CN101945739B - 机器人手以及机器人臂 - Google Patents

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CN101945739B CN2009801052373A CN200980105237A CN101945739B CN 101945739 B CN101945739 B CN 101945739B CN 2009801052373 A CN2009801052373 A CN 2009801052373A CN 200980105237 A CN200980105237 A CN 200980105237A CN 101945739 B CN101945739 B CN 101945739B
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山本正树
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松下电器产业株式会社
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Abstract

本发明提供一种机器人手,其在手安装基体部(1)配设有力传感器(2),在力传感器的测量部配设有指基体(5),在该指基体(5)上对置地配设有一组指(6a、6b),在手安装基体部上以与力传感器、指基体、指均不接触的方式配设有指驱动机构基体(9),该机器人手设有指驱动机构(13a、13b)和致动器(16a),指驱动机构(13a、13b)配设在指驱动机构基体上,以使对置的指作开闭运动的驱动力的矢量在对置的指作开闭运动的平面内相对且相互抵消而使合力大致为零的方式进行驱动,所述致动器(16a)配设在手安装基体部、力传感器、指基体、指以及指驱动机构基体以外的部位,并使指驱动机构动作。

Description

机器人手以及机器人臂
技术领域
[0001] 本发明涉及一种可应用于机器人臂等机械装置的钳爪作用器的机器人手以及具有机器人手的机器人臂。
[0002] 背景技术
[0003] 为了通过机器人臂实现各种作业,使用能够抓握成为作业对象的物体等的手作为钳爪作用器。由于手配设在机器人臂的钳爪上,因此需要将其小型化、轻量化以尽量不成为机器人臂的负荷。
[0004] 对于这个问题,如图11所示,作为以往的技术公开了一种结构简单的轻量化手 (参照专利文献1),其具有两根可动指101A、103 ;固定在关节轴108、111上的可旋转的定滑轮120、121 ;动滑轮141 ;以及经由定滑轮120、121和动滑轮141固定在两根可动指101A、 103上的线绳125,通过驱动动滑轮141作平移运动,线绳125被牵引,从而驱动指101A、103 作开闭运动。
[0005] 专利文献1 :日本特公平5-196号公报。
[0006] 在上述专利文献1的结构中,由于用于增强握力的强力的致动器大幅度地增加重量,所以为了在保持轻量的状态下提高手140即可动指101A、103的握力,需要采用在手140 的外部配设强力的致动器而从外部使用例如线绳142驱动指101A、103作开闭运动的结构。
[0007] 然而,在采用从外部驱动指101A、103作开闭运动的结构的情况下,即使在手140 和机器人臂的前端部之间(例如143的位置)设置力传感器,并针对作用于手140的外力对机器人臂进行力量控制,也因从外部驱动指101A、103作开闭运动的驱动力影响力传感器而存在无法用力传感器正确地测量外力、无法以良好的精度进行力量控制的问题。
[0008] 发明内容
