JP7610501B2 - 検体仕分けシステム - Google Patents

Description

本発明は、複数の物体を同時に把持できる把持装置を備える検体仕分けシステムに関する。

医療検査室などでは、検体（例えば試験管）の仕分け作業に、把持装置を備える検体仕分けシステムが用いられる。把持装置は、検体などの物体を把持するための指を持つ把持ハンドを備え、把持ハンドの指で物体を把持する。

把持ハンドで複数の物体を把持する従来の装置の例は、特許文献１と特許文献２に記載されている。

特許文献１には、２つの丸形材部分を同時に把持するためのツイングリッパーが記載されている。特許文献１に記載されたツイングリッパーでは、第１の軸受手段と第２の軸受手段が固定位置において互いに接続され、第１のさらなる軸受手段と第２のさらなる軸受手段が弾力的に互いに接続され、２つの軸受手段を２つのさらなる軸受手段との関連で変位方向に前後に変位させることができる。

特許文献２には、複数のパイプを把持することができる長尺部材の把持装置が記載されている。特許文献２に記載された把持装置は、下部にアーチ型の凹部を持つ第１の押え部材を備えた把持機構と、上部にアーチ型の凸部を持つ第２の押え部材を備えた押上げ機構を備え、把持機構と押上げ機構が長尺部材の長さ方向に沿って少なくとも２組配置されており、複数の長尺物を第１の押え部材の凹部と第２の押え部材の凸部とによって挟み込む。

特表２０１６－５３８１４１号公報 特開２００１－０４７３８８号公報

検体仕分けシステムには、雑然と置かれている検体を把持し、把持した検体を指定場所に配置する作業を、高い確実性でかつ高スループットで実行することが求められている。このため、把持ハンドには、平面上に置かれている複数の物体（検体）を同時に安定して把持できることが望まれている。しかし、従来の装置では、平面上に置かれている複数の物体を同時に把持しようとしても、例えば把持ハンドの指が複数の物体と十分に接触できないなどのために、物体の把持が不安定になるという課題がある。

本発明の目的は、複数の物体を同時に安定して把持できる把持ハンドを備える検体仕分けシステムを提供することである。

本発明による検体仕分けシステムは、把持ハンドを備える把持装置と、前記把持装置を制御する制御装置とを備える。前記把持ハンドは、第１指と第２指を含む複数の指を備え、複数の前記指で複数の物体を把持する。前記第１指は、前記第２指に向く位置に、前記第１指の長さ方向に沿って複数個の凹部を備える。前記第２指は、前記第１指に向く位置に、前記第２指の長さ方向に沿って斜面を備える。

本発明によると、複数の物体を同時に安定して把持できる把持ハンドを備える検体仕分けシステムを提供することができる。

本発明の実施例１による検体仕分けシステムの構成の一例を示す図である。 検体仕分けシステムの制御装置の構成の一例を示す図である。 制御装置が実行する処理の一例を説明するフローチャートである。 実施例１において、把持装置が備える把持ハンドの構成の一例を示す図である。 把持ハンドが、把持した複数の検体を検体ラックに配置する様子を示す図である。 実施例２において、把持装置が備える把持ハンドの構成の一例を示す図である。 回転部が弾性部材により第１指と接続されている把持ハンドの構成の一例を示す図である。 実施例３において、把持装置が備える把持ハンドの構成の一例を示す図である。 実施例５による検体仕分けシステムの把持ハンドの指を、検体が置かれている平面の上方から見た模式図である。 実施例５による検体仕分けシステムにおいて、把持ハンドが２個の指群を備える構成を、検体が置かれている平面の上方から見た模式図である。 複数の平面で構成された形状を持つ、第１指の凹部の例を示す図である。 斜面が曲面である第２指を示す図である。

本発明による検体仕分けシステムは、複数の物体を把持する把持ハンドを備え、例えば、医療検査室などでの検体（例えば試験管）の仕分け作業に用いることができる。把持ハンドは、複数の指を備え、複数の指のうち少なくとも２本は互いに形状が異なる。具体的には、複数の指のうち１本の指は、指の長さ方向に沿って複数個の凹部を備え、他の１本の指は、指の長さ方向に沿って斜面を備える。把持ハンドは、複数の物体を、指の斜面を利用して指の長さ方向に沿って並べて、同時に把持することができる。把持された複数の物体は、一部が指の凹部の中に入る。このため、把持ハンドは、複数の物体を同時に安定して把持することができる。把持ハンドは、円柱形または球形の物体を把持することができる。

以下、本発明の実施例による検体仕分けシステムを、図面を用いて説明する。ただし、本発明は、以下に示す実施例の記載内容に限定して解釈されるものではない。実施例に記載した具体的構成は、本発明の思想及び趣旨から逸脱しない範囲で任意に変更することができる。

本明細書で用いる図面において、同一のまたは対応する構成要素には同一の符号を付け、これらの構成要素については繰り返しの説明を省略する場合がある。

本明細書等における「第１」、「第２」、「第３」等の表記は、構成要素を識別するために付するものであり、必ずしも数または順序を限定するものではない。

図１は、本発明の実施例１による検体仕分けシステムの構成の一例を示す図である。本実施例による検体仕分けシステムは、把持装置１０７と、制御装置１０４を備える。把持装置１０７と制御装置１０４は、ネットワークを介して互いに通信可能である。このネットワークには、例えばＷＡＮ（Ｗｉｄｅ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）及びＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）などの、任意のネットワークを使用することができる。

