JP2014210330A - Robot finger unit, robot hand, and robot - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数の関節が制御されることにより駆動する多関節アームのロボットハンドに用いられるのに好適なロボット指ユニットと、これを利用するロボットハンド及びロボットに関する。 The present invention relates to a robot finger unit suitable for use in a multi-joint arm robot hand driven by controlling a plurality of joints, and a robot hand and a robot using the robot finger unit.
従来、垂直多関節アーム及びエンドエフェクタ(以下、ロボット本体という)と、これらを制御する制御装置と、を備えたロボット装置が普及しており、エンドエフェクタとしては複数の指を備えてワークを把持可能なロボットハンドが普及している。ロボットハンドにおいては、ワークを把持しているか否かを検出したり、あるいはワークを把持する把持力(荷重)を検出するために、指先に感圧センサを備えることが望まれている。 Conventionally, a robot apparatus including a vertical articulated arm and an end effector (hereinafter referred to as a robot main body) and a control device for controlling them has been widely used. As an end effector, a plurality of fingers are used to hold a workpiece. Possible robot hands are widespread. In a robot hand, in order to detect whether or not a workpiece is gripped or to detect a gripping force (load) for gripping a workpiece, it is desired to include a pressure-sensitive sensor at the fingertip.
感圧センサとしては、外部からの荷重を受ける受圧部材と、該受圧部材から荷重が伝達されて該加圧力を計測するセンサ部とを備えたものが普及している。また、受圧部材からセンサ部への荷重が過剰でセンサ部が損傷することを防止するために、受圧部材が過剰な荷重を受けた場合に、受圧部材がセンサ部から離れてセンサ部に荷重が作用しないようにするセンサ装置が知られている(特許文献1参照)。 As a pressure-sensitive sensor, a sensor having a pressure receiving member that receives a load from the outside and a sensor unit that measures the applied pressure when the load is transmitted from the pressure receiving member is widely used. Further, in order to prevent the sensor portion from being damaged due to an excessive load from the pressure receiving member, when the pressure receiving member receives an excessive load, the pressure receiving member is separated from the sensor portion and the load is applied to the sensor portion. There is known a sensor device that does not act (see Patent Document 1).
しかし、受圧部材は直線状に往復動するので、荷重の作用方向の延長線上の近傍にセンサ部や戻りばね等の構造物を配置しなければならない。これに対し、ロボットハンドの指の先端部では、ワークを把持する際は指の長手方向に対して垂直に作用する荷重を計測する必要があるため、上述のセンサ装置をロボットハンドの指の先端に設けると指を大型化しなければならず、実装するのは困難であった。 However, since the pressure-receiving member reciprocates linearly, a structure such as a sensor unit or a return spring must be disposed in the vicinity of an extension line in the load acting direction. On the other hand, at the tip of the finger of the robot hand, it is necessary to measure the load acting perpendicular to the longitudinal direction of the finger when gripping the workpiece. When it is provided in the case, it is necessary to increase the size of the finger, which is difficult to implement.
一方、中央部を揺動中心として揺動可能なシーソーロッドを備え、該シーソーロッドの一端部をプッシュロッドにより揺動方向に押圧可能とし、他端部により検出スイッチをオンオフさせるスイッチ装置が知られている(特許文献2参照)。このスイッチ装置によれば、プッシュロッドからシーソーロッドを介して検出スイッチに荷重を伝達できるので、プッシュロッドの押圧方向とは異なる方向に検出スイッチを離隔して配置することができ、ロボットハンドの指を大型化せずに設置可能となる。 On the other hand, there is known a switch device that includes a seesaw rod that can be swung with a center part as a swing center, one end of the seesaw rod can be pressed in a swinging direction by a push rod, and a detection switch is turned on / off by the other end (See Patent Document 2). According to this switch device, since the load can be transmitted from the push rod to the detection switch via the seesaw rod, the detection switch can be arranged in a direction different from the pressing direction of the push rod. Can be installed without increasing the size.
