(57)【要約】【課題】形状が異なる多様な物品を適切に把持することができる物品把持装置の実現。【解決手段】特定の基準方向Ｌに沿う仮想基準軸Ａの周囲に配置された保持部２１と、保持部２１を支持する支持部２２と、容積変更部３６と、を備え、支持部２２は、軸心が仮想基準軸Ａに沿う筒状に形成された筒状内周面Ｆと、基準方向第１側Ｌ１に開口して筒状内周面Ｆに囲まれた内部空間Ｓと外部とを連通する開口部２６と、を備え、保持部２１は、管状の袋体３４と、袋体３４の内部に収容された粒状体３５と、を備え、容積変更部３６は、袋体３４の容積を変更し、袋体３４は、筒状内周面Ｆに沿って配置する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
物品を把持する物品把持装置であって、
特定の基準方向に沿う仮想基準軸の周囲に配置された保持部と、前記保持部を支持する支持部と、容積変更部と、を備え、
前記基準方向の一方側を基準方向第１側として、
前記支持部は、軸心が前記仮想基準軸に沿う筒状に形成された筒状内周面と、前記基準方向第１側に開口して前記筒状内周面に囲まれた内部空間と外部とを連通する開口部と、を備え、
前記保持部は、管状の袋体と、前記袋体の内部に収容された粒状体と、を備え、
前記容積変更部は、前記袋体の容積を変更し、
前記袋体は、前記筒状内周面に沿って配置されている、物品把持装置。
【請求項２】
前記基準方向第１側とは反対側を基準方向第２側として、
前記容積変更部は、前記袋体の内部における前記基準方向第２側の端部に給排口が配置された配管部と、前記配管部を通して前記袋体の内部の前記対象流体の給排を行う給排部と、を備えている、請求項１に記載の物品把持装置。
【請求項３】
前記筒状内周面は、前記基準方向第１側に向かうに従って前記基準方向に直交する方向の大きさが次第に大きくなるように形成されている、請求項１又は２に記載の物品把持装置。
【請求項４】
前記基準方向に直交する方向を交差方向として、
前記筒状内周面の少なくとも一部を前記交差方向に移動させる駆動部を更に備える、請求項１から３のいずれか一項に記載の物品把持装置。
【請求項５】
前記支持部における前記筒状内周面を構成する部分は、前記交差方向に柔軟性のある材質によって構成され、
前記駆動部は、前記筒状内周面の少なくとも一部を前記交差方向に突出又は引退させる、請求項４に記載の物品把持装置。
【請求項６】
前記支持部は、前記筒状内周面の前記基準方向第１側の端部に対応する位置に、前記仮想基準軸側に突出した突出部を備えている、請求項１から５のいずれか一項に記載の物品把持装置。
【請求項７】
前記袋体は、前記筒状内周面に沿う螺旋状に配置されている、請求項１から６のいずれか一項に記載の物品把持装置。
【請求項８】
前記内部空間に配置されて物品を吸着する吸着部と、前記吸着部を前記筒状内周面に対して相対的に前記基準方向に移動させる吸着駆動部と、を更に備えている、請求項１から７のいずれか一項に記載の物品把持装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物品を把持する物品把持装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
このような物品把持装置として、例えば、特開平１０−２３５５８９号公報（特許文献１）に記載されたものが知られている。以下、背景技術の説明において、かっこ書きの符号又は名称は、先行技術文献における符号又は名称とする。この特許文献１に記載の物品把持装置は、保持部（２つの係止部材５と１つの当接部材６）と、保持部を支持する支持部（機枠１）と、を備えている。そして、保持部（２つの係止部材５）を移動させることで、保持部によって物品（コンテナＣ）を把持するように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−２３５５８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記した物品把持装置は、保持部が、物品の外側面に沿う形状に形成されている。このように、保持部を、把持する物品の外側面に沿う形状に形成することで、保持部によって物品を適切に把持できるようになっている。しかし、このように保持部の形状を物品に応じた形状に形成するためには、把持する物品の形状が予め定まっている必要がある。言い換えると、上記した物品把持装置では、形状が異なる多様な物品を把持することは難しい。
【０００５】
