(57)【要約】【課題】可撓部材に曲率限界以下の湾曲を生じさせることなく、可撓部材を扱うことを目的とする。【解決手段】ロボットハンドは、所望の方向に移動可能にロボットに設けられ、把持対象物である可撓部材の曲率限界よりも大きい半径を有する湾曲部と、前記湾曲部に当接させた前記可撓部材を前記湾曲部の上下方向から把持する把持部と、を備える。ロボットハンドは、前記湾曲部の側方に、前記湾曲部の上下方向に沿って移動可能に設けられ、前記把持部によって把持される前記可撓部材の抜け落ちを防止する抜け防止部材をさらに備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所望の方向に移動可能にロボットに設けられ、把持対象物である可撓部材の曲率限界よりも大きい半径を有する湾曲部と、
前記湾曲部に当接させた前記可撓部材を前記湾曲部の上下方向から把持する把持部と、
を備えたロボットハンド。
【請求項２】
前記湾曲部の側方に、前記湾曲部の上下方向に沿って移動可能に設けられ、前記把持部によって把持される前記可撓部材の抜け落ちを防止する抜け防止部材をさらに備えた請求項１に記載のロボットハンド。
【請求項３】
前記把持部は、下面に前記可撓部材と接触する把持面を備える第１把持部と、
前記湾曲部と一体に設けられ、前記第１把持部に対し、前記湾曲部の上下方向に沿って接近及び離間可能に設けられた第２把持部を含む、請求項１又は２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、ワークの断面形状によらず、安定してワークを保持できるようにした棒状のワークのクランプ装置が知られている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−１４７３１８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、光ファイバー等の可撓部材は、張力が付与されていない状態で撓みが生じていることがある。このような可撓部材を、例えば、２指ロボットで把持しようとする場合、空間において可撓部材上の把持点を特定することが困難であることから、可撓部材の撓みを解消する伸ばし作業が必要となる。ここで、可撓部材は、曲率限界を有しており、曲率限界を超えて、つまり、曲率限界以下に湾曲させると、損傷する可能性があり、これを回避しなければならない。特許文献１は、このような観点に基づく提案とはなっていない。
【０００５】
１つの側面では、本発明は、可撓部材に曲率限界以下の湾曲を生じさせることなく、可撓部材を扱うことを目的とする。
【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、所望の方向に移動可能にロボットに設けられ、把持対象物である可撓部材の曲率限界よりも大きい半径を有する湾曲部と、前記湾曲部に当接させた前記可撓部材を前記湾曲部の上下方向から把持する把持部と、を備える。
【発明の効果】
【０００７】
可撓部材に曲率限界以下の湾曲を生じさせることなく、可撓部材を扱うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は実施形態のロボットハンドの斜視図である。
【図２】図２は実施形態のロボットハンドを模式的に示す説明図である。
【図３】図３は実施形態のロボットハンドが備える湾曲部に光ファイバーが係合した様子を示す説明図である。
【図４】図４（Ａ）〜図４（Ｅ）は実施形態のロボットハンドによって光ファイバーを伸ばしている様子を時系列的に示す説明図である。
【図５】図５は実施形態のロボットハンドが備える湾曲部が、光ファイバーに接近し、接触する様子を模式的に示す説明図である。
【図６】図６は実施形態のロボットハンドが備える湾曲部に、光ファイバーが接触した様子を示す説明図である。
【図７】図７は実施形態のロボットハンドが備える昇降部が上昇する様子を示す説明図である。
【図８】図８は実施形態のロボットハンドによって光ファイバーを把持した様子を示す説明図である。
【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及び図２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。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。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。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、ロボットハンド１の上下方向を図２に示す方向に設定して説明する。
【００１１】
