(57)【要約】【課題】簡単な構成で開閉可能な把持装置を提供する。【解決手段】ロボット装置１は、アーム２と、ハンド３とを有する。ハンド３は、対象物であるワーク６の外形の形状に倣うように変形可能である。接触部４は、誘電エラストマ製である。接触部４は、ハンド３を開閉するためのアクチュエータとしての機能と、外形倣いのための機能とを提供する。誘電エラストマ製の接触部４は、外形倣いのために変形した形状を、電気的に検出することを可能とする。これにより、把持状態の判定が可能である。また、把持状態の判定を利用して、ロボット装置１の動作を切換えることができる。これにより、把持状態に応じた適切な動作を提供することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
把持される対象物と接触するように設けられた接触部（４、３０４）と、
前記接触部を支持するフレーム（７、３０７）とを備え、
前記接触部は、
誘電エラストマ製の樹脂層（２１）と、
前記樹脂層の両面に設けられた電極（２２、２２２、２３、２２３）とを有しており、
前記接触部は、前記電極への電圧供給の断続に応答して前記対象物を把持する閉状態と前記対象物を解放する開状態とに変形するとともに、
前記接触部は、前記対象物との接触によって前記対象物の外形に倣って変形する把持装置。
【請求項２】
前記接触部は、筒状である請求項１に記載の把持装置。
【請求項３】
前記接触部は、前記電極へ電圧が印加されないときに第１内径（Ｄ１）を有しており、前記電極へ電圧が印加されるときに前記第１内径より小さい第２内径（Ｄ２）へ径方向に縮小する請求項２に記載の把持装置。
【請求項４】
前記接触部は、円筒状である請求項２または請求項３に記載の把持装置。
【請求項５】
前記電極は、
前記樹脂層の外面に設けられた電極（２２、２２２）と、
前記樹脂層の内面に設けられた電極（２３、２２３）とを有する請求項２から請求項４のいずれかに記載の把持装置。
【請求項６】
前記接触部は、前記対象物の外形に倣って変形した形状を示す電気的な変量であって、前記電極を通して観測可能な電気的な変量を発生する請求項１から請求項５のいずれかに記載の把持装置。
【請求項７】
前記電極は、前記樹脂層の少なくとも一方の面に設けられた複数の電極（２２２、２２３）を有する請求項６のいずれかに記載の把持装置。
【請求項８】
前記電極は、ストライプ状またはマス目状である請求項７に記載の把持装置。
【請求項９】
前記電気的な変量を観測するために、複数の前記電極から順に選択される一部の前記電極を利用する制御装置（５）を備える請求項６から請求項８のいずれかに記載の把持装置。
【請求項１０】
請求項６から請求項９のいずれかに記載の把持装置（３、３０４）と、
前記把持装置を移動させる搬送機構（２）とを備え、
観測された前記電気的な変量に応答して前記搬送機構の動作を切換える切換部（１５５）を備えるロボット装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この明細書における開示は、把持装置およびそれを備えるロボット装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１−３は、把持装置を開示する。これらの把持装置は、把持装置自身の形状が、対象物の形状に適合して変形可能である。言い換えると、これらの把持装置は、把持装置自身の形状が、対象物の外形に倣って変形可能である。また、特許文献４は、人工筋肉としての利用が可能な誘電エラストマを開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−５８１８８号公報
【特許文献２】特開２００４−２００８５３号公報
【特許文献３】特開２００７−２３７３５８号公報
【特許文献４】特開２０１５−１８８０３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来技術では、把持装置と対象物との接触位置を認識することが困難であった。また、接触位置を認識するために、把持装置の表面に接触センサを設ける必要があった。このような構成は、把持装置の構成を複雑化する。上述の観点において、または言及されていない他の観点において、把持装置およびロボット装置にはさらなる改良が求められている。
【０００５】
開示されるひとつの目的は、簡単な構成で開閉可能な把持装置を提供することである。
【０００６】
