JP2011240421A - Robot hand and robot - Google Patents

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JP2011240421A
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Japan
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finger
robot hand
robot
palm
finger part
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JP2010112894A
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Japanese (ja)
Inventor
Koji Takeda
幸二 竹田
Kenjiro Murakami
憲二郎 村上
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Seiko Epson Corp
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Seiko Epson Corp
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J15/00Gripping heads and other end effectors
    • B25J15/0009Gripping heads and other end effectors comprising multi-articulated fingers, e.g. resembling a human hand

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a robot hand which is highly versatile as a humanoid robot hand although it has a simple structure similar to a gripper-type robot hand.SOLUTION: Three fingers are attached to a palm where a second finger and a third finger are put side by side in the same orientations, and a first finger is put to face them. In addition, the location of the second finger can be changed over between a first location facing the first finger and a second location where the second finger and the third finger face the first finger at the center of the second and third fingers. Accordingly, motion to grasp a small object takes place between the first finger and the second finger while motion to grasp a large object takes place using the three fingers. Thus, various objects can be grasped like the humanoid robot hand by the simple structure similar to the gripper-type robot hand.

Description

本発明は、対象物を掴むことが可能なロボットハンド、および、そのようなロボットハ
ンドを備えたロボットに関する。
The present invention relates to a robot hand capable of grasping an object and a robot equipped with such a robot hand.

近年のロボット技術の進歩により、工業製品の製造現場では、多くの産業用ロボットが
使用されるようになっている。例えば、工業製品の組み立てラインでは、ラインに沿って
複数台の産業用ロボットが設置され、ライン上を流れる製造中の製品に対して、ロボット
が自動で各種の部品を組み付けることで、生産効率を向上させることが広く行われている
。あるいは、このようなロボットが組み付ける部品をラインサイドまで搬送する際にも、
ロボットを用いて部品を搬送することで、工場全体としての生産効率を向上させることも
広く行われている。
Due to recent advances in robot technology, many industrial robots have been used in industrial product manufacturing sites. For example, in an assembly line for industrial products, multiple industrial robots are installed along the line, and the robot automatically assembles various parts to the product being manufactured that flows on the line. Improvement is widely done. Or when transporting parts assembled by such robots to the line side,
It is also widely performed to improve production efficiency as a whole factory by conveying parts using a robot.

このように組み立てライン等で用いられる産業用ロボットは、基本的には対象物を掴む
動作、および掴んだ対象物を放す動作の2種類の動作をしているに過ぎないが、対象物に
は、様々な形状あるいは大きさのものが存在しているため、これらの対象物を同じように
掴んだり放したりすることは容易なことではない。そこで、ロボットが対象物を把持する
部分(ロボットハンド)を、対象物の形状や大きさに合わせて複数種類用意しておき、対
象物に合わせて適したロボットハンドを使い分けることが通常である。尚、このように対
象物を掴んだり放したりするだけの単純な動作を行うロボットハンドは、「グリッパー型
ロボットハンド(あるいは、単にグリッパー)」と呼ばれることがある。
As described above, industrial robots used in assembly lines and the like basically have only two types of movements: an operation of grasping an object and an operation of releasing the grasped object. Since there are various shapes and sizes, it is not easy to grasp and release these objects in the same way. Therefore, it is usual to prepare a plurality of types (robot hands) where the robot grips the object in accordance with the shape and size of the object, and use different robot hands suitable for the object. Note that a robot hand that performs a simple operation of simply grabbing and releasing an object in this way is sometimes called a “gripper-type robot hand (or simply a gripper)”.

もっとも、複数種類のロボットハンドを使い分けるのでは、対象物の形状や大きさが変
わる度に、ロボットハンドを付け替える作業が必要となり、その間は組み立てラインの停
止を余儀なくされるので生産効率が低下してしまう。そこで、異なる形状や大きさの対象
物に対しても同じロボットハンドで対応可能とするために、人間の手を模して5本指を備
えたロボットハンド(以下、本明細書では「人間型ロボットハンド」と呼ぶ)が開発され
ている(特許文献1)。この人間型ロボットハンドは、手のひらに相当する部材から立設
された5本の指のそれぞれに、関節に相当する複数の可動部が設けられており、これら可
動部を適切に制御することで、異なる形状や異なる大きさを有する対象物に対しても、柔
軟に対応することが可能と考えられる。
However, when using multiple types of robot hands, it is necessary to change the robot hand each time the shape or size of the object changes. During that time, the assembly line must be stopped, which reduces production efficiency. End up. Therefore, in order to be able to handle objects of different shapes and sizes with the same robot hand, a robot hand having five fingers imitating a human hand (hereinafter referred to as “humanoid” in this specification). Has been developed (referred to as Patent Document 1). In this humanoid robot hand, a plurality of movable parts corresponding to joints are provided on each of five fingers standing from a member corresponding to the palm, and by appropriately controlling these movable parts, It is possible to flexibly deal with objects having different shapes and sizes.

特開2009−166152号公報JP 2009-166152 A

しかし、人間型ロボットハンドは、可動部の数が多いために構造が複雑となり、ロボッ
トハンドの大型化および重量化を招いてしまうという問題がある。そして、ロボットハン
ドの大型化および重量化は、ロボット全体としてみると次のような問題を引き起こす。す
なわち、ロボットハンドが大型化すると、狭い箇所に部品を取り付けるなどの作業性が大
きく損なわれる結果となる。また、ロボットハンドの重量増大は、この部分を移動させる
ために必要なエネルギーの増加を引き起こす。特に、サイクルタイムを短縮して生産効率
を向上させる観点から、ロボットハンドは高速で移動させる必要があるので、重量が増加
すると高速で移動させるために大きなエネルギーが消費されてしまい、ロボット全体とし
てのエネルギー効率の低下を引き起こすという問題がある。
However, the humanoid robot hand has a problem that the structure is complicated due to the large number of movable parts, leading to an increase in size and weight of the robot hand. The increase in size and weight of the robot hand causes the following problems when viewed as a whole robot. That is, when the size of the robot hand is increased, workability such as attaching parts to a narrow portion is greatly impaired. Further, the increase in the weight of the robot hand causes an increase in energy required to move this part. In particular, from the viewpoint of shortening the cycle time and improving production efficiency, the robot hand needs to be moved at a high speed, so when the weight increases, a large amount of energy is consumed to move the robot at a high speed. There is a problem of causing a decrease in energy efficiency.

この発明は、従来の技術が有する上述した課題の少なくとも一部を解決するためになさ
れたものであり、グリッパー型ロボットハンドと同程度に単純な構造でありながら、人間
型ロボットハンドのように高い汎用性を有するロボットハンドを備えたロボットを提供す
ることを目的とする。
The present invention has been made in order to solve at least a part of the above-described problems of the prior art, and is as simple as a gripper type robot hand, but is as high as a humanoid robot hand. An object is to provide a robot including a robot hand having versatility.

上述した課題の少なくとも一部を解決するために、本発明のロボットハンドは次の構成
を採用した。すなわち、
複数の指部を用いて対象物を把持する動作を行うロボットハンドであって、
前記指部が取り付けられる掌部と、
前記掌部に取り付けられた第1の前記指部である第1指部と、
前記第1指部と対向する向きで前記掌部に取り付けられて、該第1指部との間で前記対
象物を把持する動作が可能な第2の前記指部である第2指部と、
前記第2指部と同じ向きで前記掌部に取り付けられて、該第2指部と共に前記第1指部
との間で前記対象物を把持する動作が可能な第3の前記指部である第3指部と
を備え、
前記第1指部は、前記掌部への取付位置が、前記第2指部および前記第3指部に向かっ
て接近あるいは離間する方向以外の方向には移動不能な態様で、該掌部に取り付けられた
指部であり、
前記第2指部は、前記掌部への取付位置が、
該第2指部が単独で前記第1指部と向き合う第1取付位置と、
該第2指部と前記第3指部との中心位置で、該第2指部および該第3指部が該第1指
部と向き合う第2取付位置と
に切り換え可能な状態で、該掌部に取り付けられた指部であり、
前記第3指部は、前記掌部への取付位置が、前記第1指部または前記第2指部の何れか
に一方の取付位置に対して相対的に固定された状態で、該掌部に取り付けられた指部であ
ることを要旨とする。
In order to solve at least a part of the problems described above, the robot hand of the present invention employs the following configuration. That is,
A robot hand that performs an operation of gripping an object using a plurality of fingers,
A palm part to which the finger part is attached;
A first finger that is the first finger attached to the palm;
A second finger portion that is a second finger portion that is attached to the palm portion in a direction facing the first finger portion and is capable of gripping the object with the first finger portion; ,
The third finger unit attached to the palm unit in the same direction as the second finger unit and capable of gripping the object with the first finger unit together with the second finger unit. With a third finger,
The first finger portion is attached to the palm portion in a manner in which the attachment position to the palm portion is not movable in a direction other than a direction approaching or separating from the second finger portion and the third finger portion. Attached fingers,
The second finger portion has an attachment position to the palm portion,
A first attachment position at which the second finger part faces the first finger part alone;
In a state where the second finger portion and the third finger portion can be switched to a second attachment position where the second finger portion and the third finger portion face the first finger portion at a center position between the second finger portion and the third finger portion. Finger part attached to the part,
The third finger unit is arranged in a state in which the attachment position to the palm part is fixed relative to one of the first finger part or the second finger part with respect to one attachment position. It is a gist that it is a finger part attached to.

