１１０，１２０を閉じる。それにより、図６に示すように、コンラージ棒４０が、爪部１１４，１２４の間に安定に挟持される。

ロボットは、アーム９１を駆動して、コンラージ棒４０を、寒天培地上に検査物が滴下されたシャーレ１０上に搬送し、コンラージ棒４０の先端を寒天培地上面に当接する。ここで、シャーレ１０が載置された回転台を回転させることで、検査物が培地上に塗抹される。最後に、ロボットは、アーム９１を駆動して、コンラージ棒４０を、コンラージ棒捨て場に搬送してこれを捨てる。

図７に、ロボットハンド１００が取り付けられたロボット９０による食品衛生検査のための第１検査エリア３００の配置を示す。第１検査エリア３００には、直径約８０ｃｍの円形エリアであり、その中心にロボット９０、その周囲に塗抹又は混釈前のシャーレ１０が置かれるシャーレ置場３１０、ボルテックスミキサ３２０、複数の試験管３０を支持する試験管立て３３０、回転台３４０、シャーレ１０の蓋を置くための蓋置場３４１、ピペット２０が支持されたピペット支持台３５０、チップ２４が支持されたチップ支持台３６０、チップ２４を捨てるチップ捨て場３６１、コンラージ棒４０が支持されたコンラージ棒支持台３７０、コンラージ棒４０を捨てるコンラージ棒捨て場３７１、及び塗抹又は混釈後のシャーレ１０が置かれるシャーレ置場３８０が配置されている。ロボット９０のアーム９１の先端９１ａにはロボットハンド１００が取り付けられている。なお、ロボット９０及び回転台３４０は、シャーレ処理システムを構成し、任意のコンピュータ装置により実装される制御装置（不図示）により制御される。

図８に、ボルテックスミキサ３２０の構成を示す。ボルテックスミキサ３２０は、本体３２１、旋回椀３２１ａ、及び支持筒３２２を含む。本体３２１は、旋回椀３２１ａを旋回する電動機（不図示）を有する。旋回椀３２１ａは、本体３２１の上面上に配置されたゴム製の円板である。支持筒３２２は、旋回椀３２１ａ上に立設された筒状部材であり、その内側に試験管３０を支持する。検査物を含む試験管３０を支持筒３２２内に支持し、試験管３０の底部を旋回椀３２１ａに当接し、電動機をオンして旋回椀３２１ａを旋回させることで、試験管３０内の検査物を撹拌することができる。

図９に、ロボットハンド１００が取り付けられたロボット９０による塗抹動作のフローＳ１００を示す。なお、シャーレ置場３１０には、寒天培地が設けられた複数のシャーレ１０が配置されている。また、試験管立て３３０には、Ｎ通りの倍率に希釈された検査物を含むＮ本の試験管３０が支持されている。ここでは、一例として、Ｎ本の試験管のそれぞれに１０ｍｌの検査物が予め用意されているものとする。

まず、ロボット９０（シャーレ移動装置）は、シャーレ置場３１０（第１地点）に配置されているシャーレ１０を把持し（図３参照）、これを回転台３４０（載置台）に搬送する（ステップＳ１０２）。次いで、ロボット９０（蓋移動装置）は、蓋を外し、これを把持して蓋置場３４１に搬送する（ステップＳ１０４）。

次いで、ロボット９０は、試験管立て３３０に支持されている試験管３０のうちのｉ番目の試験管３０を把持し（図５参照）、これをボルテックスミキサ３２０上に移動し（ステップＳ１０６）、これを用いて試験管３０の底部を高速旋回して検査物を撹拌する（ステップＳ１０８）。なお、ボルテックスミキサ３２０上にｉ−１番目の試験管３０が支持されている場合には、ｉ番目の試験管３０をボルテックスミキサ３２０上に移動するに先立って、ｉ−１番目の試験管３０を試験管立て３３０に戻す。

なお、ステップＳ１０６，Ｓ１０８において試験管３０内の検査物を撹拌した後、その濃度を均一に保つためすぐに、次のステップに進んでシャーレ１０に検査物を滴下するのが望ましいが、これに限らず、ステップＳ１０６，Ｓ１０８の後にステップＳ１０２，Ｓ１０４におけるシャーレの搬送を実行してもよい。

次いで、ロボット９０は、ピペット支持台３５０に支持されたピペット２０を支持し（図４参照）、これをチップ支持台３６０に移動して本体２１の先端にチップ２４を取り付ける（ステップＳ１１０）。次いで、ロボット９０（検査物滴下装置）は、ピペット２０をボルテックスミキサ３２０に移動し、ｉ番目の試験管３０内の検査物を吸い上げ、ピペット２０を回転台３４０に移動し、検査物をシャーレ１０内の寒天培地上に滴下する（ステップＳ１１２）。次いで、ロボット９０は、ピペット２０をチップ捨て場３６１に移動してチップ２４を捨て（ステップＳ１１４）、ピペット２０をピペット支持台３５０に戻す。

次いで、ロボット９０（コンラージ棒移動装置）は、コンラージ棒支持台３７０に支持されたコンラージ棒４０を把持し（図６参照、ステップＳ１１６）、これを回転台３４０上のシャーレ１０上に移動し、コンラージ棒４０の先端を寒天培地上面に当接する。ここで、回転台３４０を回転させることにより、コンラージ棒４０により検査物が培地上に塗抹される（ステップＳ１１８）。次いで、ロボット９０は、コンラージ棒４０をコンラージ棒捨て場３７１に搬送してこれを捨てる（ステップＳ１２０）。

次いで、ロボット９０（蓋移動装置）は、蓋置場３４１上の蓋を把持し、これを回転台３４０に搬送しシャーレ１０に被せる（ステップＳ１２２）。最後に、ロボット９０（シャーレ移動装置）は、回転台３４０上のシャーレ１０を把持し、これをシャーレ置場３８０（第２地点）に搬送する（ステップＳ１２４）。

以上の工程を、１番目からＮ番目の試験管３０内の検査物について繰り返すことで、Ｎ通りの倍率に希釈された検査物がそれぞれ塗抹されたＮ個のシャーレ１０が用意される。なお、一種類の検査物についてＮ個のシャーレの用意が完了したら、次の種類の検査物の処理に移るようにしてもよい。また、検査物の種類及び倍率（Ｎの数）の設定はタッチパネル等の入出力手段を介して設定される。

