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(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】2024-12-19
(45)【発行日】2024-12-27
(54)【発明の名称】ロボットハンド
(51)【国際特許分類】
B25J 15/12 20060101AFI20241220BHJP
B25J 15/08 20060101ALI20241220BHJP
【ＦＩ】
B25J15/12
B25J15/08 W
【請求項の数】
11
(21)【出願番号】P 2023566096
(86)(22)【出願日】2022-09-16
(86)【国際出願番号】 JP2022034771
(87)【国際公開番号】W WO2023105880
(87)【国際公開日】2023-06-15
【審査請求日】2024-06-06
(31)【優先権主張番号】P 2021199013
(32)【優先日】2021-12-08
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）２０２１年度、国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構内閣府戦略的イノベーション創造プログラム（ＳＩＰ）第２期／フィジカル空間デジタルデータ処理基盤／サブテーマＩＩＩＳｏｃｉｅｔｙ５．０実現のための社会実装技術／ＣＰＳ構築のためのセンサリッチ柔軟エンドエフェクタシステム開発と実用化、産業技術力強化法第１７条の適用を受ける特許出願
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】593006630
【氏名又は名称】学校法人立命館
(73)【特許権者】
【識別番号】000006231
【氏名又は名称】株式会社村田製作所
(74)【代理人】
【識別番号】110000970
【氏名又は名称】弁理士法人 楓国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】川村 貞夫
(72)【発明者】
【氏名】清水 正男
(72)【発明者】
【氏名】三塚 雅彦
(72)【発明者】
【氏名】森 佳樹
(72)【発明者】
【氏名】森田 暢謙
【審査官】杉山 悟史
(56)【参考文献】
【文献】欧州特許出願公開第００５３４７７８（ＥＰ，Ａ２）
【文献】特表２０１７－５０４４８９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１９－２０９４５０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００６－１５９３１９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１９－１８１６４３（ＪＰ，Ａ）
(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】
運搬対象物を運搬し、弾性体によって構成されている柔軟指と、可撓性を有し、前記柔軟指に取り付けられ、且つ、前記柔軟指の変形を検知する歪センサと、
を備えており、
前記柔軟指は、板状体である第１部材と、板状体である第２部材と、を含んでおり、
前記歪センサは、前記第１部材に取り付けられ、且つ、前記第１部材の変形を検知し、
前記第１部材は、前記運搬対象物と接触する接触部を有している第１主面と、前記歪センサが取り付けられる第２主面と、を有しており、
前記第２部材は、前記第２主面の少なくとも２箇所と接触することによって前記第１部材を支持しており、
前記第１部材又は前記第２部材に凹みが設けられていることによって前記柔軟指には空隙が形成されており、
前記空隙は、前記第１部材及び前記第２部材の間に形成されており、且つ、前記第１部材を前記第１主面の法線方向に見て、前記接触部と重なる位置に形成されており、
前記柔軟指は、前記法線方向に移動することによって前記接触部において前記運搬対象物と接触する、
ロボットハンド。
【請求項2】
運搬対象物を運搬し、弾性体によって構成されている柔軟指と、
可撓性を有し、前記柔軟指に取り付けられ、且つ、前記柔軟指の変形を検知する歪センサと、
を備えており、
前記柔軟指は、多角柱形状である第１部材と、第２部材と、を含んでおり、
前記歪センサは、前記第１部材に取り付けられ、且つ、前記第１部材の変形を検知し、
前記第１部材は、前記運搬対象物と接触する接触部を有している第１側面と、前記歪センサが取り付けられている第２側面と、を有しており、
前記第２部材は、前記第２側面の少なくとも２箇所と接触することによって前記第１部材を支持しており、
前記第１部材又は前記第２部材に凹みが設けられていることによって前記柔軟指には、空隙が形成されており、
前記空隙は、前記第１部材及び前記第２部材の間に形成されており、且つ、前記第１部材を前記第１側面の法線方向に見て、前記接触部と重なる位置に形成されており、
前記柔軟指は、前記法線方向に移動することによって前記接触部において前記運搬対象物と接触する、
ロボットハンド。
【請求項3】
前記第１部材の弾性率は、前記第２部材の弾性率よりも低い、請求項１又は請求項２に記載のロボットハンド。
【請求項4】
前記歪センサは、歪ゲージ、又は、圧電センサのいずれかである、請求項１又は請求項２に記載のロボットハンド。
【請求項5】
前記圧電センサは、ポリ乳酸、又は、ＰＶＤＦを含んでいる、請求項４に記載のロボットハンド。
【請求項6】
前記歪センサは、板形状の板状歪センサを含んでおり、前記接触部は、前記板状歪センサの法線方向に沿って配置されている、
請求項１又は請求項２に記載のロボットハンド。
【請求項7】
前記歪センサの出力結果に基づいて前記柔軟指の変位に係る変位情報を取得し、前記変位情報に基づいて前記柔軟指の動作を制御する、
制御部を更に備えた、
請求項１又は請求項２に記載のロボットハンド。
【請求項8】
前記変位情報は、前記柔軟指の変位速度を含んでいる、請求項７に記載のロボットハンド。
【請求項9】
前記柔軟指は、高分子材料からなる、請求項１又は請求項２に記載のロボットハンド。
【請求項10】
前記柔軟指は、複数の柔軟指を備えている、請求項１又は請求項２に記載のロボットハンド。
【請求項11】
前記運搬対象物は、把持対象物であり、前記複数の柔軟指は、前記把持対象物を把持する、
請求項１０に記載のロボットハンド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、運搬対象物を運搬するロボットハンドに関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１には、ロボットグリッパー制御システムが記載されている。特許文献１に記載のロボットグリッパー制御システムは、グリッパー機構と２つの指とを備えている。グリッパー機構によって操作された２つの指は、物体Ｃを把持する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】国際公開第２０２０／１３７２６５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
破損しやすい運搬対象物を破損することなく運搬し、且つ、運搬対象物を高速で運搬することが可能なロボットハンドが望まれている。
【0005】
本発明の目的は、破損しやすい運搬対象物を破損することなく運搬可能であり、且つ、運搬対象物を高速で運搬する可能なロボットハンドを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の一形態に係るロボットハンドは、
運搬対象物を運搬し、弾性体によって構成されている柔軟指と、
可撓性を有し、前記柔軟指に取り付けられ、且つ、前記柔軟指の変形を検知する歪センサと、
を備えている。
運搬対象物を運搬し、弾性体によって構成されている柔軟指と、
可撓性を有し、前記柔軟指に取り付けられ、且つ、前記柔軟指の変形を検知する歪センサと、
を備えている。
【発明の効果】
【0007】
本発明の一実施形態に係るロボットハンドは、破損しやすい運搬対象物を破損することなく運搬でき、且つ、運搬対象物を高速で運搬することができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【発明を実施するための形態】
【0009】
［第１実施形態］
以下、第１実施形態に係るロボットハンド１について図を参照して説明する。図１は、第１実施形態に係るロボットハンド１を示す図である。図２は、ロボットハンド１のハンド部１１を示す図である。図３は、運搬対象物Ｇｒを把持しているハンド部１１を示す図である。なお、本実施形態において、運搬対象物Ｇｒとは、ロボットハンド１によって運搬される物である。運搬対象物Ｇｒは、例えば、食品等、又は、精密部品等の強い力を受けたときに破損しやすい物体等である。
以下、第１実施形態に係るロボットハンド１について図を参照して説明する。図１は、第１実施形態に係るロボットハンド１を示す図である。図２は、ロボットハンド１のハンド部１１を示す図である。図３は、運搬対象物Ｇｒを把持しているハンド部１１を示す図である。なお、本実施形態において、運搬対象物Ｇｒとは、ロボットハンド１によって運搬される物である。運搬対象物Ｇｒは、例えば、食品等、又は、精密部品等の強い力を受けたときに破損しやすい物体等である。
【0010】
以下、説明を分かりやすくするため、方向を図２に示すように定義する。具体的には、第１柔軟指１１２及び第２柔軟指１１３が並んでいる方向をＸ軸方向と定義する。このとき、第１柔軟指１１２及び第２柔軟指１１３が、第１柔軟指１１２，第２柔軟指１１３の順に並んでいる方向をＸ軸の正方向と定義する。また、第１柔軟指１１２及び第２柔軟指１１３が、第２柔軟指１１３，第１柔軟指１１２の順に並んでいる方向をＸ軸の負方向と定義する。第１柔軟指１１２及び第２柔軟指１１３が延びている方向をＺ軸方向と定義する。Ｘ軸方向及びＺ軸方向と直交する方向をＹ軸方向と定義する。なお、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向は、説明のために便宜上定義した方向である。従って、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向は、ロボットハンド１の実使用時のＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向と一致していなくてもよい。
【0011】
本実施形態におけるロボットハンド１は、図１乃至図３に示すように、運搬対象物Ｇｒを運搬する。具体的には、ロボットハンド１は、アーム部１０と、ハンド部１１と、制御部１２と、歪センサ１３と、を備えている。制御部１２が、アーム部１０及びハンド部１１を制御することによってロボットハンド１は、運搬対象物Ｇｒを運搬する。以下、詳細に説明する。
【0012】