このような構成を有する本発明のロボットハンドにおいては、掌部に取り付けられた3
つの指部で対象物を把持する動作を行う。このうち、第1指部と第2指部とは、互いに対
向する向きに取り付けられており、第3指部は、第2指部と並んで同じ向きに取り付けら
れている。このため、第1指部と第2指部との間で対象物を把持したり、第2指部および
第3指部と、第1指部との間で対象物を把持したりすることが可能である。また、第2指
部の取付位置は、第1取付位置と第2取付位置とに移動可能となっている。ここで第1取
付位置とは、第2指部が第1指部と向き合う状態となる取付位置である。また、第2取付
位置とは、第2指部および第3指部が、第2指部と第3指部との中心位置で第1指部に向
き合う状態となる取付位置である。更に、第3指部は、第1指部または第2指部の何れか
に一方の取付位置に対して相対的に固定された状態で、掌部に取り付けられている。
In the robot hand of the present invention having such a configuration, the 3
An operation of gripping an object with two fingers is performed. Among these, the 1st finger part and the 2nd finger part are attached in the direction which mutually opposes, and the 3rd finger part is attached in the same direction along with the 2nd finger part. For this reason, the object is grasped between the first finger part and the second finger part, or the object is grasped between the second finger part and the third finger part and the first finger part. Is possible. Moreover, the attachment position of the 2nd finger part can be moved to the 1st attachment position and the 2nd attachment position. Here, the first attachment position is an attachment position where the second finger part faces the first finger part. The second attachment position is an attachment position where the second finger part and the third finger part face the first finger part at the center position between the second finger part and the third finger part. Further, the third finger part is attached to the palm part in a state of being fixed to either the first finger part or the second finger part relative to one attachment position.

こうすれば、第2指部を第1取付位置に切り換えて、第1指部と第2指部との間で対象
物を把持したり、あるいは第2指部を第2取付位置に切り換えて、第2指部および第3指
部と第1指部との間で対象物を把持したりすることができる。このため、把持しようとす
る対象物に合わせて第2指部の取付位置を切り換えることで、様々な対象物を把持するこ
とが可能となる。また、第3指部の取付位置は、第1指部または第2指部の一方に対して
相対的な取付位置を固定しておけば、3つの指部を備える単純な構造のロボットハンドに
対して、第2指部を移動させる自由度を1つ追加するだけでよい。すなわち、第3指部の
取付位置を第1指部に対して相対的に固定するのであれば、第2指部だけを移動させれば
よいし、また、第3指部の取付位置を第2指部に対して相対的に固定するのであれば、第
2指部と一緒に第3指部も移動させればよい。このように自由度を1つ増加させるだけで
あれば、ロボットハンドの構造が複雑となって、大型化および重量化することを最小限に
抑制することが可能となる。更に加えて、第2指部が第1取付位置にあるときは、把持す
る対象物の重心位置が、第1指部と第2指部との間に来るような状態で対象物を把持する
ことで、安定した状態で把持することができる。また、第2指部が第2取付位置にあると
きは、第2指部および第3指部の中心位置と、第1指部との間に、把持する対象物の重心
位置が来るような状態で把持すると、安定した状態で対象物を把持することができる。す
なわち、第2指部が第1取付位置あるいは第2取付位置の何れにある場合でも、第1指部
が屈曲する方向に把持する対象物の重心位置が来るような状態で対象物を把持したときに
、安定した状態で対象物を把持することができる。そして、第1指部は、第1指部が屈曲
する方向(第2指部および第3指部に向かって接近あるいは離間する方向)以外の方向に
は移動不能な態様で掌部に取り付けられているから、結局、どのような対象物を把持する
場合でも、対象物の重心位置が掌部に対して常に同じ位置にあるような状態で把持したと
きに、最も安定して把持することが可能となる。そして、このような特性(把持する対象
物によって、掌部に対する対象物の重心位置が変わらないという特性)は、ロボットハン
ドを備えるロボットの制御負荷を大きく軽減することとなり、ロボット全体の制御が複雑
化することを回避することが可能となる。
By doing this, the second finger part is switched to the first attachment position, the object is gripped between the first finger part and the second finger part, or the second finger part is switched to the second attachment position. The object can be grasped between the second finger part and the third finger part and the first finger part. For this reason, it becomes possible to hold | grip various objects by switching the attachment position of a 2nd finger part according to the target object to hold | grip. Also, if the attachment position of the third finger portion is fixed relative to one of the first finger portion or the second finger portion, the robot hand with a simple structure having three finger portions can be used. On the other hand, it is only necessary to add one degree of freedom for moving the second finger. That is, if the attachment position of the third finger part is fixed relative to the first finger part, only the second finger part needs to be moved, and the attachment position of the third finger part is changed to the first finger part. If it fixes relatively with respect to a 2 finger part, what is necessary is just to move a 3rd finger part with a 2nd finger part. If only one degree of freedom is increased in this way, the structure of the robot hand becomes complicated, and it is possible to minimize the increase in size and weight. In addition, when the second finger is in the first attachment position, the object is gripped in such a state that the center of gravity of the object to be gripped is between the first finger and the second finger. Thus, it can be gripped in a stable state. Further, when the second finger portion is at the second attachment position, the center of gravity of the object to be grasped is located between the center position of the second finger portion and the third finger portion and the first finger portion. When gripping in a state, the object can be gripped in a stable state. That is, even when the second finger portion is in the first attachment position or the second attachment position, the object is gripped in a state where the center of gravity of the object to be gripped is in the direction in which the first finger portion is bent. Sometimes, the object can be gripped in a stable state. The first finger part is attached to the palm part in a manner incapable of moving in directions other than the direction in which the first finger part bends (direction approaching or separating toward the second finger part and the third finger part). Therefore, in the end, no matter what object is to be gripped, it can be gripped most stably when gripping in a state where the center of gravity of the object is always at the same position relative to the palm. It becomes possible. Such a characteristic (the characteristic that the center of gravity position of the object relative to the palm does not change depending on the object to be gripped) greatly reduces the control load of the robot having the robot hand, and the control of the entire robot is complicated. Can be avoided.

また、上述した本発明のロボットハンドにおいては、第1指部を、第2指部および第3
指部に向かって接近あるいは離間する方向にも移動不能な態様で、掌部に取り付けるよう
にしてもよい。
In the above-described robot hand of the present invention, the first finger portion is replaced with the second finger portion and the third finger portion.
You may make it attach to a palm part in the aspect which cannot move also in the direction which approaches or leaves | separates toward a finger part.

こうすれば、第1指部の取付位置を固定しておくことができるので、把持可能な対象物
の範囲をほとんど狭めることなく、ロボットハンドの構造をたいへん単純なものとするこ
とができる。
By doing so, the attachment position of the first finger portion can be fixed, so that the structure of the robot hand can be made very simple without substantially narrowing the range of the object that can be gripped.

