(57)【要約】【課題】外形寸法が異なる種々の把持対象物を把持することができるとともに、小型化が可能な把持装置を提供する。【解決手段】把持装置は、基部と、基部の表面に対して交差する第１回転軸を中心に揺動可能に設けられた第１リンク部と、一端側が第１リンク部に揺動可能に接続され、他端側が第１指部と接続される第２リンク部と、基部に設けられ、第２リンク部を支持する第１支持部と、を含む第１リンク機構と、第１リンク部を駆動する第１駆動装置と、を有し、第２リンク部は、第２リンク部の長手方向に沿って第１長孔が設けられており、第１支持部が第１長孔の内部に配置されて、第２リンク部及び第１指部が基部に揺動可能に設けられる。【選択図】図５
2019111590.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基部と、
前記基部の表面に対して交差する第１回転軸を中心に揺動可能に設けられた第１リンク部と、一端側が前記第１リンク部に揺動可能に接続され、他端側が第１指部と接続される第２リンク部と、前記基部に設けられ、前記第２リンク部を支持する第１支持部と、を含む第１リンク機構と、
前記第１リンク部を駆動する第１駆動装置と、を有し、
前記第２リンク部は、前記第２リンク部の長手方向に沿って第１長孔が設けられており、
前記第１支持部が前記第１長孔の内部に配置されて、前記第２リンク部及び前記第１指部が前記基部に揺動可能に設けられる、
把持装置。
【請求項２】
前記第１回転軸とは異なる第２回転軸を中心に、前記基部に揺動可能に設けられた第３リンク部と、一端側が前記第３リンク部に揺動可能に接続され、他端側が第２指部と接続される第４リンク部と、前記第４リンク部を支持する第２支持部と、を含む第２リンク機構と、
前記第３リンク部を駆動する第２駆動装置と、
を有し、
前記第４リンク部は、前記第４リンク部の長手方向に沿って第２長孔が設けられており、
前記第２支持部が前記第２長孔の内部に配置されて、前記第４リンク部及び前記第２指部が前記基部に揺動可能に設けられる、
請求項１に記載の把持装置。
【請求項３】
前記第１回転軸とは異なる第２回転軸を中心に、前記基部に揺動可能に設けられた第３リンク部と、一端側が前記第３リンク部に揺動可能に接続される第４リンク部と、前記第４リンク部を支持する第２支持部と、を含む第２リンク機構と、
前記第２リンク部の他端側と、前記第４リンク部の他端側とを連結する連結部と、を有し、
前記第１指部は、前記連結部を介して前記第２リンク部と連結される、
請求項１に記載の把持装置。
【請求項４】
前記第１回転軸とは異なる第２回転軸を中心に、前記基部に揺動可能に設けられた第３リンク部と、一端側が前記第３リンク部に揺動可能に接続され、他端側が第２指部と接続される第４リンク部と、を含む第２リンク機構と、
前記第１リンク部と連結され、前記第１リンク部とともに前記第１回転軸を中心に回転できる第１歯車と、
前記第３リンク部と連結され、前記第１歯車と噛み合う第２歯車と、を有する
請求項１に記載の把持装置。
【請求項５】
前記第１指部と対向する第２指部を有し、
前記第２指部は、前記基部に対する位置が固定されている、
請求項１に記載の把持装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、把持装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
組立作業やハンドリング作業を行う際に、ロボット等に取り付けられて各種部品を把持する把持装置が用いられる。特許文献１に記載の把持装置は、筐体の内部に複数種類の把持爪が設けられている。特許文献１の把持装置は、把持爪の回転動作により把持爪の切り替えを行い、把持爪が平行方向に移動することで開閉動作を行う。これにより、種々の部品を把持する。また、特許文献２に記載されているロボットハンドは、フレームに設けられた爪が支点ピンを中心に揺動することで開閉動作を行う。これにより部品を把持する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−４７１号公報
【特許文献２】特開２０００−２８８９７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような把持装置において、多数の部品が配置された環境で他の部品に干渉しないように部品を取り出す、あるいは、狭いスペースに部品を設置する場合がある。このため、把持装置の小型化が要求されている。一方、外径形状や大きさが異なる多種多様な部品に対応できるように、把持爪の開閉ストロークを大きくすることが要求される。
【０００５】
特許文献１では、筐体の内部に複数種類の把持爪が設けられているため、把持爪の開閉ストロークの大きさが筐体の大きさにより制限される。把持爪の開閉ストロークを大きくするには、筐体自体を大きくする必要があり小型化が困難となる可能性がある。特許文献２では、一対の爪がそれぞれ支点ピンを中心に揺動する。このため、支点ピンどうしを結ぶ仮想線に対して垂直な方向において、爪の先端とフレームとの距離が変化する。爪の位置が変化することにより、部品を把持することが困難になる可能性がある。
【０００６】
本発明は、外形寸法が異なる種々の把持対象物を把持することができるとともに、小型化が可能な把持装置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】
【０００７】
本発明の一態様に係る把持装置は、基部と、前記基部の表面に対して交差する第１回転軸を中心に揺動可能に設けられた第１リンク部と、一端側が前記第１リンク部に揺動可能に接続され、他端側が第１指部と接続される第２リンク部と、前記基部に設けられ、前記第２リンク部を支持する第１支持部と、を含む第１リンク機構と、前記第１リンク部を駆動する第１駆動装置と、を有し、前記第２リンク部は、前記第２リンク部の長手方向に沿って第１長孔が設けられており、前記第１支持部が前記第１長孔の内部に配置されて、前記第２リンク部及び前記第１指部が前記基部に揺動可能に設けられる。
【０００８】
これにより、第１リンク機構の動作により、第１指部が基部に対して揺動可能に設けられているため、第１指部の可動範囲を大きくすることが可能である。また、第１リンク部の揺動により、第２リンク部に接続された第１指部の開閉動作を行うとともに、第１指部の開閉角度に応じて、第２リンク部及び第１指部の、基部の外周よりも外側の部分の長さを変更することができる。これにより、把持装置は、基部と、第１指部の先端との距離を所定の大きさに一定に保った状態で、第１指部の開閉動作を行うことができる。したがって、本態様の把持装置は、外形寸法が異なる種々の把持対象物を把持することができるとともに、小型化が可能である。
【０００９】
本発明の一態様に係る把持装置において、前記第１回転軸とは異なる第２回転軸を中心に、前記基部に揺動可能に設けられた第３リンク部と、一端側が前記第３リンク部に揺動可能に接続され、他端側が第２指部と接続される第４リンク部と、前記第４リンク部を支持する第２支持部と、を含む第２リンク機構と、前記第３リンク部を駆動する第２駆動装置と、を有し、前記第４リンク部は、前記第４リンク部の長手方向に沿って長孔が設けられており、前記第２支持部が前記長孔の内部に配置されて、前記第４リンク部及び前記第２指部が前記基部に揺動可能に設けられる。
