JP2004106115A - ロボットハンドの指駆動機構及びロボットハンド - Google Patents

Abstract

【課題】構造が簡単であり、小型化・軽量化及び低価格化を図ることができるロボットハンド及びその指駆動機構を提供する。
【解決手段】人の指の折り曲げに似た動きをする指部７と、この指部７に折り曲げ運動をさせる第１駆動部１０と、前記指部７に揺動運動をさせる第２駆動部５０と、を備えている。第２駆動部５０は、通電時に発熱して線長が短くなる一対の形状記憶合金製の線状部材５５，５６で構成されている。一対の形状記憶合金製の線状部材５５，５６のいずれか一方に通電すると、通電された形状記憶合金製の線状部材５５，５６のいずれか一方の側が縮んで指部７に揺動運動をさせる。
【選択図】　　　　図９

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、人間の指の動きに似た動きをするロボットハンドの指駆動機構及びこのロボットハンドの指駆動機構を備えたロボットハンドに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、人間の代わりに各種動作を実行させるロボットハンドの指駆動機構が数多く開発されてきている。例えば、特開平１１−１５６７７８号公報に開示されたロボットハンドは、一本の指を折り曲げるために、３個の関節のそれぞれに対応するようにモータを配置し、且つ、一本の指をその根本部において折り曲げる方向と直交する方向に揺動させるために、別にモータを配置している。すなわち、この従来例は、ロボットハンドの一本の指を合計４個のモータで駆動することにより、ロボットハンドの一本の指を実際の人間の指のように動作させるようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来例は、ロボットハンドの一本の指を駆動するのに合計４個ものモータを使用するようになっているため、構造が大型化し、重量が重くなり、製造コストが嵩むという問題を有していた。したがって、このような従来のロボットハンドは、小型化・軽量化及び低コスト化の要請に応えることができなかった。
【０００４】
そこで、本発明は、ロボットハンドの小型化・軽量化及び低コスト化を図ることが可能な指駆動機構及びこの指駆動機構を備えたロボットハンド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】
請求項１の発明は、人の指の折り曲げに似た動きをする指部と、この指部に折り曲げ運動をさせる第１駆動部と、前記指部に揺動運動をさせる第２駆動部と、を備えたロボットハンドの指駆動機構に関するものである。このロボットハンドの指駆動機構において、前記第２駆動部が、通電時に発熱して線長が短くなる一対の形状記憶合金製の線状部材で構成されている。そして、この一対の形状記憶合金製の線状部材のいずれか一方に通電すると、通電された一方の線状部材が縮んで前記指部を一方向に回動させるようになっている。また、前記一対の形状記憶合金製の線状部材のいずれか他方に通電すると、通電された他方の線状部材が縮んで前記指部を他方向に回動させるようになっている。
【０００６】
請求項２の発明は、人の指の折り曲げに似た動きをする指部と、この指部に折り曲げ運動をさせる第１駆動部と、前記指部に揺動運動をさせる第２駆動部と、を備えたロボットハンドの指駆動機構に関するものであり、前記指部がリンク機構で構成されている。そして、前記第１駆動部が、モータと、このモータの回転を減速しながら前記指部のリンク機構に伝達する複数の歯車と、を備えたことを特徴としている。
【０００７】
請求項３の発明は、請求項２の発明における前記第２駆動部が、通電時に発熱して線長が短くなる一対の形状記憶合金製の線状部材で構成されている点に特徴を有するロボットハンドの指駆動機構に関するものである。そして、この一対の形状記憶合金製の線状部材のいずれか一方に通電すると、通電された一方の線状部材が縮んで前記指部を一方向に回動させるようになっている。また、前記一対の形状記憶合金製の線状部材のいずれか他方に通電すると、通電された他方の線状部材が縮んで前記指部を他方向に回動させるようになっている。
