DE102018222312A1

DE102018222312A1 - Greifhand

Info

Publication number: DE102018222312A1
Application number: DE102018222312.2A
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Nakagawa; Yuuki Kondou
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2017-12-28
Filing date: 2018-12-19
Publication date: 2019-07-04
Anticipated expiration: 2038-12-20
Also published as: US20190202070A1; CN109968383B; US10953553B2; CN109968383A; JP6680757B2; DE102018222312B4; JP2019118986A

Abstract

Die offenbarte Greifhand weist ein Basiselement (50) und eine Mehrzahl von Fingern (20) auf, die um eine durch das Basiselement (50) hindurchgehende Achsenlinie (CL) herum angeordnet sind, wobei jeder der Finger (20) ein flexibles Fingerteil (22), welches eine Flexibilität aufweist, und ein Fingerbasiselement (21) zum Unterstützen des basisseitigen Endes des flexiblen Fingerteils aufweist, wobei die Greifhand mit einer Mehrzahl von Verbindungsmechanismen (30) versehen ist, die von dem Basiselement (50) unterstützt sind und die die jeweilige Mehrzahl von Fingerbasiselementen (21) unterstützen, und wobei jeder der Verbindungsmechanismen (30) es dem dadurch unterstützten Fingerbasiselement (21) ermöglicht, sich relativ zu dem Basiselement (50) zu bewegen, so dass sich die Ausrichtung des dadurch unterstützten Fingerbasiselements (21) gegenüber dem Basiselement (50) nicht wesentlich ändert.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Greifhand.
Stand der Technik
Es ist eine Greifhand bekannt, die versehen ist mit: einem Basiselement, das durch ein Verbinden von acht Verbindungselementen in Reihe gebildet ist und das zu einer regelmäßigen achteckigen Form und einer rechteckigen Form verformt werden kann; und mit einer Mehrzahl von Fingern, von denen jeder von einem der acht Verbindungselemente des Basiselements unterstützt ist, wobei jeder der Finger eine Mehrzahl von Gelenken aufweist, und wobei die Form des Basiselements entsprechend der Form eines Greifobjekts verändert wird (siehe beispielsweise Dokument PTL 1).
Weiterhin ist eine Greifhand bekannt, die versehen ist mit: einem Basiselement, das durch ein Verbinden von vier Verbindungselementen gebildet ist, indem diese in einer vorgeschriebenen Richtung angeordnet sind; und mit einer Mehrzahl von Fingern, die auf der einen Seite und auf der anderen Seite des Basiselements in der oben beschriebenen vorgeschriebenen Richtung unterstützt sind, wobei jeder der Finger eine Mehrzahl von Gelenken aufweist, wobei das Basiselement derart verformt ist, dass die vier Verbindungselemente in einer geraden Linie angeordnet sind, wenn ein großes Objekt gegriffen werden soll, und wobei die Verbindungselemente in der Mitte in der oben beschriebenen vorgeschriebenen Richtung so abgewinkelt sind, dass sich die Verbindungselemente an dem einen Ende und dem anderen Ende in der oben beschriebenen vorgeschriebenen Richtung einander nähern, wenn ein kleines Objekt gegriffen werden soll (siehe z.B. Dokument PTL 2).
Weiterhin ist noch eine Greifhand bekannt, die versehen ist mit: einem Basiselement; und mit einer Mehrzahl von Fingern, von denen jeder auf dem Basiselement schwenkbar montiert ist, wobei jeder der Finger eine Mehrzahl von Gelenken aufweist, und wobei ein Greifobjekt durch Biegen der Gelenke jedes der Finger gegriffen wird (siehe z.B. Dokument PTL 3).
Zitierte Patentliteratur

Dokument PTL 1: ungeprüfte Japanische Patentanmeldung, Publikation Nr. 2010-076050
Dokument PTL 2: ungeprüfte Japanische Patentanmeldung, Veröffentlichung Nr. 2008-178939
Dokument PTL 3: ungeprüfte Japanische Patentanmeldung, Veröffentlichung Nr. 2015-533669

Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
Bei den Greifhänden in PTL 1 und 2 kann zwar die Form des Basiselements entsprechend der Größe des zu greifenden Objekts geändert werden, jedoch kann die Position des Distalendes jedes Fingers relativ zum Basiselement nicht verändert werden. Aus diesem Grund sind, da den Greifhänden die Möglichkeit fehlt, die Position des Distalendes jedes der Finger relativ zum Basiselement zu ändern, die Typen von Objekten, die gegriffen werden können, eingeschränkt.
Darüber hinaus ist jede der oben beschriebenen Greifhände mit Fingern mit einer Mehrzahl von Gelenken versehen, so dass ein zu greifendes Objekt durch Biegen der Gelenke jedes der Finger gegriffen wird. In den letzten Jahren gibt es zwar eine wachsende Nachfrage nach einem Greifen eines unregelmäßig geformten und empfindlichen Greifobjekts, wie beispielsweise Lebensmittel, aber in einigen Fällen ist es nicht möglich, ein empfindliches Greifobjekt, wie beispielsweise Lebensmittel, durch Biegen der Gelenke jedes einzelnen Fingers angemessen zu greifen.
Obwohl flexible Finger, die durch das Zuführen und Abführen eines Drucksteuerfluides deformiert werden, zum Greifen eines empfindlichen Greifobjekts, wie beispielsweise Lebensmittel, erzielbar sein können, ist es schwierig, flexible Finger genau zu steuern, da ihre nutzbaren Bewegungsbereiche eng sind im Vergleich zu Fingern mit einer Mehrzahl von Gelenken. Aus diesem Grund ist eine Anpassung an verschiedene Typen von Greifobjekten schwierig, auch wenn flexible Finger verformt werden, indem ein Drucksteuerfluid bei den oben beschriebenen Greifhänden zugeführt und abgeführt wird.
Die vorliegende Erfindung wurde unter Berücksichtigung der oben beschriebenen Umstände konzipiert, wobei es ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist, eine Greifhand bereitzustellen, die in der Lage ist, verschiedene Typen von Greifobjekten zu greifen, indem sie flexible Finger verwendet, die durch das Zuführen und Abführen eines Drucksteuerfluides verformt werden.
Lösung des Problems
Um die oben beschriebenen Probleme zu lösen, bietet die vorliegende Erfindung die folgenden Lösungen.
Ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung besteht in einer Greifhand, die folgendes aufweist: ein Basiselement; und eine Mehrzahl von Fingern, die um eine Achsenlinie angeordnet sind, die durch das Basiselement hindurchgeht oder dieses durchdringt, wobei jeder der Finger ein flexibles Fingerteil, welches eine Flexibilität aufweist, und ein Fingerbasiselement zum Tragen eines basisseitigen flexiblen Fingerteils aufweist, wobei die Greifhand weiterhin eine Mehrzahl von Verbindungsmechanismen umfasst, die durch das Basiselement oder durch ein auf dem Basiselement montiertes Element unterstützt sind und die jeweils die Mehrzahl von Fingerbasiselementen tragen, und wobei jeder der Verbindungsmechanismen es dem entsprechenden Fingerbasiselement, das dadurch unterstützt ist, ermöglicht, sich relativ zu dem Basiselement zu bewegen, so dass sich die Ausrichtung des dadurch unterstützten Fingerbasiselements in Bezug auf das Basiselement nicht wesentlich ändert.
Nach dem ersten Aspekt wird das Fingerbasiselement jedes der Finger durch das Basiselement oder durch das am Basiselement über den entsprechenden Verbindungselementmechanismus angebrachte Element unterstützt, wobei es jeder der Verbindungsmechanismen dem dadurch unterstützten entsprechenden Fingerbasiselement ermöglicht, sich relativ zum Basiselement zu bewegen, so dass sich die Ausrichtung des dadurch unterstützten Fingerbasiselements gegenüber dem Basiselement nicht wesentlich ändert. Kurz gesagt, die Positionen der Finger zueinander können so verändert werden, dass sich die Ausrichtung des Distalende-Abschnitts jedes der Finger gegenüber dem Basiselement nicht wesentlich ändert.
Wenn beispielsweise ein kleines Objekt gegriffen werden soll, bewegt sich die Mehrzahl der Finger so, dass sie sich einander annähern, so dass sich die Ausrichtung des Distalende-Abschnitts jedes der Finger gegenüber dem Basiselement nicht wesentlich ändert, wodurch sich die Greifhand so verhalten kann, als ob sich das Basiselement im Wesentlichen verengt hätte. Wenn ein großes Objekt gegriffen werden soll, bewegt sich die Mehrzahl der Finger voneinander weg, so dass sich die Ausrichtung des Distalende-Abschnitts jedes der Finger gegenüber dem Basiselement nicht wesentlich ändert, wodurch sich die Greifhand so verhalten kann, als ob sich das Basiselement im Wesentlichen verbreitert hätte.
Aus diesem Grund kann das Greifobjekt gegriffen werden, auch wenn der bewegliche Bereich jedes der Finger klein oder fast null ist. Da jeder der Finger das flexible Fingerteil umfasst, kann auch ein unregelmäßig geformtes und empfindliches Greifobjekt, wie z.B. Lebensmittel, entsprechend gegriffen werden.
Der oben beschriebene Aspekt ist vorzugsweise derart, dass das auf dem Basiselement montierte Element eine Mehrzahl von um die Achsenlinie angeordneten Schwenkelementen umfasst, wobei jedes der Schwenkelemente auf dem Basiselement so montiert ist, dass es um eine Schwenkachse schwenkbar ist, die sich in einer Richtung im Wesentlichen entlang der Achsenlinie erstreckt, und wobei die Mehrzahl von Verbindungsmechanismen jeweils durch die Mehrzahl von Schwenkelementen unterstützt sind.
Bei dieser Konfiguration ist die Mehrzahl der Finger über die Verbindungsmechanismen auf der jeweiligen Mehrzahl der Schwenkelemente unterstützt, wobei die Schwenkelemente relativ zum Basiselement schwenkbar sind. Aus diesem Grund ist es mit Hilfe der Verbindungsmechanismen möglich, die Positionen der Mehrzahl von Fingern zueinander und die Ausrichtungen der Finger um die Schwenkachsen so einzustellen, dass sich die Ausrichtungen der Distalende-Abschnitte der Finger gegenüber dem Basiselement nicht wesentlich ändern. Dies ist bei der Erweiterung des verwendbaren Bereichs des Greifobjekts vorteilhaft.
Der oben beschriebene Aspekt ist vorzugsweise derart, dass die Greifhand weiterhin umfasst: eine Schwenkantriebseinrichtung zum Antreiben jedes der Schwenkelemente um die Schwenkachse.
Bei dieser Konfiguration können die Schwenkelemente mittels der Schwenkantriebseinrichtungen geschwenkt werden, was bei der Reduzierung der Arbeitslast und der Arbeitszeit zur Anpassung der Ausrichtung der Finger um die Schwenkachsen von Vorteil ist.
Der oben beschriebene Aspekt ist vorzugsweise derart, dass jeder der Verbindungsmechanismen parallele Verbindungselemente umfasst.
Mit dieser Konfiguration können die Positionen der Mehrzahl von Fingern zueinander so verändert werden, dass sich die Ausrichtungen der Fingerbasiselemente gegenüber dem Basisteil nicht ändern. Aus diesem Grund ist es einfacher, die Ausrichtung jedes der flexiblen Fingerteile relativ zum Basiselement abzuschätzen, was einen Vorteil bei der genauen Steuerung der Greifhand bietet, die die flexiblen Fingerteile verwendet.
Der oben beschriebene Aspekt ist vorzugsweise derart, dass die Greifhand weiterhin Folgendes umfasst: einen Antriebsmechanismus, der das Fingerbasiselement in Bezug auf das Basiselement oder die Schwenkelemente innerhalb eines beweglichen Bereichs des entsprechenden Verbindungselementmechanismus bewegt.
Bei dieser Konfiguration können die Fingerbasiselemente mittels des Antriebsmechanismus bewegt werden, was von Vorteil ist, um die Arbeitslast und die Arbeitszeit für die Anpassung der Fingerpositionen zu reduzieren.
Der oben beschriebene Aspekt ist vorzugsweise derart, dass der Antriebsmechanismus Folgendes umfasst: ein in axialer Richtung bewegliches Element, das sich in einer Richtung entlang der Achsenlinie in Bezug auf das Basiselement bewegt; und wenigstens ein Antriebsverbindungselement zum Verbinden des in axialer Richtung beweglichen Elements mit dem Fingerbasiselement oder mit einer Fingerbasiselement-Seite der Verbindungsmechanismen.
Da die Mehrzahl der Finger um die Achsenlinie herum angeordnet ist, ist das Bereitstellen des sich in Axialrichtung bewegenden Elements, das sich in einer Richtung entlang der Achsenlinie bewegt, vorteilhaft, um die Größe der Greifhand in eine Richtung orthogonal zur Achsenlinie zu reduzieren, verglichen beispielsweise mit einem Fall, in dem ein bewegliches Element, das sich in eine Richtung orthogonal zur Achsenlinie bewegt, vorgesehen ist.
Der oben beschriebene Aspekt ist vorzugsweise derart, dass der Antriebsmechanismus die Mehrzahl der Fingerbasiselemente unabhängig voneinander in Bezug auf das Basiselement oder die Schwenkelemente bewegt.
Bei dieser Konfiguration können die Positionen der Mehrzahl von Fingerbasiselementen relativ zum Basiselement oder den Schwenkelementen unabhängig voneinander über den Antriebsmechanismus eingestellt werden. Dies ist vorteilhaft bei der Erweiterung des verwendbaren Bereichs des Greifobjekts.
Der oben beschriebene Aspekt ist vorzugsweise derart, dass die Greifhand weiterhin Folgendes umfasst: eine Steuereinheit, die den Antriebsmechanismus steuert, wobei die Steuereinheit den Antriebsmechanismus so steuert, dass jedes der Fingerbasiselemente an einer Position gemäß einem Typ eines Greifobjekts angeordnet ist.
Bei dieser Konfiguration werden die Positionen der Finger automatisch entsprechend der Art des Greifobjekts geändert, was von Vorteil ist, um die Greifqualität der Greifhand, die die flexiblen Fingerteile verwendet, zu verbessern.
Der oben beschriebene Aspekt ist vorzugsweise derart, dass die Greifhand weiterhin umfasst: eine Steuereinheit, die den Antriebsmechanismus steuert; eine Fluidzuführ- und - abführeinrichtung zum Zuführen und Abführen eines Drucksteuerfluides zu und aus dem Inneren jedes der flexiblen Fingerteile; und eine Speichereinrichtung, die Informationen über die Korrespondenzbeziehung zwischen einer Menge und einem Druck des von der Fluidzuführ- und -abführeinrichtung zugeführten und abgeführten Drucksteuerfluides und Änderungen des Verhaltens und einer physikalischen Eigenschaft des entsprechenden flexiblen Fingerteils speichert, wobei die Steuereinheit eine Position bestimmt, in die jedes der Fingerbasiselemente mittels des Antriebsmechanismus bewegt wird, indem die Steuereinheit wenigstens die Menge und den Druck des Drucksteuerfluides verwendet, das von der Fluidzuführ- und -abführeinrichtung zu und von jedem der entsprechenden flexiblen Fingerteile zugeführt und abgeführt wird, und indem die Steuereinheit die Informationen über die Korrespondenzbeziehung verwendet.
Ein Verhalten, wie z.B. der Grad der Verformung, und eine physikalische Eigenschaft, wie z.B. die Federkonstante, jedes der flexiblen Fingerteile ändern sich entsprechend der Menge und dem Druck des Drucksteuerfluides, das in das Innere des Fingerteils zugeführt und aus ihm abgeführt wird. Wenn beispielsweise die Menge des zugeführten Drucksteuerfluides zunimmt, nimmt der Verformungsgrad jedes der flexiblen Fingerteile zum Inneren der Hand zu, wobei die Federkonstante jedes der flexiblen Fingerteile zunimmt. Wenn aus diesem Grund die Positionen der Mehrzahl von Fingerbasiselementen zueinander festgelegt sind und wenn Greifobjekte unterschiedlicher Größe usw. gegriffen werden sollen, unterscheidet sich die auf das Greifobjekt ausgeübte Greifkraft stark zwischen dem Fall, in dem ein großes Greifobjekt gegriffen wird, und dem Fall, in dem ein kleines Greifobjekt gegriffen wird.
Im Gegensatz zu der vorstehend beschriebenen Konfiguration werden die Positionen, in die die Fingerbasiselemente mittels des Antriebsmechanismus bewegt werden, bestimmt, indem wenigstens die Menge und der Druck des Drucksteuerfluides, das von der Fluidzuführ- und -abführeinrichtung zu und von jedem der flexiblen Fingerteile zugeführt und abgeführt wird, sowie die Informationen über die Korrespondenzbeziehung verwendet werden. Aus diesem Grund ist es möglich, die Greifkräfte auf Greifobjekte unterschiedlicher Größe entsprechend anzupassen.
Der oben beschriebene Aspekt ist vorzugsweise derart, dass die Greifhand ihn umfasst: eine Fluidzuführ- und - abführeinrichtung zum Zuführen und Abgeben eines Drucksteuerfluides zu und aus dem Inneren jedes der flexiblen Fingerteile; eine Speichereinrichtung zum Speichern von Informationen über die Korrespondenzbeziehung zwischen einer Menge und einem Druck des von der Fluidzuführ- und - abführeinrichtung zugeführten und abgeführten Drucksteuerfluides und Änderungen des Verhaltens und einer physikalischen Eigenschaft des entsprechenden flexiblen Fingerteils; und eine Steuereinheit, die, wenn ein Greifobjekt von jedem der flexiblen Fingerteile erfasst wird, eine Greifposition schätzt, an der das Greifobjekt in jedem der flexiblen Fingerteile erfasst wird, indem die Steuereinheit wenigstens die Menge und den Druck des Drucksteuerfluides, das von der Fluidzuführ- und - abführeinrichtung zu und von dem entsprechenden flexiblen Fingerteil zugeführt und abgeführt wird, und die Informationen über das Korrespondenzverhältnis verwendet.
Bei dieser Konfiguration ist es, durch Abschätzen einer Greifposition, d.h. einer Position, eines Bereichs usw., wo das Greifobjekt gegriffen wird, in jedem der flexiblen Fingerteile möglich, die Greifposition zu steuern, wenn das Greifobjekt gegriffen werden soll, was einen Vorteil bei der Verbesserung der Greifqualität bietet.
