(57)【要約】【課題】従来のロボットにおいては、重量の重い物品を把持すること、および、基部から遠い位置にある物品を搬送することが困難となっていた。【解決手段】ロボットハンド１００は、基部１０３と、基部１０３に取付けられ、物品を把持するための把持部１１１を有し、該把持部１１１を、基部１０３から第１方向へ離隔した第１遠位位置と、第１遠位位置よりも基部１０３に近接した第１近位位置との間で移動させることができる、第１ハンドアーム１０１と、基部１０３に取付けられ、カウンタバランサ錘１２１を有し、該カウンタバランサ錘１２１を、基部１０３から第１方向とは反対側の第２方向へ離隔した第２遠位位置と、第２遠位位置よりも基部１０３に近接した第２近位位置との間で移動させることができる、第２ハンドアーム１０２とを備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
物品を把持して搬送するためのロボットハンドであって、
基部と、
前記基部に取付けられる第１ハンドアームであって、前記物品を把持するための把持部を有し、該把持部を、前記基部から第１方向へ離隔した第１遠位位置と、前記第１遠位位置よりも前記基部に近接した第１近位位置との間で移動させることができる、第１ハンドアームと、
前記基部に取付けられる第２ハンドアームであって、カウンタバランサ錘を有し、該カウンタバランサ錘を、前記基部から前記第１方向とは反対側の第２方向へ離隔した第２遠位位置と、前記第２遠位位置よりも前記基部に近接した第２近位位置との間で移動させることができる、第２ハンドアームと、を備える、ロボットハンド。
【請求項２】
前記把持部を、前記第１遠位位置と前記第１近位位置との間で移動させる第１駆動部と、
前記カウンタバランサ錘を、前記第２遠位位置と前記第２近位位置との間で移動させる第２駆動部と、をさらに備える、請求項１に記載のロボットハンド。
【請求項３】
前記第１駆動部による前記把持部の移動と、前記第２駆動部による前記カウンタバランサ錘の移動とを連動させる連動機構をさらに備える、請求項２に記載のロボットハンド。
【請求項４】
前記第１駆動部と前記第２駆動部とは、共通の動力源を有する、請求項３に記載のロボットハンド。
【請求項５】
前記第１駆動部および前記第２駆動部の各々は、エアシリンダを有する、請求項２に記載のロボットハンド。
【請求項６】
前記第１駆動部および前記第２駆動部の各々は、サーボモータを有する、請求項２に記載のロボットハンド。
【請求項７】
前記第１駆動部および前記第２駆動部のうちの一方は、サーボモータを有し、他方は、エアシリンダを有する、請求項２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と、
前記ロボットハンドが取り付けられるロボットアームと、を備える、ロボット。
【請求項９】
請求項８に記載のロボットと、
前記ロボットを制御する制御部と、を備える、ロボットシステム。
【請求項１０】
前記物品の重量を計測する荷重センサをさらに備え、
前記制御部は、前記荷重センサによって計測された前記物品の重量に基づいて、前記第２ハンドアームによる前記カウンタバランサ錘の移動を制御する、請求項９に記載のロボットシステム。
【請求項１１】
請求項１〜７のいずれか１項に記載のロボットハンドを制御するための方法であって、
前記第２ハンドアームによって、前記カウンタバランサ錘を、前記第２近位位置から前記第２遠位位置に移動させるステップと、
前記第１ハンドアームによって、前記把持部を、前記第１近位位置から前記第１遠位位置に移動させるステップと、
前記把持部を駆動して前記物品を把持するステップと、を備える、方法。
【請求項１２】
前記物品を把持するステップの後に、前記物品の重量を計測するステップと、
計測された前記物品の重量に基づいて、前記カウンタバランサ錘の配置位置を算出するステップと、
前記第２ハンドアームによって、前記把持部を前記配置位置に移動させるステップと、をさらに備える、請求項１１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物品を把持して搬送するためのロボットハンド、ロボットハンドを備えたロボットおよびロボットシステム、ならびに、ロボットハンドの制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
産業用ロボットの分野において、ワーク等の物品を把持するために、直線的に往復動可能な把持部を有するロボットハンドを備えたロボットが知られている（例えば、特許文献１および２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１７２５６９号公報
【特許文献２】特開２００６−１６１４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
直線的に往復動可能な把持部を有する従来のロボットハンドは、支点となる基部で、ロボットアームの先端の手首部に取り付けられている。そして、手首部から離隔した位置にある物品を把持する場合、ロボットハンドは、把持部を物品に向かって移動させた後、基部から離隔した位置に配置させた把持部によって、物品を把持して持ち上げる。
【０００５】
このとき、物品の把持部と基部との間の距離と、物品の重量とに依存する負荷モーメントが、基部および手首部に作用する。直線的に往復動可能な把持部を有するロボットハンドにおいては、基部から離隔した位置に配置させた把持部によって物品を持ち上げ場合に基部および手首部に作用する負荷モーメントを軽減することが求められている。
【０００６】
また、直線的に往復動可能な把持部を有するロボットハンドをロボットアームに装着した構成において、把持部に把持した物品をロボットアームの動作によって運搬するときに、ロボットアームに負荷イナーシャが掛かることになる。このようにロボットアームに掛かる負荷イナーシャを軽減することも、求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様において、ロボットハンドは、物品を把持して搬送するためのものであって、基部と、基部に取付けられる第１ハンドアームであって、物品を把持するための把持部を有し、該把持部を、基部から第１方向へ離隔した第１遠位位置と、第１遠位位置よりも基部に近接した第１近位位置との間で移動させることができる、第１ハンドアームと、基部に取付けられる第２ハンドアームであって、カウンタバランサ錘を有し、該カウンタバランサ錘を、基部から第１方向とは反対側の第２方向へ離隔した第２遠位位置と、第２遠位位置よりも基部に近接した第２近位位置との間で移動させることができる、第２ハンドアームとを備える。
【０００８】
ロボットハンドは、把持部を、第１遠位位置と第１近位位置との間で移動させる第１駆動部と、カウンタバランサ錘を、第２遠位位置と第２近位位置との間で移動させる第２駆動部とをさらに備えてもよい。
