DE112022002862T5

DE112022002862T5 - Taktiler sensorgebundener Finger für Roboterhand, und Roboterhand mit taktilen sensorgebundenen Fingern

Info

Publication number: DE112022002862T5
Application number: DE112022002862.9T
Authority: DE
Inventors: Yuji Watazu; Katsumi Tokuno; Yuu KUWATAKA; Shingo Asaka; Ayuko Tsuruoka
Original assignee: Nissha Co Ltd
Current assignee: Nissha Co Ltd
Priority date: 2021-05-31
Filing date: 2022-05-09
Publication date: 2024-03-14
Also published as: JP2022184009A; JP7254433B2; WO2022255031A1; CN117321398A; KR20240017779A

Abstract

Ein taktiler sensorgebundener Finger ist auf einer Roboterhand montierbar, um Schäden und Versagen zu reduzieren, die dadurch verursacht werden, dass ein Greifziel mit einem Teil eines Fingerglieds, der nicht seine Handflächenoberfläche ist, in Kontakt kommt. Ein taktiler sensorgebundener Finger (1F) für eine Roboterhand zum Ergreifen eines Greifziels schließt ein Fingerglied (2), das eine Handflächenoberfläche (21a) einschließt, um mit dem Greifziel in Kontakt zu stehen, eine der Handflächenoberfläche (21a) gegenüberliegende Rückseitenoberfläche (21b), eine Endoberfläche (21c), die an die Hand- und die Rückseitenoberfläche (21a, 21b) an Enden der Hand- und der Rückseitenoberfläche (21a, 21b) in einer Erstreckungsrichtung angrenzt, in der sich die Hand- und die Rückseitenoberfläche (21a, 21b) erstrecken, und zwei Seitenoberflächen (21d), die an die Hand- und die Rückseitenoberfläche (21a, 21b) in einer Richtung angrenzen, die sich mit der Erstreckungsrichtung schneidet, und einen taktilen Sensor (5) ein, der ein an einer Außenoberfläche des Gehäuses (21), das in dem Fingerglied (2) eingeschlossen ist, befestigter Film ist und einen druckempfindlichen Bereich (5a), der die Handflächenoberfläche (21a) und mindestens eine von der Endoberfläche (21c), der einen der beiden Seitenoberflächen (21d) oder der anderen der beiden Seitenoberflächen (21d) überlappt, einschließt.

Description

GEBIET DER TECHNIK
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen taktilen sensorgebundenen Finger für eine Roboterhand, der Schäden und Versagen reduzieren kann, die dadurch verursacht werden, dass ein Greifziel mit einem Teil eines Fingerglieds, der nicht seine Handflächenoberfläche ist, in Kontakt kommt.
STAND DER TECHNIK
Roboter werden derzeit in einem breiten Bereich von Anwendungen eingesetzt, wie der Service- und der Gesundheitsindustrie, zusätzlich zu der Fertigungsindustrie. Diese Roboter schließen häufig eine Roboterhand ein, um verschiedene Objekte zu halten und zu tragen oder ein Werkzeug für einen Vorgang zu ergreifen.
Die Roboterhand weist verschiedene zu messende Kontaktzustände auf, wie, zusätzlich zu einer Greifkraft, eine Scherkraft, die auf einer Handflächenoberfläche eines Fingerglieds erzeugt wird, das ein Greifziel ergreift. Die Mindestgreifkraft für die Roboterhand zum Ergreifen des Greifziels, ohne das Greifziel fallen zu lassen, kann zum Beispiel durch Erfassen der Scherkraft von dem von der Roboterhand aufgenommenen Greifziel bestimmt werden.
Patentliteratur 1 beschreibt einen taktilen Sensor, der auf einer Handflächenoberfläche eines Fingerglieds einer Roboterhand installiert ist, um drei Kraftkomponenten zu messen.
LITERATURLISTE
PATENTLITERATUR
Patentliteratur 1: Ungeprüfte japanische Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 2008-281403
KURZDARSTELLUNG
TECHNISCHES PROBLEM
Die in Patentliteratur 1 veranschaulichte Roboterhand schließt jedoch zwei rechteckige Fingerglieder ein, wobei eine größere Oberfläche als die Handflächenoberfläche der sechs
Oberflächen jedes Rechtecks allein einen druckempfindlichen Bereich in dem taktilen Sensor einschließt. Diese Struktur weist Probleme auf.
Wenn zum Beispiel eine Roboterhand 11 relativ zu einem kugelförmigen Greifziel W, das an einer vorbestimmten Position platziert ist, absinkt und das Greifziel W rollt und von der vorbestimmten Position abweicht, kann das Greifziel W mit einer Endoberfläche 21c eines Fingerglieds 2 in Kontakt kommen (siehe 18A und 18B). In diesem Zustand kann die Roboterhand 11 den Kontakt zwischen der Endoberfläche 21c des Fingerglieds 2 und dem Greifziel W nicht erfassen. Die Roboterhand 11 fährt somit fort, sich bis zu einer Position zum Ergreifen des Greifziels W zu senken und übt dabei eine größere Last als vorgesehen zwischen der Roboterhand 11 und dem Greifziel W aus. Dies verursacht eine Beschädigung des Greifziels W oder ein Versagen der Roboterhand 11.
In einem anderen Beispiel, wenn zwei Fingerglieder 2 der Roboterhand 11 sich von beiden Seiten dem Greifziel W mit einer komplexen Form, wie einem Baumzweig, nähern, kann eine Seitenoberfläche 21d eines Fingerglieds 2 in Kontakt mit dem Greifziel W kommen, bevor eine Handflächenoberfläche 21a des Fingerglieds 2 mit dem Greifziel W in Kontakt kommt (siehe 19A bis 19C). In diesem Zustand kann die Roboterhand 11 den Kontakt zwischen der Seitenoberfläche 21d des Fingerglieds 2 und dem Greifziel W nicht erfassen. Die beiden Fingerglieder 2 nähern sich somit von beiden Seiten dem Greifziel W, wodurch eine größere Last als vorgesehen zwischen der Roboterhand 11 und dem Greifziel W ausgeübt wird. Dies verursacht eine Beschädigung des Greifziels W oder ein Versagen der Roboterhand 11.
Ein oder mehrere Gesichtspunkte der vorliegenden Erfindung sind auf einen taktilen sensorgebundenen Finger für eine Roboterhand gerichtet, der an der Roboterhand montiert werden kann, um Schäden und Versagen zu reduzieren, die dadurch verursacht werden, dass ein Greifziel mit einem Teil eines Fingerglieds, der nicht seine Handflächenoberfläche ist, in Kontakt kommt.
PROBLEMLÖSUNG
Ausgehend von dem vorstehenden Problem werden nachstehend Gesichtspunkte der vorliegenden Erfindung beschrieben. Diese Aspekte können nach Bedarf kombiniert werden.
Ein taktiler sensorgebundener Finger für eine Roboterhand gemäß einem oder mehreren Gesichtspunkten der vorliegenden Erfindung ist ein Finger einer Roboterhand zum Ergreifen eines Greifziels. Der Finger schließt ein Fingerglied und einen taktilen Sensor ein. Das Fingerglied schließt eine Handflächenoberfläche ein, um mit dem Greifziel in Kontakt zu stehen. Das Fingerglied schließt auch eine Rückseitenoberfläche gegenüber der Handflächenoberfläche ein. Das Fingerglied schließt auch eine Endoberfläche angrenzend an die Handflächenoberfläche und die Rückseitenoberfläche an Enden der Handflächenoberfläche und der Rückseitenoberfläche in einer Erstreckungsrichtung ein, in der sich die Handflächenoberfläche und die Rückseitenoberfläche erstrecken. Das Fingerglied schließt auch zwei Seitenoberflächen ein, die an die Handflächenoberfläche und die Rückseitenoberfläche in einer Richtung angrenzen, die sich mit der Erstreckungsrichtung der Handflächenoberfläche und der Rückseitenoberfläche schneidet. Der taktile Sensor ist ein Film, der an einer Außenoberfläche eines Gehäuses befestigt ist, das in dem Fingerglied eingeschlossen ist. Der taktile Sensor schließt einen druckempfindlichen Bereich ein, der die Handflächenoberfläche und mindestens eine von der Endoberfläche, der einen der beiden Seitenoberflächen oder der anderen der beiden Seitenoberflächen überlappt.
Der taktile sensorgebundene Finger für die Roboterhand mit dieser Struktur schließt den taktilen Sensor mit dem druckempfindlichen Bereich, der die Endoberfläche oder die Seitenoberflächen des Fingerglieds überlappt, ein und kann somit Kontakt zwischen der Endoberfläche oder den Seitenoberflächen des Fingerglieds und dem Greifziel erfassen. Dies kann Schäden und Fehler reduzieren, die dadurch verursacht werden, dass ein Greifziel in Kontakt mit einem Teil des Fingerglieds kommt, der nicht seine Handflächenoberfläche ist.
Gemäß einem Gesichtspunkt kann der taktile Sensor ein kapazitiver druckempfindlicher Sensor sein, der einen ersten Elektrodenfilm, der einen ersten Basisfilm mit einem ersten Elektrodenmuster auf dem ersten Basisfilm einschließt, einen zweiten Elektrodenfilm, der einen dem ersten Basisfilm zugewandten zweiten Basisfilm mit einem zweiten Elektrodenmuster auf dem zweiten Basisfilm einschließt, und einen Isolator zwischen dem ersten Elektrodenfilm und dem zweiten Elektrodenfilm einschließt.