また、上述した本発明のロボットハンドにおいては、第3指部を、掌部の固定した位置
に取り付けることとしてもよい。
In the above-described robot hand of the present invention, the third finger part may be attached to a position where the palm part is fixed.

このようにしても、第3指部の取付位置を固定しておくことができるので、ロボットハ
ンドの構造をたいへん単純なものとすることができる。
Even in this case, the attachment position of the third finger can be fixed, so that the structure of the robot hand can be made very simple.

また、上述した本発明のロボットハンドにおいては、第2指部が第1取付位置と第2取
付位置との間で移動すると、第3指部も第2指部と共に移動するようにしてもよい。
In the robot hand of the present invention described above, when the second finger portion moves between the first attachment position and the second attachment position, the third finger portion may move together with the second finger portion. .

こうすれば、第2指部を移動させる機構に加えて、別途、第3指部を移動させるための
機能を設ける必要がないので、ロボットハンドの構造が複雑化することを回避することが
可能となる。
In this way, it is not necessary to provide a separate function for moving the third finger part in addition to the mechanism for moving the second finger part, so that the robot hand structure can be prevented from becoming complicated. It becomes.

また、上述した本発明のロボットハンドは、何れもたいへん構造が単純で、小型化およ
び軽量化が容易である。従って、これら本発明のロボットハンドを用いてロボットを構成
すれば、小型で高性能なロボットを構成することが可能となる。
In addition, the robot hands of the present invention described above all have a very simple structure and can be easily reduced in size and weight. Therefore, if a robot is constructed using these robot hands of the present invention, a small and high-performance robot can be constructed.

第1実施例のロボットハンドの構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of the robot hand of 1st Example. 第1実施例のロボットハンドが大きな対象物を把持する様子を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows a mode that the robot hand of 1st Example grips a big target object. 第1実施例のロボットハンドが小さな対象物を把持する様子を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows a mode that the robot hand of 1st Example grips a small target object. 一般的なグリッパー型ロボットハンドを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows a general gripper type robot hand. 第1実施例のロボットハンドの第1指部、第2指部、および第3指部の位置関係を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the positional relationship of the 1st finger part of the robot hand of 1st Example, a 2nd finger part, and a 3rd finger part. 第2指部の代わりに第1指部の位置を移動させるロボットハンドを例示した説明図である。It is explanatory drawing which illustrated the robot hand which moves the position of a 1st finger part instead of a 2nd finger part. 第1実施例のロボットハンドが第1指部の位置を移動させずに対象物を把持する効果を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the effect of the robot hand of 1st Example holding an object, without moving the position of a 1st finger part. 第2実施例のロボットハンドの構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of the robot hand of 2nd Example. 第2実施例のロボットハンドが種々の対象物を把持する様子を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows a mode that the robot hand of 2nd Example hold | grips various objects. 変形例のロボットハンドの構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of the robot hand of a modification. ロボットハンドを備えたロボットを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the robot provided with the robot hand.

以下では、上述した本願発明の内容を明確にするために、次のような順序に従って実施
例を説明する。
A.第1実施例:
B.第2実施例:
C.変形例:
Hereinafter, in order to clarify the contents of the present invention described above, examples will be described in the following order.
A. First embodiment:
B. Second embodiment:
C. Variations:

A.第1実施例 :
図1は、第1実施例のロボットハンド10の構成を示した説明図である。図示されるよ
うに第1実施例のロボットハンド10は、略矩形形状の板状部材である掌部100や、3
つの指部などから構成されている。これら3つの指部は、大まかには、2つの部材が関節
によって接続されており、一方の部材の他端側が関節によって掌部100に接続された構
造となっている。このうちの第1指部110は、掌部100の一辺のほぼ中央位置に取り
付けられており、残りの2つの指部である第2指部120および第3指部130は、第1
指部110が取り付けられた辺の向かい側の辺の両端よりの位置に、取り付けられている
。尚、本明細書中では、指部には、掌部100に取り付けられる根元の部分と、途中の部
分との2箇所に関節が設けられているものとして説明するが、必ずしもこのような形態に
限られるものではない。例えば、根元の部分のみに関節が設けられた単純な構造の指部と
することもできるし、あるいは、途中のより多くの箇所の関節が設けられた複雑な構造の
指部とすることもできる。
A. First Example:
FIG. 1 is an explanatory diagram showing the configuration of the robot hand 10 of the first embodiment. As shown in the figure, the robot hand 10 of the first embodiment includes a palm portion 100 that is a substantially rectangular plate-like member, and 3
It consists of two fingers. These three fingers are roughly structured such that two members are connected by a joint, and the other end of one member is connected to the palm 100 by a joint. Of these, the first finger part 110 is attached to a substantially central position on one side of the palm part 100, and the remaining two finger parts, the second finger part 120 and the third finger part 130, are the first finger part 110.
It is attached at positions from both ends of the side opposite to the side to which the finger part 110 is attached. In the present specification, the finger portion is described as having joints at two locations, a root portion attached to the palm portion 100 and an intermediate portion, but this is not necessarily the case. It is not limited. For example, it can be a finger having a simple structure in which a joint is provided only at the root portion, or can be a finger having a complicated structure in which more joints are provided in the middle. .

また、これら3つの指部の内、第1指部110および第3指部130は、掌部100へ
の取付位置が固定されているが、第2指部120の取付位置は、掌部100の辺に沿った
方向(第3指部130に接近あるいは離間する方向)に移動可能となっている。このため
、第1実施例のロボットハンド10は、第2指部120の取付位置を切り換えることによ
って、2つの態様で動作させることが可能である。
Of these three finger parts, the first finger part 110 and the third finger part 130 are fixedly attached to the palm part 100, but the second finger part 120 is attached to the palm part 100. It is possible to move in a direction along the side of (i.e., a direction approaching or separating from the third finger portion 130). For this reason, the robot hand 10 of the first embodiment can be operated in two modes by switching the mounting position of the second finger portion 120.

図1(a)には、第1実施例のロボットハンド10の第1の動作態様が示されている。
図示されているように、第1の動作態様では、第2指部120を第3指部130から遠ざ
けた位置に移動して、第2指部120と第3指部130との中間の位置に、これら指部と
向き合う第1指部110が来るような状態で動作させる。また、図1(b)には、第1実
施例のロボットハンド10の第2の動作態様が示されている。図示されているように、第
2の動作態様では、第2指部120を第1指部110と向き合う位置に移動させた状態で
動作させる。このように、第1実施例のロボットハンド10には2つの動作態様を備えて
おり、第2指部120の位置によって動作態様を切り換えることにより、形状や大きさの
異なる様々な対象物に対して柔軟に対応することが可能となっている。
FIG. 1A shows a first operation mode of the robot hand 10 of the first embodiment.
As shown in the drawing, in the first operation mode, the second finger 120 is moved to a position away from the third finger 130, and an intermediate position between the second finger 120 and the third finger 130. In addition, the operation is performed in such a state that the first finger part 110 facing these finger parts comes. FIG. 1B shows a second operation mode of the robot hand 10 of the first embodiment. As illustrated, in the second operation mode, the second finger 120 is operated in a state where the second finger 120 is moved to a position facing the first finger 110. As described above, the robot hand 10 according to the first embodiment has two operation modes. By switching the operation mode according to the position of the second finger 120, the robot hand 10 can be applied to various objects having different shapes and sizes. It is possible to respond flexibly.

図2は、第1実施例のロボットハンド10を用いて大きな対象物を把持する様子を示し
た説明図である。図2(a)には、ロボットハンド10が円柱形の大きな対象物Wを把持
する様子を、掌部100に向き合う方向(以下では、この方向を「正面方向」と呼ぶこと
にする)から見た様子が示されている。また、図2(b)には、ロボットハンド10が同
じ対象物Wを把持する様子を、側面方向から見た様子が示されている。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a state in which a large object is gripped using the robot hand 10 of the first embodiment. FIG. 2A shows how the robot hand 10 grips a large cylindrical object W from a direction facing the palm 100 (hereinafter, this direction will be referred to as “front direction”). The situation is shown. FIG. 2B shows a state in which the robot hand 10 grasps the same object W as viewed from the side.

