把持搬送装置および把持搬送方法
【課題】把持機構を支持する支持移動体と障害物の衝突を検知できるとともに、衝突時のオーバートラベル量による支持移動体の損傷を防止できる把持搬送装置を提供する。
【解決手段】支持移動体５の外面に取り付けられる衝撃吸収センサ９を備える。衝撃吸収センサ９は、弾性体と、該弾性体に組み込まれた衝突検出部と、を有する。衝突検出部は、該弾性体の弾性変形により衝突信号を出力する。衝突信号を受けることで、前記支持移動体５の移動を停止させる制御を行う制御装置１１をさらに備える。支持移動体５が設定速度で移動している時に衝突信号が出力されてから、支持移動体５が停止するまでに支持移動体５が移動する距離をオーバートラベル量として、弾性体の最大弾性変形量は、オーバートラベル量以上である。
【解決手段】支持移動体５の外面に取り付けられる衝撃吸収センサ９を備える。衝撃吸収センサ９は、弾性体と、該弾性体に組み込まれた衝突検出部と、を有する。衝突検出部は、該弾性体の弾性変形により衝突信号を出力する。衝突信号を受けることで、前記支持移動体５の移動を停止させる制御を行う制御装置１１をさらに備える。支持移動体５が設定速度で移動している時に衝突信号が出力されてから、支持移動体５が停止するまでに支持移動体５が移動する距離をオーバートラベル量として、弾性体の最大弾性変形量は、オーバートラベル量以上である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対象物を把持して搬送する把持搬送装置および把持搬送方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
把持搬送装置（例えば、ロボットハンド）は、対象物を把持する把持機構と、把持機構を動作可能に支持して３次元的に移動する支持移動体（例えば、ロボットアーム）とを備える。対象物を把持する時に、把持機構が対象物を把持できる位置まで支持移動体を移動させる。この移動中に、支持移動体が、障害物と衝突することがある。
【０００３】
そのため、衝突センサを支持移動体に取り付けている。支持移動体が、障害物と衝突したことを衝突センサが検出すると、衝突センサから衝突信号が出力される。この衝突信号に基づいて、制御装置が、支持移動体の移動を停止させる制御を行う。
【０００４】
本願の先行技術文献として、下記の特許文献１〜３がある。特許文献１では、支持移動体が障害物に衝突したことを検出する衝突センサを用いている。特許文献２、３には、支持移動体が衝撃を受けた場合に、衝撃を吸収する衝撃吸収機構が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−１５５１１号公報
【特許文献２】特開２０１０−２９９９１号公報
【特許文献３】特開昭６１−２７００９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、支持移動体の移動中に、支持移動体が障害物に衝突した場合に、支持移動体を直ちに停止することができない。すなわち、衝突信号が出力されてから、制御装置により支持移動体を停止させるまでの間に、支持移動体は移動し続ける。当該移動距離（以下、オーバートラベル量という）により、支持移動体を変形させようとする力が障害物から支持移動体に作用する。従って、オーバートラベル量により支持移動体が損傷してしまう。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、支持移動体と障害物の衝突を検知できるとともに、当該衝突時のオーバートラベル量による支持移動体の損傷を防止できるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述の目的を達成するため、本発明によると、対象物を把持して搬送する把持搬送装置であって、
対象物を把持する把持機構と、
前記把持機構を支持して、設定速度で移動する支持移動体と、
支持移動体の外面に取り付けられる衝撃吸収センサと、を備え、
前記衝撃吸収センサは、弾性体と、該弾性体に組み込まれた衝突検出部と、を有し、該衝突検出部は、該弾性体の弾性変形により衝突信号を出力し、
前記衝突信号を受けることで、前記支持移動体の移動を停止させる制御を行う制御装置をさらに備え、
支持移動体が前記設定速度で移動している時に前記衝突信号が出力されてから、支持移動体が停止するまでに支持移動体が移動する距離をオーバートラベル量として、前記弾性体の最大弾性変形量は、オーバートラベル量以上である、ことを特徴とする把持搬送装置が提供される。
【０００９】
また、本発明によると、上述の把持搬送装置を用いた対象物の把持搬送方法であって、
（Ａ）前記衝撃吸収センサとして第１の衝撃吸収センサを前記支持移動体の外面に取り付けた状態で、前記支持移動体を第１の設定速度で移動させることで、第１種類の対象物を把持できる位置へ把持機構を移動させて、該把持機構により当該対象物を把持し、さらに、前記支持移動体を移動させることで、当該対象物を搬送し、
（Ｂ）搬送する対象物を第１種類の対象物から第２種類の対象物に変更することに合わせて、前記支持移動体の外面に取り付ける前記衝撃吸収センサを第１の衝撃吸収センサから第２の衝撃吸収センサに交換し、
（Ｃ）次いで、第２の衝撃吸収センサを前記支持移動体の外面に取り付けた状態で、前記支持移動体を第２の設定速度で移動させることで、第２種類の対象物を把持できる位置へ把持機構を移動させて、該把持機構により当該対象物を把持し、さらに、前記支持移動体を移動させることで、当該対象物を搬送し、
支持移動体が第１の設定速度で移動している時に前記衝突信号が出力されてから、支持移動体が停止するまでに支持移動体が移動する距離を第１のオーバートラベル量として、第１の衝撃吸収センサの前記弾性体の最大弾性変形量は、第１のオーバートラベル量以上であり、
支持移動体が第２の設定速度で移動している時に前記衝突信号が出力されてから、支持移動体が停止するまでに支持移動体が移動する距離を第２のオーバートラベル量として、第２の衝撃吸収センサの前記弾性体の最大弾性変形量は、第２のオーバートラベル量以上である、ことを特徴とする把持搬送方法が提供される。
【００１０】
本発明の好ましい実施形態によると、前記弾性体は、線状に延びている。
【００１１】
また、本発明の好ましい実施形態によると、前記衝撃吸収センサは、支持移動体に着脱可能である。
【００１２】
また、本発明の好ましい実施形態によると、支持移動体は、前記把持機構が設けられた底面と、当該底面に対する側面であって当該底面の外周縁が延びている方向に延びている外周面とを有し、
前記弾性体は、当該外周面に取り付けられて、当該外周面を一周するように線状に延びている。
【００１３】
好ましくは、前記最大弾性変形量は、オーバートラベル量と同じであるか、または、オーバートラベル量よりも若干大きい。
【発明の効果】
【００１４】
上述した本発明によると、前記衝撃吸収センサは、弾性体と、該弾性体の弾性変形により衝突信号を出力する衝突検出部と、を有するので、支持移動体と障害物の衝突を検知できる。
【００１５】
また、衝突信号が出力されてから、支持移動体が停止されるまでに支持移動体が前記設定速度で移動する距離をオーバートラベル量として、前記弾性体の最大弾性変形量は、オーバートラベル量以上であるので、オーバートラベル量の分だけ弾性体は弾性変形する。従って、オーバートラベル量による支持移動体の損傷を防止できる。
