JP2018001359A - Control method of hand robot - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an excellent holding performance while saving power usage.SOLUTION: A control method of a hand robot comprises: a first step for energizing multiple motors 21a of a finger body 21 in a predetermined order, to bend respective joints corresponding to the motors 21a ; a second step, each time when touch sensor means detects a touch, for stopping energizing a motor 21a of a joint corresponding to the touch sensor means that detects the touch to lock the joint corresponding to the touch sensor means that detects the touch through a one-way power transmission mechanism 21c; a third step, on condition that all motors 21a have become non-energized, for energizing a predetermined motor 21a to bend a joint corresponding to the predetermined motor 21a; and a fourth step, on condition that a holding force based on a detected value of the touch sensor means has become a target holding force, for stopping energizing all motors 21a including the predetermined motor 21a, to lock all joints.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は、隣接する節部間の関節を屈曲・伸展させるようにしたハンドロボットの制御方法に関するものである。   The present invention relates to a method for controlling a hand robot in which a joint between adjacent nodes is bent and extended.

従来、この種の発明には、例えば特許文献1に記載されるもののように、複数の指体を備えたハンドロボットがある。このハンドロボットは、各指体を構成する複数の節部(リンク)や、複数のギヤや減速機、モータ等を備え、前記モータを駆動することによって各指体を曲げたり伸ばしたりする。   Conventionally, in this kind of invention, there is a hand robot provided with a plurality of fingers, for example, as described in Patent Document 1. This hand robot includes a plurality of nodes (links) constituting each finger, a plurality of gears, a reducer, a motor, and the like, and each finger is bent or stretched by driving the motor.

特開2007−152528号公報JP 2007-152528 A

ところで、前記従来技術では、図7に例示するように、複数の節部(リンク)を、隣接する節部間の関節で屈曲・伸展するように接続しており、関節毎に対応するように複数のモータが設けられる。
このような従来のハンドロボットでは、全ての関節のトルク(曲げ力)によって指先力を発生するように、前記複数のモータを適宜に選定する必要がある。そして、最大指先力は、前記複数のモータのうち、最小の曲げ力を発生するモータのトルクに依存する。
通常、指の根本側ほど必要とされる関節のトルク(曲げ力)が大きくなるため、機構が大型化し易い。
また、複数の指体によって把持対象物を把持した場合に、その把持状態を維持するには、前記複数のモータへの電力供給を継続する必要がある。
そこで、各関節に、モータ側からの駆動力を出力側に伝達可能で且つ出力側から力が加わった際にはロックする一方向動力伝達機構を設けて、前記モータの非通電状態で各関節をロックするようにしたハンドロボットが求められるが、特殊な機構になるため、良好な把持性能を得るためには、制御上の工夫を要する。
By the way, in the prior art, as illustrated in FIG. 7, a plurality of nodes (links) are connected so as to bend and extend at joints between adjacent nodes, and correspond to each joint. A plurality of motors are provided.
In such a conventional hand robot, it is necessary to appropriately select the plurality of motors so that fingertip force is generated by torque (bending force) of all joints. The maximum fingertip force depends on the torque of the motor that generates the minimum bending force among the plurality of motors.
Usually, the required torque (bending force) of the joint is increased toward the base side of the finger, so that the mechanism is easily increased in size.
In addition, when a gripping object is gripped by a plurality of fingers, it is necessary to continue supplying power to the plurality of motors in order to maintain the gripping state.
Therefore, each joint is provided with a one-way power transmission mechanism that can transmit the driving force from the motor side to the output side and lock when the force is applied from the output side. However, since a special mechanism is required, it is necessary to devise a control in order to obtain a good gripping performance.

このような課題に鑑みて、本発明は、以下の構成を具備するものである。
複数の関節をそれぞれ屈曲及び伸展させる指体と、前記関節毎に設けられたモータと、該モータ毎に設けられモータ側から入力部に加わる動力を出力部に伝達可能で且つ出力側から前記出力部に力が加わった際には前記出力部をロックする一方向動力伝達機構と、前記出力部の動力によって対応する前記関節を屈曲及び伸展させる屈伸機構と、前記指体が把持対象物を把持した際に把持力が作用する部分に設けられた弾性部と、前記関節毎に設けられて該関節が屈曲した際の反力を受けるのを感知する触覚センサ手段とが具備されたハンドロボットの制御方法であって、前記指体の複数のモータを所定の順番で通電することにより、各モータに対応する前記関節を屈曲させる第1ステップと、前記触覚センサ手段による感知がある毎に、その感知のあった触覚センサ手段に対応する関節のモータを非通電にして該関節を前記一方向動力伝達機構によりロック状態にする第2ステップと、全てのモータが非通電になったことを条件に、所定のモータを通電して該モータに対応する関節を屈曲させる第3ステップと、前記触覚センサ手段の検出値に基づく把持力が目標把持力になったことを条件に、前記所定のモータを含む全てのモータを非通電にして、全ての関節をロック状態にする第4ステップとを含むことを特徴とするハンドロボットの制御方法。
In view of such problems, the present invention has the following configuration.
Fingers for flexing and extending a plurality of joints, motors provided for each of the joints, power applied to the input unit from the motor side provided for each motor can be transmitted to the output unit, and the output from the output side When a force is applied to the part, a one-way power transmission mechanism that locks the output part, a bending / extension mechanism that flexes and extends the corresponding joint by the power of the output part, and the finger grips the object to be grasped Of a hand robot provided with an elastic portion provided at a portion where a gripping force is applied and a tactile sensor means provided for each joint to sense a reaction force when the joint is bent. A control method comprising: energizing a plurality of motors of the finger in a predetermined order to bend the joint corresponding to each motor; and whenever there is sensing by the tactile sensor means, A second step of de-energizing the joint motor corresponding to the known tactile sensor means to lock the joint by the one-way power transmission mechanism, and on condition that all the motors are de-energized The predetermined motor is turned on condition that a third step of energizing the predetermined motor to bend the joint corresponding to the motor and that the gripping force based on the detection value of the tactile sensor means becomes the target gripping force. And a fourth step of deenergizing all the motors including the fourth step to lock all the joints.

本発明は、以上説明したように構成されているので、省電力で良好な把持性能を得ることができる。   Since the present invention is configured as described above, it is possible to obtain good gripping performance with power saving.

ハンドロボットの一例を示す構造図である。It is a structural diagram showing an example of a hand robot. ハンド部の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of a hand part. 指体の要部構造図である。It is a principal part structure figure of a finger. 本発明に係るハンドロボットの制御方法の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the control method of the hand robot which concerns on this invention. 指体の動作の一例を(I)〜(III)に順次に示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of operation | movement of a finger body to (I)-(III) sequentially. ハンドロボットの他例における指体を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the finger body in the other example of a hand robot. 従来のロボットハンドにおける指体を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the finger body in the conventional robot hand.

