CN111356562B - 把持系统以及把持方法 - Google Patents

Abstract

本发明在抑制机械手机构中的用于驱动各手指部的关节部的马达的大型化、该马达的发热量的增加的同时，稳定地把持对象物。机械手机构具有驱动各手指部中的第一关节部的第一驱动机构、以及驱动各手指部中的位于比第一关节部更远离前端部处的第二关节部的第二驱动机构。另外，第二驱动机构是反向驱动性比第一驱动机构小的机构。并且，在从接触于对象物的状态的把持用手指部对该对象物赋予按压力时，保持使第二驱动机构的马达停止的状态，并使第一驱动机构的马达向第一关节部弯曲的方向旋转驱动。

Description

把持系统以及把持方法

技术领域

本发明涉及具备通过多个手指部来把持对象物的机械手机构的把持系统、以及该机械手机构进行的对象物的把持方法。

背景技术

以往，开发了安装于机器人等的机械手机构。另外，作为机械手机构，已知有通过多个手指部来把持对象物的机构。例如，在专利文献1中，公开了一种具有多个手指部的机械手机构(手掌结构)，且是在各手指部具有多个关节部的结构。在该专利文献1所公开的机械手机构中，各手指部中的各关节部由齿轮(直齿轮)的旋转轴构成。并且，作为各手指部中的各关节部的驱动单元，设置有马达以及蜗杆传动机构。并且，马达的旋转力经由蜗杆传动机构以及减速齿轮而传递至构成各关节部的各齿轮，由此驱动各关节部。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2003-266357号公报

发明内容

发明要解决的课题

在机械手机构中，为了通过多个手指部稳定地把持对象物，需要在把持着该对象物的期间，从该手指部对该对象物持续地赋予适当的按压力。在此，在机械手机构中，有时使用马达来作为用于驱动手指部的关节部的驱动机构。例如，使马达旋转驱动，并通过齿轮(直齿轮、锥齿轮、或者蜗杆传动机构等)将其旋转力传递至关节部的旋转轴，从而能够驱动该关节部。另外，在使用了马达来作为驱动机构的情况下，在从手指部对对象物赋予按压力时，在使该手指部的前端部接触于对象物的状态下，使马达向该手指部的关节部弯曲的方向旋转驱动。

此时，在手指部中，若通过比较远离与对象物接触的前端部的关节部的驱动机构来驱动该关节部以对该对象物赋予充分的按压力，则为了克服在该手指部的前端部施加负载而产生的力矩，需要进一步增大马达的输出。然而，若增大马达的输出，则可能导致该马达的大型化、该马达的发热量的增加这样的问题。

本发明是鉴于上述问题而作成的，其目的在于，提供一种在具备通过多个手指部来把持对象物的机械手机构的把持系统中，能够在抑制用于驱动各手指部的关节部的马达的大型化、该马达的发热量的增加的同时稳定地把持该对象物的技术。

用于解决课题的方案

本发明的把持系统具备通过多个手指部来把持对象物的机械手机构，其中，在所述机械手机构的各手指部形成有第一关节部、以及位于比该第一关节部更远离该手指部的前端部处的第二关节部，所述机械手机构具有驱动各手指部中的所述第一关节部的第一驱动机构、以及驱动各手指部中的所述第二关节部的第二驱动机构，所述第一驱动机构以及所述第二驱动机构分别包括马达，并且，所述第二驱动机构是反向驱动性比所述第一驱动机构小的机构，所述把持系统具备在通过所述机械手机构来把持所述对象物时对该机械手机构进行控制的控制装置，所述控制装置在通过所述机械手机构来把持所述对象物时，在使所述多个手指部中的用于该对象物的把持的把持用手指部的前端部与该对象物接触的状态下，保持使该把持用手指部的所述第二驱动机构的马达停止的状态，并使该把持用手指部的所述第一驱动机构的马达向所述第一关节部弯曲的方向旋转驱动，由此从该把持用手指部对该对象物赋予按压力。

发明效果

根据本发明，在具备通过多个手指部来把持对象物的机械手机构的把持系统中，能够在抑制用于驱动各手指部的关节部的马达的大型化、该马达的发热量的增加的同时稳定地把持该对象物。