なお、図９に示すフローＳ１００は、単一のロボット９０により実行されるものに限らず、複数のロボットにより実行されるものであってもよい。具体的には、複数のロボットが全体として、シャーレ１０を移動させるシャーレ移動装置（シャーレ１０をシャーレ置き場３１０から回転台３４０に移動する第１シャーレ移動装置及びシャーレ１０を回転台３４０からシャーレ置き場３８０に移動させる第２シャーレ移動装置を含む）、シャーレの蓋を移動させる蓋移動装置（シャーレ本体から蓋を外す第１蓋移動装置及びシャーレ本体に蓋を被せる第２蓋移動装置を含む）、寒天培地に検査物を滴下する検査物滴下装置、及び検査物を寒天培地上で塗抹するためのコンラージ棒４０を移動させるコンラージ棒移動装置として機能することで、図９に示すフローＳ１００を実行してもよい。例えば、ロボットハンド１００がそれぞれ取り付けられた２台のロボットを用い、Ｓ１０２，Ｓ１０４，Ｓ１１０〜Ｓ１２０の工程を一方のロボットが行い、Ｓ１０６，Ｓ１０８，Ｓ１２２，Ｓ１２４の工程を他方のロボットが行う構成を採用してもよい。

図１０に、ロボットハンド１００が取り付けられたロボット９０による希釈及び塗抹動作のフローＳ２００を示す。なお、シャーレ置場３１０には、寒天培地が設けられた複数のシャーレ１０が配置されている。また、試験管立て３３０（試験管立て）には、検査物を含む１本の試験管３０及び複数の試験管３０（希釈液試験管）が支持されている。ここでは、一例として、１番目の試験管（１番目の検査物試験管）に１０ｍｌの検査物が予め用意されており、他の試験管に９ｍｌ（所定量（Ｎ−１）ｂ（Ｎは自然数））の希釈液が予め用意されているものとする。

まず、ロボット９０（シャーレ移動装置）は、シャーレ置場３１０（第１地点）に配置されているシャーレ１０を把持し（図３参照）、これを回転台３４０（載置台）に搬送する（ステップＳ２０２）。次いで、ロボット９０（蓋移動装置）は、蓋を外し、これを把持して蓋置場３４１に搬送する（ステップＳ２０４）。

次いで、ロボット９０は、試験管立て３３０に支持されている試験管３０のうちの検査物の入ったｉ番目の試験管３０を把持し（図５参照）、これをボルテックスミキサ３２０上に移動し（ステップＳ２０６）、これを用いて試験管３０の底部を高速旋回して検査物を撹拌する（ステップＳ２０８）。なお、ボルテックスミキサ３２０上にｉ−１番目の試験管３０が支持されている場合には、ｉ番目の試験管３０をボルテックスミキサ３２０上に移動するに先立って、ｉ−１番目の試験管３０を試験管立て３３０に戻す。

なお、ステップＳ２０６，Ｓ２０８において試験管３０内の検査物を撹拌した後、その濃度を均一に保つためすぐに、次のステップに進んで検査物を希釈し、シャーレ１０に検査物を滴下するのが望ましいが、これに限らず、ステップＳ２０６，Ｓ２０８の後にステップＳ２０２，Ｓ２０４におけるシャーレの搬送を実行してもよい。

次いで、ロボット９０は、ピペット支持台３５０に支持されたピペット２０を支持し（図４参照）、これをチップ支持台３６０に移動して本体２１の先端にチップ２４を取り付ける（ステップＳ２１０）。次いで、ロボット９０（ピペット移動装置）は、ピペット２０をボルテックスミキサ３２０に移動し、ｉ番目の試験管３０（ｉ番目の検査物試験管）内の検査物を吸い上げ、ｉ＋１番目の試験管３０内に滴下してこれを希釈する（ステップＳ２１１）。具体的には、ｉ番目の試験管から検査物を１ｍｌ（所定量ｂ（ｂは実数））吸い上げて、これをｉ＋１番目の試験管に保持された９ｍｌ（所定量（Ｎ−１）ｂ（Ｎは自然数））の希釈液に滴下する。これによりｉ＋１番目の試験管（ｉ＋１番目の検査物試験管）には、ｉ番目の試験管に保持された検査物より１０倍希釈化された検査物が１０ｍｌ保持されることになる。次いで、ロボット９０（検査物滴下装置）は、ｉ番目の試験管３０内の検査物を再度吸い上げ、ピペット２０を回転台３４０に移動して検査物をシャーレ１０内の寒天培地上に滴下する（ステップＳ２１２）。次いで、ロボット９０は、ピペット２０をチップ捨て場３６１に移動してチップ２４を捨て（ステップＳ２１４）、ピペット２０をピペット支持台３５０に戻す。

次いで、ロボット９０（コンラージ棒移動装置）は、コンラージ棒支持台３７０に支持されたコンラージ棒４０を把持し（図６参照、ステップＳ２１６）、これを回転台３４０上のシャーレ１０上に移動し、コンラージ棒４０の先端を寒天培地上面に当接する。ここで、回転台３４０を回転させることにより、コンラージ棒４０により検査物が培地上に塗抹される（ステップＳ２１８）。次いで、ロボット９０は、コンラージ棒４０をコンラージ棒捨て場３７１に搬送してこれを捨てる（ステップＳ２２０）。

次いで、ロボット９０（蓋移動装置）は、蓋置場３４１上の蓋を把持し、これを回転台３４０に搬送しシャーレ１０に被せる（ステップＳ２２２）。最後に、ロボット９０（シャーレ移動装置）は、回転台３４０上のシャーレ１０を把持し、これをシャーレ置場３８０（第２地点）に搬送する（ステップＳ２２４）。

以上の工程を、Ｎ回繰り返すことで、Ｎ通りの倍率に希釈された検査物がそれぞれ塗抹されたＮ個のシャーレ１０が用意される。なお、一種類の検査物についてＮ個のシャーレの用意が完了したら、次の種類の検査物の処理に移るようにしてもよい。また、検査物の種類及び倍率（Ｎの数）の設定はタッチパネル等の入出力手段を介して設定される。

