CN104068989A

CN104068989A - 手指辅助装置

Info

Publication number: CN104068989A
Application number: CN201410095270.5A
Authority: CN
Inventors: 宫泽修
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2013-03-25
Filing date: 2014-03-14
Publication date: 2014-10-01
Anticipated expiration: 2034-03-14
Also published as: US20140288664A1; CN104068989B; US9636270B2; EP2783660A1; EP2783660B1; JP2014184027A

Abstract

本发明提供根据安装者的意图适当地辅助手指的弯曲动作或者伸展动作的手指辅助装置。以能够向手指弯曲的方向以及手指伸展的方向旋转的方式连接多个单元而形成手指辅助装置。单元通过利用夹持部从手指的指腹以及指背夹持手指而安装于手指，并检测手指的指腹与夹持部之间的接触力（第1接触力）以及手指的指背与夹持部之间的接触力（第2接触力），来控制驱动力。手指辅助装置的安装者的意图表现于第1接触力与第2接触力，所以通过这样做能够根据安装者的意图适当地控制手指辅助装置的驱动力，辅助手指的弯曲动作或者伸展动作。

Description

手指辅助装置

技术领域

本发明涉及手指辅助装置。

背景技术

目前提出有通过安装于因事故、疾病等引起在手指的弯曲伸展方面产生了障碍的人、握力降低的人、因高龄使力量减弱的老人等的手来辅助手指的动作的装置（专利文献1、专利文献2）。

专利文献1：日本特开2002－345861号公报

专利文献2：日本特开2011－115248号公报

然而，难于检测关于欲使手指弯曲还是欲使手指伸展的人的意向，因此，上述提案的任何一个中均存在难以适当地辅助手指的弯曲动作或者伸展动作这样的问题。

发明内容

该发明是为了解决现有技术所具有的上述课题而完成的，目的在于提供能够检测人欲使手指弯曲还是欲使其伸展，并适当地辅助手指的弯曲动作或者伸展动作的技术。

为了解决上述课题的至少一部分，本发明的手指辅助装置采用了下面的构成。即，

在安装于手指来辅助上述手指弯曲的动作的手指辅助装置中，其特征在于，具备：

多个单元，它们以能够向上述手指弯曲的弯曲方向以及向上述手指朝上述弯曲方向的相反方向伸展的伸展方向旋转的方式连结；

夹持部，其被设于多个上述单元，并夹持上述手指的指腹以及上述手指的指背，其中，将上述手指面向欲把持的对象物的一侧作为上述手指的指腹，将手指的指腹的相反侧作为上述手指的指背；

传感器，其为设于上述夹持部，并检测在上述夹持部与上述手指的指腹之间产生的第1接触力的第1传感器、和检测在上述夹持部与上述手指的指背之间产生的第2接触力的第2传感器的至少一个；

驱动部，其与上述单元连结，并驱动上述单元向上述手指弯曲的方向或者向上述手指伸展的方向旋转；以及

驱动力控制部，其基于上述第1接触力和上述第2接触力，控制上述驱动部驱动上述单元旋转的驱动力。

这样的本发明的手指辅助装置通过驱动连接的多个单元向手指弯曲的方向或者手指伸展的方向旋转，来辅助手指的动作。这里，单元通过利用夹持部从手指的指腹以及指背夹持手指，从而安装于手指。并且，所谓的“手指的指腹”是指在使手指弯曲来把持对象物时，手指面向对象物的一侧。另外，所谓的“手指的指背”是指与手指的指腹相反的一侧。而且，检测手指的指腹与夹持部之间的接触力（第1接触力）以及手指的指背与夹持部之间的接触力（第2接触力），来控制驱动力。详细后述，但手指辅助装置的安装者的意图表现于第1接触力和第2接触力，所以通过这种方式能够根据安装者的意图适当地控制手指辅助装置的驱动力，来辅助手指的弯曲动作或者伸展动作。

另外，在上述的本发明的手指辅助装置中，在驱动单元向手指弯曲的方向旋转的状态下，也可以如下述那样使驱动力增减。即，也可以在第1接触力比第2接触力大的情况下使驱动力增加，在第1接触力比第2接触力小的情况下使驱动力减少。

在驱动单元向手指弯曲的方向旋转的状态下，第1接触力比第2接触力大可以认为是安装者欲使手指进一步弯曲。相反地，第1接触力比第2接触力小可以认为是安装者欲减弱使手指弯曲的力。因此，通过如上述那样检测接触力，能够根据安装者的意图使驱动力增减。

