JP2015100902A - Robot hand - Google Patents
Robot hand Download PDFInfo
- Publication number
- JP2015100902A JP2015100902A JP2013244926A JP2013244926A JP2015100902A JP 2015100902 A JP2015100902 A JP 2015100902A JP 2013244926 A JP2013244926 A JP 2013244926A JP 2013244926 A JP2013244926 A JP 2013244926A JP 2015100902 A JP2015100902 A JP 2015100902A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- finger
- strain
- force
- robot hand
- strain gauge
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Abstract
Description
この発明はロボットハンドに関する。 The present invention relates to a robot hand.
一般的に、物体を把持する機能を有するロボットハンドの指部には、指部に加えられた力を検出するためのひずみ検出手段としてのひずみゲージが貼り付けられている。例えば、特許文献1に記載されたロボットハンドでは、各々の指部の関節付近に複数のひずみゲージが貼り付けられている。ひずみゲージは、個々の指部の関節に支持されるリンクに発生するひずみを検出し、このひずみに基づいて、指部を動かすアクチュエータが制御され、ロボットハンドの把持力が調整される。 In general, a strain gauge as a strain detecting means for detecting a force applied to the finger portion is attached to a finger portion of a robot hand having a function of gripping an object. For example, in the robot hand described in Patent Document 1, a plurality of strain gauges are attached near the joints of the respective finger portions. The strain gauge detects a strain generated in a link supported by the joint of each finger portion, and based on this strain, an actuator that moves the finger portion is controlled to adjust a gripping force of the robot hand.
しかしながら、特許文献1のロボットハンドのひずみゲージ等の従来のひずみゲージは、物体を把持する一方向を主検出方向として、主検出方向から指部に加えられた力のみを測定するものである。例えば、図5に示すように、ロボットハンドの指部30の側部に取り付けられるカバー部材35には1枚のひずみゲージ34aが貼り付けられており、ひずみゲージ34aは物体を把持する一方向D’を主検出方向とする。ここで、把持対象物を把持する方向D’から指部30が受ける力をF1’とする。また、横方向から指部30の側面に受ける力をF2’とする。また、指部30の長さ方向から指部に受ける力をF3’とする。カバー部材35は、力F2’,F3’によるひずみが発生しにくい構造となっている。すなわち、ひずみゲージ34aは、力F1’によって生じるひずみについては検知することができるが、主検出方向以外の方向からの力F2’,F3’については検知することができない。従って、指部の長さ方向において指先に把持対象物以外の物体すなわち障害物が当たる、いわゆる「突き指」や、指部の側面からの障害物の衝突に関しては、1個のひずみゲージ34aでは検出することができない。
However, a conventional strain gauge such as the strain gauge of the robot hand of Patent Document 1 measures only the force applied to the finger from the main detection direction, with one direction gripping an object as the main detection direction. For example, as shown in FIG. 5, a
一方、物体を把持する方向以外の方向からの突き指や障害物の衝突を検出するため、例えば、図6に示すように、互いに垂直な三方向の力に対応する三個のひずみゲージ34a,34b,34cを指部30に貼り付けることができる。そして、指部30の周囲に貼り付けられたひずみゲージ34a,34b,34cは、それぞれロボットハンドが物体を把持する時の力F1’、指部30の側面に障害物が当たった時の力F2’及び指先に障害物が当たった時の力F3’を検出する。
On the other hand, in order to detect a collision of a finger or an obstacle from a direction other than the direction of gripping an object, for example, as shown in FIG. 6, three
しかしながら、図6のロボットハンドのように指部に複数のひずみゲージを配置する場合、製造コストが増加してしまう。また、指部の可動部近傍に複数のひずみゲージを配置すると配線が増加するため、断線のおそれがある。 However, when a plurality of strain gauges are arranged on the finger as in the robot hand of FIG. 6, the manufacturing cost increases. Further, if a plurality of strain gauges are arranged near the movable part of the finger part, the wiring increases, so that there is a risk of disconnection.
この発明は、このような問題を解決するためになされ、簡易な構造によって指部と把持対象物以外の物体との接触を検知することができるロボットハンドを提供することを目的とする。 This invention is made in order to solve such a problem, and it aims at providing the robot hand which can detect a contact with a finger | toe part and objects other than a holding target object with a simple structure.
上記の課題を解決するために、この発明に係るロボットハンドは、指部と、指部に加えられた力を検知する力検知機構とを備え、力検知機構は、指部に力が加えられた時に前記指部に生じるひずみを検出するひずみ検出手段と、指部に取り付けられるとともに、ひずみ検出手段の主検出方向と異なる他の二方向におけるひずみを増幅させる梁構造とを有し、ひずみ検出手段は梁構造に取り付けられる。 In order to solve the above-described problems, a robot hand according to the present invention includes a finger part and a force detection mechanism that detects a force applied to the finger part, and the force detection mechanism applies a force to the finger part. A strain detection means for detecting strain generated in the finger portion at a time, and a beam structure which is attached to the finger portion and amplifies strain in other two directions different from the main detection direction of the strain detection means. The means is attached to the beam structure.
