(57)【要約】【課題】簡易な構成で、多種の対象物に対して複数の機能を有した把持装置および把持装置を備えた布地処理ロボットを提供することである。【解決手段】把持装置２００は、固定把持部材２４０、可動把持部材２６１、スライド装置２２０、把持本体部２１０およびモータ２７０からなる。把持装置２００においては、把持本体部２１０に固定された固定把持部材２４０に対して、スライド装置２２０により可動把持部材２６１を直線的に移動させ、かつモータ２７０により可動把持部材２６１を回動することにより固定把持部材２４０の先端部および可動把持部材２６１の先端可動部材２６２を近接させ、対象物である布地（洗濯物）を把持するものである。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物を把持する把持装置であって、
第１保持部材と、
前記第１保持部材に対向して設けられた第２保持部材と、
前記第２保持部材を直線的に移動する移動装置と、
前記第１保持部材および前記移動装置を保持する把持部本体と、
前記第２保持部材を回動する回動機構と、を含み、
前記把持部本体に固定された前記第１保持部材に対して、前記移動装置により前記第２保持部材を直線的に移動させ、かつ前記回動機構により前記第２保持部材を回動することにより前記第１保持部材の先端部および前記第２保持部材の先端部を近接させ、前記対象物を把持する把持装置。
【請求項２】
前記回動機構は、前記第２保持部材の回転を停止し
前記移動装置は、前記把持部本体に固定された前記第１保持部材に対して前記第２保持部材を直線的に移動させる、請求項１記載の把持装置。
【請求項３】
前記移動装置は、
支持部材と、
前記支持部材を直線的に移動する移動機構と、を含み、
前記支持部材は、一端側に前記移動機構を有し、他端側に前記回動機構を有する、請求項１または２に記載の把持装置。
【請求項４】
前記第１保持部材および前記第２保持部材の少なくとも一方の前記先端部は、前記対象物を把持するゴム材を含む、請求項１から３のいずれか１項に記載の把持装置。
【請求項５】
前記第２保持部材は、前記先端部を伸縮する伸縮構造を有し、かつ前記先端部の進退を付勢する付勢機構を有する、請求項１から４のいずれか１項に記載の把持装置。
【請求項６】
前記対象物は、布製品である、請求項１から５のいずれか１項に記載の把持装置。
【請求項７】
前記請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の把持装置と、
前記把持装置と支持するロボットアームと、
前記把持装置により把持される対象物を撮像する撮像装置と、
前記撮像装置からのデータに基づいて前記把持装置および前記ロボットアームを制御する制御装置とを含む、布地処理ロボット。
【請求項８】
前記請求項７の布地処理ロボットを複数備えたことを特徴とする布地処理ロボット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、布地、布製品、特に衣服を把持する把持装置および把持装置を備えた布地処理ロボットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、工具または部材を把持するための種々の把持装置が開発および研究されている。特に、ロボットに内蔵される把持装置においては、３次元において自在に動かせるよう、まるで人間の手のように動くように、５指の開発が行われている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、搬送回転体を要せずに紙葉類を移動させることができるロボットを内蔵して紙葉類を取扱い処理するロボット内蔵型紙葉類処理装置が開示されている。
【０００４】
特許文献１記載のロボット内蔵型紙葉類処理装置は、装置本体に紙葉類を取扱い処理するロボットを内蔵したロボット内蔵型紙葉類処理装置であって、装置本体に設けられる紙葉類収納部と、この紙葉類収納部と対応して設けられる紙葉類移動先との間に、紙葉類を計数し、かつ紙葉類を保持して移動させるハンド部を先端に備えたロボットアームを介装したものである。
【０００５】
また、特許文献２には、ボデイ内に塵埃等が進入することを阻止するとともに、ワークを把持する一組の把持部材の平行精度を保持することにあるチャック装置が開示されている。
【０００６】
特許文献２記載のチャック装置は、一組の流体圧出入ポートが形成されたボデイと、ボデイの内部に形成されたシリンダ室に沿って往復動作するピストンを含むシリンダ機構と、ボデイの一端部に形成された凹部内に所定角度回動自在に軸支された一組の把持部材と、把持部材の溝部に係合する一組のコロ部材が回動自在に軸着され、一組のコロ部材の回動作用下にピストンの直線運動を一組の把持部材に伝達するジョイント部材と、ボデイの一端部に装着され、凹部を閉塞するカバー部材と、を備えたものである。
【０００７】
また、特許文献３には、指部の柔軟性を向上させ、対象物を安定して把持するようにしたロボットハンドが開示されている。
【０００８】
特許文献３記載のロボットハンドは、複数個の指リンクと、指リンクを連接する指関節とからなる指部を備えたロボットハンドにおいて、指リンクの少なくとも１個を、第１の部材と、第１の部材の表面に密着される第２の部材と、少なくとも第２の部材を被覆する第３の部材とから構成すると共に、第２の部材の剛性を、第１の部材および第３の部材の剛性よりも低く設定するように構成したものである。
【０００９】
特許文献４には、布状体を折り畳む機械及び仕上げする機械等に、自動的に布状体を拡げて供給できる布状体自動投入機を得ることを課題とする布状体自動投入機が開示されている。
【００１０】
特許文献４記載の布状体自動投入機は、布状体を折り畳む機械及び仕上げする機械等に布状体を拡げて供給する装置であって、無端ベルト上を搬送されてきた布状体が貯留されるシューターと、布状体を掴持し移動する複数の掴持チャックと、掴持チャックが移動するレールと、布状体を押圧する押さえローラと、布状体を案内支持するガイドローラと、布状体を支持し移動する移動プレートとからなるものである。
【００１１】
特許文献５には、洗濯、脱水後のおしぼりなどの方形状布片を自動的に折り畳む装置が開示されている。
【００１２】
特許文献５記載の方形状布片の掴み装置は、山積みとなった方形状布片から上下動して該布片の一枚を掴んで吊す第一掴み部材を設け、第一掴み部材の前面の一方の側部に吊り下がった布片をあてがう壁を、他方の側部に布片の下部を壁に向けて押し当て布片を一時的に固定する端押え板を設け、吊り下がった布片の最下端を検知するセンサを壁の下部に設け、検知された布片の最下端を掴む第二掴み部材を設けて布片の垂れ下がった最下端を掴むものである。
【００１３】
特許文献６には、汚れた方形状布片の洗濯から仕上及び出荷までの工程を全自動化する方形状布片の洗濯物の全自動仕上方法および装置が開示されている。
【００１４】
特許文献６記載の方形状布片の洗濯物の全自動仕上方法および装置は、汚れた方形状布片（１）の洗濯からアイロン掛の全工程を自動化した方法であって、洗濯され山積にされた該布片（１）の一つを掴んで展開する展開工程を含むものである。
【００１５】
非特許文献１には、布地物体のハンドリングにおける摘みと捲り機能を有するロボットハンドによる洗濯物の把握が開示されている。
【００１６】
非特許文献１には、洗濯物の後片付け作業において要求される布地の把持位置把持方法として、一対の回転体により摘みと捲り機能を実現することが記載されている。
【００１７】
また、非特許文献２には、視覚情報を用いた輪郭情報に基づく折れ重なった布生地の展開が開示されている。接着テープ利用型の４本足デバイスで布生地を持ち上げることが開示されている。
【００１８】
また、非特許文献３には、布取扱いシステムのための視覚装置とフレキシブルロボットハンドが開示されている。特許文献３記載の布取扱いシステムのための視覚装置とフレキシブルロボットハンドは、Ｆｉｇ１８およびＦｉｇ２０に示すように、当該一対の棒状部材からなる把持装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１９】
【特許文献１】特開平５−８１５１０号公報
【特許文献２】特開平１０−８０８８８号公報
【特許文献３】特開２００５−８８０９６号公報
【特許文献４】特開平１０−２９７３６号公報
【特許文献５】特開平１１−１２８５９６号公報
【特許文献６】特開平７−２１３７９７号公報
【非特許文献１】大澤文明、柿倉正義、“布地物体のハンドリング  摘みと捲り機能を有するロボットハンドによる洗濯物の把握”、日本、東京電機大学工学部、原稿受付日平成１０年１月１６日、記事連番0007、SC-98-7、37-42頁、
【非特許文献２】小野栄一、喜多伸之、坂根茂幸、“視覚情報を用いた輪郭情報に基づく折れ重なった布生地の展開”日本、日本ロボット学会誌、Vol．15、No.2,pp275〜283,1997、
【非特許文献３】秦清治、他３名“VisionSystem and Flexible Robot Hand for Cloth Handling Robot System”、Authorized licenseduse limited to: RITSUMEIKAN UNIVERSITY. Downloaded on August 27, 2009 at 05:28from IEEE Xplore. Restrictions apply、692〜697頁、
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
このように、特許文献１から特許文献３記載の装置は、対象物を把持する装置についてそれぞれ開示がなされている。
【００２１】
しかしながら、特許文献１および特許文献２記載の装置では、対象物の厚みの変化に対応できるものではない。すなわち、特許文献１記載の装置では、紙類にのみ効果があり、特許文献２では、対象となる同一サイズのワークに対してのみ効果がある。
また、特許文献３記載の装置は、駆動源の個数が１０個以上必要となり、コスト増加が問題となる。
【００２２】
また、特許文献４から特許文献６記載の装置は、対象物を展開する装置について開示がなされている。
【００２３】
しかしながら、把持を行うための駆動させる部材の個数が、６個または７個と多く、それにより、コスト増加が問題となる。さらに、対象物であるおしぼりまたはシーツ等の特定対象物を展開する部材も、当該装置以外にさらにガイドローラまたは上下ローラ等の追加の装置を使用しており、コスト増加が問題となる。
【００２４】
また、非特許文献１には、複数のローラにより布地を捲る装置が開示されているが、種々の厚みの異なる布地を捲ることができず、さらに当該布地を展開することもできない。また、非特許文献２には、視覚センサにより布生地を認識する技術のみが開示されているが、布生地を捲るおよび布生地を展開する技術については、開示がされていない。
【００２５】
また、非特許文献３には、一対の棒状部材からなるハンドが開示されているが、同一機構により一対の棒状部材が相反する動作を行うことにより把持を行うため、所定の厚みの対象物しか把持することができない。すなわち、種々の厚みの布地を把持することができない。
【００２６】
本発明の目的は、簡易な構成で、多種の対象物に対して複数の機能を有した把持装置および把持装置を備えた布地処理ロボットを提供することである。
【００２７】
本発明の他の目的は、簡易な構成で、多種の厚みの布地物を捲るおよび展開する機能を有した把持装置および把持装置を備えた布地処理ロボットを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２８】
（１）
一局面に従う把持装置は、対象物を把持する把持装置であって、第１保持部材と、第１保持部材に対向して設けられた第２保持部材と、第２保持部材を直線的に移動する移動装置と、第１保持部材および移動装置を保持する把持部本体と、第２保持部材を回動する回動機構と、を含み、移動装置により第２保持部材を直線的に移動させ、かつ回動機構により第２保持部材を回動することにより第１保持部材の先端部および第２保持部材の先端部を近接させ、対象物を把持するものである。
【００２９】
