JP2005088147A - Hand device - Google Patents

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JP2005088147A
JP2005088147A JP2003326748A JP2003326748A JP2005088147A JP 2005088147 A JP2005088147 A JP 2005088147A JP 2003326748 A JP2003326748 A JP 2003326748A JP 2003326748 A JP2003326748 A JP 2003326748A JP 2005088147 A JP2005088147 A JP 2005088147A
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Hironobu Inoue
Takakatsu Isozumi
Tokuyuki Kanehira
隆勝 五十棲
博允 井上
徳之 金平
Original Assignee
Hironobu Inoue
Kawada Kogyo Kk
博允 井上
川田工業株式会社
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a hand device, which can stably grip an article in a complicated shape, in spite of having a simple constitution capable of sufficiently coping with a high load.
SOLUTION: The hand device is provided with a hand base part 10 having a palm face 12, a first finger part 100, which is supported to the hand base part 10 so as to be capable of oscillating via a first oscillation shaft 101, a second finger part 200, which is supported by the hand base part 10 around a shaft orthogonal to the first oscillation shaft 101 via a second oscillation shaft 201 so as to be capable of oscillating, and a third finger part 300 which is supported by the second finger part 200 via a third oscillation shaft 301 parallel to the second oscillation shaft 201 so as to be capable of oscillating. The finger parts 100, 200, and 300 are individually and respectively driven by motors 111, 211, and 311.
COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、ロボット等に装備されるハンド装置に係り、特に、小型ながら高負荷の荷重に対応可能で、かつ、多用なパターンの把持あるいは握持動作を高精度で実現可能なハンド装置に関する。 The present invention relates to a hand apparatus installed on a robot or the like, in particular, it can correspond to a load of small but high load, and relates to a hand device capable of realizing a gripping or grasping operation of the diverse patterns with high precision.

産業用ロボットには各種作業を行わせるためのハンド装置が具備されており、そのハンド装置としては、グリッパ型が広く普及している。 The industrial robot has a hand unit for performing various operations is provided, as is the hand apparatus, the gripper type are widely used. グリッパ型のハンド装置は、例えば、一対の平板を1軸あるいは平行な2軸に揺動自在に支持して開閉動作させる構成が挙げられ、一般には、高い強度を有し、高負荷に対応可能であり、単純な構成と相まって信頼性の面では高い評価を得ている。 Gripper-type hand device, for example, configured to be opened and closed are exemplified by pivotally supporting the pair of plate in one axial or two parallel axes, generally has a high strength, it can support high loads , and the are highly regarded in the combined terms of reliability and simple construction. しかしながらグリッパ型では、構成が単純であるが故に、多様な作業への適用性に劣るという欠点があった。 In however gripper type and configuration is simple because, there is a disadvantage of poor applicability to a variety of tasks. これは、単純作業(溶接、塗装、穴あけ、部品装着、物品移送等)に用いる場合においても、その作業や対象物品に応じた設計や、アタッチメントの付加あるいは交換等が必要となるからである。 This is a simple work (welding, painting, drilling, component mounting, article transfer, etc.) even when used in the design and in accordance with the work and target object, because addition or replacement of the attachment is required.

そこで、把持する物体に制限が生じにくく多様な物体を把持することができるハンド装置として、いわゆるパワーグラスプハンドと呼ばれるものが提案されている(例えば特許文献1,2,3)。 Therefore, as a hand device capable of limiting the object to be gripped is gripped hardly diverse objects occurs, a so-called power grasps the hand has been proposed (e.g., Patent Documents 1, 2 and 3). このハンド装置は、複数の多関節指を有し、これら指の指先で物体を掴んだり、指とともに掌に相当する部分を利用して物体を把持したりすることができるようになっており、物体の形状や姿勢にさほど影響を受けずに機能を発揮するとされている。 The hand apparatus has a plurality of articulated fingers, grab an object with the fingertip of the finger, and so that it can or grip the object by using a portion corresponding to the palm with the fingers, It is to exert the function without so much affected by the object of the shape and attitude. また、より複雑な動作、すなわち人間の手に近い動作を行わせることを目的とした多指型ハンド装置も開発されており、このようなハンド装置は、人間を模したヒューマノイドロボット等に適用され、隣り合う指どうしの開閉動作(アブダクション)をも可能とした機構が提案されている(例えば特許文献4,5,6)。 Also, more complex operations, that is, also multi-fingered hand device for the purpose of causing the operation closer to the human hand is developed, such a hand apparatus is applied to human humanoid robots like imitating mechanism which enables also the opening and closing operation of each other adjacent finger (abduction) has been proposed (e.g., Patent documents 4, 5 and 6).

特公平6−104310号公報 Kokoku Patent Publication No. 6-104310 特開平11−245187号公報 JP 11-245187 discloses 特許第2849056号公報 Patent No. 2849056 Publication 特開平8−126984号公報 JP-8-126984 discloses 特開2001−287182号公報 JP 2001-287182 JP 特開2003−117873号公報 JP 2003-117873 JP

パワーグラスプハンドによれば、単純な構成のグリッパ型と比較すると複雑な動作が可能であり、多指型ハンド装置に至っては、人間の手と同様の動作が高精度で可能とされている。 According to the power grasps hand, when compared with the gripper-type simple structure is capable of complex operations, is led to a multi-fingered hand device, the same operation as the human hand is possible with high accuracy. しかしながら、それを実現する上では、指や関節等の可動部や、これら可動部を駆動させるためのリンク、ワイヤ、アクチュエータ等の操作子およびモータ等の駆動源からなる駆動系、そして、駆動を制御する制御系の点数増加ならびに複雑化を招来し、このため小型化も困難である。 However, in terms of the implementing it, and the movable portion, such as a finger and joints, links for driving these movable parts, wire, operators such as the actuator and drive system comprising a drive source such as a motor and drives the to lead to increase in the number and complexity of the control system for controlling, Thus miniaturization is difficult. また、精緻な構成は高負荷への耐性の低下を促し、この点ではグリッパ型が有利と言える。 Also, precise configuration promotes a reduction in the resistance to high load, in this respect it can be said that advantageous gripper type.

よって本発明は、グリッパ型のように高負荷の荷重に十分対応できる単純かつ小型化が可能な構成ながら、複雑な形状の物品を安定して把持することができるハンド装置を提供することを目的としている。 Thus, the present invention aims to provide a hand device capable of sufficiently corresponding possible simple and miniaturized to the load of the high load as gripper type while possible configuration, grasping stable articles of complex shape It is set to.

本発明は、掌面を有するハンド基部と、このハンド基部に、揺動可能に支持される第1指部と、ハンド基部に、第1指部の揺動軸と略直交する軸回りに揺動可能に支持される第2指部と、この第2指部に、該第2指部の揺動軸と略平行な軸回りに揺動可能に支持される第3指部と、第1指部、第2指部および第3指部をそれぞれ独自に揺動させる第1指部駆動手段、第2指部駆動手段および第3指部駆動手段とを備えることを特徴としている。 The present invention includes a hand base having a palm side, this hand base, a first finger portion which is swingably supported, the hand base, about an axis swing substantially perpendicular to the swing axis of the first finger portion a second finger which is rotatably supported in the second finger, the third finger portion swingably supported substantially about an axis parallel with the pivot shaft of the second finger, first finger, first finger drive means for independently oscillating second finger and third finger respectively, it is characterized in that it comprises a second finger drive means and the third finger drive means.

本発明では、第1〜第3指部を適宜に揺動させて開閉動作を行わせることにより、各指部の間や各指部とハンド基部の掌面との間に、物品を把持あるいは握持したり、引っ掛けたり、受けたりすることができる。 In the present invention, by causing the opening and closing operation by swinging the first to third finger appropriately, between the palm face of each finger and the hand base portion and between the fingers, gripping the article or grasping or, or hook, it can be received or. 以下は、それら動作パターンの例である。 The following are examples of such behavior patterns.
a. a. 第1指部を閉動作させて、第1指部と、第2指部および/または第3指部との間に物品を挟む。 A first finger unit by closing operation, to sandwich a first finger portion, the article between the second finger and / or the third finger. この動作では、第2指部や第3指部を適宜に開閉させる場合がある。 In this operation, there is a case of properly open and close the second finger or the third finger.
b. b. 第3指部を閉動作させて、第2指部と第3指部との間に物品を挟む。 The third finger portion by closing operation, to sandwich the article between the second finger and the third finger.
c. c. 第2指部または第3指部を閉動作させて、第2指部および/または第3指部と、ハンド基部の掌面との間に物品を挟む。 The second finger or the third finger by closing operation, sandwiching a second finger portion and / or the third finger, the article between the palm surface of the hand base. この動作では第3指部も閉動作させる場合がある。 In this operation there is a case to be the closing operation third finger.
d. d. 上記b,cにおいて、第1指部を閉動作させて、物品を第1指部によっても挟む。 The b, in c, and first finger portion by closing operation, sandwiched by the first finger of the article.
e. e. 第2指部および/または第3指部を閉動作させて、これら第2,第3指部と、第1指部との間に物品を挟む。 The second finger portion and / or the third finger by closing operation, these second sandwich a third finger, the article between the first finger.
f. f. 第2指部と第3指部を適宜に開いて内面を上に向け、これらの上に物品を受ける。 Facing up inner surface suitably opened and the second finger portion of the third finger, it receives the articles on these. この動作では、第1指部が物品を受ける動作を補佐する場合がある。 In this operation, first finger portion in some cases to assist the operation for receiving the article.
以上は本発明のハンド装置で作業を行う場合の例であり、各指部の開閉動作や開閉角度は、物品の形状や大きさ、あるいは姿勢に応じたものとなる。 Above is an example of when working with a hand device of the present invention, the opening and closing operation or the opening angle of each finger is a one corresponding to the shape and size, or orientation of the article.
本発明では、3つの指部および関節に相当する揺動軸を基本構造とする単純な構成でありながらも、上記のような多様な動作パターンを実現可能としている。 In the present invention, while a simple construction of the basic structure of the pivot shaft corresponding to the three fingers and joints, and can be realized a variety of motion patterns, such as described above.

