JP2018164958A - 柔軟シート展開装置 - Google Patents

Abstract

【課題】汎用性の高い柔軟シート展開装置を提供する。【解決手段】柔軟シートＳを把持する第１ハンドＨ１と、柔軟シートＳを把持する第２ハンドＨ２と、第１ハンドＨ１を移動させる移動手段（第１ロボット１０）とを有する柔軟シート展開装置１。展開装置１は、第１ハンドＨ１と第２ハンドＨ２とで柔軟シートＳを把持した状態で、第１ハンドＨ１を第２ハンドＨ２から離間するように移動させて柔軟シートＳを引っ張り、展開する。【選択図】図１

Description

本発明は、布地や紙等の柔軟シートを展開する柔軟シート展開装置に関する。

従来、特許文献１に示すように、第１クランプで布地の角部を保持させ、第１クランプに近接した位置において第２クランプで布地を保持し、第２クランプをスライドさせながら相対的に離反させて布地を展開する方法が知られている。
特許文献２には、変形性薄物の縁の厚肉部分（例えば、折り返し部分など）を２つのハンド部で把持させて、２つのハンド部をスライドさせながら相対的に離間させて変形性薄物を展開する展開装置が開示されている。

特開２００２−２１１５２３号公報 特開２０１０−５６１号公報

しかし、特許文献１の展開方法は、第２クランプを布地に対してスライドさせながら移動させているため、自重によって布地が第２クランプから落ちることがあった。
特許文献２の展開装置は、変形性薄物の縁に形成された厚肉部分を２つのハンド部で把持しながらスライド展開するため、変形性薄物がハンド部から落ちることはないが、厚肉部分を有しない変形性薄物を展開することはできない。
本発明は、汎用性の高い柔軟シート展開装置を提供することを目的としている。

本発明の柔軟シート展開装置は、柔軟シートを把持する第１ハンドと、前記柔軟シートを把持する第２ハンドと、前記第１ハンドと前記第２ハンドとを相対的に離間させる離間手段とを有し、前記第２ハンドは前記柔軟シートを挟持する一対の挟持体を備え、前記一対の挟持体に挟持された前記柔軟シートに与える外力の向きに応じて、前記柔軟シートの挟持部分に反作用として働く抵抗力が異方性を示し、前記第１ハンドと前記第２ハンドとを相対的に離間させたとき、前記柔軟シートの挟持部分に、前記第２ハンドから見た前記第１ハンドの相対的な移動方向に対して垂直な力が働くように構成されていることを特徴としている。
ここで「前記一対の挟持体に挟持された柔軟シートに与える外力の向きに応じて、前記柔軟シートの挟持部分に反作用として働く抵抗力が異方性を示す」とは、一対の挟持体に挟持された柔軟シートに対して外力を加えたときに柔軟シートの挟持部分に反作用として働く抵抗力が、外力の方向によって異なることをいう。
ここで「前記第１ハンドと前記第２ハンドとを相対的に離間させたとき、前記柔軟シートの挟持部分に、前記第２ハンドから見た前記第１ハンドの相対的な移動方向に対して垂直な力が働く」とは、前記第１ハンドと前記第２ハンドとを相対的に離間させたとき、柔軟シートの挟持部分に働く外力と、柔軟シートの挟持部分に働く抵抗力との合力が、前記移動方向に対して垂直な成分を有していることをいう。
本発明の柔軟シート展開装置が対象とする柔軟シートとしては、布地や、フィルム、紙、シートなどのほかに、シート状の生体組織や人工皮膚などが挙げられる。また柔軟シートの形状としては、矩形、特に、長方形または正方形が好ましいが、特に限定されない。

本発明の柔軟シート展開装置は、前記一対の挟持体に挟持された前記柔軟シートに与える外力の向きに応じて、挟持部分に反作用として働く抵抗力が異方性を示し、前記第１ハンドと前記第２ハンドとを相対的に離間させたとき、前記柔軟シートの挟持部分に、前記第２ハンドから見た前記第１ハンドの相対的な移動方向に対して垂直な力が働くように構成されているため、第１ハンドと第２ハンドとを相対的に離間させて柔軟シートを引っ張ったとき、柔軟シートを前記移動方向に対して垂直な方向に動かすことができる。
特に、柔軟シートを吊り下げて第１ハンドを水平に移動させる場合、挟持部分に働く抵抗力を柔軟シートの重力に対抗できるように所定値とすることにより、柔軟シートの挟持部分に鉛直上向き方向の力を与えることができ、柔軟シートを第２ハンドから落とすことなく展開することができる。

