WO2024024436A1 - 把持装置 - Google Patents

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WO2024024436A1
WO2024024436A1 PCT/JP2023/025005 JP2023025005W WO2024024436A1 WO 2024024436 A1 WO2024024436 A1 WO 2024024436A1 JP 2023025005 W JP2023025005 W JP 2023025005W WO 2024024436 A1 WO2024024436 A1 WO 2024024436A1
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WO
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gripping device
arm
elastic body
recess
gripping
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Application number
PCT/JP2023/025005
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English (en)
French (fr)
Inventor
裕幸 白岩
孝宏 小田
遊人 板垣
Original Assignee
株式会社日立ハイテク
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J15/00—Gripping heads and other end effectors
    • B25J15/08—Gripping heads and other end effectors having finger members
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J15/00—Gripping heads and other end effectors
    • B25J15/08—Gripping heads and other end effectors having finger members
    • B25J15/12—Gripping heads and other end effectors having finger members with flexible finger members

Definitions

  • the present disclosure relates to a gripping device that grips an object.
  • Robots work automation using robots is a useful means for improving work efficiency.
  • the tasks performed by robots vary depending on the target of automation.
  • the structure of a robot also has various aspects depending on its various tasks.
  • Patent Document 1 describes a robot hand that is equipped with a mechanism that moves at least one of the first finger section and the second finger section along the opposing direction of the first finger section and the second finger section (Summary) reference).
  • the structure of the robot be optimized according to the work the robot performs.
  • optimizing the structure of a robot for a specific task reduces the robot's versatility and makes it difficult to automate tasks other than that specific task.
  • a robot like the one disclosed in Patent Document 1 is usually optimized according to the work to be performed, and it is difficult to perform multiple tasks.
  • an object of the present invention is to perform various tasks in addition to the gripping operation in a gripping device that grips an object.
  • a grasping device includes a first member and a second member extending from an arm, the first member and the second member are configured to sandwich and grasp an object, and the first member and the second member are configured to sandwich and grasp an object.
  • the rigidity of the member is stronger than the rigidity of the second member.
  • the gripping device according to the present disclosure can provide versatility to perform various tasks in addition to gripping operations. Issues, configurations, advantages, etc. other than those described above will become clear from the description of the embodiments below.
  • FIG. 1 is a side view showing the configuration of a gripping device 1 according to Embodiment 1.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a process in which the gripping device 1 grips the object 2.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating the rigidity of the first member 13 and the rigidity of the second member 14. An example of a member connecting between the second member 14 and the arm portion 12.
  • FIG. 3 is a side view showing the shape of the tip portion of the first member 13 or the second member 14; An example of an operation that can be performed using the tapered portion 131.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a process in which the gripping device 1 grips the object 2.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating the rigidity of the first member 13 and the rigidity of the second member 14. An example of a member connecting between the second
  • FIG. 4 is a side view showing a configuration example of a gripping device 1 according to the fourth embodiment.
  • An example in which an elastic body 162 is arranged between the second member 14 and the arm portion 12.
  • a modification of the elastic body 162. A modification of the elastic body 162.
  • FIG. 1 is a side view showing the configuration of a gripping device 1 according to Embodiment 1 of the present disclosure.
  • the gripping device 1 is a device that grips an object.
  • the gripping device 1 (robot) includes a main body 11, an arm portion 12, a first member 13, a second member 14, and a resin part 15.
  • the main body 11 is the main body part of the gripping device 1.
  • the arm portion 12 extends from the main body 11 and can perform various movements (eg, rotational movement) by the main body 11, for example.
  • the first member 13 is attached to a first portion 121 that is the tip of the arm portion 12, and extends approximately perpendicularly to the direction in which the arm portion 12 extends (at least in a direction that is not parallel to the direction in which the arm portion 12 extends).
  • the second member 14 is attached to the arm 12 at a slight distance from the first member 13, and is directed in substantially the same direction as the first member 13 (at least in a direction that is not parallel to the extending direction of the arm 12). ).
  • the position of the first member 13 is fixed with respect to the arm portion 12.
  • the second member 14 can move along the direction in which the arm portion 12 extends.
  • the rigidity of the first member 13 is configured to be stronger than the rigidity of the second member 14.
  • the first member 13 may be made of SUS (Steel Use Stainless), and the second member 14 may be made of aluminum, but the materials are not limited to these.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a process in which the gripping device 1 grips the object 2.
  • the arm portion 12 is placed above the object 2.
  • the gripping device 1 moves the second member 14 in a direction away from the first member 13 (FIG. 2(1)).
  • the gripping device 1 moves the arm 12 downward (brings it closer to the object 2) (FIG. 2(2)).
  • the gripping device 1 brings the side surface of the first member 13 into contact with the side surface of the object 2 by moving the arm section 12 (FIG. 2(3)).
  • the gripping device 1 moves the second member 14 in a direction closer to the first member 13 (FIG. 2(4)).
  • FIG. 3 is a diagram illustrating the rigidity of the first member 13 and the rigidity of the second member 14.
  • first member 13 has higher rigidity (upper row of FIG. 3)
  • first member 13 and the second member 14 grip the object 2
  • the second member 14 bends, so the object is set with the first member 13 as the reference position.
  • Object 2 will be gripped, and this reference position will not change. Therefore, the operation reproducibility of the gripping device 1 is high.
