WO2023112457A1 - 把持装置 - Google Patents

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actuator
gripping device
pressure actuator
soft member
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仁菜 三好
俊吾 藤田
信吾 大野
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    • B25J15/10—Gripping heads and other end effectors having finger members with three or more finger members
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B15/00—Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
    • F15B15/08—Characterised by the construction of the motor unit
    • F15B15/10—Characterised by the construction of the motor unit the motor being of diaphragm type

Definitions

  • the present disclosure relates to a grasping device using a hydraulic actuator that bends (curls) when contracted.
  • McKibben type a structure having a rubber tube that expands and contracts by air pressure and a sleeve that covers the outer peripheral surface of the tube. It is
  • Patent Literature 1 discloses a gripping device that grips an object (which may be called a work) by using a plurality of such fluid pressure actuators.
  • the gripping device using the fluid pressure actuator as described above has the following problems. Specifically, depending on the shape, size, etc. of the object, such as when the object is spherical or irregular, the object may not be grasped well by the curled fluid pressure actuator.
  • the following disclosure has been made in view of such circumstances, and aims to provide a grasping device that can more reliably grasp an object while using a fluid pressure actuator that bends (curls) when contracted. .
  • One aspect of the present disclosure is a gripping device (for example, gripping device 1) using a plurality of fluid pressure actuators (fluid pressure actuators 10) that bend when contracted, wherein the fluid pressure actuators are flexible soft actuators.
  • the fluid pressure actuators are provided such that when each of the fluid pressure actuators contracts, the tip end portion (tip end portion 300) of the fluid pressure actuator comes close to the tip end portion of the other fluid pressure actuators, and the plurality of the A soft member (soft member 30) is provided in a space on the side of the base end (base end portion 200) of the fluid pressure actuator, which is surrounded by the fluid pressure actuator.
  • FIG. 1 is a perspective view of the gripping device 1 in operation.
  • 2(a) and 2(b) are a single perspective view and an exploded perspective view of the gripping device 1.
  • FIG. FIG. 3 is a side view of the hydraulic actuator 10.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of the actuator main body 100 along the radial direction DR .
  • FIG. 5 is an explanatory diagram of the behavior of the fluid pressure actuator 10.
  • FIG. 6(a) and 6(b) are diagrams showing an operation example of the gripping device 1.
  • FIG. FIG. 7 is a perspective view of the gripping device 1A. 8(a), (b) and (c) are a side view and a bottom view of a gripping device 1B according to a modification.
  • FIG. 1 is a perspective view of a gripping device 1 according to the present embodiment during operation.
  • 2(a) and 2(b) are a single perspective view and an exploded perspective view of the gripping device 1.
  • FIG. 1 is a perspective view of a gripping device 1 according to the present embodiment during operation.
  • 2(a) and 2(b) are a single perspective view and an exploded perspective view of the gripping device 1.
  • FIG. 1 is a perspective view of a gripping device 1 according to the present embodiment during operation.
  • 2(a) and 2(b) are a single perspective view and an exploded perspective view of the gripping device 1.
  • the gripping device 1 uses a plurality of fluid pressure actuators 10 that bend (curl) when contracted.
  • the gripping device 1 can grip an object W (which may be called a work) using a plurality of fluid pressure actuators 10 .
  • the gripping device 1 may be used as a robot hand or the like.
  • the fluid pressure actuator 10 is a bendable and flexible soft actuator.
  • the gripping device 1 includes a fluid pressure actuator 10, a pedestal portion 20 and a strut portion 25.
  • the pedestal 20 is supported by a strut 25 extending in the vertical direction.
  • a plurality of fluid pressure actuators 10 are attached to the pedestal portion 20 .
  • the base portion 20 is disk-shaped, and three fluid pressure actuators 10 are provided on the same circumference of the base portion 20 at approximately equal intervals.
  • the tip 300 of the fluid pressure actuator 10 (not shown in FIGS. 1 and 2, see FIG. 3) approaches the tip 300 of the other fluid pressure actuator 10.
  • the fluid pressure actuator 10 is provided so as to curve toward the gripping device 1, more specifically, toward the center of the pedestal portion 20. As shown in FIG.
  • a soft member 30 is attached to the base portion 20 .
  • the hemispherical soft member 30 has a ring-shaped flange portion 31 .
  • the flange portion 31 is held by a holding ring 35 and fixed to the base portion 20 using screws 36 .