把持装置は、第１保持部材、第２保持部材、移動装置、把持部本体および回動機構からなる。把持装置においては、移動装置により第２保持部材を直線的に移動させ、回動機構により第２保持部材を回動することにより第１保持部材の先端部および第２保持部材の先端部を近接させ、対象物を把持するものである。
【００３０】
この場合、第１保持部材は、把持本体部に固定されているので、駆動系を省略することができ、コスト低下を図ることができる。また、第２保持部材を移動させる移動装置および第２保持部材を回動させる回動機構を備えているので、多種の厚みの布地物に対応することができ、多種の厚みの布地物を捲ることができ、把持装置を複数備えることで布地物の展開を行うことができる。
【００３１】
（２）
回動機構は、第２保持部材の回転を停止し、移動装置は、把持部本体に固定された第１保持部材に対して第２保持部材を直線的に移動させてもよい。
【００３２】
この場合、第１保持部材は、把持本体部に固定されているので、駆動系を省略することができ、コスト低下を図ることができる。また、第２保持部材の回転を停止しつつ、スライド移動させるので、対象物を捲り上げ掴むことができる。
【００３３】
（３）
移動装置は、支持部材と、支持部材を直線的に移動する移動機構と、を含み、支持部材は、一端側に移動機構を有し、他端側に回動機構を有することが好ましい。
【００３４】
この場合、支持部材を設けることで、第２保持部材の長さを短くし、回動機構の回動力を少なくすることができる。また、第２保持部材の長さを短くできるので、第２保持部材の回動方向の微調整も容易に行うことができる。
【００３５】
（４）
第１保持部材および第２保持部材の少なくとも一方の先端部は、ゴム材を含んでもよい。
【００３６】
第１保持部材および第２保持部材の少なくとも一方の先端部は、ゴム材を含むので、対象物を確実に保持することができる。また、第２保持部材の先端側にゴム材を設けることで、対象物を容易に捲ることができ、好ましい。
【００３７】
（５）
第２保持部材は、先端部を伸縮する伸縮構造を有し、かつ先端部の進退を付勢する付勢機構を有することが好ましい。
【００３８】
この場合、第２保持部材は、先端部の進退を付勢する付勢機構を有するので、対象物への破損等を防止することができる。また、付勢機構の付勢力を調整することで、対象物を確実に把持することができる。
【００３９】
（６）
対象物は、布製品であってもよい。
【００４０】
この場合、対象物は、布製品であるので、ハンカチ、お絞り、タオル、バスタオル、マット、カーペット、衣類、下着、手ぬぐい、布団、毛布、シーツ等、種々の布製品に対して把持することができる。
【００４１】
（７）
他の曲面にかかる布地処理ロボットは、把持装置と、把持装置と支持するロボットアームと、把持装置により把持される対象物を撮像する撮像装置と、撮像装置からのデータに基づいて把持装置およびロボットアームを制御する制御装置とを含むものである。
【００４２】
布地処理ロボットは、把持装置、ロボットアーム、撮像装置、制御装置を含み、制御装置により撮像装置からのデータに基づいて把持装置およびロボットアームが制御される。
【００４３】
この場合、ロボットアームに装着される把持装置は、多種の厚みの布地物に対応することができ、多種の厚みの布地物を捲ることができる。その結果、ロボットアームは、駆動部位を減じた方式となるので、製造コストおよびランニングコスト（修理、点検、使用電力を含み）を低減させることができる。
【００４４】
（８）
布地処理ロボットを複数備えることが好ましい。
【００４５】
この場合、把持装置を有する布地処理ロボットが複数設けられるので、容易に布地物の展開を行うことができる。
【発明の効果】
【００４６】
本発明に係る把持装置および布地処理ロボットによれば、簡易な構成で、多種の対象物に対して複数の機能を有する把持を行うことができる。特に、多種の厚みの布地物を捲るおよび展開することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】一実施の形態に係る把持装置を備えた布地処理ロボットの一例の外観を示す模式的斜視図
【図２】図１の把持装置の内部構成を示す模式的構成図
【図３】図１の把持装置を拡大した模式的平面図
【図４】図３に示した把持装置の動作を説明するための模式図
【図５】図３に示した把持装置の動作を説明するための模式図
【図６】把持装置の他の動作を示す模式図
【図７】把持装置のさらに他の動作を示す模式図
【図８】他のゴム部材からなる先端可動部材を示す模式図
【図９】他のゴム部材からなる先端可動部材を示す模式図
【図１０】他のゴム部材からなる先端可動部材を示す模式図
【図１１】他のゴム部材からなる先端可動部材を示す模式図
【図１２】他のゴム部材からなる先端可動部材を示す模式図
【図１３】他のゴム部材からなる先端可動部材を示す模式図
【図１４】他のゴム部材からなる先端可動部材を示す模式図
【発明を実施するための形態】
【００４８】
以下、本発明に係る実施の形態について図面を用いて説明する。本実施の形態においては、まず、布地を把持する把持装置を備えた布地処理ロボットについて説明を行い、後に当該把持装置について説明を行う。なお、本実施の形態においては、布地を把持する把持装置について説明するが、布地には、絹、毛織物、木綿等が含まれ、また、本発明の把持装置は、ビニル地、ナイロン地等、他の任意のものにも適用することができる。
【００４９】
（一実施の形態）
図１は、一実施の形態に係る把持装置を備えた布地処理ロボット１００の一例の外観を示す模式的斜視図である。
【００５０】
図１に示すように、布地処理ロボット１００は、把持装置２００、ロボットアーム１５０、カメラ１６０および制御部３００からなる。図１においては、布地処理ロボット１００を一対（２個）設けてあり、布地処理ロボット１００の間に台６１０および台６２０が設けられている。
【００５１】
図１に示すように、把持装置２００は、ロボットアーム１５０の先端側部分に回動自在に取り付けられている。したがって、ロボットアーム１５０は、把持装置２００を３次元空間内で自由自在に動かすことができる。また、カメラ１６０は、ロボットアーム１５０の上部から把持装置２００近傍を撮像できるように設けられている。
【００５２】
制御部３００は、カメラ１６０により撮像されたデータに基づいて、ロボットアーム１５０および把持装置２００の動作を制御する。以下、把持装置２００の内部構成について群述する。
【００５３】
図２は、図１の把持装置２００の内部構成を示す模式的構成図である。
【００５４】
図２に示すように、把持装置２００の制御システム３０１は、制御部３１０、モータ２７０、スライド装置２２０、圧力センサ２８０およびインターフェイス部３５０を含む。
【００５５】
把持装置２００の制御部３１０は、インターフェイス部３５０からのカメラ１６０の撮像されたデータに基づいてスライド装置２２０およびモータ２７０の駆動を指示する。具体的な制御部３１０の動きについては、後述する。
【００５６】
なお、本実施の形態においては、制御部３１０は、布地処理ロボット１００の制御部３００と別に設けることとしているが、これに限定されず、制御部３１０を設けず、布地処理ロボット１００の制御部３００と同一の制御部において制御してもよい。
【００５７】
続いて、把持装置２００の構造および動作について説明を行う。図３は、図１の把持装置２００を拡大した模式的平面図である。
【００５８】
図３に示すように、把持装置２００は、主に把持本体部２１０、スライド装置２２０、スライド部材２３０、固定把持部材２４０、支持部材２５０、可動把持部材２６１、先端可動部材２６２、バネ機構２６３、モータ２７０および圧力センサ２８０を含む。
【００５９】
図３に示すように、把持本体部２１０の一端側には、固定把持部材２４０がボルトＢＴにより固設されており、固定把持部材２４０の先端に圧力センサ２８０が設けられ、固定把持部材２４０に近接または離間する方向に延在してスライド装置２２０が設けられる。
【００６０】
スライド装置２２０のスライド部材２３０には、長手方向を有する支持部材２５０の一端側が固定されている。支持部材２５０の他端側には、モータ２７０が設けられており、当該モータ２７０の軸に可動把持部材２６１の一端側が固設されている。
【００６１】
また、可動把持部材２６１には、先端可動部材２６２が伸縮可能に設けられており、バネ機構２６３が可動把持部材２６１の延在方向に先端可動部材２６２を付勢するように設けられる。また、先端可動部材２６２は、棒状のゴム部材からなる。
【００６２】
続いて、図４および図５は、図３に示した把持装置２００の動作の一例を説明するための模式図である。
【００６３】
まず、図４に示すように、制御部３１０からの指示に基づいて、スライド装置２２０は、スライド部材２３０を矢印Ｈ１の方向に移動させる。ここで、制御部３１０は、スライド装置２２０にスライド部材２３０を移動させる距離Ｌを指示する。この距離Ｌは、把持装置２００により把持しようとする布地を、カメラ１６０で撮像し、その撮像されたデータに基づいて布地の厚みＬ１を算出し、距離Ｌが決定される。ここで、距離Ｌは、布地を重ねて捲くり上げる場合には、２（Ｌ１）の厚みに近似する値になり、単布地の場合には、Ｌ１の厚みに近似する値になる。その結果、支持部材２５０、可動把持部材２６１および先端可動部材２６２が矢印Ｈ１の方向に距離Ｌだけ移動する。すなわち、すなわち、把持装置２００の片方（固定把持部材２４０）を固定させ、もう片方（支持部材２５０等）を平行にスライドさせる。
【００６４】
なお、布地の厚みＬ１は、把持装置２００により当該布地を把持した際の圧力センサ３４０の値に応じて厚みＬ１を推定してもよい。
また、スライド装置２２０の距離Ｌを大きく設定することにより、５指ハンド等と異なり、毛布または布団など厚みの大きな布地に対しても対応することができる。すなわち、５指ハンドでは、厚みの大きな布地を把持する場合には５指の大きさをそれぞれ大きくする必要があるが、本発明の把持装置２００においては、スライド装置２２０の距離Ｌ（スライド距離）を大きく設定するだけで容易に対応することができる。また、このスライド距離Ｌを大きくするためにスペーサを用いてもよい。例えば、把持本体部２１０および固定把持部材２４０の間にスペーサを設けてもよい。
【００６５】
続いて、図５に示すように、制御部３１０からの指示に基づいて、モータ２７０が回転を行う。その結果、可動把持部材２６１および先端可動部材２６２が矢印Ｒ１の方向に回動する。そして、図５に示すように、ゴム部材からなる先端可動部材２６２が固定保持部材２４０側に移動する。
【００６６】
このように、固定保持部材２４０に布地を接触させつつ、先端可動部材２６２が回動することにより、ゴム部材の摩擦で布地を捲くり上げ掴みができる。また、制御部３１０は、圧力センサ３４０からの圧力信号に基づいてモータ２７０の回転を停止させる。それにより、布地を傷つけることを防止することができる。
【００６７】
続いて、図１から図５に説明した把持装置２００および布地処理ロボット１００について具体的な一例の動作説明を行う。以下においては、布地、特に洗濯物を対象として、説明を行う。
【００６８】
まず、制御部３００は、図１に示した台６１０上に乱雑に山積みされた洗濯物（図示せず）をカメラ１６０で撮影するよう指示する。次に、制御部３００は、その撮像データに基づいて、山積みされた洗濯物の最上部を把持装置２００により把持するよう指示する。そして、図３から図５に示したように、制御部３００は、把持装置２００により洗濯物を把持し、布地処理ロボット１００により当該洗濯物が上方へ搬送され、所定の高さから把持装置２００の把持を開放させるよう指示する。その結果、洗濯物が台６１０上に落下する。この落下動作は、洗濯物を少しでも広げた状態で置き、洗濯物の形状を認識するための動作である。
【００６９】
次いで、制御部３００は、再度カメラ１６０で撮像したデータに基づいて当該洗濯物の２箇所の把持点および洗濯物の幅を認識し、把持装置２００を一の把持点の位置に移動し、図３から図５の動作を繰返す。その結果、把持装置２００が一の把持点において洗濯物を把持する。
【００７０】
