特開 2023-65756 対象物把持装置、ハンド部およびハンド部組立用シート

(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】P2023065756

(43)【公開日】2023-05-15

(54)【発明の名称】対象物把持装置、ハンド部およびハンド部組立用シート

(51)【国際特許分類】

   B25J 15/08 20060101AFI20230508BHJP

【ＦＩ】

B25J15/08 J

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021176088

(22)【出願日】2021-10-28

(71)【出願人】

【識別番号】305027401

【氏名又は名称】東京都公立大学法人

(74)【代理人】

【識別番号】100137752

【弁理士】

【氏名又は名称】亀井 岳行

(72)【発明者】

【氏名】和田 一義

(72)【発明者】

【氏名】手塚 蒼太

(72)【発明者】

【氏名】冨沢 哲雄

【テーマコード（参考）】

3C707

【Ｆターム（参考）】

3C707BS10

3C707CY37

3C707ES03

3C707ES07

3C707ET03

3C707HS27

(57)【要約】

【課題】組み立てられたハンド部が収納できない従来の構成に比べて、ハンド部の収納性を向上させること。
【解決手段】対象物（９）に接触可能な把持部（１２）と第１のリンク部（１４）と第２のリンク部（１７）と第３のリンク部（１９）とを有するハンド部（１１）と、対象物（９）に対してハンド部（１１）を接近、離間する方向に移動させるアーム部（２）と、を備え、把持部（１２）の一端部（１２ａ）で対象物を把持する第１の把持状態、または、把持部（１２）と第３のリンク部（１９）とが対象物（９）に接触して対象物（９）を把持する第２の把持状態で、対象物（９）を把持可能であり、各関節部（１３，１６，１８，２０）で回転させて第３のリンク部（１９）と把持部（１２）とが対向し且つ近接する折り畳み状態と、第３のリンク部（１９）と把持部（１２）とが離間した展開状態と、の間でハンド部（１１）が変形可能であることを特徴とする対象物把持装置（１）。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

対象物に接触可能な接触面を有し且つ一端側から他端側に沿って長手方向に延びる把持部と、前記把持部の他端部に第１の関節部を介して一端部が回転可能に連結された第１のリンク部と、前記第１のリンク部の他端部に第２の関節部を介して一端部が回転可能に連結された第２のリンク部と、前記第２のリンク部の他端部に第３の関節部を介して一端部が回転可能に連結され且つ前記把持部の前記第１の関節部よりも一端側の位置に第４の関節部を介して他端部が回転可能に連結された第３のリンク部と、を有するハンド部と、
前記第２のリンク部を支持する一対のソケット部を先端に有し、対象物に対して前記ハンド部を接近、離間する方向に移動させるアーム部と、
を備えた、対象物把持装置であって、
一対の前記ソケット部に支持された前記ハンド部の間で前記対象物を把持する場合に、前記把持部の一端部で対象物を把持する第１の把持状態、または、前記把持部と前記第３のリンク部とが対象物に接触して前記対象物を把持する第２の把持状態で、前記対象物を把持可能であり、
前記各関節部で回転させて前記第３のリンク部と前記把持部とが対向し且つ近接する折り畳み状態と、前記第３のリンク部と前記把持部とが離間した展開状態と、の間で前記ハンド部が変形可能である
ことを特徴とする対象物把持装置。

【請求項2】

前記把持部、前記第１の関節部、前記第１のリンク部、前記第２の関節部、前記第２のリンク部、前記第３の関節部および前記第３のリンク部が、１枚のシートを折り曲げて形成された
ことを特徴とする請求項１に記載の対象物把持装置。

【請求項3】

前記第１の関節部、前記第２の関節部および前記第３の関節部が、シートの弾性復元力で前記折り畳み状態から展開状態に向けて移行する力を作用させるバネ性を有する前記ハンド部、
を備えたことを特徴とする請求項２に記載の対象物把持装置。

【請求項4】

前記折り畳み状態から展開状態に向けて移行する力を作用させる付勢部材を有する前記ハンド部、
を備えたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の対象物把持装置。

【請求項5】

前記ハンド部を保持する保持位置と前記ハンド部が取り外される取外し位置との間で移動可能な保持部であって前記第２のリンク部を着脱可能に保持する前記保持部と、折り畳み状態の前記ハンド部を収容する収容部と、を有する前記ソケット部と、
前記保持部を制御する制御部であって、前記取外し位置に前記保持部を移動させて使用済みのハンド部を取り外すと共に、前記保持位置に前記保持部を移動させて前記収容部に収容された未使用のハンド部を前記保持部に装着させる前記制御部と、
を備えたことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の対象物把持装置。

【請求項6】

対象物を把持する対象物把持装置の先端部に支持されて前記対象物に接触するハンド部であって、
対象物に接触可能な接触面を有し且つ一端側から他端側に沿って長手方向に延びる把持部と、
前記把持部の他端部に第１の関節部を介して一端部が回転可能に連結された第１のリンク部と、
前記第１のリンク部の他端部に第２の関節部を介して一端部が回転可能に連結された第２のリンク部と、
前記第２のリンク部の他端部に第３の関節部を介して一端部が回転可能に連結され且つ前記把持部の前記第１の関節部よりも一端側の位置に第４の関節部を介して他端部が回転可能に連結された第３のリンク部と、
を備え、
前記各関節部で回転させて前記第３のリンク部と前記把持部とが対向し且つ近接する折り畳み状態と、前記第３のリンク部と前記把持部とが離間した展開状態と、の間で前記ハンド部が変形可能である
ことを特徴とするハンド部。