【００１６】
さらに、衝突検出部は、弾性体に組み込まれているので、衝突を検出する機能を持つ衝突検出部と、オーバートラベル量による損傷を防止する機能を持つ弾性体とが一体化されている。従って、一体化された衝撃吸収センサは、取り扱いが便利である。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態による把持搬送装置の構成図である。
【図２】（Ａ）は、図１の部分拡大図であり、（Ｂ）は、（Ａ）のＢ−Ｂ矢視図である。
【図３】（Ａ）は、図２（Ｂ）のＩＩＩＡ−ＩＩＩＡ矢視断面図であり、（Ｂ）は、図２（Ｂ）のＩＩＩＢ−ＩＩＩＢ矢視断面図であり、（Ｃ）は、（Ａ）の状態から弾性体が弾性変形した場合を示す。
【図４】本発明の実施形態による把持搬送方法を示すフローチャートである。
【図５】第１種類または第２種類の対象物を搬送する手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の好ましい実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。
【００１９】
図１は、本発明の実施形態による把持搬送装置１０の構成図である。図２（Ａ）は、図１の部分拡大図であり、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）のＢ−Ｂ矢視図である。
【００２０】
把持搬送装置１０は、対象物１を把持して搬送先へ搬送する装置であって、把持機構３と、支持移動体５と、駆動機構７、衝撃吸収センサ９、および制御装置１１を備える。
【００２１】
把持機構３は、複数の把持爪３ａ、３ｂを有する。複数の把持爪３ａ、３ｂは、互いに離間し近接する動作を行って対象物１を把持する。図１の例では、対象物１は、円筒状のものであり、複数の把持爪３ａ、３ｂは、支持移動体５の移動により対象物１の内周面１ａの中に挿入された状態で、互いに離間する方向に駆動され、これにより、内周面１ａに押し付けられることで対象物１を把持する。複数の把持部３ａ、３ｂは、この状態から、互いに近接する方向に駆動されると、把持している対象物１を解放する。この例では、複数の把持部３ａ、３ｂは、それぞれ、図２（Ｂ）に示す往復動方向Ｄａ、Ｄｂにおいて、支持移動体５に設けられたガイドレール（図示せず）に沿って往復動することで、上述のように対象物１を把持したり、解放したりする。
【００２２】
支持移動体５は、把持機構３（把持爪３ａ、３ｂ）を支持して、設定速度で移動する。すなわち、支持移動体５は、把持機構３が、対象物１を把持できる位置へ設定速度で移動させられ、把持機構３が当該対象物１を把持した状態で、搬送先へ当該対象物１を搬送するように移動させられる。
【００２３】
駆動機構７は、支持移動体５を移動させ、支持移動体５の姿勢を変化させる。この駆動機構７は、例えば、図１に示す多関節ロボットのアーム機構を有する。この場合、アーム機構は、図１の例では、第１〜第４のアーム１３ａ〜１３ｄ、および第１〜第３の関節１５ａ〜１５ｃを備える。第１のアーム１３ａには、支持移動体５が結合されている。また、第１のアーム１３ａは、第１の関節１５ａを介して第２のアーム１３ｂに連結されているとともに、第１の関節１５ａの回転軸Ｃ１（図１の紙面と垂直な軸）周りに第２のアーム１３ｂに対して回転可能である。第２のアーム１３ｂは、第２の関節１５ｂを介して第３のアーム１３ｃに連結されているとともに、第２の関節１５ｂの回転軸Ｃ２（図１の紙面と垂直な軸）周りに第３のアーム１３ｃに対して回転可能である。第３のアーム１３ｃは、第３の関節１５ｃを介して第４のアーム１３ｄに連結されているとともに、第３の関節１５ｃの回転軸Ｃ３（図１の紙面と垂直な軸）周りに第４のアーム１３ｄに対して回転可能である。第４のアーム１３ｄは、自身の中心軸である回転軸Ｃ４周りに回転可能に設置台８に支持されている。
【００２４】
駆動機構７は、第１〜第４のアーム１３ａ〜１３ｄを、対応する回転軸Ｃ１〜Ｃ４周りに回転駆動する回転用アクチュエータ（図示せず）を有する。これら回転駆動が、制御装置１１によって制御されることで、上述のように支持移動体５を移動させたり、支持移動体５の姿勢を変更することができる。
【００２５】
図３（Ａ）は、図２（Ｂ）のＩＩＩＡ−ＩＩＩＡ矢視断面図であり、図３（Ｂ）は、図２（Ｂ）のＩＩＩＢ−ＩＩＩＢ矢視断面図である。
【００２６】
衝撃吸収センサ９は、弾性体９ａと、該弾性体９ａに組み込まれた衝突検出部９ｂと、を有する。衝突検出部９ｂは、弾性体９ａの弾性変形により衝突信号を出力する。
衝突検出部９ｂは、弾性体９ａに組み込まれているので、衝突を検出する機能を持つ衝突検出部９ｂと、後述のオーバートラベル量による損傷を防止する機能を持つ弾性体９ａとが一体化されている。このように一体化された衝撃吸収センサ９は、取り扱いが便利である。従って、本実施形態では、支持移動体５の外面５ａに対する衝撃吸収センサ９の取付位置を簡単に調整できるとともに、衝撃吸収センサ９を簡単に交換できる。
【００２７】
衝撃吸収センサ９は、支持移動体５の外面５ａに取り付けられている。図２の例では、衝撃吸収センサ９は、支持移動体５の外周面５ａ１と、支持移動体５の底面５ａ２とに取り付けられている。底面５ａ２は、把持機構３が設けられた面であり、外周面５ａ１は、底面５ａ２に対する側面であって底面５ａ２の外周縁が延びている方向に延びている面である。外周面５ａ１に取り付けた衝撃吸収センサ９と、底面５ａ２に取り付けた衝撃吸収センサ９とは、互いに独立している。
【００２８】
底面５ａ２に取り付けられた弾性体９ａは、線状に延びている。外周面５ａ１に取り付けられた弾性体９ａは、支持移動体５の外周面５ａ１を一周するように線状に延びている。この点以外について、外周面５ａ１に取り付けた衝撃吸収センサ９と、底面５ａ２に取り付けた衝撃吸収センサ９とは、同様の構成を有する。
【００２９】
なお、弾性体９ａを線状にすることより、小型の衝撃吸収センサ９で、効率的に衝突を検出できる。
【００３０】
衝突検出部９ｂは、弾性体９ａの弾性変形を検出できる構成を有する。図３（Ａ）、図３（Ｂ）の例では、衝突検出部９ｂは、電流を通す１対の導電性板（例えば、銅板）１７ａ、１７ｂと、信号出力部１９とを有する。なお、底面５ａ２に取り付けられた弾性体９ａと、外周面５ａ１に取り付けられた弾性体９ａとは、それぞれ、線状に延びている方向と直交する平面による断面構造が、当該方向のいずれの位置においても、図３（Ａ）、図３（Ｂ）と同じ構造になる。
【００３１】
１対の導電性板１７ａ、１７ｂは、隙間を置いて対向し、スイッチとして機能する。導電性板１７ａ、１７ｂは、弾性体９ａ（例えば、ゴム）の内部に形成された空間２１に配置される。空間２１を区画する弾性体９ａの内面２３には、導電性板１７ａが接合されており、空間２１を区画する弾性体９ａの内面２４には、導電性板１７ｂが接合されている。内面２３は、支持移動体５の外面５ａ（外周面５ａ１または底面５ａ２）と対向するように位置し、内面２４は、内面２３と対向するように位置する。また、各導電板には導線２５ａ、２５ｂが接続されている。
【００３２】
信号出力部１９は、導線２５ａ、２５ｂを介して１対の導電性板１７ａ、１７ｂに接続されており、後述のように１対の導電性板１７ａ、１７ｂが互いに接触すると（すなわち、スイッチが閉じると）、上述の衝突信号を出力する。
【００３３】
