TWI745621B - 握持裝置及工業機器人 - Google Patents

Abstract

提供一種在不使用粉體下可更確實地握持工件之握持裝置及工業機器人。握持裝置係特徵為：包括：袋狀之握持本體28A，係具有：掌部30；及複數支指部32，係被設置成向該掌部30之周圍突出，並使該掌部30在厚度方向產生變形，藉此，朝向該掌部30傾斜；彈性部34，係被設置於該指部32內，並具有該指部32的形狀；以及形狀保持部38，係被設置於該握持本體28A內，並防止該掌部30之外周的收縮；形狀保持部38係具有接受已產生變形之掌部30的導孔40，並在該導孔40的軸向之該指部32側前端的外側設置彎曲部49。

Description

握持裝置及工業機器人

本發明係有關於一種握持裝置及工業機器人。

作為目的在於握持工件之握持裝置，主要利用吸附機械手或兩指型握爪(例如，專利文獻1)，但是這些係在機構上，有無法泛用地握持尺寸或形狀相異之工件的情況。因此，在如多樣少量生產之握持之工件的種類多的作業環境，係因為需要藉自動換刀機構或人的換刀作業，所以生產效率降低。進而，具有無法不損傷地握持如由食品所代表之柔軟且不成形之工件的問題。

相對地，亦檢討具有接近人手之形狀的機構之5指型的握持裝置(例如，專利文獻2)。可是，5指型的握持裝置係為了實現接近人手之複雜的動作，因為動作或控制機構很複雜，所以這些複雜性成為難導入的要因。

進而，開發一種握持裝置(例如，專利文獻3)，該握持裝置係具有密閉之橡膠狀的袋、與在該橡膠袋所填充之粉體，並利用該粉體之Jamming轉移。此握持裝置係因為可在使橡膠袋追蹤工件之狀態握持，所以能以簡單的控制來應付各種的工件。 [先行專利文獻] [專利文獻]

[專利文獻1] 日本特開2009－125851號公報 [專利文獻2] 日本特開2012－192496號公報 [專利文獻3] 日本特表2013－523478號公報

[發明所欲解決之課題]

可是，該專利文獻3之握持裝置係因為為了發現握持力而需要以大力向工件壓住，所以具有損害如食品之柔軟之工件的問題。又，握持裝置係在對工件壓住之力弱的情況，因為橡膠袋之對工件的追蹤性顯著地降低，所以可握持之工件受限。進而，在橡膠袋因劣化或破損等而破裂的情況，橡膠袋所填充之粉體飛散，而具有污染工件之問題。粉體係因為因Jamming轉移所伴隨之密度變化而劣化，所以具有無法穩定地使用的問題。

本發明係目的在於提供一種在不使用粉體下可更確實地握持工件之握持裝置及工業機器人。 [解決課題之手段]

本發明之握持裝置係特徵為包括：袋狀之握持本體，係具有：掌部；及複數支指部，係被設置成向該掌部之周圍突出，並使該掌部在厚度方向產生變形，藉此，朝向該掌部傾斜；彈性部，係被設置於該指部內，並具有該指部的形狀；以及形狀保持部，係被設置於該握持本體內，並防止該掌部之外周的收縮；該形狀保持部係框狀構件，並具有接受已變形之該掌部的導孔；在該導孔的軸向之該指部側前端的外側設置彎曲部。

本發明之工業機器人係特徵為設置該握持裝置。 [發明效果]

若依據本發明，形狀保持部防止掌部之外周的收縮，並掌部在厚度方向產生變形，藉此，因為可在使指部朝向掌部產生變形下握持工件，所以在不使用粉體下可更確實地握持工件。藉由在形狀保持部形成彎曲部，因為掌部一面與彎曲部接觸一面在厚度方向產生變形，所以指部連續且緩慢地產生變形。因此，握持裝置係可柔軟地握持工件。

以下，參照圖面，詳細地說明本發明之實施形態。

1. 第1實施形態 (整體構成) 在圖1，表示應用本實施形態之握持裝置10的工業機器人12的構成。工業機器人12係直角型機器人，並包括軌道14、沿著軌道14移動之移動體16以及被固定於移動體16的氣壓缸18。軌道14係被設置成在圖1中之Y軸方向可移動。

氣壓缸18係具有缸管19、及被設置成對缸管19可進退的活塞桿20。在缸管19，設置配管21、22。經由配管21、22，對氣體進行供排氣，藉此，活塞桿20對缸管19可進退。在活塞桿20的前端，設置握持裝置10。

工業機器人12係以握持裝置10握持被放置於水平之基座26上的工件W，且可在X軸、Y軸以及Z軸方向移動。

握持裝置10係包括與活塞桿20連結之箱36、及被固定於該箱36的握持本體28A。在箱36，連結配管24。握持本體28A係可由例如天然橡膠、合成橡膠等具有氣密性與彈性的材料所形成。握持本體28A之根據JIS K6253的硬度計硬度測試(型式A)所測量之硬度係約60~90較佳。