図１１に、ロボットハンド１００が取り付けられたロボット９０による希釈及び混釈動作のフローＳ３００を示す。なお、シャーレ置場３１０には、複数の空のシャーレ１０が配置されている。また、ピペット支持台３５０には、２本のピペット２０が支持されている。また、試験管立て３３０（試験管立て）には、検査物を含む１本の試験管３０（１番目の検査物試験管）及び複数の試験管３０（希釈液試験管）が支持されている。ここでは、一例として、１番目の試験管に１０ｍｌの検査物が予め用意されており、他の試験管に９ｍｌ（所定量（Ｎ−１）ｂ（Ｎは自然数））の希釈液が予め用意されているものとする。

まず、ロボット９０（シャーレ移動装置）は、シャーレ置場３１０（第１地点）に配置されている空のシャーレ１０を把持し（図３参照）、これを回転台３４０（載置台）に搬送する（ステップＳ３０２）。次いで、ロボット９０（蓋移動装置）は、蓋を外し、これを把持して蓋置場３４１に搬送する（ステップＳ３０４）。

次いで、ロボット９０は、試験管立て３３０に支持されている試験管３０のうちの検査物の入ったｉ番目の試験管３０を把持し（図５参照）、これをボルテックスミキサ３２０上に移動し（ステップＳ３０６）、これを用いて試験管３０の底部を高速旋回して検査物を撹拌する（ステップＳ３０８）。なお、ボルテックスミキサ３２０上にｉ−１番目の試験管３０が支持されている場合には、ｉ番目の試験管３０をボルテックスミキサ３２０上に移動するに先立って、ｉ−１番目の試験管３０を試験管立て３３０に戻す。

なお、ステップＳ３０６，Ｓ３０８において試験管３０内の検査物を撹拌した後、その濃度を均一に保つためすぐに次のステップに進んで検査物を希釈し、シャーレ１０に検査物を滴下するのが望ましいが、これに限らず、ステップＳ３０６，Ｓ３０８の後にステップＳ３０２，Ｓ３０４におけるシャーレの搬送を実行してもよい。

次いで、ロボット９０は、ピペット支持台３５０に支持された第１のピペット２０を支持し（図４参照）、これをチップ支持台３６０に移動して本体２１の先端にチップ２４を取り付ける（ステップＳ３１０）。次いで、ロボット９０（ピペット移動装置）は、第１のピペット２０をボルテックスミキサ３２０に移動し、ｉ番目の試験管３０（ｉ番目の検査物試験管）内の検査物を吸い上げ、ｉ＋１番目の試験管３０内に滴下してこれを希釈する（ステップＳ３１１）。具体的には、ｉ番目の試験管から検査物を１ｍｌ（所定量ｂ（ｂは実数））吸い上げて、これをｉ＋１番目の試験管に保持された９ｍｌ（所定量（Ｎ−１）ｂ（Ｎは自然数））の希釈液に滴下する。これによりｉ＋１番目の試験管（ｉ＋１番目の検査物試験管）には、ｉ番目の試験管に保持された検査物より１０倍希釈化された検査物が１０ｍｌ保持されることになる。次いで、ロボット９０（検査物滴下装置）は、ｉ番目の試験管３０内の検査物を再度吸い上げ、ピペット２０を回転台３４０に移動して検査物を空のシャーレ１０内に滴下する（ステップＳ３１２）。次いで、ロボット９０は、第１のピペット２０をチップ捨て場３６１に移動してチップ２４を捨て（ステップＳ３１４）、第１のピペット２０をピペット支持台３５０に戻す。

なお、ステップＳ３１２において検査物を空のシャーレ１０内に滴下した後、その検査物が乾燥等しないようすぐに次のステップに進んで培地を滴下するのが望ましいが、これに限らず、ステップＳ３１１，３１２を逆順に実行してもよい。

次いで、ロボット９０は、ピペット支持台３５０に支持された第２のピペット２０を支持し（図４参照）、これをチップ支持台３６０に移動して本体２１の先端にチップ２４を取り付ける（ステップＳ３１６）。次いで、ロボット９０（培地滴下装置）は、第２のピペット２０を用いて液体状の培地を吸い上げ、第２のピペット２０を回転台３４０に移動して培地をシャーレ１０内に滴下する（ステップＳ３１８）。次いで、ロボット９０は、第２のピペット２０をチップ捨て場３６１に移動してチップ２４を捨て（ステップＳ３２０）、第２のピペット２０をピペット支持台３５０に戻す。

次いで、ロボット９０（蓋移動装置）は、蓋置場３４１上の蓋を把持し、これを回転台３４０に搬送しシャーレ１０に被せる（ステップＳ３２１）。次いで、ロボット９０（シャーレ移動装置）は、回転台３４０上の検査物及び培地を含むシャーレ１０を把持し（図３参照）、これを搖動して検査物を混釈する（ステップＳ３２２）。混釈後、ロボット９０（シャーレ移動装置）は、シャーレ１０をシャーレ置場３８０（第２地点）に搬送する（ステップＳ３２４）。

以上の工程を、Ｎ回繰り返すことで、Ｎ通りの倍率に希釈された検査物がそれぞれ混釈されたＮ個のシャーレ１０が用意される。なお、一種類の検査物についてＮ個のシャーレの用意が完了したら、次の種類の検査物の処理に移るようにしてもよい。また、検査物の種類及び倍率（Ｎの数）の設定はタッチパネル等の入出力手段を介して設定される。

図１２に、ロボットハンド１００がそれぞれ取り付けられた２台のロボット９０ａ，９０ｂによる食品衛生検査のための第２検査エリア３００ａの配置を示す。第２検査エリア３００ａは、例えば縦１ｍ及び横２ｍの矩形エリアであり、左エリアの中央にロボット９０ａ、右エリアの中央にロボット９０ｂが配置されている。ロボット９０ａ，９０ｂのアーム９１の先端９１ａにはロボットハンド１００が取り付けられている。左エリア及び右エリアの境界上に、回転台３４０、シャーレ１０の蓋を置くための蓋置場３４１、ボルテックスミキサ３２０、及びチップ２４を捨てるチップ捨て場３６１が配置されている。左エリアのロボット９０ａの周囲に、塗抹後のシャーレ１０が置かれるシャーレ置場３８０、複数の試験管３０を支持する試験管立て３３０、チップ２４が支持されたチップ支持台３６０ａ、第１のピペット２０が支持されたピペット支持台３５０ａ、右エリアのロボット９０ｂの周囲に、塗抹前のシャーレ１０が置かれるシャーレ置場３１０、コンラージ棒４０が支持されたコンラージ棒支持台３７０、コンラージ棒４０を捨てるコンラージ棒捨て場３７１、チップ２４が支持されたチップ支持台３６０ｂ、及び第２のピペット２０が支持されたピペット支持台３５０ｂが設けられている。なお、ロボット９０ａ，９０ｂ及び回転台３４０は、シャーレ処理システム構成し、任意のコンピュータ装置により実装される制御装置（不図示）により制御される。