  • the soft member 30 is provided in a space on the base end portion 200 (see FIG. 3) side of the fluid pressure actuator 10 surrounded by the plurality of fluid pressure actuators 10 . At least a portion of the soft member 30 is preferably spherical. In other words, the soft member 30 does not necessarily have a spherical shape, and may have a cubic shape or the like.
  • the soft member 30 has flexibility such that when the object W is gripped by the fluid pressure actuator 10, it deforms to such an extent that it does not apply a large pressure to the object W.
  • the soft member 30 can be formed using materials such as rubber and urethane, for example.
  • the soft member 30 may be spongy.
  • the soft member 30 has a cushioning property when the object W is gripped, and may be called a cushioning member.
  • the object W is not particularly limited, but has a relatively round shape, has a certain size although it is irregular, and easily spills out of the space surrounded by the plurality of fluid pressure actuators 10, such as round vegetables and fruits. etc.
  • FIG. 3 is a side view of the fluid pressure actuator 10 according to this embodiment.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of the actuator main body 100 along the radial direction DR .
  • the fluid pressure actuator 10 has an actuator main body 100, a proximal end 200 and a distal end 300.
  • the actuator main body 100 is composed of a tube 110 and a sleeve 120. A fluid flows into the actuator body 100 through the connection port 211a.
  • the actuator main body 100 contracts in the axial direction D AX and expands in the radial direction DR due to the inflow of fluid into the tube 110 . Further, the actuator main body 100 expands in the axial direction D AX of the actuator main body 100 and contracts in the radial direction DR due to the outflow of fluid from the tube 110 . Due to such a change in shape of the actuator main body 100, the fluid pressure actuator 10 functions as an actuator.
  • a restraining member 150 (which may also be referred to as regulating or limiting, hereinafter the same) that restrains compression in the axial direction D AX is used (Fig. 3 (not shown, see FIGS. 4 and 5, etc.), it is possible to bend (curl) in the orthogonal direction orthogonal to the axial direction DAX , that is, in the radial direction DR .
  • the fluid used to drive the fluid pressure actuator 10 may be either a gas such as air or a liquid such as water or mineral oil. It has high durability that can withstand even
  • connection port 211a is attached with a hose (pipeline) connected to a driving pressure source for the fluid pressure actuator 10, specifically, a gas or liquid compressor.
  • the fluid that has flowed in through the connection port 211a passes through a passage hole (not shown) and flows into the inside of the actuator main body 100, specifically, the inside of the tube 110. As shown in FIG.
  • the tube 110 is a cylindrical body that expands and contracts due to fluid pressure.
  • the tube 110 is made of an elastic material such as butyl rubber because it repeatedly contracts and expands due to the fluid.
  • the fluid pressure actuator 10 is hydraulically driven, it is preferably made of at least one selected from the group consisting of NBR (nitrile rubber), chloroprene rubber, and epichlorohydrin rubber, which have high oil resistance.
  • the sleeve 120 is cylindrical and covers the outer peripheral surface of the tube 110.
  • the sleeve 120 is an elastic structure in which fiber cords oriented in a predetermined direction are woven, and the oriented cords intersect to repeat a rhombic shape. Having such a shape, the sleeve 120 is pantograph-deformed and follows the contraction and expansion of the tube 110 while regulating it.
  • the cords forming the sleeve 120 it is preferable to use aromatic polyamide (aramid fiber) or polyethylene terephthalate (PET) fiber cords.
  • aromatic polyamide aramid fiber
  • PET polyethylene terephthalate
  • the cord is not limited to this type of fiber cord, and may be, for example, a cord of high-strength fiber such as PBO fiber (polyparaphenylenebenzobisoxazole).
  • a restraining member 150 is provided between the tube 110 and the sleeve 120.
  • Restraining member 150 is not compressible in the axial direction D AX and is deformable only along the radial direction D R (which may also be referred to as the deflection direction). That is, the restraining member 150 resists compression along the axial direction D AX and is deformable in the orthogonal direction (radial direction D R ) perpendicular to the axial direction D AX .
  • the restraining member 150 has a characteristic of being difficult to deform along the axial direction DAX and bending along the radial direction DR . It should be noted that “deformable” may also mean “curvable” or “curlable”.
  • the restraining member 150 also has a function of restraining (restricting) the expansion of the tube 110 (and the sleeve 120) outward in the radial direction DR at the position on the outer circumference of the tube 110 where the restraining member 150 is provided. ing.