[0009] 本发明的目的在于提供一种解决上述以往的关节机构的问题的机器人手以及具有机器人手的机器人臂,该机器人手因在手外部配设致动器,因此能够保持轻量和高握力, 并且,即使在手和机器人臂的前端部之间设置力传感器,从外部驱动指作开闭运动的驱动力对力传感器的影响也很小,能够容易地进行力量控制。
[0010] 为了实现上述目的,本发明如下构成。
[0011] 根据本发明的一个方案,提供一种机器人手,具有:
[0012] 手安装基体部;
[0013] 力传感器,其配设在所述手安装基体部上;
[0014] 指基体,其配设在所述力传感器的测量部上;
[0015] 一组指,其以对置的方式配设在所述指基体上;
[0016] 指驱动机构基体,其配设在所述手安装基体部上,并与所述力传感器、所述指基体以及所述一组指之间设有间隙;
[0017] 指驱动机构,其具有端部分别与所述对置的一组指连接并且以从所述端部延伸的路径彼此相对的方式配置在所述指驱动机构基体上的线绳,通过在相对的方向上以大小相等的力拉引所述线绳而使所述对置的一组指开闭;以及[0018] 致动器,其配设在所述手的外部并使所述指驱动机构动作。
[0019] 根据本发明的其他方案,提供一种前端部安装在上述方案所记载的机器人手的所述手安装基体部上的机器人臂。
[0020] 根据本发明,通过拉动指驱动机构的线绳而产生的力由指驱动机构基体承受,并且通过在相对的方向上以大小相等的力拉引线绳而使所述产生的力相互抵消,不会影响力传感器,因此,能够在手外部配设致动器。这样,能够获得下述手,其保持轻量和高握力,即使在手和机器人臂的前端部之间设置力传感器,从外部驱动指作开闭运动的驱动力对力传感器的影响也会小,从而能够容易地进行力量控制。
附图说明
[0021] 根据针对附图的与优选实施方式相关的以下描述,能够明确本发明的上述目的以及其它目的和特征。在附图中,
[0022] 图IA是表示本发明第一实施方式的机器人手的简要结构的主视图;
[0023] 图IB是表示图IA的本发明的上述第一实施方式的所述机器人手的简要结构的侧视图;
[0024] 图2A表示图IA的本发明的上述第一实施方式的所述机器人手的剖面,是图IA的 A-A线剖视图;
[0025] 图2B表示图IA的本发明的上述第一实施方式的所述机器人手的剖面,是图IA的 B-B线剖视图;
[0026] 图3是表示将图IA的本发明的上述第一实施方式的所述机器人手安装到机器人臂后的情况的应用例的图;
[0027] 图4A是在图IA的A-A线剖视图中说明图IA的本发明的上述第一实施方式的所述机器人手的打开动作的图;
[0028] 图4B是在图IA的A-A线剖视图中说明图IA的本发明的上述第一实施方式的所述机器人手的关闭动作的图;
[0029] 图5A是表示本发明第二实施方式的机器人手的简要结构的主视图;
[0030] 图5B是表示图5A的本发明的上述第二实施方式的所述机器人手的简要结构的侧视图;
[0031] 图6A表示图5A的本发明的上述第二实施方式的所述机器人手的结构,是图5B的 C-C剖视图;
[0032] 图6B表示图5A的本发明的上述第二实施方式的所述机器人手的结构,是图6A的 D-D剖视图;
[0033] 图7A是说明图5A的本发明的上述第二实施方式的所述机器人手的打开动作的图;
[0034] 图7B是说明图5A的本发明的上述第二实施方式的所述机器人手的关闭动作的图;
[0035] 图8A是说明利用图5A的本发明的上述第二实施方式的所述机器人手的结构来抓握物体的图;
[0036] 图8B是说明利用图5A的本发明的上述第二实施方式的所述机器人手的结构来抓握其他物体的图;
[0037] 图9A是表示本发明第三实施方式的机器人手的结构的剖视图;
[0038] 图9B是表示本发明的上述第三实施方式的所述机器人手的结构的侧视图;
[0039] 图IOA是说明本发明的变形例的指结构的图;
