JP6648653B2 - Robot hand - Google Patents

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    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
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Description

本発明は、ロボットハンドに関する。   The present invention relates to a robot hand.

例えば特許文献１には、物体を把持する把持体と、把持体の把持面を覆う柔軟膜と、把持体と柔軟膜との間に充填された流体と、を備えるロボットハンド装置が開示されている。このロボットハンド装置は、把持体と柔軟膜との間の流体の量を調整することにより、物体の表面に作用する圧力を分散させ、これにより、物体の表面を傷めずに把持することを図ろうとしている。   For example, Patent Literature 1 discloses a robot hand device including a gripper for gripping an object, a flexible film covering a gripping surface of the gripper, and a fluid filled between the gripper and the flexible film. I have. This robot hand device disperses the pressure acting on the surface of the object by adjusting the amount of fluid between the grasping body and the flexible film, thereby grasping the surface of the object without damaging it. I'm trying.

特許第５７６２７５８号公報Japanese Patent No. 57762758

物体の表面に作用する圧力を分散させることにより物体の表面を傷めずに保持しようとする従来構成は、特許文献１以外にも多数考えられている。しかし、従来構成では、物体の表面に作用する圧力を分散させたとしても、把持体が物体に直接接触することは避けられないため、特に、その接触部分において物体の表面を傷めてしまうおそれがある。   In addition to Patent Document 1, many conventional configurations for dispersing the pressure acting on the surface of an object to hold the surface of the object without damaging it are considered. However, in the conventional configuration, even if the pressure acting on the surface of the object is dispersed, it is inevitable that the gripper directly contacts the object, so that the surface of the object may be damaged particularly at the contact portion. is there.

そこで、本発明は、物体の表面をより傷めずに保持することができるロボットハンドを提供する。   Therefore, the present invention provides a robot hand that can hold the surface of an object without damaging it.

本発明に係るロボットハンド（１０，２０，３０，４０）は、収容空間形成部（１２，２２）および回転部（１３）を備える。ロボットハンドは、複数の収容空間形成部を備える。収容空間形成部は、物体を収容する収容空間を形成する構成要素である。回転部は、複数の収容空間形成部を回転させることにより、収容空間を形成しながら当該収容空間内に物体を収容していく。   A robot hand (10, 20, 30, 40) according to the present invention includes an accommodation space forming part (12, 22) and a rotating part (13). The robot hand includes a plurality of accommodation space forming units. The accommodation space forming unit is a component that forms an accommodation space that accommodates an object. The rotating unit accommodates an object in the accommodation space while forming the accommodation space by rotating the plurality of accommodation space forming units.

この構成によれば、複数の収容空間形成部を回転させながら物体を収容空間内に収容することができるので、物体の表面に圧力が作用する従来構成とは異なり、物体の表面をより傷めずに保持することができる。   According to this configuration, since the object can be accommodated in the accommodation space while rotating the plurality of accommodation space forming portions, unlike the conventional configuration in which pressure acts on the surface of the object, the surface of the object is not damaged more. Can be held.

第１実施形態に係るロボットハンドの構成例を概略的に示す正面図FIG. 2 is a front view schematically illustrating a configuration example of the robot hand according to the first embodiment. 保持部材の構成例を概略的に示す図（その１）FIG. 1 schematically illustrates a configuration example of a holding member (part 1). 保持部材の構成例を概略的に示す図（その２）FIG. 2 schematically illustrates a configuration example of a holding member (part 2). 図３のＩＶ−ＩＶ線に沿う保持部材の断面形状の一例を概略的に示す図（その１）FIG. 1 schematically illustrates an example of a cross-sectional shape of a holding member along the line IV-IV in FIG. 3 (part 1). 図３のＶ−Ｖ線に沿う保持部材の断面形状の一例を概略的に示す図（その２）FIG. 2 schematically illustrates an example of a cross-sectional shape of the holding member along line VV in FIG. 3 (part 2). ロボットハンドの構成例を概略的に示す底面図Bottom view schematically showing a configuration example of the robot hand 保持部材の異なる回転状態におけるロボットハンドの構成例を概略的に示す正面図（その１）Front view schematically showing a configuration example of the robot hand in different rotation states of the holding member (part 1) 保持部材の異なる回転状態におけるロボットハンドの構成例を概略的に示す正面図（その２）Front view schematically showing a configuration example of the robot hand in different rotation states of the holding member (part 2) ロボットハンドの動作例を説明するための図（その１）Diagram for explaining operation example of robot hand (part 1) ロボットハンドの動作例を説明するための図（その２）Diagram for explaining an operation example of a robot hand (part 2) ロボットハンドの動作例を説明するための図（その３）Diagram for explaining an operation example of the robot hand (part 3) ロボットハンドの動作例を説明するための図（その４）Diagram for explaining operation example of robot hand (part 4) ロボットハンドの動作例を説明するための図（その５）Diagram for explaining an operation example of a robot hand (part 5) ロボットハンドの動作例を説明するための図（その６）Diagram for explaining an operation example of the robot hand (part 6) 第２実施形態に係るロボットハンドの構成例を概略的に示す図The figure which shows schematically the example of a structure of the robot hand which concerns on 2nd Embodiment. ロボットハンドの構成例を概略的に示す平面図Plan view schematically showing a configuration example of a robot hand 保持部材の構成例を概略的に示す図（その１）FIG. 1 schematically illustrates a configuration example of a holding member (part 1). 保持部材の構成例を概略的に示す図（その２）FIG. 2 schematically illustrates a configuration example of a holding member (part 2). 保持部材の異なる回転状態におけるロボットハンドの構成例を概略的に示す正面図（その１）Front view schematically showing a configuration example of the robot hand in different rotation states of the holding member (part 1) 保持部材の異なる回転状態におけるロボットハンドの構成例を概略的に示す正面図（その２）Front view schematically showing a configuration example of the robot hand in different rotation states of the holding member (part 2) 第３実施形態に係るロボットハンドの構成例を概略的に示す正面図Front view schematically showing a configuration example of a robot hand according to a third embodiment. ロボットハンドの構成例を概略的に示す平面図Plan view schematically showing a configuration example of a robot hand ロボットハンドの動作例を説明するための図Diagram for explaining an operation example of a robot hand 第４実施形態に係るロボットハンドの構成例を概略的に示す正面図Front view schematically showing a configuration example of a robot hand according to a fourth embodiment. ロボットハンドの構成例を概略的に示す平面図Plan view schematically showing a configuration example of a robot hand ロボットハンドの動作例を説明するための図（その１）Diagram for explaining operation example of robot hand (part 1) ロボットハンドの動作例を説明するための図（その２）Diagram for explaining an operation example of a robot hand (part 2)