本発明は、以下の態様を包含する。 The present invention includes the following aspects.
(A)第1指部の細部 1. (A) Detail of the first finger portion. 第1指部は、ハンド基部の掌面側である内面と、この内面とは反対側の外面と、これら内面および外面に対する両側の側面とを、それぞれ作業面として備える。 The first finger portion includes an inner surface which is palm side of the hand base portion, and opposite outer surface this inner surface, and both sides of the side surface to these inner and outer surfaces, as each work surface.
2. 2. 第1指部の先端部が、ハンド基部の掌面側へ屈曲している。 The distal end of the first finger portion is bent to the palm side of the hand base.
3. 3. 第1指部駆動手段は、第1指部駆動源と、この第1指部駆動源の動力を第1指部に伝達する第1指部駆動伝達手段とを備え、この第1指部駆動伝達手段は、第1指部から第1指部駆動源への逆入力は遮断する。 The first finger drive means comprises a first finger drive source, and a first finger drive transmitting means for transmitting the power of the first finger drive source to the first finger, the first finger drive transmission means, the reverse input from the first finger to the first finger unit driving source is cut off.

(B)第2指部の細部 1. (B) Detail 1 of the second finger. 第2指部は、ハンド基部の掌面側である内面と、第1指部側および第1指部側とは反対側の両側の側面とを、それぞれ作業面として備える。 The second finger portion includes an inner surface which is palm side of the hand base portion, the first finger portion and the thumb portion and both sides of the opposite side, as each work surface.
2. 2. 第2指部駆動手段は、第2指部駆動源と、この第2指部駆動源の動力を第2指部に伝達する第2指部駆動伝達手段とを備え、この第2指部駆動伝達手段は、第2指部から第2指部駆動源への逆入力は遮断する。 Second finger drive means includes a second finger drive source, and a second finger drive transmitting means for transmitting the power of the second finger drive source to the second finger, the second finger drive transmission means, the reverse input from the second finger to the second finger drive source is cut off.
3. 3. 第2指部駆動伝達手段は、第2指部がハンド基部から離間する位置にあるほど、第2指部の揺動速度を速める第2指部リンク機構を備えている。 Second finger drive transmission means, the more the position where the second finger moves away from the hand base portion, and a second finger link mechanism to increase the swing speed of the second finger.
4. 4. 第2指部リンク機構により、第2指部がハンド基部に近接する位置にあるほど、第2指部の揺動トルクが大きくなる。 The second finger portion link mechanism, the more the position where the second finger is close to the hand base, rocking torque of the second finger portion is increased.
5. 5. 第2指部リンク機構は、第2指部にかかる衝撃、振動等の外力を緩和する緩衝手段を備えている。 The second finger unit linkage, shock applied to the second finger, and a buffer means for relieving the external force such as vibration.

(C)第3指部の細部 1. (C) detail 1 of the third finger. 第3指部の先端部が、ハンド基部の掌面側へ屈曲している。 Tip of the third finger portion is bent to the palm side of the hand base.
2. 2. 第3指部は、ハンド基部の掌面側である内面と、この内面とは反対側の外面と、これら内面および外面に対する両側の側面とを、それぞれ作業面として備える。 The third finger is provided with an inner surface which is palm side of the hand base portion, and opposite outer surface this inner surface, and both sides of the side surface to these inner and outer surfaces, as each work surface.
3. 3. 第3指部駆動手段は、第3指部駆動源と、この第3指部駆動源の動力を第3指部に伝達する第3指部駆動伝達手段とを備え、この第3指部駆動伝達手段は、第3指部から第3指部駆動源への逆入力は遮断する。 The third finger drive means includes a third finger drive source, and a third finger portion drive transmitting means for transmitting the power of the third finger drive source to the third finger, the third finger drive transmission means, the reverse input from the third finger to the third finger driving source is cut off.
4. 4. 第3指部駆動伝達手段は、第3指部が、その揺動範囲の略中間部から第2指部に対して離間する位置にあるほど、第3指部の揺動速度を速める第3指部リンク機構を備えている。 The third finger drive transmission means, the third finger portion is higher at a position away from the substantially middle portion of the swing range with respect to the second finger, third to increase the rocking speed of the third finger It has a finger portion link mechanism.
5. 5. 第3指部リンク機構により、第3指部が、その揺動範囲の略中間部から第2指部に対して近接する位置にあるほど、第3指部の揺動トルクが大きくなる。 The third finger link mechanism, third finger portions, the more a position adjacent the substantially middle portion of the swing range with respect to the second finger, the rocking torque of the third finger portion is increased.
6. 6. 第3指部リンク機構は、第3指部にかかる衝撃、振動等の外力を緩和する緩衝手段を備えている。 The third finger linkage, impact on the third finger, and a buffer means for relieving the external force such as vibration.
7. 7. 第3指部駆動伝達手段は、直進運動によって第3指部リンク機構を作動させる作動子と、この作動子の先端部と第3指部リンク機構とを連結する連結部と、第3指部から第3指部リンク機構を経て連結部に伝わるモーメントを、連結部から受け、かつ作動子への伝達を遮断するモーメント受け面とを備える。 The third finger drive transmission means includes a operating element for actuating the third finger link mechanism by linear motion, and a connecting portion connecting the distal end portion of the operating element and the third finger link mechanism, third finger the moment transmitted to the connecting portion via the third finger link mechanism from receiving the connecting portion, and and a moment receiving surface that blocks the transmission of the actuation child.

本発明によれば、指部および関節に相当する揺動軸がそれぞれ3つと少数であるから、構成が単純であり、したがって、剛性を高くすることができ、その結果、高負荷の荷重に十分対応することができるとともに、小型化が可能である。 According to the present invention, since the pivot shaft corresponding to the fingers and the joints are small three and each configuration is simple, therefore it is possible to increase the rigidity, so that sufficient load of high load it is possible to cope with, it is possible to miniaturize. また、上記a〜fに例示したように多様な動作パターンが可能なので、複雑な形状の物品を安定して把持することができる。 Also, since that can be a variety of motion patterns as exemplified above a to f, it can be stably grip the articles of complex shape. すなわち、グリッパ型のハンド装置とパワーグラスプハンドあるいは多指型のハンド装置のそれぞれの長所を兼ね備えており、産業用ロボットやヒューマノイドロボットのハンド装置として有望である。 That has both their advantages gripper type hand device and power grasps the hand or multi-fingered hand device, is promising as a hand device of an industrial robot or humanoid robot.

以下、本発明を実施するための最良の形態を説明する。 Hereinafter will be described the best mode for carrying out the present invention.
図1および図2は、左右対称で同一の構成を有する左手側および右手側のハンド装置1L,1Rをそれぞれ示している。 1 and 2 show the left-hand side having the same configuration symmetrical and the right-hand side of the hand device 1L, 1R, respectively. 以下、左手側のハンド装置1Lにより本実施形態の構成を説明する。 Hereinafter, the configuration of the present embodiment by the left hand side of the hand device 1L. 図3は、ハンド装置1Lの平面図、図4は側面図、図5は一部断面裏面図である。 Figure 3 is a plan view of a hand device 1L, 4 is a side view, FIG 5 is a partially sectional back view. ハンド装置1Lは、ハンド基部10、第1指部100、第2指部200および第3指部300を主体として構成されており、以下、これらを順に説明する。 Hand device 1L is hand base portion 10, a first finger portion 100 is configured of the second finger 200 and the third finger 300 mainly below, explain these in order. なお、説明中、上下左右、前後といった方向は、図1〜図5に示す基本状態、すなわち甲(表面)側を上に向け、指部を前方に伸ばした状態に基づくものとする。 Incidentally, in the description, vertical and horizontal, directions such as front and rear, the basic state shown in FIGS. 1 to 5, i.e. towards the top shell (surface) side, be based on a state of extending the fingers forward.