そこで、形状が異なる多様な物品を適切に把持することができる物品把持装置の実現が望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記に鑑みた、物品把持装置の特徴構成は、特定の基準方向に沿う仮想基準軸の周囲に配置された保持部と、前記保持部を支持する支持部と、容積変更部と、を備え、前記基準方向の一方側を基準方向第１側として、前記支持部は、軸心が前記仮想基準軸に沿う筒状に形成された筒状内周面と、前記基準方向第１側に開口して前記筒状内周面に囲まれた内部空間と外部とを連通する開口部と、を備え、前記保持部は、管状の袋体と、前記袋体の内部に収容された粒状体と、を備え、前記容積変更部は、前記袋体の容積を変更し、前記袋体は、前記筒状内周面に沿って配置されている点にある。
【０００７】
粒状体は、密度がある閾値より低い場合は流体的に振る舞うが，密度がある閾値より高い場合は固体的に振る舞うことが知られている。このような粒状体の状態変化はジャミング転移と呼ばれている。本構成によれば、容積変更部によって袋体の容積を大きくし、その袋体に収容されている粒状体の密度を閾値より低くすることで、粒状体を流体的に振る舞わせ、保持部の形状が柔軟に変化する状態とすることができる。また、容積変更部によって袋体の容積を小さくし、その袋体に収容されている粒状体の密度を閾値より大きくすることで、粒状体を固体的に振る舞わせ、保持部の形状が維持される状態とすることができる。
【０００８】
そして、本構成によれば、支持部を物品に対して相対的に基準方向第１側に移動させることで、支持部の開口部を通して物品を内部空間に位置させ、物品に対して保持部を押し付けることができる。ここで、保持部を構成する管状の袋体は、支持部の筒状内周面に沿って配置されている。従って、支持部の内部空間に配置された物品を保持部によって周囲から囲むようにして当該保持部を物品に押し付けることが可能となっている。また、この際に容積変更部によって袋体の容積を大きくして保持部の形状が柔軟に変化する状態にしておくことで、物品を囲むように配置した保持部の形状を物品の形状に適合させて、物品との接触面積を大きくすることができる。その後、容積変更部によって袋体の容積を小さくすることで、保持部の形状を物品の形状に適合させた状態に維持することができる。このように、本構成によれば、保持部によって物品を把持する場合に、物品の周囲を囲むように配置されて物品に押し付けられた当該保持部の形状を、物品の形状に適合させた状態にできると共に当該状態を維持できるため、形状が異なる多様な物品を適切に把持することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１の実施形態における物品搬送設備の平面図
【図２】第１の実施形態における物品把持装置の側面図
【図３】第１の実施形態における把持部の縦断正面図
【図４】第１の実施形態における把持部の横断平面図
【図５】第１の実施形態における把持部の分解斜視図
【図６】第１の実施形態における対象物品を把持した状態を示す把持部の縦断正面図
【図７】第１の実施形態における制御ブロック図
【図８】第２の実施形態における把持部の縦断正面図
【図９】別の実施形態における把持部の分解斜視図
【図１０】別の実施形態における把持部の分解斜視図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
１．第１の実施形態
物品把持装置の第１の実施形態について図面を参照して説明する。ここでは、本実施形態に係る物品把持装置を物品搬送設備に用いた場合について説明する。図１に示すように、物品移載設備は、第１容器Ｃ１を搬送する第１搬送装置１と、第２容器Ｃ２を搬送する第２搬送装置２と、第１容器Ｃ１から第２容器Ｃ２に物品Ｗを移載する物品把持装置３と、を備えている。
【００１１】
第１搬送装置１は、第１容器Ｃ１を規定の搬送方向に沿って一方向に搬送する。第１搬送装置１の搬送経路の途中に、第１位置Ｐ１が設定されている。第１搬送装置１は、第１位置Ｐ１にある第１容器Ｃ１を第１位置Ｐ１から搬送し、別の第１容器Ｃ１を第１位置Ｐ１に搬送する。第２搬送装置２は、第２容器Ｃ２を規定の搬送方向に沿って一方向に搬送する。第２搬送装置２の搬送経路の途中に、第２位置Ｐ２が設定されている。第２搬送装置２は、第２位置Ｐ２にある第２容器Ｃ２を第２位置Ｐ２から搬送し、別の第２容器Ｃ２を第２位置Ｐ２に搬送する。
【００１２】
物品移載設備では、物品Ｗを収容した第１容器Ｃ１が第１搬送装置１により第１位置Ｐ１に搬送され、空の第２容器Ｃ２が第２搬送装置２により第２位置Ｐ２に搬送される。そして、物品把持装置３は、第１位置Ｐ１にある第１容器Ｃ１に収容されている物品Ｗを把持して取り出し、その取り出した物品Ｗを第２位置Ｐ２にある第２容器Ｃ２に収容した後に当該物品Ｗに対する把持を解除するようにして、物品Ｗを第１容器Ｃ１から第２容器Ｃ２に移載する。取り出すべき物品Ｗが全て取り出された第１容器Ｃ１は、第１搬送装置１により第１位置Ｐ１から搬送される。また、収容すべき物品Ｗが全て収容された第２容器Ｃ２は、第２搬送装置２により第２位置Ｐ２から搬送される。
【００１３】