Der oben beschriebene Aspekt ist vorzugsweise derart, dass die Greifhand Folgendes umfasst: eine Fluidzuführ- und - abführeinrichtung; und einen Schlauch zum Verbinden der Fluidzuführ- und -abführeinrichtung mit jedem der flexiblen Fingerteile, wobei sich ein Abschnitt des Rohres zwischen dem Basiselement und jedem der flexiblen Fingerteile in einer Richtung entlang der Schwenkachse des Schwenkelements erstreckt und in der Nähe der Schwenkachse angeordnet ist.
Bei dieser Konfiguration behindert das Rohr zwischen dem Basiselement und jedem der flexiblen Fingerteile nicht, wenn ein beweglicher Abschnitt der Greifhand angetrieben wird, wodurch verhindert wird, dass das Rohr beschädigt wird, sich löst usw.
Der oben beschriebene Aspekt ist vorzugsweise derart, dass jedes der flexiblen Fingerteile lösbar mit dem entsprechenden Fingerbasiselement verbunden ist.
Da die flexiblen Fingerteile flexibel sind, müssen sie im Vergleich zu Metallteilen häufig ausgetauscht und gewartet werden. Aus diesem Grund ist eine Struktur, die es ermöglicht, die flexiblen Fingerteile, wie vorstehend beschrieben, mit den Fingerbasiselementen verbindbar/lösbar zu verbinden, von Vorteil, um den Zeitaufwand für Austausch- und Wartungsarbeiten zu reduzieren.
Der oben beschriebene Aspekt ist vorzugsweise derart, dass ein basisseitiges Ende jedes der flexiblen Fingerteile mit einem Rohrabschnitt versehen ist, der eine höhere Steifigkeit als das entsprechende flexible Fingerteil aufweist und der mit einem hohlen Abschnitt des entsprechenden flexiblen Fingerteils verbunden ist, wobei jedes der Fingerbasiselemente mit einer Kopplung mit einem Strömungskanal zum Zuführen und Abführen des Drucksteuerfluides zu und von dem entsprechenden flexiblen Fingerteil versehen ist, und wobei der Rohrabschnitt jedes der flexiblen Fingerteile lösbar mit der Kopplung des entsprechenden Fingerbasiselements verbunden ist.
Bei dieser Konfiguration kann jedes der flexiblen Fingerteile durch An- und Abkoppeln des Rohrteils am basisseitigen Ende des flexiblen Fingerteils an und von der Kopplung des Fingerbasiselements befestigt und gelöst werden, wodurch die Zeit für Austausch- und Wartungsarbeiten verkürzt wird.
Der oben beschriebene Aspekt ist vorzugsweise derart, dass die Greifhand Folgendes umfasst: eine Fluidzuführ- und - abführeinrichtung; eine Mehrzahl von Fluidströmungskanälen zum Verbinden der Fluidzuführ- und -abführeinrichtung und der jeweiligen Mehrzahl von flexiblen Fingerteilen; und eine Mehrzahl von Durchflussvolumen-Einstellventilen, die an Zwischenpositionen der jeweiligen Mehrzahl von Fluidströmungskanälen vorgesehen sind, wobei die Mehrzahl von Durchflussvolumen-Einstellventilen für die jeweilige Mehrzahl von flexiblen Fingerteilen solche Ventile sind, deren Grad der Ventilöffnung sich entsprechend dem Schwenken der Schwenkelemente der jeweiligen flexiblen Fingerteile ändert.
Da bei dieser Konfiguration der Grad der Ventilöffnungseinstellung des Strömungskanals zur Zu- und Abführung eines Drucksteuerfluides zu und von einem flexiblen Fingerteil jedes der Finger automatisch entsprechend der Schwenkposition des Fingers erfolgt, kann auf die Steuerverarbeitung zum Senden eines Steuersignals an ein elektromagnetisches Ventil usw. verzichtet werden, und außerdem kann die Zuverlässigkeit des Grades der Ventilöffnungseinstellung durch Weglassen eines Schrittes zum Steuern jedes der Durchflussvolumen-Einstellventile mit einem Steuersignal verbessert werden.
Der oben beschriebene Aspekt ist vorzugsweise derart, dass die Greifhand Folgendes umfasst: eine Steuereinheit zum Steuern des Antriebsmechanismus; und einen optischen Sensor, wobei die Steuereinheit eine Position bestimmt, in die jedes der Fingerbasiselemente mittels des Antriebsmechanismus unter Verwendung von optischen Daten, die durch den optischen Sensor erhalten werden, bewegbar ist.
So kann beispielsweise die Steuereinheit die Position jedes der Fingerbasiselemente in einer Richtung, die die oben beschriebene Achsenlinie schneidet, basierend auf der Ausrichtung des Greifobjekts in den Bilddaten einstellen. Wenn das Greifobjekt wie eine kreisförmige Säule geformt ist, kann die Greifqualität verbessert werden, indem die Position jedes der Fingerbasiselemente zwischen einem Fall, in dem das Greifobjekt in axialer Richtung gegriffen werden soll, und einem Fall, in dem das Greifobjekt in radialer Richtung gegriffen werden soll, geändert wird.
Der oben beschriebene Aspekt ist derart, dass die Greifhand Folgendes umfasst: eine Fluidzuführ- und -abführeinrichtung zum Zuführen und Abgeben eines Drucksteuerfluides zu und aus dem Inneren jedes der flexiblen Fingerteile; eine Speichereinrichtung zum Speichern von Informationen über eine Korrespondenzbeziehung zwischen einer Menge und einem Druck des Drucksteuerfluides, das von der Fluidzuführ- und -abführeinrichtung zugeführt und abgeführt wird, und einem Ausmaß an Verformung des entsprechenden flexiblen Fingerteils; und eine Steuereinheit, die, wenn ein Greifobjekt gegriffen wird, eine Position oder einen Bereich schätzt, in dem das Greifobjekt in jedem der flexiblen Fingerteile gegriffen wird, indem die Steuereinheit wenigstens die Menge und den Druck des Drucksteuerfluides, das von der Fluidzuführ- und -abführeinrichtung zu und von dem entsprechenden flexiblen Fingerteil zugeführt und abgeführt wird, und die Informationen über die Korrespondenzbeziehung verwendet.
Bei der vorstehend beschriebenen Konfiguration ist es möglich, auch wenn die Kontakte zwischen jedem der flexiblen Fingerteile und dem Griffobjekt nicht visuell, d.h. mit Hilfe des Sichtsensors usw., überwacht werden, die Position oder den Bereich, in dem das Griffobjekt in jedem der flexiblen Fingerteile ergriffen wird, abzuschätzen, indem die Menge und der Druck des Drucksteuerfluides, das dem entsprechenden flexiblen Fingerteil zugeführt und von diesem abgeführt wird, verwendet werden, was einen Vorteil bei der Verbesserung, Zuverlässigkeit usw. der Griffqualität bietet. Darüber hinaus ist es auch möglich, die abgeschätzte Greifposition oder -fläche als Historie der Greifqualität zu speichern, damit die Historie später verwendet werden kann.
Vorteile der Erfindung
Nach der vorliegenden Erfindung können verschiedene Typen von Greifobjekten mit flexiblen Fingern gegriffen werden, die durch Zuführen und Abführen von Drucksteuerfluiden verformt werden.
Figurenliste

1 ist eine perspektivische Ansicht einer Hand gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine Seitenansicht der Hand gemäß der ersten Ausführungsform.
3 ist eine Vorderansicht der Hand gemäß der ersten Ausführungsform.
4 ist ein schematisches Konfigurationsdiagramm der Hand gemäß der ersten Ausführungsform.
5 ist ein Diagramm zur Veranschaulichung einer Betätigung der Hand gemäß der ersten Ausführungsform.
6 ist ein Diagramm zur Veranschaulichung einer Betätigung der Hand gemäß der ersten Ausführungsform.
7 ist ein Diagramm zur Veranschaulichung einer Betätigung der Hand gemäß der ersten Ausführungsform.
8 ist ein Diagramm zur Veranschaulichung einer Betätigung der Hand gemäß der ersten Ausführungsform.
9 ist ein Blockdiagramm einer Steuereinrichtung der Hand gemäß der ersten Ausführungsform.
10 ist ein Diagramm, das ein von der Hand durchgeführtes Greifmodell zeigt.
11 ist ein Diagramm, das ein Greifmodell der Hand gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
12 umfasst Diagramme, die Greifzustände der Hand gemäß der ersten Ausführungsform zeigen, wobei (a) einen Zustand zeigt, in dem flexible Fingerteile an Drehpositionen angeordnet sind, an denen die flexiblen Fingerteile nicht einem Greifobjekt zugewandt sind, und (b) einen Zustand zeigt, in dem die flexiblen Fingerteile an Drehpositionen angeordnet sind, an denen die flexiblen Fingerteile dem Greifobjekt zugewandt sind.
13 umfasst Diagramme, die Greifzustände der Hand gemäß der ersten Ausführungsform zeigen, wobei (a) einen Zustand zeigt, in dem die flexiblen Fingerteile an Drehpositionen angeordnet sind, an denen die flexiblen Fingerteile nicht einem Greifobjekt zugewandt sind, und (b) einen Zustand zeigt, in dem die flexiblen Fingerteile an Drehpositionen angeordnet sind, an denen die flexiblen Fingerteile dem Greifobjekt zugewandt sind.
14 umfasst Diagramme zur Veranschaulichung einer Betätigung der Hand gemäß der ersten Ausführungsform, wobei (a) einen Zustand zeigt, in dem die flexiblen Fingerteile mit den oberen Enden von Greifobjekten in Kontakt stehen, (b) einen Zustand zeigt, in dem sich die flexiblen Fingerteile in Lückenpositionen bewegt haben, und (c) einen Zustand zeigt, in dem sich die flexiblen Fingerteile in die Greifpositionen bewegt haben.
15 ist ein Modelldiagramm, das ein Beispiel für Schläuche für die Hand gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
16 ist ein Modelldiagramm, das ein weiteres Beispiel für Schläuche für die Hand gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
17 ist ein Modelldiagramm einer Hand gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
18 ist ein Diagramm zur Veranschaulichung einer Betätigung der Hand gemäß der zweiten Ausführungsform.
19 ist ein Diagramm zur Veranschaulichung einer Betätigung der Hand gemäß der zweiten Ausführungsform.
20 ist ein Diagramm zur Veranschaulichung einer Betätigung der Hand gemäß der zweiten Ausführungsform.
21 ist ein Modelldiagramm, das eine erste Modifikation der Hand gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt.
22 ist ein Modelldiagramm, das eine zweite Modifikation des Zeigers gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt.
23 ist ein Modelldiagramm, das eine erste Modifikation der Hand gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
24 ist ein Modelldiagramm, das eine zweite Modifikation des Zeigers gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
25 ist ein Modelldiagramm, das eine dritte Modifikation der Hand gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
26 ist ein Modelldiagramm, das eine vierte Modifikation der Hand gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
27 ist ein Diagramm, das einen Finger einer dritten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
28 ist ein Diagramm zur Veranschaulichung einer Funktion des Fingers gemäß der dritten Ausführungsform.
29 ist ein Diagramm zur Veranschaulichung einer Funktion des Fingers gemäß der dritten Ausführungsform.
30 ist ein Diagramm, das eine erste Modifikation einer flexiblen Fingereinheit gemäß der dritten Ausführungsform zeigt.
31 ist ein Diagramm, das eine zweite Modifikation der flexiblen Fingereinheit gemäß der dritten Ausführungsform zeigt.
32 ist ein Diagramm, das die Umgebung eines Basiselements einer Hand gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
33 ist ein Diagramm, das die Umgebung des Basiselements der Hand gemäß der vierten Ausführungsform darstellt.
34 ist ein Diagramm zur Veranschaulichung einer Betätigung der Hand gemäß der vierten Ausführungsform.
35 ist ein Diagramm zur Veranschaulichung einer Betätigung der Hand gemäß der vierten Ausführungsform.
36 ist ein Diagramm, das den schematischen Aufbau eines Durchflussventils der Hand gemäß der vierten Ausführungsform darstellt.

Beschreibung der Ausführungsformen
Eine Greifhand nach einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Die Greifhand dieser Ausführungsform ist bei Verwendung an einem Distalende, z.B. eines Roboters (in der Abbildung nicht dargestellt), montiert.
Wie in den 1 bis 3 dargestellt, hat diese Greifhand drei Finger 20. Die Anzahl der Finger 20 ist nicht auf drei beschränkt, sondern kann zwei, vier oder mehr betragen.
Jeder der drei Finger 20 wird über ein Parallelverbindung (Verbindungsmechanismus) 30 und ein Schwenkelement 40 auf einem Basiselement 50 unterstützt. Ein Ende jedes der drei Schwenkelemente 40 ist um eine entsprechende Schwenkachse 40a schwenkbar am Basiselement 50 unterstützt, wobei am Basiselement 50 drei erste Stellglieder (Schwenkantriebseinrichtungen) 61 zum Drehen der drei Schwenkelemente 40 um die jeweiligen Schwenkachsen 40a montiert sind. Jedes der ersten Stellglieder 61 besteht beispielsweise aus einem Drehmotor mit einem Drehpositionssensor, wie beispielsweise einem Drehwinkelgeber, zum Erfassen der Drehposition der Abtriebswelle, und einem Antriebsstromsensor zum Erfassen eines Antriebsstroms davon.
In dieser Ausführungsform sind die drei Schwenkachsen 40a parallel zu einer Handmittellinie CL angeordnet, durch den gleichen Abstand von der Handmittellinie CL getrennt und in gleichen Winkelabständen um die Handmittellinie CL angeordnet. Darüber hinaus ist in dieser Ausführungsform die Handmittellinie CL auf die Mittelachse des Basiselements 50 ausgerichtet. Im Folgenden kann eine Richtung parallel zur Handmittellinie CL als Hand-Axialrichtung, und eine Richtung, die durch die Handmittellinie CL verläuft und orthogonal zur Handmittellinie CL verläuft, als Hand-Radialrichtung bezeichnet werden. Darüber hinaus kann im Folgenden eine Richtung, die durch eine Schwenkachse 40a verläuft und orthogonal zur Schwenkachse 40a liegt, als Finger-Radialrichtung bezeichnet werden.
Das eine Ende eines ersten Verbindungselements 31 ist mit dem anderen Ende des entsprechenden Schwenkelements 40 um eine Schwenkachse 31a schwenkbar verbunden, und das eine Ende eines zweiten Verbindungselements 32 ist mit dem anderen Ende des entsprechenden Schwenkelements 40 um eine Schwenkachse 32a schwenkbar verbunden. Darüber hinaus ist das andere Ende des ersten Verbindungselements 31 mit einem Fingerbasiselement 21 des entsprechenden Fingers 20 um eine Schwenkachse 31b schwenkbar verbunden, und das andere Ende des zweiten Verbindungselements 32 ist mit dem Fingerbasiselement 21 um eine Schwenkachse 32b schwenkbar verbunden. Die Schwenkachse 31a, die Schwenkachse 31b, die Schwenkachse 32a und die Schwenkachse 32b sind parallel zueinander.
Die Schwenkachse 31a und die Schwenkachse 32a sind durch unterschiedliche Abstände von der entsprechenden Schwenkachse 40a getrennt, und die Schwenkachse 31b und die Schwenkachse 32b sind durch unterschiedliche Abstände von der entsprechenden Schwenkachse 40a getrennt. In dieser Ausführungsform ist die Schwenkachse 32a weiter von der entsprechenden Schwenkachse 40a entfernt als die Schwenkachse 31a, und die Schwenkachse 32b ist weiter von der entsprechenden Schwenkachse 40a entfernt als die Schwenkachse 31b.
Somit ist die Parallelverbindung 30 derart ausgebildet, indem jeweils das eine Ende des ersten Verbindungselements 31 und das zweite Verbindungselement 32 mit dem anderen Ende des entsprechenden Schwenkelements 40 schwenkbar verbunden werden und indem das andere Ende jedes des ersten Verbindungselements 31 und das zweite Verbindungselement 32 mit dem Fingerbasiselement 21 des entsprechenden Fingers 20 schwenkbar verbunden werden. Mit den Parallelverbindungen 30 können sich die Fingerbasiselemente 21 in eine Richtung bewegen, in der die Verbindungselemente 31 und 32 schwenken, ohne ihre Ausrichtung gegenüber den Schwenkelementen 40 zu verändern.
Wenn beispielsweise ein erstes Verbindungselement 31 und ein zweites Verbindungselement 32 in einem Zustand schwenken, in dem das entsprechende Schwenkelement 40 durch das erste Stellglied 61 so positioniert ist, dass die Schwenkachse 31a und die Schwenkachse 32a in der Hand-Radialrichtung angeordnet sind, bewegt sich das Fingerbasiselement 21 in der Hand-Radialrichtung, wobei sich aber die Ausrichtung des Fingerbasiselements 21 in Bezug auf das Schwenkelement 40 nicht ändert. Mit anderen Worten, das Fingerbasiselement 21 bewegt sich in der radialen Richtung der Hand (Finger-Radialrichtung), während eine imaginäre Linie, die durch die Schwenkachse 31a und die Schwenkachse 32a in der Hand-Radialrichtung (Finger-Radialrichtung) verläuft, parallel zu einer imaginären Linie, die durch die Schwenkachse 31b und die Schwenkachse 32b in der Hand-Radialrichtung (Finger-Radialrichtung) verläuft, gehalten wird.
Wie in den 1 und 3 dargestellt, weist diese Greifhand folgendes auf: ein in axialer Richtung bewegliches Element (Antriebsmechanismus) 70, das in axialer Richtung vom Basiselement 50 getrennt angeordnet ist; drei erste Antriebsverbindungselemente (Antriebsmechanismus) 71, die auf dem in axialer Richtung beweglichen Element 70 unterstützt sind; und drei zweite Antriebsverbindungselemente (Antriebsmechanismus) 72, die mit den jeweiligen drei ersten Antriebsverbindungselementen 71 verbunden sind.
Jeweils ein Ende von jedem der ersten Antriebsverbindungselemente 71 ist auf dem in Axialrichtung beweglichen Element 70 um eine Schwenkachse 71a parallel zur entsprechenden Schwenkachse 40a schwenkbar gelagert (siehe 1) .
In dieser Ausführungsform sind die Schwenkachsen 71a der drei ersten Antriebsverbindungselemente 71 mit den Schwenkachsen 40a der jeweils drei Schwenkelemente 40 ausgerichtet. Darüber hinaus ist ein Ende von jedem der zweiten Antriebsverbindungselemente 72 mit dem anderen Ende des entsprechenden ersten Antriebsverbindungselementes 71 um eine Schwenkachse 72a parallel zur Schwenkachse 31a und der Schwenkachse 32a schwenkbar verbunden, wobei das andere Ende des zweiten Antriebsverbindungselementes 72 mit dem Fingerbasiselement 21, der anderen Endseite des ersten Verbindungselementes 31 oder der anderen Endseite des zweiten Verbindungselementes 32 verbunden ist, um so um eine Schwenkachse 72b parallel zur Schwenkachse 31b und der Schwenkachse 32b schwenkbar zu sein.
