JP2006255805A

JP2006255805A - ロボットハンド

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Publication number: JP2006255805A
Application number: JP2005072972A
Authority: JP
Inventors: Takeki Shirai; 武樹白井
Original assignee: THK Co Ltd
Current assignee: THK Co Ltd
Priority date: 2005-03-15
Filing date: 2005-03-15
Publication date: 2006-09-28

Abstract

【課題】様々なワークの形状や種類などに対応して把持・解放動作を行うことができ、しかも、高い保持力を有するとともに簡易な制御及び低い製造コストを実現した、新たなロボットハンドを提供する。
【解決手段】ロボットハンドは、設置基準面（Ｓ）を有する掌部材１０を備えており、この掌部材１０には、設置基準面（Ｓ）を構成する一辺１１に沿って位置変更自在に設置される１本の移動型母指用ロボットフィンガ２０ａ_１と、一辺１１に対向する他辺１２に沿って位置変更自在に設置される１本の移動型四指用ロボットフィンガ２０ａ_２と、他辺１２側に固定設置される２本の固定型四指用ロボットフィンガ２０ｂと、が設置されている。そして、把持対象のワーク形状に応じて移動型母指用ロボットフィンガ２０ａ_１及び移動型四指用ロボットフィンガ２０ａ_２を位置変更することによって、最適な把持作業を行うことができる。
【選択図】図８

Description

本発明は、ロボットハンドに係り、特に、ワークを把持するために設置されているロボットフィンガの設置位置を変更自在とすることによって、把持動作の機能を改良したロボットハンドに関するものである。

例えば、従来のロボットハンドの構造には、下記特許文献１に開示されているように、左右に２つのロボットフィンガを備え、これら２つのロボットフィンガを把持・解放動作自在としたものが知られている。このような構造のロボットハンドでは、ワークの大きさや材質に応じて適切なロボットフィンガを交換したり、２つのロボットフィンガの把持力を調節したりすることによって、所望の把持・解放動作を実現している。

また、従来のロボットハンドの別の構造としては、下記特許文献２に開示されているように、人の手の構造を模して掌と５本の指を備えるようにしたものがある。このような人型のロボットハンド構造は、複雑な把持・解放動作を実現するためには人の手の構造が最も理想的であるという考えに基づいて採用されるものであり、多数の関節構造によって多自由度の運動機能を有するという特徴を備えている。

特開２００５−１０８１号公報特開２００３−１７５４８４号公報

しかしながら、上記特許文献１に開示されているような左右に２つのロボットフィンガを備えたロボットハンド構造では、複雑な把持・解放動作を行うことができないので、用途が限られてしまうという問題があった。特に、近年の製造業にあっては、多品種少量生産を行う事業者が増加しているため、ワークの種類によってロボットフィンガを交換したり、２つのロボットフィンガの把持力を調節したりしなければならないようなロボットハンド構造では、もはや製造現場のロボット使用ニーズを満足できないという虞があった。

一方、上記特許文献２に開示されているような人型のロボットハンド構造は、人の手の構造を模しているために一見理想的な構造に思える。しかしながら、多数の関節を駆動制御して擬似的に人の手の動きを再現することは、制御装置に高いコストが掛かってしまうので現実的ではない。また、人型のロボットハンド構造では、多数の関節を有する構造ゆえに高い把持力を得ることができないので、器用な動作は実現できても、力の必要な作業ができないという問題が存在していた。

本発明は、上述した問題点に鑑みて成されたものであって、様々なワークの形状や種類などに対応して把持・解放動作を行うことができ、しかも、高い保持力を有するとともに簡易な制御及び低い製造コストを実現した、新たなロボットハンドを提供することを目的とするものである。

本発明に係るロボットハンドは、設置基準面を有する掌部材と、前記掌部材に対して把持・解放動作自在に設置される複数のロボットフィンガと、を備えるロボットハンドであって、前記複数のロボットフィンガは、前記設置基準面に対して位置変更自在に設置される少なくとも１つの移動型ロボットフィンガと、前記設置基準面に対して固定設置される少なくとも１つの固定型ロボットフィンガと、によって構成されることを特徴とする。