図３及び図６に示すように、本実施形態では、物品Ｗは、物品把持装置３の保持部２１によって把持される被把持部８と、この被把持部８に対して下方側に隣接する凹部９と、を備えている。図示の例では、第１容器Ｃ１には、物品Ｗとしてペットボトルが起立した姿勢で収容されている。そして、ペットボトルの上端部に被把持部８としてのキャップが装着されていると共に、キャップとボトル本体部との間に、凹部９としてのネック部が形成されている。
【００１４】
図２に示すように、物品把持装置３は、物品Ｗを把持する把持部１１と、把持部１１を移動させる移動装置１２と、を備えている。
【００１５】
図２に示すように、移動装置１２は、台座部１４と回転部１５と第１アーム１６と第２アーム１７と第３アーム１８とを備えている。台座部１４は、床や架台等に固定されている。回転部１５は、台座部１４に上下方向Ｚに沿う軸心周りに回転自在に支持されている。第１アーム１６の基端部は、回転部１５に揺動自在に連結されている。第２アーム１７の基端部は、第１アーム１６の先端部に揺動自在に連結されている。第３アーム１８の基端部は、第２アーム１７の先端部に揺動自在に連結されている。第３アーム１８の先端部に、把持部１１が揺動不能に連結されている。移動装置１２は、回転部１５を回転させると共に、第１アーム１６、第２アーム１７及び第３アーム１８を揺動させることで、把持部１１を移動させる。このように、本実施形態では、物品把持装置３は、垂直多関節ロボットによって構成されている。
【００１６】
第３アーム１８は、第２アーム１７に連結された揺動アーム部１８Ａと、把持部１１が連結された回転アーム部１８Ｂと、を備えている。回転アーム部１８Ｂは、揺動アーム部１８Ａに対して第３アーム１８の長手方向に沿う軸心周りに回転可能に、揺動アーム部１８Ａに連結されている。第３アーム１８は、揺動アーム部１８Ａに対して回転アーム部１８Ｂを回転させることで、第３アーム１８の長手方向に沿う軸心周りに把持部１１を回転させるように構成されている。
【００１７】
図３に示すように、把持部１１は、特定の基準方向Ｌに沿う仮想基準軸Ａの周囲に配置された保持部２１と、保持部２１を支持する支持部２２と、容積変更部３６と、駆動部２３と、を備えている。以下、把持部１１について説明を加えるが、基準方向Ｌの一方側を基準方向第１側Ｌ１とし、その反対側を基準方向第２側Ｌ２とする。本実施形態では、第３アーム１８の長手方向に沿う軸心を仮想基準軸Ａとしている。また、図３に示すように、把持部１１によって物品Ｗを把持する場合において、基準方向Ｌにおける支持部２２に対して保持部２１側（図３の下側）を基準方向第１側Ｌ１とし、基準方向Ｌにおける保持部２１に対して支持部２２側（図３の上側）を基準方向第２側Ｌ２としている。また、基準方向Ｌに対して直交する方向を交差方向Ｒとし、その交差方向Ｒにおいて保持部２１に対して仮想基準軸Ａ側を接近側Ｒ１とし、その反対側を離間側Ｒ２とする。
【００１８】
図３に示すように、支持部２２は、第３アーム１８の基準方向第１側Ｌ１の端部に固定されている。支持部２２は、軸心が仮想基準軸Ａに沿う筒状に形成された筒状内周面Ｆと、基準方向第１側Ｌ１に開口して筒状内周面Ｆに囲まれた内部空間Ｓと外部とを連通する開口部２６と、を備えている。本実施形態では、筒状内周面Ｆは、基準方向第１側Ｌ１に向かうに従って交差方向Ｒの大きさが次第に大きくなるように形成されている。
【００１９】
説明を加えると、支持部２２は、交差方向Ｒに沿う板状の第１支持部２７と、第１支持部２７の離間側Ｒ２の端部から基準方向第１側Ｌ１に向けて延在する第２支持部２８と、を備えている。第１支持部２７は、基準方向Ｌに沿う基準方向視で円形となる円板形状に形成されている。第２支持部２８は、基準方向視で円形となる円筒形状に形成されている。詳細には、本実施形態では、第２支持部２８は、基準方向第１側Ｌ１に向かうに従って次第に径が大きくなる円錐台筒状に形成されている。この第２支持部２８の接近側Ｒ１を向く面によって筒状内周面Ｆが形成されている。よって、本実施形態では、筒状内周面Ｆは、基準方向第１側Ｌ１に向かうに従って次第に径が大きくなるように形成されている。具体的には、筒状内周面Ｆは、円錐台面状に形成されている。
【００２０】
第２支持部２８は、柔軟性のある材質によって構成された膨張部２８Ａと、この膨張部２８Ａに対して離間側Ｒ２に配置された規制部２８Ｂと、規制部２８Ｂの下端部から接近側Ｒ１に突出する突出部２８Ｃと、を備えている。膨張部２８Ａは、規制部２８Ｂの内周面に沿って円筒形状（より詳しくは円錐台筒状）に形成されている。膨張部２８Ａは、規制部２８Ｂによって離間側Ｒ２への膨張が規制されていると共に、第１支持部２７と突出部２８Ｃとによって基準方向Ｌへの膨張が規制されている。一方、膨張部２８Ａの接近側Ｒ１への膨張は規制されていない。本実施形態では、筒状内周面Ｆは、膨張部２８Ａの接近側Ｒ１を向く面によって形成されており、膨張部２８Ａにおける接近側Ｒ１を向く面を構成する部分が、支持部２２における筒状内周面Ｆを構成する部分に相当する。このように、支持部２２における筒状内周面Ｆを構成する部分は、交差方向Ｒに柔軟性のある材質によって構成されている。
