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(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】P2023130924
(43)【公開日】2023-09-21
(54)【発明の名称】ロボットハンドおよびピッキングロボットシステム
(51)【国際特許分類】
B25J 15/06 20060101AFI20230913BHJP
【ＦＩ】
B25J15/06 A
【審査請求】未請求
【請求項の数】9
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022035515
(22)【出願日】2022-03-08
(71)【出願人】
【識別番号】000005108
【氏名又は名称】株式会社日立製作所
(74)【代理人】
【識別番号】110001807
【氏名又は名称】弁理士法人磯野国際特許商標事務所
(72)【発明者】
【氏名】森 翔太郎
(72)【発明者】
【氏名】尾坂 忠史
(72)【発明者】
【氏名】西垣戸 貴臣
【テーマコード（参考）】
3C707
【Ｆターム（参考）】
3C707AS01
3C707BS12
3C707CS04
3C707FT08
3C707FT11
3C707KS07
3C707KS08
3C707KS09
3C707KT03
3C707KT06
3C707NS02
(57)【要約】
【課題】柔らかい袋物の物品および重量のある物品をともに把持可能なロボットハンド及びピッキングシステムを提供する。
【解決手段】本発明のロボットハンド１は、物品１００を吸着把持する吸着部１３Ａ・１３Ｂ、１４と、吸着部１３Ａ・１３Ｂ、１４の動作を制御する吸着制御部５７とを備え、前記吸着部１３Ａ・１３Ｂ、１４は、硬さの異なる２種類以上の吸着パッド１３Ａ・１３Ｂ、１４を有し、前記吸着制御部５８は、物品１００を把持した際の硬さの異なる吸着パッド１３Ａ・１３Ｂ、１４からの空気漏れ量に応じて、硬さの異なる吸着パッド１３Ａ・１３Ｂ、１４毎に、異なる吸着制御を適用する。
【選択図】図１
【解決手段】本発明のロボットハンド１は、物品１００を吸着把持する吸着部１３Ａ・１３Ｂ、１４と、吸着部１３Ａ・１３Ｂ、１４の動作を制御する吸着制御部５７とを備え、前記吸着部１３Ａ・１３Ｂ、１４は、硬さの異なる２種類以上の吸着パッド１３Ａ・１３Ｂ、１４を有し、前記吸着制御部５８は、物品１００を把持した際の硬さの異なる吸着パッド１３Ａ・１３Ｂ、１４からの空気漏れ量に応じて、硬さの異なる吸着パッド１３Ａ・１３Ｂ、１４毎に、異なる吸着制御を適用する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
物品を吸着把持する吸着部と、前記吸着部の動作を制御する吸着制御部とを備え、
前記吸着部は、硬さの異なる２種類以上の吸着パッドを有し、
前記吸着制御部は、物品を把持した際の硬さの異なる前記吸着パッドからの空気漏れ量に応じて、硬さの異なる前記吸着パッド毎に、異なる吸着制御を適用する
ことを特徴とするロボットハンド。
前記吸着部は、硬さの異なる２種類以上の吸着パッドを有し、
前記吸着制御部は、物品を把持した際の硬さの異なる前記吸着パッドからの空気漏れ量に応じて、硬さの異なる前記吸着パッド毎に、異なる吸着制御を適用する
ことを特徴とするロボットハンド。
【請求項2】
請求項１に記載のロボットハンドにおいて、
前記吸着部は、流量または真空圧を検出する空気漏れ検出部を有し、
前記吸着制御部は、物品を把持した際の前記空気漏れ検出部の検出結果に応じて、硬さの異なる前記吸着パッド毎に、異なる吸着制御を適用する
ことを特徴とするロボットハンド。
前記吸着部は、流量または真空圧を検出する空気漏れ検出部を有し、
前記吸着制御部は、物品を把持した際の前記空気漏れ検出部の検出結果に応じて、硬さの異なる前記吸着パッド毎に、異なる吸着制御を適用する
ことを特徴とするロボットハンド。
【請求項3】
請求項１に記載のロボットハンドにおいて、
物品を撮像する撮像装置を備え、
前記吸着制御部は、前記撮像装置による前記物品の撮像結果から、硬さの異なる前記吸着パッドで把持をした際の空気漏れ度合いを推定し、
推定した前記空気漏れ度合いに応じて、硬さの異なる前記吸着パッド毎に、異なる吸着制御を適用する
ことを特徴とするロボットハンド。
物品を撮像する撮像装置を備え、
前記吸着制御部は、前記撮像装置による前記物品の撮像結果から、硬さの異なる前記吸着パッドで把持をした際の空気漏れ度合いを推定し、
推定した前記空気漏れ度合いに応じて、硬さの異なる前記吸着パッド毎に、異なる吸着制御を適用する
ことを特徴とするロボットハンド。
【請求項4】
請求項１に記載のロボットハンドにおいて、
前記吸着制御部は、真空を発生させる真空発生器と、前記真空発生器と前記吸着パッドとの流路の開放と遮断を切替える複数の電磁弁とを有し、
前記電磁弁の切替によって、前記吸着パッド毎に異なる吸着制御を適用する
ことを特徴とするロボットハンド。
前記吸着制御部は、真空を発生させる真空発生器と、前記真空発生器と前記吸着パッドとの流路の開放と遮断を切替える複数の電磁弁とを有し、
前記電磁弁の切替によって、前記吸着パッド毎に異なる吸着制御を適用する
ことを特徴とするロボットハンド。
【請求項5】
請求項１に記載のロボットハンドにおいて、
物品を把持する指部と、前記指部を駆動する指駆動部とを備え、
前記吸着部によって把持をする第一の把持方法と、
前記指部によって把持をする第二の把持方法と、
前記吸着部と前記指部との両方を用いる第三の把持方法のうち、少なくとも２つ以上を備え、
前記吸着制御部は、
前記物品に応じて、前記第一の把持方法と、前記第二の把持方法と、前記第三の把持方法とを切り替える
ことを特徴とするロボットハンド。
物品を把持する指部と、前記指部を駆動する指駆動部とを備え、
前記吸着部によって把持をする第一の把持方法と、
前記指部によって把持をする第二の把持方法と、
前記吸着部と前記指部との両方を用いる第三の把持方法のうち、少なくとも２つ以上を備え、
前記吸着制御部は、
前記物品に応じて、前記第一の把持方法と、前記第二の把持方法と、前記第三の把持方法とを切り替える
ことを特徴とするロボットハンド。
【請求項6】
請求項１に記載のロボットハンドにおいて、
前記吸着部の位置をある方向に変更する吸着伸縮部を備えている
ことを特徴とするロボットハンド。
前記吸着部の位置をある方向に変更する吸着伸縮部を備えている
ことを特徴とするロボットハンド。
【請求項7】
請求項１に記載のロボットハンドにおいて、
前記吸着部からの空気漏れを阻止する非常時停止装置を備えていることを特徴とするロボットハンド。
前記吸着部からの空気漏れを阻止する非常時停止装置を備えていることを特徴とするロボットハンド。
【請求項8】
物品を搬送する搬送ロボットを備え、
前記搬送ロボットの手先に、請求項１から請求項７のいずれか一つに記載の前記ロボットハンドを備えている
ことを特徴とするピッキングロボットシステム。
前記搬送ロボットの手先に、請求項１から請求項７のいずれか一つに記載の前記ロボットハンドを備えている
ことを特徴とするピッキングロボットシステム。
【請求項9】
請求項８に記載のピッキングロボットシステムにおいて、
前記物品を把持し、前記物品の位置または姿勢を異なる状態に再配置する第一のステップと、
前記吸着制御部は、前記第一のステップとは異なる前記吸着制御によって、把持、搬送する第二のステップとを備えている
ことを特徴とするピッキングロボットシステム。
前記物品を把持し、前記物品の位置または姿勢を異なる状態に再配置する第一のステップと、
前記吸着制御部は、前記第一のステップとは異なる前記吸着制御によって、把持、搬送する第二のステップとを備えている
ことを特徴とするピッキングロボットシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ロボットハンドおよびピッキングロボットシステムに関する。
【背景技術】
【0002】
近年、工場、倉庫などで、上流の工程から搬入された物品を搬送ロボットにより保持して、所定の場所まで搬出するピッキングシステムが知られている。そこで、搬出ロボットには、物品を把持するロボットハンドが設けられている。
【0003】
物品の種類は多種多様であり、例えば２ｋｇ程度の重量物、柔軟な袋物の物品等の様々な物品を把持する必要がある。
袋物の物品を把持するロボットハンドに関する技術としては、例えば、特許文献１に記載がある。
袋物の物品を把持するロボットハンドに関する技術としては、例えば、特許文献１に記載がある。
【0004】
特許文献１には、物品から反射した光を分光して分光情報を取得する分光情報取得部と、認識部が取得する認識情報と、分光情報取得部が取得する分光情報とに基づいて物品把持機構を制御する制御部と、を具備する物品移送装置が記載されている。
そして、前記制御部は、前記分光情報取得部によって取得された前記分光情報、及び、分光情報記憶部に記憶されている前記分光情報に基づいて、前記物品の材質を決定する。
そして、前記制御部は、前記分光情報取得部によって取得された前記分光情報、及び、分光情報記憶部に記憶されている前記分光情報に基づいて、前記物品の材質を決定する。
【0005】
そして、厚紙製の物品であれば、通常の吸着把持動作が行われ、ビニール製の物品であれば、吸着力や挟持力などの把持力を通常よりも弱め、物品のビニールを破かないように物品を把持することができる技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開２０２０－０４６１９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかしながら、ビニールのような、柔らかい物品に対して吸着力を弱めると、物品を落下させてしまう危険性が高まる。また、柔らかい表面材質の物品に対しては、変形に馴染みやすい柔らかい吸着パッドが有効であるが、柔らかい吸着パッドは可搬重量が小さく、重量物の搬送に適さない課題がある。
本発明は上記実状に鑑み創案されたものであり、柔らかい袋物の物品および重量のある物品をともに把持可能なロボットハンド及びピッキングロボットシステムの提供を目的とする。
本発明は上記実状に鑑み創案されたものであり、柔らかい袋物の物品および重量のある物品をともに把持可能なロボットハンド及びピッキングロボットシステムの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
前記課題を解決するため、本発明のロボットハンドは、物品を吸着把持する吸着部と、前記吸着部の動作を制御する吸着制御部とを備え、前記吸着部は、硬さの異なる２種類以上の吸着パッドを有し、前記吸着制御部は、物品を把持した際の硬さの異なる前記吸着パッドからの空気漏れ量に応じて、硬さの異なる前記吸着パッド毎に、異なる吸着制御を適用している。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、柔らかい袋物の物品および重量のある物品をともに把持可能なロボットハンド及びピッキングロボットシステムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】本発明の実施形態１に係るピッキングシステム全体の構成を表す正面図。