  • both have the same rigidity (middle part of FIG. 3)
  • both the first member 13 and the second member 14 are bent, so the reference position for grasping changes from the first part 121, and the grasping device
  • the operation reproducibility of No. 1 is lower than that of the upper row of FIG.
  • the first member 13 bends when the object 2 is gripped, so the gripping reference position changes from the first part 121 and the operation of the gripping device 1 is reproduced.
  • the characteristics are lower than those in the upper row of Figure 3. Therefore, when the first portion 121 (that is, the first member 13) is used as the reference position, it is desirable that the rigidity of the first member 13 is stronger than the rigidity of the second member 14.
  • FIG. 4 shows an example of a member that connects the second member 14 and the arm portion 12.
  • the second member 14 and the arm portion 12 can be connected by an elastic body 161.
  • the second member 14 in FIG. 4 includes the elastic body 161.
  • the second member 14 has an L-shape, and the elastic body 161 extends along the arm portion 12 in a direction opposite to the direction toward the first member 13 .
  • the elastic body 161 is deformed as shown in the lower part of FIG. 4.
  • the reference position for the gripping operation does not change from the first portion 121.
  • the rigidity of the portion of the second member 14 excluding the elastic body 161 may be approximately the same as that of the first member 13. Since the rigidity of the elastic body 161 of the second member 14 is weaker than the rigidity of the first member 13, the rigidity of the second member 14 as a whole when the second member 14 sandwiches the object 2 is the same as that of the first member 13. This is because it is weaker than rigidity.
  • the gripping device 1 includes a first member 13 and a second member 14 extending from an arm 12, and is configured such that the first member 13 and the second member 14 can grip the object 2.
  • the rigidity of the first member 13 is stronger than the rigidity of the second member 14.
  • the first member 13 and the second member 14 can take various postures by the arm portion 12 and the main body 11 (a drive mechanism that changes the posture of the arm portion 12). This allows various types of operations to be performed, for example, by the tip of the first member 13 (or the second member 14). Specific examples of operations will be described in the following embodiments.
  • FIG. 5 is a side view showing the shape of the tip portion of the first member 13 or the second member 14. As shown in FIG. At least one of the first member 13 and the second member 14 may be configured to have a tip portion shown in FIG. 5 . Although FIG. 5 shows the distal end portion of the first member 13 as an example, the second member 14 may also have a similar structure. Alternatively, only the second member 14 may have a similar structure. The other configurations are the same as in the first embodiment.
  • the distal end portion of the first member 13 has a tapered portion 131 whose distal end tapers.
  • the inclined portion of the tapered portion 131 further has a recess 132 .
  • the tapered portion 131 can be formed of, for example, a resin material. Using the tapered portion 131 and the recessed portion 132, the following operations can be performed. The same applies to the second member 14.
  • FIG. 6 is an example of an operation that can be performed using the tapered portion 131.
  • the gripping device 1 can perform various operations using the tapered portion 131.
  • FIG. 6 shows some examples.
  • FIG. 6(1) When accessing the object stored in the drawer structure 601, the recess 132 is hooked onto the slit portion of the drawer structure 601, and the object is pulled out to the front. This allows access to the objects contained in the drawer structure 601. The pulled out object can also be pushed back into its original position by the tapered portion 131.
  • FIG. 6(2) The jig 602 is supported from below by the tapered portion 131 and can be raised and lowered. At this time, it is more desirable to position the jig 602 so that a part of it fits into the recess 132 because the position of the jig 602 is stabilized.
  • FIG. 6(3) The button can be pressed by the taper portion 131.
  • the door 603 can be opened and closed by pressing the tapered portion 131 against the door 603, which is opened and closed by pushing.
  • FIG. 7 shows an example of an elastic body 701 that sandwiches the object 2.
  • the upper part of FIG. 7 shows a side view of the gripping device 1, and the lower part of FIG. 7 shows a side view of the first member 13 (or second member 14).
  • the elastic body 701 may be attached to the side surface of at least one of the first member 13 and the second member 14 (both in FIG. 7) on the side where the object 2 is sandwiched.
  • the elastic body 701 acts as a non-slippery when the object 2 is gripped.
  • the elastic body 701 can be formed of a material that exerts a certain amount of frictional force when the object 2 is gripped.
  • the elastic body 701 is attached so as to cover at least a part of the region of the first member 13 (or the second member 14) that grips the object 2.
  • the other configurations are the same as in the first embodiment.
  • the object 2 is grasped without attaching the elastic body 701, if the force to pinch the object 2 is not sufficient, the object 2 will be held in a position where the object 2 is held only by the point of action, and the posture of the object 2 may not be stable. There is.
  • the elastic body 701 becomes depressed and wraps around the object 2, so that the object 2 can be stably gripped. .
  • the gripping state can be further stabilized.
  • FIG. 8 is an example of an operation that can be performed using the resin part 15.
  • the gripping device 1 can perform various operations using the resin part 15.
  • FIG. 8 shows some examples.
  • the resin part 15 has a first convex portion 151 that protrudes from the arm portion 12 .
  • the first convex portion 151 protrudes from the arm portion 12 in a direction opposite to the direction in which the first member 13 extends.
  • the resin part 15 further has a second convex portion 152.
  • the second protrusion 152 is arranged at the tip of the first protrusion 151.
  • the second convex portion 152 protrudes in a direction opposite to the direction from the first member 13 toward the second member 14 .
  • the first convex portion 151 and the second convex portion 152 can perform the operations illustrated below.
  • the configuration of the gripping device 1 is similar to the above embodiment.
