(57)【要約】【課題】形状および寸法が異なる多様なワークを安定的に把持することができる。【解決手段】ロボットハンドは、所定の軸Ａ回りの周方向に相互に間隔をおいて配置され、ワークを把持する複数の把持部７と、複数の把持部７の各々に対応して設けられ、対応する把持部７を、軸Ａに近接する閉方向および軸Ａから離間する開方向に直線移動させる複数の駆動部８と、複数の把持部７によって把持されているワークの重心位置を検出する重心検出部３とを備え、複数の駆動部８の各々は、ワークの重心位置に基づき、対応する把持部７の位置を重心位置が所定の軸に近付く方向に調整する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の軸回りの周方向に相互に間隔をおいて配置され、ワークを把持する複数の把持部と、
該複数の把持部の各々に対応して設けられ、対応する前記把持部を、前記所定の軸に近接する閉方向および前記所定の軸から離間する開方向に直線移動させる複数の駆動部と、
前記複数の把持部によって把持されている前記ワークの重心位置を検出する重心検出部とを備え、
前記複数の駆動部の各々は、前記重心検出部によって検出された前記ワークの重心位置に基づき、前記対応する前記把持部の位置を前記重心位置が前記所定の軸に近付く方向に調整するロボットハンド。
【請求項２】
前記複数の駆動部の各々は、前記重心検出部によって検出された前記ワークの重心位置が前記所定の軸の鉛直下方に配置される位置に、前記対応する前記把持部の位置を調整する請求項１に記載のロボットハンド。
【請求項３】
前記複数の把持部のうちの少なくとも１つが、前記所定の軸回りに揺動自在に支持されている請求項１または請求項２に記載のロボットハンド。
【請求項４】
前記少なくとも１つの前記把持部の前記所定の軸回りの揺動を所定の角度範囲内に制限する揺動制限部材を備える請求項３に記載のロボットハンド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロボットハンドに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、搬送用のロボットに取り付けられるロボットハンドは、搬送対象のワークに応じて変更される。ロボットハンドは、ワークの形状および寸法に応じて、ワークの種類毎に設計される。したがって、複数種類のロボットハンドを作製しなければならず、コストがかかる。特に、ワークの形状に応じた３次元形状の把持部の加工コストは高い。また、多くのロボットハンドの保管に場所が必要となる。
このような不都合を解消するために、多様なワークに対応可能なロボットハンドが考案されている（特許文献１〜７参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１０５８７８号公報
【特許文献２】実開昭６０−１９０５９１号公報
【特許文献３】特開２０１１−１８３４７４号公報
【特許文献４】特開２００５−１４４５７５号公報
【特許文献５】実開昭５７−１６６６９０号公報
【特許文献６】特開平０２−２９８４８７号公報
【特許文献７】特開平０３−２９４１９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１〜７に記載のロボットハンドは、吸着パッドまたは把持指のような複数の把持部を相対移動させることができる。ワークの形状および寸法に応じて複数の把持部の相対位置を変更することによって、形状および寸法が異なる多様なワークを同一のロボットハンドで把持することができる。しかしながら、特許文献１〜７では、ワークの重心位置を考慮していないため、ワークが非対称形状である場合等に、複数の把持部によってワークを安定的に把持することが難しいという不都合がある。
【０００５】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、形状および寸法が異なる多様なワークを安定的に把持することができるロボットハンドを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明は以下の手段を提供する。
