(57)【要約】【課題】本発明の課題は、種々の大きさ又は重量の被把持体にも対応可能することが可能な、汎用性の高い把持装置を提供することである。【解決手段】上記課題を解決するために、一方又は両方の爪部が駆動することにより開閉動作を行う一対の爪部と、被把持体を把持する湾曲部を形成したベルト部と、を備えた把持装置において、ベルト部の湾曲部の外側には、一対の爪部が配置されないことを特徴とする把持装置を提供する。これにより、ベルト部の長さを調節するだけで種々の大きさの被把持体を把持することができる。また、同把持装置において、ベルト部は、可撓性部材からなる把持層と、該把持層の変形を拘束する変形拘束層を備えたことを特徴とする把持装置を提供する。これにより、重い被把持体でも安定した把持が可能となる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被把持体を把持するための把持装置において、
一方又は両方の爪部が駆動することにより開閉動作を行う一対の爪部と、
前記被把持体を把持する湾曲部を形成したベルト部と、を備え、
前記湾曲部の外側には、前記一対の爪部が配置されないことを特徴とする、把持装置。
【請求項２】
前記ベルト部は、可撓性部材からなる把持層と、前記把持層の変形を拘束する変形拘束層を備えたことを特徴とする、請求項１に記載の把持装置。
【請求項３】
前記ベルト部の長さを調節する調節部を備えたことを特徴とする、請求項１又は２に記載の把持装置。
【請求項４】
被把持体を把持するための把持装置において、
一方又は両方の爪部が駆動することにより開閉動作を行う一対の爪部と、
前記被把持体を把持する湾曲部を形成したベルト部と、を備え、
前記ベルト部は、可撓性部材からなる把持層と、前記把持層の変形を拘束する変形拘束層を備えたことを特徴とする、把持装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載の把持装置と、
前記把持装置を移動するアーム部と、
前記把持装置の前記爪部の一方又は両方を駆動する駆動部と、
を備えたことを特徴とする、把持システム。
【請求項６】
一方又は両方の爪部が駆動することにより開閉動作を行う一対の爪部と、被把持体を把持する湾曲部を形成したベルト部と、を備えた把持装置を用いて被把持体を把持する把持方法において、
一方又は両方の爪部を駆動して、前記一対の爪部を開く工程、
前記ベルト部を側部の方向に移動して、前記湾曲部の内側に前記被把持体を挿入する工程、
前記爪部を駆動して、前記一対の爪部を閉じることにより、前記ベルト部で前記被把持体を把持する工程、
を備えたことを特徴とする、把持方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被把持体を把持するための把持装置および把持方法に関する。更に詳しくは、汎用性が高く、種々の形状や大きさの被把持体を把持することができる把持装置および把持方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
工場等では、物品の搬送等において把持装置を備えた産業ロボット等が利用されている。従来の把持装置は、被把持体を２つの爪部で挾持するという構造であった。しかし、被把持体の形状が左右対象ではない等の複雑な形状である場合には、被把持体と爪部との接触面にそれぞれ等しい挾持力が得られず、把持の安定度が低いという課題があった。そのため、被把持体の形状に適合するいくつかの爪部を用意しておかなければならなかった。
【０００３】
このような課題に対して、特許文献１には、フィンガーに可撓性を有するベルトを備えたハンドリング装置が開示されている。この装置は、可撓性を有するベルトが被把持体の種々の形状に倣う性質を利用して、被把持体との接触面積を大きくすることにより必要な挾持力を得ることができるというものである。具体的な構成としては、可撓性を有するベルトは、一対のフィンガーの挾持領域側に配置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実公昭５９−４３１０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の把持装置では、種々の形状に対して一定の挾持力を得ることができるものの、一対の爪部の挾持領域より大きな被把持体を把持できなかったり、重量が重たい被把持体では、安定性が低く、搬送時に落下したりするということがある。
