(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
つかみ機構アセンブリ及びロボットであって、
前記つかみ機構アセンブリが回動可能にロボットに装着され、前記ロボットが水平面での前記つかみ機構アセンブリの並進と、垂直回動軸のまわりでの前記つかみ機構アセンブリの回動と、をもたらし、
前記つかみ機構アセンブリが移動装置と共に使用され、
前記つかみ機構アセンブリは、
上面及び反対側の下面を有するプラットホームを備え、
前記つかみ機構アセンブリは、
前記プラットホームに接合されるとともに当該プラットホームから延在する少なくとも１つの細長い部材を備える細長いアームであって、細長い部材のそれぞれが本体を有し、本体のそれぞれが前記プラットホームに近接した近位端及び反対側の遠位端を備えている、細長いアームと、
前記アームに対して回動可能に支持されたつかみ機構であって、前記本体の前記遠位端の領域において前記本体に枢動可能に接合された枢動アームを備えるホルダーを含む、つかみ機構と、
前記枢動アームと動作可能に関連付けられた作動装置であり、前記作動装置の作動の際、前記枢動アームに枢動可能な運動を与え、前記つかみ機構に水平軸のまわりの回動運動を与える、作動装置と、を更に備え、
前記つかみ機構は、前記つかみ機構アセンブリの質量中心が前記作動装置の作動中および前記つかみ機構の回動中に前記つかみ機構アセンブリの前記垂直回動軸とほぼ整列しながら、前記つかみ機構アセンブリの前記垂直回動軸に対する前記作動装置の角度変位の結果として垂直位置と水平位置との間で前記水平軸のまわりで９０度のパスを通って回転する、つかみ機構アセンブリ及びロボット。
【請求項２】
前記細長いアームが前記プラットホームに対して概ね垂直に延びている、請求項１に記載のつかみ機構アセンブリ及びロボット。
【請求項３】
前記作動装置が、前記アームに対して枢動可能に移動可動なように前記本体に対して配置される、請求項１又は２に記載のつかみ機構アセンブリ及びロボット。
【請求項４】
前記細長いアームが、前記プラットホームから延びている少なくとも一対の細長い部材を含み、前記本体のそれぞれが、隣接するどの内面からも離間された内面を有する、請求項１〜３のいずれか一項に記載のつかみ機構アセンブリ及びロボット。
【請求項５】
前記作動装置の少なくとも一部が、前記細長い部材の間に配置される、請求項４に記載のつかみ機構アセンブリ及びロボット。
【請求項６】
それぞれの本体が、ベアリングシャフトの挿入を受容するためにそれ自体に形成された軸受け穴を有し、前記つかみ機構が前記アームに対して回動可能であり、且つ前記ベアリングシャフトによって支持され、前記つかみ機構の前記ホルダーが、それ自体を貫通する前記ベアリングシャフトの挿入を受容するためにそれ自体に支持穴を有し、前記ホルダーが、前記ホルダーに外側で依存する、枢動穴を有する枢動アームを備える、請求項５に記載のつかみ機構アセンブリ及びロボット。
【請求項７】
前記作動装置に動作可能に連結された連結範囲と、前記つかみ機構との動作可能な係合のための係合要素を有する自由範囲と、有するリンク部材を更に備える、請求項６に記載のつかみ機構アセンブリ及びロボット。
【請求項８】
前記作動装置が空気圧シリンダーを備える、請求項１〜７のいずれか一項に記載のつかみ機構アセンブリ及びロボット。
【請求項９】
前記つかみ機構が吸引カップアセンブリを備える、請求項１〜８のいずれか一項に記載のつかみ機構アセンブリ及びロボット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機械装置のような移動装置に使用するためのつかみ機構アセンブリを目的とする。いくつかの実施形態では、つかみ機構アセンブリは、生産ラインに沿った１つ以上の処理工程位置での後続処理のためにコンベア装置から物品、容器、デバイス及び他の物体をロボットにより又は機械的に採取及び配置するために使用することができる。
【背景技術】
【０００２】
