(57)【要約】【課題】粉粒体を用いず、より確実にワークを把持することができる把持装置及び産業用ロボットを提供する。【解決手段】把持装置１０Ａは、掌部３０と、前記掌部３０の周囲に突出して設けられ、前記掌部３０を厚さ方向に変形させることにより前記掌部３０に向かって倒れる複数の指部３２と、前記指部３２が形成された側と反対側の、前記掌部３０の外縁を囲む位置に形成され、ケース３６に接続される接続部３３と、前記掌部３０と前記接続部３３の間に設けられ、前記掌部３０の外縁から当該掌部３０の厚さ方向に所定の長さを有し、前記掌部３０より変形しにくい高強度部３８と、前記接続部３３に接続され、前記高強度部３８の基端に接触する前記ケース３６と、前記掌部３０を厚さ方向に変形させるアクチュエータ５２Ａとを備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
掌部と、
前記掌部の周囲に突出して設けられ、前記掌部を厚さ方向に変形させることにより前記掌部に向かって倒れる複数の指部と、
前記指部が形成された側と反対側の、前記掌部の外縁を囲む位置に形成され、ケースに接続される接続部と、
前記掌部と前記接続部の間に設けられ、前記掌部の外縁から当該掌部の厚さ方向に所定の長さを有し、前記掌部より変形しにくい高強度部と、
前記接続部に接続され、前記高強度部の基端に接触する前記ケースと、
前記掌部を厚さ方向に変形させるアクチュエータと
を備える把持装置。
【請求項２】
前記高強度部は、
前記掌部、前記指部、及び前記接続部と別体であって、
変形した前記掌部を受け入れるガイド穴と、
前記ガイド穴の軸方向の、前記指部側先端の外側に湾曲部と
を有する請求項１記載の把持装置。
【請求項３】
前記掌部、前記指部、前記接続部、及び前記高強度部は、一体に形成されている請求項１記載の把持装置。
【請求項４】
前記掌部と前記接続部の間が外側に突出する向きに湾曲した外周面を有する請求項１〜３のいずれか１項記載の把持装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項記載の把持装置を設けた産業用ロボット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、把持装置及び産業用ロボットに関する。
【背景技術】
【０００２】
ワークを把持することを目的とした把持装置として、掌部と、掌部の周囲に突出して設けられ、前記掌部を厚さ方向に変形させることにより掌部に向かって倒れる複数の指部と、把持本体内に収容された粉粒体とを有する袋状の把持本体を備えた把持装置が開示されている（特許文献１）。当該把持装置は、把持本体内を減圧することにより、掌部が、厚さ方向に変形し、指部が掌部へ向かって倒れるように弾性変形する。この把持装置は、複数の指部を有するため、サイズや形状が異なるワークを汎用的に把持することができ、把持本体内を減圧するのみで把持できるので制御が単純であり、また把持本体をワークに強く押し付ける必要もないため、食品のような柔軟なワークを傷めずに把持することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−１８５５５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１の把持装置は、把持本体が劣化や破損などによって破裂した場合、把持本体内に充填された粉粒体が飛散し、ワークを汚染してしまう、という問題がある。粉粒体は、Jamming転移に伴う密度変化によって劣化するので、安定的に使用することができないという問題がある。
【０００５】
本発明は、粉粒体を用いず、より確実にワークを把持することができる把持装置及び産業用ロボット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】
本発明に係る把持装置は、掌部と、前記掌部の周囲に突出して設けられ、前記掌部を厚さ方向に変形させることにより前記掌部に向かって倒れる複数の指部と、前記指部が形成された側と反対側の、前記掌部の外縁を囲む位置に形成され、ケースに接続される接続部と、前記掌部と前記接続部の間に設けられ、前記掌部の外縁から当該掌部の厚さ方向に所定の長さを有し、前記掌部より変形しにくい高強度部と、前記接続部に接続され、前記高強度部の基端に接触する前記ケースと、前記掌部を厚さ方向に変形させるアクチュエータとを備える。
【０００７】
