(57)【要約】【課題】把持した対象物を回転させる機能を備えつつ、ロボットハンドに接続されたケーブル等に悪影響を与えず、安価で小型のロボットハンド、及び該ロボットハンドを備えたロボットの提供。【解決手段】第１駆動部２４によるＮ個の指部２２の移動は、Ｎ個の指部２２が構成するＮ角形の外接円が対象物１８の中心軸線と同心円上に配置されるように行われる。Ｎ個の第１ローラ２６の各々は、円筒形対象物１８の中心軸線に平行な軸線回りに回転可能であるとともに、ハンド基部２０に対する指部２２の移動によって対象物１８の内周部に当接するように構成されている。対象物１８に径方向外向きの力が作用した状態で少なくとも１つの第１ローラ２６を回転駆動することにより、当接該対象物をハンド基部２０に対して回転させることができる。【選択図】図１
2015089594.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒形対象物の内周部又は外周部を把持し、該対象物を把持した状態でその中心軸線回りに回転させる機能を備えたロボットハンドであって、
ロボットアームの先端に取り付けられたハンド基部と、
前記ハンド基部に対して移動可能に取り付けられたＮ個の指部であって、前記指部の各々は、前記指部に把持された円筒形対象物の中心軸線と平行に延びるとともに、前記中心軸線と垂直な面内においてＮ角形の各頂点に位置するように配置される、指部と、
前記Ｎ個の指部を前記ハンド基部に対して、前記Ｎ角形の外接円が前記中心軸線を中心とする同心円となるように移動させる第１駆動部と、
前記Ｎ個の指部にそれぞれ取付けられたＮ個の第１ローラであって、前記第１ローラの各々は、前記中心軸線に平行な軸線回りに回転可能であるとともに、前記ハンド基部に対する前記指部の移動によって円筒形対象物の内周部又は外周部に当接するように構成されている、第１ローラと、
前記Ｎ個の第１ローラの少なくとも１つを回転駆動する第２駆動部と、を備え、
Ｎは３以上の自然数である、ロボットハンド。
【請求項２】
前記Ｎ個の指部は、１つの第１駆動部によって同時に等距離移動するように構成される、請求項１に記載のロボットハンド。
【請求項３】
前記Ｎ個の指部にそれぞれ取り付けられ、前記指部の延びる方向に直動可能に構成されたＮ個の直動部と、
前記直動部を、該直動部が取り付けられている指部に対して直動させる第３駆動部と、
前記直動部に、前記外接円の径方向に沿う軸線回りにそれぞれ回転可能に取り付けられた第２ローラと、
前記Ｎ個の指部のそれぞれの、前記第２ローラよりも前記中心軸線方向について前記ハンド基部とは反対側の部位に設けられるとともに、該第２ローラの回転中心軸線と平行な回転中心軸線を有する第３ローラと、
を備えた請求項１又は２に記載のロボットハンド。
【請求項４】
前記Ｎ個の直動部は、前記中心軸線に垂直な面内で変位可能なリンク機構を介して１つの支持体に接続され、前記１つの支持体が１つの第３駆動部により直動する、請求項３に記載のロボットハンド。
【請求項５】
前記第２ローラ及び前記３ローラ部による円筒形対象物の拘束が、前記第２ローラ及び前記第３ローラが軸方向に生じさせる拘束力のフィードバック検出に基づく力制御である、請求項３又は４に記載のロボットハンド。
【請求項６】
前記第１駆動部、前記第２駆動部及び前記第３駆動部の少なくとも１つがサーボモータである、請求項３〜５のいずれか１項に記載のロボットハンド。
【請求項７】
