JP2020040134A

JP2020040134A - Robot hand

Info

Publication number: JP2020040134A
Application number: JP2018167538A
Authority: JP
Inventors: 将旭渡辺; Masaaki Watanabe; 美由紀古澤; Miyuki Furusawa; 幾品川; Iku Shinagawa
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 2018-09-07
Filing date: 2018-09-07
Publication date: 2020-03-19
Anticipated expiration: 2038-09-07
Also published as: JP7159713B2

Abstract

To provide a robot hand which can suck and hold various kinds of objects.SOLUTION: A robot hand 1 includes a contact surface 11 which contacts with an object W. The contact surface 11 is structured of magnetorheological elastomer 12 of which hardness is changed in response to a strength of an applied magnetic field. The magnetorheological elastomer 12 has first hardness H1 by which it can deform in a shape following a surface shape of the object W when the strength of the applied magnetic field is a first magnetic field strength B1, and has second hardness H2 stronger than the first hardness H1 when the strength of the applied magnetic field is a second magnetic field strength B2 stronger than the first magnetic field strength B1.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本開示は、汎用性を有するロボットハンドに関する。 The present disclosure relates to a versatile robot hand.

特許文献１は、汎用性を有するロボットハンドとして、ロボットハンド本体と、ロボットハンド本体に取り付けられた吸着パットユニットとからなる吸着式ロボットハンドを提案している。吸着パットユニットは、真空圧通路を有するマニホールドと、マニホールドを貫通して上下方向に摺動可能に設けた支持シャフトと、支持シャフトの先端に取付けた吸着パッドと、エアフロートとからなる。エアフロートは、マニホールド内にその真空圧通路と反対側に径方向に摺動可能に設けられ、支持シャフトをロックする。吸着パットは、支持シャフト及びマニホールドの各通路を介して真空源に連通している。 Patent Document 1 proposes, as a versatile robot hand, a suction-type robot hand including a robot hand body and a suction pad unit attached to the robot hand body. The suction pad unit includes a manifold having a vacuum pressure passage, a support shaft slidably provided vertically through the manifold, a suction pad attached to a tip of the support shaft, and an air float. The air float is provided slidably in the radial direction on the side opposite to the vacuum pressure passage in the manifold, and locks the support shaft. The suction pad communicates with the vacuum source via each passage of the support shaft and the manifold.

特開昭６３−２８３８８４号公報JP-A-63-283888

上記ロボットハンドでは、吸着パッドの形状、及びロボットハンド本体に対する吸着パットの取付角度が固定的である。このため、吸着パットに接触する対象物の表面形状が対象物毎に大きく異なる場合、或いは吸着パットに対する対象物の相対的な姿勢が対象物毎に大きく変化する場合、それらを一つのロボットハンドで吸着把持することは難しい。 In the above robot hand, the shape of the suction pad and the mounting angle of the suction pad with respect to the robot hand body are fixed. For this reason, when the surface shape of the object that comes into contact with the suction pad is greatly different for each object, or when the relative posture of the object with respect to the suction pad changes greatly for each object, those objects are moved by one robot hand. It is difficult to hold by suction.

本開示の目的は、一つのロボットハンドでより多種多様な対象物を吸着把持することができるロボットハンドを提供することにある。 An object of the present disclosure is to provide a robot hand that can suction and hold a wider variety of objects with one robot hand.

本開示の一態様にかかるロボットハンドは、対象物に接触する接触面を備え、接触面は、印加される磁場の強度に応じて硬さが変化する磁気粘弾性エラストマから構成され、磁気粘弾性エラストマは、印加される磁場の強度が第１の磁場強度であるとき、対象物の表面形状に倣った形状に変形可能な第１の硬さを有し、かつ、印加される磁場の強度が第１の磁場強度より高い第２の磁場強度であるとき、第１の硬さより高い第２の硬さを有する。 A robot hand according to one aspect of the present disclosure includes a contact surface that contacts an object, and the contact surface is formed of a magnetic viscoelastic elastomer whose hardness changes according to the strength of an applied magnetic field, When the strength of the applied magnetic field is the first magnetic field strength, the elastomer has a first hardness that can be deformed into a shape following the surface shape of the object, and the strength of the applied magnetic field is When the second magnetic field strength is higher than the first magnetic field strength, it has a second hardness higher than the first hardness.

上記ロボットハンドにおいて、磁気粘弾性エラストマに磁場を印加する永久磁石を備え、永久磁石は、磁気粘弾性エラストマに印加される磁場の強度が第１の磁場強度になる第１位置と、第２の磁場強度になる第２位置との間を移動可能であってもよい。 The robot hand includes a permanent magnet that applies a magnetic field to the magnetic viscoelastic elastomer, wherein the permanent magnet has a first position at which the magnetic field applied to the magnetic viscoelastic elastomer has a first magnetic field intensity, and a second position. It may be movable between a second position where the magnetic field strength is reached.

上記ロボットハンドは、永久磁石に一端が連結されたワイヤと、永久磁石が第１位置と第２位置との間を移動する間、ワイヤを案内するワイヤガイドと、ワイヤが巻き付けられたドラムと、ドラムを回転させるモータと、を備えてもよい。 The robot hand includes a wire having one end connected to the permanent magnet, a wire guide for guiding the wire while the permanent magnet moves between the first position and the second position, and a drum around which the wire is wound. And a motor for rotating the drum.

上記ロボットハンドは、永久磁石に一端が連結されたラックギアと、ラックギアに噛合するピニオンギアと、ピニオンギアを回転させるモータと、を備えてもよい。 The robot hand may include a rack gear having one end connected to the permanent magnet, a pinion gear meshing with the rack gear, and a motor for rotating the pinion gear.

上記ロボットハンドは、圧縮エアが供給及び排出されるシリンダ室と、シリンダ室内で第１位置と第２位置との間を往復移動する永久磁石と、を備えてもよい。 The robot hand may include a cylinder chamber to which compressed air is supplied and discharged, and a permanent magnet that reciprocates between the first position and the second position in the cylinder chamber.

上記ロボットハンドは、磁気粘弾性エラストマを支持するハンド本体と、ハンド本体に着脱可能に取り付けられ、磁気粘弾性エラストマの周縁部を、接触面が露出するようにハンド本体との間に挟持する枠部材と、を備えてもよい。 The robot hand includes a hand main body that supports the magnetic viscoelastic elastomer, and a frame that is detachably attached to the hand main body, and that holds a peripheral portion of the magnetic viscoelastic elastomer between the hand main body so that a contact surface is exposed. And a member.

上記ロボットハンドは、磁気粘弾性エラストマを支持するハンド本体と、磁気粘弾性エラストマに埋設され、磁気粘弾性エラストマから突出した部分がハンド本体に着脱可能に固定された埋込部材と、を備えてもよい。 The robot hand includes a hand body that supports the magnetic viscoelastic elastomer, and an embedding member that is embedded in the magnetic viscoelastic elastomer, and a portion protruding from the magnetic viscoelastic elastomer is detachably fixed to the hand body. Is also good.

上記磁気粘弾性エラストマは、磁気粘弾性エラストマを支持するハンド本体に接着部材により固定されてもよい。 The magnetic viscoelastic elastomer may be fixed to a hand body supporting the magnetic viscoelastic elastomer by an adhesive member.

このロボットハンドによれば、より多種多様な対象物を吸着把持することができる。 According to this robot hand, a wider variety of objects can be suction-held.

