WO2021025019A1 - ロボットハンド、ロボット、ロボットシステム及び搬送方法 - Google Patents

ロボットハンド、ロボット、ロボットシステム及び搬送方法 Download PDF

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WO2021025019A1
WO2021025019A1 PCT/JP2020/029835 JP2020029835W WO2021025019A1 WO 2021025019 A1 WO2021025019 A1 WO 2021025019A1 JP 2020029835 W JP2020029835 W JP 2020029835W WO 2021025019 A1 WO2021025019 A1 WO 2021025019A1
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robot
robot hand
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transport surface
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山根 秀士
祥一 宮尾
宏仁 森岡
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川崎重工業株式会社
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    • B65G47/91Devices for picking-up and depositing articles or materials incorporating pneumatic, e.g. suction, grippers
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    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/39Robotics, robotics to robotics hand
    • G05B2219/39558Vacuum hand has selective gripper area

Definitions

  • This disclosure relates to robot hands, robots, robot systems and transport methods.
  • Patent Document 1 discloses a robot hand including a plurality of suction assemblies that carry a work by sucking it.
  • the robot hand is configured to be able to move multiple suction assemblies, thereby varying the distance between the multiple suction assemblies.
  • a robot may be applied to transport a cardboard case.
  • a plurality of corrugated cardboard cases may be stored in a stacked state in a space surrounded by the surroundings such as a box-shaped loading platform of a container or a truck.
  • the robot needs to approach the cardboard case from the side and pull out the robot hand to carry it.
  • the robot hand of Patent Document 1 is not suitable for such transportation.
  • an object of the present disclosure is to provide a robot hand, a robot, a robot system, and a transport method that enable a side-to-side approach and transport of an article such as a work.
  • the robot hand is a robot hand that conveys an article, and has a holding portion that holds the article and moves in the first direction, and the article is placed on it.
  • a drive belt having a transport surface capable of the same and driving the transport surface to move in the first direction, and a first drive device for driving the drive belt are provided, and the holding portion is provided in the first direction.
  • the robot according to one aspect of the present disclosure includes a robot hand according to one aspect of the present disclosure, a robot arm to which the robot hand is connected to an end, an operation of the driving device of the robot hand, and the robot arm.
  • a control device for controlling the operation of the fifth driving device to be driven is provided.
  • the robot system includes a robot according to one aspect of the present disclosure and a reception device capable of receiving the article transferred by the robot, and the robot hand carries the article.
  • the base is further provided with at least one notch at an end opposite to the first direction, and the receiving device can pass through the notch in the vertical direction.
  • the robot hand is lowered toward the reception device by the robot arm, so that the robot hand is lowered toward the reception device by the robot arm, so that the at least one protrusion is made into the at least one notch from below. Is inserted so that the article placed on the base can be supported by the at least one protrusion.
  • the transport method according to one aspect of the present disclosure is a transport method for transporting an article using the robot according to one aspect of the present disclosure, in which the holding portion of the robot hand is brought close to the article by the robot arm.
  • the drive belt causes the holding portion to hold the article, and the robot hand moves the holding portion holding the article in the first direction while moving the transport surface in the first direction. Is driven to move the article onto the transport surface.
  • the transport method according to one aspect of the present disclosure is a transport method for transporting an article placed on a mounting surface by using a robot according to one aspect of the present disclosure, and the robot hand intersects the transport surface.
  • a third driving device for moving the holding portion in the direction of approaching and away from the transport surface is further provided, and the posture of the robot hand is moved to the robot arm from the above-described mounting surface as the distance from the article is increased.
  • the robot arm is brought into the first posture in which the transport surface is inclined so that the holding portion of the robot hand in the first posture is brought close to the article, and the holding portion holds the article.
  • the drive belt is driven so as to move the transport surface in the first direction, and the article is moved onto the transport surface.
  • the transport method according to one aspect of the present disclosure is a transport method for transporting an article using the robot system according to one aspect of the present disclosure, in which the holding portion of the robot hand is brought close to the article by the robot arm. Then, the holding portion holds the article, and the robot hand drives the holding portion that holds the article so as to move the transport surface in the first direction while moving the holding portion in the first direction.
  • the belt is driven to move the article onto the transport surface so that the robot arm has at least one notch in the base above the at least one protrusion in the receiving device.
  • the robot hand is moved, the robot hand is lowered so as to insert the at least one protrusion into the at least one notch from below into the robot arm, and the article is placed in the robot arm.
  • the robot hand is moved so as to retract from the receiving device while being placed on the at least one protruding portion.
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of a configuration of a robot system according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a side view showing an example of the configuration of the robot according to the embodiment.
  • FIG. 3 is a perspective view showing an example of the configuration of one state of the robot hand according to the embodiment.
  • FIG. 4 is a perspective view of the robot hand of FIG. 3 as viewed from the rear direction.
  • FIG. 5 is a perspective view showing an example of the configuration of another state of the robot hand according to the embodiment.
  • FIG. 6 is a perspective view of the robot hand of FIG. 5 as viewed from the rear direction.
  • FIG. 7 is a cross-sectional side view of a cross section perpendicular to the drive belt with respect to the robot hand of FIG. 3 as viewed in the direction VII.
  • FIG. 8 is a front view showing the holding portion of FIG. 3 when viewed in the first direction.
  • FIG. 9 is a rear view showing the holding portion of FIG. 3 when viewed in the second direction.
  • FIG. 10 is a cross-sectional side view of the robot hand showing a state in which the elevating device is extended in FIG. 7.
  • FIG. 11 is a rear view of the holding portion showing the extended state of the elevating device in FIG.
  • FIG. 12 is a block diagram showing an example of the functional configuration of the control device according to the embodiment.
  • FIG. 13 is a block diagram showing an example of the configuration of the CPU and the servomotor of the control device according to the embodiment.
  • FIG. 14 is a flowchart showing an example of the first operation of the robot system according to the embodiment.
  • FIG. 15 is a side view showing one state of the first operation of the robot system according to the embodiment.
  • FIG. 16 is a side view showing one state of the first operation of the robot system according to the embodiment.
  • FIG. 17 is a flowchart showing an example of the second operation of the robot system 1 according to the embodiment.
  • FIG. 18 is a side view showing one state of the second operation of the robot system 1 according to the embodiment.
  • FIG. 19 is a side view showing one state of the second operation of the robot system 1 according to the embodiment.
  • FIG. 20 is a side view showing one state of the second operation of the robot system 1 according to the embodiment.
  • FIG. 21 is a perspective view showing an example of the configuration of the robot hand according to the modified example 1 in the same manner as in FIG. FIG.
  • FIG. 22 is a rear view showing an example of the configuration of the robot hand according to the modified example 2 in the same manner as in FIG.
  • FIG. 23 is a perspective view showing an example of the configuration of the robot hand according to the modified example 3 in the same manner as in FIG.
  • FIG. 24 is a perspective view showing an example of the configuration of the robot hand according to the modified example 3 in the same manner as in FIG.
  • FIG. 25 is a front view showing the holding portion of FIG. 23 when viewed in the first direction in the same manner as in FIG.
  • FIG. 26 is a front view showing an example of a loaded state of articles on the robot hand according to the third modification.
  • FIG. 27 is a front view showing an example of a loaded state of articles on the robot hand according to the third modification.
  • FIG. 28 is a front view showing an example of a loaded state of articles on the robot hand according to the third modification.
  • FIG. 29 is a perspective view showing an example of the operation of the robot hand according to the modified example 3 for unloading the loaded article.
  • FIG. 30 is a perspective view showing an example of the operation of the robot hand according to the modified example 3 for unloading the loaded article.
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of the configuration of the robot system 1 according to the embodiment.
  • the robot system 1 will be described as performing an operation of transferring an article A stacked in a certain place to another place or an apparatus by using the robot 100.
  • the article A to be transferred is a corrugated cardboard case.
  • the article A may be another object having a predetermined shape, or may be an object not having a predetermined shape.
  • the robot system 1 includes a robot 100, an input device 200, a control device 300, and an image pickup device 400 as components.
  • the robot 100 can autonomously move to various places on the floor surface or the like, but may be configured to be moved by another device, and is fixedly arranged. You may.
  • the control device 300 is arranged in the robot 100, and the input device 200 is arranged at a position away from the robot 100, but the respective arrangement positions are not limited thereto.
  • FIG. 2 is a side view showing an example of the configuration of the robot 100 according to the embodiment.
  • the robot 100 includes a robot main body 110, an equipment accommodating portion 150, and a transport vehicle 160.
  • the robot body 110 includes a robot arm 120 and a robot hand (also referred to as an “end effector”) 130.
  • the robot body 110 and the equipment accommodating portion 150 are mounted on the transport vehicle 160.
  • the transport vehicle 160 can move the robot 100 on a floor surface or the like, and includes wheels 160a as traveling means and a transport drive device 160b (not shown) for driving the wheels 160a.
  • Other traveling means such as a crawler (also referred to as a "caterpillar (registered trademark)" may be provided.
  • the transport drive device 160b uses electric power as a power source and has a servomotor as an electric motor, but the present invention is not limited to this.
  • the automatic guided vehicle 160 may be an AGV (automated guided vehicle) or the like.
  • the device accommodating unit 150 accommodates devices such as a control device 300, a power supply device 170, and a negative pressure generator 180.
  • the power supply device 170 supplies electric power to each component of the robot 100 that consumes electric power.
  • the power supply device 170 may include a battery such as a primary battery, a secondary battery, or a fuel cell, or may be connected to an external power source such as a commercial power source or an external device of the robot 100 via a wire or the like. It may be provided and connected to an external power source.
  • the power supply 170 supplies the power of the battery and / or the power of the external power source to each component.
  • Primary batteries can only discharge power.
  • the secondary battery is a battery capable of charging and discharging electric power, and may be a lead storage battery, a lithium ion secondary battery, a nickel / hydrogen storage battery, a nickel / cadmium storage battery, or the like.
  • the configuration of the negative pressure generator 180 is not particularly limited as long as it can generate a negative pressure in the adsorption device 134aak, and any existing configuration may be used.
  • the negative pressure generator 180 may have a configuration of a vacuum pump or a pneumatic cylinder that generates negative pressure or vacuum by sucking air, and generates negative pressure or vacuum by feeding compressed air. It may have a structure of an ejector. The operation of the negative pressure generator 180 is controlled by the control device 300.
  • the base of the robot arm 120 is attached and fixed to the transport vehicle 160, and the robot hand 130 is attached to the tip of the robot arm 120.
  • the robot hand 130 is configured to approach one article A among a plurality of stacked articles A from the side, pull out the article A to the side, and place the article A on the article A to carry the robot hand 130. ..
  • the operations of the robot arm 120 and the robot hand 130 are controlled by the control device 300.
  • the robot arm 120 is configured as a vertical articulated robot arm as described below, but is not limited to, for example, a horizontal articulated robot, a polar coordinate type, a cylindrical coordinate type, a rectangular coordinate type, or the like. It may be configured as a robot arm of the type of.
  • the robot arm 120 includes joints JT1 to JT6 that sequentially connect links 120a to 120f and links 120a to 120f that are sequentially arranged from the base to the tip, and arm drive devices M1 to rotationally drive each of the joints JT1 to JT6. It is equipped with M6.
  • the operation of the arm drive devices M1 to M6 is controlled by the control device 300.
  • Each of the arm drive devices M1 to M6 uses electric power as a power source and has a servomotor as an electric motor for driving the electric power, but the arm drive devices M1 to M6 are not limited to this.
  • the arm drive devices M1 to M6 are examples of the fifth drive device.
  • the number of joints of the robot arm 120 is not limited to 6, and may be 7 or more, or 1 or more and 5 or less.
  • the link 120a is attached to the transport vehicle 160.
  • the tip of the link 120f constitutes a mechanical interface and is connected to the robot hand 130.
  • the joint JT1 rotatably connects the transport vehicle 160 and the base end portion of the link 120a around an axis in the vertical direction perpendicular to the floor surface supporting the transport vehicle 160.
  • the joint JT2 rotatably connects the tip end of the link 120a and the base end of the link 120b around a horizontal axis parallel to the floor surface.
  • the joint JT3 rotatably connects the tip end of the link 120b and the base end of the link 120c around an axis in the horizontal direction.
  • the joint JT4 rotatably connects the tip end of the link 120c and the base end of the link 120d around the longitudinal axis of the link 120c.
  • the joint JT5 rotatably connects the tip end of the link 120d and the base end of the link 120e about an axis in a direction orthogonal to the longitudinal direction of the link 120d.
  • the joint JT6 connects the tip end of the link 120e and the base end of the link 120f in a twistable and rotatable manner with respect to the link 120e.
  • FIG. 3 is a perspective view showing an example of a configuration of one state of the robot hand 130 according to the embodiment.
  • FIG. 4 is a perspective view of the robot hand 130 of FIG. 3 as viewed from the rear direction.
  • FIG. 5 is a perspective view showing an example of the configuration of another state of the robot hand 130 according to the embodiment.
  • FIG. 6 is a perspective view of the robot hand 130 of FIG. 5 as viewed from the rear direction.
  • the holding portion 134 which will be described later, slides in the first direction D1 with respect to FIGS. 3 and 4.
  • FIG. 7 is a cross-sectional side view of a cross section perpendicular to the drive belt 133c with respect to the robot hand 130 of FIG. 3 in the direction VII.
  • the robot hand 130 includes a mounting base 131, a base 132, a belt driving mechanism 133, a holding unit 134, and a belt driving device 135.
  • the holding portion 134 is movable in directions D1 and D2 with respect to the base 132.
  • the base 132 supports the holding portion 134, and the article A can be placed on it.
  • the base 132 is composed of, for example, a rectangular plate-shaped member having the first direction D1 as the longitudinal direction.
  • the base 132 includes sliding members 136 and 137 on its upper surface.
  • the sliding members 136 and 137 are band-shaped members extending in the first direction D1 and are arranged at intervals in the fifth direction D5. In this embodiment, the sliding members 136 and 137 extend in parallel, but are not limited thereto.
  • the upper surface of the base 132 is a surface facing the third direction D3.
  • the first direction D1 is a direction along the longitudinal direction of the base 132 and from the end 132a of the base 132 toward the end 132b.
  • the ends 132a and 132b are the ends on both sides of the base 132 in the longitudinal direction.
  • the second direction D2 is the opposite direction to the first direction D1.
  • the fifth direction D5 is a direction perpendicular to the directions D1 and D2 and from the sliding member 136 toward the sliding member 137, and is a direction along the upper surface of the base 132.
  • the sixth direction D6 is the opposite direction to the fifth direction D5.
  • the third direction D3 is perpendicular to the directions D1, D2, D5 and D6 and is a direction from the base 132 toward the sliding members 136 and 137.
  • the fourth direction D4 is the opposite direction to the third direction D3.
  • the sliding members 136 and 137 have upper surfaces 136a and 137a having the same height in the third direction D3 and being smooth and flat, respectively.
  • the sliding materials 136 and 137 are made of, for example, materials having a low coefficient of friction with respect to the article A and having a low influence such as damage on the surface of the article A. Examples of the constituent materials of the sliding materials 136 and 137 are resins and the like. The sliding members 136 and 137 made of resin also contribute to the weight reduction of the robot hand 130.
  • the mounting base 131 is connected to the link 120f of the robot arm 120.
  • the mounting base 131 is arranged and fixed in the third direction D3 with respect to the base 132 and is arranged in the first direction D1 with respect to the sliding members 136 and 137.
  • the mounting base 131 includes a housing 131a and a connecting 131b.
  • the accommodating portion 131a is composed of an inverted U-shaped member straddling the base 132 in the directions D5 and D6, and forms an accommodating space 131a1 inside the accommodating portion 131a.
  • the accommodation space 131a1 accommodates the components of the holding portion 134 that have moved in the first direction D1.
  • the connecting portion 131b is connected to the portion of the accommodating portion 131a in the first direction D1 and is connected to the link 120f.
  • the belt drive mechanism 133 is arranged on the base 132 between the sliding members 136 and 137. As shown in FIG. 7, the belt drive mechanism 133 includes rotatable rollers 133a and 133b and an endless ring-shaped drive belt 133c.
  • the rollers 133a and 133b are arranged on the base 132 at intervals in the first direction D1, and the direction of the rotation axes of the rollers 133a and 133b is the fifth direction D5.
  • the rollers 133a and 133b are arranged in the vicinity of the ends 132a and 132b (see FIG. 3) of the base 132, respectively, and are embedded in a through hole penetrating the base 132 in the third direction D3.
  • the drive belt 133c is hung on the rollers 133a and 133b through the above two through holes.
  • the drive belt 133c extends in the first direction D1 on both the upper and lower surfaces of the base 132 facing the directions D3 and D4, respectively.
  • the drive belt 133c forms a transport surface 133c1 extending in the first direction D1 and facing the third direction D3 on its outer peripheral surface.
  • the drive belt 133c orbits around the rollers 133a and / or 133b by being rotationally driven, and moves the transport surface 133c1 in the first direction D1 or the second direction D2.
  • the drive belt 133c does not have to have an endless ring shape.
  • the drive belt 133c may be wound around the rollers 133a and 133b.
  • the rollers 133a and 133b rotate to feed or wind the drive belt 133c to move the transport surface 133c1 in the first direction D1 or the second direction D2.
  • the height of the transport surface 133c1 in the third direction D3 is equivalent to the height of the upper surfaces 136a and 137a of the sliding members 136 and 137. Therefore, the article A can be simultaneously placed on the transport surface 133c1 and the upper surfaces 136a and 137a.
  • the drive belt 133c can move the article A on the upper surfaces 136a and 137a in the first direction D1 or the second direction D2 by moving the transport surface 133c1.
  • the belt drive device 135 is arranged in the vicinity of the roller 133b and rotationally drives the roller 133b.
  • the belt drive device 135 includes a servomotor 135a as an electric motor and a speed reducer 135b.
  • the speed reducer 135b reduces the rotational speed of the servomotor 135a and increases the rotational driving force, and transmits the rotational driving force to the roller 133b.
  • the belt drive device 135 is an example of the first drive device.
  • the holding portion 134 is arranged in the third direction D3 with respect to the drive belt 133c, and can move in the directions D1 and D2.
  • the holding portion 134 includes an attachment portion 134a, a support 134b, a fixing portion 134c, and an elevating device 134d.
  • the support 134b supports the attachment portion 134a and is connected to the fixing portion 134c via the elevating device 134d.
  • the support 134b is composed of a rectangular plate-shaped member, and stands upright in the third direction D3 with respect to the sliding members 136 and 137 and the transport surface 133c1.
  • the support 134b has surfaces 134b1 and 134b2 facing directions D1 and D2, respectively.
  • the attachment portion 134a is arranged on the surface 134b2, and the elevating device 134d is arranged on the surface 134b1.
  • FIG. 8 is a front view showing the holding portion 134 of FIG. 3 when viewed in the first direction D1.
  • FIG. 9 is a rear view showing the holding portion 134 of FIG. 3 when viewed in the second direction D2.
  • Each suction device 134ak has, for example, a nozzle-shaped hollow shape, but the shape is not limited thereto. In the present embodiment, each suction device 134ak has a bellows-like hollow shape and is expandable and contractible.
  • each suction device 134ak is oriented in the second direction D2 so as to suck the article A existing in the second direction D2.
  • the holding portion 134 is oriented so as to hold the article A existing in the second direction D2 by using a plurality of suction devices 134 aak.
  • 20 adsorption devices 134aa1 to 134aa20 are arranged.
  • the suction devices 134aa1 to 134aa20 are arranged in 4 rows ⁇ 5 columns forming four rows in the fifth direction D5 and five columns in the third direction D3.
  • the suction devices 134aa1 to 134aa12 constitute the first suction device group G1 and are arranged in a rectangular shape with 4 rows ⁇ 3 columns.
  • the suction devices 134aa13 to 134aa16 constitute the second suction device group G2, and are arranged in 4 rows ⁇ 1 columns at the position of the fifth direction D5 with respect to the first suction device group G1.
  • the suction devices 134aa17 to 134aa20 constitute the third suction device group G3, and are arranged in 4 rows ⁇ 1 column at the position of the sixth direction D6 with respect to the first suction device group G1.
  • the suction devices 134aa1 to 134aa20 as described above have directions D3 and D4 that intersect the transport surface 133c1 of the drive belt 133c, specifically, directions D3 and D4 that are substantially perpendicular to the transport surface 133c1. They are arranged in the direction of approaching and away from the transport surface 133c1. Further, the suction device 134aak distal to the transport surface 133c1 is arranged on the D1 side in the first direction with respect to the suction device 134aak proximal to the transport surface 133c1.
  • the support 134b is slightly inclined in the directions D1 and D2 with respect to the direction perpendicular to the transport surface 133c1, and specifically, the support 134b is slightly inclined toward the first direction D1 as the distance from the transport surface 133c1 toward the third direction D3. It is inclined to.
  • the suction devices 134aa1 to 134aa12 communicate with the first piping system 181 (not shown) via the connection port 134ba on the surface 134b1.
