JP4045503B2 - 物品把持装置 - Google Patents
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前記2台の把持手段夫々のアクチュエータの作動を制御して、前記2台の把持手段夫々を前記押圧作動状態と前記押圧解除作動状態とに切り換える制御手段が設けられた物品把持装置に関する。
しかしながら、前記把持用押圧力は物品群を確実に把持するために強く設定してあることから、前記2台の把持手段を同時に前記把持用押圧力にて前記押圧作動状態に作動させると、物品群を四側方から前記把持用押圧力といった強い力で押圧するので、斜めになっていたり他の物品よりも突出したりして不揃い状態の物品が有ると、その不揃い状態の物品が把持部材により押されて整列するように動くのが他の3つの把持部材により動き難くされて、整列することなく押圧され易く、物品を損傷し易いという問題があった。
そこで、このような問題を解消すべく、従来、一方の把持手段を先に前記把持用押圧力にて前記押圧作動状態に作動させた後、一旦、前記押圧解除作動状態に作動させ、続いて、他方の把持手段を前記把持用押圧力にて前記押圧作動状態に作動させ、続いて、先に前記押圧作動状態に作動させた把持手段を、再度、前記把持用押圧力にて前記押圧作動状態に作動させて、物品を把持するように構成したものがあった。
つまり、物品群の他方の対向する一対の側方は押圧せずに開放した状態で、物品群の一方の対向する一対の側方を一対の把持部材により前記把持用押圧力にて押圧することにより、押圧する物品群の側方が不揃い状態になっている場合に、不揃い状態の物品を把持部材にて押圧して整列させるようにしようとするものである(例えば、特許文献1参照。)。
前記2台の把持手段夫々のアクチュエータの作動を制御して、前記2台の把持手段夫々を前記押圧作動状態と前記押圧解除作動状態とに切り換える制御手段が設けられたものであって、
第1特徴構成は、前記制御手段は、物品群の把持が指令されると、前記一対の把持部材にて物品群を把持するために押圧する把持用押圧力よりも低い整列用押圧力にて、前記2台の把持手段を同時に前記押圧作動状態に作動させた後、前記2台の把持手段を同時に前記押圧解除作動状態に作動させる整列処理を実行し、続いて、前記把持用押圧力にて前記2台の把持手段を同時に前記押圧作動状態に作動させる把持処理を実行するように構成されている点を特徴とする。
即ち、物品群の把持が指令されると、前記把持用押圧力よりも低い整列用押圧力にて前記2台の把持手段を同時に前記押圧作動状態に作動させた後、前記2台の把持手段を同時に前記押圧解除作動状態に作動させる整列処理が実行され、続いて、前記把持用押圧力にて前記2台の把持手段を同時に前記押圧作動状態に作動させる把持処理が実行される。
つまり、前記整列処理では、物品群の四側方が同時に把持部材にて押圧されるものの、各側方は前記把持用押圧力よりも弱い整列用押圧力にて押圧されるので、ある側方の不揃い状態の物品が押圧される状態では、他の三側方は弱い力で押圧されていることから、不揃い状態の物品が整列するように動き易く、そして、そのように不揃い状態の物品が整列するように動いて、整列させられた後、一旦、物品群の四側方からの押圧が解除されることになる。
そして、その整列処理に続いて実行される把持処理では、先の整列処理により不揃い状態の物品を整列させた後に、物品群の四側方が同時に前記把持用押圧力にて押圧されるので、四側方が十分に整列された状態で強い力で押圧されることになり、又、仮に、わずかに不揃い状態が残っていたとしても、そのわずかな不揃い状態が解消されながら、四側方が強い力で押圧されることになるので、物品の損傷を十分に抑制しながら物品群を把持することが可能になる。
従って、物品の損傷を抑制しながら物品群を把持することが可能な物品把持装置を提供することができるようになる。
前記2台の把持手段の夫々は、前記押圧作動状態に作動するときには、前記一対の把持部材のうちの一方が先に物品群に当接するとそれが静止した状態で、他方が物品群側に移動する形態で、前記一対の把持部材が接近するように構成されている点を特徴とする。
