機器人、機器人的製造方法以及袋體的製作方法
2023-05-25 02:14:56
機器人、機器人的製造方法以及袋體的製作方法
【專利摘要】本發明提供一種能夠使潔淨性能和防塵防滴性能共存的機器人、機器人的製造方法以及袋體。本實施方式涉及的機器人具有機器人手和袋體。所述機器人手設置在機器人臂上。所述袋體以覆蓋所述機器人手的至少一部分的方式安裝。
【專利說明】機器人、機器人的製造方法以及袋體
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種機器人、機器人的製造方法以及袋體。
【背景技術】
[0002]以往，已知一種機器人，其在生物醫學領域，使用機器人手對血液、髓液、尿和組織的一部分等檢測體，進行注入試劑或者攪拌、分離等檢測體處理(例如，參照專利文獻I)。
[0003]所述機器人在機器人手上具有例如平行開閉式把持爪，使用所述把持爪進行如下動作，即，把持裝有檢測體的器皿或者試管等進行搬運，或者把持移液管注入試劑等。
[0004]但是，因為在平行開閉式把持爪的可動區域上設置有切縫，有可能經由所述切縫向外部洩漏機器人手內部的灰塵，或者反之外部的灰塵侵入機器人手的內部。
[0005]因此，當特別需要潔淨性能的機器人時，提出一種方案:通過使機器人手內部的氣壓成為負壓，能夠防止機器人手內部的灰塵向外部洩漏。
[0006]另外，當特別需要防塵防滴性能的機器人時，提出一種方案:通過使機器人手內部的氣壓成為正壓，能夠防止外部的灰塵或者液滴侵入機器人手的內部。
[0007]現有技術文獻
[0008]專利文獻
[0009]專利文獻1:日本特開2012-117878號公報
【發明內容】
[0010]本發明所要解決的問題
[0011]然而，在以往的技術中，由於使用上述氣壓，有如下一種問題:很難使潔淨性能和防塵防滴性能共存。
[0012]鑑於上述問題，本發明的目的是提供一種能夠使潔淨性能和防塵防滴性能共存的機器人、機器人的製造方法以及袋體。
[0013]為解決問題的方法
[0014]本發明的一個技術方案所涉及的機器人具有機器人手和袋體。所述機器人手設置在機器人臂上。所述袋體以覆蓋所述機器人手的至少一部分的方式安裝。
[0015]發明效果
[0016]根據本發明的一個技術方案，能夠使潔淨性能和防塵防滴性能共存。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]圖1是表示包括本實施方式涉及的機器人的機器人系統的結構的俯視示意圖。
[0018]圖2A是表示機器人的結構的主視示意圖。
[0019]圖2B是表示機器人的結構的俯視示意圖。
[0020]圖3A是表示手的結構的立體示意圖。
[0021]圖3B是表示手的結構的主視示意圖。
[0022]圖3C是表示手的結構的俯視示意圖。
[0023]圖3D是表示手的結構的仰視示意圖。
[0024]圖4A是表示安裝有手套的狀態的手的立體示意圖(之一)。
[0025]圖4B是表示安裝有手套的狀態的手的立體示意圖(之二)。
[0026]圖4C是表示安裝有手套的狀態的手的俯視示意圖。
[0027]圖4D是表示安裝有手套的狀態的手的主視示意圖。
[0028]附圖標記說明
[0029]1:機器人系統；2:安全室；10:機器人；11:基臺部；12:王體部；13L:左臂部；13R:右臂部；14:手；14L:左手；14R:右手；20:作業臺；30:處理用設備；31:器皿；32:試管；33:刮刀；34:移液管；35:勺；36:攪拌機；37:離心機；40:控制裝置；141:第一把持部；141a:把持爪；141b:切縫；141c:第一切口 ；141d:第二切口 ；142:第二把持部；142a:把持爪；142b:切縫；143:光傳感器部；143a:受發光部；144:手套；144a:開口部；144b:折回部；144c:緊貼部；144d:富餘部；B -M ;E:軸；L:軸；R:軸；S:軸；Sff:軸；T:軸；U:軸。
【具體實施方式】
[0030]以下參照附圖詳細說明本申請公開的機器人、機器人的製造方法以及袋體的實施方式。此外，本發明不限於以下所示的實施方式。