  • the suction devices 134aa13 to 134aa16 communicate with the second piping system 182 (not shown) via the connection port 134bb on the surface 134b1.
  • the suction devices 134aa17 to 134aa20 communicate with the third piping system 183 (not shown) via the connection port 134bc on the surface 134b1.
  • the piping systems 181 to 183 are separate piping systems and are connected to the negative pressure generator 180. The pipes, electric cables, etc. extending from the holding portion 134 of the pipes, etc.
  • the accommodating duct 138 is a cable bear (registered trademark) that can be bent freely, but it is sufficient if it can accommodate piping, electric cables, and the like.
  • Any two of the piping systems 181 to 183 are examples of the first system and the second system.
  • the negative pressure generator 180 is configured to select at least one of the piping systems 181 to 183 to generate negative pressure in the piping system. That is, the negative pressure generator 180 can select at least one of a plurality of suction device groups G1 to G3 to perform suction. For example, by selecting the adsorption device groups G1 to G3 that generate negative pressure according to the shape and size of the article A, the article A can be efficiently adsorbed.
  • the fixing portion 134c fixes the support 134b to the drive belt 133c, specifically to the portion of the drive belt 133c on the upper surface of the base 132.
  • the support 134b is moved in the directions D1 and D2 together with the transport surface 133c1 by the drive belt 133c via the fixing portion 134c.
  • the fixing portion 134c includes a substrate 134c1, a holding portion 134c2, slide guides 134c3a and 134c3b, and elevating guides 134c4a and 134c4b.
  • the substrate 134c1, the slide guides 134c3a and 134c3b, and the elevating guides 134c4a and 134c4b are integrated.
  • the substrate 134c1 is a plate-shaped member, is arranged in the third direction D3 with respect to the drive belt 133c, and extends in the fifth direction D5 across the upper part of the drive belt 133c.
  • the substrate 134c1 has surfaces 134c1a and 134c1b facing directions D3 and D4, respectively.
  • the sandwiching portion 134c2 is a member arranged between the base 132 and the drive belt 133c.
  • the sandwiching portion 134c2 and the surface 134c1b of the substrate 134c1 sandwich the drive belt 133c and are connected to each other to fix the substrate 134c1 to the drive belt 133c.
  • the slide guides 134c3a and 134c3b are arranged and fixed on both sides of the drive belt 133c in the directions D5 and D6 on the surface 134c1b of the substrate 134c1.
  • the recesses of the slide guides 134c3a and 134c3b are slidably fitted in the directions D1 and D2 with the base guides 132c and 132d, which are band-shaped protrusions.
  • the base guides 132c and 132d are fixed or integrated with the base 132 and extend in the first direction D1 along the drive belt 133c on both sides of the drive belt 133c in directions D5 and D6 and are parallel to each other in this embodiment. ..
  • the slide guides 134c3a and 134c3b and the base guides 132c and 132d are arranged apart from each other on both sides of the drive belt 133c, they guide the movement of the substrates 134c1 with respect to the base 132 in the unintended directions. The displacement of the substrate 134c1 is suppressed.
  • the elevating guides 134c4a and 134c4b are columnar members extending in the third direction D3, and are parallel to each other in the present embodiment.
  • the elevating guides 134c4a and 134c4b are arranged and fixed on both sides of the elevating device 134d in the directions D5 and D6 on the surface 134c1a of the substrate 134c1.
  • the elevating guides 134c4a and 134c4b penetrate the guide holes 134b3a and 134b3b of the support guide 134b3, respectively.
  • the support guide 134b3 is a plate-shaped member projecting from the surface 134b1 of the support 134b in the first direction D1, and has guide holes 134b3a and 134b3b penetrating the directions D3 and D4.
  • the elevating guides 134c4a and 134c4b and the support guide 134b3 guide the movement of the support 134b in the directions D3 and D4 with respect to the substrate 134c1.
  • the elevating guides 134c4a and 134c4b arranged apart from each other in the fifth direction D5 prevent the support 134b from rotating with respect to the substrate 134c1 about the axis of the third direction D3.
  • the elevating device 134d is arranged on the surface 134c1a of the substrate 134c1 and is connected to the support guide 134b3 and the substrate 134c1.
  • the support 134b is supported by the substrate 134c1 via the elevating device 134d.
  • the elevating device 134d expands and contracts in the directions D3 and D4, and moves the support guide 134b3 in the directions D3 and D4 with respect to the substrate 134c1. That is, the elevating device 134d elevates the support 134b in the directions D3 and D4 with respect to the base 132.
  • the elevating device 134d is an example of a third driving device.
  • the elevating device 134d is composed of a pneumatic cylinder, but the present invention is not limited to this, and the support 134b may be elevated and lowered in the directions D3 and D4 with respect to the fixed portion 134c.
  • the elevating device 134d may include a hydraulic or electric cylinder, an electric linear actuator, a screw mechanism, or the like.
  • the screw mechanism includes, for example, a bar screw and a nut such as a ball nut screwed into the bar screw, and is a mechanism that converts the rotary motion of the nut into the linear motion of the bar screw.
  • the elevating device 134d may include, for example, a motor or a linear actuator that is servo-controlled when the elevating device 134d is driven up and down by electric power.
  • FIG. 10 is a cross-sectional side view of the robot hand 130 showing a state in which the elevating device 134d is extended in FIG. 7.
  • FIG. 11 is a rear view of the holding portion 134 showing a state in which the elevating device 134d is extended in FIG.
  • the elevating device 134d includes a cylinder 134d1 and a piston 134d2 in the cylinder 134d1.
  • the cylinder 134d1 is fixed to the support guide 134b3, and the piston 134d2 is fixed to the substrate 134c1 via the rod 134d3.
  • the piston 134d2 divides the space in the cylinder 134d1 into a first chamber 134d4 located in the third direction D3 with respect to the piston 134d2 and a second chamber 134d5 located in the fourth direction D4 with respect to the piston 134d2.
  • the chambers 134d4 and 134d5 are connected to the negative pressure generator 180 via piping systems 184 and 185 (not shown), respectively.
  • the negative pressure generator 180 changes the relationship of air pressure in the chambers 134d4 and 134d5 by sending or sucking air, and moves the cylinder 134d1 in the direction D3 or D4 with respect to the piston 134d2.
  • the elevating device 134d contracts and moves the cylinder 134d1 in the fourth direction D4 to move the support 134b in the fourth direction D4 and bring it closer to the transport surface 133c1.
  • the elevating device 134d extends and moves the cylinder 134d1 in the third direction D3 to move the support 134b in the third direction D3 and separate it from the transport surface 133c1.
  • the elevating direction of the elevating device 134d is not limited to the directions D3 and D4 perpendicular to the transport surface 133c1, and may be a direction intersecting the transport surface 133c1.
  • the image pickup apparatus 400 takes an image of the object A to be processed by the robot 100. As shown in FIGS. 3 and 8, the imaging device 400 is arranged on the robot hand 130, specifically, the mounting base 131, as long as it can image the article A to be processed.
  • the image pickup device 400 includes a camera 401 that captures an image for detecting a three-dimensional position of the subject with respect to the image pickup device 400 such as a distance to the subject, and a light source 402 that illuminates the subject.
  • the camera 401 is a camera that captures a digital image, and uses a stereo camera, a monocular camera, a TOF camera (Time-of-Flight-Camera), a pattern light projection camera such as stripe projection, or a light cutting method. It may have the configuration of the existing camera or the like.
  • the camera 401 is a stereo camera.
  • the light source 402 are an LED (light emission diode), a strobe, and the like.
  • the camera 401 and the light source 402 are directed toward the second direction D2.
  • the image pickup device 400 may detect the three-dimensional position and orientation (orientation) of the article A based on the image of the article A and output the image to the control device 300, and output the image to the control device 300.
  • the control device 300 may calculate the three-dimensional position and orientation.
  • the input device 200 shown in FIG. 1 receives input of commands and information by the user who manages the robot system 1, and outputs the commands and information to the control device 300.
  • the input device 200 is connected to the control device 300 via wired communication or wireless communication.
  • the format of wired communication and wireless communication may be any format.
  • the input device 200 may accept input of information for specifying the configuration of the article such as the type, shape, size, and standard of the article A processed by the robot 100.
  • the configuration of the input device 200 is not particularly limited, but in the present embodiment, it is a terminal device including buttons, keys and / or a touch panel and the like.
  • FIG. 12 is a block diagram showing an example of the functional configuration of the control device 300 according to the embodiment. As shown in FIG. 12, the control device 300 attracts the integrated control unit 301, the image pickup control unit 302, the image processing unit 303, the transport control unit 304, the arm control unit 305, the belt drive control unit 306, and the like. The control unit 307, the elevating control unit 308, and the storage unit 309 are included as functional components.
  • each functional component of the control device 300 other than the storage unit 309 may be realized by a computer system including a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), and the like. It may be realized by a dedicated hardware circuit such as an electronic circuit or an integrated circuit, or may be realized by a combination of the above computer system and a hardware circuit.
  • a computer system including a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), and the like. It may be realized by a dedicated hardware circuit such as an electronic circuit or an integrated circuit, or may be realized by a combination of the above computer system and a hardware circuit.
  • the CPU is a processor and controls the entire processing and operation of the robot system 1.
  • the ROM is composed of a non-volatile semiconductor memory or the like, and stores programs and data for causing the CPU to control processing and operation.
  • the RAM is composed of a volatile semiconductor memory or the like, and temporarily stores a program executed by the CPU and data in the middle of processing or processed.
  • a program for operating the CPU is stored in advance in a ROM or the like.
  • the CPU reads the program from the ROM or the like into the RAM and develops it.
  • the CPU executes each coded instruction in the program expanded in the RAM.
  • the function of the storage unit 309 is realized by a semiconductor memory such as a volatile memory and a non-volatile memory, and a memory which is a storage device such as a hard disk (HDD: Hard Disc Drive) and an SSD (Solid State Drive).
  • a semiconductor memory such as a volatile memory and a non-volatile memory
  • a memory which is a storage device such as a hard disk (HDD: Hard Disc Drive) and an SSD (Solid State Drive).
  • the control device 300 may include a CPU, a ROM, a RAM, and / or a hardware circuit, and a memory such as a semiconductor memory, a hard disk, and an SSD as hardware.
  • the integrated control unit 301 receives an input such as a command from the input device 200, and outputs a command to each of the other functional components according to the input and the program.
  • the integrated control unit 301 acquires information on its operation from each of the other functional components, and uses the acquired information to operate each of the other functional components in cooperation, cooperation, and / or cooperation.
  • the overall control unit 301 is at least one of the camera 401, the light source 402, the transport drive device 160b, the arm drive devices M1 to M6, the belt drive device 135, the negative pressure generator 180, the suction devices 134aa1 to 134aa20, the lifting device 134d, and the like. While operating one device, at least one other device can be operated.
  • the storage unit 309 stores various information and enables reading of the stored information.
  • the storage unit 309 stores information on the configuration including the type, shape, size, standard, etc. of the article that can be processed by the robot 100 as a template or the like.
  • the storage unit 309 may also store map information such as a work place, an image captured by the camera 401, a program, and the like.
  • the image pickup control unit 302 controls the operations of the camera 401 and the light source 402 of the image pickup device 400.
  • the image pickup control unit 302 may cause the camera 401 to take an image at a predetermined timing such as immediately before the robot 100 starts transferring the article A.
  • the image pickup control unit 302 may illuminate the light source 402 at the timing of the image pickup of the camera 401.
  • the image processing unit 303 extracts the article A projected on the image by using the image captured by the camera 401 and the template of the article of the storage unit 309, and the three-dimensional position of the article A with respect to the camera 401 and Detects posture, etc.
  • the image processing unit 303 outputs the three-dimensional position, posture, and the like to the arm control unit 305 and the like.
  • the control device 300 controls the robot 100 based on the three-dimensional position and posture of the article A and the like.
  • the transport control unit 304 controls the operation of the transport drive device 160b.
  • the transport control unit 304 controls the operation of the transport drive device 160b according to a command or the like received from the input device 200, thereby causing the transport vehicle 160 to perform an operation.
  • the transport control unit 304 may adjust the position of the robot 100 with respect to the article A by moving the transport vehicle 160 based on the information received from the image processing unit 303.
  • the transport control unit 304 may acquire information on the operating amount such as the rotation amount of the servomotor from the transport driving device 160b, and detect the position and orientation of the transport vehicle 160 based on the operating amount.
  • the transport vehicle 160 may be provided with a GPS (Global Positioning System) receiver and a position measuring device such as an IMU (Inertial Measurement Unit).
  • the transport control unit 304 may detect the position and orientation of the transport vehicle 160 by using the reception signal of the GPS receiver, the acceleration and the angular velocity measured by the IMU, and the like. For example, the transport control unit 304 may detect a weak induced current from an electric wire embedded in the floor surface, and detect the position and orientation of the transport vehicle 160 based on this detected value.
  • the arm control unit 305 controls the operation of the arm drive devices M1 to M6.
  • the arm control unit 305 controls the arm drive devices M1 to M6 based on the detection result of the image processing unit 303 and the like to cause the robot arm 120 to perform an operation corresponding to the transfer work of the article A. Further, the arm control unit 305 acquires information on the amount of motion such as the amount of rotation from the servomotors of the arm drive devices M1 to M6, and based on the amount of motion, the position and orientation of each link of the robot arm 120 and the robot hand 130. , Position and orientation information including movement direction, movement speed, movement acceleration, and the like are detected.
  • the arm control unit 305 outputs the position / orientation information to the belt drive control unit 306, the suction control unit 307, the elevating control unit 308, and the like. Further, the arm control unit 305 controls the operation of the arm drive devices M1 to M6 so that the position and posture of the robot hand 130 become the target position and posture by using the position and posture information as feedback information. ..
  • the belt drive control unit 306 controls the operation of the belt drive device 135.
  • the belt drive control unit 306 controls the servomotor 135a of the belt drive device 135 based on the three-dimensional position and orientation of the article A to be transferred and the position / attitude information of the robot hand 130 to hold the holding unit 134. Move in direction D1 or D2.
  • the servomotor includes an electric motor, an encoder that detects the rotation angle of the rotor of the electric motor, and a current sensor that detects the current value of the electric motor.
  • the control device 300 has at least one CPU (that is, a processor), a ROM 312, a RAM 313, and a memory 314.
  • the single CPU 311 of at least one CPU is the servomotors SM1 to SM6 of the arm drive devices M1 to M6, the servomotors 135a of the belt drive device 135, and the transfer. It controls the operation of the servomotor 160c of the drive device 160b.
  • FIG. 13 is a block diagram showing an example of the configuration of the CPU 311 of the control device 300 and the servomotors SM1 to SM6, 135a and 160c according to the embodiment.
  • Servo motors SM1 to SM6, 135a and 160c each operate an electric motor according to a command or the like output from the CPU311 and output the detection values of the encoder and the current sensor to the CPU311.
  • the CPU311 detects the rotation amount, rotation speed, rotation torque, etc. of the rotor of the electric motor based on the detection values of the encoder and the current sensor fed back from the servomotors SM1 to SM6, 135a and 160c, and uses the detection result.
  • the rotation start, rotation stop, rotation speed, rotation torque, etc. of the electric motor are controlled.
  • the CPU 311 can stop each of the servomotors SM1 to SM6, 135a and 160c at an arbitrary rotation position, rotate at an arbitrary rotation speed, and operate with an arbitrary rotation torque. Therefore, the CPU 311 can operate the robot arm 120, the belt drive mechanism 133, the transport vehicle 160, and the like in various and precise manners.
  • a single CPU311 collectively drives on at least eight axes, including drive on six axes corresponding to servomotors SM1 to SM6 and drive on at least two axes corresponding to servomotors 135a and 160c. Control.
  • the shaft corresponding to the servomotors 135a and 160c is also called an external shaft.
  • the single CPU 311 further includes another servomotor included in the robot hand 130, an opening / closing device 181a to 183a for driving the suction device 134ak described later, a switching device 187 for driving the lifting device 134d described later, and a negative.
  • the drive of the pressure generator 180 may be configured to be collectively controlled together with the drive on at least eight axes described above. As a result, the CPU 311 can operate each device in a more smooth coordinated manner.
  • the suction control unit 307 controls the operation of the suction device 134aak. Specifically, the suction control unit 307 controls the operations of the negative pressure generator 180 and the switchgear 181a to 183a.
  • the switchgear 181a is arranged in the first piping system 181 and conducts or cuts off the first piping system 181.
  • the switchgear 182a is arranged in the second piping system 182 and conducts or cuts off the second piping system 182.
  • the switchgear 183a is arranged in the third piping system 183 and conducts or cuts off the third piping system 183.
  • the suction control unit 307 operates the negative pressure generator 180 and conducts the switchgear 181a to 183a to generate negative pressure in each of the suction device groups G1 to G3.
  • An example of the switchgear 181a to 183a is a switchgear composed of a solenoid valve or the like.
  • the elevating control unit 308 controls the operation of the elevating device 134d. Specifically, the elevating control unit 308 controls the operations of the negative pressure generating device 180 and the switching device 187.
  • the switching device 187 is arranged in the piping systems 184 and 185 communicating with the chambers 134d4 and 134d5 (see FIG. 10) of the elevating device 134d, respectively.
  • the switching device 187 switches between the communication between the fourth piping system 184 and the negative pressure generator 180 and the communication between the fifth piping system 185 and the negative pressure generator 180.
  • the switching device 187 can also block both communication.
  • the elevating control unit 308 operates the negative pressure generating device 180 and switches the communication to the switching device 187 to increase or decrease the pressure of the chambers 134d4 or 134d5 and expand / contract the elevating device 134d.
  • An example of the switching device 187 is a switching valve composed of a solenoid valve or the like.
  • FIG. 14 is a flowchart showing an example of the first operation of the robot system 1 according to the embodiment.
  • 15 and 16 are side views showing one state of the first operation of the robot system 1 according to the embodiment, respectively.
  • the first operation is an operation of transferring the article A1 existing at a position upward from the mounting surface such as the floor surface by using the robot hand 130.
  • the article A1 is in a height position where the base 132 of the robot hand 130 can be positioned below the article A1, and is placed on, for example, another article A.
  • the robot system 1 transfers the uppermost article A1 among the articles A stacked up and down in a row.
  • the first operation is fully automatic. In this operation, the robot system 1 autonomously detects the three-dimensional position and posture of the article A1 by using the image pickup device 400, and the robot 100 is notified based on the detection result. Perform the operation.
  • step S101 the user who manages the robot system 1 inputs a command for executing the transfer work to the input device 200, and the control device 300 receives the command.
  • the directive includes the position of a pile of articles A on which a plurality of articles A to be transferred are piled up, and the position of a transfer destination of articles A such as a belt conveyor.
  • the directive also includes the composition of article A.
  • step S102 the control device 300 operates the transport vehicle 160 according to the command received from the input device 200, and moves the robot 100 to a position near the mountain of the article A.
  • the control device 300 may use the map information stored in the storage unit 309.
  • step S103 the control device 300 causes the image pickup device 400 to image the mountain of the article A.
  • the control device 300 changes the position and orientation of the robot hand 130 as necessary for imaging.
  • step S104 the control device 300 detects the three-dimensional position and orientation of the article A1 to be transferred by performing image processing on the image captured by the image pickup device 400. Specifically, the control device 300 extracts a template corresponding to the configuration of the article A from the storage unit 309, and uses the template to detect the article A projected in the image. For detection, a method such as pattern matching with a template may be used. Further, the control device 300 detects one of the uppermost articles A in the pile of articles A as the article A1 to be transferred. The control device 300 also detects the three-dimensional position and orientation of the article A1 and the size of the article A1 by stereo-processing the image.
  • step S105 the control device 300 moves the robot hand 130 to the side of the article A1 by operating the robot arm 120 based on the three-dimensional position and posture of the article A1. And approach.
  • the control device 300 causes the article A1 to approach the robot hand 130 from the side in the horizontal direction.
  • the control device 300 brings the suction device 134aak closer to the side surface A1a from the side so as to face the side surface A1a of the article A1 facing the side in the horizontal direction.
  • the control device 300 moves the holding portion 134 of the robot hand 130 to the most extreme position in the second direction D2 within the movable range.
  • the suction device 134aak protrudes from the end 132a of the base 132 of the robot hand 130 in the second direction D2, and easily comes into contact with the side surface A1a.
  • the control device 300 controls the posture of the robot hand 130 so that the holding portion 134 is located above the base 132.
  • the control device 300 positions the robot hand 130 so that the upper surfaces 136a and 137a (see FIG. 3) of the sliding members 136 and 137 of the base 132 are substantially horizontal and located below the article A1. And control the posture.
  • the control device 300 may execute the position control of the robot hand 130, the attitude control of the robot hand 130, and the movement control of the holding unit 134 in parallel so that at least a part of them wraps. , May be executed separately in sequence.
  • step S106 the control device 300 sucks the side surface A1a of the article A1 on the suction device 134ak.