另外，在上述的本发明的手指辅助装置中，也可以在驱动单元向手指弯曲的方向旋转时的第1接触力与第2接触力的差比规定的阈值小的情况下，不使驱动力增减。即，也可以在驱动单元向手指弯曲的方向旋转的状态下，当第1接触力比第2接触力大第1增加侧阈值以上时使驱动力增加，当第2接触力比第1接触力大第1减少侧阈值以上时使驱动力减少。并且，在驱动单元向手指弯曲的方向旋转的状态下，当第1接触力比第2接触力大且第1接触力的相对于第2接触力的超过量小于第1增加侧阈值，或者第2接触力比第1接触力大且第2接触力的相对于第1接触力的超过量小于第1减少侧阈值的情况下，维持驱动力。另外，能够分别设定使驱动力增加的一侧的阈值（第1增加侧阈值）与使驱动力减少的一侧的阈值（第1减少侧阈值）即可，也可以将第1增加侧阈值与第1减少侧阈值设定为相同的值。

这样一来，能够避免因安装者没有意图的细微的手指的动作（例如手指的抖动）而引起第1接触力以及第2接触力增减，并随之使驱动力增减。其结果是，能够根据安装者的意图，稳定地辅助手指的弯曲动作以及伸展动作。

另外，在上述的本发明的手指辅助装置中，也可以在驱动单元向伸展方向旋转的状态下，如下述那样使驱动力增减。即，也可以在第1接触力比第2接触力大的情况下使驱动力减少，在第1接触力比第2接触力小的情况下使驱动力增加。

在驱动单元向伸展方向旋转的状态下，第1接触力比第2接触力大可以认为是安装者欲减弱使手指伸展的力。相反地，第1接触力比第2接触力小可以认为是安装者欲使手指进一步伸展。因此，通过如上述那样控制驱动力，能够根据安装者的意图使驱动力增减。

另外，在上述的本发明的手指辅助装置中，也可以在驱动单元向伸展方向旋转时的第1接触力与第2接触力的差比规定的阈值小的情况下，不使驱动力增减。即，也可以在驱动单元向伸展方向旋转的状态下，当第2接触力比第1接触力大第2增加侧阈值以上时使驱动力增加，当第1接触力比第2接触力大第2减少侧阈值以上的情况下使驱动力减少。并且，在驱动单元向伸展方向旋转的状态下，当第2接触力比第1接触力大且第2接触力的相对于第1接触力的超过量小于第2增加侧阈值，或者第1接触力比第2接触力大且第1接触力的相对于第2接触力的超过量小于第2减少侧阈值的情况下，维持驱动力。并且，能够分别设定使驱动力增加的一侧的阈值（第2增加侧阈值）与使驱动力减少的一侧的阈值（第2减少侧阈值）即可，也可以将第2增加侧阈值与第2减少侧阈值设定为相同的值。

另外，在上述的本发明的手指辅助装置中，也可以将第2增加侧阈值设定为比第1增加侧阈值小的值，并将第2减少侧阈值设定为比第1减少侧阈值小的值。

一般有手指在伸展时相比弯曲时手指的力较小的倾向。因此，若事先设第2增加侧阈值为比第1增加侧阈值小的值，设第2减少侧阈值为比第1减少侧阈值小的值，则与弯曲时相比手指在伸展时能够从手指受到较小的力的阶段开始辅助手指的动作。

另外，在上述的本发明的手指辅助装置中，也可以在多个单元中，特别是在手指的前端侧的单元的夹持部设置第1传感器以及第2传感器。并且，该情况下，也可以在其他单元的夹持部也设置第1传感器以及第2传感器。

使手指弯曲或伸展的情况下，越至手指的前端手指的动作越大。因此，若在多个单元中特别是在手指的前端侧的单元的夹持部设置第1传感器以及第2传感器，则能够灵敏地检测安装者的意图，适当地辅助手指的动作。

另外，在上述的本发明的手指辅助装置中，设于手指的指腹的第1夹持部也可以形成为比设于手指的指背的第2夹持部容易变形。

这样一来，在安装者把持对象物的情况下，把持对象物的感触经由第1夹持部被传递至安装者的手指的指腹，所以能够实现容易把持对象物的手指辅助装置。

另外，在上述的本发明的手指辅助装置中，作为驱动单元旋转的驱动部，也可以使用包含压电材料形成的振动体。作为振动体，能够优选使用弯曲驱动式的压电致动器。

这样一来，通过使振动体薄型化而能够使手指辅助装置薄型化。另外，振动体在按压于连结部件的状态下使用，所以在未驱动连结部件旋转期间，作为防止连结部件的旋转的制动器发挥作用。因此，即使在未利用振动体驱动连结部件的情况下，手指也不会经不住负载而向后仰。