  • FIG. 8(1) The door 801 can be opened by hooking the second convex portion 152 onto the groove (handle portion) of the door 801 and pulling the door 801.
  • FIG. 8(2) The door 802 can be closed by pushing the resin part 15 into the door 802. Although a certain amount of force is applied to the door 802 by the pushing operation, since the resin part 15 is made of a resin material, there is almost no risk of damaging the door 802.
  • FIG. 8(3) The second convex portion 152 is hooked onto the groove (handle portion) of the drawer structure 803, and the drawer structure 803 can be pulled out.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating the distance between the arm portion 12 and the point of force.
  • the distance between the point of force and the arm portion 12 is short, so the moment applied to the gripping device 1 is small. Therefore, operations with higher loads can be performed.
  • the distance between the point of force and the arm 12 is longer than in the upper row in FIG. The moment is larger than that in the upper row of FIG. Therefore, only operations with smaller loads can be performed.
  • Embodiment 4 of the present disclosure modifications of each part included in the gripping device 1 will be described. Since the other configurations are similar to the above embodiments, the following will mainly explain the points that are different from the above embodiments.
  • FIG. 10 is a side view showing a configuration example of the gripping device 1 according to the fourth embodiment.
  • a material 1001 such as silicone rubber may be attached to the tip of at least one of the first member 13 and the second member 14.
  • a capacitive touch panel can be operated using the material 1001.
  • the object 2 may be gripped by forming the material 1001 from another rubber material and using this as a non-slip material.
  • the material 1001 in this case can play the same role as the elastic body 701.
  • FIG. 11 is a diagram showing an example of a configuration in which the rigidity of the second member 14 is reduced.
  • a part of the second member 14 may be formed as a hollow 141.
  • the hollow 141 does not necessarily need to penetrate the second member 14, and the same effect can be achieved by recessing a portion of the rectangular portion of the second member 14. This type of recess will also be referred to as the hollow 141.
  • FIG. 12 is a diagram showing an example of a configuration in which the rigidity of the second member 14 is reduced. Even if the first member 13 and the second member 14 are made of the same material, by making the second member 14 thinner than the first member 13, the second member 14 has lower rigidity. This makes it possible to realize the configuration described in the first embodiment.
  • FIG. 13 is an example of an operation of gripping an object 2 having a recessed portion.
  • the gripping device 1 moves the tip of the first member 13 and the tip of the second member 14 to the same height position as the inner wall of the recess (FIG. 13(1)).
  • the gripping device 1 moves the arm portion 12 so as to press the first member 13 against the inner wall of the recess (FIG. 13(2)).
  • the gripping device 1 moves the second member 14 so as to press the second member 14 against the other inner wall of the recess (FIG. 13(3)). Thereby, the object 2 can be grasped from inside the recess.
  • FIG. 14 shows an example of a configuration in which a strain sensor 1401 is attached.
  • a strain sensor 1401 is attached to at least one of the first member 13 and the second member 14.
  • the gripping device 1 can detect the situation in which the object 2 is being gripped (eg, whether the object is being gripped or not, the strength of the gripping force, etc.) based on the detection result.
  • a type of sensor that detects the strain of the second member 14 based on the difference between the strain of the first member 13 and the strain of the second member 14
  • a strain sensor is used for each of the first member 13 and the second member 14.
  • FIG. 15 shows an example in which an elastic body 162 is arranged between the second member 14 and the arm portion 12.
  • the arm portion 12 and the second member 14 are connected via a portion 122 protruding from the arm portion 12 and an elastic body 162.
  • the second member 14 includes the elastic body 162.
  • the elastic body 162 may be composed of a spring (FIG. 16) or a damper (FIG. 17). In either configuration, the same effects as in FIG. 15 can be achieved.
  • FIG. 18 shows a modification of the recess 132.
  • Examples of the shape of the recessed portion 132 include the following: a curved surface (FIG. 18 (1)); a V-shaped notch (FIG. 18 (2)); a recess that opens to the root of the tapered portion 131 (FIG. 18 (3)). ; A triangular incision formed by two sides with different lengths (FIG. 18 (4)).
  • the present disclosure is not limited to the embodiments described above, and includes various modifications.
  • the embodiments described above are described in detail to explain the present disclosure in an easy-to-understand manner, and do not necessarily include all of the configurations described.
  • a part of a certain embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment.
  • the configuration of another embodiment can be added to the configuration of one embodiment.
  • a part of the configuration of each embodiment can be added to, deleted from, or replaced with a part of the configuration of other embodiments.
  • each movement performed by the gripping device 1 is performed by, for example, storing data describing the amount of movement of each part for each movement process in advance in a storage device, and instructing a combination of the movement processes.
  • data specifying the amount of movement of each part in each of steps (1) to (4) in FIG. 2 may be stored, and the gripping device 1 may be instructed to perform each step in the order shown in FIG. Bye.
  • a mechanism such as an electric actuator, a pneumatic cylinder, or a hydraulic cylinder can be used as the drive mechanism for sliding the second member 14 along the arm portion 12.
  • the resin part 15 is attached to the first part 121 at the tip of the arm part 12, but the front side of the resin part 15 (the surface when the resin part 15 is viewed from the right side in FIG. 1) is
  • the front surface of the arm portion 12 does not necessarily have to be on the same plane.
  • the resin part 15 may be placed at a position slightly moved toward the main body 11 from the first portion 121. That is, the arrangement position of the resin part 15 may be slightly changed within a range that does not interfere with the operation performed by the resin part 15.
