(57)【要約】【課題】隣り合う被挟持物間の隙間が狭いときにも被挟持物を円滑に挟持できるようにしたロボットハンドを提供する。【解決手段】被挟持物を挟持する際、曲棒状部材を仮想平面内に収めることで保持部の厚さを薄くする。保持部が薄くなることで、複数個の被挟持物が狭い隙間を開けて密に並んでいる被挟持物の集合中から、任意の位置の被挟持物を挟持する場合であっても、保持部は任意の位置の隙間内へ容易に挿入されて、任意の被挟持物を選択的に容易に挟持する。又、被挟持物を挟持する際、被挟持物からの反力によって、被挟持物に対する挟持力を弱めることで、被挟持物に強い挟持力を加えないようにしつつ被挟持物を保持する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の保持部が互いに狭間隔となる狭間隔方向へ移動して被挟持物を挟むロボットハンドであって、
複数の前記保持部は基部と、
前記基部に設置され且つ回動軸を中心に回動可能な複数の曲棒状部材と、
複数の前記曲棒状部材の先端に設置支持された棒状の先端部と、
一端側が前記先端部に固定され、他端側が弾性部材を介して前記基部に固定されて、一部が前記被挟持物と前記曲棒状部材との間に位置する第１の膜状部材と、を備え、
前記回動軸は前記基部と前記先端部とに交差し、
前記保持部が前記被挟持物を挟むことによる前記被挟持物からの反力によって、前記複数の曲棒状部材が、複数の前記回動軸を含む仮想平面から回動し、且つ前記弾性部材が変形して前記第１の膜状部材の前記基部側が前記狭間隔方向とは反方向に逃げて、前記先端部または前記第１の膜状部材の一部が前記被挟持物を保持することを特徴とするロボットハンド。
【請求項２】
複数の保持部が互いに狭間隔となる狭間隔方向へ移動して被挟持物を挟むロボットハンドであって、
前記保持部は、基部と、
前記基部に設置され且つ回動軸を中心に回動可能な複数の曲棒状部材と、
複数の前記曲棒状部材の先端に設置された棒状の先端部と、
一端側が前記先端部に固定され、他端側が弾性部材を介して前記基部に固定されて、一部が前記被挟持物と前記曲棒状部材との間に位置する第１の膜状部材と、を備え、
前記回動軸は前記基部と前記曲棒状部材の曲部とに交差し、
前記保持部が前記被挟持物を挟むことによる前記被挟持物からの反力によって、前記複数の曲棒状部材が、複数の前記回動軸を含む仮想平面から回動し且つ前記弾性部材によって前記狭間隔方向とは反方向に逃げて、前記先端部または前記第１の膜状部材の一部が前記被挟持物を保持することを特徴とするロボットハンド。
【請求項３】
請求項１または２に記載のロボットハンドであって、
前記曲棒状部材と前記先端部との間に配置され、前記曲棒状部材と前記先端部とが交差する回動軸を中心にして回動する関節部を備えることを特徴とするロボットハンド。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載のロボットハンドであって、
前記第１の膜状部材は弾力性を有し、
前記曲棒状部材と前記第１の膜状部材とを連結する連結部が設置され、
前記第１の膜状部材が前記曲棒状部材の回動を付勢することを特徴とするロボットハンド。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれか一項に記載のロボットハンドであって、
弾力性を有する第２の膜状部材を備え、
前記第１の膜状部材と前記第２の膜状部材とが前記曲棒状部材を挟む位置に配置され、
前記第２の膜状部材が前記曲棒状部材の回動を付勢することを特徴とするロボットハンド。
【請求項６】
請求項５に記載のロボットハンドであって、
前記第１の膜状部材と前記第２の膜状部材とが構成する袋状部材が前記先端部及び前記曲棒状部材を覆うことを特徴とするロボットハンド。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載のロボットハンドであって、
前記保持部は付勢部を備え、
前記曲棒状部材が複数の前記回動軸を含む前記仮想平面上に倣うように付勢することを特徴とするロボットハンド。
【請求項８】
請求項７に記載のロボットハンドであって、
前記付勢部はばねを有し、
前記ばねが前記曲棒状部材を付勢することを特徴とするロボットハンド。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一項に記載のロボットハンドであって、
複数の前記曲棒状部材が前記仮想平面上に倣うとき、複数の前記曲棒状部材が交差することを特徴とするロボットハンド。
【請求項１０】
複数の保持部が互いに狭間隔となる狭間隔方向へ移動して被挟持物を挟むロボットハンドであって、
複数の前記保持部は基部と、
前記基部に設置された棒状部材と、
前記棒状部材の先端に設置支持された棒状の先端部と、
一端側が前記先端部に固定され、他端側が弾性部材を介して前記基部に固定された膜状部材と、を備え、
前記保持部が前記被挟持物を挟むことによる前記被挟持物からの反力によって、前記膜状部材の一部が前記被挟持物を保持することを特徴とするロボットハンド。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか一項に記載のロボットハンドであって、
前記弾性部材はコイルバネまたは板ばねであることを特徴とするロボットハンド。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか一項に記載のロボットハンドと、
前記ロボットハンドと連接される手首関節部と、前記手首関節部と連接されるリンクと、本体部と、前記本体部と前記リンクに連結される肩関節部と、複数のリンクと、を備えたことを特徴とするロボット。
【請求項１３】
被挟持物をロボットハンドで保持する保持方法であって、
回動軸を中心に回動可能な複数の曲棒状部材を複数の前記回動軸を含む仮想平面に設置し、複数の保持部の間に前記被挟持物が位置するようにロボットハンドを移動させる第１のロボットハンド移動工程と、
位置変更部が前記複数の保持部の間の相対距離を狭めて、前記保持部が膜状部材を介して前記被挟持物を挟み、前記曲棒状部材が前記被挟持物からの反力により回動軸を中心に回動され且つ前記相対距離を狭める方向とは反方向に逃げ、前記曲棒状部材と前記膜状部材とが被挟持物の表面を倣うように保持する挟持開始工程と、
前記被挟持物を挟持したまま前記ロボットハンドを移動する第２のロボットハンド移動工程と、
前記保持部の間の相対距離を拡げて前記膜状部材と前記被挟持物とを離間させて前記被挟持物の保持を終了する挟持終了工程と、を有することを特徴とする被挟持物をロボットハンドで保持する保持方法。
【請求項１４】
被挟持物をロボットで挟んで保持する保持方法であって、
複数の保持部の間に前記被挟持物が位置するようにロボットハンドを移動させる第１のロボットハンド移動工程と、
駆動機構収容部が前記複数の保持部の間の相対距離を狭めて、前記保持部の膜状部材が前記被挟持物を挟み、前記保持部が前記被把持物からの反力によって前記相対距離を狭める方向とは反方向に逃げながら、前記膜状部材が被挟持物の表面を倣うように保持する挟持開始工程と、
前記被挟持物を挟持したまま前記ロボットハンドを移動する第２のロボットハンド移動工程と、
前記保持部の間の相対距離を拡げて前記膜状部材と前記被挟持物とを離間させて前記被挟持物の保持を終了する挟持終了工程と、を有することを特徴とする被挟持物をロボットで保持する保持方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロボットハンド、ロボットおよび被挟持物の保持方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
産業用のロボットにおいて、被挟持物を保持するためのロボット及びロボットハンドが様々提案されている。特許文献１には、直線状の一対のピンで被挟持物の両側から被挟持物を挟んで保持するようにした発明が開示されている。
【０００３】
又、特許文献２には、ロボットハンドの保持体が、内部にゲル状流体を封入した一対の袋体を備えた構造であって、このような構造の保持体が、被挟持物の両側から被挟持物を挟んで保持するようにした発明が開示されている。
【０００４】
更に、特許文献３には、ロボットハンドの一対の指先部内へ流体を供給して指先を膨張できるようにし、膨張した指先で、被挟持物の両側から被挟持物を挟んで保持するようにした発明が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−３００６７５号公報
【特許文献２】特開２０１２−１４８３８０号公報
【特許文献３】特開平９−１０３９８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載のロボットハンドでは、直線状の一対のピンで被挟持物を挟む場合、ピンは直線状であるために、ピンと被挟持物とは線接触、又は点接触する。このために、一対のピンで被挟持物を挟持しようとしても被挟持物がピンから滑って落ち易く、しっかりと安定感良く挟持し難い。一方、被挟持物をピンから滑り落ちないように、ピンの挟持力を強めた場合には、強化したピンの挟持力が原因で、被挟持物が破損し易いといった問題があった。
【０００７】
特許文献２に記載の発明においては、ロボットハンドの先端部が、構造上、肉厚であるために、狭い隙間へ侵入できない。このため、例えば、隣り合った被挟持物同士が狭い隙間を開けて複数個の被挟持物が密に並んで置かれ、その中から、任意の被挟持物を選択して挟持しようとした場合、ロボットハンドの先端部を狭い隙間へ侵入させることができない。このため、ロボットハンドの先端部の構造上、密に並んだ複数個の被挟持物の内から任意の被挟持物を保持することができないという問題があった。
【０００８】
特許文献３に記載の発明においては、流体を供給して膨張させた指先部で被挟持物を挟んで保持する構造ために、前記特許文献２に記載の発明と同様に、例えば、複数個の被挟持物が狭い隙間を開けて密に並んで置かれ、その中から、任意の被挟持物を選択して挟持しようとした場合、ロボットハンド先端部の構造上、被挟持物をどうしても保持することができないという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上述したように、隣り合う被挟持物同士の隙間が狭いときにも安定して被挟持物を保持できるロボットハンド、ロボットおよび被挟持物の保持方法を提供するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【００１０】
[適用例１]
本適用例にかかるロボットハンドは、複数の保持部が互いに狭間隔となる狭間隔方向へ移動して被挟持物を挟むロボットハンドであって、
複数の前記保持部は基部と、
前記基部に設置され且つ回動軸を中心に回動可能な複数の曲棒状部材と、
複数の前記曲棒状部材の先端に設置支持された棒状の先端部と、
先端側が前記先端部に固定され、基端側が弾性部材を介して前記基部に固定されて、一部が前記被挟持物と前記曲棒状部材との間に位置する第１の膜状部材と、を備え、
前記回動軸は前記基部と前記先端部とに交差し、
前記保持部が前記被挟持物を挟むことによる前記被挟持物からの反力によって、前記複数の曲棒状部材が、複数の前記回動軸を含む仮想平面から回動し、且つ前記弾性部材が変形して前記第１の膜状部材の前記基部側が前記狭間隔方向とは反方向に逃げて、前記先端部または前記第１の膜状部材の一部が前記被挟持物を保持することを特徴とする。
【００１１】
本適用例によれば、保持部が挟持物を挟持しない非挟持状態においては、保持部の曲棒状部材は、回動軸を含む仮想平面内に位置するために、保持部の厚さは、狭間隔方向へ向けて薄い状態である。
【００１２】