しかしながら、特許文献2に記載されたスイッチ装置では、プッシュロッドからシーソーロッドの一端部に荷重が作用すると、シーソーロッドの他端部は検出スイッチから離れる方向に揺動してしまう。これにより、仮に検出スイッチの代わりに感圧センサを設けたとしても、荷重が大きい場合はシーソーロッドが感圧センサから離れてしまい、それより大きな荷重を計測することができなくなる。また、シーソーロッドと感圧センサとを離隔しないように固着した場合は、プッシュロッドから過大な荷重が作用した時に、その荷重がシーソーロッドを介して感圧センサに伝達され、感圧センサが損傷してしまう可能性がある。
However, in the switch device described in
本発明は、ワークを把持する際の指の先端に側方から作用する荷重を検出でき、かつ過大な荷重が作用しても感圧センサの損傷を抑制できるロボット指ユニット、ロボットハンド及びロボットを提供することを目的とする。 The present invention provides a robot finger unit, a robot hand, and a robot that can detect a load acting from the side on the tip of a finger when gripping a workpiece and can suppress damage to a pressure sensor even when an excessive load is applied. The purpose is to provide.
本発明のロボット指ユニットは、ロボットに設けられる指本体と、前記指本体の基端側から先端側に亘って設けられると共に、中央部を第1の支点として前記指本体に揺動可能に支持され、かつ先端側に配置され荷重を受ける受圧部と、基端側に配置され前記荷重を伝達する伝達部とを有する第1の揺動部材と、前記指本体に支持され、前記伝達部に対向する対向部と、前記伝達部と前記対向部との間に配置される感圧センサと、前記荷重により前記感圧センサに作用する加圧力を、弾性変形により低減する弾性部と、を備えることを特徴とする。 The robot finger unit according to the present invention is provided from the base end side to the tip end side of the finger main body provided in the robot, and supported swingably on the finger main body with the central portion serving as a first fulcrum. And a first receiving member disposed on the distal end side for receiving a load, a first swinging member disposed on a proximal end side for transmitting the load, and supported by the finger body. An opposing facing portion; a pressure-sensitive sensor disposed between the transmitting portion and the facing portion; and an elastic portion that reduces the pressure applied to the pressure-sensitive sensor by the load by elastic deformation. It is characterized by that.
本発明によれば、第1の揺動部材が指本体の基端側から先端側に亘って設けられ、ワークを把持する際の側方からの荷重が揺動により感圧センサまで伝達されるので、指の先端に作用する荷重を検出することができる。また、弾性部が弾性変形することにより、外部からの荷重に基づいて感圧センサに作用する加圧力を低減するので、指先に過大な荷重が作用しても感圧センサの損傷を抑制することができる。 According to the present invention, the first swing member is provided from the proximal end side to the distal end side of the finger main body, and the load from the side when gripping the workpiece is transmitted to the pressure sensitive sensor by swinging. Therefore, the load acting on the tip of the finger can be detected. In addition, since the elastic portion is elastically deformed, the pressure applied to the pressure sensor is reduced based on the external load, so that the pressure sensor is prevented from being damaged even if an excessive load is applied to the fingertip. Can do.
