WO2023119808A1 - 把持装置 - Google Patents

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WO2023119808A1
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fluid pressure
pressure actuator
gripping device
actuator
partition plate
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仁 安井
俊吾 藤田
大太 糸井
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株式会社ブリヂストン
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B15/00—Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
    • F15B15/08—Characterised by the construction of the motor unit
    • F15B15/10—Characterised by the construction of the motor unit the motor being of diaphragm type

Definitions

  • the present disclosure relates to a grasping device using a hydraulic actuator that bends (curls) when contracted.
  • McKibben type a structure having a rubber tube that expands and contracts by air pressure and a sleeve that covers the outer peripheral surface of the tube. It is
  • Patent Literature 1 discloses a gripping device that grips an object (which may be called a work) by using a plurality of such fluid pressure actuators.
  • the gripping device using the fluid pressure actuator as described above has the following problems. Specifically, it is difficult to grip an appropriate amount of objects at once, and the amount of objects that can be gripped increases or decreases.
  • the following disclosure has been made in view of such circumstances, and aims to provide a grasping device that can grasp an appropriate amount of an object each time while using a fluid pressure actuator that bends (curls) when contracted. .
  • the fluid pressure actuator includes a cylindrical tube (tube 110) and a sleeve (sleeve 120), which is an elastic structure in which fiber cords oriented in a predetermined direction are woven and covers the outer peripheral surface of the tube (sleeve 120).
  • a spoon-shaped accommodation portion is provided at the distal end portion (tip portion 300) of the fluid pressure actuator.
  • a closing partition plate is provided.
  • FIG. 1(a), (b) and (c) are perspective views of a gripping device 1 according to this embodiment.
  • 2(a) to (d) are a side view and a bottom view of the gripping device 1.
  • FIG. FIG. 3 is a side view of the hydraulic actuator 10.
  • FIG. FIG. 4 is a cross-sectional view of the actuator main body 100 along the radial direction DR .
  • FIG. 5 is an explanatory diagram of the behavior of the fluid pressure actuator 10.
  • FIG. 6(a), (b) and (c) are diagrams showing an operation example of the gripping device 1.
  • FIG. 7(a), (b) and (c) are perspective views of a gripping device 1A according to a modification.
  • 8(a) to (d) are a side view and a bottom view of the gripping device 1A.
  • FIGS. 1(a), (b) and (c) are perspective views of a gripping device 1 according to the present embodiment. Specifically, FIG. 1(a) is a perspective view of the grasping device 1 when the fluid pressure actuator 10 is not bent. FIG. 1(b) is a perspective view of the grasping device 1 when the fluid pressure actuator 10 is bent. FIG. 1(c) is a perspective view of the grasping device 1 when one fluid pressure actuator 10 is bent.
  • FIGS. 2(a) to 2(d) are side and bottom views of the gripping device 1.
  • FIGS. 2A and 2B respectively show a side view and a bottom view of the grasping device 1 (when the fluid pressure actuator 10 is not bent (contracted)).
  • 2(c) and (d) respectively show a side view and a bottom view of the grasping device 1 (when the fluid pressure actuator 10 bends (contracts)).
  • the gripping device 1 uses a plurality of fluid pressure actuators 10 (curvable and flexible soft actuators) that bend (curl) when contracted.
  • the gripping device 1 can grip an object (which may be called a work) using a plurality of fluid pressure actuators 10 .
  • the gripping device 1 may be used as a robot hand or the like.
  • the gripping device 1 includes a shovel unit 15, a mounting base 20 and a partition plate 30.
  • the shovel unit 15 is composed of the fluid pressure actuator 10 and the housing portion 50 .
  • the fluid pressure actuator 10 is attached to the mounting base 20. Specifically, the base end portion 200 (not shown in FIGS. 1 and 2, see FIG. 3) of the fluid pressure actuator 10 is attached to the mounting base 20 .
  • a spoon-shaped housing portion 50 is provided at the tip portion 300 (see FIG. 3) of the fluid pressure actuator 10 .
  • Receptacle 50 is concave so that it can hold an object that has been scooped by operating (contracting and expanding) hydraulic actuator 10 .
  • Shovel unit 15 including housing 50 may be referred to by other similar terms such as scoop, cup, bucket, and the like.
  • a partition plate 30 is provided to partition the plurality of shovel units 15.
  • the partition plate 30 has a flat plate shape and is provided between the two shovel units 15 . That is, the fluid pressure actuator 10 (shovel unit 15) may be provided on both sides of the partition plate 30. As shown in FIG.