如圖2所示，握持本體28A係具有：掌部30；複數支指部32，係被設置成向掌部30之周圍突出；以及筒狀之外周面39，係比掌部30之外形大。掌部30係形成大致圓盤形。指部32係被形成為與掌部30一體，並以包圍掌部30之方式成放射狀地設置5個。在指部32彼此之間，設置外周35，並形成既定間隔。外周35係連接外周面39與掌部30的外緣，而將外周面39、掌部30以及指部32作成一體。外周35係具有斜面形狀或朝向外側彎曲成凸狀的形狀。指部32係與掌部30成一體地形成內面31。指部32的外形形狀係可適當地選擇，例如圓柱、圓錐、截圓錐、三角柱、四角柱、三角錐、四角錐、截四角錐等都可。在本實施形態的情況，指部32係由同一形狀所構成。此外，複數支指部32係不必全部是相同的形狀，亦可形狀相異。指部32係具有截四角錐形狀，並以從與掌部30接合之基端朝向前端向外側傾斜的方式形成內面31。

握持本體28A係使掌部30在厚度方向(圖2為箭號方向)產生變形的力作用時，藉該力拉內面31，而彈性變形成指部32向掌部30傾斜(圖3)。

如圖4所示，握持本體28A係由在與形成掌部30及指部32之表面係反側的面具有圓形的開口之袋狀的構件所構成。握持本體28A係在內部具有彈性部34與形狀保持部38。握持本體28A係在與開口之周緣一體形成的凸緣部33被固定於箱36，並藉該箱36將開口密閉。

在箱36，設置貫穿孔37。配管24係一端被插入貫穿孔37，而與握持本體28A相通。配管24之另一端係未圖示，例如經由三通閥與真空泵連接。三通閥係具有真空通口、供排氣通口以及大氣開放通口，並分別真空通口與真空泵連接，供排氣通口與握持裝置10連接，大氣開放通口與外部連接。經由該配管24，氣體從握持本體28A之內向外流通，及從握持本體28A之外向內流通。

彈性部34係被填充於指部32內，並具有該指部32的形狀。彈性部34的形狀係只要可被插入握持本體28A的指部32內並保持固定的形狀，亦可在與指部32的內面之間有一些間隙。彈性部34的材質係樹脂或橡膠較佳。彈性部34的材質係未必是均勻，亦可是將異種材料組合的複合材料。亦可彈性部34係包含填料等之添加物。彈性部34係被配置成在與指部32的內面之間無間隙較佳。彈性部34係以超過掌部30之方式被填充於握持本體28A的大半時，掌部30在厚度方向不會變形，而指部32難朝向掌部30的中心產生彈性變形。因此，彈性部34係被配置於指部32內較佳。

形狀保持部38係被配置於握持本體28A之掌部30的內部空間。形狀保持部38係將握持本體28A保持成掌部30以外，即掌部30之外周35不收縮。在本實施形態的情況，形狀保持部38係將握持本體28A保持成外周35及外周面39不收縮。形狀保持部38的材質係只要在握持本體28A之降壓下不變形即可，例如可使用硬質樹脂或金屬。形狀保持部38的材質係未必是均勻，亦可是將異種材料組合的複合材料。

圖4所示之形狀保持部38係具有以下之構件的框狀構件，導孔40，係接受已產生變形之掌部30；及彎曲部49，係位於導孔40之軸向的指部32側前端43的外側。在本實施形態的情況，形狀保持部38係具有保持外周面39之保持面48的圓筒狀構件。導孔40係與掌部30對應之形狀保持部38的中央，內徑是與掌部30大致相同的大小較佳。保持面48係形狀保持部38之外側的圓周面，並具有可保持掌部30之外周面39的大小，整體上朝向前端逐漸變細。彎曲部49被設置於保持面48的指部32側。彎曲部49係連接形狀保持部38之基端與指部側前端43的外表面。彎曲部49係為了防止掌部30之外周35的收縮，而具有沿著指部32彼此之間的掌部30之形狀的形狀，即斜面形狀或朝向外側彎曲成凸形的形狀。圖4所示之彎曲部49係朝向外側是凸形。更具體而言，彎曲部49係連接保持面48與前端43的外表面，並是朝向外側彎曲成凸形的形狀。

如圖5所示，形狀保持部38係具有被配置成同心圓形之在圖5的情況為3個之複數個環體44~46。各環體44~46係在軸向可移動並可拆下。

彎曲部49與導孔40在面交叉之形狀保持部38的指部側前端43係被施加倒角加工較佳。倒角加工係切削形狀保持部38的指部側前端43，可應用作成角面或圓面的加工。形狀保持部38係藉由被施加倒角加工，而可防止在該指部側前端43之缺角等的受損。

參照圖4，說明形狀保持部38之進一步的細節。形狀保持部38係外徑D與該導孔40之內徑d的比是1.0：0.93~1.0：0.5較佳。例如，在形狀保持部38之外徑D為80mm的情況，若內徑d位於60~70mm的範圍，則指部32係朝向掌部30之中心更確實地產生彈性變形。

進而，形狀保持部38之指部側前端43位於比平面圖上的彈性部34之基端的中心位置更接近半徑方向的外側較佳。即，在將彈性部34之半徑方向的長度當作L的情況，在自該彈性部34之內側的距離T是L/2以上的位置，形狀保持部38之指部側前端43與彈性部34的基端接觸較佳。在形狀保持部38之指部側前端43在比彈性部34之中心位置更接近半徑方向的內側與彈性部34之基端接觸的情況(T小於L/2的情況)，指部32係難朝向掌部30之中心產生彈性變形。