続いて、制御部３００は、他方の布地処理ロボット１００に対して、洗濯物の他の把持点を把持させる。この場合、他の把持点は、台６１０上にあってもよく、台６１０の上方に位置してもよい。把持装置２００により、他の把持点を空中で把持することができる。そして、洗濯物の幅に合わせて一対の布地処理ロボット１００を広げることにより洗濯物が展開される。
【００７１】
最後に、制御部３００は、一対の布地処理ロボット１００に対して、台６２０（折り畳み装置等）の上方に当該洗濯物を移動させ、把持装置２００の把持を開放させ、台６２０上に洗濯物を載置させる。
【００７２】
なお、上記の実施例において、一の把持点および他の把持点は、洗濯物の縁である場合について説明を行ったが、それに限定されず、他の任意の場所を認識してもよい。例えば、シャツ等の場合には、左右両肩の袖と導体部の繋ぎ目の縁の２点を選択してもよく、他の任意の場所を選択してもよい。
【００７３】
図６は、把持装置２００の他の動作を示す模式図である。
【００７４】
図３、図４および図６に示すように、制御部３１０は、スライド装置２２０のみにさらに矢印Ｈ１の方向にスライド移動するよう指示をしてもよい。この場合、捲り上げ掴みが不要な布地であっても、確実に把持を行うことができる。すなわち、把持するポイントのある布地、例えば、タオルを引掛ける紐の輪が取り付けられている場合等に有効である。
【００７５】
図７は、把持装置２００のさらに他の動作を示す模式図である。
【００７６】
図７に示すように、制御部３１０は、モータ２７０に矢印−Ｒの方向に回転させるように指示する。それにより、台６１０上に載置された洗濯物の弛みを、伸ばすことができる。その結果、洗濯物の形状が不明な場合には、洗濯物の弛みを伸ばして、カメラ１６０により洗濯物を撮像し、洗濯物の形状を的確に把握することができる。
【００７７】
（変形例１）
以下、一実施の形態に係る把持装置２００の変形例について説明を行う。図８は、先端可動部材２６２の代わりに先端可動部材２６２ａを用いる変形例を示す模式図である。
【００７８】
図８に示すように、主にゴム部材からなる先端可動部材２６２ａの一部には、ゴム部材よりも剛性の高い樹脂部材、金属部材、木部材の少なくとも１からなる部材２６２ｂが設けられている。それにより、布地を把持する際に、先端可動部材２６２ａの過度の変形を抑制することができる。
【００７９】
（変形例２）
図９は、先端可動部材２６２の代わりにゴム部材からなる先端可動部材２６２ｃを用いる変形例を示す模式図である。
【００８０】
図９に示すように、ゴム部材からなる先端可動部材２６２ｃは、球体を水平面で分割し、さらに半分に分割した、いわゆる４分の１の形状であってもよい。この場合、半径部となる面により布地等を捲ることができる。
【００８１】
（変形例３）
図１０は、先端可動部材２６２の代わりに主にゴム部材からなる先端可動部材２６２ｄを用いる変形例を示す模式図である。
【００８２】
図８に示すように、主にゴム部材からなる先端可動部材２６２ｄの一部には、ゴム部材よりも剛性の高い樹脂部材、金属部材、木部材の少なくとも１からなる部材２６２ｅが設けられている。それにより、布地を把持する際に、先端可動部材２６２ｄの過度の変形を抑制することができる。
【００８３】
（変形例４）
図１１は、ゴム部材からなる先端可動部材２６２の代わりにゴム部材からなる先端可動部材２６２ｆを用いる変形例を示す模式図である。
【００８４】
図１１に示すように、ゴム部材からなる先端可動部材２６２ｆは、球体を水平面で分割した形状であってもよい。この場合、厚みのある布地であっても、湾曲面により布地の広い範囲に摩擦を与え、捲り上げを行うことができる。
【００８５】
（変形例５）
図１２は、先端可動部材２６２の代わりにゴム部材からなる先端可動部材２６２ｇを設けたものである。
【００８６】
図１２に示すように、先端可動部材２６２ｇは、湾曲部２６２ｈを有するゴム部材であってもよい。
【００８７】
（変形例６）
図１３は、先端可動部材２６２の代わりに主にゴム部材からなる先端可動部材２６２ｉを設けたものである。
【００８８】
図１３に示すように、主にゴム部材からなる先端可動部材２６２ｉは、湾曲部２６２ｊを有するゴム部材であってもよい。また、先端可動部材２６２ｉの一部には、ゴム部材よりも剛性の高い樹脂部材、金属部材、木部材の少なくとも１からなる部材２６２ｋが設けられている。それにより、布地を把持する際に、先端可動部材２６２ｉの過度の変形を抑制することができる。
【００８９】
（変形例７）
図１４は、先端可動部材２６２の代わりに先端可動部材２６２ｌを用いる変形例を示す模式図である。
【００９０】
図１４に示すように、先端可動部材２６２ｌは、固定車輪形状２６２ｎおよび止め具２６２ｍを有するゴム部材であってもよい。固定車輪形状２６２ｎは、止め具２６２ｍにより先端可動部材２６２ｌに固定されており、固定車輪形状２６２ｎは、ゴム部材、ゴム部材よりも剛性の高い樹脂部材、金属部材、木部材の少なくとも１からなる部材であることが好ましい。
【００９１】
以上のように、本発明に係る把持装置２００においては、固定把持部材２４０が把持本体部２１０に固定されているので、片方の駆動系を省略することができ、コスト低下を図ることができる。また、可動把持部材２６１を移動させるスライド装置２２０およびスライド部材２３０と、可動把持部材２６１を回動させるモータ２７０とを備えているので、多種の厚みの布地に対応して捲ることができ、把持装置２００を複数備えることで布地物の展開を行うことができる。また、布地物（布地）とは、ハンカチ、お絞り、タオル、バスタオル、マット、カーペット、衣類、下着、手ぬぐい、布団、毛布、シーツ等の布製品を含むものである。
【００９２】
さらに、具体的に、スライド装置２２０の距離Ｌを調整することにより、厚みの大きな布地から厚みの小さな布地まで、あらゆる布地に対して一の把持装置２００で対応し、捲くり上げを行うことができる。
【００９３】
さらに、支持部材２５０を設けることで、可動把持部材２６１の長さを短くし、モータ２７０の回動力を少なくすることができる。また、モータ２７０を支持部材２５０の先端に設けることで、可動把持部材２６１の回動方向の微調整も容易に行うことができる。例えば、矢印Ｒ１の方向に回動させることにより布地を捲くり上げ、矢印−Ｒ１の方向に回動させることにより布地を伸ばすことができる。すなわち、この場合のモータ２７０の回動力が少なくて済む。
【００９４】
さらに、先端可動部材２６２は、ゴム部材を含むので、布地との間に摩擦を生じさせ、布地を確実に保持することができ、布地を容易に捲ることができる。さらに、可動把持部材２６１は、先端部の進退を付勢するバネ機構２６３を有するので、布地への破損等を防止することができる。また、バネ機構２６３の付勢力を調整することで、布地を確実に把持することができる。
【００９５】
また、布地処理ロボット１００においては、把持装置２００を有するロボットアーム１５０がそれぞれ複数設けられるので、容易に布地物の一方を把持し、他方を把持し、それらの把持装置２００の間隔を広げることで、対象となる布地の展開を行うことができる。
【００９６】
本発明においては、布地物（布地または洗濯物）が対象物に相当し、把持装置２００が把持装置に相当し、固定把持部材２４０が第１保持部材に相当し、可動把持部材２６１が第２保持部材に相当し、スライド装置２２０およびスライド部材２３０が移動装置に相当し、スライド部材２３０が移動機構に相当し、把持本体部２１０が把持部本体に相当し、モータ２７０が回動機構に相当し、先端可動部材２６２が先端部に相当し、支持部材２５０が支持部材に相当し、バネ機構２６３が付勢機構に相当し、ロボットアーム１５０がロボットアームに相当し、カメラ１６０が撮像装置に相当し、制御部３１０および制御部３００が制御装置に相当し、布地処理ロボット１００が布地処理ロボットに相当する。
【００９７】
本発明の好ましい一実施の形態は上記の通りであるが、本発明はそれだけに制限されない。本発明の精神と範囲から逸脱することのない様々な実施形態が他になされることは理解されよう。さらに、本実施形態において、本発明の構成による作用および効果を述べているが、これら作用および効果は、一例であり、本発明を限定するものではない。
【符号の説明】
【００９８】
１００  布地処理ロボット
１５０  ロボットアーム
１６０  カメラ
２００  把持装置
２１０  把持本体部
２２０  スライド装置
２３０  スライド部材
２４０  固定把持部材
２５０  支持部材
２６１  可動把持部材
２６２  先端可動部材
２６３  バネ機構
２７０  モータ
３００  制御部
３１０  制御部
【図５】
2011121138.tif 000003
【図１】
2011121138.tif 000004
【図２】
2011121138.tif 000005
【図３】
2011121138.tif 000006
【図４】
2011121138.tif 000007
【図６】
2011121138.tif 000008
【図７】
2011121138.tif 000009
【図８】
2011121138.tif 000010
【図９】
2011121138.tif 000011
【図１０】
2011121138.tif 000012
【図１１】
2011121138.tif 000013
【図１２】
2011121138.tif 000014
【図１３】
2011121138.tif 000015
【図１４】
2011121138.tif 000016
【手続補正書】
【提出日】平成22年12月16日(2010.12.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物を把持する把持装置であって、
第１保持部材と、
前記第１保持部材に対向して設けられた第２保持部材と、
前記第２保持部材を直線的に移動する移動装置と、
前記第１保持部材および前記移動装置を保持する把持部本体と、
前記第２保持部材を回動する回動機構と、を含み、
前記把持部本体に固定された前記第１保持部材に対して、前記移動装置により前記第２保持部材を直線的に移動させ、かつ前記回動機構により前記第２保持部材を回動することにより前記第１保持部材の先端部および前記第２保持部材の先端部を近接させ、前記対象物を把持する把持装置。
【請求項２】
前記回動機構は、前記第２保持部材の回転を停止し
前記移動装置は、前記把持部本体に固定された前記第１保持部材に対して前記第２保持部材を直線的に移動させる、請求項１記載の把持装置。
【請求項３】
前記移動装置は、
支持部材と、
前記支持部材を直線的に移動する移動機構と、を含み、
前記支持部材は、一端側に前記移動機構を有し、他端側に前記回動機構を有する、請求項１または２に記載の把持装置。
【請求項４】
前記第１保持部材および前記第２保持部材の少なくとも一方の前記先端部は、前記対象物を把持するゴム材を含む、請求項１から３のいずれか１項に記載の把持装置。
【請求項５】
前記第２保持部材は、前記先端部を伸縮する伸縮構造を有し、かつ前記先端部の進退を付勢する付勢機構を有する、請求項１から４のいずれか１項に記載の把持装置。
【請求項６】
前記対象物は、布製品である、請求項１から５のいずれか１項に記載の把持装置。
【請求項７】
前記請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の把持装置と、
前記把持装置を支持するロボットアームと、
前記把持装置により把持される対象物を撮像する撮像装置と、
前記撮像装置からのデータに基づいて前記把持装置および前記ロボットアームを制御する制御装置とを含む、布地処理ロボット。
【請求項８】
前記請求項７の布地処理ロボットを複数備えたことを特徴とする布地処理ロボット。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、布地、布製品、特に衣服を把持する把持装置および把持装置を備えた布地処理ロボットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、工具または部材を把持するための種々の把持装置が開発および研究されている。特に、ロボットに内蔵される把持装置においては、３次元において自在に動かせるよう、まるで人間の手のように動くように、５指の開発が行われている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、搬送回転体を要せずに紙葉類を移動させることができるロボットを内蔵して紙葉類を取扱い処理するロボット内蔵型紙葉類処理装置が開示されている。