実施形態に係るロボットの構成図である。It is a lineblock diagram of a robot concerning an embodiment. 第１実施形態に係るロボットハンドの概略断面図である。FIG. 2 is a schematic sectional view of the robot hand according to the first embodiment. 磁気粘弾性エラストマの動作を説明する図である。It is a figure explaining operation of a magnetic viscoelastic elastomer. 第２実施形態に係るロボットハンドの概略断面図である。It is an outline sectional view of the robot hand concerning a 2nd embodiment. 第３実施形態に係るロボットハンドの概略断面図である。It is an outline sectional view of the robot hand concerning a 3rd embodiment. 第４実施形態に係る把持部の概略断面図である。It is an outline sectional view of a grasping part concerning a 4th embodiment. 第５実施形態に係る把持部の概略断面図である。It is an outline sectional view of a grasping part concerning a 5th embodiment.

以下、いくつかの実施形態にかかるロボットハンドについて、図面を参照しながら説明する。なお、各図において実質的に同一の機能を有する要素については、同一の符号を付し、重複する説明を省略する。 Hereinafter, robot hands according to some embodiments will be described with reference to the drawings. In each of the drawings, elements having substantially the same function are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.

＜第１実施形態＞
第１実施形態にかかるロボットハンド１は、図１に示すように、ロボットＲの手先部Ａ１に搭載される。ロボットＲは、例えば、ロボット支持台Ｄの上面に固定された垂直多関節ロボットであり、手先部Ａ１、ロボットアームＡ２〜Ａ４、及び関節Ｊ１〜Ｊ３を有する。関節Ｊ１〜Ｊ３は、手先部Ａ１及びロボットアームＡ２〜Ａ４を連結している。各関節Ｊ１〜Ｊ３は、それぞれ回転軸Ｃ１〜Ｃ３（図１の紙面と垂直な軸）、Ｃ４（ロボットアームの長手方向に延びる軸）周りに回転が可能である。従って、ロボットＲは、ロボットハンド１を所定の作動範囲内で３次元的に移動させ、かつ所定の姿勢にし、かつロボットハンド１を把持対象となる対象物Ｗに対して所定の力で押し付けることができる。なお、ロボットＲは、スカラロボット、直交ロボットなど他のロボットでもよい。 <First embodiment>
The robot hand 1 according to the first embodiment is mounted on a hand A1 of a robot R as shown in FIG. The robot R is, for example, a vertical articulated robot fixed on the upper surface of the robot support D, and has a hand A1, robot arms A2 to A4, and joints J1 to J3. The joints J1 to J3 connect the hand A1 and the robot arms A2 to A4. Each of the joints J1 to J3 can rotate around rotation axes C1 to C3 (an axis perpendicular to the plane of FIG. 1) and C4 (an axis extending in the longitudinal direction of the robot arm), respectively. Therefore, the robot R moves the robot hand 1 three-dimensionally within a predetermined operation range, sets the robot hand 1 in a predetermined posture, and presses the robot hand 1 against a target object W to be grasped with a predetermined force. Can be. Note that the robot R may be another robot such as a SCARA robot or an orthogonal robot.

ロボットハンド１の把持対象となる対象物Ｗは、例えば、テーブルＴの上に載置される。ただし、対象物Ｗは、コンベアなどに載置されていてもよいし、容器の中に格納されていてもよい。対象物Ｗの表面形状（表面粗さを含む）、硬さ、剛性等は、対象物Ｗ毎に異なっていてもよい。また、対象物ＷのテーブルＴ上の姿勢は、対象物Ｗ毎に異なっていてもよい。対象物Ｗの例としては、段ボール、ペットボトル、缶、木材、石材、ピロー包装物などが挙げられる。 The target object W to be gripped by the robot hand 1 is placed on, for example, a table T. However, the target object W may be placed on a conveyor or the like, or may be stored in a container. The surface shape (including surface roughness), hardness, rigidity, and the like of the object W may be different for each object W. Further, the posture of the object W on the table T may be different for each object W. Examples of the object W include cardboard, plastic bottles, cans, wood, stone, pillow packages, and the like.

ロボットハンド１は、図１及び図２に示すように、対象物Ｗを把持する把持部１０と、ロボットＲの手先部Ａ１に接続され、把持部１０を支持するハンド本体２０とを備えている。 As shown in FIGS. 1 and 2, the robot hand 1 includes a gripper 10 that grips the target object W, and a hand body 20 that is connected to the tip A1 of the robot R and supports the gripper 10. .

把持部１０は、対象物Ｗに接触する接触面１１を有している。接触面１１は、全域が磁気粘弾性エラストマ１２から構成されている。 The grip 10 has a contact surface 11 that contacts the object W. The entire surface of the contact surface 11 is made of a magnetic viscoelastic elastomer 12.

磁気粘弾性エラストマ１２は、マトリックスとしての粘弾性を有する基質エラストマと、基質エラストマ内に分散した磁性粒子とを有している。基質エラストマは、例えば、超軟質ウレタン樹脂，エチレン−プロピレンゴム、ブタジエンゴム、イソプレンゴムリコンゴム等の室温で粘弾性を有する公知の高分子材料であってよい。基質エラストマと磁性粒子の他に、非磁性粒子や分散剤等の添加物を加えてもよい。 The magnetic viscoelastic elastomer 12 has a matrix elastomer having viscoelasticity as a matrix and magnetic particles dispersed in the matrix elastomer. The matrix elastomer may be, for example, a known polymer material having viscoelasticity at room temperature, such as an ultra-soft urethane resin, ethylene-propylene rubber, butadiene rubber, isoprene rubber, and silicone rubber. In addition to the matrix elastomer and the magnetic particles, additives such as non-magnetic particles and dispersants may be added.

磁性粒子は、磁場の作用によって磁気分極する性質を有する。磁性粒子は、例えば、酸化鉄、純鉄、電磁軟鉄、方向性ケイ素鋼、Ｍｎ−Ｚｎフェライト、Ｎｉ−Ｚｎフェライト、マグネタイト、コバルト、ニッケル等の金属から形成することができる。また、磁性粒子は、例えば、４−メトキシベンジリデン−４−アセトキシアニリン、トリアミノベンゼン重合体等の有機物、フェライト分散異方性プラスチック等の有機・無機複合体等の公知の材料から形成することもできる。磁性粒子の形状は、特に限定されず、例えば球形、針形、平板形等であってよい。磁性粒子の粒径は、特に限定されず、例えば０．０１μｍ〜５００μｍ程度であってよい。 Magnetic particles have the property of being magnetically polarized by the action of a magnetic field. The magnetic particles can be formed from, for example, metals such as iron oxide, pure iron, soft magnetic iron, directional silicon steel, Mn-Zn ferrite, Ni-Zn ferrite, magnetite, cobalt, and nickel. Further, the magnetic particles may be formed from a known material such as an organic substance such as 4-methoxybenzylidene-4-acetoxyaniline and a triaminobenzene polymer, and an organic-inorganic composite such as a ferrite-dispersed anisotropic plastic. it can. The shape of the magnetic particles is not particularly limited, and may be, for example, a sphere, a needle, a flat plate, or the like. The particle size of the magnetic particles is not particularly limited, and may be, for example, about 0.01 μm to 500 μm.