附图说明

图1是本实施例的手指辅助装置的整体图。

图2是表示手指辅助装置的驱动单元的结构的说明图。

图3是表示压电马达的结构的立体图。

图4是表示压电马达的动作原理的说明图。

图5是表示手指辅助装置的动作的说明图。

图6是表示基于第1传感器以及第2传感器的输出来检测手指辅助装置的安装者的意图的原理的说明图。

图7是调整压电马达的驱动力的驱动力调整处理的流程图。

图8是示意性地示出存储于驱动控制部的存储器的弯曲动作时用的对应关系以及伸展动作时用的对应关系的说明图。

图9是例示第1变形例的第1夹持部以及第2夹持部的说明图。

图10是例示在安装部件并列地安装了多个手指辅助装置的第2变形例的说明图。

具体实施方式

图1是表示将本实施例的手指辅助装置100安装于人的手指1（食指）的情况的说明图。图1（a）表示从手指1的指腹观察到的状态，图1（b）表示从手指1的侧面侧观察到的状态。另外，图1中所示的编号1a表示手指1的指甲，编号1b表示手指1的指缝，编号1c表示手指1的关节。并且，所谓的“手指的指腹”是指在使手指1弯曲来把持对象物时，手指1面向对象物的一侧。另外，所谓的“手指的指背”是指与手指的指腹相反的一侧。另外，在本实施例中对安装于人的手指1的情况进行说明，但也可以安装于脚趾，还可以安装于人以外的动物的手指或者脚趾。

如图示那样本实施例的手指辅助装置100具备串联连接的多个（在图示的例子中为两个）驱动单元110、和与前端连接的指尖单元120。并且，两个驱动单元110使用相同的元件，但需要区别这些元件的情况下，如图1所示，分别称为驱动单元110a、110b。另外，本实施例的驱动单元110对应于本发明中的“单元”。

如图1（a）所示，驱动单元110具备：第1部件111，其被设在手指1的一侧；第2部件112，其以夹着该第1部件111的方式被设在与手指1相反的一侧；圆板形状的转子113，其被设在第1部件111与第2部件112之间；压电马达200，其使转子113旋转；第1正齿轮114，其与转子113一起旋转；第2正齿轮115，其与第1正齿轮114嵌合；以及连接螺钉116，其使第2正齿轮115与邻接的驱动单元110的第2部件112连接。因此，各驱动单元110能够通过紧固或松弛连接螺钉116而自由拆装。另外，压电马达200与通过供给驱动信号来控制压电马达200的驱动方向以及驱动力的驱动控制部250连接。并且，本实施例的压电马达200对应于本发明中的“驱动部”或者“振动体”，本实施例的驱动控制部250对应于本发明中的“驱动力控制部”。

另外，在驱动单元110a的第1部件111、驱动单元110b的第1部件111、指尖单元120设有第1夹持部130b和第2夹持部130a，第1夹持部130b从手指1的指腹、第2夹持部130a从手指1的指背夹持手指1。因此，如图1所示，通过利用设于驱动单元110a、110b以及指尖单元120的第1夹持部130b以及第2夹持部130a夹持手指1，能够将本实施例的手指辅助装置100安装于手指1。另外，第2夹持部130a由金属、硬质树脂等不容易变形的材质形成，但第1夹持部130b由软质树脂等容易变形的材质形成。因此，即使当在将手指辅助装置100安装于手指1的状态下把持对象物时，安装者也能够经由第1夹持部130b在手指1的指腹感受把持对象物的感触。并且，本实施例的第1夹持部130b以及第2夹持部130a对应于本发明中的“夹持部”。

图1（c）表示在A－A的位置切断指尖单元120的剖视图。如图所示，在指尖单元120的第1夹持部130b的与手指1的指腹接触的位置设有第1传感器132b。另外，在指尖单元120的第2夹持部130a的与手指1的指背接触的位置设有第2传感器132a。因此，若将本实施例的手指辅助装置100安装于手指1，则手指1的指腹成为与第1传感器132b接触而被轻轻按压的状态，手指1的指背成为与第2传感器132a接触而被轻轻按压的状态。

此外，来自第1传感器132b以及第2传感器132a的输出被供给至驱动控制部250。然后驱动控制部250基于来自第1传感器132b以及第2传感器132a的输出，驱动压电马达200。后面对该点进行详细说明。另外，在本实施例中，对仅在指尖单元120的第1夹持部130b以及第2夹持部130a安装有第1传感器132b以及第2传感器132a进行说明，但也可以在驱动单元110a、110b的第1夹持部130b以及第2夹持部130a安装第1传感器132b以及第2传感器132a。

图2是表示驱动单元110的详细的结构的说明图。并且，在图2中，安装部102、104省略图示。图2（a）是从与安装在手指1的一侧相反的一侧（第2部件112的一侧）观察到的驱动单元110的主视图，图2（b）是在驱动单元110的中央位置的剖视图，图2（c）是从安装在手指1的一侧（第1部件111的一侧）观察到的驱动单元110的后视图。

在第1部件111的两个位置突出设置圆柱形状的凸起111b，压电马达200在凸起111b的顶面被螺纹固定。后述压电马达200的结构。另外，在第1部件111与第2部件112之间以能够旋转的方式安装有圆板形状的转子113，与该转子113同轴地安装有第1正齿轮114，该第1正齿轮114与转子113一起一体地旋转。并且，第1正齿轮114与第2正齿轮115嵌合。因此，若使用压电马达200使转子113旋转，则第1正齿轮114与转子113一起旋转，从而第2正齿轮115旋转。另外，第2正齿轮115相对于第1正齿轮114齿数较多。因此，第1正齿轮114的旋转被减速地（因此被增力）传递至第2正齿轮115。

