(57)【要約】【課題】把持の解除時に対象物の位置や姿勢などに狂いを生じさせずに把持を解除できる把持装置を提供する。【解決手段】第１把持片３と第２把持片４とによって対象物５を把持し、前記対象物５が置かれた状態で前記第２把持片４を前記対象物５から上側に引き上げて把持を解除する把持装置１において、前記第２把持片４は、前記対象物５から引き上げられる際に前記対象物５表面に対する接触面積が、前記引き上げに伴って次第に減少する機構１２，１３，１４を備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１把持片と第２把持片とによって対象物を把持し、前記対象物が置かれた状態で前記第２把持片を前記対象物から上側に引き上げて把持を解除する把持装置において、
前記第２把持片は、前記対象物から引き上げられる際に前記対象物表面に対する接触面積が、前記引き上げに伴って次第に減少する機構を備えていることを特徴とする把持装置。
【請求項２】
前記機構は、前記対象物に対して平行移動する本体と、前記本体の前記対象物に対向する面に設けられかつ前記対象物に向けて凸状に湾曲した弾性を有する押圧体とを備えていることを特徴とする請求項１に記載の把持装置。
【請求項３】
前記押圧体は、並列に並べられた複数の長尺な帯状体によって形成され、前記帯状体のうち長尺方向における一端側が固定され他端側が前記対象物の載置されている面に対して平行な方向へ可動するように支持されていることを特徴とする請求項２に記載の把持装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ハンドリング対象物を掴んで移動させる把持装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、所定の載置面上に設置された移載対象物の下側に、薄板を挿入してすくい上げる装置が記載されている。特許文献１の装置においては、フィルム材が巻き掛けられ、かつ間隙を空けて重ねて配置された２枚の薄板と、移載対象物を上部から自重により押さえつける押さえ部材とによって、移載対象物の姿勢を維持しながらすくい上げるとしている。また、移載対象物が所定の位置に移載されると、２枚の薄板が引き抜かれて移載対象物が載置され、その後すくい上げ装置が上昇することにより、押さえ部材が移載対象物から離れ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】特許第５５６７２０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載された装置では、移載する対象物の形状を崩さないようにするために、平板状の押さえ板が用いられている。そのため、対象物の表面が平坦であったり、対象物が食品のように水分や油分を含む材料であったりすると、押さえ板を対象物から引き離す際に対象物が押さえ板に吸着してしまう可能性がある。したがって、押さえ板が対象物から離隔するときに、対象物が押さえ板の動作に追従して動いてしまい、対象物が想定した位置と異なる位置に載置されたり、対象物の形が崩れたり、さらには姿勢に狂いが生じたりするおそれがある。
【０００５】
この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであって、把持の解除時に対象物の位置や姿勢などに狂いを生じさせずに把持を解除できる把持装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するために、この発明は、第１把持片と第２把持片とによって対象物を把持し、前記対象物が置かれた状態で前記第２把持片を前記対象物から上側に引き上げて把持を解除する把持装置において、前記第２把持片は、前記対象物から引き上げられる際に前記対象物表面に対する接触面積が、前記引き上げに伴って次第に減少する機構を備えていることを特徴とするものである。
【０００７】
この発明において、前記機構は、前記対象物に対して平行移動する本体と、前記本体の前記対象物に対向する面に設けられかつ前記対象物に向けて凸状に湾曲した弾性を有する押圧体とを備えていてよい。
【０００８】
この発明において、前記押圧体は、並列に並べられた複数の長尺な帯状体によって形成され、前記帯状体のうち長尺方向における一端側が固定され他端側が前記対象物の載置されている面に対して平行な方向へ可動するように支持されていてよい。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、第２把持片が対象物から引き上げられる際に、対象物との接触面積を次第に減少させながら引き上げられている。そのため、対象物が第２把持片に吸着されていても、第２把持片が対象物から次第に離隔することにより対象物が第２把持片に追従して動くことを抑制している。したがって、対象物を所期の位置もしくは姿勢の状態で載置することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１におけるアッパーガイドの全体的な構成を説明する平面図である。
