(57)【要約】【課題】様々な状態の保持対象物を保持することができる保持装置および搬送装置を提供することである。【解決手段】実施形態の保持装置は、吸着パッドと、管部材と、第１支持機構と、第２支持機構と、を持つ。管部材は、吸着パッドの内側に連通する。第１支持機構は、吸着パッドの第１方向に配置され、吸着パッドを支持する。第１支持機構は、吸着パッドの吸着面を複数の回動軸の周りに回動自在とすることが可能である。第２支持機構は、第１支持機構の第１方向に配置され、第１支持機構を支持する。第２支持機構は、第１方向に交差する平面内において第１支持機構を移動自在とすることが可能である。複数の回動軸は、吸着面上で交差する。【選択図】図２
2020037146.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸着パッドと、
前記吸着パッドの内側に連通する管部材と、
前記吸着パッドの第１方向に配置され、前記吸着パッドを支持し、前記吸着パッドの吸着面を複数の回動軸の周りに回動自在とすることが可能な第１支持機構と、
前記第１支持機構の前記第１方向に配置され、前記第１支持機構を支持し、前記第１方向と交差する平面内において前記第１支持機構を移動自在とすることが可能な第２支持機構と、を有し、
前記複数の回動軸は、前記吸着面上で交差する、
保持装置。
【請求項２】
前記第１支持機構は、複数の接続部を介して直列に接続され、第１端部に前記吸着パッドが接続され、第２端部が前記第２支持機構に接続された複数のリンクを有し、
前記複数の接続部は、前記複数のリンクを前記複数の回動軸の周りに回動自在とすることが可能であり、
前記複数の接続部は、前記吸着パッドの前記第１方向に配置される、
請求項１に記載の保持装置。
【請求項３】
前記複数の回動軸は、相互に直交する第１回動軸、第２回動軸および第３回動軸を含み、
前記複数の接続部は、第１接続部と、第２接続部と、第３接続部と、を有し、
前記複数のリンクは、第１リンクと、第２リンクと、第３リンクと、第４リンクと、を有し、
前記第１接続部は、前記第１リンクおよび前記第２リンクを前記第１回動軸の周りに回動自在とすることが可能であり、
前記第２接続部は、前記第２リンクおよび前記第３リンクを前記第２回動軸の周りに回動自在とすることが可能であり、
前記第３接続部は、前記第３リンクおよび前記第４リンクを前記第３回動軸の周りに回動自在とすることが可能である、
請求項２に記載の保持装置。
【請求項４】
前記複数の回動軸は、ｎ個の回動軸を含み、
前記複数の接続部は、ｎ個の接続部を有し、
前記複数のリンクは、ｎ＋１個のリンクを有し、
ｎは、４以上の整数である、
請求項２に記載の保持装置。
【請求項５】
前記管部材は、前記吸着パッドから前記第１方向に伸び、前記第１支持機構および前記第２支持機構の姿勢変化に伴って弾性変形可能である、
請求項１から４のいずれか１項に記載の保持装置。
【請求項６】
前記第１支持機構は、前記吸着面の回動を停止させる第１制動機構を有し、
前記第２支持機構は、前記第１支持機構の移動を停止させる第２制動機構を有する、
請求項１から５のいずれか１項に記載の保持装置。
【請求項７】
第１制動機構および第２制動機構は、前記管部材に連通し、空気圧により作動する、
請求項６に記載の保持装置。
【請求項８】
前記第１制動機構は、
前記複数の接続部を覆い、空気圧により膨張および収縮が可能な袋体と、
前記袋体の内部に配置され、前記袋体の収縮により前記複数の接続部に密着して、前記複数のリンクの回動を規制する規制部材と、を有する、
請求項６または７に記載の保持装置。
【請求項９】
前記第１制動機構は、
前記複数の接続部を覆い、空気圧により膨張および収縮が可能な袋体と、
前記袋体の内部に配置され、前記複数のリンクに接続され、前記袋体の収縮により任意の位置で係合して、前記複数のリンクの回動を規制する係合機構と、を有する、
請求項６または７に記載の保持装置。
【請求項１０】
前記第２支持機構は、
前記第１方向と交差する第２方向に伸び、前記第１方向および前記第２方向と交差する第３方向に離間して配置された一対の第１レールと、
前記第３方向において前記一対の第１レールの内側に配置され、前記一対の第１レールに沿って前記第２方向に移動可能であり、前記第３方向に伸び、前記第２方向に離間して配置された一対の第２レールと、
前記第２方向において前記一対の第２レールの内側に配置され、前記一対の第２レールに沿って前記第３方向に移動可能であり、前記第１支持機構を支持するスライダと、を有する、
請求項１から９のいずれか１項に記載の保持装置。
【請求項１１】
前記第２支持機構は、直列に接続された複数の回動部材を有し、
前記複数の回動部材において隣り合う一対の回動部材は、前記第１方向の周りを回動可能に接続され、
前記複数の回動部材は、第１端部に配置され外部に接続される第１回動部材と、第２端部に配置され前記第１支持機構を支持する第２回動部材と、を有する、
請求項１から９のいずれか１項に記載の保持装置。
【請求項１２】
請求項１から１１のいずれか１項に記載の保持装置と、
前記管部材に接続され、前記吸着パッドの空気圧を調整する空気圧調整装置と、
前記保持装置を移動させるロボットと、
前記保持装置、前記空気圧調整装置および前記ロボットを制御することにより、前記保持装置による保持対象物の吸着、搬送および解放を制御する制御部と、を有する、
搬送装置。
【請求項１３】
前記第１支持機構は、前記吸着面の回動を停止させる第１制動機構を有し、
前記第２支持機構は、前記第１支持機構の移動を停止させる第２制動機構を有し、
前記制御部は、
前記第１制動機構および前記第２制動機構を作動させない状態で、前記吸着面を前記保持対象物に当接させて前記保持対象物を吸着し、
前記第１制動機構および前記第２制動機構を作動させない状態で、前記保持対象物を持ち上げ、
前記第１制動機構および前記第２制動機構を作動させた状態で、前記保持対象物を搬送する、
請求項１２に記載の搬送装置。
【請求項１４】
前記制御部は、前記保持対象物の重量が所定重量以上の場合に、前記第１制動機構および前記第２制動機構を作動させる、
請求項１３に記載の搬送装置。
【請求項１５】
前記第１支持機構は、複数の接続部を介して直列に接続された複数のリンクを有し、
前記複数の接続部は、前記複数のリンクを前記複数の回動軸の周りに回動自在とすることが可能であり、
前記保持装置は、前記複数の回動軸の周りにおける前記複数のリンクの回動角度に対応する角度信号を出力する第１センサを有し、
前記制御部は、
前記角度信号に基づいて前記吸着面の角度を検知し、
前記吸着パッドが吸着する前記保持対象物の表面の角度と、前記吸着面の角度との差の大きさが所定角度以上の場合に、前記保持装置による前記保持対象物の吸着動作をやり直す、
請求項１２に記載の搬送装置。
【請求項１６】
請求項１から１１のいずれか１項に記載の保持装置を前記第１方向に交差する平面内に整列配置して構成される複数の保持装置と、
前記複数の保持装置の前記第１方向に配置され、前記複数の保持装置を前記第１方向および前記第１方向とは反対方向に移動可能に支持する複数の直動機構と、
前記複数の直動機構の前記第１方向に配置され、前記複数の直動機構を支持するベース部材と、
前記ベース部材を移動させるロボットと、
前記複数の保持装置の前記管部材に接続され、前記複数の保持装置の前記吸着パッドの空気圧を個別に調整可能な空気圧調整装置と、
前記複数の保持装置、前記空気圧調整装置および前記ロボットを制御することにより、前記複数の保持装置による保持対象物の吸着、搬送および解放を制御する制御部と、を有する、
搬送装置。
【請求項１７】
吸着パッドと、
前記吸着パッドの内側に連通する管部材と、
前記吸着パッドの第１方向に配置され、前記吸着パッドを支持し、前記吸着パッドの吸着面を複数の回動軸の周りに回動自在とすることが可能な第１支持機構と、