[0031]另外，以下，舉例說明在生物醫學領域進行檢測體處理的機器人。另外，對機器人的作為末端執行器的「機器人手」記載為「手」。另外，對機器人臂記載為「臂部」。
[0032]圖1是表示包括本實施方式涉及的機器人10的機器人系統I的結構的俯視示意圖。此外，在圖1中，為了便於理解說明，圖示了包括以鉛垂向上為正方向的Z軸的三維正交坐標系。所述正交坐標系在以下的說明中也適用於其他附圖。
[0033]如圖1所示，機器人系統I具有安全室2，安全室2具有長方體狀的內部空間。另夕卜，機器人系統I在所述安全室2的內部具有:機器人10、作業臺20和各種處理用設備30。
[0034]此外，在本實施方式中，在安全室2的內部配置了機器人10，但根據作業內容，也可以代替安全室2，使用對應通風室、潔淨臺等用途的作業用框體。另外，機器人10也可以配置在安全室2等的外部，並且在使手部通過安全室2前面的門等向內部移動的狀態下進行作業。
[0035]作為處理用設備30，例如，如圖1所示，能夠舉出器皿31、試管32、刮刀33、移液管34、勺35、攪拌機36和離心機37等。
[0036]另外，機器人系統I在安全室2的外部具有控制裝置40。控制裝置40與機器人10等安全室2內部的各種裝置連接，從而能夠傳遞信息。此外，該連接方式無論是有線還是無線都可以。
[0037]在這裡，控制裝置40是控制與其連接的各種裝置的動作的控制器，其結構包括:各種控制設備、運算處理裝置和存儲裝置等。此外，控制裝置40也可以設置在安全室2的內部。
[0038]機器人10分別具有在右臂的右手14R和在左臂的左手14L，是接受來自控制裝置40的動作指示進行動作的雙臂的機械手。使用圖2A之後的附圖將在後面敘述包括所述右手14R和左手14L的機器人10的詳細結構。
[0039]作業臺20是用於供機器人10使用處理用設備30進行檢測體處理的工作空間。在所述作業臺20上，例如，機器人10進行使用左手14L把持試管32，同時使用右手14R向所述試管32通過移液管34注入試劑等動作。
[0040]此外，這種機器人10的動作是基於使機器人10進行動作的作為特定程序的「任務」進行的。「任務」經由省略圖示的輸入裝置(例如，編程器等)預先被登記在控制裝置40等。
[0041]控制裝置40基於所述「任務」生成使機器人10動作的動作信號，並向機器人10輸出。該動作信號例如生成為機器人10對其各關節部上所搭載的伺服馬達輸出的脈衝信號。
[0042]接下來，使用圖2A和圖2B說明機器人10的構成例。圖2A是表示機器人10的結構的主視不意圖，圖2B是表不機器人10的結構的俯視不意圖。
[0043]如圖2A所示，機器人10是雙臂式的多軸機器人。具體地講，機器人10具有基臺部11、主體部12、左臂部13L和右臂部13R。
[0044]基臺部11被固定在安全室2 (參照圖1)內部的地面等，在其前端部上支承主體部12，使主體部12能夠圍繞軸SW旋轉(參照圖2A中圍繞軸SW的雙箭頭)。
[0045]主體部12的基端部由基臺部11支承，主體部12在右肩部上支承右臂部13R的基端部，使其能夠圍繞軸S轉動。同樣地，主體部12在左肩部上支承左臂部13L的基端部，使其能夠圍繞軸S轉動(均參照圖中圍繞軸S的雙箭頭)。
[0046]左臂部13L和右臂部13R分別由多個連杆和關節部構成，並且被設置為從基端部至前端部的各關節部能夠圍繞軸S、軸E和軸T轉動(參照圖中圍繞軸S、軸E和軸T的雙箭頭)。
[0047]另外，如圖2B所示，左臂部13L和右臂部13R分別能夠圍繞軸L、軸U、軸R和軸B轉動(參照圖中圍繞軸L、軸U、軸R和軸B的雙箭頭)。即，機器人10的一個臂部有七軸。
[0048]並且，機器人10基於來自控制裝置40的動作指示，進行組合了所述兩個七軸的臂的動作與圍繞軸SW的旋轉的多種多樣的多軸動作。
[0049]通過在左臂部13L、右臂部13R和主體部12的各關節部分的軸周圍裝入密封件等，而形成左臂部13L、右臂部13R和主體部12內部與外部的防滴結構，能夠從外部使用清洗液進行清洗。