本発明の一態様は、所定の軸回りの周方向に相互に間隔をおいて配置され、ワークを把持する複数の把持部と、該複数の把持部の各々に対応して設けられ、対応する前記把持部を、前記所定の軸に近接する閉方向および前記所定の軸から離間する開方向に直線移動させる複数の駆動部と、前記複数の把持部によって把持されている前記ワークの重心位置を検出する重心検出部とを備え、前記複数の駆動部の各々は、前記重心検出部によって検出された前記ワークの重心位置に基づき、前記対応する前記把持部の位置を前記重心位置が前記所定の軸に近付く方向に調整するロボットハンドである。
【０００７】
本態様に係るロボットハンドは、例えばロボットの手首フランジに取り付けられ、所定の軸が略鉛直方向に配置された状態でロボットの動作によってワークに上方から近接し、複数の把持部の開閉によってワークを把持および解放する。例えば、筒状のワークの内側に配置された複数の把持部が開くことによってワークの内面を把持し、複数の把持部が閉じることによってワークを解放する。または、ワークの外側に配置された複数の把持部が閉じることによってワークの外面を把持し、複数の把持部が開くことによってワークを解放する。
【０００８】
本態様において、把持部毎に駆動部が設けられている。そして、ワークの内面または外面の形状および寸法に合わせて複数の把持部の相対位置を変更することによって、形状および寸法が異なる多様なワークを把持することができる。
また、複数の把持部に把持されたワークの重心位置が重心検出部によって検出され、各把持部の位置がワークの重心位置が所定の軸に近付く方向に駆動部によって調整される。把持部の位置が調整された状態において、ワークの重心位置の所定の軸からの水平方向のずれに起因してロボットハンドに作用するモーメントおよびイナーシャが低減される。したがって、多様なワークをより小さな把持力で安定的に把持することができ、また、ロボットハンドの小型化を図ることができる。
【０００９】
上記態様において、前記複数の駆動部の各々は、前記重心検出部によって検出された前記ワークの重心位置が前記所定の軸の鉛直下方に配置される位置に、前記対応する前記把持部の位置を調整してもよい。
ワークの重心位置が所定の軸の鉛直下方に配置された状態において、把持部に作用するモーメントおよびイナーシャが最小になる場合が多い。したがって、最小限の把持力でワークを把持することができる。
【００１０】
上記態様において、前記複数の把持部のうちの少なくとも１つが、前記所定の軸回りに揺動自在に支持されていてもよい。
この構成によれば、少なくとも１つの把持部は、開方向の移動の過程で、ワークの内面の形状に沿って受動的に揺動する。あるいは、少なくとも１つの把持部は、閉方向の移動の過程で、ワークの外面の形状に沿って受動的に揺動する。これにより、複数の把持部の相対位置を、多様なワークの内面または外面の形状および寸法に、より柔軟に合わせることができる。
【００１１】
上記態様において、前記少なくとも１つの前記把持部の前記所定の軸回りの揺動を所定の角度範囲内に制限する揺動制限部材を備えていてもよい。
把持部の揺動可能な範囲に制限がない場合、複数の把持部の配置に偏りが生じ得る。揺動制限部材によって把持部の揺動を所定の角度範囲内に制限することで、複数の把持部の配置に過度な偏りが生じることを防ぐことができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、形状および寸法が異なる多様なワークを安定的に把持することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係るロボットハンドを備えるロボットシステムの全体構成を示す概略図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るロボットハンドのハンド本体を上側から見た斜視図である。
【図３】図２のハンド本体を下側から見た底面図である。
【図４】図２のハンド本体に設けられる把持ユニットを下側から見た斜視図である。
【図５】図２のロボットハンドの駆動部および重心検出部のブロック図である。