前記Ｎ個の指部による円筒形対象物の把持が、前記Ｎ個の指部が径方向に生じさせる把持力のフィードバック検出に基づく力制御により実行される、請求項１〜６のいずれか１項に記載のロボットハンド。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載のロボットハンドを備えたロボット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、円筒形の対象物を把持して搬送するロボットハンド、及び該ロボットハンドを備えたロボットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、円筒状の対象物を把持して搬送するための把持装置として、種々のものが知られている。例えば特許文献１には、駆動軸歯車２と、駆動用歯車２の外径側に噛合しつつ周方向に３等分された位置に配置された３つの従動用歯車３と、各従動用歯車の従動軸４を中心として揺動するアーム５から軸方向に延びるツメ６とを備える把持装置が記載されている。
【０００３】
また特許文献２には、３個以上のハンド爪１４によりワーク１０の内周部又は外周部を把持し、ワークチャック装置のチャック位置にワーク１０を挿入させるロボットハンドが開示されており、さらに、該ロボットハンドは、ハンド爪１４に把持されたワーク１０が軸心を中心とする回転方向に外力を受けた場合に、ワーク１０を自由に回転させる自由回転機構を有する旨が記載されている。
【０００４】
さらに特許文献３には、自由回転するローラＲ１１〜Ｒ１３をそれぞれ有する把持アーム２４ａ〜２４ｃによってタイヤの内縁部を把持し、該タイヤを回転させることによって該タイヤ上のバーコードを読み取るタイヤ選別装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−３４５０５１号公報
【特許文献２】特開２０１１−０８３８３７号公報
【特許文献３】特開２０１１−１５７２００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ロボットハンドが、回転可能な手首軸を介してロボットアームに取り付けて回転させる構造である場合において、該ロボットハンドを一定角度以上させると、該ハンドに接続されたケーブルが手首軸に巻き込まれたり、該ケーブルに過度の応力がかかったりすることがある。そこで、手首軸の回転角度には一定の制限がある場合が多い。また、対象物を把持する手段と回転させる手段とが別個のものである場合、回転角度範囲には制限はないが、装置全体が大型化する傾向があり、コスト面及び操作性の面で不利であった。
【０００７】
そこで本発明は、把持した対象物を回転させる機能を備えつつ、ロボットハンドに接続されたケーブル等に悪影響を与えず、安価で小型のロボットハンド、及び該ロボットハンドを備えた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】
【０００８】
上記目的を達成するために、本願第１の発明は、円筒形対象物の内周部又は外周部を把持し、該対象物を把持した状態でその中心軸線回りに回転させる機能を備えたロボットハンドであって、ロボットアームの先端に取り付けられたハンド基部と、前記ハンド基部に対して移動可能に取り付けられたＮ個の指部であって、前記指部の各々は、前記指部に把持された円筒形対象物の中心軸線と平行に延びるとともに、前記中心軸線と垂直な面内においてＮ角形の各頂点に位置するように配置される、指部と、前記Ｎ個の指部を前記ハンド基部に対して、前記Ｎ角形の外接円が前記中心軸線を中心とする同心円となるように移動させる第１駆動部と、前記Ｎ個の指部にそれぞれ取付けられたＮ個の第１ローラであって、前記第１ローラの各々は、前記中心軸線に平行な軸線回りに回転可能であるとともに、前記ハンド基部に対する前記指部の移動によって円筒形対象物の内周部又は外周部に当接するように構成されている、第１ローラと、前記Ｎ個の第１ローラの少なくとも１つを回転駆動する第２駆動部と、を備え、Ｎは３以上の自然数である、ロボットハンドを提供する。
【０００９】
第２の発明は、第１の発明において、前記Ｎ個の指部は、１つの第１駆動部によって同時に等距離移動するように構成される、ロボットハンドを提供する。
【００１０】
