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機械制御

多種多様な対象物の把持を可能とする手のひら機構を確立し、低コスト・自由度の高いエンドエフェクタを開発

神奈川県

ダブル技研株式会社

2020年3月23日更新

プロジェクトの基本情報

プロジェクト名 不特定形状のワークを把持可能なフレキシブル構造を有する低コストなエンドエフェクタの開発
基盤技術分野 機械制御
対象となる産業分野 自動車、ロボット、農業、産業機械、工作機械、物流・流通
産業分野でのニーズ対応 高機能化(新たな機能の付与・追加)、高性能化(既存機能の性能向上)、高性能化(耐久性向上)、高性能化(小型化・軽量化)、高性能化(信頼性・安全性向上)、高性能化(精度向上)、高効率化(同じ生産量に対するリソースの削減)、高効率化(工程短縮)、高効率化(人件費削減)、高効率化(使用機器削減)、高効率化(生産性増加)、低コスト化、デザイン性・意匠性の向上
キーワード 生産性向上、人手不足、人件費高騰、空前のロボット需要環境
事業化状況 事業化に成功し継続的な取引が続いている
事業実施年度 平成22年度~平成23年度

プロジェクトの詳細

事業概要

ダブル技研のフレキシブルハンドはリンク機構で各指を連結し1個のアクチュエータで駆動する5指型ロボットハンドである。現在、小形物や球体把持後の安定性向上が課題として残るが、指部の機構は開発を完了している。本開発では独自の球体関節で各指を結合する協調リンク機構を手のひらに導入し、人体同様に対象物に応じて手のひらが折れ曲がる機構を確立させる。この効果により把持後の安定性を向上させ未知形状を把持できるロボットハンドを開発する

開発した技術のポイント

把持後の安定性を向上させ、未知形状を把持できるロボットハンドを開発
・ロボットハンドに「手のひら機構(「5指21関節、2自由度」「拇指のみ3関節」「協調リンク機構」)」を追加
・ヒューマノイド型ロボットハンドの容姿を維持→横:140mm 縦:220mm 厚さ:45mm以内
(新技術)
手のひら動作が出来るロボットハンド
特徴
・"手のひら"が変形、小指がより深く屈曲するので、握れるサイズが限定されない
・球体を包むように小指の側壁や"手のひら"が接触するため、対象物との設置面積が増加。把持後の安定性が増す
・1個のアクチュエーターで把持動作の実現が可能

動作原理
具体的な成果

・ロボットハンドに"手のひら"機構を追加、2件の特許出願に至る
‐エンドエフェクタの基礎となる協調リンク機構を用いたロボットハンドに、「手のひら」の役割を担う機構を追加
‐本機構については、異なる3タイプのエンドエフェクタを同時並行で開発。各々のエンドエフェクタで機構を確立し、2件の特許出願に至った
・FA仕様及び生活支援ロボット仕様に特化したエンドエフェクトを開発
‐事業化時の具体的な仕様と市場ニーズを鑑み、FA仕様及び生活支援ロボット仕様のエンドエフェクトに絞って開発を推進
‐FA仕様のエンドエフェクタは、当初の把持力の目標値以上の性能を得た
‐生活支援ロボット仕様のエンドエフェクタについては、把持力、軽量・コンパクト化に加え、義手用途時における容姿を維持。一般的な日常生活における多種多様な把持形態を可能とした
・コスメティックグローブによる義手モデルの開発
‐生活支援ロボット仕様のエンドエフェクタ(義手)については、人の手に近い外観を再現する要望がある。このため、コスメティックグローブ装用実験を実施
‐一部の構造がグローブと強く接触する状態となった。これは、機構に起因する問題ではなく、各部の形状の問題であるため、対象部位の見直しによる対処が可能であるという結果を得た

5本指(1モータ)
5本指(7モータ)
シュークリーム 背景無
ブロッコリー背景無
ゆで卵把持3本指(2モータ)
知財出願や広報活動等の状況

特許:簡潔構造の人間型ハンド(特許番号4462742)、グリッパ(特願2011-074100)、
指先機構(特656818)、指機構及びマニピュレータ(特6513118)、

研究開発成果の利用シーン

「人が行う手作業」:いまだに解決されていない自動化が困難な人が行う手作業行程、特に製造業・物流業・食品業界が当面のターゲット。
製造業向けに3本指ハンドを中心に提供してきたが、サービスロボット分野に加え製造業からも5本指(人の手形状)の問い合わせが増えてきた。
今後の方向性として5本指ハンドもラインナップと考えている。

実用化・事業化の状況

事業化状況の詳細

・H24年度に事業化に成功
・エンドエフェクタの試作機あり(1週間程度の無料貸し出し)

提携可能な製品・サービス内容

設計・製作、加工・組立・処理、素材・部品製造、製品製造、試験・分析・評価、共同研究・共同開発、技術ライセンス

製品・サービスのPRポイント

・標準化、汎用性向上→ワーク種類の変更による段取り替えが減少
・小型化、軽量化→ワンモータ駆動により小型軽量化が可能
・多品種少量生産→各々のワーク形状に馴染むように把持出来る為、本製品一つで複数の品種に対応可能

今後の実用化・事業化の見通し

自動車メーカー等への販売実績を創出製品標準化のため引き続き研究開発を実施
・サポイン事業終了後は、展示会・マスコミ媒体などで積極的に製品PRを実施。H24.11に神奈川工業技術開発大賞を受賞
・今後は製造コストの削減が課題。また、小物品等を摘むための手のひら機能を引き続き開発
・自動車・食品メーカー等への販売実績がある。本実績に基づき、製品の標準化を図る

プロジェクトの実施体制

サポイン事業者 ダブル技研株式会社 座間事業所
事業管理機関 ダブル技研株式会社 座間事業所
研究等実施機関 東京都立産業技術高等専門学校 荒川キャンパス

サポイン事業者 企業情報

企業名 ダブル技研株式会社(法人番号:8021001001390)
事業内容 FA化機器、福祉機器、実験実証機器の開発製造販売
社員数 16 名
生産拠点 座間事業所
本社所在地 〒252-0801 神奈川県藤沢市長後903-3
ホームページ http://j-d.co.jp
連絡先窓口 代表取締役 和田博
メールアドレス pwada@j-d.co.jp
電話番号 046-206-5611