グリッパ

国内特許コード	P200017302
整理番号	2121
掲載日	2020年11月18日
出願番号	特願2018-199608
公開番号	特開2020-066084
出願日	平成30年10月24日(2018.10.24)
公開日	令和2年4月30日(2020.4.30)
発明者	長濱 峻介 中尾 徳志 菅野 重樹
出願人	学校法人早稲田大学
発明の名称	グリッパ
発明の概要	【課題】物体との接触部分に把持力を補強する把持力補強部材を設けた場合でも、物体の把持状態を解除する解放動作をスムーズに行うことを可能にする。 【解決手段】グリッパ１０は、把持対象物を周囲から爪部１９で挟み込む把持動作及び当該把持動作を解除する解放動作がなされる把持手段１３と、把持手段１３の動力源となるモータ１２と、モータ１２からの動力を把持手段１３に伝達する動力伝達手段１４とを備える。爪部１９は、把持対象物への接触時に把持対象物に貼着することにより、把持動作による把持力を補強する把持力補強部材２４と、動力伝達手段１４に繋がり、モータ１２からの動力により把持力補強部材２４を爪部１９内で変位させる補強部材変位機構とを備える。動力伝達手段１４は、解放動作に連動して、把持力補強部材２４を把持対象物から剥離する方向に退避させるように補強部材変位機構を動作させる。 【選択図】図１
従来技術、競合技術の概要	ロボットハンド等に用いられ、所定の物体を把持可能な多くの種類のグリッパが知られている。このグリッパによる物体の把持においては、その把持部分の表面と物体の間に働く摩擦力が重要である。当該摩擦力と物体の重さとの間で力の釣り合いが崩れると、物体はグリッパから滑り落ち、把持不成功となる。この摩擦力は、グリッパから物体に付加される押圧力と摩擦係数とに依存する。ここで、押圧力は、モータ等の駆動によるグリッパの動作に依存し、摩擦係数は、把持対象の物体やグリッパの把持部分における表面の性状や状態に依存する。例えば、当該表面が水や油で濡れていると摩擦係数が低下し、摩擦係数が低下すると、摩擦力と物体の重さの釣り合いを維持するために押圧力を上げる必要がある。 特許文献１には、把持物体の滑落を防止するための構造を有するロボットハンドが開示されている。このロボットハンドは、指表面における把持物体の滑りの発生を検出し、滑り発生時には、物体に対する把持力となる押圧力を増大するようになっている。しかしながら、外力の付加により損傷や変形が発生し易い把持物体については、押圧力を増大させると破損、破壊を招来する虞がある。 ところで、特許文献２には、ワークとの接触部分に、ヤモリテープと呼ばれる微小突起構造を有するテープが固定配置されたエンドエフェクタが開示されている。このヤモリテープは、微小突起構造によるファンデルワールス力によるワークとの接着が可能であり、これによりワークの保持状態が維持される。そこで、複数方向から物体に接触することで当該物体を把持するロボットハンドにおいても、物体に対する接触部分にヤモリテープを固定配置することが考えられる。これにより、ロボットハンドの動作による物体への押圧力を増大させずに、当該物体を強固に把持することが可能になる。
産業上の利用分野	本発明は、所定の物体を把持する機構からなるグリッパに関する。
特許請求の範囲	【請求項１】 把持対象物を周囲から可動部で挟み込む把持動作及び当該把持動作を解除する解放動作がなされる把持手段と、当該把持手段の動力源となる駆動手段と、当該駆動手段からの動力を前記把持手段に伝達する動力伝達手段とを備えたグリッパにおいて、 前記可動部は、前記把持対象物への接触時に当該把持対象物に貼着することにより、前記把持動作による把持力を補強する把持力補強部材と、前記動力伝達手段に繋がり、前記駆動手段からの動力により前記把持力補強部材を前記可動部内で変位させる補強部材変位機構とを備え、 前記動力伝達手段は、前記解放動作に連動して、前記把持力補強部材を前記把持対象物から剥離する方向に退避させるように前記補強部材変位機構を動作させることを特徴とするグリッパ。 【請求項２】 前記動力伝達手段は、前記把持対象物が把持されていない状態から前記把持動作がなされると、当該把持動作に連動して、前記把持力補強部材を前記把持対象物に相対する方向に表出させるように前記補強部材変位機構を動作させることを特徴とする請求項１記載のグリッパ。 【請求項３】 複数の可動部により把持対象物を挟み込む把持動作及び当該把持動作を解除する解放動作がなされる把持手段と、当該把持手段の動力源となる駆動手段と、当該駆動手段からの動力を前記把持手段に伝達する動力伝達手段とを備えたグリッパにおいて、 前記可動部は、前記把持対象物への接触時に当該把持対象物に貼着することにより、前記把持動作による把持力を補強する把持力補強部材と、前記動力伝達手段に繋がり、前記駆動手段からの動力により前記把持力補強部材を変位させる補強部材変位機構とを備え、 前記補強部材変位機構は、前記把持動作の際に前記把持力補強部材を前記把持対象物に相対するように表出する表出状態と、その反対側の裏側に退避しながら格納される格納状態との間で変位可能に構成され、 前記動力伝達手段は、前記解放動作に連動して前記把持力補強部材を前記表出状態にする一方、前記把持動作に連動して前記把持力補強部材を前記格納状態にするように、前記補強部材変位機構に動力伝達することを特徴とするグリッパ。 【請求項４】 前記動力伝達手段は、前記把持手段に前記把持動作と前記解放動作を行わせるための主伝達機構と、前記補強部材変位機構に繋がり、前記把持力補強部材を変位させる補助動作を前記把持手段に行わせるための補助伝達機構とを備え、 前記補助伝達機構には、前記表出状態と前記格納状態をそれぞれ維持するための状態維持機構が設けられ、 前記状態維持機構は、前記把持動作により、前記各可動部の相対距離が所定値以下の状態になると前記表出状態を維持し、前記解放動作により前記相対距離が所定値以上の状態になると前記格納状態を維持する構造をなすことを特徴とする請求項３記載のグリッパ。 【請求項５】 前記主伝達機構は、前記駆動手段に繋がって前記把持手段に動力を伝達するための第１の伝達軸を含み、 前記補助伝達機構は、前記第１の伝達軸に連動して前記把持手段に動力を伝達するための第２の伝達軸を含み、 前記状態維持機構は、前記第２の伝達軸に作用するトルクが所定値を超えたときに、前記第１の伝達軸から前記第２の伝達軸へのトルク伝達を遮断するトルクリミッタと、前記第２の伝達軸の回転を所定回転角度の範囲内で許容するストッパとを備えたことを特徴とする請求項４記載のグリッパ。
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出願権利状態	公開