第３の発明は、第１又は第２の発明において、前記Ｎ個の指部にそれぞれ取り付けられ、前記指部の延びる方向に直動可能に構成されたＮ個の直動部と、前記直動部を、該直動部が取り付けられている指部に対して直動させる第３駆動部と、前記直動部に、前記外接円の径方向に沿う軸線回りにそれぞれ回転可能に取り付けられた第２ローラと、前記Ｎ個の指部のそれぞれの、前記第２ローラよりも前記中心軸線方向について前記ハンド基部とは反対側の部位に設けられるとともに、該第２ローラの回転中心軸線と平行な回転中心軸線を有する第３ローラと、を備えたロボットハンドを提供する。
【００１１】
第４の発明は、第３の発明において、前記Ｎ個の直動部は、前記中心軸線に垂直な面内で変位可能なリンク機構を介して１つの支持体に接続され、前記１つの支持体が１つの第３駆動部により直動する、ロボットハンドを提供する。
【００１２】
第５の発明は、第３又は第４の発明において、前記第２ローラ及び前記３ローラ部による円筒形対象物の拘束が、前記第２ローラ及び前記第３ローラが軸方向に生じさせる拘束力のフィードバック検出に基づく力制御である、ロボットハンドを提供する。
【００１３】
第６の発明は、第３〜第５のいずれか１つの発明において、前記第１駆動部、前記第２駆動部及び前記第３駆動部の少なくとも１つがサーボモータである、ロボットハンドを提供する。
【００１４】
第７の発明は、第１〜第６のいずれか１つの発明において、前記Ｎ個の指部による円筒形対象物の把持が、前記Ｎ個の指部が径方向に生じさせる把持力のフィードバック検出に基づく力制御により実行される、ロボットハンドを提供する。
【００１５】
第８の発明は、第１〜第７のいずれか１つの発明に係るロボットハンドを備えたロボットを提供する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、円筒形対象物をハンド指部に設けた第１ローラによって回転させるため、該対象物を回転させるためにロボットハンド自体を回転させる必要はなく、故に該ハンドに接続されるケーブル等は悪影響が及ばない。またハンド自体が対象物の把持及び回転の双方を行えるので、対象物を把持し直す回数が低減でき、ロボット動作のサイクルタイムの短縮につながる。さらに、ロボットがどのような姿勢であっても位置ずれせずに円筒形対象物を回転できるので、ロボットの作業性が高まる。
【００１７】
Ｎ個の指部を１つの第１駆動部で同時に等距離移動させる構造により、制御がシンプルで、かつ安価なロボットハンドを構成できるとともに、指部が構成するＮ角形の外接円が対象物の中心軸線を中心とする同心円となるように移動させることを容易に実現できる。
【００１８】
第２ローラ及び第３ローラの使用により、円筒形対象物を軸方向に容易に拘束することができる。また第２ローラが取り付けられたＮ個の直動部を１つの支持体に接続することにより、全ての第２ローラを１つの第３駆動部で直動させることができる。
【００１９】
把持力又は拘束力をフィードバック制御することにより、駆動部の負荷を減らし、かつローラの押圧力も低減できるため、駆動部やローラの寿命を延ばすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本願発明に係るロボットハンドの第１の実施形態を示す斜視図である。
【図２】図１のロボットハンドを斜め下方からみた斜視図である。
【図３】（ａ）図１のロボットハンドの指部が円筒形対象物の内側に挿入された状態を示す図であり、（ｂ）指部が移動して対象物の内周部を把持した状態を示す図であり、（ｃ）第２ローラ及び第３ローラによって対象物の軸方向端部を保持した状態を示す図である。
【図４】（ａ）円筒形対象物の内周部を把持する形態の一例を模式的に示す図であり、（ｂ）円筒形対象物の内周部を把持する他の形態の一例を模式的に示す図であり、（ｃ）円筒形対象物の外周部を把持する形態の一例を模式的に示す図である。