磁性粒子は、基質エラストマ内において、印加される磁場の強度が十分に低いとき、互いの相互作用は無視できるほど小さく、かつ、印加される磁場の強度が高まるに従って、磁気相互作用によって互いに作用する引力が増大するようになっている。例えば、磁性粒子は、基質エラストマ内において、印加される磁場の強度が低いときは互いの接触部位が少なく、印加される磁場の強度が高いときは磁気的結合によって互いの接触部位が増大し得るように分散している。なお、磁性粒子は、印加される磁場の強度が低いときに、基質エラストマ内において互いに接触しない程度に分散していてもよいし、一部が接触して連続するように分散していてもよい。磁性粒子の基質エラストマに対する割合は、任意に設定できるが、例えば体積分率で５％〜８５％程度であってよい。基質エラストマ内の磁性粒子の分散状態は、基質エラストマの各部において均一にしてもよいし、一部に密度差を設けてもよい。 When the strength of the applied magnetic field is sufficiently low, the magnetic particles have negligible interaction with each other in the matrix elastomer, and interact with each other by magnetic interaction as the strength of the applied magnetic field increases. Attraction is increasing. For example, magnetic particles may have fewer contact sites with each other in a substrate elastomer when the strength of the applied magnetic field is low, and may increase with each other due to magnetic coupling when the strength of the applied magnetic field is high. Is so dispersed. Note that the magnetic particles may be dispersed to such an extent that they do not come into contact with each other in the substrate elastomer when the intensity of the applied magnetic field is low, or they may be dispersed such that some of them come into contact and continue. . The ratio of the magnetic particles to the matrix elastomer can be arbitrarily set, but may be, for example, about 5% to 85% in volume fraction. The dispersion state of the magnetic particles in the matrix elastomer may be uniform in each part of the matrix elastomer, or a difference in density may be provided in a part.

磁気粘弾性エラストマ１２は、印加される磁場の強度に応じて磁性粒子間に作用する引力が変化するため、印加される磁場の強度に応じて硬さ、剛性など機械的特性が変化する。磁気粘弾性エラストマ１２は、印加される磁場の強度が第１の磁場強度Ｂ１（以下、磁場強度Ｂ１とも称する）であるとき、対象物Ｗの表面形状に倣った形状に変形可能な第１の硬さＨ１を有する。また、磁気粘弾性エラストマ１２は、印加される磁場の強度が磁場強度Ｂ１より高い第２の磁場強度Ｂ２（以下、磁場強度Ｂ２とも称する）であるとき（Ｂ２＞Ｂ１）、第１の硬さＨ１より高い第２の硬さＨ２（Ｈ２＞Ｈ１）を有する。さらに、印加される磁場の強度が磁場強度Ｂ２であるときの磁気粘弾性エラストマ１２の弾性率は、印加される磁場の強度が磁場強度Ｂ１であるときの弾性率よりも高い。 In the magnetic viscoelastic elastomer 12, the attractive force acting between the magnetic particles changes according to the strength of the applied magnetic field, so that the mechanical properties such as hardness and rigidity change according to the strength of the applied magnetic field. When the intensity of the applied magnetic field is the first magnetic field intensity B1 (hereinafter, also referred to as the magnetic field intensity B1), the magnetoviscoelastic elastomer 12 can be deformed into a first shape that can follow the surface shape of the target object W. It has hardness H1. The magnetic viscoelastic elastomer 12 has a first hardness when the applied magnetic field strength is a second magnetic field strength B2 (hereinafter, also referred to as a magnetic field strength B2) higher than the magnetic field strength B1 (B2> B1). It has a second hardness H2 (H2> H1) higher than H1. Further, the elastic modulus of the magneto-viscoelastic elastomer 12 when the intensity of the applied magnetic field is the magnetic field intensity B2 is higher than the elastic modulus when the intensity of the applied magnetic field is the magnetic field intensity B1.

第１の硬さＨ１及び第２の硬さＨ２は、把持対象となる対象物Ｗの表面形状、硬さ、対象物Ｗの強度、剛性、接触面１１の対象物Ｗへの接触圧等に基づいて、それぞれ所定の範囲に設定される。第１の硬さＨ１のとり得る範囲は、特に限定されないが、典型的には、アスカーＦ硬度で、０．０１〜１００である。また、第２の硬さＨ２のとり得る範囲は、特に限定されないが、典型的には、アスカーＣ硬度で、５０〜１００である。ここで、第１の硬さＨ１のアスカーＦ硬度の値をＨ１_Ｆとし、第２の硬さＨ２のアスカーＣ硬度の値をＨ２_Ｃとする。Ｈ１_Ｆを２で割った値とＨ２_Ｃとの差（Ｈ２_Ｃ−Ｈ１_Ｆ／２）は、少なくとも１以上あることが好ましく、より好ましくは５以上、さらに好ましくは１０以上、よりさらに好ましくは１５以上、最も好ましくは２０以上である。なお、アスカーＦ硬度は、タイプＦデュロメータ（高分子計器株式会社製）の触針部を接触面１１に直接押し当てて測定することができる。また、アスカーＣ硬度は、タイプＣデュロメータ（高分子計器株式会社製）の触針部を接触面１１に直接押し当てて測定することができる。 The first hardness H1 and the second hardness H2 are determined based on the surface shape, hardness, strength and rigidity of the object W to be gripped, the contact pressure of the contact surface 11 on the object W, and the like. Based on this, they are respectively set in predetermined ranges. The range that the first hardness H1 can take is not particularly limited, but is typically 0.01 to 100 as Asker F hardness. Further, the possible range of the second hardness H2 is not particularly limited, but is typically 50 to 100 in Asker C hardness. Here, the value of the Asker F hardness of the first hardness H1 and H1 _F, the value of the Asker C hardness of the second hardness H2 and H2 _C. The difference between H1 _F values and H2 _C divided by _{_{2 (H2 C -H1 F / 2}} ) is preferably in at least 1 or more, more preferably 5 or more, more preferably 10 or more, even more preferably 15 The number is most preferably 20 or more. The Asker F hardness can be measured by directly pressing a stylus portion of a type F durometer (manufactured by Kobunshi Keiki Co., Ltd.) against the contact surface 11. The Asker C hardness can be measured by directly pressing a stylus portion of a type C durometer (manufactured by Kobunshi Keiki Co., Ltd.) against the contact surface 11.

また、印加される磁場の強度の変化に対する磁気粘弾性エラストマ１２の硬さ、剛性などの変化率は、例えば、基質エラストマ内における磁性粒子の体積分率を調整することで任意に設定できる。すなわち、磁性粒子の体積分率を調整することで、例えば、第２の硬さＨ２を与える磁場強度Ｂ２を、接触面１１の位置において１００〜５００ｍＴに設定でき、第１の硬さＨ１を与える磁場強度Ｂ１を、同位置において０〜１０ｍＴに設定できる。 The rate of change of the hardness, rigidity, and the like of the magnetic viscoelastic elastomer 12 with respect to the change in the intensity of the applied magnetic field can be arbitrarily set, for example, by adjusting the volume fraction of the magnetic particles in the matrix elastomer. That is, by adjusting the volume fraction of the magnetic particles, for example, the magnetic field strength B2 that gives the second hardness H2 can be set to 100 to 500 mT at the position of the contact surface 11, and gives the first hardness H1. The magnetic field strength B1 can be set at 0 to 10 mT at the same position.

磁気粘弾性エラストマ１２は、図２に示すように、中央部が最も厚く、中央部から周縁部に向かって徐々に薄くなるように形成されており、接触面１１側の表面１２ａは凸曲面状であり、接触面１１の反対側の裏面１２ｂは平坦である。なお、磁気粘弾性エラストマ１２の大きさ及び形状は、これに限らず、対象物Ｗの大きさ及び形状に応じて適宜選択することができる。 As shown in FIG. 2, the magnetic viscoelastic elastomer 12 is formed so as to be thickest at the central portion and gradually thinner from the central portion toward the peripheral edge, and the surface 12a on the contact surface 11 side has a convex curved surface. The back surface 12b opposite to the contact surface 11 is flat. Note that the size and shape of the magnetic viscoelastic elastomer 12 are not limited to this, and can be appropriately selected according to the size and shape of the target object W.