【０００８】
請求項４の発明は、請求項２の発明における前記第２駆動部が、通電時に発熱して線長が短くなって前記指部を一方向に回動させる形状記憶合金製の線状部材と、この線状部材の操作方向に対して弾性力を作用するバイアス・スプリングと、を備えたことを特徴としている。
【０００９】
請求項５の発明は、請求項２の発明における前記第２駆動部が、前記指部を揺動させることができるように前記指部に連繋されたワイヤと、このワイヤを巻き上げて前記指部を揺動させるモータと、を備えたことを特徴としている。
【００１０】
請求項６の発明は、請求項２の発明における前記第２駆動部が、前記指部を揺動させることができるように前記指部に連繋されたワイヤと、このワイヤを巻き上げて前記指部を一方向に回動させるモータと、前記ワイヤが巻き上げられる際に前記ワイヤを巻き戻す方向に弾性力を作用させるスプリングと、を備えたことを特徴としている。
【００１１】
請求項７の発明は、人間の５指のそれぞれに対応する指駆動機構が指支持用骨格部材に取り付けられてなるロボットハンドに関するものであり、前記指駆動機構が前記請求項１〜６のいずれかの発明に係るものであることを特徴としている。
【００１２】
請求項８の発明は、人間の５指のそれぞれに対応する指駆動機構が指支持用骨格部材に取り付けられてなるロボットハンドに関するものである。そして、前記５指のうちの親指用，人差し指用，薬指用及び小指用の各指駆動機構が前記請求項１〜６のいずれかの発明に係るものである。また、前記５指のうちの中指用の指駆動機構が、人の指の折り曲げに似た動きをする指部と、この指部に折り曲げ運動をさせる第１駆動部と、からなるものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき詳述する。
【００１４】
［第１の実施の形態］
（第１駆動部）
図１及び図２は、本実施の形態に係るロボットハンド１を構成する指駆動機構２を示すものであり、この指駆動機構２が５本の指のいずれか１指に対応するようになっている。このロボットハンド１の指駆動機構２は、モータ３の回転が遊星歯車装置４を介して射出成形樹脂フェースギヤ５に伝達され、この射出成形樹脂フェースギヤ５に形成された小径の平歯車（第２歯車）６から指部７の第３歯車であるセクタギヤ（扇形のギヤ）８に伝達されることにより、二点鎖線で示す指部７が動くようになっている。尚、モータ３からセクタギヤ８までの動力伝達を行う部分である第１駆動部１０と指部７とを区別して図示するため、指部７を二点鎖線で表してある。
【００１５】
モータ３は、ハウジング１１の端部の空間１２に嵌合された状態で固定されており、その出力軸１３の先端に遊星歯車装置４の太陽歯車１４が固定されている。太陽歯車１４の周囲には３個の遊星歯車１５が等間隔で配置されており、この３個の遊星歯車１５が太陽歯車１４に噛み合うと共にハウジング１１の内周面に形成された固定内歯車１６に噛み合っている（図４参照）。また、この３個の遊星歯車１５は、ハウジング１１に回動可能に支持された可動内歯車１７に噛み合っている（図５参照）。そして、可動内歯車１７のボス部１８に形成された平歯車（第１歯車）２０が射出成形樹脂フェースギヤ５と噛み合っている（図６参照）。また、各遊星歯車１５間のスペースには球状体のスペーサ２１が収容されており、各遊星歯車１５がスペーサ２１によって常時太陽歯車１４の周方向に均等に配置され、太陽歯車１４と遊星歯車１５の噛み合い部に作用する外力が太陽歯車１４の周方向に均等化するようになっている。そして、このような太陽歯車１４，遊星歯車１５，固定内歯車１６，可動内歯車１７及びスペーサ２１によって遊星歯車装置４が構成されている。尚、可動内歯車１７の歯数は、固定内歯車１６の歯数と異なるように形成されている。そして、可動内歯車１７と固定内歯車１６との歯数差が小さいほど遊星歯車装置４の減速比が大きくなる。
【００１６】
