(57)【要約】【課題】線状部材の引き回し作業に適したロボットハンドを提供することを目的とする。【解決手段】ロボットハンドは、第１爪と第２爪を開閉可能に設けた開閉爪部と、前記開閉爪部を閉じたときに、前記第１爪と前記第２爪との間に形成され、把持対象物である線状部材を保持する一次収納部と、前記開閉爪部において、前記一次収納部よりも先端側に設けられた二次収納部と、前記一次収納部と、前記二次収納部との間に設けられ、前記開閉爪部が閉じた状態のときに前記一次収納部から前記二次収納部への前記線状部材の移動を許容するとともに、前記二次収納部から前記一次収納部への前記線状部材の移動を妨げる返し部と、を備える。【選択図】図５
2019193962.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１爪と第２爪を開閉可能に設けた開閉爪部と、
前記開閉爪部を閉じたときに、前記第１爪と前記第２爪との間に形成され、把持対象物である線状部材を保持する一次収納部と、
前記開閉爪部において、前記一次収納部よりも先端側に設けられた二次収納部と、
前記一次収納部と、前記二次収納部との間に設けられ、前記開閉爪部が閉じた状態のときに前記一次収納部から前記二次収納部への前記線状部材の移動を許容するとともに、前記二次収納部から前記一次収納部への前記線状部材の移動を妨げる返し部と、
を、備えるロボットハンド。
【請求項２】
前記返し部は、弾性を有し、前記第１爪と前記第２爪にそれぞれ設けられ、前記開閉爪部が閉じた状態のときに、先端部が接触する返し板を含む請求項１に記載のロボットハンド。
【請求項３】
前記第１爪と前記第２爪は、それぞれの先端部に互いに対向する合せ面を備え、
前記第１爪に設けられた前記返し板の先端部は、前記開閉爪部が開いた状態のときに前記第１爪が備える合せ面よりも前記第２爪に近い側に迫り出し、
前記第２爪に設けられた前記返し板の先端部は、前記開閉爪部が開いた状態のときに前記第２爪が備える合せ面よりも前記第１爪に近い側に迫り出した請求項２に記載のロボットハンド。
【請求項４】
前記一次収納部の下側に、前記線状部材を前記二次収納部側へ案内するテーパ状の案内部を備えた請求項１から３のいずれか一項に記載のロボットハンド。
【請求項５】
前記二次収納部の幅寸法は、前記線状部材の直径よりも大きい請求項１〜４のいずれか一項に記載のロボットハンド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロボットハンドに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、各種製品の製造、組み立てを自動化するにあたり、種々のロボットハンドやエンドエフェクタが提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２４０４２２号公報
【特許文献２】特開２０１７−７４６３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、電子装置を組み立てる場合、各種配線等となる線状部材を所定のルートに沿って引き回す作業が行われることがある。しかしながら、線状部材は、その細さから、従来のロボットハンドで把持することは困難であった。特許文献１や特許文献２も線状部材を把持し、引き回し作業を行うことは考慮されておらず、即座に線状部材の引き回し作業に採用できるものではなかった。
【０００５】
１つの側面では、本発明は、線状部材の引き回し作業に適したロボットハンドを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
１つの態様では、ロボットハンドは、第１爪と第２爪を開閉可能に設けた開閉爪部と、前記開閉爪部を閉じたときに、前記第１爪と前記第２爪との間に形成され、把持対象物である線状部材を保持する一次収納部と、前記開閉爪部において、前記一次収納部よりも先端側に設けられた二次収納部と、前記一次収納部と、前記二次収納部との間に設けられ、前記開閉爪部が閉じた状態のときに前記一次収納部から前記二次収納部への前記線状部材の移動を許容するとともに、前記二次収納部から前記一次収納部への前記線状部材の移動を妨げる返し部と、を備える。