図１３に、ロボットハンド１００がそれぞれ取り付けられた２台のロボット９０ａ，９０ｂによる希釈及び塗抹動作のフローＳ４００を示す。なお、シャーレ置場３１０には、寒天培地が設けられた複数のシャーレ１０が配置されている。また、試験管立て３３０（試験管立て）には、検査物を含む１本の試験管３０（１番目の検査物試験管）及び複数の試験管３０（希釈液試験管）が支持されている。ここでは、一例として、１番目の試験管に１０ｍｌの検査物が予め用意されており、他の試験管に９ｍｌの希釈液（所定量（Ｎ−１）ｂ（Ｎは自然数））が予め用意されているものとする。

まず、ロボット９０ａは、試験管立て３３０に支持されている検査物を含むｉ番目の試験管３０を把持し（図５参照）、これをボルテックスミキサ３２０上に移動し（ステップＳ４０２）、これを用いてｉ番目の試験管３０の底部を高速旋回して検査物を撹拌する（ステップＳ４０４）。次いで、ロボット９０ａは、ピペット支持台３５０ａに支持された第１のピペット２０を支持し（図４参照）、これをチップ支持台３６０ａに移動して本体２１の先端にチップ２４を取り付ける（ステップＳ４０６）。次いで、ロボット９０ａ（ピペット移動装置）は、第１のピペット２０をボルテックスミキサ３２０に移動してｉ番目の試験管３０（ｉ番目の検査物試験管）内の検査物を吸い上げ、第１のピペット２０を試験管立て３３０に移動してｉ＋１番目の試験管３０内に検査物を滴下し、希釈する（ステップＳ４０８）。具体的には、ｉ番目の試験管から検査物を１ｍｌ（所定量ｂ（ｂは実数））吸い上げて、これをｉ＋１番目の試験管に保持された９ｍｌ（所定量（Ｎ−１）ｂ（Ｎは自然数））の希釈液に滴下する。これによりｉ＋１番目の試験管（ｉ＋１番目の検査物試験管）には、ｉ番目の試験管に保持された検査物より１０倍希釈化された検査物が１０ｍｌ保持されることになる。次いで、ロボット９０ａは、第１のピペット２０をチップ捨て場３６１に移動してチップを捨て（ステップＳ４１０）、第１のピペット２０をピペット支持台３５０ａに戻す。このようにして、ｉ＋１番目の試験管３０内に希釈された検査物が準備される。

これと並行して、ロボット９０ｂ（第１シャーレ移動装置）は、シャーレ置場３１０（第１地点）に配置されているシャーレ１０を把持し（図３参照）、これを回転台３４０（載置台）に搬送する（ステップＳ４２２）。次いで、ロボット９０ｂ（第１蓋移動装置）は、蓋を把持してこれを蓋置場３４１に搬送する（ステップＳ４２４）。次いで、ロボット９０ｂは、ピペット支持台３５０ｂに支持された第２のピペット２０を支持し（図４参照）、これをチップ支持台３６０ｂに移動して本体２１の先端にチップ２４を取り付ける（ステップＳ４２６）。次いで、ロボット９０ｂ（検査物滴下装置）は、第２のピペット２０をボルテックスミキサ３２０に移動し、ｉ番目の試験管３０内の検査物を吸い上げ、第２のピペット２０を回転台３４０に移動し、検査物をシャーレ１０内の寒天培地上に滴下する（ステップＳ４２８）。次いで、ロボット９０ｂは、第２のピペット２０をチップ捨て場３６１に移動してチップ２４を捨て（ステップＳ４３０）、第２のピペット２０をピペット支持台３５０ｂに戻す。

次いで、ロボット９０ａは、ボルテックスミキサ３２０上のｉ番目の試験管３０を把持し、これを試験管立て３３０に戻す（ステップＳ４１２）。

これと並行して、ロボット９０ｂ（コンラージ棒移動装置）は、コンラージ棒支持台３７０に支持されたコンラージ棒４０を把持し（図６参照、ステップＳ４３２）、これを回転台３４０上のシャーレ１０上に移動し、コンラージ棒４０の先端を寒天培地上面に当接する。ここで、回転台３４０を回転させることにより、コンラージ棒４０により検査物が培地上に塗抹される（ステップＳ４３４）。次いで、ロボット９０ｂは、コンラージ棒４０をコンラージ棒捨て場３７１に搬送してこれを捨てる（ステップＳ４３６）。

ステップＳ４３４の終了後、ロボット９０ａ（第２蓋移動装置）は、蓋置場３４１上の蓋を把持し、これを回転台３４０に搬送してシャーレ１０に被せる（ステップＳ４１４）。最後に、ロボット９０ａ（第２シャーレ移動装置）は、回転台３４０上のシャーレ１０を把持し、これをシャーレ置場３８０（第２地点）に搬送する（ステップＳ４１６）。

ロボット９０ａは、検査物の希釈及び塗抹後のシャーレの搬送（ステップＳ４０２〜Ｓ４１６）をＮ回繰り返し、ロボット９０ｂは、シャーレの搬送及び検査物の塗抹（ステップＳ４２２〜Ｓ４３６）をＮ回繰り返すことで、Ｎ通りの倍率に希釈された検査物がそれぞれ塗抹されたＮ個のシャーレ１０が用意される。なお、一種類の検査物についてＮ個のシャーレの用意が完了したら、次の種類の検査物の処理に移るようにしてもよい。検査物の種類及び倍率（Ｎの数）の設定はタッチパネル等の入出力手段を介して設定される。