ハンド本体２０は、例えば、アルミ、ステンレス、樹脂などの非磁性材料からなる筒状の部材であり、先端部２０ａにおいて磁気粘弾性エラストマ１２を支持し、後端部２０ｂにおいて手先部Ａ１の先端に固定されている。ハンド本体２０の先端部２０ａには、磁気粘弾性エラストマ１２を取り付けるための取付面２０ｃが形成されており、この取付面２０ｃに磁気粘弾性エラストマ１２の裏面１２ｂが面接触している。 The hand body 20 is, for example, a cylindrical member made of a nonmagnetic material such as aluminum, stainless steel, or resin. Fixed. A mounting surface 20c for mounting the magnetic viscoelastic elastomer 12 is formed on the distal end portion 20a of the hand body 20, and the back surface 12b of the magnetic viscoelastic elastomer 12 is in surface contact with the mounting surface 20c.

先端部２０ａにおける取付面２０ｃの周囲には、環状の枠部材２１が設けられている。枠部材２１は、非磁性材料製であり、ハンド本体２０の先端部２０ａに、不図示の例えばボルトなどの締結部材を用いて着脱自在に取り付けられている。枠部材２１は、開口２１ａから接触面１１を露出させた状態で、開口周縁部２１ｂと取付面２０ｃとの間で磁気粘弾性エラストマ１２の周縁部を挟持している。 An annular frame member 21 is provided around the mounting surface 20c at the distal end portion 20a. The frame member 21 is made of a non-magnetic material, and is detachably attached to the distal end portion 20a of the hand main body 20 using a fastening member (not shown) such as a bolt. The frame member 21 sandwiches the peripheral edge of the magnetic viscoelastic elastomer 12 between the opening peripheral edge 21b and the mounting surface 20c with the contact surface 11 exposed from the opening 21a.

ハンド本体２０の内部には、磁気粘弾性エラストマ１２に磁場を印加する永久磁石３０と、永久磁石３０を駆動するための磁石移動機構４０とが設けられている。 Inside the hand body 20, a permanent magnet 30 for applying a magnetic field to the magnetic viscoelastic elastomer 12 and a magnet moving mechanism 40 for driving the permanent magnet 30 are provided.

永久磁石３０は、磁石移動機構４０により駆動され、ハンド本体２０内に設けられた案内路２２内を磁気粘弾性エラストマ１２に対して接近離間方向（図２中左右方向）に進退可能である。具体的には、磁気粘弾性エラストマ１２に印加される磁場の強度が磁場強度Ｂ１になる後退位置（第１位置）Ｐ１（図２中、実線で示した位置）と、磁場強度Ｂ２になる前進位置（第２位置）Ｐ２（図２中、一点鎖線で示した位置）との間を往復移動可能である。永久磁石３０の種類は、特に限定されず、例えば、ネオジム磁石、サマリウムコバルト磁石、アルニコ磁石、フェライト磁石など公知の永久磁石を使用できる。中でもネオジム磁石は、残留磁束密度が比較的高く、機械的強度も優れているため、好適である。永久磁石３０は、円柱状の形状を有しているが、永久磁石３０の形状はこれに限らず、多角柱状、球状などであってもよい。 The permanent magnet 30 is driven by a magnet moving mechanism 40, and is capable of moving in and out of a guide path 22 provided in the hand main body 20 in a direction toward and away from the magnetic viscoelastic elastomer 12 (left and right direction in FIG. 2). Specifically, a retreat position (first position) P1 (a position shown by a solid line in FIG. 2) at which the intensity of the magnetic field applied to the magnetic viscoelastic elastomer 12 becomes the magnetic field intensity B1, and a forward position at which the magnetic field intensity becomes B2 It can reciprocate between a position (second position) P2 (a position indicated by a chain line in FIG. 2). The type of the permanent magnet 30 is not particularly limited, and for example, a known permanent magnet such as a neodymium magnet, a samarium cobalt magnet, an alnico magnet, or a ferrite magnet can be used. Among them, neodymium magnets are preferable because of their relatively high residual magnetic flux density and excellent mechanical strength. Although the permanent magnet 30 has a columnar shape, the shape of the permanent magnet 30 is not limited thereto, and may be a polygonal columnar shape, a spherical shape, or the like.

磁石移動機構４０は、図２に示すように、ワイヤ４１と、ワイヤガイド４２と、ドラム４３と、モータ４４とを備えている。ワイヤ４１は、ドラム４３に巻き付けられた剛性を有する線状部材であり、先端が永久磁石３０に連結されている。ワイヤガイド４２は、ハンド本体２０に支持された管状の部材であり、その内部にワイヤ４１が挿通されている。ワイヤガイド４２は、永久磁石３０が後退位置Ｐ１と前進位置Ｐ２との間を移動する間、ワイヤ４１を滑らかに案内する。ドラム４３は、ハンド本体２０に回転可能に支持された円筒状の部材であり、モータ４４に駆動されてワイヤ４１を巻き取ったり繰り出したりする。ワイヤ４１、ワイヤガイド４２、及びドラム４３は、例えば非磁性材料から形成することができる。なお、本実施形態では、ドラム４３及びモータ４４がハンド本体２０の内部に配置されているが、ドラム４３及びモータ４４は、ワイヤガイド４２を適宜延長したり湾曲させたりすることで、ハンド本体２０の外部に配置するようにしてもよい。 As shown in FIG. 2, the magnet moving mechanism 40 includes a wire 41, a wire guide 42, a drum 43, and a motor 44. The wire 41 is a rigid linear member wound around the drum 43, and has a distal end connected to the permanent magnet 30. The wire guide 42 is a tubular member supported by the hand main body 20, and the wire 41 is inserted therein. The wire guide 42 smoothly guides the wire 41 while the permanent magnet 30 moves between the retracted position P1 and the advanced position P2. The drum 43 is a cylindrical member rotatably supported by the hand body 20, and is driven by a motor 44 to wind or unwind the wire 41. The wire 41, the wire guide 42, and the drum 43 can be formed from, for example, a non-magnetic material. In the present embodiment, the drum 43 and the motor 44 are arranged inside the hand main body 20. However, the drum 43 and the motor 44 are appropriately extended or bent to form the hand main body 20. May be arranged outside the device.

磁石移動機構４０は、モータ４４によりドラム４３をワイヤ繰り出し方向（図２中反時計回り）に回転させることで、永久磁石３０を後退位置Ｐ１から前進位置Ｐ２に前進させることができる。また、磁石移動機構４０は、モータ４４によりドラム４３をワイヤ巻き取り方向（図２中時計回り）に回転させることで、永久磁石３０を前進位置Ｐ２から後退位置Ｐ１に後退させることができる。 The magnet moving mechanism 40 can advance the permanent magnet 30 from the retracted position P1 to the advanced position P2 by rotating the drum 43 in the wire feeding direction (counterclockwise in FIG. 2) by the motor 44. Further, the magnet moving mechanism 40 can retreat the permanent magnet 30 from the forward position P2 to the retreat position P1 by rotating the drum 43 in the wire winding direction (clockwise in FIG. 2) by the motor 44.

次に、対象物Ｗを吸着把持する際、及び当該吸着を解除する際のロボットハンド１の動作について説明する。 Next, the operation of the robot hand 1 when the object W is gripped by suction and when the suction is released will be described.

対象物Ｗを吸着把持する際、まず、ロボットＲは、所定の方向から所定の姿勢でロボットハンド１を対象物Ｗに接近させる。このとき、ロボットハンド１の永久磁石３０は、後退位置Ｐ１に後退しており、永久磁石３０から磁気粘弾性エラストマ１２に印加される磁場の強度は、図３（ａ）に示すように、磁場強度Ｂ１にある。従って、把持部１０の接触面１１における磁気粘弾性エラストマ１２の硬さは、対象物Ｗの表面形状に倣った形状に変形可能な第１の硬さＨ１になっている。 When holding the target object W by suction, the robot R first causes the robot hand 1 to approach the target object W from a predetermined direction in a predetermined posture. At this time, the permanent magnet 30 of the robot hand 1 is retracted to the retracted position P1, and the intensity of the magnetic field applied from the permanent magnet 30 to the magnetic viscoelastic elastomer 12 is, as shown in FIG. It is at strength B1. Therefore, the hardness of the magnetic viscoelastic elastomer 12 on the contact surface 11 of the grip portion 10 is the first hardness H1 that can be deformed into a shape following the surface shape of the object W.