このように、比較的大きな対象物Wを把持する場合には、第2指部120を、第3指部
130に対して遠い位置に移動させることにより、図1(a)に示した第1の動作態様で
ロボットハンド10を使用する。こうすれば、第1指部110と、第2指部120と、第
3指部130との3点で対象物Wを把持することができるので、大きな対象物Wや重い対
象物Wであっても、しっかりと把持することが可能である。
Thus, when gripping a relatively large object W, the first finger shown in FIG. 1A is moved by moving the second finger 120 to a position far from the third finger 130. The robot hand 10 is used in the operation mode. In this way, since the object W can be gripped by the three points of the first finger part 110, the second finger part 120, and the third finger part 130, the large object W or the heavy object W can be used. However, it is possible to grip firmly.

図3は、第1実施例のロボットハンド10を用いて小さな対象物を把持する様子を示し
た説明図である。図3(a)には、ロボットハンド10が立方体形状の小さな対象物Wを
正面方向から見た様子が示されており、図3(b)には、同じ対象物Wを把持する様子を
、側面方向から見た様子が示されている。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a state where a small object is gripped using the robot hand 10 of the first embodiment. FIG. 3 (a) shows a state in which the robot hand 10 sees a small cube-shaped object W from the front direction, and FIG. 3 (b) shows how the same object W is gripped. A view from the side is shown.

このように、小さな対象物Wを把持する場合には、第2指部120を、第1指部110
と向き合う位置まで移動させることにより、図1(b)に示した第2の動作態様でロボッ
トハンド10を使用する。こうすれば、第1指部110と、第2指部120とで対象物W
を挟むようにして把持することができるので、小さな対象物Wを狭い箇所から取り上げた
り、その対象物Wを狭い箇所に取り付けたりすることが可能となる。また、このように第
2の動作態様で使用する場合は、第3指部130は不要となるので、図3(b)に例示し
たように、第1指部110および第2指部120の動作の邪魔にならない位置に退避して
おけばよい。こうすれば、例えば、奥まった狭い箇所から小さな部品を取り上げて、奥ま
った狭い箇所に部品を取り付けるといった動作を行う際に、第3指部130が邪魔になる
ことがない。
As described above, when the small object W is gripped, the second finger unit 120 is moved to the first finger unit 110.
The robot hand 10 is used in the second operation mode shown in FIG. In this way, the first finger 110 and the second finger 120 make the object W.
Therefore, it is possible to pick up a small object W from a narrow place or attach the object W to a narrow place. In addition, when the second operation mode is used in this way, the third finger 130 is not necessary, and as illustrated in FIG. 3B, the first finger 110 and the second finger 120 Retreat to a position that does not interfere with the operation. In this way, for example, when performing an operation of picking up a small part from a confined narrow part and attaching the part to the confined narrow part, the third finger part 130 does not get in the way.

図4は、参考として一般的なグリッパー型のロボットハンド20を例示した説明図であ
る。図示したロボットハンド20は、掌部200の上に、2本の指部(第1指部210お
よび第2指部220)が、互いに向かい合わせに取り付けられた極めて単純な構成となっ
ている。このような一般的なロボットハンド20は、対象物Wが、図2に例示したような
比較的大きな対象物Wであれば、2本の指部(第1指部210および第2指部220)に
よってしっかりと把持することができる。しかし、図3に示したような小さな対象物Wを
把持する為には、第1指部210および第2指部220の幅が広すぎる。このため、対象
物Wを1つだけ取り上げたり、狭い箇所から対象物Wを取り上げたり、あるいは狭い箇所
に対象物Wを取り付ける動作を行うことは困難である。従って、こうした動作を行う場合
には、より幅の狭い指部を有するロボットハンドに付け替えることが必要となる。
FIG. 4 is an explanatory view illustrating a general gripper type robot hand 20 as a reference. The illustrated robot hand 20 has a very simple configuration in which two finger parts (a first finger part 210 and a second finger part 220) are mounted on the palm part 200 so as to face each other. Such a general robot hand 20 has two fingers (a first finger 210 and a second finger 220) if the object W is a relatively large object W as illustrated in FIG. ). However, in order to hold the small object W as shown in FIG. 3, the widths of the first finger part 210 and the second finger part 220 are too wide. For this reason, it is difficult to pick up only one object W, pick up the object W from a narrow place, or perform an operation of attaching the object W to a narrow place. Therefore, when performing such an operation, it is necessary to replace the robot hand with a narrower finger part.

これに対して、第1実施例のロボットハンド10は、大きな対象物Wに対しては図2に
示した第1の動作態様で使用し、小さな対象物Wに対しては図3に示した第2の動作態様
で使用することができるので、ロボットハンド10を付け替えることなく様々な対象物W
に対応することが可能となる。
On the other hand, the robot hand 10 of the first embodiment is used in the first operation mode shown in FIG. 2 for the large object W and shown in FIG. 3 for the small object W. Since it can be used in the second operation mode, various objects W can be used without changing the robot hand 10.
It becomes possible to cope with.

それでいながら、第1実施例のロボットハンド10は、5本指を備えたいわゆる人間型
のロボットハンドに比べて、極めて単純な構造となっている。すなわち、図1に示した第
1実施例のロボットハンド10と、図3に例示した最も単純なグリッパー型のロボットハ
ンド20とを比較すれば明らかなように、第1実施例のロボットハンド10は、最も単純
なグリッパー型のロボットハンド20に対して、移動式の第2指部120が1本追加され
ているに過ぎない。しかも、第2指部120の位置は、第3指部130から遠い位置と、
第1指部110に向かい合う位置の2箇所に切り換えるだけでよいので、第2指部120
を移動させるための機構も、第2指部120を屈曲させるための機構もたいへんに単純な
構造とすることができる。このため、従来の一般的なグリッパー型のロボットハンドと同
レベルの単純な構造でありながら、5本指を備えたいわゆる人間型のロボットハンドに近
いレベルで、様々な対象物Wに対して柔軟に対応可能なロボットハンドを実現することが
可能となっている。
Nevertheless, the robot hand 10 of the first embodiment has a very simple structure as compared to a so-called humanoid robot hand having five fingers. That is, as apparent from comparing the robot hand 10 of the first embodiment shown in FIG. 1 with the simplest gripper type robot hand 20 shown in FIG. 3, the robot hand 10 of the first embodiment is Only one movable second finger portion 120 is added to the simplest gripper type robot hand 20. Moreover, the position of the second finger 120 is a position far from the third finger 130,
Since it is only necessary to switch to the two positions facing the first finger 110, the second finger 120
Both the mechanism for moving the second finger 120 and the mechanism for bending the second finger 120 can have a very simple structure. For this reason, it is flexible to various objects W at a level close to a so-called humanoid robot hand having five fingers, while having a simple structure of the same level as a conventional general gripper type robot hand. It is possible to realize a robot hand that can handle the above.

また、第1実施例のロボットハンド10は、このような極めて単純な構造でありながら
、いわゆる人間型のロボットハンドに近いレベルの柔軟性を実現するために、第1指部1
10、第2指部120、および第3指部130の位置関係が、特別な位置関係に設定され
ている。以下では、この点について詳しく説明する。
In addition, the robot hand 10 of the first embodiment has such an extremely simple structure, but in order to realize a level of flexibility close to that of a so-called humanoid robot hand, the first finger 1
10, the positional relationship between the second finger portion 120 and the third finger portion 130 is set to a special positional relationship. Hereinafter, this point will be described in detail.

図5は、第1の動作態様での第1指部110、第2指部120、および第3指部130
の位置関係を示した説明図である。図示されるように、第2指部120および第3指部1
30は、同じ方向に向かって並んで取り付けられており、これら第2指部120および第
3指部130は、互いに平行な方向に屈曲するようになっている。また、第2指部120
と第3指部130との中間の位置に向かい合うようにして、第1指部110が取り付けら
れている。換言すれば、第1指部110が屈曲する方向に対して、左右に等距離ずつオフ
セットした位置に第2指部120および第3指部130が設けられており、第2指部12
0および第3指部130は、それぞれ第1指部110が屈曲する方向と平行な方向に屈曲
するようになっている。
FIG. 5 shows the first finger unit 110, the second finger unit 120, and the third finger unit 130 in the first operation mode.
It is explanatory drawing which showed these positional relationships. As shown, the second finger 120 and the third finger 1
30 are attached side by side in the same direction, and the second finger part 120 and the third finger part 130 are bent in directions parallel to each other. The second finger 120
The first finger part 110 is attached so as to face an intermediate position between the first finger part 130 and the third finger part 130. In other words, the second finger portion 120 and the third finger portion 130 are provided at positions offset by equal distances from side to side with respect to the direction in which the first finger portion 110 bends.
The 0 and third finger portions 130 are bent in a direction parallel to the direction in which the first finger portion 110 is bent.

