JP2001347482A

JP2001347482A - 多指ハンド装置

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Publication number: JP2001347482A
Application number: JP2001052732A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Matsuda; 広志松田; Kazuhiro Kishimoto; 一宏岸本
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2000-04-04
Filing date: 2001-02-27
Publication date: 2001-12-18
Anticipated expiration: 2021-02-27
Also published as: JP4545331B2

Abstract

(57)【要約】【課題】多指ハンド装置による物体の把持動作を容易に
効率よく行うことを可能とする多指ハンド装置を提供す
る。【解決手段】指機構２〜５を有する多指ハンド装置の親
指に相当する指機構２の最も手掌部１側の関節２１の回
転軸心２１ｘは、指機構４の最も手掌部１側の関節１３
の回転軸心１３ｘとほぼ直角に交わる。指機構３〜５の
それぞれの最も手掌部１側の関節１３の回転軸心１３ｘ
は、互いに若干傾斜して手掌部１の手掌本体板６と略直
交する方向に延在する。また、指機構３〜５のそれぞれ
の最も手掌部１側リンク機構８は、その中心線Ｃ3，Ｃ
4，Ｃ5を互いに傾斜させて手掌部１に固定されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数の指機構を有
する多指ハンド装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】人の手と同様の構造を有する多指ハンド
装置は、手掌部から複数の指機構が延設され、その各指
機構は、複数の関節を介して複数のリンク機構を順次連
接して構成されている。そして、各関節を作動させる
（例えば各関節の屈曲動作を行わせる）アクチュエータ
が、各リンク機構等に設けられている（例えば特開平８
−１２６９８４号公報等を参照）。

【０００３】しかしながら、従来の多指ハンド装置は、
その各指機構の関節の動作方向や配置構成が、必ずしも
多指ハンド装置による種々様々の物体の把持動作を適正
に行い得るものとなっているとは言えず、これを改善す
ることが望まれていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる背景に
鑑みてなされたものであり、多指ハンド装置による物体
の把持動作を容易に効率よく行うことを可能とする多指
ハンド装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の多指ハンド装置
は、手掌部から延設された複数の指機構を備え、各指機
構が、前記手掌部側から複数の関節を介して順次連接さ
れた複数のリンク機構を具備する多指ハンド装置に関す
るものであり、その基本的態様として、第１〜第３の態
様を有する。

【０００６】この第１の態様では、前記複数の指機構の
うちの親指に相当する指機構（以下、ここでは親指機構
という）の最も手掌部側の関節（以下、ここでは第１関
節という）の回転軸心と、該親指に相当する指機構以外
の他の指機構のうちの少なくとも一つの指機構（以下、
ここでは特定指機構という）の最も手掌部側の関節の回
転軸心とが交わるように（好ましくはほぼ直角に交わる
ように）当該両指機構の最も手掌部側の関節が配置され
ている。

【０００７】この構成によれば、前記親指機構の第１関
節と前記特定指機構の第１関節との両者又は一方の回転
動作を行うことによって、親指機構の第１関節よりも先
端側の部分と、特定指機構の第１関節よりも先端側の部
分とを同一の平面上で対面させることが可能となる。従
って、これらの親指機構と特定指機構との間での物体の
把持を容易に行うことができる。

【０００８】尚、本発明の第１の態様では、前記親指機
構及び特定指機構のそれぞれの第１関節以外の他の関節
は、例えばそれぞれ多軸の自由度を有する構成であって
もよいが、特に１軸の自由度を有するものである場合
（一つの回転軸心回りの回転動作が可能である場合）に
は、その回転軸心は、前記第１関節の回転軸心と直交す
るものであることが好適である。

【０００９】また、本発明の第２の態様では、前記複数
の指機構のうちの親指に相当する指機構（親指機構）以
外の他の全ての指機構のそれぞれの最も手掌部側の関節
である第１関節は、その回転軸心を前記手掌部の手平面
に略直交する方向に向けて該手掌部の略幅方向に並列し
て設けられており、当該他の全ての指機構のそれぞれの
前記第１関節に連結して最も手掌部側に位置するリンク
機構（以下、ここでは第１リンク機構という）は、その
それぞれの幅方向の中心線が相互に傾斜して各指機構の
先端側に向かって放射状に広がるように前記手掌部に固
定されている。

【００１０】この第２の態様によれば、親指機構以外の
他の全ての指機構、すなわち、前記手掌部の略幅方向に
並列している指機構は、そのそれぞれの前記第１関節の
回転軸が手掌部の手平面に略直交する方向に向けられて
いるため、それらの指機構の第１関節よりも先端側の部
分は、該第１関節の箇所において、手掌部の手平面に略
沿った回転動作を行うことが可能である。そして、この
とき、親指機構以外の指機構の第１リンク機構は、その
それぞれの幅方向の中心線が相互に傾斜して各指機構の
先端側に向かって放射状に広がるように前記手掌部に固
定されているため、各指機構を、隣合う指機構との干渉
を避けつつ広い回転範囲にわたって、第１関節の回転軸
心の回りに回転させることが可能となる。つまり親指機
構以外の各指機構と、隣合う指機構とを必要以上にそれ
ぞれの第１関節の回転軸心回りに回転させることなく、
比較的広い範囲にわたって第１関節の回転軸心回りに回
転させることが可能となる。この結果、指機構は、種々
様々の物体の把持に適した姿勢を容易に採ることが可能
となる。

