(57)【要約】      （修正有）【課題】対象物を適切に把持する吸着パッド、ロボットハンドおよびロボットシステムを提供する。【解決手段】本発明の吸着パッド１０は、対象物を吸着する吸着パッドであって、弾性変形可能な変形部１１ａを有するパッド本体１１と、前記パッド本体の前記変形部の側面に設けられ、前記変形部の変形に伴って変形する導電性膜１２と、を備える。導電性膜は吸着パッドの変形部が対象物に接触することにより変形部の変形に追従して変形するため、導電性膜の抵抗値の変化を検出することにより、吸着パッドに負荷される力を検出する。【選択図】図２
2020196086.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物を吸着する吸着パッドであって、
弾性変形可能な変形部を有するパッド本体と、
前記パッド本体の前記変形部の側面に設けられ、前記変形部の変形に伴って変形する導電性膜と、
を備える、吸着パッド。
【請求項２】
前記変形部は、ベローズ状に形成されている、請求項１に記載の吸着パッド。
【請求項３】
前記導電性膜は、導電性樹脂で形成される、請求項１又は２に記載の吸着パッド。
【請求項４】
前記導電性膜は、金、アルミニウム、銅、白金、及びこれらを主成分とする合金のいずれかで形成される、請求項１又は２に記載の吸着パッド。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項の吸着パッドを複数備える、ロボットハンド。
【請求項６】
請求項５に記載のロボットハンドと、
複数の吸着パッドの前記導電性膜の抵抗値を検出する検出器と、
前記検出器で検出された前記抵抗値に基づいて前記ロボットハンドを制御する制御部と、
を備える、ロボットシステム。
【請求項７】
前記制御部は、前記複数の吸着パッドのそれぞれの抵抗変化が予め設定された閾値を超えるように、前記ロボットハンドを制御する、請求項６に記載のロボットシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸着パッド、ロボットハンドおよびロボットシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、真空式のベローズ型吸着パッドを備えたロボットハンドが開示されている。特許文献１に記載のロボットハンドは、ハンド本体と、ハンド本体に設けられ、弾性力によって軸心方向へ伸縮可能であって、真空圧を利用して被搬送物を吸着する複数のベローズ型吸着パッドと、吸着状態における各ベローズ型吸着パッドの軸長を測定する軸長センサと、を備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１５６６１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、ロボットハンドにおいて、対象物を適切に把持することが求められている。
【０００５】
本発明は、対象物を適切に把持することができる吸着パッド、ロボットハンド及びロボットシステム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】
本発明の一態様の吸着パッドは、対象物を吸着する吸着パッドであって、弾性変形可能な変形部を有するパッド本体と、前記パッド本体の前記変形部の側面に設けられ、前記変形部の変形に伴って変形する導電性膜と、を備える。
【０００７】
本発明の一態様のロボットハンドは、前記態様の吸着パッドを複数備える。
【０００８】
本発明の一態様のロボットシステムは、前記態様のロボットハンドと、複数の吸着パッドの抵抗値を検出する検出器と、前記検出器で検出された前記抵抗値に基づいて前記ロボットハンドを制御する制御部と、を備える。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、対象物を適切に把持することができる吸着パッド、ロボットハンド及びロボットシステムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係る実施の形態のロボットハンドの一例の斜視図である。
【図２】本発明に係る実施の形態の吸着パッドの一例の斜視図である。
【図３】検出器の一例の回路図である。
【図４】吸着パッドに負荷される力と吸着パッドの抵抗変化との関係の一例を示す図である。