【図２】この発明に係る把持装置が取り付けられた搬送機構を説明するための図である。
【図３】図１におけるI-I線に沿う断面図である。
【図４】図３における帯状体の一端の構造を説明するための拡大図である。
【図５】図３における帯状体の他端の構造を説明するための拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
この発明に係る把持装置は、第１把持片と第２把持片とによって対象物を把持し、対象物が載置されると、第２把持片が対象物から上側に引き上げることにより把持を解除するように構成された種々の把持装置に適用することができる。以下の実施例では、載置された対象物をすくい上げて把持し、所定の位置に移送して載置する把持装置を用いて説明する。
【００１２】
この発明の実施例における把持装置１は、図２に示すように、多関節型ロボットである搬送機構２に取り付けられている。把持装置１は、下側に配置されたすくい上げ部３と上側に配置されたアッパーガイド４とによって、対象物５を把持あるいは対象物５の把持を解除するように構成されている。すくい上げ部３は、この発明における第１把持片に相当し、アッパーガイド４は、この発明における第２把持片に相当する。
【００１３】
すくい上げ部３において対象物５を支える保持部材３Ａは、対象物５の姿勢を維持した状態で移送できるように、薄板やその薄板に巻き掛けられたフィルム等の上面に対象物５を載せられるように構成されている。また、すくい上げ部３の図示しない可動部は、駆動装置等により保持部材３Ａを搬入コンベヤ６に載置された対象物５と搬入コンベヤ６との間に差し込むもしくは引き抜く方向に動作する。
【００１４】
アッパーガイド４は、図２に示すように、ガイド部７と、そのガイド部７に取り付けられた可動部材８とを備えている。ガイド部７には、図示しないストッパが設けられ、そのストッパによって可動部材８が自重により鉛直方向下側に移動しすぎるもしくは脱落してしまうことを阻止している。可動部材８のガイド部７に取り付けられる側の一端部は、断面Ｔ字に形成され、対象物５に対して平行な方向、つまり上下方向への移動ができるようにガイド部７に取り付けられている。また、可動部材８のガイド部７と反対側の他端には、図３に示すように、フレーム９が取り付けられている。また、可動部材８とフレーム９とは、図３に示すように、ボルト１５によって接合されている。
【００１５】
フレーム９は、この発明の実施例における本体に相当し、図１に示すように、矩形の枠型に形成された外枠部９Ａと、外枠部９Ａにおける対向する辺同士を連結するように形成された連結部９Ｂ，９Ｃとによって形成されている。各連結部９Ｂ，９Ｃが直交方向に交差する交点に、可動部材８と連結される結合部位１０が設けられている。また、フレーム９の外枠部９Ａには、後述する帯状体１２，１３，１４の両端部が貫通される矩形状の貫通孔１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄ，１１Ｅ，１１Ｆが設けられている。この貫通孔１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄ，１１Ｅ，１１Ｆは、外枠部９Ａにおける４つの角と、その４つの角の隣接する角同士の中間点のうちの１箇所と、その箇所に対向する位置との計６箇所に形成されている。
【００１６】
フレーム９の対象物５に対向する面には、図１に示すように、この発明の実施例における押圧体に相当する、長尺な３つの帯状体１２，１３，１４が取り付けられている。３つの帯状体１２，１３，１４は、図１および図３に示すように、それぞれ並列に並べられ、対象物５側へ向けて中央部が凸状に湾曲し、板バネ等の弾性を有する材料により形成されている。３つの帯状体１２，１３，１４の長尺方向における両端部が上述した貫通孔１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄ，１１Ｅ，１１Ｆを貫通してフレーム９に保持されている。具体的には、第１帯状体１２が第１貫通孔１１Ａ，１１Ｄによって保持され、第２帯状体１３が第２貫通孔１１Ｂ，１１Ｅによって保持され、第３帯状体１４が第３貫通孔１１Ｃ，１１Ｆによって保持されている。
【００１７】