  • the partition plate 30 is provided so as to close the opening surface 50a of the housing portion 50 when the fluid pressure actuator 10 is not bent (contracted).
  • FIG. 3 is a side view of the fluid pressure actuator 10 according to this embodiment.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of the actuator main body 100 along the radial direction DR .
  • the fluid pressure actuator 10 has an actuator main body 100, a proximal end 200 and a distal end 300.
  • the actuator main body 100 is composed of a tube 110 and a sleeve 120. A fluid flows into the actuator body 100 through the connection port 211a.
  • the actuator main body 100 contracts in the axial direction D AX and expands in the radial direction DR due to the inflow of fluid into the tube 110 . Further, the actuator main body 100 expands in the axial direction D AX of the actuator main body 100 and contracts in the radial direction DR due to the outflow of fluid from the tube 110 . Due to such a change in shape of the actuator main body 100, the fluid pressure actuator 10 functions as an actuator.
  • a restraining member 150 (which may also be referred to as regulating or limiting, hereinafter the same) that restrains compression in the axial direction D AX is used (Fig. 3 (not shown, see FIGS. 4 and 5, etc.), it is possible to bend (curl) in the orthogonal direction orthogonal to the axial direction DAX , that is, in the radial direction DR .
  • the fluid used to drive the fluid pressure actuator 10 may be either a gas such as air or a liquid such as water or mineral oil. It has high durability that can withstand even
  • connection port 211a is attached with a hose (pipeline) connected to a driving pressure source for the fluid pressure actuator 10, specifically, a gas or liquid compressor.
  • the fluid that has flowed in through the connection port 211a passes through a passage hole (not shown) and flows into the inside of the actuator main body 100, specifically, the inside of the tube 110. As shown in FIG.
  • the tube 110 is a cylindrical body that expands and contracts due to fluid pressure.
  • the tube 110 is made of an elastic material such as butyl rubber because it repeatedly contracts and expands due to the fluid.
  • the fluid pressure actuator 10 is hydraulically driven, it is preferably made of at least one selected from the group consisting of NBR (nitrile rubber), chloroprene rubber, and epichlorohydrin rubber, which have high oil resistance.
  • the sleeve 120 is cylindrical and covers the outer peripheral surface of the tube 110.
  • the sleeve 120 is an elastic structure in which fiber cords oriented in a predetermined direction are woven, and the oriented cords intersect to repeat a rhombic shape. Having such a shape, the sleeve 120 is pantograph-deformed and follows the contraction and expansion of the tube 110 while regulating it.
  • the cords constituting the sleeve 120 it is preferable to use fiber cords of aromatic polyamide (aramid fiber) or polyethylene terephthalate (PET).
  • the cord is not limited to this type of fiber cord, and may be, for example, a cord of high-strength fiber such as PBO fiber (polyparaphenylenebenzobisoxazole).
  • a restraining member 150 is provided between the tube 110 and the sleeve 120.
  • Restraining member 150 is not compressible in the axial direction D AX and is deformable only along the radial direction D R (which may also be referred to as the deflection direction). That is, the restraining member 150 resists compression along the axial direction D AX and is deformable in the orthogonal direction (radial direction D R ) perpendicular to the axial direction D AX .
  • the restraining member 150 has a characteristic of being difficult to deform along the axial direction DAX and bending along the radial direction DR . It should be noted that “deformable” may also mean “curvable” or “curlable”.
  • the restraining member 150 also has a function of restraining (restricting) the expansion of the tube 110 (and the sleeve 120) outward in the radial direction DR at the position on the outer circumference of the tube 110 where the restraining member 150 is provided. ing.
  • the restraining member 150 is provided inside the sleeve 120, specifically, in a space radially inside the sleeve 120, extending from one end side to the other end side in the axial direction DAX . Also, in this embodiment, the restraining member 150 is formed using a leaf spring.
  • the dimensions of the leaf spring are not particularly limited as long as they are selected according to the size of the fluid pressure actuator 10 and the required generated force.
  • the material of the leaf spring is also not particularly limited, but typically, any material such as metal such as stainless steel that is easy to bend and has high resistance to compression may be used.
  • the restraint member 150 may be formed of a carbon fiber reinforced plastic (CFRP) sheet or the like. Since CFRP is less likely to be plastically deformed than metal, the fluid pressure actuator 10 easily returns to its original straight state after bending.
  • CFRP carbon fiber reinforced plastic
  • the base end portion 200 is positioned on the mounting base 20 side.