前述のように、被挟持物を挟持しない非挟持状態においては、保持部の先端側は狭間隔方向へ向けて薄い状態になっているために、隣り合う被挟持物同士が狭い隙間を開けて密に複数個並べられている状態であっても、保持部は当該狭い隙間内へ容易に侵入することができる。
【００１３】
そして、被挟持物を挟持する際には、各保持部が被挟持物に接近し、第1の膜状部材が被挟持物に接触した状態で更に接近すると、被挟持物からの反力によって曲棒状部材が回動軸を中心にして回動し、被挟持部材から押された曲棒状部材の箇所が狭間隔方向とは反方向へ逃げる。これにより、被挟持物は、曲棒状部材の当該逃げた箇所に入り込み、その結果、先端部が、被挟持物の下に侵入することになる。又、これと同時に、第１の膜状部材は、基端側が、被挟持物からの反力によって弾性部材の弾性力に抗しながら、狭間隔方向とは反方向へ逃げるために、第１の膜状部材は、被挟持物に対して、大きな挟持力を作用させることなく、被挟持物の底から側面に亘って抱え込むように接触する。これにより、ロボットハンドは、被挟持物に大きな挟持力を加えることなく、被挟持物の底から側面に亘って支えて被挟持物を安定感良く抱え込むように保持することができる。
【００１４】
前述のように、被挟持物は、保持部によって大きな挟持力で挟持されるように保持されるのではなく、第１の膜状部材によって下側から包み込まれるように保持されるために、被挟持物が仮に、柔らかなものであっても、被挟持物は損傷することなく、安定感良く保持される。
【００１５】
[適用例２]
本適用例にかかるロボットハンドは、複数の保持部が互いに狭間隔となる狭間隔方向へ移動して被挟持物を挟むロボットハンドであって、
前記保持部は、基部と、
前記基部に設置され且つ回動軸を中心に回動可能な複数の曲棒状部材と、
複数の前記曲棒状部材の先端に設置された棒状の先端部と、
一端側が前記先端部に固定され、他端側が弾性部材を介して前記基部に固定されて、一部が前記被挟持物と前記曲棒状部材との間に位置する第１の膜状部材と、を備え、
前記回動軸は前記基部と前記曲棒状部材の曲部とに交差し、
前記保持部が前記被挟持物を挟むことによる前記被挟持物からの反力によって、前記複数の曲棒状部材が、複数の前記回動軸を含む仮想平面から回動し且つ前記弾性部材によって前記狭間隔方向とは反方向に逃げて、前記先端部または前記第１の膜状部材の一部が前記被挟持物を保持することを特徴とする。
【００１６】
本適用例によれば、保持部が挟持物を挟持しない非挟持状態においては、保持部の曲棒状部材は、回動軸を含む仮想平面内に倣うように、当該仮想平面内へ入り込んでいるために、保持部の厚さは、狭間隔方向へ向けて薄い状態になっている。
【００１７】
前述のように、被挟持物を挟持しない非挟持状態においては、保持部の先端側は狭間隔方向へ向けて薄い状態になっているために、隣り合う被挟持物同士が狭い隙間を開けて密に複数個並べられている状態であっても、保持部は当該狭い隙間内へ容易に侵入することができる。
【００１８】
そして、被挟持物を挟持する際には、保持部が狭間隔方向へ移動して被挟持物を挟んで保持する。第１の膜状部材は被挟持物と曲棒状部材との間に位置する。各保持部が被挟持物に接近し、第１の膜状部材が被挟持物に接触し始めると、その反力として、被挟持物が第１の膜状部材を介して曲棒状部材の曲部を押し返す。その結果、曲棒状部材は回転軸を中心にして回転し、回転軸に対して曲部が被挟持物の反対側に移動する。この状態で、保持部が狭間隔方向へ更に進むと、被挟持物は曲部に進入する。その結果、先端部が被挟持物の下に入り込む。又、これと同時に、第１の膜状部材は、基端側が、狭間隔方向とは反方向へ逃げることで、第１の膜状部材は被挟持物に大きな挟持力を加えることなく、被挟持物の底から側面に亘って第１の膜状部材が接触する。これによりロボットハンドは、被挟持物に大きな挟持力を加えることなく、被挟持物の底から側部に亘って被挟持物を抱え込むように安定して保持することができる。
【００１９】
[適用例３]
上記適用例にかかるロボットハンドにおいて、前記曲棒状部材と前記先端部との間に配置され、前記曲棒状部材と前記先端部とが交差する回動軸を中心にして回動する関節部を備えることを特徴とする。
【００２０】
本適用例によれば、曲棒状部材と先端部との間には関節部が配置されている。関節部は交差する回動軸を中心にして回動する。曲棒状部材の先端が延在する方向と回動軸の軸方向とは交差している。曲棒状部材が回動軸を中心にして回動するとき、曲棒状部材の先端が向く方向が変わる。先端部は曲棒状部材の先端が延在する方向に位置している。曲棒状部材の先端が向く方向が変わるとき、関節部では関節部が回動する。従って、先端部が捻じれないように曲棒状部材は回動することができる。
【００２１】
[適用例４]
上記適用例にかかるロボットハンドにおいて、前記第１の膜状部材は弾力性を有し、前記曲棒状部材と前記第１の膜状部材とを連結する連結部が設置され、前記第１の膜状部材が前記曲棒状部材の回動を付勢することを特徴とする。
【００２２】
本適用例によれば、第１の膜状部材は弾力性を有している。第１の膜状部材には連結部が設置されている。連結部が曲棒状部材と第１の膜状部材とを連結する。保持部が、被挟持物を挟持しない非挟持状態のとき、第1の膜状部材が、その弾力によって、複数の曲棒状部材を、仮想平面内に収めるように曲棒状部材を付勢する。その結果、保持部が非挟持状態のときには、複数の曲棒状部材が、当該平面内から外方へ張り出さないために、保持部の厚さは薄い状態になっている。そのため、前述した適用例において示したように、隣り合う被挟持物同士が狭い隙間を開けて密に複数個並んでいるような被挟持物の集合の中から任意の被挟持物を挟持する場合であっても、保持部は、狭い隙間内に容易に侵入することができて、任意の位置の被挟持物を容易に挟持することができる。
【００２３】
又、第１の膜状部材に連結部を取り付けるだけの簡単な作業によって、前述の作用効果を奏することができるために、ロボットハンドを簡易で製造し易い構造にすることができる。
【００２４】
[適用例５]
上記適用例にかかるロボットハンドにおいて、弾力性を有する第２の膜状部材を備え、前記第１の膜状部材と前記第２の膜状部材とが前記曲棒状部材を挟む位置に配置され、前記第２の膜状部材が前記曲棒状部材の回動を付勢することを特徴とする。
【００２５】
本適用例によれば、第２の膜状部材は弾力性を有している。第２の膜状部材と第１の膜状部材とが曲棒状部材を挟んだ構造になっている。このため、保持部が、被挟持物を挟持しない非挟持状態のとき、第２の膜状部材が、その弾力によって、曲棒状部材を仮想平面内に収めるように曲棒状部材を付勢する。その結果、保持部が被挟持物を挟持しない非挟持状態のときには、複数の曲棒状部材が、当該仮想平面から外方へ張り出さないために、保持部の厚さは薄い状態になる。そのため、前述した適用例において示したように、隣り合う被挟持物同士が狭い隙間を開けて密に複数個並んでいるような被挟持物の集合の中から任意の被挟持物を挟持する場合であっても、保持部が、狭い隙間内に容易に挿入されることができ、任意の位置の被挟持物を容易に挟持することができる。
【００２６】
又、本適用例によれば、弾力性を有する第２の膜状部材を用い、第２の膜状部材と第1の膜状部材とで曲棒状部材を挟むようにするだけの簡単な構造によって前述の作用効果を奏することができるために、ロボットハンドを簡易で製造し易い構造にすることができる。
【００２７】
[適用例６]
上記適用例にかかるロボットハンドにおいて、前記第1の膜状部材と前記第２の膜状部材とが構成する袋状部材が前記先端部及び前記曲棒状部材を覆うことを特徴とする。
【００２８】
本適用例によれば、保持部が被挟持物を挟持しない非挟持状態のとき、曲棒状部材を、仮想平面内に収めるように、曲棒状部材を付勢する第２の膜状部材と、第1の膜状部材とを一体の袋状に形成したために、袋状部材を取り付けるだけで、第1の膜状部材と第２の膜状部材とを同時に取り付けることになるために、取付作業を容易化することができる。
【００２９】
又、前記袋状部材が先端部及び曲棒状部材を覆っているために、被挟持物が、先端部及び曲棒状部材に直接、接触することは無く、先端部及び曲棒状部材が被挟持物に触れて汚損したり、腐食することがない。
【００３０】
[適用例７]
上記適用例にかかるロボットハンドにおいて、前記保持部は付勢部を備え、付勢部が前記曲棒状部材を、仮想平面上に倣うように付勢することを特徴とする。
【００３１】
本適用例によれば、曲棒状部材を仮想平面内へ収めるように付勢する付勢部を保持部に設けることで、付勢部は曲棒状部材の近傍に位置することになる。その結果、付勢部は、曲棒状部材の近傍において曲棒状部材を付勢できるために、付勢部自体の構造をコンパクトにすることができる。
【００３２】
[適用例８]
上記適用例にかかるロボットハンドにおいて、前記付勢部はばねを有し、前記ばねが前記曲棒状部材を付勢することを特徴とする。
【００３３】
本適用例によれば、付勢部のばねが曲棒状部材を付勢する。ばねは再現性の良い力で付勢することができる。従って、付勢部は、再現性良く複数の曲棒状部材が仮想平面内に収まるように付勢することができる。
【００３４】
[適用例９]
上記適用例にかかるロボットハンドにおいて、保持部が被挟持物を挟持しないとき、即ち、複数の前記曲棒状部材が前記仮想平面内に収まるとき、複数の前記曲棒状部材同士が交差することを特徴とする。
【００３５】
本適用例によれば、複数の曲棒状部材同士が交差するように、曲棒状部材同士は接近して配置されるために、保持部の横幅を狭く、コンパクトに形成することができる。その結果、ロボットハンドを小型化することができる。
【００３６】
[適用例１０]
本適用例にかかるロボットハンドは、複数の保持部が互いに狭間隔となる狭間隔方向へ移動して被挟持物を挟むロボットハンドであって、
複数の前記保持部は基部と、
前記基部に設置された棒状部材と、
前記棒状部材の先端に設置支持された棒状の先端部と、
先端側が前記先端部に固定され、基端側が弾性部材を介して前記基部に固定された膜状部材と、を備え、
前記保持部が前記被挟持物を挟むことによる前記被挟持物からの反力によって、前記膜状部材の一部が前記被挟持物を保持することを特徴とする。
【００３７】
本適用例によれば、棒状部材と先端部と膜状部材とを狭間隔方向へ向けて薄く形成すれば、保持部の先端側は、狭間隔方向へ向けて薄い構造になって、被挟持物同士の間の狭い隙間へも容易、且つ円滑に侵入することができる。
【００３８】
又、本適用例によれば、保持部が前記被挟持物を挟むことによる前記被挟持物からの反力によって、膜状部材の基端側は、弾性部材の弾性力に抗しながら、狭間隔方向とは反方向へ後退するために、膜状部材は、被挟持物に対して大きな挟持力を加えることなく、その基端側以外の部分において被挟持物に接触して、被挟持物を保持することができる。
【００３９】
[適用例１１]
上記適用例にかかるロボットハンドにおいて、前記弾性部材はコイルバネまたは板ばねであることを特徴とする。
【００４０】
本適用例によれば、コイルバネまたは板ばねを選択することで、弾性部材を取り付ける位置や取付手法に応じて、コイルバネまたは板ばねを任意に選択することができる。
【００４１】
[適用例１２]
本適用例にかかるロボットは、上記に記載のロボットハンドと、前記ロボットハンドと連接される手首関節部と、前記手首関節部と連接されるリンクと、本体部と、前記本体部と前記リンクに連結される肩関節部と、複数のリンクと、を備えたことを特徴とする。
【００４２】
本適用例によれば、ロボットは本体部に肩関節部が連結され、リンクにより肩関節部と手首関節部が連結されている。そして、手首関節部にロボットハンドが接続され、ロボットハンドが被挟持物を保持する。ロボットハンドの保持部が被挟持物に接触していないとき、曲棒状部材が仮想平面上に倣う。これにより、曲棒状部材に支持された先端部及び第１の膜状部材は曲棒状部材と同様に仮想平面上に倣うので、曲棒状部材、先端部及び第１の膜状部材は厚みが薄い形態となる。従って、隣り合う被挟持物同士の隙間が狭いときにも、狭い隙間に保持部を挿入することができる。そして、駆動機構収容部が保持部の位置を被挟持物に接近させることによりロボットハンドは被挟持物を保持することができる。
