(57)【要約】【課題】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。【解決手段】把持装置は、第１把持部と、第２把持部と、を備える。前記第１把持部と前記第２把持部とのうちの少なくとも一方は、前記第１把持部と前記第２把持部とを相対的に近づけ、あるいは遠ざける位置変更部に固定される固定部と、第１の端部と第２の端部とを有し、前記第１の端部が、前記固定部に、第１の回転軸の周りに回転可能に連結される第１支持部と、第３の端部と第４の端部とを有し、前記第３の端部が、前記固定部に、第２の回転軸の周りに回転可能に連結される第２支持部と、前記第２の端部と、前記第４の端部と、の間を連結する弾性部材と、を有する。【選択図】図３
2016052700.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１把持部と、
第２把持部と、
を備え、
前記第１把持部と前記第２把持部とのうちの少なくとも一方は、
前記第１把持部と前記第２把持部とを相対的に近づけ、あるいは遠ざける位置変更部に固定される固定部と、
第１の端部と第２の端部とを有し、前記第１の端部が、前記固定部に、第１の回転軸の周りに回転可能に連結される第１支持部と、
第３の端部と第４の端部とを有し、前記第３の端部が、前記固定部に、第２の回転軸の周りに回転可能に連結される第２支持部と、
前記第２の端部と、前記第４の端部と、の間を連結する弾性部材と、
を有する、把持装置。
【請求項２】
請求項１に記載の把持装置において、
前記第１の端部と前記第２の端部との間の第１の中間部は、前記第１の回転軸からずれた曲がり形状を有しており、
前記第３の端部と前記第４の端部との間の第２の中間部は、前記第２の回転軸からずれた曲がり形状を有している、
把持装置。
【請求項３】
請求項２に記載の把持装置において、
前記第１支持部は、前記第２の端部が前記第１の中間部よりも、前記第１の回転軸に近く、
前記第２支持部は、前記第４の端部が前記第２の中間部よりも、前記第２の回転軸に近い、
把持装置。
【請求項４】
請求項３に記載の把持装置において、
前記第１把持部または前記第２把持部の移動方向から見た場合、前記第１の回転軸と前記第２の回転軸は、前記第１の中間部と、前記第２の中間部との間に位置する、把持装置。
【請求項５】
請求項４に記載の把持装置において、
前記第１把持部または前記第２把持部の移動方向から見た場合、前記第１支持部と前記第２支持部は交差している、把持装置。
【請求項６】
請求項４または５に記載に把持装置において、
前記第１の回転軸と前記第２の回転軸とは、前記第１の端部側よりも、前記第２の端部側が狭くなるように、斜めである、把持装置。
【請求項７】
請求項４または５に記載に把持装置において、
前記第１の回転軸と、前記第２の回転軸とは、平行である、把持装置。
【請求項８】
請求項７に記載の把持装置において、
前記第２の端部と、前記第４の端部との間隔は、前記第１の回転軸と前記第２の回転軸との間隔よりも狭い、把持装置。
【請求項９】
請求項２から４のいずれか一項に記載の把持装置において、
前記第１の回転軸と前記第２の回転軸は、同一の軸である、把持装置。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか一項に記載の把持装置において、
前記弾性部材と、前記前記第１支持部と前記第２支持部とを覆う把持膜を備える、把持装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか一項に記載の把持装置を備えるロボット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、把持装置および把持装置を備えるロボットに関する。
【背景技術】
【０００２】
組立作業や分類作業等の作業において被挟持物を保持するロボットが活用されている。ロボットに保持させたい被挟持物は多種多様である。高硬度の物から柔軟な物まで保持可能なロボットハンドが特許文献１に開示されている。これによると、ロボットハンドは一対の保持体を備えている。保持体が被挟持物を挟むとき被挟持物の形状に沿って袋体が変形する。これにより、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た。
【０００３】
他にも、並んで配置された被挟持物を保持するロボットハンドが特許文献２に開示されている。ロボットハンドは一対の指形成体を備えている。指形成体は筒状の軟質材で形成されている。指形成体の指先部材に流体を供給することにより指先部を膨張させることが可能になっている。そして、隣り合う被挟持物の間の隙間に指先部を挿入した後で指先部を膨張させる。これにより指先部は硬くなる。ロボットハンドは硬くした指先部で被挟持物を挟んで保持した。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１４８３８０号公報
【特許文献２】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】