【発明の効果】
【０００７】
本発明は、線状部材の引き回し作業に適したロボットハンドを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は実施形態の第１ロボットハンドの概略構成を示す説明図である。
【図２】図２は実施形態の第１ロボットハンドが備える第１爪を示す斜視図である。
【図３】図３は実施形態の第１ロボットハンドが備える第１爪の先端部の拡大斜視図である。
【図４】図４は実施形態の第１ロボットハンドが備える第１爪の先端部の拡大図である。
【図５】図５は実施形態の第１ロボットハンドが備える開閉爪部の先端部の拡大図である。
【図６】図６（Ａ）〜図６（Ｄ）は実施形態の第１ロボットハンドによる光ファイバーの把持の様子を時系列的に示す説明図である。
【図７】図７（Ａ）は一次収納部に光ファイバーが収納された様子を示す説明図であり、図７（Ｂ）は二次収納部に光ファイバーが収納された様子を示す説明図である。
【図８】図８は変形例の第１ロボットハンドが備える開閉爪部の先端部の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
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。
【００１０】
まず、図１を参照して、実施形態のロボットハンド１の概略構成について説明する。なお、後の説明において、他のロボットハンドが登場するため、以下の説明では、ロボットハンド１を第１ロボットハンド１として説明する。第１ロボットハンド１は、ベースとなるロボット装着部１００を備える。第１ロボットハンド１は、ロボット装着部１００を介してロボットに装着される。第１ロボットハンド１は、ロボットに装着されることで、ＸＹＺ方向の移動、回転等の動作が実現される。なお、以下の説明では、第１ロボットハンド１の基端側及び先端側を図１に示す方向に設定して説明する。
【００１１】
第１ロボットハンド１は、後に詳説するように光ファイバー２０（図６（Ａ）等参照）の引き回し（ルーティング）作業に用いる。光ファイバー２０は、線状部材の一例であり、第１ロボットハンド１は、他の線状部材、例えば、コード類やケーブル類の引き回し作業に用いることもできる。
【００１２】
第１ロボットハンド１は、ロボット装着部１００に取り付けられた開閉アクチュエータ２を備える。開閉アクチュエータ２には、開閉爪部３が装着されている。開閉爪部３には、対向配置された第１爪３ａと第２爪３ｂが含まれる。開閉アクチュエータ２は、第１爪３ａと第２爪３ｂとを接近させ、また、離間させる。
【００１３】
第１ロボットハンド１は、開閉爪部３を閉じたときに、第１爪３ａと第２爪３ｂとの間に形成され、把持対象物である光ファイバー２０を保持する一次収納部４を備える。また、開閉爪部３において、一次収納部４よりも先端側に設けられた二次収納部８を備える。一次収納部４と二次収納部８との間には、返し部６が設けられている。これらについては、後に詳説する。
【００１４】
図２〜図４を参照すると、第１爪３ａは、凹み部３ａ１を備える。凹み部３ａ１は、対向配置される第２爪３ｂから離れる側に凹ませることで形成されている。凹み部３ａ１の下側には、先端側に向かうに従って、対向配置される第２爪３ｂに近づくように傾斜させた傾斜面３ａ２を備える。第１爪３ａは、傾斜面３ａ２よりも先端側に第１爪３ａの幅方向に沿って延びる溝３ａ３を備える。第１爪３ａは、さらに、溝３ａ３よりも先端側に合せ面３ａ４を備える。このような第１爪３ａの素材は、剛性等、所望の条件を満たすことができる範囲内で適宜選択することができる。本実施形態では、ポリアセタール（ＰＯＭ）樹脂が用いられている。
【００１５】