附图说明

图1是示出实施例的机器人臂的概要结构的图。

图2是实施例的机械手机构的立体图。

图3是实施例的机械手机构的俯视图。

图4是实施例的机械手机构的手指部的侧视图。

图5是从图4的箭头A的方向观察实施例的机械手机构的手指部的前端部侧的图。

图6是示出实施例的机械手机构的、基座部中的手指部的连接部附近部分的内部结构、以及手指部中的基端部以及第二关节部的内部结构的图。

图7是示出实施例的机械手机构的、手指部中的第一关节部以及第二手指连杆部的内部结构的图。

图8是示出实施例的机械手机构的手指部中的第二关节部的可动范围的图。

图9是示出实施例的机械手机构的手指部中的第一关节部的可动范围的图。

图10是示出实施例的机械手机构的手指部的第一连杆部中的压敏传感器的配置的图。

图11是示出实施例的臂控制装置以及机械手控制装置所包含的各功能部的框图。

图12A是沿着时间序列示出执行实施例的接近动作控制时的机械手机构的情形的第一图。

图12B是沿着时间序列示出执行实施例的接近动作控制时的机械手机构的情形的第二图。

图12C是沿着时间序列示出执行实施例的把持动作控制时的机械手机构的情形的第一图。

图12D是沿着时间序列示出执行实施例的把持动作控制时的机械手机构的情形的第二图。

图13是示出实施例的把持动作控制的流程的流程图。

具体实施方式

在本发明的机械手机构的各手指部至少形成有第一关节部以及第二关节部。并且，在各手指部中，将第二关节部形成于比第一关节部更远离该手指部的前端部的位置。第一关节部由第一驱动机构驱动，第二关节部由第二驱动机构驱动。第一驱动机构以及第二驱动机构包括马达。换句话说，在各驱动机构中，在马达旋转时，其旋转力经由传递机构传递至关节部的旋转轴，从而该关节部被驱动。另外，在本发明的机械手机构中，作为第二驱动机构，使用了反向驱动性比第一驱动机构小的机构。

在此，在通过机械手机构来把持对象物时，将多个手指部中的用于该对象物的把持的手指部称作把持用手指部。为了通过把持用手指部来把持对象物，需要在使该把持用手指部的前端部接触于该对象物的基础上，从该把持用手指部对该对象物赋予按压力。此时，在本发明的把持系统中，控制装置在使把持用手指部的前端部接触于对象物的状态下保持使该把持用手指部的第二驱动机构的马达停止的状态，并使该把持用手指部的第一驱动机构的马达向第一关节部弯曲的方向旋转驱动，由此从该把持用手指部对该对象物赋予按压力。换句话说，作为从把持用手指部对对象物赋予按压力时的驱动源，仅使用第一驱动机构的马达。需要说明的是，在成为保持使第二驱动机构的马达停止的状态时，既可以向该马达供给电流，也可以不向该马达供给电流。

如上所述，在本发明的机械手机构中，第二驱动机构的反向驱动性(逆可动性)比第一驱动机构小。在此，反向驱动性是手指，表示在对驱动机构从与驱动源(马达)的驱动力的输入相反侧输入了外力的情况下的该驱动机构的驱动容易度的指标。例如，在驱动机构包括齿轮来构成将马达的旋转力传递至关节部的旋转轴的传递机构的情况下，反向驱动性是表示在对相互啮合的齿轮从与马达的驱动力的输入相反侧输入了外力的情况下的该齿轮的旋转容易度的指标。换句话说，在本发明的机械手机构中，第二驱动机构与第一驱动机构相比，在被从与马达的驱动力的输入相反侧输入了外力的情况下更难以驱动。因此，在把持用手指部中，即使是在保持使第二驱动机构的马达停止的状态下通过第一驱动机构来驱动第一关节部以从把持用手指部对对象物赋予按压力的情况，也能够抑制第二驱动机构反向驱动、即第二关节部向伸展方向驱动的情况。因此，即使是仅使第一驱动机构的马达驱动的情况，也能够从把持用手指部对对象物赋予充分的按压力。

另外，在手指部中，第一关节部位于比第二关节部更靠近前端部的位置。由此，与使第二关节部弯曲了时相比，在使第一关节部弯曲了时，对手指部的前端部施加负载而产生的力矩变小。因此，与使第二关节部弯曲了时相比，在使第一关节部弯曲了时，能够以更小的转矩来从把持用手指部对对象物赋予充分的按压力。因此，在把持用手指部中，在保持使第二驱动机构的马达停止的状态下，通过第一驱动机构来驱动第一关节部，以从该把持用手指部对该对象物赋予按压力，从而能够在抑制各驱动机构中的马达的大型化、马达的发热量的增加的同时，通过机械手机构稳定地把持对象物。

＜实施例＞

以下，参照附图对本发明的具体实施例进行说明。关于本实施例中所记载的构成部件的尺寸、材质、形状、其相对配置等，只要没有特别记载，则并不旨在将发明的技术范围仅限定于此。

在此，对将本发明的机械手机构以及把持系统应用于机器人臂的情况进行说明。图1是示出本实施例的机器人臂的概要结构的图。机器人臂1具备机械手机构2、臂机构3、以及底座部4。在臂机构3的一端安装有机械手机构2。另外，臂机构3的另一端安装于底座部4。机械手机构2具备与臂机构3连接的基座部20、以及设置于该基座部20的四根手指部21。需要说明的是，关于机械手机构2的详细结构将在后文叙述。