Als ein Beispiel ist diese Ausführungsform folgendermaßen ausgebildet: die Schwenkachse 72a und die Schwenkachse 32b sind miteinander ausgerichtet; die andere Endseite des ersten Antriebsverbindungselementes 71 oder eine Endseite des zweiten Antriebsverbindungselementes 72 ist in einer Kerbe 40b angeordnet, die auf der anderen Endseite des Schwenkelements 40 ausgebildet ist; und diese Elemente und die andere Endseite der Schwenkelemente 40 sind in Finger-Radialrichtung angeordnet. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diese Konfiguration beschränkt.
Aufgrund der oben beschriebenen Konfiguration, wenn die Schwenkelemente 40 durch die ersten Stellglieder 61 relativ zum Basiselement 50 um die Schwenkachsen 40a geschwenkt werden, schwenken die ersten Antriebsverbindungselemente 71 auch, indem sie dem Schwenken der Schwenkelemente 40 folgen.
Ein Ende von jedem der zweiten Antriebsverbindungselemente 72 ist mit dem anderen Ende des entsprechenden ersten Antriebsverbindungselementes 71 verbunden, um so um die Schwenkachse 72a schwenkbar zu sein, wobei das zweite Antriebsverbindungselement 72 gegenüber der entsprechenden Schwenkachse 40a neigbar ist. Darüber hinaus ist ein zweites Stellglied (Antriebsmechanismus) 62, das aus einem Drehmotor gebildet ist, auf dem Basiselement 50 montiert, wobei eine Abtriebswelle 62a des zweiten Stellglieds 62 mit dem in axialer Richtung beweglichen Element (Antriebsmechanismus) 70 in Eingriff gebracht ist, wobei ein Gewindeelement, wie beispielsweise eine Trapezspindel oder eine Kugelrollspindel, dazwischen angeordnet ist. Aus diesem Grund kann bei Drehung der Abtriebswelle 62a des zweiten Stellglieds 62 das in axialer Richtung bewegliche Element 70 in eine Richtung entlang der Handmittellinie CL (Handaxialrichtung) bewegt werden. Bei der oben beschriebenen Struktur schwenken die ersten Verbindungselemente 31 und die zweiten Verbindungselemente 32 in Finger-Radialrichtung entsprechend der Bewegung des axial bewegten Elements 70 mittels des zweiten Stellglieds 62 entlang der Handmittellinie CL, wodurch sich die Fingerbasiselemente 21 in Finger-Radialrichtung bewegen. Das zweite Stellglied 62 umfasst einen Drehpositionssensor, wie beispielsweise einen Drehwinkelgeber, zum Erfassen einer Drehposition der Abtriebswelle 62a davon, und einen Antriebsstromsensor zum Erfassen eines Antriebsstroms davon.
Das basisseitige Ende eines flexiblen Fingerteils 22, das aus einem eine Flexibilität aufweisenden Material ausgebildet ist, wie beispielsweise einem Material mit gummiartiger Elastizität, und das darin einen hohlen Abschnitt aufweist, dem ein Fluid (Luft) zugeführt werden kann, ist auf einer Oberfläche jedes der Fingerbasiselemente 21 montiert. Der hohle Abschnitt des flexiblen Fingerteils 22 ist durch die oben beschriebene eine Oberfläche des Fingerbasiselements 21 am basisseitigen Ende des flexiblen Fingerteils 22 blockiert. Darüber hinaus sind die anderen Endseiten des ersten Verbindungselements 31 und des zweiten Verbindungselements 32 der Parallelverbindung 30 mit der gegenüberliegenden Seite des Fingerbasiselements 21 verbunden, die der oben beschriebenen einen Fläche gegenüberliegt.
Die Seite des flexiblen Fingerteils 22, die auf der Handmittellinie-CL-Seite angeordnet ist, bildet eine Greifwand 22a, die sich nicht leicht dehnt, wobei die Seite des flexiblen Fingerteils 22, die an einer Position angeordnet ist, die weiter von der Handmittellinie-CL entfernt ist als die Greifwand 22a, zu einer dehnbaren Wand 22b geformt ist, die sich leicht dehnt. Die dehnbare Wand 22b hat z.B. eine wellenförmige Form (gewellte Form).
Aus diesem Grund ist in einem Zustand, in dem der Luftdruck im hohlen Abschnitt mit dem äußeren Luftdruck identisch ist, eine Richtung, in der sich die Greifwand 22a jedes der flexiblen Fingerteile 22 erstreckt, im Wesentlichen mit einer Richtung ausgerichtet, in der sich die Handmittellinie CL erstreckt. Wenn jedoch der Luftdruck im hohlen Abschnitt höher wird als der äußere Luftdruck, dehnt sich die dehnbare Wand 22b des flexiblen Fingerteils 22 aus, so dass sich die Distalende-Seite des flexiblen Fingerteils 22 zur Handmittellinie-CL-Seite hin auslenkt.
Die hohlen Abschnitte in den flexiblen Fingerteilen 22 der Finger 20 sind mit einem Kompressor (Fluidzuführ- und abführeinrichtung) 100 verbunden. Wie in 4 dargestellt, ist eine Kopplung 21a an der oben beschriebenen gegenüberliegenden Seite in jedem der Fingerbasiselemente 21 befestigt, und ein Ende eines Rohres (Fluidströmungskanal) 21b ist mit der Kopplung 21a verbunden. Für die Kopplung 21a ist jede Kopplung verwendbar, die eine bekannte Struktur aufweist, die es ermöglicht, ein Ende des Rohres 21b daran zu befestigen und davon zu lösen. In jedem der Fingerbasiselemente 21 ist ein Pfad 21c zum Verbinden des Innenraums der Kopplung 21a und des hohlen Abschnitts im flexiblen Fingerteil 22 ausgebildet. Die anderen Enden der Rohre 21b sind über einen Verteiler 21d und ein Rohr 21e mit dem Kompressor 100 verbunden.
Die vorliegende Greifhand umfasst eine Steuereinrichtung 200, wobei die in 9 dargestellte Steuereinrichtung 200 umfasst: eine Steuereinheit 201 mit beispielsweise einer CPU und einem RAM; eine Anzeigeeinrichtung 202; eine Speichereinrichtung 203 mit einem nichtflüchtigen Speicher, wie z.B. einem ROM usw.; und ein Bedienfeld 204, das mit der Steuereinrichtung 200 verbunden ist und von einem Bediener getragen werden kann. Das Bedienfeld 204 kann ausgebildet sein, um drahtlos mit der Steuereinrichtung 200 zu kommunizieren.
Die Steuereinrichtung 200 ist mit dem ersten Stellglied 61, dem zweiten Stellglied 62 und einer Steuerung 110 des Kompressors 100 verbunden und steuert diese. Der Kompressor 100 kann den Druck und das Durchflussvolumen eines Drucksteuerfluides erfassen, das jedem der flexiblen Fingerteile 22 zugeführt und von diesem abgeführt wird, wobei der erfasste Druck und das erfasste Durchflussvolumen über die Steuerung 110 an die Steuereinrichtung 200 übertragen werden. Die vorliegende Ausführungsform kann derart ausgebildet sein, dass der Druck und das Durchflussvolumen eines Drucksteuerfluides, das jedem der flexiblen Fingerteile 22 zugeführt und von diesen abgeführt wird, von Sensoren erfasst werden, die im Inneren des flexiblen Fingerteils 22, des Fingerbasiselements 21 usw. vorgesehen sind, wobei der erfasste Druck und das erfasste Durchflussvolumen anschließend an die Steuereinrichtung 200 übertragen werden.
Der grundsätzliche Betrieb der Greifhand mit der oben beschriebenen Konfiguration wird im Folgenden beschrieben. In diesem Fall sind in der Speichereinrichtung 203 der Steuereinrichtung 200 Fingeranordnungsdaten gespeichert, welche die Typen von Greifobjekten W den Positionen der Fingerbasiselemente 21 zuordnet, und zwar in einer Richtung, die die Hand-Axialrichtung schneidet, und welche auch die Typen der Greifobjekte W den Ausrichtungen der Fingerbasiselemente 21 zuordnet, und zwar in der Schwenkrichtung.
Wie in 5 dargestellt, wenn der Vorgang des Greifens eines Greifobjekts W mit großen äußeren Abmessungen gestartet wird, empfängt die Steuereinheit 201 zunächst Informationen über den Typ des zu greifenden Greifobjekts W und bewegt das in Axialrichtung bewegliche Element 70 mittels des zweiten Stellglieds 62 zu den Distalende-Seiten der flexiblen Fingerteile 22, nämlich zur Distalende-Seite der Hand, wodurch die Fingerbasiselemente 21 der Finger 20 nach außen in der Hand-Radialrichtung (Fingerradialrichtung) bewegt werden, um die Positionen der Fingerbasiselemente 21 vor dem Greifvorgang einzustellen.
Anschließend bewegt die Steuereinheit 201 das in Axialrichtung bewegliche Element 70 mittels des zweiten Stellglieds 62 zur Seite des Basiselements 50 hin, nämlich zur basisseitigen Endseite der Hand, wodurch die Fingerbasiselemente 21 der Finger 20 nach innen in der Hand-Radialrichtung (Finger-Radialrichtung) bewegt werden, und führt dann den Greifvorgang des Zuführens eines Drucksteuerfluides (Druckluft) in jedes der flexiblen Fingerteile 22 mittels des Kompressors 100 durch.
Im Ergebnis biegen sich die Distalende-Seiten der flexiblen Fingerteile 22 in der Radial-Handrichtung (Fingerradialrichtung) nach innen ab, wodurch die flexiblen Fingerteile 22 dazu gebracht werden, das Greifobjekt W greifen. Es ist zu beachten, dass es möglich ist, den Greifvorgang lediglich durch Zu- und Abführen von Drucksteuerfluiden mit Hilfe des Kompressors 100 zu und von den Innenräumen der flexiblen Fingerteile 22 durchzuführen, ohne die Fingerbasiselemente 21 mit dem zweiten Stellglied 62 in der Hand-Radialrichtung (Fingerradialrichtung) nach innen zu bewegen.
Soll dagegen, wie in 6 dargestellt, ein Greifobjekt W mit kleinen Außenabmessungen gegriffen werden, empfängt die Steuereinheit 201 zunächst Informationen über den Typ des zu greifenden Greifobjekts W und bewegt das in Axialrichtung bewegliche Element 70 mittels des zweiten Stellglieds 62 zum Basiselement 50, nämlich zur Basisende-Seite der Hand, wodurch die Fingerbasiselemente 21 der Finger 20 nach innen in der Hand-Radialrichtung (Fingerradialrichtung) bewegt werden, um die Positionen der Fingerbasiselemente 21 vor dem Greifvorgang einzustellen. Der Greifvorgang erfolgt in gleicher Weise wie bei einer großen Außenabmessung des Greifobjekts W.
Außerdem, wie in 7 gezeigt, wenn beispielsweise ein Greifobjekt W, das bei Betrachtung in einer Richtung entlang der Handmittellinie CL kreisförmig ist, gegriffen werden soll, empfängt die Steuereinheit 201 zunächst Informationen über den Typ des zu greifenden Greifobjekts W und dreht dann die Schwenkelemente 40 mittels der ersten Stellglieder 61 so, dass die Greifwände 22a der flexiblen Fingerteile 22a zur Handmittellinie-CL-Seite ausgerichtet sind, um die Ausrichtungen der Fingerbasiselemente 21 vor dem Greifvorgang einzustellen. Dabei bewegen sich die Fingerbasiselemente 21 bei der Bewegung des in Axialrichtung beweglichen Elements 70 mittels des zweiten Stellglieds 62 in der Hand-Radialrichtung, wobei sich bei der Zufuhr von Drucksteuerfluiden mittels des Kompressors 100 die Distalende-Seiten der flexiblen Fingerteile 22 nach innen in der Hand-Radialrichtung biegen. Der Greifvorgang erfolgt in gleicher Weise wie bei einer großen Außenabmessung des Greifobjekts W.
Darüber hinaus dreht, wie in 8 dargestellt, wenn beispielsweise ein Greifobjekt W, das eine Längsrichtung in einer Richtung orthogonal zur Handmittellinie CL aufweist, zu greifen ist, die Steuereinheit 201 zunächst die Schwenkelemente 40 mittels der ersten Stellglieder 61 derart, dass die Greifwand (Greifwände) 22a von einigen der flexiblen Fingerteile 22 (einem in dieser Ausführungsform) und die Greifwand (Greifwände) 22a der restlichen der flexiblen Fingerteile 22 (zwei in dieser Ausführungsform) in die entgegengesetzten Richtungen zueinander zeigen, um die Positionen der Fingerbasiselemente 21 vor dem Greifvorgang einzustellen. Mit anderen Worten, die Richtung, in der das/die erste(n) Verbindungselement(e) 31 und das/die zweite(n) Verbindungselement(e) 32 von einigen (einem in dieser Ausführungsform) der Finger 20 angeordnet sind, wird parallel zu der Richtung, in der das/die erste(n) Verbindungselement(e) 31 und das/die zweite(n) Verbindungselement(e) 32 vom Rest (zwei in dieser Ausführungsform) der Finger 20 angeordnet sind. Darüber hinaus sind die ersten Verbindungselemente 31 der Finger 20 stärker nach innen in der Hand-Radialrichtung angeordnet als die zweiten Verbindungselemente 32 davon. Der Greifvorgang erfolgt in gleicher Weise wie bei einem Greifobjekt W mit einer großen Außenabmessung.
Die Speichereinrichtung 203 speichert Folgendes: ein Systemprogramm 203a, das für Grundfunktionen zum Steuern der Greifhand zuständig ist; und ein Betriebsprogramm 203b zum Ausführen vorgegebener Aufgaben an einem Greifobjekt W mit der Greifhand, wie beispielsweise ein Programm 203b für eine Reihe von Operationen zum Greifen und Loslassen zum Transportieren eines Greifobjekts W. Darüber hinaus speichert die Speichereinrichtung 203 auch ein Greifeinstellprogramm 203c zum Einstellen des Greifens eines Greifobjekts W.
So wird beispielsweise die Steuereinheit 201 durch das Systemprogramm 203a betrieben, steuert die ersten Stellglieder 61, das zweite Stellglied 62 und den Kompressor 100 auf der Grundlage des Betriebsprogramms 203b bei Ausführung einer vorgegebenen Aufgabe am Greifobjekt W, und steuert die ersten Stellglieder 61, das zweite Stellglied 62, den Kompressor 100 usw. auf der Grundlage des Greifeinstellprogramms 203c, wenn die Finger 20 mit dem Greifobjekt W über das Betriebsprogramm 203b in Berührung kommen. In einem Fall, in dem die Formen und Greifrichtungen der Greifobjekte W nicht konstant sind, ist die oben beschriebene Greifeinstellung besonders effektiv. Im Zuge der Greifeinstellung schätzt oder berechnet das Greifeinstellprogramm 203c, wie nachfolgend beschrieben, eine Greifposition und eine Greifkraft.
Während das Greifobjekt W über die flexiblen Fingerteile 22 der Finger 20 gegriffen wird, empfängt die Steuereinrichtung 200 die Erfassungswerte der Drehpositionssensoren in den ersten Stellgliedern 61 und dem zweiten Stellglied 62, die Erfassungswerte der Antriebsstromsensoren in den ersten Stellgliedern 61 und dem zweiten Stellglied 62 (an die Stellglieder angelegte Drehmomente), die Erfassungswerte des Drucks und des Durchflussvolumens der Drucksteuerfluide, die den flexiblen Fingerteilen 22 zugeführt und aus diesen abgeführt werden, usw. Darüber hinaus berechnet oder schätzt die Steuereinheit 201 der Steuereinrichtung 200: eine Fingerposition, die wenigstens entweder die Position und Ausrichtung eines Fingerbasiselements 21 oder die Position und die Ausrichtung eines flexiblen Fingerteils 22 umfasst; sie schätzt eine Greifposition, d.h. eine Position, Fläche usw., in der das Greifobjekt W in jedem der flexiblen Fingerteile 22 gegriffen wird; sie berechnet oder schätzt eine Greifkraft zum Greifen des Greifobjekts W mittels jedes der flexiblen Fingerteile 22; usw. Führt die Steuereinheit 201 die oben beschriebene Greifeinstellung so durch, dass sich die oben beschriebenen Positionen und Kräfte den jeweiligen Sollwerten nähern, ist dies vorteilhaft für die Verbesserung der Greifqualität beim Greifen des Greifobjekts W.
Die vorstehend beschriebenen individuellen Zielwerte können auf der Grundlage einer Datenbank eingestellt werden, die durch vorab durchgeführte Greifversuche mit einer Mehrzahl von Greifobjekten W unter Variation wenigstens der Fingerposition, der Greifposition oder der Greifkraft zur Erstellung der Datenbank auf der Grundlage der Ergebnisse dieses Greifversuchs erstellt wird. Darüber hinaus können Modelle der Greifhand und eine Mehrzahl von Greifobjekten W in einer Simulationseinrichtung erzeugt werden, wobei die Simulation auf der Simulationseinrichtung in gleicher Weise wie im oben beschriebenen Test durchgeführt werden kann, wodurch die oben beschriebene Datenbank auf der Grundlage der Ergebnisse der Simulation erzeugt wird. Darüber hinaus können in einer Simulationseinrichtung Modelle der Greifhand und Greifobjekte W erzeugt und die von der Steuereinrichtung 200 empfangenen, oben beschriebenen Erfassungswerte in die Simulationseinrichtung eingegeben werden, wodurch ein Greifzustand geschätzt und auf der Grundlage dieser Schätzung die oben beschriebenen individuellen Ziel- bzw. Sollwerte eingestellt werden.