【００１０】
これにより、把持装置は、第１指部及び第２指部の開閉量を大きくすることができる。また、第４リンク部に接続された第２指部の開閉動作を行うとともに、第２指部の開閉角度に応じて、第４リンク部及び第２指部の、基部の外周よりも外側の部分の長さを変更することができる。これにより、把持装置は、基部と、第２指部の先端との距離を所定の大きさに一定に保った状態で、開閉動作を行うことができる。
【００１１】
本発明の一態様に係る把持装置において、前記第１回転軸とは異なる第２回転軸を中心に、前記基部に揺動可能に設けられた第３リンク部と、一端側が前記第３リンク部に揺動可能に接続される第４リンク部と、前記第４リンク部を支持する第２支持部と、を含む第２リンク機構と、前記第２リンク部の他端側と、前記第４リンク部の他端側とを連結する連結部と、を有し、前記第１指部は、前記連結部を介して前記第２リンク部と連結される。
【００１２】
これにより、第１リンク機構、第２リンク機構及び連結部は、平行リンク機構として動作する。連結部は、基部と連結部との角度を所定の大きさに一定に保った状態で、移動する。このため、把持装置は、第１指部を平行に移動させることが可能であり、把持対象物を容易に把持することができる。
【００１３】
本発明の一態様に係る把持装置において、前記第１回転軸とは異なる第２回転軸を中心に、前記基部に揺動可能に設けられた第３リンク部と、一端側が前記第３リンク部に揺動可能に接続され、他端側が第２指部と接続される第４リンク部と、を含む第２リンク機構と、前記第１リンク部と連結され、前記第１リンク部とともに前記第１回転軸を中心に回転できる第１歯車と、前記第３リンク部と連結され、前記第１歯車と噛み合う第２歯車と、を有する。
【００１４】
これにより、第１駆動装置の駆動力は、第１歯車及び第２歯車を介して第２リンク機構に伝達され、第４リンク部及び第２指部の開閉動作を行うことができる。つまり、把持装置は、１つの駆動装置で２つの指部の開閉動作を行うことができる。したがって、把持装置が小型化する。
【００１５】
本発明の一態様に係る把持装置において、前記第１指部と対向する第２指部を有し、前記第２指部は、前記基部に対する位置が固定されている。
【００１６】
これにより、第２指部の開閉動作を行うためのリンク機構や駆動装置が不要である。このため、基部の大きさを小さくすることができる。したがって、把持装置が小型化する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、外形寸法が異なる種々の把持対象物を把持することができるとともに、小型化が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、第１実施形態に係る把持装置を有するピッキング装置の概略構成を示す図である。
【図２】図２は、第１実施形態に係る把持装置の斜視図である。
【図３】図３は、第１実施形態に係る把持装置の正面図である。
【図４】図４は、第１実施形態に係る把持装置の開閉動作を説明するための正面図である。
【図５】図５は、第１実施形態に係る把持装置の開閉動作を説明するための正面図である。
【図６】図６は、第１実施形態に係る把持装置の制御ブロック図である。
【図７】図７は、第１指部の開閉量と把持力の関係を示すグラフの一例である。
【図８】図８は、第２実施形態に係る把持装置の正面図である。
【図９】図９は、第２実施形態に係る把持装置の制御ブロック図である。
【図１０】図１０は、第３実施形態に係る把持装置の正面図である。
【図１１】図１１は、第４実施形態に係る把持装置の正面図である。
【図１２】図１２は、把持装置を有するピッキング装置の概略構成の他の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。
【００２０】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る把持装置を有するピッキング装置の概略構成を示す図である。本実施形態に係るピッキング装置２００は、作業エリア２１４内のトレー２１３にランダムに積み上げ収容されたワーク２１５（把持対象物）のピッキング及び搬送作業を行うためのものである。
【００２１】
図１に示すように、本実施形態のピッキング装置２００は、多関節アーム２０２と、把持装置１とを含む。把持装置１は、多関節アーム２０２の先端に取り付けられる。多関節アーム２０２及び把持装置１は、制御装置２０４によって位置及び姿勢が制御される。
【００２２】
多関節アーム２０２は、基台２０３の上に設置される。多関節アーム２０２は、基台２０３から順に、第１アーム部２２１ａ、第２アーム部２２１ｂ、第３アーム部２２１ｃ、及び第４アーム部２２１ｄを有している。
【００２３】
第１アーム部２２１ａは、第１アーム軸２２２ａを介して基台２０３と回動可能に連結されている。第２アーム部２２１ｂは、第２アーム軸２２２ｂを介して第１アーム部２２１ａと回動可能に連結されている。第３アーム部２２１ｃは、第３アーム軸２２２ｃを介して第２アーム部２２１ｂと回動可能に連結されている。第４アーム部２２１ｄは、第４アーム軸２２２ｄを介して第３アーム部２２１ｃと回動可能に連結されている。ハンドエフェクタ２２３は、第５アーム軸２２２ｅを介して、第４アーム部２２１ｄの先端に回動可能に連結されている。
【００２４】
第１アーム軸２２２ａ、第２アーム軸２２２ｂ、第３アーム軸２２２ｃ、第４アーム軸２２２ｄ及び第５アーム軸２２２ｅには、それぞれ駆動部としてロータリアクチュエータ（図示せず）が設けられている。
【００２５】
ハンドエフェクタ２２３には、把持装置１が取り付けられている。すなわち、把持装置１は、ハンドエフェクタ２２３を介して多関節アーム２０２に支持されている。把持装置１の第１指部２１と第２指部２２との開閉動作により、ワーク２１５のピッキング及び搬送作業を行うことができる。
【００２６】
また、ハンドエフェクタ２２３と把持装置１との間に力覚センサ２０７が取り付けられている。力覚センサ２０７は、例えばひずみゲージや圧電素子等を組み合わせて構成される。力覚センサ２０７は、互いに直交する３軸の方向に作用する力の大きさと、各軸回りに作用するモーメントの大きさを同時に検出することができる。制御装置２０４は、力覚センサ２０７からの入力信号を解析することで、把持装置１に作用する力（例えば、第１指部２１と第２指部２２との間に作用する把持力）を検知することができる。
【００２７】
力覚センサ２０７は、例えば、第１指部２１の把持面ＧＳ１（図２参照）及び第２指部２２の把持面ＧＳ２（図２参照）の少なくとも一方に設けることができる。これにより、制御装置２０４は、ワーク２１５の有無や、ワーク２１５を把持する際の把持力等、把持装置１に作用する力を検知して信頼性の高い制御が可能となる。
【００２８】