  • a member similar to the resin part 15 may be added to the upper surface of the arm portion 12 (the upper surface of the arm portion 12 in FIG. 1), thereby performing the same operation as in the above embodiment.
  • the material of the resin part 15 may be changed as long as the operations described in the above embodiments can be performed. For example, a rubber material or the like may be used.
  • the first member 13 is attached to the first part 121, but similarly to the resin part 15, the front surface of the first member 13 and the front surface of the arm section 12 are not necessarily on the same plane.
  • Tomoyoshi it has been explained that the first member 13 is attached to the first part 121, but similarly to the resin part 15, the front surface of the first member 13 and the front surface of the arm section 12 are not necessarily on the same plane.
  • Gripping device 11 Main body 12: Arm portion 13: First member 14: Second member 15: Resin parts

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Abstract

本開示は、対象物を把持する把持装置において、把持動作に加えて多様な作業を実施することができる汎用性を提供することを目的とする。本開示に係る把持装置は、腕部から延伸する第１部材と第２部材を備え、前記第１部材と前記第２部材は対象物を挟み込んで把持するように構成されており、前記第１部材の剛性は前記第２部材の剛性よりも強い（図１参照）。

Description

把持装置
　本開示は、対象物を把持する把持装置に関する。
　ロボットによる作業自動化は、作業効率化のための有用な手段である。ロボットが実施する作業は、自動化の対象によって様々である。ロボットの構造もその多様な作業に応じて様々な態様を有する。
　特許文献１には、第１指部と第２指部との対向方向に沿って第１指部および第２指部の少なくとも一方を移動させる機構を備えたロボットハンドについて記載されている（要約参照）。
特開２０１９－２０２３７０号公報
　ロボットの構造は、ロボットが実施する作業に応じて最適化することが望ましい。他方で特定の作業に対してロボットの構造を最適化すると、ロボットの汎用性が下がり、その特定作業以外の作業をロボットによって自動化することが困難となる。特許文献１のようなロボットは、実施する作業に応じて最適化されているのが通常であり、多用な作業を実施することは困難である。
　そこで、本発明の目的は、対象物を把持する把持装置において、把持動作に加えて多様な作業を実施することにある。
　本開示に係る把持装置は、腕部から延伸する第１部材と第２部材を備え、前記第１部材と前記第２部材は対象物を挟み込んで把持するように構成されており、前記第１部材の剛性は前記第２部材の剛性よりも強い。
　本開示に係る把持装置は、把持動作に加えて多様な作業を実施可能な汎用性を提供することができる。上記以外の課題、構成、利点などについては、以下の実施形態の説明により明らかとなる。
実施形態１に係る把持装置１の構成を示す側面図。 把持装置１が対象物２を把持する過程を説明する図。 第１部材１３の剛性と第２部材１４の剛性について説明する図。 第２部材１４と腕部１２との間を接続する部材の例。 第１部材１３または第２部材１４の先端部分の形状を示す側面図。 テーパ部１３１を用いて実施することができる動作の例。 対象物２を挟み込む弾性体７０１の例。 樹脂パーツ１５を用いて実施することができる動作の例。 腕部１２と力点との間の距離を例示する図。 本実施形態４に係る把持装置１の構成例を示す側面図。 第２部材１４の剛性を低くする構成例を示す図。 第２部材１４の剛性を低くする構成例を示す図。 凹部を有する対象物２を把持する動作の例。 歪みセンサ１４０１を取り付けた構成例。 第２部材１４と腕部１２との間に弾性体１６２を配置した例。 弾性体１６２の変形例。 弾性体１６２の変形例。 凹部１３２の変形例。
＜実施形態１＞
　図１は、本開示の実施形態１に係る把持装置１の構成を示す側面図である。把持装置１は、対象物を把持する装置である。把持装置１（ロボット）は、本体１１、腕部１２、第１部材１３、第２部材１４、樹脂パーツ１５を備える。
　本体１１は、把持装置１の本体部である。腕部１２は、本体１１から延伸し、例えば本体１１によって様々な運動（例：回転運動）をすることができる。第１部材１３は、腕部１２の先端である第１部位１２１に取り付けられ、腕部１２が延伸する方向に対して略直角（少なくとも腕部１２の延伸方向に対して平行ではない方向）に延伸する。第２部材１４は、第１部材１３からやや間隔を空けて腕部１２に対して取り付けられており、第１部材１３と略同じ方向（少なくとも腕部１２の延伸方向に対して平行ではない方向）に延伸する。