【図５】（ａ）図１のロボットハンドを下方から見た図であって、Ｎ個の第１スライダ（指部）がハンド基部中央寄りに位置している状態を示す図であり、（ｂ）第１スライダがハンド基部中央から径方向外側に（放射状に）移動した状態を示す図であり、（ｃ）第１スライダがハンド基部中央からさらに移動した状態を示す図である。
【図６】本発明のロボットハンドによる円筒形対象物の把持・搬送手順を示すフローチャートである。
【図７】（ａ）第２ローラ及び第３ローラに関する機構を模式的に示す図であって、指部がハンド基部の中央寄りに位置している状態を示す図であり、（ｂ）指部がハンド基部の中央から径方向外側に移動した状態を示す図であり、（ｃ）第２ローラが第３ローラから離れる方向に直動した状態を示す図である。
【図８】本願発明に係るロボットハンドの第２の実施形態を示す斜視図である。
【図９】図８のロボットハンドを斜め下方からみた斜視図である。
【図１０】（ａ）図８のロボットハンドの指部が円筒形対象物の内側に挿入された状態を示す図であり、（ｂ）指部が移動して対象物の内周部を把持した状態を示す図であり、（ｃ）第２ローラ及び第３ローラによって対象物の軸方向端部を保持した状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１は、本願発明の第１の実施形態に係るロボットハンド１０を斜め上方から見た斜視図であり、図２はロボットハンド１０を斜め下方から見た斜視図である。図１に示すロボットハンド１０は、多関節ロボット１２のロボットアーム１４の先端に、回転可能な手首軸１６を介して取付けられ、円筒形対象物１８の内周部を把持して該対象物を搬送するように構成されている（図３等参照）。詳細には、ロボットハンド１０は、ロボットアーム１４（の手首軸１６）に取り付けられるハンド基部２０と、ハンド基部２０に対して移動可能に連結されたＮ個（Ｎは３以上の自然数）の指部２２と、Ｎ個の指部２２をハンド基部２０に対して移動させる第１駆動部２４と、Ｎ個の指部２２にそれぞれ取付けられたＮ個の第１ローラ２６と、Ｎ個の第１ローラ２６の少なくとも１つを回転駆動する第２駆動部２８とを有する。なお第１実施形態及び後述する第２の実施形態ではいすれも、Ｎが３である場合を説明する。
【００２２】
Ｎ個の指部２２の各々は、ロボットハンド１０に把持された状態（図３参照）円筒形対象物１８の中心軸線（図示例では略上下方向）と平行に延びるとともに、該中心軸線と垂直な面内においてＮ角形（好ましくは正Ｎ角形）の各頂点に位置するように配置される。具体的には、ハンド基部２０の下面（ハンド先端側の面）に、ハンド基部２０の略中心から放射状に延びるＮ個の第１ガイドレール３０と、各第１ガイドレール３０上をスライド可能な第１スライダ３２とからなる第１直動機構が設けられ、各指部２２はスライダ３２に連結されることによってハンド基部２０に対して移動可能となる。
【００２３】
また第１駆動部２４によるＮ個の指部２２の移動は、Ｎ個の指部２２が構成するＮ角形の外接円が（好ましくは、第１スライダ３２の可動範囲内においては常に）対象物１８の中心軸線と同心円上に配置されるように行われる。特に、図２に示すように、１つの第１駆動部２４を用いて、ハンド基部２０の略中央に設けた伝動機構３４（例えば、第１駆動部２４の回転軸と、該回転軸に係合するＮ個のべベルギヤとの組み合わせ）によって３つの第１スライダ３２が同時に等距離移動するようにしておけば、１つの駆動部によってＮ個の指部２２が常に同心円上に位置するように放射状に移動する構成を容易に実現することができる。
【００２４】