本発明に係る産業用ロボットは、上記把持装置が設けられている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、高強度部が掌部の外周が収縮するのを防ぐことで、掌部が厚さ方向に変形することにより、指部を掌部に向かって変形させてワークを把持することができるので、粉体を用いず、より確実にワークを把持することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施形態に係る把持装置を適用した産業用ロボットの例を示す模式図である。
【図２】本実施形態に係る把持装置の構成を示す斜視図である。
【図３】本実施形態に係る把持装置の構成を示す部分端面図である。
【図４】形状保持部の構成を示す斜視図である。
【図５】本実施形態に係る把持装置の使用状態を示す部分端面図である。
【図６】アクチュエータの変形例（１）に係る把持装置の構成を示す部分端面図である。
【図７】アクチュエータの変形例（１）に係る把持装置の使用状態を示す部分端面図である。
【図８】アクチュエータの変形例（２）に係る把持装置の構成を示す部分端面図である。
【図９】アクチュエータの変形例（２）に係る把持装置の使用状態を示す部分端面図である。
【図１０】第２実施形態に係る把持装置の構成を示す部分端面図である。
【図１１】第２実施形態に係るケースの構成を示す縦断面図である。
【図１２】第２実施形態に係る把持本体の構成を示す斜視図である。
【図１３】第２実施形態に係る把持装置の使用状態を示す部分端面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明に係る把持装置は、掌部と、前記掌部の周囲に突出して設けられ、前記掌部を厚さ方向に変形させることにより前記掌部に向かって倒れる複数の指部と、前記指部が形成された側と反対側の、前記掌部の外縁を囲む位置に形成され、ケースに接続される接続部と、前記掌部と前記接続部の間に設けられ、前記掌部の外縁から当該掌部の厚さ方向に所定の長さを有し、前記掌部より変形しにくい高強度部と、前記接続部に接続され、前記高強度部の基端に接触する前記ケースと、前記掌部を厚さ方向に変形させるアクチュエータとを備える。
【００１１】
高強度部が掌部より変形しにくいので、掌部の内面側を引き上げた場合、掌部は、外周が収縮せず厚さ方向に変形する。したがって把持本体は、指部が掌部に向かって倒れるように弾性変形するので、粉粒体を用いず、より確実にワークを把持することができる。
【００１２】
高強度部は、掌部に比べ、機械的強度が高くなるように形成されている。高強度部は、掌部、指部、及び接続部と別体である場合と、一体である場合を含む。
【００１３】
高強度部が、掌部、指部、及び接続部と一体である場合は、掌部の周囲において一様に設けられていてもよいし、部分的に設けられていてもよい。具体的には、高強度部は、掌部に比べて厚肉としてもよい。この場合、高強度部の厚さは、一様である場合に限らず、部分的に厚肉としてもよい。部分的に厚肉である場合とは、掌部の周方向に部分的である場合と、掌部の厚さ方向に平行な方向に部分的である場合とを含む。高強度部は、掌部に比べて機械的強度の高い材料で形成してもよい。機械的強度の高い材料は、掌部と同質であるが硬度が高い材料の場合、掌部と異種材料の場合、フィラーなどの添加物を含む場合、それらの複合材の場合を含む。高強度部は、基端においてケースの一部と接触する。高強度部は、基端においてケースと面接触する場合、及び線接触する場合を含む。基端は、ケースと接触する接触面を有するのが好ましい。ケースは、上ケースと下ケースとを備える場合、上ケースが接触面と接触してもよく、下ケースが接触面と接触してもよい。高強度部は、基端から、掌部と接続される先端までの一定の領域である。先端は、高強度部と掌部の境界であるが、明確に視認できる場合に限られない。先端は、掌部が厚さ方向へ変形する場合の支点になるのが好ましい。
【００１４】
アクチュエータは、動力源として、圧力や電力を用いる場合を含む。圧力としては、油圧、空圧、水圧などを用いることができる。電力としてはモータを利用する機構、電磁石を利用する機構を含む。アクチュエータは、掌部と機械的に接続されている機構と、掌部と機械的に接続されていることを要しない機構とを含む。
以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。
【００１５】
１．第１実施形態
（全体構成）
