(57)【要約】【課題】力覚センサーの設置数をできる限り低減し、複数の被把持物を所望の力で確実に挟持することができるロボットハンド、ロボットハンドの把持方法、およびロボットを提供すること。【解決手段】ロボットハンド１０は、板状をなす第１挟持部材５と、第１挟持部材５の外周側に配置され、板状をなす第２挟持部材６と、第１挟持部材５の外周側に第２挟持部材６と反対側に配置され、板状をなす第３挟持部材７と、第１挟持部材５と第２挟持部材６とを接近・離間可能に支持するとともに、第１挟持部材５と第３挟持部材７とを接近・離間可能に支持する支持機構８とを備える。第１挟持部材５は、第１挟持部材５自身の歪を検出する歪センサー５２を有する。【選択図】図５
2014233807.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
歪を検出する歪センサーと、
前記歪センサーの一方の端と連接した第１挟持部と、
前記第１挟持部に接近または離間する移動方向に移動可能な第２挟持部と、
前記第２挟持部とともに前記第１挟持部を挟む位置に配置されて前記移動方向に移動可能な第３挟持部と、
前記歪センサーのもう一方の端を連接して前記第１挟持部を保持するとともに、前記第２挟持部と前記第３挟持部とを保持して前記移動方向に移動させる保持部と、を備え、前記第１挟持部と前記第２挟持部との間、または前記第１挟持部と前記第３挟持部との間、で被把持物を把持することを特徴とするロボットハンド。
【請求項２】
前記歪センサーは前記移動方向の歪を検出することを特徴とする請求項１に記載のロボットハンド。
【請求項３】
前記第１挟持部、前記第２挟持部および前記第３挟持部のうちの少なくとも１つの挟持部は、前記保持部に保持された枠体と、前記枠体に縁部を固定して且つ弾性を有する弾性膜と、を含む請求項１または２に記載のロボットハンド。
【請求項４】
前記第１挟持部、前記第２挟持部および前記第３挟持部のうちの少なくとも１つの挟持部は、自由端が熊手状に分岐している請求項１ないし３のいずれか１項に記載のロボットハンド。
【請求項５】
前記第１挟持部を交点として複数の異なる移動方向を交差させ、前記移動方向の異なるそれぞれの方向に対して、前記第２挟持部材と前記第３挟持部材とを配置した請求項１ないし４のいずれか１項に記載のロボットハンド。
【請求項６】
第１挟持部と第２挟持部と第３挟持部とを含むロボットハンドの把持方法であって、
歪を検出する歪センサーを備えた前記第１挟持部と前記第１挟持部に接近または離間する移動方向に移動可能な前記第２挟持部との間で第１の被把持物を挟持し、次いで、前記第１挟持部と前記第２挟持部とともに前記第１挟持部を挟む位置に配置されて前記移動方向に移動可能な前記第３挟持部との間で第２の被把持物を挟持することを特徴とするロボットハンドの把持方法。
【請求項７】
前記第１の被把持物を挟持したときに増加する前記歪を検出して前記第２挟持部の移動を停止し、次いで前記第１の被把持物を挟持したまま、前記第２の被把持物を挟持したときに減少する前記歪を検出して前記第３把持部の移動を停止する請求項６に記載のロボットハンドの把持方法。
【請求項８】
請求項１ないし５のいずれか１項に記載のロボットハンドと、
前記ロボットハンドが先端に着脱可能に装着される少なくとも１本のロボットアームとを、備えることを特徴とするロボット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロボットハンド、ロボットハンドの把持方法、およびロボットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ワークを把持するワークチャック機構部を有するロボットハンドが知られている（例えば、特許文献１参照）。このワークチャック機構部は、複数枚の挟持片を有し、これら挟持片同士の間でワークを挟持するよう構成されている。このような従来のワークチャック機構部では、各挟持片に対して力覚センサーがそれぞれ配置されているのが通常である。この力覚センサーは、対応する挟持片に掛かる力を検出して、その検出結果が、ワークに対する挟持力が適正か否かの判断に用いられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−５２６８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このワークチャック機構部では、各挟持片に対して力覚センサーがそれぞれ配置されているのが通常であり、このため、挟持片の設置数分だけ力覚センサーも必要となり、結果、ロボットハンドの製造コストが高くなってしまう。また、力覚センサーが多くなればなるほど、ロボットハンドの構造や制御が複雑となるという問題もある。
本発明の目的は、力覚センサーの設置数をできる限り低減し、複数の被把持物を所望の力で確実に挟持することができるロボットハンド、ロボットハンドの把持方法、およびロボットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
このような目的は、下記の本発明により達成される。
（適用例１）
本発明のロボットハンドは、歪を検出する歪センサーと、
前記歪センサーの一方の端と連接した第１挟持部と、
前記第１挟持部に接近または離間する移動方向に移動可能な第２挟持部と、
