JP7036303B2 - ハンド機構及びピッキングロボット - Google Patents
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Description
固定することにより、カバーの着脱も容易になる。
ここでは、本発明に係るハンド機構をピッキングロボットに適用した把持システムについて説明する。当該把持システムは、ピッキングロボット1の先端に設けられたハンド機構2を用いて、把持の対象物を把持するためのシステムである。図1は、本実施形態に係るピッキングロボット1の概略構成を示す図である。ピッキングロボット1は、ハンド機構2、アーム機構3、および台座部4を備えている。アーム機構3の一端にハンド機構2が取り付けられている。また、アーム機構3の他端が台座部4に取り付けられている。ハンド機構2は、アーム機構3に接続されたベース部20と、該ベース部20に設けられた4本の指部21とを備えている。なお、ハンド機構2の詳細な構成については後述する。
アーム機構3は、第1アームリンク部31、第2アームリンク部32、第3アームリンク部33、第4アームリンク部34、第5アームリンク部35、および接続部材36を備えている。各アームリンク部には、軸周りに回転させるためのモータ(図示略)が設けられている。アーム機構3をこのような構成とすることで、例えば、該アーム機構3を6自由度の自由度を有する機構とすることができる。
台座部4には、ハンド機構2及びアーム機構3を制御するための制御装置(図示略)が内蔵されている。制御装置は、ハンド機構2及びアーム機構3に設けられた各モータを駆動するための駆動信号を生成する複数のドライバを含み、各ドライバからの駆動信号が対応する各モータに供給されるように構成される。また、制御装置には、後述する感圧センサ70からの信号が入力される。制御装置は、演算処理装置およびメモリを有するコンピュータを含んでいる。また、制御装置は、所定の制御プログラムを記憶しており、このプログラムを実行することにより、ハンド機構2及びアーム機構3を制御する。
次に、ハンド機構2の構成について図2から図9に基づいて説明する。図2はハンド機構2の斜視図である。図3はハンド機構2の上面図である。なお、図3において、矢印は、各指部21の回転可動範囲を示している。図2及び図3に示すように、ハンド機構2においては、ベース部20に4本の指部21が、ハンド機構2の長手方向(図3において紙面に垂直な方向)の軸を中心とした円周上に、等角度間隔(すなわち90deg間隔)に配置されている。また、4本の指部21は全て同一の構造を有し且つ同一の長さである。但し、各指部21の動作は、それぞれ独立して制御される。
いては、第2指リンク部212の他端に第1指リンク部211の一端が接続されている。そして、この第1指リンク部211と第2指リンク部212との接続部に第1関節部22が形成されている。
第1指リンク部211は、先端側に位置する先端部2111と、基端側に位置する基端部2112とに分割可能に構成されている。図10及び図11は、第1指リンク部211の構造を示した図である。図10は、第1指リンク部211を第1関節部22の伸展方向側の壁面216側から見た図であり、先端部2111と基端部2112とを分割した状態の図である。図11は、第1指リンク部211を第1関節部22の屈曲方向側の壁面215側から見た図であり、先端部2111と基端部2112とを分割した状態の図である。図12は、先端部2111と基端部2112とを嵌合した状態で、第1指リンク部211を第1関節部22の伸展方向側の壁面216側から見た図である。図13は、先端部2111と基端部2112とを嵌合した状態で、第1指リンク部211を第1関節部22の屈曲方向側の壁面215側から見た図である。第1指リンク部211において、第1関節部
22は基端部2112側に設けられており、感圧センサ70は先端部2111に含まれている。なお、本実施形態における先端部2111が、本発明における着脱部に相当し、本実施形態における感圧センサ70が、本発明におけるセンサに相当する。
、先端部2111側のコネクタ92から第2指リンク部212側のコネクタ92を外すことにより、先端部2111を指部21から取り外すことができる。また、先端部2111を基端部2112に嵌合させた状態でカバー2113及び2本の雄ねじ90を取り付け、さらに、先端部2111側のコネクタ92に第2指リンク部212側のコネクタ92を接続することにより、先端部2111を指部21に取り付けることができる。したがって、感圧センサ70を交換する必要が生じた場合には、先端部2111を交換するだけで済む。ここで、第1指リンク部211を先端部2111と基端部2112とに分割できない構造を有するハンド機構において、感圧センサ70に交換の必要が生じたときに、感圧センサ70のみを交換しようとすると、感圧センサ70の位置合わせを高精度に行う必要があり手間がかかる。また、感圧センサ70がずれて取り付けられた場合には、対象物の位置を誤認する虞がある。また、例えば第1指リンク部211ごと感圧センサ70を交換することが考えられる。しかし、第1指リンク部211を交換する場合には、第1関節部22を分解する必要があるため手間がかかる。また、例えば指部21ごと感圧センサ70を交換することも考えられるが、この場合には、第2関節部23を分解する必要があるため、やはり手間がかかる。また、例えばハンド機構2ごと感圧センサ70を交換することも考えられるが、感圧センサ70以外の多くの部品を交換することになるため、コストアップになる。一方、先端部2111を着脱可能に設けることにより、先端部2111だけを交換することによって感圧センサ70を交換することができるため、第1関節部22等の複雑な構造を有する箇所を分解する必要がなく、簡単な作業で感圧センサ70を交換することができる。そして、凸部80と凹部81とが嵌合し、先端部2111が2本の雄ねじ90で基端部2112に固定されることにより、ユーザが意識することなく感圧センサ70の位置合わせが行われる。また、先端部2111だけを交換すればよいため、必要以上に交換される部品が少なくて済む。このように、先端部2111を着脱可能に設けることにより、感圧センサ70の交換をより容易に、且つ、より安価に行うことができる。また、コネクタ85を設けることにより、指部21の内部の配線を全部交換する必要がなくなるため、手間がかかることを抑制できる。
Claims (4)
- 複数の指部を有するハンド機構であって、
前記指部は、
センサを有し前記指部の先端側に位置する第1指リンク部と、
前記指部の基端側に位置し、前記第1指リンク部と接続される第2指リンク部と、
前記第1指リンク部と前記第2指リンク部との接続箇所において前記第2指リンク部に対して前記第1指リンク部が相対的に運動可能に前記第1指リンク部と前記第2指リンク部とを接続する関節部と、
を備え、
前記第1指リンク部は、
前記関節部よりも前記指部の先端側において着脱可能で且つ前記センサを含む着脱部と、
前記着脱部を着脱可能に支持し前記関節部を含む基端部と、
前記基端部が前記着脱部を支持した状態で、前記基端部と前記着脱部との嵌合部を覆うカバーと、を備える、
ハンド機構。 - 前記指部は、前記センサからの信号が通る電線を備え、
前記着脱部は、前記電線を分離及び接続可能な接続部を備える、
請求項1に記載のハンド機構。 - 前記第1指リンク部は、
前記基端部が前記着脱部を支持した状態で、前記着脱部を前記基端部に固定する第1締結部材と、
前記カバーを前記基端部または前記着脱部に固定する第2締結部材と、
を更に備える、
請求項1または2に記載のハンド機構。 - 請求項1から3の何れか1項に記載のハンド機構をアームの先端に備える、
ピッキングロボット。
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