【００４３】
これと同時に、第１の膜状部材は、基端側が、狭間隔方向とは反方向へ逃げることで、被挟持物の底から側面に亘って第１の膜状部材が接触する。これにより、ロボットハンドは被挟持物の底から側面に亘って支えて被挟持物を安定感良く抱えるように保持することができる。その結果、ロボットは、隣り合う被挟持物の隙間が狭いときにも安定して被挟持物を保持するロボットハンドを備えたロボットとすることができる。
【００４４】
[適用例１３]
本適用例にかかる保持方法は、被挟持物をロボットハンドで挟んで保持する保持方法であって、
回動軸を中心に回動可能な複数の曲棒状部材を複数の前記回動軸を含む仮想平面に設置し、複数の保持部の間に前記被挟持物が位置するようにロボットハンドを移動させる第１のロボットハンド移動工程と、
駆動機構収容部が前記複数の保持部の間の相対距離を狭めて、前記保持部が前記基部と前記先端部に固定されて前記基部に固定された端部の長さが前記先端時に固定された端部の長さよりも長い膜状部材を介して前記被挟持物を挟み、前記曲棒状部材が前記被挟持物からの反力により回動軸を中心に回動され、前記曲棒状部材と前記膜状部材とが被挟持物の表面を倣うように保持する挟持開始工程と、
前記被挟持物を挟持したまま前記ロボットハンドを移動する第２のロボットハンド移動工程と、
前記保持部の間の相対距離を拡げて前記膜状部材と前記被挟持物とを離間させて前記被挟持物の保持を終了する挟持終了工程と、を有することを特徴とする。
【００４５】
本適用例によれば、第１のロボットハンド移動工程では複数の曲棒状部材が仮想平面上に倣う。そして、複数の保持部の間に被挟持物が位置するようにロボットハンドを移動させている。挟持開始工程では駆動機構収容部が保持部を移動させる。そして、駆動機構収容部は第１の膜状部材を介して曲棒状部材を被挟持物に接触させ、曲棒状部材を被挟持物からの反力によって回転させる。これと同時に、第１の膜状部材は、基端側が、狭間隔方向とは反方向へ逃げることで、被挟持物の底から側面に亘って第１の膜状部材が接触する。これにより、ロボットハンドは被挟持物の底から側面に亘って支えて被挟持物を安定感良く抱えるように保持することができる。その結果、曲棒状部材と第１の膜状部材とが被挟持物を下側から包むように保持する。第２のロボットハンド移動工程では被挟持物を挟持したままロボットハンドを移動する。挟持終了工程では駆動機構収容部が保持部を移動させて保持部の間の距離を拡げる。これにより、駆動機構収容部は第１の膜状部材と被挟持物とを離間させて被挟持物の保持を終了する。
【００４６】
第１のロボットハンド移動工程では複数の曲棒状部材が仮想平面上に倣うようにすることにより保持部の厚みを薄くしている。従って、隣り合う被挟持物同士の間の隙間が狭いときにも被挟持物同士の間にロボットハンドが侵入することができる。そして、挟持開始工程では曲棒状部材と第１の膜状部材とが被挟持物を下側から包むように保持する。従って、ロボットハンドは安定して被挟持物を保持することができる。その結果、隣り合う被挟持物の隙間が狭いときでもロボットハンドは被挟持物を保持することができる。
【００４７】
[適用例１４]
本適用例にかかる保持方法は、被挟持物をロボットで挟んで保持する保持方法であって、
複数の保持部の間に前記被挟持物が位置するようにロボットハンドを移動させる第１のロボットハンド移動工程と、
駆動機構収容部が前記複数の保持部の間の相対距離を狭めて、前記保持部の膜状部材が前記被挟持物を挟み、前記膜状部材が前記被把持物からの反力によって前記相対距離を狭める方向とは反方向に逃げながら、前記膜状部材が被挟持物の表面を倣うように保持する挟持開始工程と、
前記被挟持物を挟持したまま前記ロボットハンドを移動する第２のロボットハンド移動工程と、
前記保持部の間の相対距離を拡げて前記膜状部材と前記被挟持物とを離間させて前記被挟持物の保持を終了する挟持終了工程と、を有することを特徴とする。
【００４８】
本適用例によれば、第１のロボットハンド移動工程において、複数の保持部の間に前記被挟持物が位置するようにロボットハンドを移動させる。挟持開始工程において、駆動機構収容部が前記複数の保持部の間の相対距離を狭めて、前記保持部の膜状部材が前記被挟持物を挟み、前記膜状部材が前記被把持物からの反力によって前記相対距離を狭める方向とは反方向に逃げながら、前記膜状部材とが被挟持物の表面を倣うように保持する。つまり、挟持開始工程においては、複数の保持部の間の相対距離を狭めて、前記保持部の膜状部材が前記被挟持物を挟むのであるが、その際、膜状部材が前記被把持物からの反力によって前記相対距離を狭める方向とは反方向に逃げることで、被挟持物に対して大きな挟持力を加えないように、被挟持物の下側から被挟持物を抱えるように保持することができるため、被挟持物が柔らかな物であっても、当該被挟持物に大きな挟持力を加えて損傷させることなく、被挟持物を保持する。第２のロボットハンド移動工程においては、被挟持物を挟持しているロボットハンドを目的とする場所まで移動させる。挟持終了工程においては、複数の保持部間の距離を広げ、膜状部材を被挟持物から離間することで、ロボットハンドから被挟持物を放す。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】第1の実施形態にかかり、ロボットハンドの斜視図である。
【図２】第１保持部の模式分解斜視図である。
【図３】曲棒状部材としての第1棒の軸受部分及び付勢部近傍の模式断面図である。
【図４】挟持動作を説明する模式図である。
【図５】被挟持物に対する工程を説明するフローチャートである。
【図６】複数の被挟持物の中から目的の被挟持物を挟持して持ち上げる動作を説明する説明図である。
【図７】保持部が挟持した被挟持物を複数の被挟持物の間に置く動作を説明する説明図である。
【図８】ロボットハンドで被挟持物を挟持したときの作用効果について比較例と比較して説明する図であり、（ａ）は本実施形態のロボットハンドの模式正面図、（b）は比較例の模式正面図である。
【図９】弾性機構を設けることで挟持対象物を持ち上げるために必要な膜圧力が低減する効果を示す線図である。
【図１０】縦長形状の被挟持物を挟持したときに得られる効果を示す説明図であり、（ａ）は本実施形態のロボットハンドの模式正面図、（b）は比較例の模式正面図である。
【図１１】変形例の弾性機構についての説明図である。
【図１２】変形例の弾性機構を設けることで挟持対象物を持ち上げるために必要な膜圧力が低減する効果を示す線図である。
【図１３】第２の実施形態のロボットハンドの模式斜視図である。
【図１４】第３の実施形態のロボットハンドの模式斜視図である。
【図１５】第４の実施形態のロボットハンドの模式斜視図である。
【図１６】第５の実施形態のロボットハンドの模式正面図である。
【図１７】第５の実施形態のロボットハンドの先端部および関節部の構造を示す説明図である。
【図１８】第５の実施形態のロボットハンドにおいて、挟持状態と非挟持状態とで先端部の姿勢が変化する様子を示した説明図である。
【図１９】第５の実施形態のロボットハンドが被挟持状態にある場合について、被挟持物と先端部との位置関係を示した説明図である。
【図２０】第５の実施形態のロボットハンドが挟持状態にある場合について、被挟持物と先端部との位置関係を示した説明図である。
【図２１】第６の実施形態のロボットハンドの模式正面図である。
【図２２】第６の実施形態のロボットハンドが被挟持物を挟持する様子を示した説明図である。
【図２３】第７の実施形態についての説明図である。
【図２４】第８の実施形態についての説明図である。
【図２５】ロボットの構造を示す模式正面図。
【図２６】双腕ロボットの構造を示す模式正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００５０】
(第1の実施形態)
図１乃至図１２は、第１の実施形態を示す。図１中、Ｚ方向（以下、上下方向という）に直交する水平面内において互いに直交する方向をＸ方向、及びＹ方向という。尚、以下の説明では、Ｚ方向を上下方向とした場合の実施形態について説明するが、Ｘ方向を上下方向、又は、Ｙ方向を上下方向とすることも可能である。
【００５１】
先ず、図１に基づき説明する。ロボットハンド１００は、ロボットアーム２と、ロボットアーム２に設けられた駆動機構収容部３と、互いに対向するように設けられた一対の第１保持部４、及び第２保持部５とから成り、第１保持部４と第２保持部５との間が、被挟持物６（図示は省略）を挟持するための挟持用空間７になっている。
【００５２】
第1保持部４と第２保持部５は、後述するように、Ｘ方向（挟持用空間７が狭間隔となる狭間隔方向）へ向けて互いに接近して、被挟持物６を挟持し、且つ、狭間隔方向とは反対方向へ離間して被挟持物６を放すことができるように往復動できる構造になっている。図１は、第１保持部４と第２保持部５が被挟持物６を挟持していない非挟持状態を示す。
【００５３】
第１保持部４と第２保持部５との間隔は、被挟持物６の大きさや、隣り合って並べられている被挟持物６同士の間の隙間の広さ等に応じて調整できるようになっている。第１保持部４と第２保持部５は、挟持用空間７を中心にして互いに対称な形態であるため、以下において、第１保持部４の形態について説明し、第２保持部５の形態については、第１保持部と同一要素に同一符号を付して説明を省略する。
【００５４】
第１保持部４は、基部８と、基部８から下方へ離間した位置に設けられた先端部９と、第1の膜状部材１０と、曲棒状部材としての第１棒１１及び第２棒１２と、付勢部としての第１付勢部１３及び第２付勢部１４と、弾性機構１５を備えている。
【００５５】
基部８は、上下方向に設けられた縦部材８ａと、Ｙ方向に長尺の横部材８bと、弾性機構取付部材８ｃとから成り、横部材８bの長手方向中央において上向きに縦部材８ａが連結され、横部材８bの長手方向端部において横向きに弾性機構取付部材８ｃが連結されている（図２参照）。そして、基部８の縦部材８ａは、駆動機構収容部３の下面に設けられたレール（図示せず）に案内されてＸ方向へ往復移動可能であり、その結果、第１保持部４は、Ｘ方向（狭間隔方向、及びその反対方向）へ往復動することができる構成になっている。
【００５６】
第１棒１１及び第２棒１２は、その基端が基部８の横部材８bに回転自在に取り付けられ、その先端が先端部９に回転自在に取り付けられている。
【００５７】
第１の膜状部材１０は、弾力性を有する素材で形成された膜であって、その平面形状は長方形に形成されている。第１の膜状部材１０の上端には、移動枠部材１６が固定されている。移動枠部材１６は板状であって、第１の膜状部材１０の基端の幅方向に亘って接着、螺子等の手段によって固定されている。移動枠部材１６は、第１の膜状部材１０が過度に撓まないように、又、第１の膜状部材１０の摺り切れを防止できるように所定の剛性を有する素材、例えば、樹脂、金属等で形成される。
【００５８】
第１の膜状部材１０の基端側は、弾性機構１５を介して基部８に取り付けられている。又、第１の膜状部材１０の先端側は、先端部９の内面９ａに接着、螺子等の手段によって固定されている。先端部９の内面９ａとは、先端部９の複数の面の内、第２保持部５に対面する面である。
【００５９】