(A)ハンド基部 ハンド装置1Lは、略直方体状のハンド基部10を備えており、ハンド基部10に設けられた円筒状のアタッチメント11を介して、産業用ロボットやヒューマノイドロボット等のロボットのアームの先端に、アタッチメント11の軸回りに回転可能に取り付けられる。 (A) Hand base hand device 1L has a substantially rectangular parallelepiped hand base portion 10 through the cylindrical attachment 11 provided on the hand base portion 10, a robot such as an industrial robot or humanoid robot arm the tip rotatably mounted about the axis of the attachment 11. ハンド基部10は前面に掌面12を有しており、また、一側面(身体的に内側の面)の下部にはハウジング13が設けられている。 Hand base portion 10 has a Tenohiramen 12 to the front, also housing 13 is provided in a lower portion of one side surface (physically inside surface).

(B)第1指部 上記ハンド基部10のハウジング13には、上下方向に延びる第1揺動軸101を介して、親指に相当する第1指部100が、所定の揺動角度範囲内で揺動可能に支持されている。 (B) The housing 13 of the first finger the hand base portion 10 through a first pivot shaft 101 extending in the vertical direction, the first finger portion 100 corresponding to the thumb, within a predetermined swing angle range It is pivotably supported. 第1指部100の先端部は、ハンド基部10の掌面12側に適宜な角度で屈曲しており、この屈曲部102は、先端に向かうにしたがって幅が狭くなっている。 The distal end of the first finger portion 100 is bent at appropriate angles to the palm surface 12 side of the hand base portion 10, the bent portion 102, the width becomes narrower toward the tip. また、第1指部100は断面矩形状であり、断面の四辺をなす4つの面は、ハンド基部10の掌面12側に面する内面106と、この内面106とは反対側の外面105と、これら内面106および外面105に対する両側の上側側面104および下側側面103であり、これら4面がそれぞれ作業面とされている。 The first finger 100 is a rectangular cross-section, four faces forming the four sides of the cross section, an inner surface 106 facing the palm surface 12 side of the hand base portion 10, and the inner surface 106 and outer surface 105 opposite a both sides of the upper side 104 and lower side 103 to these inner surfaces 106 and outer surfaces 105, these four surfaces are respectively work surface.

図5に示すように、第1指部100は、ウォームホイール107を有する第1揺動軸101に固定されており、この第1揺動軸101は、ウォームホイール107およびウォーム108からなるウォームギヤ109と、減速ギヤ群110を介して、第1モータ111のピニオン111aに連結されている。 As shown in FIG. 5, the first finger 100 is fixed to the first swing shaft 101 having a worm wheel 107, the first swing shaft 101, worm gear 109 of the worm wheel 107 and worm 108 When, through the reduction gear group 110, it is connected to a pinion 111a of the first motor 111. 第1モータ111の動力は、減速ギヤ群110、ウォームギヤ109を経て第1揺動軸101に伝わり、これによって、第1指部100は、図6(a)〜(b)に示すように水平方向に揺動する。 The power of the first motor 111, reduction gear group 110, transmitted to the first swing shaft 101 via the worm gear 109, whereby, a first finger portion 100, horizontally as shown in FIG. 6 (a) ~ (b) swings in direction. この場合、ウォームホイール107が駆動側となって回転しようとしてもウォーム108は回転しないというウォームギヤの特性により、第1指部100から第1モータ111への逆入力は遮断される。 In this case, the worm 108 also attempt to rotate the worm wheel 107 becomes the driving side by the characteristics of the worm gear that does not rotate, the reverse input from the first finger portion 100 to the first motor 111 is interrupted. このため、第1モータ111には第1指部100にかかる負荷が伝わらず、第1モータ111の負担が軽減する。 Therefore, the first motor 111 is not transmitted the load on the first finger 100, the burden of the first motor 111 is reduced. 第1揺動軸101およびウォーム108はハウジング13に回転自在に支持されており、第1モータ111はハンド基部10内に固定されている。 The first swing shaft 101 and the worm 108 is rotatably supported by the housing 13, the first motor 111 is fixed to the hand base portion 10. この場合、ウォームギヤ109,減速ギヤ群110および第1モータ111により、第1指部100の駆動手段が構成されている。 In this case, the worm gear 109, the reduction gear group 110 and the first motor 111, the driving means of the first finger portion 100 is formed.

(C)第2指部 ハンド基部10の前端上部には、左右方向に延びる(第1揺動軸101に直交する)第2揺動軸201を介して、第2指部200が所定の揺動角度範囲内で揺動可能に支持されている。 (C) on the front end upper portion of the second finger hand base portion 10, extending in the lateral direction (perpendicular to the first pivot shaft 101) through a second pivot shaft 201, the second finger 200 a predetermined rocking It is pivotably supported within the dynamic range of angles. 図4に示すように、第1指部100と第2指部200の各軸支部分は上下方向にオフセットされ、これによって第1指部100と第2指部200との間に物品を挟むスペースが形成される。 As shown in FIG. 4, a first finger portion 100 each shaft support portion of the second finger 200 are offset in the vertical direction, sandwiching it by the first finger 100 articles between the second finger 200 space is formed. 第2指部200は、ハンド基部10と同程度の幅を有し、中間部で内側がへこむ鈍角の屈曲部202を有する側面視略L字のプレート状のものである。 The second finger portion 200 includes a hand base portion 10 has a comparable width, but platelike side substantially L-shaped with an obtuse angle of the bent portion 202 inside dented in the middle portion. そして、ハンド基部10の掌面12側に面する内面203と、第1指部100側および第1指部100側とは反対側の両側の外側側面205および内側側面206が、それぞれ作業面として形成されている。 Then, an inner surface 203 facing the palm surface 12 side of the hand base portion 10, the outer side surface 205 and the inner side surface 206 of each side, opposite the first finger portion 100 side and the first finger portion 100 side, respectively as the working surface It is formed. また、図1および図3に示すように、この第2指部200の基端部上面における第1指部100寄り(右側)の部分には凹所207が形成され、この凹所207内に、第2指部200を揺動させる第2モータ211が配設されている。 Further, as shown in FIGS. 1 and 3, this is the portion of the first finger portion 100 closer (right) at the proximal end surface of the second finger portion 200 recess 207 is formed in the recess 207 the second motor 211 for swinging the second finger portion 200 is arranged.

第2指部200は、図7に示すように、第2指部リンク機構220を介してハンド基部10に連結されている。 The second finger portion 200, as shown in FIG. 7, is connected to the hand base portion 10 through a second finger portion link mechanism 220. この第2指部リンク機構220は、連結ピン223を介して、一端部どうしが互いに揺動可能に連結されたいずれも可動の第1リンク221および第2リンク222とからなる。 The second finger portion link mechanism 220 via a connecting pin 223, either one end each other are swingably connected to each other consisting of a first link 221 and second link 222 of the movable. 第1リンク221の他端部は、固定軸224を介してハンド基部10に揺動可能に取り付けられ、第1リンク221よりも長い(例えば、軸間距離が2倍程度)第2リンク222の他端部は、可動軸225を介して第2指部200に揺動可能に取り付けられている。 The other end of the first link 221 is pivotally attached to the hand base portion 10 through the fixed shaft 224 is longer than the first link 221 (e.g., center distance of about 2-fold) of the second link 222 the other end is swingably attached to the second finger 200 via a movable shaft 225. 基本状態の図7(a)に示すように、連結ピン223、固定軸224および可動軸225は、第2揺動軸201と平行である。 As shown in Figure 7 of the basic state (a), the connecting pin 223, the fixed shaft 224 and the movable shaft 225 is parallel to the second pivot shaft 201. 可動軸225は、第2揺動軸201よりも前方かつ上方の位置に配され、固定軸224は、第2揺動軸201よりも後方かつ上方の位置に配されている。 Movable shaft 225, than the second pivot shaft 201 disposed in front and above the position, the fixed shaft 224 is disposed behind and above the position than the second pivot shaft 201. 可動軸225は第2揺動軸201に近接しているが、固定軸224は可動軸225と比べると第2揺動軸201からかなり離間している。 Although the movable shaft 225 is proximate to the second pivot shaft 201, the fixed shaft 224 is considerably spaced from Compared with the movable shaft 225 second swing shaft 201. 図1に示すように、第1リンク221のハンド基部10に対する軸支部分と、第2リンク222の第2指部200に対する軸支部分は、それぞれ二股になっており、上記第2モータ211は、第2リンク222の二股の内部に配設されている。 As shown in FIG. 1, a shaft journal section for the hand base portion 10 of the first link 221, the shaft journal section to the second finger portion 200 of second link 222 is turned bifurcated respectively, the second motor 211 is , it disposed within the bifurcated second link 222. 図7(a)に示す基本状態で、第2指部リンク機構220は、下側に若干屈曲している。 In the basic state shown in FIG. 7 (a), the second finger link mechanism 220 are slightly bent downward.