【請求項7】

対象物に接触するハンド部を折り曲げて組み立てるハンド部組立用シートであって、
対象物に接触可能な接触面を有し、一端側から他端側に沿って長手方向に延びる把持部と、
前記把持部の他端側に一端側が配置された第１のリンク部と、
前記第１のリンク部の他端側に一端側が配置された第２のリンク部と、
前記第２のリンク部の他端側に一端側が配置された第３のリンク部と、
前記第３のリンク部の他端側に設けられて折り曲げ時に前記把持部に形成された連結部に連結可能な連結部と、
を備えたことを特徴とするハンド部組立用シート。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、対象物を把持する対象物把持装置や、対象物把持装置の先端部に配置されて対象物に接触するハンド部、およびハンド部を組み立てるためのハンド部組立用シートに関する。

【背景技術】

【0002】

コンビニエンスストアやスーパーマーケット等の商品陳列棚に陳列される物品や、工場で生産された製品等の対象物を把持して移動させるロボットアームやマニピュレータなどと呼ばれる対象物把持装置に関し、下記の特許文献１に記載の技術が公知である。

【0003】

特許文献１（特開２０１９－１１１６３３号公報）には、一枚のシート状のデバイス組立用シートに、可動機構体形成部（２００）と、支持体形成部（４００）と連結部材形成部（６００）が形成され、デバイス組立用シートを折り曲げることで、可動機構体（２０）や支持体（４０）、連結部材（６０）を有する物品把持用のデバイス（１）を作成する技術が記載されている。特許文献１のデバイス（１）では、人間の手の人差し指に類似する可動機構体（２０）と、人間の手の親指に類似する支持体（４０）との間で物品を把持することが可能な構成となっている。また、特許文献１のデバイス（１）は、可動機構体（２０）に指の関節に相当する屈曲部（２２ｃ，２４ｄ，２４ｅ）が複数設けられており、可動機構体（２０）と支持体（４０）の先端部どうしで物品を摘まむように把持したり、可動機構体（２０）と支持体（４０）の基端側で包むように把持したりすることが可能になっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１９－１１１６３３号公報（「０００８」－「００１５」、）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

（従来技術の問題点）
ロボットハンドが使用される状況、分野として、食品や医薬品、医療分野等の衛生面で注意が必要な場合がある。このような分野では、衛生環境を保つために、対象物に直接接触する部分（ハンド部）が使い捨てであることが好ましい場合がある。使い捨ての構成の場合、使用済みのハンド部を取り外した後に、未使用のハンド部を速やかに装着可能な構成、すなわち、ハンド部の着脱が容易な構成であることが作業効率の観点から望まれる。特に、未使用のハンド部に次々と交換ができるような構成とすることが望ましい。
特許文献１のような可動機構体と支持体とを有する構成では、ハンド部に相当するデバイス（１）は交換する際に毎回組み立てることになると、着脱作業の作業効率が悪い。作業効率を向上させるために、デバイス（１）を予め複数個組み立てておくことも可能である。しかし、特許文献１のデバイス（１）は組み立てられた状態では、コンパクトに収納することが困難であるため、組み立てられたデバイス（１）が嵩張り、保管するスペースの確保の問題もある。さらに、保管中や交換作業時に人が取り扱うことになるため、デバイス（１）を落として破損させたり壁や床にぶつけて破損させたりする恐れもある。

【0006】

本発明は、組み立てられたハンド部が収納できない従来の構成に比べて、ハンド部の収納性を向上させることを技術的課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

前記技術的課題を解決するために、請求項１に記載の発明の対象物把持装置は、
対象物に接触可能な接触面を有し且つ一端側から他端側に沿って長手方向に延びる把持部と、前記把持部の他端部に第１の関節部を介して一端部が回転可能に連結された第１のリンク部と、前記第１のリンク部の他端部に第２の関節部を介して一端部が回転可能に連結された第２のリンク部と、前記第２のリンク部の他端部に第３の関節部を介して一端部が回転可能に連結され且つ前記把持部の前記第１の関節部よりも一端側の位置に第４の関節部を介して他端部が回転可能に連結された第３のリンク部と、を有するハンド部と、
前記第２のリンク部を支持する一対のソケット部を先端に有し、対象物に対して前記ハンド部を接近、離間する方向に移動させるアーム部と、
を備えた、対象物把持装置であって、
一対の前記ソケット部に支持された前記ハンド部の間で前記対象物を把持する場合に、前記把持部の一端部で対象物を把持する第１の把持状態、または、前記把持部と前記第３のリンク部とが対象物に接触して前記対象物を把持する第２の把持状態で、前記対象物を把持可能であり、
前記各関節部で回転させて前記第３のリンク部と前記把持部とが対向し且つ近接する折り畳み状態と、前記第３のリンク部と前記把持部とが離間した展開状態と、の間で前記ハンド部が変形可能である
ことを特徴とする。

【0008】

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の対象物把持装置において、
前記把持部、前記第１の関節部、前記第１のリンク部、前記第２の関節部、前記第２のリンク部、前記第３の関節部および前記第３のリンク部が、１枚のシートを折り曲げて形成された
ことを特徴とする。

【0009】

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の対象物把持装置において、
前記第１の関節部、前記第２の関節部および前記第３の関節部が、シートの弾性復元力で前記折り畳み状態から展開状態に向けて移行する力を作用させるバネ性を有する前記ハンド部、
を備えたことを特徴とする。