把持装置１０７は、複数の物体を把持し、把持した物体を指定場所に配置するロボットである。例えば、把持装置１０７は、医療検査室などの作業空間において、複数の検体１０５を把持し、把持した検体１０５を検体ラック１０６に配置する作業を行う。以下では、把持装置１０７が把持する物体が、円柱形の検体１０５である例を説明する。

本実施例では、把持装置１０７は、平面上にある２個の検体１０５を同時に把持することができる。

把持装置１０７は、ロボットコントローラ１０３、物体情報取得装置１０１、マニピュレータ１０２、及び把持ハンド１００を備える。

ロボットコントローラ１０３は、制御装置１０４から受信した制御情報に基づいて、物体情報取得装置１０１、マニピュレータ１０２、及び把持ハンド１００など、把持装置１０７の全体を制御する。

物体情報取得装置１０１は、把持装置１０７の作業空間から、複数の検体１０５の状態を示す物体情報を取得する。物体情報取得装置１０１は、例えば、画像を取得するカメラで構成することができる。物体情報には、検体１０５の大きさ、形状、姿勢、及び位置などに関するデータが含まれる。

なお、把持装置１０７は、同一種類の物体情報を取得する物体情報取得装置１０１を複数備えてもよく、異なる種類の物体情報を取得する物体情報取得装置１０１を複数備えてもよい。

マニピュレータ１０２は、リンクとジョイントを有し、リンクで把持ハンド１００を移動させる。マニピュレータ１０２は、さらに、ジョイントを支点にしてリンクを所定の方向に移動させるための駆動装置（図示は省略）を有する。

把持ハンド１００は、複数の指（例えば、後述する第１指４００と第２指４０１）を備え、１個以上の物体（検体１０５）を把持する。これらの複数の指は、１組の指を構成する。把持ハンド１００は、この１組の指で複数の検体１０５を把持することができる。把持ハンド１００は、１組の指が閉じることで検体１０５を把持し、１組の指が開くことで把持した検体１０５を放す。以下では、指が開いたり閉じたりする方向を「開閉方向」と呼ぶ。さらに、把持ハンド１００は、指を開閉する駆動装置（図示は省略）を備える。駆動装置は、把持ハンド１００の指を開閉方向に移動させる。なお、把持ハンド１００は、力覚センサ及び触覚センサなどのセンサを備えてもよい。

把持装置１０７は、マニピュレータ１０２と把持ハンド１００として、同一種類の装置を複数備えてもよい。

制御装置１０４は、把持装置１０７を制御する。制御装置１０４は、把持装置１０７から各種情報を取得し、把持装置１０７を制御するための制御情報を生成し、生成した制御情報を把持装置１０７に送信する。

図２は、制御装置１０４の構成の一例を示す図である。制御装置１０４は、プロセッサ２００、主記憶装置２０１、副記憶装置２０２、ネットワークインタフェース（ＮＷ ＩＦ）２０３、及び入出力インタフェース（ＩＯ ＩＦ）２０４を備える。これらの構成要素は、内部バスを介して互いに接続されている。

なお、図２に示した制御装置１０４のハードウェア構成は一例であって、制御装置１０４のハードウェア構成は、これに限定されない。例えば、制御装置１０４は、図示していないハードウェアを備えてもよいし、副記憶装置２０２、及び入出力インタフェース２０４などの一部のハードウェアを備えなくてもよい。

プロセッサ２００は、主記憶装置２０１に格納されたプログラムを実行する。プロセッサ２００は、プログラムに従って処理を実行することによって、特定の機能を実現する機能部（モジュール）として動作する。

主記憶装置２０１は、ＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）などの記憶装置で構成することができ、プロセッサ２００が実行するプログラム及びプログラムが使用する情報を格納する。また、主記憶装置２０１は、プログラムが使用するワークエリアとしても用いられる。

なお、プログラム及び情報は、副記憶装置２０２などの、主記憶装置２０１以外のデバイスまたは装置に格納されてもよい。この場合、プロセッサ２００が、このデバイスまたは装置からプログラム及び情報を読み出し、主記憶装置２０１に格納する。

副記憶装置２０２は、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）及びＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）などの記憶装置で構成することができ、データを永続的に格納する。

ネットワークインタフェース２０３は、制御装置１０４が、ネットワークを介して把持装置１０７などの外部装置と通信するためのインタフェースである。

入出力インタフェース２０４は、制御装置１０４が、入力装置及び出力装置などに接続するためのインタフェースである。なお、入力装置は、キーボード、マウス、及びタッチパネルなどで構成することができ、出力装置は、ディスプレイ及びプリンタなどで構成することができる。

図３は、制御装置１０４が実行する処理の一例を説明するフローチャートである。

ステップＳ３０１で、制御装置１０４は、把持装置１０７から、作業空間に存在する把持すべき物体の物体情報を取得する。把持すべき物体は、複数の検体１０５である。作業空間における物体情報を取得する範囲は、制御装置１０４を操作するユーザが決定してもよいし、把持装置１０７のロボットコントローラ１０３が決定してもよい。

ステップＳ３０２で、制御装置１０４は、取得した物体情報に基づいて、把持する複数の検体１０５を決定し、複数の検体１０５を把持するための把持位置を算出し、把持位置への軌道計画を生成する。把持位置への軌道計画は、把持装置１０７を制御するための制御情報である。