【０００６】
本発明の課題は、種々の大きさ又は重量の被把持体にも対応可能することが可能な、汎用性の高い把持装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題について鋭意検討した結果、ベルト部に形成された被把持体を把持するための湾曲部の外側に、爪部を配置しないことにより、種々の大きさの被把持体にも使用できること、また、可撓性部材からなるベルト部の変形を拘束することにより、重量が大きな被把持体でも安定して把持できることを見出して、本発明を完成した。
すなわち、本発明は、以下の把持装置、把持システム及び把持方法である。
【０００８】
上記課題を解決するための本発明の把持装置は、被把持体を把持するための把持装置であって、一方又は両方の爪部が駆動することにより開閉動作を行う一対の爪部と、前記被把持体を把持する湾曲部を形成したベルト部と、を備え、前記湾曲部の外側には、前記一対の爪部が配置されないことを特徴とするものである。
この把持装置によれば、被把持体を把持するための湾曲部の外側に爪部が配置されていないことから、被把持体の大きさが、一対の爪部の間の領域に収まる大きさに制限されない。そのため、ベルトの長さを調整するだけで、種々の大きさの被把持体を把持することが可能となる。
【０００９】
更に、本発明の把持装置の一実施態様としては、上記把持装置において、ベルト部は、可撓性部材からなる把持層と、該把持層の変形を拘束する変形拘束層を備えるという特徴を有する。
被把持体を把持した状態で移送すると、被把持体が揺れるため、可撓性部材からなる把持層は接線方向に伸縮する等の変形が生じる。被把持体が重い場合には、さらに揺れが大きくなり落下する恐れがある。上記の特徴によれば、変形拘束層を備えることから、把持層の接線方向の変形が拘束される。そのため、被把持体を移送する際の揺れが抑制され、重たい被把持体に対しても安定した把持を実現することができるという効果を奏する。
【００１０】
更に、本発明の把持装置の一実施態様としては、上記把持装置において、ベルト部の長さを調節する調節部を備えるという特徴を有する。
この特徴によれば、ベルト部の長さを簡単に調節できるため、簡単な操作で種々の大きさの被把持体を把持することができる。
【００１１】
また、上記課題を解決するための本発明の把持装置は、被把持体を把持するための把持装置であって、一方又は両方の爪部が駆動することにより開閉動作を行う一対の爪部と、前記被把持体を把持する湾曲部を形成したベルト部と、を備え、前記ベルト部は、可撓性部材からなる把持層と、前記把持層の変形を拘束する変形拘束層を備えたことを特徴とするものである。
この把持装置によれば、上述したように、変形拘束層を備えることから、被把持体を移送する際の揺れが抑制され、重たい被把持体に対しても安定した把持を実現することができる。
【００１２】
また、本発明の把持システムは、上記の本発明の把持装置と、該把持装置を移動するアーム部と、該把持装置の爪部の一方又は両方を駆動する駆動部と、を備えたことを特徴とするものである。
この把持システムによれば、上記把持装置について説明したとおり、被把持体の大きさや重さが大きいものに対しても安定した把持を実現することができるため、種々の大きさ又は重量の被把持体にも対応可能することが可能な、汎用性に優れた把持システムを提供することができる。
【００１３】
また、本発明の把持方法は、一方又は両方の爪部が駆動することにより開閉動作を行う一対の爪部と、被把持体を把持する湾曲部を形成したベルト部と、を備えた把持装置を用いて被把持体を把持する把持方法であって、一方又は両方の爪部を駆動して、前記一対の爪部を開く工程、前記ベルト部を側部の方向に移動して、前記湾曲部の内側に前記被把持体を挿入する工程、前記爪部を駆動して、前記一対の爪部を閉じることにより、前記ベルト部で前記被把持体を把持する工程、を備えたことを特徴とするものである。