図１に、本実施形態に係る把持装置１０Ａを適用した産業用ロボット１２の構成を示す。産業用ロボット１２は、直交ロボットであって、レール１４と、レール１４に沿って移動する移動体１６と、移動体１６に固定された第１動力シリンダー１８とを備える。レール１４は、図中Ｙ軸方向に移動可能に設けられている。
【００１６】
第１動力シリンダー１８は、第１シリンダーチューブ１９と、第１シリンダーチューブ１９に対し進退可能に設けられた第１ピストンロッド２０とを有する。第１シリンダーチューブ１９には、第１配管２１、２２が設けられている。当該第１配管２１、２２を通じて、動力源としての気体又は油などの液体が供給、排出されることにより、第１ピストンロッド２０が第１シリンダーチューブ１９に対し進退可能となっている。第１ピストンロッド２０の先端には、把持装置１０Ａが設けられている。第１ピストンロッド２０の先端と、把持装置１０Ａの間に、図示しないブラケットを設けることによって、後述するアクチュエータと第１ピストンロッド２０の干渉を防ぐのが好ましい。
【００１７】
産業用ロボット１２は、水平な基台２６上に置かれたワークＷを、把持装置１０Ａで把持すると共に、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸方向に移動することができる。
【００１８】
把持装置１０Ａは、第１ピストンロッド２０に連結されたケース３６と、当該ケース３６に固定された把持本体２８Ａとを備える。把持本体２８Ａは、気密性と弾性とを有する材料、例えば、天然ゴムや、合成ゴムなどで形成することができる。把持本体２８ＡのＪＩＳ  Ｋ６２５３のデュロメータ硬さ試験(タイプＡ)に準じて測定した硬度は、６０〜９０程度であるのが好ましい。
【００１９】
図２に示すように把持本体２８Ａは、掌部３０と、掌部３０の周囲に突出して設けられた複数の指部３２とを有する。掌部３０は略円盤状をなしている。指部３２は、掌部３０と一体に形成されており、掌部３０を囲むように放射状に５個設けられている。指部３２同士の間には、所定の間隔が形成されている。指部３２は、内面３１が掌部３０と一体に形成されている。指部３２の外形形状は、適宜選択することができ、例えば、円柱、円錐、円錐台、三角柱、四角柱、三角錐、四角錐、四角錐台などでもよい。本実施形態の場合、指部３２は、同一形状で構成されている。なお複数の指部３２は、全て同一形状である必要はなく、形状が異なっていてもよい。指部３２は、四角錐台形状を有し、内面３１が、掌部３０に接合している基端から先端に向かって外側に傾斜するように形成されている。
【００２０】
図３に示すように把持本体２８Ａは、掌部３０及び指部３２が形成されている表面とは逆側の面に円形の開口を有する袋状の部材からなる。把持本体２８Ａは、内部に、弾性部３４と、高強度部３８と、アクチュエータとしての第２動力シリンダー５２Ａとを有する。把持本体２８Ａは、開口の周縁に一体形成された接続部としてのフランジ部３３においてケース３６に固定されており、当該ケース３６によって開口が塞がれている。把持本体２８Ａは、掌部３０からフランジ部３３に向かって外側に突出する向きに湾曲した外周面３９を有する。
【００２１】
ケース３６の中央には、貫通穴３７が設けられている。当該貫通穴３７に、第２動力シリンダー５２Ａが固定されている。第２動力シリンダー５２Ａは、第２シリンダーチューブ５４と、第２シリンダーチューブ５４に対し進退可能に設けられた第２ピストンロッド５６とを有する。第２シリンダーチューブ５４には、第２配管５３，５５が設けられている。当該第２配管５３，５５を通じて、動力源として気体又は油などの液体が供給、排出されることによって、第２ピストンロッド５６が第２シリンダーチューブ５４に対し進退可能となっている。第２ピストンロッド５６の先端は、掌部３０の裏面に固定された支持プレート５８に接続されている。
【００２２】
弾性部３４は、指部３２内に充填され、当該指部３２の形を有する。弾性部３４の形は、把持本体２８Ａの指部３２内に挿入され一定の形を保持できれば、指部３２の内面との間に多少隙間が生じていてもよい。弾性部３４の材質は、樹脂またはゴムであるのが好ましい。弾性部３４の材質は、必ずしも均一である必要はなく、異種材料を組み合わせた複合材でもよい。弾性部３４は、フィラーなどの添加物を含んでもよい。弾性部３４は、指部３２の内面との間に、隙間がないように配置されるのが好ましい。弾性部３４は、掌部３０を超えて把持本体２８Ａの大半に充填されると、掌部３０が厚さ方向に変形せず指部３２が掌部３０の中心に向かって弾性変形し難くなる。したがって弾性部３４は、指部３２内に配置されるのが好ましい。