  • the control device 300 generates a negative pressure in the suction device 134ak to bring it close to or in contact with the side surface A1a.
  • the control device 300 determines the suction device group that generates a negative pressure in the suction device groups G1 to G3 based on the size of the article A1. In the example of FIG. 15, since the size of the side surface A1a of the article A1 is large enough to allow all of the suction devices 134ak to come into contact with each other, the control device 300 generates a negative pressure in all of the suction device groups G1 to G3.
  • the control device 300 activates the negative pressure generator 180 and conducts the opening / closing devices 181a to 183a to suck the side surface A1a to the suction device groups G1 to G3. For example, the control device 300 generates a negative pressure only in the first suction device group G1 with respect to the article A having a small side surface that the suction device groups G2 and G3 cannot contact.
  • step S107 the control device 300 pulls the article A1 laterally from the mountain of the article A by moving the holding portion 134 with respect to the base 132 in the first direction D1.
  • the control device 300 provides information such as an increase in the load in the negative pressure generator 180 or an increase in the detected negative pressure value of the pressure sensors (not shown) provided in the piping systems 181 to 183. Based on this, the completion of adsorption by the adsorption devices 134aa1 to 134aa20 is determined. After the suction is completed, the control device 300 activates the belt drive device 135 to drive the drive belt 133c.
  • the drive belt 133c moves the holding portion 134 in the first direction D1 together with the transport surface 133c1, and the holding portion 134 and the suction devices 134aa1 to 134aa20 pull out the article A1 in the first direction D1 and the sliding members 136 and 137 and the transport surface. Place on 133c1. After that, the article A1 is further moved in the first direction D1 by both the transport surface 133c1 and the holding portion 134. Article A1 slides smoothly on the upper surfaces 136a and 137a of the sliding members 136 and 137.
  • step S108 the control device 300 moves the robot hand 130 and removes the article A1 from the pile of the article A. Specifically, when the holding unit 134 reaches the endmost position in the first direction D1 within the movable range, the control device 300 stops the belt driving device 135 and moves the robot hand 130 to the article A. Move away from the mountain. Further, the control device 300 moves the robot hand 130 to the transfer destination of the article A1. In this example, the control device 300 continues the suction by the suction devices 134aa1 to 134aa20 until the robot hand 130 reaches the transfer destination, but the suction is stopped at any timing after the belt drive device 135 is stopped. Good.
  • step S109 the control device 300 lowers the article A1 from the robot hand 130 after reaching the transfer destination. Specifically, the control device 300 activates the belt drive device 135.
  • the drive belt 133c moves the holding portion 134 in the second direction D2 together with the transport surface 133c1, and the holding portion 134 presses the article A1 in the second direction D2.
  • the article A1 is moved in the second direction D2 by the transport surface 133c1 and the holding portion 134, and is lowered from the sliding members 136 and 137.
  • FIG. 17 is a flowchart showing an example of the second operation of the robot system 1 according to the embodiment.
  • 18 to 20 are side views showing one state of the second operation of the robot system 1 according to the embodiment, respectively.
  • the second operation is an operation of transferring the article A1 directly placed on the mounting surface such as the floor surface by using the robot hand 130.
  • the article A1 is at a height position below which the base 132 of the robot hand 130 cannot be positioned below the article A1.
  • the robot system 1 transfers the lowermost article A1 on which no other article A is placed.
  • the second operation is also fully automatic.
  • Steps S201 to S204 are the same as steps S101 to S104 of the first operation.
  • the control device 300 detects one of the lowermost articles A in the pile of articles A as the article A1 by performing image processing on the image captured by the imaging device 400, and the article A1. Detects the three-dimensional position, posture, size, etc.
  • step S205 the control device 300 places the robot hand 130 on the side surface A1a of the article A1 in the first posture in an inclined state based on the three-dimensional position and posture of the article A1.
  • the suction device 134a k is brought closer to the side so as to face the side surface A1a.
  • the control device 300 brings the end portion 132a of the base 132 close to the floor surface FS which is the mounting surface of the article A1.
  • the holding portion 134 is above the base 132 and at the farthest end position in the second direction D2.
  • the upper surfaces 136a and 137a of the sliding members 136 and 137 and the transport surface 133c1 are inclined so as to be separated from the floor surface FS as the distance from the article A1 is increased, and the end 132b of the base 132 is larger than the end 132a. It is far from the floor FS.
  • the control device 300 may execute the position control of the robot hand 130, the attitude control of the robot hand 130, and the movement control of the holding unit 134 in parallel so that at least a part of them wraps, and they are separated. It may be executed in order.
  • step S206 the control device 300 sucks the side surface A1a of the article A1 on the suction device 134ak.
  • the control device 300 is sucked by the suction device groups G1 to G3 determined based on the size of the article A1 in the same manner as in step S106 of the first operation.
  • step S207 the control device 300 lifts at least a part of the article A1 from the floor surface FS by raising the holding portion 134 in the third direction D3. Specifically, the control device 300 activates the elevating device 134d after the suction is completed, and the elevating device 134d extends to move the holding portion 134 in the third direction D3 with respect to the base 132. The holding portion 134 and the suction devices 134aa1 to 134aa20 pull the side surface A1a upward to lift the article A1.
  • the bottom surface of the article A1 in the vicinity of the side surface A1a is lifted until it is above the upper surfaces 136a and 137a of the sliding members 136 and 137 and the transport surface 133c1.
  • the entire article A1 may be lifted.
  • step S208 as shown in FIG. 20, after the extension of the elevating device 134d is completed, the control device 300 moves the holding portion 134 in the first direction D1 in the same manner as in step S107 of the first operation, and the article A1. To the side. Since the bottom surface of the article A1 is lifted, the holding portion 134 can smoothly place the article A1 on the sliding members 136 and 137. Further, steps S209 and S210 are the same as steps S108 and S109 of the first operation.
  • control device 300 may execute the first operation and the second operation in combination. For example, the control device 300 automatically and sequentially transfers the article A in the pile of the article A by repeatedly executing the first operation steps S103 to S109 and the second operation steps S203 to S210, respectively. You may.
  • the robot hand 130 has a holding portion 134 that holds the article A and moves in the first direction D1, and a transport surface 133c1 on which the article A can be placed, and has the first direction D1.
  • a drive belt 133c that drives the transport surface 133c1 to move, and a belt drive device 135 that drives the drive belt 133c are provided.
  • the holding portion 134 is configured to place the held article A on the transport surface 133c1 by moving in the first direction D1.
  • the holding portion 134 can place the article A on the transport surface 133c1 by moving in the first direction D1 while holding the article A.
  • the article A on the transport surface 133c1 is further pulled onto the robot hand 130 by the drive belt 133c. Since the moving directions of the holding portion 134 and the transport surface 133c1 are both in the first direction D1, the robot hand 130 can place the article A on the robot hand 130 by cooperating the holding portion 134 and the drive belt 133c. ..
  • the robot hand 130 is arranged so that the first direction D1 is on the side of the article A, so that the article A is approached from the side and the article A is moved to the side (first direction D1). It can be pulled out and transported.
  • the holding portion 134 may be fixed to the drive belt 133c so as to move together with the transport surface 133c1. According to the above configuration, it is possible to simplify the configuration for moving the holding portion 134. Further, the holding portion 134 and the drive belt 133c can move the article A together with the same movement.
  • the holding portion 134 may be oriented to hold the article A existing in the second direction D2, which is the direction opposite to the first direction D1. According to the above configuration, the holding portion 134 holds the article A located in the second direction D2 and moves it so as to pull it in the first direction D1. Therefore, the article A can be easily moved by the holding portion 134.
  • the holding portion 134 may have an adhering portion 134a that is held by adhering the article A.
  • the attachment portion 134a may include an adsorption device 134ak that adsorbs the article A. According to the above configuration, the holding portion 134 can hold the article A by adhering the article A to the adhering portion 134a. Then, by providing the adsorbing device 134aak, the adhering portion 134a enables the adhering with reduced influence such as damage on the surface of the article A.
  • the attachment portion 134a may include a plurality of adsorption devices 134aak.
  • the suction device groups G1 to G3 constituting the plurality of suction devices 134ak are connected to the negative pressure generator 180 via the piping systems 181 to 183, respectively, and the article A is sucked by the negative pressure generated by the negative pressure generator 180. You may.
  • the negative pressure generator 180 may select at least one of the piping systems 181 to 183 to generate the negative pressure. For example, in any of the adsorption device groups G1 to G3, if some of the adsorption devices 134 aak cannot come into contact with the surface of the article A, all the adsorption devices 134 aak may not be able to generate an effective negative pressure.
  • the adsorption device 134aak that adsorbs the surface of the article A can be changed according to the size and shape of the surface to be adsorbed on the article A, so that effective adsorption is possible.
  • the plurality of suction devices 134ak of the attachment portion 134a are arranged in the direction of approaching and away from the transport surface 133c1 in the direction intersecting the transport surface 133c1 of the drive belt 133c, and the suction device 134ak distal to the transport surface 133c1 is arranged. , It may be arranged in the first direction D1 rather than the suction device 134aak proximal to the transport surface 133c1.
  • the robot hand 130 pulls out the article A1 from the pile of the article A in a posture in which the transport surface 133c1 is substantially perpendicular to the side surface A1a of the article A1.
  • the robot hand 130 pulls out the article A1 in a posture in which the transport surface 133c1 is tilted from a state perpendicular to the side surface A1a of the article A1.
  • the robot hand 130 can suck the side surface A1a to many suction devices 134 aak in both the first operation and the second operation.
  • the robot hand 130 moves the holding portion 134 in a direction intersecting with the transport surface 133c1 in a direction approaching and away from the transport surface 133c1 (for example, the third direction D3 and the fourth direction D4).
  • An elevating device 134d may be provided. According to the above configuration, the elevating device 134d can raise the holding portion 134 so that at least a part of the bottom surface of the article A held by the holding portion 134 is located above the transport surface 133c1. Therefore, the movement of the article A onto the transport surface 133c1 becomes smooth.
  • the robot 100 includes the robot hand 130, the robot arm 120 to which the robot hand 130 is connected to the end, the operation of the belt drive device 135 and the lifting device 134d of the robot hand 130, and the robot arm 120. It is provided with a control device 300 for controlling the operation of the arm drive devices M1 to M6. According to the above configuration, the same effect as that of the robot hand 130 according to the embodiment can be obtained. Further, the robot 100 can optimally control the position and posture of the robot hand 130 with respect to the article A by using the robot arm 120.
  • the belt drive device 135 and the arm drive devices M1 to M6 include a servomotor
  • the control device 300 operates the servomotors of the belt drive device 135 and the arm drive devices M1 to M6. May be coordinated and controlled.
  • the control device 300 includes at least one processor, and a single processor may control the operation of the servomotors of the belt drive device 135 and the operation of the servomotors of the arm drive devices M1 to M6.
  • the robot 100 can perform a plurality of operations in a coordinated manner so as to operate the robot arm 120 while driving the drive belt 133c, for example.
  • a single processor controls the operations of all the servomotors of the robot hand 130 and the robot arm 120, it is possible to smoothly and easily realize the coordination of the operations of the respective servomotors.
  • the robot 100 may include a negative pressure generator 180 connected to a suction device 134a k of the attachment portion 134a, and the control device 300 may control the operation of the negative pressure generator 180.
  • the robot 100 can be placed on the robot hand 130 by sucking the article A by a negative pressure.
  • the robot 100 may include an image pickup device 400.
  • the control device 300 estimates the size of the article A based on the image of the article A imaged by the image pickup device 400, and corresponds to the estimated size of the article A, at least one of the piping systems 181 to 183. One may be selected to generate a negative pressure in the negative pressure generator 180.
  • the piping systems 181 to 183 may connect the suction device groups G1 to G3 and the negative pressure generator 180, respectively. According to the above configuration, the robot 100 can automatically determine the suction device 134aak that generates a negative pressure according to the article A based on the image captured by the image pickup device 400.
  • control device 300 of the robot 100 may control the position and posture of the robot hand 130 with respect to the article A based on the image of the article A imaged by the image pickup device 400. According to the above configuration, the robot 100 can automatically and optimally control the position and posture of the robot hand 130 according to the article A.
  • the robot hand 130A according to the first modification will be described.
  • the robot hand 130A according to the first modification is different from the embodiment in that the moving device 133A for moving the holding portion 134 is provided separately from the belt driving mechanism 133.
  • the first modification will be described focusing on the points different from the embodiment, and the description of the same points as the embodiment will be omitted as appropriate.
  • FIG. 21 is a perspective view showing an example of the configuration of the robot hand 130A according to the first modification in the same manner as in FIG.
  • the robot hand 130A includes a moving device 133A of the holding portion 134, and the holding portion 134 is not fixed to the drive belt 133c.
  • the moving device 133A includes a screw hole member 133A1, a bar screw 133A2, a speed reducing device 133A3, and a screw driving device 133A4.
  • the mobile device 133A is an example of the second drive device.
  • the screw hole member 133A1 has a female screw hole extending in the first direction D1 and is fixed to the substrate 134c1 of the fixing portion 134c of the holding portion 134.
  • An example of the screw hole member 133A1 is a ball nut.
  • the slide guide 134c3b is not provided, and the screw hole member 133A1 is arranged at the position of the slide guide 134c3b.
  • the bar screw 133A2 extends in the first direction D1 and is screwed with the female screw hole of the screw hole member 133A1.
  • the base guide 132d of the base 132 is not provided, and the bar screw 133A2 is arranged at the position of the base guide 132d.
  • the screw drive device 133A4 is arranged in the accommodation space 131a1 and is connected to the bar screw 133A2 via the reduction gear 133A3.
  • the screw drive device 133A4 uses electric power as a power source, has a servomotor as an electric motor, and is controlled by the control device 300.
  • the speed reducing device 133A3 reduces the rotational speed of the servomotor of the screw driving device 133A4 and increases the rotational driving force, and transmits the rotational driving force to the bar screw 133A2.
  • the screw drive device 133A4 can rotationally drive the bar screw 133A2 in the direction of screw rotation.
  • the moving device 133A constitutes a screw mechanism, rotationally drives the bar screw 133A2 by the rotational driving force of the screw driving device 133A4, and drives the screw hole member 133A1 screwed into the bar screw 133A2 in the axial direction of the bar screw 133A2. Move to D1 or D2. Therefore, the moving device 133A moves the holding portion 134 in the directions D1 and D2.
  • the moving device 133A may be provided at the position of the base guide 132c or at a position different from the base guides 132c and 132d. Two or more mobile devices 133A may be provided. The quantity and position of the mobile device 133A may be any quantity and position. Further, the servomotor 135a of the belt drive device 135 may also serve as the function of the screw drive device 133A4. Further, the moving device 133A is not limited to the screw mechanism, as long as the holding portion 134 can be moved in the directions D1 and D2. For example, the moving device 133A may be composed of a pneumatic, hydraulic or electric cylinder, an electric linear actuator, or the like.
  • the robot hand 130B according to the second modification will be described.
  • the robot hand 130B according to the second modification is different from the embodiment and the first modification in that it includes a directivity device 134B that changes the directivity direction of the attachment portion 134a of the holding portion 134.
  • the second modification will be described focusing on the points different from the embodiment and the first modification, and the description of the same points as the first embodiment and the first modification will be omitted as appropriate.
  • FIG. 22 is a rear view showing an example of the configuration of the robot hand 130B according to the modified example 2 in the same manner as in FIG.
  • the robot hand 130B includes a directional device 134B, which is an example of the fourth drive device, in the fixed portion 134c of the holding portion 134.
  • the directional device 134B has a biaxial gimbal-like structure, and the support 134b of the holding portion 134 can be swiveled in the yawing direction and the pitching direction.
  • the yawing direction is a rotation direction centered on the axis of the third direction D3, and the pitching direction is a rotation direction centered on an axis perpendicular to the third direction D3.
  • the directional device 134B includes a yaw rotation shaft 134B1, a yaw rotation drive device 134B2, a pedestal member 134B3, a pitch rotation shaft 134B4, a pitch rotation drive device 134B5, and a support member 134B6.
  • the yaw rotation shaft 134B1 is a rotatable shaft extending from the surface 134c1a of the substrate 134c1 of the fixing portion 134c in the third direction D3, and its axial direction is the third direction D3.
  • the yaw rotation drive device 134B2 is embedded in the substrate 134c1 and rotationally drives the yaw rotation shaft 134B1 around its axis.
  • the yaw rotation drive device 134B2 uses electric power as a power source, has a servomotor as an electric motor, and is controlled by the control device 300.
  • the pedestal member 134B3 is arranged in the third direction D3 with respect to the yaw rotation shaft 134B1.
  • the pedestal member 134B3 includes a substrate 134B3a connected so as to rotate integrally with the yaw rotation shaft 134B1, and two shaft support portions 134B3b extending from the substrate 134B3a in the third direction D3.
  • the pedestal member 134B3 is rotatable with respect to the substrate 134c1 in the yawing direction.
  • the support member 134B6 has the same configuration as the substrate 134c1 in the embodiment.
  • the support member 134B6 is connected to the elevating guides 134c4a and 134c4b and the rod 134d3 (see FIG. 7) of the elevating device 134d on the upper surface of the third direction D3.
  • the substrate 134c1 is separated from the elevating guides 134c4a and 134c4b, and the rod 134d3.
  • the two pitch rotation shafts 134B4 rotatably connect the two shaft support portions 134B3b and the support member 134B6.
  • the axes of the two pitch rotation shafts 134B4 are coaxial in the direction perpendicular to the third direction D3.
  • the support member 134B6 can turn in the pitching direction with respect to the pedestal member 134B3.
  • the pitch rotation drive device 134B5 is arranged on the shaft support portion 134B3b, and rotationally drives the pitch rotation shaft 134B4 around its axis.
  • the pitch rotation drive device 134B5 uses electric power as a power source, has a servomotor as an electric motor, and is controlled by the control device 300.
  • the directional device 134B changes the directions of the attachment portion 134a and the support 134b with respect to the base 132 to arbitrary directions in the yawing direction and the pitching direction by the rotational driving force of the yaw rotation driving device 134B2 and the pitch rotation driving device 134B5. be able to.
  • the same effect as that of the embodiment can be obtained.
  • the directivity device 134B can change the directivity direction of the attachment portion 134a, the suction device 134ak can be reliably brought into contact with the surface of the article A and sucked.
  • the directivity device 134B is configured to change the directivity direction in the rotation direction centered on the two axes, but the directivity device 134B is not limited to this.
  • the directivity device 134B may be configured to change the directivity direction in a rotation direction centered on one axis or a rotation direction centered on three or more axes.
  • the configuration of the directivity device 134B is not limited to the gimbal, as long as the directivity direction can be changed.
  • the configuration of the robot hand 130B according to the second modification may be applied to the first modification.
  • the robot hand 130C according to the third modification will be described.
  • the robot hand 130C according to the third modification is different from the embodiments and the first and second modifications in that the image pickup device 400 is arranged on the holding portion 134C.
  • the modification 3 will be described focusing on the points different from the embodiments and the modifications 1 and 2, and the same points as the embodiments and the modifications 1 and 2 will be omitted as appropriate.
  • FIG. 23 is a perspective view showing an example of the configuration of the robot hand 130C according to the modified example 3 in the same manner as in FIG.
  • FIG. 24 is a perspective view showing an example of the configuration of the robot hand 130C according to the modified example 3 in the same manner as in FIG.
  • the robot hand 130C includes a holding portion 134C, and the holding portion 134C is fixed to the drive belt 133c in the same manner as the holding portion 134 of the embodiment.
  • the image pickup apparatus 400 is arranged on the support 134Cb of the holding portion 134C, and can move in the directions D1 and D2 together with the support 134Cb.
  • the support 134Cb includes a rectangular flat plate-shaped first portion 134Cb1, an inverted U-shaped frame-shaped second portion 134Cb2, and two third portions 134Cb3.
  • the second portion 134Cb2 is located in the third direction D3 with respect to the first portion 134Cb1.
  • the third portion 134Cb3 is located in the first direction D1 with respect to the first portion 134Cb1 and the second portion 134Cb2, and connects the first portion 134Cb1 and the second portion 134Cb2.
  • the image pickup apparatus 400 is arranged in the opening 134Cb4 formed between the first portion 134Cb1 and the second portion 134Cb2, and is supported by the third portion 134Cb3.
  • the image pickup apparatus 400 is directed toward the second direction D2.
  • the field of view of the image pickup apparatus 400 is not blocked by the holding portion 134C regardless of the position of the holding portion 134C in the directions D1 and D2.
  • FIG. 25 is a front view showing the holding portion 134C of FIG. 23 when viewed in the first direction D1 in the same manner as in FIG.
  • the holding portion 134C has an attachment portion 134Ca on the support 134Cb, similarly to the holding portion 134 of the embodiment.
  • the attachment portion 134Ca includes a plurality of suction devices 134aak oriented in the second direction D2, and specifically includes 23 suction devices 134aa1 to 134aa23.
  • the suction devices 134aa1 to 134aa14 are arranged in the first portion 134Cb1 and are arranged so as to form three rows in the fifth direction D5.
