CN103764352A - 机器人、处理***和制作放入容器中的物品的方法 - Google Patents

Abstract

本实施方式的机器人（100）具有：机器人手（10），其包含能分别把持物品的把持部（12a、12b）；机器人臂（20），其安装有机器人手（10）。把持部（12a、12b）分别抓住物品（A），机器人臂（20）进行动作而使机器人手（10）移动到容器（V）之后，把持部（12a、12b）分别放开物品（A），从而将物品（A）收装在容器（V）中。

Description

机器人、处理***和制作放入容器中的物品的方法

技术领域

本发明涉及一种机器人、处理***和制作放入容器中的物品的方法。

背景技术

人们提出各种使用机器人来使过去用人工进行的作业实现自动化的技术。例如装箱作业，过去大多用人工进行，但是近年，人们在研究使用机器人进行装箱作业。在专利文献1中公开了如下一种装箱装置：为了缩短作业时间，其使用2台机器人进行装箱作业。

专利文献1：日本特开2004-189293号公报

发明内容

本发明所要解决的问题

然而在专利文献1所述的装箱装置中，把持工件和放开工件的2个机器人被设置在不同场所，这样在比较狭小的空间里，无法向容器中收装物品。

鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种能高效地将多个物品收装在容器中的机器人、处理***和制作放入容器中的物品的方法。

为解决课题的方法

本发明所述的机器人具有：机器人手，其具有多个把持部，该多个把持部包含能分别把持物品的第一把持部和第二把持部；以及机器人臂，其安装有所述机器人手，所述机器人手的所述第一把持部抓住第一物品，所述机器人手的所述第二把持部抓住第二物品，通过所述机器人臂进行动作而使所述机器人手移动到容器之后，所述第一把持部放开所述第一物品，所述第二把持部放开所述第二物品，从而将所述第一物品和所述第二物品收装在所述容器中。

在一个实施方式中，所述机器人手的所述第一把持部抓住所述第一物品，所述机器人手的所述第二把持部抓住所述第二物品后，所述机器人手的朝向发生改变。

在另一个实施方式中，在由所述第一把持部抓住所述第一物品的情况下，所述第一物品的垂直方向上的长度小于所述第一物品的水平方向上的最短长度；在由所述第二把持部抓住所述第二物品的情况下，所述第二物品的垂直方向上的长度小于所述第二物品的水平方向上的最短长度。

在又一个实施方式中，在所述第一把持部抓住所述第一物品后，且所述第二把持部抓住所述第二物品前，所述机器人手进行移动。

在又一个实施方式中，所述第一物品被所述机器人手的所述第一把持部抓住并抬起后，在被所述第一把持部抬起的状态下，所述第二物品被所述机器人手的所述第二把持部抓住。

在又一个实施方式中，所述第一把持部和所述第二把持部在相隔规定间隔的状态下，将所述第一物品和所述第二物品收装进所述容器中。

在又一个实施方式中，在所述第一物品被所述第一把持部抓住且所述第二物品被所述第二把持部抓住的状态下，所述第一物品和所述第二物品移动时，所述第一把持部与所述第二把持部之间的间隔被设定为所述规定间隔。

在又一个实施方式中，在所述第一把持部抓住所述第一物品且所述第二把持部抓住所述第二物品后，所述第一把持部和所述第二把持部将所述第一物品和所述第二物品收装进所述容器之前，扩大所述第一把持部与所述第二把持部之间的间隔。

在又一个实施方式中，在所述第二把持部把持住所述第二物品后，所述第一把持部放开所述第一物品，使所述第一物品落在所述第二物品之上。

本发明所述的处理***，具有上述机器人和输送机。

在又一个实施方式中，所述机器人手被设置在所述输送机的边缘。

本发明所述的制作放入容器中的物品的方法包含:准备工序，准备具有多个把持部的机器人手，该多个把持部包含第一把持部和第二把持部；所述机器人手的所述第一把持部抓住第一物品的工序；所述第一把持部抓住所述第一物品后，所述机器人手的所述第二把持部抓住第二物品的工序；以及所述机器人手把所述第一物品和所述第二物品收装进容器的工序。