【００２１】
駆動部２３は、筒状内周面Ｆの少なくとも一部を交差方向Ｒに突出又は引退させるように構成されている。本実施形態では、駆動部２３は、膨張部２８Ａの内部に第１給排口２９が配置された第１配管部３０と、第１配管部３０を通して膨張部２８Ａの内部の気体の給排を行う第１給排部３１（図７参照）と、を備えている。
【００２２】
突出部２８Ｃは、支持部２２における筒状内周面Ｆの基準方向第１側Ｌ１の端部に対応する位置に配置され、接近側Ｒ１に突出するように形成されている。この突出部２８Ｃは、膨張部２８Ａの基準方向第１側Ｌ１の端部に対して基準方向第１側Ｌ１に隣接する位置に備えられている。また、突出部２８Ｃは、基準方向Ｌにおいて袋体３４の基準方向第１側Ｌ１の端部に対して基準方向第１側Ｌ１から基準方向第２側Ｌ２に亘って存在している。図示の例では、突出部２８Ｃは、基準方向Ｌに沿う断面の形状が矩形状であって、基準方向Ｌ視の形状が円形とされている。すなわち、突出部２８Ｃは、交差方向Ｒに沿う円環板状に形成されている。なお、突出部２８Ｃの形状はこれには限定されず、例えば、基準方向Ｌに沿う断面の形状を、半円状、台形状、三角形状等の各種の形状とすることができる。また基準方向Ｌ視の形状も円環状に限定されず、矩形環状等としてもよい。
【００２３】
駆動部２３は、第１給排部３１によって第１配管部３０を通して膨張部２８Ａ内に気体を供給して膨張部２８Ａを膨張させることで、筒状内周面Ｆを接近側Ｒ１に突出させる。また、駆動部２３は、第１給排部３１によって第１配管部３０を通して膨張部２８Ａ内の気体を排出して膨張部２８Ａを収縮させることで、筒状内周面Ｆを離間側Ｒ２に引退させる。このように、本実施形態では、駆動部２３は、筒状内周面Ｆの全体を交差方向Ｒに突出又は引退させるように構成されている。なお、駆動部２３の構成は、このような気体の給排を用いるものに限定されず、例えば、カム機構やレバー機構の機械的動作機構とそれを駆動するアクチュエータとを用いて駆動部２３を構成してもよい。
【００２４】
図４から図６に示すように、保持部２１は、管状の袋体３４と、袋体３４の内部に収容された粒状体３５と、を備えている。保持部２１は、袋体３４を第１支持部２７、規制部２８Ｂ、及び突出部２８Ｃより変形し易い材質によって構成することで、第１支持部２７、規制部２８Ｂ、及び突出部２８Ｃより変形し易くなっている。本実施形態では、第１支持部２７、規制部２８Ｂ、及び突出部２８Ｃは、例えばアルミニウムや鉄等の金属材や硬質の合成樹脂等の可撓性の低い硬質材によって構成されている。一方、袋体３４は、ゴムや軟質の合成樹脂等の可撓性の高い軟質材のシート状部材によって構成されている。
【００２５】
また、袋体３４は、袋体３４に収容した空気Ｊが袋体３４の外部に排出されないように、空気Ｊが通流不可能な材質で構成されている。本実施形態では、袋体３４は、上記のようなゴムや軟質の合成樹脂等の可撓性の高い軟質材であって、且つ通気性を有さないシート状部材によって構成されている。そして、袋体３４は、後述する基準方向第２側Ｌ２の端部に形成されている開口を除いて空気Ｊを通さない無孔状に構成されている。
【００２６】
袋体３４は、筒状内周面Ｆに沿って配置されている。本実施形態では、管上の袋体３４が、筒状内周面Ｆに沿う螺旋状に配置されている。袋体３４は、離間側Ｒ２の側面が筒状内周面Ｆに連結されている。説明を加えると、袋体３４は、長尺の管状に形成されており、その袋体３４が筒状内周面Ｆに沿う螺旋状となる姿勢で、筒状内周面Ｆに支持されている。袋体３４の離間側Ｒ２には筒状内周面Ｆが配置されているため、この筒状内周面Ｆによって袋体３４の離間側Ｒ２への変形が規制されている。なお、袋体３４の離間側Ｒ２の側面（ここでは基準方向Ｌを基準とする径方向外側面）を筒状内周面Ｆに接着等によって接合することで、袋体３４を筒状内周面Ｆに連結することができる。
【００２７】
粒状体３５は、直径が数ｍｍ程度の複数の球体によって構成されている。本実施形態では、粒状体３５は、発泡ポリスチレンの微小ビーズを用いている。また、複数の球体はいずれも同じ直径とされている。
【００２８】
図３及び図６に示すように、把持部１１は、袋体３４の容積を変更する容積変更部３６を更に備えている。容積変更部３６は、配管部としての第２配管部４２と、第２配管部４２を通して袋体３４の内部の空気Ｊの給排を行う給排部としての第２給排部４３（図７参照）と、を備えている。第２配管部４２は、給排口としての第２給排口４１を備えており、この第２給排口４１は、袋体３４の内部における基準方向第２側Ｌ２の端部に配置されている。すなわち、第２配管部４２は、袋体３４の基準方向第２側Ｌ２の端部に接続されている。尚、空気Ｊは「対象流体」に相当する。容積変更部３６は、袋体３４の内部の空気Ｊを第２給排口４１から基準方向第２側Ｌ２に排出すると共に、空気Ｊを第２給排口４１から袋体３４の内部に基準方向第２側Ｌ２から供給する。
