特許 7569223 ロボットハンド

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-10-08

(45)【発行日】2024-10-17

(54)【発明の名称】ロボットハンド

(51)【国際特許分類】

   B25J 15/08 20060101AFI20241009BHJP

【ＦＩ】

B25J15/08 J

B25J15/08 B

B25J15/08 Z

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2021006452

(22)【出願日】2021-01-19

(65)【公開番号】P2022110815

(43)【公開日】2022-07-29

【審査請求日】2023-12-19

(73)【特許権者】

【識別番号】504157024

【氏名又は名称】国立大学法人東北大学

(73)【特許権者】

【識別番号】000005821

【氏名又は名称】パナソニックホールディングス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100123102

【弁理士】

【氏名又は名称】宗田 悟志

(72)【発明者】

【氏名】小菅 一弘

(72)【発明者】

【氏名】衣川 潤

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 裕貴

(72)【発明者】

【氏名】澁谷 昌樹

(72)【発明者】

【氏名】菊川 智之

【審査官】松浦 陽

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１０／０２９５９５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００９－０２８８５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開平０５－０６７４８７（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０１４－１２４７１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６３－１４４９８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１９／０１７６３４６（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２５Ｊ １／００ － ２１／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

掌部と、
前記掌部に取り付けられた薄い板状の引っ掛け部と、
前記引っ掛け部と所定の間隔を開けて前記掌部に取り付けられた指部と、
少なくとも前記指部を駆動する駆動部と、
を備え、
前記指部は、
前記指部のうち先端側に位置し、被保持物を押し付ける１つの押し付け部と、
前記指部のうち基端側に位置し、前記被保持物の回転を防ぐ１つの回転防止部と、
を備え、
前記押し付け部と前記被保持物との接点、前記引っ掛け部と前記被保持物との接点、前記回転防止部と前記被保持物との接点の少なくとも３点により前記被保持物を保持する
ロボットハンド。

【請求項2】

前記引っ掛け部と前記指部との間に前記被保持物の端部を前記回転防止部まで差し込み、前記駆動部により前記押し付け部を前記被保持物に押し付けることにより前記被保持物を保持する
請求項１に記載のロボットハンド。

【請求項3】

前記指部は、前記掌部と前記押し付け部との間に位置し、前記回転防止部を有する基端側の節と、前記回転防止部に接続される前記押し付け部を有する先端側の節と、の２つの節から構成され、
前記押し付け部を有する先端側の節の長さは、前記回転防止部を有する基端側の節の長さの１．５倍以上とした
請求項１または２に記載のロボットハンド。

【請求項4】

前記指部の駆動中に前記指部の節のうち少なくとも１つの節がロックしたとき、他方の節が回転または並進を始めて前記被保持物を押し付けることにより前記被保持物を保持する
請求項１から３のいずれか１項に記載のロボットハンド。

【請求項5】

前記引っ掛け部は、先端に１以上の切り欠き部を有し、前記引っ掛け部と前記被保持物との接点を２点以上とした
請求項１から４のいずれか１項に記載のロボットハンド。

【請求項6】

前記指部は、先端に１以上の切り欠き部を有し、前記指部と前記被保持物との接点を２点以上とした
請求項１から５のいずれか１項に記載のロボットハンド。

【請求項7】

前記押し付け部が前記被保持物を押し付ける方向から見たとき、前記押し付け部と前記被保持物との接点の位置は、前記引っ掛け部と前記被保持物との接点の位置と一致しない
請求項１から６のいずれか１項に記載のロボットハンド。

【請求項8】

前記被保持物は、皿、茶碗、丼、鍋、フライパンを含む食器または調理器具である
請求項１から７のいずれか１項に記載のロボットハンド。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、被保持物を保持するためのロボットハンドに関する。