【0010】

請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載の対象物把持装置において、
前記折り畳み状態から展開状態に向けて移行する力を作用させる付勢部材を有する前記ハンド部、
を備えたことを特徴とする。

【0011】

請求項５に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載の対象物把持装置において、
前記ハンド部を保持する保持位置と前記ハンド部が取り外される取外し位置との間で移動可能な保持部であって前記第２のリンク部を着脱可能に保持する前記保持部と、折り畳み状態の前記ハンド部を収容する収容部と、を有する前記ソケット部と、
前記保持部を制御する制御部であって、前記取外し位置に前記保持部を移動させて使用済みのハンド部を取り外すと共に、前記保持位置に前記保持部を移動させて前記収容部に収容された未使用のハンド部を前記保持部に装着させる前記制御部と、
を備えたことを特徴とする。

【0012】

前記技術的課題を解決するために、請求項６に記載の発明のハンド部は、
対象物を把持する対象物把持装置の先端部に支持されて前記対象物に接触するハンド部であって、
対象物に接触可能な接触面を有し且つ一端側から他端側に沿って長手方向に延びる把持部と、
前記把持部の他端部に第１の関節部を介して一端部が回転可能に連結された第１のリンク部と、
前記第１のリンク部の他端部に第２の関節部を介して一端部が回転可能に連結された第２のリンク部と、
前記第２のリンク部の他端部に第３の関節部を介して一端部が回転可能に連結され且つ前記把持部の前記第１の関節部よりも一端側の位置に第４の関節部を介して他端部が回転可能に連結された第３のリンク部と、
を備え、
前記各関節部で回転させて前記第３のリンク部と前記把持部とが対向し且つ近接する折り畳み状態と、前記第３のリンク部と前記把持部とが離間した展開状態と、の間で前記ハンド部が変形可能である
ことを特徴とする。

【0013】

前記技術的課題を解決するために、請求項７に記載の発明のハンド部組立用シートは、
対象物に接触するハンド部を折り曲げて組み立てるハンド部組立用シートであって、
対象物に接触可能な接触面を有し、一端側から他端側に沿って長手方向に延びる把持部と、
前記把持部の他端側に一端側が配置された第１のリンク部と、
前記第１のリンク部の他端側に一端側が配置された第２のリンク部と、
前記第２のリンク部の他端側に一端側が配置された第３のリンク部と、
前記第３のリンク部の他端側に設けられて折り曲げ時に前記把持部に形成された連結部に連結可能な連結部と、
を備えたことを特徴とする。

【発明の効果】

【0014】

請求項１，６，７に記載の発明によれば、組み立てられたハンド部が収納できない従来の構成に比べて、ハンド部の収納性を向上させることができる。
請求項２に記載の発明によれば、各部位が別個の部品で構成されている場合に比べて、作成作業や組立作業を容易にでき、製造費用を削減できる。
請求項３に記載の発明によれば、関節部のバネ性で、ハンド部を自然に展開状態にすることができる。
請求項４に記載の発明によれば、付勢部材の力でハンド部を自然に展開状態にすることができる。
請求項５に記載の発明によれば、使用済みのハンド部を未使用のハンド部に自動的に次々に交換することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】図１は本発明の実施例１の対象物把持装置の説明図である。

【図2】図２は実施例１のハンド部の側面図である。

【図3】図３は実施例１のハンド部の展開、折り畳みの説明図であり、図３Ａは展開状態の説明図、図３Ｂは折り畳み状態の説明図である。

【図4】図４は実施例１のハンド部の展開図であって、ハンド部組立シートの説明図である。

【図5】図５は実施例１の爪部と開口部の位置関係の説明図であり、図５Ａは展開状態での説明図、図５Ｂは折り畳み状態での説明図である。

【図6】図６は実施例１のフラップ部の説明図である。

【図7】図７は実施例１のソケット部の要部断面説明図であり、図７Ａは正面方向から見た断面図、図７Ｂは図７ＡのＶＩＩＢ－ＶＩＩＢ線断面図である。

【図8】図８は実施例１のソケット部の作用説明図であり、図８Ａはハンド部が取り外される前の状態の説明図、図８Ｂは外側突起が取外し位置に移動した状態の説明図、図８Ｃは外側突起が保持位置に戻った状態の説明図、図８Ｄは内側突起が送出し位置に移動した状態の説明図、図８Ｅは内側突起が保持位置に戻った状態の説明図である。

【図9】図９は実施例１の把持部の把持状態の説明図であり、図９Ａは第１の把持状態の一例であるつまみ把持状態の説明図、図９Ｂは第２の把持状態の一例であるなじみ把持状態の説明図である。

【図10】図１０は従来の構成のハンド部の説明図であり、図１０Ａは外観の写真、図１０Ｂはリンク機構の説明図である。

【図11】図１１は実施例２のハンド部組立シートの説明図であり、実施例１の図４に対応する図である。

【図12】図１２は実施例２の関節部の拡大図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

次に図面を参照しながら、本発明の実施の形態の具体例（以下、実施例と記載する）を説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
なお、以下の図面を使用した説明において、理解の容易のために説明に必要な部材以外の図示は適宜省略されている。