[0040] 图IOB是说明本发明的上述变形例的所述指结构的图;
[0041] 图11是说明以往的机器人手的结构的图。
具体实施方式
[0042] 以下,在根据附图详细地说明本发明的实施方式之前,先对本发明的各种方案进行说明。
[0043] 根据本发明的第一方案,提供一种机器人手,其特征在于,包括:
[0044] 手安装基体部;
[0045] 力传感器,其配设在所述手安装基体部上;
[0046] 指基体,其配设在所述力传感器的测量部上;
[0047] 一组指,其以对置的方式配设在所述指基体上;
[0048] 指驱动机构基体,其配设在所述手安装基体部上,并与所述力传感器、所述指基体以及所述一组指之间设有间隙;
[0049] 指驱动机构,其具有端部分别与所述对置的一组指连接并且以从所述端部延伸的路径彼此相对的方式配置在所述指驱动机构基体上的线绳,通过在相对的方向上以大小相等的力拉引所述线绳而使所述对置的一组指开闭;以及
[0050] 致动器,其配设在所述手的外部并使所述指驱动机构动作。
[0051] 根据本发明的第二方案,提供一种如第一方案所述的机器人手,其特征在于,所述指驱动机构基体具有引导所述指驱动机构的所述线绳的移动的线绳引导部。
[0052] 根据本发明的第三方案,提供一种如第一方案所述的机器人手,其中,所述指驱动机构具有动滑轮,所述动滑轮能够旋转地被与所述致动器连接的旋转轴支承,并且能够在与所述旋转轴的中心轴方向交叉的方向上和所述旋转轴一同移动地被所述指驱动机构基体支承,所述指驱动机构在不限制所述对置的一组指的同向运动的情况下,通过以大小相等的力沿相对的方向拉引所述线绳而使所述对置的一组指产生方向相反的运动,由此使所述对置的一组指开闭。
[0053] 根据本发明的第四方案,提供一种如第二方案所述的机器人手,其特征在于,所述一组指被相对地支承在所述指基体上的一对关节轴支承并能够分别摆动,并且具有与各所述关节轴同轴的圆弧形状的指关节轴圆弧引导部,所述指驱动机构基体具有与各所述关节轴同轴的圆弧形状的圆弧引导槽,所述线绳的端部卡止于所述一组指中的一个指上,所述线绳通过下述方式配置在所述指驱动机构基体上,即,使所述线绳沿所述一组指中的一个指的所述指关节轴圆弧引导部的圆弧面挂绕,与测量作用于所述指的所述基体部和所述手的基体之间的力的所述力传感器的测量面平行且与所述手安装基体部的所述力传感器的安装面平行地进行配置,通过向与支承对置于所述指的另一个指的所述关节轴同轴的所述圆弧引导槽进行架设,使得所述线绳从所述端部延伸的路径彼此相对。
[0054] 根据本发明的第五方案,提供一种如第一方案至第三方案中任意一项所述的机器人手,其特征在于,所述指驱动机构包括:所述线绳;一组第一定滑轮和第二定滑轮,其同轴固定在所述指驱动机构基体上并能够各自旋转;以及动滑轮,其能够旋转地被与所述致动器连接的旋转轴支承,并且能够在与所述旋转轴的中心轴方向交叉的方向上和所述旋转轴一同移动地被所述指驱动机构基体支承,所述线绳在所述端部连接所述对置的指中的一个指之后,依次经由所述第一定滑轮、所述动滑轮、所述第二定滑轮,与所述端部不同的另一端部与所述对置的指中的另一指连接,在所述致动器的驱动下,使所述动滑轮的所述旋转轴相对于所述指驱动机构基体沿与所述旋转轴的中心轴方向交叉的方向移动,从而使所述一组指开闭。
[0055] 根据本发明的第六方案,提供一种如第一方案至第五方案中任意一项所述的机器人手,其特征在于,所述指具有弯曲成弓形的形状或者前端部弯曲成L字形的形状。
[0056] 根据本发明的第七方案,提供一种机器人臂,其前端部安装在第一方案至第六方案中任意一项所述的机器人手的所述手安装基体部上。
[0057] 以下,根据附图详细地说明本发明的实施方式。
