JP2010064242A - ロボットハンド及びこれを備えた人間型ロボット - Google Patents

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Abstract

【課題】 トルクリミッターを通して関節の屈曲角度を調節することで、指機構の精密制御を可能にするロボットハンド及びこれを備えた人間型ロボットを提供する。
【解決手段】 アクチュエータが設けられたベース部と、前記ベース部に設置される少なくとも一つの指機構と、前記指機構に設けられた複数のリンク部材と、前記リンク部材を連結する複数の関節と、前記アクチュエータの動力を受けて、前記複数の関節を連動させる複数の動力伝達部材と、前記複数の関節のうち何れか一つの関節に配置され、前記何れか一つの関節の屈曲を制限し、前記複数の関節のうち他の一つの関節を前記何れか一つの関節に連動させるトルクリミッターとを含んでロボットハンドを構成する。
【選択図】 図3

Description

本発明は、ロボットハンド及びこれを備えた人間型ロボットに関するもので、特に、多様な対象物を安全かつ正確に把持できるようにするロボットハンド及びこれを備えた人間型ロボットに関するものである。
ロボットは、作業や操作を自動的に行う機械装置で、多様な分野で人間の代わりになるか、人間を補助するために活用されている。ロボットのうち活用度が高いものは、産業用ロボットである。産業用ロボットは、生産ラインを自動化及び無人化することで生産性を向上させるとともに、人間の代わりに危険な作業を行うことで、産業災害から人間を保護するのに寄与している。
近来には、人間と類似した外観を有し、人間と類似した行動をする人間型(humanoid)ロボットが開発されている。人間型ロボットは、一般的な産業用ロボットと同様に、各種の産業現場に投入され、人間が行いにくい作業を代わりに行っている。一方、人間型ロボットの最も大きな利点は、人間の代わりに作業を行うという側面より、日常生活で人間と共存しながら多様なサービスを親近感を持って提供できるという側面にある。したがって、人間型ロボットが日常生活で人間と円滑に交流して協業するために、多様な物体を安全かつ正確に把持できるロボットハンドに関する研究が活発に進行されている。
本発明の一側面は、トルクリミッターを通して関節の屈曲角度を調節することで、指機構の精密制御を可能にするロボットハンド及びこれを備えた人間型ロボットに関するものである。
本発明の実施例に係るロボットハンドは、アクチュエータが設けられたベース部と、ベース部に設置される少なくとも一つの指機構と、指機構に設けられた複数のリンク部材と、リンク部材を連結する複数の関節と、アクチュエータの動力を受けて、複数の関節を連動させる複数の動力伝達部材と、複数の関節のうち何れか一つの関節に配置され、何れか一つの関節の屈曲を制限し、複数の関節のうち他の一つの関節を何れか一つの関節に連動させるトルクリミッターとを含むことを特徴とする。
また、リンク部材は、ベース部に連結された第1リンク部材と、第1リンク部材に連結された第2リンク部材と、第2リンク部材に連結された第3リンク部材とを含み、トルクリミッターは、第1リンク部材に固定され、何れか一つの関節の屈曲角度を調節するハウジングを含むことを特徴とする。
また、ハウジングの外周面には複数の溝が形成され、第1リンク部材の内周面には、ハウジングとの間での相対回転を防止するために溝と噛み合うリブを備えることを特徴とする。
また、関節は、ベース部と第1リンク部材を連結する第1関節と、第1リンク部材と第2リンク部材を連結する第2関節と、第2リンク部材と第3リンク部材を連結する第3関節とを含み、第1関節、第2関節及び第3関節は、それぞれ第1プーリー、第2プーリー及び第3プーリーを含み、一つのアクチュエータに連動されることを特徴とする。
また、トルクリミッターは、第1プーリーと同一の軸方向を有するように配置された回転軸を含むことを特徴とする。
また、動力伝達部材は、第1プーリーと第2プーリーを連結する第1動力伝達部材と、第2プーリーと第3プーリーを連結する第2動力伝達部材とを含み、第1動力伝達部材と第2動力伝達部材は互いに異なる方向に巻かれたことを特徴とする。
また、第2動力伝達部材は、第2プーリーと第3プーリーとの間でX字状に巻かれたことを特徴とする。また、第1及び第2動力伝達部材は、第1及び第2ベルトを含むことを特徴とする。
また、第1リンク部材に対象物が接触し、第1リンク部材に所定値以上の反力が作用すると、トルクリミッターが作動することで、第1リンク部材が停止し、回転軸がハウジングとスリップされた状態で回転することで、第1プーリーが回動し、第1プーリーの回動に連動して第2プーリーと第2リンク部材が回動することで、第2関節の屈曲角度が変化し、第2リンク部材の回動に連動して第3プーリーと第3リンク部材が回動することで、第3関節の屈曲角度が変化することを特徴とする。
本発明の実施例に係る人間型ロボットは、胴体と、胴体に連結されるロボットハンドとを有する人間型ロボットにおいて、ロボットハンドは、アクチュエータが設けられたベース部と;ベース部に設置される少なくとも一つの指機構と;指機構に設けられた第1リンク部材、第2リンク部材及び第3リンク部材と;ベース部と第1リンク部材を連結する第1関節と;第1リンク部材と第2リンク部材を連結する第2関節と;第2リンク部材と第3リンク部材を連結する第3関節と;第1関節に設けられ、アクチュエータの動力を受ける第1プーリーと;第2関節に設けられ、第1プーリーに連結された第2プーリーと;第3関節に設けられ、第2プーリーに連結された第3プーリーと;第1関節に配置され、対象物に接触して所定値以上の反力が作用すると、第1関節の屈曲を制限し、第2プーリーと第3プーリーを回転させることで、第2関節と第3関節の屈曲角度を変化させるトルクリミッターと;を含むことを特徴とする。