【０００９】
ロボットハンドは、第１駆動部による把持部の移動と、第２駆動部によるカウンタバランサ錘の移動とを連動させる連動機構をさらに備えてもよい。この場合において、第１駆動部と第２駆動部とは、共通の動力源を有してもよい。
【００１０】
第１駆動部および第２駆動部の各々は、エアシリンダを有してもよい。または、第１駆動部および第２駆動部の各々は、サーボモータを有してもよい。または、第１駆動部および第２駆動部のうちの一方は、サーボモータを有し、他方は、エアシリンダを有してもよい。
【００１１】
本発明の他の態様において、ロボットは、上記したロボットハンドと、ロボットハンドが取り付けられるロボットアームとを備える。本発明のさらに他の態様において、ロボットシステムは、上記したロボットと、該ロボットを制御する制御部とを備える。ロボットシステムは、物品の重量を計測する荷重センサをさらに備え、制御部は、荷重センサによって計測された物品の重量に基づいて、第２ハンドアームによるカウンタバランサ錘の移動を制御してもよい。
【００１２】
本発明のさらに他の態様において、上記ロボットハンドを制御するための方法は、第２ハンドアームによって、カウンタバランサ錘を、第２近位位置から第２遠位位置に移動させるステップと、第１ハンドアームによって、把持部を、第１近位位置から第１遠位位置に移動させるステップと、把持部を駆動して物品を把持するステップとを備える。
【００１３】
この方法は、物品を把持するステップの後に、物品の重量を計測するステップと、計測された物品の重量に基づいて、カウンタバランサ錘の配置位置を算出するステップと、第２ハンドアームによって、把持部を配置位置に移動させるステップとをさらに備えてもよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係るロボットハンドによれば、基部から離隔した位置に配置させた把持部によって物品を持ち上げ場合に基部および手首部に作用する負荷モーメントを、カウンタバランサ錘によって軽減することができる。また、把持部とカウンタバランサ錘の双方を近位位置に移動することができるので、把持部に把持した物品をロボットアームの動作によって運搬するときにロボットアームに掛かる負荷イナーシャを、軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態に係るロボットシステムの概略図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るロボットハンドの斜視図であって、ロボットハンドが伸長状態となっている図である。
【図３】図２に示すロボットハンドの斜視図であって、ロボットハンドが収縮状態となっている図である。
【図４】図２に示すロボットハンドの動作フローの一例を示す。
【図５】図１に対応する図であって、ロボットハンドの機能について説明するための図である。
【図６】本発明の他の実施形態に係るロボットハンドの斜視図であって、ロボットハンドが伸長状態となっている図である。
【図７】図６に示すロボットハンドの動作フローの一例を示す。
【図８】本発明のさらに他の実施形態に係るロボットハンドの斜視図であって、ロボットハンドが伸長状態となっている図である。
【図９】本発明のさらに他の実施形態に係るロボットハンドの側方図であって、ロボットハンドが伸長状態となっている図である。
【図１０】図９に対応する図であって、図９に示すロボットハンドが収縮状態となっている図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。まず、図１を用いて、本発明の一実施形態に係るロボットシステム１０の構成について説明する。ロボットシステム１０は、ワーク等の物品Ｗを把持して搬送するためのロボット１１と、ロボット１１を制御する制御部１２とを備える。
【００１７】
本実施形態によるロボット１１は、複数の軸を有する垂直多関節型ロボットである。具体的には、ロボット１１は、旋回胴１７に取付けられた下腕部１３、および、下腕部１３に取り付けられた前腕部１４を含むロボットアーム１５と、ロボットアーム１５の先端の手首部１６に取り付けられたロボットハンド１００とを備える。
【００１８】
次に、図２を参照して、本実施形態に係るロボットハンド１００の構成について説明する。ロボットハンド１００は、前腕部１４の手首部１６に取り付けられる基部１０３と、基部１０３に取付けられた第１ハンドアーム１０１および第２ハンドアーム１０２と、第１ハンドアーム１０１を駆動するサーボモータ１０４と、第２ハンドアーム１０２を駆動するエアシリンダ１０５とを備える。
【００１９】
図２に示す状態においては、前腕部１４は、第１軸Ａ１に沿って延在している。基部１０３は、第１手首部材１６ａ、第２手首部材１６ｂおよび第３手首部材１６ｃを有する手首部１６を介して、第１軸Ａ１、第２軸Ａ２、および第３軸Ａ３の周りに回転可能となるように、前腕部１４の先端に取り付けられている。なお、第２軸Ａ２は、第１軸Ａ１と直交し、且つ第１軸Ａ１の周りに回転する軸である。第３軸Ａ３は、第２軸Ａ２と直交し、且つ第２軸Ａ２の周りに回転する軸である。
【００２０】
基部１０３は、前腕部１４の第１軸Ａ１方向の一方端に配置された第１手首部材１６ａによって、前腕部１４に対して第１軸Ａ１周りに回転可能となっている。また、基部１０３は、第１手首部材１６ａの第１軸Ａ１方向の一方端に配置された第２手首部材１６ｂによって、前腕部１４に対して第２軸Ａ２周りに回転可能となっている。また、基部１０３は、第２手首部材１６ｂの第３軸Ａ３方向の一方側に配置された第３手首部材１６ｃによって、前腕部１４に対して第３軸Ａ３の周りに回転可能となっている。
【００２１】
基部１０３の第３軸Ａ３方向の一方側には、基部１０３から第４軸Ａ４のプラス方向（図２の第４軸Ａ４の矢印の指す方向）に向かって延びるボール螺子収容部１０６が、固定されている。なお、第４軸Ａ４は、第１軸Ａ１、第２軸Ａ２、および第３軸Ａ３の周りに回転する軸である。
【００２２】
ボール螺子収容部１０６は、第４軸Ａ４の方向に長手方向を有する断面四角形の中空の箱状部材であって、その内部空間に、第４軸Ａ４に沿って延びる螺子軸を含むボール螺子（図示せず）を収容している。ボール螺子の螺子軸の第４軸Ａ４プラス方向側の端部は、上記したサーボモータ１０４の出力シャフト（図示せず）に連結されている。なお、ボール螺子収容部１０６の端面１０７には、第４軸Ａ４に沿って延在する開口部（図示せず）が形成されている。
【００２３】
第１ハンドアーム１０１は、ボール螺子収容部１０６の端面１０７に面して取り付けられた連結部収容部１０８と、連結部収容部１０８の第４軸Ａ４プラス方向側に固定されたモータ収容部１０９と、連結部収容部１０８から第４軸Ａ４のマイナス方向に向かって延びるシャフト収容部１１０と、シャフト収容部１１０の第４軸Ａ４マイナス方向側に配置された把持部１１１とを有する。連結部収容部１０８は、中空の箱状部材であって、その内部空間に、ボール螺子収容部１０６に対して連結される連結部（図示せず）を含む。