本発明に係る別のロボットハンドは、設置基準面を有する掌部材と、前記掌部材に対して把持・解放動作自在に設置される複数のロボットフィンガと、を備えるロボットハンドであって、前記複数のロボットフィンガは、前記設置基準面を構成する一辺に沿って位置変更自在に設置される移動型母指用ロボットフィンガと、前記一辺に対向する他辺に沿って位置変更自在に設置される移動型四指用ロボットフィンガと、前記他辺側に固定設置される少なくとも１つの固定型四指用ロボットフィンガと、によって構成されるとともに、これら複数のロボットフィンガは、前記設置基準面の内側方向に把持動作を行うように設置され、さらに、前記移動型母指用ロボットフィンガと前記移動型四指用ロボットフィンガとは、略同一方向に位置変更自在なように前記設置基準面に並列配置されていることを特徴とする。

本発明に係る他のロボットハンドは、設置基準面を有する掌部材と、前記掌部材に対して把持・解放動作自在に設置される複数のロボットフィンガと、を備えるロボットハンドであって、前記設置基準面は上下２平面によって構成され、前記複数のロボットフィンガは、上側又は下側の設置基準面に位置変更自在に設置される移動型母指用ロボットフィンガと、下側又は上側の設置基準面に位置変更自在に設置される移動型四指用ロボットフィンガと、下側又は上側の設置基準面に固定設置される少なくとも１つの固定型四指用ロボットフィンガと、によって構成されるとともに、これら複数のロボットフィンガは、前記設置基準面の内側方向に把持動作を行うように設置され、さらに、前記移動型母指用ロボットフィンガと前記移動型四指用ロボットフィンガとは、略同一方向に位置変更自在であり、且つ、前記設置基準面の上下方向で直列配置されていることを特徴とする。

以上のような本発明に係るロボットハンドにおいて、前記移動型ロボットフィンガ、前記移動型母指用ロボットフィンガ及び前記移動型四指用ロボットフィンガは、前記設置基準面に対して駆動機構を介して設置されることによって位置変更自在であり、かかる駆動機構は、駆動源であるモータと、前記モータによって回転駆動されるねじ軸と、前記ねじ軸に螺合し、かかるねじ軸の回転駆動に伴ってねじ軸の軸方向に移動自在なナット部材と、前記ねじ軸と並列して設置される軌道レールと、前記軌道レールに複数の転動体を介して移動自在に設置される移動ブロックと、前記ナット部材と前記移動ブロックとを接続する接続部材と、によって構成することができる。

また、本発明に係るロボットハンドにおいて、前記ねじ軸と前記ナット部材とは、複数の転動体を介して螺合していることとすることができる。

さらに、本発明に係るロボットハンドにおいて、前記複数のロボットフィンガは、エアシリンダ又はリニア超音波モータによって駆動することができる。

なお上記発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた発明となり得る。

本発明によれば、様々なワークの形状や種類、材質などに対応して把持・解放動作を行うことができ、しかも、高い保持力を有するロボットハンドを提供することができる。かかるロボットハンドは、制御が容易であるとともに低いコストで製造することができるので、あらゆるロボット使用ニーズを満足することができる。

以下、本発明を実施するための好適な実施形態について、図面を用いて説明する。なお、以下の実施形態は、各請求項に係る発明を限定するものではなく、また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

［ロボットハンドの基本構成］
まず、本実施形態に係るロボットハンドの基本構成について説明する。図１は、本実施形態に係るロボットハンドの基本構成を説明するための概略上面図である。また、図２は、図１で示したロボットハンドを側面から見た場合の概略図であり、ロボットフィンガが解放動作を行った状態を表している。さらに、図３は、図１で示したロボットハンドを側面から見た場合の概略図であり、ロボットフィンガが把持動作を行った状態を表している。

図１、図２及び図３において示されるように、本実施形態に係るロボットハンドは、設置基準面（Ｓ）を有する掌部材１０と、この掌部材１０に対して把持・解放動作自在に設置される複数のロボットフィンガ２０と、によって構成されている。複数のロボットフィンガ２０は、設置基準面（Ｓ）に対して位置変更自在に設置される少なくとも１つ（図１では２つ）の移動型ロボットフィンガ２０ａと、設置基準面（Ｓ）に対して固定設置される少なくとも１つ（図１では１つ）の固定型ロボットフィンガ２０ｂと、によって構成されている。

