CN104053526A - 机器人手以及机器人装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种机器人手以及机器人装置。机器人手(1)具备：三个指部(10A、10B、10C)；支承部(20)，其支承三个指部(10A、10B、10C)的各自的基端；以及圆周移动部，其使三个指部(10A、10B、10C)中的第二指部(10B)、第三指部(10C)以三个指部(10A、10B、10C)被支承部(20)支承的位置为中心做圆周移动，做圆周移动的第二指部(10B)、第三指部(10C)设置为，能够以三个指部(10A、10B、10C)被支承部(20)支承的位置为中心，沿着大致绕机器人手(1)的手轴(O)的周向在180度以上的范围内做圆周移动。

Description

机器人手以及机器人装置

技术领域

本发明涉及机器人手以及机器人装置。

背景技术

以往，已知有涉及安装于工业用机器人臂等的前端并通过把持或者释放物体来进行规定的作业的机器人手，更详细而言，既把持工具而进行部件的组装等作业、也把持微小的部件而高精度地进行配置的多功能的机器人手(例如，参照专利文献1)。

在专利文献1中，公开有如下机器人手的技术：通过使用弹簧作为差动齿轮机构以及从动元件，从而即使存在把持物体(对象物)的形状变化等也能够可靠且稳定地进行把持，并且相对于外部干扰具有充分的适应性。

专利文献1：日本特开昭60-25686号公报

然而，在以往的机器人手以及机器人装置中存在以下的问题。

即，在专利文献1所记载的机器人手中，从动元件仅具有使手指整体打开或者关闭的功能，而不具有使指部适应对象物从而增加接触点这一功能。因此，在机器人手所包括的两根指部中，存在无法以多点接触对象物从而难以在稳定的状态下进行把持这一问题。

另外，由于无法变更指部的相对的位置，所以无法实现例如以包住的方式把持球形的物体、使指部对置地把持薄板状的物体等的多样的把持方式，从而在这一点上存在改善的余地。

发明内容

本发明是鉴于上述问题而提出的，其目的在于提供一种能够通过各种手的把持姿势简单地以低成本对包括不同种形状、不同尺寸的多种对象物进行把持的机器人手以及机器人装置。

为了实现上述目的，本发明的机器人手的特征在于，具备：三个以上的指部；支承部，其支承上述三个以上的指部的各自的基端；以及圆周(circumferential)移动部，其使上述指部中的至少两个以上的指部以该指部被上述支承部支承的位置为中心做圆周移动，上述两个以上的指部能够以该指部被上述支承部支承的位置为中心，沿着绕上述机器人手的手轴的周向在180度以上的范围内做圆周移动。

在本发明中，能够与对象物的形状对应地，使能够做圆周移动的两个以上的指部分别沿大致绕手轴的周向在180度以上的较大的周向的范围内做圆周移动，并能够适当地变更把持各指部的对象物的方向。例如，由于能够形成为利用圆周移动部使两个以上的指部一致的指位置，所以通过分别将机器人手设置于双臂，能够用上述双臂的手(双手)夹住长方体等对象物并以稳定的姿势把持而进行作业。

另外，例如，在对象物为球体的情况下，能够以使各指部包住对象物的方式(以使各指部以对象物为中心而均等地配置的方式)进行变更。另一方面，在对象物为棒状部件的情况下，也能够以使各指部夹住对象物的方式(以使各指部经由对象物而对置的方式)进行变更。通过这种进行指部的开闭动作的朝向的变更，能够稳定地把持球体、棒状部件。

这样，能够实施以往无法实施的把持方式，从而能够实现多样的把持方式。

另外，在本发明的机器人手中，优选上述圆周移动部具有：与上述两个以上的指部分别连接的指旋转轴；以及向该指旋转轴传递旋转动力的动力部，该动力部配置于相比上述支承部靠下方的位置。

根据该机器人手，能够将向指旋转轴传递旋转动力的动力部配置于相比支承部靠下方的不与做圆周移动的指部产生干扰的空间。而且，与将动力部配置于指部的根部位置(基端位置)的有限的空间的情况相比，能够将输出功率大的驱动马达装备于本机器人手，并能够将沿周向移动的指部的移动范围确保为较大。

另外，由于通过将重量大的圆周移动部的动力部配置于机器人手整体的根部附近的位置，能够使机器人手的重量平衡、重心位于该根部部分，所以能够减小作用于机器人手的力矩。因此，机械手的控制变得容易，控制的稳定性增加，从而能够提高机器人手的把持精度。

另外，在本发明的机器人手中，优选上述圆周移动部具备：蜗杆；驱动马达，其使该蜗杆旋转；一个蜗轮，其与上述蜗杆啮合；旋转轴用正齿轮，其与上述蜗轮的旋转连动，并且绕平行于手轴的指旋转轴旋转而使上述两个以上的指部以同步的状态做圆周移动；以及传递用正齿轮，其从上述蜗轮向上述旋转轴用正齿轮传递旋转动力。