【図2A】ロボットハンドで袋物を吸着した例を示す図。
【図2B】ロボットハンドで非袋物を吸着した例を示す図。
【図3A】実施形態１の袋物用吸着パッドの斜視図。
【図3B】実施形態１の重量物用吸着パッドの斜視図。
【図4】重量物用吸着パッドで袋物物品を把持しようとしたときに起こる状況の一例の概略図。
【図5A】重量物用吸着パッドによって、上面球状物品を把持した状態の概略図。
【図5B】袋物用吸着パッドによって、上面球状物品の把持を試みる様子の概略図。
【図6】実施形態１におけるロボットハンドの空気圧構成の概略図。
【図7】把持制御を決定するための空気漏れ量を推定する流れの一例を示すフローチャート。
【図8A】収納段ボールに収納された物品を取り出す様子の概略正面図。
【図8B】収納段ボールに収納された物品を取り出す様子の概略正面図。
【図8C】収納段ボールに収納された物品を取り出す様子の概略正面図。
【図8D】収納段ボールに収納された物品を取り出す様子の概略正面図。
【図8E】収納段ボールに収納された物品を取り出す様子の概略正面図。
【図8F】収納段ボールに収納された物品を取り出す様子の概略正面図。
【図8G】収納段ボールに収納された物品を取り出す様子の概略正面図。
【図8H】収納段ボールに収納された物品を取り出す様子の概略正面図。
【図9】実施形態２に係るロボットハンドの斜視図。
【図10】実施形態２に係るロボットハンドの指部が閉じ、吸着伸縮部が縮んだ状態の正面図。
【図11】実施形態２に係るロボットハンドの指部が開き、吸着駆動部が伸びた状態の正面図。
【図12】ロボットハンドを用いてボトル物品を把持する様子の概略正面図。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、本発明の実施形態のロボットハンド１およびピッキングシステム５について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において共通の部材には、同一の符号を付している。
【0012】
＜＜実施形態１＞＞
図１に、本発明の実施形態１に係るピッキングシステム５全体の構成を表す正面図を示す。
図１に、本発明の実施形態１に係るピッキングシステム５全体の構成を表す正面図を示す。
【0013】
＜ピッキングシステム５全体の構成＞
実施形態１のピッキングシステム５は、搬送ロボット５１と、搬送ロボット５１に対して物品１００を搬入する搬入コンベア５２と、移動機構５３と、搬出コンベア５４と、撮像装置５５とを、備えている。
搬送ロボット５１は、収納段ダンボール２００内の物品１００を搬出コンテナ５６内に移す。搬送ロボット５１は、移動機構５３により１軸方向(図１の紙面左右方向)に移動可能に支持されている。
実施形態１のピッキングシステム５は、搬送ロボット５１と、搬送ロボット５１に対して物品１００を搬入する搬入コンベア５２と、移動機構５３と、搬出コンベア５４と、撮像装置５５とを、備えている。
搬送ロボット５１は、収納段ダンボール２００内の物品１００を搬出コンテナ５６内に移す。搬送ロボット５１は、移動機構５３により１軸方向(図１の紙面左右方向)に移動可能に支持されている。
【0014】
搬送ロボット５１は、例えば、６軸の関節を有する垂直多関節ロボットである。搬送ロボット５１のアーム５１ａには、物品１００を把持するロボットハンド１が設けられている。
搬入コンベア５２は、複数の物品１００を収納した収納段ダンボール２００をピッキングシステム５の上流側の工程から所定の搬送ロボット５１の可動域まで搬送する。搬入コンベア５２は、収納段ダンボール２００内の物品１００を搬送ロボット５１の近くに運ぶ。
搬入コンベア５２は、複数の物品１００を収納した収納段ダンボール２００をピッキングシステム５の上流側の工程から所定の搬送ロボット５１の可動域まで搬送する。搬入コンベア５２は、収納段ダンボール２００内の物品１００を搬送ロボット５１の近くに運ぶ。
【0015】
移動機構５３は物品１００を把持した搬送ロボット５１を搬出コンテナ５６まで運ぶ。移動機構５３は、搬入コンベア５２と搬出コンベア５４の間に配置されている。そして、移動機構５３の移動方向の一方側には、搬入コンベア５２が配置され、移動機構５３の移動方向の他方側には、搬出コンベア５４が配置されている。
搬出コンベア５４に設けた搬出コンテナ５６には、搬送ロボット５１およびロボットハンド１により搬出された物品１００が収納される。
搬出コンベア５４に設けた搬出コンテナ５６には、搬送ロボット５１およびロボットハンド１により搬出された物品１００が収納される。
【0016】
搬出コンベア５４は、物品１００が入れられた搬出コンテナ５６を所定箇所まで搬出する。つまり、搬出コンベア５４は、物品１００が収納された搬出コンテナ５６をピッキングシステム５０の下流側の工程の所定の位置まで搬送する。
撮像装置５５は、例えば三次元カメラであり、搬送ロボット５１がロボットハンド１を用いて物品１００を把持する位置の上方に配置されている。撮像装置５５は、収納段ダンボール２００内の物品１００を搬送ロボット５１で運ぶためにどのような物品であるか撮影する。
撮像装置５５は、例えば三次元カメラであり、搬送ロボット５１がロボットハンド１を用いて物品１００を把持する位置の上方に配置されている。撮像装置５５は、収納段ダンボール２００内の物品１００を搬送ロボット５１で運ぶためにどのような物品であるか撮影する。
【0017】
＜ピッキングシステム５の動作＞
上記構成のピッキングシステム５は、搬入コンベア５２によって搬送された収納段ダンボール２００の中の物品１００を、搬送ロボット５１を用いて搬出コンベア５４上の搬出コンテナ５６に搬送する。
ピッキングシステム５は、上述の搬送ロボット５１、搬入コンベア５２、移動機構５３、撮像装置５５を制御する制御装置５７、および情報記憶装置５８を備えている。
上記構成のピッキングシステム５は、搬入コンベア５２によって搬送された収納段ダンボール２００の中の物品１００を、搬送ロボット５１を用いて搬出コンベア５４上の搬出コンテナ５６に搬送する。
ピッキングシステム５は、上述の搬送ロボット５１、搬入コンベア５２、移動機構５３、撮像装置５５を制御する制御装置５７、および情報記憶装置５８を備えている。
【0018】
情報記憶装置５８は、制御装置５７に接続されている。
情報記憶装置５８には、取り扱う物品１００の材質、形状、大きさ、模様や、収納段ダンボール２００に載置されている姿勢等の物品１００に関する情報が格納される。ただし、物品１００の一部の情報、あるいは全ての情報が欠けていてもよい。また、物品１００は、複数種類あってもよい。
撮像装置５５は、搬入コンベア５２から搬入された物品１００を撮影する。そして、撮像装置５５は、撮影した情報を制御装置５７に出力する。制御装置５７は、撮像装置５５から取得した物品１００の情報(物品１００の模様や形状などの情報)に基づき、情報記憶装置５８に格納された物品の大きさや種別等に関する情報と照合し、物品１００の種別を特定する。
情報記憶装置５８には、取り扱う物品１００の材質、形状、大きさ、模様や、収納段ダンボール２００に載置されている姿勢等の物品１００に関する情報が格納される。ただし、物品１００の一部の情報、あるいは全ての情報が欠けていてもよい。また、物品１００は、複数種類あってもよい。
撮像装置５５は、搬入コンベア５２から搬入された物品１００を撮影する。そして、撮像装置５５は、撮影した情報を制御装置５７に出力する。制御装置５７は、撮像装置５５から取得した物品１００の情報(物品１００の模様や形状などの情報)に基づき、情報記憶装置５８に格納された物品の大きさや種別等に関する情報と照合し、物品１００の種別を特定する。
【0019】
物品１００の種別が特定できた場合、制御装置５７は、物品１００の位置や姿勢、材質、把持をした際の空気漏れなどの情報を判別する。そして、制御装置５７は、判別した物品１００に関する情報に基づいて、搬送ロボット５１及びロボットハンド１の動作を制御する。この制御装置５７による動作制御は一例であり、詳細については後述する。
なお、ピッキングシステム５では、撮像装置５５を、物品１００を把持する位置の上方に設けた例を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、撮像装置５５を搬送ロボット５１やロボットハンド１に設けてもよく、あるいは物品１００を把持する位置の側方等に配置してよい。あるいは、撮像装置５５の位置が動的に変わる構成としてもよい。
なお、ピッキングシステム５では、撮像装置５５を、物品１００を把持する位置の上方に設けた例を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、撮像装置５５を搬送ロボット５１やロボットハンド１に設けてもよく、あるいは物品１００を把持する位置の側方等に配置してよい。あるいは、撮像装置５５の位置が動的に変わる構成としてもよい。
【0020】
＜ピッキングシステム５の様々な例＞
収納段ダンボール２００に収納された物品１００は、すべて同一の物品であってもよいし、複数種類の物品が混載されていてもよい。また、収納段ボール２００毎に、収納されている物品１００が異なっていてもよい。
搬送ロボット５１を移動機構５３により移動させる例を説明したが、これに限定されるものではなく、搬送ロボット５１自体に移動機構を設けてもよく、あるいは搬送ロボット５１を固定してもよい。
収納段ダンボール２００に収納された物品１００は、すべて同一の物品であってもよいし、複数種類の物品が混載されていてもよい。また、収納段ボール２００毎に、収納されている物品１００が異なっていてもよい。
搬送ロボット５１を移動機構５３により移動させる例を説明したが、これに限定されるものではなく、搬送ロボット５１自体に移動機構を設けてもよく、あるいは搬送ロボット５１を固定してもよい。
【0021】
なお、ピッキングシステム５として、物品１００を搬出コンテナ５６に収納する例を説明したが、これに限定されるものではない。ピッキングシステム５としては、例えば、搬送ロボット５１のロボットハンド１により把持された物品１００を搬出コンベア５４上に搬送したり、図示しない収納棚に収納したりしてもよく、その他各種のピッキングシステム５が適用されるものである。
また、搬送ロボット５１として、６軸の関節を有する垂直多関節ロボットを適用した例を説明したが、これに限定されるものではない。搬送ロボット５１としては、水平方向の回転と、鉛直方向への移動を行う２軸のロボットを適用してもよく、その他各種のロボットが適用できるものである。
また、搬送ロボット５１として、６軸の関節を有する垂直多関節ロボットを適用した例を説明したが、これに限定されるものではない。搬送ロボット５１としては、水平方向の回転と、鉛直方向への移動を行う２軸のロボットを適用してもよく、その他各種のロボットが適用できるものである。
【0022】
＜ロボットハンド１＞
次に、ピッキングシステム１におけるロボットハンド１の構成について、説明する。
図２に、実施形態１に係るロボットハンド１およびピッキングシステム５の一部の概略構成図を示す。図２Ａに、ロボットハンド１で袋物物品２を吸着した例を示す。図２Ｂは、ロボットハンド１で非袋物物品３を吸着した例を示す。