  • the restraining member 150 is provided inside the sleeve 120, specifically, in a space radially inside the sleeve 120, extending from one end side to the other end side in the axial direction DAX . Also, in this embodiment, the restraining member 150 is formed using a leaf spring.
  • the dimensions of the leaf spring are not particularly limited as long as they are selected according to the size of the fluid pressure actuator 10 and the required generated force.
  • the material of the leaf spring is also not particularly limited, but typically, any material such as metal such as stainless steel that is easy to bend and has high resistance to compression may be used.
  • the restraint member 150 may be formed of a carbon fiber reinforced plastic (CFRP) sheet or the like. Since CFRP is less likely to be plastically deformed than metal, the fluid pressure actuator 10 easily returns to its original straight state after bending.
  • CFRP carbon fiber reinforced plastic
  • the base end portion 200 is located on the base portion 20 side.
  • the base end portion 200 is formed with the connection port 211a described above.
  • the base end portion 200 may be provided with a mechanism for sealing one end portion of the actuator body portion 100 in the axial direction DAX .
  • the distal end portion 300 is located on the side opposite to the base end portion 200 on the base portion 20 side.
  • the distal end portion 300 may be provided with a mechanism for sealing the other end portion of the actuator body portion 100 in the axial direction DAX .
  • the sealing mechanism of the actuator main body 100 provided at the proximal end 200 and the distal end 300 may be the same as that of the fluid pressure actuator disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2021-088999, for example.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram of the behavior of the fluid pressure actuator 10.
  • the fluid pressure actuator 10 shown in FIG. 5 is fixed on the base end 200 side and is freely movable on the tip end 300 side. That is, the proximal end 200 side is the fixed end, and the distal end 300 side is the free end.
  • the restraining member 150 made of a hard member such as a leaf spring functions like a backbone, and is located on the opposite side of the tube 110 and the sleeve 120 on the outer periphery where the restraining member 150 is provided (Fig. 5). ), the dimension of the hydraulic actuator 10 in the axial direction D AX is shortened by expanding outward in the radial direction D R , and the hydraulic actuator 10 (specifically, the actuator body 100) bends.
  • the direction D1 may also be called a flexible direction.
  • a mark M (see FIG. 3) may be provided to indicate the position where the restraining member 150 is provided in order to make it easier to recognize that the fluid pressure actuator 10 is bent in the direction D1.
  • the restraint member 150 is provided between the rubber tube 110 and the sleeve 120, resists compression in the axial direction DAX , and is deformable along the orthogonal direction (radial direction DR ) perpendicular to the and arranged in a part of the actuator main body 100 in the circumferential direction.
  • the restraining member 150 has a high compressive rigidity, so that the restraining force is reduced.
  • the portion where the member 150 is arranged cannot contract.
  • other portions of the actuator main body 100 try to contract, so that a force in the bending direction along the orthogonal direction (radial direction D R ) is generated and bends with the restraint member 150 as the back surface.
  • FIGS. 6A and 6B show an example of the operation of the gripping device 1.
  • FIG. Specifically, FIGS. 6A and 6B show a side view and a bottom view of the gripping device 1 gripping the object W.
  • the gripping device 1 uses a plurality of fluid pressure actuators 10 to grip a plurality of spherical objects W at the same time.
  • the soft member 30 has a softness (flexibility) that does not damage the object W (for example, vegetables or fruits) and can firmly support the object W.
  • FIG. 7 is a perspective view of a gripping device 1A according to a modification.
  • the gripping device 1A does not have a disk-shaped pedestal 20, but includes a pedestal on which the fluid pressure actuator 10 is attached and a pillar pedestal 21 in which a pedestal supporting the pedestal is integrated.
  • the support pedestal portion 21 is three-dimensionally formed compared to the pedestal portion 20 and has a shape capable of three-dimensionally holding the spherical soft member 30 .
  • the pedestal and the support supporting the pedestal can be integrated, and the soft member 30 can also be three-dimensionally held by the support pedestal portion 21, so there are advantages such as a reduction in the number of parts.
  • Figures 8(a), (b) and (c) are a side view and a bottom view of a gripping device 1B according to a modification.
  • a contractible and expandable bag-like body is used as the soft member.
  • an airbag 30A that can be deflated and inflated by taking in and out gas such as air is used.