射出成形樹脂フェースギヤ５は、ハウジング１１に固定された軸２２に回動可能に支持されている。そして、この射出成形樹脂フェースギヤ５に一体的に形成された平歯車（第２歯車）６は、指部７の第１骨部材２３に固定された第３歯車としてのセクタギヤ（扇形ギヤ）８に噛み合っている。
【００１７】
指部７は、ハウジング１１に固定された第１関節としての軸２４を中心として揺動する第１骨部材２３と、この第１骨部材２３の先端側（前記第１関節とは反対側）の第２関節としての軸２５を中心として揺動する第２骨部材２６と、この第２骨部材２６の先端側（前記第２関節とは反対側）の第３関節としての軸２７を中心として揺動する第３骨部材２８と、を有している。ここで、第２骨部材２６は、第２関節となる軸２５及び第３関節となる軸２７が突接された基板３０と、この基材３０の軸２５，２７にかしめ穴３１，３２を嵌合させた後にかしめ固定される押さえ板３３とからなり、これら基板３０と押さえ板３３との間に第１骨部材２３と第３骨部材２８の端部を揺動可能に収容している。
【００１８】
また、ハウジング１１には、第１リンク３４の一端側が軸３５を介して揺動可能に取り付けられている。この第１リンク３４の揺動中心となる軸３５は、モータ３の軸芯３６の延長上に位置している（図１参照）。そして、この第１リンク３４の他端側は、第２骨部材２６の基板３０から突出する軸３７に揺動可能に係合し、第１骨部材２３と第２骨部材２６の基板３０との間の空間内に収容されている。また、第２リンク３８の一端側は、第１関節としての軸２４と第２関節としての軸２５とを結ぶ線４０の延長上の第１骨部材２３から突出する軸４１に揺動可能に係合している（図１参照）。そして、この第２リンク３８の他端側は、第３骨部材２８から突出する軸４２に揺動可能に係合している。ここで、第１リンク３４の他端側の軸３７と第２リンク３８の一端側の軸４１は、第２関節としての軸２５と同心の円上に位置している。また、第１リンク３４は、第１関節としての軸２４と第２関節としての軸２５を結ぶ線４０を斜めに横切るように取り付けられている。また、第２リンク３８は、第２関節としての軸２５と第３関節としての軸２７を結ぶ線４３を斜めに横切るように取り付けられている。
【００１９】
また、図３に示すように、指部７は、第１骨部材２３がモータ３の軸芯３６から角度θ１傾けて取り付けられた状態において、第２骨部材２６がモータ３の軸芯３６から角度θ２（θ１＜θ２）傾き、第３骨部材２８がモータ３の軸芯３６から角度θ３（θ２＜θ３）傾くように構成されている。そして、第１骨部材２３が第１関節としての軸２４を揺動中心として角度αだけ時計回り方向に回動すると、第１リンク３４の他端側の軸位置がＡ１点からＡ２点に移動し、第２骨部材２６が軸２５を揺動中心として角度βだけ時計回り方向に回動する。その結果、第２リンク３８の他端側の軸位置がＢ１点からＢ２点に移動し、第３骨部材２８が軸２７を揺動中心として角度δだけ時計回り方向に回動する。すなわち、指部７は、第１骨部材２３が時計回り方向に回動するにしたがって、第２骨部材２６が第２関節としての軸２５を揺動中心として大きく回動し、第３骨部材２８が第３関節としての軸２７を揺動中心として大きく回動し、指先が（Ｐ１）の位置から（Ｐ２）の位置まで移動して、手の握り動作を行う。
【００２０】
一方、指先が（Ｐ２）の位置から（Ｐ１）の位置まで移動すると、第１骨部材２３が（Ｐ２）に示す状態から反時計回り方向へ角度αだけ回動することになり、手を開く動作が行われる。尚、指部７の可動範囲は、少なくとも、第１骨部材２３が図１の点線で示す位置から時計回り方向にほぼ９０°回動した位置までの範囲である。
【００２１】
以上のように構成された指駆動機構２は、図７〜図９に示すように、対向するように一対配置された板状の指支持用骨格部材４６，４７の間に、人間の５指に対応するように取り付けられ、ロボットハンド１を構成するようになっている。
【００２２】