【図５Ａ】本発明に係る実施の形態の吸着パッドの製造工程の一例を示す図である。
【図５Ｂ】本発明に係る実施の形態の吸着パッドの製造工程の一例を示す図である。
【図５Ｃ】本発明に係る実施の形態の吸着パッドの製造工程の一例を示す図である。
【図５Ｄ】本発明に係る実施の形態の吸着パッドの製造工程の一例を示す図である。
【図５Ｅ】本発明に係る実施の形態の吸着パッドの製造工程の一例を示す図である。
【図６】ディップコーティングに使用するＰＥＤＯＴ溶液の成分の一例を示す表である。
【図７】ディップコーティングにおける引き上げ速度とＰＥＤＯＴ薄膜の膜厚との関係の一例を示す図である。
【図８】本発明に係る実施の形態のロボットシステムの概略構成を示す図である。
【図９】本発明に係る実施の形態のロボットシステムの制御の一例を示す図である。
【図１０】実施例１におけるロボットシステムの動作を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（本発明に至った経緯）
近年、物流・搬送用ロボット等で対象物を把持するためのロボットハンドとして、吸着パッドをアレイ化したロボットハンドが知られている。このようなロボットハンドによれば、ロボットの手首部分に取り付けられた力覚センサ（６軸センサ）で指先部分（吸着パッド一つ一つの位置）を制御することにより、対象物を把持している。
【００１２】
このようなロボットハンドにおいては、形状及び姿勢が未知の対象物を把持する場合、手首部分の力覚センサによってロボットハンドの指先部分を正確に制御することが困難であり、対象物に対して適切に吸着パッドを位置制御することができない。そこで、カメラやレーザなどの視覚センサを併用して、対象物の３次元ビジョンを取得することで位置及び姿勢の情報を取得し、対象物を把持することが提案されている。
【００１３】
しかしながら、上記のようなロボットハンドでは、ロボットハンドが対象物に近づくにつれて視覚センサの視界を遮ってしまうという問題がある。また、視覚センサでは、対象物の深さ方向の情報を正確に取得することができないため、指先部分を対象物の把持に適した位置及び傾きに制御することが困難である。
【００１４】
そこで、本発明においては、形状及び姿勢が未知の対象物を適切に把持することのできる吸着パッド、ロボットハンド及びロボットシステムを提供する。
【００１５】
本発明の一態様の吸着パッドは、対象物を吸着する吸着パッドであって、弾性変形可能な変形部を有するパッド本体と、前記パッド本体の前記変形部の側面に設けられ、前記変形部の変形に伴って変形する導電性膜と、を備える。このような構成により、対象物を適切に把持することができる。
【００１６】
前記吸着パッドにおいて、前記変形部は、ベローズ状に形成されていてもよい。このような構成により、対象物をより適切に把持することができる。
【００１７】
前記吸着パッドにおいて、前記導電性膜は、ＰＥＤＯＴで形成されていてもよい。このような構成により、対象物をより適切に把持することができる。
【００１８】
前記吸着パッドにおいて、前記導電性膜は、金、アルミニウム、銅、白金、及びこれらを主成分とする合金のいずれかで形成されていてもよい。このような構成により、対象物をより適切に把持することができる。
【００１９】
本発明の一態様のロボットハンドは、前記態様の吸着パッドを複数備える。このような構成により、対象物を適切に把持することができる。
【００２０】
本発明の一態様のロボットシステムは、前記態様のロボットハンドと、複数の吸着パッドの抵抗値を検出する検出器と、検出器で検出された前記抵抗値に基づいて前記ロボットハンドを制御する制御部と、を備える。このような構成により、対象物を適切に把持することができる。
【００２１】
前記ロボットシステムにおいて、前記制御部は、前記複数の吸着パッドのそれぞれの抵抗変化が予め設定された閾値を超えるように、前記ロボットハンドを制御してもよい。このような構成により、対象物をより適切に把持することができる。
【００２２】
以下、本発明に係る実施の形態について、添付の図面を参照しながら説明する。また、各図においては、説明を容易なものとするため、各要素を誇張して示している。
【００２３】
（実施の形態）
［ロボットハンド］