開示される他のひとつの目的は、把持状態に応じた適切な動作を実行可能なロボット装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
ここに開示された把持装置は、把持される対象物と接触するように設けられた接触部（４、３０４）と、接触部を支持するフレーム（７、３０７）とを備える。接触部は、誘電エラストマ製の樹脂層（２１）と、樹脂層の両面に設けられた電極（２２、２２２、２３、２２３）とを有しており、接触部は、電極への電圧供給の断続に応答して対象物を把持する閉状態と対象物を解放する開状態とに変形するとともに、接触部は、対象物との接触によって対象物の外形に倣って変形する。開示される把持装置によると、対象物と接触する接触部が誘電エラストマを有する。この結果、接触部それ自身が変形する。接触部それ自身の変形によって閉状態と開状態とが切り換えられる。また、接触部は対象物の外形に倣って変形可能である。よって、接触部によって、閉状態と開状態とを切換えるためのアクチュエータの機能と、対象物の外形に倣うための機能との両方が提供される。
【０００８】
ここに開示されたロボット装置は、把持装置（３、３０４）と、把持装置を移動させる搬送機構（２）とを備える。把持装置は、把持される対象物と接触するように設けられた接触部（４、３０４）と、接触部を支持するフレーム（７、３０７）とを備える。接触部は、誘電エラストマ製の樹脂層（２１）と、樹脂層の両面に設けられた電極（２２、２２２、２３、２２３）とを有しており、接触部は、電極への電圧供給の断続に応答して対象物を把持する閉状態と対象物を解放する開状態とに変形するとともに、接触部は、対象物との接触によって対象物の外形に倣って変形する。接触部は、対象物の外形に倣って変形した形状を示す電気的な変量であって、電極を通して観測可能な電気的な変量を発生する。さらに、ロボット装置は、観測された電気的な変量に応答して搬送機構の動作を切換える切換部（１５５）を備える。開示されるロボット装置によると、把持状態に応じた適切な動作を実行可能なロボット装置が提供される。
【０００９】
この明細書における開示された複数の態様は、それぞれの目的を達成するために、互いに異なる技術的手段を採用する。請求の範囲およびこの項に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態の部分との対応関係を例示的に示すものであって、技術的範囲を限定することを意図するものではない。この明細書に開示される目的、特徴、および効果は、後続の詳細な説明、および添付の図面を参照することによってより明確になる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１実施形態に係るロボット装置のブロック図である。
【図２】第１実施形態の把持装置（開状態）の斜視図である。
【図３】第１実施形態の把持装置（閉状態）の斜視図である。
【図４】第１実施形態の把持装置の断面図である。
【図５】第１実施形態の把持装置の断面図である。
【図６】第１実施形態の制御処理を示すフローチャートである。
【図７】第２実施形態の電極を示す平面図である。
【図８】第２実施形態の電極を示す平面図である。
【図９】第３実施形態の把持装置（開状態）を示す断面図である。
【図１０】第３実施形態の把持装置（閉状態）を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図面を参照しながら、複数の実施形態を説明する。複数の実施形態において、機能的におよび／または構造的に対応する部分および／または関連付けられる部分には同一の参照符号、または百以上の位が異なる参照符号が付される場合がある。対応する部分および／または関連付けられる部分については、他の実施形態の説明を参照することができる。
【００１２】
第１実施形態
図１は、ロボット装置１を図示する。ロボット装置１は、搬送機構としてのアーム２と、把持装置としてのハンド３とを有する。図中には、搬送機構の一例として、多関節型のアーム２が図示されている。搬送機構は、Ｘ−Ｙ型など多様な機構を用いることができる。アーム２は、ハンド３を移動させることができる。アーム２は、ハンド３の指向方向を変化せることができる。ハンド３は、対象物であるワーク６を把持することができる。ハンド３は、把持したワーク６を再び解放することができる。ロボット装置１は、ワーク６を移動させたり、ワーク６の姿勢を変化させたりするために利用される。
【００１３】