アーム部１０は、複数のアーム及び複数の関節を有している。複数の関節のそれぞれは、３軸回転をする。これにより、ロボットハンド１は、ロボットハンド１と運搬対象物Ｇｒとの間の位置関係を調整する。
【0013】
ハンド部１１は、図１に示すように、駆動部１１１と第１柔軟指１１２と、第２柔軟指１１３とを備えている。換言すれば、本実施形態において、ハンド部１１は、複数の柔軟指を備えている。従って、本実施形態において、ロボットハンド１は、複数の柔軟指を備えている。
【0014】
駆動部１１１は、複数の柔軟指のそれぞれを駆動する。具体的には、駆動部１１１は、図２に示すように、筐体１１１Ａと、駆動機構１１１Ｂとを有している。筐体１１１Ａは、駆動機構１１１Ｂの周囲を囲んでいる。これにより、筐体１１１Ａは、駆動機構１１１Ｂを外部からの衝撃等から保護している。筐体１１１Ａの材料は、例えば、金属（例えば、鋼、又は、アルミニウム等）等である。
【0015】
駆動機構１１１Ｂは、複数の柔軟指それぞれを駆動する。すなわち、本実施形態において、駆動機構１１１Ｂは、第１柔軟指１１２及び第２柔軟指１１３のそれぞれを駆動する。具体的には、駆動機構１１１Ｂは、第１柔軟指１１２及び第２柔軟指１１３を保持している。駆動機構１１１Ｂは、第１柔軟指１１２及び第２柔軟指１１３を、例えば、Ｘ軸方向に移動させる。駆動機構１１１Ｂは、例えば、モータ、歯車及びラック等を含む。本実施形態において、ラックは、例えば、Ｘ軸方向に等間隔に並んでいる歯が形成されている部材である。この場合、モータと歯車とが連結されている。モータは、Ｚ軸方向を回転の中心として回転する。これにより、歯車がＺ軸方向を回転の中心として回転する。歯車とラックとは、噛み合っている。これにより、歯車が回転したときに、ラックがＸ軸方向に移動する。ラックと、第１柔軟指１１２とは、連結されている。従って、ラックがＸ軸方向に移動するに伴って、第１柔軟指１１２がＸ軸方向に移動する。同様にして、ラックと第２柔軟指１１３とが、連結されている。従って、ラックがＸ軸方向に移動するに伴って、第２柔軟指１１３がＸ軸方向に移動する。すなわち、第１柔軟指１１２及び第２柔軟指１１３の間隔が変化する。例えば、図２に示すように、運搬対象物Ｇｒが第１柔軟指１１２と第２柔軟指１１３との間に位置しているときに、駆動機構１１１Ｂは、第１柔軟指１１２をＸ軸の正方向に移動させる。これにより、第１柔軟指１１２が、運搬対象物Ｇｒと接触する（図３参照）。駆動機構１１１Ｂは、第２柔軟指１１３をＸ軸の負方向に移動させる。これにより、第２柔軟指１１３が、運搬対象物Ｇｒと接触する（図３参照）。すなわち、第１柔軟指１１２及び第２柔軟指１１３が運搬対象物Ｇｒと接触することによって、第１柔軟指１１２及び第２柔軟指１１３は運搬対象物Ｇｒを把持する。換言すれば、本実施形態において、運搬対象物Ｇｒは、把持対象物である。複数の柔軟指は、把持対象物を把持する。以下、駆動部１１１と第１柔軟指１１２とが、第１柔軟指１１２、駆動部１１１の順に並ぶ方向をＺ軸の正方向と定義する。駆動部１１１と第１柔軟指１１２とが、駆動部１１１、第１柔軟指１１２の順に並ぶ方向をＺ軸の負方向と定義する。
【0016】
本実施形態において、第１柔軟指１１２及び第２柔軟指１１３は、例えば、Ｚ軸方向に延びる板状体を有している。具体的には、図２乃至図３に示すように、第１柔軟指１１２は、第１主面Ｓ１及び第２主面Ｓ２を有する板状体を有している。第１主面Ｓ１及び第２主面Ｓ２は、第１柔軟指１１２が有する面の内最も面積が大きい面である。第１主面Ｓ１及び第２主面Ｓ２は、Ｘ軸の正方向に沿って、第２主面Ｓ２、第１主面Ｓ１の順に並んでいる。
【0017】
上記に示す構造の場合、第１主面Ｓ１が、運搬対象物Ｇｒに対向している。第１主面Ｓ１と運搬対象物Ｇｒとが接触する。第１柔軟指１１２は、Ｘ軸方向に薄い形状であるため、Ｘ軸の負方向へ向かって曲がる。第１柔軟指１１２は、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に長い形状であるため、第１主面Ｓ１及び第２主面Ｓ２と直交する方向（図２乃至図３に示すＹ軸方向）に変形しにくい。
【0018】
なお、本実施形態において、第１柔軟指１１２は、必ずしも板状体でなくてもよい。本実施形態において、第１柔軟指１１２は、例えば、多角柱形状等であってもよい。
【0019】
本実施形態において、第１柔軟指１１２及び第２柔軟指１１３は、高分子材料からなる弾性体によって構成されている。換言すれば、本実施形態において、複数の柔軟指は、高分子材料からなる弾性体によって構成されている。高分子材料とは、例えば、エポキシ樹脂、又は、エラストマー樹脂等である。従って、第１柔軟指１１２及び第２柔軟指１１３は、弾性変形をする。なお、第１柔軟指１１２及び第２柔軟指１１３は、高分子材料以外の材料によって構成されていてもよい。第１柔軟指１１２及び第２柔軟指１１３は、例えば、アルミニウム等の金属であってもよい。
【0020】
制御部１２は、アーム部１０及びハンド部１１を制御する。制御部１２は、例えば、アーム部１０を制御する信号（以下、第１制御信号と称す）と、ハンド部１１を制御する信号（以下、第２制御信号と称す）と、を生成する。具体的には、制御部１２は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ、ＲＡＭ及び通信インタフェース等（図示せず）を備えている。制御部１２のＣＰＵは、ＲＯＭに記憶されたプログラムをＲＡＭに読み出すことによって第１制御信号及び第２制御信号の生成処理等を行う。
【0021】
制御部１２は、第１制御信号をアーム部１０へ送信することによって、アーム部１０を制御する。例えば、制御部１２は、図１に示すように、信号線Ｓｉｇ１を介してアーム部１０に接続されている。制御部１２は、信号線Ｓｉｇ１を介して第１制御信号をアーム部１０へ送信する。制御部１２は、例えば、複数の関節のそれぞれを回転させる第１制御信号をアーム部１０へ送信する。複数の関節のそれぞれは、第１制御信号に基づいて回転をする。これにより、ロボットハンド１は、ロボットハンド１と運搬対象物Ｇｒとの間の位置関係を調整する。
【0022】
制御部１２は、第２制御信号をハンド部１１へ送信することによって、ハンド部１１を制御する。例えば、制御部１２は、図２に示すように、信号線Ｓｉｇ２を介してハンド部１１に接続されている。制御部１２は、信号線Ｓｉｇ２を介して第２制御信号をハンド部１１へ送信する。制御部１２は、例えば、駆動機構１１１Ｂのモータを駆動させる第２制御信号をハンド部１１へ送信する。駆動機構１１１Ｂは、第２制御信号に基づいて第１柔軟指１１２及び第２柔軟指１１３のそれぞれをＸ軸方向に移動させる。
【0023】
なお、制御部１２と、アーム部１０とは、必ずしも、信号線Ｓｉｇ１を介して接続されていなくてもよい。制御部１２と、アーム部１０とは、例えば、無線ＬＡＮ等の無線によって接続されていてもよい。同様にして、制御部１２と、ハンド部１１とは、例えば、無線ＬＡＮ等の無線によって接続されていてもよい。
【0024】
ところで、本実施形態に係るロボットハンド１は、歪センサ１３を備えていることによって、運搬対象物Ｇｒが破損しやすい場合であっても、運搬対象物Ｇｒを破損させることなく運搬することができ、且つ、運搬対象物Ｇｒを高速で運搬することができる。以下、詳細に説明する。
【0025】
歪センサ１３は、複数の柔軟指の内の少なくとも１つの柔軟指の変形を検知する。具体的には、歪センサ１３は、複数の柔軟指の内の少なくとも１つの柔軟指に取り付けられる。そして、複数の柔軟指の内の少なくとも１つの柔軟指の変形を検知する。図２に示す例では、歪センサ１３は、第１柔軟指１１２に取り付けられている。具体的には、歪センサ１３は、第２主面Ｓ２に取り付けられている。歪センサ１３は、薄い板形状である。歪センサ１３の主面は、第２主面Ｓ２に貼り付けられる。つまり、歪センサ１３の主面と第２主面Ｓ２とは接触している。本実施形態では、歪センサ１３は、第１柔軟指１１２のＺ軸の負方向における端部に取り付けられている。但し、歪センサ１３は、第１柔軟指１１２のＺ軸の負方向における端部に取り付ける必要はない。例えば、歪センサ１３は、第１柔軟指１１２のＺ軸の正方向における端部に取り付けてもよい。
【0026】
第１柔軟指１１２は、Ｘ軸の負方向に向かって曲がる。従って、第１柔軟指１１２の第１主面Ｓ１は、Ｚ軸方向に沿って伸張し、且つ、第２主面Ｓ２は、Ｚ軸方向に沿って収縮する。これにより、歪センサ１３の主面は、第１柔軟指１１２の曲げ変形に伴って収縮する。なお、歪センサ１３の取り付け位置は、この例に限らない。歪センサ１３は、第１主面Ｓ１に貼り付けられていてもよい。この場合、歪センサ１３の主面は、第１柔軟指１１２の曲げ変形に伴って収縮する。
【0027】
歪センサ１３は、可撓性を有する。従って、歪センサ１３は、第１柔軟指１１２の変形に伴って変形をする。すなわち、第２主面Ｓ２が収縮することにより、歪センサ１３の主面も収縮する。歪センサ１３は、歪センサ１３の主面の収縮に応じた出力を有する。歪センサ１３は、例えば、歪ゲージ、又は、圧電センサのいずれかである。
【0028】
歪センサ１３が圧電センサである場合、圧電センサは、第２主面Ｓ２の変位速度に応じた電荷を発生する。具体的には、圧電センサは、第２主面Ｓ２の変位量の微分値に応じた電荷を発生する。圧電センサは、チャージアンプを備えている。圧電センサは、チャージアンプによって電荷を電圧信号（以下、第１信号と称する）に変換する。第１信号は、第２主面Ｓ２の変位速度に比例する。圧電センサは、第１信号の値を積分することによって、第２主面Ｓ２の収縮量（すなわち、第１柔軟指１１２の曲げ変形量）を推測可能である。
【0029】
圧電センサは、圧電フィルムを含んでいる。圧電フィルムは、例えば、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、又は、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）等である。換言すれば、歪センサ１３が圧電センサである場合、圧電センサは、ポリ乳酸、又は、ＰＶＤＦを含んでいる。ポリ乳酸は、延伸による分子の配向処理で圧電性が生じる。圧電フィルムがポリ乳酸である場合、圧電フィルムは、延伸方向がＺ軸方向に対して４５度の角度を形成するように第１柔軟指１１２に取り付けられる。一方、圧電フィルムがポリフッ化ビニリデンである場合、面方向の変形に応じて電荷を生じる圧電フィルム（圧電テンソルｄ３３を有する圧電フィルム）を第２主面Ｓ２に貼り付ける。
【0030】
歪センサ１３が歪ゲージである場合、歪ゲージは、第２主面Ｓ２の変形量（第２主面Ｓ２の位置）を検出する。歪ゲージは、第２主面Ｓ２の収縮量に応じて抵抗値が低下するように第２主面Ｓ２に貼り付ける。
【0031】
圧電センサは、変位速度に基づいた検知結果を出力する。従って、圧電センサは、頻繁に変形する測定対象物（本実施形態における第１柔軟指１１２）の変位を高感度で検知できる。従って、圧電センサは、第１柔軟指１１２の変形頻度が比較的高く、変形量が比較的小さい場合に好適である。一方、歪ゲージは、測定対象物の変形頻度が比較的低く、比較的大きい変形を検知する場合に好適である。