图3是表示压电马达200的结构的立体图。如图所示压电马达200为在包括压电材料且形成为板状的两个压电元件（表压电元件220、背压电元件221）之间夹着由金属平板形成的垫板210贴合而成的层叠结构。以下，将压电马达200的长边方向称为X方向。另外，如图中所示，将与X方向正交的压电马达200的短边方向称为Y方向，将与X方向以及Y方向正交的压电马达200的厚度方向称为Z方向。

表压电元件220的与和垫板210接触的面相反的一侧的面（上表面）设有用于给表压电元件220施加电压的表电极222，如图3所示，以将表压电元件220的上表面格子状地四等分的方式设置有四个矩形形状的表电极222。另外，虽然图示省略，但在背压电元件221的与和垫板210接触的面相反的一侧的面（下表面）也同样地以将该下表面格子状地四等分的方式设置有四个矩形形状的背电极223。另外，金属制的垫板210不仅加固压电元件（表压电元件220、背压电元件221），还具有作为用于对表压电元件220以及背压电元件221施加电压的共用电极的作用，其与接地线连接。

压电马达200的长边方向（X方向）的端部设有凸部212。另外，朝向压电马达200的短边方向（Y方向）的两侧面设有一对支承部214，该一对支承部214用于以朝向设置了凸部212的一侧推压的状态支承压电马达200。这些凸部212以及支承部214与垫板210一体地形成。

图4是表示压电马达200的动作原理的说明图。在以固定周期对压电马达200的表电极222以及背电极223施加电压时，压电马达200通过压电马达200的凸部212进行椭圆运动而动作。压电马达200的凸部212进行椭圆运动是基于下述的原因。另外，设于表压电元件220的表电极222与设于背压电元件221的背电极223关于X－Y平面面对称且基本相同，所以这里以表电极222为例进行说明。

首先，众所周知包含压电材料的压电元件（表压电元件220、背压电元件221）具有若施加正电压则伸展的性质。因此，如图4（a）所示，若以特定的频率反复对所有四个表电极222施加了正电压后，再解除施加电压，则压电马达200（表压电元件220）能够产生向长边方向（X方向）伸缩的一种共振现象。另外，将压电马达200反复向长边方向（X方向）伸缩的动作称为“纵振动”，将压电马达200伸缩的方向（图中的±X方向）称为“伸缩方向”。

另外，如图4（b）或者图4（c）所示，将彼此位于对角线的位置的两个表电极222作为一组（表电极222a以及表电极222d的组，或者表电极222b以及表电极222c的组），若施加特定频率的电压，则压电马达200（表压电元件220）能够产生长边方向（X方向）的前端部（设置了凸部212的部分）在附图上向左右方向（Y方向）摆头的一种共振现象。例如，如图4（b）所示，若以固定周期对表电极222a以及表电极222d的组施加正电压，则压电马达200的长边方向的前端部反复进行向右向移动的动作。另外，如图4（c）所示，若以固定周期对表电极222b以及表电极222c的组施加正电压，则压电马达200的长边方向的前端部反复进行向左向移动的动作。将这样的压电马达200的动作称为“弯曲振动”。以下，将压电马达200弯曲振动的方向（图中的±Y方向）称为“弯曲方向”。

而且，若适当地选择表压电元件220的物性、表压电元件220的尺寸（宽度W、长度L、厚度T），则能够通过以“弯曲振动”共振而同时地引起“伸缩振动”的共振。其结果是，在如图4（b）所示的方式中对表电极222a以及表电极222d的组施加了电压的情况下，压电马达200的前端部（设置了凸部212的部分）在附图上进行顺时针旋转地描绘椭圆的动作（椭圆运动）。另外，在图4（c）所示的方式中对表电极222b以及表电极222c的组施加了电压的情况下，压电马达200的前端部在附图上进行逆时针旋转的椭圆运动。对于背压电元件221，与表压电元件220全部相同的动作也成立。

压电马达200利用这样的椭圆运动来驱动被驱动体。即，通过将压电马达200的凸部212按压至被驱动体的状态使椭圆运动产生。这样一来，凸部212反复进行在压电马达200伸展时以按压至被驱动体的状态从左向右（或者从右向左）移动，并在压电马达200收缩时以离开被驱动体的状态复原至原来的位置的动作。其结果是，被驱动体通过从凸部212受到的摩擦力被单向地驱动。

安装于本实施例的驱动单元110的压电马达200在将凸部212按压到转子113的状态下设置（参照图2）。因此，若驱动压电马达200，则转子113以及第1正齿轮114旋转，且该旋转被传递至第2正齿轮115。而且，如图1所示，第2正齿轮115与相邻的驱动单元110（或者指尖单元120）连接。因此，通过驱动压电马达200，能够使驱动单元110a和驱动单元110b，或者驱动单元110b和指尖单元120弯曲、伸展。