本発明の柔軟シート展開装置であって、挟持体がピンチローラであり、前記抵抗力の最大値を示す方向が前記移動方向に対して傾いているものが好ましい。
ピンチローラの場合、挟持部分に反作用として働く抵抗力の最大値と最小値との差を大きくできるため、挟持部分に働く前記移動方向に対する垂直な力を大きくすることができる。
前記挟持体がピンチローラであって、前記抵抗力の最大値を示す方向が前記ピンチローラの軸と平行であるものが好ましい。

本発明の柔軟シート展開装置であって、前記柔軟シートの挟持部分に働く抵抗力を制御する手段を備えているものが好ましい。
このように挟持部分に働く抵抗力を制御することにより、前記挟持部分に働く前記移動方向に対して垂直な力を制御することができる。

前記挟持部分に働く抵抗力を制御する第１の手段としては、前記一対の挟持体のピンチ圧の加減制御が挙げられる。
前記挟持部分に働く抵抗力を制御する第２の手段としては、前記抵抗力の最大値を示す向きの可変制御が挙げられる。ここで抵抗力の最大値を示す向きとは、「柔軟シートを展開した仮想平面上における向き」をいう。
前記挟持部分に働く抵抗力を制御する第３の手段としては、ピンチローラの回転摩擦力の加減制御が挙げられる。

本発明の柔軟シート展開装置であって、前記柔軟シートの挟持部分に働く抵抗力を制御する手段と、前記柔軟シートの位置を認識するセンサを有するものが好ましい。この場合、柔軟シートの位置をフィードバックしながら柔軟シートを展開することができる。

本発明の柔軟シート展開装置であって、第１ハンドが第２ハンドであるのが好ましい。この場合、２つの第２ハンドで柔軟シートの縁部の中央近辺を挟持し、互いに離れるように２つの第２ハンドを移動させることにより、柔軟シートを落とすことなく展開することができる。

図１ａおよび図１ｂは、本発明の柔軟シート展開装置の一実施形態であって、柔軟シートの展開前の状態と展開状態を示す概略図である。 図２ａは柔軟シートに加わる外力を示す概略図であり、図２ｂは柔軟シートの加わる抵抗力を示す概略図であり、図２ｃは柔軟シートに加わる力を示す概略図であり、図２ｄは柔軟シートに加わる合成力を拡大して示す概略図である。 図３ａ本発明の柔軟シート展開装置の第２の実施形態を示す概略図であり、図３ｂは図３ａのＸ−Ｘ線断面図であり、図３ｃは第３の実施形態を示す概略図である。 本発明の柔軟シート展開装置の第４の実施形態を示す概略図である。 本発明の柔軟シート展開装置の第５の実施形態を示す概略図である。 実施例の結果を示す概略図である。

図１の柔軟シート展開装置１は、柔軟シートＳを把持する第１ハンドＨ１と、柔軟シートＳを把持する第２ハンドＨ２と、第１ハンドＨ１を第２ハンドＨ２から離間させる離間手段（第１ロボット１０）とを有する。
図１ａは柔軟シート展開装置１の第１ハンドＨ１と第２ハンドＨ２とで柔軟シートＳを把持した直後の状態を示しており、図１ｂは柔軟シート展開装置１の第１ハンドＨ１を第２ハンドＨ２から離間するように移動させ、柔軟シートＳを展開している状態を示す。

第１ハンドＨ１は、柔軟シートＳを挟持する一対のフィンガＨ１ａと、それらを直線的に平行開閉運動する第１エアチャックＨ１ｂとを備えている。しかし、一対のフィンガＨ１ａを平行開閉運動できれば、カム機構やリンク機構を用いて円弧開閉運動させたり、平行リンク機構を用いて円弧並行開閉運動させたり、一対のアクチュエータを連動させたりするなどの従来公知の機構でよく、特にエアチャックに限定されない。また、第１ハンドＨ１は、柔軟シートＳを把持することができれば特に限定されない。
第１ハンドＨ１は、第１ロボット１０（マニピュレータ）のエンドエフェクタとして取り付けられている。