以下、ロボットハンドに係る複数の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、各実施形態において実質的に同一の要素には同一の符号を付し、説明を省略する。
（第１実施形態）
図１に例示するロボットハンド１０は、例えばロボットアームの先端部に取り付けられるものであり、例えば果物などの物体を収穫する用途に用いられる。ロボットハンド１０は、ベース部１１、保持部材１２、回転機構部１３を備える。ベース部１１は、ロボットハンド１０の土台を構成するものであり、この場合、所定の厚さを有する円板状に形成されている。保持部材１２は、収容空間形成部の一例である。ロボットハンド１０は、複数、この場合、６つの保持部材１２を備える。保持部材１２は、ベース部１１に取り付けられる基端部側に回転軸１４を備える。保持部材１２は、ベース部１１の表面側において、回転軸１４を中心に回転可能に取り付けられている。回転機構部１３は、回転部の一例であり、複数の保持部材１２を回転させるための機構部である。 Hereinafter, a plurality of embodiments of a robot hand will be described with reference to the drawings. In each embodiment, substantially the same components are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
(1st Embodiment)
The robot hand 10 illustrated in FIG. 1 is attached to, for example, the tip of a robot arm, and is used for, for example, harvesting an object such as fruit. The robot hand 10 includes a base unit 11, a holding member 12, and a rotation mechanism unit 13. The base portion 11 forms a base of the robot hand 10, and in this case, is formed in a disk shape having a predetermined thickness. The holding member 12 is an example of an accommodation space forming unit. The robot hand 10 includes a plurality of, in this case, six holding members 12. The holding member 12 includes a rotation shaft 14 on a base end side attached to the base 11. The holding member 12 is mounted on the front side of the base portion 11 so as to be rotatable about a rotation shaft 14. The rotation mechanism 13 is an example of a rotation unit, and is a mechanism for rotating the plurality of holding members 12.

図２および図３に例示するように、複数の保持部材１２は、何れも同じ形状となっており、回転軸１４に沿って渦巻き状に形成された螺旋部１５を有する。保持部材１２において、螺旋部１５は、各部位の螺旋形状が異なった構成となっている。即ち、例えば図２に示すＡ−Ｂ間では、螺旋部１５の半径は第１半径Ｒ１で一定であり、また、ピッチつまり螺旋形状の傾斜角度は第１ピッチＰ１から第２ピッチＰ２に向かって先端側に向かうほど徐々に増加する。また、図２に示すＢ−Ｃ間では、螺旋部１５の半径は第１半径Ｒ１から第２半径Ｒ２に向かって先端側に向かうほど徐々に増加し、また、ピッチは第２ピッチＰ２で一定である。また、図２に示すＣ−Ｄ間では、螺旋部１５の半径は第２半径Ｒ２で一定であり、また、ピッチは第２ピッチＰ２で一定である。   As illustrated in FIGS. 2 and 3, each of the plurality of holding members 12 has the same shape, and has a spiral portion 15 formed in a spiral shape along the rotation axis 14. In the holding member 12, the spiral part 15 has a configuration in which the spiral shape of each part is different. That is, for example, between AB shown in FIG. 2, the radius of the spiral portion 15 is constant at the first radius R1, and the pitch, that is, the inclination angle of the spiral shape is from the first pitch P1 to the second pitch P2. It gradually increases toward the tip. Further, between B and C shown in FIG. 2, the radius of the spiral portion 15 gradually increases from the first radius R1 toward the second radius R2 toward the distal end, and the pitch is constant at the second pitch P2. It is. Further, between CD shown in FIG. 2, the radius of the spiral portion 15 is constant at the second radius R2, and the pitch is constant at the second pitch P2.