【実施例0017】

図１は本発明の実施例１の対象物把持装置の説明図である。
図１において、本発明の実施例１の対象物把持装置の一例としてのロボットアーム１は、アーム部２を有する。アーム部２は、棒状に延びる複数のアームリンク部３（３ａ～３ｃ）と、アームリンク部３ａ～３ｃどうしを回転可能に連結するアーム関節部４（４ａ～４ｄ）と、を有する。各アーム関節部４には、図示しないモータが内蔵されており、基端側のアームリンク部３に対して先端側のアームリンク部３を回転、移動させることが可能である。なお、アームリンク部３を移動させる駆動源はモータに限定されず、エアシリンダやソレノイド等を使用することも可能である。また、アーム関節部４は１軸を中心に回転可能な場合を例示したがこれに限定されず、２軸や３軸以上の回転軸を中心として回転可能な構成やユニバーサルジョイント等を採用することも可能である。
最も先端側のアームリンク部３ｃの先端部には、ソケット支持部６がアーム関節部４ｄを介して回転可能に支持されている。ソケット支持部６には、ハンド支持部の一例として一対のソケット部７（７ａ，７ｂ）が、ソケット関節部８（８ａ，８ｂ）を中心として回転可能に支持されている。ソケット関節部８にも、図示しないモータが内蔵されており、各ソケット部７ａ，７ｂを回転させることが可能である。

【0018】

（ハンド部の説明）
図２は実施例１のハンド部の側面図である。
各ソケット部７には、対象物９に接触して把持するハンド部１１が支持されている。実施例１のハンド部１１は、左右対称な状態で一対配置されている。図２において、実施例１のハンド部１１は、先端側の把持部１２を有する。把持部１２は、一端部１２ａ側から他端部１２ｂ側に沿って長手方向に延びる平板状に形成されている。また、把持部１２には、ハンド部１１どうしが対向する側である内側に対象物９に接触可能な接触面１２ｃ１が形成されている。
把持部１２の他端部１２ｂには、第１の関節部１３を介して第１のリンク部１４の一端部１４ａが回転可能に連結されている。第１のリンク部１４の他端部１４ｂには、第２の関節部１６を介して第２のリンク部１７の一端部１７ａが回転可能に連結されている。第２のリンク部１７の他端部１７ｂには、第３の関節部１８を介して第３のリンク部１９の一端部１９ａが回転可能に連結されている。第３のリンク部１９の他端部１９ｂは、第１の関節部１３よりも一端部１２ａ側の位置で第４の関節部２０で把持部１２に回転可能に連結されている。
なお、実施例１では、第２の関節部１６、第３の関節部１８は、後述するハンド部組立シート３１の折り線で構成されている。

【0019】

図３は実施例１のハンド部の展開、折り畳みの説明図であり、図３Ａは展開状態の説明図、図３Ｂは折り畳み状態の説明図である。
したがって、実施例１のハンド部１１は、リンク機構としては、図２の太線で示される構成となり、いわゆる、４節リンクの形状となる。よって、図３に示すように、実施例１のハンド部１１は、図３Ａに示す展開状態と、図３Ｂに示す折り畳み状態との間で変形可能になっている。図３Ｂに示すように、折り畳み状態では、第１のリンク部１４と第２のリンク部１７とが延長面状に近づいた状態で配置され、第３のリンク部１９が第２のリンク部１７に対向し且つ近接すると共に、把持部１２が第３のリンク部１９に対向し且つ近接した状態となる。そして、展開状態では、第３のリンク部１９が把持部１２や第２のリンク部１７から離間した状態となる。
実施例１では、第１の関節部１３と第３の関節部１８に跨るように、付勢部材の一例としてのゴム紐２１が配置されている。ゴム紐２１は、展開状態では自然長となり、折り畳み状態では伸長状態となる長さに設定されている。したがって、ハンド部１１が折り畳み状態になると、ゴム紐２１が展開状態に向かう弾性復元力を作用させる。なお、付勢部材としてゴム紐を例示したがこれに限定されず、コイルバネやねじりバネ等任意の弾性体を使用可能である。また、紙やプラスチック等が折り曲げ状態から平面状態に戻ろうとする復元力や、重力等で折り畳み状態から展開状態に自然に移行する構成であれば、付勢部材を設置しない構成とすることも可能である。

【0020】

（ハンド部組立シートの説明）
図４は実施例１のハンド部の展開図であって、ハンド部組立シートの説明図である。
図４において、実施例１のハンド部１１は、１枚のハンド部組立シート３１を折り曲げることで形成されている。ハンド部組立シート３１は、紙やプラスチック、ゴム等の樹脂材で構成することが好ましいが、アルミ箔等の金属材料や不織布等で構成することも可能である。なお、紙や樹脂の表面に金属や布を被膜（コーティング）したような複合材を使用することも可能である。
ハンド部組立シート３１は、レーザー加工機等で目的の形状に加工（切り出す）することが可能である。なお、目的の形状に加工する方法は、レーザー加工機を使用する構成に限定されず、プレス加工や、人が手作業で切り出すことも可能である。
なお、図４において、ハンド部１１を組み立てる際の「山折り線」を「一点鎖線」で示し、「谷折り線」を「破線」で示す。