このロボットハンド１は、図７及び図８に示すように、人間の５指のうちの親指（Ｆ１），人差し指（Ｆ２），薬指（Ｆ４）及び小指（Ｆ５）用の指駆動機構２が、一対の指支持用骨格部材４６，４７に止めねじ４８，４９で揺動可能に支持されており、後に詳述する第２駆動部によって揺動されるようになっている。すなわち、人間の５指のうちの親指（Ｆ１），人差し指（Ｆ２），薬指（Ｆ４）及び小指（Ｆ５）用の指駆動機構２は、指部７の折り曲げ運動を行わせる第１駆動部１０と、指部７の折り曲げ運動が行われる第１座標平面に対して略直交する第２座標平面上における揺動運動を指部７に行わせる第２駆動部５０と、を備えている。一対の止めねじ４８，４９は、図８に示すように、上側の指支持用骨格部材４６に取り付けられた上側止めねじ４８と、下側の指支持用骨格部材４７に取り付けられた下側止めねじ４９とからなり、指駆動機構２のハウジング１１に形成された略円錐状の位置決め穴５１，５２にその先端の略円錐状部５３，５４が係合されるようになっている。尚、一対の指支持用骨格部材４６，４７は、間にスペーサ（図示せず）を介装し、両者４６，４７間の距離を適正に保つようにして、図示しないねじ又はボルト等で固定して一体化するようになっている。
【００２３】
また、このロボットハンド１の中指（Ｆ３）用の指駆動機構２は、図７に示すように、その軸芯３６に沿った方向の２箇所（ハウジング１１の略中央部とモータ３）が一対の指支持用骨格部材４６，４７に取り付けられた止めねじ４８ａ，４８ｂで締め付け固定され、一対の指支持用骨格部材４６，４７に対して揺動できないようになっている。これは、人間の手を開く動作と手を握る動作を模したものであり、これらの手の動作において、中指（Ｆ３）が揺動せず、中指（Ｆ３）が折り曲げる動作と伸ばす動作のみを行うようになっているという観察結果に従ったものである。すなわち、中指（Ｆ３）用の指駆動機構２は、指部７と第１駆動部１０からなり、以下に詳述する第２駆動部５０を備えていない。
【００２４】
（第２駆動部）
次に、図９及び図１０に基づき、指部７を揺動させるための第２駆動部５０を説明する。
【００２５】
これらの図に示すように、親指（Ｆ１）用，人差し指（Ｆ２）用，薬指（Ｆ４）用及び小指（Ｆ５）用の指駆動機構２は、そのハウジング１１の上下にそれぞれ一端が取り付けられた形状記憶合金製の線状部材５５，５６の変形により、支点部材である止めねじ４８，４９を中心として揺動するようになっている（図７及び図８参照）。したがって、本実施の形態において、第２駆動部５０は、通電されると変形する形状記憶合金製の線状部材５５，５６であり、例えば、電気・熱駆動方式のアクチュエータとして優れた性能を発揮する形状記憶合金繊維が使用される。この第２駆動部５０としての形状記憶合金製の線状部材５５，５６は、通電されると発熱して収縮するようになっており、通電されていない状態では比較的容易に伸張変形するようになっている。
【００２６】
このような形状記憶合金製の線状部材５５，５６のうちの上側の線状部材（上側線状部材と略称する）５５は、その一端が指駆動機構２のハウジング１１の上側に形成された切り欠き部５７に導線５８と共にねじ６０で締め付け固定される。そして、この上側線状部材５５は、その途中部分がハウジング１１の右側に位置するピン６１に巻き掛けられ、その他端部分がピン６２に引っかけられ、ハウジング１１の右側に張り出すようになっている。
【００２７】
また、形状記憶合金製の線状部材５５，５６のうちの下側の線状部材（下側線状部材）５６は、その一端が指駆動機構２のハウジング１１の下側に形成された切り欠き部（図示せず）に導線６３と共にねじ６４で締め付け固定される。そして、この下側線状部材５６は、その途中部分がハウジング１１の左側に位置するピン６５に巻き掛けられ、その他端部分がピン６２に引っかけられ、ハウジング１１の左側に張り出すようになっている。
【００２８】
図１１は、第２駆動部５０を模式的に表したものであり、上側線状部材５５の一端側が導線５８を介して電源６６に接続されている。また、上側線状部材５５の他端側がオン・オフスイッチ６７を介して電源６６に接続されている。一方、下側線状部材５６の一端側が導線６３を介して電源６６に接続されている。また下側線状部材５６の他端側がオン・オフスイッチ６７を介して電源６６に接続されている。
【００２９】
ここで、図１１（ａ）は、上側及び下側線状部材５５，５６のオン・オフスイッチ６７がオフの状態であり、上側及び下側線状部材５５，５６が通電されていない中立状態を表している。