[0050]此外，分別在右臂部13R的圍繞軸T的末端可動部上安裝右手14R，在左臂部13L的圍繞軸T的末端可動部上安裝左手14L。
[0051]接下來，使用圖3A至圖3D說明右手14R和左手14L的構成例。此外，在以下說明中，設右手14R和左手14L為同一結構，將它們統稱為「手14」而進行說明。
[0052]圖3A是表示手14的結構的立體示意圖。另外，圖3B是表示手14的結構的主視不意圖。另外，圖3C是表不手14的結構的俯視不意圖。另外，圖3D是表不手14的結構的仰視示意圖。此外，在以下說明中所使用的包括圖3A至圖3D的各圖中，為了便於說明，手14的朝向相對於上述的正交坐標系是圖3A所示的方向。
[0053]如圖3A所示，手14具有第一把持部141、第二把持部142和光傳感器部143。
[0054]第一把持部141具有使前端部朝向X軸正方向的一組把持爪141a。另外，第二把持部142具有使前端部朝向Z軸負方向的一組把持爪142a。
[0055]光傳感器部143是用於檢測把持對象物的形狀或者到把持對象物的距離等的檢測裝置，並且具有受發光部143a。
[0056]另外，如圖3B所示，第一把持部141具有作為把持爪141a的可動區域的一組切縫141b。例如，切縫141b沿圖中Y軸分別形成平行狀，使把持爪141a向相互接近的方向或者遠離的方向滑動(參照圖中的雙箭頭301)。
[0057]S卩，把持爪141a是平行開閉式。第一把持部141通過在所述把持爪141a之間夾持把持對象物，從而對把持對象物進行把持。
[0058]此外，如圖3C所示，在把持爪141a的把持面上，形成第一切口 141c和第二切口141d。例如，所述第一切口 141c和第二切口 141d分別對應不同種類的把持對象物的形狀而形成，如不同直徑的試管32。
[0059]由此，即使是一組把持爪141a，也能夠把持多種類的把持對象物。S卩，對於在檢測體處理中所使用的多種處理用設備30而言，不需要每次更換把持爪141a，也能夠有效地進行檢測體處理。
[0060]此外，在檢測體處理中，由於較多使用如試管32這樣的易碎材料的處理用設備30，因此為了防止沒必要的破損等，例如，優選在第一切口 141c和第二切口 141d上形成弧度。
[0061]另外，第二把持部142的結構與上述第一把持部141相同。具體地講，如圖3D所示，第二把持部142具有作為把持爪142a的可動區域的一組切縫142b。
[0062]切縫142b沿圖中Y軸分別形成平行狀，使把持爪142a向相互接近的方向或者遠離的方向滑動(參照圖中的雙箭頭302)。
[0063]S卩，把持爪142a也是平行開閉式。第二把持部142通過在所述把持爪142a之間夾持把持對象物，對把持對象物進行把持。
[0064]此外，如圖3A至圖3D所示，通過使把持爪141a、142a的前端部的朝向相互不同，具有如下優點:對於上述多種處理用設備30而言，不需要每次更換手14，就能夠有效地進行檢測體處理。
[0065]另外，例如，在圖3A至圖3D所示的構成例中，僅通過將手14的朝向改變90度，能夠很容易地相對於把持對象物進行把持爪141a、142a的切換。即，能夠通過容易地控制機器人10，使多種處理用設備30進行檢測體處理，而不需要使機器人10進行複雜動作。
[0066]然而,如上所述，由於在手14上設有切縫141b、142b，因此有可能經由切縫141b、142b向外部洩漏手14內部的灰塵，反之外部的灰塵侵入手14內部。
[0067]於是，在本實施方式中，以覆蓋手14的至少一部分、如所述切縫141b、142b等的方式，在手14上安裝袋體。以下使用圖4A至圖4D，具體說明此內容。此外，以下，將「袋體」記載為「手套」。
[0068]圖4A是表示安裝有手套144的狀態的手14的立體示意圖(之一)。另外，圖4B是表示安裝有手套144的狀態的手14的立體示意圖(之二)。另外，圖4C是表示安裝有手套144的狀態的手14的俯視示意圖。另外，圖4D是表示安裝有手套144的狀態的手14的王視不意圖。