前記第１支持機構の前記第１方向に配置され、前記第１支持機構を支持し、前記第１方向に交差する平面内において前記第１支持機構を移動自在とすることが可能な第２支持機構と、を有する、
保持装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、保持装置および搬送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
荷物（保持対象物）を保持する保持装置を備えた搬送装置が利用されている。保持装置には、様々な状態の保持対象物を保持することが求められる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２１４２７７号公報
【特許文献２】特開２０１１−１６９３９３号公報
【特許文献３】特開２０１１−６４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明が解決しようとする課題は、様々な状態の保持対象物を保持することができる保持装置および搬送装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態の保持装置は、吸着パッドと、管部材と、第１支持機構と、第２支持機構と、を持つ。管部材は、吸着パッドの内側に連通する。第１支持機構は、吸着パッドの第１方向に配置され、吸着パッドを支持する。第１支持機構は、吸着パッドの吸着面を複数の回動軸の周りに回動自在とすることが可能である。第２支持機構は、第１支持機構の第１方向に配置され、第１支持機構を支持する。第２支持機構は、第１方向に交差する平面内において第１支持機構を移動自在とすることが可能である。複数の回動軸は、吸着面上で交差する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】実施形態の搬送装置を含む搬送システムの概略構成図。
【図２】実施形態の保持装置の側面図。
【図３】複数のリンクの説明図。
【図４】実施形態の保持装置の第１モデル図。
【図５】実施形態の保持装置の第２モデル図。
【図６】第１制動機構の概略構成図。
【図７】スライド機構の斜視図。
【図８】実施形態の保持装置の保持動作の第１説明図。
【図９】実施形態の保持装置の保持動作の第２説明図。
【図１０】実施形態の保持装置の保持動作の第３説明図。
【図１１】比較例の保持装置の保持動作の説明図。
【図１２】実施形態の保持装置の保持動作の説明図。
【図１３】実施形態の搬送装置のブロック図。
【図１４】搬送方法のフローチャート。
【図１５】第１変形例の保持装置の斜視図。
【図１６】第１変形例の第１支持機構のモデル図。
【図１７】第２変形例の第１支持機構のモデル図。
【図１８】第３変形例の第１支持機構のモデル図。
【図１９】第４変形例の第１支持機構のモデル図。
【図２０】第５変形例の第１制動機構の概略構成図。
【図２１】第６変形例の第１制動機構の概略構成図。
【図２２】第７変形例のスライド機構の斜視図。
【図２３】第８変形例の保持装置の概略構成図。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、実施形態の保持装置および搬送装置を、図面を参照して説明する。
実施形態の保持装置において、Ｘ方向、Ｙ方向およびＺ方向は以下のように定義される。Ｚ方向は鉛直方向であり、＋Ｚ方向（第１方向）は上方向である。Ｘ方向（第２方向）およびＹ方向（第３方向）は、水平方向であり、相互に直交する。
【０００８】
図１は、実施形態の搬送装置を含む搬送システムの概略構成図である。搬送システム１００は、荷物置場１２０に配置された荷物（保持対象物）Ｇを、コンベア１４０などに移載する。荷物置場１２０は、棚、籠または箱などである。荷物置場１２０において、荷物Ｇはランダムに積層配置される場合がある。
搬送システム１００は、認識装置１３０と、搬送装置１１０と、を有する。
【０００９】
認識装置１３０は、荷物Ｇの状態を認識する。認識装置１３０は、保持装置１による荷物Ｇの吸着状態および保持状態を認識する。認識装置１３０は、複数の画像センサ１３１，１３２，１３３と、認識制御部１３５と、を有する。
複数の画像センサ１３１−１３３は、カメラなどである。複数の画像センサ１３１−１３３は、異なる方向から画像を撮影する。複数の画像センサ１３１−１３３は、撮影した画像データを認識制御部１３５に送信する。認識制御部１３５は、画像データを解析して、荷物Ｇの位置または姿勢などの状態を認識する。認識制御部１３５は、荷物Ｇの状態に関する荷物情報を搬送装置１１０に送信する。
【００１０】
認識制御部１３５は、画像データを解析して、保持装置１による荷物Ｇの吸着状態を認識する。認識制御部１３５は、保持装置１の吸着パッドの形状などから吸着状態を認識する。認識制御部１３５は、荷物Ｇの吸着状態に関する吸着情報を搬送装置１１０に送信する。
認識制御部１３５は、画像データを解析して、保持装置１による荷物Ｇの保持状態を認識する。認識制御部１３５は、保持装置１により持上げられた荷物Ｇの姿勢または吸着パッドの形状などから保持状態を認識する。認識制御部１３５は、荷物Ｇの保持状態に関する保持情報を搬送装置１１０に送信する。
【００１１】
搬送装置１１０は、荷物Ｇを保持してコンベア１４０に搬送する。搬送装置１１０は、ロボットアーム（ロボット、マニピュレータ）１１１と、保持装置１と、空気圧調整装置７０と、搬送制御部（制御部）１１５と、を有する。
ロボットアーム１１１は、複数のアーム部１１２と、複数の関節部１１３と、を有する。ロボットアーム１１１は、複数のアーム部１１２を直列に接続して形成される。複数のアーム部１１２は、複数の関節部１１３を介して直列に接続される。関節部１１３は、隣り合うアーム部１１２を相対的に回動させる。例えば、ロボットアーム１１１の第１端部は、地面に接続される。ロボットアーム１１１の第２端部には、保持装置１が接続される。
空気圧調整装置７０は、保持装置１で使用される空気の圧力を調整する。
【００１２】
搬送制御部１１５は、ロボットアーム１１１、保持装置１および空気圧調整装置７０の動作を制御する。搬送制御部１１５は、ロボットアーム１１１の動作を制御することにより、保持装置１を任意の位置に移動させる。搬送制御部１１５は、保持装置１および空気圧調整装置７０の動作を制御することにより、荷物Ｇを保持および解放する。これにより搬送装置１１０は、荷物Ｇを保持してコンベア１４０などに搬送する。
保持装置１、空気圧調整装置７０および搬送制御部１１５については後述する。
【００１３】
コンベア１４０は、ベルトコンベアまたはローラコンベアなどである。コンベア１４０は、荷物Ｇを載置して移動させる。コンベア１４０の動作は、コンベア制御部１４５により制御される。
【００１４】
保持装置１の構成について説明する。
図２は、実施形態の保持装置１の側面図である。保持装置１は、吸着パッド２と、管部材４と、第１支持機構５と、第２支持機構６と、を有する。
吸着パッド２は、ゴムなどの弾性材料により形成される。吸着パッド２は、釣鐘形状に形成され、−Ｚ方向に開口する。吸着パッド２の開口は、吸着面（吸着開口面）Ｆとして機能する。
【００１５】
吸着パッド２は、吸着センサ２ｓ（図１３参照）を有する。吸着センサ２ｓは、吸着パッド２の吸着状態に対応する吸着信号を出力する。吸着センサ２ｓは、圧力センサまたは距離センサなどである。圧力センサは、吸着パッド２の内側の圧力に対応する圧力信号を出力する。距離センサは、吸着パッド２から荷物Ｇまでの距離に対応する距離信号を出力する。圧力信号または距離信号などの吸着信号に基づいて、吸着パッド２による荷物Ｇの吸着状態が検知される。
【００１６】
管部材４は、ゴムなどの弾性材料により形成される。管部材４は、吸着パッド２の＋Ｚ方向に配置され、Ｚ方向に沿って伸びる。管部材４の−Ｚ方向の端部は、下継手４ａを介して、吸着パッド２に接続される。管部材４は、吸着パッド２の内側に連通する。管部材４の＋Ｚ方向の端部は、上継手４ｂを介して、搬送装置１１０のアーム部１１２（図１参照）に接続される。管部材４は、アーム部１１２に沿う配管を介して、後述される空気圧調整装置７０に連通する。