【００３０】
また、図１１（ｂ）は、上側線状部材５５のオン・オフスイッチ６７がオンであり、下側線状部材５６のオン・オフスイッチ６７がオフの状態を示すものである。この図によれば、上側線状部材５５が通電され、上側線状部材５５が下側線状部材５６を引っ張り変形させた状態で収縮する（短くなる）。その結果、指部７及び第１駆動部１０（ハウジング１１）は、止めねじ４８，４９との接触部位を揺動中心として反時計回り方向に（＋θ）だけ揺動する。ここで、上側線状部材５５への通電を遮断し、上側線状部材５５の長さが元の長さに戻ると、指部及び第１駆動部１０（ハウジング１１）が図１２（ａ）の中立位置に復帰する。
【００３１】
また、図１１（ｃ）は、下側線状部材５６のオン・オフスイッチ６７がオンであり、上側線状部材５５のオン・オフスイッチ６７がオフの状態を示すものである。この図によれば、下側線状部材５６が通電され、下側線状部材５６が上側線状部材５５を引っ張り変形させた状態で収縮する（短くなる）。その結果、指部７及び第１駆動部１０（ハウジング１１）は、止めねじ４８，４９との接触部位を揺動中心として時計回り方向に（−θ）だけ揺動する。ここで、下側線状部材５６への通電を遮断し、下側線状部材５６の長さが元の長さに戻ると、指部７及び第１駆動部１０（ハウジング１１）が図１２（ａ）の中立位置に復帰する。
【００３２】
尚、図７及び図９は、ロボットハンド１を開いた状態を示しており、各指部７の間隔が最も開いた状態を示すものである。そして、これら図７及び図９において、親指（Ｆ１）及び人差し指（Ｆ２）用の指駆動機構２が図１１（ｃ）の状態に対応し、薬指（Ｆ４）及び小指（Ｆ５）用の指駆動機構２が図１１（ｂ）の状態に対応している。ここで、ロボットハンド１を握った状態は、親指（Ｆ１）及び人差し指（Ｆ２）用の指駆動機構２が図１１（ｃ）から図１１（ｂ）に示す状態に切り替わり、また、薬指（Ｆ４）及び小指（Ｆ５）用の指駆動機構２が図１１（ｂ）の状態から図１１（ｃ）の状態に切り替わることにより、各指部７が図７及び図９の矢印Ｈの方向に揺動し、且つ親指（Ｆ１）から小指（Ｆ５）用までの各指駆動機構２の第１駆動部１０によって指部７が折り曲げられることにより生じるようになっている。
【００３３】
また、図９に示すように、親指（Ｆ１）用の指駆動機構２に取り付けられる上側及び下側線状部材５５，５６は、他の指（例えば、人差し指（Ｆ２））用の上側及び下側線状部材５５，５６よりも平面的な長さが短くなるので、例えば、図１２に示すように、ピン６２，６８に巻き付けるようにして、全体の長さを調整し、揺動角度を調整するようにしてもよい。
【００３４】
以上のように、本実施の形態のロボットハンド１の指駆動機構２は、指部７の折り曲げ運動を第１駆動部１０の１個のモータ３で行なわせることができ、指部７の揺動運動を形状記憶合金製の線状部材５５，５６で行わせることができるので、構造が簡素化し、小型化・軽量化及び低コスト化を図ることができる。
【００３５】
また、本実施の形態のロボットハンド１は、上述のような指駆動機構２を備えているため、全体構造が簡素化し、小型化・軽量化及び低コスト化を図ることができる。
【００３６】
また、本実施の形態において、一対の形状記憶合金製の線状部材５５，５６のうちの一方（５５）の端部がハウジング１１の上部に固定され、一対の形状記憶合金製の線状部材５５，５６のうちの他方（５６）の端部がハウジング１１の下部に固定されるようになっているため（図９及び図１０参照）、隣り合う指駆動機構２の線状部材５５，５６同士が干渉しにくく、隣り合う指駆動機構２同士を接近させて配置することができ、ロボットハンド１の小型化が容易になる。
【００３７】
尚、ピン６１，６２は、上側の指支持用骨格部材４６と下側の指支持用骨格部材４７のいずれに形成してもよい。
【００３８】
［第２の実施の形態］
上述の第１の実施の形態のロボットハンド１は、中指（Ｆ３）用の指駆動機構２が第２駆動部５０を備えていないが、中指（Ｆ３）用の指駆動機構２も他の指用の指駆動機構２と同様に第２駆動部５０を備えたものを使用するようにしてもよい。すなわち、本実施の形態のロボットハンド１は、５指の全てに折り曲げ可能で且つ揺動可能な指駆動機構２を使用するようにしてもよい。