また、前記各指機構には、一つのアクチュエータが備わることを特徴とする。
本発明の実施例に係るロボットハンド及びこれを備えた人間型ロボットによると、アクチュエータの個数を最小化しながらも、トルクリミッターを通して複数の関節の屈曲角度を調節することができ、関節の柔軟制御及び精密制御が可能になるという効果がある。
本発明に係る人間型ロボットを示した図である。 本発明に係る人間型ロボットのロボットハンドを示した図である。 図2の一部分を拡大して示した図である。 第1リンク部材に固定されたトルクリミッターを示した図である。 本発明に係る指機構の動作を示した図である。 本発明に係る指機構の動作を示した図である。
以下、添付された図面を参照して本発明の好適な実施例を詳細に説明する。
図1は、本発明の実施例に係る人間型ロボットを示した図である。図1に示すように、人間型ロボット10は、胴体100と、胴体100の下部両側に連結される脚アセンブリー200R,200Lと、胴体100の上部両側に連結される腕アセンブリー300R,300Lと、胴体100の上端部に連結される頭400とを備えている。参照符号における"R"及び"L"は、それぞれ右側及び左側を表す。
胴体100の内部は、カバー110によって保護される。胴体100には、制御ユニット120、バッテリー130及び傾斜センサー(図示せず)が設置される。傾斜センサーは、鉛直軸に対する胴体100の傾斜角度及びその角速度などを検出する。胴体100は、胸部100aと腰部100bに分割され、胸部100aと腰部100bとの間には、胸部100aの腰部100bに対する相対回転を可能にする関節が設置される。
胴体100の下部両側には脚アセンブリー200R,200Lが備わる。両側の脚アセンブリー200R,200Lは、それぞれ大腿リンク210、下腿リンク220及び足230を備えている。大腿リンク210は、大腿関節部(図示せず)を通して胴体100に連結される。大腿リンク210と下腿リンク220は、膝関節部(図示せず)を通して互いに連結され、下腿リンク220と足230は、足首関節部(図示せず)を通して互いに連結される。
胴体100の上部には頭400が備わる。頭400には、ロボット10の視覚として機能するカメラ410と、ロボット10の聴覚として機能するマイクロホン420が設置される。頭400は、首関節部(図示せず)を通して胴体100と連結される。
胴体100の上部両側には腕アセンブリー300R,300Lが備わる。両側の腕300R,300Lは、上膊リンク310及び下膊リンク320を備えている。上膊リンク310は、肩関節部(図示せず)を通して胴体100に連結される。上膊リンク310と下膊リンク320は、肘関節部(図示せず)を通して互いに連結される。また、両側の腕アセンブリー300R,300Lは、ロボットハンドをさらに備えている。ここで、ロボットハンドは、下膊リンク320と互いに連結される。両側のロボットハンドの構成が同一であるので、以下では右側のロボットハンド500を例に挙げて説明する。
図2は、本発明の実施例に係る人間型ロボットにおける右側のロボットハンドを示した図である。図2に示すように、本発明に係るロボットハンド500は、ベース部560及び指機構構造体510',510を含んで構成される。
ベース部560は、人間の手の一部、すなわち、手の平や手の甲に該当するものである。ベース部560は、人間の手の平部分を構成するためにケース状に形成される手の平部と、人間の手の甲部分を構成するためにケース状に形成される手の甲部とを含んで構成される。
指機構構造体510',510は、親指機構510'と、親指機構510'を除いた複数の指機構510とを含んで構成される。
親指機構510'は、複数の指機構510と異なる方向に延長されて設置される。ここで、親指機構510'は、モーター(図示せず)によって駆動可能になる。
複数の指機構510は、ベース部560の一端の縁部から略同一方向に延長されて設置される。複数の指機構510は、4個の指機構510によって構成される。それぞれの指機構510は、人間の指の動きを摸倣して構成されている。
すなわち、人間の指のうち、指機構520は人差し指に相当し、指機構530は中指に相当し、指機構540は薬指に相当し、指機構550は小指に相当する構成である。以下の説明では、中指に該当する指機構530のみに対して説明することにし、その他の人差し指、薬指及び小指に該当する指機構510は、中指と大きさが多少異なるだけで同一の構造となっているので、それに対する説明を省略する。
図3は、人間の指のうち中指に該当する指機構530を示した図である。図3に示すように、指機構530は、複数のリンク部材600と、複数のリンク部材600を連結する複数の関節700とを含んで構成される。
本発明に係る指機構530における複数の関節700は、ベース部560に隣接した順に第1関節710、第2関節720及び第3関節730を備えている。また、複数のリンク部材600は、ベース部560に隣接した順に第1リンク部材610、第2リンク部材620及び第3リンク部材630を備えている。
第1関節710は、3個の関節のうちベース部560に最も近い関節である。第1リンク部材610は、第1関節710を用いてベース部560に連結されている。
