特開 2022-124411 ロボット用ハンドおよびロボット用ハンドの制御システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022124411

(43)【公開日】2022-08-25

(54)【発明の名称】ロボット用ハンドおよびロボット用ハンドの制御システム

(51)【国際特許分類】

   B25J 15/08 20060101AFI20220818BHJP

【ＦＩ】

B25J15/08 C

【審査請求】未請求

【請求項の数】11

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021022159

(22)【出願日】2021-02-15

(71)【出願人】

【識別番号】518106124

【氏名又は名称】コネクテッドロボティクス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002871

【氏名又は名称】弁理士法人坂本国際特許商標事務所

(72)【発明者】

【氏名】五十嵐 俊昭

【テーマコード（参考）】

3C707

【Ｆターム（参考）】

3C707AS01

3C707BS10

3C707CY40

3C707ES06

3C707ET08

3C707EW01

3C707KS09

3C707KT01

3C707MS14

(57)【要約】

【課題】調理対象を効率的に調理する。
【解決手段】本開示は、動作状態として、開状態と閉状態との間を往復可能であり、動作状態に応じて移動する爪を備え、動作状態が閉状態のとき、爪が、ばらける可能性がある調理対象を一纏りごとに掴み、動作状態が開状態のとき、爪が、調理対象をリリースする態様での第１開閉動作と、動作状態が閉状態のとき、爪が、調理対象を一纏りごとに区画して収容する容器を掴み、動作状態が開状態のとき、爪が、容器をリリースする態様での第２開閉動作とを、選択的に実行可能である、ロボット用ハンドを開示する。
【選択図】図１２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ロボット用ハンドであって、
動作状態として、開状態と閉状態との間を往復可能であり、
前記動作状態に応じて移動する可動部材を備え、
前記動作状態が閉状態のとき、前記可動部材が、ばらける可能性がある調理対象を一纏りごとに掴み、前記動作状態が開状態のとき、前記可動部材が、前記調理対象をリリースする態様での第１開閉動作と、
前記動作状態が閉状態のとき、前記可動部材が、前記調理対象を一纏りごとに収容する容器を掴み、前記動作状態が開状態のとき、前記可動部材が、前記容器をリリースする態様での第２開閉動作とを、選択的に実行可能である、ロボット用ハンド。

【請求項2】

前記可動部材は爪として構成されている、請求項１に記載のロボット用ハンド。

【請求項3】

前記容器には、係合部が設けられており、
前記可動部材は、前記係合部を介して前記容器を掴む、請求項１または２に記載のロボット用ハンド。

【請求項4】

前記係合部は前記容器の中央部にある、請求項３に記載のロボット用ハンド。

【請求項5】

前記容器は、容器本体と、前記容器本体の内部を前記調理対象の一纏めごとに区画する仕切りを備え、
前記係合部は前記仕切りを構成する立壁に形成された係合孔である、請求項３または４に記載のロボット用ハンド。

【請求項6】

前記係合孔が形成された前記立壁は対で設けられ、前記対で設けられた前記立壁間の間隔は、前記調理対象が収容される前記仕切りの立壁間の間隔よりも小さい、請求項５に記載のロボット用ハンド。

【請求項7】

複数の前記爪の対を備え、
前記爪の対は、前記対の立壁に形成された前記係合孔の対にそれぞれ係合する、請求項５または６に記載のロボット用ハンド。

【請求項8】

前記爪の対のそれぞれは、前記動作状態が開状態のとき、前記調理対象を下方から支持するように配置された先端部を有する、請求項７に記載のロボット用ハンド。

【請求項9】

前記第１開閉動作では、前記調理対象は、ロボットにより搬送可能なトレイにより支持された調理器具に対してリリースされ、
前記トレイは、前記トレイにより支持された前記調理器具の上方に前記ロボット用ハンドの作業空間が確保される形状を有する、請求項１～８のいずれか１項に記載のロボット用ハンド。

【請求項10】

前記トレイは、
前記ロボットにより支持される被支持部と、
前記被支持部より下方に位置し、前記調理器具を支持するトレイ部と、
前記被支持部と前記トレイ部とを接続する脚部と、
を備え、
前記被支持部および前記脚部は、前記作業空間から回避した位置に設けられる、請求項９に記載のロボット用ハンド。

【請求項11】

請求項１～１０のいずれか１項に記載のロボット用ハンドと、
前記容器に収容されている前記調理対象の有無を検出するセンサと、
前記センサによる検出結果に応じて、前記第１開閉動作または前記第２開閉動作を選択して前記ロボット用ハンドに実行させる処理装置と、
を備える、ロボット用ハンドの制御システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示はロボット用ハンドおよびロボット用ハンドの制御システムに関する。

【背景技術】

【0002】

背景技術としては、麺を搬送するためのバケットを有する調理システムを例示する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第３８７８１６０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、上記のような従来技術では、調理対象を効率的に調理することが難しい。

【0005】

そこで、１つの側面では、本開示は、調理対象を効率的に調理することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の一態様によれば、ロボット用ハンドであって、動作状態として、開状態と閉状態との間を往復可能であり、前記動作状態に応じて移動する可動部材を備え、前記動作状態が閉状態のとき、前記可動部材が、ばらける可能性がある調理対象を一纏りごとに掴み、前記動作状態が開状態のとき、前記可動部材が、前記調理対象をリリースする態様での第１開閉動作と、前記動作状態が閉状態のとき、前記可動部材が、前記調理対象を一纏りごとに収容する容器を掴み、前記動作状態が開状態のとき、前記可動部材が、前記容器をリリースする態様での第２開閉動作とを、選択的に実行可能である、ロボット用ハンドを提供する。

【0007】

上記の態様において、好ましくは、前記可動部材は爪として構成されている。

【0008】

上記の態様において、好ましくは、前記容器には、係合部が設けられており、前記可動部材は、前記係合部を介して前記容器を掴む。

【0009】

上記の態様において、好ましくは、前記係合部は前記容器の中央部にある。

【0010】

上記の態様において、好ましくは、前記容器は、容器本体と、前記容器本体の内部を前記調理対象の一纏めごとに区画する仕切りを備え、前記係合部は前記仕切りを構成する立壁に形成された係合孔である。