【０００５】
特許文献１のロボットハンドでは袋体が設置された一対の保持体が被挟持物を両側から挟んで保持した。被挟持物が並んで設置されているとき、隣り合う被挟持物の間が離れていないと袋体が設置された保持体を隣り合う被挟持物の間に挿入できなかった。
【０００６】
特許文献２のロボットハンドでは被挟持物の側面を硬くした指先部で挟み込んでいた。被挟持物の側面を押圧したときの摩擦力で被挟持物を保持していたので、被挟持物の表面状態や側面の形状の影響を受け易かった。従って、安定した保持を行えないことがあると推定される。そこで、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が望まれていた。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
【０００８】
（１）本発明の一形態によれば、把持装置が提供される。この把持装置は、第１把持部と、第２把持部と、を備える。前記第１把持部と前記第２把持部とのうちの少なくとも一方は、前記第１把持部と前記第２把持部とを相対的に近づけ、あるいは遠ざける位置変更部に固定される固定部と、第１の端部と第２の端部とを有し、前記第１の端部が、前記固定部に、第１の回転軸の周りに回転可能に連結される第１支持部と、第３の端部と第４の端部とを有し、前記第３の端部が、前記固定部に、第２の回転軸の周りに回転可能に連結される第２支持部と、前記第２の端部と、前記第４の端部と、の間を連結する弾性部材と、を有する。この形態によれば、隣り合う被挟持物の隙間が狭いときにも、隣り合う被挟持物の隙間に第１把持部または第２把持部を挿入することで、安定して被挟持物を保持することが可能となる。
【０００９】
（２）上記形態の把持装置において、前記第１の端部と前記第２の端部との間の第１の中間部は、前記第１の回転軸からずれた曲がり形状を有しており、前記第３の端部と前記第４の端部との間の第２の中間部は、前記第２の回転軸からずれた曲がり形状を有していてもよい。この形態によれば、中間部が被把持物に接触すると、中間部が被把持物に押されて第１支持部、第２支持部が回転することで、過度の力を被把持物に与えることを回避し、被把持物を柔らかく保持できる。
【００１０】
（３）上記形態の把持装置において、前記第１支持部は、前記第２の端部が前記第１の中間部よりも、前記第１の回転軸に近く、前記第２支持部は、前記第４の端部が前記第２の中間部よりも、前記第２の回転軸に近くてもよい。この形態によれば、第１支持部、第２支持部が被把持物に接触すると、第１支持部の第２の端部と、第２支持部の第２の端部とは、被把持物の下に位置するように回転するため、第１支持部の第２の端部と、第２支持部の第２の端部と、弾性部材とによって、被把持物を下方から支持できる。
【００１１】
（４）上記形態の把持装置において、前記第１把持部または前記第２把持部の移動方向から見た場合、前記第１の回転軸と前記第２の回転軸は、前記第１の中間部と、前記第２の中間部との間に位置してもよい。この形態によれば、回転軸と中間部の距離を大きく出来るので、弱い力であっても第１支持部、第２支持部を回転させ、被把持物を柔らかく保持できる。
【００１２】
（５）上記形態の把持装置において、前記第１把持部または前記第２把持部の移動方向から見た場合、前記第１支持部と前記第２支持部は交差していてもよい。この形態によれば、第１支持部と第２支持部とを交差せせることにより、回転軸と中間部の距離をさらに大きく出来るので、被把持物をさらに柔らかく保持できる。
【００１３】
（６）上記形態の把持装置において、前記第１の回転軸と前記第２の回転軸とは、前記第１の端部側よりも、前記第２の端部側が狭くなるように、斜めであってもよい。この形態によれば、斜めの角度により、第２の端部、第４の端部を被把持物側により突出させることが出来、あるいは、回転軸と中間部の距離をさらに大きくして被把持物を柔らかく保持できる。
【００１４】
（７）上記形態の把持装置において、前記第１の回転軸と、前記第２の回転軸とは、平行であってもよい。この形態によれば、第２の端部と、第４の端部とを被把持物の下部に位置させて、被把持物を下方より支持することが出来る。また、回転軸と中間部の距離を大きくして被把持物を柔らかく保持できる。
【００１５】
（８）上記形態の把持装置において、前記第２の端部と、前記第４の端部との間隔は、前記第１の回転軸と前記第２の回転軸との間隔よりも狭くてもよい。この形態によれば、第２の端部と、第４の端部とを被把持物の下部にさらに突出させることが出来るので、被把持物を下方よりさらに支持することが出来る。
【００１６】
（９）上記形態の把持装置において、前記第１の回転軸と前記第２の回転軸は、同一の軸であってもよい。第１支持部、第２支持部を同一の軸で回転させるので、構成が簡単で有り、製造しやすい。
【００１７】
（１０）上記形態の把持装置において、前記弾性部材と、前記前記第１支持部と前記第２支持部とを覆う把持膜を備えてもよい。この形態によれば、把持膜を介して被把持物を支持できるので、把持力を分散し、被把持物を柔らかく保持できる。