また、この発明に係るロボットハンドの梁構造は交差する少なくとも二本の梁部を有し、ひずみ検出手段は二本の梁部の交差部分に取り付けられてもよい。 Further, the beam structure of the robot hand according to the present invention may have at least two beam portions intersecting each other, and the strain detecting means may be attached to the intersecting portion of the two beam portions.
この発明に係るロボットハンドによれば、簡易な構造によって指部と把持対象物以外の物体との接触を検知することができる。 According to the robot hand of the present invention, it is possible to detect contact between the finger portion and an object other than the grasped object with a simple structure.
以下、この発明の実施の形態について添付図面に基づいて説明する。
実施の形態1.
まず、この発明に係るロボットハンド100の指部10の構成について図1を参照して説明する。
指部10は、一対のアルミ製の板状部16a,16bを有する支持部材16と、板状部16a,16bの間に挟まれ支持部材16の内側に収納され支持されるアクチュエータ11と、アクチュエータ11に接続される指先部12とを備える。アクチュエータ11には超音波モータが使用されている。また、アクチュエータ11はECU17に電気的に接続している。アクチュエータ11がECU17からの指令に基づいて駆動することで、指先部12は適宜、前後方向に回動することができる。特に、ロボットハンド100が物体の把持動作を行う時は、ECU17によりアクチュエータ11に把持指令が出され、指先部12は物体を把持する方向Dに向かって回動する。一方、ECU17からの把持指令がない場合は、指先部12は動作していない状態となる。また、支持部材16には、板状部16a,16bの間において、指部10の側面からアクチュエータ11を被覆するように略正方形状の樹脂製のカバー部材15が取り付けられている。カバー部材15の中央部分には、後述する梁構造15aが形成されている。また、梁構造15aの中央部分にはひずみゲージ14が貼り付けられている。ひずみゲージ14はECU17に電気的に接続している。
ここで、図1において、物体を把持する方向Dから指部10が受ける力をF1とする。また、方向Dに対して横方向から指部10の側面に受ける力をF2とする。また、指部10の長さ方向から指部10に受ける力をF3とする。なお、力F1,F2,F3の働く方向は互いに垂直となっている。
また、ひずみゲージ14はひずみ検出手段を構成し、指部10に力が加えられた時に指部10に生じるひずみを検出する。なお、ひずみ検出手段であるひずみゲージ14がひずみを検出する主たる方向、すなわちひずみゲージ14の主検出方向は方向Dである。従って、ひずみゲージ14は、ロボットハンド100の把持動作中に指部10が把持対象物から受ける力F1を主として検知する。
さらに、ひずみゲージ14及びカバー部材15は力検知機構を構成する。また、ECU11は制御手段を構成し、ひずみゲージ14によるひずみの検出に基づいてアクチュエータ11の駆動やロボットハンド100の動作や位置を制御することができる。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
Embodiment 1 FIG.
First, the structure of the
The
Here, in FIG. 1, the force received by the
The
Furthermore, the
次に、カバー部材15に形成される梁構造15aの構成について、図2を用いて説明する。
梁構造15aは、2本の梁部15b,15cを有しており、梁部15b,15cは細長い板状の支持部材の形状をしている。梁部15b,15cは各々、力F2の働く指部10の長さ方向に対して斜めの方向に延びつつ、互いに十字に重なり合って交差する形状に一体成形されている。梁部15bと梁部15cとが重なり合って交差する部分は十字形状の交差部分15eを構成し、ひずみゲージ14は交差部分15eに貼り付けられている。これによって、ひずみゲージ14の周囲には、梁部15bと梁部15cとの間に形成される4個の三角形状の開口15dが放射状に配置される。
Next, the structure of the
The
次に、ECU17による指部10の制御について、図3のフローチャートを参照して説明する。
ステップS1において、ひずみゲージ14がひずみを検知した場合、ステップS2において、ECU17からの把持指令が出されているか否かが判断される。把持指令があった場合、すなわちロボットハンド100が物体を把持中の場合は、ステップS3において、ECU17は、ステップS1で検出されたひずみを力F1により発生したものであると判断する。そして、ECU17は、ステップS4においてアクチュエータ11を制御してロボットハンド100の把持力を調整する。
Next, control of the
If the
一方、ステップS2において、ECU17が把持指令を出していない場合、すなわちロボットハンド100が移動中の場合、ステップS5において、ECU17は、ステップS1で検出されたひずみを力F2又はF3により発生したものと判断する。すなわち、ECU17は、指部10に把持力F1以外の力F2,F3がかかったものと判断する。そして、ステップS6において、ECU17はアクチュエータ11やロボットハンド100の駆動手段を制御して、ロボットハンド100の指先部12が障害物に当たらないように位置や動作を調整する。