第2モータ211は、図示せぬピニオンが下方側に配置され、かつ軸線が前傾した姿勢とされ、その下端面には、図7に示すように、後ろ上がりに傾斜するケーシング230が固定されている。 The second motor 211 is a pinion (not shown) is disposed on the lower side, and the axis is tilted forward orientation, in its lower end surface, as shown in FIG. 7, a casing 230 which is inclined rearwardly upwards is fixed ing. このケーシング230は、左右方向に延びるケーシング軸231を介してハンド基部10に揺動可能に支持されており、ケーシング230内の後端部には、ケーシング230を貫通し、第2モータ211のピニオンと平行なスクリュー232が設けられている。 The casing 230 is swingably supported by the hand base portion 10 through the casing shaft 231 extending in the lateral direction, the rear end portion of the casing 230 through the casing 230, the pinion of the second motor 211 parallel screw 232 is provided with. このスクリュー232は、スプライン構造によって、回転不能、かつ軸方向には移動可能に支持されており、その軸方向の移動は、ケーシング230内に配され、回転可能、かつ軸方向には不動の状態にスクリュー232に装着された図示せぬナットが回転することによってなされる。 The screw 232 by spline structure, non-rotatably, and is axially movably supported, is moved in the axial direction, it is arranged in the casing 230, the rotatable and is axially immovable state loaded not shown nut is done by rotating the screw 232. このナットは、図示せぬウォームギヤを介して第2モータ211のピニオンに連結されている。 The nut is connected to the pinion of the second motor 211 via a worm gear (not shown). スクリュー232の上端部は、第2指部リンク機構220の連結ピン223に揺動可能に連結されている。 The upper end of the screw 232 is swingably connected to the connecting pin 223 of the second finger portion link mechanism 220.

第2モータ211の動力は、ウォームギヤを介してナットを回転させ、これによって、スクリュー232が進退する。 The power of the second motor 211 rotates the nut via a worm gear, whereby the screw 232 forward and backward. 図7(a)に示す基本状態から、スクリュー232が上方に進出すると、図7(b)に示すように、連結ピン223が押し上げられて第2指部リンク機構220はさらに屈曲し、第2指部200は、第2リンク222によって後方に引かれて第2揺動軸201を中心に開く方向に揺動する。 From the basic state shown in FIG. 7 (a), when the screw 232 is advanced upwardly, as shown in FIG. 7 (b), the second finger link mechanism 220 connecting pin 223 is pushed up is further bent, the second finger 200 swings in the opening direction around the second swing shaft 201 is pulled backward by the second link 222. 一方、スクリュー232が下方に退行すると、図7(c)に示すように、連結ピン223が引き下げられて第2指部リンク機構220は伸び、第2指部200は、第2リンク222によって前方に押されて第2揺動軸201を中心に閉じる方向に揺動する。 On the other hand, when the screw 232 is regress downward, as shown in FIG. 7 (c), the second finger link mechanism 220 connecting pin 223 is pulled down extends, the second fingers 200, forward by the second link 222 swings pushed by the closing direction around the second swing shaft 201 to. この場合、ナットおよびスクリュー232と、ナットと第2モータ211のピニオンを連結する図示せぬウォームギヤと、第2指部リンク機構220とにより、第2指部駆動伝達手段が構成されている。 In this case, the nut and screw 232, a worm gear (not shown) for connecting the nut and the pinion of the second motor 211 by a second finger link mechanism 220, the second finger drive transmitting means is constituted.

上記第2指部リンク機構220によれば、スクリュー232のストローク(ナットと連結ピン223との間)と第2指部200の回転角とは比例関係にあらず、図8(a)に示すように、スクリュー232のストロークが長くなるほど、ストロークの単位長さ当たりの回転角は大きくなるようになされている。 According to the second finger portion link mechanism 220, the stroke of the screw 232 (between the connecting pin 223 and a nut) and the rotation angle of the second finger 200 Not to proportional, shown in FIG. 8 (a) as such, as the stroke of the screw 232 is long, the rotation angle per unit stroke length is made to be larger. したがって、第2指部200が開いていくにしたがい、すなわち第2指部200がハンド基部10から離間する位置にあるほど、第2指部200の揺動速度は速くなる。 Thus, in accordance with going second finger 200 is opened, that is, as a position the second finger 200 is separated from the hand base portion 10, swinging speed of the second finger 200 faster. また、揺動トルクに関しては、図8(b)に示すように、スクリュー232のストロークが短くなるほど、ストロークの単位長さ当たりのトルクは大きくなるようになされている。 As for the swing torque, as shown in FIG. 8 (b), as the stroke of the screw 232 is shortened, torque per unit length of the stroke is made to be larger. したがって、第2指部200が閉じていくにしたがい、すなわち第2指部200がハンド基部10に近接する位置にあるほど、第2指部200の揺動トルクは大きくなる。 Thus, in accordance with a second finger portion 200 is gradually closed, that is, as a position the second finger 200 is close to the hand base portion 10, swinging torque of the second finger 200 is increased. 第2指部200は開いた状態から閉じることにより物品を把持するので、このように揺動速度および揺動トルクが回転角に応じて変動するように設定されているということは、物品に対して速く、かつ弱いトルクで近づき、把持する際には、ゆっくりと、かつ強いトルクで把持する作用をなす。 Since the second finger 200 to grip the article by closing the opened, that this way the swing speed and swing torque is set to vary according to the rotation angle, relative to the article fast Te, and approached a weak torque, when gripping, an action to grip in slowly, and strong torque. このため、物品を速やかに、かつ確実に把持することができる。 Therefore, it is possible to quickly and reliably grip the article.

また、スクリュー232が駆動側となって進退しようとしてもナットは回転しないので、この特性により、第2指部200から第2モータ211への逆入力は遮断される。 Further, since the screw 232 nut does not rotate even if an attempt is retractable so the drive side, this characteristic, the reverse input from the second finger portion 200 to the second motor 211 is cut off. このため、第2モータ211には第2指部200にかかる負荷が伝わらず、第2モータ211の負担が軽減する。 Therefore, the second motor 211 is not transmitted the load on the second finger 200, the burden of the second motor 211 is reduced. なお、第2リンク222の可動軸225に、第2指部200との間に介在するゴムリング等を装着させると、第2指部200にかかる衝撃、振動等の外力が緩和されるので好ましい。 It is preferable to the movable shaft 225 of the second link 222 and the rubber ring or the like is mounted interposed between the second finger section 200, the impact of the second finger portion 200, an external force such as vibration is reduced .

(D)第3指部 図3および図4に示すように、第2指部200の先端部には、第2揺動軸201と平行な第3揺動軸301を介して、第3指部300が所定の揺動角度範囲内で揺動可能に支持されている。 (D) as shown in the third finger portion FIGS. 3 and 4, the distal end portion of the second finger portion 200, via the third pivot shaft 301 parallel to the second pivot shaft 201, the third finger part 300 is pivotably supported within the predetermined swinging angular range. 第3指部300は、第2指部200と同程度の幅を有し、先端部に内面(裏面)側に鈍角に屈曲する屈曲部302を有するプレート状のものである。 The third finger 300 has a width substantially equal to that of the second finger 200 are those platelike having a bent portion 302 which is bent at an obtuse angle to the inner surface (back surface) side to the tip. そして、ハンド基部10の掌面12側に面する内面303と、この内面303とは反対側の外面304と、これら内面303および外面304に対する両側の外側側面305および内側側面306が、それぞれ作業面として形成されている。 Then, an inner surface 303 facing the palm surface 12 side of the hand base portion 10, an outer surface 304 opposite to this inner surface 303, both sides of the outer side surface 305 and an inner side surface 306 with respect to these inner surfaces 303 and outer surfaces 304, respectively work surface It is formed as.