根据该机器人手，其是利用一个蜗轮使多个旋转轴用正齿轮以同步的状态旋转的传递构造，由此，能够改变两个以上的指部的指位置。例如，在使用两个蜗轮而向与它们各自对应的指部传递旋转动力的以往的情况下，在制造时需要考虑蜗杆的啮合度并以高精度定位两个蜗杆，但是在本发明的机器人手中，由于使用一个蜗轮，所以不需要上述制造时的高精度的定位，从而能够缩短制造时间，还能够进一步减少动作不良。

并且，通过将与蜗杆啮合的蜗轮形成为一个，并将其他的传递部形成为正齿轮(旋转轴用正齿轮、传递用正齿轮)，能够减小蜗轮所引起的游隙量，而能够减少作为圆周移动部的松动，从而能够以更高的精度稳定的对对象物进行把持。

另外，在本发明的机器人手中，优选多个上述旋转轴用正齿轮形成为相同齿距的齿形状。

在该情况下，由于多个旋转轴用正齿轮在相同转速下以相互相同的角度旋转，所以与上述旋转轴用正齿轮连接的多个指部也同样在相同转速下以相互相同的角度旋转，从而容易进行对象物的姿势控制。

另外，在旋转轴用正齿轮以相同的转速旋转的情况下，与多个旋转轴用正齿轮彼此的旋转角度不同的结构相比，能够简化装置结构。

另外，在本发明的机器人手中，也可以设置有同步用正齿轮，该同步用正齿轮配置于两个上述旋转轴用正齿轮之间，并分别向该旋转轴用正齿轮传递旋转动力。

在该情况下，即使在旋转轴用正齿轮彼此不直接啮合，而将两个旋转轴用正齿轮彼此隔开间隔地配置的情况下，也能够利用同步用正齿轮从一方的旋转轴用正齿轮向另一方的旋转轴用正齿轮传递旋转。因此，存在使指部做圆周移动的指旋转轴的配置所受到的制约变少这一优点。

另外，在本发明的机器人手中，优选上述指部由三个指部构成，上述三个指部是由周向的移动被限制的固定位置的上述第一指部、以及能够向相互不同的方向做圆周移动的上述第二指部及第三指部构成的，上述第二指部以及上述第三指部能够在从与上述指部对置的第一指位置到沿周向接近上述第一指部排列的第二指位置的范围内做圆周移动。

在本发明中，第二指部与第三指部沿周向朝相互接近的方向或远离的方向旋转，能够利用三个指部在规定的位置稳定地把持对象物。在该情况下，在配置于第一指位置的第二指部与第三指部以相同的转速旋转时，第二指部旋转的旋转角度与第三指部旋转的旋转角度相等，并且第二指部、第三指部的相对于第一指部的周向的位置形成为相等的距离，因此能够更稳定地对对象物进行把持。

另外，本发明的机器人装置的特征在于，在多轴臂具备上述机器人手。

在本发明中，能够提供一种能够简单地以低成本对包括不同种形状、不同尺寸的多种对象物进行把持的机器人装置。

另外，在本发明的机器人装置中，优选多轴臂设置有多个。

根据该机器人装置，通过分别在双臂设置机器人手，能够用上述双臂的手夹住并把持对象物而进行作业。这样，能够实施以往无法实施的把持方式，从而能够实现多样的把持方式。

附图说明

图1是表示本发明的第一实施方式的机器人手的整体结构的立体图。

图2同样是表示机器人手的整体结构的立体图，并且是使指部对齐的状态的图。

图3是图1的将三个指部均等地打开的状态的俯视图。

图4是图3所示的机器人手的侧视图。

图5是图1所示的机器人手的侧视图。

图6是表示机器人手的旋转机构的整体结构的立体图。

图7是从上方观察图6所示的旋转机构的俯视图。

图8是图7所示的A-A线向视图，并且是旋转机构的侧视图。

图9是从下方观察图6所示的旋转机构的俯视图。

图10是表示本发明的第二实施方式的机器人装置的整体结构的立体图。

图11是表示本发明的第三实施方式的机器人装置的整体结构的立体图。

图12是表示第三实施方式的变形例的机器人装置的整体结构的立体图。

具体实施方式

以下，根据附图对本发明的实施方式的机器人手以及机器人装置进行说明。此外，在以下的附图中，为了便于理解各结构，使各构造的比例尺、数量等与实际的构造不同。

(第一实施方式)

如图1以及图2所示，本第一实施方式的机器人手1例如作为把持工具、部件等对象物的工业用机器人的把持装置而被使用。此外，作为机器人手1，并不限定于工业机器人，也可以用于其他用途(航天相关、医药相关、食品相关、游乐设施等)。