本実施の形態の第1の特徴は、複数の関節をそれぞれ屈曲及び伸展させる指体と、前記関節毎に設けられたモータと、該モータ毎に設けられモータ側から入力部に加わる動力を出力部に伝達可能で且つ出力側から前記出力部に力が加わった際には前記出力部をロックする一方向動力伝達機構と、前記出力部の動力によって対応する前記関節を屈曲及び伸展させる屈伸機構と、前記指体が把持対象物を把持した際に把持力が作用する部分に設けられた弾性部と、前記関節毎に設けられて該関節が屈曲した際の反力を受けるのを感知する触覚センサ手段とが具備されたハンドロボットの制御方法であって、前記指体の複数のモータを所定の順番で通電することにより、各モータに対応する前記関節を屈曲させる第1ステップと、前記触覚センサ手段による感知がある毎に、その感知のあった触覚センサ手段に対応する関節のモータを非通電にして該関節を前記一方向動力伝達機構によりロック状態にする第2ステップと、全てのモータが非通電になったことを条件に、所定のモータを通電して該モータに対応する関節を屈曲させる第3ステップと、前記触覚センサ手段の検出値に基づく把持力が目標把持力になったことを条件に、前記所定のモータを含む全てのモータを非通電にして、全ての関節をロック状態にする第4ステップとを含む(図4のステップ3〜9参照)。
ここで、前記「一方向動力伝達機構」における一方向とは、前記入力部から前記出力部へ向かう動力伝達の方向を意味する。
また、前記「該関節が屈曲した際の反力」には、前記関節の屈曲により前記指体が把持対象物に押圧させた際の反力や、前記関節が可動限界まで屈曲した際の反力などを含む。
また、前記「所定のモータ」は、その数は限定されず、必要な把持力や把持対象物の形状等に応じて、単数又は複数とすることができる。
The first feature of the present embodiment is that a finger that flexes and extends a plurality of joints, a motor provided for each joint, and power that is provided for each motor and is applied to the input unit from the motor side is output. A unidirectional power transmission mechanism that locks the output section when a force is applied to the output section from the output side, and a bending / extension mechanism that flexes and extends the corresponding joint by the power of the output section And an elastic portion provided at a portion where a gripping force acts when the finger body grips an object to be gripped, and a reaction force provided when the joint is bent is detected for each joint. A hand robot control method comprising tactile sensor means, wherein a first step of bending the joints corresponding to each motor by energizing a plurality of motors of the finger in a predetermined order; and Tactile sensor hand A second step of de-energizing the motor of the joint corresponding to the sensed tactile sensor means to lock the joint by the one-way power transmission mechanism, and On the condition that energization has occurred, a third step of energizing a predetermined motor to bend a joint corresponding to the motor, and that the gripping force based on the detection value of the tactile sensor means has become the target gripping force. The condition includes a fourth step in which all the motors including the predetermined motor are de-energized and all the joints are locked (see steps 3 to 9 in FIG. 4).
Here, the one direction in the “one-way power transmission mechanism” means the direction of power transmission from the input unit to the output unit.
In addition, the “reaction force when the joint is bent” includes a reaction force when the finger is pressed against the object to be grasped by bending of the joint and a reaction force when the joint is bent to the movable limit. Including power.
Further, the number of the “predetermined motors” is not limited, and may be one or a plurality depending on the required gripping force, the shape of the gripping object, and the like.

第2の特徴として、前記指体は、前記各関節を屈曲させた際の可動限界を有し、前記第2ステップでは、前記触覚センサ手段が、前記可動限界による反力、又は前記指体が把持対象物に押圧させた際の反力を受けるのを感知する毎に、その感知のあった触覚センサ手段に対応する関節のモータを非通電にして該関節を前記一方向動力伝達機構によりロック状態にする。   As a second feature, the finger body has a movable limit when the joints are bent, and in the second step, the tactile sensor means includes a reaction force due to the movable limit, or the finger body Each time it senses that it receives a reaction force when it is pressed against the grasped object, the joint motor corresponding to the sensed tactile sensor means is de-energized and the joint is locked by the one-way power transmission mechanism. Put it in a state.

第3の特徴としては、把持対象物の初期位置を検出する初期位置検出手段と、複数の前記指体が具備されたハンド部を移動するハンド移動機構とを備え、前記第1ステップよりも前に、前記初期位置検出手段により把持対象物の初期位置を認識し、該初期位置に応じて前記ハンド移動機構を動作させて、前記ハンド部を、前記把持対象物を把持可能な位置に移動する(図1及び図4のステップ1〜2参照)。   A third feature includes an initial position detecting unit that detects an initial position of the grasped object, and a hand moving mechanism that moves a hand unit provided with a plurality of the fingers, before the first step. In addition, the initial position of the gripping object is recognized by the initial position detecting means, and the hand moving mechanism is operated in accordance with the initial position to move the hand unit to a position where the gripping object can be gripped. (See steps 1 and 2 in FIGS. 1 and 4).

第4の特徴は、特にハンド部に比較して大きめの把持対象物を把持するのに好ましい態様として、前記第1ステップでは、前記指体における複数のモータを指根本側から順番に通電することにより、前記指体の関節を指根本側から順番に屈曲させてゆく(図5参照)。   The fourth feature is that, as a preferable aspect for gripping an object to be gripped that is larger than that of the hand unit, in the first step, a plurality of motors in the finger body are sequentially energized from the root side. Thus, the joint of the finger body is bent in order from the root side of the finger (see FIG. 5).

第5の特徴としては、特にハンド部に比較して小さめの把持対象物を把持するのに好ましい態様として、前記指体における複数のモータを指先側から順番に通電することにより、前記指体の関節を指先側から順番に屈曲させてゆく。   As a fifth feature, as a preferable aspect for gripping a target object that is smaller than the hand part in particular, by energizing a plurality of motors in the finger in order from the fingertip side, The joint is bent in order from the fingertip side.

第6の特徴としては、前記指体に対する把持対象物の相対的な移動を検出する移動検出手段を備え、前記第4ステップの後、前記移動検出手段により把持対象物の移動があるか否かを判断し、移動がある場合にはその移動に応じて前記目標把持力を大きくなるように補正し、前記第3ステップに処理を戻す(図4のステップ11以降参照)。   As a sixth feature, there is provided a movement detecting means for detecting a relative movement of the grasped object with respect to the finger, and whether or not the grasped object is moved by the movement detecting means after the fourth step. If there is a movement, the target gripping force is corrected so as to increase in accordance with the movement, and the process returns to the third step (see step 11 and subsequent steps in FIG. 4).

