机器人手和机器人的制作方法
【专利摘要】本发明的机器人手使一对钳头（64）进行开闭动作来把持微型管（19），其特征在于，该机器人手具备：爪部（71），其通过所述开闭动作，与微型管（19）的容器主体部（19a）的外周面或微型管（19）的盖部（19b）的外周面抵接；以及矩形凹部（70），在爪部（71）与微型管（19）的外周面抵接的状态下，盖部（19b）的一部分和凸缘部（19d）的一部分都插入于所述矩形凹部（70）；矩形凹部（70）具有将盖部（19b）和凸缘部（19d）夹在中间的一对面，并形成为矩形状，在使矩形凹部（70）的角部与容器主体部（19a）的外周面抵接的状态下闭合一对钳头（64），由此，以与盖部（19b）插入到矩形凹部（70）内的姿势不同的姿势来保持微型管（19）。
【专利说明】机器人手和机器人
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及机器人手和机器人。
[0002]本申请以2011年6月28在日本提交的特愿2011-143456号申请为基础主张优先权，并在这里引用其内容。
【背景技术】
[0003]以往，在生物学和医学领域中，进行将来自生物的材料作为检体的分析。来自生物的材料多为血液或尿液等生物材料、或培养细胞的悬浊液等液态的材料。在使用这样的液态的材料进行分析时，在小型的离心管(微型管)内收纳液态的材料来进行离心分离和保存
坐寸o
[0004]近年来，出于迅速分析大量检体或分析对人体有害的检体的目的，已知具备用于操作分析设备等的机器人的系统。例如在专利文献I中记载了一种自动细胞培养装置，其具备培养器和离心分离机等培养操作所必需的设备、和用于操作这些设备的机器人。专利文献I中记载的自动细胞培养装置设置有用于操作培养操作所需的设备的机器人手，能够利用使机器人手进行动作的机器人来代替人手作业进行培养操作。
[0005]此外，以往，还已知有装配了用于搬送微型管的机器人的系统。在这样的系统中，通常设置有:在对微型管内的试样等进行处理的物理化学设备和交接台之间搬送微型管的机器人；和在交接台之间搬送微型管的机器人。
[0006]现有技术文献
[0007]专利文献
[0008]专利文献1:日本特开2008-54690号公报
【发明内容】
[0009]发明要解决的课题
[0010]在想要构筑具备多个设想以人手作业进行微型管的安装和取下的物理化学设备的系统时，考虑到对与设置在各物理化学设备的微型管的姿势最适合的多个机器人手进行更换来使用。但是，存在以下问题:机器人手的更换所需要的时间成为处理时间的浪费，处理整体的时间变长。
[0011]本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供能够减少处理时间的浪费的机器人手和机器人。
[0012]用于解决课题的技术方案
[0013]本发明的一个方式是一种机器人手，其使一对钳头进行开闭动作来把持微型管，其特征在于，该机器人手具备:突起部，其通过所述开闭动作，与所述微型管的容器主体部的外周面或所述微型管的盖部的外周面抵接；以及凹部，在所述突起部与所述外周面抵接的状态下，所述盖部的一部分和所述微型管的凸缘部的一部分都插入于所述凹部；所述凹部具有将所述盖部和所述凸缘部夹在中间的一对面，并形成为矩形状，在使所述凹部的角部与所述容器主体部的外周面抵接的状态下闭合所述一对钳头，由此，以与所述盖部插入到所述凹部内的姿势不同的姿势来保持所述微型管。
[0014]此外，也可以是:所述微型管是所述容器主体部和所述盖部通过铰接部连结而成的压盖式的微型管，使在被所述盖部封闭的状态下保持于管架的所述微型管的所述盖部的、位于所述铰接部的相反侧的部分卡定于所述凹部，使所述一对钳头的除所述凹部以外的一部分与所述铰接部抵接，并以所述铰接部为支点将所述盖部从所述容器主体部拔出，或者，利用所述一对钳头对在所述盖部相对于所述容器主体部脱开了的状态下保持于所述管架的所述微型管进行按压，从而使所述铰接部弯曲，进而利用所述一对钳头按压所述盖部的一部分来将所述盖部压入于所述容器主体部内。