【0032】
歪センサ１３は、板形状である。換言すれば、１乃至複数の歪センサは、板形状の板状歪センサを含んでいる。従って、歪センサ１３は、法線方向ＮＤに厚みを有している。この場合、接触部Ｃ１は、歪センサ１３の法線方向ＮＤに沿って配置されている。これにより、歪センサ１３は、厚みの方向と垂直な方向（図２におけるＹ軸方向及びＺ軸方向）に曲がりにくくなる。従って、歪センサ１３を第１柔軟指１１２に取り付けた場合、第１柔軟指１１２は、法線方向ＮＤに曲がりやすいが、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に曲がりにくくなる。従って、歪センサ１３によって第１柔軟指１１２の変形の検知が阻害されることはない一方で、第１柔軟指１１２が曲がってほしくない方向（例えば、Ｙ軸方向及びＺ軸方向）に第１柔軟指１１２を曲がり難くすることができる。
【0033】
制御部１２は、例えば、歪センサ１３の出力結果に基づいて第１柔軟指１１２及び第２柔軟指１１３の動作を制御する。具体的には、制御部１２は、例えば、歪センサ１３に信号線Ｓｉｇ３を介して接続されている。制御部１２は、歪センサ１３の出力結果（以下、出力結果Ｒと称す）を信号線Ｓｉｇ３を介して受信する。そして、制御部１２は、出力結果Ｒに基づいて第１柔軟指１１２の変位に係る変位情報を取得する。換言すれば、制御部１２は、１乃至複数の歪センサの出力結果に基づいて複数の柔軟指の少なくとも１つの変位に係る変位情報を取得する。
【0034】
変位情報とは、第１柔軟指１１２の変位を示す物理量等である。変位情報とは、例えば、第１柔軟指１１２の変位量、第１柔軟指１１２の変位速度、又は、第１柔軟指１１２の変位における加速度等である。換言すれば、変位情報は、複数の柔軟指の少なくとも１つの変位速度を含んでいる。
【0035】
制御部１２は、変位情報に基づいて複数の柔軟指の動作を制御する。例えば、制御部１２は、第１柔軟指１１２及び第２柔軟指１１３の位置を変位情報に基づいて変化させる。具体的には、制御部１２は、変位情報に基づいて第１柔軟指１１２をＸ軸の負方向に移動させるように駆動する、又は、第２柔軟指１１３をＸ軸の正方向に移動させるように駆動する。例えば、制御部１２は、予め第１柔軟指１１２の変位量の目標値（以下、目標変位量と称す）を記憶している。制御部１２は、歪センサ１３の出力結果に基づいて第１柔軟指１１２の変位量を推定する。制御部１２は、推定した第１柔軟指１１２の変位量が目標変位量に近づくように、第１柔軟指１１２及び第２柔軟指１１３を制御（ＰＩＤ等のフィードバック制御）する。これにより、第１柔軟指１１２の変位量が一定となり、運搬対象物Ｇｒの破損を防止することができる。
【0036】
なお、制御部１２は、必ずしも、歪センサ１３の出力結果に基づいて第１柔軟指１１２及び第２柔軟指１１３の動作を制御しなくてもよい。制御部１２は、例えば、歪センサ１３の出力結果に基づいてＬＥＤを点灯させたり警告音を出力したりして、アラートを発生してもよい。この場合、制御部１２は、予め第１柔軟指１１２の変位量の限界値（以下、限界変位量と称す）を記憶している。制御部１２は、歪センサ１３の出力結果に基づいて第１柔軟指１１２の変位量を推定する。制御部１２は、推定した第１柔軟指１１２の変位量が限界変位量を超えた場合に、アラートを発生する。アラートに気付いた作業者がロボットハンド１の動作を停止させることで、運搬対象物Ｇｒの破損を防止することができる。
【0037】
なお、図２乃至図３に示す例では、ロボットハンド１は、１つの歪センサ（歪センサ１３）を備えている。しかし、ロボットハンド１は、２以上の歪センサを備えていてもよい。そして、２以上の歪センサのそれぞれは、第１柔軟指１１２及び第２柔軟指１１３に取り付けられていてもよい。換言すれば、本実施形態において、ロボットハンド１は、１乃至複数の歪センサを備えていてもよい。そして、１乃至複数の歪センサが、複数の柔軟指の内の少なくとも１つの柔軟指の変形を検知してもよい。
【0038】
なお、ロボットハンド１が、２以上の歪センサを備えている場合、２以上の歪センサは、歪ゲージ、又は、圧電センサのいずれかである。従って、本実施形態において、１以上の歪センサ１３は、歪ゲージ、又は、圧電センサのいずれかである。
【0039】
なお、歪センサ１３は、必ずしも板形状でなくてよい。歪センサ１３が取り付けられている第１柔軟指１１２の動きを阻害しない形状であれば、歪センサ１３は、どの様な形状であってもよい。例えば、歪センサ１３は、糸状であってもよい。
【0040】
（第１実施形態の効果）
ロボットハンド１は、破損しやすい運搬対象物Ｇｒを破損することなく運搬できる。具体的には、本実施形態において、歪センサ１３が取り付けられている第１柔軟指１１２は、弾性体によって構成されている。この場合、運搬対象物Ｇｒを運搬したときに第１柔軟指１１２が変形しやすい。従って、歪センサ１３が第１柔軟指１１２の変形を検知しやすくなる。これにより、制御部１２は、第１柔軟指１１２の変形量に基づいたＰＩＤ等のフィードバック制御の精度を向上させることができる。これにより、第１柔軟指１１２及び第２柔軟指１１３は、運搬対象物Ｇｒを破損させることなく運搬できる。または、制御部１２は、第１柔軟指１１２の変形量に基づいてアラートを発生してもよい。この場合、アラートに気付いた作業者がロボットハンド１の動作を停止させ、第１柔軟指１１２及び第２柔軟指１１３の動作を停止してもよい。この場合も、運搬対象物Ｇｒの破損を防止することができる。
ロボットハンド１は、破損しやすい運搬対象物Ｇｒを破損することなく運搬できる。具体的には、本実施形態において、歪センサ１３が取り付けられている第１柔軟指１１２は、弾性体によって構成されている。この場合、運搬対象物Ｇｒを運搬したときに第１柔軟指１１２が変形しやすい。従って、歪センサ１３が第１柔軟指１１２の変形を検知しやすくなる。これにより、制御部１２は、第１柔軟指１１２の変形量に基づいたＰＩＤ等のフィードバック制御の精度を向上させることができる。これにより、第１柔軟指１１２及び第２柔軟指１１３は、運搬対象物Ｇｒを破損させることなく運搬できる。または、制御部１２は、第１柔軟指１１２の変形量に基づいてアラートを発生してもよい。この場合、アラートに気付いた作業者がロボットハンド１の動作を停止させ、第１柔軟指１１２及び第２柔軟指１１３の動作を停止してもよい。この場合も、運搬対象物Ｇｒの破損を防止することができる。
【0041】
一般的に、ロボットハンドが運搬対象物を高速で運搬したとき、ロボットハンドにおいて振動が発生しやすい。これにより、柔軟指が変位し、運搬対象物がロボットハンドから外れる可能性がある。しかしながら、ロボットハンド１は、歪センサ１３が第１柔軟指１１２の変形を検知しやすい。換言すれば、ロボットハンド１の振動によって生じた第１柔軟指１１２の変位を検知しやすい。従って、制御部１２は、振動によって生じた第１柔軟指１１２の変位に基づいてＰＩＤ等のフィードバック制御を行うことができる。従って、ロボットハンド１は、運搬対象物Ｇｒを高速で運搬することができる。
【0042】
［第１実施形態の変形例］
以下、第１実施形態の変形例に係るロボットハンド１ａについて図４を参照しながら説明する。図４は、第１実施形態の変形例に係るロボットハンド１ａが備えているハンド部１１ａを示す図である。図４に示すように、ロボットハンド１ａは、第２柔軟指１１３を備えていない点で、ロボットハンド１と異なる。ロボットハンド１ａでは、第１柔軟指１１２が運搬対象物Ｇｒを押すことによって運搬対象物Ｇｒを運搬する。第１柔軟指１１２が運搬対象物Ｇｒを運搬したとき、第１柔軟指１１２が変形する。従って、ロボットハンド１ａは、ロボットハンド１と同様にして、運搬対象物Ｇｒの破損を防止することができる。
以下、第１実施形態の変形例に係るロボットハンド１ａについて図４を参照しながら説明する。図４は、第１実施形態の変形例に係るロボットハンド１ａが備えているハンド部１１ａを示す図である。図４に示すように、ロボットハンド１ａは、第２柔軟指１１３を備えていない点で、ロボットハンド１と異なる。ロボットハンド１ａでは、第１柔軟指１１２が運搬対象物Ｇｒを押すことによって運搬対象物Ｇｒを運搬する。第１柔軟指１１２が運搬対象物Ｇｒを運搬したとき、第１柔軟指１１２が変形する。従って、ロボットハンド１ａは、ロボットハンド１と同様にして、運搬対象物Ｇｒの破損を防止することができる。
【0043】
［第２実施形態］
以下、第２実施形態に係るロボットハンド２（図示せず）について図を参照しながら説明する。図５は、第２実施形態に係るロボットハンド２が備えているハンド部２１を示す図である。図６は、ハンド部２１の第１柔軟指２１２の拡大図である。ロボットハンド２は、第１柔軟指１１２と構造の異なる第１柔軟指２１２を備えている点で、ロボットハンド１と異なる。また、ロボットハンド２は、歪センサ１３の取り付け位置が異なる点で、ロボットハンド１と異なる。以下、詳細に説明する。なお、ロボットハンド１と同じ構造については、同様の符号を付して説明を省略する。
以下、第２実施形態に係るロボットハンド２（図示せず）について図を参照しながら説明する。図５は、第２実施形態に係るロボットハンド２が備えているハンド部２１を示す図である。図６は、ハンド部２１の第１柔軟指２１２の拡大図である。ロボットハンド２は、第１柔軟指１１２と構造の異なる第１柔軟指２１２を備えている点で、ロボットハンド１と異なる。また、ロボットハンド２は、歪センサ１３の取り付け位置が異なる点で、ロボットハンド１と異なる。以下、詳細に説明する。なお、ロボットハンド１と同じ構造については、同様の符号を付して説明を省略する。
【0044】
第１柔軟指２１２は、図５乃至図６に示すように、Ｚ軸方向に延びる板状体である第１部材ＦＰと、Ｚ軸方向に延びる板状体である第２部材ＳＰと、を有している。換言すれば、複数の柔軟指の少なくとも１つは、板状体である第１部材ＦＰと、板状体である第２部材ＳＰとを有している第１柔軟指２１２を含んでいる。第１部材ＦＰは、第１主面Ｓ１２及び第２主面Ｓ２２を有している。第１主面Ｓ１２及び第２主面Ｓ２２は、第１部材ＦＰが有している面の内、最も面積が大きい面である。第１主面Ｓ１２及び第２主面Ｓ２２は、Ｘ軸の正方向に第２主面Ｓ２２、第１主面Ｓ１２の順に並んでいる。
【0045】
第１主面Ｓ１２は、接触部Ｃ２１を有している。接触部Ｃ２１は、運搬対象物Ｇｒと接触する。より詳細には、第１柔軟指２１２は、第１主面Ｓ１２の法線方向ＮＤに移動する。第１柔軟指２１２は、法線方向ＮＤに移動することによって接触部Ｃ２１において運搬対象物Ｇｒと接触する。この場合、法線方向ＮＤと、Ｘ軸方向とは一致する。
【0046】
第２部材ＳＰは、第１主面Ｓ３２及び第２主面Ｓ４２を有している。第１主面Ｓ３２及び第２主面Ｓ４２は、第２部材ＳＰが有している面の内、最も面積が大きい面である。第１主面Ｓ３２及び第２主面Ｓ４２は、Ｘ軸の正方向に第２主面Ｓ４２、第１主面Ｓ３２の順に並んでいる。第１主面Ｓ３２は、第２主面Ｓ２２に接触している。