  • the suction devices 134aa15 to 134aa23 are arranged in the second portion 134Cb2, and are arranged in an inverted U shape along the second portion 134Cb2 in a row.
  • the suction devices 134aa1 to 134aa23 are arranged around the image pickup device 400 in a direction intersecting the second direction D2, which is the direction of the image pickup device 400, specifically, in a direction orthogonal to the second direction D2 so as not to block the field of view of the image pickup device 400. Orthogonal.
  • the suction devices 134aa1 to 134aa7 arranged in the fifth direction D5 from the center in the directions D5 and D6 on the first portion 134Cb1 constitute the first suction device group G1 so as to be surrounded by the broken line, and the first piping system 181. Communicate with.
  • the suction devices 134aa8 to 134aa14 arranged in the sixth direction D6 from the center form the second suction device group G2 so as to be surrounded by the broken line, and communicate with the second piping system 182.
  • the suction devices 134aa15 to 134aa23 constitute the third suction device group G3 and communicate with the third piping system 183.
  • the control device 300 can select the suction device groups G1 to G3 that generate negative pressure according to the shape and size of the article A to be transferred.
  • the robot hand 130C as described above can load and transfer articles A of various shapes and sizes.
  • 26 to 28 are front views showing an example of a loaded state of the article A on the robot hand 130C according to the third modification.
  • the control is performed.
  • the device 300 is operated by the robot hand 130C so as to suck and load the article A in a state where a negative pressure is generated in the pair of the first suction device group G1 and the second suction device group G2.
  • the control device 300 When the target article A has a width and height of the support 134Cb or more in the horizontal direction and the vertical direction, the control device 300 generates a negative pressure in all of the first suction device group G1 to the third suction device group G3.
  • the robot hand 130C is operated so as to suck and load the article A in the state. For example, as shown in FIG. 27, even when the target article is the article A shown in FIG. 26 and the two articles A are stacked one above the other, the control device 300 is the first suction device group G1 to the third. Two articles A are adsorbed and loaded on the robot hand 130C in a state where negative pressure is generated in all of the adsorption device group G3.
  • the control device 300 when the target article A has a width smaller than the support 134Cb in the horizontal direction and a height of the support 134Cb or more in the vertical direction, the control device 300 is the first suction device group G1. And the robot hand 130C operates so as to suck and load the article A in a state where a negative pressure is generated in the pair of the third suction device group G3 or the pair of the second suction device group G2 and the third suction device group G3. Let me. For example, the control device 300 may determine a pair that generates a negative pressure according to the size of the space adjacent to the article A to be transferred in the directions D5 and D6. In this modification, the suction devices 134aa1 to 134aa23 are provided with a check valve to prevent the leakage of negative pressure from the suction device.
  • notches 132e and 132f are formed at the end 132a of the base 132 of the robot hand 130C.
  • the cutout portions 132e and 132f cut out a part of the base 132 so as to penetrate the base 132 in the directions D3 and D4 and extend from the end portion 132a to the first direction D1.
  • the cutout portions 132e and 132f have an elongated slit-like shape extending from the end portion 132a in the first direction D1.
  • the notches 132e and 132f are arranged apart from each other in directions D5 and D6.
  • the notch 132e is arranged between the drive belt 133c and the base guide 132c, and the notch 132f is arranged between the drive belt 133c and the base guide 132d.
  • Such a base 132 has a comb-like shape near the end 132a.
  • the cutout portions 132e and 132f are used when the article A loaded on the robot hand 130C is unloaded.
  • 29 and 30 are perspective views showing an example of the operation of the robot hand 130C according to the modified example 3 for lowering the loaded article A.
  • the reception device 500 is arranged, and the reception device 500 receives the loaded article A from the robot hand 130C.
  • the reception device 500 is included in the robot system 1 as a component, but is not limited thereto.
  • the configuration of the reception device 500 is not particularly limited, and may be configured so that the loaded article A can be received from the robot hand 130C.
  • the reception device 500 is a transfer device capable of transporting the article A, and specifically, is a conveyor.
  • the reception device 500 is a so-called roller conveyor, and supports a plurality of rollers 501 arranged in the transport direction TD, a frame body 502 that rotatably supports each roller 501, and a frame body 502 on a support surface such as a floor surface. Includes support 503.
  • the rotation axis of each roller 501 extends in the horizontal direction perpendicular to the transport direction TD.
  • the plurality of rollers 501 are arranged at different heights so as to form an inclined surface whose height gradually decreases in the transport direction TD.
  • the article A moves in the transport direction TD while rotating the plurality of rollers 501 by the action of gravity.
  • the plurality of rollers 501 make the sliding resistance of the article A extremely low.
  • the reception device 500 includes protrusions 504 and 505 at the upstream end of the frame body 502 in the transport direction TD.
  • the protrusions 504 and 505 have a columnar shape extending from the frame 502 in the direction opposite to the transport direction TD, and are fixed and supported by the frame 502 or the support base 503.
  • the protrusions 504 and 505 have a plurality of rollers 504a and 505a on the upper portions thereof, which are aligned with the transport direction TD and are rotatable.
  • the direction of the rotation axis of each roller 504a and 505a is the same as the direction of the rotation axis of each roller 501.
  • the plurality of rollers 504a and 505a are arranged at different heights so as to form an inclined surface having the same inclination direction and amount as the inclined surface formed by the plurality of rollers 501, respectively.
  • the inclined surface formed by the plurality of rollers 504a and 505a and the inclined surface formed by the plurality of rollers 501 form a continuous inclined surface, but may have a step between them and have different inclinations. It may have a direction and / or an amount of inclination.
  • the rollers 504a and 505a are not essential, and for example, the protrusions 504 and 505 may have a flat upper surface.
  • the protrusions 504 and 505 have a shape and size that allow the cutouts 132e and 132f of the base 132 of the robot hand 130C to pass through the directions D5 and D6, respectively, and approximate the cutouts 132e and 132f, respectively. It may have a shape and size.
  • the protrusions 504 and 505 are arranged at intervals similar to the intervals of the notches 132e and 132f in the directions D5 and D6. In this modification, the lengths of the protrusions 504 and 505 in the transport direction TD are, but are not limited to, the lengths of the notches 132e and 132f in the first direction D1.
  • the control device 300 executes the following control. As shown in FIG. 29, in the control device 300, the cutouts 132e and 132f are located above the protrusions 504 and 505, respectively, and the recessed directions of the cutouts 132e and 132f are the protruding directions of the protrusions 504 and 505. Position the robot hand 130C so that it matches. At this time, the control device 300 controls the robot hand 130C so that the upper surfaces 136a and 137a of the sliding members 136 and 137 of the robot hand 130C are tilted in the same tilting direction and tilt amount as the plurality of rollers 504a and 505a. You may adjust your posture.
  • the control device 300 lowers the robot hand 130C vertically downward.
  • the protrusions 504 and 505 are inserted into the cutouts 132e and 132f from below, respectively, and then protrude upward from the cutouts 132e and 132f to abut the bottom surface of the article A and support the article A from below.
  • the control device 300 lowers the robot hand 130C to a predetermined height position where the bottom surface of the article A is separated from the sliding members 136 and 137, and then moves the robot hand 130C in the first direction D1 to retract the robot hand 130C from the reception device 500. Then, the article A is removed from the robot hand 130C.
  • the bottom surface of the article A is supported by a plurality of rollers 504a and 505a and a plurality of rollers 501.
  • the article A slides in the transport direction TD by the action of the component force of the gravity transport direction TD.
  • the robot hand 130C as described above can lower the article A onto the reception device 500 without sliding the holding portion 134C in the second direction D2, and makes it possible to shorten the time for lowering the article A.
  • the timing for releasing the suction of the article A by the suction device 134ak may be any timing until the robot hand 130C is lowered to a predetermined height position.
  • the same effect as that of the embodiment can be obtained. Further, since the image pickup apparatus 400 is arranged in the holding portion 134C so as to move together with the holding portion 134C, the field of view of the imaging apparatus 400 is suppressed from being blocked by the holding portion 134C regardless of the position of the holding portion 134C. Be done. Further, since the plurality of suction devices 134aa1 to 134aa23 are arranged around the image pickup device 400 in a direction intersecting the image pickup direction of the image pickup device 400, it is possible to suppress obstruction of the field of view of the image pickup device 400. Therefore, the image pickup device 400 can reliably image the article A.
  • the robot hand 130C according to the third modification is lowered toward the reception device 500 by the robot arm 120, so that the protrusions 504 and 505 are inserted into the notches 132e and 132f from below and placed on the base 132.
  • the article A may be configured to be supported by the protrusions 504 and 505.
  • the robot hand 130C does not need to move the holding portion 134C in the second direction D2 to push out the article A when the article A is lowered to the receiving device 500. Therefore, the operation of the robot hand 130C can be simplified and speeded up.
  • the protrusions 504 and 505 extend inward in the base 132 in the first direction D1, the article A on the base 132 can be stably supported in a wide area.
  • the robot hand 130C according to the third modification is provided with two notches 132e and 132f, and the reception device 500 is provided with two protrusions 504 and 505, but the number of cutouts and protrusions is one. It may be three or more. Further, the number of notches and the number of protrusions may be different.
  • the control device 300 may select a notch through which the protrusion passes and a notch through which the notch passes, depending on the loading state of the article A on the base 132.
  • the rollers 501, 504a and 505a are configured to rotate freely without being applied with a driving force, but may be configured so that the driving force is applied by the driving device.
  • the reception device 500 can easily and surely convey the article A.
  • the reception device 500 as a conveyor may be a belt conveyor.
  • the configuration of the robot hand 130C according to the modification 3 may be applied to the modifications 1 and 2.