図１は、本発明に係る実施の形態のロボットハンド１の一例の斜視図を示す。なお、図中のＸ、Ｙ、Ｚ方向は、それぞれロボットハンド１の幅方向、奥行き方向、高さ方向を示す。図１に示すように、ロボットハンド１は、複数の吸着パッド１０と、複数の吸着パッド１０を保持するロボットハンド本体２０と、を備える。
【００２４】
＜複数の吸着パッド＞
複数の吸着パッド１０のそれぞれは、吸着面を真空にして対象物を吸着する真空式の吸着パッドである。複数の吸着パッド１０は、ロボットハンド本体２０の先端（指先部分）に取り付けられている。ロボットハンド本体２０の指先部分において、複数の吸着パッド１０は、例えば、等間隔に配置されている。本実施の形態では、複数の吸着パッド１０は、ＸＹ方向に等間隔で配置されている。
【００２５】
＜ロボットハンド本体＞
ロボットハンド本体２０は、伸縮可能な複数の伸縮部２１と、複数の伸縮部２１を回転可能に保持する複数の関節部２２と、複数の伸縮部２１及び複数の関節部２２を駆動する複数のアクチュエータ（図示なし）と、を備える。ロボットハンド本体２０は、複数のアクチュエータを制御することによって、複数の伸縮部２１及び関節部２２を駆動し、ロボットハンド本体２０の指先部分の位置及び姿勢を調整する。なお、ロボットハンド本体２０の構成要素はこれらに限定されるものではなく、追加の構成要素を含んでもよいし、これらの構成要素のうちいくつかの構成要素を削除してもよい。
【００２６】
［吸着パッド］
次に、吸着パッド１０について詳細に説明する。図２は、本発明に係る実施の形態の吸着パッド１０の一例の斜視図である。図２に示すように、吸着パッド１０は、パッド本体１１と、導電性膜１２と、を備える。本実施の形態では、後述する検出器と導線によって接続させる接続端子１３が、導電性膜１２に設けられている。
【００２７】
＜パッド本体＞
パッド本体１１は、真空圧を利用して対象物を吸着可能な形状を有する。例えば、パッド本体１１は、開口が設けられた有底の筒状体で形成されている。パッド本体１１は、例えば、シリコーンゴムで形成されている。
【００２８】
パッド本体１１は、弾性変形可能な変形部１１ａを有する。変形部１１ａは、パッド本体１１において、開口を有する先端部分に設けられている。本実施形態では、変形部１１ａは、ベローズ状に形成されている。具体的には、変形部１１ａは、筒状体の側部において凹凸が形成されている部分である。言い換えると、変形部１１ａは、筒状体の側部において波状に形成された部分である。変形部１１ａは、対象物に接触することによって弾性変形する。また、変形部１１ａに負荷される力が大きいほど、変形部１１ａの変形量が大きくなる。
【００２９】
＜導電性膜＞
導電性膜１２は、パッド本体１１の変形部１１ａの側面に設けられ、変形部１１ａの変形に伴って変形する。導電性膜１２は、導電性材料で形成されている。例えば、導電性膜１２は、導電性樹脂、又は金属材料で形成されている。導電性樹脂としては、例えば、ＰＥＤＯＴ（3,4-ethylenedioxythiophene）が挙げられる。金属材料としては、例えば、金、アルミニウム、銅、白金、及びこれらを主成分とする合金が挙げられる。あるいは、導電性膜１２は、金属インク、カーボンナノチューブインクなどで形成されていてもよい。本実施の形態では、導電性膜１２は、ＰＥＤＯＴで形成されている。また、導電性膜１２は、パッド本体１１の側面と、パッド本体１１の開口端とに設けられている。
【００３０】
吸着パッド１０が対象物に接触すると、変形部１１ａが弾性変形する。このとき、変形部１１ａの側面に設けられた導電性膜１２が、変形部１１ａの変形に伴って変形する。即ち、導電性膜１２は、変形部１１ａの変形に追従する。導電性膜１２が変形すると、導電性膜１２の抵抗値が変化する。このため、導電性膜１２の抵抗値の変化を検出することによって、吸着パッド１０にかかる力を検出することができる。本実施の形態では、検出器によって導電性膜１２の抵抗値を検出している。
【００３１】
図３は、検出器２３の一例の回路図である。図３に示すように、検出器２３は、ブリッジ回路によって形成されている。検出器２３は、導線によって吸着パッド１０の導電性膜１２に設けられた接続端子１３に接続されている。なお、検出器２３は、ブリッジ回路に限定されるものではなく、導電性膜１２の抵抗値の変化を検出可能なものであればよい。
【００３２】