  • the base end portion 200 is formed with the connection port 211a described above.
  • the base end portion 200 may be provided with a mechanism for sealing one end portion of the actuator body portion 100 in the axial direction DAX .
  • the distal end portion 300 is positioned on the housing portion 50 side.
  • the distal end portion 300 may be provided with a mechanism for sealing the other end portion of the actuator body portion 100 in the axial direction DAX .
  • the sealing mechanism of the actuator main body 100 provided at the proximal end 200 and the distal end 300 may be the same as that of the fluid pressure actuator disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2021-088999, for example.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram of the behavior of the fluid pressure actuator 10.
  • the fluid pressure actuator 10 shown in FIG. 5 is fixed on the base end 200 side and is freely movable on the tip end 300 side. That is, the proximal end 200 side is the fixed end, and the distal end 300 side is the free end.
  • the restraining member 150 made of a hard member such as a leaf spring functions like a backbone, and is located on the opposite side of the tube 110 and the sleeve 120 on the outer periphery where the restraining member 150 is provided (Fig. 5). ), the dimension of the hydraulic actuator 10 in the axial direction D AX is shortened by expanding outward in the radial direction D R , and the hydraulic actuator 10 (specifically, the actuator body 100) bends.
  • the direction D1 may also be called a flexible direction.
  • a mark M (see FIG. 3) may be provided to indicate the position where the restraining member 150 is provided in order to make it easier to recognize that the fluid pressure actuator 10 is bent in the direction D1.
  • the restraint member 150 is provided between the rubber tube 110 and the sleeve 120, resists compression in the axial direction DAX , and is deformable along the orthogonal direction (radial direction DR ) perpendicular to the and arranged in a part of the actuator main body 100 in the circumferential direction.
  • the restraining member 150 has a high compressive rigidity, so that the restraining force is reduced.
  • the portion where the member 150 is arranged cannot contract.
  • other portions of the actuator main body 100 try to contract, so that a force in the bending direction along the orthogonal direction (radial direction D R ) is generated and bends with the restraint member 150 as the back surface.
  • FIGS. 6(a), (b) and (c) show an operation example of the gripping device 1.
  • the grasping device 1 is moved to a desired position so that the object W can be scooped up.
  • the gripping device 1 may be moved manually or by a mechanical method.
  • the gripping device 1 is further moved to another desired position, and the fluid pressure actuator 10 is contracted and curved again, thereby creating a space between the partition plate 30 and the housing portion 50. is formed, the object W held in the container 50 falls.
  • the target object W is not particularly limited, for example, the gripping device 1 can be suitably used for arranging various foodstuffs included in boxed lunches.
  • FIG. 7(a), (b) and (c) are perspective views of a gripping device 1A according to a modification. Specifically, FIG. 7(a) is a perspective view of the grasping device 1A when the fluid pressure actuator 10 is not contracted. FIG. 7(b) is a perspective view of the grasping device 1A when the fluid pressure actuator 10 is contracted. FIG. 7(c) is a perspective view of the grasping device 1A when some of the fluid pressure actuators 10 are contracted.
  • FIGS. 8(a) to (d) are a side view and a bottom view of the gripping device 1A.
  • FIGS. 2A and 2B respectively show a side view and a bottom view of the grasping device 1A (when the fluid pressure actuator 10 is not contracted).
  • 2(c) and (d) respectively show a side view and a bottom view of the grasping device 1A (when the fluid pressure actuator 10 is contracted).
  • the partition plate 30A is cross-shaped when viewed from the bottom of the gripping device 1A.
  • Four shovel units 15 each composed of the fluid pressure actuator 10 and the housing portion 50 are provided.
  • the fluid pressure actuator 10 (shovel unit 15) is provided in each of the four spaces partitioned by the partition plate 30A.
  • the partition plate does not have to be cross-shaped and forms a plurality of spaces (for example, three or five), and the fluid pressure actuators 10 are provided in the plurality of spaces partitioned by the partition plate.
  • the fluid pressure actuators 10 can operate (contract and expand) individually. Therefore, compared with the gripping device 1, the gripping device 1A can handle more objects W of a predetermined unit amount in one operation cycle (from scooping up the object W to releasing it). Specifically, since the gripping device 1 is provided with two shovel units 15, two units of the object W can be handled. Therefore, 4 unit quantities of the object W can be handled.
  • the tip portion 300 of the fluid pressure actuator 10 is provided with the spoon-shaped accommodation portion 50, and when the fluid pressure actuator 10 is not bent (contracted), the accommodation portion 50 is opened.