また、図４および図５に例示するように、螺旋部１５は、各部位における螺旋形状の断面Ｓ１，Ｓ２の形状および面積が異なっている。なお、断面Ｓ１，Ｓ２は、何れも、螺旋部１５の各部位において当該螺旋部１５が渦巻き状に延びる方向に直交する方向の断面である。   As illustrated in FIGS. 4 and 5, the helical portion 15 is different in the shape and area of the helical cross sections S1 and S2 in each portion. Each of the cross sections S1 and S2 is a cross section in a direction orthogonal to the direction in which the spiral portion 15 extends in a spiral shape at each part of the spiral portion 15.

図６に例示するように、回転機構部１３は、ベース部１１の裏面側、つまり、保持部材１２とは反対側に設けられている。この場合、回転機構部１３は、遊星歯車機構１６を備える。遊星歯車機構１６は、内歯車１６ａと太陽歯車１６ｂとの間に複数、この場合、保持部材１２の数に対応して６つの遊星歯車１６ｃを備える。保持部材１２の回転軸１４の端部は、ベース部１１を挿通して当該ベース部１１の裏面側に突出している。遊星歯車１６ｃは、ベース部１１の裏面側において、それぞれ保持部材１２の回転軸１４の端部に固定されている。太陽歯車１６ｂの中心部は、中空となっている。   As illustrated in FIG. 6, the rotation mechanism 13 is provided on the back side of the base 11, that is, on the side opposite to the holding member 12. In this case, the rotation mechanism 13 includes a planetary gear mechanism 16. The planetary gear mechanism 16 includes a plurality of, in this case, six planetary gears 16c corresponding to the number of the holding members 12, between the internal gear 16a and the sun gear 16b. The end of the rotating shaft 14 of the holding member 12 penetrates the base 11 and protrudes to the back side of the base 11. The planetary gears 16c are fixed to the end of the rotating shaft 14 of the holding member 12 on the back surface side of the base portion 11, respectively. The center of the sun gear 16b is hollow.

例えばロボットアームに備えられるモータなどの駆動部により太陽歯車１６ｂが回転されると、この回転に伴い、内歯車１６ａと太陽歯車１６ｂとの間で遊星歯車１６ｃが回転する。そして、遊星歯車１６ｃの回転に伴い保持部材１２が回転する。この場合、保持部材１２の回転軸１４の端部に固定される遊星歯車１６ｃは、何れも同じ大きさおよび形状であり、太陽歯車１６ｂ、つまり、ベース部１１の中央部の周囲において、太陽歯車１６ｂから等距離を有して配置されている。そのため、太陽歯車１６ｂの回転に伴い、複数の遊星歯車１６ｃ、換言すれば複数の保持部材１２が同期しながら回転するようになっている。   For example, when the sun gear 16b is rotated by a drive unit such as a motor provided in the robot arm, the planetary gear 16c rotates between the internal gear 16a and the sun gear 16b with this rotation. Then, the holding member 12 rotates with the rotation of the planetary gear 16c. In this case, each of the planetary gears 16 c fixed to the end of the rotating shaft 14 of the holding member 12 has the same size and shape, and the sun gear 16 b, that is, the sun gear 16 around the central portion of the base portion 11. It is arranged at an equal distance from 16b. Therefore, with the rotation of the sun gear 16b, the plurality of planetary gears 16c, in other words, the plurality of holding members 12 rotate synchronously.

図１、図７、図８に例示するように、ロボットハンド１０は、太陽歯車１６ｂの回転角度の変化に伴い、複数の保持部材１２の回転位置が異なってくる。そして、太陽歯車１６ｂが所定角度、例えば図７に例示する初期状態から概ね６５度程回転すると、ロボットハンド１０は、図８に例示する状態を経て、図１に例示する状態となる。この状態において、ロボットハンド１０には、複数の保持部材１２により囲まれたほぼ球状あるいはほぼ楕円球状の収容空間Ｃ１が形成される。この収容空間Ｃ１には、保持対象である物体を収容可能である。なお、図８に例示する状態は、太陽歯車１６ｂが所定角度、例えば図７に例示する初期状態から概ね２５度程回転した状態である。   As illustrated in FIGS. 1, 7, and 8, in the robot hand 10, the rotation positions of the plurality of holding members 12 change with the change in the rotation angle of the sun gear 16 b. Then, when the sun gear 16b rotates by a predetermined angle, for example, about 65 degrees from the initial state illustrated in FIG. 7, the robot hand 10 changes to the state illustrated in FIG. 1 through the state illustrated in FIG. In this state, in the robot hand 10, a substantially spherical or substantially elliptical spherical accommodation space C1 surrounded by the plurality of holding members 12 is formed. In the storage space C1, an object to be held can be stored. The state illustrated in FIG. 8 is a state in which the sun gear 16b is rotated by a predetermined angle, for example, about 25 degrees from the initial state illustrated in FIG.