次に、弾性機構１５について説明する。図２に示すように、弾性機構１５は、基部８の横部材８bの長手方向（Ｙ方向）の両端に設けられている。基部８の横部材８ｂの長手方向（Ｙ方向）両端からは、弾性機構１５を設けるための弾性機構取付部材８ｃが下方へ向け延設されている。弾性機構取付部材８ｃには、挿通孔１８が形成されている。移動枠部材１６の裏面からはスライド軸１９が立設され、スライド軸１９には弾性部材としてのコイルバネ２０が遊嵌されている。コイルバネ２０は、スライド軸１９に遊嵌された状態で、移動枠部材１６と弾性機構取付部材８ｃとの間に位置している。
【００６０】
スライド軸１９の先端側は、弾性機構取付部材８ｃの挿通孔１８から突出して、抜止め部材２１に螺着等によって取り付けられている。抜止め部材２１としては、例えば、挿通孔１８よりも大径であって、スライド軸１９に脱着可能に取り付けられるナットが該当する。
【００６１】
かくして、第１の膜状部材１０は、挟持用空間７側から外力を受けた場合に、コイルバネ２０のバネ力に抗して、狭間隔方向とは反対方向へ移動する一方、当該外力が低減、又は消滅した場合には、コイルバネ２０のバネ力によって狭間隔方向へ移動する。その際、スライド軸１９の先端側は弾性機構取付部材８ｃの挿通孔１８から突出し、又は、後退するものであるが、挿通孔１８内に、転がり軸受などを設ければ、スライド軸１９は円滑にスライドできる。
【００６２】
図２に示すように、第1棒１１は、上下端に設けられた直線状の軸部１１ａと、両軸部１１ａから湾曲状に延設された曲部１１bとから成り、第１棒１１は全体形状が弓形状をしている。第１棒１１は回動軸２２を中心に回動可能になっており、軸部１１ａは回動軸２２と同軸状に設けられている。第２棒１２は、第１棒１１と同様に、軸部１２ａと、曲部１２bとから成り、回動軸２３を中心に回動可能になっており、軸部１２ａは回動軸２３と同軸状に設けられている。
【００６３】
図３に示すように、第１棒１１の上側の軸部１１ａは、基部８の横部材８bに設けられた二つの軸受２５ａ，２５ｂに回転自在に支持され、下側の軸部１１ａは、先端部９に設けられた軸受２５ｃに回転自在に支持されている。三つの軸受２５ａ，２５ｂ，２５ｃは、回動軸２２と同軸状に設けられ、第１棒１１を、ぶれることなく安定感良く支持している。又、第２棒１２は、第１棒１１と同様に、軸受２５ａ，２５ｂ，２５ｃによって回転自在に支持されている。
【００６４】
第１棒１１の上側の軸部１１ａは軸受２５ａ，２５ｂから上方へ貫通し、第１付勢部１３によって常時、図１に示す状態に復帰する方向の回動力が付与されている。第１付勢部１３は、コイルバネ２７とコイルバネ２７を覆うキャップ２８とを備えている。
【００６５】
コイルバネ２７の一端２７ａは第１棒１１の軸部１１ａに設けられた引掛け孔２９に引っ掛けられ、コイルバネ２７の他端２７bは基部８の横部材８bに設けられた引掛け凹部３０に引っ掛けられている。又、第２棒１２は、第１付勢部１３と同様な構成の第２付勢部１４によって、常時、図１に示す状態に復帰する方向の回動力が付与されている。
【００６６】
ここで、第１棒１１の回動軸２２は、基部８の横部材８b、先端部９及び曲部１１bに交差し、第２棒１２の回動軸２３は、基部８の横部材８b、先端部９及び曲部１２bに交差する。第1棒１１の回動軸２２と第２棒１２の回動軸２３を含む面が、仮想平面である。
【００６７】
第1棒１１の曲部１１b、及び第２棒１２の曲部１２bは、第1棒１１及び第２棒１２の回動によって、仮想平面内に収まったり、仮想平面からはみ出したりするが、図1に示す状態は、第1棒１１の曲部１１b、及び第２棒１２の曲部１２bが当該仮想平面上に倣うように、当該仮想平面内に収まっている状態を示す。
【００６８】
図1に示すように、第1保持部４の第1棒１１の曲部１１b、及び第２棒１２の曲部１２bが仮想平面内に収まっている状態において、第１保持部４の先端側のＸ方向（狭間隔方向）の厚さＨが最も薄いために、第１保持部４は狭い隙間内へ容易に侵入できる。ここで、厚さＨは、具体的には、第1保持部４の先端部９の幅と第１の膜状部材１０の厚さとの合計値である。
【００６９】
次に、ロボットハンド１００で被挟持物を挟持する動作について説明する。先ず、非挟持状態においては、図１に示すように、第１保持部４の第1棒１１の曲部１１bと、第２棒１２の曲部１２bは、二つの回動軸２２、２３を含む仮想平面内に収まっているために、第1保持部４の先端側のＸ方向（狭間隔方向）の厚さＨは、最も薄い状態になっている。
【００７０】
又、同様に、第２保持部５の先端側のＸ方向（狭間隔方向）の厚さＨは、最も薄い状態になっている。
【００７１】
このように、被挟持物６を挟持しない非挟持状態において、第１保持部４の先端側及び第２保持部５の先端側の厚さＨは、最も薄い状態になっているために、被挟持物６を挟持する前段階として、第１保持部４及び第２保持部５は狭い隙間内へ容易に侵入することができる。
【００７２】
次に、図４を用いて、図４（ａ）に示す非挟持状態から図４（c）に示す挟持状態までの過程について説明する。図４（b）は非挟持状態から挟持状態に至る間の途中の状態を示す。特に、第１保持部４、及び第２保持部５の第１棒１１及び第２棒１２は、被挟持物６を挟持する際、被挟持物６からの反力によって押されて回動するだけなので、被挟持物６の両側に、それぞれ、第１保持部４と第２保持部５を挿入できるだけの隙間さえあれば被挟持物６を挟持することができるという大きな特徴を有している。以下、この点について、図４を用いて詳しく説明する。
【００７３】
図４（ａ）、（b）、（c）は、本実施例のロボットハンド１００が被挟持物６を挟持する動作を、正面側（図１のＹ方向）から見た様子を示した説明図である。尚、図示が煩雑となることを避けるために、図４では、駆動機構収容部３や、基部８が駆動機構収容部３に接続される部分の表示は省略している。また、理解の便宜を図るため、各図には、上方（図１のＺ方向）から見た上面視も表示されている。
【００７４】
図４（ａ）に示されるように被挟持物６が非挟持の状態から、第１保持部４と第２保持部５とを互いに接近させる。すると、図４（ｂ）に示すように、第１保持部４の第１の膜状部材１０と第２保持部５の第１の膜状部材１０が被挟持物６に接触して、第１保持部４の第１の膜状部材１０と第２保持部５の第１の膜状部材１０とが撓み始める。このとき、ロボットハンド１００で被挟持物を挟持する部分近傍の幅Ｗは、被挟持物６の幅と、２枚の第１の膜状部材１０の厚さと、第１保持部４の第1棒１１又は第２棒１２の太さと、第２保持部５の第１棒１１又は第２棒１２の太さとを合計した値となる。
【００７５】
図４（b）に示す状態から、更に、第１保持部４と第２保持部５とを接近させると、被挟持物６からの反力によって、第１保持部４の第1棒１１及び第２棒１２が回動し始める。又、第２保持部５についても、第１棒１１及び第２棒１２が回動し始める。
【００７６】
その結果、図４（c）に示すように、被挟持物６が、第１保持部４の第１棒１１及び第２棒１２の曲部１１b、１２bと、第２保持部５の第１棒１１及び第２棒１２の曲部１１b、１２b内へ入り込むことができるため、第１保持部４及び第２保持部５は狭間隔方向へ更に互いに接近しながら、第１保持部４、及び第２保持部５の先端部９は被挟持物６の下側に入り込む。
【００７７】
又、このとき、図４（c）に示すように、被挟持物６からの反力によって、第１の膜状部材１０の基端側が、弾性機構１５のコイルバネ２０のバネ力に抗して、狭間隔方向とは反対方向へ後退するために、被挟持物６には強い挟持力は加わらない。
【００７８】
図４（c）に示すように、ロボットハンド１００で被挟持物を挟持する部分近傍の幅Ｗは、被挟持物６の幅と、２枚の第１の膜状部材１０の厚さと、第１保持部４の第1棒１１又は第２棒１２の太さと、第２保持部５の第１棒１１又は第２棒１２の太さとを合計した値であって、図４（b）における幅Ｗと同じである。つまり、被挟持物６を挟持する動作が開始した後においては、ロボットハンド１００の先端側の幅Ｗは増加しない。換言すれば、最初に、被挟持物６の両側に、第１保持部４、第２保持部５を挿入するだけの隙間さえあれば、ロボットハンド１００は、当該隙間を広げることなく、被挟持物６を挟持することができるという大きな特徴を有している。このために、ロボットハンド１００は、挟持動作中において、周囲の被挟持物6等に干渉して、周囲の被挟持物6等を傷付ける等の虞を大きく抑制することができる。
【００７９】
次に、図５に基づき、被挟持物６をロボットハンド１００で挟んで保持する保持方法について説明する。先ず、ステップＳ１において、第１のロボットハンド移動工程を実行する。第１のロボットハンド移動工程においては、第１棒１１、及び第２棒１２を回動軸２２，２３を含む仮想平面に設置した状態で、第１保持部４，及び第２保持部５間の挟持用空間７内に被挟持物６が位置するようにロボットハンド１００を移動させる。
【００８０】
具体的には、この工程を実行する際、第１および第２付勢部１３，１４が、第１保持部４、及び第２保持部５の第１棒１１及び第２棒１２の回動を付勢して、第１棒１１の曲部１１ｂ及び第２棒１２の曲部１２bを仮想平面内に収める。
【００８１】
これにより、図１に示すように、第１保持部４、及び第２保持部５の先端側の厚さＨは薄くなり、第１保持部４、及び第２保持部５は狭い隙間内へ容易に侵入することが可能な状態になる。
【００８２】
前述の状態において、第１保持部４と第２保持部５との間の挟持用空間７内に被挟持物６が位置するようにロボットハンド１００を移動させて、ロボットハンド１００を目的の位置に位置合わせする。
【００８３】
次に、ステップＳ２において、挟持開始工程を実行する。この挟持開始工程においては、駆動機構収容部３が第１保持部４，及び第２保持部５の間の相対距離を狭めて、第１保持部４，及び第２保持部５が、膜状部材１０を介して被挟持物６を挟み、第１棒１１、及び第２棒１２が被挟持物６からの反力により回動軸２２、２３を中心に回動することによって、狭間隔方向とは反方向に逃げ、これにより、第１棒１１及び第２棒１２と膜状部材１０とが被挟持物６の表面を倣うように保持する。
【００８４】
具体的には、駆動機構収容部３が第１保持部４及び第２保持部５を互いに接近させることによって、第１保持部４及び第２保持部５で被挟持物６を挟持すると、被挟持物６からの反力によって、第1保持部４の第1棒１１及び第２棒１２と、第２保持部５の第1棒１１及び第２棒１２が回動し、その結果、被挟持物６は、これら第１棒１１の曲部１１ｂおよび第２棒１２の曲部１２b内へ抱え込まれるようにして支持される。
【００８５】
次に、ステップＳ３において、第２のロボットハンド移動工程を実行する。この工程は、被挟持物６を挟持した状態のロボットハンド１００を所定の位置まで移動させる工程である。その後、ステップＳ４の挟持終了工程を実行する。この挟持終了工程においては、保持部４，５の間の相対距離を拡げて膜状部材１０と被挟持物６とを離間させて被挟持物６の保持を終了する。具体的には、駆動機構収容部３が第１保持部４と第２保持部５とを離間させることで、第1保持部４と第２保持部５が挟持していた被挟持物６を所定位置で放す。このようにして、図５に示す一連の工程が終了する。
【００８６】
図５に示す被挟持物６をロボットハンド１００で挟持する挟持方法のフローチャートは、被挟持物６をロボットで挟んで挟持する挟持方法にも適用することができる。ステップＳ１の第１のロボットハンド移動工程においては、複数の保持部４，５の間に被挟持物６が位置するように、ロボットのロボットハンド１００を移動させる処理を実行する。
【００８７】
次に、ステップＳ２の挟持開始工程においては、駆動機構収容部３が複数の保持部４，５の間の相対距離を狭めて、保持部４，５の第１の膜状部材１０が被挟持物６を挟む、一方、第１の膜状部材１０が被挟持物６からの反力によって相対距離を狭める方向とは反方向に逃げながら、第１の膜状部材１０と先端部９が被挟持物６を下側から持ち上げるように挟持する処理を実行する。
【００８８】
次に、ステップＳ３の第２のロボットハンド移動工程においては、被挟持物６を挟持したままロボットハンド１００を移動する処理を実行する。
【００８９】
