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JP7373785B2 - soft gripper - Google Patents
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Description

本発明は、対象物をソフトに把持するソフトグリッパーに関し、特には、コーン粒等の細かい食材や大福等の柔らかい食品をソフトに把持することができるソフトグリッパーに関する。 The present invention relates to a soft gripper that can softly grip objects, and particularly to a soft gripper that can softly grip fine foodstuffs such as corn grains and soft foods such as daifuku.

弁当や惣菜の工場では、容器内に複数の食材が盛り付けられ、包装後に出荷されている。弁当や惣菜の工場で製造される製品は、多種多様であるし、製品の切替も比較的頻繁に行われている。このため、製造ラインの自動化の難易度が高く、一連の作業のほとんどを人手に頼っている。 At bento and side dish factories, multiple ingredients are arranged in containers, packaged, and shipped. There are a wide variety of products manufactured in bento and prepared food factories, and products are changed relatively frequently. For this reason, it is difficult to automate the production line, and most of the series of operations rely on humans.

ところが、近い将来、人手不足の深刻化が見込まれている。このため、ロボット導入による各工程の自動化が検討されている。食材盛付作業の自動化も、その一環として検討されている。 However, the labor shortage is expected to worsen in the near future. For this reason, automation of each process by introducing robots is being considered. Automation of food plating work is also being considered as part of this effort.

ロボットが食材盛付作業を自動的に行うためには、柔らかくて形状も不定である多種多様な食材をソフトに(傷つけることなく)把持できるソフトグリッパーが必要である。 In order for a robot to automatically perform food plating work, a soft gripper is needed that can grip a wide variety of soft and irregularly shaped foods softly (without damaging them).

ソフトグリッパーに関連する従来の特許文献としては、例えば以下の特許文献1~2が挙げられる。特に、特許文献2には、タコの足のように表裏両方に湾曲可能な放射状の爪部材を有する構成が開示されている(図22(特許文献2の図8Cに対応)参照)。 Conventional patent documents related to soft grippers include, for example, Patent Documents 1 and 2 below. In particular, Patent Document 2 discloses a configuration having radial claw members that can be curved both on the front and back like the legs of an octopus (see FIG. 22 (corresponding to FIG. 8C of Patent Document 2)).

特許第6291553号公報Patent No. 6291553 WO2012/148472A2WO2012/148472A2

ソフトグリッパーがコーン粒等の細かい食材を把持するためには、当該細かい食材を掬い上げた後のソフトグリッパーの各要素間の隙間が小さいことが重要である(隙間が大きいとせっかく掬い上げた細かい食材が落下してしまう)。本件発明者は、掬い上げ動作の後のソフトグリッパーの各要素間の隙間を小さくするために、当該各要素が掬い上げ動作の前後でどのような構成及び配置であることが有効か、鋭意検討を進めてきた。 In order for the soft gripper to grasp fine ingredients such as corn grains, it is important that the gaps between each element of the soft gripper after scooping up the fine ingredients are small (if the gaps are large, the fine ingredients that have been scooped out will be food may fall). In order to reduce the gap between each element of the soft gripper after the scooping operation, the inventor of the present invention has diligently studied what kind of configuration and arrangement of each element before and after the scooping operation is effective. We have been progressing.

本発明は、以上の課題に鑑みて創案されたものである。本発明の目的は、細かい食材をソフトに把持することができるソフトグリッパーを提供することである。 The present invention was created in view of the above problems. An object of the present invention is to provide a soft gripper that can softly grip fine foodstuffs.

本発明は、対象物をソフトに把持するソフトグリッパーであって、対象物の上方に位置決めされるベース部材と、前記ベース部材から下向きに垂下され、平面視で周方向に隣り合うように配置された3個以上のスコップ要素と、を備え、前記スコップ要素の各々は、柔軟な材料から構成されており、前記スコップ要素の各々の外面上に、内部に空気室を有する突出要素が複数立設されており、前記突出要素の各々は、柔軟な材料から構成されており、前記スコップ要素の各々には、前記複数の突出要素の空気室に共通に連通する圧縮空気供給路が形成されており、前記3個以上のスコップ要素は、当該3個以上のスコップ要素の圧縮空気供給路に対して圧縮空気が供給される時、互いの先端部同士が近接するように湾曲するようになっており、隣接するスコップ要素の先端部間の離間距離は、前記3個以上のスコップ要素が湾曲している状態で、30mm以下、好ましくは10mm以下、より好ましくは5mm以下、であることを特徴とするソフトグリッパーである。 The present invention is a soft gripper that softly grips an object, and includes a base member positioned above the object, and a base member that is suspended downward from the base member and arranged adjacent to each other in the circumferential direction in a plan view. and three or more scoop elements, each of the scoop elements being made of a flexible material, and a plurality of protruding elements each having an air chamber therein erected on the outer surface of each of the scoop elements. Each of the protruding elements is made of a flexible material, and each of the scoop elements is formed with a compressed air supply path that commonly communicates with the air chambers of the plurality of protruding elements. , the three or more scoop elements are curved so that their tip ends approach each other when compressed air is supplied to the compressed air supply path of the three or more scoop elements. , the distance between the tips of adjacent scoop elements is 30 mm or less, preferably 10 mm or less, more preferably 5 mm or less when the three or more scoop elements are curved. It is a soft gripper.

本発明によれば、隣接するスコップ要素の先端部間の離間距離が、スコップ要素が湾曲している状態で30mm以下、好ましくは10mm以下、より好ましくは5mm以下、であることにより、細かい食材を把持する性能において優れている。スコップ要素が湾曲している状態での当該小さい隙間は、スコップ要素の外面上に内部に空気室を有する突出要素を複数立設し、圧縮空気供給路を介して当該複数の突出要素の空気室に圧縮空気を供給することでスコップ要素の湾曲動作(掬い上げ動作)を実現することで達成される。 According to the present invention, the separation distance between the tips of adjacent scoop elements is 30 mm or less, preferably 10 mm or less, more preferably 5 mm or less when the scoop elements are curved, so that fine foodstuffs can be removed. Excellent gripping performance. The small gap in the state where the scoop element is curved can be filled by erecting a plurality of protruding elements each having an air chamber inside on the outer surface of the scoop element, and connecting the air chambers of the plurality of protruding elements via a compressed air supply path. This is achieved by supplying compressed air to achieve the bending motion (scooping motion) of the scoop element.

柔軟な材料としては、シリコン、軟質ポリエチレン、軟質ポリプロピレン、軟質ポリウレタン等が例示される。好ましいショア硬度は、10~90度である。 Examples of flexible materials include silicone, soft polyethylene, soft polypropylene, and soft polyurethane. The preferred Shore hardness is 10 to 90 degrees.

また、例えば、前記スコップ要素の各々において、前記複数の突出要素によって形成される複数の空気室は、周方向に互いに平行に延びる複数の横空気室を含んでいることが好ましい。 Further, for example, in each of the scoop elements, the plurality of air chambers formed by the plurality of protruding elements preferably include a plurality of lateral air chambers extending parallel to each other in the circumferential direction.

本件発明者による知見によれば、このような空気室のレイアウトが採用される時、複数の横空気室に圧縮空気が供給されて膨張することによって、スコップ要素の湾曲動作(掬い上げ動作)が好適に実現され、スコップ要素が湾曲している状態でのスコップ要素の先端部間の離間距離(隙間)を30mm以下、好ましくは10mm以下、より好ましくは5mm以下に低減することが容易である。 According to the findings of the present inventor, when such an air chamber layout is adopted, compressed air is supplied to the plurality of lateral air chambers and expands, thereby causing the bending operation (scooping operation) of the scoop element. This is suitably realized, and it is easy to reduce the separation distance (gap) between the tips of the scoop elements when the scoop elements are curved to 30 mm or less, preferably 10 mm or less, and more preferably 5 mm or less.

また、この場合においては、前記スコップ要素の各々において、前記複数の突出要素によって形成される複数の空気室は、前記複数の横空気室よりも上方の領域において上下方向に互いに平行に延びる複数の縦空気室を更に含んでいることが好ましい。 Further, in this case, in each of the scoop elements, the plurality of air chambers formed by the plurality of protruding elements include a plurality of air chambers extending parallel to each other in the vertical direction in a region above the plurality of lateral air chambers. Preferably, it further includes a vertical air chamber.

これによれば、複数の縦空気室に圧縮空気が供給されて膨張することによって、スコップ要素が平面視でも円弧状に湾曲されるため、スコップ要素が湾曲している状態でのスコップ要素の側縁間の間隙を5mm以下、好ましくは3mm以下、にまで小さくすることができる。 According to this, when compressed air is supplied to the plurality of vertical air chambers and expands, the scoop element is curved into an arc shape even when viewed from above, so that when the scoop element is curved, the side of the scoop element is The gap between the edges can be as small as 5 mm or less, preferably 3 mm or less.

別の例では、前記スコップ要素の各々において、前記複数の突出要素によって形成される複数の空気室は、互いに略等しい立体形状を有しており、先端部を通る上下方向において中央列として整列されると共に、当該中央列の左側及び右側にそれぞれ左列及び右列として整列されていることが好ましい。 In another example, in each of the scoop elements, the plurality of air chambers formed by the plurality of protruding elements have substantially equal three-dimensional shapes and are aligned in a central row in the vertical direction passing through the tip. It is preferable that they are arranged as a left column and a right column on the left and right sides of the center column, respectively.

本件発明者による知見によれば、このような空気室のレイアウトが採用される場合においても、スコップ要素の湾曲動作(掬い上げ動作)が好適に実現され、スコップ要素が湾曲している状態でのスコップ要素の先端部間の離間距離(隙間)を30mm以下、好ましくは10mm以下、より好ましくは5mm以下に低減することが容易である。 According to the findings of the inventor of the present invention, even when such an air chamber layout is adopted, the bending action (scooping action) of the scoop element is suitably realized, and the scooping action when the scoop element is curved is achieved. It is easy to reduce the separation distance (gap) between the tips of the scoop elements to 30 mm or less, preferably 10 mm or less, and more preferably 5 mm or less.

また、この場合においては、前記左列を構成する空気室の数が、前記右列を構成する空気室の数と等しく、前記中央列を構成する空気室の数が、前記左列を構成する空気室の数または前記右列を構成する空気室の数よりも多いことが更に好ましい。 In this case, the number of air chambers forming the left column is equal to the number of air chambers forming the right column, and the number of air chambers forming the center column is equal to the number of air chambers forming the left column. It is further preferable that the number of air chambers is greater than the number of air chambers or the number of air chambers constituting the right row.