【0011】

上記の態様において、好ましくは、前記係合孔が形成された前記立壁は対で設けられ、前記対で設けられた前記立壁間の間隔は、前記調理対象が収容される前記仕切りの立壁間の間隔よりも小さい。

【0012】

上記の態様において、好ましくは、複数の前記爪の対を備え、前記爪の対は、前記対の立壁に形成された前記係合孔の対にそれぞれ係合する。

【0013】

上記の態様において、好ましくは、前記爪の対のそれぞれは、前記動作状態が開状態のとき、前記調理対象を下方から支持するように配置された先端部を有する。

【0014】

上記の態様において、好ましくは、前記第１開閉動作では、前記調理対象は、ロボットにより搬送可能なトレイにより支持された調理器具に対してリリースされ、前記トレイは、前記トレイにより支持された前記調理器具の上方に前記ロボット用ハンドの作業空間が確保される形状を有する。

【0015】

上記の態様において、好ましくは、前記トレイは、前記ロボットにより支持される被支持部と、前記被支持部より下方に位置し、前記調理器具を支持するトレイ部と、前記被支持部と前記トレイ部とを接続する脚部と、を備え、前記被支持部および前記脚部は、前記作業空間から回避した位置に設けられる。

【0016】

上記の態様において、好ましくは、ロボット用ハンドと、前記容器に収容されている前記調理対象の有無を検出するセンサと、前記センサによる検出結果に応じて、前記第１開閉動作または前記第２開閉動作を選択して前記ロボット用ハンドに実行させる処理装置と、を備える、ロボット用ハンドの制御システムを提供する。

【発明の効果】

【0017】

１つの側面では、本開示によれば、調理対象を効率的に調理することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】調理システム用制御装置の構成を示す図である。

【図2】複数のセクションを備える調理場を示す図である。

【図3】第１セクションに配置されるレール５１１を示す斜視図である。

【図4】レール５１１の支持台を示す斜視図である。

【図5】第３セクションの設備を示す斜視図である。

【図6】調理場を示す上面図である。

【図7】ロボットの本体を示す斜視図である。

【図8】ロボット用ハンドを示す斜視図である。

【図9】プレート部材を取り外した状態のハンド本体部を示す斜視図である。

【図10】ハンド本体部とトレイとの係合状態を示す斜視図である。

【図11】トレイの単品状態を示す斜視図である。

【図11A】てぼ（ザル）を保持した状態のトレイを示す斜視図である。

【図12】ロボット用ハンド３０を示す斜視図である。

【図13】蕎麦を入れる容器を示す斜視図である。

【図14】仕切りを示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、添付図面を参照しながら実施例について詳細に説明する。

【0020】

図１は、調理システム２００の構成を示す図である。調理システム２００は、制御装置１を含む。なお、制御装置１は、１つ以上のコンピュータにより実現されてもよい。この場合、１つ以上のコンピュータは、サーバコンピュータを含んでもよい。

【0021】

図１に示すように、本実施例の制御装置１は、作業装置としてのロボット２１Ａ（第１ロボット）およびロボット２１Ｂ（第２ロボット）の動作を制御する処理装置１１と、調理場１５０を撮像するカメラ７４ａの画像を処理する画像処理装置１２と、主制御部１３と、処理装置１１における処理を規定するプログラム及び処理装置１１における制御に必要なデータを格納する記憶部１４と、主制御部１３における処理を規定するプログラム及び主制御部１３における制御に必要なデータを格納する記憶部１５と、を備える。以下で説明する制御装置１の機能は、記憶部１４及び／又は記憶部１５内に記憶される１つ以上のプログラムを処理装置１１及び／又は主制御部１３が実行することで実現できる。なお、記憶部１４及び記憶部１５は共通の記憶装置により実現されてもよい。また、画像処理装置１２は、例えばＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）単体であるが、処理装置１１とは別の処理装置（ＧＰＵを含む処理装置）により実現されてもよい。

【0022】

また、主制御部１３には、制御装置１の動作状態等を表示する表示部１６と、作業者等の操作を受け付ける操作受付部１７と、警報出力部１８とが接続されている。主制御部１３は、表示部１６や警報出力部１８を介して、ユーザ（作業者）にアドバイスや警報を出力してよい。例えば、主制御部１３は、複数のセンサ７４、カメラ７４ａ、各種センサ７４ｂからのセンサ情報と、後述するロボット２１に設けられる複数のセンサからのセンサ情報とに基づいて、所定の異常を検出した場合に、異常情報を発生させる処理を実行する。なお、検出対象の所定の異常は、任意であり、異常情報は、異常内容を指示や示唆するメッセージであってもよいし、単なる警報音等であってもよい。 また、処理装置１１は、係合強化手段５６を制御する。係合強化手段５６は、例えば電磁石であるが、吸引力（負圧）を発生させる負圧発生装置等であってもよいし、これらの組み合わせであってもよい。

【0023】

また、処理装置１１は、信号発生部４１からの情報に基づいて、係合強化手段５６を制御する。信号発生部４１は、例えば近接センサであってよいし、感圧センサや画像センサ等であってもよい。

【0024】

また、処理装置１１は、調理場１５０に配置される複数のセンサ７４に接続される。複数のセンサ７４は、カメラ７４ａ（画像センサ）や、他の各種センサ７４ｂを含み、調理場１５０の状態を検出する機能を有する。なお、カメラ７４ａは、２台以上設けられてもよい。

【0025】

主制御部１３と処理装置１１は、協働して調理に必要な処理を順次、実行する。

【0026】

次に、図２以降を参照して、調理システム２００が機能するのに好適な調理場１５０を詳説する。以下では、主に、蕎麦を調理することを例に説明するが、調理対象は、蕎麦以外の麺類（例えばうどん、ラーメン、パスタ）であってもよいし、麺類以外の任意の食材（何らかの調理が必要な食材）であってもよい。

【0027】

図２は、複数のセクションを備える調理場１５０を示す図である。図２に示す例では、複数のセクションは、第１セクション５１、第２セクション５２、第３セクション５３および第４セクション５４を含む。なお、セクションの数は、任意であり、更なるセクションが追加されてもよい。