次に、ステップＳ４の挟持終了工程においては、保持部４，５の間の相対距離を拡げて膜状部材１０と被挟持物６とを離間させて被挟持物６の挟持を終了する処理を実行する。
【００９０】
次に、フローチャートに示した一連の工程の具体例について説明する。
先ず、図６（ａ）に示すように、被挟持物６同士の間には隙間Ｍが存在しているとする。第１保持部４及び第２保持部５を隙間Ｍの上に位置させる。このとき、第1保持部４及び第２保持部５は、非挟持状態にあるために、図１に示すように、第1保持部４及び第２保持部５の厚さＨは、最も薄い状態にある。このように、第1保持部４及び第２保持部５は、厚さＨが最も薄い状態にあるために、厚さＨよりも広い幅の隙間Ｍ内へ侵入することができる。
【００９１】
次に、図６（b）に示すように、被挟持物６を隔てて、第１保持部４及び第２保持部５を隙間Ｍ内に位置させる。次に、図６（ｃ）に示すように、第1保持部４と第２保持部５を互いに接近させることによって、先端部９を被挟持物６の下側に位置させる。しかし、この際、被挟持物６からの反力によって、第１の膜状部材１０は、その基端側が、弾性機構１５によって、狭間隔方向とは反対方向へ逃げるために、第１の膜状部材１０は、被挟持物６に対して強い挟持力を作用させない。また、被挟持物６を下側から持ち上げるようにして挟持することができる。このため、第１の膜状部材１０は、図６（d）に示すように被挟持物６を安定した状態で挟持して、目的の場所まで移送することができる。
【００９２】
次に、図７に示すように、予め並べられている複数の被挟持物６の間に被挟持物６を配置する場合について説明する。図７（ａ）に示すように、被挟持物６を挟持した状態のロボットハンド１００が他の被挟持物６の間の隙間Ｒ上に位置する。次に、図７（b）に示すように、ロボットハンド１００が下降した後、図７（c）に示すように、第1保持部４と第２保持部５とを離間させる。次に、図７（d）に示すように、ロボットハンド１００を上昇させる。
【００９３】
図７（d）に示すように、ロボットハンド１００が他の被挟持物６の間に、被挟持物６を残して上昇するためには、被挟持物６と、隣りの被挟持物６との間に、第１保持部４又は第２保持部５の非挟持状態の時の厚さＨ（図１に示す）以上の隙間eが必要である。しかし、当該厚さＨは、実質的には、先端部９の幅と第１の膜状部材１０の厚さとの合計であるために、薄く形成することが可能であり、隙間eが狭い場所であっても、ロボットハンド１００は被挟持物６を当該場所に残して上昇することができる。
【００９４】
又、本実施形態は、ロボットハンド１００が被挟持物６を挟持した際、つまり、図４（c）において、被挟持物６に強い挟持力を加えないという大きな特徴を有している。以下、この点について、図８乃至図１２を用いて詳述する。
【００９５】
図８（ａ）は、図４（c）と同様な図であって、本実施形態のロボットハンド１００である。図８（b）は比較のために用いる図であって、本実施形態の特徴である弾性機構１５を備えていない。つまり、図８（b）においては、第１の膜状部材１０は基部８０に直に取り付けられているものとする。
【００９６】
図８（b）に示すように、弾性機構１５を備えない場合は、被挟持物６を挟持するべく、向かい合う基部８０同士を互いに近付けると、基部８０に取り付けられた第１の膜状部材１０の基端側（図上では上端側）が被挟持物６の上方に移動する。その結果、第１の膜状部材１０は、被挟持物６の下方から斜め上方に亘って巻き付いた状態となり、斜め上方まで巻き付いた部分は、被挟持物６に対して斜め上方から押し付けるような力（図中でＦと表示）を発生させる。加えて、第１の膜状部材１０の基端側が基部８０と共に被挟持物６の上方へ移動することにより、第１の膜状部材１０が強く引っ張られた状態となる。このために、第１の膜状部材１０は、斜め上方から強い力で被挟持物６を押し付けるような状態となる。
【００９７】
これに対し、図８（ａ）に示す本実施形態において、第１保持部４と第２保持部５を近付けると、第１保持部４の第１の膜状部材１０の基端側と第２保持部５の第１の膜状部材４０の基端側は、被挟持物６からの反力によって、コイルバネ２０のバネ力に抗しながら挟持方向とは反対方向へ移動する。このため、第１の膜状部材１０は、図８（b）に示した第１の膜状部材１０と比較して、被挟持物６を斜め上方から押し付けるような力（図８（ｂ）中にＦと表示した力）を生じさせることがない。
【００９８】
このように本実施形態においては、被挟持物６が、先端部９及び第１の膜状部材１０によって下側から持ち上げるように保持することができるという利点がある。加えて、柔らかな被挟持物６であっても、斜め上から押し付けるような力Ｆが生じないので、被挟持物６を破損させる虞を抑制できるという利点もある。
【００９９】
図９は、本実施形態の弾性機構１５が有る場合と、当該弾性機構１５が無い場合とについて、被挟持物６の重量と、当該重量の被挟持物６を持ち上げる際に膜状部材１０にかかる圧力（以下、膜圧力）との関係を示す。図中の破線は、弾性機構１５が無い状態、即ち、図８（b）に示す比較例に対応し、実線は、弾性機構１５が備えられている状態、即ち、図８（ａ）に示す本実施形態に対応している。
【０１００】
先ず、図９中に破線で示した場合（弾性機構１５を備えない場合）について説明する。この場合、被挟持物６の重量が大きくなるほど、被挟持物６を持ち上げる際に膜状部材１０に生じる膜圧力は大きくなると考えられる。この膜圧力は、必ずしも被挟持物６の重量と比例するとは限らないが、説明を簡単にするために、ここでは膜圧力が被挟持物６の重量に比例するものとする（図９中の破線を参照）。
【０１０１】
また、被挟持物６を持ち上げる際の膜圧力の内訳は、被挟持物６の重量に起因した圧力と、第１の膜状部材１０が被挟持物６を斜め上方から押し付ける力Ｆに起因した圧力とからなっている。ここで、被挟持物６の重量が軽い領域（Ａ領域）では、被挟持物６をしっかりと挟持する必要はない。このため、第１の膜状部材１０が被挟持物６を斜め上方から押さえ付ける力Ｆも僅かと考えて良い。ところが、被挟持物６の重量が重くなると、被挟持物６をしっかりと挟持する必要が生じ、その結果、第１保持部４と第２保持部５とをより接近させることとなって、第１の膜状部材１０が被挟持物６を斜め上方から押さえ付ける力Ｆも大きくなる。すなわち、図９中に破線で示した部分には、被挟持物６の重量だけでなく、第１の膜状部材１０が被挟持物６を押し付ける力Ｆも大きく寄与している。
【０１０２】
ここで、図８を用いて前述したように本実施形態のロボットハンド１００では、被挟持物６を持ち上げる際に、第１の膜状部材１０が被挟持物６を押し付ける力Ｆが生じない。従って、同じ重量の被挟持物６を持ち上げる際にも、力Ｆが生じない分だけ、第１の膜状部材１０にかかる膜圧力を小さくすることができる。換言すれば、同じ膜圧力であれば、より重い被挟持物６を持ち上げることが可能となる。
【０１０３】
更に、図１０に示すように、被挟持物６が縦長の形状をしている場合、図１０（ａ）に示した本実施形態では、弾性機構１５によって第１の膜状部材１０の基端側（図上では上端側）が挟持方向と反対側に逃げるので、被挟持物６に強い力が加わることがない。これに対して、図１０（ｂ）に示すように弾性機構１５が無い場合は、第１の膜状部材１０の基端側が被挟持物６に近付くため、第１の膜状部材１０が被挟持物６に強く押しつけられる。換言すれば、本実施形態では、弾性機構１５を備えることで、縦長形状の被挟持物６であっても、被挟持物６に損傷を与えることなく挟持することが可能となる。
【０１０４】
図１１は、他の弾性機構３１を示す。当該弾性機構３１は、スライド軸１９に移動可能な可動ばね座３２を設け、可動ばね座３２と移動枠部材１６との間には、バネ力の弱い、所謂、柔らかいコイルバネ３３をスライド軸１９に遊嵌し、可動ばね座３２と弾性機構取付部材８ｃとの間には、バネ力の強い、所謂、固いコイルバネ３４をスライド軸１９に遊嵌させた構造になっている。つまり、コイルバネとして、バネ力の異なる２種類のコイルバネ３３、３４を用いている。
【０１０５】
このような弾性機構３１においては、第１の膜状部材１０に被挟持物６から弱い反力が作用した場合には、先ず、第１の膜状部材１０だけが伸長する。更に強い外力が加わった場合には、第１の膜状部材１０が伸長し、且つ、バネ力の弱いコイルバネ３３が縮み始める。そして、バネ力の弱いコイルバネ３３が完全に縮んだ後において、更に強い外力が作用した加わった場合には、第１の膜状部材１０が伸長し、且つ、バネ力の弱いコイルバネ３３及び可動ばね座３２一緒に動いて、バネ力の強いコイルバネ３４を縮ませる。
【０１０６】
次に、図１２に基づき動作について説明する。図１２は図９と同様な図である。横軸のＡ領域は第１の膜状部材１０だけが作動する領域で、Ｂ領域は第１の膜状部材１０とバネ力の弱いコイルバネ３３が主に作動する領域で、領域Ｃは、バネ力の弱いコイルバネ３３が縮んだ状態で、第１の膜状部材１０とバネ力の強いコイルバネ３４が主に作動する領域である。縦軸は、被挟持物６を持ち上げる際に膜状部材１０にかかる膜圧力を示す。Ａ領域およびＢ領域については、前述の図９に示した場合と同様である。Ｃ領域においても、固いばねの有無に応じて、被挟持物６を持ち上げる際の膜圧力が減少する。
【０１０７】
上述したように、本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
（１）第１保持部４、及び第２保持部５の第１棒１１及び第２棒１２は、非挟持状態においては、仮想平面内に倣うように収まっている。このために、第１保持部４、及び第２保持部５の先端側の狭間隔方向の厚さＨは、薄い形態になっている。このために、第１保持部４及び第２保持部５は、狭い隙間内へも容易に侵入できる。
【０１０８】
（２）本実施形態によれば、図４（b）、（c）に示すように、ロボットハンド１００の幅Ｗは、被挟持物６を挟持する動作中、一定に維持されるために、挟持作業中に、当該幅Ｗが広がって周囲の被挟持物に当たって損傷させる等の虞がない。
【０１０９】
（３）被挟持物を挟持する際、第１の膜状部材１０の基端側は、被挟持物６からの反力によって、弾性機構１５のコイルバネ２０の弾性力に抗しながら、狭間隔方向とは反対方向へ後退するために、第１の膜状部材１０は被挟持物６に対して強い挟持力を作用することはなく、被挟持物６の下側から被挟持物６を持ち上げるように保持する。このため、被挟持物は、強い挟持力が加わることが原因で損傷する虞は少ない。
【０１１０】
（４）以上のように、第１保持部４と第２保持部５が狭間隔方向へ移動しても、被挟持物６に対する挟持力は強くならない。このために、被挟持物６が仮に柔らかな物の場合であっても、被挟持物６に強い挟持力を加えることなく、第１保持部４と第２保持部５を狭間隔方向へ更に前進させ、先端部９を深くまで前進させることによって被挟持物６を、その中心近傍の下側から安定感良く抱え込むように挟持することができる。
【０１１１】
つまり、被挟持物６を挟持するべく、第１保持部４と第２保持部５を接近させても被挟持物６に対する挟持力は強くならないために、第１保持部４と第２保持部５を更に接近させることができる。その結果、第１保持部４と第２保持部５を深くまで差し込むことができ、被挟持物６の中心近傍の下から被挟持物６を持上げるように保持することができる。
【０１１２】
(第２の実施形態)
次に、ロボットハンド２００の一実施形態について図１３に基づき説明する。第１の実施形態と比較して本実施形態の特徴は、付勢部としてコイルバネを用いずに、第1の膜状部材１０の弾性を利用した点にある。
【０１１３】