これによれば、左右列を構成する空気室と当該左右列を構成する空気室より数が多い中央列の空気室とに圧縮空気が供給されて膨張することによって、スコップ要素が平面視でも円弧状に湾曲されるため、スコップ要素が湾曲している状態でのスコップ要素の側縁間の間隙も小さくすることができる。 According to this, compressed air is supplied to the air chambers forming the left and right rows and the air chambers in the center row, which are larger in number than the air chambers forming the left and right rows, and expand, so that the scoop element becomes circular even in plan view. Since the scoop element is curved into an arc, the gap between the side edges of the scoop element can also be reduced when the scoop element is curved.

また、前記ベース部材は、前記3個以上のスコップ要素が垂下される領域において、補助筒部を有していてもよい。 Further, the base member may have an auxiliary cylinder portion in a region from which the three or more scoop elements are suspended.

なお、スコップ要素がベース部材から下向きに垂下する方向は、鉛直下向き方向に限定されず、スカート状に下方側が広がるような方向とされてもよい。この場合、湾曲動作(掬い上げ動作)前のスコップ要素が、より広く開口することとなり、細かい食材を把持することがより容易となる。 Note that the direction in which the scoop element hangs downward from the base member is not limited to the vertically downward direction, but may be in a direction in which the lower side widens like a skirt. In this case, the scoop element before the bending operation (scooping operation) opens more widely, making it easier to grasp fine foodstuffs.

また、少なくとも本件出願の時点では、複数の横空気室と複数の縦空気室とを含み、スコップ要素が湾曲している状態でのスコップ要素の先端部間の離間距離の寸法を限定しない構成についても、特許としての保護を請求する。すなわち、本発明は、対象物をソフトに把持するソフトグリッパーであって、対象物の上方に位置決めされるベース部材と、前記ベース部材から下向きに垂下され、平面視で周方向に隣り合うように配置された3個以上のスコップ要素と、を備え、前記スコップ要素の各々は、柔軟な材料から構成されており、前記スコップ要素の各々の外面上に、内部に空気室を有する突出要素が複数立設されており、前記突出要素の各々は、柔軟な材料から構成されており、前記スコップ要素の各々には、前記複数の突出要素の空気室に共通に連通する圧縮空気供給路が形成されており、前記3個以上のスコップ要素は、当該3個以上のスコップ要素の圧縮空気供給路に対して圧縮空気が供給される時、互いの先端部同士が近接するように湾曲するようになっており、前記スコップ要素の各々において、前記複数の突出要素によって形成される複数の空気室は、周方向に互いに平行に延びる複数の横空気室と、前記複数の横空気室よりも上方の領域において上下方向に互いに平行に延びる複数の縦空気室と、を含んでいることを特徴とするソフトグリッパーである。 Furthermore, at least at the time of this application, the structure includes a plurality of horizontal air chambers and a plurality of vertical air chambers, and does not limit the distance between the tips of the scoop elements when the scoop elements are curved. Also claims protection as a patent. That is, the present invention provides a soft gripper that softly grips an object, including a base member positioned above the object, and a base member that is suspended downward from the base member and that are adjacent to each other in the circumferential direction in a plan view. three or more scoop elements disposed, each of the scoop elements being made of a flexible material, and on the outer surface of each of the scoop elements, a plurality of protruding elements each having an air chamber therein. Each of the protruding elements is made of a flexible material, and each of the scoop elements is formed with a compressed air supply path that commonly communicates with the air chambers of the plurality of protruding elements. The three or more scoop elements are curved so that their tips approach each other when compressed air is supplied to the compressed air supply path of the three or more scoop elements. In each of the scoop elements, the plurality of air chambers formed by the plurality of protruding elements include a plurality of lateral air chambers extending parallel to each other in the circumferential direction, and an area above the plurality of lateral air chambers. A soft gripper is characterized in that it includes a plurality of vertical air chambers extending vertically in parallel to each other.

また、本発明は、以上の特徴のいずれかを有するソフトグリッパーと、前記ソフトグリッパーを支持して位置決めするロボットアームと、前記ソフトグリッパーを前記ロボットアームに対して回転駆動させる回転駆動機構と、を備えたことを特徴とするソフトグリッパーシステムである。 The present invention also provides a soft gripper having any of the above characteristics, a robot arm that supports and positions the soft gripper, and a rotational drive mechanism that rotationally drives the soft gripper with respect to the robot arm. This is a soft gripper system characterized by:

本発明のソフトグリッパーシステムによれば、ロボットアームの制御によって各スコップ要素の先端部が把持対象物の中に挿入された後、回転駆動機構を駆動させることによって、把持対象物の中に、各スコップ要素によって把持対象領域の内外を区分けする溝のような跡を付けることができる。このような跡付け動作によって、その後に各スコップ要素の圧縮空気供給路に圧縮空気を供給して各スコップ要素を湾曲変形させて各スコップ要素の先端部同士を互いに近接させる時、跡付け動作を実施しない場合と比較して、比較的多量の食材を把持することができる。 According to the soft gripper system of the present invention, after the tip of each scoop element is inserted into the object to be gripped under the control of the robot arm, each scoop element is inserted into the object to be gripped by driving the rotational drive mechanism. The scoop element can create a groove-like mark that separates the inside and outside of the area to be gripped. Due to this tracing operation, when compressed air is subsequently supplied to the compressed air supply path of each scoop element to curve and deform each scoop element and bring the tips of each scoop element closer to each other, the tracing operation will be performed. It is possible to grasp a relatively large amount of food compared to the case where this is not carried out.

前記跡付け動作の際、前記回転駆動機構は45°以上回転されることが好ましく、90°以上回転されることがより好ましく、特には135°以上回転されることが好ましい。本件発明者によれば、回転角度が大きい程、把持量が安定する。 During the marking operation, the rotary drive mechanism is preferably rotated by 45 degrees or more, more preferably by 90 degrees or more, and particularly preferably by 135 degrees or more. According to the inventor of the present invention, the larger the rotation angle, the more stable the gripping amount.

本発明によれば、隣接するスコップ要素の先端部間の離間距離が、スコップ要素が湾曲している状態で30mm以下、好ましくは10mm以下、より好ましくは5mm以下であることにより、細かい食材を把持する性能において優れている。スコップ要素が湾曲している状態での当該小さい隙間は、スコップ要素の外面上に内部に空気室を有する突出要素を複数立設し、圧縮空気供給路を介して当該複数の突出要素の空気室に圧縮空気を供給することでスコップ要素の湾曲動作(掬い上げ動作)を実現することで達成される。 According to the present invention, the separation distance between the tips of adjacent scoop elements is 30 mm or less, preferably 10 mm or less, more preferably 5 mm or less when the scoop elements are curved, so that fine foodstuffs can be grasped. It is excellent in its performance. The small gap in the state where the scoop element is curved can be filled by erecting a plurality of protruding elements each having an air chamber inside on the outer surface of the scoop element, and connecting the air chambers of the plurality of protruding elements via a compressed air supply path. This is achieved by supplying compressed air to achieve the bending motion (scooping motion) of the scoop element.

本発明の第1実施形態に係るソフトグリッパーの斜視図である。FIG. 1 is a perspective view of a soft gripper according to a first embodiment of the present invention. 図1のソフトグリッパーの正面図である。FIG. 2 is a front view of the soft gripper of FIG. 1; 図1のソフトグリッパーの平面図である。FIG. 2 is a plan view of the soft gripper of FIG. 1; 図1のソフトグリッパーにおいて、突出要素が立設されたスコップ要素外側部の側面図である。In the soft gripper of FIG. 1, it is a side view of the scoop element outer part in which the protruding element is installed. 図4の突出要素が立設されたスコップ要素外側部の内面図である。FIG. 5 is an inner view of the outer part of the scoop element on which the protruding elements of FIG. 4 are erected. 図4の突出要素が立設されたスコップ要素外側部の斜視図である。FIG. 5 is a perspective view of the outer side of the scoop element on which the protruding elements of FIG. 4 are erected. 本発明の第2実施形態に係るソフトグリッパーの斜視図である。FIG. 3 is a perspective view of a soft gripper according to a second embodiment of the invention. 図7のソフトグリッパーの正面図である。FIG. 8 is a front view of the soft gripper of FIG. 7; 図7のソフトグリッパーの平面図である。8 is a plan view of the soft gripper of FIG. 7; FIG. 図7のソフトグリッパーにおいて、突出要素が立設されたスコップ要素外側部の正面図である。In the soft gripper of FIG. 7, it is a front view of the scoop element outer part in which the protruding element is installed. 図7のソフトグリッパーにおけるスコップ要素の縦断面図である。8 is a longitudinal cross-sectional view of a scoop element in the soft gripper of FIG. 7; FIG. 図7のソフトグリッパーにおけるスコップ要素の平面図である。8 is a plan view of the scoop element in the soft gripper of FIG. 7; FIG. 本発明の第3実施形態に係るソフトグリッパーの斜視図である。FIG. 7 is a perspective view of a soft gripper according to a third embodiment of the present invention. 図13のソフトグリッパーの正面図である。FIG. 14 is a front view of the soft gripper of FIG. 13; 図13のソフトグリッパーの底面図である。FIG. 14 is a bottom view of the soft gripper of FIG. 13; 本発明の第4実施形態に係るソフトグリッパーの斜視図である。It is a perspective view of the soft gripper based on 4th Embodiment of this invention. 図16のソフトグリッパーの正面図である。FIG. 17 is a front view of the soft gripper of FIG. 16; 図16のソフトグリッパーの底面図である。FIG. 17 is a bottom view of the soft gripper of FIG. 16; 本発明の第5実施形態に係るソフトグリッパーの斜視図である。It is a perspective view of the soft gripper based on 5th Embodiment of this invention. 図19のソフトグリッパーの正面図である。FIG. 20 is a front view of the soft gripper of FIG. 19; 図19のソフトグリッパーの底面図である。20 is a bottom view of the soft gripper of FIG. 19; FIG. 従来のソフトグリッパーの一例を示す概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of a conventional soft gripper.

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

(第1実施形態の構成)
図1は、本発明の第1実施形態に係るソフトグリッパー10の斜視図であり、図2は、図1のソフトグリッパー10の正面図であり、図3は、図1のソフトグリッパー10の平面図である。
(Configuration of first embodiment)
1 is a perspective view of a soft gripper 10 according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a front view of the soft gripper 10 of FIG. 1, and FIG. 3 is a plan view of the soft gripper 10 of FIG. It is a diagram.

図1乃至図3に示すように、本実施形態のソフトグリッパー10は、コーン粒等の細かい食材や大福等の柔らかい食品をソフトに(傷つけることなく)把持するソフトグリッパーであって、把持対象物の上方に位置決めされるベース部材11を備えている。 As shown in FIGS. 1 to 3, the soft gripper 10 of the present embodiment is a soft gripper that softly grips (without damaging) fine foodstuffs such as corn grains and soft foods such as daifuku, and The base member 11 is positioned above the base member 11.