【0021】

図５は実施例１の爪部と開口部の位置関係の説明図であり、図５Ａは展開状態での説明図、図５Ｂは折り畳み状態での説明図である。
図４において、実施例１のハンド部組立シート３１では、把持部１２の把持本体部１２ｃに対して、短手方向（幅方向の）両側に、把持補強部１２ｄ，１２ｅが設けられている。各把持補強部１２ｄ，１２ｅの幅方向の内端側には、復元補助部１２ｆが形成されている。復元補助部１２ｆは、接触面１２ｃ１の裏側の面に折り返されている。復元補助部１２ｆは、把持本体部１２ｃにも把持補強部１２ｄ，１２ｅにも接着されていない。
第１の把持補強部１２ｄの幅方向の外端部には、複数の爪部１２ｈが形成されている。第２の把持補強部１２ｅには、爪部１２ｈに対応して、複数の開口部１２ｉが形成されている。実施例１の開口部１２ｉは、幅方向に延びる長方形状に形成されている。ハンド部１１が組み立てられた状態では、開口部１２ｉには爪部１２ｈが嵌まった状態となる。したがって、図５Ａに示す展開状態では、把持部１２の全体としては断面が図５Ａに示すように三角形状となる。把持補強部１２ｄ，１２ｅが設けられない構成では、把持部１２は１枚のシートのみ（すなわち、把持本体部１２ｃのみ）の構成となり、剛性が弱く、接触面１２ｃ１に対象物９が接触すると把持本体部１２ｃが撓んでしまって把持することが困難な場合がある。これに対して、把持補強部１２ｄ，１２ｅが設けられた構成では、断面が三角形状となり、１枚のシートのみの構成に比べて全体として剛性が向上して、対象物９を把持しやすくなる。

【0022】

また、ハンド部１１が折り畳み状態となる場合、爪部１２ｈが開口部１２ｉに沿って幅方向に移動し、図５Ｂのように幅方向の内側に移動可能である。よって、把持補強部１２ｄ，１２ｅがハンド部１１の折り畳みを妨げない。
ハンド部１１が折り畳み状態から展開状態になる場合、把持補強部１２ｄ，１２ｅの展開に、ハンド部組立シート３１の復元力を利用する。ハンド部組立シート３１の復元力を利用する場合、素材によっては、折り線で折ると展開に必要な角度まで戻らないことがあるが、実施例１では、復元補助部１２ｆを設けることで、展開に必要な角度を復元補助部１２ｆを設けない場合の半分にしている。一例として、把持補強部１２ｄ，１２ｅを把持本体部１２ｃに対して６０°展開させたい場合に、復元補助部１２ｆを設けない構成では、シートの復元力で６０°展開できないといけないが、復元補助部１２ｆを設ければ、把持本体部１２ｃに対して復元補助部１２ｆが３０°展開して、復元補助部１２ｆに対して把持補強部１２ｄ，１２ｅが３０°展開できればよくなる。よって、復元補助部１２ｆを設けることで、復元力が弱いシート材料を使用する場合でも、シート材料の復元力を利用して目的の姿勢（目的の状態、目的の展開角度）まで展開させやすくすることができる。なお、実施例１では復元補助部１２ｆは１つ（１段）設ける構成を例示したが、シート材料の復元力や目的の展開角度に応じて複数段設ける構成とすることも可能である。

【0023】

また、第２の把持補強部１２ｅの外縁部には、外縁に沿って複数の折り返し補強部１２ｊが形成されている。折り返し補強部１２ｊは、折り返して第２の把持補強部１２ｅに接着剤等で接着することで、第２の把持補強部１２ｅの強度を高め、把持部１２の全体の強度を高めることが可能である。なお、対象物９の重力が軽い等の低負荷用途の場合やシート自体に十分な剛性がある場合のように、補強の必要がない場合は、折り返し補強部１２ｊを設けない構成とすることも可能である。
また、把持本体部１２ｃには、他端部１２ｂよりも一端部１２ａ側の位置に、連結部の一例としての連結スリット１２ｋが形成されている。
図４において、実施例１のハンド部組立シート３１では、把持部１２の一端部１２ａ側には、先端復元補助部３２（３２ａ，３２ｂ）が形成されている。先端復元補助部３２ａ，３２ｂは、前述した復元補助部１２ｆと同様の目的で配置されており、同様の機能を有する。先端復元補助部３２ａ，３２ｂは、後述するフラップ部３３を初期位置（フラップ部３３が把持本体部１２ｃに対して平行になっている状態）に戻すために配置されている。

【0024】

図６は実施例１のフラップ部の説明図である。
図４において、先端復元補助部３２の先端側には、フラップ部３３が形成されている。図４、図６において、フラップ部３３は、先端復元補助部３２ｂの先端側に連結されたフラップ支持部３３ａと、更に先端側に連結されたフラップ本体部３３ｂとを有する。フラップ本体部３３ｂは、幅方向の両側から折り込むことで厚さが３重となるように形成されている。フラップ本体部３３ｂの表面には、対象物９に接触する際に摩擦力を向上させるための凹凸を形成するために、複数の孔３３ｃが形成されている。実施例１のフラップ部３３は、フラップ本体部３３ｂがフラップ支持部３３ａにより把持本体部１２ｃに対して可動となっており、フラップ本体部３３ｂに対象物９が接触した際に、対象物９の表面形状に沿ってフラップ本体部３３ｂが揺動可能である。よって、対象物９とフラップ本体部３３ｂの接触面積を広くすることが可能であり、フラップ部３３を有しない構成に比べて、ハンド部１１で対象物９をより確実に把持することが可能である。