【0047】
第２部材ＳＰには、凹みが設けられている。具体的には、第２部材ＳＰの第１主面Ｓ３２側が、凹んでいる。このため、第１主面Ｓ３２の一部は、第２主面Ｓ２２に接触していない。当該凹みにより、図５乃至図６に示すように第１柔軟指２１２には空隙ＶＤが形成されている。空隙ＶＤは、第１部材ＦＰと第２部材ＳＰとの間に形成されている。このとき、空隙ＶＤは、第１部材ＦＰを第１主面Ｓ１の法線方向ＮＤに見て、接触部Ｃ２１と重なる位置に形成されている。これにより、接触部Ｃ２１において第１部材ＦＰが運搬対象物Ｇｒと接触した場合、第１部材ＦＰが空隙ＶＤに向かって突出するように変形する。
【0048】
第２部材ＳＰは、第１部材ＦＰを支持している。具体的には、第２部材ＳＰの第１主面Ｓ３２が、第２主面Ｓ２２と接触していることによって第１部材ＦＰを支持している。但し、第２部材ＳＰには凹みが設けられているため第１主面Ｓ３２の一部は、第２主面Ｓ２２に接触していない。従って、第２主面Ｓ２２の内、空隙ＶＤよりもＺ軸の正方向側に位置する面ＳＵと、空隙ＶＤよりもＺ軸の負方向側に位置する面ＳＤとが、第１主面Ｓ３２に接触している。このとき、面ＳＵの全面と面ＳＤの全面とが、第２主面Ｓ２２と接触している必要はない。面ＳＵにおける少なくとも１箇所（例えば、図５における第２箇所Ｐ２）が第２主面Ｓ２２と接触しており、且つ、面ＳＤにおける少なくとも１箇所（例えば、図５における第１箇所Ｐ１）が第２主面Ｓ２２と接触していれば、第２部材ＳＰは、第１部材ＦＰを支持することができる。換言すれば、第２部材ＳＰは、第２主面Ｓ２の少なくとも２箇所と接触することによって第１部材ＦＰを支持している。
【0049】
本実施形態では、歪センサ１３は、第１部材ＦＰの変形を検知する。具体的には、歪センサ１３は、第２主面Ｓ２２に取り付けられている。換言すれば、第１柔軟指２１２は、１乃至複数の歪センサが取り付けられる第２主面Ｓ２２を有している。また、歪センサ１３は、空隙ＶＤ内に配置されている。従って、第１部材ＦＰが運搬対象物Ｇｒと接触したとき、第１部材ＦＰの第２主面Ｓ２２が伸張し、第２主面Ｓ２２の伸張に伴って第２主面Ｓ２２に取り付けられた歪センサ１３が伸張する。これにより、歪センサ１３は、第２主面Ｓ２２の変形を検知する。換言すれば、１乃至複数の歪センサは、第１部材ＦＰに取り付けられ、且つ、第１部材ＦＰの変形を検知する。
【0050】
第１部材ＦＰの弾性率は、第２部材ＳＰの弾性率よりも低い。このため、ロボットハンド２が運搬対象物Ｇｒを運搬したときに、第１部材ＦＰが変形しやすい。これにより、歪センサ１３が、第１部材ＦＰの変形を更に検知しやすくなる。第１部材ＦＰの材料は、例えば、ウレタン樹脂等である。第２部材ＳＰの材料は、エポキシ樹脂等である。
【0051】
（第２実施形態の効果）
ロボットハンド２は、破損しやすい運搬対象物Ｇｒを破損することなく運搬できる。具体的には、第１部材ＦＰと第２部材ＳＰとの間には、空隙ＶＤが形成されている。これにより、第１部材ＦＰが運搬対象物Ｇｒと接触したとき、第１部材ＦＰが、空隙ＶＤに向かって変形する。このとき、歪センサ１３が第２主面Ｓ２２に取り付けられていることによって、歪センサ１３は、第１部材ＦＰの変形を検知しやすくなる。従って、制御部１２によるフィードバック制御の精度が向上する。または、第１部材ＦＰの変形量が検知しやすくなるため、制御部１２は、更に正確にアラートを発生させることができる。アラートに気付いた作業者がロボットハンド２の動作を停止させることによって、運搬対象物Ｇｒの破損を防止することができる。
ロボットハンド２は、破損しやすい運搬対象物Ｇｒを破損することなく運搬できる。具体的には、第１部材ＦＰと第２部材ＳＰとの間には、空隙ＶＤが形成されている。これにより、第１部材ＦＰが運搬対象物Ｇｒと接触したとき、第１部材ＦＰが、空隙ＶＤに向かって変形する。このとき、歪センサ１３が第２主面Ｓ２２に取り付けられていることによって、歪センサ１３は、第１部材ＦＰの変形を検知しやすくなる。従って、制御部１２によるフィードバック制御の精度が向上する。または、第１部材ＦＰの変形量が検知しやすくなるため、制御部１２は、更に正確にアラートを発生させることができる。アラートに気付いた作業者がロボットハンド２の動作を停止させることによって、運搬対象物Ｇｒの破損を防止することができる。
【0052】
また、歪センサ１３が第１柔軟指２１２の変位を検知しやすいため、ロボットハンド２は、ロボットハンド１と同様にして、運搬対象物Ｇｒを高速で運搬することができる。
【0053】
なお、ロボットハンド２は、第２柔軟指１１３を備えていなくてもよい。この場合、ロボットハンド１ａと同様にして、ロボットハンド２は、第１柔軟指２１２が運搬対象物Ｇｒを押すことによって運搬対象物Ｇｒを運搬する。この場合も、ロボットハンド２は、破損しやすい運搬対象物Ｇｒを破損することなく運搬でき、且つ、運搬対象物Ｇｒを高速で運搬できる。
【0054】
［第２実施形態の変形例１］
第２柔軟指１１３は、第１柔軟指２１２と同じ構造であってもよい。制御部１２は、第１柔軟指２１２の歪センサ１３の出力結果に加えて第２柔軟指１１３の歪センサ１３の出力結果を使用してもよい。これにより、制御部１２のフィードバック制御の精度を向上させることができる。または、制御部１２は、更に正確にアラートを発生させることができる。従って、ロボットハンド２は、破損しやすい運搬対象物Ｇｒを破損することなく運搬できる。
第２柔軟指１１３は、第１柔軟指２１２と同じ構造であってもよい。制御部１２は、第１柔軟指２１２の歪センサ１３の出力結果に加えて第２柔軟指１１３の歪センサ１３の出力結果を使用してもよい。これにより、制御部１２のフィードバック制御の精度を向上させることができる。または、制御部１２は、更に正確にアラートを発生させることができる。従って、ロボットハンド２は、破損しやすい運搬対象物Ｇｒを破損することなく運搬できる。
【0055】
［第２実施形態の変形例２］
凹みは、第１部材ＦＰｂに設けられていてもよい。すなわち、第１部材ＦＰｂに凹みが設けられていることによって第１柔軟指２１２に空隙ＶＤが形成されていてもよい。
凹みは、第１部材ＦＰｂに設けられていてもよい。すなわち、第１部材ＦＰｂに凹みが設けられていることによって第１柔軟指２１２に空隙ＶＤが形成されていてもよい。
【0056】
［第２実施形態の変形例３］
第１柔軟指２１２に空隙ＶＤが形成されていなくてもよい。例えば、複数の層を積層することによって第１柔軟指２１２を形成してもよい。複数の層のそれぞれの柔らかさは異なる。歪センサ１３は、複数の層における層と層との間に位置する。歪センサ１３は、複数の層の変形に伴って変形する。
第１柔軟指２１２に空隙ＶＤが形成されていなくてもよい。例えば、複数の層を積層することによって第１柔軟指２１２を形成してもよい。複数の層のそれぞれの柔らかさは異なる。歪センサ１３は、複数の層における層と層との間に位置する。歪センサ１３は、複数の層の変形に伴って変形する。
【0057】
［第３実施形態］
以下、第３実施形態に係るロボットハンド３について図を参照しながら説明する。図７は、第３実施形態に係るロボットハンド３が備えているハンド部３１を示す図である。ロボットハンド３は、第１柔軟指１１２と構造の異なる第１柔軟指３１２を備えている点で、ロボットハンド１と異なる。以下、詳細に説明する。なお、ロボットハンド１と同じ構造については、同様の符号を付して説明を省略する。
以下、第３実施形態に係るロボットハンド３について図を参照しながら説明する。図７は、第３実施形態に係るロボットハンド３が備えているハンド部３１を示す図である。ロボットハンド３は、第１柔軟指１１２と構造の異なる第１柔軟指３１２を備えている点で、ロボットハンド１と異なる。以下、詳細に説明する。なお、ロボットハンド１と同じ構造については、同様の符号を付して説明を省略する。
【0058】
第１柔軟指３１２は、多角柱形状である第１部材ＦＰ３と、第２部材ＳＰ３と、を有している。換言すれば、複数の柔軟指の少なくとも１つは、多角柱形状である第１部材ＦＰ３を有している第１柔軟指３１２を含んでいる。第１部材ＦＰ３及び第２部材ＳＰ３は、Ｚ軸の負方向に、第２部材ＳＰ３、第１部材ＦＰ３の順に並んでいる。
【0059】
第１部材ＦＰ３は、第１側面Ｔ１、第２側面Ｔ２、第３側面Ｔ３及び２つの底面（図示せず）を有する三角柱形状である。第１側面Ｔ１は、Ｘ軸の正方向を向いている。第２側面Ｔ２は、Ｘ軸の正方向及びＺ軸の正方向に対して斜めに向いている。第３側面Ｔ３は、Ｚ軸の負方向を向いている。第１側面Ｔ１と第３側面Ｔ３とは、直交している。２つの底面の形状は、直角三角形である。２つの底面は、第１側面Ｔ１、第２側面Ｔ２及び第３側面Ｔ３と直交している。
【0060】
第１側面Ｔ１は、接触部Ｃ３１を有している。接触部Ｃ３１は、運搬対象物Ｇｒと接触する。この場合、第１柔軟指３１２が、第１側面Ｔ１の法線方向ＮＤＴに移動することによって接触部Ｃ３１において運搬対象物Ｇｒと接触する。
【0061】
第２部材ＳＰ３は、多角柱形状である。第２部材ＳＰ３は、直方体のうちＺ軸の負方向の端部を斜めに切り取った形状となっている。斜めに切り取った部分の第１側面Ｔ４は、Ｘ軸の正方向及びＺ軸の負方向に対して斜めに向いている。つまり、斜めに切り取った部分の第１側面Ｔ４は、第２側面Ｔ２と対向している。第１側面Ｔ４は、第２側面Ｔ２と接触している。
【0062】
第２部材ＳＰ３には、凹みが設けられている。具体的には、第２部材ＳＰ３の第１側面Ｔ４側の一部が、凹んでいる。このため、第１側面Ｔ４の一部は、第２側面Ｔ２に接触していない。当該凹みにより、第１柔軟指３１２には、空隙ＶＤ３が形成されている。空隙ＶＤ３は、第１部材ＦＰ３及び第２部材ＳＰ３の間に形成されている。空隙ＶＤ３は、第１部材ＦＰ３を法線方向ＮＤＴに見て、接触部Ｃ３１と重なる位置に形成されている。従って、第１柔軟指３１２及び第２柔軟指３１３が運搬対象物Ｇｒを運搬するとき、法線方向ＮＤＴに見て、空隙ＶＤ３と接触部Ｃ３１と運搬対象物Ｇｒとは、重なっている。空隙ＶＤ３は、Ｘ軸方向において第１箇所Ｐ１３と第２箇所Ｐ２３との間に位置している。また、空隙ＶＤ３は、Ｚ軸方向において第１箇所Ｐ１３と第２箇所Ｐ２３との間に位置している。
【0063】
第２部材ＳＰ３は、第１部材ＦＰ３を支持している。具体的には、第２部材ＳＰ３の第１側面Ｔ４が、第２側面Ｔ２と接触していることによって第１部材ＦＰ３を支持している。但し、第２部材ＳＰ３には凹みが設けられているため第１側面Ｔ４の一部は、第２側面Ｔ２に接触していない。従って、第１側面Ｔ４の内、空隙ＶＤ３よりもＺ軸の正方向側に位置する面ＳＵ３と、空隙ＶＤ３よりもＺ軸の負方向側に位置する面ＳＤ３とが、第２側面Ｔ２に接触している。このとき、面ＳＵ３の全面と面ＳＤ３の全面とが、第２側面Ｔ２と接触している必要はない。面ＳＵ３における少なくとも１箇所（例えば、図７における第２箇所Ｐ２３）が第２側面Ｔ２と接触しており、面ＳＤ３における少なくとも１箇所（例えば、図７における第１箇所Ｐ１３）が第２側面Ｔ２と接触していれば、第２部材ＳＰ３は、第１部材ＦＰ３を支持することができる。換言すれば、第２部材ＳＰ３は、第２側面Ｔ２の少なくとも２箇所と接触することによって第１部材ＦＰ３を支持している。