次に、図３（ｂ）に示すように、磁気粘弾性エラストマ１２に印加する磁場の強度を磁場強度Ｂ１に維持したまま、対象物Ｗに接触面１１を所定の力で押しあてる。これにより、接触面１１を対象物Ｗの表面Ｗａに密着させ、接触面１１と表面Ｗａとの間を真空に近い状態にする。 Next, as shown in FIG. 3B, the contact surface 11 is pressed against the object W with a predetermined force while maintaining the strength of the magnetic field applied to the magneto-viscoelastic elastomer 12 at the magnetic field strength B1. As a result, the contact surface 11 is brought into close contact with the surface Wa of the object W, and the space between the contact surface 11 and the surface Wa is brought into a state close to a vacuum.

次に、接触面１１を対象物Ｗの表面Ｗａに密着させたまま、磁石移動機構４０により永久磁石３０を後退位置Ｐ１から前進位置Ｐ２に前進させる。これにより、図３（ｃ）に示すように、永久磁石３０から磁気粘弾性エラストマ１２に印加される磁場の強度が磁場強度Ｂ１から磁場強度Ｂ２に高まり、接触面１１における磁気粘弾性エラストマ１２の硬さが第１の硬さＨ１から第２の硬さＨ２に上昇する。そのため、接触面１１と対象物Ｗの表面Ｗａとの密着状態が保持され、接触面１１が対象物Ｗに吸着される。このようにしてロボットハンド１は対象物Ｗを吸着把持する。 Next, the permanent magnet 30 is advanced from the retracted position P1 to the advanced position P2 by the magnet moving mechanism 40 while the contact surface 11 is kept in close contact with the surface Wa of the object W. Thereby, as shown in FIG. 3C, the strength of the magnetic field applied from the permanent magnet 30 to the magnetic viscoelastic elastomer 12 increases from the magnetic field strength B1 to the magnetic field strength B2, and the magnetic viscoelastic elastomer 12 on the contact surface 11 The hardness increases from the first hardness H1 to the second hardness H2. Therefore, the contact state between the contact surface 11 and the surface Wa of the object W is maintained, and the contact surface 11 is attracted to the object W. Thus, the robot hand 1 sucks and holds the target object W.

一方、接触面１１の対象物Ｗへの吸着を解除するときは、上記と逆の動作を行う。すなわち、磁石移動機構４０により永久磁石３０を前進位置Ｐ２から後退位置Ｐ１に後退させる。これにより、永久磁石３０から磁気粘弾性エラストマ１２に印加される磁場の強度が磁場強度Ｂ２から磁場強度Ｂ１に減少し、磁気粘弾性エラストマ１２の硬さが第２の硬さＨ２から第１の硬さＨ１に低下する。そのため、ロボットハンド１を対象物Ｗから離間する方向に移動させることで、或いは、対象物Ｗの自重を接触面１１と対象物Ｗの表面Ｗａとを離間させる方向に作用させることで、上記密着状態を解いて、接触面１１の対象物Ｗへの吸着を解除することができる。 On the other hand, when releasing the suction of the contact surface 11 to the target object W, the operation reverse to the above is performed. That is, the permanent magnet 30 is retracted from the forward position P2 to the retracted position P1 by the magnet moving mechanism 40. As a result, the intensity of the magnetic field applied from the permanent magnet 30 to the magnetic viscoelastic elastomer 12 decreases from the magnetic field intensity B2 to the magnetic field intensity B1, and the hardness of the magnetic viscoelastic elastomer 12 decreases from the second hardness H2 to the first hardness H2. The hardness decreases to H1. Therefore, by moving the robot hand 1 in a direction away from the object W, or by causing the own weight of the object W to act in a direction to separate the contact surface 11 and the surface Wa of the object W, By releasing the state, the adsorption of the contact surface 11 to the object W can be released.

以下、本実施形態の作用効果について説明する。 Hereinafter, the operation and effect of the present embodiment will be described.

（１）本実施形態にかかるロボットハンド１は、把持部１０の接触面１１が磁気粘弾性エラストマ１２から構成されているため、対象物Ｗの吸着に機能性流体（例えば、磁気粘性流体）を用いた場合と比較して、次の点で優位である。すなわち、機能性流体を吸着に用いた場合は、対象物Ｗを機能性流体で汚損する恐れがあるところ、磁気粘弾性エラストマ１２を用いたロボットハンド１ではそのような恐れがない。また、機能性流体を吸着に用いた場合は、把持部の接触面と対象物Ｗの表面との間の界面に機能性流体を供給する装置を必要とするところ、ロボットハンド１の磁気粘弾性エラストマ１２は、その基質エラストマ内に磁性粒子を分散した状態で保持している。このため、ロボットハンド１は、機能性流体を供給するための装置を省略することができる。 (1) In the robot hand 1 according to the present embodiment, since the contact surface 11 of the gripper 10 is formed of the magnetic viscoelastic elastomer 12, a functional fluid (for example, a magnetic viscous fluid) is used to attract the target W. Compared to the case where it is used, it has the following advantages. That is, when the functional fluid is used for adsorption, the robot W 1 using the magnetic viscoelastic elastomer 12 does not have such a risk that the object W may be contaminated with the functional fluid. When the functional fluid is used for adsorption, a device for supplying the functional fluid to the interface between the contact surface of the gripper and the surface of the object W is required. The elastomer 12 holds the magnetic particles in a dispersed state in the matrix elastomer. For this reason, the robot hand 1 can omit a device for supplying a functional fluid.

（２）また、ロボットハンド１は、磁気粘弾性エラストマ１２が第１の硬さＨ１を有するとき、接触面１１が対象物Ｗの表面Ｗａの様々な凹凸形状に倣って変形することができる。このため、一つのロボットハンド１で、図１に示すような表面形状、姿勢等を異にする多種多様な対象物Ｗを吸着把持することができる。 (2) When the magnetic viscoelastic elastomer 12 has the first hardness H1, the contact surface 11 of the robot hand 1 can be deformed according to various irregularities on the surface Wa of the target object W. Therefore, a single robot hand 1 can suction and hold a variety of objects W having different surface shapes, postures, and the like as shown in FIG.

（３）さらに、ロボットハンド１は、磁気粘弾性エラストマ１２の硬さを第２の硬さＨ２に上昇させることで、接触面１１における対象物Ｗの表面Ｗａに接触している領域全体を対象物Ｗに吸着させる。このため、真空吸着の場合よりも対象物Ｗの表面Ｗａに局所的な力（吸引力）がかかりにくい。従って、対象物Ｗの表面Ｗａが比較的柔らかい場合でも、吸着時に当該表面Ｗａの形状変化を起こしにくく、より確実に対象物Ｗを吸着把持することができる。 (3) Further, the robot hand 1 increases the hardness of the magnetic viscoelastic elastomer 12 to the second hardness H2, thereby covering the entire area of the contact surface 11 that is in contact with the surface Wa of the object W. The material W is adsorbed. Therefore, a local force (suction force) is less likely to be applied to the surface Wa of the target object W than in the case of vacuum suction. Therefore, even when the surface Wa of the object W is relatively soft, the shape of the surface Wa is unlikely to change at the time of suction, and the object W can be suctioned and held more reliably.