以下、本発明を実施するための形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1に示すように、ロボット装置1は、ロボット2と、ロボット2を制御する制御装置3と、を備えている。
As shown in FIG. 1, the robot apparatus 1 includes a
ロボット2は、6軸の垂直多関節アーム(以下、アームと呼ぶ)5と、エンドエフェクタであるハンド(ロボットハンド)4とを有している。本実施形態では、アーム5として6軸の垂直多関節アームを適用しているが、軸数は用途や目的に応じて適宜変更してもよい。
The
アーム5は、7つのリンク61〜67と、各リンク61〜67を揺動又は回動可能に連結する6つの関節71〜76とを備えている。各リンク61〜67としては、長さが固定されたものを採用している。但し、例えば、直動アクチュエータにより伸縮可能なリンクを採用してもよい。各関節71〜76には、各関節71〜76を各々駆動するモータと、モータの回転角度を検知するエンコーダと、各モータに供給する電流を検知する電流センサと、各関節71〜76のトルクを検知するトルクセンサと、が設けられている。
The
ハンド4は、アーム5の先端リンク67に取り付けられて支持され、アーム5の動作により位置及び姿勢の少なくとも一自由度が調整されるようになっている。ハンド4は、2本の指40,41と、これら指40,41の間隔を開閉可能に支持するハンド本体42とを備え、指40,41同士が接近する閉動作によりワークWを把持可能になっている。一方の指(ロボット指ユニット)40は、後述する感圧センサ45を内蔵し、ワークWを把持した際に指40に作用する把持力を計測可能になっている。他方の指41は、感圧センサ45を内蔵せず、ワークWを把持するための機能のみを有する。
The
ハンド本体42には、指40,41を動作させるためのモータと、該モータの回転角度を検知するエンコーダと、先端リンク67に連結される連結部とが設けられている。尚、本実施の形態では、ハンド4は指40,41を2本有するものとしているが、これには限られず、ワークWを把持するために指の数は2本以上あればよい。
The hand
制御装置3は、コンピュータにより構成され、ロボット2を制御するようになっている。制御装置3を構成するコンピュータは、例えばCPUと、各部を制御するためのプログラムを記憶するROMと、データを一時的に記憶するRAMと、入力インターフェース回路と、出力インターフェース回路とを備えている。
The control device 3 is configured by a computer and controls the
次に、本実施形態に係るロボット装置1の特徴部である指40について、図2に基づいて詳細に説明する。
Next, the
指40は、ケース(指本体)43の内部に、長手方向に沿った揺動部材(第1の揺動部材)44と、該揺動部材44に押圧される感圧センサ45と、該感圧センサ45をケース43に対して支持する板ばね(弾性部、板部材)46とを備えている。
The
ケース43は、断面矩形の略筒状で、例えば金属や合成樹脂等、外部から荷重が作用しても殆ど変形しない程度の剛性を有する材質で構成された剛体としている。ケース43の先端部には、対向する指41とは反対の側部(指40の外側)から先端側に突出する爪部43aが形成されており、ワークWを高精度に位置決めして把持できるようになっている。爪部43aには、ワークWを把持した際に指40の長手方向に垂直かつ外側に向け、荷重が作用するようになっている。爪部43aの内側の中心部には、長手方向に沿ってケース43の内部まで連通する溝43bが形成されており、該溝43bに揺動部材44の受圧部44bが収容されている。
The
揺動部材44は、ケース43の基端側から先端側に亘り、ほぼ中心部を第1の支点44aとしてケース43に支持されて揺動可能に設けられている。また、揺動部材44は、例えば金属や合成樹脂等、外部から荷重が作用しても殆ど変形しない程度の剛性を有する材質で構成された剛体としている。
The swinging
揺動部材44は、先端側に配置されワークWを把持する際の把持力(荷重)をケース43の側方から受ける受圧部44bと、基端側に配置され荷重を伝達する伝達部44cと、を備えている。尚、第1の支点44aの位置は、本実施の形態ではほぼ中心部であるが、これには限られず、受圧部44bと伝達部44cとの間の部位(中央部)であればどこでもよく、検出する荷重と感圧センサ45との力やストロークの関係から適宜設定することができる。
The
受圧部44bは、揺動部材44の揺動に伴い、爪部43aの溝43bに対して出没可能になっており、突出時には把持したワークWからの荷重を受圧して溝43bに押し込まれるようになっている(図2(b)〜(d)参照)。
The
伝達部44cは、感圧センサ45に対向して配置されており、感圧センサ45側に向けて該感圧センサ45を押圧可能な押圧部47が設けられている。押圧部47は、伝達部44cと一体形成されており、感圧センサ45に向けて突出した形状であると共に、第1の支点44aと平行な中心軸を有する円柱面形状となっている。押圧部47が円柱面形状を有することにより、ワークWの把持時に押圧部47が感圧センサ45を押圧する際に、感圧センサ45を安定的に線押しするようになっている。尚、押圧部47と揺動部材44とは一体形成されたものとしているが、これには限られず、揺動部材44とは別部材の押圧部47を接着等により伝達部44cに取り付けるようにしてもよい。また、押圧部47の形状は、円柱面形状に限られるものではなく、角柱面形状や平面状等、適宜設定することができる。更に、押圧部47は必ずしも設けなくてもよい。
The