【００１１】尚、本発明の第２の態様において、親指機
構以外の各指機構の第１関節以外の各関節は、特に１軸
の自由度を有するものである場合には、その回転軸心
が、第１関節の回転軸心と直交するものであることが好
適である。また、親指機構については、その各関節が、
１軸の自由度を有するものである場合には、最も手掌部
側の第１関節の回転軸心が他の指機構の第１関節の回転
軸心と略直交し、さらに、該親指機構の他の各関節の回
転軸心は、該親指機構の第１関節の回転軸心と直交する
ものであることが好ましい。

【００１２】また、本発明の第３の態様では、前記複数
の指機構のうちの親指に相当する指機構（親指機構）以
外の他の全ての指機構のそれぞれの最も手掌部側の関節
（第１関節）は、該手掌部の略幅方向に並列して設けら
れると共に、その回転軸心が前記手掌部の手平面に略直
交する方向で相互に傾斜し該手掌部の甲側に向かって放
射状に広がるように設けられている。

【００１３】かかる本発明の第３の態様によれば、親指
機構以外の他の指機構の最も手掌部側の第１関節の回転
軸心が手掌部の手平面に略直交する方向で相互に傾斜し
該手掌部の甲側に向かって放射状に広がるように設けら
れているので、それらの各指機構の第１関節よりも先端
側の関節を作動させて、該第１関節よりも先端側の部分
を手平面側に折り曲げるようにしたとき、それらの指機
構の先端部が近傍箇所に集中しやすくなる。このため、
それらの指機構を用いた物体の把持が容易になる。

【００１４】尚、本発明の第３の態様においては、第２
の態様と同様、親指機構以外の各指機構の第１関節以外
の各関節は、特に１軸の自由度を有するものである場合
には、その回転軸心が、第１関節の回転軸心と直交する
ものであることが好適である。また、親指機構について
は、その各関節が、１軸の自由度を有するものである場
合には、最も手掌部側の第１関節の回転軸心が他の指機
構の第１関節の回転軸心と略直交し、さらに、該親指機
構の他の各関節の回転軸心は、該親指機構の第１関節の
回転軸心と直交するものであることが好ましい。

【００１５】以上説明した本発明の第１〜第３の態様
は、複合的に採用してもよいことはもちろんである。こ
の場合、本発明の第１の態様に、さらに第２の態様を採
用する場合には、前記親指に相当する指機構（親指機
構）以外の他の全ての指機構のそれぞれの最も手掌部側
の関節である第１関節は、その回転軸心を前記手掌部の
手平面に略直交する方向に向けて該手掌部の略幅方向に
並列して設けられ、当該他の全ての指機構のそれぞれの
前記第１関節に連結して最も手掌部側に位置するリンク
機構は、そのそれぞれの幅方向の中心線が相互に傾斜し
て各指機構の先端側に向かって放射状に広がるように前
記手掌部に固定される。

【００１６】さらに、本発明の第１の態様に、第３の態
様を採用する場合には、前記複数の指機構のうちの親指
に相当する指機構（親指機構）以外の他の全ての指機構
のそれぞれの最も手嘗部側の関節（第１関節）は、該手
嘗部の略幅方向に並列して設けられると共に、その回転
軸心が前記手掌部の手平面に略直交する方向で相互に傾
斜し該手掌部の甲側に向かって放射状に広がるように設
けられる。

【００１７】また、本発明の第２の態様に、第３の態様
を採用する場合には、前記複数の指機構のうちの親指に
相当する指機構（親指機構）以外の他の全ての指機構の
それぞれの前記第１関節は、その回転軸心が前記手掌部
の手平面に略直交する方向で相互に傾斜し該手掌部の甲
側に向かって放射状に広がるように設けられる。

【００１８】以上説明した本発明では、第１〜第３のい
ずれの態様においても、前記複数の指機構のうち、親指
に相当する指機構（親指機構）以外の他の指機構は、そ
の少なくとも二つの指機構が互いに同一構造に構成され
ていることが好ましい。

【００１９】これによれば、同一構造の指機構同士は、
相互に転用することができる。このため、それらの指機
構の在庫管理が容易になると共に、それらの指機構の一
つが故障した場合における該指機構の交換処置に容易に
対応することができる。

【００２０】また、本発明では、第１〜第３のいずれの
態様においても、各指機構の各関節の回転動作を行わし
めるアクチュエータを例えば各指機構に具備する。この
場合特に、前記のように少なくとも二つの指機構が互い
に同一構造に構成されているときには、各指機構の各関
節の回転動作を行わしめるアクチュエータを各指機構に
具備することにより、同一構造の指機構同士は該アクチ
ュエータを含めて相互に転用することができる。