ロボットハンド１は、光ファイバー５０を把持する。ここで、光ファイバー５０は、可撓部材の一例である。光ファイバー５０は、撓むことができるが、所定の曲率限界以下に湾曲してしまうと、破損する可能性がある。そこで、本実施形態のロボットハンド１は、光ファイバー５０を所定の曲率限界以下に湾曲することを回避した状態で光ファイバー５０を把持する。なお、光ファイバー５０以外であっても、所定の曲率半径よりも大きく曲げることを回避することが求められる可撓部材は、ロボットハンド１の把持対象物とすることができる。
【００１２】
ロボット装着部１００には、上下方向に延びる支柱２が設けられている。支柱２には、第１アクチュエータ３が取り付けられている。第１アクチュエータ３は、通電状態によって上下方向に移動するシャフト３ａを備えている。支柱２の下端部には、把持部取付部４が装着されている。把持部取付部４は、板状の部材によって形成されている。把持部取付部４の中心部には、第１アクチュエータ３が備えるシャフト３ａが挿通される貫通孔４ａが設けられている。
【００１３】
把持部取付部４の下側には、第１把持部５が設けられている。第１把持部５は、筒状の部材によって形成されており、その下面が把持面５ａを形成し、筒状の内側の空間は、後に説明する湾曲部６ａの収納部５ｂとなっている。
【００１４】
シャフト３ａの下端部には、シャフト３ａの昇降に伴って昇降できるように装着された昇降部６が設けられている。昇降部６は、シャフト３ａの軸線ＡＸを中心とした円柱状の湾曲部６ａを備える。
【００１５】
湾曲部６ａの下側には、鍔状の第２把持部６ｂが設けられている。第２把持部６ｂは、第１把持部５と協働することで、光ファイバー５０を把持することができる。つまり、昇降部６が第１アクチュエータ３によるシャフト３ａの駆動に伴って上昇すると、第１把持部５の把持面５ａと第２把持部６ｂとの間隔が狭まり、光ファイバー５０を把持することができる。このように、第１把持部５と、湾曲部６ａと一体に設けられ、第１把持部５に対し、湾曲部６ａの上下方向に沿って接近及び離間可能に設けられた第２把持部６ｂを備えることで、湾曲部６ａに接触した光ファイバー５０を把持できる。
【００１６】
第２把持部６ｂには、後に説明する抜け防止部材８が備えるピン状の挿入部８ａが挿入される抜け防止部材挿入孔６ｂ１が設けられている。
【００１７】
ロボット装着部１００には、第２アクチュエータ７が設けられている。第２アクチュエータ７は、通電状態によって上下方向に移動するシャフト７ａを備えている。シャフト７ａの下端には、連結部材９を介して、抜け防止部材８が設けられている。抜け防止部材８には、ピン状の挿入部８ａが設けられている。抜け防止部材８は、シャフト７ａの動作に伴って、上下動することができる。
【００１８】
第１把持部５と第２把持部６ｂとの間に光ファイバー５０が位置している状態の抜け防止部材８を降下させ、挿入部８ａの先端部を抜け防止部材挿入孔６ｂ１に挿入すると、光ファイバー５０が抜け落ち、脱落することを防止できる。
【００１９】
光ファイバー５０をルーティングする際等、光ファイバー５０を把持する場合、光ファイバー５０が撓んだ状態であると、空間内で光ファイバー５０が存在している位置を特定することが困難となる。このため、従来のハンド装置であると、光ファイバー５０を把持するための移動位置を特定することが難しく、ハンド装置を、光ファイバー５０を把持できる位置に適切に移動させることが困難となる場合が想定される。
【００２０】
そこで、本実施形態のロボットハンド１は、湾曲部６ａを備え、湾曲部６ａを光ファイバー５０が位置していると予測される領域に移動させることで、湾曲部６ａに光ファイバー５０を接触させることができる。ここで、光ファイバー５０は、仮に撓んでいて、通過しているルートが一定でないとしても、光ファイバー５０が通過する領域は、概ね、特定できる。このため、湾曲部６ａがこの領域を通過するようにロボットの操作をすることで、湾曲部６ａは、光ファイバー５０を捉えることができる。
【００２１】
このような過程を経て湾曲部６ａの外周面に接触した光ファイバー５０は、湾曲部６ａの外周面に倣って弧を描くように湾曲する。本実施形態では、湾曲部６ａの外周面に倣って弧を描くように湾曲する光ファイバー５０が、その曲率限界を超えることがないように、湾曲部６ａの半径ｒは、光ファイバー５０の曲率限界よりも大きい値に設定されている。
【００２２】
図３を参照すると、湾曲部６ａは、半径ｒの円形状を備える。光ファイバー５０は、その直径等の仕様によって、曲率限界が異なる。このため、湾曲部６ａの半径ｒは、取り扱う光ファイバー５０の諸元に基づいて、光ファイバー５０の曲率限界よりも大きい値に設定されている。
【００２３】
つぎに、このようなロボットハンド１を用いて光ファイバー５０を伸ばし、撓みを除去する作業について図４乃至図８を参照しつつ説明する。
【００２４】
