JP2015112650A - ハンド機構 - Google Patents

Abstract

【課題】多様な把持動作を実現するとともに、構造を簡素化し好適な耐用性や保守性も実現し得るハンド機構を提供する。
【解決手段】第１多関節指及び第２多関節指と、該第１多関節指及び該第２多関節とともに該所定接続部を中心に回転する単関節指とを備えるハンド機構であって、当該機構では、駆動アクチュエータから駆動力が付与されると、第１多関節指及び第２多関節指が取付部材との接続部を介して各指全体が同じ方向に回転する第１モードと、第１多関節指に含まれる第１所定指部及び第２多関節指に含まれる第２所定指部の第１モードでの回転が阻止された場合に、該第１多関節指に含まれる該第１所定指部以外の指部が該第１所定指部に対して回転し、且つ、該第２多関節指に含まれる該第２所定指部以外の指部が該第２所定指部に対して回転する第２モードが実行される。
【選択図】図１

Description

本発明は、把持対象物を把持するためのハンド機構に関する。

従来、ロボットハンドに人間の指に近い構造を採用し、多様な対象物の把持が試みられている。例えば、大きい物から小さい物まで安定に把持するためのハンド構造として、特許文献１に示す構造が開示されている。当該ハンド構造には、複数本の指に相当する複数本の指機構を備え、この複数本の指機構が、それぞれ末節骨部及び該末節骨部に隣接する中節骨部を含む複数の骨部によって構成されている。そして、中節骨部に対して末節骨部が真っ直ぐに伸びた状態から末節骨部を内側方向と外側方向の二方向に所定の角度範囲内で回転可能となることで、人間の指における「つまむ」動作に近い動作を実現するものである。

また、特許文献２に示す別のハンド構造は、リンク機構を伴い、複数の部材で指が形成される。そして、当該ハンド機構では、その指の根元の部材が対象物との接触でその回転が阻止されると、当該根元の部材に対して他の部材が回転することで、指全体としては当該対象物を巻き込む動作を実現し、対象物の把持が行われる。

特許第５１２２１３４号公報 特開２０１３−１５４４０９号公報

従来のハンド機構では、把持対象物に対して様々な把持動作を行うことが可能ではあるものの、そのハンド機構の構造が極めて複雑であり、製造上の困難性や使用における制御性の困難性が懸念される。すなわち、多様な把持動作を実現するために、複数の駆動アクチュエータを搭載し、それぞれを適切に駆動させて所望の動作をさせる必要があり、必ずしも実用的であると言うことはできない。また、工場等のＦＡの分野で使用されるロボットのハンド機構には、高い耐用性や保守性等が求められるが、ハンド機構の構造が複雑になるほど、そのような要求に答えていくのが難しくなる。

折しも、昨今では画像認識技術が発達してきており、その認識結果を利用してＦＡの分野ではロボットに様々な対象物の把持動作をさせたいという要求が高まってきている。従来では、特定の把持動作に特化した専用のエンドエフェクタを複数用意し、作業目的に応じて選択している場合もある。しかし、それでは、保守性や利便性が好ましくなく、やはり、多様な把持動作を可能とするハンド機構に対する期待は更に高まってきている。

本発明は、上記した問題点に鑑みてなされたものであり、多様な把持動作を実現するとともに、構造を簡素化し好適な耐用性や保守性も実現し得るハンド機構を提供することを目的とする。

本発明において、上記課題を解決するために、２つの多関節指と１つの単関節指を有するハンド機構の構成を採用した。そして、そのハンド機構において、一つの駆動アクチュエータからの駆動力により把持動作に関する異なるモードを実現することで、多様な把持
動作の要求と簡素な構造の両立を図っている。

詳細には、本発明は、取付部材と、指部同士が接続部を介して互いに回転可能となるように接続された複数の指部を含む多関節指であって、その根元側で前記取付部材に対して該複数の指部のうち一つの指部が回転自在に取り付けられる、第１多関節指及び第２多関節指と、前記第１多関節指及び前記第２多関節指に対して、駆動アクチュエータからの駆動力を伝える駆動部と、前記第１多関節指及び前記第２多関節指と接続され、且つ、前記取付部材に対して所定接続部を中心に回転可能となるように接続された、一つの指部から形成される単関節指であって、前記駆動アクチュエータからの駆動力により、該第１多関節指及び該第２多関節とともに該所定接続部を中心に回転する単関節指と、を備えるハンド機構である。そして、当該ハンド機構は、前記駆動アクチュエータから前記駆動部を介して駆動力が付与されると、前記第１多関節指及び前記第２多関節指が前記取付部材との接続部を介して各指全体が同じ方向に回転する第１モードと、前記第１多関節指に含まれる第１所定指部及び前記第２多関節指に含まれる第２所定指部の前記第１モードでの回転が阻止された場合に、該第１多関節指に含まれる該第１所定指部以外の指部が該第１所定指部に対して回転し、且つ、該第２多関節指に含まれる該第２所定指部以外の指部が該第２所定指部に対して回転する第２モードと、を実行可能である。そして、前記第１モードでは、前記単関節指は、前記第１多関節指及び前記第２多関節指の回転方向と反対の方向であって、該第１多関節指の先端部と該単関節指の先端部との距離、及び該第２多関節指の先端部と該単関節指の先端部との距離がともに狭まる方向に回転し、前記第２モードでは、前記第１所定指部及び前記第２所定指部の回転停止と同時に、前記単関節指の前記所定接続部を中心とした回転が停止される。

本発明に係るハンド機構は、第１多関節指及び第２多関節指と、単関節指とを有し、これらの指により、少なくとも第１モードと第２モードの２つの把持動作が行われる。これらの３つの指は、駆動アクチュエータからの駆動力が駆動部を介して伝えられることで、第１モードと第２モードの２つの把持動作が実現されるため、極めて簡素な構造を有するものである。ここで、第１多関節指及び第２多関節指が、複数の指部で形成されているのは、詳細を後述する第１及び第２モードでの把持動作を可能とするため、特に、第２モードで第１所定指部及び第２所定指部に対してその他の指部を回転させるためである。一方で、単関節指部を一つの指部で形成するのは、ハンド機構の構成を可及的に簡素化するためであり、更には、第１モードでの把持対象物の把持動作を容易に実現するためである。

ここで、上記第１モードでは、第１多関節指及び第２多関節指は、指全体が取付部材との接続部を中心として同じ方向に回転し、単関節指は、同じように取付部材との所定接続部を中心として、その第１多関節指及び第２多関節指の回転方向とは反対側の方向に回転する。したがって、第１モードでは、第１多関節指及び第２多関節指と単関節指との間に形成されている空間が狭まることになり、これにより、第１多関節指及び第２多関節指と、単関節指との間に把持対象物を把持させることができる。特に、第１多関節指の先端部と単関節指の先端部との距離が縮まることで、及び第２多関節指の先端部と単関節指の先端部との距離が縮まることで、これらの先端部同士によって把持対象物をつまむ、いわばつまみ動作が可能となる。このつまみ動作は、把持対象物が小さい場合や薄い場合に特に有用である。また、第１モードでは、複数の指部を有する第１多関節指と第２多関節指の全体が回転されるため、特に両多関節指の先端部の位置を特定しやすい。単関節指は、一つの指部を有するのみであるから、同じようにその指の先端部の位置を特定しやすく、したがって、第１モードにおいては、第１多関節指及び第２多関節指の両先端部と単関節指の先端部によって、比較的小さい又は薄い把持対象物も的確に且つ容易に把持することが可能となる。この点からも、本発明に係るハンド機構の実用性が高いことが理解できる。