图5是表示本实施例的手指辅助装置100的动作的说明图。例如，如图5（a）所示，若驱动驱动单元110a的压电马达200，以使得驱动单元110a的转子113在纸面上向顺时针方向旋转，则驱动单元110b相对于驱动单元110a以手指弯曲的方式移动。同样地，若驱动驱动单元110b的压电马达200，以使得驱动单元110b的转子113在纸面上向顺时针方向旋转，则指尖单元120以相对于驱动单元110b弯曲的方式移动。其结果是，如图5（a）中的白底箭头所示，手指辅助装置100弯曲。

另外，如图5（b）所示，若向相反方向驱动驱动单元110a以及驱动单元110b的压电马达200，使转子113在纸面上逆时针旋转，则如图中的白底箭头所示，能够使弯曲的手指辅助装置100伸展。

如以上所说明那样，本实施例的手指辅助装置100通过安装于手指1的侧面并驱动压电马达200，能够辅助手指1弯曲的动作或者伸展的动作。但是，为了利用手指辅助装置100适当地辅助这些手指1的动作，适当地检测在手指1安装了手指辅助装置100的人是想使手指1弯曲还是伸展这样的人（安装者）的意图是重要的。另外，即使在安装者使手指1弯曲，而利用手指辅助装置100辅助该动作的情况下，检测感觉辅助的力较弱还是较强也是重要的。安装者使手指1伸展的情况下也相同，检测感觉手指辅助装置100辅助手指1的力较弱还是较强是重要的。于是，本实施例的手指辅助装置100使用安装于第1夹持部130b的第1传感器132b，以及安装于第2夹持部130a的第2传感器132a的输出来检测安装者的意图。

图6是表示本实施例的手指辅助装置100基于第1传感器132b以及第2传感器132a的输出来检测安装者的意图的原理的说明图。并且，图6中所示的编号1a表示手指1的指甲，编号1b表示手指1的指缝，编号1c表示手指1的关节。若使用图1如上述那样将手指辅助装置100安装于手指1，则第1夹持部130b从手指1的指腹、第2夹持部130a以从手指1的指背以轻轻按压手指1的状态夹持手指1。因此，在设于第1夹持部130b的第1传感器132b与手指1之间，以及设于第2夹持部130a的第2传感器132a与手指1之间分别作用有接触力。另外，以下，将在第1传感器132b与手指1之间作用的接触力称为“第1接触力”，将在第2传感器132a与手指1之间作用的接触力称为“第2接触力”。

这里，如图6（a）所示，考虑安装者欲使手指1弯曲的情况。在操作者欲从手指1未动作的状态到使手指1弯曲的情况下，由于安装者的手指1按压第1夹持部130b，所以由第1传感器132b检测到的第1接触力F1增加。另外，由于安装者的手指1欲离开第2夹持部130a，所以由第2传感器132a检测到的第2接触力F2减少。或者，在手指1进行弯曲动作时安装者欲进一步增强弯曲的力的情况下，安装者的手指1也按压第1夹持部130b。因此，由第1传感器132b检测到的第1接触力F1增加，由第2传感器132a检测到的第2接触力F2减少。

与此相对，在手指1进行弯曲动作时安装者欲进一步减弱弯曲的力的情况下，安装者减弱使手指1弯曲的力的结果是，成为手指辅助装置100的指尖单元120以及驱动单元110的动作超过安装者的手指1的动作的状态。因此，由于安装者的手指1按压第2夹持部130a，所以由第2传感器132a检测到的第2接触力F2增加，由第1传感器132b检测到的第1接触力F1减少。

根据以上的说明显然可知，在手指1的弯曲动作时（也包括使手指弯曲前的停止状态），由第1传感器132b检测到的第1接触力F1比由第2传感器132a检测到的第2接触力F2大的情况下，手指辅助装置100增加向使手指1弯曲的方向辅助的力即可。相反，在第1接触力F1比第2接触力F2小的情况下，手指辅助装置100减少向使手指1弯曲的方向辅助的力减少即可。

接下来，如图6（b）所示，考虑安装者欲使手指1伸展的情况。在操作者欲从手指1未动作的状态到使手指1伸展的情况下，由于安装者的手指1按压第2夹持部130a，所以由第2传感器132a检测到的第2接触力F2增加。另外，由于安装者的手指1欲离开第1夹持部130b，所以由第1传感器132b检测到的第1接触力F1减少。或者，在手指1进行伸展动作时安装者欲进一步增强伸展的力的情况下，安装者的手指1也按压第2夹持部130a。因此，由第2传感器132a检测到的第2接触力F2增加，由第1传感器132b检测到的第1接触力F1减少。

另外，在手指1进行伸展动作时安装者欲进一步减弱伸展的力的情况下，安装者减弱使手指1伸展的力的结果是，成为手指辅助装置100的指尖单元120以及驱动单元110的动作超过安装者的手指1的动作的状态。因此，由于安装者的手指1按压第1夹持部130b，所以由第1传感器132b检测到的第1接触力F1增加，由第2传感器132a检测到的第2接触力F2减少。