【背景技術】

【0002】

食器や調理器具などの被保持物を保持するためのロボットハンドが提案されている（例えば、特許文献１参照）。従来のロボットハンドは、板状物品の自重によって保持状態を形成していた。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】国際公開第２０１０／０２９５９５号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかし、深い丼などの側壁が垂直に近いものを把持するときは、自重で保持状態を形成することができなかった。

【0005】

本開示は、ロボットハンドの性能を向上させるための技術を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示におけるロボットハンドは、掌部と、掌部に取り付けられた薄い板状の引っ掛け部と、引っ掛け部と所定の間隔を開けて掌部に取り付けられた指部と、少なくとも指部を駆動する駆動部と、を備え、指部は、指部のうち先端側に位置し、被保持物を押し付ける１つの押し付け部と、指部のうち基端側に位置し、被保持物の回転を防ぐ１つの回転防止部と、を備え、押し付け部と被保持物との接点、引っ掛け部と被保持物との接点、回転防止部と被保持物との接点の少なくとも３点により被保持物を保持する。

【発明の効果】

【0007】

本開示によれば、ロボットハンドの性能を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】実施の形態１に係る食器洗い機が設置されたシステムキッチンの外観図

【図2】実施の形態１に係る食器洗い機の概略断面図

【図3】実施の形態１に係る食器洗い機の概略断面図

【図4】ロボットアームの詳細を示す図

【図5A】ロボットハンドの上面図

【図5B】ロボットハンドの側面図

【図6A】実施の形態１に係るロボットハンドの指部の模式図

【図6B】指部が被保持部に接触したときの動作を模式的に示す図

【図7A】ロボットハンドの各部位の寸法を示す図

【図7B】ロボットハンド７０の基節リンク９４の長さｌ１と末節リンク９５の長さｌ２との比ｒと、被保持物を把持したときの指部７２の姿勢を表す変数α１と、把持の安定性を表すΔｐ_ｔｉｐ ^ｒｅｌ・ｎ_ｔｉｐとの関係を示す図

【図8】ロボットハンドの上面図

【図9】実施の形態１に係る食器洗い機を制御するための制御部の構成図

【図10】ロボットハンドにより重なった食器を把持する手順を示す図

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、図面を参照しながら実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明、または、実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。

【0010】

なお、添付図面および以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために提供されるのであって、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図していない。

【0011】

（実施の形態１）
以下、図１～１０を用いて、実施の形態１を説明する。

【0012】

実施の形態１に係る食器処理機は、洗浄または乾燥の対象となる皿、茶碗、丼、鍋、またはフライパンなどを含む板状の食器または調理器具である被処理物を自動的に移送するためのロボットアームを備える。ロボットアームは、被処理物を保持するためのロボットハンドを備える。ロボットハンドは、指部先方を駆動部により被処理物に押し付け、少なくとも３点で被処理物を保持する。これにより、深い丼などの側壁が垂直に近いものでも保持することができる。

【0013】

以下の説明では、食器洗い機に備えられたロボットハンドについて説明するが、ロボットハンドは食器乾燥機に備えられてもよい。また、食器や調理器具以外の被保持物を保持するためのロボットハンドについても同様である。

【0014】

［１－１．構成］
図１は、実施の形態１に係る食器洗い機が設置されたシステムキッチンの外観を示す。食器洗い機４０は、システムキッチン５０の内部に収納される。システムキッチン５０には、ロボットアーム６０およびカメラ５３が設置される。ロボットアーム６０は、カメラ５３により撮像された画像に基づいて、後述する駆動制御部により制御される。ロボットアーム６０は、システムキッチン５０のワークトップ５５上やシンク５６内に置かれた被洗浄物８を自動で食器洗い機４０の内部に載置する。また、ロボットアーム６０は、食器洗い機４０の内部に載置された被洗浄物８を自動で取り出す。ロボットアーム６０は、食器洗い機４０の筐体内に設置されてもよい。