ロボットハンド１は、基部１２と、基部１２に接続された柔らかい袋物用吸着パッド１３Ａ、１３Ｂと、硬い重量物用吸着パッド１４とを備える。袋物用吸着パッド１３Ａ、１３Ｂおよび重量物用吸着パッド１４は、真空圧を用いて物品１００を吸着し、把持する。物品１００を把持した際の空気漏れに応じて二種類の吸着パッド１３Ａ、１３Ｂ、１４の制御方法を変更することで、様々な物品を安定的に搬送することができる。
次に、ピッキングシステム１におけるロボットハンド１の構成について、説明する。
図２に、実施形態１に係るロボットハンド１およびピッキングシステム５の一部の概略構成図を示す。図２Ａに、ロボットハンド１で袋物物品２を吸着した例を示す。図２Ｂは、ロボットハンド１で非袋物物品３を吸着した例を示す。
ロボットハンド１は、基部１２と、基部１２に接続された柔らかい袋物用吸着パッド１３Ａ、１３Ｂと、硬い重量物用吸着パッド１４とを備える。袋物用吸着パッド１３Ａ、１３Ｂおよび重量物用吸着パッド１４は、真空圧を用いて物品１００を吸着し、把持する。物品１００を把持した際の空気漏れに応じて二種類の吸着パッド１３Ａ、１３Ｂ、１４の制御方法を変更することで、様々な物品を安定的に搬送することができる。
【0023】
＜袋物用吸着パッド１３Ａ＞
図３Ａに、実施形態１の袋物用吸着パッド１３Ａの斜視図を示す。
袋物用吸着パッド１３Ａは、例えばその直径１３Ａｃが３０ｍｍで、シリコン製である。なお、袋物用吸着パッド１３Ａの材質は、袋物を吸着するのに適した柔軟な性質等を有すればゴム、エラストマ等の他の材質でもよい。
袋物用吸着パッド１３Ａは、ベローズ部１３Ａ１と、物品１００と接するリップ部１３Ａ２と、吸込ガード部１３Ａ３と、エア漏れを小さくするリップ突起部１３Ａ４とを備えている。
図３Ａに、実施形態１の袋物用吸着パッド１３Ａの斜視図を示す。
袋物用吸着パッド１３Ａは、例えばその直径１３Ａｃが３０ｍｍで、シリコン製である。なお、袋物用吸着パッド１３Ａの材質は、袋物を吸着するのに適した柔軟な性質等を有すればゴム、エラストマ等の他の材質でもよい。
袋物用吸着パッド１３Ａは、ベローズ部１３Ａ１と、物品１００と接するリップ部１３Ａ２と、吸込ガード部１３Ａ３と、エア漏れを小さくするリップ突起部１３Ａ４とを備えている。
【0024】
ベローズ部１３Ａ１は、物品１００を吸着する際に、真空圧により受動的に伸縮する。
吸込ガード部１３Ａ３は、物品１００を吸着するに際してリップ部１３Ａ２の内部に袋物の物品１００の侵入を防ぐ。吸込みガード部１３Ａ３のみ硬いプラスチック製である。
リップ突起部１３Ａ４は、物品１００を吸着するに際してエア漏れを小さくする。
吸込ガード部１３Ａ３は、物品１００を吸着するに際してリップ部１３Ａ２の内部に袋物の物品１００の侵入を防ぐ。吸込みガード部１３Ａ３のみ硬いプラスチック製である。
リップ突起部１３Ａ４は、物品１００を吸着するに際してエア漏れを小さくする。
【0025】
図２Ａに示す袋物用吸着パッド１３Ｂは、袋物用吸着パッド１３Ａと同様の構成をもつ。
袋物用吸着パッド１３Ｂは、ベローズ部１３Ｂ１、リップ部１３Ｂ２、吸込ガード部１３Ｂ３、リップ突起部１３Ｂ４を備える。このうち、吸込みガード部１３Ｂ３のみ硬いプラスチック製である。
袋物用吸着パッド１３Ｂは、ベローズ部１３Ｂ１、リップ部１３Ｂ２、吸込ガード部１３Ｂ３、リップ突起部１３Ｂ４を備える。このうち、吸込みガード部１３Ｂ３のみ硬いプラスチック製である。
【0026】
図２Ａに示す袋物用吸着パッド１３Ａ、重量物用吸着パッド１４、袋物用吸着パッド１３Ｂのそれぞれの間隔は、５０ｍｍである。物品１００の置き具合により、当該間隔は任意に調整される。
【0027】
＜重量物用吸着パッド１４＞
図３Ｂに、実施形態１の重量物用吸着パッド１４の斜視図を示す。
重量物用吸着パッド１４は、市販される一般的なベローズ型吸着パッドである。重量物用吸着パッド１４は、袋物用吸着パッド１３Ａ、１３Ｂとは適する把持対象物品が異なっている。例えば、図２Ｂに示す非袋物物品３は、上面が平面で、変形せず、その重量が約２ｋｇの重量物である。
図３Ｂに、実施形態１の重量物用吸着パッド１４の斜視図を示す。
重量物用吸着パッド１４は、市販される一般的なベローズ型吸着パッドである。重量物用吸着パッド１４は、袋物用吸着パッド１３Ａ、１３Ｂとは適する把持対象物品が異なっている。例えば、図２Ｂに示す非袋物物品３は、上面が平面で、変形せず、その重量が約２ｋｇの重量物である。
【0028】
重量物用吸着パッド１４は、袋物用吸着パッド１３Ａ、１３Ｂが備えるような吸込ガード部１３Ａ３、１３Ｂ３、リップ突起部１３Ａ４、１３Ｂ４が存在しない。重量物用吸着パッド１４は、ベローズ部１４１、リップ部１４２のみを備える。
例えば、リップ部１４２の直径１４ｃは３２ｍｍであり、材料はＮＢＲ製で、袋物用吸着パッド１３Ａ、１３Ｂと比較して、全体的に分厚く、硬くなっている。なお、全体が硬いのではなく、一部のみ硬い構成とすることもできる。例えば、伸縮するベローズ部１４１は袋物用吸着パッド１３Ａ、１３Ｂと同じ硬さで、物品１００と接するリップ部１４２のみが袋物用吸着パッド１３Ａ、１３Ｂより硬い構成等にできる。
例えば、リップ部１４２の直径１４ｃは３２ｍｍであり、材料はＮＢＲ製で、袋物用吸着パッド１３Ａ、１３Ｂと比較して、全体的に分厚く、硬くなっている。なお、全体が硬いのではなく、一部のみ硬い構成とすることもできる。例えば、伸縮するベローズ部１４１は袋物用吸着パッド１３Ａ、１３Ｂと同じ硬さで、物品１００と接するリップ部１４２のみが袋物用吸着パッド１３Ａ、１３Ｂより硬い構成等にできる。
【0029】
リップ部１４２が硬いことから、多少の外力に対してもリップ部１４２と物品１００との間に隙間が空かない。つまり、リップ部１４２は、物品１００である非袋物物品３(図２Ｂ)に隙間なく接触している。
そのため、リップ部１４２と物品１００との間から空気が漏れることはなく、安定した把持が可能である。非袋物物品３は重量が重いため、重力や、搬送中の慣性によって重量物用吸着パッド１４に変形する外力が加わるが、重量物用吸着パッド１４はある程度硬いため、問題なく搬送することができる。
そのため、リップ部１４２と物品１００との間から空気が漏れることはなく、安定した把持が可能である。非袋物物品３は重量が重いため、重力や、搬送中の慣性によって重量物用吸着パッド１４に変形する外力が加わるが、重量物用吸着パッド１４はある程度硬いため、問題なく搬送することができる。
【0030】
＜袋物物品２の把持＞
図２Ａに示す袋物物品２は表面が柔らかく、容易に変形する物品である。そのため、重量物用吸着パッド１４で袋物物品２の吸着把持を試みると、袋物物品２が変形し、リップ部１４２と袋物物品２との間に隙間が空いてしまい、大きな空気漏れが発生する。そのため、重量物用吸着パッド１４で袋物物品２を吸着把持することは困難である。
図２Ａに示す袋物物品２は表面が柔らかく、容易に変形する物品である。そのため、重量物用吸着パッド１４で袋物物品２の吸着把持を試みると、袋物物品２が変形し、リップ部１４２と袋物物品２との間に隙間が空いてしまい、大きな空気漏れが発生する。そのため、重量物用吸着パッド１４で袋物物品２を吸着把持することは困難である。
【0031】
図４に、重量物用吸着パッド１４で袋物物品２を把持しようとしたときに起こる状況の一例の概略図を示す。
重量物用吸着パッド１４で、袋物物品２を持ち上げようとすると、袋物物品２の上面が変形して山形となり、随所に皺２ｓが発生する。リップ部１４２は硬く、袋物物品２の変形や皺２ｓに完全に追従することが困難であり、重量物用吸着パッド１４と袋物物品２との間から空気漏れが発生する。空気が漏れると、重量物用吸着パッド１４内の真空圧が低下し、重量物用吸着パッド１４による把持力は大幅に減少する。従って、袋物物品２の重量や、搬送ロボット５１(図１参照)による搬送時の慣性力で、袋物物品２が、重量物用吸着パッド１４から落下してしまう危険性が高い。
重量物用吸着パッド１４で、袋物物品２を持ち上げようとすると、袋物物品２の上面が変形して山形となり、随所に皺２ｓが発生する。リップ部１４２は硬く、袋物物品２の変形や皺２ｓに完全に追従することが困難であり、重量物用吸着パッド１４と袋物物品２との間から空気漏れが発生する。空気が漏れると、重量物用吸着パッド１４内の真空圧が低下し、重量物用吸着パッド１４による把持力は大幅に減少する。従って、袋物物品２の重量や、搬送ロボット５１(図１参照)による搬送時の慣性力で、袋物物品２が、重量物用吸着パッド１４から落下してしまう危険性が高い。
【0032】
一方、重量物用吸着パッド１４と比較して、図２Ａに示す袋物用吸着パッド１３Ａ、１３Ｂは、袋物物品２を安定的に把持することができる。
図３Ａに示す袋物用吸着パッド１３Ａは、リップ部１３Ａ２が柔らかいため、図４に示すように袋物物品２の上面が山形になり、皺２ｓが発生したとしても、袋物物品２の変形に倣うようにリップ部１３Ａ２側も変形して密着することで、空気漏れが抑えられる。
ここで、リップ部１３Ａ２も変形することで袋物物品２との間に隙間が発生する。しかし、リップ部１３Ａ２にリップ突起部１３Ａ４があることで、リップ部１３Ａ２側に大きな１つの隙間が発生するのではなく、リップ突起部１３Ａ４のリップ部１３Ａ２内の分割(区分け)により変形が分割される。そのため、リップ部１３Ａ２と袋物物品２との間からの空気漏れが、内部空間が分割されることで抑えられ、袋物物品２を安定的な把持を継続できる。
図３Ａに示す袋物用吸着パッド１３Ａは、リップ部１３Ａ２が柔らかいため、図４に示すように袋物物品２の上面が山形になり、皺２ｓが発生したとしても、袋物物品２の変形に倣うようにリップ部１３Ａ２側も変形して密着することで、空気漏れが抑えられる。
ここで、リップ部１３Ａ２も変形することで袋物物品２との間に隙間が発生する。しかし、リップ部１３Ａ２にリップ突起部１３Ａ４があることで、リップ部１３Ａ２側に大きな１つの隙間が発生するのではなく、リップ突起部１３Ａ４のリップ部１３Ａ２内の分割(区分け)により変形が分割される。そのため、リップ部１３Ａ２と袋物物品２との間からの空気漏れが、内部空間が分割されることで抑えられ、袋物物品２を安定的な把持を継続できる。
【0033】
また、図３Ａに示す吸込ガード部１３Ａ３が無い場合、袋物用吸着パッド１３Ａの内部に袋物物品２が吸い込まれ、袋物物品２に深く大きな皺２ｓが発生して空気漏れが激しくなり、吸着できない。しかし、吸込ガード部１３Ａ３が、袋物用吸着パッド１３Ａの内部深くまでの吸込みを防止している。そのため、吸込ガード部１３Ａ３があることで、袋物物品２の皺２ｓの発生を抑制して袋物物品２の安定把持を行うことが可能である。
【0034】
＜非袋物物品３の把持＞
図３Ａに示す袋物用吸着パッド１３Ａ、１３Ｂは、硬く重量のある非袋物物品３(図２Ｂ参照)の把持には、重量物用吸着パッド１４と比較して不適である。図３Ｂに示す重量物用吸着パッド１４は、リップ部１４２が硬いため、非袋物物品３に密着し、リップ部１４２と非袋物物品３との間からの空気漏れが殆ど発生しない。一方、図３Ａに示す袋物用吸着パッド１３Ａ、１３Ｂは、リップ部１３Ａ２、１３Ｂ２が柔らかいため、硬く重量のある非袋物物品３を把持すると、リップ部１３Ａ２、１３Ｂ２側に皺が発生し、リップ部１３Ａ２、１３Ｂ２と非袋物物品３との間に隙間が空きやすい。すると、リップ部１３Ａ２、１３Ｂ２と非袋物物品３との間で空気漏れを起こして真空圧が低下する。従って、リップ部１３Ａ２、１３Ｂ２の可搬重量が重量物用吸着パッド１４よりも劣ることなる。