  • a partition plate 30 is provided to close the surface 50a.
  • the shovel unit 15 can more reliably grip (hold) an appropriate amount of objects W at one time.
  • the gripping device 1 (and the gripping device 1A), it is possible to grip an appropriate amount of the object each time while using a fluid pressure actuator that bends (curls) when contracted.
  • the fluid pressure actuators 10 may be provided on both sides of the partition plate 30. Therefore, more objects W of a predetermined unit amount can be handled in one operation cycle (from scooping up to release of the object W).
  • the partition plate 30A is cross-shaped when viewed from the bottom of the gripping device 1A, and four shovel units 15 are provided. Therefore, more objects W of a predetermined unit amount can be handled in one operation cycle (from scooping up to release of the object W).
  • an additional partition plate may be provided on the upper surface side inside the storage section 50 in order to make the amount of the object W held by the storage section 50 more accurate.
  • the partition plate 30 is provided so as to close the opening surface 50a of the housing portion 50 when the fluid pressure actuator 10 is not bent (contracted). 3, the opening surface 50a of the accommodating portion 50 may be closed.
  • a plurality of shovel units 15 are provided in the gripping device 1 and the gripping device 1A, but the number of shovel units 15 may be one.
  • the restraining member 150 is used to ensure the flexibility of the fluid pressure actuator, but the flexibility of the fluid pressure actuator may be ensured by another structure. For example, by providing a flexible frame partly bellows-shaped around the fluid pressure actuator, when the fluid pressure actuator contracts, the fluid pressure actuator may be bent with the bellows portion inside. .

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Abstract

把持装置1に用いられる流体圧アクチュエータは、流体の圧力によって膨張及び収縮する円筒状のチューブと、所定方向に配向された繊維コードを編み込んだ伸縮性を有する構造体であり、チューブの外周面を覆うスリーブとを含む。流体圧アクチュエータ10の先端部には、さじ状の収容部50が設けられ、流体圧アクチュエータ10の非湾曲時または湾曲時において、収容部50の開口面50aを塞ぐ仕切り板30が設けられる。

Description

把持装置
　本開示は、収縮時に湾曲（カール）する流体圧アクチュエータを用いた把持装置に関する。
　従来、気体または液体を用いてチューブを膨張及び収縮させる流体圧アクチュエータとして、空気圧によって膨張、収縮するゴム製のチューブと、チューブの外周面を覆うスリーブとを有する構造（いわゆるマッキベン型）が広く用いられている。