傾斜面３ａ２には、返し板７が装着されている。返し板７は、弾性部材によって形成されている。本実施形態では、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂によって形成されている。返し板７は、後に説明するように、第２爪３ｂにも設けられ、第１爪３ａに設けられた返し板７と、第２爪３ｂに設けられた返し板７は、開閉爪部３が閉じた状態のときに、先端部７ａが接触することで返し部６を形成する。返し部６は、開閉爪部３が閉じた状態のときに一次収納部４から二次収納部８への光ファイバー２０の移動を許容する。このため、返し板７は、光ファイバー２０が返し部６を通過するときに、先端部７ａ同士の接触を解除し、光ファイバー２０の通過後は、元の接触状態に復帰するように弾性変形することが求めらる。本実施形態では、厚さ０．０５ｍｍのＰＥＴ樹脂製の板材を用いることで、返し板７に必要な弾性を確保している。なお、返し板７の素材や厚さは、一例であり、適宜変更することができる。
【００１６】
図４を参照すると、返し板７は、傾斜面３ａ２に沿って設置されている。返し板７は、第１ロボットハンド１の基端側と先端側とを結ぶ軸線ＡＸ方向に対し、角度θを有するように取り付けられている。また、第１爪３ａに設けられた返し板７の先端部７ａは、開閉爪部３が開いた状態のときに第１爪３ａが備える合せ面３ａ４よりも第２爪３ｂに近い側に距離Ｓ１だけ迫り出している。第２爪３ｂに設けられた返し板７の先端部７ａも、同様であるため、開閉爪部３が開いた状態のときに第２爪３ｂが備える合せ面３ｂ４よりも第２爪３ｂに近い側に迫り出した状態とされる。これにより、合せ面３ａ４と合せ面３ｂ４が接触し、開閉爪部３が閉じた状態となるときに、返し板７の先端部７ａ同士が押し合う状態となる。この結果、開閉爪部３が閉じた状態となるときに、閉じた状態の返し部６が形成される。
【００１７】
なお、本実施形態の返し板７の先端部７ａは、幅方向の両端に分割された状態で設けられているが、分割することなく、幅方向の全域に亘って先端部が形成されるようにしてもよい。また、本実施形態において、角度θは、２０°に設定されているが、適宜変更することができる。この際、光ファイバー２０の直径や、返し板７が発揮する弾性力等を考慮することができる。
【００１８】
図２〜図４は、第１爪３ａを示しているが、図５に示すように第２爪３ｂも第１爪３ａと同様に、凹み部３ｂ１、傾斜面３ｂ２、溝３ｂ３及び合せ面３ｂ４を備える。開閉爪部３が閉じた状態となるときに凹み部３ａ１と凹み部３ｂ１とによって形成される空隙が、一次収納部４となる。また、開閉爪部３が閉じた状態となるときに溝３ａ３と溝３ｂ３とによって形成される空隙が、二次収納部８となる。また、第１爪３ａの傾斜面３ａ２と第２爪３ｂの傾斜面３ｂ２によって、テーパ状の案内部５が形成されている。案内部５の下側には、返し板７の先端部７ａが接触することによって形成される返し部６が設けられている。案内部５を設けることで、スムーズに、光ファイバー２０を返し部６に向かって相対移動させることができる。
【００１９】
開閉爪部３は、閉じた状態となるときに、中心線ＣＬ上で第１爪３ａの合せ面３ａ４と第２爪３ｂの合せ面３ｂ４が当接する。このとき形成される二次収納部８の幅寸法Ｗは、光ファイバー２０の直径よりも大きい。本実施形態では、光ファイバー２０の直径Φ０．２５ｍｍに対し幅寸法Ｗは、０．５ｍｍに設定されている。このような寸法関係とすることで、二次収納部８内に光ファイバー２０を緩く把持することができ、第１ロボットハンド１は、二次収納部８と光ファイバー２０とを相対的に滑らせながら、光ファイバー２０の引き回し作業を実施ができる。これにより、光ファイバー２０に過度の力が加わることが抑制される。
【００２０】
なお、本実施形態では、二次収納部８の中心点にツールセンターポイント（ＴＣＰ）が設定されており、このＴＣＰを光ファイバー２０の経路に沿って移動させることで、光ファイバー２０を引き回し、ルーティングすることができる。
【００２１】
つぎに、図６（Ａ）〜図７（Ｂ）を参照して、第１ロボットハンド１による光ファイバー２０の把持の様子を時系列的に説明する。
【００２２】
まず、図６（Ａ）に示すように、光ファイバー２０の一端に備えられたコネクタ部２０ａを基板上の所定位置に固定する。また、光ファイバー２０の他端２０ｂを第２ロボットハンド３０で把持する。そして、第２ロボットハンド３０で、光ファイバー２０を引っ張る。これにより、光ファイバー２０は直線状となり、光ファイバー２０が存在する位置が把握できるようになる。そこで、第１ロボットハンド１を光ファイバー２０の上方へ移動させる。