Zusätzlich zum vorstehend beschriebenen Verfahren zur Erstellung einer Datenbank können die vorstehend beschriebenen Sollwerte in Echtzeit durch physische Simulation auf der Grundlage von Modellen der flexiblen Fingerteile 22 und eines Greifobjekts W beim Greifen des Greifobjekts W erhalten werden, oder alternativ können die vorstehend beschriebenen Sollwerte auch durch Deep Learning („tiefgehendes Lernen“) usw. erhalten werden. Unabhängig davon, welche Maschine und welche Simulationseinrichtung verwendet wird, kann ein Deep-Learning-Programm erstellt werden, um, im Voraus als Lerndaten, die erfassten Werte der Stellglieder 61 und 62 und des Kompressors 100 sowie Informationen wie visuelle Daten zu lernen, oder um beim Greifen immer ein Lernen durchzuführen. Auf diese Weise kann das Deep-Learning-Programm Sollwerte auf der Grundlage von Informationen über verschiedene Arten von erfassten Werten beim Greifen schätzen. Durch den Einsatz von Deep Learning ist es möglich, bis zu einem gewissen Grad auch Fälle zu behandeln, die nicht vollständig mit den Daten in der Datenbank abgeglichen sind.
Unter den oben beschriebenen Fingerpositionen können die Positionen und die Ausrichtungen der Fingerbasiselemente 21 durch die Steuereinrichtung 200 auf der Grundlage von Daten usw. eines Modells der Greifhand unter Verwendung der erfassten Werte der Drehpositionssensoren der ersten Stellglieder 61 und des zweiten Stellglieds 62 berechnet werden.
Unter den oben beschriebenen Fingerpositionen können die Position und Ausrichtung einer vorbestimmten Längsposition (z.B. mittleres oder distales Ende) der Greifwand 22a jedes der flexiblen Fingerteile 22 in einem Zustand berechnet werden, in dem das Greifobjekt W nicht gegriffen wird (Leerlauf bzw. „Keine-Last-Zustand“), und zwar auf der Grundlage einer Datenbank, die durch die Durchführung, im Voraus, eines Flexibler-Finger-Tests erhalten wurde, in dem Drucksteuerfluide bei verschiedenen Drücken und Mengen zugeführt oder abgeführt werden, wobei dann die Datenbank auf der Grundlage der Ergebnisse dieses Flexibler-Finger-Tests erstellt wird.
Zunächst wird ein Verfahren zum Schätzen oder Berechnen der oben beschriebenen Greifposition mit einem einfachen Modell aus 10 beschrieben. Es ist zu beachten, dass das hier gezeigte einfache Modell ein Beispiel ist, wobei selbstverständlich auch andere Modelle verwendet werden können. Das Greifeinstellprogramm 203c kann ausgebildet sein, um eine Greifposition und eine Greifkraft wie nachfolgend beschrieben im Rahmen der oben beschriebenen Greifeinstellung zu schätzen oder zu berechnen. In 10 wird die Position des Distalendes der Greifwand 22a jedes der flexiblen Fingerteile 22 in einem Zustand, in dem kein Drucksteuerfluid zugeführt wird, als Neutralposition xR angenommen. In einem Beispiel ist xR die gleiche Position wie die Hand-Radialrichtungsposition eines vorgeschriebenen Abschnitts jedes der Fingerbasiselemente 21. Darüber hinaus wird in einem Zustand, in dem ein Fluiddruck P und ein Fluiddurchflussvolumen Q ausgeübt werden, die Position des Distalendes der Greifwand 22a, während kein Greifobjekt W vorhanden ist, als xR + L angenommen, und die Position des Distalendes der Greifwand 22a, während ein Greifobjekt W vorhanden ist, als Greifposition xW angenommen. L wird durch ein Test usw. der Position und Ausrichtung der Greifwand 22a im oben beschriebenen Leerlaufzustand erhalten.
Der Einfachheit halber wird unter der Annahme, dass das Distalende der Greifwand 22a des flexiblen Fingerteils 22a vom Greifobjekt W um eine Entfernung Δx zurückgedrückt wird, wenn das Greifobjekt W gegriffen wird, Δx durch den folgenden Ausdruck (1) erhalten: $Δ x = L - (xW-xR)$
Darüber hinaus ist eine Federkonstante K am Distalende der Greifwand 22a des flexiblen Fingerteils 22 (physikalische Eigenschaft des flexiblen Fingerteils 22) eine Funktion, die mit dem Fluiddruck P, dem Fluiddurchflussvolumen Q und Δx variiert, und wird durch den folgenden Ausdruck (2) dargestellt: $K = f (P, Q, Δ x)$
Daher wird eine Greifkraft F durch die durch den folgenden Ausdruck (3) dargestellte Funktion definiert: $F = K* Δ x = f (P, Q, Δ x) * Δ x = f (P, Q, xR, xW)$
Der Fluiddruck P, das Fluiddurchflussvolumen Q und die Neutralposition xR sind Variablen, die von der Steuereinheit 201 gesteuert werden, wobei die Greifkraft F von der Steuereinheit 201 berechnet oder geschätzt wird. Aus diesem Grund kann die Greifposition xW mit der durch den folgenden Ausdruck (4) dargestellten Funktion geschätzt werden: $xW = f (P, Q, xR, F)$
Wenn das Greifeinstellprogramm 203c so ausgebildet ist, dass die Steuereinheit 201 die Greifkraft F auf Basis des Antriebsstroms in den Stellgliedern 61 und 62 schätzt, kann die Greifkraft F ohne zusätzliche Sensoren oder dergleichen geschätzt werden, was den Vorteil hat, eine kleine Hand zu erzielen, die Herstellungskosten zu reduzieren usw.
Das oben beschriebene Modell kann auch auf die einander zugewandten Finger 20 angewendet werden, und wenn das Modell auf die Greifhand dieser Ausführungsform angewendet werden soll, kann es als Modell betrachtet werden, wie in 11 dargestellt, bei dem das Greifobjekt W von den flexiblen Fingerteilen 22 der Finger 20 in der Funktion von Federn ergriffen wird.
Durch Ändern des Fluiddrucks P und des Fluiddurchflussvolumens Q sowie durch Ändern der Neutralstellung xR jedes der Fingerbasiselemente 21 mittels der Stellglieder 61 und 62 können die Greifposition und die Greifkraft über die Steuereinheit 201 gesteuert werden. So kann beispielsweise die Greifqualität durch die Steuerung der Greifposition und der Greifkraft durch die Modellierung wie oben beschrieben verbessert werden.
Der Verformungsgrad L eines flexiblen Fingerteils 22 als Reaktion auf den Fluiddruck P und das Fluiddurchflussvolumen Q (der Verformungsgrad des flexiblen Fingerteils 22) sowie die Federkonstante K des flexiblen Fingerteils 22 variieren je nach Form und Eigenschaften des flexiblen Fingerteils 22. Aus diesem Grund kann die vorstehend beschriebene Greifposition durch Vorabspeicherung in der Speichereinrichtung 203 für jeden Typ der flexiblen Fingerteile 22 Informationen über die Korrespondenzbeziehung des Verformungsgrades L und der Federkonstante K als Reaktion auf den Fluiddruck P und das Fluiddurchflussvolumen Q korrekt geschätzt oder berechnet werden.
Andererseits kann das Greifeinstellprogramm 203c ausgebildet sein, um im Laufe der oben beschriebenen Greifeinstellung zu erkennen, ob sich jedes der flexiblen Fingerteile 22 in teilweiser Anlage befindet oder nicht, und um eine eventuelle teilweise Anlage wie unten beschrieben zu korrigieren.
Wenn beispielsweise die Greifwand 22a eines flexiblen Fingerteils 22 nicht der Kontaktfläche des Greifobjekts W zugewandt ist, wie in 12(a) und 13(a) dargestellt, dann befindet sich dieses flexible Fingerteil 22 in einer teilweisen Anlage mit der Kontaktfläche. Beim Greifen in diesem Zustand tritt dann im Schwenkelement 40 eine Dreh-Reaktionskraft um die Schwenkachse 40a auf, so dass diese Dreh-Reaktionskraft von der Steuereinheit 201 auf Basis des Antriebsstroms des ersten Stellglieds 61 erfasst werden kann. Es ist zu beachten, dass ein Drehmomentsensor zum Erfassen einer Dreh-Reaktionskraft um jede der Schwenkachsen 40a separat vorgesehen sein kann.
Wenn die Dreh-Reaktionskraft um die Schwenkachse 40a groß ist, wie z.B. in einem Fall, in dem die Dreh-Reaktionskraft einen vorgegebenen Wert überschreitet, wird davon ausgegangen, dass sich das flexible Fingerteil 22 in einem Zustand befindet, in dem es keine Kraft in eine geeignete Richtung aufbringen kann, und somit steuert die Steuereinheit 201 das entsprechende erste Stellglied 61 auf Basis des Greifeinstellprogramms 203c, um die Situation zu korrigieren. So wird beispielsweise eine Steuerung durchgeführt, um einen Übergang vom Zustand in 12(a) in den Zustand in 12(b) zu erreichen, und eine Steuerung, um einen Übergang vom Zustand in 13(a) in den Zustand in 13(b) zu erreichen.
Darüber hinaus kann neben der oben beschriebenen teilweisen Anlage das Greifeinstellprogramm 203c so ausgebildet sein, dass, wenn die flexiblen Fingerteile 22 mit einem kontaktierten Element in Kontakt kommen, das Greifeinstellprogramm 203c diesen Kontakt erkennt und die ersten Stellglieder 61, das zweite Stellglied 62, den Kompressor 100 usw. entsprechend den Erkennungsergebnissen steuert.
Wie beim Erfassen der auf das flexible Fingerteil 22 ausgeübten Dreh-Reaktionskraft um die Schwenkachse 40a auf Basis des Antriebsstroms eines ersten Stellglieds 61 kann die Steuereinheit 201 auf Basis des Antriebsstroms des zweiten Stellglieds 62 eine auf die flexiblen Fingerteile 22 ausgeübte Reaktionskraft in Hand-Axialrichtung (Reaktionskraft in Axialrichtung) erfassen. Es ist zu beachten, dass jeder der Finger 20 mit einem Kraftsensor zum Erfassen einer Reaktionskraft in axialer Richtung auf das flexible Fingerteil 22 versehen sein kann.
Wenn beispielsweise, wie in 14(c) dargestellt, ein Greifobjekt W durch Einsetzen flexibler Fingerteile 22 in Lücken G zwischen einer Mehrzahl von in einer vorgegebenen Richtung angeordneten Greifobjekten W gegriffen werden soll, kann die Steuereinheit 201 die auf die flexiblen Fingerteile 22 ausgeübte Reaktionskraft in axialer Richtung erfassen und damit die Zustände der flexiblen Fingerteile 22 in Bezug auf die Greifobjekte W schätzen.
Während beispielsweise jedes der flexiblen Fingerteile 22 in eine vorbestimmte Position in der Hand-Axialrichtung zu einem Greifobjekt W bewegt wird, um das Greifobjekt W zu greifen, wird dieser Kontakt von der Steuereinheit 201 als Reaktionskraft in axialer Richtung erfasst, wenn das Distalende jedes der flexiblen Fingerteile 22 mit einem Greifobjekt W in der Hand-Axialrichtung in Kontakt kommt, wie in 14(a) dargestellt. Zu diesem Zeitpunkt steuert die Steuereinheit 201 die Stellglieder 61 und 62 auf Basis des Greifeinstellprogramms 203c oder sendet einen Befehl an die Steuereinrichtung des Roboters, an dem die Greifhand montiert ist.
Dabei bewegen sich die flexiblen Fingerteile 22 in der Hand-Radialrichtung (Richtung, die die Handmittellinie CL schneidet) in Bezug auf die Greifobjekte W. Zu diesem Zeitpunkt bewegen sich die Distalenden der flexiblen Fingerteile 22 so, dass sie auf den Oberseiten der Greifobjekte W gleiten. Wenn dann die Distalenden der flexiblen Fingerteile 22 die Lücken G zwischen den Greifobjekten W erreichen, gelangen die Distalenden der flexiblen Fingerteile 22, wie in 14(b) dargestellt, in die Lücken G, und zu diesem Zeitpunkt erkennt die Steuereinheit 201, dass die Reaktionskraft jedes der flexiblen Fingerteile 22 in axialer Richtung klein geworden ist (Änderung der Reaktionskraft in axialer Richtung).
Da die flexiblen Fingerteile 22 eine Flexibilität aufweisen, kann eine relative Positionsbeziehung zwischen jedem der flexiblen Fingerteile 22 und dem Greifobjekt W abgeschätzt werden, indem die flexiblen Fingerteile 22 wie vorstehend beschrieben mit dem Greifobjekt W in Kontakt gebracht werden, um die flexiblen Fingerteile 22 leicht zu verformen, wobei in diesem Zustand die flexiblen Fingerteile 22 in Bezug auf das Greifobjekt W bewegt werden, und wobei dann Veränderungen der Reaktionskraft in axialer Richtung zu diesem Zeitpunkt erfasst werden.
Wenn jedes der flexiblen Fingerteile 22 dazu gebracht werden kann, in eine Lücke zwischen einer Mehrzahl von Greifobjekten W, wie vorstehend beschrieben, unter Verwendung der Flexibilität des flexiblen Fingerteils 22 zu gleiten, dann ist es möglich, den Betrieb des Greifens einer Mehrzahl von manuell gestapelten Greifobjekten W, den Betrieb der Entnahme einer Mehrzahl von dicht angeordneten Greifobjekten W usw. zu erleichtern.
Es ist zu beachten, dass als ein Beispiel in dieser Ausführungsform jedes der Rohre 21b in 4 zum Zuführen und Abführen eines Drucksteuerfluides zu und von dem entsprechenden flexiblen Fingerteil 22, wie in 15 dargestellt, angeordnet sein kann. Genauer gesagt, das Rohr 21b, das sich vom Fingerbasiselement 21 erstreckt, kann so angeordnet sein, dass es sich entlang des zweiten Verbindungselements 32 und des Schwenkelements 40 erstreckt und das Basisteil 50 erreicht. Um das Rohr 21b entlang des zweiten Verbindungselements 32 und des Schwenkelements 40 verlaufen zu lassen, können das zweite Verbindungselement 32 und das Schwenkelement 40 mittels eines Rohrträgerelements 21f das Rohr 21b halten.
Bei dieser Konfiguration, da sich wenigstens ein Teil des Rohres 21b zwischen dem Abschnitt entlang des Schwenkelements 40 und dem Basiselement 50 in axialer Richtung erstreckt und auch in der Nähe der Schwenkachse 40a angeordnet ist, stört das Rohr 21b nicht, wenn ein beweglicher Abschnitt der Greifhand angetrieben wird, so dass das Rohr 21b nicht beschädigt, abgelöst wird usw.
Darüber hinaus kann, wie in 16 dargestellt, ein Abschnitt des Rohres 21b zwischen dem Abschnitt entlang des Schwenkelements 40 und dem Basiselement 50 aus einem Drehgelenk 21g gebildet sein. In diesem Fall wird ein stationärer Abschnitt des Drehgelenks 21g in der Nähe der Schwenkachse 40a so befestigt, um sich in axialer Richtung der Hand zu erstrecken. Zusätzlich kann ein beweglicher Abschnitt des Drehgelenks 21g um eine Achsenlinie entlang der Schwenkachse 40a gegenüber dem vorstehend beschriebenen stationären Abschnitt geschwenkt werden. Dann wird der bewegliche Abschnitt mit dem Rohr auf der Seite des flexiblen Fingerteils 22 und der stationäre Abschnitt mit dem Rohr auf der Seite des Kompressors 100 verbunden.
Mit dieser Konfiguration ist es möglich, beim Schwenken des Schwenkelements 40 und beim Antreiben der Parallelverbindung 30 effektiver zu verhindern, dass die Rohre 21b eine unbeabsichtigte Zugkraft erfahren und auch die Rohre 21b geschwenkt werden, wodurch ein Vorteil dahingehend besteht, dass das Rohr 21b nicht beschädigt wird, abgelöst wird usw.
Im Folgenden wird eine Greifhand nach einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung anhand der Zeichnungen beschrieben. Die zweite Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform dadurch, dass das einzelne in Axialrichtung bewegliche Element 70 und das einzelne zweite Stellglied 62 in der ersten Ausführungsform vorgesehen sind, während die Mehrzahl der Finger 20 entsprechende in Axialrichtung bewegliche Elemente 80 und entsprechende zweite Stellglieder 63 in der zweiten Ausführungsform umfasst. Die gleichen Komponenten sind in der zweiten Ausführungsform wie in der ersten Ausführungsform durch die gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet, so dass Beschreibungen dazu weggelassen sind.
Wie in 17 dargestellt, umfasst die Mehrzahl der Finger 20 in der Greifhand der zweiten Ausführungsform die jeweiligen zweiten Stellglieder 63, und die Mehrzahl der Finger 20 umfasst die jeweiligen in axialer Richtung beweglichen Elemente 80. Die Mehrzahl von in axialer Richtung beweglichen Elementen 80 ist ausgebildet, um sich mittels der jeweiligen zweiten Stellglieder 63 in Hand-Axialrichtung zu bewegen. Die zweiten Stellglieder 63 sind auf dem Basiselement 50 montiert, und die Abtriebswellen der zweiten Stellglieder 63 sind mit den jeweiligen in axialer Richtung beweglichen Elementen 80 verbunden, wobei dazwischen Gewindeabschnitte, wie Trapezspindeln oder Kugelgewindetriebe, angeordnet sind. Jedes der zweiten Stellglieder 63 umfasst einen Drehpositionssensor, wie beispielsweise einen Drehwinkelgeber, zum Erfassen der Drehposition der Abtriebswelle und einen Antriebsstromsensor zum Erfassen des Antriebsstroms.
Bei der oben beschriebenen Konfiguration können bei Drehung der Abtriebswellen der zweiten Stellglieder 63 die in axialer Richtung beweglichen Elemente 80 in eine Richtung entlang der Handmittellinie CL (Hand-Axialrichtung) bewegt werden.
Obwohl ein Ende von jedem der Mehrzahl der ersten Antriebsverbindungselemente 71 in der ersten Ausführungsform auf dem in axialer Richtung beweglichen Element 70 unterstützt ist, wird ein Ende von jedem der Mehrzahl der ersten Antriebsverbindungselemente 71 auf dem entsprechenden in axialer Richtung beweglichen Element 80 in der zweiten Ausführungsform unterstützt.
Aufgrund dieser Konfiguration können die Parallelverbindungen 30 durch die jeweiligen zweiten Stellglieder 63 in der zweiten Ausführungsform separat bewegt werden, obwohl alle Parallelverbindungen 30 gleichzeitig bewegt werden, wenn das zweite Stellglied 62 in der ersten Ausführungsform angetrieben wird. Kurz gesagt, die Hand-Radial-Richtung-Positionen der Fingerbasiselemente 21 von der Mehrzahl der Finger 20 können unabhängig voneinander eingestellt werden.