ハンド３は、ワーク６と接触するように設けられた接触部４を有する。接触部４は、ワーク６よりも柔らかい材料によって形成されている。接触部４は、ワーク６と接触し、ワーク６を締め付けることによって接触部４自身が変形可能である。接触部４は、誘電エラストマ製である。
【００１４】
ロボット装置１は、制御装置（ＣＮＴＬ）５を有する。制御装置５は、少なくともハンド３を開状態と閉状態とに切換えるために、ハンド３への電力供給をＯＦＦ状態とＯＮ状態とに切り替え可能である。開状態は、ハンド３が開いている状態である。開状態は、ハンド３がワーク６を受け入れ可能な状態、または、ハンド３がワーク６を解放可能な状態である。閉状態は、ハンド３が閉じている状態である。閉状態は、ハンド３がワーク６を把持可能な状態、または、ハンド３がワーク６を把持している状態である。
【００１５】
制御装置５は、接触部４の変形状態を検出可能である。変形状態の検出には、接触部４の開状態と閉状態との検出、接触部４の変形量の検出、または、接触部４の変形量の分布の検出の少なくともひとつが含まれる。
【００１６】
制御装置５は、アーム２の動作を制御可能である。制御装置５は、検出された変形状態に応じてアーム２の動作を変化させる。制御装置５は、検出された変形状態が、第１変形状態にあるとき、アーム２に第１動作を実行させる。制御装置５は、検出された変形状態が、第２変形状態にあるとき、アーム２に第２動作を実行させる。制御装置５は、変形状態に基いてワーク６の姿勢を判定する。制御装置５は、ワーク６が規定の姿勢にある場合、ワーク６を所定位置に搬送するようにアーム２とハンド３とを制御する。制御装置５は、ワーク６が規定の姿勢にない場合、ワーク６の姿勢を修正するために、ワーク６を解放した後に、再びワーク６を把持するようにアーム２とハンド３とを制御する。制御装置５が提供する制御処理は、例示される制御処理に限定されない。制御装置５は、多様な動作を提供するようにアーム２とハンド３とを制御することができる。
【００１７】
制御装置５は、電子制御装置（Electronic Control Unit）である。制御装置５は、少なくともひとつの演算処理装置（ＣＰＵ）と、プログラムとデータとを記憶する記憶媒体としての少なくともひとつのメモリ装置（ＭＭＲ）とを有する。制御装置５は、コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体を備えるマイクロコンピュータによって提供される。記憶媒体は、コンピュータによって読み取り可能なプログラムを非一時的に格納する非遷移的実体的記憶媒体である。記憶媒体は、半導体メモリまたは磁気ディスクなどによって提供されうる。制御装置５は、ひとつのコンピュータ、またはデータ通信装置によってリンクされた一組のコンピュータ資源によって提供されうる。プログラムは、制御装置５によって実行されることによって、制御装置５をこの明細書に記載される装置として機能させ、この明細書に記載される方法を実行するように制御装置５を機能させる。
【００１８】
制御装置５が提供する手段および／または機能は、実体的なメモリ装置に記録されたソフトウェアおよびそれを実行するコンピュータ、ソフトウェアのみ、ハードウェアのみ、あるいはそれらの組合せによって提供することができる。例えば、制御装置５がハードウェアである電子回路によって提供される場合、それは多数の論理回路を含むデジタル回路、またはアナログ回路によって提供することができる。
【００１９】
図２は、ハンド３の開状態を示す。ハンド３は、接触部４を有する。接触部４は、筒状である。接触部４は、円筒状である。接触部４は、多角筒、楕円筒など多様な筒状の形態をとることができる。接触部４は、内部にワーク６を収容可能な筒状である。
【００２０】
ハンド３は、フレーム７を有する。フレーム７は、接触部４を支持する。フレーム７は、接触部４とアーム２とを連結する部材でもある。フレーム７は、接触部４の変形を規制することにより過度の変形を阻止する部材でもある。
【００２１】
フレーム７は、ホルダ１１と、一対のフィンガ１２とを有する。ホルダ１１は、接触部４の軸と直交するように横方向に延びる部材である。一対のフィンガ１２は、互いに平行に配置されている。フィンガ１２の一端は、ホルダ１１に移動可能に連結されている。フィンガ１２は、ホルダ１１によって、ホルダ１１の長手方向に沿って移動可能に支持されている。フィンガ１２の他端は、接触部４に連結されている。フィンガ１２は、接触部４の変形を許容するように接触部４に連結されている。一対のフィンガ１２は、接触部４の変形に追従して平行状態を維持したまま移動可能である。一対のフィンガ１２は、接触部４の内径の変化に追従して径方向へ平行移動可能である。ホルダ１１とフィンガ１２との間には、フィンガ１２を基準位置に向けて付勢する付勢部材１３が設けられている。付勢部材１３は、ホルダ１１内に収容された圧縮コイルスプリングによって提供されている。