Der taktile Sensor kann an dem Fingerglied befestigt sein, wobei der erste Basisfilm dem Fingerglied zugewandt ist.
Der taktile Sensor mit der vorstehenden Struktur schließt einfach die mit Dünnfilm strukturierten Elektroden, die über einen Isolator gestapelt sind, ein. Der taktile Sensor kann somit eine beabsichtigte Erfassung durchführen, wenn er dreidimensional entlang mehrerer Außenoberflächen des in dem Fingerglied eingeschlossenen Gehäuses befestigt ist.
Gemäß einem Gesichtspunkt können der erste Basisfilm und der zweite Basisfilm eine Beziehung aufweisen, die als E₁ × t₁ > E₂ × t₂ ausgedrückt wird, wobei E₁ ein Zugelastizitätsmodul des ersten Basisfilms ist, E₂ ein Zugelastizitätsmodul des zweiten Basisfilms ist, t₁ eine Dicke des ersten Basisfilms ist und t₂ eine Dicke des zweiten Basisfilms ist.
Die vorstehende Struktur ermöglicht es dem ersten Basisfilm, der dem Fingerglied zugewandt ist, steifer als der nach außen weisende zweite Basisfilm zu sein. Es ist daher weniger wahrscheinlich, dass der filmtaktile Sensor seine Abmessungen ändert, wenn er dreidimensional entlang der Außenoberflächen des in dem Fingerglied eingeschlossenen Gehäuses befestigt ist. Dies verbessert die Erfassungsgenauigkeit.
Gemäß einem Gesichtspunkt kann mindestens eine von der Handflächenoberfläche, der Endoberfläche, der einen der beiden Seitenoberflächen oder der anderen der beiden Seitenoberflächen des Fingerglieds eine Vielzahl von Oberflächen einschließen und den druckempfindlichen Bereich überlappen.
Die vorstehende Struktur ermöglicht es mehreren Oberflächen, den druckempfindlichen Bereich zu überlappen, was eine Messung verschiedener Kontaktzustände mit dem Greifziel ermöglicht.
In einem Gesichtspunkt kann der taktile Sensor in einer Entwicklungsansicht einen Abschnitt ausschließen, der von der Außenoberfläche des in dem Fingerglied eingeschlossenen Gehäuses abweicht.
Der filmtaktile Sensor mit der vorstehenden Struktur schließt keinen überschüssigen Abschnitt ein, der ein Biegen verhindert, und kann somit leicht entlang der Außenoberfläche des Fingerglieds gebogen werden.
Gemäß einem Gesichtspunkt kann der druckempfindliche Bereich in dem taktilen Sensor in eine Vielzahl von Bereichen basierend auf einer gefalteten Form des taktilen Sensors unterteilt sein.
Der druckempfindliche Bereich mit der vorstehenden Struktur befindet sich nicht kontinuierlich auf zwei oder mehr Oberflächen, was eine genaue Messung der Richtung eines dreidimensionalen Vektors einer zu erfassenden Kraft ermöglicht.
Gemäß einem Gesichtspunkt kann der Finger ferner eine Schutzschicht einschließen, die den taktilen Sensor bedeckt. Die Schutzschicht kann in einem Abschnitt angrenzend an den taktilen Sensor eine Aussparung einschließen, die einem druckunempfindlichen Bereich in dem taktilen Sensor nach außen von dem druckempfindlichen Bereich zugewandt ist.
Die vorstehende Struktur schließt in dem Abschnitt der Schutzschicht angrenzend an den taktilen Sensor die der druckunempfindlichen Schicht zugewandte Aussparung ein und ermöglicht somit eine starke Verformung der Schutzschicht mit dem Raum in der Aussparung, wenn das Greifziel und das Fingerglied außerhalb des druckempfindlichen Bereichs miteinander in Kontakt kommen. Die Verformung der Schutzschicht beeinflusst Abschnitte des druckempfindlichen Bereichs nahe dem druckunempfindlichen Bereich in dem taktilen Sensor, wodurch die Erfassung des Kontakts zwischen dem Greifziel und dem Fingerglied im druckunempfindlichen Bereich ermöglicht wird.
Gemäß einem Gesichtspunkt kann die Aussparung mit einer Polsterschicht gefüllt sein, die weicher als die Schutzschicht ist.
Die vorstehende Struktur kann eine Verschlechterung der Lebensdauer des taktilen Sensors, die durch die Aussparung verursacht wird, minimieren.
Gemäß einem Gesichtspunkt kann die Schutzschicht einen Abschnitt des Fingerglieds, an dem der taktile Sensor nicht befestigt ist, teilweise oder vollständig bedecken.
Die vorstehende Struktur ermöglicht es, dass der Schutzbereich vergrößert wird, um das Fingerglied zusätzlich zu dem taktilen Sensor zu schützen.
Gemäß einem Gesichtspunkt kann der taktile Sensor den druckempfindlichen Bereich einschließen, der die Handflächenoberfläche und die Endoberfläche überlappt. In diesem Gesichtspunkt kann der Finger ferner eine Schutzschicht einschließen, die kontinuierlich eine vollständige Oberfläche des taktilen Sensors und einen Teil oder alle der zwei Seitenoberflächen des Fingerglieds bedeckt. Die Schutzschicht kann einen Vorsprung einschließen, welcher der Handflächenoberfläche des Fingerglieds zugewandt ist und den druckempfindlichen Bereich in dem taktilen Sensor bedeckt. Der Vorsprung kann in einer Dickenrichtung mehr als ein Abschnitt der die Schutzschicht bedeckenden Bereiche an oder angrenzend an Grenzen zwischen der Handflächenoberfläche und den beiden Seitenoberflächen des Fingerglieds vorstehen.
Die vorstehende Struktur ermöglicht es, dass der Schutzbereich vergrößert wird, um das Fingerglied zusätzlich zu dem taktilen Sensor zu schützen.
Zusätzlich kann, wenn die Schutzschicht in der Dickenrichtung in dem Abschnitt, welcher der Handflächenoberfläche des Fingerglieds zugewandt ist und den druckempfindlichen Bereich in dem taktilen Sensor bedeckt, der druckempfindliche Bereich das Greifziel erfassen, bevor das Greifziel mit einem Abschnitt des Fingerglieds an den oder angrenzend an die Grenzen zwischen der Handflächenoberfläche und den Seitenoberflächen des Fingerglieds in Kontakt kommt.
Die Schutzschicht mit der vorstehenden Struktur ist einfacher ausgebildet als die Schutzschicht mit der Aussparung in dem Abschnitt auf dem vorstehend beschriebenen taktilen Sensor. Die Schutzschicht mit der vorstehenden Struktur kann beispielsweise durch Spritzgießen gebildet werden.
Eine Roboterhand gemäß einem oder mehreren Gesichtspunkten der vorliegenden Erfindung schließt eine Vielzahl der taktilen sensorgebundenen Finger gemäß einem der vorstehenden Gesichtspunkte, einen Träger, der basale Enden von Fingergliedern in der Vielzahl von taktilen sensorgebundenen Fingern trägt, und einen Antrieb, der die Fingerglieder antreibt, um das Greifziel zu ergreifen oder loszulassen, ein.
In einem Gesichtspunkt können die Fingerglieder zwei Fingerglieder sein. Die zwei Fingerglieder können Handflächenoberflächen einschließen, die einander zugewandt sind. Jedes der zwei Fingerglieder kann kein Gelenk einschließen. Die Handflächenoberflächen, die parallel zueinander sind, können sich näher zueinander bewegen, um das Greifziel zu ergreifen.
VORTEILHAFTE AUSWIRKUNGEN
Der taktile sensorgebundene Finger für die Roboterhand gemäß den vorstehenden Gesichtspunkten der vorliegenden Erfindung ist auf der Roboterhand montierbar, um Schäden und Versagen zu reduzieren, die dadurch verursacht werden, dass ein Greifziel mit einem Teil des Fingerglieds, das nicht seine Handflächenoberfläche ist, in Kontakt kommt.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1 ist ein Diagramm eines beispielhaften Roboters mit einer Roboterhand, die taktile sensorgebundene Finger gemäß einer ersten Ausführungsform einschließt.
2 ist ein Diagramm einer beispielhaften Roboterhand, die die taktilen sensorgebundenen Finger gemäß der ersten Ausführungsform einschließt.
3A und 3B sind Diagramme eines beispielhaften taktilen sensorgebundenen Fingers für eine Roboterhand gemäß der ersten Ausführungsform.
4 ist ein Diagramm eines taktilen Sensors mit einer beispielhaften Struktur, der an einem Fingerglied in der ersten Ausführungsform befestigt ist.
5 ist ein Diagramm einer beispielhaften Verteilung einer Scherkraft, die durch taktile Sensoren erfasst wird.
6A und 6B sind Diagramme eines anderen Beispiels für den taktilen sensorgebundenen Finger gemäß der ersten Ausführungsform.
7A und 7B sind Diagramme noch eines weiteren Beispiels für den taktilen sensorgebundenen Finger gemäß der ersten Ausführungsform.
8 ist eine Ausfahransicht eines taktilen Sensors, der in der Modifikation in 7A und 7B verwendet wird.
9 ist ein Diagramm eines rechteckigen taktilen Sensors, der an einer Endoberfläche und zwei Seitenoberflächen des Fingerglieds befestigt ist.