制御装置１０４は、例えば、複数の検体１０５の互いの相対位置を基に、同時に把持する複数の検体１０５を決定することができる。制御装置１０４は、例えば、検体１０５の形状と位置を基にして複数の検体１０５の中心位置を求めることで、複数の検体１０５を同時に把持できるような把持位置を算出することができる。把持位置への軌道計画は、把持ハンド１００を把持位置まで移動させるためのマニピュレータ１０２及び把持装置１０７の移動の軌道に関する情報である。制御装置１０４は、既存の方法を用いて、この軌道計画を生成することができる。

ステップＳ３０２で決定された把持する複数の検体１０５は、把持対象の複数の検体１０５であり、把持対象の検体群または把持対象の物体群と呼ぶ。

ステップＳ３０３で、制御装置１０４は、把持対象の検体群に関する情報に基づいて把持ハンド１００の指の開く距離を決定し、決定した距離だけ指を開く方向に移動させる。

ステップＳ３０４で、制御装置１０４は、ステップＳ３０２で生成した制御情報（把持位置への軌道計画）に基づいて把持ハンド１００を把持位置まで移動させる。

ステップＳ３０５で、制御装置１０４は、把持ハンド１００の指を閉ざす方向に移動させる。すると、把持ハンド１００は、把持対象の検体群の把持を開始する。制御装置１０４は、把持対象の検体群に関する情報に基づいて把持ハンド１００の指の閉じる距離を決定し、決定した距離だけ指を閉じる方向に移動させる。

ステップＳ３０６で、把持ハンド１００は、把持対象の検体群を把持する。本実施例では、把持対象の検体群は、２個の検体１０５である。本実施例では、図４を用いて説明する把持ハンド１００の指の構成によって、把持動作で一方の検体１０５が指の長さ方向に移動することで、２個の検体１０５は、指の長さ方向に沿って並んで把持される。

図４は、本実施例において、把持装置１０７が備える把持ハンド１００の構成の一例を示す図である。図４には、把持ハンド１００の把持動作を時系列に表す４つの状態（ａ）～（ｄ）を示している。把持ハンド１００の把持動作は、状態（ａ）～（ｄ）の順に進む。

把持ハンド１００は、複数の円柱形の物体を把持するため、１組の指として第１指４００と第２指４０１を備える。本実施例では、把持ハンド１００が把持する物体は、複数の検体１０５（１０５ａ、１０５ｂ）である。第１指４００と第２指４０１は、互いに向き合う。第１指４００は、検体１０５ａに接触できる位置にあり、第２指４０１は、検体１０５ｂに接触できる位置にあるものとする。

第１指４００は、第２指４０１に向く位置に、指の長さ方向に沿って複数個の凹部４０４を備える。凹部４０４の形状は、円弧状であり、把持対象の検体１０５の輪郭の一部に沿った形状である。本実施例では、把持ハンド１００が２個の検体１０５ａ、１０５ｂを把持するので、凹部４０４の数は２個である。すなわち、第１指４００は、先端部側にある凹部４０４と、根元部側にある凹部４０４を備える。

なお、第１指４００と第２指４０１において、図４の下部側の部分が先端部であり、図４の上部側の部分が根元部である。

第２指４０１は、第１指４００に向く位置に、指の長さ方向に沿って斜面４０５を備える。斜面４０５は、平面であり、第２指４０１の先端部から根元部に向かうにつれて、第１指４００から離れていくような形状を持つ。すなわち、第２指４０１は、斜面４０５によって、先端部から根元部に向かうにつれて細くなる。

図４の状態（ａ）には、把持ハンド１００が、平面上にある２個の検体１０５ａ、１０５ｂを同時に把持しようとして、第１指４００と第２指４０１を閉ざし始めた状態を示している。図４において、左右方向が開閉方向である。

図４の状態（ｂ）には、第１指４００と第２指４０１が閉じていき、第１指４００が一方の検体１０５ａに接触し、第２指４０１が他方の検体１０５ｂに接触した状態を示している。検体１０５ａの一部は、第１指４００の２個の凹部４０４のうち第１指４００の先端部側にある凹部４０４の中に入る。検体１０５ｂは、第２指４０１の斜面４０５に接触する。

図４の状態（ｃ）には、第１指４００と第２指４０１が状態（ｂ）からさらに閉じていき、検体１０５ｂが、第２指４０１の斜面４０５に沿って、第２指４０１の根元部に向かって移動した状態を示している。検体１０５ｂは、把持ハンド１００の把持力（第２指４０１の押す力）と第２指４０１の斜面４０５の作用によって、第２指４０１の根元部に向かって移動する。

図４の状態（ｄ）には、第１指４００と第２指４０１が閉じ終わって、把持ハンド１００の把持動作が終了した状態を示している。第１指４００と第２指４０１が状態（ｃ）からさらに閉じていくと、検体１０５ｂは、第２指４０１の斜面４０５に沿って、第２指４０１の根元部に向かってさらに移動していき、検体１０５ｂの一部は、第１指４００の２個の凹部４０４のうち第１指４００の根元部側にある凹部４０４の中に入る。

把持ハンド１００は、このようにして、２個の検体１０５を、第１指４００と第２指４０１の長さ方向に沿って並べて、同時に把持することができる。２個の検体１０５は、把持されると、それらの一部が凹部４０４の中に入る。このため、把持ハンド１００は、２個の検体１０５を同時に安定して把持することができる。

把持ハンド１００は、第１指４００と第２指４０１で把持した複数の検体１０５を、検体ラック１０６に配置する。本実施例では、把持ハンド１００に把持された２個の検体１０５は、第１指４００の２個の凹部４０４の中に入っている。２個の凹部４０４の、第１指４００の長さ方向での間隔は、検体ラック１０６に隣り合って配置される検体１０５の間隔と等しいのが好ましい。