前記第２挟持部とともに前記第１挟持部を挟む位置に配置されて前記移動方向に移動可能な第３挟持部と、
前記歪センサーのもう一方の端を連接して前記第１挟持部を保持するとともに、前記第２挟持部と前記第３挟持部とを保持して前記移動方向に移動させる保持部と、を備え、前記第１挟持部と前記第２挟持部との間、または前記第１挟持部と前記第３挟持部との間、で被把持物を把持することを特徴とする。
これにより、力覚センサーの設置数をできる限り低減し、複数の被把持物を所望の力で確実に挟持することができる。
【０００６】
（適用例２）
本発明のロボットハンドでは、前記歪センサーは前記移動方向の歪を検出するのが好ましい。
これにより、被把持物を挟持する際に生じる力を把握することができる。
（適用例３）
本発明のロボットハンドでは、前記第１挟持部、前記第２挟持部および前記第３挟持部のうちの少なくとも１つの挟持部は、前記保持部に保持された枠体と、前記枠体に縁部を固定して且つ弾性を有する弾性膜と、を含むのが好ましい。
これにより、被把持物を挟持した際、当該被把持物と弾性膜との接触面積が増加し、対象物が不本意に滑り落ちるのを防止することができる。
【０００７】
（適用例４）
本発明のロボットハンドでは、前記第１挟持部、前記第２挟持部および前記第３挟持部のうちの少なくとも１つの挟持部は、自由端が熊手状に分岐しているのが好ましい。
これにより、多数（３つ以上）の被把持物を一括して所望の力で挟持することができる。
【０００８】
（適用例５）
本発明のロボットハンドでは、前記第１挟持部を交点として複数の異なる移動方向を交差させ、前記移動方向の異なるそれぞれの方向に対して、前記第２挟持部材と前記第３挟持部材とを配置したのが好ましい。
これにより、多数（３つ以上）の被把持物を一括して所望の力で挟持することができる。
【０００９】
（適用例６）
本発明のロボットハンドの把持方法は、第１挟持部と第２挟持部と第３挟持部とを含むロボットハンドの把持方法であって、
歪を検出する歪センサーを備えた前記第１挟持部と前記第１挟持部に接近または離間する移動方向に移動可能な前記第２挟持部との間で第１の被把持物を挟持し、次いで、前記第１挟持部と前記第２挟持部とともに前記第１挟持部を挟む位置に配置されて前記移動方向に移動可能な前記第３挟持部との間で第２の被把持物を挟持することを特徴とする。
これにより、力覚センサーの設置数をできる限り低減し、複数の被把持物を所望の力で確実に挟持することができる。
【００１０】
（適用例７）
本発明のロボットハンドの把持方法では、前記第１の被把持物を挟持したときに増加する前記歪を検出して前記第２挟持部の移動を停止し、次いで前記第１の被把持物を挟持したまま、前記第２の被把持物を挟持したときに減少する前記歪を検出して前記第３把持部の移動を停止するのが好ましい。
これにより、被把持物が確実に挟持されているのを順次確認しつつ、挟持動作を行なうことができる。
【００１１】
（適用例８）
本発明のロボットは、本発明のロボットハンドと、
前記ロボットハンドが先端に着脱可能に装着される少なくとも１本のロボットアームとを、備えることを特徴とする。
これにより、力覚センサーの設置数をできる限り低減し、複数の被把持物を所望の力で確実に挟持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係わるロボットハンド（第１実施形態）が装着されたロボットの稼働状態を鉛直上方から見た平面図である。
【図２】図１に示すロボットを正面側から見た斜視図である。
【図３】図１に示すロボットの概略図である。
【図４】図１に示すロボットの主要部のブロック図である。
【図５】図１に示すロボットハンドの作動状態（ワークを把持するまでの過程）を示す側面図である。
【図６】本発明に係わるロボットハンドの第２実施形態を示す斜視図である。
【図７】本発明に係わるロボットハンドの第３実施形態を示す斜視図である。
【図８】図７中の矢印Ａ方向から見た図（平面図）である。
【図９】本発明に係わるロボットハンドの第４実施形態を示す平面図である。
【図１０】本発明に係わるロボットハンドの第５実施形態を示す側面図である。
【図１１】図１０中の矢印Ｂ方向から見た図である。
【図１２】図１１中のＣ−Ｃ線断面図である。
【図１３】本発明に係わるロボットハンドの第６実施形態を示す側面図である。
【図１４】本発明に係わるロボット（第７実施形態）の正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明のロボットハンド、ロボットハンドの把持方法、およびロボットを添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
＜第１実施形態＞
図１は、本発明に係わるロボットハンド（第１実施形態）が装着されたロボットの稼働状態を鉛直上方から見た平面図、図２は、図１に示すロボットを正面側から見た斜視図、図３は、図１に示すロボットの概略図、図４は、図１に示すロボットの主要部のブロック図、図５は、図１に示すロボットハンドの作動状態（ワークを把持するまでの過程）を示す側面図である。なお、以下では、説明の都合上、図２、図３、図５中（図６、図７、図１０、図１１、図１３、図１４についても同様）の上側を「上」または「上方」、下側を「下」または「下方」と言う。また、ロボットにおける基台側を「基端」、その反対側を「先端」と言う。
【００１４】
