JP2003534930A - 非常に少数のアクチュエータで動作する把持機構用の作動システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、１０の自由度を有していて、かなり少数のアクチュエータで動作する把持機構用の作動システムであって、アクチュエータが２つだけであってよく、１つのアクチュエータが、３つの指の開閉を行い、他のアクチュエータが、２つの回転可能な指を同期して方向付ける作動システムを提供する。指間の少数アクチュエータ動作は、単入力３出力差動装置によって行われ、この差動装置は、ピンチグラスプのために２つの方向付け可能な指が回転して互いに対面したときに向き固定指が不作動となるように方向付け機構と組み合わせてある。動力がオフのとき、各指は、その開閉動作を自動ロックされ得るようになっている。本発明の一実施例においては、遊星歯車システムが差動装置のために使用される。別の実施例においては、ゼネバ機構が方向付け伝達装置のために使用され、そして、割り出しリングを使用する固定用インタフェースが、外部駆動装置を連結するように設けられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 （発明の分野） 本発明は、ロボット用途で用いるための把持機構に関する。一層詳しくは、本
発明は、必要なアクチュエータの数が、把持機構の自由度の数よりも少ない、少
数アクチュエータ動作の（少数のアクチュエータで動作する：underactuated：
アンダーアクチュエイテッド）把持機構を作動させるための作動システムに関す
る。

【０００２】 （発明の背景） 様々な機能および用途を提供する異なった多数のタイプの把持機構が公知であ
る。いくつかの把持機構は、特定の作業のために設計してあり、それらは、単純
、頑丈、製造容易であり、制御方式が単純である。しかしながら、これらの把持
機構は、融通性がなく、それぞれ所与の作業には新しい把持機構を設計しなけれ
ばならない。これらの把持機構の自由度はほんの２、３度であるが、作業では広
範囲に使用されている。他により融通性のある把持機構もあるが、これらは、い
くつかの異なった作業を実施することができる。しかしながら、これらの把持機
構は、製造が難しく、制御方式が複雑となっており、いくつかのアクチュエータ
を包含し、握持力がほんの少しである。これらの把持機構は、いくつかの自由度
を有する。

【０００３】 最後に、先の２つの例を組み合わせ、低度作動の概念を通じて両方の利点を採
用した構成を有する他の把持機構もある。それらの設計は、多数の自由度に基づ
いているが、アクチュエータの数は少なくなっている。 実際に、少数アクチュエータ動作把持機構は、自由度よりも少ないアクチュエー
タを有するものと定義されている。それにより、多数のアクチュエータと組み合
わせるという複雑さなしに、融通性のある把持機構を得ることができる。

【０００４】 少数アクチュエータ動作（少数のアクチュエータでの動作：underactuation：
アンダーアクチュエイション）は、異なった構造機構を使用して達成することが
できる。代表的な例が、本出願人の、１９９８年６月９日に発行された米国特許
第５，７６２，３９０号に記載されている。この米国特許に記載されているメカ
ニカルグリッパは、３つの指と指一本あたり３つの指骨とを有する。３つの回動
可能な指骨は、１つのアクチュエータによって３自由度の融通のきく握持動作で
作動させられる。これらの指は、頑丈であり、大きい握持力を得ることができ、
パワーグラスプとピンチグラスプとを実施し得る。付加的な機構が設けてあって
、手掌に対して直交方向に最終指骨を維持し、グリッパが、異なったサイズの物
体にピンチグラスプを実行することができるようにしている。限られた数のアク
チュエータを包含するメカニカルグリッパにより、指を独立して曲げることがで
き、その結果、いくつかのアクチュエータを動かし、他のアクチュエータを動か
さないようにすることによって、異なった協働曲げ関係を達成することができる
。

【０００５】 指の指骨間の少数アクチュエータ動作に加えて、把持機構の指間の少数アクチ
ュエータ動作を得ることも可能である。これが、さらに、同じ数の自由度を維持
しながらアクチュエータの数を減らすことになる。この原理は、たとえば、Guo
等の米国特許第５，３７８，０３３号において、多くの指の動作について加持さ
れている。ここでは、たとえば、１９９２年にフェニックスによって発刊された
ＡＳＭＥ機構会議の議事録に載っている「A SINGLE-DOF MULTI-FUNCTION PROSTH
ETIC HAND MECHANISM WITH AN AUTOMATICALLY VARIABLE SPEED TRANSMISSION」
というG. Guo, X. Qian and W.A. Gruverの論文、第ＤＥ−1155巻、149〜154頁
、ならびに、Robotics and Computer-Integrated Manufacturingによって１９８
９年に発刊された「MULTI-FINGERED ROBOT HAND WITH SELFADAPTABILITY」とい
う名称のM. Rakikの論文、第５巻、第2〜3号、269〜276頁を参照されたい。これ
らの参考文献においては、指の各々は、たった１の自由度を有するだけである。
すなわち、指骨の動きは連結しているのである。１本の指の指骨と１本の手の指
の少数アクチュエータ動作の組み合わせは、本出願人の米国特許に開示してある
。指間の少数アクチュエータ動作は、単入力／多出力差動装置の助けを借りて実
施される。この差動装置の概念は、２つの出力のためのレバーを使用して本出願
人の米国特許において導入されている。

【０００６】 向きを関連づけることによってほんの１つのアクチュエータで、複数の指を互
いに関して方向付けること（すなわち、把持機構の手掌に対して直角な軸線まわ
りの運動）も可能である。これは、指の基部を連結する４バー機構を使用するこ
とによって可能となる。これにより、システムの作動度および自由度の数が減る
。この種のカップリングは、既に本出願人の米国特許において示唆してあり、こ
れは、Skinner IIの米国特許第３，９０１，５４７号における歯車およびGuo等
の米国特許における溝によって達成される。

【０００７】 差動装置把持機構の指間でこの少数アクチュエータ動作を達成するためには、
アクチュエータの力を指間で分散させることになる。もし指が物体を握持してい
るならば、アクチュエータはその運動を続け、他の指が差動機構の助けを借りて
閉じ続ける。それにもかかわらず、差動機構と関連したこの原理は、時には、特
にピンチグラスプにおいて把持機構の性能を制限する。たとえば、２つの指だけ
を使用して、ピンチグラスプを実施すると共に、潜在的に把握を妨げる可能性の
ある残りの指が閉じるのを阻止するのが望ましいかも知れない。各指が独立して
制御されて作動するので、このことには、多数のアクチュエータを備える把持機
構での問題はない。 したがって、差動機構を使用して指間で少数アクチュエータ動作を行い、所望
時に所定の指の閉鎖動作を停止させるようになっている改良した把持機構の必要
性がある。

【０００８】 また、把持機構が物体を握持しているときに指を自動ロックすることも望まし
い。これは、差動機構を指間の少数アクチュエータ動作のために使用するときに
特に重要である。指の１つに作用している外力は、力を受けている指の変位のみ
ならず、残りの指の変位も生じさせる可能性がある。これは、すべての指が差動
機構と関連しているからである。従来技術に関連して説明したように、レバー差
動機構は、指自動ロック機能を与えることはできない。したがって、指自動ロッ
ク機能を備える、指間の少数アクチュエータ動作の把持機構のための作動システ
ムの必要性がある。