また、第1指部110の取付位置は、第2指部120および第3指部130と、第1指
部110との間の距離「b」が、第2指部120と第3指部130との間隔「2a」の約
0.8倍から約1.2倍の範囲となるように設定されている。更に、各指部の長さは、第
1指部110と、第2指部120および第3指部130との間隔「b」と同程度、あるい
は間隔「b」よりも若干長め(代表的には、約1.2倍)に設定されている。
Also, the mounting position of the first finger 110 is such that the distance “b” between the second finger 120 and the third finger 130 and the first finger 110 is the second finger 120 and the third finger. It is set to be in the range of about 0.8 to 1.2 times the interval “2a” with 130. Further, the length of each finger is approximately the same as the interval “b” between the first finger 110, the second finger 120, and the third finger 130, or slightly longer than the interval “b” (typically Is set to approximately 1.2 times).

そして、第2の動作態様では、第2指部120の取付位置を、第1指部110と向き合
う位置まで(すなわち、第1指部110の屈曲方向と、第2指部120の屈曲方向とが重
なる位置まで)移動させる。図5には、第2の動作態様での第2指部120の外形が破線
によって示されている。結局、第1実施例のロボットハンド10では、3つの指部(第1
指部110、第2指部120、および第3指部130)の内の第2指部120についてだ
け、取付位置が移動可能となっており、第2指部120の取付位置を、図5中に「A」と
表示した位置と、図5中に「B」と表示した位置とに切り換えていることになる。こうす
ることで、図4に例示した最も単純なグリッパー型のロボットハンド20と、ほとんど同
じレベルの単純な構造でありながら、5本指を備える人間型のロボットハンドに近いレベ
ルで、様々な対象物Wに対して柔軟に対応することが可能となる。
In the second operation mode, the mounting position of the second finger 120 is set to the position facing the first finger 110 (that is, the bending direction of the first finger 110 and the bending direction of the second finger 120). Move to the position where they overlap. In FIG. 5, the outer shape of the second finger 120 in the second operation mode is indicated by a broken line. After all, in the robot hand 10 of the first embodiment, three fingers (first
The attachment position can be moved only for the second finger part 120 among the finger part 110, the second finger part 120, and the third finger part 130), and the attachment position of the second finger part 120 is shown in FIG. The position is switched between the position labeled “A” and the position labeled “B” in FIG. In this way, various objects can be obtained at a level close to that of a humanoid robot hand having five fingers while having a simple structure of almost the same level as the simplest gripper type robot hand 20 illustrated in FIG. It becomes possible to respond flexibly to the object W.

実際に、ある製品の組み立て作業について確認したところ、第1実施例のロボットハン
ド10であれば、1つのロボットハンド10で、8割以上の組み立て作業をカバー可能な
ことが確認された。従って、組み立てライン上を流れる製造物が変更された場合でも、ロ
ボットハンドを付け替えるためにラインを停止させる必要がなくなるので、生産効率を維
持することができる。また、同じロボットハンド10で、ほとんどの組み立て作業に対応
することができるので、組み立てラインを組み替える場合でも、新たなロボットを導入す
る必要がなく、簡単にラインを組み替えることが可能となる。
Actually, assembling work of a certain product was confirmed, it was confirmed that the robot hand 10 of the first embodiment can cover 80% or more of the assembling work with one robot hand 10. Therefore, even when the product flowing on the assembly line is changed, it is not necessary to stop the line in order to change the robot hand, so that production efficiency can be maintained. In addition, since the same robot hand 10 can cope with most assembly operations, it is not necessary to introduce a new robot even when the assembly line is rearranged, and the line can be easily rearranged.

加えて、ロボットハンド10は極めて単純な構造なので、ロボットハンド10を小型化
および軽量化することが可能である。このため、サイクルタイムを向上させるために、ロ
ボットハンド10を高速移動させる場合でも、そのために必要なエネルギーの増加を抑制
することができるので、ロボット全体(あるいはライン全体)としてのエネルギー効率が
低下することを回避することが可能となる。更に加えて、ロボットハンド10の構造が極
めて単純なことから、このような優れた特性を有するロボットハンド10を安価に提供す
ることも可能となる。
In addition, since the robot hand 10 has a very simple structure, the robot hand 10 can be reduced in size and weight. For this reason, even when the robot hand 10 is moved at a high speed in order to improve the cycle time, an increase in energy required for this can be suppressed, so that the energy efficiency of the entire robot (or the entire line) decreases. This can be avoided. In addition, since the structure of the robot hand 10 is very simple, the robot hand 10 having such excellent characteristics can be provided at low cost.

また、図5を用いて前述したように、第1実施例のロボットハンド10では、第1指部
110の取付位置は固定したままで、第1指部110に向かい合う2つの指部の内の一方
の指部(第2指部120)を移動させている。このようにすることで、次のような優れた
効果も得ることが可能である。以下では、この点について詳しく説明する。
Further, as described above with reference to FIG. 5, in the robot hand 10 according to the first embodiment, the mounting position of the first finger portion 110 remains fixed, and two of the two finger portions facing the first finger portion 110 remain fixed. One finger (second finger 120) is moved. By doing so, the following excellent effects can be obtained. Hereinafter, this point will be described in detail.

図6は、参考のために、第2指部の代わりに第1指部を移動させた場合を例示した説明
図である。図6(a)に示されるように、例示のロボットハンド30も、掌部300に3
つの指部(第1指部310、第2指部320、および第3指部330)が取り付けられて
おり、第1指部310は、2つの第2指部320および第3指部330に対して向き合う
ように設けられている。但し、例示したロボットハンド30は、第2指部320ではなく
、第1指部310の取付位置が移動可能となっている。
FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating a case where the first finger is moved instead of the second finger for reference. As shown in FIG. 6A, the exemplary robot hand 30 also has three palm portions 300.
Two finger parts (first finger part 310, second finger part 320, and third finger part 330) are attached, and the first finger part 310 is attached to the two second finger parts 320 and the third finger part 330. It is provided to face each other. However, in the illustrated robot hand 30, the attachment position of the first finger part 310 is movable instead of the second finger part 320.

このようなロボットハンド30も、第1指部310の取付位置を移動させることによっ
て、2つの動作態様で使用することができる。すなわち、図6(b)に示したように、第
2指部320と第3指部330との中間の位置に向き合うように、第1指部310を移動
させれば、大きな対象物Wを把持することができる。また、図6(c)に示したように、
第1指部310を、第2指部320または第3指部330の何れか一方(図6(c)では
第3指部330)と向き合う位置に移動させれば、小さな対象物Wを把持することができ
る。
Such a robot hand 30 can also be used in two modes by moving the attachment position of the first finger part 310. That is, as shown in FIG. 6B, if the first finger unit 310 is moved so as to face an intermediate position between the second finger unit 320 and the third finger unit 330, a large object W is formed. It can be gripped. In addition, as shown in FIG.
If the first finger part 310 is moved to a position facing either one of the second finger part 320 or the third finger part 330 (the third finger part 330 in FIG. 6C), the small object W is gripped. can do.