本実施形態に係るロボットハンド１００によれば、アーム９１の先端９１ａが開閉するＸ軸方向の一側に配置される指部１１０であり、Ｚ軸方向に延びる爪部１１２と、Ｘ軸方向の他側に向く押圧面１１３ａが設けられた爪部１１３と、を有する指部１１０と、Ｘ軸方向の他側に配置される指部１２０であり、Ｘ軸方向に関して爪部１１２に対向してＺ軸方向に延びる爪部１２２と、Ｘ軸方向に関して押圧面１１３ａの少なくとも一部に対向する空間を爪部１２２との間に含んで爪部１２２から離間する爪部１２３と、を有する指部１２０と、を備える。これによれば、爪部１１２及び爪部１２２により、Ｘ軸及びＺ軸方向に拡がりを有するシャーレ１０を把持することができるとともに、爪部１２２と爪部１２２から離間する爪部１２３との間の空間にピペット２０をＸ軸方向に通して爪部１２２，１２３により支持し、指部１１０，１２０を閉じることにより、爪部１２２，１２３との間の空間に対向する爪部１１３の押圧面１１３ａによりピペット２０のボタン２３をＸ軸方向に押し、ピペットを操作して検査物を出すことができる。

つまり、指部１１０の爪部１１２と指部１２０の爪部１２２とによりシャーレ１０を把持する把持部を構成し、指部１２０の爪部１２２及び爪部１２３によりピペット２０を支持し、さらに指部１１０の爪部１１３によりピペット２０のボタン２３を押して、ピペット２０を操作する操作部を構成することで、少なくとも２つの用途のロボットハンド１００を実現する。これにより、ハンドの交換が不要となり処理時間が短縮され、また、把持部及び操作部で爪部１１３を共用することでロボットハンド１００の縮小化及び軽量化がなされている。

また、本実施形態に係るロボットハンド１００がアーム９１の先端９１ａに取り付けられたロボットが提供される。

図１４に、変形例に係るロボットハンド２００の構成を示す。ロボットハンド２００は、一例として食品衛生検査における混釈動作用ロボットハンドとして利用可能である。ロボットハンド２００は、ロボット（不図示）のアーム９１の先端９１ａに着脱可能に取り付けられる。ロボットハンド２００は、指部２１０，２２０を備える。

指部２１０は、右側に配置されてロボットハンド２００の右部分を構成する。指部２１０は、ベース２１１及び爪部２１２，２１３を含む。

ベース２１１は、爪部２１２，２１３を支持する板状部材である。本実施形態では、ベース２１１は、爪部２１２，２１３を右側に支持する。ベース２１１は、右上を切り欠いて段部２１１ａを形成することで軽量化されている。ベース２１１の上段側に、Ｚ軸方向に貫通する３つの孔部２１１ｂがＸ軸方向に並んで形成されている。ベース２１１は、３つの孔部２１１ｂにそれぞれねじ等の固定具を挿入することにより、アーム９１の先端９１ａの右側に固定される。なお、孔部２１１ｂの数は３つに限られるものではない。また、アーム９１の先端９１ａに設けられた柱状突起物が孔部２１１ｂの一つに挿入され、他の孔部２１１ｂの一つに固定具を挿入することにより、アーム９１にベース２１１が固定されるようにしてもよい。

爪部２１２，２１３は、爪部１１２，１１３と同様に構成される。

指部２２０は、左側に配置されてロボットハンド２００の左部分を構成する。指部２２０は、ベース２２１及び爪部２２２，２２３を含む。

ベース２２１は、爪部２２２，２２３を支持する板状部材である。本実施形態では、ベース２２１は、爪部２２２，２２３を左側に支持する。ベース２２１は、左上を切り欠いて段部２２１ａを形成することで軽量化されている。ベース２２１の上段側に、Ｚ軸方向に貫通する３つの孔部２２１ｂがＸ軸方向に並んで形成されている。ベース２２１は、３つの孔部２２１ｂにそれぞれねじ等の固定具を挿入することにより、アーム９１の先端９１ａの左側に固定される。なお、孔部２２１ｂの数は３つに限られるものではない。また、アーム９１の先端９１ａに設けられた柱状突起物が孔部２２１ｂの一つに挿入され、他の孔部２２１ｂの一つに固定具を挿入することにより、アーム９１にベース２２１が固定されるようにしてもよい。

爪部２２２，２２３は、爪部１２２，１２３と同様に構成される。

指部２１０，２２０は、アルミニウム、アルミニウム合金等の軽い金属或いは金属合金より形成される。これにより、食品衛生検査後のオートクレーブ滅菌による加熱処理を行なうことが可能となる。なお、指部１１０，１２０は、金属に限らず、耐熱性の高い樹脂により形成されるものでもよい。例えば、指部１１０，１２０が、ポリフェニルスルホン樹脂（ＰＰＳＦ／ＰＰＳＵ）又はポリエーテルイミド樹脂（例えばＵＬＴＥＭ（登録商標）１０１０）等により形成される場合には、オートクレーブ滅菌による加熱処理が可能である。

図１５に、ロボットハンド１００，２００がそれぞれ取り付けられた２台のロボット９０ａ，９０ｂによる食品衛生検査のための第３検査エリア３００ｂの配置を示す。第３検査エリア３００ｂは、例えば縦１ｍ及び横２ｍの矩形エリアであり、左エリアの中央にロボット９０ａ、右エリアの中央にロボット９０ｂが配置されている。ロボット９０ａ，９０ｂのアーム９１の先端９１ａにはそれぞれロボットハンド１００，２００が取り付けられている。左エリア及び右エリアの境界上に、回転台３４０、シャーレ１０の蓋を置くための蓋置場３４１、ボルテックスミキサ３２０、及びチップ２４を捨てるチップ捨て場３６１が配置されている。左エリアのロボット９０ａの周囲に、混釈後のシャーレ１０が置かれるシャーレ置場３８０、複数の試験管３０を支持する試験管立て３３０、チップ２４が支持されたチップ支持台３６０ａ、第１のピペット２０が支持されたピペット支持台３５０ａ、右エリアのロボット９０ｂの周囲に、空のシャーレ１０が置かれるシャーレ置場３１０、液体状の培地を含むシャーレ１０を保持して、培地の温度を一定に維持する恒温槽３９０、チップ２４が支持されたチップ支持台３６０ｂ、及び第２のピペット２０が支持されたピペット支持台３５０ｂが配置されている。なお、ロボット９０ａ，９０ｂ及び回転台３４０は、シャーレ処理システムを構成し、任意のコンピュータ装置により実装される制御装置（不図示）により制御される。

