CN104070530A - 机器人手以及机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及机器人手以及机器人。本发明实现能够使手指在关节部分朝多个方向动作并且构造简单且小型的机器人手。将长条形状的第二部件经由连结部件安装于第一部件。相对于第一部件而言,连结部件能够绕相对于第二部件的长边方向交叉方向的第一轴旋转,相对于第二部件而言,连结部件能够绕与长边方向以及第一轴方向中的任一方向均交叉的第二轴旋转。而且,在第一部件设置第一驱动部,该第一驱动部驱动连结部件以使其绕第一轴旋转;在第二部件设置第二驱动部,该第二驱动部驱动连结部件以使其绕第二轴旋转。这样,能够实现使第一部件和第二部件不仅能够绕第一轴旋转还能够绕第二轴旋转并构造简单且小型的机器人手。
Description
技术领域
本发明涉及机器人手以及机器人。
背景技术
公知有能够使用手指把持对象物的机器人手。在该机器人手中,通过使手指在关节部分弯曲从而把持对象物。另外,这里所说的“弯曲方向”是指人在把持对象物时手指弯曲的方向。为了能够利用机器人手把持各种对象物,优选形成如下关节,即,不仅使手指在关节部分朝弯曲方向动作,还要使手指朝与弯曲方向不同的方向动作。
因此,提出了如下技术,即,将使手指朝弯曲方向动作的第二关节轴和使手指连同第二关节轴一起朝与弯曲方向不同的方向旋转的第一关节轴组合从而形成关节(专利文献1)。
专利文献1:日本特开2004-009281号公报
然而,在所提出的技术中,在固定于装置主体侧的第一关节轴外嵌有主关节部,在主关节部的外周部,以能够转动的方式轴支承有圆弧形状的第二关节可动部。而且,使用第一马达使主关节部绕第一关节轴旋转动作,并且使用线性步进马达使第二关节可动部转动。因此,存在关节部分的构造变得复杂,导致机器人手大型化的问题。
发明内容
本发明是为了解决现有技术中存在的上述问题而完成的,其目的在于提供一种能够使手指在关节部分朝多个方向动作并且能够实现构造简单且小型的机器人手的技术。
为了解决上述问题的至少一部分,本发明的机器人手采用了以下结构。即,其特征在于,具备:第一部件;长条形状的第二部件;连结部件,其以绕与上述第二部件的长边方向交叉的第一轴旋转的方式安装于上述第一部件,并且以绕与上述长边方向以及上述第一轴的方向中的任一方向交叉的第二轴旋转的方式安装于上述第二部件;第一驱动部,其设置于第一部件,并且驱动上述连结部件以使其绕上述第一轴旋转;以及第二驱动部,其设置于第二部件,并且驱动上述连结部件以使其绕上述第二轴旋转。
在这种本发明的机器人手中,具有长边方向的形状的第二部件经由连结部件安装于第一部件。另外,连结部件以能够相对于第一部件绕与第二部件的长边方向交叉的第一轴旋转的方式安装,并且能够使用设置于第一部件的第一驱动部来驱动连结部件以使其绕第一轴旋转。而且,连结部件以能够相对于第二部件绕与长边方向以及第一轴方向中的任一方向均交叉的第二轴旋转的方式安装,并且能够使用设置于第二部件的第二驱动部来驱动连结部件以使其绕第二轴旋转。因此,使第一部件和第二部件不仅能够绕第一轴旋转还能够绕第二轴旋转,并且能够实现构造简单且小型的机器人手。
另外,在上述本发明的机器人手中,也可以使第二部件的长边方向、第一轴以及第二轴相互正交。
这样,使第二部件绕第一轴旋转时的移动方向与使第二部件绕第二轴旋转时的移动方向彼此关系独立,在伴随着绕第一轴旋转的移动方向中,不包含伴随着绕第二轴旋转的移动方向的成分。因此,能够简化使连结部件绕第一轴旋转的第一驱动部以及使连结部件绕第二轴旋转的第二驱动部的控制。
另外,在上述本发明的机器人手中,也可以将第一轴或者第二轴中的一方设置于从第二部件的以正交于长边方向的平面设定的剖面的矩心偏离的位置。