次に、ロボットハンド１０により物体、この場合、図示しない木に成っている果実Ｆを保持し、分離し、排出するまでの動作例について説明する。即ち、図９および図１０に例示するように、図示しないロボットアームの先端部に取り付けられたロボットハンド１０を初期状態とし、当該ロボットハンド１０を果実Ｆに徐々に接近させる。そして、さらにロボットハンド１０を果実Ｆに接近させつつ複数の保持部材１２を同期させながら回転させる。保持部材１２の回転に伴い、ロボットハンド１０には収容空間Ｃ１が徐々に形成されていく。そして、複数の保持部材１２をさらに回転させながら、つまり、収容空間Ｃ１の形成を進めながらロボットハンド１０を果実Ｆにさらに接近させていくことにより、図１１に例示するように、ロボットハンド１０は、複数の保持部材１２が形成する収容空間Ｃ１内に果実Ｆを収容した収容状態となる。   Next, an example of the operation of the robot hand 10 for holding, separating, and discharging an object, in this case, a fruit F made of a tree (not shown) will be described. That is, as illustrated in FIGS. 9 and 10, the robot hand 10 attached to the distal end of the robot arm (not shown) is brought into an initial state, and the robot hand 10 is gradually approached to the fruit F. Then, the robot hand 10 is further rotated while synchronizing the plurality of holding members 12 while approaching the fruit F. With the rotation of the holding member 12, the accommodation space C1 is gradually formed in the robot hand 10. Then, by further rotating the plurality of holding members 12, that is, by moving the robot hand 10 closer to the fruit F while promoting the formation of the accommodation space C <b> 1, as illustrated in FIG. The fruit F is accommodated in the accommodation space C1 formed by the plurality of holding members 12.

このとき、複数の保持部材１２が何れも螺旋形状をなしていることから、ロボットハンド１０を果実Ｆに接近させて収容空間Ｃ１内に収容するまでの過程において、果実Ｆは、回転する螺旋形状の保持部材１２に対し隙間を有しつつ当該保持部材１２の螺旋形状に螺合するようにしてベース部１１側に相対的に進むようになる。そのため、ロボットハンド１０を果実Ｆに接近させて収容空間Ｃ１内に収容するまでの過程において、複数の保持部材１２は、ベース部１１に接近する果実Ｆの周囲において当該果実Ｆに接触することなく回転することができる。   At this time, since all of the plurality of holding members 12 have a spiral shape, in the process of bringing the robot hand 10 close to the fruit F and storing it in the storage space C1, the fruit F is rotated in a spiral shape. While holding a gap with the holding member 12, it is screwed into the helical shape of the holding member 12 and relatively advances toward the base portion 11. Therefore, in the process of bringing the robot hand 10 close to the fruit F and storing it in the storage space C <b> 1, the plurality of holding members 12 do not contact the fruit F around the fruit F approaching the base portion 11. Can rotate.

ロボットハンド１０が収容状態となってから、さらに保持部材１２の回転が進むと、図１２に例示するように、複数の保持部材１２の先端部がさらに接近して相互に重なるようになり、これら複数の保持部材１２の先端部により果実Ｆの茎部Ｆａが挟まれて切断される。これにより、ロボットハンド１０は、収容空間Ｃ１内に収容された果実Ｆを木から分離した分離状態となる。   When the rotation of the holding member 12 further proceeds after the robot hand 10 is in the housed state, as illustrated in FIG. 12, the tips of the plurality of holding members 12 come closer to each other and overlap each other. The stems Fa of the fruit F are cut off by being sandwiched by the tips of the plurality of holding members 12. As a result, the robot hand 10 is in a separated state in which the fruit F stored in the storage space C1 is separated from the tree.

ロボットハンド１０が分離状態となってから、さらに保持部材１２の回転が進むと、図１３および図１４に例示するように、収容空間Ｃ１が形成された状態が徐々に解消されていくとともに、回転する複数の保持部材１２により果実Ｆが押し出されるようになる。これにより、ロボットハンド１０は、木から分離した収容空間Ｃ１内の果実Ｆを排出する排出状態となる。なお、ロボットハンド１０が分離状態から排出状態に移行する過程において、果実Ｆを押し出す保持部材１２は滑らかな螺旋形状をなしている。そのため、果実Ｆを保持部材１２の螺旋形状に沿わせながら滑らかに排出することができ、果実Ｆを排出する場合においても、その表面を傷めてしまうことを回避することができる。   When the rotation of the holding member 12 further proceeds after the robot hand 10 is in the separated state, as illustrated in FIGS. 13 and 14, the state in which the accommodation space C1 is formed is gradually eliminated, and the rotation is performed. The plurality of holding members 12 push the fruit F. As a result, the robot hand 10 is in a discharge state for discharging the fruit F in the storage space C1 separated from the tree. In the process in which the robot hand 10 shifts from the separated state to the discharge state, the holding member 12 that pushes out the fruit F has a smooth spiral shape. Therefore, the fruit F can be smoothly discharged while following the spiral shape of the holding member 12, and even when the fruit F is discharged, it is possible to avoid damaging the surface.

以上のように、ロボットハンド１０は、回転機構部１３により螺旋形状の複数の保持部材１２を回転させることに伴い、収容空間Ｃ１内に物体が収容された収容状態、収容空間Ｃ１内に収容された物体を分離する分離状態、分離された収容空間Ｃ１内の物体を排出する排出状態に順に切り換わるようになっている。   As described above, the robot hand 10 is accommodated in the accommodation space C1 by accommodating the object in the accommodation space C1 by rotating the plurality of spiral holding members 12 by the rotation mechanism unit 13. The state is sequentially switched to a separation state in which the separated object is separated and a discharge state in which the object in the separated storage space C1 is discharged.