作業エリア２１４内の所定位置には、俯瞰センサ２０５が設けられている。俯瞰センサ２０５としては、例えば距離画像カメラや赤外線センサが用いられる。制御装置２０４は、俯瞰センサ２０５によって取り込まれた画像を解析することで、ピッキング装置２００と、トレー２１３内のワーク２１５との位置を把握することができる。
【００２９】
ハンドエフェクタ２２３には、ハンドアイセンサ２０６が取り付けられている。ハンドアイセンサ２０６としては、例えばステレオ３Ｄカメラやレーザスキャナが用いられる。制御装置２０４は、ハンドアイセンサ２０６によって取り込まれた画像を解析することで、ワーク２１５の３次元形状を検出することができる。
【００３０】
次に、把持装置１の構成について説明する。図２は、第１実施形態に係る把持装置の斜視図である。図３は、第１実施形態に係る把持装置の正面図である。なお、図３では、図面を見やすくするためにカバー１１を省略して示している。
【００３１】
以下の説明において、第１方向Ｄｘ、第２方向Ｄｙ及び第３方向Ｄｚが用いられる。基部１０の第１面１０ｃに平行な方向を第１方向Ｄｘ及び第２方向Ｄｙとする。基部１０の第１面１０ｃに垂直な方向を第３方向Ｄｚとする。第３方向Ｄｚは第１方向Ｄｘ及び第２方向Ｄｙの両方に対して垂直な方向である。また、第１方向Ｄｘは第２方向Ｄｙに対して垂直な方向である。なお、これに限定されず、第１方向Ｄｘは第２方向Ｄｙに対して９０°以外の角度で交差してもよい。第３方向Ｄｚは、第１方向Ｄｘ及び第２方向Ｄｙに対して９０°以外の角度で交差してもよい。また、「正面視」とは、第３方向Ｄｚから見た場合をいう。
【００３２】
図２に示すように、本実施形態の把持装置１は、駆動装置１０２と、基部１０と、リンク機構３と、第１指部２１と、第２指部２２と、を備える。図２及び図３に示すように、基部１０は、第１面１０ｃと、第１面１０ｃとは反対側の第２面１０ｄとを有する板状の部材である。基部１０は、正面視で、互いに対向する辺１０ａと辺１０ｂとを有する矩形状である。なお、これに限定されず、基部１０は、多角形状、円形状、楕円形状等であってもよい。
【００３３】
図２に示すように、把持装置１は、さらにカバー１１と、複数の支柱１２とを有する。カバー１１は、基部１０の第１面１０ｃと対向する。複数の支柱１２は、それぞれ、カバー１１と基部１０との間に設けられる。複数の支柱１２の両端にねじ孔が設けられている。複数の支柱１２の一端はカバー１１にねじ止めにより固定される。また、複数の支柱１２の他端は基部１０にねじ止めにより固定される。
【００３４】
駆動装置１０２は、リンク機構３及び第１指部２１を駆動させる装置であり、例えば回転アクチュエータである。回転アクチュエータとして、ロータリーモータ等を用いることができる。駆動装置１０２は、回転運動するシャフト１０２ａを備える。駆動装置１０２は、基部１０の第２面１０ｄ側に設けられる。基部１０には複数のねじ孔１０ｅ及び開口１０ｆが設けられる。駆動装置１０２は、ねじ孔１０ｅを介して、例えばねじ止めにより基部１０の第２面１０ｄに固定される。シャフト１０２ａは、開口１０ｆを通って第１面１０ｃ側まで延在する。
【００３５】
リンク機構３は、第１リンク部３１と、第２リンク部３２と、支持部３３と、ピン３４とを含む。第１リンク部３１、支持部３３及びピン３４は、カバー１１と基部１０との間の空間に配置される。第２リンク部３２は、カバー１１と基部１０との間の空間から、外側の空間まで延在する。
【００３６】
図３に示すように、第１リンク部３１は、シャフト１０２ａに固定される。これにより、第１リンク部３１は、駆動装置１０２のシャフト１０２ａの回転動作により駆動される。第１リンク部３１は、第１軸ＡＸ１を中心に揺動可能に設けられる。ここで、第１軸ＡＸ１は、シャフト１０２ａの回転軸であり、第３方向Ｄｚに沿って設けられる。
【００３７】
第２リンク部３２の一端側は、ピン３４を介して第１リンク部３１と接続される。第２リンク部３２は、第１リンク部３１に対して、第２軸ＡＸ２を中心に揺動可能に設けられている。ここで、第２軸ＡＸ２は、ピン３４の中心軸であり、第３方向Ｄｚに沿って設けられる。第２リンク部３２の他端側は、第１指部２１と接続される。また、第２リンク部３２は、第２リンク部３２の長手方向に沿って長孔３５が設けられている。長孔３５は、第２リンク部３２を第３方向Ｄｚに貫通して形成される。長孔３５は、第１内壁３５ａと第２内壁３５ｂとを有する。第１内壁３５ａと第２内壁３５ｂとは、第２リンク部３２の長手方向に対向している。第１内壁３５ａは第２リンク部３２の一端側に設けられ、第２内壁３５ｂは第２リンク部３２の他端側に設けられる。長孔３５は、第２リンク部３２の長手方向に沿って長さＬｈを有する。言い換えると、長さＬｈは、第１内壁３５ａと第２内壁３５ｂとの間の距離である。第２リンク部３２は、正面視で、基部１０と重なる部分と、基部１０の外周の辺１０ｂよりも外側に配置される部分とを有する。
【００３８】
図２に示すように、支持部３３は、第３方向Ｄｚに延在する柱状の部材である。支持部３３は、カバー１１と基部１０との間に固定されている。図３に示すように、支持部３３は、長孔３５の内部に配置されて、第２リンク部３２を支持する。これにより、第２リンク部３２及び第１指部２１は、第３軸ＡＸ３を支点として、基部１０に揺動可能に設けられる。また、第２リンク部３２及び第１指部２１は、第２リンク部３２の長手方向に移動可能に設けられている。つまり、第２リンク部３２は、長孔３５と支持部３３との長手方向の位置関係が変化するように移動する。ここで、第３軸ＡＸ３は、支持部３３の中心軸であり、第３方向Ｄｚに沿って設けられる。
【００３９】
第１指部２１は、固定部２１ａと、把持部２１ｂとを有する。図２に示すように、第１指部２１は、板状の部材であり。固定部２１ａは、第２リンク部３２の他端側に設けられたねじ孔３２ｂを介して、ねじ止めにより第２リンク部３２に固定される。把持部２１ｂは湾曲した形状を有する。把持部２１ｂは、第２指部２２に対して離れる方向に凸となる。
【００４０】
図２に示すように、第２指部２２は、接続部材１５を介してカバー１１に固定される。接続部材１５は、カバー１１と第２指部２２とを接続するための部材であり、例えば直方体状である。接続部材１５は、カバー１１と基部１０との間に設けられ、カバー１１の、基部１０と対向する面に固定される。第２指部２２は、固定部２２ａと、傾斜部２２ｂと、把持部２２ｃとを有する。固定部２２ａは、第２方向Ｄｙに延在する平板状であり、接続部材１５に固定される。傾斜部２２ｂは、固定部２２ａに対して、リンク機構３及び第１指部２１から離れる方向に傾斜している。把持部２２ｃは、傾斜部２２ｂと連結されており、第２方向Ｄｙに延在する平板状の部材である。このように、第２指部２２は、基部１０に対する位置が固定され、第１指部２１と対向して設けられる。第２リンク部３２及び第１指部２１の開閉動作により、把持部２１ｂと把持部２２ｃとの間にワーク２１５が把持される。
【００４１】
第２指部２２は、傾斜部２２ｂを有しているため、把持部２２ｃの第１方向Ｄｘの位置が、基部１０の第１方向Ｄｘの位置よりも外側に設けられる。このため、把持装置１は、基部１０の第１方向Ｄｘの幅よりも大きいワーク２１５を把持することができる。
【００４２】