Ｎ個の指部２２にそれぞれ取付けられたＮ個の第１ローラ２６の各々は、円筒形対象物１８の中心軸線に平行な軸線回りに回転可能であるとともに、ハンド基部２０に対する指部２２の（径方向外側への）移動によって対象物１８の内周部に当接するように構成されている。また第２駆動部２８は、Ｎ個の第１ローラ２６の少なくとも１つを回転駆動するように構成され、図示例では、タイミングベルト３６等の伝動手段を介して１つの第１ローラ２６を回転駆動する。この場合、他の２つの第１ローラ２６は、自由回転可能に構成されている。もちろん、２つ以上の第１ローラ２６を回転駆動するようにしてもよい。Ｎ個の指部２２が構成するＮ角形の外接円が対象物１８の中心軸線と同心円上に配置されることにより、円筒状対象物の内周部にＮ個の指部が径方向に好適に当接し、対象物１８に径方向外向きの力が作用した状態で少なくとも１つの第１ローラ２６を回転駆動することにより、該対象物をハンド基部２０に対して回転させることができる。
【００２５】
次に、円筒形対象物をその軸方向の力によって拘束する機構について説明する。図１及び図２に示すように、ロボットハンド１０は、Ｎ個の指部２２の各々に、その延在方向に沿って延びるように設けられた第２ガイドレール３８と、各第２ガイドレール３８上をスライド可能な第２スライダ（直動部）４０とからなる第２直動機構が設けられ、各第２スライダ４０には、Ｎ個の指部２２が構成する外接円の径方向に沿った軸線回りにそれぞれ回転可能に取り付けられ、第２スライダ４０の直線動作によって円筒形対象物１８に対してその軸方向端部に接する第２ローラ４２が取り付けられる。
【００２６】
またＮ個の指部２２のそれぞれの、第２ローラ４２よりも中心軸線方向についてハンド基部２０とは反対側の部位（例えば指部先端）には、第２ローラ４２の回転中心軸線と平行な回転中心軸線を有する第３ローラ４４が設けられる。つまり各第２ローラ４２は、自らが設けられている指部２２と同じ指部に設けられた第３ローラ４４と平行な状態を維持したまま、上記第２直動機構によって該第３ローラに対して中心軸線方向に接離可能である。なお第２ローラ４２及び第３ローラ４４はいずれも、駆動手段を持たない自由回転可能なローラであることが好ましいが、モータ等によって回転駆動するものであってもよい。
【００２７】
図４（ａ）〜（ｃ）は、第２ローラ４２及び第３ローラ４４によって、円筒形対象物をその軸方向の拘束・保持する種々の形態を模式的に示す図である。図４（ａ）が示す円筒形対象物１８ａは、中空部４６を有する比較的肉厚の円筒状部材であり、第１ローラ２６は径方向外向きに移動することにより対象物１８ａの内周部（内周面）４８に当接し、対象物１８ａを把持する。第２ローラ４２及び第３ローラ４４は、それぞれ対象物１８ａの軸方向端面５０及び５２に外側から当接し、対象物１８ａの軸方向移動を拘束する。
【００２８】
図４（ｂ）が示す円筒形対象物１８ｂは、中空部４６より広い中空部５４を有する、全体として薄肉の部材から形成された円筒状部材であり、第１ローラ２６は径方向外向きに移動することにより対象物１８ｂの内周部５６に当接する点は対象物１８ａと同様である。しかし、第２ローラ４２及び第３ローラ４４は、それぞれ対象物１８ｂの軸方向の内側端面５８及び６０に内側から当接し、対象物１８ｂの軸方向移動を拘束する。図４（ｃ）については後述する。
【００２９】
図１、図２、図５及び図６に示すように、Ｎ個の第２スライダ（直動部）４０はそれぞれ、中心軸線に垂直な面内で変位可能なリンク機構６２を介して１つの支持体６４に接続されてもよい。このようにすれば、１つの支持体６４を１つの第３駆動部６６によって中心軸線方向に移動させることにより、Ｎ個の第２スライダ４０を同時に同距離だけ直動させることができる。なお第３駆動部６６による支持体６４の移動は、例えばボールネジ６８を用いた簡易な機構により実現できる。
【００３０】
なお第１駆動部２４、第２駆動部２８及び第３駆動部６６としては、上述した機能を発揮できるものであれば、汎用の回転電機等、種々のものが使用可能であるが、サーボモータを使用することが好ましい。サーボモータの使用により、高速かつ高精度の動作が可能となる。
【００３１】