【００２４】
この連結部は、ボール螺子収容部１０６の端面１０７に形成された開口部を通って上記螺子軸と螺合するともに、ボール螺子収容部１０６に対して第４軸Ａ４方向に移動可能に支持されている。本実施形態においては、螺子軸の回転運動が、連結部収容部１０８の第４軸Ａ４に沿う移動運動に変換される。具体的には、螺子軸が第４軸Ａ４周りの一方向に回転すると、螺子軸と螺合する連結部が、第４軸Ａ４マイナス方向に向かって駆動される。
【００２５】
この連結部の移動に伴って、連結部収容部１０８は、第４軸Ａ４マイナス方向に移動する。同様に、螺子軸が第４軸Ａ４周りの他方向に回転すると、連結部が第４軸Ａ４プラス方向に駆動され、その結果、連結部収容部１０８は、第４軸Ａ４プラス方向に移動する。このようにして、連結部収容部１０８は、螺子軸の回転に伴って、第４軸Ａ４に沿って往復動する。
【００２６】
モータ収容部１０９は、中空の箱状部材であって、その内部空間に、上記した把持部１１１を駆動するためのモータ（図示せず）を収容している。シャフト収容部１１０は、中空の箱状部材であって、その内部空間に、第４軸Ａ４に沿って延びる第１のシャフト１１２および第２のシャフト１１３を収容している。２本のシャフト１１２および１１３の第４軸Ａ４プラス方向側の端部は、モータ収容部１０９内に収容されたモータの出力シャフトに、ギア段を介して機械的に連結されている。
【００２７】
モータの出力シャフトが回転すると、第１のシャフト１１２および第２のシャフト１１３は、上記ギア段によって、互いに逆方向となるように第４軸Ａ４周りに回転される。第１のシャフト１１２および第２のシャフト１１３は、その第４軸Ａ４プラス方向側の端部から第４軸Ａ４マイナス方向に向かって延び、連結部収容部１０８とシャフト収容部１１０の内部空間を通過し、シャフト収容部１１０の第４軸Ａ４マイナス方向の端面１１４に形成された第１の貫通孔１１５および第２の貫通孔１１６を介して、それぞれ、外部に延出している。
【００２８】
シャフト１１２および１１３の先端には、把持部１１１が取り付けられている。より具体的には、把持部１１１は、第１のシャフト１１２に固定された第１の爪部１１７と、第２のシャフト１１３に固定された第２の爪部１１８とを含む。第１の爪部１１７および第２の爪部１１８は、それぞれ外方に張り出すように湾曲する形状を有している。
【００２９】
上記したように、シャフト１１２および１１３は、モータ収容部１０９内に収容されたモータによって、互いに逆方向に回転駆動される。このため、爪部１１７および１１８は、それらの先端が互いに向かう方向と、互いから離れる方向とに駆動されることになる。この構成により、把持部１１１は、物品Ｗを爪部１１７および１１８によって挟持して把持することができ、また、把持した物品Ｗを解放することができる。
【００３０】
なお、本実施形態においては、把持部１１１と、シャフト１１２および１１３との間に、物品Ｗの重量を計測するための荷重センサ１２２が介装されている。この荷重センサ１２２は、制御部１２からの指令に応じて、把持部１１１が物品を持ち上げた時に、物品Ｗの重量に係る情報を取得し、制御部１２へ送信する。なお、荷重センサ１２２については、後述する。
【００３１】
エアシリンダ１０５は、基部１０３の第４軸Ａ４プラス方向側において、ボール螺子収容部１０６の上面１１９に固定されている。エアシリンダ１０５は、空気圧によって第４軸Ａ４に沿って駆動されるピストン（図示せず）を内蔵している。外部に設置されたコンプレッサ（図示せず）によってエアシリンダ１０５内の気圧を昇圧すると、このピストンは、第４軸Ａ４プラス方向へ駆動される。一方、コンプレッサによってエアシリンダ１０５内の気圧を減圧すると、このピストンは、第４軸Ａ４マイナス方向へ駆動される。
【００３２】
第２ハンドアーム１０２は、第４軸Ａ４に沿って延在するアームプレート１２０と、アームプレート１２０に固定されたカウンタバランサ錘１２１とを有する。アームプレート１２０は、エアシリンダ１０５の上方側において、第４軸Ａ４に沿って移動可能に設けられている。アームプレート１２０は、エアシリンダ１０５に内蔵されたピストンに機械的に連結されている。上記したように、このピストンは、エアシリンダ１０５内の空気圧によって第４軸Ａ４に沿って往復動するように駆動されるので、このピストンと一体となって、アームプレート１２０も、第４軸Ａ４に沿って往復動する。
【００３３】
カウンタバランサ錘１２１は、予め定められた重量を有する四角柱状の錘であって、アームプレート１２０の上面の、第４軸Ａ４プラス方向側の端部に固定されている。カウンタバランサ錘１２１は、アームプレート１２０とともに、エアシリンダ１０５によって、第４軸Ａ４に沿って往復動する。
【００３４】
図２に示すロボットハンド１００は、物品Ｗを把持することが可能な伸長状態となっている。この伸長状態においては、ロボットハンド１００の第１ハンドアーム１０１は、把持部１１１を、基部１０３から第４軸Ａ４プラス方向へ離隔した第１遠位位置に配置させている。より具体的には、この状態においては、連結部収容部１０８に内蔵された連結部は、ボール螺子収容部１０６内の螺子軸の、第４軸Ａ４マイナス方向端の近傍位置に配置される。
【００３５】
その結果、連結部収容部１０８の第４軸Ａ４マイナス方向端が、ボール螺子収容部１０６の第４軸Ａ４マイナス方向端に近接する位置に、連結部収容部１０８がボール螺子収容部１０６に対して位置決めされることになる。このように連結部収容部１０８が位置決めされるのに伴って、シャフト収容部１１０の第４軸Ａ４マイナス方向側に固定された把持部１１１は、基部１０３から第４軸Ａ４マイナス方向に離隔した第１遠位位置に配置される。
【００３６】
一方、図２に示す伸長状態においては、ロボットハンド１００の第２ハンドアーム１０２は、カウンタバランサ錘１２１を、基部１０３から第４軸Ａ４プラス方向へ離隔した第２遠位位置に配置させている。より具体的には、カウンタバランサ錘１２１を第２遠位位置に配置させた状態においては、エアシリンダ１０５に内蔵されたピストンは、空気圧によって駆動され、エアシリンダ１０５の第４軸Ａ４プラス方向側の端部に配置される。
【００３７】
これにより、アームプレート１２０の第４軸Ａ４マイナス方向の端部が、エアシリンダ１０５の第４軸Ａ４プラス方向の端部近傍に配置される位置に、アームプレート１２０がエアシリンダ１０５に対して位置決めされることになる。このようにアームプレート１２０が位置決めされるのに伴って、アームプレート１２０の第４軸Ａ４プラス方向端に固定されたカウンタバランサ錘１２１は、基部１０３から第４軸Ａ４プラス方向に離隔した第２遠位位置に配置される。
【００３８】