本実施形態のベース部材11は、厚さ6mmの略十字状部材11aと、当該略十字状部材11aの下面側に固定された厚さ5mmの4つの四分割円弧板11bと、を有している。略十字状部材11aの上面側には、4本の支柱12(例えば、高さ30mm)を介して、円環状のロボットアーム取付部13(例えば、内径16mm、外径40mm、高さ6mm)が設けられている。 The base member 11 of the present embodiment includes a substantially cross-shaped member 11a with a thickness of 6 mm, and four quarter arc plates 11b with a thickness of 5 mm fixed to the lower surface side of the substantially cross-shaped member 11a. There is. An annular robot arm attachment part 13 (for example, inner diameter 16 mm, outer diameter 40 mm, height 6 mm) is attached to the upper surface side of the approximately cross-shaped member 11a via four pillars 12 (for example, height 30 mm). It is provided.

ベース部材11の四分割円弧板11bの各々の下面から鉛直方向下向きに、柔軟なシリコン製のスコップ要素20が垂下されている。4個のスコップ要素20は、平面視で周方向に隣り合うように配置されている。各スコップ要素20の形状は、2段階のテーパ形状となっており、上下方向の長さは62mmであり、ベース部材11側の端部からテーパ角度が変わる部位20mまでの上下方向の長さは50mmであり、ベース部材11側の端部の幅は43mmであり、テーパ角度が変わる部位20mでの幅は23mmである。また、4個のスコップ要素20(の内面)は、平面視で、一辺60mmの各辺上に位置するように配置されている。 A flexible scoop element 20 made of silicone is suspended vertically downward from the lower surface of each of the quarter-arc plates 11b of the base member 11. The four scoop elements 20 are arranged adjacent to each other in the circumferential direction in plan view. The shape of each scoop element 20 is a two-stage taper shape, and the length in the vertical direction is 62 mm.The length in the vertical direction from the end on the base member 11 side to 20 m where the taper angle changes is The width at the end on the base member 11 side is 43 mm, and the width at the portion 20 m where the taper angle changes is 23 mm. Moreover, the four scoop elements 20 (inner surfaces thereof) are arranged so as to be located on each side of 60 mm in plan view.

続いて、図4は、図1のソフトグリッパー10において、突出要素31~39が立設されたスコップ要素外側部20aの側面図であり、図5は、図4の突出要素31~39が立設されたスコップ要素外側部20aの内面図であり、図6は、図4の突出要素31~39が立設されたスコップ要素外側部20aの斜視図である。 Next, FIG. 4 is a side view of the scoop element outer part 20a in which the protruding elements 31 to 39 of FIG. 4 are erected, in the soft gripper 10 of FIG. 6 is an inner view of the provided scoop element outer portion 20a, and FIG. 6 is a perspective view of the scoop element outer portion 20a on which the protruding elements 31 to 39 of FIG. 4 are erected.

図1乃至図6に示すように、スコップ要素20の各々の外面上には、内部に空気室41~49を有する9個の突出要素31~39が左右対称に立設されている。より具体的には、9個の突出要素31~39が立設されたスコップ要素外側部20aが、スコップ要素内側部20bと接着されることで、スコップ要素20が構成されている。スコップ要素外側部20aの厚みは2mmであり、スコップ要素外側部20bの厚みは2mmである。 As shown in FIGS. 1 to 6, nine protruding elements 31 to 39 having air chambers 41 to 49 inside are symmetrically arranged on the outer surface of each scoop element 20. More specifically, the scoop element 20 is configured by bonding the scoop element outer part 20a, on which nine protruding elements 31 to 39 are erected, to the scoop element inner part 20b. The thickness of the scoop element outer part 20a is 2 mm, and the thickness of the scoop element outer part 20b is 2 mm.

突出要素31は、先端部20tからの上下方向長さ12.5mm~15.5mmの領域で、幅19mmに亘って、高さ5mm(スコップ要素外側部20aの上面(外面)に対して)だけ突出する直方体部31aと、当該直方体部31aの下面側からスコップ要素20の先端部20tまで延在する傾斜部31bと、からなっている。傾斜部31bの傾斜角度は、例えば22°程度である。 The protruding element 31 has a vertical length of 12.5 mm to 15.5 mm from the tip end 20t, a width of 19 mm, and a height of 5 mm (with respect to the upper surface (outer surface) of the scoop element outer part 20a). It consists of a protruding rectangular parallelepiped section 31a and an inclined section 31b extending from the lower surface side of the rectangular parallelepiped section 31a to the tip end 20t of the scoop element 20. The slope angle of the slope portion 31b is, for example, about 22°.

突出要素32~34は、それぞれ先端部20tからの上下方向長さ16.5mm~19.5mm、20.5mm~23.5mm、24.5mm~27.5mmの領域で、幅19mmに亘って、それぞれ高さ6mm、7mm、8mm(スコップ要素外側部20aの上面に対して)だけ突出している。 The protruding elements 32 to 34 have vertical lengths of 16.5 mm to 19.5 mm, 20.5 mm to 23.5 mm, and 24.5 mm to 27.5 mm from the tip end 20t, respectively, and have a width of 19 mm. They protrude by heights of 6 mm, 7 mm, and 8 mm, respectively (with respect to the upper surface of the scoop element outer portion 20a).

突出要素35~39は、先端部20tを通る上下方向の仮想線に対して右方向を+、左方向を-として、それぞれ幅-9.5mm~-6.5mm、-5.5mm~-2.5mm、-1.5mm~1.5mm、2.5mm~5.5mm、6.5mm~9.5mmの領域で、上下方向長さ28.5mm~55.5mmに亘って、高さ8mm(スコップ要素外側部20aの上面に対して)だけ突出している。 The protruding elements 35 to 39 have a width of -9.5 mm to -6.5 mm and a width of -5.5 mm to -2, respectively, with the right direction being + and the left direction being - with respect to the vertical virtual line passing through the tip 20t. .5 mm, -1.5 mm to 1.5 mm, 2.5 mm to 5.5 mm, and 6.5 mm to 9.5 mm, over a vertical length of 28.5 mm to 55.5 mm, and a height of 8 mm ( (with respect to the upper surface of the scoop element outer part 20a).

空気室41~49は、いずれもスコップ要素外側部20aを貫いて、各突出要素31~39の内部に広がっている。スコップ要素外側部20aが接着されるスコップ要素外側部20bの上面は、平坦である。 The air chambers 41-49 all extend through the scoop element outer portion 20a and into the interior of each protruding element 31-39. The upper surface of the scoop element outer part 20b to which the scoop element outer part 20a is adhered is flat.

空気室41は、突出要素31の直方体部31a内及びスコップ要素外側部20a内において、先端部20tからの上下方向長さ13.5mm~14.5mmの領域で、幅15mmに亘って、高さ5.5mm(スコップ要素内側部20bとの接着面に対して)の広がりを有している。 The air chamber 41 has a width of 15 mm and a height of 13.5 mm to 14.5 mm in the vertical direction from the tip 20t within the rectangular parallelepiped portion 31a of the protruding element 31 and the scoop element outer portion 20a. It has a spread of 5.5 mm (with respect to the adhesive surface with the scoop element inner part 20b).

空気室42~44は、それぞれ突出要素32~34内及びスコップ要素外側部20a内において、先端部20tからの上下方向長さ17.5mm~18.5mm、21.5mm~22.5mm、25.5mm~26.5mmの領域で、幅15mmに亘って、それぞれ高さ6.5mm、7.5mm、8.5mm(スコップ要素内側部20bとの接着面に対して)の広がりを有している。 The air chambers 42 to 44 have lengths in the vertical direction from the tip 20t of 17.5 mm to 18.5 mm, 21.5 mm to 22.5 mm, and 25. In the area of 5 mm to 26.5 mm, the width is 15 mm, and the heights are 6.5 mm, 7.5 mm, and 8.5 mm (with respect to the adhesive surface with the scoop element inner part 20b), respectively. .

空気室45~49は、それぞれ突出要素45~49内及びスコップ要素外側部20a内において、先端部20tを通る上下方向の仮想線に対して右方向を+、左方向を-として、それぞれ幅-8.5mm~-7.5mm、-4.5mm~-3.5mm、-0.5mm~0.5mm、3.5mm~4.5mm、7.5mm~8.5mmの領域で、上下方向長さ30.5mm~53.5mmに亘って、高さ8.5mm(スコップ要素内側部20bとの接着面に対して)だけ突出している。 The air chambers 45 to 49 have a width of - within the protruding elements 45 to 49 and the scoop element outer part 20a, respectively, with the right direction being + and the left direction being - with respect to an imaginary line in the vertical direction passing through the tip 20t. 8.5mm to -7.5mm, -4.5mm to -3.5mm, -0.5mm to 0.5mm, 3.5mm to 4.5mm, 7.5mm to 8.5mm, vertical length It extends over a length of 30.5 mm to 53.5 mm and protrudes by a height of 8.5 mm (with respect to the adhesive surface with the scoop element inner part 20b).

以上のようなレイアウトにより、突出要素31~34(及びスコップ要素外側部20a)によって形成される空気室41~44は、周方向(横方向)に互いに平行に延びる横空気室となっており、突出要素35~39(及びスコップ要素外側部20a)によって形成される空気室45~49は、横空気室41~44よりも上方の領域において上下方向に互いに平行に延びる縦空気室となっている。 With the above layout, the air chambers 41 to 44 formed by the protruding elements 31 to 34 (and the scoop element outer part 20a) are horizontal air chambers that extend parallel to each other in the circumferential direction (lateral direction), The air chambers 45 to 49 formed by the protruding elements 35 to 39 (and the scoop element outer part 20a) are vertical air chambers that extend parallel to each other in the vertical direction in a region above the horizontal air chambers 41 to 44. .

更に、図4乃至図6に示すように、全ての空気室41~49は、スコップ要素外側部20aに形成された縦圧縮空気供給路20c及び横圧縮空気供給路20dによって、共通に連通されている。 Further, as shown in FIGS. 4 to 6, all the air chambers 41 to 49 are commonly communicated by a vertical compressed air supply path 20c and a horizontal compressed air supply path 20d formed in the scoop element outer part 20a. There is.

縦圧縮空気供給路20cは、先端部20tを通る上下方向に延びており、その上端部は、スコップ要素20の外面上の突出要素37の更に上方に形成された圧縮空気導入部51の空気供給路52に連通し、その下端部は、空気室41に連通している。縦圧縮空気供給路20cは、例えば幅3mm、高さ1mmに形成されている。 The vertical compressed air supply path 20c extends in the vertical direction passing through the tip 20t, and its upper end is connected to the air supply of the compressed air introducing portion 51 formed further above the protruding element 37 on the outer surface of the scoop element 20. It communicates with the passage 52, and its lower end communicates with the air chamber 41. The vertical compressed air supply path 20c is formed to have a width of 3 mm and a height of 1 mm, for example.