図１に示すロボット１は、着脱自在に装着されるロボットハンド１０を備えるものである。このロボット１は、電力を供給する電源（図示せず）と電気的に接続されており、第１ワーク（第１の被把持物）７０１、第２ワーク（第２の被把持物）７０２を搬送する搬送工程で用いることができる。なお、第１ワーク７０１、第２ワーク７０２としては、特に限定されず、例えば、本実施形態では比較的剛性が高い（硬質な）球体を一例として挙げる。また、前記電源は、工業用の電源であり、例えば、２００Ｖの交流電圧を印加することができる。
【００１５】
このロボット１は、基台１１と、４本のアーム（リンク）１２、１３、１４、１５と、リスト（リンク）１６とを備え、これらが順に連結された垂直多関節（６軸）ロボットアームである。なお、垂直多関節ロボットでは、基台１１と、アーム１２〜１５と、リスト１６とを総称して「アーム」と言うこともでき、基台１１を「第１アーム」、アーム１２を「第２アーム」、アーム１３を「第３アーム」、アーム１４を「第４アーム」、アーム１５を「第５アーム」、リスト１６を「第６アーム」と分けて言うことができる。
【００１６】
図３に示すように、アーム１２〜１５、リスト１６は、それぞれ、基台１１に対し独立して変位可能に支持されている。
基台１１とアーム１２とは、関節（ジョイント）１７１を介して連結されている。そして、アーム１２は、基台１１に対し、鉛直方向と平行な回動軸Ｏ１回りに回動可能となっている。この回動軸Ｏ１回りの回動は、モーター４０１の駆動によりなされる。なお、モーター４０１の駆動は、モーター４０１とケーブル（図示せず）を介して電気的に接続されたモータードライバー３０１により制御される（図４参照）。
【００１７】
アーム１２とアーム１３とは、関節（ジョイント）１７２を介して連結されている。そして、アーム１３は、アーム１２（基台１１）に対し、水平方向と平行な回動軸Ｏ２回りに回動可能となっている。この回動軸Ｏ２回りの回動は、モーター４０２の駆動によりなされる。なお、モーター４０２の駆動は、モーター４０２とケーブル（図示せず）を介して電気的に接続されたモータードライバー３０２により制御される（図４参照）。
【００１８】
アーム１３とアーム１４とは、関節（ジョイント）１７３を介して連結されている。そして、アーム１４は、アーム１３（基台１１）に対し、水平方向と平行な回動軸Ｏ３回りに回動可能となっている。この回動軸Ｏ３回りの回動は、モーター４０３の駆動によりなされる。なお、モーター４０３の駆動は、モーター４０３とケーブル（図示せず）を介して電気的に接続されたモータードライバー３０３により制御される（図４参照）。
【００１９】
アーム１４とアーム１５とは、関節（ジョイント）１７４を介して連結されている。そして、アーム１５は、アーム１４（基台１１）に対し、アーム１４の中心軸方向と平行な回動軸Ｏ４回りに回動可能となっている。この回動軸Ｏ４回りの回動は、モーター４０４の駆動によりなされる。なお、モーター４０４の駆動は、モーター４０４とケーブル（図示せず）を介して電気的に接続されたモータードライバー３０４により制御される（図４参照）。
【００２０】
アーム１５とリスト１６とは、関節（ジョイント）１７５を介して連結されている。そして、リスト１６は、アーム１５（基台１１）に対し、水平方向（ｙ軸方向）と平行な回動軸Ｏ５回りに回動可能となっている。この回動軸Ｏ５回りの回動は、モーター４０５の駆動によりなされる。なお、モーター４０５の駆動は、モーター４０５とケーブル（図示せず）を介して電気的に接続されたモータードライバー３０５により制御される（図４参照）。また、リスト１６は、関節（ジョイント）１７６を介して、回動軸Ｏ５と垂直な回動軸Ｏ６回りにも回動可能となっている。この回動軸Ｏ６回りの回動は、モーター４０６駆動によりなされる。なお、モーター４０６の駆動は、モーター４０６とケーブル（図示せず）を介して電気的に接続されたモータードライバー３０６により制御される（図４参照）。
モーター４０１〜４０６としては、特に限定されず、例えば、サーボモーターを用いるのが好ましい。また、前記各ケーブルは、それぞれ、ロボット１を挿通している。
【００２１】
図４に示すように、ロボット１は、制御手段としての、ＣＰＵ（Central Processing Unit）が内蔵されたパーソナルコンピューター（ＰＣ）２０と電気的に接続されている。そして、パーソナルコンピューター２０は、アーム１２〜１５、リスト１６をそれぞれ独立して作動させることができる、すなわち、モータードライバー３０１〜３０６を介して、モーター４０１〜４０６をそれぞれ独立して制御することができる。この制御プログラムは、パーソナルコンピューター２０に内蔵された記録媒体に予め記憶されている。
【００２２】
図２に示すように、基台１１は、ロボット１が垂直多関節ロボットの場合、当該垂直多関節ロボットの最も下方に位置し、床１０１に固定される部分である。この固定方法としては、特に限定されず、例えば、図２に示す本実施形態では、複数本のボルト１１１による固定方法を用いている。
基台１１は、中空の基台本体（ハウジング）１１２を有している。基台本体１１２は、円筒状をなす円筒状部１１３と、当該円筒状部１１３の外周部に一体的に形成された、箱状をなす箱状部（図示せず）とに分けることができる。そして、このような基台本体１１２には、例えば、モーター４０１やモータードライバー３０１〜３０６が収納されている。