次に、図３を参照して、ロボットハンド１００の収縮状態について説明する。ロボットハンド１００の収縮状態においては、ロボットハンド１００の第１ハンドアーム１０１は、図３に示すように、把持部１１１を、基部１０３に近接した第１近位位置に配置させている。より具体的には、把持部１１１を第１近位位置に配置させた状態においては、連結部収容部１０８に内蔵された連結部が、ボール螺子収容部１０６内の螺子軸の第４軸Ａ４プラス方向端の近傍位置に配置される。
【００３９】
これにより、連結部収容部１０８の第４軸Ａ４プラス方向端が、ボール螺子収容部１０６の第４軸Ａ４プラス方向端に近接する位置に、連結部収容部１０８がボール螺子収容部１０６に対して位置決めされることになる。このような連結部収容部１０８の配置に伴って、シャフト収容部１１０に固定された把持部１１１は、上記第１遠位位置よりも基部１０３に近接した第１近位位置に配置される。このように、本実施形態においては、第１ハンドアーム１０１は、把持部１１１を、第１遠位位置と、第１遠位位置よりも基部１０３に近接した第１近位位置との間で移動させることができる。
【００４０】
一方、図３に示す収縮状態においては、ロボットハンド１００の第２ハンドアーム１０２は、カウンタバランサ錘１２１を、基部１０３に近接した第２近位位置に配置させている。より具体的には、この状態においては、エアシリンダ１０５に内蔵されたピストンは、エアシリンダ１０５内の第４軸Ａ４マイナス方向端に配置されている。
【００４１】
これにより、アームプレート１２０の第４軸Ａ４マイナス方向端が、エアシリンダ１０５の第４軸Ａ４マイナス方向端に近接するように、アームプレート１２０がエアシリンダ１０５に対して位置決めされることになる。このアームプレート１２０の配置に伴って、アームプレート１２０の第４軸Ａ４プラス方向端に固定されたカウンタバランサ錘１２１は、上記第２遠位位置よりも基部１０３に近接した第２近位位置に配置される。このように、本実施形態においては、第２ハンドアーム１０２は、カウンタバランサ錘１２１を、第２遠位位置と、第２遠位位置よりも基部１０３に近接した第２近位位置との間で移動させることができる。
【００４２】
次に、図４を参照して、本実施形態に係るロボットハンド１００の動作フローについて説明する。図４に示す動作フローは、制御部１２が上位コントローラやオペレータから物品Ｗの運搬命令を受け付けたときに開始する。
【００４３】
制御部１２は、物品Ｗの運搬命令を受け付けると、ステップＳ１において、ロボットアーム１５を動作させて、ロボットハンド１００を、物品Ｗを把持するための作業位置へと移動させる。具体的には、制御部１２は、制御部に内蔵されたメモリに予め記録されたロボットプログラムを読み出す。そして、制御部１２は、このロボットプログラムに従って、ロボットアーム１５を移動させ、ロボットハンド１００を物品Ｗの近傍位置へ配置させる。
【００４４】
ステップＳ２において、制御部１２は、カウンタバランサ錘１２１を第２遠位位置へ移動させる。具体的には、制御部１２は、コンプレッサを制御して、エアシリンダ１０５内の気圧を昇圧する。これにより、エアシリンダ１０５のピストンが第４軸Ａ４プラス方向に向かって駆動され、このピストンと一体となって、アームプレート１２０が第４軸Ａ４プラス方向に向かって移動する。その結果、カウンタバランサ錘１２１は、第２遠位位置に向かって移動する。このように、本実施形態においては、エアシリンダ１０５が、把持部１１１を、第２遠位位置と第２近位位置との間で移動させる第２駆動部として機能する。
【００４５】
ステップＳ３において、制御部１２は、カウンタバランサ錘１２１が第２遠位位置に配置されたか否かを判断する。例えば、制御部１２は、アームプレート１２０の変位を検出するために第２ハンドアーム１０２に設置された位置センサから、アームプレート１２０の変位に係る情報を取得し、この情報に基づいて、カウンタバランサ錘１２１が第２遠位位置に配置されたか否かを判断する。制御部１２は、ＹＥＳと判断した場合、ステップＳ４に進む。一方、制御部１２は、ＮＯと判断した場合、ステップＳ２に戻る。
【００４６】
ステップＳ４において、制御部１２は、把持部１１１を第１遠位位置に移動させる。具体的には、制御部１２は、サーボモータ１０４を制御して、ボール螺子収容部１０６内に収容されたボール螺子の螺子軸を回転させる。上記したように、螺子軸の回転運動は、連結部収容部１０８の第４軸Ａ４に沿う移動運動に変換される。
【００４７】
これにより、連結部収容部１０８に固定されたシャフト収容部１１０、モータ収容部１０９、ならびに、シャフト１１２および１１３は、連結部収容部１０８と一体となって第４軸Ａ４マイナス方向へ移動する。その結果、把持部１１１は、第１遠位位置に向かって移動する。このように、本実施形態においては、サーボモータ１０４およびボール螺子が、把持部１１１を、第１遠位位置と第１近位位置との間で移動させる第１駆動部として機能する。
【００４８】
ステップＳ５において、制御部１２は、把持部１１１が第１遠位位置に配置されたか否かを判断する。例えば、制御部１２は、サーボモータ１０４の回転数に基づいて、把持部１１１が第１遠位位置に配置されたか否かを判断する。
【００４９】
または、制御部１２は、連結部収容部１０８内の連結部の変位を検出する位置センサから、連結部の変位に係る情報を取得し、この情報に基づいて、把持部１１１が第１遠位位置に配置されたか否かを判断してもよい。制御部１２は、ＹＥＳと判断した場合、ステップＳ６に進む。一方、制御部１２は、ＮＯと判断した場合、ステップＳ４に戻る。
【００５０】
ステップＳ６において、制御部１２は、把持部１１１を制御し、把持部１１１によって物品Ｗを把持する。具体的には、制御部１２は、まず、ロボットアーム１５を動作させて、把持部１１１を物品Ｗの位置まで移動させる。そして、制御部１２は、モータ収容部１０９内に収容されたモータを制御し、シャフト１１２および１１３を、互いに逆方向となるように回転させる。シャフト１１２および１１３の回転動作に伴って、爪部１１７および１１８は、互いに向かう方向に移動し、物品Ｗを挟持する。
【００５１】
ステップＳ７において、制御部１２は、把持部１１１が物品Ｗを把持したか否かを判断する。例えば、制御部１２は、上記した荷重センサ１２２からの情報に基づいて、把持部１１１が物品Ｗを把持したか否かを判断する。制御部１２は、ＹＥＳと判断した場合、ステップＳ８に進む。一方、制御部１２は、ＮＯと判断した場合、ステップＳ６に戻る。
【００５２】
ステップＳ８において、制御部１２は、把持部１１１を第１近位位置へ移動させる。具体的には、制御部１２は、サーボモータ１０４を制御して、ボール螺子収容部１０６内に収容された螺子軸を、ステップＳ４とは逆方向に回転させる。これにより、把持部１１１は、第１近位位置に向かって移動する。
【００５３】
ステップＳ９において、制御部１２は、把持部１１１が第１近位位置に配置されたか否かを判断する。制御部１２は、ＹＥＳと判断した場合、ステップＳ１０に進む。一方、制御部１２は、ＮＯと判断した場合、ステップＳ８に戻る。