即ち、2台の把持手段の夫々は、前記押圧作動状態に作動するときには、前記一対の把持部材のうちの一方が先に物品群に当接するとそれが静止した状態で、他方が物品群側に移動する形態で、前記一対の把持部材が接近して、物品群をその両側方から押圧する。
つまり、把持対象の物品群が、開き状態となっている一対の把持部材の一方側に偏って位置する状態で、一対の把持部材が接近するときに、一方の把持部材が先に物品群に当接しても、その把持部材は静止した状態で、他方の把持部材が物品群側に移動する形態で、一対の把持部材が接近するので、先に物品群に当接した把持部材によって物品群を無理やり押して、他方の把持部材の方に移動させるようなことが起こらない。
ちなみに、各把持手段を、前記一対の把持部材を同期させた状態で接近させるように構成した場合では、一対の把持部材が接近するときに、一方の把持部材が先に物品群に当接すると、その把持部材は継続して他方の把持部材の側に移動するので、物品群を無理に他方の把持部材の側に移動させることになって、物品を損傷させ易い。特に、複数段に積み重ねられた物品群を最上段のものから順に段単位で物品把持装置にて把持して取り出す場合には、物品把持装置にて最上段の物品群を把持するときに、その物品群を上述のように無理に移動させることになると、その下段の物品群の物品をも損傷させ易いものとなる。
従って、物品の損傷を一段と抑制することができるようになった。
図1ないし図3及び図9に示すように、把持装置Aは、水平方向に対向して位置する1対の把持部材1をアクチュエータとしての空圧シリンダ2にて接近離間させて、平面視で夫々矩形状の複数の物品Wが水平方向に並ぶ物品群(図10参照)を両側方から押圧して把持する押圧作動状態と物品群の押圧を解除する押圧解除作動状態とに切り換え自在に構成された2台の把持手段としての把持部A1、その把持部A1が前記押圧作動状態に作動していることを検出する押圧状態検出部A2、前記2台の把持部A1夫々の空圧シリンダ2の作動を制御して、前記2台の把持部A1夫々を前記押圧作動状態と前記押圧解除作動状態とに切り換える制御手段としての制御部A3等を備えて構成してある。
前記2台の把持部A1は、前記1対の把持部材1の接近離間方向(以下、単に接近離間方向と記載する場合がある)を互いに直交させるように設けて、4個の把持部材1にて物品群をその四側方から押圧して把持するように構成してある。
図1ないし図3に示すように、各把持部A1は、基本的には、一対の空圧シリンダ2を、夫々のシリンダロッド先端側を同一方向に向けた状態で一対の連結部材3によりシリンダチューブの両端を連結することにより、一体的に連結し、そのように一体的に連結した一対の空圧シリンダ2を前記接近離間方向に移動自在にフレーム4に支持し、且つ、前記一対の把持部材1を前記接近離間方向に各別に移動自在に前記フレーム4に支持した状態で、前記一対の把持部材1を、一体的に連結した前記一対の空圧シリンダ2のシリンダロッド先端部とシリンダチューブ後端部とに振り分けて接続してある。
そして、前記一対の空圧シリンダ2を収縮作動させることにより、前記一対の把持部材1を接近離間させるように構成してある。各把持部材1の長手方向の両端部は、夫々と前記接近離間方向が直交するように接近する把持部材1と交差させることが可能なように凹凸状に形成してある。
先ず、前後方向把持部A1yについて説明を加える。
図1ないし図3に示すように、一体的に組み付けた一対の空圧シリンダ2yを、フレーム4に付設した一対のガイドレール5に前後方向Yにスライド自在なように支持し、且つ、前記一対の把持部材1y夫々を前記フレーム4に付設したリニアガイド6に前後方向Yにスライド自在なように支持した状態で、前記一対の把持部材1yを、一体的に連結した前記一対の空圧シリンダ2yのシリンダロッド先端部とシリンダチューブ後端部とに振り分けて接続してある。
前記一対の空圧シリンダ2yを連結する一対の連結部材3の夫々に対して、左右両側の夫々に上下に並べて一対のガイドローラ7を設けてある。
そして、一体的に組み付けた前記一対の空圧シリンダ2yを、前述のように4箇所に上下一対ずつ設けたガイドローラ7を用いて、前記一対のガイドレール5にスライド案内されるように支持させてある。