この把持方法によれば、上記把持装置について説明したとおり、ベルトの長さを調整するだけで、種々の大きさの被把持体を把持することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、大きさが小さく、重量が軽い被把持体だけでなく、大きさが大きい被把持体や重量が重い被把持体であっても把持することが可能な、汎用性の高い把持装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第一の実施態様の把持システムの構造を示す概略説明図である。
【図２】本発明の第一の実施態様の把持装置の構造を示す概略説明図である。
【図３】本発明の第一の実施態様の把持装置のベルト部の構造を示す概略説明図である。
【図４】本発明の把持装置のベルト部の種々の態様を示す概略説明図である。
【図５】本発明の把持装置の調節部の種々の態様を示す概略説明図である。
【図６】本発明の第一の実施態様の把持装置の動作を示す概略説明図である。
【図７】本発明の第二の実施態様の把持装置の構造を示す概略説明図である。
【図８】本発明の第二の実施態様の把持装置の動作を示す概略説明図である。
【図９】本発明の第三の実施態様の把持装置の構造を示す概略説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
この発明の実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
〔第一の実施態様〕
［把持システム］
図１には、本発明の第一の実施態様の把持システム１００の構造を示す。本発明の把持システム１００は、基部１０４、基部１０４の上に設置され、垂直軸対して旋回可能な旋回台１０３、複数の回動軸を備えたアーム部１０１、アーム部１０１の先端に取り付けられ、把持装置１の爪部２を駆動する機構を有する駆動部１０２、当該駆動部１０２に取り付けられた把持装置１を有する構成である。アーム部１０１は、旋回台１０３および複数の回動軸により、把持装置１の位置を自在に移動することができる。
【００１７】
把持装置１は、取り換えることが可能な構成であり、被把持体の形状、大きさ、重さ等に応じて、把持装置を適宜選択することができる。また、駆動部１０２も取り換えることが可能であり、把持装置１の爪部２の動作に応じた駆動部を選択することができる。
【００１８】
本発明の把持システム１００は、被把持体を把持する作業を要する装置であれば、どのような用途に利用してもよい。例えば、工場や工事現場等に利用する自動制御ロボットや、マニピュレーター等が挙げられる。また、装置の大きさも特に制限されず、大型のロボットだけでなく、小型のロボットやリーチャー（マジックハンド）等に利用することもできる。
【００１９】
［把持装置］
図２には、本発明の第一の実施態様の把持装置１の構造を示す。本発明の把持装置１は、駆動部１０２に取り付けられた一対の爪部２、及び、ベルト部３を備えた構成である。一対の爪部２は、駆動装置１０２により互いの距離が調整され（図中、白抜き矢印）、開閉動作を行う。なお、第一の実施態様の把持装置１では、一対の爪部２の両方が駆動して開閉動作を行うが、一方の爪部のみを駆動して開閉動作を行ってもよい。
【００２０】
ベルト部３は、略中央に湾曲部を形成するように、両端部を各爪部２に固定しており、爪部２の開閉動作により、湾曲部を絞めたり、緩めたりすることができる。被把持体Ｏを把持する際には、ベルト部３の湾曲部の内側に被把持体Ｏを配置する。
【００２１】
本発明の把持装置１では、ベルト部３の湾曲部が駆動部から爪部２が突出する方向に向かって配置されている。すなわち、ベルト部３の湾曲部の外側には、爪部２が配置されないという構成を有する。この構成によれば、ベルト部３の長さが制限されないため、大きな被把持体Ｏでも把持することが可能である。
【００２２】
図３には、本発明の第一の実施態様の把持装置１のベルト部３の構造を示す。ベルト部３は、被把持体Ｏとの接触面側に可撓性部材からなる把持層３ａと、把持層３ａの変形を拘束する変形拘束層３ｂを備えた構造である。
【００２３】
把持層３ａの材質は、可撓性を有するものであれば、特に制限されないが、一般的には、ゴム類が使用される。ゴム類としては、例えば、ニトリルゴム、水素添加ニトリルゴム、アクリルゴム、フッ素ゴム、シリコーンゴム、ウレタンゴム、スチレンゴム、クロロプレンゴム、エチレンプロピレンゴム、フッ素樹脂等が挙げられる。その他、スポンジ等の多孔質高分子材料や、発泡スチロール等の発泡プラスチック等でもよい。