[0058](第一实施方式)
[0059] 图IA以及图IB是表示本发明第一实施方式的机器人手23的简要结构的图,图 2A以及图2B是示出在图IB中以箭头A以及箭头B分别表示的A-A剖面以及B-B剖面的图。图3是表示将所述机器人手23安装到机器人臂M的前端部时的应用例的图。
[0060] 1是手安装基体部,其作为用于在机器人臂M的前端部安装机器人手23的基台而发挥作用。
[0061] 2是作为力传感器的一个例子的利用了应变仪的六轴力传感器,其安装在手安装基体部1上。六轴力传感器2能够对作用于安装面3和安装面3相反侧的测量面(测量部) (力作用面)4之间的力进行计量,所述安装面3面对手安装基体部1的表面的平面。手安装基体部1的表面、安装面3、测量面4平行配置。
[0062] 如图IB所示,5是作为用于支承下述指6a、6b并确保其能够摆动的基台而发挥作用的指基体,在六轴力传感器2的测量面4配设有一对指基体5。
[0063] 6a、6b是具有弯曲的形状(例如,弯曲成弓形的形状或者前端部弯曲成L字形的形状)的指,并以相互对置的方式分别配设在一对指基体5上,并且,指6a、6b的基端部绕支承在指基体5上的指关节轴7a、7b分别旋转自如。所述指6a是第一指,并配置有一对。所述指6b是第二指,并配置成与一对第一指6a的中间位置相对(参照图1B)。
[0064] 12是向开放方向对指6a、6b施加力的指开放弹簧,其架设在第一指6a的基端部即比指关节轴7a靠第二指6b侧的突起6c和第二指6b的基端部即比指关节轴7b靠第一指 6a侧的突起6d之间。其结果是,在通常状态下,利用指开放弹簧12的弹簧力对第一指6a 和第二指6b分别施加力,使得图2中的第一指6a绕指关节轴7a向逆时针方向旋转并且第二指6b绕指关节7b向顺时针方向旋转,从而第一指6a的前端和第二指6b的前端彼此打开。
[0065] 9是一对指驱动机构基体,其配设在手安装基体部1上,并且与指基体5以及指6 均不相连,换句话说,其在与力传感器2、所述指基体5以及所述一组指6 (6a、6b)之间分别设有缝隙G。指驱动机构基体9具有分别与关节轴7a、7b同轴的圆弧形的圆弧引导槽11a、 11b,其作为用于顺滑地驱动下述的作为指驱动机构的一个例子的两条指驱动线绳13a、13b(或者一条线绳13)的基台而发挥作用。
[0066] 13a、1¾是作为指驱动机构的一个例子的两条指驱动线绳,其被配设成可分别沿作为线绳引导部的一个例子而发挥作用的指驱动机构基体9的引导槽10a、10b滑动。两条指驱动线绳13a、13b的各自的端部分别通过销13c、13d固定在形成于指6a、6b的基端部的指关节轴圆弧引导部8a、8b上。上述指关节轴圆弧引导部8a、8b具有分别与关节轴7a、 7b同轴的圆弧形状,并在指6a、6b的基端部一体地形成。需要说明的是,在说明书中,为了便于理解关于两根指6a、6b和两条指驱动线绳13a、13b的关系的说明,对两条指驱动线绳 13aU3b进行了说明,并对它们的另一端部彼此结合的情况进行了说明,但是实际上也可以以一条线绳13构成。
[0067] 驱动第一指6a的指驱动线绳13a以如下方式配置,即,其一端部如图2B所示通过销13c固定在指关节轴圆弧引导部8a,从该一端部开始,沿所述指关节轴圆弧引导部8a的圆弧面挂绕后,与六轴力传感器2的测量面4平行地向指驱动机构基体9的圆弧引导槽lib 架设,并将指驱动线绳13a的配置方向沿圆弧引导槽lib弯曲变化90度。然后,沿引导槽 IOb通过指驱动机构基体9的侧面后远离指驱动机构基体9。