現在、様々なロボット構成が製造現場で多様な仕事を行っている。これらの仕事には、物体を採取及び配置することが含まれ、それらの物体は、物品が初期に様々なランダムな配向（「初期の物品採取位置」）にあり得る初期コンベア装置（例えばコンベアベルト）に送達される。物品の採取及び配置のための既知の装置（以下、「採取機構」と呼ぶ）には、そのような物品を採取し、生産施設内の１つ以上の処理工程位置での少なくとも１つの後続処理のためにそれぞれの物品を正しく位置づけられた向き（「物品所定位置」）に配置する仕事が与えられる。
【０００３】
初期位置から後の任意の所定の位置に物品を並べる採取機構は、典型的に、つかみ機構に接続された可動エンドエフェクタを有するロボットアームを含む。プログラム可能な制御装置がロボットアーム及びつかみ機構を物品に向けて動かし、つかみ機構の制御により物品を採取し、少なくとも１つの後続位置にロボットアームを移動し、つかみ機構の制御により物品を解放する。ロボットアームは、例えば、運転ベルト、真空コンベア、ネックコンベア、又は他の運搬手段上での運搬のために、物品を運搬可能な所定の位置に置く。あるいは、ロボットアームは、更なる加工の前に同様の物品を集めるために同様の物品とともに物品をレセプタクルに置くことができる。例えば、ロボットアームは、物品識別バーコードを物品及び／又はパレットの所定の位置に付けるために、同様の物品をパレット上に置くことができる。典型的な構成において、つかみ機構は、物品の採取及び配置のための採取機構を含む。この機構は、採取及び配置される物品の特徴に応じて、例えば磁気装置、真空若しくは吸引装置、機械装置又は任意の他の既知の装置など、当業者に周知の多様な種類の道具の１つであり得る。つかみ機構がいったん目標の物品を採取した後、つかみ機構を有する機械装置がそれらの品を所望の位置へ移動し、解放する。
【０００４】
採取機構が真の３次元環境で作業する必要を考慮すると、つかみ機構技術の改善は、仕事を効率的に達成する採取機構の能力を高めることができる。構成の変更では、操作スペース（すなわち、物体の操作に必要なエリア）及び操作コスト（すなわち、操作を終えるまでに必要な時間）での物品の安全な操作を考慮する必要がある。このため、特定の用途では、最低限の手段を用いて比較的未知の位置及び配向から既知の配向（ただし、未知の位置である可能性はある）へ物品を運ぶことが望ましい。形状の不明な物品がランダムな構成において初期位置にあり、それに作用する唯一の力が重力であると仮定すると、その物品の形状及び質量を考慮して、カメラを有するロボットアームで現在の物品採取の配向を検出し、物品を採取してから、「適正」な物品の所定の位置に物品を置くことが可能である。高い処理能力が必要な場合、このアプローチには多くの費用がかかる場合があり、現在のつかみ機構構成では、物品を物品採取位置から物品所定位置に正しく送達するために物品を再度つかまなくてはならない場合がある。
【０００５】
当初の商用つかみ機構の設計は、これに対処するために、従来の９０度回動する道具で生じる慣性及び物品高さに関係する元来のリスクを克服するダブル回動構成を提供した。採取動作中、つかみ機構は物品を採取し、水平軸のまわりの回動により物品を垂直に反転させ、垂直軸のまわりで物品を適正な処理配向に向け、物品を最終目的地に運搬し、物品を最終目的地（例えばコンベアの上）に置き、安定した位置で物品を解放する。図１を参照すると、標準的なダブル回動つかみ機構アセンブリ１０には、物品（図示せず）をつかむための自由範囲に吸引アセンブリ１４を有する枢動アーム１２が設けられている。物品は、コンベアベルト（図示せず）のような移動運搬装置に沿ってランダムな配向で並んでいる複数の物品から採取することができる。
【０００６】
つかみ機構アセンブリ１０の質量中心は、つかみ機構の回動中心が置かれる垂直軸１８からずれた垂直軸１６沿いに維持される。つかみ機構アセンブリの質量中心がその回動中心に対してずれていることは、慣性の影響による振動外乱に大きく寄与し、それにより、システム全体の平均故障間隔（ＭＴＢＦ）を短縮する。加えて、枢動可能アーム１２は、ロボット軌道の間の物品の振動を安定させるまでに、より長い時間を要し、それにより、物品をその最初の配向から適正な配向にするために必要な時間インクリメントを上昇させる。業界標準的なつかみ機構の構成は、更に、設備、動作、及び保守に多大な時間及び金銭の投資を必要とする相互作用部品を数多く含む。再配向作業速度を改善するために、複数のロボット採取機構による共動作がしばしば採用され、その場合、これらの因子は複数の設備に対して予測可能な採取動作を実行する能力に悪影響を及ぼす。長期にわたって物品の取り扱いが行われる場合、前述の全ての因子が過度のＭＴＢＦに寄与し、生産システム全体の生産性及び信頼性を更に低下させる。