【００１８】
（１１）上記形態のいずれか一つに記載の把持装置を備えるロボットであってもよい。
【００１９】
本発明は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、把持装置の他、把持装置を備えるロボット、把持方法等、様々な形態で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】第１実施形態に係る把持装置の構成を示す概略斜視図。
【図２】把持装置が被把持物を保持した状態を示す概略斜視図と概略側面図。
【図３】第１把持部と第２把持部が被把持物を把持した状態を示す説明図。
【図４】第１把持部をＸ方向、Ｙ方向から見たときの説明図。
【図５】第２の実施形態における第１把持部をＸ方向、Ｙ方向から見たときの説明図。
【図６】第３の実施形態における第１把持部をＸ方向、Ｙ方向から見たときの説明図。
【図７】第４の実施形態における第１把持部と第２把持部が被把持物を把持した状態を示す説明図。
【図８】第５の実施形態を示す説明図。
【図９】第６の実施形態を示す説明図。
【図１０】第７の実施形態を示す説明図。
【図１１】弾性部材の別の実施形態を示す説明図。
【図１２】搬送装置としてのロボットを示す外観図。
【図１３】水平多関節ロボットいわゆるスカラーロボットと呼ばれる形態を示す模式正面図。
【図１４】その他のロボットの実施形態としての双腕ロボットの構造を示す模式正面図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る把持装置の構成を示す概略斜視図であり、被把持物２を保持する前の状態を示している。図２（Ａ）は、第１実施形態に係る把持装置が被把持物２を保持した状態を示す概略斜視図であり、図２（Ｂ）は、第１実施形態に係る把持装置が被把持物２を保持した状態を示す模式側断面図である。なお、以下の説明に用いた各図においては、各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするために、各部材毎に縮尺を異ならせている。
【００２２】
図１に示すように、四角形の板状の載置台１の上に被把持物２が載置されている。載置台１の図中上側を向く面は平面１ａとなっている。この平面１ａの法線の方向は重力加速度が作用する方向と逆の方向であり、この方向をＺ方向とする。そして、平面１ａに沿った方向をＸ方向およびＹ方向とし、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向はそれぞれ直交する方向である。なお、被把持物２は特に限定されず柔軟な物体であっても良く、変形し難い物体であっても良い。被把持物２は、例えば、ハム、ソーセージ、チーズ、クリームコロッケ、こんにゃく、豆腐、寒天等の物体である。図を見やすくするために載置台１上には被把持物２が１個のみ載置されているが、載置台１には複数の被把持物２が接近し配列して設置されていても良い。
【００２３】
被把持物２のＺ方向には搬送装置３に設置された把持装置４が位置している。搬送装置３はＹ方向に延在するアーム５とアーム５に接続された図示しない駆動部を備えている。そして、搬送装置３は駆動部を動作させることにより、アーム５を移動させることが可能になっている。
【００２４】
アーム５の先端には昇降機構６および回動機構７が設置されている。昇降機構６および回動機構７は昇降回動軸８を回動させ、昇降回動軸８をＺ方向に往復移動させる。昇降機構６および回動機構７の構造は特に限定されない。昇降機構６にはモーターとボールねじ、リニアモーター、ラックとピニオン等を用いることができる。例えば本実施形態では昇降機構６はモーターとボールネジとを組み合わせた構造であり、ボールネジが昇降回動軸８を直動させている。回動機構７はモーターと減速ギアとを組み合わせた構造であり、減速ギアが昇降回動軸８を回動させる。
【００２５】
昇降回動軸８の−Ｚ方向の端には把持装置４が設置されている。把持装置４は昇降回動軸８と接続する位置変更部９を備えている。位置変更部９は略直方体の形状をしている。図２（ｂ）に示すように、位置変更部９の−Ｚ方向側の面には一対のレール９ａがＸ方向に延在して設置されている。レール９ａには第１ステージ９ｂおよび第２ステージ９ｃが吊るされて設置されている。第１ステージ９ｂおよび第２ステージ９ｃはレール９ａに沿って±Ｘ方向に移動する。第１ステージ９ｂおよび第２ステージ９ｃが移動する±Ｘ方向を位置変更方向９ｄとする。
【００２６】
位置変更部９は内部に図示しない直動機構を備え、直動機構は第１ステージ９ｂおよび第２ステージ９ｃを位置変更方向９ｄに往復移動する。位置変更部９は第１ステージ９ｂおよび第２ステージ９ｃを各々独立して移動させることができる。位置変更部９が備える直動機構の構造は特に限定されず、昇降機構６と同様な機構を用いることができる。本実施形態では例えば、この直動機構はステップモーターとボールネジとを組み合わせて構成されている。
【００２７】