在第一轴以及第二轴相对于第二部件的以正交于长边方向的平面设定的剖面的矩心不发生偏离的情况下,第二部件的剖面形成为相对于第一轴以及第二轴中的任一个均不偏离的形状。因此,无论旋转方向如何,第二部件相对于任一个轴的可动范围都大致相同。与此相对,若使第一轴或者第二轴中的一方从第二部件的剖面的矩心偏离,则形成为相对于偏离的轴朝一方偏的剖面形状。因此,对于偏离的轴而言,能够扩大第二部件朝偏离的方向的可动范围。
另外,在上述本发明的机器人手中,第一部件也可以是长条形状的部件。
这样,能够实现在用于使机器人手的指部弯曲的关节也能够朝弯曲以外的方向弯曲的机器人手。
另外,在上述本发明的机器人手中,第一驱动部以及第二驱动部也可以是含有压电材料的振动体。
这样,由于能够将第一驱动部以及第二驱动部形成为小型,所以能够实现机器人手的小型化。另外,在采用了使振动体振动从而进行驱动的方式的情况下,在未使第一驱动部振动期间,连结部件不绕第一轴旋转,在未使第二驱动部振动期间,连结部件不绕第二轴旋转。因此,不需要用于维持相同姿势的电力,从而能够实现省电。
另外,在上述本发明的机器人手中,也可以具备将来自第一驱动部的旋转减速的第一减速机构。
这样,能够使第一驱动部所产生的驱动力增大并向连结部件传递。另外,由于第一驱动部的动作减速并向连结部件传递,所以还能够控制连结部件的细微动作。
另外,在上述本发明的机器人手中,也可以具备将来自第二驱动部的旋转减速的第二减速机构。
这样,能够使第二驱动部所产生的驱动力增大并向连结部件传递。另外,由于第二驱动部的动作减速并向连结部件传递,所以还能够控制连结部件的细微动作。
另外,还能够以如下方式来掌握本发明的机器人手。即,机器人手的特征在于,具备:第一部件;长条形状的第二部件;连结部件,其连结上述第一部件和上述第二部件;第一轴,其连结上述第一部件和上述连结部件,并且与上述第二部件的长边方向交叉;第二轴,其连结上述第二部件和上述连结部件,并且与上述长边方向以及上述第一轴中的任一个均交叉;第一驱动部,其设置于第一部件,并且驱动上述连结部件以使其绕上述第一轴旋转;以及第二驱动部,其设置于第二部件,并且驱动上述连结部件以使其绕上述第二轴旋转。
或者,还能够以如下方式来掌握本发明的机器人手。即,机器人手的特征在于,具备:第一部件;长条形状的第二部件;连结部件,其连结上述第一部件和上述第二部件;第一振动体,其设置于上述第一部件,并且进行弯曲方向以及伸缩方向的振动;第一轴,其连结上述第一部件和上述连结部件,并且与上述第一振动体的上述伸缩方向交叉;第二轴,其连结上述第二部件和上述连结部件,并且与上述长边方向以及上述第一振动体的上述伸缩方向中的任一个均交叉;以及第二振动体,其设置于上述第二部件,并且进行弯曲方向以及伸缩方向的振动,且上述弯曲方向以及上述伸缩方向与上述第二轴交叉,上述第一振动体驱动上述连结部件以使其绕上述第一轴旋转,上述第二振动体驱动上述连结部件以使其绕上述第二轴旋转。
以上述方式掌握的本发明的机器人手也能够使第一部件和第二部件不仅绕第一轴旋转,还能够使第一部件和第二部件绕第二轴旋转。此外,能够实现构造简单且小型的机器人手。
另外,上述本发明的机器人手能够使第一部件和第二部件绕第一轴以及第二轴旋转并且能够形成为小型。因此,能够通过将本发明的机器人手搭载于机器人,从而实现高性能的机器人。
附图说明
图1是示出了本实施例的机器人手的外观形状的说明图。
图2是示出了本实施例的机器人手的指部构造的说明图。
图3是示出了驱动指部的压电马达的构造的立体图。
图4是示出了压电马达的动作原理的说明图。
图5是示出了本实施例的机器人手弯曲以及伸长指部的动作的说明图。
图6是示出了本实施例的机器人手左右倾斜指部的动作的说明图。
图7是示出了第一变形例的机器人手的关节部构造的说明图。