【０００７】
システム全体の速度を増す別の方法は、ロボットのエンドエフェクタに複数のつかみ機構（例えば複数の吸引カップ）を導入することである。そのような複数のつかみ機構は物品採取位置から同時にいくつかの物品を把持して採取し、２つ以上の物品を同時に置くことができる。しかし、この解決策はつかみ機構の重量を増すだけでなく、装置（したがってそれに伴う費用、操作性及び保守性）の複雑さもまた増し、特に、つかみ機構の使用をごく数種類の特定の物品形状に制限する。異なる物品に変更する時間が増すことは、システム全体のフレキシビリティを実際に低減させ、複数のつかみ機構の構成により実現される生産速度によってもたらされ得るあらゆる利益を消し去る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
したがって、移動装置のための改善されたつかみ機構は求められ続けている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
移動装置と共に使用するためのつかみ機構アセンブリが開示される。一実施形態では、つかみ機構アセンブリは、
上面及びその反対側の下面を有するプラットホームと、
プラットホームに接合されるとともに当該プラットホームから延在する少なくとも１つの細長い部材を備える細長いアームであって、細長い部材のそれぞれが本体を有し、本体のそれぞれがプラットホームに近接した近位端及び反対側の遠位端を備えている、細長いアームと、
アームに対して回動可能に支持されたつかみ機構であって、本体の遠位端の領域において、本体に枢動可能に接合された枢動アームを備えるホルダーを含む、つかみ機構と、
枢動アームと動作可能に関連付けられた作動装置であり、作動装置の作動の際、枢動アームに枢動可能な運動を与え、つかみ機構に水平軸のまわりの回動運動を与える、作動装置と、を備え、作動装置はアームに対して枢動可能に移動可動となるように本体に対して配置され得、
つかみ機構アセンブリは、作動装置の作動中につかみ機構アセンブリの垂直回動軸とほぼ整列した質量中心を有する。
【００１０】
つかみ機構アセンブリは効率的なやり方で調節可能であり、最低限の変更時間で多くの異なる環境で使用するために十分な汎用性を有する。このつかみ機構アセンブリは回動軸のより近くに重力中心を置くことにより既知のつかみ機構の欠点に対処し、その一方で、たとえ頻繁な物品の変更に際しても、予測可能性及び信頼性が必要とされる長期的動作のための経済的な製造、設置、及び使用を維持する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】業界標準的なつかみ機構アセンブリの斜視図。
【図２】ロボットプラットホームに装着されたつかみ機構アセンブリの斜視図。
【図３】ロボットプラットホームから分離された、図２のつかみ機構アセンブリの斜視図。
【図４】図３のつかみ機構アセンブリの分解図。
【図５】初期の物品採取位置におけるつかみ機構アセンブリの側面図。
【図５Ａ】初期の物品採取位置におけるつかみ機構アセンブリの正面図。
【図６】後続の物品回動位置におけるつかみ機構アセンブリの正面及び側面図。
【図６Ａ】後続の物品回動位置におけるつかみ機構アセンブリの側面図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明は、機械装置のような移動装置に使用するためのつかみ機構アセンブリを目的とする。移動装置は、物品を移動させることが可能な任意の好適な装置であり得る。機械装置としては空気圧アーム、ロボット、及び他の機械移動要素が挙げられるが、これらに限定されない。機械装置は、機械式、電気式、及びこれらの組み合わせを含む（ただし限定せず）任意の好適なやり方で作動でき、機械作動式装置に限定されない。本願はロボットに関する文脈における機械装置を説明しているが、本発明はロボットとの使用に限定されず、用語「ロボット」は「移動装置」又は「機械装置」という用語と互換性があることを理解すべきである。