第3指部300は、図9および図10に示すように、第3指部リンク機構320を介して第2指部200に連結されている。 The third finger 300, as shown in FIGS. 9 and 10, is connected to the second finger 200 via a third finger link mechanism 320. この第3指部リンク機構320は、第3指部300と一体で、この第3指部300の後端面から後方かつ若干下方に延びる固定リンク321と、この固定リンク321の後端部に連結ピン323を介して一端部が揺動可能に連結された可動リンク322とからなる。 The third finger link mechanism 320, integrally with the third finger 300, a fixed link 321 extending rearward and slightly downward from the rear end face of the third finger 300, connected to the rear end portion of the fixed link 321 one end via a pin 323 consists swingably linked movable link 322. 可動リンク322は後方に延ばされ、後端部が可動軸325を介して、後述するスクリュー(作動子)332が一体に形成されたフック(連結部)334内に、揺動可能に支持されている。 Movable link 322 is extended to the rear, the rear end portion via the movable shaft 325, to be described later screw (actuator) 332 is formed integrally with the hook (coupling portion) 334, it is swingably supported ing. 可動軸325は、図11に示すように、両端部が、スライダ340に回転可能に挿入されている。 Movable shaft 325, as shown in FIG. 11, both ends are rotatably inserted into the slider 340. これらスライダ340は、第2指部200に形成された下方のスライド面240(モーメント受け面)と、第2指部200に固定された上方のスライドガイド241との間に、前後方向に摺動自在に挟まれている。 These sliders 340 are slid slide surface of the lower formed on the second finger 200 240 (moment receiving surface), between the slide guide 241 of the upper, which is fixed to the second finger 200, in the longitudinal direction It is sandwiched freely. また、可動軸325は、ゴムリング(緩衝手段)326を介して可動リンク322に挿入されている。 The movable shaft 325 is inserted into the movable link 322 via the rubber ring (buffer means) 326. 図1および図11に示すように、第3指部リンク機構320およびフック334は、第2指部200における外寄り(第1指部100とは反対寄り)に形成された凹所208内に配設されている。 As shown in FIGS. 1 and 11, the third finger link mechanism 320 and the hook 334, the outboard to form a recess 208 (opposite closer to the first finger portion 100) in the second finger portion 200 It is disposed. 図9(a)に示す基本状態で、連結ピン323は、第3揺動軸301よりも若干後方かつ上方の位置に配され、可動軸325は第3揺動軸301からほぼ水平方向後方の位置に配されており、第3指部リンク機構320は、若干前上がりの状態でほぼ真っ直ぐに伸びている。 In the basic state shown in FIG. 9 (a), the connecting pin 323 is slightly larger than the third pivot shaft 301 disposed rearward and upward position, the movable shaft 325 substantially horizontally rearward from the third pivot shaft 301 are arranged at a position, the third finger link mechanism 320 extends substantially straight in a state of slightly before rising.

図1および図3に示すように、第2指部200の上記凹所208の後方には、仕切り壁部209を挟んで凹所210が形成されている。 As shown in FIGS. 1 and 3, the rear of the recess 208 of the second finger portion 200, the recess 210 across the partition wall portion 209 is formed. この凹所210は、第2モータ211が配設されている凹所207の側方に形成されており、この凹所210に、第3モータ311が配設されている。 The recess 210 is formed on the side of the recess 207 of the second motor 211 is disposed, in the recess 210, the third motor 311 is disposed. この第3モータ311は、図示せぬピニオンが水平方向前方に向けられた状態で、ケーシング330を介して仕切り壁部209に固定されている。 The third motor 311 is in a state in which the pinion (not shown) is directed horizontally forwardly and is fixed to the partition wall portion 209 through the casing 330. このケーシング330には、図10に示すように、ケーシング330および仕切り壁部209を貫通し、第3モータ311のピニオンと平行で、上記フック334から後方に延びて一体に形成されたスクリュー332が装着されている。 The casing 330, as shown in FIG. 10, through the casing 330 and the partition wall portion 209, parallel to the pinion of the third motor 311, a screw 332 formed integrally extends rearward from the hook 334 It is mounted. スクリュー332は、スプライン構造によって、回転不能、かつ軸方向には移動可能に支持されており、その軸方向の移動は、ケーシング330内に配され、回転可能、かつ軸方向には不動の状態にスクリュー332に装着されたナット333が回転することによってなされる。 Screw 332 by spline structure, non-rotatably and axially movably supported, movable in the axial direction is disposed in the casing 330, the rotatable and the stationary state in the axial direction nut 333 mounted on the screw 332 is made by rotating. ナット333は、ウォームギヤを介して第3モータ311のピニオンに連結されている。 Nut 333 is coupled to the pinion of the third motor 311 through a worm gear. ナット333には、このウォームギヤを構成するウォームホイール307が一体に形成されている。 The nut 333, a worm wheel 307 which constitutes the worm gear is integrally formed. スクリュー332の進退に伴い、フック334は上記スライド面240およびスライドガイド241との間において前後方向に摺動する。 The advance and retreat motions of the screw 332, the hook 334 slides in the longitudinal direction in between the slide surface 240 and the slide guide 241. すなわち、スライド面240およびスライドガイド241は、フック334およびスクリュー332の移動をガイドする。 That is, the slide surface 240 and the slide guide 241 guides the movement of the hook 334 and screw 332.

第3モータ311の動力は、ウォームギヤを介してナット333を回転させ、これによって、スクリュー332が進退する。 The power of the third motor 311 rotates a nut 333 via a worm gear, whereby the screw 332 forward and backward. 図9(a)および図10に示す基本状態では、第3指部300は最も開いた状態であり、この状態から、スクリュー332が前方に進出すると、図9(b)に示すように、可動軸325が前方に押されて可動リンク322が立ち上がり、第3指部リンク機構320が屈曲して第3指部300は第3揺動軸301を中心に閉じる方向に揺動する。 In the basic state shown in FIG. 9 (a) and FIG. 10, a third finger portion 300 is a state where the most open, from this state, the screw 332 advances forwardly, as shown in FIG. 9 (b), the movable rises movable link 322 shaft 325 is pushed forward, the third finger portion 300 third finger link mechanism 320 is bent is swung in the closing direction around the third pivot shaft 301. 図9(b)は、第3指部300に設定される把持位置であり、この状態から、さらにスクリュー332が進出すると、連結ピン323が前方に押され、図9(c)に示す最も閉じる位置、すなわち握持位置まで第3指部300は揺動する。 9 (b) is a gripping position set to the third finger 300, from this state, further the screw 332 moves forward, the connecting pin 323 is pushed forward, closed most shown in FIG. 9 (c) position, i.e., the third finger portion 300 to the grip position swings. 図9(c)の状態からスクリュー332が後方に退行すると、上記と逆の作用によって第3指部300は開く方向に揺動する。 When the screw 332 from the state shown in FIG. 9 (c) regresses backward, third finger portion 300 by the action of the reverse is swung in the opening direction. この場合、ナット333、フック334を備えたスクリュー332と、ナット333と第3モータ311のピニオンを連結するウォームギヤと、第3指部リンク機構320と、フック334をガイドするスライド面240およびスライドガイド241により、第3指部駆動伝達手段が構成されている。 In this case, the nut 333, a screw 332 having a hook 334, a worm gear for coupling the pinion nut 333 and the third motor 311, and the third finger link mechanism 320, the slide surface 240 and the slide guide for guiding the hook 334 the 241, the third finger portion drive transmitting means is constituted.

上記第3指部リンク機構320によれば、スクリュー332のストローク(ナット333とフック334との間)と第3指部300の回転角とは比例関係にあらず、図8(c)に示すように、スクリュー332の最短側のストローク端から、ほぼ中間のストロークまでは、それ以降のストロークよりも回転角が大きくなるようになされている。 According to the third finger link mechanism 320, the stroke of the screw 332 (between the nut 333 and the hook 334) and the rotation angle of the third finger 300 Not to proportional, shown in FIG. 8 (c) as such, the shortest side of the stroke end of the screw 332, nearly to the middle of the stroke, has been made so that the rotation angle becomes larger than the subsequent stroke. すなわち、第3指部300が、その揺動範囲の略中間部から第2指部200に対して離間する位置にあるほど、第3指部300の揺動速度は速くなるように設定されている。 That is, the third finger 300, the more the position spaced from the substantially middle portion of the swing range with respect to the second finger portion 200, the swing speed of the third finger portion 300 is set to be faster there. この場合、具体的には、図9に示すように、第3指部リンク機構320の連結ピン323の移動軌跡において、第3揺動軸301を通る鉛直線上を境(中間部)として第3指部300の揺動速度は変位し、この鉛直線上よりも連結ピン323が第2指部200側にある範囲で、第3指部300が開いていくほど、その揺動速度は速くなる。 In this case, specifically, as shown in FIG. 9, the moving locus of the connecting pin 323 of the third finger link mechanism 320, the third upper vertical line passing through the third pivot shaft 301 as a boundary (intermediate portion) rocking speed of the finger portion 300 is displaced to the extent that the connecting pin 323 than on the vertical line is in the second finger 200 side, as the third finger portion 300 is gradually opened, the oscillation speed becomes faster. また、揺動トルクに関しては、図8(d)に示すように、最短側のストローク端から、ほぼ中間のストロークまでは揺動トルクは大きくなるが、この中間ストロークから最長側のストローク端までは、揺動トルクは逆に小さくなるようになされている。 As for the swing torque, as shown in FIG. 8 (d), from the shortest side of the stroke end, to approximately to the middle of the stroke is oscillating torque is increased, the stroke end of the longest side of the intermediate stroke , swing torque is made to be less reversed. すなわち、第3指部300が、その揺動範囲の略中間部から第2指部200に対して近接する位置にあるほど、第3指部300の揺動トルクは小さくなるように設定されている。 That is, the third finger 300, the more a position adjacent the substantially middle portion of the swing range with respect to the second finger portion 200, the swing torque of the third finger portion 300 is set to be smaller there. 具体的には、揺動トルクの変位点は、上記揺動速度の変位点と同様、つまり連結ピン323の移動軌跡における第3揺動軸301を通る鉛直線上の通過点であり、この変位点を境として、第3指部300の揺動トルクは上記のように変位する。 Specifically, the displacement point of the swing torque, as well as the displacement point of the swing speed, i.e. a passing point on the vertical line that passes through the third pivot shaft 301 in the movement locus of the connecting pin 323, the displacement point as boundary, swing torque of the third finger 300 is displaced as described above.