(動作及效果) 說明設置如上述所示構成之握持裝置10之工業機器人12的動作及效果。工業機器人12係將活塞桿20退避至缸管19內而氣壓缸18縮短之狀態當作原點。又，握持裝置10係在起始狀態握持本體28A內的壓力是大氣壓。即，三通閥係真空通口被遮斷，且供排氣通口與大氣開放通口連接之狀態。

工業機器人12係藉由移動體16沿著軌道14移動，將握持裝置10定位於在基座26上所放置之工件W的鉛垂線上(圖1)。接著，工業機器人12係藉由活塞桿20從缸管19前進，使氣壓缸18伸長至指部32到達工件W的側面。

然後，三通閥係被切換成大氣開放通口被遮斷，且供排氣通口與真空通口連接之狀態。藉此，握持裝置10係經由配管24，吸入握持本體28A內的氣體，而將握持本體28A內之壓力降壓至－0.03MPa以下。

握持本體28A係維持藉形狀保持部38保持外周35及外周面39之形狀的狀態。於是，掌部30被吸入形狀保持部38之導孔40，而在厚度方向產生變形(圖6)。伴隨掌部30在厚度方向產生變形，向掌部30的中心拉指部32的內面31。於是，指部32係產生彈性變形成向掌部30傾斜。藉此，指部32係主要內面31與工件W之表面接觸。在圖6所示之立方體之工件W的情況，指部32係與工件W的側面接觸。如上述所示，握持裝置10係藉由將握持本體28A內降壓，握持工件W。握持裝置10係發揮與握持本體28A內之壓力對應的握持力。即，握持裝置10的握持力係握持本體28A內之壓力愈低愈大。

接著，工業機器人12係使活塞桿20退避至缸管19內，使氣壓缸18縮短，藉此，可從基座26抬起工件W。進而，工業機器人12係藉由移動體16沿著軌道14移動，或軌道14在Y軸方向移動，可使工件W在水平方向自如地移動。

在移至所要之位置後，工業機器人12係藉由活塞桿20從缸管19前進，使氣壓缸18伸長至工件W與基座26接觸。然後，三通閥係被切換成真空通口被遮斷，且供排氣通口與大氣開放通口連接之狀態。於是，氣體從大氣開放通口經由配管24向握持本體28A內流入。伴隨握持本體28A內之壓力回到大氣壓，掌部30從導孔40被推出，而回到原來之狀態。伴隨掌部30回到原來之狀態，指部32打開，而放開工件W。

接著，工業機器人12係使活塞桿20退避至缸管19，而使氣壓缸18縮短，藉此，使握持裝置10與工件W分開。依以上之方式，工業機器人12係藉由以握持裝置10握持在基座26上所放置之工件W，可向所要之位置移動。

握持裝置10係藉由在握持本體28A內具有具有指部32之形狀的彈性部34與形狀保持部38，在不使用粉體下可更確實地握持工件W。握持裝置10係因為未使用粉體，所以萬一握持本體28A破裂，亦不會污染工件W。

彈性部34係因為具有指部32的形狀，所以不僅指部32之前端朝下的狀態，即使是朝向橫向或朝上之狀態，亦留在指部32內。因此，握持裝置10係不僅可抬起基座上之工件W，而且可握持在垂直之壁面或天花板所懸吊的工件W。具有指部32之形狀的彈性部34係因為剛性比Jamming轉移後的粉體高，所以可更確實地握持工件W。

握持裝置10係因為將握持本體28A降壓而使掌部30在厚度方向確實地產生變形，藉此，可握持工件W，所以不必將握持本體28A壓在工件W。因此，握持裝置10係因為可不會壓扁地握持食品等之柔軟的工件W，所以可防止工件W的受損。

握持本體28A係可根據內部被降壓的程度來改變指部32之變形量及握持力。因此，握持裝置10係因為可配合工件W之大小或硬度來改變握持力。所以可提高泛用性。因為掌部30被吸入導孔40而在厚度方向產生變形，所以指部32係產生變形成朝向掌部30更銳角。因此，握持裝置10係連更小之工件W都可握持。

形狀保持部38係藉由適當地拆下被配置成同心圓形之複數個環體44~46，可變更導孔40之大小或外形之大小。因此，形狀保持部38係藉由配合握持本體28A之外周面39的大小或掌部30的大小來選擇環體44~46，因為可調整，所以可提高泛用性。形狀保持部38係在最內側所配置之環體44的孔是導孔40，而在最外側所配置之環體46之外側的圓周面是保持面48。

指部32係藉由在形狀保持部38形成彎曲部49，因為掌部30一面與彎曲部49接觸一面在厚度方向產生變形，所以指部32連續或緩慢地產生變形。因此，握持裝置10係可柔軟地握持工件W。順便地，在形狀保持部未形成彎曲部的握持裝置，指部係產生變形成屈曲。

(變形例)

在上述之實施形態的情況，因為形狀保持部38係在指部側前端43之外側的全周形成彎曲部49(圖5)，所以在彎曲部49與彈性部34之間中之與握持本體28A的內面之間產生空間41(圖4)。圖4所示之握持本體28A係在將握持本體28A內之壓力降壓的情況，面向該空間41之握持本體28A局部地凹下。

參照圖7，說明埋了該空間41的握持裝置50。對與該第1實施形態相同的構成係附加相同的符號，並省略說明。圖7所示之握持裝置50係包括箱51、被安裝於該箱51之握持本體52、以及在握持本體52內所設置之形狀保持部56與彈性部34。箱51係圓柱形之構件，並具有在軸向貫穿之流路55。箱51係在握持本體52內被插入成塞住握持本體52的開口。流路55之一端係連結配管24，另一端係被配置於握持本體52內。握持本體52係藉由在外周面39藉束帶(未圖示)鎖緊，而與箱51變成一體。箱51係在對應於外周面39的位置具有圓柱形之保持面53。