【００１３】
特定の実施形態では、つかみ機構アセンブリは、容器（空であっても、少なくとも一部が充填されていてもよい）、デバイス、及び他の物体（本明細書で「物品」又は集合的に「物品類」と呼ばれるもの）のような物品を採取及び所定位置に配置するために使用される。場合によっては、物品をコンベア装置から採取して、その後の処理のために生産ラインに沿った１つ以上の処理工程位置に置く。そのような処理工程位置としては、物品のラベル付け、充填、蓋、密封のための工程位置が挙げられ（ただし限定せず）、それらの工程位置は、その製造場からの後の送達のために、正しく位置づけられた物品を連続して選択的に処理することができる。つかみ機構アセンブリはかかる用途に限定されず、つかみ機構アセンブリが一般に使用される他の任意の目的のために使用することができる。
【００１４】
特定の実施形態では、つかみ機構アセンブリはつかみ機構アセンブリの質量中心を垂直回動軸とほぼ整列させて維持する一方で、つかみ機構アセンブリは物品を、初期の物品採取位置（この位置でつかみ機構アセンブリは、ランダムな配向であり得る物品と係合する）と、後続の物品所定位置（この位置でつかみ機構アセンブリは、後続処理のための安定した運搬可能な位置への配置のような後続の所定の配置のために、採取した物品を水平軸のまわりで回動させる）との間で物品を移動させる。本明細書で用いられる「ほぼ整列」という用語は、つかみ機構アセンブリの質量中心と垂直回動軸との間の距離が約２５ｍｍ以下である関係を指す。したがって、用語「ほぼ整列」は、つかみ機構アセンブリの質量中心と垂直回動軸との間の距離が約２５ｍｍ以下、２０ｍｍ以下、１５ｍｍ以下、１０ｍｍ以下、５ｍｍ以下であり、且つ質量中心と垂直回動軸が一致する（質量中心が垂直回動軸に沿って維持される）関係を含む。
【００１５】
ここで図を参照すると、図中、同じ番号は同じ要素を表し、図２においてつかみ機構アセンブリ１００は例示的物品１０２を把持しているが、複数の物品形状が本発明の適切な実施に適合できる。つかみ機構アセンブリ１００は３次元空間及び垂直回動軸のまわりでのつかみ機構アセンブリの回動を通じてつかみ機構アセンブリ１００の並進をもたらすロボット１０４のプラットホームに装着されている。ロボット１０４は、平行運動ロボット、スパイダー・アンド・デルタロボット、６軸ロボット、ＳＣＡＲＡロボット、及び独立作動可能な自動アームが含むが、これらに限定されない様々な市販の入手可能なロボット及び作動アームから選択されてよい。図示したように、ロボット１０４は、ベース要素から延び可動要素に取り付けられた独立制御アームを使用して、３次元空間での可動要素の位置づけ及び配向を行う。示されるロボット１０４の構成は工業処理工程で周知である。ロボットの選択はこのような構成に限定されず、代替的なロボット構成もこのつかみ機構との使用に適合可能である。つかみ機構アセンブリ１００は、つかみ機構アセンブリと可動要素とが共通の回動軸を有するように垂直回動軸のまわりでロボットの可動要素に回動可能に取り付けられる。
【００１６】
更に図３及び４を参照すると、つかみ機構アセンブリ１００の詳細が示されている。つかみ機構アセンブリ１００は細長いアーム１０６及びプラットホーム１０８を備えている。細長いアーム１０６は少なくとも１つの細長い部材１１０を備えている。プラットホーム１０８は上面１０８ａ及び反対側の下面１０８ｂを有する。一方又は両方の表面が平面であってよい（しかし平面でなくてもよい）。上面と下面との間には厚みがある。プラットホーム１０８の上面１０８ａは、プラットホーム１０８及びロボット１０４の少なくとも一方とねじ方式で係合することが可能（又は、別のやり方で取り外し可能に固定されることが可能）な交換可能なアダプター１１２を支持することができ、それにより、ロボット１０４はロボットが動作中につかみ機構アセンブリ１００に並進及び回動運動を与える。