Da die Hand-Radial-Richtung-Positionen der Fingerbasiselemente 21 von der Mehrzahl der Finger 20 individuell einstellbar sind, kann so für verschiedene Greifobjekte W jeweils ein geeigneter Greifzustand der flexiblen Fingerteile 22 realisiert werden. Darüber hinaus können die Positionen der Fingerbasiselemente 21 von der Mehrzahl der Finger 20 in einer Richtung, die die Hand-Axialrichtung schneidet, auch unabhängig voneinander eingestellt werden, während die flexiblen Fingerteile 22 ein Greifobjekt W greifen. Dies ist hilfreich, um die Ausrichtung des Greifobjekts W in einfacher und unterschiedlicher Weise gegenüber der Greifhand beim Greifen des Greifobjekts W zu ändern (In-Hand-Manipulation).
Durch Bewegen der Positionen wenigstens einiger von der Mehrzahl von Fingerbasiselementen 21 in eine Richtung, die die Hand-Axialrichtung schneidet, wie in 19 dargestellt, während das Greifobjekt W wie in 18 dargestellt unterstützt ist, ändert sich beispielsweise die Position, an der jedes der flexiblen Fingerteile 22 mit dem Greifobjekt W in Kontakt steht, wodurch sich das Greifobjekt W dreht.
Andererseits kann durch Bewegen der Positionen der Mehrzahl von Fingerbasiselementen 21 in die gleiche Richtung, die die Hand-Axialrichtung schneidet, wie in 20 dargestellt, während das Greifobjekt W wie in 18 dargestellt unterstützt wird, die Position des Greifobjekts W in Hand-Radialrichtung gegenüber dem Basiselement 50 geändert werden.
Darüber hinaus ist es in einem Zustand, in dem das Greifobjekt W mittels der flexiblen Fingerteile 22 der Mehrzahl von Fingern 20 gegriffen wird, möglich, beispielsweise die flexiblen Fingerteile 22 eines Fingerpaares 20 mittels der jeweiligen ersten Stellglieder 61 einander gegenüberliegend anzuordnen, und auch den anderen Finger 20 vom Greifobjekt W zurückzuziehen. Dies ist hilfreich, um das Greifobjekt W mittels der Mehrzahl von Fingern 20, auf einfache und unterschiedliche Weise, wieder zu greifen (Änderung der Ausrichtung des Greifobjekts W gegenüber der Greifhand).
In der ersten Ausführungsform und der zweiten Ausführungsform ist es auch möglich, die zweiten Stellglieder 62 und 63 an den Schwenkelementen 40 zu montieren.
So kann beispielsweise in der zweiten Ausführungsform jedes der zweiten Stellglieder 63 auf dem entsprechenden Schwenkelement 40 montiert sein, wie in 21 dargestellt. In diesem Fall entfallen die ersten Antriebsverbindungselemente 71, wobei jeweils ein Ende der zweiten Antriebsverbindungselemente 72 mit dem entsprechenden in axialer Richtung beweglichen Element 80 verbunden ist, so dass es um die Schwenkachse 72a schwenkbar ist. Die derartige Montage der zweiten Stellglieder 63 an den Schwenkelementen 40 führt zu einer Reduzierung der Anzahl der Komponenten, einer vereinfachten Struktur, einem hohen Maß an Gestaltungsfreiheit usw.
Darüber hinaus ist es, wie in 22 dargestellt, auch möglich, die Schwenkachsen 40a von der Mehrzahl der Schwenkelemente 40 koaxial anzuordnen. In diesem Fall werden singuläre Punkte der Schwenkachsen 40a an einem Punkt vereinheitlicht. Dies ist vorteilhaft beim Greifen eines Greifobjekts W, das leichter zu greifen ist, wenn singuläre Punkte der Schwenkachsen 40a vereinheitlicht sind.
Darüber hinaus können, anstelle der ersten Antriebsverbindungselemente 71 und der zweiten Antriebsverbindungselemente 72, die erste Ausführungsform, die zweite Ausführungsform und die oben beschriebenen Modifikationen Folgendes umfassen: einen Druckmechanismus zum Drücken des Fingerbasiselements 21 von jedem der Finger 20 in eine vorbestimmte Richtung; und ein Antriebsverbindungselement zum Bewegen des Fingerbasiselements 21, während es der vom Druckmechanismus ausgeübten Druckkraft widersteht.
23 zeigt ein Beispiel, in dem der oben beschriebene Druckmechanismus und das oben beschriebene Antriebsverbindungselement in der ersten Ausführungsform vorgesehen sind. Wie in 23 dargestellt, umfasst jedes der Parallelverbindungen 30, als der Druckmechanismus, ein Druckelement 33, wie beispielsweise eine Schraubenfeder, zum Verbinden des ersten Verbindungselements 31 und des zweiten Verbindungselements 32. Das eine Ende des Druckelements 33 ist mit der anderen Endseite des ersten Verbindungselements 31 verbunden, und das andere Ende des Druckelements 33 ist mit der einen Endseite des zweiten Verbindungselements 32 verbunden. Darüber hinaus drängt bzw. drückt das Druckelement 33 in eine Richtung, in der sich die andere Endseite des ersten Verbindungselements 31 und die eine Endseite des zweiten Verbindungselements 32 einander annähern.
Jede der Parallelverbindungen 30 wird vom Druckelement 33 so gedrückt, dass sich die andere Endseite des ersten Verbindungselements 31 und die eine Endseite des zweiten Verbindungselements 32 einander annähern, wodurch sich das Fingerbasiselement 21 in Hand-Radialrichtung nach außen bewegt.
Andererseits ist, wie in 23 dargestellt, ein Ende eines Kabels (Antriebsverbindungselement) 34 verbunden mit dem Fingerbasiselement 21, der anderen Endseite des ersten Verbindungselements 31 oder der anderen Endseite des zweiten Verbindungselements 32 in jedem der Parallelverbindungen 30. Das andere Ende des Kabels 34 ist mit dem in Axialrichtung beweglichen Element 70 verbunden. In diesem Fall ist jedes Element, das eine Zugkraft übertragen kann, als Antriebsverbindungselement einsetzbar. Ein Element, das sich in Längsrichtung elastisch verformt, ist ebenfalls einsetzbar, und auch eine Stange, die keine Flexibilität aufweist, wie das Kabel 34, ist einsetzbar.
Bei der vorstehend beschriebenen Konfiguration kann die Position jedes der Fingerbasiselemente 21 durch Bewegen des in axialer Richtung beweglichen Elements 70 mit Hilfe des zweiten Stellglieds 62 geändert werden. Da diese Konfiguration die Bewegung jedes der Fingerbasiselemente 21 unter Wegfall der ersten Antriebsverbindungselemente 71 und der zweiten Antriebsverbindungselemente 72 ermöglicht, ist sie hilfreich, um Raum einzusparen, die Struktur zu vereinfachen, den Grad der Designfreiheit zu erhöhen usw.
Es ist zu beachten, dass das Druckelement 33 ein Element sein kann, das eine Druckkraft erzeugt, um die andere Endseite des ersten Verbindungselements 31 und die eine Endseite des zweiten Verbindungselements 32 voneinander zu trennen. In diesem Fall kann jedes der Fingerbasiselemente 21 mit einer Stange anstelle des Kabels 34 bewegt werden.
Darüber hinaus kann das Druckelement 33 ein Element sein, dass die eine Endseite des ersten Verbindungselements 31 und die andere Endseite des zweiten Verbindungselements 32 miteinander verbindet.
Es ist zu beachten, dass, wenn das oben beschriebene Druckelement 33 und das Kabel 34 in der zweiten Ausführungsform vorgesehen sind, das Druckelement 33 wie oben beschrieben vorgesehen ist, und das andere Ende des Kabels 34 mit dem entsprechenden in axialer Richtung beweglichen Element 80 verbunden ist.
Darüber hinaus kann in der ersten Ausführungsform, der zweiten Ausführungsform und den vorstehend beschriebenen verschiedenen Modifikationen jedes der Fingerbasiselemente 21 auch über eine Mehrzahl von flexiblen Elementen 35, wie in 24 dargestellt, mit dem anderen Ende des entsprechenden Schwenkelements 40 verbunden sein, anstelle des ersten Verbindungselements 31 und des zweiten Verbindungselements 32. In diesem Fall, wenn jedes der Schwenkelemente 40 in einer vorbestimmten Schwenkposition angeordnet ist, ist die Mehrzahl der flexiblen Elemente 35 in Hand-Radialrichtung angeordnet.
Jedes der flexiblen Elemente 35 ist aus einem länglichen Element gebildet, das beispielsweise aus Kunststoff, Metall oder dergleichen besteht. Jedes der flexiblen Elemente 35 ist am Fingerbasiselement 21 und am anderen Ende des Schwenkelements 40 so unterstützt, dass ein Ende des flexiblen Elements 35 am anderen Ende des entsprechenden Schwenkelements 40 oder an einem daran befestigten Element befestigt ist und dass das andere Ende des flexiblen Elements 35 am entsprechenden Fingerbasiselement 21 oder an einem daran befestigten Element befestigt ist. Kurz gesagt, jedes der flexiblen Elemente 35 weist beide Endabschnitte davon auf, die am entsprechenden Fingerbasiselement 21 und am anderen Ende der entsprechenden Schwenkelemente 40 befestigt sind, so dass es im Wesentlichen als ein an beiden Enden befestigtes Element funktioniert.
Aus diesem Grund ist, wie in 24 dargestellt, jedes der flexiblen Elemente 35 in einer Richtung gebogen, die die Längsrichtung in einem Zustand schneidet, in dem der Betrag der Ausdehnung/Kontraktion in der Längsrichtung relativ klein ist, wodurch das Fingerbasiselement 21 sich bewegen kann, ohne seine Ausrichtung in Bezug auf das entsprechende Schwenkelement 40 in einer Weise zu ändern, die gleich oder ähnlich wie die erste und zweite Ausführungsform ist. Kurz gesagt, jedes der flexiblen Elemente 35 bildet einen Verbindungselementmechanismus zum Unterstützen des Fingerbasiselements 21, so dass es in eine Richtung verschiebbar ist, die die Hand-Axialrichtung schneidet, ohne seine Ausrichtung in Bezug auf das entsprechende Schwenkelement 40 zu ändern.
Es ist zu beachten, dass in 24 jede der Parallelverbindungen 30 mit einem Paar flexibler Elemente 35 versehen ist, wobei einseitige Enden des Paares flexibler Elemente 35 mittels eines Basisende-Seite-Elements 35a verbunden sind, wobei die auf der anderen Seite befindlichen Enden des Paares flexibler Elemente 35 mittels eines Distalende-Seite-Elements 35b verbunden sind. Kurz gesagt, in 24 wird eine rechteckige integrale Komponente verwendet, die aus dem Paar flexibler Elemente 35, dem Basisende-Seite-Element 35a und dem Distalende-Seite-Element 35b gebildet ist. Darüber hinaus ist in 24 das Basisende-Seite-Element 35a an der anderen Endseite des entsprechenden Schwenkelements 40 befestigt, und das Distalende-Seite-Element 35b ist an dem entsprechenden Fingerbasiselement 21 befestigt.
Es ist zu beachten, dass, ohne das Basisende-Seite-Element 35a und das Distalende-Seite-Element 35b in 24 vorzusehen, jedes der flexiblen Elemente 35 so gestaltet sein kann, dass es wie vorstehend beschrieben funktioniert, indem ein Ende des flexiblen Elements 35 direkt an der anderen Endseite des Schwenkelements 40 befestigt ist, und indem das andere Ende des flexiblen Elements 35 direkt an dem Fingerbasiselement 21 befestigt ist.
Darüber hinaus kann in der ersten Ausführungsform, der zweiten Ausführungsform und den oben beschriebenen verschiedenen Modifikationen jedes der Fingerbasiselemente 21 mit dem anderen Ende des entsprechenden Schwenkelements 40 verbunden sein, nicht unter Verwendung des ersten Verbindungselements 31 und des zweiten Verbindungselements 32, sondern unter Verwendung: eines Verbindungselements 36, dessen eines Ende mit der anderen Endseite der Schwenkelemente 40 und dessen anderes Ende mit dem entsprechenden Fingerbasiselement 21 verbunden ist; einer ersten Riemenscheibe 36c, die mit der anderen Endseite des entsprechenden Schwenkelements 40 befestigt ist; einer zweiten Riemenscheibe 36d, die mit dem entsprechenden Fingerbasiselement 21 verbunden ist; und eines gewundenen Elements 36e, wie eine Kette oder ein Riemen, das um die erste Riemenscheibe 36c und die zweite Riemenscheibe 36d gewunden ist, wie in 25(a) gezeigt. Das gewundene Element 36e ist so gewunden, dass es nicht auf der ersten Riemenscheibe 36c und der zweiten Riemenscheibe 36d rutscht. Die erste Riemenscheibe 36c und die zweite Riemenscheibe 36d können Zahnräder sein.
In diesem Fall ist das eine Ende des Verbindungselements 36 mit dem anderen Ende des entsprechenden Schwenkelements 40 um eine Schwenkachse 36g schwenkbar verbunden, und das andere Ende des Verbindungselements 36 ist mit dem entsprechenden Fingerbasiselement 21 um eine Schwenkachse 36h schwenkbar verbunden. Die erste Riemenscheibe 36c ist koaxial zur Schwenkachse 36g und die zweite Riemenscheibe 36d ist koaxial zur Schwenkachse 36h. Darüber hinaus ist der Außendurchmesser der ersten Riemenscheibe 36c gleich dem Außendurchmesser der zweiten Riemenscheibe 36d.
Mit der vorstehend beschriebenen Konfiguration kann, wenn jedes der Fingerbasiselemente 21 über eine Welle (Antriebsverbindungselemente) 73 oder dergleichen, wie in 25(b) dargestellt, mit den in axialer Richtung beweglichen Elementen 70 und 80 verbunden ist, das Fingerbasiselement 21 mittels der zweiten Stellglieder 62 und 63 im Wesentlichen ohne Änderung seiner Ausrichtung in eine Richtung verschoben werden, welche die Hand-Axialrichtung schneidet. Mit anderen Worten, das Verbindungselement 36, die erste Riemenscheibe 36c, die zweite Riemenscheibe 36d und das gewundene Element 36e bilden einen Verbindungselementmechanismus zum Tragen des Fingerbasiselements 21, so dass es in eine Richtung verschiebbar ist, welche die Hand-Axialrichtung schneidet, im Wesentlichen ohne dessen Ausrichtung in Bezug auf das Schwenkelement 40 zu ändern.
Darüber hinaus kann, wie in 26(a) dargestellt, anstelle des gewundenen Elements 36e eine ungerade Anzahl von Zahnrädern 36f vorgesehen sein. In diesem Fall sind die erste Riemenscheibe 36c und die zweite Riemenscheibe 36d ebenfalls Zahnräder. Eine ungerade Anzahl von Zahnrädern 36f ist drehbar auf dem Verbindungselement 36 gelagert, um in Reihe angeordnet zu sein, wobei die Zahnräder 36f miteinander verbunden sind. Darüber hinaus ist das Zahnrad 36f an dem einen Ende der Zahnradanordnung mit der ersten Riemenscheibe 36c verbunden, und das Zahnrad 36f am anderen Ende der Zahnradanordnung ist mit der zweiten Riemenscheibe 36d verbunden.
Auch in diesem Fall kann, wie in 26(b) dargestellt, das Fingerbasiselement 21 mittels der zweiten Stellglieder 62 und 63 in eine Richtung verschoben werden, welche die Hand-Axialrichtung schneidet, im Wesentlichen ohne deren Ausrichtung zu ändern. Insbesondere bilden das Verbindungselement 36, die erste Riemenscheibe 36c, die zweite Riemenscheibe 36d und die ungerade Anzahl von Zahnrädern 36f einen Verbindungselementmechanismus zum Tragen des Fingerbasiselements 21, so dass es in eine Richtung verschiebbar ist, welche die Hand-Axialrichtung schneidet, im Wesentlichen ohne deren Ausrichtung in Bezug auf das Schwenkelement 40 zu ändern. Die Anzahl der Zahnräder 36f kann ein oder fünf oder mehr betragen.
Eine Greifhand nach einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnungen beschrieben. In der ersten Ausführungsform, der zweiten Ausführungsform und den oben beschriebenen verschiedenen Modifikationen werden die flexiblen Fingerteile 22 mit Schrauben an den Fingerbasiselementen 21 befestigt, wie in 4 dargestellt. Im Gegensatz dazu ist, wie in den 27 bis 29 dargestellt, in der dritten Ausführungsform jeder der Finger 20 gebildet durch: ein flexibles Finger-Modul FM mit dem flexiblen Fingerteil 22 und einem Basisende-Element 23; und das Fingerbasiselement 21, an dem das flexible Finger-Modul FM befestigbar/lösbar montiert ist. Das Basisende-Element 23 ist ein Element, das aus Kunststoff, Metall oder dergleichen gebildet ist und eine höhere Steifigkeit aufweist als das flexible Fingerteil 22. Im Folgenden wird die Distalende-Seite des flexiblen Fingerteils 22 in jedem der Finger 20 als Finger-Distalende-Seite, und die Seite, auf der die Kopplung 21a des Finger-Basisteils 21 im Finger 20 vorgesehen ist, als Finger-Basisende-Seite bezeichnet.
In den in den 27 bis 29 dargestellten Beispielen umfasst das Basisende-Seite-Element 23 ein erstes Element 23a und ein zweites Element 23b, die einen flanschförmigen Abschnitt in der Hand-Axialrichtung sandwichartig verbinden, wobei der flanschförmige Abschnitt als extern vergrößertes basisseitiges Ende des flexiblen Fingerteils 22 dient. Das erste Element 23a und das zweite Element 23b sind mit Schrauben befestigt, wobei das zweite Element 23b, das näher an der Finger-Basisende-Seite angeordnet ist als das erste Element 23a, einen rohrförmigen Abschnitt 23c umfasst, der sich zur Finger-Basisende-Seite hin erstreckt.
Andererseits ist eine aus Kunststoff gebildete Kopplung 24 an der Finger-Distalende-Seite des Fingerbasiselements 21 befestigt. Die Kopplung 24 weist einen rohrförmigen Kopplungskörper 24a und ein rohrförmiges Verriegelungselement 25 auf, das an der inneren Umfangsfläche auf der Finger-Distalende-Seite des Kopplungskörpers 24a montiert ist. Das Innenloch des Kopplungskörpers 24a ist kommunikativ mit einem Pfad 21c im entsprechenden Fingerbasiselement 21 verbunden.