【００２３】
アーム１２〜１５は、それぞれ、中空のアーム本体２と、駆動機構３と、封止手段４とを有しており、基台１１に対する配置箇所、すなわち、ロボット１全体における配置箇所と、その他に外形形状が異なること以外は、ほぼ同じ構成である。なお、以下では、説明の都合上、アーム１２が有するアーム本体２、駆動機構３、封止手段４をそれぞれ「アーム本体２ａ」、「駆動機構３ａ」、「封止手段４ａ」と言い、アーム１３が有するアーム本体２、駆動機構３、封止手段４をそれぞれ「アーム本体２ｂ」、「駆動機構３ｂ」、「封止手段４ｂ」と言い、アーム１４が有するアーム本体２、駆動機構３、封止手段４をそれぞれ「アーム本体２ｃ」、「駆動機構３ｃ」、「封止手段４ｃ」と言い、アーム１５が有するアーム本体２、駆動機構３、封止手段４をそれぞれ「アーム本体２ｄ」、「駆動機構３ｄ」、「封止手段４ｄ」と言う。
【００２４】
アーム１２は、基台１１の上端部（先端部）に水平方向に対し傾斜した姿勢で連結されている。このアーム１２では、駆動機構３ａがモーター４０２を有しており、アーム本体２ａ内に収納されている。また、アーム本体２ａ内は、封止手段４ａにより気密封止されている。
アーム１３は、アーム１２の先端部に連結されている。このアーム１３では、駆動機構３ｂがモーター４０３を有しており、アーム本体２ｂ内に収納されている。また、アーム本体２ａ内は、封止手段４ｂにより気密封止されている。
【００２５】
アーム１４は、アーム１３の先端部に連結されている。このアーム１４では、駆動機構３ｃがモーター４０４を有しており、アーム本体２ｃ内に収納されている。また、アーム本体２ｃ内は、封止手段４ｃにより気密封止されている。
アーム１５は、アーム１４の先端部に、その中心軸方向と平行に連結されている。このアーム１５では、駆動機構３ｄがモーター４０５、４０６を有しており、アーム本体２ｄ内に収納されている。また、アーム本体２ｄ内は、封止手段４ｄにより気密封止されている。
【００２６】
アーム１５の先端部（基台１１と反対側の端部）には、リスト１６が連結されている。このリスト１６には、ロボットハンド１０が着脱自在に装着される。そして、ロボット１は、リスト１６に装着されたロボットハンド１０で第１ワーク７０１、第２ワーク７０２を把持したまま、アーム１２〜１５やリスト１６等の動作を制御することにより、当該第１ワーク７０１、第２ワーク７０２を一括して搬送することができる。
【００２７】
図２に示すように、リスト１６は、円筒状をなす（外形形状が円柱状をなす）リスト本体（装着部）１６１と、リスト本体１６１と別体で構成され、当該リスト本体１６１の基端部に設けられ、リング状をなす支持リング１６２とを有している。
リスト本体１６１に、ロボットハンド１０が装着される。また、リスト本体１６１は、アーム１５の駆動機構３ｄに連結されており、当該駆動機構３ｄのモーター４０６の駆動により、回動軸Ｏ６回りに回動する。
【００２８】
支持リング１６２は、アーム１５の駆動機構３ｄに連結されており、当該駆動機構３ｄのモーター４０５の駆動により、リスト本体１６１ごと回動軸Ｏ５回りに回動する。支持リング１６２は、円筒部品５０ａ、５０ｂの間で挟持されている。これにより、リスト１６をアーム１５に対して確実に回動可能に支持することができる。
なお、駆動機構３ａ〜３ｄは、それぞれ、モーターの他に、例えば、プーリーやタイミングベルトを有している。
また、封止手段４ａ〜４ｄは、それぞれ、例えば、板状のカバーやパッキンを有する構成のものとすることができる。
【００２９】
図１に示すように、ロボットハンド１０は、ロボット１のリスト１６に装着された状態で使用される。以下、この状態を「装着状態」と言う。なお、この装着状態では、ロボットハンド１０は、図示しないコネクターが、ロボット１のリスト１６の先端面１６３に設けられたコネクター１６５を介して前記電源と電気的に接続される。これにより、ロボットハンド１０の支持機構８は、電力が供給されて、作動することができる。
【００３０】
図５に示すように、ロボットハンド１０は、第１挟持部材５と、第２挟持部材６と、第３挟持部材７と、支持機構８とを備えている。
支持機構８は、リスト１６に装着される部分であり、第１挟持部材（第１挟持部）５と第２挟持部材（第２挟持部）６とを接近・離間可能に支持する第１機構８１と、第１挟持部材５と第３挟持部材（第３挟持部）７とを接近・離間可能に支持する第２機構８２と、第１機構８１と第２機構８２とを収納する筐体８３とを有している。
【００３１】
この支持機構８では、第１挟持部材５が固定的に支持され、第１機構８１を介して第２挟持部材６が移動可能に支持され、第２機構８２を介して第３挟持部材７が移動可能に支持されている。
第１機構８１は、例えばモーター、プーリーおよびタイミングベルト（いずれも図示せず）を有し、モーターの回転力がプーリーおよびタイミングベルトを介して第２挟持部材６に伝達される。これにより、第２挟持部材６が第１挟持部材５に対して確実に接近または離間する移動方向に移動することができ、接近した際に第１ワーク７０１を挟持することができ、離間した際に前記挟持されていた第１ワーク７０１を解放することができる。
【００３２】