  • the robot 100 is configured to include one robot arm 120 and one robot hand 130, 130A to 130C, but is not limited thereto.
  • the robot 100 may include two or more robot arms 120 and robot hands 130, 130A to 130C.
  • the robot 100 may be configured to carry the article A in cooperation with two or more robot arms 120 and robot hands 130, 130A to 130C.
  • the holding portions 134 and 134C include the adhering portions 134a and 134Ca that hold the article A by adhering the article A, but the structure of the holding portion for holding the article A is provided. Is not limited to this.
  • the holding portion may be configured to hold the article A and move on the transport surface 133c1, and may be configured to hold the article A by, for example, gripping, pinching, engaging, scooping, hanging, or magnetic force.
  • the attachment portions 134a and 134Ca are composed of the adsorption device 134aak, but the present invention is not limited to this.
  • the attachment portions 134a and 134Ca may be configured to attach the article A by adhesive force.
  • the attachment portions 134a and 134Ca may include a suction cup made of flexible rubber, resin, or the like, and may attract the article A by pressing the suction cup. Further, a mechanism for sucking out air on the suction surface of the suction cup may be provided to increase the suction force.
  • the plurality of suction devices 134aak of the holding portions 134 and 134C are classified into three suction device groups G1 to G3, but the present invention is not limited to this.
  • the plurality of adsorption devices 134ak may form one adsorption device group, may be divided into two adsorption device groups, or may be divided into four or more adsorption device groups. Then, each suction device group may be connected to the negative pressure generator 180 via different piping systems.
  • the control device 300 detects the three-dimensional position and posture of the article A by using the image captured by the image pickup device 400, but the present invention is not limited to this.
  • the robot hand 130 or the like may be provided with a sensor for measuring the distance to the object.
  • the control device 300 may detect the position of the article A or the like by using the measurement distance of the sensor. Examples of the above sensors are photoelectric sensors, laser sensors, ultrasonic sensors and the like.
  • the technique of the present disclosure may be a transport method.
  • the transport method according to one aspect of the present disclosure is a transport method for transporting an article using the robot according to the one aspect of the present disclosure, in which the holding portion of the robot hand approaches the article to the robot arm.
  • the holding portion holds the article, and the robot hand moves the holding portion that holds the article in the first direction while moving the transport surface in the first direction.
  • the drive belt is driven to move the article onto the transport surface.
  • the transport method according to one aspect of the present disclosure is a transport method for transporting an article placed on a mounting surface using a robot according to one aspect of the present disclosure
  • the robot hand is a transport surface.
  • a third driving device for moving the holding portion in a direction of approaching and away from the transport surface in a direction intersecting with the robot arm is further provided, and the posture of the robot hand is previously described on the robot arm as the distance from the article is increased.
  • the transport surface is set to a first posture in which the transport surface is inclined so as to be separated from the surface, the holding portion of the robot hand in the first posture is brought close to the article, and the holding portion holds the article.
  • the robot hand moves the holding portion for holding the article in a direction away from the transport surface, and the robot hand moves the holding portion moved in a direction away from the transport surface in the first direction.
  • the drive belt is driven so as to move the transport surface in the first direction, and the article is moved onto the transport surface. According to the above method, the same effect as that of the robot hand according to the present disclosure can be obtained. Further, it becomes possible to transport an article whose transport surface cannot be lowered below the article.
  • the transport method according to one aspect of the present disclosure is a transport method for transporting an article using the robot system according to one aspect of the present disclosure, in which the holding portion of the robot hand is attached to the robot arm to the article.
  • the robot hand holds the article in close proximity, and the robot hand moves the transport surface in the first direction while moving the holding portion holding the article in the first direction.
  • the drive belt is driven to move the article onto the transport surface, and the robot arm has at least one notch of the base above the at least one protrusion of the receiving device.
  • the robot hand is moved, the robot hand is lowered into the robot arm so as to insert the at least one protrusion into the at least one notch from below, and the robot arm is inserted into the robot arm.
  • the robot hand is moved so as to retract from the reception device with the article placed on the at least one protrusion. According to the above method, the same effect as that of the robot hand according to the present disclosure can be obtained. Further, the operation of the robot hand can be simplified and speeded up.
  • the transport method as described above may be realized by the control device 300 according to the embodiment.
  • the transfer method may be realized by, for example, a circuit such as a CPU or LSI, an IC card, or a single module.
  • Robot system 100 Robot 120 Robot arm 130, 130A to 130C Robot hand 133A Mobile device (second drive device) 133c Drive belt 133c1 Conveying surface 134,134C Holding unit 134B Directional device (4th drive device) 134a, 134Ca Adhesion part 134aa1 to 134aa23,134aak Adsorption device 134d Lifting device (third drive device) 135 Belt drive device (1st drive device) 180 Negative pressure generator 181 to 183 Piping system (1st system, 2nd system) 300 Control device 400 Imaging device A, A1 Article G1 to G3 Adsorption device group M1 to M6 Arm drive device (fifth drive device)

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Abstract

ロボットハンド(130)は、物品(A)を搬送するロボットハンドであって、前記物品を保持し且つ第1方向(D1)に移動する保持部(134)と、前記物品を載せることができる搬送面(133c1)を有し且つ前記第1方向に前記搬送面を移動させるように駆動する駆動ベルト(133c)と、前記駆動ベルトを駆動する第1駆動装置(135)とを備え、前記保持部は、前記第1方向に移動することで、保持している前記物品を前記搬送面上に載せるように構成される。

Description

ロボットハンド、ロボット、ロボットシステム及び搬送方法
 本開示は、ロボットハンド、ロボット、ロボットシステム及び搬送方法に関する。
 従来、ワークを搬送するためにロボットが用いられている。例えば、特許文献1は、ワークを吸着することで搬送する複数の吸着アセンブリを備えるロボットハンドを開示している。このロボットハンドは、複数の吸着アセンブリを移動することができるように構成され、それにより、複数の吸着アセンブリ間の距離を変更する。
特開2016-60039号公報
 近年、物流分野においてロボットを用いた作業の自動化が進められている。例えば、段ボールケースの搬送にロボットが適用される場合がある。コンテナ又はトラックの箱状の荷台のような周囲が囲まれた空間内に、複数の段ボールケースが積み上げられた状態で収容されている場合がある。この場合、ロボットは、段ボールケースに側方からロボットハンドをアプローチさせ引き出し搬送する必要がある。しかしながら、特許文献1のロボットハンドは、このような搬送に適さない。
 そこで、本開示は、ワーク等の物品に対して側方からアプローチし搬送することを可能にするロボットハンド、ロボット、ロボットシステム及び搬送方法を提供することを目的とする。
 上記目的を達成するために、本開示の一態様に係るロボットハンドは、物品を搬送するロボットハンドであって、前記物品を保持し且つ第1方向に移動する保持部と、前記物品を載せることができる搬送面を有し且つ前記第1方向に前記搬送面を移動させるように駆動する駆動ベルトと、前記駆動ベルトを駆動する第1駆動装置とを備え、前記保持部は、前記第1方向に移動することで、保持している前記物品を前記搬送面上に載せるように構成される。
 本開示の一態様に係るロボットは、本開示の一態様に係るロボットハンドと、前記ロボットハンドが端部に接続されたロボットアームと、前記ロボットハンドの前記駆動装置の動作と、前記ロボットアームを駆動する第5駆動装置の動作とを制御する制御装置とを備える。
 本開示の一態様に係るロボットシステムは、本開示の一態様に係るロボットと、前記ロボットによって移送される前記物品を受け取ることができる受付装置とを備え、前記ロボットハンドは、前記物品を載せることができるベースをさらに備え、前記ベースは、前記第1方向と反対方向の端部に少なくとも1つの切り欠き部を有し、前記受付装置は、前記切り欠き部を上下方向に通過することができるように構成される少なくとも1つの突出部を含み、前記ロボットハンドは、前記ロボットアームによって前記受付装置へ向かって下降されることで、前記少なくとも1つの切り欠き部に下方から前記少なくとも1つの突出部を挿入し、前記ベースに載せられた前記物品を前記少なくとも1つの突出部に支持させることができるように構成される。
 本開示の一態様に係る搬送方法は、本開示の一態様に係るロボットを用いて物品を搬送する搬送方法であって、前記ロボットアームに前記ロボットハンドの前記保持部を前記物品に接近させて、前記保持部に前記物品を保持させ、前記ロボットハンドに、前記物品を保持する前記保持部を前記第1方向に移動させつつ、前記第1方向に前記搬送面を移動させるように前記駆動ベルトを駆動させ、前記物品を前記搬送面の上に移動させる。
 本開示の一態様に係る搬送方法は、本開示の一態様に係るロボットを用いて載置面に載置された物品を搬送する搬送方法であって、前記ロボットハンドは、前記搬送面と交差する方向で前記搬送面に接近する方向及び離れる方向に前記保持部を移動させる第3駆動装置をさらに備え、前記ロボットアームに前記ロボットハンドの姿勢を、前記物品から離れるに従って前記載置面から離れるように前記搬送面が傾斜する第1姿勢にさせ、前記ロボットアームに前記第1姿勢の前記ロボットハンドの前記保持部を前記物品に接近させて、前記保持部に前記物品を保持させ、前記ロボットハンドに、前記物品を保持する前記保持部を前記搬送面から離れる方向に移動させ、前記ロボットハンドに、前記搬送面から離れる方向に移動させた前記保持部を前記第1方向に移動させつつ、前記第1方向に前記搬送面を移動させるように前記駆動ベルトを駆動させ、前記物品を前記搬送面の上に移動させる。
 本開示の一態様に係る搬送方法は、本開示の一態様に係るロボットシステムを用いて物品を搬送する搬送方法であって、前記ロボットアームに前記ロボットハンドの前記保持部を前記物品に接近させて、前記保持部に前記物品を保持させ、前記ロボットハンドに、前記物品を保持する前記保持部を前記第1方向に移動させつつ、前記第1方向に前記搬送面を移動させるように前記駆動ベルトを駆動させ、前記物品を前記搬送面の上に移動させ、前記ロボットアームに、前記ベースの前記少なくとも1つの切り欠き部が前記受付装置の前記少なくとも1つの突出部の上方に位置するように、前記ロボットハンドを移動させ、前記ロボットアームに、前記少なくとも1つの切り欠き部に下方から前記少なくとも1つの突出部を挿入するように、前記ロボットハンドを下降させ、前記ロボットアームに、前記物品を前記少なくとも1つの突出部上に載せた状態で前記受付装置から退避するように前記ロボットハンドを移動させる。
 本開示の技術によれば、物品に対して側方からアプローチし搬送することが可能となる。
図1は、実施の形態に係るロボットシステムの構成の一例を示す図である。 図2は、実施の形態に係るロボットの構成の一例を示す側面図である。 図3は、実施の形態に係るロボットハンドの一状態の構成の一例を示す斜視図である。 図4は、図3のロボットハンドを背面方向から見た斜視図である。 図5は、実施の形態に係るロボットハンドの別の一状態の構成の一例を示す斜視図である。 図6は、図5のロボットハンドを背面方向から見た斜視図である。 図7は、図3のロボットハンドに対して駆動ベルトに沿い且つ垂直である断面を方向VIIで見た断面側面図である。 図8は、第1方向で見たときの図3の保持部を示す正面図である。 図9は、第2方向で見たときの図3の保持部を示す背面図である。 図10は、図7において昇降装置が伸長した状態を示すロボットハンドの断面側面図である。 図11は、図9において昇降装置が伸長した状態を示す保持部の背面図である。 図12は、実施の形態に係る制御装置の機能的な構成の一例を示すブロック図である。 図13は、実施の形態に係る制御装置のCPUとサーボモータとの構成の一例を示すブロック図である。 図14は、実施の形態に係るロボットシステムの第1の動作の一例を示すフローチャートである。 図15は、実施の形態に係るロボットシステムの第1の動作のうちの一状態を示す側面図である。 図16は、実施の形態に係るロボットシステムの第1の動作のうちの一状態を示す側面図である。 図17は、実施の形態に係るロボットシステム1の第2の動作の一例を示すフローチャートである。 図18は、実施の形態に係るロボットシステム1の第2の動作のうちの一状態を示す側面図である。 図19は、実施の形態に係るロボットシステム1の第2の動作のうちの一状態を示す側面図である。 図20は、実施の形態に係るロボットシステム1の第2の動作のうちの一状態を示す側面図である。 図21は、変形例1に係るロボットハンドの構成の一例を図4と同様に示す斜視図である。 図22は、変形例2に係るロボットハンドの構成の一例を図9と同様に示す背面図である。 図23は、変形例3に係るロボットハンドの構成の一例を図3と同様に示す斜視図である。 図24は、変形例3に係るロボットハンドの構成の一例を図5と同様に示す斜視図である。 図25は、第1方向で見たときの図23の保持部を図8と同様に示す正面図である。 図26は、変形例3に係るロボットハンド上での物品の積載状態の一例を示す正面図である。 図27は、変形例3に係るロボットハンド上での物品の積載状態の一例を示す正面図である。 図28は、変形例3に係るロボットハンド上での物品の積載状態の一例を示す正面図である。 図29は、積載物品を降ろすための変形例3に係るロボットハンドの動作の一例を示す斜視図である。 図30は、積載物品を降ろすための変形例3に係るロボットハンドの動作の一例を示す斜視図である。
 以下において、本開示の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的又は具体的な例を示すものである。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。また、添付の図面における各図は、模式的な図であり、必ずしも厳密に図示されたものでない。さらに、各図において、実質的に同一の構成要素に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化される場合がある。また、本明細書及び請求の範囲では、「装置」とは、1つの装置を意味し得るだけでなく、複数の装置からなるシステムも意味し得る。
 <ロボットシステムの構成>
 実施の形態に係るロボットシステム1の構成を説明する。図1は、実施の形態に係るロボットシステム1の構成の一例を示す図である。図1に示すように、以下の実施の形態において、ロボットシステム1は、ロボット100を用いて、ある場所に積み上げられた物品Aを他の場所又は装置に移送する作業を行うとして説明する。また、本実施の形態では、移送対象の物品Aは、段ボールケースである。なお、物品Aは、所定の形状を有する他の物体であってもよく、所定の形状を有しない物体であってもよい。
 実施の形態に係るロボットシステム1は、ロボット100と、入力装置200と、制御装置300と、撮像装置400とを構成要素として備える。本実施の形態では、ロボット100は、床面等の上で様々な場所に自律的に移動することができるが、他の装置によって移動されるように構成されてもよく、固定して配置されてもよい。制御装置300は、ロボット100に配置され、入力装置200は、ロボット100から離れた位置に配置されるが、それぞれの配置位置はこれらに限定されない。
 [ロボット]
 図2は、実施の形態に係るロボット100の構成の一例を示す側面図である。図1及び図2に示すように、ロボット100は、ロボット本体110と、機器収容部150と、搬送車160とを備える。ロボット本体110は、ロボットアーム120とロボットハンド(「エンドエフェクタ」とも呼ばれる)130とを備える。ロボット本体110及び機器収容部150は、搬送車160に搭載される。
 搬送車160は、床面等の上でロボット100を移動させることが可能であり、走行手段としての車輪160aと、車輪160aを駆動する搬送駆動装置160b(図示せず)とを備えるが、これに限定されず、クローラ(「キャタピラ(登録商標)」とも呼ばれる)等の他の走行手段を備えてもよい。搬送駆動装置160bは、電力を動力源とし、電気モータとしてサーボモータを有するが、これに限定されない。搬送車160は、AGV(無人搬送車:Automated Guided Vehicle)等であってもよい。
 機器収容部150は、制御装置300、電源装置170及び負圧発生装置180等の機器を収容する。電源装置170は、電力を消費するロボット100の各構成要素に電力を供給する。電源装置170は、一次電池、二次電池又は燃料電池等の電池を備えてもよく、商用電源又はロボット100の外部の装置等の外部電源と有線等を介して接続されてもよく、電池を備え且つ外部電源と接続されてもよい。電源装置170は、電池の電力及び/又は外部電源の電力を各構成要素に供給する。一次電池は、電力の放電のみが可能である。二次電池は、電力の充放電が可能である電池であり、鉛蓄電池、リチウムイオン二次電池、ニッケル・水素蓄電池、ニッケル・カドミウム蓄電池等であってもよい。
 負圧発生装置180は、後述するロボットハンド130の吸着装置134aak(k=1~nの自然数)に負圧を発生させる。負圧発生装置180の構成は、吸着装置134aakに負圧を発生させることができれば特に限定されず、既存のいかなる構成が用いられてもよい。例えば、負圧発生装置180は、空気を吸引することで負圧又は真空を発生する真空ポンプ又は空気圧シリンダの構成を有してもよく、圧縮空気を送入することで負圧又は真空を発生するエジェクタの構成を有してもよい。負圧発生装置180の動作は、制御装置300によって制御される。
 [ロボットアーム]