具体而言，机器人手1简要构成为，具备：三个指部10A、10B、10C(第一指部10A、第二指部10B、第三指部10C)；支承上述指部10A～10C的支承部20；以及驱动支承部20的驱动部30。

此处，将与三个指部10A～10C的基端部所处的共通的平面(后述的支承板)正交且将指部10A的旋转中心轴线称为手轴O，沿着该手轴O依次配置有指部10A～10C、支承部20、以及驱动部30。另外，沿着手轴O方向，将指部10A～10C的前端侧称为上侧，将驱动部30侧称为下侧，将与手轴O正交的方向称为径向，并将以手轴O为中心作圆周移动的方向称为周向(图3所示的箭头E方向)。此外，在本实施方式中，以手轴O附近为中心进行圆周移动的过程也统一称为“圆周移动”。例如，虽然第二指部10B、第三指部10C的圆周移动中心偏离手轴O，但是该情况也称为圆周移动。

三个指部10A～10C设置为能够分别利用驱动部30的开闭机构30A而进行开闭动作，在伴随该开闭动作的全开状态以及全闭状态下，各自的指前端10a的位置在图3所示的俯视时位于以手轴O为中心的同心圆上。此外，正确来说，由于指部10A～10C各自的旋转中心不同，所以不在以手轴O为中心的同心圆上，但是在本实施方式中看作在同心圆上。另外，三个指部10A～10C中的第一指部10A设置为在周向E上被固定而不移动，第二指部10B以及第三指部10C设置为通过驱动部30的圆周移动部30B而能够沿周向E移动。

对于第二指部10B以及第三指部10C的圆周移动的范围而言，它们分别能够在从与第一指部10A对置的第一指位置P1到接近第一指部10A而排列的第二指位置P2的180度以上的范围(图3所示的附图标记θ的范围)内进行圆周移动。此处，上述“对置”包括严格对置的状态以及大致对置的状态双方。

即，第二指部10B的圆周移动范围θ1(θ)是第二指部10B沿与配置有三个指部10A～10C的基端部(与指部的前端相反的一侧的根部的部分)的面交叉的面、且是包括第二指部10B的中心线(沿着第二指部10B的长边方向的线)的面做圆周移动的范围。另一方面，第三指部10C的圆周移动范围θ2(θ)是第三指部10C沿与配置有三个指部10A～10C的基端部的面交叉的面、且是包括第三指部10C的中心线(沿着第三指部10C的长边方向的线)的面做圆周移动的范围。此外，在图3中，用双点划线表示在圆周移动范围θ1、θ2移动的第二指部10B以及第三指部10C，并且分别为180度以上。

指部10A～10C是把持对象物的部分。各指部10A～10C具备：与对象物接触的接触部件11；关节部12；将接触部件11支承为能够旋转的支承部件13；以及夹装在接触部件11与支承部件13之间的弹性部件14。

接触部件11向指部10A～10C闭合的方向弯曲。接触部件11是以具有弯曲部11a的方式形成为大致L字形的刚性部件。构成为在该弯曲部11a形成有贯通孔(省略图示)，并且在该贯通孔插通有两端固定于支承部件13的轴状的关节部12。由此，接触部件11能够以关节部12为中心进行旋转。此外，并不局限于此，即使构成为在与支承部件13的弯曲部11a重叠的部分形成有贯通孔，并且在该贯通孔插通有中央部固定于接触部件11的弯曲部11a的轴状的关节部12的两端部，接触部件11也能够以关节部12为中心进行旋转。

在接触部件11设置有多个(三个)形成为与对象物接触的部分的接触部(第一接触部11A、第二接触部11B、以及第三接触部11C)。第一接触部11A位于接触部件11中的前端部分(相当于爪部分)。第二接触部11B设置于接触部件11中的从弯曲部11a到第一接触部11A之间，并且一体地设置有第一接触部11A。第三接触部11C设置于接触部件11中的从弯曲部11a到与第一接触部11A侧相反的端部之间(相对于弯曲部11a的指部的基端侧)。

接触部件11与支承部件13在相比关节部12靠各指部10A～10C的基端侧的位置上例如借助由压缩弹簧构成的弹性部件14连接。具体而言，接触部件11的第三接触部11C与弹性部件14的一端连接，支承部件13与弹性部件14的另一端连接。

因此，接触部件11设置为，第二接触部11B侧与第三接触部11C能够分别单独地以关节部12为中心而向与对象物接触的方向旋转(能够开闭)。即，能够改变由第二接触部11B与第三接触部11C所成的角度。

此处，在指部10A～10C设置有限制接触部件11的旋转的限位器15。限位器15例如从第二接触部11B的相反侧的面(在指部的开闭方向打开的方向侧的面)的基端以沿着支承部件13的上端面的方式突出。该限位器15例如具有以不使接触部件11以关节部12为基准进行旋转规定以上的角度的方式限制旋转角度(接触部件11以关节部12为中心进行旋转的情况下的旋转角度)的功能。例如在弹性部件14为自然长度的情况下，限位器15成为与支承部件13的上端面13a接触的状态。