【００２４】
変形拘束層３ｂは、把持層３ａの接線方向への変形（伸縮）を抑制しつつ、被把持体Ｏの形状に合わせて変形可能であるものである。例えば、ポリ塩化ビニル等のビニールテープ、セロハンテープ、ガムテープ、布、紐等が挙げられる。また、金属や硬質プラスチック等の剛性を有する材質であっても、チェーンベルト等の形状として変形可能であれば利用することができる。
【００２５】
把持層３ａと変形拘束層３ｂを備えたベルト部３は、把持層３ａの可撓性部材が被把持体Ｏの形状に合わせて変形するため、被把持体Ｏとの密着性が高まるという効果を奏し、更には、変形拘束層３ｂを設けることにより、被把持体Ｏを移送する際の揺れが抑制され、重たい被把持体に対しても安定した把持を実現することができる。
【００２６】
また、本発明の把持装置１の効果を、ベルト部３の湾曲部の外側に、爪部２が配置されないという構成の作用効果（種々の大きさの被把持体を把持することができるという効果）の観点で見れば、ベルト部３の構成はどのようなものでもよい。例えば、図４に示すように、ゴムベルト３１ａ等の可撓性部材のみからなるベルト部３１（図４（Ａ））、可撓性部材からなる把持層３２ａ、把持層の変形を拘束する変形拘束層３２ｂおよび可撓性部材からなる把持層３２ｃの３層からなるベルト部３２（図４（Ｂ））、金属又は硬質プラスチック等により構成されたチェーンベルト３３ａからなるベルト部３３（図４（Ｃ））、複数のプレート３４ａが回動可能に連結され、プレート３４ａの湾曲部の内側にゴム板３４ｂが貼付されたベルト部３４（図４（Ｄ））等が挙げられる。また、ベルト状の部材以外にも、１本又は複数本の紐状部材であってもよい。
【００２７】
また、本発明の把持装置の一実施態様としては、ベルト部の長さを調節するための調節部を備えることが好ましい。調節部を設けることにより、簡易的にベルト部の長さを調節することができるため、被把持体Ｏの種々の大きさにも対応することができ、汎用性が更に優れた把持装置を提供することができる。
【００２８】
調節部の構成としては、ベルト部の長さを簡易的に調節することができれば、どのような構成でもよい。例えば、爪部に設けたロック式の調節部４（図５（Ａ））、コキカンやバックル等からなる調節部４１（図５（Ｂ））、面ファスナー等の留め具からなる調節部４２（図５（Ｃ））等が挙げられる。図５（Ａ）のように、調節部は、爪部に設けることが好ましい。ベルト部に調節部を設けないことにより、ベルト部と被把持体との密着性を高めることができる。
【００２９】
次に、図６を参照して、本発明の把持装置１の把持の動作を説明する。被把持体Ｏは、円柱状の物品であり、図６は被把持体Ｏを上から見た図である。図６（Ａ）に示すように、爪部２を開いた状態で、ベルト部３の湾曲部の内側に被把持体Ｏを配置する。このとき、被把持体Ｏの上方向（ベルト部３の側部の方向）からベルト部３を降下させることにより、爪部２の間を通過できないような大きな被把持体Ｏもベルト部３の湾曲部の内側に配置することができる。なお、被把持体Ｏの大きさが小さい場合には、爪部２の間を通過してベルト部３の湾曲部の内側に配置してもよい。
【００３０】
図６（Ｂ）は、被把持体Ｏを把持した状態を示す。ベルト部３の湾曲部の内側に被把持体Ｏを配置した状態で爪部２を閉じることにより、ベルト部３が被把持体Ｏに強く巻き付いて被把持体Ｏを把持する。
【００３１】
〔第二の実施態様〕
図７には、本発明の第二の実施態様の把持装置１１の構造を示す。第二の実施態様の把持装置１１では、駆動部から垂下して取り付けられた一対の爪部２１と、ベルト部として、２つの把持層３２ａ、３２ｃとその間に変形拘束層３２ｂを備えたベルト部３２を備えた構成である。
【００３２】
本発明の把持装置１１では、ベルト部３２の湾曲部が、駆動部と一対の爪部２１により形成される平面と垂直方向に突設して配置されている。すなわち、ベルト部３２の湾曲部の外側には、爪部２１が配置されないという構成を有する。第一の実施態様と同様、この構成によれば、ベルト部３２の長さが制限されないため、大きな被把持体Ｏでも把持することが可能である。
【００３３】