ここで、これら複数のロボットフィンガ２０についてより具体的に説明するために、図１中の紙面右側に設置されている移動型ロボットフィンガ２０ａについては、移動型母指用ロボットフィンガ２０ａ_１と名付け、図１中の紙面左側に設置されている移動型ロボットフィンガ２０ａについては、移動型四指用ロボットフィンガ２０ａ_２と名付けることとする。また、固定型ロボットフィンガ２０ｂについては、以後、固定型四指用ロボットフィンガ２０ｂと呼ぶことがある。

また、移動型ロボットフィンガ２０ａの位置変更を実現する機構については、実施例において後述するので、ここでの説明は省略する。

移動型母指用ロボットフィンガ２０ａ_１は、設置基準面（Ｓ）を構成する一辺１１に沿って位置変更自在に設置されており、矢印（α）で示される方向に移動できるようになっている。また、この移動型母指用ロボットフィンガ２０ａ_１は、駆動されていないときには解放状態にあり（図２参照）、駆動されたときには設置基準面（Ｓ）の内側方向に把持動作を行うように設置されている（図３参照）。

一方、移動型四指用ロボットフィンガ２０ａ_２は、一辺１１に対向する位置で設置基準面（Ｓ）を構成する他辺１２に沿って位置変更自在に設置されており、矢印（β）で示される方向に移動できるようになっている。すなわち、移動型母指用ロボットフィンガ２０ａ_１と移動型四指用ロボットフィンガ２０ａ_２とは、設置基準面（Ｓ）上で並列設置されており、その位置関係は、お互いの移動方向が設置基準面（Ｓ）に対して略平行方向の同一平面内で並列移動可能なように設定されている。

また、固定型四指用ロボットフィンガ２０ｂについては、移動型四指用ロボットフィンガ２０ａ_２と隣接する形で固定設置されており、移動型ロボットフィンガ２０ａ（２０ａ_１，２０ａ_２）の場合と異なって、設置基準面（Ｓ）に対する平行方向の移動が規制されている。

なお、移動型四指用ロボットフィンガ２０ａ_２及び固定型四指用ロボットフィンガ２０ｂについても前述した移動型母指用ロボットフィンガ２０ａ_１と同様に、駆動されていないときには解放状態にあり（図２参照）、駆動されたときには設置基準面（Ｓ）の内側方向に把持動作を行うように設置されている（図３参照）。

本実施形態に係るロボットハンドは、以上のような基本構造を有しているので、ワーク１５の大きさや形状、材質、種類などに応じて、適切な把持・解放動作を行うことが可能である。例えば、図２及び図３で示すような直方体形状のワーク１５であれば、移動型ロボットフィンガ２０ａ（２０ａ_１，２０ａ_２）を図１で示すような位置に配置したうえで、全てのロボットフィンガ２０を駆動させることにより、ワーク１５を確実に把持することが可能となる（図３参照）。

また、比較的大きなサイズや棒状のワークの場合には、図４で示すように、移動型四指用ロボットフィンガ２０ａ_２を固定型四指用ロボットフィンガ２０ｂから最も離れた位置に配置し、移動型母指用ロボットフィンガ２０ａ_１を移動可能範囲の中央位置に配置することによって、安定確実に把持動作を行うことが可能となる。

さらに、比較的小さなワークを摘むような動作をしたければ、移動型ロボットフィンガ２０ａ（２０ａ_１，２０ａ_２）を図５及び図６で示すような位置に配置すればよい。ちなみに、図５で示すような３本のロボットフィンガ２０を近接させる設定であれば、これら３本のロボットフィンガ２０を用いることによって、棒状のワークを摘んだり、ダイヤルを回したりするような動作が可能となる。一方、図６で示すような２本のロボットフィンガ２０の位置を重ねる設定であれば、これら２本のロボットフィンガ２０を用いることによって、より小さなワークを摘んだり、比較的狭い領域を掻いたりすることが可能となる。