感圧センサ45は感圧導電ゴムセンサからなり、押圧部47に対向して配置されている。感圧導電ゴムセンサは、ゴムに導電粒子を含有しており、部材に荷重が作用していない状態では、ゴムに含有されている導電粒子同士の接触が無い若しくは少ないため、電気的に絶縁状態若しくは高抵抗状態となっている。感圧導電ゴムに荷重が作用すると、ゴムが歪み、導電粒子同士が接近して接触状態の導電粒子数が増加するため、電気抵抗は低下する。このように、感圧導電ゴムセンサは荷重に応じて電気抵抗が変化する特性を利用することにより、感圧センサとして機能するようになっている。
The pressure-
また、感圧センサ45は、CPUに接続されており、CPUは、感圧センサ45の受けた荷重に応じて変化する抵抗値を読み取るようになっている。これにより、CPUは、感圧センサ45に作用する荷重の大きさを測定可能になっており、測定結果に基づいてロボット2の動作を制御するようになっている。
The
板ばね46は、弾性変形可能な金属あるいはゴムやプラスチック等の樹脂製で、基端側をケース43にねじ止めや接着等により片持ち支持され、先端側の押圧部47側に感圧センサ45が押圧部47に接触するように接着等により取り付けられている。板ばね46としては、単一材料からなる部材であってもよく、あるいは両端部が剛体の金属で中央部が弾性体の樹脂からなるようモールド成形等により一体化した部材であってもよい。尚、板ばね46の感圧センサ45が取り付けられている側面が、本発明の対向部48となっている。
The
感圧センサ45と押圧部47とが接触していることにより、揺動部材44は板ばね46により図2中、左回転方向に付勢されるようになっている。このため、受圧部44bにワークWから荷重が作用していない場合は、例えば図2(b)に示すように、板ばね46の湾曲は最小であると共に、受圧部44bが溝43bから大きく突出している。これに対し、受圧部44bにワークWから荷重が大きく作用している場合は、例えば図2(d)に示すように、受圧部44bが溝43bに押し込まれると共に、板ばね46の湾曲は大きくなっている。これにより、感圧センサ45がケース43に直接固定されている場合に比べて、過大な荷重による破損を抑制することができるようになる。
Since the pressure-
上述したロボット装置1の指40,41を利用してワークWを把持する際に、指40により把持力を検出する動作を以下に説明する。
An operation of detecting the gripping force by the
予め、感圧センサ45の校正作業を行っておく。この校正作業では、感圧センサ45への加圧力から板ばね46による弾性変形分による誤差を校正する。校正方法は、特に限られないが、例えば既存の感圧センサの校正方法と同様に、既知の基準感圧センサと押し合わせて、該基準感圧センサの計測値を利用するようにしてもよい。
The
ハンド4がワークWを把持する際は、アーム5が2本の指40,41の間にワークWを位置させるような位置姿勢を取り、ハンド4は2本の指40,41を互いに接近させるように閉動作させ、指40,41によりワークWを把持する。
When the
指40,41がワークWを挟んで閉動作する際、図2(b)に示すように、ワークWが受圧部44bに当接した時点では、受圧部44bが溝43bから大きく突出すると共に、板ばね46の湾曲は最小になっている。この時、押圧部47から感圧センサ45への加圧力は最小であるので、感圧センサ45の抵抗値は最大になっている。尚、この時の感圧センサ45における押圧部47との接触線、即ち押圧位置を、図中符号45aで示す。
When the
そして、指40,41の閉動作が進行すると、図2(c)に示すように、ワークWが受圧部44bを押圧するようになる。これにより、受圧部44bは溝43bに徐々に押し込まれると共に、揺動部材44が傾斜して板ばね46の湾曲が徐々に大きくなり、押圧部47から感圧センサ45への加圧力も徐々に大きくなるので、感圧センサ45の抵抗値は小さくなる。板ばね46の弾性変形量は、受圧部44bに作用する荷重の大きさに応じて変化する。尚、この時の感圧センサ45における押圧部47との接触線の位置を、図中符号45bで示す。
Then, when the closing operation of the
更に、指40,41の閉動作が進行すると、図2(d)に示すように、ワークWが受圧部44bを大きく押し込み、爪部43aの側面に当接するようになる。これにより、受圧部44bは溝43bに最も大きく押し込まれると共に、揺動部材44が更に傾斜して板ばね46の湾曲が最も大きくなり、押圧部47から感圧センサ45への加圧力も更に大きくなるので、感圧センサ45の抵抗値は最小になる。尚、この時の感圧センサ45における押圧部47との接触線の位置を、図中符号45cで示す。
Further, when the closing operation of the
CPUは、所望の時点において、感圧センサ45の抵抗値を計測し、得られた計測値と予め得ている校正値とに基づいて、その時点での指40,41の把持力を演算し、その結果に基づいてロボット2の動作を制御する。ここでは、CPUは指40,41での把持力の値を求めるようにしているが、これには限られず、例えば、指40,41がワークWを把持しているか否かを検出するためのオンオフスイッチとして利用することもできる。
The CPU measures the resistance value of the pressure-
このように、ワークWが受圧部44bを押圧するに伴って、揺動部材44が図2中、右回転方向に揺動し、押圧部47が感圧センサ45を押圧して、板ばね46が先端側を揺動するように弾性変形により湾曲する。感圧センサ45は板ばね46により支持されているので、ケース43に直接固定されている場合に比べて、過大な荷重による破損が抑制される。
Thus, as the workpiece W presses the