【０００４】
特許文献１記載のロボット内蔵型紙葉類処理装置は、装置本体に紙葉類を取扱い処理するロボットを内蔵したロボット内蔵型紙葉類処理装置であって、装置本体に設けられる紙葉類収納部と、この紙葉類収納部と対応して設けられる紙葉類移動先との間に、紙葉類を計数し、かつ紙葉類を保持して移動させるハンド部を先端に備えたロボットアームを介装したものである。
【０００５】
また、特許文献２には、ボデイ内に塵埃等が進入することを阻止するとともに、ワークを把持する一組の把持部材の平行精度を保持することにあるチャック装置が開示されている。
【０００６】
特許文献２記載のチャック装置は、一組の流体圧出入ポートが形成されたボデイと、ボデイの内部に形成されたシリンダ室に沿って往復動作するピストンを含むシリンダ機構と、ボデイの一端部に形成された凹部内に所定角度回動自在に軸支された一組の把持部材と、把持部材の溝部に係合する一組のコロ部材が回動自在に軸着され、一組のコロ部材の回動作用下にピストンの直線運動を一組の把持部材に伝達するジョイント部材と、ボデイの一端部に装着され、凹部を閉塞するカバー部材と、を備えたものである。
【０００７】
また、特許文献３には、指部の柔軟性を向上させ、対象物を安定して把持するようにしたロボットハンドが開示されている。
【０００８】
特許文献３記載のロボットハンドは、複数個の指リンクと、指リンクを連接する指関節とからなる指部を備えたロボットハンドにおいて、指リンクの少なくとも１個を、第１の部材と、第１の部材の表面に密着される第２の部材と、少なくとも第２の部材を被覆する第３の部材とから構成すると共に、第２の部材の剛性を、第１の部材および第３の部材の剛性よりも低く設定するように構成したものである。
【０００９】
特許文献４には、布状体を折り畳む機械及び仕上げする機械等に、自動的に布状体を拡げて供給できる布状体自動投入機を得ることを課題とする布状体自動投入機が開示されている。
【００１０】
特許文献４記載の布状体自動投入機は、布状体を折り畳む機械及び仕上げする機械等に布状体を拡げて供給する装置であって、無端ベルト上を搬送されてきた布状体が貯留されるシューターと、布状体を掴持し移動する複数の掴持チャックと、掴持チャックが移動するレールと、布状体を押圧する押さえローラと、布状体を案内支持するガイドローラと、布状体を支持し移動する移動プレートとからなるものである。
【００１１】
特許文献５には、洗濯、脱水後のおしぼりなどの方形状布片を自動的に折り畳む装置が開示されている。
【００１２】
特許文献５記載の方形状布片の掴み装置は、山積みとなった方形状布片から上下動して該布片の一枚を掴んで吊す第一掴み部材を設け、第一掴み部材の前面の一方の側部に吊り下がった布片をあてがう壁を、他方の側部に布片の下部を壁に向けて押し当て布片を一時的に固定する端押え板を設け、吊り下がった布片の最下端を検知するセンサを壁の下部に設け、検知された布片の最下端を掴む第二掴み部材を設けて布片の垂れ下がった最下端を掴むものである。
【００１３】
特許文献６には、汚れた方形状布片の洗濯から仕上及び出荷までの工程を全自動化する方形状布片の洗濯物の全自動仕上方法および装置が開示されている。
【００１４】
特許文献６記載の方形状布片の洗濯物の全自動仕上方法および装置は、汚れた方形状布片（１）の洗濯からアイロン掛の全工程を自動化した方法であって、洗濯され山積にされた該布片（１）の一つを掴んで展開する展開工程を含むものである。
【００１５】
非特許文献１には、布地物体のハンドリングにおける摘みと捲り機能を有するロボットハンドによる洗濯物の把握が開示されている。
【００１６】
非特許文献１には、洗濯物の後片付け作業において要求される布地の把持位置把持方法として、一対の回転体により摘みと捲り機能を実現することが記載されている。
【００１７】
また、非特許文献２には、視覚情報を用いた輪郭情報に基づく折れ重なった布生地の展開が開示されている。接着テープ利用型の４本足デバイスで布生地を持ち上げることが開示されている。
【００１８】
また、非特許文献３には、布取扱いシステムのための視覚装置とフレキシブルロボットハンドが開示されている。特許文献３記載の布取扱いシステムのための視覚装置とフレキシブルロボットハンドは、Ｆｉｇ１８およびＦｉｇ２０に示すように、当該一対の棒状部材からなる把持装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１９】
【特許文献１】特開平５−８１５１０号公報
【特許文献２】特開平１０−８０８８８号公報
【特許文献３】特開２００５−８８０９６号公報
【特許文献４】特開平１０−２９７３６号公報
【特許文献５】特開平１１−１２８５９６号公報
【特許文献６】特開平７−２１３７９７号公報
【非特許文献１】大澤文明、柿倉正義、“布地物体のハンドリング  摘みと捲り機能を有するロボットハンドによる洗濯物の把握”、日本、東京電機大学工学部、原稿受付日平成１０年１月１６日、記事連番0007、SC-98-7、37-42頁、
【非特許文献２】小野栄一、喜多伸之、坂根茂幸、“視触覚を用いた輪郭情報に基づく折れ重なった布生地の展開”日本、日本ロボット学会誌、Vol．15、No.2,pp275〜283,1997、
【非特許文献３】秦清治、他３名“Vision System and Flexible Robot Hand for Cloth Handling RobotSystem”、Authorizedlicensed use limited to: RITSUMEIKAN UNIVERSITY. Downloaded on August 27, 2009at 05:28 from IEEE Xplore. Restrictions apply、692〜697頁、
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
このように、特許文献１から特許文献３記載の装置は、対象物を把持する装置についてそれぞれ開示がなされている。
【００２１】
しかしながら、特許文献１および特許文献２記載の装置では、対象物の厚みの変化に対応できるものではない。すなわち、特許文献１記載の装置では、紙類にのみ効果があり、特許文献２では、対象となる同一サイズのワークに対してのみ効果がある。
また、特許文献３記載の装置は、駆動源の個数が１０個以上必要となり、コスト増加が問題となる。
【００２２】
また、特許文献４から特許文献６記載の装置は、対象物を展開する装置について開示がなされている。
【００２３】
しかしながら、把持を行うための駆動させる部材の個数が、６個または７個と多く、それにより、コスト増加が問題となる。さらに、対象物であるおしぼりまたはシーツ等の特定対象物を展開する部材も、当該装置以外にさらにガイドローラまたは上下ローラ等の追加の装置を使用しており、コスト増加が問題となる。
【００２４】
また、非特許文献１には、複数のローラにより布地を捲る装置が開示されているが、種々の厚みの異なる布地を捲ることができず、さらに当該布地を展開することもできない。また、非特許文献２には、視覚センサにより布生地を認識する技術のみが開示されているが、布生地を捲るおよび布生地を展開する技術については、開示がされていない。
【００２５】
また、非特許文献３には、一対の棒状部材からなるハンドが開示されているが、同一機構により一対の棒状部材が相反する動作を行うことにより把持を行うため、所定の厚みの対象物しか把持することができない。すなわち、種々の厚みの布地を把持することができない。
【００２６】
本発明の目的は、簡易な構成で、多種の対象物に対して複数の機能を有した把持装置および把持装置を備えた布地処理ロボットを提供することである。
【００２７】
本発明の他の目的は、簡易な構成で、多種の厚みの布地物を捲るおよび展開する機能を有した把持装置および把持装置を備えた布地処理ロボットを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２８】
（１）
一局面に従う把持装置は、対象物を把持する把持装置であって、第１保持部材と、第１保持部材に対向して設けられた第２保持部材と、第２保持部材を直線的に移動する移動装置と、第１保持部材および移動装置を保持する把持部本体と、第２保持部材を回動する回動機構と、を含み、移動装置により第２保持部材を直線的に移動させ、かつ回動機構により第２保持部材を回動することにより第１保持部材の先端部および第２保持部材の先端部を近接させ、対象物を把持するものである。
【００２９】
把持装置は、第１保持部材、第２保持部材、移動装置、把持部本体および回動機構からなる。把持装置においては、移動装置により第２保持部材を直線的に移動させ、回動機構により第２保持部材を回動することにより第１保持部材の先端部および第２保持部材の先端部を近接させ、対象物を把持するものである。
【００３０】
この場合、第１保持部材は、把持本体部に固定されているので、駆動系を省略することができ、コスト低下を図ることができる。また、第２保持部材を移動させる移動装置および第２保持部材を回動させる回動機構を備えているので、多種の厚みの布地物に対応することができ、多種の厚みの布地物を捲ることができ、把持装置を複数備えることで布地物の展開を行うことができる。
【００３１】
（２）
回動機構は、第２保持部材の回転を停止し、移動装置は、把持部本体に固定された第１保持部材に対して第２保持部材を直線的に移動させてもよい。
【００３２】
この場合、第１保持部材は、把持本体部に固定されているので、駆動系を省略することができ、コスト低下を図ることができる。また、第２保持部材の回転を停止しつつ、スライド移動させるので、対象物を捲り上げ掴むことができる。
【００３３】
（３）
移動装置は、支持部材と、支持部材を直線的に移動する移動機構と、を含み、支持部材は、一端側に移動機構を有し、他端側に回動機構を有することが好ましい。
【００３４】
この場合、支持部材を設けることで、第２保持部材の長さを短くし、回動機構の回動力を少なくすることができる。また、第２保持部材の長さを短くできるので、第２保持部材の回動方向の微調整も容易に行うことができる。
【００３５】
（４）
第１保持部材および第２保持部材の少なくとも一方の先端部は、ゴム材を含んでもよい。
【００３６】
第１保持部材および第２保持部材の少なくとも一方の先端部は、ゴム材を含むので、対象物を確実に保持することができる。また、第２保持部材の先端側にゴム材を設けることで、対象物を容易に捲ることができ、好ましい。
【００３７】
（５）
第２保持部材は、先端部を伸縮する伸縮構造を有し、かつ先端部の進退を付勢する付勢機構を有することが好ましい。
【００３８】
この場合、第２保持部材は、先端部の進退を付勢する付勢機構を有するので、対象物への破損等を防止することができる。また、付勢機構の付勢力を調整することで、対象物を確実に把持することができる。
【００３９】
（６）
対象物は、布製品であってもよい。
【００４０】
この場合、対象物は、布製品であるので、ハンカチ、お絞り、タオル、バスタオル、マット、カーペット、衣類、下着、手ぬぐい、布団、毛布、シーツ等、種々の布製品に対して把持することができる。
【００４１】
（７）
他の曲面にかかる布地処理ロボットは、把持装置と、把持装置を支持するロボットアームと、把持装置により把持される対象物を撮像する撮像装置と、撮像装置からのデータに基づいて把持装置およびロボットアームを制御する制御装置とを含むものである。
【００４２】
布地処理ロボットは、把持装置、ロボットアーム、撮像装置、制御装置を含み、制御装置により撮像装置からのデータに基づいて把持装置およびロボットアームが制御される。
【００４３】
この場合、ロボットアームに装着される把持装置は、多種の厚みの布地物に対応することができ、多種の厚みの布地物を捲ることができる。その結果、ロボットアームは、駆動部位を減じた方式となるので、製造コストおよびランニングコスト（修理、点検、使用電力を含む）を低減させることができる。