【0015】

図２および図３は、実施の形態１に係る食器洗い機４０の断面を概略的に示す。図２および図３には、ロボットアーム６０以外の構成を示している。食器洗い機４０の本体１は、前方開口部を有する筐体であり、内部に洗浄槽２を備える。洗浄槽２は、引き出しレール等の手段（図示せず）により、本体１の前方開口部から前後に引き出し可能に支持される。洗浄槽２は、上方に開口部を有し、開口部から食器等の被洗浄物８の出し入れが可能となっている。洗浄槽２の中には、かご１４が設置されている。本図の例では、１段のかご１４が設置されているが、２段以上のかごが設置されてもよい。また、使用者が洗浄槽２を引き出さずに、本体１に駆動装置（図示せず）を設けて、自動で洗浄槽２を引き出す構成としてもよい。

【0016】

被洗浄物８を洗浄する際には、給水弁３を介して外部から洗浄槽２内に水または湯が供給される。洗浄槽２内に供給された洗浄水は、洗浄槽２の底部に設けられた排水孔４から排水された後、排水孔４に連通する洗浄ポンプ５により洗浄ノズル７から被洗浄物８へ噴射されて、洗浄槽２の内部を循環する。洗浄ノズル７と洗浄槽２の底部との間には、洗浄水加熱用のヒータ９が設けられる。排水孔４には、残さいを捕集するための残さいフィルタ６が設けられる。制御部１２は、給水弁３や洗浄ポンプ５等の電装部品を制御する。

【0017】

かご１４は、洗浄槽２が本体１から引き出された状態において、昇降手段により昇降可能に構成される。昇降手段は、洗浄槽２の底部に固着された固定プレートと、Ｘの字形状の昇降リンク１８、１９とを備える。昇降リンク１８、１９は、同じ長さを有し、中央の軸１７にて交差するように設置される。昇降リンク１８、１９の少なくとも一方の下端は、固定プレートの左右端に設けられた長穴に枢支される。昇降リンク１８または１９の下端が長穴を摺動することにより、昇降リンク１８、１９の上端が昇降し、昇降リンク１８、１９の上に載置支持されたかご１４が昇降する。図２は、かご１４が降下された状態を示し、図３は、かご１４が上昇された状態を示す。昇降手段として、ボールねじやベルト、エアシリンダのようなアクチュエータを用いてかご１４を昇降させてもよい。

【0018】

かご１４は、自動的に昇降可能に設けられてもよい。この場合、昇降手段は、昇降リンク１８、１９を昇降させるためのモータなどの駆動手段と、駆動手段を制御するための制御部とを備える。制御部は、使用者によるボタン操作などに応じてかご１４を昇降させてもよいし、洗浄槽２が本体１から引き出されたことがセンサなどにより検知されたときに自動的にかご１４を昇降させてもよい。かご１４は、使用者により手動で昇降可能に設けられてもよい。この場合、昇降手段は、昇降リンク１８、１９を昇降させるための回転軸などの昇降機構と、昇降機構を動作させるためのハンドルなどの操作手段とを備える。昇降機構は、洗浄槽２が本体１から引き出されたときにバネなどにより昇降リンク１８、１９を昇降させる機構であってもよい。

【0019】

図４は、ロボットアーム６０の詳細を示す。ロボットアーム６０のアーム部６２は、第１リンク６２ａ、第２リンク６２ｂ、および第３リンク６２ｃを含む。第３リンク６２ｃは、洗浄槽２の幅方向（Ｘ軸方向）にハンド部６３を移動させる。第２リンク６２ｂは、高さ方向（Ｚ軸方向）に第３リンク６２ｃおよびハンド部６３を移動させる。第１リンク６２ａは、洗浄槽２の奥行き方向（Ｙ軸方向）に第２リンク６２ｂ、第３リンク６２ｃ、およびハンド部６３を移動させる。ロボットアーム６０のハンド部６３は、第４リンク６２ｄ、第５リンク６２ｅ、および第６リンク６２ｆを含む。第６リンク６２ｆは、Ｔ軸（wrist Turning：手首回転）の周りでロボットハンド７０を回転させる。第５リンク６２ｅは、Ｂ軸（wrist Bending：手首曲げ）の周りで第６リンク６２ｆおよびロボットハンド７０を回転させる。第４リンク６２ｄは、Ｒ軸（wrist Rotation：手首旋回）の周りで第５リンク６２ｅ、第６リンク６２ｆ、およびロボットハンド７０を回転させる。