　第１部材１３は、位置が腕部１２に対して固定されている。第２部材１４は、腕部１２の延伸方向に沿って移動することができる。第１部材１３の剛性は、第２部材１４の剛性よりも強くなるように構成されている。例えば第１部材１３をＳＵＳ（Ｓｔｅｅｌ　Ｕｓｅ　Ｓｔａｉｎｌｅｓｓ）によって構成し、第２部材１４をアルミニウムによって構成することができるが、材料はこれらに限らない。
　図２は、把持装置１が対象物２を把持する過程を説明する図である。初期状態において、腕部１２は対象物２の上方に配置されている。把持装置１は、第２部材１４を第１部材１３から遠ざける方向に移動させる（図２（１））。把持装置１は、腕部１２を下方へ移動させる（対象物２へ近づける）（図２（２））。把持装置１は、腕部１２を移動させることにより、第１部材１３の側面を対象物２の側面に対して接触させる（図２（３））。把持装置１は、第２部材１４を第１部材１３へ近づける方向に移動させる（図２（４））。以上の動作により、第１部材１３と第２部材１４が対象物２を挟み込み、これにより対象物２を把持することができる。
　図３は、第１部材１３の剛性と第２部材１４の剛性について説明する図である。第１部材１３の剛性のほうが強い場合（図３上段）、第１部材１３と第２部材１４が対象物２を把持すると第２部材１４が撓むので、第１部材１３を基準位置として対象物２を把持することになり、この基準位置は変化しない。したがって把持装置１の動作再現性が高い。両者の剛性が同じである場合（図３中段）、対象物２を把持すると第１部材１３と第２部材１４がともに撓むので、把持の基準位置が第１部位１２１から変化し、把持装置１の動作再現性が図３上段よりも低い。第２部材１４の剛性のほうが強い場合（図３下段）、対象物２を把持すると第１部材１３が撓むので、把持の基準位置が第１部位１２１から変化し、把持装置１の動作再現性が図３上段よりも低い。したがって、第１部位１２１（すなわち第１部材１３）を基準位置とする場合、第１部材１３の剛性が第２部材１４の剛性よりも強いほうが望ましい。
　図４は、第２部材１４と腕部１２との間を接続する部材の例を示す。第２部材１４と腕部１２との間は、弾性体１６１によって接続することができる。換言すると、図４における第２部材１４は、弾性体１６１を有する。第２部材１４はＬ字型を成し、弾性体１６１は、腕部１２に沿って、第１部材１３へ向かう向きとは反対向きに延伸している。第２部材１４を第１部材１３へ向けて移動させる（弾性体１６１の上面を第１部材１３へ向けてスライドさせる）ことによって、弾性体１６１が図４下段のように変形する。これにより、把持動作の基準位置は第１部位１２１から変化することはない。
　図４の構成において、第２部材１４のうち弾性体１６１を除く部分の剛性は、第１部材１３と同程度であってもよい。第２部材１４のうち弾性体１６１の剛性が第１部材１３の剛性よりも弱いので、第２部材１４が対象物２を挟み込むときの第２部材１４全体としての剛性は、第１部材１３の剛性よりも弱いからである。
＜実施形態１：まとめ＞
　本実施形態に係る把持装置１は、腕部１２から延伸する第１部材１３と第２部材１４を備え、第１部材１３と第２部材１４によって対象物２を把持することができるように構成されており、第１部材１３の剛性は第２部材１４の剛性よりも強い。これにより、把持動作の基準位置を変化させることなく、再現性の良い把持動作を実現することができる。
　本実施形態に係る把持装置１において、第１部材１３と第２部材１４は、腕部１２および本体１１（腕部１２の姿勢を変化させる駆動機構）によって様々な姿勢を取ることができる。これにより、例えば第１部材１３（または第２部材１４）の先端部によって様々なタイプの動作を実施することができる。動作の具体例については以下の実施形態においてそれぞれ説明する。
＜実施形態２＞
　図５は、第１部材１３または第２部材１４の先端部分の形状を示す側面図である。第１部材１３または第２部材１４のうち少なくともいずれかは、図５に示す先端部分を有するように構成してもよい。図５は例として第１部材１３の先端部分を示すが、第２部材１４も同様の構造を備えることができる。あるいは第２部材１４のみ同様の構造を備えてもよい。その他の構成は実施形態１と同様である。
　第１部材１３の先端部分は、先端が先細るテーパ部１３１を有する。テーパ部１３１の傾斜部分はさらに、凹部１３２を有する。テーパ部１３１は、例えば樹脂材料によって形成することができる。テーパ部１３１および凹部１３２を用いて、以下の動作を実施することができる。第２部材１４についても同様である。
　図６は、テーパ部１３１を用いて実施することができる動作の例である。把持装置１は、テーパ部１３１を用いて様々な動作を実施することができる。図６はそのうち一部の例を示すものである。
　図６（１）：引出構造６０１が収容している物体に対してアクセスするとき、引出構造６０１が有するスリット部分に凹部１３２を引っ掛け、そのまま前方へ引き出す。これにより引出構造６０１が収容している物体に対してアクセスすることができる。引き出した物体はテーパ部１３１によって元の位置に押し込むこともできる。
　図６（２）：テーパ部１３１によって治具６０２を下方から支持し、昇降させることができる。このとき、凹部１３２に対して治具６０２の一部が嵌合するように位置決めすると、治具６０２の位置が安定するのでより望ましい。
　図６（３）：テーパ部１３１によってボタンを押下することができる。あるいは、押し込むことにより開閉する扉６０３に対して、テーパ部１３１を押し付けることにより、扉６０３を開閉することができる。