【０００９】 （発明の概要） 本発明の目的は、所望時に所定の指の開閉動作を停止させ、残りの指を作動さ
せ続けるようになっている差動機構を用いて、複数の指間で、少数アクチュエー
タ動作を行う（少数のアクチュエータで動作する：underactuated）把持機構用
の作動システムを提供することにある。 本発明の別の目的は、開閉動作において指自動ロック機能を提供するようにな
っている差動機構を用いて、複数の指間で少数アクチュエータ動作をおこなう把
持機構用の作動システムを提供することにある。

【００１０】 或る特別な実施例において、本発明の目的は、指の閉じる力または位置および
指の向きである２つの座標に関して２つの動作を必要とし、これら２つの座標が
把持機構の性能を向上させるように関連している、少なくとも１０の自由度を有
する自動適応式把持機構用の作動システムを提供することにある。 本発明のさらなる目的は、指を回転させ、所定の向きで指の自動ロックを可能
とし、指が所定の向きでロックされたときによりおおざっぱな作動入力を或る程
度まで許す方向付け機構を包含する、少数アクチュエータ動作の把持機構用の作
動システムを提供することにある。

【００１１】 一般的な観点では、指間で少数アクチュエータ動作を行う把持機構用の作動シ
ステムは、開閉動作および方向付け動作のそれぞれで指を作動させるように差動
機構および方向付け機構を備える。この差動機構は、所望時に、所定の指の開閉
動作を停止させるようになっている。

【００１２】 より特別な観点では、複数の指間で少数アクチュエータ動作を行う把持機構用
の作動システムでは、少なくとも２つの指が向きを変えるべく回転でき、各指が
、それを選択的に把持作動させる指作動機構を有する。作動システムは、１つの
動力入力を受け取り、この１つの動力入力を複数の動力出力に変換し、それぞれ
の指に開閉動作を行わせるそれぞれの指作動機構に作動可能に連結した差動機構
を包含する。この差動機構は、所望時に、指のうち少なくとも第３の指の開閉動
作を停止させる停止機構を包含する。作動システムは、また、１つの回転入力を
受け取り、この１つの回転入力を少なくとも２つの回転出力に変換し、少なくと
も２つの回転可能な指のそれぞれの向きを回転させるように回転可能な指に作動
可能に連結した方向付け機構を包含する。

【００１３】 指の数は３つであると好ましいが、４つあるいはそれ以上の指が望ましいかも
知れない。４指の場合、円筒形の物体などのために、すべての指を回転させ、半
径方向移動把持と対向指把持とを選ぶことができる。好ましくは、指は、少なく
とも２つまたは３つの関節式指骨を有し、少数アクチュエータ動作を行う。 停止機構は、好ましくは、２の回転可能な指が互いに対面するような向きとな
ったとき、指のうちの第３の指の開閉動作を停止させるように方向付け機構と組
み合わせる。差動機構は、好ましくは、指の開閉を行わせる動力がオフのとき、
開閉動作で指を自動ロックするようになっている。２つの回転可能な指は、好ま
しくは、方向付け運動が望ましくないときに、所定の向きにおいて自動ロックさ
れる。

【００１４】 一層詳しくは、本発明の一実施例によれば、本出願人の米国特許第５，７６２
，３９０号（参考資料としてここに援用する）に記載しているように、作動シス
テムは、１つの手掌平面と３つの少数アクチュエータ動作を行う指とを包含する
１０の自由度の把持機構を作動させる。指における少数アクチュエータ動作に加
えて、指間の少数アクチュエータ動作は、単入力／３出力差動装置の助けを借り
て実施される。この差動装置は、２つの遊星歯車列からなる。第１遊星歯車列は
、入力部としてのキャリアと、出力部としての太陽歯車、内歯歯車とを有する。
第２遊星歯車列は、入力部として第１遊星歯車列の内歯歯車を有し、出力部とし
て太陽歯車、内歯歯車を有する。

【００１５】 したがって、３つの代表出力部は、第１遊星歯車列の太陽歯車、第２遊星歯車
列の太陽歯車および第２遊星歯車列の内歯歯車である。動力を適切に分布させる
ために、３つの出力部は、同じ出力トルクを有するか、同じ出力トルクに近いト
ルクを持たなければならない。これは、適切な歯数比によって達成することがで
きる。差動機構の３つの代表出力歯車は、サイズ等しく、動力を、３つの伝達ス
クリュウの入力部である３つのスクリュウ軸上に設けた歯車に伝達する。差動装
置の効用は、もし指のうちの１つが物体によって阻止された場合、他の指は阻止
されず、動き続けるということにある。したがって、すべての指が適切に物体と
接触したときにのみ、指は物体へ力を加える。

【００１６】 差動機構の３つの出力は、伝達スクリュウを介して指に伝えられる。各スクリ
ュウ軸は、スクリュウ軸上の歯車によって回転させられる。線形運動が、スクリ
ュウ軸に螺合された作動ナットに伝えられる。作動ナットの回転は、案内バーま
たは駆動バーによって止められる。駆動バーは、指の開閉を行わせるべく作動ナ
ット、指作動機構間に連結されている。 伝達スクリュウを介して回転運動から並進運動へ変換される動力が可逆的でな
いため、指の開閉が自動ロックされる。したがって、１つの指に作用している外
力が、差動機構を介して伝えられて３つの指の平衡位置に影響を及ぼすことはあ
り得ない。

【００１７】 ２の回転可能な指の向きは、歯車機構の助けを借りて１つの入力と同期して回
転させられる。２つの回転可能な指の回転基部の各々に指歯車が取り付けてある
。方向付け軸に取り付けた入力歯車は、指歯車のうちの１つを直接駆動する。自
由軸に取り付けた自由歯車が、入力歯車によって駆動され、その運動が他の指歯
車に伝えられる。この配置によって、２つの指基部がそれぞれ反対の方向に回転
することができる。回転可能な指の各々は、向き固定指である第３の指に対面す
る２つの指から互いに対面する２つの指へ９０度回転できる。 把持機構の動作は、２つのアクチュエータによって実施される。指を開閉する
ために、第１アクチュエータが、単入力／３出力差動装置の入力部を駆動する。
指の方向付けのために、第２アクチュエータが、方向付け軸を駆動する。

【００１８】 ２つの回転可能な指が互いに対面する或る向きにおいて、第３の指は、把持に
は使用されず、潜在的に把持を妨げる可能性がある。したがって、方向付け軸に
加えた機構によって、第３の指はそれの開位置に停止させられる。この機構は、
２つの回転可能な指が互いに対面する特別な構成についてのみ、向き固定指と組
み合う差動機構の出力歯車とかみ合う、方向付け軸に取り付けたラックを包含す
る。