【0028】

図３は、第１セクションに配置されるレール５１１を示す斜視図である。第１セクション５１では、レール５１１により複数のレーン５１１Ａ、５１１Ｂ、５１１Ｃが規定される。１つ以上の“てぼ（ザル）”を保持するトレイ６０（以下、単に「トレイ６０」とも称する）は、レーンのいずれかに載置されて、Ｙ方向Ｙ１側へと搬送される。なお、この搬送は、作業者による手作業で実現されてもよいし、ロボット２１Ａ、２１Ｂ以外のロボットや駆動機構で実現されてもよい。なお、レール５１１は、Ｙ１側が下方になるように傾斜が付けられてもよい。この場合、トレイ６０は、重力の作用により、Ｙ方向Ｙ１側へと移動できる。トレイ６０は、調理システム２００を構成する要素である。

【0029】

例えば、第１セクション５１のレーンの最もＹ方向Ｙ１側に、“てぼ（ザル）”を保持するトレイ６０が位置すると、調理準備開始状態となる。

【0030】

図４は、レール５１１の支持台５１２を示す斜視図である。支持台５１２は、レール５１１を取り外し可能に支持できる。これにより、レール５１１のメンテナンスが容易となる。

【0031】

図２に示すように、第２セクション５２は、サブセクション５２１と、サブセクション５２２とを有する。サブセクション５２１には、蕎麦を茹でるための工程が割り当てられる。サブセクション５２２は、トレイ６０を一時的に載置するための置台として機能する。なお、サブセクション５２２の構成は任意であるが、例えば、第１セクション５１に配置されるレール５１１またはこれに類似した構造物を配置し、トレイ６０を載置するための第１セクション５１と同様のレーンを構成してもよい。

【0032】

図５は、第３セクション５３の設備を示す斜視図である。図５では、第３セクション５３は、サブセクション５３１、５３２を有する。サブセクション５３１、５３２に割り当てられる作業は任意であるが、例えば水切り作業や、ぬめりを取る作業である。サブセクション５２１において茹でられた蕎麦を、サブセクション５３１、サブセクション５３２の順で、後処理することができる。例えば、サブセクション５３１において、蕎麦のぬめりを取る作業を中心に行い、さらに、サブセクション５３２において水で蕎麦をしめる（冷却する）作業を行うことができる。この場合、サブセクション５３２における水の温度を極力低下させることが要求される一方、サブセクション５３１における水の温度は極端に低くなくてもよい。このため、低温の冷水をサブセクション５３２のみに供給してもよい。この場合、サブセクション５３１における水位を、サブセクション５３２における水位よりも低く設定し、サブセクション５３２の水位を超えてサブセクション５３２から溢れた水が、自然にサブセクション５３１に供給されるようにしてもよい。これにより、サブセクション５３２に供給された冷水を、サブセクション５３１においても有効に利用できる。また、サブセクション５３１に対して、直接、水を供給する必要がなくなる。

【0033】

本実施例では、図２に示すように、第３セクション５３に、ロボット２１Ａが配置される。すなわち、第３セクション５３を構成する設備の壁体Ｗ（図５参照）にロボット２１Ａの基端２１ａが取り付けられる。

【0034】

図６は、調理場１５０を示す上面図である。図６に示すように、本実施例では、第４セクション５４にロボット２１Ｂが配置される。すなわち、第４セクション５４を構成する設備の壁体Ｗ１（図６参照）にロボット２１Ｂの基端２１ａが取り付けられる。これにより、ロボット２１Ｂによる後述の動作を容易に実行することが可能となる。なお、ロボット２１Ｂを第２セクション５２など、他の場所に配置してもよい。

【0035】

上記のように、第２セクション５２には、蕎麦を茹でる作業が割り当てられ、サブセクション５２１には、湯をためるシンクが形成される。

【0036】

図２に示す第４セクション５４は、蕎麦を入れる容器９０（ばんじゅう）を載置する置台として機能する。容器９０は、調理システム２００を構成する要素である。

【0037】

図７は、ロボット２１Ａおよびロボット２１Ｂの本体を示す斜視図である。なお、図７では、ロボット２１Ａおよびロボット２１Ｂは、ロボット用ハンド４０などが取り付けられていない状態で示される（図２も同様）。

【0038】

ロボット２１Ａ、２１Ｂは、複数の回転関節を有する多関節ロボットであり、基端２１ａが壁体Ｗに取り付けられる。なお、ロボット２１Ａ、２１Ｂとして、回転関節だけでなく直動関節を有するロボットを用いることもできる。ロボット２１Ａ、２１Ｂには、各関節を駆動するためのアクチュエータ（不図示）が関節ごとに設けられ、これらのアクチュエータが処理装置１１に接続されて制御される。本実施例では、ロボット２１Ａの先端２１ｂには、ロボット用ハンド４０が取り付けられる。また、ロボット２１Ｂの先端２１ｂには、ロボット用ハンド３０が取り付けられる。ロボット用ハンド４０およびロボット用ハンド３０は、調理システム２００を構成する要素である。

【0039】

本実施例ではロボット２１Ａ、２１Ｂは、多関節ロボットであり、壁体Ｗ、Ｗ１側に退避させることができるので、例えば、サブセクション５３１、５３２の上方の作業スペースを効果的に確保できる。この場合、例えば図２に示す領域付近に立ちながら作業者が作業することも可能となり、ロボット２１Ａ、２１Ｂの非稼働時にも設備を有効に利用できる。

【0040】

図８は、ロボット用ハンド４０のハンド本体部４２を示す斜視図である。図９は、上面４２０を構成する部材を取り外した状態のハンド本体部４２を示す斜視図である。図１０は、ハンド本体部４２とトレイ６０との係合状態を示す斜視図である。図１１は、トレイ６０の単品状態を示す斜視図、図１１Ａは、トレイ６０に“てぼ（ザル）”が挿入された状態を示す斜視図である。図８には、互いに直交する２つの方向としてＸ方向とＹ方向とが、ハンド本体部４２の上面４２０を基準として定義されている。また、図１０、図１１および図１１Ａには、Ｚ方向が定義されている。Ｚ方向は、トレイ６０のトレイ部６１における支持面に垂直な方向であり、以下では、Ｚ方向Ｚ１側を、「上側」とし、Ｚ方向Ｚ２側を、「下側」として、上下方向に関連する用語（例えば上面や、下面等）を用いる場合がある。