そして、次に上記第２モードは、第１モードに続いて行われる把持動作のモードであり
、第１多関節指の第１所定指部と第２多関節指の第２所定指部の第１モードでの回転が阻止された場合に、第１多関節指に含まれる第１所定指部以外の指部が第１所定指部に対して回転し、且つ、第２多関節指に含まれる第２所定指部以外の指部が第２所定指部に対して回転する。このとき、単関節指は、第１所定指部及び第２所定指部の回転停止と同時に、第１モードでの回転が停止される。このような構成により、第１多関節指及び第２多関節指が巻き込み動作を行い、この巻き込みにより把持対象物を把持することが可能となる。特に、第１所定指部及び第２所定指部の回転が、第１多関節指及び第２多関節指と単関節指との間の空間に位置する把持対象物によって阻止されている場合、第１所定指部及び第２所定指部以外の、第１多関節指及び第２多関節指の指部が、当該把持対象物を巻き込むように回転していくため、より効果的な把持対象物の巻き込み把持動作が実現される。

このように構成されるハンド機構では、一方の指を第１多関節指及び第２多関節指のように複数の指部で形成し、他方を単関節指のように一つの指部で形成することで、複数の把持動作の実現と簡素な構造の両立を図っている。また、一つの駆動アクチュエータからの駆動力付与で第１モードと第２モードの把持動作が実現されるため、ハンド機構の構造をより簡素化でき、また、把持動作に要する駆動アクチュエータの制御も簡便な制御となる。更に、把持対象物に対しては、第１多関節指及び第２多関節指と単関節指が作用することになり、第１モードでも第２モードでも把持対象物を３点で把持するため、安定的な把持を実現することができる。

多様な把持動作を実現するとともに、構造を簡素化し好適な耐用性や保守性も実現し得るハンド機構を提供することができる。

本発明の第１および第２の実施例にハンド機構の斜視図である。 図１に示すハンド機構の側面図である。 図１に示すハンド機構の上面図である。 図１に示すハンド機構の正面図である。 図１に示すハンド機構の内部のリンク機構の概略構成を示す図である。 図１に示すハンド機構を構成する連結部材の構成を示す図である。 図１に示すハンド機構を構成する第１指部の構成を示す図である。 図１に示すハンド機構を構成する第２指部の構成を示す図である。 図１に示すハンド機構を構成する第３指部の構成を示す図である。 図１に示すハンド機構において、第１モードが実行され多関節指と単関節指が駆動されてつまみ動作を行った状態を示す図である。 図１に示すハンド機構がつまみ動作により、把持対象物を把持している状態を示す第１の図である。 図１に示すハンド機構において、第１モードが実行され多関節指と単関節指が駆動されてつまみ動作を行ったときの、多関節指と単関節指の接触位置と、各指の根元の接続部との位置関係を示す図である。 図１に示すハンド機構がつまみ動作により、把持対象物を把持している状態を示す第２の図である。 図１に示すハンド機構において第２モードが実行され、多関節指の巻き込み動作により、把持対象物を把持している状態を示す第１の図である。 図１に示すハンド機構が第２モードによる巻き込み動作実行時の、多関節指の巻き込み状態を示す図である。 図１に示すハンド機構において第２モードが実行され、多関節指の巻き込み動作により、把持対象物を把持している状態を示す第２の図である。 本発明の第２の実施例に係るハンド機構において、吸着機構による吸着対象物を吸着している状態を示す第１の図である。 本発明の第２の実施例に係るハンド機構において、吸着機構による吸着対象物を吸着している状態を示す第２の図である。

以下、本発明の具体的な実施形態について図面に基づいて説明する。本実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置等は、特に記載がない限りは発明の技術的範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

＜ハンド機構１の構成＞
図１は、本発明の実施形態にかかるハンド機構１の斜視図である。そして、図２はハンド機構１の側面図、図３はハンド機構１の上面図、図４はハンド機構１の正面図である。また、図５は、ハンド機構１を形成する多関節指８０Ａ、８０Ｂ、単関節指８０Ｃを含むリンク機構の状態が把握可能となるように、ハンド機構１の内部を可視化させた図である。なお、図１は、後述する第２の実施例に係るハンド機構１の構成も開示するものである。これらの図に示すように、ハンド機構１は、取付部材１０と、取付部材１０に取り付けられる駆動機構３０と、取付部材１０に取り付けられ駆動機構３０によって駆動される一対の多関節指８０Ａ、８０Ｂと単関節指８０Ｃを具備して構成されている。この一対の多関節指８０Ａ、８０Ｂは、複数の指部が互いに回転可能となるように複数の接続部によって接続され、その根元の指部が取付部材１０に取り付けられた多関節指である。また、単関節指８０Ｃは、一つの指部により形成され、当該指部の根元において接続部を介して取付部材１０に接続される単関節指である。各指の詳細な構造は、後述する。なお、以下の説明において、指８０Ａ、８０Ｂ、８０Ｃが折れ曲がっていく方向（図２において、多関節指８０Ａ、８０Ｂと単関節指８０Ｃとの間の空間が狭まる方向）を内側又は掌側、その反対方向（図２において当該空間が広がる方向）を外側又は甲側ということとする。

図１においては、取付部材１０は、その内部が可視化されるようにその一部が省略して記載されている。取付部材１０は、駆動機構３０のリニアアクチュエータ３１を取り付ける場であるとともに、連結部材５０と第１指部８１を第１接続部８７の位置においてそれぞれ独立に回転自在に軸支している。駆動機構３０は、リニアアクチュエータ３１と連結部材５０とを具備して構成されている。リニアアクチュエータ３１は、概略円筒形をなすアクチュエータ本体３３とアクチュエータ本体３３の一方の端面から進退可能に突出するロッド３５とを有している。リニアアクチュエータ３１は電動で、取付部材１０内に配置された制御装置からの指令に従いロッド３５の進退量を調節することができる。

図６は、連結部材５０の斜視図である。同図に示すように連結部材５０は、側面から見て概略Ｖ字形となっているブロック形状である。連結部材５０の下部中央には回転自在に第１接続部用シャフト６１が挿通され、また連結部材５０の２つに分かれる一方の上部には回転自在に第３接続部用シャフト６３が挿通され、さらに連結部材５０のもう一方の上部には一対の側壁部５５間を回転自在に連結する連結ロッド６５が取り付けられている。

連結部材５０はその第１接続部用シャフト６１の両側部分が取付部材１０に取り付けられるとともに、取付部材１０を貫通してその両外側に突出した第１接続部用シャフト６１の両端にそれぞれ下記する第１指部８１の第１接続部８７を回転自在に取り付けている。つまり、連結部材５０と第１指部８１はそれぞれ独立して回転自在となるように取付部材１０に取り付けられている。なお、後述するように、この第１指部８１には、連結部１９０を介して単関節指８０Ｃが連結されている。一方、連結部材５０の連結ロッド６５の中央には、リニアアクチュエータ３１のロッド３５の先端が取り付けられている。また連結部材５０の第３接続部用シャフト６３の両端には後述する第１駆動部１１１の第３接続部
１１３が取り付けられている。このように、連結部材５０を介して、ハンド機構１における１つのリニアアクチュエータ３１と、２本の多関節指８０Ａ、８０Ｂと単関節指８０Ｃとが連結されている。