図１３はロボットハンド２００の模式斜視図である。本実施形態のロボットハンド２００の第１保持部４１、及び第２保持部４２が、第１実施形態と同様に、基部８と、第1の膜状部材１０と、先端部９と、曲棒状部材としての第１棒１１、及び第２棒１２を備えている。しかし、本実施形態の第1保持部４１、及び第２保持部４２は付勢部としてコイルバネを用いずに、第１の膜状部材１０と連結部４３とで第１棒１１及び第２棒１２を挟むことによって、第１の膜状部材１０の弾性力によって第1棒１１の曲部１１bと第２棒１２の曲部１２bが仮想平面内へ収まるように、第1棒１１及び第２棒１２の回動を付勢している。
【０１１４】
そのため、第１棒１１の曲部１１b、及び第２棒１２の曲部１２bを連結部４３によって第1の膜状部材１０の裏面に押し付けた状態で、連結部４３の両端部を接着、螺子等の固着手段によって第１の膜状部材１０の裏面に取付けた構造になっている。これによって、第１の膜状部材１０と連結部４３とで、第1棒１１及び第２棒１２を挟んだ構造になっており、第1棒１１及び第２棒１２は、第１の膜状部材１０と連結部４３との間を摺動可能になっている。連結部４３は、曲がり易い材質のものを用いれば良く、例えば、膜状部材１０と同じ材質や、柔らかい樹脂や金属材料を用いることができる。又、連結部４３の形状は、特に限定されないが、例えば、図１３に示すように、短冊状に形成されることも可能である。
【０１１５】
次に動作について説明する。図１３に示すように、第１保持部４１、及び第２保持部４２が被挟持物を挟持しない場合、第１保持部４１、及び第２保持部４２の第１棒１１の曲部１１b及び第２棒１２の曲部１２bは、第１の膜状部材１０の弾力によって、二つの回動軸２２，２３を含む仮想平面内に収まるように付勢される。これによって、図１３に示すように、第１保持部４１、及び第２保持部４２の狭間隔方向の厚さＨは薄くなっている。
【０１１６】
一方、第1保持部４１と第２保持部４２とで被挟持物６を挟持するに伴って、第１保持部４１、及び第２保持部４２の第1棒１１、及び第２棒１２は、被挟持物６からの反力によって、第１の膜状部材１０の弾性力に抗しながら回動するものである。
【０１１７】
そして、非挟持状態に至る際、即ち、被挟持物６からの反力が無くなると、第１保持部４１、及び第２保持部４２の第1棒１１、及び第２棒１２は、第１の膜状部材１０の縮もうとする力によって、仮想平面内に収まるように、即ち、仮想平面上に倣うように、図１３に示す状態に復帰する。
【０１１８】
上述したように、本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
（１）上述したように、第１保持部４１、及び第２保持部４２の第１の膜状部材１０、及び連結部４３は、第１の実施形態の付勢部としてのコイルバネと同様の作用効果を奏する上に、第1の膜状部材１０の裏面に、曲がり難い材質の部材で形成された連結部４３を接着、螺子等の手段によって固定するだけの簡単な作業によって、付勢部として用いることができる。その結果、第１実施形態と比較してロボットハンド２００及びロボットを簡易かつ安価に製造することができる。
【０１１９】
（２）被挟持物６を挟持することによって回転した第１棒１１及び第２棒１２を元の位置に戻す回転力を付与する位置に着目すると、本実施形態では、第１棒１１及び第２棒１２の曲部１１ｂおよび１２ｂに回転力が作用する。従って、前述した第１の実施形態のように、第１棒１１及び第２棒１２の上端に設けた第１付勢部１３および第２付勢部１４で回転力を付与する場合に比べて、回転力を付与した位置から、第１棒１１及び第２棒１２の両端までの距離を短くすることができる。このため、第１棒１１及び第２棒１２に付与する回転力で、第１棒１１及び第２棒１２が捻れ変形することを抑制することができる。
【０１２０】
尚、本実施形態において、第１の実施形態の第１付勢部１３および第２付勢部１４を併せて設けることも可能である。
【０１２１】
（第３の実施形態）
次に、図１４に基づき第３の実施形態について説明する。図１４はロボットハンド４００の模式斜視図である。第３の実施形態のロボットハンド４００は、第１保持部４６、及び第２保持部４７が、第１の実施形態の第１保持部４、及び第２保持部５と同様に、基部８と先端部９と曲棒状部材としての第１棒１１、第２棒１２を備えているが、第1の膜状部材と付勢部は備えていない。
【０１２２】
そして、本実施形態の特徴は、第１の実施形態の第１の膜状部材１０と、第３の実施形態の第２の膜状部材４５とを袋状に一体にして袋状部材４８を形成した点にある。つまり、袋状部材４８の前面が第１の膜状部材１０として機能し、また、後面は第２の膜状部材４５として機能するものである。袋状部材４８の上部は、移動枠部材１６および弾性機構取付部材８ｃを覆う位置まで延設されて、上端には、取付用開口部４８ａが形成されている。取付用開口部４８ａの縁には、袋状部材４８を移動枠部材１６に引っ掛けるための取付用フック４８ｄが設けられている。また、袋状部材４８が弾性機構取付部材８ｃのスライド軸１９を覆う部分には、スライド軸１９を挿通させるための挿通孔４８ｃが設けられている。袋状部材４８は、弾力性を有する材質の部材によって形成される。
【０１２３】
図１４において、袋状部材４８は、第２保持部４７に対して既に取り付けられている。次に、袋状部材４８を第1保持部４６に装着するには、図１４に示すように、袋状部材４８を先端部９の下側に位置させる。そして、袋状部材４８を上方へ引き上げ、取付用開口部４８ａから袋状部材４８内へ先端部９を挿入する。その後、袋状部材４８を更に上方へ引き上げ、挿通孔４８cに弾性機構１５のスライド軸１９を通し、更に、取付用フック４８ｄを移動枠部材１６に引っ掛ける。かくして、袋状部材４８は第１保持部４６に着脱可能に取り付けられる。
【０１２４】
この状態において、袋状部材４８は、第１保持部４６の先端部９と第1棒１１及び第２棒１２を覆っている。尚、袋状部材４８は、前述と同様にして、第２保持部４７にも装着される。
【０１２５】
ロボットハンド４００が被挟持物を挟持しない非挟持状態のときには、袋状部材４８によって、第１保持部４６、及び第２保持部４７の第１棒１１、第２棒１２の回動が阻止される。つまり、被挟持物を挟持しない非挟持状態のときには、第１保持部４６、及び第２保持部４７の第１棒１１、第２棒１２は、図１４に示す姿勢に維持され、袋状部材４８は、第１実施形態の付勢部と同様の効果を奏する。一方、第1保持部４６と第２保持部４７とで被挟持物を挟持するに伴って、第１保持部４６、及び第２保持部４７の第1棒１１、第２棒１２は、被挟持物からの反力によって、袋状部材４８の弾性力に抗しながら回転するものである。
【０１２６】
そして、袋状部材４８の前面は第１の膜状部材１０として機能する。また、袋状部材４８の後面は、被挟持物６を挟持することによって回転した第１棒１１の曲部１１ｂおよび第２棒１２の曲部１２ｂに押されて伸ばされ、その反力として第１棒１１および第２棒１２の回転を戻す方向に付勢する第２の膜状部材４５として機能する。その結果、非挟持状態においては、第１保持部４６、及び第２保持部４７の第１棒１１、及び第２棒１２は、図１４に示すように、仮想平面上に倣うように、仮想平面内に収容される。
【０１２７】
上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を奏する。
（1）ロボットハンド４００が被挟持物を挟持しない非挟持状態においては、袋状部材４８の後面が、第1保持部４６、及び第２保持部４７の第1棒１１、及び第２棒１２の付勢部として機能する。そして、被挟持物を挟持するときには、袋状部材４８の前面が前述の実施形態の第１の膜状部材１０として機能する。このため、前述の実施形態と比較して、第１保持部４６、及び第２保持部４７に袋状部材４８を装着するだけで、第１の膜状部材及び付勢部を装着する手間を省略することができて、簡易で且つ製造し易い構造にすることができる。
【０１２８】
(２)第1保持部４６、及び第２保持部４７の先端部９、第１棒１１、及び第２棒１２が、袋状部材４８によって覆われるために、被挟持物が直接、これら先端部９、第１棒１１、及び第２棒１２に接触しない。このため、これら先端部９、第1棒１１、及び第２棒が汚損しない。
【０１２９】
(３)又、袋状部材４８が汚損した場合には、新しい袋状部材４８に交換することができる。
【０１３０】
尚、本実施形態において、第１の実施形態の第１付勢部１３および第２付勢部１４を併せて設けることが可能である。
【０１３１】
(第４の実施形態)
次に、構造に特徴のあるロボットハンド５００の一実施形態について図１５を用いて説明する。図１５は、ロボットハンド５００の模式斜視図である。
【０１３２】
第１保持部４９、第２保持部５０が、第1棒１１、第２棒１２を有している点については、第１の実施形態の第１保持部４、第２保持部５と同様であるが、本実施形態の特徴は、被挟持物を挟持しない非挟持状態のとき、即ち、第1棒１１と第２棒１２が仮想平面に収まる時に、第１棒１１と、第２棒１２とが互いに交差する点にある。
【０１３３】
上述したように、本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
（１）本実施形態によれば、ロボットハンド５００が被挟持物を挟持しない非挟持状態のとき、即ち、第1保持部４９、及ぶ第２保持部５０の第1棒１１と第２棒１２とが仮想平面に収まっているときに、第１棒１１と第２棒１２が互いに交差するために、第1保持部４９、及ぶ第２保持部５０の横幅Ｌ（図１５参照）を狭くすることができ、その結果、ロボットハンド５００を小型に形成できるために、ロボットハンド５００を被挟持物６等と干渉しないようにさせることができる。
【０１３４】
(第５の実施形態)
次に、構造に特徴のあるロボットハンド６００の一実施形態について図１６乃至図２０を用いて説明する。本実施形態が第１の実施形態と異なるところは、第１棒、第２棒と先端部との接続構造が異なる点にある。尚、第１の実施形態と同じ点については説明を省略する。
【０１３５】
図１６はロボットハンド６００の構造を示す模式正面図である。第５の実施形態のロボットハンド６００も、前述した第１の実施形態のロボットハンド１００と同様に、第１保持部５４と第２保持部５５とを備えている。第１保持部５４の基部８には、第１の実施形態の第１保持部４の第１棒１１および第２棒１２に相当する第１棒５６および第２棒５７が、回動軸５８，５９を中心として回動可能に設けられている。この第１棒５６および第２棒５７も、第１棒１１および第２棒１２と同様に全体が弓形状に形成されているが、第１保持部５４の第１棒５６および第２棒５７の下端側には、回動軸５８，５９に対して斜めに形成された接続部５６ｄ，５７ｄが設けられている。そして、接続部５６ｄ，５７ｄの先端側は、図１７に示す関節部を介して、第１保持部４の先端部９に相当する先端部６０に接続されている。更に、基部８と先端部６０との間には、前述したロボットハンド１００の第１保持部４と同様に、第１の膜状部材１０が設けられている。
【０１３６】
第２保持部５５は、第１保持部５４と全く同様な構造となっている。すなわち、基部２４には、弓形状の第１棒６１および第２棒６２が回動軸６３，６４を中心に回動可能に設けられ、第１棒６１および第２棒６２の下端側には、回動軸６３，６４に対して斜めに接続部６１ｄ，６２ｄが形成されている。そして、これら接続部６１ｄ，６２ｄは、後述する関節部を介して先端部６５に接続されている。更に、基部２４と先端部６５との間には第１の膜状部材２６が設けられている。
【０１３７】
このため、図１６に示した第５の実施形態のロボットハンド６００も、第１保持部５４と第２保持部５５との間隔を狭めることによって被挟持物６を挟持したり、第１保持部５４と第２保持部５５との間隔を広げることによって、挟持した被挟持物６を離したりすることができる。
【０１３８】
第１保持部５４の第１の膜状部材１０の基端側と、第２保持部５５の第１の膜状部材２６の基端側には、第１の実施形態と同様な弾性機構１５が設けられ、ロボットハンド６００が被挟持物６を挟持する際における被挟持物６からの反力によって、第１の膜状部材１０、２６の基端側が狭間隔方向とは反対方向へ後退するようになっている。