【００１９】 本発明の他の実施例による受動的な把持機構は、第１実施例におけるような２
つのアクチュエータを持たず、特殊な外部駆動装置によって駆動される。この装
置は、回転、前進できるソケットによって把持機構を駆動する。指の開閉および
指の方向付けは、共に、外部駆動装置によって加えられるソケット・トルクによ
って行われる。２つの出力部間のソケット・トルクの動力を切り替えは、受動的
な把持機構の一部である割り出し機構の助けを借りてソケット前進によって行わ
れる。割り出し機構は、次のように作動する。ソケット前進が割り出し機構上で
停止したり、進んだりする毎に、移動端は、２つの異なった位置間で変わる。こ
れは、割り出しリングのために可能となる。入力軸の前進に応じて、動力は、ソ
ケットを経て、開閉入力部あるいは方向付け入力部へ伝えられる。ソケットおよ
び雄型コネクタは、整合を容易にするために機械加工する。

【００２０】 回転可能な指の向きは、所定の向きに自動ロックされる。所定の自動ロック向
きを得るために、方向付け軸が、ゼネバ機構を経て駆動される。ゼネバ機構が移
動相にあるとき、ドライバのピンが、ゼネバ大歯車の４のスロットのうちの１つ
に入っている。この移動相時、ドライバは、ゼネバ大歯車を９０度動かす。ゼネ
バ機構がドウエル相にあるとき、ゼネバ大歯車は、ドライバのロッキング・ディ
スクによってロックされる。この機構により、駆動されていない場合であっても
、回転可能な指の自動ロックが可能となる。また、ドライバのおおざっぱな位置
決めが可能であり、ドウエル相でのドライバの自由運動を可能にする。これは、
切り替え機構にとって役立つと考えられる。

【００２１】 本発明の第３実施例において、把持機構は、流体動力（液圧、空気圧いずれで
もよい）によって作動させられる。指は、他の実施例と同じものである。指間の
少数アクチュエータ動作は、歯車機構の代わりに、流体動力システムによって行
われる。流体動力は、３つの出力部に分割され、単入力／３出力差動装置に類似
する。これらの出力部の各々は、３つの指を駆動する３つのピストン・シリンダ
の１つを起動する。伝達スクリュウの自動ロック特徴の代わりに制御可能なチェ
ック弁を使用し、このチェック弁により、指を開く動力が作動しない限り、指が
戻ることはない。指を方向付けるために、回転式流体アクチュエータが、方向付
け軸を作動させる。機械的なブロッキング機構の代替として、ソレノイド弁を１
つのピストン・シリンダに接続し、このピストン・シリンダを向き固定指に組み
合わせ、ピストン・シリンダへの流体供給を止め、指の開閉を停止させてもよい
。ソレノイド弁を方向付け軸に連結したスイッチによって制御し、２つの回転可
能な指が互いに対面する向きになったときにソレノイド弁を起動して流体供給を
遮断してもよい。

【００２２】 本発明による作動システムは、指の開閉を行う差動機構と、指を回転させる方
向付け機構との間にリンクを確立する実際的な方法を提供する。その結果、指間
で少数アクチュエータ動作する把持機構の性能を、特につかみ把持においてかな
り向上させることができる。作動システムの利点は、動力がオフであるときに各
指を自動ロックさせることも含む。これは、指間で少数アクチュエータ動作する
把持機構にとって重要である。他の特徴および利点は、後述する好ましい実施例
の詳細を参照することでより明瞭になる。

【００２３】 本発明の別の態様によれば、少なくとも２つの指が手掌上に向きを変え得るよ
うに回転可能に取り付けてある少なくとも３つの指と、指の各々を開閉させる作
動機構と、それぞれの指作動機構に作動可能に連結してあり、把持動力入力を受
け取り、この動力入力を複数の動力出力に変換し、それぞれの指を開閉させる差
動機構と、それぞれの回転可能な指に作動可能に連結してあり、１つの方向付け
入力を受け取り、この方向付け入力を少なくとも２つの回転出力に変換し、少な
くとも２つの回転可能な指をそれぞれの向きへ回転させる方向付け機構と、２つ
の自由度を有し、把持機構にとって外部からの機械的な作動動力を受け入れる２
自由度動力入力部と、２つの自由度のうちの１つにおける２自由度動力入力部の
運動に応答してこの２自由度動力入力部を差動機構の把持動力入力部または方向
付け機構の方向付け入力部へ選択的に連結する切り替え機構とを包含する把持機
構が提供される。

【００２４】 好ましくは、２自由度動力入力部は、回転運動および並進運動を包含する。パ
ワーグラスプ入力部は、回転運動から導かれる。２自由度動力入力部は、単一の
動力軸入力部であってもよく、切り替え機構は、一緒に回転するように動力軸入
力部に取り付けた軸線方向変位可能なコネクタと、動力軸入力部に連結してあり
、中立位置、把持動力入力位置間、中立位置、方向付け位置間で順次に軸線方向
に移動可能である割り出し機構とを包含し、軸線方向変位可能なコネクタは、２
自由度動力入力部の軸線方向並進運動に応答して、差動機構の把持動力入力部ま
たは方向付け機構の方向付け入力部と係合する。指が少なくとも３つの自由度を
有し、作動機構が指の各自由度を区別して駆動するのが好ましいが、指にこれよ
り少ない、あるいは、多い自由度を与えてもよい。 こうして、本発明の全般的な性質を説明してきたが、以下、添付図面によって
発明の好ましい実施例を説明する。

【００２５】 （好ましい実施例の詳細な説明） 図１に示す好ましい実施例による把持機構が、全体的に参照符号２０で示して
ある。この把持機構２０は、１０の自由度を持つ自動適応式メカニカルハンドで
あり、アクチュエータが２つだけでよい。この融通性のあるメカニカルハンドは
、たった２つの座標、指の閉鎖力あるいは閉鎖位置と指の向きを特定するだけで
広範囲にわたる物体を安定して把持することができる。

【００２６】 把持機構２０は、各々が３つの自由度を有する３つの少数アクチュエータ動作
式指２２を包含する。「少数アクチュエータ動作（少数のアクチュエータでの動
作：underactuation：アンダーアクチュエイション）」という用語は、必要なア
クチュエータの数が自由度の数よりも少ないことを意味している。指２２は、パ
ワーグラスプと精密把持を行うことができる。パワーグラスプを実施するときは
、すべての指の表面を使用するのであり、指は、被握持物体を徐々に包み込み、
最終的に静的平衡状態に達する。精密把持を実施するときは、指の先端のみを使
用するのであり、最終指骨４６を互いに平衡に保つ機構を使用する。指２２は、
物体の全体的な形状寸法に適応するように向きを変えることができる。好ましい
実施例においては、指２２のうちの２つは、物体の全体的な形状に関して対立し
た方向に９０度まで同期して回転することができる。方向転換可能な指２２の主
な向きは次の通りである。