【0025】

図４において、把持部１２の他端部１２ｂ側には、第１の関節部１３が形成されている。実施例１の第１の関節部１３は、２つの関節パーツ１３ａ，１３ｂが折り返されて構成されている。なお、実施例１の第１の関節部１３のように構成することで、後述するつまみ把持時に、把持補強部１２ｄ，１２ｅと第１のリンク補強部（後述、１４ｄ，１４ｅ）とが重なり合う（干渉する）ことを防止し、対象物９に確実に力をかけられ、ハンド部１１で対象物９を確実に把持できる。また、実施例１では、把持補強部１２ｄ，１２ｅと第１のリンク補強部１４ｄ，１４ｅは、ハンド部１１の長手方向の端部が第１の関節部１３側に飛び出ているため、１枚のシートで構成する際に、展開図において、把持補強部１２ｄ，１２ｅと第１のリンク補強部１４ｄ，１４ｅが重ならずに作成するためのスペースも確保可能である。
図４において、第１のリンク部１４には、第１のリンク本体部１４ｃに対して、把持部１２と同様に、第１のリンク補強部１４ｄ、１４ｅ，縁補強部１４ｆ、爪部１４ｈ、開口部１４ｉが形成されている。第１のリンク補強部１４ｄ、１４ｅ，縁補強部１４ｆ、爪部１４ｈ、開口部１４ｉの機能は、把持部１２のものと同様であるため、詳細な説明は省略する。

【0026】

図４において、第２のリンク部１７には、第２のリンク本体部１７ｃの幅方向の外側に、第２のリンク補強部１７ｄ，１７ｅが形成されている。第２のリンク補強部１７ｄ，１７ｅは、第２のリンク本体部１７ｃに貼り合わされることで、第２のリンク部１７の厚さが３重（ハンド部組立シート３１の厚さの３倍）となり、補強される。なお、折り返し補強部１２ｊと同様に、補強の必要がなければ、第２のリンク補強部１７ｄ，１７ｅは設けない構成とすることも可能である。
実施例１の第２のリンク部１７では、第２のリンク本体部１７ｃ（や第２のリンク補強部１７ｄ，１７ｅ）の幅Ｌ１が、把持部１２や第１のリンク部１４、第３のリンク部１９の幅Ｌ０に比べて、長く（幅広に）形成されている。この幅の差分（Ｌ１－Ｌ０）の部分で、ソケット部７に支持される被支持部１７ｆが構成されている。なお、実施例１では、被支持部１７ｆは、第２のリンク本体部１７ｃから連続して（折り線なしで）一体的に形成されている。

【0027】

図４において、第３のリンク部１９には、第３のリンク本体部１９ｃに対して、把持部１２と同様に、第３のリンク補強部１９ｄ，１９ｅ、爪部１９ｈ、開口部１９ｉが形成されている。第３のリンク補強部１９ｄ，１９ｅ、爪部１９ｈ、開口部１９ｉの機能は、把持部１２のものと同様であるため、詳細な説明は省略する。
図４において、第４の関節部２０は、凸状の第４の関節本体部２０ａを有する。第４の関節本体部２０ａは、把持本体部１２ｃの連結スリット１２ｋに差し込まれる形で連結されることで、第３のリンク部１９と把持部１２とが連結される。第４の関節本体部２０ａの幅方向の外側には、第４の関節補強部２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ，２０ｅが形成されている。実施例１では、第４の関節本体部２０ａが連結スリット１２ｋに差し込まれた状態で、幅方向外側の部位２０ｃ，２０ｅが把持補強部１２ｄ，１２ｅに貼り合わされることで、ハンド部１１の全体の強度が補強される。

【0028】

（ソケット部の説明）
図７は実施例１のソケット部の要部断面説明図であり、図７Ａは正面方向から見た断面図、図７Ｂは図７ＡのＶＩＩＢ－ＶＩＩＢ線断面図である。
図７において、実施例１のソケット部７は、ハウジング４１を有する。ハウジング４１は、収容部の一例としての収容空間４２が内部に形成されている。収容空間４２には、折り畳み状態のハンド部１１を複数収容可能である。収容空間４２の底部には、押し出し部材の一例としての底板４３が配置されている。底板４３は、付勢部材の一例としてのバネ４４で収容空間４２の外側に向けて押される力を受けている。
収容空間４２の側壁には、収容空間４２の外側の端部の位置に、保持部の一例としての外側突起４６と内側突起４７とが対向して１組ずつ配置されている。各突起４６，４７は、収容空間４２の側壁の内面に対して突出した状態と埋没した状態との間で移動可能（出没可能）に構成されている。各突起４６，４７が突出した状態では、外側突起４６どうしの間隔Ｌ２と内側突起４７どうしの間隔Ｌ２は、第２のリンク本体部１７ｃの幅Ｌ１よりも狭く、且つ、把持本体部１２ｃ等の幅Ｌ０よりも広く設定されている。すなわち、Ｌ１＞Ｌ２＞Ｌ０に設定されている。また、各突起４６，４７が埋没した状態では、外側突起４６どうしの間隔と内側突起４７どうしの間隔、すなわち、側壁の間隔は、第２のリンク本体部１７ｃの幅Ｌ１よりも広く設定されている。

【0029】

図８は実施例１のソケット部の作用説明図であり、図８Ａはハンド部が取り外される前の状態の説明図、図８Ｂは外側突起が取外し位置に移動した状態の説明図、図８Ｃは外側突起が保持位置に戻った状態の説明図、図８Ｄは内側突起が送出し位置に移動した状態の説明図、図８Ｅは内側突起が保持位置に戻った状態の説明図である。
図８Ａにおいて、ハンド部１１を使用して対象物９を把持する場合、収容空間４２に折り畳まれた状態の複数のハンド部１１（１１ａ～１１ｆ）を収容して、そして、最も外側のハンド部１１ａの被支持部１７ｆが外側突起４６と内側突起４７の間で保持された状態で使用される。この状態では、ゴム紐２１の力でハンド部１１ａは折り畳み状態から展開状態に変形している。よって、ハンド部１１ａを使用して対象物９を把持可能である。