これと同様に、第２機構８２も、例えばモーター、プーリーおよびタイミングベルト（いずれも図示せず）を有し、モーターの回転力がプーリーおよびタイミングベルトを介して第３挟持部材７に伝達される。これにより、第３挟持部材７が第１挟持部材５に対して確実に接近または離間する移動方向に移動することができ、接近した際に第２ワーク７０２を挟持することができ、離間した際に前記挟持されていた第２ワーク７０２を解放することができる。
【００３３】
このような第１機構８１、第２機構８２を有することにより、第２挟持部材６と第３挟持部材７とをそれぞれ独立して移動可能に支持することができる。これにより、第１挟持部材５と第２挟持部材６との間で第１ワーク７０１を挟持するタイミングと、第１挟持部材５と第３挟持部材７との間で第２ワーク７０２を挟持するタイミングとに時間差をもたせることができる。すなわち、第１挟持部材５と第２挟持部材６との間での第１ワーク７０１に対する挟持と、第１挟持部材５と第３挟持部材７との間での第２ワーク７０２に対する挟持と異なるタイミングで（タイミングをズラして）行なうことができる。
第１挟持部材５は、板状（または柱状）をなす部材で構成された挟持部材本体部５１を有し、その基端部５１１（基端側）で支持機構８に片持支持されている。また、第１挟持部材５は、挟持部材本体部５１に固定された（連接された）歪センサー（歪ゲージ）５２を有している。
【００３４】
第２挟持部材６は、板状（または柱状）をなす部材で構成され、その基端部６１（基端側）で第１機構８１に片持支持されている。この第２挟持部材６は、挟持部材本体部５１の図５中の左側の面５１２（外周側）に対向配置されている。
第３挟持部材７は、板状（または柱状）をなす部材で構成され、その基端部７１（基端側）で第２機構８２に片持支持されている。この第３挟持部材７は、第２挟持部材６とともに第１挟持部材５を挟む位置に配置されている、すなわち、挟持部材本体部５１の図５中の右側の面５１３（外周側）に対向配置されている。
【００３５】
第１挟持部材５、第２挟持部材６、第３挟持部材７の構成材料としては、特に限定されず、例えば、ステンレス鋼等のような各種金属材料、その他、各種樹脂材料を用いることができる。
また、第１挟持部材５は、第２挟持部材６、第３挟持部材７よりも剛性が低くなっている。これにより、第１挟持部材５は、第２挟持部材６、第３挟持部材７よりも変形し易くなる（図５（ｂ）、（ｃ）参照）。なお、このような剛性の大小関係を満たす方法としては、構成材料の選択や、各挟持部材の厚さに大小関係を持たせる等の方法が挙げられる。
【００３６】
歪センサー５２は、当該歪センサー５２と別体で構成された挟持部材本体部５１の面５１３上に固定されている。この固定方法としては、特に限定されず、例えば、接着（接着剤や溶媒による接着）による方法が挙げられる。
歪センサー５２は、挟持部材本体部５１（第１挟持部材自身）に力が作用して当該挟持部材本体部５１が変形した（撓んだ）際に、そのときの歪（第２挟持部材６、第３挟持部材７の移動方向の歪）を検出するセンサーである。そして、ロボット１では、この検出結果に応じて、第１ワーク７０１や第２ワーク７０２に対する挟持状態を把握して、これらのワークをロボットハンド１０ごと搬送することができる。
【００３７】
なお、歪センサー５２としては、各種のものを用いることができるが、例えば、複数軸検出可能なセンサーを用いるのが好ましい。この複数軸歪センサーは、互いに直交する３軸の各軸方向の力および各軸回りのモーメントを検出する６軸センサーであり、挟持部材本体部５１で生じる歪を容易かつ確実に検出することができる。
また、歪センサー５２は、小片状をなし、挟持部材本体部５１と別体で構成されている。これにより、挟持部材本体部５１の所望の位置に歪センサー５２を配置、固定することができる。そして、この所望の位置としては、特に、挟持部材本体部５１の基端部５１１近傍であるのが好ましい。この「基端部５１１近傍」は、挟持部材本体部５１に力が作用した際に、当該挟持部材本体部５１の中でも最も歪が生じ易い箇所である。
【００３８】
次に、ロボットハンド１０で第１ワーク７０１、第２ワーク７０２を把持して、搬送が開始されるまでの過程について、図５を参照しつつ説明する。ここでは、第１ワーク７０１、第２ワーク７０２のそれぞれに対する挟持力を「１００ｇｆ」とする場合を一例に挙げる。
まず、図５（ａ）に示すように、第１ワーク７０１、第２ワーク７０２は、それぞれ、所定間隔をおいて、すなわち、離間してステージ８００上に載置されている。この状態の第１ワーク７０１、第２ワーク７０２に対し、ロボット１は、上側からロボットハンド１０を接近させる。このとき、第１挟持部材５と第２挟持部材６との間隔は、第１ワーク７０１の直径よりも大きく、これら挟持部材同士の間に第１ワーク７０１が配置される。また、第１挟持部材５と第３挟持部材７との間隔も、第２ワーク７０２の直径よりも大きく、これら挟持部材同士の間に第２ワーク７０２が配置される。
また、歪センサー５２で検出される検出値（歪）は、「零」である。
【００３９】
次に、図５（ａ）に示す状態から、図５（ｂ）に示すように、支持機構８の第１機構８１を作動させて、第２挟持部材６を第１挟持部材５に向かって移動、接近させる。これにより、第２挟持部材６が第１ワーク７０１に当接して、押圧することとなり、当該第１ワーク７０１が第１挟持部材５と第２挟持部材６との間で挟持される。