【図６】図２のハンド本体の揺動支持機構の構成を示す概略断面図である。
【図７】ワークの重心位置がハンド本体の中心軸から水平方向にずれた状態での３つの把持部の位置を示す（ａ）平面図および（ｂ）縦断面図である。
【図８】ワークの重心位置がハンド本体の中心軸の鉛直下方に配置された状態での３つの把持部の位置を示す（ａ）平面図および（ｂ）縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、本発明の一実施形態に係るロボットハンド１およびロボットシステム１００について図面を参照して説明する。
本実施形態に係るロボットシステム１００は、図１に示されるように、ロボット３０と、ロボットハンド１と、ロボット３０およびロボットハンド１のハンド本体１Ａを制御する制御装置４０とを備えている。ロボットシステム１００は、例えば、コンベアによって搬送されくるワークＷをハンド本体１Ａによって１つずつ把持し、所定の搬送位置へ搬送する。
【００１５】
ロボット３０は、ワークＷの搬送に使用されるロボットであり、例えば、６軸（Ｊ１，Ｊ２，Ｊ３，Ｊ４，Ｊ５，Ｊ６）の垂直多関節ロボットである。ロボット３０は、パラレルリンクロボット等の他の種類のロボットであってもよい。ハンド本体１Ａは、ロボット３０のロボットアーム３１の先端の手首フランジ３２に取り付けられる。制御装置４０は、ロボット３０およびハンド本体１Ａに接続されている。制御装置４０は、ロボットアーム３１の関節に設けられたサーボモータにロボット制御信号を送信することによって、ロボットアーム３１の動作を制御する。また、制御装置４０は、ハンド本体１Ａにハンド制御信号を送信することによって、ハンド本体１Ａの動作を制御する。
【００１６】
ロボットハンド１は、ハンド本体１Ａと、制御装置４０内に設けられハンド本体１Ａを制御する制御部１Ｂとを備えている。図２および図３は、ハンド本体１Ａを示している。ハンド本体１Ａは、図２および図３に示されるように、所定の中心軸Ａ回りの周方向に相互に間隔をおいて配置された複数の把持ユニット２と、複数の把持ユニット２によって把持されるワークＷの重心位置Ｇを検出するための力センサ（重心検出部）３と、各把持ユニット２を中心軸Ａ回りに揺動自在に支持する揺動支持機構４と、各把持ユニット２の揺動を所定の角度範囲内に機械的に制限する揺動制限部材５とを備えている。符号６は、手首フランジ３２に着脱可能なハンドフランジである。
【００１７】
ワークＷを把持および搬送する際に、ハンド本体１Ａの中心軸Ａは鉛直方向または略鉛直方向に配置され、ハンドフランジ６は上側に、把持ユニット２の把持部７（後述）は下側に、それぞれ配置される。以下、中心軸Ａに沿う方向において、ハンドフランジ６側をハンド本体１Ａの上側と定義し、ハンドフランジ６とは反対側（把持部７側）をハンド本体１Ａの下側と定義する。
【００１８】
ハンド本体１Ａの中心軸Ａは、ハンド本体１Ａが手首フランジ３２に取り付けられた状態において、手首フランジ３２の中心軸（６軸の垂直多関節ロボットの場合には、第６軸Ｊ６）と一致する。参照する図面には、３つの把持ユニット２を備えるハンド本体１Ａが示されている。以下の説明において、３つの把持ユニット２を備える場合について説明する。ただし、把持ユニット２の数は、２つのみ、または４つ以上であってもよい。
【００１９】
各把持ユニット２は、把持部７と、把持部７を直線移動させる駆動部８とを備えている。
把持部７は、ワークＷを把持する際にワークＷの内面に密着させられる部分であり、図４に示されるように、中心軸Ａに平行なシャフト９の下端に固定されている。
【００２０】
駆動部８は、シャフト９の上端を支持し、シャフト９および把持部７を中心軸Ａに近接する閉方向および中心軸Ａから離間する開方向に移動させる。閉方向および開方向は、中心軸Ａに直交する方向である。具体的には、駆動部８は、図４および図５に示されるように、ステッピングモータ１０と、ステッピングモータ１０の回転運動を直線運動に変換する運動変換機構１１と、ステッピングモータ１０を駆動制御する駆動制御回路１２とを備えている。ステッピングモータ１０と運動変換機構１１との間に、減速機が設けられていてもよい。