なお、本実施形態に係るロボットハンドの構成は、図１乃至図６において示したものには限られず、使用環境や用途に応じてロボットフィンガ２０の設置本数を任意に変更したり、移動型ロボットフィンガ２０ａと固定型ロボットフィンガ２０ｂのそれぞれの設置本数とレイアウトを任意に設定したりすることが可能である。例えば、図７において示されるように、設置基準面（Ｓ）を構成する一辺１１の側には１本の移動型母指用ロボットフィンガ２０ａ_１を設け、一方、一辺１１と対向する他辺１２の側には２本の固定型四指用ロボットフィンガ２０ｂとこの２本に挟まれるように設置される１本の移動型四指用ロボットフィンガ２０ａ_２を設けるようにしても良い。このような構成であれば、移動型四指用ロボットフィンガ２０ａ_２の移動範囲は矢印（γ）で示すように図１の場合と比べて狭くなってしまうのであるが、ロボットフィンガ２０の本数が増加する分、把持力を向上させることが可能となる。

したがって、本実施形態に係るロボットハンドによれば、把持対象となるワークに応じたロボットフィンガ２０の設置を行うことによって、把持動作範囲内にあるワークを安定且つ確実に把持することが可能となる。

［第１の実施例］
以上、本実施形態に係るロボットハンドの基本構成について説明した。続いて、本発明に係るロボットハンドの具体的な実施例について、図面を用いて詳細に説明する。なお、第１の実施例に係るロボットハンドは、図７において例示したロボットハンドの構成を採用したものであるから、上記ロボットハンドの基本構成において説明した部材と同一又は類似する部材については、同一符号を付して説明を省略する。

図８は、第１の実施例に係るロボットハンドを説明するための上面図である。また、図９は、ロボットフィンガが解放動作を行った状態におけるロボットハンドの側面を示す図である。さらに、図１０は、ロボットフィンガが把持動作を行った状態におけるロボットハンドの側面を示す図である。

第１の実施例に係るロボットハンドは、設置基準面（Ｓ）を有する掌部材１０を備えており、この掌部材１０には、設置基準面（Ｓ）を構成する一辺１１に沿って位置変更自在に設置される１本の移動型母指用ロボットフィンガ２０ａ_１と、一辺１１に対向する他辺１２に沿って位置変更自在に設置される１本の移動型四指用ロボットフィンガ２０ａ_２と、他辺１２側に固定設置される２本の固定型四指用ロボットフィンガ２０ｂと、が設置されている。また、１本の移動型四指用ロボットフィンガ２０ａ_２は、２本の固定型四指用ロボットフィンガ２０ｂの間に挟まれるように設置されている。そして、これら複数のロボットフィンガ２０は、掌部材１０に対して把持・解放動作自在に設置されており、設置基準面（Ｓ）の内側方向に把持動作を行うように構成されている。

移動型ロボットフィンガ２０ａである移動型母指用ロボットフィンガ２０ａ_１と移動型四指用ロボットフィンガ２０ａ_２とは、駆動機構３０を介することによって掌部材１０に設置されている。かかる駆動機構３０は、図１１においてより詳細に示されるように、駆動源であるモータ３１と、モータ３１によって回転駆動されるねじ軸３２と、ねじ軸３２に螺合し、かかるねじ軸３２の回転駆動に伴ってねじ軸３２の軸方向に移動自在なナット部材３３と、ねじ軸３２と並列して設置される軌道レール３４と、軌道レール３４に複数の転動体を介して移動自在に設置される移動ブロック３５と、ナット部材３３と移動ブロック３５とを接続する接続部材３６と、によって構成されている。すなわち、モータ３１の駆動によってねじ軸３２に螺合するナット部材３３が軸方向に移動すると、接続部材３６によって接続される移動ブロック３５が軌道レール３４に案内され、レール方向に移動するようになっているのである。

なお、図１１に示す駆動機構３０では、ねじ軸３２とナット部材３３とを直接螺合させる構成を採用しているが、複数の転動体を介して螺合させ、ねじ軸３２とナット部材３３とを転動体ねじ装置として構成することも可能である。

移動型ロボットフィンガ２０ａは、移動ブロック３５と接続することによって設置基準面（Ｓ）に対して位置変更自在となっており、さらに、移動型母指用ロボットフィンガ２０ａ_１と移動型四指用ロボットフィンガ２０ａ_２とは、設置基準面（Ｓ）上に並列配置されているので、設置基準面（Ｓ）上で略同一方向に位置変更自在となっている。