このように、大きさの異なる対象物Wを把持可能な点では、図6に例示したロボットハ
ンド30も、第1実施例のロボットハンド10と同様である。しかし、把持した対象物W
の重心位置に着目すると、これらロボットハンドには大きな違いが生じている。先ず、図
6に例示したロボットハンド30について説明する。このロボットハンド30が3本の指
部で対象物Wを把持する場合には、図6(b)に示したように、対象物Wの重心位置Gが
、第1指部310の屈曲方向にほぼ一致するような状態で対象物Wを把持する。こうする
と、3本の指部で対象物Wを安定して把持することができる。また、2本の指部(ここで
は第1指部310および第3指部330)で対象物Wを把持する場合には、対象物Wの重
心位置Gは当然ながら、2つの指部の間に来る(図6(c)を参照)。
Thus, the robot hand 30 illustrated in FIG. 6 is the same as the robot hand 10 of the first embodiment in that the object W having a different size can be gripped. However, the grasped object W
Focusing on the position of the center of gravity, there is a big difference between these robot hands. First, the robot hand 30 illustrated in FIG. 6 will be described. When the robot hand 30 grips the object W with three fingers, the center of gravity position G of the object W is in the bending direction of the first finger 310 as shown in FIG. The object W is gripped in a state where they almost coincide. If it carries out like this, the target object W can be stably hold | gripped with three finger parts. When the object W is gripped by two fingers (here, the first finger 310 and the third finger 330), the center of gravity G of the object W is naturally between the two fingers. (See FIG. 6C).

図6(b)と図6(c)とを比較すれば直ちに了解できるように、図6に例示したロボ
ットハンド30では、3本の指部を用いて対象物Wを把持する場合と、2本の指部を用い
て対象物Wを把持する場合とで、掌部300に対する対象物Wの重心位置Gが移動してし
まう。そして、このように対象物Wの重心位置Gが移動すると、ロボットの制御を行うに
際して大きな制御上の負担となってしまう。
As can be readily understood by comparing FIG. 6B and FIG. 6C, in the robot hand 30 illustrated in FIG. 6, the case where the object W is gripped using three fingers and 2 The gravity center position G of the object W with respect to the palm 300 moves when the object W is gripped using the fingers of the book. And if the gravity center position G of the target object W moves in this way, when carrying out control of a robot, it will become a big control burden.

例えば、ロボットアームの先端に図6に示したロボットハンド30が取り付けられてい
るものとして、作業台の上に載った対象物Wを、上から把持して持ち上げたものとする。
ロボットハンド30の掌部300を下方に向けたまま、対象物Wの向きを変えるために、
図6(c)中に破線の矢印で示したようにロボットハンド30を回転させる動作は頻繁に
発生するが、このとき、対象物Wの重心位置Gが移動していると、ロボットハンド30全
体としての慣性モーメントが変わってしまうので、ロボットハンド30を回転させるため
の駆動トルクや、回転しているロボットハンド30を止めるための停止トルクが変化して
しまう。このため、対象物Wを迅速に組み付けるために、ロボットハンド30を速やかに
回転させようとすると、把持した対象物Wの大きさによって重心位置Gの違いも考慮して
、ロボットハンド30を回転させる制御や停止させる制御が必要となる。
For example, it is assumed that the robot hand 30 shown in FIG. 6 is attached to the tip of the robot arm, and the object W placed on the workbench is gripped and lifted from above.
In order to change the direction of the object W with the palm 300 of the robot hand 30 facing downward,
The operation of rotating the robot hand 30 frequently occurs as indicated by the dashed arrow in FIG. 6C. At this time, if the center of gravity position G of the object W is moved, the robot hand 30 as a whole is moved. As a result, the driving torque for rotating the robot hand 30 and the stop torque for stopping the rotating robot hand 30 change. For this reason, if the robot hand 30 is to be rotated quickly in order to quickly assemble the object W, the robot hand 30 is rotated in consideration of the difference in the center of gravity position G depending on the size of the grasped object W. Control and control to stop are necessary.

また、把持した対象物Wを、組み立てラインを流れる製造物の側面に組み付ける場合に
は、ロボットハンド30の掌部300が下方を向いた状態から水平方向を向いた状態とな
るようにロボットアームを動かすことになる。このとき、ロボットハンド30に把持され
た対象物Wの重心位置Gが、ロボットハンド30とロボットアームとの接続位置に対して
重力方向になかった場合には、対象物Wの重さによってロボットアームを捻るような回転
トルクが発生する。そして、対象物Wの大きさによって重心位置Gが移動すると、たとえ
対象物Wの重さが同じであってもロボットアームにかかる回転トルクは異なった値となる
。従って、把持した対象物Wを正確な位置に組み付けるためには、対象物Wの大きさによ
ってロボットアームにかかる回転トルクが異なる点も考慮して、対象物Wが正しい向きと
なるように、ロボットアームの保持トルクや回転角度を制御する必要が生じる。
Further, when the grasped object W is assembled to the side surface of the product flowing through the assembly line, the robot arm is set so that the palm portion 300 of the robot hand 30 is directed from the downward direction to the horizontal direction. Will move. At this time, if the gravity center position G of the object W gripped by the robot hand 30 is not in the direction of gravity with respect to the connection position between the robot hand 30 and the robot arm, the robot arm depends on the weight of the object W. Rotational torque that twists is generated. When the gravity center position G moves according to the size of the object W, the rotational torque applied to the robot arm takes different values even if the weight of the object W is the same. Therefore, in order to assemble the gripped target object W at an accurate position, the robot W is oriented so that the target object W is in the correct direction in consideration of the fact that the rotational torque applied to the robot arm varies depending on the size of the target object W. It is necessary to control the holding torque and rotation angle of the arm.

こうした複雑な制御は、ロボット全体の制御の複雑化や、ロボットの大型化を引き起こ
す結果となる。これに対して、第1実施例のロボットハンド10では、第1指部110の
取付位置は固定したまま、第2指部120の取付位置を移動させているために、対象物W
の重心位置Gに伴って生じる上述した問題が生じることがない。
Such complicated control results in complicated control of the entire robot and enlargement of the robot. On the other hand, in the robot hand 10 of the first embodiment, the attachment position of the second finger 120 is moved while the attachment position of the first finger 110 is fixed.
The above-mentioned problem that occurs with the center of gravity position G of the image does not occur.

図7は、第1実施例のロボットハンド10では、対象物Wの大きさが違っても重心位置
Gの移動に伴う弊害が生じないことを示した説明図である。例えば、大きな対象物Wを把
持する場合には、図2を用いて前述したように第1の動作態様でロボットハンド10を使
用する。このため、図7(a)に示したように、対象物Wを安定して把持することができ
るのは、対象物Wの重心位置Gが第1指部110の屈曲方向と一致するように、対象物W
を把持した状態となる。また、小さな対象物Wを把持する場合には、図3を用いて前述し
た第2の動作態様でロボットハンド10を使用する。すると、図7(b)に示したように
、対象物Wは、重心位置Gが第1指部110の屈曲方向と一致する状態で把持されること
になる。更に、異形の対象物Wを把持する場合でも、図7(c)に示したように、対象物
Wの重心位置Gが第1指部110の屈曲方向と一致するような状態で把持することで、対
象物Wを安定して把持することができる。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing that the robot hand 10 according to the first embodiment does not cause any adverse effect due to the movement of the gravity center position G even if the size of the object W is different. For example, when gripping a large object W, the robot hand 10 is used in the first operation mode as described above with reference to FIG. For this reason, as shown in FIG. 7A, the object W can be stably gripped so that the gravity center position G of the object W coincides with the bending direction of the first finger part 110. , Object W
Is in a gripped state. Further, when gripping a small object W, the robot hand 10 is used in the second operation mode described above with reference to FIG. Then, as illustrated in FIG. 7B, the object W is gripped in a state where the gravity center position G matches the bending direction of the first finger part 110. Furthermore, even when the object W having a deformed shape is gripped, as shown in FIG. 7C, the object W should be gripped in a state where the center of gravity G of the object W coincides with the bending direction of the first finger part 110. Thus, the object W can be stably held.

このように、第1実施例のロボットハンド10では、対象物Wの大きさによらず重心位
置Gが第1指部110の屈曲方向と一致するような状態で把持することで、対象物Wを安
定に把持することが可能である。そして、第1指部110は、掌部100に対して固定さ
れている。従って、第1実施例のロボットハンド10では、把持する対象物Wの大きさに
よらず、掌部100に対して重心位置Gが同じ位置となる状態で、安定して対象物Wを把
持することが可能となる。このため、対象物Wの大きさの違いよって重心位置Gが移動す
ることに伴う上述した弊害が生じることがない。
As described above, in the robot hand 10 according to the first embodiment, the object W is gripped in a state where the center of gravity G matches the bending direction of the first finger 110 regardless of the size of the object W. Can be gripped stably. The first finger part 110 is fixed with respect to the palm part 100. Therefore, in the robot hand 10 of the first embodiment, the object W is stably grasped in the state where the center of gravity G is the same position with respect to the palm 100 regardless of the size of the object W to be grasped. It becomes possible. For this reason, the above-described adverse effect caused by the movement of the gravity center position G due to the difference in the size of the object W does not occur.