[0068] 另外,驱动第二指乩的指驱动线绳13b以如下方式配置,即,其一端部如图2A所示通过销13b固定在指关节轴圆弧引导部8b,从该一端部开始,沿所述指关节轴圆弧引导部8b的圆弧面挂绕后,与六轴力传感器2的测量面4平行地向指驱动机构基体9的圆弧引导槽Ila架设,并将指驱动线绳13b的配置方向沿圆弧引导槽Ila弯曲变化90度。然后, 沿引导槽IOa通过指驱动机构基体9的侧面后远离指驱动机构基体9。
[0069] 如后面所述,进行上述配置的结果是进行如下方式的驱动,即:使所述对置的一组指6a、6b作开闭运动的驱动力的矢量在上述对置的一组指6a、6b作开闭运动的平面内彼此相对,相互抵消后的结果是合力大致为零。
[0070] 需要说明的是,指关节轴圆弧引导部8a、8b的圆弧形状和圆弧引导槽IlaUlb的圆弧形状不一定需要采用相同的半径,只要圆周部的位置关系为使指驱动线绳13a、13b的张力相互抵消的关系即可。另外,由于圆弧引导槽IlaUlb只起到弯曲线绳13a、13b的作用,所以圆弧引导槽Ila和lib的半径可以不同。另外,当指关节轴圆弧引导部8a和8b的圆弧形状的半径不同时,使第一指6a和第二指6b活动的转矩互不相同,因此,为了使第一指6a和第二指6b的动作控制简单化,优选采用相同的半径。然而,在不介意第一指6a和第二指6b的动作控制复杂化的情况下,第一指6a和第二指6b的转矩也可以不同,在这种情况下,也能够实现本发明的目的,即除去对力传感器2的影响。
[0071] 如图3所示,两条指驱动线绳13a、i;3b通过引导软管25a、25b的内部并沿机器人臂M的两个连杆Ma、24b配设,两条指驱动线绳13a、13b的另一端部一同悬挂并结合在一个动滑轮14上。在将动滑轮14旋转自如地支承的旋转轴部连接有牵引线绳15的一端部。在牵引线绳15的一端部的相反一侧的另一端部,配设有作为致动器的一个例子而发挥作用的基于电动机16a的线绳牵引机构16。S卩,通过在电动机16a的旋转轴固定旋转圆板 16b、在旋转圆板16固定牵引线绳15的另一端、并且使电动机16a的旋转轴旋转,可在旋转圆板16b上缠绕牵引线绳15,从而拉动牵引线绳15。当拉动牵引线绳15时,通过动滑轮14 同时拉动两条指驱动线绳13a、13b。
[0072] 电动机16a的驱动控制是通过控制手23的动作的控制装置四进行的。[0073] 以下,对第一实施方式的机器人手23的动作进行说明。
[0074] 机器人手23在通常的状态下因受到指开放弹簧12的弹簧力而处于图4A所示的开放状态。当根据机器人控制装置四的指令驱动电动机16a使线绳牵引机构16动作以拉动牵引线绳15时,动滑轮14也被拉动,指驱动线绳13a、13b的结合部分(在只有一条线绳 13的情况下为中间部)受到动滑轮14的作用,动滑轮14侧的另外两端部一同被均等(相等)的力拉动。由于指驱动线绳13a、13b的一端部(在只有一条线绳13的情况下为两端部)分别在指关节轴圆弧引导部8a、8b与第一指6a和第二指6b相固定,所以牵引力可传递到第一指6a和第二指6b,若基于该牵引力的转矩胜过基于指开放弹簧12的弹簧力的转矩,第一指6a将相对于指关节轴7a向图4A的箭头X所示的纸面右旋方向(在图4A中绕指关节轴7a的顺时针方向)作旋转运动,第二指6b将相对于指关节轴7b向图4的箭头Y 所示的纸面左旋方向(在图4A中绕指关节轴7b的逆时针方向)作旋转运动,从而手23成为图4B所示的关闭状态,当抓握对象物位于第一指6a和第二指6b之间时,可利用第一指 6a和第二指6b夹持抓握对象物而抓握物体状的抓握对象物。