図５は、把持ハンド１００が、把持した複数の検体１０５を検体ラック１０６に配置する様子を示す図である。把持ハンド１００は、第１指４００と第２指４０１で把持した２個の検体１０５を、検体ラック１０６に配置する。

第１指４００の２個の凹部４０４の、第１指４００の長さ方向での間隔ｄ１が、検体ラック１０６に隣り合って配置される検体１０５の間隔ｄ２と等しいと、把持ハンド１００は、把持した２個の検体１０５を、検体１０５の姿勢と位置を変えずに把持したまま、検体ラック１０６に配置することができる。このため、間隔ｄ１が間隔ｄ２と等しいと、把持装置１０７が検体１０５を把持して検体ラック１０６に配置する作業の効率を、さらに向上させることができる。

以上の説明では、第１指４００の凹部４０４の形状は、円弧状である。凹部４０４の形状は、把持ハンド１００が検体１０５を把持したときに検体１０５の一部が凹部４０４の中に入ることができれば、任意の形状とすることができる。例えば、第１指４００の凹部４０４の形状は、複数の平面で構成された形状とすることができる。

図１０は、複数の平面で構成された形状を持つ、第１指４００の凹部４０４の例を示す図である。図１０には、凹部４０４が２つの平面で構成された形状を持つ例を示している。

第１指４００の凹部４０４は、柔軟部材を備えるのが好ましい。柔軟部材は、第１指４００のうち柔軟部材以外の部分よりも柔らかい部材であり、可撓性を有する材料や弾性を有する材料で構成することができる。凹部４０４が柔軟部材を備えると、把持ハンド１００は、より安定して検体１０５を把持することができる。

以上の説明では、第２指４０１の斜面４０５は、平面である。斜面４０５は、曲面でもよい。例えば、斜面４０５は、把持ハンド１００の指の開閉方向で指の外側に向かって凹んだ曲面とすることができる。

図１１は、斜面４０５が曲面である第２指４０１を示す図である。図１１には、第２指４０１の斜面４０５が、把持ハンド１００の指の開閉方向で指の外側に向かって凹んだ曲面である例を示している。

第２指４０１の斜面４０５は、滑りやすい部材で構成するのが好ましい。滑りやすい部材とは、第２指４０１のうち滑りやすい部材以外の部分よりも摩擦の小さい（摩擦係数が小さい）部材である。斜面４０５が滑りやすい部材で構成されていると、検体１０５が斜面４０５に沿って移動すること（（図４の状態（ｃ））がより容易になり、把持ハンド１００は、より安定して検体１０５を把持することができる。

把持ハンド１００の把持動作において、把持ハンド１００の指が閉じても、制御装置１０４が決定した距離だけ指が閉じない場合（すなわち、第１指４００と第２指４０１の一方または両方が、指定された距離だけ移動しない場合）がある。この場合は、把持動作において、把持ハンド１００の指が閉じるのが途中で止まった場合（例えば、図４の状態（ｂ）で把持動作が止まった場合）である。本実施例による検体仕分けシステムは、このような場合には、以下のように対処することができる。

物体情報取得装置１０１は、第１指４００と第２指４０１の位置も取得することができる。制御装置１０４は、物体情報取得装置１０１が取得した第１指４００と第２指４０１の位置を把持装置１０７から取得する。そして、制御装置１０４は、把持ハンド１００の指が閉じても、決定した距離だけ指が閉じなかった場合には、把持ハンド１００の指を開き、再度、把持ハンド１００の指を閉じて把持動作を行う。または、制御装置１０４は、把持ハンド１００の指が閉じても、決定した距離だけ指が閉じなかった場合には、把持ハンド１００の指を少し開いた後、把持ハンド１００を少し移動させて把持ハンド１００の位置を変えてから、把持動作を再び行う。

以上の説明では、第１指４００の凹部４０４の数は２個であり、把持ハンド１００が同時に２個の検体１０５を把持する。凹部４０４の数を３個以上とし、把持ハンド１００が同時に３個以上の検体１０５を把持できるようにしてもよい。但し、本実施例での把持ハンド１００の構成では、同時により安定して複数の検体１０５を把持するためには、凹部４０４の数が２個であるのが好ましい。

以上説明したように、本実施例による検体仕分けシステムは、複数の物体（検体１０５）を同時に安定して把持できる把持ハンド１００を備える。

本発明の実施例２による検体仕分けシステムを説明する。以下では、本実施例による検体仕分けシステムについて、実施例１による検体仕分けシステムと異なる点を主に説明する。本実施例では、把持装置１０７は、平面上にある３個の検体１０５を同時に把持することができる。以下では、把持装置１０７が把持する物体が、円柱形の検体１０５である例を説明する。

図６Ａは、本実施例において、把持装置１０７が備える把持ハンド１００の構成の一例を示す図である。図６Ａには、把持ハンド１００の把持動作を時系列に表す５つの状態（ａ）～（ｅ）を示している。把持ハンド１００の把持動作は、状態（ａ）～（ｅ）の順に進む。

把持ハンド１００は、第１指４００と第２指４０１を備え、３個の検体１０５（１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃ）を同時に把持する。第１指４００は、検体１０５ａに接触できる位置にあり、第２指４０１は、検体１０５ｃに接触できる位置にあり、検体１０５ｂは、検体１０５ａと検体１０５ｃの間に位置するものとする。