【００２３】
つぎに、図６（Ｂ）中、矢示４１で示すように、開閉爪部３を開き、矢示４２で示すように、第１ロボットハンド１を光ファイバー２０に向かって降下させる。
【００２４】
つぎに、図６（Ｃ）中、矢示４３で示すように、開閉爪部３を閉じ、図７（Ａ）で示すように一次収納部４内に、光ファイバー２０を保持する。なお、一次収納部４の寸法は、光ファイバー２０の直径と比較して、大きいため、一次収納部４内に光ファイバー２０を収めるために、光ファイバー２０に対する開閉爪部３の厳密な位置合わせは不要である。すなわち、光ファイバー２０が、わずかに湾曲していたり、コネクタ部２０ａの位置と第２ロボットハンド３０の位置から算出された位置情報とずれていたりしても、光ファイバー２０を一次収納部４に収めることができる。
【００２５】
つぎに、図６（Ｄ）中、矢示４４で示すように、第１ロボットハンド１を上昇させる。これにより、光ファイバー２０は、案内部５を経て返し部６へ向かって相対的に移動する。そして、光ファイバー２０は、返し部６を押し広げ、図７（Ｂ）に示すように、二次収納部８内へ収まる。
【００２６】
光ファイバー２０が二次収納部８に移動した後、返し部６は返し板７の弾性によって即座に閉じた状態となる。このため、光ファイバー２０は、一旦、二次収納部８内へ収納されると、二次収納部８から一次収納部４への移動が妨げられる。
【００２７】
光ファイバー２０が二次収納部８内に収納された後は、二次収納部８に設定されているＴＣＰを所望の経路に沿って移動させることで、光ファイバー２０を引き回し、ルーティングを行うことができる。
【００２８】
本実施形態の第１ロボットハンド１によれば、一旦、光ファイバー２０を捉えることが容易な一次収納部４で光ファイバー２０を保持し、その後、返し部６を通じて二次収納部に光ファイバー２０を保持させる。このため、径の細い、光ファイバー２０であっても、適切に把持することができ、引き回し作業を行うことができる。
【００２９】
なお、本実施形態の第１ロボットハンド１における一次収納部４は、矩形であったが、図８に示す第１ロボットハンド１１のように、台形部５０ａと矩形部５０ｂを組み合わせた形状を有する一次収納部５０としてもよい。台形部５０ａを設けることで、一次収納部５０の面積が拡大するため、一次収納部５０は、光ファイバー２０を捉えやすくなる。
【００３０】
また、本実施形態では、返し部６を返し板７で形成しているが、第１爪及び第２爪を形成する際に、双方の爪に一体に突出部を設け、開閉爪部を閉じたときにこの突出部が当接することで返し部を形成するようにしてもよい。この際、突出部の先端部を薄くすることで、返し部の開閉に必要な弾性力を確保することができる。
【００３１】
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。
【符号の説明】
【００３２】
１  第１ロボットハンド
２  開閉アクチュエータ
３  開閉爪部
３ａ  第１爪
３ｂ  第２爪
３ａ１、３ｂ１  凹み部
３ａ２、３ｂ２  傾斜面
３ａ３、３ｂ３  溝
３ａ４、３ｂ４  合せ面
４、５０  一次収納部
５  案内部
６  返し部
７  返し板
７ａ  先端部
８  二次収納部
２０  線状部材（光ファイバー）
２０ａ  コネクタ部
３０  第２ロボットハンド
５０ａ  台形部
５０ｂ  矩形部
ＴＣＰ  ツールセンターポイント
１００  ロボット装着部
【図１】
2019193962.tif 000003
【図２】
2019193962.tif 000004
【図３】
2019193962.tif 000005
【図４】
2019193962.tif 000006
【図５】
2019193962.tif 000007
【図６】
2019193962.tif 000008
【図７】
2019193962.tif 000009
【図８】
2019193962.tif 000010