【００３９】
［第３の実施の形態］
上述の第１の実施の形態において、第２駆動部５０は、形状記憶合金製の線状部材５５，５６で構成されているが、これに限られず、図１３に示すように、指駆動機構２のハウジング１１に取り付けられたワイヤ７０をモータ７１で巻き上げることにより、ハウジング１１を支点としての止めねじ４８の周りに揺動させるようにしてもよい。
【００４０】
［第４の実施の形態］
図１４は、本発明の第４の実施の形態を示すものである。すなわち、この第４の実施の形態に係る指駆動機構２の第２駆動部５０は、ハウジング１１から左右にそれぞれ突出するアーム７２に形状記憶合金製の線状部材５５，５６の一端を固定するようになっている。尚、本実施の形態は、図１１に示す第１の実施の形態の指駆動機構２と同一の構成部分には同一符号を付し、第１の実施の形態と重複することになる説明を省略する。
【００４１】
このような構成の指駆動機構２は、第１の実施の形態と同様の作用・効果を奏することができる。また、本実施の形態の指駆動機構２は、形状記憶合金製の線状部材５５，５６を直線状に配置してあるため、図１１の線状部材５５，５６とピン６１，６５との摩擦接触に起因する抵抗力の発生がなく、線状部材５５，５６が円滑に変形にして、止めねじ４８，４９との接触部位（揺動支点）を中心として円滑に揺動する。
【００４２】
［第５の実施の形態］
図１５は、本発明の第５の実施の形態を示すものであり、第１の実施の形態に係る指駆動機構２の第２駆動部５０の変形例を示すものである。すなわち、本実施の形態の指駆動機構２は、第１の実施の形態における一対の形状記憶合金製の線状部材５５，５６の一方をバイアスス・プリング７３に代えたものであり、形状記憶合金製の線状部材５５に通電すると、その線状部材５５が発熱し、その線状部材５５がバイアス・スプリング７３のばね力に抗して収縮し（線長を短くし）、ハウジング１１及び指部７を角度αだけ回動させる。一方、この指駆動機構２は、形状記憶合金製の線状部材５５への通電を遮断すると、その線状部材５５が冷却され、その線状部材５５がバイアス・スプリング７３のばね力を受けながら元の位置に復帰する。
【００４３】
このような構成の本実施の形態は、指駆動機構２の揺動方向が中立位置から一方向（図１５の反時計回り方向）のみである点を除き、第１の実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。尚、本実施の形態は、図１１に示す第１の実施の形態の指駆動機構２と同一の構成部分には同一符号を付し、第１の実施の形態と重複することになる説明を省略する。
【００４４】
［第６の実施の形態］
図１６は、本発明の第６の実施の形態に係る指駆動機構２の第２駆動部５０を示すものである。この図に示す本実施の形態は、上述の第５の実施の形態の変形例を示すものであり、図１５に示す形状記憶合金製の線状部材５５をワイヤ７４とし、そのハウジング１１の右側に張り出したワイヤ７４をモータ７５で巻き上げることにより、ハウジング１１及び指部７をバイアス・スプリング７３のばね力に抗して角度αだけ回動させるようになっている。尚、モータ７５への通電を遮断すると、ハウジング１１及び指部７は、バイアス・スプリング７３のばね力で元の中立位置に戻る。
【００４５】
このような構成の本実施の形態は、上述の第５の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００４６】
［第７の実施の形態］
図１７は、第１の実施の形態に係るロボットハンド１の節電を図るための態様を例示するものである。すなわち、本実施の形態は、一対の形状記憶合金製の線状部材５５，５６の一方が通電されることにより、その一方の線状部材が収縮して、ハウジング１１が所定角度だけ回動すると、一方の線状部材への通電を遮断してもハウジング１１を所定角度だけ回動した位置に保持する姿勢保持手段７６を備えている。この姿勢保持手段７６は、一対の指支持用骨格部材４６，４７のいずれか一方に形成された穴７７内に収容されており、ハウジング１１に形成された略半球状の凹み７８に係合する球状のストッパ８０と、このストッパ８０を常時ハウジング１１側に押圧するばね８１とからなっている。尚、球状のストッパ８０を収容する穴７７の開口端は、ストッパ８０が穴７７から抜け出ないように僅かにかしめられている。