On the other hand, if the
以上より、この実施の形態に係るロボットハンド100は、指部10を介してカバー部材15がF1〜F3のいずれかの力を受けた場合、開口15dを有する梁構造15aを中心にカバー部材15にひずみがより発生しやすい構造となっている。よって、梁構造15aは、ひずみゲージ14の主検出方向Dと異なる他の二方向からの力F2,F3によって発生したひずみを増幅させ、力F2,F3に対するひずみゲージ14の検出感度を向上させる。従って、指部10に加えられる力F1〜F3のうち、ひずみゲージ14の主検出方向Dから加えられる力F1のみならず、方向Dと異なる方向から加えられる力F2又はF3についても、一個のひずみゲージ14を用いて検出することができる。すなわち、ひずみゲージ14は、ロボットハンド100が物体を把持する時の力F1のみならず、ロボットハンド100の移動中に指部10が障害物にぶつかった時に受ける力F2又はF3についても検知することができる。そして、ECU17は、ひずみゲージ14によるひずみの検出に基づいて、移動中のロボットハンド100の動作を適宜制御し、指部10に働く力F2,F3によるアクチュエータ11の破損を防止する。従って、ロボットハンド100は、一個のひずみゲージ14を用いた簡易な構造によって指部10と把持対象物以外の物体との接触を検知することができる。その結果、複数のひずみゲージを用いるよりも、ロボットハンド100の製造コストが抑えられ、ひずみゲージ14に係る配線の数を少なくすることができる。
また、2本の梁部15b,15cを有する梁構造15aの十字形状の交差部分15eにひずみゲージ14が設けられることにより、ひずみゲージ14の周囲には4個の開口15dが形成され、ひずみゲージ14の周囲にはひずみがより発生しやすくなる。
また、梁構造15aは、ロボットハンド100の指部10の基幹構造部品ではないカバー部材15に形成されているため、指部10本体の強度に影響を与えることがない。
As described above, in the
Further, by providing the
Further, since the
実施の形態2.
この発明の実施の形態2に係るロボットハンド200におけるカバー部材25及びカバー部材25に形成された梁構造25aを図4に示す。なお、ロボットハンド200の指部20の全体的な構成は、カバー部材25の構造を除き、ロボットハンド100の指部10の構成と同様であるので、詳細な説明は省略する。
梁構造25aは、2本の梁部25b,25cを有しており、梁部25b,25cは細長い板状の支持部材の形状をしている。梁部25bは指部10の長さ方向、すなわち力F3の働く方向に平行に、梁部25cは指部10の長さ方向に対して垂直に延びつつ、互いに十字に重なりあう形状に一体成形されている。梁部25bと梁部25cとが重なり合って交差する部分は十字形状の交差部分25eを構成し、ひずみゲージ14は交差部分25eに貼り付けられている。これによって、ひずみゲージ14の周囲には、梁部25bと梁部25cとの間に形成される4個の四角形状の開口25dが配置される。
Embodiment 2. FIG.
FIG. 4 shows the
The
以上より、この実施の形態に係るロボットハンド200の梁構造25aは、ロボットハンド100と同様に、ひずみゲージ14の主検出方向と異なる他の二方向からの力F2,F3によって発生したひずみを増幅させる。そして、梁構造25aは、力F2,F3に対するひずみゲージ14の検出感度を向上させる。従って、ひずみゲージ14の主検出方向Dから加えられる力F1のみならず、方向Dと異なる方向から加えられる力F2又はF3についても、一個のひずみゲージ14を用いて検出することができる。すなわち、ロボットハンド200は、一個のひずみゲージ14を用いた簡易な構造によって指部20と把持対象物以外の物体との接触を検知することができる。
また、二本の梁部25b,25cを有する梁構造25aの十字形状の交差部分25eにひずみゲージ14が設けられることにより、ひずみゲージ14の周囲には4個の開口25dが形成され、ひずみゲージ14の周囲にはひずみがより発生しやすくなる。また、梁構造25aは、指部20の基幹構造部品ではないカバー部材25に形成されているため、指部20の本体の強度に影響を与えることがない。
As described above, the
Further, by providing the
なお、実施の形態1又は2において、梁構造15a又は25aが有する梁部15b,15c又は25b,25cは2本だが、これに限られず梁部の数は1本でも、3本以上あってもよい。
また、実施の形態1又は2において、梁構造15a又は25bはカバー部材15又は25に形成されているが、これに限られず、梁構造の梁部のみが指部の側面に設けられていてもよい。
また、実施の形態1又は2において、カバー部材に梁構造を形成するために設けられる開口の形状は三角形や四角形に限らない。即ち、カバー部材に所定本数の梁部が形成されるように多角形状や円形状の開口が適宜設けられる。
In the first or second embodiment, the
In the first or second embodiment, the
In the first or second embodiment, the shape of the opening provided for forming the beam structure on the cover member is not limited to a triangle or a quadrangle. That is, a polygonal or circular opening is appropriately provided so that a predetermined number of beam portions are formed in the cover member.
