JP6762581B2 - 多関節ロボット - Google Patents
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Description
より、ほぼ対称に2つのグリップ部を開閉する操作を行うことができる。また、開閉機構は、保持部と連設され、円弧状に並ぶ歯形を含む歯車部を含み、当該歯車部は、他の保持部が有する歯車部と連動して回動するものであってもよし、開閉機構は、保持部及びモータとそれぞれジョイントを介して接続されるロッドを含むものであってもよい。
図1は、トングの支点部分を切断した2本で一対となる道具を保持するエンドエフェクタの一例を示す斜視図である。図2は、トングを閉じたエンドエフェクタの一例を示す斜視図である。本実施形態に係るエンドエフェクタ1は、ロボットアームの末端に接続され、多関節ロボットが何らかのワークを操作するための機構である。なお、図1に前後左右上下を示すように、便宜上、歯車を備える部品の位置する方向を前方とし、トングの先端が伸びる方向を上とする。
により本処理等を行う。また、記憶装置52は、RAM(Random Access Memory)やROM(Read Only Memory)等の主記憶装置及びHDD(Hard-disk Drive)やSSD(Solid
State Drive)、フラッシュメモリ等の補助記憶装置(二次記憶装置)である。主記憶装置は、プロセッサが読み出したプログラム等を一時的に記憶したり、プロセッサの作業領域を確保したりする。補助記憶装置は、プロセッサが実行するプログラム等を記憶する。なお、プロセッサ51及び記憶装置52は、メモリを内蔵したマイクロコントローラであってもよい。
本実施形態に係るエンドエフェクタ1は、使用する道具を開閉すると共に着脱可能に保持する保持部を備え、エンドエフェクタ1に対して、道具2等の操作する道具を着脱することができる。したがって、道具の交換や洗浄が容易であり、衛生管理が要求される調理器具等を多関節ロボットに使用させる場合に特に好ましい。なお、使用する道具は洗浄するようなものに限られず、紙製の道具等のように使い捨ての道具を使用させるようにしてもよい。また、一体に形成されたトングを用いる場合は支点部分のばね定数に応じた開閉動作のトルク制御を行う必要があるが、別体になったトングの先端部分を扱う場合は、制御が容易になる。
図7は、トングを保持するエンドエフェクタの一例を示す斜視図である。図8は、トングを閉じたエンドエフェクタの一例を示す斜視図である。本実施形態に係るエンドエフェクタ1は、ロボットアームの末端に接続され、多関節ロボットが何らかのワークを操作するための機構である。また、本実施形態に係るエンドエフェクタ1は、道具2の一例として支点を介して一体に形成された一般的なトング2を操作するものとする。
様の形状であり、歯車部112と噛み合う。具体的には、歯車部122は、平歯車の歯形が円弧状に配置されると共に一部が欠歯になっており、歯車部122も、例えば回転軸と直交する面における歯形の断面形状をインボリュート曲線としたインボリュート歯車であってもよい。保持部123は、歯車部122の欠歯になった部分から延伸すると共に、その先端は二股に分かれている。また、二股に分かれた先には、それぞれ回転軸と平行な柱状体を有し、2つの柱状体の間にトングのグリップ部の他方(22)を挟むことができる。
23が伸びる方向とほぼ平行であり、トング2の一方のグリップ部21を保持部113の2つの柱状体の間に挟持させ、トング2の他方のグリップ部22を保持部123の2つの柱状体の間に挟持させることができる。また、トング2の一方のグリップ部21は、トング2の開閉方向の両側から保持部113の2つの柱状体で挟持されると共に、トング2の他方のグリップ部22は、トング2の開閉方向の両側から保持部123の2つの柱状体で挟持され、2つのグリップ部を開閉する際には道具を確実に保持すると共に、道具を着脱用開口部から取付け及び取外しすることができる。また、第2の開閉部材12は、円弧状に並び第1の開閉部材11の歯車部112と噛み合う歯形を含む歯車部122を有し、第1の開閉部材11と連動して回動する。また、これに伴い保持部113及び保持部123が互いに逆方向に回動し、トング2のグリップ部21及び22に対して開閉する操作を行うことができる。
本実施形態に係るエンドエフェクタ1は、使用する道具を開閉すると共に着脱可能に保持する保持部を備え、エンドエフェクタ1に対して、トング2等の操作する道具を着脱することができる。したがって、道具の交換や洗浄が容易であり、衛生管理が要求される調理器具等を多関節ロボットに使用させる場合に特に好ましい。なお、使用する道具は洗浄するようなものに限られず、紙製のトング等のように使い捨ての道具を使用させるようにしてもよい。