ここで、感圧センサ45への過負荷防止の観点から、受圧部44bに最大荷重が作用した時に、押圧部47による感圧センサ45への加圧力を感圧センサ45の耐荷重未満となるようにする必要がある。本実施の形態では、外部から荷重が作用した時の押圧部47による感圧センサ45への加圧力は、板ばね46が弾性変形することにより低減される。このように、最大荷重が作用した時に、押圧部47による感圧センサ45への加圧力が感圧センサ45の耐荷重未満になるように、板ばね46の材質や形状、厚みを調整してばね定数を設定することにより、感圧センサ45への過負荷防止を図っている。
Here, from the viewpoint of preventing an overload on the
また、図2(e)に示すように、感圧センサ45における押圧部47との接触線45a〜45cの位置は、荷重の大きさによって移動するようになっている。これは、揺動部材44の第1の支点44aと板ばね46の回転中心(片持ち支持されている部位)とが異なる位置であり、感圧センサ45と押圧部47とが互いに位置ずれするように揺動することに起因する。特に本実施の形態では、各点が押圧部47と感圧センサ45との接触点を挟んで反対側に位置しているので、感圧センサ45と押圧部47とが互いに離れる方向に揺動し、揺動角度が小さくても接触線45a〜45cの位置が比較的大きく移動するようになる。
Moreover, as shown in FIG.2 (e), the position of the
このように、荷重の大きさで感圧センサ45の接触線45a〜45cの位置が変わることにより、受圧に起因する感圧センサ45の劣化を感圧センサ45と押圧部47との接触面の全体に分散することができ、感圧センサ45の劣化防止及び長寿命化が図られる。
As described above, the position of the
上述したように本実施の形態の指40によれば、揺動部材44がケース43の基端側から先端側に亘って設けられ、ワークWを把持する際の側方からの荷重が揺動により感圧センサ45まで伝達されるので、指40の先端に作用する荷重を検出することができる。また、板ばね46が弾性変形することにより、外部からの荷重に基づいて感圧センサ45に作用する加圧力を低減するので、指先に過大な荷重が作用しても感圧センサ45の損傷を抑制することができる。
As described above, according to the
ここで、感圧センサ45は、繰り返しの押圧や経年劣化等により、感圧センサ45の押圧部47により押圧される接触面に形状や厚みの変化等が生じることがある。これに対し、本実施の形態の指40によれば、押圧部47及び感圧センサ45のいずれも揺動し、かつ揺動中心が異なっている。このため、感圧センサ45の接触面の形状変化に応じて、感圧センサ45を押圧したときの弾性を有する板ばね46の変形量が変わるため、感圧センサ45の接触線45a〜45cの位置も変化する。
Here, in the pressure-
よって、感圧センサ45の接触面の形状や厚みに変化が生じた場合であっても、感圧センサ45の押圧位置が変わることにより、受圧部44bに外部荷重が作用した時に確実に感圧センサ45を押圧することができる。これにより、受圧に起因する感圧センサ45の劣化を感圧センサ45の接触面で広く分散することができ、感圧センサ45の劣化防止及び長寿命化を図ることができる。
Therefore, even when a change occurs in the shape and thickness of the contact surface of the pressure-
また、本実施の形態の指40によれば、押圧部47が円柱面形状であるので、押圧部47と感圧センサ45とが接触する際に、押圧部47が板状でその端部が接触する場合に比べて接触面積を大きくすることができる。これにより、受圧に起因する感圧センサ45の劣化を感圧センサ45の接触面でより広く分散することができ、感圧センサ45の劣化防止及び長寿命化を図ることができる。
Further, according to the
上述した本実施の形態では、板部材である板ばね46を弾性部として適用した場合について説明したが、これには限られない。例えば、図3(a)に示すように、ケース43に支持される第2の支点51aを中心に揺動可能な支持部材(第2の揺動部材)51を備え、該支持部材51の押圧部47側に感圧センサ45を設け、反対側に圧縮コイルばね52を設けるようにしてもよい。支持部材51は、例えば金属や合成樹脂等、外部から荷重が作用しても殆ど変形しない程度の剛性を有する材質で構成されている。この場合、圧縮コイルばねが、本発明の付勢部材及び弾性部になると共に、支持部材51の感圧センサ45が取り付けられている側面が、本発明の対向部48になる。
In the present embodiment described above, the case where the
この場合も、圧縮コイルばね52が弾性変形することにより、荷重により感圧センサ45に作用する加圧力を低減するので、指先に過大な荷重が作用しても感圧センサ45の損傷を抑制することができる。また、この場合も、押圧部47及び感圧センサ45のいずれもが揺動し、かつ揺動中心が異なっているので、押圧部47及び感圧センサ45の接触線が荷重により移動する。このため、受圧に起因する感圧センサ45の劣化を感圧センサ45の接触面で広く分散することができ、感圧センサ45の劣化防止及び長寿命化を図ることができる。しかも、支持部材51は剛体であり弾性変形しないので、感圧センサ54を安定して支持できるようになる。
Also in this case, since the