10 指部、14 ひずみゲージ(力検知機構、ひずみ検出手段)、15,25 カバー部材(力検知機構)、15a,25a 梁構造、15b,15c,25b,25c 梁部(梁構造)、15e,25e 交差部分。 10 finger part, 14 strain gauge (force detection mechanism, strain detection means), 15, 25 cover member (force detection mechanism), 15a, 25a beam structure, 15b, 15c, 25b, 25c beam part (beam structure), 15e, 25e Intersection.
Claims (2)
前記指部に加えられた力を検知する力検知機構とを備え、
前記力検知機構は、
前記指部に力が加えられた時に前記指部に生じるひずみを検出するひずみ検出手段と、
前記指部に取り付けられるとともに、前記ひずみ検出手段の主検出方向と異なる他の二方向におけるひずみを増幅させる梁構造とを有し、
前記ひずみ検出手段は前記梁構造に取り付けられるロボットハンド。 Fingers,
A force detection mechanism for detecting the force applied to the finger,
The force detection mechanism is
Strain detecting means for detecting strain generated in the finger when a force is applied to the finger;
A beam structure that is attached to the finger and amplifies the strain in the other two directions different from the main detection direction of the strain detection means;
The strain detecting means is a robot hand attached to the beam structure.
前記ひずみ検出手段は前記二本の梁部の交差部分に取り付けられる請求項1に記載のロボットハンド。 The beam structure has at least two crossed beam portions;
The robot hand according to claim 1, wherein the strain detecting means is attached to an intersection of the two beam portions.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013244926A JP2015100902A (en) | 2013-11-27 | 2013-11-27 | Robot hand |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013244926A JP2015100902A (en) | 2013-11-27 | 2013-11-27 | Robot hand |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2015100902A true JP2015100902A (en) | 2015-06-04 |
Family
ID=53377062
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013244926A Pending JP2015100902A (en) | 2013-11-27 | 2013-11-27 | Robot hand |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2015100902A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2020026830A1 (en) * | 2018-08-02 | 2020-02-06 | アズビル株式会社 | Robot hand |
-
2013
- 2013-11-27 JP JP2013244926A patent/JP2015100902A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2020026830A1 (en) * | 2018-08-02 | 2020-02-06 | アズビル株式会社 | Robot hand |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5993539B2 (en) | Robot hand and robot | |
JP5767563B2 (en) | Multi-finger type hand device | |
JP7155479B2 (en) | Hand Mechanism, Grasping System, and Grasping Program | |
JP5911203B2 (en) | Force control robot | |
KR101947825B1 (en) | Robot and method for operating a robot | |
US9364952B2 (en) | Force sensor protection mechanism, end effector, and robot arm | |
JP2017030081A (en) | Industrial robot system and control method for same | |
EP4234180A3 (en) | Detecting collisions of robot arms | |
US10836051B2 (en) | Robot arm and robot wrist | |
JP2016068757A (en) | Ship propulsion machine | |
JP2019209407A (en) | Robot, control device, and control method of the robot | |
JP6775292B2 (en) | Positioning device for remote controller of large vehicle or agricultural work vehicle | |
JP2015100902A (en) | Robot hand | |
JP2019055459A (en) | Teaching system of robot | |
JP5834491B2 (en) | Robot hand and robot | |
US20220347866A1 (en) | Tactile Feedback of an End Effector of a Robot Manipulator Over Different Orientation Ranges | |
TWI735822B (en) | Holding device and installation device | |
JP2016032865A (en) | Robot hand | |
JP6731302B2 (en) | Operating device | |
JP2019030935A5 (en) | Robot system and robot control method | |
JP2019102571A5 (en) | ||
JP6314428B2 (en) | Robot, control device and robot system | |
JP2007198827A (en) | Load-applying jig of motion base | |
JP2019105967A5 (en) | ||
JP2013215839A (en) | Method for controlling robot having redundant degree of freedom, device for controlling robot, and system for controlling robot |