【００２３】
高強度部３８は、把持本体２８Ａの掌部３０の内部空間に配置されている。高強度部３８は、掌部３０以外、すなわち掌部３０の外周が収縮しないように、把持本体２８Ａを保持する。高強度部３８の材質は、把持本体２８Ａの変形時において変形しなければ足り、例えば硬質樹脂や金属を用いることができる。高強度部３８の材質は、必ずしも均一である必要はなく、異種材料を組み合わせた複合材でもよい。
【００２４】
本図に示す高強度部３８は、変形した掌部３０を受け入れるガイド穴４０と、ガイド穴４０の軸方向の指部３２側先端の外側に湾曲部４９とを有する枠状部材である。本実施形態の場合、高強度部３８は、掌部３０の外周面３９を保持する保持面４８を有する円筒状部材である。ガイド穴４０は、掌部３０に対応した高強度部３８の中央であって、内径が掌部３０と略同じ大きさであるのが好ましい。保持面４８は、高強度部３８の外側の円周面であり、掌部３０の外周面３９を保持できる大きさを有し、全体として先端に向かって先細になっている。保持面４８の指部３２側に湾曲部４９が設けられている。湾曲部４９は、外側に向かって凸形状である。
【００２５】
図４に示すように、高強度部３８は、同心円状に配置された複数、本図の場合、３個のリング体４４〜４６を有する。各リング体４４〜４６は、軸方向に移動可能、取り外し可能である。
【００２６】
湾曲部４９とガイド穴４０が面で交差する高強度部３８の指部側先端は、面取り加工が施されているのが好ましい。面取り加工は、高強度部３８の指部側先端を削り、角面や丸面とする加工が適用できる。高強度部３８は、面取り加工が施されていることにより、上記先端における欠けなどの破損を防止することができる。
【００２７】
高強度部３８のさらに詳細について、図３を参照して説明する。高強度部３８は、外径Ｄと前記ガイド穴４０内径ｄの比が１．０：０．９８〜１．０：０．６であるのが好ましい。例えば、高強度部３８の外径Ｄが８０ｍｍの場合、内径ｄが４８〜７８ｍｍの範囲であれば、指部３２は掌部３０の中心に向かってより確実に弾性変形する。
【００２８】
さらに平面視における弾性部３４の基端の中心位置よりも半径方向の外側に、高強度部３８の指部側先端が位置するのが好ましい。すなわち、弾性部３４の半径方向の長さをＬとした場合、当該弾性部３４の内側からの距離ＴがＬ／２以上である位置で高強度部３８の指部側先端が弾性部３４の基端に接触するのが好ましい。高強度部３８の指部側先端が、弾性部３４の中心位置よりも半径方向の内側で弾性部３４の基端に接触した場合（ＴがＬ／２より小さい場合）、指部３２は、掌部３０の中心に向かって弾性変形しにくくなる。
【００２９】
（動作及び効果）
上記のように構成された把持装置１０Ａが設けられた産業用ロボット１２の動作及び効果について説明する。産業用ロボット１２は、第１ピストンロッド２０が第１シリンダーチューブ１９内に退避し、第１動力シリンダー１８が収縮した状態を原点とする。初期状態において、第２動力シリンダー５２Ａは、第２ピストンロッド５６が第２シリンダーチューブ５４から進出して伸長している状態である。
【００３０】
産業用ロボット１２は、移動体１６がレール１４に沿って移動することで、基台２６上に置かれたワークＷの鉛直線上に把持装置１０Ａを位置決めする（図１）。次いで、産業用ロボット１２は、第１ピストンロッド２０が第１シリンダーチューブ１９から進出することにより、指部３２がワークＷの側面に到達するまで、第１動力シリンダー１８を伸長させる。
【００３１】
次いで第２ピストンロッド５６を第２シリンダーチューブ５４内に退避させ、第２動力シリンダー５２Ａを収縮する。把持本体２８Ａは、高強度部３８により掌部３０の外周面３９の形状が保持された状態を維持する。そうすると掌部３０が、高強度部３８のガイド穴４０に吸い込まれるようにして厚さ方向に変形する（図５）。なお、本図では、高強度部３８の基端とケース３６は接触していないが、実際は、上記した掌部３０の変形によって、高強度部３８がケース３６へ向かって移動し、高強度部３８の基端とケース３６が接触する。
【００３２】
掌部３０が厚さ方向へ変形するのに伴い、指部３２の内面３１が掌部３０の中心へ引っ張られる。そうすると指部３２は、掌部３０へ向かって倒れるように弾性変形する。これによって指部３２は、主に内面３１がワークＷ表面に接触する。本図に示す立方体のワークＷの場合、指部３２はワークＷの側面に接触する。上記のように把持装置１０Ａは、第２動力シリンダー５２Ａを収縮することによって、ワークＷを把持する。把持装置１０Ａは、第２動力シリンダー５２Ａの収縮量に応じた把持力を発揮する。すなわち、把持装置１０Ａの把持力は、第２動力シリンダー５２Ａの収縮量が大きい程、大きくなる。