【０１３９】
図１７（ａ）は、第１保持部５４の先端部６０の大まかな形状を示す斜視図である。図示されるように先端部６０は、接続部５６ｄ，５７ｄが接続されている側が広い略楔形の断面形状を有し、図上でＹ方向に長尺の部材である。接続部５６ｄ，５７ｄが接続される側の面には、関節部６６が収容される凹部６０ｃが形成されており、接続部５６ｄ，５７ｄは関節部６６に接続されている。
【０１４０】
図１７（ｂ）には、断面を取ることによって関節部６６の内部構造が示されている。図示されるように関節部６６には、小さな軸受６８と、大きな軸受６９の２つの軸受が搭載されている。このうちの小さな軸受６８には、接続部５６ｄ，５７ｄの先端が嵌挿されている。また、大きな軸受６９は、関節部６６全体を、凹部６０ｃ内で回動軸７０回りに回転自在に軸支している。そして、小さな軸受６８の回転軸（図中で破線で表示）と、大きな軸受６９の回転軸（図中で二点鎖線で表示）との交点Ｇは、回動軸５８上となるように設定されている。
【０１４１】
図１７（ｃ）には、小さな軸受６８の回転軸に沿って、回動軸７０に垂直な面で関節部６６および先端部６０の断面を取ることによって、凹部６０ｃの形状が示されている。図示されるように、凹部６０ｃの内面と関節部６６との間には隙間があるので、関節部６６および接続部５６ｄ，５７ｄは、所定の角度範囲であれば回動軸７０を中心に自在に回動することが可能となっている。
【０１４２】
図１８（ａ）は挟持状態にある第１棒５６、第２棒５７及び先端部６０を示しており、図１８（b）は非挟持状態にある第１棒５６、第２棒５７及び先端部６０を示している。尚、理解の便宜を図るため、各図の左側には正面から見た状態が示されており、各図の右側には、Ｐ方向から見た状態が示されている。
【０１４３】
図１８（ａ）に示す挟持状態から図１８（b）に示す非挟持状態へ移行するには、付勢部の付勢力によって移行するのであるが、先ず、図１８（ａ）において、第１棒５６が回動軸５８を回動中心にし、第２棒５７が回動軸５９を回動中心にして、図１８（ａ）中に矢印で示した方向へ、最大で９０度、回動する。
【０１４４】
第１棒５６及び第２棒５７が、９０度、回動すると、弓形状の第１棒５６及び第２棒５７は、図１８（b）の左側の図に示すように正面視で直線状になる。この際、第1棒５６の先端側は、図１７（ｂ）に示す軸受６８によって自転自在に支持されているために、第1棒５６と、先端部６０との間に、捻じれは起きない。同様に、第２棒５７と先端部６０との間にも捻じれは起きない。
【０１４５】
ここで、第1棒５６の先端側の接続部５６ｄの軸心と、先端部６０の回動軸７０とは直交する位置関係にある（図１７（ｂ）参照）。このため、図１８（b）に示すように、第1棒５６の先端側と直交の位置関係にある当該回動軸７０は水平になり、その結果、先端部６０は、図１８（b）に示すように、後方側を浮かせ、先端側のみで立ちあがった、所謂、つま先立ちした姿勢になる。このため、隣り合った被挟持物６同士の隙間が狭い場合であっても、非挟持状態の先端部６０を当該隙間内へ容易に侵入させることができる。また、図１８（b）に示す非挟持状態から図１８（ａ）に示す挟持状態へ移るには、上記の経過を逆にたどる。
【０１４６】
次に、ロボットハンド６００の動作について説明する。図１９は、非挟持状態のロボットハンド６００を示しており、図２０は、挟持状態のロボットハンド６００を示している。また、図１９（ａ）および図２０（ａ）は、ロボットハンド６００を上方から見て、被挟持物６と、先端部６０，６５と、第１棒５６，６１と、第２棒５７，６２との位置関係を表したものであり、参考として基部８９４も破線で示されている。更に、図１９（ｂ）および図２０（ｂ）には、図中で矢印Ｑの方向から見た側面図が示されている。
【０１４７】
ロボットハンド６００が、図１９に示す非挟持状態にある場合は、第１保持部５４の第1棒５６及び第２棒５７は、仮想平面内に存在し、図１９（ａ）に示すように、先端部６０に重なっている。第２保持部５５の第1棒６１及び第２棒６２についても同様に、先端部６５に重なっている。そして、この状態では、第１保持部５４の先端部６０および第２保持部５５の先端部６５は、所謂、つま先立ちの姿勢となっている（図１８（b）参照）。この状態から、第1保持部５４及び第２保持部５５を互いに接近させると、第１棒５６，６１および第２棒５７，６２が被挟持物６からの反力によって回動する。それと共に、つま先立ち状態となっていた先端部６０，６５が起き上がるようにして、被挟持物６の下側へ入り込む。その結果、被挟持物６は、下から抱え込まれるような状態で、しっかりと安定感良く挟持されることになる。
【０１４８】
図２０には、こうして被挟持物６が挟持された状態が示されている。また、第1保持部５４及び第２保持部５５の先端部６０，６５は楔形の断面形状となっているので、被挟持物６の下側に容易に入り込むことができ、ロボットハンド６００で被挟持物６を挟持する作業を円滑に行うことができる。
【０１４９】
又、弾性機構１５を備えているために、ロボットハンド６００が被挟持物６を挟持する際、第１保持部５４の第１の膜状部材１０、及び第２保持部５５の第１の膜状部材２６の基端側が、狭間隔方向とは反方向へ後退する結果、被挟持物６が仮に柔らかなものであっても、第１保持部５４及び第２保持部５５は、被挟持物６に対して強い挟持力を加えることなく、更に、互いに接近することができる。
【０１５０】
つまり、第１保持部５４、及び第２保持部５５は、先端部６０，６５を深くまで侵入させても、柔らかな被挟持物６に対して強い挟持力を加えることが無いため、先端部６０，６５を更に奥まで侵入させることができる。このように、第１保持部５４及び第２保持部５５は、被挟持物６に対して大きな挟持力を加えることなく、先端部６０，６５を更に深くまで侵入させることができるために、先端部６０，６５を深くまで侵入させた状態で、被挟持物６を下側から抱え込むようにしながら、しっかりと安定感良く保持することができる。
【０１５１】
上述したように、本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
（１）非挟持状態においては、第１保持部５４の先端部６０、及び第２保持部５５の先端部６５は、所謂、つま先立ちしたような姿勢になって、狭幅になるため、第１保持部５４、及び第２保持部５５の先端側を幅広な隙間に対しては勿論、狭い隙間に対しても容易に侵入させることができる。
【０１５２】
（２）挟持状態において、第１の膜状部材１０、２６の基端側は、被挟持物６からの反力によって、狭間隔方向とは反対方向へ後退するため、被挟持物６には強い挟持力が作用しない。このため、被挟持物６が柔らかい場合であっても、当該被挟持物６に大きな挟持力を作用させることなく、当該被挟持物６をしっかりと安定感良く下側から抱え込むように保持することができる。
【０１５３】
（３）第１保持部５４の先端部６０、及び第２保持部５５の先端部６５は楔形をしているために、被挟持物６の下側に小さな抵抗で、円滑に、且つ、容易に侵入させることができる。その結果、被挟持物６を下側からしっかりと抱えるように保持する作業を円滑、且つ容易に行うことができる。
【０１５４】
(第６の実施形態)
次に、構造に特徴のあるロボットハンド７００の一実施形態について図２１、図２２を用いて説明する。本実施形態が第５の実施形態と異なるところは、先端部が、第５の実施形態よりも第1棒及び第２棒の回動軸から離れた位置に設けられている点にある。尚、第５の実施形態と同じ点については説明を省略する。
【０１５５】
図２１はロボットハンド７００の構造を示す模式正面図である。第６の実施形態のロボットハンド７００も、前述した第５の実施形態のロボットハンド６００と同様に、第１保持部７１と第２保持部７２とを備えており、第１保持部７１の基部８からは、第１保持部５４の第１棒５６および第２棒５７に相当する第１棒７３および第２棒７４が、回動軸７５，７６を中心として回動可能に設けられている。この第１棒７３および第２棒７４も全体が弓形状に形成されており、下端側には、回動軸７５，７６に対して斜めに形成された接続部７３ｄ，７４ｄが設けられている。そして、接続部７３ｄ，７４ｄの先端側には、第５の実施形態の先端部６０に相当する先端部８１に接続されている。ここで、第６の実施形態の接続部７３ｄ，７４ｄは、前述した第５の実施形態の接続部５６ｄ，５７ｄよりも長く形成されている。このため、第６の実施形態の先端部８１は、第５の実施形態の先端部６０よりも、被挟持物６の方向に近付いた位置（回動軸７５，７６からは離れた位置）にある。また、基部８と先端部８１との間には、前述したロボットハンド６００と同様に第１の膜状部材１０が設けられている。
【０１５６】
第２保持部７２は、第１保持部７１と全く同様な構造となっている。すなわち、基部２４には、弓形状の第１棒７７および第２棒７８が回動軸７９，８０を中心に回動可能に設けられ、第１棒７７および第２棒７８の下端側には、回動軸７９，８０に対して斜めに接続部７７ｄ，７８ｄが形成されている。これら接続部７７ｄ，７８ｄは、第５の実施形態の先端部６５に相当する先端部８２に接続されている。そして、第２保持部７２の接続部７３ｄ，７４ｄについても、前述した第５の実施形態の接続部６１ｄ，６２ｄよりも長く形成されている。このため、第６の実施形態の先端部８２は、第５の実施形態の先端部６５よりも、被挟持物６の方向に近付いた位置（回動軸７９，８０からは離れた位置）にある。また、基部２４と先端部６５との間には第１の膜状部材２６が設けられている。
【０１５７】
次に、第６の実施形態のロボットハンド７００の動作について説明する。図２２（ａ）には、非挟持状態のロボットハンド７００を上面視することによって、被挟持物６と、先端部８１，８２と、第１棒７３，７７と、第２棒７４，７８との位置関係が示されている。また、図２２（ｂ）には、ロボットハンド７００が挟持状態にある時の、被挟持物６と、先端部８１，８２と、第１棒７３，７７と、第２棒７４，７８との位置関係が示されている。
【０１５８】
第６の実施形態のロボットハンド７００の動作は、前述した第５の実施形態のロボットハンド６００の動作と基本的に同様である。以下、簡単に説明すると、ロボットハンド７００が非挟持状態にある場合は、図２２（ａ）に示されるように、第１保持部７１の第1棒７３及び第２棒７４は、仮想平面内に存在し、先端部８１に重なっている。第２保持部７２の第1棒７７及び第２棒７８についても同様に、先端部８２に重なっている。そして、この状態では、何れの先端部８１，８２も、つま先立ちの姿勢となっている。
【０１５９】
この状態から、第1保持部７１及び第２保持部７２を互いに接近させると、第１棒７３，７７および第２棒７４，７８が被挟持物６からの反力によって回動し、その結果、つま先立ち状態となっていた先端部８１，８２が起き上がるようにして、被挟持物６の下側へ入り込む。このとき、図２１を用いて前述したように、第６の実施形態のロボットハンド７００では、先端部８１，８２が、回動軸７５，７６，７９，８０から離れた位置に設けられているために、図２２（ｂ）に示すように、先端部８１，８２が被挟持物６の下側を大きく前進する。その結果、第５の実施形態の場合よりも、より下側から被挟持物６を支えるようにして、しっかりと安定感良く挟持することが可能となる。
【０１６０】
又、本実施形態では、弾性機構１５を備えている。このため、被挟持物６を挟持するべく、第１保持部７１と第２保持部７２が狭間隔方向へ互いに接近しても、強い挟持力が被挟持物６に対して作用しない。更に、被挟持物６を上から押さえ付けるような力が生じることもない。その結果、被挟持物６が仮に柔らかな物であったとしても、第１保持部７１と第２保持部７２は、被挟持物６に対して更に接近して、被挟持物６をしっかりと保持することができる。
【０１６１】
