(57)【要約】【課題】薄い扁平形状のものや横に長い棒状のものを変形袋状体で把持することができる変形装置を提供する。【解決手段】変形袋状体１１が、膜を袋状に形成して成り、内側に流動体が収納されている。操作手段１３が、変形袋状体１１を内側に向かって移動させて、変形袋状体１１を変形可能に設けられている。変形袋状体１１は、操作手段１３により変形するとき所望の形状に折れ曲がるよう、膜の一部に屈曲容易部２３を有している。屈曲容易部２３は、膜の一部に折れ目を設けることにより、または、膜の厚みを一部変えることにより形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内側に流動体を入れた変形袋状体で対象物を把持可能な変形装置であって、
前記変形袋状体を内側に向かって移動させて、前記変形袋状体を変形可能に設けられた操作手段を有し、
前記変形袋状体は、膜を袋状に形成して成り、前記操作手段により変形するとき所望の形状に折れ曲がるよう、前記膜の一部に屈曲容易部を有することを
特徴とする変形装置。
【請求項２】
前記屈曲容易部は、前記膜の一部に折れ目を設けることにより、または、前記膜の厚みを一部変えることにより形成されていることを特徴とする請求項１記載の変形装置。
【請求項３】
前記操作手段は、前記変形袋状体の内側を通って前記変形袋状体の一部に取り付けられた牽引体を有し、前記牽引体を前記変形袋状体の内側に向かって引くことにより、前記変形袋状体を変形可能に構成されていることを特徴とする請求項１または２記載の変形装置。
【請求項４】
前記変形袋状体は、内側に前記流動体が密封されており、
前記操作手段は、前記流動体を前記変形袋状体の内側から抜き出すことにより、前記変形袋状体を変形可能に構成されていることを
特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の変形装置。
【請求項５】
前記変形袋状体は、内側に複数の収納空間を有し、各収納空間に前記流動体が収納されており、
前記操作手段は、各収納空間を順次変形可能であることを
特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の変形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、変形装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の袋状体を用いたグリッパ装置として、内側から外側にかけて連続的に連結された変形袋状体の内側に流動体を入れ、変形袋状体の一部を内側に向かって移動させたり、変形袋状体の内圧を低下させたりすることにより、変形袋状体を変形させて対象物を把持するものがある（例えば、非特許文献１または２参照）。このようなグリッパ装置によれば、変形袋状体が対象物の形状になじみやすく、変形袋状体で対象物を包み込むようにしてしっかりと把持することができる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】多田隈建二郎、多田隈理一郎、勅使河原誠一、溝口義智、長谷川浩章、寺田一貴、高山俊男、小俣透、明愛国、下条誠、「全方向包括式なじみグリッパ−基本概念の提案と機械モデルの第一次試作−」、第２６回日本ロボット学会学術講演会、2008年、1E1-01
【非特許文献２】Eric Brown，Nicholas Rodenberg，John Amend，Annan Mozeika，Erik Steltz，Mitchell R. Zakin，Hod Lipson，and Heinrich M. Jaeger, “Universal robotic gripper based on the jamming of granular material”, Proceedings of the National Academy of Sciences, 2010, vol.107, pp.18809-18814
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、非特許文献１および２に記載のグリッパ装置は、変形袋状体がその中心軸に対して対称形状を成しており、把持する際の変形動作もその中心軸に対して対称となるため、薄い扁平形状のものや横に長い棒状のものを把持するのが困難であるという課題があった。
【０００５】
本発明は、このような課題に着目してなされたもので、薄い扁平形状のものや横に長い棒状のものを変形袋状体で把持することができる変形装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明に係る変形装置は、内側に流動体を入れた変形袋状体で対象物を把持可能な変形装置であって、前記変形袋状体を内側に向かって移動させて、前記変形袋状体を変形可能に設けられた操作手段を有し、前記変形袋状体は、膜を袋状に形成して成り、前記操作手段により変形するとき所望の形状に折れ曲がるよう、前記膜の一部に屈曲容易部を有することを特徴とする。