【００２１】
ステッピングモータ１０は、駆動制御回路１２から入力される駆動パルスの数（パルス数）に応じた回転角度だけ回転する。把持部７の直線移動量および停止位置は、駆動制御回路１２からステッピングモータ１０に入力されるパルス数によって制御される。
【００２２】
運動変換機構１１は、図４に示されるように、偏心軸１１ａと、直動ガイド１１ｂとを備えるスコッチヨーク機構である。偏心軸１１ａは、ステッピングモータ１０の回転軸に対して偏心している。直動ガイド１１ｂ上を移動するスライダ１１ｃの一端部には、直動ガイド１１ｂのガイド方向（把持部７の閉方向および開方向）に直交する方向に延びる長穴１１ｄが形成され、長穴１１ｄ内に偏心軸１１ａが配置されている。スライダ１１ｃの他端部には、シャフト９の上端が固定されている。ステッピングモータ１０の回転軸の回転によって偏心軸１１ａが回転軸回りに回転移動し、偏心軸１１ａの回転移動がスライダ１１ｃの直線移動に変換され、スライダ１１ｃに固定されているシャフト９および把持部７が直線移動する。
運動変換機構１１は、回転運動を直線運動に変換することができる他の任意の機構であってもよい。
【００２３】
３つの駆動制御回路１２は、制御部１Ｂからの開動作のハンド制御信号にそれぞれ応答して把持部７を開方向に移動させるため駆動パルスを発生させ、駆動パルスをステッピングモータ１０にそれぞれ供給する。これにより、３つの把持部７が相互に同期して開方向に移動し、３つの把持部７が開く。
また、３つの駆動制御回路１２は、制御部１Ｂからの閉動作のハンド制御信号に応答して把持部７を閉方向に移動させるため駆動パルスをそれぞれ発生させ、駆動パルスをステッピングモータ１０にそれぞれ供給する。これにより、３つの把持部７が相互に同期して閉方向に移動し、３つの把持部７が閉じる。
【００２４】
力センサ３は、３つの把持ユニット２と手首フランジ３２との間に配置されている。力センサ３は、例えば、相互に直交する３軸（Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸）方向の力Ｆｘ，Ｆｙ，Ｆｚと、３軸（Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸）回りのトルクＴｘ，Ｔｙ，Ｔｚとを検出する６軸センサである。中心軸Ａと、３つの把持部７によって把持されているワークＷの重心位置Ｇとの水平方向の位置関係に応じて、力センサ３に作用する力Ｆｘ，Ｆｙ，ＦｚおよびトルクＴｘ，Ｔｙ，Ｔｚは変化する。力センサ３によって検出された力Ｆｘ，Ｆｙ，ＦｚおよびトルクＴｘ，Ｔｙ，Ｔｚは、制御部１Ｂに送信される。
【００２５】
制御部（重心検出部）１Ｂは、力Ｆｘ，Ｆｙ，ＦｚおよびトルクＴｘ，Ｔｙ，Ｔｚに基づいて、ワークＷの重心位置Ｇを算出する。次に、制御部１Ｂは、ワークＷの重心位置Ｇに応じたハンド制御信号を各駆動部８の駆動制御回路１２に送信する。
例えば、制御部１Ｂは、ワークＷの重心位置Ｇに基づいて、各把持部７の最適位置を算出する。把持部７の最適位置は、一例では、ワークＷの重心位置Ｇが中心軸Ａの鉛直下方に配置される位置である。例えば、ワークＷの重心位置Ｇと把持部７の最適位置とが相互に対応付けられたテーブルが図示しない記憶部に記憶されており、制御部１Ｂは、重心位置Ｇと対応付られている最適位置をテーブルから読み出してもよい。
【００２６】
制御部１Ｂは、把持部７をそれぞれの最適位置に移動させるためのハンド制御信号を対応する駆動制御回路１２に送信する。各駆動制御回路１２は、ハンド制御信号に応答して駆動パルスを発生させ、駆動パルスをステッピングモータ１０に供給する。これにより、３つの把持部７が最適位置へそれぞれ移動し、ワークＷは、重心位置Ｇが中心軸Ａの鉛直下方に配置される位置で３つの把持部７によって把持される。
【００２７】
このような制御部１Ｂは、制御装置４０内に設けられたプロセッサと記憶装置とから構成される。すなわち、プロセッサが、記憶装置内に格納されたハンド制御プログラムに従って処理を実行することによって、前述の演算処理およびハンド本体１Ａの制御が実現される。