图8是示出了第二变形例的机器人手的指部构造的说明图。
图9是示出了第三变形例的机器人手的指部构造的说明图。
图10是示出了第四变形例的机器人手的指部构造的说明图。
图11是例示了将实施例、变形例的机器人手搭载于臂的前端的机器人的说明图。
具体实施方式
图1是示出了本实施例的机器人手10的外观形状的说明图。如图所示,本实施例的机器人手10是在掌部150设置有5根指部100的构造。另外,每根指部100具备大致圆柱形状的指尖部件120、大致圆柱形状的中间部件110以及将中间部件110连结于掌部150的连结部件130。详细内容后述,指尖部件120的一端被轴支承为能够沿弯曲方向相对于中间部件110的一端旋转,并且在指尖部件120与中间部件110之间形成有关节构造。另外,中间部件110的另一端被轴支承为能够沿弯曲方向相对于其它中间部件110的一端旋转,在中间部件110与中间部件110之间也形成有关节构造。而且,通过经由连结部件130连结中间部件110与掌部150,从而形成能够在两个方向旋转的关节构造。
另外,在需要对设置于指部100的两个中间部件110进行区别的情况下,将在与指尖部件120之间形成关节构造的中间部件110称为前端侧中间部件110a,将在与前端侧中间部件110a之间形成关节构造的中间部件110称为根部侧中间部件110b。另外,将4根指部100并排的方向(图1的纸面上的左右方向)称为“侧面方向”,将图1中所显示的一侧称为“腹侧”,将图1中未显示的一侧称为“背侧”。而且,将连结“腹侧”与“背侧”的方向(图1的纸面上与纸面呈直角的方向)称为“表里方向”。另外,在本实施例中,掌部150与本发明的“第一部件”对应,根部侧中间部件110b与本发明的“第二部件”对应。
图2是示出了搭载于本实施例的机器人手10的指部100的构造的说明图。另外,在图2中,利用食指进行说明,但关于其它4根手指也是一样的。图2(a)示出了从腹侧观察指部100的状态,图2(b)示出了从侧面方向观察指部100的状态。
首先,对形成于指尖部件120与前端侧中间部件110a之间的关节构造进行说明。如图所示,半圆的圆板形状的被驱动部112朝向指尖部件120突出地设置在前端侧中间部件110a的端面的大致中央,在被驱动部112的圆板形状的中心位置插通有关节轴116。另外,从指尖部件120朝向被驱动部112的两侧突出地设置有轴支承部114,插通于被驱动部112的关节轴116的两端被轴支承部114轴支承。因此,指尖部件120和前端侧中间部件110a以能够绕关节轴116(弯曲方向)旋转的方式连接。而且,在指尖部件120的内部收纳有后述的压电马达200。如后所述,在压电马达200设置有凸部212(参照图3),该凸部212成为被按压于被驱动部112的状态。
形成于前端侧中间部件110a与根部侧中间部件110b之间的关节构造也与上述关节构造相同。即,在根部侧中间部件110b的端面突出地设置有被驱动部112,在被驱动部112插通有关节轴116。另外,从前端侧中间部件110a突出地设置有轴支承部114,插通于被驱动部112的关节轴116的两端被轴支承部114轴支承。因此,前端侧中间部件110a和根部侧中间部件110b以能够绕关节轴116(弯曲方向)旋转的方式连接。而且,在前端侧中间部件110a的内部收纳有压电马达200,压电马达200的凸部212(参照图3)被按压于被驱动部112。
连结部件130形成为将呈半圆的圆板形状的第一被驱动部132和呈半圆的圆板形状的第二被驱动部134组合而成的形状。另外,第一被驱动部132和第二被驱动部134形成如下位置关系:在使圆弧形状的部分朝向相反方向的状态(因此,使半圆的直径侧部分背靠背的状态)下,将第一被驱动部132和第二被驱动部134扭转90度。