发明效果

本实施方式的机器人、处理***和制作放入容器中的物品的方法能高效地将多个物品收装在容器中。

附图说明

图1是本实施方式的机器人的示意图。

图2中（a）～（c）是本实施方式的机器人的机器人手的示意图。

图3是本实施方式的机器人的机器人手的示意性的立体图。

图4是本实施方式的机器人的机器人手的示意图。

图5是本实施方式的机器人的机器人手的示意图。

图6是本实施方式的处理***的示意图。

图7中（a）～（c）是用于说明本实施方式的处理***的物品收装的一个例子的示意图。

图8中（a）～（c）是用于说明本实施方式的处理***的物品收装的一个例子的示意图。

图9是本实施方式的处理***的示意图。

图10是本实施方式的机器人的机器人手的示意图。

具体实施方式

以下参照附图对本发明的机器人、处理***和制作放入容器中的物品的方法的实施方式进行说明。但是，本发明的实施方式并不限于以下实施方式。

以下参照图1对本实施方式的机器人100进行说明。图1表示本实施方式的机器人100的示意图。机器人100具有机器人手10和设置有机器人手10的机器人臂20。机器人手10具有能分别把持物品A的多个把持部12。机器人臂20至少能改变机器人手10的位置和朝向的一方，由此改变被机器人手10把持的物品A的位置和朝向。机器人臂20为例如6轴或者7轴的多关节机器人。例如也可事先示教好机器人手10和机器人臂20的动作。

机器人100能很好地应用于把物品A放入到容器V中。在机器人手10把持物品A的状态下，通过机器人臂20的动作，机器人手10移动到容器V的正上方或移至容器V内后，机器人手10放开物品A，从而就能将物品A收装进容器V中。这样的机器人100能一次把持多个物品A并放开，能在短时间内将物品A收装进容器V中。

以下参照图2对本实施方式的机器人100的机器人手10进行说明。图2中（a）～图2中（c）表示机器人手10的示意图。图2中（a）是从y方向看的机器人手10的示意性的侧视图；图2中（b）是从x方向看的机器人手10的示意性的侧视图；图2中（c）表示正在把持物品A的机器人手10的示意图。

机器人手10的结构为：多个把持部12连接在连接部14上，多个把持部12能分别把持物品A。在图2所示的机器人手10中，多个把持部12具有2个把持部12a、12b。把持部12a、12b沿x方向排列。这里，把持部12a、12b固定连接在连接部14上。例如，把持部12a、12b分别为具有2个爪的平行夹头。

如图2中（c）所示，把持部12a的2个爪的间隔沿y方向变化。把持部12a的爪之间的间隔变窄时就能把持物品A。把持部12b也同样能把持物品A。这样，通过把持部12a、12b的爪之间的间隔改变，就能把持和放开物品A。例如，把持部12a、12b的爪的移动通过气动方式进行。能分别控制把持部12a、12b把持和放开物品A。在本说明书中，把持部12a有时被记载为第一把持部12a；把持部12b有时被记载为第二把持部12b。

图3表示机器人手10的示意性的立体图。这里，把持部12a、12b各自把持着物品A。具体来说，把持部12a把持物品Aa，把持部12b把持物品Ab。在本说明书中，有时将把持部12a把持的物品Aa记载为第一物品Aa、将把持部12b把持的物品Ab记载为第二物品Ab。

在机器人手10中，由于把持部12a、12b分别把持和放开多个物品A，这样既能分别调整把持强度，又能在比较狭小的空间内高效地把持和放开多个物品A。还有，在图1、图中2（c）和图3中，物品A为球状，但是物品A也可以为任意形状。另外，把持部12a、12b的形状也能根据所把持的物品A适当地改变。

从图1～图3可知，在本实施方式的机器人100中，第一把持部12a抓住第一物品Aa，第二把持部12b抓住第二物品Ab，通过机器人臂20动作，机器人手10移动到容器V之后，把持部12a放开物品Aa，把持部12b放开物品Ab，这样能将物品Aa和物品Ab收装进容器V中。这样，通过机器人100能将多个物品A高效地收纳进容器V中。还有，这里，机器人100用于把物品A收纳进容器V中，但是机器人100并不只用于收纳物品A，也能用于移动物品和进行重新排列物品等别的动作。

还有，图2和图3所示的把持部12a、12b固定连接在连接部14上，但是本实施方式并不限于此。把持部12a、12b也能以可移动的方式连接在连接部14上。

图4表示的是本实施方式的机器人100的机器人手10的示意图。连接部14以使把持部12a和把持部12b能分别在X方向上移动的方式，连接把持部12a和把持部12b，并且能适当地改变把持部12a和把持部12b之间的间隔。例如，能用工作缸（致动器）使把持部12a、12b移动。还有，这里，把持部12a和把持部12b能分别在X方向上移动，但是其结构也可以是把持部12a和把持部12b的其中之一能在X方向上移动而另一个被固定。