＜臂机构＞

臂机构3具备第一臂连杆部31、第二臂连杆部32、第三臂连杆部33、第四臂连杆部34、第五臂连杆部35、以及连接构件36。并且，机械手机构2的基座部20与形成于臂机构3的第一臂连杆部31的一端侧的第一关节部30a连接。在第一关节部30a设置有用于使机械手机构2相对于第一臂连杆部31绕该第一臂连杆部31的轴旋转的马达(省略图示)。第一臂连杆部31的另一端侧在第二关节部30b与第二臂连杆部32的一端侧连接。第一臂连杆部31与第二臂连杆部32以它们的中心轴垂直相交的方式连接。并且，在第二关节部30b设置有使第一臂连杆部31相对于第二臂连杆部32以该第一臂连杆部31的另一端侧为中心绕该第二臂连杆部32的轴旋转的马达(省略图示)。另外，第二臂连杆部32的另一端侧在第三关节部30c与第三臂连杆部33的一端侧连接。在第三关节部30c设置有用于使第二臂连杆部32相对于第三臂连杆部33相对旋转的马达(省略图示)。

同样地，第三臂连杆部33的另一端侧通过第四关节部30d与第四臂连杆部34的一端侧连接。另外，第四臂连杆部34的另一端侧通过第五关节部30e与第五臂连杆部35连接。并且，在第四关节部30d设置有用于使第三臂连杆部33相对于第四臂连杆部34相对旋转的马达(省略图示)。另外，在第五关节部30e设置有用于使第四臂连杆部34相对于第五臂连杆部35相对旋转的马达(省略图示)。并且，第五臂连杆部35通过第六关节部30f与从底座部4垂直配置的连接构件36连接。第五臂连杆部35与连接构件36以各自的中心轴同轴的方式连接。并且，在第六关节部30f设置有用于使第五臂连杆部35绕该第五臂连杆部35以及连接构件36的轴旋转的马达(省略图示)。通过将臂机构3设为上述那样的结构，从而例如能够使该臂机构3成为具有6自由度的自由度的机构。

＜机械手机构＞

接下来，参照图2至图10对机械手机构2的结构进行说明。图2是机械手机构2的立体图。图3是机械手机构2的俯视图。需要说明的是，在图3中，箭头表示各手指部21的旋转可动范围。如图2以及图3所示，在机械手机构2中，四根手指部21在以机械手机构2的长度方向(图3中与纸面垂直的方向)的轴为中心的圆周上等角度间隔(即90deg间隔)地配置于基座部20。另外，四根手指部21全部具有相同的结构且长度相同。但是，各手指部21的动作分别被独立地控制。

图4至图10是用于对机械手机构2的手指部21的结构及其驱动机构进行说明的图。图4是手指部21的侧视图。需要说明的是，在图4中，以透视基座部20的状态进行记载，还示出了手指部21的位于基座部20的内部的一部分的内部结构。另外，图5是从图4的箭头A的方向观察手指部21的前端部侧的图。需要说明的是，在图4以及图5中，以透视后述的手指部21的第二手指连杆部212的一部分的状态进行记载，还示出了该第二手指连杆部212的内部结构。

如图2以及图4所示，各手指部21具有第一手指连杆部211、第二手指连杆部212、以及基端部213。并且，手指部21的基端部213与基座部20连接。在此，如图3中箭头所示，基端部213相对于基座部20能够绕手指部21的长度方向(图3中与纸面垂直的方向)的轴旋转地进行连接。另外，在手指部21中，在基端部213连接有第二手指连杆部212的一端。并且，在该第二手指连杆部212与基端部213的连接部形成有第二关节部23。

在此，基于图6，对基端部213的驱动机构以及第二关节部23的驱动机构进行说明。图6是示出基座部20中的手指部21的连接部附近部分的内部结构、以及手指部21中的基端部213以及第二关节部23的内部结构的图。如该图6所示，在基座部20的内部设置有齿轮65、齿轮66、第二马达52、以及第三马达53。齿轮65是用于使手指部21整体旋转的齿轮，与基端部213的旋转轴连接。齿轮66与第三马达53的旋转轴连接。并且，齿轮65与齿轮66啮合。根据上述那样的结构，在第三马达53旋转时，其旋转力经由两个齿轮65、66向基端部213的旋转轴传递。其结果是，基端部213被驱动旋转，伴随于此，在图3中箭头所示的范围内手指部21整体被驱动旋转。这样，齿轮65、齿轮66、以及第三马达53是用于驱动基端部213的驱动机构。