衝撃吸収センサ９は、次のように作動する。支持移動体５が障害物に衝突すると、弾性体９ａは、図３（Ｃ）のように、支持移動体５の外面５ａ（５ａ１，５ａ２）側へ弾性変形する。これにより、導電性板１７ａ、１７ｂ同士が接触することで、導電性板１７ａ、１７ｂからなるスイッチが閉じる。その結果、導線２５ａ、２５ｂに電流が流れるので、信号出力部１９は、当該電流が流れたことを検出することで、衝突信号を制御装置１１に出力する。
【００３４】
衝撃吸収センサ９（弾性体９ａ）は、支持移動体５の外面５ａに着脱可能とすることができる。例えば、弾性体９ａを、接着剤または両面テープにより支持移動体５の外面５ａに取り外し可能に取り付けることができる。これにより、衝撃吸収センサ９（弾性体９ａ）を、支持移動体５の外面５ａにおける任意の位置に簡単に取り付けることができる。
【００３５】
弾性体９ａの最大弾性変形量（最大弾性変位量）は、オーバートラベル量以上である。オーバートラベル量は、支持移動体５が設定速度で移動している時に前記衝突信号が出力されてから、制御装置１１により支持移動体５が停止されるまでに支持移動体５が移動する距離である。好ましくは、弾性体９ａの最大弾性変形量は、オーバートラベル量と同じであるか、または、オーバートラベル量よりも若干大きい。このように、弾性体９ａの大きさは、オーバートラベル量を基準に定められる。最大弾性変形量は、弾性体９ａの大きさに応じて変化するので、弾性体９ａの最大弾性変形量を、オーバートラベル量と同じであるか、または、オーバートラベル量よりも若干大きいようにすることで、弾性体９ａの大きさ（図３（Ａ）または図３（Ｂ）の断面寸法）を小さく抑えることができる。なお、弾性体９ａの最大弾性変形量に関する弾性変形方向（弾性変位方向）は、弾性体９ａが取り付けられている外面５ａと垂直な方向であってよい。
【００３６】
制御装置１１は、前記衝突信号を受けることで、支持移動体５の移動を停止させる制御を行う。具体的には、制御装置１１は、前記衝突信号を受けると、駆動機構７（例えば、回転用アクチュエータ）の動作を停止させる制御を行う。これにより、駆動機構７の動作が停止し、その結果、支持移動体５も停止する。
【００３７】
上述した把持搬送装置１０を用いた対象物１の把持方法を説明する。図４は、本実施形態による把持方法を示すフローチャートである。
【００３８】
この把持方法では、以下のように、最初に第１種類の対象物１を第１の設定速度で搬送し、その後、第１種類の対象物１と重さが異なる第２種類の対象物１を第２の設定速度で搬送する。例えば、第２種類の対象物１が第１種類の対象物１よりも重い場合には、第２の設定速度は第１の設定速度よりも遅く、第２種類の対象物１が第１種類の対象物１よりも軽い場合には、第２の設定速度は第１の設定速度よりも早い。
【００３９】
ステップＳ１において、衝撃吸収センサ９として第１の衝撃吸収センサ９を支持移動体５の外面５ａに取り付け、この状態で、支持移動体５を第１の設定速度で移動させることで、図１のボックス４内にある第１種類の対象物１を把持できる位置へ把持機構３を移動させて、該把持機構３により当該対象物１を把持する。次いで、支持移動体５を第１の設定速度で移動させることで、当該対象物１を搬送先へ搬送する。当該搬送先では、把持機構３は、把持している第１種類の対象物１を解放することで、当該対象物１を搬送先に引き渡す。その後、再び、支持移動体５を移動させることで、ボックス４内にある第１種類の別の対象物１を把持できる位置へ把持機構３を移動させて、上述のように当該対象物１を搬送先へ搬送する。このような動作を繰り返すことで、複数の第１種類の対象物１を搬送する。
【００４０】
ここで、支持移動体５が第１の設定速度で移動している時に前記衝突信号が出力されてから、支持移動体５が停止するまでに支持移動体５が移動する距離を第１のオーバートラベル量として、第１の衝撃吸収センサ９の弾性体９ａの最大弾性変形量は、第１のオーバートラベル量以上である。好ましくは、第１の衝撃吸収センサ９の弾性体９ａの最大弾性変形量は、第１のオーバートラベル量と同じであるか、または、第１のオーバートラベル量よりも若干大きい。
【００４１】
ステップＳ２において、搬送する対象物１を第１種類の対象物１から第２種類の対象物１に変更する場合に、支持移動体５の外面５ａに取り付ける衝撃吸収センサ９を第１の衝撃吸収センサ９から第２の衝撃吸収センサ９に交換する。具体的には、外面５ａから第１の衝撃吸収センサ９の弾性体９ａを取り外し、外面５ａに、第２の衝撃吸収センサ９の弾性体９ａを取り付ける。
【００４２】
ステップＳ２において、第２種類の対象物１の寸法と形状が、第１種類の対象物１の寸法と形状と異なる場合に、第２種類の対象物１の寸法と形状に合わせて、第２の衝撃吸収センサ９の弾性体９ａを支持移動体５の外面５ａに取り付ける位置を調整することができる。すなわち、外面５ａにおける第２の衝撃吸収センサ９の弾性体９ａの取付位置を、外面５ａにおける第１の衝撃吸収センサ９の弾性体９ａの取付位置と異なるようにすることができる。
【００４３】
ステップＳ３において、第２の衝撃吸収センサ９を支持移動体５の外面５ａに取り付けた状態で、支持移動体５を第２の設定速度で移動させることで、ボックス４内にある第２種類の対象物１を把持できる位置へ把持機構３を移動させて、該把持機構３により当該対象物１を把持する。次いで、支持移動体５を第２の設定速度で移動させることで、当該対象物１を搬送先へ搬送する。当該搬送先では、把持機構３は、把持している第２種類の対象物１を解放することで、当該対象物１を搬送先に引き渡す。その後、再び、支持移動体５を移動させることで、ボックス４内にある第２種類の別の対象物１を把持できる位置へ把持機構３を移動させて、上述のように当該対象物１を搬送先へ搬送する。このような動作を繰り返すことで、複数の第２種類の対象物１を搬送する。
【００４４】
ここで、支持移動体５が第２の設定速度で移動している時に前記衝突信号が出力されてから、支持移動体５が停止するまでに支持移動体５が移動する距離を第２のオーバートラベル量として、第２の衝撃吸収センサ９の弾性体９ａの最大弾性変形量は、第２のオーバートラベル量以上である。好ましくは、第２の衝撃吸収センサ９の弾性体９ａの最大弾性変形量は、第２のオーバートラベル量と同じであるか、または、第２のオーバートラベル量よりも若干大きい。
【００４５】
ステップＳ１またはＳ３において、制御装置１１は、自身に設定されている第１または第２の設定速度に基づいて、支持移動体５が第１または第２の設定速度で移動するように駆動装置７を制御する。
【００４６】
また、ステップＳ１またはＳ３において、支持移動体５が障害物（例えば、ボックス３や、把持しようとする対象物１に近接する他の対象物１）に衝突すると、衝撃吸収センサ９から衝突信号が出力される。これにより、制御装置１１は、上述のように支持移動体５を停止させる。この時、支持移動体５のオーバートラベル量は、衝撃吸収センサ９の弾性体９ａの最大変位量よりも小さいので、当該オーバートラベル量の分だけ、弾性体９ａが図３（Ｃ）のように弾性変形する。これにより、支持移動体５が損傷することが防止される。
【００４７】
図５は、ステップＳ１またはＳ３の動作を示すフローチャートである。ステップＳ１またはＳ３は、ステップＳ１１〜Ｓ１５を有する。
【００４８】
ステップＳ１１において、ＣＣＤカメラなどの撮像装置により、対象物１を含む範囲を撮像して画像データを取得し、画像処理装置により、当該画像データから対象物１の位置および姿勢に関する認識データを取得する。なお、ステップＳ１１において、画像処理装置の代わりに、レーザ距離計を用いて、対象物１の位置および姿勢を計測して、対象物１の位置および姿勢に関する認識データを取得してもよい。