（４）また、ロボットハンド１は、対象物Ｗを吸着把持している間、磁気粘弾性エラストマ１２は第２の硬さＨ２を有し、接触面１１における対象物Ｗの表面Ｗａに接触している領域全体が変形しにくく（形状保持しやすく）なっている。このため、対象物Ｗを搬送する際も高い吸着力を維持することができる。 (4) While the robot hand 1 is holding the object W by suction, the magnetic viscoelastic elastomer 12 has the second hardness H2 and contacts the surface Wa of the object W on the contact surface 11. Is hardly deformed (the shape is easily maintained). Therefore, a high suction force can be maintained even when the target object W is transported.

（５）さらに、ロボットハンド１は、磁気粘弾性エラストマ１２に対して永久磁石３０を接近離間させることで、磁気粘弾性エラストマ１２に印加される磁場の強度を変化させる。永久磁石３０は、同じ体積の電磁石よりも高い磁束密度を得ることができるため、ロボットハンド１は、コンパクトな構造でより効率的に磁気粘弾性エラストマ１２の硬さを変化させることができる。 (5) Further, the robot hand 1 changes the strength of the magnetic field applied to the magnetic viscoelastic elastomer 12 by moving the permanent magnet 30 toward and away from the magnetic viscoelastic elastomer 12. Since the permanent magnet 30 can obtain a higher magnetic flux density than an electromagnet having the same volume, the robot hand 1 can change the hardness of the magnetic viscoelastic elastomer 12 more efficiently with a compact structure.

（６）また、ロボットハンド１は、磁石移動機構４０として、永久磁石３０に連結されたワイヤ４１と、ワイヤ４１を案内するワイヤガイド４２と、ワイヤ４１が巻き付けられたドラム４３と、ドラム４３を回転させるモータ４４と、を備えている。このため、ワイヤガイド４２の長さ、形状などを調節することで、ドラム４３及びモータ４４を自由に（永久磁石３０の移動方向の制約を受けずに）レイアウトすることができる。 (6) Further, the robot hand 1 includes, as the magnet moving mechanism 40, a wire 41 connected to the permanent magnet 30, a wire guide 42 for guiding the wire 41, a drum 43 around which the wire 41 is wound, and a drum 43. And a motor 44 for rotating. Therefore, by adjusting the length, shape, and the like of the wire guide 42, the drum 43 and the motor 44 can be laid out freely (without being restricted by the moving direction of the permanent magnet 30).

（７）さらに、ロボットハンド１は、磁気粘弾性エラストマ１２を支持するハンド本体２０と、ハンド本体２０に着脱可能に取り付けられた枠部材２１と、を備えている。枠部材２１は、接触面１１が露出するように磁気粘弾性エラストマ１２の周縁部をハンド本体２０との間に挟持している。このため、枠部材２１で周縁部を保護しつつ磁気粘弾性エラストマ１２をハンド本体２０に固定することができる。また、枠部材２１を取り外すことで磁気粘弾性エラストマ１２のみを交換することができるため、後述する第４実施形態の場合に比べて交換部品の構造を単純化することができる。 (7) The robot hand 1 further includes a hand main body 20 that supports the magnetic viscoelastic elastomer 12, and a frame member 21 detachably attached to the hand main body 20. The frame member 21 sandwiches the peripheral edge of the magnetic viscoelastic elastomer 12 between the frame body 21 and the hand main body 20 so that the contact surface 11 is exposed. For this reason, the magnetic viscoelastic elastomer 12 can be fixed to the hand main body 20 while the peripheral portion is protected by the frame member 21. Further, since only the magnetic viscoelastic elastomer 12 can be replaced by removing the frame member 21, the structure of the replacement part can be simplified as compared with the case of a fourth embodiment described later.

（８）また、ロボットハンド１は、圧縮エアを使わずに吸着・吸着解除の動作を行うことが可能であるため、当該動作のためのエア供給設備（例えば、コンプレッサ、配管設備など）を省略することができる。 (8) Further, since the robot hand 1 can perform suction / suction release operations without using compressed air, air supply equipment (for example, a compressor, piping equipment, etc.) for the operation is omitted. can do.

＜他の実施形態＞
次に、第２〜５実施形態にかかるロボットハンドについて、図４〜７を参照して説明する。なお、各実施形態の説明では、それぞれ先行する実施形態と異なる構成についてのみ説明することとし、先行する実施形態において既に説明した要素と同じ機能を有する要素については、同一の符号を付して、その説明を省略する。 <Other embodiments>
Next, a robot hand according to the second to fifth embodiments will be described with reference to FIGS. In the description of each embodiment, only the configuration different from that of the preceding embodiment will be described, and the components having the same functions as the components already described in the preceding embodiment will be denoted by the same reference numerals. The description is omitted.

第２〜５実施形態にかかるロボットハンドでは、図４〜７に示すように、対象物Ｗに接触する接触面１１が磁気粘弾性エラストマ１２から構成されている。従って、これらの実施形態でも、第１実施形態と同様の効果（少なくとも上記（１）〜（５）の効果）を得ることができる。 In the robot hands according to the second to fifth embodiments, as shown in FIGS. 4 to 7, the contact surface 11 that comes into contact with the object W is formed of a magnetic viscoelastic elastomer 12. Therefore, also in these embodiments, the same effects as those of the first embodiment (at least the effects (1) to (5)) can be obtained.

特に、第２実施形態にかかるロボットハンド１Ａは、図４に示すように、磁石移動機構４０Ａとして、ラックギア４５と、ピニオンギア４６と、モータ４７とを備えている。ラックギア４５は、永久磁石３０の移動方向に沿って延び、先端が永久磁石３０に連結されている。ラックギア４５は、ハンド本体２０に固定されたラックギアガイド４８に案内されて、永久磁石３０の移動方向に沿って移動可能になっている。ピニオンギア４６は、モータ４７の出力軸に連結され、ラックギア４５に噛合しており、モータ４７の駆動力をラックギア４５に伝達してラックギア４５を駆動する。ラックギア４５、ラックギアガイド４８、及びピニオンギア４６は、例えば非磁性材料から形成することができる。モータ４７は、ハンド本体２０に固定されており、不図示の制御装置によって位置決め制御されるステッピングモータ、サーボモータ等から構成することができる。 In particular, the robot hand 1A according to the second embodiment includes a rack gear 45, a pinion gear 46, and a motor 47 as the magnet moving mechanism 40A, as shown in FIG. The rack gear 45 extends in the direction in which the permanent magnet 30 moves, and has a distal end connected to the permanent magnet 30. The rack gear 45 is guided by a rack gear guide 48 fixed to the hand body 20 and is movable along the moving direction of the permanent magnet 30. The pinion gear 46 is connected to an output shaft of a motor 47 and meshes with the rack gear 45, and transmits the driving force of the motor 47 to the rack gear 45 to drive the rack gear 45. The rack gear 45, the rack gear guide 48, and the pinion gear 46 can be formed from, for example, a non-magnetic material. The motor 47 is fixed to the hand main body 20, and can be constituted by a stepping motor, a servo motor, or the like, whose positioning is controlled by a control device (not shown).

磁石移動機構４０Ａは、モータ４７によりピニオンギア４６を前進方向（図４中時計回り）に回転させることで、ラックギア４５を前進させ、永久磁石３０を後退位置Ｐ１から前進位置Ｐ２に前進させる。また、磁石移動機構４０Ａは、モータ４７によりピニオンギア４６を後退方向（図４中反時計回り）に回転させることで、ラックギア４５を後退させ、永久磁石３０を前進位置Ｐ２から後退位置Ｐ１に後退させる。 The magnet moving mechanism 40A advances the rack gear 45 by rotating the pinion gear 46 in the forward direction (clockwise in FIG. 4) by the motor 47, and advances the permanent magnet 30 from the retracted position P1 to the advanced position P2. Further, the magnet moving mechanism 40A causes the rack gear 45 to retreat by rotating the pinion gear 46 in the retreating direction (counterclockwise in FIG. 4) by the motor 47, and retreats the permanent magnet 30 from the forward position P2 to the retreat position P1. Let it.