３つの帯状体１２，１３，１４のうち、長尺方向における一端が固定され、他端が対象物５の載置されている面である搬入コンベヤ６に対して平行な方向に可動するようにフレーム９に支持されている。帯状体１２，１３，１４の動作について、第２帯状体１３を用いて具体的に説明する。図４に示すように、第２帯状体１３の一端１３Ａは、第２貫通孔１１Ｅを対象物５側から貫通し、その先端がフレーム９側に屈曲してフレーム９の可動部材８側の面とスポット溶接により接合されている。また、図５に示すように、第２帯状体１３の他端１３Ｂは、第２貫通孔１１Ｂを対象物５側から貫通し、その先端がフレーム９側に屈曲している。
【００１８】
この構成により、第２帯状体１３は、その中央部１３Ｃを中心に対象物５側から押されると、解放されている他端１３Ｂがフレームの外枠部９Ａのさらに外側へ向けて伸ばされ、第２帯状体１３全体が平坦形状に近づく。また、第２帯状体１３が対象物５側から押される力から解放されると、元の形状、つまり対象物５側へ向けて中央部１３Ｃが凸状に湾曲した弓なり形状に戻る。なお、第２帯状体１３に隣接する第１，第３帯状体１２，１４は、図１に示すように、第２帯状体１３の他端１３Ｂに隣接する第１，第３帯状体１２，１４の他端１２Ｂ，１４Ｂが、スポット溶接により接合されている。すなわち、隣接する帯状体の隣接する端部は、フレーム９への固定もしくは解放が交互になるように構成されている。
【００１９】
上述した構成を有する把持装置１が、対象物５を把持し、あるいは把持を解除する動作について、図２を用いて説明する。把持装置１の下側には、対象物５を載置した状態で送る搬入コンベヤ６が配置されている。この搬入コンベヤ６によって送られてきた対象物５の位置を判別する図示しないカメラが搬入コンベヤ６の上方に配置されている。そのカメラによって得られた画像を解析し、そのデータを上記の搬送機構２に伝送し、搬送機構２に取り付けられたすくい上げ部３が対象物５の位置および姿勢に応じてすくい上げるように構成されている。このとき、上記のカメラによって得られた画像を解析した画像データに基づいて搬送機構２が動作し、対象物５のすくい上げや積み重ねを行うことにより、対象物５の姿勢もしくは向きを揃えてすくい上げて把持することができる。なお、上述したカメラは、上記のように対象物５の位置や姿勢を判別できる機構であればカメラでなくてもよい。
【００２０】
把持装置１は、搬送機構２により対象物５近傍の上部に移動され、次第に下降される。このとき、把持装置１が下降されることにより、アッパーガイド４の帯状体１２，１３，１４の中央部が対象物５の上面に接触する。把持装置１がさらに下降されると、アッパーガイド４の自重と対象物５が押し返す力によりアッパーガイド４の帯状体１２，１３，１４が上側に押される。帯状体１２，１３，１４が上側に押されると、上述したような変形が生じるため、帯状体１２，１３，１４が次第に平坦形状に近づく。それに伴って、帯状体１２，１３，１４と対象物５との接触する面における接触面積も次第に大きくなる。対象物５の姿勢を維持でき、かつ対象物５を把持できる程度の接触面積になると、帯状体１２，１３，１４の変形が止まる。そして、対象物５により帯状体１２，１３，１４がさらに押されると、フレーム９および帯状体１２，１３，１４が可動部材８とガイド部７とによって上側に移動される。
【００２１】
把持装置１が搬送機構２により所定の位置まで下降され、アッパーガイド４に上述したような動作が生じると、把持装置１の下降が停止する。把持装置１の下降が止まると、すくい上げ部３の可動部が動作されて保持部材３Ａが対象物５と搬入コンベヤ６との間に差し込まれる。保持部材３Ａは、対象物５の下面全体と接触する程度まで差し込まれると、搬送機構２により把持装置１が上側に持ち上げられる。このようにして搬入コンベヤ６によって載置されて移動してきた対象物５を、対象物５の下面を支えるすくい上げ部３と対象物５の上面を支えるアッパーガイド４とにより把持してすくい上げるように構成されている。
【００２２】
こうしてすくい上げられた対象物５は、搬送機構２により次の工程に送られたり、所定の位置に載置されたりする。対象物５を所定の位置に置くとき、把持装置１により、すくい上げた対象物５を把持した状態ですくい上げ部３の下面が所定の位置と接触する。そして、搬送機構２により可動部が、対象物５と所定の位置との間から引き抜かれる方向に動作することにより、保持部材３Ａが引き抜かれる。この動作により対象物５を搬入コンベヤ６から所定の位置に移送して載置することができる。
【００２３】
また、保持部材３Ａが引き抜かれた時点では、アッパーガイド４は、対象物５の上面に接触している。アッパーガイド４は、把持装置１が搬送機構２により上方へ動作されることによって対象物５から離隔する。
【００２４】