また、このとき、第１挟持部材５の挟持部材本体部５１は、第１ワーク７０１を介して第２挟持部材６からの押圧力を受けるため、その押圧方向に撓む（図５（ｂ）参照）。これにより、歪センサー５２での検出値が「零」から増加する（上昇する）。そして、歪センサー５２が「５０ｇｆ」を検出した時点で、第２挟持部材６の移動を停止する。この時点で、第１ワーク７０１は、「５０ｇｆ」の挟持力で挟持されている。
【００４０】
次に、図５（ｃ）に示すように、支持機構８の第２機構８２を作動させて、第３挟持部材７を第１挟持部材５に向かって移動、接近させる。これにより、第３挟持部材７が第２ワーク７０２に当接して、押圧することとなり、当該第２ワーク７０２が第１挟持部材５と第３挟持部材７との間で挟持される。
また、このとき、第１挟持部材５の挟持部材本体部５１は、第２ワーク７０２を介して第３挟持部材７からの押圧力を受けるため、その押圧方向に撓み、元の状態に戻されていく（図５（ｃ）参照）。これにより、歪センサー５２での検出値が「５０ｇｆ」から減少する（下降する）。そして、歪センサー５２が「零」を検出した時点で、第３挟持部材７の移動を停止する。この時点で、第１ワーク７０１および第２ワーク７０２は、それぞれ、「１００ｇｆ」の同じ挟持力で挟持されることとなる。
【００４１】
次に、図５（ｄ）に示すように、ロボット１を作動させて、ロボットハンド１０ごと第１ワーク７０１および第２ワーク７０２を上昇させて、搬送することができる。
このように、ロボットハンド１０では、１つの歪センサー５２を２つのワークの挟持に使用している。すなわち、ロボットハンド１０では、１つの歪センサー５２を、第１挟持部材５と第２挟持部材６とで構成される挟持機構と、第１挟持部材５と第３挟持部材７とで構成される挟持機構とが共用して（共有して）いる。
【００４２】
従って、ロボットハンド１０は、歪センサー５２の設置数ができる限り低減された（本実施形態では「１つ」）ものとなる。そして、この１つの歪センサー５２の検出結果を用いて、２つのワーク（複数の被把持物）を所望の力（本実施形態では「１００ｇｆ」）で確実に挟持することができる。
なお、図５に示す構成では、第１挟持部材５と第２挟持部材６とによる挟持動作を行ない、その後、第１挟持部材５と第３挟持部材７とによる挟持動作を行なっているが、これに限定されず、挟持動作の順番は、逆転してもよい。
【００４３】
＜第２実施形態＞
図６は、本発明に係わるロボットハンドの第２実施形態を示す斜視図である。
以下、この図を参照して本発明のロボットハンド、ロボットハンドの把持方法、およびロボットの第２実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。
本実施形態は、第１挟持部材の構成と、第２挟持部材および第３挟持部材の配置数とが異なること以外は前記第１実施形態と同様である。
【００４４】
図６に示す本実施形態のロボットハンド１０では、第１挟持部材５自体が歪センサーとなっている。これにより、第１挟持部材５が、前記第１実施形態と異なり、挟持部材本体部５１が省略されたものとなり、よって、簡単な構成のものとなる。
この第１挟持部材５は、その長手方向（図６中の上下方向）の途中で先端方向に向かって２つに分岐しており、第１分岐部５３と第２分岐部５４とを有している。
【００４５】
また、第２挟持部材６と第３挟持部材７とは、対をなしている。そして、この対となった第２挟持部材６と第３挟持部材７とが、第１挟持部材５の中心軸５５を介して互いに反対側に２対（２組）配置されている。一方の組の第２挟持部材６と第３挟持部材７とが第１挟持部材５の第１分岐部５３を介して対向配置され、他方の組の第２挟持部材６と第３挟持部材７とが第１挟持部材５の第２分岐部５４を介して対向配置されている。
このような構成により、第２挟持部材６と第１挟持部材５の第１分岐部５３との間、第３挟持部材７と第１挟持部材５の第１分岐部５３との間、第２挟持部材６と第１挟持部材５の第２分岐部５４との間、第３挟持部材７と第１挟持部材５の第２分岐部５４との間の合計４箇所で、最大４つのワークを一括して挟持することができる。
【００４６】
＜第３実施形態＞
図７は、本発明に係わるロボットハンドの第３実施形態を示す斜視図、図８は、図７中の矢印Ａ方向から見た図（平面図）である。
以下、これらの図を参照して本発明のロボットハンド、ロボットハンドの把持方法、およびロボットの第３実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。第１挟持部材の構成と、第２挟持部材および第３挟持部材の配置数とが異なること以外は前記第１実施形態と同様である。
【００４７】
図７、図８に示す本実施形態のロボットハンド１０は、第１挟持部材５の挟持部材本体部５１が正四角柱状をなしている。そして、この挟持部材本体部５１の４つの側面５１４、５１５、５１６、５１７のうち、隣接する（法線ベクトルが直交する）側面５１４、５１５にそれぞれ歪センサー５２が固定されている。
また、第２挟持部材６と第３挟持部材７とは、対をなしている。そして、この対となった第２挟持部材６と第３挟持部材７とが、第１挟持部材５の中心軸５５回りに２対（２組）配置されている。換言すれば、対となった第２挟持部材６と第３挟持部材７とは、第１挟持部材５を交点として２つの異なる移動方向を交差させ、各部材の移動方向の異なるそれぞれの方向に対して配置されている。
【００４８】
このような構成により、第２挟持部材６と第１挟持部材５の側面５１４との間、第３挟持部材７と第１挟持部材５の側面５１６との間、第２挟持部材６と第１挟持部材５の側面５１５との間、第３挟持部材７と第１挟持部材５の側面５１７との間の合計４箇所で、最大４つのワークを一括して挟持することができる。