另外，在第二关节部23的内部设置有蜗轮63、以及与该蜗轮63啮合的蜗杆64。并且，蜗轮63与第二关节部23中的第二手指连杆部212的旋转轴连接。另外，蜗杆64与设置于基座部20的内部的第二马达52的旋转轴连接。根据上述那样的结构，在第二马达52旋转驱动时，其旋转力通过蜗杆64以及蜗轮63而传递至第二手指连杆部212的旋转轴。其结果是，第二手指连杆部212被驱动为相对于基端部213相对旋转。这样，蜗轮63、蜗杆64、以及第二马达52为用于驱动第二关节部23的驱动机构(以下，有时称作“第二驱动机构”)。换句话说，作为第二驱动机构的齿轮而使用了蜗杆传动机构。在此，图7是示出通过第二驱动机构而实现的手指部21中的第二关节部23的可动范围的图。如该图7所示，第二关节部23形成为能够弯曲以及伸展。需要说明的是，构成为第二马达52的驱动力和第三马达53的驱动力分别独立地传送至其工作对象。

另外，如图4以及图5所示，在手指部21中，第一手指连杆部211的一端与第二手指连杆部212的另一端连接。并且，在该第一手指连杆部211与第二手指连杆部212的连接部形成有第一关节部22。在此，基于图8对第一关节部22的驱动机构进行说明。图8是示出手指部21中的第一关节部22以及第二手指连杆部212的内部结构的图。在第一关节部22的内部设置有相互啮合的两个锥齿轮61、62。并且，一方的锥齿轮61与第一关节部22中的第一手指连杆部211的旋转轴连接。另外，另一方的锥齿轮62与设置于第二手指连杆部212的内部的第一马达51的旋转轴连接。根据上述那样的结构，在第一马达51旋转驱动时，其旋转力通过两个锥齿轮61、62传递至第一手指连杆部211的旋转轴。其结果是，第一手指连杆部211被驱动为相对于第二手指连杆部212相对旋转。这样，锥齿轮61、锥齿轮62、以及第一马达51为用于驱动第一关节部22的驱动机构(以下，有时称作“第一驱动机构”)。换句话说，作为第一驱动机构的齿轮而使用了锥齿轮。在此，图9是示出通过第一驱动机构的驱动力而实现的手指部21中的第一关节部22的可动范围的图。如该图9所示，第一关节部22形成为能够弯曲以及伸展。

另外，如图2以及图4所示，在本实施例中，在手指部21中，与比第一关节部22靠前端部侧的第一手指连杆部211相比，比该第一关节部22靠基座部20侧(基端部213侧)的第二手指连杆部212更长。

另外，如图2、图4、图5、以及图10所示，在本实施例中，在手指部21的第一手指连杆部211的前端侧设置有压敏传感器70。压敏传感器70是对作用于第一手指连杆部211的前端部的外力(压力)进行检测的传感器。另外，如图4所示，压敏传感器70在第一手指连杆部211中的、第一关节部22的弯曲方向侧的壁面(以下，有时称作“弯曲侧壁面”)215以及伸展方向侧的壁面(以下，有时称作“伸展侧壁面”)216这两面设置。在此，在本实施例中，第一手指连杆部211的前端侧处的弯曲侧壁面215形成为曲面状。在此，如图10所示，也可以在第一手指连杆部211的前端侧处的弯曲侧壁面215以沿着其曲面形状排列的方式设置有多个压敏传感器70。需要说明的是，作为压敏传感器70，可以使用压电式、应变仪式、电容式等公知那样的方式的传感器。

＜底座部＞

接下来，基于图11对内置于底座部4的臂控制装置42以及机械手控制装置43的进行说明。臂控制装置42是用于对机器人臂1的臂机构3进行控制的控制装置。机械手控制装置43是用于对机器人臂1的机械手机构2进行控制的控制装置。图11是示出臂控制装置42以及机械手控制装置43所包含的各功能部的框图。

臂控制装置42包括生成用于对设置于臂机构3的各关节部的马达进行驱动的驱动信号的多个驱动器，并构成为将来自各驱动器的驱动信号向对应的各马达供给。另外，臂控制装置42包括具有运算处理装置以及存储器的计算机。并且，臂控制装置42具有臂控制部420以及马达状态量取得部421来作为功能部。这些功能部通过在臂控制装置42所包含的计算机中执行规定的控制程序而形成。

臂控制部420基于由机械手控制装置43所具有的功能部即后述的对象物信息取得部430取得的对象物信息从各驱动器供给驱动信号，从而对设置于臂机构3的各关节部30a、30b、30c、30d、30e、30f的马达进行控制。并且，臂控制部420通过对各马达进行控制来使臂机构3运动，由此使机械手机构2向适于对象物的把持的规定的可把持位置移动。另外，在设置于臂机构3的各关节部30a、30b、30c、30d、30e、30f的马达中，设置有检测与各个旋转状态相关的状态量(马达的旋转轴的旋转位置、旋转速度等)的编码器(省略图示)。并且，通过各马达的编码器所测到的各马达的状态量被输入臂控制装置42的马达状态量取得部421。并且，臂控制部420基于输入至马达状态量取得部421的各马达的状态量，例如以使机械手机构2向规定的可把持位置移动的方式对各马达进行伺服控制。