アダプター１１２は、つかみ機構アセンブリ１００と、対応するロボット手段又は他の機械装置との接続を可能にする任意の構成であってよい。アダプター１１２は異なる構成を有する機械装置に接続され得る汎用型であり得る。つかみ機構アセンブリ１００に伴うアダプター構成を変更する能力は、様々なロボット設備に伴うつかみ機構アセンブリ１００の互換性を可能にするものであり、利点である。それにより、つかみ機構アセンブリ１００は、採取及び配置される物品の形式に関してだけでなく複数の産業にわたって生産ラインで行われ得る様々な仕事に関してのフレキシビリティもまた与える。
【００１７】
少なくとも１つの細長い部材１１０は、プラットホームの下面１０８ｂ（又は他の部分）からなどプラットホーム１０８から延出している。細長い部材１１０はプラットホームの表面から垂直に（直角に）延びてもよく、又は、プラットホーム１０８に対して概ね垂直であるなど、プラットホーム１０８に対して他の何らかの好適な角度で延びていてもよい。本明細書で使用するとき、用語「概ね垂直」には法線から約２５度以内の角度が含まれる。それぞれの細長い部材は長さｌを有する本体１１６を備えている。一対の細長い部材１１０は互いに対して概ね平行に、プラットホームから垂直に依存しているように、図に示されているしかし、アーム１０６は本発明の範囲から逸脱せずに単一の細長い部材、一対の細長い部材、又は３つ以上の細長い部材を有することができることが理解される。示される実施形態では、それぞれの部材本体１１６は、隣接する部材の内面１１６ａから距離Ｄだけ離間された内面１１６ａ、外面１１６ｂ、正面１１６ｃ、及び背面１１６ｄを含む。
【００１８】
細長い部材１１０は、例えば枢動可能にそれに接続されている、それに接合された作動装置１７０を有することができる。作動装置１７０は、任意の好適なやり方で細長い部材１１０に枢動可能に接続され得る。枢動可能接続の１つの非限定的な形式について、以下に記載する。それぞれの本体１１６沿いの長さの中間に又は概ね中間に円筒形シャフト穴１１８がある。２つ以上の細長い部材があるときは、シャフト穴１１８はそれを通じてシャフト１２０を挿入できるように互いに対して同軸に位置づけられ、シャフト１２０は距離Ｄにかけて横断する。シャフト１２０が貫通するように距離リング１２２及びブッシング１２４の一方又は両方をそれぞれの本体１１６のそれぞれの外面１１６ｂに隣接して選択的に配置することができ、それにより、距離リング１２２は様々な長さの円筒形シャフトを受け入れることができ、ブッシング１２４はつかみ機構アセンブリ１００の動作中に細長いアーム１０６に与えられる振動を低減する。
【００１９】
それぞれの部材本体１１６は、プラットホーム１０８の下面１０８ｂに隣接した近位端（又は「プラットホーム範囲」）１１６ｅ及び反対側の遠位端（カンチレバー範囲の形態であり得る）１１６ｆを更に含む。示される実施形態では、遠位端１１６ｆはそこを貫通する円筒形軸受け穴１２８を有する。軸受け穴１２８は、ベアリングシャフト１３０が距離Ｄにかけて横断するように、それを通じたベアリングシャフト１３０の挿入を可能にするように互いに同軸に位置づけられる。ベアリングシャフト１３０は吸引カップアセンブリ１３２のようなつかみ機構を、細長いアーム１０６に対する回動可能な運動において支持する。
【００２０】
吸引カップアセンブリ１３２は、支持面１３６ａ、係合面１３６ｂ、上面に垂直に依存する任意の雄型植込ボルト連結具を有する上面１３６ｃ、底面１３６ｄ、及び一対の側面１３６ｅを有する吸引カップベース１３６を有するホルダー１３４を含むことができる。支持面１３６ａは吸引ヘッド１３８を支えている。支持面１３６ａと吸引ヘッド１３８の係合は、摩擦係合、ねじ方式係合、エポキシ、又は当該技術分野で既知の任意の他の手段によりもたらすことができる。支持面１３６ａは、係合面１３６ｂの反対側であり、ベース１３６は、係合面１３６ｂにおいて、その係合面の近くでベース１３６によって提供される支持穴１３９を通じたベアリングシャフト１３０の挿入を介してベアリングシャフト１３０に係合する。