また、ロボットハンド１０では、２つの歪センサー５２を４つのワークの挟持に使用することができ、よって、歪センサー５２の設置数をできる限り低減したものとなっている。
【００４９】
＜第４実施形態＞
図９は、本発明に係わるロボットハンドの第４実施形態を示す平面図である。
以下、この図を参照して本発明のロボットハンド、ロボットハンドの把持方法、およびロボットの第４実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。
本実施形態は、第２挟持部材および第３挟持部材の配置数が異なること以外は前記第３実施形態と同様である。
【００５０】
図９に示す本実施形態のロボットハンド１０は、第１挟持部材５の挟持部材本体部５１が正八角柱状をなしている。そして、この挟持部材本体部５１の８つの側面５１４、５１５、５１６、５１７、５１８、５１９、５２０、５２１のうち、法線ベクトルが直交する側面５１４、５１６にそれぞれ歪センサー５２が固定されている。
そして、対となった第２挟持部材６と第３挟持部材７とが、第１挟持部材５の中心軸５５回りに４対（４組）配置されている。
このような構成により、８箇所ある、各挟持部材と当該挟持部材に対向する第１挟持部材５の側面との間で、最大８つのワークを一括して挟持することができる。
【００５１】
＜第５実施形態＞
図１０は、本発明に係わるロボットハンドの第５実施形態を示す側面図、図１１は、図１０中の矢印Ｂ方向から見た図、図１２は、図１１中のＣ−Ｃ線断面図である。
以下、これらの図を参照して本発明のロボットハンド、ロボットハンドの把持方法、およびロボットの第５実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。
本実施形態は、第１挟持部材、第２挟持部材、第３挟持部材の構成が異なること以外は前記第１実施形態と同様である。
【００５２】
図１０に示す本実施形態のロボットハンド１０では、第１挟持部材５の挟持部材本体部５１は、自由端が熊手状に２つに分岐しており、第１分岐部５３と第２分岐部５４とを有している。第１分岐部５３と第２分岐部５４とは、同じ構成であるため、以下第１分岐部５３を代表的に説明する。
第１分岐部５３は、弾性膜５６と、枠体５７とで構成されている。
弾性膜５６は、ほぼ長方形状なし（図１１参照）、弾性を有する材料で構成されている。この材料としては、特に限定されず、例えば、ウレタンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴムのような各種ゴム材料を用いることができる。
枠体５７は、弾性膜５６の縁部を保持する部材である。
【００５３】
そして、図１２に示すように、第１分岐部５３で第１ワーク７０１を挟持した際に、弾性膜５６は、第１ワーク７０１の外形に沿って湾曲して変形する。これにより、弾性膜５６は、第１ワーク７０１との接触面積が増加し、当該第１ワーク７０１が不本意に滑り落ちるのを防止することができる。また、第１ワーク７０１が比較的外部との接触により傷付き易いものである場合にも、弾性膜５６は、第１ワーク７０１に対する傷付けを防止することができ、好ましい。
なお、ロボットハンド１０では、第１分岐部５３と同様に、第２挟持部材６も、弾性を有する弾性膜６２と、弾性膜６２の縁部を保持する枠体６３を有する構成となっている。また、第３挟持部材７も、弾性を有する弾性膜７２と、弾性膜７２の縁部を保持する枠体７３とを有する構成となっている。
【００５４】
＜第６実施形態＞
図１３は、本発明に係わるロボットハンドの第６実施形態を示す側面図である。
以下、この図を参照して本発明のロボットハンド、ロボットハンドの把持方法、およびロボットの第６実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。
本実施形態は、ロボットハンドが第１〜第３挟持部材とは別の挟持部材を備えていること以外は前記第５実施形態と同様である。
【００５５】
図１３に示す本実施形態のロボットハンド１０では、第２挟持部材６は、その長手方向の途中で２つに分岐しており、第１分岐部６４と第２分岐部６５とを有している。そして、第１分岐部６４および第２分岐部６５は、それぞれ、弾性膜６２と枠体６３とを有する構成となっている。
また、第３挟持部材７は、その長手方向の途中で２つに分岐しており、第１分岐部７４と第２分岐部７５とを有している。そして、第１分岐部６４および第２分岐部６５は、それぞれ、弾性膜６２と枠体６３とを有する構成となっている。
【００５６】
ロボットハンド１０は、第２挟持部材６の第１挟持部材５と反対側に、別途の挟持部材（第４挟持部材６０）がさらに配置されており、第３挟持部材７の第１挟持部材５と反対側にもさらに別途の挟持部材（第５挟持部材７０）が配置されている。第４挟持部材６０と第５挟持部材７０とは、支持機構８の作動により、独立して移動することができる。
また、第４挟持部材６０は、第１分岐部５３と同様に、弾性を有する弾性膜６０１と、弾性膜６０１の縁部を保持する枠体６０２を有する構成となっている。
第５挟持部材７０も、第１分岐部５３と同様に、弾性を有する弾性膜７０４と、弾性膜７０４の縁部を保持する枠体７０３を有する構成となっている。