[0075] 根据本发明的第一实施方式的结构,当以力Fv拉动指驱动线绳13a、13b时,力将通过指驱动线绳13a、1¾传递,从而产生作用在圆弧引导槽1 la、lib的分布力Fra、Frb (Frb 未图示)和作用在指关节轴圆弧引导部8a、8b的力i^ha、Fhb0其中,因分布力Fra、Frb由指驱动机构基体9(的圆弧引导槽IlaUlb)承受,所以力不会作用到六轴力传感器2本身, 在六轴力传感器2无法观测到作为分布力Fra、Frb的基于线绳牵引机构16的牵引力。另外,力i^ha、Fhb通过指关节轴圆弧引导部8a、8b传递到指关节轴7a、7b,产生力Fja、Fjb0 进一步,力Fja、Fjb通过指驱动机构基体9在六轴力传感器2产生力Fsa、Fsb0然而,由于力Fsa、Fsb大小相等且方向相反而相互抵消的合力为零,所以用六轴力传感器2无法观测到。即,通过使上述对置的一组指6a、6b作开闭运动的驱动力的矢量在上述对置的一组指6a、6b作开闭运动的平面内彼此相对,使其相互抵消而使合力为零,所以用箭头表示的 Fha, Fhb方向的力相互抵消而不影响六轴力传感器2。
[0076] 另外,如图4A所示,当在第一指6a的前端部直接施加外力!^exa时,由于等价的力 Fexj通过第一指6a也能传递到指关节轴7a、并进一步传递到指基体5,所以通过六轴力传感器2可测量力i^exs。另外,同样地,在向第二指6b或者抓握的物体施加外力的情况下,由于等价的力狗幻通过第二指6b也能传递到指关节轴7b、并进一步传递到指基体5,所以通过六轴力传感器2可测量力i^exs。
[0077] 在上述说明中,虽然仅说明了平移力的效果,但是由于力Fja、Fjb在六轴力传感器2上产生的力矩同样被抵消,所以不会影响六轴力传感器2。
[0078] 如上所述,根据本发明第一实施方式的结构,能够实现下述的手23,S卩,因能够在手23的外部配设致动器(作为一个例子即电动机16a),所以能够实现轻量和高握力,并且即使在手23和机器人臂M的前端部之间设置力传感器2,从外部驱动第一指6a和第二指 6b的开闭运动的驱动力对力传感器2的影响也会小,能够容易进行力量控制。
[0079](第二实施方式)
[0080] 图5A以及图5B是表示本发明第二实施方式的机器人手23A的结构的整体图。另外,图6A以及图6B是说明图5B的C-C剖面以及图6A的D-D的剖面的图。在图5A至图6B 中,对与图IA至图2B所示的第一实施方式结构相同的部分赋予相同的符号,并省略对其详细说明,仅对不同的部分进行说明。
[0081] 在图5A至图6B中,17是第一定滑轮,其以可绕指驱动机构基体9所支承的旋转轴 18旋转的方式配设在指驱动机构基体9上。
[0082] 19是第二定滑轮,其以可绕旋转轴18旋转的方式与第一定滑轮17同轴地配设在指驱动机构基体9上。
[0083] 20是动滑轮,其被支承为可绕滑动旋转轴21旋转,并以滑动旋转轴21可沿指驱动机构基体9的滑动引导槽22作平移运动的方式配设在指驱动机构基体9。在滑动旋转轴 21连接有牵引线绳15的一端部,通过牵引线绳15的牵引,滑动旋转轴21能够在支承动滑轮20并保持其可旋转的状态下沿滑动引导槽22移动。
[0084] 指驱动线绳观的一端部以及另一端部通过固定销13e、13f分别固定在第一指6a、 第二指6b的指关节轴圆弧引导部8a、8b。指驱动线绳观在一端部通过固定销13e固定在指关节轴圆弧引导部8a后,沿指关节轴圆弧引导部8a的圆弧面挂绕,然后沿第一固定滑轮 17的外周弯曲大致90度并向动滑轮20架设,然后沿动滑轮20的外周弯曲大致180度而向第二定滑轮19架设,然后沿第二定滑轮19的外周弯曲大致90度。随后,沿指关节轴圆弧引导部8b的圆弧面挂绕,并通过固定销13f将另一端部固定在指关节轴圆弧引导部Sb。
[0085] 以下,说明该第二实施方式的机器人手23A的动作。