図１６に、ロボットハンド１００，２００がそれぞれ取り付けられた２台のロボット９０ａ，９０ｂによる希釈及び混釈動作のフローを示す。なお、シャーレ置場３１０には、複数の空のシャーレ１０が配置されている。また、試験管立て３３０（試験管立て）には、検査物を含む１本の試験管３０（１番目の検査物試験管）及び複数の試験管３０（希釈液試験管）が支持されている。ここでは、一例として、１番目の試験管に１０ｍｌの検査物が予め用意されており、他の試験管に９ｍｌ（所定量（Ｎ−１）ｂ（Ｎは自然数））の希釈液が予め用意されているものとする。なお、恒温槽３９０には、液体状の培地が含まれたシャーレ１０が配置され、その温度が一定に維持されている。

まず、ロボット９０ａは、試験管立て３３０に支持されている検査物を含むｉ番目の試験管３０を把持し（図５参照）、これをボルテックスミキサ３２０上に移動し（ステップＳ５０２）、これを用いてｉ番目の試験管３０の底部を高速旋回して検査物を撹拌する（ステップＳ５０４）。

これと並行して、ロボット９０ｂ（第１シャーレ移動装置）は、シャーレ置場３１０（第１地点）に配置されている空のシャーレ１０を把持し（図３参照）、これを回転台３４０（載置台）に搬送する（ステップＳ５２２）。次いで、ロボット９０ｂ（蓋移動装置）は、蓋を把持してこれを蓋置場３４１に搬送する（ステップＳ５２４）。

次いで、ロボット９０ａは、ピペット支持台３５０ａに支持された第１のピペット２０を支持し（図４参照）、これをチップ支持台３６０ａに移動して本体２１の先端にチップ２４を取り付ける（ステップＳ５０６）。次いで、ロボット９０ａ（検査物滴下装置）は、第１のピペット２０をボルテックスミキサ３２０に移動し、ｉ番目の試験管３０内の検査物を吸い上げ、第１のピペット２０を回転台３４０に移動し、検査物をシャーレ１０内に滴下する（ステップＳ５０８）。次いで、ロボット９０ａ（ピペット移動装置）は、第１のピペット２０をボルテックスミキサ３２０に移動してｉ番目の試験管３０（ｉ番目の検査物試験管）内の検査物を再度吸い上げ、第１のピペット２０を試験管立て３３０に移動してｉ＋１番目の試験管３０内に検査物を滴下し、希釈する（ステップＳ５１０）。具体的には、ｉ番目の試験管から検査物を１ｍｌ（所定量ｂ（ｂは実数））吸い上げて、これをｉ＋１番目の試験管に保持された９ｍｌ（所定量（Ｎ−１）ｂ（Ｎは自然数））の希釈液に滴下する。これによりｉ＋１番目の試験管（ｉ＋１番目の検査物試験管）には、ｉ番目の試験管に保持された検査物より１０倍希釈化された検査物が１０ｍｌ保持されることになる。次いで、ロボット９０ａは、第１のピペット２０をチップ捨て場３６１に移動してチップを捨て（ステップＳ５１２）、第１のピペット２０をピペット支持台３５０ａに戻す。このようにして、ｉ＋１番目の試験管３０内に希釈された検査物が準備される。

これと並行して、ロボット９０ｂは、ピペット支持台３５０ｂに支持された第２のピペット２０を支持し（図４参照）、これをチップ支持台３６０ｂに移動して本体２１の先端にチップ２４を取り付ける（ステップＳ５２６）。次いで、ロボット９０ｂ（培地滴下装置）は、第２のピペット２０を用いて恒温槽３９０上のシャーレ１０から液体状の培地を吸い上げ、第２のピペット２０を回転台３４０に移動し、ステップＳ５０８以後に培地をシャーレ１０内に滴下する（ステップＳ５２８）。次いで、ロボット９０ｂは、第２のピペット２０をチップ捨て場３６１に移動してチップ２４を捨て（ステップＳ５３０）、第２のピペット２０をピペット支持台３５０ｂに戻す。

次いで、ロボット９０ａは、ボルテックスミキサ３２０上のｉ番目の試験管３０を把持し、これを試験管立て３３０に戻す（ステップＳ５１４）。

これと並行して、ロボット９０ｂ（蓋移動装置）は、蓋置場３４１上の蓋を把持し、これを回転台３４０に搬送してシャーレ１０に被せる。次いで、ロボット９０ｂ（第３シャーレ移動装置）は、回転台３４０上のシャーレ１０を把持し、前後左右に搖動して検査物を混釈して回転台３４０上に戻す。

この後に、ロボット９０ａ（第２シャーレ移動装置）は、回転台３４０上のシャーレ１０を把持し、これをシャーレ置場３８０（第２地点）に搬送する。

ロボット９０ａは、検査物の希釈及び混釈後のシャーレの搬送（ステップＳ５０２〜Ｓ５１６）をＮ回繰り返し、ロボット９０ｂは、シャーレの搬送及び検査物の混釈（ステップＳ５２２〜Ｓ５３４）をＮ回繰り返すことで、Ｎ通りの倍率に希釈された検査物がそれぞれ塗抹されたＮ個のシャーレ１０が用意される。なお、一種類の検査物についてＮ個のシャーレの用意が完了したら、次の種類の検査物の処理に移るようにしてもよい。検査物の種類及び倍率（Ｎの数）の設定はタッチパネル等の入出力手段を介して設定される。

変形例に係るロボットハンド２００によれば、爪部２１２，２２２により、Ｘ軸方向に関するベース２１１，２２１の幅の和より大きいサイズのシャーレ１０を把持し、爪部２２２，２２３及び爪部２２３によりベース２１１，２２１の幅の和より長いピペット２０を操作する、混釈用ロボットハンドが構成される。