第1リンク部材610は、その一端部が第1関節710に連結され、他端部が第2リンク部材620に連結される。ここで、第1リンク部材610は、直四角形の両端が半円状に形成され、一端部が第1関節軸710aに回動可能に連結され、他端部が第2関節720を通して第2リンク部材620に連結されている。
第1関節710は、自由に屈曲可能に構成されており、第1関節710が第1関節軸710aの周囲で曲がることによって、第1関節710の屈曲角度が変化するようになる。
第1関節軸710aには、第1プーリー711とトルクリミッター900が結合されている。第1関節710は、第1プーリー711及びトルクリミッター900を含んで構成されており、第1関節710の屈曲角度が変化するようになる。
第1プーリー711は、外周面に2個のプーリー溝711a,711bを備えている。2個のプーリー溝711a,711bのうち一つのプーリー溝711aには、第2プーリー721Rと連結される第1動力伝達部材820が巻かれており、他の一つのプーリー溝711bには、駆動プーリー562と連結されるメーン動力伝達部材810が巻かれている。ここで、駆動プーリー562は、第1リンク部材610に隣接したベース部560に内蔵されたアクチュエータ561に回転可能に装着される。このような駆動プーリー562は、第1関節710の第1プーリー711と連結され、アクチュエータ561の動力を伝達するようになる。
そして、第1関節軸710aには、対象物の反力によるトルクを感知するトルクリミッター900が結合される。図4は、第1関節軸に結合されたトルクリミッターの一例を示した図である。
図4に示すように、第1リンク部材610は、一端が開口された開口部611を備えており、トルクリミッター900は、第1リンク部材610の開口部611に装着される。ここで、開口部611には、トルクリミッター900の離脱を防止するためにカバー部材(図示せず)が結合される。
トルクリミッター900は、外観を形成するハウジング910と、ハウジング910の内部に形成された回転部材920と、ハウジング910及び回転部材920を通して延長される回転軸930とを含んで構成される。ここで、回転軸930は、第1プーリー711と同一軸上に配置されるように設けられる。すなわち、回転軸930は、第1プーリー711を備えた第1関節軸710aと同一軸を形成するように設けられる。
ハウジング910の外周面には、回転軸930方向に延長された複数の連結溝911が形成される。そして、第1リンク部材610の内周面には、第1リンク部材610とトルクリミッター900のハウジング910との間での相対回転を防止するために連結溝911に対応する複数の連結リブ612が形成される。
また、ハウジング910の内周面には、等間隔を有して形成された複数の傾斜面912が備わる。各傾斜面912と回転部材920の外周面との間にはローラ940が装着される。ローラ940は、ハウジング910と回転部材920との間に装着されたケージ950に形成されたポケット960に収容される。そして、各ローラ940の一側には、ローラ940を傾斜面912と回転部材920の外周面との間で噛み合い状態で加圧する加圧スプリング970が備わる。
また、コイルスプリング980の一端には、コイルスプリング980を回転部材920に連結するために対立的に曲がったピース981が形成され、このピース981は、回転部材920の内周面に形成された溝921と噛み合う。コイルスプリング980が回転軸930に対して引っ張られると、回転軸930の回動は、コイルスプリング980を通して回転部材920に伝達される。また、回転部材920の回転は、ローラ940を通してハウジング910に伝達される。
この状態で、第1リンク部材610が対象物に接触することで反力が増加し、回転部材920からハウジング910への回転トルクが加圧スプリング970の弾性力を超えると、ローラ940は、傾斜面912と回転部材920の円筒形外周面との間に形成された幅広い空間に向かって移動される。したがって、回転部材920とローラ940との間にスリップが発生することで、ハウジング910のトルク伝達が遮断されるようになる。
すなわち、第1リンク部材610に固定されたハウジング910が第1リンク部材610と一体に動くようになり、ハウジング910が第1関節710の屈曲角度を直接的に変化させる回転要素になるので、ハウジング910が回転しないと、第1関節710の屈曲角度が変化しなくなる。すなわち、第1リンク部材610に一定値以上の対象物の反力による回転トルクが加えられると、回転軸930が空回転を行うので、第1関節710が曲がらなくなる。
図中、740はベアリングであり、これは、複数の関節軸710a,720a,730aをそれぞれ一定の位置に固定させ、関節軸710a,720a,730aの自重と関節軸710a,720a,730aにかかる荷重を支持しながら関節軸710a,720a,730aを回転可能にする。
一方、第1リンク部材610に隣接したベース部560にはアクチュエータ561が内蔵される。アクチュエータ561には、駆動プーリー562が回転可能に装着される。このような駆動プーリー562は、第1関節710の第1プーリー711と連結され、アクチュエータ561の動力を伝達するようになる。
第2関節720は、3個の関節のうち第1関節710の次にベース部560に近い関節である。第2リンク部材620は、第2関節720を通して第1リンク部材610に連結されている。第2関節720は、自由に屈曲可能に構成されており、第2関節720が第2関節軸720aの周囲で曲がることによって、第2関節720の屈曲角度が変化するようになる。
第2関節軸720aには、複数の第2プーリー721R,721Lが結合されている。すなわち、第2関節720は、複数の第2プーリー721R,721Lを含んで構成される。ここで、第2プーリー721は、左側に形成される第2プーリー721Lと、右側に形成される第2プーリー721Rとを含んで構成される。