【００３３】
次いで産業用ロボット１２は、第１ピストンロッド２０を第１シリンダーチューブ１９内に退避させて第１動力シリンダー１８を収縮することにより、ワークＷを基台２６から持ち上げることができる。さらに産業用ロボット１２は、移動体１６がレール１４に沿って移動したり、レール１４がＹ軸方向に移動したりすることにより、水平方向へワークＷを自在に移動することができる。
【００３４】
所望の場所へ移動した後、産業用ロボット１２は、第１ピストンロッド２０が第１シリンダーチューブ１９から進出することにより、ワークＷが基台２６に接触するまで第１動力シリンダー１８を伸長させる。次いで、第２ピストンロッド５６が第２シリンダーチューブ５４から進出して第２動力シリンダー５２Ａが伸長するのに伴い、掌部３０がガイド穴４０から押し出され元の状態に戻る。掌部３０が元の状態に戻るのに伴い、指部３２が開き、ワークＷを手放す。
【００３５】
次いで、産業用ロボット１２は、第１ピストンロッド２０を第１シリンダーチューブ１９内に退避させて第１動力シリンダー１８を収縮することにより、把持装置１０ＡをワークＷから切り離す。以上のようにして産業用ロボット１２は、基台２６上に置かれたワークＷを、把持装置１０Ａで把持することにより、所望の位置へ移動することができる。
【００３６】
把持装置１０Ａは、把持本体２８Ａ内に、指部３２の形状を有する弾性部３４と、高強度部３８を有することにより、粉体を用いず、より確実にワークＷを把持することができる。把持装置１０Ａは、粉体を用いていないので、万一、把持本体２８Ａが破裂しても、ワークＷを汚染することがない。
【００３７】
弾性部３４は、指部３２の形状を有するので、指部３２の先端が下向きの状態だけでなく、横向きや上向きの状態であっても、指部３２内に留まる。したがって把持装置１０Ａは、基台２６上のワークＷを持ち上げるだけでなく、垂直な壁面や、天井に吊り下げられたワークＷを把持することができる。指部３２の形状を有する弾性部３４は、Jamming転移後の粉体に比べ剛性が高いので、より確実にワークＷを把持することができる。
【００３８】
把持装置１０Ａは、第２動力シリンダー５２Ａを収縮して掌部３０を確実に厚さ方向に変形させることにより、ワークＷを把持することができるので、把持本体２８ＡをワークＷに押し付ける必要がない。したがって把持装置１０Ａは、食品などの柔らかいワークＷを押し潰さずに把持できるので、ワークＷの損傷を防止することができる。
【００３９】
把持本体２８Ａは、第２動力シリンダー５２Ａの収縮量によって指部３２の変形量、及び把持力を変えることができる。したがって把持装置１０Ａは、ワークＷの大きさや硬さに合わせて、把持力を変えることができるので、汎用性を向上することができる。掌部３０がガイド穴４０に吸い込まれるようにして厚さ方向に変形するので、指部３２は掌部３０へ向かってより鋭角に変形する。したがって把持装置１０Ａはより小さいワークＷも把持することができる。
【００４０】
高強度部３８は、同心円状に配置された複数のリング体４４〜４６を適宜取り外すことにより、ガイド穴４０の大きさや、外形の大きさを変更することができる。したがって、高強度部３８は、把持本体２８Ａの外周面３９の大きさや、掌部３０の大きさに合わせ、リング体４４〜４６を選択することにより、調整することができるので、汎用性を向上することができる。高強度部３８は、最も内側に配置されたリング体４４の穴がガイド穴４０であり、最も外側に配置されたリング体４６の円周面が保持面４８である。
【００４１】
指部３２は、高強度部３８に湾曲部４９が形成されていることにより、掌部３０が湾曲部４９に接触しながら厚さ方向に変形するので、指部３２が連続的、かつ、ゆるやかに変形する。したがって把持装置１０Ａは、柔らかくワークＷを把持することができる。因みに形状保持部に湾曲部が形成されていない把持装置では、指部は座屈するように変形する。
【００４２】
（変形例）
（１）アクチュエータに関する変形例
上記実施形態の場合、アクチュエータが動力シリンダーである場合について説明したが、本発明はこれに限らない。例えば、アクチュエータはねじを備えた機構を適用してもよい。図示しないが、ケース３６に設けられた雌ねじに締め込まれたねじの一端を、支持プレート５８に回転自在に固定し、ねじの他端をモータに連結する。当該ねじを回転させることによって、掌部３０を厚さ方向に変形させることができる。