第１指４００は、第２指４０１に向く位置に、３個の凹部４０４と、回転部６０２を備える。第１指４００は、先端部側に１個の凹部４０４を備え、この凹部４０４よりも根元部側に回転部６０２を備える。回転部６０２は、第２指４０１に向く位置に、第１指４００の長さ方向に沿って２個の凹部４０４を備える。すなわち、第１指４００は、指の長さ方向に沿って３個の凹部４０４を備える。

回転部６０２は、第１指４００の一部であり、第１指４００に回転可能に接続している。回転部６０２は、第１指４００の先端部側に一端部を備え、第１指４００の根元部側に他端部を備える。回転部６０２は、一端部で第１指４００に接続している。回転部６０２は、この接続部である一端部を中心として、他端部が第１指４００に近づいたり第１指４００から離れたりするように回転可能である。すなわち、回転部６０２は、回転部６０２の２個の凹部４０４が、検体１０５が存在する平面に向いたり、第２指４０１に向いたりするように、回転可能である。回転部６０２は、把持ハンド１００が把持動作を行っていないときには、２個の凹部４０４が検体１０５の存在する平面に向くような姿勢（回転方向の位置）をとっている。

第２指４０１は、第１指４００に向く位置に、指の長さ方向に沿って斜面４０５を備える。斜面４０５は、第２指４０１の先端部から根元部に向かうにつれて、第１指４００から離れていくような形状を持つ。

図６Ａの状態（ａ）には、把持ハンド１００が、平面上にある３個の検体１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃを同時に把持しようとして、第１指４００と第２指４０１が閉じていき、第１指４００が１つの検体１０５ａに接触し、第２指４０１が他の１つの検体１０５ｃに接触した状態を示している。検体１０５ａの一部は、３個の凹部４０４のうち第１指４００の最も先端部側にある凹部４０４の中に入る。回転部６０２は、２個の凹部４０４が検体１０５の存在する平面に向いている。

図６Ａの状態（ｂ）には、第１指４００と第２指４０１がさらに閉じていき、検体１０５ｃが、第２指４０１の斜面４０５に沿って、第２指４０１の根元部に向かって移動した状態を示している。検体１０５ｃは、把持ハンド１００の把持力と第２指４０１の斜面４０５によって、第２指４０１の根元部に向かって移動する。回転部６０２は、第２指４０１と接触することにより、第１指４００との接続部を中心として、２個の凹部４０４が、検体１０５の存在する平面に向くような向きから、第２指４０１に向くような向きに回転する。

図６Ａの状態（ｃ）には、第１指４００と第２指４０１が状態（ｂ）からさらに閉じていき、検体１０５ｃが、第２指４０１の斜面４０５に沿ってさらに移動し、第２指４０１が他のもう１つの検体１０５ｂに接触した状態を示している。回転部６０２は、把持ハンド１００の把持力と検体１０５ｃの押す力によって、２個の凹部４０４が第２指４０１に向くような向きにさらに回転する。検体１０５ｃが検体１０５ｂよりも先に第２指４０１の根元部に向かって移動することで、把持ハンド１００は、検体１０５ｃと検体１０５ｂを安定して把持できるようになる。

図６Ａの状態（ｄ）には、第１指４００と第２指４０１が状態（ｃ）からさらに閉じていき、検体１０５ｃが、第２指４０１の斜面４０５に沿ってさらに移動し、検体１０５ｂが、第２指４０１の斜面４０５に沿って、第２指４０１の根元部に向かって移動した状態を示している。回転部６０２は、さらに回転し、２個の凹部４０４が第２指４０１に向いている。検体１０５ｃは、把持ハンド１００の把持力と検体１０５ｂの押す力によって移動する。

図６Ａの状態（ｅ）には、第１指４００と第２指４０１が閉じ終わって、把持ハンド１００の把持動作が終了した状態を示している。第１指４００と第２指４０１が状態（ｄ）からさらに閉じていくと、検体１０５ｃと検体１０５ｂは、第２指４０１の斜面４０５に沿って、第２指４０１の根元部に向かってさらに移動していく。すると、検体１０５ｃの一部は、回転部６０２の２個の凹部４０４のうち他端部側にある凹部４０４の中に入り、検体１０５ｂの一部は、回転部６０２の２個の凹部４０４のうち一端部側にある凹部４０４の中に入る。すなわち、検体１０５ｃの一部は、第１指４００の３個の凹部４０４のうち、最も根元部側にある凹部４０４の中に入る。検体１０５ｂの一部は、第１指４００の３個の凹部４０４のうち、指の長さ方向の中央部にある凹部４０４の中に入る。

把持ハンド１００は、このようにして、３個の検体１０５を、第１指４００と第２指４０１の長さ方向に沿って並べて、同時に把持することができる。３個の検体１０５は、把持されると、それらの一部が凹部４０４の中に入る。このため、把持ハンド１００は、３個の検体１０５を同時に安定して把持することができる。

第１指４００は、弾性部材を備え、この弾性部材により回転部６０２と接続されてもよい。以下では、回転部６０２が弾性部材により第１指４００と接続されている構成について説明する。

図６Ｂは、回転部６０２が弾性部材６０３により第１指４００と接続されている把持ハンド１００の構成の一例を示す図である。図６Ｂに示す把持ハンド１００は、図６Ａに示した把持ハンド１００と同様の構成を備えるが、弾性部材６０３を備える点が相違する。このため、以下では、弾性部材６０３のみについて説明する。