【００２２】
制御装置５は、開状態において、接触部４に電圧を印加しないＯＦＦ状態にある。接触部４は、自らの弾性と、フレーム７による復元力とによって拡張状態におかれる。接触部４は、開状態において、第１内径Ｄ１を有する。接触部４は、電極２２、２３へ電圧が印加されないときに第１内径Ｄ１を有している。第１内径Ｄ１は、意図された姿勢にあるワーク６を受け入れ可能である。例えば、ワーク６が図示されるような円柱状である場合、第１内径Ｄ１は、ワーク６の最大の外径よりも大きい。
【００２３】
ワーク６は、円柱状である。ワーク６は、円柱状の本体３１と、環状の突出部３２とを有する。突出部３２は、本体３１の径方向外側に、帯状に突出している。突出部３２は、本体３１の軸方向の一方の端部に偏って位置している。言い換えると、ワーク６は、ワーク６の姿勢によって投影形状が変化する外形を有している。
【００２４】
図３は、ハンド３の閉状態を示す。制御装置５は、閉状態において、接触部４に電圧を印加するＯＮ状態にある。接触部４は、その内径を縮小させるように変形する。接触部４は、電圧が印加されることによって、内径および外径が縮小するとともに、軸方向の長さが伸長する。接触部４は、閉状態において、径方向へ縮小し、軸方向へ伸長した状態にある。接触部４は、閉状態において、第２内径Ｄ２を有する。接触部４は、電極２２、２３へ電圧が印加されるときに第１内径Ｄ１より小さい第２内径Ｄ２へ径方向に縮小する。第２内径Ｄ２は、第１内径Ｄ１より小さい。第２内径Ｄ２は、意図された姿勢にあるワーク６を径方向に締め付けて、ワーク６を接触部４内に把持可能である。このとき、ハンド３は、接触部４によってワーク６が接触部４から脱落しないように把持することが可能である。例えば、ワーク６が図示されるような円柱状である場合、第２内径Ｄ２は、ワーク６の最大の外径よりも小さい。
【００２５】
図４および図５は、接触部４の断面を示している。図中には、閉状態が図示されている。図中には、ワーク６が把持されている状態が図示されている。接触部４は、誘電エラストマ製である。接触部４は、誘電エラストマ製の樹脂層２１を有する。樹脂層２１は、筒状に成形されている。樹脂層２１は、誘電エラストマ製の板を筒状に丸めて形成されていてもよい。図示される閉状態において樹脂層２１は応力が作用している状態にある。開状態においては、樹脂層２１は応力が解放された状態にある。
【００２６】
接触部４は、樹脂層２１の両面に設けられた電極２２、２３を有する。樹脂層２１の外面には、電極２２が設けられている。樹脂層２１の内面には、電極２３が設けられている。電極２２、２３は、樹脂層２１の変形に追従して伸縮可能である。電極２２、２３は、樹脂層２１に電界を印加し、樹脂層２１を分極させる。図示の例では、外面がプラス（＋）に帯電し、内面がマイナス（−）に帯電する。電極２２は正極である。電極２３は負極である。電極２２、２３の極性は、逆でもよい。接触部４は、電極２２、２３への電圧供給の断続に応答して対象物であるワーク６を把持する閉状態と、ワーク６を解放する開状態とに変形する。
【００２７】
接触部４は、ワーク６と接触することによって、ワーク６の外形に沿うように弾性変形する。閉状態において、接触部４の内面は、ワーク６の外形に沿うように変形している。言い換えると、閉状態において、接触部４の内面は、ワーク６の外形に対応した形状を有している。このとき、接触部４の樹脂層２１は、内面の形状に対応した厚さを有している。接触部４は、ワーク６との接触によって、ワーク６の外形に倣って変形する。
【００２８】
図４は、ワーク６が意図された正規の姿勢にある場合を示している。この場合、突出部３２は、ワーク６の上側に偏って位置している。接触部４の内面は、ワーク６の外形を反映した形状となっている。接触部４の内面には、突出部３２に対応して大きく変形した部分がある。大きく変形した部分は、接触部４の上部に位置している。
【００２９】
図５は、ワーク６が意図された正規の姿勢にない場合を示している。この場合、突出部３２は、ワーク６の下側に偏って位置している。大きく変形した部分は、接触部４の下部に位置している。
【００３０】