【００４３】
図６に示す把持装置１０Ｂは、モータ６０を利用したアクチュエータ５２Ｂを備える。当該アクチュエータ５２Ｂは、モータ６０と、当該モータ６０に連結されたスプール６２と、当該スプール６２に巻き付けられたワイヤー６４とを備える。モータ６０はケース３６の上部に固定してもよいし、把持装置１０Ｂから離れた場所に設置してもよい。ワイヤー６４の先端は、ケース３６の貫通穴３７を通って、支持プレート５８に固定されている。支持プレート５８とケース３６の間には、弾性体としてのコイルばね６６が設けられるのが好ましい。コイルばね６６は、掌部３０に対し、厚さ方向の外側へ押し出す方向に力を加える。モータ６０を正回転させ、ワイヤー６４をスプール６２に巻き付けることによって、掌部３０を厚さ方向の内側に変形させ、指部３２を閉じることができる（図７）。一方、モータ６０を逆回転させ、ワイヤー６４をスプール６２から繰り出すことによって、掌部３０を厚さ方向の外側に変形させ、指部３２を開くことができる。掌部３０を厚さ方向の外側に変形する際、コイルばね６６が掌部３０を厚さ方向の外側に押し出すことによって、より素早く指部３２を開くことができる。
【００４４】
モータ６０を利用した機構としては、ラックとピニオンを用いてもよい。ラックをケースの貫通穴から通して一端を支持プレートに固定し、モータ６０によってピニオンを回転駆動する。ピニオンの回転運動をラックの直線運動に変換することによって、掌部３０を厚さ方向に変形させることができる。
【００４５】
モータ６０を駆動する電源を利用して、図示しない通信部を把持装置１０Ｂに搭載してもよい。通信部は、光ファイバや電話線、イーサネット（登録商標）等の有線通信機能や、無線ＬＡＮ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、Ｗｉ-Ｆｉ（登録商標）などの無線通信機能を有する。当該通信部を介して、遠隔から把持装置１０Ｂを制御したり、動作状況を確認したりすることができる。把持装置１０Ｂに荷重センサや図示しない温度センサを設けてもよい。当該センサによって取得した検知データに基づき、把持装置１０Ｂの動作を制御することができる。
【００４６】
把持装置１０Ｂは、電気を駆動源とすることによって、圧力源を有さない現場においても、動作することができる。把持装置１０Ｂは、圧力を駆動源とする場合に比べ、掌部３０の厚さ方向の変形量を容易に制御することができる。
【００４７】
図８に示す把持装置１０Ｃは、電磁石６８を利用したアクチュエータ５２Ｃを備える。当該アクチュエータ５２Ｃは、ケース３６に設けられた電磁石６８と、当該電磁石６８に電力を供給する直流電源７０とを備える。支持プレート７２は、強磁性体、例えば鉄で形成されている。電力が供給されることによって電磁石６８が磁化し、磁力が発生する。当該磁力によって、電磁石６８に支持プレート５８が引きつけられ、掌部３０を厚さ方向の内側に変形させ、指部３２を閉じることができる（図９）。一方、電力の供給を停止すると、磁力が失われる。そうすると、掌部３０が自重によって厚さ方向の外側に変形し、指部３２を開くことができる。支持プレート５８とケース３６の間にコイルばねを設けてもよい。コイルばねが掌部３０を厚さ方向の外側に押し出すことによって、より素早く指部３２を開くことができる。
【００４８】
把持装置１０Ｃは、電気を駆動源とするので、上記変形例（１）と同様の効果を得ることができる。把持装置１０Ｃは、電磁石６８に供給する電力を制御することによって、指部３２の変形量、及び把持力を変えることができる。
【００４９】
（２）その他の変形例
把持本体２８Ａと、弾性部３４は、一体であってもよい。この場合、把持本体２８Ａと弾性部３４は、一部又は全部が、同種の材料であってもよいし、異種材料であってもよい。
【００５０】
上記実施形態の場合、高強度部３８は、同心円状に配置された複数のリング体４４〜４６を有する場合について説明したが、本発明はこれに限らず、１個のリング体であってもよい。１個のリング体の場合、リング体は気体の流通路を有しているのが好ましい。高強度部３８は、円筒状部材に限られず、ガイド穴４０を有する多角柱でもよい。
【００５１】