Die Finger-Basisende-Seite des Innenlochs des Kopplungskörpers 24a bildet ein Basisende-Seite-Loch 24b mit einer Innenform, die der Außenform des Rohrabschnitts 23c entspricht oder etwas größer ist, und die Finger-Distalende-Seite des Innenlochs des Kopplungskörpers 24a bildet ein Distalende-Seite-Loch 24c mit einer größeren Innenform als das Basisende-Seite-Loch 24b. Ein Dichtungselement 24e, wie beispielsweise ein O-Ring, ist auf der Finger-Basisende-Seite des Distalende-Seite-Lochs 24c montiert, wobei die Innenform des Dichtungselements 24e kleiner als die Außenform des Rohrabschnitts 23c ist. Darüber hinaus bildet die Finger-Distalende-Seite im Distalende-Seite-Loch 24c eine konische Oberfläche 24d, deren Innenform zunehmend kleiner wird.
Die Finger-Basisende-Seite des Verriegelungselements 25 ist im Distalende-Seite-Loch 24c angeordnet. Die Finger-Basisende-Seite des Verriegelungselements 25 umfasst ein Ausdehnungs-/Zusammenziehungs-Teil 25a, und die Finger-Distalende-Seite des Verriegelungselements 25 umfasst ein Flanschteil 25b. Die Außenform des Flanschteils 25b ist größer als die Innenform der Öffnung auf der Finger-Distalende-Seite des Kopplungskörpers 24a. Darüber hinaus ist die Außenform des Ausdehnungs-/Zusammenziehungs-Teil 25a kleiner als die Außenform auf der Finger-Basisende-Seite des Distalende-Seite-Lochs 24c, aber größer als die Innenform der Öffnung auf der Finger-Distalende-Seite des Kopplungskörpers 24a. Aus diesem Grund kommt, wenn das Verriegelungselement 25 auf die Finger-Distalende-Seite bewegt wird, das Ausdehnungs-/Zusammenziehungs-Teil 25a mit der konischen Oberfläche 24d in Kontakt, und wenn das Verriegelungselement 25 in diesem Zustand weiter auf die Finger-Distalende-Seite bewegt wird, wird die Innenform des Ausdehnungs-/Zusammenziehungs-Teils 25a klein.
Das Ausdehnungs-/Zusammenziehungs-Teil 25a des Verriegelungselements 25 hat eine Innenform, die der Außenform des Rohrabschnitts 23c entspricht, ohne mit der konischen Oberfläche 24d in Berührung zu kommen.
Wie in den 27 und 28 dargestellt, wird bei der Montage des flexiblen Fingermoduls FM an den Fingerbasiselementen 21 der Rohrabschnitt 23c des flexiblen Fingermoduls FM in das Innenloch des Verriegelungselements 25 der Kopplung 24 des Fingerbasiselements 21 eingesetzt, bis der Rohrabschnitt 23c in dem Basisende-Seite-Loch 24b des Kopplungskörpers 24a angeordnet ist. Wenn in diesem Zustand eine Kraft in Richtung der Finger-Distalende-Seite auf das flexible Fingermodul FM ausgeübt wird, bewegt sich das Verriegelungselement 25 zusammen mit dem Rohrabschnitt 23c in Richtung auf die Finger-Distalende-Seite, wobei das Ausdehnungs-/Zusammenziehungs-Teil 25a des Verriegelungselements 25 den Rohrabschnitt 23c greift, wodurch verhindert wird, dass das flexible Fingermodul FM vom Fingerbasiselement 21 abfällt.
Es ist zu beachten, dass bei hoher Steifigkeit der Kopplung 24 die auf das flexible Fingermodul FM wirkende Kraft allein von der Kopplung 24 aufgenommen werden kann. Im Gegensatz dazu kann das Fingerbasiselement 21 ein Stützelement zum Tragen des flexiblen Fingermoduls FM umfassen, so dass dieses Stützelement und die Kopplung 24 die auf das flexible Fingermodul FM ausgeübte Kraft aufnehmen können.
Andererseits kann, wie in 29 dargestellt, das flexible Fingermodul FM vom Finger-Basiselement 21 entfernt werden, indem der Rohrabschnitt 23c aus der Kopplung 24 herausgezogen und das Verriegelungselement 25 zur Finger-Basisende-Seite geschoben wird.
Da das flexible Fingerteil 22 beispielsweise aus einem Elastomerwerkstoff mit gummiartiger Elastizität besteht, muss es im Vergleich zu einem Metallteil häufig ausgetauscht und gewartet werden. Aus diesem Grund ist eine Struktur, die es ermöglicht, das flexible Fingermodul FM, wie vorstehend beschrieben, einfach am Finger-Basiselement 21 anzubringen und vom Finger-Basiselement 21 zu lösen, von Vorteil, um den Zeitaufwand für Austausch- und Wartungsarbeiten zu reduzieren.
Es ist zu beachten, dass in der dritten Ausführungsform das flexible Finger-Modul FM auch wie in 30 dargestellt ausgebildet sein kann. Das flexible Fingermodul FM in 30 weist auf der Finger-Basisende-Seite einen Kunststoff- oder Metallrohrabschnitt 26 auf. Genauer gesagt, ist die Finger-Basisende-Seite des flexiblen Fingerteils 22 in einer Rohr-Form ausgebildet, wobei ein Kunststoff- oder Metall-Rohr-Element durch Kleben usw. an der äußeren Umfangsfläche dieses rohrförmigen Abschnitts befestigt ist. Auch bei dieser Konfiguration kann der Rohrabschnitt 26 des flexiblen Fingermoduls FM an der Kopplung 24 des Fingerbasiselements 21 befestigbar/lösbar montiert sein.
Darüber hinaus kann in der dritten Ausführungsform das flexible Fingermodul FM auch wie in 31 dargestellt ausgebildet sein. In dem in 31 dargestellten flexiblen Fingermodul FM ist die Steifigkeit des Rohrabschnitts 27 höher als die Steifigkeit der anderen Abschnitte des flexiblen Fingerabschnitts 22, da ein spiralförmig angeordnetes Kabel, eine Verstärkungsfaser und ein weiteres Verstärkungselement in das Innere eines Rohrabschnitts 27 auf der Finger-Basisende-Seite des flexiblen Fingerabschnitts 22 eingefügt sind. Auch bei dieser Konfiguration kann der Rohrabschnitt 27 des flexiblen Fingermoduls FM an der Kopplung 24 des Fingerbasiselements 21 befestigbar/lösbar montiert sein.
Eine Greifhand nach einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Die vierte Ausführungsform ist ausgebildet, indem die erste bis dritte Ausführungsform und die vorstehend beschriebenen verschiedenen Modifikationen mit einem Durchflussvolumeneinstellventil 51 an einer Zwischenposition im Rohr 21b zum Zuführen und Abführen eines Drucksteuerfluides zu und von jedem der Mehrzahl von flexiblen Fingerteilen 22 versehen sind.
Wie in den 32 bis 36 dargestellt, weist jedes der Durchflussvolumen-Einstellventile 51 ein Ventilgehäuse 52 sowie ein erstes Ventilelement 53 und ein zweites Ventilelement 54 im Ventilgehäuse 52 auf. Die eine Seite des Ventilgehäuses 52 ist über das Rohr 21b kommunikativ mit der Seite des Kompressors 100 verbunden, und die andere Stirnseite des Ventilgehäuses 52 ist über das Rohr 21b mit dem Fingerbasiselement 21 verbunden.
In dieser Ausführungsform sind das erste Ventilelement 53 und das zweite Ventilelement 54 um eine Drehachse 51a relativ zueinander schwenkbar und weisen einen Ventildrehmechanismus zum Drehen wenigstens eines der ersten Ventilelemente 53 und des zweiten Ventilelements 54 auf. In dieser Ausführungsform ist das erste Ventilelement 53 am Basiselement 50 befestigt, und das zweite Ventilelement 54 schwingt mittels des Ventildrehmechanismus um eine Schwenkachse 50a. In dieser Ausführungsform bildet, wie in 36 dargestellt, ein vorstehendes Teil 54b, das aus dem zweiten Ventilelement 54 in einer Richtung orthogonal zur Drehachse 51a hervorvorsteht, den Ventildrehmechanismus.
Das zweite Ventilelement 54 schwenkt um die Drehachse 51a in einer Weise, die funktionell mit dem Schwenken des Schwenkelements 40 verbunden ist. Wenn beispielsweise zwei der Schwenkelemente 40 um im Wesentlichen 30° um die Schwenkachsen 40a schwenken, so dass die drei Finger 20 vom Zustand in 34 in den Zustand in 35 übergehen, dann schwenken die zweiten Ventilelemente 54 der beiden jeweiligen Durchflussvolumen-Einstellventile 51 um die Drehachsen 51a vom Zustand in 33 in den Zustand in 32. In den 32 und 33 sind die Bereiche, in denen sich Strömungskanäle 53a der ersten Ventilelemente 53 und Strömungskanäle 54a der zweiten Ventilelemente 54 überlappen (entsprechend dem Grad der Ventilöffnung), diagonal schraffiert. Obwohl jede der Drehachsen 51a und die entsprechende Schwenkachse 40a in dieser Ausführungsform koaxial angeordnet sind, ist es nicht erforderlich, dass jede der Drehachsen 51a und die entsprechende Schwenkachse 40a koaxial angeordnet sind.
In dieser Ausführungsform ist jedes der vorstehenden Teile 54b mit dem entsprechenden Schwenkelement 40 verbunden. Dabei sind das Schwenken jedes der Schwenkelemente 40 und die Drehung des entsprechenden zweiten Ventilelements 54 funktional miteinander verbunden. Andererseits kann das Schwenken des Schwenkelements 40 auch funktional mit der Drehung des entsprechenden zweiten Ventilelements 54 verbunden sein, indem ein Zahnrad auf der Außenumfangsfläche des zweiten Ventilelements 54 vorgesehen ist, wodurch dieses Zahnrad in wenigstens ein weiteres Zahnrad in Eingriff kommt, und wodurch dieses andere Zahnrad in das Zahnrad des ersten Stellglieds 61 oder des Schwenkelements 40 in Eingriff kommt. In diesem Fall ist es nicht erforderlich, dass jede der Drehachsen 51a und die entsprechende Schwenkachse 40a koaxial angeordnet sind.
Wenn das erste Ventilelement 53 und das zweite Ventilelement 54 so ausgebildet sind, dass sie in Verbindung mit dem Schwenken des Schwenkelements 40 relativ zueinander schwenken, dann ändert sich auf diese Weise der Öffnungsgrad jedes der Durchflussvolumen-Einstellventile 51 in Verbindung mit dem Schwenken des entsprechenden Schwenkelements 40, wie in den 32 und 33 dargestellt.
Die Öffnungsgrade aller Durchflussvolumen-Einstellventile 51 sind, wie in 33 dargestellt, gleich, wobei die Greifwände 22a der flexiblen Fingerteile 22 der drei Finger 20 der Handmittellinie CL zugewandt sind, wie beispielsweise in 34 dargestellt. Werden jedoch die Schwenkelemente 40 von zwei Fingern 20, wie in 35 dargestellt, um im Wesentlichen 30° geschwenkt, so dass die Greifwände 22a der flexiblen Fingerteile 22 dieser beiden Finger 20 entgegengesetzt zur Greifwand 22a des flexiblen Fingerteils 22a des nicht geschwenkten flexiblen Fingerteils 22 des anderen Fingers 20 zeigen, dann werden die Öffnungsgrade der beiden geschwenkten Durchflusseinstellventile 51 der beiden Finger 20 klein. Da ein Finger 20, dessen Ventilöffnungsgrad groß ist, eine größere Menge an Drucksteuerfluid in das Innere des flexiblen Fingerteils 22 ein- und austreten lässt als ein Finger 20, dessen Ventilöffnungsgrad klein ist, unterscheiden sich die von den flexiblen Fingerteilen 22 der Finger 20 erzeugten Greifkräfte je nach dem Grad der Ventilöffnung.
Außerdem kann im Vergleich zu Fällen, in denen die Greifkräfte aller Finger 20 gleich sind, ein stabiles Greifen erreicht werden, wenn die Greifkräfte von zwei geschwenkten Fingern 20 kleiner sind als die Greifkraft des anderen nicht geschwenkten einen Fingers 20, wie beispielsweise in 35 dargestellt. Da der Grad der Ventilöffnungseinstellung des Rohres 21b zum Zuführen und Abführen eines Drucksteuerfluides zu und von dem flexiblen Fingerteil 22 jedes der Finger 20 automatisch entsprechend der Schwenkposition des Fingers 20 durchgeführt wird, kann die Steuerungsverarbeitung zum Senden eines Steuersignals an ein elektromagnetisches Ventil usw. entfallen, wobei darüber hinaus die Zuverlässigkeit des Ventilöffnungseinstellmechanismus erhöht werden kann, indem ein Schritt zum Steuern jedes der Durchflussvolumen-Einstellventile 51 mit einem Steuersignal weggelassen wird.
Es ist zu beachten, dass es in den ersten bis vierten Ausführungsformen und den oben beschriebenen verschiedenen Modifikationen möglich ist, eine Abdeckung zum Abdecken der Fingerbasiselemente 21, der Parallelverbindungen 30, der Schwenkelemente 40, des Basis-Elements 50, der ersten und zweiten Stellglieder 61, 62 und 63 sowie der in axialer Richtung beweglichen Elemente 70 und 80 vorzusehen. Die Abdeckung kann aus einem Material mit gummiartiger Elastizität oder aus Kunststoff bestehen.
Durch Bereitstellen einer Abdeckung ist es möglich, auch wenn die Greifhand versehentlich mit dem Greifobjekt W, anderen Elementen, Personen usw. in Berührung kommt, Schäden nicht nur am Greifobjekt W, den anderen Elementen, den Personen usw., sondern auch an der Greifhand gering zu halten oder zu vermeiden.
Es ist zu beachten, dass es in den ersten bis vierten Ausführungsformen und den oben beschriebenen verschiedenen Modifikationen auch möglich ist, ein Handsystem oder ein Robotersystem zu konfigurieren, das die Greifhand in Verbindung mit einem optischen Sensor, wie beispielsweise einer Kamera, verwendet. In diesem Fall kann der optische Sensor an einer anderen Stelle als der Position der Greifhand oder an der Greifhand angebracht sein. Darüber hinaus kann der optische Sensor im hohlen Abschnitt des flexiblen Fingerteils 22 eines Fingers 20 der Greifhand angeordnet sein.
In diesem Fall werden die vom optischen Sensor erhaltenen optischen Daten an die Steuereinrichtung 200 gesendet, wobei die Steuereinheit 201 der Steuereinrichtung 200 die Greifhand anhand der optischen Daten steuert. So ist beispielsweise ein Modell eines zu greifenden Greifobjekts W vorab in der Speichereinrichtung 203 der Steuereinrichtung 200 gespeichert, so dass die Steuereinheit 201 anhand des Modells die Position und Ausrichtung des Greifobjekts W in den Bilddaten bestimmt, wobei dann die Steuereinheit 201 die ersten Stellglieder 61, das zweite Stellglied 62, den Kompressor 100 usw. anhand der Ergebnisse dieser Bestimmung steuert.
Darüber hinaus können Fingeranordnungsdaten entsprechend den Typen von zu greifenden Greifobjekten W, wobei die Fingeranordnungsdaten die Position des Fingerbasiselements 21 jedes der Finger 20 in einer Richtung, die die Hand-Axialrichtung schneidet, und die Position des Fingerbasiselements 21 in Schwenkrichtung anzeigt, im Voraus in der Speichereinrichtung 203 gespeichert werden, so dass, wenn die Steuereinrichtung 200 den Typ eines zu greifenden Greifobjekts W empfängt, die Steuereinheit 201 auf diese Fingeranordnungsdaten Bezug nehmen und die Position jedes der Fingerbasiselemente 21 in einer Richtung, die die Hand-Axialrichtung schneidet, und die Ausrichtung des Fingerbasiselements 21 in Schwenkrichtung entsprechend des Typs dieses Greifobjekts W einstellen kann.
Darüber hinaus kann die Steuereinheit 201 auch die Position und Ausrichtung des Greifobjekts W in den optischen Daten auf der Grundlage des Modells bestimmen und damit die Position jedes der Fingerbasiselemente 21 in eine Richtung, die die Hand-Axialrichtung schneidet, und die Ausrichtung des Fingerbasiselements 21 in Schwenkrichtung auf der Grundlage der bestimmten Ausrichtung des Greifobjekts W einstellen. Wenn beispielsweise ein säulenartiges Greifobjekt W entlang seiner axialen Richtung gegriffen werden soll, sind die Fingerbasiselemente 21 wie in 34 dargestellt angeordnet, und wenn dieses säulenartige Greifobjekt W entlang seiner radialen Richtung gegriffen werden soll, sind die Fingerbasiselemente 21 wie in 35 dargestellt angeordnet. Auf diese Weise ist es vorteilhaft, die Position und Ausrichtung jedes der Fingerbasiselemente 21 entsprechend der Position, der Ausrichtung usw. des Greifobjekts W einzustellen, um den Freiheitsgrad des Greifens des Greifobjekts W zu erhöhen.
Darüber hinaus können die auf die flexiblen Fingerteile 22 ausgeübten Greifreaktionskräfte in eine geeignete Richtung konzentriert werden, indem die Ausrichtung jedes der Fingerbasiselemente 21 um die Schwenkachse 40a so gesteuert wird, dass die Greifwände 22a der flexiblen Fingerteile 22 den Oberflächen des Greifobjekts W zugewandt sind, wie in den 34 und 35 dargestellt. Darüber hinaus lässt sich jedes der flexiblen Fingerteile 22 nicht leicht in eine ungünstige Richtung biegen, was einen Vorteil bei der Erhöhung der Haltbarkeit der flexiblen Fingerteile 22 darstellt.
Da die Greifwand 22a jedes der flexiblen Fingerteile 22 in eine geeignete Richtung ausgerichtet werden kann, kann außerdem die Kraft, die von jedem der flexiblen Fingerteile 22 erzeugt werden soll, reduziert werden, verglichen mit einem Fall, in dem die Greifwand 22a jedes der flexiblen Fingerteile 22 nicht in eine geeignete Richtung ausgerichtet ist. Dies bedeutet, dass die Greiffähigkeit jedes der flexiblen Fingerteile 22 verbessert ist.
Darüber hinaus kann die vorliegende Erfindung auch so ausgebildet sein, dass die Steuereinheit 201 wenigstens die Positionen, die Ausrichtungen oder die Formen eines Greifobjekts W, eines Hindernisses usw. bestimmt, die nicht das in den optischen Daten zu erfassende Greifobjekt W sind, wodurch die Steuereinheit 201 die Position und Ausrichtung jedes der Fingerbasiselemente 21 unter Verwendung der Ergebnisse dieser Bestimmung anpassen kann.