形狀保持部56係具有導孔40及彎曲部49的筒狀構件，並被配置於箱51的前端與掌部30之間的空間。如圖8所示，形狀保持部56係在對應於彈性部34的位置，具有朝向指部32突出的突起58。圖8所示之形狀保持部56係配合3支指部32，具有3個突起58。如圖9所示，形狀保持部56係外徑D與該導孔40之內徑d的比是1.0：0.93~1.0：0.5較佳。例如，在形狀保持部56之外徑D為80mm的情況，若內徑d位於60~70mm的範圍，則指部32係朝向掌部30之中心更確實地產生彈性變形。

進而，形狀保持部56之指部側前端43位於比平面圖上的彈性部34之基端的中心位置更接近半徑方向的外側較佳。即，在將彈性部34之半徑方向的長度當作L的情況，在自該彈性部34之內側的距離T是L/2以上的位置，形狀保持部56之指部側前端43與彈性部34的基端接觸較佳。在形狀保持部56之指部側前端43在比彈性部34之中心位置更接近半徑方向的內側與彈性部34之基端接觸的情況(T小於L/2的情況)，指部32係難朝向掌部30之中心產生彈性變形。

將形狀保持部56組裝於握持本體52內時，突起58的前端59與彈性部34接觸且側面61與握持本體52的內面密接，而彈性部34與握持本體52的內面之間的空間不存在。藉由形狀保持部56填埋該空間，可防止在降壓時之握持本體52之局部性的凹下。因此，具備握持本體52之握持裝置50係可使指部32更穩定地產生彈性變形，且可提高握持本體52之耐久性。此外，因為形狀保持部56具有彎曲部49，所以握持裝置50係可得到與第1實施形態一樣之效果。

在上述之實施形態的情況，說明了握持本體係具有圖2所示之手指的長度的情況，但是本發明係不限定為此。例如，如圖10A~C所示之握持本體28B、28C、28D所示，指部的長度係可配合用途適當地改變。因應於指部的長度，亦可改變掌部的大小。指部之支數係亦可如圖11A~C之握持本體60A、60B、60C所示是4支，亦可如圖12A~C之握持本體62A、62B、62C所示是3支。進而亦可是5支以上(未圖示)。

在上述之實施形態的情況，說明了形狀保持部38係圓筒狀構件的情況，但是本發明係不限定為此。例如亦可採用在平面圖上扁圓形、多角形、或橢圓形等的框狀構件。形狀保持部係可配合握持本體的形狀，適當地變更外形形狀。形狀保持部之導孔係不限定為圓形，亦可是多角形。說明了形狀保持部38係具有保持面48的情況，但是本發明係不限定為此。亦可省略保持面48。在此情況，使用圓柱形之箱51，可在箱51的外周面發揮保持面的功能。

圖13所示之握持本體64係在平面圖將掌部66作成長方形的例子。對與該第1實施形態相同的構成係附加相同的符號，並省略說明。握持本體64係具有被設置成向長方形之掌部66的周圍突出的複數支指部32。指部32係沿著掌部66之長邊將2支作為一組，並隔著掌部66在兩側設置共2組。在圖13的情況，2組指部32之間係被配置成彼此錯開。此外，在握持本體64之內部所設置的形狀保持部(未圖示)係僅在是配合握持本體64的外形形狀之長方形的框狀構件上相異，因為是與第1實施形態一樣的構成，所以省略明。

握持本體64係伴隨掌部66在厚度方向產生變形，向掌部66的中心拉指部32的內面。於是，指部32係產生彈性變形成向掌部66傾斜。在此情況，指部32係產生彈性變形成朝向相對向之長邊傾斜。因此，具備該握持本體64之握持裝置係可易於握持圓筒狀或角柱形等長條構件。

其次，參照圖14、圖15，說明形狀保持部的變形例。圖14所示之形狀保持部68係具有以下之構件的圓筒狀構件，導孔69，係接受已產生變形之掌部(在圖14係未圖示)；及彎曲部70，係位於導孔69之軸向的指部側前端71的外側。圖14所示之彎曲部70係具有平坦之部分與朝向外側彎曲成凸形的部分。形狀保持部68係在指部側前端71側，具有導孔69的內徑從指部側前端71往基端73逐漸減少的內周面72。圖14所示之內周面72係從指部側前端71往基端73逐漸變細的圓錐形，並在基端73側與筒狀之孔74連接。

藉由握持本體28A內被降壓，掌部30係被吸入導孔69，而沿著內周面72在厚度方向產生變形(圖15)。因為內周面72是從形狀保持部68之指部側前端71往基端73逐漸變細的圓錐形，所以與該實施形態(圖6)相比，掌部30係緩慢地產生變形。因此，從形狀保持部68之指部側前端71作用於握持本體28A的力分散，而減輕握持本體28A的負載。藉由依此方式抑制掌部30之在厚度方向之激烈的變形，抑制從指部側前端71對握持本體28A之過大的負載作用。因此，防止握持本體28A之受損，而可提高握持本體28A之耐久性。