【０００７】
本発明に係る変形装置は、変形袋状体の膜の一部に屈曲容易部を有するため、操作手段により変形袋状体を変形させたとき、その屈曲容易部で所望の形状に折り曲げることができる。このため、対象物が薄い扁平形状のものや横に長い棒状のものであっても、変形袋状体の折れ曲がった部分で挟むことにより把持することができる。
【０００８】
本発明に係る変形装置で、前記屈曲容易部は、いかなる構成で形成されていてもよく、例えば、前記膜の一部に折れ目を設けることにより、または、前記膜の厚みを一部変えることにより形成されていてもよい。また、流動体は、気体、液体、多数の粒状体など、流動して変形可能なものであればいかなるものであってもよい。
【０００９】
本発明に係る変形装置で、前記操作手段は、前記変形袋状体の内側を通って前記変形袋状体の一部に取り付けられた牽引体を有し、前記牽引体を前記変形袋状体の内側に向かって引くことにより、前記変形袋状体を変形可能に構成されていてもよい。また、前記変形袋状体は、内側に前記流動体が密封されており、前記操作手段は、前記流動体を前記変形袋状体の内側から抜き出すことにより、前記変形袋状体を変形可能に構成されていてもよい。これらの場合、操作手段で変形袋状体を容易に変形させることができる。
【００１０】
本発明に係る変形装置は、操作手段により変形させるとき、変形袋状体が、屈曲容易部での折れ曲がりと、変形袋状体の中心軸に対する対称形状の変形または他の形状への変形とを、任意の順番で実行可能になっていてもよい。例えば、操作手段により変形させるとき、まず変形袋状体が屈曲容易部で折れ曲がり、その後、その中心軸に対して対称形状に変形してもよく、また、まず変形袋状体がその中心軸に対して対称形状に変形し、その後、屈曲容易部で折れ曲がってもよい。これらの場合、対象物が薄い扁平形状のものや横に長い棒状のもののときには、屈曲容易部で折れ曲がる際に把持し、対象物がその他の形状のときには、対称形状に変形する際または他の形状に変形する際に把持することができる。このように、薄い扁平形状のものや横に長い棒状のものだけでなく、他の形状の対象物も変形袋状体で把持することができる。
【００１１】
また、本発明に係る変形装置は、変形袋状体が屈曲容易部を複数有し、操作手段により変形させるとき、変形袋状体が各屈曲容易部で順番に折れ曲がるようになっていてもよい。この場合、変形袋状体を様々に変形させることができ、それぞれの折れ曲がりに応じた形状の対象物を把持することができる。
【００１２】
また、本発明に係る変形装置で、前記変形袋状体は、内側に複数の収納空間を有し、各収納空間に前記流動体が収納されており、前記操作手段は、各収納空間を順次変形可能であってもよい。この場合、例えば、各収納空間を変形するたびに、屈曲容易部で変形するよう構成されていてもよい。また、一部の収納空間を変形する際に屈曲容易部で変形し、他の収納空間を変形する際に、中心軸に対して対称形状または他の形状に変形するよう構成されていてもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、薄い扁平形状のものや横に長い棒状のものを変形袋状体で把持することができる変形装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態の変形装置を示す斜視図である。
【図２】図１に示す変形装置の変形袋状体を示す斜視図である。
【図３】図１に示す変形装置の、変形袋状体の変形の様子を示す斜視図である。
【図４】図１に示す変形装置の、薄い扁平形状の対象物を把持した状態を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面に基づいて、本発明の実施の形態について説明する。
図１乃至図４は、本発明の実施の形態の変形装置を示している。
図１および図２に示すように、変形装置１０は、変形袋状体１１と支持部１２と操作手段１３とを有している。
【００１６】
図１および図２に示すように、変形袋状体（Deformable Part）１１は、難伸縮性の軟らかい素材から成る膜を袋状に形成して成り、柔軟に変形可能になっている。なお、具体的な一例では、変形袋状体１１は、シリコンゴムの膜で形成されている。図２に示すように、変形袋状体１１は、三角錐形状の先端部２１と、先端部２１の底面部分に接続した、円柱形状の胴体部２２とを有している。胴体部２２は、中心軸に沿って細長く形成された円環形状を成している。先端部２１および胴体部２２は、それぞれ内側に収納空間を有しており、各収納空間に流動体として気体が収納されている。変形袋状体１１は、先端部２１の収納空間が、胴体部２２の中心の中空部２２ａに連通している。