【0020】

図５Ａは、ロボットハンド７０の上面図であり、図５Ｂは、ロボットハンド７０の側面図である。ロボットハンド７０は、掌部７１と、掌部７１に取り付けられた引っ掛け部８０と、引っ掛け部８０と所定の間隔を開けて掌部７１に取り付けられた指部７２と、少なくとも指部７２を駆動する駆動部とを備える。指部７２は、平行に２本設けられ、それぞれ、被保持物を押し付ける押し付け部７４と、被保持物の回転を防ぐ回転防止部７３とを備える。ロボットハンド７０は、押し付け部７４と被保持物との接点、引っ掛け部８０と被保持物との接点、回転防止部７３と被保持物との接点の少なくとも３点により被保持物を保持する。

【0021】

２本の指部７２は、１つの駆動部により同時に駆動される。ロボットハンド７０は、２本の指部７２を有するので、被保持物を把持した際に、外乱などによる被保持物の揺れを低減させることができる。被保持物と接触する指腹には、ゴムや樹脂などの弾性体が設けられる。これにより、被保持物と指部７２との間の摩擦係数を高め、把持力を高めることができるとともに、被保持物を傷つけないようにすることができる。

【0022】

引っ掛け部８０は、重なった状態で載置されている被保持物を把持するために、被保持物同士の間に挿入可能な比較的薄い厚みを有する。引っ掛け部８０は、被保持物の荷重がかかるので、ステンレス材などの強度の高い材質で構成されるのが望ましい。

【0023】

駆動部は、モータ７５と、平歯車７６と、ボールねじ７７と、ボールねじナット７８と、バネ７９を備える。モータ７５の出力トルクは、平歯車７６（減速比１：１）を介して、ボールねじ７７へと伝達される。減速比の高い減速機をモータ７５とボールねじ７７の間に設けることにより、指部７２が被保持物を把持しているときに停電などで電力の供給が停止されたとしても、指部７２が被保持物を離す方向に動くのを抑えることができるので、被保持物の落下を防ぐことができる。モータ７５の回転運動は、ボールねじ７７により直動運動に変換される。ボールねじナット７８には、後述する劣駆動機構の直動リンクの一端が取り付けられており、ボールねじナット７８の直動運動により駆動力がリンクに伝達されて２本の指部７２が開閉する。バネ７９は、後述するように、指部７２の劣駆動機構の冗長自由度を制限するために取り付けられている。

【0024】

ロボットハンド７０は、機構の自由度よりアクチュエータの数の方が少ない劣駆動機構を有する。これにより、被保持物の形状に合わせて指部７２の各関節角が自動的に調整されるので、被保持物を指部７２になじませることができる。また、各関節にアクチュエータを設けたり、被保持物との接触を検知するセンサを設けたりすることなく、指部７２を被保持物になじませることができるので、ロボットハンド７０の構成を簡略化することができ、ロボットハンド７０のサイズや製造コストなどを低減させることができる。