具体的には、把持装置１が上昇を開始すると、フレーム９および帯状体１２，１３，１４が可動部材８とガイド部７とによって対象物５を押圧しながら下側に移動される。把持装置１がさらに上昇すると、フレーム９および帯状体１２，１３，１４の下側への移動がストッパにより止まる。そして、帯状体１２，１３，１４が対象物５から押される力が次第に小さくなり、帯状体１２，１３，１４が対象物５の上面から離隔する。このとき、帯状体１２，１３，１４が対象物５側へ凸状に湾曲した弾性を有する部材であるため、次第に平坦形状から元の弓なり形状に戻ろうとする。そのため、最も凸になっている部位から遠い部位、つまり帯状体１２，１３，１４の貫通孔１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄ，１１Ｅ，１１Ｆ近傍の部位から次第に対象物５と離隔する。それに伴って、帯状体１２，１３，１４と対象物５との接触する面における接触面積も次第に小さくなる。そして、さらに把持装置１が上昇することにより、帯状体１２，１３，１４が最も凸になっている部位、つまり第２帯状体１３であれば中央部１３Ｃが最後に対象物５から離れる。この動作により、アッパーガイド４が対象物５から離隔し、アッパーガイド４の引き上げが完了することで、対象物５の移送および載置が完了する。
【００２５】
この構成により、アッパーガイド４の帯状体１２，１３，１４が対象物５から引き上げられる際に、対象物５に対して平行移動、つまり対象物５の上側へ移動するとともに、対象物５との接触面積を次第に減少させながら引き上げられている。そのため、対象物５が帯状体１２，１３，１４に吸着されていても、帯状体１２，１３，１４が対象物５から次第に離隔することにより対象物５が帯状体１２，１３，１４に追従して動くことを抑制している。したがって、対象物５を所期の位置もしくは姿勢の状態で載置することができる。
【００２６】
また、対象物５を把持するときは、帯状体１２，１３，１４が平坦形状に近づくため、帯状体１２，１３，１４と対象物５の上面との接触面積が増大し、対象物５の姿勢を維持した状態で搬送させることができる。このとき、帯状体１２，１３，１４は、自重により平坦形状になる。したがって、対象物５がサンドウィッチ等の変形しやすい部材であっても、その形状を崩すことなく移送することができる。
【００２７】
さらに、３つの帯状体１２，１３，１４は、互いに隣接する帯状体１２，１３，１４の隣接する端部におけるフレーム９との固定もしくは解放が交互になるように構成されている。そのため、対象物５の上面において、帯状体１２，１３，１４が平坦形状に近づこうとしたときに、解放されている端部側、つまり対象物５の上面と平行な方向に対象物５を引き摺るような摩擦力等の力が働いても、その力が相殺されるため、対象物５の姿勢や位置を崩すことなく把持することができる。
【００２８】
なお、アッパーガイド４は、上述したようなフレーム９と帯状体１２，１３，１４とによって構成された機構に限らず、対象物５から引き上げられる際に、対象物５表面（上面）に対する接触面積が、アッパーガイド４の引き上げに伴って次第に減少する機構を備えていればよい。例えば、アッパーガイド４の対象物５の上面と接触する部位は、薄板状の平板部材によって形成されていてもよい。この場合、アッパーガイド４によって、平板の端部から次第にはがれるように、対象物５の上面から上側へ離隔していくように形成されていればよい。この構成により、対象物５とアッパーガイド４との接触面積を次第に減少させていくことができ、上述した効果と同様の効果を得ることができる。また、帯状体１２，１３，１４は、３つに限らず、対象物５の姿勢を維持して把持するとともに、対象物５の上面との接触面積を次第に減少させていくことができる構成であれば、いくつ取り付けられていてもよい。
【００２９】
上述した構成において、帯状体１２，１３，１４は、アッパーガイド４の自重により平坦形状に近づくように構成されているが、対象物５の姿勢を維持して把持できる構成であれば、この構成でなくてもよい。例えば、帯状体１２，１３，１４が対象物５へ向けて押圧するような機構をアッパーガイド４に設けてもよい。
【符号の説明】
【００３０】
１…把持装置、  ２…搬送機構、  ３…すくい上げ部、  ４…アッパーガイド、  ５…対象物、  ９…フレーム、  ９Ａ…外枠部、  ９Ｂ，９Ｃ…連結部、  １１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄ，１１Ｅ，１１Ｆ…貫通孔、  １２，１３，１４…帯状体。
【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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