<具体的実施態様>
次に、上記特徴を有する具体的な実施態様について、図面に基づいて詳細に説明する。
図1は、本発明に係るハンドロボットAの一例を模式的に示している。
このハンドロボットAは、基台11上に固定された支持杆12に、関節部13を介して複数のアーム14を屈曲伸展可能に接続してなるハンド移動機構10と、このハンド移動機構10の最先端側のアーム14に接続されたハンド部20と、これらハンド移動機構10及びハンド部20を制御する制御部30と、把持対象物Xの初期位置や移動等を検出する把持対象物検出手段40とを備える。
<Specific Embodiment>
Next, specific embodiments having the above characteristics will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 schematically shows an example of a hand robot A according to the present invention.
This hand robot A includes a hand moving mechanism 10 in which a plurality of arms 14 are connected to a support rod 12 fixed on a base 11 via a joint portion 13 so as to be able to bend and extend, and the hand moving mechanism 10 includes: The hand unit 20 connected to the arm 14 on the most advanced side, the control unit 30 for controlling the hand moving mechanism 10 and the hand unit 20, and the gripping object detection means for detecting the initial position and movement of the gripping object X 40.

複数のアーム14は、図示しないモータ及びギヤ機構等により隣接するアーム間や、アーム14と支持杆12との間を屈曲・伸展させるように構成される。
これらのアーム14のうち、その一部又は全部は、屈曲伸展運動の他、必要に応じて、長手方向を軸とした回転運動をするようにしてもよい。同様に、支持杆12も、必要に応じて、長手方向を軸とした回転運動をするようにしてもよい。
The plurality of arms 14 are configured to bend and extend between adjacent arms or between the arm 14 and the support rod 12 by a motor and gear mechanism (not shown).
A part or all of these arms 14 may be rotated about the longitudinal direction as necessary in addition to the bending and extending movement. Similarly, the support rod 12 may be rotated about the longitudinal direction as necessary.

なお、ハンド移動機構10は、ハンド部20を目標とする位置まで移動する機構であれば図示例に限定されず、他例としては、関節部13及びアーム14の数が図示のものと異なる態様や、人腕型に構成された態様、図示しない周知のXYテーブルやリンク機構等を組み合わせた態様等とすることが可能である。   The hand moving mechanism 10 is not limited to the illustrated example as long as it is a mechanism that moves the hand unit 20 to a target position. As another example, the number of the joint units 13 and the arms 14 is different from that illustrated. In addition, it is possible to adopt an aspect configured in a human arm shape, an aspect in which a well-known XY table (not shown), a link mechanism, or the like is combined.

上記ハンド移動機構10における複数のアーム14の最先端部には、ハンド部20が接続される。このハンド部20は、必要に応じて、アーム14に対し屈曲伸展あるいは回転駆動するように設けられる。   A hand unit 20 is connected to the most distal portions of the plurality of arms 14 in the hand moving mechanism 10. The hand portion 20 is provided so as to be bent and extended or rotated with respect to the arm 14 as required.

ハンド部20は、複数の関節を屈曲及び伸展させる複数の指体21と、これら指体21を支持する掌部22とから構成される。
ここで、関節とは、指体21の根本と掌部22が連結された部分、各指体21において隣接する節部1,2同士が連結された部分を意味するものとする。
The hand unit 20 includes a plurality of fingers 21 that bend and extend a plurality of joints, and a palm 22 that supports the fingers 21.
Here, the joint means a portion where the root of the finger 21 and the palm portion 22 are connected, and a portion where adjacent node portions 1 and 2 are connected in each finger 21.

指体21は、物体の把持のために最低3本必要であり、本実施の形態の好まし態様では、把持操作性を向上するために4本設けている。
これら指体21は、それぞれ、屈曲方向を掌部22中央側へ向けるようにして掌部22に連結されている。
At least three finger bodies 21 are required for gripping an object, and in the preferred mode of the present embodiment, four finger bodies 21 are provided to improve grip operability.
These fingers 21 are connected to the palm 22 so that the bending direction is directed toward the center of the palm 22.

これら指体21により3次元の任意の力を発生するには、図2に示すように、1指について、少なくとも能動な3つの回転軸a,b,cを設けることが好ましい。
回転軸aは、指体21の最も根本側の関節に設けられ、隣接する指体21を互いに近づける方向へ内転したり、その逆方向へ外転したりする。
回転軸bは、指体21の最も根本側の関節に設けられ、指体21を掌部22中心側へ屈曲させたり、その逆方向へ伸展させたりする。
回転軸cは、指体21の隣接する節部1,2間の関節に設けられ、節部1に相対し節部2を掌部22中心側へ屈曲させたり、その逆方向へ伸展させたりする。
In order to generate an arbitrary three-dimensional force by these fingers 21, it is preferable to provide at least three active rotation axes a, b, c for one finger as shown in FIG. 2.
The rotation axis a is provided at the most proximal joint of the finger body 21 and inwardly rotates in the direction in which the adjacent finger bodies 21 are brought close to each other, or rotates outward in the opposite direction.
The rotation axis b is provided at the most proximal joint of the finger 21 and bends the finger 21 toward the center of the palm 22 or extends in the opposite direction.
The rotation axis c is provided at a joint between adjacent node portions 1 and 2 of the finger 21, and is opposed to the node portion 1 to bend the node portion 2 toward the center of the palm portion 22 or extend in the opposite direction. To do.

各指体21は、図2及び図3に例示するように、節部1,2内において、関節毎に、駆動源となるモータ21aと、モータ21aの回転力を調整して伝達する調速機構21bと、一方向のみに動力を伝達する一方向動力伝達機構21cと、一方向動力伝達機構21cの動力によって対応する関節を屈曲及び伸展させる屈伸機構21dと、当該指体21が把持対象物Xを把持した際に把持力が作用する部分(図示例によれば指先側)に設けられた弾性部21eとを具備している。   As illustrated in FIGS. 2 and 3, each finger 21 adjusts and transmits the motor 21 a serving as a drive source and the rotational force of the motor 21 a for each joint in the nodes 1 and 2. A mechanism 21b, a one-way power transmission mechanism 21c that transmits power only in one direction, a bending / extension mechanism 21d that bends and extends a corresponding joint by the power of the one-way power transmission mechanism 21c, and the finger body 21 is an object to be grasped And an elastic portion 21e provided on a portion (a fingertip side in the illustrated example) on which a gripping force acts when gripping X.

隣接する節部1,2は、内部が中空の略筒状の部材であればよく、その一方に対し他方が回動するように接続されている。
これら節部1,2は、剛性材料から形成してもよいが、把持対象物Xを把持した際の密着性を向上する観点からは弾性材料(例えば、ゴムやエラストマー樹脂、その他の弾性樹脂材料等)から形成するのが好ましい。
Adjacent node portions 1 and 2 may be members having a substantially cylindrical shape with a hollow inside, and are connected so that the other is rotated with respect to one of them.
Although these node parts 1 and 2 may be formed from a rigid material, it is an elastic material (for example, rubber | gum, an elastomer resin, other elastic resin materials from a viewpoint of improving the adhesiveness at the time of holding | grip the holding | grip target object X. Etc.).