【００２９】
第２給排部４３は、図６に示すように、第２配管部４２を通して袋体３４の内部の空気Ｊを排出することで、袋体３４の容積を小さくする。これによって、袋体３４に収容されている粒状体３５の密度が高くなり当該粒状体３５が固体的に振る舞うようになる。また、第２給排部４３は、図３に示すように、第２配管部４２を通して袋体３４の内部に空気Ｊを供給することで、袋体３４の容積を大きくする。これによって、袋体３４に収容されている粒状体３５の密度が低くなり当該粒状体３５が流体的に振る舞うようになる。
【００３０】
図７に示すように、物品把持装置３は、駆動部２３、容積変更部３６、及び移動装置１２を制御する制御装置Ｈを、更に備えている。制御装置Ｈは、駆動部２３、容積変更部３６、及び移動装置１２を制御して、第１位置Ｐ１の第１容器Ｃ１から第２位置Ｐ２の第２容器Ｃ２に物品Ｗを移載する移載制御を実行する。
【００３１】
移載制御では、まず、対象物品ＷＴの被把持部８が内部空間Ｓに位置するように移動装置１２によって把持部１１を移動させる。ここでは、支持部２２の開口部２６から内部空間Ｓに対象物品ＷＴが挿入されるように、把持部１１を対象物品ＷＴに対して基準方向第２側Ｌ２から基準方向第１側Ｌ１に向けて移動させる。そのた後、駆動部２３によって膨張部２８Ａに気体を供給して筒状内周面Ｆを接近側Ｒ１に突出させるように駆動部２３を制御する。これによって、図６に示すように、保持部２１が接近側Ｒ１に移動して対象物品ＷＴに押し付けられる。次に、袋体３４の容積を減少させるように容積変更部３６を制御する。これにより、保持部２１が対象物品ＷＴに押し付けられて当該対象物品ＷＴの被把持部８の形状に適合して、物品Ｗとの接触面積を大きくした状態で、保持部２１の形状が維持される。このようにすることで、保持部２１が対象物品ＷＴの被把持部８を把持する。そして、対象物品ＷＴを第２容器Ｃ２に収容するように移動制御によって把持部１１を移動させた後、駆動部２３によって膨張部２８Ａから気体を排出して筒状内周面Ｆを引退側に引退させると共に、袋体３４の容積を増加させるように容積変更部３６を制御する。これによって、保持部２１が離間側Ｒ２に移動すると共に保持部２１の形状が柔軟に変化する状態となる。このようにすることで、保持部２１による被把持部８に対する把持を解除する。
【００３２】
２．第２の実施形態
次に、物品把持装置の第２の実施形態について、図８を用いて説明する。本実施形態では、物品把持装置３が吸着部５６と吸着駆動部５７とを更に備えている点で、上記第１の実施形態とは異なる。以下では、本実施形態に係る物品把持装置３について、上記第１の実施形態との相違点を中心として説明する。なお、特に説明しない点については、上記第１の実施形態と同様とする。
【００３３】
図８に示すように、物品把持装置３は、保持部２１に対して接近側Ｒ１に配置されて物品Ｗを吸着する吸着部５６と、吸着部５６を保持部２１に対して相対的に基準方向Ｌに移動させる吸着駆動部５７と、を更に備えている。
【００３４】
吸着駆動部５７は、吸着部５６を支持部２２に対して基準方向Ｌに移動させ、それによって吸着部５６を第１吸着位置（図８において実線で示す位置）と第２吸着位置（図８において仮想線で示す位置）とに移動させる。第１吸着位置は、保持部２１によって把持できる位置に対象物品ＷＴが位置している状態で、対象物品ＷＴの被吸着部を吸着可能な位置である。本実施形態では、被吸着部は対象物品ＷＴの上端面（ここではキャップ部の上面）に設定されている。第１吸着位置は、保持部２１によって把持できる位置よりも基準方向第１側Ｌ１に対象物品ＷＴが位置している状態で、対象物品ＷＴの被吸着部を吸着可能な位置である。
【００３５】
本実施形態では、物品把持装置３は、吸着部５６によって対象物品ＷＴの被吸着部を吸着した状態で、吸着部５６を対象物品ＷＴと共に第２吸着位置から第１吸着位置に移動させることで、支持部２２を基準方向Ｌに移動させる事なく、支持部２２の開口部２６から内部空間Ｓに対象物品ＷＴの被把持部８を位置させることができる。これにより、支持部２２を挿入する隙間がないような狭い空間に対象物品ＷＴが配置されている場合等であっても、当該空間から対象物品ＷＴを取り出して保持部２１によって把持することができる。また、物品把持装置３は、移動装置１２によって支持部２２を基準方向第１側Ｌ１に移動させつつ吸着部５６を支持部２２に対して相対的に基準方向第２側Ｌ２に移動させることで、対象物品ＷＴを吸着部５６によって保持した状態としつつ、支持部２２の内部空間Ｓに対象物品ＷＴを位置させることができる。これにより、対象物品ＷＴが倒れやすい不安定な場所に置かれている場合等であっても、確実性高く、保持部２１によって対象物品ＷＴを把持することができる。
【００３６】