第2プーリー721Rは第2リンク部材620に固定される。また、第2プーリー721Rには、第1プーリー711と連結される第1動力伝達部材820が巻かれている。第2プーリー721Lは第1リンク部材610に固定される。また、第2プーリー721Lには、第3プーリー731と連結される第2動力伝達部材830が巻かれている。
図中、750はベアリングである。
ここで、第1動力伝達部材820と第2動力伝達部材830はベルトで備わる。そして、第1プーリー711と第2プーリー721Rを連動させる第1動力伝達部材820と、第2プーリー721Lと第3プーリー731を連動させる第2動力伝達部材830は、互いに異なる方向に巻かれている。すなわち、第2動力伝達部材830は、第2プーリー721Lと第3プーリー731との間でX字状に巻かれており、第2プーリー721Lと第3プーリー731が互いに連動しながら屈曲角度を変化させている。
第3関節730は、3個の関節のうち指先に最も近い関節である。第3リンク部材630は、第3関節730を用いて第2リンク部材620に連結される。
第3リンク部材630は、その一端部が第3関節730に連結され、他端部は自由端である指先となっている。そして、第3リンク部材630は、その外形が第1リンク部材610とほぼ同一な部材である。この第3リンク部材630は、第3関節730を通して第2リンク部材620に回動可能に連結されている。
第3関節730は、自由に屈曲可能に構成されており、第3関節730が第3関節軸730aの周囲で曲がることによって、第3関節730の屈曲角度が変化するようになる。
第3関節軸730aには第3プーリー731が結合されている。また、上述したように、第3プーリー731には、第2動力伝達部材830が巻かれて第2プーリー721と連結される。
以下、本発明の実施例に係るロボットハンドの動作を説明する。
図5は、本発明に係るモーターの駆動状態を示した図で、図6は、リンク部材に対象物が接触することによる関節の屈曲角度変化を示した図である。図5及び図6に示すように、ベース部560に設置されたアクチュエータ561が、これに連結されたメーンプーリー562とメーン動力伝達部材810をA方向に動かすと、第1プーリー711をB方向に回転させるようになり、第1関節710は、B方向に沿って対象物に向かって屈曲される。このとき、第1リンク部材610に対して第1プーリー711が回転していないので、第2リンク部材620と第3リンク部材630は、別途の屈曲動作なく第1リンク部材610と一直線を維持するようになる。すなわち、第1プーリー711がB方向に動くとしても、第1動力伝達部材820は、それ自体が回転するのではなく、第1リンク部材610と一直線を維持するように相対的に移動するだけである。
次に、第1リンク部材610の屈曲角度がさらに変化することによって、第1リンク部材610が対象物に接触すると、これによる反力が第1リンク部材610に作用するようになり、所定トルク以上が第1リンク部材610に作用すると、トルクリミッター900の作動によって第1リンク部材610が停止する。
すなわち、第1リンク部材610が対象物に接触することで反力が増加すると、回転部材920及びローラ940を通してトルクリミッター900のハウジング910と回転軸930との間でスリップが発生し、その結果、回転軸930の回転力がトルクリミッター900のハウジング910に伝達されない。したがって、第1リンク部材610及びそれに固定されたトルクリミッター900のハウジング910は、回転軸930の回転と関係なく停止状態を維持し、回転軸930及び第1関節軸710aが継続的に空回転を行い、第1プーリー711がB方向に継続的に回転するようになる。
そして、第1プーリー711がB方向に回動することによって、第1プーリー711に巻かれた第1動力伝達部材820がC方向に回転するようになる。また、第1動力伝達部材820の回転に連動して第2プーリー721がD方向に回動することによって、第2リンク部材620が第1リンク部材610に対して相対的に回転するようになり、第2関節720の屈曲角度が変化する。
また、第2プーリー721RがD方向に回動することによって、第2プーリー721Lに巻かれた第2動力伝達部材830がE方向に回転するようになる。また、第2動力伝達部材830の回転に連動して第3プーリー731がF方向に回動することによって、第3リンク部材630も回動するようになり、第3関節730の屈曲角度が変化する。
上述したように、上記の各実施例において、ロボットハンドは、1個の親指機構510'及び4個の指機構510を含んで構成されており、各指機構510の関節が3個となっているが、指機構510の個数及び各指機構510の関節個数は当然増減可能である。
また、本発明の実施例に係るロボットハンドでは、アクチュエータの個数を最小化しながらもトルクリミッターを通して関節の屈曲角度を調節することで、関節の柔軟制御及び精密制御を可能にすることを基本的な技術的思想としている。したがって、本発明の基本的な技術的思想の範疇内で、当業界で通常の知識を有する者によって他の多くの変形が可能であることは当然である。
10 人間型ロボット
300R,300L 腕アセンブリー
500 ロボットハンド
610 第1リンク部材
620 第2リンク部材
630 第3リンク部材
710 第1関節
711 第1プーリー
720 第2関節
721 第2プーリー
730 第3関節
731 第3プーリー
820、830 第1及び第2動力伝達部材