モータ21aは、出力軸を突出させた電動の回転式モータである。このモータ21aの具体例としては、回転角を制御するようにしたステッピングモータや、DCブラシレスモータ等が挙げられる。   The motor 21a is an electric rotary motor with an output shaft protruding. Specific examples of the motor 21a include a stepping motor that controls the rotation angle and a DC brushless motor.

調速機構21bは、モータ21aの出力軸の回転を、予め設定された適宜な比率で減速し、一方向動力伝達機構21cの入力部に伝達する機構であり、例えば、遊星歯車機構により構成される。
この調速機構21bの他例としては、複数の歯車を適宜に組み合わせた機構や、直動ねじ機構、ハーモニックドライブ(登録商標)を用いた機構、これらの機構を適宜に組み合わせた機構等とすることも可能である。
The speed adjusting mechanism 21b is a mechanism that decelerates the rotation of the output shaft of the motor 21a at an appropriate ratio set in advance and transmits it to the input portion of the one-way power transmission mechanism 21c. For example, the speed adjusting mechanism 21b includes a planetary gear mechanism. The
Other examples of the speed adjusting mechanism 21b include a mechanism in which a plurality of gears are appropriately combined, a linear screw mechanism, a mechanism using a harmonic drive (registered trademark), a mechanism in which these mechanisms are appropriately combined, and the like. It is also possible.

一方向動力伝達機構21cは、モータ21aの出力軸から入力部に加わる双方向の回転力を出力部に伝達可能で且つ出力側から前記出力部に回転力が加わった際には前記出力部をロックする機構であり、前記出力部の回転力により、対応する関節(図3によれば節部1,2間)を屈曲させる。
この一方向動力伝達機構21cには、例えば、再公表特許WO2013/133162号公報に開示される発明を用いることが可能である。
なお、一方向動力伝達機構21cの他例としては、ウォームギア機構や、すべりねじ機構、あるいは、これらの機構を適宜に組み合わせた態様等とすることも可能である。
The one-way power transmission mechanism 21c can transmit bidirectional rotational force applied to the input unit from the output shaft of the motor 21a to the output unit, and when the rotational force is applied to the output unit from the output side, the output unit is This is a mechanism for locking, and the corresponding joint (between the node parts 1 and 2 according to FIG. 3) is bent by the rotational force of the output part.
For the one-way power transmission mechanism 21c, for example, the invention disclosed in the republished patent WO2013 / 133162 can be used.
In addition, as another example of the one-way power transmission mechanism 21c, a worm gear mechanism, a sliding screw mechanism, an aspect in which these mechanisms are appropriately combined, or the like can be used.

屈伸機構21dは、一方向動力伝達機構21cの出力部の回転力により各関節を屈曲させる機構であり、図3に示す一例によれば、一方向動力伝達機構21cの回転力により回転するギヤ21d1及び雄ネジ状部材21d2、雄ネジ状部材21d2に螺合されたナット状部材21d3、ナット状部材21d3に枢支されたリンク部材21d4、リンク部材21d4の進退により回動するパラレルリンク機構21d5等から構成される。
この屈伸機構21dは、各関節を屈曲伸展させる機構であれば、図示例以外の周知の機構とすることが可能である。
The bending / extending mechanism 21d is a mechanism that bends each joint by the rotational force of the output portion of the unidirectional power transmission mechanism 21c. According to the example shown in FIG. 3, the gear 21d1 that rotates by the rotational force of the unidirectional power transmission mechanism 21c. And a male screw-like member 21d2, a nut-like member 21d3 screwed into the male screw-like member 21d2, a link member 21d4 pivotally supported by the nut-like member 21d3, a parallel link mechanism 21d5 rotated by the advancement / retraction of the link member 21d4, etc. Composed.
The bending / stretching mechanism 21d can be a known mechanism other than the illustrated example as long as it is a mechanism that bends and extends each joint.

弾性部21eは、指体21の最先端側における指腹部寄りに配置され、屈伸機構21dの先端側に枢支された受け部材21fに固定されている。
この弾性体21eは、例えば、ニトリルゴムや、シリコン樹脂、ウレタン樹脂等、適宜な弾性を有し、且つ把持対象物Xを滑らせないように適宜な摩擦係数の材料が選定される。
この弾性体21eは、指体21全体のバックラッシュによる変位量と、指体21全体において弾性体21eよりも駆動源側の弾性変形の量とを加えた変化量よりも大きい必要最小限の弾性変形をするように、その弾性率が適宜に設定されている。
The elastic portion 21e is disposed near the finger pad portion on the most distal side of the finger body 21, and is fixed to a receiving member 21f pivotally supported on the distal end side of the bending / extending mechanism 21d.
For the elastic body 21e, for example, a material having an appropriate elasticity such as nitrile rubber, silicon resin, urethane resin, or the like and having an appropriate friction coefficient so as not to slide the gripping object X is selected.
The elastic body 21e has a necessary minimum elasticity larger than the amount of change obtained by adding the displacement amount due to the backlash of the entire finger body 21 and the amount of elastic deformation on the drive source side relative to the elastic body 21e in the entire finger body 21. The elastic modulus is appropriately set so as to be deformed.

なお、図示を省略するが、指体21の最根本側と掌部22の間には、上述したのと同様の機構により指体21を回転軸a周りで屈曲及び伸展させる駆動機構や、指体21を回転軸b周りで内転及び外転させる周知の駆動機構が設けられ、これら各機構の駆動源であるモーターが制御部30によって制御されている。   Although not shown, a drive mechanism for bending and extending the finger body 21 around the rotation axis a by a mechanism similar to that described above between the most proximal side of the finger body 21 and the palm portion 22, A well-known drive mechanism that rotates the body 21 around the rotation axis b is provided, and a motor that is a drive source of each mechanism is controlled by the control unit 30.

制御部30は、例えば、電源、モータドライバ等を含む制御回路、及びコンピュータ等によって構成され、記憶装置に記憶したプログラムに基づき、ハンド移動機構10及びハンド部20等の動作を制御する。   The control unit 30 is configured by, for example, a control circuit including a power source, a motor driver, and the like, a computer, and the like, and controls operations of the hand moving mechanism 10 and the hand unit 20 based on a program stored in the storage device.

この制御部30は、モータ21a毎に負荷電流に応じた信号を出力する電流センサ(図示せず)と協働することで、各指体21の各関節が屈曲した際の反力を受けるのを感知する触覚センサ手段として機能する。
また、この制御部30は、把持対象物検出手段40から転送されるデータに基づき、把持対象物Xの初期位置を検出する初期位置検出手段として機能し、さらに、指体21に対する把持対象物Xの相対的な移動を検出する移動検出手段としても機能する。
The control unit 30 receives a reaction force when each joint of each finger 21 is bent by cooperating with a current sensor (not shown) that outputs a signal corresponding to the load current for each motor 21a. It functions as a tactile sensor means for sensing.
Further, the control unit 30 functions as initial position detection means for detecting the initial position of the gripping object X based on the data transferred from the gripping object detection means 40, and further, the gripping object X with respect to the finger 21. It also functions as a movement detecting means for detecting the relative movement of.