横圧縮空気供給路20dは、空気室45の上下方向の中間位置から空気室49の上下方向の中間位置まで周方向(横方向)に延びており、途中で縦圧縮空気供給路20cと交差している。横圧縮空気供給路20dは、例えば幅3mm、高さ1mmに形成されている。 The horizontal compressed air supply path 20d extends in the circumferential direction (horizontal direction) from an intermediate position in the vertical direction of the air chamber 45 to an intermediate position in the vertical direction of the air chamber 49, and intersects with the vertical compressed air supply path 20c in the middle. ing. The horizontal compressed air supply path 20d is formed to have a width of 3 mm and a height of 1 mm, for example.

圧縮空気導入部51の空気供給路52には、例えば圧縮空気供給チューブ(不図示)を介して、圧縮空気供給装置(不図示)が接続されている。そして、当該圧縮空気供給装置によって各スコップ要素20の圧縮空気導入部51の空気供給路52に圧縮空気を供給することで、各空気室41~49を当該圧縮空気によって膨張変形させ、これによって各スコップ要素20の先端部20t同士が互いに近接するように、各スコップ要素20を湾曲させることが可能となっている。 A compressed air supply device (not shown) is connected to the air supply path 52 of the compressed air introduction section 51 via, for example, a compressed air supply tube (not shown). Then, by supplying compressed air to the air supply path 52 of the compressed air introducing portion 51 of each scoop element 20 by the compressed air supply device, each of the air chambers 41 to 49 is expanded and deformed by the compressed air, thereby causing each of the air chambers 41 to 49 to expand and deform. It is possible to curve each scoop element 20 so that the tip portions 20t of the scoop elements 20 are close to each other.

特に本実施形態のソフトグリッパー10によれば、対応する圧縮空気を供給することによって、横空気室41~44だけでなく縦空気室45~49をも膨張することによって各スコップ要素20が平面視でも円弧状に湾曲され、隣接するスコップ要素20の側縁間の間隙も小さくなるような位置姿勢に各スコップ要素20を湾曲させることができる。本件発明者によれば、ソフトグリッパー10の材質がショアA硬度10の場合、対応する圧縮空気の圧力は20kPa程度であり、ソフトグリッパー10の材質度がショアA硬度30の場合、対応する圧縮空気の圧力は70kPa程度であり、ソフトグリッパー10の材質がショアA硬度60の場合、対応する圧縮空気の圧力は230kPa程度であることが好ましい。 In particular, according to the soft gripper 10 of this embodiment, by supplying the corresponding compressed air, not only the horizontal air chambers 41 to 44 but also the vertical air chambers 45 to 49 are expanded, so that each scoop element 20 is However, each scoop element 20 can be curved into a position and orientation such that it is curved into an arc shape and the gap between the side edges of adjacent scoop elements 20 is also reduced. According to the inventor of the present invention, when the material of the soft gripper 10 has a Shore A hardness of 10, the corresponding compressed air pressure is about 20 kPa, and when the material of the soft gripper 10 has a Shore A hardness of 30, the corresponding compressed air The pressure of the soft gripper 10 is about 70 kPa, and when the material of the soft gripper 10 has a Shore A hardness of 60, the corresponding pressure of compressed air is preferably about 230 kPa.

なお、突出要素31~39及び圧縮空気導入部51とスコップ要素外側部20aとは、3次元プリンタ等を用いて、予め一体的に成形されてもよいし、別々に形成されて互いに接着等されてもよい。 Note that the protruding elements 31 to 39, the compressed air introducing portion 51, and the scoop element outer portion 20a may be integrally molded in advance using a three-dimensional printer or the like, or may be formed separately and bonded to each other. It's okay.

(第1実施形態の作用)
次に、以上のように構成されたソフトグリッパー10の作用について説明する。
(Action of the first embodiment)
Next, the operation of the soft gripper 10 configured as above will be explained.

本実施形態のソフトグリッパー10は、ロボットアーム取付部13が不図示のロボットアーム(例えば川崎重工業株式会社製のduAro)に取り付けられて利用される。 The soft gripper 10 of this embodiment is used with the robot arm attachment portion 13 attached to a robot arm (for example, duAro manufactured by Kawasaki Heavy Industries, Ltd.), not shown.

ロボットアームは、例えば不図示のセンサまたは画像処理システム等を介して、把持対象物である食材の位置と把持した食材の盛り付け先の容器の位置とを把握する。そして、例えば所定の制御プログラムを実行することによって、食材を把持するようにソフトグリッパー10を移動させ、食材を把持した後に容器までソフトグリッパー10を移動させる。 The robot arm grasps the position of the food material to be gripped and the position of the container in which the gripped food material is to be served, for example via a sensor or an image processing system (not shown). Then, for example, by executing a predetermined control program, the soft gripper 10 is moved to grip the food material, and after gripping the food material, the soft gripper 10 is moved to the container.

食材を把持する際、例えばロボットアームの制御によって、ソフトグリッパー10のベース部材11が食材(把持対象物)の上方(例えば所定高さ)に位置決めされ、各スコップ要素20の先端部20tが食材の中に挿入される。 When gripping food, the base member 11 of the soft gripper 10 is positioned above the food (object to be gripped) (for example, at a predetermined height) under the control of a robot arm, and the tip 20t of each scoop element 20 is placed above the food (object to be gripped). inserted inside.

そして、圧縮空気供給装置によって各スコップ要素20の圧縮空気導入部51の空気供給路52に圧縮空気が供給される。これにより、各空気室41~49が当該圧縮空気によって膨張変形され、特に横空気室41~44の膨張によって各スコップ要素20が湾曲変形され、各スコップ要素20の先端部20t同士が互いに近接する。 Then, compressed air is supplied to the air supply path 52 of the compressed air introducing portion 51 of each scoop element 20 by the compressed air supply device. As a result, each of the air chambers 41 to 49 is expanded and deformed by the compressed air, and in particular, each scoop element 20 is curved and deformed by the expansion of the lateral air chambers 41 to 44, and the tip portions 20t of each scoop element 20 are brought close to each other. .

更に本実施形態の場合、横空気室41~44だけでなく縦空気室45~49をも膨張することによって各スコップ要素20が平面視でも円弧状に湾曲されるため、隣接するスコップ要素20の側縁間の間隙が小さくなる(5mm程度)位置姿勢に各スコップ要素20を湾曲させることができる。これにより、コーン粒等の細かい食材であっても、把持した後(掬い上げた後)にこぼすことなく所望の容器(または所望の他の搬送先)まで搬送することができる。 Furthermore, in the case of this embodiment, each scoop element 20 is curved into an arc shape even in plan view by expanding not only the horizontal air chambers 41 to 44 but also the vertical air chambers 45 to 49, so that the adjacent scoop elements 20 Each scoop element 20 can be curved to a position and orientation in which the gap between the side edges is small (about 5 mm). As a result, even small foods such as corn grains can be conveyed to a desired container (or other desired destination) without spilling after being grasped (scooped up).

(第2実施形態の構成)
次に、図7は、本発明の第2実施形態に係るソフトグリッパー110の斜視図であり、図8は、図7のソフトグリッパー110の正面図であり、図9は、図7のソフトグリッパー110の平面図である。
(Configuration of second embodiment)
Next, FIG. 7 is a perspective view of a soft gripper 110 according to a second embodiment of the present invention, FIG. 8 is a front view of the soft gripper 110 of FIG. 7, and FIG. 9 is a perspective view of the soft gripper 110 of FIG. 110 is a plan view of FIG.

図7乃至図9に示すように、本実施形態のソフトグリッパー110も、コーン粒等の細かい食材や大福等の柔らかい食品をソフトに(傷つけることなく)把持するソフトグリッパーであって、把持対象物の上方に位置決めされるベース部材111を備えている。 As shown in FIGS. 7 to 9, the soft gripper 110 of the present embodiment is also a soft gripper that softly grips (without damaging) fine foodstuffs such as corn grains and soft foods such as daifuku. The base member 111 is positioned above the base member 111.

本実施形態のベース部材111も、厚さ6mmの略十字状部材111aと、当該略十字状部材111aの下面側に固定された厚さ5mmの4つの四分割円弧板111bと、を有している。略十字状部材111aの上面側には、4本の支柱112(例えば、高さ30mm)を介して、円環状のロボットアーム取付部113(例えば、内径16mm、外径40mm、高さ6mm)が設けられている。 The base member 111 of the present embodiment also includes a substantially cross-shaped member 111a with a thickness of 6 mm, and four quarter arc plates 111b with a thickness of 5 mm fixed to the lower surface side of the substantially cross-shaped member 111a. There is. An annular robot arm attachment part 113 (for example, inner diameter 16 mm, outer diameter 40 mm, height 6 mm) is attached to the upper surface side of the approximately cross-shaped member 111a via four pillars 112 (for example, height 30 mm). It is provided.

ベース部材111の四分割円弧板111bの各々の下面から鉛直方向下向きに、柔軟なシリコン製のスコップ要素120が垂下されている。4個のスコップ要素120は、平面視で周方向に隣り合うように配置されている。各スコップ要素120の形状は、向かい合う一対の円弧状側部とテーパ状の先端領域とからなっており、上下方向の長さは52mmであり、ベース部材11側の端部から円弧状側部の下端(テーパ状の先端領域の上端)120mまでの上下方向の長さは49mmであり、ベース部材11側の端部の幅は54mmであり、円弧状側部の下端(テーパ状の先端領域の上端)120mでの幅は6mmであり、円弧状側部の曲率半径は7.5cmである。また、4個のスコップ要素120(の内面)は、平面視で、一辺59mmの正方形の各辺上に位置するように配置されている。 A flexible scoop element 120 made of silicone is suspended vertically downward from the lower surface of each of the quarter-arc plates 111b of the base member 111. The four scoop elements 120 are arranged adjacent to each other in the circumferential direction in plan view. The shape of each scoop element 120 consists of a pair of arc-shaped side parts facing each other and a tapered tip region, and the length in the vertical direction is 52 mm. The length in the vertical direction up to the lower end (upper end of the tapered tip region) of 120 m is 49 mm, the width of the end on the base member 11 side is 54 mm, and the lower end of the arcuate side portion (the upper end of the tapered tip region) is 49 mm. The width at 120 m (upper end) is 6 mm, and the radius of curvature of the arcuate side portion is 7.5 cm. Moreover, the four scoop elements 120 (inner surfaces thereof) are arranged so as to be located on each side of a square with one side of 59 mm in plan view.

続いて、図10は、図7のソフトグリッパー110において、突出要素131~145が立設されたスコップ要素外側部120aの正面図であり、図11は、図10のスコップ要素外側部120aの先端部120tを通る鉛直平面による縦断面図であり、図12は、図10のスコップ要素外側部120aの平面図である。 Next, FIG. 10 is a front view of the scoop element outer part 120a in which the protruding elements 131 to 145 are erected in the soft gripper 110 of FIG. 7, and FIG. 11 is a front view of the scoop element outer part 120a of FIG. 12 is a longitudinal cross-sectional view taken along a vertical plane passing through the portion 120t, and FIG. 12 is a plan view of the scoop element outer portion 120a of FIG. 10.