図３Ａに示す袋物用吸着パッド１３Ａ、１３Ｂは、硬く重量のある非袋物物品３(図２Ｂ参照)の把持には、重量物用吸着パッド１４と比較して不適である。図３Ｂに示す重量物用吸着パッド１４は、リップ部１４２が硬いため、非袋物物品３に密着し、リップ部１４２と非袋物物品３との間からの空気漏れが殆ど発生しない。一方、図３Ａに示す袋物用吸着パッド１３Ａ、１３Ｂは、リップ部１３Ａ２、１３Ｂ２が柔らかいため、硬く重量のある非袋物物品３を把持すると、リップ部１３Ａ２、１３Ｂ２側に皺が発生し、リップ部１３Ａ２、１３Ｂ２と非袋物物品３との間に隙間が空きやすい。すると、リップ部１３Ａ２、１３Ｂ２と非袋物物品３との間で空気漏れを起こして真空圧が低下する。従って、リップ部１３Ａ２、１３Ｂ２の可搬重量が重量物用吸着パッド１４よりも劣ることなる。
【0035】
さらに、袋物用吸着パッド１３Ａの吸込ガード部１３Ａ３や、リップ突起部１３Ａ４の存在によって、把持が不可能な物品も存在する。
図５Ａ、図５Ｂに、上面４ｕが球状である上面球状物品４の把持の様子の概略図を示す。図５Ａに、重量物用吸着パッド１４によって、上面球状物品４を把持した状態の概略図を示す
図５Ａ、図５Ｂに、上面４ｕが球状である上面球状物品４の把持の様子の概略図を示す。図５Ａに、重量物用吸着パッド１４によって、上面球状物品４を把持した状態の概略図を示す
【0036】
例えば上面球状物品４は、例えば上面４ｕが球状の蓋のついた容器であり、蓋は硬くて変形しない。重量物用吸着パッド１４のリップ部１４２は密着していないが、ベローズ部１４１の内側に上面球状物品４が入り込んで密着するため、上面球状物品４を安定的に把持することが可能である。
【0037】
図５Ｂに、袋物用吸着パッド１３Ａによって、上面球状物品４の把持を試みる様子の概略図を示す。
上面球状物品４の上面４ｕに、袋物用吸着パッド１３Ａの硬い吸込ガード部１３Ａ３が当たってしまうため、袋物用吸着パッド１３Ａと上面球状物品４の上面４ｕとの間に大きな隙間が空き、空気漏れが発生する。そのため、袋物用吸着パッド１３Ａでは、上面球状物品４を把持をすることができない。
上面球状物品４の上面４ｕに、袋物用吸着パッド１３Ａの硬い吸込ガード部１３Ａ３が当たってしまうため、袋物用吸着パッド１３Ａと上面球状物品４の上面４ｕとの間に大きな隙間が空き、空気漏れが発生する。そのため、袋物用吸着パッド１３Ａでは、上面球状物品４を把持をすることができない。
【0038】
このように、重量物用吸着パッド１４と袋物用吸着パッド１３Ａ、１３Ｂとには、トレードオフが存在し、単体では把持可能な物品種類が限られる。この二種類の吸着部、即ち袋物用吸着パッド１３Ａ、１３Ｂと重量物用吸着パッド１４とを使い分けることで、重量物の非袋物物品３と袋物の袋物物品２との両方の把持が可能となっている。
【0039】
＜袋物用吸着パッド１３Ａ、重量物用吸着パッド１４、袋物用吸着パッド１３Ｂの各間隔＞
図２Ａに示す袋物用吸着パッド１３Ａ、重量物用吸着パッド１４、袋物用吸着パッド１３Ｂの間隔は、５０ｍｍである例を説明したが、これに限定されるものではない。
袋物用吸着パッド１３Ａ、重量物用吸着パッド１４、袋物用吸着パッド１３Ｂの間隔は、例えば把持を行う物品のサイズによって決定する。
図２Ａに示す袋物用吸着パッド１３Ａ、重量物用吸着パッド１４、袋物用吸着パッド１３Ｂの間隔は、５０ｍｍである例を説明したが、これに限定されるものではない。
袋物用吸着パッド１３Ａ、重量物用吸着パッド１４、袋物用吸着パッド１３Ｂの間隔は、例えば把持を行う物品のサイズによって決定する。
【0040】
間隔が狭い場合は、小さな物品１００を扱いやすく、例えば本実施形態１の場合、上面が３０ｍｍ×１３０ｍｍ以上の物品を全ての吸着パッド(１３Ａ、１３Ｂ、１４)で把持可能である。
一方、間隔が広い場合は、大きな物品１００を扱いやすい。例えば間隔１５０ｍｍとした場合、上面が３０ｍｍ×３３０ｍｍ以上の物品を全ての吸着パッドで吸着可能であり、これより小さい物品１００を把持する場合は、使用するパッド数を減らす必要がある。
一方、間隔が広い場合は、大きな物品１００を扱いやすい。例えば間隔１５０ｍｍとした場合、上面が３０ｍｍ×３３０ｍｍ以上の物品を全ての吸着パッドで吸着可能であり、これより小さい物品１００を把持する場合は、使用するパッド数を減らす必要がある。
【0041】
大きな物品１００を扱う場合は、間隔が広いことでウデの長さが長くなり、モーメントに対して吸着パッド(１３Ａ、１４、１３Ｂ)が剥がれづらくなることから、安定的な把持が可能となる。
【0042】
図２Ａ、図２Ｂに示すように、重量物用吸着パッド１４を真ん中に一つ、袋物用吸着パッド１３Ａ、１３Ｂを端に配置する例を説明したが、これに限定されるものではない。この例は対称配置であるため、物品１００のモーメントに対して把持が安定しており、制御も平易なことが可能な利点がある。
配置が異なる例としては、例えば、真ん中に袋物用吸着パッド１３Ａを配置し、片端に重量物用吸着パッド１４、もう片端に袋物用吸着パッド１３Ｂを配置することもできる。
配置が異なる例としては、例えば、真ん中に袋物用吸着パッド１３Ａを配置し、片端に重量物用吸着パッド１４、もう片端に袋物用吸着パッド１３Ｂを配置することもできる。
【0043】
対称配置でなくなる一方で、より様々なバリエーションの把持制御を行うことができる。例えば片端のみを使用する際に、袋物用吸着パッド１３Ｂか重量物用吸着パッド１４か、の二通りの制御が可能である。
あるいは、配置が異なる他例として、４つの吸着パッドを四角形に配置し、対角に２つの重量物用吸着パッド１４、もう一つの対角に袋物用吸着パッド１３Ａ、１３Ｂを配置することもできる。これにより大きな物品、例えば畳まれて袋に収納された服などを、より安定的に把持することができる。
あるいは、配置が異なる他例として、４つの吸着パッドを四角形に配置し、対角に２つの重量物用吸着パッド１４、もう一つの対角に袋物用吸着パッド１３Ａ、１３Ｂを配置することもできる。これにより大きな物品、例えば畳まれて袋に収納された服などを、より安定的に把持することができる。
【0044】
図３Ａに示すように、袋物用吸着パッド１３Ａ、１３Ｂの特徴として、吸込ガード部１３Ａ３、１３Ｂ３、リップ突起部１３Ａ４、１３Ｂ４を備える例を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、吸込ガード部１３Ａ３、１３Ｂ３、リップ突起部１３Ａ４、１３Ｂ４は無くてもよい。これにより、袋物物品２に対する性能は低下するが、上述の図５Ｂに示す袋物用吸着パッド１３Ａ、１３Ｂで上面球状物品４が把持できないデメリットが解消される。
【0045】
＜ロボットハンド１の空気圧構成＞
図６に、実施形態１におけるロボットハンド１の空気圧構成の概略図を示す。
図１に示す搬送ロボット５１の根本５１ｎには、真空発生器１８が配置されている。
真空発生器１８に続いて、電磁弁１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃが、搬送ロボット５１の根本５１ｎに配置されている。
図６に、実施形態１におけるロボットハンド１の空気圧構成の概略図を示す。
図１に示す搬送ロボット５１の根本５１ｎには、真空発生器１８が配置されている。
真空発生器１８に続いて、電磁弁１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃが、搬送ロボット５１の根本５１ｎに配置されている。
【0046】
＜真空発生器１８＞
真空発生器１８の内部には、真空用電磁弁１８１と、ブロー用電磁弁１８２と、ノズル１８４とを備える。
真空用電磁弁１８１を作動させると、圧縮空気がノズル１８４に高速に流れ、出力ポート１８３に負圧を発生させる。
ブロー用電磁弁１８２を作動させると、出力ポート１８３に圧縮空気を吹き出す。
真空発生器１８の出力ポート１８３からはエアチューブが三本に分岐し、電磁弁１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃの入力ポート１７Ａ１、１７Ｂ１、１７Ｃ１に接続されている。
真空発生器１８の内部には、真空用電磁弁１８１と、ブロー用電磁弁１８２と、ノズル１８４とを備える。
真空用電磁弁１８１を作動させると、圧縮空気がノズル１８４に高速に流れ、出力ポート１８３に負圧を発生させる。
ブロー用電磁弁１８２を作動させると、出力ポート１８３に圧縮空気を吹き出す。
真空発生器１８の出力ポート１８３からはエアチューブが三本に分岐し、電磁弁１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃの入力ポート１７Ａ１、１７Ｂ１、１７Ｃ１に接続されている。
【0047】
＜電磁弁１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃ＞
電磁弁１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃの出力ポート１７Ａ２、１７Ｂ２、１７Ｃ２は、それぞれ袋物用吸着パッド１３Ａ、１３Ｂ、重量物用吸着パッド１４に接続されている。
電磁弁１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃの排気ポート１７Ａ３、１７Ｂ３、１７Ｃ３には、非常時用電磁弁１９が接続されている。非常時用電磁弁１９は、２ポート電磁弁であり、通電時は大気開放し、非通電時には遮断する。
電磁弁１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃの出力ポート１７Ａ２、１７Ｂ２、１７Ｃ２は、それぞれ袋物用吸着パッド１３Ａ、１３Ｂ、重量物用吸着パッド１４に接続されている。
電磁弁１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃの排気ポート１７Ａ３、１７Ｂ３、１７Ｃ３には、非常時用電磁弁１９が接続されている。非常時用電磁弁１９は、２ポート電磁弁であり、通電時は大気開放し、非通電時には遮断する。
【0048】
電磁弁１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃはノーマリーオープンの３ポートソレノイドバルブである。
すなわち、電磁弁１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃは、非通電時には電磁弁１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃの入力ポート１７Ａ１、１７Ｂ１、１７Ｃ１（真空発生器１８側）と、出力ポート１７Ａ２、１７Ｂ２、１７Ｃ２（吸着パッド側）を接続する。電磁弁１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃの通電時には、通電時には出力ポート１７Ａ２、１７Ｂ２、１７Ｃ２（吸着パッド側）と、排気ポート１７Ａ３、１７Ｂ３、１７Ｃ３を接続する。電磁弁１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃを設けることで、袋物用吸着パッド１３Ａ、１３Ｂや重量物用吸着パッド１４を何れを使用するか切り換えられる。