【００５４】
ステップＳ１０において、制御部１２は、カウンタバランサ錘１２１を第２近位位置へ移動させる。具体的には、制御部１２は、コンプレッサを制御して、エアシリンダ１０５内の気圧を減圧する。これにより、エアシリンダ１０５のピストンが第４軸Ａ４マイナス方向に向かって駆動される。その結果、カウンタバランサ錘１２１は、第２近位位置に向かって移動する。
【００５５】
ステップＳ１１において、制御部１２は、カウンタバランサ錘１２１が第２近位位置に配置されたか否かを判断する。制御部１２は、ＹＥＳと判断した場合、ステップＳ１２に進む。一方、制御部１２は、ＮＯと判断した場合、ステップＳ１０に戻る。
【００５６】
ステップＳ１２において、制御部１２は、ロボットアーム１５を動作させて、ロボットハンド１００を、物品Ｗを解放するための作業位置へと移動させる。具体的には、制御部１２は、予め記録されたロボットプラグラムを読み出す。そして、制御部１２は、このロボットプログラムに従って、ロボットアーム１５を移動させ、ロボットハンド１００を、物品Ｗを解放すべき位置へ配置させる。
【００５７】
ステップＳ１３において、制御部１２は、把持部１１１を制御して、物品Ｗを解放する。具体的には、制御部１２は、まず、ロボットアーム１５を動作させて、把持部１１１を、物品Ｗを置くことのできる位置へ移動させる。そして、制御部１２は、モータ収容部１０９内に収容されたモータを、ステップＳ６とは逆方向に回転させる。これにより、爪部１１７および１１８は、互から離隔する方向に移動する。その結果、爪部１１７および１１８によって挟持されていた物品Ｗは、把持部１１１から解放され、目的の位置へ置かれる。こうして、物品Ｗは、所定の目的位置へと運搬される。
【００５８】
ステップＳ１４において、制御部１２は、把持部１１１が物品Ｗを解放したか否かを判断する。例えば、制御部１２は、上記荷重センサ１２２からの情報に基づいて、把持部１１１が物品Ｗを解放したか否かを判断する。制御部１２は、ＹＥＳと判断した場合、ステップＳ１５に進む。一方、制御部１２は、ＮＯと判断した場合、ステップＳ１３に戻る。
【００５９】
ステップＳ１５において、制御部１２は、ロボットアーム１５を、原位置に移動させる。具体的には、制御部１２は、ロボットアーム１５を、上記したステップＳ１の前の初期段階の位置へ移動させる。ステップＳ１６において、制御部１２は、次の物品運搬命令を受け付けたか否かを判断する。制御部１２は、ＮＯと判断した場合、動作フローを終了する。一方、制御部１２は、ＹＥＳと判断した場合、ステップＳ１に戻る。
【００６０】
本実施形態に係るロボットハンド１００によれば、物品Ｗの運搬時にロボットアーム１５に掛かる負荷を軽減することができる。これについて、図５を参照して、以下に説明する。図５に示すように、ロボットハンド１００が把持部１１１によって物品Ｗを持ち上げているとき、物品Ｗの重量によって、図５中の矢印Ｍ１に示すように、ロボットアーム１５の先端の手首部１６に対して、基部１０３周りの負荷モーメントＭ１が掛かることになる。この負荷モーメントＭ１は、物品Ｗの重心と基部１０３との間の距離ｄ１と、物品Ｗの重量とに依存する。
【００６１】
したがって、重量の重い物品Ｗを把持する場合や、基部１０３から遠い位置にある物品Ｗを把持する場合、手首部１６に掛かる負荷モーメントＭ１が増大することになり、その結果、ロボットアーム１５に掛かる負荷が増大してしまう。
【００６２】
そこで、本実施形態に係るロボットハンド１００においては、物品Ｗの把持時に、物品Ｗによる負荷モーメントＭ１を軽減すべく、カウンタバランサ錘１２１を第２遠位位置に配置させている。具体的には、ロボットハンド１００は、第２ハンドアーム１０２によってカウンタバランサ錘１２１を第２遠位位置に配置させた後に、第１ハンドアーム１０１によって把持部１１１を第１遠位位置に配置させ、把持部によって物品Ｗを把持する。
【００６３】
この場合、カウンタバランサ錘１２１によって、図５中の矢印Ｍ２に示すように、ロボットアーム１５の先端の手首部１６に対して、基部１０３周りの負荷モーメントＭ２が掛かることになる。この負荷モーメントＭ２は、カウンタバランサ錘１２１の重心と基部１０３との間の距離ｄ２と、カウンタバランサ錘１２１の重量とに依存する。この負荷モーメントＭ２によって、負荷モーメントＭ１が軽減されるので、より重量の重い物品Ｗや、基部１０３からより遠くに離隔した物品Ｗを、手首部１６およびロボットアーム１５への負荷を軽減しながら、把持することが可能となる。
【００６４】
また、本実施形態に係るロボットハンド１００は、上記したように、把持部１１１によって物品Ｗを把持する場合、まず、カウンタバランサ錘１２１を第２遠位位置に配置させ、次いで、把持部１１１を第１遠位位置に配置させて、伸長状態となる。そして、ロボットハンド１００は、把持部１１１によって物品Ｗを把持して持ち上げた後に、まず、把持部１１１を第１近位位置に配置させ、次いで、カウンタバランサ錘１２１を第２近位位置に配置させて、収縮状態となる。このような順序で伸長状態および収縮状態とすることによって、物品Ｗを持ち上げることによってロボットアーム１５に掛かる負荷モーメントＭ１の影響を、安全に軽減することができる。
【００６５】
また、本実施形態によれば、ロボットハンド１００は、把持部１１１とカウンタバランサ錘１２１の双方を近位位置に配置させた収縮状態で、物品Ｗを目的位置まで運搬することができる。このように、ロボットハンド１００を収縮状態にして物品Ｗを運搬することによって、運搬時のロボットハンド１００および物品Ｗの負荷イナーシャを軽減することができるので、ロボット１１は、より高速に物品Ｗを運搬することができる。
【００６６】
また、本実施形態によれば、ロボットハンド１００を収縮状態として物品Ｗを運搬することができるので、物品Ｗを運搬する間にロボットハンド１００が干渉する領域を小さくすることができる。これにより、物品Ｗの運搬時にロボットハンド１００が他の部材と衝突してしまうのを防止することができる。
【００６７】
また、本実施形態によれば、物品Ｗに起因する負荷モーメントＭ１を軽減することができることから、物品Ｗを安定して保持することができるので、物品Ｗの運搬時にロボットハンド１００が振動してしまうのを抑制することができる。これにより、物品Ｗを所望の位置に、より高精度に運搬することができる。
【００６８】
次に、図６を参照して、本発明の他の実施形態に係るロボットハンド２００について、説明する。なお、上記した実施形態と同様の部材には同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。ロボットハンド２００は、基部１０３、第１ハンドアーム１０１、第２ハンドアーム１０２、およびサーボモータ１０４と、第２ハンドアーム１０２を駆動するための第２のサーボモータ２０４とを備える。