【0025】

図６Ａは、実施の形態１に係るロボットハンド７０の指部７２の模式図である。ロボットハンド７０の指部７２は、リンク構造を用いた劣駆動機構を有する。指部７２の劣駆動機構は、４節リンク９０、直動リンク９１、および直動リンク９１と４節リンク９０をつなぐリンク９２の合計６節のリンクにより構成される。４節リンク９０のうち１つの関節９３が固定されている。関節９３から指先に向かう基節リンク９４は、回転防止部７３に相当する。基節リンク９４から指先に向かう末節リンク９５は、押し付け部７４に相当する。基節リンク９４と末節リンク９５の間の関節に、ストッパ９６とバネ９７が設けられる。モータ７５の回転がボールねじ７７およびボールねじナット７８により直線運動に変換され、直動リンク９１が駆動されることにより指部７２が動作する。このリンク構造は、固定された関節９３の周りの回転と４節リンク９０の変形の２自由度を有しているが、４節リンク９０の変形はバネ９７とストッパ９６により制限されている。

【0026】

図６Ｂは、指部７２が被保持部に接触したときの動作を模式的に示す。ここで、被保持物は移動せず、基節リンク９４が最初に被保持物９８に接触すると仮定する。まず、基節リンク９４と末節リンク９５が被保持物９８に接触していない状態では、４節リンク９０の変形はバネ９７とストッパ９６により制限されているため、固定された関節９３の周りに４節リンク９０全体が回転する（１）。次に、基節リンク９４が被保持物９８に接触すると、固定された関節９３の周りの回転は拘束される（２）。バネ９７とストッパ９６が設けられたリンク間の関節に伝達されるトルクがバネ９７の与圧より大きくなると、４節リンク９０の変形が起こる（３）。４節リンク９０の変形により、末節リンク９５が被保持物９８と接触するまで回転し、被保持物９８に把持力が加えられた状態となる（４）。

【0027】

本実施の形態のロボットハンド７０の劣駆動機構は冗長自由度を有するため、アクチュエータの動作のみによって劣駆動機構の姿勢を定めることはできず、外力により姿勢が変化しうる。被保持物を保持しているときに外力が加わると、被保持物と指部７２との接触点を介して外力が劣駆動機構に加わり、４節リンク９０が変形して指部７２の姿勢が変化する。このような場合であっても、ロボットハンド７０が被保持物を保持し続けられるような劣駆動機構の条件を下記に示す。

【0028】

図７Ａは、ロボットハンド７０の各部位の寸法を示す。α１、α２は、劣駆動機構の姿勢を定める変数である。劣駆動機構は、２自由度を有するため、２つの変数により姿勢が定められる。基節リンク９４の長さをｌ１、末節リンク９５の長さをｌ２、指部７２全体の長さをｌ（＝ｌ１＋ｌ２）とする。外力が加わった場合、α１が変化することにより指部７２の姿勢が変化する。このとき、被保持物の拘束が解けない条件は、被保持物が微小回転したときの被保持物の表面に対する末節リンク９５上の接触点の相対的な微小変位Δｐ_ｔｉｐ ^ｒｅｌと、末節リンク９５の表面外側を向く法線ベクトルｎ_ｔｉｐを用いて、下式で表される。
Δｐ_ｔｉｐ ^ｒｅｌ・ｎ_ｔｉｐ＞０