把持対象物検出手段40は、単数又は複数の撮像素子(例えば、CCDやCMOS等)であり、把持対象物X及びハンド部20等を撮像し、その位置座標や姿勢(角度)等のデータを制御部30へ転送する。   The gripping object detection means 40 is a single or a plurality of image sensors (for example, CCD, CMOS, etc.). The gripping object detection means 40 images the gripping object X, the hand unit 20, etc. Transfer to the control unit 30.

なお、この把持対象物検出手段40の他例としては、赤外線センサや超音波センサ等の非接触センサを用いた態様や、ハンド部20の掌部22や、その他の部分に配置された態様とすることも可能である。   In addition, as other examples of this grasping target object detection means 40, the aspect using non-contact sensors, such as an infrared sensor and an ultrasonic sensor, the aspect arrange | positioned in the palm part 22 of the hand part 20, and other parts, It is also possible to do.

次に、上記構成のハンドロボットAの制御方法について、図4に示すフローチャートに沿って詳細に説明する。
先ず、制御部30は、把持対象物検出手段40によって把持対象物Xの初期位置と、ハンド部20の初期位置とを検出する(ステップ1)。そして、その検出値に応じてハンド移動機構10を動作させて、ハンド部20によって把持対象物Xを把持可能な相対的位置関係になるまで、ハンド部20を移動する(ステップ2)。
なお、前記相対的位置関係は、予め計算又は実験等により求められ、制御部30の記憶装置に記憶してある。
Next, a method for controlling the hand robot A configured as described above will be described in detail with reference to the flowchart shown in FIG.
First, the control unit 30 detects the initial position of the gripping target object X and the initial position of the hand unit 20 by the gripping target object detection means 40 (step 1). Then, the hand moving mechanism 10 is operated in accordance with the detected value, and the hand unit 20 is moved until the relative positional relationship that allows the gripping target object X to be gripped by the hand unit 20 is reached (step 2).
The relative positional relationship is obtained in advance by calculation or experiment, and is stored in the storage device of the control unit 30.

次のステップ3では、各指体21の複数のモータ21aを所定の順番で通電することにより、各モータ21aに対応する関節を屈曲させる。
なお、指体21は、複数又は全部を動作させることが好ましいが、例えば、一本の指体21のみを動作させる態様とすることも可能であり、この場合、この一本指体21と、他の動作しない指体21との間に把持対象物Xを把持することになる。
In the next step 3, the joints corresponding to the respective motors 21a are bent by energizing the plurality of motors 21a of the respective finger bodies 21 in a predetermined order.
In addition, although it is preferable to operate a plurality or all of the fingers 21, for example, it is possible to adopt a mode in which only one finger 21 is operated. In this case, The grasped object X is grasped between the other non-operating fingers 21.

前記順番については、図5(I)〜(III)に例示する態様によれば、各指体21における関節毎の複数のモータ21aを指根本側から順番に通電することにより、この指体21の関節を指根本側から順番に屈曲させてゆく。   About the said order, according to the aspect illustrated to FIG.5 (I)-(III), by energizing the several motor 21a for every joint in each finger 21 in order from a finger base side, this finger 21 Bend the joints in order from the root of the finger.

ステップ4では、同指体21におけるモータ21a毎に、触覚センサ手段による感知があるのを待ち、感知がある場合には次のステップ5へ処理を進める。
詳細に説明すれば、制御部30は、同指体21におけるモータ21a毎に、モータ21aの負荷電流を電流センサによって監視しており、該負荷電流に特定の変化がある場合(例えば負荷電流が所定の閾値を超えた場合等)に、前記触覚センサ手段による感知があったものとみなし、次のステップ5へ処理を進める。ここで、前記「負荷電流に特定の変化がある場合」の状態には、モータ21aに対応する関節の先側の節部2(又は1)が把持対象物Xの外表面に押圧された状態や、該関節が可動限界まで屈曲した状態等を含む。
In step 4, it waits for each motor 21a in the same finger body 21 to be sensed by the tactile sensor means, and if there is sense, the process proceeds to the next step 5.
More specifically, the control unit 30 monitors the load current of the motor 21a for each motor 21a in the same finger 21 with a current sensor, and when the load current has a specific change (for example, the load current is When the predetermined threshold value is exceeded, it is considered that the tactile sensor means has sensed, and the process proceeds to the next step 5. Here, in the state of “when there is a specific change in the load current”, a state in which the joint portion 2 (or 1) of the joint corresponding to the motor 21a is pressed against the outer surface of the grasped object X And a state where the joint is bent to the limit of movement.

ステップ5では、ステップ4にて触覚センサ手段による感知がある毎に、その感知のあった触覚センサ手段に対応する関節のモータ21aを非通電にして、該関節を一方向動力伝達機構21cによりロック状態にする。   In step 5, every time the tactile sensor means senses in step 4, the motor 21a of the joint corresponding to the sensed tactile sensor means is de-energized and the joint is locked by the one-way power transmission mechanism 21c. Put it in a state.

ステップ3〜5について、図示例に基づいてより具体的に説明すれば、先ず、指体21の最も根本側のモータ21aを駆動させることで、節部1を屈曲方向へ回動させる。そして、節部1が把持対象物Xに当接して、節部1の根本側の関節に対応する触覚センサ手段による感知があった場合には、この感知に応じて、モータ21aを非通電にし、節部1の根本側の関節を、該関節に対応する一方向動力伝達機構21cによってロック状態にする(図5(I)〜(II)参照)。
次に、指根本側から2番目のモータ21aを駆動させることで、節部2を屈曲方向へ回動する。そして、節部2が把持対象物Xに当接して、節部1,2間の関節に対応する触覚センサ手段による感知があった場合には、この感知に応じて、モータ21aを非通電にし、節部1,2間の関節を、該関節に対応する一方向動力伝達機構21cによってロック状態にする(図5(II)〜(III)参照)。
Steps 3 to 5 will be described in more detail based on the illustrated example. First, the most proximal motor 21a of the finger 21 is driven to rotate the node 1 in the bending direction. When the node 1 abuts on the grasped object X and is detected by the tactile sensor means corresponding to the joint on the root side of the node 1, the motor 21a is deenergized in response to this detection. The joint on the base side of the node portion 1 is brought into a locked state by the one-way power transmission mechanism 21c corresponding to the joint (see FIGS. 5 (I) to (II)).
Next, the node portion 2 is rotated in the bending direction by driving the second motor 21a from the finger base side. When the node 2 comes into contact with the grasped object X and is detected by the tactile sensor means corresponding to the joint between the nodes 1 and 2, the motor 21a is deenergized in response to the detection. The joint between the node parts 1 and 2 is brought into a locked state by the one-way power transmission mechanism 21c corresponding to the joint (see FIGS. 5 (II) to (III)).