接触部４は、ワーク６の外形に倣って変形した形状を示す電気的な変量であって、電極２２、２３を通して観測可能な電気的な変量を発生する。電気的な変量として、電圧、電流、電荷、および電荷分布の少なくともひとつを利用することができる。電気的な変量は、直流によって、または交流によって観測される。電極２２、２３から観測される電気的な変量は、樹脂層２１の変形量を示している。さらに、電気的な変量は、樹脂層２１の変形の位置を示すことができる場合がある。よって、電気的な変量に基いて、大きく変形した部分、すなわち突出部３２の位置を検出することが可能である。
【００３１】
制御装置５は、電極２２および電極２３から接触部４における電気的な変量を観測する。制御装置５は、電極２２、２３を通して観測された電気的な変量に基いて、図４に図示されるワーク６の姿勢と、図５に図示されるワーク６の姿勢とを識別する。
【００３２】
図６は、制御装置５が実行する制御処理の一例を示す。制御処理１５０は、ハンド３によってワーク６を把持し、アーム２によってワーク６を搬送するための処理である。制御処理１５０は、ハンド３によって把持されたワーク６の姿勢に応じて、異なる処理を選択する。制御処理１５０が繰り返されることにより、複数のワーク６が処理される。制御装置５は、ステップ１５１−１５７を実行する。
【００３３】
ステップ１５１では、制御装置５は、ハンド３を開状態に駆動する。制御装置５は、接触部４への給電経路を開く（ＯＦＦ状態）することにより、ハンド３を開く。ハンド３を開く工程は、先行する制御処理の終盤において実行されてもよい。
【００３４】
ステップ１５２において、制御装置５は、ハンド３を規定の位置に移動させるように、アーム２を制御する。ハンド３は、ワーク６の上に移動させられ、位置づけられる。ハンド３は、接触部４の内部にワーク６を受け入れるように移動させられ、位置づけられる。
【００３５】
ステップ１５３において、制御装置５は、ハンド３を閉状態に駆動する。制御装置５は、接触部４への給電経路を閉じる（ＯＮ状態）ことにより、ハンド３を閉じる。これにより、ワーク６はハンド３によって把持される。同時に、接触部４は、ワーク６の姿勢に応じた外観形状に倣う形状に変形する。
【００３６】
ステップ１５４において、制御装置５は、接触部４の形状を検出する。ここでは、電極２２、２３を経由して電気的な変量が観測される。この実施形態では、突出部３２に対応して発生する大きく変形した部分の位置が検出される。大きく変形した部分の位置は、ワーク６の姿勢を示す。よって、接触部４の変形した形状に基づいて、ワーク６の姿勢が検出される。
【００３７】
ステップ１５５において、制御装置５は、検出された形状が所定の条件を満たすか否かを判定する。ここで、所定の条件は、ワーク６の正規の姿勢を示す。例えば、所定の条件は、大きく変形した部分の位置が、接触部４の下半部にあることによって提供される。大きく変形した部分が、接触部４の下半部にある場合、ワーク６は正規の姿勢であると判定することができる。ステップ１５５において所定の条件が満たされる場合、ＹＥＳに分岐し、ステップ１５６へ進む。ステップ１５５において所定の条件が満たされない場合、ＮＯに分岐し、ステップ１５７へ進む。ステップ１５５は、観測された電気的な変量に応答して搬送機構としてのアーム２の動作を切換える切換部を提供する。
【００３８】
ステップ１５６では、制御装置５は、第１処理を実行する。第１処理は、ワーク６が正規の姿勢にある場合の処理である。例えば、第１処理において、制御装置５は、ワーク６を規定の位置へ搬送するようにアーム２およびハンド３を制御する。
【００３９】
ステップ１５７では、制御装置５は、第２処理を実行する。第２処理は、ワーク６が正規の姿勢にない場合の処理である。例えば、第２処理において、制御装置５は、ワーク６をホッパなどに戻して正規の姿勢に位置づけるようにアーム２およびハンド３を制御する。第２処理は、先行するステップ１５１−１５３における把持工程をキャンセルする工程である。
【００４０】
この実施形態によると、対象物であるワーク６の外形の形状に倣うように変形可能なハンド３が提供される。ハンド３は、誘電エラストマによって接触部４を提供している。よって、ハンド３自身を開閉するための接触部４によって、対象物の外形の形状に倣うための弾力性を提供できる。これにより、ハンド３を開閉するためのアクチュエータとしての機能と、外形倣いのための機能とを、接触部４だけで提供することができる。
【００４１】