在第二被驱动部134的直径方向的两侧突出地设置有第二轴136,通过两个从根部侧中间部件110b的端面突出地设置的轴支承部114分别轴支承每个第二轴136。因此,连结部件130和根部侧中间部件110b能够绕第二轴136(弯曲方向)旋转。同样,在第一被驱动部132的直径方向的两侧也突出地设置有第一轴138,通过两个从掌部150突出地设置的轴支承部152,分别轴支承每个第一轴138。因此,连结部件130和掌部150能够绕第一轴138旋转。而且,在根部侧中间部件110b的内部以及掌部150的内部分别收纳有压电马达200。其中,收纳于根部侧中间部件110b的压电马达200的凸部212(参照图3)被按压于第一被驱动部132,收纳于掌部150的压电马达200的凸部212被按压于第二被驱动部134。
另外,在本实施例中,收纳于掌部150的压电马达200对应于本发明的“第一驱动部”、“振动体”以及“第一振动体”,收纳于根部侧中间部件110b的压电马达200对应于本发明的“第二驱动部”、“振动体”以及“第二振动体”。另外,由于第一被驱动部132和第二被驱动部134成为扭转90度的位置关系,所以突出地设置于第一被驱动部132的直径方向两侧的第一轴138和突出地设置于第二被驱动部134的直径方向两侧的第二轴136彼此正交。而且,第一轴138以及第二轴136也与形成为大致圆柱形状的根部侧中间部件110b的中心轴L正交。
图3是示出了收纳于指尖部件120、中间部件110、掌部150的压电马达200的构造的立体图。如图所示,压电马达200呈立方体形状,并形成为在含有压电材料并形成为板状的2片压电元件(表压电元件220、里压电元件221)之间夹着由金属平板形成的垫板210而贴合成的层叠构造。另外,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。
在表压电元件220的与垫板210接触的面的相反一侧的面(上表面)设置有用于向表压电元件220施加电压的表电极222,如图3所示,以将表压电元件220的上表面按格子状一分为四的方式设置有4个矩形形状的表电极222。另外,虽然省略了图示,但在里压电元件221的、与垫板210接触的面的相反一侧的面(下表面),同样也以将该下表面按格子状一分为四的方式设置有4个矩形形状的里电极223。另外,金属制的垫板210不仅加强压电元件(表压电元件220、里压电元件221),还具有作为用于向表压电元件220以及里压电元件221施加电压的共用电极的作用,上述垫板210被接地。
在压电马达200的长边方向(X方向)的端部设置有凸部212。另外,在压电马达200的朝向短边方向(Y方向)的两侧面设置有一对支承部214,该对支承部214用于将压电马达200在朝向设置有凸部212一侧施力的状态下支承。上述凸部212以及支承部214与垫板210形成为一体。
图4是表示压电马达200的动作原理的说明图。通过在以恒定周期向压电马达200的表电极222以及里电极223施加电压时压电马达200的凸部212进行椭圆运动,从而压电马达200动作。压电马达200的凸部212进行椭圆运动的理由如下。其中,由于设置于表压电元件220的表电极222和设置于里压电元件221的里电极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、里压电元件221)具有在施加正电压时伸长的性质。因此,如图4(a)所示,若反复进行在对4个表电极222全部施加正电压之后解除施加电压,则压电马达200(表压电元件220)反复进行沿长边方向(X方向)伸缩的动作。将压电马达200像这样沿长边方向(X方向)反复伸缩的动作称为“纵振动”。以下,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,若改变施加正电压的频率,则在达到某一特定频率时伸缩量急剧变大,从而产生一种共振现象。通过纵振动产生共振的频率(共振频率)由表压电元件220的物质特性、表压电元件220的尺寸(宽度W、长度L、厚度T)决定。