多関節ロボット3の形状に人型を採用することで、例えば人間と共にセントラルキッチンや食品加工工場等において多関節ロボット3を稼動させる場合に、周囲の人間にとってロボットの動作範囲の予測可能性を向上させ、安全性を高めることができる。ただし、エンドエフェクタ1を装着する多関節ロボット3の形状は、人型には限定されず、1本のロボットアームからなる垂直多関節ロボットであってもよい。また、多関節ロボット3は、実施形態に示した構成に加え、人間の下半身を模した部分をさらに有するようにしてもよい。また、ロボットアームが有する自由度(関節)の数も7には限定されない。
図11は、道具の認識処理の一例を示す処理フロー図である。制御部5のプロセッサ51は、例えば多関節ロボット3の起動時に、又は継続的に、図11に示すような処理を実行し、ユーザが道具2を交換した場合には交換後の道具に応じてロボットアーム及びエンドエフェクタを制御するようにしてもよい。なお、交換され得る道具2の情報及びこれらを識別するための情報は、予め記憶装置52に記憶させておく。
図15は、トングを保持するエンドエフェクタの一例を示す斜視図である。図16は、トングを閉じたエンドエフェクタの一例を示す斜視図である。本実施形態に係るエンドエフェクタ1も、ロボットアームの末端に接続され、多関節ロボットが何らかのワークを操作するための機構である。また、本実施形態に係るエンドエフェクタ1は、3つの道具2を開閉する。本実施形態に係る道具2も例えば支点部分を切除したトングであるが、道具2を3つで一組として開閉させ使用するものとする。
11 :第1の開閉部材
111 :挿入孔
112 :歯車部(第1の歯車部)
113 :保持部(第1の保持部)
12 :第2の開閉部材
121 :挿入孔
122 :歯車部(第2の歯車部)
123 :保持部(第2の保持部)
13 :モータケース部
131 :第1のケース部
132 :第2のケース部
133 :回転軸
134 :回転軸
135 :サーボモータ
136 :凸部
137 :開口部
138 :回転軸挿入孔
134 :回転軸
14 :トング側ケース部
141 :着脱用開口部
142 :開閉用開口部
15 :蓋部材
16 :蓋部材
161 :サーボモータ
162 :回転軸
171 :底面部
18 :開閉部材
183 :保持部
19 :サーボモータ
191 :ヒンジ
192 :円盤
193 :ロッド
194 :ソケット
2 :道具(トング)
3 :多関節ロボット
5 :制御部
Claims (8)
- 食品を挟持する道具を開閉操作すると共に当該道具を着脱可能に保持する複数の保持部、及び前記道具の外形によって表される識別情報を読み取るための読取部を備えるエンドエフェクタと、
前記エンドエフェクタを先端に備え、複数の関節を有するロボットアームと、
前記道具の前記識別情報及び大きさに関する情報を対応付けて記憶する記憶部と、
前記読取部が読み取った前記道具の識別情報に基づいて、当該識別情報に対応付けられた前記大きさに関する情報を前記記憶部から読み出し、読み出した前記大きさに関する情報を用いて前記ロボットアームが備える前記関節の回転角を制御する制御部と、
を備え、
前記読取部は、
対向配置された発光部と受光部とを備え、前記受光部に入力される前記道具の外形に応じた光のパターンに基づいて前記識別情報を読み取り、又は
光学的な測距により得られる前記道具の外形に基づいて前記識別情報を読み取る、
業務用厨房又は食品加工工場で稼動させる多関節ロボット。 - 前記道具は磁性を有し、
前記保持部は、前記道具を保持する際に前記道具を吸着するための磁石を備える
請求項1に記載の多関節ロボット。 - 前記制御部は、前記読取部が読み取った前記道具の識別情報に応じて、ワークをピッキングするための所定の動作モードを切り替える
請求項1又は2に記載の多関節ロボット。 - モータの回転運動を前記保持部の開閉運動に変換して伝達する開閉機構を備える
請求項1から3のいずれか一項に記載の多関節ロボット。 - 前記保持部は、グリップ部を開閉して使用する前記道具の、前記グリップ部を着脱可能に保持し、
前記開閉機構は、所定の軸を中心に前記保持部を回動させる、
請求項4に記載の多関節ロボット。 - 前記開閉機構は、前記保持部と連設され、円弧状に並ぶ歯形を含む歯車部を含み、当該歯車部は、他の保持部が有する歯車部と連動して回動する
請求項4又は5に記載の多関節ロボット。 - 前記保持部は、前記開閉操作の方向とは異なる方向に前記道具を変位させて着脱するための開口を有する
請求項1から6のいずれか一項に記載の多関節ロボット。 - 前記道具は、複数で一組となる棒状の道具であり、前記グリップ部の開閉により各々の先端部で対象物を挟持できる
請求項5、並びに請求項5を引用する請求項6及び7のいずれか一項に記載の多関節ロボット。
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