【００４７】
ここで、一対の形状記憶合金製の線状部材５５，５６の一方への通電を遮断した状態において（図１１参照）、他方の形状記憶合金製の線状部材に通電し、その他方の線状部材を収縮させることにより、その他方の線状部材が発生する大きな操作力でストッパ８０を穴７７内に押し込み、ハウジング１１の姿勢保持状態を解除する。これにより、ロボットハンド１の通電時間が少なくなり、節電が可能になる。
【００４８】
［その他の実施の形態］
尚、上述の第１の実施の形態において、ロボットハンド１の指駆動機構２は、モータ３として直流モータを使用し、指駆動機構２の小型化と低廉化を図るように構成しているが、ステッピングモータを使用して、ロボットハンド１をより高精度に駆動するようにしてもよい。
【００４９】
また、上述の第１の実施の形態において、ロボットハンド１の指駆動機構２の指部７が３個の関節からなる態様を例示したが、これに限られず、本発明は、関節が１個から２個又は４個以上の指部を備えたロボットハンド１の指駆動機構２に適用することができる。
【００５０】
また、上述の第１の実施の形態において、ロボットハンド１は、指駆動機構２を人間の５指に対応させて設置するようになっているが、これに限られず、例えば、人間の親指（Ｆ１），人差し指（Ｆ２）及び中指（Ｆ３）の３指に対応させて指駆動機構２を設置するようにしてもよく、また、その作業内容に応じて２指や６指等に対応させて指駆動機構２を設置してもよい。
【００５１】
また、上述の第１の実施の形態において、指駆動機構２を指支持用骨格部材４６，４７に対して位置決めし且つ揺動可能に支持する手段は、一対の止めねじ４８，４９を例示したが、これに限られず、例えば、止めねじ４８，４９の一方を指支持用骨格部材４６，４７に直接形成した突起等にしてもよい。
【００５２】
【発明の効果】
以上のように本発明に係るロボットハンドの指駆動機構は、指部を揺動させる第２駆動部が、通電時に発熱して線長が短くなる一対の形状記憶合金製の線状部材で構成されているため、モータで指部を揺動させる態様に比較して、全体構造を簡素化することができ、小型化・軽量化及び低コスト化を図ることができる。
【００５３】
また、本発明に係るロボットハンドの指駆動機構は、指部を折り曲げさせる第１駆動部が、指部のリンク機構を１個のモータで作動させることができるように構成されているため、指部の複数の関節を複数のモータで動かす態様に比較して、全体構造を簡素化することができ、小型化・軽量化及び低コスト化を図ることができる。
【００５４】
また、本発明のロボットハンドは、上述のような指駆動機構を備えているため、指駆動機構を複数のモータで駆動する態様に比較して、全体構造を簡素化することができ、小型化・軽量化及び低コスト化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るロボットハンドの指駆動機構を示す図であって、一部を断面して示す平面図である。
【図２】図１のＥ−Ｅ線に沿って切断して示すロボットハンドの指駆動機構の縦断面図である。
【図３】本発明に係るロボットハンドの指駆動機構の作動状態を示す図である。
【図４】図１のＢ−Ｂ線に沿って切断して示すロボットハンドの指駆動機構の断面図である。
【図５】図１のＣ−Ｃ線に沿って切断して示すロボットハンドの指駆動機構の断面図である。
【図６】図１のＤ−Ｄ線に沿って切断して示すロボットハンドの指駆動機構の断面図である。
【図７】左手側のロボットハンドの平面図である。
【図８】図７のＦ−Ｆ線に沿って切断して示す断面図である。
【図９】本発明の第１の実施の形態に係る指駆動機構を人間の５指に対応させて配置した図である。
【図１０】形状記憶合金製の線状部材の取付部分を示す斜視図である。
【図１１】第２駆動部を模式的に表した図である。
