(57)【要約】【課題】周囲の部品等との干渉を回避しつつ、把持対象物を安定した状態で把持することを目的とする。【解決手段】把持装置は、対向配置され、開閉可能に設けられた第１爪部及び第２爪部を備え、それぞれ略平面であるとともに、対向配置された第１把持面及び第２把持面を備えた把持対象物を挟持するハンド装置と、前記第１爪部及び前記第２爪部を開閉する駆動部と、前記第１爪部に設けられ、円柱形状部分の一部を前記第１把持面に接触する第１接触面とした単一の第１接触部と、前記第２爪部に設けられ、前記第１接触部と対向配置されると共に、円柱形状部分の一部を前記第２把持面に接触する第２接触面とした単一の第２接触部と、を備え、前記第１接触部と前記第２接触部とは、前記第１爪部と前記第２爪部との開閉方向から観たときに、交差している。【選択図】図４
2019069487.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向配置され、開閉可能に設けられた第１爪部及び第２爪部を備え、それぞれ略平面であるとともに、対向配置された第１把持面及び第２把持面を備えた把持対象物を挟持するハンド装置と、
前記第１爪部及び前記第２爪部を開閉する駆動部と、
前記第１爪部に設けられ、円柱形状部分の一部を前記第１把持面に接触する第１接触面とした単一の第１接触部と、
前記第２爪部に設けられ、前記第１接触部と対向配置されると共に、円柱形状部分の一部を前記第２把持面に接触する第２接触面とした単一の第２接触部と、を備え、
前記第１接触部と前記第２接触部とは、前記第１爪部と前記第２爪部の開閉方向から観たときに、交差している把持装置。
【請求項２】
前記第１爪部は、板状に形成された第１指部の先端部に設けられ、前記第２爪部は、板状に形成された第２指部の先端部に設けられた請求項１に記載の把持装置。
【請求項３】
前記第１指部と前記第２指部は、それぞれの延在方向を一致させた状態で対向配置され、前記第１接触部及び前記第２接触部はそれぞれ前記延在方向に対して４５°ずつ傾けた状態に設けられ、前記第１爪部と前記第２爪部の開閉方向から観たときに、直交している請求項２に記載の把持装置。
【請求項４】
前記第１接触部と前記第２接触部とは、直交している請求項１又は２に記載の把持装置。
【請求項５】
それぞれ略平面であるとともに、対向配置された第１把持面及び第２把持面を備えた把持対象物を挟持するハンド装置であって、
対向配置され、開閉可能に設けられた第１爪部及び第２爪部と、
前記第１爪部に設けられ、円柱形状部分の一部を前記第１把持面に接触する第１接触面とした単一の第１接触部と、
前記第２爪部に設けられ、前記第１接触部と対向配置されると共に、円柱形状部分の一部を前記第２把持面に接触する第２接触面とした単一の第２接触部と、を備え、
前記第１接触部と前記第２接触部とは、前記第１爪部と前記第２爪部の開閉方向から観たときに、交差しているハンド装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、把持装置及びハンド装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、把持対象物を把持する装置が種々提案されている。例えば、スライド移動してワーク（把持対象物）を挟持する一対の爪を備えたハンド装置のチャック構造が知られている（特許文献１参照）。このチャック構造では、一対の爪の各爪に、ワークと接触する第１及び第２の線状接触部がワークとの接触個所がワークに沿ってずれるように交差させて設けられている。
【０００３】
また、保持部に回転可能に保持した球体の一部にこの球面よりも大きな球面を施し、これを対向配置することで、ワークを掴み、保持する構造が知られている（特許文献２参照）。
【０００４】
さらに、ロボットハンドのフィンガの先端に設けられた曲面状弾性体で物体（把持対象物）を把持する構造が知られている（特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実開平５−０１２０５７号公報
【特許文献２】特開２０１３−１６３２５８号公報
【特許文献３】特開２０００−２５４８８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、把持対象物を把持する爪部が太かったり、厚かったりすると、部品等が密集し、把持対象物の供給箇所が狭い場合に、爪部が他の部品等と干渉し、把持対象物の適切な供給が困難となることが想定される。特許文献１のチャック構造が備える各爪は、ブロック状の部材にＶ形の切り欠きを設けることで形成される面に第１及び第２の線状接触部を設けている。このため、各爪の薄型化は困難である。特許文献２や特許文献３も、それぞれの特徴となる構造を考慮すると把持対象物を把持する部分の薄型化は困難であると考えられる。