３．その他の実施形態
次に、物品把持装置のその他の実施形態について説明する。
【００３７】
（１）上記の実施形態では、袋体３４を、筒状内周面Ｆに沿う螺旋状に配置する構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されない。袋体３４が筒状内周面Ｆに沿って配置されるのであれば、当該袋体３４の配置及び形状は適宜変更してもよい。例えば、図９に示すように、袋体３４を、それぞれが円環形状に形成された複数の円環部３４Ａを備える構成としてもよい。この場合、容積変更部３６は、複数の円環部３４Ａのそれぞれに連通するように構成された第２配管部４２を備えるとよい。また、図１０に示すように、袋体３４を、それぞれが基準方向Ｌに沿う筒状に形成された複数の筒状部３４Ｃを備える構成としてもよい。この場合、容積変更部３６は、複数の筒状部３４Ｃのそれぞれに連通するように構成された第２配管部４２を備えるとよい。
【００３８】
（２）上記の実施形態では、第２配管部４２の第２給排口４１が、袋体３４の内部における基準方向第２側Ｌ２の端部に配置されている構成を例として説明したが、これには限定されない。第２給排口４１は、袋体３４の内部における基準方向第１側Ｌ１の端部に配置され、或いは、袋体３４の内部における基準方向Ｌの中間部分に配置されていてもよい。
【００３９】
（３）上記の実施形態では、駆動部２３が、筒状内周面Ｆの全体を交差方向Ｒに突出又は引退させる構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されない。駆動部２３は、筒状内周面Ｆの一部のみを交差方向Ｒに突出又は引退させる構成であってもよい。或いは、物品把持装置３が、駆動部２３を備えない構成としてもよい。この場合、例えば、移動装置１２によって支持部２２を対象物品ＷＴの側（例えば基準方向第１側Ｌ１）へ移動させることで、対象物品ＷＴにおける被把持部８に対して保持部２１を押し付けることができる。
【００４０】
（４）上記の実施形態では、筒状内周面Ｆは、基準方向第１側Ｌ１に向かうに従って交差方向Ｒの大きさが次第に大きくなるように形成されている構成を例として説明した。しかし、これには限定されない。筒状内周面Ｆは、交差方向Ｒの大きさが基準方向Ｌの位置によって変化しないように形成され、或いは、基準方向第１側Ｌ１に向かうに従って交差方向Ｒの大きさが次第に小さくなるように形成されていてもよい。また、上記の実施形態では、支持部２２が、円筒状又は円錐台面状の筒状内周面Ｆを備える構成を例として説明した。しかし、筒状内周面Ｆの形状は、これには限定されない。例えば、筒状内周面Ｆは、四角筒状、三角筒状、六角筒状等の多角筒状とされ、或いは、四角錐台状、三角筒状等の多角錐台状とされてもよい。
【００４１】
（５）上記の実施形態では、容積変更部３６を、袋体３４の内部の流体（上記例では空気Ｊ）を給排する構成を例として説明した。しかし、このような構成に限定されない。流体の給排以外であっても、袋体３４の容積を変更することができる構成であればよい。例えば、袋体３４を外部から押圧する押圧体を備えて当該押圧体によって袋体３４の容積を変更する構成としてもよい。具体的には、袋体３４を囲むように配置された帯状部材を押圧体として備えて、当該帯状部材によって袋体３４を縛ったり緩めたりするように当該帯状部材を操作することで袋体３４の容積を変更する構成としてもよい。また例えば、袋体３４の内部に配置されたピストンを押圧体として備えて、当該ピストンによって袋体３４の内部の粒状体３５を押圧したり当該押圧を緩めたりするように当該ピストンを操作することで袋体３４の容積を変更する構成としてもよい。これらの場合においては、袋体３４が、空気Ｊ等の流体が通流可能な材質で構成されていてもよい。
【００４２】
（６）上記の実施形態では、対象流体として空気Ｊを用いる場合を例として説明した。しかし、対象流体は空気Ｊには限定されない。例えば、対象流体として、窒素や二酸化炭素等の空気以外の気体、水や油（例えばシリコンオイル）等の各種の液体等を用いてもよい。
【００４３】
（７）上記の実施形態では、粒状体３５として、発泡ポリスチレンの微小ビーズを用いる場合を例として説明した。しかし、粒状体３５の構成はこれには限定されない。例えば、粒状体３５として、ガラスビーズ、砂、コーヒー粉等、公知の各種の粒状或いは粉状の物体を用いることができる。
【００４４】
（８）上記の実施形態では、支持部２２が、支持部２２における筒状内周面Ｆの基準方向第１側Ｌ１の端部に対応する位置に配置され、接近側Ｒ１に突出するように形成された突出部２８Ｃを備えている構成を例として説明した。しかし、このような構成に限定されない。例えば、支持部２２が、筒状内周面Ｆの基準方向Ｌにおける中間位置において接近側Ｒ１に突出した突出部を備える構成であってもよい。或いは、支持部２２が、接近側Ｒ１に突出した突出部を備えない構成であってもよい。