[0015]此外，也可以是:所述凹部以相互对置的方式分别形成于所述一对钳头，所述盖部和所述凸缘部以在所述盖部的厚度方向上留有规定的间隙的状态插入于各所述凹部，在对所述微型管施加振动来搅拌所述微型管内的液体的处理中，所述一对钳头以所述突起部和所述外周面之间具有间隙的状态保持所述微型管。
[0016]此外，也可以是:所述一对钳头具备四个棒状的把持部件，所述把持部件的长度为所述培养容器的在培养容器的深度方向上的外部尺寸以上，在所述一对钳头中的各个钳头上以相互平行的方式各配置有两个所述把持部件，各所述把持部件的末端存在于同一假想平面内，另外，还可以是:使所述把持部件从所述培养容器的开口侧朝向底部侧移动，从而以包围所述培养容器的外周的方式配置所述把持部件，通过闭合所述一对钳头，从而利用所述把持部件的末端来保持所述培养容器的底部的外周，并且，利用所述把持部件的比所述末端靠基端侧的外周面来保持所述培养容器的外周面。
[0017]此外，本发明的另一方式是机器人，其特征在于，该机器人具备上述机器人手。
[0018]此外，也可以是，上述机器人具备:上述机器人手；以及与所述机器人手形状相同的第二机器人手，在所述机器人手和所述第二机器人手之间交接把持对象物，从而变更所述把持对象物的抓持方法。
[0019]此外，也可以是，上述机器人具备:第一臂部，其具有至少6自由度以上的自由度，所述机器人手安装于该第一臂部；以及第二臂部，其具有至少6自由度以上的自由度，所述第二机器人手安装于该第二臂部。
[0020]发明效果
[0021]根据本发明的机器人手和机器人，能够减少处理时间的浪费。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]图1是具备本发明的一个实施方式的机器人手的机器人的俯视图。
[0023]图2是设置于该机器人的机器人手的立体图。
[0024]图3是设置于该机器人的机器人手的立体图。
[0025]图4是该机器人手的主视图。
[0026]图5是该机器人手的俯视图。
[0027]图6是该机器人手的仰视图。
[0028]图7是该机器人手的左侧视图。
[0029]图8是该机器人手的右侧视图。[0030]图9是该机器人手的后视图。
[0031]图10是用于说明该机器人手的作用的图。
[0032]图11是用于说明该机器人手的作用的图。
[0033]图12是用于说明该机器人手的作用的图。
[0034]图13是用于说明该机器人手的作用的图。
[0035]图14是用于说明该机器人手的作用的图。
[0036]图15是用于说明该机器人手的作用的图。
[0037]图16是用于说明该机器人手的作用的图。
【具体实施方式】
[0038]对本发明的一个实施方式的机器人手和机器人进行说明。图1是具备本实施方式的机器人手的机器人的俯视图。图2和图3是设置于机器人的机器人手的立体图。图4至图9是机器人手的TK面视图，依次为主视图、俯视图、仰视图、左侧视图、右侧视图、后视图。
[0039]如图1所示，机器人40具备躯干部41、第一臂部45L、第二臂部45R和驱动构件75。
[0040]躯干部41具备固定于地面等的固定部42、和连结于固定部42的回转部44。
[0041]固定部42和回转部44绕规定的轴线相对转动自如。此外，回转部44根据由驱动构件75发出的驱动信号相对于固定部42进行回转动作。
[0042]第一臂部45L具备:多关节臂46，其设置于躯干部41，具有6自由度以上的自由度；以及机器人手60，其设置于多关节臂46的末端。
[0043]多关节臂46从躯干部41侧起依次具备第一框架47、第二框架48、第三框架49、第四框架50、第五框架51、以及第六框架52。
[0044]在本实施方式中，将多关节臂46处于直线状态时的第一框架47侧记载为多关节臂46的基端侧，将该状态下的第六框架52侧记载为多关节臂46的末端侧。