上記実施形態の場合、高強度部３８は円筒状部材である場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、例えば、平面視において長円形状、多角形や、楕円形などの枠状部材としてもよい。高強度部は、把持本体の形状に合わせて、外形形状を適宜変更することができる。高強度部のガイド穴は、円形状に限らず、多角形状であってもよい。高強度部３８は保持面４８を有している場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、保持面４８を省略してもよい。この場合、円柱状のケースを用い、当該ケースの外周面において保持面の機能を発揮させることができる。
【００５２】
把持本体は、１種の材料で形成してもよいし、複数の異なる材料で形成された膜を積層して形成してもよい。また把持本体は、部分的に異なる材料で形成してもよい。把持本体の厚さは、一定でなくてもよく、部分的に厚肉部又は薄肉部を設けてもよい。
【００５３】
２．第２実施形態
第２実施形態に係る把持装置は、高強度部が、掌部、指部、及び接続部と一体である把持本体を備える点が、異なる。上記第１実施形態と同様の構成については同様の符号を付し、説明を省略する。図１０に示す把持本体２８Ｂは、掌部３０と、掌部３０の周囲に突出して設けられた複数の指部３２とを有する。指部３２は、掌部３０と一体に形成されており、掌部３０を囲むように放射状に５個設けられている。指部３２が形成された側と反対側の、掌部３０の外縁を囲む位置に接続部７８が一体に形成されている。接続部７８は筒状であって、本図の場合、上端に円形の開口を有する。把持本体２８Ｂは、掌部３０から接続部３８に向かって外側に突出する向きに湾曲した外周面３９を有する。指部３２は、中実である。指部３２の材質は、その他の部分（掌部３０や接続部７８）と同じ材質、または異なる材質でもよく、さらに均一である必要はなく、異種材料を組み合わせた複合材、フィラーなどの添加物を含んでもよい。把持本体２８Ｂの開口は、ケース７６によって密閉されている。
【００５４】
図１１に示すように、ケース７６は、ステンレスなどの金属製、又はプラスチックなどの硬質の樹脂製であるのが好ましく、下ケース８０と、上ケース８２とを有する。下ケース８０は、中央に貫通穴８４を有する底部８６と、当該底部８６の外縁に一体に形成された筒状部８８とを有する。下ケース８０の先端面である底面８１の外縁Ｒは、面取り加工が施されている。面取り加工は、底面８１の外縁を削り、角面や丸面とする加工が適用できる。面取り加工の大きさは、接続部７８が局所的に厚さ方向に変形するのを防ぐうえで、小さいほうが好ましい。
【００５５】
下ケース８０と上ケース８２は、筒状部８８の上端において、シール材としてのＯリング８３を介して、一体化されている。上ケース８２の中央には、貫通穴８５が設けられている。当該貫通穴８５に、第２動力シリンダー５２Ａが固定されている。
【００５６】
把持本体２８Ｂは、接続部７８と掌部３０の間に、掌部３０より厚さ方向に変形しにくい高強度部９２を備える。高強度部９２は、掌部３０や接続部７８と一体に形成されている。高強度部９２は、下ケース８０と接触する基端９４、及び、基端９４から前記指部３２側に離れており前記掌部３０に接続される先端９３を有する。高強度部９２は、掌部３０に比べ変形しにくいが、完全な剛体ではなく、掌部３０の中心へ向かって基端９４を支点にして微視的に変形する。
【００５７】
基端９４は、掌部３０の外縁から掌部３０の厚さ方向に離れた位置、すなわち掌部３０から接続部７８の上部開口側へ離れた位置に設けられている。本実施形態の場合、基端９４は、ケース７６の底面８１の外周部に接触する接触面９５を有する。高強度部９２は、接触面９５に連続した掌部３０の中心側に、ガイド空間９０に接する内周面９６を有する。掌部３０の内側は、略平坦な内面９８と、当該内面９８の周囲に設けられた外側に凸となる曲面１００とを有する。内周面９６と、掌部３０の内面９８は、曲面１００で接続されている。下ケース８０の底面８１と、掌部３０の内面の間には、厚さ方向に変形した掌部３０を受け入れるガイド空間９０が形成されている。
【００５８】
高強度部９２の先端９３は、内周面９６と曲面１００の間に配置されている。先端９３は、掌部３０が厚さ方向へ変形する場合の支点となる。
【００５９】
高強度部９２は、図１２に示すように、掌部３０の周囲を囲むように接続部７８の形状に合わせて形成されており、本図の場合、環状である。接触面９５は、高強度部９２の上面である。ケース７６の底面８１の外周部が、高強度部９２の接触面９５に接触する。
【００６０】