10A bis 10C sind Diagramme eines beispielhaften taktilen Sensors, der an einem Fingerglied mit mehreren Handflächenoberflächen befestigt ist.
11 ist eine Entwicklungsansicht des in 10A bis 10C gezeigten taktilen Sensors.
12A und 12B sind Diagramme des taktilen sensorgebundenen Fingers gemäß der ersten Ausführungsform, die eine beispielhafte Form einer Schutzschicht zeigen.
13A und 13B sind Diagramme eines taktilen sensorgebundenen Fingers für eine Roboterhand gemäß einer zweiten Ausführungsform, die eine beispielhafte Form einer Schutzschicht zeigen.
14A und 14B sind Diagramme eines taktilen sensorgebundenen Fingers für eine Roboterhand gemäß einer dritten Ausführungsform, die eine beispielhafte Form einer Schutzschicht zeigen.
15A und 15B sind Diagramme des taktilen sensorgebundenen Fingers gemäß der dritten Ausführungsform, die eine andere beispielhafte Form einer Schutzschicht zeigen.
16A und 16B sind Diagramme eines taktilen sensorgebundenen Fingers für eine Roboterhand gemäß einer vierten Ausführungsform, die eine beispielhafte Form einer Schutzschicht zeigen.
17 ist ein Diagramm, das Eigenschaften der Schutzschicht in der vierten Ausführungsform beschreibt.
18A und 18B sind Diagramme, die eine beispielhafte Verwendung einer bekannten Roboterhand zeigen.
19A bis 19C sind Diagramme, die eine andere beispielhafte Verwendung der bekannten Roboterhand zeigen.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Eine Roboterhand, die taktile sensorgebundene Finger gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung einschließt, wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
Erste Ausführungsform
1 ist eine Seitenansicht eines Roboters 100, der eine Roboterhand 1 einschließlich taktiler sensorgebundener Finger gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einschließt.
(1) Roboter
Wie in 1 gezeigt, ist der Roboter 100 ein SCARA-Roboter (Roboter mit Selective Compliance Assembly Robot Arm) und schließt eine Trägerbasis 110 und einen Arm 120 ein, der schwenkbar mit der Trägerbasis 110 verbunden ist. Der Arm 120 schließt einen ersten Arm 130, der mit der Trägerbasis 110 mit einem Gelenk, das um eine vertikale Achse schwenkbar ist, verbunden ist, einen zweiten Arm 140, der mit dem ersten Arm 130 mit einem Gelenk, das um eine vertikale Achse schwenkbar ist, verbunden ist, und einen Arbeitskopf 150 am distalen Ende des zweiten Arms 140 ein. Die Roboterhand 1 einschließlich der taktilen sensorgebundenen Finger ist am unteren Ende des Arbeitskopfs 150 befestigt. Der Arbeitskopf 150 kann bewirken, dass die Roboterhand 1 um eine vertikale Achse schwenkt und sich in vertikaler Richtung heben und senken kann.
(2) Roboterhand 1
Die Roboterhand 1 wird nachstehend ausführlich beschrieben.
Wie in 2 gezeigt, schließt die Roboterhand 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform zwei taktile sensorgebundene Finger 1F ein. Jeder taktile sensorgebundene Finger 1F schließt ein Fingerglied 2 und einen taktilen Sensor 5 ein, der an Außenoberflächen eines in dem Fingerglied 2 eingeschlossenen Gehäuses 21 befestigt ist. Die Roboterhand 1 schließt auch einen Träger 3 ein, der die basalen Enden der zwei Fingerglieder 2 und einen Antrieb 4 zum Antreiben der Fingerglieder 2 trägt. Der Antrieb 4 kann die beiden Fingerglieder 2 aufeinander zu und voneinander weg bewegen. Dies ermöglicht es der Roboterhand 1, ein Greifziel W zu ergreifen oder das ergriffene Greifziel W loszulassen. Die gesamte Roboterhand 1 kann sich je nach Bedarf vertikal bewegen oder sich drehen.
Das Greifziel W kann ein beliebiges Objekt sein, wie ein industrielles Produkt oder ein landwirtschaftliches Produkt, ein Objekt mit einer beliebigen Größe und Form oder ein Objekt mit einer undefinierten Form.
(3) Fingerglied 2
3A und 3B sind Diagramme eines beispielhaften taktilen sensorgebundenen Fingers 1 für die Roboterhand 1 gemäß der ersten Ausführungsform. 3A ist ein Diagramm des taktilen sensorgebundenen Fingers 1F, das eine Handflächenoberfläche 21a jedes Fingerglieds 2 zeigt. 3B ist eine Schnittansicht entlang einer Linie AA von 3A.
Jedes Fingerglied 2 schließt das im Wesentlichen rechteckige Gehäuse 21, das die Handflächenoberfläche 21a einschließt, die in Kontakt mit dem Greifziel W sein soll (um das Greifziel W für die Roboterhand zu ergreifen), eine Rückseitenoberfläche 21b gegenüber der Handflächenoberfläche 21a, eine Endoberfläche 21c, die an die Handflächenoberfläche 21a und die Rückseitenoberfläche 21b an ihren Enden in X-Richtung, in der sich die Handflächenoberfläche 21a und die Rückseitenoberfläche 21b erstrecken, angrenzt, und zwei Seitenoberflächen 21d, die an die Handflächenoberfläche 21a und die Rückseitenoberfläche 21b in Y-Richtung, die sich mit der X-Richtung schneidet, in der sich die Handflächenoberfläche 21a und die Rückseitenoberfläche 21b erstrecken, angrenzt, ein. Das Gehäuse 21 ist aus einem Harz oder einem Metall gebildet.
In den in 2 bis 3B gezeigten Beispielen schließt kein Fingerglied 2 ein Gelenk ein. Der taktile sensorgebundene Finger 1F ergreift somit das Greifziel W, wobei die zueinander parallelen Handflächenoberflächen 21a sich näher zueinander bewegen.
(4) Taktiler Sensor 5
Wie in 3A und 3B gezeigt, ist der taktile Sensor 5 ein Film, der an den Außenoberflächen des in dem Fingerelement 2 eingeschlossenen Gehäuses 21 angebracht ist. In dem in 3A und 3B gezeigten Beispiel schließt der taktile Sensor 5 einen druckempfindlichen Bereich 5a ein, der die Handflächenoberfläche 21a und die Endoberfläche 21c des Fingerglieds 2 überlappt.
Der taktile Sensor 5 ist ein dreiachsiger Kraftsensor, der eine Druckkraft (Druck) und eine Gleitkraft (Reibungskraft) in dem druckempfindlichen Bereich 5a erfasst. Der taktile Sensor 5, der an jedem Fingerglied 2 in der Roboterhand 1 montiert ist, kann zusätzlich zur Größe einer Kraft zum Ergreifen des Greifziels W die Größen der Kräfte für Vorgänge wie Drehen, Pressen und Ziehen messen.
4 ist ein Diagramm des taktilen Sensors 5 mit einer beispielhaften Struktur, der an dem Fingerglied 2 in der ersten Ausführungsform befestigt ist. 4 zeigt vergrößert einen Abschnitt des Fingerglieds 2 mit dem taktilen Sensor 5, der durch die gestrichelte Linie angegeben ist.
Wie in 4 gezeigt, kann der taktile Sensor 5 beispielsweise ein kapazitiver druckempfindlicher Sensor sein, der einen ersten Elektrodenfilm 53, der eine erste Elektrode 52 auf einem ersten Basisfilm 51 einschließt, einen zweiten Elektrodenfilm 56, der eine zweite Elektrode 55 auf einem zweiten Basisfilm 54 einschließt, der dem ersten Basisfilm 51 zugewandt ist, und einen Isolator 57 zwischen dem ersten Elektrodenfilm 53 und dem zweiten Elektrodenfilm 54 einschließt.
Der druckempfindliche Bereich 5a kann Kräfte mit der ersten Elektrode 52 und den zweiten Elektroden 55 erfassen. Der taktile Sensor 5 schließt auch einen druckunempfindlichen Bereich 5b ein, der Verdrahtungsmuster einschließt, die mit der ersten Elektrode 52 und der zweiten Elektrode 55 außerhalb des druckempfindlichen Bereichs 5a verbunden sind.
Dieser kapazitive druckempfindliche Sensor ist mit einer Klebeschicht 6 an dem Fingerglied 2 befestigt, wobei der erste Basisfilm 51 dem Fingerglied 2 zugewandt ist.
Der taktile Sensor 5 schließt einfach die übereinander gestapelten, mit Dünnfilm strukturierten Elektroden über den Isolator ein, wenn sie dreidimensional entlang mehrerer Außenoberflächen des in dem Fingerglied 2 eingeschlossen Gehäuses befestigt sind.
Beispiele für das Material für den ersten Basisfilm 51 und den zweiten Basisfilm 54 schließen Gummilagen, die beispielsweise aus Urethan, Epoxid oder Silikon ausgebildet sind, und einen Film aus einem synthetischen Harz wie Polyethylenterephthalat (PET), Polycarbonat (PC) und Polyimid (PI) ein.
Der erste Basisfilm 51 und der zweite Basisfilm 54 weisen jeweils eine Dicke von 0,03 µm bis 0,5 mm auf. Die dünnen flexiblen Filme mit einer Gesamtdicke von 1 mm oder weniger, die als Basen verwendet werden, ermöglichen eine problemlose Montage auf den Oberflächen des Fingerglieds 2 in der Roboterhand 1.