なお、指部２１０は、爪部１１４をベース２１１の上端左側に着脱可能に支持し、指部２２０は、爪部１２４をベース２２１の上端右側に着脱可能に支持するよう構成してもよい。混釈用のロボットハンド２００に爪部１１４，１２４を取り付けることで、これらにより試験管３０及びコンラージ棒４０のように細いものを把持し得る、塗抹用のロボットハンド１００が構成される。

なお、本実施形態では、ロボット９０，９０ａ，９０ｂを用いた処理を説明したが、ロボットの構成はこれらに限定されるものではない。単一又は複数のロボットが全体として、シャーレ１０を移動させるシャーレ移動装置、シャーレ１０の蓋を移動させる蓋移動装置、培地上に検査物を滴下する検査物滴下装置、検査物を前記培地上で塗抹するためのコンラージ棒４０を移動させるコンラージ棒移動装置、シャーレ１０を把持し所定時間揺動させる揺動装置（第３シャーレ移動装置）、ピペットを移動して試験管から検査物又は希釈液を取得するピペット移動装置として機能するものであれば、任意の構成のロボットで上記処理を実現することができる。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。

１０…シャーレ、２０…ピペット（第１のピペット、第２のピペット）、２１…本体、２２…フランジ、２２ｂ…片部、２３…ボタン、２４…チップ、３０…試験管、４０…コンラージ棒、９０，９０ａ，９０ｂ…ロボット、９１…アーム、９１ａ…先端、１００…ロボットハンド、１１０，１２０…指部、１１１，１２１…ベース、１１１ａ，１２１ａ…段部、１１１ｂ，１２１ｂ…孔部、１１２，１１３，１１４，１２２，１２３，１２４…爪部、１１２ａ，１２２ａ…凹部、１１３ａ…押圧面、１１４ａ，１２４ａ…基端、１１４ｂ，１２４ｂ…弾性部材、１１４ｃ，１１４ｄ，１２４ｃ，１２４ｄ…溝部、１２２ｂ，１２３ｂ…切欠き、２００…ロボットハンド、２１０，２２０…指部、２１１，２２１…ベース、２１１ａ，２２１ａ…段部、２１１ｂ，２２１ｂ…孔部、２１２，２１３，２２２，２２３…爪部、３００ａ，３００ｂ，３００ｃ…第１〜第３検査エリア、３１０…シャーレ置場、３２０…ボルテックスミキサ、３２１…本体、３２１ａ…旋回椀、３２２…支持筒、３３０…試験管立て、３４０…回転台、３４１…蓋置場、３５０，３５０ａ，３５０ｂ…ピペット支持台、３６０，３６０ａ，３６０ｂ…チップ支持台、３６１…チップ捨て場、３７０…コンラージ棒支持台、３７１…コンラージ棒捨て場、３８０…シャーレ置場、３９０…恒温槽。

Claims (25)