900 トルクリミッター
910 ハウジング
920 回転部材
930 回転軸

Claims (18)

  1. アクチュエータが設けられたベース部と、
    前記ベース部に設置される少なくとも一つの指機構と、
    前記指機構に設けられた複数のリンク部材と、
    前記リンク部材を連結する複数の関節と、
    前記アクチュエータの動力を受けて、前記複数の関節を連動させる複数の動力伝達部材と、
    前記複数の関節のうち何れか一つの関節に配置され、前記何れか一つの関節の屈曲を制限し、前記複数の関節のうち他の一つの関節を前記何れか一つの関節に連動させるトルクリミッターと、を含むことを特徴とするロボットハンド。
  2. 前記リンク部材は、前記ベース部に連結された第1リンク部材と、前記第1リンク部材に連結された第2リンク部材と、前記第2リンク部材に連結された第3リンク部材とを含み、
    前記トルクリミッターは、前記第1リンク部材に固定され、前記何れか一つの関節の屈曲角度を調節するハウジングを含むことを特徴とする請求項1に記載のロボットハンド。
  3. 前記ハウジングの外周面には複数の溝が形成され、
    前記第1リンク部材の内周面には、前記ハウジングとの間での相対回転を防止するために前記溝と噛み合うリブを備えることを特徴とする請求項2に記載のロボットハンド。
  4. 前記関節は、前記ベース部と前記第1リンク部材を連結する第1関節と、前記第1リンク部材と前記第2リンク部材を連結する第2関節と、前記第2リンク部材と前記第3リンク部材を連結する第3関節とを含み、
    前記第1関節、第2関節及び第3関節は、それぞれ第1プーリー、第2プーリー及び第3プーリーを含み、一つの前記アクチュエータに連動されることを特徴とする請求項2に記載のロボットハンド。
  5. 前記トルクリミッターは、前記第1プーリーと同一の軸方向を有するように配置された回転軸を含むことを特徴とする請求項4に記載のロボットハンド。
  6. 前記動力伝達部材は、前記第1プーリーと前記第2プーリーを連結する第1動力伝達部材と、前記第2プーリーと前記第3プーリーを連結する第2動力伝達部材とを含み、
    前記第1動力伝達部材と前記第2動力伝達部材は、互いに異なる方向に巻かれたことを特徴とする請求項4に記載のロボットハンド。
  7. 前記第2動力伝達部材は、前記第2プーリーと前記第3プーリーとの間でX字状に巻かれたことを特徴とする請求項6に記載のロボットハンド。
  8. 前記第1及び第2動力伝達部材は、第1及び第2ベルトを含むことを特徴とする請求項6に記載のロボットハンド。
  9. 前記第1リンク部材に対象物が接触し、前記第1リンク部材に所定値以上の反力が作用すると、前記トルクリミッターが作動することで、前記第1リンク部材が停止し、
    前記回転軸が前記ハウジングとスリップされた状態で回転することで、前記第1プーリーが回動し、
    前記第1プーリーの回動に連動して前記第2プーリーと前記第2リンク部材が回動することで、前記第2関節の屈曲角度が変化し、
    前記第2リンク部材の回動に連動して前記第3プーリーと前記第3リンク部材が回動することで、前記第3関節の屈曲角度が変化することを特徴とする請求項4に記載のロボットハンド。
  10. 胴体と、
    前記胴体に連結されるロボットハンドとを有する人間型ロボットにおいて、
    前記ロボットハンドは、アクチュエータが設けられたベース部と;
    前記ベース部に設置される少なくとも一つの指機構と;
    前記指機構に設けられた第1リンク部材、第2リンク部材及び第3リンク部材と;
    前記ベース部と第1リンク部材を連結する第1関節と;
    前記第1リンク部材と第2リンク部材を連結する第2関節と;
    前記第2リンク部材と第3リンク部材を連結する第3関節と;
    前記第1関節に設けられ、前記アクチュエータの動力を受ける第1プーリーと;
    前記第2関節に設けられ、前記第1プーリーに連結された第2プーリーと;
    前記第3関節に設けられ、前記第2プーリーに連結された第3プーリーと;
    前記第1関節に配置され、対象物に接触して所定値以上の反力が作用すると、前記第1関節の屈曲を制限し、前記第2プーリーと第3プーリーを回転させることで、前記第2関節と第3関節の屈曲角度を変化させるトルクリミッターと;を含むことを特徴とする人間型ロボット。
  11. 前記各指機構には、一つのアクチュエータが備わることを特徴とする請求項10に記載の人間型ロボット。
  12. 前記トルクリミッターは、前記第1リンク部材に固定され、前記第1関節の屈曲角度を調節するハウジングを含むことを特徴とする請求項10に記載の人間型ロボット。
  13. 前記トルクリミッターは、前記第1プーリーと同一の軸方向を有するように配置される回転軸を含むことを特徴とする請求項10に記載の人間型ロボット。
  14. 前記動力伝達部材は、前記第1プーリーと前記第2プーリーを連結する第1動力伝達部材と、前記第2プーリーと前記第3プーリーを連結する第2動力伝達部材とを含み、
    前記第1動力伝達部材と前記第2動力伝達部材は、互いに異なる方向に巻かれることを特徴とする請求項10に記載の人間型ロボット。
  15. 前記ハウジングの外周面には複数の溝が形成され、
    前記第1リンク部材の内周面には、前記ハウジングとの間での相対回転を防止するために前記溝と噛み合うリブを備えることを特徴とする請求項11に記載の人間型ロボット。
  16. 前記第2動力伝達部材は、前記第2プーリーと第3プーリーとの間でX字状に巻かれることを特徴とする請求項15に記載の人間型ロボット。