【0041】

ロボット用ハンド４０は、トレイ６０をピックアップし、所定位置（第１セクション５１、サブセクション５２２等）に載置するのが好適な形状に形成される。ロボット用ハンド４０は、トレイ６０に係合するハンド本体部４２を有する。

【0042】

ハンド本体部４２は、係合する際にトレイ６０の一対の被支持部６２の下面と面接触する上面４２０を有する。図８では、上面４２０は、ロボット２１Ａの先端２１ｂに取り付けられる取付面４００Ａを有するプレート部材４００により支持される。上面４２０は、トレイ６０の重力を受け持つ。すなわち、ハンド本体部４２は、トレイ６０の被支持部６２をすくい上げる態様でピックアップする。これにより、ハンド本体部４２を介してトレイ６０を持ち上げている最中に、電源の異常等により、係合強化手段５６が機能しなくなった場合でも、ハンド本体部４２とトレイ６０との間の係合を維持できる（すなわちトレイ６０の落下を防止できる）。

【0043】

ハンド本体部４２には、ピン４２１が設けられる。ピン４２１は、例えば上面４２０から上側に突出する態様で設けられる。ピン４２１の数は任意であるが、図８では、２つであり、一対の被支持部６２のそれぞれに対応して設けられる。ピン４２１は、トレイ６０における対応する孔６２１に挿入されることで、ハンド本体部４２がトレイ６０に係合する際の位置決め機能を果たす。なお、変形例では、トレイ６０側にピン（例えば下向きのピン）が形成され、ハンド本体部４２側に対応する孔が形成されてもよい。

【0044】

ピン４２１は、任意の断面形状であってもよいが、好ましくは、断面が円形であり、先端が細くなるテーパ状の形態である。これにより、係合直前にトレイ６０とハンド本体部４２との間に僅かなズレがある場合でも、当該ズレを矯正しつつ互いの係合状態を実現できる。

【0045】

ハンド本体部４２には、係合強化手段５６（図８には概略的に図示）が設けられる。係合強化手段５６は、好ましくは、Ｙ方向でピン７２１の間に設けられる。なお、上面４２０には、係合強化手段５６用の穴５６１が形成されてよい。これにより、ハンド本体部４２とトレイ６０との間の係合度合いを効果的に高めることができる。係合強化手段５６の数は任意であるが、図８では、２つであり、一対の被支持部６２のそれぞれに対応して設けられる。本実施例では、係合強化手段５６は、電磁石であり、被支持部６２は、磁性体により形成される。これにより、電磁石がオン状態となると、ハンド本体部４２とトレイ６０との間の係合度合いが高くなる。これにより、外乱等により大きな振動等が生じた場合でも、ハンド本体部４２とトレイ６０との間の係合を維持できる可能性を高めることができる。

【0046】

ハンド本体部４２には、信号発生部４１（図９には概略的に図示）が設けられる。信号発生部４１は、上面４２０におけるトレイ６０の被支持部６２の下面と面接触する領域内に設けられる。なお、上面４２０には、信号発生部４１用の穴（不図示）が形成されてよい。信号発生部４１は、ハンド本体部４２に対する被支持部６２の近接状態を検出する。本実施例では、信号発生部４１は、ハンド本体部４２の上面４２０とトレイ６０の被支持部６２の下面との間のＺ方向の距離が閾値以下となった場合に、近接状態を表す所定信号を発生する。信号発生部４１は、例えば近接センサであってよい。なお、センサは、被支持部６２に対応して対で設けられてもよいし、一方の被支持部６２にのみ対応して設けられてもよい。

【0047】

なお、ハンド本体部４２は、図９に示すように、好ましくは、上面４２０よりも下方に搭載スペース４５０を有する。なお、図９では、上面４２０を形成する部材を取り外した状態で、ロボット用ハンド４０が示される。搭載スペース４５０内には、ピン４２１の下部や、係合強化手段５６、信号発生部４１、配線等が配置されてよい。

【0048】

本実施例では、ハンド本体部４２にトレイ６０が係合された状態が第１係合状態（図１０参照）である。このとき、係合強化手段５６は機能していないか、あるいは微弱である。なお、「微弱」とは、係合強化手段５６が電磁石の場合、第２係合状態を実現するときの通電電流（又は磁力）を１００とした場合、１００よりも有意に小さいことを意味し、例えば５０以下であり、好ましくは、１０以下である。そして、係合強化手段５６が機能すると、ハンド本体部４２とトレイ６０との間の係合度合いが高くなる第２係合状態が実現されてもよい。第１係合状態から第２係合状態への遷移（切り替え）は、処理装置１１により実現される。具体的には、上述したように、信号発生部４１が例えば近接センサである場合、近接センサは、トレイ６０の、ハンド本体部４２に対する第１係合状態が検出された場合に、所定信号を発生する。処理装置１１は、この所定信号の発生をトリガとして、第１係合状態から第２係合状態への遷移（切り替え）を実現する。なお、信号発生部４１は、好ましくは、ピン４２１を介して位置決めされていない係合状態では、所定信号を発生しないように構成される。すなわち、信号発生部４１は、好ましくは、ピン４２１を介して位置決めされた係合状態を検出した場合のみ、所定信号を発生する。

【0049】

なお、第１係合状態と第２係合状態は、ロボット用ハンド４０とトレイ６０との位置関係は、同じであり、ともに図１０に示す状態である。

【0050】

なお、第１係合状態から第２係合状態への遷移（切り替え）は、ハンド本体部４２の上面４２０にトレイ６０の重力が作用している状態で実現されてもよい。なお、この場合、信号発生部４１は、かかる重力の作用状態を検出するセンサ等であってもよい。

【0051】

図１１に示すように、トレイ６０は、トレイ部６１と、一対の被支持部６２と、トレイ部６１と被支持部６２とを接続する脚部６３とを含む。

【0052】

トレイ部６１は、調理器具としての“てぼ（ザル）”が挿入される貫通孔６１０を有する。貫通孔６１０の個数は任意であるが、図１１では、３つ設けられる。貫通孔６１０に挿入される“てぼ（ザル）”は、貫通孔６１０まわりの縁部により支持される。図１１Ａにおいて、貫通孔６１０に挿入された“てぼ（ザル）”のざる６５の部分を示している。実際には、３つの貫通孔６１０のそれぞれに対して、“てぼ（ザル）”を挿入することができる。