弾性部材６０３は、回転部６０２の他端部と第１指４００の根元部側の部分とを接続し、例えばバネで構成することができる。回転部６０２は、弾性部材６０３により、一端部（第１指４００との接続部）を中心とする回転が制御されるような力を受ける。弾性部材６０３は、図６Ｂの状態（ａ）から状態（ｅ）に移るにつれて縮んでいく。

弾性部材６０３は、把持ハンド１００が把持動作を行っていないときに、回転部６０２が回転するのを防止する。また、弾性部材６０３によって回転部６０２の回転が制御されて、検体１０５ｃが検体１０５ｂよりも先に第２指４０１の根元部に向かって移動しやすくなるので、把持ハンド１００は、検体１０５を安定して把持することができる。さらに、弾性部材６０３によって、把持ハンド１００は、把持していた検体１０５を、指が開いたときに容易に放すことができる。

以上の説明では、第１指４００は、３個の凹部４０４を備える。すなわち、第１指４００は、先端部側に１個の凹部４０４を備え、回転部６０２は、２個の凹部４０４を備える。第１指４００が備える凹部４０４の数は、３個でなくてもよい。第１指４００は、先端部側に２個以上の凹部４０４を備えてもよい。回転部６０２は、１個または３個以上の凹部４０４を備えてもよい。但し、本実施例での回転部６０２を備える把持ハンド１００の構成では、同時により安定して複数の検体１０５を把持するためには、第１指４００が先端部側に１個の凹部４０４を備え、回転部６０２が２個の凹部４０４を備えるのが好ましい。

本実施例による検体仕分けシステムでは、把持ハンド１００は、凹部４０４を有する回転部６０２を備えるので、より多くの検体１０５を安定して同時に把持することができる。

本発明の実施例３による検体仕分けシステムを説明する。以下では、本実施例による検体仕分けシステムについて、実施例１による検体仕分けシステムと異なる点を主に説明する。本実施例では、把持装置１０７は、平面上にある４個の検体１０５を同時に把持することができる。以下では、把持装置１０７が把持する物体が、円柱形の検体１０５である例を説明する。

図７は、本実施例において、把持装置１０７が備える把持ハンド１００の構成の一例を示す図である。図７には、把持ハンド１００の把持動作を時系列に表す２つの状態（ａ）～（ｂ）を示している。把持ハンド１００の把持動作は、状態（ａ）～（ｂ）の順に進む。

把持ハンド１００は、複数の円柱形の物体を把持するため、１組の指として第１指７００と第２指７０１と第３指７０２を備える。第１指７００と第２指７０１は、互いに向き合う。第２指７０１と第３指７０２は、互いに向き合う。第１指７００と第３指７０２は、開閉方向の外側に位置し、第２指７０１に対して移動可能であり、把持ハンド１００が把持動作を行うと開閉方向に移動する。第２指７０１は、開閉方向において第１指７００と第３指７０２の間に位置し、把持ハンド１００が把持動作を行っても開閉方向に移動しない。

本実施例では、把持ハンド１００は、４個の検体１０５（１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃ、１０５ｄ）を把持する。第１指７００は、検体１０５ａに接触できる位置にあり、第２指７０１は、検体１０５ｂと検体１０５ｃに接触できる位置にあり、第３指７０２は、検体１０５ｄに接触できる位置にあるものとする。

第１指７００と第３指７０２は、実施例１での第１指４００と同様に、第２指７０１に向く位置に、指の長さ方向に沿って２個の凹部４０４を備える。

第２指７０１は、第１指７００に向く位置と第３指７０２に向く位置に、指の長さ方向に沿って斜面４０５を備える。斜面４０５は、実施例１での第２指４０１が備える斜面４０５と同様の形状を持つ。すなわち、第１指７００に向く位置にある斜面４０５は、第２指７０１の先端部から根元部に向かうにつれて、第１指７００から離れていくような形状を持ち、第３指７０２に向く位置にある斜面４０５は、第２指７０１の先端部から根元部に向かうにつれて、第３指７０２から離れていくような形状を持つ。

図７の状態（ａ）には、把持ハンド１００が、平面上にある４個の検体１０５ａ～１０５ｄを同時に把持しようとして、第１指７００と第３指７０２を閉ざし始めた状態を示している。第１指７００と第２指７０１の間には、検体１０５ａと検体１０５ｂが存在し、第２指７０１と第３指７０２の間には、検体１０５ｃと検体１０５ｄが存在している。

第１指７００と第３指７０２が閉じていくと、実施例１で図４を用いて説明したように、検体１０５ｂと検体１０５ｃが、第２指７０１の斜面４０５に沿って、第２指７０１の根元部に向かって移動しする。

図７の状態（ｂ）には、第１指７００と第３指７０２が閉じ終わって、把持ハンド１００の把持動作が終了した状態を示している。検体１０５ａの一部は、第１指７００の２個の凹部４０４のうち、第１指７００の先端部側にある凹部４０４の中に入る。検体１０５ｂの一部は、第１指７００の２個の凹部４０４のうち、第１指７００の根元部側にある凹部４０４の中に入る。検体１０５ｃの一部は、第３指７０２の２個の凹部４０４のうち、第３指７０２の根元部側にある凹部４０４の中に入る。検体１０５ｄの一部は、第３指７０２の２個の凹部４０４のうち、第３指７０２の先端部側にある凹部４０４の中に入る。