  • a gas supply hose (not shown) or the like may be connected to the hemispherical airbag 30A.
  • the airbag 30A has a flange portion 32.
  • a holding portion 22 corresponding to the flange portion 32 is provided on the pedestal portion 20A.
  • the holding portion 22 can detachably hold the flange portion 32 .
  • holding portions 22 are provided at three locations on the same circumference as the outer circumference that engage with flange portions 32 provided at three locations on the outer circumference of the airbag 30A.
  • the flange portion 32 is hooked to the holding portion 22, and the airbag 30A is held.
  • the gripping device 1B is configured to detachably hold the flange portion 32 of the airbag 30A. may be configured to be detachably held by
  • the space on the base end portion 200 side of the fluid pressure actuator 10 surrounded by the plurality of fluid pressure actuators 10 is provided with a soft member at least partially spherical. Therefore, even if the object is spherical or irregular in shape, size, etc., the soft member can push the object back toward the fluid pressure actuator 10 with an appropriate pressure.
  • the curled fluid pressure actuator 10 can successfully and stably grip the object. That is, according to the gripping device described above, it is possible to more reliably grip the object while using the fluid pressure actuator that bends (curls) when contracted.
  • the soft member may be a deflateable and inflatable bag like the airbag 30A. Adopting such an airbag 30A makes it possible to deal with more types of objects.
  • the flexible member may have a flange portion, and the flange portion may be detachably held by the gripping device.
  • the soft member has a hemispherical shape, but it may not necessarily have a hemispherical shape.
  • the soft member may be ellipsoidal as long as it has a rounded shape with no corners.
  • the restraint member 150 is used to ensure the flexibility of the fluid pressure actuator, but the flexibility of the fluid pressure actuator may be ensured by another structure. For example, by providing a flexible frame partly bellows-shaped around the fluid pressure actuator, when the fluid pressure actuator contracts, the fluid pressure actuator may be bent with the bellows portion inside. .