【００２７】 ０度（２つの回転可能な指が、平行な向きにおいて、向き固定指に対面してお
り、円筒形の物体を把持することができる）。 ３０度（指が楕円形の物体を把持できるようになっている）。 ６０度（３つの指が把持機構の中心に向いており、球形の物体を把持できる）
。 ９０度（２つの回転可能な指が、互いに対面する向きにあり、扁平な物体を把
持することができる）。

【００２８】 把持機構２０は、フレーム２４、単入力／３出力差動装置２６、３つの伝達ス
クリュウ２８、方向付け機構３０およびアクチュエータ３２、３４も包含する。
これら主要部分については、以下に詳しく説明する。 少数アクチュエータ動作の指２２が図２に示してあり、これは、本出願人の米
国特許第５，７６２，３９０号に記載されているものである。指２２は、３つの
指骨を包含する。第１近位指骨３６は、近位回転ジョイント４０を介して基部３
８に連結している。第２中間指骨４２は、中間回転ジョイント４４を介して近位
指骨３６に連結している。第３遠位指骨４６は、遠位回転ジョイント４８を介し
て中間指骨４２に連結している。

【００２９】 機械的なストッパが、それぞれの指骨に対して設けてあり、指の過度の過伸展
を防ぐようになっている。 異なった形状、サイズの物体を確実に握持できるように、ばね５０、５２、５
４を用い、物体が指骨と接触していないときには、指を延びた状態に保つように
してある。ばね５２は、中間ジョイント４４を延びた状態に維持するようになっ
ている。ばね５０、５４（直列で作動している）は、遠位ジョイント４８を延び
た状態に維持するようになっている。アクチュエータがこれらのばねの力を克服
しなければならないことは了解されたい。ばねの相対的なスチフネスは、指の所
望閉鎖シーケンスを得るように選ばなければならない。本実施例では、ばね５２
の有効スチフネスは、ばね５０、５４の有効スチフネスよりも小さくなければな
らない。

【００３０】 運動は、図２に矢印で示す主アクチュエータ・カプラ・リンク５６によって指
２２に伝えられ、ジョイント５７を介して第１近位駆動リンク５８に伝えられる
。次いで、近位駆動リンク５８は、ジョイント５９を介して第１近位カプラ・リ
ンク８０に力を伝える。

【００３１】 近位カプラ・リンク６０が、ジョイント６１を介して第２中間駆動リンク６２
に力を伝える。次いで、中間ドライブ・リンク６２が、ジョイント６３を介して
、力を近位、中間指骨３６、４２へ、そして、第２中間カプラ・リンク６４へ伝
える。中間カプラ・リンク６４は、ジョイント６５を介して力を遠位指骨４６へ
伝える。遠位指骨４６は、部分的に、力を中間指骨４２へ伝える。

【００３２】 これらのリンクの寸法、指の構成および接触点位置は、指骨間の力の分布を決
定することになる。適切なリンク長の場合、指は、充分に分散した把持力を加え
ながら物体を包み込み、物体を手掌８０（図１参照）および対向する指に向かっ
て押す。 指と物体の接触が遠位指骨４６においてのみ生じた場合、より安定した把持を
確保するために、対向している指の遠位指骨を互いに平行に維持することが重要
である。

【００３３】 平行戻し機構が設けてあり、これは、ピンチグラスプの場合に１つの指の基部
に直交する状態に第３遠位指骨４６を維持する２つの平行四辺形４バー・リンク
機構を包含する。この機構については、以下に詳しく説明する。第１戻しリンク
６６が、近位回転ジョイント４０を介して指に連結してあり、指の基部３８に取
り付けた機械的なストッパ６８上に位置している。第１戻しカプラ・リンク７０
が、リンク６６を、２つのジョイント６９、７１を介して第２中間戻しリンク７
２に連結している。近位指骨３６と共に、これらのリンクは、平行四辺形４バー
・リンク機構を構成する。中間指骨４２、中間平行リンク７２、平行遠位リンク
７６および平行戻し第２中間カプラ・リンク７４は、第２平行四辺形４バー機構
を構成している。平行リンク７２、７４、７６は、ジョイント７３、７５を介し
て連結している。戻し平行遠位アバットメント・リンク７６は、遠位指骨４６に
取り付けた機械的なストッパ上に位置している。ばねは、物体が存在しないとき
にストッパのところでの接触を確保するために機械的なストッパ上に位置してい
るリンクを拘束するのに用いる。

【００３４】 物体が接触していないとき、あるいは、平行ピンチグラスプを実施しつつある
とき、遠位指骨４６は、平行四辺形４バー・リンク機構によって把持機構の手掌
８０と直交する状態に維持される。平行四辺形４バー・リンク機構は、機械的な
ストッパと接触した状態に留まる。 包み込み把持を実行する場合、平行四辺形４バー・リンク機構は、機械的なス
トッパから離れ、それによって、所望の包み込み運動を可能にする。平行四辺形
４バー・リンク機構は、少数アクチュエータ動作の包み込み把持を行わない。

【００３５】 フレーム２４が、図３に示してあり、これは、リンクによって連結した３つの
プレートを包含する。把持機構２０の、手掌を構成する上方プレート８０は、半
径方向に対して垂直の向きにあり、正三角形の頂点に位置する３つのブロック８
６によって中央プレート８２に連結してある。この構成の場合、フレームが拘束
され、ブロック８６は、主として、主要平面に位置する力で作動する。付加的な
ブロック（図示せず）を追加して、フレーム２４のスチフネスを増大させる。中
央プレート８２は、Ｇｏｕｇｈ-Ｓｔｅｗａｒｔプラットフォームの脚部として
設置した６つのバー８６によって底部プレート８４に連結している。この構成の
場合、フレーム２４は適切に拘束され、バー８６は、主として、張力圧縮で作動
する。これら３つのプレート８０、８２、８４は、２つの主レベルを与える。プ
レート８０、８２間の第１レベルは、各指２２の基部３８を保持する。プレート
８２、８４間の第２レベルは、伝達機構を保持する（図１参照）。付加的なプレ
ート８８が、２つのブロック９０によって、底部プレート８４に取り付けてあり
、これの用途については、以下に説明する。

【００３６】 各プレートの構造上の詳細が図３に示してあり、フレーム２４に取り付けるべ
き他の部分の構造を以下に説明するので、当業者であればこれを理解できよう。 開閉伝達のための単入力／３出力差動装置２６が図４に示してある。 各指２２における少数アクチュエータ動作に加えて、指間の少数アクチュエータ
動作が、単入力／３出力差動装置２６の助けを借りて行われる。差動装置２６は
、フレーム２４のプレート８２、８８間に枢着してある。キャリア９４が、フレ
ーム２４のプレート８８に枢着してある。軸１０４が、キャリア９４およびフレ
ーム２４のプレート８２に枢着してある。キャリア１０８が、軸１０４に枢着し
てある。軸１２４も軸１０４に枢着してある。軸１２０が、軸１２４に枢着して
ある。入力部は、図７に示す雄型コネクタ１９０によってそのソケット９２を経
て駆動されるキャリア９４である。差動装置２６は、２の遊星歯車列を包含する
。第１遊星歯車列は、入力部として、キャリア９４を有する。プレート１００が
、キャリア９４に取り付けてある。２つまたはそれ以上の遊星歯車９６が、それ
らの軸９８によってキャリア９４およびプレート１００に枢着してあり、これら
の軸は、キャリア９４およびプレート１００の穴内で自由に回転することができ
る。