第１ステージ９ｂの−Ｚ方向側には第１ステージ９ｂと接続して保持部としての第１把持部１０が設置されている。第２ステージ９ｃの−Ｚ方向側には第２ステージ９ｃと接続して保持部としての第２把持部１１が設置されている。位置変更部９は第１ステージ９ｂおよび第２ステージ９ｃを移動させることにより第１把持部１０と第２把持部１１との相対位置を変更する機能を備えている。なお、この相対位置の制御では、予め設定されたテンプレートによる位置制御による方法や、把持圧力を圧力センサー等でモニタリングしながら把持する把持圧力制御による方法等を用いることができる。
【００２８】
第１把持部１０は位置変更部９と接続する第１把持部１０の固定部としての第１基部１２を備え、位置変更部９は第１基部１２を移動する。第１基部１２はＺ方向に延在する角棒状の縦部材１２ａの一端にＹ方向に延在する直方体の第１横部材１２ｂが中央で接続した形状となっている。第２把持部１１も位置変更部９と接続する第２把持部１１の固定部としての第２基部１３を備え、位置変更部９は第２基部１３を移動する。第２基部１３はＺ方向に延在する角棒状の縦部材１３ａの端にＹ方向に延在する直方体の第２横部材１３ｂが中央で接続した形状となっている。縦部材１２ａおよび縦部材１３ａは位置変更部９の直動機構と接続されている。そして、縦部材１２ａと縦部材１３ａとの間隔が位置変更部９によって変更される。第１把持部１０と第２把持部１１は、同じ構成を有しているので、以下では、主として、第１把持部１０について説明する。
【００２９】
第１横部材１２ｂの−Ｚ方向側には−Ｚ方向に延在する第１把持部１０の第１支持部としての第１棒１４および第２支持部としての第２棒１５が設置されている。第１棒１４は、中空のパイプで形成されており、２つの端部１４ａ、１４ｂとその間の中間部１４ｃとを有する。第１棒１４の第１の端部１４ａは、第１棒１４が第１の回転軸Ｏ１４周りに回転可能なように、第１基部１２に取り付けられている。以下、第１の回転軸Ｏ１４を、単に「回転軸０１４」とも呼ぶ。ここで、第１の端部１４ａは、回転軸Ｏ１４と重なっている。また、中間部１４ｃは、回転軸Ｏ１４あるいはその延長上からずれた曲がり形状を有している。なお、曲がり形状は、湾曲形状、屈曲形状、あるいはこれらの混在した形状であってもよい。第２の端部１４ｂは、回転軸Ｏ１４の方向に曲げられている。第２棒１５は、中空のパイプで形成されており、２つの端部１５ａ、１５ｂとその間の中間部１５ｃとを備える。第２棒１５の第１の端部１５ａは、第２棒１５が第２の回転軸Ｏ１５周りに回転可能なように、第１基部１２に取り付けられている。以下、第２の回転軸Ｏ１５を、単に「回転軸０１５」とも呼ぶ。ここで、第１の端部１５ａは、回転軸Ｏ１５と重なっている。また、中間部１５ｃは、回転軸Ｏ１５あるいはその延長上からずれた曲がり形状を有している。さらに第２の端部１５ｂは、回転軸Ｏ１５の方向に曲げられている。第１棒１４の第２の端部１４ｂと、第２棒１５の第２の端部１５ｂとは、棒状の弾性部材１８を用いて接続されている。
【００３０】
本実施形態において、回転軸Ｏ１４、Ｏ１５には、第１棒１４、第２棒１５の回転に応じて付勢力を付与する付勢部材は設けられていない。この理由は、弾性部材１８が付勢部材としての機能を有しているので、第１棒１４と第２棒１５が外力から解放されたときに、弾性部材１８の弾性によって元の状態に戻るためである。但し、回転軸Ｏ１４、Ｏ１５に付勢部材を設ける様にしても良い。
【００３１】
第１把持部１０と第２把持部１１との間隔が広く、被把持物２を把持していないとき、弾性部材１８の弾性力により、第１棒１４と、第２棒１５と、弾性部材１８は、回転軸Ｏ１４とＯ１５とを含む仮想平面上またはその近傍に位置する。そのため、載置台１の上に複数の被把持物２が配置され、複数の被把持物２の間隔が狭い場合であっても、複数の被把持物２の隙間に、第１棒１４と、第２棒１５と、弾性部材１８と、を挿入できる。なお、図１に示すように、第１棒１４と、第２棒１５とが交差している場合、第１棒１４と第２棒１５は、回転軸Ｏ１４とＯ１５とを含む仮想平面上に位置するときに接触するので、第１棒１４と第２棒１５とのうちの少なくとも一方は、接触を回避する逃げ部（迂回部）を有していることが好ましい。
【００３２】
第１基部１２、第１棒１４、第２棒１５の材質は洗浄および消毒に耐え剛性のある材質であれば良く、特に限定されない。金属やシリコーン樹脂等を用いることができる。本実施形態では、例えば、第１基部１２、第１棒１４、第２棒１５の材質にステンレス鋼を採用している。また、弾性部材１８の材質は、洗浄および消毒に耐え、柔らかく、弾性があればよく、例えば、弾性部材１８の材質にシリコンゴムを用いている。なお、洗浄は、例えば、洗浄液に浸漬して超音波洗浄する方法とブラッシング等の機械的洗浄とを組み合わせた方法を用いることができる。消毒には、例えば、煮沸消毒や塩素消毒等を行うことができる。
【００３３】
制御部２７は、駆動部による搬送装置３の動作、昇降機構６による昇降回動軸８のＺ方向の移動、および回動機構７による昇降回動軸８の回動動作、位置変更部９の第１把持部１０と第２把持部１１の±Ｘ方向の移動を制御する。
【００３４】