すなわち、電磁弁１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃは、非通電時には電磁弁１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃの入力ポート１７Ａ１、１７Ｂ１、１７Ｃ１（真空発生器１８側）と、出力ポート１７Ａ２、１７Ｂ２、１７Ｃ２（吸着パッド側）を接続する。電磁弁１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃの通電時には、通電時には出力ポート１７Ａ２、１７Ｂ２、１７Ｃ２（吸着パッド側）と、排気ポート１７Ａ３、１７Ｂ３、１７Ｃ３を接続する。電磁弁１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃを設けることで、袋物用吸着パッド１３Ａ、１３Ｂや重量物用吸着パッド１４を何れを使用するか切り換えられる。
【0049】
＜圧力センサ１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃ＞
電磁弁１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃと袋物用吸着パッド１３Ａ、１３Ｂ、重量物用吸着パッド１４との間に、圧力センサ１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃが並列に接続されている。
圧力センサ１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃが真空圧を計測することで、吸着把持をした際の空気漏れを測定することができる。
なお、本実施形態では、圧力センサ１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃは各吸着パッド(１３Ａ、１３Ｂ、１４)の近くに置く例を説明したが、図１に示す搬送ロボット５１の根本５１ｎに配置したり、図６に示す真空発生器１８の出力ポート１８３に一つだけ配置したりすることもできる。
電磁弁１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃと袋物用吸着パッド１３Ａ、１３Ｂ、重量物用吸着パッド１４との間に、圧力センサ１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃが並列に接続されている。
圧力センサ１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃが真空圧を計測することで、吸着把持をした際の空気漏れを測定することができる。
なお、本実施形態では、圧力センサ１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃは各吸着パッド(１３Ａ、１３Ｂ、１４)の近くに置く例を説明したが、図１に示す搬送ロボット５１の根本５１ｎに配置したり、図６に示す真空発生器１８の出力ポート１８３に一つだけ配置したりすることもできる。
【0050】
また、圧力センサ１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃで空気漏れを測定する例を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、圧力センサ１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃではなく流量センサ１６ａ、１６ｂ、１６ｃ(図６参照)を用いて、空気漏れを測定することもできる。
【0051】
つまり、電磁弁１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃと袋物用吸着パッド１３Ａ、１３Ｂおよび重量物用吸着パッド１４との間に流量センサ１６ａ、１６ｂ、１６ｃを配置して、流れる空気の流量を測ることで空気漏れ量を測定できる。
【0052】
圧力センサ１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃで空気漏れ量を測定したり、流量センサ１６ａ、１６ｂ、１６ｃで空気の流量を測定することで、袋物物品２または非袋物物品３であることを判別できる。
【0053】
＜真空発生器１８、電磁弁１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃ、非常時用電磁弁１９の配置＞
また、真空発生器１８、電磁弁１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃ、非常時用電磁弁１９を配置する場所は、搬送ロボット５１の根本５１ｎである例を説明したが、これに限定されるものではない。搬送ロボット５１から離れた場所や、搬送ロボット５１上に配置してもよい。これにより、吸着パッド(１３Ａ、１３Ｂ、１４)との距離が縮まり、吸引流量を高めることができる。
また、真空発生器１８、電磁弁１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃ、非常時用電磁弁１９を配置する場所は、搬送ロボット５１の根本５１ｎである例を説明したが、これに限定されるものではない。搬送ロボット５１から離れた場所や、搬送ロボット５１上に配置してもよい。これにより、吸着パッド(１３Ａ、１３Ｂ、１４)との距離が縮まり、吸引流量を高めることができる。
【0054】
＜ロボットハンド１で物品を把持する際の動作手順＞
次に、ロボットハンド１で物品を把持する際の動作手順例を説明する。
実施形態１では例えば、図６に示すように、袋物用吸着パッド１３Ａ、１３Ｂで、袋物物品２Ａ、２Ｂを各１つずつ把持する例を説明する。
非常時用電磁弁１９は、基本的に常に通電し、開放しておく。そして使用する袋物用吸着パッド１３Ａ、１３Ｂに対応する電磁弁１７Ａ、１７Ｂを非通電（袋物用吸着パッド１３Ａ、１３Ｂと真空発生器１８を接続）とし、使用しない重量物用吸着パッド１４に対応する電磁弁１７Ｃは通電（大気開放）する。
次に、ロボットハンド１で物品を把持する際の動作手順例を説明する。
実施形態１では例えば、図６に示すように、袋物用吸着パッド１３Ａ、１３Ｂで、袋物物品２Ａ、２Ｂを各１つずつ把持する例を説明する。
非常時用電磁弁１９は、基本的に常に通電し、開放しておく。そして使用する袋物用吸着パッド１３Ａ、１３Ｂに対応する電磁弁１７Ａ、１７Ｂを非通電（袋物用吸着パッド１３Ａ、１３Ｂと真空発生器１８を接続）とし、使用しない重量物用吸着パッド１４に対応する電磁弁１７Ｃは通電（大気開放）する。
【0055】
真空発生器１８を作動させると、袋物用吸着パッド１３Ａ、１３Ｂは真空発生器１８と接続されて負圧となり、物品１００(図１参照)を把持することができる。一方、通電した電磁弁１７Ｃにより、重量物用吸着パッド１４と真空発生器１８の流路は遮断される。真空発生器１８で発生した空気が重量物用吸着パッド１４を介して大気へと漏れることはなく、袋物用吸着パッド１３Ａ、１３Ｂで物品１００を強力に把持することができる。
【0056】
把持した袋物物品２Ａ、２Ｂを両方離したいときは、ブロー用電磁弁１８２を作動して真空発生器１８から圧縮空気を吹き出す。どちらか一方のみを離したい場合、例えば袋物物品２Ａのみを離したい場合、電磁弁１７Ａに通電する。すると、袋物用吸着パッド１３Ａの流路が電磁弁１７Ａ、非常時用電磁弁１９を介して大気開放され、真空圧が低下することで、袋物物品２Ｂを袋物用吸着パッド１３Ｂで把持したまま、袋物用吸着パッド１３Ａから袋物物品２Ａを離すことができる。
【0057】
停電や非常停止などによって、ロボットハンド１へのすべての電気が遮断された場合も、ロボットハンド１は、物品をある程度の時間は保持し続けることができる。
電気が遮断され、電磁弁１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃ、および非常時用電磁弁１９が非通電状態となると、袋物用吸着パッド１３Ａ、１３Ｂ、重量物用吸着パッド１４の出力ポート１７Ａ２、１７Ｂ２、１７Ｃ２は、非常時用電磁弁１９へと接続される。一方、非常時用電磁弁１９は、非通電となることで、流路を遮断する。よって、袋物用吸着パッド１３Ａ、１３Ｂの真空状態が保持される。そのため、図１に示す搬送ロボット５１が高速に搬送中に突然電気が遮断されて停止した場合も、慣性で袋物物品２Ａ、２Ｂを飛ばす(投げ出す)ことはなく、物品１００を把持し続けることができる。
電気が遮断され、電磁弁１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃ、および非常時用電磁弁１９が非通電状態となると、袋物用吸着パッド１３Ａ、１３Ｂ、重量物用吸着パッド１４の出力ポート１７Ａ２、１７Ｂ２、１７Ｃ２は、非常時用電磁弁１９へと接続される。一方、非常時用電磁弁１９は、非通電となることで、流路を遮断する。よって、袋物用吸着パッド１３Ａ、１３Ｂの真空状態が保持される。そのため、図１に示す搬送ロボット５１が高速に搬送中に突然電気が遮断されて停止した場合も、慣性で袋物物品２Ａ、２Ｂを飛ばす(投げ出す)ことはなく、物品１００を把持し続けることができる。
【0058】
吸着パッド(１３Ａ、１３Ｂ、１４)からの空気漏れが多少あるため、一定時間経過後には物品１００は落下してしまうが、搬送ロボット５１の停止の瞬間に離してしまう場合と比較すれば安全である。
【0059】
＜ロボットハンド１の他例＞
なお、真空発生器１８を一つ、電磁弁１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃを複数個とする例を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、それぞれの吸着パッド(１３Ａ、１３Ｂ、１４)に対して真空発生器を一つずつ接続することもできる。電磁弁が高価で、真空発生器が安価な場合は、この構成により、安価なピッキングシステム５(図１参照)を構成することができる。
なお、真空発生器１８を一つ、電磁弁１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃを複数個とする例を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、それぞれの吸着パッド(１３Ａ、１３Ｂ、１４)に対して真空発生器を一つずつ接続することもできる。電磁弁が高価で、真空発生器が安価な場合は、この構成により、安価なピッキングシステム５(図１参照)を構成することができる。
【0060】
しかし、電磁弁が安価で、真空発生器が高価である場合、本実施形態１のように真空発生器１つと電磁弁を複数個とした方が、安価なピッキングシステム５を構成することができる。
さらに、使用する吸着パッド(１３Ａ、１３Ｂ、１４)を限定するとき、複数の真空発生器を使用する例では、使用しない吸着パッドに対応する真空発生器は動作を停止することになる。一方、一つの真空発生器を用いる場合、真空発生器による吸込を、限定した吸着パッドに集中させることができる。従って、高い吸引流量を発揮し、空気漏れがある場合でも真空圧の減少を抑え、高い吸着力を発揮することができる。
さらに、使用する吸着パッド(１３Ａ、１３Ｂ、１４)を限定するとき、複数の真空発生器を使用する例では、使用しない吸着パッドに対応する真空発生器は動作を停止することになる。一方、一つの真空発生器を用いる場合、真空発生器による吸込を、限定した吸着パッドに集中させることができる。従って、高い吸引流量を発揮し、空気漏れがある場合でも真空圧の減少を抑え、高い吸着力を発揮することができる。