【００４４】
（８）
布地処理ロボットを複数備えることが好ましい。
【００４５】
この場合、把持装置を有する布地処理ロボットが複数設けられるので、容易に布地物の展開を行うことができる。
【発明の効果】
【００４６】
本発明に係る把持装置および布地処理ロボットによれば、簡易な構成で、多種の対象物に対して複数の機能を有する把持を行うことができる。特に、多種の厚みの布地物を捲るおよび展開することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】一実施の形態に係る把持装置を備えた布地処理ロボットの一例の外観を示す模式的斜視図
【図２】図１の把持装置の内部構成を示す模式的構成図
【図３】図１の把持装置を拡大した模式的平面図
【図４】図３に示した把持装置の動作を説明するための模式図
【図５】図３に示した把持装置の動作を説明するための模式図
【図６】把持装置の他の動作を示す模式図
【図７】把持装置のさらに他の動作を示す模式図
【図８】他のゴム部材からなる先端可動部材を示す模式図
【図９】他のゴム部材からなる先端可動部材を示す模式図
【図１０】他のゴム部材からなる先端可動部材を示す模式図
【図１１】他のゴム部材からなる先端可動部材を示す模式図
【図１２】他のゴム部材からなる先端可動部材を示す模式図
【図１３】他のゴム部材からなる先端可動部材を示す模式図
【図１４】他のゴム部材からなる先端可動部材を示す模式図
【発明を実施するための形態】
【００４８】
以下、本発明に係る実施の形態について図面を用いて説明する。本実施の形態においては、まず、布地を把持する把持装置を備えた布地処理ロボットについて説明を行い、後に当該把持装置について説明を行う。なお、本実施の形態においては、布地を把持する把持装置について説明するが、布地には、絹、毛織物、木綿等が含まれ、また、本発明の把持装置は、ビニル地、ナイロン地等、他の任意のものにも適用することができる。
【００４９】
（一実施の形態）
図１は、一実施の形態に係る把持装置を備えた布地処理ロボット１００の一例の外観を示す模式的斜視図である。
【００５０】
図１に示すように、布地処理ロボット１００は、把持装置２００、ロボットアーム１５０、カメラ１６０および制御部３００からなる。図１においては、布地処理ロボット１００を一対（２個）設けてあり、布地処理ロボット１００の間に台６１０および台６２０が設けられている。
【００５１】
図１に示すように、把持装置２００は、ロボットアーム１５０の先端側部分に回動自在に取り付けられている。したがって、ロボットアーム１５０は、把持装置２００を３次元空間内で自由自在に動かすことができる。また、カメラ１６０は、ロボットアーム１５０の上部から把持装置２００近傍を撮像できるように設けられている。
【００５２】
制御部３００は、カメラ１６０により撮像されたデータに基づいて、ロボットアーム１５０および把持装置２００の動作を制御する。以下、把持装置２００の内部構成について群述する。
【００５３】
図２は、図１の把持装置２００の内部構成を示す模式的構成図である。
【００５４】
図２に示すように、把持装置２００の制御システム３０１は、制御部３１０、モータ２７０、スライド装置２２０、圧力センサ２８０およびインターフェイス部３５０を含む。
【００５５】
把持装置２００の制御部３１０は、インターフェイス部３５０からのカメラ１６０の撮像されたデータに基づいてスライド装置２２０およびモータ２７０の駆動を指示する。具体的な制御部３１０の動きについては、後述する。
【００５６】
なお、本実施の形態においては、制御部３１０は、布地処理ロボット１００の制御部３００と別に設けることとしているが、これに限定されず、制御部３１０を設けず、布地処理ロボット１００の制御部３００と同一の制御部において制御してもよい。
【００５７】
続いて、把持装置２００の構造および動作について説明を行う。図３は、図１の把持装置２００を拡大した模式的平面図である。
【００５８】
図３に示すように、把持装置２００は、主に把持本体部２１０、スライド装置２２０、スライド部材２３０、固定把持部材２４０、支持部材２５０、可動把持部材２６１、先端可動部材２６２、バネ機構２６３、モータ２７０および圧力センサ２８０を含む。
【００５９】
図３に示すように、把持本体部２１０の一端側には、固定把持部材２４０がボルトＢＴにより固設されており、固定把持部材２４０の先端に圧力センサ２８０が設けられ、固定把持部材２４０に近接または離間する方向に延在してスライド装置２２０が設けられる。
【００６０】
スライド装置２２０のスライド部材２３０には、長手方向を有する支持部材２５０の一端側が固定されている。支持部材２５０の他端側には、モータ２７０が設けられており、当該モータ２７０の軸に可動把持部材２６１の一端側が固設されている。
【００６１】
また、可動把持部材２６１には、先端可動部材２６２が伸縮可能に設けられており、バネ機構２６３が可動把持部材２６１の延在方向に先端可動部材２６２を付勢するように設けられる。また、先端可動部材２６２は、棒状のゴム部材からなる。
【００６２】
続いて、図４および図５は、図３に示した把持装置２００の動作の一例を説明するための模式図である。
【００６３】
まず、図４に示すように、制御部３１０からの指示に基づいて、スライド装置２２０は、スライド部材２３０を矢印Ｈ１の方向に移動させる。ここで、制御部３１０は、スライド装置２２０にスライド部材２３０を移動させる距離Ｌを指示する。この距離Ｌは、把持装置２００により把持しようとする布地を、カメラ１６０で撮像し、その撮像されたデータに基づいて布地の厚みＬ１を算出し、距離Ｌが決定される。ここで、距離Ｌは、布地を重ねて捲くり上げる場合には、２（Ｌ１）の厚みに近似する値になり、単布地の場合には、Ｌ１の厚みに近似する値になる。その結果、支持部材２５０、可動把持部材２６１および先端可動部材２６２が矢印Ｈ１の方向に距離Ｌだけ移動する。すなわち、把持装置２００の片方（固定把持部材２４０）を固定させ、もう片方（支持部材２５０等）を平行にスライドさせる。
【００６４】
なお、布地の厚みＬ１は、把持装置２００により当該布地を把持した際の圧力センサ２８０の値に応じて厚みＬ１を推定してもよい。
また、スライド装置２２０の距離Ｌを大きく設定することにより、５指ハンド等と異なり、毛布または布団など厚みの大きな布地に対しても対応することができる。すなわち、５指ハンドでは、厚みの大きな布地を把持する場合には５指の大きさをそれぞれ大きくする必要があるが、本発明の把持装置２００においては、スライド装置２２０の距離Ｌ（スライド距離）を大きく設定するだけで容易に対応することができる。また、このスライド距離Ｌを大きくするためにスペーサを用いてもよい。例えば、把持本体部２１０および固定把持部材２４０の間にスペーサを設けてもよい。
【００６５】
続いて、図５に示すように、制御部３１０からの指示に基づいて、モータ２７０が回転を行う。その結果、可動把持部材２６１および先端可動部材２６２が矢印Ｒ１の方向に回動する。そして、図５に示すように、ゴム部材からなる先端可動部材２６２が固定把持部材２４０側に移動する。
【００６６】
このように、固定把持部材２４０に布地を接触させつつ、先端可動部材２６２が回動することにより、ゴム部材の摩擦で布地を捲くり上げ掴みができる。また、制御部３１０は、圧力センサ３４０からの圧力信号に基づいてモータ２７０の回転を停止させる。それにより、布地を傷つけることを防止することができる。
【００６７】
続いて、図１から図５に説明した把持装置２００および布地処理ロボット１００について具体的な一例の動作説明を行う。以下においては、布地、特に洗濯物を対象として、説明を行う。
【００６８】
まず、制御部３００は、図１に示した台６１０上に乱雑に山積みされた洗濯物（図示せず）をカメラ１６０で撮影するよう指示する。次に、制御部３００は、その撮像データに基づいて、山積みされた洗濯物の最上部を把持装置２００により把持するよう指示する。そして、図３から図５に示したように、制御部３００は、把持装置２００により洗濯物を把持し、布地処理ロボット１００により当該洗濯物が上方へ搬送され、所定の高さから把持装置２００の把持を開放させるよう指示する。その結果、洗濯物が台６１０上に落下する。この落下動作は、洗濯物を少しでも広げた状態で置き、洗濯物の形状を認識するための動作である。
【００６９】
次いで、制御部３００は、再度カメラ１６０で撮像したデータに基づいて当該洗濯物の２箇所の把持点および洗濯物の幅を認識し、把持装置２００を一の把持点の位置に移動し、図３から図５の動作を繰返す。その結果、把持装置２００が一の把持点において洗濯物を把持する。
【００７０】
続いて、制御部３００は、他方の布地処理ロボット１００に対して、洗濯物の他の把持点を把持させる。この場合、他の把持点は、台６１０上にあってもよく、台６１０の上方に位置してもよい。把持装置２００により、他の把持点を空中で把持することができる。そして、洗濯物の幅に合わせて一対の布地処理ロボット１００を広げることにより洗濯物が展開される。
【００７１】
最後に、制御部３００は、一対の布地処理ロボット１００に対して、台６２０（折り畳み装置等）の上方に当該洗濯物を移動させ、把持装置２００の把持を開放させ、台６２０上に洗濯物を載置させる。
【００７２】
なお、上記の実施例において、一の把持点および他の把持点は、洗濯物の縁である場合について説明を行ったが、それに限定されず、他の任意の場所を認識してもよい。例えば、シャツ等の場合には、左右両肩の袖と胴体部の繋ぎ目の縁の２点を選択してもよく、他の任意の場所を選択してもよい。
【００７３】
図６は、把持装置２００の他の動作を示す模式図である。
【００７４】
図３、図４および図６に示すように、制御部３１０は、スライド装置２２０のみにさらに矢印Ｈ１の方向にスライド移動するよう指示をしてもよい。この場合、捲り上げ掴みが不要な布地であっても、確実に把持を行うことができる。すなわち、把持するポイントのある布地、例えば、タオルを引掛ける紐の輪が取り付けられている場合等に有効である。
【００７５】
図７は、把持装置２００のさらに他の動作を示す模式図である。
【００７６】
図７に示すように、制御部３１０は、モータ２７０に矢印−Ｒ１の方向に回転させるように指示する。それにより、台６１０上に載置された洗濯物の弛みを、伸ばすことができる。その結果、洗濯物の形状が不明な場合には、洗濯物の弛みを伸ばして、カメラ１６０により洗濯物を撮像し、洗濯物の形状を的確に把握することができる。
【００７７】
（変形例１）
以下、一実施の形態に係る把持装置２００の変形例について説明を行う。図８は、先端可動部材２６２の代わりに先端可動部材２６２ａを用いる変形例を示す模式図である。
【００７８】
図８に示すように、主にゴム部材からなる先端可動部材２６２ａの一部には、ゴム部材よりも剛性の高い樹脂部材、金属部材、木部材の少なくとも１からなる部材２６２ｂが設けられている。それにより、布地を把持する際に、先端可動部材２６２ａの過度の変形を抑制することができる。
【００７９】
（変形例２）
図９は、先端可動部材２６２の代わりにゴム部材からなる先端可動部材２６２ｃを用いる変形例を示す模式図である。
【００８０】
図９に示すように、ゴム部材からなる先端可動部材２６２ｃは、球体を水平面で分割し、さらに半分に分割した、いわゆる４分の１の形状であってもよい。この場合、半径部となる面により布地等を捲ることができる。
【００８１】
（変形例３）
図１０は、先端可動部材２６２の代わりに主にゴム部材からなる先端可動部材２６２ｄを用いる変形例を示す模式図である。
【００８２】
図８に示すように、主にゴム部材からなる先端可動部材２６２ｄの一部には、ゴム部材よりも剛性の高い樹脂部材、金属部材、木部材の少なくとも１からなる部材２６２ｅが設けられている。それにより、布地を把持する際に、先端可動部材２６２ｄの過度の変形を抑制することができる。
【００８３】
（変形例４）
図１１は、ゴム部材からなる先端可動部材２６２の代わりにゴム部材からなる先端可動部材２６２ｆを用いる変形例を示す模式図である。
【００８４】
図１１に示すように、ゴム部材からなる先端可動部材２６２ｆは、球体を水平面で分割した形状であってもよい。この場合、厚みのある布地であっても、湾曲面により布地の広い範囲に摩擦を与え、捲り上げを行うことができる。