図４は、吸着パッド１０に負荷される力Ｆと吸着パッド１０の抵抗変化との関係の一例を示す。図４において、横軸は吸着パッド１０に負荷される力Ｆであり、縦軸は抵抗変化ΔＲ／Ｒである。Ｒは吸着パッド１０に力が負荷されていない状態、即ち通常姿勢の導電性膜１２の抵抗値であり、ΔＲは吸着パッド１０に力が負荷されている状態の導電性膜１２の抵抗値と通常姿勢の導電性膜１２の抵抗値との差分である。すなわち、抵抗変化ΔＲ／Ｒは、導電性膜１２の抵抗値がどれだけ変化したかの度合いを示している。
【００３３】
図４に示すように、吸着パッド１０に負荷される力Ｆが大きくなるほど、吸着パッド１０の抵抗変化ΔＲ／Ｒが大きくなる。即ち、吸着パッド１０に負荷される力Ｆと吸着パッド１０の抵抗変化ΔＲ／Ｒは比例関係にある。したがって、吸着パッド１０の抵抗変化を検出することによって、吸着パッド１０に負荷されている力を検出することが可能である。
【００３４】
次に、吸着パッド１０の製造方法について説明する。図５Ａ〜５Ｅは、本発明に係る実施の形態の吸着パッド１０の製造工程の一例を示す。
【００３５】
図５Ａに示すように、変形部１１ａを有するパッド本体１１を準備する。パッド本体１１としては、例えば、Ｓｃｈｍａｌｔｚ社のＦＳＧ−９−ＳＩ−Ｍ５を用いる。
【００３６】
図５Ｂに示すように、導電性膜１２を形成する領域１４ａを除いて、マスキングテープ１４でパッド本体１１をマスキングする。このように、マスキングテープ１４を、導電性膜１２を形成する領域１４ａ以外の領域を覆う。マスキングテープ１４としては、例えば、ポリイミドフィルムを用いる。本実施の形態では、導電性膜１２を形成する領域１４ａはパッド本体１１の側面の部分と開口端を含む。
【００３７】
図５Ｃに示すように、領域１４ａの表面を親水化するためにＯ２プラズマ処理をする。これにより、領域１４ａの表面にＯ２プラズマ処理された層１５を形成する。
【００３８】
図５Ｄに示すように、パッド本体１１の表面にＰＥＤＯＴ薄膜を形成する。ＰＥＤＯＴ薄膜は、例えば、ディップコーディング法により形成される。具体的には、パッド本体１１をＰＥＤＯＴ溶液に浸漬し、一定速度で引き上げることでパッド本体１１の表面にＰＥＤＯＴ薄膜１６を形成する。具体的には、ＰＥＤＯＴ薄膜１６は、マスキングテープ１４の表面及びＯ２プラズマ処理された層１５の表面に形成される。
【００３９】
図５Ｅに示すように、マスキングテープ１４をパッド本体１１から取り外すことによって、導電性膜１２を形成する。そして、導電性膜１２に検出器２３と接続される接続端子１３を設ける。これにより、図２に示す吸着パッド１０が完成する。
【００４０】
図６は、ディップコーティングに使用するＰＥＤＯＴ溶液の成分の一例を示す表である。図６の表に示すように、導電性向上のためにエチレングリコールを、膜の密着力向上のためにドデシルベンゼンスルホン酸を配合した。
【００４１】
なお、ＰＥＤＯＴ水分散液の主成分は水であるため、疎水面へコーティングすることが難しい。本実施形態で使用する吸着パッド１０の材質はシリコーンゴムであるため、その表面を親水化することを目的に図５Ｃに示すＯ２プラズマ処理による表面処理を行っている。これにより、ＰＥＤＯＴの接触角が７６．４°から２３．５°になり、濡れ性を向上させることができ、ＰＥＤＯＴをディップコーティングし易くなっている。
【００４２】
ディップコーティング法では、パッド本体１１の引き上げ速度が成膜されるＰＥＤＯＴ薄膜の膜厚に影響する。そこで、引き上げ速度を０．０１〜１．０ｍｍ／ｓまで変更してディップコーティングを行い、引き上げ速度と成膜されるＰＥＤＯＴ薄膜の膜厚との関係を調べた。膜厚の測定には針触式段差計を用いた。図７は、ディップコーティングにおける引き上げ速度とＰＥＤＯＴ薄膜の膜厚との関係の一例を示す。図７に示すように、引き上げ速度を早くするほど膜厚が増加する関係が確認された。また、ＰＥＤＯＴ薄膜の導電率σを測定した結果，σ＝６２．５Ｓ／ｍであった。本実施の形態では、引き上げ速度０．２５ｍｍ／ｓ（ＰＥＤＯＴの膜厚：０．２５μｍ）でディップコーティングを実施している。
【００４３】
［ロボットシステム］
次に、ロボットシステム３０について説明する。図８は、本発明に係る実施の形態のロボットシステムの概略構成を示す図である。図８に示すように、ロボットシステム５０は、ロボットハンド１と、検出器２３と、制御部２４と、を備える。
【００４４】
＜ロボットハンド＞
ロボットハンド１は、複数の吸着パッド１０を有する。ロボットハンド１は、制御部２４によって制御される。