2. 第2實施形態 說明第2實施形態之握持裝置。對與第1實施形態相同的構成係附加相同的符號，並省略說明。如圖2所示，握持本體28A係具有掌部30、在掌部30之周緣所形成的外周35、在外周35所形成之複數支指部32、以及外周面39。握持本體28A係從掌部30往外周35緩慢地彎曲。在圖2的情況，掌部30與外周35係以球面的一部分一體地形成。掌部30與外周35係朝向指部32的前端成為凸。形成掌部30與外周35的球面係不必是單體，亦可由複數個球面組合而成。掌部30係厚度方向之截面形狀更接近平坦者因為掌部30之周緣方向的變形量變成比較大，所以較佳。如圖16所示，握持本體28A係藉由對內部加壓，在周緣方向拉掌部30，而指部32產生彈性變形成向掌部30的外側張開。握持裝置10係藉由將握持本體28A內加壓，使指部32張開，而可擴大前端開口76。

雖未圖示，配管的另一端係例如經由方向切換閥，與加壓泵和三通閥連接。三通閥係具有真空通口、供排氣通口以及大氣開放通口，並分別真空通口與真空泵連接，供排氣通口與握持裝置10連接，大氣開放通口與外部連接。經由該配管24，氣體可從握持本體28A之內向外流通，及從握持本體28A之外向內流通。

首先，方向切換閥係被切換成配管與加壓泵連接之狀態。藉此，握持裝置10係經由配管24，將壓縮空氣送入握持本體28A內，而將握持本體28A內加壓至例如約0.05MPa。握持本體28A係因為從掌部30往外周35緩慢地彎曲，所以整體上膨脹，且在周緣方向拉掌部30。於是，指部32產生彈性變形成向掌部30的外側張開。依此方式，握持裝置10係配合工件W的大小來打開指部32(圖17)。

接著，工業機器人12(圖1)係藉由活塞桿20從缸管19前進，使氣壓缸18伸長至掌部30與工件W接觸。

然後，方向切換閥係被切換成配管24與三通閥連接之狀態。三通閥係被切換成真空通口被遮斷，且供排氣通口與大氣開放通口連接之狀態。於是，氣體從握持本體28A內經由配管24及大氣開放通口流出。藉此，握持本體28A係伴隨內部之壓力回到大氣壓，在指部32回到原來之狀態下，主要內面31與工件W之表面接觸。依此方式，握持裝置10係可藉小的握持力握持工件W(圖18)。

在移至所要之位置後，方向切換閥係被切換成配管24與加壓泵連接之狀態。藉此，握持裝置10係經由配管24，將壓縮空氣送入握持本體28A內，將握持本體28A內加壓，而打開指部32。依此方式，握持裝置10係放開工件W。依以上之方式，工業機器人12(圖1)係藉由以握持裝置10握持在基座26上所放置之工件W，可向所要之位置移動。

在本實施形態的情況，握持裝置10係因為藉由將握持本體28A內加壓而打開指部32，可擴大前端開口76，所以可更確實地握持更大的工件W。在工件W比擴大指部32之前的前端開口76大的情況，握持裝置10係藉由對握持本體28A內進行大氣開放使打開之指部32閉合，而能以小的握持力握持工件W。因此，握持裝置10係因為可不會壓扁地握持食品等之柔軟的工件W，所以可防止工件W的受損。

在上述之實施形態的情況，說明了藉由對握持本體28A內進行大氣開放，使打開之指部32閉合，而握持工件W的情況，但是本發明係不限定為此。例如，亦可在握持本體28A內之壓力成為大氣壓之前，遮斷大氣開放通口。在此情況，藉由在使指部32從打開之狀態完全回到原來的狀態之前停止握持本體28A內之氣體的流出，能以比較小之握持力握持工件W。又，握持裝置10係將握持本體28A降壓，使掌部30在厚度方向確實地產生變形，藉此，可握持工件W。

亦可握持裝置10係使指部32與圓筒等之中空之工件(未圖示)的內周面接觸，握持該工件。在此情況，將指部32插入工件的中空部分。亦可因應於需要，將握持本體28A內降壓，使指部32產生彈性變形成向掌部30傾斜。接著，將握持本體28A內加壓，打開指部32，藉此，指部32的外面與工件的中空部分(內周面)接觸。依此方式，握持裝置10係可在使指部32與中空之工件的內周面接觸下握持工件。因此，握持裝置10係可在與工件之外周面不接觸下握持工件。

3. 第3實施形態 (整體構成) 說明第3實施形態之握持裝置。對與第1實施形態相同的構成係附加相同的符號，並省略說明。如圖19所示，握持裝置80A係包括箱36、及被固定於該箱36的握持本體62C。握持本體62C係具有：掌部30；及複數支指部32，係被設置成向掌部30之周圍突出。掌部30係形成大致圓盤形。指部32係被形成為與掌部30一體，並以包圍掌部30之方式成放射狀地設置3支，即第1指部32X、第2指部32Y以及第3指部32Z。在本專利說明書，係在不特別地區別第1指部32X、第2指部32Y以及第3指部32Z的情況，決定總稱為指部32。在指部32彼此之間，係形成既定間隔。指部32係與掌部30一體地形成內面31。

握持本體62C係使掌部30在厚度方向(圖19為箭號方向)產生變形的力作用時，將所選擇之指部32(在圖19的情況，第2指部32Y及第3指部32Z)保持於伸長之狀態，且僅未被選擇之指部32(在圖19的情況，第1指部32X)產生彈性變形成向掌部30傾斜(圖20)。