第２ハンドＨ２は、柔軟シートＳを挟持する一対のピンチローラＨ２ａと、それらを直線的に平行開閉運動する第２エアチャックＨ２ｂとを備えている。

ピンチローラＨ２ａは、軸方向に延びる細長のモータ等の回転駆動源を有しないフリーローラである。つまり、一対のピンチローラＨ２ａによって挟持される柔軟シートＳの直線状の挟持部分Ｐは、ピンチローラＨ２ａの軸と平行となる。ここで、柔軟シートを開いた仮想平面における軸と垂直な方向が第１方向Ｄ１となり、軸と平行な方向が第２方向Ｄ２となる。またローラの表面は平坦面となっている。平坦面とすることにより、柔軟シートを傷つけることがない。
この一対のピンチローラＨ２ａに挟持された柔軟シートＳに外力を加えたとき、柔軟シートＳの直線状の挟持部分Ｐには、反作用として、図２ｂのような、ピンチローラＨ２ａの軸と垂直な方向の抵抗力（ローラの回転摩擦力）ｆ１と、ピンチローラＨ２ａの軸と平行な方向の抵抗力（摩擦力）ｆ２が働く。つまり、挟持された柔軟シートに与える外力の向きに応じて柔軟シートＳの直線状の挟持部分Ｐに反作用として働く抵抗力が異方性を示す。詳しくは、第１方向Ｄ１の抵抗力ｆ１（以下、第１抵抗力ｆ１という）が最小値を示し、第２方向Ｄ２の抵抗力ｆ２（以下、第２抵抗力ｆ２という）が最大値を示す。つまり、抵抗力の最大値を示す方向と、抵抗力の最小値を示す方向とが垂直の関係にある。
なお、一対のピンチローラＨ２ａは、図１に示すように、ピンチローラの軸と平行である第２方向Ｄ２が、後述する第２ハンドＨ２の移動方向Ｍ（図１では水平）に対して角度αで傾くように柔軟シートＳを挟持する。

第２エアチャックＨ２ｂは、第１ハンドＨ１の第１エアチャックＨ１ｂと実質的に同じものである。第２エアチャックＨ２ｂも、ピンチローラＨ２ａを平行開閉運動できれば、特に限定されない。
第２ハンドＨ２も、第１ハンドＨ１と同様に、第２ロボット２０（マニピュレータ）のエンドエフェクタとして取り付けられている。

第１ハンドＨ１を第２ハンドＨ２から離間させる離間手段は、第１ハンドＨ１を水平に移動させる第１ロボット１０である。しかし、第１ハンドＨ１を一方向に移動させることができれば、特に限定されない。ここでは、第１ロボット１０としては、シリアルリンク構造の垂直多関節ロボットを挙げているが、水平多関節構造のパラレルリンクロボットなどの公知のロボットを用いることができる。また、ロボットを用いずに、電動式アクチュエータや油圧式アクチュエータなどのアクチュエータを用いてもよい。

次に、柔軟シート展開装置１による柔軟シートＳの展開方法の一例を示す。
第１に、図１ａに示すように、第１ハンドＨ１で柔軟シートＳのコーナー部Ｃ近辺を把持させ、第２ハンドＨ２で第１ハンドＨ１近辺の柔軟シートＳの縁部Ｅを、第２ハンドＨ２のピンチローラＨ２ａの軸（柔軟シートＳの直線状の挟持部分Ｐ）が鉛直線に対して傾くようにして挟持させる。そして、その状態で柔軟シートＳを吊り下げる。このとき、柔軟シートＳの縁部Ｅが略水平となるように第１ハンドＨ１と第２ハンドＨ２とを実質的に同じ高さとする。なお、柔軟シートＳは、第１ハンドＨ１で運んできてもよく、他のロボット等から受けてもよい。また吊り下げた状態で第１ハンドＨ１および／または第２ハンドＨ２は柔軟シートＳを挟持してもよい。