【００４５】
＜検出器＞
検出器２３は、複数の吸着パッド１０の導電性膜１２の抵抗値を検出する。検出器２３は、図３に示すように、ブリッジ回路によって形成されている。検出器２３は、複数の吸着パッド１０の導電性膜１２の抵抗値を検出することによって、導電性膜１２の抵抗変化を取得することができる。検出器２３は、検出した導電性膜１２の抵抗値の情報を制御部２４に送信する。
【００４６】
＜制御部＞
制御部２４は、検出器２３で検出された抵抗値に基づいてロボットハンド１を制御する。具体的には、制御部２４は、複数の吸着パッド１０のそれぞれの抵抗変化が予め設定された閾値を超えるように、ロボットハンド１を制御する。
【００４７】
制御部２４は、例えば、プログラムを記憶したメモリと、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）などのプロセッサに対応する処理回路（図示せず）を備える。例えば、制御部２４においては、プロセッサがメモリに記憶されたプログラムを実行する。
【００４８】
図９は、本発明に係る実施の形態のロボットシステム３０の制御の一例を示す図である。図９では、抵抗変化ΔＲ／Ｒに基づくロボットシステム３０の動作の一例を示している。なお、図９では、説明を容易にするため、２つの吸着パッド１０Ａ，１０Ｂを有するロボットハンド１の制御について説明する。また、図９では、θ１傾けて配置した直方体の対象物４０をロボットハンド１によって把持する制御について説明する。
【００４９】
図９に示すように、制御部２４は、第１吸着パッド１０Ａと第２吸着パッド１０Ｂとのうち少なくともいずれか一方で対象物４０を吸着するまでロボットハンド１の先端を下降させる（図９のＰ１状態）。対象物４０を吸着しているか否かは、検出器２３で検出される抵抗変化に基づいて判定する。具体的には、吸着パッド１０は、対象物４０に接触し、力が負荷されると、変形部１１ａが変形する。このとき、変形部１１ａの変形に伴って導電性膜１２が変形し、導電性膜１２の抵抗値が変化する。対象物４０を吸着している状態では、変形部１１ａの変形が大きく、導電性膜１２の抵抗変化も大きくなる。したがって、制御部２４は、検出器２３で検出される抵抗変化に基づいて、吸着パッド１０が対象物４０を吸着しているか否かを判定することができる。
【００５０】
制御部２４は、第１吸着パッド１０Ａと第２吸着パッド１０Ｂとのうち少なくともいずれか一方で、抵抗変化が検出されるまでロボットハンド１の先端を下降させる。
【００５１】
図９に示す例では、第１吸着パッド１０Ａ及び第２吸着パッド１０Ｂに対して対象物４０が傾いて配置されている。このため、ロボットハンド１の先端を下降させると、第１吸着パッド１０Ａは対象物４０に接触して吸着するが、第２吸着パッド１０Ｂは対象物４０に接触していない状態となる（図９のＰ２状態）。この状態においては、第１吸着パッド１０Ａにおいて抵抗変化が検出されるが、第２吸着パッド１０Ｂにおいて抵抗変化が検出されない。このため、制御部２４は、抵抗変化に基づいて、第１吸着パッド１０Ａが吸着姿勢になっていると判定し、第２吸着パッド１０Ｂが対象物４０に接触していないと判定することができる。吸着姿勢とは、吸着パッド１０が対象物４０に接触して変形し、対象物４０を吸着している吸着パッド１０の姿勢である。
【００５２】
例えば、制御部２４は、第１吸着パッド１０Ａの抵抗変化が検出されてから所定の時間が経過した後、第２吸着パッド１０Ｂの抵抗変化が検出されない場合に、第２吸着パッド１０Ｂが対象物４０に接触していないと判定する。あるいは、制御部２４は、第１吸着パッド１０Ａの抵抗変化が所定の閾値を超えたときに、第２吸着パッド１０Ｂの抵抗変化が検出されない場合に、第２吸着パッド１０Ｂが対象物４０に接触していないと判定する。
【００５３】
制御部２４は、第２吸着パッド１０Ｂの抵抗変化が接触していないと判定した場合、ロボットハンド１の先端を回転させ、第２吸着パッド１０Ｂが対象物４０に接触する方向に移動させる。これにより、第２吸着パッド１０Ｂが対象物４０に接触し、吸着する。制御部２４は、第２吸着パッド１０Ｂが吸着姿勢となるまでロボットハンド１の先端を回転させる。
【００５４】