【０００７】
また、把持対象物の形状や爪の設置状態によっては、把持対象物を安定した状態で把持できない場合がある。この点において、特許文献１は、各爪二か所ずつ、合計四か所で把持対象物を把持するため、安定して把持することができる把持対象物の形状が制限される。すなわち、特許文献１は、把持対象物の主たる形状として円柱形状を想定していると考えられ、把持対象物が角材のような形状の場合、把持対象物の把持面と爪が備える線状接触部とが適切に接触できず、適切に把持ができないと考えられる。また、把持対象物の形状が円柱形状であっても、爪の中心位置がずれているなど、その設置状態によっては四か所による支持ができず、安定した把持ができないことがある。
【０００８】
１つの側面では、本発明の把持装置及びハンド装置は、周囲の部品等との干渉を回避しつつ、把持対象物を安定した状態で把持することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
１つの態様では、把持装置は、対向配置され、開閉可能に設けられた第１爪部及び第２爪部を備え、それぞれ略平面であるとともに、対向配置された第１把持面及び第２把持面を備えた把持対象物を挟持するハンド装置と、前記第１爪部及び前記第２爪部を開閉する駆動部と、前記第１爪部に設けられ、円柱形状部分の一部を前記第１把持面に接触する第１接触面とした単一の第１接触部と、前記第２爪部に設けられ、前記第１接触部と対向配置されると共に、円柱形状部分の一部を前記第２把持面に接触する第２接触面とした単一の第２接触部と、を備え、前記第１接触部と前記第２接触部とは、前記第１爪部と前記第２爪部の開閉方向から観たときに、交差している。
【００１０】
また、別の態様では、ハンド装置は、それぞれ略平面であるとともに、対向配置された第１把持面及び第２把持面を備えた把持対象物を挟持するハンド装置であって、対向配置され、開閉可能に設けられた第１爪部及び第２爪部と、前記第１爪部に設けられ、円柱形状部分の一部を前記第１把持面に接触する第１接触面とした単一の第１接触部と、前記第２爪部に設けられ、前記第１接触部と対向配置されると共に、円柱形状部分の一部を前記第２把持面に接触する第２接触面とした単一の第２接触部と、を備え、前記第１接触部と前記第２接触部とは、前記第１爪部と前記第２爪部の開閉方向から観たときに、交差している。
【発明の効果】
【００１１】
周囲の部品等との干渉を回避しつつ、把持対象物を安定した状態で把持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は実施形態の把持装置の概略構成を模式的に示す説明図である。
【図２】図２（Ａ）及び図２（Ｂ）はそれぞれ把持対象物の形状の一例を示す説明図である。
【図３】図３（Ａ）は第１爪部の第２爪部と対向する面を示す説明図であり、図３（Ｂ）は第２爪部の第１爪部と対向する面を示す説明図であり、図３（Ｃ）は対向配置した第１爪部と第２爪部の右側面図である。
【図４】図４はハンド装置が把持対象物を把持した様子を示す斜視図である。
【図５】図５（Ａ）及び図５（Ｂ）は平行に配置された第１爪部と第２爪部とによって把持対象物を把持する様子を示す説明図であり、図５（Ａ）は上方から観た様子を示す図であり、図５（Ｂ）は正面から観た様子を示す図である。
【図６】図６（Ａ）は第１接触部と第２接触部の配置の一例を示す説明図であり、図６（Ｂ）は第１接触部の中心軸線と第２接触部の中心軸線とが第１爪部と第２爪部との開閉方向から観たときに、交差している様子示す説明図であり、図６（Ｃ）は第１接触部の中心軸線と第２接触部の中心軸線とが第１爪部と第２爪部との開閉方向から観たときに、直交している様子を示す説明図である。
【図７】図７（Ａ）は把持面に円が接する様子を示し、図７（Ｂ）は垂直状態とされた把持面に接触部が接触する様子を示し、図７（Ｃ）及び図７（Ｄ）はそれぞれ傾いた状態の把持面に接触部が接触する様子を示す説明図である。
【図８】図８（Ａ）、図８（Ｂ）は第１把持面及び第２把持面が平行に設けられ、第１把持面に第１接触部が線接触し、第２把持面に第２接触部が線接触する状態を示す説明図であり、図８（Ａ）は斜視図、図８（Ｂ）は正面図である。
【図９】図９（Ａ）、図９（Ｂ）は第１把持面及び第２把持面が角度を有するように設けられ、第１把持面に第１接触部が線接触し、第２把持面に第２接触部が線接触する状態を示す説明図であり、図９（Ａ）は斜視図、図９（Ｂ）は正面図である。