【0030】

図８Ａ、図８Ｂにおいて、使用済みのハンド部１１ａを取り外す場合、外側突起４６を突出した状態の保持位置から、埋没した状態の取外し位置に移動させる。外側突起４６が取外し位置に移動すると、使用済みのハンド部１１ａがソケット部７から離脱可能な状態となる。この時、次の未使用のハンド部１１ｂが、ゴム紐２１の力で展開状態になろうとしており、次のハンド部１１ｂの展開状態への変形に伴って、使用済みのハンド部１１ａが押し出される。よって、使用済みのハンド部１１ａは、ソケット部７から取り外される。
図８Ｂ～図８Ｄにおいて、外側突起４６を保持位置に戻した後（図８Ｃ参照）、内側突起４７を側壁に埋没した送出し位置に移動させると（図８Ｄ参照）、底板４３のバネ４４の力で、未使用のハンド部１１ｂ～１１ｆが外側に送り出される。そして、最も外側になるハンド部１１ｂの被支持部１７ｆが外側突起４６に接触した状態で停止する。
そして、内側突起４７を側壁から突出した保持位置に戻すと（図８Ｅ参照）、未使用のハンド部１１ｂが外側突起４６と内側突起４７の間で保持されて、対象物９の把持が可能な状態となる。

【0031】

なお、全て未使用のハンド部１１ａ～１１ｆを収容部４２にセットした場合、最も外側のハンド部１１ａの被支持部１７ｆが内側突起４７の内側に位置した状態となるが、図８Ｃ～図８Ｅの工程を実行することで、最も外側のハンド部１１ａの被支持部１７ｆが外側突起４６と内側突起４７の間に保持された状態にすることが可能である。
このようにして、実施例１では、保持部である突起４６，４７を順に作動させることで、収容部４２に収容されたハンド部１１ａ～１１ｆを次々に交換することが可能に構成されている。
なお、実施例１では、外側突起４６および内側突起４７は、図示しないモータで移動させるように構成しているが、バネとソレノイドの組み合わせやエアシリンダや油圧シリンダ等、任意の駆動源を使用することが可能である。

【0032】

（実施例１のロボットアーム１の制御手段の説明）
図１において、実施例１のロボットアーム１の制御部Ｃは、外部との信号の入出力および入出力信号レベルの調節等を行うＩ／Ｏ（入出力インターフェース）、必要な起動処理を行うためのプログラムおよびデータ等が記憶されたＲＯＭ（リードオンリーメモリ）、必要なデータ及びプログラムを一時的に記憶するためのＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）、ＲＯＭ等に記憶された起動プログラムに応じた処理を行うＣＰＵ（中央演算処理装置）ならびにクロック発振器等を有するコンピュータ装置、いわゆるマイクロコンピュータにより構成されており、前記ＲＯＭ及びＲＡＭ等に記憶されたプログラムを実行することにより種々の機能を実現することができる。

【0033】

（制御部Ｃの機能）
図９は実施例１の把持部の把持状態の説明図であり、図９Ａは第１の把持状態の一例であるつまみ把持状態の説明図、図９Ｂは第２の把持状態の一例であるなじみ把持状態の説明図である。
実施例１の制御部Ｃは、下記の機能手段（プログラムモジュール）Ｃ１～Ｃ３を有する。
アーム制御手段Ｃ１は、ロボットアーム１のアーム関節部４ａ～４ｄの各モータの回転を制御して、対象物９に対するハンド部１１の位置を制御する。図９において、ハンド部１１の先端部が対象物９に接近した状態でハンド部１１どうしで対象物９を把持すると、図９Ａに示すように、把持部１２の先端部で対象物９を保持するつまみ把持状態（第１の把持状態の一例）で、対象物９を保持可能である。一方、図９Ａの状態よりも、ソケット部７が対象物９に近づくまでロボットアーム１を移動させると、図９Ｂに示すように、把持部１２と第３のリンク部１９とが対象物９に接触して対象物を把持するなじみ把持状態（第２の把持状態の一例）で、対象物９を保持可能である。なお、つまみ把持となじみ把持自体は、特許文献１にも記載されており、公知であるため、詳細な説明は省略する。

【0034】

把持制御手段Ｃ２は、ソケット関節部８のモータを制御して、ハンド部１１の先端部の間隔（ハンド部１１どうしの開閉）を制御する。対象物９を把持する場合は、把持制御手段Ｃ２がハンド部１１どうしの間隔を狭くし（ハンド部１１の先端を閉め）、対象物９を離す場合は、把持制御手段Ｃ２がハンド部１１どうしの間隔を広くする（ハンド部１１の先端を開く）。
交換制御手段Ｃ３は、外側突起４６と内側突起４７の作動を制御して、ハンド部１１の交換を制御する。実施例１の交換制御手段Ｃ３は、使用済みのハンド部１１を交換する場合、図８Ａ～図８Ｅで示したように各突起４６，４７を制御して、収容空間４２に収容された未使用のハンド部１１に交換する。