　図７は、対象物２を挟み込む弾性体７０１の例を示す。図７上段は把持装置１の側面図を示し、図７下段は第１部材１３（または第２部材１４）の側面図を示す。第１部材１３と第２部材１４のうち少なくともいずれか（図７においては双方）の、対象物２を挟み込む側の側面に、弾性体７０１を張り付けてもよい。弾性体７０１は、対象物２を把持したときの滑り止めとして作用する。弾性体７０１は、対象物２を把持したときある程度の摩擦力が作用する材料によって形成することができる。弾性体７０１は、第１部材１３（または第２部材１４）のうち対象物２を把持する領域の少なくとも一部を包含するように、張り付けられる。その他の構成は実施形態１と同様である。
　弾性体７０１を取り付けずに対象物２を把持すると、対象物２を挟み込む力が十分ではない場合、対象物２を作用点のみによって挟み込むような体勢となり、対象物２の姿勢が安定しない可能性がある。弾性体７０１としてある程度柔らかい材料を用いることにより、対象物２を把持したとき弾性体７０１が凹んで対象物２を包み込むような把持動作となるので、対象物２を安定的に把持することができる。さらに弾性体７０１として、ある程度の摩擦力が対象物２との間で作用する材料を用いることにより、把持状態をさらに安定させることができる。
＜実施形態３＞
　図８は、樹脂パーツ１５を用いて実施することができる動作の例である。把持装置１は、樹脂パーツ１５を用いて様々な動作を実施することができる。図８はそのうち一部の例を示すものである。樹脂パーツ１５は、腕部１２から突出する第１凸部１５１を有する。第１凸部１５１は、第１部材１３が延伸する向きとは反対向きに、腕部１２から突出している。樹脂パーツ１５はさらに、第２凸部１５２を有する。第２凸部１５２は、第１凸部１５１の先端に配置されている。第２凸部１５２は、第１部材１３から第２部材１４へ向かう向きとは反対向きに突出している。第１凸部１５１と第２凸部１５２によって、以下に例示する動作を実施できる。把持装置１の構成は以上の実施形態と同様である。
　図８（１）：扉８０１が有する溝（取っ手部）に対して第２凸部１５２を引っ掛け、扉８０１を引っ張ることにより、扉８０１を開けることができる。
　図８（２）：扉８０２を樹脂パーツ１５によって押し込むことにより、扉８０２を閉じることができる。押し込み動作によって扉８０２に対してある程度の力がかかるが、樹脂パーツ１５は樹脂材料によって形成されているので、扉８０２を傷付けるおそれはほぼない。
　図８（３）：引出構造８０３が有する溝（取っ手部）に対して第２凸部１５２を引っ掛け、引出構造８０３を引っ張ることにより、引き出すことができる。
　図９は、腕部１２と力点との間の距離を例示する図である。ここでは引出構造８０３を引っ張る動作の例を示した。樹脂パーツ１５によって引出構造８０３を引っ張る場合（図９上段）、力点と腕部１２との間の距離が短いので、把持装置１に対して掛かるモーメントは小さい。したがってより負荷の高い動作を実施できる。第１部材１３（または第２部材１４）によって引出構造８０３を引っ張る場合（図９下段）、力点と腕部１２との間の距離が図９上段よりも長いので、把持装置１に対して掛かるモーメントは図９上段よりも大きい。したがって、より負荷の小さい動作しか実施できない。以上に鑑みると、大きな負荷がかかる動作を実施する場合は、図９上段（樹脂パーツ１５）の動作を実施することが望ましいといえる。
＜実施形態４＞
　本開示の実施形態４では、把持装置１が備える各部の変形例について説明する。その他の構成は以上の実施形態と同様であるので、以下では以上の実施形態とは異なる点について主に説明する。
　図１０は、本実施形態４に係る把持装置１の構成例を示す側面図である。第１部材１３または第２部材１４のうち少なくともいずれかは、先端部にシリコンゴムなどの素材１００１を取り付けてもよい。素材１００１によって、例えば静電容量式タッチパネルを操作することができる。あるいはその他のゴム素材によって素材１００１を構成し、これを滑り止めとして用いることにより、対象物２を把持してもよい。この場合における素材１００１は、弾性体７０１と同様の役割を果たすことができる。
　図１１は、第２部材１４の剛性を低くする構成例を示す図である。第２部材１４の剛性を第１部材１３の剛性よりも低くするためには、第２部材１４の一部を中抜き１４１として形成すればよい。これにより、第１部材１３の材質と第２部材１４の材質が同じであっても、第２部材１４のほうがより低い剛性となる。これにより実施形態１で説明した構成を実現できる。中抜き１４１は、必ずしも第２部材１４を貫通する必要はなく、第２部材１４の矩形部分のうち一部を凹ませることによっても、同様の効果を発揮できる。このような凹みも含めて、中抜き１４１と呼ぶことにする。
　図１２は、第２部材１４の剛性を低くする構成例を示す図である。第１部材１３の材質と第２部材１４の材質が同じであっても、第２部材１４を第１部材１３よりも薄くすることにより、第２部材１４のほうがより低い剛性となる。これにより実施形態１で説明した構成を実現できる。
　図１３は、凹部を有する対象物２を把持する動作の例である。把持装置１は、第１部材１３の先端と第２部材１４の先端を、それぞれ凹部の内側壁と同じ高さ位置まで移動させる（図１３（１））。把持装置１は、第１部材１３を凹部の内側壁に対して押し付けるように、腕部１２を移動させる（図１３（２））。把持装置１は、第２部材１４を凹部の他方の内側壁に対して押し付けるように、第２部材１４を移動させる（図１３（３））。これにより、対象物２を凹部の内側から把持することができる。
　図１４は、歪みセンサ１４０１を取り付けた構成例を示す。図１４において、第１部材１３と第２部材１４のうち少なくともいずれかに対して歪みセンサ１４０１を取り付けている。把持装置１は、その検出結果に基づき、対象物２を把持している状況（例：把持しているか否か、把持する力の強さ、など）を検出することができる。第１部材１３の歪みと第２部材１４の歪みとの間の差分によって第２部材１４の歪みを検出するタイプのセンサを用いる場合、第１部材１３と第２部材１４それぞれに対して歪みセンサ１４０１を取り付ける。第２部材１４の歪みを単独で検出するタイプのセンサを用いる場合、第２部材１４に対してのみ歪みセンサ１４０１を取り付ければよい。