　このようなマッキベン型の流体圧アクチュエータには、収縮時に湾曲（カール）する構造も知られている（特許文献１参照）。具体的には、特許文献１には、このような流体圧アクチュエータを複数用いることによって、対象物（ワークを呼ばれてもよい）を把持する把持装置が開示されている。
特開2021-088999号公報
　しかしながら、上述したような流体圧アクチュエータを用いた把持装置には、次のような問題がある。具体的には、一度に適量の対象物を把持することが難しく、把持できる対象物の量が多くなったり、少なくなったりする。
　そこで、以下の開示は、このような状況に鑑みてなされたものであり、収縮時に湾曲（カール）する流体圧アクチュエータを用いつつ、毎回適量の対象物を把持できる把持装置の提供を目的とする。
　本開示の一態様は、収縮時に湾曲する流体圧アクチュエータ（流体圧アクチュエータ10）を用いた把持装置（例えば、把持装置1）であって、前記流体圧アクチュエータは、流体の圧力によって膨張及び収縮する円筒状のチューブ（チューブ110）と、所定方向に配向された繊維コードを編み込んだ伸縮性を有する構造体であり、前記チューブの外周面を覆うスリーブ（スリーブ120）とを含み、前記流体圧アクチュエータの先端部（先端部300）には、さじ状の収容部（収容部50）が設けられ、前記流体圧アクチュエータの非湾曲時または湾曲時において、前記収容部の開口面（開口面50a）を塞ぐ仕切り板（仕切り板30）が設けられる。
　上述した把持装置によれば、収縮時に湾曲（カール）する流体圧アクチュエータを用いつつ、毎回適量の対象物を把持できる。
図１（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、本実施形態に係る把持装置1の斜視図である。 図２（ａ）～（ｄ）は、把持装置1の側面図及び底面図である。 図３は、流体圧アクチュエータ10の側面図である。 図４は、アクチュエータ本体部100の径方向DRに沿った断面図である。 図５は、流体圧アクチュエータ10の挙動の説明図である。 図６（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、把持装置1の動作例を示す図である。 図７（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、変更例に係る把持装置1Aの斜視図である。 図８（ａ）～（ｄ）は、把持装置1Aの側面図及び底面図である。
　以下、実施形態を図面に基づいて説明する。なお、同一の機能や構成には、同一または類似の符号を付して、その説明を適宜省略する。
　（１）把持装置の全体概略構成
　図１（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、本実施形態に係る把持装置1の斜視図である。具体的には、図１（ａ）は、流体圧アクチュエータ10の非湾曲時における把持装置1の斜視図である。図１（ｂ）は、流体圧アクチュエータ10の湾曲時における把持装置1の斜視図である。図１（ｃ）は、一方の流体圧アクチュエータ10の湾曲時における把持装置1の斜視図である。
　図２（ａ）～（ｄ）は、把持装置1の側面図及び底面図である。具体的には、図２（ａ）、（ｂ）は、把持装置1の側面図及び底面図（流体圧アクチュエータ10の非湾曲（収縮）時）をそれぞれ示す。図２（ｃ）及び（ｄ）は、把持装置1の側面図及び底面図（流体圧アクチュエータ10の湾曲（収縮）時）をそれぞれ示す。
　把持装置1は、収縮時に湾曲（カール）する流体圧アクチュエータ10（湾曲可能で柔軟性を有するソフトアクチュエータ）を複数用いる。把持装置1は、複数の流体圧アクチュエータ10を用いて対象物（ワークを呼ばれてもよい）を把持することができる。把持装置1は、ロボット用ハンドなどとして用いられてもよい。
　把持装置1は、シャベルユニット15、取付台座20及び仕切り板30を備える。シャベルユニット15は、流体圧アクチュエータ10と収容部50とによって構成される。
　流体圧アクチュエータ10は、取付台座20に取り付けられる。具体的には、流体圧アクチュエータ10の基端部200（図１，２において不図示、図３参照）が取付台座20に取付られる。
　流体圧アクチュエータ10の先端部300（図３参照）には、さじ状の収容部50が設けられる。収容部50は、流体圧アクチュエータ10を動作（収縮及び膨張）させることによってすくい取った対象物を保持できるように凹状である。収容部50を含むシャベルユニット15は、スコップ、カップ、バケットなど別の同種の用語で呼ばれてもよい。
　仕切り板30は、複数のシャベルユニット15を仕切るために設けられる。具体的には、仕切り板30は、平板状であり、２つのシャベルユニット15の間に設けられる。つまり、流体圧アクチュエータ10（シャベルユニット15）は、仕切り板30の両面に設けられてよい。
　仕切り板30は、流体圧アクチュエータ10の非湾曲（収縮）時において、収容部50の開口面50aを塞ぐように設けられる。
　（２）流体圧アクチュエータの概略構成
　図３は、本実施形態に係る流体圧アクチュエータ10の側面図である。図４は、アクチュエータ本体部100の径方向DRに沿った断面図である。