図7乃至図12に示すように、スコップ要素120の各々の外面上には、内部に空気室151~165を有する15個の突出要素131~145が左右対称に立設されている。より具体的には、15個の突出要素131~145が立設されたスコップ要素外側部120aが、スコップ要素内側部120bと接着されることで、スコップ要素120が構成されている。スコップ要素外側部120aの厚みは2mmであり、スコップ要素外側部120bの厚みは2mmである。 As shown in FIGS. 7 to 12, on the outer surface of each scoop element 120, 15 projecting elements 131 to 145 having air chambers 151 to 165 therein are symmetrically arranged. More specifically, the scoop element 120 is configured by bonding the scoop element outer part 120a, on which the 15 protruding elements 131 to 145 are erected, to the scoop element inner part 120b. The thickness of the scoop element outer part 120a is 2 mm, and the thickness of the scoop element outer part 120b is 2 mm.

突出要素131は、先端部120tからの上下方向長さ9.2mm~15.2mmの領域で、幅6mmに亘って、高さ6mm(スコップ要素外側部120aの上面に対して)だけ突出する直方体部131aと、当該直方体部131aの下面側からスコップ要素120の先端部120tまで延在する傾斜部131bと、からなっている。傾斜部131bの傾斜角度は、例えば41°程度である。 The protruding element 131 is a rectangular parallelepiped that protrudes by a height of 6 mm (with respect to the upper surface of the scoop element outer part 120a) over a width of 6 mm in an area with a vertical length of 9.2 mm to 15.2 mm from the tip portion 120t. It consists of a section 131a and an inclined section 131b extending from the lower surface side of the rectangular parallelepiped section 131a to the tip end 120t of the scoop element 120. The slope angle of the slope portion 131b is, for example, about 41°.

突出要素132~135は、それぞれ先端部120tからの上下方向長さ16.4mm~22.4mm、23.6mm~29.6mm、30.8mm~36.8mm、38mm~52mmの領域で、幅6mmに亘って、高さ6mm(スコップ要素外側部120aの上面に対して)だけ突出している。 The protruding elements 132 to 135 have vertical lengths of 16.4 mm to 22.4 mm, 23.6 mm to 29.6 mm, 30.8 mm to 36.8 mm, and 38 mm to 52 mm from the tip end 120t, respectively, and a width of 6 mm. It protrudes by a height of 6 mm (with respect to the upper surface of the scoop element outer part 120a).

突出要素136~139は、それぞれ先端部120tからの上下方向長さ16.4mm~22.4mm、23.6mm~29.6mm、30.8mm~36.8mm、38mm~44mmの領域で、先端部120tを通る上下方向の仮想線に対して左方向を-として幅-10.2mm~-4.2mmに亘って(それぞれ突出要素132~135の左隣の領域で)、高さ6mm(スコップ要素外側部120aの上面に対して)だけ突出している。 The protruding elements 136 to 139 have vertical lengths of 16.4 mm to 22.4 mm, 23.6 mm to 29.6 mm, 30.8 mm to 36.8 mm, and 38 mm to 44 mm from the distal end 120t, respectively. The width is -10.2 mm to -4.2 mm (in the area to the left of the protruding elements 132 to 135, respectively), and the height is 6 mm (the scoop element (relative to the upper surface of the outer portion 120a).

突出要素140~143は、突出要素136~139と左右対称に、それぞれ先端部120tからの上下方向長さ16.4mm~22.4mm、23.6mm~29.6mm、30.8mm~36.8mm、38mm~44mmの領域で、先端部120tを通る上下方向の仮想線に対して右方向を+として幅4.2mm~10.2mmに亘って(それぞれ突出要素132~135の右隣の領域で)、高さ6mm(スコップ要素外側部120aの上面に対して)だけ突出している。 The protruding elements 140 to 143 are symmetrical to the protruding elements 136 to 139, and have vertical lengths from the tip portion 120t of 16.4 mm to 22.4 mm, 23.6 mm to 29.6 mm, and 30.8 mm to 36.8 mm, respectively. , 38 mm to 44 mm, with a width of 4.2 mm to 10.2 mm, with the right direction being + with respect to the vertical imaginary line passing through the tip 120t (in the area to the right of the protruding elements 132 to 135, respectively). ), protruding by a height of 6 mm (with respect to the upper surface of the scoop element outer part 120a).

更に突出要素144は、先端部120tからの上下方向長さ30.8mm~36.8mmの領域で、先端部120tを通る上下方向の仮想線に対して左方向を-として幅-17.4mm~-11.4mmに亘って(突出要素138の更に左隣の領域で)、高さ6mm(スコップ要素外側部120aの上面に対して)だけ突出している。 Further, the protruding element 144 has a width of -17.4 mm to 36.8 mm in the vertical direction from the tip 120t, with the left direction being - with respect to the vertical imaginary line passing through the tip 120t. -11.4 mm (in the area further to the left of the protruding element 138) and protrudes by a height of 6 mm (relative to the upper surface of the scoop element outer part 120a).

更に突出要素145は、先端部120tからの上下方向長さ30.8mm~36.8mmの領域で、先端部120tを通る上下方向の仮想線に対して右方向を+として幅11.4mm~17.4mmに亘って(突出要素142の更に右隣の領域で)、高さ6mm(スコップ要素外側部120aの上面に対して)だけ突出している。 Further, the protruding element 145 has a width of 11.4 mm to 17 mm, with the right direction being + with respect to the vertical imaginary line passing through the tip portion 120t, in an area having a length of 30.8 mm to 36.8 mm in the vertical direction from the tip portion 120t. 4 mm (in the area further to the right of the protruding element 142) and protrudes by a height of 6 mm (relative to the upper surface of the scoop element outer part 120a).

空気室151~165は、いずれもスコップ要素外側部120aを貫いて、各突出要素131~145の内部に広がっている。スコップ要素外側部120aが接着されるスコップ要素外側部120bの上面は、平坦である。 The air chambers 151-165 all extend through the scoop element outer portion 120a and into the interior of each protruding element 131-145. The upper surface of the scoop element outer part 120b to which the scoop element outer part 120a is bonded is flat.

空気室151は、突出要素131の直方体部131a内及びスコップ要素外側部120a内において、先端部120tからの上下方向長さ10.2mm~14.2mmの領域で、幅4mmに亘って、高さ6mm(スコップ要素内側部120bとの接着面に対して)の広がりを有している。 The air chamber 151 has a width of 4 mm and a height of 10.2 mm to 14.2 mm in the vertical direction from the tip end 120t in the rectangular parallelepiped part 131a of the protrusion element 131 and the scoop element outer part 120a. It has a spread of 6 mm (with respect to the adhesive surface with the scoop element inner part 120b).

空気室152~155は、それぞれ突出要素132~135内及びスコップ要素外側部120a内において、先端部120tからの上下方向長さ17.4mm~21.4mm、24.6mm~28.6mm、31.8mm~35.8mm、39mm~43mmの領域で、幅4mmに亘って、高さ6mm(スコップ要素内側部120bとの接着面に対して)の広がりを有している。 The air chambers 152 to 155 have vertical lengths of 17.4 mm to 21.4 mm, 24.6 mm to 28.6 mm, 31. In the regions of 8 mm to 35.8 mm and 39 mm to 43 mm, it has a width of 4 mm and a height of 6 mm (with respect to the adhesive surface with the scoop element inner part 120b).

空気室156~159は、それぞれ突出要素136~139内及びスコップ要素外側部120a内において、それぞれ先端部120tからの上下方向長さ17.4mm~21.4mm、24.6mm~28.6mm、31.8mm~35.8mm、39mm~43mmの領域で、先端部120tを通る上下方向の仮想線に対して左方向を-として幅-9.2mm~-5.2mmに亘って(それぞれ空気室152~155の左隣の領域で)、高さ6mm(スコップ要素外側部120aの上面に対して)の広がりを有している。 The air chambers 156 to 159 have vertical lengths of 17.4 mm to 21.4 mm, 24.6 mm to 28.6 mm, and 31 mm, respectively, from the tip end 120t within the protruding elements 136 to 139 and the scoop element outer part 120a, respectively. .8 mm to 35.8 mm, 39 mm to 43 mm, and the width is -9.2 mm to -5.2 mm, with the left direction being - with respect to the vertical imaginary line passing through the tip 120t (respectively, the air chamber 152 .

空気室160~163は、空気室156~159と左右対称に、それぞれ突出要素140~143内及びスコップ要素外側部120a内において、それぞれ先端部120tからの上下方向長さ17.4mm~21.4mm、24.6mm~28.6mm、31.8mm~35.8mm、39mm~43mmの領域で、先端部120tを通る上下方向の仮想線に対して右方向を+として幅5.2mm~9.2mmに亘って(それぞれ空気室156~159の右隣の領域で)、高さ6mm(スコップ要素外側部120aの上面に対して)の広がりを有している。 The air chambers 160 to 163 are symmetrical to the air chambers 156 to 159, and have a vertical length of 17.4 mm to 21.4 mm from the tip end 120t within the protruding elements 140 to 143 and the scoop element outer part 120a, respectively. , 24.6 mm to 28.6 mm, 31.8 mm to 35.8 mm, and 39 mm to 43 mm, with a width of 5.2 mm to 9.2 mm, with the right direction being + with respect to the vertical virtual line passing through the tip 120t. (in the area to the right of the air chambers 156 to 159, respectively) and has a height of 6 mm (with respect to the upper surface of the scoop element outer part 120a).

空気室164は、突出要素144内及びスコップ要素外側部120a内において、先端部120tからの上下方向長さ31.8mm~35.8mmの領域で、先端部120tを通る上下方向の仮想線に対して左方向を-として幅-16.4mm~-12.4mmに亘って(空気室158の左隣の領域で)、高さ6mm(スコップ要素外側部120aの上面に対して)の広がりを有している。 The air chamber 164 is located within the protruding element 144 and within the scoop element outer portion 120a in an area having a length of 31.8 mm to 35.8 mm in the vertical direction from the tip 120t, with respect to an imaginary line passing through the tip 120t in the vertical direction. It has a width of -16.4 mm to -12.4 mm (in the area to the left of the air chamber 158), with the left direction being -, and a height of 6 mm (with respect to the upper surface of the scoop element outer part 120a). are doing.