【図１０】図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）は相対的に開いた状態に配置された第１爪部と第２爪部とによって把持対象物を把持する様子を示す説明図であり、図１０（Ａ）は上方から観た様子を示す図であり、図１０（Ｂ）は正面から観た様子を示す図である。
【図１１】図１１はそれぞれ板状の第１指部及び第２指部が変形する様子の説明図である。
【図１２】図１２（Ａ）は第１爪部と第２爪部とを接近させることでそれぞれの先端部が離れる様子を模式的に示す説明図であり、図１２（Ｂ）は相対的に開いた状態に配置された第１爪部と第２爪部を模式的に示す説明図である。
【図１３】図１３は第１爪部と第２爪部とを接近させ、把持対象物を把持したときの把持対象物の状態の変化をシミュレーションした結果を示す説明図である。
【図１４】図１４は第１爪部と第２爪部との相対角度を変化させて把持対象物を把持したときの把持対象物の状態の変化をシミュレーションした結果を示す説明図である。
【図１５】図１５は変形例のハンド装置を模式的に示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。ただし、図面中、各部の寸法、比率等は、実際のものと完全に一致するようには図示されていない場合がある。また、図面によっては、説明の都合上、実際には存在する構成要素が省略されていたり、寸法が実際よりも誇張されて描かれていたりする場合がある。
【００１４】
（実施形態）
以下、図１乃至図１２を参照して、実施形態の把持装置１の概略構成について説明する。図１は実施形態の把持装置の概略構成を模式的に示す説明図である。図２（Ａ）及び図２（Ｂ）はそれぞれ把持対象物の形状の一例を示す説明図である。図３（Ａ）は第１爪部の第２爪部と対向する面を示す説明図であり、図３（Ｂ）は第２爪部の第１爪部と対向する面を示す説明図であり、図３（Ｃ）は対向配置した第１爪部と第２爪部の右側面図である。図４はハンド装置が把持対象物を把持した様子を示す斜視図である。図５（Ａ）及び図５（Ｂ）は平行に配置された第１爪部と第２爪部とによって把持対象物を把持する様子を示す説明図であり、図５（Ａ）は上方から観た様子を示す図であり、図５（Ｂ）は正面から観た様子を示す図である。図６（Ａ）は第１接触部と第２接触部の配置の一例を示す説明図であり、図６（Ｂ）は第１接触部の中心軸線と第２接触部の中心軸線とが第１爪部と第２爪部との開閉方向から観たときに、交差している様子示す説明図であり、図６（Ｃ）は第１接触部の中心軸線と第２接触部の中心軸線とが第１爪部と第２爪部との開閉方向から観たときに、直交している様子を示す説明図である。図７（Ａ）は把持面に円が接する様子を示し、図７（Ｂ）は垂直状態とされた把持面に接触部が接触する様子を示し、図７（Ｃ）及び図７（Ｄ）はそれぞれ傾いた状態の把持面に接触部が接触する様子を示す説明図である。図８（Ａ）、図８（Ｂ）は第１把持面及び第２把持面が平行に設けられ、第１把持面に第１接触部が線接触し、第２把持面に第２接触部が線接触する状態を示す説明図であり、図８（Ａ）は斜視図、図８（Ｂ）は正面図である。図９（Ａ）、図９（Ｂ）は第１把持面及び第２把持面が角度を有するように設けられ、第１把持面に第１接触部が線接触し、第２把持面に第２接触部が線接触する状態を示す説明図であり、図９（Ａ）は斜視図、図９（Ｂ）は正面図である。図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）は相対的に開いた状態に配置された第１爪部と第２爪部とによって把持対象物を把持する様子を示す説明図であり、図１０（Ａ）は上方から観た様子を示す図であり、図１０（Ｂ）は正面から観た様子を示す図である。図１１はそれぞれ板状の第１指部及び第２指部が変形する様子の説明図である。
【００１５】
なお、図５（Ａ）乃至図１１には、本実施形態の把持装置１における把持の原理について説明するための態様が示されている。
【００１６】
図１を参照すると、把持装置１は、ハンド装置１０と、ハンド装置１０が備える第１爪部１４ａを駆動する第１駆動部１２、第２爪部１８ａを駆動する第２駆動部１６を備える。第１駆動部１２及び第２駆動部１６は、第１爪部１４ａ及び第２爪部１８ａを開閉する駆動部として機能する。
【００１７】
ハンド装置１０は、対向配置され、開閉可能に設けられた第１爪部１４ａ及び第２爪部１８ａを備える。第１爪部１４ａは、板状に形成された第１指部１４の先端部に設けられている。第２爪部１８ａは、板状に形成された第２指部１８の先端部に設けられている。第１指部１４と第２指部１８とは対向配置されている。第１爪部１４ａ及び第２爪部１８ａを板状に形成することで、ハンド装置１０の把持部分を薄く成形することができる。この結果、第１爪部１４ａ及び第２爪部１８ａが他の部品等と干渉することを回避し、把持対象物の適切な供給をし易くすることができる。