高強度部９２は、掌部３０及び指部３２と一体に形成されており、掌部３０の厚さ方向の変形に合わせ微視的に変形する。これにより、指部３２が、掌部３０の変形によって連続的、かつ、ゆるやかに変形する。したがって把持装置１０Ｄは、柔らかくワークＷを把持することができる（図１３）。因みに高強度部９２を有しない把持本体では、指部は座屈するように変形する。
【００６１】
第２実施形態に係る把持装置１０Ｄは、第２動力シリンダー５２Ａを備えることによって、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００６２】
把持本体２８Ｂは、掌部３０、指部３２、高強度部９２、接続部７８が一体で形成されていることによって、部品点数及び製造工数を削減することができる。第２動力シリンダー５２Ａの収縮時により多くの負荷がかかる掌部３０と高強度部９２が一体に形成されていることによって、把持本体２８Ｂの破損を防止し、耐久性を向上することができる。
【００６３】
高強度部は、指部に対応した位置に設けられた複数の帯状体でもよい。高強度部は、掌部の周囲であって指部の基端にあたる位置に、均等に配置される。高強度部は、上面に接触面、掌部側の内面に内周面を有する。高強度部の先端は、内周面と曲面の間に配置されている。高強度部は、帯状体とすることによって、環状に形成する場合に比べ、材料を削減することができるので、その分、軽量化を図ることができる。
【００６４】
高強度部は、掌部の厚さ方向に平行に、所定の間隔をあけて配置された、複数の環状の凸部でもよい。掌部から最も離れた位置にある凸部の上面が接触面である。凸部の掌部側の内面が内周面である。
【００６５】
高強度部は、掌部の厚さ方向を長手方向とする複数の凸条でもよい。凸条は、掌部の周囲に、所定の間隔をあけて配置される。凸条の上面が接触面であり、掌部側の内面が内周面である。
【００６６】
高強度部は、掌部より機械的強度が高い材質で形成してもよい。高強度部は、インサート成形によって、指部及び掌部と一体形成することで得られる。
【００６７】
３．変形例
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨の範囲内で適宜変更することが可能である。
【００６８】
上記実施形態では、産業用ロボット１２として直交ロボットの例を示したが、本発明はこれに限らず、スカラロボット、垂直多関節ロボットなどに適用することができる。すなわち把持装置は、産業用ロボットによってＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を中心に回転しても、ワークＷを把持すると共に、把持した状態を維持することができる。
【００６９】
把持装置は、指部に爪部を設けることとしてもよい。爪部は、合成樹脂製の板状部材や、円錐状部材、サック状の部材を用いることができる。
【００７０】
ケースには、ワークＷを撮影するカメラ、把持したワークＷの重量を測定する重量計、ワークＷと把持本体との距離を測定する近接センサなどを設けてもよい。
【００７１】
把持本体は、平面視において長方形状でもよい。この場合、指部は、掌部の長辺に沿って２個を一組として、掌部を挟んで両側に複数組設けるのが好ましい。掌部が厚さ方向へ変形するのに伴い、指部の内面が掌部の中心へ引っ張られる。そうすると指部は、掌部へ向かって倒れるように弾性変形する。この場合、指部は、対向する長辺に向かって倒れるように弾性変形する。したがって当該把持本体を備えた把持装置は、円筒形状や角柱形状など、長尺部材を容易に把持することができる。
【符号の説明】
【００７２】
１０Ａ〜１０Ｄ  把持装置
１２    産業用ロボット
２８Ａ、２８Ｂ  把持本体
３０    掌部
３２    指部
３３    フランジ部（接続部）
３４    弾性部
３６    ケース
３８、９２      高強度部
３９    外周面
４０    ガイド穴
４９    湾曲部
５２Ａ  第２動力シリンダー（アクチュエータ）
５２Ｂ  アクチュエータ
５２Ｃ  アクチュエータ
７６    ケース
７８    接続部
８８    筒状部
【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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【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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