次に、多関節指８０Ａ、８０Ｂの構造について詳細に説明する。なお、多関節指８０Ａ、８０Ｂは同一構造であるため、本明細書では代表として多関節指８０Ａについて説明する。多関節指８０Ａは、根元側（取付部材１０側）の第１接続部８７にて取付部材１０に回転自在に接続される第１指部８１と、第１指部８１の先端側（取付部材１０と離れる側）の第２接続部９７にて根元側が回転自在に接続される第２指部９１と、第２指部９１の先端側の第５接続部１０７にて根元側が回転自在に接続される第３指部１０１と、を有する。更に、多関節指８０Ａには、先端側が第２指部９１の根元側の第４接続部１１５にて回転自在に接続され且つ根元側が駆動動力を印加する前記第３接続部１１３に接続される第１駆動部１１１と、先端側が第３指部１０１の根元側の第７接続部１２５に回転自在に接続され且つ根元側が第１指部８１の先端側の第６接続部１２３に回転自在に接続される第２駆動部１２１とが連結されており、これらの駆動部１１１、１２１は、後述するように駆動機構３０からの駆動力を多関節指８０Ａの各指部に伝えるための構成である。

ここで、図７は第１指部８１を示す図であり、図７（ａ）は第１指部８１の側面図、図７（ｂ）は図７（ａ）のＡ−Ａ断面図である。同図及び図１、図３に示すように第１指部８１は、１枚の平板（板材）を下辺において略Ｕ字状に折り曲げることで、中央の底面部８２の両側に平行になるように一対の側面部８３を設けて構成されている。一対の側面部８３の根元側部分には前述のように第１接続部８７が設けられており、この部分において第１指部８１は取付部材１０に回転自在に接続され、その際中央の底面部８２は内側（掌側）に向けて、換言すれば、開口部分８５が外側（甲側）を向くように第１指部８１は配置される。第１接続部８７にはベアリングが設置されている（以下の各接続部においても、同様にベアリングによる軸支が行われているものとする）。第１指部８１の先端側には第２接続部９７が設けられ、さらに第２接続部９７よりも先端側に突出させた部分に第６接続部１２３が設けられている。第１指部８１の第２接続部９７付近から先端側の下部には、底面部８２が切り欠かれて第２指部挿入部８２１が形成されている。また、図７（ａ）に示すように、第１接続部８７と第２接続部９７との間であって、第１接続部８７寄りに第１０接続部２０２が設けられている。この第１０接続部２０２は、後述するように第１指部８１とリンク部材１９０とが互いに回転自在となるように両者を軸支する接続部である。

次に図８は、第２指部９１の側面図である。第２指部９１も、第１指部８１と同じように、１枚の平板（板材）を下辺において略Ｕ字状に折り曲げることで、中央の底面部９２の両側に平行になるように一対の側面部９３を設けて構成されている。一対の側面部９３の根元側部分には第２接続部９７が設けられており、この部分において第１指部８１の一対の側面部８３に回転自在に接続される。第２接続部９７では、両側面部８３、９３間に軸が渡されている。第２指部９１の両側面部９３には第２接続部９７よりも根元側に突出する部分を設け、その部分に第１駆動部１１１に回転自在に接続される第４接続部１１５を設けている。また、第２指部９１の左右両側面部９３の甲側の辺９３ａの第２接続部９７よりも先端側の位置には、第６接続部１２３を挿入する略Ｕ字状の第６接続部挿入凹部９３１が形成されている。甲側の辺９３ａの第６接続部挿入凹部９３１よりも根元側の部分は先端側の部分よりも高さを低くしている（図８中の高さｈ１を参照）。

また、第２指部９１の左右両側面部９３の内側（掌側）の辺９３ｂの第５接続部１０７よりも根元側の位置には、第７接続部１２５を挿入する略Ｕ字状の第７接続部挿入凹部９３３が形成されている。内側の辺９３ｂの第７接続部挿入凹部９３３よりも先端側の部分は根元側の部分よりも高さを高くしている（図８中の高さｈ２を参照）。第２指部９１の
両側面部９３の外側面間の幅寸法は、前記第１指部８１の両側面部８３の内側面間の幅寸法よりも若干小さい寸法に形成されている。これにより、第２指部９１と第１指部８１を第２接続部９７において接続する際は、第２指部９１の根元側部分が第１指部８１の先端側部分の左右両側面部８３の間に挿入される。このとき第６接続部挿入凹部９３１は、第１指部８１の両側面部８３の間に配置される。また第２指部９１の根元側部分は第１指部８１の第２指部挿入部８２１に嵌り込む。また第２指部９１の中央の底面９２が掌側に向くように、多関節指８０Ａにおいて第２指部９１が配置される。

次に、図９は、第３指部１０１の側面図である。第３指部１０１も、第１指部８１、第２指部９１と同じように、１枚の平板（板材）を下辺において略Ｕ字状に折り曲げることで、中央の底面部１０２の両側に平行になるように一対の側面部１０３を設けて形成されている。一対の側面部１０３の根元側の上部には第５接続部１０７が設けられており、この部分において第２指部９１に回転自在に接続されている。第５接続部１０７の下部には第７接続部１２５が設けられている。

次に、第１駆動部１１１及び第２駆動部１２１について説明する。第１駆動部１１１は棒状の平板であり、上述の通り、その根元側の第３接続部１１３において、連結部材５０に回転自在に接続されている。一方、第１駆動部１１１の先端側は第２指部９１の第２接続部９７よりも根元側に突出させた部分の第４接続部１１５において回転自在に接続されている。さらに第４接続部１１５は、図１に示すように、その一部が、第２指部挿入部８２１を介して第１指部８１の外側（甲側）の開口部分８５内に入り込んでいる。

また、第２駆動部１２１は、第１駆動部１１１と同じように棒状の平板であり、その根元側の第６接続部１２３において第１指部８１の第２接続部９７よりも先端側に突出させた部分に回転自在に接続されている。一方、第２駆動部１２１の先端側の第７接続部１２５において第３指部１０１の根元側の部分が回転自在に接続されている。

更に、第２指部９１と第３指部１０１の間には、引っ張りバネからなる付勢手段１４０が取り付けられ、第２指部９１と第３指部１０１との間が常に開く方向（第５接続部１０７を中心にして第２指部９１に対して第３指部１０１の先端側部分が外側（甲側）に移動する方向）の付勢力が付与されている。なお、第５接続部１０７は付勢手段１４０の第２指部９１側の支点ａ１より内側（掌側）に位置している。換言すると、付勢手段１４０は、第２指部９１に係止された支点ａ１と第３指部１０１に係止された支点ａ２間の離間距離が近づくように付勢しており、第２指部９１に対して第３指部１０１を内側（掌側）に移動した際は両支点ａ１、ａ２間が遠ざかるので、付勢手段１４０は元の開いた位置に向けてより強く付勢することになる。これにより、第１指部８１と第２指部９１間も開く方向に付勢され、結局、第１指部８１、第２指部９１、第３指部１０１全体は開く方向に付勢されることになる。なお付勢手段１４０は、このような配置に代わって、第１指部８１、第２指部９１間に、第１指部８１、第２指部９１間が常に開く方向の付勢力が付与されるように、取り付けてもよい。