Die Beziehung zwischen dem ersten Basisfilm 51 und dem zweiten Basisfilm 54 kann E₁ × t₁ > E₂ × t₂ sein, wobei E₁ der Zugelastizitätsmodul des ersten Basisfilms 51 ist, E₂ der Zugelastizitätsmodul des zweiten Basisfilms 54 ist, t₁ die Dicke des ersten Basisfilms 51 ist und t₂ die Dicke des zweiten Basisfilms 54 ist.
Die vorstehende Beziehung ermöglicht es dem ersten Basisfilm 51, der dem Fingerglied 2 zugewandt ist, biegesteifer als der nach außen weisende zweite Basisfilm 54 zu sein. Es ist daher weniger wahrscheinlich, dass der filmtaktile Sensor 5 seine Abmessungen ändert, wenn er dreidimensional entlang der Außenoberflächen des in dem Fingerglied 2 eingeschlossenen Gehäuses 21 befestigt ist. Dies verbessert die Erfassungsgenauigkeit.
Der Zugelastizitätsmodul bezieht sich hierin auf einen Wert, der durch Dividieren der durch den ersten Basisfilm 51 oder den zweiten Basisfilm 54 aufgenommenen Zugspannung durch die in dem ersten Basisfilm 51 oder dem zweiten Basisfilm 54 erzeugte Dehnung in einem Zugversuch erhalten wird, unter Verwendung eines berührungslosen Dehnungsmessers, der in der Lage ist, winzige Verschiebungen gemäß JIS K7127 und JIS K7161 auf dem ersten Basisfilm 51 oder dem zweiten Basisfilm 54, der in die Formen der Typ-1-Prüfhantel geschnitten wird, zu messen.
Die erste Elektrode 52 und die zweite Elektrode 55 in dem kapazitiven druckempfindlichen Sensor können jeweils in den nachstehend beschriebenen beispielhaften Mustern oder in einem bekannten Muster vorliegen.
Muster 1
Die erste Elektrode 52 und die zweite Elektrode 55 sind jeweils in einem linearen Muster. Die linearen Muster erstrecken sich in einer Draufsicht (nicht gezeigt) in derselben Richtung. Wenn sich die erste Elektrode 52 und die zweite Elektrode 55 in den linearen Mustern befinden, die sich in derselben Richtung erstrecken, verformt sich die zweite Elektrode 55 als Reaktion auf eine Kraft, die aus einer sich mit einer Erstreckungsrichtung der zweiten Elektrode 55 schneidenden Richtung ausgeübt wird, basierend auf der Größe der Kraft, wodurch sich der Abstand zu der ersten Elektrode 52 ändert. Dies ermöglicht eine Messung der Größe der Kraft durch Erfassung eines elektrischen Signals während der Kapazitätsänderung zwischen der ersten Elektrode 52 und der zweiten Elektrode 55.
Zum Beispiel bilden drei (oder linke, mittlere und rechte) erste Elektroden 52 ein lineares Muster, das sich in einer Richtung erstreckt, und zwei (oder linke und rechte) zweite Elektroden 55 bilden ein lineares Muster, das sich in der gleichen Richtung wie die ersten Elektroden 52 erstreckt. Eine der zwei zweiten Elektroden 55 befindet sich zwischen der linken ersten Elektrode 52 und der mittleren ersten Elektrode 52, und die andere befindet sich zwischen der mittleren ersten Elektrode 52 und der rechten ersten Elektrode 52. In dieser Struktur verformen (verlagern) sich als Reaktion auf eine Kraft, die von links nach rechts in der Richtung, die sich mit der Erstreckungsrichtung der zweiten Elektroden 55 schneidet, ausgeübt wird, die zwei zweiten Elektroden 55 in dem linearen Muster in der Richtung, in der die Kraft basierend auf der Größe der Kraft ausgeübt wird, wobei die linke zweite Elektrode 55 näher an der mittleren ersten Elektrode 52 liegt und die rechte zweite Elektrode 55 von der Mitte der ersten Elektrode 52 weiter entfernt ist. Dies bewirkt auch, dass die linke zweite Elektrode 55 von der linken ersten Elektrode 52 weiter entfernt ist und die rechte zweite Elektrode 55 näher an der rechten ersten Elektrode 52 liegt. Diese Änderungen in den Abständen zwischen den Schichten der linearen Muster sind proportional zur Größe der angelegten Kraft.
Mit anderen Worten erhöht oder verringert eine Scherkraft, die auf eine Oberfläche des taktilen Sensors 5 wirkt, Bereiche, in denen mehrere Kondensatoren, die mit den ersten Elektroden 52 und den zweiten Elektroden 55 gebildet sind, die einander zugewandt sind und sich überlappen, wodurch die Verhältnisse von Kapazitäten geändert werden. Somit können die Änderungen in den mehreren Kapazitäten gemessen werden, um eine Druckkraft und die Scherkraft zu erfassen.
Die Größe der angelegten Kraft kann somit durch Erfassen der Änderungen in den Kapazitäten zwischen den linearen Mustern erfasst werden, die aus den Änderungen der Abstände zwischen den Schichten der linearen Muster resultieren.
In diesem Beispiel bilden drei erste Elektroden 52 ein lineares Muster, und zwei zweite Elektroden 55 bilden ein lineares Muster, aber eine Elektrode oder vier oder mehr Elektroden können ein lineares Muster bilden. Die Anzahl der ersten Elektroden 52 kann die gleiche sein wie die Anzahl der zweiten Elektroden 55 in den linearen Mustern.
Das lineare Muster, das die ersten Elektroden 52 einschließt, oder das lineare Muster, das die zweiten Elektroden 55 einschließt, kann im Wesentlichen die gleichen länglichen Rechtecke sein, unterschiedliche Breiten und Längen aufweisen oder teilweise breitere oder schmalere Formen aufweisen.
Die linearen Muster können polygonal oder gekrümmt sein, wie beispielsweise in einem Bogen, anstatt rechteckig. Die linearen Muster können Formen aufweisen, welche die vorstehend beschriebenen Formen kombinieren oder wellenförmig sind. Diese Formen, die ein Quadrat und einen Kreis einschließen, werden üblicherweise nicht als lineare Muster beschrieben. Das lineare Muster schließt hierin jedoch jede Form ein, die Wirkungen und Funktionen erreicht, die durch die Struktur in einer oder mehreren Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung bereitgestellt werden.
In Muster 1 erstrecken sich das lineare Muster, das die ersten Elektroden 52 einschließt, und das lineare Muster, das die zweiten Elektroden 55 einschließt, in die gleiche Richtung.
Wenn eine Kraft (Druckkraft) auf die Oberfläche des taktilen Sensors 5 in der Normalrichtung ausgeübt wird, bewegen sich die ersten Elektroden 52 und die zweiten Elektroden 55 näher zueinander, wodurch die Kapazitäten der mehreren Kondensatoren, einschließlich der ersten Elektroden 52 und der zweiten Elektroden 55, die einander zugewandt sind und sich überlappen, erhöht werden. Diese Änderungen in den Kapazitäten können gemessen werden, um die Größe der Druckkraft zu messen.
Muster 2
Die erste Elektrode 52 kann zwei Schichten einschließen, die eine untere erste Elektrode und eine obere erste Elektrode über einen Isolator (nicht gezeigt) einschließen. Die zweite Elektrode 55 kann zwei Schichten einschließen, die eine untere zweite Elektrode und eine obere zweite Elektrode über einen Isolator (nicht gezeigt) einschließen. In diesem Fall kann die erste Elektrode 52 ein lineares Muster, das die untere erste Elektrode einschließt, die sich in X-Richtung erstreckt, und ein lineares Muster, das die obere erste Elektrode einschließt, die sich in Y-Richtung erstreckt, einschließen. Die zweite Elektrode 55 kann ein lineares Muster, das die untere zweite Elektrode einschließt, die sich in derselben X-Richtung wie die untere erste Elektrode erstreckt, und ein lineares Muster, das die obere zweite Elektrode einschließt, die sich in derselben Y-Richtung wie die obere erste Elektrode erstreckt, einschließen.
Die zwei in der zweiten Elektrode 55 enthaltenen Schichten können sich auf den beiden in der ersten Elektrode 52 enthaltenen Schichten befinden oder können sich mit den Schichten in der zweiten Elektrode 55 abwechseln.
Diese Struktur ermöglicht eine separate Erfassung einer Änderung des Verhältnisses der Kapazität zwischen der unteren ersten Elektrode und der unteren zweiten Elektrode, die sich in X-Richtung erstrecken, und eine Änderung des Verhältnisses der Kapazität zwischen der oberen ersten Elektrode und der oberen zweiten Elektrode, die sich in Y-Richtung erstrecken.
Wenn also die Scherkraft in einer Draufsicht schräg mit einer Kraftkomponente in X-Richtung und einer Kraftkomponente in Y-Richtung (wenn die Richtung der Scherkraft nicht parallel oder senkrecht zur Richtung entweder des linearen Musters, das die obere erste Elektrode einschließt, oder des linearen Musters, das die obere zweite Elektrode einschließt, ist) ausgeübt wird, können die Kraftkomponente in X-Richtung und die Kraftkomponente in Y-Richtung separat gemessen werden.