【００８５】
（変形例５）
図１２は、先端可動部材２６２の代わりにゴム部材からなる先端可動部材２６２ｇを設けたものである。
【００８６】
図１２に示すように、先端可動部材２６２ｇは、湾曲部２６２ｈを有するゴム部材であってもよい。
【００８７】
（変形例６）
図１３は、先端可動部材２６２の代わりに主にゴム部材からなる先端可動部材２６２ｉを設けたものである。
【００８８】
図１３に示すように、主にゴム部材からなる先端可動部材２６２ｉは、湾曲部２６２ｊを有するゴム部材であってもよい。また、先端可動部材２６２ｉの一部には、ゴム部材よりも剛性の高い樹脂部材、金属部材、木部材の少なくとも１からなる部材２６２ｋが設けられている。それにより、布地を把持する際に、先端可動部材２６２ｉの過度の変形を抑制することができる。
【００８９】
（変形例７）
図１４は、先端可動部材２６２の代わりに先端可動部材２６２ｌを用いる変形例を示す模式図である。
【００９０】
図１４に示すように、先端可動部材２６２ｌは、固定車輪形状２６２ｎおよび止め具２６２ｍを有するゴム部材であってもよい。固定車輪形状２６２ｎは、止め具２６２ｍにより先端可動部材２６２ｌに固定されており、固定車輪形状２６２ｎは、ゴム部材、ゴム部材よりも剛性の高い樹脂部材、金属部材、木部材の少なくとも１からなる部材であることが好ましい。
【００９１】
以上のように、本発明に係る把持装置２００においては、固定把持部材２４０が把持本体部２１０に固定されているので、片方の駆動系を省略することができ、コスト低下を図ることができる。また、可動把持部材２６１を移動させるスライド装置２２０およびスライド部材２３０と、可動把持部材２６１を回動させるモータ２７０とを備えているので、多種の厚みの布地に対応して捲ることができ、把持装置２００を複数備えることで布地物の展開を行うことができる。また、布地物（布地）とは、ハンカチ、お絞り、タオル、バスタオル、マット、カーペット、衣類、下着、手ぬぐい、布団、毛布、シーツ等の布製品を含むものである。
【００９２】
さらに、具体的に、スライド装置２２０の距離Ｌを調整することにより、厚みの大きな布地から厚みの小さな布地まで、あらゆる布地に対して一の把持装置２００で対応し、捲くり上げを行うことができる。
【００９３】
さらに、支持部材２５０を設けることで、可動把持部材２６１の長さを短くし、モータ２７０の回動力を少なくすることができる。また、モータ２７０を支持部材２５０の先端に設けることで、可動把持部材２６１の回動方向の微調整も容易に行うことができる。例えば、矢印Ｒ１の方向に回動させることにより布地を捲くり上げ、矢印−Ｒ１の方向に回動させることにより布地を伸ばすことができる。すなわち、この場合のモータ２７０の回動力が少なくて済む。
【００９４】
さらに、先端可動部材２６２は、ゴム部材を含むので、布地との間に摩擦を生じさせ、布地を確実に保持することができ、布地を容易に捲ることができる。さらに、可動把持部材２６１は、先端部の進退を付勢するバネ機構２６３を有するので、布地への破損等を防止することができる。また、バネ機構２６３の付勢力を調整することで、布地を確実に把持することができる。
【００９５】
また、布地処理ロボット１００においては、把持装置２００を有するロボットアーム１５０がそれぞれ複数設けられるので、容易に布地物の一方を把持し、他方を把持し、それらの把持装置２００の間隔を広げることで、対象となる布地の展開を行うことができる。
【００９６】
本発明においては、布地物（布地または洗濯物）が対象物に相当し、把持装置２００が把持装置に相当し、固定把持部材２４０が第１保持部材に相当し、可動把持部材２６１が第２保持部材に相当し、スライド装置２２０およびスライド部材２３０が移動装置に相当し、スライド部材２３０が移動機構に相当し、把持本体部２１０が把持部本体に相当し、モータ２７０が回動機構に相当し、先端可動部材２６２が先端部に相当し、支持部材２５０が支持部材に相当し、バネ機構２６３が付勢機構に相当し、ロボットアーム１５０がロボットアームに相当し、カメラ１６０が撮像装置に相当し、制御部３１０および制御部３００が制御装置に相当し、布地処理ロボット１００が布地処理ロボットに相当する。
【００９７】
本発明の好ましい一実施の形態は上記の通りであるが、本発明はそれだけに制限されない。本発明の精神と範囲から逸脱することのない様々な実施形態が他になされることは理解されよう。さらに、本実施形態において、本発明の構成による作用および効果を述べているが、これら作用および効果は、一例であり、本発明を限定するものではない。
【符号の説明】
【００９８】
１００  布地処理ロボット
１５０  ロボットアーム
１６０  カメラ
２００  把持装置
２１０  把持本体部
２２０  スライド装置
２３０  スライド部材
２４０  固定把持部材
２５０  支持部材
２６１  可動把持部材
２６２  先端可動部材
２６３  バネ機構
２７０  モータ
３００  制御部
３１０  制御部
【手続補正書】
【提出日】平成23年4月7日(2011.4.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
布製品を把持する把持装置であって、
第１保持部材と、
先端部を伸縮する伸縮構造と、前記先端部の進退を付勢する付勢機構とを有し、前記第１保持部材に対向して設けられた第２保持部材と、
前記第２保持部材を支持する支持部材と、前記支持部材を直線的に移動する移動機構とを含む移動装置と、
前記第１保持部材および前記移動装置を保持する把持部本体と、
前記第２保持部材を回動する回動機構とを備え、
前記把持部本体に固定された前記第１保持部材に対して、前記移動機構により前記支持部材を直線的に移動させ、かつ前記回動機構により前記第２保持部材を回動することにより前記第１保持部材の先端部および前記第２保持部材の前記先端部を近接させ、前記布製品を把持する動作と、前記第２保持部材の回動を停止して前記移動機構により前記把持部本体に固定された前記第１保持部材に対して前記支持部材を直線的に移動させる動作とを行い、
前記第１保持部材および前記第２保持部材の少なくとも一方の前記先端部は、前記布製品を把持するゴム材を有する
把持装置。
【請求項２】
前記把持部本体および前記第１保持部材の間にスペーサを挿入することができる
請求項１に記載の把持装置。
【請求項３】
前記回動機構により前記第２保持部材の先端部を前記第１保持部材の先端部から遠ざける方向に回動させる動作をさらに行う
請求項１または２に記載の把持装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の把持装置と、
前記把持装置を支持するロボットアームと、
前記把持装置により把持される布製品を撮像する撮像装置と、
前記撮像装置からのデータに基づいて前記把持装置および前記ロボットアームを制御する制御装置と
を備える、布地処理ロボット。
【請求項５】
請求項４の布地処理ロボットを複数備える
布地処理ロボット。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、布地、布製品、特に衣服を把持する把持装置および把持装置を備えた布地処理ロボットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、工具または部材を把持するための種々の把持装置が開発および研究されている。特に、ロボットに内蔵される把持装置においては、３次元において自在に動かせるよう、まるで人間の手のように動くように、５指の開発が行われている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、搬送回転体を要せずに紙葉類を移動させることができるロボットを内蔵して紙葉類を取扱い処理するロボット内蔵型紙葉類処理装置が開示されている。
【０００４】
特許文献１記載のロボット内蔵型紙葉類処理装置は、装置本体に紙葉類を取扱い処理するロボットを内蔵したロボット内蔵型紙葉類処理装置であって、装置本体に設けられる紙葉類収納部と、この紙葉類収納部と対応して設けられる紙葉類移動先との間に、紙葉類を計数し、かつ紙葉類を保持して移動させるハンド部を先端に備えたロボットアームを介装したものである。
【０００５】
また、特許文献２には、ボデイ内に塵埃等が進入することを阻止するとともに、ワークを把持する一組の把持部材の平行精度を保持することにあるチャック装置が開示されている。
【０００６】
特許文献２記載のチャック装置は、一組の流体圧出入ポートが形成されたボデイと、ボデイの内部に形成されたシリンダ室に沿って往復動作するピストンを含むシリンダ機構と、ボデイの一端部に形成された凹部内に所定角度回動自在に軸支された一組の把持部材と、把持部材の溝部に係合する一組のコロ部材が回動自在に軸着され、一組のコロ部材の回動作用下にピストンの直線運動を一組の把持部材に伝達するジョイント部材と、ボデイの一端部に装着され、凹部を閉塞するカバー部材と、を備えたものである。
【０００７】
また、特許文献３には、指部の柔軟性を向上させ、対象物を安定して把持するようにしたロボットハンドが開示されている。
【０００８】
特許文献３記載のロボットハンドは、複数個の指リンクと、指リンクを連接する指関節とからなる指部を備えたロボットハンドにおいて、指リンクの少なくとも１個を、第１の部材と、第１の部材の表面に密着される第２の部材と、少なくとも第２の部材を被覆する第３の部材とから構成すると共に、第２の部材の剛性を、第１の部材および第３の部材の剛性よりも低く設定するように構成したものである。
【０００９】
特許文献４には、布状体を折り畳む機械及び仕上げする機械等に、自動的に布状体を拡げて供給できる布状体自動投入機を得ることを課題とする布状体自動投入機が開示されている。
【００１０】
特許文献４記載の布状体自動投入機は、布状体を折り畳む機械及び仕上げする機械等に布状体を拡げて供給する装置であって、無端ベルト上を搬送されてきた布状体が貯留されるシューターと、布状体を掴持し移動する複数の掴持チャックと、掴持チャックが移動するレールと、布状体を押圧する押さえローラと、布状体を案内支持するガイドローラと、布状体を支持し移動する移動プレートとからなるものである。
【００１１】
特許文献５には、洗濯、脱水後のおしぼりなどの方形状布片を自動的に折り畳む装置が開示されている。
【００１２】
特許文献５記載の方形状布片の掴み装置は、山積みとなった方形状布片から上下動して該布片の一枚を掴んで吊す第一掴み部材を設け、第一掴み部材の前面の一方の側部に吊り下がった布片をあてがう壁を、他方の側部に布片の下部を壁に向けて押し当て布片を一時的に固定する端押え板を設け、吊り下がった布片の最下端を検知するセンサを壁の下部に設け、検知された布片の最下端を掴む第二掴み部材を設けて布片の垂れ下がった最下端を掴むものである。
【００１３】
特許文献６には、汚れた方形状布片の洗濯から仕上及び出荷までの工程を全自動化する方形状布片の洗濯物の全自動仕上方法および装置が開示されている。
【００１４】
特許文献６記載の方形状布片の洗濯物の全自動仕上方法および装置は、汚れた方形状布片（１）の洗濯からアイロン掛の全工程を自動化した方法であって、洗濯され山積にされた該布片（１）の一つを掴んで展開する展開工程を含むものである。
【００１５】
非特許文献１には、布地物体のハンドリングにおける摘みと捲り機能を有するロボットハンドによる洗濯物の把握が開示されている。
【００１６】
非特許文献１には、洗濯物の後片付け作業において要求される布地の把持位置把持方法として、一対の回転体により摘みと捲り機能を実現することが記載されている。
【００１７】
また、非特許文献２には、視覚情報を用いた輪郭情報に基づく折れ重なった布生地の展開が開示されている。接着テープ利用型の４本足デバイスで布生地を持ち上げることが開示されている。
【００１８】
また、非特許文献３には、布取扱いシステムのための視覚装置とフレキシブルロボットハンドが開示されている。特許文献３記載の布取扱いシステムのための視覚装置とフレキシブルロボットハンドは、Ｆｉｇ１８およびＦｉｇ２０に示すように、当該一対の棒状部材からなる把持装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１９】