ここで、図１〜図５からも分かるように、ハンド機構１には２つの多関節指８０Ａ、８０Ｂとともに、一つの単関節指８０Ｃが備えられている。この単関節指８０Ｃは、一つの指部である第４指部１８０から形成されており、２つの多関節指８０Ａ、８０Ｂに対向するように、且つ第８接続部２００を中心に取付部材１０に対して回転自在となるように取付部材１０に取り付けられている。なお、接続部２００は、第４指部１８０の根元側から先端側に向かって一定距離の位置に設けられており、その第４指部１８０の根元側には更に接続部２０１が設けられている。この接続部２０１は、上記の通り第１指部８１に対して第１０接続部２０２を介して回転自在に接続された連結部１９０を、第４指部１８０に対して回転自在に接続するための接続部である。このようなリンク構成により、単関節指
８０Ｃは、多関節指８０Ａ、８０Ｂを形成する第１指部８１の動きに連動して、換言すると第１指部８１に駆動力を付与する駆動機構３０からの駆動力の一部が連結部１９０を介して伝えられることで、接続部２００を中心に取付部材１０に対して回転する。

このような指に関する構成を有するハンド機構１では、多関節指８０Ａ及び多関節指８０Ｂと単関節指８０Ｃとの間の空間（把持空間３００：図２、図５を参照）に位置する把持対象物を把持することが可能となる。すなわち、駆動機構３０からの駆動力によって把持空間３００が狭まるように、後述する２つの把持動作モードが実行されることで、ハンド機構１は多様な把持動作を実現することができる。

なお、図５に示すように、第４指部１８０の根元側であって接続部２０１の近傍位置と、アクチュエータ本体３３近くの支点１８２との間、すなわち、取付部材１０の内部にバネ１８１が配置されている。バネ１８１は、第４指部１８０の接続部２００を中心とした回転範囲において、常時、第４指部１８０を、接続部２００を中心に図５中の矢印ｍ１の方向（図中において時計回り方向）に回転させるモーメントを発生するように付勢する。そして、このようにバネ１８１によって常時図５中の矢印ｍ１方向にモーメントが掛かると、多関節指８０Ａ及び多関節指８０Ｂに対しては、連結部１９０を介して図５中の矢印ｍ２の方向（図中において反時計回り方向）に回転させるモーメントが発生することになる。したがって、バネ１８１は、ハンド機構１を構成する各指８０Ａ、８０Ｂ、８０Ｃを常時閉じる方向に付勢していることになる。しかも、バネ１８１は多関節指８０Ａ、８０Ｂの第１指部８１に対しては付勢するが、第２指部９１と第３指部１０１に対しては付勢しないので、付勢手段１４０の付勢力を阻害することはない。したがって、付勢手段１４０による第２指部９１及び第３指部１０１への付勢力と、バネ１８１による第１指部８１への付勢力は、相殺されることなく各々有効に働く。

ここでハンド機構１では、図１〜図４に示すように多関節指８０Ａの回転面（後述する第１モード及び第２モードにより指が回転するときの軌跡、以下、他の指の回転面についても同じ）及び多関節指８０Ｂの回転面、単関節指８０Ｃの回転面が互いに平行となるように、各指における指部が構成され、且つ各指が取付部材１０に取り付けられている。したがって、後述する第１モード及び第２モードが実行されても、多関節指８０Ａ、８０Ｂ、単関節指８０Ｃは互いに交差することなく、把持対象物の把持に影響を及ぼすことはない。また、図４から分かるように、ハンド機構１を正面から見たとき、単関節指８０Ｃの回転面が、多関節指８０Ａ、８０Ｂの回転面に挟まれるように、各指の相対位置が決定されている。このような配置により、第１モード及び第２モードを通して、把持対象物に対して単関節指８０Ｃの両側を２つの多関節指８０Ａ、８０Ｂが把持する形になるため、常に安定的に把持対象物を３点支持することが可能となる。

また、図２に示すように、多関節指８０Ａ、８０Ｂの第１指部８１と単関節指８０Ｃの第４指部１８０とを連結する連結部１９０は、その大部分が取付部材１０の内部に隠れ、その一部だけが把持空間３００に露出されている。このような構成にすることで、連結部１９０の大部分が把持空間３００に露出している構成と比べて連結部１９０により把持空間３００が狭くなるのを回避でき、ハンド機構１によって把持対象物をより的確に把持でき、又は、把持対象物を把持しようとするときのハンド機構１の位置決めや姿勢決めの制御が容易となる。好ましくは、後述する第１モード及び第２モードが実行されている間にわたって、連結部１９０の把持空間３００側への露出量を可及的に少なく抑えるように、連結部１９０の第１指部８１への連結部位である第１０接続部２０２及び第４指部１８０への連結部位である第９接続部２０１の位置が決定される。また、第４指部１８０に付勢力を付与しているバネ１８１も取付部材１０内に納められているので、バネ１８１がハンド機構１による把持対象物の把持動作を邪魔することはない。

＜ハンド機構１の動作＞
ここで、ハンド機構１の把持動作について詳細に説明する。ハンド機構１においては、多関節指８０Ａ、８０Ｂと単関節指８０Ｃとによる把持対象物のつまみ動作を行う第１モードと、主に多関節指８０Ａ、８０Ｂによる把持対象物の巻き込み動作を行う第２モードが実行される。これらのモードにおけるハンド機構１の動作について、ハンド機構１の各指が最大に開いている状態（例えば、図５に示す状態）から、第１モード、第２モードが順次実行される形態を例として説明する。

（１）第１モード
第１モードでは、把持対象物のつまみ動作が行われる。ここで、図５は、リニアアクチュエータ３１のロッド３５をアクチュエータ本体３３内に最も引き込んだ状態を示しており、この状態では連結部材５０は第１接続部８７を中心にしてリニアアクチュエータ側に最も引き込まれた状態になっている。このとき、多関節指８０Ａ、８０Ｂは、各指に含まれる指部および駆動部によるリンク構造上、指全体が最も外側に回転した状態であって、各指が図５に示すように真っ直ぐに伸ばされた状態となっている。この状態においては、第１指部８１が第１接続部８７を中心として外側に最も回転した位置にあるため、連結部１９０を介して、単関節指８０Ｃの第４指部１８０も第８接続部２００を中心として外側に最も回転した位置に置かれる。その結果、多関節指８０Ａ、８０Ｂと、単関節指８０Ｃは最も開いた状態となり、把持空間３００が最も大きく形成されることになる。

この状態からリニアアクチュエータ３１を駆動してそのロッド３５を押し出す。このとき把持空間３００に把持対象物が存在しないとすると、連結部材５０が第１接続部８７を中心にして図５中左回転し、第３接続部１１３が第４接続部１１５方向に向かって押し出される。これによって、第１接続部８７を中心として第１指部８１、第２指部９１、第３指部１０１全体がそのまま一体になって、すなわち、多関節指８０Ａ、８０Ｂが真っ直ぐ伸びた状態のままで内側に回転していく。このように第１指部８１、第２指部９１、第３指部１０１全体がそのまま一体に回転するのは、付勢手段１４０によって多関節指８０Ａ、８０Ｂでの各指部の姿勢を維持する付勢力が付与されているからである。

また、多関節指８０Ａ、８０Ｂの全体が第１接続部８７を中心に内側に回転すると、連結部１９０を介して、単関節指８０Ｃの第４指部１８０も第８接続部２００を中心として内側に回転する。この結果、多関節指８０Ａ、８０Ｂと単関節指８０Ｃとは、それぞれの指が伸びた状態で、多関節指８０Ａ、８０Ｂの先端部と単関節指８０Ｃの先端部との距離が狭まるようにハンド機構１が閉じていく動作、すなわちつまみ動作が行われることになり、例えば、図１０に示す状態となる。なお、このつまみ動作が行われている過程では、バネ１８１によって第４指部１８０に対して内側に付勢力が付与されているため、つまみ動作が円滑に行われる。