【００１７】
第１支持機構５は、吸着パッド２の＋Ｚ方向に配置される。第１支持機構５の−Ｚ方向の端部は、吸着パッド２に接続される。第１支持機構５は、吸着パッド２を支持する。第１支持機構５は、吸着パッド２の吸着面Ｆを、複数の回動軸ｒ，ｓ，ｔの周りに回動自在とすることが可能である。
第１支持機構５は、複数のリンク１０，２０，３０，４０を有する。複数のリンク１０−４０は、複数の接続部１８，２８，３８を介して、直列に接続される。複数の接続部１８−３８は、複数のリンク１０−４０を、複数の回動軸ｒ，ｓ，ｔの周りに回動自在とすることが可能である。複数の接続部１８−３８は、吸着パッド２の＋Ｚ方向に配置される。
【００１８】
図３は、複数のリンクの説明図である。複数のリンク１０−４０は、第１リンク１０と、第２リンク２０と、第３リンク３０と、第４リンク４０と、を有する。複数の接続部１８−３８は、第１接続部１８と、第２接続部２８と、第３接続部３８と、を有する。
【００１９】
第１リンク１０は、第１端部１２と、中間部１３と、第２端部１４と、を有する。第２リンク２０は、第１端部２２と、中間部２３と、第２端部２４と、を有する。第３リンク３０は、第１端部３２と、中間部３３と、第２端部３４と、を有する。第４リンク４０は、第１端部４２と、第２端部４４と、を有する。各リンクは、金属材料などにより形成される。各リンクの第１端部、第２端部および中間部は、それぞれ板状に形成される。各リンクの中間部は、第１端部と第２端部との間を連結する。
【００２０】
相互に直交する３軸（ｒ軸、ｓ軸、ｔ軸）を想定する。第１リンク１０の第１端部１２は、３軸の交差点ＣＰの近くに配置される。図２に示されるように、第１リンク１０の第１端部１２には、吸着パッド２が接続される。
【００２１】
図３に示されるように、第１リンク１０の中間部１３は、ｒ軸に沿って配置される。第１リンク１０の第２端部１４は、ｒ軸に直交して配置される。第２リンク２０の第１端部２２も、ｒ軸に直交して配置される。第１リンク１０の第２端部１４および第２リンク２０の第１端部２２は、第１接続部１８において回動可能に接続される。第１接続部１８は、第１リンク１０および第２リンク２０を、ｒ軸（第１回動軸）の周りに回動可能に接続する。
【００２２】
第２リンク２０の中間部２３は、第１端部２２と第２端部２４との間を連結する。第２リンク２０の第２端部２４は、ｓ軸に直交して配置される。第３リンク３０の第１端部３２も、ｓ軸に直交して配置される。第２リンク２０の第２端部２４および第３リンク３０の第１端部３２は、第２接続部２８において回動可能に接続される。第２接続部２８は、第２リンク２０および第３リンク３０を、ｓ軸（第２回動軸）の周りに回動可能に接続する。
【００２３】
第３リンク３０の中間部３３は、第１端部３２と第２端部３４との間を連結する。第３リンク３０の第２端部３４は、ｔ軸に直交して配置される。第４リンク４０の第１端部４２も、ｔ軸に直交して配置される。第３リンク３０の第２端部３４および第４リンク４０の第１端部４２は、第３接続部３８において回動可能に接続される。第３接続部３８は、第３リンク３０および第４リンク４０を、ｔ軸（第３回動軸）の周りに回動可能に接続する。
第４リンク４０の第２端部４４は、図２に示されるように、第２支持機構６に接続される。
【００２４】
図４は、実施形態の保持装置の第１モデル図である。第１支持機構５の幾何学的な構造は、頂点を−Ｚ方向に向けた三角錐Ｍ３で表される。相互に直交する３軸ｒ，ｓ，ｔの交差点ＣＰが、三角錐Ｍ３の頂点である。３軸ｒ，ｓ，ｔが、三角錐Ｍ３の頂点に連なる稜線である。頂点に吸着面Ｆが配置され、稜線上に各接続部１８，２８，３８が配置される。各リンク１０，２０，３０は、三角錐Ｍ３の一つの稜線および底面の縁辺に沿って順に配置される。
【００２５】
図５は、実施形態の保持装置の第２モデル図であり、図４の側面図である。第１支持機構５の複数の回動軸ｒ，ｓ，ｔは、荷物Ｇを吸着していない状態の吸着パッド２の吸着面Ｆ上で交差する。すなわち、複数の回動軸ｒ，ｓ，ｔの交差点ＣＰは、吸着面Ｆ上に配置される。なお、本願において「複数の回動軸が吸着面上で交差する」の文言には、交差点ＣＰが吸着面Ｆ上に配置される場合だけでなく、吸着面Ｆから僅かな距離をおいて交差点ＣＰが配置される場合も含まれる。
【００２６】
図３に示される第１リンク１０の第１端部１２には、吸着パッド２が接続される。これにより、吸着パッド２の吸着面Ｆは、複数の回動軸ｒ，ｓ，ｔの周りに回動可能である。後述されるように、吸着面Ｆは、様々な状態の荷物Ｇの表面に沿って配置される。これにより、保持装置１は、様々な状態の荷物Ｇを保持することができる。
【００２７】
図６は、第１制動機構の概略構成図である。第１支持機構５は、吸着面Ｆの回動を停止させる第１制動機構５ｂを有する。第１制動機構５ｂは、各接続部１８，２８，３８に設置される。第１制動機構５ｂは、空気圧により作動する。第１制動機構５ｂは、ジャミング効果式の制動機構である。第１制動機構５ｂは、袋体５２と、規制部材としての制動粒子５４と、を有する。
【００２８】
袋体５２は、弾性シートなどにより形成される。袋体５２は、各接続部１８−３８を気密に覆う。袋体５２の内部は、空気圧調整装置７０とは異なる空気圧調整装置に連通する。袋体５２は、空気圧により膨張および収縮が可能である。袋体５２の内部は、管部材４に連通してもよい。この場合、袋体５２の内部は、管部材４と同様に空気圧調整装置７０に連通する。
【００２９】
規制部材は、袋体５２の内部に配置される。規制部材は、袋体５２の収縮により各接続部１８−３８に密着して、各リンク１０−４０の回動を規制する。例えば、規制部材は制動粒子５４である。制動粒子５４は、金属または樹脂などにより小球状に形成される。多数の制動粒子５４が、袋体５２の内側に封入される。
【００３０】
空気圧調整装置により袋体５２の内部を減圧すると、袋体５２が収縮する。袋体５２の内側に封入された多数の制動粒子５４は、各接続部１８−３８の周囲に密着する。多数の制動粒子５４の相対位置が固定されるので、各接続部１８−３８により接続された各リンク１０−４０の相対位置も固定される。これにより、各リンク１０−４０の回動が規制され、吸着面Ｆの回動が停止する。
第１支持機構５は、第１制動機構５ｂを作動させた状態で、吸着面Ｆの回動を停止させる。第１支持機構５は、第１制動機構５ｂを作動させない状態で、吸着面Ｆを複数の回動軸の周りに回動自在とすることが可能である。
【００３１】
第１支持機構５は、各接続部１８−３８に第１センサ５ｓ（図１３参照）を有してもよい。第１センサ５ｓは、各回動軸ｒ，ｓ，ｔの周りにおける各リンク１０−４０の回動角度に対応する角度信号を出力する。第１センサ５ｓは、ポテンショメータ、エンコーダまたはフォトインタラプタなどである。第１センサ５ｓから出力された角度信号に基づいて、吸着面Ｆの角度が算出される。また角度信号に基づいて、第１制動機構５ｂの故障が検知される。
【００３２】
第２支持機構６は、図２に示されるように、第１支持機構５の＋Ｚ方向に配置される。第１支持機構５の＋Ｚ方向の端部は、第２支持機構６に接続される。第２支持機構６は、第１支持機構５を支持する。第２支持機構６は、＋Ｚ方向と直交するＸＹ平面内において、第１支持機構５を移動自在とすることが可能である。
【００３３】
第２支持機構６は、ケース７と、スライド機構６０と、を有する。
ケース７は、直方体状に形成される。ケース７は、−Ｚ方向に開口する。ケース７の＋Ｚ面の内側には、管部材４の上継手４ｂが固定される。ケース７の＋Ｚ面の外側は、搬送装置１１０のロボットアーム１１１に接続される。
【００３４】