ロボットハンド１０によれば、収容空間Ｃ１を形成する複数の保持部材１２が何れも回転軸１４に沿う螺旋形状を有していることから、収容空間Ｃ１が形成される過程において保持部材１２が、ベース部１１に接近する果実Ｆを避けるようにして回転するようになり、複数の保持部材１２を果実Ｆに直接あるいは殆ど接触させることなく、収容空間Ｃ１を形成しながら果実Ｆを収容空間Ｃ１内に収容することができる。よって、物体の表面に直接的に押圧力が作用する従来構成とは異なり、果実Ｆの表面をより傷めずに保持することが可能となる。なお、果実Ｆを収容空間Ｃ１内に収容する過程において、保持部材１２が果実Ｆに多少接触してしまうことは許容される。   According to the robot hand 10, since each of the plurality of holding members 12 forming the housing space C1 has a spiral shape along the rotation axis 14, the holding member 12 is formed in the process of forming the housing space C1. The fruit F is rotated so as to avoid the fruit F approaching the base part 11, and the fruit F is formed in the accommodation space C1 while forming the accommodation space C1 without directly or almost contacting the plurality of holding members 12 with the fruit F. Can be accommodated. Therefore, unlike the conventional configuration in which the pressing force acts directly on the surface of the object, it is possible to hold the fruit F without damaging the surface. In the process of accommodating the fruit F in the accommodation space C1, the holding member 12 is allowed to slightly contact the fruit F.

また、ロボットハンド１０によれば、保持部材１２において螺旋部１５の螺旋形状が部位によって異なっている。即ち、保持したい物体の特性、例えば形状、大きさ、硬さ、重さなどに応じて、螺旋部１５の形状を部位ごとに異ならせてきめ細かく設計することにより、物体に直接あるいは殆ど接触せずに当該物体を収容空間Ｃ１内に収容することを、より確実に行うことができる。
また、ロボットハンド１０によれば、複数の保持部材１２を同期させながら回転させる。即ち、同じ螺旋形状の複数の保持部材１２を同期させながら回転させることにより、保持しようとする物体が保持部材１２に接触してしまうことを、一層確実に回避することができる。 Further, according to the robot hand 10, the spiral shape of the spiral portion 15 in the holding member 12 differs depending on the part. That is, according to the characteristics of the object to be held, for example, shape, size, hardness, weight, etc., the shape of the helical portion 15 is made different for each part and finely designed, so that the object does not directly or almost contact with the object. The object can be more reliably accommodated in the accommodation space C1.
Further, according to the robot hand 10, the plurality of holding members 12 are rotated while being synchronized. That is, by rotating the plurality of holding members 12 having the same spiral shape while synchronizing with each other, it is possible to more reliably prevent the object to be held from coming into contact with the holding members 12.

また、ロボットハンド１０は、複数の保持部材１２を同期させながら回転させるための構成として、遊星歯車機構１６を有する回転機構部１３を備える。この構成によれば、複数の保持部材１２を回転させるための駆動源としては、１つの太陽歯車１６ｂを回転させる１つの駆動部を用意すればよい。そのため、構成の複雑化を回避することができる。
また、ロボットハンド１０によれば、複数の保持部材１２を回転させることにより、収容状態、分離状態、排出状態に順に切り換わるので、物体を収容し、分離し、排出する一連の収穫動作を連続的に行うことができ、作業性の向上を図ることができる。 Further, the robot hand 10 includes a rotation mechanism unit 13 having a planetary gear mechanism 16 as a configuration for rotating the plurality of holding members 12 while synchronizing them. According to this configuration, one drive unit that rotates one sun gear 16b may be prepared as a drive source for rotating the plurality of holding members 12. Therefore, complication of the configuration can be avoided.
In addition, according to the robot hand 10, the plurality of holding members 12 are rotated to sequentially switch between the accommodated state, the separated state, and the ejected state, so that a series of harvesting operations for accommodating, separating, and ejecting an object is performed continuously. And the workability can be improved.

（第２実施形態）
図１５および図１６に例示するロボットハンド２０は、複数、この場合、６つの保持部材２２を備える。保持部材２２は、ベース部１１に取り付けられる基端部側に回転軸２４を備える。保持部材２２は、ベース部１１の表面側において、回転軸２４を中心に回転可能に取り付けられている。 (2nd Embodiment)
The robot hand 20 illustrated in FIGS. 15 and 16 includes a plurality of, in this case, six holding members 22. The holding member 22 includes a rotation shaft 24 on a base end side attached to the base 11. The holding member 22 is attached to the front side of the base portion 11 so as to be rotatable about a rotation shaft 24.