【００１７】
変形袋状体１１は、先端部２１の底面付近の一部に、膜の厚みを薄くした屈曲容易部２３を有している。なお、屈曲容易部２３は、膜の一部に折れ目を設けることにより形成されていてもよい。また、変形袋状体１１は、胴体部２２の先端部２１とは反対側の端部に、胴体部２２の形状に合わせて胴体部２２の内側に挿入された硬質の型枠２４を有している。型枠２４は、胴体部２２の中心の中空部２２ａを挟んで、それぞれ胴体部２２の先端部２１側に向かって伸びる１対の突出部２４ａを有している。
【００１８】
図１に示すように、支持部（Supporting Part）１２は、使用時に手に持って変形袋状体１１を支持するよう、胴体部２２の先端部２１とは反対側の端面に取り付けられている。支持部１２は、胴体部２２の中空部２２ａに連通し、胴体部２２とは反対側の端面まで伸びるガイド孔１２ａを有している。
【００１９】
操作手段１３は、一端１３ａが変形袋状体１１の先端部２１の頂部２１ａの内側に取り付けられ、先端部２１の内側から胴体部２２の中空部２２ａ、支持部１２のガイド孔１２ａを通って、他端１３ｂが支持部１２の外側まで伸びる牽引体（Driving Wire）から成っている。図１に示す一例では、牽引体は、ワイヤから成っている。操作手段１３は、他端１３ｂを外に向かって引くことにより、一端１３ａを変形袋状体１１の内側に向かって引き、先端部２１の頂部２１ａから変形袋状体１１を内側に向かって移動させて変形するようになっている。これにより、操作手段１３は、まず先端部２１の収納空間を変形させた後、胴体部２２の収納空間を変形させるようになっている。
【００２０】
次に、作用について説明する。
変形装置１０は、操作手段１３の牽引体を引くことにより、図３（ａ）〜（ｃ）の順に、先端部２１から変形袋状体１１を変形させることができる。図３（ｂ）および図４に示すように、変形袋状体１１を変形させると、先端部２１の根元の屈曲容易部２３で膜の厚みが薄くなっているため、その屈曲容易部２３で折り曲げることができる。これにより、薄い扁平形状の対象物１や横に長い棒状の対象物を、その折れ曲がった部分で挟んで把持することができる。
【００２１】
さらに変形を続けると、図３（ｃ）に示すように、変形袋状体１１の中心軸に対する対称形状に変形させることができ、さらに型枠２４の形状に沿ったコの字型の形状へと変形させることができる。対称形状のときには、薄い扁平形状のものや横に長い棒状のもの以外の形状の対象物を把持することができ、コの字型形状のときには、その形状に合った対象物を把持することができる。このように、変形装置１０は、薄い扁平形状のものや横に長い棒状のものだけでなく、他の形状の対象物も変形袋状体１１で把持することができる。
【００２２】
変形装置１０は、先端部２１がテーパー状に尖った頂部２１ａを有しているため，比較的小型の対象物でも取り込み動作を行うことができる。また、変形装置１０は、あらかじめ屈曲容易部２３を設けておくことにより、牽引体を引く１軸のみの操作で、対象物を把持する動作および変形動作の両機能を実現することができる。
【００２３】
なお、変形装置１０は、変形袋状体１１の内側に流動体が密封されており、操作手段１３により、流動体を変形袋状体１１の内側から抜き出すことにより、変形袋状体１１を変形可能であってもよい。また、屈曲容易部２３にミウラ織の原理を利用してもよい。この場合、１自由度であっても、変形袋状体１１をスムーズに拡張・収縮させることができる。また、屈曲容易部２３での折れ曲がりにより、変形袋状体１１をスプーン形状に変形可能であってもよい。この場合、対象物を把持するだけでなく、水などをすくうこともできる。
【００２４】
変形装置１０は、様々な形状のものを把持することができるため、例えば、工場内の多種多様な形状の様々な部品を把持するためのグリッパ装置や、様々な形状の岩石を採取するためのグリッパ装置として利用することができる。また、グリッパ装置としてだけでなく、移動ロボットの足などにも利用することができる。
【符号の説明】
【００２５】
１  薄い扁平形状の対象物
１０  変形装置
１１  変形袋状体
２１  先端部
２１ａ  頂部
２２  胴体部
２２ａ  中空部
２３  屈曲容易部
２４  型枠
２４ａ  突出部
１２  支持部
１２ａ  ガイド孔
１３  操作手段
１３ａ  一端
１３ｂ  他端
【図１】
2017221984.tif 000003
【図２】
2017221984.tif 000004
【図３】
2017221984.tif 000005
【図４】
2017221984.tif 000006