【００６９】
本実施形態においては、第２ハンドアーム１０２は、サーボモータ２０４によって第４軸Ａ４に沿って駆動される。より具体的には、本実施形態に係るロボットハンド２００は、基部１０３の第４軸Ａ４プラス方向側に、第２のボール螺子収容部２０６を備えている。このボール螺子収容部２０６は、第１のボール螺子収容部１０６の上面１１９に固定されており、基部１０３から第４軸Ａ４プラス方向に向かって延びる。
【００７０】
ボール螺子収容部２０６は、第４軸の方向に長手方向を有する断面四角形の中空の箱状部材であって、その内部空間に、第４軸に沿って延びる第２の螺子軸（図示せず）を含む第２のボール螺子を収容している。この第２の螺子軸の第４軸Ａ４プラス方向側の端部は、上記したサーボモータ２０４の出力シャフト（図示せず）に連結されている。
【００７１】
本実施形態においては、第２ハンドアーム１０２のアームプレート１２０は、ボール螺子収容部２０６に対して連結される第２の連結部（図示せず）を含む。この第２の連結部は、上記した第２の螺子軸と螺合するともに、ボール螺子収容部２０６に対して第４軸Ａ４に沿って移動可能に支持されている。上記した第１ハンドアーム１０１の動作原理と同様に、第２の螺子軸の回転運動は、アームプレート１２０の第４軸Ａ４に沿う移動運動に変換される。
【００７２】
具体的には、第２の螺子軸が第４軸Ａ４周りの一方向に回転すると、第２の螺子軸と螺合する第２の連結部が、第４軸Ａ４プラス方向に向かって駆動される。この動作に伴って、アームプレート１２０は、第４軸Ａ４プラス方向に移動する。同様に、螺子軸が第４軸Ａ４周りの他方向に回転すると、第２の連結部が第４軸Ａ４マイナス方向に駆動され、その結果、アームプレート１２０は、第４軸Ａ４マイナス方向に移動する。
【００７３】
このように、アームプレート１２０は、第２の螺子軸の回転に伴って、第４軸Ａ４に沿って往復動する。このように、本実施形態においては、第２のサーボモータ２０４および第２のボール螺子が、カウンタバランサ錘を第２遠位位置と第２近位位置との間で移動させる第２駆動部として機能する。
【００７４】
次に、図７を参照して、図６に示すロボットハンド２００の動作フローについて説明する。なお、図７に示すステップＳ１〜Ｓ９、およびＳ１２〜Ｓ１６は、図４に示す動作フローと同様であるため、詳細な説明は省略する。
【００７５】
本実施形態に係る動作フローにおいて、制御部１２は、ステップＳ７の後に、ステップＳ２１において、物品Ｗの重量を計測する。具体的には、制御部１２は、上記した荷重センサ１２２から物品Ｗの重量に係る情報を受信し、制御部１２に内蔵されたメモリに記録する。
【００７６】
ステップＳ２２において、制御部１２は、カウンタバランサ錘１２１を配置すべき位置を算出する。このステップＳ２２について、以下に説明する。製造ラインにおいて、それぞれに異なる重量の物品Ｗを運搬することが必要となる場合がある。この場合、運搬する物品Ｗ毎に、ロボットアーム１５に掛かる負荷モーメントＭ１が変動することになる。このように変動する負荷モーメントＭ１を、カウンタバランサ錘１２１によって生じる負荷モーメントＭ２によって効果的に軽減するためには、物品Ｗ毎に、上記した距離ｄ２を制御する必要がある。
【００７７】
そこで、本実施形態においては、制御部１２は、ステップＳ２２において、荷重センサ１２２によって物品Ｗの重量を計測し、計測された物品Ｗの重量に基づいて、負荷モーメントＭ１を効果的に軽減することができる距離ｄ２を算出する。一例としては、制御部１２は、Ｍ１ｄ１２≒Ｍ２ｄ２２を満足するように、ｄ２を算出する。そして、制御部１２は、距離ｄ２の算出結果から、第２ハンドアーム１０２を第４軸Ａ４プラス方向に移動させるべき変位量を決定する。
【００７８】
なお、本実施形態においては、ステップＳ９において、把持部１１１を第１近位位置に配置した後に、物品Ｗを運搬するので、制御部１２は、把持部１１１を第１近位位置に配置した場合に物品Ｗによってロボットアーム１５に掛かる負荷モーメントＭ１を軽減可能な距離ｄ２を、算出する。そして、制御部１２は、ステップＳ８に進む。
【００７９】
ステップＳ９の後に、ステップＳ２３において、制御部１２は、カウンタバランサ錘１２１を、ステップＳ２２にて算出された配置位置へ移動させる。具体的には、制御部１２は、ステップＳ２２にて決定された第２ハンドアーム１０２の変位量に応じて、第２のサーボモータ２０４を駆動し、第２ハンドアーム１０２のアームプレート１２０を、第４軸Ａ４に沿って移動させる。
【００８０】
ステップＳ２４において、制御部１２は、カウンタバランサ錘１２１が目的位置へ配置されたか否かを判断する。例えば、制御部１２は、アームプレート１２０の変位を検出するために第２ハンドアーム１０２に設置された位置センサから、アームプレート１２０の変位に係る情報を取得し、この情報に基づいて、カウンタバランサ錘１２１が目的位置に配置されたか否かを判断する。制御部１２は、ＹＥＳと判断した場合、ステップＳ１２に進む。一方、制御部１２は、ＮＯと判断した場合、ステップＳ２に戻り、カウンタバランサ錘１２１が目的位置に配置されるまで、ステップＳ２３〜Ｓ２４をループさせる。
【００８１】
このように、本実施形態によれば、制御部１２は、荷重センサ１２２によって計測された物品Ｗの重量に基づいて、カウンタバランサ錘１２１の移動を制御している。これにより、運搬すべき物品Ｗの重量が異なる場合においても、ロボットアーム１５に掛かる負荷モーメントＭ１を、この負荷モーメントＭ１の変動に応じて、負荷モーメントＭ２によって効果的に軽減することができる。したがって、より広範な種類の物品を運搬することが可能となるので、本実施形態に係るロボットハンド２００を、より広範な製造ラインに適用することができる。
【００８２】
また、本実施形態によれば、第１ハンドアーム１０１および第２ハンドアーム１０２を駆動させるための駆動部を、サーボモータによって構成している。これにより、第１ハンドアーム１０１および第２ハンドアーム１０２を、より高速で動作させることができる。また、第１ハンドアーム１０１の動作と、第２ハンドアーム１０２の動作とを、互いに同期させることができる。
【００８３】
次に、図８を参照して、本発明のさらに他の実施形態に係るロボットハンド３００について説明する。なお、上記した実施形態と同様の部材には同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。ロボットハンド３００は、基部１０３、第１ハンドアーム１０１、第２ハンドアーム１０２、およびエアシリンダ１０５と、第１ハンドアーム１０１を駆動するためのエアシリンダ３０４とを備える。
【００８４】
本実施形態においては、第１ハンドアーム１０１は、エアシリンダ３０４によって、第４軸Ａ４マイナス方向に駆動される。エアシリンダ３０４は、モータ収容部１０９の第４軸Ａ４プラス方向側において、基部１０３から第４軸Ａ４プラス方向に延びる土台部３０６に固定されている。エアシリンダ３０４は、エアシリンダ３０４内に配置された第２のピストン（図示せず）と、第２のピストンに固定されたシリンダシャフト３０４ａとを含む。