【0029】

図７Ｂは、ロボットハンド７０の基節リンク９４の長さｌ１と末節リンク９５の長さｌ２との比ｒと、被保持物を把持したときの指部７２の姿勢を表す変数α１と、把持の安定性を表すΔｐ_ｔｉｐ ^ｒｅｌ・ｎ_ｔｉｐとの関係を示す。左上の領域は、Δｐ_ｔｉｐ ^ｒｅｌ・ｎ_ｔｉｐ＜０で把持が不安定な領域であり、右下の領域は、Δｐ_ｔｉｐ ^ｒｅｌ・ｎ_ｔｉｐ＞０で把持が安定な領域である。更に右下の白い領域は、図７Ａに示した構造では幾何学的に実現不可能な領域である。ｒが小さいほど把持は安定となるが、実現可能な角度α１の範囲が狭くなり、指部７２の姿勢が限定される。したがって、実現可能な角度α１の範囲が広く、かつ、実現可能な角度α１のほぼ全範囲において把持が安定である指部７２を実現するために、リンク比ｒは、０．２～０．４であることが好ましく、０．３～０．４であることがより好ましい。すなわち、押し付け部７４を有する末節リンク９５の長さは、回転防止部７３を有する基節リンク９４の長さの１．５倍以上、４倍以下であることが好ましく、２．３倍以上、４倍以下であることがより好ましい。本発明者らは、ｌ１＝２５ｍｍ、ｌ２＝４３ｍｍ（リンク比ｒ＝０．３６８）である試作機Ａと、ｌ１＝３４ｍｍ、ｌ２＝３４ｍｍ（リンク比ｒ＝０．５）である試作機Ｂを製作し、食器を把持して外力を加える試験を行った。試作機Ａは、外力を加えても食器を安定的に把持することができた。試作機Ｂは、外力を加えた際の食器のぐらつきが大きく、食器によっては拘束を保つことができなかった。

【0030】

図８は、ロボットハンド７０の上面図である。引っ掛け部８０は、先端に１以上の切り欠き部８１を有している。したがって、引っ掛け部８０は、接点８２ａ、８２ｂの２点で被保持物と接触する。これにより、被保持物を把持したときに、特に丼や茶椀のような湾曲した被保持物が揺れ動くのを抑えることができる。押し付け部７４も、接点８３ａ、８３ｂの２点で被保持物と接触するので、被保持物を把持したときに、特に丼や茶椀のような湾曲した被保持物が揺れ動くのを抑えることができる。押し付け部７４は、３本以上設けられてもよい。また、押し付け部７４の先端に１以上の切り欠き部が設けられてもよい。この場合、押し付け部７４は１本であってもよい。引っ掛け部８０は、２本以上設けられてもよい。この場合、それぞれの引っ掛け部８０は、切り欠き部を有してもよいし、有していなくてもよい。

【0031】

押し付け部７４が被保持物を押し付ける方向から見たとき、押し付け部７４と被保持物との接点８３ａ、８３ｂの位置は、引っ掛け部８０と被保持物との接点８２ａ、８２ｂの位置と一致しない。これにより、特に丼や茶椀のような湾曲した被保持物が揺れ動くのを更に抑えることができるので、より確実に被保持物を保持することができる。

【0032】

図９は、実施の形態１に係る食器洗い機を制御するための制御部の構成を示す。制御部１２は、マイクロコンピュータ、マイクロコントローラ、集積回路などのハードウェアにより実現される。

【0033】

制御部１２は、工程制御部２３、駆動制御部２４、およびメモリ２５を備える。これらの構成は、ハードウエア的には、任意のコンピュータのＣＰＵ、メモリ、その他のＬＳＩなどにより実現され、ソフトウエア的にはメモリにロードされたプログラムなどによって実現されるが、ここではそれらの連携によって実現される機能ブロックを描いている。したがって、これらの機能ブロックがハードウエアのみ、またはハードウエアとソフトウエアの組合せなど、いろいろな形で実現できることは、当業者には理解されるところである。

【0034】

工程制御部２３は、食器洗い機４０による洗浄運転を制御する。工程制御部２３は、食器洗い機４０の本体１に設けられたボタンやスイッチなどにより構成される操作部２２から使用者による指示を受け付け、指示にしたがって洗浄運転を制御する。工程制御部２３は、洗浄工程、すすぎ工程、および乾燥工程を連続的に実行してもよいし、いずれかの工程のみを実行してもよいし、いずれか２以上の工程の組合せを任意の順序で実行してもよい。

【0035】

駆動制御部２４は、ロボットアーム６０を制御する。駆動制御部２４は、カメラ５３により撮像された画像に基づいて、アーム部６２およびハンド部６３の移動を制御し、ロボットハンド７０により被洗浄物８を把持させる。