In Muster 2 schließt die zweischichtige erste Elektrode 52 die untere erste Elektrode und die obere erste Elektrode über den Isolator ein, und die zweischichtige zweite Elektrode 55 schließt die untere zweite Elektrode und die obere zweite Elektrode über den Isolator ein. Als Reaktion auf eine Kraft (Druckkraft) in der Normalrichtung, die auf eine Oberfläche des taktilen Sensors 5 angelegt wird, bewegen sich die untere erste Elektrode und die untere zweite Elektrode näher zueinander, und die obere erste Elektrode und die obere zweite Elektrode bewegen sich näher zueinander. Dies erhöht die Kapazitäten mehrerer Kondensatoren, einschließlich der unteren ersten Elektrode und der unteren zweiten Elektrode, die einander zugewandt sind und sich überlappen, und der oberen ersten Elektrode und der oberen zweiten Elektrode, die einander zugewandt sind und sich überlappen. Diese Änderungen in den Kapazitäten können gemessen werden, um die Größe der Druckkraft zu messen.
Muster 3
Mehrere kapazitive druckempfindliche Sensoren wie die im Muster 1 beschriebenen können in einer Matrix als kapazitive druckempfindliche Sensorgruppe angeordnet sein. Dies ermöglicht eine Messung der Ebenenverteilung einer Kraft in Richtungen, die sich jeweils mit einer Richtung jedes kapazitiven druckempfindlichen Sensors schneiden. Mit anderen Worten kann jeder kapazitive druckempfindliche Sensor an seiner Position die Kraft in der Richtung messen, die sich mit dem kapazitiven druckempfindlichen Sensor schneidet. Somit können die mehreren kapazitiven druckempfindlichen Sensoren, die in einer Matrix angeordnet sind, jeweils die Größe der Kraft an ihrer Position messen, wenn die Größe der Kraft zwischen den Positionen variiert.
In diesem Fall schließt jeder kapazitive druckempfindliche Sensor denselben ersten Basisfilm 51 und denselben zweiten Basisfilm 54 ein, auf denen die zweite Elektrode 55 und die erste Elektrode 52 separat ausgebildet sind.
Muster 4
Mehrere kapazitive druckempfindliche Sensoren, die jeweils mehrere Schichten zweiter Elektroden 55 und erster Elektroden 52 einschließen, wie die in dem vorstehend beschriebenen Muster 2, können in einer Matrix als kapazitive Drucksensorgruppe angeordnet sein. Dies ermöglicht, dass eine Kraft, die auf jeden kapazitiven druckempfindlichen Sensor ausgeübt wird, die Messung von Kraftkomponenten in X-Richtung und Y-Richtung und die Ebenenverteilung der Kraftkomponenten in X- und Y-Richtung ermöglicht. Mit anderen Worten kann jeder kapazitive druckempfindliche Sensor an seiner Position die Kraftkomponenten (in X-Richtung und Y-Richtung) in der Richtung messen, die sich mit dem kapazitiven druckempfindlichen Sensor schneidet. Somit können die mehreren kapazitiven druckempfindlichen Sensoren, die in einer Matrix angeordnet sind, jeweils die Größe der Kraftkomponenten (in X-Richtung und Y-Richtung) an ihrer Position messen, wenn die Größe und Richtung der Kraft zwischen den Positionen variieren.
In diesem Fall schließt, wie bei Muster 3, jeder kapazitive druckempfindliche Sensor denselben ersten Basisfilm 51 und denselben zweiten Basisfilm 54 ein, auf denen die zweite Elektrode 55 und die erste Elektrode 52 separat ausgebildet sind.
Der Sensor in Muster 3 oder 4 können Ebenenverteilungen messen und sind somit insbesondere auf eine Roboterhand anwendbar.
In den Mustern 3 und 4 sind die kapazitiven druckempfindlichen Sensoren in einer Matrix angeordnet, können aber für ein langgestrecktes schmales Fingerglied 2 in einer Reihe angeordnet sein.
Muster 5
Die erste Elektrode 52 liegt in einem Inselmuster vor, während die zweite Elektrode 55 obere zweite Elektroden und untere zweite Elektroden als zwei Schichten über einen Isolator einschließt. Die oberen zweiten Elektroden und die unteren zweiten Elektroden schneiden einander, um lineare Muster in einer Draufsicht zu bilden. Ein Teil des Inselmusters einschließlich der ersten Elektrode 52 überlappt einen Teil des oberen zweiten Elektrodenmusters und einen Teil des unteren zweiten Elektrodenmusters in einer Draufsicht. In dieser Draufsicht können sich die oberen zweiten Elektroden und die unteren zweiten Elektroden in einem beliebigen Winkel zueinander schneiden. Wenn die oberen zweiten Elektroden und die unteren zweiten Elektroden orthogonal zueinander sind (oder sich mit 90° schneiden), ist das Muster, das die erste Elektrode 52 einschließt, ein rechteckiges Gitter. Wenn die oberen zweiten Elektroden und die unteren zweiten Elektroden nicht orthogonal zueinander sind, ist das Muster, das die erste Elektrode 52 einschließt, ein parallelogrammförmiges Gitter.
Die Kapazitätsänderung zwischen der ersten Elektrode 52 in dem Inselmuster und den oberen zweiten Elektroden und die Kapazitätsänderung zwischen der ersten Elektrode 52 in dem Inselmuster und den unteren zweiten Elektroden werden gemessen, um eine Kraftkomponente in X-Richtung der Kraft in Richtung des oberen zweiten Elektrodenmusters und die Kraftkomponente in Y-Richtung der Kraft in Richtung des unteren zweiten Elektrodenmusters zu messen.
Als Reaktion auf eine in diesem Zustand angelegte Kraftkomponente in X-Richtung verlagern sich die oberen zweiten Elektroden proportional zur Größe der Kraft, wodurch der Bereich erhöht wird, in dem die Kapazität zwischen der ersten Elektrode 52 und den oberen zweiten Elektroden erfasst werden kann. Somit kann die erhöhte Kapazität erfasst werden, um die Kraftkomponente vor der Translation in X-Richtung zu messen.
In ähnlicher Weise verlagern sich die unteren zweiten Elektroden als Reaktion auf eine in Y-Richtung angelegte Kraftkomponente proportional zur Größe der Kraft, wodurch der Bereich erhöht wird, in dem die Kapazität zwischen der ersten Elektrode 52 und der unteren zweiten Elektrode erfasst werden kann. Somit kann eine erhöhte Kapazität erfasst werden, um die Kraftkomponente vor der Translation in Y-Richtung zu messen.
In Muster 5 bewegen sich die oberen zweiten Elektroden und die unteren zweiten Elektroden als Reaktion auf eine Kraft (Druckkraft), die auf eine Oberfläche des taktilen Sensors 5 in der Normalrichtung ausgeübt wird, näher zueinander, wodurch die Kapazitäten der mehreren Kondensatoren, einschließlich der oberen zweiten Elektroden und der unteren zweiten Elektroden, die einander zugewandt sind, erhöht werden. Diese Änderungen in den Kapazitäten können gemessen werden, um die Größe der Druckkraft zu messen.
Beispielhafte Muster der ersten Elektrode 52 und der zweiten Elektrode 55 sind nicht auf die vorstehend beschriebenen beschränkt.
Beispiele für das Material für die erste Elektrode 52 und die zweite Elektrode 55 schließen (1) Filme aus einem Metall wie Gold, Silber, Kupfer, Platin, Palladium, Aluminium oder Rhodium, (2) leitfähige Pastenfilme mit einem Harzbindemittel, in dem Partikel solcher Metalle dispergiert sind, und organische Halbleiter wie Polyhexylthiophen, Polydioctylfluoren, Pentacen oder Tetrabenzoporphyrin ein, sind aber nicht darauf beschränkt.
Beispiele für das Verfahren zum Bilden der ersten Elektrode 52 und der zweiten Elektrode 55 schließen, in einem vorstehenden Beispiel unter Verwendung von (1) beschrieben, das Ausbilden eines leitfähigen Films auf ihren gesamten Oberflächen, beispielsweise durch Plattieren, Sputtern, Vakuumverdampfung oder Ionenplattierung, und anschließende Strukturieren durch Ätzen, und, in einem vorstehenden Beispiel unter Verwendung von (2) beschrieben, das direkte Bilden der Muster mit einem Druckverfahren wie Siebdruck, Tiefdruck oder Offsetdruck ein.
Beispiele für das Material für den Isolator 57 schließen Gummilagen und Schaummaterialien ein, die beispielsweise aus Urethan, Silikon, Epoxid, Ethylenvinylacetat-Copolymer, Polyethylen, Polypropylen, Polystyrol oder Butadien ausgebildet sind. Diese Materialien können mit dem ersten Elektrodenfilm 53 und dem zweiten Elektrodenfilm 55 mit einem elastischen Klebstoff verbunden sein, oder mit anderen Worten, einem Klebstoff, der nach dem Aushärten elastisch bleibt. In einigen Ausführungsformen kann der Isolator 57 eine Beschichtungsschicht sein, die durch Drucken oder Beschichten gebildet wird, anstatt eine Lage, die mit einem bekannten Lagenformverfahren wie Extrusionsformen gebildet wird.
Der druckunempfindliche Bereich 5b, der sich außerhalb des druckempfindlichen Bereichs 5a in dem taktilen Sensor 5 befindet, schließt Verdrahtungsmuster ein, die sich von der ersten Elektrode 52 und der zweiten Elektrode 55 erstrecken. Wie in 3B gezeigt, werden diese Verdrahtungsmuster aus dem taktilen Sensor 5 mit einem Filmverbinder 90 herausgezogen und elektrisch mit einer Leiterplatte (PCB) 91 verbunden, die innerhalb des Gehäuses 21 untergebracht ist, das in dem Fingerglied 2 in der Roboterhand 1 eingeschlossen ist. Von der PCB 91 verarbeitete Signale werden mit einem Kabel 92, wie einem Universal-Serial-Bus-Kabel (USB-Kabel), von der PCB 91 an den Roboter übertragen.