另外,如图4(b)或图4(c)所示,将相互位于对角线位置的两个表电极222作为一组(表电极222a以及表电极222d的组,或表电极222b以及表电极222c的组),以恒定周期施加正电压。于是,压电马达200(表压电元件220)反复进行长边方向(X方向)的前端部(设置有凸部212的部分)朝附图上的左右方向(Y方向)摆头的动作。例如,如图4(b)示,若对表电极222a以及表电极222d的组以恒定周期施加正电压,则压电马达200反复进行长边方向的前端部朝右方移动的动作。另外,如图4(c)示,若对表电极222b以及表电极222c的组以恒定周期施加正电压,则压电马达200反复进行长边方向的前端部朝左方移动的动作。将这种压电马达200的动作称为“弯曲振动”。以下,将压电马达200进行弯曲振动的方向(图中的±Y方向)称为“弯曲方向”。这种弯曲振动也存在由表压电元件220的物质特性、表压电元件220的尺寸(宽度W、长度L、厚度T)决定的共振频率。因此,若以其共振频率对相互位于对角线位置的两个表电极222施加正电压,则压电马达200以朝向右方或左方(Y方向)大幅度地摆头的方式振动。
这里,图4(a)所示的纵振动的共振频率以及图4(b)或图4(c)所示的弯曲振动的共振频率也由表压电元件220的物质特性、表压电元件220的尺寸(宽度W、长度L、厚度T)决定。因此,若适当选择表压电元件220的尺寸(宽度W、长度L、厚度T),就能够使两个共振频率一致。而且,若以共振频率对这种表压电元件220施加如图4(b)或图4(c)所示的弯曲振动方式的电压,则在产生图4(b)或图4(c)所示的弯曲振动的同时,也会由共振引起图4(a)的纵振动。其结果是,在图4(b)所示的状态下对表电极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(设置有凸部212的部分)进行附图上的顺时针方向描绘椭圆的动作(椭圆运动)。另外,在图4(c)所示的状态下对表电极222b以及表电极222c的组施加电压的情况下,压电马达200的前端部进行附图上的逆时针方向的椭圆运动。另外,在以上的说明中,对向表电极222施加正电压的例子进行了说明。然而,众所周知,根据施加负电压,压电材料也会变形。因此,可以通过对表电极222施加负电压从而产生弯曲振动(以及纵振动),也可以通过施加使正电压和负电压反复的交变电压从而产生弯曲振动(以及纵振动)。另外,在上述说明中,对施加共振频率的电压的例子进行了说明。然而,只要施加包含了共振频率的波形的电压即可,例如也可以是脉冲状的电压。并且,针对里压电元件221,也可以与表压电元件220同样地通过对里电极223施加电压从而产生弯曲振动以及纵振动。
压电马达200利用这种椭圆运动驱动被驱动体。即,在将压电马达200的凸部212按压于被驱动体的状态下产生椭圆运动。于是,凸部212反复进行如下动作:在压电马达200伸长时,以被按压于被驱动体的状态从左向右(或从右向左)移动,在压电马达200收缩时,以从被驱动体离开的状态恢复到初始位置。其结果是,被驱动体通过从凸部212受到的摩擦力而朝一方向被驱动。