　図１５は、第２部材１４と腕部１２との間に弾性体１６２を配置した例である。腕部１２と第２部材１４との間は、腕部１２から突出する部位１２２と弾性体１６２とを介して接続されている。換言すると、第２部材１４は弾性体１６２を備える。第２部材１４を対象物２に対して押し付けることにより、弾性体１６２がつぶれる（図１５下段）。これにより、把持動作の基準位置を変えることなく、対象物２を把持することができる。
　図１６～図１７は、弾性体１６２の変形例を示す。弾性体１６２は、ばねによって構成してもよいし（図１６）、ダンパーによって構成してもよい（図１７）。いずれの構成においても、図１５と同様の効果を発揮できる。
　図１８は、凹部１３２の変形例を示す。凹部１３２の形状例として以下が挙げられる：湾曲面（図１８（１））；Ｖ字型の切り込み（図１８（２））；テーパ部１３１の根本まで開口した窪み（図１８（３））；長さの異なる２辺によって構成された三角形状の切り込み（図１８（４））。
＜本開示の変形例について＞
　本開示は、上述した実施形態に限定されるものでなく、様々な変形例を含んでいる。例えば、上述した実施形態は、本開示を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備える必要はない。また、ある実施形態の一部を他の実施形態の構成に置き換えることができる。また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることもできる。また、各実施形態の構成の一部について、他の実施形態の構成の一部を追加、削除または置換することもできる。
　以上の実施形態において、把持装置１が実施する各動作は、例えば動作工程ごとの各部位の移動量を記述したデータをあらかじめ記憶装置に格納しておき、その動作工程の組み合わせを指示することにより、実現可能である。例えば図２におけるステップ（１）～（４）それぞれにおける各部位の移動量を指定するデータを記憶しておき、各ステップを図２の順序で実施するように、把持装置１に対して指示すればよい。
　以上の実施形態において、第２部材１４を腕部１２に沿って摺動させる際の駆動機構としては、電動アクチュエータ、空圧シリンダ、油圧シリンダ、などの機構を用いることができる。
　以上の実施形態において、樹脂パーツ１５は腕部１２の先端の第１部位１２１に取り付けることを説明したが、樹脂パーツ１５の正面（図１の右側から樹脂パーツ１５を見たときの面）と腕部１２の正面（図１の右側から腕部１２を見たときの面）は、必ずしも同一平面上でなくともよい。例えば第１部位１２１からやや本体１１へ向けて移動させた位置に樹脂パーツ１５を配置してもよい。すなわち、樹脂パーツ１５によって実施する動作の妨げにならない範囲において、樹脂パーツ１５の配置位置を微変更してもよい。樹脂パーツ１５と同様の部材を、腕部１２の上面（図１における腕部１２の上側の面）に追加し、これにより以上の実施形態と同様の動作を実施してもよい。樹脂パーツ１５の材料は、以上の実施形態において説明した動作を実施できる範囲において、変更してもよい。例えばゴム素材などを用いてもよい。
　以上の実施形態において、第１部材１３を第１部位１２１に取り付けることを説明したが、樹脂パーツ１５と同様に、第１部材１３の正面と腕部１２の正面は、必ずしも同一平面上でなくともよい。
１：把持装置
１１：本体
１２：腕部
１３：第１部材
１４：第２部材
１５：樹脂パーツ

Claims (17)

  1. 　対象物を把持する把持装置であって、
    　腕部、
    　前記腕部の端部における第１部位に対して固定され、前記第１部位を起点として前記腕部が延伸する方向に対して平行ではない方向に延伸する第１部材、
    　前記第１部材に対して並列に配置され、前記腕部に沿って移動可能な第２部材、
    　を備え、
    　前記第１部材と前記第２部材は、それぞれによって前記対象物を挟み込んで把持することができるように構成されており、
    　前記第１部材と前記第２部材は、前記第１部材の剛性が前記第２部材の剛性よりも強くなるように構成されている
    　ことを特徴とする把持装置。
  2. 　前記第２部材は、第１弾性体を備え、
    　前記腕部と前記第２部材との間は、前記第１弾性体が前記腕部と接続することによって接続されており、
    　前記第２部材から前記第１部材へ向かう向きとは反対向きに前記第１弾性体が延伸することにより、前記第２部材はＬ字形状を形成している
    　ことを特徴とする請求項１記載の把持装置。
  3. 　前記第１部材における前記腕部に対して接続していない側の先端である第２部位、
    　または、
    　前記第２部材における前記腕部に対して接続していない側の先端である第３部位、
    　のうち少なくともいずれかは、凹部を有する
    　ことを特徴とする請求項１記載の把持装置。
  4. 　前記第１部材と前記第２部材は、前記腕部から延伸する長方形状の部材であり、
    　前記第２部位と前記第３部位は、前記長方形状の部材の先端に配置されたテーパ状の部位であり、
    　前記凹部は、前記テーパ状の部位において形成されている
    　ことを特徴とする請求項３記載の把持装置。
  5. 　前記第２部位と前記第３部位の互いに対向する面上のうち少なくともいずれかに、第２弾性体が取り付けられている
    　ことを特徴とする請求項３記載の把持装置。
  6. 　前記把持装置はさらに、前記第１部位における前記第１部材が延伸する向きとは反対向きに前記腕部から突出するように形成された第１凸部を備える
    　ことを特徴とする請求項１記載の把持装置。
  7. 　前記第１凸部は、前記第１凸部が前記腕部から突出する方向に対して平行ではない方向に、かつ、前記第１部材から前記第２部材へ向かう向きとは反対向きに突出するように形成された、第２凸部を備える