【００３７】 キャリア９４の動力は、遊星歯車９６を経て太陽歯車１０２および内歯歯車１
０６に伝えられる。太陽歯車１０２は、軸１０４に取り付けてある。内歯歯車１
０６は、キャリア１０８に取り付けてあり、このキャリアは、第２遊星歯車列の
入力部となっている。第２遊星歯車列において、プレート１１６が、キャリア１
０８に取り付けてある。１つまたはそれ以上のセットの遊星歯車１１０、１１２
が、それらの軸１１４を経てキャリア１０８およびプレート１１６に枢着してあ
る。これらの軸は、キャリア１０８およびプレート１１６に設けた穴内で自由に
回転できる。遊星歯車１１０、１１２は、軸１１４に取り付けてあり、一緒に回
転する。キャリア１０８の動力は、遊星歯車１１２を経て太陽歯車１２２に伝え
られる。キャリア１０８の動力も、遊星歯車１１０を経て内歯歯車１１８に伝え
られる。太陽歯車１２２は、軸１２４に取り付けてある。内歯歯車１１８は、軸
１２０に取り付けてある。出力歯車１２６は、軸１０４に取り付けてある。出力
歯車１２８は、軸１２４に取り付けてある。出力歯車１３０は、軸１２０に取り
付けてある。

【００３８】 負荷がかかっていないときにすべての指が確実に一緒に動くように、遊星歯車
およびそれらの取り付け部には摩擦力を作用させるようにしてもよい。 動力の適切な分布を得るために、３つの出力歯車１２６、１２８、１３０は、
同じ出力トルクあるいはそれに近いトルクを持たなければならない。第１遊星歯
車列において、太陽歯車１０２は、入力トルクの１／３を引き受け、内歯歯車１
０６は、入力トルクの２／３を引き受ける。内歯歯車１０６におけるトルクは、
第２遊星歯車列の入力となる。第２遊星歯車列において、太陽歯車１２２は、入
力トルクの１／２を引き受け、内歯歯車１１８は、入力トルクの１／２を引き受
ける。

【００３９】 したがって、歯車１２６の出力トルクは、入力トルクの１／３となる。歯車１
２８の出力トルクは、入力トルクの２／３×１／２、したがって、１／３となる
。 これらのトルク比は、歯数の適切な比率によって得られる。第１遊星歯車列に
ついては、太陽歯車１０２の歯数は、内歯歯車１０６の歯数の１／２である。遊
星歯車９８の歯数は、太陽歯車１０２の歯数の１／２である。第２遊星歯車列に
ついては、２つの遊星歯車１１０、１１２があり、遊星歯車１１２はその動力を
太陽歯車１２２に伝え、遊星歯車１１０はその動力を内歯歯車１１８に伝える。
太陽歯車１２２と内歯歯車１１８とで等しいトルクを得るために、太陽歯車１２
２の歯数対１つの遊星歯車１１２の歯数の比は、内歯歯車１１８の歯数対１つの
遊星歯車１１０の歯数の比に等しくなければならない。３つの一般出力歯車１２
６、１２８、１３０は、サイズ等しく、それらの動力を図５に示す伝達スクリュ
ウの歯車１３４に伝える。これらの歯車１３４もサイズ等しい。

【００４０】 図５において、差動装置２６の歯車１２６、１２８、１３０からの３つの出力
は、３つの伝達スクリュウ２８を介して指に伝わる。伝達スクリュウ２８は、主
軸１３２まわりに作ってある。主軸３２は、端ブッシング１３８、１４０によっ
て回動可能に支持されている。これらのブッシング１３８、１４０は、フレーム
のプレート８２、８４のそれぞれに挿入される。差動装置２６の出力トルクは、
歯車１３４を介してそれぞれの主軸１３２に伝わる。主軸１３２の回転は、スク
リュウ１５８を使用して、ナットの並進運動に変換される。

【００４１】 このナットは、図示してないが、プレート１４４によってナット・フレーム１
４２に取り付けてある。ナット・フレーム１４２の回転を避けるために、ナット
・フレーム１４２に溝が設けてあり、この溝が案内バー１５６に沿って摺動する
。この案内バー１５６は、その端のところで、フレーム２４のプレート８２、８
４に取り付けてある。ナット・フレーム１４２の並進運動は、プレート１４８に
よってナット・フレーム１４２に枢着した回転可能な部分１４６に伝わる。回転
可能な部分１４６は、ナット・フレーム１４２に対して自由に回転するができ、
指の方向付けを可能にしている。これが、指の向きから独立して、ナット・フレ
ーム１４２の並進運動を行わせる。回転可能な部分１４６の並進運動は、ピン１
５０によって作動バー１５２に伝わり、次いで、バー１５２の並進運動が、バー
１５２の穴１５４内に枢着したジョイント５７（図２参照）によって指２２に伝
わる。

【００４２】 指の閉鎖を同期させるために、指は、すべてが最大開放限度に達するまで広げ
られる。この限度は、それぞれ、ナット・フレーム１４２、サポート１３６に取
り付けたスクリュウ１６０、１６２の接触によって得られる。サポート１３６は
、主軸１３２に取り付けてある。最大開放限度は、スクリュウ１５８の回転を止
めるが、ナット・ボックス１４２の並進運動は停止させず、ジャミングを回避す
るようになっている。

【００４３】 簡単な実施例においては、ナット・フレーム１４２は、作動バー１５２に直接
取り付けてあり、案内バー１５６によって案内されることはない。次いで、ナッ
ト・フレーム１４２は、作動バー１５２によって回転を案内される。これは、指
２２の方向付けの後である。この簡単な具体例では部品が少なくてもよいが、ナ
ット・フレーム１４２の並進運動、したがって、指の閉鎖運動が、指２２の方向
付けから独立していない。また、トルクは、指で支えられ、ストレスが大きくな
る。

【００４４】 伝達スクリュウ２８を介して伝わる動力は、主軸１３２の回転からナット・フ
レーム１４２の並進運動までの一方向だけであり、可逆的ではない。したがって
、伝達スクリュウ２８が、自動ロック特徴を提供し、開閉動作の動力がオフのと
きに、各指が開閉動作でそれぞれの位置にロックされるようになっていると有利
である。