図７は、スライド機構の斜視図である。スライド機構６０は、ケース７の内側における−Ｚ方向の開口付近に配置される。スライド機構６０は、一対の第１レール６１と、一対の第２レール６２と、スライダ６３と、を有する。
一対の第１レール６１は、ケース７の＋Ｙ面および−Ｙ面の内側に固定される。一対の第１レール６１は、Ｘ方向に伸びる。一対の第１レール６１は、Ｙ方向に所定間隔を置いて配置される。
一対の第２レール６２は、一対の第１レール６１のＹ方向の内側に配置される。一対の第２レール６２は、一対の第１レール６１に沿ってＸ方向に移動可能である。一対の第２レール６２は、Ｙ方向に伸びる。一対の第２レール６２は、Ｘ方向に所定間隔を置いて配置される。
【００３５】
スライダ６３は、一対の第２レール６２のＸ方向の内側に配置される。スライダ６３は、一対の第２レール６２に沿ってＹ方向に移動可能である。スライダ６３は、直方体状に形成される。スライダ６３の中央部には、Ｚ方向に貫通する貫通孔６４が形成される。貫通孔６４には管部材４が通される。スライダ６３は、第１支持機構５の第４リンク４０の第２端部４４（図２参照）に接続される。第１支持機構５は、スライド機構６０によりＸＹ平面内を移動可能である。
【００３６】
第２支持機構６は、第１支持機構５の移動を停止させる第２制動機構６ｂ（図１３参照）を有する。第２制動機構６ｂは、一対の第１レール６１と一対の第２レールとの接続部分に設置される。第２制動機構６ｂは、一対の第２レールとスライダ６３との接続部分に設置される。第２制動機構６ｂは、空気圧により作動する。第２制動機構６ｂは、空気圧調整装置７０とは異なる空気圧調整装置に連通する。第２制動機構６ｂは、管部材４に連通してもよい。この場合、第２制動機構６ｂは、管部材４と同様に空気圧調整装置７０に連通する。
第２支持機構６は、第２制動機構６ｂを作動させた状態で、第１支持機構５の移動を停止させる。第２支持機構６は、第２制動機構６ｂを作動させない状態で、ＸＹ平面内において第１支持機構５を移動自在とすることが可能である。
【００３７】
第２支持機構６は、第２センサ６ｓ（図１３参照）を有してもよい。第２センサ６ｓは、一対の第１レール６１に対する一対の第２レール６２の相対位置に対応する第１信号を出力する。第２センサ６ｓは、一対の第２レール６２に対するスライダ６３の相対位置に対応する第２信号を出力する。第１信号および第２信号に基づいて、スライダ６３に接続された第１支持機構５のＸ方向およびＹ方向の位置が算出される。
【００３８】
保持装置１の動作について説明する。
図８は、実施形態の保持装置の保持動作の第１説明図である。図９は第２説明図である。図１０は第３説明図である。
図８に示されるように、保持装置１が荷物Ｇに向かって−Ｚ方向に下降する。保持装置１は、第１制動機構５ｂおよび第２制動機構６ｂを作動させない状態で、荷物Ｇに接近する。荷物Ｇの上面は傾斜している。
【００３９】
図９に示されるように、保持装置１が荷物Ｇに当接する。保持装置１の第１制動機構５ｂおよび第２制動機構６ｂは作動していない。吸着面Ｆは、複数の回動軸ｒ，ｓ，ｔの周りを回動自在である。吸着面Ｆは、ＸＹ平面内において移動自在である。吸着面Ｆは、荷物Ｇの上面の傾斜に倣って回動および移動する。これにより吸着面Ｆは、荷物Ｇの上面に沿って配置される。吸着パッド２の内側を減圧すると、吸着面Ｆが荷物Ｇの上面を吸着する。
【００４０】
図１０に示されるように、保持装置１が荷物Ｇを吸着したまま＋Ｚ方向に上昇する。これにより保持装置１は、荷物Ｇを保持する。第１支持機構５および第２支持機構６が荷物Ｇの重量を支持する。管部材４は荷物Ｇの重量を支持しない。したがって保持装置１は、荷物Ｇを安定した状態で保持する。
【００４１】
図１１は、比較例の保持装置の保持動作の説明図である。比較例の保持装置９１は、吸着パッド２と、第１支持機構５と、第２支持機構６と、を有する。吸着パッド２の吸着面Ｆは、第１支持機構５の複数の回動軸の周りを回動自在である。保持装置９１において、複数の回動軸の交差点ＣＰは、吸着面Ｆから上方に離れて配置される。
保持装置９１が下降すると、吸着面Ｆの端点Ｑが荷物Ｇの上面に当接する。荷物Ｇの上面において、吸着面Ｆの端点Ｑは摩擦のため移動しない。吸着面Ｆは、端点Ｑの位置を固定したまま、交差点ＣＰの周りを回動する。このとき、第１支持機構５を支持する第２支持機構６のスライダ６３は、−Ｘ方向に移動距離Ｄ１だけ移動する。
比較例の保持装置９１では、複数の回動軸の交差点ＣＰが、吸着面Ｆから上方に離れて配置される。そのため、スライダ６３の移動距離Ｄ１が大きい。
【００４２】
図１２は、実施形態の保持装置の保持動作の説明図である。実施形態の保持装置１において、複数の回動軸の交差点ＣＰは、吸着面Ｆ上に配置される。
保持装置１が下降すると、吸着面Ｆの端点Ｑが荷物Ｇの上面に当接する。吸着面Ｆは、端点Ｑの位置を固定したまま、交差点ＣＰの周りを回動する。このとき、第１支持機構５を支持する第２支持機構６のスライダ６３は、＋Ｘ方向に移動距離Ｄ２だけ移動する。
実施形態の保持装置１では、複数の回動軸の交差点ＣＰが、吸着面Ｆ上に配置される。そのため、スライダ６３の移動距離Ｄ２が小さい。実施形態の保持装置１における移動距離Ｄ２は、比較例の保持装置９１における移動距離Ｄ１より小さい。
【００４３】
実施形態の保持装置１は、比較例の保持装置９１より小サイズの第２支持機構６を採用して、上面の傾斜角度が等しい荷物Ｇを保持できる。言い換えれば、実施形態の保持装置１は、比較例の保持装置９１と同サイズの第２支持機構６を採用して、上面の傾斜角度が大きい荷物Ｇを保持できる。荷物置場１２０において、荷物Ｇはランダムに積層配置される場合がある。そのため、荷物Ｇの上面は様々な傾斜角度を呈する。実施形態の保持装置１は、様々な状態の荷物Ｇを保持することができる。
小サイズの第２支持機構６を採用できるので、保持装置１が小型化される。複数の回動軸の交差点ＣＰが吸着面Ｆ上に配置されるので、吸着面Ｆが滑らかに傾斜し、荷物Ｇの表面に倣って配置される。
【００４４】
図２に示されるように、管部材４の下継手４ａは、第１支持機構５の−Ｚ方向の端部に固定される。管部材４の上継手４ｂは、第２支持機構６の＋Ｚ方向の端部に固定される。前述されたように、管部材４は弾性材料で形成される。
保持装置１が荷物Ｇを保持していない元の状態において、第１支持機構５は、吸着面ＦがＸＹ平面と平行に配置される姿勢をとる。第２支持機構６は、スライド機構６０のＸＹ方向の中央部にスライダ６３が配置される姿勢をとる。
【００４５】
荷物Ｇの表面に倣って吸着面Ｆが回動すると、第１支持機構５の姿勢が変化する。これに伴って、管部材４が弾性変形する。荷物Ｇの表面から吸着面Ｆが離れると、管部材４の復元力により、第１支持機構５が元の姿勢に復帰する。
荷物Ｇの表面に倣って吸着面Ｆが回動すると、第１支持機構５が水平方向に移動し、第２支持機構６のスライダ６３が水平方向に移動する。これに伴って、スライダ６３の貫通孔６４に通された管部材４が弾性変形する。荷物Ｇの表面から吸着面Ｆが離れると、管部材４の復元力により、第２支持機構６が元の姿勢に復帰する。
【００４６】
このように、管部材４の復元力により、第１支持機構５および第２支持機構６が元の姿勢に復帰する。第１支持機構５および第２支持機構６を元の姿勢に復帰させるため、管部材４以外の弾性部材が不要である。したがって、部品点数の増加が抑制される。
管部材４の復元力を補助するため、複数の接続部１８，２８，３８に弾性部材が配置されてもよい。弾性部材は、ねじりバネなどである。
【００４７】
図１３は、実施形態の搬送装置のブロック図である。前述されたように、搬送装置１１０は、ロボットアーム１１１と、保持装置１と、空気圧調整装置７０と、搬送制御部１１５と、を有する。
ロボットアーム１１１は、重量センサ１１４を有する。重量センサ１１４は、ロボットアーム１１１と保持装置１との間に配置される。重量センサ１１４は、保持装置１が保持する荷物Ｇの重量に対応する重量信号を出力する。