另外，机械手控制装置43包括生成用于对设置于机械手机构2的各马达进行驱动的驱动信号的多个驱动器，并构成为将来自各驱动器的驱动信号向对应的各马达供给。另外，机械手控制装置43包括具有运算处理装置以及存储器的计算机。并且，机械手控制装置43具有对象物信息取得部430、机械手控制部431、马达状态量取得部432、传感器信息取得部433来作为功能部。这些功能部通过在机械手控制装置43所包含的计算机中执行规定的控制程序而形成。

对象物信息取得部430取得与应由机械手机构2把持的对象物相关的信息即对象物信息。在此，对象物信息包括与对象物的形状、尺寸及其位置相关的信息、以及对象物周围的环境信息(与存在于对象物的周围的该对象物以外的物体相关的信息，例如，与收容有对象物的容器的形状、该容器中的对象物的排列相关的信息)等。该对象物信息取得部430也可以取得由用户输入的对象物信息。另外，在设置有拍摄包含对象物在内的图像的视觉传感器的情况下，对象物信息取得部430也可以从由该视觉传感器拍摄的图像取得对象物信息。

另外，机械手控制部431基于由对象物信息取得部430取得的对象物信息从各驱动器供给驱动信号，从而对驱动机械手机构2的各手指部21的各第一马达51、各第二马达52、以及各第三马达53进行控制。例如，机械手控制部431为了通过由臂控制部420对臂机构3进行控制而移动至规定的可把持位置的机械手机构2来把持对象物，对机械手机构2的各第一马达51、各第二马达52、以及各第三马达53进行控制。另外，在机械手机构2的各第一马达51、各第二马达52、以及各第三马达53中，设置有检测与各个旋转状态相关的状态量(马达的旋转轴的旋转位置、旋转速度等)的编码器(省略图示)。并且，通过各马达51、52、53的编码器所检测到的各马达51、52、53的状态量被输入机械手控制装置43的马达状态量取得部432。并且，机械手控制部431基于输入至马达状态量取得部432的各马达51、52、53的状态量，例如以通过多个手指部21来把持对象物的方式对各手指部21中的各马达51、52、53进行伺服控制。

并且，机械手控制装置43具有传感器信息取得部433。设置于机械手机构2的各手指部21的第一手指连杆部211的压敏传感器70的检测值被输入传感器信息取得部433。并且，机械手控制部431能够基于由传感器信息取得部433取得的各压敏传感器70的检测值，来感测各手指部21与对象物的接触，还能够基于该感测信号来对各手指部21中的各马达51、52、53进行控制。

需要说明的是，在通过机械手机构2来把持对象物的情况下，需要通过至少两根手指部21来夹入对象物。在以下的说明中，在通过机械手机构2来把持对象物时，也有时将用于夹入该对象物10的手指部称作“把持用手指部”。根据机械手机构2，能够将四根手指部21中的两根手指部用作把持用手指部来把持对象物，另外，也能够将四根手指部21中的三根手指部用作把持用手指部来把持对象物，另外，还能够将四根手指部21中的全部用作把持用手指部来把持对象物。

＜接近动作控制以及把持动作控制＞

在此，基于图12A至图12D，对在本实施例的机器人臂1中、在把持对象物时所进行的接近动作控制以及把持动作控制进行说明。为了通过机械手机构2中把持用手指部来把持对象物，需要在通过该把持用手指部夹入该对象物之前，使机械手机构2向成为该对象物位于至少两根把持用手指部的前端部之间的状态的规定的可把持位置移动。将这样使机械手机构2向规定的可把持位置的控制称作接近动作控制。另外，将在机械手机构2定位于规定的可把持位置后，用于通过把持用手指部夹入该对象物的控制称作把持动作控制。需要说明的是，在图12A至图12D中，示出了将机械手机构2中的第二手指部21B以及第三手指部21C作为把持用手指部的情况下的动作。另外，在图12A至图12D中，为了便于说明，仅图示了机械手机构2中的第一手指部21A、第二手指部21B、以及第三手指部21C，而省略了第四手指部21D的图示。

在接近动作控制中，如图12A所示，首先，将机械手机构2的方式控制为接近方式，该接近方式是如下那样的方式：将在对象物10的把持中用作把持用手指部的第二手指部21B以及第三手指部21C的各自前端部(第二手指部21B的第一手指连杆部211B的前端部以及第三手指部21C的第一手指连杆部211C的前端部)彼此的间隔扩宽至比对象物10中的表面S1(图12A至图12D中朝向左侧的表面)与表面S2(图12A至图12D中朝向右侧的表面)之间的宽度dt大的规定的初期间隔df。接着，使被控制为接近方式的机械手机构2接近对象物10。需要说明的是，图12A中的空心箭头表示机械手机构2的移动方向。