この構成によれば、モータ４７の位置決め制御により永久磁石３０の位置を制御することで、磁気粘弾性エラストマ１２に印加する磁場の強度を磁場強度Ｂ１と磁場強度Ｂ２との間の任意の強度に精度よく調整することができる。これにより、磁気粘弾性エラストマ１２の硬さを第１の硬さＨ１と第２の硬さＨ２との間で可変に設定することができ、対象物Ｗの種類に応じて吸着力を変更することが可能になる。 According to this configuration, by controlling the position of the permanent magnet 30 by the positioning control of the motor 47, the strength of the magnetic field applied to the magneto-viscoelastic elastomer 12 can be set to an arbitrary strength between the magnetic field strength B1 and the magnetic field strength B2. It can be adjusted with high accuracy. Thereby, the hardness of the magnetic viscoelastic elastomer 12 can be variably set between the first hardness H1 and the second hardness H2, and the attraction force is changed according to the type of the target object W. It becomes possible.

また、第３実施形態にかかるロボットハンド１Ｂは、図５に示すように、磁石移動機構４０Ｂとして、圧縮エアが供給及び排出されるシリンダ室５０を備えている。シリンダ室５０内には、ピストンとしての永久磁石３０が、シリンダ室５０の内面５０ａと永久磁石３０の周面３０ａとの間に十分な気密性を保持しつつ後退位置Ｐ１と前進位置Ｐ２との間を往復移動可能に収容されている。シリンダ室５０は、永久磁石３０により仕切られており、永久磁石３０の磁気粘弾性エラストマ１２側に形成された前シリンダ室５１と、その反対側に形成された後シリンダ室５２とを含む。シリンダ室５０の前端部には、前シリンダ室５１に圧縮エアを供給または排出するための前側給排管５３が接続され、シリンダ室５０の後端部には、後シリンダ室５２に圧縮エアを供給または排出するための後側給排管５４が接続されている。 Further, as shown in FIG. 5, the robot hand 1B according to the third embodiment includes, as the magnet moving mechanism 40B, a cylinder chamber 50 to which compressed air is supplied and discharged. In the cylinder chamber 50, a permanent magnet 30 as a piston is disposed between the retreat position P1 and the forward position P2 while maintaining sufficient airtightness between the inner surface 50a of the cylinder chamber 50 and the peripheral surface 30a of the permanent magnet 30. It is housed so as to be able to reciprocate between. The cylinder chamber 50 is partitioned by the permanent magnet 30 and includes a front cylinder chamber 51 formed on the permanent magnet 30 on the side of the magnetic viscoelastic elastomer 12 and a rear cylinder chamber 52 formed on the opposite side. A front side supply / discharge pipe 53 for supplying / discharging compressed air to / from the front cylinder chamber 51 is connected to a front end of the cylinder chamber 50, and compressed air is supplied to the rear cylinder chamber 52 at a rear end of the cylinder chamber 50. A rear supply / discharge pipe 54 for supplying or discharging is connected.

磁石移動機構４０Ｂは、圧縮エアを後側給排管５４から後シリンダ室５２に供給し、前シリンダ室５１内の空気を前側給排管５３から排出することで、永久磁石３０を後退位置Ｐ１から前進位置Ｐ２に前進させる。また、磁石移動機構４０は、圧縮エアを前側給排管５３から前シリンダ室５１に供給し、後シリンダ室５２内の空気を後側給排管５４から排出することで、永久磁石３０を前進位置Ｐ２から後退位置Ｐ１に後退させる。 The magnet moving mechanism 40B supplies the compressed air to the rear cylinder chamber 52 from the rear supply / discharge pipe 54, and discharges the air in the front cylinder chamber 51 from the front supply / discharge pipe 53, thereby moving the permanent magnet 30 to the retreat position P1. To the forward position P2. Further, the magnet moving mechanism 40 supplies the compressed air to the front cylinder chamber 51 from the front supply / discharge pipe 53 and discharges the air in the rear cylinder chamber 52 from the rear supply / discharge pipe 54 to move the permanent magnet 30 forward. It is moved backward from the position P2 to the backward position P1.

この構成によれば、磁石移動機構４０Ｂの駆動源として、既存の工場エアを有効に利用することができる。 According to this configuration, existing factory air can be effectively used as a drive source of the magnet moving mechanism 40B.

さらに、第４実施形態にかかるロボットハンド１Ｃは、図６に示すように、枠部材２１に代えて、磁気粘弾性エラストマ１２に埋設された埋込部材６０を備えている。埋込部材６０は、非磁性材料製であり、磁気粘弾性エラストマ１２に埋設された板状部６１と、各々一端が板状部６１に連結された複数のスタッドボルト６２とを有している。各スタッドボルト６２の他端側の端部は、磁気粘弾性エラストマ１２の裏面１２ｂから外部に突出し、ハンド本体２０の先端部２０ａに固定されたブラケット６３の孔に挿通されて、ナット６４がねじ込まれている。すなわち、スタッドボルト６２の磁気粘弾性エラストマ１２から突出した部分は、ブラケット６３及びナット６４を介して、ハンド本体２０に着脱可能に固定されている。なお、板状部６１は、磁気粘弾性エラストマ１２の周縁部に沿って複数箇所に設けられてもよいし、環状に連続して延設されてもよい。 Further, the robot hand 1C according to the fourth embodiment includes an embedding member 60 embedded in the magnetic viscoelastic elastomer 12, instead of the frame member 21, as shown in FIG. The embedding member 60 is made of a non-magnetic material, and has a plate-shaped portion 61 embedded in the magnetic viscoelastic elastomer 12 and a plurality of stud bolts 62 each having one end connected to the plate-shaped portion 61. . The other end of each stud bolt 62 protrudes outside from the back surface 12b of the magnetic viscoelastic elastomer 12, is inserted into a hole of a bracket 63 fixed to the distal end 20a of the hand main body 20, and a nut 64 is screwed into the stud bolt 62. Have been. That is, a portion of the stud bolt 62 protruding from the magnetic viscoelastic elastomer 12 is detachably fixed to the hand main body 20 via the bracket 63 and the nut 64. In addition, the plate-shaped portion 61 may be provided at a plurality of locations along the peripheral edge of the magnetic viscoelastic elastomer 12, or may be continuously extended in a ring shape.

この構成によれば、磁気粘弾性エラストマ１２を容易に交換することができる。また、埋込部材６０は、磁気粘弾性エラストマ１２を、その表面１２ａの一部を他の部材（枠部材２１など）で覆うことなく固定できるので、同じ大きさ及び形状を有する磁気粘弾性エラストマ１２に対して接触面１１をより広くとることができる。なお、ロボットハンド１Ｃは、埋込部材６０に加えて枠部材２１を備えてもよい。 According to this configuration, the magnetic viscoelastic elastomer 12 can be easily replaced. Further, since the embedding member 60 can fix the magnetic viscoelastic elastomer 12 without covering a part of its surface 12a with another member (such as the frame member 21), the magnetic viscoelastic elastomer 12 having the same size and shape can be used. The contact surface 11 can be wider than the contact surface 12. The robot hand 1C may include the frame member 21 in addition to the embedding member 60.