なお、第１指部２１及び第２指部２２の形状は、あくまで一例であり適宜変更することができる。また、カバー１１及び支柱１２の構成もあくまで一例であり適宜変更することができる。例えば、カバー１１は、基部１０と一体に設けられて、リンク機構３及び第２指部２２の一部を囲む筐体であってもよい。また、第２指部２２は、基部１０に固定されていてもよい。
【００４３】
次に、図３、図４及び図５を参照して、本実施形態の把持装置１の開閉動作について説明する。図４及び図５は、第１実施形態に係る把持装置の開閉動作を説明するための正面図である。図３は、第１指部２１と第２指部２２とが閉じた状態を示す。具体的には、閉じた状態は、第１指部２１の端部２１ｄと第２指部２２の端部２２ｄとの間の、第１方向Ｄｘでの距離Ｌ２（図４、図５参照）が最も小さくなる状態である。なお、本実施形態では、第１指部２１の端部２１ｄは、把持部２１ｂの先端であって、第３方向Ｄｚから見て仮想線Ａ１に重なる部分である。仮想線Ａ１は、正面視でピン３４の第２軸ＡＸ２と支持部３３の第３軸ＡＸ３とを通る直線である。第２指部２２の端部２２ｄは、把持部２２ｃの先端であって、第３方向Ｄｚから見て、第２方向Ｄｙで基部１０から最も離れた部分である。
【００４４】
図３に示すように、閉じた状態では、駆動装置１０２が第１リンク部３１を駆動することにより、第１リンク部３１及びピン３４は、仮想線Ａ２に対し第２指部２２の反対側に位置する。ここで、仮想線Ａ２は、正面視でシャフト１０２ａの第１軸ＡＸ１と支持部３３の第３軸ＡＸ３とを通る直線である。本実施形態では、仮想線Ａ２は、第２方向Ｄｙと平行な方向である。上述したように、第２リンク部３２及び第１指部２１は、第３軸ＡＸ３を支点として揺動する。これにより、第２リンク部３２の他端側及び第１指部２１は、仮想線Ａ２に対して第２指部２２に近づく方向に向けられる。また、閉じた状態では、長孔３５の第１内壁３５ａ側に支持部３３が位置する。これにより、第２リンク部３２のうち、基部１０と重ならない部分、言い換えると、基部１０の辺１０ｂよりも外側の部分の長さが長くなるように、第２リンク部３２の長手方向の位置が移動する。
【００４５】
ここで、距離Ｌ１は、第１指部２１及び第２指部２２の先端部分であって、第２方向Ｄｙで基部１０の辺１０ｂから最も離れた部分と、基部１０の辺１０ｂとの間の第２方向Ｄｙにおける距離とする。また、仮想線Ａ１と仮想線Ａ２とがなす角度を、第２リンク部３２及び第１指部２１の開閉角度θ１とする。なお、図３に示す閉じた状態では、第１指部２１の端部２１ｄと第２指部２２の端部２２ｄとが接しているが、これに限定されない。閉じた状態で第１指部２１の端部２１ｄと、第２指部２２の端部２２ｄとが離れていてもよい。
【００４６】
図４は、閉じた状態と、開いた状態との間の中間状態を示す。図４に示すように、駆動装置１０２が第１リンク部３１を駆動することにより、第１リンク部３１及びピン３４は、シャフト１０２ａの回転とともに、図３に示す状態から、第１軸ＡＸ１を中心に矢印ＲＣＷの方向（反時計回り方向）に移動する。これにより、第２リンク部３２の他端側及びピン３４は、シャフト１０２ａに対して、支持部３３の反対側に位置する。第２リンク部３２及び第１指部２１は、仮想線Ａ２に対して平行になるように向けられる。図４では、ピン３４の第２軸ＡＸ２の位置は、第３方向Ｄｚから見て仮想線Ａ２と重なる。また、仮想線Ａ１と仮想線Ａ２は、重なっているため、開閉角度θ１（図３参照）は０°となる。第１指部２１の端部２１ｄと第２指部２２の端部２２ｄとの間の、第１方向Ｄｘでの距離Ｌ２は、閉じた状態よりも大きくなる。
【００４７】
また、図４に示す中間状態では、閉じた状態に比べて、ピン３４と支持部３３との距離が大きくなる。第２リンク部３２の一端側は、第２方向Ｄｙで、支持部３３から離れる方向に移動する。この場合、長孔３５は、正面視で基部１０と重なる位置になり、支持部３３は、長孔３５の第２内壁３５ｂ側に位置する。つまり、第２リンク部３２のうち、基部１０と重ならない部分、言い換えると、基部１０の辺１０ｂよりも外側の部分の長さが短くなるように、第２リンク部３２の長手方向の位置が移動する。このように、開閉角度θ１が小さくなるにしたがって、第２リンク部３２のうち、基部１０の辺１０ｂよりも外側の部分の長さが短くなる。図４に示す中間状態での距離Ｌ１は、図３の閉じた状態での距離Ｌ１と一致する。この場合の距離Ｌ１は、第１指部２１の端部２１ｄ及び第２指部２２の端部２２ｄと、基部１０の辺１０ｂとの間の第２方向Ｄｙにおける距離である。これにより、一定の距離Ｌ１を保ちつつ、第１指部２１及び第２リンク部３２の開閉角度θ１が変化する。
【００４８】
図５は、第１指部２１と第２指部２２とが開いた状態を示す。図５に示すように、駆動装置１０２が第１リンク部３１を駆動することにより、第１リンク部３１及びピン３４は、シャフト１０２ａの回転動作とともに、図４に示す状態から、第１軸ＡＸ１を中心に矢印ＲＣＷの方向（反時計回り方向）に移動する。これにより、第２リンク部３２及び第１指部２１は、支持部３３の第３軸ＡＸ３を支点として揺動する。第２リンク部３２の他端側及び第１指部２１は、仮想線Ａ２に対して第２指部２２から離れる方向に向けられる。
【００４９】
このような動作により、第１指部２１の開閉角度θ１が大きくなる。第１指部２１の端部２１ｄと第２指部２２の端部２２ｄとの間の、第１方向Ｄｘでの距離Ｌ２は、図４の中間状態よりも大きくなる。図５に示す開いた状態では、距離Ｌ２は、基部１０の第１方向Ｄｘの幅よりも大きくなる。
【００５０】
また、図５に示す開いた状態では、図４の中間状態に比べて、ピン３４と支持部３３との距離が小さくなる。このため、第２リンク部３２は、基部１０の外側に押し出されるように移動し、第２リンク部３２の一端側が第２方向Ｄｙの支持部３３に近づく方向に移動する。長孔３５は、正面視で基部１０と重ならない位置に移動する。長孔３５の第１内壁３５ａ側に支持部３３が位置する。このように、第２リンク部３２のうち、基部１０と重ならない部分、言い換えると、基部１０の辺１０ｂよりも外側の部分の長さが長くなるように、第２リンク部３２の長手方向の位置が移動する。図５に示す開いた状態での距離Ｌ１は、図３の閉じた状態での距離Ｌ１及び図４の中間状態での距離Ｌ１と一致する。これにより、一定の距離Ｌ１を保ちつつ、第１指部２１及び第２リンク部３２が開いた状態となる。
【００５１】
図３から図５に示すように、長孔３５の長さＬｈは、第１軸ＡＸ１と第２軸ＡＸ２との間の長さ（第１距離ｒ１）よりも長い。これにより、把持装置１は、閉じた状態（図３参照）から開いた状態（図５参照）に、又は開いた状態から閉じた状態に、リンク機構３を滑らかに動作させることができる。閉じた状態、あるいは開いた状態で、支持部３３が長孔３５の第１内壁３５ａに接するように、長孔３５の長さＬｈを設けてもよい。これにより、長孔３５及び支持部３３はストッパの機能を有することもできる。
【００５２】