次に上述した把持装置４による被把持物２を把持する動作を説明する。制御部２７は、搬送装置３、昇降機構６及び回動機構７を用いて、第１把持部１０と第２把持部１１とが、被把持物２を把持可能な位置のＺ方向の上方に第１把持部１０と第２把持部とを移動させる。次いで、制御部２７は、第１把持部１０と第２把持部１１との間隔が被把持物２のＸ方向の大きさよりも少し大きくなるように、第１把持部１０と第２把持部１１を移動させる。なお、上述したように、第１棒１４と第２棒１５と、弾性部材１８は、回転軸Ｏ１４、Ｏ１５が為す仮想平面上またはその近傍に位置している。
【００３５】
制御部２７は、図１に示すように、昇降機構６を用いて、第１把持部１０と第２把持部１１とが被把持物２を把持可能な位置まで、第１把持部１０と第２把持部を−Ｚ方向に移動させる。第１棒１４と第２棒１５と、弾性部材１８は、回転軸Ｏ１４、Ｏ１５が為す仮想平面上またはその近傍に位置しているので、被把持物２が複数あり、その間隔が狭い場合であっても、被把持物２を把持可能な位置に、第１把持部１０と第２把持部１１を移動させることが可能である。
【００３６】
制御部２７は、第１把持部１０と第２把持部１１との間隔が狭くなるように、第１把持部１０と第２把持部１１とを移動させる。第１把持部１０の第１棒１４および第２棒１５が被把持物２に接触すると、図２に示すように、第１棒１４は、第２の端部１４ｂが被把持物２の方を向くように回転軸Ｏ１４の回りを回転し、第２棒１５も、第２の端部１５ｂが被把持物２の方を向くように回転軸Ｏ１５の回りを回転する。第２把持部１１も同様である。これにより、第１把持部１０の第１棒１４、第２棒１５と、第２把持部１１の第１棒１４、第２棒１５で被把持物２を挟むとともに、第１把持部１０の第１棒１４の端部１４ｂと、第２棒１５の端部１５ｂと、第２把持部１１の第１棒１４の端部１４ｂと、第２棒１５の端部１５ｂとは、下から被把持物２を支持することができる。
【００３７】
図３は、第１把持部１０と、第２把持部１１が被把持物２を把持した状態を示す説明図である。第１棒１４の端部１４ｂと、第２棒１５の端部１５ｂとは、被把持物２の下部に位置し、下から被把持物２を支持していることが分かる。なお、弾性部材１８も被把持物２の下部に位置し、弾性部材１８も下から被把持物２を支持している。
【００３８】
図４（Ａ）、（Ｂ）は、第１把持部１０をＸ方向、Ｙ方向から見たときの説明図である。なお、Ｘ方向、すなわち、第１把持部１０または第２把持部１１に移動方向から見たときの説明図（図４（Ａ））では、第１棒１４と第２棒１５が、被把持物２に接触していない状態を示し、Ｙ方向からみた説明図（図４（Ｂ））では、第１棒１４と第２棒１５が、被把持物２に接触している状態を示している。この例では、図４（Ａ）に示すように、第１棒１４の回転軸Ｏ１４と、第２棒１５の回転軸Ｏ１５は、それぞれ端部弾性部材１８の近傍で交差するように斜めになっている。回転軸Ｏ１４と回転軸Ｏ１５とは、弾性部材１８の中央１８ｃｅｎで交差するようにしても良い。かかる場合、図４（Ｂ）を見ればわかるように、弾性部材１８の中央１８ｃｅｎは、回転軸Ｏ１４とＯ１５とにより規定される仮想平面上に位置する。第２把持部１１についても同様の構成である。
【００３９】
以上、第１の実施形態によれば、第１の端部１４ａと第２の端部１４ｂとを有し、第１の端部１４ａが、第１基部１２（固定部）に、第１の回転軸Ｏ１４の周りに回転可能に連結される第１棒１４（第１支持部）と、第１の端部１５ａと第２の端部１５ｂとを有し、第１の端部１５ａが、第１基部１２（固定部）に、第２の回転軸Ｏ１５の周りに回転可能に連結される第２棒１５（第２支持部）と、第１棒１４の第２の端部１４ｂと、第２棒１５の第２の端部１５ｂ、の間を連結する弾性部材１８と、を備えるので、弾性部材１８の弾性により、第１棒１４と第２棒１５と、弾性部材１８は、回転軸Ｏ１４、Ｏ１５が為す仮想平面上またはその近傍に位置している。その結果、隣り合う被挟持物２の隙間が狭いときにも、隣り合う被挟持物２の隙間に第１把持部１０または第２把持部１１を挿入することで、安定して被挟持物２を保持することが可能となる。
【００４０】
また、第１の実施形態によれば、中間部１４ｃは、回転軸Ｏ１４あるいはその延長上からずれた曲がり形状を有し、中間部１５ｃは、回転軸Ｏ１５あるいはその延長上からずれた曲がり形状を有しているので、中間部１４ｃ、１５ｃが被把持物２に押されて第１棒１４、第２棒１５が回転することで、過度の力を被把持物に与えることを回避し、被把持物２を柔らかく保持できる。
【００４１】
第１の実施形態によれば、第１棒１４は、第２の端部１４ｂが第１の中間部１４ｃよりも、第１の回転軸Ｏ１４に近くなるように形成され、第２棒１５は、第２の端部１５ｂが第１の中間部１５ｃよりも、第２の回転軸Ｏ１５に近くなるように形成されているので、第１棒１４、第２棒１５で被把持物２を把持するときには、第１棒１４は、第２の端部１４ｂが被把持物２の方を向くように回転軸Ｏ１４の回りを回転し、第２棒１５も、第２の端部１５ｂが被把持物２の方を向くように回転軸Ｏ１５の回りを回転する。その結果、第１把持部１０の第１棒１４、第２棒１５と、第２把持部１１の第１棒１４、第２棒１５で被把持物２を挟むとともに、第１把持部１０の第１棒１４の端部１４ｂと、第２棒１５の端部１５ｂと、第２把持部１１の第１棒１４の端部１４ｂと、第２棒１５の端部１５ｂとは、下から被把持物２を支持することができる。