在此，接近方式被设定为如下那样的方式：在由机械手机构2的第二手指部21B和第三手指部21C把持了对象物10时，它们之外的手指部即第一手指部21A和第四手指部21D不与对象物10接触。上述那样的接近方式基于由对象物信息取得部430取得的与对象物10的形状以及尺寸相关的信息而被决定。此时，第二接近方式中的第二手指部21B的前端部与第三手指部21C的前端部之间的规定的初期间隔df基于由对象物信息取得部430取得的对象物10中的表面S1与表面S2之间的宽度dt而被决定。另外，在将机械手机构2的方式控制为接近方式时，通过机械手控制装置43对驱动各手指部21中的第一关节部22、第二关节部23、以及基端部213的各马达51、52、53进行伺服控制。

并且，在接近动作控制中，在将机械手机构2的方式设为了接近方式的状态下，为了使该机械手机构2向规定的可把持位置移动，通过臂控制装置42对臂机构3的各马达进行伺服控制。如图12B所示，该情况下的规定的可把持位置是成为对象物10的表面S1和表面S2位于第二手指部21B的前端部与第三手指部21C的前端部之间的状态的位置。另外，在将机械手机构2定位于规定的可把持位置时，基于由对象物信息取得部430取得的对象物10的位置信息，通过臂控制装置42对臂机构3进行控制。

在通过上述那样的接近动作控制而将机械手机构2定位于规定的可把持位置后，进行把持动作控制。在把持动作控制中，首先，使把持用手指部的前端部与对象物10接触。换句话说，如图12C所示，使第二手指部21B的前端部与对象物10的表面S1接触，并且使第三手指部21C的前端部与对象物10的表面S2接触。此时，机械手控制装置43在第二手指部21B以及第三手指部21C中的每一方中，使第二马达52向第二关节部23弯曲的方向旋转驱动。接着，机械手控制装置43在通过设置于各手指部21B、21C的前端部的压敏传感器70感测到与对象物10的接触的时间点，使感测到该接触的手指部中的第二马达52的驱动停止。换句话说，在把持动作控制中，在把持用手指部的前端部接触于对象物10的时间点，成为该把持用手指部的各关节部的驱动机构的工作暂时停止的状态。

此外，在把持动作控制中，需要从把持用手指部对对象物10赋予按压力。为此，在本实施例的把持动作控制中，机械手控制装置43在前端部与对象物10接触中的状态的第二手指部21B以及第三手指部21C中的每一方中，使第一驱动机构中的第一马达51向第一关节部22弯曲的方向旋转驱动。需要说明的是，此时，第二驱动机构中的第二马达52保持停止。由此，如图12D中空心箭头所示，从第二手指部21B以及第三手指部21C对对象物10赋予按压力。其结果是，对象物10被第二手指部21B以及第三手指部21C把持。

在此，如上所述，在本实施例的机械手机构2中，在各手指部21中，作为用于驱动第一关节部22的第一驱动机构的齿轮而使用了两个锥齿轮61、62。另外，在各手指部21中，作为用于驱动第二关节部23的第二驱动机构的齿轮，而使用了包括蜗轮63以及蜗杆64的蜗杆传动机构。通常，蜗杆传动机构是反向驱动性非常小的齿轮。因此，在各把持用手指部中，在使第二驱动机构的第二马达52保持停止的状态下使第一驱动机构的第一马达51旋转驱动，从而仅驱动第一关节部22，由此，即使是从把持用手指部对对象物10赋予了按压力的情况，也能够抑制蜗杆传动机构63、64反向驱动。即，在从把持用手指部对对象物10赋予了按压力的情况下，能够抑制该把持用手指部的第二关节部23向伸展方向驱动。因此，即使是仅使第一驱动机构的第一马达51驱动的情况，也能够从把持用手指部对对象物10赋予充分的按压力。

另外，在各手指部21中，第一关节部22位于比第二关节部23靠前端部的位置。因此，在对对象物10赋予按压力时，在把持用手指部中，与使第二关节部23弯曲相比，使第一关节部22弯曲时，对其前端部施加负载而产生的力矩变小。因此，在把持动作控制中，与使第二关节部23弯曲来对对象物10赋予按压力的情况相比，在使第一关节部22弯曲来对对象物10赋予按压力的情况下，能够以更小的转矩从把持用手指部对对象物10赋予充分的按压力。换言之，若设为通过使第二关节部23弯曲来对对象物10赋予充分的按压力，则需要比使第一关节部22弯曲的情况大的转矩。为此，在本实施例的把持动作控制中，在从把持用手指部对对象物10赋予按压力时，在第二驱动机构的第二马达52保持停止的状态下，通过第一驱动机构的第一马达51驱动第一关节部22。换句话说，将用于对对象物10赋予按压力的驱动源仅设为第一马达51。由此，能够在抑制手指部21的各关节部的驱动机构中的马达的大型化、马达的发热量的增加的同时，通过机械手机构2稳定地把持对象物10。