なお第１ローラ２６のうち第２駆動部２８によって回転駆動するものについては、その材質は、対象物１８に当接した状態で回転することにより該対象物を回転させられるものであればどのようなものでもよいが、対象物を傷付けないようにするために、一定の弾性を有するゴム等が好ましい。また第１ローラのうち自由回転するもの、第２ローラ４２及び第３ローラ４４の材質については、当接している対象物１８の回転に伴って従動回転するものであればどのようなものでもよいが、やはり対象物を傷付けないようにするために、一定の弾性を有するゴム等が好ましい。
【００３２】
次に、上述したロボットハンド１０を用いて円筒形対象物１８を把持・搬送する手順について、図６のフローチャートを参照しつつ説明する。先ず、ロボットを操作して、ロボットハンド１０を把持すべき円筒形対象物１８に接近させる（ステップＳ１）。この操作により、例えば図３（ａ）に示すように、指部２２が対象物１８の中空部内に挿入され、対象物１８の内周部に近接した状態となる。このとき、図５（ａ）又は図７（ａ）に示すように、指部２２はハンド基部２０の中央寄りに位置していることが好ましい。
【００３３】
次に、第１駆動部２４による第１直動機構の動作により、Ｎ個の指部２２を径方向外側に移動させ、図３（ｂ）に示すように、対象物１８の内周部にＮ個の第１ローラ２６を当接させる（ステップＳ２）。ここで、図示しない力センサ等を用いて、対象物１８の内周部に対する第１ローラ２６の押し付け力を検出し、該検出値に基づいて求められる把持力が適正値であるか（所定の範囲内にあるか）否かを判定する（ステップＳ３）。適正値であれば次のステップＳ４に進むが、適正値でない場合は、第１駆動部２４を操作して押し付け力を補正する。すなわち、ステップＳ３では、Ｎ個の指部２２による円筒形対象物１８の把持を、Ｎ個の指部２２が対象物１８に対して径方向に生じさせる把持力のフィードバック検出に基づく力制御により実行する。このようにすれば、対象物を必要最小限の力で把持する制御が可能となり、第１駆動部２４や第１ローラ２６の負荷を低減させ、それらの長寿命化を図ることができる。
【００３４】
次のステップＳ４では、上述の第２ローラを移動させて、第２ローラ４２及び第３ローラ４４が軸方向について互いに反対側の力を対象物１８に作用させるように両ローラを対象物１８に当接させることにより、ロボットハンド内での対象物１８の軸方向の移動が規制される。例えば、対象物が図４（ａ）に示したような形状の場合は、ステップＳ３において第２ローラ４２及び第３ローラ４４が対象物１８ａの軸方向長さより大きい距離離隔した状態（図７（ｃ）参照）で指部２２を移動させ、第１ローラ２６が対象物１８ａの内周部４８に当接した後、第２ローラ４２を第３ローラ４４に接近させ、対象物１８ａを挟むように拘束する。一方、対象物が図４（ｂ）に示したような形状の場合は、ステップＳ３において第２ローラ４２及び第３ローラ４４が近接した状態（図７（ａ）、（ｂ）参照）で指部２２を移動させ、第１ローラ２６が対象物１８ａの内周部４８に当接した後、第２ローラ４２を第３ローラ４４から離れる方向に移動させ、対象物１８ｂを軸方向について内側から外側に向かう力で拘束する。
【００３５】
次に、図示しない力センサ等を用いて、対象物１８に対する第２ローラ４２及び第３ローラ４４の押し付け力を検出し、該検出値に基づいて求められる拘束力が、所定の適正値であるか（所定の範囲内にあるか）否かを判定する（ステップＳ５）。適正値であれば次のステップＳ６に進むが、適正値でない場合は、第３駆動部６６を操作して拘束力を補正する。すなわち、ステップＳ５では、第２ローラ４２及び第３ローラ４４による円筒形対象物１８の拘束を、第２ローラ４２及び第３ローラ４４が該対象物に対して軸方向に生じさせる拘束力のフィードバック検出に基づく力制御により実行する。このようにすれば、対象物を必要最小限の力で拘束する制御が可能となり、第２ローラ４２及び第３ローラ４４の負荷を低減させ、それらの長寿命化を図ることができる。