    　ことを特徴とする請求項６記載の把持装置。
  8. 　前記第１凸部が前記腕部から突出している長さは、前記第１部材または前記第２部材が前記腕部から突出している長さよりも短い
    　ことを特徴とする請求項６記載の把持装置。
  9. 　前記第２部位または前記第３部位のうち少なくともいずれかは、弾性体によって構成されている
    　ことを特徴とする請求項３記載の把持装置。
  10. 　前記第１部材と前記第２部材は、同じ材料によって構成されており、
    　前記第２部材が中抜き部分を有するかまたは前記第１部材よりも薄いことにより、前記第１部材の剛性が前記第２部材の剛性よりも強くなるように構成されている
    　ことを特徴とする請求項１記載の把持装置。
  11. 　前記把持装置はさらに、前記第２部材の撓みを検出することにより、前記第１部材と前記第２部材が前記対象物を把持している状況を検出する、歪みセンサを備える
    　ことを特徴とする請求項１記載の把持装置。
  12. 　前記第２部材は、第２弾性体を有し、
    　前記腕部と前記第２部材との間は、前記腕部から突出する部材が前記第２弾性体と接続することによって接続されており、
    　前記第２弾性体は、前記第１部材と前記第２部材が前記対象物を挟み込むことによって把持するとき、挟み込みの強さに応じて収縮するように配置されている
    　ことを特徴とする請求項１記載の把持装置。
  13. 　前記凹部は、
    　　湾曲した凹み、二等辺三角形状の凹み、三角形のうち長さが異なる二辺によって構成された凹み、矩形状の凹み、
    　のうち少なくともいずれかを含む
    　ことを特徴とする請求項３記載の把持装置。
  14. 　前記把持装置は、
    　　前記凹部を引き出し構造のスリットに引っ掛けることにより引き出す、
    　　前記凹部によって物体を支持しながら前記腕部を昇降させる、
    　　前記第２部位または前記第３部位によってボタンを押下し、または、押し込むことにより開閉する扉を開閉する、
    　のうち少なくともいずれかを実施する
    　ことを特徴とする請求項４記載の把持装置。
  15. 　前記把持装置は、
    　　前記第２凸部を扉の取っ手部に引っ掛けることにより前記扉を開く、
    　　前記第１凸部または前記第２凸部によって扉を押し込むことにより閉じる、
    　　前記第２凸部を引き出し構造のスリットに引っ掛けることにより引き出す、
    　のうち少なくともいずれかを実施する
    　ことを特徴とする請求項７記載の把持装置。
  16. 　前記対象物は、第２凹部を有しており、
    　前記把持装置は、
    　　前記第１部材を前記第２凹部の内側壁のうち一方へ押し付け、
    　　前記第２部材を前記第１部材から離す向きへ移動させることにより、前記第２凹部の内側壁のうち他方へ押し付ける
    　ことにより、前記第２凹部を介して前記対象物を把持する
    　ことを特徴とする請求項１記載の把持装置。
  17. 　前記把持装置は、前記腕部の姿勢を変化させる駆動機構を備え、
    　前記駆動機構は、前記腕部の姿勢を変化させることにより、前記把持装置が実施する動作のタイプを変更することができるように構成されている
    　ことを特徴とする請求項１記載の把持装置。
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11221788A (ja) * 1998-02-09 1999-08-17 Sony Corp クランプ装置及びその使用方法
JP2008178968A (ja) * 2006-12-25 2008-08-07 Yaskawa Electric Corp ロボットハンド
JP2009066700A (ja) * 2007-09-12 2009-04-02 Hiroshima Univ ロボットハンド
JP2015166121A (ja) * 2014-03-04 2015-09-24 セイコーエプソン株式会社 ロボットハンド、ロボットおよび被挟持物の保持方法
WO2016178351A1 (ja) * 2015-05-07 2016-11-10 ヤマト科学株式会社 検体処理システム
JP2018111172A (ja) * 2017-01-13 2018-07-19 株式会社アマダホールディングス ロボットハンド及び多関節ロボット
JP2021109267A (ja) * 2020-01-08 2021-08-02 オムロン株式会社 ロボットハンド

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11221788A (ja) * 1998-02-09 1999-08-17 Sony Corp クランプ装置及びその使用方法
JP2008178968A (ja) * 2006-12-25 2008-08-07 Yaskawa Electric Corp ロボットハンド
JP2009066700A (ja) * 2007-09-12 2009-04-02 Hiroshima Univ ロボットハンド
JP2015166121A (ja) * 2014-03-04 2015-09-24 セイコーエプソン株式会社 ロボットハンド、ロボットおよび被挟持物の保持方法
WO2016178351A1 (ja) * 2015-05-07 2016-11-10 ヤマト科学株式会社 検体処理システム
JP2018111172A (ja) * 2017-01-13 2018-07-19 株式会社アマダホールディングス ロボットハンド及び多関節ロボット
JP2021109267A (ja) * 2020-01-08 2021-08-02 オムロン株式会社 ロボットハンド

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