如圖21所示，指保持部82係被配置於形狀保持部38的導孔40內，並具有抑制掌部30之一部分之變形的接觸面84。在圖21的情況，接觸面84係與掌部30之背面接觸。指保持部82係應用如在形狀保持部38所舉例表示的材質，與形狀保持部38相同或相異的材質都可。指保持部82的接觸面84係與形狀保持部38之彎曲部49圓滑地連接。指保持部82的高度係與形狀保持部38大致相同。指保持部82係藉由接觸面84與掌部30之一部分接觸，將該掌部30之一部分保持成在厚度方向不產生變形。導孔40內之未配置指保持部82的部分係空間。在該空間之掌部30係在厚度方向可產生變形。

如圖22所示，指保持部82係具有與第1指部32X對應之部分被加工缺口成扇形的缺口部86、及對應於第2指部32Y及第3指部32Z的實心部88。指保持部82係對形狀保持部38，可在軸向移動，並可拆下。 (動作及效果)

說明設置如上述所示構成之握持裝置80A之工業機器人12(圖1)的動作及效果。在以下之說明，係決定將第2指部32Y及第3指部32Z當作所選擇之指部32，並在伸長之狀態保持第2指部32Y及第3指部32Z。

首先，三通閥係被切換成大氣開放通口被遮斷，且供排氣通口與真空通口連接之狀態。藉此，握持裝置80A係經由配管24，吸入握持本體62C內的氣體，而將握持本體62C內之壓力降壓至例如－0.03MPa以下。

握持本體62C係維持藉形狀保持部38保持掌部30之外周35及外周面39之形狀的狀態。進而，指保持部82係防止與第2指部32Y及第3指部32Z對應之掌部30在厚度方向產生變形。於是，掌部30之與第1指部32X對應的部分被吸入由形狀保持部38之導孔40與缺口部86所包圍之空間，而在厚度方向產生變形(圖23)。伴隨掌部30在厚度方向產生變形，向掌部30的中心拉第1指部32X的內面31。於是，第1指部32X係產生彈性變形成向掌部30傾斜。藉此，第1指部32X係主要內面31與工件W之表面接觸。在圖23所示之立方體之工件W的情況，第1指部32X係與工件W的側面接觸。另一方面，第2指部32Y係指保持部82的接觸面84與對應於第2指部32Y的掌部30接觸，因為防止該部分之掌部30在厚度方向產生變形，所以被保持於伸長之狀態(圖24)。雖未圖示，第3指部32Z亦與第2指部32Y一樣，被保持於伸長之狀態。

如上述所示，握持裝置80A係藉由將握持本體62C內降壓，僅使第1指部32X產生彈性變形。握持裝置80A係藉由在該第1指部32X、與被保持於伸長之狀態的第2指部32Y及第3指部32Z之間夾住工件W，握持工件W。

在移至所要之位置後，三通閥係被切換成真空通口被遮斷，且供排氣通口與大氣開放通口連接之狀態。於是，氣體從大氣開放通口經由配管24向握持本體62C內流入。伴隨握持本體62C內之壓力回到大氣壓，掌部30從導孔40被推出，而回到原來之狀態。伴隨掌部30回到原來之狀態，第1指部32X成為伸長之狀態，而放開工件W。依以上之方式，工業機器人12(圖1)係藉由以握持裝置80A握持在基座26上所放置之工件W，可向所要之位置移動。

握持裝置80A係藉由具備指保持部82，只是將握持本體62C內降壓，因為可僅使第1指部32X產生彈性變形成向掌部30傾斜，所以可更提高泛用性。在本實施形態的情況，說明了僅第1指部32X產生彈性變形的情況，但是本發明係不限定為此。亦可採用僅第2指部32Y或僅第3指部32Z產生彈性變形。進而，亦可握持裝置80A係採用使任2支指部32產生彈性變形成向掌部30傾斜。在此情況，指保持部係雖未圖示，具有對應於2支指部32並被加工缺口的缺口部、及對應於一支指部32的實心部。握持裝置係將缺口部對準任2支指部32，並將指保持部配置於握持本體62C內，藉此，可使僅2支指部32產生彈性變形成向掌部30傾斜，同時將所選擇之一支指部32保持於伸長之狀態。

又，說明了指保持部82係具有與第2指部32Y及第3指部32Z對應之實心部88的情況，但是亦可實心部88係被分割成各指部32。在此情況，亦可在各實心部彼此之間，雖未圖示，設置隔板。

4. 第4實施形態 說明第4實施形態之握持裝置。對與第3實施形態之相同的構成係附加相同的符號，並省略說明。如圖25所示，握持裝置80B係包括箱89、及被固定於該箱89的握持本體62C。握持本體62C係在內部具有彈性部34、形狀保持部38以及指保持部82。進而，本實施形態之指保持部82係在接觸面84與該掌部30之一部分接觸的位置、和該掌部30之一部分在厚度方向產生變形而使指部32可產生彈性變形的位置之間可移動。握持裝置80B係具備作為使指保持部82移動之驅動部的氣壓缸90。

在本實施形態的情況，指保持部82係以對應於第1指部32X、第2指部32Y以及第3指部32Z之方式，具有第1實心部92、第2實心部94以及第3實心部96(圖26)。氣壓缸90係被設置於各實心部。各氣壓缸90係使第1實心部92、第2實心部94以及第3實心部96各自獨立地移動。亦可採用在第1實心部92、第2實心部94以及第3實心部96的各個之間，設置隔板。