【００１８】
ここで、第１指部１４及び第２指部１８は、把持動作を繰り返し行っても破損することがなければよく、把持対象物の把持に際して、撓むことは許容される。第１指部１４及び第２指部１８は、このような条件を満たす範囲内でできるだけ薄く形成されることが望ましい。
【００１９】
ハンド装置１０は、ロボットアームが装着されるベース部１１を備える。ベース部１１には、第１駆動部１２と第２駆動部１６が装着されている。第１駆動部１２には、第１直動ステージ１３が摺動可能に設けられている。第１直動ステージ１３には、第１指部１４が設けられている。第２駆動部１６には、第２直動ステージ１７が摺動可能に設けられている。第２直動ステージ１７には、第２指部１８が設けられている。第１駆動部１２及び第２駆動部１６は、それぞれ制御部２０に電気的に接続されている。第１駆動部１２及び第２駆動部１６は、制御部２０の指令に基づいて、矢示２１、２２のように第１爪部１４ａ及び第２爪部１８ａを開閉させる。
【００２０】
このようなハンド装置１０は、それぞれ略平面であるとともに、対向配置された第１把持面及び第２把持面を備えた把持対象物を挟持し、把持する。ハンド装置１０は、例えば、図２（Ａ）に示すような六面体３０や、図２（Ｂ）に示すような円柱体３１を把持対象物とすることができる。六面体３０は、それぞれ略平面であるとともに、対向配置された第１把持面３０ａ及び第２把持面３０ｂを備える。円柱体３１は、それぞれ略平面であるとともに、対向配置された第１把持面３１ａ及び第２把持面３１ｂを備える。
【００２１】
なお、把持対象物は、六面体３０や円柱体３１に限定されず、対向配置された第１把持面及び第２把持面を備えた物体であれば、本実施形態のハンド装置１０の把持対象物とすることができる。ここで、第１把持面と第２把持面とは、必ずしも平行に配置されていなくてもよい。以下の説明では、主として把持対象物として六面体３０を採用した場合について説明する。
【００２２】
図３や図４を参照すると、第１爪部１４ａには、中心軸線１５ａを有する円柱形状部分の一部を第１把持面３０ａに接触する第１接触面１５ｂとした単一の第１接触部１５が設けられている。第１接触部１５は、六面体３０を把持するとき、中心軸線１５ａと平行であると共に、第１接触面１５ｂに含まれる第１接触線１５ｂ１を第１把持面３０ａに接触させる。
【００２３】
第２爪部１８ａには、中心軸線１９ａを有する円柱形状部分の一部を第２把持面３０ｂに接触する第２接触面１９ｂとした単一の第２接触部１９が設けられている。第２接触部１９は、六面体３０を把持するとき、中心軸線１９ａと平行であると共に、第２接触面１９ｂに含まれる第２接触線１９ｂ１を第２把持面３０ｂに接触させる。第２接触部１９は、第１接触部１５と対向配置されている。すなわち、第１接触部１５と第２接触部１９は、対向配置される第１爪部１４ａと第２爪部１８ａの対向面に設けられている。
【００２４】
ここで、第１爪部１４ａに単一の第１接触部１５が設けられ、第２爪部１８ａに単一の第２接触部１９が設けられているのは、以下の理由による。
【００２５】
後に詳説するように、第１接触面１５ｂや第２接触面１９ｂは、第１把持面３０ａや第２把持面３０ｂに対し、あたかも転動するかのように相対移動することで、最適な第１接触線１５ｂ１及び第２接触線１９ｂ１が設定される。そして、第１接触線１５ｂ１及び第２接触線１９ｂ１を介して六面体３０が挟持され、把持される。第１接触部１５と第１把持面３０ａとのこのような関係、第２接触部１９と第２把持面３０ｂとのこのような関係を実現するために、単一の第１接触部１５と単一の第２接触部１９が設けられている。
【００２６】
ここで、把持対象物である六面体３０における第１把持面３０ａと第２把持面３０ｂが略平面とは、以下のように定義することができる。すなわち、略平面とは、把持面が、円柱形状部分の一部を接触面とした接触部との接触状態を維持しつつ、接触部が把持面に対し、相対的に回転動作をすることができる状態となっていることを意味する。このように、接触部が把持面に対し相対的に回転動作をすることで、把持対象物の状態や第１指部１４及び第２指部１８の状態に応じて把持対象物の安定した把持を実現することができる。
【００２７】
第１接触部１５と第２接触部１９とは、図１において、矢示２１、２２で示した第１爪部１４ａと第２爪部１８ａとの開閉方向から観たときに、交差している。すなわち、図１において、第１爪部１４ａ及び第２爪部１８ａを右側面又は左側面から観たときに、第１接触部１５の中心軸線１５ａと第２接触部１９の中心軸線１９ａとが交差した状態となっている。
