JP2008032140A - 回動装置、回動装置の駆動方法、及びハンド装置 - Google Patents
回動装置、回動装置の駆動方法、及びハンド装置 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】ハンド装置1は、ブロック材3に回動装置10、30、50、70を回動可能に取り付けると共に、各回動装置10、30、50、70のベース部材を帯状弾性体5aで束ねて、手の甲部分1a及び掌部分を形成する。各回動装置10、30、50、70の中で小指及び薬指に相当する第1回動装置10及び第2回動装置30では、第1アクチュエータ21、41と回動部材14、34を繋ぐ線材22、42をX軸のプラス方向へオフセットして取り付ける。また、人差し指に相当する第4回動装置70では、第1アクチュエータ81と回動部材74を繋ぐ線材82を逆方向にオフセットして取り付ける。このようなオフセットにより、線材22、42、82が牽引されると、各回動装置10、30、70には回転モーメントが生じ、甲部分1a及び掌部分が変形する。
【選択図】図1
Description
また、本発明では、駆動源として二組の流体圧式のアクチュエータを用いた場合、指の曲げ速度、指を途中で曲げた状態で制動できる回動装置の駆動方法を提供することを目的とする。
本発明にあっては、線材のオフセットした位置を維持するように案内する案内部材を備えるので、線材がアクチュエータの牽引により移動した場合、及び回動部材が回動した場合でも、線材のオフセットした状態は維持されることなり、回動部材の中心線まわりの回転モーメントが安定して生じる。
本発明にあっては、逆回動アクチュエータの駆動で逆側線材を駆動すると、回動部材は逆方向に回動される。そのため、本発明に係る回動装置を、ハンド装置における指部分に適用すると、アクチュエータの駆動により回動部材を指の伸ばし方向に回動させることに加えて、逆回動アクチュエータの駆動により回動部材を指の曲げる方向に回動させることも可能となり、指の曲げ伸ばし動作を、それぞれ専用のアクチュエータで迅速に行える。
本発明にあっては、回動部材の先端側に取り付けた副回動部材を副逆回動アクチュエータで回動させるので、多関節で指を折り曲げるような動作を実現できるようになる。なお、副回動部材を直列的に複数回動可能に連結すると共に、各副回動部材用の副逆回動アクチュエータを設ければ、実際の人体における指の関節数に合わせた形態にすることも可能である。
本発明にあっては、副回動部材を副逆回動アクチュエータによる回動の方向と逆方向に付勢する付勢部材を備えるので、簡易な機構で副回動部材に相当する指部分の回動を実現できる。なお、付勢部材としては合成ゴムのような弾性体、又は引っ張りコイルバネ、板バネのようなバネ材等を適用できる。また、付勢部材として合成ゴムのような弾性体を用いる場合は、副回動部材と回動部材を弾性体で繋いで副回動部材を付勢する形態以外に、合成ゴム製の手袋における指部分で回動装置を被覆して副回動部材を付勢する形態も可能である。
本発明にあっては、各回動装置のベース部材の取り付け位置の全体的な配置を、湾曲形状にするので、弾性体の付勢力によりハンド装置における手の甲及び掌に相当する箇所は自然と、湾曲した形状になる。そのため、物を把持する際は、指に加えて掌に相当する箇所も湾曲するため、物を包み込むように安定した把持が可能になると共に、指に相当する回動装置の部分が掌の湾曲形状に応じて指の根元から適切な角度で回動するようになる。その結果、把持対象の物がどのような形状であっても、物の形状に沿って指に相当する部分が回動して面接触的な把持を実現でき、把持力の向上を図れる。
本発明にあっては、線材がアクチュエータにより牽引されて動いても、線材のオフセットした位置を維持でき、回動部材の中心線まわりの回転モーメントを安定して発生させられる。
本発明にあっては、逆回動アクチュエータ及び逆側線材を備えるので、回動部材を両方向に回動できる。
本発明にあっては、逆回動線材を、前記線材と同方向にオフセットした位置で回動部材に繋げるので、前記線材の牽引による回転モーメントと逆方向の回転モーメントを発生でき、回動装置自体を両方向に回動することを実現できる。
本発明にあっては、付勢部材を用いた簡易な機構で、副逆回動アクチュエータの駆動方向と逆方向へ副回動部材を付勢できる。