【0053】

被支持部６２は、上述したように、ハンド本体部４２に係合される部分である。被支持部６２は、ハンド本体部４２の上面４２０に面接触する下面を形成する。被支持部６２は、ハンド本体部４２のピン４２１が挿入（嵌入）される孔６２１を有する。

【0054】

脚部６３は、被支持部６２をトレイ部６１よりも上方に位置するように支持する。脚部６３は、被支持部６２に対応して対で設けられ、それぞれの上端部が、対応する被支持部６２の縁部に接続される。また、脚部６３は、下端部がトレイ部６１の上面に固定される。このような脚部６３を設けることで、被支持部６２の下方に、ハンド本体部４２の上面４２０を形成する部分が位置できるように、被支持部６２をトレイ部６１に対して上方に支持できる。

【0055】

また、本実施例では、脚部６３を、上方から視て、隣り合う貫通孔６１０の中間の位置に設けている。さらに、一対の被支持部６２のそれぞれを一対の脚部６３のそれぞれに対応させるとともに、上方から視たときの被支持部６２の面積を抑制している。このため、貫通孔６１０に挿入された“てぼ（ザル）”の上方をロボット２１Ｂによる作業空間として広く確保することができ、“てぼ（ザル）”への蕎麦の投入が容易に行える。すなわち、脚部６３および被支持部６２が貫通孔６１０に挿入された“てぼ（ザル）”の上方から回避した位置にあるため、蕎麦を投入する際の障害となることがなく、貫通孔６１０に挿入された“てぼ（ザル）”に蕎麦を投入することができる。例えば、３つ並んだ貫通孔６１０のうち、中央に位置する貫通孔６１０に挿入された“てぼ（ザル）”に対しても、一対の被支持部６２および一対の脚部６３の間から、容易に蕎麦を投入することができる。

【0056】

図１２は、ロボット用ハンド３０を示す斜視図である。

【0057】

ロボット用ハンド３０は、茹でる前の蕎麦を把持するとともに、把持された蕎麦を所定の位置で解放するのに適した形態に構成される。

【0058】

図１２に示すように、ロボット用ハンド３０は、ロボット２１Ｂの先端２１ｂに固定される固定部３１と、固定部３１に対して矢印３５の方向に、それぞれスライド可能に取り付けられる可動部３２および可動部３３と、を備える。可動部３２には可動部材としての４本の爪３２ａ～３２ｄが、可動部３３には可動部材としての４本の爪３３ａ～３３ｄが、それぞれ設けられている。可動部３２および可動部３３は、処理装置１１の制御に従い、同時に、矢印３５に沿った方向であって、互いに反対方向に移動する。ロボット用ハンド３０は、可動部３２および可動部３３の間の距離が最短になる閉状態と、当該距離が最長になる開状態との間で、繰り返し状態を切り替えることが可能とされている。爪３２ａ～３２ｄおよび爪３３ａ～３３ｄは、それぞれ、図１２に示すＡ方向（矢印３５と直交する方向）に沿って配列されている。

【0059】

爪３２ａ～３２ｄは、それぞれ、直線状に延びる基部３２１（図１２では、爪３２ａのみに表示）と、基部３２１から折り曲げて形成された先端部３２２（図１２では、爪３２ａのみに表示）とを有する。同様に、爪３３ａ～３３ｄは、それぞれ、直線状に延びる基部３３１（図１２では、爪３３ａのみに表示）と、基部３３１から折り曲げて形成された先端部３３２（図１２では、爪３３ａのみに表示）とを有する。図１２の例では、基部３２１および基部３３１は、互いに平行に延びている。

【0060】

爪３２ａと爪３３ａ、爪３２ｂと爪３３ｂ、爪３２ｃと爪３３ｃ、および、爪３２ｄと爪３３ｄは、それぞれ対をなしており、対をなす爪の先端部３２２と先端部３３２が互いに爪の先に向かって接近する方向に延びている。

【0061】

ロボット用ハンド３０が閉状態にあるとき、爪３２ａ～３２ｄの先端が、それぞれ爪３３ａ～３３ｄの先端に接近し、茹でる前の蕎麦を、爪３２ａ～３２ｄと爪３３ａ～３３ｄの間に挟み込むようにして保持可能とされる。このとき、対を成す爪の先端部３３２と先端部３２２が互いに接近する方向に延びているので、基部３２１および基部３３１が蕎麦を挟み込むように蕎麦の両側の側部を覆うと同時に、先端部３２２と先端部３３２が蕎麦を下方から支持する。このため、蕎麦が落下することを効果的に防止できる。なお、ロボット用ハンド３０が閉状態にあるとき、対をなす爪の先端部３２２と先端部３３２が互いに接触してもよく、あるいは、わずかの間隔をあけて互いに離れていてもよい。先端部３２２と先端部３３２の位置関係は、把持する対象物の特性に応じて、適宜、設定することができる。

【0062】

ロボット用ハンド３０が閉状態から開状態に遷移すると、爪３２ａ～３２ｄと爪３３ａ～３３ｄの間に挟み込まれて保持されていた蕎麦が、先端部３２２と先端部３３２の間を滑り落ちるように自重により落下することで、ロボット用ハンド３０からリリースされる。

【0063】

図１２に示すように、爪を対で設ける場合には、爪の総数は偶数（図１２では、８つ）となる。またこのとき、爪によって掴まれた蕎麦の落下を防止する観点から、爪の対の数を２以上とすることが望ましい。すなわち、爪の数を４つ以上とすることが望ましい。
爪３２ａ～３２ｄと爪３３ａ～３３ｄは、容器本体９１の深さ以上の長さを有することが望ましい。これにより、ロボット用ハンド３０が容器９０と干渉せずに、容器９０に入れられた蕎麦を容器本体９１の底まで差し込んだ爪３２ａ～３２ｄおよび爪３３ａ～３３ｄにより把持することができる。このため、確実に一纏めの蕎麦を掴み取ることが可能となる。また、爪３２ａ～３２ｄと爪３３ａ～３３ｄにある程度の長さを与えることにより、貫通孔６１０に挿入された“てぼ（ザル）”に蕎麦を投入する際に、爪３２ａ～３２ｄおよび爪３３ａ～３３ｄを“てぼ（ザル）”に深く差し込むことができるので、“てぼ（ザル）”の底に蕎麦を安定して投入することができる。しかし、爪３２ａ～３２ｄおよび爪３３ａ～３３ｄに、“てぼ（ザル）”の深さに相当するまでの長さは不要である。