[0086] 机器人手23A在通常的状态下因受到指开放弹簧12的弹簧力而处于图7A所示的开放状态。若根据机器人控制装置四的指令驱动电动机16a使线绳牵引机构16动作以拉动牵引线绳15,动滑轮20也将被拉动。由于动滑轮20与滑动旋转轴21 —同沿滑动引导槽22相对于指驱动机构基体9移动,所以指驱动线绳观在动滑轮20的移动作用下,使指驱动线绳观的中间部被拉动、两端部一同被均等的力(相等的力)拉动。由于指驱动线绳 28的各自的端部在指关节轴圆弧引导部8a、8b通过固定销13e、13f固定在第一指6a和第二指6b,所以牵引力被传递到第一指6a、第二指6b,若基于该牵引力的转矩胜过基于指开放弹簧12的弹簧力的转矩,动滑轮20将与滑动旋转轴21 —同沿滑动引导槽22移动,第一定滑轮17将进行图7A的箭头R所示的右旋,第二定滑轮19将进行图7A的箭头L所示的左旋,由此,指驱动线绳观的两端部向相互接近的方向运动,第一指6a相对于指关节轴7a 向图7A的箭头U所示的纸面右旋方向(图7A中绕指关节轴7a的顺时针方向)作旋转运动,而第二指6b相对于指关节轴7b向图7A的箭头V所示的纸面左旋方向(图7A中绕指关节轴7b的逆时针方向)作旋转运动,从而手23A成为图7B所示的闭合状态,若抓握对象物位于第一指6a和第二指6b之间,利用第一指6a和第二指6b可夹持抓握对象物,从而可抓握物体状的抓握对象物。
[0087] 例如,如图8A所示,抓握对象物若为圆形剖面的物体沈,则通过第一指6a和第二指6b与物体沈多点接触,能够实现对静力学上稳定的物体沈的抓握。另外,如图8B所示, 即使在抓握对象物为非对称形状的物体27的情况下,通过第一指6a和第二指6b与物体27 多点接触,也存在静力学上的稳定状态,以实现对物体27的抓握。
[0088] 根据本发明的第二实施方式的结构,由于通过拉动指驱动线绳观的中间部产生的箭头Fv方向的力通过第一定滑轮17以及第二定滑轮19由指驱动机构基体9承受,所以力无法作用到六轴力传感器2本身,从而基于线绳牵引机构16的牵引力不会影响六轴力传感器2。另外,关于线绳观的箭头!^haJtib方向的力,由于线绳观的一端部从指关节轴圆弧引导部8a向第一定滑轮17架设、而另一端部则相反地从指关节轴圆弧引导部8b向第二固定滑轮19架设,所以i^ha、!^hb方向的力相互抵消,从而不会影响六轴力传感器2。
[0089] 另外,在外力!^exa作用于第一指6a、第二指6b或者抓握物体的情况下,由于被稳定地抓握的抓握物体和第一指6a以及第二指6b作为一体发挥作用,所以,外力!^exj通过指关节轴7a、7b以及指基体5可传递到力传感器2,从而利用力传感器2检测出该外力 Fexs0
[0090](第三实施方式)
[0091] 图9A以及图9B是表示本发明第三实施方式的机器人手23B的结构的剖视图。第三实施方式与第二实施方式同样为由定滑轮和动滑轮构成的例子,但是两个定滑轮的位置与第二实施方式不同。在图9A以及图9B中,对结构与图6A所示的第二实施方式相同的部分赋予相同的符号,并省略对其说明,而仅对不同的部分进行说明。
[0092] 在图9A以及图9B中,17是第一定滑轮,其以可绕指驱动机构基体9所支承的旋转轴18旋转的方式配设在指驱动机构基体9上。
[0093] 19是第二定滑轮,其以可绕旋转轴18b旋转的方式配设在指驱动机构基体9上。
[0094] 第三实施方式的特征在于,第一定滑轮17和第二定滑轮19不同轴地分别配设在指关节轴7a、7b的附近。这样,即使采用第一定滑轮17和第二定滑轮19相分离的结构,也可发挥与第二实施方式相同的效果。
[0095] 需要说明的是,在上述实施方式中,第一指6a以及第二指6b虽然在指关节轴7a、 7b的作用下作摆动运动,但不限于此。例如,即使是在基于图IOA以及图IOB所示的线性引导机构的平移的作用下作开闭运动的指结构,也可发挥同样的效果。作为一个例子,所述线性引导机构由导轨101、沿导轨101滑动自如地安装的滑块102构成,在导轨101侧和滑块 102侧分别具有凹部,以横跨凹部之间的方式配置有滚珠轴承,并以防止滑块102脱离导轨 101而进行保持的方式组装所述滑块102。