1. 開閉及び回転可能なアームの先端に取り付けられるロボットハンドであって、
   前記アームの先端が開閉する第１軸方向の一側に配置される第１指部であり、前記第１軸方向に交差する第２軸方向に延びる第１爪部と、前記第１軸方向の他側に向く押圧面が設けられた第２爪部と、を有する前記第１指部と、
   前記第１軸方向の他側に配置される第２指部であり、前記第１軸方向に関して前記第１爪部に対向して前記第２軸方向に延びる第３爪部と、前記第１軸方向に関して前記押圧面の少なくとも一部に対向する空間を前記第３爪部との間に含んで前記第３爪部から離間する第４爪部と、を有する前記第２指部と、
   を備えるロボットハンド。
2. 前記第１爪部は、前記第１軸方向の他側に向いて形成された第１凹部を有し、
   前記第３爪部は、前記第１軸方向に一側に向いて形成された第２凹部を有する、
   請求項１に記載のロボットハンド。
3. 前記第３爪部及び前記第４爪部の少なくとも一方は、前記第１軸方向の一側に向いて形成された切欠きを有する、請求項１又は２に記載のロボットハンド。
4. 前記第１爪部及び前記第２爪部は、一体成形されている、請求項１から３のいずれか一項に記載のロボットハンド。
5. 前記第１指部は、前記第１軸方向及び前記第２軸方向のそれぞれに交差する第３軸方向に延びる第５爪部を有し、
   前記第２指部は、前記第３軸方向に延びる第６爪部を有する、請求項１から４のいずれか一項に記載のロボットハンド。
6. 前記第５爪部及び前記第６爪部の少なくとも一方は、前記第５爪部及び前記第６爪部の他方と対向する一面上に前記第３軸方向に延びて形成された第１溝部を有する、請求項５に記載のロボットハンド。
7. 前記第５爪部及び前記第６爪部の少なくとも一方は、前記第５爪部及び前記第６爪部の他方と対向する一面上に前記第２軸方向に延びて形成された第２溝部を有する、請求項６に記載のロボットハンド。
8. 前記第５爪部及び前記第６爪部の少なくとも一方は、前記第５爪部及び前記第６爪部の他方と対向する一面上に弾性部材が設けられている、請求項５に記載のロボットハンド。
9. 前記第５爪部及び前記第６爪部の先端は、前記第２軸方向に関して基端より大きい幅を有する、請求項５から８のいずれか一項に記載のロボットハンド。
10. 前記第１指部は、前記第１爪部及び前記第２爪部を前記第１軸方向の一側に支持するとともに、前記第５爪部を前記第１軸方向の他側に支持する第１ベースを有し、
    前記第２指部は、前記第３爪部及び前記第４爪部を前記第１軸方向の他側に支持するとともに、前記第６爪部を前記第１軸方向の一側に支持する第２ベースを有する、請求項５から９のいずれか一項に記載のロボットハンド。
11. 前記第１指部は、前記第１爪部及び前記第２爪部を前記第１軸方向の一側に支持する第１ベースを有し、
    前記第２指部は、前記第３爪部及び前記第４爪部を前記第１軸方向の他側に支持する第２ベースを有する、請求項５から９のいずれか一項に記載のロボットハンド。
12. 前記第１指部は、前記第５爪部を前記第１軸方向の他側に着脱可能に支持し、
    前記第２指部は、前記第６爪部を前記第１軸方向の一側に着脱可能に支持する、請求項１１に記載のロボットハンド。
13. 前記第１指部及び前記第２指部は、金属より形成される、請求項１から１２のいずれか一項に記載のロボットハンド。
14. 請求項１から１３のいずれか一項に記載のロボットハンドが前記アームの先端に取り付けられたロボット。
15. 請求項１４に記載のロボットの制御方法であって、
    前記ロボットが、前記ロボットハンドの前記第１指部の前記第１爪部と前記第２指部の前記第３爪部とによりシャーレを把持する段階と、
    前記ロボットが、前記ロボットハンドの前記第１指部の前記第２爪部と前記第２指部の前記第３爪部及び前記第４爪部とによりピペットを操作する段階と、
    を含む制御方法。
16. 前記ロボットが、前記シャーレを把持した状態で当該シャーレを搖動する操作を行う段階
    をさらに含む、請求項１５に記載の制御方法。
17. 請求項５から１２のいずれか一項に記載のロボットハンドが前記アームの先端に取り付けられたロボットの制御方法であって、
    前記ロボットが、前記ロボットハンドの前記第１指部の前記第１爪部と前記第２指部の前記第３爪部とによりシャーレを把持する段階と、
    前記ロボットが、前記ロボットハンドの前記第１指部の前記第２爪部と前記第２指部の前記第３爪部及び前記第４爪部とによりピペットを操作する段階と、
    前記ロボットが、前記第１指部の前記第５爪部と前記第２指部の前記第６爪部とにより試験管を把持する段階
    を含む制御方法。
18. 前記ロボットが、前記第１指部の前記第５爪部と前記第２指部の前記第６爪部とによりコンラージ棒を把持する段階と、
    前記ロボットが、前記コンラージ棒により塗抹を行う段階
    をさらに含む、請求項１７に記載の制御方法。
19. 回転駆動する載置台と、
    培地が流し込まれたシャーレ本体及び前記シャーレ本体の蓋を有するシャーレを把持して移動させるシャーレ移動装置と、
    前記蓋を移動させる蓋移動装置と、
    前記培地上に検査物を滴下する検査物滴下装置と、
    前記検査物を前記培地上で塗抹するためのコンラージ棒を移動させるコンラージ棒移動装置と、
    を備えたシャーレ処理システム、を制御する制御方法であって、
    前記シャーレ移動装置により、前記シャーレを第１地点から前記載置台に移動させ、
    前記蓋移動装置により前記シャーレ本体から前記蓋を外し、
    前記検査物滴下装置により前記培地上に前記検査物を滴下し、
    前記コンラージ棒移動装置により前記コンラージ棒を移動して、前記培地上に前記コンラージ棒が当接する状態にし、
    前記載置台を回転駆動し、
    前記蓋移動装置により前記シャーレ本体に前記蓋を被せ、
    前記シャーレ移動装置により前記シャーレを前記載置台から第２地点に移動させる、
    制御方法。
20. 前記シャーレ移動装置、前記蓋移動装置、及び前記コンラージ棒移動装置とは同一のロボットから構成される、
    請求項１９に記載の制御方法。
21. 前記シャーレ移動装置は、
    前記シャーレを前記第１地点から前記載置台に移動させる第１シャーレ移動装置と、
    前記シャーレを前記載置台から前記第２地点に移動させる第２シャーレ移動装置と、
    を備え、
    前記蓋移動装置は、
    前記シャーレ本体から前記蓋を外す第１蓋移動装置と、
    前記シャーレ本体に前記蓋を被せる第２蓋移動装置と、
    を備え、
    前記第１シャーレ移動装置、前記第１蓋移動装置、及び前記コンラージ棒移動装置は同一のロボットから構成され、
    前記第２蓋移動装置、及び前記第２シャーレ移動装置は同一のロボットから構成される、
    請求項２０に記載の制御方法。
22. シャーレ本体及び前記シャーレ本体の蓋を有するシャーレを把持して移動させるシャーレ移動装置と、
    前記蓋を移動させる蓋移動装置と、
    培地上に検査物を滴下する検査物滴下装置と、
    前記シャーレ本体に前記培地を滴下する培地滴下装置と、
    を備えたシャーレ処理システム、を制御する制御方法であって、
    前記シャーレ移動装置により、前記シャーレを第１地点から載置台に移動させ、
    前記蓋移動装置により前記シャーレ本体から前記蓋を外し、
    前記検査物滴下装置により前記シャーレ本体に前記検査物を滴下し、
    前記培地滴下装置により前記シャーレ本体に前記培地を滴下し、
    前記蓋移動装置により前記シャーレ本体に前記蓋を被せ、
    前記シャーレ移動装置により前記シャーレを把持し、所定時間揺動させ、
    前記シャーレ移動装置により前記シャーレを前記載置台から第２地点に移動させる、
    制御方法。
23. 前記シャーレ移動装置は、
    前記シャーレを前記第１地点から前記載置台に移動する第１シャーレ移動装置と、
    前記シャーレを前記載置台から前記第２地点に移動する第２シャーレ移動装置と、
    前記シャーレを把持し、所定時間揺動させる第３シャーレ移動装置と、
    を備え、
    前記第１シャーレ移動装置、前記第３シャーレ移動装置、及び前記蓋移動装置は同一のロボットから構成される、
    請求項２２に記載の制御方法。
24. 前記シャーレ処理システムは、
    少なくとも所定量ｂ（ｂは実数）の前記検査物を有する１番目の検査物試験管と、所定量（Ｎ−１）ｂ（Ｎは自然数）の希釈液を有する複数の希釈液試験管とを支持する試験管立てに、ピペットを移動して前記検査物試験管又は前記希釈液試験管から前記検査物又は前記希釈液を取得するピペット移動装置をさらに備え、
    前記検査物滴下装置は、前記ピペットにより、前記培地上に前記検査物を滴下する、
    請求項１９から２３のいずれか１項に記載の制御方法。
25. 前記ピペット移動装置は、
    前記１番目の検査物試験管から、所定量ｂの前記検査物を取得し、１番目の前記希釈液試験管に滴下して２番目の検査物試験管とし、
    ｉ番目（ｉは２以上の自然数）の検査物試験管から、所定量ｂの前記検査物を取得して、ｉ番目の前記希釈液試験管に滴下してｉ＋１番目の検査物試験管とする、
    請求項２４に記載の制御方法。
    
    

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