【００４９】
ステップＳ１２において、ステップＳ１１で取得した認識データに基づいて、制御装置１１が、駆動機構７を制御することで、上述のように、ボックス４内の対象物１を把持できる位置へ把持機構３を移動させ、この状態で、把持機構３が当該対象物１を把持する。
【００５０】
ステップＳ１３において、ステップＳ１２の最中に、衝撃吸収センサ９から衝突信号が出力された場合には、ステップＳ１１へ戻り、そうでない場合には、ステップＳ１４へ進む。ステップＳ１２の最中に、衝撃吸収センサ９から衝突信号が出力された場合には（特に、支持移動体５がボックス４内に位置する時に衝撃吸収センサ９から衝突信号が出力された場合には）、ボックス４内にバラ積みされている対象物１と支持移動体５が衝突して、ボックス４内の複数の対象物１の位置と姿勢が変化したとみなせる。そのため、この場合には、ステップＳ１１へ進み、対象物１の位置および姿勢を再認識するようにステップＳ１１〜Ｓ１３を再び行う。
【００５１】
ステップＳ１４において、ステップＳ１３で把持した対象物１を搬送先へ搬送し、把持機構３は搬送先で当該対象物１を解放する。その後、ステップＳ１５へ進む。
【００５２】
ステップＳ１５において、搬送すべきボックス４内の複数の対象物１をすべて搬送した場合には、対象物１の把持と搬送を終了し、そうでない場合には、ステップＳ１１へ戻り、ステップＳ１１〜Ｓ１５を再び行う。
【００５３】
このようにして、ステップＳ１またはＳ３において、例えば、図１のように、上面が開口しているボックス４内にバラ積みされた複数の第１種類の対象物１または複数の第２種類の対象物１を、上述のように１つずつ把持して搬送する。
【００５４】
なお、支持移動体５が一定の速度で移動する場合には、上述の設定速度は、当該一定の速度である。一方、支持移動体５が移動中に、支持移動体５の移動速度が変化する場合には、上述の設定速度は、当該移動速度の最大値である。
【００５５】
本発明は上述した実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更を加え得ることは勿論である。例えば、以下の変更例１〜５を、任意に組み合わせて採用してもよいし、以下の変更例１〜５のいずれかを単独で採用してもよい。この場合、他の点は、上述と同じであってよい。
【００５６】
（変更例１）
対象物１は、円筒形以外の形状を有するものであってもよい。
【００５７】
（変更例２）
上述では、把持機構３は、複数の把持爪３ａ、３ｂであったが、対象物１を把持できる他の構成を有するものであってもよい。例えば、把持機構３は、吸引により対象物１を吸着して把持する吸着パッドであってもよい。この場合、把持機構３は、例えば、吸引動作を停止することで、把持した対象物１を解放する。
【００５８】
（変更例３）
把持機構３は、１対の把持爪３ａ、３ｂを有し、当該１対の把持爪３ａ、３が、互いに近接する閉動作により対象物１を挟み込むことで、対象物１を把持し、互いに離間する開動作により、把持した対象物１を解放するものであってもよい。
【００５９】
（変更例４）
上述では、衝突検出部は、１対の導電性板１７ａ、１７ｂを有するものであったが、他の構成を有するものであってもよい。例えば、弾性体９ａの弾性変形により力が作用するように弾性体９ａ内に組み込まれた圧電素子であってもよい。この場合、圧電素子は、力が作用すると、電圧信号を発生し、この電圧信号に反応して、信号出力部１９は、上述の衝突信号を制御装置１１に出力する。
【００６０】
（変形例５）
上述では、衝撃吸収センサ９は、外周面５ａ１と底面５ａ２の両方に取り付けたが、外周面５ａ１と底面５ａ２のいずれか一方に取り付けてもよい。
【符号の説明】
【００６１】
１ 対象物、１ａ 内周面、３ 把持機構、４ ボックス、５ 支持移動体、５ａ 外面、５ａ１ 外周面、５ａ２ 底面、７ 駆動機構、８ 設置台、９ 衝撃吸収センサ、９ａ 弾性体、９ｂ 衝突検出部、１０ 把持搬送装置、１１ 制御装置、１３ａ〜１３ｄ 第１〜第４のアーム、１５ａ〜１５ｃ 第１〜第３の関節、１７ａ、１７ｂ 導電性板、１９ 信号出力部、２１ 空間、２３、２４ 内面、２５ａ、２５ｂ 導線
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対象物を把持して搬送する把持搬送装置および把持搬送方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
把持搬送装置（例えば、ロボットハンド）は、対象物を把持する把持機構と、把持機構を動作可能に支持して３次元的に移動する支持移動体（例えば、ロボットアーム）とを備える。対象物を把持する時に、把持機構が対象物を把持できる位置まで支持移動体を移動させる。この移動中に、支持移動体が、障害物と衝突することがある。
【０００３】
そのため、衝突センサを支持移動体に取り付けている。支持移動体が、障害物と衝突したことを衝突センサが検出すると、衝突センサから衝突信号が出力される。この衝突信号に基づいて、制御装置が、支持移動体の移動を停止させる制御を行う。
【０００４】
本願の先行技術文献として、下記の特許文献１〜３がある。特許文献１では、支持移動体が障害物に衝突したことを検出する衝突センサを用いている。特許文献２、３には、支持移動体が衝撃を受けた場合に、衝撃を吸収する衝撃吸収機構が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−１５５１１号公報
【特許文献２】特開２０１０−２９９９１号公報
【特許文献３】特開昭６１−２７００９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、支持移動体の移動中に、支持移動体が障害物に衝突した場合に、支持移動体を直ちに停止することができない。すなわち、衝突信号が出力されてから、制御装置により支持移動体を停止させるまでの間に、支持移動体は移動し続ける。当該移動距離（以下、オーバートラベル量という）により、支持移動体を変形させようとする力が障害物から支持移動体に作用する。従って、オーバートラベル量により支持移動体が損傷してしまう。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、支持移動体と障害物の衝突を検知できるとともに、当該衝突時のオーバートラベル量による支持移動体の損傷を防止できるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述の目的を達成するため、本発明によると、対象物を把持して搬送する把持搬送装置であって、
対象物を把持する把持機構と、
前記把持機構を支持して、設定速度で移動する支持移動体と、
支持移動体の外面に取り付けられる衝撃吸収センサと、を備え、
前記衝撃吸収センサは、弾性体と、該弾性体に組み込まれた衝突検出部と、を有し、該衝突検出部は、該弾性体の弾性変形により衝突信号を出力し、
前記衝突信号を受けることで、前記支持移動体の移動を停止させる制御を行う制御装置をさらに備え、
支持移動体が前記設定速度で移動している時に前記衝突信号が出力されてから、支持移動体が停止するまでに支持移動体が移動する距離をオーバートラベル量として、前記弾性体の最大弾性変形量は、オーバートラベル量以上である、ことを特徴とする把持搬送装置が提供される。