上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を奏する。
（１）本実施形態によれば、非挟持状態においては、第１保持部７１の第1棒７３、第２棒７４と、第２保持部７２の第1棒７７、第２棒７８は、それぞれ先端部８１，８２に重なるように位置し、先端部８１，８２から外方へはみ出していない。このために、被挟持物６を挟持する際、隣り合った被挟持物６同士の間の隙間が狭い場合であっても、当該隙間内へ第１保持部７１の先端部８１及び第２保持部７２の先端部８２を円滑に挿入することができる。
【０１６２】
（２）本実施形態によれば、第１保持部７１及び第２保持部７２の先端部８１，８２は回動軸７５，７６，７９，８０から離れた箇所に形成されている。このため、被挟持物６を挟持するべく、第１保持部７１及び第２保持部７２を互いに接近させた場合、先端部８１，８２は、被挟持物６の下側であって、被挟持物６の中心近傍にまで達することができ、被挟持物６の中心近傍を下側から支持できるために、被挟持物６を安定感良く支持することができる。
【０１６３】
（３）第６の実施形態によれば、弾性機構１５を備えているために、第１保持部７１と第２保持部７２が被挟持物６を挟持しても強い挟持力が作用しない。更に、被挟持物６を上から押さえ付けるような力が生じない。このため、被挟持物６が仮に、柔らかな物であったとしても、第１保持部７１、及び第２保持部７２は、被挟持物６に更に接近して、被挟持物６をしっかりと保持することができる。
【０１６４】
（４）本実施形態によれば、先端部８１，８２は回動軸７５，７６，７９，８０から離れた箇所に形成されている。このため、被挟持物６を挟持する際における被挟持物６からの反力で、第１棒７３，７７及び第２棒７４，７８を回動軸７５，７６，７９，８０を中心に回転させることによって、先端部８１，８２を被挟持物６の中心近傍まで奥深く前進させることができる。
【０１６５】
（５）本実施形態によれば、第１保持部７１の第1棒７３及び第２棒７４の回動と、第２保持部７２の第1棒７７及び第２棒７８の回動に伴って先端部８１，８２が平行移動するのであって、第１保持部７１の第1棒７３及び第２棒７４の先端の間隔、及び第２保持部７２の第1棒７７及び第２棒７８の先端の間隔は変化しない。つまり、第１保持部７１の第1棒７３及び第２棒７４の形状、及び第２保持部７２の第1棒７７及び第２棒７８の形状を変化させずに、これら第1棒７３，７７及び第２棒７４，７８を回転させるために、小さな外力で、これら第1棒７３，７７及び第２棒７４，７８を回転させることができる。
【０１６６】
(第７の実施形態)
以上に説明した第１乃至第６の実施形態では、被挟持物６を挟持することによって回転する第１棒１１，５６，６１，７３，７７および第２棒１２，５７，６２，７４，７８を備えるものとして説明した。しかし、必ずしも、これら第１棒１１，５６，６１，７３，７７および第２棒１２，５７，６２，７４，７８を備えた構造とする必要はない。第７の実施形態のロボットハンドでは、第１棒１１，５６，６１，７３，７７および第２棒１２，５７，６２，７４，７８を備えない一対の保持部９０を用いて、被挟持物６を挟持する。
【０１６７】
図２３は、第７の実施形態で用いられる保持部９０の外観形状を示した斜視図である。第７の実施形態の保持部９０にも、前述した第１の実施形態と同様な弾性機構１５が設けられており、この弾性機構１５は、基部８８の弾性機構取付部材８８ｃに取り付けられている。また、第７の実施形態においては、基部８８から先端方向へ向けて、二本の直線状の棒状部材８８ｄが延設されている。この棒状部材８８ｄの先端同士の間には、棒状の先端部８８ｅが設けられている。そして、棒状部材８８ｄと移動枠部材１６との間に、膜状部材１０が張設されている。
【０１６８】
このような保持部９０を互いに向かい合わせに設けておき、保持部９０の間隔を狭めていくと、それぞれの保持部９０に設けた膜状部材１０によって被挟持物６を挟持することができる。また、このとき、膜状部材１０の基端側には弾性機構１５が設けられているので、被挟持物６からの反力によって、膜状部材１０の基端側が挟持方向とは反対方向に後退する。このため、被挟持物６には強い挟持力が作用しない。加えて、被挟持物６を上から押さえ付けるような力も生じない。このため、柔らかい被挟持物６であっても、被挟持物６を傷つけることなく挟持することができる。
【０１６９】
(第８の実施形態)
上述した第１乃至第７の実施形態では、被挟持物６からの反力で圧縮されるような態様でコイルバネ２０を用いて弾性機構１５を形成するものとして説明した。しかし、被挟持物６からの反力で膜状部材１０の基端側が逃げるような構造であれば、このような構造に限られるものではない。
【０１７０】
たとえば、図２４（ａ）に示したように、膜状部材１０の基端側が取り付けられた移動枠部材１６０を、基部８９に取り付けられたコイルバネ２０１の下端側で上方から支えるようにしても良い。あるいは、図２４（ｂ）に示したように、コイルバネ２０１に変えて板バネ２０２で移動枠部材１６０を支えることとしても良い。こうすれば、被挟持物６を挟持した時に、被挟持物６からの反力でコイルバネ２０１あるいは板バネ２０２が倒れるように変形して、膜状部材１０の基端側が逃げるような構造とすることができる。尚、この第８の実施形態では、移動枠部材１６０を支えるコイルバネ２０１あるいは板バネ２０２が、弾性機構１５に対応する。
【０１７１】
次に、上記各種の実施形態のロボットハンドを備えたロボットについて図２５及び図２６を用いて説明する。図２５は、ロボット１０００の構造を示す模式正面図である。図２５に示すロボット１０００は、スカラロボットである。ロボット１０００は、モータ９０３を内蔵した第１アーム９０１と第２アーム９０２とを備え、モータ９０３の出力軸が第２アーム９０２に接続されている。モータ９０３の駆動力によって、第２アーム９０２が水平に回動することができる。
【０１７２】
第２アーム９０２には、前述した第１の実施形態のロボットハンド１００が設けられている。第１の実施形態のロボットハンド１００に替えて、他の実施形態のロボットハンドを用いることもできる。
【０１７３】
図２６は、複腕ロボットを示す模式正面図である。図２６に示すように、複腕ロボット１１００は本体部１２１１を中心にして左右対称に腕部１１１２が設けられている。各腕部１１１２は肩関節部１1１３、第１リンク１１１４、肘関節部１１１５、第２リンク１１１６、手首関節部１１１７、第１の実施形態のロボットハンド１００がこの順に設置されている。尚、第１の実施形態のロボットハンド１００に替えて、前述した他の実施形態のロボットハンドを用いることもできる。また、腕部１１１２は、左右の２本だけでなく、３本以上の腕部１１１２を備えることもできる。
【符号の説明】
【０１７４】
２…ロボットアーム、    ３…駆動機構収容部、    ４…保持部、    ４…第１保持部、    ５…第２保持部、    6…被挟持物、    ７…挟持用空間、    ８…基部、    ８ａ…縦部材、    ８ｂ…横部材、    ８ｃ…弾性機構取付部材、    ９…先端部、    ９ａ…内面、    １０…第１の膜状部材、    １１…第１棒、    １１ａ…軸部、    １１ｂ…曲部、    １２…第２棒、    １２ａ…軸部、    １２ｂ…曲部、    １３…第１付勢部、
１４…第２付勢部、    １５…弾性機構、    １６…移動枠部材、    １８…挿通孔、
１９…スライド軸、    ２０…コイルバネ、    ２１…抜止め部材、    ２２…回動軸、    ２３…回動軸、    ２４…基部、    ２５ａ〜ｃ…軸受、    ２６…第１の膜状部材、
２７…コイルバネ、    ２８…キャップ、    ２９…引掛け孔、    ３０…凹部、    ３１…弾性機構、    ３２…可動ばね座、    ３３…コイルバネ、    ３４…コイルバネ、    ４０…第１の膜状部材、    ４１…第１保持部、    ４２…第２保持部、    ４３…連結部、
４５…第２の膜状部材、    ４６…第１保持部、    ４７…第２保持部、    ４８…袋状部材、    ４８ｃ…挿通孔、    ４８ｄ…取付用フック、    ４８ａ…取付用開口部、    ４８c…挿通孔、    ４９…第１保持部、    ５０…第２保持部、    ５４…第２保持部、    ５４…第１保持部、    ５５…第２保持部、    ５６…第１棒、    ５６ｄ…接続部、    ５７…第２棒、    ５８…回動軸、    ５９…回動軸、    ６０…先端部、    ６０ｃ…凹部、    ６１…第１棒、    ６１ｄ…接続部、    ６２…第２棒、    ６３…回動軸、    ６５…先端部、    ６６…関節部、    ６８…軸受、    ６９…軸受、    ７０…回動軸、    ７１…第１保持部、    ７２…第２保持部、    ７３…第１棒、    ７３ｄ…接続部、    ７４…第２棒、    ７５…回動軸、    ７７…第１棒、    ７７ｄ…接続部、    ７８…第２棒、    ７９…回動軸、    ８０…基部、    ８１…先端部、    ８２…先端部、    ８８…基部、    ８８ｃ…弾性機構取付部材、    ８８ｄ…棒状部材、    ８８ｅ…先端部、    ８９…基部、    ９０…保持部、    １００…ロボットハンド、    １６０…移動枠部材、    ２００…ロボットハンド、    ２０１…コイルバネ、    ２０２…板バネ、    ４００…ロボットハンド、    ５００…ロボットハンド、    ６００…ロボットハンド、    ７００…ロボットハンド、    ８９４…基部、    ９０１…第１アーム、    ９０２…第２アーム、    ９０３…モータ、    １０００…ロボット、    １１００…ロボット、    １１１２…腕部、    １1１３…肩関節部、    １１１４…第１リンク、    １１１５…肘関節部、    １１１６…第２リンク、    １１１７…手首関節部、    １２１１…本体部。
【図１】
2015166121.tif 000003
【図２】
2015166121.tif 000004
【図３】
2015166121.tif 000005
【図４】
2015166121.tif 000006
【図５】
2015166121.tif 000007
【図６】
2015166121.tif 000008
【図７】
2015166121.tif 000009
【図８】
2015166121.tif 000010
【図９】
2015166121.tif 000011
【図１０】
2015166121.tif 000012
【図１１】
2015166121.tif 000013
【図１２】
2015166121.tif 000014
【図１３】
2015166121.tif 000015
【図１４】
2015166121.tif 000016
【図１５】
2015166121.tif 000017
【図１６】
2015166121.tif 000018
【図１７】
2015166121.tif 000019
【図１８】
2015166121.tif 000020
【図１９】
2015166121.tif 000021
【図２０】
2015166121.tif 000022
【図２１】
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【図２２】
2015166121.tif 000024
【図２３】
2015166121.tif 000025
【図２４】
2015166121.tif 000026
【図２５】
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【図２６】
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