図1ないし図3に示すように、一体的に組み付けた一対の空圧シリンダ2xを、フレーム4に付設した一対のガイドレール8に左右方向Xにスライド自在なように支持してある。
前記一対の把持部材1xのうち、シリンダチューブ後端側に接続する前記把持部材1xは、前記フレーム4に付設したリニアガイド9に左右方向Xにスライド自在なように支持してある。
一方、シリンダロッド先端側の前記把持部材1xについては、左右方向移動架台11を、前記フレーム4に付設したリニアガイド10に左右方向Xに移動自在に支持して、その左右方向移動架台11にリニアガイド12にて上下方向に移動自在に支持してある。又、前記左右方向移動架台11には、前記把持部材1xを、他方の把持部材1xと同高さに位置する把持位置と、その上方の退避位置とにわたって昇降させる把持部材昇降部13を設けてある。
そして、一体的に連結した前記一対の空圧シリンダ2xのシリンダチューブの後端部に、前記左右方向移動架台11を接続し、シリンダロッドの先端部に前記把持部材1xを接続して、前記一対の空圧シリンダ2xを収縮作動させることにより、前記一対の把持部材1xを接近離間させるように構成してある。
即ち、前記把持部材1に上下方向に沿わせてラック15を取り付けてあり、前記把持部材昇降部13は、そのラック15にかみ合わせたピニオン16と、そのピニオン16にベルト17にて連動連結されて前記ピニオン16を回転駆動する把持部材昇降用モータ18とを備えて構成してある。
つまり、前記2台の把持部A1の夫々は、前記押圧作動状態に作動するときには、前記一対の把持部材1のうちの一方が先に物品群に当接するとそれが静止した状態で、他方が物品群側に移動する形態で、前記一対の把持部材1が接近するように構成してある。
図4、図5、図7及び図8に示すように、前記把持部材1を前記空圧シリンダ2に接続する構成は、左右方向用の把持部A1x及び前後方向用の把持部A1yのいずれにおいても同様であり、前記各把持部Aの前記一対の把持部材1夫々を、前記空圧シリンダ2にて前記接近離間方向に移動される移動部材19に、前記接近離間方向に移動自在な状態で且つコイルバネ20により他方の前記把持部材1に接近する接近側に付勢した状態で支持してある。尚、図8は、前後方向の把持部A1yのシリンダロッド先端側の把持部材1を前記空圧シリンダに接続する構成を例として、詳細に図示している。
前記押圧状態検出部A2としては、図1ないし図5、及び、図7に示すように、左右方向用の把持部A1x及び前後方向用の把持部A1yの夫々のシリンダロッド先端側とシリンダチューブ後端側とに1個ずつ、合計4個設け、それら4個の押圧状態検出部A2は、前記押圧作動状態を検出する構成を同様に構成してある。
即ち、前記押圧状態検出部A2は、図8に、前後方向の把持部A1yのシリンダロッド先端側に設けた押圧状態検出部A2にて例示するように、前記把持部材1が前記接近離間方向における前記押圧作動状態を判別するための押圧状態判別位置にまで前記コイルバネ20の付勢力に抗して後退したことを検出する押圧状態検出手段としての近接センサ28を備えて構成してある。
図7及び図8に示すように、前後方向の把持部Ayのシリンダロッド先端側、シリンダチューブ後端側、左右方向の把持部Axのシリンダチューブ後端側の夫々に接続する前記移動部材19は、前記空圧シリンダ2に対して接続する取り付け板21と受板22とを所定の間隔を隔てて対向させた状態で、2本の軸体23にて連結して構成してある。図示は省略するが、左右方向の把持部Axのシリンダロッド先端側に接続する前記移動部材19は、前記軸体23として、4本の軸体23を2本ずつ前後方向に振り分けて設けた点以外は、他の移動部材19と同様の構成である。
そして、図8に示すように、前記各軸体23に、両端夫々にウレタンワッシャ25を付設してそのウレタンワッシャ25を含めた全長が前記取り付け板21と前記受板22との間隔よりも設定長さ短いリニアブッシュ24を摺動自在に外嵌し、それら2個のリニアブッシュ24に把持部材接続板26を取り付け、その把持部材接続板26と前記受板22との間に2個の圧縮状態の前記コイルバネ20を上下方向に並べて介装して、その2個のコイルバネ20にて前記把持部材接続板26を前記取り付け板21の側に付勢してある。但し、図示は省略するが、左右方向の把持部Axのシリンダロッド先端側に接続する前記移動部材19においては、前記2個のコイルバネ20を、前述のように前後方向に2個ずつ位置する軸体23の設置位置に対応させて振り分けて介装してある。