距離ディスク１４０及び軸受け１４２の一方又は両方を、ベアリングシャフト１３０がそれを貫通するように、それぞれの本体１１６のそれぞれの外面１１６ｂに隣接して選択的に配置することができ、それにより、距離ディスク１４０は様々な長さの円筒形シャフトを受け入れることができ、一方、軸受け１４２は低摩擦のベアリング面を提供し、つかみ機構アセンブリ１００の動作中に細長いアーム１０６に与えられる振動を更に抑制する。任意の末端キャップ１４４をベアリングシャフト１３０のそれぞれの末端範囲１３０ａに配置して、つかみ機構アセンブリ１００の動作中のベアリングシャフト１３０、距離ディスク１４０、及び軸受け１４２の整列を容易にすることができる。
【００２１】
カンチレバー式の枢動アーム１３７がベース１３６の底面１３６ｄに沿った外側で依存している。枢動アーム１３７は係合面１３６ｂに隣接して位置づけられ、枢動穴１５０を有する枢動範囲１３７ａ内で終端する。平軸受け（図示せず）を枢動穴１５０内に配置して、低摩擦のベアリング面を提供することができる。枢動アーム１３７はホルダー１３４及び／又はベース１３６と一体式であってもよく、取り外し式にそこに固定されてもよい。したがって、吸引カップアセンブリ１３２の回動はベース１３６及び枢動アーム１３７の両方に概ね同時の運動を与える。
【００２２】
支持体１５６及びクラッチ１５８を備えるフレームは、吸引ヘッドが支持体１５６の間に配置されるように吸引ヘッド１３８に対して選択的に位置づけられる。クラッチ１５８は、ベース１３６の底面１３６ｄに沿ってベース１３６にクラッチを締結するためのつば（図示せず）及び、吸引ヘッド１３８を隣接して配置することを可能にするシート１６０のような、保持手段を含む。アダプター１６４もまた、吸引カップアセンブリ１３２と作動要素（下記に詳述する）との中間に部材本体１１６の長さ沿いのその正面１１６ｃに隣接して提供され得る。
【００２３】
つかみ機構アセンブリ１００は枢動アーム１３７との枢動可能な関連性を確立するために作動装置を更に含み、それにより吸引カップアセンブリ１３２に回動運動を与える。図３及び４に更に示されるように、作動装置は空気圧シリンダー１７０（いくつかの市販の入手可能な空気圧作動装置から１つを選択することができる）の構成において提供される。空気圧シリンダー１７０は代表的な作動装置として描かれているが、当該技術分野で既知の電子式及び機械的作動装置を含む１つ以上の代替方法の作動装置と置換されてもよいことが理解される。作動装置１７０は、細長いアーム１０６に対して枢動可能に移動可動となるように１つ以上の本体１１６に対して配置することができる。示される実施形態では、作動装置１７０は部材本体１１６の内面１１６ａの間に少なくとも部分的に配置される。
【００２４】
空気圧シリンダー１７０に動作可能に連結されたリンク部材１７２は、ヨーク１７４に近位の連結範囲１７２ａと、係合要素のある自由範囲１７２ｂと、を有する。代表的係合要素は、一対の歯１７８を有するフォークヘッド１７６として図示されており、それぞれの歯１７８はそれを貫通して画定された締結穴１８０を有する。締結穴１８０は、枢動アーム１３７が歯１７８の間に配置されたときに締結穴１８０の位置が枢動穴１５０の位置と合うように互いに同軸に整列している。締結穴１８０は、摩擦係合、ねじ山付きの締結部材と締結穴１８０内に画定された対応するねじ山との相補ねじ係合、又は当該技術分野で既知の任意の他のタイプの係合などによって、歯１７８を用いた少なくとも１つの締結部材の係合を可能にする。
【００２５】
図に容易に見られるように、吸引カップアセンブリ１３２は枢動アーム１３７に装着されて、空気圧シリンダー１７０の作動の際、水平軸のまわりの回動をもたらす。空気圧シリンダー１７０の位置は、全ての質量がつかみ機構アセンブリ１００の回動軸とほぼ一致して集中することを確実にする（すなわち、つかみ機構アセンブリ１００の回動中心と質量中心は、ほぼ整列した軸に沿って配置され得、空気圧シリンダー１７０の作動及び結果的な吸引カップアセンブリ１３２の回動中、そのような関係に維持され得る）。そのような構成は、細長いアーム１０６に沿って生じる振動外乱を実質的に低減し、また空気圧シリンダー１７０と採取物品との間のあらゆる衝突も回避する。