【０００９】
また、本発明によると、上述の把持搬送装置を用いた対象物の把持搬送方法であって、
（Ａ）前記衝撃吸収センサとして第１の衝撃吸収センサを前記支持移動体の外面に取り付けた状態で、前記支持移動体を第１の設定速度で移動させることで、第１種類の対象物を把持できる位置へ把持機構を移動させて、該把持機構により当該対象物を把持し、さらに、前記支持移動体を移動させることで、当該対象物を搬送し、
（Ｂ）搬送する対象物を第１種類の対象物から第２種類の対象物に変更することに合わせて、前記支持移動体の外面に取り付ける前記衝撃吸収センサを第１の衝撃吸収センサから第２の衝撃吸収センサに交換し、
（Ｃ）次いで、第２の衝撃吸収センサを前記支持移動体の外面に取り付けた状態で、前記支持移動体を第２の設定速度で移動させることで、第２種類の対象物を把持できる位置へ把持機構を移動させて、該把持機構により当該対象物を把持し、さらに、前記支持移動体を移動させることで、当該対象物を搬送し、
支持移動体が第１の設定速度で移動している時に前記衝突信号が出力されてから、支持移動体が停止するまでに支持移動体が移動する距離を第１のオーバートラベル量として、第１の衝撃吸収センサの前記弾性体の最大弾性変形量は、第１のオーバートラベル量以上であり、
支持移動体が第２の設定速度で移動している時に前記衝突信号が出力されてから、支持移動体が停止するまでに支持移動体が移動する距離を第２のオーバートラベル量として、第２の衝撃吸収センサの前記弾性体の最大弾性変形量は、第２のオーバートラベル量以上である、ことを特徴とする把持搬送方法が提供される。
【００１０】
本発明の好ましい実施形態によると、前記弾性体は、線状に延びている。
【００１１】
また、本発明の好ましい実施形態によると、前記衝撃吸収センサは、支持移動体に着脱可能である。
【００１２】
また、本発明の好ましい実施形態によると、支持移動体は、前記把持機構が設けられた底面と、当該底面に対する側面であって当該底面の外周縁が延びている方向に延びている外周面とを有し、
前記弾性体は、当該外周面に取り付けられて、当該外周面を一周するように線状に延びている。
【００１３】
好ましくは、前記最大弾性変形量は、オーバートラベル量と同じであるか、または、オーバートラベル量よりも若干大きい。
【発明の効果】
【００１４】
上述した本発明によると、前記衝撃吸収センサは、弾性体と、該弾性体の弾性変形により衝突信号を出力する衝突検出部と、を有するので、支持移動体と障害物の衝突を検知できる。
【００１５】
また、衝突信号が出力されてから、支持移動体が停止されるまでに支持移動体が前記設定速度で移動する距離をオーバートラベル量として、前記弾性体の最大弾性変形量は、オーバートラベル量以上であるので、オーバートラベル量の分だけ弾性体は弾性変形する。従って、オーバートラベル量による支持移動体の損傷を防止できる。
【００１６】
さらに、衝突検出部は、弾性体に組み込まれているので、衝突を検出する機能を持つ衝突検出部と、オーバートラベル量による損傷を防止する機能を持つ弾性体とが一体化されている。従って、一体化された衝撃吸収センサは、取り扱いが便利である。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態による把持搬送装置の構成図である。
【図２】（Ａ）は、図１の部分拡大図であり、（Ｂ）は、（Ａ）のＢ−Ｂ矢視図である。
【図３】（Ａ）は、図２（Ｂ）のＩＩＩＡ−ＩＩＩＡ矢視断面図であり、（Ｂ）は、図２（Ｂ）のＩＩＩＢ−ＩＩＩＢ矢視断面図であり、（Ｃ）は、（Ａ）の状態から弾性体が弾性変形した場合を示す。
【図４】本発明の実施形態による把持搬送方法を示すフローチャートである。
【図５】第１種類または第２種類の対象物を搬送する手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の好ましい実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。
【００１９】
図１は、本発明の実施形態による把持搬送装置１０の構成図である。図２（Ａ）は、図１の部分拡大図であり、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）のＢ−Ｂ矢視図である。
【００２０】
把持搬送装置１０は、対象物１を把持して搬送先へ搬送する装置であって、把持機構３と、支持移動体５と、駆動機構７、衝撃吸収センサ９、および制御装置１１を備える。
【００２１】
把持機構３は、複数の把持爪３ａ、３ｂを有する。複数の把持爪３ａ、３ｂは、互いに離間し近接する動作を行って対象物１を把持する。図１の例では、対象物１は、円筒状のものであり、複数の把持爪３ａ、３ｂは、支持移動体５の移動により対象物１の内周面１ａの中に挿入された状態で、互いに離間する方向に駆動され、これにより、内周面１ａに押し付けられることで対象物１を把持する。複数の把持部３ａ、３ｂは、この状態から、互いに近接する方向に駆動されると、把持している対象物１を解放する。この例では、複数の把持部３ａ、３ｂは、それぞれ、図２（Ｂ）に示す往復動方向Ｄａ、Ｄｂにおいて、支持移動体５に設けられたガイドレール（図示せず）に沿って往復動することで、上述のように対象物１を把持したり、解放したりする。
【００２２】
支持移動体５は、把持機構３（把持爪３ａ、３ｂ）を支持して、設定速度で移動する。すなわち、支持移動体５は、把持機構３が、対象物１を把持できる位置へ設定速度で移動させられ、把持機構３が当該対象物１を把持した状態で、搬送先へ当該対象物１を搬送するように移動させられる。
【００２３】
駆動機構７は、支持移動体５を移動させ、支持移動体５の姿勢を変化させる。この駆動機構７は、例えば、図１に示す多関節ロボットのアーム機構を有する。この場合、アーム機構は、図１の例では、第１〜第４のアーム１３ａ〜１３ｄ、および第１〜第３の関節１５ａ〜１５ｃを備える。第１のアーム１３ａには、支持移動体５が結合されている。また、第１のアーム１３ａは、第１の関節１５ａを介して第２のアーム１３ｂに連結されているとともに、第１の関節１５ａの回転軸Ｃ１（図１の紙面と垂直な軸）周りに第２のアーム１３ｂに対して回転可能である。第２のアーム１３ｂは、第２の関節１５ｂを介して第３のアーム１３ｃに連結されているとともに、第２の関節１５ｂの回転軸Ｃ２（図１の紙面と垂直な軸）周りに第３のアーム１３ｃに対して回転可能である。第３のアーム１３ｃは、第３の関節１５ｃを介して第４のアーム１３ｄに連結されているとともに、第３の関節１５ｃの回転軸Ｃ３（図１の紙面と垂直な軸）周りに第４のアーム１３ｄに対して回転可能である。第４のアーム１３ｄは、自身の中心軸である回転軸Ｃ４周りに回転可能に設置台８に支持されている。
【００２４】
駆動機構７は、第１〜第４のアーム１３ａ〜１３ｄを、対応する回転軸Ｃ１〜Ｃ４周りに回転駆動する回転用アクチュエータ（図示せず）を有する。これら回転駆動が、制御装置１１によって制御されることで、上述のように支持移動体５を移動させたり、支持移動体５の姿勢を変更することができる。
【００２５】
図３（Ａ）は、図２（Ｂ）のＩＩＩＡ−ＩＩＩＡ矢視断面図であり、図３（Ｂ）は、図２（Ｂ）のＩＩＩＢ−ＩＩＩＢ矢視断面図である。
【００２６】