【特許文献１】特開平５−８１５１０号公報
【特許文献２】特開平１０−８０８８８号公報
【特許文献３】特開２００５−８８０９６号公報
【特許文献４】特開平１０−２９７３６号公報
【特許文献５】特開平１１−１２８５９６号公報
【特許文献６】特開平７−２１３７９７号公報
【非特許文献１】大澤文明、柿倉正義、“布地物体のハンドリング  摘みと捲り機能を有するロボットハンドによる洗濯物の把握”、日本、東京電機大学工学部、原稿受付日平成１０年１月１６日、記事連番0007、SC-98-7、37-42頁、
【非特許文献２】小野栄一、喜多伸之、坂根茂幸、“視触覚を用いた輪郭情報に基づく折れ重なった布生地の展開”日本、日本ロボット学会誌、Vol．15、No.2,pp275〜283,1997、
【非特許文献３】秦清治、他３名“VisionSystemand Flexible Robot Hand for Cloth Handling Robot System”、Authorized licenseduse limited to: RITSUMEIKAN UNIVERSITY.Downloaded on August 27, 2009 at 05:28from IEEE Xplore. Restrictions apply、692〜697頁、
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
このように、特許文献１から特許文献３記載の装置は、対象物を把持する装置についてそれぞれ開示がなされている。
【００２１】
しかしながら、特許文献１および特許文献２記載の装置では、対象物の厚みの変化に対応できるものではない。すなわち、特許文献１記載の装置では、紙類にのみ効果があり、特許文献２では、対象となる同一サイズのワークに対してのみ効果がある。
また、特許文献３記載の装置は、駆動源の個数が１０個以上必要となり、コスト増加が問題となる。
【００２２】
また、特許文献４から特許文献６記載の装置は、対象物を展開する装置について開示がなされている。
【００２３】
しかしながら、把持を行うための駆動させる部材の個数が、６個または７個と多く、それにより、コスト増加が問題となる。さらに、対象物であるおしぼりまたはシーツ等の特定対象物を展開する部材も、当該装置以外にさらにガイドローラまたは上下ローラ等の追加の装置を使用しており、コスト増加が問題となる。
【００２４】
また、非特許文献１には、複数のローラにより布地を捲る装置が開示されているが、種々の厚みの異なる布地を捲ることができず、さらに当該布地を展開することもできない。また、非特許文献２には、視覚センサにより布生地を認識する技術のみが開示されているが、布生地を捲るおよび布生地を展開する技術については、開示がされていない。
【００２５】
また、非特許文献３には、一対の棒状部材からなるハンドが開示されているが、同一機構により一対の棒状部材が相反する動作を行うことにより把持を行うため、所定の厚みの対象物しか把持することができない。すなわち、種々の厚みの布地を把持することができない。
【００２６】
本発明の目的は、簡易な構成で、多種の対象物に対して複数の機能を有した把持装置および把持装置を備えた布地処理ロボットを提供することである。
【００２７】
本発明の他の目的は、簡易な構成で、多種の厚みの布地物を捲るおよび展開する機能を有した把持装置および把持装置を備えた布地処理ロボットを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２８】
（１）
一局面に従う把持装置は、布製品を把持する把持装置であって、第１保持部材と、第２保持部材と、移動装置と、把持部本体と、回動機構とを備える。第２保持部材は、先端部を伸縮する伸縮構造と、先端部の進退を付勢する付勢機構とを有し、第１保持部材に対向して設けられる。移動装置は、第２保持部材を支持する支持部材と、支持部材を直線的に移動する移動機構とを含む。把持部本体は、第１保持部材および移動装置を保持する。回動機構は、第２保持部材を回動する。そして、把持装置は、移動機構により支持部材を直線的に移動させ、かつ回動機構により第２保持部材を回動することにより第１保持部材の先端部および第２保持部材の先端部を近接させ、布製品を把持する動作と、第２保持部材の回動を停止して移動機構により把持部本体に固定された第１保持部材に対して支持部材を直線的に移動させる動作とを行う。また、第１保持部材および第２保持部材の少なくとも一方の先端部は、布製品を把持するゴム材を有する。
【００２９】
把持装置は、第１保持部材、第２保持部材、移動装置、把持部本体および回動機構からなる。把持装置は、移動装置により第２保持部材を直線的に移動させ、回動機構により第２保持部材を回動することにより第１保持部材の先端部および第２保持部材の先端部を近接させ、布製品を把持する。
【００３０】
この場合、第１保持部材は、把持本体部に固定されているので、駆動系を省略することができ、コスト低下を図ることができる。また、第２保持部材を移動させる移動装置および第２保持部材を回動させる回動機構を備えているので、多種の厚みの布地物に対応することができ、多種の厚みの布地物を捲ることができ、把持装置を複数備えることで布地物の展開を行うことができる。
【００３１】
また、第１保持部材および第２保持部材の少なくとも一方の先端部は、ゴム材を有するので、布製品を確実に保持することができる。また、第２保持部材の先端側にゴム材を設けることで、布製品を容易に捲ることができ、好ましい。
【００３２】
また、第２保持部材は、先端部の進退を付勢する付勢機構を有するので、布製品への破損等を防止することができる。また、付勢機構の付勢力を調整することで、布製品を確実に把持することができる。
【００３３】
また、布製品とは、例えば、ハンカチ、お絞り、タオル、バスタオル、マット、カーペット、衣類、下着、手ぬぐい、布団、毛布、シーツ等、種々の布製品である。
【００３４】
（２）
把持部本体および前記第１保持部材の間にスペーサを挿入することができるのが好ましい。
【００３５】
（３）
把持装置は、回動機構により第２保持部材の先端部を第１保持部材の先端部から遠ざける方向に回動させる動作をさらに行うのが好ましい。
【００３６】
（４）
他の曲面にかかる布地処理ロボットは、把持装置と、把持装置を支持するロボットアームと、把持装置により把持される布製品を撮像する撮像装置と、撮像装置からのデータに基づいて把持装置およびロボットアームを制御する制御装置とを備えるものである。
【００３７】
布地処理ロボットは、把持装置、ロボットアーム、撮像装置、制御装置を備え、制御装置により撮像装置からのデータに基づいて把持装置およびロボットアームが制御される。
【００３８】
この場合、ロボットアームに装着される把持装置は、多種の厚みの布地物に対応することができ、多種の厚みの布地物を捲ることができる。その結果、ロボットアームは、駆動部位を減じた方式となるので、製造コストおよびランニングコスト（修理、点検、使用電力を含む）を低減させることができる。
【００３９】
（８）
布地処理ロボットを複数備えることが好ましい。
【００４０】
この場合、把持装置を有する布地処理ロボットが複数設けられるので、容易に布地物の展開を行うことができる。
【発明の効果】
【００４１】
本発明に係る把持装置および布地処理ロボットによれば、簡易な構成で、多種の対象物に対して複数の機能を有する把持を行うことができる。特に、多種の厚みの布地物を捲るおよび展開することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】一実施の形態に係る把持装置を備えた布地処理ロボットの一例の外観を示す模式的斜視図
【図２】図１の把持装置の内部構成を示す模式的構成図
【図３】図１の把持装置を拡大した模式的平面図
【図４】図３に示した把持装置の動作を説明するための模式図
【図５】図３に示した把持装置の動作を説明するための模式図
【図６】把持装置の他の動作を示す模式図
【図７】把持装置のさらに他の動作を示す模式図
【図８】他のゴム部材からなる先端可動部材を示す模式図
【図９】他のゴム部材からなる先端可動部材を示す模式図
【図１０】他のゴム部材からなる先端可動部材を示す模式図
【図１１】他のゴム部材からなる先端可動部材を示す模式図
【図１２】他のゴム部材からなる先端可動部材を示す模式図
【図１３】他のゴム部材からなる先端可動部材を示す模式図
【図１４】他のゴム部材からなる先端可動部材を示す模式図
【発明を実施するための形態】
【００４３】
以下、本発明に係る実施の形態について図面を用いて説明する。本実施の形態においては、まず、布地を把持する把持装置を備えた布地処理ロボットについて説明を行い、後に当該把持装置について説明を行う。なお、本実施の形態においては、布地を把持する把持装置について説明するが、布地には、絹、毛織物、木綿等が含まれ、また、本発明の把持装置は、ビニル地、ナイロン地等、他の任意のものにも適用することができる。
【００４４】
（一実施の形態）
図１は、一実施の形態に係る把持装置を備えた布地処理ロボット１００の一例の外観を示す模式的斜視図である。
【００４５】
図１に示すように、布地処理ロボット１００は、把持装置２００、ロボットアーム１５０、カメラ１６０および制御部３００からなる。図１においては、布地処理ロボット１００を一対（２個）設けてあり、布地処理ロボット１００の間に台６１０および台６２０が設けられている。
【００４６】
図１に示すように、把持装置２００は、ロボットアーム１５０の先端側部分に回動自在に取り付けられている。したがって、ロボットアーム１５０は、把持装置２００を３次元空間内で自由自在に動かすことができる。また、カメラ１６０は、ロボットアーム１５０の上部から把持装置２００近傍を撮像できるように設けられている。
【００４７】
制御部３００は、カメラ１６０により撮像されたデータに基づいて、ロボットアーム１５０および把持装置２００の動作を制御する。以下、把持装置２００の内部構成について群述する。
【００４８】
図２は、図１の把持装置２００の内部構成を示す模式的構成図である。
【００４９】
図２に示すように、把持装置２００の制御システム３０１は、制御部３１０、モータ２７０、スライド装置２２０、圧力センサ２８０およびインターフェイス部３５０を含む。
【００５０】
把持装置２００の制御部３１０は、インターフェイス部３５０からのカメラ１６０の撮像されたデータに基づいてスライド装置２２０およびモータ２７０の駆動を指示する。具体的な制御部３１０の動きについては、後述する。
【００５１】
なお、本実施の形態においては、制御部３１０は、布地処理ロボット１００の制御部３００と別に設けることとしているが、これに限定されず、制御部３１０を設けず、布地処理ロボット１００の制御部３００と同一の制御部において制御してもよい。
【００５２】
続いて、把持装置２００の構造および動作について説明を行う。図３は、図１の把持装置２００を拡大した模式的平面図である。
【００５３】
図３に示すように、把持装置２００は、主に把持本体部２１０、スライド装置２２０、スライド部材２３０、固定把持部材２４０、支持部材２５０、可動把持部材２６１、先端可動部材２６２、バネ機構２６３、モータ２７０および圧力センサ２８０を含む。
【００５４】
図３に示すように、把持本体部２１０の一端側には、固定把持部材２４０がボルトＢＴにより固設されており、固定把持部材２４０の先端に圧力センサ２８０が設けられ、固定把持部材２４０に近接または離間する方向に延在してスライド装置２２０が設けられる。
【００５５】
スライド装置２２０のスライド部材２３０には、長手方向を有する支持部材２５０の一端側が固定されている。支持部材２５０の他端側には、モータ２７０が設けられており、当該モータ２７０の軸に可動把持部材２６１の一端側が固設されている。
【００５６】
また、可動把持部材２６１には、先端可動部材２６２が伸縮可能に設けられており、バネ機構２６３が可動把持部材２６１の延在方向に先端可動部材２６２を付勢するように設けられる。また、先端可動部材２６２は、棒状のゴム部材からなる。