第3指部300は開いた状態から閉じることにより物品を把持するが、上記のように揺動速度および揺動トルクが回転角に応じて変動するように設定されているということは、物品に対して速く近づきながら、把持する際にはゆっくりと把持し、また、揺動範囲の中間部で、最も強いトルクで把持する作用をなす。 The third finger 300 is to grip the article by closing the opened, that the swing speed and swing torque as described above is set to vary according to the rotation angle, the article while approaching fast for, when the grip is grasped slowly, and in the middle portion of the swing range, an action to grip the strongest torque.

また、スクリュー332が駆動側となって進退しようとしてもナット333は回転しないので、この特性により、第3指部300から第3モータ311への逆入力は遮断される。 Further, the nut 333 even attempts to advance or retreat the screw 332 becomes the drive side does not rotate, this characteristic, the reverse input from the third finger portion 300 to the third motor 311 is interrupted. このため、第3モータ311には第3指部300にかかる負荷が伝わらず、第3モータ311の負担が軽減する。 Therefore, the third motor 311 is not transmitted the load on the third finger 300, the burden of the third motor 311 is reduced. また、可動軸325はゴムリング326を介して可動リンク322に挿入されているので、第3指部300にかかる衝撃、振動等の外力が、そのゴムリング326によって吸収、緩和される。 Further, the movable shaft 325 because they are inserted into the movable link 322 via the rubber ring 326, the impact of the third finger 300, an external force such as vibration, absorbed by the rubber ring 326, is relaxed. さらに、第3指部300が物品を把持した際には、反力によって第3指部300が開く方向へのモーメントが生じるが、このモーメントは、第3指部リンク機構320を経てスライダ340を下方に押す応力に変換される。 Further, when the third finger portion 300 grips the article, although the moment of the third direction in which the finger portions 300 is opened by the reaction force occurs, this moment, the slider 340 through the third finger link mechanism 320 It is converted into the stress pushing down. この時、スライダ340はスライド面240で受けられ、スクリュー332には伝わらないため、スクリュー332の変形が防止される。 At this time, the slider 340 is received in the slide surface 240, because not transmitted to the screw 332, the deformation of the screw 332 is prevented.

以上がハンド装置1Lの構成であり、第1指部100、第2指部200、第3指部300を適宜に開閉させて、物品を把持したり握持したり、あるいはその他の動作が行われる。 The above is the configuration of the hand device 1L, the first finger 100, a second finger portion 200, a third finger portion 300 properly opened and closed, or gripping or holding the article, or other operation line divide. 図12(a),(b)は、各指部100,200,300が最も開いた状態、閉じた状態をそれぞれ示している。 Figure 12 (a), (b) shows a state where the finger 100, 200, and 300 and most opened, closed respectively. また、図13(a),(b)は、ハンド装置1Rの各指部100,200,300が最も開いた状態、閉じた状態をそれぞれ示している。 Further, FIG. 13 (a), (b) shows a state in which the finger portions 100, 200 and 300 of the hand device 1R is most open, closed, respectively.

(E)動作パターン 次に、このハンド装置1L(1R)の具体的な動作パターンを例示する。 (E) Operation pattern will illustrate specific operation pattern of the hand device 1L (1R).
a. a. 第1指部100を閉動作させて、第1指部100と、第2指部200および/または第3指部300との間に物品を挟んで把持する。 The first finger 100 by closing operation, the first finger 100, grips across the article between the second finger 200 and / or third finger portions 300. この動作では、第2指部200や第3指部300を適宜に開閉させる動作を組み合わせて物品を挟む場合もある。 In this operation, sometimes sandwiching the article by combining the operation for opening and closing the second finger 200 and the third finger portion 300 appropriately.
a−1. a-1. 図14(a)に示すように、第1指部100の先端と、第2指部200および第3指部300の内側側面206,306との間に棒状の物品Wを挟み、第1指部100の閉動作によってその物品Wを把持する。 As shown in FIG. 14 (a), the tip of the first finger portion 100 sandwich the rod-shaped article W between the inner side surface 206, 306 of the second finger 200 and the third finger 300, first finger by the closing operation of the parts 100 to grip the article W.
a−2. a-2. 図14(b)に示すように、第1指部100の屈曲部102と、第2指部200の内側側面206との間に棒状の物品Wを挟み、第1指部100の閉動作によってその物品Wを把持する。 As shown in FIG. 14 (b), the bent portion 102 of the first finger portion 100 sandwich the rod-shaped article W between the inner side surface 206 of the second finger portion 200, the closing of the first finger portion 100 to grip the article W.
a−3. a-3. 図14(c)に示すように、第1指部100の先端と、第3指部300の内側側面306との間に小さなボール状の物品Wを挟み、第1指部100の閉動作によってその物品Wを把持する。 As shown in FIG. 14 (c), the tip of the first finger portion 100, third pinch a small ball-shaped article W between the inner side surface 306 of the finger portions 300, the closing of the first finger portion 100 to grip the article W.

b. b. 第3指部300を閉動作させて、第2指部200と第3指部300とにより、物品を把持あるいは握持したり、物品を引っ掛けたりする。 The third finger portion 300 by closing operation, by a second finger portion 200 and the third finger 300, or gripping or grasping the articles, or hooking an article.
b−1. b-1. 図15に示すように、第3指部300を閉じて屈曲部302に物品Wの取っ手を引っ掛けてぶら下げる。 As shown in FIG. 15, hanging hook the handle of the article W to the bent portion 302 closes the third finger portion 300.
b−2. b-2. 図16に示すように、第3指部300を閉じて第2指部200との間に梯子Hの横棒を掴み、第3指部300の開閉を順次行って梯子Hを昇降する。 As shown in FIG. 16, gripping the bars of the ladder H between the second finger section 200 closes the third finger 300, raising and lowering the ladder H sequentially performing the opening and closing of the third finger portion 300.

c. c. 第2指部200または第3指部300を閉動作させて、第2指部200および/または第3指部300と、ハンド基部10の掌面12とにより、物品を把持したり握持したりする。 The second finger portion 200 or the third finger portion 300 by closing operation, and the second finger 200 and / or the third finger 300, by a palm surface 12 of the hand base portion 10, grip or gripping the article hanged or. この動作では、第3指部300も閉動作させる場合がある。 In this operation, also the third finger portion 300 which may be closed operation.
c−1. c-1. 図17に示すように、第2指部200および第3指部300の内面203,303と、ハンド基部10の掌面12との間にパイプ状の物品Wを挟み、第3指部300の閉動作によってその物品Wを握持する。 As shown in FIG. 17, the inner surface 203, 303 of the second finger 200 and the third finger 300, sandwich the pipe-shaped article W between the palm surface 12 of the hand base portion 10, the third finger portion 300 grasping the article W by closing operation.

d. d. 上記b,cにおいて、第1指部100を閉動作させて、物品を第1指部100によっても挟む。 The b, in c, and the first finger 100 by closing operation, sandwiched by the first finger 100 articles.
d−1. d-1. 図16で示した上記b−2において、梯子Hの横棒を第1指部100によっても挟む。 In the b-2 shown in FIG. 16, sandwiching the lateral bars of the ladder H by first finger portion 100.
d−2. d-2. 図18(a)に示すように、第1指部100の内面106と、第3指部300の内面303における内側側面306寄りとの間にボール状の物品Wを挟み、第1指部100と第3指部300の閉動作でその物品Wを挟む。 As shown in FIG. 18 (a), the inner surface 106 of the first finger 100, sandwiching the ball-shaped article W between the inner side surface 306 near the inner surface 303 of the third finger 300, first finger portion 100 and sandwich the article W at the closing of the third finger unit 300.
d−3. d-3. 図18(b)に示すように、第1指部100の内面106と、第2指部200および第3指部300の内面203,303とでボール状の物品Wを挟み、これら指部100,200の閉動作でその物品Wを掴む。 As shown in FIG. 18 (b), the inner surface 106 of the first finger 100, sandwiching the ball-shaped article W at the inner surface 203, 303 of the second finger 200 and the third finger 300, these fingers 100 , grab the article W in the closing operation of the 200.
d−4. d-4. 図18(c)に示すように、左右一対のハンド装置1L,1Rにより、直方体状の物品Wを掴む。 As shown in FIG. 18 (c), a pair of left and right hand device 1L, the 1R, grab rectangular parallelepiped article W. この場合、第1指部100および第3指部300の屈曲部102,302が物品Wを引っ掛けて保持し、これら指部100,300の閉動作で物品を掴む。 In this case, the bent portion 102 and 302 of the first finger 100 and the third finger 300 holds Hook the article W, grab an article in closing operation of these fingers 100 and 300.