【００２８】
図３（Ａ）乃至図３（Ｃ）を参照すると、第１指部１４と第２指部１８は、それぞれの延在方向を一致させた状態で対向配置されている。すなわち、図１に示すように、第１指部１４は第１直動ステージ１３の移動方向と直行する方向を延在方向としており、第２指部１８は第２直動ステージ１７の移動方向と直行する方向を延在方向としている。
【００２９】
図３（Ａ）を参照すると、第１接触部１５は、第１指部１４の延在方向に沿って延びている基準線１４１に対して４５°傾けて設けられている。第２接触部１９は、第２指部１８の延在方向に沿って延びている基準線１８１に対して４５°傾けて設けられている。ここで、図３（Ａ）は第１爪部１４ａの第２爪部１８ａと対向する面を示し、図３（Ｂ）は第２爪部１８ａの第１爪部１４ａと対向する面を示している。このため、第１爪部１４ａと第２爪部１８ａの開閉方向から観たとき、すなわち、図３（Ｃ）に示す右側面図では、第１接触部１５と第２接触部１９とが直交した状態となっている。
【００３０】
このようなハンド装置１０は、図４に示すように、第１接触部１５の第１接触面１５ｂに含まれる第１接触線１５ｂ１が第１把持面３０ａに接触し、第２接触部１９の第２接触面１９ｂに含まれる第２接触線１９ｂ１が第２把持面３０ｂに接触した状態で把持対象物である六面体３０を把持する。ここで、第１接触線１５ｂ１は、中心軸線１５ａと平行である。また、第２接触線１９ｂ１は中心軸線１９ａと平行である。このような第１接触線１５ｂ１及び第２接触線１９ｂ１については、後に詳説する。
【００３１】
ここで、図５（Ａ）〜図１１を参照しつつ、実施形態のハンド装置１０が把持対象物である六面体３０を安定して把持することができる理由について説明する。図５（Ａ）〜図１１では、説明を分かりやすくするために、中心軸線５０ａを備えた第１接触部５０と、中心軸線５２ａを備えた第２接触部５２を用いて説明する。なお、図５（Ａ）〜図１１を用いて説明される態様も、本明細書開示の発明の範囲内のものである。
【００３２】
図５（Ａ）及び図５（Ｂ）を参照すると、第１接触部５０は、第１接触部１５と異なり第１指部５１の延在方向と直行する方向に延びている。また、第２接触部５２は、第２接触部１９と異なり第２指部５３の延在方向に沿って延びている。これにより、第１接触部５０の中心軸線５０ａと第２接触部５２の中心軸線５２ａとは直交している。
【００３３】
なお、第１接触部５０と第２接触部５２は、図６（Ａ）に示すように、第１爪部５１ａと第２爪部５３ａの開閉方向に一致する矢示２４の方向から観たときに、交差していればよい。第１接触部５０と第２接触部５２とが交差することで、第１指部５１と第２指部５３の関係や第１把持面と第２把持面の関係に柔軟に対応して第１接触部５０と第２接触部５２の双方が線接触することができる状態を実現することができる。
【００３４】
第１接触部５０の中心軸線５０ａと第２接触部５２の中心軸線５２ａは、図６（Ｂ）に示すように、任意の角度θ１をなしていればよいが、図６（Ｃ）に示すように、直交していることが望ましい。第１接触部５０の中心軸線５０ａと第２接触部５２の中心軸線５２ａとが直交していることで、第１指部５１と第２指部５３との設置状態や、把持対象物の第１把持面と第２把持面との関係に柔軟に対応して安定した把持状態が実現される。すなわち、第１接触部５０の中心軸線５０ａと第２接触部５２の中心軸線５２ａとが直交していることで、把持対象物を安定して保持することができる条件が拡がる。θ１が小さいと、例えば、第１指部５１と第２指部５３の平行が保たれていない場合に、把持対象物を安定して保持することができる範囲が狭まる。これらを考慮すると、第１接触部５０の中心軸線５０ａと第２接触部５２の中心軸線５２ａとが直交していることが望ましい。
【００３５】
次に、図７（Ａ）〜図７（Ｄ）を参照して、第１接触線５０ｂ１について説明する。ここでは、第１接触線５０ｂ１について説明するが、ハンド装置１０における第１接触線１５ｂ１についても、同様である。
【００３６】