【0064】
第２側面Ｔ２には、歪センサ１３が取り付けられている。換言すれば、第２側面Ｔ２には、１乃至複数の歪センサが取り付けられている。歪センサ１３は、空隙ＶＤ３内に配置されている。従って、第１部材ＦＰ３が運搬対象物Ｇｒと接触したとき、第１部材ＦＰ３の第２側面Ｔ２が伸張し、第２側面Ｔ２の伸張に伴って第２側面Ｔ２に取り付けられた歪センサ１３が伸張する。これにより、歪センサ１３は、第２側面Ｔ２の変形を検知することによって、第１部材ＦＰ３の変形を検知する。換言すれば、１乃至複数の歪センサは、第１部材ＦＰ３に取り付けられ、且つ、第１部材ＦＰ３の変形を検知する。
【0065】
第１部材ＦＰ３の弾性率は、第２部材ＳＰ３の弾性率よりも低い。このため、ロボットハンド３が運搬対象物Ｇｒを運搬したときに、第１部材ＦＰ３が変形しやすい。これにより、歪センサ１３が、第１部材ＦＰ３の変形を更に検知しやすくなる。
【0066】
第２柔軟指３１３は、第１柔軟指３１２と対称な構造を有する。具体的には、Ｚ軸方向に延びる軸ＡＳを定義する。この場合、ハンド部３１をＹ軸方向に見て、第２柔軟指３１３は、軸ＡＳを中心にして第１柔軟指３１２と対称である。但し、第２柔軟指３１３は、歪センサが取り付けられていない点と空隙が設けられていない点とで第１柔軟指３１２と相違する。第２柔軟指３１３の構造は、上記に示した相違点以外、第１柔軟指３１２の構造と同じであるため説明を省略する。
【0067】
（第３実施形態の効果）
ロボットハンド３は、破損しやすい運搬対象物Ｇｒを破損することなく運搬できる。具体的には、第１部材ＦＰ３と第２部材ＳＰ３との間には、空隙ＶＤ３が形成されている。これにより、第１部材ＦＰ３が運搬対象物Ｇｒと接触したとき、第１部材ＦＰ３が、空隙ＶＤ３に向かって変形する。このとき、歪センサ１３が第２側面Ｔ２に取り付けられていることによって、歪センサ１３は、第１部材ＦＰ３の変形を検知しやすくなる。従って、制御部１２によるフィードバック制御の精度が向上する。または、第１部材ＦＰ３の変形量が検知しやすくなるため、制御部１２は、更に正確にアラートを発生させることができる。アラートに気付いた作業者がロボットハンド３の動作を停止させることによって、運搬対象物Ｇｒの破損を防止することができる。
ロボットハンド３は、破損しやすい運搬対象物Ｇｒを破損することなく運搬できる。具体的には、第１部材ＦＰ３と第２部材ＳＰ３との間には、空隙ＶＤ３が形成されている。これにより、第１部材ＦＰ３が運搬対象物Ｇｒと接触したとき、第１部材ＦＰ３が、空隙ＶＤ３に向かって変形する。このとき、歪センサ１３が第２側面Ｔ２に取り付けられていることによって、歪センサ１３は、第１部材ＦＰ３の変形を検知しやすくなる。従って、制御部１２によるフィードバック制御の精度が向上する。または、第１部材ＦＰ３の変形量が検知しやすくなるため、制御部１２は、更に正確にアラートを発生させることができる。アラートに気付いた作業者がロボットハンド３の動作を停止させることによって、運搬対象物Ｇｒの破損を防止することができる。
【0068】
加えて、歪センサ１３が第１柔軟指３１２の変位を検知しやすいため、ロボットハンド３は、ロボットハンド１と同様にして、運搬対象物Ｇｒを高速で運搬することができる。
【0069】
なお、ロボットハンド３は、第２柔軟指３１３を備えていなくてもよい。この場合、ロボットハンド１ａと同様にして、ロボットハンド３は、第１柔軟指３１２が運搬対象物Ｇｒを押すことによって運搬対象物Ｇｒを運搬する。この場合も、ロボットハンド３は、運搬対象物Ｇｒの破損を防止することができ、且つ、運搬対象物Ｇｒを高速で運搬することができる。
【0070】
［第３実施形態の変形例１］
凹みは、第１部材ＦＰ３に設けられていてもよい。すなわち、第１柔軟指３１２には、第１部材ＦＰ３に凹みが設けられていることによって、空隙ＶＤ３が形成されていてもよい。
凹みは、第１部材ＦＰ３に設けられていてもよい。すなわち、第１柔軟指３１２には、第１部材ＦＰ３に凹みが設けられていることによって、空隙ＶＤ３が形成されていてもよい。
【0071】
［第３実施形態の変形例２］
第２側面Ｔ２に複数の歪センサ１３が取り付けられていてもよい。例えば、ロボットハンド１は、第１圧電センサ及び第２圧電センサを備えている。第１圧電センサは、例えば、面方向の変形に応じて電荷を生じる（例えば、圧電テンソルｄ３３を有する）。第２圧電センサは、例えば、第２圧電センサのねじれの向きに応じた電荷を発生する（例えば、圧電テンソルｄ１４を有する）。ロボットハンド３が第１圧電センサ及び第２圧電センサを備える場合、第１柔軟指３１２に加わるＸ軸方向の力の大きさ及びＺ軸方向の力の大きさを推定できる。換言すれば、運搬対象物Ｇｒに加わるＸ軸方向の力の大きさ及びＺ軸方向の力（例えば、運搬対象物Ｇｒに加わる重力）の大きさを推定できる。
第２側面Ｔ２に複数の歪センサ１３が取り付けられていてもよい。例えば、ロボットハンド１は、第１圧電センサ及び第２圧電センサを備えている。第１圧電センサは、例えば、面方向の変形に応じて電荷を生じる（例えば、圧電テンソルｄ３３を有する）。第２圧電センサは、例えば、第２圧電センサのねじれの向きに応じた電荷を発生する（例えば、圧電テンソルｄ１４を有する）。ロボットハンド３が第１圧電センサ及び第２圧電センサを備える場合、第１柔軟指３１２に加わるＸ軸方向の力の大きさ及びＺ軸方向の力の大きさを推定できる。換言すれば、運搬対象物Ｇｒに加わるＸ軸方向の力の大きさ及びＺ軸方向の力（例えば、運搬対象物Ｇｒに加わる重力）の大きさを推定できる。
【0072】
［第４実施形態］
以下、第４実施形態に係るロボットハンド４（図示せず）について図を参照しながら説明する。図８は、第４実施形態に係るロボットハンド４が備えているハンド部４１を示す図である。図９は、ハンド部４１の第１柔軟指４１２の詳細を示す図である。ロボットハンド４は、第１柔軟指１１２と構造の異なる第１柔軟指４１２を備えている点及び第２柔軟指１１３と構造の異なる第２柔軟指４１３を備えている点で、ロボットハンド１と異なる。以下、詳細に説明する。なお、ロボットハンド１と同様の構造については、同じ符号を付して説明を省略する。
以下、第４実施形態に係るロボットハンド４（図示せず）について図を参照しながら説明する。図８は、第４実施形態に係るロボットハンド４が備えているハンド部４１を示す図である。図９は、ハンド部４１の第１柔軟指４１２の詳細を示す図である。ロボットハンド４は、第１柔軟指１１２と構造の異なる第１柔軟指４１２を備えている点及び第２柔軟指１１３と構造の異なる第２柔軟指４１３を備えている点で、ロボットハンド１と異なる。以下、詳細に説明する。なお、ロボットハンド１と同様の構造については、同じ符号を付して説明を省略する。
【0073】
本実施形態において、第１柔軟指４１２及び第２柔軟指４１３は、内部に空洞ＣＡＶが設けられた筒状体である（図９参照）。換言すれば、複数の柔軟指は、内部に空洞ＣＡＶが設けられた筒状体である第１柔軟指４１２を含んでいる。従って、第１柔軟指４１２は、筒状体の内面ＩＳ及び筒状体の外面ＯＳを有している。外面ＯＳは、運搬対象物Ｇｒと接触する接触部Ｃ４１を有している（図９参照）。
【0074】
第１柔軟指４１２は、空洞ＣＡＶの空気圧の変化に応じて湾曲する。具体的には、第１柔軟指４１２が、接触部Ｃ４１側に湾曲する。より詳細には、第１柔軟指４１２は、高分子弾性体である蛇腹構造の部分Ｂｅを有する。部分Ｂｅは、外面ＯＳにおいて接触部Ｃ４１とは反対側に位置する。具体的には、部分Ｂｅは、Ｚ軸方向に沿って並んでいる複数の内壁ＩＢを有する。複数の内壁ＩＢは、Ｘ軸の正方向に突出した複数の凸形状を有する。空洞ＣＡＶの空気圧が増加した場合、増加した空気圧によって複数の内壁ＩＢがＸ軸の負方向へ向かって押圧される。これにより、Ｚ軸方向に並ぶ複数の内壁ＩＢの間隔が広がる。従って、外面ＯＳにおいて部分Ｂｅ側がＺ軸方向に沿って伸張する。一方、接触部Ｃ４１側の内面ＩＳは、平面である。従って、空洞ＣＡＶの空気圧が増加してもＺ軸方向に沿って伸張しない。結果、第１柔軟指４１２は、接触部Ｃ４１側に湾曲する。一方、空洞ＣＡＶの空気圧が低い場合、外面ＯＳにおける部分Ｂｅ側は、縮むことはない。従って、第１柔軟指４１２は、空洞ＣＡＶの空気圧が低下したときに、湾曲前の形状に戻る。同様にして、第２柔軟指４１３は、空洞ＣＡＶの空気圧の変化に応じて湾曲する。第１柔軟指４１２及び第２柔軟指４１３は、湾曲することによって運搬対象物Ｇｒを運搬する。上記に示す構造の場合、駆動機構１１１Ｂは、例えば、電磁弁、ベントバルブ及びコンプレッサ等を有する。制御部１２は、電磁弁を開閉し、コンプレッサの空気を空洞ＣＡＶに送り込む、または、空洞ＣＡＶの空気をベントバルブから抜くことにより空洞ＣＡＶの空気圧を変化させる。
【0075】
第１柔軟指４１２は、弾性体の板材ＳＴを有している。板材ＳＴは、例えば、Ｚ軸方向に延びている板形状である。板材ＳＴは、第１主面ＳＳ１及び第２主面ＳＳ２を有している。第１主面ＳＳ１及び第２主面ＳＳ２は、Ｘ軸の正方向に第２主面ＳＳ２、第１主面ＳＳ１の順に並んでいる。
【0076】
板材ＳＴは、第１柔軟指４１２の内面ＩＳのうち接触部Ｃ４１側に取り付けられる。具体的には、板材ＳＴは、第１主面ＳＳ１と内面ＩＳとが接触するように、内面ＩＳに取り付けられている。従って、板材ＳＴは、空洞ＣＡＶの空気圧の変化に応じて接触部Ｃ４１側に湾曲する。
【0077】
本実施形態において、歪センサ１３は、板材ＳＴに取り付けられている。具体的には、歪センサ１３の主面が、第２主面ＳＳ２と接触するように板材ＳＴに取り付けられている。このため、歪センサ１３は、板材ＳＴの変形を検知する。具体的には、第２主面ＳＳ２の伸張に伴って第２主面ＳＳ２に取り付けられた歪センサ１３が伸張する。これにより、歪センサ１３は、第２主面ＳＳ２の変形を検知する。換言すれば、歪センサ１３は、板材ＳＴの変形を検知することによって、板材ＳＴが取り付けられている第１柔軟指４１２の変形を検知する。
【0078】
板材ＳＴは、内部に空洞が設けられていてもよい。板材ＳＴの空洞には、ジャミングレイヤーが設けられている。ジャミングレイヤーは、１乃至複数のフィルム又は１乃至複数のシート等からなる複数の層を有している。ジャミングレイヤーは、当該複数の層間における摩擦力の変化に応じて剛性が変化する。例えば、板材ＳＴの空洞の空気圧を低下させた場合、当該複数の層間の摩擦力が高まる。この場合、ジャミングレイヤーの剛性は高くなる。従って、板材ＳＴが取り付けられている第１柔軟指４１２の剛性が高くなる。一方、板材ＳＴの空洞の空気圧を増加させた場合、ジャミングレイヤーは、当該複数の層間における摩擦力が低下する。この場合、ジャミングレイヤーの剛性は、低下する。従って、板材ＳＴが取り付けられている第１柔軟指４１２の剛性が低くなる。