Die Greifhand gemäß der ersten bis vierten Ausführungsform und den verschiedenen Modifikationen umfasst: ein Basiselement 50; und eine Mehrzahl von Fingern 20, die um eine Handmittellinie CL angeordnet sind, die durch das Basiselement 50 verläuft, wobei jeder der Finger 20 einen flexiblen Fingerteil 22 mit einer Flexibilität und ein Fingerbasiselement 21 zum Tragen einer Basisende-Seite des flexiblen Fingerteils 22 aufweist, wobei die Greifhand eine Mehrzahl von Verbindungsmechanismen umfasst (die Parallelverbindung 30; der oben beschriebene Verbindungsmechanismus unter Verwendung der Mehrzahl von flexiblen Elementen 35; der oben beschriebene Verbindungsmechanismus unter Verwendung des Verbindungselements 36, der ersten Riemenscheibe 36c, der zweiten Riemenscheibe 36d und des gewundenen Elements; und der oben beschriebene Verbindungsmechanismus unter Verwendung des Verbindungselements 36, der ersten Riemenscheibe 36c, der zweiten Riemenscheibe 36d und einer ungeraden Anzahl von Zahnrädern 36f), die auf der Mehrzahl von Schwenkelementen 40, die auf dem Basiselement 50 montiert sind, unterstützt sind und die die Mehrzahl von Fingerbasiselementen 20 tragen.
Darüber hinaus ermöglicht jeder der Mehrzahl von Verbindungsmechanismen, dass sich das entsprechende Fingerbasiselement 21, das dadurch unterstützt ist, relativ zum Basiselement 50 so bewegt, dass sich die Ausrichtung des dadurch unterstützten Fingerbasiselements 21 gegenüber dem Basiselement 50 nicht wesentlich ändert. In diesen Ausführungsformen ist die Richtung dieser Bewegung eine Richtung, welche die Hand-Axialrichtung schneidet.
Aufgrund dieser Konfiguration können die Positionen der Finger 20 zueinander so verändert werden, dass sich die Ausrichtung des Distalende-Abschnitts jedes der Finger 20 gegenüber dem Basiselement 50 nicht wesentlich ändert.
Wenn beispielsweise ein kleines Greifobjekt W gegriffen werden soll, dann bewegt sich die Mehrzahl der Finger 20 so, dass sie sich einander annähern, sodass sich die Ausrichtung des Distalende-Abschnitts jedes der Finger 20 gegenüber dem Basiselement 50 nicht wesentlich ändert, wodurch sich die Greifhand so verhalten kann, als ob das Basiselement 50 im Wesentlichen schmal geworden wäre. Wenn ein großes Greifobjekt W gegriffen werden soll, bewegt sich die Mehrzahl der Finger 20 voneinander weg, so dass sich die Ausrichtung des Distalende-Abschnitts jedes der Finger 20 gegenüber dem Basiselement 50 nicht wesentlich ändert, wodurch sich die Greifhand so verhalten kann, als ob das Basiselement 50 effektiv breit geworden wäre.
Aus diesem Grund kann, auch wenn der bewegliche Bereich jedes der Finger 20 klein oder nahezu Null ist, das Greifobjekt W ergriffen werden, indem die Mehrzahl der Finger 20 mittels der oben beschriebenen Verbindungsmechanismen so bewegt wird, dass sie sich einander annähern. Da jeder der Finger 20 das flexible Fingerteil 22 umfasst, kann auch ein unregelmäßig geformtes und empfindliches Greifobjekt W, wie z.B. Lebensmittel, entsprechend gegriffen werden.
Darüber hinaus werden keine Gleitschienen verwendet, um jedes der Fingerbasiselemente 21 zu bewegen, was bei der kompakten Gestaltung der Greifhand von Vorteil ist.
Da das Greifobjekt W mit den flexiblen Fingerteilen 22 mit Flexibilität gegriffen wird, verformen sich die flexiblen Fingerteile 22 flexibel entsprechend der Form des Greifobjekts W. Dies führt zu einer Vergrößerung der Kontaktflächen zwischen dem Greifobjekt W und den flexiblen Fingerteilen 22 und ist vorteilhaft beim sicheren Greifen des Greifobjekts W.
Darüber hinaus kann, da die Position jedes der Fingerbasiselemente 21 mit Hilfe der oben beschriebenen Verbindungsmechanismen in einer Richtung, welche die Handmittellinie CL schneidet, eingestellt werden kann, der Druck eines Druckfluides bei gleichem Greifobjekt W reduziert werden, verglichen mit einem Fall, in dem eine solche Positionseinstellung der Fingerbasiselemente 21 nicht durchgeführt werden kann.
Darüber hinaus ist, da das Greifobjekt W unter Verwendung der flexiblen Fingerteile 22 mit einer Flexibilität gegriffen wird, die Belastung der Mechanismen zur Unterstützung jedes einzelnen Fingers 20 reduziert, auch wenn die Distalende-Seite jedes der Finger 20 versehentlich mit dem Greifobjekt W oder einem Hindernis kollidiert, wodurch das Risiko einer Defektbildung der Greifhand verringert wird.
Es ist zu beachten, dass diese Ausführungsformen so ausgebildet sind, dass sich, da die Wände (dehnbare Wände 22b), die an Positionen angeordnet sind, die weiter von der Handmittellinie CL entfernt sind als die jeweiligen Greifwände 22a in den flexiblen Fingerteilen 22, eine gewellte Form aufweisen, die Distalende-Seiten der flexiblen Fingerteile 22 bei Zufuhr von Drucksteuerfluiden zur Handmittellinie-CL-Seite biegen.
Im Gegensatz dazu kann in den Greifwänden 22a der flexiblen Fingerteile 22 auch eine Mehrzahl von Verstärkungsfasern vorgesehen sein, so dass sich die Verstärkungsfasern in Längsrichtung der flexiblen Fingerteile 22 erstrecken. In diesem Fall biegen sich, auch wenn die dehnbaren Wände 22b nicht gewölbt ausgebildet sind, die Distalende-Seiten der flexiblen Fingerteile 22 bei Zufuhr von Drucksteuerfluiden zur Seite der Handmittellinie-CL. Umgekehrt ist es auch möglich, den Greifwänden 22a eine gewellte Form zu verleihen, ohne den dehnbaren Wänden 22b eine gewellte Form zu verleihen. In diesem Fall biegen sich die Distalende-Seiten der flexiblen Fingerteile 22 beim Abführen von Drucksteuerfluiden zur Handmittellinie-CL-Seite. Die vorliegende Erfindung kann auch so ausgebildet sein, dass sich beim Zu- oder Abführen eines Drucksteuerfluides die Distalende-Seite jedes der flexiblen Fingerteile 22 nach einem anderen herkömmlichen Verfahren zur Handmittellinie-CL-Seite biegt.
Darüber hinaus, obwohl die drei Finger 20 in diesen Ausführungsformen um die Handmittellinie CL vorgesehen sind, können vier oder mehr Finger 20 um die Handmittellinie CL vorgesehen sein.
Weiterhin, obwohl die Mehrzahl der Finger 20 in diesen Ausführungsformen um die Handmittellinie CL des scheibenförmigen Basiselements 50 herum vorgesehen ist, kann das Basiselement 50 in einer Blockform oder einer anderen komplizierten Form ausgebildet sein, wobei in diesem Fall auch die Mehrzahl der Finger 20 um die durch das Basiselement 50 hindurchgehende Handmittellinie CL vorgesehen sein kann. Es ist zu beachten, dass, wenn das Basiselement 50 ein Element ist, das eine Öffnung in der Nähe seiner Mitte aufweist, wie beispielsweise eine kreisförmige Scheibe in Form eines Donuts, die Handmittellinie CL durch das Basiselement 50 verläuft.
Darüber hinaus, obwohl die Handmittellinie CL auf verschiedene Weise festgelegt werden kann, kann die Handmittellinie CL in diesen Ausführungsformen beispielsweise eine Linie sein, die, wenn imaginäre Ebenen, die durch die Basisende-Flächen der jeweiligen Mehrzahl von an der Greifhand vorgesehenen flexiblen Fingerteilen 22 verlaufen, in einem Zustand definiert sind, wo die Mehrzahl von flexiblen Fingerteilen 22 an jeweils vorbestimmten Positionen angeordnet ist, orthogonal zu diesen imaginären Ebenen ist und die eine von den Basisende-Flächen um den gleichen Abstand getrennte Position durchläuft.
Die oben beschriebenen vorgegebenen Positionen können beispielsweise sein: die Positionen der flexiblen Fingerteile 22, wenn die oben beschriebenen Verbindungsmechanismen so betätigt werden, dass die mehreren flexiblen Fingerteile 22 am weitesten voneinander entfernt sind; die Positionen der flexiblen Fingerteile 22, wenn die oben beschriebenen Verbindungsmechanismen so betätigt werden, dass die mehreren flexiblen Fingerteile 22 am nächsten beieinander liegen, usw.
Es ist zu beachten, dass in diesen Ausführungsformen die Mehrzahl der Finger 20 um die Mittelachse des Basiselements 50 vorgesehen ist. Auf diese Weise können, selbst wenn die Mehrzahl der Finger 20 um die Mittelachse des Basiselements 50 oder eine andere Achsenlinie, die durch das Basiselement 50 verläuft oder durch das Basiselement 50 eingeführt ist, die gleichen Effekte wie vorstehend beschrieben erzielt werden.
Es ist zu beachten, dass in diesen Ausführungsformen die oben beschriebene Mehrzahl von Verbindungsmechanismen auf der jeweiligen Mehrzahl von Schwenkelementen 40 unterstützt ist, die auf dem Basiselement 50 montiert sind, während sie die jeweilige Mehrzahl von Fingerbasiselementen 21 tragen.
Im Gegensatz dazu kann die Greifhand so ausgebildet sein, dass, ohne Bereitstellen der Schwenkelemente 40, die Mehrzahl der Verbindungsmechanismen auf dem Basiselement 50 unterstützt ist, wobei die Mehrzahl der Finger 20 durch die jeweiligen Verbindungsmechanismen unterstützt ist.
So können beispielsweise in der ersten Ausführungsform das eine Ende des ersten Verbindungselements 31 und das eine Ende des zweiten Verbindungselements 32 jedes der Parallelverbindungen 30 mit dem Basiselement 50 schwenkbar verbunden sein. Auch in diesem Fall können die Positionen der Finger 20 zueinander so verändert werden, so dass sich die Ausrichtungen der Distalende-Abschnitte der Finger 20 gegenüber dem Basiselement 50 nicht wesentlich ändern, wodurch die gleichen Effekte wie oben beschrieben erzielt werden.
Darüber hinaus ist in der Greifhand gemäß der ersten bis vierten Ausführungsform und den verschiedenen Modifikationen die Mehrzahl der um die Handmittellinie CL herum angeordneten Schwenkelemente 40 vorgesehen, jedes der Schwenkelemente 40 ist um die sich im Wesentlichen entlang der Handmittellinie CL erstreckende Schwenkachse 40a schwenkbar am Basiselement 50 angebracht, und die Mehrzahl der Verbindungsmechanismen ist an der jeweiligen Mehrzahl der Schwenkelemente 40 angelenkt.
Aus diesem Grund ist es mit Hilfe der vorstehend beschriebenen Verbindungsmechanismen möglich, die Positionen der Mehrzahl von Fingern 20 relativ zueinander und die Orientierungen der Finger 20 um die Schwenkachsen 40a so einzustellen, dass sich die Orientierungen der Distalende-Abschnitte der Finger 20 gegenüber dem Basiselement 50 nicht wesentlich ändern. Dies ist von Vorteil, wenn man die Anzahl der Typen von Greifobjekten W, die gegriffen werden können, erhöht.
Darüber hinaus können in der Greifhand nach der oben beschriebenen ersten bis vierten Ausführungsform und den oben beschriebenen verschiedenen Modifikationen die Schwenkelemente 40 mit den ersten Stellgliedern 61 geschwenkt werden, was von Vorteil ist, um die Last und die Zeit für die Einstellung der Ausrichtung der Finger 20 um die Schwenkachsen 40a zu reduzieren.
Darüber hinaus werden in der Greifhand nach der oben beschriebenen ersten bis vierten Ausführungsform und den oben beschriebenen verschiedenen Modifikationen die Verbindungsmechanismen aus den Parallelverbindungen 30 gebildet. Mit dieser Konfiguration können die Positionen der mehreren Finger 20 relativ zueinander so verändert werden, dass sich die Ausrichtungen der Fingerbasiselemente 21 gegenüber dem Basiselement 50 nicht oder kaum ändern. Aus diesem Grund ist es einfacher, die Ausrichtung der einzelnen flexiblen Fingerteile 22 zum Basiselement 50 zu schätzen, was einen Vorteil bei der genauen Steuerung der Greifhand bietet, die die flexiblen Fingerteile verwendet.
Darüber hinaus können in der Greifhand nach der oben beschriebenen ersten bis vierten Ausführungsform und den oben beschriebenen verschiedenen Modifikationen die Fingerbasiselemente 21 mittels der zweiten Stellglieder 62 und 63 bewegt werden, was von Vorteil ist, um die Last und die Zeit für die Einstellung der Positionen der Finger 20 zu reduzieren.
Darüber hinaus umfassen diese Ausführungsformen: die in axialer Richtung beweglichen Elemente 70 und 80, die sich mittels der zweiten Stellglieder 62 und 63 in Bezug auf das Basiselement 50 in einer Richtung entlang der Handmittellinie CL bewegen; und Antriebsverbindungselemente 34, 71, 72 und 73 zum Verbinden der in axialer Richtung beweglichen Elemente 70 und 80 mit den Fingerbasiselementen 21 oder mit den Fingerbasiselement-21-Seiten der oben beschriebenen Verbindungsmechanismen.
Da die Mehrzahl der Finger 20 um die Handmittellinie CL herum angeordnet ist, ist es vorteilhaft, die in axialer Richtung beweglichen Elemente 70 und 80, die sich in einer Richtung entlang der Handmittellinie CL bewegen, bereitzustellen, um die Größe der Greifhand in einer Richtung orthogonal zur Handmittellinie CL zu reduzieren, verglichen mit einem Fall, in dem ein bewegliches Element, das sich in einer Richtung orthogonal zur Handmittellinie CL bewegt, vorgesehen ist.
Darüber hinaus können, wenn die Mehrzahl von Fingerbasiselementen 21 so ausgebildet ist, dass sie sich unabhängig voneinander in Bezug auf das Basiselement 50 oder die Schwenkelemente 40, wie vorstehend beschrieben, bewegen, die Positionen der Mehrzahl von Fingerbasiselementen 21 in Bezug auf das Basiselement 50 oder in Bezug auf die Schwenkelemente 40 unabhängig voneinander mittels der jeweiligen zweiten Stellglieder 63 eingestellt werden. Dies ist von Vorteil bei der Erweiterung des verwendbaren Bereichs des Greifobjekts W.
Darüber hinaus umfasst die Greifhand nach der oben beschriebenen ersten bis vierten Ausführungsform und den oben beschriebenen verschiedenen Modifikationen die Steuereinheit 201 zum Steuern der zweiten Stellglieder 62 und 63, wobei die Steuereinheit 201 die zweiten Stellglieder 62 und 63 so steuert, dass die Fingerbasiselemente 21 an Positionen entsprechend dem Typ des Greifobjekts W angeordnet sind.
Bei dieser Konfiguration werden die Positionen der Finger 20 automatisch entsprechend dem Typ des Greifobjekts W geändert, was von Vorteil ist, um die Greifqualität der Greifhand zu verbessern, welche die flexiblen Fingerteile 22 verwendet.
Darüber hinaus, da die Finger 20 an geeigneten Positionen entsprechend dem Typ des Greifobjekts W angeordnet werden können, können die flexiblen Fingerteile 22, die sich entlang des Greifobjekts W verformen, so gestaltet werden, dass sie genauer am Greifobjekt W entlang verlaufen. Dadurch können viele Typen von Greifobjekten W mit der einzelnen Greifhand stabil gegriffen werden, was es ermöglicht, nicht nur die Greifqualität der Greifaufgabe zu verbessern, sondern auch die Geschwindigkeit der Greifaufgabe zu erhöhen.
Darüber hinaus umfasst die Greifhand nach der ersten bis vierten Ausführungsform und den verschiedenen Modifikationen: die Steuereinheit 201 zum Steuern der zweiten Stellglieder 62 und 63; den Kompressor 100 zum Zuführen und Abführen eines Drucksteuerfluides zum und vom Inneren jedes der flexiblen Fingerteile 22; und die Speichereinrichtung 203 zum Speichern von Informationen über die Korrespondenzbeziehung zwischen der Menge und dem Druck des vom Kompressor 100 zugeführten und abgeführten Drucksteuerfluides sowie Verhaltensänderungen und einer physischen Eigenschaft des entsprechenden flexiblen Fingerteils 22, wobei die Steuereinheit 201 eine Position bestimmt, zu der jedes der Fingerbasiselemente mittels der zweiten Stellglieder 62 und 63 bewegt wird, indem sie wenigstens die Menge und den Druck des vom Kompressor 100 zugeführten und abgeführten Drucksteuerfluides verwendet, das vom Kompressor 100 zu und von jedem der entsprechenden flexiblen Fingerteile 22 zugeführt und abgeführt wird.
Ein Verhalten, wie z.B. der Grad der Verformung, und eine physikalische Eigenschaft, wie z.B. die Federkonstante, jedes der flexiblen Fingerteile 22 ändern sich je nach Menge und Druck des Drucksteuerfluides, das zugeführt und abgeführt wird. Wenn beispielsweise die Menge des zugeführten Drucksteuerfluides zunimmt, nimmt der Verformungsgrad des entsprechenden flexiblen Fingerteils 22 zum Inneren der Hand zu, wobei auch die Federkonstante des entsprechenden flexiblen Fingerteils 22 steigt. Sind aus diesem Grund die Positionen der Mehrzahl von Fingerbasiselementen 21 zueinander fixiert und sollen beispielsweise Greifobjekte W unterschiedlicher Größe gegriffen werden, unterscheidet sich die auf das Greifobjekt W ausgeübte Greifkraft stark zwischen dem Fall, in dem ein großes Greifobjekt W gegriffen wird, und dem Fall, in dem ein kleines Greifobjekt W gegriffen wird.