氣壓缸90係具有缸管98、被設置成對缸管98可進退的活塞桿100、以及向退避方向壓住活塞桿100的線圈彈簧102。在缸管98，設置配管104。經由該配管104，將氣體進行供排氣，藉此，活塞桿100對缸管98可進退。在活塞桿100的前端，分別固定第1實心部92；第2實心部94以及第3實心部96。在圖26的情況，在活塞桿100的前端，係固定第1實心部92。

其次，說明使第1指部32X產生彈性變形成向掌部30傾斜的情況。握持裝置80B係藉由使缸管98內之壓力變成大氣壓，使活塞桿100退避至缸管98內，而使氣壓缸90縮短。接著，將握持本體62C內降壓。於是，與第1指部32X對應之掌部30的一部分被吸入形狀保持部38的導孔40，而在厚度方向產生變形(圖27)。伴隨掌部30在厚度方向產生變形，向掌部30之中心拉第1指部32X的內面31。於是，第1指部32X係產生彈性變形成向掌部30傾斜。

其次，說明將第1指部32X保持於伸長之狀態的情況。握持裝置80B係藉由將缸管98內加壓，使活塞桿100從缸管98前進，而使氣壓缸90伸長至第1實心部92之接觸面84與掌部30接觸。因為，接觸面84與掌部30接觸，所以即使將握持本體62C內降壓，亦指保持部82係防止對應於第1指部32X之掌部30在厚度方向產生變形。依此方式，握持裝置80B係將第1指部32X保持於伸長之狀態(圖28)。

在本實施形態的情況，握持裝置80B係因為具備指保持部82，所以可得到與該第3實施形態一樣之效果。進而，在本實施形態的情況，指保持部82係具有與各指部32對應之第1實心部92；第2實心部94以及第3實心部96，且藉氣壓缸90，第1實心部92；第2實心部94以及第3實心部96可獨立地在接觸面84與該掌部30之一部分接觸的位置、和該掌部30之一部分在厚度方向產生變形而指部32可產生彈性變形的位置之間移動。握持裝置80B係因為如上述所示可將指部32選擇性地保持於伸長之狀態或產生彈性變形，所以可更提高泛用性。

5. 變形例 本發明係不是被限定為上述的實施形態，可在本發明之主旨的範圍內適當地變更。

在上述的實施形態，作為工業機器人12，表示直角型機器人之例子，但是本發明係不限定為此，可應用於選擇順應性裝配機械手臂型工業機器人、垂直多關節型機器人等。即，握持裝置係藉工業機器人以X軸、Y軸以及Z軸為中心旋轉，亦可握持工件W，且維持握持之狀態。

握持本體係亦可由一種材料所形成，亦可將由複數種相異之材料所形成的膜積層而形成。又，亦可握持本體28A係由局部地相異之材料所形成。握持本體的厚度係亦可不是固定，亦可局部地設置厚厚度部或薄厚度部。

亦可握持本體與彈性部34係一體。在此情況，握持本體與彈性部34係一部分或全部亦可是種類相同的材料，亦可是種類相異的材料。

亦可握持裝置係採用在指部32設置爪部。爪部係可使用合成樹脂製之板狀構件、或圓錐形構件、囊狀的構件。

在該第1、第2實施形態的情況，說明了形狀保持部38係具有被配置成同心圓形之複數個環體44~46的情況，但是本發明係不限定為此，亦可是一個環體。在一個環體的情況，環體係具有氣體之流通路者較佳。形狀保持部38係在一個環體的情況，亦可與握持本體28A是一體。形狀保持部38係不限定為圓筒狀構件，亦可是具有導孔40的多角柱。

亦可在箱36，係設置拍攝工件W的相機、測量所握持之工件W之重量的重量計、測量工件W與握持本體之距離的近接感測器等。

在上述之實施形態的情況，說明了彈性部34之基端的形狀為平面形狀的情況，但是本發明係不限定為此。例如，彈性部34之基端的形狀係可作成配合彎曲部49之彎曲的曲面形狀。在此情況，使彈性部34之基端與彎曲部49進行面接觸較佳。藉此，因為在彎曲部49與彈性部34之間之與握持本體的內面之間不會產生空間，所以可在降壓時防止握持本體之局部的凹下。結果，可使指部32更穩定地產生彈性變形，且可提高握持本體之耐久性。

10、80A、80B‧‧‧握持裝置、 12‧‧‧工業機器人、 28A~D、60A~C、62A~C、64‧‧‧握持本體、 30、66‧‧‧掌部、 32‧‧‧指部、 34‧‧‧彈性部、 35‧‧‧外周、 38、56、68‧‧‧形狀保持部、 39‧‧‧外周面、 40、69‧‧‧導孔、 49、70‧‧‧彎曲部、 72‧‧‧內周面、 82‧‧‧指保持部、 84‧‧‧接觸面、 90‧‧‧氣壓缸(驅動部)