(5) Klebeschicht 6
Wie in 4 gezeigt, ist der taktile Sensor 5 an dem Fingerglied 2 in der Roboterhand 1 mit der Klebeschicht 6 befestigt.
Beispiele für das Material für die Klebeschicht 6 schließen doppelseitiges Klebeband ein.
(6) Schutzschicht 7
Wie in 4 gezeigt, ist der taktile Sensor 5 mit einer Schutzschicht 7 bedeckt.
Die Schutzschicht 7 schützt den druckempfindlichen Bereich 5a in dem taktilen Sensor 5, auf den eine Kraft ausgeübt wird. Die Schutzschicht 7 weist ihre obere Oberfläche als Kontaktoberfläche mit dem Greifziel W auf.
12B ist eine Schnittansicht des taktilen sensorgebundenen Fingers F1 für die Roboterhand 1 gemäß der ersten Ausführungsform, die eine beispielhafte Form der Schutzschicht 7 zeigt. 12A ist ein Diagramm des Fingerglieds 2, das die Handflächenoberfläche 21a zeigt. 12B ist eine Schnittansicht entlang einer Linie DD in 12A.
Die Schutzschicht 7 bedeckt den taktilen Sensor 5, wie in 12B gezeigt, und schließt in Abschnitten der Schutzschicht 7 angrenzend an den taktilen Sensor 5 die dem druckunempfindlichen Bereich 5b zugewandten Aussparungen 71 ein, die sich außerhalb des druckempfindlichen Bereichs 5a in dem taktilen Sensor 5 befinden. Die Aussparungen 71 sind leere Räume, die als Luftschichten dienen.
Wenn das Greifziel W und das Fingerglied 2 in dem druckunempfindlichen Bereich 5b miteinander in Kontakt kommen, verformt sich die Schutzschicht 7 mit den durch die Aussparungen 71 definierten Räumen stark. Die Verformung der Schutzschicht 7 beeinflusst Abschnitte des druckempfindlichen Bereichs 5a nahe dem druckunempfindlichen Bereich 5b in dem taktilen Sensor 5, wodurch die Erfassung des Kontakts zwischen dem Greifziel W und dem Fingerglied 2 ermöglicht wird.
Die in der Figur gezeigten Aussparungen 71 umfassen jeweils eine Oberfläche der Schutzschicht 7 in Kontakt mit dem Raum, der durch die untere Oberfläche parallel zu einer Oberfläche des in dem Fingerglied 2 eingeschlossenen Gehäuses 21 und einer Seitenoberfläche senkrecht zur Oberfläche des Gehäuses 21 definiert ist, kann aber eine andere Struktur aufweisen. Zum Beispiel kann die untere Oberfläche in Bezug auf die Oberfläche des in dem Fingerglied 2 eingeschlossenen Gehäuses 21 geneigt sein. Die untere Oberfläche kann in Bezug auf die Oberfläche des in dem Fingerglied 2 eingeschlossenen Gehäuses 21 geneigt sein, um die Seitenoberfläche zu eliminieren. Die Oberfläche der Schutzschicht 7 in Kontakt mit dem Raum kann gekrümmt sein.
Beispiele für das Material für die Schutzschicht 7 schließen Gummilagen und Schaummaterialien ein, die beispielsweise aus Urethan, Silikon, Epoxid, Ethylenvinylacetat-Copolymer, Polyethylen, Polypropylen, Polystyrol oder Butadien ausgebildet sind. Eine derartige Gummilage oder ein derartiges Schaummaterial ist an dem taktilen Sensor 5 als Schutzschicht 7 angebracht und bedeckt diesen. Die Schutzschicht 7 kann durch Spritzgießen gebildet werden, indem das Gehäuse 21 mit dem daran befestigten taktilen Sensor 5 in einer Form platziert wird und beispielsweise Flüssigkautschuk in die Form gegossen wird. Die Schutzschicht 7 kann eine Dicke von 0,5 bis 5 mm aufweisen.
Verschiedene Designlagen können an der Oberfläche der Schutzschicht 7 angebracht sein. Andere Lagen wie Lederlagen und Gewebelagen können zusätzlich zu Designlagen an der Schutzschicht 7 angebracht werden, um ein Design hinzuzufügen. Die Schutzschicht 7 kann auf ihrer Oberfläche ein Design aufweisen.
5 ist ein Diagramm einer beispielhaften Verteilung der Scherkraft, die von den taktilen Sensoren 5 erfasst wird, wenn das Greifziel W wie in 2 gezeigt ergriffen wird. Die zwei taktilen sensorgebundenen Finger 1F schließen einen taktilen sensorgebundenen Finger 1FA und einen taktilen sensorgebundenen Finger 1FB ein. Die Scherkraft auf den Handflächenoberflächen 21a der Fingerglieder 2, die das Greifziel W ergreifen, wurde mit den taktilen Sensoren 5 gemessen, die in den Fingern 1FA und 1FB eingeschlossen sind.
Die Verteilung der Scherkraft ist auf druckempfindlichen Oberflächen gezeigt. Die Elektroden liegen jeweils in dem vorstehend beschriebenen Muster 5 vor, und das Greifziel W ist ein zylindrischer Gegenstand.
Die erfasste Verteilung der Scherkraft zeigt, dass das Greifziel W in die Richtung in die Seite hinein von 2 gezogen wird.
(7-1) Erste Modifikation
In der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform ist der Roboter 100 mit der an seinem distalen Ende angebrachten Roboterhand 1 ein SCARA-Roboter, kann aber ein anderer Roboter sein. Zum Beispiel kann der Roboter 100 ein vertikaler Gelenkroboter sein.
(7-2) Zweite Modifikation
In der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform schließt das Fingerglied 2 in der Roboterhand 1 kein Gelenk ein, kann aber ein oder mehrere Gelenke einschließen. Zum Beispiel kann jedes Fingerglied 2 ein Gelenk oder zwei Gelenke einschließen.
Das Fingerglied 2, das Gelenke einschließt, kann mit dem Greifziel W in verschiedenen Winkeln in Abschnitten des Fingerglieds 2, die nicht die Handflächenoberfläche 21a sind, häufiger in Kontakt kommen. Taktile Sensoren sollen daher in diesen Kontaktoberflächen eingeschlossen werden.
(7-3) Dritte Modifikation
In der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform schließt die Roboterhand 1 zwei Fingerglieder 2 ein, kann aber ein Fingerglied 2 oder drei oder mehr Fingerglieder 2 einschließen. Zum Beispiel kann die Roboterhand 1 mehrere Fingerglieder 2 wie drei einschließen, oder fünf wie ein Mensch. Die Roboterhand 1, die mehrere Fingerglieder einschließt, kann mit den in der zweiten Modifikation beschriebenen Gelenken kombiniert sein.
Zum Beispiel sind drei oder fünf Fingerglieder 2 separat in einer Umfangsrichtung um eine vertikale Achse des Trägers 3 angeordnet, der ihre basalen Enden trägt und sich zu der Achse oder davon weg bewegen kann, indem die Gelenke jedes Fingerglieds 2 mit dem Antrieb 4 gebogen werden.
(7-4) Vierte Modifikation
In der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform schließt der taktile Sensor 5 den druckempfindlichen Bereich 5a ein, der die Handflächenoberfläche 21a und die Endoberfläche 21c allein überlappt. Der druckempfindliche Bereich 5a kann jedoch eine andere Struktur aufweisen. Der druckempfindliche Bereich 5a kann die Handflächenoberfläche 21a und mindestens eine von der Endoberfläche 21c, der einen der beiden Seitenoberflächen 21d oder der anderen der beiden Seitenoberflächen 21d überlappen. Zum Beispiel kann, wie in 6A und 6B gezeigt, der taktile Sensor 5 den druckempfindlichen Bereich 5a einschließen, der die Handflächenoberfläche 21a und die beiden Seitenoberflächen 21d überlappt. Wie in 7A und 7B gezeigt, kann der taktile Sensor 5 den druckempfindlichen Bereich 5a aufweisen, der die Handflächenoberfläche 21a, die Endoberfläche 21c und die beiden Seitenoberflächen 21d überlappt.
Der in 7A und 7B gezeigte taktile Sensor 5 ist in seiner Entwicklungsansicht nicht rechteckig. Wie in der Entwicklungsansicht in 8 gezeigt, schließt der taktile Sensor 5 in der vorliegenden Ausführungsform Abschnitte aus, die von den Außenoberflächen des in dem Fingerglied 2 eingeschlossenen Gehäuses 21 abweichen.
Wenn der taktile Sensor 5 in seiner Entwicklungsansicht rechteckig ist und Abschnitte einschließt, die durch die gestrichelten Linien in 8 angegeben sind, schließt der taktile Sensor 5, wie in 9 gezeigt, Abschnitte ein, die von den Außenoberflächen des Gehäuses 21 an Grenzen zwischen der Endoberfläche 21c und den Seitenoberflächen 21d der Fingerglieder 2 abweichen. Mit der Steifigkeit der Basisfilme können diese Abschnitte verhindern, dass sich der filmtaktile Sensor 5 entlang der Außenoberflächen des Fingerglieds 2 leicht biegt. Ferner können diese Abschnitte Vorsprünge wie Falten auf der Außenoberfläche des taktilen Sensors 5 leicht bilden, was möglicherweise einen unzureichenden taktilen Kontakt zwischen dem druckempfindlichen Bereich 5a in dem taktilen Sensor 5 und dem Greifziel W verursacht.