【0064】

爪（可動部材）の形状や大きさは任意であるが、先端部３２２および先端部３３２のように、先端がテーパー状に尖った形状が望ましい。しかし、一方で、蕎麦に損傷を与えにくいように、爪（可動部材）は丸みを帯びた形状、例えば、円柱形状や円錐形状を用いた形状に形成されることが望ましい。

【0065】

また、可動部材として、柔軟性のある素材を使用してもよい。この場合には、比較的高い圧力で蕎麦を把持しても、蕎麦に損傷を与えにくく、蕎麦が滑り落ちにくいという利点がある。

【0066】

可動部材として、櫛状の部材を用いてもよい。櫛状の部材を横から、あるいは斜め方向から蕎麦に差し込むようにして、蕎麦をすくい取ることができる。

【0067】

図１３は、蕎麦を入れる容器９０を示す斜視図、図１４は、仕切り９２を示す斜視図である。

【0068】

容器９０は、有底形状の容器本体９１と、容器本体９１の内部を区画する仕切り９２とからなる。容器本体９１の矩形状の内部は、立壁９２Ａおよび立壁９２Ｂなどの複数の立壁を有する仕切り９２によってマトリクス状に区画されている。例えば、図１４における領域９５は、仕切り９２によって区画された領域の一つを示している。仕切り９２によって区画された領域ごとに、一纏りの蕎麦が入れられる。

【0069】

なお、仕切りの形状は任意であり、例えば、複数のサイズの領域が形成されるように、仕切りの間隔に変化を与えてもよい。これにより異なる蕎麦の分量、例えば、大盛り、少量盛りなどにも対応することが可能となる。

【0070】

仕切り９２によって区画された領域のそれぞれには、茹でる前の蕎麦が既定量、例えば、一人分の量が入れられる。仕切り９２によって区画された領域に、茹でる前の蕎麦をあらかじめセットしておくことにより、ロボット用ハンド３０によって、当該領域に入れられている蕎麦の全量を確実に掴むことが可能となる。すなわち、開状態にあるロボット用ハンド３０の爪３２ａ～３２ｄおよび爪３３ａ～３３ｄを当該領域内に差し込み、ロボット用ハンド３０を閉状態に遷移させると、当該領域に入れられている蕎麦が爪３２ａ～３２ｄと爪３３ａ～３３ｄの間に挟み込まれて、当該領域に入れられていた蕎麦の全量が保持される。ロボット用ハンド３０によって、ばらける可能性のある蕎麦などの調理対象を一纏めごとに掴むことができる。当該領域のすべて、あるいはあらかじめ定められた領域のすべてに一纏めごとの蕎麦を入れておけば、処理装置１１は、画像処理等により各領域ごとの蕎麦の有無、および蕎麦の位置を把握しなくても、ロボット用ハンド３０の動作履歴に基づいて、各領域ごとの蕎麦の有無を認識できる。ロボット用ハンド３０により掴む蕎麦の領域の順序を、あらかじめ定めておけば、その順序に従って、蕎麦を順番に掴むことができる。また、処理装置１１は、すべての蕎麦が搬出されて容器９０に蕎麦がない状態であることも認識でき、この場合、空になった容器９０を搬送する動作などに移行することができる。なお、かかる動作を実行するための条件として、容器９０が載置される位置があらかじめ定められ、その位置に正しく容器９０が載置される必要がある。これにより、処理装置１１では、仕切り９２により区画された蕎麦の位置を、あらかじめ設定された座標として把握できる。

【0071】

蕎麦を保持した状態でロボット用ハンド３０を所定の位置に移動させ、ロボット用ハンド３０を開状態に遷移させると、その位置において蕎麦がリリースされる。

【0072】

図１４に示すように、仕切り９２を構成する一対の立壁９２Ｃには、ロボット用ハンド３０の爪３２ａ～３２ｄおよび爪３３ａ～３３ｄが係合可能な係合部としての係合孔９３が形成されている。図１４に示すＡ方向における係合孔９３のピッチは、図１２に示すＡ方向の爪３２ａ～３２ｄおよび爪３３ａ～３３ｄのピッチに一致している。係合孔９３は、ロボット用ハンド３０の爪の対に対応する対を構成している。また、立壁９２Ｃには、容器本体９１に対して、仕切り９２を係合させるための係合爪９４が５つずつ形成されている。

【0073】

図１２および図１４におけるＡ方向を合致させた状態において、開状態にあるロボット用ハンド３０の爪３２ａ～３２ｄおよび爪３３ａ～３３ｄを容器本体９１内の所定位置に下向きに差し込み、ロボット用ハンド３０を閉状態に遷移させると、係合孔９３に爪３２ａ～３２ｄおよび爪３３ａ～３３ｄが挿入される。このとき、爪の対のそれぞれは、係合孔９３の対のそれぞれに係合する。その状態からロボット用ハンド３０を上昇させると、爪３２ａ～３２ｄおよび爪３３ａ～３３ｄが係合孔９３に係合した状態で、仕切り９２とともに、係合爪９４を介して仕切り９２に係合した容器本体９１が、すなわち容器９０の全体が持ち上がる。その後、ロボット用ハンド３０を移動させて、容器９０を所定位置に載置し、ロボット用ハンド３０を開状態に遷移させると、爪３２ａ～３２ｄおよび爪３３ａ～３３ｄが係合孔９３から外れる。このようにして、容器９０を所定位置に移動することができる。

【0074】

図１４に示すように、一対の立壁９２Ｃ間の間隔は、ロボット用ハンド３０の一対の爪の間隔に合わせて、他の立壁間の間隔よりも小さくされ、開状態におけるロボット用ハンド３０の一対の爪の先端間の間隔よりも小さい。このため、容器９０を容器本体９１の外側から掴む必要がなくなり、ロボット用ハンド３０によって、容器９０を持ち上げることが可能となる。