また、例えば、図3(b)に示すように、ケース43に支持される弾性体(弾性部)53を備え、該弾性体53の押圧部47側に感圧センサ45を設けるようにしてもよい。弾性体53は、例えばゴム等の樹脂等、弾性変形する材質で構成されている。この場合、弾性体53の感圧センサ45が取り付けられている側面が、本発明の対向部48になる。この場合も、弾性体53が弾性変形することにより、荷重により感圧センサ45に作用する加圧力を低減するので、指先に過大な荷重が作用しても感圧センサ45の損傷を抑制することができる。
Further, for example, as shown in FIG. 3B, an elastic body (elastic portion) 53 supported by the
また、本実施の形態では、揺動部材44を剛体としているが、これには限られない。例えば、図3(c)に示すように、第1の支点44aと伝達部44cとの間に薄肉のばね部(弾性変形部、弾性部)44dを形成して、該ばね部44dが弾性変形するようにしてもよい。ばね部44dは、揺動部材44の他の部位よりも弾性変形し易い構造であれば、薄肉状には限られない。この場合、荷重が作用した時に、板ばね46及びばね部44dの両方が弾性変形することにより、押圧部47と感圧センサ45との相対的な揺動角がより大きくなって接触線の移動量がより大きくなる。これにより、受圧に起因する感圧センサ45の劣化を感圧センサ45の接触面で更に広く分散することができ、感圧センサ45の劣化防止及び長寿命化を図ることができる。
In the present embodiment, the
ここで、第1の支点44aと伝達部44cとの間にばね部44dを設けた場合、板ばね46を用いずに感圧センサ45をケース43に直接取り付けてもよい。この場合も、ばね部44dが弾性変形することにより、荷重により感圧センサ45に作用する加圧力を低減するので、指先に過大な荷重が作用しても感圧センサ45の損傷を抑制することができる。また、この場合も、押圧部47が揺動するので、押圧部47及び感圧センサ45の接触線が荷重により移動する。このため、受圧に起因する感圧センサ45の劣化を感圧センサ45の接触面で広く分散することができ、感圧センサ45の劣化防止及び長寿命化を図ることができる。
Here, when the
また、図3(c)に想像線で示すように、第1の支点44aと受圧部44bとの間に薄肉のばね部(弾性変形部、弾性部)44eを設けるようにしてもよい。この場合、板ばね46やばね部44dを設けてもよく、あるいは設けなくてもよい。板ばね46やばね部44dを設けない場合でも、ばね部44eが弾性変形することにより、荷重により感圧センサ45に作用する加圧力を低減するので、指先に過大な荷重が作用しても感圧センサ45の損傷を抑制することができる。
Further, as indicated by an imaginary line in FIG. 3C, a thin spring portion (elastic deformation portion, elastic portion) 44e may be provided between the
また、本実施の形態では、揺動部材44に押圧部47を設けると共に、ケース43側に感圧センサ45を設ける場合について説明したが、これには限られない。例えば、図3(d)に示すように、伝達部44cに感圧センサ45を設けると共に、板ばね46に押圧部47を設けるようにしてもよい。
In the present embodiment, the case where the pressing
この場合も、板ばね46が弾性変形することにより、荷重により感圧センサ45に作用する加圧力を低減するので、指先に過大な荷重が作用しても感圧センサ45の損傷を抑制することができる。また、この場合も、押圧部47及び感圧センサ45のいずれも揺動し、かつ揺動中心が異なっているので、押圧部47及び感圧センサ45の接触線が荷重により移動する。このため、受圧に起因する感圧センサ45の劣化を感圧センサ45の接触面で広く分散することができ、感圧センサ45の劣化防止及び長寿命化を図ることができる。しかも、伝達部44cは剛体であり弾性変形しないので、感圧センサ54を安定して支持できるようになる。
Also in this case, since the
上述したように、感圧センサ45は、ケース43に支持される対向部48と揺動部材44の一部である伝達部44cとの間に配置されればよい。また、弾性部の配置箇所は限定されず、荷重により感圧センサ45に作用する加圧力を弾性変形により低減するものであればよい。更に、感圧センサ45は、伝達部44c及び対向部48の一方に配置されると共に、押圧部47は、伝達部44c及び対向部48の他方に配置されるものであればよい。
As described above, the pressure-
また、本実施の形態では、感圧センサ45として感圧導電ゴムセンサを適用する場合について説明したが、これには限られず、押圧された力を検出するセンサであれば、用途に応じて種々の検出原理のセンサを使うことができる。例えば、電導性エラストマセンサ全般であってもよく、あるいはその他の歪ゲージ等を適用してもよい。
In the present embodiment, the case where a pressure-sensitive conductive rubber sensor is applied as the pressure-
また、本実施の形態では、受圧部44bは、ケース43の先端の1箇所のみから露出しているが、これには限られず、ケース43の先端部の内側を段形状にして、複数の段部から露出するようにしてもよい。この場合、大きさの異なるワークWを異なる段部を利用して把持する際に、どの段部で把持されても把持力を検出できるようになる。
Further, in the present embodiment, the