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Abstract

把持装置1の流体圧アクチュエータ10は、流体圧アクチュエータ10それぞれが収縮すると、流体圧アクチュエータ10の先端部が他の流体圧アクチュエータ10と先端部と接近するように設けられ、複数の流体圧アクチュエータ10によって囲まれる流体圧アクチュエータ10の基端部側の空間には、軟質部材30が設けられる。

Description

把持装置
　本開示は、収縮時に湾曲（カール）する流体圧アクチュエータを用いた把持装置に関する。
　従来、気体または液体を用いてチューブを膨張及び収縮させる流体圧アクチュエータとして、空気圧によって膨張、収縮するゴム製のチューブと、チューブの外周面を覆うスリーブとを有する構造（いわゆるマッキベン型）が広く用いられている。
　このようなマッキベン型の流体圧アクチュエータには、収縮時に湾曲（カール）する構造も知られている（特許文献１参照）。具体的には、特許文献１には、このような流体圧アクチュエータを複数用いることによって、対象物（ワークを呼ばれてもよい）を把持する把持装置が開示されている。
特開2021-088999号公報
　しかしながら、上述したような流体圧アクチュエータを用いた把持装置には、次のような問題がある。具体的には、対象物が球状或いは不定形である場合など、対象物の形状、大きさなどによっては、カールした流体圧アクチュエータによって対象物を上手く把持できない場合がある。
　そこで、以下の開示は、このような状況に鑑みてなされたものであり、収縮時に湾曲（カール）する流体圧アクチュエータを用いつつ、対象物をより確実に把持できる把持装置の提供を目的とする。
　本開示の一態様は、収縮時に湾曲する流体圧アクチュエータ（流体圧アクチュエータ10）を複数用いた把持装置（例えば、把持装置1）であって、前記流体圧アクチュエータは、柔軟性を有するソフトアクチュエータであり、前記流体圧アクチュエータは、前記流体圧アクチュエータそれぞれが収縮すると、前記流体圧アクチュエータの先端部（先端部300）が他の前記流体圧アクチュエータと先端部と接近するように設けられ、複数の前記流体圧アクチュエータによって囲まれる前記流体圧アクチュエータの基端部（基端部200）側の空間には、軟質部材（軟質部材30）が設けられる。
図１は、把持装置1の動作時の斜視図である。 図２（ａ）及び（ｂ）は、把持装置1の単体斜視図及び分解斜視図である。 図３は、流体圧アクチュエータ10の側面図である。 図４は、アクチュエータ本体部100の径方向DRに沿った断面図である。 図５は、流体圧アクチュエータ10の挙動の説明図である。 図６（ａ）及び（ｂ）は、把持装置1の動作例を示す図である。 図７は、把持装置1Aの斜視図である。 図８（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、変更例に係る把持装置1Bの側面図及び底面図である。
　以下、実施形態を図面に基づいて説明する。なお、同一の機能や構成には、同一または類似の符号を付して、その説明を適宜省略する。
　（１）把持装置の全体概略構成
　図１は、本実施形態に係る把持装置1の動作時の斜視図である。図２（ａ）及び（ｂ）は、把持装置1の単体斜視図及び分解斜視図である。
　把持装置1は、収縮時に湾曲（カール）する流体圧アクチュエータ10を複数用いる。把持装置1は、複数の流体圧アクチュエータ10を用いて対象物W（ワークを呼ばれてもよい）を把持することができる。把持装置1は、ロボット用ハンドなどとして用いられてもよい。流体圧アクチュエータ10は、湾曲可能で柔軟性を有するソフトアクチュエータである。
　把持装置1は、流体圧アクチュエータ10、台座部20及び支柱部25を備える。台座部20は、天地方向（鉛直方向）に延びる支柱部25によって支持される。
　台座部20には、複数の流体圧アクチュエータ10が取り付けられる。本実施形態では、台座部20は、円盤状であり、３本の流体圧アクチュエータ10が台座部20の同一円周上に概ね等間隔に設けられる。
　流体圧アクチュエータ10は、流体圧アクチュエータ10それぞれが収縮すると、流体圧アクチュエータ10の先端部300（図１，２において不図示、図３参照）が他の流体圧アクチュエータ10の先端部300と接近するように設けられる。つまり、流体圧アクチュエータ10は、把持装置1、具体的には、台座部20の中心側に向かって湾曲するように設けられる。
　台座部20には、軟質部材30が取り付けられる。具体的には、半球状の軟質部材30は、リング状のフランジ部31を有する。フランジ部31は、保持リング35によって保持され、ビス36を用いて台座部20に固定される。
　軟質部材30は、複数の流体圧アクチュエータ10によって囲まれる流体圧アクチュエータ10の基端部200（図３参照）側の空間に設けられる。軟質部材30は、少なくとも一部が球体状であることが好ましい。つまり、軟質部材30は、必ずしも球体状でなくてもよく、立方体などであってもよい。