Wie in der vorliegenden Ausführungsform kann der filmtaktile Sensor 5, der die überschüssigen Abschnitte ausschließt, die von den Außenoberflächen des Gehäuses 21 abweichen und das Biegen verhindern, entlang der Außenoberflächen des Fingerglieds 2 leicht gebogen werden.
(7-5) Fünfte Modifikation
In der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform schließt das Fingerglied 2 in der Roboterhand 1 das im Wesentlichen rechteckige Gehäuse 21 ein, kann aber eine andere Struktur aufweisen. Zum Beispiel kann mindestens eine von der Handflächenoberfläche 21a, der Endoberfläche 21c, der einen der beiden Seitenoberflächen 21d oder der anderen der beiden Seitenoberflächen 21d des Fingerglieds 2 mehrere Oberflächen einschließen und den druckempfindlichen Bereich 5a überlappen.
10A bis 10C sind Diagramme eines beispielhaften taktilen Sensors 5, der an dem Fingerglied 2 angebracht ist, das mehrerer Oberflächen als die Handflächenoberfläche 21a einschließt. 10A ist ein Diagramm des von einer Position gegenüber dem Fingerglied 2 betrachteten taktilen Sensors 5, das seinen größeren Abschnitt zeigt. 10B ist eine Schnittansicht entlang einer Linie BB von 10A. 10C ist eine Schnittansicht entlang einer Linie CC von 10A.
In der in 10A bis 10C gezeigten beispielhaften Form ist der taktile Sensor 5 an der Handflächenoberfläche 21a des Fingerglieds 2 befestigt, die nicht flach ist, sondern eine dreidimensionale Oberfläche einschließlich sechs Oberflächen einschließt. 11 zeigt eine Entwicklungsansicht des in 10A bis 10C gezeigten taktilen Sensors 5, der Abschnitte ausschließt, die von den Außenoberflächen des in dem Fingerglied 2 eingeschlossenen Gehäuses 21 abweichen. Der druckempfindliche Bereich 5a in dem taktilen Sensor 5 ist in Bereiche (nicht gezeigt) unterteilt, die den sechs Oberflächen basierend auf der gefalteten Form des taktilen Sensors 5 entsprechen.
Da sich der druckempfindliche Bereich 5a auf mehreren Oberflächen befindet, können verschiedene Kontaktzustände mit dem Greifziel W gemessen werden.
Zweite Ausführungsform
Eine taktile sensorgebundene Roboterhand gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf 13A und 13B beschrieben. 13A ist ein Diagramm eines Fingerglieds 2, das eine Handflächenoberfläche 21a zeigt. 13B ist eine Schnittansicht entlang einer Linie EE in 13A.
In der zweiten Ausführungsform sind Abschnitte des Fingerglieds 2, an dem ein taktiler Sensor 5 nicht befestigt ist, im Gegensatz zur ersten Ausführungsform mit einer Schutzschicht 7 bedeckt.
Mit anderen Worten wird ein Schutzbereich vergrößert, um das Fingerglied 2 zusätzlich zu dem taktilen Sensor 5 zu schützen. Der Schutzbereich kann so vergrößert werden, dass er alle oder einen Teil von Abschnitten des Fingerglieds 2 bedeckt, an denen der taktile Sensor 5 nicht befestigt ist.
Die anderen Komponenten sind die gleichen wie in der ersten Ausführungsform und werden nicht beschrieben. Jede in der ersten Ausführungsform beschriebene Modifikation ist auf die zweite Ausführungsform anwendbar.
Dritte Ausführungsform
Eine taktile sensorgebundene Roboterhand gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf 14A bis 15B beschrieben. 14A ist ein Diagramm eines Fingerglieds 2, das eine Handflächenoberfläche 21a zeigt, wobei ein taktiler Sensor 5 allein durch eine Schutzschicht 7 geschützt ist. 14B ist eine Schnittansicht entlang einer Linie FF in 14A. 15A ist ein Diagramm des Fingerglieds 2, das die Handflächenoberfläche 21a zeigt, wobei das Fingerglied 2 durch die Schutzschicht 7 geschützt ist. 15B ist eine Schnittansicht entlang einer Linie GG in 15A.
In der dritten Ausführungsform sind, im Gegensatz zu der ersten und zweiten Ausführungsform, die als Aussparungen 71 in der Schutzschicht 7 dienenden Räume mit Polsterschichten 8 gefüllt, die weicher als die Schutzschicht 7 sind.
Die als die mit den Polsterschichten 8, die weicher als die Schutzschicht 7 sind, gefüllten Aussparungen 71 dienenden Räume können die Spannungskonzentration an den Kanten des druckempfindlichen Bereichs 5a im Vergleich zu den nicht mit den Polsterschichten 8 gefüllten Räumen reduzieren. Wiederholte Spannungskonzentration an den Kanten des druckempfindlichen Bereichs 5a erhöht die Wahrscheinlichkeit einer Ablösung im druckempfindlichen Bereich 5a. Diese Struktur kann eine Verschlechterung der Lebensdauer des taktilen Sensors 5, die durch die Aussparungen 71 verursacht wird, minimieren.
In der dritten Ausführungsform können Schaummaterialien als das weiche Material für die Polsterschichten 8 verwendet werden. Beispiele für die Schaummaterialien schließen geschäumte Gummimaterialien wie Urethan und Silikon ein.
Die Polsterschichten 8 können beispielsweise durch Mischen eines Schaummaterials mit flüssigem Kautschuk vor dem Vulkanisieren und Gießen des Gemischs in die Aussparungen 71 in der Schutzschicht 7 oder durch vorheriges Anbringen des Schaummaterials an den druckunempfindlichen Bereich 5b im taktilen Sensor 5 und anschließendes Gießen einer Flüssigkeit, die die Schutzschicht 7 sein soll, vor dem Aushärten, um den druckempfindlichen Bereich 5a in dem taktilen Sensor 5 und das Schaummaterial zu bedecken, gebildet werden.
Die anderen Komponenten sind die gleichen wie in der ersten und zweiten Ausführungsform und werden nicht beschrieben. Jede in der ersten Ausführungsform beschriebene Modifikation ist auf die dritte Ausführungsform anwendbar.
Vierte Ausführungsform
Eine beispielhafte Form einer Schutzschicht in einem taktilen sensorgebundenen Finger für eine Roboterhand gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf 16A und 16B beschrieben. 16A ist ein Diagramm eines Fingerglieds 2, das eine Handflächenoberfläche 21a zeigt, wobei das Fingerglied 2 durch eine Schutzschicht 7 geschützt ist. 16B ist eine Schnittansicht entlang einer Linie HH in 16A.
In der vierten Ausführungsform sind, im Gegensatz zu der ersten Ausführungsform, die gesamte Oberfläche des taktilen Sensors 5 sowie Teile (siehe 16A und 16B) oder alle (nicht gezeigten) der beiden Seitenoberflächen 21d des Fingerglieds 2 durchgehend mit der Schutzschicht 7 bedeckt. Außerdem schließt, im Gegensatz zur ersten Ausführungsform, die Schutzschicht 7 einen Vorsprung 72 ein, der in der Dickenrichtung mehr als Abschnitte der Schutzschicht 7 vorsteht, die Bereiche an oder neben den Grenzen zwischen der Handflächenoberfläche 21a und den beiden Seitenoberflächen 21d des Fingerglieds 2 in einem Abschnitt bedecken, welcher der Handflächenoberfläche 21a des Fingerglieds 2 zugewandt ist und den druckempfindlichen Bereich 5a im taktilen Sensor 5 bedeckt. In dem in 16A und 16B gezeigten Beispiel schließt die Schutzschicht 7 den Vorsprung 72 ein, der sich auch in einem Abschnitt erstreckt, der sich auf der Endoberfläche 21c des Fingerglieds 2 befindet und den druckempfindlichen Bereich 5a in dem taktilen Sensor 5 bedeckt.
In der vorstehenden Struktur wird ein Schutzbereich vergrößert, um das Fingerglied 2 zusätzlich zu dem taktilen Sensor 5 zu schützen. Außerdem kommt, wenn die Schutzschicht 7 in der Dickenrichtung in dem Abschnitt, welcher der Handflächenoberfläche 21a des Fingerglieds 2 zugewandt ist und den druckempfindlichen Bereich 5a in dem taktilen Sensor 5 bedeckt, vorsteht, der Vorsprung 72 mit dem Greifziel W in Kontakt, bevor Abschnitte ohne den druckempfindlichen Bereich 5a an oder benachbart zu den Grenzen zwischen der Handflächenoberfläche 21a und den Seitenoberflächen 21d des Fingerglieds 2 mit dem Greifziel W in Kontakt kommen, wodurch ermöglicht wird, dass der druckempfindliche Bereich 5a, der den Vorsprung 72 einschließt, das Greifziel W erfasst (siehe 17). Zwei Fingerglieder 2 nähern sich somit nicht weiter von beiden Seiten an das Greifziel W an, wodurch eine unbeabsichtigte Aufbringung von Last zwischen der Roboterhand 11 und dem Greifziel W verringert wird.