【００４２】
（その他の実施形態）
図５は、第２の実施形態における第１把持部１０をＸ方向、Ｙ方向から見たときの説明図である。図４との違いは、回転軸Ｏ１４と回転軸Ｏ１５とが交差する位置であり、回転軸Ｏ１４と回転軸Ｏ１５の交差する位置と第１基部１２との距離Ｌ２は、弾性部材１８の中央１８ｃｅｎと第１基部１２との距離との距離Ｌ１よりも短い。この例では、図５（Ｂ）を見ればわかるように、弾性部材１８の中央１８ｃｅｎは、回転軸Ｏ１４とＯ１５により規定される仮想平面よりも左方向（被把持物２側）に位置しており、被把持物２を第２の端部１４ｂ、１５ｂにより支持し易い。第２把持部１１についても同様である。
【００４３】
図６は、第３の実施形態における第１把持部１０をＸ方向、Ｙ方向から見たときの説明図である。図４との違いは、回転軸Ｏ１４と回転軸Ｏ１５とが交差する位置であり、回転軸Ｏ１４と回転軸Ｏ１５の交差する位置と第１基部１２との距離Ｌ３は、弾性部材１８の中央１８ｃｅｎと第１基部１２との距離との距離Ｌ１よりも長い。この例では、図６（Ｂ）を見ればわかるように、弾性部材１８の中央１８ｃｅｎは、回転軸Ｏ１４とＯ１５により規定される仮想平面よりも右方向（被把持物２と反対側）に位置している。このように、回転軸Ｏ１４とＯ１５の交差位置を調整することにより、弾性部材１８の中央１８ｃｅｎの被把持物側への突出量を調整できる。
【００４４】
図６に示す実施形態では、図６の第１把持部１０の場合、第１棒１４の回転軸Ｏ１４から中間部１４ｃまで距離Ｌ４及び、第２棒の回転軸Ｏ１５から中間部１５ｃまで距離Ｌ５は、図４の第１把持部１０の第１棒１４の回転軸Ｏ１４から中間部１４ｃまで距離及び、第２棒１５の回転軸Ｏ１５から中間部１５ｃまで距離よりも長い。その結果、図４の第１把持部１０よりも弱い力で、第１棒１４、第２棒１５が回転するので、より弱い力で被把持物２を挟むことができる。すなわち、被把持物２をより破損させ難くすることが可能となる。
【００４５】
図７は、第４の実施形態における第１把持部１０と、第２把持部１１が被把持物２を把持した状態を示す説明図である。図３に示す第１の実施形態と異なる点は、把持膜２５を備える点だけであり、他の構成は、第１の実施形態と同じである。この把持膜２５は、弾性部材１８と、第１棒１４と、第２棒１５とを覆っている。図３に示す実施形態では、第１棒１４と、第２棒１５と、弾性部材１８とが被把持物２に直接接触して保持するが、図７に示す第４の実施形態では、把持膜２５の表面で被把持物２を保持できるので、被把持物２に掛かる力を分散できる。把持膜２５の材質としては、シリコンゴム等の合成ゴムや天然ゴムや糸状のゴムが編み込まれた布等を用いることができる。把持膜２５は、第１棒１４、第２棒１５に被せて第１棒１４、第２棒１５を覆うように構成されているので、容易に交換可能である。なお、本実施形態では、第１棒１４の第２の端部１４ｂと、第２棒１５の第２の端部１５ｂと弾性部材１８との接続部にヒンジ構造を用いないので、把持膜２５が傷つき難く、把持膜２５の耐久性を向上できる。また、把持膜２５、２６は、第１把持部１０の構成が図４〜図６に示すいずれの構成であっても採用可能である。さらに、後述する構成においても採用可能である。
【００４６】
図８は、第５の実施形態を示す説明図である。第５の実施形態は、第１〜３の実施形態と、２つの回転軸Ｏ１４とＯ１５が平行である点が異なっている。第５の実施形態は、回転軸Ｏ１４と中間部１４ｃとの間隔Ｌ６及び、回転軸Ｏ１５と中間部１５ｃとの間隔Ｌ７とを、それぞれ第３の実施形態（図４）の回転軸Ｏ１４と中間部１４ｃとの間隔Ｌ４及び、回転軸Ｏ１５と中間部１５ｃとの間隔Ｌ５よりも大きく出来るので、より弱い力で被把持物２を挟むことができる。
【００４７】
図９は、第６の実施形態を示す説明図である。図８に示す第５の実施形態と異なる点は、第１棒１４と第２棒１５とが交わらない点である。第６の実施形態の場合、回転軸Ｏ１４、Ｏ１５は、それぞれ、第１棒１４の第２の端部１４ｂと、第２棒１５の第２の端部１５ｂと交わる。その結果、第１棒１４、第２棒１５がそれぞれ回転軸Ｏ１４、Ｏ１５周りに回転したときに、弾性部材１８の中心１８ｃｅｎは、被把持物２の方に大きく突き出る。そのため、被把持物２を弾性部材１８により支持し易い。なお、第１棒１４の第２の端部１４ｂと、第２棒１５の第２の端部１５ｂとの間隔Ｌ８を、回転軸Ｏ１４と回転軸Ｏ１５との間隔Ｌ９よりも狭くしても良い。第１棒１４、第２棒１５が回転すると、第１棒１４の第２の端部１４ｂと、第２棒１５の第２の端部１５ｂは、被把持物２の下方に回り込むので、第２の端部１４ｂ、１５ｂを用いて、被把持物２を支持できる。また、第１棒１４、第２棒１５は、同型であり、逃げ部（回避部）を設けなくても良い。そのため、第１棒１４、第２棒１５を区別して製造しなくても良い。
【００４８】