　軟質部材30は、流体圧アクチュエータ10によって対象物Wが把持された場合に、対象物Wに大きな圧力を与えない程度に変形する柔軟性を有していることが好ましい。軟質部材30は、例えば、ゴム、ウレタンなどの材料を用いて形成できる。軟質部材30は、スポンジ状でもよい。軟質部材30は、対象物W把持時の緩衝性を有しており、緩衝部材と呼ばれてもよい。
　対象物Wは特に限定されないが、比較的丸い形状で、不揃いであるものの一定程度のサイズを有し、複数の流体圧アクチュエータ10によって囲まれる空間からこぼれ易い物、例えば、丸い形状の野菜、果物などが挙げられる。
　（２）流体圧アクチュエータの概略構成
　図３は、本実施形態に係る流体圧アクチュエータ10の側面図である。図４は、アクチュエータ本体部100の径方向DRに沿った断面図である。
　流体圧アクチュエータ10は、アクチュエータ本体部100、基端部200及び先端部300を有する。
　アクチュエータ本体部100は、チューブ110とスリーブ120とによって構成される。アクチュエータ本体部100には、接続口211aを介して流体が流入する。
　アクチュエータ本体部100は、基本的な特性として、チューブ110内への流体の流入によって、アクチュエータ本体部100の軸方向DAXにおいて収縮し、径方向DRにおいて膨張する。また、アクチュエータ本体部100は、チューブ110から流体の流出によって、アクチュエータ本体部100の軸方向DAXにおいて膨張し、径方向DRにおいて収縮する。このようなアクチュエータ本体部100の形状変化によって、流体圧アクチュエータ10は、アクチュエータとしての機能を発揮する。
　本実施形態では、このような基本的な特性を有するマッキベン型の流体圧アクチュエータを用いつつ、軸方向DAXの圧縮を拘束する（規制または制限すると呼んでもよい、以下同）拘束部材150（図３において不図示、図４，５など参照）を設けることによって、軸方向DAXに直交する直交方向、つまり、径方向DRに湾曲（カール）することができる。
　流体圧アクチュエータ10の駆動に用いられる流体は、空気などの気体、または水、鉱物油などの液体のどちらでもよいが、特に、流体圧アクチュエータ10は、アクチュエータ本体部100に高い圧力が掛かる油圧駆動にも耐え得る高い耐久性を有し得る。
　接続口211aは、流体圧アクチュエータ10の駆動圧力源、具体的には、気体や液体のコンプレッサと接続されたホース（管路）を取り付けられる。接続口211aを介して流入した流体は、通過孔（不図示）を通過してアクチュエータ本体部100の内部、具体的には、チューブ110の内部に流入する。
　チューブ110は、流体の圧力によって膨張及び収縮する円筒状の筒状体である。チューブ110は、流体による収縮及び膨張を繰り返すため、ブチルゴムなど弾性材料によって構成される。また、流体圧アクチュエータ10を油圧駆動とする場合には、耐油性が高いNBR（ニトリルゴム）、またはクロロプレンゴム、及びエピクロロヒドリンゴムからなる群より選択される少なくとも一種とすることが好ましい。
　スリーブ120は、円筒状であり、チューブ110の外周面を覆う。スリーブ120は、所定方向に配向された繊維コードを編み込んだ伸縮性を有する構造体であり、配向されたコードが交差することによって菱形の形状が繰り返されている。スリーブ120は、このような形状を有することによって、パンタグラフ変形し、チューブ110の収縮及び膨張を規制しつつ追従する。
　スリーブ120を構成するコードとしては、芳香族ポリアミド（アラミド繊維）やポリエチレンテレフタラート（PET）の繊維コードを用いることが好ましい。但し、このような種類の繊維コードに限定されるものではなく、例えば、PBO繊維（ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール）などの高強度繊維のコードでもよい。
　また、本実施形態では、チューブ110とスリーブ120との間には、拘束部材150が設けられる。
　拘束部材150、軸方向DAXには圧縮せず、径方向DR（撓み方向と呼んでもよい）に沿ってのみ変形可能である。つまり、拘束部材150は、軸方向DAXに沿った圧縮に対して抵抗し、軸方向DAXに直交する直交方向（径方向DR）に変形可能である。
　換言すると、拘束部材150は、軸方向DAXに沿って変形し難く、径方向DRに沿って撓める特性を有している。なお、変形可能とは、湾曲、或いはカール可能と言い換えてもよい。
　また、拘束部材150は、拘束部材150が設けられているチューブ110の外周上の位置において、径方向DR外側へのチューブ110（及びスリーブ120）の膨張を拘束（規制）する機能も有している。
　本実施形態では、拘束部材150は、スリーブ120の内側、具体的には、スリーブ120の径方向内側の空間において、軸方向DAXの一端側から他端側に亘って設けられる。また、本実施形態では、拘束部材150は、板バネ（leaf spring）を用いて形成される。