【００２１】尚、本発明における各指機構の関節の駆動
機構については、例えば、各指機構の最も先端側のリン
ク機構以外の各リンク機構に、これと隣合うリンク機構
との間の関節を駆動するための電動モータ等の回転駆動
手段と、この回転駆動手段の回転駆動力を該関節に伝達
する回転伝達手段（減速装置等を含む）とを搭載した構
成とすることが好ましい。

【００２２】

【発明の実施の形態】本発明の一実施形態を図１〜図１
０を参照して説明する。

【００２３】図１及び図２は本実施形態の多指ハンド装
置の基本構造を示す斜視図であり、図１は多指ハンド装
置の手平面を上側にして示した斜視図、図２は多指ハン
ド装置の手甲側を上側にして示した斜視図である。尚、
図１及び図２では、説明の便宜上、多指ハンド装置の各
指機構２〜５は、その要部構成のみを簡略化して記載
し、アクチュエータ等の構成要素を省略している。

【００２４】図１及び図２に示すように、本実施形態の
多指ハンド装置は、手掌部１と、この手掌部１から延設
された複数の指機構２〜５とを具備している。指機構２
〜５は、本実施形態では４本であり、このうち、指機構
２は人の手の親指に相当するものである。

【００２５】手掌部１は、板状部材により形成されたも
のであり、表面が手平面６ａ（図１参照）となる手掌本
体板６と、この手掌本体板６の後端部から該手掌本体板
６と略直交する姿勢で手甲側（手掌本体板６の裏面側）
に起立された起立板７とから構成されている。手掌本体
板６の裏面（手甲側の面）は、指機構２〜５のうちの指
機構３〜５が取付けられる面部である（図２参照）。

【００２６】起立板７は、手掌部１の略幅方向に延在す
る第１部分起立板７ａと、この第１部分起立板７ａの一
端側で該第１部分起立板７ａに対して傾斜して延在する
第２部分起立板７ｂとから成る。第１部分起立板７ａ
は、図示しないロボットのアーム（腕体）に取付けられ
る部分、第２部分起立板７ｂは、指機構２が取付けられ
る部分である。

【００２７】指機構２〜５のうち、指機構３〜５は、い
ずれも同一構造であり、それぞれ、第１〜第５の５個の
リンク機構８〜１２を手掌部１側から順に第１〜第４の
４個の関節１３〜１６を介して連接した構造となってい
る。尚、指機構３〜５は、上記のようにいずれも同一構
造であることから、図１及び図２では、便宜上、指機構
４については、各リンク機構及び各関節の参照符号を省
略している。

【００２８】これらの指機構３〜５のより詳細な構造は
後述するが、それぞれの各関節１３〜１６は、いずれも
一軸回りの回転運動を可能とする関節である。そして、
本実施形態では、最も手掌部１寄りの第１関節１３の回
転軸心は、他の三つの第２〜第４関節１４〜１６の回転
軸心（これらは互いに平行である）と直交している。

【００２９】すなわち、例えば指機構５について図１を
参照して説明すると、この指機構５の第１関節１３は、
図示の回転軸心１３ｘの回りに第２リンク機構９を第１
リンク機構８に対して回転可能とし、第２関節１４は、
第１関節１３の回転軸心１３ｘと直交する回転軸心１４
ｘの回りに第３リンク機構１０を第２リンク機構９に対
して回転可能としている。さらに、第３関節１５は、第
２関節１４の回転軸心１４ｘと平行な回転軸心１５ｘの
回りに第４リンク機構１１を第３リンク機構１０に対し
て回転可能とし、第４関節１６は、第３関節１５の回転
軸心１５ｘと平行な回転軸心１６ｘの回りに第５リンク
機構１２を第４リンク機構１１に対して回転可能として
いる。

【００３０】このような第１〜第４関節１３〜１６の回
転動作は、指機構３，４についても全く同様である。そ
して、本実施形態では、指機構３〜５のそれぞれの第１
リンク機構８が、第１関節１３の回転軸心１３ｘを手掌
部１の手掌本体板６と略直交する方向に向けて該手掌本
体板６の裏面部に固設され、該手掌本体板６の略幅方向
に並列している（図２参照）。

【００３１】ここで、手掌本体板６と指機構３〜５のそ
れぞれの第１リンク機構８との取付け構成についてさら
に図３及び図４を参照して説明する。図３は、図２のII
I矢視図（手掌部１の手甲側から指機構４の第１関節１
３の回転軸心１３ｘ方向で見た平面図）、図４は図３の
IV−IV線断面図である。尚、図４では指機構３〜５の第
１リンク機構８を仮想線で示している。