以上説明したように、本実施形態の把持装置１は、基部１０と、リンク機構３と、駆動装置１０２と、を有する。リンク機構３は、第１リンク部３１と、第２リンク部３２と、支持部３３とを含む。第１リンク部３１は、基部１０の第１面１０ｃ（表面）に対して交差する第１軸ＡＸ１（第１回転軸）を中心に揺動可能に設けられる。第２リンク部３２は、一端側が第１リンク部３１に揺動可能に接続され、他端側が第１指部２１と接続される。支持部３３は、基部１０に設けられ、第２リンク部３２を支持する。第２リンク部３２は、第２リンク部３２の長手方向に沿って長孔３５が設けられている。支持部３３が長孔３５の内部に配置されて、第２リンク部３２及び第１指部２１が基部１０に揺動可能に設けられる。
【００５３】
これにより、リンク機構３の動作により、第１指部２１が基部１０に対して揺動可能に設けられているため、第１指部２１の可動範囲を大きくすることが可能である。つまり、第１指部２１の端部２１ｄと第２指部２２の端部２２ｄとの間の、第１方向Ｄｘでの距離Ｌ２は、基部１０の第１方向Ｄｘの幅よりも大きくなる。したがって、把持装置１は、基部１０の幅の増大を抑制して把持装置１の小型化を図るとともに、外径形状の異なる種々の把持対象物を把持することができる。
【００５４】
また、第１リンク部３１の揺動により、第２リンク部３２に接続された第１指部２１の開閉動作を行うとともに、第１指部２１の開閉角度θ１に応じて、第２リンク部３２及び第１指部２１の、基部１０の外周よりも外側の部分の長さを変更することができる。これにより、基部１０と、第１指部２１の先端との距離を所定の大きさ（距離Ｌ１）に一定に保った状態で、第１指部２１の開閉動作を行うことができる。これにより、把持装置１は、開閉動作の際に第１指部２１の端部２１ｄが、トレー２１３（図１参照）の底面等に接触することを抑制できる。このため、外径形状の異なる種々の把持対象物を容易に把持することができる。
【００５５】
また、把持装置１は、第１指部２１及び第２指部２２を交換するＡＴＣ（Auto  Tool  changer）を設けない構成とすることもできる。さらに、把持装置１を動作させるロボットの多関節アーム２０２（図１参照）側で、第１指部２１及び第２指部２２の開閉度合いに応じて高さの調整を行う必要がなくなる。把持装置１は、ロボットの制御プログラム及びロボットの動作を簡略化でき、リードタイムを短縮できる。
【００５６】
図６は、第１実施形態に係る把持装置の制御ブロック図である。図７は、第１指部の開閉量と把持力の関係を示すグラフの一例である。制御装置１０１は、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、又はサーバシステム等のコンピュータである。制御装置１０１は、記憶部１０１Ａと演算部１０１Ｂとを含む。記憶部１０１Ａはハードディスク、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）等を含む。演算部１０１Ｂは、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）等を含む。
【００５７】
入力部１１０は、キーボードやタッチパネル等の情報入力装置である。入力部１１０から、把持装置１の動作に関する情報又は動作プログラムが記憶部１０１Ａに入力される。
【００５８】
駆動装置１０２は制御装置１０１からの制御信号により動作する。駆動装置１０２から入力される駆動力により、上述したリンク機構３及び第１指部２１の開閉動作が行われる。具体的には、駆動装置１０２で生じた駆動力が、シャフト１０２ａ、第１リンク部３１及び第２リンク部３２に伝わる。第１リンク部３１及び第２リンク部３２の移動によって、第１指部２１の開閉動作が行われる。
【００５９】
センサ部１０３は、例えば、変位センサ、角度センサ、速度センサ、圧力センサ等を含む。また、センサ部１０３は、図１に示す力覚センサ２０７も含む。センサ部１０３は、第１指部２１の動作状態を検出し、各種情報を制御装置１０１に出力する。制御装置１０１は、第１指部２１及び第２指部２２の動作状態に応じて駆動装置１０２を駆動する。
【００６０】
例えば、制御装置１０１は、第１指部２１の変位、開閉角度、速度等に基づいて駆動装置１０２を駆動してもよい。例えば、制御装置１０１は、把持力に基づいて駆動装置１０２を駆動してもよい。把持力とは、第１指部２１及び第２指部２２によって挟まれている把持対象に加えられている力である。すなわち、把持力とは、第１指部２１及び第２指部２２が把持対象から受ける反力であるともいえる。また、制御装置１０１は、第１指部２１及び第２指部２２の変位、開閉角度、速度、把持力等が組み合わされた情報に基づいて駆動装置１０２を駆動してもよい。
【００６１】
図７に示すグラフの横軸は、第１指部２１の開閉量、つまり、第１指部２１の端部２１ｄと第２指部２２の端部２２ｄとの間の、第１方向Ｄｘでの距離Ｌ２を示す。縦軸は把持力を示す。図７に示すように、把持装置１の把持力は、距離Ｌ２によらずほぼ一定となる。このため、制御装置１０１は、容易に把持力を制御することができる。把持装置１は、例えば、柔軟な食材等を把持する場合、食材が変形したりつぶれたりしないように把持力を制御することができる。
【００６２】
ここで、図３に示すように、正面視での第１軸ＡＸ１と第２軸ＡＸ２との間の距離を第１距離ｒ１とする。第１軸ＡＸ１と第３軸ＡＸ３との間の距離を第２距離ｒ２とする。第２軸ＡＸ２と、第１指部２１の端部２１ｄとの間の距離を第３距離ｒ３とする。本実施形態では、第１距離ｒ１と第３距離ｒ３との比率（ｒ１／ｒ３）の範囲は、例えば０．１１以上、０．１７以下である。そして、第１距離ｒ１、第２距離ｒ２及び第３距離ｒ３は、下記の式（１）を満たす。
【００６３】
ｒ２／ｒ３＝０．６５７×ｒ１／ｒ３＋０．１４３      （１）
【００６４】
第１距離ｒ１、第２距離ｒ２及び第３距離ｒ３をこの範囲とすることで、距離Ｌ１を一定に保ち、かつ、把持力を一定にすることができる。より好ましくは、第１距離ｒ１、第２距離ｒ２及び第３距離ｒ３は、ｒ１：ｒ２：ｒ３＝０．１４：０．２３５：１の関係である。また、第１指部２１をより大きく開くようにする場合、すなわち距離Ｌ２を大きくする場合には、上記の第１距離ｒ１、第２距離ｒ２及び第３距離ｒ３の関係を保つように、第１指部２１、第１リンク部３１、第２リンク部３２、支持部３３等の構成を決定することか好ましい。なお、開閉動作に伴う距離Ｌ１のずれの許容量、又は、把持力のずれの許容量に応じて、第１距離ｒ１、第２距離ｒ２及び第３距離ｒ３の範囲は、適宜変更できる。
【００６５】
（第２実施形態）
図８は、第２実施形態に係る把持装置の正面図である。図９は、第２実施形態に係る把持装置の制御ブロック図である。図８に示すように、本実施形態の把持装置１Ａは、基部１０Ａと、第１リンク機構４と、第２リンク機構５と、第１指部２１Ａと、第２指部２２Ａとを有する。また、図９に示すように、把持装置１Ａは、第１駆動装置１０２１と、第２駆動装置１０２２と、を有する。
【００６６】
図８に示すように、基部１０Ａは、正面視で、対向する辺１０Ａａと辺１０Ａｂとを有する矩形状である。本実施形態では、基部１０Ａの第１方向Ｄｘの幅は、第２方向Ｄｙの幅よりも大きい。第１リンク機構４は、第１リンク部４１、第２リンク部４２、第１支持部４３及びピン４４を含む。第１支持部４３は、第２リンク部４２の長孔４５の内部に配置される。第１リンク機構４及び第１指部２１Ａの構成及び動作は、第１実施形態のリンク機構３と同様であり、詳細な説明は省略する。