【0061】
また、各吸着パッド(１３Ａ、１３Ｂ、１４)に対して１つの電磁弁１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃを用いる例を説明したが、これに限定されるものではない。
例えば、袋物用吸着パッド１３Ａ、１３Ｂに対して、一つの電磁弁を用いるなど、複数の吸着パッド(１３Ａ、１３Ｂ、１４)の流路を共用とすることもできる。これにより、電磁弁の数を減らし、安価なピッキングシステム５(図１参照)を構成することができる。
例えば、袋物用吸着パッド１３Ａ、１３Ｂに対して、一つの電磁弁を用いるなど、複数の吸着パッド(１３Ａ、１３Ｂ、１４)の流路を共用とすることもできる。これにより、電磁弁の数を減らし、安価なピッキングシステム５(図１参照)を構成することができる。
【0062】
また、電磁弁１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃはオン／オフの電磁弁を用いる例を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、圧力や流量を制御する電磁弁を用いることもできる。これにより、吸着のオンオフのみならず、圧力や流量を連続的に制御可能である。これにより、吸着パッド(１３Ａ、１３Ｂ、１４)毎に吸着力を弱める制御をすることも可能である。
【0063】
＜吸着パッド(１３Ａ、１３Ｂ、１４)での様々な種類の物品に対する把持可否＞
袋物用吸着パッド１３Ａ、１３Ｂ、重量物用吸着パッド１４での様々な種類の物品に対する把持可否を例示したが、例示した把持可否は、物品１００の重量と、吸着パッド(１３Ａ、１３Ｂ、１４)と物品１００の間の空気漏れの程度とで決まる。例えば、図２Ａに示すような袋物物品２に対し重量物用吸着パッド１４のみを使用して把持を試みた場合、空気漏れが激しく真空圧が低下する。そのため、重量物用吸着パッド１４による吸着力が発揮できず、把持をすることができない。
袋物用吸着パッド１３Ａ、１３Ｂ、重量物用吸着パッド１４での様々な種類の物品に対する把持可否を例示したが、例示した把持可否は、物品１００の重量と、吸着パッド(１３Ａ、１３Ｂ、１４)と物品１００の間の空気漏れの程度とで決まる。例えば、図２Ａに示すような袋物物品２に対し重量物用吸着パッド１４のみを使用して把持を試みた場合、空気漏れが激しく真空圧が低下する。そのため、重量物用吸着パッド１４による吸着力が発揮できず、把持をすることができない。
【0064】
また、袋物用吸着パッド１３Ａ、１３Ｂ、重量物用吸着パッド１４の全ての吸着制御をオンにした場合も、重量物用吸着パッド１４から空気漏れし、袋物用吸着パッド１３Ａ、１３Ｂの真空圧も低下してしまうため、把持をすることができない。このとき、空気漏れの大きな重量物用吸着パッド１４をオフにする制御を適用することで、把持が可能となる。このように、物品１００を把持した際の空気漏れ量に応じて、袋物用吸着パッド１３Ａ、１３Ｂ、重量物用吸着パッド１４の制御を切り替えることが有用である。
【0065】
直接的に空気漏れ量を計測する方法としては、圧力センサ１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃを用いる方法がある。空気漏れがある場合には真空圧が低下するため、圧力センサ１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃによる真空圧の測定により空気漏れを推定することができる。吸着を試行し、各袋物用吸着パッド１３Ａ、１３Ｂ、重量物用吸着パッド１４の真空圧からの空気漏れの程度によって、袋物用吸着パッド１３Ａ、１３Ｂ、重量物用吸着パッド１４の制御を切り替えることで、適切な把持制御を行うことができる。
【0066】
例えば、袋物物品２に対して重量物用吸着パッド１４のみで把持を試みた場合は、空気漏れが激しく、真空圧が正常時ほども上昇しないことが検出される。そこで、重量物用吸着パッド１４をオフにする制御を行い、袋物用吸着パッド１３Ａ、１３Ｂによって把持をし直すことで、把持が可能となる。
【0067】
また、把持を試行せずとも、予め制御装置５７のプログラムに組んでおき、撮像装置５５(図１参照)で撮像した情報から、空気漏れ量をプログラムで推定して制御を切り替えることもできる。例えば、図５Ａに示す上面球状物体４を撮像装置５５で撮像し、上面が球状であることから、袋物用吸着パッド１３Ａ、１３Ｂで把持を行うと空気漏れ量が大きく、重量物用吸着パッド１４では空気漏れ量が少ないことが推定可能である。空気漏れ量の推定結果に応じて、袋物用吸着パッド１３Ａ、１３Ｂではなく、重量物用吸着パッド１４を用いて把持制御を行うことで、上面球状物品４の把持が可能である。
【0068】
あるいは、撮像装置５５で物品１００の種別を特定し、情報記憶装置５８に予め格納しておいた物品１００の情報から、空気漏れ量を推定して制御を切り替えることもできる。例えば、情報記憶装置５８に幾つかの物品１００の模様、形状、大きさと、「袋物」、「上面球状物品」のようなカテゴリを予め登録しておく。
【0069】
そして、撮像装置５５(図１参照)により、物品１００の模様、形状、大きさなどを撮像し、撮像情報を情報記憶装置５８に格納した情報と照合すれば、物品１００の種別を特定できる。例えば、情報記憶装置５８に格納された、物品カテゴリが「袋物」であれば、重量物用吸着パッド１４では空気漏れ量が大きいことが推定可能である。
【0070】
＜空気漏れ量の推定＞
図７に、上述した把持制御を決定するための空気漏れ量を推定する流れの一例を示すフローチャート図を示す。
制御装置５７は、図７に示すようにして、把持制御を決定するための空気漏れ量を推定する。
まず、物品１００を撮像装置５５(図１参照)で撮影する（図７のＳ１１）。
図７に、上述した把持制御を決定するための空気漏れ量を推定する流れの一例を示すフローチャート図を示す。
制御装置５７は、図７に示すようにして、把持制御を決定するための空気漏れ量を推定する。
まず、物品１００を撮像装置５５(図１参照)で撮影する（図７のＳ１１）。
【0071】
撮影結果から、制御装置５７は、物品１００の上面が球状かなどの情報を取得し、情報記憶装置５８にある情報と照合することで、物品の種別の特定を取得する（図７のＳ１２）。
ここで、物品１００の種別や、物品１００の形状が得られた場合には、把持を試行する前に、制御装置５７が情報記憶装置５８にある情報と照合して、物品１００の空気漏れ量をある程度推定できる。
ここで、物品１００の種別や、物品１００の形状が得られた場合には、把持を試行する前に、制御装置５７が情報記憶装置５８にある情報と照合して、物品１００の空気漏れ量をある程度推定できる。
【0072】
物品１００が袋物物品２(図２Ａ参照)か否か判定する（図７のＳ１３）。
例えば物品１００が袋物物品２という情報が得られた場合には、重量物用吸着パッド１４は空気漏れが大と判断する（図７のＳ１４）。
物品１００が袋物物品２(図２Ａ参照)でないと判定した場合には（図７のＳ１３でＮｏ）、袋物物品２は上面が球状か判定する（図７のＳ１５）。
物品１００が上面球状物品という情報が得られた場合（図７のＳ１５でＹｅｓ）には、袋物用吸着パッド１３Ａ、１３Ｂの空気漏れ量が大と判断する（図７のＳ１６）。
例えば物品１００が袋物物品２という情報が得られた場合には、重量物用吸着パッド１４は空気漏れが大と判断する（図７のＳ１４）。
物品１００が袋物物品２(図２Ａ参照)でないと判定した場合には（図７のＳ１３でＮｏ）、袋物物品２は上面が球状か判定する（図７のＳ１５）。
物品１００が上面球状物品という情報が得られた場合（図７のＳ１５でＹｅｓ）には、袋物用吸着パッド１３Ａ、１３Ｂの空気漏れ量が大と判断する（図７のＳ１６）。
【0073】
物品１００が上面球状物品でない情報が得られた場合（図７のＳ１５でＮｏ）には、物品１００に凹凸があるがあるか判定する（図７のＳ１７）。
物品１００に凹凸がある場合（図７のＳ１７でＮｏ）は、重量物用吸着パッド１４は空気漏れ量が大と判断する（図７のＳ１８）等、幾つかの基準によって各吸着パッド(１３Ａ、１３Ｂ、１４)の空気漏れ量を推定できる。
そして、空気漏れ量が大きい吸着パッド(１３Ａ、１３Ｂ、１４)は使用しないことにする（図７のＳ１９）。
物品１００に凹凸がある場合（図７のＳ１７でＮｏ）は、重量物用吸着パッド１４は空気漏れ量が大と判断する（図７のＳ１８）等、幾つかの基準によって各吸着パッド(１３Ａ、１３Ｂ、１４)の空気漏れ量を推定できる。
そして、空気漏れ量が大きい吸着パッド(１３Ａ、１３Ｂ、１４)は使用しないことにする（図７のＳ１９）。
【0074】
ただし、全吸着パッド(１３Ａ、１３Ｂ、１４)が使用不可と推定された際には、一旦全ての吸着パッド(１３Ａ、１３Ｂ、１４)を使用可能とし、次の圧力センサ１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃ(図６参照)による空気漏れの計測によって吸着制御を決定する（図７のＳ１１０）。
【0075】
さらに、圧力センサ１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃ(図６参照)による計測もしくは情報記憶装置５８(図１参照)の格納情報から得られた物品１００のサイズ等も考慮し、使用する吸着パッド(１３Ａ、１３Ｂ、１４)を仮決定する（Ｓ１１１）。例えば、小さい物品１００であれば吸着パッド(１３Ａ、１３Ｂ、１４)が一つしか使用できない、収納段ボール２００(図８Ａ)内の壁際にある物品であれば、端の吸着パッド(１３Ａ、１３Ｂ)しか使用できない、といった制約を満たすように、使用する吸着パッド(１３Ａ、１３Ｂ、１４)を選択する。
【0076】
その後、選択した吸着パッド(１３Ａ、１３Ｂ、１４)による吸着を試行（図７のＳ１１２）する。このときに、実際に圧力センサ１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃ(図６参照)によって空気漏れを測定する（Ｓ１１３）。そして、空気漏れが大きい吸着パッド(１３Ａ、１３Ｂ、１４)は使用しないことにする（図７のＳ１１４）。これにより、物品１００が未知であったとしても、吸着パッド(１３Ａ、１３Ｂ、１４)によって把持を行うことができる。その後、移動機構５３による搬送を行う。
【0077】
なお、念のため空気漏れの大きい吸着パッド(１３Ａ、１３Ｂ、１４)をオフにした後に、再度、圧力センサ１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃ(図６参照)によって空気漏れを測定し、空気漏れが少なくなることを確認するステップを入れることもできる。空気漏れの減少を確認するこれにより、より確実に搬送を行うこともできる。
なお、情報記憶装置５８(図８Ａ参照)に空気漏れに関する十分な情報が格納されている場合、空気漏れ量を測定するステップＳ１１３、Ｓ１１４は省略することもできる。これにより、搬送時間の短縮が可能である。
なお、情報記憶装置５８(図８Ａ参照)に空気漏れに関する十分な情報が格納されている場合、空気漏れ量を測定するステップＳ１１３、Ｓ１１４は省略することもできる。これにより、搬送時間の短縮が可能である。
