JP2022084909A - ロボットハンド装置 - Google Patents
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Abstract
Description
(多指ロボットの構成)
本発明の第1の実施形態に係るロボットハンド装置である多指ロボット1の構成について、図1及び図2を参照しながら説明する。
指機構10、20、30、40、50は、人間の手の5本指に対応した指構造である。ここでは、指機構10は人間の手の親指に倣った指構造であり、指機構20は人差し指に倣った指構造であり、指機構30は中指に倣った指構造であり、指機構40は薬指に倣った指構造であり、指機構50は小指に倣った指構造である。指機構10、20、30、40、50は、屈曲したり伸展したりする。また、指機構20、30、40、50は、機構同士の間の距離を近づけたり遠ざけたりする(以下、「開閉する」とも呼ぶ)。
上記では、屈曲ワイヤ23a、23bで指機構20全体を屈曲させ、伸展ワイヤ24a、24bで指機構20全体を伸展させることとしたが、これに限定されない。例えば、それぞれ独立駆動される屈曲ワイヤ23a、23b(伸展ワイヤ24a、24b)の適切な制御により、指機構20の各関節を任意に制御してもよい。
指機構10、20、30、40、50のワイヤ配置について、図5~図7を参照しながら説明する。
図8は、駆動力の分配状態を説明するための模式図である。図9は、駆動力の非分配状態を説明するための模式図である。図8(b)及び図9(b)は、図8(a)及び図9(a)の矢印Aから見た模式図である。なお、図8及び図9では、説明の便宜上、連結ワイヤ65の位置を図5に示す位置とは異ならせている。
上記では、指機構20、30、40、50の伸展ワイヤ24b、34b、44b、54bの各々が異なる駆動部70b、70c、70d、70eによって駆動されることとしたが、これに限定されない。例えば、図10に示すように、4つの伸展ワイヤ24b、34b、44b、54bが、一つの駆動部によって駆動されてもよい。
図11は、第2変形例を説明するための模式図である。第2変形例では、連結ワイヤ61、62、63が、屈曲ワイヤ23a、33a、43a、53a同士の間を連結し、連結ワイヤ65、66、67が、屈曲ワイヤ23b、33b、43b、53b同士の間を連結している。
第1の実施形態の多指ロボット1は、指機構20、30、40、50の屈曲ワイヤ23a、33a、43a、53a(屈曲ワイヤ23b、33b、43b、53b)同士の間を連結している連結ワイヤ61、62、63、64(連結ワイヤ65、66、67、68)を有する。そして、多指ロボット1においては、指機構20、30、40、50のうちの少なくとも2つの指機構(ここでは、指機構20、30)が曲げ動作する際に、指機構20の姿勢と指機構30の姿勢との差異が所定差よりも大きい場合には、指機構30の屈曲ワイヤ33a、33bを駆動させる駆動部70cに、伸長した連結ワイヤ61、65を介して指機構20の曲げ動作をアシストさせる。
2つの指機構20、30の姿勢の差異が大きい場合には、一方の指機構が動作に寄与する(例えば、指機構20が指機構10と共に物体Mを掴む)一方で、他方の指機構(指機構30)は動作に寄与しないケースが想定される。この場合、本来なら動作に寄与しない指機構30を駆動させる駆動部70cが指機構20の駆動をアシストすることで、駆動部70cを有効活用できる。また、駆動部70b、70cで一つの指機構20を駆動できるので、指機構20を駆動部70bのみで駆動させる場合に比べて、駆動部70bを小型化することが可能となる。同様に、駆動部70c、70d、70eも小型化できる。
第2の実施形態の多指ロボット2は、上述した第1の実施形態の多指ロボット1に対して、ワイヤの配置が異なる。多指ロボット2のワイヤ以外の構成については、多指ロボット1と同様な構成である。
多指ロボット2の指機構10、20、30、40、50のワイヤ配置について、図14~図17を参照しながら説明する。
第2の実施形態でも、多指ロボット1は、指機構20、30、40、50の屈曲ワイヤ23b、33b、43b、53b同士の間を連結している連結ワイヤ65、66、67、68を有する。そして、制御部80は、例えば動作に関与する指機構20と動作に関与しない指機構30を曲げる際に、指機構30の駆動部70cの駆動力を連結ワイヤ65を介して指機構20に伝達させる。これにより、動作に寄与しない駆動部70cを有効活用できる。
第3の実施形態に係る多指ロボットの指機構の構成について、図18及び図19を参照しながら説明する。第3の実施形態に係る指機構120、130においては、前述した図17に示す指機構20、30の構成に対して、4つの関節部の配列順番と開閉ワイヤの配置状態とが異なる。
20 指機構
23a、23b 屈曲ワイヤ
24a、24b、24c 伸展ワイヤ
30 指機構
33a、33b 屈曲ワイヤ
34a、34b 伸展ワイヤ
40 指機構
43a、43b 屈曲ワイヤ
44a、44b 伸展ワイヤ
50 指機構
53a、53b 屈曲ワイヤ
54a、54b、54c 伸展ワイヤ
61、62、63、64 連結ワイヤ
65、66、67、68 連結ワイヤ
70b、70c、70d、70e 駆動部
70f、70g、70h 駆動部
80 制御部
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- 本明細書に記載の発明。
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