【００６７】
第２リンク機構５は、第３リンク部５１、第４リンク部５２、第２支持部５３及びピン５４を含む。第３リンク部５１は、第１リンク部４１の第１軸ＡＸ１ａとは異なる第４軸ＡＸ４を中心に、基部１０Ａに揺動可能に設けられる。第４軸ＡＸ４は、第２シャフト１０２２ａの回転軸であり、第３方向Ｄｚに沿って設けられる。
【００６８】
第４リンク部５２の一端側は、ピン５４を介して第３リンク部５１に接続される。第４リンク部５２は、第３リンク部５１に対して、第５軸ＡＸ５を中心に揺動可能に設けられている。第５軸ＡＸ５は、ピン５４の中心軸であり、第３方向Ｄｚに沿って設けられる。第４リンク部５２の他端側は第２指部２２Ａと接続される。第４リンク部５２は、第４リンク部５２の長手方向に沿って長孔５５が設けられている。第２支持部５３は、第４リンク部５２の長孔５５の内部に配置される。
【００６９】
第２指部２２Ａは、固定部２２Ａａと、把持部２２Ａｂとを有する。固定部２２Ａａは、第４リンク部５２の他端側に接続される。把持部２２Ａｂは湾曲した形状を有する。第２指部２２Ａは、第１指部２１Ａの固定部２１Ａａ及び把持部２１Ａｂと同様の形状を有する。把持部２２Ａｂは、第１指部２１Ａの把持部２１Ａｂに対して離れる方向に凸となる。
【００７０】
このような構成により、第４リンク部５２及び第２指部２２Ａは、第６軸ＡＸ６を支点として、基部１０Ａに揺動可能に設けられる。また、第４リンク部５２及び第２指部２２Ａは、長手方向に移動可能に設けられている。ここで、第６軸ＡＸ６は、第２支持部５３の中心軸であり、第３方向Ｄｚに沿って設けられる。
【００７１】
本実施形態では、第２リンク機構５及び第２指部２２Ａは、第２方向Ｄｙに平行な線を対称軸として、第１リンク機構４及び第１指部２１Ａと線対称の構成を有する。すなわち、第４軸ＡＸ４の第２方向Ｄｙの位置は、第１軸ＡＸ１ａの第２方向Ｄｙの位置と等しい。第５軸ＡＸ５の第２方向Ｄｙの位置は、第２軸ＡＸ２ａの第２方向Ｄｙの位置と等しい。第６軸ＡＸ６の第２方向Ｄｙの位置は、第３軸ＡＸ３ａの第２方向Ｄｙの位置と等しい。また、第４リンク部５２の長孔５５の長さＬｈ２は、第２リンク部４２の長孔４５の長さＬｈ１と等しい。なお、第２リンク機構５及び第２指部２２Ａは、第１リンク機構４及び第１指部２１Ａと非対称の構成を有していてもよい。
【００７２】
図９に示す第１駆動装置１０２１は、第１リンク機構４及び第１指部２１Ａを駆動させる装置であり、例えば回転アクチュエータである。第１駆動装置１０２１は、基部１０Ａに固定されている。第１駆動装置１０２１は、回転運動する第１シャフト１０２１ａを備える。
【００７３】
第２駆動装置１０２２は、第２リンク機構５及び第２指部２２Ａを駆動させる装置であり、例えば回転アクチュエータである。第２駆動装置１０２２は、基部１０Ａに固定されている。第２駆動装置１０２２は、回転運動する第２シャフト１０２２ａを備える。
【００７４】
本実施形態の把持装置１Ａでは、第１リンク機構４の動作により、第１指部２１Ａが基部１０Ａに対して揺動可能に設けられ、第２リンク機構５の動作により、第２指部２２Ａが基部１０Ａに対して揺動可能に設けられている。第２駆動装置１０２２は、第１駆動装置１０２１の第１シャフト１０２１ａの回転方向と反対方向に第２シャフト１０２２ａを回転させる。これにより、第４リンク部５２及び第２指部２２Ａは、第２リンク部４２及び第１指部２１Ａと反対方向に揺動する。
【００７５】
このため、第１実施形態の把持装置１に比べて、第１指部２１Ａ及び第２指部２２Ａの可動範囲を大きくすることが可能である。つまり、第１指部２１Ａの端部２１Ａｄと第２指部２２Ａの端部２２Ａｄとの間の、第１方向Ｄｘでの距離Ｌ２は、基部１０Ａの第１方向Ｄｘの幅よりも大きくなる。したがって、把持装置１Ａは、基部１０Ａの幅の増大を抑制して把持装置１Ａの小型化を図るとともに、外径形状の異なる種々の把持対象物を把持することができる。
【００７６】
把持装置１Ａは、第１リンク機構４の動作により第１指部２１Ａの開閉動作を行うとともに、第２リンク部４２の開閉角度θ１に応じて、第２リンク部４２の、基部１０Ａの外周よりも外側の部分の長さを変更することができる。また、把持装置１Ａは、第２リンク機構５の動作により第２指部２２Ａの開閉動作を行うとともに、第４リンク部５２の開閉角度θ２に応じて、第４リンク部５２の、基部１０Ａの外周よりも外側の部分の長さを変更することができる。これにより、基部１０Ａと第１指部２１Ａの端部２１Ａｄとの距離、及び、基部１０Ａと第２指部２２Ａの端部２２Ａｄとの距離を所定の大きさ（距離Ｌ１）に一定に保った状態で、第１指部２１Ａ及び第２指部２２Ａの開閉動作を行うことができる。
【００７７】
ここで、開閉角度θ２は、仮想線Ｂ１と仮想線Ｂ２とがなす角度である。仮想線Ｂ１は、正面視でピン５４の第５軸ＡＸ５と第２支持部５３の第６軸ＡＸ６とを通る直線である。仮想線Ｂ２は、正面視で第２シャフト１０２２ａの第４軸ＡＸ４と第２支持部５３の第６軸ＡＸ６とを通る直線である。本実施形態では、第４リンク部５２及び第２指部２２Ａの開閉角度θ２は、第２リンク部４２及び第１指部２１Ａの開閉角度θ１と等しい。ただし、第１駆動装置１０２１と第２駆動装置１０２２とは、それぞれ独立して第１リンク機構４と第２リンク機構５とを独立して駆動できる。このため、開閉角度θ２は、開閉角度θ１と異なっていてもよい。
【００７８】
図９に示すように、第１駆動装置１０２１及び第２駆動装置１０２２は制御装置１０１からの制御信号により動作する。第１駆動装置１０２１から入力される駆動力により、第１リンク機構４及び第１指部２１Ａの開閉動作が行われる。具体的には、第１駆動装置１０２１で生じた駆動力が、第１シャフト１０２１ａ、第１リンク部４１、第２リンク部４２及び第１指部２１Ａに伝わる。第１リンク部４１及び第２リンク部４２の移動によって、第１指部２１Ａの開閉動作が行われる。また、第２駆動装置１０２２から入力される駆動力により、第２リンク機構５及び第２指部２２Ａの開閉動作が行われる。具体的には、第２駆動装置１０２２で生じた駆動力が、第２シャフト１０２２ａ、第３リンク部５１、第４リンク部５２及び第２指部２２Ａに伝わる。第３リンク部５１及び第４リンク部５２の移動によって、第２指部２２Ａの開閉動作が行われる。
【００７９】
第１センサ部１０３１及び第２センサ部１０３２は、例えば、変位センサ、角度センサ、速度センサ、圧力センサ等を含む。第１センサ部１０３１は、第１指部２１Ａの動作状態を検出し、各種情報を制御装置１０１に出力する。第２センサ部１０３２は、第２指部２２Ａの動作状態を検出し、各種情報を制御装置１０１に出力する。制御装置１０１は、第１指部２１Ａの動作状態に応じて第１駆動装置１０２１を駆動する。制御装置１０１は、第２指部２２Ａの動作状態に応じて第２駆動装置１０２２を駆動する。
【００８０】