【0079】
本実施形態において、制御部１２は、板材ＳＴの空気圧を調整してもよい。具体的には、駆動機構１１１Ｂは、空洞ＣＡＶと同様にして、コンプレッサの空気を板材ＳＴの空洞に送り込む。制御部１２は、駆動機構１１１Ｂを制御することによって板材ＳＴの空気圧を調整する。
【0080】
ロボットハンド４は、運搬対象物Ｇｒの破損を防ぐために、第１柔軟指４１２及び第２柔軟指４１３による把持力が低い状態で運搬対象物Ｇｒを運搬する。しかし、ロボットハンド４が運搬対象物Ｇｒを高速で移動させた場合、運搬対象物Ｇｒに遠心力が加わる場合がある。このため、第１柔軟指４１２及び第２柔軟指４１３による把持力が低い場合、遠心力によって運搬対象物Ｇｒが第１柔軟指４１２及び第２柔軟指４１３から外れる可能性がある。そこで、本実施形態では、第１柔軟指４１２及び第２柔軟指４１３が運搬対象物Ｇｒを把持した状態で高速で移動するとき、制御部１２は、板材ＳＴの空気圧を低下させる制御を行う。これにより、ジャミングレイヤーの剛性が高まり、第１柔軟指４１２の剛性が高まる。従って、第１柔軟指４１２及び第２柔軟指４１３による運搬対象物Ｇｒの把持力が高まる。ロボットハンド４が運搬対象物Ｇｒの移動を終了したときに、制御部１２は、板材ＳＴの空気圧を元に戻す。これにより、長時間、運搬対象物Ｇｒに高い把持力が加わることを防ぐことができる。
【0081】
制御部１２は、歪センサ１３の出力結果に基づいて板材ＳＴの空気圧を変化させてもよい。例えば、制御部１２は、予め第１柔軟指４１２の変形量について閾値を記憶している。歪センサ１３が検知した第１柔軟指４１２の変形量が閾値未満となった場合（例えば、遠心力によって第１柔軟指４１２に力が加わり、第１柔軟指４１２の変形量が小さくなった場合）、制御部１２は、板材ＳＴの空気圧を低下させる。これにより、第１柔軟指４１２及び第２柔軟指４１３の剛性が高くなり、第１柔軟指４１２及び第２柔軟指４１３の間隔が広がることを防止できる。従って、運搬対象物Ｇｒが外れることを防ぐことができる。歪センサ１３が検知した第１柔軟指４１２の変形量が閾値以上となった場合、制御部１２は、板材ＳＴの空気圧を元に戻す。この場合、閾値は、例えば、運搬対象物Ｇｒが第１柔軟指４１２及び第２柔軟指４１３から外れたときの第１柔軟指４１２の変形量に基づいて設定されている。
【0082】
（第４実施形態の効果）
ロボットハンド４は、破損しやすい運搬対象物Ｇｒを破損することなく運搬できる。具体的には、板材ＳＴが、内面ＩＳのうち接触部Ｃ４１側に取り付けられており、且つ、歪センサ１３が、板材ＳＴに取り付けられている。これにより、第１柔軟指４１２が運搬対象物Ｇｒと接触したときに、板材ＳＴが変形する。歪センサ１３は板材ＳＴの変形を検知することによって、第１柔軟指４１２の変形を検知することができる。従って、制御部１２によるフィードバック制御の精度が向上する。または、板材ＳＴに歪センサ１３を取り付けることによって第１柔軟指４１２の変形量が検知しやすくなるため、制御部１２は、更に正確にアラートを発生させることができる。アラートに気付いた作業者がロボットハンド４の動作を停止させることによって、運搬対象物Ｇｒの破損を防止することができる。
ロボットハンド４は、破損しやすい運搬対象物Ｇｒを破損することなく運搬できる。具体的には、板材ＳＴが、内面ＩＳのうち接触部Ｃ４１側に取り付けられており、且つ、歪センサ１３が、板材ＳＴに取り付けられている。これにより、第１柔軟指４１２が運搬対象物Ｇｒと接触したときに、板材ＳＴが変形する。歪センサ１３は板材ＳＴの変形を検知することによって、第１柔軟指４１２の変形を検知することができる。従って、制御部１２によるフィードバック制御の精度が向上する。または、板材ＳＴに歪センサ１３を取り付けることによって第１柔軟指４１２の変形量が検知しやすくなるため、制御部１２は、更に正確にアラートを発生させることができる。アラートに気付いた作業者がロボットハンド４の動作を停止させることによって、運搬対象物Ｇｒの破損を防止することができる。
【0083】
また、歪センサ１３が第１柔軟指４１２の変位を検知しやすいため、ロボットハンド４は、ロボットハンド１と同様にして、運搬対象物Ｇｒを高速で運搬することができる。
【0084】
なお、ロボットハンド４は、第２柔軟指４１３を備えていなくてもよい。この場合、ロボットハンド１ａと同様にして、ロボットハンド４は、第１柔軟指４１２が運搬対象物Ｇｒを押すことによって運搬対象物Ｇｒを運搬する。この場合も、ロボットハンド４は、運搬対象物Ｇｒの破損を防止することができ、且つ、運搬対象物Ｇｒを高速で運搬することができる。
【0085】
［第５実施形態］
以下、第５実施形態に係るロボットハンド５（図示せず）について図を参照しながら説明する。図１０は、第５実施形態に係るロボットハンド５が備えているハンド部５１を示す図である。図１１は、第１柔軟指５１２及び第２柔軟指５１３をＺ軸の負方向に見た図である。図１０及び図１１では、歪センサ１３を透視している。
以下、第５実施形態に係るロボットハンド５（図示せず）について図を参照しながら説明する。図１０は、第５実施形態に係るロボットハンド５が備えているハンド部５１を示す図である。図１１は、第１柔軟指５１２及び第２柔軟指５１３をＺ軸の負方向に見た図である。図１０及び図１１では、歪センサ１３を透視している。
【0086】
ハンド部５１は、第１柔軟指２１２と構成の異なる第１柔軟指５１２を備えている点、及び、第２柔軟指１１３と構成の異なる第２柔軟指５１３を備えている点でハンド部２１と異なる。具体的には、第１柔軟指５１２は、第１部材ＦＰと構成の異なる第１部材ＦＰ５、及び、第２部材ＳＰと構成の異なる第２部材ＳＰ５を備えている。
【0087】
図１０に示すように、第２部材ＳＰ５は、空隙ＶＤが形成されていない点で第２部材ＳＰと異なる。このような第２部材ＳＰ５の材料は、エポキシ樹脂又はエラストマー樹脂等である。
【0088】
図１０に示すように、第１部材ＦＰ５は、駆動機構１１１Ｂによって保持されていない点で第１部材ＦＰと異なる。第１部材ＦＰ５は、第２部材ＳＰ５のＺ軸の負方向における端部と接触している。第１部材ＦＰ５は、第２部材ＳＰ５のＺ軸の正方向における端部と接触していない。第１部材ＦＰ５の弾性率は、第２部材ＳＰ５の弾性率よりも小さい。このような第１部材ＦＰ５の材料は、例えば、シリコーンラバーである。
【0089】
本実施形態において、歪センサ１３は、第１部材ＦＰ５内に設けられている。歪センサ１３は、Ｚ軸方向に延びている。歪センサ１３は、Ｘ軸方向に並んでいる主面Ｓｈ１及び主面Ｓｈ２（歪センサ１３が有する面の内最も面積が大きい面）を有している。主面Ｓｈ１，Ｓｈ２の法線方向Ｈｄは、Ｘ軸方向と一致している。歪センサ１３は、Ｚ軸方向に対して傾斜していない。歪センサ１３は、第１部材ＦＰ５の変形を検知する。具体的には、図１０に示す例において、ロボットハンド５が運搬対象物Ｇｒを把持した場合、第１部材ＦＰ５に対してＸ軸の負方向に向かう力が加わる。これにより、第１部材ＦＰ５は、Ｘ軸の負方向に突出するように変形する。歪センサ１３は、第１部材ＦＰ５の変形を検知する。
【0090】
第２柔軟指５１３は、第１柔軟指５１２と左右対称の形状を有する。第２柔軟指５１３のその他の構成は、第１柔軟指５１２の構成と同じである。従って、第２柔軟指５１３のその他の構成についての説明を省略する。
【0091】
なお、ロボットハンド５において、歪センサ１３は、必ずしも、第２柔軟指５１３に設けられていなくてもよい。
【0092】
（第５実施形態の効果）
上記に示すようなロボットハンド５によれば、ロボットハンド１と同様の理由により、破損しやすい運搬対象物Ｇｒを破損することなく運搬出来る。
上記に示すようなロボットハンド５によれば、ロボットハンド１と同様の理由により、破損しやすい運搬対象物Ｇｒを破損することなく運搬出来る。
【0093】
［ハンド部５１の変形例１］
以下、ハンド部５１の変形例１に係るハンド部５１ａについて図を参照しながら説明する。図１２は、ハンド部５１の変形例１に係るハンド部５１ａを示す図である。図１２では、歪センサ１３を透視している。
以下、ハンド部５１の変形例１に係るハンド部５１ａについて図を参照しながら説明する。図１２は、ハンド部５１の変形例１に係るハンド部５１ａを示す図である。図１２では、歪センサ１３を透視している。
【0094】
ハンド部５１ａは、歪センサ１３がＸ軸方向に対して傾斜している点でハンド部５１と異なる。具体的には、歪センサ１３の主面Ｓｈ１，Ｓｈ２の法線方向Ｈｄは、Ｘ軸方向に対して０°より大きく９０°より小さい角度で傾いている。図１２に示すように、歪センサ１３の主面Ｓｈ１は、Ｘ軸の正方向を向いている。これにより、歪センサ１３は、歪センサ１３に加わるＸ軸方向の力を検知出来る。また、歪センサ１３の主面Ｓｈ１は、Ｚ軸の負方向を向いている。これにより、歪センサ１３は、歪センサ１３に加わるＺ軸方向の力を検知出来る。つまり、ハンド部５１ａは、歪センサ１３に加わるＸ軸方向の力及びＺ軸方向の力の両方を検出出来る。上記に示す構成の場合、歪センサ１３から出力される信号は、歪センサ１３がＸ軸方向に変形することによって出力される信号とＺ軸方向に変形することによって出力される信号とを合成した合成波である。
【0095】
なお、歪センサ１３は、歪センサ１３の主面Ｓｈ１，Ｓｈ２がＺ軸方向に対して４５度の角度で傾斜している場合、歪センサ１３に加わるＸ軸方向の力及びＺ軸方向の力の両方をより均等に検知出来る。
【0096】
なお、第２柔軟指５１３の構成は、第１柔軟指５１２と左右対称の形状を有する以外、第１柔軟指５１２の構成と同じである。従って、第２柔軟指５１３についての説明を省略する。
【0097】
［ハンド部５１の変形例２］
以下、ハンド部５１の変形例２に係るハンド部５１ｂについて図を参照しながら説明する。図１３は、ハンド部５１の変形例２に係るハンド部５１ｂを示す図である。図１３は、ハンド部５１ｂの第１柔軟指５１２及び第２柔軟指５１３をＺ軸の負方向に見た図である。図１３では、歪センサ１３ａ，１３ｂを透視している。
以下、ハンド部５１の変形例２に係るハンド部５１ｂについて図を参照しながら説明する。図１３は、ハンド部５１の変形例２に係るハンド部５１ｂを示す図である。図１３は、ハンド部５１ｂの第１柔軟指５１２及び第２柔軟指５１３をＺ軸の負方向に見た図である。図１３では、歪センサ１３ａ，１３ｂを透視している。
【0098】
ハンド部５１ｂは、複数の歪センサが第１柔軟指５１２に設けられている点でハンド部５１と異なる。図１３に示す例において、歪センサ１３ａ及び歪センサ１３ｂが第１柔軟指５１２に設けられている。歪センサ１３ａの主面Ｓｈ１ａ，Ｓｈ２ａの法線方向は、Ｘ軸方向と一致している。歪センサ１３ｂの主面Ｓｈ１ｂ，Ｓｈ２ｂの法線方向は、Ｘ軸方向と一致している。
【0099】
歪センサ１３ａは、Ｙ軸の負方向における第１部材ＦＰ５の端部に設けられている。従って、歪センサ１３ａは、Ｙ軸の負方向における第１部材ＦＰ５の端部の変形を検知しやすい。歪センサ１３ｂは、Ｙ軸の正方向における第１部材ＦＰ５の端部に設けられている。従って、歪センサ１３ｂは、Ｙ軸の正方向における第１部材ＦＰ５の端部の変形を検知しやすい。