以上のような構成により、４箇所ある、挟持部材同士の間で、最大４つのワークを一括して挟持することができる。
【００５７】
＜第７実施形態＞
図１４は、本発明に係わるロボット（第７実施形態）の正面図である。
以下、この図を参照して本発明のロボットハンド、ロボットハンドの把持方法、およびロボットの第７実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。
本実施形態は、ロボットアームの本数が異なること以外は前記第１実施形態と同様である。
【００５８】
図１４に示すように、本実施形態では、ロボット１は、胴部１８と、胴部１８の両側部に支持された２本のアーム（ロボットアーム）１９とを備えている。
各アーム１９は、それぞれ、多関節アームであり、その先端部にロボットハンド１０を着脱自在に装着することができる。これにより、２つのロボットハンド１０による作業を行なうことができ、よって、その作業効率が向上する。
【００５９】
以上、本発明のロボットハンド、ロボットハンドの把持方法、およびロボットを図示の実施形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、ロボットハンドおよびロボットを構成する各部は、同様の機能を発揮し得る任意の構成のものと置換することができる。また、任意の構成物が付加されていてもよい。
また、本発明のロボットハンド、ロボットハンドの把持方法、およびロボットは、前記各実施形態のうちの、任意の２以上の構成（特徴）を組み合わせたものであってもよい。
【００６０】
また、ロボットが備えるロボットアームの本数は、前記第１〜第６実施形態では１本であり、前記第７実施形態では２本であるが、これに限定されず、例えば、３本以上であってもよい。
また、第１ワーク、第２ワークとしては、前記第１〜第７実施形態では剛体であったが、これに限定されず、弾性体であってもよい。
また、前記第５実施形態では、第１挟持部材、第２挟持部材および第３挟持部材がそれぞれ弾性膜と枠体とを有する構成となっているが、これに限定されず、例えば、第１挟持部材、第２挟持部材および第３挟持部材の１つまたは２つの挟持部材が弾性膜と枠体とを有する構成となっていてもよい。
【符号の説明】
【００６１】
１……ロボット  １１……基台  １１１……ボルト  １１２……基台本体（ハウジング）  １１３……円筒状部  １２、１３、１４、１５……アーム（リンク）  １６……リスト（リンク）  １６１……リスト本体（装着部）  １６２……支持リング  １６３……先端面  １６５……コネクター  １７１、１７２、１７３、１７４、１７５、１７６……関節（ジョイント）  ２、２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ……アーム本体  ３、３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ……駆動機構  ４、４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ……封止手段  ５……第１挟持部材（第１挟持部）  ５１……挟持部材本体部  ５１１……基端部  ５１２、５１３……面  ５１４、５１５、５１６、５１７、５１８、５１９、５２０、５２１……側面  ５２……歪センサー（歪ゲージ）  ５３……第１分岐部  ５４……第２分岐部  ５５……中心軸  ５６……弾性膜  ５７……枠体  ６……第２挟持部材（第２挟持部）  ６１……基端部  ６２……弾性膜  ６３……枠体  ６４……第１分岐部  ６５……第２分岐部  ７……第３挟持部材（第３挟持部）  ７１……基端部  ７２……弾性膜  ７３……枠体  ７４……第１分岐部  ７５……第２分岐部  ８……支持機構  ８１……第１機構  ８２……第２機構  ８３……筐体  １０……ロボットハンド  １８……胴部  １９……アーム（ロボットアーム）  ２０……パーソナルコンピューター（ＰＣ）  ３０１、３０２、３０３、３０４、３０５、３０６……モータードライバー  ４０１、４０２、４０３、４０４、４０５、４０６……モーター  ５０ａ、５０ｂ……円筒部品  ６０……第４挟持部材  ６０１……弾性膜  ６０２……枠体  ７０……第５挟持部材  ７０３……枠体  ７０４……弾性膜  １０１……床  ７０１……第１ワーク（第１の被把持物）  ７０２……第２ワーク（第２の被把持物）  ８００……ステージ  Ｏ１、Ｏ２、Ｏ３、Ｏ４、Ｏ５、Ｏ６……回動軸
【図１】
2014233807.tif 000003
【図２】
2014233807.tif 000004
【図３】
2014233807.tif 000005
【図４】
2014233807.tif 000006
【図５】
2014233807.tif 000007
【図６】
2014233807.tif 000008
【図７】
2014233807.tif 000009
【図８】
2014233807.tif 000010
【図９】
2014233807.tif 000011
【図１０】
2014233807.tif 000012
【図１１】
2014233807.tif 000013
【図１２】
2014233807.tif 000014
【図１３】
2014233807.tif 000015
【図１４】
2014233807.tif 000016