例えば、制御装置１０１は、第１指部２１Ａ及び第２指部２２Ａのそれぞれの変位、開閉角度、速度等に基づいて第１駆動装置１０２１及び第２駆動装置１０２２を駆動してもよい。例えば、制御装置１０１は、把持力に基づいて第１駆動装置１０２１及び第２駆動装置１０２２を駆動してもよい。また、制御装置１０１は、第１指部２１Ａ及び第２指部２２Ａのそれぞれの変位、開閉角度、速度、把持力等が組み合わされた情報に基づいて第１駆動装置１０２１及び第２駆動装置１０２２を駆動してもよい。
【００８１】
以上説明したように、本実施形態の把持装置１Ａは、第１リンク機構４及び第１駆動装置１０２１に加え、第２リンク機構５と、第２駆動装置１０２２とを備える。第２リンク機構５は、第３リンク部５１と、第４リンク部５２と、第２支持部５３とを含む。第３リンク部５１は第１リンク部４１の第１軸ＡＸ１ａ（第１回転軸）とは異なる第４軸ＡＸ４（第２回転軸）を中心に、基部１０Ａに揺動可能に設けられる。第４リンク部５２の一端側は第３リンク部５１に揺動可能に接続され、他端側は第２指部２２Ａと接続される。第２支持部５３は、第４リンク部５２を支持する。第２駆動装置１０２２は、第３リンク部５１を駆動する。第４リンク部５２は、第４リンク部５２の長手方向に沿って長孔５５が設けられている。第２支持部５３は長孔５５の内部に配置されて、第４リンク部５２及び第２指部２２Ａが基部１０Ａに揺動可能に設けられる。
【００８２】
これにより、把持装置１Ａは、第１指部２１Ａ及び第２指部２２Ａの開閉量を大きくすることができる。具体的には、第１指部２１Ａの端部２１Ａｄと第２指部２２Ａの端部２２Ａｄとの間の、第１方向Ｄｘでの距離Ｌ２は、基部１０Ａの第１方向Ｄｘの幅よりも大きくなる。また、把持装置１Ａは、第１指部２１Ａと同様に、第２指部２２Ａも、基部１０Ａと、第２指部２２Ａの端部２２Ａｄとの距離Ｌ１を所定の大きさに一定に保った状態で、開閉動作を行うことができる。
【００８３】
（第３実施形態）
図１０は、第３実施形態に係る把持装置の正面図である。なお、以下の説明においては、上述した実施形態で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。本実施形態の把持装置１Ｂは、第１リンク機構４Ａと、第２リンク機構５Ａと、連結部６１と、第１指部２１Ｂと、第２指部２２Ｂとを有する。
【００８４】
第１リンク機構４Ａは、第１リンク部４１Ａ、第２リンク部４２Ａ、第１支持部４３Ａ及びピン４４Ａを含む。第２リンク機構５Ａは、第３リンク部５１Ａ、第４リンク部５２Ａ、第２支持部５３Ａ及びピン５４Ａを含む。第１リンク機構４Ａ及び第２リンク機構５Ａは、第２実施形態に示す第１リンク機構４及び第２リンク機構５と同様の構成である。
【００８５】
本実施形態では、第２リンク機構５Ａの第３リンク部５１Ａは、第１リンク機構４Ａの第１リンク部４１Ａと平行な方向に向けられている。第１リンク機構４Ａの支持部４３Ａは、第２リンク部４２Ａの長孔４５Ａの内部に配置され、第２リンク部４２Ａを揺動可能に支持する。第２リンク機構５Ａの支持部５３Ａは、第４リンク部５２Ａの長孔５５Ａの内部に配置され、第４リンク部５２Ａを揺動可能に支持する。第４リンク部５２Ａは、第２リンク部４２Ａと平行な方向に向けられている。第２リンク部４２Ａの開閉角度θ１は、第４リンク部５２Ａの開閉角度θ２と等しい。
【００８６】
第２リンク部４２Ａの他端側と、第４リンク部５２Ａの他端側とは、連結部６１を介して連結される。第２リンク部４２Ａは、ピン６２を介して連結部６１に接続される。また、第４リンク部５２Ａは、ピン６３を介して連結部６１に接続される。第２リンク部４２Ａ及び第４リンク部５２Ａは、それぞれ第７軸ＡＸ７及び第８軸ＡＸ８を中心に揺動可能に設けられている。第７軸ＡＸ７及び第８軸ＡＸ８は、それぞれピン６２及びピン６３の中心軸であり、第３方向Ｄｚに沿って設けられる。本実施形態では、第２軸ＡＸ２ａと第５軸ＡＸ５との距離、第３軸ＡＸ３ａと第６軸ＡＸ６との距離、及び第７軸ＡＸ７と第８軸ＡＸ８との距離が等しい。このように、第１リンク機構４Ａ、第２リンク機構５Ａ及び連結部６１は、平行リンク機構として構成される。
【００８７】
本実施形態において、第１指部２１Ｂは連結部６１に接続される。第１指部２１Ｂは、第１方向Ｄｘに直交し、第２方向Ｄｙに平行な面を有する平板状である。第２指部２２Ｂは、第１指部２１Ｂと対向して設けられる。第２指部２２Ｂは、固定部２２Ｂａと、傾斜部２２Ｂｂと、把持部２２Ｂｃとを有し、第１実施形態の第２指部２２（図２、図３等参照）と同様に基部１０Ａに対する位置が固定されている。
【００８８】
第１リンク機構４Ａ、第２リンク機構５Ａ及び連結部６１は、平行リンク機構として動作する。このため、第１リンク部４１Ａと、第３リンク部５１Ａとは、平行状態を保ちつつ揺動する。第２リンク部４２Ａと、第４リンク部５２Ａも、平行状態を保ちつつ揺動する。第２リンク部４２Ａ及び第４リンク部５２Ａの開閉動作により、連結部６１は、基部１０Ａと連結部６１との角度を所定の大きさに一定に保った状態で移動する。図１０では、連結部６１は、基部１０Ａの辺１０Ａｂと平行な状態で第１方向Ｄｘに移動する。このため、把持装置１Ｂは、第１指部２１Ｂを第２方向Ｄｙに平行な状態で移動させることが可能であり、把持対象物を容易に把持することができる。
【００８９】
本実施形態においても、把持装置１Ｂは、第１指部２１Ｂの可動範囲を大きくすることが可能である。つまり、第１指部２１Ｂの端部２１Ｂｄと第２指部２２Ｂの端部２２Ｂｄとの間の、第１方向Ｄｘでの距離Ｌ２は、基部１０Ａの第１方向Ｄｘの幅よりも大きくなる。
【００９０】
また、把持装置１Ｂは、第１リンク機構４Ａ及び第２リンク機構５Ａの動作により、第２リンク部４２Ａ及び第４リンク部５２Ａの開閉動作を行うとともに、開閉角度θ１、θ２に応じて、第２リンク部４２Ａ及び第４リンク部５２Ａの、基部１０Ａの外周よりも外側の部分の長さを変更することができる。これにより、基部１０Ａと第１指部２１Ｂの端部２１Ｂｄとの距離Ｌ１を所定の大きさに一定に保った状態で、第１指部２１Ｂの開閉動作を行うことができる。
【００９１】
なお、第２指部２２Ｂにおいても、第１リンク機構４Ａ、第２リンク機構５Ａ及び連結部６１と同様の構成を有する平行リンク機構が設けられていてもよい。
【００９２】
以上説明したように、本実施形態の把持装置１Ｂは、第１リンク機構４Ａ及び第１駆動装置１０２１に加え、第２リンク機構５Ａと、連結部６１とを有する。第２リンク機構５Ａは、第３リンク部５１Ａと、第４リンク部５２Ａと、第２支持部５３Ａとを含む。第３リンク部５１Ａは第１リンク部４１Ａの第１軸ＡＸ１ａ（第１回転軸）とは異なる第４軸ＡＸ４（第２回転軸）を中心に、基部１０Ａに揺動可能に設けられる。第４リンク部５２Ａの一端側は第３リンク部５１Ａに揺動可能に接続される。第２支持部５３Ａは、第４リンク部５２Ａを支持する。連結部６１は、第２リンク部４２Ａの他端側と、第４リンク部５２Ａの他端側とを連結する。第１指部２１Ｂは、連結部６１を介して第２リンク部４２Ａと連結される。
【００９３】
これにより、第１リンク機構４Ａ、第２リンク機構５Ａ及び連結部６１は、平行リンク機構として動作する。連結部６１は、基部１０Ａと連結部６１との角度を所定の大きさに一定に保った状態で、移動する。このため、把持装置１Ｂは、第１指部２１Ｂを平行に移動させることが可能であり、把持対象物を容易に把持することができる。