特に、ロボットハンド10がロボットアームに接続されている位置が、第1指部110
の屈曲方向と一致するように、第1指部110を取り付けておけば、対象物Wの重心位置
Gが、ロボットアームの軸線上(ロボットアームがロボットハンド10を回転させる際の
回転軸上)に来るような状態で対象物Wを把持することができる。こうすれば、対象物W
を回転させる際の慣性モーメントを最も小さくすることができるので、小さな回転トルク
で速やかに対象物Wを回転させて、迅速に組み付けることが可能となる。
In particular, the position where the robot hand 10 is connected to the robot arm is the first finger part 110.
If the first finger part 110 is attached so as to coincide with the bending direction of the object W, the gravity center position G of the object W is on the axis of the robot arm (on the rotation axis when the robot arm rotates the robot hand 10). The object W can be gripped in such a state as to come to. In this way, the object W
Since the moment of inertia when rotating the can be minimized, the object W can be quickly rotated with a small rotational torque, and can be quickly assembled.

B.第2実施例 :
以上に説明した第1実施例のロボットハンド10は、第1指部110および第3指部1
30が掌部100に対して固定されており、第2指部120のみが移動し得るようになっ
ていた。しかし、第1指部110のみを固定しておき、第2指部120および第3指部1
30が同時に移動するような構成とすることも可能である。以下では、このような第2実
施例のロボットハンド15について簡単に説明する。
B. Second embodiment:
The robot hand 10 according to the first embodiment described above includes the first finger unit 110 and the third finger unit 1.
30 is fixed with respect to the palm 100 and only the second finger 120 can move. However, only the first finger 110 is fixed, and the second finger 120 and the third finger 1
It is also possible to adopt a configuration in which 30 moves simultaneously. Hereinafter, the robot hand 15 of the second embodiment will be briefly described.

図8は、第2実施例のロボットハンド15の構成を示した説明図である。図示されるよ
うに第2実施例のロボットハンド15も、前述した第1実施例のロボットハンド10と同
様に、略矩形形状の掌部150に、3つの指部(第1指部110、第2指部120、およ
び第3指部130)を備えた構造となっている。これら3つの指部自体は、第1実施例の
指部と全く同じであることから、第2実施例の3つの指部には、第1実施例と同じ符番が
付されている。しかし、第2実施例のロボットハンド15では、第2指部120と第3指
部130とが連結されており、第2指部120が移動すると、第2指部120との間隔を
一定に保ったまま第3指部130も移動するようになっている。
FIG. 8 is an explanatory diagram showing the configuration of the robot hand 15 of the second embodiment. As shown in the drawing, the robot hand 15 of the second embodiment also has three fingers (first finger 110, first finger, and the like) on the substantially rectangular palm 150, similarly to the robot hand 10 of the first embodiment described above. The structure has two finger portions 120 and a third finger portion 130). Since these three fingers themselves are exactly the same as the fingers in the first embodiment, the same numbers as those in the first embodiment are assigned to the three fingers in the second embodiment. However, in the robot hand 15 of the second embodiment, the second finger part 120 and the third finger part 130 are connected, and when the second finger part 120 moves, the distance from the second finger part 120 is kept constant. The third finger part 130 is also moved while being held.

このような第2実施例のロボットハンド15も、前述した第1実施例のロボットハンド
10と同様に、第2指部120を移動させることによって、2つの動作態様で使用するこ
とが可能である。図8(a)には、第1指部110が、第2指部120と第3指部130
との中間の位置と向き合う状態となる第1の動作態様が示されている。また、図8(b)
には、第1指部110が、第2指部120または第3指部130の何れか一方(図示した
例では、第2指部120)と向き合う状態となる第2の動作態様が示されている。
The robot hand 15 according to the second embodiment can also be used in two modes by moving the second finger 120, similarly to the robot hand 10 according to the first embodiment described above. . In FIG. 8A, the first finger part 110 is replaced by the second finger part 120 and the third finger part 130.
The 1st operation | movement aspect which will be in the state which opposes the intermediate position of is shown. In addition, FIG.
Shows a second operation mode in which the first finger part 110 faces either one of the second finger part 120 or the third finger part 130 (in the illustrated example, the second finger part 120). ing.

図9は、第2実施例のロボットハンド15が、大きさの異なる対象物Wを把持する様子
を示した説明図である。図9(a)には、円柱形の大きな対象物Wを把持する様子が示さ
れている。また、図9(b)には、立方体形状の小さな対象物Wが示されている。このよ
うに、第2実施例のロボットハンド15においても、第2指部120の位置を移動させて
、第1の動作態様と第2の動作態様とを切り換えることにより、様々な大きさの対象物W
に対しても柔軟に対応することが可能となる。
FIG. 9 is an explanatory diagram illustrating a state in which the robot hand 15 according to the second embodiment grips the target object W having a different size. FIG. 9A shows a state where a large cylindrical object W is gripped. FIG. 9B shows a small object W having a cubic shape. As described above, also in the robot hand 15 of the second embodiment, by moving the position of the second finger 120 and switching between the first operation mode and the second operation mode, objects of various sizes can be obtained. Things W
It is possible to respond flexibly to this.

加えて、第2実施例のロボットハンド15の構造も、前述した第1実施例のロボットハ
ンド10と同様に極めて単純な構造であるため、ロボットハンド15を小型化および軽量
化することができる。このため、ロボットハンド15を高速移動させる際に必要なエネル
ギーを抑制することができる。更に、ロボットハンド15の構造が極めて単純なことから
、安価に提供することも可能となる。
In addition, since the structure of the robot hand 15 of the second embodiment is also extremely simple as the robot hand 10 of the first embodiment described above, the robot hand 15 can be reduced in size and weight. For this reason, energy required when moving the robot hand 15 at high speed can be suppressed. Furthermore, since the structure of the robot hand 15 is extremely simple, it can be provided at a low cost.

また、第2実施例のロボットハンド15も、前述した第1実施例のロボットハンド10
と同様に、図9に示したように異なる大きさの対象物Wを把持した場合でも、対象物Wの
重心位置Gが掌部150に対して移動することがない。このため、把持する対象物Wの大
きさによって重心位置Gが移動することによる上述した弊害が生じることを回避すること
が可能となる。
The robot hand 15 of the second embodiment is also the robot hand 10 of the first embodiment described above.
Similarly, even when the object W having a different size is gripped as illustrated in FIG. 9, the gravity center position G of the object W does not move with respect to the palm 150. For this reason, it is possible to avoid the above-described adverse effects caused by the movement of the gravity center position G depending on the size of the object W to be grasped.

C.変形例 :
以上に説明した第1実施例および第2実施例では、第1指部110の取付位置は掌部1
00あるいは掌部150に固定されているものとして説明した。こうすることで、把持す
る対象物Wの大きさによらず、重心位置Gが移動することを回避することが可能となる。
しかし、第1指部110が屈曲する方向であれば、第1指部110の取付位置を移動させ
ても、対象物Wの重心位置Gが移動することはない。
C. Modified example:
In the first embodiment and the second embodiment described above, the attachment position of the first finger 110 is the palm 1.
It has been described as being fixed to 00 or the palm 150. By doing so, it is possible to avoid the movement of the gravity center position G regardless of the size of the object W to be grasped.
However, if the first finger part 110 is bent, the center-of-gravity position G of the object W does not move even if the attachment position of the first finger part 110 is moved.