【0075】

また、係合孔９３は容器９０の中央部に形成され、爪３２ａ～３２ｄおよび爪３３ａ～３３ｄによって容器９０の重心付近が支持される。このため、容器９０を安定して搬送することができる。なお、図１４の例では、一対の立壁９２Ｃの間の空間は、蕎麦を入れるための領域としては使用されない。

【0076】

このように、仕切り９２に、ロボット用ハンド３０の爪３２ａ～３２ｄおよび爪３３ａ～３３ｄが係合可能な係合孔９３が形成されているので、ロボット２１Ｂは、ロボット用ハンド３０を介して、茹でる前の蕎麦を掴んで搬送するだけでなく、容器９０を掴んで搬送する機能を発揮する。このため、容器９０を移動するためにロボットの台数を増やし、あるいはロボット用ハンドを複数種類、用意し、ハンドを付け替える必要がない。例えば、ロボット２１Ｂは、ロボット用ハンド３０を介して、空になった容器９０を第４セクション５４から、第５セクション５５（図２）に移動することができる。第４セクション５４に、あらかじめ、蕎麦の入った容器９０を積み上げるようにしておけば、空になった容器９０を上から順に、ロボット２１Ｂによって、適時、例えば、第５セクション５５の床に置かれたテーブルや台車などの上に移動することが可能となる。容器９０を第５セクション５５に対してリリースする際に、ロボット用ハンド３０に印加される容器９０の重量をセンサにより計測し、当該重量が所定値よりも小さくなったタイミングで容器９０をリリースしてもよい。これにより、容器９０が実質的に第５セクション５５に載置された状態で、容器９０をリリースすることが可能となり、容器９０の落下を防止できる。

【0077】

また、容器９０に、センサ７４ｂに含まれる重量センサを設け、重量センサにより容器９０に蕎麦が入っているか否かを検出してもよい。容器９０内の蕎麦がすべて搬送され、容器９０が空になった場合に、この重量センサからの検出情報に基づいて、処理装置１１がロボット２１Ｂに対して、容器９０を第５セクション５５に移動する指令を送出することができる。容器９０が空になったことをカメラ７４ａ（画像センサ）による画像に基づいて、画像処理装置１２における処理により検出してもよい。また、他のセンサ７４ｂ、例えば、第４セクション５４に設けられた重量センサにより、これを検出してもよい。容器９０に蕎麦が残っていることが検出される間は、蕎麦を搬送する作業が実行される。

【0078】

図１４では、係合孔９３が全部で１０個設けられているが、個数は任意である。爪３２ａ～３２ｄおよび爪３３ａ～３３ｄの数に合わせて８個としてもよい。また、係合孔９３として例示した係合部の形状も限定されない。係合部は孔でなくてもよく、爪３２ａ～３２ｄおよび爪３３ａ～３３ｄが係合可能とされていればよい。

【0079】

なお、蕎麦を掴む場合と、容器９０を持ち上げる場合において、ロボット用ハンド３０の開状態または閉状態における先端部３２２と先端部３３２の間の距離を、それぞれの場合に最適化させ、互いに異なるものとしてもよい。

【0080】

また、ロボット用ハンド３０の閉状態において、爪３２ａ～３２ｄおよび爪３３ａ～３３ｄを駆動するモータのトルクをそれぞれの場合に適合させ、互いに異なるものとしてもよい。これにより、蕎麦を掴む場合の力および容器９０を掴む場合の力を最適化できる。

上記実施例では、容器９０を仕切り９２により区画する例を示したが、仕切り９２を使用せず、容器本体９１に一纏めごとの蕎麦を配列してもよい。この場合、係合孔９３に対応する係合部を、容器本体９１に形成すればよく、より好ましくは容器本体９１の中央部にロボット用ハンド３１のサイズに対応した係合穴等の係合部を形成することで、蕎麦と容器本体９１を同一のハンドで掴むことを実現できる。また、一纏めごとの蕎麦をあらかじめ定められた正しい位置に配置することができれば、仕切り９２を用いる場合と同様、処理装置１１は、画像処理等により各領域ごとの蕎麦の有無、および蕎麦の位置を把握しなくても、ロボット用ハンド３０の動作履歴に基づいて、各領域ごとの蕎麦の有無を認識できる。また、処理装置１１は、蕎麦の位置を座標として把握できる。この場合も、容器９０が載置される位置があらかじめ定められ、その位置に正しく容器９０が載置される必要がある。

【0081】

次に、本実施例における動作について説明する。
本実施例では、第１セクション５１で準備されたトレイ６０は、空の “てぼ（ザル）”を保持する（図１１Ａ）。ロボット２１Ａは、ロボット用ハンド４０を介して第１セクション５１上のトレイ６０をピックアップして、第２セクション５２まで搬送し（空中を移動させ）、第２セクション５２内のサブセクション５２２にトレイ６０を載置する。

【0082】

一方、ロボット２１Ｂは、ロボット用ハンド３０によって第４セクション５４上の容器９０に入れられている茹でる前の蕎麦を掴む。上記のように、ここでは、ロボット用ハンド３０を開状態から閉状態に遷移させることにより、仕切り９２により区画された領域の１つから、茹でる前の蕎麦を、爪３２ａ～３２ｄおよび爪３３ａ～３３ｄによって掴むことができる。

【0083】

次に、ロボット２１Ｂは、ロボット用ハンド３０によって、茹でる前の蕎麦を第２セクション５２まで搬送し（空中を移動させ）、第２セクション５２内のサブセクション５２２まで移動し、トレイ６０に挿入された、対応する“てぼ（ザル）”に茹でる前の蕎麦を投入する。上記のように、蕎麦の投入時には、対応する“てぼ（ザル）”の内部または上方まで蕎麦を移動させる。次に、ロボット用ハンド３０を閉状態から開状態に遷移させることにより、掴んでいた蕎麦を落下させ、対応する“てぼ（ザル）”に蕎麦を投入することができる。