これらの動作の後、制御部30は、全てのモータ21aが非通電になったか否かを判断し(ステップ6)、全て非通電であれば次のステップ7へ処理を進め、そうでなければ、ステップ4へ処理を戻す。
なお、全てのモータ21aが非通電になることにより、全ての関節が同時にロック状態になる時間は、1秒未満の極短い時間とする。
After these operations, the control unit 30 determines whether or not all the motors 21a have been de-energized (step 6). If all are de-energized, the process proceeds to the next step 7; Return the process to step 4.
In addition, when all the motors 21a are de-energized, the time when all the joints are locked simultaneously is an extremely short time of less than 1 second.

次に、ステップ7では、所定のモータ21aを通電して、該モータに対応する関節を屈曲させながら、処理を次のステップ8へ移行する。
ここで、前記所定のモータ21aは、把持対象物Xの形状や、弾性等に応じて予め決められた位置のモータとすればよい。
なお、前記所定のモータ21aは、複数のモータ21aのうちの一つに限定されるものでなく、複数のモータ21aのうちの一部や全部とすることが可能である。
Next, in step 7, the process proceeds to the next step 8 while energizing a predetermined motor 21 a and bending the joint corresponding to the motor.
Here, the predetermined motor 21a may be a motor at a position determined in advance according to the shape, elasticity, or the like of the grasped object X.
The predetermined motor 21a is not limited to one of the plurality of motors 21a, but may be a part or all of the plurality of motors 21a.

次に、制御部30は、前記所定のモータ21aに対応する前記触覚センサ手段の検出値に基づき、把持力を算出し、この把持力が目標把持力になるのを待つ(ステップ8)。
そして、制御部30は、前記把持力が目標把持力になったら、前記所定のモータ21aを含む全てのモータ21aを非通電にして、全ての関節をロックする(ステップ9)。
上記ステップにおいて、前記把持力が目標把持力になるまでの指体21の把持動作は、モータ21aをPID制御することにより、素早く且つ高精度に行われる。
Next, the control unit 30 calculates a gripping force based on the detection value of the tactile sensor means corresponding to the predetermined motor 21a, and waits for the gripping force to become a target gripping force (step 8).
When the gripping force reaches the target gripping force, the control unit 30 deenergizes all the motors 21a including the predetermined motor 21a and locks all the joints (step 9).
In the above step, the gripping operation of the finger 21 until the gripping force becomes the target gripping force is performed quickly and with high accuracy by performing PID control of the motor 21a.

次のステップ10では、ハンドロボットAの動作を終了する終了指令があるか否かを判断し、終了指令がある場合には当該フローチャートの全ての処理を終了し、そうでなければ、ステップ11へ処理を進める。   In the next step 10, it is determined whether or not there is a termination command for terminating the operation of the hand robot A. If there is a termination command, all the processes in the flowchart are terminated. Proceed with the process.

ここで、前記終了指令は、例えば、ハンドロボットAの外部から制御部30に入力される信号や、図示しない終了ボタンの操作に応じて制御部30に入力される信号等とすることができる。
また、前記終了指令の他例としては、前記ステップ9の後に経過時間が所定時間に達したことを条件に自動的に発せられた信号や、後述するステップ11以降の処理が所定回数行われたことを条件に自動的に発せられる信号などとすることも可能である。
Here, the end command can be, for example, a signal input to the control unit 30 from the outside of the hand robot A, a signal input to the control unit 30 in response to an operation of an end button (not shown), or the like.
As another example of the end command, a signal that is automatically issued on the condition that the elapsed time has reached a predetermined time after the step 9, or a process after step 11 described later is performed a predetermined number of times. It is also possible to use a signal that is automatically issued on the condition.

次のステップ11では、制御部30が、把持対象物検出手段40を用いて、ハンド部20に相対する把持対象物Xの移動(位置変化)を検出する。
ここで、前記「移動」は、具体的には、把持対象物Xの移動量(位置変化量)や移動速度等とすることが可能である。この「移動」は、ハンド部20が把持対象物Xを把持し前記ステップ9により全ての関節をロックした後に、把持対象物検出手段40によって検出される把持対象物Xの位置座標や姿勢(角度)の変化に基づき、制御部30によって算出される。
In the next step 11, the control unit 30 detects the movement (position change) of the gripping object X relative to the hand unit 20 using the gripping object detection means 40.
Here, specifically, the “movement” can be a movement amount (position change amount), a movement speed, or the like of the grasped object X. This “movement” is the position coordinate or posture (angle) of the gripping object X detected by the gripping object detection means 40 after the hand unit 20 grips the gripping object X and locks all the joints in step 9. ) Is calculated by the control unit 30 on the basis of the change.

次のステップ12では、前記移動があったか否かを判断し、前記移動があった場合にはステップ13へ処理を移行し、そうでなければ当該フローチャートによる処理を終了する。   In the next step 12, it is determined whether or not the movement has occurred. If the movement has occurred, the process proceeds to step 13, and if not, the process according to the flowchart ends.

ステップ13では、前記移動に応じて、前記目標把持力(ステップ8参照)を大きくなるように補正し、処理をステップ6へ戻す。
この際の補正は、例えば、把持対象物Xの重力方向への移動が検出された場合に、その移動量又は移動速度に応じて前記目標保持力を大きくする。
また、例えば、把持対象物Xの姿勢変化(回転)が検出された場合に、その回転量又は角速度に応じて前記目標保持力を大きくする。
また、把持対象物Xの移動方向が、例えば、掌部22側へ向かう方向等、落下可能性の少ない特定方向である場合には、前記補正を行わないようにする。
In step 13, the target gripping force (see step 8) is corrected so as to increase in accordance with the movement, and the process returns to step 6.
In this correction, for example, when the movement of the grasped object X in the direction of gravity is detected, the target holding force is increased according to the movement amount or the movement speed.
Further, for example, when a posture change (rotation) of the grasped object X is detected, the target holding force is increased according to the rotation amount or the angular velocity.
Further, when the moving direction of the grasped object X is a specific direction with a low possibility of dropping, such as a direction toward the palm 22, for example, the correction is not performed.

なお、フローチャートを省略するが、把持対象物検出手段40の検出値に基づく把持対象物Xの移動方向や移動角度等に応じて、指体21を回転軸aにて内転又は外転させ、その後に、前記ステップ6へ処理を戻し、ハンド部20による把持対象物Xの把持を再実行するようにしてもよい。   Although the flowchart is omitted, depending on the moving direction or moving angle of the gripping object X based on the detection value of the gripping object detection means 40, the finger body 21 is rotated inward or outward on the rotation axis a, Thereafter, the processing may be returned to Step 6 and the gripping of the gripping object X by the hand unit 20 may be performed again.