図7及び図8中の27は、各コイルバネ20に対応して設けたショックアブソーバである。
つまり、前記一対の把持部材1y夫々を、前記移動部材19に、前記接近離間方向に移動自在な状態で且つ前記コイルバネ20により前記接近側に付勢した状態で支持してある。
そして、シリンダチューブ後端側の移動部材19の把持部材接続板26に前記把持部材1xを接続し、シリンダロッド先端側の移動部材19の把持部材接続板26に前記左右方向移動架台11を接続してある。
つまり、前記一対の把持部材1x夫々を、前記移動部材19に、前記接近離間方向に移動自在な状態で且つ前記コイルバネ20により前記接近側に付勢した状態で接続してある。
つまり、前述のように、前記一対の把持部材1が物品群の両側方に当接した状態で前記空圧シリンダ2のシリンダロッドが前記コイルバネ20の付勢力に抗して収縮して、図8の(ロ)に示すように、前記各移動部材19が前記接近側に移動することは、換言すれば、前記各移動部材19に前記接近離間方向に移動自在に支持されている前記各把持部材1が前記各移動部材19に対して前記コイルバネ20の付勢力に抗して後退することであり、前記各移動部材19の前記受板22がリニアブッシュ24の物品群側とは反対側のウレタンワッシャ25に当接する状態が、前記各把持部材1が前記押圧状態判別位置にまで前記コイルバネ20の付勢力に抗して後退した状態である。
つまり、前記押圧状態検出部A2は、前記移動部材19、前記コイルバネ20、前記リニアブッシュ24、前記ウレタンワッシャ25、前記近接センサ28及び前記被検出板29等にて構成してある。
前記制御部A3は、物品群を把持する把持指令が指令されると、前記一対の把持部材1にて物品群を把持するために押圧する把持用押圧力よりも低い整列用押圧力にて、前記2台の把持部A1を同時に前記押圧作動状態に作動させた後、前記2台の把持部A1を同時に前記押圧解除作動状態に作動させる整列処理を実行し、続いて、前記把持用押圧力にて前記2台の把持部A1を同時に前記押圧作動状態に作動させる把持処理を実行するように構成してある。
ちなみに、前記把持指令は、図示を省略するが、把持対象の物品群を位置させる物品群配置位置、即ち、開き状態にある4個の把持部材1の内側空間における把持対象の物品群の存否を検出する物品検出手段の検出情報、把持対象の物品群を前記物品群配置位置に移送する移送装置(例えば、後述する昇降装置C)の制御情報、あるいは、人為操作式の指令手段の指令情報等に基づいて指令されることになる。
尚、以下の説明では、前記左右方向用制御弁30及び前記前後方向用制御弁32において、前記空圧シリンダ2を伸張作動状態に切り換えるための操作状態を伸張用操作状態と、前記空圧シリンダ2を収縮作動状態に切り換えるための操作状態を収縮用操作状態と夫々記載する。
左右方向用の空圧シリンダ2xに対する把持用空気路37には、その左右方向用の空圧シリンダ2xへの供給空気の圧力を増圧する増圧弁39を設けてある。
尚、図9中、44は、詳細は後述する物品処理設備の移載装置E用の移載用空圧シリンダであり、45はその移載用空圧シリンダを伸張作動状態と収縮作動状態とに切り換える移載用制御弁である。
そして、前記コントローラ34により、前記左右方向用制御弁30を前記収縮用操作状態に切り換え、且つ、前記左右方向用圧力調整器31をその排出空気の圧力が前記設定整列用空気圧になるように調節すると、前記左右方向用圧力調整器31から調圧されて排出される空気が前記増圧弁39にて増圧されて、前記設定整列用空気圧よりも高圧の空気が前記左右方向用制御弁30を通じて前記一対の左右方向用の空圧シリンダ2xに供給されて、前記一対の左右方向用の空圧シリンダ2xが収縮して、前記一対の把持部材1xが接近することになり、前記左右方向用の把持部A1xが、前記一対の左右方向用の把持部材1xにて物品群を把持するために押圧する左右方向把持用押圧力よりも低い左右方向整列用押圧力にて、前記押圧作動状態に作動することになる。