 ロボットアーム120の基部は、搬送車160に取り付け固定され、ロボットアーム120の先端部には、ロボットハンド130が取り付けられている。ロボットハンド130は、積み上げられた複数の物品Aの中の1つの物品Aに対して側方からアプローチし、当該物品Aを側方に引き出しその上に載せることで搬送するように構成されている。ロボットアーム120及びロボットハンド130の動作は、制御装置300によって制御される。ロボットアーム120は、以下に説明するように垂直多関節型のロボットアームとして構成されるが、これに限定されず、例えば、水平多関節型、極座標型、円筒座標型、直角座標型、又はその他の型式のロボットアームとして構成されてもよい。
 ロボットアーム120は、その基部から先端に向かって順に配置されたリンク120a~120fと、リンク120a~120fを順次接続する関節JT1~JT6と、関節JT1~JT6それぞれを回転駆動するアーム駆動装置M1~M6とを備える。アーム駆動装置M1~M6の動作は制御装置300によって制御される。アーム駆動装置M1~M6はそれぞれ、電力を動力源とし、これらを駆動する電気モータとしてサーボモータを有するが、これに限定されない。アーム駆動装置M1~M6は第5駆動装置の一例である。なお、ロボットアーム120の関節の数量は、6つに限定されず、7つ以上であってもよく、1つ以上5つ以下であってもよい。
 リンク120aは搬送車160に取り付けられる。リンク120fの先端部は、メカニカルインタフェースを構成し、ロボットハンド130と接続される。関節JT1は、搬送車160とリンク120aの基端部とを、搬送車160を支持する床面に対して垂直である鉛直方向の軸周りに回転可能に連結する。関節JT2は、リンク120aの先端部とリンク120bの基端部とを、当該床面に平行である水平方向の軸周りに回転可能に連結する。関節JT3は、リンク120bの先端部とリンク120cの基端部とを、水平方向の軸周りに回転可能に連結する。関節JT4は、リンク120cの先端部とリンク120dの基端部とを、リンク120cの長手方向の軸周りに回転可能に連結する。関節JT5は、リンク120dの先端部とリンク120eの基端部とを、リンク120dの長手方向と直交する方向の軸周りに回転可能に連結する。関節JT6は、リンク120eの先端部とリンク120fの基端部とを、リンク120eに対する捻れ回転可能に連結する。
 [ロボットハンド]
 図3は、実施の形態に係るロボットハンド130の一状態の構成の一例を示す斜視図である。図4は、図3のロボットハンド130を背面方向から見た斜視図である。図5は、実施の形態に係るロボットハンド130の別の一状態の構成の一例を示す斜視図である。図6は、図5のロボットハンド130を背面方向から見た斜視図である。図5及び図6では、後述する保持部134が、図3及び図4に対して第1方向D1へスライドしている。図7は、図3のロボットハンド130に対して駆動ベルト133cに沿い且つ垂直である断面を方向VIIで見た断面側面図である。
 図3~図6に示すように、ロボットハンド130は、取付基部131と、ベース132と、ベルト駆動機構133と、保持部134と、ベルト駆動装置135とを備える。保持部134は、ベース132に対して方向D1及びD2に移動可能である。
 ベース132は、保持部134を支持し、物品Aをその上に載せることができる。ベース132は、例えば、第1方向D1を長手方向とする矩形状の板状部材で構成される。ベース132は、その上面に摺動材136及び137を備える。摺動材136及び137は、第1方向D1に延びる帯状の部材であり、第5方向D5に間隔をあけて配置されている。本実施の形態では、摺動材136及び137は平行に延びるが、これに限定されない。ベース132の上面は、第3方向D3に向いた面である。
 ここで、第1方向D1は、ベース132の長手方向に沿い且つベース132の端部132aから端部132bに向かう方向である。端部132a及び132bはベース132の長手方向での両側の端部である。第2方向D2は第1方向D1と反対方向である。第5方向D5は、方向D1及びD2と垂直であり且つ摺動材136から摺動材137に向かう方向であり、ベース132の上面に沿う方向である。第6方向D6は第5方向D5と反対方向である。第3方向D3は、方向D1、D2、D5及びD6と垂直であり且つベース132から摺動材136及び137に向かう方向である。第4方向D4は第3方向D3と反対方向である。
 摺動材136及び137はそれぞれ、第3方向D3で同等の高さであり且つ滑らかで平坦である上表面136a及び137aを有している。摺動材136及び137は、例えば、物品Aに対する摩擦係数が低く且つ物品Aの表面に与える損傷等の影響が低い材料で構成される。摺動材136及び137の構成材料の例は、樹脂等である。樹脂で構成された摺動材136及び137は、ロボットハンド130の軽量化にも貢献する。
 取付基部131は、ロボットアーム120のリンク120fと接続される。取付基部131は、ベース132に対して第3方向D3に配置され且つ固定され、摺動材136及び137に対して第1方向D1に配置される。取付基部131は、収容部131aと接続部131bとを含む。収容部131aは、方向D5及びD6でベース132を跨ぐ逆U字形状の部材で構成され、その内側に収容空間131a1を形成する。収容空間131a1は、第1方向D1に移動した保持部134の構成要素を収容する。接続部131bは、収容部131aの第1方向D1の部位と接続され、リンク120fと接続される。
 ベルト駆動機構133は、摺動材136及び137の間でベース132に配置されている。図7に示すように、ベルト駆動機構133は、回転自在なローラ133a及び133bと、無端輪状の駆動ベルト133cとを備える。ローラ133a及び133bは第1方向D1に間隔をあけてベース132に配置され、ローラ133a及び133bの回転軸の方向は第5方向D5である。ローラ133a及び133bはそれぞれ、ベース132の端部132a及び132b(図3参照)の近傍に配置され、ベース132を第3方向D3に貫通する貫通穴に埋め込まれている。
 駆動ベルト133cは、上記の2つの貫通穴を通ってローラ133a及び133bに掛け渡されている。駆動ベルト133cは、方向D3及びD4それぞれに向いたベース132の上面及び下面の両側で第1方向D1に延びる。ベース132の上面において、駆動ベルト133cは、第1方向D1に延び且つ第3方向D3に向いた搬送面133c1をその外周面に形成する。駆動ベルト133cは、ローラ133a及び/又は133bが回転駆動されることでこれらの周囲を周回し、搬送面133c1を第1方向D1又は第2方向D2に移動させる。なお、駆動ベルト133cは、無端輪状でなくてもよい。例えば、駆動ベルト133cは、ローラ133a及び133bに巻き付けられてもよい。ローラ133a及び133bは、回転して駆動ベルト133cを繰り出す又は巻き付けることで、搬送面133c1を第1方向D1又は第2方向D2に移動させる。
 第3方向D3での搬送面133c1の高さは、摺動材136及び137の上表面136a及び137aの高さと同等である。このため、物品Aは、搬送面133c1並びに上表面136a及び137aの上に同時に載ることができる。駆動ベルト133cは、搬送面133c1を移動させることで、上表面136a及び137a上の物品Aを第1方向D1又は第2方向D2に移動させることができる。
 ベルト駆動装置135は、ローラ133bの近傍に配置され、ローラ133bを回転駆動する。ベルト駆動装置135は、電気モータとしてのサーボモータ135aと、減速機135bとを備える。減速機135bは、サーボモータ135aの回転速度を減速し且つ回転駆動力を増加させて、当該回転駆動力をローラ133bに伝達する。ベルト駆動装置135は第1駆動装置の一例である。
 図3~図6に示すように、保持部134は、駆動ベルト133cに対して第3方向D3に配置され、方向D1及びD2に移動可能である。保持部134は、付着部134aと、支持体134bと、固定部134cと、昇降装置134dとを含む。
 図4及び図7に示すように、支持体134bは、付着部134aを支持し、昇降装置134dを介して固定部134cと接続される。例えば、支持体134bは矩形状の板状部材で構成され、摺動材136及び137並びに搬送面133c1に対して第3方向D3に起立している。支持体134bは、方向D1及びD2それぞれに向いた表面134b1及び134b2を有する。付着部134aは表面134b2上に配置され、昇降装置134dは表面134b1上に配置される。
 図8は、第1方向D1で見たときの図3の保持部134を示す正面図である。図9は、第2方向D2で見たときの図3の保持部134を示す背面図である。図8に示すように、付着部134aは、表面134b2上に配置された複数の吸着装置134aak(k=1~nの自然数)を含む。各吸着装置134aakは、例えばノズル状の中空の形状を有するが、形状はこれに限定されない。本実施の形態では、各吸着装置134aakは、ベローズ(蛇腹)状の中空形状を有し、伸縮可能である。このため、物品Aの表面が不陸又は傾斜等を有し、支持体134bの表面134b2と平行でない場合でも、複数の吸着装置134aakは当該表面に接触し吸着することができる。各吸着装置134aakは、第2方向D2に存在する物品Aを吸着するように、第2方向D2へ方向付けられている。これにより、保持部134は、複数の吸着装置134aakを用いて第2方向D2に存在する物品Aを保持するように、指向されている。
 本実施の形態では、20個の吸着装置134aa1~134aa20が配置されている。吸着装置134aa1~134aa20は、第5方向D5の4つの行と第3方向D3の5つの列とを形成する4行×5列に配列されている。吸着装置134aa1~134aa12は、第1吸着装置群G1を構成し、4行×3列で矩形状に配列される。吸着装置134aa13~134aa16は、第2吸着装置群G2を構成し、第1吸着装置群G1に対して第5方向D5の位置で4行×1列に配列される。吸着装置134aa17~134aa20は、第3吸着装置群G3を構成し、第1吸着装置群G1に対して第6方向D6の位置で4行×1列に配列される。
 図7及び図8に示すように、上記のような吸着装置134aa1~134aa20は、駆動ベルト133cの搬送面133c1と交差する方向、具体的には搬送面133c1と略垂直な方向D3及びD4で、搬送面133c1に接近する方向及び離れる方向に配列されている。さらに、搬送面133c1から遠位の吸着装置134aakは、搬送面133c1から近位の吸着装置134aakよりも、第1方向D1側に配置されている。支持体134bは、搬送面133c1と垂直な方向に対して方向D1及びD2で僅かに傾斜し、具体的には、搬送面133c1から第3方向D3へ離れるに従って第1方向D1へ向かうように僅かに傾斜している。
 図8及び図9に示すように、吸着装置134aa1~134aa12は、表面134b1上の接続口134baを介して、第1配管系統181(図示せず)と連通する。吸着装置134aa13~134aa16は、表面134b1上の接続口134bbを介して、第2配管系統182(図示せず)と連通する。吸着装置134aa17~134aa20は、表面134b1上の接続口134bcを介して、第3配管系統183(図示せず)と連通する。配管系統181~183はそれぞれ、別々の配管系統であり負圧発生装置180と接続される。配管系統181~183の配管等の保持部134から延びる配管及び電気ケーブル等は、ベース132に配置された収容ダクト138(図3参照)内を通って負圧発生装置180等の接続先に延びる。例えば、収容ダクト138は、自在に曲がることができるケーブルベア(登録商標)であるが、配管及び電気ケーブル等を収容できればよい。配管系統181~183のうちの任意の2つは第1系統及び第2系統の一例である。
 負圧発生装置180は、配管系統181~183の少なくとも1つを選択して当該配管系統に負圧を発生させるように構成される。つまり、負圧発生装置180は、複数の吸着装置群G1~G3の少なくとも1つを選択して吸着を実行させることができる。例えば、物品Aの形状及びサイズ等に対応して、負圧を発生させる吸着装置群G1~G3を選択することで、物品Aの効率的な吸着が可能になる。
 図7及び図9に示すように、固定部134cは、支持体134bを駆動ベルト133cに、具体的にはベース132の上面の駆動ベルト133cの部分に固定する。支持体134bは、固定部134cを介して、駆動ベルト133cによって搬送面133c1と一緒に方向D1及びD2に移動される。固定部134cは、基板134c1と、挟持部134c2と、スライドガイド134c3a及び134c3bと、昇降ガイド134c4a及び134c4bとを含む。基板134c1と、スライドガイド134c3a及び134c3bと、昇降ガイド134c4a及び134c4bとは一体化されている。
 基板134c1は、板状部材であり、駆動ベルト133cに対して第3方向D3に配置され、駆動ベルト133cの上方を横切って第5方向D5に延びる。基板134c1は方向D3及びD4それぞれに向いた表面134c1a及び134c1bを有する。
 挟持部134c2は、ベース132と駆動ベルト133cとの間に配置される部材である。挟持部134c2と基板134c1の表面134c1bとは、駆動ベルト133cを挟持し互いに接続されることで、基板134c1を駆動ベルト133cに固定する。
 スライドガイド134c3a及び134c3bは、基板134c1の表面134c1b上で方向D5及びD6での駆動ベルト133cの両側に配置され固定されている。スライドガイド134c3a及び134c3bそれぞれの凹部は、帯状突起であるベースガイド132c及び132dと方向D1及びD2にスライド可能に嵌合する。ベースガイド132c及び132dは、ベース132に固定又は一体化され、方向D5及びD6での駆動ベルト133cの両側で駆動ベルト133cに沿って第1方向D1に延び、本実施の形態では互いに平行である。スライドガイド134c3a及び134c3b並びにベースガイド132c及び132dは、駆動ベルト133cの両側で互いから離れて配置されるため、ベース132に対する基板134c1の方向D1及びD2の移動を案内しつつ、意図しない方向への基板134c1の変位を抑える。
 昇降ガイド134c4a及び134c4bは、第3方向D3へ延びる柱状部材であり、本実施の形態では互いに平行である。昇降ガイド134c4a及び134c4bは、基板134c1の表面134c1a上で、方向D5及びD6での昇降装置134dの両側に配置され固定されている。昇降ガイド134c4a及び134c4bはそれぞれ、支持体ガイド134b3のガイド穴134b3a及び134b3bを貫通する。支持体ガイド134b3は、支持体134bの表面134b1から第1方向D1へ突出する板状部材であり、方向D3及びD4に貫通するガイド穴134b3a及び134b3bを有する。昇降ガイド134c4a及び134c4b並びに支持体ガイド134b3は、基板134c1に対する支持体134bの方向D3及びD4の移動を案内する。第5方向D5に離れて配置された昇降ガイド134c4a及び134c4bは、支持体134bが第3方向D3の軸を中心として基板134c1に対して回動することを抑える。
 昇降装置134dは、基板134c1の表面134c1a上に配置され、支持体ガイド134b3と基板134c1とに接続されている。支持体134bは、昇降装置134dを介して基板134c1によって支持される。昇降装置134dは、方向D3及びD4に伸縮し、基板134c1に対して支持体ガイド134b3を方向D3及びD4に移動させる。つまり、昇降装置134dは、支持体134bをベース132に対して方向D3及びD4に昇降させる。昇降装置134dは第3駆動装置の一例である。
 本実施の形態では、昇降装置134dは空気圧シリンダで構成されるが、これに限定されず、固定部134cに対して支持体134bを方向D3及びD4に昇降させるものであればよい。例えば、昇降装置134dは、油圧若しくは電動のシリンダ、電動リニアアクチュエータ、又は、ネジ機構等を備えてもよい。ネジ機構は、例えば、棒ネジと、棒ネジに螺合するボールナット等のナットとを含み、ナットの回転運動を棒ネジの直線運動に変換する機構である。昇降装置134dは、電力により昇降駆動する場合、例えばサーボ制御されるようなモータ又はリニアアクチュエータ等を備えてもよい。
 図10は、図7において昇降装置134dが伸長した状態を示すロボットハンド130の断面側面図である。図11は、図9において昇降装置134dが伸長した状態を示す保持部134の背面図である。
 図7及び図10に示すように、昇降装置134dは、シリンダ134d1と、シリンダ134d1内のピストン134d2とを含む。シリンダ134d1は、支持体ガイド134b3に固定され、ピストン134d2は、基板134c1にロッド134d3を介して固定される。ピストン134d2は、シリンダ134d1内の空間を、ピストン134d2に対して第3方向D3に位置する第1チャンバ134d4と、ピストン134d2に対して第4方向D4に位置する第2チャンバ134d5とに区分する。チャンバ134d4及び134d5はそれぞれ、配管系統184及び185(図示せず)を介して負圧発生装置180と接続される。負圧発生装置180は、空気を送る又は吸引することでチャンバ134d4及び134d5内の空気圧の関係を変更し、ピストン134d2に対してシリンダ134d1を方向D3又はD4に移動させる。
 図9に示すように、昇降装置134dは、収縮しシリンダ134d1を第4方向D4に移動させることで、支持体134bを第4方向D4に移動させ搬送面133c1に接近させる。図11に示すように、昇降装置134dは、伸長しシリンダ134d1を第3方向D3に移動させることで、支持体134bを第3方向D3に移動させ搬送面133c1から離す。なお、昇降装置134dの昇降方向は、搬送面133c1と垂直な方向D3及びD4に限定されず、搬送面133c1と交差する方向であってもよい。
 [撮像装置]
 撮像装置400は、ロボット100が処理する対象の物品Aを撮像する。図3及び図8に示すように、撮像装置400は、ロボットハンド130、具体的には取付基部131に配置されるが、処理対象の物品Aを撮像できる位置であればよい。撮像装置400は、被写体までの距離等の撮像装置400に対する被写体の3次元位置等を検出するための画像を撮像するカメラ401と、被写体を照明する光源402とを備える。
 例えば、カメラ401は、デジタル画像を撮像するカメラであり、ステレオカメラ、単眼カメラ、TOFカメラ(トフカメラ:Time-of-Flight-Camera)、縞投影等のパターン光投影カメラ、又は光切断法を用いたカメラ等の構成を有してもよい。本実施の形態では、カメラ401はステレオカメラである。光源402の例は、LED(light emitting diode)及びストロボ等である。カメラ401及び光源402は、第2方向D2に向けて指向される。撮像装置400は、物品Aを撮像した画像に基づき、当該物品Aの3次元の位置及び姿勢(向き)を検出し制御装置300に出力してもよく、当該画像を制御装置300に出力し、制御装置300が上記3次元の位置及び姿勢を演算してもよい。
 [入力装置]
 図1に示す入力装置200は、ロボットシステム1を管理するユーザによる指令及び情報等の入力を受け付け、当該指令及び情報等を制御装置300に出力する。入力装置200は、制御装置300と有線通信又は無線通信を介して接続される。有線通信及び無線通信の形式はいかなる形式であってもよい。例えば、入力装置200は、ロボット100が処理する物品Aの種類、形状、サイズ及び規格等の物品の構成を特定するための情報の入力を受け付けてもよい。入力装置200の構成は特に限定しないが、本実施の形態では、ボタン、キー及び/又はタッチパネル等を含む端末装置である。
 [制御装置の構成]
 図12は、実施の形態に係る制御装置300の機能的な構成の一例を示すブロック図である。図12に示すように、制御装置300は、統括制御部301と、撮像制御部302と、画像処理部303と、搬送制御部304と、アーム制御部305と、ベルト駆動制御部306と、吸着制御部307と、昇降制御部308と、記憶部309とを機能的構成要素として含む。
 記憶部309を除く制御装置300の各機能的構成要素の機能は、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)及びRAM(Random Access Memory)等からなるコンピュータシステムにより実現されてもよく、電子回路又は集積回路等の専用のハードウェア回路により実現されてもよく、上記コンピュータシステム及びハードウェア回路の組み合わせにより実現されてもよい。
 例えば、CPUはプロセッサであり、ロボットシステム1の処理及び動作の全体を制御する。ROMは不揮発性半導体メモリ等で構成され、CPUに処理及び動作を制御させるためのプログラム及びデータ等を格納する。RAMは揮発性半導体メモリ等で構成され、CPUで実行するプログラム及び処理途中又は処理済みのデータ等を一時的に格納する。例えば、CPUが動作するためのプログラムは、ROM等に予め保持されている。CPUは、ROM等からプログラムをRAMに読み出して展開する。CPUは、RAMに展開されたプログラム中のコード化された各命令を実行する。
 記憶部309の機能は、揮発性メモリ及び不揮発性メモリなどの半導体メモリ、ハードディスク(HDD:Hard Disc Drive)及びSSD(Solid State Drive)等の記憶装置であるメモリによって実現される。
 制御装置300は、CPU、ROM、RAM及び/又はハードウェア回路と、半導体メモリ、ハードディスク及びSSD等のメモリとをハードウェアとして備えてもよい。
 統括制御部301は、入力装置200から指令等の入力を受け付け、当該入力及びプログラム等に従って、他の機能的構成要素それぞれに指令を出力する。統括制御部301は、他の機能的構成要素それぞれからその動作の情報を取得し、取得した情報を用いて、他の機能的構成要素それぞれを連携、協調及び/又は協働して動作させる。統括制御部301は、カメラ401、光源402、搬送駆動装置160b、アーム駆動装置M1~M6、ベルト駆動装置135、負圧発生装置180、吸着装置134aa1~134aa20、及び昇降装置134d等のうちの少なくとも1つの装置を動作させつつ、他の少なくとも1つの装置を動作させることができる。
 記憶部309は、種々の情報を記憶し、記憶している情報の読み出しを可能にする。記憶部309は、ロボット100が処理し得る物品の種類、形状、サイズ及び規格等を含む構成の情報を、テンプレート等として記憶する。記憶部309は、作業場所等の地図の情報、カメラ401によって撮像された画像、及びプログラム等も記憶してもよい。
 撮像制御部302は、撮像装置400のカメラ401及び光源402の動作を制御する。例えば、撮像制御部302は、ロボット100が物品Aの移送を開始する直前等の所定のタイミングでカメラ401に撮像させてもよい。撮像制御部302は、カメラ401の撮像のタイミングで光源402に照明させてもよい。
 画像処理部303は、カメラ401によって撮像された画像と、記憶部309の物品のテンプレートとを用いて、当該画像に写し出される物品Aを抽出し、カメラ401に対する当該物品Aの3次元の位置及び姿勢等を検出する。画像処理部303は、当該3次元の位置及び姿勢等をアーム制御部305等に出力する。制御装置300は、物品Aの3次元の位置及び姿勢等に基づきロボット100を制御する。
 搬送制御部304は、搬送駆動装置160bの動作を制御する。搬送制御部304は、入力装置200から受け取る指令等に従って、搬送駆動装置160bの動作を制御することで、搬送車160に対応する動作をさせる。例えば、搬送制御部304は、画像処理部303から受け取る情報に基づき搬送車160を移動させることで、物品Aに対するロボット100の位置を調節してもよい。なお、搬送制御部304は、搬送駆動装置160bからそのサーボモータの回転量等の動作量の情報を取得し、当該動作量に基づき、搬送車160の位置及び向きを検出してもよい。また、搬送車160は、GPS(Global Positioning System)受信機及びIMU(慣性計測装置:Inertial Measurement Unit)等の位置計測装置を備えてもよい。搬送制御部304は、GPS受信機の受信信号又はIMUによって計測された加速度及び角速度等を用いて、搬送車160の位置及び向きを検出してもよい。搬送制御部304は、例えば、床面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搬送車160の位置及び向きを検出してもよい。
 アーム制御部305は、アーム駆動装置M1~M6の動作を制御する。アーム制御部305は、画像処理部303の検出結果等に基づき、アーム駆動装置M1~M6を制御することで、ロボットアーム120に物品Aの移送作業に対応する動作をさせる。また、アーム制御部305は、アーム駆動装置M1~M6のサーボモータから回転量等の動作量の情報を取得し、当該動作量に基づき、ロボットアーム120の各リンク及びロボットハンド130の位置、姿勢、移動方向、移動速度及び移動加速度等を含む位置姿勢情報を検出する。アーム制御部305は、当該位置姿勢情報を、ベルト駆動制御部306、吸着制御部307及び昇降制御部308等に出力する。さらに、アーム制御部305は、位置姿勢情報をフィードバック情報として用いることで、ロボットハンド130の位置及び姿勢等が目的の位置及び姿勢等となるように、アーム駆動装置M1~M6の動作を制御する。
 ベルト駆動制御部306は、ベルト駆動装置135の動作を制御する。ベルト駆動制御部306は、移送対象の物品Aの3次元の位置及び姿勢と、ロボットハンド130の位置姿勢情報とに基づき、ベルト駆動装置135のサーボモータ135aを制御することで、保持部134を方向D1又はD2に移動させる。
 ここで、サーボモータは、電気モータと、電気モータの回転子の回転角を検出するエンコーダと、電気モータの電流値を検出する電流センサとを備えている。制御装置300は、少なくとも1つのCPU(つまり、プロセッサ)と、ROM312と、RAM313と、メモリ314とを有する。図13に示すように、本実施の形態では、少なくとも1つのCPUのうちの単一のCPU311は、アーム駆動装置M1~M6のサーボモータSM1~SM6、ベルト駆動装置135のサーボモータ135a、及び搬送駆動装置160bのサーボモータ160cの動作を制御する。図13は、実施の形態に係る制御装置300のCPU311とサーボモータSM1~SM6、135a及び160cとの構成の一例を示すブロック図である。
 サーボモータSM1~SM6、135a及び160cはそれぞれ、CPU311から出力される指令等に従って、電気モータを動作させ、エンコーダ及び電流センサの検出値をCPU311に出力する。CPU311は、サーボモータSM1~SM6、135a及び160cからフィードバックされたエンコーダ及び電流センサの検出値に基づき、当該電気モータの回転子の回転量、回転速度及び回転トルク等を検出し、検出結果を用いて当該電気モータの回転開始、回転停止、回転速度及び回転トルク等を制御する。これにより、CPU311は、サーボモータSM1~SM6、135a及び160cそれぞれを任意の回転位置で停止させることができ、任意の回転速度で回転させることができ、任意の回転トルクで動作させることができる。よって、CPU311は、ロボットアーム120、ベルト駆動機構133及び搬送車160等を多様に且つ緻密に動作させることができる。