e. e. 第2指部200および/または第3指部300を閉動作させて、これら第2,第3指部300と、第1指部100との間に物品を挟む。 The second finger portion 200 and / or third finger portions 300 by closing operation, these second sandwich a third finger portion 300, the article between the first finger 100.
e−1. e-1. 図19に示すように、左右一対のハンド装置1L,1Rにより、プレート状の物品Wを掴む。 As shown in FIG. 19, a pair of left and right hand device 1L, the 1R, grab plate-shaped article W. この場合、第2指部200および第3指部300を開いて内面203,303を上に向け、これら指部200,300と第1指部100との間に物品Wを挟み、第2指部200および/または第3指部300を閉動作させる。 In this case, toward the top inner surface 203, 303 to open the second finger 200 and the third finger 300, sandwiching the article W between these fingers 200 and 300 and the first finger 100, a second finger the parts 200 and / or third finger portions 300 is closing operation.

f. f. 適宜に開いて裏面を上方に向けた第2指部200および第3指部300の上に、物品を受ける。 On the second finger 200 and the third finger 300 with its back surface upward appropriately open, receive the article. この動作では、第1指部100が物品を受ける動作を補佐する場合がある。 In this operation, first finger portion 100 in some cases to assist the operation for receiving the article.
f−1. f-1. 図20に示すように、開いた状態で上に向けた第2指部200および第3指部300の内面203,303に直方体状の物品Wを受ける。 As shown in FIG. 20, receives the rectangular article W on the inner surface 203, 303 of the second finger 200 and the third finger 300 facing upward in the opened state.
f−2. f-2. 図21に示すように、左右一対のハンド装置1L,1Rにより、開いた状態で上に向けた第2指部200および第3指部300の内面203,303に直方体状の物品Wを受け、第1指部100によって物品Wの側面を支持する。 As shown in FIG. 21, a pair of right and left hand device 1L, the 1R, undergo rectangular article W on the inner surface 203, 303 of the second finger 200 and the third finger 300 facing upward in the opened state, the first finger 100 for supporting the side surface of the article W.
f−3. f-3. 図22に示すように、卵型の物品Wを左手側のハンド装置1Lで受けるとともに、右手側のハンド装置1Rで物品Wを側方から支持する。 As shown in FIG. 22, with receiving the article W oval at the left hand side of the hand device 1L, to support the article W from the side at the right hand side hand device 1R. この場合、双方の第1指部100の先端を物品Wに当てて倒れを防いでいる。 In this case, it is prevented from falling against the tip of the first finger portion 100 of both the article W.

上記a〜f以外には、図23に示すように、開いた第1〜第3指部100,200,300とハンド基部10の掌面12の下端エッジ部で物品を押さえたりすることができる。 In addition to the above a~f may or holding the article at the lower edge portion of the palm surface 12 of the way, the first to third fingers 100, 200, 300 and the hand base portion 10 opened shown in FIG. 23 . また、図24に示すように、第1指部100および第3指部300を閉じて握った状態とし、第3指部300の外面304で物品を押す。 Further, as shown in FIG. 24, and while holding close the first finger 100 and the third finger 300, pushes the article on the outer surface 304 of the third finger portion 300. さらに、押す動作とは逆に、図25に示すように、開いた第3指部300の先端部に引き出しDの取っ手を引っ掛け、引き出しDを開ける動作を行うことができる。 Furthermore, contrary to the operation of pressing, as shown in FIG. 25, hooking the handle of the drawer D to the tip of the third finger 300 open, it is possible to perform the operation of opening the drawer D.

以上は本実施形態のハンド装置1L(1R)で作業を行う場合の例であり、各指部100,200,300の開閉動作や開閉角度は、物品の形状や大きさ、あるいは姿勢に応じたものとなる。 Above is an example of when working with a hand device 1L (1R) of the present embodiment, the opening and closing operation or the opening angle of each finger 100, 200 and 300 corresponding to the shape and size, or orientation of the article the things. 本実施形態のハンド装置1L(1R)では、このように3つの指部100,200,300および関節に相当する各揺動軸101,201,301を基本構造とする単純な構成でありながらも、上記のような多様な動作パターンが実現可能である。 In the hand unit 1L (1R) of the present embodiment, while a simple construction of the respective rocking shaft 101, 201 and 301 corresponding to the thus three fingers 100, 200, 300 and joint with the basic structure , various operation pattern as described above can be realized.

本発明の実施形態に係る左手側のハンド装置の斜視図である。 It is a perspective view of the left hand side of the hand device according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係る右手側のハンド装置の斜視図である。 It is a perspective view of the right hand side of the hand device according to an embodiment of the present invention. ハンド装置の平面図である。 It is a plan view of the hand device. ハンド装置の側面図である。 It is a side view of the hand device. 図4のV−V線矢視断面図である。 It is V-V in sectional view taken along line of FIG. (a)第1指部を最も開いた状態のハンド装置の一部断面裏面図、(b)第1指部を最も閉じた状態のハンド装置の一部断面裏面図である。 (A) partially sectional back view of the most open states Hand device a first finger, which is a part cross-sectional back view of (b) the most closed state of the hand device of the first finger portion. 第2指部の構成ならびに作用を示す側面図である。 Is a side view showing the configuration and operation of the second finger. 第2指部リンク機構の(a)スクリューのストロークと回転角との関係を示す線図、(b)スクリューのストロークと揺動トルクとの関係を示す線図、第3指部リンク機構の(c)スクリューのストロークと回転角との関係を示す線図、(d)スクリューのストロークと揺動トルクとの関係を示す線図である。 Graph showing the relationship between the rotation angle and the stroke (a) the screw of the second finger link mechanism, (b) graph showing the relationship between the stroke and the swing torque of the screw, the third finger linkage ( c) graph showing the relationship between the stroke of the screw and the rotation angle is a graph showing the relationship between the stroke and the swing torque (d) screw. 第3指部の構成ならびに作用を示す側面図である。 Is a side view showing the configuration and operation of the third finger. 図3のX−X線矢視断面図である。 It is X-X in a sectional view taken along line of FIG. 図10のXI−XI線矢視断面図である。 Is a XI-XI cross sectional view taken along line of FIG. 10. 左手側のハンド装置の(a)開いた状態の斜視図、(b)閉じた状態の斜視図である。 Perspective view showing a state in which (a) open the left-hand side of the hand device is a perspective view of (b) closed. 右手側のハンド装置の(a)開いた状態の斜視図、(b)閉じた状態の斜視図である。 (A) a perspective view of an opened state of the right hand side of the hand device is a perspective view of (b) closed. 物品を把持する動作パターンの例を示す斜視図である。 Is a perspective view showing an example of the operation pattern for gripping the article. 物品を引っ掛けて持つ動作パターンの例を示す斜視図である。 Is a perspective view showing an example of the operation pattern having hook the article. 梯子を昇降する動作パターンの例を示す斜視図である。 Is a perspective view showing an example of the operation pattern for lifting the ladder. 物品を握持する動作パターンの例を示す斜視図である。 Is a perspective view showing an example of the operation pattern for gripping the article. 物品を把持する動作パターンの他の例を示す斜視図である。 It is a perspective view showing another example of the operation pattern for gripping the article. 物品を把持する動作パターンのさらに他の例を示す(a)斜視図、(b)側面図である。 Showing still another example of the operation pattern for gripping the articles (a) a perspective view and (b) a side view. 物品を受ける動作パターンの例を示す斜視図である。 Is a perspective view showing an example of the operation pattern for receiving the article. 物品を受ける動作パターンの他の例を示す斜視図である。 It is a perspective view showing another example of the operation pattern for receiving the article. 物品を受ける動作パターンのさらに他の例を示す斜視図である。 Is a perspective view showing still another example of the operation pattern for receiving the article. 物品を押さえる動作パターンの例を示す斜視図である。 Is a perspective view showing an example of the operation pattern for pressing the article. 物品を押す動作パターンの例を示す斜視図である。 Is a perspective view showing an example of operation pattern to press the article. 引き出しを開ける動作パターンの例を示す斜視図である。 Drawer is a perspective view showing an example of the operation pattern of opening the.