図７（Ａ）を参照すると、第１把持面３０ａに第１接触部５０を形成する円柱形状が備える円が接触している様子が描かれている。第１接触部５０は、奥行きを有するため、図７（Ｂ）に示すように第１接触線５０ｂ１が第１把持面３０ａに接触する。このとき、第１接触線５０ｂ１は、第１接触部５０の中心軸線５０ａと平行である。第１接触部５０は、円柱形状部分の一部を第１接触面５０ｂとしているため、図７（Ｃ）や図７（Ｄ）に示すように傾いた状態の第１把持面３０ａに対しても第１接触線５０ｂ１が接触することができるようになっている。すなわち、第１接触面５０ｂは、第１把持面３０ａとの位置関係に応じてその接触位置を変化させることができる。換言すると、第１接触線５０ｂ１は、第１接触面５０ｂ内でその位置を変化させる。このように、第１接触部５０は、第１接触線５０ｂ１で第１把持面３０ａに接触することができる。これは、図８（Ａ）や図８（Ｂ）に示すように、第２接触部５２においても同様である。すなわち、第２接触部５２は、第２接触面５２ｂ内の第２接触線５２ｂ１を介して第２把持面３０ｂに接触している。第１接触部５０と第２接触部５２は、それぞれの中心軸線が交差していることで、把持対象物である六面体３０の相対的な３次元の動きに追従し、第１接触線５０ｂ１と第２接触線５２ｂ１の双方が六面体３０に接する状態を維持できる。
【００３７】
なお、第１接触部５０及び第２接触部５２は、図９（Ａ）及び図９（Ｂ）に示すように、第１把持面５４ａと第２把持面５４ｂとが角度を有する六面体５４を安定して挟持することもできる。この場合、第１把持面３０ａと比較して傾斜させて設けられている第１把持面５４ａには、第１把持面３０ａに接触する第１接触線５０ｂ１と異なる第１接触線５０ｂ２が接触する。このように、把持面が傾斜していても接触部は線接触することができるため、把持対象物は、安定して挟持される。
【００３８】
また、図１０（Ａ）に示すように、第１爪部５１ａと第２爪部５３ａとが相対的に開いた状態となっている場合であっても第１接触部５０は、第１把持面３０ａに線接触し、第２接触部５２は、第２把持面３０ｂに線接触することができる。この場合、第２把持面３０ｂに線接触する第２接触線５２ｂ１の位置が変化することで、第２把持面３０ｂへの線接触状態が維持される。このように、第１爪部５１ａと第２爪部５３ａとが相対的に開いた状態であっても適切な挟持が可能となる。このため、第１爪部５１ａと第２爪部５３ａとの平行調整作業を精緻に行うことが不要となる。すなわち、第１爪部５１ａと第２爪部５３ａとが厳密に平行状態となっていない場合であっても、把持対象物を安定して把持することができる。
【００３９】
さらに、第１接触部５０と第２接触部５２は、それぞれ板状に形成された第１爪部５１ａと第２爪部５３ａが変形した場合であっても、適切に把持対象物の把持面に線接触することができる。
【００４０】
図１１に示すように、第１爪部５１ａと第２爪部５３ａとが矢示５５のように接近して閉じた状態に近づき、把持対象物に接触すると、接触した点を支点として先端側が矢示５６のように開く。このように第１爪部５１ａと第２爪部５３ａが変形した場合、第１接触線５０ｂ１が第１把持面に接触し、第２接触線５２ｂ１が第２把持面に接触する。第１接触線５０ｂ１は、第１指部５１の変形量が多くなるに従って、その位置が矢示５８のように移動し、最終的に第１接触線５０ｂ２が第１把持面に接触する状態となる。
【００４１】
なお、第２接触線５２ｂ１は、第２接触部５２の延びる方向が第２指部５３の延在方向と一致し、変更方向とも一致するため、その位置を変化させることがないが、第２把持面へ接触状態は、維持される。このとき、把持対象物は、第２指部５３側へ逃げるように移動するが、その分、第１接触部５０が回転して第１把持面に追従するため、第１接触部５０と第２接触部５２の把持対象部への線接触状態は維持される。
【００４２】
このように、第１接触部５０と第２接触部５２は、状況に応じて接触線を移動させることで、線接触状態を維持し、把持対象物を安定して把持することができる。このような特性は、本実施形態のハンド装置１０が備える第１接触部１５と第２接触部１９も備えている。
【００４３】
ここで、再び、本実施形態のハンド装置１０が備える第１接触部１５と第２接触部１９に戻って説明する。図３（Ａ）に示すように、第１接触部１５は、第１指部１４の延在方向に沿って延びている基準線１４１に対して４５°傾けて設けられている。第２接触部１９は、第２指部１８の延在方向に沿って延びている基準線１８１に対して４５°傾けて設けられている。このように、第１接触部１５と第２接触部１９がそれぞれ同様の形状を備えることで、図１１を参照して説明したように爪部が変形するとき、第１指部１４と第２指部１８の双方が同様に変形する。この結果、把持対象物の姿勢変化を抑制することができる。
【００４４】
また、指部が変形すると元の形状に復帰しようとする力が生じるが、第１指部１４と第２指部１８が同様に変形すれば、双方に同様の力が生じる。このように、双方に同様の力が生じていると、把持対象物を開放するときに、把持対象物が偏った力を受けることがない。このため、把持対象物を所望の位置に載置することが容易となる。
【００４５】