【００２８】
なお、制御部１Ｂは、力センサ３によって検出されるトルクＴｘ，Ｔｙ，Ｔｚを監視しながらトルクＴｘ，Ｔｙ，Ｔｚが小さくなる方向へ駆動制御回路１２を介してステッピングモータ１０を制御し、トルクＴｘ，Ｔｙ，Ｔｚがゼロまたは略ゼロになるときの把持部７の位置を最適位置として算出してもよい。ワークＷの重心位置Ｇが中心軸Ａに水平方向に近付くにつれて、力センサ３によって検出されるトルクＴｘ，Ｔｙ，Ｔｚは小さくなり、ワークＷの重心位置Ｇが中心軸Ａの鉛直下方に配置されたときに、力センサ３によって検出されるトルクＴｘ，Ｔｙ，Ｔｚはゼロになる。
【００２９】
揺動支持機構４は、図６に示されるように、各把持ユニット２を、中心軸Ａと同軸の中心シャフト１５回りに揺動自在に支持している。中心シャフト１５の上端にはフランジ１６が固定され、フランジ１６が力センサ３を介してロボット３０の手首フランジ３２に固定される。
【００３０】
具体的には、揺動支持機構４は、軸受１８によって中心シャフト１５に支持されたプレート１７を備えている。図６は、１つの把持部７の揺動支持機構４のみを示している。プレート１７は、中心軸Ａに直交する方向に延び、プレート１７の一端部に把持ユニット２が固定され、プレート１７の他端部には、中心シャフト１５が貫通する穴１７ａが設けられている。軸受１８は、穴１７ａの内面と中心シャフト１５の外面との間に配置されている。軸受１８によって、プレート１７および把持ユニット２は、中心軸Ａ回りの外力に従って中心軸Ａ回りに揺動自在に支持されている。
外力が解放されたときに各把持ユニット２が中心軸Ａ回りの周方向の所定の中立位置に復帰するように、各把持ユニット２を所定の中立位置に付勢する付勢部材（例えば、ばね）が設けられていてもよい。
【００３１】
揺動制限部材５は、中心軸Ａに沿う方向において把持部７と駆動部８との間の位置に配置された板状の部材である。揺動制限部材５は、中心シャフト１５の下端に固定され、中心軸Ａに直交する方向に配置されている。図３に示されるように、揺動制限部材５は、周方向に等間隔をおいた３箇所に、シャフト９がそれぞれ通過する３つの切欠５ａを有している。中心軸Ａに沿う方向に見た平面視において、各切欠５ａは、中心軸Ａに向かって幅が漸次小さくなる略三角形であり、中心軸Ａ側に１つの頂点部を有している。
【００３２】
図３は、３つの把持部７が中心軸Ａに最も近い位置に配置された閉状態を示している。閉状態において、３本のシャフト９は、それぞれの原点に対応する切欠５ａ内の頂点部に配置されている。シャフト９が原点（頂点部）に配置されている状態において、中心軸Ａ回りのシャフト９の揺動が揺動制限部材５によって阻止され、シャフト９が揺動できないようになっている。一方、シャフト９が原点（頂点部）よりも外側に配置されている状態において、切欠５ａがシャフト９の幅よりも広い幅を有することによって、中心軸Ａ回りのシャフト９の揺動が、切欠５ａの幅によって規定される角度範囲内で許容される。
【００３３】
次に、このように構成されたロボットハンド１およびロボットシステム１００の作用について、同一の形状および寸法のワークＷを連続して搬送する場合を例に説明する。
制御装置４０は、ロボット３０を動作させることによって、ハンド本体１ＡをワークＷの上方に移動させ、ハンド本体１Ａを、把持部７を下方に向けて中心軸Ａが鉛直方向に配置される姿勢に配置する。
【００３４】
次に、制御装置４０は、ロボット３０を動作させることによって、３つの把持部７が閉じた状態のハンド本体１Ａを下降させ、３つの把持部７を筒状のワークＷの内側に挿入する。次に、制御装置４０の制御部１Ｂは、ハンド本体１Ａの３つの把持部７を開かせる（例えば、３つの把持部７を同一距離だけ開方向に移動させる）ことによって、図７（ａ），（ｂ）に示されるように、３つの把持部７によってワークＷの内面を把持させる。次に、制御装置４０は、ロボット３０を動作させることによって、ハンド本体１ＡおよびワークＷを上昇させる。
【００３５】