又、前記コントローラ34により、前記前後方向用制御弁32を前記収縮用操作状態に切り換え、且つ、前記前後方向用圧力調整器33をその排出空気の圧力が前記設定整列用空気圧になるように調節すると、前記設定整列用空気圧の空気が前記前後方向用制御弁32を通じて前記一対の前後方向用の空圧シリンダ2yに供給されて、前記一対の前後方向用の空圧シリンダ2yが収縮して、前記一対の把持部材1yが接近することになり、前記前後方向用の把持部A1yが、前記一対の前後方向用の把持部材1yにて物品群を把持するために押圧する前後方向把持用押圧力よりも低い前後方向整列用押圧力にて、前記押圧作動状態に作動することになる。
又、前記コントローラ34により、前記前後方向用制御弁32を前記収縮用操作状態に切り換え、且つ、前記前後方向用圧力調整器33をその排出空気の圧力が前記設定把持用空気圧になるように調節すると、前記設定把持用空気圧の空気が前記前後方向用制御弁32を通じて前記一対の前後方向用の空圧シリンダ2yに供給されて、前記一対の前後方向用の空圧シリンダ2yが収縮して、前記一対の把持部材1yが接近することになり、前記前後方向用の把持部A1yが、前記前後方向把持用押圧力にて、前記押圧作動状態に作動することになる。
又、前記コントローラ34により、前記前後方向用制御弁32を前記伸張用操作状態に切り換えると、前記一対の前後方向用の空圧シリンダ2yが伸張して、前記一対の把持部材1yが離間することになり、前記前後方向用の把持部A1yが前記押圧解除作動状態に作動することになる。
前記コントローラ34は、図10の(イ)に示すように、把持対象の物品群が前記物品群配置位置に位置して、前記把持指令が指令されると、前記左右方向用制御弁30及び前記前後方向用制御弁32を同時に前記収縮用操作状態に切り換え、且つ、前記左右方向用圧力調整器31及び前記前後方向用圧力調整器33をその排出空気の圧力が前記設定整列用空気圧になるように調節することにより、前記左右方向用の把持部A1xを前記左右方向整列用押圧力にて、前記前後方向用の把持部A1yを前記前後方向整列用押圧力にて、夫々同時に前記押圧作動状態に作動させ、その状態で、4個の前記近接センサ28の全てがオン状態になって前記押圧作動状態であると判別すると、前記左右方向用制御弁30及び前記前後方向用制御弁32を同時に前記伸張用操作状態に切り換えることにより、前記左右方向用の把持部A1x及び前記前後方向用の把持部A1yを同時に前記押圧解除作動状態に作動させて、前記整列処理を実行する。
そして、前記コントローラ34は、その把持処理では、4個の前記近接センサ28の全てがオン状態になって前記押圧作動状態であると判別すると、物品群の把持が完了したことを判別して、把持している物品群を受け取る側の受け取り準備が終了した時点で、物品の把持を解除する等の次の処理を実行する。
この物品処理設備は、搬入用コンベアB上でパレットPを介して搬送される物品群を昇降させる昇降装置Cと、最上段の物品群を把持する前記把持装置Aと、その把持装置Aにて把持される物品群を載置して横方向に取り出すフォーク装置Dと、そのフォーク装置Dに載置された物品群を横方向に押し出して搬出用コンベアF上に移載する移載装置Eとを備えて構成し、前記把持装置Aの前記コントローラ34にて物品処理設備の各種制御を司るように構成してある。
前記把持装置Aは、前記昇降装置Cの昇降台52の上方に位置させた状態で、前記フレーム4を用いて、前記昇降台52の周囲に立設した架台54に取り付けてある。
図12に示すように、物品処理の開始時は、前記コントローラ34により、最上段の物品群を前記物品群配置位置よりも下方に位置させるように前記昇降用電動モータ53mが作動され、前記物品取り出しゲートAgの把持部材1を前記把持位置に位置させるように前記把持部材昇降用モータ18が作動され、前記二対の把持部材1を開き状態とするように前記左右方向用の把持部A1x及び前記前後方向用の把持部A1yが作動され、前記フォーク部材54を前記取り出し位置に位置させるように前記フォーク用電動モータ55mが作動され、前記押し部材56を前記退避位置に位置させるように前記移載用空圧シリンダ44が作動され、前記左右方向移動部材57を前記押し開始位置に位置させるように前記移載用電動モータ58mが作動された状態となっている。