[0045]对于构成多关节臂46的各框架的连接构造，可以采用公知的连接构造。例如，能够将国际公开第2007/037131号说明书中公开的多关节机械手应用于本实施方式的多关节臂46。各框架的连接构造的一个例子如下所示。
[0046]第一框架47是从躯干部41向水平方向延伸有第一旋转轴的框架，其相对于躯干部41绕第一旋转轴旋转。第二框架48是绕与第一旋转轴垂直的第二旋转轴相对于第一框架47旋转的框架。第三框架49是绕与第二旋转轴垂直的第三旋转轴相对于第二框架48旋转的框架。第四框架50是绕与第三旋转轴垂直的第四旋转轴相对于第三框架49旋转的框架。第五框架51是绕与第四旋转轴垂直的第五旋转轴相对于第四框架50旋转的框架。第六框架52是绕与第五旋转轴垂直的第六旋转轴相对于第五框架51旋转的框架。在第六框架52的末端，以能够绕与第六旋转轴垂直的第七旋转轴旋转的方式连接有所述机器人手60。
[0047]在本实施方式中，多关节臂46能够借助驱动构件75使第一旋转轴至第七旋转轴共计7个旋转轴单独旋转。即，本实施方式的多关节臂46具有7自由度。如果多关节臂46具有6自由度，则能够在三维空间中将多关节臂46的末端配置为期望的姿势，而由于本实施方式的机器人40具有在6自由度上加上一个冗余轴的7自由度，因此，能够在比具有6自由度时更狭小的空间内使多关节臂46的末端移动。
[0048]如图1所示，在本实施方式中，在第一臂部45L和第二臂部45R分别设置有相同形状的机器人手60 (第一机器人手60L、第二机器人手60R)。
[0049]在机器人手60具备:夹持器61,其用于使一对钳头64向与机器人手60相对于第六框架52的旋转轴(所述第七旋转轴)垂直的方向进行进退动作；把持传感器62，其用于检测由夹持器61把持把持对象物时的反力；以及激光传感器63,其具有与夹持器61 —体地绕第七旋转轴旋转的激光光源和光传感器。
[0050]夹持器61经由板状的基础部61a固定于第六框架52。机器人手60能够在基础部61a和第六框架52之间装卸。此外，在本实施方式中，不是必须将机器人手60更换为其它构造的机器人手来进行作业。
[0051]采用接受电力的供给来进行开闭动作的电动夹持器来作为夹持器61。通过借助把持传感器62检测反力，能够利用一对钳头64来以规定的把持力把持把持对象物,并将被一对钳头64把持的把持对象物以规定的的按压力按压于其它物体。
[0052]把持传感器62固定于基础部61a,并经由未图不的信号线与夹持器61电连接。
[0053]激光传感器63固定于基础部61a。激光传感器63是以下述目的设置的:基于检测到了规定的颜色标记来切换驱动构件75的动作。
[0054]一对钳头64具有以相互面对的状态呈面对称的、对称形的第一钳头65和第二钳头74。以下，以第一钳头65的结构为中心进行说明，对于第二钳头74的结构，根据需要在对应部分标记对应的符号(具有后缀“-2”)而省略说明。
[0055]如图2至图9所示，第一钳头65具备:主体部件66，其与夹持器61相连结；以及把持部件73，其固定于主体部件66。
[0056]主体部件66例如是由金属的板材切出而成的大致板状部件，主体部件66设置为:基端与夹持器61相连结，并且主体部件66向多关节臂46的末端侧突出。主体部件66的基端借助夹持器61而平行移动，相对于第二钳头74平行地接近或远离，由此进行开闭动作。
[0057]主体部件66的在从主体部件66的基端朝向末端的方向上的尺寸优选在能够将把持对象物恰当地把持的范围内较短。这是因为，主体部件66越紧凑，在作业空间内对主体部件66的处理就变得越容易。此外，在本实施方式中，作用有来自使主体部件66移动的夹持器61的力的基端成为主体部件66的力点和支点，对把持对象物进行把持的末端成为作用点。因此，主体部件66的在从主体部件66的基端朝向末端的方向上的尺寸较短时能够缩短支点与作用点之间的距离，能够提高主体部件66的末端的位置精度。
[0058]在主体部件66的外表面且为朝向第二钳头74侧的面(以下，将该面称为“内侧面67”)，从基端朝向末端依次排列形成有大径把持部68和小径把持部69。