支承部20具备：上部连结基板21；下部连结基板22；连结支承第一指部10A的第一支承部件13A、并向第二指部10B的第二支承部件13B以及第三指部10C的第三支承部件13C传递基于圆周移动部30B的旋转动力的固定连杆23；以及将第一指部10A的第一支承部件13A支承为能够开闭、并将第二指部10B的支承部件13B以及第三指部10C的第三支承部件13C支承为能够旋转并且能够开闭的连结连杆24。

对于各指部10A～10C的支承部件13A～13C而言，经由关节部12将接触部件11支承为能够在弯曲部11a旋转，并且被固定连杆23的关节部23a支承为能够向与对象物接触的方向旋转(能够开闭)。另外，上述支承部件13A～13C在相比上述关节部23a靠基端部侧的位置与连结连杆24的第一关节部24a连结，并且第一关节部24a的位置因该支承连杆24的上下运动而位移，由此，支承部件13能够以第一关节部24a为中心进行旋转。

固定连杆23是连结驱动部30与各指部10A～10C的支承部件13的刚性部件。具体而言，固定连杆23是由设置于第一指部10A的第一固定连杆23A、以及分别设置于第二指部10B、第三指部10C的第二固定连杆23B、第三固定连杆23C构成的。

上述固定连杆23A～23C以经由关节部23a能够旋转的状态支承部件13。例如，构成为在固定连杆23的与支承部件13重叠的部分形成有贯通孔(省略图示)，并且在该贯通孔插通有两端固定于支承部件13的轴状的关节部23a。由此，支承部件13能够以关节部23a为中心进行旋转。此外，并不局限于此，即使构成为在支承部件13的与固定连杆23重叠的部分形成有贯通孔，并且在该贯通孔插通有中央部固定于固定连杆23的轴状的关节部23a的两端部，支承部件13也能够以关节部23a为中心进行旋转。

第一固定连杆23A的基端固定于上部连结基板21。第二固定连杆23B与第三固定连杆23C的基端分别轴支承于后述的驱动部30的指旋转轴324A、324B。

如图4以及图5所示，连结连杆24构成为，连结板241与连结部件242设置为能够绕第二关节部24b旋转，连结板241与支承部件13的基端设置为能够绕第一关节部24a旋转，并且连结部件242的与关节部24b相反的一侧的基端24c支承在下部连结基板22上。连结连杆24是由设置于第一指部10A的第一连结连杆24A、以及分别设置于第二指部10B、第三指部10C的第二连结连杆24B、第三连结连杆24C构成的。

第一连结连杆24A构成为，连结部件242的与设置有关节部24b的一侧相反的一侧的部分固定于驱动部30的滚珠螺母312(后述)。

第二连结连杆24B以及第三连结连杆24C轴支承于插通下部连结基板22的驱动部30的指旋转轴324A、324B，并安装为能够绕该旋转轴旋转。

如图1以及图2所示，驱动部30具有：用于使三个指部10A～10C同步地进行开闭动作的开闭机构30A；以及用于使第二指部10B以及第三指部10C同时沿周向旋转的圆周移动部30B。开闭机构30A以及圆周移动部30B的主要部分配置于驱动基板31，该驱动基板31在相比下部连结基板22靠下方的位置且在与手轴O正交的方向上具有板面。

此外，驱动部30例如收纳于圆筒状的未图示的盖体。

如图2以及图5所示，开闭机构30A具有：在手轴O上能够绕轴旋转地支承于驱动基板31的滚珠丝杠的丝杠轴311(参照图6)；与该丝杠轴311螺合并沿该丝杠轴311进行上下移动的滚珠螺母312；同轴地设置于贯通驱动基板31的丝杠轴311的下端的带轮313(图4、图5以及图8)；以及经由皮带等向带轮313传递旋转的第一驱动马达314。滚珠螺母312一体地设置于上述下部连结基板22。

即，如图5所示，若从第一驱动马达314向带轮313传递旋转，则丝杠轴311与带轮313一起旋转，由此，与滚珠螺母312设置为一体的下部连结基板22进行升降。而且，构成为若基端设置于下部连结基板22的连结连杆24的连结部件242进行升降，则连结板241的关节部24a的位置沿径向位移，由此，指部10A～10C的支承部件13以关节部24a为中心进行旋转从而进行开闭动作。

如图6～图8所示，圆周移动部30B大致构成为，具备：蜗杆321；使蜗杆321旋转的第二驱动马达322；一对相同形状的旋转轴用正齿轮323(323A、323B)，它们与蜗杆321的旋转连动，并以平行于手轴O的旋转轴C1、C2为中心进行旋转且向相互不同的方向旋转，并且使图3所示的第二指部10B以及第三指部10C做圆周移动；分别比上述旋转轴用正齿轮323A、323B更向上方延伸的指旋转轴324A、324B；以及从蜗杆321向一对旋转轴用正齿轮323A、323B传递旋转动力的传递用正齿轮325。