空気室165は、空気室164と左右対称に、突出要素145内及びスコップ要素外側部120a内において、先端部120tからの上下方向長さ31.8mm~35.8mmの領域で、先端部120tを通る上下方向の仮想線に対して右方向を+として幅12.4mm~16.4mmに亘って(空気室162の左隣の領域で)、高さ6mm(スコップ要素外側部120aの上面に対して)の広がりを有している。 The air chamber 165 is symmetrical to the air chamber 164, inside the protruding element 145 and inside the scoop element outer part 120a, in an area having a vertical length of 31.8 mm to 35.8 mm from the tip 120t. The width is 12.4 mm to 16.4 mm (in the area to the left of the air chamber 162), and the height is 6 mm (with respect to the upper surface of the scoop element outer part 120a), with the right direction being + with respect to the vertical virtual line passing through. ).

以上のようなレイアウトにより、突出要素131~135(及びスコップ要素外側部120a)によって形成される空気室151~155は、先端部120tを通る上下方向において中央列として整列されており、当該中央列の左側において、突出要素136~139(及びスコップ要素外側部120a)によって形成される空気室156~159は、左列として整列されており、中央列の右側において、突出要素140~143(及びスコップ要素外側部120a)によって形成される空気室160~163は、右列として整列されている。 With the above layout, the air chambers 151 to 155 formed by the protruding elements 131 to 135 (and the scoop element outer part 120a) are aligned as a center row in the vertical direction passing through the tip 120t. On the left side, the air chambers 156-159 formed by the protruding elements 136-139 (and the scoop element outer part 120a) are arranged as a left column, and on the right side of the center column, the air chambers 156-159 formed by the protruding elements 136-139 (and the scoop element outer part 120a) The air chambers 160-163 formed by the element outer part 120a) are arranged in a right column.

そして、左列を構成する空気室156~159の数「4」は、右列を構成する空気室160~163の数「4」と等しく、中央列を構成する空気室151~155の数「5」は、左列を構成する空気室の数ないし右列を構成する空気室の数「4」よりも多くなっている。 The number "4" of the air chambers 156 to 159 constituting the left column is equal to the number "4" of the air chambers 160 to 163 constituting the right column, and the number "4" of the air chambers 151 to 155 constituting the center column. 5" is larger than the number of air chambers composing the left row or the number "4" of air chambers composing the right row.

また、本実施形態では、各空気室151~165は、互いに略等しい立体形状を有している。 Further, in the present embodiment, each of the air chambers 151 to 165 has substantially the same three-dimensional shape.

更に、図10乃至図12に示すように、全ての空気室151~165は、スコップ要素外側部120aに形成された圧縮空気供給路120c~120hによって、共通に連通されている。 Furthermore, as shown in FIGS. 10 to 12, all the air chambers 151 to 165 are commonly communicated through compressed air supply passages 120c to 120h formed in the scoop element outer part 120a.

第1圧縮空気供給路120cは、先端部120tを通る上下方向に延びており、その上端部は、スコップ要素120の外面上の突出要素135の更に上方に(例えば当該突出要素135と一体的に)形成された圧縮空気導入部171の空気供給路172に連通し、その下端部は、空気室151に連通している。 The first compressed air supply path 120c extends in the vertical direction passing through the tip portion 120t, and its upper end portion is located further above the protruding element 135 on the outer surface of the scoop element 120 (for example, integrally with the protruding element 135). ) is connected to the air supply path 172 of the compressed air introducing portion 171 formed, and its lower end portion is connected to the air chamber 151.

第2圧縮空気供給路120dは、空気室156の左右方向の中間位置から空気室159の左右方向の中間位置まで上下方向に延びており、第3圧縮空気供給路120eは、空気室160の左右方向の中間位置から空気室163の左右方向の中間位置まで上下方向に延びている。 The second compressed air supply path 120d extends in the vertical direction from the middle position in the left and right direction of the air chamber 156 to the middle position in the left and right direction of the air chamber 159. The air chamber 163 extends in the vertical direction from an intermediate position in the horizontal direction to an intermediate position in the left-right direction of the air chamber 163.

第4圧縮空気供給路120fは、空気室159の上下方向の中間位置から空気室163の上下方向の中間位置まで周方向(左右方向)に延びており、第5圧縮空気供給路120gは、空気室158の上下方向の中間位置から空気室164の上下方向の中間位置まで周方向(左右方向)に延びており、第6圧縮空気供給路120hは、空気室162の上下方向の中間位置から空気室165の上下方向の中間位置まで周方向(左右方向)に延びている。 The fourth compressed air supply path 120f extends in the circumferential direction (horizontal direction) from the vertical intermediate position of the air chamber 159 to the vertical intermediate position of the air chamber 163, and the fifth compressed air supply path 120g The sixth compressed air supply path 120h extends in the circumferential direction (horizontal direction) from the vertically intermediate position of the chamber 158 to the vertically intermediate position of the air chamber 164, and the sixth compressed air supply path 120h supplies air from the vertically intermediate position of the air chamber 162 to the vertically intermediate position of the air chamber 164. It extends in the circumferential direction (horizontal direction) to an intermediate position in the vertical direction of the chamber 165.

第1圧縮空気供給路120c~第6圧縮空気供給路120hは、いずれも、例えば幅22mm、高さ11mmに形成されている。 The first compressed air supply path 120c to the sixth compressed air supply path 120h are all formed to have a width of 22 mm and a height of 11 mm, for example.

圧縮空気導入部171の空気供給路172には、例えば圧縮空気供給チューブ(不図示)を介して、圧縮空気供給装置(不図示)が接続されている。そして、当該圧縮空気供給装置によって各スコップ要素120の圧縮空気導入部171の空気供給路172に圧縮空気を供給することで、各空気室151~165を当該圧縮空気によって膨張変形させ、これによって各スコップ要素120の先端部120t同士が互いに近接するように、各スコップ要素120を湾曲させることが可能となっている。 A compressed air supply device (not shown) is connected to the air supply path 172 of the compressed air introduction section 171 via, for example, a compressed air supply tube (not shown). Then, by supplying compressed air to the air supply path 172 of the compressed air introduction section 171 of each scoop element 120 by the compressed air supply device, each of the air chambers 151 to 165 is expanded and deformed by the compressed air, thereby causing each of the air chambers 151 to 165 to expand and deform. It is possible to curve each scoop element 120 so that the tip portions 120t of the scoop elements 120 are close to each other.

特に本実施形態のソフトグリッパー110によれば、対応する圧縮空気を供給することによって、左右列を構成する空気室と当該左右列を構成する空気室より数が多い中央列の空気室とが膨張することによって各スコップ要素20が平面視でも円弧状に湾曲され、隣接するスコップ要素120の側縁間の間隙が小さくなる(3mm程度)位置姿勢に各スコップ要素120を湾曲させることができる。本件発明者によれば、ソフトグリッパー10の材質がショアA硬度10の場合、対応する圧縮空気の圧力は20kPa程度であり、ソフトグリッパー10の材質度がショアA硬度30の場合、対応する圧縮空気の圧力は70kPa程度であり、ソフトグリッパー10の材質がショアA硬度60の場合、対応する圧縮空気の圧力は230kPa程度であることが好ましい。 In particular, according to the soft gripper 110 of this embodiment, by supplying corresponding compressed air, the air chambers forming the left and right rows and the air chambers in the center row, which are larger in number than the air chambers forming the left and right rows, are expanded. By doing so, each scoop element 20 is curved into an arc shape even in a plan view, and each scoop element 120 can be curved to a position and posture in which the gap between the side edges of adjacent scoop elements 120 is small (about 3 mm). According to the inventor of the present invention, when the material of the soft gripper 10 has a Shore A hardness of 10, the corresponding compressed air pressure is about 20 kPa, and when the material of the soft gripper 10 has a Shore A hardness of 30, the corresponding compressed air The pressure of the soft gripper 10 is about 70 kPa, and when the material of the soft gripper 10 has a Shore A hardness of 60, the corresponding pressure of compressed air is preferably about 230 kPa.

なお、突出要素131~145及び圧縮空気導入部171とスコップ要素外側部120aとは、3次元プリンタ等を用いて、予め一体的に成形されてもよいし、別々に形成されて互いに接着等されてもよい。 Note that the protruding elements 131 to 145, the compressed air introducing portion 171, and the scoop element outer portion 120a may be integrally molded in advance using a three-dimensional printer or the like, or may be formed separately and bonded to each other. You can.

(第2実施形態の作用)
次に、以上のように構成されたソフトグリッパー110の作用について説明する。
(Action of the second embodiment)
Next, the operation of the soft gripper 110 configured as above will be explained.

本実施形態のソフトグリッパー110は、ロボットアーム取付部113が不図示のロボットアーム(例えば川崎重工業株式会社製のduAro)に取り付けられて利用される。 The soft gripper 110 of this embodiment is used with the robot arm attachment part 113 attached to a robot arm (for example, duAro manufactured by Kawasaki Heavy Industries, Ltd.), not shown.

ロボットアームは、例えば不図示のセンサまたは画像処理システム等を介して、把持対象物である食材の位置と把持した食材の盛り付け先の容器の位置とを把握する。そして、例えば所定の制御プログラムを実行することによって、食材を把持するようにソフトグリッパー110を移動させ、食材を把持した後に容器までソフトグリッパー110を移動させる。 The robot arm grasps the position of the food material to be gripped and the position of the container in which the gripped food material is to be served, for example via a sensor or an image processing system (not shown). Then, for example, by executing a predetermined control program, the soft gripper 110 is moved to grip the food material, and after gripping the food material, the soft gripper 110 is moved to the container.

食材を把持する際、例えばロボットアームの制御によって、ソフトグリッパー110のベース部材111が食材(把持対象物)の上方(例えば所定高さ)に位置決めされ、各スコップ要素120の先端部120tが食材の中に挿入される。 When gripping food, the base member 111 of the soft gripper 110 is positioned above the food (object to be gripped) (for example, at a predetermined height) under the control of a robot arm, and the tip 120t of each scoop element 120 is positioned above the food (an object to be gripped). inserted inside.

そして、圧縮空気供給装置によって各スコップ要素120の圧縮空気導入部171の空気供給路172に圧縮空気が供給される。これにより、各空気室151~165が当該圧縮空気によって膨張変形され、各スコップ要素120の先端部120t同士が互いに近接する。 Then, compressed air is supplied to the air supply path 172 of the compressed air introducing portion 171 of each scoop element 120 by the compressed air supply device. As a result, each of the air chambers 151 to 165 is expanded and deformed by the compressed air, and the tips 120t of each scoop element 120 come close to each other.

更に本実施形態の場合、左右列を構成する空気室と当該左右列を構成する空気室より数が多い中央列の空気室とが膨張することによって各スコップ要素20が平面視でも円弧状に湾曲されるため、隣接するスコップ要素120の側縁間の間隙が小さくなる(3mm程度)位置姿勢に各スコップ要素120を湾曲させることができる。これにより、コーン粒等の細かい食材であっても、把持した後(掬い上げた後)にこぼすことなく所望の容器(または所望の他の搬送先)まで搬送することができる。 Furthermore, in the case of the present embodiment, each scoop element 20 is curved in an arc shape even when viewed from above due to the expansion of the air chambers forming the left and right rows and the air chambers of the center row, which are larger in number than the air chambers forming the left and right rows. Therefore, each scoop element 120 can be curved to a position and orientation in which the gap between the side edges of adjacent scoop elements 120 is small (about 3 mm). As a result, even small foods such as corn grains can be conveyed to a desired container (or other desired destination) without spilling after being grasped (scooped up).