【００３２】本実施形態では、図３に示すように、指機
構３〜５のそれぞれの第１リンク機構８は、その幅方向
の中心線Ｃ3，Ｃ4，Ｃ5が互いに傾斜し、且つ、それら
の中心線Ｃ3，Ｃ4，Ｃ5が指機構３〜５の先端側に向か
って放射状に広がるようにして、手掌本体板６の裏面部
に固設されている。このため、指機構３〜５をそれぞれ
中心線Ｃ3，Ｃ4，Ｃ5の方向に伸ばしたとき、指機構３
〜５は、手掌部１側から放射状に延在することとなる。

【００３３】また、本実施形態では、手掌本体板６は、
図４に示すように、幅方向で手平面６ａ側に若干屈曲す
るように形成されており、手掌本体板６の裏面部の、指
機構３の第１リンク機構８を固着する面部６ｘと、指機
構４の第１リンク機構８を固着する面部６ｙと、指機構
５の第１リンク機構８を固着する面部６ｚとは、互いに
若干傾斜している。このため、これらの面部６ｘ，６
ｙ，６ｚに指機構３〜５のそれぞれの第１リンク機構８
を固設した状態では、各指機構３〜５の最も手掌部１側
の関節である第１関節１３の回転軸心１３ｘも互いに若
干傾斜し、それらの回転軸心１３ｘは、図示のように手
甲側に向かって放射状に広がるように延在する。尚、こ
の場合、本実施形態では、指機構４の第１関節１３の回
転軸心１３ｘ（これは図４の鉛直方向に延在する）に対
する指機構５の第１関節１３の回転軸心１３ｘの傾斜角
度θaは、指機構４の第１関節１３の回転軸心１３ｘに
対する指機構３の第１関節１３の回転軸心１３ｘの傾斜
角度θb（例えば５度）とほぼ同じかもしくはそれより
も若干大きな角度（例えば５〜１０度）になっている。

【００３４】一方、図１及び図２を参照して、指機構２
は、第１〜第４の４個のリンク機構１７〜２０を手掌部
１側から順に第１〜第３の３個の関節２１〜２３を介し
て連接した構造となっている。

【００３５】この指機構２の各関節２１〜２３は、前記
指機構３〜５の第１〜第３関節１３〜１５と同様、いず
れも一軸回りの回転運動を可能とする関節であり、最も
手掌部１寄りの第１関節２１の回転軸心は、他の二つの
第２及び第３関節２２，２３の回転軸心（これらは互い
に平行である）と直交している。

【００３６】すなわち、図１参照して、指機構２の第１
関節２１は、図示の回転軸心２１ｘの回りに第２リンク
機構１８を第１リンク機構１７に対して回転可能とし、
第２関節２２は、第１関節２１の回転軸心２１ｘと直交
する回転軸心２２ｘの回りに第３リンク機構１９を第２
リンク機構１８に対して回転可能としている。さらに、
第３関節２３は、第２関節２２の回転軸心２２ｘと平行
な回転軸心２３ｘの回りに第４リンク機構２０を第３リ
ンク機構１９に対して回転可能としている。

【００３７】そして、本実施形態では、指機構２は、そ
の第１リンク機構１７が、第１関節２１の回転軸心２１
ｘを手掌部１の第２部分起立板７ｂと直交する方向（手
掌本体板６と略平行な方向）に向けて該第２部分起立板
７ｂの外表面部に固設されている。

【００３８】この場合、本実施形態では、指機構２は、
その第１関節２１の回転軸心２１ｘが前記図３に示すよ
うに、前述の他の指機構３〜５のうちの指機構４の第１
関節１３の回転軸心１３ｘと略直角に交わるような位置
及び姿勢で、第２部分起立板７ｂに固定されている。

【００３９】前記指機構２〜５のさらに詳細な構造を図
５〜図８を参照して説明する。

【００４０】図５及び図６は、同一構造である指機構３
〜５のうちの例えば指機構３を各関節１３〜１６の箇所
で分解して示した分解斜視図である。この場合、図５で
は、指機構３の腹側の側面部、すなわち指機構３の、前
記手掌部１の手平面６ａと同じ側の側面部であって、図
１及び図２ように指機構３を屈曲させた状態で手掌部１
の手平面６ａに対面する側面部（以下、腹面部という）
が図５中の矢印Ａの方向（上方向）に向けられている。
また、図６では、指機構３の腹面部が同図中の矢印Ｂの
方向（横方向）に向けられている。また、図７は指機構
３を伸ばした状態で、その腹面部側から見た平面図、図
８は図７のVIII矢視図である。

【００４１】図５〜図７に示すように、指機構３の第１
リンク機構８は、手掌部１に固定される本体機枠２４
に、第１関節１３を動作させるための電動モータ２５
（アクチュエータ）と、該電動モータ２５の回転位置あ
るいは第１関節１３の動作位置を検出するためのロータ
リエンコーダ２６と、遊星歯車機構等により構成された
減速装置２７とを搭載している。図６に示すように、電
動モータ２５の駆動軸２５ａは、無端条ベルト２８を介
してロータリエンコーダ２６の回転軸２６ａ及び減速装
置２７の入力軸２７ａに接続され、電動モータ２５の駆
動軸２５ａの回転が無端条ベルト２８を介してロータリ
エンコーダ２６の回転軸２６ａ及び減速装置２７の入力
軸２７ａに伝達されるようになっている。