　板バネの寸法は、流体圧アクチュエータ10のサイズ、及び必要とされる発生力などに応じて選択されればよく、特に限定されない。また、板バネの材料についても特に限定されないが、典型的には、ステンレス鋼などの金属など、曲げ易く、圧縮に強い材料であればよい。例えば、拘束部材150は、炭素繊維強化プラスチック（CFRP）の薄板などによって形成されてもよい。CFRPは、金属に比べて塑性変形をし難いため、流体圧アクチュエータ10が湾曲後、元の真っ直ぐな状態に戻りやすい。
　基端部200は、台座部20側に位置する。基端部200には、上述した接続口211aが形成される。基端部200には、アクチュエータ本体部100の軸方向DAXにおける一方の端部を封止する機構を備えられてよい。
　先端部300は、台座部20側の基端部200と逆側に位置する。先端部300には、アクチュエータ本体部100の軸方向DAXにおける他方の端部を封止する機構を備えられてよい。
　なお、基端部200及び先端部300に備えられるアクチュエータ本体部100の封止機構は、例えば、特開2021-088999号公報に開示されている流体圧アクチュエータと同様としてよい。
　（３）流体圧アクチュエータ10の挙動
　図５は、流体圧アクチュエータ10の挙動の説明図である。図５に示されている流体圧アクチュエータ10は、基端部200側が固定されており、先端部300側は自由に移動できる状態である。つまり、基端部200側が固定端であり、先端部300側が自由端である。
　上述したように、流体圧アクチュエータ10の内部に流体が流入すると、軸方向DAXに収縮しようとするが、拘束部材150が設けられているため、軸方向DAXに沿った収縮が拘束（規制）される。
　つまり、板バネなどの硬質な部材によって形成された拘束部材150が、背骨のような役割を果たし、拘束部材150が設けられているチューブ110及びスリーブ120の外周上の位置と反対側（図５における下側）において、径方向DR外側に膨張することによって、軸方向DAXにおける流体圧アクチュエータ10の寸法が短くなり、方向D1に沿って流体圧アクチュエータ10（具体的には、アクチュエータ本体部100）が撓む。なお、方向D1は、可撓方向と呼んでもよい。また、流体圧アクチュエータ10が方向D1に撓むことを認識し易くするため、拘束部材150が設けられている位置を示すマークM（図３参照）が設けられていてもよい。
　拘束部材150は、ゴム製のチューブ110と、スリーブ120との間に設けられ、軸方向DAXにおける圧縮に対して抵抗し、に直交する直交方向（径方向DR）に沿って変形できる部材であり、アクチュエータ本体部100の周方向における一部に配置される。
　つまり、アクチュエータ本体部100への流体の流入（加圧）によって、アクチュエータ本体部100（マッキベン）が軸方向DAXに沿って収縮しようとすると、拘束部材150の部分は圧縮剛性が高いため、拘束部材150が配置された部分は収縮することができない。一方、その他のアクチュエータ本体部100の部分は収縮しようとするため、直交方向（径方向DR）に沿った曲げ方向の力が発生し、拘束部材150を背面として湾曲する。
　（４）把持装置1の動作
　図６（ａ）及び（ｂ）は、把持装置1の動作例を示す。具体的には、図６（ａ）及び（ｂ）は、対象物Wを把持した把持装置1の側面図及び底面図を示す。
　図６（ａ）及び（ｂ）に示すように、把持装置1は、複数の流体圧アクチュエータ10を用いて、球状の対象物Wを複数同時に把持している。
　流体圧アクチュエータ10が湾曲して対象物Wを把持すると、対象物Wは、球状の軟質部材30と接し、流体圧アクチュエータ10の把持力によって対象物Wが移動すると、の軟質部材30は変形する。
　この際、軟質部材30は、対象物W（例えば、野菜または果物など）を損傷せず、対象物Wをしっかりと支持できるような柔らかさ（柔軟性）を有することが望ましい。
　（５）変更例
　次に、把持装置1の変更例について説明する。図７は、変更例に係る把持装置1Aの斜視図である。把持装置1Aは、把持装置1と比較すると、円盤状の台座部20ではなく、流体圧アクチュエータ10が取り付けられる台座と、台座を支持する支柱とが一体化された支柱台座部21を備える。
　また、支柱台座部21は、台座部20と比較すると立体的に形成されており、球状の軟質部材30を立体的に保持できる形状を有している。このような把持装置1Aでは、台座と、台座を支持する支柱とを一体化でき、軟質部材30も支柱台座部21によって立体的に保持できるため、部品点数の削減などの利点がある。
　図８（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、変更例に係る把持装置1Bの側面図及び底面図である。把持装置1Bでは、軟質部材として、収縮及び膨張可能な袋状体が用いられる。具体的には、空気などの気体を出し入れすることによって、収縮及び膨張可能なエアバッグ30Aが用いられる。半球状のエアバッグ30Aには、気体供給用のホース（不図示）などが接続されてよい。
　また、エアバッグ30Aは、フランジ部32を有する。台座部20Aには、フランジ部32と対応する保持部22が設けられる。保持部22は、フランジ部32を着脱可能の保持できる。