図１０は、第１モードでのつまみ動作により、ハンド機構１の側面から見たときに多関節指８０Ａ、８０Ｂの先端部と単関節指８０Ｃの先端部との距離が極小となった状態を示している。本実施例では、このように両先端部間の距離が小さくなる状態で、先端部同士が対向するように、各指が構成されている。そこで、この両先端部間に把持対象物が位置するようにハンド機構１の位置および姿勢を制御すれば、多関節指８０Ａ、８０Ｂと単関節指８０Ｃの各先端部により、図１１に示すように把持対象物をつまんだ状態で把持することが可能となる。なお、この把持対象物を把持している状態においても、図１０に示すようにバネ１８１によって第４指部１８０に対して内側に付勢力が付与されている。そのため、第１モードでは、当該付勢力が、先端部間での把持対象物の把持状態を維持しようと作用することになり、以て把持対象物を把持した状態でハンド機構１全体の位置や姿勢が変動しても、安定して把持対象物を把持し続けることが可能となる。また、リニアアクチュエータ３１の電源が切られ駆動力の供給が絶たれた場合でも、バネ１８１の付勢力に
より把持対象物を把持し続けることが可能となる。

また、上記のようなつまみ動作を行うときの、多関節指８０Ａ、８０Ｂと単関節指８０Ｃの各先端部の位置は、図１２に示すように把持対象物の把持方向、すなわち各先端部が把持対象物に接近し、把持力を作用させる方向において、多関節指８０Ａ、８０Ｂの取付部材１０への取付位置である第１接続部８７と、単関節指８０Ｃの取付部材１０への取付位置である第８接続部２００との間に位置するように、ハンド機構１が構成されている。上記の通り、第１モードでは、多関節指８０Ａ、８０Ｂは指全体で第１接続部８７を中心に回転し、単関節指８０Ｃは第８接続部２００を中心に回転するため、第１接続部８７と第８接続部２００との間で、その回転動作時に各指の先端部が最も把持対象物側の遠方に飛び出た状態となる。そこで、各指の先端部を図１２のように配置することで、つまみ動作時に各指の先端部がたどる軌跡を把握しやすくなり、各指が把持対象物が置かれる床面ＦＬ等に干渉することを回避しやすくなる。特に、把持対象物をつまんでいる状態での各指の先端部を基準点とした第１接続部８７の傾斜角θ１（基準点での法線と、基準点と接続部を結ぶ線とのなす角）と、第８接続部２００の傾斜角θ２が概ね等しくなるように、各指が取付部材１０に取り付けられるのが好ましい。

なお、リニアアクチュエータ３１を駆動して前記押し出したロッド３５を後方に引き込むと、上述とは逆の動作によって多関節指８０Ａ、８０Ｂ全体がそのまま第１接続部８７を中心にして一体に回転するとともに、単関節指８０Ｃの第４指部１８０も第８接続部２００を中心として回転することで、多関節指８０Ａ、８０Ｂと単関節指８０Ｃが開き、図５に示す状態に戻る。

なお、第１モードでは、図１１に示したように、多関節指８０Ａ、８０Ｂの先端部と単関節指８０Ｃの先端部で把持対象物をつまむだけではなく、図１３に示すように、多関節指８０Ａ、８０Ｂの中腹部や単関節指８０Ｃの中腹部で把持対象物を挟むように把持してもよい。すなわち、第１モードでは、多関節指８０Ａ、８０Ｂ全体が第１接続部８７を中心に回転するとともに単関節指８０Ｃが第８接続部２００を中心に回転する動作によって、各指により把持対象物を把持する把持動作が行われることになる。

（２）第２モード
次に、ハンド機構１での第２モードについて図１４、図１５に基づいて説明する。図１４は、図２と同様にハンド機構１の側面図であり、図１５は、多関節指８０Ａ、８０Ｂの構造が内側から把握しやすいように、単関節指８０Ｃに関連する構成の記載を省略して多関節指８０Ａ、８０Ｂの構成を示す斜視図である。第２モードは、上記第１モードに続いて行われる把持動作である。ここで、把持空間３００に把持対象物（図中、２点鎖線で示される）が配置された状態で、上述の第１モードが実行されて、第１指部８１が第１接続部を中心に内側に回転している過程で、その第１指部８１が把持対象物に当接した状態を想定する。この状態から更にリニアアクチュエータ３１を駆動してロッド３５を押し出すことで連結部材５０を第１接続部８７を中心に回転させると、第３接続部１１３が第４接続部１１５方向に向かって押し出される。ここで連結部材５０に接続されている第１駆動部１１１は、第２指部９１に第４接続部１１５において連結され、更に第１指部８１は、第４接続部１１５よりも内側の第２接続部９７において第２指部９１に連結されているので、駆動機構３０に連結した第１駆動部１１１の駆動力が、まず第２指部９１に伝わり、次に第１指部８１に伝わっていく。そして、第１指部８１、第２指部９１に、それぞれ第１接続部８７、第２接続部９７を中心とするトルクが生じることになる。このとき、第１指部８１は把持対象物が存在するためその回転は事実的に阻止されているので、結果として、駆動機構３０からの駆動力が付勢手段１４０の付勢力に打ち勝つと、図１４に示すように第２指部９１が第２接続部９７を中心に内側に回転していく。

このとき図１４に示すように、第１指部８１に設けた静止している第６接続部１２３は、第２接続部９７を中心に回転する第４接続部１１５に対して近接した状態となるため、第２駆動部１２１が第２指部９１に対して後方に引き込められ、第６接続部１２３が相対的に第６接続部挿入凹部９３１内から抜け出た状態となる。これによって、第７接続部１２５が、後方に引き込められて第７接続部挿入凹部９３３内に入り込み、第３指部１０１は第２指部９１に対して第５接続部１０７を中心に内側に回転していく。そして図１４に示すように、第１指部８１に対して第２指部９１を内側に折り曲げた際、第４接続部１１５は第１指部８１の開口部分８５内から外側に向けて露出していく。

これによって第２指部９１と第３指部１０１が折れ曲がり、把持対象物に対してこれらの指部が巻き込んでいく形で把持対象物が把持される。換言すると、第１指部８１の先端側の第６接続部１２３において第２駆動部１２１を接続し、その第６接続部１２３の根元側の第２接続部９７において第２指部９１を第１指部８１に対して接続しているので、第１指部８１に対して第２指部９１が回転した際は、第２駆動部１２１が第３指部１０１を第５接続部１０７の内側の第７接続部１２５において引っ張り又は移動を規制し、その結果、第２指部９１と第３指部１０１は同時に内側に向かって回転し、折れ曲がり、把持対象物を巻き込むように把持する。つまり、第１指部８１に対して第２指部９１が回転した際は必ず同時に第３指部１０１が第２指部９１に対して回転することになる。

なお、第２モードの実行中は、第１指部８１は回転しないため、連結部１９０で連結されている単関節指８０Ｃの第４指部１８０も回転しない。したがって、第２モードにおいては多関節指８０Ａ、８０Ｂを主とした、巻き込み動作による把持対象物の把持動作が行われることになる。ただし、把持対象物が比較的小さいときには、図１６に示すように、第１指部８１が把持対象物を第４指部１８０との間に挟んだ状態で、その回転動作が阻止される場合がある。このような場合には、第２指部９１、第３指部１０１による把持対象物の直接の巻き込みは生じず、多関節指８０Ａ、８０Ｂの第１指部８１と単関節指８０Ｃの第４指部１８０によって把持対象物が把持されることになる。