ロボットフィンガ２０については、例えば、図１２及び図１３に例示するような構造を採用することが可能である。図１２及び図１３は、第１の実施例に係るロボットハンドに用いられるロボットフィンガ２０の外観側面を示す図であり、特に、図１２は、ロボットフィンガ２０がホームポジションに位置する状態を示している。また、図１３は、ロボットフィンガ２０が駆動され、ワークを把持する位置に移動した状態を示している。

図１２及び図１３において示すロボットフィンガ２０は、移動ブロック３５に対して接続部材６８を介して接続されており、その構造は、２つの駆動手段を備えている関係上、大きく分けて２種類のロボット関節構造によって成り立っている。

まず、第１のロボット関節構造は、図１２において符号Ｘで示される箇所であり、人の指における中手，ＭＰ関節，基節に相当する部分である。また、第２のロボット関節構造は、図１２において符号Ｙで示される箇所であり、人の指における基節，ＰＩＰ関節，中節，ＤＩＰ関節，末節に相当する部分である。そして、第１及び第２のロボット関節構造は、それぞれ別の駆動手段を備えており、しかも人の指と同様の駆動動作を行えるように構成されている。

すなわち、第１のロボット関節構造Ｘは、中手部材４０と、中手部材４０の側端部にヒンジ４１を介して揺動自在に接続される基節部材５０とによって構成されている。そして、基節部材５０は、自己の揺動に対応して移動可能な移動体を備えるＭＰ関節用直線案内装置５４を有しており、ロッド４２ａと移動体がリンク機構６０を介して接続されることにより、基節部材５０にエアシリンダ４２の駆動力が伝達されるようになっている。

一方、第２のロボット関節構造Ｙにも直線案内装置５８，７６，８４、リンク機構７９，８５が設置されており、これらにはロッド７２ａと連動するドライブシャフト７３を通じてエアシリンダ７２の駆動力が伝達される。そして、２つのエアシリンダ４２，７２の駆動によって、ロボットフィンガ２０の把持動作（図１３参照）及び解放動作（図１２参照）が可能となる。

以上のように、第１の実施例に係るロボットフィンガ２０は、２つのエアシリンダ４２，７２によって駆動されるので、高い把持力を有している。したがって、このようなロボットフィンガ２０を複数有するとともに、かかるロボットフィンガ２０をワークの種類などに応じて位置変更自在とすることが可能な第１の実施例に係るロボットハンドによれば、従来のロボットハンドでは実現できなかった確実な把持動作を実現することが可能となる。

なお、複数のロボットフィンガ２０については、図１２及び図１３に例示するようなエアシリンダ４２，７２を駆動源とするものの他、例えば、図１４に示すようなリニア超音波モータを採用したものも適用可能である。

ここで、図１４は、リニア超音波モータを採用したロボットフィンガ２０を例示するものであり、このロボットフィンガ２０は、３つの関節Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３を有している。各関節Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３は、リニア超音波モータの駆動に応じて自在に屈曲するように構成されている。なお、図１４中の実線は各関節Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３を曲げた状態を示すものであり、破線は各関節Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３を延ばした状態を示すものである。

図１４に示すロボットフィンガ２０は、駆動機構３０の移動ブロック３５、あるいは、掌部材１０の設置基準面（Ｓ）に接続される第１フィンガ１１０と、第１関節Ｃ１を介して第１フィンガ１１０に連結された第２フィンガ１２０と、第２関節Ｃ２を介して第２フィンガ１２０に連結された第３フィンガ１３０と、第３関節Ｃ３を介して第３フィンガ１３０に連結された先端フィンガ１４０とから構成されている。

第１フィンガ１１０と第２フィンガ１２０との間、第２フィンガ１２０と第３フィンガ１３０との間、第３フィンガ１３０と先端フィンガ１４０との間はヒンジ１０２によって各々連結されており、各フィンガが互いに隣接するフィンガに対して自在に揺動し得るように連結されている。第１フィンガ１１０、第２フィンガ１２０及び第３フィンガ１３０は、貫通する中空部１１１を有して各々が略筒状に形成されており、かかる中空部１１１内にはこれを貫通するようにしてドライブロッド１１２が設けられている。なお、各フィンガの間には、塵芥等の侵入を防止するための蛇腹カバー１０３が設けられている。