【００４２】減速装置２７は、第１関節１３を構成する
ものであり、その入力軸２７ａに与えられる回転を減速
して出力する回転出力部２７ｂ、すなわち、入力軸２７
ａよりも遅い回転速度で入力軸２７ａの軸心（これは第
１関節１３の回転軸心１３ｘである）の回りに回転する
回転出力部２７ｂを備えている。この回転出力部２７ｂ
は、第２リンク機構９の構成要素となるもので、第２リ
ンク機構９の本体機枠２９を図７に示すようにネジ３０
により固定して結合するための結合部３１が一体に設け
られている。該結合部３１に第２リンク機構９の本体機
枠２９を結合することにより該本体機枠２９が減速装置
２７の回転出力部２７ｂと一体化する。これにより、該
第２リンク機構９は、第１リンク機構８の電動モータ２
５を作動させたとき、第１関節１３の回転軸心１３ｘで
ある減速装置２７の入力軸２７ａの軸心回りに回転（揺
動）する。

【００４３】上記のように回転出力部２７ｂの結合部３
１に本体機枠２９が結合される第２リンク機構９にあっ
ては、その本体機枠２９に、第１リンク機構８と同様、
電動モータ３２（アクチュエータ）、ロータリエンコー
ダ３３及び減速装置３４が搭載され、電動モータ３２の
駆動軸３２ａが無端条ベルト３５を介してロータリエン
コーダ３３の回転軸３３ａ及び減速装置３４の入力軸３
４ａに接続されている。この場合、電動モータ３２、ロ
ータリエンコーダ３３及び減速装置３４は、本体機枠２
９を第１リンク機構８側の前記結合部３１に結合した状
態で、それらの軸心が前記第１関節１３の回転軸心１３
ｘと直交するように配置されている。

【００４４】この第２リンク機構９の減速装置３４は、
前記第２関節１４を構成するもので、第１リンク機構８
の減速装置２７と同様、その入力軸３４ａに与えられる
回転を減速して出力する回転出力部３４ｂを第３リンク
機構１０の構成要素として有している。該回転出力部３
４ｂは、第２関節１４の回転軸心１４ｘとしての減速装
置３４の入力軸３４ａの軸心回りに該入力軸３４ａより
も遅い回転速度で回転可能に設けられ、この回転出力部
３４ｂに、第３リンク機構１０の本体機枠３６を図示し
ないネジにより固定して結合する結合部３７が一体に設
けられている。該結合部３７に第３リンク機構１０の本
体機枠３６を結合することにより、該第３リンク機構１
０は、第２リンク機構９の電動モータ３２を作動させた
とき、第２関節１４の回転軸心１４ｘである減速装置３
４の入力軸３４ａの軸心回りに回転出力部３４ｂと一体
に回転（揺動）する。

【００４５】上記のように回転出力部３４ｂの結合部３
７に本体機枠３６が結合される第３リンク機構１０にあ
っては、その本体機枠３６に、第１リンク機構８と同
様、電動モータ３８（アクチュエータ）、ロータリエン
コーダ３９及び減速装置４０が搭載され、電動モータ３
８の駆動軸３８ａが無端条ベルト４１を介してロータリ
エンコーダ３９の回転軸３９ａ及び減速装置４０の入力
軸４０ａに接続されている。この場合、電動モータ３
８、ロータリエンコーダ３９及び減速装置４０は、本体
機枠３６を第２リンク機構９側の前記結合部３７に結合
した状態で、それらの軸心が前記第２関節１４の回転軸
心１４ｘと平行になるように配置されている。

【００４６】この第３リンク機構１０の減速装置４０
は、前記第３関節１５を構成するもので、第１リンク機
構８の減速装置２７と同様、その入力軸４０ａに与えら
れる回転を減速して出力する回転出力部４０ｂを第４リ
ンク機構１１の構成要素として有している。該回転出力
部４０ｂは、第３関節１５の回転軸心１５ｘとしての減
速装置４０の入力軸４０ａの軸心回りに該入力軸４０ａ
よりも遅い回転速度で回転可能に設けられ、この回転出
力部４０ｂに、板状に形成された第４リンク機構１１の
本体部１１ａが一体に設けられている。これにより、第
４リンク機構１１は、第３リンク機構１０の電動モータ
３８を作動させたとき、第３関節１５の回転軸心１５ｘ
である減速装置４０の入力軸４０ａの軸心回りに回転出
力部４０ｂと一体に回転（揺動）する。