図１０は、２つの回転軸Ｏ１４とＯ１５が同一である第７の実施形態を示す説明図である。第７の実施形態の場合、第１基部１２に設けられた、端部１４ａ、１４ｂが通る貫通孔が１つであり、製造が容易である。
【００４９】
図１１は、弾性部材の別の実施形態を示す説明図である。第１棒１４、第２棒１５の形状について、図３、図４に示す形状として説明するが、第１棒１４、第２棒１５の形状は、図５〜図９のいずれに示す形状であっても良い。図１１（Ａ）は、弾性部材としてコイルバネ１８ａを用いる構成である。図１１（Ｂ）は、弾性部材として金属ワイヤー１８ｂを用いる構成である。図１１（Ｃ）は、図１０（Ａ）の構成にさらに、コイルバネ１８ａを被覆するゴム管１８ｃを備える構成である。図１１（Ｄ）は、図１０（Ｂ）の構成にさらに、金属ワイヤー１８ｂを被覆するゴム管１８ｃを備える構成である。図１１（Ｅ）は、弾性部材１８としてゴム管１８ｃを用いているが、ゴム管１８ｃの長さを中間部１４ｃ、１５ｃの大部を覆う程度に長くした構成である。この構成では、被把持物２は、第１棒１４、２０及び第２棒１５、２１によって直接接触されることがない。被把持物２なお、図１１（Ｅ）に示す例において、さらに、コイルバネ１８ａあるいは金属ワイヤー１８ｂを備える構成であってもよい。図１１（Ａ）〜（Ｄ）から理解できるように、弾性部材１８は、弾性力を有していれば、棒状のゴムやゴム管以外の部材も利用可能である。図１１（Ｆ）は、第１棒１４の第２の端部１４ｂと第２棒１５の第２の端部１５ｂが回転軸Ｏ１４、Ｏ１５（例えば図４）の方に曲がっていない形状である。なお、弾性部材としては、ゴム管１８ｃを用いている。かかる場合でも、第１棒１４と第２棒１５は、被把持物２に押されることで、回転する。第１棒１４の第２の端部１４ｂと第２棒１５の第２の端部１５ｂとの間隔が狭くなり、ゴム管１８ｃが変形し、挟む前の状態に戻ろうとする弾性力が生じ、把持力が緩和されるので、被把持物を柔らかく把持できる。
【００５０】
（ロボットの実施形態）
図１２は、搬送装置としてのロボットを示す外観図である。図６に示すロボット１０００は、本体部１１００、アーム部１２００およびロボットハンド部１３００などから構成されている。本体部１１００は、例えば床、壁、天井、移動可能な台車の上、などに固定される。アーム部１２００は、本体部１１００に対して可動に設けられており、本体部１１００にはアーム部１２００を回転させるための動力を発生させる図示しないアクチュエーターや、アクチュエーターを制御する制御部などが内蔵されている。
【００５１】
アーム部１２００は、第１フレーム１２１０、第２フレーム１２２０、第３フレーム１２３０、第４フレーム１２４０および第５フレーム１２５０から構成されている。第１フレーム１２１０は、回転屈曲軸を介して本体部１１００に回転可能または屈曲可能に接続されている。第２フレーム１２２０は、回転屈曲軸を介して第１フレーム１２１０および第３フレーム１２３０に接続されている。第３フレーム１２３０は、回転屈曲軸を介して第２フレーム１２２０および第４フレーム１２４０に接続されている。第４フレーム１２４０は、回転屈曲軸を介して第３フレーム１２３０および第５フレーム１２５０に接続されている。第５フレーム１２５０は、回転屈曲軸を介して第４フレーム１２４０に接続されている。アーム部１２００は、制御部の制御によって、各フレーム１２１０〜１２５０が各回転屈曲軸を中心に複合的に回転または屈曲し、動作する。
【００５２】
アーム部１２００の第５フレーム１２５０のうち、第４フレーム１２４０との接続部の他方の側には、ロボットハンド部１３００が取り付けられている。ロボットハンド部１３００は、対象物を把持することが可能なロボットハンドとしての第１実施形態に係る把持装置４と、把持装置４を回転動作させるモーターを内蔵するロボットハンド接続部１３１０と、を備え、ロボットハンド接続部１３１０によって第５フレーム１２５０に接続されている。
【００５３】
また、ロボットハンド接続部１３１０に、モーターに加えて図示しない力検出装置などが内蔵することにより、ロボットハンド部１３００が制御部の制御によって所定の動作位置まで移動させたとき、障害物への接触、あるいは所定位置を超えての動作命令による対象物との接触、などを力検出装置によって力として検出し、ロボット１０００の制御部へフィードバックして、回避行動を実行させることができる。
【００５４】
このようなロボット１０００を用いることにより、例えば、柔軟な材料を多く用いる食品、あるいは食品材料を、破損することなく把持し、高速搬送が可能となる。また、本実施形態に係るロボット１０００、いわゆる垂直多関節ロボットは、狭い作業スペースに設置が可能であり、狭小作業環境であっても導入を可能とするものであり、小規模工場、あるいは小型店舗での搬送自動化を可能とするものである。
【００５５】
第１２図に示すロボット１０００は垂直多関節ロボットの形態であるが、その他のロボットの形態に第１実施形態に係る把持装置４を備える例について説明する。図１３は、水平多関節ロボット、いわゆるスカラーロボットと呼ばれる形態を示す模式正面図である。
【００５６】