よって、上記構成のハンドロボットAによれば、指体21を根本側の関節から順番に屈曲させて、把持対象物Xを包み込むように把持するため、把持動作によって把持対象物Xに局部的な強い刺激が加わるようなことを防ぐとともに、ソフトで確実な把持動作を期待することができる。
しかも、一旦把持された把持対象物Xが、自重や振動、他の物体との当接等により、最初の把持位置から移動した場合でも、その移動が継続することのないように、指体21を再動作させて、把持対象物Xをより強く把持することができる。
その上、ハンド部20により把持対象物Xを把持した後は、モータ21aを非通電にするため、消費電力を低減することができる。
Therefore, according to the hand robot A having the above-described configuration, the finger 21 is bent in order from the joint on the root side and is gripped so as to wrap the grip target object X. While preventing a strong stimulus from being applied, a soft and reliable gripping operation can be expected.
In addition, even if the grasped object X once grasped moves from the initial grasping position due to its own weight, vibration, contact with another object, or the like, the finger body 21 does not continue its movement. The gripping object X can be gripped more strongly by operating again.
Moreover, since the motor 21a is de-energized after the gripping object X is gripped by the hand unit 20, the power consumption can be reduced.

また、従来技術のように、指体の根本側に行くにしたがってモータトルクを大きくする必要がないので、各指体21及びハンド部20全体を小型化することができる。
例えば、図6に例示する指体21’のように、一番指先側の関節に最もトルクが大きいモータM4を設け、他の関節には、略同等のトルクのモータM3.M2,M1を設け、これらモータにそれぞれ一方向動力伝達機構21cを具備した態様とすることも可能である。
この指体21’によれば、指根本側のモータM3.M2,M1を屈曲させた後、比較的制御領域の大きいモータM4を高精度に制御して動作させることができ、上記ステップ7以降の制御をきめ細かに行うことができる。
Further, unlike the prior art, there is no need to increase the motor torque as it goes to the base side of the finger, so that each finger 21 and the entire hand unit 20 can be reduced in size.
For example, like the finger body 21 ′ illustrated in FIG. 6, a motor M4 having the largest torque is provided at the joint closest to the fingertip, and motors M3. M2 and M1 may be provided, and each of these motors may include a one-way power transmission mechanism 21c.
According to this finger 21 ', the motor M3. After bending M2 and M1, the motor M4 having a relatively large control region can be controlled and operated with high precision, and the control after step 7 can be performed finely.

<他の変形例>
なお、上記実施態様によれば、弾性部21eを指体21の最先端側に単数設けたが、この弾性部21eは、掌部22から指体21最先端部までの間で指体21が把持対象物Xを把持した際に把持力が作用する部分に設ければよく、他例としては、隣接する節部1,2間の関節に設けた態様、節部2と掌部22の間の関節に設けた態様、指体21の先端部以外の動力伝達経路中に設けた態様、複数箇所に弾性部21eを設けた態様等とすることが可能である。
さらに、他例としては、指体21の機構や節部1,2等の弾性のみを弾性部とし、弾性材料からなる弾性部21eを省いた態様とすることも可能である。
<Other variations>
In addition, according to the said embodiment, although the elastic part 21e was provided in the frontmost side of the finger body 21, this elastic part 21e is the finger body 21 between the palm part 22 and the finger body 21 most advanced part. What is necessary is just to provide in the part which gripping force acts when grasping | ascertaining the object X, as another example, the aspect provided in the joint between the adjacent node parts 1 and 2, between the node part 2 and the palm part 22 The aspect provided in the joint, the aspect provided in the power transmission path other than the tip portion of the finger body 21, the aspect provided with the elastic portions 21e at a plurality of locations, and the like can be employed.
Furthermore, as another example, it is possible to adopt a mode in which only the mechanism of the finger body 21 and the elasticity of the nodes 1 and 2 are used as the elastic part, and the elastic part 21e made of an elastic material is omitted.

また、上記実施態様によれば、特にハンド部20に比較して大きめの把持対象物Xを包み込むように把持するのに好ましい態様として、指体21における複数のモータ21aを指根本側から順番に通電するようにしたが、把持対象物Xの大きさや形状等に応じて前記順番を適宜に変更することが可能である。
例えば、特にハンド部20に比較して小さめの把持対象物Xを把持するのに好ましい態様としては、各指体21における複数のモータ21aを指先側から指根本側に順番に通電することにより、各指体21の関節を指先側から指根本側にかけて順番に屈曲させてゆく。
さらに他例としては、複数のモータ21aを、予め設定された前記以外の順番で通電するようにした態様等とすることも可能である。
Moreover, according to the said embodiment, as a preferable aspect to hold | grip so that the large holding | grip target object X may be wrapped especially compared with the hand part 20, the several motor 21a in the finger body 21 is sequentially ordered from a finger base side. Although energization is performed, the order can be appropriately changed according to the size and shape of the grasped object X.
For example, as a preferred mode for gripping a gripping object X that is smaller than the hand unit 20 in particular, by energizing the plurality of motors 21a in each finger body 21 in order from the fingertip side to the root side, The joint of each finger 21 is bent in order from the fingertip side to the root of the finger.
As another example, it is possible to adopt a mode in which the plurality of motors 21a are energized in a preset order other than the above.

また、上記実施態様において、触覚センサ手段は、モータ21aの負荷電流から屈曲時の反力を感知する態様としたが、この触覚センサの他例としては、モータ21aの負荷電流を検知するものではなく、別体のトルクセンサによりモータ21aの負荷トルクを測定して屈曲時の反力を感知する態様とすることも可能である。
さらに、触覚センサ手段の他例としては、圧力センサ、ひずみゲージ、角度センサ、触覚センサ、又は力覚センサなどを用いた態様とすることも可能であり、例えば、各節部1(又は2)の指腹部側の表面に、把持対象物Xに対し押圧されたことを感知する周知の触覚センサを設けた態様等とすることが可能である。
In the above embodiment, the tactile sensor means detects the reaction force during bending from the load current of the motor 21a. However, as another example of the tactile sensor, the tactile sensor means does not detect the load current of the motor 21a. Instead, it is also possible to measure the load torque of the motor 21a with a separate torque sensor and sense the reaction force during bending.
Furthermore, as another example of the tactile sensor means, a mode using a pressure sensor, a strain gauge, an angle sensor, a tactile sensor, a force sensor, or the like can be employed. For example, each node 1 (or 2) It is possible to adopt a mode in which a known tactile sensor for sensing that the object to be grasped X is pressed is provided on the surface of the finger pad side.

また、上記実施態様によれば、把持対象物検出手段40を用いてハンド部20に対する把持対象物Xの移動を検出する構成としたが、他例としては、ハンド部20における掌部22や指腹部の接触圧力を触覚センサにより検出し、その接触圧力分布に応じて、把持対象物Xの移動を認識する態様とすることも可能である。
さらに、他例としては、ハンド部20とアーム14の接続部分や指体21等の動力伝達経路中の力やモーメントを、トルクセンサや負荷電流値等から検出し、その検出値に基づき把持対象物Xの移動を認識する態様とすることも可能である。
Moreover, according to the said embodiment, although it was set as the structure which detects the movement of the holding | grip target object X with respect to the hand part 20 using the holding | grip target object detection means 40, as another example, the palm part 22 in the hand part 20 or finger | toe It is also possible to detect the abdominal contact pressure with a tactile sensor and recognize the movement of the grasped object X according to the contact pressure distribution.
Further, as another example, a force or moment in a power transmission path such as a connecting portion of the hand unit 20 and the arm 14 or a finger 21 is detected from a torque sensor, a load current value, or the like. It is also possible to recognize the movement of the object X.