【００４７】第４リンク機構１１の本体部１１ａの先端
部（回転出力部４０ｂと反対側の端部）には、第５リン
ク機構１２との連結部４２が設けられている。該連結部
４２は、第４関節１６の構成要素となるもので、第３関
節１５の回転軸心１５ｘと平行なピン穴４３が穿設され
ている。

【００４８】上記連結部４２は、図７に示すように、第
５リンク機構１２の本体機枠４４の第４リンク機構１１
側の端部に形成された切込溝４５に挿入され、該切込溝
４５を横断する方向で本体機枠４４に穿設されたピン穴
４６と連結部４２のピン穴４３とが同心になるように配
置される。そして、この状態で、本体機枠４４のピン穴
４６及び連結部４２のピン穴４３にピン４７を挿通する
ことにより、連結部４２が第５リンク機構１２の本体機
枠４４に連結され、その連結箇所が第４関節１６として
構成される。すなわち、第５リンク機構１２は、第４関
節１６の回転軸心１６ｘとしてのピン４７の軸心回りに
回転可能とされる。

【００４９】この場合、本実施形態では、第５リンク機
構１２の本体機枠４４は、上記のように第４リンク機構
１１の連結部４２に連結されているだけでなく、さら
に、図８に示すようにアーム片４８を介して第３リンク
機構１０の本体機枠３６に連結されている。

【００５０】上記アーム片４８は、第５リンク機構１２
の本体機枠４４の側面部の後端部寄りの箇所から、第３
リンク機構１０の本体機枠３６の側面部の先端部寄りの
箇所にかけて指機構３の長手方向に対して傾斜した姿勢
で延在しており、その両端部は、それぞれ第５リンク機
構１２の本体機枠４４と第３リンク機構１０の本体機枠
３６とに支軸４９，５０を介して回転可能に軸支されて
いる。

【００５１】このようなアーム片４８を備えていること
により、第３リンク機構１０の電動モータ３８の作動に
よって、第４リンク機構１１が図８に仮想線で示すよう
に指機構３の腹面部側に回転（揺動）されたとき、第５
リンク機構１２は、第４リンク機構１１に対してピン４
７の回りに回転（揺動）し、第４リンク機構１１よりも
大きな回転角度で、第３リンク機構１０に対して揺動す
る。つまり、第３関節１５の箇所で指機構３がその腹面
部側に屈曲すると、それに連動して、第４関節１６の箇
所で、指機構３がその腹面部側に屈曲する。従って、本
実施形態では第３リンク機構１０の電動モータ３８は、
第３関節１５を作動させるアクチュエータであると同時
に、第４関節１６を作動させるアクチュエータでもあ
る。

【００５２】以上説明した指機構３の構造は、指機構
４，５についても全く同一である。尚、詳細な図示は省
略するが、指機構２については、その第１リンク機構１
７から第３関節２３にかけての部分の構造は、前述の指
機構３〜５の第１リンク機構８から第３関節１５にかけ
ての部分の構造と同一である。すなわち、指機構２の第
１リンク機構１７、第２リンク機構１８、第３リンク機
構１９、第１関節２１、第２関節２２及び第３関節２３
の構造は、それぞれ指機構３〜５の第１リンク機構８、
第２リンク機構９、第３リンク機構１０、第１関節１
３、第２関節１４及び第３関節１５の構造と同一であ
る。

【００５３】そして、指機構２にあっては、第３関節２
３より先端側の第４リンク機構２０の構造のみが、指機
構３〜５の第３関節１５よりも先端側の部分の構造と相
違するものとなっている。この場合、指機構２の第４リ
ンク機構２０は、指機構３〜５のような前記アーム片４
８を具備せずに、該指機構３〜５における第４リンク機
構１１と第５リンク機構１２とをネジ等により一体的に
固定して結合したような構造となっている。

【００５４】以上説明した本実施形態の多指ハンド装置
では、前述のような構造によって、次のような作用効果
を奏する。

【００５５】例えば各指機構２〜５を伸ばした状態（手
を広げた状態）から、指機構２の第２リンク機構１８を
第１関節２１の回転軸心２１ｘの回りに回転させて、該
第２リンク機構１８を指機構４の第１関節１３の回転軸
心１３ｘと同方向に向けると共に、指機構４の第２リン
ク機構９を第１関節１３の回転軸心１３ｘの回りに回転
させて、該第２リンク機構９を指機構２の第１関節２１
と同方向に向け、さらに、指機構４の第３リンク機構１
０を第２関節１４の回転軸心１４ｘの回りに回転させて
該指機構４の第１関節１３の回転軸心１３ｘと同方向に
向けた場合を想定する。

【００５６】このとき、指機構２の第１関節２１の回転
軸心２１ｘは、指機構４の第１関節１３の回転軸心１３
ｘと略直角に交わっているため、図９（ａ），（ｂ）に
示すように、指機構２の第１関節２１よりも先端側の部
分（第２リンク機構１８から第４リンク機構２０にかけ
ての部分）と、指機構４の第２関節１４よりも先端側の
部分（第３リンク機構１０から第５リンク機構１２にか
けての部分）とが同一平面上に存するようにして、それ
らの腹面部が対面する。ここで、図９（ａ）は、上記の
ように指機構２，４を作動させた多指ハンド装置を、手
平面６ａ側から、指機構４の第１関節１３の回転軸心１
３ｘ方向で見た平面図であり、図９（ｂ）は、上記の作
動状態における多指ハンド装置の斜視図である。