図１３に示すロボット２０００は、第１アーム２１００を備えている。そして、第１アーム２１００と接続して第２アーム２２００が設置されている。第１アーム２１００にはモーター２１１０が設置され、モーター２１１０の出力軸が第２アーム２２００に接続されている。そして、モーター２１１０を駆動することにより第１アーム２１００に対して第２アーム２２００を水平に回動することが可能になっている。また、第２アーム２２００にはロボットハンドとしての第１実施形態に係る把持装置４が設置されている。
【００５７】
図１４は、その他のロボットの実施形態としての双腕ロボットの構造を示す模式正面図である。図１４に示すように双腕ロボット３０００は本体部３１００を備えている。そして、本体部３１００に接続して一対の腕部３２００が設置されている。各腕部３２００は、肩関節部３２１０、第１リンク３２２０、肘関節部３２３０、第２リンク３２４０、手首関節部３２５０、ロボットハンドとしての第１実施形態に係る把持装置４の順に設置されている。
【００５８】
このようなロボット２０００あるいは双腕ロボット３０００を用いることにより、例えば、柔軟で表面が滑り易い材料を多く用いる食品、あるいは食品材料を、破損することなく把持し、高速搬送が可能となる。また、本実施形態に係るロボット２０００、あるいは双腕ロボット３０００であっても、狭い作業スペースに設置が可能であり、狭小作業環境であっても導入を可能とするものであり、小規模工場、あるいは小型店舗での搬送自動化を可能とするものである。
【００５９】
（変形例）
上記実施形態では、制御部２７は、第１把持部１０、第２把持部１１の両方を移動させて、被把持物２を把持しているが、第１把持部１０、第２把持部１１のいずれか一方のみを移動させて、被把持物２を把持する構成、すなわち、第１把持部１０と第２把持部１１とを相対的に近づけ、あるいは遠ざける構成であってもよい。また、上記実施形態では、第１把持部１０の第１棒１４と第２棒１５と、第２把持部１１の第１棒１４と第２棒１５と、を回転させているが、一方の第１把持部１０の第１棒１４、第２棒１５のみを回転させ、他方の第２把持部１１の第１棒１４と第２棒１５を回転させない構成であってもよい。この場合、第２把持部１１の第１棒１４、第２棒１５の代わりに、平板を用いても良い。
【００６０】
以上、いくつかの実施例に基づいて本発明の実施の形態について説明してきたが、上記した発明の実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨並びに特許請求の範囲を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物が含まれることはもちろんである。
【符号の説明】
【００６１】
１…載置台
１ａ…平面
２…被把持物
３…搬送装置
４…把持装置
５…アーム
６…昇降機構
７…回動機構
８…昇降回動軸
９…位置変更部
９ａ…レール
９ｂ…第１ステージ
９ｃ…第２ステージ
９ｄ…位置変更方向
１０…第１把持部
１１…第２把持部
１２…第１基部
１２ａ…縦部材
１２ｂ…第１横部材
１３…第２基部
１３ａ…縦部材
１３ｂ…第２横部材
１４…第１棒
１４ａ…第１の端部
１４ｂ…第２の端部
１４ｃ…中間部
１５…第２棒
１５ａ…第１の端部
１５ｂ…第２の端部
１５ｃ…中間部
１６ａ…中心
１８…弾性部材
１８ｃｅｎ…中央
１８ａ…コイルバネ
１８ｂ…金属ワイヤー
１８ｃ…ゴム管
２５…把持膜
２７…制御部
１０００…ロボット
１１００…本体部
１２００…アーム部
１２１０…第１フレーム
１２２０…第２フレーム
１２３０…第３フレーム
１２４０…第４フレーム
１２５０…第５フレーム
１３００…ロボットハンド部
１３１０…ロボットハンド接続部
２０００…ロボット
２１００…第１アーム
２１１０…モーター
２２００…第２アーム
３０００…双腕ロボット
３１００…本体部
３２００…腕部
３２１０…肩関節部
３２２０…第１リンク
３２３０…肘関節部
３２４０…第２リンク
３２５０…手首関節部
Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５、Ｌ６、Ｌ７…距離
Ｌ８、Ｌ９…間隔
Ｏ１４、Ｏ１５…回転軸
【図１】
2016052700.tif 000003
【図２】
2016052700.tif 000004
【図３】
2016052700.tif 000005
【図４】
2016052700.tif 000006
【図５】
2016052700.tif 000007
【図６】
2016052700.tif 000008
【図７】
2016052700.tif 000009
【図８】
2016052700.tif 000010
【図９】
2016052700.tif 000011
【図１０】
2016052700.tif 000012
【図１１】
2016052700.tif 000013
【図１２】
2016052700.tif 000014
【図１３】
2016052700.tif 000015
【図１４】
2016052700.tif 000016