[0059]大径把持部68具有内侧面67朝向一对钳头64的打开方向凹陷而成的形状。大径把持部68处的内侧面67的形状是以具有两个平面(第一面68a和第二面68b)的方式弯曲而成的面形状，两个平面(第一面68a和第二面68b)的交线LI沿主体部件66的板厚方向延伸。
[0060]大径把持部68的形状是为了将圆柱形或圆筒形的部件定位在该部件的中心轴线与上述交线LI平行的方向来进行把持而最优化的形状。即，上述圆柱形或圆筒形的部件被把持为外周面与第一面和第二面同时接触。此时，借助由夹持器61传递来的把持力，上述圆柱形或圆筒形的部件被定位保持为其中心轴线与所述交线LI平行。
[0061]小径把持部69具有:矩形凹部70(第一凹部)，其形成于大径把持部68的末端侧，是由内侧面67朝向一对钳头64的打开方向呈矩形状凹陷而成的；和爪部71，其形成于矩形凹部70的末端侧。
[0062]矩形凹部70的在从主体部件66的基端朝向末端的方向上的开口尺寸为这样的尺寸:以使微型管19的盖部19b的周缘和凸缘部19d的周缘能够自如地插入和脱出的方式稍微具有空隙。此外，矩形凹部70的深度设定为如下深度:在微型管19的盖部19b的周缘和凸缘部19d的周缘收纳在矩形凹部70的状态下，爪部71的突出端能够与微型管19的容器主体部19a的外周面接触。
[0063]爪部71具有从末端朝向基端观察主体部件66时中央被呈矩形状切掉而成的形状。能够利用爪部71同时把持微型管19的盖部19b的外周面和凸缘部19d的外周面。还能够利用爪部71把持微型管19的容器主体部19a的外周面。从末端朝向基端观察主体部件66时的爪部71的突出端成为在把持微型管19等圆柱或圆筒状的部件时与该部件的外周面抵接的突起部72。
[0064]此外，爪部71也可以成为中央呈V字状被切掉而成的形状，来代替中央呈矩形状被切掉而成的形状。
[0065]在从主体部件66的板厚方向观察爪部71时，爪部71处的内侧面67与从主体部件66的基端朝向末端的直线(以下称为“长边轴线XI”。)平行。爪部71和矩形凹部70的边界部分形成为，在从主体部件66的板厚方向观察时，以与沿着一对钳头64的开闭方向的直线(以下称为“宽度轴线Y1”。)和所述长边轴线Xl双方交叉的方式倾斜。
[0066]把持部件73是为了把持培养容器18而进行了最优化的部件。把持部件73是从主体部件66的板厚方向的两面中的一个面(以下，将该面称为“主体部件66的表面”。)沿主体部件66的板厚方向延伸的棒状部件，把持部件73设置在比主体部件66的内侧面67更向一对钳头64的打开方向侧偏移的位置。
[0067]在一对钳头64中的各个钳头上以相互平行的方式各配置有两个把持部件73。配置在第一钳头65的两个把持部件73配置为:在从主体部件66的板厚方向观察时，各把持部件73的中心轴线均位于与长边轴线Xl平行的直线上。
[0068]从主体部件66的表面沿主体部件66的板厚方向测量到把持部件73的突出端得到的尺寸，与培养容器18的在培养容器18的深度方向上的外部尺寸相等，或比该外部尺寸稍长。并且，两个把持部件73的该尺寸彼此相等。
[0069]第二钳头74具有大径把持部68-2和小径把持部69_2，大径把持部68_2和小径把持部69-2具有与形成于第一钳头65的大径把持部68和小径把持部69面对称的形状。此夕卜，在小径把持部69-2设置有矩形凹部70-2 (第二凹部)，该矩形凹部70-2形成为与第一钳头65的矩形凹部70面对称。此外，第二钳头74具备两个所述把持部件73。
[0070]设置于第一钳头65和第二钳头74的共计四个把持部件73的末端存在于同一假想平面内。