つぎに、図１２乃至図１４を参照して、ハンド装置１０による六面体３０の把持のシミュレーションについて説明する。図１２（Ａ）は第１爪部と第２爪部とを接近させることでそれぞれの先端部が変形し、離れる様子を模式的に示す説明図であり、図１２（Ｂ）は相対的に開いた状態に配置された第１爪部と第２爪部を模式的に示す説明図である。図１３は第１爪部と第２爪部とを接近させ、把持対象物を把持したときの把持対象物の状態の変化をシミュレーションした結果を示す説明図である。図１４は第１爪部と第２爪部との相対角度を変化させて把持対象物を把持したときの把持対象物の状態の変化をシミュレーションした結果を示す説明図である。
【００４６】
図１２（Ａ）で示す状態は、図１１を参照しつつ説明した状態と共通する。すなわち、図１２（Ａ）は、第１爪部１４ａと第２爪部１８ａとが矢示２５のように接近して閉じた状態に近づき、把持対象物である六面体３０に接触すると、接触した点を支点として先端側が開く現象を表している。ここで、本来、第１指部１４が延在している方向に対して第１指部１４が変形した角度をθ２とする。第２指部１８についても、同様にθ２を規定する。図１３は、θ２が０°、５°、１０°である場合の把持シミュレーションの結果を示している。
【００４７】
また、図１２（Ｂ）で示す状態は、図１０を参照しつつ説明した状態と共通する。すなわち、図１２（Ｂ）は、上方から観たときに、第１爪部１４ａと第２爪部１８ａとが相対的に開いた状態を表している。具体的には、第２指部１８が第１指部１４と平行をなす位置からθ３だけ開いた状態を示している。図１４は、θ３が０°、５°、１０°である場合の把持シミュレーションの結果を示している。
【００４８】
図１３における（Ａ−１）は、θ２＝０°のときに六面体３０が第１接触部１５と第２接触部１９とによって把持されている様子を斜視図で表している。また、（Ａ−２）は、その様子を下方から観た状態を表している。このとき、第１接触部１５と第２接触部１９は、いずれも六面体３０に線接触しており、安定して六面体３０を把持している。図１３における（Ｂ−１）は、θ２＝５°のときに六面体３０が第１接触部１５と第２接触部１９とによって把持されている様子を斜視図で表している。また、（Ｂ−２）は、その様子を下方から観た状態を表している。さらに、図１３における（Ｃ−１）は、θ２＝１０°のときに六面体３０が第１接触部１５と第２接触部１９とによって把持されている様子を斜視図で表している。また、（Ｃ−２）は、その様子を下方から観た状態を表している。このようにθ２が大きくなっても、第１接触部１５と第２接触部１９は、いずれもその接触線を変化させながら、六面体３０に対する線接触状態を維持している。換言すると、六面体３０は、第１接触面１５ｂ上及び第２接触面１９ｂ上を相対的に移動することで第１接触部１５と第２接触部１９との間に挟まろうとして、安定した状態に収束する。
【００４９】
なお、このようにθ２が０°よりも大きくなる場合、把持対象物の姿勢が変化することがあるが、ロボットアームを作動させることによって、把持対象物の姿勢を補正する。
【００５０】
図１４における（Ａ−１）は、θ３＝０°のときに六面体３０が第１接触部１５と第２接触部１９とによって把持されている様子を斜視図で表している。また、（Ａ−２）は、その様子を下方から観た状態を表している。このとき、第１接触部１５と第２接触部１９は、いずれも六面体３０に線接触しており、安定して六面体３０を把持している。図１４における（Ｂ−１）は、θ３＝５°のときに六面体３０が第１接触部１５と第２接触部１９とによって把持されている様子を斜視図で表している。また、（Ｂ−２）は、その様子を下方から観た状態を表している。さらに、図１４における（Ｃ−１）は、θ３＝１０°のときに六面体３０が第１接触部１５と第２接触部１９とによって把持されている様子を斜視図で表している。また、（Ｃ−２）は、その様子を下方から観た状態を表している。このようにθ３が大きくなっても、第１接触部１５と第２接触部１９は、いずれもその接触線を変化させながら、六面体３０に対する線接触状態を維持している。換言すると、六面体３０は、第１接触面１５ｂ上及び第２接触面１９ｂ上を相対的に移動することで第１接触部１５と第２接触部１９との間に挟まろうとして、安定した状態に収束する。
【００５１】
なお、このようにθ３が０°よりも大きくなる場合、把持対象物の姿勢が変化することがあるが、ロボットアームを作動させることによって、把持対象物の姿勢を補正する。
【００５２】
（変形例）
つぎに、図１５を参照しつつ、変形例のハンド装置６０について説明する。図１５は変形例のハンド装置６０を模式的に示す説明図である。
【００５３】