【００２６】
更に、初期の物品採取位置（図５及び５Ａを参照して説明する）と、後続の物品所定位置（図６及び６Ａを参照して説明する）との間で動作中のつかみ機構アセンブリ１００が示されている。図５及び５Ａに示す初期の物品採取位置において、つかみ機構アセンブリ１００は、垂直回動軸Ｙの近く又はそれに沿って配置された重心を有するものとして示されている。空気圧シリンダー１７０は、回動軸に対して初期角度θで配置され、この角度で吸引ヘッドアセンブリ１３２は吸引ヘッド１３８を水平面に沿って配置する。この構成において、吸引ヘッド１３８は、ロボット１０４によって案内されるにつれて１つ以上の物品と連続して容易に係合するための初期の物品採取位置に位置づけられる。
【００２７】
図６及び６Ａに示したような、その後の物品回動位置への空気圧シリンダー１７０の作動の際、空気圧シリンダー１７２は部材本体１１６の正面１１６ｃに向かって旋回して、後続の角度θ’に接近する。空気圧シリンダー１７０の角度変位の結果として、それに連結されているリンク部材１７２は回動運動を枢動アーム１３７に与えて、吸引ヘッドアセンブリ１３２が概ね９０度のパスを通って物品所定位置まで回動する（例えば、吸引ヘッド１３８は概ね垂直な平面、又は、角度θで画定された物品採取位置と角度θ’で画定された物品所定位置との間の角度のパスに沿って画定された任意の平面に配置される）。ベアリングシャフト１３０に沿った吸引カップアセンブリ１３２の回動運動を通じて一貫して、吸引ヘッド１３８は採取物品との係合を維持して、水平軸に沿った採取物品の回動により、採取物品を物品所定位置に向ける。この後続の位置において、つかみ機構アセンブリ１００の質量中心は、質量中心及び回動の水平軸の位置づけが初期の物品採取位置と後続の物品回動位置との間で変化しても、つかみ機構アセンブリの垂直回動軸とほぼ整列している。それによって、つかみ機構アセンブリ１００の動作中を通じて、細長いアーム１０６に沿った振動外乱は軽減される。
【実施例】
【００２８】
（実施例１）：
第１のつかみ機構アセンブリは、図１で示し上述した業界標準の形状で入手する。つかみ機構は質量０．１５ｋｇ、幅１３０ｍｍの瓶を採取する。つかみ機構の総質量は１．２０ｋｇである。回動軸は、つかみ機構の質量中心が置かれた軸から距離にして９０ｍｍずれている。
瓶の慣性／力
ｒ＝瓶の幅／２＝６５ｍｍ
Ｊ瓶＝１／２ｍｒ２＝３１６．８８ｋｇ／ｍｍ２
回動運動でのロボットの慣性
ｒ＝９０ｍｍ
Ｊつかみ機構＝ｍ＊ｒ２＝９７２０ｋｇ／ｍｍ２
Ｊつかみ機構＋Ｊ瓶＝１００３６．８８ｋｇ／ｍｍ２
このように、瓶によって高い反転慣性がもたらされる。
【００２９】
（実施例２）：
第２のつかみ機構アセンブリは、本明細書の図２〜４で示し説明したように構築される。つかみ機構は、質量０．１５ｋｇを有する瓶をつかみ機構が採取するとき、図５及び５Ａに示したような初期の物品採取位置にある。
重心
Ｘ＝−２．６ｍｍ
Ｙ＝−１０６．４ｍｍ
Ｚ＝−２．９ｍｍ
Ｙ軸のまわりの回動の慣性
ＪＹ＝８８３．９ｋｇ／ｍｍ２
【００３０】
（実施例３）：
第３のつかみ機構アセンブリは、本明細書の図２〜４で示し説明したように構築される。０．１５ｋｇの質量を有する採取した瓶につかみ機構が係合しているとき、つかみ機構は図６及び６Ａに示されているような後続の物品回動位置にある。
重心
Ｘ＝−３．９ｍｍ
Ｙ＝−１０６．２ｍｍ
Ｚ＝−２．９ｍｍ
Ｙ軸のまわりの回動の慣性
ＪＹ＝７８３．４ｋｇ／ｍｍ２
【００３１】
本開示のつかみ機構アセンブリは、最適なＭＴＢＦを有する業界標準的なつかみ機構アセンブリの全ての活動を行うことができる。すなわち、つかみ機構アセンブリは、真空手段による物品の採取、水平軸のまわりの回動による、採取した物品の反転、垂直軸のまわりの回動による物品の配向、キャリアー内又はコンベア装置上への配置のための最終目的地への物品の移動、及び更なる処理のための安定した運搬可能な位置での、採取した物品の解放を達成する。本明細書に示すつかみ機構の設計は、材料の使用を抑制し、それにより、アルミニウム（ただし、金属、強化プラスチック、及び複合材料で構成される材料群を含むがこれに限定されない他の製造材料も企図される）のような軽量だが硬い材料に適合しやすい構成をもたらす。そのような材料の選択は、動作中のつかみ機構の活動の有効性を犠牲にせずにつかみ機構アセンブリの重量を抑制する。全ての重要な構成要素間の係合は、動作中のつかみ機構アセンブリの一貫した高い剛性を確保するように行われる。