[0069]如圖4A所示，本實施方式涉及的手14還具有以覆蓋手14的至少一部分的方式安裝的手套144。手套144包括橡膠或者化學纖維等具有伸縮性的伸縮材料而形成，例如，如圖4A所示，其以完全覆蓋第一把持部141和第二把持部142的方式安裝。
[0070]另外,手套144未覆蓋光傳感器部143而使其露出，從而未損害光傳感器部143的檢測性能。此外，在圖4A中表示了露出光傳感器部143整體的例子，但是至少露出受發光部143a即可。
[0071 ] 另外，如圖4B所示，手套144具有開口部144a。在手套144中至少所述開口部144a由所述伸縮材料形成。手套144通過使該開口部144a伸縮，能夠相對手14進行裝卸。
[0072]另外，手14具有折回開口部144a的周緣而形成的折回部(也稱為折邊部)144b。手套144通過所述折回部144b被卡定在手14上。這是因為,通過折回部144b使手套144的彈力(彈力係數)增大，從而對抗所述伸縮材料的縮回力，利用折回部144b作用較大的摩擦力。由此，手套144沒有固定工具而能安裝在手部14上。
[0073]另外，如圖4C所示,手套144還具有緊貼覆蓋手部14的緊貼部144c和留出富餘間隙覆蓋手部14的富餘部144d。緊貼部144c至少覆蓋把持爪141a的前端部。
[0074]另外，富餘部144d至少覆蓋把持爪141a的基端部和所述把持爪141a的可動區域(即，上述的切縫141b)。
[0075]在這裡，如圖4D所示，富餘部144d形成具有褶皺狀的形狀。由此，即使在手套144被安裝在手14的狀態下，也不限制把持爪141a而使其進行開閉動作。此外，富餘部144d的形狀不限於此，只要不限制把持爪141a而使其進行開閉動作即可，例如，也可以是波紋狀。
[0076]另外，對於把持爪141a的前端部而言，由於被緊貼部144c緊貼覆蓋，所以很難對把持爪141a的把持動作產生影響。即，即使在手14上安裝有手套144的狀態下，也能夠使把持爪141a無障礙地對把持對象物進行把持。
[0077]如此，手套144不會對把持爪141a的把持動作造成阻礙，而覆蓋把持爪141a的基端部及其可動區域，所以能夠防止手14內部的灰塵向外部洩漏。
[0078]另外，同時，也能夠防止外部的灰塵和液滴侵入手14的內部。即，能夠使潔淨性能和防塵防滴性能共存。
[0079]此外，到此為止，舉例說明了手套144主要覆蓋第一把持部141的部分，由於第二把持部142與第一把持部141的結構相同，從而省略了對第二把持部142的有關說明。
[0080]返回到圖4C的說明。另外，如圖4C所示，把持爪141a形成具有第一切口 141c和第二切口 141d的所謂交錯形狀。對於相當於所述第一切口 141c和第二切口 141d的部分而言，例如，優選至少使用伸縮材料形成。
[0081]通過使用伸縮材料，當未對把持對象物進行把持時，由於在相當於第一切口 141c和第二切口 141d的部分作用有張力，能夠使所述交錯形狀變得平緩。因此，例如，能夠得到如下優點:在安裝手套144的狀態下能夠徹底清洗手14等。
[0082]或者,針對每單位作業或者每單位時間，通過卸下手套144並更換新的手套144,不對手14進行清洗作業而能夠保持潔淨的狀態，通過更換新的手套144，能夠降低由於清洗不充分而導致的問題。
[0083]另外，當對把持對象物進行把持時，相當於第一切口 141c和第二切口 141d的部分根據把持對象物產生變形，因此能夠得到如下優點:能夠確切地對把持對象物進行把持。
[0084]另外，與把持爪144a的前端部等對應的緊貼部144c有時緊貼手14，可以認為相比富餘部144d受到更大的應力。
[0085]因此，對於緊貼部144c，例如，也可以形成相比富餘部144d更厚的厚度以進行加強。作為增加所述厚度的方法，並不特別限定，例如，緊貼部144c可以使用多層的形成手套144的材料，或者也可以使用化學纖維等加強材料。
[0086]另外，在生物醫學領域，由於使用藥品等的機會較多，因此優選考慮使用耐藥品性等的材料形成手套144。
[0087]另外，在製造上述的機器人10的過程中，包括使用手套144覆蓋手14的至少一部分的覆蓋工序。