【００４５】 指２２の基部３８の向きは結合される。図６に示すように、指のうちの２つは
、歯車機構の助けを借りて１つの入力と同期して回転する。同じサイズの指歯車
１７２、１７４が、回転している基部３８に取り付けてある（図２参照）。方向
付け軸１６４に取り付けた入力歯車１６６が、第１指歯車１７２を直接駆動する
。自由軸１７０に取り付けた自由歯車１６８が、この入力歯車１６６で駆動され
、その運動を第２指歯車１７４に伝える。この配置によって、２指基部３８が互
いに反対の方向に回転することができる。後述する別の特殊な実施例との互換性
のために、指歯車１７２、１７４のうちのいずれか１つと入力歯車１６６との比
率は、３対１である。指のうちの２つが互いに対面している向きの１つにおいて
、第３の指は、把持には役立たず、潜在的に把持を妨げる可能性すらある。した
がって、この第３の指は、方向付け軸１６４に取り付けた停止機構１７６によっ
てその開放位置において止められる。この機構は、２つの指が互いに対面する特
殊な構成についてのみ、差動装置２６の出力歯車１２６とかみ合うラックを包含
する。初めにきちんと並んでいない場合であっても、軸１６４、ラック部材１７
６間の連結は、限度内で弾力的であり、最初に不整合が合ったとしてもラック歯
が歯車１２６の歯とかみ合うことができる。

【００４６】 指の開閉および指の方向付けは、図７に示す２つの独立アクチュエータによっ
て実施される。支持部材１８２によってプレート８４に取り付けた第１アクチュ
エータ３２は、歯車機構を経由して単入力／３出力差動装置２６を駆動する。さ
らに詳しく言えば、第１アクチュエータ３２は、それの軸に取り付けた歯車１８
４と軸１８８に取り付けた歯車１８６とを経由して軸１８８を駆動する。軸１８
８は、プレート８４に枢着してあり、軸１８８に取り付けてあり、差動装置２６
のソケット９２と係合する雄型コネクタ１９０を経由して単入力／３出力差動装
置２６（図１参照）を駆動する。第２アクチュエータ３４は、プレート８４に取
り付けてある。アクチュエータ３４は、カップリング１９４を経て方向付け軸１
６４（図６参照）を駆動する。

【００４７】 図８、図９に示す別の好ましい実施例においては、把持機構は、受動的なツー
ル２００であり、外部装置に取り付け、それによって作動させられるようになっ
ている。この装置は、把持機構を作動するソケットを回転、前進させることがで
きる。したがって、差動装置２６および方向付け伝達装置３０を駆動する２つの
モータおよび機構の代わりに、切り替え機構２０４およびゼネバ機構２０２から
なるインタフェースを使用する。

【００４８】 外部駆動装置は、一般的に、回転、前進を行えるソケットを包含する。したが
って、２の作動度を利用できる。ソケットの回転は、大きいトルクおよび動力を
提供し、左右両方向に回転できる。ソケットの前進は、より小さい力を提供し、
これは、２つだけの位置を有し、従順である。

【００４９】 図９において、指の開閉および指の方向付けは、ソケット・トルクによって実
行される。開放位置からのソケット・トルクの動力切り替えおよびその逆の切り
替えは、割り出し機構の助けを借りてソケットによって行われる。ソケット・ト
ルクの動力は、外部駆動装置（図示せず）のソケットとかみ合う雄型コネクタ２
１０を介して軸２０８に伝わる。軸２０８の動力は、雄型コネクタ２１２を介し
てソケット９２またはソケット２２８に伝わる。軸２０８は、プレート８４の穴
内で自由に回転、並進運動を行える。割り出しリング２１４が、切り替え機構２
０４のハウジング２０６に取り付けてあり、割り出しリング２１４の溝に挿入し
てある。プレート８４と軸２０８上の肩部（図示せず）との間で軸上に圧縮ばね
２１８が挿入してある。割り出し機構は、次のように作動する。圧縮ばね２１８
は、軸２０８を底位置に向かって維持するように押圧し、この底位置において、
割り出しリング２１４が底位置へ向かい、割り出しピン２１６が、位置２２０の
ところで割り出しリング２１４の溝に挿入される。割り出しリング２１４の運動
は、そこにある溝を介して割り出しピン２１６によって案内される。駆動装置ソ
ケットが雄型コネクタ２１０を経て軸２０８を押圧するとき、軸２０８は、ばね
２１８に抗して前進する。

【００５０】 この前進は、割り出しリング２１４の溝内の位置２２２のところで割り出しピ
ン２１６によって止められる。位置２２２のところで、雄型コネクタ２１２はソ
ケット２２８に挿入される。次いで、駆動装置ソケット・トルクが作用すると、
ゼネバ機構２０２、したがって、方向付け機構３０（図８参照）が起動すること
になる。駆動装置ソケットがその押圧作用を解放すると、ばね２１８が軸２０８
を底位置に向かって押圧し、最終的に、割り出しピン２１６が割り出しリング２
１４の溝内の位置２２４に達する。駆動装置ソケットが、再び、雄型コネクタ２
１０を経て軸２０８を押圧すると、軸２０８がばね２１８に抗して前進する。こ
の前進は、割り出しリング２１４の溝内の位置２２６にある割り出しピン２１６
によって止められる。位置２２６のところで、雄型コネクタ２１２はソケット９
２に挿入される。次いで、駆動装置ソケット・トルクが作用している場合、差動
装置２６である開閉機構が起動する。駆動装置ソケットがその押圧作用を解放す
ると、ばね２１８が軸２０８をその底位置に向かって押圧し、最終的に、割り出
しピン２１６が割り出しリングの溝内の位置２２０に達し、サイクルを閉じる。
これら２つの作業を切り替えるために、このサイクルは、無限に繰り返される。
ソケット９２、２２８および雄型コネクタ２１２は、挿入容易にするために機械
加工する。

【００５１】 図１０に示すように、ゼネバ機構２０２は、所定の自動ロックされた向きを得
るために方向付け軸１６４を駆動するのに用いる。軸２３０、ドライバ２３２、
ピン２３４およびロッキング・ディスク２３６が、入力部分を形成するように取
り付けてある。軸２３０は、その両端がプレート８４、８８（図８参照）に枢着
してある。入力は、軸２３０のソケット２２８を経て与えられる。ゼネバ機構２
０２が移動相にあるとき、ドライバ２３２のピン２３４は、ゼネバ大歯車２３８
にある４つのスロット２４０のうちの１つに入っている。この相では、ドライバ
２３２は９０度だけゼネバ大歯車２３８を動かす。ゼネバ機構２０２がドウエル
相にあるときには、ゼネバ大歯車２３８はロッキング・ディスク２３６によって
ロックされるが、ゼネバ機構２０２の入力部分全体が自由に回転できる。この相
では、指２２は、それらの向きにおいてロックされる。

【００５２】 この好ましい実施例においては、指は、おのおの３０度隔たった４つの所定位
置に方向付けられる。したがって、指歯車１７２、１７４のいずれか１つと入力
歯車１６６との比率は３：１である。その結果、２つの回転可能な指の所定位置
は０度、３０度、６０度および９０度である。これら４つの位置における指の向
きを制限するために、ゼネバ大歯車２３８のスロット２４０のうちの１つが満た
され、ゼネバ大歯車２３８および方向付け軸１６４の回転を止める。この機構に
より、駆動されていない場合でも指の自動ロックを行うことができ、ドライバ２
３２のエラーを訂正することができ、ドウエル相時にドライバ２３２の自由運動
を可能にする。これは、切り替え機構２０４に役立つ。