ここで、第２モードにおいてリニアアクチュエータ３１によりロッド３５が引き込むように駆動すると、第１接続部８７を中心に連結部材５０が取付部材１０側に回転し、上述とは逆の動作によって第２接続部９７、第５接続部１０７を中心に第２指部９１、第３指部１０１が回転して、これらの指部による把持対象物の巻き込み状態が解消される。そして、第２指部９１、第３指部１０１が、第１モードから第２モードに移り変わる際に第１指部８１が把持対象物に当接したときの状態に戻ると、その後は、ハンド機構１の動作モードが切り替わり、上述した第１モードが実行される。そのため、多関節指８０Ａ、８０Ｂは指全体が、第１接続部８７を中心とした回転を行うとともに、単関節指８０Ｃが第８接続部２００を中心とした回転を行う。

このようにハンド機構１では、第１指部８１に対して把持対象物が接触し、その回転を阻止しない限りは、第１モードによる把持動作が行われ、第１指部８１の回転が把持対象物によって阻止されると、第１モードから第２モードによる把持動作に切り替わる。そのため、把持空間３００に位置する把持対象物を少なくとも第１モードか第２モードによる把持動作で確実に把持することができる。また、上述の通り、多関節指８０Ａ、８０Ｂ、単関節指８０Ｃのそれぞれの回転面は互いに交差しないようにハンド機構１が形成されている。そのため、第１モードおよび第２モードにわたって、各指がどのように回転しても、指同士が干渉することはなく、以て、把持空間３００に存在しうる限りにおいて把持対象物を的確に把持することが可能となる。また、上述の通り第１モード及び第２モードにわたってバネ１８１の付勢力は付与され、ハンド機構１の指が閉じる方向の駆動力に対して補助が行われる。この付勢力は、構造の簡素な単関節指８０Ｃ側に付与されることで、ハンド機構１の構造をいたずらに複雑化することなく、また、ハンド機構１の制御性を悪
化させることなく、効果的なリニアアクチュエータ３１の出力補助を実現し、ハンド機構１の小型化を促進し得るものである。

ところで、ハンド機構１において、把持対象物が一方の多関節指８０Ａの第１指部８１に当接する位置と、他方の指８０Ｂの第１指部８１に当接する位置とが異なっている場合、両者の第３接続部１１３の位置は同一位置のまま、多関節指８０Ａと多関節指８０Ｂは、第２モードにおいてそれぞれ異なる独立した動作を行う。即ち、並列に配置した２組の多関節指８０Ａ、８０Ｂを同時に単一の駆動機構３０によって駆動するだけで、把持しようとする把持対象物の形状に応じて多関節指８０Ａ、８０Ｂそれぞれの第１指部８１、第２指部９１、第３指部１０１の屈曲状態を容易に異ならせることができ、以て、安定した把持対象物の把持が可能となる。

また、上述のハンド機構１では、第１指部８１と第２指部９１と第３指部１０１は何れも板材をＵ字状に折り曲げてその中央の底面部８２、９２、１０２を内側に向けて配置しているので、これら底面部８２、９２、１０２を把持対象物との当接面として直接機能させることができる。このため当接面となる部品を別途取り付ける必要がなく、構造の簡素化、軽量化が図れる。

また、ハンド機構１においては、第２指部９１の第２接続部９７よりも根元側に突出させた部分に第４接続部１１５を設けたので、第２接続部９７、第４接続部１１５が高さ方向に重ならず、これによって第１指部８１、第２指部９１を接続した第２接続部９７近傍部分の高さ寸法の薄型化を図ることができる。同じように、第４接続部１１５の一部が第１指部８１の外側に開口する開口部分８５内に入り込むことで、第１指部８１の内部を第４接続部１１５の揺動スペースの一部として使用することになる。この結果、第１指部８１に対して第２指部９１を内側に折り曲げた際に第４接続部１１５が第１指部８１の開口部分８５内から外側に向けて突出する突き出し量（突き出し寸法）を小さくすることができる。これにより、第１指部８１、第２指部９１間の折り曲げ状態にかかわらず、第１指部８１、第２指部９１を接続した第２接続部９７近傍部分の高さ寸法の薄型化を図ることができる。

一方、第２接続部９７よりも先端側に突出させた部分に第６接続部１２３を設けているので、第２接続部９７、第６接続部１２３は高さ方向に重ならない。第６接続部１２３は第３指部１０１を駆動する第２駆動部１２１を連結するために第１指部８１に設けたものであるが、これによっても第１指部８１および第２指部９１を接続した第２接続部９７近傍部分の高さ寸法の薄型化を図ることができる。また、第２指部９１に設けた第６接続部挿入凹部９３１を第１指部８１の左右両側面部８３の間に配置したので、第６接続部１２３が第２指部９１から外側に向けて突出する突き出し量（突き出し寸法）を小さくできる。つまり、第１指部８１、第２指部９１間の折り曲げ状態にかかわらず、第１指部８１、第２指部９１を接続した第２接続部９７近傍部分の高さ寸法の薄型化を、この構成からも図ることができる。

なお、第１駆動部１１１、第２駆動部１２１は何れも棒状の平板なので、第２指部９１の両側面部９３の間に嵌り込む構成を採用しても、両側面部９３間の幅を小さくでき、第２指部９１を必要最小限の幅寸法にすることができる。

＜変形例１＞
上記実施例のハンド機構１では、第４接続部１１５の一部を第１指部８１の開口部分８５内に入り込ませたが、第４接続部１１５の全部を第１指部８１の開口部分８５内に入り込ませてもよい。また、連結部材５０以外の部材（例えばリニアガイド等）によってリニアアクチュエータ３１の駆動力を第３接続部１１３に伝達してもよい。

＜変形例２＞
また上記実施例のハンド機構１では、多関節指８０Ａと多関節指８０Ｂにおけるリンク機構は同一としているが、両多関節指におけるリンク機構の構成を異ならせてもよい。すなわち、第１接続部８７、第２接続部９７、第３接続部１１３、第４接続部１１５の何れかの位置を両多関節指８０Ａ、８０Ｂ間で異ならせてもよい。

＜変形例３＞
また、上記実施例のハンド機構１において、多関節指及８０Ａと多関節指８０Ｂの先端部の、特に第１モードで把持対象物をつまみ動作によって把持する際に把持対象物に接触する部位に溝部を設け、単関節指８０Ｃの先端部の、特に第１モードで把持対象物をつまみ動作によって把持する際に把持対象物に接触する部位に、把持対象物との接触により変形可能な変形部を設けてもよい。溝部の形成は、つまみ動作によって把持対象物を滑らずに把持するために有効であるが、多関節指及８０Ａ及び多関節指８０Ｂの先端部と、単関節指８０Ｃの先端部の両方に溝部が形成されると、仮に溝部に把持対象物の一部が嵌まってしまった場合に、把持対象物を非常に不安定な状態でつまみ上げてしまう可能性がある。そこで、このような不安定なつまみ動作を回避するために、一方の指の先端部を把持対象物の形状にならって変形しうる変形部を形成することで、第１モードでの把持動作を確実なものとすることができる。したがって、溝部が形成されるのが単関節指８０Ｃの先端部であって、変形部が形成されるのが多関節指及８０Ａと多関節指８０Ｂの先端部であってもかまわない。