図１７および図１８に例示するように、保持部材２２は、何れも同じ形状となっており、回転軸２４に沿って渦巻き状に形成された螺旋部２５、および、回転軸２４に沿って円弧状に延びる円弧状部２６を有する。円弧状部２６は、非螺旋部の一例であり、保持部材２２の基端側、つまり、回転軸２４側に設けられている。一方、螺旋部２５は、保持部材２２の先端側に設けられている。この場合も、螺旋部２５は、各部位の螺旋形状が異なった構成となっている。   As illustrated in FIGS. 17 and 18, each of the holding members 22 has the same shape, and has a spiral portion 25 formed in a spiral shape along the rotation shaft 24 and a circular shape along the rotation shaft 24. It has an arc-shaped portion 26 extending in an arc shape. The arc-shaped portion 26 is an example of a non-spiral portion, and is provided on the base end side of the holding member 22, that is, on the rotating shaft 24 side. On the other hand, the spiral part 25 is provided on the tip side of the holding member 22. Also in this case, the spiral part 25 has a configuration in which the spiral shape of each part is different.

図１５、図１９、図２０に例示するように、ロボットハンド２０は、太陽歯車１６ｂの回転角度の変化に伴い、複数の保持部材２２の回転位置が異なってくる。そして、太陽歯車１６ｂが所定角度、例えば図１９に例示する初期状態から概ね６５度程回転すると、ロボットハンド２０は、図２０に例示する状態を経て、図１５に例示する状態となる。この状態において、ロボットハンド２０には、複数の保持部材２２により囲まれた収容空間Ｃ２が形成される。この収容空間Ｃ２には、保持対象である物体を収容可能である。なお、図２０に例示する状態は、太陽歯車１６ｂが所定角度、例えば図１９に例示する初期状態から概ね２５度程回転した状態である。   As illustrated in FIGS. 15, 19, and 20, in the robot hand 20, the rotation positions of the plurality of holding members 22 differ with the change in the rotation angle of the sun gear 16 b. When the sun gear 16b rotates by a predetermined angle, for example, about 65 degrees from the initial state illustrated in FIG. 19, the robot hand 20 changes to the state illustrated in FIG. 15 through the state illustrated in FIG. In this state, an accommodation space C2 surrounded by the plurality of holding members 22 is formed in the robot hand 20. In the storage space C2, an object to be held can be stored. The state illustrated in FIG. 20 is a state in which the sun gear 16b is rotated by a predetermined angle, for example, approximately 25 degrees from the initial state illustrated in FIG.

この場合、収容空間Ｃ２を形成する保持部材２２は、基端部側が円弧状、先端部側が螺旋形状となっている。よって、これら保持部材２２により形成される収容空間Ｃ２は、基端部側が螺旋形状により囲まれるほぼ球状あるいはほぼ楕円球状となる空間から形成され、先端部側が円弧形状に囲まれるほぼ球状あるいはほぼ楕円球状となる空間から形成される。即ち、収容空間Ｃ２は、形状の異なる複数、この場合、２つの空間を合成したような空間となる。   In this case, the holding member 22 forming the accommodation space C2 has an arc shape on the base end side and a spiral shape on the tip end side. Therefore, the accommodation space C2 formed by these holding members 22 is formed from a space having a substantially spherical shape or a substantially elliptical spherical shape whose base end portion is surrounded by a spiral shape, and a substantially spherical shape or a substantially elliptical shape whose distal end portion is surrounded by an arc shape. It is formed from a spherical space. That is, the accommodation space C2 is a space obtained by combining a plurality of different shapes, in this case, two spaces.

ロボットハンド２０によっても、複数の保持部材２２が何れも回転軸２４に沿う螺旋形状および回転軸２４に沿う円弧形状をなしており、収容空間Ｃ２を形成する複数の保持部材２２を物体に直接あるいは殆ど接触させることなく、当該物体を収容空間Ｃ２内に収容することができる。よって、物体の表面をより傷めずに保持することができる。   Also according to the robot hand 20, the plurality of holding members 22 each have a spiral shape along the rotation axis 24 and an arc shape along the rotation axis 24, and the plurality of holding members 22 forming the accommodation space C2 can be directly or directly attached to the object. The object can be accommodated in the accommodation space C2 with almost no contact. Therefore, the surface of the object can be held without being damaged.

また、非螺旋部を有する保持部材２２であっても、その非螺旋部の形状を、例えば回転軸２４に沿う円弧状に形成することにより、物体を保持部材２２に直接あるいは殆ど接触させずに収容空間Ｃ２内に収容することが可能となる。なお、非螺旋部の形状は、回転軸２４に沿う円弧形状に限られるものではなく、保持部材２２を物体に直接的に接触させることなく回転させることができ、且つ、保持部材２２同士が回転時に接触しない形状であれば、種々の形状を採用することができる。   Further, even in the case of the holding member 22 having a non-spiral portion, by forming the shape of the non-spiral portion into, for example, an arc shape along the rotation axis 24, the object can be directly or almost not in contact with the holding member 22. It becomes possible to house in the housing space C2. In addition, the shape of the non-spiral portion is not limited to the arc shape along the rotation axis 24, and the holding member 22 can be rotated without directly contacting the object, and the holding members 22 rotate together. Various shapes can be adopted as long as the shapes do not occasionally make contact.