把持ハンド１００は、このようにして、４個の検体１０５を、第１指７００と第３指７０２の長さ方向に沿って２個ずつ並べて、同時に把持することができる。４個の検体１０５は、把持されると、それらの一部が凹部４０４の中に入る。このため、把持ハンド１００は、４個の検体１０５を同時に安定して把持することができる。

本実施例による検体仕分けシステムでは、把持ハンド１００は、１組の指として３本の指（第１指７００、第２指７０１、第３指７０２）を備え、より多くの検体１０５を安定して同時に把持することができる。

本発明の実施例４による検体仕分けシステムを説明する。本実施例では、把持装置１０７が備える把持ハンド１００は、実施例３（図７）で説明したように、１組の指として３本の指（第１指７００、第２指７０１、第３指７０２）を備える。把持ハンド１００が把持動作を行うと開閉方向に移動する第１指７００と第３指７０２のそれぞれは、実施例２（図６）で説明した第１指４００と同様に、回転部６０２を備える。

すなわち、第１指７００と第３指７０２は、それぞれの指７００、７０２の先端部側に１個の凹部４０４を備え、この凹部４０４よりもそれぞれの指７００、７０２の根元部側で第２指７０１に向く位置に回転部６０２を備える。回転部６０２は、第２指７０１に向く位置に、回転部６０２を備える指７００、７０２の長さ方向に沿って複数個の凹部４０４を備える。回転部６０２は、一端部が、回転部６０２を備える指７００、７０２に接続しており、一端部（指７００、７０２との接続部）を中心として回転可能である。

また、第１指７００と第３指７０２のそれぞれは、実施例２（図６）で説明した第１指４００と同様に、弾性部材６０３を備え、弾性部材６０３により回転部６０２と接続されてもよい。第１指７００が備える弾性部材６０３は、第１指７００が備える回転部６０２の他端部と第１指７００の根元部側の部分とを接続する。第３指７０２が備える弾性部材６０３は、第３指７０２が備える回転部６０２の他端部と第３指７０２の根元部側の部分とを接続する。

本実施例では、把持ハンド１００は、６個以上の検体１０５を同時に安定して把持することができる。すなわち、本実施例による検体仕分けシステムでは、把持ハンド１００は、より多くの検体１０５を安定して同時に把持することができる。

本発明の実施例５による検体仕分けシステムを説明する。以下では、本実施例による検体仕分けシステムについて、実施例１による検体仕分けシステムと異なる点を主に説明する。本実施例では、把持装置１０７は、平面上にある物体として、複数の球形の物体８０５を把持する。以下では、把持装置１０７が２個の球形の物体８０５を同時に把持する例を説明する。

図８は、本実施例による検体仕分けシステムの把持ハンド１００の指を、物体８０５が置かれている平面の上方から見た模式図である。

本実施例による検体仕分けシステムでは、把持ハンド１００は、２個の球形の物体８０５（８０５ａ、８０５ｂ）を把持するため、２組の指を構成する４本の指８００～８０３を備える。４本の指８００～８０３のうち、第１指８００と第２指８０２は、１組の指であり、第３指８０１と第４指８０３は、他の１組の指である。第１指８００と第３指８０１は、実施例１（図４）での把持ハンド１００が備える第１指４００と同様の構成を備え、２個の凹部４０４を備える。第２指８０２と第４指８０３は、実施例１での把持ハンド１００が備える第２指４０１と同じ構成を備え、斜面４０５を備える。

すなわち、本実施例では、把持ハンド１００は、２組の指を備え、１組の指である第１指８００と第２指８０２を開閉するとともに、他の１組の指である第３指８０１と第４指８０３を開閉して、２個の球形の物体８０５を同時に把持する。本実施例では、第１指８００と第３指８０１は、物体８０５ａに接触できる位置にあり、第２指８０２と第４指８０３は、物体８０５ｂに接触できる位置にあるものとする。本実施例による検体仕分けシステムは、把持ハンド１００が４本の指８００～８０３を備えるので、複数の球形の物体８０５を同時に安定して把持することができる。

把持ハンド１００が把持動作を行うと、物体８０５ａの一部は、第１指８００と第３指８０１の先端部側にある凹部４０４の中に入る。そして、物体８０５ｂは、第２指８０２と第４指８０３の斜面４０５に沿って、第２指８０２と第４指８０３の根元部に向かって移動し、物体８０５ｂの一部が、第１指８００と第３指８０１の根元部側にある凹部４０４の中に入る。

把持ハンド１００は、このようにして、２個の物体８０５を、４本の指８００～８０３の長さ方向に沿って並べて、同時に把持することができる。２個の物体８０５は、把持されると、それらの一部が凹部４０４の中に入る。このため、把持ハンド１００は、２個の物体８０５を同時に安定して把持することができる。

把持ハンド１００において、第１指８００、第３指８０１、第２指８０２、及び第４指８０３の位置は、任意に定めることができる。４本の指８００～８０３の好ましい位置は、例えば、第１指８００と第３指８０１が互いに近い位置にあり、第２指８０２と第４指８０３が互いに近い位置にあり、第１指８００が第２指８０２に対向し、第３指８０１が第４指８０３に対向する位置である（例えば、図８）。４本の指８００～８０３がこのような位置にあると、把持ハンド１００が把持動作を行うと、４本の指８００～８０３は、把持しようとする２個の物体８０５の中心を結ぶ直線に近い位置をとることができ、第１指８００と第２指８０２の組と第３指８０１と第４指８０３の組とで、２個の球形の物体８０５を同時に安定して把持できる
把持ハンド１００は、第１指８００と第３指８０１を１つの指群として備え、第２指８０２と第４指８０３を他の１つの指群として備えてもよい。