还有，在图2～图4中，机器人手10上设置有2个把持部12a、12b，但是本实施方式并不限于此。机器人手10上也可以设置3个以上的把持部。

图5表示本实施方式的机器人100的机器人手10的示意图。在图5所示的机器人手10中，5个把持部12a～12e被连接在连接部14上。这样，机器人手10上也可以设置3个以上的把持部12。

还有，也可以采用以下结构：机器人100的机器人手10相对于多个物品A相对地移动而分别把持多个物品A。此时，优选用输送机将物品A搬运到机器人手10。但是还可以采用以下结构：物品A静止，用于支承机器人100的支承部移动而使机器人100移动，这样进行物品的收装。

图6表示的是本实施方式的处理***200的示意图。处理***200具有机器人100和输送机110。输送机110用于搬运物品A。这里，输送机110上设置有转交部112，被输送机110搬运的物品A到达输送机110的边缘后被放在转交部112上。

在图6所示的处理***200中，机器人100的支承部相对于输送机110被固定，机器人100的支承部不移动。机器人手10被设置在输送机110的边缘，具体来说，机器人手10在由输送机110搬运物品A的搬运方向上的边缘把持物品A。这样，优选机器人手10在输送机110的正面边缘把持物品A。

还有，这里，容器V被设置在与搬运物品A的输送机110不同的输送机120之上。物品A被收装在容器V后，输送机120在规定方向上搬运装有物品A的容器V，另外把新的空的容器V搬运到机器人100的附近。

这里，机器人手10的把持部12a把持物品Aa，把持部12b把持物品Ab。另外，通过改变把持部12a、12b的分别在水平方向上延伸的爪之间的间隔，能用把持部12a、12b抓住物品Aa、Ab。

优选物品A以较为稳定的状态放在输送机110之上。

例如，物品Aa以垂直方向上的长度小于水平方向（与垂直方向垂直的方向）上的最短长度的状态被放置在输送机110之上。如果物品Aa大致呈长方体形状时，物品Aa的垂直方向上的长度（在图6中沿x方向的长度：厚度）L1，小于物品Aa的水平方向上的长度L2（在图6中沿z方向的长度）和长度L3（在图6中沿y方向的长度）中任意一个。或者，物品Aa大致呈圆柱形时，物品Aa的垂直方向上的长度（沿x方向的长度）L1，也小于物品Aa的水平方向（y方向和z方向）上彼此大致相等的长度L2、L3。还有，物品Ab同样以垂直方向上的长度小于水平方向上的最短长度的状态被放置在输送机110之上。

机器人手10的把持部12a抓住物品Aa，机器人手10的把持部12b抓住物品Ab。这里，物品Aa被机器人手10的把持部12a抓住并抬起后，在物品Aa被抬起不动的状态下，物品Ab被机器人手10的把持部12b抓住并抬起。例如，把持部12a抓住物品Aa后，机器人臂20进行动作而移动机器人手10，以使把持部12b能抓住输送机110上的物品Ab。

这样，机器人手10把持被输送机110搬运的物品A之后，机器人臂20进行动作，从而把持物品A的机器人手10就移动到容器V的附近。之后，把持部12a放开物品Aa，把持部12b放开物品Ab，从而就能将物品Aa、Ab收装进容器V中。

还有，这里，能以与输送机110的搬运朝向不同的朝向将物品Aa、Ab收装进容器V中。例如，机器人臂20进行动作而使把持物品Aa、Ab的机器人手10移动到上方后，改变机器人手10的朝向，机器人手10移动到容器V的附近后，机器人手10放开物品Aa、Ab，从而就能以与输送机110的搬运朝向不同的朝向将物品Aa、Ab收装进容器V中。

这里，容器V中设置有隔板p。通过设置这样的隔板p，即使容器V中的物品A相对于容器V的容积来说较少时，也能防止物品A倾倒。

把物品A收装进设置有隔板p的容器V中时，把持部12a和把持部12b在相隔规定间隔的状态下放开物品Aa和物品Ab，就能把物品Aa和物品Ab收装进容器V的被隔板p隔开的空间中。此时，在物品Aa被把持部12a抓住且物品Ab被把持部12b抓住的状态下，物品Aa、Ab移动时，把持部12a和把持部12b之间的间隔也可以被设定为上述规定间隔。例如，也可以使把持部12a和把持部12b之间的间隔固定成规定间隔。