根据以上的说明显然可知，在手指1的伸展动作时（包括使手指伸展前的停止状态），由第2传感器132a检测到的第2接触力F2比由第1传感器132b检测到的第1接触力F1大的情况下，手指辅助装置100增加向使手指1伸展的方向辅助的力即可。相反，在第2接触力F2比第1接触力F1小的情况下，手指辅助装置100减少向使手指1伸展的方向辅助的力即可。

这样，若比较由第1传感器132b检测到的第1接触力F1、和由第2传感器132a检测到的第2接触力F2，则能够根据手指辅助装置100的安装者的意图，使压电马达200的驱动力增减。因此，能够使用手指辅助装置100适当地辅助手指1的弯曲动作或者伸展动作。

另外，以上，以能够通过比较第1接触力F1和第2接触力F2，进行与安装者的意图对应的辅助动作的原理为着眼点进行了说明。在将该原理应用于实际的控制的情况下，第1接触力F1与第2接触力F2的差越大，越能够使压电马达200的驱动力变化得较大。另外，在第1接触力F1与第2接触力F2的差在规定的阈值以下的情况下，能够维持此时的压电马达200的驱动力。

图7是本实施例的手指辅助装置100为了根据安装者的意图调整压电马达200的驱动力而执行的驱动力调整处理的流程图。手指辅助装置100的驱动控制部250在压电马达200的驱动中执行该处理。

如图所示在驱动力调整处理中，首先获取由第1传感器132b检测到的第1接触力F1、和由第2传感器132a检测到的第2接触力F2（S100），并从第1接触力F1减去第2接触力F2（S102）。接下来驱动控制部250判断是否为向手指弯曲的方向驱动压电马达200中（参照图5（a））（S104）。由于压电马达200的驱动方向通过驱动控制部250控制，所以驱动控制部250能够容易地判断当前是否为向手指弯曲的方向驱动中。其结果是，在判断为向手指弯曲的方向驱动中的情况下（S104：是），参照弯曲动作时用的对应关系，来决定驱动力的调整量（S106）。这里所谓的“对应关系”是指减法值（＝第1接触力F1－第2接触力F2）、和压电马达200的驱动力的调整量的对应关系。在本实施例的驱动控制部250的未图示的存储器预先存储有弯曲动作时用的对应关系、和伸展动作时用的对应关系。

图8是示意性地示出存储在驱动控制部250的存储器中的弯曲动作时用的对应关系以及伸展动作时用的对应关系的说明图。图8（a）示出弯曲动作时用的对应关系，图8（b）示出伸展动作时用的对应关系。在图8（a）所示的弯曲动作时用的对应关系中，当第1接触力F1比第2接触力F2大，但第1接触力F1的相对于第2接触力F2的超过量小于第1增加侧阈值th1u的情况下，或者第2接触力F2比第1接触力F1大，但第2接触力F2的相对于第1接触力F1的超过量小于第1减少侧阈值th1d的情况下，驱动力的调整量被设定为“0”。因此，在符合上述任意情况时，压电马达200的驱动力被维持为原样。并且，第1增加侧阈值th1u与第1减少侧阈值th1d可以设定为相同的值，也可以设定为不同的值。

另外，在第1接触力F1比第2接触力F2大的情况下，第1接触力F1减去第2接触力F2的减法值与第1增加侧阈值th1u相比越大，驱动力的调整量越被设定为较大的正值。因此，在弯曲动作中，当第1接触力F1比第2接触力F2大，并且第1接触力F1减去第2接触力F2的减法值大于第1增加侧阈值th1u以上的情况下，以减法值越大，越较大地增加驱动力的方式进行调整。

与此相对，在第1接触力F1比第2接触力F2小的情况下，第2接触力F2减去第1接触力F1的减法值与第1减少侧阈值th1d相比越大，驱动力的调整量越被设定为绝对值较大的负值。因此，在弯曲动作中，当第2接触力F2比第1接触力F1大，并且第2接触力F2减去第1接触力F1的减法值大于第1减少侧阈值th1d以上的情况下，以减法值越大，越较大地减少驱动力的方式进行调整。

在图7的S106中，如以上那样，基于第1接触力F1减去第2接触力F2的减法值，来决定压电马达200的驱动力的调整量。然后，利用决定的调整量调整压电马达200的驱动力之后（S108），返回至处理的前端，再次获取第1接触力F1以及第2接触力F2（S100），并继续进行上述的一系列处理。

与此相对，当在S104中判断为不为手指辅助装置100的弯曲动作中的情况下（S104：否），这次判断是否为伸展动作中（S110）。其结果是，在判断为伸展动作中的情况下（S110：是），参照伸展动作时用的对应关系（图8（b）），来决定驱动力的调整量（S112）。如图8（b）所示，在伸展动作时用的对应关系中，当第1接触力F1比第2接触力F2大，但第1接触力F1的相对于第2接触力F2的超过量小于第2减少侧阈值th2d的情况下，或者第2接触力F2比第1接触力F1大，但第2接触力F2的相对于第1接触力F1的超过量小于第2增加侧阈值th2u的情况下，驱动力的调整量被设定为“0”。因此，在符合上述的任意情况时，压电马达200的驱动力被维持为原样。并且，第2减少侧阈值th2d与第2增加侧阈值th2u可以设定为相同的值，也可以设定为不同的值。