第２に、第１ハンドＨ１と第２ハンドＨ２とで柔軟シートＳを把持した状態で、第１ハンドＨ１を第２ハンドＨ２から離間するように水平方向（図１のＭ方向）に移動させる。

このように図１ａの状態で第１ハンドＨ１を引っ張ると、一対のピンチローラＨ２ａで挟持された柔軟シートＳの直線状の挟持部分Ｐには、図２ａに示すように、第１ハンドＨ１によって引っ張られる水平な力Ｆと柔軟シートＳの自重Ｇとの合力Ｆ１がかかる。一方、柔軟シートＳの直線状の挟持部分Ｐに合力Ｆ１が加わると、反作用として、図２ｂに示すように前述の第１方向の第１抵抗力ｆ１と第２方向の第２抵抗力ｆ２が生じる。つまり、柔軟シートＳの直線状の挟持部分Ｐには、図２ｃのような力がかかる。
そのため、合力Ｆ１の第１方向成分Ｆ１ａから第１抵抗力ｆ１を差し引いた力Ｖ１と、合力Ｆ１の第２方向成分Ｆ１ｂから第２抵抗力ｆ２を差し引いた力Ｖ２が残る。
ここで力Ｖ１の鉛直上向き成分Ｖ１ａの方が力Ｖ２の鉛直下向き成分Ｖ２ａより大きいため、柔軟シートＳは上昇する。なお、図２ｄの合力Ｖは、挟持部分Ｐの引っ張られる方向を示している。
よって、柔軟シートＳは、第１ハンドＨ１に引っ張られる距離に応じて上昇しながら展開される。

このように柔軟シート展開装置１は、柔軟シートＳを第２ハンドＨ２から落とすことなく展開することができる。また第１ロボット１０および第２ロボット２０を用いることにより、展開した柔軟シートＳを、折り畳ませたり、所定の位置に積み重ねたり、収納させたりすることができ、柔軟シートの把持から柔軟シートを展開した後の作業を全自動で行わせる装置とすることもできる。
なお、第１ハンドＨ１で柔軟シートＳを引っ張ることにより、柔軟シートＳ自体が延びたり、若干ねじれたりするため、第１ハンドＨ１の移動距離は柔軟シートＳの挟持部分Ｐの移動距離より大きくなり、その方向も若干異なる。

図１の柔軟シート展開装置１で説明したように、図２ｄの鉛直上向き成分Ｖ１ａが鉛直下向き成分Ｖ２ａより大きければ、柔軟シートＳは上昇する。一方、鉛直上向き成分Ｖ１ａが力Ｖ２の鉛直下向き成分Ｖ２ａと同じ場合、柔軟シートＳの縁部Ｅの高さは一定に維持され、鉛直上向き成分Ｖ１ａが鉛直下向き成分Ｖ２ａより小さい場合、柔軟シートＳは下降する。そして、鉛直上向き成分Ｖ１ａおよび鉛直下向き成分Ｖ２ａは、柔軟シートＳに加わる外力が一定の場合、第１抵抗力ｆ１と第２抵抗力ｆ２（柔軟シートＳの挟持部分に働く抵抗力）に依存する。つまり、第１ハンドＨ１で柔軟シートＳを引っ張る展開工程において、柔軟シートＳにかかる抵抗力を制御することにより柔軟シートＳの挟持部分にかかる鉛直方向の力を制御することができる。
よって、柔軟シートＳに働く抵抗力を制御する手段を備えた柔軟シート展開装置は、柔軟シートＳの位置（高さ）を制御しながら柔軟シートＳを展開することができる。このような手段を備えた柔軟シート展開装置は、柔軟シートＳの縁部Ｅの高さを一定に保ちながら柔軟シートＳを展開するのに好ましく、特に、柔軟シートＳの縁部Ｅの高さを一定に、かつ、縁部Ｅを水平に保ちながら柔軟シートＳを展開するのに好ましい。

図３ａの柔軟シート展開装置１ｂは、柔軟シートの挟持部分に働く抵抗力を制御する手段と、柔軟シートの位置を認識する位置認識手段とを有し、柔軟シートＳの位置（高さ）をフィードバックしながら柔軟シートＳを展開するものである。詳しくは、柔軟シートＳの位置認識手段（センサ３０）と、柔軟シートの挟持部分に働く抵抗力を制御する手段（第２エアチャックＨ２ｂ）と、制御装置５０とをさらに有している。他の構成は、図１の柔軟シート展開装置１と実質的に同じであり、第１ハンドＨ１と、第２ハンドＨ２と、第１ロボット１０と、第２ロボット２０とを有する。