另外，在本实施例的机械手机构2的各手指部21中，在假设除了第二驱动机构之外作为第一驱动机构的齿轮也使用了蜗杆传动机构的情况下，与作为第一驱动机构的齿轮而使用了其他种类的齿轮的情况相比，在对手指部21的前端部作用了某种外力时，第一关节部22难以在该外力的作用下弯曲或伸展。换句话说，难以通过第一关节部22的动作来吸收外力带来的冲击。另外，通常，蜗杆传动机构的减速比较高。因此，在作为第一驱动机构的齿轮也使用了蜗杆传动机构的情况下，与作为第一驱动机构的齿轮而使用了其他种类的齿轮的情况相比，与作为第一驱动机构的齿轮而使用了锥齿轮的情况相比，驱动第一关节部22时的效率降低。并且，在作为第一驱动机构的齿轮而使用了蜗杆传动机构的情况下，在手指部21的第一关节部22设置蜗轮。因此，第一关节部22变大。

为此，在本实施例的机械手机构2中，作为第一驱动机构的齿轮，使用了反向驱动性比蜗杆传动机构大、且减速比比蜗杆传动机构低的锥齿轮。由此，在对手指部21的前端部作用了某种外力时，容易通过第一关节部22的动作来吸收该外力带来的冲击。另外，能够提高驱动第一关节部22时的效率。另外，还能够抑制第一关节部22变大。需要说明的是，作为第一驱动机构的齿轮也能够使用锥齿轮以外的齿轮。但是，通过将锥齿轮用作第一驱动机构的齿轮，从而与使用了其他种类的齿轮的情况相比，能够更容易抑制第一关节部22变大。

＜把持动作控制的流程＞

接下来，基于图13所示的流程图对本实施例的把持动作控制的流程进行说明。该把持动作控制的流程在通过接近动作控制而将机械手机构2定位于规定的可把持位置之后，通过在机械手控制装置43中执行规定的控制程序而实现。

在本流程中，首先在S101中，在本次的把持动作控制中机械手机构2的把持用手指部中的前端部未与对象物接触的各把持用手指部中的第二马达52向第二关节部23弯曲的方向驱动。由此，未与对象物接触的把持用手指部的前端部朝向对象物移动。需要说明的是，在接近动作控制结束后，成为所有的把持用手指部都未立即与对象物接触的状态。因此，在该情况下，在S101中，所有的把持用手指部中的第二马达52进行驱动。

接着，接下来，在S102中，判断是否通过各把持用手指部的压敏传感器70感测到与对象物的接触。在S102中判定为否定的情况下，再次执行S101的处理。另一方面，在S102中判定为肯定的情况下，接下来在S103中，停止由压敏传感器70感测到与对象物的接触的把持用手指部中的第二马达52的驱动。此时，也可以停止向被感测到与对象物的接触的把持用手指部中的第二马达52的电力供给。接下来，在S104中，针对所有的把持用手指部，判断是否感测到与对象物的接触。在S104中判定为否定的情况下，再次执行S101的处理。由此，继续未与对象物接触的把持用手指部中的第二马达52的驱动。但是，即使在该情况下，针对已经被感测到与对象物的接触的把持用手指部，维持停止了第二马达52的驱动的状态。接着，通过重复S101至S104的处理，在直至所有的把持用手指部与对象物接触为止的期间，依次在通过压敏传感器70感测到与对象物10的接触的时间点，停止各个把持用手指部中的第二马达52的驱动。

并且，在S104中判定为肯定的情况下，接下来执行S105的处理。在S105中，在所有的把持用手指部与对象物接触的状态下，该所有的把持用手指部的第一马达51向第一关节部22弯曲的方向旋转驱动。此时，各把持用手指部中的第二马达52维持保持停止的状态。换句话说，也可以保持停止向各把持用手指部中的第二马达52的电力供给。由此，仅将各把持用手指部中的第一马达51作为驱动源来通过各把持用手指部按压对象物。需要说明的是，在S105中，并非必须使所有的把持用手指部的第一马达51工作。换句话说，也可以仅使一根把持用手指部的第一马达51工作来通过该把持用手指部按压对象物10。

接下来，在S106中，判断由把持用手指部进行的对象物的把持是否结束。需要说明的是，能够基于各把持用手指部的前端部的位置、或者由各把持用手指部的压敏传感器70检测的压力，来判断由把持用手指部进行的对象物的把持是否结束。在该S106中判定为否定的情况下，继续S105的处理。另一方面，在S106中判定为肯定的情况下，接下来在S107中，停止各把持用手指部的第一马达51的驱动。由此，成为维持了该时间点的各把持用手指部的前端部的位置、或者由各把持用手指部对对象物施加的压力的状态。接着，本次的把持动作控制结束。需要说明的是，在S107中，也可以将向各把持用手指部的第一马达51供给的电力维持为在S106中判定为肯定的时间点的电力。