  17. 前記第1及び第2動力伝達部材は、第1及び第2ベルトを含むことを特徴とする請求項15に記載の人間型ロボット。
  18. 前記第1リンク部材に対象物が接触し、前記第1リンク部材に所定値以上の反力が作用すると、前記トルクリミッターが作動することで、前記第1リンク部材が停止し、
    前記回転軸が前記ハウジングとスリップされた状態で回転することで、前記第1プーリーが回動し、
    前記第1プーリーの回動に連動して前記第2プーリーと前記第2リンク部材が回動することで、前記第2関節の屈曲角度が変化し、
    前記第2リンク部材の回動に連動して前記第3プーリーと前記第3リンク部材が回動することで、前記第3関節の屈曲角度が変化することを特徴とする請求項13に記載の人間型ロボット。
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CN (1) CN101670581A (ja)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102384858A (zh) * 2011-08-23 2012-03-21 东南大学 柔性四杆取样机械臂
WO2013008310A1 (ja) * 2011-07-12 2013-01-17 株式会社安川電機 ロボットハンドおよびロボット
JP2014054705A (ja) * 2012-09-13 2014-03-27 Kimigafuchi Gakuen マルチジョイント機構及びマルチジョイント機構による配置パターン生成方法
CN103770116A (zh) * 2014-01-13 2014-05-07 西北农林科技大学 一种十七自由度人形机器人
JPWO2013008310A1 (ja) * 2011-07-12 2015-02-23 株式会社安川電機 ロボットハンドおよびロボット
JP2015188758A (ja) * 2014-03-28 2015-11-02 三星電子株式会社Samsung Electronics Co.,Ltd. 関節アセンブリ、およびこれを含む歩行補助ロボット
CN105798943A (zh) * 2016-03-11 2016-07-27 清华大学 流体式无级锁定绳簧自适应机器人手指装置
CN105798933A (zh) * 2016-03-11 2016-07-27 清华大学 齿条式多关节同步锁定自适应机器人手指装置
CN105798937A (zh) * 2016-03-11 2016-07-27 清华大学 轴动螺旋同步锁定自适应机器人手指装置

Families Citing this family (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101685997B1 (ko) * 2010-01-07 2016-12-13 삼성전자주식회사 로봇 핸드 및 이를 포함하는 로봇
KR101706094B1 (ko) * 2010-01-14 2017-02-14 삼성전자주식회사 로봇용 관절 구동장치 및 이를 포함하는 로봇, 로봇용 관절 구동장치의 케이블 연결방법
TW201134532A (en) * 2010-04-15 2011-10-16 Dmp Electronics Inc Multiple-finger robot that simulates human hand motion
US8676382B2 (en) * 2010-05-26 2014-03-18 GM Global Technology Operations LLC Applying workspace limitations in a velocity-controlled robotic mechanism
EP2688720B1 (en) 2011-03-21 2021-10-13 SRI International Mobile robotic manipulator system
US8776632B2 (en) * 2011-08-19 2014-07-15 GM Global Technology Operations LLC Low-stroke actuation for a serial robot
CA2856622C (en) * 2011-11-25 2017-01-10 Robotiq Inc. A gripper having a two degree of freedom underactuated mechanical finger for encompassing and pinch grasping
WO2014021511A1 (ko) * 2012-07-31 2014-02-06 Lee Chun-Woo 로봇 손가락 및 이를 구비한 로봇핸드
JP2014073222A (ja) * 2012-10-04 2014-04-24 Sony Corp 運動補助装置及び運動補助方法
CN104339361B (zh) * 2013-07-29 2016-06-01 上海德致伦电子科技有限公司 机械手指及机械手
CN104511906B (zh) * 2013-09-28 2015-11-18 沈阳新松机器人自动化股份有限公司 多关节机械手
DE102013223603A1 (de) * 2013-11-19 2015-05-21 Ferrobotics Compliant Robot Technology Gmbh Roboterarm