３つの把持部７によってワークＷが把持された状態において、力センサ３によって、ワークＷに作用する重力に因る力Ｆｘ，Ｆｙ，ＦｚおよびトルクＴｘ，Ｔｙ，Ｔｚが検出される。そして、制御部１Ｂによって、力Ｆｘ，Ｆｙ，ＦｚおよびトルクＴｘ，Ｔｙ，Ｔｚに基づいてワークＷの重心位置Ｇが算出され、ワークＷの重心位置Ｇに基づいて把持部７の最適位置が算出される。
【００３６】
次に、制御装置４０は、ロボット３０を動作させることによって、ハンド本体１ＡおよびワークＷを搬送位置へ搬送させ、３つの把持部７を閉じさせる。これにより、ワークＷが把持部７から解放され、搬送位置に載置される。
【００３７】
続いて、制御装置４０は、次のワークＷの搬送をロボット３０およびハンド本体１Ａに実行させる。ここで、制御装置４０の制御部１Ｂは、把持部７が開くとき、または把持部７がワークＷを把持した後に、把持部７を最適位置へ移動させるためのハンド制御信号を駆動部８の駆動制御回路１２に送信する。これにより、図８（ａ），（ｂ）に示されるように、ワークＷの重心位置Ｇが中心軸Ａの鉛直下方に配置されるように、ワークＷが３つの把持部７によって把持される。
【００３８】
ワークＷの重心位置Ｇおよび把持部７の最適位置の計算は、把持部７によってワークＷが最初に把持されたときにのみ実行されてもよい。一度算出された各把持部７の最適位置は、図示しない記憶部に記憶される。２回目以降のワークＷの把持動作において、制御部１Ｂは、記憶部に記憶された最適位置に把持部７を移動させる。
あるいは、ワークＷの重心位置Ｇおよび把持部７の最適位置の計算は、把持部７によってワークＷが把持される度に実行されてもよい。この場合、ワークＷの把持、重心位置Ｇの検出および最適位置の計算を繰り返しながら、３つの把持部７の位置を徐々に最適化してもよい。
【００３９】
ロボット３０の上流側にワークＷの姿勢を認識するビジョンセンサが設置され、重心位置Ｇが検出されたときのワークＷの姿勢が、各把持部７の最適位置と対応付けて記憶されてもよい。制御装置４０の制御部１Ｂは、記憶部に記憶された姿勢で３つの把持部７がワークＷを把持するように、認識されたワークＷの姿勢に基づいてハンド本体１Ａの姿勢を制御してもよい。
【００４０】
このように、本実施形態によれば、３つの把持部７は、直線移動および揺動の２つの移動の自由度をそれぞれ有し、中心軸Ａ回りに相互に独立に揺動自在である。したがって、３つの把持部７が開く過程において、各把持部７は、ワークＷの内面に接触した後にワークＷの内面の形状に沿って中心軸Ａ回りに受動的に揺動しながら開方向に移動する。このように、ワークＷの内面の形状および寸法に合わせて３つの把持部７の相対位置が変化することによって、内面の形状および寸法が異なる多様なワークＷを３つの把持部７によって確実に把持することができるという利点がある。
【００４１】
また、図７に示されるように、ワークＷの重心位置Ｇが中心軸Ａから水平方向にずれている場合、把持部７に把持されているワークＷに重力に因るモーメントＭが発生し、このモーメントＭに起因してハンド本体１Ａおよびロボット３０にもモーメントが作用する。また、重心位置Ｇの中心軸Ａからの水平方向のずれに起因して、ハンド本体１Ａおよびロボット３０に作用するイナーシャが増大する。その結果、ワークＷを把持するために、より大きな把持力が把持部７に要求される。
本実施形態によれば、駆動部８によって、３つの把持部７の位置が、ワークＷの重心位置Ｇが中心軸Ａが鉛直下方に配置される最適位置に調整される。これにより、ハンド本体１Ａおよびロボット３０に作用するモーメントおよびイナーシャを軽減し、形状および寸法が異なる様々なワークＷをより小さい把持力で安定的に把持することができるという利点がある。また、これにより、ハンド本体１Ａの小型化を図ることができるとい利点がある。
【００４２】
本実施形態において、同一の形状および寸法のワークＷを搬送する場合について説明したが、形状および寸法が異なるワークＷを搬送する場合にも、本実施形態のロボットハンド１を適用することができる。