また、本発明にあっては、各回動装置のベース部材を集合部材へ取り付ける箇所の全体的な配置を、湾曲形状にするので、物を把持する際、手の甲及び掌に相当する部分をなだらかに湾曲した形状でき、物を包み込むように安定した把持を行えると共に、各回動装置が把持対象の物の形状に沿って面接触となるように回動して物を把持でき、把持力の向上を図れる。
1a 甲部分
1b 掌部分
2 手袋
3 ブロック材
4a〜4d 円形孔
5a、5b 帯状弾性体
10 第1回動装置
12 ベース部材
13 中間部材
14 回動部材
15 付勢部材
16 副回動部材
17 先端回動部材
20a、20b 案内部材
21 第1アクチュエータ
22、24、26、28 線材
22a、24a、26a、28a 端部
23 第2アクチュエータ
25 第3アクチュエータ
27 第4アクチュエータ
30 第2回動装置
50 第3回動装置
70 第4回動装置
90 第5回動装置
100 流体供給システム
Claims (10)
- 長手方向を有するベース部材と、該ベース部材の長手方向の一端側に回動可能に取り付けてある回動部材と、アクチュエータと、該アクチュエータ及び前記回動部材を繋ぐ線材とを備え、前記アクチュエータの駆動により前記線材を牽引して前記回動部材を回動させる回動装置において、
前記線材の前記回動部材に繋がる側は、前記ベース部材の長手方向に平行な前記回動部材の中心線からオフセットした位置に取り付けてあることを特徴とする回動装置。 - 前記線材のオフセットした位置を維持するように前記線材を案内する案内部材を備える請求項1に記載の回動装置。
- 前記回動部材は、中間部材を介して前記ベース部材に取り付けてあり、
前記中間部材は、前記回動部材の回動軸方向及び前記ベース部材の長手方向の両方向に対して直交的な方向を回動軸方向にして回動可能にしてある請求項1又は請求項2に記載の回動装置。 - 前記アクチュエータの駆動による回動方向と逆方向に前記回動部材を回動させる逆回動アクチュエータと、
該逆回動アクチュエータ及び前記回動部材を繋ぐ逆回動線材とを備える請求項1乃至請求項3のいずれか1つに記載の回動装置。 - 前記逆回動線材の前記回動部材に繋がる側は、前記ベース部材の長手方向に平行な前記回動部材の中心線から、前記線材のオフセット方向と同方向にオフセットした位置に取り付けてある請求項4に記載の回動装置。
- 前記回動部材の前記ベース部材への取り付け側とは反対側になる端部に、回動可能に取り付けてある副回動部材と、
前記逆回動アクチュエータの駆動による前記回動部材の回動方向と同方向に前記副回動部材を回動させる副逆回動アクチュエータと、
該副逆回動アクチュエータ及び前記副回動部材を繋ぐ副逆回動線材とを備える請求項4又は請求項5に記載の回動装置。 - 前記副逆回動アクチュエータの駆動による回動方向と逆方向に前記副回動部材を付勢する付勢部材を備える請求項6に記載の回動装置。
- 請求項4乃至請求項7のいずれか1つに記載の回動装置が備える前記アクチュエータ及び前記逆回動アクチュエータは、流体の給排により膨縮して駆動を行うものであり、
前記アクチュエータ及び前記逆回動アクチュエータに流体を供給し、
前記アクチュエータ及び前記逆回動アクチュエータに供給する流体の圧力を切り替えて前記回動部材の回動と回動停止とを切り替えることを特徴とする回動装置の駆動方法。 - 長手方向を有するベース部材、該ベース部材の長手方向の一端側に回動可能に取り付けてある回動部材、アクチュエータ、並びに該アクチュエータ及び前記回動部材を繋ぐ線材を有する複数の回動装置と、
前記複数の回動装置を平行的に並べた状態で、各ベース部材の長手方向に平行な方向を回動中心にして各ベース部材の他端側を回動可能に取り付けた集合部材と、
前記複数の回動装置の各ベース部材を束ねる弾性体とを備え、
平行的に並べた前記複数の回動装置の中で、端側に位置する回動装置は、請求項1乃至請求項7のいずれか1つに記載の回動装置であり、該回動装置の線材のオフセット方向を、前記回動装置が位置する端側の方向にしてあることを特徴とするハンド装置。 - 前記集合部材における各ベース部材の他端側の取り付け位置の全体的な配置は、湾曲形状にしてある請求項9に記載のハンド装置。
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