图5是示出了从侧面方向观察指部100时弯曲指部100的动作的说明图。例如,由于收纳于指尖部件120的压电马达200的凸部212被按压于被驱动部112,所以若驱动压电马达200,则能够使指尖部件120相对于被驱动部112,朝向粗线的箭头所示的方向绕关节轴116旋转。收纳于前端侧中间部件110a的压电马达200也同样能够通过驱动压电马达200,来使前端侧中间部件110a相对于被驱动部112,朝向粗线的箭头所示的方向绕关节轴116旋转。而且,收纳于根部侧中间部件110b的压电马达200也同样能够通过驱动压电马达200,来使根部侧中间部件110b相对于第一被驱动部132,朝向粗线的箭头所示的方向绕第二轴136旋转。其结果是,若驱动各个压电马达200,则如图中的虚线所示那样能够使指部100整体弯曲。另外,若反向驱动压电马达200,则也能够使弯曲的指部100伸长。
另外,在图5中,以同时且朝相同方向驱动收纳于指尖部件120、前端侧中间部件110a、根部侧中间部件110b的全部压电马达200为例进行了说明,但也可以驱动一部分压电马达200,或者也可以使一部分压电马达200相对于其它压电马达200反向驱动。
图6是示出了从腹侧观察指部100时左右倾斜指部100的动作的说明图。在左右倾斜指部100的情况下,使用收纳于掌部150的压电马达200,来使连结部件130的第二被驱动部134朝向粗线的箭头所示的方向绕第一轴138旋转。这样操作时,能够如图中粗虚线所示那样使指部100整体倾斜。另外,若反向驱动压电马达200,则能够如图中细虚线所示那样使指部100反向倾斜。而且,在朝任意方向驱动压电马达200而使指部100倾斜后,若反向驱动压电马达200,则能够使倾斜了的指部100返回初始状态。另外,虽然在图6中示出了在不弯曲指部100的状态下使指部100左右倾斜的样子,但当然也能够在如图5所示那样弯曲了指部100的状态下(或弯曲的同时),使指部100左右倾斜。
如以上说明那样,在本实施例的机器人手10中,指部100(详细地说是根部侧中间部件110b)与掌部150之间的关节部分能够如图5所示那样绕第二轴136(弯曲方向)旋转以及如图6所示那样绕第一轴138(左右方向)旋转。因此,使各个指部100更加灵活地动作,从而能够把持复杂的对象物。然而,形成为指部100(详细地说是根部侧中间部件110b)与掌部150经由连结部件130连结并且在指部100(详细地说是根部侧中间部件110b)以及掌部150分别收纳有压电马达200的简单构造。因此,能够实现关节部分的小型化,其结果是,能够避免机器人手10的大型化。
另外,在上述实施例中,以将连结部件130的第二轴136设置于形成为大致圆柱形状的根部侧中间部件110b的大致中心轴L上为例进行了说明。然而,也可以将第二轴136设置在相对于根部侧中间部件110b的中心轴L偏离(offset)的位置。这样,能够在使第二轴136偏离的方向扩大关节的可动范围。以下结合附图对此进行说明。
图7是使连结部件130的第二轴136偏离的第一变形例的说明图。另外,在图7(a)中示出了从侧面方向观察掌部150、连结部件130以及根部侧中间部件110b部分的状态,省略了关于前端侧中间部件110a、指尖部件120的图示。另外,在图7(b)中示出了在图中从箭头P方向观察的状态。另外,在图7(b)中也省略了关于前端侧中间部件110a、指尖部件120的图示。如图7(b)所示,第一变形例的第二轴136从根部侧中间部件110b的由正交于中心轴L的平面获取的剖面的矩心位置G朝腹侧方向偏离距离F。在这样使第二轴136偏离的状态下,根部侧中间部件110b朝弯曲方向的可动极限成为在图7(a)中以点划线所示的位置。
作为参考,在图7(c)中示出了未使连结部件130的第二轴136偏离的本实施例。另外,在图7(d)中示出了从图7(c)中的箭头Q方向观察的状态。如图7(d)所示,作为参考示出的本实施例的第二轴136未从根部侧中间部件110b的中心轴偏离。另外,在该情况下,根部侧中间部件110b朝弯曲方向的可动极限成为在图7(c)中点划线所示的位置。而且,比较图7(a)的可动极限与图7(c)的可动极限可知,能够通过使第二轴136偏离来扩大朝向偏离侧的可动极限。