[0096] 需要说明的是,通过适当地组合上述各种实施方式或者变形例中的任意的实施方式或者变形例,能够实现其各自所具有的效果。
[0097](工业实用性)
[0098] 本发明的机器人手以及具有上述机器人手的机器人臂,作为用于以多关节机器人臂抓握物体的机器人手以及具有所述机器人手的机器人臂是有用的。
[0099] 关于本发明,虽然参照附图对优选的实施方式进行了充分地描述,但作为熟知此技术的人员等能够明确各种变形和修正。这些变形和修正,只要不脱离基于所附的权利要求书的本发明的范围,就应理解为包含在其中。

Claims (7)

1. 一种机器人手,具有: 手安装基体部;力传感器,其配设在所述手安装基体部上; 指基体,其配设在所述力传感器的测量部上; 一组指,其以对置的方式配设在所述指基体上;指驱动机构基体,其配设在所述手安装基体部上,并与所述力传感器、所述指基体以及所述一组指之间设有间隙;指驱动机构,其具有端部分别与所述对置的一组指连接并且以从所述端部延伸的路径彼此相对的方式配置在所述指驱动机构基体上的线绳,通过在相对的方向上以大小相等的力拉引所述线绳而使所述对置的一组指开闭;以及致动器,其配设在所述手的外部并使所述指驱动机构动作。
2.如权利要求1所述的机器人手,其中,所述指驱动机构基体具有引导所述指驱动机构的所述线绳的移动的线绳引导部。
3.如权利要求1所述的机器人手,其中,所述指驱动机构具有动滑轮,所述动滑轮能够旋转地被与所述致动器连接的旋转轴支承,并且能够在与所述旋转轴的中心轴方向交叉的方向上和所述旋转轴一同移动地被所述指驱动机构基体支承,所述指驱动机构在不限制所述对置的一组指的同向运动的情况下,通过以大小相等的力沿相对的方向拉引所述线绳而使所述对置的一组指产生方向相反的运动,由此使所述对置的一组指开闭。
4.如权利要求2所述的机器人手,其中,所述一组指被相对地支承在所述指基体上的一对关节轴支承并能够分别摆动,并且具有与各所述关节轴同轴的圆弧形状的指关节轴圆弧引导部,所述指驱动机构基体具有与各所述关节轴同轴的圆弧形状的圆弧引导槽, 所述线绳的端部卡止于所述一组指中的一个指上,所述线绳通过下述方式配置在所述指驱动机构基体上,即,使所述线绳沿所述一组指中的一个指的所述指关节轴圆弧引导部的圆弧面挂绕,与测量作用于所述指的所述指基体和所述手的所述手安装基体部之间的力的所述力传感器的测量面平行且与所述手安装基体部的所述力传感器的安装面平行地进行配置,通过向与支承对置于所述指的另一个指的所述关节轴同轴的所述圆弧引导槽进行架设,使得所述线绳从所述端部延伸的路径彼此相对。
5.如权利要求1至3中任意一项所述的机器人手,其中, 所述指驱动机构包括:所述线绳;一组第一定滑轮和第二定滑轮,其同轴固定在所述指驱动机构基体上并能够各自旋转;以及动滑轮,其能够旋转地被与所述致动器连接的旋转轴支承,并且能够在与所述旋转轴的中心轴方向交叉的方向上和所述旋转轴一同移动地被所述指驱动机构基体支承,所述线绳在所述端部连接所述对置的指中的一个指之后,依次经由所述第一定滑轮、所述动滑轮、所述第二定滑轮,与所述端部不同的另一端部与所述对置的指中的另一指连接,在所述致动器的驱动下,使所述动滑轮的所述旋转轴相对于所述指驱动机构基体沿与所述旋转轴的中心轴方向交叉的方向移动,从而使所述一组指开闭。
6.如权利要求1至3中任一项所述的机器人手,其中, 所述指具有弯曲成弓形的形状或者前端部弯曲成L字形的形状。
7. 一种机器人臂,其前端部安装在权利要求1至4中任一项所述的机器人手的所述手安装基体部上。
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