 単一のCPU311は、サーボモータSM1~SM6に対応する6つの軸での駆動と、サーボモータ135a及び160cに対応する少なくとも2つの軸での駆動とを含む少なくとも8つの軸での駆動を一括で制御する。サーボモータ135a及び160cに対応する軸は、外部軸とも呼ばれる。なお、単一のCPU311はさらに、ロボットハンド130が備える他のサーボモータ、後述の吸着装置134aakの駆動のための開閉装置181a~183a、後述の昇降装置134dの駆動のための切替装置187及び負圧発生装置180の駆動を、上記の少なくとも8つの軸での駆動と共に一括で制御するように構成されてもよい。これにより、CPU311は各装置を、より円滑に協調させて動作させることができる。
 吸着制御部307は、吸着装置134aakの動作を制御する。具体的には、吸着制御部307は、負圧発生装置180及び開閉装置181a~183aの動作を制御する。開閉装置181aは、第1配管系統181に配置され、第1配管系統181を導通又は遮断する。開閉装置182aは、第2配管系統182に配置され、第2配管系統182を導通又は遮断する。開閉装置183aは、第3配管系統183に配置され、第3配管系統183を導通又は遮断する。吸着制御部307は、負圧発生装置180を動作させ、開閉装置181a~183aそれぞれに導通させることで、吸着装置群G1~G3それぞれに負圧を発生させる。開閉装置181a~183aの例は電磁弁等で構成される開閉弁である。
 昇降制御部308は、昇降装置134dの動作を制御する。具体的には、昇降制御部308は、負圧発生装置180及び切替装置187の動作を制御する。切替装置187は、昇降装置134dのチャンバ134d4及び134d5(図10参照)それぞれと連通する配管系統184及び185に配置される。切替装置187は、第4配管系統184と負圧発生装置180との連通と、第5配管系統185と負圧発生装置180との連通とを切り替える。また、切替装置187は、両方の連通を遮断することもできる。昇降制御部308は、負圧発生装置180を動作させ、切替装置187に連通を切り替えさせることで、チャンバ134d4又は134d5を増圧又は減圧し、昇降装置134dを伸縮させる。切替装置187の例は、電磁弁等で構成される切替弁である。
 <ロボットシステムの第1の動作>
 ロボットシステム1の第1の動作を図14を参照しつつ説明する。図14は、実施の形態に係るロボットシステム1の第1の動作の一例を示すフローチャートである。図15及び図16はそれぞれ、実施の形態に係るロボットシステム1の第1の動作のうちの一状態を示す側面図である。
 第1の動作は、床面等の載置面から上方へ離れた位置に存在する物品A1をロボットハンド130を用いて移送する動作である。物品A1は、物品A1よりも下方にロボットハンド130のベース132を位置させることができる高さ位置にあり、例えば、他の物品Aの上に載せられている。本例では、ロボットシステム1は、上下に一列に積み上げられた物品Aのうちの最上段の物品A1を移送する。第1の動作は完全自動であり、この動作では、ロボットシステム1は自律的に、撮像装置400を用いて物品A1の3次元の位置及び姿勢等を検出し、検出結果に基づきロボット100に各動作を実行させる。
 ステップS101において、図1に示すように、ロボットシステム1を管理するユーザは入力装置200に移送作業の実行の指令を入力し、制御装置300は当該指令を受け付ける。当該指令は、移送対象の複数の物品Aが積み上げられた物品Aの山の位置と、ベルトコンベヤ等の物品Aの移送先の位置とを含む。当該指令は、物品Aの構成も含む。
 次いで、ステップS102において、制御装置300は、入力装置200から受け取る指令に従って、搬送車160を動作させ、ロボット100を物品Aの山の近傍位置に移動させる。制御装置300は、記憶部309に記憶されている地図の情報を用いてもよい。
 次いで、ステップS103において、制御装置300は、撮像装置400に物品Aの山を撮像させる。制御装置300は、撮像のために必要に応じてロボットハンド130の位置及び姿勢を変更する。
 次いで、ステップS104において、制御装置300は、撮像装置400によって撮像された画像を画像処理することで、移送対象の物品A1の3次元の位置及び姿勢等を検出する。具体的には、制御装置300は、物品Aの構成に対応するテンプレートを記憶部309から抽出し、当該テンプレートを用いて、上記画像内に写し出される物品Aを検出する。検出には、テンプレートとのパターンマッチング等の手法が用いられてもよい。さらに、制御装置300は、物品Aの山の中の最上段の物品Aの1つを移送対象の物品A1として検出する。制御装置300は、上記画像をステレオ処理することで、物品A1の3次元の位置及び姿勢並びに物品A1のサイズ等も検出する。
 次いで、ステップS105において、図15に示すように、制御装置300は、物品A1の3次元の位置及び姿勢等に基づきロボットアーム120を動作させることで、ロボットハンド130を物品A1の側方に移動及び接近させる。制御装置300は、物品A1に対して、水平方向側方からロボットハンド130にアプローチさせる。このとき、制御装置300は、水平方向側方に向いた物品A1の側面A1aと対向させるように、吸着装置134aakを側方から側面A1aに接近させる。
 上記過程において、制御装置300は、ロボットハンド130の保持部134を、移動可能な範囲内で第2方向D2での最も端の位置に移動させる。これにより、吸着装置134aakが、ロボットハンド130のベース132の端部132aよりも第2方向D2へ突出し、側面A1aと接触しやすい。さらに、制御装置300は、保持部134がベース132の上方に位置するようにロボットハンド130の姿勢を制御する。さらにまた、制御装置300は、ベース132の摺動材136及び137の上表面136a及び137a(図3参照)が略水平であり且つ物品A1よりも下方に位置するように、ロボットハンド130の位置及び姿勢を制御する。
 なお、制御装置300は、ロボットハンド130の位置制御と、ロボットハンド130の姿勢制御と、保持部134の移動制御とについて、これらの少なくとも一部がラップするように並行して実行してもよく、別々に順番に実行してもよい。
 次いで、ステップS106において、制御装置300は吸着装置134aakに物品A1の側面A1aを吸着させる。制御装置300は、吸着装置134aakに負圧を発生させ、側面A1aに近接させる又は接触させる。具体的には、制御装置300は、物品A1のサイズに基づき、吸着装置群G1~G3の中で負圧を発生させる吸着装置群を決定する。図15の例では、物品A1の側面A1aのサイズは吸着装置134aakの全てが接触できるほど大きいため、制御装置300は吸着装置群G1~G3の全てに負圧を発生させる。制御装置300は、負圧発生装置180を起動させ且つ開閉装置181a~183aに導通させ、吸着装置群G1~G3に側面A1aを吸着させる。例えば、吸着装置群G2及びG3が接触できないような小さいサイズの側面を有する物品Aに対して、制御装置300は第1吸着装置群G1のみに負圧を発生させる。
 次いで、ステップS107において、図16に示すように、制御装置300は、保持部134をベース132に対して第1方向D1へ移動させることで、物品A1を物品Aの山から側方へ引き出しロボットハンド130上に積載する。具体的には、制御装置300は、負圧発生装置180での負荷の上昇、又は、配管系統181~183に設けられた圧力センサ(図示せず)の検出負圧力値の上昇等の情報に基づき、吸着装置134aa1~134aa20での吸着の完了を判定する。吸着完了後、制御装置300は、ベルト駆動装置135を起動し駆動ベルト133cを駆動させる。駆動ベルト133cは、搬送面133c1と共に保持部134を第1方向D1へ移動させ、保持部134及び吸着装置134aa1~134aa20は、物品A1を第1方向D1へ引き出し摺動材136及び137並びに搬送面133c1上に載せる。その後、物品A1は、搬送面133c1と保持部134との双方によって第1方向D1へさらに移動される。物品A1は、摺動材136及び137の上表面136a及び137a上で滑らかに摺動する。
 次いで、ステップS108において、制御装置300は、ロボットハンド130を移動させ、物品A1を物品Aの山から取り除く。具体的には、制御装置300は、保持部134が、移動可能な範囲内で第1方向D1での最も端の位置に到達すると、ベルト駆動装置135を停止し、ロボットハンド130を物品Aの山から離れる方向に移動させる。さらに、制御装置300は、物品A1の移送先へロボットハンド130を移動させる。本例では、制御装置300は、ロボットハンド130が移送先に到達するまで、吸着装置134aa1~134aa20での吸着を継続するが、ベルト駆動装置135の停止後のいかなるタイミングで吸着を停止してもよい。
 次いで、ステップS109において、制御装置300は、移送先への到達後、ロボットハンド130から物品A1を降ろす。具体的には、制御装置300は、ベルト駆動装置135を起動する。駆動ベルト133cは、搬送面133c1と共に保持部134を第2方向D2へ移動させ、保持部134は物品A1を第2方向D2へ押圧する。物品A1は、搬送面133c1と保持部134とによって、第2方向D2へ移動され摺動材136及び137上から降ろされる。
 <ロボットシステムの第2の動作>
 ロボットシステム1の第2の動作を図17を参照しつつ説明する。図17は、実施の形態に係るロボットシステム1の第2の動作の一例を示すフローチャートである。図18~図20はそれぞれ、実施の形態に係るロボットシステム1の第2の動作のうちの一状態を示す側面図である。
 第2の動作は、床面等の載置面に直接載置されている物品A1をロボットハンド130を用いて移送する動作である。物品A1は、物品A1よりも下方にロボットハンド130のベース132を位置させることができない高さ位置にある。本例では、ロボットシステム1は、他の物品Aが載せられていない最下段の物品A1を移送する。第2の動作も完全自動である。
 ステップS201~S204は、第1の動作のステップS101~S104と同様である。なお、ステップS204では、制御装置300は、撮像装置400によって撮像された画像を画像処理することで、物品Aの山の中で最下段の物品Aの1つを物品A1として検出し、物品A1の3次元の位置及び姿勢並びにサイズ等を検出する。
 次いで、ステップS205において、図18に示すように、制御装置300は、物品A1の3次元の位置及び姿勢等に基づき、ロボットハンド130を、傾斜状態である第1姿勢で物品A1の側面A1aの側方に接近させ、吸着装置134aakを側面A1aに対向させて接近させる。さらに、制御装置300は、ベース132の端部132aを物品A1の載置面である床面FSに近接させる。第1姿勢では、保持部134は、ベース132の上方且つ第2方向D2での最も端の位置にある。第1姿勢では、摺動材136及び137の上表面136a及び137a並びに搬送面133c1は、物品A1から離れるに従って床面FSから離れるように傾斜し、ベース132の端部132bは端部132aよりも床面FSから離れている。
 なお、制御装置300は、ロボットハンド130の位置制御と、ロボットハンド130の姿勢制御と、保持部134の移動制御とについて、少なくとも一部がラップするように並行して実行してもよく、別々に順番に実行してもよい。
 次いで、ステップS206において、制御装置300は、吸着装置134aakに物品A1の側面A1aを吸着させる。制御装置300は、第1の動作のステップS106と同様に、物品A1のサイズに基づき決定した吸着装置群G1~G3に吸着させる。
 次いで、ステップS207において、図19に示すように、制御装置300は、保持部134を第3方向D3へ上昇させることで、物品A1の少なくとも一部を床面FSから持ち上げる。具体的には、制御装置300は、吸着完了後、昇降装置134dを起動し、昇降装置134dは伸長して保持部134をベース132に対して第3方向D3へ移動させる。保持部134及び吸着装置134aa1~134aa20は、側面A1aを上方へ引っ張り物品A1を持ち上げる。昇降装置134dの伸長により、側面A1aの近傍の物品A1の底面は、摺動材136及び137の上表面136a及び137a並びに搬送面133c1よりも上方になるまで持ち上げられる。物品A1全体が持ち上げられてもよい。
 次いで、ステップS208において、図20に示すように、制御装置300は、昇降装置134dの伸長完了後、第1の動作のステップS107と同様に、保持部134を第1方向D1へ移動させ物品A1を側方へ引き出す。物品A1の底面が持ち上げられているため、保持部134は物品A1を摺動材136及び137上にスムーズに載せることができる。さらに、ステップS209及びS210は、第1の動作のステップS108及びS109と同様である。
 なお、制御装置300は、第1の動作と第2動作とを組み合わせて実行してもよい。例えば、制御装置300は、第1の動作のステップS103~S109と、第2の動作のステップS203~S210とをそれぞれ繰り返して実行することで、物品Aの山の物品Aを順次自動で移送してもよい。
 <効果等>
 上述のような実施の形態に係るロボットハンド130は、物品Aを保持し且つ第1方向D1に移動する保持部134と、物品Aを載せることができる搬送面133c1を有し且つ第1方向D1に搬送面133c1を移動させるように駆動する駆動ベルト133cと、駆動ベルト133cを駆動するベルト駆動装置135とを備える。保持部134は、第1方向D1に移動することで、保持している物品Aを搬送面133c1上に載せるように構成される。
 上記構成によると、保持部134は、物品Aを保持した状態で第1方向D1に移動することで、物品Aを搬送面133c1上に載せることができる。搬送面133c1上の物品Aは、駆動ベルト133cによってロボットハンド130上にさらに引き込まれる。保持部134及び搬送面133c1の移動方向はいずれも第1方向D1であるため、ロボットハンド130は、保持部134と駆動ベルト133cとを共同させて物品Aをロボットハンド130上に載せることができる。さらに、ロボットハンド130は、第1方向D1が物品Aの側方となるように配置されることで、物品Aに対して側方からアプローチし当該物品Aを側方(第1方向D1)に引き出して搬送することができる。
 また、保持部134は、搬送面133c1と共に移動するように駆動ベルト133cに固定されてもよい。上記構成によると、保持部134を移動させるための構成の簡略化が可能である。さらに、保持部134と駆動ベルト133cとは、同じ動きで一緒に物品Aを移動させることができる。
 また、保持部134は、第1方向D1と反対方向である第2方向D2に存在する物品Aを保持するように指向されていてもよい。上記構成によると、保持部134は、第2方向D2に位置する物品Aを保持し第1方向D1へ引っ張るように移動させる。よって、保持部134による物品Aの移動が容易になる。
 また、保持部134は、物品Aを付着させることで保持する付着部134aを有してもよい。さらに、付着部134aは、物品Aを吸着する吸着装置134aakを含んでもよい。上記構成によると、保持部134は、付着部134aに物品Aを付着させることで当該物品Aを保持することができる。そして、付着部134aは、吸着装置134aakを備えることで、物品Aの表面に与える損傷等の影響を低減した付着を可能にする。
 また、付着部134aは、複数の吸着装置134aakを含んでもよい。複数の吸着装置134aakを構成する吸着装置群G1~G3はそれぞれ、配管系統181~183を介して負圧発生装置180と接続され、負圧発生装置180が発生する負圧によって物品Aを吸着してもよい。さらに、負圧発生装置180は、配管系統181~183の少なくとも1つを選択して負圧を発生させてもよい。例えば、吸着装置群G1~G3のいずれにおいても、一部の吸着装置134aakが物品Aの表面と接触できない場合、その全ての吸着装置134aakが有効な負圧を発生できないことがある。上記構成では、物品Aにおける吸着される表面のサイズ及び形状等に応じて、物品Aの表面を吸着する吸着装置134aakを変更できるため、効果的な吸着が可能である。
 また、付着部134aの複数の吸着装置134aakは、駆動ベルト133cの搬送面133c1と交差する方向で搬送面133c1に接近する方向及び離れる方向に配列され、搬送面133c1から遠位の吸着装置134aakは、搬送面133c1から近位の吸着装置134aakよりも、第1方向D1に配置されてもよい。例えば、第1の動作では、ロボットハンド130は、搬送面133c1が物品A1の側面A1aに対して略垂直となる姿勢で、物品Aの山から物品A1を引き出す。第2の動作では、ロボットハンド130は、搬送面133c1が物品A1の側面A1aに対して垂直な状態から傾斜した状態である姿勢で、物品A1を引き出す。複数の吸着装置134aakが上記のように配置されることで、ロボットハンド130は、第1の動作及び第2の動作の両方で、多くの吸着装置134aakに側面A1aを吸着させることができる。
 また、実施の形態に係るロボットハンド130は、保持部134を、搬送面133c1と交差する方向で搬送面133c1に接近する方向及び離れる方向(例えば、第3方向D3及び第4方向D4)に移動させる昇降装置134dを備えてもよい。上記構成によると、昇降装置134dは、保持部134に保持されている物品Aの底面の少なくとも一部が搬送面133c1よりも上方に位置するように、保持部134を上昇できる。よって、物品Aの搬送面133c1上への移動が円滑になる。
 また、実施の形態に係るロボット100は、ロボットハンド130と、ロボットハンド130が端部に接続されたロボットアーム120と、ロボットハンド130のベルト駆動装置135及び昇降装置134dの動作と、ロボットアーム120のアーム駆動装置M1~M6の動作とを制御する制御装置300とを備える。上記構成によると、実施の形態に係るロボットハンド130と同様の効果が得られる。さらに、ロボット100は、ロボットアーム120を用いて、物品Aに対するロボットハンド130の位置及び姿勢を最適に制御することができる。
 また、実施の形態に係るロボット100において、ベルト駆動装置135及びアーム駆動装置M1~M6は、サーボモータを含み、制御装置300は、ベルト駆動装置135及びアーム駆動装置M1~M6のサーボモータの動作を、協調させて制御してもよい。なお、制御装置300は、少なくとも1つのプロセッサを含み、単一のプロセッサが、ベルト駆動装置135のサーボモータの動作とアーム駆動装置M1~M6のサーボモータの動作とを制御してもよい。上記構成によると、ロボット100は、例えば、駆動ベルト133cを駆動させつつロボットアーム120を動作させるように、複数の動作を協調させて実行することができる。さらに、単一のプロセッサが、ロボットハンド130及びロボットアーム120の全てのサーボモータの動作を制御するため、各サーボモータの動作の協調を円滑に且つ容易に実現することが可能になる。
 また、実施の形態に係るロボット100は、付着部134aの吸着装置134aakと接続された負圧発生装置180を備え、制御装置300は負圧発生装置180の動作を制御してもよい。上記構成によると、ロボット100は、物品Aを負圧により吸着することでロボットハンド130上に載せることができる。
 また、実施の形態に係るロボット100は、撮像装置400を備えてもよい。さらに、制御装置300は、撮像装置400によって撮像された物品Aを写し出す画像に基づき、物品Aのサイズを推定し、推定された物品Aのサイズに対応して、配管系統181~183の少なくとも1つを選択して負圧発生装置180に負圧を発生させてもよい。なお、配管系統181~183はそれぞれ、吸着装置群G1~G3と負圧発生装置180とを接続してもよい。上記構成によると、ロボット100は、撮像装置400によって撮像された画像に基づき、物品Aに応じて、負圧を発生させる吸着装置134aakを自動で決定することができる。
 また、実施の形態に係るロボット100の制御装置300は、撮像装置400によって撮像された物品Aを写し出す画像に基づき、物品Aに対するロボットハンド130の位置及び姿勢を制御してもよい。上記構成によると、ロボット100は、物品Aに応じて、ロボットハンド130の位置及び姿勢を自動で最適に制御することができる。
 <変形例1>
 変形例1に係るロボットハンド130Aを説明する。変形例1に係るロボットハンド130Aは、保持部134を移動させる移動装置133Aを、ベルト駆動機構133とは別に備える点で、実施の形態と異なる。以下、変形例1について、実施の形態と異なる点を中心に説明し、実施の形態と同様の点の説明を適宜省略する。
 図21は、変形例1に係るロボットハンド130Aの構成の一例を図4と同様に示す斜視図である。図21に示すように、ロボットハンド130Aは、保持部134の移動装置133Aを備え、保持部134は駆動ベルト133cに固定されていない。移動装置133Aは、ネジ孔部材133A1と、棒ネジ133A2と、減速装置133A3と、ネジ駆動装置133A4とを備える。移動装置133Aは第2駆動装置の一例である。
 ネジ孔部材133A1は、第1方向D1に延びる雌ネジ孔を有し、保持部134の固定部134cの基板134c1に固定されている。ネジ孔部材133A1の例は、ボールナットである。本変形例では、スライドガイド134c3bが設けられず、スライドガイド134c3bの位置に、ネジ孔部材133A1が配置されている。
 棒ネジ133A2は、第1方向D1に延び、ネジ孔部材133A1の雌ネジ孔と螺合する。本変形例では、ベース132のベースガイド132dが設けられず、ベースガイド132dの位置に、棒ネジ133A2が配置されている。
 ネジ駆動装置133A4は、収容空間131a1内に配置され、減速装置133A3を介して棒ネジ133A2と接続される。ネジ駆動装置133A4は、電力を動力源とし、電気モータとしてサーボモータを有し、制御装置300によって制御される。減速装置133A3は、ネジ駆動装置133A4のサーボモータの回転速度を減速し且つ回転駆動力を増加させて、当該回転駆動力を棒ネジ133A2に伝達する。ネジ駆動装置133A4は、棒ネジ133A2をネジ回転の方向に回転駆動することができる。
 移動装置133Aは、ネジ機構を構成し、ネジ駆動装置133A4の回転駆動力によって棒ネジ133A2を回転駆動し、棒ネジ133A2に螺合するネジ孔部材133A1を、棒ネジ133A2の軸方向である方向D1又はD2に移動させる。よって、移動装置133Aは、保持部134を方向D1及びD2に移動させる。
 上述のような変形例1に係るロボットハンド130Aによると、実施の形態と同様の効果が得られる。なお、移動装置133Aは、ベースガイド132cの位置、又は、ベースガイド132c及び132dとは別の位置に設けられてもよい。2つ以上の移動装置133Aが設けられてもよい。移動装置133Aの数量及び位置は、いかなる数量及び位置であってもよい。また、ベルト駆動装置135のサーボモータ135aが、ネジ駆動装置133A4の機能を兼ねてもよい。また、移動装置133Aは、ネジ機構に限定されず、保持部134を方向D1及びD2に移動できればよい。例えば、移動装置133Aは、空気圧、油圧若しくは電動のシリンダ、又は電動リニアアクチュエータ等で構成されてもよい。
 <変形例2>
 変形例2に係るロボットハンド130Bを説明する。変形例2に係るロボットハンド130Bは、保持部134の付着部134aの指向方向を変える指向装置134Bを備える点で、実施の形態及び変形例1と異なる。以下、変形例2について、実施の形態及び変形例1と異なる点を中心に説明し、実施の形態及び変形例1と同様の点の説明を適宜省略する。
 図22は、変形例2に係るロボットハンド130Bの構成の一例を図9と同様に示す背面図である。図22に示すように、ロボットハンド130Bは、保持部134の固定部134cに、第4駆動装置の一例である指向装置134Bを備える。指向装置134Bは、2軸のジンバル状の構成を有し、保持部134の支持体134bをヨーイング方向及びピッチング方向に旋回させることができる。ヨーイング方向は、第3方向D3の軸を中心とする回転方向であり、ピッチング方向は第3方向D3と垂直な方向の軸を中心とする回転方向である。
 指向装置134Bは、ヨー回転軸134B1と、ヨー回転駆動装置134B2と、台座部材134B3と、ピッチ回転軸134B4と、ピッチ回転駆動装置134B5と、支持部材134B6とを備える。
 ヨー回転軸134B1は、固定部134cの基板134c1の表面134c1aから第3方向D3へ延びる回転自在な軸であり、その軸心方向が第3方向D3である。ヨー回転駆動装置134B2は、基板134c1内に埋め込まれ、ヨー回転軸134B1をその軸心を中心に回転駆動する。ヨー回転駆動装置134B2は、電力を動力源とし、電気モータとしてサーボモータを有し、制御装置300によって制御される。
 台座部材134B3は、ヨー回転軸134B1に対して第3方向D3に配置されている。台座部材134B3は、ヨー回転軸134B1と一体に回転するように接続された基板134B3aと、基板134B3aから第3方向D3に延びる2つの軸支持部134B3bとを含む。台座部材134B3は、基板134c1に対してヨーイング方向に旋回可能である。
 支持部材134B6は、実施の形態における基板134c1と同様の構成を有する。支持部材134B6は、第3方向D3の上面において、昇降ガイド134c4a及び134c4bと、昇降装置134dのロッド134d3(図7参照)と接続されている。基板134c1は、昇降ガイド134c4a及び134c4b、並びにロッド134d3と分離されている。
 2つのピッチ回転軸134B4は、2つの軸支持部134B3bと支持部材134B6とを回転可能に接続する。2つのピッチ回転軸134B4の軸心は、第3方向D3と垂直な方向の同軸である。支持部材134B6は、台座部材134B3に対してピッチング方向に旋回可能である。ピッチ回転駆動装置134B5は、軸支持部134B3bに配置され、ピッチ回転軸134B4をその軸心を中心に回転駆動する。ピッチ回転駆動装置134B5は、電力を動力源とし、電気モータとしてサーボモータを有し、制御装置300によって制御される。
 指向装置134Bは、ヨー回転駆動装置134B2及びピッチ回転駆動装置134B5の回転駆動力によって、ベース132を基準とする付着部134a及び支持体134bの向きを、ヨーイング方向及びピッチング方向の任意の向きに変えることができる。
 上述のような変形例2に係るロボットハンド130Bによると、実施の形態と同様の効果が得られる。また、指向装置134Bは、付着部134aの指向方向を変えることができるため、吸着装置134aakを物品Aの表面に確実に接触させ吸着させることができる。なお、指向装置134Bは、2軸を中心する回転方向に指向方向を変えるように構成されるが、これに限定されない。指向装置134Bは、1軸を中心する回転方向、又は、3軸以上を中心とする回転方向に指向方向を変えるように構成されてもよい。指向装置134Bの構成は、ジンバルに限定されず、指向方向を変えることができればよい。変形例2に係るロボットハンド130Bの構成を変形例1に適用してもよい。
 <変形例3>
 変形例3に係るロボットハンド130Cを説明する。変形例3に係るロボットハンド130Cは、撮像装置400が保持部134Cに配置される点で、実施の形態及び変形例1~2と異なる。以下、変形例3について、実施の形態及び変形例1~2と異なる点を中心に説明し、実施の形態及び変形例1~2と同様の点の説明を適宜省略する。