CN103846922B (zh) * 2013-11-27 2016-02-24 清华大学 齿条止回自适应欠驱动机器人手指装置
FR3016543A1 (fr) * 2014-01-22 2015-07-24 Aldebaran Robotics Main destinee a equiper un robot a caractere humanoide a doigts ameliores
CN104015193B (zh) * 2014-06-03 2016-05-18 清华大学 抓取锁定自适应机器人手指装置
US10046461B2 (en) 2014-08-25 2018-08-14 Paul Ekas Link structure and assembly including cable guide system for robotic mechanical manipulator structure
WO2016032979A1 (en) 2014-08-25 2016-03-03 Paul Ekas Robotic grippers including finger webbing
EP3263296A4 (en) * 2015-02-26 2018-10-03 Olympus Corporation Manipulator and manipulator system
CN105479485B (zh) * 2016-01-28 2017-11-03 哈尔滨工业大学 一种钢丝传动串联柔性驱动关节
CN105666508A (zh) * 2016-03-17 2016-06-15 清华大学 杆轮复合式耦合自适应欠驱动机器人手指装置
CN105643647A (zh) * 2016-03-17 2016-06-08 清华大学 复合柔性传动平夹自适应机器人手指装置
CN105583834A (zh) * 2016-03-17 2016-05-18 清华大学 并联齿轮传动平夹自适应机器人手指装置
CN106826907B (zh) * 2017-02-28 2019-11-26 深圳源创智能机器人有限公司 一种单自由度联动柔性充电机器人关节组
CN111376287B (zh) * 2018-12-29 2021-10-29 深圳市优必选科技有限公司 机器人及其手指
CN112677171B (zh) * 2020-12-16 2022-04-19 安徽工业大学 双滑槽连杆直线平夹自适应机器人手指装置
KR102567980B1 (ko) 2021-08-24 2023-08-17 김진석 인간형 로봇 핸드
CN114056449A (zh) * 2021-11-18 2022-02-18 北京钢铁侠科技有限公司 机器人行走机构及具有其的机器人

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57118190U (ja) * 1981-01-08 1982-07-22
JPH0587154A (ja) * 1991-09-26 1993-04-06 Ntn Corp トルクリミツタ
JPH05301191A (ja) * 1992-03-12 1993-11-16 Sanyo Electric Co Ltd 多関節ロボットハンド
JPH11267987A (ja) * 1998-03-23 1999-10-05 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 関節機構
JP2003089087A (ja) * 2001-09-17 2003-03-25 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ワイヤー駆動多関節マニピュレータ
JP2003211383A (ja) * 2002-01-15 2003-07-29 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ロボットハンド
JP2003305681A (ja) * 2002-04-15 2003-10-28 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ロボットハンド
JP2006198748A (ja) * 2005-01-24 2006-08-03 Toyo Press Kogyo Kk 関節装置及び関節装置を用いたメカニカルユニバーサルハンド

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4921293A (en) * 1982-04-02 1990-05-01 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Multi-fingered robotic hand
US4865376A (en) * 1987-09-25 1989-09-12 Leaver Scott O Mechanical fingers for dexterity and grasping
US5062673A (en) * 1988-12-28 1991-11-05 Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho Articulated hand
US5447403A (en) * 1990-01-05 1995-09-05 Engler, Jr.; Charles D. Dexterous programmable robot and control system
US5200679A (en) * 1990-02-22 1993-04-06 Graham Douglas F Artificial hand and digit therefor