【0035】

（実施例１の作用）
図１０は従来の構成のハンド部の説明図であり、図１０Ａは外観の写真、図１０Ｂはリンク機構の説明図である。
前記構成を備えた実施例１のロボットアーム１では、図３に示すように、ハンド部１１が折り畳み可能に構成されている。特許文献１に示す従来の構成では、組み立てられたハンド部０１は、リンク機構で示すと、図１０Ｂに示すような形となり、折り畳むことができない。したがって、ハンド部０１を予め組み立てておくと、場所を取ると共に、交換作業時の破損も問題になりやすい。
これに対して実施例１では、ハンド部１１が折り畳み可能であるため、予め組み立てておいても、折り畳んで収納しておくことが可能であり、従来構成に比べて場所を取らず、収納性が向上している。特に、ソケット部７に収容した状態で保管しておくことも可能であり、複数のハンド部１１をまとめて保管することが可能であり、ハンド部１１の収納性や作業効率も向上する。特に、ソケット部７単位で交換可能な構成であれば、ハンド部１１の補充もソケット部７の交換作業で済み、作業効率がさらに向上する。

【0036】

また、従来技術のように、ハンド部０１を組み立てても保管が困難な場合、ハンド部０１を予め多数組み立てておくことができず、ハンド部０１を次々に使い捨てて作業をしようとしても、未使用のハンド部０１が不足しやすい。よって、ロボットアーム１での作業を一度停止してハンド部０１を組み立てる必要が発生するなど、対象物９を取り扱う作業の作業効率が悪い問題もある。これに対して実施例１のように折り畳み可能なハンド部１１を使用するロボットアーム１では、ハンド部１１を予め多数組み立てておいて保管することが可能である。よって、ハンド部１１の不足が抑制されやすく、作業効率が向上する。
特に、実施例１では、ソケット部７に収容されたハンド部１１は、制御部Ｃの制御により自動的に交換可能であり、ハンド部１１を毎回手動で交換する必要がない。よって、交換作業時の衛生面での汚染等も抑制可能である。

【0037】

また、実施例１のハンド部１１は、１枚のハンド部組立シート３１を折り曲げて作成可能であり、把持部１２や第１のリンク部１４等が別個の部品で構成されている場合に比べて、ハンド部組立シート３１の作成作業も、ハンド部１１の組立作業も容易にすることができる。よって、ハンド部１１の製造費用も削減可能である。

【実施例0038】

図１１は実施例２のハンド部組立シートの説明図であり、実施例１の図４に対応する図である。
図１２は実施例２の関節部の拡大図である。
次に、実施例２の説明をするが、実施例１と同様の構成については、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
図１１において、実施例２のハンド部１１′では、各関節部１３′，１６′，１８′，２０′の部分に、山折りと谷折りが交互に複数回繰り返された構成となっている。図１２において、実施例２の各関節部１３′，１６′，１８′，２０′は、いわゆる蛇腹状、アコーディオン状に構成されている。そして、実施例２の各関節部１３′，１６′，１８′，２０′は、山折りと谷折りが交互に繰り返された構成において、把持部１２の他端部１２ｂや第１のリンク部１４の一端部１４ａ側の部分（アコーディオンの片側）が接着されている。よって、実施例２のハンド部１１′では、このように構成することで、関節部１３′，１６′，１８′，２０′にはバネ性が付与される。よって、シートの弾性復元力と関節部１３′，１６′，１８′，２０′のバネ性により、実施例２のハンド部１１′は折り畳み状態から展開状態に自然に変形可能である。
なお、実施例２のハンド部１１′では、実施例１のハンド部１１と異なりゴム紐２１が設けられていない。

【0039】

（実施例２の作用）
前記構成を備えた実施例２のハンド部１１′では、実施例１と異なりゴム紐２１を有しない。よって、ハンド部１１′全体を１枚のハンド部組立シート３１が作成することが可能となり、ゴム紐２１のような別部材を必要としない。よって、組立性も向上すると共に、廃棄やリサイクル時にもゴム紐２１を分別する必要がなくなり、リサイクル性が向上する。

【0040】

（変更例）
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明は、前記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本発明の要旨の範囲内で、種々の変更を行うことが可能である。本発明の変更例（Ｈ01）～（Ｈ06）を下記に例示する。
（Ｈ01）前記実施例において、ロボットアーム１を物品の移動に使用する構成を例示したが、これに限定されない。例えば、対象物９の在庫管理や、無人店舗での顧客の購入対象物９の認識等にも適用可能である。

【0041】

（Ｈ02）前記実施例において、ソケット部７がソケット関節部８を中心に回転可能な構成を例示したがこれに限定されない。例えば、ソケット部７どうしが互いに接近離間する方向にスライド移動するスライダを使用して、ハンド部１１，１１′どうしの間隔を制御する構成とすることも可能である。
（Ｈ03）前記実施例において、フラップ部３３や各補強部１２ｄ，１２ｅ等は、設けることが望ましいが、設けない構成とすることも可能である。
（Ｈ04）前記実施例において、ハンド部１１，１１′を４節リンクで構成する場合を例示したが、これに限定されない。例えば、第１のリンク部１４や第３のリンク部１９を多関節の構成とすることで、全体として５節リンクや６節リンク等にすることも可能である。

【0042】

（Ｈ05）前記実施例において、ソケット部７に複数のハンド部１１，１１′を収容して、自動的に次々に交換する構成とすることが望ましいが、これに限定されない。ハンド部１１，１１′が１つずつしか装着できない構成とすることも可能である。
（Ｈ06）前記実施例において、ハンド部１１，１１′を１枚のシートで構成することが望ましいが、これに限定されない。各部位１２～１９を別個に構成して、組み立てる構成とすることも可能である。例えば、把持部１２やリンク部１４，１７，１９を剛性の高い厚いシート材で構成し、関節部１３，１６，１８，２０，１３′，１６′，１８′，２０′を薄いシート材で構成する等の変更も可能である。