【0078】
なお、「袋物」、「上面球状」、「凹凸」の情報から空気漏れを推定する例を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、各吸着パッド(１３Ａ、１３Ｂ、１４)の空気漏れ量を、物品種別ごとに直接情報記憶装置５８に格納することもできる。
また、形状の程度から各吸着パッド(１３Ａ、１３Ｂ、１４)の使用を切り替えることもできる。例えば、「凹凸」について、搬送する物品１００に段差が１ｍｍ以上ある場合は、重量物パッド１４は空気漏れが大であると判断することもできる。
また、形状の程度から各吸着パッド(１３Ａ、１３Ｂ、１４)の使用を切り替えることもできる。例えば、「凹凸」について、搬送する物品１００に段差が１ｍｍ以上ある場合は、重量物パッド１４は空気漏れが大であると判断することもできる。
【0079】
なお、測定または情報記憶装置５８の記憶情報による空気漏れのみに応じて吸着制御を変更する例を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、空気漏れがあって真空圧が低下し、吸着パッド(１３Ａ、１３Ｂ、１４)による吸着力が低下したとしても、物品１００の重量が十分軽く、空気漏れ状態における吸着力でも把持可能であれば、搬送を行うことができる。
【0080】
従って、空気漏れと、物品の重量との両方の情報を用いて、吸着制御を変更することもできる。換言すれば、吸着パッド(１３Ａ、１３Ｂ、１４)の空気漏れ時の吸着力と、物品１００の重量との両方の情報を用いて、吸着制御を変更することもできる。つまり。軽い物品１００ならば、空気漏れがある真空圧が低下した状態でも吸着パッド(１３Ａ、１３Ｂ、１４)での物品１００の吸着を継続して運ぶ制御も行える。
【0081】
【0082】
図８Ａ、図８Ｂ、図８Ｃ、図８Ｄ、図８Ｅ、図８Ｆ、図８Ｈに、収納段ボール２００に収納された物品１００を取り出す様子の概略正面図を示す。
図８Ａに示す収納段ボール２００には、上述してきた袋物物品２Ａ、２Ｂ、非袋物物品３の重量物品３Ａ、３Ｂ、上面球状物品４など、様々な物品が収納されている。
図８Ａに示す収納段ボール２００には、上述してきた袋物物品２Ａ、２Ｂ、非袋物物品３の重量物品３Ａ、３Ｂ、上面球状物品４など、様々な物品が収納されている。
【0083】
袋物物品２Ａ、２Ｂのように、縦方向に積まれている場合や、直立した重量物品３Ｂや横向きの重量物品３Ａのように、様々な状態で収納されている。ロボットハンド１は、これらの物品１００を全て収納段ボール２００から取り出し、搬出コンテナ５６(図１参照)へ移載することができる。
【0084】
本実施形態では、袋物物品２Ａ、重量物品３Ｂの情報が既知で、他の物品１００の情報は未知であるとする。
まず、撮像装置５５を用いて、収納段ボール２００の中を撮影する(図７のＳ１１)。制御装置５７は、撮影した情報を基に、どの物品１００を把持するかを決定する。把持する物品１００を決定する方法は省略するが、例えば上面が広いものや、収納段ボール２００の真ん中にあるものなど、取り易い物品を優先するとよい。
まず、撮像装置５５を用いて、収納段ボール２００の中を撮影する(図７のＳ１１)。制御装置５７は、撮影した情報を基に、どの物品１００を把持するかを決定する。把持する物品１００を決定する方法は省略するが、例えば上面が広いものや、収納段ボール２００の真ん中にあるものなど、取り易い物品を優先するとよい。
【0085】
＜重量物品３Ａの把持＞
本実施形態１では、まず、図８Ａに示す収納段ボール２００内の横たわった重量物品３Ａの把持を行うとする。
このとき、上述した図７のフローによって、吸着パッド(１３Ａ、１３Ｂ、１４)で把持した際の空気漏れ量を推定する。重量物品３Ａの情報は、情報格納装置５８に記憶されておらず、物品１００の種別は特定できない。
本実施形態１では、まず、図８Ａに示す収納段ボール２００内の横たわった重量物品３Ａの把持を行うとする。
このとき、上述した図７のフローによって、吸着パッド(１３Ａ、１３Ｂ、１４)で把持した際の空気漏れ量を推定する。重量物品３Ａの情報は、情報格納装置５８に記憶されておらず、物品１００の種別は特定できない。
【0086】
撮像情報からは、袋物２か？（図７のＳ１３）、上面球状か？（図７のＳ１５）、凹凸ありか？（図７のＳ１７）という条件は全てＮＯであることから、全ての吸着パッド(１３Ａ、１３Ｂ、１４)を使用して（図７のＳ１１１）吸着を試行し（図７のＳ１１２）、空気漏れを測定する（図７のＳ１１３）。図８Ａ、図８Ｂに示すように、重量物品３Ａの上面は硬い平面であることから、空気漏れは検出されない。従って、吸着パッド(１３Ａ、１３Ｂ、１４)を使用して、そのまま搬送を行うことができる。
【0087】
＜袋物物品２Ａの把持＞
次に、図８Ａに示す袋物物品２Ａの把持を試行する。
袋物物品２Ａの情報は情報記憶装置５８に記憶されている。そこで、撮像装置５５による撮像情報から袋物物品２Ａの物品種別が特定可能である（図７のＳ１２）。すると、制御装置５７は、情報記憶装置５８の情報から袋物物品２Ａは「袋物」であると判断できるため、重量物用吸着パッド１４では空気漏れが大きいと推定できる（図７のＳ１３、Ｓ１４）。
次に、図８Ａに示す袋物物品２Ａの把持を試行する。
袋物物品２Ａの情報は情報記憶装置５８に記憶されている。そこで、撮像装置５５による撮像情報から袋物物品２Ａの物品種別が特定可能である（図７のＳ１２）。すると、制御装置５７は、情報記憶装置５８の情報から袋物物品２Ａは「袋物」であると判断できるため、重量物用吸着パッド１４では空気漏れが大きいと推定できる（図７のＳ１３、Ｓ１４）。
【0088】
従って、制御装置５７は、重量物用吸着パッド１４は用いず、袋物用吸着パッド１３Ａ、１３Ｂを用いて把持を行う（図７のＳ１９）。さらに、撮像装置５５で得られた袋物物品２Ａのサイズ情報を用いると、両方の吸着パッド(１３Ａ、１３Ｂ)は使用できないと判断できるため、図８Ｃに示すように、袋物用吸着パッド１３Ｂのみを用いて搬送することができる（図７のＳ１１１，Ｓ１１４）。
【0089】
＜袋物物品２Ｂの把持＞
次に、袋物物品２Ｂの搬送を試みるが、こちらは袋物物品２Ａとは異なり、情報記憶装置５８に物品情報が格納されておらず、物品１００の種別を特定することができない（図７のＳ１２）。袋物２か否かについては、撮像装置５５(図８Ａ参照)の情報からのみで特定することも困難である。そこで、図８Ｄに示すように、まずは袋物用吸着パッド１３Ｂと重量物用吸着パッド１４で把持を試行する（図７のＳ１１１、Ｓ１１２）。
次に、袋物物品２Ｂの搬送を試みるが、こちらは袋物物品２Ａとは異なり、情報記憶装置５８に物品情報が格納されておらず、物品１００の種別を特定することができない（図７のＳ１２）。袋物２か否かについては、撮像装置５５(図８Ａ参照)の情報からのみで特定することも困難である。そこで、図８Ｄに示すように、まずは袋物用吸着パッド１３Ｂと重量物用吸着パッド１４で把持を試行する（図７のＳ１１１、Ｓ１１２）。
【0090】
しかし、袋物物品２Ｂに対して重量物用吸着パッド１４は、空気漏れをしてしまうことが測定される（図７のＳ１１３）。そのため、重量物用吸着パッド１４はオフにし（図７のＳ１１４）、図８Ｅに示すように、袋物用吸着パッド１３Ｂのみで袋物物品２Ｂの把持をし直すことで、袋物物品２Ｂを搬送することができる。
【0091】
＜上面球状物品４の把持＞
次に、図８Ｅに示す上面球状物品４の搬送を試みる。
撮像装置５５によって上面球状物品４を撮影する（図７のＳ１１）。
撮像装置５５によって物品１００の種別は特定できないが、上面球状物品４の上面が球状であることは判別可能である（図７のＳ１２）。そこで、袋物用吸着パッド１３Ａ、１３Ｂでの把持は空気漏れが大きいと推定できる（図７のＳ１５、Ｓ１６）。
次に、図８Ｅに示す上面球状物品４の搬送を試みる。
撮像装置５５によって上面球状物品４を撮影する（図７のＳ１１）。
撮像装置５５によって物品１００の種別は特定できないが、上面球状物品４の上面が球状であることは判別可能である（図７のＳ１２）。そこで、袋物用吸着パッド１３Ａ、１３Ｂでの把持は空気漏れが大きいと推定できる（図７のＳ１５、Ｓ１６）。
【0092】
従って、図８Ｆに示すように、重量物用吸着パッド１４のみを用いる判断を行い（図７のＳ１１１）、無事搬送が可能である。
＜重量物品３Ｂの把持＞
最後に、図８Ｇに示す縦置きされた重量物品３Ｂの把持を試みる。重量物品３Ｂの情報は情報記憶装置５８に格納されている。
撮像装置５５で重量物品３Ｂを撮影する（図７のＳ１１）。
＜重量物品３Ｂの把持＞
最後に、図８Ｇに示す縦置きされた重量物品３Ｂの把持を試みる。重量物品３Ｂの情報は情報記憶装置５８に格納されている。
撮像装置５５で重量物品３Ｂを撮影する（図７のＳ１１）。
【0093】
そこで、制御装置５７は、撮像装置５５で撮像した情報から重量物品３Ｂの重量等を特定可能である（図７のＳ１２）。図８Ｇに示す重量物品３Ｂの上面の把持部は硬い平面であるため、どの吸着パッド(１３Ａ、１３Ｂ、１４)を用いても空気漏れは無いが、重量物品３Ｂは壁際にあることから、袋物用吸着パッド１３Ａ、１３Ｂのどちらかでのみしか把持することができないと判断できる（図７のＳ１１１）。
【0094】
ただし、制御装置５７は、情報記憶装置５８の情報から、重量物品３Ｂは重いため、袋物用吸着パッド１３Ａ、１３Ｂの可搬重量を超えており、安全に運搬をすることはできないと判断される。このときには、図８Ｈに示すように、袋物用吸着パッド１３Ｂを用いて重量物品３Ｂを、収納段ボール２００内の中央へ引きずる。その後、袋物用吸着パッド１３Ｂを一度離した後に、重量物吸着パッド１４で重量物品３Ｂを再把持することで、安全に重量物品３Ｂを運搬をする戦略を取ることもできる。
【0095】
もし、中央に別の物品１００があって、重量物品３Ｂを引きずり出せない場合は、低速で袋物用吸着パッド１３Ｂで重量物品３Ｂを持ち上げて空いている箇所に置き直す。或いは、別の物品１００を把持・搬送した後に、再び重量物品３Ｂの把持および搬送を試みることもできる。
【0096】
＜吸着パッド(１３Ａ、１３Ｂ、１４)の劣化への対応＞
また、本実施形態１の制御によって、吸着パッド(１３Ａ、１３Ｂ、１４)の劣化等に対応することもできる。
例えば、吸着パッド(１３Ａ、１３Ｂ、１４)が劣化すると、ゴムが柔らかくなったり、吸着パッド(１３Ａ、１３Ｂ、１４)にゴミが付着してしまったりする。これにより、吸着パッド(１３Ａ、１３Ｂ、１４)の空気漏れが起こりやすくなることで真空圧が低下してしまう場合がある。このとき、上述した実施形態１の制御を適用すると、劣化した吸着パッド(１３Ａ、１３Ｂ、１４)を使用せず、代わりに劣化していない吸着パッド(１３Ａ、１３Ｂ、１４)を使用することになる。
また、本実施形態１の制御によって、吸着パッド(１３Ａ、１３Ｂ、１４)の劣化等に対応することもできる。
例えば、吸着パッド(１３Ａ、１３Ｂ、１４)が劣化すると、ゴムが柔らかくなったり、吸着パッド(１３Ａ、１３Ｂ、１４)にゴミが付着してしまったりする。これにより、吸着パッド(１３Ａ、１３Ｂ、１４)の空気漏れが起こりやすくなることで真空圧が低下してしまう場合がある。このとき、上述した実施形態１の制御を適用すると、劣化した吸着パッド(１３Ａ、１３Ｂ、１４)を使用せず、代わりに劣化していない吸着パッド(１３Ａ、１３Ｂ、１４)を使用することになる。