【００８５】
シリンダシャフト３０４ａは、エアシリンダ３０４から第４軸Ａ４マイナス方向に延び、モータ収容部１０９の第４軸Ａ４プラス方向側の端面に固定されている。外部に設置されたコンプレッサによってエアシリンダ３０４内の気圧を昇圧すると、第２のピストンは、第４軸Ａ４マイナス方向へ駆動される。一方、コンプレッサによってエアシリンダ３０４内の気圧を減圧すると、第２のピストンは、第４軸Ａ４プラス方向へ駆動される。このピストンの動作は、シリンダシャフト３０４ａを介して、モータ収容部１０９に伝達される。
【００８６】
連結部収容部１０８は、土台部３０６に第４軸Ａ４に沿って移動可能に支持されている。エアシリンダ３０４によってモータ収容部１０９が駆動されると、連結部収容部１０８およびシャフト収容部１１０も一体となって移動する。このようにして、第１ハンドアーム１０１は、エアシリンダ３０４によって第４軸Ａ４に沿って移動する。したがって、本実施形態においては、エアシリンダ３０４が、把持部１１１を第１遠位位置と前記第１近位位置との間で移動させる第１駆動部として機能する。
【００８７】
本実施形態によれば、第１ハンドアーム１０１および第２ハンドアーム１０２の駆動部を、エアシリンダによって構成している。これにより、比較的安価に駆動部を作製することができるので、ロボットハンドの製造コストを低減することができる。
【００８８】
次に、図９を参照して、本発明のさらに他の実施形態に係るロボットハンド４００について説明する。なお、上記した実施形態と同様の部材には同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。ロボットハンド４００は、基部１０３、第１ハンドアーム１０１、およびエアシリンダ３０４と、基部１０３に第４軸Ａ４に沿って移動可能に取付けられた第２ハンドアーム４０２と、第１ハンドアーム１０１の移動に連動させて、第２ハンドアーム４０２を移動させる連動機構４０３とを備える。
【００８９】
第２ハンドアーム４０２は、第４軸Ａ４に沿って延在するアームプレート４２０と、アームプレート４２０に固定されたカウンタバランサ錘１２１とを有する。アームプレート４２０は、基部１０３に固定された土台部３０６に、第４軸Ａ４に沿って移動可能に取り付けられている。本実施形態においては、アームプレート４２０の下面に、係合部４１２が形成されている。
【００９０】
一方、第１ハンドアーム１０１の連結部収容部１０８は、土台部３０６に第４軸Ａ４に沿って移動可能に支持されており、この連結部収容部１０８の上面に、係合部材４１１が固定されている。この係合部材４１１は、土台部３０６内に配置され、連結部収容部１０８と一体となって移動する。
【００９１】
アームプレート４２０の係合部４１２と、連結部収容部１０８に固定された係合部材４１１との間には、ピニオン４１３が介挿されている。ピニオン４１３は、土台部３０６の内部において、図９の紙面と直交する軸の周りに回転可能となるように、土台部３０６に固定されている。このピニオン４１３は、アームプレート４２０の係合部４１２と係合部材４１１の双方と、係合している。
【００９２】
本実施形態においては、第１ハンドアーム１０１と第２ハンドアーム４０２とを連動させる連動機構４０３は、アームプレート４２０の係合部４１２と、係合部材４１１と、ピニオン４１３とによって構成されている。
【００９３】
次に、図９および図１０を参照して、本実施形態に係るロボットハンド４００の動作について説明する。ロボットハンド４００を、図１０に示す収縮状態から、図９に示す伸長状態とする場合、エアシリンダ３０４によって、第１ハンドアーム１０１を第４軸Ａ４マイナス方向に移動させる。この移動に伴って、連結部収容部１０８に固定された係合部材４１１も、一体となって第４軸Ａ４マイナス方向に移動する。
【００９４】
そうすると、係合部材４１１と係合するピニオン４１３は、図１０の紙面表側から見て、反時計周り方向に回転する。このようにピニオン４１３が反時計回り方向に回転すると、アームプレート４２０の係合部４１２は、第４軸Ａ４プラス方向へ駆動される。
【００９５】
その結果、アームプレート４２０と、アームプレート４２０に固定されたカウンタバランサ錘１２１は、一体となって第４軸Ａ４プラス方向へ移動することになる。すなわち、本実施形態においては、ピニオン４１３と、ピニオン４１３と係合する係合部４１２が、第２ハンドアーム４０２を駆動する第２駆動部として機能する。
【００９６】
このように、本実施形態においては、連動機構４０３によって、エアシリンダ３０４による把持部１１１の移動に連動するように、カウンタバランサ錘１２１を移動させることができる。この構成によれば、第１ハンドアームと第２ハンドアームとで動力源（この例においてはエアシリンダ３０４）を共有することによって、把持部１１１とカウンタバランサ錘１２１の双方を１つの動力源で駆動することができる。
【００９７】
これにより、複雑な構造を要する動力源を削減することができるので、ロボットハンド４００の製造コストを削減することができる。さらに、把持部１１１とカウンタバランサ錘１２１を、より簡単な制御で確実に同期させることができる。
【００９８】
なお、上記した実施形態においては、ロボットハンドを伸長状態とする場合、把持部が第１ハンドアームによって第４軸Ａ４マイナス方向に移動される一方で、カウンタバランサ錘が第２ハンドアームによって第４軸Ａ４プラス方向、すなわち、把持部の移動方向と正反対の方向に移動される場合について述べた。
【００９９】
しかしながら、物品の運搬時にロボットアームに掛かるモーメントを軽減する観点からは、カウンタバランサ錘を、少なくとも、基部を基準として把持部の反対側に移動させれば、カウンタバランサ錘によって物品によるモーメントを軽減する効果を得ることができる。したがって、上記した実施形態に限らず、把持部を第４軸Ａ４マイナス方向に移動させるとともに、カウンタバランサ錘を、基部から第４軸Ａ４プラス方向側の如何なる方向に向かって移動させてもよい。
【０１００】
また、上記した実施形態においては、把持部によって物品を把持した後に、一旦、ロボットハンドを収縮状態とし、物品を所定位置まで搬送する場合について述べた。しかしながら、これに限らず、ロボットハンドを伸長状態としたまま、物品を所定位置まで搬送してもよい。
【０１０１】
また、上記した実施形態においては、運搬する物品の重量を計測するための荷重センサを、把持部が固定されたシャフトと把持部との間に設置した場合について述べた。しかしながら、これに限らず、荷重センサを、例えば、ロボットハンドの基部や、ロボットアームに取り付けてもよい。
【０１０２】