另外,在上述实施例中,以通过驱动收纳于根部侧中间部件110b的压电马达200来弯曲或伸长根部侧中间部件110b(参照图5),并且通过驱动收纳于掌部150的压电马达200来使指部100整体朝左右方向倾斜(参照图6)为例进行了说明。然而,如图8所示,还能够通过驱动收纳于掌部150的压电马达200来弯曲或伸长根部侧中间部件110b,并且通过驱动收纳于根部侧中间部件110b的压电马达200来使指部100整体朝左右方向倾斜。
即,在图8所示的第二变形例中,使连结部件130相对于掌部150旋转的第一轴138朝向指部100的侧面方向(图8(a)中的左右方向。图8(b)中的与纸面呈直角的方向)设置。另外,使根部侧中间部件110b相对于连结部件130旋转的第二轴136朝向指部100的表里方向(图8(a)中的与纸面呈直角的方向。图8(b)中的左右方向)设置。与此相对应,图8的第二变形例的轴支承部114、轴支承部152、第一被驱动部132、第二被驱动部134的位置关系相对于图2的本实施例变更为,以根部侧中间部件110b的中心轴L为中心旋转90度。
另外,在上述实施例以及变形例中,以压电马达200直接驱动连结部件130的第一被驱动部132、第二被驱动部134为例进行了说明。然而,压电马达200也可以经由减速机构驱动第一被驱动部132、第二被驱动部134。
图9是例示出压电马达200经由减速机构驱动第一被驱动部132、第二被驱动部134的第三变形例的说明图。在图9中,针对第三变形例的指部100,将掌部150、连结部件130、根部侧中间部件110b、前端侧中间部件110a部分放大表示。如图所示,在第三变形例中,在收纳于掌部150的压电马达200与连结部件130的第二被驱动部134之间设置有第一减速机构140。第一减速机构140是通过将小转子140a和比小转子140a半径大的大转子140b同轴组装从而构成的。而且,若压电马达200驱动大转子140b,则其动作经由小转子140a以减速了的状态向第二被驱动部134传递。因此,增大压电马达200的力,从而能够使根部侧中间部件110b(以及前端侧中间部件110a、指尖部件120)绕第一轴138(弯曲方向)旋转。
另外,在收纳于根部侧中间部件110b的压电马达200与连结部件130的第一被驱动部132之间设置有第二减速机构142。第二减速机构142是通过将小转子142a和比小转子142a半径大的大转子142b同轴组装从而构成的。而且,若压电马达200驱动大转子142b,则其动作经由小转子140a以减速了的状态向第一被驱动部132传递。因此,增大压电马达200的力,从而能够使根部侧中间部件110b(以及前端侧中间部件110a、指尖部件120)绕第二轴136(左右方向)旋转。
另外,在上述实施例以及变形例中,对如下例子进行了说明,即,在指尖部件120与前端侧中间部件110a之间、在前端侧中间部件110a与根部侧中间部件110b之间没有设置连结部件130,因此在上述部分能够朝弯曲方向旋转,但无法朝左右方向旋转。然而,也可以如图10例示出的第四变形例那样在指尖部件120与前端侧中间部件110a之间、在前端侧中间部件110a与根部侧中间部件110b之间也经由连结部件130连结。这样,即使是在指尖部件120与前端侧中间部件110a之间的关节部分、在前端侧中间部件110a与根部侧中间部件110b之间的关节部分,也能够朝弯曲方向以及左右方向旋转。另外,在上述的第三变形例中,根部侧中间部件110b与本发明的“第一部件”对应,前端侧中间部件110a与本发明的“第二部件”对应。