まず、ロボットハンド１によって把持される光ファイバー５０を収納箱６０内へ収納しておく。収納箱６０は、開口部６１にバネ部材６２ａで付勢された抑え板６２を備えている。光ファイバー５０は、収納箱６０内に巻かれた状態で収納されており、その一端は、開口部６１を通じて、収納箱６０から引き出されている。光ファイバー５０の引き出された端部には、コネクタ５０ａが装着されている。コネクタ５０ａは、図示しない基板側のコネクタと接続される。このため、コネクタ５０ａの位置を示す座標を特定することができる。光ファイバー５０は、開口部６１において、抑え板６２に抑えられている。これにより、光ファイバー５０は、意図的に引き出したときに限り、収納箱６０から引き出される。なお、光ファイバー５０は、曲率限界以下に湾曲させられることがないように収納箱６０内で収納されている。
【００２５】
図４（Ａ）、図５及び図６を参照すると、ロボットハンド１は、図中、矢示で示すように、予め定められた軌道に沿って、移動する。この軌道は、光ファイバー５０の撓みのバラつきを考慮し、予めシミュレーション等によって、その軌道内に光ファイバー５０が存在する領域を通過するように設定しておく。軌道は、例えば以下のように定められる。
【００２６】
初期状態のロボットハンド１が、コネクタ５０ａの位置と開口部６１と結ぶ、２点鎖線で示した仮想線によって分断されるＡ領域とＢ領域のいずれかに位置しているとき、他方の領域に向かうように、所定距離移動するように設定する。これにより、図６に示すようにロボットハンド１によって光ファイバー５０を捉え、湾曲部６ａに光ファイバー５０を接触させることができる。ここで、所定距離は、湾曲部６ａの外周面に沿って、光ファイバー５０を接触させることができる距離に設定されている。
【００２７】
光ファイバー５０が湾曲部６ａに接触した状態でロボットハンド１が移動すると、光ファイバー５０は、湾曲部６ａに押し付けられ、湾曲部６ａの外周壁の形状に倣って弧を描くように湾曲する。しかしながら、本実施形態では、湾曲部６ａの曲率半径ｒが光ファイバー５０の曲率限界よりも大きく設定されているため、光ファイバー５０が曲率限界以下に湾曲することが回避され、破損が抑制される。
【００２８】
つぎに、図４（Ｂ）及び図７を参照すると、第２アクチュエータ７を作動させ、抜け防止部材８を第２把持部６ｂに向かって降下させ、挿入部８ａを抜け防止部材挿入孔６ｂ１に挿入する。ロボットハンド１は、後の工程で、さらに移動するが、挿入部８ａを抜け防止部材挿入孔６ｂ１に挿入することで、光ファイバー５０がロボットハンド１から抜け落ち、脱落することを防止できる。
【００２９】
つぎに、図４（Ｃ）を参照すると、ロボットハンド１を光ファイバー５０の撓みを解消するために光ファイバー５０へ張力を付与するための準備位置に移動させる。そして、準備位置への移動が完了した後、図４（Ｄ）に示すように第１アクチュエータ３を作動させ、昇降部６を上昇させることで、図８に示すように、第１把持部５と第２把持部６ｂとによって光ファイバー５０を把持することができる。
【００３０】
その後、図４（Ｅ）に示すように、ロボットハンド１を所定距離移動させると、光ファイバー５０に張力を与え、光ファイバー５０の撓みを解消することができる。ここで、所定距離は、光ファイバー５０の撓みを解消し、適度な張力を付与することができる距離に設定されている。
【００３１】
撓みが解消された光ファイバー５０は、コネクタ５０ａとロボットハンド１との間で直線状に張られることができる。光ファイバー５０が直線状に張られると、光ファイバー５０上の座標を把握することができる。直線状に張られた光ファイバー５０は、後の工程として、ルーティング作業に回されるが、光ファイバー５０上の座標が分かることで、ルーティング作業に用いる他のハンド装置を、光ファイバー５０を把持可能な位置へ誘導できる。
【００３２】
ルーティング作業中、光ファイバー５０に生じる張力は変化し、長手方向の形状が変化することがあるが、ロボットハンド１によって把持された箇所は光ファイバー５０の曲率限界以下に湾曲することがない。このため、光ファイバー５０の破損は抑制される。
【００３３】
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】
【００３４】
１  ロボットハンド
２  支柱
３  第１アクチュエータ
３ａ  シャフト
４  把持部取付部
４ａ  貫通孔
５  第１把持部
５ａ  把持面
５ｂ  収納部
６  昇降部
６ａ  湾曲部
６ｂ  第２把持部
６ｂ１  抜け防止部材挿入孔
７  第２アクチュエータ
７ａ  シャフト
８  抜け防止部材
８ａ  挿入部
９  連結部材
５０  光ファイバー
５０ａ  コネクタ
１００  ロボット装着部
【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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