（第３実施形態）
図２１および図２２に例示するロボットハンド３０は、ロボットハンド２０から保持部材２２を数個、この場合、１つ取り除いた構成である。ロボットハンド３０によれば、複数、この場合、５つの保持部材２２により収容空間Ｃ３が形成されるが、収容空間Ｃ３が形成された状態では、保持部材２２が取り除かれている部位に排出口３１が形成される。そのため、図２３に例示するように、収容空間Ｃ３内に収容し、分離した果実Ｆを、矢印Ｅで例示するように、排出口３１から容易に排出することができる。 (Third embodiment)
The robot hand 30 illustrated in FIGS. 21 and 22 has a configuration in which several holding members 22, in this case, one are removed from the robot hand 20. According to the robot hand 30, the accommodation space C3 is formed by a plurality of, in this case, five holding members 22, but in a state where the accommodation space C3 is formed, the discharge port 31 is provided at a portion where the holding member 22 is removed. Is formed. For this reason, as illustrated in FIG. 23, the separated fruit F stored in the storage space C3 can be easily discharged from the discharge port 31 as illustrated by the arrow E.

（第４実施形態）
図２４および図２５に例示するロボットハンド４０は、ロボットハンド１０に吸引機能部４１を備えた構成である。即ち、ロボットハンド４０は、ロボットハンド１０が有する物体を保持する保持機能と、物体を吸引することにより保持機能を支援する吸引機能と、を有する。吸引機能は、支援機能の一例である。 (Fourth embodiment)
The robot hand 40 illustrated in FIGS. 24 and 25 has a configuration in which the robot hand 10 includes the suction function unit 41. That is, the robot hand 40 has a holding function of holding the object of the robot hand 10 and a suction function of supporting the holding function by sucking the object. The suction function is an example of a support function.

吸引機能部４１は、ベース部１１の中央部を貫通する吸引管部４２と、吸引管部４２の先端部に設けられる吸引口部４３と、を備える。吸引管部４２は、太陽歯車１６ｂの中心部に挿通されており、且つ、ベース部１１の軸方向、換言すれば保持部材１２の回転軸１４の軸方向に沿って移動可能となっている。即ち、吸引管部４２は、中空となっている太陽歯車１６ｂの中心部を利用して備えられた構成となっている。吸引管部４２の他端部側、つまり、吸引口部４３とは反対側にはコンプレッサ４４が備えられている。吸引機能部４１は、コンプレッサ４４により空気を吸い込むことにより、吸引口部４３に物体を吸引することが可能となっている。   The suction function section 41 includes a suction pipe section 42 penetrating through the central portion of the base section 11 and a suction port section 43 provided at a distal end of the suction pipe section 42. The suction pipe section 42 is inserted through the center of the sun gear 16b, and is movable along the axial direction of the base section 11, that is, the axial direction of the rotating shaft 14 of the holding member 12. That is, the suction pipe section 42 is provided using the central portion of the hollow sun gear 16b. A compressor 44 is provided on the other end side of the suction pipe section 42, that is, on the side opposite to the suction port section 43. The suction function unit 41 can suck an object into the suction port 43 by sucking air by the compressor 44.

図２４、図２６、図２７に例示するように、吸引機能部４１は、複数の保持部材１２の回転状態に合わせながら、吸引管部４２をベース部１１側に徐々に引き込む。これにより、吸引口部４３に吸引した物体を、より安定した状態で収容空間Ｃ１内に導いて収容することができる。また、吸引口部４３に物体を吸引により固定した状態で収容空間Ｃ１内に収容することができ、物体を収容空間Ｃ１内に収容する過程において、物体がガタついて保持部材１２に接触してしまうことを一層確実に回避することができる。   As illustrated in FIG. 24, FIG. 26, and FIG. 27, the suction function section 41 gradually pulls the suction tube section 42 toward the base section 11 while adjusting the rotation state of the plurality of holding members 12. Thus, the object sucked into the suction port 43 can be guided and stored in the storage space C1 in a more stable state. Further, the object can be accommodated in the accommodation space C1 in a state where the object is fixed to the suction opening 43 by suction, and in the process of accommodating the object in the accommodation space C1, the object rattles and contacts the holding member 12. This can be avoided more reliably.

ロボットハンド４０によれば、物体を保持する保持機能を支援する支援機能、この場合、物体を吸引する吸引機能が付加されているので、より安定した状態で収容空間Ｃ１内に物体を収容し、また、保持することができる。また、収容空間を形成しながら物体を収容していく過程において、物体が保持部材１２に接触してしまうことを一層確実に回避することができる。   According to the robot hand 40, a support function for supporting a holding function for holding an object, in this case, a suction function for sucking the object is added, so that the object is stored in the storage space C1 in a more stable state, Also, it can be held. Further, in the process of accommodating the object while forming the accommodation space, the object can be more reliably prevented from contacting the holding member 12.

（その他の実施形態）
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能である。例えば、上述した複数の実施形態を適宜組み合わせて実施してもよい。
また、保持部材１２，２２の先端部に刃部を備える構成としてもよい。この構成によれば、収容空間Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３内に収容された果実Ｆの茎部Ｆａを容易に切断することができ、収容空間Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３内に収容した果実Ｆを木から分離しやすくすることができる。なお、この刃部による切断機能も、物体を保持する保持機能あるいは物体を収穫する収穫機能を支援する支援機能の一例として捉えることができる。 (Other embodiments)
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be applied to various embodiments without departing from the gist of the invention. For example, a plurality of embodiments described above may be appropriately combined and implemented.
Further, a configuration in which a blade portion is provided at the distal end portion of the holding members 12 and 22 may be adopted. According to this configuration, the stem Fa of the fruit F stored in the storage spaces C1, C2, and C3 can be easily cut, and the fruit F stored in the storage spaces C1, C2, and C3 is separated from the tree. Can be made easier. Note that the cutting function by the blade portion can also be regarded as an example of a support function for supporting a holding function for holding an object or a harvest function for harvesting an object.