【００４５】
（９）上記の実施形態では、物品把持装置３を、垂直多関節ロボットとする構成を例として説明した。しかし、このような構成に限定されない。例えば、物品把持装置３を、水平多関節ロボット（スカラロボット）や、直交ロボットや、パラレルリンクロボット等の、他のロボットにより構成してもよい。
【００４６】
（１０）上記の実施形態では、袋体３４の外面に凹凸を形成しない構成を例として説明した。しかし、このような構成に限定されない。例えば、袋体３４の外面の全体又は外面における対象物品ＷＴに接触する部分に滑り止め用の凹凸を形成した構成でもよい。
【００４７】
（１１）なお、上述した各実施形態で開示された構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示された構成と組み合わせて適用することも可能である。その他の構成に関しても、本明細書において開示された実施形態は全ての点で単なる例示に過ぎない。従って、本開示の趣旨を逸脱しない範囲内で、適宜、種々の改変を行うことが可能である。
【００４８】
４．上記実施形態の概要
以下、上記において説明した物品把持装置の概要について説明する。
【００４９】
物品把持装置は、特定の基準方向に沿う仮想基準軸の周囲に配置された保持部と、前記保持部を支持する支持部と、容積変更部と、を備え、前記基準方向の一方側を基準方向第１側として、前記支持部は、軸心が前記仮想基準軸に沿う筒状に形成された筒状内周面と、前記基準方向第１側に開口して前記筒状内周面に囲まれた内部空間と外部とを連通する開口部と、を備え、前記保持部は、管状の袋体と、前記袋体の内部に収容された粒状体と、を備え、前記容積変更部は、前記袋体の容積を変更し、前記袋体は、前記筒状内周面に沿って配置されている。
【００５０】
粒状体は、密度がある閾値より低い場合は流体的に振る舞うが，密度がある閾値より高い場合は固体的に振る舞うことが知られている。このような粒状体の状態変化はジャミング転移と呼ばれている。本構成によれば、容積変更部によって袋体の容積を大きくし、その袋体に収容されている粒状体の密度を閾値より低くすることで、粒状体を流体的に振る舞わせ、保持部の形状が柔軟に変化する状態とすることができる。また、容積変更部によって袋体の容積を小さくし、その袋体に収容されている粒状体の密度を閾値より大きくすることで、粒状体を固体的に振る舞わせ、保持部の形状が維持される状態とすることができる。
【００５１】
そして、本構成によれば、支持部を物品に対して相対的に基準方向第１側に移動させることで、支持部の開口部を通して物品を内部空間に位置させ、物品に対して保持部を押し付けることができる。ここで、保持部を構成する管状の袋体は、支持部の筒状内周面に沿って配置されている。従って、支持部の内部空間に配置された物品を保持部によって周囲から囲むようにして当該保持部を物品に押し付けることが可能となっている。また、この際に容積変更部によって袋体の容積を大きくして保持部の形状が柔軟に変化する状態にしておくことで、物品を囲むように配置した保持部の形状を物品の形状に適合させて、物品との接触面積を大きくすることができる。その後、容積変更部によって袋体の容積を小さくすることで、保持部の形状を物品の形状に適合させた状態に維持することができる。このように、本構成によれば、保持部によって物品を把持する場合に、物品の周囲を囲むように配置されて物品に押し付けられた当該保持部の形状を、物品の形状に適合させた状態にできると共に当該状態を維持できるため、形状が異なる多様な物品を適切に把持することができる。
【００５２】
ここで、前記基準方向第１側とは反対側を基準方向第２側として、前記容積変更部は、前記袋体の内部における前記基準方向第２側の端部に給排口が配置された配管部と、前記配管部を通して前記袋体の内部の流体の給排を行う給排部と、を備えていると好適である。
【００５３】
本構成によれば、容積変更部は、配管部を通して袋体の内部に対象流体を供給することで袋体の容積を大きくすることができると共に、配管部を通して袋体の内部から対象流体を排出することで袋体の容積を小さくすることができる。また、本構成によれば、袋体の内部に対する対象流体の給排を用いたことにより、袋体の容積の変更を袋体の全体に亘って適切に行うことが可能となっている。従って、本構成によれば、保持部の形状を、物品の形状に適合させた状態にし易く、且つ、当該状態を維持し易いものとすることができる。また、本構成によれば、基準方向第２側の端部に給排口が配置されているため、容積変更部が妨げとなって、支持部の開口部の大きさや形状が制限されることを抑制できる。
【００５４】
また、前記筒状内周面は、前記基準方向第１側に向かうに従って前記基準方向に直交する方向の大きさが次第に大きくなるように形成されていると好適である。
【００５５】