【００４８】
空気圧調整装置７０は、減圧装置７２と、加圧装置７４と、切換え弁７６と、を有する。
減圧装置７２は、空気を大気圧より低い圧力に減圧する。減圧装置７２は、真空ポンプなどである。
加圧装置７４は、空気を大気圧より高い圧力に加圧する。加圧装置７４は、コンプレッサなどである。
切換え弁７６は、吸着パッド２の連通先を、減圧装置７２と加圧装置７４との間で切り換える。切換え弁７６は、吸着パッド２と減圧装置７２および加圧装置７４との連通を遮断することも可能である。
【００４９】
搬送制御部１１５は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１１６などのプロセッサを備えるマイクロコンピュータである。搬送制御部１１５は、例えば、ＣＰＵ１１６などのプロセッサが、メモリ１１７や補助記憶装置１１８に記憶されたプログラムを実行することにより実現される。また、搬送制御部１１５のうち一部または全部は、ＬＳＩ（Large Scale Integration）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）などのハードウェアによって実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの協働によって実現されてもよい。
【００５０】
搬送制御部１１５は、ロボットアーム１１１、保持装置１および空気圧調整装置７０の動作を制御する。搬送制御部１１５は、ロボットアーム１１１の動作を制御することにより、保持装置１を任意の位置に移動させる。搬送制御部１１５は、保持装置１および空気圧調整装置７０の動作を制御することにより、荷物Ｇを保持および解放する。搬送制御部１１５は、空気圧調整装置７０の切換え弁７６を切り換える。搬送制御部１１５は、吸着パッド２の連通先として減圧装置７２を選択することにより、吸着パッド２の内側を減圧する。これにより保持装置１は、吸着パッド２で荷物Ｇを保持する。搬送制御部１１５は、吸着パッド２の連通先として加圧装置７４を選択することにより、吸着パッド２の内側を加圧する。これにより保持装置１は、吸着パッド２から荷物Ｇを解放する。
【００５１】
搬送制御部１１５は、機能部として、吸着制御部１５１と、保持制御部１５２と、重量物制御部１５３と、を有する。
【００５２】
吸着制御部１５１は、保持装置１が適正に荷物Ｇを吸着するように制御する。吸着制御部１５１は、吸着センサ２ｓから受信した吸着信号に基づいて、吸着パッド２による吸着状態を検知する。吸着制御部１５１は、認識制御部１３５から受信した吸着情報に基づいて、吸着状態を検知してもよい。吸着制御部１５１は、吸着状態が不適正であると判断した場合に、保持装置１による吸着動作をやり直す。すなわち吸着制御部１５１は、吸着パッド２による荷物Ｇの吸着を一旦解除する。吸着制御部１５１は、保持装置１を異なる場所に移動させて、吸着パッド２により荷物Ｇを再吸着する。吸着制御部１５１は、吸着状態を再判断する。吸着制御部１５１は、吸着状態が適正であると判断されるまで、上記処理を繰り返す。
【００５３】
吸着制御部１５１は、荷物Ｇの上面の傾斜角度および吸着面Ｆの角度に基づいて、吸着状態を判断してもよい。吸着パッド２が吸着する荷物Ｇの上面の傾斜角度は、認識制御部１３５（図１参照）から出力された荷物情報により検知される。吸着面Ｆの角度は、第１センサ５ｓおよび第２センサ６ｓから出力された角度信号に基づいて算出される。第１支持機構５の複数のリンク１０−４０が障害物に当接していると、吸着面Ｆが荷物Ｇの上面に沿って配置されない。この場合の吸着面Ｆの角度は、荷物Ｇの上面の傾斜角度と異なる。吸着制御部１５１は、荷物Ｇの上面の傾斜角度と吸着面Ｆの角度との差の大きさが所定角度以上の場合に、吸着状態が不適正であると判断する。
【００５４】
吸着制御部１５１は、吸着動作をやり直すとき、荷物Ｇの状態に応じて保持装置１を移動させてもよい。荷物Ｇの状態は、認識制御部１３５（図１参照）から出力された荷物情報により検知される。吸着制御部１５１は、荷物Ｇの状態から障害物のない場所を検出して、保持装置１を移動させる。
【００５５】
保持制御部１５２は、保持装置１が安定して荷物Ｇを保持するように制御する。吸着パッド２が荷物Ｇの重心から離れた位置を吸着する場合がある。この状態で荷物Ｇを持ち上げると、吸着パッド２に曲げモーメントやせん断力が作用して、吸着パッド２から荷物Ｇが外れやすくなる。この場合、保持装置１は安定して荷物Ｇを保持できない。
保持制御部１５２は、吸着センサ２ｓから受信した吸着信号に基づいて、保持装置１による保持状態を検知する。保持制御部１５２は、認識制御部１３５から受信した保持情報に基づいて、保持状態を検知してもよい。保持制御部１５２は、保持状態が不適正であると判断した場合に、保持装置１による保持動作をやり直す。すなわち保持制御部１５２は、吸着パッド２による荷物Ｇの吸着を一旦解除する。保持制御部１５２は、保持装置１を異なる場所に移動させて、吸着パッド２により荷物Ｇを再吸着する。保持制御部１５２は、保持装置１による保持状態を再判断する。保持制御部１５２は、保持状態が適正であると判断されるまで、上記処理を繰り返す。
【００５６】
保持制御部１５２は、保持動作をやり直すとき、荷物Ｇの状態に応じて保持装置１を移動させてもよい。荷物Ｇの状態は、認識制御部１３５（図１参照）から出力された荷物情報により検知される。保持制御部１５２は、荷物Ｇの状態から荷物Ｇの重心位置を推測して、保持装置１を移動させる。
【００５７】
重量物制御部１５３は、保持装置１が安定して重量物を搬送するように制御する。荷物Ｇが重量物であるとき、搬送中の荷物Ｇの姿勢が不安定になる。保持装置１が荷物Ｇを持ち上げたとき、重量センサ１１４は荷物Ｇの重量信号を出力する。重量物制御部１５３は、重量センサ１１４から受信した重量信号に基づいて、荷物Ｇの重量を検知する。重量物制御部１５３は、荷物Ｇの重量が所定重量以上のとき、荷物Ｇが重量物であると判断する。このとき重量物制御部１５３は、第１制動機構５ｂおよび第２制動機構６ｂを作動させる。これにより、搬送中の荷物Ｇの姿勢が安定するので、保持装置１は安定して重量物を搬送する。
重量物制御部１５３は、荷物Ｇが重量物であって、保持装置１の搬送速度が所定速度以上のとき、第１制動機構５ｂおよび第２制動機構６ｂを作動させてもよい。
【００５８】
実施形態の搬送装置１１０を使用した搬送方法について説明する。
図１４は、搬送方法のフローチャートである。
搬送制御部１１５は、ロボットアーム１１１の動作を制御して、保持装置１を下降させる（Ｓ１０）。図１に示されるように、搬送制御部１１５は、荷物置場１２０に配置された荷物Ｇに向かって、保持装置１を下降させる。保持装置１の下降停止位置は、認識制御部１３５（図１参照）から出力された荷物情報により決定される。保持装置１は、吸着センサ２ｓとしての距離センサから出力された距離信号に基づいて荷物Ｇとの当接を検知し、下降を停止してもよい。保持装置１は、第１制動機構５ｂおよび第２制動機構６ｂを作動させない状態で、荷物Ｇに当接する。吸着面Ｆは、荷物Ｇの上面の傾斜に倣って回動および移動する。これにより吸着面Ｆは、荷物Ｇの上面に沿って配置される。
【００５９】
搬送制御部１１５は、空気圧調整装置７０の動作を制御して、吸着パッド２を減圧する（Ｓ１２）。これにより吸着パッド２は、荷物Ｇの上面を吸着する。第１制動機構５ｂおよび第２制動機構６ｂは、吸着パッド２と同様に空気圧調整装置７０に接続されてもよい。この場合には、吸着パッド２が荷物Ｇを吸着するのと同時に、第１制動機構５ｂおよび第２制動機構６ｂが作動する。
【００６０】