【図１２】第２駆動部を部分的に拡大して示す斜視図である。
【図１３】本発明の第３の実施の形態を示す第２駆動部の模式図である。
【図１４】本発明の第４の実施の形態を示す第２駆動部の模式図である。
【図１５】本発明の第５の実施の形態を示す第２駆動部の模式図である。
【図１６】本発明の第６の実施の形態を示す第２駆動部の模式図である。
【図１７】本発明の第７の実施の形態に係る姿勢保持手段を示す断面図である。
【符号の説明】
１……ロボットハンド、２……指駆動機構、３……モータ、４……遊星歯車装置（減速機構部）、５……フェースギヤ、６……平歯車（第２歯車）、７……指部、８……セクタギヤ（第３歯車）、１０……第１駆動部、１３……出力軸、２０……平歯車（第１歯車）、５０……第２駆動部、５５，５６……線状部材

Claims (8)

1. 人の指の折り曲げに似た動きをする指部と、この指部に折り曲げ運動をさせる第１駆動部と、前記指部に揺動運動をさせる第２駆動部と、を備えたロボットハンドの指駆動機構において、
   前記第２駆動部が、通電時に発熱して線長が短くなる一対の形状記憶合金製の線状部材で構成されており、
   この一対の形状記憶合金製の線状部材のいずれか一方に通電すると、通電された一方の線状部材が縮んで前記指部を一方向に回動させ、
   前記一対の形状記憶合金製の線状部材のいずれか他方に通電すると、通電された他方の線状部材が縮んで前記指部を他方向に回動させることを特徴とするロボットハンドの指駆動機構。
2. 人の指の折り曲げに似た動きをする指部と、この指部に折り曲げ運動をさせる第１駆動部と、前記指部に揺動運動をさせる第２駆動部と、を備えたロボットハンドの指駆動機構において、
   前記指部がリンク機構で構成され、
   前記第１駆動部が、モータと、このモータの回転を減速しながら前記指部のリンク機構に伝達する複数の歯車と、を備えたことを特徴とするロボットハンドの指駆動機構。
3. 前記第２駆動部が、通電時に発熱して線長が短くなる一対の形状記憶合金製の線状部材で構成されており、
   この一対の形状記憶合金製の線状部材のいずれか一方に通電すると、通電された一方の線状部材が縮んで前記指部を一方向に回動させ、
   前記一対の形状記憶合金製の線状部材のいずれか他方に通電すると、通電された他方の線状部材が縮んで前記指部を他方向に回動させることを特徴とする請求項２記載のロボットハンドの指駆動機構。
4. 前記第２駆動部が、通電時に発熱して線長が短くなって前記指部を一方向に回動させる形状記憶合金製の線状部材と、この線状部材の操作方向に対して弾性力を作用するバイアス・スプリングと、を備えたことを特徴とする請求項２記載のロボットハンドの指駆動機構。
5. 前記第２駆動部が、前記指部を揺動させることができるように前記指部に連繋されたワイヤと、このワイヤを巻き上げて前記指部を揺動させるモータと、を備えたことを特徴とする請求項２記載のロボットハンドの指駆動機構。
6. 前記第２駆動部が、前記指部を揺動させることができるように前記指部に連繋されたワイヤと、このワイヤを巻き上げて前記指部を一方向に回動させるモータと、前記ワイヤが巻き上げられる際に前記ワイヤを巻き戻す方向に弾性力を作用させるスプリングと、を備えたことを特徴とする請求項２記載のロボットハンドの指駆動機構。
7. 人間の５指のそれぞれに対応する指駆動機構が指支持用骨格部材に取り付けられてなるロボットハンドにおいて、前記指駆動機構が前記請求項１〜６のいずれか１項に記載の指駆動機構であることを特徴とするロボットハンド。
8. 人間の５指のそれぞれに対応する指駆動機構が指支持用骨格部材に取り付けられてなるロボットハンドにおいて、
   前記５指のうちの親指用，人差し指用，薬指用及び小指用の各指駆動機構が前記請求項１〜６のいずれか１項に記載の指駆動機構であり、
   前記５指のうちの中指用の指駆動機構が、人の指の折り曲げに似た動きをする指部と、この指部に折り曲げ運動をさせる第１駆動部と、からなることを特徴とするロボットハンド。

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