[0071]如图10所示，在本实施方式中，第一钳头65的矩形凹部70 (第一凹部)和第二钳头74的矩形凹部70-2 (第二凹部)均为这样的尺寸:能够将被盖部19b封闭的状态的微型管19的凸缘部19d和铰接部19c部分都插入其中。[0072]如图1所示，第二臂部45R具备:多关节臂46R，其构成为与第一臂部45L左右对称，并具有与第一臂部45L相同的连接构造；以及第二机器人手60R，其与第一机器人手60L形状相同。第二臂部45R的结构除了是与第一臂部45L左右对称的形状这一点以外，其余均与第一臂部45L相同。在本说明书中，对于第二臂部45R的构成要素，根据需要在对应部分标记对应的符号(具有后缀“R”)而省略说明。
[0073]设置于第二臂部45R的机器人手60 (第二机器人手60R)与设置于第一臂部45L的机器人手60 (第一机器人手60L)相同。因此，根据需要在对应部分标记对应的符号(具有后缀“R”)而省略说明。
[0074]图1所示的驱动构件75具备:致动器(未图示)，其用于使躯干部41、第一臂部45L和第二臂部45R分别动作；以及控制构件76，其对致动器输出规定的驱动信号。
[0075]在本实施方式中，采用具有伺服机构的电动马达来作为致动器。因此，与利用气缸等流体压力驱动的致动器相比，位置精度高，驱动开始时和驱动结束时的振动少。
[0076]控制构件76能够与用于输入躯干部41、第一臂部45L和第二臂部45R的动作顺序的控制器相连接，并能够经由控制器通过示教(教学)使机器人40存储动作顺序。此外，也可以借助所谓的直接教学来存储动作顺序。控制构件76根据存储的动作顺序来生成输出至各致动器的驱动信号，从而使各致动器进行动作。即，机器人40的驱动构件75通过基于物理化学设备的位置和形状的示教再现来使各致动器进行动作，从而再现通过示教而存储的动作。
[0077]此外，控制构件76根据由设置于第一臂部45L和第二臂部45R的各致动器的伺服机构得到的移位量的信息，来检测第一机器人手60L和第二机器人手60R之间的相对位置，根据上述示教，能够使第一机器人手60L和第二机器人手60R协调动作。
[0078]此外，控制构件76接受来自激光传感器63的规定的输出，来将机器人手60定位在与物理化学设备的位置对应的位置。
[0079]接着，对机器人40和机器人手60的作用进行说明。
[0080]图10至图13是用于说明机器人手的作用的图。
[0081]首先，示出将载置于管架的微型管19向其它管架移动的例子。
[0082]图1所不的机器人40利用夹持器61将设置于第一机器人手60L的一对钳头64打开，在使第一机器人手60L的长边轴线Xl朝向铅直方向的状态下，如图10所示，使一对钳头64从载置于管架的微型管19的侧方接近微型管19。在微型管19的盖部19b插入到形成于一对钳头64的矩形凹部70的位置处，机器人40使第一机器人手60L的移动停止。
[0083]此外，机器人40利用夹持器61使一对钳头64闭合。当微型管19的容器主体部19a的外周面与一对钳头64的爪部71接触时，利用接触传感器来检测反力。当接触传感器检测到反力后，机器人40使基于夹持器61实现的一对钳头64的闭合动作停止。此时，机器人40以使微型管19的铰接部19c位于一对钳头64之间的方式，在盖部19b和凸缘部19d插入到矩形凹部70内的状态下把持微型管19。进而，微型管19成为外周面被爪部71把持的状态。
[0084]机器人40使第一机器人手60L上升，来将微型管19从管架拔出。进而，机器人40使第一机器人手60L向其它管架移动，来将微型管19载置于所述其它管架。
[0085]此外，还可以控制一对钳头64的位置，以成为在容器主体部19a的外周面和爪部71之间产生微小间隙的位置关系，从而松缓地把持微型管19。在该情况下，在使微型管19与用于搅拌微型管19内的液体等的混合器(例如涡旋混合器(Vortex mixer)(注册商标))接触时，即使第一机器人手60L不动，微型管19也会由于来自混合器的振动而运动。
[0086]接着，示出利用机器人手60来打开微型管19的盖的例子。