例えば、３つの把持部７によってワークＷが把持された状態において、力センサ３によって力Ｆｘ，Ｆｙ，ＦｚおよびトルクＴｘ，Ｔｙ，Ｔｚが検出され、制御部１Ｂによって、ワークＷの重心位置Ｇおよび把持部７の最適位置が算出される。制御部１Ｂは、駆動部８を制御し、ワークＷを把持した状態のまま３つの把持部７を最適位置に移動させる。あるいは、力センサ３によって力Ｆｘ，Ｆｙ，ＦｚおよびトルクＴｘ，Ｔｙ，Ｔｚが検出された後に、制御部１Ｂは、把持部７を閉じさせてワークＷを解放し、再度把持部７を開かせてワークＷを把持する際に把持部７の位置を最適位置に調整してもよい。
【００４３】
本実施形態においては、ロボットハンド１が、筒状のワークＷの内面を把持する内径チャック式であることとしたが、これに代えて、ワークＷの外面を把持する外径チャック式であってもよい。
外径チャック式の場合、３つの把持部７がワークＷの外側に配置された状態で３つの把持部７が閉じることによってワークＷが把持され、３つの把持部７が開くことによってワークＷが解放される。ここで、３つの把持部７が閉じる過程において、各把持部７は、ワークＷの外面の形状に沿って中心軸Ａ回りに受動的に揺動しながら閉方向に移動する。このように、ワークＷの外面の形状および寸法に合わせて３つの把持部７の相対位置が変化することによって、外面の形状および寸法が異なる多様なワークＷを３つの把持部７によって確実に把持することができる。
【００４４】
本実施形態においては、手首フランジ３２と３つの把持ユニット２との間に配置された単一の力センサ３によってワークＷの重心位置Ｇを検出することとしたが、これに代えて、各把持ユニット２に力センサ３が設けられていてもよい。
このような構成によっても、各力センサ３によって検出された力Ｆｘ，Ｆｙ，ＦｚおよびトルクＴｘ，Ｔｙ，Ｔｚに基づいて、ワークＷの重心位置Ｇを計算することができる。
【００４５】
本実施形態において、ワークＷの重心位置Ｇおよび把持部７の最適位置の演算処理ならびに駆動部８の制御を担う制御部１Ｂが、制御装置４０内に設けられていることとしたが、これに代えて、ハンド本体１Ａ内に制御部１Ｂが設けられていてもよい。すなわち、ハンド本体１Ａ内に、上記の演算処理および制御に必要なプロセッサおよび記憶部が設けられていてもよい。
【００４６】
本実施形態においては、全ての把持ユニット２が揺動自在であることとしたが、これに代えて、一部の把持ユニット２のみが揺動自在であってもよい。
例えば、２つの把持ユニット２が揺動自在であり、１つの把持ユニット２が揺動不可であってもよい。少なくとも１つの把持ユニット２が揺動自在であることによって、３つの把持部７の相対位置をワークＷの内面または外面の形状に合わせて柔軟に変更することができる。
【００４７】
本実施形態においては、ワークＷの重心位置Ｇが水平方向において３つの把持ユニット２の内側に位置する場合について説明したが、重心位置Ｇが水平方向において３つの把持ユニット２の外側に位置するワークＷの把持にも、本実施形態のロボットハンド１を適用することができる。例えば、ロボットハンド１は、２つの把持部７によってワークＷの水平方向の一端部を把持してもよい。
この場合、ワークＷの重心位置Ｇを中心軸Ａの鉛直下方に配置することはできないので、３つの把持部７の位置は、ワークＷの重心位置Ｇが可能な限り中心軸Ａに近付くように、駆動部８によって調整される。
【００４８】
本実施形態においては、力センサ３を備えることとしたが、ワークＷの重心位置Ｇが既知である場合には、力センサ３を必ずしも備えていなくてもよい。
この場合、ワークＷの重心位置Ｇが中心軸Ａに一致する各把持ユニット２の最適位置が図示しない記憶部に記憶され、駆動部８が、記憶部に記憶されている最適位置へ把持部７を移動させてもよい。
【符号の説明】
【００４９】
１  ロボットハンド
１Ａ  ハンド本体
１Ｂ  制御部（重心検出部）
２  把持ユニット
３  力センサ（重心検出部）
４  揺動支持機構
５  揺動制限部材
７  把持部
８  駆動部
３０  ロボット
３１  ロボットアーム
４０  制御装置
１００  ロボットシステム
Ａ  中心軸（所定の軸）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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