吸着制御部１５１は、保持装置１による荷物Ｇの吸着状態が適正か判断する（Ｓ１４）。Ｓ１４の判断がＮｏの場合に、吸着制御部１５１は、保持装置１による吸着動作をやり直す。すなわち吸着制御部１５１は、空気圧調整装置７０の動作を制御して、吸着パッド２を加圧する（Ｓ１６）。これにより吸着パッド２は、荷物Ｇを一旦解放する。吸着制御部１５１は、ロボットアーム１１１の動作を制御して、保持装置１を異なる場所に移動させる（Ｓ１８）。さらに吸着制御部１５１は、Ｓ１０以下で実施した吸着動作を再実施する。吸着制御部１５１は、Ｓ１４の判断がＹｅｓになるまで、上記処理を繰り返す。これにより、荷物Ｇが適正に吸着される。
【００６１】
Ｓ１４の判断がＹｅｓの場合に、搬送制御部１１５は、ロボットアーム１１１の動作を制御して、保持装置１を上昇させる（Ｓ２０）。保持装置１は、第１制動機構５ｂおよび第２制動機構６ｂを作動させない状態で、荷物Ｇを持ち上げる。このとき、荷物Ｇが最も安定するように、第１支持機構５および第２支持機構６が自動的に変位する。ただし、吸着パッド２が荷物Ｇの重心から離れた位置を吸着した場合には、荷物Ｇが不安定な状態で保持される。
【００６２】
保持制御部１５２は、保持装置１による荷物Ｇの保持状態が安定しているか判断する（Ｓ２２）。Ｓ２２の判断がＮｏの場合に、保持制御部１５２は、保持装置１による保持動作をやり直す。すなわち保持制御部１５２は、ロボットアーム１１１の動作を制御して、保持装置１を下降させる（Ｓ２４）。保持制御部１５２は、吸着パッド２を加圧して、荷物Ｇを一旦解放する（Ｓ２６）。保持制御部１５２は、保持装置１を異なる場所に移動させる（Ｓ２８）。さらに保持制御部１５２は、Ｓ１０以下で実施した吸着動作および保持動作を再実施する。保持制御部１５２は、Ｓ２２の判断がＹｅｓになるまで、上記処理を繰り返す。これにより、荷物Ｇが安定して保持される。
【００６３】
Ｓ２２の判断がＹｅｓの場合に、重量物制御部１５３は、荷物Ｇが所定重量以上の重量物か判断する（Ｓ３０）。Ｓ３０の判断がＹｅｓの場合に、重量物制御部１５３は、第１制動機構５ｂおよび第２制動機構６ｂを作動させる。これにより、荷物Ｇが安定して搬送される。
【００６４】
搬送制御部１１５は、ロボットアーム１１１の動作を制御して、保持装置１で保持した荷物Ｇを搬送する（Ｓ３４）。図１に示されるように、搬送制御部１１５は、コンベア１４０などの搬送先まで荷物Ｇを搬送する。搬送制御部１１５は、空気圧調整装置７０の動作を制御して、吸着パッド２を加圧する（Ｓ３６）。これにより吸着パッド２は、荷物Ｇをコンベア１４０の上に解放する。
以上により、搬送方法の処理が終了する。
【００６５】
以上に詳述されたように、実施形態の保持装置１は、吸着パッド２と、管部材４と、第１支持機構５と、第２支持機構６と、を持つ。管部材４は、吸着パッド２の内側に連通する。第１支持機構５は、吸着パッド２の＋Ｚ方向に配置され、吸着パッド２を支持する。第１支持機構５は、吸着パッド２の吸着面Ｆを複数の回動軸ｒ，ｓ，ｔの周りに回動自在とすることが可能である。第２支持機構６は、第１支持機構５の＋Ｚ方向に配置され、第１支持機構５を支持する。第２支持機構６は、＋Ｚ方向と交差するＸＹ平面内において第１支持機構５を移動自在とすることが可能である。複数の回動軸ｒ，ｓ，ｔは、吸着面Ｆ上で交差する。
【００６６】
吸着面Ｆは、荷物Ｇの表面の傾斜に倣って回動する。このとき、第２支持機構６はＸＹ方向に移動する。吸着面Ｆの回動軸ｒ，ｓ，ｔは、吸着面Ｆ上で交差する。そのため、第２支持機構６のＸＹ方向への移動量は小さい。吸着面Ｆは、表面の傾斜角度が大きい荷物Ｇを保持できる。したがって保持装置１は、様々な状態の荷物Ｇを保持できる。
【００６７】
第１支持機構５は、複数の接続部１８，２８，３８を介して直列に接続された複数のリンク１０，２０，３０，４０を有する。複数のリンク１０−４０の−Ｚ方向の端部に吸着パッド２が接続される。複数のリンク１０−４０の＋Ｚ方向の端部が第２支持機構６に接続される。複数の接続部１８−３８は、複数のリンク１０−４０を複数の回動軸ｒ，ｓ，ｔの周りに回動自在とすることが可能である。複数の接続部１８−３８は、吸着パッド２の＋Ｚ方向に配置される。
複数の接続部１８−３８は、吸着パッド２の周囲に配置されない。複数の接続部１８−３８は、吸着パッド２による大きな荷物Ｇの吸着を妨害しない。したがって保持装置１は、様々な状態の荷物Ｇを保持できる。
【００６８】
複数の回動軸は、相互に直交する第１回動軸ｒ、第２回動軸ｓおよび第３回動軸ｔを含む。複数の接続部は、第１接続部１８と、第２接続部２８と、第３接続部３８と、を有する。複数のリンクは、第１リンク１０と、第２リンク２０と、第３リンク３０と、第４リンク４０と、を有する。第１接続部１８は、第１リンク１０および第２リンク２０を第１回動軸ｒの周りに回動自在とすることが可能である。第２接続部２８は、第２リンク２０および第３リンク３０を第２回動軸ｓの周りに回動自在とすることが可能である。第３接続部３８は、第３リンク３０および第４リンク４０を第３回動軸ｔの周りに回動自在とすることが可能である。
吸着面Ｆは、任意の角度に回動する。したがって保持装置１は、様々な状態の荷物Ｇを保持できる。また保持装置１の構成が簡略化される。
【００６９】
管部材４は、吸着パッド２から＋Ｚ方向に伸びる。管部材４は、第１支持機構５および第２支持機構６の姿勢変化に伴って弾性変形可能である。
吸着面Ｆが荷物Ｇの表面の傾斜に倣って回動するとき、第１支持機構５および第２支持機構６の姿勢が変化して、管部材４が弾性変形する。吸着面Ｆが荷物Ｇから離れるとき、管部材４の復元力により、第１支持機構５および第２支持機構６が元の姿勢に復帰する。
【００７０】
第１支持機構５は、吸着面Ｆの回動を停止させる第１制動機構５ｂを有する。第２支持機構６は、第１支持機構５の移動を停止させる第２制動機構６ｂを有する。
第１制動機構５ｂおよび第２制動機構６ｂを作動させることにより、荷物Ｇが重量物の場合でも安定して搬送される。
【００７１】
第１制動機構５ｂおよび第２制動機構６ｂは、管部材４に連通し、空気圧により作動する。
これにより、吸着パッド２による荷物Ｇの吸着と同時に、第１制動機構５ｂおよび第２制動機構６ｂが作動する。また保持装置１の構成が簡略化される。
【００７２】
第１制動機構５ｂは、袋体５２と、規制部材としての制動粒子５４と、を有する。袋体５２は、複数の接続部１８，２８，３８を覆う。袋体５２は、空気圧により膨張および収縮が可能である。制動粒子５４は、袋体５２の内部に配置される。制動粒子５４は、袋体５２の収縮により複数の接続部１８−３８に密着して、複数のリンク１０，２０，３０，４０の回動を規制する。
これにより、第１制動機構５ｂが簡易に形成される。
【００７３】
第２支持機構６は、一対の第１レール６１と、一対の第２レール６２と、スライダ６３と、を有する。一対の第１レール６１は、Ｘ方向に伸び、Ｙ方向に離間して配置される。一対の第２レール６２は、一対の第１レール６１のＹ方向の内側に配置される。一対の第２レール６２は、一対の第１レール６１に沿ってＸ方向に移動可能である。一対の第２レール６２は、Ｙ方向に伸び、Ｘ方向に離間して配置される。スライダ６３は、一対の第２レール６２のＸ方向内側に配置される。スライダ６３は、一対の第２レール６２に沿ってＹ方向に移動可能である。スライダ６３は、第１支持機構５を支持する。
一対の第１レール６１のＹ方向の内側に一対の第２レール６２が配置される。一対の第２レール６２の内側にスライダ６３が配置される。これにより、第２支持機構６がＺ方向に薄型化される。
【００７４】
実施形態の搬送装置１１０は、保持装置１と、空気圧調整装置７０と、ロボットアーム１１１と、搬送制御部１１５と、を有する。空気圧調整装置７０は、管部材４に接続され、吸着パッド２の空気圧を調整する。ロボットアーム１１１は、保持装置１を移動させる。搬送制御部１１５は、保持装置１、空気圧調整装置７０およびロボットアーム１１１を制御することにより、保持装置１による荷物Ｇの吸着、搬送および解放を制御する。
搬送装置１１０は、保持装置１により様々な状態の荷物Ｇを保持して搬送できる。
【００７５】