(その他の変形例)
以上に説明された実施形態では、スコップ要素20、120の数が「4」であるが、「3」で構成することも可能であるし、「5」以上で構成することも可能である。また、スコップ要素の形状は、互いに同一であることが好ましいが、少なくとも本件出願の時点ではそのような態様に限定されず、例えば、スコップ要素の数が偶数の場合、相対的に大きいスコップ要素と相対的に小さいスコップ要素とが周方向に交互に配置される態様も採用可能である。
(Other variations)
In the embodiment described above, the number of scoop elements 20, 120 is "4", but it is also possible to configure it with "3", or to configure it with "5" or more. Further, the shapes of the scoop elements are preferably the same, but at least at the time of this application, the shape is not limited to such an aspect. For example, when the number of scoop elements is even, the shapes of the scoop elements are It is also possible to adopt an embodiment in which relatively small scoop elements are arranged alternately in the circumferential direction.

また、以上に説明された実施形態では、スコップ要素20、120の湾曲変形前の形態が平坦形状(平面視で直線状)となっているが、予め円筒体の一部に相当する形状(平面視で円弧状)を有していてもよい。この場合、ベース部材との接着部も、直線状でなく円弧状となる。更には、複数のスコップ要素を周方向に接続した状態で予め形成しておいて、それらを筒状に丸めて(ロールアップして)ベース部に接着した構成が採用されてもよい。 Further, in the embodiment described above, the scoop elements 20 and 120 have a flat shape (linear shape in plan view) before being curved; It may have a circular arc shape when viewed. In this case, the adhesive portion with the base member is also not linear but arcuate. Furthermore, a configuration may be adopted in which a plurality of scoop elements are formed in advance in a circumferentially connected state, and then rolled up into a cylindrical shape and bonded to the base portion.

また、少なくとも本件出願の時点では、第1実施形態において縦空気室45~49を設けない変形例も採用可能である。この場合、縦空気室45~49が設けられていた領域が平坦な領域として残存されてもよいし、縦空気室45~49が設けられていた領域を削除して短い長さのスコップ要素として構成されてもよい。後者のように変形されたスコップ要素は、ベース部材の補助筒部に接着されてもよい。すなわち、ベース部材が、各スコップ要素が垂下される領域において、補助筒部を有していてもよい。補助筒部は、シリコンのような柔軟材料で構成されてもよいし、比較的硬い材料で構成されてもよい。 Further, at least at the time of this application, a modification example in which the vertical air chambers 45 to 49 are not provided in the first embodiment can also be adopted. In this case, the area where the vertical air chambers 45 to 49 were provided may remain as a flat area, or the area where the vertical air chambers 45 to 49 were provided may be deleted and a short scoop element formed. may be configured. The scoop element modified in the latter manner may be bonded to the auxiliary cylinder portion of the base member. That is, the base member may have an auxiliary cylinder portion in a region from which each scoop element is suspended. The auxiliary cylinder portion may be made of a flexible material such as silicone, or may be made of a relatively hard material.

また、スコップ要素20、120がベース部材11、111から下向きに垂下する方向は、鉛直下向き方向に限定されず、スカート状に下方側が広がるような方向とされてもよい。この場合、湾曲動作(掬い上げ動作)前のスコップ要素20、120が、より広く開口することとなり、細かい食材を把持することがより容易となる。 Further, the direction in which the scoop elements 20, 120 hang downward from the base members 11, 111 is not limited to the vertically downward direction, but may be in a direction in which the lower side widens like a skirt. In this case, the scoop elements 20, 120 before the bending operation (scooping operation) have a wider opening, making it easier to grasp fine foodstuffs.

図13は、本発明の第3実施形態に係るソフトグリッパーの斜視図であり、各スコップ要素20が10°の傾斜で広がるようにベース部材11が部分的に屈曲されている。その他の構成は、第1実施形態のソフトグリッパー10と同様である。図14は、図13のソフトグリッパーの正面図であり、図15は、図13のソフトグリッパーの底面図である。 FIG. 13 is a perspective view of a soft gripper according to a third embodiment of the invention, in which the base member 11 is partially bent so that each scoop element 20 is spread out at an inclination of 10°. The other configurations are similar to the soft gripper 10 of the first embodiment. 14 is a front view of the soft gripper of FIG. 13, and FIG. 15 is a bottom view of the soft gripper of FIG. 13.

図16は、本発明の第4実施形態に係るソフトグリッパーの斜視図であり、各スコップ要素20が15°の傾斜で広がるようにベース部材11が部分的に屈曲されている。その他の構成は、第1実施形態のソフトグリッパー10と同様である。図17は、図16のソフトグリッパーの正面図であり、図18は、図16のソフトグリッパーの底面図である。 FIG. 16 is a perspective view of a soft gripper according to a fourth embodiment of the invention, in which the base member 11 is partially bent so that each scoop element 20 is spread out at an inclination of 15°. The other configurations are similar to the soft gripper 10 of the first embodiment. 17 is a front view of the soft gripper of FIG. 16, and FIG. 18 is a bottom view of the soft gripper of FIG. 16.

図19は、本発明の第5実施形態に係るソフトグリッパーの斜視図であり、各スコップ要素20が20°の傾斜で広がるようにベース部材11が部分的に屈曲されている。その他の構成は、第1実施形態のソフトグリッパー10と同様である。図20は、図19のソフトグリッパーの正面図であり、図21は、図19のソフトグリッパーの底面図である。 FIG. 19 is a perspective view of a soft gripper according to a fifth embodiment of the invention, in which the base member 11 is partially bent so that each scoop element 20 is spread out at an inclination of 20°. The other configurations are similar to the soft gripper 10 of the first embodiment. 20 is a front view of the soft gripper of FIG. 19, and FIG. 21 is a bottom view of the soft gripper of FIG. 19.

(回転駆動機構の追加)
更に本件発明者は、ネギやコーン等の細かい食材を把持対象物とする場合において、以上の各実施形態のソフトグリッパー10、110を不図示のロボットアーム(例えば川崎重工業株式会社製のduAro)に対して取り付ける際に、回転駆動機構13’、113’(図2及び図8に破線で示す)を介して取り付けることが有効であることを知見した。
(Addition of rotational drive mechanism)
Furthermore, when gripping small foods such as green onions and corn, the inventor of the present invention has proposed that the soft grippers 10 and 110 of each of the above embodiments be attached to a robot arm (for example, duAro manufactured by Kawasaki Heavy Industries, Ltd.) (not shown). It has been found that it is effective to attach via the rotation drive mechanisms 13', 113' (shown by broken lines in FIGS. 2 and 8).

この場合も、食材を把持する際には、例えばロボットアームの制御によって、ソフトグリッパー10、110のベース部材11、111が食材(把持対象物)の上方(例えば所定高さ)に位置決めされ、各スコップ要素20、120の先端部20t、120tが食材の中に挿入される。 In this case as well, when gripping the food, the base members 11, 111 of the soft grippers 10, 110 are positioned above the food (object to be gripped) (for example, at a predetermined height) under the control of the robot arm, and each The tips 20t, 120t of the scoop elements 20, 120 are inserted into the food material.

そして、この場合には、当該挿入動作の後、回転駆動機構13’、113’を駆動させることによって、食材の中に、各スコップ要素20、120によって把持対象領域の内外を区分けする溝のような跡を付けることができる(跡付け動作)In this case, after the insertion operation, by driving the rotary drive mechanisms 13' and 113', grooves are formed in the food material to separate the inside and outside of the area to be gripped by the scoop elements 20 and 120. It is possible to leave a mark (marking action) .

本件発明者は、このような跡付け動作を実行することによって(跡付け工程)、その後に圧縮空気供給装置によって各スコップ要素20、120が湾曲変形されて各スコップ要素20、120の先端部20t、120t同士が互いに近接する時、跡付け動作を実施しない場合と比較して、比較的多量の食材を把持することができることを確認した。 The inventor of the present invention proposed that by performing such a marking operation (marking step) , each scoop element 20, 120 is then curved and deformed by a compressed air supply device to form a tip portion 20t of each scoop element 20, 120. , 120t are close to each other, it has been confirmed that it is possible to grasp a relatively large amount of food compared to the case where no tracing operation is performed.

以上の各実施形態のソフトグリッパー10、110では、平面視で4個のスコップ要素20、120が正方形の各辺上に位置するように配置されているため、90°の回転によって全周分の跡付け動作が達成される。しかしながら、本件発明者の実証実験によれば、45°の回転によって有意な効果が確認でき、135°回転させると更に多量の食材を把持することができる。更に、本件発明者の実証実験によれば、回転角度が大きい程、把持量が安定する。 In the soft grippers 10 and 110 of each of the embodiments described above, the four scoop elements 20 and 120 are arranged on each side of the square in plan view, so a rotation of 90 degrees can cover the entire circumference. A tracing action is achieved. However, according to the inventor's demonstration experiment, a significant effect can be confirmed by rotating by 45 degrees, and a larger amount of food can be gripped by rotating by 135 degrees. Furthermore, according to the inventor's demonstration experiment, the larger the rotation angle, the more stable the gripping amount becomes.