【００９４】
（第４実施形態）
図１１は、第４実施形態に係る把持装置の正面図である。本実施形態の把持装置１Ｃにおいて、第１リンク機構４及び第２リンク機構５は、第２実施形態と同様であり、詳細な説明は省略する。把持装置１Ｃは、第１歯車４６と、第２歯車５６とを有する。
【００９５】
第１歯車４６は、第１リンク部４１と連結され、第１リンク部４１とともに第１軸ＡＸ１ａを中心に回転できる。第２歯車５６は第３リンク部５１と連結され、第１歯車４６と噛み合う。第２歯車５６は第３リンク部５１とともに第４軸ＡＸ４を中心に回転できる。
【００９６】
第１駆動装置１０２１（図９参照）の駆動力は、第１リンク部４１、第２リンク部４２を介して第１指部２１Ａに伝達される。また、第１駆動装置１０２１の駆動力は、第１歯車４６及び第２歯車５６を介して、第２リンク機構５に伝達される。例えば、第１駆動装置１０２１の駆動力により、第１歯車４６が矢印ＲＣＷの方向に回転した場合、第２歯車５６は、矢印ＣＷの方向に回転する。これにより、第１駆動装置１０２１の駆動力が第２リンク機構５に伝達され、第４リンク部５２の開閉動作が行われる。把持装置１Ｃは、１つの第１駆動装置１０２１で、第１リンク機構４及び第２リンク機構５を動作させて、２つの第１指部２１Ａ及び第２指部２２Ａの開閉動作を行うことができる。したがって、第２駆動装置１０２２（図９参照）を設ける必要がないため、把持装置１Ｃが小型化する。
【００９７】
なお、第１歯車４６が駆動側歯車であり、第２歯車５６が従動側歯車である例を説明したが、これに限定されない。第１駆動装置１０２１に換えて第２駆動装置１０２２を設け、第２歯車５６が駆動側歯車として動作して、第１歯車４６が従動側歯車として動作してもよい。
【００９８】
図１２は、把持装置を有するピッキング装置の概略構成の他の例を示す図である。図１２に示すように、本実施形態のピッキング装置２００Ａは、ベルトコンベア２１６に並んで配置された複数の多関節アーム２０２Ａ、２０２Ｂと、把持装置１とを含む。把持装置１は、多関節アーム２０２Ａ、２０２Ｂのそれぞれの先端に取り付けられる。
【００９９】
多関節アーム２０２Ａは、トレー２１３Ａに配置された食材２１５Ａを把持し、ベルトコンベア２１６の上を流れる食品用容器２１７の所定の位置に食材２１５Ａを配置する。多関節アーム２０２Ｂは、トレー２１３Ｂに配置された食材２１５Ｂを把持し、ベルトコンベア２１６の上を流れる食品用容器２１７の所定の位置に食材２１５Ｂを配置する。
【０１００】
俯瞰センサ２０５ｃ、２０５ｄは、例えば距離画像カメラである。制御装置２０４（図１参照）は、俯瞰センサ２０５ｃ、２０５ｄの画像データに基づいて、トレー２１３Ａ、２１３Ｂに配置された食材２１５Ａ、２１５Ｂの位置や状況を認識する。これにより、制御装置２０４は、多関節アーム２０２Ａ、２０２Ｂを制御して、食材２１５Ａ、２１５Ｂを把持できる位置に把持装置１を移動させることができる。
【０１０１】
把持装置１は、第１指部２１（図２等参照）の開閉動作により、食材２１５Ａ、２１５Ｂを把持する。この場合、力覚センサ２０７（図１参照）からの情報に基づいて、制御装置２０４は、第１指部２１の把持力を適切に設定できる。これにより、把持装置１は、食材２１５Ａ、２１５Ｂの変形を抑制できる。
【０１０２】
俯瞰センサ２０５ａは、多関節アーム２０２Ａ、２０２Ｂのアーム部２２１に設けられる。俯瞰センサ２０５ａは、例えば距離画像カメラであり、食品用容器２１７の位置や、状況を認識する。制御装置２０４（図１参照）は、俯瞰センサ２０５ａの画像データに基づいて、多関節アーム２０２Ａ、２０２Ｂ及び把持装置１を制御して、食材２１５Ａ、２１５Ｂを食品用容器２１７の所定の位置に配置する。また、俯瞰センサ２０５ｂは、ベルトコンベア２１６の上側に固定される。制御装置２０４（図１参照）は、俯瞰センサ２０５ｂの画像データに基づいて、多関節アーム２０２Ａ、２０２Ｂ及び把持装置１を制御して、食材２１５Ａ、２１５Ｂを食品用容器２１７の所定の位置に配置することができる。把持装置１は、距離Ｌ１（図３参照）を一定に保った状態で開閉動作を行うことができるため、第１指部２１が食品用容器２１７に接触することを抑制できる。
【０１０３】
なお、把持装置１は、例えば、スカラロボットやパラレルリンクロボットに採用することもできる。ピッキング装置２００Ａは、無人で食材２１５Ａ、２１５Ｂの配置を行う場合に限定されず、作業者と協働してもよい。
【０１０４】
以上説明した把持装置１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃの構成は適宜変更してもよい。例えば第１指部２１、２１Ａ、２１Ｂ及び第２指部２２、２２Ａ、２２Ｂの形状、開閉角度、及び長さ等はあくまで一例であり、適宜変更することができる。また、長孔３５、４５の形状、長さ等も適宜変更することができる。こうすれば、第１指部２１及び第２指部２２の開閉角度θ１、θ２等を変更することができる。
【０１０５】
また、第１指部２１及び第２指部２２の指先の形状は、上述した形状に限られない。例えば、第１指部２１及び第２指部２２の指先はＬ字状であってもよい。例えば、指先は、複数の溝や、凹凸形状を有していてもよく、あるいは、円柱及び半球を組み合わせた形状を有していてもよい。また、指先の材質は特に限定されない。指先の材質は、例えば金属、合成樹脂、及び合成ゴム等である。合成樹脂としては、ＡＢＳ樹脂、及びポリアセタール等が挙げられる。合成ゴムとしては、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、シリコーンゴム等が挙げられる。また、指先の基材が金属で形成され、指先のうち把持対象と接する部分が合成樹脂又は合成ゴムで形成されていてもよい。
【符号の説明】
【０１０６】
１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ  把持装置
３  リンク機構
４、４Ａ  第１リンク機構
５、５Ａ  第２リンク機構
１０、１０Ａ  基部
１０ａ、１０ｂ、１０Ａａ、１０Ａｂ  辺
１０ｃ  第１面
１０ｄ  第２面
１１  カバー
１２  支柱
２１、２１Ａ  第１指部
２２、２２Ａ  第２指部
３１、４１、４１Ａ  第１リンク部
３２、４２、４２Ａ  第２リンク部
３３  支持部
３４、４４、５４  ピン
３５、４５、５５  長孔
４３、４３Ａ  第１支持部
５１、５１Ａ  第３リンク部
５２、５２Ａ  第４リンク部
５３、５３Ａ  第２支持部
１０２  駆動装置
１０２１  第１駆動装置
１０２２  第２駆動装置
２００、２００Ａ  ピッキング装置
２０２  多関節アーム
２０５  俯瞰センサ
２０７  力覚センサ
２１５  ワーク
ＡＸ１、ＡＸ１ａ  第１軸
ＡＸ２、ＡＸ２ａ  第２軸
ＡＸ３、ＡＸ３ａ  第３軸
ＡＸ４  第４軸
ＡＸ５  第５軸
ＡＸ６  第６軸
【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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