图11是例示了将实施例、变形例的机器人手10搭载于臂300的前端的机器人400的说明图。如上所述,本实施例以及变形例的机器人手10能够使指部100灵活地动作,并且能够实现机器人手10的小型化。因此,能够实现高性能的机器人400。
以上,虽然针对本发明的机器人手以及机器人进行了说明,但本发明不限定于上述实施例、变形例,在不脱离其主旨的范围内能够以各种实施方式实施本发明。
附图标记说明
10…机器人手;100…指部;110…中间部件;112…被驱动部;114…轴支承部;116…关节轴;120…指尖部件;130…连结部件;132…第一被驱动部;140…第一减速机构;142…第二减速机构;134…第二被驱动部;136…第二轴;138…第一轴;150…掌部;152…轴支承部;200…压电马达;212…凸部;220…表压电元件;221…里压电元件;222…表电极;223…里电极;300…臂;400…机器人。
Claims (10)
1.一种机器人手,其特征在于,具备:
第一部件;
长条形状的第二部件;
连结部件,其以绕与所述第二部件的长边方向交叉的第一轴旋转的方式安装于所述第一部件,并且以绕与所述长边方向以及所述第一轴的方向中的任一方向均交叉的第二轴旋转的方式安装于所述第二部件;
第一驱动部,其设置于所述第一部件,并且驱动所述连结部件以使其绕所述第一轴旋转;以及
第二驱动部,其设置于所述第二部件,并且驱动所述连结部件以使其绕所述第二轴旋转。
2.根据权利要求1所述的机器人手,其特征在于,
所述第二部件的长边方向、所述第一轴以及所述第二轴相互正交。
3.根据权利要求1或2所述的机器人手,其特征在于,
所述第一轴或者所述第二轴的一方设置于从所述第二部件的由正交于所述长边方向的平面设定的剖面的矩心偏离的位置。
4.根据权利要求1~3中任意一项所述的机器人手,其特征在于,
所述第一部件是长条形状的部件。
5.根据权利要求1~4中任意一项所述的机器人手,其特征在于,
所述第一驱动部以及所述第二驱动部是含有压电材料的振动体。
6.根据权利要求1~5中任意一项所述的机器人手,其特征在于,
具备将来自所述第一驱动部的旋转减速的第一减速机构。
7.根据权利要求1~6中任意一项所述的机器人手,其特征在于,
具备将来自所述第二驱动部的旋转减速的第二减速机构。
8.一种机器人手,其特征在于,具备:
第一部件;
长条形状的第二部件;
连结部件,其连结所述第一部件和所述第二部件;
第一轴,其连结所述第一部件和所述连结部件,并与所述第二部件的长边方向交叉;
第二轴,其连结所述第二部件和所述连结部件,并与所述长边方向以及所述第一轴中的任一个均交叉;
第一驱动部,其设置于所述第一部件,并且驱动所述连结部件以使其绕所述第一轴旋转;以及
第二驱动部,其设置于所述第二部件,并且驱动所述连结部件以使其绕所述第二轴旋转。
9.一种机器人手,其特征在于,具备:
第一部件;
长条形状的第二部件;
连结部件,其连结所述第一部件和所述第二部件;
第一振动体,其设置于所述第一部件,并且进行弯曲方向以及伸缩方向的振动;
第一轴,其连结所述第一部件和所述连结部件,并且与所述第一振动体的所述伸缩方向交叉;
第二轴,其连结所述第二部件和所述连结部件,并且与所述长边方向以及所述第一振动体的所述伸缩方向中的任一个均交叉;以及
第二振动体,其设置于所述第二部件,并且进行所述弯曲方向以及所述伸缩方向的振动,且所述弯曲方向以及所述伸缩方向与所述第二轴交叉,
所述第一振动体驱动所述连结部件以使其绕所述第一轴旋转,
所述第二振动体驱动所述连结部件以使其绕所述第二轴旋转。
10.一种机器人,其特征在于,
所述机器人具备权利要求1~9中任意一项所述的机器人手。
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