【００５７】このように、指機構２，４を対面させるこ
とができるため、それらの指機構２，４の間で、図示し
ない物体を確実に把持することが可能である。また、こ
のとき、指機構４は、その第１関節１３の回転軸心１３
ｘの回りに、指機構５に向かって接近するように回転さ
せることとなるが、指機構５をその第１関節１３の回転
軸心１３ｘの回りに回転させることで、指機構４との干
渉を容易に回避することができる。

【００５８】また、例えば、図９に示した状態から、指
機構５をその第１関節１３の回転軸心１３ｘ回りに指機
構４から若干離反する方向に回転させると共に、指機構
３をその第１関節１３の回転軸心１３ｘ回りに指機構４
に接近させる方向に回転させ、さらに、指機構３〜５の
それぞれの第２〜第４関節１４〜１６を作動させてそれ
らの指機構３〜５の先端部が指機構２に向かう方向に折
り曲げると共に、指機構２の第２及び第３関節２２，２
３を作動させて該指機構２の先端部が指機構４に向かう
方向に折り曲げた場合を想定する。このように指機構２
〜５を作動させた状態が前記図１〜図３に示した状態で
ある。

【００５９】このとき、指機構３〜５のそれぞれの第１
関節１３が前記図４に示したように互いに傾斜している
ため、それらの指機構３〜５の先端部は、互いに近傍箇
所に集中するようにして互いに接近する（図１参照）。
このため、指機構３〜５と指機構２との間で、図示しな
い物体を容易に把持することが可能となる。

【００６０】さらに、本実施形態では、指機構３〜５の
それぞれの、手掌部１に固定された第１リンク機構８
は、前記図３に示したように指機構３〜５の先端側に向
かって放射状に延在しているため、それらの各指機構３
〜５は、その第１関節１３よりも先端側の部分（第２リ
ンク機構９から第５リンク機構１２にかけての部分）
が、第１リンク機構８の中心線Ｃ3，Ｃ4，Ｃ5の両側
に、第１関節１３の回転軸心１３x回りに比較的広い角
度範囲で回転することができる。このため、例えば、図
１０（ａ），（ｂ）に示すような状態に指機構２〜５を
作動させることができる。

【００６１】図１０（ａ），（ｂ）は、例えば図１〜図
３に示した状態から、指機構３の第１関節１３を作動さ
せて該指機構３を指機構４から離反する向きに回転させ
ると共に、指機構５の第１関節１３を作動させて該指機
構５を指機構４から離反する向きに回転させることによ
り、それらの指機構３，５が手掌部１の幅方向で対面す
るようにした状態を示す図であり、図１０（ａ）は、こ
の作動状態の多指ハンド装置を手掌部１の手平面６ａ側
から、指機構４の第１関節１３の回転軸心１３ｘ方向で
見た平面図である。また、図１０（ｂ）は、上記作動状
態の多指ハンド装置の斜視図である。

【００６２】このように指機構２〜５を作動させたと
き、指機構２と指機構４との間に図示しない物体を把持
しつつ、この把持方向とは異なる方向で、指機構３，５
の間で物体を把持することができるため、該物体の把持
を確実に行うことが可能となる。

【００６３】また、本実施形態の多指ハンド装置は、指
機構３〜５が同一構造であるため、それらの間での転用
ができる。このため、多指ハンド装置の生産工場や作業
場におけるそれらの指機構３〜５の在庫管理が容易にな
ると共に、指機構３〜５のいずれかが故障した場合等に
その交換処置を容易に行うことができる。

【００６４】尚、以上説明した実施形態では、４本の指
機構２〜５を備えた多指ハンド装置を説明したが、指機
構の本数はこれに限定されるものではなく、例えば、人
の手と同じ５本の指機構を備えるものであってもよい。

【００６５】また、前記実施形態では、親指に相当する
指機構２を指機構３〜５と、先端部の構造が異なるもの
としたが、指機構３〜５と同一構造のものであってもよ
い。

【００６６】また、前記実施形態では、各指機構２〜５
の屈伸等の動作を行うためのアクチュエータ（電動モー
タ）を各指機構２〜５に具備したものを示したが、該ア
クチュエータは、多指ハンド装置の手嘗部やこれを連結
する腕体等に設けるようにしてもよい。この場合、アク
チュエータから各指機構２〜５への動力の伝達は例えば
ワイヤやプーリ、減速機等から構成される動力伝達手段
を介して行うようにすればよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態における多指ハンド装置の
斜視図。