US5080682A (en) * 1990-07-05 1992-01-14 Schectman Leonard A Artificial robotic hand
JPH0723626Y2 (ja) * 1992-04-22 1995-05-31 エヌティエヌ株式会社 トルクリミッタ
US5570920A (en) * 1994-02-16 1996-11-05 Northeastern University Robot arm end effector
JP4150991B2 (ja) 2000-02-25 2008-09-17 Smc株式会社 トルクリミッター付き電動ハンド
JP2004130405A (ja) 2002-10-08 2004-04-30 Incs Inc ロボットハンド駆動機構
JP2004306224A (ja) * 2003-04-09 2004-11-04 Keio Gijuku ロボットフィンガ、4指ロボットハンド、及び、5指ロボットハンド
JP4305323B2 (ja) * 2004-08-11 2009-07-29 ソニー株式会社 ロボット装置の動作制御装置及び動作制御方法
JP2006123149A (ja) * 2004-11-01 2006-05-18 Sharp Corp 関節駆動機構およびロボットハンド
WO2008058061A2 (en) * 2006-11-03 2008-05-15 President And Fellows Of Harvard College Robust compliant adaptive grasper and method of manufacturing same
JP4918004B2 (ja) * 2006-11-24 2012-04-18 パナソニック株式会社 多指ロボットハンド

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57118190U (ja) * 1981-01-08 1982-07-22
JPH0587154A (ja) * 1991-09-26 1993-04-06 Ntn Corp トルクリミツタ
JPH05301191A (ja) * 1992-03-12 1993-11-16 Sanyo Electric Co Ltd 多関節ロボットハンド
JPH11267987A (ja) * 1998-03-23 1999-10-05 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 関節機構
JP2003089087A (ja) * 2001-09-17 2003-03-25 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ワイヤー駆動多関節マニピュレータ
JP2003211383A (ja) * 2002-01-15 2003-07-29 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ロボットハンド
JP2003305681A (ja) * 2002-04-15 2003-10-28 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ロボットハンド
JP2006198748A (ja) * 2005-01-24 2006-08-03 Toyo Press Kogyo Kk 関節装置及び関節装置を用いたメカニカルユニバーサルハンド

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013008310A1 (ja) * 2011-07-12 2013-01-17 株式会社安川電機 ロボットハンドおよびロボット
US8910984B2 (en) 2011-07-12 2014-12-16 Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki Robot hand and robot
JPWO2013008310A1 (ja) * 2011-07-12 2015-02-23 株式会社安川電機 ロボットハンドおよびロボット
CN102384858A (zh) * 2011-08-23 2012-03-21 东南大学 柔性四杆取样机械臂
JP2014054705A (ja) * 2012-09-13 2014-03-27 Kimigafuchi Gakuen マルチジョイント機構及びマルチジョイント機構による配置パターン生成方法
CN103770116A (zh) * 2014-01-13 2014-05-07 西北农林科技大学 一种十七自由度人形机器人
JP2015188758A (ja) * 2014-03-28 2015-11-02 三星電子株式会社Samsung Electronics Co.,Ltd. 関節アセンブリ、およびこれを含む歩行補助ロボット
CN105798943A (zh) * 2016-03-11 2016-07-27 清华大学 流体式无级锁定绳簧自适应机器人手指装置
CN105798933A (zh) * 2016-03-11 2016-07-27 清华大学 齿条式多关节同步锁定自适应机器人手指装置
CN105798937A (zh) * 2016-03-11 2016-07-27 清华大学 轴动螺旋同步锁定自适应机器人手指装置

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