第２の実施例に係るハンド機構１について、図１及び図１７、１８に基づいて説明する。本実施例に係るハンド機構１は、図１に示すように、多関節指８０Ａ、８０Ｂの第１指部８１に吸着機構４００が設けられている。この吸着機構４００は、エアの吸引により吸着対象物を吸着し保持する吸着面４０３を有する吸着ノズル４０２が、支持部材４０１を介して第１指部８１に取り付けられている。なお、吸着ノズル４０２から吸入したエアをポンプ側に送るホースは、本実施例の図における記載を省略している。上記第１の実施例で述べたように、第１指部８１はその断面がＵ字形状に形成され、その内部の空間に第１駆動部１１１が嵌まり込んだ状態で、第２指部９１への駆動力伝達を行っている。そのため、第１指部８１の開口部分８５の上方の空間は、第１駆動部１１１のリンク動作に必要とされる空間である。そこで、この第１駆動部１１１のリンク動作を吸着機構４００が阻害しないように、図１に示すように、支持部材４０１は、第１指部８１の長手方向（すなわち、第１駆動部１１１の長手方向）に沿って延在する一対の側壁４０１ａが、先端側において接続壁４０１ｂで接続された構成を有する。そして、この接続壁４０１ｂにおいて、吸着ノズル４０２が支持されている。このように吸着ノズル４０２が保持されることで、第１指部８１の上方の空間を占有することなく、吸着機構４００を第１指部８１の甲側に固定することができる。

吸着機構４００は、吸着ノズル４０２からエアを吸入することで吸着対象物を吸着面４０３に接触した状態で保持することができる。したがって、図１に示すハンド機構１は、上述した第１モード及び第２モードによる把持対象物の把持動作に加えて、吸着機構４００による吸着対象物の保持も可能となる。このようにハンド機構１では、様々な態様で対象物を把持又は保持することができるため、例えば、工場等の製造現場において、製造ラインに適した状態で加工対象物の把持等が可能となり、また、その把持等の対象となる対象物の範囲を可及的に広く設定することができる。

なお、吸着機構４００は第１指部８１に固定されているが、第１指部８１は、第１モードでは多関節指８０Ａ、８０Ｂ全体が回転するときに第１接続部８７を中心として回転す
る指部であり、また、第２モードでは回転が阻止さる指部であるから、上述した把持動作を行うハンド機構１において、第２指部９１、第３指部１０１と比べてその動きは単純である。したがって、吸着機構４００を第１指部８１に取り付けることで、ハンド機構１において行われている把持動作、すなわち多関節指８０Ａ、８０Ｂの指部の動きに影響されにくい状態で吸着機構４００の姿勢を制御できることになり、ハンド機構１の利便性が向上する。なお、別法として吸着機構４００は、多関節指８０Ａ、８０Ｂにおいて、第１指部８１以外の指部に取り付けられてもよく、また、単関節指８０Ｃの第４指部１８０に取り付けられてもよい。

また、吸着機構４００により吸着対象物を吸着するためには、吸着面４０３に吸着対象物を接触した状態でエアの吸入を行う必要がある。しかし、多関節指８０Ａ、８０Ｂに対する吸着機構４００の相対位置、特に、吸着面４０３の相対位置によっては、吸着面４０３と吸着対象物とを接触するために、ハンド機構１における各指の姿勢を、吸着対象物の吸着に適した状態とする必要がある。そこで、以下に、吸着機構４００による吸着対象物の吸着状態を例示する。

（第１の例）
ハンド機構１において第１モードが実行されている状態（把持空間３００が最も広く形成される図５に示す状態も含む）では、多関節指８０Ａ、８０Ｂは、指全体が第１接続部８７を中心に回転する。この状態において、吸着面４０３が多関節指８０Ａ、８０Ｂの先端部から吸着対象物側に突出しないように吸着機構４００が取り付けられている場合、第１モード中では多関節指８０Ａ、８０Ｂが吸着対象物と干渉して、吸着のために吸着面４０３を吸着対象物に接触させた状態とすることができない場合がある。また、吸着面４０３が多関節指８０Ａ、８０Ｂの先端部から吸着対象物側に突出している場合であっても、第１モードでは、多関節指８０Ａ、８０Ｂと単関節指８０Ｃが比較的広く開いているため、この単関節指８０Ｃが吸着対象物やその周囲の構造物と干渉して、吸着のために吸着面４０３を吸着対象物に接触させた状態とすることができない場合がある。

このような場合においては、まず、第１モードによって第１指部８１が構造的に回転しうる限界まで第１指部８１を回転させる。その結果、第１指部８１が、把持対象物によってその回転が阻止された状態と同じように、回転ができない状態となるため、第２モードによる回転動作が開始される。そして、図１７に示すように、ハンド機構１によっては把持対象物を把持していないが第２モードの把持動作により、多関節指８０Ａ、８０Ｂ及び単関節指８０Ｃが折りたたまれた状態となり、吸着面４０３が、多関節指８０Ａ、８０Ｂから吸着対象物側に大きく突出した状態となる。このような状態であれば、吸着面４０３を吸着対象物に容易に接触させることができるため、吸着機構４００による吸着対象物の吸着保持が可能となる。

なお、１つのハンド機構１に搭載された吸着機構４００（本実施例の場合は、２つの吸着機構４００）による吸着保持力が、吸着対象物の吸着保持に対して十分でない場合には、図１７に示すように、複数のハンド機構１を利用して、それらに搭載された吸着機構４００で吸着保持を行えばよい。

（第２の例）
第１モードが実行されている状態において、吸着面４０３が多関節指８０Ａ、８０Ｂの先端部から吸着対象物側に突出するように吸着機構４００が取り付けられている場合（図１８においては、吸着面４０３がδ突出している状態を示す）は、基本的には多関節指８０Ａ、８０Ｂの姿勢にかかわらず吸着面４０３を吸着対象物に接触させることができる。しかし、上述したように単関節指８０Ｃが開いた状態のままでは、単関節指８０Ｃが吸着対象物やその周囲の構造物と干渉する場合があるため、上記第１の例のように多関節指８
０Ａ、８０Ｂと単関節指８０Ｃをともに折りたたむか、または、図１８に示すように、第１モードによってつまみ動作を行うときのように、多関節指８０Ａ、８０Ｂと単関節指８０Ｃを閉じ、両指の先端部間の距離を極力小さくした状態で吸着を行えばよい。これにより単関節指８０Ｃに邪魔されることなく、吸着機構４００による吸着保持を行うことができる。

１・・・ハンド、１０・・・取付部材、３０・・・駆動機構、３１・・・リニアアクチュエータ、５０・・・連結部材、８０Ａ、８０Ｂ・・・多関節指、８０Ｃ・・・単関節指、８１・・・第１指部、８２・・・底面部、８３・・・側面部、８７・・・第１接続部、９１・・・第２指部、９２・・・底面部、９３・・・側面部、９３ａ・・・甲側の辺、９３１・・・第６接続部挿入凹部、９７・・・第２接続部、１０１・・・第３指部、１０７・・・第５接続部、１１１・・・第１駆動部、１１３・・・第３接続部、１１５・・・第４接続部、１２１・・・第２駆動部、１２３・・・第６接続部、１２５・・・第７接続部、１８０・・・第４指部、１９０・・・連結部、２００・・・第８接続部、２０１・・・第９接続部、２０２・・・第１０接続部、３００・・・把持空間、４００・・・吸着機構、４０１・・・支持部材、４０２・・・吸着ノズル、４０３・・・吸着面

Claims (13)