Im Gegensatz dazu werden, bei der vorstehend beschriebenen Konfiguration, die Positionen, in die die Fingerbasiselemente 21 mittels der zweiten Stellglieder 62 und 63 bewegt werden, bestimmt, indem wenigstens die Menge und der Druck des Drucksteuerfluides, das vom Kompressor 100 zu und von jedem der flexiblen Fingerteile 22 zugeführt und abgeführt wird, sowie die Informationen über die Korrespondenzbeziehungen verwendet werden. Aus diesem Grund ist es möglich, die Greifkräfte an die unterschiedlich großen Greifobjekte W entsprechend anzupassen.
Darüber hinaus umfasst die Greifhand nach der ersten bis vierten Ausführungsform und den verschiedenen Modifikationen: den Kompressor 100 zum Zuführen und Abgeben eines Drucksteuerfluides zum und aus dem Inneren jedes der flexiblen Fingerteile 22; die Speichereinrichtung 203 zum Speichern von Informationen über die Korrespondenzbeziehung zwischen der Menge und dem Druck des vom Kompressor 100 zugeführten und abgeführten Drucksteuerfluides und Änderungen im Verhalten und einer physikalischen Eigenschaft des entsprechenden flexiblen Fingerteils 22; und die Steuereinheit 201, die, wenn ein Greifobjekt W mittels jedes der flexiblen Fingerteile 22 gegriffen wird, eine Greifposition schätzt, an der das Greifobjekt W in dem entsprechenden flexiblen Fingerteil 22 gegriffen wird, indem sie wenigstens die Menge und den Druck der vom Kompressor 100 zu und von dem entsprechenden flexiblen Fingerteil 22 zugeführten und abgeführten Drucksteuerfluid und die Informationen über die Korrespondenzbeziehungen verwendet.
Aufgrund dieser Konfiguration ist es durch Schätzen der Greifposition, d.h. einer Position, eines Bereichs usw., in dem das Greifobjekt W gegriffen wird, bei jedem der flexiblen Fingerteile 22 möglich, die Greifposition zu steuern, wenn das Greifobjekt W gegriffen werden soll, was einen Vorteil bei der Verbesserung der Greifqualität darstellt.
Darüber hinaus umfasst die Greifhand gemäß der ersten bis vierten Ausführungsform und den verschiedenen Modifikationen: den Kompressor 100; und das Rohr 21b zum Verbinden des Kompressors 100 mit jedem der flexiblen Fingerteile 22, wobei sich ein Abschnitt des Rohrs 21b zwischen dem Basiselement 50 und jedem der flexiblen Fingerteile 22 in einer Richtung entlang der Schwenkachse 40a des entsprechenden Schwenkelements 40 erstreckt und in der Nähe der Schwenkachse 40a angeordnet ist. Aus diesem Grund stört das Rohr 21b zwischen dem Basiselement 50 und jedem der flexiblen Fingerteile 22 nicht, wenn ein beweglicher Abschnitt der Greifhand angetrieben wird, wodurch verhindert wird, dass das Rohr 21b beschädigt wird, sich löst usw.
Bei der Greifhand in der oben beschriebenen dritten Ausführungsform und deren Modifikationen sind die flexiblen Fingerteile 22 mit den jeweiligen Fingerbasiselementen 21 verbindbar/lösbar verbunden.
Da die flexiblen Fingerteile 22 flexibel sind, müssen sie im Vergleich zu Metallteilen häufig ausgetauscht und gewartet werden. Aus diesem Grund ist eine Struktur, die es ermöglicht, das die flexiblen Fingerteile 22, wie vorstehend beschrieben, anbringbar/lösbar mit den Fingerbasiselementen 21 verbindbar sind, von Vorteil, um den Zeitaufwand für Austausch- und Wartungsarbeiten zu reduzieren.
Genauer gesagt, ist das Basisende jedes der flexiblen Fingerteile 22 mit den Rohrabschnitten 23c, 26 und 27 versehen, die eine höhere Steifigkeit aufweisen als das flexible Fingerteil 22 und die kommunikativ mit dem hohlen Abschnitt des flexiblen Fingerteils verbunden sind, wobei jedes der oben beschriebenen Fingerbasiselemente mit der Kopplung 24 versehen ist, die einen Strömungskanal zum Zuführen und Abführen eines Drucksteuerfluides zu und von dem entsprechenden flexiblen Fingerteil 22 aufweist, wobei die Rohrabschnitte 23c, 26 und 27 des flexiblen Fingerteils 22 anbringbar/lösbar mit der Kopplung 24 des Fingerbasiselements 21 verbunden sind.
Bei dieser Konfiguration kann jedes der flexiblen Fingerteile 22 durch Anbringen und Lösen der Rohrabschnitte 23c, 26 und 27 an den basisseitigen Enden des flexiblen Fingerteils 22 an der Kopplung 24 des Fingerbasiselements 21 befestigt und von dieser gelöst werden, wodurch die Zeit für Austausch- und Wartungsarbeiten verkürzt werden kann.
Die Greifhand in der oben beschriebenen vierten Ausführungsform und deren Modifikationen umfasst: den Kompressor 100; die Mehrzahl von Rohren 21b zum Verbinden des Kompressors 100 mit den jeweiligen mehreren flexiblen Fingerteilen 22; und die Mehrzahl von Durchflussvolumen-Einstellventilen 51, die an Zwischenpositionen in den jeweiligen mehreren Rohren 21b vorgesehen sind, wobei die Mehrzahl von Durchflussvolumen-Einstellventilen 51 für die jeweiligen mehreren flexiblen Fingerteilen 22 Ventile sind, deren Grad der Ventilöffnung sich entsprechend dem Schwenken der Schwenkelemente 40 der jeweiligen flexiblen Fingerteile 22 ändert.
Bei dieser Konfiguration kann auf die Steuerverarbeitung zum Senden eines Steuersignals an ein elektromagnetisches Ventil usw. verzichtet werden, da der Grad der Ventilöffnungseinstellung des Rohres 21b zum Zuführen und Abführen eines Drucksteuerfluides zu und von dem flexiblen Fingerteil 22 jedes der Finger 20 automatisch entsprechend der Schwenkposition des Fingers 20 durchgeführt wird, weshalb weiterhin die Zuverlässigkeit des Grades der Ventilöffnungseinstellung erhöht werden kann, indem auf einen Schritt zum Steuern jedes der Durchflussvolumen-Einstellventile 51 mit einem Steuersignal verzichtet wird.
Darüber hinaus kann die Steuereinheit 201 die Positionen bestimmen, in die die Fingerbasiselemente mittels der zweiten Stellglieder 62 und 63 unter Verwendung der vom optischen Sensor erhaltenen optischen Daten bewegt werden sollen, wobei die Steuereinheit 201 die Position jedes der Fingerbasiselemente 21 in eine Richtung, die die Handmittellinie CL schneidet, einstellen kann, beispielsweise auf der Grundlage der Ausrichtung des Greifobjekts W in den optischen Daten. Wenn das Greifobjekt W wie eine kreisförmige Säule geformt ist, kann die Greifqualität verbessert werden, indem die Position jedes der Fingerbasiselemente 21 geändert wird zwischen einem Fall, in dem das Greifobjekt W in axialer Richtung gegriffen werden soll, und einem Fall, in dem das Greifobjekt W in radialer Richtung gegriffen werden soll.
Bezugszeichenliste

20: Finger
21: Fingerbasiselement
21a: Kopplung
21b: Rohr
21c: Pfad
21d: Verteiler
21e: Rohr
21f: Rohrstützelement
21g: Drehgelenk
22: Flexibles Fingerteil
22a: Greifwand
22b: Dehnbare Wand
23: Basisende-Element
23a: Erstes Element
23b: Zweites Element
23c: Rohrabschnitt
24: Kopplung
24a: Kopplungskörper
24b: Basisende-Seite-Loch
24c: Distalende-Seite-Loch
24d: Sich verjüngende Oberfläche
24e: Dichtungselement
25: Verriegelungselement
25a: Ausdehnungs-/Zusammenziehungs-Teil
25b: Flanschteil
26, 27: Rohrabschnitt
30: Parallelverbindung
31: Erstes Verbindungselement
31a, 31b: Schwenkachse
32: Zweites Verbindungselement
32a, 32b: Schwenkachse
33: Druckelement
34: Kabel (Antriebsverbindungselement)
35: Flexibles Element
35a: Basisende-Seite-Element
35b: Distalende-Seite-Element
36: Verbindungselement
36c: Erste Riemenscheibe
36d: Zweite Riemenscheibe
36e: gewundenes Element
36f: Zahnrad
36g, 36h: Schwenkachse
40: Schwenkelement
40a: Schwenkachse
40b: Kerbe
50: Basiselement
51: Durchflussvolumeneinstellventil
51a: Drehachse
52: Ventilgehäuse
53: Erstes Ventilelement
53a: Strömungskanal
54: Zweites Ventilelement
54a: Strömungskanal
54b: Vorstehendes Teil
61: Erstes Stellglied
62, 63: Zweites Stellglied
62a: Abtriebswelle
70, 80: in axialer Richtung bewegliches Element
71: Erstes Antriebsverbindungselement
71a: Schwenkachse
72: Zweites Antriebsverbindungselement
72a, 72b: Schwenkachse
73: Welle (Antriebsverbindungselement)
100: Kompressor (Fluidzuführ- und abführeinrichtung)
110: Steuerung
200: Steuereinrichtung
201: Steuereinheit
202: Anzeigeeinrichtung
203: Speichereinrichtung
203a: Systemprogramm
203b: Betriebsprogramm
203c: Greifeinstellprogramm
204: Bedienfeld
CL: Handmittellinie
W: Greifobjekt
G: Lücke

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2010076050 [0004]
JP 2008178939 [0004]
JP 2015533669 [0004]

Claims

Greifhand, umfassend: ein Basiselement; und eine Mehrzahl von Fingern, die um eine Achsenlinie angeordnet sind, die durch das Basiselement hindurchgeht oder dieses durchdringt, wobei jeder der Finger ein flexibles Fingerteil, welches eine Flexibilität aufweist, und ein Fingerbasiselement zum Tragen eines basisseitigen flexiblen Fingerteils aufweist, wobei die Greifhand weiterhin eine Mehrzahl von Verbindungsmechanismen umfasst, die durch das Basiselement oder durch ein auf dem Basiselement montiertes Element unterstützt sind und die jeweils die Mehrzahl von Fingerbasiselementen tragen, und wobei jeder der Verbindungsmechanismen es dem entsprechenden Fingerbasiselement, das dadurch unterstützt ist, ermöglicht, sich relativ zu dem Basiselement zu bewegen, so dass sich die Ausrichtung des dadurch unterstützten Fingerbasiselements in Bezug auf das Basiselement nicht wesentlich ändert.
Greifhand nach Anspruch 1, wobei das auf dem Basiselement montierte Element eine Mehrzahl von Schwenkelementen umfasst, die um die Achsenlinie herum angeordnet sind, wobei jedes der Schwenkelemente auf dem Basiselement so montiert ist, dass es um eine Schwenkachse schwenkbar ist, die sich in einer Richtung im Wesentlichen entlang der Achsenlinie erstreckt, und wobei die Mehrzahl von Verbindungsmechanismen jeweils durch die Mehrzahl von Schwenkelementen unterstützt ist.
Greifhand nach Anspruch 1 oder 2, weiterhin umfassend: eine Schwenkantriebseinrichtung zum Antreiben jedes der Schwenkelemente um die Schwenkachse.
Greifhand nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei jeder der Verbindungsmechanismen parallele Verbindungen umfasst.
Greifhand nach einem der Ansprüche 1 bis 4, weiterhin umfassend: einen Antriebsmechanismus, der das Fingerbasiselement in Bezug auf das Basiselement oder die Schwenkelemente innerhalb eines beweglichen Bereichs des entsprechenden Verbindungselementmechanismus bewegt.
Greifhand nach Anspruch 5, wobei der Antriebsmechanismus umfasst: ein in axialer Richtung bewegliches Element, das sich in einer Richtung entlang der Achsenlinie in Bezug auf das Basiselement bewegt; und wenigstens ein Antriebsverbindungselement zum Verbinden des in axialer Richtung beweglichen Elements mit dem Fingerbasiselement oder mit einer Fingerbasiselement-Seite der Verbindungsmechanismen.
Greifhand nach einem der Ansprüche 5 und 6, wobei der Antriebsmechanismus die Mehrzahl der Fingerbasiselemente unabhängig voneinander in Bezug auf das Basiselement oder die Schwenkelemente bewegt.
Greifhand nach einem der Ansprüche 5 bis 7, weiterhin umfassend: eine Steuereinheit, die den Antriebsmechanismus steuert, wobei die Steuereinheit den Antriebsmechanismus so steuert, dass jedes der Fingerbasiselemente an einer Position gemäß einem Typ eines Greifobjekts angeordnet ist.
Greifhand nach einem der Ansprüche 5 bis 7, weiterhin umfassend: eine Steuereinheit, die den Antriebsmechanismus steuert; eine Fluidzuführ- und -abführeinrichtung zum Zuführen und Abführen eines Drucksteuerfluides zu und aus dem Inneren jedes der flexiblen Fingerteile; und eine Speichereinrichtung, die Informationen über die Korrespondenzbeziehung zwischen einer Menge und einem Druck des von der Fluidzuführ- und -abführeinrichtung zugeführten und abgeführten Drucksteuerfluides und Änderungen des Verhaltens und einer physikalischen Eigenschaft des entsprechenden flexiblen Fingerteils speichert, wobei die Steuereinheit eine Position bestimmt, in die jedes der Fingerbasiselemente mittels des Antriebsmechanismus bewegt wird, indem die Steuereinheit wenigstens die Menge und den Druck des Drucksteuerfluides verwendet, das von der Fluidzuführ- und -abführeinrichtung zu und von jedem der entsprechenden flexiblen Fingerteile zugeführt und abgeführt wird, und indem die Steuereinheit die Informationen über die Korrespondenzbeziehung verwendet.
Greifhand nach einem der Ansprüche 1 bis 7, weiterhin umfassend: eine Fluidzuführ- und -abführeinrichtung zum Zuführen und Abgeben eines Drucksteuerfluides zu und aus dem Inneren jedes der flexiblen Fingerteile; eine Speichereinrichtung zum Speichern von Informationen über die Korrespondenzbeziehung zwischen einer Menge und einem Druck des von der Fluidzuführ- und - abführeinrichtung zugeführten und abgeführten Drucksteuerfluides und Änderungen des Verhaltens und einer physikalischen Eigenschaft des entsprechenden flexiblen Fingerteils; und eine Steuereinheit, die, wenn ein Greifobjekt von jedem der flexiblen Fingerteile erfasst wird, eine Greifposition schätzt, an der das Greifobjekt in jedem der flexiblen Fingerteile erfasst wird, indem die Steuereinheit wenigstens die Menge und den Druck des Drucksteuerfluides, das von der Fluidzuführ- und -abführeinrichtung zu und von dem entsprechenden flexiblen Fingerteil zugeführt und abgeführt wird, und die Informationen über das Korrespondenzverhältnis verwendet.
Greifhand nach Anspruch 2 oder 3, weiterhin umfassend: eine Fluidzuführ- und -abführeinrichtung; und einen Schlauch zum Verbinden der Fluidzuführ- und - abführeinrichtung mit jedem der flexiblen Fingerteile, wobei sich ein Abschnitt des Rohres zwischen dem Basiselement und jedem der flexiblen Fingerteile in einer Richtung entlang der Schwenkachse des Schwenkelements erstreckt und in der Nähe der Schwenkachse angeordnet ist.
Greifhand nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei jedes der flexiblen Fingerteile lösbar mit dem entsprechenden Fingerbasiselement verbunden ist.
Greifhand nach Anspruch 12, wobei ein basisseitiges Ende jedes der flexiblen Fingerteile mit einem Rohrabschnitt versehen ist, der eine höhere Steifigkeit als das entsprechende flexible Fingerteil aufweist und der mit einem hohlen Abschnitt des entsprechenden flexiblen Fingerteils verbunden ist, wobei jedes der Fingerbasiselemente mit einer Kopplung versehen ist, welche einen Strömungskanal zum Zuführen und Abführen des Drucksteuerfluides zu und von dem entsprechenden flexiblen Fingerteil aufweist, und wobei der Rohrquerschnitt jedes der flexiblen Fingerteile lösbar mit der Kopplung des entsprechenden Fingerbasiselements verbunden ist.
Greifhand nach Anspruch 2 oder 3, weiterhin umfassend: eine Fluidzuführ- und -abführeinrichtung; eine Mehrzahl von Fluidströmungskanälen zum Verbinden der Fluidzuführ- und -abführeinrichtung mit der jeweiligen Mehrzahl von flexiblen Fingerteilen; und eine Mehrzahl von Durchflussvolumen-Einstellventilen, die an Zwischenpositionen der jeweiligen Mehrzahl von Fluidströmungskanälen vorgesehen sind, wobei jedes von der Mehrzahl von Durchflussvolumen-Einstellventilen für die jeweiligen flexiblen Fingerteile ein Ventil ist, dessen Ventilöffnung sich entsprechend dem Schwenken des Schwingelements des entsprechenden flexiblen Fingerteils ändert.
Greifhand nach einem der Ansprüche 5 bis 7, weiterhin umfassend: eine Steuereinheit zum Steuern des Antriebsmechanismus; und einen optischen Sensor, wobei die Steuereinheit eine Position bestimmt, in die jedes der Fingerbasiselemente mittels des Antriebsmechanismus unter Verwendung von optischen Daten, die durch den optischen Sensor erhalten werden, bewegbar ist.
Greifhand nach einem der Ansprüche 1 bis 15, weiterhin umfassend: eine Fluidzuführ- und -abführeinrichtung zum Zuführen und Abgeben eines Drucksteuerfluides zu und aus dem Inneren jedes der flexiblen Fingerteile; eine Speichereinrichtung zum Speichern von Informationen über eine Korrespondenzbeziehung zwischen einer Menge und einem Druck des Drucksteuerfluides, das von der Fluidzuführ- und -abführeinrichtung zugeführt und abgeführt wird, und einem Ausmaß an Verformung des entsprechenden flexiblen Fingerteils; und eine Steuereinheit, die, wenn ein Greifobjekt gegriffen wird, eine Position oder einen Bereich schätzt, in dem das Greifobjekt in jedem der flexiblen Fingerteile gegriffen wird, indem die Steuereinheit wenigstens die Menge und den Druck des Drucksteuerfluides, das von der Fluidzuführ- und -abführeinrichtung zu und von dem entsprechenden flexiblen Fingerteil zugeführt und abgeführt wird, und die Informationen über die Korrespondenzbeziehung verwendet.