第１支持機構５は、吸着面Ｆの回動を停止させる第１制動機構５ｂを有する。第２支持機構６は、第１支持機構５の移動を停止させる第２制動機構６ｂを有する。搬送制御部１１５は、第１制動機構５ｂおよび第２制動機構６ｂを作動させない状態で、吸着面Ｆを荷物Ｇに当接させて荷物Ｇを吸着する。搬送制御部１１５は、第１制動機構５ｂおよび第２制動機構６ｂを作動させない状態で、荷物Ｇを持ち上げる。搬送制御部１１５は、第１制動機構５ｂおよび第２制動機構６ｂを作動させた状態で、荷物Ｇを搬送する。
第１制動機構５ｂおよび第２制動機構６ｂを作動させないことにより、吸着面Ｆを荷物Ｇに当接させるとき、吸着面Ｆは荷物Ｇの表面の傾斜に倣って自動的に回動する。また荷物Ｇを持ち上げるとき、荷物Ｇが最も安定するように、第１支持機構５および第２支持機構６が自動的に変位する。第１制動機構５ｂおよび第２制動機構６ｂを作動させることにより、荷物Ｇを搬送するとき、荷物Ｇは安定した状態で搬送される。
【００７６】
搬送制御部１１５は、荷物Ｇの重量が所定重量以上の場合に、第１制動機構５ｂおよび第２制動機構６ｂを作動させる。
これにより、荷物Ｇが重量物の場合に、荷物Ｇが安定した状態で搬送される。
【００７７】
第１支持機構５は、複数の接続部１８−３８を介して直列に接続された複数のリンク１０−４０を有する。複数の接続部１８−３８は、複数のリンク１０−４０を複数の回動軸ｒ，ｓ，ｔの周りに回動自在とすることが可能である。保持装置１は、複数の回動軸ｒ，ｓ，ｔの周りにおける複数のリンク１０−４０の回動角度に対応する角度信号を出力する第１センサ５ｓを有する。搬送制御部１１５は、角度信号に基づいて吸着面Ｆの角度を検知する。搬送制御部１１５は、吸着パッド２が吸着する荷物Ｇの表面の角度と、吸着面Ｆの角度との差の大きさが所定角度以上の場合に、保持装置１による荷物Ｇの吸着をやり直す。
角度差の大きさが所定角度以上の場合には、保持装置１による荷物Ｇの吸着状態が不適正である。荷物Ｇの吸着をやり直すことにより、荷物Ｇの吸着状態が適正になる。
【００７８】
実施形態の保持装置１は、吸着パッド２と、管部材４と、第１支持機構５と、第２支持機構６と、を持つ。管部材４は、吸着パッド２の内側に連通する。第１支持機構５は、吸着パッド２の＋Ｚ方向に配置され、吸着パッド２を支持する。第１支持機構５は、吸着パッド２の吸着面Ｆを複数の回動軸ｒ，ｓ，ｔの周りに回動自在とすることが可能である。第２支持機構６は、第１支持機構５の＋Ｚ方向に配置され、第１支持機構５を支持する。第２支持機構６は、＋Ｚ方向に交差するＸＹ平面内において第１支持機構５を移動自在とすることが可能である。
第２支持機構６が第１方向の端部に配置されるので、第１支持機構５の移動領域が広く確保される。したがって保持装置１は、様々な状態の荷物Ｇを保持できる。
【００７９】
実施形態の変形例について説明する。各変形例の説明において、実施形態と同様の部分の説明は省略される。
図１５は、第１変形例の保持装置の斜視図である。図２に示される実施形態の保持装置１は、吸着面Ｆを３軸ｒ，ｓ，ｔの周りに回動自在とすることが可能である。これに対して、図１５に示される第１変形例の保持装置２０１は、吸着面Ｆを４軸ｒ，ｓ，ｔ，ｕの周りに回動自在とすることが可能である。
【００８０】
保持装置２０１は、第１支持機構２０５を有する。第１支持機構２０５は、複数の接続部２１８，２２８，２３８，２４８を介して直列に接続された複数のリンク２１０，２２０，２３０，２４０，２５０を有する。複数の接続部２１８−２４８は、複数のリンク２１０−２５０を複数の回動軸ｒ，ｓ，ｔ，ｕの周りに回動自在とすることが可能である。
【００８１】
複数の回動軸は、第１回動軸ｒと、第２回動軸ｓと、第３回動軸ｔと、第４回動軸ｕと、を有する。複数の接続部は、第１接続部２１８と、第２接続部２２８と、第３接続部２３８と、第４接続部２４８と、を有する。複数のリンクは、第１リンク２１０と、第２リンク２２０と、第３リンク２３０と、第４リンク２４０と、第５リンク２５０と、を有する。
【００８２】
第１接続部２１８は、第１リンク２１０および第２リンク２２０を第１回動軸ｒの周りに回動自在とすることが可能である。第２接続部２２８は、第２リンク２２０および第３リンク２３０を第２回動軸ｓの周りに回動自在とすることが可能である。第３接続部２３８は、第３リンク２３０および第４リンク２４０を第３回動軸ｔの周りに回動自在とすることが可能である。第４接続部２４８は、第４リンク２４０および第５リンク２５０を第４回動軸ｕの周りに回動自在とすることが可能である。
【００８３】
図１６は、第１変形例の第１支持機構のモデル図である。第１支持機構２０５の幾何学的な構造は、頂点を−Ｚ方向に向けた四角錐Ｍ４で表される。４軸ｒ，ｓ，ｔ，ｕの交差点ＣＰが、四角錐Ｍ４の頂点である。４軸ｒ，ｓ，ｔ，ｕが、四角錐Ｍ４の頂点に連なる稜線である。頂点に吸着面が配置され、稜線上に複数の接続部が配置される。複数のリンクは、四角錐Ｍ４の一つの稜線および底面の縁辺に沿って順に配置される。
【００８４】
図１５に示される第１支持機構２０５の複数の回動軸ｒ，ｓ，ｔ，ｕは、吸着パッド２の吸着面Ｆで交差する。吸着面Ｆは、４軸ｒ，ｓ，ｔ，ｕの周りに回動可能である。これにより保持装置１は、様々な状態の荷物Ｇを保持することができる。
第１変形例の第１支持機構２０５は、実施形態に比べて回動軸、接続部およびリンクの個数が多い。これにより、第１変形例の第１支持機構２０５は、障害物を自在に回避しながら、吸着面Ｆを荷物Ｇの表面に沿って配置できる。したがって、第１変形例の保持装置２０１は、様々な状態の荷物Ｇを保持することができる。
【００８５】
保持装置１の複数の回動軸は、ｎ個の回動軸を含む。複数の接続部は、ｎ個の接続部を有する。複数のリンクは、ｎ＋１個のリンクを有する。ｎは、３以上の整数である。図２に示される実施形態の保持装置１は、ｎ＝３の場合である。図１５に示される第１変形例の保持装置２０１は、ｎ＝４の場合である。以下の第２−４変形例は、ｎが５以上の場合である。
【００８６】
図１７は、第２変形例の第１支持機構のモデル図である。第２変形例の第１支持機構は、吸着面Ｆを５軸ｒ，ｓ，ｔ，ｕ，ｖの周りに回動自在とすることが可能である。第１支持機構の幾何学的な構造は、頂点を−Ｚ方向に向けた五角錐Ｍ５で表される。５軸ｒ，ｓ，ｔ，ｕ，ｖの交差点ＣＰが、五角錐Ｍ５の頂点である。５軸ｒ，ｓ，ｔ，ｕ，ｖが、五角錐Ｍ５の頂点に連なる稜線である。頂点に吸着面が配置され、稜線上に複数の接続部が配置される。複数のリンクは、五角錐Ｍ５の一つの稜線および底面の縁辺に沿って順に配置される。第２変形例の第１支持機構は、障害物を自在に回避しながら、吸着面を荷物Ｇの表面に沿って配置できる。
【００８７】
図１８は、第３変形例の第１支持機構のモデル図である。第３変形例の第１支持機構は、吸着面Ｆを６軸ｒ，ｓ，ｔ，ｕ，ｖ，ｗの周りに回動自在とすることが可能である。第１支持機構の幾何学的な構造は、頂点を−Ｚ方向に向けた六角錐Ｍ６で表される。６軸ｒ，ｓ，ｔ，ｕ，ｖ，ｗの交差点ＣＰが、六角錐Ｍ６の頂点である。６軸ｒ，ｓ，ｔ，ｕ，ｖ，ｗが、六角錐Ｍ６の頂点に連なる稜線である。頂点に吸着面が配置され、稜線上に複数の接続部が配置される。複数のリンクは、六角錐Ｍ６の一つの稜線および底面の縁辺に沿って順に配置される。第３変形例の第１支持機構は、障害物を自在に回避しながら、吸着面を荷物Ｇの表面に沿って配置できる。
【００８８】
図１９は、第４変形例の第１支持機構のモデル図である。第４変形例の第１支持機構は、吸着面Ｆを多数軸の周りに回動自在とすることが可能である。第１支持機構の幾何学的な構造は、頂点を−Ｚ方向に向けた円錐ＭＸで表される。多数軸の交差点ＣＰが、円錐ＭＸの頂点である。多数軸が、円錐ＭＸの頂点から底面の周縁に伸びて、円錐ＭＸの傾斜面を形成する。頂点に吸着面が配置され、傾斜面上に複数の接続部が配置される。複数のリンクは、円錐ＭＸの傾斜面および底面の周縁に沿って順に配置される。第４変形例の第１支持機構は、障害物を自在に回避しながら、吸着面を荷物Ｇの表面に沿って配置できる。