制御部２４は、第１吸着パッド１０Ａ及び第２吸着パッド１０Ｂの抵抗変化が、それぞれ、閾値Ｔ１とＴ２を超えるように、ロボットハンド１を制御する。そして、制御部２４は、第１吸着パッド１０Ａ及び第２吸着パッド１０Ｂの抵抗変化が、それぞれ、閾値Ｔ１とＴ２を超えると、ロボットハンド１を上昇させる（図９のＰ３状態）。
【００５５】
これにより、第１吸着パッド１０Ａ及び第２吸着パッド１０Ｂが対象物４０を確実に吸着し、対象物４０を適切に把持して搬送することができる（図９のＰ４状態）。
【００５６】
［効果］
本実施の形態によれば、以下の効果を奏することができる。
【００５７】
吸着パッド１０は、弾性変形可能な変形部１１ａを有するパッド本体１１と、パッド本体１１の変形部１１ａの側面に設けられ、変形部１１ａの変形に伴って変形する導電性膜１２と、を備える。このような構成により、パッド本体１１の変形部１１ａの変形に伴って導電性膜１２が変形するため、導電性膜１２の抵抗値が変化する。したがって、導電性膜１２の抵抗変化に基づいて、吸着パッド１０に負荷される力を算出することができる。このように、吸着パッド１０によれば、力覚センサの機能を有する。このため、吸着パッド１０が対象物４０を吸着しているか否かをより確実に判定することができるため、形状及び姿勢が未知の対象物４０を適切に把持することができる。
【００５８】
パッド本体１１の変形部１１ａは、ベローズ状に形成されている。このような構成により、変形部１１ａの変形に対する導電性膜１２の抵抗変化をより容易に検出することができる。このため、対象物４０をより適切に把持することができる。
【００５９】
導電性膜１２は、導電性樹脂で形成される。このような構成により、変形部１１ａの変形に追従しやくなり、変形部１１ａの変形に対する導電性膜１２の抵抗変化をより容易に検出することができる。このため、対象物４０をより適切に把持することができる。
【００６０】
ロボットハンド１は、複数の吸着パッド１０を備える。このような構成により、複数の吸着パッド１０を力覚センサとして使用し、対象物４０を適切に把持することができる。
【００６１】
ロボットシステム３０は、ロボットハンド１と、複数の吸着パッド１０の導電性膜１２の抵抗値を検出する検出器２３と、検出器２３で検出された抵抗値に基づいてロボットハンド１を制御する制御部２４と、を備える。このような構成により、複数の吸着パッド１０の抵抗変化をセンシングし、抵抗変化の情報から対象物４０の吸着状態を把握することができる。これにより、ロボットハンド１の駆動制御にフィードバックを行い、複数の吸着パッド１０を対象物４０に対してより確実に吸着させることができる。これにより、対象物４０を適切に把持することができる。
【００６２】
なお、本実施の形態では、複数の吸着パッド１０を有するロボットハンド１の例として、２つの吸着パッド１０Ａ，１０Ｂを有するロボットハンド１を説明したが、これに限定されない。ロボットハンド１は、２つ以上の吸着パッド１０を有していればよい。
【００６３】
本実施の形態では、導電性膜１２は、パッド本体１１の側面及び開口端に設けられる例について説明したが、これに限定されない。導電性膜１２は、変形部１１ａの変形に伴って変形し、抵抗値が変化する位置に設けられていればよい。具体的には、導電性膜１２は、少なくとも変形部１１ａの側面に設けられていればよい。
【００６４】
本実施の形態では、導電性膜１２は、ＰＥＤＯＴで形成される例について説明したが、これに限定されない。導電性膜１２は、金属材料、例えば、金、アルミニウム、銅、白金、及びこれらを主成分とする合金のいずれかで形成されていてもよい。このような構成においても、抵抗値の変化に基づいて、吸着パッド１０に負荷される力を算出し、吸着パッド１０が対象物４０を吸着しているか否かを判定することができる。
【００６５】
本実施の形態では、制御部２４は、検出器２３で検出される抵抗変化に基づいてロボットハンド１を制御する例について説明したが、これに限定されない。制御部２４は、検出器２３で検出された抵抗値に基づいてロボットハンド１を制御してもよい。あるいは、制御部２４は、抵抗変化を別の情報（例えば、電圧）に変換し、変換した情報に基づいてロボットハンド１を制御してもよい。
【００６６】
以下、実施例について説明する。
【実施例】
【００６７】
（実施例１）