【００５３】 本実施例で提起した特徴を変更することなく変形例が可能である。たとえば、
ソケット・トルクの動力は、内部モータからであってもよいし、ソケット前進・
切り替え機構の代わりに、内部ソレノイドを使用してもよい。したがって、主モ
ータおよび内部ソレノイドによって内部的に駆動される把持機構を得ることがで
きる。

【００５４】 本発明のさらに別の実施例が、図１１に示してある。この実施例においては、
把持機構３００が、液圧あるいは空気圧である流体動力によって作動させられる
。そして、少数アクチュエータ動作の実施もまた流体動力によって行われる。指
２２を開閉するために、３つのピストン・シリンダ３０２がプレート８４に取り
付けてある。これらのピストン・シリンダは、それらの主軸線を指２２の基部３
８の回転軸線と整合させ、指２２の自由回転を可能にするように設置してある。
ピストン・シリンダ３０２が起動すると、ロッド３０４が動く。この運動は、ピ
ン３０６を経て作動バー３０８に伝わる。次いで、この運動は、さらに、作動バ
ー３０８からピン５７を経て指２２に伝わる。指２２の方向付けのために、回転
可能な流体アクチュエータ３１０が、カップリング３１２を経て方向付け軸１６
４を作動させる。

【００５５】 指２２間の少数アクチュエータ動作は、他の実施例における歯車式差動装置２
６の代わりに、流体動力システム３０１によって実施される。流体動力システム
３０１は、図１２に示してあり、３つの出力部に区画されており、いずれかの方
向において３つのピストン・シリンダ３０２をそれぞれ駆動する。これは、他の
実施例において使用した単入力／３出力差動装置２６と似ている。図１における
伝達スクリュウ２８の各々を自動ロックするという特徴をまねるために、ピスト
ン・シリンダ３０２に接続した各分岐部に２位置チェック弁３１４が追加してあ
る。２位置チェック弁３１４は、２位置切り替え弁３１６と組み合わせてあり、
この切り替え弁は、流体ポンプ３１８から供給される加圧流体をピストン・シリ
ンダ３０２へ切り替え、運動方向を変更する。その結果、チェック弁３１４は、
指を開く動力がオンのときにのみ停止する。流体ポンプ３１８は、タンク３２０
に接続している。

【００５６】 機械的なブロッキング機構の代案として、２位置ソレノイド・スイッチ弁３２
４をピストン・シリンダ３０２のうちの、向き固定指を動かすことになっている
ピストン・シリンダへ接続する。ソレノイド弁３２４は、方向付け軸１６４に接
続したスイッチによって制御され、その結果、２つの回転可能な指が互いに対面
したときにのみ、ソレノイド弁３２４が起動して流体供給を遮断する。

【００５７】 それぞれの指の開閉を行うための差動装置からの等しい動力出力の要件は、機
械的な歯車式差動装置２６の場合よりも、流体動力システム３０１の場合により
容易に達成される。各ピストン・シリンダ３０２内の流体圧は、一般的に、等し
く保たれ、したがって、同じサイズのピストン・シリンダは等しい動力出力を確
保することになる。 添付の特許請求の範囲によってのみ限定されることをイトした発明の範囲から
逸脱することなく、本発明の上記実施例に対する変更、修正をなし得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 アクチュエータを包含する本発明の好ましい実施例を組み込んだ
把持機構の斜視図である。

【図２】 本発明のすべての実施例で用いる少数アクチュエータ動作式３自
由度指の斜視図である。

【図３】 図１の実施例で使用される把持機構のフレームの斜視図である。

【図４】 指を開閉動作で駆動するために図１の実施例で使用する単入力／
３出力式遊星歯車差動装置の部分断面斜視図である。

【図５】 伝達スクリュウおよび差動装置の斜視図であり、伝達スクリュウ
の各々が、差動装置からの出力回転を駆動バーの並進運動に変換して指を駆動す
ることを示す図である。

【図６】 図１の実施例で使用する方向付け機構の斜視図である。

【図７】 フレームに取り付けた２つのアクチュエータの斜視図であり、図
１の実施例で使用する、指の開閉、方向付けのためのモータ機構を示す図である
。

【図８】 アクチュエータなしの受動ツールである、本発明の別の実施例を
具体化した把持機構の斜視図である。

【図９】 図８の実施例の部分断面斜視図であり、受動ツールを選択的に外
部駆動装置と連結するのに使用する切り替え機構を示す図である。

【図１０】 方向付け機構に連結し、図８の実施例で使用するゼネバ機構の
斜視図である。

【図１１】 把持機構を流体動力によって作動させる本発明の第３実施例を
具体化した把持機構の斜視図である。

【図１２】 図１１の実施例で使用する単入力／３出力式差動装置システム
の油圧回路図である。

【手続補正書】

【提出日】平成１５年２月６日（２００３．２．６）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ，ＴＲ)，ＯＡ(ＢＦ ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ， ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，Ｇ Ｍ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ， ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ， ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，Ｂ Ｚ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ， ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，Ｊ Ｐ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ， ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，Ｒ Ｏ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ， ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ Ｆターム(参考） 3C007 DS01 ES04 ES09 ET01 EU01 EU02 EU07 EU13 EU18 EU20 EV19 HS01 HS04 HS12