衝撃吸収センサ９は、弾性体９ａと、該弾性体９ａに組み込まれた衝突検出部９ｂと、を有する。衝突検出部９ｂは、弾性体９ａの弾性変形により衝突信号を出力する。
衝突検出部９ｂは、弾性体９ａに組み込まれているので、衝突を検出する機能を持つ衝突検出部９ｂと、後述のオーバートラベル量による損傷を防止する機能を持つ弾性体９ａとが一体化されている。このように一体化された衝撃吸収センサ９は、取り扱いが便利である。従って、本実施形態では、支持移動体５の外面５ａに対する衝撃吸収センサ９の取付位置を簡単に調整できるとともに、衝撃吸収センサ９を簡単に交換できる。
【００２７】
衝撃吸収センサ９は、支持移動体５の外面５ａに取り付けられている。図２の例では、衝撃吸収センサ９は、支持移動体５の外周面５ａ１と、支持移動体５の底面５ａ２とに取り付けられている。底面５ａ２は、把持機構３が設けられた面であり、外周面５ａ１は、底面５ａ２に対する側面であって底面５ａ２の外周縁が延びている方向に延びている面である。外周面５ａ１に取り付けた衝撃吸収センサ９と、底面５ａ２に取り付けた衝撃吸収センサ９とは、互いに独立している。
【００２８】
底面５ａ２に取り付けられた弾性体９ａは、線状に延びている。外周面５ａ１に取り付けられた弾性体９ａは、支持移動体５の外周面５ａ１を一周するように線状に延びている。この点以外について、外周面５ａ１に取り付けた衝撃吸収センサ９と、底面５ａ２に取り付けた衝撃吸収センサ９とは、同様の構成を有する。
【００２９】
なお、弾性体９ａを線状にすることより、小型の衝撃吸収センサ９で、効率的に衝突を検出できる。
【００３０】
衝突検出部９ｂは、弾性体９ａの弾性変形を検出できる構成を有する。図３（Ａ）、図３（Ｂ）の例では、衝突検出部９ｂは、電流を通す１対の導電性板（例えば、銅板）１７ａ、１７ｂと、信号出力部１９とを有する。なお、底面５ａ２に取り付けられた弾性体９ａと、外周面５ａ１に取り付けられた弾性体９ａとは、それぞれ、線状に延びている方向と直交する平面による断面構造が、当該方向のいずれの位置においても、図３（Ａ）、図３（Ｂ）と同じ構造になる。
【００３１】
１対の導電性板１７ａ、１７ｂは、隙間を置いて対向し、スイッチとして機能する。導電性板１７ａ、１７ｂは、弾性体９ａ（例えば、ゴム）の内部に形成された空間２１に配置される。空間２１を区画する弾性体９ａの内面２３には、導電性板１７ａが接合されており、空間２１を区画する弾性体９ａの内面２４には、導電性板１７ｂが接合されている。内面２３は、支持移動体５の外面５ａ（外周面５ａ１または底面５ａ２）と対向するように位置し、内面２４は、内面２３と対向するように位置する。また、各導電板には導線２５ａ、２５ｂが接続されている。
【００３２】
信号出力部１９は、導線２５ａ、２５ｂを介して１対の導電性板１７ａ、１７ｂに接続されており、後述のように１対の導電性板１７ａ、１７ｂが互いに接触すると（すなわち、スイッチが閉じると）、上述の衝突信号を出力する。
【００３３】
衝撃吸収センサ９は、次のように作動する。支持移動体５が障害物に衝突すると、弾性体９ａは、図３（Ｃ）のように、支持移動体５の外面５ａ（５ａ１，５ａ２）側へ弾性変形する。これにより、導電性板１７ａ、１７ｂ同士が接触することで、導電性板１７ａ、１７ｂからなるスイッチが閉じる。その結果、導線２５ａ、２５ｂに電流が流れるので、信号出力部１９は、当該電流が流れたことを検出することで、衝突信号を制御装置１１に出力する。
【００３４】
衝撃吸収センサ９（弾性体９ａ）は、支持移動体５の外面５ａに着脱可能とすることができる。例えば、弾性体９ａを、接着剤または両面テープにより支持移動体５の外面５ａに取り外し可能に取り付けることができる。これにより、衝撃吸収センサ９（弾性体９ａ）を、支持移動体５の外面５ａにおける任意の位置に簡単に取り付けることができる。
【００３５】
弾性体９ａの最大弾性変形量（最大弾性変位量）は、オーバートラベル量以上である。オーバートラベル量は、支持移動体５が設定速度で移動している時に前記衝突信号が出力されてから、制御装置１１により支持移動体５が停止されるまでに支持移動体５が移動する距離である。好ましくは、弾性体９ａの最大弾性変形量は、オーバートラベル量と同じであるか、または、オーバートラベル量よりも若干大きい。このように、弾性体９ａの大きさは、オーバートラベル量を基準に定められる。最大弾性変形量は、弾性体９ａの大きさに応じて変化するので、弾性体９ａの最大弾性変形量を、オーバートラベル量と同じであるか、または、オーバートラベル量よりも若干大きいようにすることで、弾性体９ａの大きさ（図３（Ａ）または図３（Ｂ）の断面寸法）を小さく抑えることができる。なお、弾性体９ａの最大弾性変形量に関する弾性変形方向（弾性変位方向）は、弾性体９ａが取り付けられている外面５ａと垂直な方向であってよい。
【００３６】
制御装置１１は、前記衝突信号を受けることで、支持移動体５の移動を停止させる制御を行う。具体的には、制御装置１１は、前記衝突信号を受けると、駆動機構７（例えば、回転用アクチュエータ）の動作を停止させる制御を行う。これにより、駆動機構７の動作が停止し、その結果、支持移動体５も停止する。
【００３７】
上述した把持搬送装置１０を用いた対象物１の把持方法を説明する。図４は、本実施形態による把持方法を示すフローチャートである。
【００３８】
この把持方法では、以下のように、最初に第１種類の対象物１を第１の設定速度で搬送し、その後、第１種類の対象物１と重さが異なる第２種類の対象物１を第２の設定速度で搬送する。例えば、第２種類の対象物１が第１種類の対象物１よりも重い場合には、第２の設定速度は第１の設定速度よりも遅く、第２種類の対象物１が第１種類の対象物１よりも軽い場合には、第２の設定速度は第１の設定速度よりも早い。
【００３９】
ステップＳ１において、衝撃吸収センサ９として第１の衝撃吸収センサ９を支持移動体５の外面５ａに取り付け、この状態で、支持移動体５を第１の設定速度で移動させることで、図１のボックス４内にある第１種類の対象物１を把持できる位置へ把持機構３を移動させて、該把持機構３により当該対象物１を把持する。次いで、支持移動体５を第１の設定速度で移動させることで、当該対象物１を搬送先へ搬送する。当該搬送先では、把持機構３は、把持している第１種類の対象物１を解放することで、当該対象物１を搬送先に引き渡す。その後、再び、支持移動体５を移動させることで、ボックス４内にある第１種類の別の対象物１を把持できる位置へ把持機構３を移動させて、上述のように当該対象物１を搬送先へ搬送する。このような動作を繰り返すことで、複数の第１種類の対象物１を搬送する。
【００４０】
ここで、支持移動体５が第１の設定速度で移動している時に前記衝突信号が出力されてから、支持移動体５が停止するまでに支持移動体５が移動する距離を第１のオーバートラベル量として、第１の衝撃吸収センサ９の弾性体９ａの最大弾性変形量は、第１のオーバートラベル量以上である。好ましくは、第１の衝撃吸収センサ９の弾性体９ａの最大弾性変形量は、第１のオーバートラベル量と同じであるか、または、第１のオーバートラベル量よりも若干大きい。
【００４１】
ステップＳ２において、搬送する対象物１を第１種類の対象物１から第２種類の対象物１に変更する場合に、支持移動体５の外面５ａに取り付ける衝撃吸収センサ９を第１の衝撃吸収センサ９から第２の衝撃吸収センサ９に交換する。具体的には、外面５ａから第１の衝撃吸収センサ９の弾性体９ａを取り外し、外面５ａに、第２の衝撃吸収センサ９の弾性体９ａを取り付ける。