蜗杆321为圆柱形状，并且在侧面的曲面部具有螺旋状的齿。

此处，在圆周移动部30B中，将去除了指旋转轴324A、324B的部分称为图4、图5所示的“动力部G”，并且该动力部G配置于相比支承部20靠下方的位置。

在一对旋转轴用正齿轮323中的一方的第一旋转轴用正齿轮323A，经由指旋转轴324A、上部连结基板21、下部连结基板22、第二固定连杆23B、以及第二连结连杆24B而设置有第二指部10B，在向与第一旋转轴用正齿轮323A不同的方向旋转的另一方的第二旋转轴用正齿轮323B，经由指旋转轴324B、上部连结基板21、下部连结基板22、第三固定连杆23C、以及第三连结连杆24C而设置有第三指部10C，通过第二驱动马达322旋转，使第二指部10B与第三指部10C沿周向朝相互接近的方向或远离的方向旋转。即，第二指部10B以及第三指部10C能够在上述第一指位置P1与第二指位置P2之间做圆周移动。

第二驱动马达322与蜗杆321分别配置在驱动基板31上，并且设置为各自的旋转轴C3、C4相互朝向水平方向且平行。在蜗杆321且在其旋转轴C4上同轴地设置有带轮327，向该带轮327传递第二驱动马达322的旋转。

并且，在驱动基板31上设置有与蜗杆321啮合并以正交于其旋转轴C4的上下方向的轴为中心(旋转轴C5)进行旋转的蜗轮328。在蜗轮328的旋转轴C5的下端同轴地设置有第一传递用正齿轮325A，该第一传递用正齿轮325A配置于驱动基板31的下方。而且，设置有与第一传递用正齿轮325A啮合并向与第一传递用正齿轮325A不同的方向旋转的第二传递用正齿轮325B，并且以与该第二传递用正齿轮325B同轴的方式在驱动基板31上设置有第三传递用正齿轮325C。第三传递用正齿轮325C与朝和它不同的方向旋转的第一旋转轴用正齿轮323A啮合。

蜗轮328为圆盘形状，并且在侧面的曲面部具有圆弧状的齿。

第一旋转轴用正齿轮323A与第二旋转轴用正齿轮323B分别呈相同齿距的齿形状，且在将相互的间隔保持为恒定的状态下能够旋转地支承于驱动基板31，并且以它们的旋转轴C1、C2夹着滚珠丝杠的丝杠轴311的方式配置于对称位置。

在第一旋转轴用正齿轮323A与第二旋转轴用正齿轮323B之间设置有一对相同形状的同步用正齿轮326A、326B。即，第一旋转轴用正齿轮323A与第一同步用正齿轮326A啮合，与该第一同步用正齿轮326A啮合的第二同步用正齿轮326B与第二旋转轴用正齿轮323B啮合，由此，与第二旋转轴用正齿轮323B连动地传递第一旋转轴用正齿轮323A的旋转。

在一对同步用正齿轮326A、326B以相同的转速旋转的情况下，虽然第一旋转轴用正齿轮323A与第二旋转轴用正齿轮323B的旋转方向相互不同，但是旋转角度相等。因此，指旋转轴324A、324B也以相同的转速向相互不同的方向旋转，从而分别设置于指旋转轴324A、324B的第二指部10B、第三指部10C也以相同的角度向相互不同的方向旋转。

此外，通过在第二指部10B与第三指部10C上使旋转轴用正齿轮323的间距不同，从而在第一旋转轴用正齿轮323A与第二旋转轴用正齿轮323B以相同的转速旋转的情况下，也能够使第一旋转轴用正齿轮323A旋转而带动第二指部10B旋转的旋转角度与第二旋转轴用正齿轮323A旋转而带动第三指部10C旋转的旋转角度相互不同。根据该结构，也能够把持非对称物等特殊形状的物体。

在使第二指部10B、第三指部10C做圆周移动的情况下，在驱动部30的圆周移动部30B中，若首先驱动第二驱动马达322，则经由皮带等而与该第二驱动马达322连结的带轮327绕旋转轴C4旋转。然后，与带轮327同轴地设置的蜗杆321绕旋转轴C4旋转，并向以平行于手轴O的方向的旋转轴C5为中心进行旋转的蜗轮328传递该旋转。并且，从与该蜗轮328同轴地设置的第一传递用正齿轮325A开始，按照第二传递用正齿轮325B、第三传递用正齿轮325C的顺序传递旋转，从而使与该第三传递用正齿轮325C啮合的第一旋转轴用正齿轮323A旋转。