Der Vorsprung 72 kann zum Beispiel derart vorstehen, dass eine imaginäre Ebene (angegeben durch die Zweipunkt-Strichlinie in 16B), die eine Außenkante einer Oberfläche der Schutzschicht 7 parallel zur Handflächenoberfläche 21a des Fingerglieds 2 und eine Außenkante der oberen Oberfläche des Vorsprungs 72 verbindet, einen Neigungswinkel θ von 30° oder mehr in Bezug auf die Handflächenoberfläche 21a aufweist, wie in der Schnittansicht in 16B entlang der Linie HH von 16A gezeigt. Wenn der Neigungswinkel θ kleiner als 30° ist, ist der Vorsprung 72 möglicherweise nicht ausreichend wirksam.
Die Schutzschicht 7 mit dem Vorsprung 72 wird einfacher ausgebildet als die vorstehend beschriebene Schutzschicht 7 mit den Aussparungen 71 in den Abschnitten auf dem taktilen Sensor 5. Die Schutzschicht 7 mit der vorstehenden Struktur kann beispielsweise durch Spritzgießen gebildet werden. Mit anderen Worten kann die Schutzschicht 7 durch Platzieren des Gehäuses 21 mit dem daran befestigten taktilen Sensor 5 in einer Form und Gießen von beispielsweise Flüssigkautschuk in die Form gebildet werden. Die Schutzschicht 7 kann auch auf die in der ersten Ausführungsform beschriebene Weise angebracht sein.
In dem in 16A und 16B gezeigten Beispiel ist das in dem Fingerglied 2 eingeschlossene Gehäuse 21 freiliegend, kann aber in der vierten Ausführungsform in einem anderen Zustand sein. Zum Beispiel kann das in dem Fingerglied 2 eingeschlossene Gehäuse 21 einen kleineren oder größeren freiliegenden Bereich als in der in 16A und 16B gezeigten Struktur aufweisen, oder das Fingerglied 2 kann vollständig mit der Schutzschicht 7 bedeckt sein.
Die anderen Komponenten sind die gleichen wie in der ersten Ausführungsform und werden nicht beschrieben. Jede in der ersten Ausführungsform beschriebene Modifikation ist auf die vierte Ausführungsform anwendbar.
Obwohl eine oder mehrere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben wurden, ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt und kann auf verschiedene Weisen geändert werden, ohne vom Wesen und Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Die hierin beschriebenen Ausführungsformen und Modifikationen können beliebig geeignet kombiniert werden.
Bezugszeichenliste

1, 11: Roboterhand
1F: taktiler sensorgebundener Finger
2: Fingerglied
21: Gehäuse
21a: Handflächenoberfläche
21b: Rückseitenoberfläche
21c: Endoberfläche
21d: Seitenoberfläche
3: Träger
4: Antrieb
5: taktiler Sensor
5a: druckempfindlicher Bereich
5b: druckunempfindlicher Bereich
51: erster Basisfilm
52: erste Elektrode
53: erster Elektrodenfilm
54: zweiter Basisfilm
55: zweite Elektrode
56: zweiter Elektrodenfilm
57: Isolator
6: Klebeschicht
7: Schutzschicht
71: Aussparung
72: Vorsprung
8: Polsterschicht
90: Filmverbinder
91: Leiterplatte
92: Kabel
100: Roboter
110: Trägerbasis
120: Arm
130: erster Arm
140: zweiter Arm
150: Arbeitskopf

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2008281403 [0005]

Claims

Taktiler sensorgebundener Finger für eine Roboterhand zum Ergreifen eines Greifziels, wobei der Finger umfasst: ein Fingerglied, das eine Handflächenoberfläche einschließt, die mit dem Greifziel in Kontakt steht, eine Rückseitenoberfläche gegenüber der Handflächenoberfläche, eine Endoberfläche angrenzend an die Handflächenoberfläche und die Rückseitenoberfläche an Enden der Handflächenoberfläche und der Rückseitenoberfläche in einer Erstreckungsrichtung, in der sich die Handflächenoberfläche und die Rückseitenoberfläche erstrecken, und zwei Seitenoberflächen, die an die Handflächenoberfläche und die Rückseitenoberfläche in einer Richtung angrenzen, die sich mit der Erstreckungsrichtung der Handflächenoberfläche und der Rückseitenoberfläche schneidet; und einen taktilen Sensor, der ein Film ist, der an einer Außenoberfläche eines Gehäuses befestigt ist, das in dem Fingerglied eingeschlossen ist, wobei der taktile Sensor einen druckempfindlichen Bereich einschließt, der die Handflächenoberfläche und mindestens eine von der Endoberfläche, der einen der beiden Seitenoberflächen oder der anderen der beiden Seitenoberflächen überlappt.
Taktiler sensorgebundener Finger nach Anspruch 1, wobei der taktile Sensor den druckempfindlichen Bereich einschließt, der die Handflächenoberfläche und die Endoberfläche überlappt.
Taktiler sensorgebundener Finger nach Anspruch 1, wobei der taktile Sensor den druckempfindlichen Bereich einschließt, der die Handflächenoberfläche und die beiden Seitenoberflächen überlappt.
Taktiler sensorgebundener Finger nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der taktile Sensor ein kapazitiver druckempfindlicher Sensor ist, der einen ersten Elektrodenfilm, der einen ersten Basisfilm mit einer ersten Elektrode auf dem ersten Basisfilm einschließt, einen zweiten Elektrodenfilm, der einen dem ersten Basisfilm zugewandten zweiten Basisfilm mit einer zweiten Elektrode auf dem zweiten Basisfilm einschließt, und einen Isolator zwischen dem ersten Elektrodenfilm und dem zweiten Elektrodenfilm einschließt, und der taktile Sensor an dem Fingerglied befestigt ist, wobei der erste Basisfilm dem Fingerglied zugewandt ist.
Taktiler sensorgebundener Finger nach Anspruch 4, wobei der erste Basisfilm und der zweite Basisfilm eine Beziehung aufweisen, die als E₁ × t₁ > E₂ × t₂ ausgedrückt wird, wobei E₁ ein Zugelastizitätsmodul des ersten Basisfilms ist, E₂ ein Zugelastizitätsmodul des zweiten Basisfilms ist, t₁ eine Dicke des ersten Basisfilms ist und t₂ eine Dicke des zweiten Basisfilms ist.
Taktiler sensorgebundener Finger nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei mindestens eine von der Handflächenoberfläche, der Endoberfläche, der einen der beiden Seitenoberflächen oder der anderen der beiden Seitenoberflächen des Fingerglieds eine Vielzahl von Oberflächen einschließt und den druckempfindlichen Bereich überlappt.
Taktiler sensorgebundener Finger nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei in einer Entwicklungsansicht der taktile Sensor einen Abschnitt ausschließt, der von der Außenoberfläche des in dem Fingerglied eingeschlossenen Gehäuses abweicht.
Taktiler sensorgebundener Finger nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der druckempfindliche Bereich in dem taktilen Sensor in eine Vielzahl von Bereichen basierend auf einer gefalteten Form des taktilen Sensors unterteilt ist.
Taktiler sensorgebundener Finger nach einem der Ansprüche 1 bis 8, ferner umfassend: eine Schutzschicht, die den taktilen Sensor bedeckt, wobei die Schutzschicht in einem Abschnitt angrenzend an den taktilen Sensor eine Aussparung einschließt, die einem druckunempfindlichen Bereich in dem taktilen Sensor nach außen von dem druckempfindlichen Bereich zugewandt ist.
Taktiler sensorgebundener Finger nach Anspruch 9, wobei die Aussparung mit einer Polsterschicht gefüllt ist, die weicher als die Schutzschicht ist.
Taktiler sensorgebundener Finger nach Anspruch 9 oder 10, wobei die Schutzschicht einen Abschnitt des Fingerglieds, an dem der taktile Sensor nicht befestigt ist, teilweise oder vollständig bedeckt.
Taktiler sensorgebundener Finger nach Anspruch 2, ferner umfassend: eine Schutzschicht, die durchgehend eine vollständige Oberfläche des taktilen Sensors und einen Teil oder alle der beiden Seitenoberflächen des Fingerglieds bedeckt, wobei die Schutzschicht einen Vorsprung einschließt, welcher der Handflächenoberfläche des Fingerglieds zugewandt ist und den druckempfindlichen Bereich in dem taktilen Sensor bedeckt, wobei der Vorsprung in einer Dickenrichtung mehr als ein Abschnitt der Schutzschicht vorsteht, der Bereiche an oder angrenzend an Grenzen zwischen der Handflächenoberfläche und den beiden Seitenoberflächen des Fingerglieds bedeckt.
Roboterhand, umfassend: eine Vielzahl der taktilen sensorgebundenen Finger nach einem der Ansprüche 1 bis 12; einen Träger, der basale Enden von Fingergliedern in der Vielzahl von taktilen sensorgebundenen Fingern trägt; und einen Antrieb, der konfiguriert ist, um die Fingerglieder anzutreiben, um das Greifziel zu ergreifen oder loszulassen.
Roboterhand nach Anspruch 13, wobei die Fingerglieder zwei Fingerglieder sind, die zwei Fingerglieder Handflächenoberflächen einschließen, die einander zugewandt sind, und jedes der zwei Fingerglieder kein Gelenk einschließt, und die Handflächenoberflächen, die parallel zueinander sind, sich näher zueinander bewegen, um das Greifziel zu ergreifen.