図１４に例示するリニア超音波モータ１２１を採用したロボットフィンガ２０の駆動機構について第１フィンガ１１０を例にとって説明すると、ドライブロッド１１２は案内部材１１３に保持されて中空部材１１１内を軸方向（長手方向）にのみ移動自在であり、その先端は第１フィンガ１１０に隣接する第２フィンガ１２０と連結されている。第２フィンガ１２０の第１フィンガ１１０寄りの端部にはドライブロッド１１２の貫通方向を横切るようにして長孔１１４が形成されており、第１フィンガ１１０を貫通するドライブロッド１１２の先端部に立設されたピン１１５が長孔１１４に係合している。このため、ドライブロッド１１２を軸方向へ移動させると、その移動量に応じて第２フィンガ１２０が第１フィンガ１１０に対してヒンジ１０２を中心とした揺動運動を行うことになる。このとき、ドライブロッド１１２の先端部に立設されたピン１１５は、第２フィンガ１２０の揺動量に応じて長孔１１４内をスライドする。

一方、第１フィンガ１１０の中空部１１１内にはリニア超音波モータ１２１が設けられており、このリニア超音波モータ１２１に駆動信号を供給することでドライブロッド１１２が軸方向へ進退するように構成されている。このリニア超音波モータ１２１は、圧電素子を備えたステータ１２２と、このステータ１２２が圧接するドライブロッド１１２とによって構成されている。ちなみに、ステータ１２２としては、例えば、ピエゾモータ社製のピエゾレッグズ（商品名）を利用することができる。

［第２の実施例］
以上、図８乃至図１４を用いることによって、本発明に係るロボットハンドの好適な実施例を説明した。上述した第１の実施例は、移動型ロボットフィンガ２０ａである移動型母指用ロボットフィンガ２０ａ_１と移動型四指用ロボットフィンガ２０ａ_２とが、設置基準面（Ｓ）上で並列配置されている場合を例示するものであった。しかしながら、本発明の適用は上述した形態のものに限られず、上述した基本構成を有する限りにおいて多様な変更又は改良を加えることが可能である。そこで、第２の実施例では、掌部材１０が有する設置基準面（Ｓ）が上下２平面によって構成され、しかも、移動型ロボットフィンガ２０ａである移動型母指用ロボットフィンガ２０ａ_１と移動型四指用ロボットフィンガ２０ａ_２とが、設置基準面（Ｓ１，Ｓ２）の上下方向で直列配置されている場合について説明する。

なお、第２の実施例に係るロボットハンドについても、上述した第１の実施例と同様に、図７において例示したロボットハンドの構成を採用したものであるから、上記ロボットハンドの基本構成において説明した部材、及び第１の実施例において説明した部材と同一又は類似する部材については、同一符号を付して説明を省略する。

図１５は、第２の実施例に係るロボットハンドの全体構成を説明するための側面図であり、ロボットフィンガ２０が解放状態にある場合を例示する図である。図１５において示すロボットハンドにあっては、掌部材１０が有する設置基準面は、上側設置基準面（Ｓ１）と下側設置基準面（Ｓ２）との上下２平面によって構成されている。そして、この上下２平面において、上側設置基準面（Ｓ１）には移動型母指用ロボットフィンガ２０ａ_１が駆動機構３０を介して位置変更自在に設置されており、下側設置基準面（Ｓ２）には移動型四指用ロボットフィンガ２０ａ_２及び固定型四指用ロボットフィンガ２０ｂが設置されている。そして、下側設置基準面（Ｓ２）に設置される移動型四指用ロボットフィンガ２０ａ_２については駆動機構３０を介して位置変更自在となっており、一方の固定型四指用ロボットフィンガ２０ｂについては位置変更不可能なように固定設置がされている。

つまり、図１５において例示する第２の実施例に係るロボットハンドでは、移動型母指用ロボットフィンガ２０ａ_１と移動型四指用ロボットフィンガ２０ａ_２とが略同一方向に位置変更自在であり、且つ、設置基準面（Ｓ１，Ｓ２）の上下方向で直列配置されているのである。このような構成を採用することによって、掌部材１０の大きさを縮小することができ、複数のロボットフィンガ２０や駆動機構３０などを掌部材１０内にコンパクトに収納設置することができる。したがって、第２の実施例に係るロボットハンドによればロボットハンドの大きさを縮小することができるので、例えば、スペースが限られた作業空間でのロボットハンドの使用が可能となる。