　流体圧アクチュエータ10は、アクチュエータ本体部100、基端部200及び先端部300を有する。
　アクチュエータ本体部100は、チューブ110とスリーブ120とによって構成される。アクチュエータ本体部100には、接続口211aを介して流体が流入する。
　アクチュエータ本体部100は、基本的な特性として、チューブ110内への流体の流入によって、アクチュエータ本体部100の軸方向DAXにおいて収縮し、径方向DRにおいて膨張する。また、アクチュエータ本体部100は、チューブ110から流体の流出によって、アクチュエータ本体部100の軸方向DAXにおいて膨張し、径方向DRにおいて収縮する。このようなアクチュエータ本体部100の形状変化によって、流体圧アクチュエータ10は、アクチュエータとしての機能を発揮する。
　本実施形態では、このような基本的な特性を有するマッキベン型の流体圧アクチュエータを用いつつ、軸方向DAXの圧縮を拘束する（規制または制限すると呼んでもよい、以下同）拘束部材150（図３において不図示、図４，５など参照）を設けることによって、軸方向DAXに直交する直交方向、つまり、径方向DRに湾曲（カール）することができる。
　流体圧アクチュエータ10の駆動に用いられる流体は、空気などの気体、または水、鉱物油などの液体のどちらでもよいが、特に、流体圧アクチュエータ10は、アクチュエータ本体部100に高い圧力が掛かる油圧駆動にも耐え得る高い耐久性を有し得る。
　接続口211aは、流体圧アクチュエータ10の駆動圧力源、具体的には、気体や液体のコンプレッサと接続されたホース（管路）を取り付けられる。接続口211aを介して流入した流体は、通過孔（不図示）を通過してアクチュエータ本体部100の内部、具体的には、チューブ110の内部に流入する。
　チューブ110は、流体の圧力によって膨張及び収縮する円筒状の筒状体である。チューブ110は、流体による収縮及び膨張を繰り返すため、ブチルゴムなど弾性材料によって構成される。また、流体圧アクチュエータ10を油圧駆動とする場合には、耐油性が高いNBR（ニトリルゴム）、またはクロロプレンゴム、及びエピクロロヒドリンゴムからなる群より選択される少なくとも一種とすることが好ましい。
　スリーブ120は、円筒状であり、チューブ110の外周面を覆う。スリーブ120は、所定方向に配向された繊維コードを編み込んだ伸縮性を有する構造体であり、配向されたコードが交差することによって菱形の形状が繰り返されている。スリーブ120は、このような形状を有することによって、パンタグラフ変形し、チューブ110の収縮及び膨張を規制しつつ追従する。
　スリーブ120を構成するコードとしては、芳香族ポリアミド（アラミド繊維）やポリエチレンテレフタラート（PET）の繊維コードを用いることが好ましい。但し、このような種類の繊維コードに限定されるものではなく、例えば、PBO繊維（ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール）などの高強度繊維のコードでもよい。
　また、本実施形態では、チューブ110とスリーブ120との間には、拘束部材150が設けられる。
　拘束部材150、軸方向DAXには圧縮せず、径方向DR（撓み方向と呼んでもよい）に沿ってのみ変形可能である。つまり、拘束部材150は、軸方向DAXに沿った圧縮に対して抵抗し、軸方向DAXに直交する直交方向（径方向DR）に変形可能である。
　換言すると、拘束部材150は、軸方向DAXに沿って変形し難く、径方向DRに沿って撓める特性を有している。なお、変形可能とは、湾曲、或いはカール可能と言い換えてもよい。
　また、拘束部材150は、拘束部材150が設けられているチューブ110の外周上の位置において、径方向DR外側へのチューブ110（及びスリーブ120）の膨張を拘束（規制）する機能も有している。
　本実施形態では、拘束部材150は、スリーブ120の内側、具体的には、スリーブ120の径方向内側の空間において、軸方向DAXの一端側から他端側に亘って設けられる。また、本実施形態では、拘束部材150は、板バネ（leaf spring）を用いて形成される。
　板バネの寸法は、流体圧アクチュエータ10のサイズ、及び必要とされる発生力などに応じて選択されればよく、特に限定されない。また、板バネの材料についても特に限定されないが、典型的には、ステンレス鋼などの金属など、曲げ易く、圧縮に強い材料であればよい。例えば、拘束部材150は、炭素繊維強化プラスチック（CFRP）の薄板などによって形成されてもよい。CFRPは、金属に比べて塑性変形をし難いため、流体圧アクチュエータ10が湾曲後、元の真っ直ぐな状態に戻りやすい。
　基端部200は、取付台座20側に位置する。基端部200には、上述した接続口211aが形成される。基端部200には、アクチュエータ本体部100の軸方向DAXにおける一方の端部を封止する機構を備えられてよい。
　先端部300は、収容部50側に位置する。先端部300には、アクチュエータ本体部100の軸方向DAXにおける他方の端部を封止する機構を備えられてよい。
　なお、基端部200及び先端部300に備えられるアクチュエータ本体部100の封止機構は、例えば、特開2021-088999号公報に開示されている流体圧アクチュエータと同様としてよい。