【００４２】
ステップＳ２において、第２種類の対象物１の寸法と形状が、第１種類の対象物１の寸法と形状と異なる場合に、第２種類の対象物１の寸法と形状に合わせて、第２の衝撃吸収センサ９の弾性体９ａを支持移動体５の外面５ａに取り付ける位置を調整することができる。すなわち、外面５ａにおける第２の衝撃吸収センサ９の弾性体９ａの取付位置を、外面５ａにおける第１の衝撃吸収センサ９の弾性体９ａの取付位置と異なるようにすることができる。
【００４３】
ステップＳ３において、第２の衝撃吸収センサ９を支持移動体５の外面５ａに取り付けた状態で、支持移動体５を第２の設定速度で移動させることで、ボックス４内にある第２種類の対象物１を把持できる位置へ把持機構３を移動させて、該把持機構３により当該対象物１を把持する。次いで、支持移動体５を第２の設定速度で移動させることで、当該対象物１を搬送先へ搬送する。当該搬送先では、把持機構３は、把持している第２種類の対象物１を解放することで、当該対象物１を搬送先に引き渡す。その後、再び、支持移動体５を移動させることで、ボックス４内にある第２種類の別の対象物１を把持できる位置へ把持機構３を移動させて、上述のように当該対象物１を搬送先へ搬送する。このような動作を繰り返すことで、複数の第２種類の対象物１を搬送する。
【００４４】
ここで、支持移動体５が第２の設定速度で移動している時に前記衝突信号が出力されてから、支持移動体５が停止するまでに支持移動体５が移動する距離を第２のオーバートラベル量として、第２の衝撃吸収センサ９の弾性体９ａの最大弾性変形量は、第２のオーバートラベル量以上である。好ましくは、第２の衝撃吸収センサ９の弾性体９ａの最大弾性変形量は、第２のオーバートラベル量と同じであるか、または、第２のオーバートラベル量よりも若干大きい。
【００４５】
ステップＳ１またはＳ３において、制御装置１１は、自身に設定されている第１または第２の設定速度に基づいて、支持移動体５が第１または第２の設定速度で移動するように駆動装置７を制御する。
【００４６】
また、ステップＳ１またはＳ３において、支持移動体５が障害物（例えば、ボックス３や、把持しようとする対象物１に近接する他の対象物１）に衝突すると、衝撃吸収センサ９から衝突信号が出力される。これにより、制御装置１１は、上述のように支持移動体５を停止させる。この時、支持移動体５のオーバートラベル量は、衝撃吸収センサ９の弾性体９ａの最大変位量よりも小さいので、当該オーバートラベル量の分だけ、弾性体９ａが図３（Ｃ）のように弾性変形する。これにより、支持移動体５が損傷することが防止される。
【００４７】
図５は、ステップＳ１またはＳ３の動作を示すフローチャートである。ステップＳ１またはＳ３は、ステップＳ１１〜Ｓ１５を有する。
【００４８】
ステップＳ１１において、ＣＣＤカメラなどの撮像装置により、対象物１を含む範囲を撮像して画像データを取得し、画像処理装置により、当該画像データから対象物１の位置および姿勢に関する認識データを取得する。なお、ステップＳ１１において、画像処理装置の代わりに、レーザ距離計を用いて、対象物１の位置および姿勢を計測して、対象物１の位置および姿勢に関する認識データを取得してもよい。
【００４９】
ステップＳ１２において、ステップＳ１１で取得した認識データに基づいて、制御装置１１が、駆動機構７を制御することで、上述のように、ボックス４内の対象物１を把持できる位置へ把持機構３を移動させ、この状態で、把持機構３が当該対象物１を把持する。
【００５０】
ステップＳ１３において、ステップＳ１２の最中に、衝撃吸収センサ９から衝突信号が出力された場合には、ステップＳ１１へ戻り、そうでない場合には、ステップＳ１４へ進む。ステップＳ１２の最中に、衝撃吸収センサ９から衝突信号が出力された場合には（特に、支持移動体５がボックス４内に位置する時に衝撃吸収センサ９から衝突信号が出力された場合には）、ボックス４内にバラ積みされている対象物１と支持移動体５が衝突して、ボックス４内の複数の対象物１の位置と姿勢が変化したとみなせる。そのため、この場合には、ステップＳ１１へ進み、対象物１の位置および姿勢を再認識するようにステップＳ１１〜Ｓ１３を再び行う。
【００５１】
ステップＳ１４において、ステップＳ１３で把持した対象物１を搬送先へ搬送し、把持機構３は搬送先で当該対象物１を解放する。その後、ステップＳ１５へ進む。
【００５２】
ステップＳ１５において、搬送すべきボックス４内の複数の対象物１をすべて搬送した場合には、対象物１の把持と搬送を終了し、そうでない場合には、ステップＳ１１へ戻り、ステップＳ１１〜Ｓ１５を再び行う。
【００５３】
このようにして、ステップＳ１またはＳ３において、例えば、図１のように、上面が開口しているボックス４内にバラ積みされた複数の第１種類の対象物１または複数の第２種類の対象物１を、上述のように１つずつ把持して搬送する。
【００５４】
なお、支持移動体５が一定の速度で移動する場合には、上述の設定速度は、当該一定の速度である。一方、支持移動体５が移動中に、支持移動体５の移動速度が変化する場合には、上述の設定速度は、当該移動速度の最大値である。
【００５５】
本発明は上述した実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更を加え得ることは勿論である。例えば、以下の変更例１〜５を、任意に組み合わせて採用してもよいし、以下の変更例１〜５のいずれかを単独で採用してもよい。この場合、他の点は、上述と同じであってよい。
【００５６】
（変更例１）
対象物１は、円筒形以外の形状を有するものであってもよい。
【００５７】
（変更例２）
上述では、把持機構３は、複数の把持爪３ａ、３ｂであったが、対象物１を把持できる他の構成を有するものであってもよい。例えば、把持機構３は、吸引により対象物１を吸着して把持する吸着パッドであってもよい。この場合、把持機構３は、例えば、吸引動作を停止することで、把持した対象物１を解放する。
【００５８】
（変更例３）
把持機構３は、１対の把持爪３ａ、３ｂを有し、当該１対の把持爪３ａ、３が、互いに近接する閉動作により対象物１を挟み込むことで、対象物１を把持し、互いに離間する開動作により、把持した対象物１を解放するものであってもよい。
【００５９】
（変更例４）
上述では、衝突検出部は、１対の導電性板１７ａ、１７ｂを有するものであったが、他の構成を有するものであってもよい。例えば、弾性体９ａの弾性変形により力が作用するように弾性体９ａ内に組み込まれた圧電素子であってもよい。この場合、圧電素子は、力が作用すると、電圧信号を発生し、この電圧信号に反応して、信号出力部１９は、上述の衝突信号を制御装置１１に出力する。
【００６０】
（変形例５）
上述では、衝撃吸収センサ９は、外周面５ａ１と底面５ａ２の両方に取り付けたが、外周面５ａ１と底面５ａ２のいずれか一方に取り付けてもよい。
【符号の説明】
【００６１】
１ 対象物、１ａ 内周面、３ 把持機構、４ ボックス、５ 支持移動体、５ａ 外面、５ａ１ 外周面、５ａ２ 底面、７ 駆動機構、８ 設置台、９ 衝撃吸収センサ、９ａ 弾性体、９ｂ 衝突検出部、１０ 把持搬送装置、１１ 制御装置、１３ａ〜１３ｄ 第１〜第４のアーム、１５ａ〜１５ｃ 第１〜第３の関節、１７ａ、１７ｂ 導電性板、１９ 信号出力部、２１ 空間、２３、２４ 内面、２５ａ、２５ｂ 導線
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物を把持して搬送する把持搬送装置であって、