　具体的には、台座部20Aでは、エアバッグ30Aの外周上の３箇所に設けられたフランジ部32と係止する当該外周と同一円周上の３箇所に保持部22が設けられる。エアバッグ30Aを周方向に沿って回転させる（図８（ｂ）及び（ｃ）を参照）ことによってフランジ部32が保持部22に引っ掛り、エアバッグ30Aが保持される。
　なお、把持装置1Bでは、エアバッグ30Aのフランジ部32を着脱可能に保持する構成を有しているが、把持装置1の軟質部材30（ゴムまたはウレタンなど）のフランジ部31を、同様の形状によって着脱可能に保持する構成としてもよい。
　（６）作用・効果
　上述した実施形態によれば、以下の作用効果が得られる。具体的には、上述した把持装置では、複数の流体圧アクチュエータ10によって囲まれる流体圧アクチュエータ10の基端部200側の空間には、少なくとも一部が球体状の軟質部材が設けられる。このため、対象物が球状或いは不定形である場合など、対象物の形状、大きさなどが異なる場合でも、軟質部材が対象物を適当な圧力で流体圧アクチュエータ10側に押し返すことができる。
　これにより、カールした流体圧アクチュエータ10によって対象物を上手く安定して把持できる。すなわち、上述した把持装置によれば、収縮時に湾曲（カール）する流体圧アクチュエータを用いつつ、対象物をより確実に把持できる。
　また、軟質部材は、エアバッグ30Aのような収縮及び膨張可能な袋状体でもよい。このようなエアバッグ30Aを採用すれば、より多くの種類の対象物に対応できる。
　さらに、軟質部材は、フランジ部を有し、フランジ部は、把持装置によって着脱可能に保持されてもよい。このような構成を採用すれば、柔軟性またはサイズが異なる軟質部材への交換が容易であり、より多くの種類の対象物に対応できる。
　（７）その他の実施形態
　以上、実施形態について説明したが、当該実施形態の記載に限定されるものではなく、種々の変形及び改良が可能であることは、当業者には自明である。
　例えば、上述した実施形態では、軟質部材は、半球状であったが、必ずしも半球状でなくてもよい。具体的には、軟質部材は、角がなく丸い形状であれば、楕球状でもよい。
　上述した実施形態では、拘束部材150を用いて流体圧アクチュエータの可撓性が確保されていたが、流体圧アクチュエータは、別の構造によって可撓性が確保されてもよい。例えば、流体圧アクチュエータの周囲に一部をベローズ状にした可撓性の枠材を設けることによって、流体圧アクチュエータが収縮すると、ベローズ部分を内側にして流体圧アクチュエータが湾曲するようにしてもよい。
　以上、本開示について詳細に説明したが、当業者にとっては、本開示が本開示中に説明した実施形態に限定されるものではないということは明らかである。本開示は、請求の範囲の記載により定まる本開示の趣旨及び範囲を逸脱することなく修正及び変更態様として実施することができる。したがって、本開示の記載は、例示説明を目的とするものであり、本開示に対して何ら制限的な意味を有するものではない。
　1, 1A,1B　把持装置
　10　流体圧アクチュエータ
　20, 20A　台座部
　21　支柱台座部
　22　保持部
　25　支柱部
　30　軟質部材
　30A　エアバッグ
　31, 32　フランジ部
　35　保持リング
　36　ビス
　100　アクチュエータ本体部
　110　チューブ
　120　スリーブ
　150　拘束部材
　200　基端部
　211a　接続口
　300　先端部
　W　対象物

Claims (6)

  1. 　収縮時に湾曲する流体圧アクチュエータを複数用いた把持装置であって、
    　前記流体圧アクチュエータは、柔軟性を有するソフトアクチュエータであり、
    　前記流体圧アクチュエータは、前記流体圧アクチュエータそれぞれが収縮すると、前記流体圧アクチュエータの先端部が他の前記流体圧アクチュエータと先端部と接近するように設けられ、
    　複数の前記流体圧アクチュエータによって囲まれる前記流体圧アクチュエータの基端部側の空間には、軟質部材が設けられる把持装置。
  2. 　前記軟質部材は、少なくとも一部が球体状である請求項１に記載の把持装置。
  3. 　前記流体圧アクチュエータは、
    　流体の圧力によって膨張及び収縮する円筒状のチューブと、
    　所定方向に配向された繊維コードを編み込んだ伸縮性を有する構造体であり、前記チューブの外周面を覆うスリーブと
    　を含む請求項１または２に記載の把持装置。
  4. 　前記軟質部材は、収縮及び膨張可能な袋状体である請求項１乃至３の何れか一項に記載の把持装置。
  5. 　前記軟質部材は、フランジ部を有し、
    　前記把持装置は、前記フランジ部を着脱可能に保持する保持部を備える請求項１乃至４の何れか一項に記載の把持装置。
  6. 　前記流体圧アクチュエータは、前記スリーブの内側において、前記チューブの軸方向における一端側から他端側に亘って設けられる拘束部材を備える請求項３に記載の把持装置。
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