なお、第２の実施例に係るロボットハンドにおいても、複数のロボットフィンガ２０は、設置基準面（Ｓ１，Ｓ２）の内側方向に把持動作を行うように設置されることになるが、例えば、図１５に示すように、移動型母指用ロボットフィンガ２０ａ_１を上側設置基準面（Ｓ１）に設置すると移動型四指用ロボットフィンガ２０ａ_２との位置関係がずれてしまうことになる。このような構成で把持作業に支障が出る場合には、移動型母指用ロボットフィンガ２０ａ_１の長さを伸ばすことによって、移動型母指用ロボットフィンガ２０ａ_１のフィンガ先端と移動型四指用ロボットフィンガ２０ａ_２及び固定型四指用ロボットフィンガ２０ｂのフィンガ先端とを揃えるようにすれば良い。

以上、本発明の好適な実施形態及び実施例について説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態及び実施例に記載の範囲には限定されない。上記実施形態及び実施例には、多様な変更又は改良を加えることが可能である。例えば、第２の実施例において説明したロボットハンドでは、上側設置基準面（Ｓ１）に移動型母指用ロボットフィンガ２０ａ_１を、下側設置基準面（Ｓ２）に移動型四指用ロボットフィンガ２０ａ_２及び固定型四指用ロボットフィンガ２０ｂを設置したが、この上下方向の設置位置は変更することが可能である。すなわち、上側設置基準面（Ｓ１）に移動型四指用ロボットフィンガ２０ａ_２及び固定型四指用ロボットフィンガ２０ｂを設置し、下側設置基準面（Ｓ２）に移動型母指用ロボットフィンガ２０ａ_１を設置しても良い。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

本実施形態に係るロボットハンドの基本構成を説明するための概略上面図である。図１で示したロボットハンドを側面から見た場合の概略図であり、ロボットフィンガが解放動作を行った状態を表している。図１で示したロボットハンドを側面から見た場合の概略図であり、ロボットフィンガが把持動作を行った状態を表している。図１で示したロボットハンドにおいて、移動型四指用ロボットフィンガを固定型四指用ロボットフィンガから最も離れた位置に配置し、移動型母指用ロボットフィンガを移動可能範囲の中央位置に配置する場合を例示した図である。図１で示したロボットハンドにおいて、３本のロボットフィンガを近接配置する場合を例示した図である。図１で示したロボットハンドにおいて、２本のロボットフィンガの位置を重ねて配置する場合を例示した図である。本実施形態に係るロボットハンドが取り得る多様な形態のうちの一例を示す図である。第１の実施例に係るロボットハンドを説明するための上面図である。図８に示すロボットフィンガが解放動作を行った状態におけるロボットハンドの側面を示す図である。図８に示すロボットフィンガが把持動作を行った状態におけるロボットハンドの側面を示す図である。第１の実施例に係るロボットハンドが備える駆動機構の構成を例示する図である。第１の実施例に係るロボットハンドに用いられるロボットフィンガの外観側面を示す図であり、特に、ロボットフィンガがホームポジションに位置する状態を示している。第１の実施例に係るロボットハンドに用いられるロボットフィンガの外観側面を示す図であり、特に、ロボットフィンガが駆動され、ワークを把持する位置に移動した状態を示している。第１の実施例に係るロボットハンドに適用可能なリニア超音波モータを採用したロボットフィンガを例示する図である。第２の実施例に係るロボットハンドの全体構成を説明するための側面図であり、ロボットフィンガが解放状態にある場合を例示する図である。