対象物を把持する把持機構と、
前記把持機構を支持して、設定速度で移動する支持移動体と、
支持移動体の外面に取り付けられる衝撃吸収センサと、を備え、
前記衝撃吸収センサは、弾性体と、該弾性体に組み込まれた衝突検出部と、を有し、該衝突検出部は、該弾性体の弾性変形により衝突信号を出力し、
前記衝突信号を受けることで、前記支持移動体の移動を停止させる制御を行う制御装置をさらに備え、
支持移動体が前記設定速度で移動している時に前記衝突信号が出力されてから、支持移動体が停止するまでに支持移動体が移動する距離をオーバートラベル量として、前記弾性体の最大弾性変形量は、オーバートラベル量以上である、ことを特徴とする把持搬送装置。
【請求項２】
前記弾性体は、線状に延びている、ことを特徴とする請求項１に記載の把持搬送装置。
【請求項３】
前記衝撃吸収センサは、支持移動体に着脱可能である、ことを特徴とする請求項１または２に記載の把持搬送装置。
【請求項４】
支持移動体は、前記把持機構が設けられた底面と、外周面とを有し、
前記弾性体は、当該外周面に取り付けられて、当該外周面を一周するように線状に延びている、ことを特徴とする請求項１または３に記載の把持搬送装置。
【請求項５】
前記最大弾性変形量は、オーバートラベル量と同じであるか、または、オーバートラベル量よりも若干大きい、ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の把持搬送装置。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の把持搬送装置を用いた対象物の把持搬送方法であって、
（Ａ）前記衝撃吸収センサとして第１の衝撃吸収センサを前記支持移動体の外周面に取り付けた状態で、前記支持移動体を第１の設定速度で移動させることで、第１種類の対象物を把持できる位置へ把持機構を移動させて、該把持機構により当該対象物を把持し、さらに、前記支持移動体を移動させることで、当該対象物を搬送し、
（Ｂ）搬送する対象物を第１種類の対象物から第２種類の対象物に変更することに合わせて、前記支持移動体の外面に取り付ける前記衝撃吸収センサを第１の衝撃吸収センサから第２の衝撃吸収センサに交換し、
（Ｃ）次いで、第２の衝撃吸収センサを前記支持移動体の外面に取り付けた状態で、前記支持移動体を第２の設定速度で移動させることで、第２種類の対象物を把持できる位置へ把持機構を移動させて、該把持機構により当該対象物を把持し、さらに、前記支持移動体を移動させることで、当該対象物を搬送し、
支持移動体が第１の設定速度で移動している時に前記衝突信号が出力されてから、支持移動体が停止するまでに支持移動体が移動する距離を第１のオーバートラベル量として、第１の衝撃吸収センサの前記弾性体の最大弾性変形量は、第１のオーバートラベル量以上であり、
支持移動体が第２の設定速度で移動している時に前記衝突信号が出力されてから、支持移動体が停止するまでに支持移動体が移動する距離を第２のオーバートラベル量として、第２の衝撃吸収センサの前記弾性体の最大弾性変形量は、第２のオーバートラベル量以上である、ことを特徴とする把持搬送方法。
【請求項１】
対象物を把持して搬送する把持搬送装置であって、
対象物を把持する把持機構と、
前記把持機構を支持して、設定速度で移動する支持移動体と、
支持移動体の外面に取り付けられる衝撃吸収センサと、を備え、
前記衝撃吸収センサは、弾性体と、該弾性体に組み込まれた衝突検出部と、を有し、該衝突検出部は、該弾性体の弾性変形により衝突信号を出力し、
前記衝突信号を受けることで、前記支持移動体の移動を停止させる制御を行う制御装置をさらに備え、
支持移動体が前記設定速度で移動している時に前記衝突信号が出力されてから、支持移動体が停止するまでに支持移動体が移動する距離をオーバートラベル量として、前記弾性体の最大弾性変形量は、オーバートラベル量以上である、ことを特徴とする把持搬送装置。
【請求項２】
前記弾性体は、線状に延びている、ことを特徴とする請求項１に記載の把持搬送装置。
【請求項３】
前記衝撃吸収センサは、支持移動体に着脱可能である、ことを特徴とする請求項１または２に記載の把持搬送装置。
【請求項４】
支持移動体は、前記把持機構が設けられた底面と、外周面とを有し、
前記弾性体は、当該外周面に取り付けられて、当該外周面を一周するように線状に延びている、ことを特徴とする請求項１または３に記載の把持搬送装置。
【請求項５】
前記最大弾性変形量は、オーバートラベル量と同じであるか、または、オーバートラベル量よりも若干大きい、ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の把持搬送装置。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の把持搬送装置を用いた対象物の把持搬送方法であって、
（Ａ）前記衝撃吸収センサとして第１の衝撃吸収センサを前記支持移動体の外周面に取り付けた状態で、前記支持移動体を第１の設定速度で移動させることで、第１種類の対象物を把持できる位置へ把持機構を移動させて、該把持機構により当該対象物を把持し、さらに、前記支持移動体を移動させることで、当該対象物を搬送し、
（Ｂ）搬送する対象物を第１種類の対象物から第２種類の対象物に変更することに合わせて、前記支持移動体の外面に取り付ける前記衝撃吸収センサを第１の衝撃吸収センサから第２の衝撃吸収センサに交換し、
（Ｃ）次いで、第２の衝撃吸収センサを前記支持移動体の外面に取り付けた状態で、前記支持移動体を第２の設定速度で移動させることで、第２種類の対象物を把持できる位置へ把持機構を移動させて、該把持機構により当該対象物を把持し、さらに、前記支持移動体を移動させることで、当該対象物を搬送し、
支持移動体が第１の設定速度で移動している時に前記衝突信号が出力されてから、支持移動体が停止するまでに支持移動体が移動する距離を第１のオーバートラベル量として、第１の衝撃吸収センサの前記弾性体の最大弾性変形量は、第１のオーバートラベル量以上であり、
支持移動体が第２の設定速度で移動している時に前記衝突信号が出力されてから、支持移動体が停止するまでに支持移動体が移動する距離を第２のオーバートラベル量として、第２の衝撃吸収センサの前記弾性体の最大弾性変形量は、第２のオーバートラベル量以上である、ことを特徴とする把持搬送方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−１６７８０（Ｐ２０１２−１６７８０Ａ）
【公開日】平成２４年１月２６日（２０１２．１．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１５５４５９（Ｐ２０１０−１５５４５９）
【出願日】平成２２年７月８日（２０１０．７．８）
【出願人】（０００００００９９）株式会社ＩＨＩ (5,014)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１月２６日（２０１２．１．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年７月８日（２０１０．７．８）
【出願人】（０００００００９９）株式会社ＩＨＩ (5,014)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]