　（３）流体圧アクチュエータ10の挙動
　図５は、流体圧アクチュエータ10の挙動の説明図である。図５に示されている流体圧アクチュエータ10は、基端部200側が固定されており、先端部300側は自由に移動できる状態である。つまり、基端部200側が固定端であり、先端部300側が自由端である。
　上述したように、流体圧アクチュエータ10の内部に流体が流入すると、軸方向DAXに収縮しようとするが、拘束部材150が設けられているため、軸方向DAXに沿った収縮が拘束（規制）される。
　つまり、板バネなどの硬質な部材によって形成された拘束部材150が、背骨のような役割を果たし、拘束部材150が設けられているチューブ110及びスリーブ120の外周上の位置と反対側（図５における下側）において、径方向DR外側に膨張することによって、軸方向DAXにおける流体圧アクチュエータ10の寸法が短くなり、方向D1に沿って流体圧アクチュエータ10（具体的には、アクチュエータ本体部100）が撓む。なお、方向D1は、可撓方向と呼んでもよい。また、流体圧アクチュエータ10が方向D1に撓むことを認識し易くするため、拘束部材150が設けられている位置を示すマークM（図３参照）が設けられていてもよい。
　拘束部材150は、ゴム製のチューブ110と、スリーブ120との間に設けられ、軸方向DAXにおける圧縮に対して抵抗し、に直交する直交方向（径方向DR）に沿って変形できる部材であり、アクチュエータ本体部100の周方向における一部に配置される。
　つまり、アクチュエータ本体部100への流体の流入（加圧）によって、アクチュエータ本体部100（マッキベン）が軸方向DAXに沿って収縮しようとすると、拘束部材150の部分は圧縮剛性が高いため、拘束部材150が配置された部分は収縮することができない。一方、その他のアクチュエータ本体部100の部分は収縮しようとするため、直交方向（径方向DR）に沿った曲げ方向の力が発生し、拘束部材150を背面として湾曲する。
　（４）把持装置1の動作
　図６（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、把持装置1の動作例を示す。具体的には、図６（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、把持装置1が、粒状の対象物Wをすくい取る動作例を示す。図６（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）に示すように、把持装置1は、ロボット用ハンドとして機能するため、支柱部によって移動可能に支持されてよい。
　図６（ａ）に示すように、流体圧アクチュエータ10を収縮させて湾曲させることによって、仕切り板30と収容部50（具体的には、開口面50a）との間に空間が形成される。このようにシャベルユニット15が開いた状態において、対象物Wをすくい取れるように、把持装置1を所望の位置に移動させる。把持装置1の移動は、手動でもよいし、機械的な方法が用いられてもよい。
　図６（ｂ）に示すように、流体圧アクチュエータ10を非収縮状態とすると、流体圧アクチュエータ10は、湾曲した状態から直線状の状態に戻り、仕切り板30と収容部50（開口面50a）との空間が消滅し、収容部50内に対象物Wが保持される。
　図６（ｃ）に示すように、把持装置1をさらに別の所望の位置に移動させ、再度流体圧アクチュエータ10を収縮させて湾曲させることによって、仕切り板30と収容部50との間に空間が形成されると、収容部50内に保持されていた対象物Wが落下する。
　なお、対象物Wは、特に限定されないが、例えば、把持装置1は、弁当などに含まれる各種食材の盛り付けなどに好適に用い得る。
　（５）変更例
　次に、把持装置1の変更例について説明する。図７（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、変更例に係る把持装置1Aの斜視図である。具体的には、図７（ａ）は、流体圧アクチュエータ10の非収縮時における把持装置1Aの斜視図である。図７（ｂ）は、流体圧アクチュエータ10の収縮時における把持装置1Aの斜視図である。図７（ｃ）は、一部の流体圧アクチュエータ10の収縮時における把持装置1Aの斜視図である。
　図８（ａ）～（ｄ）は、把持装置1Aの側面図及び底面図である。具体的には、図２（ａ）、（ｂ）は、把持装置1Aの側面図及び底面図（流体圧アクチュエータ10の非収縮時）をそれぞれ示す。図２（ｃ）及び（ｄ）は、把持装置1Aの側面図及び底面図（流体圧アクチュエータ10の収縮時）をそれぞれ示す。
　把持装置1Aでは、仕切り板30Aは、把持装置1Aの底面視において十字状である。流体圧アクチュエータ10と収容部50とによって構成されるシャベルユニット15は、４つ設けられる。
　流体圧アクチュエータ10（シャベルユニット15）は、仕切り板30Aによって仕切られた４つの空間にそれぞれ設けられる。なお、仕切り板は、十字状でなくてもよく、複数の空間（例えば、３つまたは５つ）を形成し、流体圧アクチュエータ10は、仕切り板によって仕切られた前記複数の空間にそれぞれ設けられてもよい。