 図23は、変形例3に係るロボットハンド130Cの構成の一例を図3と同様に示す斜視図である。図24は、変形例3に係るロボットハンド130Cの構成の一例を図5と同様に示す斜視図である。図23及び図24に示すように、ロボットハンド130Cは、保持部134Cを備え、保持部134Cは、実施の形態の保持部134と同様に、駆動ベルト133cに固定される。
 撮像装置400は、保持部134Cの支持体134Cbに配置され、支持体134Cbと一緒に方向D1及びD2に移動可能である。支持体134Cbは、矩形平板状の第1部分134Cb1と、逆U字型の枠状の第2部分134Cb2と、2つの第3部分134Cb3とを含む。第2部分134Cb2は、第1部分134Cb1に対して第3方向D3に位置する。第3部分134Cb3は、第1部分134Cb1及び第2部分134Cb2に対して第1方向D1に位置し、第1部分134Cb1と第2部分134Cb2とを連結する。撮像装置400は、第1部分134Cb1と第2部分134Cb2との間に形成される開口134Cb4内に配置され、第3部分134Cb3によって支持される。撮像装置400は、第2方向D2に向かって指向される。撮像装置400の視野は、保持部134Cが方向D1及びD2のいかなる位置であっても保持部134Cによって遮られない。
 図25は、第1方向D1で見たときの図23の保持部134Cを図8と同様に示す正面図である。図25に示すように、保持部134Cは、実施の形態の保持部134と同様に、付着部134Caを支持体134Cbの上に有する。付着部134Caは、第2方向D2に方向付けられた複数の吸着装置134aakを含み、具体的には、23個の吸着装置134aa1~134aa23を含む。吸着装置134aa1~134aa14は、第1部分134Cb1に配置され、第5方向D5の3つの行を形成するように配列される。吸着装置134aa15~134aa23は、第2部分134Cb2に配置され、第2部分134Cb2に沿って逆U字状に1列に配列される。吸着装置134aa1~134aa23は、撮像装置400の視野を遮らないように、撮像装置400の向きである第2方向D2と交差する方向、具体的には直交する方向で撮像装置400の周囲に配置される。
 第1部分134Cb1上において方向D5及びD6での中央から第5方向D5に配置される吸着装置134aa1~134aa7は、破線により囲まれるように第1吸着装置群G1を構成し、第1配管系統181と連通する。上記中央から第6方向D6に配置される吸着装置134aa8~134aa14は、破線により囲まれるように第2吸着装置群G2を構成し、第2配管系統182と連通する。吸着装置134aa15~134aa23は、第3吸着装置群G3を構成し、第3配管系統183と連通する。制御装置300は、移送対象の物品Aの形状及びサイズ等に対応して、負圧を発生させる吸着装置群G1~G3を選択し得る。
 上述のようなロボットハンド130Cは、様々な形状及びサイズの物品Aを積載し移送することができる。図26~図28は、変形例3に係るロボットハンド130C上での物品Aの積載状態の一例を示す正面図である。図26に示すように、対象物品Aが方向D5及びD6の水平方向に支持体134Cb以上の幅を有し且つ方向D3及びD4の鉛直方向に支持体134Cbよりも小さい高さを有する場合、制御装置300は、第1吸着装置群G1及び第2吸着装置群G2のペアに負圧を発生させた状態で当該物品Aを吸着し積載するように、ロボットハンド130Cに動作させる。
 対象物品Aが水平方向及び鉛直方向に支持体134Cb以上の幅及び高さを有する場合、制御装置300は、第1吸着装置群G1~第3吸着装置群G3の全てに負圧を発生させた状態で当該物品Aを吸着し積載するように、ロボットハンド130Cに動作させる。例えば、図27に示すように、対象物品が図26に示す物品Aであり且つ上下に積まれた2つの当該物品Aである場合も、制御装置300は、第1吸着装置群G1~第3吸着装置群G3の全てに負圧を発生させた状態でロボットハンド130Cに2つの当該物品Aを吸着させ積載させる。
 図28に示すように、対象物品Aが水平方向に支持体134Cbよりも小さい幅を有し且つ鉛直方向に支持体134Cb以上の高さを有する場合、制御装置300は、第1吸着装置群G1及び第3吸着装置群G3のペア又は第2吸着装置群G2及び第3吸着装置群G3のペアに負圧を発生させた状態で当該物品Aを吸着し積載するように、ロボットハンド130Cに動作させる。例えば、制御装置300は、方向D5及びD6で移送対象の物品Aに隣接するスペースの大きさに応じて、負圧を発生させるペアを決定してもよい。なお、本変形例では、吸着装置134aa1~134aa23には逆止弁が設けられており、当該吸着装置からの負圧のリークが防がれる。
 また、図24及び図25に示すように、ロボットハンド130Cのベース132の端部132aには、切り欠き部132e及び132fが形成されている。切り欠き部132e及び132fは、ベース132を方向D3及びD4に貫通し且つ端部132aから第1方向D1へ延びるように、ベース132の一部を切り欠く。切り欠き部132e及び132fは、端部132aから第1方向D1へ延びる細長いスリット状の形状を有する。切り欠き部132e及び132fは、方向D5及びD6で互いから離れて配置される。切り欠き部132eは、駆動ベルト133cとベースガイド132cとの間に配置され、切り欠き部132fは、駆動ベルト133cとベースガイド132dとの間に配置される。このようなベース132は、端部132a付近で櫛状の形状を有する。切り欠き部132e及び132fは、ロボットハンド130Cに積載された物品Aを降ろすときに用いられる。
 図29及び図30は、積載物品Aを降ろすための変形例3に係るロボットハンド130Cの動作の一例を示す斜視図である。図29に示すように、ロボットシステム1において、受付装置500が配置され、受付装置500は、ロボットハンド130Cから積載物品Aを受け取る。本変形例では、受付装置500は、ロボットシステム1に構成要素として含まれるが、これに限定されない。
 受付装置500の構成は、特に限定されず、ロボットハンド130Cからその積載物品Aを受け取ることができるように構成されればよい。本変形例では、受付装置500は、物品Aを搬送することができる搬送装置であり、具体的には、コンベヤである。受付装置500は、いわゆるローラコンベヤであり、搬送方向TDに並ぶ複数のローラ501と、各ローラ501を回転自在に支持する枠体502と、床面等の支持面上で枠体502を支持する支持台503とを含む。各ローラ501の回転軸は、搬送方向TDと垂直である水平方向に延びる。複数のローラ501は、搬送方向TDに向かって次第に高さが低くなる傾斜面を形成するように互いに異なる高さで配置される。物品Aは、複数のローラ501上に載置されると、重力の作用により、複数のローラ501を回転させつつ搬送方向TDへ移動する。複数のローラ501は物品Aの摺動抵抗を極めて低くする。
 受付装置500は、搬送方向TDでの枠体502の上流端に、突出部504及び505を含む。突出部504及び505は、搬送方向TDと反対方向に枠体502から延びる柱状の形状を有し、枠体502又は支持台503に固定され支持される。突出部504及び505は、それぞれの上部に、搬送方向TDに並び且つ回転自在である複数のローラ504a及び505aを有する。各ローラ504a及び505aの回転軸の方向は、各ローラ501の回転軸の方向と同じである。複数のローラ504a及び505aはそれぞれ、複数のローラ501によって形成される傾斜面と同様の傾斜方向及び傾斜量の傾斜面を形成するように互いに異なる高さで配置される。複数のローラ504a及び505aによって形成される傾斜面と、複数のローラ501によって形成される傾斜面とは、連続する傾斜面を形成するが、互いの間に段差を有してもよく、異なる傾斜方向及び/又は傾斜量を有してもよい。なお、ローラ504a及び505aは必須ではなく、例えば、突出部504及び505が平坦な上面を有してもよい。
 突出部504及び505はそれぞれ、ロボットハンド130Cのベース132の切り欠き部132e及び132fを方向D5及びD6に通過することができる形状及びサイズを有し、例えば、切り欠き部132e及び132fに近似する形状及びサイズを有してもよい。突出部504及び505は、方向D5及びD6での切り欠き部132e及び132fの間隔と同様の間隔で配置される。本変形例では、突出部504及び505の搬送方向TDでの長さは、第1方向D1での切り欠き部132e及び132fの長さ以上であるが、これに限定されない。
 ロボットハンド130Cのベース132上に積載された物品Aを受付装置500に降ろす場合、制御装置300は、以下のような制御を実行する。図29に示すように、制御装置300は、切り欠き部132e及び132fそれぞれが突出部504及び505の上方に位置し且つ切り欠き部132e及び132fの窪み方向が突出部504及び505の突出方向と一致するように、ロボットハンド130Cを位置決めする。このとき、制御装置300は、ロボットハンド130Cの摺動材136及び137の上表面136a及び137aが、複数のローラ504a及び505aと同様の傾斜方向及び傾斜量で傾斜するように、ロボットハンド130Cの姿勢を調節してもよい。
 次いで、図30に示すように、制御装置300は、ロボットハンド130Cを鉛直下方へ下降させる。突出部504及び505はそれぞれ、切り欠き部132e及び132fに下方から挿入され、その後、切り欠き部132e及び132fから上方に突出し、物品Aの底面に当接し物品Aを下方から支持する。制御装置300は、物品Aの底面が摺動材136及び137から離れる所定の高さ位置までロボットハンド130Cを下降させた後に、ロボットハンド130Cを第1方向D1へ移動させて受付装置500から退避させ、ロボットハンド130C上から物品Aを取り除く。
 物品Aの底面は、複数のローラ504a及び505aと複数のローラ501とによって支持される。物品Aは、重力の搬送方向TDの分力の作用によって、搬送方向TDに摺動する。
 上述のようなロボットハンド130Cは、保持部134Cを第2方向D2へスライドさせずに、物品Aを受付装置500に降ろすことができ、物品Aを降ろすための時間の短縮を可能にする。吸着装置134aakによる物品Aの吸着を解除するタイミングは、ロボットハンド130Cを所定の高さ位置まで下降するまでのいかなるタイミングであってもよい。
 上述のような変形例3に係るロボットハンド130Cによると、実施の形態と同様の効果が得られる。さらに、撮像装置400は、保持部134Cと一緒に移動するように保持部134Cに配置されるため、撮像装置400の視野が、保持部134Cの位置にかかわらず保持部134Cによって遮られることが抑えられる。さらに、複数の吸着装置134aa1~134aa23は、撮像装置400の撮像方向と交差する方向で撮像装置400の周囲に配置されるため、撮像装置400の視野を遮ることを抑えることができる。よって、撮像装置400による確実な物品Aの撮像が可能になる。
 変形例3に係るロボットハンド130Cは、ロボットアーム120によって受付装置500へ向かって下降されることで、切り欠き部132e及び132fに下方から突出部504及び505を挿入し、ベース132に載せられた物品Aを突出部504及び505に支持させることができるように構成されてもよい。これにより、ロボットハンド130Cは、物品Aを受付装置500に降ろすときに、保持部134Cを第2方向D2に移動させて物品Aを押し出す必要がない。よって、ロボットハンド130Cの動作の簡略化及び迅速化が可能になる。さらに、突出部504及び505は、ベース132の内方に向かって第1方向D1に延びるため、ベース132上の物品Aを広い領域で安定して支持することができる。
 変形例3に係るロボットハンド130Cは2つの切り欠き部132e及び132fを備え、受付装置500は2つの突出部504及び505を備えるが、切り欠き部及び突出部の数量は、1つであってもよく、3つ以上であってもよい。さらに、切り欠き部の数量と突出部の数量とは異なっていてもよい。例えば、制御装置300は、ベース132上での物品Aの積載状態に対応して、突出部が通過する切り欠き部と、切り欠き部を通過する突出部とを選択してもよい。
 変形例3では、ローラ501、504a及び505aは、駆動力が付与されずに自由に回転するように構成されるが、駆動装置によって駆動力が付与されるように構成されてもよい。これにより、受付装置500は物品Aを容易且つ確実に搬送することができる。コンベヤとしての受付装置500はベルトコンベヤであってもよい。
 変形例3に係るロボットハンド130Cの構成を変形例1及び2に適用してもよい。
 <その他の実施の形態>
 以上、本開示の実施の形態の例について説明したが、本開示は、上記実施の形態及び変形例に限定されない。すなわち、本開示の範囲内で種々の変形及び改良が可能である。例えば、各種変形を実施の形態及び変形例に施したもの、及び、異なる実施の形態及び変形例における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本開示の範囲内に含まれる。
 例えば、実施の形態及び変形例では、ロボット100は、1つのロボットアーム120と、1つのロボットハンド130,130A~130Cとを備えるように構成されるが、これに限定されない。例えば、ロボット100は、2つ以上のロボットアーム120及びロボットハンド130,130A~130Cを備えてもよい。ロボット100は、2つ以上のロボットアーム120及びロボットハンド130,130A~130Cを協働させて物品Aを搬送するように構成されてもよい。
 また、実施の形態及び変形例では、保持部134,134Cは、物品Aを付着させることで当該物品Aを保持する付着部134a,134Caを備えるが、物品Aを保持するための保持部の構成はこれに限定されない。保持部は、物品Aを保持し搬送面133c1上に移動できればよく、例えば、把持、挟持、係合、掬い上げ、吊り下げ、又は磁力等により物品Aを保持するように構成されてもよい。
 また、実施の形態及び変形例では、付着部134a,134Caは吸着装置134aakで構成されるが、これに限定されない。例えば、付着部134a,134Caは、粘着力により物品Aを付着させるように構成されてもよい。又は、付着部134a,134Caは、可撓性を有するゴム又は樹脂等で構成される吸盤を備え、吸盤を押し付けることで物品Aを吸着してもよい。さらに、吸着力の増加のために、吸盤の吸着面の空気を吸い出す機構が設けられてもよい。
 また、実施の形態及び変形例では、保持部134,134Cの複数の吸着装置134aakは、3つの吸着装置群G1~G3に区分けされるが、これに限定されない。複数の吸着装置134aakは、1つの吸着装置群を構成してもよく、2つの吸着装置群に区分けされてもよく、4つ以上の吸着装置群に区分けされてもよい。そして、各吸着装置群が、互いに異なる配管系統を介して負圧発生装置180と接続されてもよい。
 また、実施の形態及び変形例では、制御装置300は、撮像装置400によって撮像された画像を用いて、物品Aの3次元の位置及び姿勢等を検出するが、これに限定されない。例えば、ロボットハンド130等に、対象物までの距離を計測するセンサが設けられてもよい。制御装置300は、当該センサの計測距離を用いて、物品Aの位置等を検出してもよい。上記センサの例は、光電センサ、レーザセンサ及び超音波センサ等である。
 また、本開示の技術は、搬送方法であってもよい。例えば、本開示の一態様に係る搬送方法は、本開示の一態様に係るロボットを用いて物品を搬送する搬送方法であって、前記ロボットアームに前記ロボットハンドの前記保持部を前記物品に接近させて、前記保持部に前記物品を保持させ、前記ロボットハンドに、前記物品を保持する前記保持部を前記第1方向に移動させつつ、前記第1方向に前記搬送面を移動させるように前記駆動ベルトを駆動させ、前記物品を前記搬送面の上に移動させる。上記方法によれば、本開示に係るロボットハンドと同様の効果が得られる。
 また、本開示の一態様に係る搬送方法は、本開示の一態様に係るロボットを用いて載置面に載置された物品を搬送する搬送方法であって、前記ロボットハンドは、前記搬送面と交差する方向で前記搬送面に接近する方向及び離れる方向に前記保持部を移動させる第3駆動装置をさらに備え、前記ロボットアームに、前記ロボットハンドの姿勢を、前記物品から離れるに従って前記載置面から離れるように前記搬送面が傾斜する第1姿勢にさせ、前記ロボットアームに前記第1姿勢の前記ロボットハンドの前記保持部を前記物品に接近させて、前記保持部に前記物品を保持させ、前記ロボットハンドに、前記物品を保持する前記保持部を前記搬送面から離れる方向に移動させ、前記ロボットハンドに、前記搬送面から離れる方向に移動させた前記保持部を前記第1方向に移動させつつ、前記第1方向に前記搬送面を移動させるように前記駆動ベルトを駆動させ、前記物品を前記搬送面の上に移動させる。上記方法によれば、本開示に係るロボットハンドと同様の効果が得られる。さらに、搬送面を物品よりも下方にすることができない物品の搬送が可能になる。
 また、本開示の一態様に係る搬送方法は、本開示の一態様に係るロボットシステムを用いて物品を搬送する搬送方法であって、前記ロボットアームに前記ロボットハンドの前記保持部を前記物品に接近させて、前記保持部に前記物品を保持させ、前記ロボットハンドに、前記物品を保持する前記保持部を前記第1方向に移動させつつ、前記第1方向に前記搬送面を移動させるように前記駆動ベルトを駆動させ、前記物品を前記搬送面の上に移動させ、前記ロボットアームに、前記ベースの前記少なくとも1つの切り欠き部が前記受付装置の前記少なくとも1つの突出部の上方に位置するように、前記ロボットハンドを移動させ、前記ロボットアームに、前記少なくとも1つの切り欠き部に下方から前記少なくとも1つの突出部を挿入するように、前記ロボットハンドを下降させ、前記ロボットアームに、前記物品を前記少なくとも1つの突出部上に載せた状態で前記受付装置から退避するように前記ロボットハンドを移動させる。上記方法によれば、本開示に係るロボットハンドと同様の効果が得られる。さらに、ロボットハンドの動作の簡略化及び迅速化が可能になる。
 上述のような搬送方法は、実施の形態に係る制御装置300によって実現されてもよい。具体的には、搬送方法は、例えば、CPU、LSIなどの回路、ICカード又は単体のモジュール等によって、実現されてもよい。
1 ロボットシステム
100 ロボット
120 ロボットアーム
130,130A~130C ロボットハンド
133A 移動装置(第2駆動装置)
133c 駆動ベルト
133c1 搬送面
134,134C 保持部
134B 指向装置(第4駆動装置)
134a,134Ca 付着部
134aa1~134aa23,134aak 吸着装置
134d 昇降装置(第3駆動装置)
135 ベルト駆動装置(第1駆動装置)
180 負圧発生装置
181~183 配管系統(第1系統、第2系統)
300 制御装置
400 撮像装置
A,A1 物品
G1~G3 吸着装置群
M1~M6 アーム駆動装置(第5駆動装置)
 

Claims (22)

  1.  物品を搬送するロボットハンドであって、
     前記物品を保持し且つ第1方向に移動する保持部と、
     前記物品を載せることができる搬送面を有し且つ前記第1方向に前記搬送面を移動させるように駆動する駆動ベルトと、
     前記駆動ベルトを駆動する第1駆動装置とを備え、
     前記保持部は、前記第1方向に移動することで、保持している前記物品を前記搬送面上に載せるように構成される
     ロボットハンド。
  2.  前記保持部は、前記搬送面と共に移動するように前記駆動ベルトに固定されている
     請求項1に記載のロボットハンド。
  3.  前記保持部を前記第1方向に移動させる第2駆動装置をさらに備える
     請求項1に記載のロボットハンド。
  4.  前記保持部は、前記第1方向と反対方向である第2方向に存在する前記物品を保持するように指向されている
     請求項1~3のいずれか一項に記載のロボットハンド。
  5.  前記保持部は、前記物品を付着させることで保持する付着部を有する
     請求項1~4のいずれか一項に記載のロボットハンド。
  6.  前記付着部は、前記物品を吸着する吸着装置を含む
     請求項5に記載のロボットハンド。
  7.  前記付着部は、複数の前記吸着装置を含み、
     前記複数の吸着装置のうちの第1吸着装置は、第1系統を介して負圧発生装置と接続され、前記負圧発生装置が発生する負圧によって前記物品を吸着し、
     前記複数の吸着装置のうちの第2吸着装置は、第2系統を介して前記負圧発生装置と接続され、前記負圧発生装置が発生する負圧によって前記物品を吸着し、
     前記負圧発生装置は、前記第1系統及び前記第2系統の少なくとも1つを選択して負圧を発生させる
     請求項6に記載のロボットハンド。
  8.  前記付着部は、複数の前記吸着装置を含み、
     前記複数の吸着装置は、前記搬送面と交差する方向で前記搬送面に接近する方向及び離れる方向に配列され、
     前記搬送面から遠位の前記吸着装置は、前記搬送面から近位の前記吸着装置よりも、前記第1方向に配置される
     請求項6または7に記載のロボットハンド。
  9.  前記保持部を、前記搬送面と交差する方向で前記搬送面に接近する方向及び離れる方向に移動させる第3駆動装置をさらに備える
     請求項1~8のいずれか一項に記載のロボットハンド。
  10.  前記保持部の指向方向を変える第4駆動装置をさらに備える
     請求項1~9のいずれか一項に記載のロボットハンド。
  11.  請求項1~10のいずれか一項に記載のロボットハンドと、
     前記ロボットハンドが端部に接続されたロボットアームと、
     前記ロボットハンドの前記駆動装置の動作と、前記ロボットアームを駆動する第5駆動装置の動作とを制御する制御装置とを備える
     ロボット。
  12.  前記ロボットハンドの前記駆動装置及び前記ロボットアームの前記第5駆動装置は、サーボモータを含み、
     前記制御装置は、前記ロボットハンドの前記サーボモータの動作と前記ロボットアームの前記サーボモータの動作とを、協調させて制御する
     請求項11に記載のロボット。
  13.  前記制御装置は、少なくとも1つのプロセッサを含み、
     単一の前記プロセッサが、前記ロボットハンドの前記サーボモータの動作と前記ロボットアームの前記サーボモータの動作とを制御する
     請求項12に記載のロボット。
  14.  負圧発生装置をさらに備え、
     前記保持部は、前記負圧発生装置と接続され且つ前記負圧発生装置が発生する負圧によって前記物品を吸着する吸着装置を含み、
     前記制御装置は、前記負圧発生装置の動作を制御する
     請求項11~13のいずれか一項に記載のロボット。
  15.  撮像装置をさらに備え、
     前記保持部は、配列された複数の前記吸着装置を含み、
     前記複数の吸着装置のうちの第1吸着装置は、第1系統を介して前記負圧発生装置と接続され、
     前記複数の吸着装置のうちの第2吸着装置は、第2系統を介して前記負圧発生装置と接続され、
     前記制御装置は、
     前記撮像装置によって撮像された前記物品を写し出す画像に基づき、前記物品のサイズを推定し、
     推定された前記物品のサイズに対応して、前記第1系統及び前記第2系統の少なくとも1つを選択して前記負圧発生装置に負圧を発生させる
     請求項14に記載のロボット。
  16.  撮像装置をさらに備え、
     前記制御装置は、
     前記撮像装置によって撮像された前記物品を写し出す画像に基づき、前記物品に対する前記ロボットハンドの位置及び姿勢を制御する
     請求項11~15のいずれか一項に記載のロボット。
  17.  前記撮像装置は、前記保持部と一緒に移動するように前記保持部に配置される
     請求項15または16に記載のロボット。
  18.  前記保持部は、配列され且つ前記物品を吸着する複数の吸着装置を含み、
     前記複数の吸着装置は、前記撮像装置の撮像方向と交差する方向で前記撮像装置の周囲に配置される
     請求項17に記載のロボット。
  19.  請求項11~18のいずれか一項に記載のロボットと、
     前記ロボットによって移送される前記物品を受け取ることができる受付装置とを備え、
     前記ロボットハンドは、前記物品を載せることができるベースをさらに備え、
     前記ベースは、前記第1方向と反対方向の端部に少なくとも1つの切り欠き部を有し、
     前記受付装置は、前記切り欠き部を上下方向に通過することができるように構成される少なくとも1つの突出部を含み、
     前記ロボットハンドは、前記ロボットアームによって前記受付装置へ向かって下降されることで、前記少なくとも1つの切り欠き部に下方から前記少なくとも1つの突出部を挿入し、前記ベースに載せられた前記物品を前記少なくとも1つの突出部に支持させることができるように構成される
     ロボットシステム。
  20.  請求項11~18のいずれか一項に記載のロボットを用いて物品を搬送する搬送方法であって、
     前記ロボットアームに前記ロボットハンドの前記保持部を前記物品に接近させて、前記保持部に前記物品を保持させ、
     前記ロボットハンドに、前記物品を保持する前記保持部を前記第1方向に移動させつつ、前記第1方向に前記搬送面を移動させるように前記駆動ベルトを駆動させ、前記物品を前記搬送面の上に移動させる
     搬送方法。
  21.  請求項11~18のいずれか一項に記載のロボットを用いて載置面に載置された物品を搬送する搬送方法であって、
     前記ロボットハンドは、前記搬送面と交差する方向で前記搬送面に接近する方向及び離れる方向に前記保持部を移動させる第3駆動装置をさらに備え、
     前記ロボットアームに、前記ロボットハンドの姿勢を、前記物品から離れるに従って前記載置面から離れるように前記搬送面が傾斜する第1姿勢にさせ、
     前記ロボットアームに前記第1姿勢の前記ロボットハンドの前記保持部を前記物品に接近させて、前記保持部に前記物品を保持させ、
     前記ロボットハンドに、前記物品を保持する前記保持部を前記搬送面から離れる方向に移動させ、
     前記ロボットハンドに、前記搬送面から離れる方向に移動させた前記保持部を前記第1方向に移動させつつ、前記第1方向に前記搬送面を移動させるように前記駆動ベルトを駆動させ、前記物品を前記搬送面の上に移動させる
     搬送方法。
  22.  請求項19に記載のロボットシステムを用いて物品を搬送する搬送方法であって、
     前記ロボットアームに前記ロボットハンドの前記保持部を前記物品に接近させて、前記保持部に前記物品を保持させ、
     前記ロボットハンドに、前記物品を保持する前記保持部を前記第1方向に移動させつつ、前記第1方向に前記搬送面を移動させるように前記駆動ベルトを駆動させ、前記物品を前記搬送面の上に移動させ、
     前記ロボットアームに、前記ベースの前記少なくとも1つの切り欠き部が前記受付装置の前記少なくとも1つの突出部の上方に位置するように、前記ロボットハンドを移動させ、
     前記ロボットアームに、前記少なくとも1つの切り欠き部に下方から前記少なくとも1つの突出部を挿入するように、前記ロボットハンドを下降させ、
     前記ロボットアームに、前記物品を前記少なくとも1つの突出部上に載せた状態で前記受付装置から退避するように前記ロボットハンドを移動させる
     搬送方法。
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