【００３２】
本開示のつかみ機構アセンブリは、高速及び改善された信頼性を維持する高速反転機構における最低限の回動慣性、最低限の並進運動慣性、最低限の反転慣性を実現する。これらの特徴とともに、このつかみ機構アセンブリは、様々な寸法、形状、テクスチャ、輪郭、及び材料組成の物品、並びに様々な生産法（射出成形、押出し成形、ブロー成形、並びに相補的な及び他の、製造業において既知の生産法が含まれるが、これらに限定されない）により製造された物品を受容するための改善されたフレキシビリティを呈する。つかみ機構アセンブリ構成の変更によってもたらされる保守時間の減少は、本開示のつかみ機構アセンブリの良好な動作及び任意の１つの組立ラインで必要とされる本発明のつかみ機構アセンブリの数の低減に寄与する。それにより、ＭＴＢＦの有意な増加とともに、定期保守が低減され、本発明のつかみ機構設計は業界標準的構成と比べて高い採取及び配置速度を実現するので、所与の設備において必要とされるロボットの数もまた低減され得る。
【００３３】
「接合した」という用語は、ある要素を他の要素に直接固着することによって、要素を別の要素に直接固定する構成；ある要素を中間部材（類）に固着し、次にその中間部材を他の要素に固着することによって、ある要素を他の要素に間接的に固定する構成；ある要素が別の要素と一体化する構成、即ち、ある要素が他の要素の本質的な一部分である構成を包含する。「接合した」という用語は、要素の１つの表面全体にわたり要素が完全に別の要素に固定されている構成に加え、要素が別の要素の選択された位置に固定されている構成を包含する。
【００３４】
本明細書に開示した寸法及び値は、記載された正確な数値に厳密に限定されるものと理解されるべきではない。むしろ、特に断らないかぎり、そのような寸法のそれぞれは、記載された値及びその値の周辺の機能的に同等の範囲の両方を意味するものとする。例えば「４０ｍｍ」として開示される寸法は、「約４０ｍｍ」を意味するものとする。
【００３５】
あらゆる相互参照又は関連特許若しくは特許出願を含む、本明細書に引用される文献は全て、明白に除外さもなくば限定されている場合を除いて、本明細書中にその全容を援用するものである。いずれの文献の引用も、こうした文献が本願で開示又は特許請求される全ての発明に対する先行技術であることを容認するものではなく、また、こうした文献が、単独で、あるいは他の全ての参照文献とのあらゆる組み合わせにおいて、こうした発明のいずれかを参照、教示、示唆又は開示していることを容認するものでもない。更に、本文書において、ある用語の任意の意味又は定義の範囲が、援用文献中の同じ用語の任意の意味又は定義と矛盾する場合には、本文書中で用語に与えられる意味又は定義が優先するものとする。
【００３６】
以上、本発明の特定の実施形態を例示及び説明したが、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく他の様々な変更及び改変を実施できることは当業者には明らかであろう。したがって、本発明の範囲に含まれるそのような変更及び改変は全て、添付の「特許請求の範囲」において網羅されるものとする。
【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５Ａ】
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【図６】
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【図６Ａ】
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