位置認識手段は、図３ｂに示すように、第２ハンドＨ２に保持された柔軟シートＳの縁部Ｅの位置（高さ）を検知するセンサ３０である。センサとしては、例えば、光電センサ、ファイバー光電センサ、赤外線近接センサなどが用いられる。なお、位置認識手段としては、カメラなどの画像認識手段、接触センサなどの触覚認識手段を用いてもよい。

柔軟シートの挟持部分に働く抵抗力を制御する手段は、第２ハンドＨ２の第２エアチャックＨ２ｂである。第２エアチャックＨ２ｂを操作することにより第２ハンドＨ２の一対のピンチローラＨ２ａのピンチ圧を可変でき、結果、一対のピンチローラＨ２ａで挟持された柔軟シートＳの直線状の挟持部分Ｐに対するピンチローラＨ２ａの軸と平行な第２抵抗力（摩擦力）ｆ２を制御することができる（図２ｂ参照）。例えば、ピンチ圧を強くすることにより第２抵抗力ｆ２を強くすることができ、ピンチ圧を弱くすることにより第２抵抗力ｆ２を弱くすることができる。

制御装置５０は、センサ３０から柔軟シートＳの縁部Ｅの位置情報を受信し、その位置情報に基づいて一対のピンチローラＨ２ａによるピンチ力を算出し、それを第２エアチャックＨ２ｂに送信する。また、制御装置５０は、第１ロボット１０の動作も同時に制御する。

このように柔軟シート展開装置１ｂは、柔軟シートＳの展開工程において、位置認識手段によって柔軟シートＳの位置を確認しながら、一対のピンチローラＨ２ａのピンチ力を制御し、柔軟シートＳの挟持部分に働く鉛直方向の力を制御できるため、柔軟シートＳの高さを一定に保ちながら柔軟シートＳを展開することができる。例えば、柔軟シートＳが上昇しすぎたときは、ピンチ力を強くして抵抗力ｆ２を強め、図２ｄの鉛直下向き成分Ｖ２ａを小さくし、柔軟シートＳを下降させことができる。一方、柔軟シートＳが下降しすぎたときは、ピンチ力を弱くし抵抗力ｆ２を弱め、図２ｄの鉛直下向き成分Ｖ２ａを大きくし、柔軟シートＳを上昇させることができる。
このように柔軟シートＳの高さを一定にして展開することができるため、展開後における第１ハンドＨ１と第２ハンドＨ２の把持位置を一定にすることができる。この場合、柔軟シートＳを展開した後の作業、例えば、柔軟シートの搬送、積み重ね、折り畳み、収納などが煩雑にならない。

次に、柔軟シートの挟持部分に働く抵抗力を制御する第２の手段を説明する。
柔軟シートにかかる抵抗力を制御する第２の手段として、図３ｃに示すように、柔軟シートＳの挟持部分に働く抵抗力の最大値を示す向き（Ｄ２）を可変させてもよい。この実施形態では、第２ハンドＨ２を、柔軟シートＳを展開した仮想平面上で回転自在とし、第２抵抗力の向きを可変としている。例えば、第２ロボット２０によって、第２ハンドＨ２の基部Ｂを中心に仮想平面上で回転させている。しかし、その方法は、特に限定されない。このように柔軟シートＳの挟持部分Ｐに働く第１抵抗力ｆ１および第２抵抗力ｆ２の方向を変えることにより、柔軟シートＳの挟持部分に働く鉛直方向の力を制御することができる。

柔軟シートの挟持部分に働く抵抗力を制御する第３の手段として、第２ハンドＨ２の一対のピンチローラＨ２ａの回転摩擦力を可変させてもよい。ピンチローラＨ２ａの回転摩擦力を制御することにより、一対のピンチローラＨ２ａで挟持された柔軟シートＳの直線状の挟持部分Ｐに対するピンチローラＨ２ａの軸と垂直な第１抵抗力ｆ１を制御することができる（図２ｂ参照）。つまり、回転摩擦力を強くすることにより、第１抵抗力ｆ１を大きくして図２ｄの鉛直上向き成分Ｖ１ａを大きくすることができ、回転摩擦力を弱くすることにより、第１抵抗力ｆ１を小さくて図２ｄの鉛直上向き成分Ｖ１ａを小さくすることができる。