【0097】
従って、吸着パッド(１３Ａ、１３Ｂ、１４)が劣化した場合でも安定的な物品１００の把持が可能である。また、同じ物品１００を把持した場合に、真空圧が低下している状態が継続する場合、劣化したと判断し、システムの管理者に吸着パッド(１３Ａ、１３Ｂ、１４)の交換を、音声、ランプ点灯、電子メール、ＦＡＸ等で促すこともできる。
【0098】
このように、複数種類の吸着パッド(１３Ａ、１３Ｂ、１４)を搭載したロボットハンド１で材質、形状等によって使用する吸着パッド(１３Ａ、１３Ｂ、１４)を切り替えることで、収納段ボール２００に入った様々な物品１００を把持して搬送することができる。
上記構成によれば、柔らかい袋物の物品(袋物物品２)および重量のある物品(非袋物物品３)をともに把持可能なロボットハンド１及びピッキングシステム５を実現できる。
上記構成によれば、柔らかい袋物の物品(袋物物品２)および重量のある物品(非袋物物品３)をともに把持可能なロボットハンド１及びピッキングシステム５を実現できる。
【0099】
【0100】
図９に、実施形態２に係るロボットハンド６の斜視図を示す。
実施形態２のロボットハンド６は、図９に示すように、実施形態１によるロボットハンド１に、指部６３Ａ、６３Ｂを搭載した構成である。
ロボットハンド６は、基部６１と、基部６１に接続された指起動部６２と、指部６３Ａ、６３Ｂと、吸着伸縮部６４とを備える。
基部６１は複数の部品で構成されるが、図９～１２においてはいくつかの部品を省略している。
実施形態２のロボットハンド６は、図９に示すように、実施形態１によるロボットハンド１に、指部６３Ａ、６３Ｂを搭載した構成である。
ロボットハンド６は、基部６１と、基部６１に接続された指起動部６２と、指部６３Ａ、６３Ｂと、吸着伸縮部６４とを備える。
基部６１は複数の部品で構成されるが、図９～１２においてはいくつかの部品を省略している。
【0101】
指起動部６２は電動モータである。電動モータの出力軸に駆動歯車部６２１を備えている。
指部６３Ａは、指歯車部６３Ａ１と、指リンク部６３Ａ２、６３Ａ３、６３Ａ４とを備えている。
指リンク部６３Ａ２、６３Ａ３、６３Ａ４は、平行駆動リンクを構成している。、指リンク部６３Ａ４は常に同じ姿勢で動作する。
指部６３Ａは、指歯車部６３Ａ１と、指リンク部６３Ａ２、６３Ａ３、６３Ａ４とを備えている。
指リンク部６３Ａ２、６３Ａ３、６３Ａ４は、平行駆動リンクを構成している。、指リンク部６３Ａ４は常に同じ姿勢で動作する。
【0102】
指リンク部６３Ａ２、６３Ａ３は、片端が基部６１と回転自由に接続され、もう片端は指リンク部６３Ａ４と回転自由に接続されている。
指リンク部６３Ａ２は、指歯車部６３Ａ１と固定接続されており、指歯車部６３Ａ１と一体に回転する。
指リンク部６３Ａ２は、指歯車部６３Ａ１と固定接続されており、指歯車部６３Ａ１と一体に回転する。
【0103】
指部６３Ｂも、指部６３Ａと同様に、指歯車部６３Ｂ１と、指リンク部６３Ｂ２、６３Ｂ３、６３Ｂ４とを備えている。指部６３Ｂは、指部６３Ａと対称に配置されている。
指リンク部６３Ｂ２は、指歯車部６３Ｂ１と固定接続されており、指歯車部６３Ｂ１と一体に回転する。
吸着伸縮部６４はエアシリンダである。
指リンク部６３Ｂ２は、指歯車部６３Ｂ１と固定接続されており、指歯車部６３Ｂ１と一体に回転する。
吸着伸縮部６４はエアシリンダである。
【0104】
【0105】
図９に示すように、ロボットハンド１の袋物用吸着パッド１３Ａ、１３Ｂ、重量物用吸着パッド１４は、指部６３Ａ、６３Ｂの駆動方向(図９の矢印α１方向)と略垂直または略直角となるように、一列に配置されている。これにより、指部６３Ａ、６３Ｂとロボットハンド１を、ロボットハンド６にコンパクトに配置することができる。そのため、ロボットハンド６を小型化することができる。
【0106】
図１０に、実施形態２に係るロボットハンド６の指部６３Ａ、６３Ｂが閉じ、吸着伸縮部６４が縮んだ状態の正面図を示す。
図１１に、本実施形態２に係るロボットハンド６の指部６３Ａ、６３Ｂが開き、吸着駆動部６４が伸びた状態の正面図を示す。
図１１に、本実施形態２に係るロボットハンド６の指部６３Ａ、６３Ｂが開き、吸着駆動部６４が伸びた状態の正面図を示す。
【0107】
図１０、図１１に示すように、指起動部６２の回転駆動によって指部６３Ａ、６３Ｂは開閉する(図１０の矢印α１１、図１１の矢印α１２)。
例えば、図１１の状態から、指起動部６２が反時計まわりに回転すると(図１１の矢印β１１)、駆動歯車部６２１、指歯車部６３Ａ１を介して、指リンク部６３Ａ３を時計周り回転させる(図１１の矢印β１２)。
例えば、図１１の状態から、指起動部６２が反時計まわりに回転すると(図１１の矢印β１１)、駆動歯車部６２１、指歯車部６３Ａ１を介して、指リンク部６３Ａ３を時計周り回転させる(図１１の矢印β１２)。
【0108】
さらに、これと同期して駆動歯車部６３Ｂ２を介して、指駆動部６３Ｂ３を反時計周り(図１１のβ１３)に回転させる。これにより、図１０に示すように、指部６３Ａ、６３Ｂが閉じられる。このとき、吸着伸縮部６４が収縮して(図１０の矢印γ１１)ロボットハンド１は指リンク部６３Ａ４、６３Ｂ４の内側に入り、指部６３Ａ、６３Ｂとは干渉しない構成となっている。
【0109】
また、図１０の状態から、指起動部６２を時計周りに回転させると(図１０の矢印β２１)、先ほどとは逆に、駆動歯車部６２１、指歯車部６３Ａ１を介して、指リンク部６３Ａ３を反時計周り回転させる(図１０の矢印β２２)。さらに、これと同期して駆動歯車部６３Ｂ２を介して、指駆動部６３Ｂ３を時計周り(図１０のβ２３)に回転させる。こうして、図１１に示すように、指部６３Ａ、６３Ｂは開く。
【0110】
さらに、図１１に示すように、吸着伸縮部６４を駆動させると、ロボットハンド１を下方へ伸ばす(図１１の矢印γ２１)ことができる。この状態で、実施形態１のように、袋物物品２(図２Ａ参照)、重量物品等の非袋物物品３(図２Ｂ参照)、上面球状物品４(図５Ａ、図５Ｂ参照)など、さまざまな物品を把持することができる。
【0111】
＜ロボットハンド６を用いた物品１００の把持＞
図１２に、ロボットハンド６を用いてボトル物品７を把持する様子の概略正面図を示す。
次に、ロボットハンド６を用いた物品１００の把持について、図１２を用いて説明する。なお、ピッキングシステム５に関しては、実施形態１と同様である。
図１２に、ロボットハンド６を用いてボトル物品７を把持する様子の概略正面図を示す。
次に、ロボットハンド６を用いた物品１００の把持について、図１２を用いて説明する。なお、ピッキングシステム５に関しては、実施形態１と同様である。
【0112】
図１に示す収納段ボール２００には様々な物品１００が収納されている。
本実施形態２では、図１２に示すように、ボトル物品７が収納されている。ボトル物品７は、重量が重いが、上部に備えた蓋７ｃは小さく、吸着可能な面積が小さい。そのため、吸着パッド(１３Ａ、１４、１３Ｂ)は吸着力を発揮できず、ロボットハンド１による吸着では把持することが難しい。このとき、ロボットハンド６の指部６３Ａ、６３Ｂによって挟みこむことで、ボトル物品７を把持することができる。
本実施形態２では、図１２に示すように、ボトル物品７が収納されている。ボトル物品７は、重量が重いが、上部に備えた蓋７ｃは小さく、吸着可能な面積が小さい。そのため、吸着パッド(１３Ａ、１４、１３Ｂ)は吸着力を発揮できず、ロボットハンド１による吸着では把持することが難しい。このとき、ロボットハンド６の指部６３Ａ、６３Ｂによって挟みこむことで、ボトル物品７を把持することができる。
【0113】
このように、実施形態１で説明した吸着技術と、指部６３Ａ、６３Ｂとを組み合わせ、使い分けることで、ロボットハンド１を含む一つのロボットハンド６で様々な物品を把持することができる。
【0114】
＜＜その他の実施形態＞＞
１．上述しかつ図面に示した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形実施が可能である。
すなわち、前記した実施形態１、２の構成に限られることなく、添付の特許請求の範囲内で様々な変形形態、具体的形態が可能である。
１．上述しかつ図面に示した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形実施が可能である。
すなわち、前記した実施形態１、２の構成に限られることなく、添付の特許請求の範囲内で様々な変形形態、具体的形態が可能である。
【符号の説明】
【0115】
１、６ ロボットハンド
２、２Ａ、２Ｂ 袋物物品(物品)
３ 非袋物物品(物品)
３Ａ、３Ｂ 重量物品(物品)
４ 上面球状物品(物品)
１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃ 電磁弁(吸着制御部)
１８ 真空発生器(吸着制御部)
１９ 非常時用電磁弁(非常時停止装置)
７ ボトル物品(物品)
５ ピッキングシステム(ピッキングロボットシステム)
１３Ａ、１３Ｂ 袋物用吸着パッド(吸着パッド、吸着部)
１４ 重量物用吸着パッド(吸着パッド、吸着部)
１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃ 圧力センサ(空気漏れ検出部、吸着部)
１６ａ、１６ｂ、１６ｃ 流量センサ(空気漏れ検出部、吸着部)
５１ 搬送ロボット
５５ 撮像装置
５７…制御装置、空気漏れ判別部(吸着制御部)
５８ 情報記憶装置(吸着制御部)
６２ 指起動部(指駆動部)
６３Ａ、６３Ｂ 指部
６３Ａ１、６３Ｂ１ 指歯車部(指駆動部)
６３Ａ２、６３Ａ３、６３Ａ４、６３Ｂ２、６３Ｂ３、６３Ｂ４ 指リンク部(指駆動部)
６４ 吸着伸縮部
７ ボトル物品(物品)
１００ 物品
２、２Ａ、２Ｂ 袋物物品(物品)
３ 非袋物物品(物品)
３Ａ、３Ｂ 重量物品(物品)
４ 上面球状物品(物品)
１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃ 電磁弁(吸着制御部)
１８ 真空発生器(吸着制御部)
１９ 非常時用電磁弁(非常時停止装置)
７ ボトル物品(物品)
５ ピッキングシステム(ピッキングロボットシステム)
１３Ａ、１３Ｂ 袋物用吸着パッド(吸着パッド、吸着部)
１４ 重量物用吸着パッド(吸着パッド、吸着部)
１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃ 圧力センサ(空気漏れ検出部、吸着部)
１６ａ、１６ｂ、１６ｃ 流量センサ(空気漏れ検出部、吸着部)
５１ 搬送ロボット
５５ 撮像装置
５７…制御装置、空気漏れ判別部(吸着制御部)
５８ 情報記憶装置(吸着制御部)
６２ 指起動部(指駆動部)
６３Ａ、６３Ｂ 指部
６３Ａ１、６３Ｂ１ 指歯車部(指駆動部)
６３Ａ２、６３Ａ３、６３Ａ４、６３Ｂ２、６３Ｂ３、６３Ｂ４ 指リンク部(指駆動部)
６４ 吸着伸縮部
７ ボトル物品(物品)
１００ 物品
【図1】
【図2A】
【図2B】
【図3A】
【図3B】
【図4】
【図5A】
【図5B】
【図6】
【図7】
【図8A】
【図8B】
【図8C】
【図8D】
【図8E】
【図8F】
【図8G】
【図8H】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