図10は、第1指部110の屈曲方向に向かって第1指部110の取付位置が移動可能
な変形例のロボットハンド17を示した説明図である。図示されるように、変形例のロボ
ットハンド17は、掌部170に3つの指部(第1指部110、第2指部120、および
第3指部130)が取り付けられている。これらの指部自体は、前述した第1実施例の指
部と全く同じである。しかし、変形例のロボットハンド17では、第1指部110の取付
位置が、第1指部110の屈曲方向に移動可能となっている。尚、第2指部120および
第3指部130については、前述した第1実施例のロボットハンド10のように、第2指
部120のみが移動可能で、第3指部130は固定されていてもよいし、あるいは第2実
施例のロボットハンド15のように、第2指部120および第3指部130が同時に移動
可能であっても構わない。
FIG. 10 is an explanatory diagram showing a modified robot hand 17 in which the attachment position of the first finger part 110 is movable in the bending direction of the first finger part 110. As shown in the figure, the robot hand 17 of the modified example has three fingers (first finger 110, second finger 120, and third finger 130) attached to the palm 170. These finger parts themselves are exactly the same as the finger parts of the first embodiment described above. However, in the robot hand 17 of the modified example, the attachment position of the first finger part 110 can be moved in the bending direction of the first finger part 110. As for the second finger portion 120 and the third finger portion 130, only the second finger portion 120 is movable and the third finger portion 130 is fixed as in the robot hand 10 of the first embodiment described above. Alternatively, like the robot hand 15 of the second embodiment, the second finger part 120 and the third finger part 130 may be movable simultaneously.

図10(a)には、第1指部110の取付位置を、第2指部120および第3指部13
0に近づける方向に移動させた状態が示されている。このように第1指部110の取付位
置を移動させれば、細長い対象物Wであっても、より一層しっかりと保持することが可能
となる。また、図10(b)には、第1指部110の取付位置を、第2指部120および
第3指部130から遠ざかる方向に移動させた状態が示されている。このように第1指部
110の取付位置を移動させれば、より大きな対象物Wも把持可能となる。その結果、ロ
ボットハンド17の構造が複雑となることを最小限に抑制しながら、対応可能な対象物W
の範囲をより拡張することが可能となる。
In FIG. 10A, the mounting position of the first finger part 110 is indicated by the second finger part 120 and the third finger part 13.
A state of moving in a direction approaching 0 is shown. Thus, if the attachment position of the 1st finger part 110 is moved, it becomes possible to hold | maintain even the elongate target object W still more firmly. FIG. 10B shows a state where the attachment position of the first finger 110 is moved in a direction away from the second finger 120 and the third finger 130. If the attachment position of the first finger part 110 is moved in this way, a larger object W can be gripped. As a result, the object W can be handled while minimizing the complexity of the structure of the robot hand 17.
It is possible to further expand the range.

以上、各種実施例のロボットハンドについて説明したが、本発明は上記すべての実施例
および変形例に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様で
実施することが可能である。
Although the robot hands of various embodiments have been described above, the present invention is not limited to all the embodiments and modifications described above, and can be implemented in various modes without departing from the scope of the invention.

例えば、上述した各種実施例および変形例のロボットハンドは、構造がたいへん単純で
あるため、小型化および軽量化が容易である。従って、図11に示したように、ロボット
アーム12の先端に、これらのロボットハンドを装着してロボット500を構成すれば、
様々な対象物Wに対して対応可能でありながら、小型で軽量で、尚且つサイクルタイムを
短くしてもエネルギー効率が低下し難い高性能のロボット500を得ることが可能となる
For example, the robot hands of the various embodiments and modifications described above are very simple in structure, and thus can be easily reduced in size and weight. Therefore, as shown in FIG. 11, if these robot hands are attached to the tip of the robot arm 12 to configure the robot 500,
While being able to deal with various objects W, it is possible to obtain a high-performance robot 500 that is small and lightweight, and that does not easily reduce energy efficiency even if the cycle time is shortened.

10…ロボットハンド、 12…ロボットアーム、 15…ロボットハンド、
17…ロボットハンド、 20…ロボットハンド、 30…ロボットハンド、
100…掌部、 110…第1指部、 120…第2指部、
130…第3指部、 150…掌部、 170…掌部、
200…掌部、 210…第1指部、 220…第2指部、
300…掌部、 310…第1指部、 320…第2指部、
330…第3指部、 500…ロボット、 W…対象物、
G…重心位置
10 ... Robot hand, 12 ... Robot arm, 15 ... Robot hand,
17 ... Robot hand, 20 ... Robot hand, 30 ... Robot hand,
100 ... palm part 110 ... first finger part 120 ... second finger part
130 ... third finger, 150 ... palm, 170 ... palm,
200 ... Palm part, 210 ... First finger part, 220 ... Second finger part,
300 ... Palm part, 310 ... First finger part, 320 ... Second finger part,
330 ... 3rd finger, 500 ... Robot, W ... Object,
G: Center of gravity position

Claims (5)

複数の指部を用いて対象物を把持する動作を行うロボットハンドであって、
前記指部が取り付けられる掌部と、
前記掌部に取り付けられた第1の前記指部である第1指部と、
前記第1指部と対向する向きで前記掌部に取り付けられて、該第1指部との間で前記対
象物を把持する動作が可能な第2の前記指部である第2指部と、
前記第2指部と同じ向きで前記掌部に取り付けられて、該第2指部と共に前記第1指部
との間で前記対象物を把持する動作が可能な第3の前記指部である第3指部と
を備え、
前記第1指部は、前記掌部への取付位置が、前記第2指部および前記第3指部に向かっ
て接近あるいは離間する方向以外の方向には移動不能な態様で、該掌部に取り付けられた
指部であり、
前記第2指部は、前記掌部への取付位置が、
該第2指部が単独で前記第1指部と向き合う第1取付位置と、
該第2指部と前記第3指部との中心位置で、該第2指部および該第3指部が該第1指
部と向き合う第2取付位置と
に切り換え可能な状態で、該掌部に取り付けられた指部であり、
前記第3指部は、前記掌部への取付位置が、前記第1指部または前記第2指部の何れか
に一方の取付位置に対して相対的に固定された状態で、該掌部に取り付けられた指部であ
るロボットハンド。
A robot hand that performs an operation of gripping an object using a plurality of fingers,
A palm part to which the finger part is attached;
A first finger that is the first finger attached to the palm;
A second finger portion that is a second finger portion that is attached to the palm portion in a direction facing the first finger portion and is capable of gripping the object with the first finger portion; ,
The third finger unit attached to the palm unit in the same direction as the second finger unit and capable of gripping the object with the first finger unit together with the second finger unit. With a third finger,
The first finger portion is attached to the palm portion in a manner in which the attachment position to the palm portion is not movable in a direction other than a direction approaching or separating from the second finger portion and the third finger portion. Attached fingers,
The second finger portion has an attachment position to the palm portion,
A first attachment position at which the second finger part faces the first finger part alone;
In a state where the second finger portion and the third finger portion can be switched to a second attachment position where the second finger portion and the third finger portion face the first finger portion at a center position between the second finger portion and the third finger portion. Finger part attached to the part,
The third finger unit is arranged in a state in which the attachment position to the palm part is fixed relative to one of the first finger part or the second finger part with respect to one attachment position. A robot hand that is a finger attached to a robot.
請求項1に記載のロボットハンドであって、
前記第1指部は、前記掌部への取付位置が、前記第2指部および前記第3指部に向かっ
て接近あるいは離間する方向にも移動不能な態様で、該掌部に取り付けられた指部である
ロボットハンド。
The robot hand according to claim 1,
The first finger part is attached to the palm part in such a manner that the attachment position to the palm part cannot move in a direction approaching or separating from the second finger part and the third finger part. A robot hand that is a finger.
請求項1に記載のロボットハンドであって、
前記第3指部は、前記掌部の固定した位置に取り付けられた指部であるロボットハンド
The robot hand according to claim 1,
The third finger unit is a robot hand which is a finger unit attached to a fixed position of the palm unit.
請求項1に記載のロボットハンドであって、
前記第3指部は、前記第2指部が前記第1取付位置と前記第2取付位置との間で移動す
ると、該第2指部と共に移動する指部であるロボットハンド。
The robot hand according to claim 1,
The robot hand that is a finger part that moves together with the second finger part when the second finger part moves between the first attachment position and the second attachment position.
請求項1ないし請求項4の何れか一項に記載のロボットハンドを備えるロボット。   A robot comprising the robot hand according to any one of claims 1 to 4.
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