ここでは、柔軟シートの挟持部分に働く抵抗力を制御する手段を３つ挙げたが、これらに限定されない。また、柔軟シートの挟持部分に働く抵抗力を制御する手段は、これらのいずれか２つの手段を組み合わせてもよく、全ての手段を組み合わせてもよく、また、他の手段と組み合わせても良い。

図４の柔軟シート展開装置１ｃは、２本の第２ハンドＨ２で柔軟シートＳを展開するものである。詳しくは、２本の第２ハンドＨ２と、一方の第２ハンドＨ２を他方の第２ハンドＨ２から離間させる離間手段（第２ロボット２０、２０）とを有する。ここで離間手段は、それぞれの第２ハンドＨ２の第２ロボット２０となる。そして、２本の第２ハンドＨ２は相対することになるため、それぞれの第２ハンドＨ２における離間する方向Ｍ１、２は全体から見ると逆となる。

次に、柔軟シート展開装置１ｃによる柔軟シートＳの展開方法の一例を示す。
第１に、一方の第２ハンドＨ２で柔軟シートＳの縁部Ｅを把持させ、他方の第２ハンドＨ２で一報の第２ハンドＨ２近辺の柔軟シートＳの縁部Ｅを挟持させる。このとき、それぞれ第２ハンドＨ２のピンチローラＨ２ａの軸（柔軟シートＳの直線状の挟持部分Ｐ）が鉛直線に対して傾くようにして挟持させる。なお、２本の第２ハンドＨ２は相対するため、その傾きも逆となる。そして、その状態で柔軟シートＳを吊り下げる。このとき、柔軟シートＳの縁部Ｅが略水平となるように両第２ハンドＨ２を実質的に同じ高さとする。
第２に、両第２ハンドＨ２で柔軟シートＳを把持した状態で、両方の第２ハンドＨ２を、互いに離れるように水平方向（Ｍ１、Ｍ２方向）に移動させて、柔軟シートＳを展開する。

このように柔軟シート展開装置１ｃは、２つの第２ハンドで柔軟シートの縁部の中央近辺を挟持させ、互いに離れるように２つの第２ハンドを移動させることにより、柔軟シートを落とすことなく展開することができるため、図１の柔軟シート展開装置１のように、柔軟シートＳのコーナー部Ｃを探索させて把持しなくてもよい。

本発明の柔軟シート展開装置は、柔軟シートを落とすことなく展開することができる。そのため、柔軟シートを展開した後の作業を自動に行う装置と組み合わせることにより、柔軟シートの把持から柔軟シートを展開した後の作業を全自動で行わせることができる。例えば、柔軟シートの搬送、積み重ね、折り畳み、収納などを全自動で行わせることができる。

なお、図１〜３の柔軟シート展開装置では、第２ハンドＨ２を固定し、第１ハンドＨ１を移動させていたが、第１ハンドＨ１を固定し、第２ハンドＨ２を移動させてもよい。また、すべての実施形態において、両方を同時に移動させてもよい。
これまでの全ての実施形態において、第２ハンドの一対の挟持体として、軸方向に伸びる長いピンチローラを挙げたが、ピンチローラは長くなくてもよい。また、複数のリングローラを同軸上に並べてもよい。またローラではなく、一対のロッドとしてもよい。一対のロッドとする場合、図２ｂの抵抗力ｆ１は、ロッドと柔軟シートＳとの摩擦力となる。さらに、挟持体は、展開する柔軟シートに応じてその表面の材質を変えたり、その表面に凹凸を設けたりして、柔軟シートに反作用として働く摩擦力を変えてもよい。
さらに、ピンチローラＨ２ａは、図５の柔軟シート展開装置１ｃに示すように、ローラの表面にピンチローラの軸に対して傾いた環状の突条Ｔまたは螺旋条を有していてもよい。この場合、柔軟シートＳの挟持部分に働く抵抗力の最大値を示す方向は、ピンチローラＨ２ａの軸ではなく、突条の向きに対して垂直な方向となる。なお、柔軟シート展開装置１ｃの他の構成は、図１の柔軟シート展開装置１と実質的に同じであり、第１ハンドＨ１と、第２ハンドＨ２の第２エアチャックＨ２ｂと、第１ロボット１０と、第２ロボット２０とを有する。
また本発明の柔軟シート展開装置は、柔軟シートを吊り下げながら展開することに好ましく用いられるが、水平に寝かせた柔軟シートに用いてもよい。