また、ベルト部３２は、変形拘束層３２ｂの両面に可撓性部材からなる把持層３２ａ、３２ｃを有することから、ベルト部３２の表裏両面のいずれを用いて被把持体Ｏを把持してもよい。すなわち、ベルト部３２の湾曲部を、一対の爪部２１の反対側（図７紙面奥方向）に返して使用することも可能となる。
【００３４】
次に、図８を参照して、本発明の把持装置１１の把持の動作を説明する。第一の実施態様と同様、被把持体Ｏは、円柱状の物品である。図８（Ａ）に示すように、爪部２１を開いた状態で、ベルト部３２の湾曲部の内側に被把持体Ｏを配置する。被把持体Ｏは、一対の爪部２１の間の距離より小さいものであるため、被把持体Ｏの横方向から爪部２１の間を通して被把持体Ｏを湾曲部の内側に配置することができる。なお、被把持体Ｏの上方向からベルト部３２を降下して、湾曲部の内側に被把持体Ｏを配置してもよい。
【００３５】
図８（Ｃ）は、被把持体Ｏを把持した状態を示す。ベルト部３２の湾曲部の内側に被把持体Ｏを配置した状態で爪部２１を閉じることにより、ベルト部３２が被把持体Ｏに強く巻き付いて被把持体Ｏを把持する。
【００３６】
〔第三の実施態様〕
図９には、本発明の第三の実施態様の把持装置１２の構造を示す。第三の実施態様の把持装置１２は、可撓性部材からなる把持層３ａと、把持層３ａの変形を拘束する変形拘束層３ｂを備えたベルト３の作用効果（重量の重い被把持体でも安定して把持することができるという効果）を奏するものであり、従来の把持装置にベルト３を設けた構成である。
【００３７】
この把持装置１２は、駆動部に回動可能に取り付けられ、開閉可能な一対の爪部２２、及び、一対の爪部２２の間に配置されたベルト部３を備える。すなわち、ベルト３の湾曲部の外側に爪部２２が配置されているため、被把持体Ｏを大きさは、爪部２２の挾持領域の範囲に制限されるが、一方で、ベルト３の効果により重量の大きな被把持体Ｏであっても安定して把持することができるため、種々の重さの被把持体Ｏに対応可能であり、汎用性に優れた把持装置であるといえる。
【００３８】
［把持方法］
本発明の把持方法は、一方又は両方の爪部が駆動することにより開閉動作を行う一対の爪部と、被把持体を把持する湾曲部を形成したベルト部と、を備えた把持装置を用いて被把持体を把持する把持方法であって、以下の工程を備えた把持方法である。
工程１：一方又は両方の爪部を駆動して、一対の爪部を開く工程。
工程２：ベルト部を側部の方向に移動して、湾曲部の内側に被把持体を挿入する工程。
工程３：一方又は両方の爪部を駆動して、一対の爪部を閉じることにより、ベルト部で被把持体を把持する工程。
【００３９】
また、更に以下の工程を有していてもよい。
工程４：被把持体を把持した状態で把持装置を移送する工程。
工程５：一方又は両方の爪部を駆動して、一対の爪部を開く工程。
工程６：ベルト部を側部の方向に移動して、湾曲部の内側から被把持体を取り出す工程。
【００４０】
この把持方法によれば、上記把持装置について説明したとおり、ベルトの長さを調整することにより、種々の大きさの被把持体を把持することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明の把持装置は、種々の形状の被把持体を把持することができるだけでなく、大きさの大きいものや、重量の重たいものでも把持することができる。
【００４２】
本発明の把持装置および把持システムの用途としては、工場や工事現場等に利用する自動制御ロボットや、マニピュレーター等に好適に利用される。また、大型のロボットだけでなく、小型のロボットやリーチャー（マジックハンド）等に利用することもできる。
【００４３】
また、本発明の把持装置は、従来の把持システムに取り換えることにより、既設のロボット等の装置を利用することができる。
【符号の説明】
【００４４】
１００…把持システム、１０１…アーム部、１０２…駆動部、１０３…旋回台、１０４…基部、１，１１，１２…把持装置、２，２１，２２…爪部、３，３１，３２，３３，３４，３５，３６…ベルト部、３ａ，３２ａ，３２ｃ…把持層、３ｂ，３２ｂ…変形拘束層、３１ａ…ゴムベルト、３３ａ…チェーンベルト、３４ａ…プレート、３４ｂ…ゴム板、４，４１，４２…調節部
【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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