符号の説明 DESCRIPTION OF SYMBOLS

1L,1R…ハンド装置 10…ハンド基部 12…掌面 100…第1指部 101,201,301…揺動軸 102,202,302…屈曲部 103,104,205,206,305,306…側面 105,304…外面 106,203,303…内面 111…第1モータ 200…第2指部 211…第2モータ 220…第2指部リンク機構 240…スライド面(モーメント受け面) 1L, 1R ... hand device 10 ... hand base 12 ... palm surface 100 ... first finger 101, 201, 301 ... pivot shaft 102, 202, 302 ... bent portion 103,104,205,206,305,306 ... side 105,304 ... outer surface 106,203,303 ... inner surface 111 ... first motor 200 ... second finger 211 ... second motor 220 ... second finger link mechanism 240 ... slide surface (moment receiving surface)
300…第3指部 311…第3モータ 320…第3指部リンク機構 326…ゴムリング(緩衝手段) 300 ... third finger 311 ... third motor 320 ... third finger link mechanism 326 ... rubber ring (buffer means)
232,332…スクリュー(作動子) 232, 332 ... screw (actuator)
334…フック(連結部) 334 ... hook (the connecting portion)

Claims (16)

  1. 掌面を有するハンド基部と、 A hand base having a palm surface,
    このハンド基部に、揺動可能に支持される第1指部と、 This hand base, a first finger portion is swingably supported,
    前記ハンド基部に、前記第1指部の揺動軸と略直交する軸回りに揺動可能に支持される第2指部と、 To the hand base, a second finger which is swingably supported around an axis substantially perpendicular to the swing axis of the first finger,
    この第2指部に、該第2指部の揺動軸と略平行な軸回りに揺動可能に支持される第3指部と、 This second finger, a third finger portion swingably supported substantially about an axis parallel with the pivot shaft of the second fingers,
    前記第1指部、第2指部および第3指部をそれぞれ独自に揺動させる第1指部駆動手段、第2指部駆動手段および第3指部駆動手段と を備えることを特徴とするハンド装置。 Characterized by comprising a first finger, the first finger drive means for independently oscillating second finger and third finger respectively, second finger drive means and the third finger drive means hand device.
  2. 前記第1指部は、前記ハンド基部の前記掌面側である内面と、この内面とは反対側の外面と、これら内面および外面に対する両側の側面とを、それぞれ作業面として備えることを特徴とする請求項1に記載のハンド装置。 Wherein the first finger has an inner surface which is the palm side of the hand base portion, and opposite outer surface this inner surface, and characterized in that it comprises the sides of the side surface to these inner and outer surfaces, as each work surface hand device according to claim 1.
  3. 前記第1指部の先端部が、前記ハンド基部の前記掌面側へ屈曲していることを特徴とする請求項1または2に記載のハンド装置。 The tip portion of the first finger portion is hand device according to claim 1 or 2, characterized in that it is bent to the palm side of the hand base.
  4. 前記第1指部駆動手段は、第1指部駆動源と、この第1指部駆動源の動力を第1指部に伝達する第1指部駆動伝達手段とを備え、この第1指部駆動伝達手段は、第1指部から第1指部駆動源への逆入力は遮断することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のハンド装置。 It said first finger drive means comprises a first finger drive source, and a first finger drive transmitting means for transmitting the power of the first finger drive source to the first finger, the first finger drive transmission means, the hand device according to claim 1, the reverse input from the first finger to the first finger unit driving source is characterized by blocking.
  5. 前記第2指部は、前記ハンド基部の前記掌面側である内面と、前記第1指部側および第1指部側とは反対側の両側の側面とを、それぞれ作業面として備えることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のハンド装置。 The second finger unit, and an inner surface which is the palm side of the hand base portion, further comprising the both sides of the side surface of the first finger portion and the opposite side of the first finger portion, as respectively work surface hand device according to any one of claims 1 to 4, characterized.
  6. 前記第2指部駆動手段は、第2指部駆動源と、この第2指部駆動源の動力を第2指部に伝達する第2指部駆動伝達手段とを備え、この第2指部駆動伝達手段は、第2指部から第2指部駆動源への逆入力は遮断することを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載のハンド装置。 It said second finger drive means includes a second finger drive source, and a second finger drive transmitting means for transmitting the power of the second finger drive source to the second finger, the second finger drive transmission means, the hand device according to claim 1, the reverse input from the second finger to the second finger drive source is characterized by blocking.
  7. 前記第2指部駆動伝達手段は、前記第2指部が前記ハンド基部から離間する位置にあるほど、第2指部の揺動速度を速める第2指部リンク機構を備えていることを特徴とする請求項6に記載のハンド装置。 The second finger portion drive transmitting means, wherein the second finger portion as in a position away from the hand base portion, and a second finger link mechanism to increase the swing speed of the second finger hand device according to claim 6,.
  8. 前記第2指部リンク機構により、前記第2指部が前記ハンド基部に近接する位置にあるほど、第2指部の揺動トルクが大きくなることを特徴とする請求項7に記載のハンド装置。 By the second finger portion link mechanism, the more to the position where the second finger is close to the hand base portion, the hand device of claim 7, the swing torque of the second finger is equal to or larger .
  9. 前記第2指部リンク機構は、前記第2指部にかかる衝撃、振動等の外力を緩和する緩衝手段を備えていることを特徴とする請求項7または8に記載のハンド装置。 It said second finger portions linkage, hand device according to claim 7 or 8, characterized in that it comprises a buffer means for relieving shocks exerted on the second finger, the external force such as vibration.
  10. 前記第3指部の先端部が、前記ハンド基部の前記掌面側へ屈曲していることを特徴とする請求項1〜9のいずれかに記載のハンド装置。 The tip of the third finger portion, a hand device according to claim 1, characterized in that it is bent to the palm side of the hand base.
  11. 前記第3指部は、前記ハンド基部の前記掌面側である内面と、この内面とは反対側の外面と、これら内面および外面に対する両側の側面とを、それぞれ作業面として備えることを特徴とする請求項1〜10のいずれかに記載のハンド装置。 The third finger is provided with an inner surface which is the palm side of the hand base portion, and opposite outer surface this inner surface, and characterized in that it comprises the sides of the side surface to these inner and outer surfaces, as each work surface hand device according to any one of claims 1 to 10.
  12. 前記第3指部駆動手段は、第3指部駆動源と、この第3指部駆動源の動力を第3指部に伝達する第3指部駆動伝達手段とを備え、この第3指部駆動伝達手段は、第3指部から第3指部駆動源への逆入力は遮断することを特徴とする請求項1〜11のいずれかに記載のハンド装置。 The third finger drive means includes a third finger drive source, and a third finger portion drive transmitting means for transmitting the power of the third finger drive source to the third finger, the third finger drive transmission means, the hand device according to any one of claims 1 to 11, the reverse input from the third finger to the third finger driving source is characterized by blocking.
  13. 前記第3指部駆動伝達手段は、前記第3指部が、その揺動範囲の略中間部から前記第2指部に対して離間する位置にあるほど、第3指部の揺動速度を速める第3指部リンク機構を備えていることを特徴とする請求項12に記載のハンド装置。 The third finger drive transmission means, the third finger portion is higher at a position away from the substantially middle portion of the swing range with respect to the second finger, the swinging speed of the third finger hand device according to claim 12, characterized in that it comprises a third finger link mechanism Quicken.
  14. 前記第3指部リンク機構により、前記第3指部が、その揺動範囲の略中間部から前記第2指部に対して近接する位置にあるほど、第3指部の揺動トルクが小さくなることを特徴とする請求項13に記載のハンド装置。 By the third finger link mechanism, said third finger portion is higher from a substantially middle portion of the swing range at a position close to said second fingers, swing torque of the third finger is small hand device according to claim 13, characterized in that.
  15. 前記第3指部リンク機構は、前記第3指部にかかる衝撃、振動等の外力を緩和する緩衝手段を備えていることを特徴とする請求項13または14に記載のハンド装置。 The third finger linkage, hand device according to claim 13 or 14, characterized in that it comprises a buffer means for relieving the third impact on the fingers, the external force such as vibration.
  16. 前記第3指部駆動伝達手段は、直進運動によって前記第3指部リンク機構を作動させる作動子と、この作動子の先端部と第3指部リンク機構とを連結する連結部と、前記第3指部から第3指部リンク機構を経て連結部に伝わるモーメントを、連結部から受け、かつ作動子への伝達を遮断するモーメント受け面とを備えることを特徴とする請求項13〜15のいずれかに記載のハンド装置。 The third finger portion drive transmitting means includes a operating element for actuating the third finger portion link mechanism by linear motion, and a connecting portion connecting the distal end portion of the operating element and the third finger link mechanism, said first 3 fingers the moment transmitted to the connecting portion via the third finger link mechanism, receiving from the connection part, and the claim 13 to 15, characterized in that it comprises a moment receiving surface that blocks the transmission of the actuation child hand device according to any one.
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