并且，经由一对同步用正齿轮326A、326B向第二旋转轴用正齿轮323B传递第一旋转轴用正齿轮323A的旋转。此时，在一方的第一旋转轴用正齿轮323A在图7的俯视时向右旋转(箭头F1方向)的情况下，另一方的第二旋转轴用正齿轮323B向左旋转(箭头F2方向)，从而成为相互不同的旋转方向。而且，与上述第一旋转轴用正齿轮323A以及第二旋转轴用正齿轮323B同轴地设置的指旋转轴324A、324B也分别与旋转轴用正齿轮连动地向右旋转(箭头F1方向)、向左旋转(箭头F2方向)。而且，第二指部10B和第三指部10C与指旋转轴324A、324B一起做圆周移动。

接下来，对开闭机构30A的作用进行说明。

如图5所示，第一驱动马达314与带轮313经由皮带等连结，若通过第一驱动马达314的驱动而使带轮313旋转，则与该带轮313同轴地设置并沿手轴O延伸的滚珠丝杠的丝杠轴311旋转，由此，滚珠螺母312沿丝杠轴311在上下方向移动。此时，与滚珠螺母312设置为一体的下部连结基板22也同时相对于丝杠轴311进行相对的上下运动。而且，由于指部10A～10C支承在下部连结基板22上，所以随着下部连结基板22的上下移动，经由连结连杆24而使指部10A～10C连动地进行开闭动作。即，对于指部10A～10C而言，各自的支承部件13的基端部经由连结连杆24而安装于下部连结基板22。因此，若连结连杆24进行上下运动，则各指部10A～10C以关节部24a为中心一体旋转。例如若连结连杆24向下方移动，则指部10A～10C向接近手轴O的方向同步地移动。另外，若连结连杆24向上方移动，则指部10A～10C向远离手轴O的方向同步地移动。

接下来，对上述机器人手1的作用进行详细说明。

如图1～图5所示，在本机器人手1中，能够与对象物的形状对应地，使能够做圆周移动的两个指部10B、10C分别沿大致绕手轴O的周向在180度以上的较大的周向的范围内做圆周移动，从而能够适当地变更把持各指部10A～10C的对象物的方向。例如，由于能够形成为利用圆周移动部30B而使三个指部10A～10C一致的指位置，所以通过分别在双臂设置机器人手1，能够用上述双臂的手(双手)夹住长方体等对象物并以稳定的姿势把持而进行作业。

另外，例如，在对象物为球体的情况下，能够以使各指部10A～10C包住对象物的方式(以使各指部10A～10C以对象物为中心而均等地配置的方式)进行变更。另一方面，在对象物为棒状部件的情况下，也能够以使各指部10A～10C夹住对象物的方式(以使各指部10A～10C经由对象物而对置的方式)进行变更。通过这种进行指部10A～10C的开闭动作的朝向的变更，能够稳定地把持球体、棒状部件。

这样，能够实施以往无法实施的把持方式，从而能够实现多样的把持方式。

另外，根据该机器人手1，能够将向指旋转轴324A、324B传递旋转动力的动力部配置于相比支承部20靠下方的不与做圆周移动的指部产生干扰的空间。而且，与将动力部配置于指部10A～10C的根部位置(基端位置)的有限的空间的情况相比，能够将输出功率大的驱动马达装备于本机器人手1，并能够将沿周向移动的第二指部10B、第三指部10C的圆周移动范围确保为大到180°。

另外，由于通过将重量大的圆周移动部30B的动力部配置于机器人手1整体的根部附近的位置，能够使机器人手1的重量平衡、重心位于该根部部分，所以能够减小作用于机器人手1的力矩。因此，机械手的控制变得容易，控制的稳定性增加，从而能够提高机器人手1的把持精度。

另外，根据该机器人手1，其是利用一个蜗轮328使两个旋转轴用正齿轮323A、324B以同步的状态旋转的传递构造，由此，能够改变两个指部10B、10C的指位置。例如，在使用两个蜗轮而向与它们各自对应的指部传递旋转动力的以往的情况下，在制造机器人的手时需要考虑蜗杆的啮合度，并需要以高精度定位两个蜗杆，但是在本机器人手1中，由于使用一个蜗轮328，所以不需要上述制造时的高精度的定位，从而能够缩短制造时间，还能够进一步减少动作不良。

并且，通过将与蜗杆321啮合的蜗轮328形成为一个，并将其他的传递部形成为正齿轮(旋转轴用正齿轮323、传递用正齿轮325)，能够减小蜗轮328所引起的游隙量，能够减少作为圆周移动部30B的松动，从而能够以更高的精度稳定地对对象物进行把持。

另外，由于两个旋转轴用正齿轮323A、323B在相同转速下以相互相同的角度旋转，所以与上述旋转轴用正齿轮323A、323B连接的两个指部10B、10C也同样在相同转速下以相互相同的角度旋转，从而容易进行对象物的姿势控制。