【００３６】
次のステップＳ６では、ロボットを操作して、把持した対象物１８の取り出しを行う。例えば、対象物がパレット等に載置されている場合は、把持した対象物を該パレットの上方に持ち上げる動作を行う。或いは、複数の対象物が箱等の内部にバラ積みされている場合は、把持した対象物を該箱の上方に持ち上げる動作を行う。
【００３７】
次のステップＳ７では、取り出した対象物１８を所定の払い出し位置に搬送するとともに、必要に応じ、第１ローラ２６を回転駆動させ、把持している対象物１８をハンド基部２０に対して回転させる（図３（ｃ）参照）。ここで、サイクルタイムの観点からは、搬送と回転を同時に行うことが好ましいが、搬送と回転を逐次的に行ってもよい。
【００３８】
最後に、把持した対象物１８が所定の払い出し位置に搬送されたら、第１ローラ２６が対象物１８の内周部から離れるように第１駆動部２４によりＮ個の指部２２を移動させ、これにより払い出し操作が完了する（ステップＳ８）。複数の円筒形対象物を扱う場合は、ステップＳ１〜Ｓ８を繰り返す。
【００３９】
図８は、本願発明の第２の実施形態に係るロボットハンド１０′を斜め上方から見た斜視図であり、図９はロボットハンド１０′を斜め下方から見た斜視図である。ロボットハンド１０′は、第１の実施形態に係るロボットハンド１０が対象物１８の内周部を把持するものであったのに対し、対象物の外周部を把持する点で相違し、他の部分は同様でよい。従って、ロボットハンド１０′についてはロボットハンド１０と異なる構成要素についてのみ説明し、他の構成要素については第１の実施形態と同様の参照符号を付与して説明を省略する。
【００４０】
ロボットハンド１０′は、円筒形対象物１８の外周部を把持して該対象物を搬送するように構成されている（図１０等参照）。詳細には、Ｎ個の指部２２にそれぞれ取付けられたＮ個の第１ローラ２６′は、第１駆動部２４により、ハンド基部２０に対する指部２２の径方向内側への移動によって対象物１８の外周部に当接するように構成されている。従って、円筒状対象物１８の外周部にＮ個の指部が径方向に好適に当接し、対象物１８に径方向内向きの力が作用した状態で少なくとも１つの第１ローラ２６を回転駆動することにより、該対象物をハンド基部２０に対して回転させることができる。
【００４１】
また図７のフローチャートに関し、ロボットハンド１０′を用いた場合は、ステップＳ２において対象物１８の外周部にＮ個の第１ローラ２６を当接し、ステップＳ８において第１ローラ２６が対象物１８の外周部から離れるように第１駆動部２４によりＮ個の指部２２を移動させる。他のステップについては第１の実施形態と同様である。
【００４２】
図４（ｃ）は、上述の外周把持式のロボットハンド１０′によって把持・搬送される対象物１８ｃを例示しており、この場合は対象物１８ｃは中実であってもよい。第１ローラ２６′は径方向内向きに移動することにより対象物１８ｃの外周部（外周面）７０に当接し、対象物１８ｃを把持する。第２ローラ４２及び第３ローラ４４は、それぞれ対象物１８ｃの軸方向端面７２及び７４に外側から当接し、対象物１８ｃの軸方向移動を拘束する。
【００４３】
なお本願明細書では、図４（ａ）及び（ｃ）に示すような円筒形対象物の軸方向端面５０、５２、７２及び７４に加え、図４（ｂ）に示すような中心軸線に略垂直な対象物の内面５８及び６０も、「軸方向端部」と称する。つまり本願発明では、円筒形対象物の２つの軸方向端部に第２ローラ及び第３ローラがそれぞれ当接することにより、対象物を軸方向に拘束する所定の拘束力を生じさせることができる。また本願明細書では、「円筒形（の）対象物」なる用語は、該対象物が内周把持される場合は中空部を有する（いわゆる筒状の）ものを意味するが、該対象物が外周把持される場合は中空部を有さない（いわゆる中実の）ものも含むものとする。
【符号の説明】
【００４４】
１０    ロボットハンド