[圖1]係表示應用第1實施形態之握持裝置的工業機器人之例子的模式圖。 [圖2]係表示第1實施形態的握持裝置之構成的立體圖。 [圖3]係表示第1實施形態的握持裝置之使用狀態的立體圖。 [圖4]係表示第1實施形態的握持裝置之構成的局部縱向端面圖。 [圖5]係表示形狀保持部之構成的立體圖。 [圖6]係表示第1實施形態的握持裝置之使用狀態的局部端面圖。 [圖7]係表示將第1實施形態之形狀保持部的變形例(1)設置於握持本體內之狀態的縱向剖面圖。 [圖8]係表示第1實施形態的形狀保持部之變形例(1)的立體圖。 [圖9]係供第1實施形態之形狀保持部的變形例(1)之詳細的說明的平面圖。 [圖10]係表示第1實施形態的握持本體之變形例(1)的立體圖，圖10A係指部之長度短的情況，圖10B係指部之長度中的情況，圖10C係指部之長度長的情況。 [圖11]係表示第1實施形態的握持本體之變形例(2)的立體圖，圖11A係指部之長度短的情況，圖11B係指部之長度中的情況，圖11C係指部之長度長的情況。 [圖12]係表示第1實施形態的握持本體之變形例(3)的立體圖，圖12A係指部之長度短的情況，圖12B係指部之長度中的情況，圖12C係指部之長度長的情況。 [圖13]係表示第1實施形態的握持本體之變形例(4)的立體圖。 [圖14]係表示第1實施形態的形狀保持部之變形例(2)的剖面圖。 [圖15]係第1實施形態的形狀保持部之變形例(2)的局部剖面圖。 [圖16]係表示第2實施形態的握持裝置之使用狀態的立體圖。 [圖17]係表示第2實施形態的握持裝置之使用狀態(1)的局部縱向端面圖。 [圖18]係表示第2實施形態的握持裝置之使用狀態(2)的局部縱向端面圖。 [圖19]係表示第3實施形態的握持裝置之構成的立體圖。 [圖20]係表示第3實施形態的握持裝置之使用狀態的立體圖。 [圖21]係表示第3實施形態的握持裝置之構成的局部縱向端面圖。 [圖22]係表示第3實施形態的握持裝置之構成的橫向剖面圖。 [圖23]係表示第3實施形態的握持裝置之使用狀態(1)的局部端面圖。 [圖24]係表示第3實施形態之握持裝置的使用狀態(1)之圖6中的A－A端面圖。 [圖25]係表示第4實施形態的握持裝置之構成的局部縱向端面圖。 [圖26]係表示第4實施形態的握持裝置之構成的橫向剖面圖。 [圖27]係表示第4實施形態的握持裝置之使用狀態(1)的局部端面圖。 [圖28]係表示第4實施形態的握持裝置之使用狀態(2)的局部端面圖。

10‧‧‧握持裝置

24‧‧‧配管

28A‧‧‧握持本體

30‧‧‧掌部

31‧‧‧內面

32‧‧‧指部

33‧‧‧凸緣部

34‧‧‧彈性部

35‧‧‧外周

36‧‧‧箱

37‧‧‧貫穿孔

38‧‧‧形狀保持部

39‧‧‧外周面

40‧‧‧導孔

41‧‧‧空間

43‧‧‧指部側前端

48‧‧‧保持面

49‧‧‧彎曲部

D‧‧‧外徑

d‧‧‧內徑

T‧‧‧自彈性部34之內側的距離

L‧‧‧彈性部34之半徑方向的長度

Claims (11)

1. 一種握持裝置，其特徵為包括： 袋狀之握持本體，係具有：掌部；及複數支指部，係被設置成向該掌部之周圍突出，並使該掌部在厚度方向產生變形，藉此，朝向該掌部傾斜； 彈性部，係被設置於該指部內，並具有該指部的形狀；以及 形狀保持部，係被設置於該握持本體內，並防止該掌部之外周的收縮； 該形狀保持部係框狀構件，並具有接受已變形之該掌部的導孔，並在該導孔的軸向之該指部側前端的外側設置彎曲部。
2. 如申請專利範圍第1項之握持裝置，其中該彈性部係與該指部是一體。
3. 如申請專利範圍第1或2項之握持裝置，其中該形狀保持部係外徑與該導孔之內徑的比是1.0：0.93~1.0：0.5。
4. 如申請專利範圍第1或2項之握持裝置，其中該形狀保持部的前端位於比平面圖上的該彈性部之中心位置更接近半徑方向的外側。
5. 如申請專利範圍第1或2項之握持裝置，其中該形狀保持部係在對應於該彈性部的位置，具有向該指部突出的突起。
6. 如申請專利範圍第1或2項之握持裝置，其中該形狀保持部係具有該導孔的內徑從該指部側前端往基端逐漸減少的內周面。
7. 如申請專利範圍第1或2項之握持裝置，其中該握持本體係 在該掌部之周緣所形成的外周，設置該指部； 從該掌部向該外周彎曲。
8. 如申請專利範圍第1或2項之握持裝置，其中在該導孔內具備指保持部，該指保持部係以伸長之狀態保持在複數支該指部中所選擇之該指部。
9. 如申請專利範圍第8項之握持裝置，其中該指保持部係具有接觸面，該接觸面係抑制與所選擇之該指部對應的該掌部之一部分的變形。
10. 如申請專利範圍第9項之握持裝置，其中具備驅動部，該驅動部係作成使該指保持部在該接觸面與該掌部之一部分接觸的位置、和該掌部之一部分在厚度方向產生變形而使該指部可產生彈性變形的位置之間可移動。
11. 一種工業機器人，其特徵為：設置如申請專利範圍第1或2項之握持裝置。

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