この実施形態によると、接触部４が誘電エラストマによって形成されているから、外形倣いのために変形した形状を、電気的に検出することができる。これにより、把持状態の判定が可能である。また、ハンド３を開閉するためのアクチュエータとしての機能と、把持状態を判定するためのセンサとしての機能とを、接触部４だけで提供することができる。
【００４２】
この実施形態によると、把持状態の判定を利用して、ロボット装置１の動作を切換えることができる。これにより、把持状態に応じた適切な動作を提供することができる。
【００４３】
第２実施形態
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。この実施形態では、接触部４は、互いに交差する複数の電極２２２、２２３を有する。図７および図８は、接触部４を周方向に沿って展開した場合の外面および内面を示している。図中では、電極２２２、２２３を示すために、電極２２２、２２３にハッチングが付されている。
【００４４】
図７において、接触部４の外面には、複数の電極２２２が設けられている。ひとつの電極２２２は、接触部４の周方向に沿って延びている。ひとつの電極２２２は、帯状またはストライプ状と呼びうる形状である。電極２２２は、周方向電極、または横電極とも呼ばれる。
【００４５】
図８において、接触部４の内面には、複数の電極２２３が設けられている。ひとつの電極２２３は、接触部４の軸方向に沿って延びている。ひとつの電極２２３は、帯状またはストライプ状と呼びうる形状である。電極２２３は、軸方向電極、または縦電極とも呼ばれる。
【００４６】
制御装置５は、複数の電極２２２の一部を観測用として利用し、残りの一部をハンド３を開閉するために利用するように構成されている。例えば、制御装置５は、ひとつの電極２２２を観測用電極として利用する。制御装置５は、ひとつの電極２２２を観測用電極とし、残りのすべての電極２２２にハンド３を開閉するための直流電力を供給するように構成されている。
【００４７】
制御装置５は、複数の電極２２３の一部を観測用として利用し、残りの一部をハンド３を開閉するために利用するように構成されている。例えば、制御装置５は、ひとつの電極２２３を観測用電極として利用する。制御装置５は、ひとつの電極２２３を観測用電極とし、残りのすべての電極２２３にハンド３を開閉するための直流電力を供給するように構成されている。
【００４８】
制御装置５は、観測用電極を複数の電極２２２の中で順に切換えるように構成されている。言い換えると、制御装置５は、電気的な変量を観測するために、複数の電極２２２から順に選択される一部の電極を利用する。よって、複数の電極２２２を利用して、それらを順にスキャンする観測が提供される。
【００４９】
制御装置５は、観測用電極を複数の電極２２３の中で順に切換えるように構成されている。言い換えると、制御装置５は、電気的な変量を観測するために、複数の電極２２３から順に選択される一部の電極を利用する。よって、複数の電極２２３を利用して、それらを順にスキャンする観測が提供される。
【００５０】
制御装置５は、複数の電極２２２の中のひとつが観測用電極として選択されているときに、複数の電極２２３のすべてが順に観測用電極として選択されるように切換を実行する。この結果、マス目状のスキャンが提供される。制御装置５は、接触部４の変形量の分布を検出するために、複数の電極２２２、２２３をスキャンするスキャン部を提供している。
【００５１】
制御装置５は、複数の電極２２２から選択された観測用電極と、複数の電極２２３から選択された観測用電極との組み合わせに基いて、接触部４における変形量の分布を観測する。例えば、ワーク２０６が図中に破線で示される四角形の位置において接触部４を大きく変形させている場合、ｍ番目の電極２２２ｍと、ｎ番目の電極２２２ｎとが観測用電極とされるときに、その大きく変形した部分が検出できる。制御装置５は、接触部４上にマス目状に設定された観測セルごとの変形量を観測する。これにより、接触部４の上における変形量の分布が求められる。観測は、観測用電極から観測される電位差、電荷密度差などの電気的な変量に基いて実施可能である。また、観測は、観測用電極に交流電力を供給し、交流電力に表れる電圧値、電流値、それらの位相などの電気的な変量に基いて実施可能である。
【００５２】
この実施形態によると、接触部４の上における変形量の分布を正確に検出することができる。この結果、接触部４の上におけるワーク２０６の接触状態を正確に検出することができる。
【００５３】
第３実施形態