Claims (23)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも３つの指の間の少数アクチュエータ動作する把持
   機構用の作動システムであって、指のうち少なくとも２つの指が、向きを変える
   ように回転することができ、各指が、それを選択把持動作で作動させる指作動機
   構を有する差動機構において、それぞれの指作動機構に作動状可能に連結した作
   動機構であり、一回の動力入力を受け、その一回の動力入力を複数の動力出力に
   伝え、それぞれの指を開閉動作で作動させる差動機構と、所望に応じて開閉動作
   において指のうちの第３の指を作動停止にする停止機構と、一回の回転入力を受
   け、この一回の入力を少なくとも２つの回転出力に伝え、指の向きにおいて少な
   くとも２つの回転可能な指をそれぞれ回転させる方向付け機構とを包含すること
   を特徴とする作動装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の作動システムにおいて、停止機構が、回転
   可能な指が互いに対面するような向きになったときにのみ方向付け機構と連動し
   て、指のうちの第３の指の開閉作用を停止し、それによって、前記指が、回転可
   能な指が第１方向において対面するように回転したときにすべての指による把持
   を実施することができ、回転可能な指が回転して互いに対面し、回転可能な指が
   第３の指の妨害なしに把持を実施し得るようになったときに第３の指を停止させ
   るようにしたことを特徴とする作動システム。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の作動システムにおいて、指の数が、３つで
   あり、指の開閉を行う動力がオフとのときに、各指が、開閉動作において自動ロ
   ックされ、それによって、前記指が、回転可能な指が回転して共通中心に向いた
   ときに、３指把持を実施することができ、そして、２つの回転可能な指が回転し
   たときに第３の指を停止させ、回転可能な指が第３指の妨害なしに２指把持を実
   施し得るようにしたことを特徴とする作動システム。
4. 【請求項４】 請求項３に記載の作動システムにおいて、方向付け運動が不
   要のときに、２つの回転可能な指が所定の向きで自動ロックされることを特徴と
   する作動システム。
5. 【請求項５】 請求項２に記載の作動システムにおいて、さらに、把持機構
   の手掌平面を構成する手掌を包含するフレームを包含し、３つの指の各々が、フ
   レームに取り付けてあり、そのうちの２つの指が手掌平面に対して直交する軸線
   まわりに回転可能となっていることを特徴とする作動システム。
6. 【請求項６】 請求項５に記載の作動システムにおいて、差動機構が、フレ
   ームに取り付けてあり、１つのトルク入力を３つの等しいトルク出力へ変換する
   複数の遊星歯車列を包含することを特徴とする作動システム。
7. 【請求項７】 請求項６に記載の作動システムにおいて、差動機構が、そこ
   からのそれぞれの回転出力を３つの駆動バー部材へ伝える３つの回転／並進運動
   伝達機構を包含し、これらの駆動バー部材が、それぞれの指作動機構に連結して
   あって開閉動作において指を駆動することを特徴とする作動システム。
8. 【請求項８】 請求項７に記載の作動システムにおいて、方向付け機構が、
   ２つの回転可能な指を所定の向きへ回転させる自動ロック式ゼネバ機構を包含す
   ることを特徴とする作動システム。
9. 【請求項９】 請求項８に記載の作動システムにおいて、さらに、フレーム
   に作動可能に装着してあり、作動システムへの外部動力入力を受けて、この動力
   入力を選択的に差動機構あるいは方向付け機構へ伝えることを特徴とする作動シ
   ステム。
10. 【請求項１０】 請求項８に記載の作動システムにおいて、さらに、アクチ
    ュエータおよび切り替え機構を包含し、これらが、共に、フレームに取り付けて
    あり、切り替え機構が、アクチュエータに連結してあり、動力入力を選択するた
    めに差動機構または方向付け手段と選択的に連結することを特徴とする作動シス
    テム。
11. 【請求項１１】 請求項７に記載の作動システムにおいて、さらに、フレー
    ムに取り付けた第１モータおよび第２モータを包含し、第１モータが、それぞれ
    の指を開閉動作で駆動するように差動機構に作動可能に連結してあり、そして、
    第２モータが、少なくとも２の回転可能な指を方向付け運動で駆動するように方
    向付け機構に作動可能に連結してあることを特徴とする作動システム。
12. 【請求項１２】 請求項３に記載の作動システムにおいて、差動機構が、駆
    動バー部材のそれぞれに連結した３つの流体作動式ピストン・シリンダを包含し
    、これらのピストン・シリンダが、１つの加圧流体源から加圧流体を受け取って
    それぞれの指を開閉動作において駆動することを特徴とする作動システム。
13. 【請求項１３】 請求項３に記載の作動システムにおいて、さらに、２つの
    回転可能な指を方向付け運動において駆動するように方向付け機構に連結した回
    転流体アクチュエータを包含することを特徴とする作動システム。
14. 【請求項１４】 請求項１２に記載の作動システムにおいて、差動機構が、
    ３つのチェック弁を包含し、各チェック弁が、ピストン・シリンダの１つと加圧
    流体源との間に接続してあり、指を開く動力がオフの場合にのみ活動状態になる
    ことを特徴とする作動システム。
15. 【請求項１５】 請求項１４に記載の作動システムにおいて、差動機構が、
    ピストン・シリンダに接続した弁を包含し、この弁が、２つの回転可能な指が互
    いに対面するような向きにあるときに、指のうちの第３の指を作動させ、ピスト
    ン・シリンダへの流体供給を止めて第３の指の閉鎖作動を停止させることを特徴
    とする作動システム。
16. 【請求項１６】 請求項１２に記載の作動システムにおいて、２つの回転可
    能な指の各回転軸線が、対応するピストン・シリンダの主軸線と整合しているこ
    とを特徴とする作動システム。
17. 【請求項１７】 請求項１に記載の作動システムにおいて、さらに、アクチ
    ュエータおよび切り替え機構を包含し、切り替え機構が、アクチュエータに連結
    してあり、動力入力を選択するために選択的に差動機構または方向付け手段と接
    続することを特徴とする作動システム。
18. 【請求項１８】 ２自由度動力入力を有するロボット・システムを複数のア
    クチュエータを有するロボット・ツールに選択的に連結するための動力切り替え
    機構であって、前記２自由度動力入力が、並進運動動力入力および動力軸回転入
    力とからなる動力切り替え機構において、一緒に回転できるように前記動力軸回
    転入力に取り付けた軸方向変位可能なコネクタと、前記動力軸回転入力に連結し
    てあり、中立位置と前記アクチュエータの各々についてのアクチュエータ係合位
    置との間で順次に軸線方向に移動できる割り出し機構とを包含し、２自由度動力
    入力の軸線方向並進運動の移動に応答して、軸線方向変位可能なコネクタが、前
    記アクチュエータのうちの任意の１つと係合することを特徴とする動力切り替え
    機構。
19. 【請求項１９】 請求項１９に記載の動力切り替え機構において、前記アク
    チュエータの数が、２であり、前記割り出し機構が、前記中立位置と第１アクチ
    ュエータ入力係合位置の間、前記中立位置と第２アクチュエータ入力係合位置と
    の間で軸線方向に移動可能であることを特徴とする動力切り替え機構。
20. 【請求項２０】 請求項１８または１９に記載の動力切り替え機構において
    、ロボット・ツールが、少なくとも３つの指を有する把持機構であり、そのうち
    ２つの指が、向きを変え得るように手掌に回転可能に取り付けてあることを特徴
    とする動力切り替え機構。
21. 【請求項２１】 請求項２０に記載の動力切り替え機構において、前記把持
    機構が、指作動機構に作動可能に連結した差動機構を有し、これらの指差動機構
    の各々が、前記指の１つを開閉させて把持動力入力を受け入れ、１つの動力入力
    を複数の動力出力へ変換し、指を開閉動作で作動させるようになっており、また
    、前記把持機構が、回転可能な指に作動可能に連結してあり、１つの方向付け入
    力を受け取り、この１つの入力を少なくとも２つの回転出力へ変換し、少なくと
    も２つの回転可能な指を指方向付けにおいて回転させる方向付け機構を包含し、
    前記把持動力入力および前記方向付け入力が、前記動力軸回転入力から導出され
    ることを特徴とする動力切り替え機構。
22. 【請求項２２】 請求項２１に記載の動力切り替え機構において、前記割り
    出し機構が、前記中立位置と把持動力入力係合位置との間、前記中立位置と方向
    付け入力係合位置との間で順次に軸線方向に移動可能であることを特徴とする動
    力切り替え機構。
23. 【請求項２３】 請求項２２に記載の動力切り替え機構において、前記指が
    、少なくとも３自由度を有し、前記作動機構が、前記指の各自由度を区別して駆
    動することを特徴とする動力切り替え機構。