１２    ロボット
１４    ロボットアーム
１８    円筒形対象物
２０    ハンド基部
２２    指部
２４    第１駆動部
２６    第１ローラ
２８    第２駆動部
３０    第１ガイドレール
３２    第１スライダ
３８    第２ガイドレール
４０    直動部
４２    第２ローラ
４４    第３ローラ
６２    リンク機構
６４    支持体
６６    第３駆動部
【図１】
2015089594.tif 000003
【図２】
2015089594.tif 000004
【図３】
2015089594.tif 000005
【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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【手続補正書】
【提出日】平成27年3月18日(2015.3.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒形対象物の内周部又は外周部を把持し、該対象物を把持した状態でその中心軸線回りに回転させる機能を備えたロボットハンドであって、
ロボットアームの先端に取り付けられたハンド基部と、
前記ハンド基部に対して移動可能に取り付けられたＮ個の指部であって、前記指部の各々は、前記指部に把持された円筒形対象物の中心軸線と平行に延びるとともに、前記中心軸線と垂直な面内においてＮ角形の各頂点に位置するように配置される、指部と、
前記Ｎ個の指部を前記ハンド基部に対して、前記Ｎ角形の外接円が前記中心軸線を中心とする同心円となるように移動させる第１駆動部と、
前記Ｎ個の指部にそれぞれ取付けられたＮ個の第１ローラであって、前記第１ローラの各々は、前記中心軸線に平行な軸線回りに回転可能であるとともに、前記ハンド基部に対する前記指部の移動によって円筒形対象物の内周部又は外周部に当接するように構成されている、第１ローラと、
前記Ｎ個の第１ローラの少なくとも１つを回転駆動する第２駆動部と、
前記Ｎ個の指部にそれぞれ取り付けられ、前記指部の延びる方向に直動可能に構成されたＮ個の直動部と、
前記直動部を、該直動部が取り付けられている指部に対して直動させる第３駆動部と、
前記直動部に、前記外接円の径方向に沿う軸線回りにそれぞれ回転可能に取り付けられた第２ローラと、
前記Ｎ個の指部のそれぞれの、前記第２ローラよりも前記中心軸線方向について前記ハンド基部とは反対側の部位に設けられるとともに、該第２ローラの回転中心軸線と平行な回転中心軸線を有する第３ローラと、を備え、
Ｎは３以上の自然数である、ロボットハンド。
【請求項２】
前記Ｎ個の指部は、１つの第１駆動部によって同時に等距離移動するように構成される、請求項１に記載のロボットハンド。
【請求項３】
前記Ｎ個の直動部は、前記中心軸線に垂直な面内で変位可能なリンク機構を介して１つの支持体に接続され、前記１つの支持体が１つの第３駆動部により直動する、請求項１又は２に記載のロボットハンド。
【請求項４】
前記第２ローラ及び前記３ローラによる円筒形対象物の拘束が、前記第２ローラ及び前記第３ローラが軸方向に生じさせる拘束力のフィードバック検出に基づく力制御により実行される、請求項１〜３のいずれか１項に記載のロボットハンド。
【請求項５】
前記第１駆動部、前記第２駆動部及び前記第３駆動部の少なくとも１つがサーボモータである、請求項１〜４のいずれか１項に記載のロボットハンド。
【請求項６】
前記Ｎ個の指部による円筒形対象物の把持が、前記Ｎ個の指部が径方向に生じさせる把持力のフィードバック検出に基づく力制御により実行される、請求項１〜５のいずれか１項に記載のロボットハンド。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載のロボットハンドを備えたロボット。