　流体圧アクチュエータ10は、それぞれ個別に動作（収縮及び膨張）可能である。このため、把持装置1Aでは、把持装置1と比較すると、一度の動作サイクル（対象物Wのすくい取りから解放まで）において、所定単位量の対象物Wをより多く取り扱うことができる。具体的には、把持装置1では、シャベルユニット15が２つ設けられているため、２単位量の対象物Wを取り扱うことができるが、把持装置1Aでは、シャベルユニット15が４つ設けられているため、４単位量の対象物Wを取り扱うことができる。
　（６）作用・効果
　上述した実施形態によれば、以下の作用効果が得られる。例えば、把持装置1によれば、流体圧アクチュエータ10の先端部300には、さじ状の収容部50が設けられる、また、流体圧アクチュエータ10の非湾曲（収縮）時において、収容部50の開口面50aを塞ぐ仕切り板30が設けられる。
　このため、すくい取られた対象物Wは、こぼれ落ちることもなく、収容部50には、概ね定量の対象物Wが保持される。つまり、シャベルユニット15は、一度に適量の対象物Wをより確実に把持（保持）することができる。
　すなわち、把持装置1（及び把持装置1A）によれば、収縮時に湾曲（カール）する流体圧アクチュエータを用いつつ、毎回適量の対象物を把持できる。
　また、流体圧アクチュエータ10（シャベルユニット15）は、仕切り板30の両面に設けられてよい。このため、一度の動作サイクル（対象物Wのすくい取りから解放まで）において、所定単位量の対象物Wをより多く取り扱うことができる。
　さらに、把持装置1Aでは、仕切り板30Aは、把持装置1Aの底面視において十字状であり、シャベルユニット15は、４つ設けられる。このため、一度の動作サイクル（対象物Wのすくい取りから解放まで）において、所定単位量の対象物Wをさらに多く取り扱うことができる。
　（７）その他の実施形態
　以上、実施形態について説明したが、当該実施形態の記載に限定されるものではなく、種々の変形及び改良が可能であることは、当業者には自明である。
　例えば、収容部50によって保持される対象物Wの量をより正確にするため、収容部50内の上面側に追加の仕切り板が設けられてもよい。また、上述した実施形態では、仕切り板30は、流体圧アクチュエータ10の非湾曲（収縮）時において、収容部50の開口面50aを塞ぐように設けられていたが、流体圧アクチュエータ10の湾曲時において、収容部50の開口面50aを塞ぐようにしてもよい。
　把持装置1及び把持装置1Aでは、複数のシャベルユニット15が設けられていたが、シャベルユニット15は、１つでも構わない。
　また、上述した実施形態では、拘束部材150を用いて流体圧アクチュエータの可撓性が確保されていたが、流体圧アクチュエータは、別の構造によって可撓性が確保されてもよい。例えば、流体圧アクチュエータの周囲に一部をベローズ状にした可撓性の枠材を設けることによって、流体圧アクチュエータが収縮すると、ベローズ部分を内側にして流体圧アクチュエータが湾曲するようにしてもよい。
　以上、本開示について詳細に説明したが、当業者にとっては、本開示が本開示中に説明した実施形態に限定されるものではないということは明らかである。本開示は、請求の範囲の記載により定まる本開示の趣旨及び範囲を逸脱することなく修正及び変更態様として実施することができる。したがって、本開示の記載は、例示説明を目的とするものであり、本開示に対して何ら制限的な意味を有するものではない。
　1, 1A　把持装置
　10　流体圧アクチュエータ
　15　シャベルユニット
　20　取付台座
　30, 30A　仕切り板
　50　収容部
　50a　開口面
　100　アクチュエータ本体部
　110　チューブ
　120　スリーブ
　150　拘束部材
　200　基端部
　211a　接続口
　300　先端部
　W　対象物

Claims (5)

  1. 　収縮時に湾曲する流体圧アクチュエータを用いた把持装置であって、
    　前記流体圧アクチュエータは、柔軟性を有するソフトアクチュエータであり、
    　前記流体圧アクチュエータの先端部には、さじ状の収容部が設けられ、
    　前記流体圧アクチュエータの非湾曲時または湾曲時において、前記収容部の開口面を塞ぐ仕切り板が設けられる把持装置。
  2. 　前記流体圧アクチュエータは、
    　流体の圧力によって膨張及び収縮する円筒状のチューブと、
    　所定方向に配向された繊維コードを編み込んだ伸縮性を有する構造体であり、前記チューブの外周面を覆うスリーブと
    　を含む請求項１に記載の把持装置。
  3. 　前記流体圧アクチュエータは、前記仕切り板の両面に設けられる請求項１または２に記載の把持装置。
  4. 　前記仕切り板は、複数の空間を形成し、
    　前記流体圧アクチュエータは、前記仕切り板によって仕切られた前記複数の空間にそれぞれ設けられる請求項１または２に記載の把持装置。
  5. 　前記流体圧アクチュエータは、前記スリーブの内側において、前記チューブの軸方向における一端側から他端側に亘って設けられる拘束部材を備える請求項２に記載の把持装置。
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