【0100】
なお、第２柔軟指５１３の構成は、第１柔軟指５１２と左右対称の形状を有する以外、第１柔軟指５１２の構成と同じである。従って、第２柔軟指５１３についての説明を省略する。
【0101】
なお、第１柔軟指５１２には、３個以上の歪センサが設けられていてもよい。なお、第２柔軟指５１３には、３個以上の歪センサが設けられていてもよい。
【0102】
［ハンド部５１の変形例３］
以下、ハンド部５１の変形例３に係るハンド部５１ｃについて図を参照しながら説明する。図１４は、ハンド部５１の変形例３に係るハンド部５１ｃを示す図である。図１４では、歪センサ１３ａ，１３ｂを透視している。
以下、ハンド部５１の変形例３に係るハンド部５１ｃについて図を参照しながら説明する。図１４は、ハンド部５１の変形例３に係るハンド部５１ｃを示す図である。図１４では、歪センサ１３ａ，１３ｂを透視している。
【0103】
図１４に示すように、ハンド部５１ｃは、歪センサ１３ａがＹ軸方向に対して傾斜している点、及び、歪センサ１３ｂがＹ軸方向に対して傾斜している点でハンド部５１ｂと異なる。
【0104】
歪センサ１３ａの主面Ｓｈ１ａは、Ｘ軸の正方向を向いており、且つ、Ｙ軸の正方向を向いている。従って、歪センサ１３ａは、ハンド部５１ａにおける歪センサ１３と同様にして、歪センサ１３ａに加わるＸ軸方向の力及びＹ軸方向の力の両方を検知出来る。
【0105】
歪センサ１３ｂの主面Ｓｈ１ｂは、Ｘ軸の正方向を向いており、且つ、Ｙ軸の負方向を向いている。従って、歪センサ１３ｂは、ハンド部５１ａにおける歪センサ１３と同様にして、歪センサ１３ｂに加わるＸ軸方向の力及びＹ軸方向の力の両方を検知出来る。歪センサ１３ｃ及び歪センサ１３ｄについても同様である。
【0106】
なお、第２柔軟指５１３の構成は、第１柔軟指５１２と左右対称の形状を有する以外、第１柔軟指５１２の構成と同じである。従って、第２柔軟指５１３についての説明を省略する。
【0107】
［ハンド部５１の変形例４］
以下、ハンド部５１の変形例４に係るハンド部５１ｄについて図を参照しながら説明する。図１５は、ハンド部５１の変形例４に係るハンド部５１ｄを示す図である。図１６は、ハンド部５１ｄの第１柔軟指５１２及び第２柔軟指５１３をＺ軸の負方向に見た図である。図１５及び図１６では、歪センサ１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄを透視している。
以下、ハンド部５１の変形例４に係るハンド部５１ｄについて図を参照しながら説明する。図１５は、ハンド部５１の変形例４に係るハンド部５１ｄを示す図である。図１６は、ハンド部５１ｄの第１柔軟指５１２及び第２柔軟指５１３をＺ軸の負方向に見た図である。図１５及び図１６では、歪センサ１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄを透視している。
【0108】
図１５及び図１６に示すように、ハンド部５１ｄは、歪センサ１３ａの主面Ｓｈ１ａ，Ｓｈ２ａがＺ軸方向に対して傾斜している点、及び、歪センサ１３ｂの主面Ｓｈ１ｂ，Ｓｈ２ｂがＺ軸方向に対して傾斜している点でハンド部５１ｃと異なる。
【0109】
例えば、歪センサ１３ａの主面Ｓｈ１ａは、Ｘ軸の正方向を向いており、且つ、Ｙ軸の正方向を向いているのに加えて、Ｚ軸の負方向を向いている。この場合、歪センサ１３ａは、歪センサ１３ａに加わるＸ軸方向の力及びＹ軸方向の力に加えて、歪センサ１３ａに加わるＺ軸方向の力を検知する。
【0110】
例えば、歪センサ１３ｂの主面Ｓｈ１ｂは、Ｘ軸の正方向を向いており、且つ、Ｙ軸の負方向を向いているのに加えて、Ｚ軸の負方向を向いている。この場合、歪センサ１３ｂは、歪センサ１３ｂに加わるＸ軸方向の力及びＹ軸方向の力に加えて、歪センサ１３ｂに加わるＺ軸方向の力を検知する。つまり、ハンド部５１ｄによれば、第１部材ＦＰ５に加わる３方向の力を検知出来る。
【0111】
第２柔軟指５１３の構成は、第１柔軟指５１２と左右対称の形状を有する以外、第１柔軟指５１２の構成と同じである。従って、第２柔軟指５１３についての説明を省略する。
【0112】
上記の構成の場合、歪センサ１３ａの主面は、Ｘ軸の正方向、Ｙ軸の正方向及びＺ軸の負方向を向いている。また、歪センサ１３ｂの主面は、Ｘ軸の正方向、Ｙ軸の負方向及びＺ軸の負方向を向いている。第２柔軟指５１３に取り付けられている歪センサ１３ｃの主面は、Ｘ軸の負方向、Ｙ軸の正方向及びＺ軸の負方向を向いている。第２柔軟指５１３に取り付けられている歪センサ１３ｄの主面は、Ｘ軸の負方向、Ｙ軸の負方向及びＺ軸の負方向を向いている。このとき、例えば、第１部材ＦＰ５にＺ軸回転方向の力が加わると、歪センサ１３ａ及び歪センサ１３ｂが伸びる。また、第２柔軟指５１３における歪センサ１３ｃ及び歪センサ１３ｄもＺ軸回転方向の力により伸びる。従って、本変形例において、第１柔軟指５１２における第１部材ＦＰ５及び第２柔軟指５１３における第１部材にＺ軸回転方向の力が加わっているか否かを判定することが出来る。
【0113】
［ハンド部５１の変形例５］
以下、ハンド部５１の変形例５に係るハンド部５１ｅについて図を参照しながら説明する。図１７は、ハンド部５１の変形例５に係るハンド部５１ｅを示す図である。図１７では、歪センサ１３及び貫通孔Ｈｅを透視している。
以下、ハンド部５１の変形例５に係るハンド部５１ｅについて図を参照しながら説明する。図１７は、ハンド部５１の変形例５に係るハンド部５１ｅを示す図である。図１７では、歪センサ１３及び貫通孔Ｈｅを透視している。
【0114】
図１７に示すように、ハンド部５１ｅは、第２部材ＳＰ５に貫通孔Ｈｅが設けられている点で、ハンド部５１と異なる。貫通孔Ｈｅは、第２部材ＳＰ５をＸ軸方向に貫通している。Ｘ軸方向に見て、貫通孔Ｈｅは、歪センサ１３と重なっている。第１部材ＦＰ５が運搬対象物Ｇｒと接触したとき、第１部材ＦＰ５が貫通孔Ｈｅに向かって突出するように変形する。換言すれば、第１部材ＦＰ５が、Ｘ軸の負方向に突出するように変形する。従って、第１部材ＦＰ５は、第２部材に貫通孔が設けられていないハンド部と比較して、変形しやすい。結果、歪センサ１３が、第１部材ＦＰ５の変形を検知しやすくなる。
【0115】
上記の構成の場合、作業者は、歪センサ１３から出力される信号の大きさを調整することが出来る。例えば、作業者は、Ｘ軸方向に見て、貫通孔Ｈｅの断面の大きさよりも小さい大きさの部材（以下、第１調整用部材と称す）を用意する。作業者は、貫通孔Ｈｅの一部を第１調整用部材によって埋めることによって信号の大きさを調整する。例えば、第１調整用部材は、半円形状を有している。作業者は、貫通孔ＨｅにおけるＸ軸の負方向側且つＺ軸の負方向側を半円形状の第１調整用部材で埋める。これにより、貫通孔Ｈｅの深さが小さくなる。この場合、第１部材ＦＰ５の変形量は、貫通孔Ｈｅが第１調整用部材によって埋められていない第１部材ＦＰ５の変形量と比較して、小さくなる。従って、歪センサ１３の変形量が小さくなる。なお、貫通孔ＨｅにおけるＸ軸の負方向側且つＺ軸の負方向側が半円形状の第１調整用部材で埋まった場合、貫通孔Ｈｅの形状は、Ｘ軸方向に見て、半円形状である。
【0116】
なお、作業者は、第１調整用部材の厚みを調整することによって歪センサ１３から出力される信号の大きさを調整することが出来る。例えば、作業者は、歪センサ１３の信号の大きさを小さくしたい場合は、厚みの厚い第１調整用部材によって貫通孔Ｈｅの一部を埋める。一方、作業者は、歪センサ１３の信号の大きさを大きくしたい場合は、厚みの薄い第１調整用部材によって貫通孔Ｈｅの一部を埋める。
【0117】
なお、第２柔軟指５１３の構成は、第１柔軟指５１２と左右対称の形状を有する以外、第１柔軟指５１２の構成と同じである。従って、第２柔軟指５１３についての説明を省略する。
【0118】
［ハンド部５１の変形例６］
以下、ハンド部５１の変形例６に係るハンド部５１ｆについて図を参照しながら説明する。図１８は、ハンド部５１の変形例６に係るハンド部５１ｆを示す図である。図１８では、歪センサ１３及び窪みＨｆ１を透視している。
以下、ハンド部５１の変形例６に係るハンド部５１ｆについて図を参照しながら説明する。図１８は、ハンド部５１の変形例６に係るハンド部５１ｆを示す図である。図１８では、歪センサ１３及び窪みＨｆ１を透視している。
【0119】
図１８に示すように、ハンド部５１ｆは、第２部材ＳＰ５に、貫通孔Ｈｅの代わりに窪みＨｆ１が設けられている点で、ハンド部５１ｅと異なる。窪みＨｆ１は、第２部材ＳＰ５を貫通していない。第２部材ＳＰ５は、窪みＨｆ１によって第２部材ＳＰ５の第１主面Ｓ３２がＸ軸の負方向に向かって凹んでいる。窪みＨｆ１は、Ｘ軸方向に見て、歪センサ１３と重なっている。ハンド部５１ｆにおける歪センサ１３は、ハンド部５１ｅにおける歪センサ１３と同様にして、第１部材ＦＰ５の変形を検知しやすくなる。
【0120】
なお、第２柔軟指５１３の構成は、第１柔軟指５１２と左右対称の形状を有する以外、第１柔軟指５１２の構成と同じである。従って、第２柔軟指５１３についての説明を省略する。
【0121】
なお、以下に示す方法によって、第２部材ＳＰ５に窪みＨｆ１を設けてもよい。第２部材ＳＰ５に第２部材ＳＰ５をＸ軸方向に貫通する貫通孔（以下、第１貫通孔と称す）を設ける。作業者は、Ｘ軸方向に見て、第１貫通孔の形状と同じ形状の部材（以下、第２調整用部材と称す）を用意する。作業者は、第１貫通孔におけるＸ軸の負方向側を第２調整用部材で埋める。上記に示す方法により、作業者は、第２部材ＳＰ５に、第１貫通孔の代わりに窪みＨｆ１を設けることが出来る。
【0122】
なお、作業者は、第２調整用部材の厚みを調整することによって歪センサ１３から出力される信号の大きさを調整することが出来る。例えば、作業者は、歪センサ１３の信号の大きさを小さくしたい場合は、厚みの厚い第２調整用部材によって第１貫通孔を埋める。一方、作業者は、歪センサ１３の信号の大きさを大きくしたい場合は、厚みの薄い第２調整用部材によって第１貫通孔を埋める。
【0123】
［窪みの形状の変形例］
以下、窪みの形状の変形例について図を参照しながら説明する。図１９は、ハンド部５１ｅの第２部材ＳＰ５に設けられている窪みＨｆ２を示す図である。図２０は、ハンド部５１ｅの第２部材ＳＰ５に設けられている窪みＨｆ３を示す図である。図１９では、歪センサ１３及び窪みＨｆ２を透視している。図２０では、歪センサ１３及び窪みＨｆ３を透視している。
以下、窪みの形状の変形例について図を参照しながら説明する。図１９は、ハンド部５１ｅの第２部材ＳＰ５に設けられている窪みＨｆ２を示す図である。図２０は、ハンド部５１ｅの第２部材ＳＰ５に設けられている窪みＨｆ３を示す図である。図１９では、歪センサ１３及び窪みＨｆ２を透視している。図２０では、歪センサ１３及び窪みＨｆ３を透視している。
【0124】
【0125】