【0036】

［１－２．動作］
以上のように構成された食器洗い機４０について、以下その動作、作用を説明する。

【0037】

使用者が洗浄槽２を食器洗い機４０の本体１から前方に引き出し、かご１４を上方に移動させると、駆動制御部２４は、ロボットアーム６０を上方に移動させる。このとき、駆動制御部２４は、ロボットアーム６０の少なくとも一部が本体１および洗浄槽２の外部に出るように、ロボットアーム６０を移動するとともに、アーム部６２を展開する。駆動制御部２４は、ロボットアーム６０を制御して、ワークトップ５５上などにある被洗浄物８を把持して洗浄槽２の内部に載置する。被洗浄物８の移動が終了すると、駆動制御部２４は、アーム部６２を元に戻すとともに、ロボットアーム６０を元の位置に戻す。使用者は、洗浄槽２内に洗剤を投入し、洗浄槽２を本体１に収納して洗浄を開始させる。ロボットアーム６０は、洗浄槽２とともに本体１に収納される。

【0038】

工程制御部２３は、給水弁３を開いて洗浄槽２内に水または湯を供給する。洗浄槽２内に供給された洗浄水は、残さいフィルタ６を通過して排水孔４から洗浄ポンプ５に吸い込まれ、洗浄ポンプ５より洗浄槽２の内底部に設けられた洗浄ノズル７に供給される。洗浄ノズル７から噴射された洗浄水は、被洗浄物８を洗浄した後、再び排水孔４に戻るという経路で循環する。この際、被洗浄物８から脱落した残さい等は、洗浄水とともに残さいフィルタ６に流入し、この残さいフィルタ６を通過できない大きさの残さいは、残さいフィルタ６に捕集される。

【0039】

洗浄後に被洗浄物８を取り出す際には、使用者が洗浄槽２を食器洗い機の本体１から前方に引き出し、かご１４を上方に移動させると、駆動制御部２４は、ロボットアーム６０を上方に移動させる。駆動制御部２４は、ロボットアーム６０を制御して、かご１４から被洗浄物８を取り出してワークトップ５５上などに載置する。被洗浄物８の移動が終了すると、駆動制御部２４は、アーム部６２を元に戻すとともに、ロボットアーム６０を元の位置に戻す。

【0040】

図１０は、ロボットハンド７０により重なった食器を把持する手順を示す。まず、ロボットハンド７０を食器９９に近づけ（１）、重なった状態の食器９９の縁と縁の隙間に引っ掛け部８０を差し込む（２）。つづいて、指部７２を閉じることにより、食器９９の縁を把持する（３）。つづいて、ロボットハンド７０全体を持ち上げることにより、重なった状態の食器から一番上の食器９９を１枚ずつ取り出す（４）。食器洗い機４０から食器を取り出してワークトップ５５上に重ねて置く動作も、上記と逆の手順で行うことができる。

【0041】

［１－３．効果等］
以上のように、本実施の形態において、ロボットハンドは、掌部と、掌部に取り付けられた引っ掛け部と、引っ掛け部と所定の間隔を開けて掌部に取り付けられた指部と、少なくとも指部を駆動する駆動部と、を備え、指部は、被保持物を押し付ける押し付け部と、被保持物の回転を防ぐ回転防止部と、を備え、押し付け部と被保持物との接点、引っ掛け部と被保持物との接点、回転防止部と被保持物との接点の少なくとも３点により被保持物を保持する。これにより、側壁が垂直に近い被保持物なども、より確実に保持することができる。

【0042】

また、本実施の形態において、ロボットハンドは、引っ掛け部と指部との間に被保持物の端部を回転防止部まで差し込み、駆動部により押し付け部を被保持物に押し付けることにより被保持物を保持する。これにより、重なった状態の被保持物なども、より確実に保持することができる。