また、本実施の形態では、ハンド4が有する2本の指40,41の片方のみが感圧センサ45を有している場合について説明したが、これには限られず、両方の指40,41が感圧センサ45を備えていてもよい。また、ハンド4が3本以上の指を有していても、少なくとも1本の指40が感圧センサ45を有していればよいが、複数の指が感圧センサを有するようにしてもよい。
In the present embodiment, the case where only one of the two
2…ロボット、4…ハンド(ロボットハンド)、40…指(ロボット指ユニット)、43…ケース(指本体)、44…揺動部材(第1の揺動部材)、44a…第1の支点、44b…受圧部、44c…伝達部、44d…ばね部(弾性部、弾性変形部)、44e…ばね部(弾性部、弾性変形部)、45…感圧センサ、46…板ばね(弾性部、板部材)、48…対向部、51…支持部材(第2の揺動部材)、51a…第2の支点、52…圧縮コイルばね(弾性部、付勢部材)、53…弾性体(弾性部) 2 ... robot, 4 ... hand (robot hand), 40 ... finger (robot finger unit), 43 ... case (finger body), 44 ... swing member (first swing member), 44a ... first fulcrum, 44b ... pressure receiving part, 44c ... transmission part, 44d ... spring part (elastic part, elastic deformation part), 44e ... spring part (elastic part, elastic deformation part), 45 ... pressure sensor, 46 ... leaf spring (elastic part, Plate member), 48 ... opposing portion, 51 ... support member (second swing member), 51a ... second fulcrum, 52 ... compression coil spring (elastic portion, biasing member), 53 ... elastic body (elastic portion) )
Claims (10)
前記指本体の基端側から先端側に亘って設けられると共に、中央部を第1の支点として前記指本体に揺動可能に支持され、かつ先端側に配置され荷重を受ける受圧部と、基端側に配置され前記荷重を伝達する伝達部とを有する第1の揺動部材と、
前記指本体に支持され、前記伝達部に対向する対向部と、
前記伝達部と前記対向部との間に配置される感圧センサと、
前記荷重により前記感圧センサに作用する加圧力を、弾性変形により低減する弾性部と、を備える、
ことを特徴とするロボット指ユニット。 A finger body provided on the robot;
A pressure receiving portion provided from the proximal end side to the distal end side of the finger body, supported by the finger body so as to be swingable with a central portion serving as a first fulcrum; A first oscillating member that is disposed on an end side and has a transmission portion that transmits the load;
An opposing portion supported by the finger body and facing the transmission portion;
A pressure sensitive sensor disposed between the transmitting portion and the facing portion;
An elastic part that reduces the applied pressure acting on the pressure sensor by the load by elastic deformation,
Robot finger unit characterized by that.
ことを特徴とする請求項1記載のロボット指ユニット。 The pressure sensor is disposed on one of the transmission unit and the facing unit, and a pressing unit capable of pressing the pressure sensor is disposed on the other of the transmission unit and the facing unit.
The robot finger unit according to claim 1.
ことを特徴とする請求項2記載のロボット指ユニット。 The pressing portion has a shape protruding toward the pressure-sensitive sensor and a cylindrical surface shape having a central axis parallel to the first fulcrum.