【００５７】
続いて、図４および図５は、図３に示した把持装置２００の動作の一例を説明するための模式図である。
【００５８】
まず、図４に示すように、制御部３１０からの指示に基づいて、スライド装置２２０は、スライド部材２３０を矢印Ｈ１の方向に移動させる。ここで、制御部３１０は、スライド装置２２０にスライド部材２３０を移動させる距離Ｌを指示する。この距離Ｌは、把持装置２００により把持しようとする布地を、カメラ１６０で撮像し、その撮像されたデータに基づいて布地の厚みＬ１を算出し、距離Ｌが決定される。ここで、距離Ｌは、布地を重ねて捲くり上げる場合には、２（Ｌ１）の厚みに近似する値になり、単布地の場合には、Ｌ１の厚みに近似する値になる。その結果、支持部材２５０、可動把持部材２６１および先端可動部材２６２が矢印Ｈ１の方向に距離Ｌだけ移動する。すなわち、把持装置２００の片方（固定把持部材２４０）を固定させ、もう片方（支持部材２５０等）を平行にスライドさせる。
【００５９】
なお、布地の厚みＬ１は、把持装置２００により当該布地を把持した際の圧力センサ２８０の値に応じて厚みＬ１を推定してもよい。
また、スライド装置２２０の距離Ｌを大きく設定することにより、５指ハンド等と異なり、毛布または布団など厚みの大きな布地に対しても対応することができる。すなわち、５指ハンドでは、厚みの大きな布地を把持する場合には５指の大きさをそれぞれ大きくする必要があるが、本発明の把持装置２００においては、スライド装置２２０の距離Ｌ（スライド距離）を大きく設定するだけで容易に対応することができる。また、このスライド距離Ｌを大きくするためにスペーサを用いてもよい。例えば、把持本体部２１０および固定把持部材２４０の間にスペーサを設けてもよい。
【００６０】
続いて、図５に示すように、制御部３１０からの指示に基づいて、モータ２７０が回転を行う。その結果、可動把持部材２６１および先端可動部材２６２が矢印Ｒ１の方向に回動する。そして、図５に示すように、ゴム部材からなる先端可動部材２６２が固定把持部材２４０側に移動する。
【００６１】
このように、固定把持部材２４０に布地を接触させつつ、先端可動部材２６２が回動することにより、ゴム部材の摩擦で布地を捲くり上げ掴みができる。また、制御部３１０は、圧力センサ３４０からの圧力信号に基づいてモータ２７０の回転を停止させる。それにより、布地を傷つけることを防止することができる。
【００６２】
続いて、図１から図５に説明した把持装置２００および布地処理ロボット１００について具体的な一例の動作説明を行う。以下においては、布地、特に洗濯物を対象として、説明を行う。
【００６３】
まず、制御部３００は、図１に示した台６１０上に乱雑に山積みされた洗濯物（図示せず）をカメラ１６０で撮影するよう指示する。次に、制御部３００は、その撮像データに基づいて、山積みされた洗濯物の最上部を把持装置２００により把持するよう指示する。そして、図３から図５に示したように、制御部３００は、把持装置２００により洗濯物を把持し、布地処理ロボット１００により当該洗濯物が上方へ搬送され、所定の高さから把持装置２００の把持を開放させるよう指示する。その結果、洗濯物が台６１０上に落下する。この落下動作は、洗濯物を少しでも広げた状態で置き、洗濯物の形状を認識するための動作である。
【００６４】
次いで、制御部３００は、再度カメラ１６０で撮像したデータに基づいて当該洗濯物の２箇所の把持点および洗濯物の幅を認識し、把持装置２００を一の把持点の位置に移動し、図３から図５の動作を繰返す。その結果、把持装置２００が一の把持点において洗濯物を把持する。
【００６５】
続いて、制御部３００は、他方の布地処理ロボット１００に対して、洗濯物の他の把持点を把持させる。この場合、他の把持点は、台６１０上にあってもよく、台６１０の上方に位置してもよい。把持装置２００により、他の把持点を空中で把持することができる。そして、洗濯物の幅に合わせて一対の布地処理ロボット１００を広げることにより洗濯物が展開される。
【００６６】
最後に、制御部３００は、一対の布地処理ロボット１００に対して、台６２０（折り畳み装置等）の上方に当該洗濯物を移動させ、把持装置２００の把持を開放させ、台６２０上に洗濯物を載置させる。
【００６７】
なお、上記の実施例において、一の把持点および他の把持点は、洗濯物の縁である場合について説明を行ったが、それに限定されず、他の任意の場所を認識してもよい。例えば、シャツ等の場合には、左右両肩の袖と胴体部の繋ぎ目の縁の２点を選択してもよく、他の任意の場所を選択してもよい。
【００６８】
図６は、把持装置２００の他の動作を示す模式図である。
【００６９】
図３、図４および図６に示すように、制御部３１０は、スライド装置２２０のみにさらに矢印Ｈ１の方向にスライド移動するよう指示をしてもよい。この場合、捲り上げ掴みが不要な布地であっても、確実に把持を行うことができる。すなわち、把持するポイントのある布地、例えば、タオルを引掛ける紐の輪が取り付けられている場合等に有効である。
【００７０】
図７は、把持装置２００のさらに他の動作を示す模式図である。
【００７１】
図７に示すように、制御部３１０は、モータ２７０に矢印−Ｒ１の方向に回転させるように指示する。それにより、台６１０上に載置された洗濯物の弛みを、伸ばすことができる。その結果、洗濯物の形状が不明な場合には、洗濯物の弛みを伸ばして、カメラ１６０により洗濯物を撮像し、洗濯物の形状を的確に把握することができる。
【００７２】
（変形例１）
以下、一実施の形態に係る把持装置２００の変形例について説明を行う。図８は、先端可動部材２６２の代わりに先端可動部材２６２ａを用いる変形例を示す模式図である。
【００７３】
図８に示すように、主にゴム部材からなる先端可動部材２６２ａの一部には、ゴム部材よりも剛性の高い樹脂部材、金属部材、木部材の少なくとも１からなる部材２６２ｂが設けられている。それにより、布地を把持する際に、先端可動部材２６２ａの過度の変形を抑制することができる。
【００７４】
（変形例２）
図９は、先端可動部材２６２の代わりにゴム部材からなる先端可動部材２６２ｃを用いる変形例を示す模式図である。
【００７５】
図９に示すように、ゴム部材からなる先端可動部材２６２ｃは、球体を水平面で分割し、さらに半分に分割した、いわゆる４分の１の形状であってもよい。この場合、半径部となる面により布地等を捲ることができる。
【００７６】
（変形例３）
図１０は、先端可動部材２６２の代わりに主にゴム部材からなる先端可動部材２６２ｄを用いる変形例を示す模式図である。
【００７７】
図８に示すように、主にゴム部材からなる先端可動部材２６２ｄの一部には、ゴム部材よりも剛性の高い樹脂部材、金属部材、木部材の少なくとも１からなる部材２６２ｅが設けられている。それにより、布地を把持する際に、先端可動部材２６２ｄの過度の変形を抑制することができる。
【００７８】
（変形例４）
図１１は、ゴム部材からなる先端可動部材２６２の代わりにゴム部材からなる先端可動部材２６２ｆを用いる変形例を示す模式図である。
【００７９】
図１１に示すように、ゴム部材からなる先端可動部材２６２ｆは、球体を水平面で分割した形状であってもよい。この場合、厚みのある布地であっても、湾曲面により布地の広い範囲に摩擦を与え、捲り上げを行うことができる。
【００８０】
（変形例５）
図１２は、先端可動部材２６２の代わりにゴム部材からなる先端可動部材２６２ｇを設けたものである。
【００８１】
図１２に示すように、先端可動部材２６２ｇは、湾曲部２６２ｈを有するゴム部材であってもよい。
【００８２】
（変形例６）
図１３は、先端可動部材２６２の代わりに主にゴム部材からなる先端可動部材２６２ｉを設けたものである。
【００８３】
図１３に示すように、主にゴム部材からなる先端可動部材２６２ｉは、湾曲部２６２ｊを有するゴム部材であってもよい。また、先端可動部材２６２ｉの一部には、ゴム部材よりも剛性の高い樹脂部材、金属部材、木部材の少なくとも１からなる部材２６２ｋが設けられている。それにより、布地を把持する際に、先端可動部材２６２ｉの過度の変形を抑制することができる。
【００８４】
（変形例７）
図１４は、先端可動部材２６２の代わりに先端可動部材２６２ｌを用いる変形例を示す模式図である。
【００８５】
図１４に示すように、先端可動部材２６２ｌは、固定車輪形状２６２ｎおよび止め具２６２ｍを有するゴム部材であってもよい。固定車輪形状２６２ｎは、止め具２６２ｍにより先端可動部材２６２ｌに固定されており、固定車輪形状２６２ｎは、ゴム部材、ゴム部材よりも剛性の高い樹脂部材、金属部材、木部材の少なくとも１からなる部材であることが好ましい。
【００８６】
以上のように、本発明に係る把持装置２００においては、固定把持部材２４０が把持本体部２１０に固定されているので、片方の駆動系を省略することができ、コスト低下を図ることができる。また、可動把持部材２６１を移動させるスライド装置２２０およびスライド部材２３０と、可動把持部材２６１を回動させるモータ２７０とを備えているので、多種の厚みの布地に対応して捲ることができ、把持装置２００を複数備えることで布地物の展開を行うことができる。また、布地物（布地）とは、ハンカチ、お絞り、タオル、バスタオル、マット、カーペット、衣類、下着、手ぬぐい、布団、毛布、シーツ等の布製品を含むものである。
【００８７】
さらに、具体的に、スライド装置２２０の距離Ｌを調整することにより、厚みの大きな布地から厚みの小さな布地まで、あらゆる布地に対して一の把持装置２００で対応し、捲くり上げを行うことができる。
【００８８】
さらに、支持部材２５０を設けることで、可動把持部材２６１の長さを短くし、モータ２７０の回動力を少なくすることができる。また、モータ２７０を支持部材２５０の先端に設けることで、可動把持部材２６１の回動方向の微調整も容易に行うことができる。例えば、矢印Ｒ１の方向に回動させることにより布地を捲くり上げ、矢印−Ｒ１の方向に回動させることにより布地を伸ばすことができる。すなわち、この場合のモータ２７０の回動力が少なくて済む。
【００８９】
さらに、先端可動部材２６２は、ゴム部材を含むので、布地との間に摩擦を生じさせ、布地を確実に保持することができ、布地を容易に捲ることができる。さらに、可動把持部材２６１は、先端部の進退を付勢するバネ機構２６３を有するので、布地への破損等を防止することができる。また、バネ機構２６３の付勢力を調整することで、布地を確実に把持することができる。
【００９０】
また、布地処理ロボット１００においては、把持装置２００を有するロボットアーム１５０がそれぞれ複数設けられるので、容易に布地物の一方を把持し、他方を把持し、それらの把持装置２００の間隔を広げることで、対象となる布地の展開を行うことができる。
【００９１】
本発明においては、布地物（布地または洗濯物）が対象物に相当し、把持装置２００が把持装置に相当し、固定把持部材２４０が第１保持部材に相当し、可動把持部材２６１が第２保持部材に相当し、スライド装置２２０およびスライド部材２３０が移動装置に相当し、スライド部材２３０が移動機構に相当し、把持本体部２１０が把持部本体に相当し、モータ２７０が回動機構に相当し、先端可動部材２６２が先端部に相当し、支持部材２５０が支持部材に相当し、バネ機構２６３が付勢機構に相当し、ロボットアーム１５０がロボットアームに相当し、カメラ１６０が撮像装置に相当し、制御部３１０および制御部３００が制御装置に相当し、布地処理ロボット１００が布地処理ロボットに相当する。
【００９２】
本発明の好ましい一実施の形態は上記の通りであるが、本発明はそれだけに制限されない。本発明の精神と範囲から逸脱することのない様々な実施形態が他になされることは理解されよう。さらに、本実施形態において、本発明の構成による作用および効果を述べているが、これら作用および効果は、一例であり、本発明を限定するものではない。
【符号の説明】
【００９３】
１００  布地処理ロボット
１５０  ロボットアーム
１６０  カメラ
２００  把持装置
２１０  把持本体部
２２０  スライド装置
２３０  スライド部材
２４０  固定把持部材
２５０  支持部材
２６１  可動把持部材
２６２  先端可動部材
２６３  バネ機構
２７０  モータ
３００  制御部
３１０  制御部