另外，在旋转轴用正齿轮以相同的转速旋转的情况下，与多个旋转轴用正齿轮彼此的旋转角度不同的结构相比，能够简化装置结构。

并且，即使在旋转轴用正齿轮323A、323B彼此不直接啮合、而将两个旋转轴用正齿轮323A、323B彼此隔开间隔地配置的情况下，也能够利用同步用正齿轮326A、326B从第一旋转轴用正齿轮323A向第二旋转轴用正齿轮323B传递旋转。因此，存在使指部10B、10C做圆周移动的指旋转轴324A、324B的配置所受到的制约变少这一优点。

并且，第二指部10B与第三指部10C沿周向朝相互接近的方向或远离的方向旋转，能够利用三个指部10A～10C在规定的位置稳定地把持对象物。在该情况下，在配置于第一指位置P1的第二指部10B与第三指部10C以相同的转速旋转时，第二指部10B旋转的旋转角度与第三指部10C旋转的旋转角度相等，并且第二指部10B、第三指部10C的相对于第一指部10A的周向的位置形成为相等的距离，因此能够更稳定地对对象物进行把持。

在上述本实施方式的机器人手以及机器人装置中，能够通过各种手的把持姿势简单地以低成本对包括不同种形状、不同尺寸的多种对象物进行把持。

接下来，根据附图对本发明的机器人手以及机器人装置的其他实施方式进行说明，但是对于与上述第一实施方式相同或者相等的部件、部分，使用相同的附图标记而省略说明，并对与第一实施方式不同的结构进行说明。

(第二实施方式)

如图10所示，机器人装置4例如作为工业用机器人臂而被使用。机器人装置4设置于具有安装部40、第一连杆41、第二连杆42、第三连杆43、第四连杆44、第五连杆45以及第六连杆46的多轴臂。

安装部40例如是安装于地板部、壁部、顶棚部等的部分。第一连杆41～第六连杆46例如从安装部40依次以串联的方式连接。而且，对于本机器人装置4而言，安装部40与第一连杆41、以及连杆彼此通过连接部(关节4a、4b、4c、4d、4e、4f)连结为能够旋转。由于第一连杆41～第六连杆46分别设置为能够旋转，所以通过利用关节4a～4f使各个连杆适当地旋转，能够实现作为机器人臂整体的复合的动作。

第六连杆46是机器人装置4的前端部分。在该第六连杆46的前端部安装有上述第一实施方式所记载的机器人手1。

根据本第二实施方式的机器人装置4，能够提供一种能够简单地以低成本对包括不同种形状、不同尺寸的多种对象物进行把持的机器人装置。

在本第二实施方式中示出了具有六个关节的机器人装置的例子，但是关节的数量并不限定于此，只要是一个以上即可。也可以是具有七个或者七个以上关节的使臂的动作带有冗余性的机器人装置。

(第三实施方式)

如图11所示，第三实施方式的机器人装置5是将上述第二实施方式的多轴臂(机器人装置4)设置为多个(此处为两个)的双臂机器人。在该情况下，通过分别在双臂设置机器人手1，能够用上述双臂的手夹住并把持对象物M而进行作业。这样，能够实施以往无法实施的把持方式，从而能够实现多样的把持方式。

另外，如图12的变形例所示，也可以构成为，分别在设置于机器人装置5A的躯干部51的两个多轴臂(机器人装置4)设置机器人手1。并且，将各多轴臂4形成为具有第一连杆41～第七连杆47的七轴臂，若分别设置机器人手1，则能够实现与人们使用两条臂和手拿起一个较大的物体的情况相同的臂的动作以及把持方式。对于本机器人装置5A而言，通过在六个连接部(关节4a、4b、4c、4d、4e、4f)中的附图标记4b与4c的关节之间设置旋转轴4g来构成七轴臂。

此外，在图12中，对于机器人装置5A而言，在底部具备车轮53，并且在收纳有未图示的控制装置的主体部52支承有上述躯干部51，从而该机器人装置5A能够借助车轮53而移动。

由此，在如图11以及图12所示的本第三实施方式中，能够把持用一个臂(机器人手1)无法把持的较大的对象物。另外，在用两个臂(机器人装置4)将指部插入到箱与物体的间隙来把持箱中的物体的情况下，若是以往的三根指手，则在间隙比较狭窄的情况下无法将全部的指部插入到间隙，但是在本第三实施方式中，由于能够对齐指尖而插入到间隙，所以与以往的手相比能够以更多根数的指部牢固地进行把持。

以上，对本发明的机器人手以及机器人装置的实施方式进行了说明，但是本发明并不限定于上述实施方式，能够在不脱离其主旨的范围内进行适当的变更。

例如，在上述实施方式中形成了设置有三个指部10A～10C的结构，但是并不限定于三个，重要的是在有三个以上的指部的情况下，只要其中至少两个以上的指部设置为能够做圆周移动即可。