また、本発明は上述した実施態様に限定されず、本発明の要旨を変更しない範囲で適宜変更可能である。   Further, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be appropriately changed without departing from the gist of the present invention.

1,2:節部
10:ハンド移動機構
20:ハンド部
21:指体
21a:モータ
21b:調速機構
21c:一方向動力伝達機構
21d:屈伸機構
22:掌部
30:制御部
40:把持対象物検出手段
a,b,c:回転軸
A:ハンドロボット
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 2: Node part 10: Hand moving mechanism 20: Hand part 21: Finger body 21a: Motor 21b: Speed control mechanism 21c: Unidirectional power transmission mechanism 21d: Bending / extending mechanism 22: Palm part 30: Control part 40: Grasping object Object detection means a, b, c: rotation axis A: hand robot

Claims (6)

複数の関節をそれぞれ屈曲及び伸展させる指体と、前記関節毎に設けられたモータと、該モータ毎に設けられモータ側から入力部に加わる動力を出力部に伝達可能で且つ出力側から前記出力部に力が加わった際には前記出力部をロックする一方向動力伝達機構と、前記出力部の動力によって対応する前記関節を屈曲及び伸展させる屈伸機構と、前記指体が把持対象物を把持した際に把持力が作用する部分に設けられた弾性部と、前記関節毎に設けられて該関節が屈曲した際の反力を受けるのを感知する触覚センサ手段とが具備されたハンドロボットの制御方法であって、
前記指体の複数のモータを所定の順番で通電することにより、各モータに対応する前記関節を屈曲させる第1ステップと、
前記触覚センサ手段による感知がある毎に、その感知のあった触覚センサ手段に対応する関節のモータを非通電にして該関節を前記一方向動力伝達機構によりロック状態にする第2ステップと、
全てのモータが非通電になったことを条件に、所定のモータを通電して該モータに対応する関節を屈曲させる第3ステップと、
前記触覚センサ手段の検出値に基づく把持力が目標把持力になったことを条件に、前記所定のモータを含む全てのモータを非通電にして、全ての関節をロック状態にする第4ステップとを含むことを特徴とするハンドロボットの制御方法。
Fingers for flexing and extending a plurality of joints, motors provided for each of the joints, power applied to the input unit from the motor side provided for each motor can be transmitted to the output unit, and the output from the output side When a force is applied to the part, a one-way power transmission mechanism that locks the output part, a bending / extension mechanism that flexes and extends the corresponding joint by the power of the output part, and the finger grips the object to be grasped Of a hand robot provided with an elastic portion provided at a portion where a gripping force is applied and a tactile sensor means provided for each joint to sense a reaction force when the joint is bent. A control method,
A first step of bending the joints corresponding to each motor by energizing a plurality of motors of the finger in a predetermined order;
A second step of de-energizing a motor of a joint corresponding to the sensed tactile sensor means every time the tactile sensor means senses, and bringing the joint into a locked state by the one-way power transmission mechanism;
A third step of energizing a predetermined motor to bend a joint corresponding to the motor on condition that all motors are de-energized;
A fourth step in which all the motors including the predetermined motor are de-energized and all the joints are locked on condition that the gripping force based on the detection value of the tactile sensor means becomes a target gripping force; A method for controlling a hand robot, comprising:
前記指体は、前記各関節を屈曲させた際の可動限界を有し、
前記第2ステップでは、前記触覚センサ手段が、前記可動限界による反力、又は前記指体が把持対象物に押圧させた際の反力を受けるのを感知する毎に、その感知のあった触覚センサ手段に対応する関節のモータを非通電にして該関節を前記一方向動力伝達機構によりロック状態にすることを特徴とする請求項1記載のハンドロボットの制御方法。
The finger body has a movable limit when the joints are bent,
In the second step, whenever the tactile sensor means senses a reaction force due to the movable limit or a reaction force when the finger is pressed against the grasped object, the sensed tactile sense 2. The hand robot control method according to claim 1, wherein the joint motor corresponding to the sensor means is de-energized and the joint is locked by the one-way power transmission mechanism.
把持対象物の初期位置を検出する初期位置検出手段と、複数の前記指体が具備されたハンド部を移動するハンド移動機構とを備え、
前記第1ステップよりも前に、前記初期位置検出手段により把持対象物の初期位置を認識し、該初期位置に応じて前記ハンド移動機構を動作させて、前記ハンド部を、前記把持対象物を把持可能な位置に移動することを特徴とする請求項1又は2記載のハンドロボットの制御方法。
An initial position detecting means for detecting an initial position of a grasped object; and a hand moving mechanism for moving a hand portion provided with a plurality of the fingers.
Prior to the first step, the initial position detecting means recognizes the initial position of the object to be gripped, operates the hand moving mechanism in accordance with the initial position, and moves the hand unit to hold the object to be gripped. The hand robot control method according to claim 1, wherein the hand robot is moved to a grippable position.
前記第1ステップでは、前記指体における複数のモータを指根本側から順番に通電することにより、前記指体の関節を指根本側から順番に屈曲させてゆくことを特徴とする請求項1〜3何れか1項記載のハンドロボットの制御方法。   In the first step, by energizing a plurality of motors in the finger body in order from the finger base side, the joint of the finger body is bent in order from the finger root side. 4. The method for controlling a hand robot according to any one of 3 above. 前記第1ステップでは、前記指体における複数のモータを指先側から順番に通電することにより、前記指体の関節を指先側から順番に屈曲させてゆくことを特徴とする請求項1〜3何れか1項記載のハンドロボットの制御方法。   4. The method according to claim 1, wherein in the first step, a plurality of motors in the finger body are sequentially energized from the fingertip side to bend the joint of the finger body in order from the fingertip side. A method for controlling a hand robot according to claim 1. 前記指体に対する把持対象物の相対的な移動を検出する移動検出手段を備え、前記第4ステップの後、前記移動検出手段により把持対象物の移動があるか否かを判断し、移動がある場合にはその移動に応じて前記目標把持力を大きくなるように補正し、前記第3ステップに処理を戻すことを特徴とする請求項1〜5何れか1項記載のハンドロボットの制御方法。   There is provided a movement detecting means for detecting a relative movement of the grasped object with respect to the finger, and after the fourth step, it is determined whether or not the grasped object is moved by the movement detecting means, and there is a movement. 6. The hand robot control method according to claim 1, wherein the target gripping force is corrected so as to increase in accordance with the movement, and the process returns to the third step.
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