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。図９および図１０は、この実施形態に係るハンド３の断面図である。ハンド３は、接触部３０４を備える。接触部３０４は、板片状である。接触部３０４は、誘電エラストマ製である。ハンド３は、フレーム３０７を有する。フレーム３０７は、剛体によって形成されている。フレーム３０７は、ブラケット状である。フレーム３０７は、２つの端部を有している。接触部３０４は、フレーム３０７の一方の端部に設けられている。
【００５４】
この実施形態では、接触部３０４に電圧が印加されることにより、ハンド３が開状態に駆動される。接触部３０４への電力供給が遮断されることにより、ハンド３が閉状態に駆動される。
【００５５】
ワーク３０６は、本体３３１と、突出部３３２とを有する。本体３３１は、柱状である。突出部３３２は、本体３３１の一部のみに設けられている。よって、突出部３３２が接触部３０４と接触しない場合の接触部３０４の変形した形状と、突出部３３２が接触部３０４と接触する場合の接触部３０４の変形した形状とは異なる。よって、制御装置５は、接触部３０４の電気的な変量を観測することにより、突出部３３２が接触部３０４に指向しているか否かを判定することができる。
【００５６】
この実施形態でも、ハンド３を開閉するためのアクチュエータとしての機能と、外形倣いのための機能とを、接触部３０４だけで提供することができる。また、ハンド３を開閉するためのアクチュエータとしての機能と、把持状態を判定するためのセンサとしての機能とを、接触部３０４だけで提供することができる。また、把持状態に応じた適切な動作を提供することができる。
【００５７】
他の実施形態
この明細書における開示は、例示された実施形態に制限されない。開示は、例示された実施形態と、それらに基づく当業者による変形態様を包含する。例えば、開示は、実施形態において示された部品および／または要素の組み合わせに限定されない。開示は、多様な組み合わせによって実施可能である。開示は、実施形態に追加可能な追加的な部分をもつことができる。開示は、実施形態の部品および／または要素が省略されたものを包含する。開示は、ひとつの実施形態と他の実施形態との間における部品および／または要素の置き換え、または組み合わせを包含する。開示される技術的範囲は、実施形態の記載に限定されない。開示されるいくつかの技術的範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むものと解されるべきである。
【００５８】
上記実施形態では、筒状、または板片状の誘電エラストマを採用した。これに代えて、Ｕ字形状、リング状など、多様な形状の誘電エラストマを採用してもよい。上記実施形態では、内部に対象物を収容可能な筒状の誘電エラストマを採用した。これに代えて、対象物を囲むように配置された複数の筒状の誘電エラストマを採用してもよい。この場合も、誘電エラストマの直径の変化によって開状態と閉状態とを実現することができる。
【００５９】
上記第２実施形態では、両面にストライプ状の複数の電極２２２、２２３を配置した。これに代えて、一方の面だけに複数の電極２２２または複数の電極２２３を配置してもよい。これにより、ストライプ状の分解能をもって変形量の分布を観測することができる。よって、電極は、樹脂層２１の少なくとも一方の面に設けられた複数の電極によって提供可能である。また、少なくとも一方の面に、マス目状の複数の電極を配置してもよい。これにより、マス目状の分解能をもって変形量の分布を観測することができる。
【００６０】
上記実施形態では、ひとつの接触部４、３０４は、連続した樹脂層２１を有している。これに代えて、ひとつの接触部４、３０４は、複数の誘電エラストマの集合体によって形成されてもよい。
【符号の説明】
【００６１】
１  ロボット装置、  ２  アーム、  ３  ハンド、  ４、３０４  接触部、
５  制御装置、  ６、２０６、３０６  ワーク、  ７、３０７  フレーム、
１１  ホルダ、  １２  フィンガ、  １３  付勢部材、
２１  樹脂層、  ２２、２２２  電極、  ２３、２２３  電極、
３１、３３１  本体、  ３２、３３２  突出部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【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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