10 ソフトグリッパー
11 ベース部材
11a 十字状部材
11b 四分割円弧板
12 支柱
13 ロボットアーム取付部
13’ 回転駆動機構
20 スコップ要素
20a スコップ要素外側部
20b スコップ要素内側部
20c 縦圧縮空気供給路
20d 横圧縮空気供給路
20m テーパ角度が変わる部位
20t 先端部
31 突出要素
31a 直方体部
31b 傾斜部
32~34 突出要素
35~39 突出要素
41~44 空気室(横空気室)
45~49 空気室(縦空気室)
51 圧縮空気導入部
52 空気供給路
110 ソフトグリッパー
111 ベース部材
111a 十字状部材
111b 四分割円弧板
112 支柱
113 ロボットアーム取付部
113’ 回転駆動機構
120 スコップ要素
120a スコップ要素外側部
120b スコップ要素内側部
120c 第1圧縮空気供給路
120d 第2圧縮空気供給路
120e 第3圧縮空気供給路
120f 第4圧縮空気供給路
120g 第5圧縮空気供給路
120h 第6圧縮空気供給路
120t 先端部
131 突出要素
131a 直方体部
131b 傾斜部
132~135 突出要素
136~139 突出要素
140~143 突出要素
144 突出要素
145 突出要素
151~155 空気室(中央列)
156~159 空気室(左列)
160~163 空気室(右列)
164 空気室
165 空気室
171 圧縮空気導入部
172 空気供給路
10 Soft gripper 11 Base member 11a Cross-shaped member 11b Quadrant arc plate 12 Support column 13 Robot arm mounting portion 13' Rotation drive mechanism 20 Scoop element 20a Scoop element outer part 20b Scoop element inner part 20c Vertical compressed air supply path 20d Horizontal compressed air Supply path 20m Part 20t where the taper angle changes Tip part 31 Projecting element 31a Rectangular parallelepiped part 31b Inclined parts 32 to 34 Projecting elements 35 to 39 Projecting elements 41 to 44 Air chamber (horizontal air chamber)
45-49 Air chamber (vertical air chamber)
51 Compressed air introduction part 52 Air supply path 110 Soft gripper 111 Base member 111a Cross-shaped member 111b Quarter-arc plate 112 Support column 113 Robot arm attachment part 113' Rotary drive mechanism 120 Scoop element 120a Scoop element outer part 120b Scoop element inner part 120c First compressed air supply passage 120d Second compressed air supply passage 120e Third compressed air supply passage 120f Fourth compressed air supply passage 120g Fifth compressed air supply passage 120h Sixth compressed air supply passage 120t Tip portion 131 Projecting element 131a Rectangular parallelepiped portion 131b Inclined portions 132 to 135 Projecting elements 136 to 139 Projecting elements 140 to 143 Projecting elements 144 Projecting elements 145 Projecting elements 151 to 155 Air chamber (center row)
156-159 Air chamber (left row)
160-163 Air chamber (right row)
164 Air chamber 165 Air chamber 171 Compressed air introduction section 172 Air supply path

Claims (9)

対象物をソフトに把持するソフトグリッパーであって、
対象物の上方に位置決めされるベース部材と、
前記ベース部材から下向きに垂下され、平面視で周方向に隣り合うように配置された3個以上のスコップ要素と、
を備え、
前記スコップ要素の各々は、柔軟な材料から構成されており、
前記スコップ要素の各々の外面上に、内部に空気室を有する突出要素が複数立設されており、
前記突出要素の各々は、柔軟な材料から構成されており、
前記スコップ要素の各々には、前記複数の突出要素の空気室に共通に連通する圧縮空気供給路が形成されており、
前記3個以上のスコップ要素は、当該3個以上のスコップ要素の圧縮空気供給路に対して圧縮空気が供給される時、互いの先端部同士が近接するように湾曲するようになっており、
隣接するスコップ要素の先端部間の離間距離は、前記3個以上のスコップ要素が湾曲している状態で、30mm以下であり、
前記スコップ要素の各々において、前記複数の突出要素によって形成される複数の空気室は、周方向に互いに平行に延びる複数の横空気室と、前記複数の横空気室よりも上方の領域において上下方向に互いに平行に延びる複数の縦空気室と、を更に含んでいる
ことを特徴とするソフトグリッパー。
A soft gripper that softly grips an object,
a base member positioned above the object;
three or more scoop elements hanging downward from the base member and arranged adjacent to each other in the circumferential direction in a plan view;
Equipped with
each of the scoop elements is constructed from a flexible material;
A plurality of protruding elements each having an air chamber therein are erected on the outer surface of each of the scoop elements,
each of the protruding elements is constructed from a flexible material;
Each of the scoop elements is formed with a compressed air supply path that commonly communicates with the air chambers of the plurality of protruding elements,
The three or more scoop elements are curved so that their tips approach each other when compressed air is supplied to the compressed air supply path of the three or more scoop elements,
The distance between the tips of adjacent scoop elements is 30 mm or less when the three or more scoop elements are curved,
In each of the scoop elements, the plurality of air chambers formed by the plurality of protruding elements include a plurality of lateral air chambers extending parallel to each other in the circumferential direction, and a plurality of lateral air chambers extending in a vertical direction in an area above the plurality of lateral air chambers. a plurality of vertical air chambers extending parallel to each other;
対象物をソフトに把持するソフトグリッパーであって、
対象物の上方に位置決めされるベース部材と、
前記ベース部材から下向きに垂下され、平面視で周方向に隣り合うように配置された3個以上のスコップ要素と、
を備え、
前記スコップ要素の各々は、柔軟な材料から構成されており、
前記スコップ要素の各々の外面上に、内部に空気室を有する突出要素が複数立設されており、
前記突出要素の各々は、柔軟な材料から構成されており、
前記スコップ要素の各々には、前記複数の突出要素の空気室に共通に連通する圧縮空気供給路が形成されており、
前記3個以上のスコップ要素は、当該3個以上のスコップ要素の圧縮空気供給路に対して圧縮空気が供給される時、互いの先端部同士が近接するように湾曲するようになっており、
隣接するスコップ要素の先端部間の離間距離は、前記3個以上のスコップ要素が湾曲している状態で、30mm以下であり、
前記スコップ要素の各々において、前記複数の突出要素によって形成される複数の空気室は、互いに略等しい立体形状を有しており、先端部を通る上下方向において中央列として整列されると共に、当該中央列の左側及び右側にそれぞれ左列及び右列として整列されている
ことを特徴とするソフトグリッパー。
A soft gripper that softly grips an object,
a base member positioned above the object;
three or more scoop elements hanging downward from the base member and arranged adjacent to each other in the circumferential direction in a plan view;
Equipped with
each of the scoop elements is constructed from a flexible material;
A plurality of protruding elements each having an air chamber therein are erected on the outer surface of each of the scoop elements,
each of the protruding elements is constructed from a flexible material;
Each of the scoop elements is formed with a compressed air supply path that commonly communicates with the air chambers of the plurality of protruding elements,
The three or more scoop elements are curved so that their tips approach each other when compressed air is supplied to the compressed air supply path of the three or more scoop elements,
The distance between the tips of adjacent scoop elements is 30 mm or less when the three or more scoop elements are curved,
In each of the scoop elements, the plurality of air chambers formed by the plurality of protruding elements have substantially the same three-dimensional shape, are aligned as a center row in the vertical direction passing through the tip, and A soft gripper characterized in that the soft grippers are arranged on the left and right sides of the row as a left row and a right row, respectively.
前記左列を構成する空気室の数は、前記右列を構成する空気室の数と等しく、
前記中央列を構成する空気室の数は、前記左列を構成する空気室の数または前記右列を構成する空気室の数よりも多い
ことを特徴とする請求項2に記載のソフトグリッパー。
The number of air chambers forming the left column is equal to the number of air chambers forming the right column,
3. The soft gripper according to claim 2, wherein the number of air chambers constituting the center row is greater than the number of air chambers constituting the left row or the number of air chambers constituting the right row.
対象物をソフトに把持するソフトグリッパーであって、
対象物の上方に位置決めされるベース部材と、
前記ベース部材から下向きに垂下され、平面視で周方向に隣り合うように配置された3個以上のスコップ要素と、
を備え、
前記スコップ要素の各々は、柔軟な材料から構成されており、
前記スコップ要素の各々の外面上に、内部に空気室を有する突出要素が複数立設されており、
前記突出要素の各々は、柔軟な材料から構成されており、
前記スコップ要素の各々には、前記複数の突出要素の空気室に共通に連通する圧縮空気供給路が形成されており、
前記3個以上のスコップ要素は、当該3個以上のスコップ要素の圧縮空気供給路に対して圧縮空気が供給される時、互いの先端部同士が近接するように湾曲するようになっており、
前記スコップ要素の各々において、前記複数の突出要素によって形成される複数の空気室は、周方向に互いに平行に延びる複数の横空気室と、前記複数の横空気室よりも上方の領域において上下方向に互いに平行に延びる複数の縦空気室と、を含んでいる
ことを特徴とするソフトグリッパー。
A soft gripper that softly grips an object,
a base member positioned above the object;
three or more scoop elements hanging downward from the base member and arranged adjacent to each other in the circumferential direction in a plan view;
Equipped with
each of the scoop elements is constructed from a flexible material;
A plurality of protruding elements each having an air chamber therein are erected on the outer surface of each of the scoop elements,
each of the protruding elements is constructed from a flexible material;
Each of the scoop elements is formed with a compressed air supply path that commonly communicates with the air chambers of the plurality of protruding elements,
The three or more scoop elements are curved so that their tips approach each other when compressed air is supplied to the compressed air supply path of the three or more scoop elements,
In each of the scoop elements, the plurality of air chambers formed by the plurality of protruding elements include a plurality of lateral air chambers extending parallel to each other in the circumferential direction, and a plurality of lateral air chambers extending in a vertical direction in an area above the plurality of lateral air chambers. a plurality of vertical air chambers extending parallel to each other;
請求項1乃至のいずれかに記載のソフトグリッパーと、
前記ソフトグリッパーを支持して位置決めするロボットアームと、
前記ソフトグリッパーを前記ロボットアームに対して回転駆動させる回転駆動機構と、
を備えたことを特徴とするソフトグリッパーシステム。
A soft gripper according to any one of claims 1 to 4 ,
a robot arm that supports and positions the soft gripper;
a rotational drive mechanism that rotationally drives the soft gripper with respect to the robot arm;
A soft gripper system featuring:
請求項に記載のソフトグリッパーシステムを使用する方法であって、
前記ロボットアームを制御して、前記ソフトグリッパーの各スコップ要素の先端部を把持対象物の中に挿入する挿入工程と、
前記挿入工程の後、前記回転駆動機構を駆動させることによって、前記把持対象物の中に、各スコップ要素によって把持対象領域の内外を区分けする溝のような跡を付ける跡付け工程と、
前記跡付け工程の後、各スコップ要素の圧縮空気供給路に圧縮空気を供給して各スコップ要素を湾曲変形させる工程と、
を備えたことを特徴とする方法。
6. A method of using the soft gripper system according to claim 5 , comprising:
an insertion step of controlling the robot arm to insert the tip of each scoop element of the soft gripper into the object to be gripped;
After the insertion step, by driving the rotational drive mechanism, a marking step of forming a groove-like mark in the object to be grasped by each scoop element to separate the inside and outside of the region to be grasped;
After the marking step, supplying compressed air to the compressed air supply path of each scoop element to curve and deform each scoop element;
A method characterized by comprising:
前記跡付け工程において、前記回転駆動機構は45°以上回転される
ことを特徴とする請求項に記載の方法。
7. The method according to claim 6 , wherein in the marking step, the rotary drive mechanism is rotated by 45 degrees or more.
前記跡付け工程において、前記回転駆動機構は90°以上回転される
ことを特徴とする請求項に記載の方法。
8. The method according to claim 7 , wherein in the marking step, the rotary drive mechanism is rotated by 90 degrees or more.
前記跡付け工程において、前記回転駆動機構は135°以上回転される
ことを特徴とする請求項に記載の方法。
9. The method according to claim 8 , wherein in the marking step, the rotary drive mechanism is rotated by 135 degrees or more.
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