すると、図14に示すように、前記把持装置Aにて把持されている物品群と前記昇降台52上の最上段の物品群との間の隙間に、前記フォーク部材54が挿入される。
すると、図15に示すように、前記物品把持装置Aにて把持されていた物品群が前記フォーク部材54上に載置される。
続いて、前記コントローラ34は、図16示すように、前記押し部材56を前記押し作用位置に位置させるように前記移載用空圧シリンダ44を作動させ、且つ、前記物品取り出しゲートAgの把持部材1を前記把持位置に下降させるように前記把持部材昇降用モータ18を作動させ、続いて、図17に示すように、前記左右方向移動部材57を前記押し終了位置に位置させるように、前記移載用電動モータ58mを作動させる。
すると、図17に示すように、前記フォーク部材54上の物品群が前記押し部材56により押されて前記搬出用コンベアF上に移載されることになる。
続いて、前記コントローラ54は、前記押し部材56を前記退避位置に位置させるように前記移載用空圧シリンダ44を作動させ、且つ、前記左右方向移動部材57を前記押し開始位置に位置させるように前記移載用電動モータ58mを作動させ、以降、物品処理開始指令がある毎に、上述の一連の処理を繰り返す。
次に別実施形態を説明する。
(イ) 把持部A1の具体構成は、上記の実施形態において例示した構成に限定されるものではなく、種々に変更可能である。
例えば、上記の実施形態では、2台の空圧シリンダ2を連結部材3にて連結したが、3台以上の空圧シリンダ2を連結部材3にて連結しても良いし、1台の空圧シリンダ2により構成するようにしても良い。
又、2台の空圧シリンダ2をシリンダロット先端側を互いに反対側に向けた状態で一体的に連結して、各空圧シリンダ2のシリンダロット先端に前記把持部材1を接続しても良い。
例えば、2台の把持部A1を支持する前記フレーム4を、物品群を把持して受け取る受け取り位置と、その受け取り位置で把持した物品群を移載するための移載位置とにわたって往復移動自在に支持して、前記受け取り位置で物品群を把持した後、前記フレーム4を前記移載位置に移動させて、物品群の把持を解除させるように構成しても良い。
この場合、前記4個の把持部材1のうちの1個を前記把持部材昇降部13にて昇降させる構成、前記フォーク装置D及び前記移載装置Eを省略することが可能となる。
2 アクチュエータ
A1 把持手段
A3 制御手段
Claims (2)
- 水平方向に対向して位置する1対の把持部材をアクチュエータにて接近離間させて、平面視で夫々矩形状の複数の物品が水平方向に並ぶ物品群を両側方から押圧して把持する押圧作動状態と物品群の押圧を解除する押圧解除作動状態とに切り換え自在に構成された把持手段の2台が、前記1対の把持部材の接近離間方向を互いに直交させるように設けられ、
前記2台の把持手段夫々のアクチュエータの作動を制御して、前記2台の把持手段夫々を前記押圧作動状態と前記押圧解除作動状態とに切り換える制御手段が設けられた物品把持装置であって、
前記制御手段は、物品群の把持が指令されると、前記一対の把持部材にて物品群を把持するために押圧する把持用押圧力よりも低い整列用押圧力にて、前記2台の把持手段を同時に前記押圧作動状態に作動させた後、前記2台の把持手段を同時に前記押圧解除作動状態に作動させる整列処理を実行し、続いて、前記把持用押圧力にて前記2台の把持手段を同時に前記押圧作動状態に作動させる把持処理を実行するように構成されている物品把持装置。 - 前記2台の把持手段の夫々は、前記押圧作動状態に作動するときには、前記一対の把持部材のうちの一方が先に物品群に当接するとそれが静止した状態で、他方が物品群側に移動する形態で、前記一対の把持部材が接近するように構成されている請求項1記載の物品把持装置。
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JP2003276203A JP4045503B2 (ja) | 2003-07-17 | 2003-07-17 | 物品把持装置 |
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