本構成によれば、支持部の開口部を大きく形成することが可能となるため、開口部を通して物品を内部空間に移動させる場合に、物品が支持部に干渉し難くすることができる。そして、基準方向第２側に向かうに従って筒状内周面の基準方向に交差する方向の大きさが次第に小さくなるため、その筒状内周面に沿って配置されている袋体と内部空間に移動した物品との距離を近づけ易くすることができ、保持部を物品に押し付け易くすることができる。
【００５６】
また、前記基準方向に直交する方向を交差方向として、前記筒状内周面の少なくとも一部を前記交差方向に移動させる駆動部を更に備えると好適である。
【００５７】
本構成によれば、物品を収容空間に位置するように支持部を移動させた後、筒状内周面の少なくとも一部を交差方向に移動させることで、筒状内周面に沿って配置されている袋体を交差方向に移動させることができる。従って、保持部を交差方向における仮想基準軸側に移動させることで、保持部を内部空間にある物品に適切に押し付けることができる。
【００５８】
また、前記支持部における前記筒状内周面を構成する部分は、前記交差方向に柔軟性のある材質によって構成され、前記駆動部は、前記筒状内周面の少なくとも一部を前記交差方向に突出又は引退させると好適である。
【００５９】
本構成によれば、駆動部によって支持部における筒状内周面を構成する部分の少なくとも一部を変形させて交差方向に突出又は引退させることができる。そして、このような筒状内周面の変形は、駆動部から筒状内周面に圧力を作用させること等によって可能となるため、駆動部と支持部との配置関係の自由度を高め易く、内部空間の大きさや形状の自由度も高め易い。よって、形状が異なる多様な物品を適切に把持することができる物品把持装置を実現し易い。
【００６０】
また、前記支持部は、前記筒状内周面の前記基準方向第１側の端部に対応する位置に、前記仮想基準軸側に突出した突出部を備えていると好適である。
【００６１】
本構成によれば、筒状内周面の基準方向第１側の端部に対応する位置に突出部が備えられていることで、物品を把持した状態で、筒状内周面に沿って設置されている保持部が基準方向第１側に変形することを規制できる。そのため、保持部の形状を、物品の形状に適合させた状態に維持し易く、保持部が基準方向第１側に変形することを防止できるので、複数の保持部による把持力を保ちつつ、保持部の物品に対する接触面積を大きくできる。従って、保持部によって物品を適切に把持し易くなる。
【００６２】
また、前記袋体は、前記筒状内周面に沿う螺旋状に配置されていると好適である。
【００６３】
本構成によれば、一本の管状の袋体を用いて、筒状内周面に沿って、仮想基準軸周りの周方向及び仮想基準軸に沿う方向の双方に広がるように袋体を配置することができる。従って、筒状内周面における保持部が配置された領域を広く確保しつつ、容積変更部の構成を簡略化し易い。
【００６４】
また、前記内部空間に配置されて物品を吸着する吸着部と、前記吸着部を前記筒状内周面に対して相対的に前記基準方向に移動させる吸着駆動部と、を更に備えていると好適である。
【００６５】
本構成によれば、保持部によって物品を把持することに加えて、吸着部によって物品を吸着して保持することもできる。従って、物品をより確実に保持することができる。この際、吸着部は、吸着駆動部によって保持部に対して相対的に基準方向に移動するため、形状が異なる多様な物品を適切に吸着することができる。また、支持部に対して基準方向第１側にある物品を吸着部によって吸着した後、吸着駆動部によって吸着部を支持部に対して基準方向第２側に移動させることで、内部空間に物品を位置させて保持部によって物品を把持することもできる。このようにすれば、支持部が入り難い場所に物品がある場合であっても、当該物品を把持することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本開示に係る技術は、物品を把持する物品把持装置に利用することができる。
【符号の説明】
【００６７】
３：物品把持装置
２１：保持部
２２：支持部
２３：駆動部
２６：開口部
３４：袋体
３５：粒状体
３６：容積変更部
４１：第２給排口（給排口）
４２：第２配管部（配管部）
４３：第２給排部（給排部）
５６：吸着部
５７：吸着駆動部
Ａ：仮想基準軸
Ｆ：筒状内周面
Ｌ：基準方向
Ｌ１：基準方向第１側
Ｌ２：基準方向第２側
Ｒ：交差方向
Ｓ：内部空間
Ｗ：物品
【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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【図９】
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【図１０】
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