図１５を参照すると、板状の第１指部６１の先端部に第１爪部６１ａが形成されており、第１爪部６１ａに第１接触部６２が設けられている。第１接触部６２は、他の実施形態と同様に、円柱形状部分の一部を接触面としている。第１接触部６２は、第１指部６１の延在方向に沿って形成されている。同様に、板状の第２指部６３の先端部に第２爪部６３ａが形成されており、第２爪部６３ａに第２接触部６４が設けられている。第２接触部６４は、他の実施形態と同様に、円柱形状部分の一部を接触面としている。第２接触部６４は、第２指部６３の延在方向に沿って形成されている。
【００５４】
ただし、第１指部６１の延在方向と第２指部６３の延在方向とが直交している。これにより、第１接触部６２と第２接触部６４とが直交した状態とされている。ここで、第１指部６１と第２指部６３の寸法を一致させることで、第１爪部６１ａと第２爪部６３ａを閉じ、把持対象物を挟持したときに、第１指部６１と第２指部６３を同じように変形させることができる。これにより、把持対象物の姿勢変化が抑制され、把持対象物に偏った力が生じることを回避することができる。
【００５５】
以上本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形、変更が可能である。
【００５６】
なお、以上の説明に関して更に以下の付記を開示する。
（付記１）
対向配置され、開閉可能に設けられた第１爪部及び第２爪部を備え、それぞれ略平面であるとともに、対向配置された第１把持面及び第２把持面を備えた把持対象物を挟持するハンド装置と、
前記第１爪部及び前記第２爪部を開閉する駆動部と、
前記第１爪部に設けられ、円柱形状部分の一部を前記第１把持面に接触する第１接触面とした単一の第１接触部と、
前記第２爪部に設けられ、前記第１接触部と対向配置されると共に、円柱形状部分の一部を前記第２把持面に接触する第２接触面とした単一の第２接触部と、を備え、
前記第１接触部と前記第２接触部とは、前記第１爪部と前記第２爪部の開閉方向から観たときに、交差している把持装置。
（付記２）
前記第１爪部は、板状に形成された第１指部の先端部に設けられ、前記第２爪部は、板状に形成された第２指部の先端部に設けられた付記１に記載の把持装置。
（付記３）
前記第１指部と前記第２指部は、それぞれの延在方向を一致させた状態で対向配置され、前記第１接触部及び前記第２接触部はそれぞれ前記延在方向に対して４５°ずつ傾けた状態に設けられ、前記第１爪部と前記第２爪部の開閉方向から観たときに、直交している付記２に記載の把持装置。
（付記４）
前記第１接触部と前記第２接触部とは、直交している付記１又は２に記載の把持装置。
（付記５）
それぞれ略平面であるとともに、対向配置された第１把持面及び第２把持面を備えた把持対象物を挟持するハンド装置であって、
対向配置され、開閉可能に設けられた第１爪部及び第２爪部と、
前記第１爪部に設けられ、円柱形状部分の一部を前記第１把持面に接触する第１接触面とした単一の第１接触部と、
前記第２爪部に設けられ、前記第１接触部と対向配置されると共に、円柱形状部分の一部を前記第２把持面に接触する第２接触面とした単一の第２接触部と、を備え、
前記第１接触部と前記第２接触部とは、前記第１爪部と前記第２爪部の開閉方向から観たときに、交差しているハンド装置。
（付記６）
前記第１爪部は、板状に形成された第１指部の先端部に設けられ、前記第２爪部は、板状に形成された第２指部の先端部に設けられた付記５に記載のハンド装置。
（付記７）
前記第１指部と前記第２指部は、それぞれの延在方向を一致させた状態で対向配置され、前記第１接触部及び前記第２接触部はそれぞれ前記延在方向に対して４５°ずつ傾けた状態に設けられ、前記第１爪部と前記第２爪部の開閉方向から観たときに、直交している付記６に記載のハンド装置。
（付記８）
前記第１接触部と前記第２接触部とは、直交している付記５又は６に記載のハンド装置。
【符号の説明】
【００５７】
１  把持装置
１０  ハンド装置
１２  第１駆動部
１４、５１、６１  第１指部
１４ａ，５１ａ、６１ａ  第１爪部
１５、５０、６２  第１接触部
１５ｂ、５０ｂ  第１接触面
１５ｂ１、５０ｂ１  第１接触線
１６  第２駆動部
１８、５３、６３  第２指部
１８ａ、５３ａ、６３ａ  第２爪部
１９、５２、６４  第２接触部
１９ｂ、５２ｂ  第２接触面
１９ｂ１、５２ｂ１  第２接触線
３０、５４  六面体（把持対象物）
３０ａ、５４ａ  第１把持面
３０ｂ、５４ｂ  第２把持面
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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