【００８９】
図２０は、第５変形例の第１制動機構の概略構成図である。図６に示される実施形態の第１制動機構５ｂは、ジャミング効果式の制動機構である。これに対して、図２０に示される第５変形例の第１制動機構３０５ｂは、チャック式（グリッパ式）の制動機構である。第１制動機構３０５ｂは、袋体３５２と、規制部材としてのチャック３５４と、を有する。
空気圧調整装置により袋体３５２の内部を減圧すると、袋体３５２が収縮する。袋体３５２の内側に封入されたチャック３５４は、複数の接続部１８，２８，３８の周囲に密着する。例えば、内面に溝を備えたチャック３５４が、複数の接続部１８−３８の回動軸に密着する。複数の接続部１８−３８の動きが拘束されるので、複数の接続部１８−３８を介して直列接続された複数のリンクの相対位置も固定される。これにより、複数のリンクの回動が規制され、吸着面Ｆの回動が停止する。
【００９０】
図２１は、第６変形例の第１制動機構の概略構成図である。図２１に示される第６変形例の第１制動機構４０５ｂは、回転止め式の制動機構である。第１制動機構４０５ｂは、袋体４５２と、係合機構を構成する回転抑止部４５４および係合部４５６と、を有する。回転抑止部４５４および係合部４５６は、複数の接続部１８，２８，３８における一対のリンクにそれぞれ接続される。回転抑止部４５４および係合部４５６が離れた状態で、一対のリンクは相互に回動可能である。回転抑止部４５４は、係合部４５６に対して進退可能な複数のピン４５５を有する。複数のピン４５５は、係合部４５６に向かって付勢されている。
【００９１】
空気圧調整装置により袋体４５２の内部を減圧すると、袋体４５２が収縮する。袋体４５２の内側に封入された回転抑止部４５４および係合部４５６は、相互に接近する。係合部４５６は、回転抑止部４５４の複数のピン４５５を押し込んで、回転抑止部４５４に対して任意の位置で係合する。係合部４５６の周囲に配置された複数のピン４５５は、係合部４５６の回動を規制する。回転抑止部４５４および係合部４５６の回動が規制されるので、回転抑止部４５４および係合部４５６に接続された一対のリンクの相対位置も固定される。これにより、吸着面Ｆの回動が停止する。
【００９２】
図２２は、第７変形例のスライド機構の斜視図である。図７に示される実施形態のスライド機構６０は直動式である。これに対して、図２２に示される第７変形例のスライド機構５６０は回動式である。スライド機構５６０は、直列に接続された複数の回動部材を有する。スライド機構５６０は、第１端部に配置される第１回動部材５６１と、第２端部に配置される第２回動部材５６２と、を有する。第１回動部材５６１は、平板状に形成される。第１回動部材５６１の＋Ｘ方向の端部は、ロボットアーム（外部）１１１に対して、Ｚ軸の周りを回動可能に接続される。
【００９３】
第２回動部材５６２は、平板状に形成される。第２回動部材５６２の＋Ｘ方向の端部と、第１回動部材５６１の−Ｘ方向の端部とは、Ｚ方向に伸びるピン５６３の周りを回動可能に接続される。すなわち、隣り合う第１回動部材５６１および第２回動部材５６２は、Ｚ方向の周りを回動可能に接続される。第２回動部材５６２の−Ｘ方向の端部には、Ｚ方向に貫通する貫通孔５６４が形成される。貫通孔５６４には管部材４が通される。第２回動部材５６２の−Ｘ方向の端部には、第１支持機構５の第４リンク４０の第２端部４４（図２参照）が接続される。第１支持機構５は、スライド機構５６０によりＸＹ平面内を移動可能である。
【００９４】
図２３は、第８変形例の搬送装置の概略構成図である。第８変形例の搬送装置７０１は、複数の保持装置１を備える。搬送装置７０１は、複数の保持装置１と、複数の直動機構７０９と、ベース部材７０８と、ロボットアーム（ロボット）１１１と、空気圧調整装置７０（図１３参照）と、搬送制御部１１５（制御部、図１３参照）と、を有する。
複数の保持装置１は、実施形態の保持装置１をＸＹ面内に整列配置して構成される。
複数の直動機構７０９は、複数の保持装置１の＋Ｚ方向に配置される。複数の直動機構７０９は、複数の保持装置１を＋Ｚ方向および−Ｚ方向に移動可能に支持する。
ベース部材７０８は、平板状に形成される。ベース部材７０８は、複数の直動機構７０９の＋Ｚ方向に配置され、複数の直動機構７０９を支持する。
ロボットアーム１１１は、ベース部材７０８に接続される。
【００９５】
空気圧調整装置７０は、複数の切換え弁７６を有する。複数の切換え弁７６は、複数の保持装置１の管部材４にそれぞれ連通する。空気圧調整装置７０は、複数の保持装置１の吸着パッド２の空気圧を個別に調整可能である。これにより、複数の保持装置１は、個別に吸着動作の実施および停止を制御される。
搬送制御部１１５は、複数の保持装置１、空気圧調整装置７０およびロボットアーム１１１を制御する。これにより搬送制御部１１５は、複数の保持装置１による荷物Ｇの吸着、搬送および解放を制御する。
【００９６】
ベース部材７０８を荷物Ｇに接近させると、荷物Ｇの表面の凹凸に倣って、複数の直動機構７０９がＺ方向に伸縮する。これにより、複数の保持装置１がＺ方向に移動する。さらに複数の保持装置１の吸着面Ｆが、荷物Ｇの表面の傾斜に沿って回動する。これにより、搬送装置７０１は、表面に大きな凹凸のある荷物Ｇを保持できる。
複数の保持装置１の吸着動作の実施および停止は、個別に制御される。これにより搬送装置７０１は、様々な大きさの荷物Ｇを保持できる。
【００９７】
実施形態の保持装置において、第１制動機構５ｂおよび第２制動機構６ｂは、空気圧により作動する。これに対して、第１制動機構および第２制動機構は、電動機構でもよい。
実施形態の保持装置において、吸着センサ２ｓは吸着パッド２に配置される。これに対して、吸着センサ２ｓとしての圧力センサが、空気圧調整装置７０に配置されてもよい。
実施形態の保持装置において、管部材４はＺ方向に沿って配置される。これに対して、管部材は、複数のリンクに沿って配置されてもよい。また、複数のリンクの内部に空洞を設けて、空洞に管部材を配置してもよい。
実施形態の保持装置において、複数のリンク１０，２０，３０，４０の中間部は、平板状に形成される。これに対して、中間部は、屈折板状または湾曲板状などに形成されてもよい。また中間部は、直線棒状、屈折棒状または湾曲棒状などに形成されてもよい。
【００９８】
以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、吸着面Ｆの回動軸ｒ，ｓ，ｔが吸着面Ｆ上で交差する。これにより、様々な状態の荷物Ｇを保持することができる。
【００９９】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【０１００】
Ｆ…吸着面、Ｇ…荷物（保持対象物）、ｒ…第１回動軸、ｓ…第２回動軸、ｔ…第３回動軸、１…保持装置、２…吸着パッド、４…管部材、５…第１支持機構、５ｂ…第１制動機構、５ｓ…第１センサ、６…第２支持機構、６ｂ…第２制動機構、１０…第１リンク、１８…第１接続部、２０…第２リンク、２８…第２接続部、３０…第３リンク、３８…第３接続部、４０…第４リンク、５２…袋体、５４…制動粒子（規制部材）、６１…第１レール、６２…第２レール、６３…スライダ、７０…空気圧調整装置、１１０…搬送装置、１１１…ロボットアーム（ロボット）、１１５…搬送制御部（制御部）、３５２…袋体、３５４…チャック（規制部材）、４５２…袋体、４５４…回転抑止部（係合機構）、４５６…係合部（係合機構）、５６１…第１回動部材、５６２…第２回動部材、７０１…搬送装置、７０８…ベース部材、７０９…直動機構。
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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