図１９に示すように、窪みＨｆ２によって形成される第２部材ＳＰ５の内側の側面は、テーパ状となっている。窪みＨｆ２の断面積は、第２部材ＳＰ５の第２主面Ｓ４２に近づくにつれて小さくなる。第１部材ＦＰ５が変形したとき、第１部材ＦＰ５は、窪みＨｆ２によって形成される第２部材ＳＰ５の内側の側面と接触する。第１部材ＦＰ５は、窪みＨｆ２によって形成される第２部材ＳＰ５の内側の側面と接触した後、変形しにくい。従って、第２部材ＳＰ５に窪みＨｆ２が設けられているロボットハンド５における歪センサ１３から出力値は、第２部材ＳＰ５に窪みＨｆ１が設けられているロボットハンド５における歪センサ１３の出力値と比較して、小さくなりやすい。本構造をロボットハンド５に設けることによって、第２部材ＳＰ５に窪みＨｆ１が設けられているロボットハンド５における歪センサ１３の出力値が振り切れるようなケースでも、歪センサ１３の出力値が振り切れないような調整をすることが可能になる。
【0126】
図２０に示すように、窪みＨｆ３によって形成される第２部材ＳＰ５の内側の側面は、テーパ状となっている。さらに、窪みＨｆ３によって形成される第２部材ＳＰ５の内側の側面は、Ｙ軸方向に見て、弧を描いている。窪みＨｆ３の断面積は、第２部材ＳＰ５の第２主面Ｓ４２に近づくにつれて小さくなる。これにより、第１部材ＦＰ５が変形したとき、第１部材ＦＰ５は、窪みＨｆ３によって形成される第２部材ＳＰ５の内側の側面と接触する。第１部材ＦＰ５は、窪みＨｆ３によって形成される第２部材ＳＰ５の内側の側面と接触した後、更に変形しにくい。従って、第２部材ＳＰ５に窪みＨｆ３が設けられているロボットハンド５における歪センサ１３から出力値は、第２部材ＳＰ５に窪みＨｆ１が設けられているロボットハンド５における歪センサ１３の出力値と比較して、小さくなりやすい。本構造をロボットハンド５に設けることによって、第２部材ＳＰ５に窪みＨｆ１が設けられているロボットハンド５における歪センサ１３の出力値が振り切れるようなケースでも、歪センサ１３の出力値が振り切れないような調整をすることが可能になる。
【0127】
上記に示す様に、第２部材ＳＰ５に設けられている窪みの形状によって歪センサ１３から出力される信号の大きさが変化する。従って、作業者は、第２部材ＳＰ５に設けられている窪みの形状を変更することによって歪センサ１３から出力される信号の大きさを調整することが出来る。
【0128】
［第６実施形態］
以下、第６実施形態に係るロボットハンド６（図示せず）について図を参照しながら説明する。図２１は、第６実施形態に係るロボットハンド６が備えているハンド部６１を示す図である。図２２は、第１柔軟指６１２をＺ軸の正方向に見た図である。
以下、第６実施形態に係るロボットハンド６（図示せず）について図を参照しながら説明する。図２１は、第６実施形態に係るロボットハンド６が備えているハンド部６１を示す図である。図２２は、第１柔軟指６１２をＺ軸の正方向に見た図である。
【0129】
ハンド部６１は、第１柔軟指１１２と構成の異なる第１柔軟指６１２を備えている点で、ハンド部１１ａと異なる。第１柔軟指６１２は、第１部分Ｆ１、第２部分Ｆ２、第３部分Ｆ３及び測定用センサＰｒ１を備えている。第１部分Ｆ１、第２部分Ｆ２及び第３部分Ｆ３は、Ｘ軸の正方向に、第２部分Ｆ２、第１部分Ｆ１、第３部分Ｆ３の順に並んでいる。
【0130】
【0131】
【0132】
第１部分Ｆ１は、第２部分Ｆ２の主面の一部及び第３部分Ｆ３の主面の一部と接触している。第１部分Ｆ１は、Ｚ軸の負方向における第２部分Ｆ２の端部と、Ｚ軸の負方向における第３部分Ｆ３の端部とに固定されている。第１部分Ｆ１は、図２２に示すように、外周部Ｆ１ａ及び内周部Ｆ１ｂを含んでいる。
【0133】
外周部Ｆ１ａは、図２２に示すように、内周面及び外周面を有している筒形状である。本実施形態において、外周部Ｆ１ａは、円筒形状である。外周部Ｆ１ａの外周面は、第２部分Ｆ２の主面の一部と、第３部分Ｆ３の主面の一部と、に接触している。このような外周部Ｆ１ａの材料は、エポキシ樹脂又はエラストマー樹脂等である。なお、外周部Ｆ１ａは、筒形状であれば、必ずしも、円筒形状でなくてもよい。
【0134】
内周部Ｆ１ｂは、図２２に示すように、内周面及び外周面を有している筒形状である。本実施形態において、内周部Ｆ１ｂは、円筒形状である。内周部Ｆ１ｂは、外周部Ｆ１ａによって周囲を囲まれている。内周部Ｆ１ｂの外周面は、外周部Ｆ１ａの内周面と接触している。内周部Ｆ１ｂは、外周部Ｆ１ａに固定されている。このような内周部Ｆ１ｂの材料は、例えば、シリコーンラバーである。なお、内周部Ｆ１ｂは、筒形状であれば、必ずしも、円筒形状でなくてもよい。
【0135】
測定用センサＰｒ１は、例えば、物体の表面粗さ等の物理量を測定するためのプローブである。図２１及び図２２に示すように、Ｚ軸の正方向における測定用センサＰｒ１の端部は、内周部Ｆ１ｂ及び外周部Ｆ１ａによって周囲を囲まれている。Ｚ軸の正方向における測定用センサＰｒの端部は、内周部Ｆ１ｂによって固定されている。Ｚ軸の負方向における測定用センサＰｒ１の端部は、内周部Ｆ１ｂ及び外周部Ｆ１ａから露出している。
【0136】
ロボットハンド６が運搬対象物Ｇｒを把持する場合、測定用センサＰｒ１が、運搬対象物Ｇｒと接触する。このとき、測定用センサＰｒ１は、運搬対象物Ｇｒの表面粗さ等を測定することが出来る。
【0137】
本実施形態において、ロボットハンド６は、３個の歪センサ１３ａ，１３ｂ，１３ｃを備えている。図２２に示すように、歪センサ１３ａ，１３ｂ，１３ｃは、内周部Ｆ１ｂ内に設けられている。歪センサ１３ａ，１３ｂ，１３ｃは、測定用センサＰｒ１の周囲を囲んでいる。歪センサ１３ａ，１３ｂ，１３の主面は、測定用センサＰｒ１の位置する方向を向いている。
【0138】
歪センサ１３ａ，１３ｂ，１３ｃは、内周部Ｆ１ｂの変形を検知する。具体的には、測定用センサＰｒ１が、運搬対象物Ｇｒ等の物体の表面と接触し、且つ、物体の表面に沿ってＸ軸方向に移動する。これにより、測定用センサＰｒ１に、例えば、Ｘ軸方向の力が加わる。この場合、内周部Ｆ１ｂがＸ軸の正方向又はＸ軸の負方向に向かって変形する。図２１に示すように、歪センサ１３ａの主面は、Ｘ軸の負方向及びＹ軸の正方向を向いている。歪センサ１３ｂの主面は、Ｘ軸の正方向及びＹ軸の正方向を向いている。従って、歪センサ１３ａ及び歪センサ１３ｂは、Ｘ軸の正方向又はＸ軸の負方向における内周部Ｆ１ｂの変形及びＹ軸の正方向又はＸ軸の負方向における内周部Ｆ１ｂの変形を検知出来る。
【0139】
また、例えば、測定用センサＰｒ１に、Ｙ軸方向の力が加わる。この場合、Ｙ軸の正方向又はＹ軸の負方向に向かって内周部Ｆ１ｂが変形する。歪センサ１３ｃの主面は、Ｙ軸方向を向いている。従って、歪センサ１３ｃは、Ｙ軸の正方向又はＹ軸の負方向における内周部Ｆ１ｂの変形を検知出来る。
【0140】
また、ハンド部６１によって運搬対象物Ｇｒ等の物体に対して加えられる力の大きさが、常に一定であったとしても、物体の表面の粗さによって歪センサ１３ａ，１３ｂ，１３ｃの出力は変化する。従って、ロボットハンド６は、歪センサ１３ａ，１３ｂ，１３ｃの出力に基づいて運搬対象物Ｇｒ等の物体の表面粗さを測定することも出来る。
【0141】
なお、ロボットハンド６は、運搬対象物Ｇｒを運搬するために用いてもよい。例えば、図２０に示すように、ロボットハンド６は、第１柔軟指６１２で運搬対象物Ｇｒを押すことによって、運搬対象物Ｇｒを運搬してもよい。
【0142】
［ハンド部６１の変形例１］
以下、ハンド部６１の変形例１に係るハンド部６１ａについて図を参照しながら説明する。図２３は、ハンド部６１の変形例１に係るハンド部６１ａを示す図である。
以下、ハンド部６１の変形例１に係るハンド部６１ａについて図を参照しながら説明する。図２３は、ハンド部６１の変形例１に係るハンド部６１ａを示す図である。
【0143】
図２３に示すように、ハンド部６１ａは、第２柔軟指６１３を備えている点でハンド部６１と異なる。第２柔軟指６１３の構成は、第１柔軟指６１２と左右対称の形状を有する以外、第１柔軟指６１２の構成と同じである。
【0144】
ハンド部６１ａでは、測定用センサＰｒ１及び第２柔軟指６１３に備わる測定用センサＰｒ２が、運搬対象物Ｇｒを挟む。これにより、ハンド部６１ａが、運搬対象物Ｇｒを運搬する。このとき、測定用センサＰｒ２が、運搬対象物Ｇｒと接触する。測定用センサＰｒ２は、例えば、測定用センサＰｒ１と同様にして、運搬対象物Ｇｒの表面粗さ等を測定する。
【0145】
なお、本変形例において、歪センサ１３ａ，１３ｂ，１３ｃの主面は、Ｚ軸方向に対して傾斜していてもよい。この場合、本変形例における制御部１２は、ハンド部５１ｄを備えるロボットハンド５における制御部１２と同様にして、第１部分Ｆ１にＺ軸回転方向の力が加わっているか否かを判定することが出来る。
【0146】
［その他の実施形態］
第１実施形態乃至第６実施形態、及び、それぞれの変形例は適宜組み合わせてもよい。
第１実施形態乃至第６実施形態、及び、それぞれの変形例は適宜組み合わせてもよい。
【0147】
なお、上述した、ロボットハンド１，１ａ，２，３，４，５，６が備える歪センサの数は、一例である。従って、ロボットハンド１，１ａ，２，３，４，５，６は、上述した数以上の歪センサを備えていてもよい。例えば、ロボットハンド１，１ａ，２，３，４は、２個以上の歪センサを備えていてもよい。例えば、ハンド部５１、ハンド部５１ａ、ハンド部５１ｅ又はハンド部５１ｆを備えているロボットハンド５は、３個以上の歪センサを備えていてもよい。例えば、ハンド部５１ｂ、ハンド部５１ｃ又はハンド部５１ｄを備えているロボットハンド５は、５個以上の歪センサを備えていてもよい。例えば、ハンド部６１を備えているロボットハンド６は、４個以上の歪センサを備えていてもよい。例えば、ハンド部６１ａを備えているロボットハンド６は、７個以上の歪センサを備えていてもよい。
【0148】
なお、上述した、ロボットハンド１，１ａ，２，３，４，５，６が備える柔軟指の数は、一例である。従って、ロボットハンド１，１ａ，２，３，４，５，６は、上述した数以上の柔軟指を備えていてもよい。例えば、ロボットハンド１，２，３，４，５は、３個以上の柔軟指を備えていてもよい。同様にして、ハンド部６１ａを備えているロボットハンド６は、３個以上の柔軟指を備えていてもよい。上記の構成の場合、駆動機構１１Ｂが、３個以上の柔軟指のそれぞれを保持する。このとき、駆動機構１１Ｂは、３個以上の柔軟指のそれぞれを駆動することが可能な機構を有している。３個以上の柔軟指は、Ｚ軸方向に見て、運搬対象物Ｇｒの周囲を囲む様に、運搬対象物Ｇｒを把持する。
【符号の説明】
【0149】
１，１ａ，２，３，４，５，６：ロボットハンド
１３：歪センサ
１１２，２１２，３１２，４１２，５１２，６１２：第１柔軟指
１１３，３１３，４１３，５１３，６１３：第２柔軟指
Ｇｒ：運搬対象物
１３：歪センサ
１１２，２１２，３１２，４１２，５１２，６１２：第１柔軟指
１１３，３１３，４１３，５１３，６１３：第２柔軟指
Ｇｒ：運搬対象物
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】