図９は、本実施例による検体仕分けシステムにおいて、把持ハンド１００が２個の指群９００、９０１を備える構成を、物体８０５が置かれている平面の上方から見た模式図である。指群９００は、図８に示した第１指８００と第３指８０１を備える。指群９０１は、図８に示した第２指８０２と第４指８０３を備える。

本実施例による検体仕分けシステムでは、把持ハンド１００がこのような２個の指群９００、９０１を備えても、２個の球形の物体８０５を同時に安定して把持できる
なお、本発明は、上記の実施例に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。例えば、上記の実施例は、本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、本発明は、必ずしも説明した全ての構成を備える態様に限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能である。また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、削除したり、他の構成を追加・置換したりすることが可能である。

１００…把持ハンド、１０１…物体情報取得装置、１０２…マニピュレータ、１０３…ロボットコントローラ、１０４…制御装置、１０５、１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃ、１０５ｄ…検体、１０６…検体ラック、１０７…把持装置、２００…プロセッサ、２０１…主記憶装置、２０２…副記憶装置、２０３…ネットワークインタフェース、２０４…入出力インタフェース、４００…第１指、４０１…第２指、４０４…凹部、４０５…斜面、６０２…回転部、６０３…弾性部材、７００…第１指、７０１…第２指、７０２…第３指、８００…第１指、８０１…第３指、８０２…第２指、８０３…第４指、８０５、８０５ａ、８０５ｂ…物体、９００、９０１…指群。

Claims (11)

1. 把持ハンドを備える把持装置と、
   前記把持装置を制御する制御装置と、
   を備え、
   前記把持ハンドは、第１指と第２指を含む複数の指を備え、複数の前記指で複数の物体を把持し、
   前記第１指は、前記第２指に向く位置に、前記第１指の長さ方向に沿って複数個の凹部を備え、
   前記第２指は、前記第１指に向く位置に、前記第２指の長さ方向に沿って斜面を備える、
   ことを特徴とする検体仕分けシステム。
2. 前記把持ハンドは、複数の前記物体を把持すると、前記凹部の中に前記物体の一部が入り、複数の前記物体を前記第１指と前記第２指の長さ方向に並べて把持する、
   請求項１に記載の検体仕分けシステム。
3. 複数の前記物体は、検体ラックに配置される複数の検体であり、
   前記第１指の前記凹部の間隔は、前記検体ラックに隣り合って配置される前記検体の間隔と等しい、
   請求項２に記載の検体仕分けシステム。
4. 前記第１指は、前記第１指の先端部側に１個の前記凹部を備え、この前記凹部よりも前記第１指の根元部側で前記第２指に向く位置に回転部を備え、
   前記回転部は、前記第２指に向く位置に、前記第１指の長さ方向に沿って複数個の前記凹部を備え、
   前記回転部は、前記先端部側に一端部を備え、前記一端部で前記第１指に接続しており、前記一端部を中心として回転可能である、
   請求項１に記載の検体仕分けシステム。
5. 前記第１指は、弾性部材を備え、
   前記回転部は、前記根元部側に他端部を備え、
   前記弾性部材は、前記回転部の前記他端部と前記第１指の前記根元部側の部分とを接続する、
   請求項４に記載の検体仕分けシステム。
6. 前記把持ハンドは、複数の前記指として前記第１指と前記第２指と第３指を備え、
   前記第２指は、前記第１指と前記第３指の間に位置し、
   前記第２指は、前記第１指に向く位置と前記第３指に向く位置に、前記第２指の長さ方向に沿って前記斜面を備え、
   前記第３指は、前記第２指に向く位置に、前記第３指の長さ方向に沿って複数個の前記凹部を備える、
   請求項１に記載の検体仕分けシステム。
7. 前記第１指と前記第３指は、それぞれの先端部側に１個の前記凹部を備え、この前記凹部よりもそれぞれの根元部側で前記第２指に向く位置に回転部を備え、
   前記回転部は、前記第２指に向く位置に、前記回転部を備える前記指の長さ方向に沿って複数個の前記凹部を備え、
   前記回転部は、前記先端部側に一端部を備え、前記一端部で、前記回転部を備える前記指に接続しており、前記一端部を中心として回転可能である、
   請求項６に記載の検体仕分けシステム。
8. 前記第１指と前記第３指のそれぞれは、弾性部材を備え、
   前記回転部は、前記根元部側に他端部を備え、
   前記第１指が備える前記弾性部材は、前記第１指が備える前記回転部の前記他端部と前記第１指の前記根元部側の部分とを接続し、
   前記第３指が備える前記弾性部材は、前記第３指が備える前記回転部の前記他端部と前記第３指の前記根元部側の部分とを接続する、
   請求項７に記載の検体仕分けシステム。
9. 前記凹部は、円弧状の形状、または複数の平面で構成された形状である、
   請求項１に記載の検体仕分けシステム。
10. 前記斜面は、平面または曲面である、
    請求項１に記載の検体仕分けシステム。
11. 前記把持ハンドは、複数の前記指として前記第１指と前記第２指と第３指と第４指を備え、
    前記第３指は、前記第４指に向く位置に、前記第３指の長さ方向に沿って複数個の前記凹部を備え、
    前記第４指は、前記第３指に向く位置に、前記第４指の長さ方向に沿って前記斜面を備える、
    請求項１に記載の検体仕分けシステム。

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