符号の説明

１０掌部材、１１一辺、１２他辺、１５ワーク、２０ロボットフィンガ、２０ａ移動型ロボットフィンガ、２０ａ_１移動型母指用ロボットフィンガ、２０ａ_２移動型四指用ロボットフィンガ、２０ｂ固定型ロボットフィンガ（固定型四指用ロボットフィンガ）、３０駆動機構、３１モータ、３２ねじ軸、３３ナット部材、３４軌道レール、３５移動ブロック、３６，６８接続部材、４０中手部材、４１ヒンジ、４２，７２エアシリンダ、４２ａ，７２ａロッド、５０基節部材、５４ＭＰ関節用直線案内装置、５８，７６，８４直線案内装置、６０，７９，８５リンク機構、７３ドライブシャフト、１０２ヒンジ、１０３蛇腹カバー、１１０第１フィンガ、１１１中空部、１１２ドライブロッド、１１３案内部材、１１４長孔、１１５ピン、１２０第２フィンガ、１２１リニア超音波モータ、１２２ステータ、１３０第３フィンガ、１４０先端フィンガ、（Ｓ）設置基準面、（Ｓ１）上側設置基準面、（Ｓ２）下側設置基準面、Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３関節。

Claims

設置基準面を有する掌部材と、
前記掌部材に対して把持・解放動作自在に設置される複数のロボットフィンガと、
を備えるロボットハンドであって、
前記複数のロボットフィンガは、
前記設置基準面に対して位置変更自在に設置される少なくとも１つの移動型ロボットフィンガと、
前記設置基準面に対して固定設置される少なくとも１つの固定型ロボットフィンガと、
によって構成されることを特徴とするロボットハンド。
設置基準面を有する掌部材と、
前記掌部材に対して把持・解放動作自在に設置される複数のロボットフィンガと、
を備えるロボットハンドであって、
前記複数のロボットフィンガは、
前記設置基準面を構成する一辺に沿って位置変更自在に設置される移動型母指用ロボットフィンガと、
前記一辺に対向する他辺に沿って位置変更自在に設置される移動型四指用ロボットフィンガと、
前記他辺側に固定設置される少なくとも１つの固定型四指用ロボットフィンガと、
によって構成されるとともに、これら複数のロボットフィンガは、前記設置基準面の内側方向に把持動作を行うように設置され、さらに、
前記移動型母指用ロボットフィンガと前記移動型四指用ロボットフィンガとは、略同一方向に位置変更自在なように前記設置基準面に並列配置されていることを特徴とするロボットハンド。
設置基準面を有する掌部材と、
前記掌部材に対して把持・解放動作自在に設置される複数のロボットフィンガと、
を備えるロボットハンドであって、
前記設置基準面は上下２平面によって構成され、
前記複数のロボットフィンガは、
上側又は下側の設置基準面に位置変更自在に設置される移動型母指用ロボットフィンガと、
下側又は上側の設置基準面に位置変更自在に設置される移動型四指用ロボットフィンガと、
下側又は上側の設置基準面に固定設置される少なくとも１つの固定型四指用ロボットフィンガと、
によって構成されるとともに、これら複数のロボットフィンガは、前記設置基準面の内側方向に把持動作を行うように設置され、さらに、
前記移動型母指用ロボットフィンガと前記移動型四指用ロボットフィンガとは、略同一方向に位置変更自在であり、且つ、前記設置基準面の上下方向で直列配置されていることを特徴とするロボットハンド。
請求項１〜３のいずれか１項に記載のロボットハンドにおいて、
前記移動型ロボットフィンガ、前記移動型母指用ロボットフィンガ及び前記移動型四指用ロボットフィンガは、前記設置基準面に対して駆動機構を介して設置されることによって位置変更自在であり、
かかる駆動機構は、
駆動源であるモータと、
前記モータによって回転駆動されるねじ軸と、
前記ねじ軸に螺合し、かかるねじ軸の回転駆動に伴ってねじ軸の軸方向に移動自在なナット部材と、
前記ねじ軸と並列して設置される軌道レールと、
前記軌道レールに複数の転動体を介して移動自在に設置される移動ブロックと、
前記ナット部材と前記移動ブロックとを接続する接続部材と、
によって構成されていることを特徴とするロボットハンド。
請求項４に記載のロボットハンドにおいて、
前記ねじ軸と前記ナット部材とは、複数の転動体を介して螺合していることを特徴とするロボットハンド。
請求項１〜５のいずれか１項に記載のロボットハンドにおいて、
前記複数のロボットフィンガは、エアシリンダ又はリニア超音波モータによって駆動されることを特徴とするロボットハンド。