另外，在不脱离本发明的主旨的范围内，能够适当地将上述实施方式中的构成要素置换为公知的构成要素。

附图标记说明：

1：机器人手；4、5、5A：机器人装置；10A：第一指部；10B：第二指部；10C：第三指部；11：接触部件；20：支承部；21：上部连结基板；22：下部连结基板；23：固定连杆；24：连结连杆；30：驱动部；30A：开闭机构；30B：圆周移动部；31：驱动基板；311：丝杠轴；312：滚珠螺母；321：蜗杆；322：第二驱动马达；323A、323B：旋转轴用正齿轮；324A、324B：指旋转轴；325A～325C：传递用正齿轮；326A、326B：同步用正齿轮；O：手轴；P1：第一指位置；P2：第二指位置。

Claims (13)

1.一种机器人手，其特征在于，具备：

三个以上的指部；

支承部，其支承所述三个以上的指部的各自的基端；以及

圆周移动部，其使所述指部中的至少两个以上的指部以该指部被所述支承部支承的位置为中心沿周向在180度以上的范围内做圆周移动。

2.根据权利要求1所述的机器人手，其特征在于，

所述圆周移动部具有：与所述两个以上的指部分别连接的指旋转轴；以及向该指旋转轴传递旋转动力的动力部，

该动力部配置于相比所述支承部靠下方的位置并且配置于所述机器人手的根部部分。

3.根据权利要求1所述的机器人手，其特征在于，

所述圆周移动部具备：

蜗杆；

驱动马达，其使该蜗杆旋转；

一个蜗轮，其与所述蜗杆啮合；

旋转轴用正齿轮，其与所述蜗轮的旋转连动，并且绕平行于手轴的指旋转轴旋转而使所述两个以上的指部以同步的状态做圆周移动；以及

传递用正齿轮，其从所述蜗轮向所述旋转轴用正齿轮传递旋转动力。

4.根据权利要求3所述的机器人手，其特征在于，

多个所述旋转轴用正齿轮形成为相同齿距的齿形状。

5.根据权利要求3所述的机器人手，其特征在于，

设置有同步用正齿轮，该同步用正齿轮配置于两个所述旋转轴用正齿轮之间，并分别向该旋转轴用正齿轮传递旋转动力。

6.根据权利要求1所述的机器人手，其特征在于，

所述指部具备：配置于所述圆周的固定位置的第一指部；以及能够向所述周向做圆周移动的第二指部及第三指部，

所述第二指部以及所述第三指部能够在从第一指位置到第二指位置的范围内做圆周移动，

所述第一指位置是在所述周向与所述第一指部对置的位置，所述第二指位置是相对于所述第一指部沿所述周向排列的位置。

7.一种机器人装置，其特征在于，具备：

机器人手；以及

多轴臂，

所述机器人手具备：三个以上的指部；支承部，其支承该三个以上的指部的各自的基端；以及圆周移动部，其使所述指部中的至少两个以上的指部以该指部被所述支承部支承的位置为中心沿周向在180度以上的范围内做圆周移动。

8.根据权利要求7所述的机器人装置，其特征在于，

所述多轴臂设置有多个。

9.根据权利要求7所述的机器人装置，其特征在于，

所述圆周移动部具有：与所述两个以上的指部分别连接的指旋转轴；以及向该指旋转轴传递旋转动力的动力部，

该动力部配置于相比所述支承部靠下方的位置并且配置于所述机器人手的根部部分。

10.根据权利要求7所述的机器人装置，其特征在于，

所述圆周移动部具备：

蜗杆；

驱动马达，其使该蜗杆旋转；

一个蜗轮，其与所述蜗杆啮合；

旋转轴用正齿轮，其与所述蜗轮的旋转连动，并且绕平行于手轴的指旋转轴旋转而使所述两个以上的指部以同步的状态做圆周移动；以及

传递用正齿轮，其从所述蜗轮向所述旋转轴用正齿轮传递旋转动力。

11.根据权利要求10所述的机器人装置，其特征在于，

多个所述旋转轴用正齿轮形成为相同齿距的齿形状。

12.根据权利要求10所述的机器人装置，其特征在于，

设置有同步用正齿轮，该同步用正齿轮配置于两个所述旋转轴用正齿轮之间，并分别向该旋转轴用正齿轮传递旋转动力。

13.根据权利要求7所述的机器人装置，其特征在于，

所述指部具备：配置于所述圆周的固定位置的第一指部；以及能够向所述周向做圆周移动的第二指部及第三指部，

所述第二指部以及所述第三指部能够在从第一指位置到第二指位置的范围内做圆周移动，

所述第一指位置是在所述周向与所述第一指部对置的位置，所述第二指位置是相对于所述第一指部沿所述周向排列的位置。