[0087]如图11所示，机器人40使一对钳头64的长边轴线Xl从垂直状态稍微倾斜。进而，使第一钳头65和第二钳头74中的一方的末端与铰接部19c的上部抵接，使盖部19b中与铰接部19c相反一侧的部分插入到第一钳头65和第二钳头74中的另一方的矩形凹部(矩形凹部70或矩形凹部70-2)的内部。机器人40将盖部19b和铰接部19c分别以前面所述方式卡定于矩形凹部70，以铰接部19c为转动中心使机器人手60转动，将盖部19b从容器主体部19a拔出。由此，盖部19b以铰接部19c为支点转动，将微型管19的盖稍微打开。
[0088]进而,如图12所不,机器人40 (参照图1)利用一对钳头64按压打开的盖的内表面侧，使在弯曲状态下有弯曲倾向的铰接部19c伸展，从而将盖完全打开。盖完全打开的状态是指，容器主体部19a的开口的上部不被盖部19b覆盖的状态。
[0089]接着，示出利用机器人手60来关闭微型管19的盖的例子。
[0090]机器人40使与第二机器人手60R的夹持器61相连结的一对钳头64与盖呈打开状态的微型管19抵接，利用一对钳头64来按压盖部19b，从而使微型管19的铰接部19c弯曲。进而，利用一对钳头64按压盖部19b，从而将盖部19b压入到容器主体部19a内。
[0091]由此，微型管19的盖关闭。
[0092]接着，示出利用机器人手60把持微型管19的盖的外缘部分的例子。
[0093]如图13所示，第一机器人手60L以使一对钳头64的爪部71与微型管19的盖部19b和凸缘部19d的外周面抵接的方式把持微型管19。此时，设置于爪部71的突起部72卡定于盖部19b的外缘。
[0094]在该例中，微型管19中除了盖部19b、铰接部19c以及凸缘部19d之外的部分全部进入到孔的内侧而由该孔保持，例如离心分离机的转子等在不对微型管19施加振动的情况下将由所述孔保持的微型管19从孔中取出。
[0095]接着，示出在第一机器人手60R和第二机器人手60L之间交接微型管19的例子。
[0096]机器人40利用第二机器人手60R的一对钳头64从上方把持载置于管架的微型管19 (参照图10)。进而，如图14所示，盖部19b和凸缘部19d的附近被第二机器人手60R把持的微型管19，以容器主体部19a的外周面夹在对置的矩形凹部70之间的方式由第一机器人手60L的一对钳头64把持。由此，将微型管19从第二机器人手60R交接到第一机器人手 60L。
[0097]微型管19从第二机器人手60R向第一机器人手60L的交接还能够在回转部44的旋转动作中进行。因此，在将微型管19从某个物理化学设备向另一个物理化学设备搬送的期间，能够通过交接来改变对微型管19的抓持方式。
[0098]接着，示出把持用于培养细胞的培养容器的例子。
[0099]如图15所示，机器人40利用第二机器人手60R来把持培养了附着性的细胞的培养容器18。此时,机器人40的一对钳头64的姿势成为把持部件73的末端(突出端)向下的姿势。[0100]机器人40利用第二机器人手60R的夹持器61使一对钳头64进行打开动作。此时，夹持器61将一对钳头64打开到设定为夹持器61的工作范围的最大值。此外，机器人40以四个把持部件73位于包围培养容器18的外周的位置的方式配置一对钳头64，使第二机器人手60R下降到载置有培养容器18的面与四个把持部件73的末端接触为止。在四个把持部件73的末端与载置有培养容器的面接触的状态下,机器人40借助夹持器61使一对钳头64进行闭合动作。当一对钳头64进行闭合动作时，设置于一对钳头64的四个把持部件73的末端与培养容器18的底部的外周接触，来保持培养容器18的底部的外周。进而，在把持部件73的比末端靠基端侧(与一对钳头64的安装部侧)的位置，利用把持部件73的外周面保持培养容器18的外周面。
[0101]此外，在该例中，培养容器18是没有盖的容器的例子，但在带有盖的容器的情况下，能够借助上述动作将容器的盖取下。
[0102]接着，示出在第一机器人手60L和第二机器人手60R之间交接培养容器18的例子。
[0103]如图16所示，机器人40控制第一机器人手60L的姿势，以使设置于第一机器人手60L的一对钳头64的把持部件73的末端朝向上侧。进而，机器人40使第一机器人手60L的一对钳头64打开得比被第二机器人手60R把持的培养容器18的大小稍大。