また、第５実施形態にかかるロボットハンド１Ｄは、図７に示すように、枠部材２１または埋込部材６０に代えて、両面テープなどの接着部材７０により磁気粘弾性エラストマ１２をハンド本体２０に固定している。接着部材７０は、磁気粘弾性エラストマ１２の裏面１２ｂとハンド本体２０の取付面２０ｃとの間に介在して裏面１２ｂと取付面２０ｃとを接合している。 In addition, as shown in FIG. 7, the robot hand 1D according to the fifth embodiment attaches the magnetic viscoelastic elastomer 12 to the hand main body 20 using an adhesive member 70 such as a double-sided tape instead of the frame member 21 or the embedding member 60. It is fixed. The bonding member 70 is interposed between the back surface 12b of the magnetic viscoelastic elastomer 12 and the mounting surface 20c of the hand body 20, and joins the back surface 12b and the mounting surface 20c.

この構成によれば、簡易、軽量な構造で磁気粘弾性エラストマ１２をハンド本体２０に固定することができ、かつ、同じ大きさ及び形状を有する磁気粘弾性エラストマ１２に対して接触面１１をより広くとることができる。なお、ロボットハンド１Ｄは、接着部材７０に加えて枠部材２１及び埋込部材６０の一方または両方を備えてもよい。 According to this configuration, the magnetic viscoelastic elastomer 12 can be fixed to the hand main body 20 with a simple and lightweight structure, and the contact surface 11 is more easily formed with respect to the magnetic viscoelastic elastomer 12 having the same size and shape. Can be taken widely. Note that the robot hand 1D may include one or both of the frame member 21 and the embedding member 60 in addition to the adhesive member 70.

さらに他の実施形態にかかるロボットハンドでは、永久磁石３０に代えて、電磁石を採用してもよい。この構成によれば、電磁石のコイルに供給する電流を増減させることで、磁気粘弾性エラストマ１２に印加する磁場の強度を変化させることができるので、上述の磁石移動機構４０，４０Ａ，４０Ｂを省略することができる。 In a robot hand according to still another embodiment, an electromagnet may be used instead of the permanent magnet 30. According to this configuration, by increasing or decreasing the current supplied to the coil of the electromagnet, the strength of the magnetic field applied to the magneto-viscoelastic elastomer 12 can be changed, so that the above-described magnet moving mechanisms 40, 40A, 40B are omitted. can do.

以上、本開示の好ましい実施形態について説明したが、本開示は、これらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。 The preferred embodiments of the present disclosure have been described above, but the present disclosure is not limited to these embodiments, and various modifications and changes can be made within the scope of the gist.

１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄロボットハンド
１１接触面
１２磁気粘弾性エラストマ
２０ハンド本体
２１枠部材
３０永久磁石
４１ワイヤ
４２ワイヤガイド
４３ドラム
４４モータ
４５ラックギア
４６ピニオンギア
４７モータ
５０シリンダ室
６０埋込部材
７０接着部材
Ｂ１第１の磁場強度
Ｂ２第２の磁場強度
Ｐ１後退位置（第１位置）
Ｐ２前進位置（第２位置）
Ｗ対象物 1, 1A, 1B, 1C, 1D Robot hand 11 Contact surface 12 Magnetic viscoelastic elastomer 20 Hand body 21 Frame member 30 Permanent magnet 41 Wire 42 Wire guide 43 Drum 44 Motor 45 Rack gear 46 Pinion gear 47 Motor 50 Cylinder chamber 60 Embedded Member 70 Adhesive member B1 First magnetic field strength B2 Second magnetic field strength P1 Retreat position (first position)
P2 Forward position (second position)
W Object

Claims

対象物に接触する接触面を備え、
前記接触面は、印加される磁場の強度に応じて硬さが変化する磁気粘弾性エラストマから構成され、
前記磁気粘弾性エラストマは、印加される磁場の強度が第１の磁場強度であるとき、前記対象物の表面形状に倣った形状に変形可能な第１の硬さを有し、かつ、印加される磁場の強度が前記第１の磁場強度より高い第２の磁場強度であるとき、前記第１の硬さより高い第２の硬さを有する、ロボットハンド。 It has a contact surface that contacts the object,
The contact surface is made of a magnetic viscoelastic elastomer whose hardness changes according to the strength of the applied magnetic field,
The magnetic viscoelastic elastomer has a first hardness that can be deformed into a shape following the surface shape of the object when the intensity of the applied magnetic field is the first magnetic field intensity, and A second magnetic field having a second hardness higher than the first hardness when the magnetic field intensity is a second magnetic field intensity higher than the first magnetic field intensity.

前記磁気粘弾性エラストマに磁場を印加する永久磁石を備え、
前記永久磁石は、前記磁気粘弾性エラストマに印加される磁場の強度が前記第１の磁場強度になる第１位置と、前記第２の磁場強度になる第２位置との間を移動可能である、請求項１に記載のロボットハンド。 A permanent magnet that applies a magnetic field to the magnetic viscoelastic elastomer,
The permanent magnet is movable between a first position where the strength of the magnetic field applied to the magneto-viscoelastic elastomer is the first magnetic field strength and a second position where the second magnetic field strength is the second magnetic field strength. The robot hand according to claim 1.

前記永久磁石に一端が連結されたワイヤと、
前記永久磁石が前記第１位置と前記第２位置との間を移動する間、前記ワイヤを案内するワイヤガイドと、
前記ワイヤが巻き付けられたドラムと、
前記ドラムを回転させるモータと、を備えた、請求項２に記載のロボットハンド。 A wire having one end connected to the permanent magnet;
A wire guide for guiding the wire while the permanent magnet moves between the first position and the second position;
A drum around which the wire is wound;
The robot hand according to claim 2, further comprising: a motor that rotates the drum.

前記永久磁石に一端が連結されたラックギアと、
前記ラックギアに噛合するピニオンギアと、
前記ピニオンギアを回転させるモータと、を備えた、請求項２に記載のロボットハンド。 A rack gear having one end connected to the permanent magnet;
A pinion gear meshing with the rack gear;
The robot hand according to claim 2, further comprising: a motor that rotates the pinion gear.

圧縮エアが供給及び排出されるシリンダ室と、
前記シリンダ室内で前記第１位置と前記第２位置との間を往復移動する前記永久磁石と、を備えた、請求項２に記載のロボットハンド。 A cylinder chamber to which compressed air is supplied and discharged;
3. The robot hand according to claim 2, further comprising: the permanent magnet that reciprocates between the first position and the second position in the cylinder chamber. 4.

前記磁気粘弾性エラストマを支持するハンド本体と、
前記ハンド本体に着脱可能に取り付けられ、前記磁気粘弾性エラストマの周縁部を、前記接触面が露出するように前記ハンド本体との間に挟持する枠部材と、を備えた、請求項１〜５のいずれか一項に記載のロボットハンド。 A hand body supporting the magnetic viscoelastic elastomer,
6. A frame member detachably attached to the hand body, and a frame member for holding a peripheral edge of the magnetic viscoelastic elastomer between the hand body and the contact surface so as to expose the contact surface. The robot hand according to any one of the above.

前記磁気粘弾性エラストマを支持するハンド本体と、
前記磁気粘弾性エラストマに埋設され、前記磁気粘弾性エラストマから突出した部分が前記ハンド本体に着脱可能に固定された埋込部材と、を備えた、請求項１〜６のいずれか一項に記載のロボットハンド。 A hand body supporting the magnetic viscoelastic elastomer,
The embedding member embedded in the magnetic viscoelastic elastomer, and a portion protruding from the magnetic viscoelastic elastomer is detachably fixed to the hand body. Robot hand.

前記磁気粘弾性エラストマは、前記磁気粘弾性エラストマを支持するハンド本体に接着部材により固定されている、請求項１〜７のいずれか一項に記載のロボットハンド。
The robot hand according to any one of claims 1 to 7, wherein the magnetic viscoelastic elastomer is fixed to a hand body that supports the magnetic viscoelastic elastomer by an adhesive member.