実施例１において、図８に示すロボットシステム３０を再現し、図９に示す制御によって実際に対象物４０を把持した。図１０は、実施例１におけるロボットシステムの動作を示す図である。図１０は、第１吸着パッド１０Ａ及び第２吸着パッド１０Ｂの抵抗変化の実測値と、実施例１のロボットシステム３０のＡ〜Ｆ工程の動作を示す。なお、対象物４０の重さは１０５ｇ、対象物４０の傾きθ１は１５°である。
【００６８】
図１０に示すように、Ａ工程において、制御部２４は、第１吸着パッド１０Ａ及び第２吸着パッド１０Ｂを対象物４０に近づけるためにロボットハンド１の先端を下降させる。
【００６９】
Ｂ工程において、第１吸着パッド１０Ａが対象物４０に接触する。第１吸着パッド１０Ａが対象物４０に接触した状態で、ロボットハンド１の先端が更に下降すると、第１吸着パッド１０Ａの変形部１１ａが変形する。これにより、第１吸着パッド１０Ａの導電性膜１２が変形し、検出器２３によって第１吸着パッド１０Ａの抵抗変化が検出される。一方、第２吸着パッド１０Ｂは、対象物４０に接触していない。このため、第２吸着パッド１０Ｂの抵抗変化は検出されない。
【００７０】
Ｃ工程において、第１吸着パッド１０Ａで抵抗変化が検出されてから、所定期間が経過しても第２吸着パッド１０Ｂの抵抗変化が検出されない場合、制御部２４は、ロボットハンド１の先端を回転させる。これにより、第２吸着パッド１０Ｂを対象物４０に向かって移動させる。
【００７１】
Ｄ工程において、第２吸着パッド１０Ｂが対象物４０に接触する。第２吸着パッド１０Ｂが対象物４０に接触した状態で、ロボットハンド１の先端が更に回転すると、第２吸着パッド１０Ｂの変形部１１ａが変形する。これにより、第２吸着パッド１０Ｂの導電性膜１２が変形し、検出器２３によって第２吸着パッド１０Ｂの抵抗変化が検出される。
【００７２】
Ｅ工程において、制御部２４は、第１吸着パッド１０Ａ及び第２吸着パッド１０Ｂの抵抗変化が、それぞれ、閾値Ｔ１及びＴ２を超えるように、ロボットハンド１を制御する。例えば、制御部２４は、ロボットハンド１の先端を上下左右方向に動かしたり、回転させることによって、第１吸着パッド１０Ａ及び第２吸着パッド１０Ｂに負荷される力を調整する。
【００７３】
Ｆ工程において、第１吸着パッド１０Ａ及び第２吸着パッド１０Ｂの抵抗変化が、それぞれ、閾値Ｔ１及びＴ２を超えている状態になると、制御部２４は、ロボットハンド１の先端を上昇させる。
【００７４】
このように、実施例１において、第１吸着パッド１０Ａ及び第２吸着パッド１０Ｂの抵抗変化を検出し、抵抗変化に基づいてロボットハンド１をフィードバック制御することによって、形状及び姿勢が未知の対象物４０を適切に把持できることが確認できた。
【００７５】
本発明は、添付図面を参照しながら好ましい実施形態に関連して充分に記載されているが、この技術の熟練した人々にとっては種々の変形や修正は明白である。そのような変形や修正は、添付した特許請求の範囲による本発明の範囲から外れない限りにおいて、その中に含まれると理解されるべきである。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
本発明の吸着パッド、ロボットハンド及びロボットシステムは、物流・搬送用ロボット等で対象物を把持するためのシステムなどに有用である。
【符号の説明】
【００７７】
１  ロボットハンド
１０，１０Ａ，１０Ｂ  吸着パッド
１１  パッド本体
１１ａ  変形部
１２  導電性膜
１３  接続端子
１４  マスキングテープ
１５  層
１６  ＰＥＤＯＴ薄膜
２０  ロボットハンド本体
２１  伸縮部
２２  関節部
２３  検出器
２４  制御部
３０  ロボットシステム
４０  対象物
【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５Ａ】
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【図５Ｂ】
2020196086.tif 000008
【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図５Ｅ】
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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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