[0104]接着，第二机器人手60R将培养容器18载置于设置在第一机器人手60L的把持部件73的内侧。在载置了培养容器18之后,第一机器人手60L通过夹持器61使一对钳头64进行闭合动作，来把持培养容器18。由此,第一机器人手60L在培养容器18的开口向上的状态下支承培养容器18的底面，并把持培养容器18。
[0105]在该例中，通过将培养容器18从第二机器人手60R交接到第一机器人手60L，能够从容易将载置于平面上的培养容器18拿起的抓持方法变换为容易通过培养容器18的开口来放入器具等的抓持方法。
[0106]接着，示出使用大径把持部68、68-2来把持把持对象物的例子。
[0107]大径把持部68、68-2对置配置有第一面68a、68a-2和第二面68b、68b-2 (参照图5)。当将把持对象物把持在大径把持部68和大径把持部68-2之间时，把持对象物的外周面被第一面68a、68a_2和第二面68b、68b_2共计四个面支承。
[0108]像以上说明那样，根据本实施方式的机器人40和机器人手60，通过一对钳头64对培养容器18或微型管19能够有多种抓持方法。因此，即使不更换机器人手也能够进行处理，因而能够减少处理时间的浪费。
[0109]并且，微型管具有压盖式和螺旋盖式，压盖式相对于收纳有液体的容器主体部压入盖来进行密闭，螺纹式在容器主体部和盖形成为螺纹状。一般地，压盖式的微型管仅通过使盖相对于容器主体部弹起即能够将盖打开，因此，在借助人手作业来处理微型管时，处理较为容易。此外，对于压盖式的微型管，已知有容器主体部和该通过铰接部连结的一体成型件，在一体成型件的情况下能够比螺纹式的微型管更为廉价地进行制造。
[0110]但是，以往，在使用机器人手处理微型管时，以不对收纳在微型管内的试样施加振动的方式使盖弹起是较为困难的，因此，对用于进行无法忽视对试样传递振动导致的影响的处理的机器人采用螺纹式的微型管。
[0111]与此相对，根据本实施方式的机器人手60，以微型管19的铰接部19c为支点，以将盖部19b插入矩形凹部70的方式将盖部19b拔出，因此，能够利用与铰接部19c抵接的一对钳头64来阻止盖部19b借助于铰接部19c的弹力而要打开的情况。由此，能够将因盖部19b猛烈地打开而导致微型管19振动的可能性抑制得较低，振动难以传递至收纳在微型管19内的试样。其结果是，能够将振动对试样的不良影响抑制在最小限度。
[0112]此外，第一机器人手60L和第二机器人手60R为相同形状，因此，不管机器人手60的左右都能够进行相同处理。因此，在使回转部44回转的范围产生限制这样的狭小作业空间内也能够适当地进行处理。
[0113]此外，第一机器人手60L和第二机器人手60R均具有一对钳头64，因此，能够在第一机器人手60L和第二机器人手60R之间进行微型管19的交接，从而改变微型管19的拿法。由此，与在暂时载置微型管19后以其它拿法重新抓持的方式相比，能够更快地改变拿法。此外，还能够在使回转部44进行回转动作的期间完成换手，在不同物理化学设备之间转移微型管19的处理速度较快。
[0114]此外，能够利用四个把持部件73来保持培养容器18的底部的外周，因此不会对构成培养容器18的外周面的壁部作用较大的力。因此，能够防止培养容器18的变形和破裂。
[0115]此外，在本实施方式中，由于能够开闭压盖式的微型管的盖部，因此，与需要螺旋盖式的微型管的情况相比，消耗品的成本较低。
[0116]以上，参照附图对本发明的实施方式进行了详细说明，但具体结构并不限于本实施方式，还包括不脱离本发明主旨的范围的设计变更等。
[0117]工业上的可利用性
[0118]本发明能够应用于机器人手和机器人。
[0119]标号说明
[0120]18:培养容器；
[0121]18a:培养面；
[0122]19:微型管；
[0123]19a:容器主体部；
[0124]19b:盖部；
[0125]19c:铰接部；
[0126]19d:凸缘部；
[0127]40:机器人；