或者，把持物品Aa、Ab前的把持部12a和把持部12b之间的间隔比较狭窄，在把持部12b抓住物品Ab后，且在将物品Aa和物品Ab收装进容器V前，也能扩大把持部12a和把持部12b之间的间隔。例如，在物品Aa和物品Ab被收装进容器V前，通过连接部14能改变把持部12a和把持部12b之间的间隔。例如用工作缸（致动器）使把持部12a、12b的至少其中之一进行移动而改变间隔。还有，在物品Aa被把持部12a抬起时，也可以在把持部12b把持物品Ab后，把持部12a放开物品Aa，使物品Aa落在物品Ab之上。

这样，通过由能分别控制的把持部12a、12b把持和放开物品Aa、Ab，即使容器V中设置有隔板p，也能高效地进行物品Aa、Ab的收装。如上所述那样制作出放入容器中的物品。

这里，参照图7和图8对本实施方式的处理***200中的将物品A收装进容器V中的情况进行说明。首先，参照图7对用机器人手10把持多个物品A的情况进行说明。还有，在图7中，为了避免图纸过于复杂，省略了机器人100的机器人臂20的图示。

首先，如图7中（a）所示，用输送机110搬运物品Aa、Ab。机器人手10被设置在输送机110的边缘。

接下来，如图7中（b）所示，用机器人手10的把持部12a把持物品Aa。这里，物品Aa被把持部12a抓住后，通过机器人臂20的动作，从输送机110或者转交部112上抬起物品Aa。

接下来，如图7中（c）所示，在把持部12a把持物品Aa的状态下，机器人手10的把持部12b把持物品Ab。这里，物品Ab被把持部12b抓住后，通过机器人臂20的动作，从输送机110或者转交部112上抬起物品Ab。

接下来，参照图8，对将被机器人手10把持的物品Aa、Ab向容器V中收装的情况进行说明。在图8中，为了避免图纸过于复杂而省略了输送机110的图示。首先，如图8中（a）所示，通过机器人臂20的动作而使把持有物品Aa、Ab的机器人手10向上方移动。

接下来，如图8中（b）所示，通过机器人臂20的动作，开始改变机器人手10的朝向。这里，使机器人手10向接近机器人臂20的支承部的方向移动，以此来改变机器人手10的朝向。

如图8中（c）所示，通过机器人臂20的动作而使机器人手10朝下移动到容器V的附近。之后，机器人手10的把持部12a、12b放开物品Aa、Ab，从而能使物品Aa、Ab收装进容器V中。

还有，在参照图6～图8所进行的上述说明中，物品A以垂直方向上的长度小于水平方向上的最短长度的状态设置（即顺长设置），但本实施方式不限于此。在用机器人手10把持物品A时，物品A也能以垂直方向上的长度大于水平方向上的最短长度的状态设置（即竖立设置）。还有，在上述说明中，物品Aa与物品Ab具有相同的形状，但本实施方式不限于此。物品Aa和物品Ab彼此之间也可以具有不同的形状。

还有，在参照图6～图8所进行的上述说明中，在输送机110上设置有转交部112，但本实施方式不限于此。也可以不设置转交部112。还有，在上述说明中，在把持部12把持物品A后，相对于输送机110而言，机器人手10将物品A抬向上方，但本实施方式不限于此。相对于输送机110而言，也可在把持物品A的状态下机器人手10向下移动。

还有，在参照图6～图8所进行的上述说明中，机器人手10被设置在输送机110的正面边缘处，机器人手10在输送机110的正面边缘处把持物品A，但本实施方式不限于此。机器人手10也可以在输送机110的侧面边缘把持物品A。

图9表示本实施方式的处理***200的示意图。这里也为了避免图纸过于复杂，省略了机器人100的机器人臂20的图示。在图9所示的处理***200中，机器人手10被设置在输送机110的侧面边缘。在机器人手10的把持部12a把持物品Aa后，机器人手10向上方移动，把持部12b把持被输送机110搬运的物品Ab。还有，这里，机器人手10采用以下结构：即使在把持部12a、12b打开的状态下机器人手10在垂直方向上移动时，把持部12a、12b也不会接触输送机110。