[0088]如上所述，本實施方式涉及的機器人具有手(機器人手)和手套(袋體)。上述手設置在臂部(機器人臂)。上述手套以覆蓋上述手的至少一部分的方式安裝。
[0089]因此，根據本實施方式涉及的機器人、機器人的製造方法以及袋體，能夠使潔淨性能和防塵防滴性能共存。
[0090]此外，在上述實施方式中，舉例說明的機器人是具有七軸臂部的雙臂機器人，但是不限於此。即，僅需在臂部上設置手即可，不限定機器人的臂數和軸數。
[0091]另外，在上述實施方式中，舉例說明的把持爪組是以一對為一組，但是不限於一對，也可以是三個以上為一組。因此，把持爪不限於平行開閉式。例如，也能夠在手上設置三個把持爪，使三個把持爪沿形成為放射狀的三個切縫向相互接近的方向或者遠離的方向滑動。
[0092]另外，在上述實施方式中，舉例說明的伸縮材料是橡膠或者化學纖維，但是只要相對於手能夠裝卸並且具有伸縮性即可，不限定該材料的種類。此外，作為一個例子，能列舉出乳膠或者聚氨酯纖維等。另外，也可以使用被稱為「伸縮性導體」的如橡膠那樣伸縮的高導電性薄膜等，該高導電性薄膜近來正在研究應用於電子人工皮膚。
[0093]另外，在上述實施方式中，還可以與調整手內部的氣壓的方法相結合。作為一個例子，也可以在手上安裝有手套的狀態下，通過適當地使手內部的氣壓成為負壓，使手套吸附在手上，從而確切地使手套卡定在手上。例如，當擔心伸縮材料的伸縮性發生劣化時等，這種方法起到有效的作用。
[0094]相反，在手上安裝有手套的狀態下，通過適當地使手內部的氣壓成為正壓，例如，也可以使手套具有適當的緩衝性。例如，當在保護易碎的把持對象物的同時進行把持時等，這種方法起到有效的作用。
[0095]另外，在上述實施方式中，舉例說明的機器人是在生物醫學領域進行檢測體處理的機器人，但是並不限定機器人所進行的處理的種類和領域。
[0096]對於本領域技術人員而言，還可以容易得出進一步的效果以及變形例。因而，本發明的範圍並不限於上面詳細說明的特定的、具有代表性的實施方式。所以，在不脫離權利要求書及其等同物所定義的發明的總括性精神或者範圍內，可以進行各種變更。
【權利要求】
1.一種機器人,其特徵在於,具有: 機器人手，其設置在機器人臂上；以及 袋體，其以覆蓋所述機器人手的至少一部分的方式安裝。
2.如權利要求1所述的機器人，其特徵在於， 所述袋體具有: 開口部，其由具有伸縮性的伸縮材料形成；以及 折回部，其折回該開口部的周緣而形成。
3.如權利要求2所述的機器人，其特徵在於， 所述袋體利用所述折回部卡定在所述機器人手上。
4.如權利要求2或3所述的機器人，其特徵在於， 所述袋體通過使所述伸縮材料進行伸縮而能夠相對於所述機器人手進行裝卸。
5.如權利要求1所述的機器人，其特徵在於， 所述袋體還具有: 緊貼部，其緊密覆蓋所述機器人手；以及 富餘部，其留出富餘間隙覆蓋所述機器人手， 所述機器人手具有至少一組把持爪的組，所述把持爪的組設置成能夠向相互接近的方向或者遠離的方向滑動， 所述緊貼部覆蓋所述把持爪的前端部， 所述富餘部覆蓋所述把持爪的基端部和該把持爪的可動區域。
6.如權利要求5所述的機器人，其特徵在於， 不同的所述把持爪的組彼此的前端部的朝向相互不同。
7.如權利要求5或6所述的機器人，其特徵在於， 所述緊貼部相比所述富餘部形成更厚的厚度。
8.如權利要求5或6所述的機器人，其特徵在於， 所述緊貼部使用加強材料進行加強。
9.如權利要求5或6所述的機器人，其特徵在於， 所述富餘部具有褶皺狀的形狀。
10.一種機器人的製造方法，其特徵在於， 包括覆蓋工序，使用袋體覆蓋機器人臂上所設置的機器人手的至少一部分。
11.一種袋體，其特徵在於，具有: 開口部，其由具有伸縮性的伸縮材料形成；以及 折回部，其折回該開口部的周緣而形成， 所述袋體覆蓋機器人手，並利用所述折回部卡定在所述機器人手上。
【文檔編號】B25J15/00GK104227725SQ201410281335
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年6月20日 優先權日:2013年6月24日
【發明者】梅野真 申請人:株式會社安川電機