柔軟シートＳを第１ハンドＨ１と第２ハンドＨ２に把持させた状態で、第１ハンドＨ１を第２ハンドＨ２から離間させるように水平に６０ｍｍ移動させ、そのときの柔軟シートＳの動きを測定した。第２ハンドＨ２のピンチローラＨ２ａは、水平に対して６５度とした。柔軟シートＳとしては、紙および布を用いた。また第２ハンドＨ２のピンチ圧を０．０５ＭＰａおよび０．１ＭＰａとした。
いずれの場合も、図６のように、第１ハンドＨ１の移動に伴い柔軟シートＳは縁部Ｅが上昇した。それぞれの実験において、柔軟シートＳの仮想回転の中心を求め、その中心の周りにどれくらい回転したかを次の表１に示す。

表１からもわかるように、ピンチローラＨ２ａとの摩擦力が大きい布の方が紙より大きく回転した。さらに、ピンチ圧を上げた方が大きく回転した。つまり、ピンチローラＨ２ａの角度およびピンチ圧に応じて柔軟シートＳの高さを制御することがわかった。
この実験から柔軟シートの挟持部分の反作用として働く抵抗力、例えば、抵抗力の角度、抵抗力の大きさを適宜調整することにより、柔軟シートを２つのハンドで把持した状態のまま、シートの移動方向を重力に抗して制御しつつ展開できることがわかった。

Ｓ 柔軟シート
Ｐ 直線状の挟持部分
Ｃ コーナー部
Ｅ 縁部
Ｈ１ 第１ハンド
Ｈ１ａ フィンガ部
Ｈ１ｂ 第１エアチャック
Ｈ２ 第２ハンド
Ｈ２ａ ピンチローラ
Ｈ２ｂ 第２エアチャック
Ｔ 突条
１、１ｂ、１ｃ 展開装置
１０ 第１ロボット
２０ 第２ロボット
３０ センサ
５０ 制御装置

Claims (9)

1. 柔軟シートを把持する第１ハンドと、
   前記柔軟シートを把持する第２ハンドと、
   前記第１ハンドと前記第２ハンドとを相対的に離間させる離間手段とを有し、
   前記第２ハンドは前記柔軟シートを挟持する一対の挟持体を備え、
   前記一対の挟持体に挟持された前記柔軟シートに与える外力の向きに応じて、前記柔軟シートの挟持部分に反作用として働く抵抗力が異方性を示し、
   前記第１ハンドと前記第２ハンドとを相対的に離間させたとき、前記柔軟シートの挟持部分に、前記第２ハンドから見た前記第１ハンドの相対的な移動方向に対して垂直な力が働くように構成されている、
   柔軟シート展開装置。
2. 前記挟持体がピンチローラであり、
   前記抵抗力の最大値を示す方向が前記移動方向に対して傾いている、
   請求項１記載の柔軟シート展開装置。
3. 前記抵抗力の最大値を示す方向が、前記ピンチローラの軸と平行である、
   請求項２記載の柔軟シート展開装置。
4. 前記柔軟シートの挟持部分に働く抵抗力を制御する手段を有している、
   請求項１〜３いずれか記載の柔軟シート展開装置。
5. 前記抵抗力を制御する手段は、前記一対の挟持体のピンチ圧の可変である、
   請求項４記載の柔軟シート展開装置。
6. 前記抵抗力を制御する手段は、前記抵抗力の最大値を示す向きの可変である、
   請求項４記載の柔軟シート展開装置。
7. 前記抵抗力を制御する手段は、前記ピンチローラの回転摩擦力の可変である、
   請求項４記載の柔軟シート展開装置。
8. 前記柔軟シートの位置を認識する位置認識手段を有する、
   請求項４から７いずれか記載の柔軟シート展開装置。
9. 前記第１ハンドが第２ハンドである、
   請求項１から８いずれか記載の柔軟シート展開装置。

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