【図２】図１の多指ハンド装置を図１とは異なる方向か
ら見た斜視図。

【図３】図２のIII矢視図。

【図４】図３のIV−IV線断面図。

【図５】図１及び図２の多指ハンド装置の指機構の分解
斜視図。

【図６】図１及び図２の多指ハンド装置の指機構の分解
斜視図。

【図７】図１及び図２の多指ハンド装置の指機構の平面
図。

【図８】図７のVIII矢視図。

【図９】図１及び図２の多指ハンド装置の一例の作動状
態を示す平面図及び斜視図。

【図１０】図１及び図２の多指ハンド装置の他の例の作
動状態を示す平面図及び斜視図。

【符号の説明】

１…手掌部、２〜５…指機構、６ａ…手平面、８〜１
２，１７〜２０…リンク機構、１３〜１６，２１〜２３
…関節、２５，３２，３８…電動モータ（アクチュエー
タ）。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】手掌部から延設された複数の指機構を備
え、各指機構が、前記手掌部側から複数の関節を介して
順次連接された複数のリンク機構を具備する多指ハンド
装置において、前記複数の指機構のうちの親指に相当する指機構の最も
手掌部側の関節の回転軸心と、該親指に相当する指機構
以外の他の指機構のうちの少なくとも一つの指機構の最
も手掌部側の関節の回転軸心とが交わるように当該両指
機構の最も手掌部側の関節が配置されていることを特徴
とする多指ハンド装置。
【請求項２】前記親指に相当する指機構以外の他の全て
の指機構のそれぞれの最も手掌部側の関節である第１関
節は、その回転軸心を前記手掌部の手平面に略直交する
方向に向けて該手掌部の略幅方向に並列して設けられて
おり、当該他の全ての指機構のそれぞれの前記第１関節に連結
して最も手掌部側に位置するリンク機構は、そのそれぞ
れの幅方向の中心線が相互に傾斜して各指機構の先端側
に向かって放射状に広がるように前記手掌部に固定され
ていることを特徴とする請求項１記載の多指ハンド装
置。
【請求項３】前記複数の指機構のうちの親指に相当する
指機構以外の他の全ての指機構のそれぞれの最も手嘗部
側の関節は、該手掌部の略幅方向に並列して設けられる
と共に、その回転軸心が前記手掌部の手平面に略直交す
る方向で相互に傾斜し該手掌部の甲側に向かって放射状
に広がるように設けられていることを特徴とする請求項
１記載の多指ハンド装置。
【請求項４】前記複数の指機構のうちの親指に相当する
指機構以外の他の全ての指機構のそれぞれの前記第１関
節は、その回転軸心が前記手嘗部の手平面に略直交する
方向で相互に傾斜し該手嘗部の甲側に向かって放射状に
広がるように設けられていることを特徴とする請求項２
記載の多指ハンド装置。
【請求項５】手掌部から延設された複数の指機構を備
え、各指機構が、前記手掌部側から複数の関節を介して
順次連接された複数のリンク機構を具備する多指ハンド
装置において、前記複数の指機構のうちの親指に相当する指機構以外の
他の全ての指機構のそれぞれの最も手掌部側の関節であ
る第１関節は、その回転軸心を前記手掌部の手平面に略
直交する方向に向けて該手掌部の略幅方向に並列して設
けられており、当該他の全ての指機構のそれぞれの前記第１関節に連結
して最も手掌部側に位置するリンク機構は、そのそれぞ
れの幅方向の中心線が相互に傾斜して各指機構の先端側
に向かって放射状に広がるように前記手掌部に固定され
ていることを特徴とする多指ハンド装置。
【請求項６】前記複数の指機構のうちの親指に相当する
指機構以外の他の全ての指機構のそれぞれの前記第１関
節は、その回転軸心が前記手掌部の手平面に略直交する
方向で相互に傾斜し該手掌部の甲側に向かって放射状に
広がるように設けられていることを特徴とする請求項５
記載の多指ハンド装置。
【請求項７】手掌部から延設された複数の指機構を備
え、各指機構が、前記手掌部側から複数の関節を介して
順次連接された複数のリンク機構を具備する多指ハンド
装置において、前記複数の指機構のうちの親指に相当する指機構以外の
他の全ての指機構のそれぞれの最も手掌部側の関節は、
該手掌部の略幅方向に並列して設けられると共に、その
回転軸心が前記手掌部の手平面に略直交する方向で相互
に傾斜し該手掌部の甲側に向かって放射状に広がるよう
に設けられていることを特徴とする多指ハンド装置。
【請求項８】前記複数の指機構のうち、親指に相当する
指機構以外の他の指機構は、その少なくとも二つの指機
構が互いに同一構造に構成されていることを特徴とする
請求項１〜７のいずれか１項に記載の多指ハンド装置。
【請求項９】前記各指機構の各関節の回転駆動を行わし
めるアクチュエータを各指機構に具備したことを特徴と
する請求項１〜８のいずれか１項に記載の多指ハンド装
置。