1. 取付部材と、
   指部同士が接続部を介して互いに回転可能となるように接続された複数の指部を含む多関節指であって、その根元側で前記取付部材に対して該複数の指部のうち一つの指部が回転自在に取り付けられる、第１多関節指及び第２多関節指と、
   前記第１多関節指及び前記第２多関節指に対して、駆動アクチュエータからの駆動力を伝える駆動部と、
   前記第１多関節指及び前記第２多関節指と接続され、且つ、前記取付部材に対して所定接続部を中心に回転可能となるように接続された、一つの指部から形成される単関節指であって、前記駆動アクチュエータからの駆動力により、該第１多関節指及び該第２多関節とともに該所定接続部を中心に回転する単関節指と、
   を備えるハンド機構であって、
   前記ハンド機構は、
   前記駆動アクチュエータから前記駆動部を介して駆動力が付与されると、前記第１多関節指及び前記第２多関節指が前記取付部材との接続部を介して各指全体が同じ方向に回転する第１モードと、
   前記第１多関節指に含まれる第１所定指部及び前記第２多関節指に含まれる第２所定指部の前記第１モードでの回転が阻止された場合に、該第１多関節指に含まれる該第１所定指部以外の指部が該第１所定指部に対して回転し、且つ、該第２多関節指に含まれる該第２所定指部以外の指部が該第２所定指部に対して回転する第２モードと、を実行可能であり、
   前記第１モードでは、前記単関節指は、前記第１多関節指及び前記第２多関節指の回転方向と反対の方向であって、該第１多関節指の先端部と該単関節指の先端部との距離、及び該第２多関節指の先端部と該単関節指の先端部との距離がともに狭まる方向に回転し、
   前記第２モードでは、前記第１所定指部及び前記第２所定指部の回転停止と同時に、前記単関節指の前記所定接続部を中心とした回転が停止される、
   ハンド機構。
2. 前記第１モード及び前記第２モードにわたって、前記第１多関節指及び前記第２多関節指の各回転面と前記単関節指の回転面とが互いに交差しないように、且つ、該単関節指の回転面は、該第１多関節指の回転面と該第２多関節指の回転面との間に位置するように、各指が前記取付部材に対して取り付けられる、
   請求項１に記載のハンド機構。
3. 前記第１多関節指の回転面、前記第２多関節指の回転面、前記単関節指の回転面は互いに平行であり、
   前記第１モードが実行されているときの、前記第１多関節指及び前記第２多関節指のそれぞれの指先と、前記単関節指の指先によって把持対象物を把持する、前記ハンド機構の所定の姿勢において、該第１多関節指及び該第２多関節指の先端部と、該単関節指の先端部とが、把持対象物を挟んで対向するように位置する、
   請求項２に記載のハンド機構。
4. 前記第１多関節指及び前記第２多関節指の先端部と、前記単関節指の先端部には、それぞれ前記把持対象物と接触する接触部が設けられ、
   前記第１多関節指及び前記第２多関節指の両接触部と、前記単関節指の接触部のうち何れか一方には溝部が形成され、他方の接触部には前記把持対象物との接触により変形可能な変形部が形成される、
   請求項３に記載のハンド機構。
5. 前記ハンド機構において前記所定の姿勢がとられているときに、把持対象物に対する把持方向において、前記第１多関節指及び前記第２多関節指の先端部と前記単関節指の先端部は、該第１多関節指部及び該第２多関節指部の前記取付部材への取付位置と、該単関節指部の該取付部材への取付位置との間に位置する、
   請求項３に記載のハンド機構。
6. 前記第１モードでは、前記第１多関節指及び前記第２多関節指は、前記単関節指に対して同一の回転動作を行い、
   前記第２モードでは、前記第１多関節指に含まれる前記第１所定指部以外の指部の該第１所定指部に対する回転と、前記第２多関節指に含まれる前記第２所定指部以外の指部の該第２所定指部に対する回転は、互いに独立して行われる、
   請求項１から請求項５の何れか１項に記載のハンド機構。
7. 前記第１所定指部は、前記第１多関節指において前記取付部材に対し取り付けられる指部であり、
   前記第２所定指部は、前記第２多関節指において前記取付部材に対し取り付けられる指部であり、
   前記第１所定指部及び前記第２所定指部は、前記単関節指に対して連結部材を介してリンク結合されている、
   請求項１から請求項６の何れか１項に記載のハンド機構。
8. 前記連結部材の少なくとも一部が、前記第１多関節指及び前記第２多関節指と前記単関節指との間の把持対象物が位置する把持空間を通らずに、前記第１所定指部及び前記第２所定指部が前記単関節指に対して連結される、
   請求項７に記載のハンド機構。
9. 前記第１多関節指及び前記第２多関節指は、それぞれ、前記複数の指部として、
   根元側の第１接続部にて前記取付部材に回転自在に接続される第１指部と、
   前記第１指部の先端側の第２接続部にて根元側が回転自在に接続される第２指部と、
   前記第２指部の先端側の第５接続部にて根元側が回転自在に接続される第３指部と、
   を有し、
   前記駆動部は、前記第１多関節指と前記第２多関節指のそれぞれに対応して、
   先端側が前記第２指部の根元側の第４接続部にて回転自在に接続され且つ根元側が駆動動力を印加する第３接続部に接続される第１駆動部と、
   先端側が前記第３指部の根元側の第７接続部に回転自在に接続され且つ根元側が前記第１指部の先端側の第６接続部に回転自在に接続される第２駆動部と、
   を有し、
   前記駆動アクチュエータによって前記第３接続部を前記第４接続部方向に向けて押し出すことで、前記第１指部と前記第２指部を同時に駆動して両者を前記第１接続部を中心に一体に回転する前記第１モードが実行され、
   前記駆動アクチュエータによって駆動力が付与されているときに前記第１指部の回転が阻止された場合、前記第２指部が前記第２接続部を中心に前記第１指部に対して回転するとともに、前記第２駆動部によって前記第３指部が前記第２指部に対して回転する前記第２モードが実行される、
   請求項１から請求項８の何れか１項に記載のハンド機構。
10. 前記第１指部と前記第２指部と前記第３指部は、何れも板材をＵ字状に折り曲げてその中央の底面部を内側に向けて配置され、
    前記第４接続部は前記第２指部の前記第２接続部よりも根元側に突出させた部分に設けられ、且つ前記第４接続部は少なくともその一部が前記第１指部の外側の開口部分内に入
    り込むと共に前記第１指部に対して前記第２指部を内側に折り曲げた際に前記第４接続部が前記第１指部の開口部分内から外側に向けて露出し、
    前記第６接続部は前記第１指部の前記第２接続部よりも先端側に突出させた部分に設けられ、且つ前記第２指部の左右両側面部の甲側の辺に設けられた前記第６接続部挿入凹部に前記第６接続部を挿入し、前記第２指部に対して前記第３指部を内側に折り曲げた際に前記第６接続部が前記第６接続部挿入凹部内から抜け出る、
    請求項９に記載のハンド機構。
11. 吸着対象物を吸着する吸着機構であって、前記単関節指の反対側に位置する、前記第１多関節指の前記第１所定指部の甲側に少なくとも設けられた吸着機構を、更に備える
    請求項１から請求項１０の何れか１項に記載のハンド機構。
12. 前記吸着機構の先端部に位置する吸着面は、前記第１モードが実行されている間は前記第１多関節指から吸着対象物側に突出するように配置される、
    請求項１１に記載のハンド機構。
13. 前記吸着機構の先端部に位置する吸着面は、前記第１モードが実行されている間は前記第１多関節指から吸着対象物側に突出しないように、且つ前記第２モードの実行時では、該吸着機構が設けられた前記第１所定指部に対して、該第１多関節指に含まれる該第１所定指部以外の指部が所定量回転した後に該第１多関節指から吸着対象物側に突出するように配置される、
    請求項１１に記載のハンド機構。

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