The robot finger unit according to claim 2.
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載のロボット指ユニット。 The pressure-sensitive sensor is a pressure-sensitive conductive rubber sensor.
The robot finger unit according to any one of claims 1 to 3, wherein the robot finger unit is provided.
前記弾性部は、前記板部材で構成される、
ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載のロボット指ユニット。 While having the facing portion on the side facing the transmitting portion, cantilevered by the finger body, provided with a plate member that can be elastically deformed,
The elastic part is composed of the plate member.
The robot finger unit according to any one of claims 1 to 4, wherein the robot finger unit is provided.
前記第2の揺動部材を前記伝達部に向けて付勢する弾性変形可能な付勢部材と、を備え、
前記弾性部は、前記付勢部材で構成される、
ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載のロボット指ユニット。 A second oscillating member having the opposing part on a side surface facing the transmission part, having a second fulcrum, and supported by the finger body so as to be oscillatable around the second fulcrum;
An elastically deformable urging member that urges the second swinging member toward the transmitting portion;
The elastic part is composed of the biasing member,
The robot finger unit according to any one of claims 1 to 4, wherein the robot finger unit is provided.
ことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載のロボット指ユニット。 The first rocking member has an elastic deformation portion that is more easily elastically deformed than other portions of the first rocking member.
The robot finger unit according to any one of claims 1 to 6, wherein the robot finger unit is configured as described above.
ことを特徴とする請求項7記載のロボット指ユニット。 The elastically deforming portion is disposed between the first fulcrum and the transmitting portion in the first swing member.
The robot finger unit according to claim 7.
ことを特徴とするロボットハンド。 The robot finger unit according to claim 1 is provided.
Robot hand characterized by that.
ことを特徴とするロボット。 The robot finger unit according to claim 1 is provided.
A robot characterized by that.
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JP2013089283A JP2014210330A (en) | 2013-04-22 | 2013-04-22 | Robot finger unit, robot hand, and robot |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2021079848A1 (en) * | 2019-10-25 | 2021-04-29 | 株式会社ソニー・インタラクティブエンタテインメント | Foot structure of leg-type mobile robot and leg-type mobile robot |
-
2013
- 2013-04-22 JP JP2013089283A patent/JP2014210330A/en active Pending
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