【0043】

また、本実施の形態において、指部は、回転防止部を有する節と、押し付け部を有する節の少なくとも２つの節から構成され、押し付け部を有する節の長さは、回転防止部を有する節の長さの１．５倍以上とする。これにより、広い角度範囲で安定的に被保持物を保持することができる。

【0044】

また、本実施の形態において、指部の駆動中に指部の節のうち少なくとも１つの節がロックしたとき、他方の節が回転または並進を始めて被保持物を押し付けることにより被保持物を保持する。これにより、被保持物の形状に指部をなじませることができるので、より確実に被保持物を保持することができる。

【0045】

また、本実施の形態において、引っ掛け部は、先端に１以上の切り欠き部を有し、引っ掛け部と被保持物との接点を２点以上とする。これにより、特に丼や茶椀のような湾曲した被保持物が揺れ動くのを抑えることができる。

【0046】

また、本実施の形態において、指部は、先端に１以上の切り欠き部を有し、指部と被保持物との接点を２点以上とする。これにより、特に丼や茶椀のような湾曲したで被保持物が揺れ動くのを抑えることができる。

【0047】

また、本実施の形態において、押し付け部が被保持物を押し付ける方向から見たとき、押し付け部と被保持物との接点の位置は、引っ掛け部と被保持物との接点の位置と一致しない。これにより、特に丼や茶椀のような湾曲した被保持物が揺れ動くのをより確実に抑えることができる。

【0048】

また、本実施の形態において、被保持物は、皿、茶碗、丼、鍋、またはフライパンを含む板状の食器または調理器具である。これにより、ロボットハンドを食器洗浄または乾燥するための食器処理機において利用することができる。

【0049】

（他の実施の形態）
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施の形態１を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用できる。また、上記実施の形態１で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。

【0050】

そこで、以下、他の実施の形態を例示する。

【0051】

実施の形態１では、指部７２のみが駆動され、引っ掛け部８０は駆動されなかったが、別の例では、引っ掛け部８０のみが駆動されてもよいし、指部７２と引っ掛け部８０の双方が駆動されてもよい。

【0052】

実施の形態１では、指部７２の駆動部は劣駆動機構を有していたが、別の例では、押し付け部７４と回転防止部７３の駆動が独立して制御されてもよい。

【0053】

なお、上述の実施の形態は、本開示における技術を例示するためのものであるから、特許請求の範囲またはその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。

【産業上の利用可能性】

【0054】

本開示は、被保持物を保持するためのロボットハンドに利用可能である。

【符号の説明】

【0055】

１ 本体
２ 洗浄槽
３ 給水弁
４ 排水孔
５ 洗浄ポンプ
６ フィルタ
７ 洗浄ノズル
８ 被洗浄物
９ ヒータ
１２ 制御部
１７ 軸
１８ 昇降リンク
２２ 操作部
２３ 工程制御部
２４ 駆動制御部
２５ メモリ
４０ 食器洗い機
５０ システムキッチン
５３ カメラ
５５ ワークトップ
５６ シンク
６０ ロボットアーム
６２ アーム部
６２ａ 第１リンク
６２ｂ 第２リンク
６２ｃ 第３リンク
６２ｄ 第４リンク
６２ｅ 第５リンク
６２ｆ 第６リンク
６３ ハンド部
７０ ロボットハンド
７１ 掌部
７２ 指部
７３ 回転防止部
７４ 押し付け部
７５ モータ
７６ 平歯車
７７ ボールねじ
７８ ボールねじナット
７９ バネ
８０ 引っ掛け部
８１ 切り欠き部
８２ａ 接点
８３ａ 接点
９０ ４節リンク
９１ 直動リンク
９２ リンク
９３ 関節
９４ 基節リンク
９５ 末節リンク
９６ ストッパ
９７ バネ
９８ 被保持物
９９ 食器

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図6A】

【図6B】

【図7A】

【図7B】

【図8】

【図9】

【図10】