また、ロボットハンド１０，２０，３０，４０は、保持しようとする物体との距離を検知する距離センサを備える構成としてもよい。この構成によれば、物体との距離を正確に把握することができ、物体を保持部材に接触させることなく保持することを一層確実に行うことができる。なお、距離センサは、例えばベース部１１の中心部に備えることにより、物体との距離を一層正確に把握することができる。   Further, the robot hands 10, 20, 30, and 40 may be configured to include a distance sensor that detects a distance to an object to be held. According to this configuration, the distance to the object can be accurately grasped, and the object can be held more reliably without contacting the holding member. By providing the distance sensor at the center of the base unit 11, for example, the distance to the object can be grasped more accurately.

また、保持部材の数、形状、大きさなどは、保持対象となる物体の特性に応じて適宜変更することができる。また、ベース部１１は、円板状に限られるものではなく、例えば矩形板状など種々の形状で構成することができる。また、保持部材を回転させるための駆動部を、複数の保持部材にそれぞれ備える構成としてもよい。また、１つの駆動部が発生する駆動力を、例えばベルトなどの伝達機構を介して複数の保持部材に伝達するようにしてもよい。   Further, the number, shape, size, and the like of the holding members can be appropriately changed according to the characteristics of the object to be held. Further, the base portion 11 is not limited to a disk shape, and may be formed in various shapes such as a rectangular plate shape. Further, a configuration may be adopted in which a drive unit for rotating the holding member is provided in each of the plurality of holding members. Further, the driving force generated by one driving unit may be transmitted to a plurality of holding members via a transmission mechanism such as a belt.

本開示は、実施例に準拠して記述されたが、本開示は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。   Although the present disclosure has been described with reference to the embodiments, it is understood that the present disclosure is not limited to the embodiments and the structures. The present disclosure also encompasses various modifications and variations within an equivalent range. In addition, various combinations and forms, and other combinations and forms including only one element, more or less, are also included in the scope and spirit of the present disclosure.

図面中、１０はロボットハンド、１２は保持部材（収容空間形成部）、１３は回転機構部（回転部）を示す。   In the drawings, reference numeral 10 denotes a robot hand, 12 denotes a holding member (accommodation space forming unit), and 13 denotes a rotating mechanism unit (rotating unit).

Claims (6)

物体を収容する収容空間を形成する複数の収容空間形成部（１２，２２）と、
複数の前記収容空間形成部を回転させることにより、前記収容空間を形成しながら当該収容空間内に前記物体を収容する回転部（１３）と、
を備え、
前記収容空間形成部（１２，２２）は、当該収容空間形成部の回転軸に沿う螺旋部（１５，２５）を有し、
前記収容空間形成部（１２，２２）において前記螺旋部（１５，２５）の螺旋形状は、部位ごとに半径が異なっているロボットハンド。 A plurality of storage space forming portions (12, 22) forming a storage space for storing an object;
A rotating unit (13) that accommodates the object in the accommodation space while forming the accommodation space by rotating the plurality of accommodation space forming units;
Equipped with a,
The accommodation space forming part (12, 22) has a spiral part (15, 25) along a rotation axis of the accommodation space forming part.
A robot hand in which the spiral shape of the spiral portion (15, 25) in the accommodation space forming portion (12, 22) has a different radius for each part . 前記収容空間形成部（２２）は、回転軸側に非螺旋部（２６）を有する請求項１に記載のロボットハンド。 The robot hand according to claim 1 , wherein the accommodation space forming part (22) has a non-spiral part (26) on the rotation axis side . 前記回転部は、複数の前記収容空間形成部を同期させながら回転させる請求項１または２に記載のロボットハンド。 The rotating part, the robot hand according to claim 1 or 2 is rotated while synchronizing a plurality of the accommodating space forming part. 前記回転部は、遊星歯車機構（１６）を備える請求項１から３の何れか１項に記載のロボットハンド。 The rotating part, the robot hand according to any one of claims 1 to 3, comprising a planetary gear mechanism (16). 物体を保持する保持機能を支援する支援機能が付加されている請求項１から４の何れか１項に記載のロボットハンド。 The robot hand according to any one of claims 1 to 4 , further comprising a support function for supporting a holding function of holding an object. 前記回転部が複数の前記収容空間形成部を回転させることに伴い、前記収容空間内に物体が収容された収容状態、前記収容空間内に収容された物体を分離する分離状態、分離された前記収容空間内の物体を排出する排出状態に切り換わる請求項１から５の何れか１項に記載のロボットハンド。 With the rotation unit rotating the plurality of storage space forming units, a storage state in which the objects are stored in the storage space, a separated state in which the objects stored in the storage space are separated, The robot hand according to any one of claims 1 to 5 , wherein the robot hand switches to a discharge state for discharging an object in the storage space.
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