さらには、荷重センサに代えて、例えば、曲げセンサをロボットアームに複数個所設置し、制御部は、把持部が物品を把持したときにロボットアームに生じる歪みを検出してもよい。そして、制御部は、これら曲げセンサから送信される歪み情報に基づいて、ロボットアームに掛かるモーメントを算出してもよい。この場合において、制御部は、曲げセンサからの歪み情報を周期的に受信し、運搬中に時々刻々と変化する、ロボットアームに掛かるモーメントに応じて、カウンタバランサ錘の位置をリアルタイムで調整してもよい。
【０１０３】
以上、発明の実施形態を通じて本発明を説明したが、上述の実施形態は、特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが、発明の解決手段に必須であるとは限らない。さらに、上述の実施形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【０１０４】
また、特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。
【符号の説明】
【０１０５】
１０    ロボットシステム
１１    ロボット
１２    制御部
１５    ロボットアーム
１００，２００，３００，４００    ロボットハンド
１０１    第１ハンドアーム
１０２，４０２    第２ハンドアーム
１０３    基部
１１１    把持部
１２１    カウンタバランサ錘
【図１】
2015009287.tif 000003
【図２】
2015009287.tif 000004
【図３】
2015009287.tif 000005
【図４】
2015009287.tif 000006
【図５】
2015009287.tif 000007
【図６】
2015009287.tif 000008
【図７】
2015009287.tif 000009
【図８】
2015009287.tif 000010
【図９】
2015009287.tif 000011
【図１０】
2015009287.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成26年10月1日(2014.10.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
このとき、物品の把持部と基部との間の距離と、物品の重量とに依存する負荷モーメントが、基部および手首部に作用する。直線的に往復動可能な把持部を有するロボットハンドにおいては、基部から離隔した位置に配置させた把持部によって物品を持ち上げた場合に基部および手首部に作用する負荷モーメントを軽減することが求められている。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
この方法は、物品を把持するステップの後に、物品の重量を計測するステップと、計測された物品の重量に基づいて、カウンタバランサ錘の配置位置を算出するステップと、第２ハンドアームによって、カウンタバランサ錘を配置位置に移動させるステップとをさらに備えてもよい。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
本発明に係るロボットハンドによれば、基部から離隔した位置に配置させた把持部によって物品を持ち上げた場合に基部および手首部に作用する負荷モーメントを、カウンタバランサ錘によって軽減することができる。また、把持部とカウンタバランサ錘の双方を近位位置に移動することができるので、把持部に把持した物品をロボットアームの動作によって運搬するときにロボットアームに掛かる負荷イナーシャを、軽減することができる。
【手続補正４】
【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】
物品を把持して搬送するためのロボットハンドであって、
基部と、
前記基部に取付けられる第１ハンドアームであって、前記物品を把持するための把持部を有し、該把持部を、前記基部から第１方向へ離隔した第１遠位位置と、前記第１遠位位置よりも前記基部に近接した第１近位位置との間で移動させることができる、第１ハンドアームと、
前記基部に取付けられる第２ハンドアームであって、カウンタバランサ錘を有し、該カウンタバランサ錘を、前記基部から前記第１方向とは反対側の第２方向へ離隔した第２遠位位置と、前記第２遠位位置よりも前記基部に近接した第２近位位置との間で移動させることができる、第２ハンドアームと、を備える、ロボットハンド。
【請求項２】
前記把持部を、前記第１遠位位置と前記第１近位位置との間で移動させる第１駆動部と、
前記カウンタバランサ錘を、前記第２遠位位置と前記第２近位位置との間で移動させる第２駆動部と、をさらに備える、請求項１に記載のロボットハンド。
【請求項３】
前記第１駆動部による前記把持部の移動と、前記第２駆動部による前記カウンタバランサ錘の移動とを連動させる連動機構をさらに備える、請求項２に記載のロボットハンド。
【請求項４】
前記第１駆動部と前記第２駆動部とは、共通の動力源を有する、請求項３に記載のロボットハンド。
【請求項５】
前記第１駆動部および前記第２駆動部の各々は、エアシリンダを有する、請求項２に記載のロボットハンド。
【請求項６】
前記第１駆動部および前記第２駆動部の各々は、サーボモータを有する、請求項２に記載のロボットハンド。
【請求項７】
前記第１駆動部および前記第２駆動部のうちの一方は、サーボモータを有し、他方は、エアシリンダを有する、請求項２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と、
前記ロボットハンドが取り付けられるロボットアームと、を備える、ロボット。
【請求項９】
請求項８に記載のロボットと、
前記ロボットを制御する制御部と、を備える、ロボットシステム。
【請求項１０】
前記物品の重量を計測する荷重センサをさらに備え、
前記制御部は、前記荷重センサによって計測された前記物品の重量に基づいて、前記第２ハンドアームによる前記カウンタバランサ錘の移動を制御する、請求項９に記載のロボットシステム。
【請求項１１】
請求項１〜７のいずれか１項に記載のロボットハンドを制御するための方法であって、
前記第２ハンドアームによって、前記カウンタバランサ錘を、前記第２近位位置から前記第２遠位位置に移動させるステップと、
前記第１ハンドアームによって、前記把持部を、前記第１近位位置から前記第１遠位位置に移動させるステップと、
前記把持部を駆動して前記物品を把持するステップと、を備える、方法。
【請求項１２】
前記物品を把持するステップの後に、前記物品の重量を計測するステップと、
計測された前記物品の重量に基づいて、前記カウンタバランサ錘の配置位置を算出するステップと、
前記第２ハンドアームによって、前記カウンタバランサ錘を前記配置位置に移動させるステップと、をさらに備える、請求項１１に記載の方法。