[0128]41:躯干部；
[0129]42:固定部；
[0130]44:回转部；
[0131]45L:第一臂部；
[0132]45R:第二臂部；
[0133]46:多关节臂；
[0134]60:机器人手；
[0135]60L:第一机器人手；
[0136]60R:第二机器人手；
[0137]61:夹持器；[0138]62:把持传感器；
[0139]63:激光传感器；
[0140]64: 一对钳头；
[0141]65:第一钳头；
[0142]66:主体部件；
[0143]67:内侧面；
[0144]68:大径把持部；
[0145]69:小径把持部；
[0146]70:矩形凹部；
[0147]71:爪部；
[0148]72:突起部；
[0149]73:把持部件；
[0150]74:钳头；
[0151]75:驱动构件；
[0152]76:控制构件。
【权利要求】
1.一种机器人手，其使一对钳头进行开闭动作来把持微型管，其特征在于， 该机器人手具备: 爪部，其通过所述开闭动作，与所述微型管的容器主体部的外周面或者所述微型管的盖部的外周面抵接；以及 凹部，在所述爪部与所述外周面抵接的状态下，所述盖部的一部分和所述微型管的凸缘部的一部分都插入于所述凹部； 所述凹部具有将所述盖部和所述凸缘部夹在中间的一对面，并形成为矩形状， 通过在使所述凹部的角部与所述容器主体部的外周面抵接的状态下闭合所述一对钳头，由此，以与所述盖部插入到所述凹部内的姿势不同的姿势来保持所述微型管。
2.根据权利要求1所述的机器人手，其特征在于， 所述微型管是所述容器主体部和所述盖部通过铰接部连结而成的压盖式的微型管，使在被所述盖部封闭的状态下保持于管架的所述微型管的所述盖部的、位于所述铰接部的相反侧的部分卡定于所述凹部，使所述一对钳头的除所述凹部以外的一部分与所述铰接部抵接，并以所述铰接部为支点将所述盖部从所述容器主体部拔出， 或者， 利用所述一对钳头对在所述盖部相对于所述容器主体部脱开了的状态下保持于所述管架的所述微型管的所述盖部进行按压，从而使所述铰接部弯曲，进而利用所述一对钳头按压所述盖部的一部分来将所述盖部压入于所述容器主体部内。
3.根据权利要求1或2所述的机器人手，其特征在于， 所述凹部以相互对置的方式分别形成于所述一对钳头， 所述盖部和所述凸缘部以在所述盖部的厚度方向上留有规定的间隙的状态插入于各所述凹部， 在对所述微型管施加振动来搅拌所述微型管内的液体的处理中，所述一对钳头以所述爪部和所述外周面之间具有间隙的状态保持所述微型管。
4.根据权利要求1所述的机器人手，其特征在于， 所述一对钳头具备四个棒状的把持部件，所述把持部件的长度为所述培养容器的在培养容器的深度方向上的外部尺寸以上， 在所述一对钳头中的各个钳头上以相互平行的方式各配置有两个所述把持部件， 各所述把持部件的末端存在于同一假想平面内， 所述机器人手的特征还在于， 使所述把持部件从所述培养容器的开口侧朝向底部侧移动，从而以包围所述培养容器的外周的方式配置所述把持部件， 通过闭合所述一对钳头，从而利用所述把持部件的末端来保持所述培养容器的底部的外周，并且，利用所述把持部件的比所述末端靠基端侧的外周面来保持所述培养容器的外周面。
5.—种机器人,其具备权利要求1~4中的任一项所述的机器人手。
6.一种机器人，其具备:权利要求1~4中的任一项所述的机器人手；以及 与所述机器人手形状相同的第二机器人手， 在所述机器人手和所述第二机器人手之间交接把持对象物，从而变更所述把持对象物的抓持方法。
7.根据权利要求6所述的机器人，其特征在于，该机器人具备: 第一臂部，其具有至少6自由度以上的自由度，所述机器人手安装于该第一臂部；以及 第二臂部，其具有至少6自由度以上的自由度`，所述第二机器人手安装于该第二臂部。
【文档编号】G01N35/04GK103620415SQ201280031648
【公开日】2014年3月5日 申请日期:2012年6月27日 优先权日:2011年6月28日
【发明者】梅野真 申请人:株式会社安川电机