根据上述流程，在使把持用手指部的前端部与对象物接触时，将把持用手指部中的第二马达52作为驱动源而把持用手指部工作。但是，在此时也可以是，驱动把持用手指部的第二关节部23，并且还将该把持用手指部的第一马达51作为驱动源来驱动该把持用手指部的第一关节部22。另一方面，在通过前端部接触于对象物的状态的把持用手指部对该对象物赋予按压力时，仅将该把持用手指部的第一马达51作为驱动源而把持用手指部工作。

(变形例)

需要说明的是，在上述实施例中，作为机械手机构2的各手指部21的各关节部22、23的驱动机构，列举使用了马达以及齿轮的结构为例进行了说明，但将马达的旋转力传递至关节部的旋转轴的传递机构并不必须是齿轮。例如，也可以取代齿轮而使用同步带。另外，作为各关节部22、23的驱动机构也可以使用直动致动器。但是，无论驱动机构的结构如何，作为用于驱动第二关节部23的第二驱动机构，均使用反向驱动性比用于驱动第一关节部22的第一驱动机构小的机构。

附图标记说明：

1...机器人臂；2...机械手机构；20...基座部；21...手指部；22...第一关节部；23...第二关节部；211...第一手指连杆部；212...第二手指连杆部；213...基端部；3...臂机构；30a...第一关节部；30b...第二关节部；30c...第三关节部；30d...第四关节部；30e...第五关节部；30f...第六关节部；31...第一臂连杆部；32...第二臂连杆部；33...第三臂连杆部；34...第四臂连杆部；35...第五臂连杆部；36...连接构件；4...底座部；42...臂控制装置；420...臂控制部；421...马达状态量取得部；43...机械手控制装置；430...对象物信息取得部；431...机械手控制部；432...马达状态量取得部；433...传感器信息取得部；51...第一马达；52...第二马达；53...第三马达；61、62...锥齿轮；63...蜗轮；64...蜗杆；65、66...齿轮；70...压敏传感器。

Claims (5)

1.一种把持系统，其具备通过多个手指部来把持对象物的机械手机构，其中，

在所述机械手机构的各手指部形成有第一关节部、以及位于比该第一关节部更远离该手指部的前端部处的第二关节部，

所述机械手机构具有驱动各手指部中的所述第一关节部的第一驱动机构、以及驱动各手指部中的所述第二关节部的第二驱动机构，

所述第一驱动机构以及所述第二驱动机构分别包括马达，并且，所述第二驱动机构是反向驱动性比所述第一驱动机构小的机构，

所述把持系统具备在通过所述机械手机构来把持所述对象物时对该机械手机构进行控制的控制装置，

所述控制装置在通过所述机械手机构来把持所述对象物时，在使所述多个手指部中的用于该对象物的把持的把持用手指部的前端部与该对象物接触的状态下，保持使该把持用手指部的所述第二驱动机构的马达停止的状态，并使该把持用手指部的所述第一驱动机构的马达向所述第一关节部弯曲的方向旋转驱动，由此从该把持用手指部对该对象物赋予按压力。

2.根据权利要求1所述的把持系统，其中，

在所述第一驱动机构以及所述第二驱动机构中，分别包括齿轮来作为将所述马达的旋转力向关节部的旋转轴传递的传递机构，并且，所述第二驱动机构的齿轮是反向驱动性比所述第一驱动机构的齿轮小的齿轮。

3.根据权利要求2所述的把持系统，其中，

作为所述第一驱动机构的齿轮而使用了蜗杆传动机构以外的种类的齿轮，作为所述第二驱动机构的齿轮而使用了蜗杆传动机构。

4.根据权利要求3所述的把持系统，其中，

作为所述第一驱动机构的齿轮而使用了锥齿轮。

5.一种把持方法，其是通过具备多个手指部的机械手机构来把持对象物的把持方法，其中，

在所述机械手机构的各手指部形成有第一关节部、以及位于比该第一关节部更远离该手指部的前端部处的第二关节部，

所述机械手机构具有用于驱动各手指部中的所述第一关节部的第一驱动机构、以及驱动各手指部中的所述第二关节部的第二驱动机构，

所述第一驱动机构以及所述第二驱动机构分别包括马达，并且，所述第二驱动机构是反向驱动性比所述第一驱动机构小的机构，

所述把持方法包括如下步骤：

在通过所述机械手机构来把持所述对象物时，使所述多个手指部中的用于该对象物的把持的把持用手指部的前端部与该对象物接触；以及

在使所述把持用手指部的前端部与该对象物接触的状态下，保持使该把持用手指部的所述第二驱动机构的马达停止的状态，并使该把持用手指部的所述第一驱动机构的马达向所述第一关节部弯曲的方向旋转驱动，由此从该把持用手指部对该对象物赋予按压力。

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