另外，伸展动作时所使用的第2增加侧阈值th2u被设定为比弯曲动作时所使用的第1增加侧阈值th1u小的值，同样地，伸展动作时所使用的第2减少侧阈值th2d被设定为比弯曲动作时所使用的第1减少侧阈值th1d小的值。这是因为手指1的力在伸展时与弯曲时相比较弱，所以能够从手指1的力较小的阶段利用手指辅助装置100辅助手指1。

另外，在第1接触力F1比第2接触力F2大的情况下，第1接触力F1减去第2接触力F2的减法值与第2减少侧阈值th2d相比越大，驱动力的调整量越被设定为绝对值较大的负值。因此，在伸展动作中，当第1接触力F1比第2接触力F2大，并且第1接触力F1减去第2接触力F2的减法值大于第2减少侧阈值th2d以上的情况下，以减法值越大，越较大地减少驱动力的方式进行调整。

与此相对，在第1接触力F1比第2接触力F2小的情况下，第2接触力F2减去第1接触力F1的减法值与第2增加侧阈值th2d相比越大，驱动力的调整量越被设定为较大的正值。因此，在伸展动作中，当第2接触力F2比第1接触力F1大，并且第2接触力F2减去第1接触力F1的减法值大于第2增加侧阈值th2d以上的情况下，以减法值越大，越较大地增加驱动力的方式进行调整。

在图7的S112中，如以上那样，基于第1接触力F1减去第2接触力F2的减法值，来决定压电马达200的驱动力的调整量。然后，以决定的调整量调整压电马达200的驱动力之后（S114），返回至处理的前端，再次获取第1接触力F1以及第2接触力F2（S100），并继续进行上述的一系列处理。另外，在S110中判断为不为伸展动作时的情况下（S110：否），直接返回至前端获取第1接触力F1以及第2接触力F2（S100），之后继续进行上述的一系列处理。

通过以上方式，本实施例的手指辅助装置100基于由第1传感器132b检测到的第1接触力F1以及由第2传感器132a检测到的第2接触力F2，来调整压电马达200的驱动力。由于手指辅助装置100的安装者的意图体现于第1接触力F1与第2接触力F2的差的值，所以通过这种方式能够根据安装者的意图，使用手指辅助装置100适当地辅助手指1的弯曲动作以及伸展动作。

上述的本实施例的手指辅助装置100存在有几个变形例。以下，以与本实施例的不同点为中心对这些变形例进行简单的说明。另外，在以下的变形例中，对与本实施例的共用部分附加相同的编号并省略详细的说明。

在上述的实施例中，对手指1的指腹的第1夹持部130b由相比手指1的指背的第2夹持部130a容易变形的材质形成进行了说明（参照图1（c））。但是，第1夹持部130b也可以与第2夹持部130a相同，由金属、硬质树脂等不容易变形的材质形成。

图9是例示这样的第1变形例的第1夹持部130b以及第2夹持部130a的说明图。另外，在图9中，示出了指尖单元120的第1夹持部130b以及第2夹持部130a，但针对驱动单元110也能够为相同的第1夹持部130b以及第2夹持部130a。

在图示的第1变形例中，第1夹持部130b以及第2夹持部130a均形成为大致半圆的圆弧形状，第1夹持部130b的一端以能够相对于第2夹持部130a的一端转动的方式被轴支承。因此，通过使第1夹持部130b转动，能够成为第1夹持部130b相对于第2夹持部130a张开的状态（在图中以实线显示的状态）、和第1夹持部130b相对于第2夹持部130a闭合的状态（在图中以虚线显示的状态）。而且，在张开第1夹持部130b的状态下，使第2夹持部130a的内侧与手指1的指背接触，使第1夹持部130b转动而成为相对于第2夹持部130a闭合的状态，之后利用设于第1夹持部130b的另一端的紧固螺钉133将第1夹持部130b固定于第2夹持部130a。这样一来，能够以第1夹持部130b的第1传感器132b按压至手指1的指腹，第2夹持部130a的第2传感器132a按压至手指1的指背的状态夹持手指1。

图10是例示在安装部件300并列地安装了多个手指辅助装置100的第2变形例的说明图。在第2变形例中，各个手指辅助装置100经由安装部302，被并列地安装于安装部件300。在这样的第2变形例中，通过将安装部件300安装于手掌或者手背，能够相对于手指1将手指辅助装置100安装在适当的位置。因此，能够适当地辅助手指1的弯曲动作。

另外，在图10（a）所示的例子中对安装部件300安装有四个手指辅助装置100，所以能够辅助食指、中指、无名指、小指这四个手指1的弯曲动作。当然，也可以在安装部件300再安装一个手指辅助装置100，能够辅助拇指的弯曲动作。另外，如图10（b）所例示，也可以仅对需要辅助的手指1在安装部件300安装手指辅助装置100。