还有，在参照图6～图9所进行的上述说明中，机器人手10的把持部12a、12b在抓住物品Aa、Ab时，把持部12a、12b分别改变在水平方向上延伸的爪之间的间隔，但本实施方式不限于此。并且，在参照图6～图8所进行的上述说明中，把持部12抓住物品A时的物品A的朝向，与把持部12放开物品A时的物品A的朝向不同，但本实施方式不限于此。也可使把持部12抓住物品A时的物品A的朝向，与把持部12放开物品A时的物品A的朝向相同。例如，把持部12抓住物品A时物品A竖立设置时，把持部12以竖立状态放开所把持的物品A。或者，把持部12把持物品A时物品A顺长设置时，把持部12也以顺长状态放开所把持的物品A。

图10表示的是本实施方式的机器人100的机器人手10的示意图。这里也省略了机器人100的机器人臂20。在图10所示的机器人手10中，分别改变把持部12a、12b在垂直方向上延伸的爪之间的间隔，就能用把持部12a、12b抓住物品Aa、Ab。还有，用图10所示的机器人手10来把持被输送机110搬运的物品A。在图10中，机器人手10的把持部12a把持物品Aa，用输送机110把物品Ab搬运到机器人手10的把持部12b的下方后，把持部12b能把持物品Ab。此时，机器人手10的把持部12a在把持物品Aa后，也可以不移动把持部12a。

还有，在图10中，机器人手10把持被输送机110搬运的物品A，但本实施方式不限于此。如上所述，也可以采用以下结构：物品A静止，用于支承机器人100的支承部移动而使机器人100移动，这样进行物品的收装。

【附图标记说明】

10机器人手

12把持部

20机器人臂

100机器人

110输送机

200处理***

Claims (12)

1.一种机器人，其特征在于，具有：

机器人手，其具有多个把持部，该多个把持部包含能分别把持物品的第一把持部和第二把持部；以及

机器人臂，其安装有所述机器人手，

所述机器人手的所述第一把持部抓住第一物品，所述机器人手的所述第二把持部抓住第二物品，通过所述机器人臂进行动作而使所述机器人手移动到容器之后，所述第一把持部放开所述第一物品，所述第二把持部放开所述第二物品，从而将所述第一物品和所述第二物品收装在所述容器中。

2.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，

所述机器人手的所述第一把持部抓住所述第一物品，所述机器人手的所述第二把持部抓住所述第二物品后，所述机器人手的朝向发生改变。

3.根据权利要求1或2所述的机器人，其特征在于，

在由所述第一把持部抓住所述第一物品的情况下，所述第一物品的垂直方向上的长度小于所述第一物品的水平方向上的最短长度；

在由所述第二把持部抓住所述第二物品的情况下，所述第二物品的垂直方向上的长度小于所述第二物品的水平方向上的最短长度。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的机器人，其特征在于，

在所述第一把持部抓住所述第一物品后，且所述第二把持部抓住所述第二物品前，所述机器人手进行移动。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的机器人，其特征在于，

所述第一物品被所述机器人手的所述第一把持部抓住并抬起后，在被所述第一把持部抬起的状态下，所述第二物品被所述机器人手的所述第二把持部抓住。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的机器人，其特征在于，

所述第一把持部和所述第二把持部在相隔规定间隔的状态下，将所述第一物品和所述第二物品收装进所述容器中。

7.根据权利要求6所述的机器人，其特征在于，

在所述第一物品被所述第一把持部抓住且所述第二物品被所述第二把持部抓住的状态下，所述第一物品和所述第二物品移动时，所述第一把持部与所述第二把持部之间的间隔被设定为所述规定间隔。

8.根据权利要求6所述的机器人，其特征在于，

在所述第一把持部抓住所述第一物品且所述第二把持部抓住所述第二物品后，所述第一把持部和所述第二把持部将所述第一物品和所述第二物品收装进所述容器之前，扩大所述第一把持部与所述第二把持部之间的间隔。

9.根据权利要求8所述的机器人，其特征在于，

在所述第二把持部把持住所述第二物品后，所述第一把持部放开所述第一物品，使所述第一物品落在所述第二物品之上。

10.一种处理***，其特征在于，具有：

权利要求1～9中任一项所述的机器人：以及

输送机。

11.根据权利要求10所述的处理***，其特征在于，

所述机器人手被设置在所述输送机的边缘。

12.一种制作放入容器中的物品的方法，其特征在于，具有：

准备工序，准备具有多个把持部的机器人手，该多个把持部包含第一把持部和第二把持部；

所述机器人手的所述第一把持部抓住第一物品的工序；

所述第一把持部抓住所述第一物品后，所述机器人手的所述第二把持部抓住第二物品的工序；以及

所述机器人手把所述第一物品和所述第二物品收装进容器的工序。

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