【0084】

このとき、上記のように、トレイ６０の脚部６３を、上方から視て、隣り合う貫通孔６１０の中間の位置に設け、さらに、一対の被支持部６２のそれぞれを一対の脚部６３のそれぞれに対応して設けている（図１１）。このため、３つの貫通孔６１０に挿入された“てぼ（ザル）”のそれぞれの上方にロボット２１Ｂの作業空間が確保され、脚部６３や被支持部６２がロボット用ハンド３０や、搬送される蕎麦と干渉しない。このため、容易に貫通孔６１０に挿入された“てぼ（ザル）”に蕎麦を投入することができる。３つ並んだ貫通孔６１０のうち、中央に位置する貫通孔６１０に挿入された“てぼ（ザル）”に対しては、一対の脚部６３の間から蕎麦を投入することができる。

【0085】

このような、ロボット用ハンド３０によって第４セクション５４上の容器９０に入れられている蕎麦を搬送し、対応する“てぼ（ザル）”に投入するという一連の動作を３回繰り返すことにより、トレイ６０に挿入されている３つの“てぼ（ザル）”のすべてに蕎麦を投入することができる。なお、蕎麦を投入するまでの一連の動作は、カメラ７４ａの撮影画像などに基づいて適切に変更され得る。例えば、トレイ６０に１つまたは２つの“てぼ（ザル）”が挿入されている場合には、“てぼ（ザル）”の個数に応じた回数だけ、一連の動作を繰り返すことができる。また、容器９０に入れられている蕎麦の状況、例えば、蕎麦が入っている領域の個数に応じて、動作が変更され得る。
次に、蕎麦を容器９０からてぼに投入する動作を繰り返す過程で、容器９０内の蕎麦がなくなった際の処理の一例について、さらに説明する。ロボット２１Ａは、容器９０に予め設けられた重量センサなどの各種センサ７４ｂやカメラ７４ａの画像から容器９０内の蕎麦がなくなったことを検知する。重量センサを用いる場合は容器９０と仕切り９２を合算した重量以上の重さを検知しなくなれば蕎麦がなくなったことを検知でき、カメラ７４ａを用いる場合には仕切り内のすべての区画に蕎麦があるかないかを判定することで検知できる。そして、蕎麦がなくなったことを検知した場合には、ロボット用ハンド３０によって容器９０を把持・搬送する。新たな蕎麦が入った容器９０については予め容器９０を複数重ねておき、空の容器９０を搬送すれば自動的に新たな蕎麦を把持できる状態になるようにしてもよいし、他のセクション（不図示）から新たな蕎麦が入った容器９０を搬送することなどとしてもよい。

【0086】

ロボット用ハンド３０による容器９０の搬送にあたっては、ロボット２１Ａが容器９０の上方までロボット用ハンド３０を移動させ、ロボット用ハンド３０によって容器９０の仕切り９２を把持し、搬送させる。また、より詳細には、仕切り９２を把持する際に、仕切り９２に設けられた係合孔９３にロボット用ハンド３０の先端部３３２を挿入し、係合孔９３を介して爪３３１と仕切り９２を係合させ容器９０を掴む。上記のように、ロボット用ハンド３０によって蕎麦だけでなく容器９０も搬送することで容器９０の入れ替え作業についても追加のシステムを導入することなくロボットによる自動化を実現できる。また、容器９０の把持・搬送に際しては、容器９０の外側を把持しようとすると蕎麦を把持する場合と比較してより大きな開動作が必要となり共通のロボット用ハンドを利用することが困難になったり、ロボット用ハンド３０が大型化してしったりするという懸念があった。そのため、上述のように容器９０の内部に設けられた仕切りを把持することで、蕎麦の把持と共通のロボット用ハンド３０で容器９０を把持することが可能となる。また、仕切り９２を把持する際に係合部を介して掴むことで、より安定して容器９０を掴むことが可能となる。

【0087】

ロボット２１Ｂがロボット用ハンド３０を第２セクション５２から退去させた後、ロボット２１Ａは、ロボット用ハンド４０を介してサブセクション５２２上のトレイ６０をピックアップして、第２セクション５２のサブセクション５２１に用意された湯内に、トレイ６０ごと漬ける。これにより、茹で作業を実行できる。茹で作業が開始されると、ロボット２１Ａは、一旦、トレイ６０との係合を解消してもよい。この場合、茹で作業が終了するまで、他の作業を実行することも可能である。

【0088】

ついで、茹で作業が開始されてから所定時間が経過すると、ロボット２１Ａは、第２セクション５２内のトレイ６０をピックアップして、第３セクション５３にて後処理を行う。すなわち、ロボット２１Ａは、まず、サブセクション５３１内に溜まった冷水に、トレイ６０を浸して蕎麦のぬめりを除去する。なお、この際、ロボット２１Ａは、トレイ６０を動かす等して作業効率を高めてもよい。また、調理場１５０は、サブセクション５３１内のトレイ６０を検出すると、冷水が注入されるように構成されてもよい。

【0089】

ついで、ロボット２１Ａは、サブセクション５３２上にトレイ６０を運び、水切り作業を行う。この際、トレイ６０を傾斜させて上下に振動させることで、水切りが効果的に実現されるようにしてもよい。ロボット２１Ａは、水切り作業を終了すると、第１セクション５１にトレイ６０を搬送し、第１セクション５１上のレール５１１上にトレイ６０を載置する。なお、この際、載置するレーンは、規定されてもよい。このようにして、一連の調理作業が実現される。

【0090】

以上、各実施例について詳述したが、特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内において、種々の変形及び変更が可能である。また、前述した実施例の構成要素を全部又は複数を組み合わせることも可能である。

【符号の説明】

【0091】

１１ 処理装置
２１Ａ ロボット（第１ロボット）
２１Ｂ ロボット（第２ロボット）
３０ ロボット用ハンド
３２ａ～３２ｄ 爪
３３ａ～３３ｄ 爪
４０ ロボット用ハンド
４１ 信号発生部
４２ ハンド本体部
６０ トレイ
６１ トレイ部
６２ 脚部
７４ａ カメラ
７４ｂ センサ
９０ 容器
９１ 容器本体
９２ 仕切り
９２Ａ 立壁
９２Ｂ 立壁
９２Ｃ 立壁
９３ 係合孔

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図11A】

【図12】

【図13】

【図14】