以上，对本实施例以及变形例的手指辅助装置100进行了说明，但本发明并不限定于上述的实施例，能够在不脱离其主旨的范围内以各种方式实施。

符号说明

100…手指辅助装置，102…安装部，110…驱动单元，111…第1部件，112…第2部件，113…转子，114…第1正齿轮，115…第5正齿轮，116…连接螺钉，120…指尖单元，130a…第2夹持部，130b…第1夹持部，132a…第2传感器，132b…第1传感器，133…紧固螺钉，200…压电马达，220…表压电元件，221…背压电元件，222…表电极，223…背电极，250…驱动控制部，300…安装部件，302…安装部，F1…第1接触力，F2…第2接触力，th1d…第1减少侧阈值，th1u…第1增加侧阈值，th2d…第2减少侧阈值，th2u…第2增加侧阈值。

Claims

1.一种手指辅助装置，其特征在于，

具备：

夹持部，其夹持安装的手指；

多个单元，它们以能够向所述手指弯曲的弯曲方向以及向所述手指朝所述弯曲方向的相反方向伸展的伸展方向旋转的方式连结；

传感器，其被设置于所述夹持部，并检测在所述夹持部与所述手指之间产生的接触力；

驱动部，其与所述单元连结并驱动所述单元；以及

驱动力控制部，其根据所述传感器检测出的接触力，来控制所述驱动部的驱动力，

该手指辅助装置辅助所述手指的动作。

2.根据权利要求1所述的手指辅助装置，其特征在于，

将所述手指面向欲把持的对象物的一侧作为所述手指的指腹，

将手指的指腹的相反的一侧作为所述手指的指背，

所述传感器包括检测在所述夹持部与所述手指的指腹之间产生的第1接触力的第1传感器、和检测在所述夹持部与所述手指的指背之间产生的第2接触力的第2传感器，

所述驱动力控制部在所述第1接触力比所述第2接触力大的情况下，使驱动所述单元向手指弯曲的方向旋转的驱动力增加，

在所述第1接触力比所述第2接触力小的情况下，使驱动所述单元向手指弯曲的方向旋转的驱动力减少。

3.根据权利要求2所述的手指辅助装置，其特征在于，

所述驱动力控制部在所述第1接触力比所述第2接触力大规定的第1增加侧阈值以上的情况下，使驱动所述单元向手指弯曲的方向旋转的驱动力增加，

在所述第2接触力比所述第1接触力大所述第1减少侧阈值以上的情况下，使驱动所述单元向手指弯曲的方向旋转的驱动力减少，

在所述第1接触力比所述第2接触力大，并且所述第1接触力的相对于所述第2接触力的超过量小于所述第1增加侧阈值，或者所述第2接触力比所述第1接触力大，并且所述第2接触力的相对于所述第1接触力的超过量小于所述第1减少侧阈值的情况下，维持驱动所述单元向手指弯曲的方向旋转的驱动力。

4.根据权利要求2或者3所述的手指辅助装置，其特征在于，

所述驱动力控制部在所述第1接触力比所述第2接触力大的情况下，使驱动所述单元向伸展方向旋转的驱动力减少，

在所述第2接触力比所述第1接触力大的情况下，使驱动所述单元向伸展方向旋转的驱动力增加。

5.根据权利要求4所述的手指辅助装置，其特征在于，

所述驱动力控制部在所述第1接触力比所述第2接触力大规定的第2减少侧阈值以上的情况下，使驱动所述单元向伸展方向旋转的驱动力减少，

在所述第2接触力比所述第1接触力大所述第2增加侧阈值以上的情况下，使驱动所述单元向所述伸展方向旋转的驱动力增加，

在所述第1接触力比所述第2接触力大，并且所述第1接触力的相对于所述第2接触力的超过量小于所述第2减少侧阈值，或者所述第2接触力比所述第1接触力大，并且所述第2接触力的相对于所述第1接触力的超过量小于所述第2增加侧阈值的情况下，维持驱动所述单元向所述伸展方向旋转的驱动力。

6.根据权利要求5所述的手指辅助装置，其特征在于，

所述第2增加侧阈值被设定为比所述第1增加侧阈值小的值，

所述第2减少侧阈值被设定为比所述第1减少侧阈值小的值。

7.根据权利要求1～6中任意一项所述的手指辅助装置，其特征在于，

所述第1传感器以及所述第2传感器被设置在前端侧的所述单元的夹持部。

8.根据权利要求1～7中任意一项所述的手指辅助装置，其特征在于，

所述夹持部具备设置在所述手指的指腹的第1夹持部、和设置在所述手指的指背的第2夹持部，

所述第1夹持部被形成为比所述第2夹持部容易变形。

9.根据权利要求1～8中任意一项所述的手指辅助装置，其特征在于，

所述驱动部是包含压电材料而形成的振动体。