JP2022100878A - ロボットハンド - Google Patents

Abstract

【課題】一方側と他方側の２つのリンクとを開閉動作させると共に一方側と他方側の２つのリンクを連結するリンクを同期して動作させるロボットハンドを提供する。【解決手段】一方側第１ギアと他方側第１ギアと他方側第１ギアと連動して逆方向に回動する一方側第２ギアと、一方側第１ギアと連動して逆方向に回動する他方側第２ギアと、一方側第１ギアの回動と連動する一方側第１リンクと一方側第２ギアの回動と連動する一方側第２リンクと、一方側第１リンクの一方側第１ギアの側とは反対の側と、一方側第２リンクの一方側第２ギアの側とは反対の側とを連結する一方側第３リンクと、他方側第２ギアの回動と連動する他方側第１リンクと、他方側第１ギアの回動と連動する他方側第２リンクと、他方側第１リンクの他方側第２ギアの側とは反対の側と、他方側第２リンクの他方側第１ギアの側とは反対の側とを連結する他方側第３リンクとを備える。【選択図】図２

Description

本発明は、ロボットハンドに関する。

特許文献１には、ベースと、把持爪と、ベースと把持爪とを連結するチェビシェフリンク機構と、ベースに固定されたハウジングと、ベース及びハウジングの少なくとも一方に回動可能に支持され、チェビシェフリンク機構へ動力を入力する入力軸と、入力軸と平行な出力軸を有し、ハウジングに支持されたモータと、入力軸と同軸上に配設され、ハウジングに回動可能に支持された伝動軸と、出力軸から伝動軸へ動力を伝達する動力伝達機構と、伝動軸と入力軸との間に設けられた減速装置と、を備えるロボットハンドが開示されている。

特許文献２には、回転軸を有するモーターと、ワークを把持する複数の爪部と、モーターの回転運動を爪部がワークを把持する運動に変換する運動伝達経路に設けられた伝達部とを備えたロボットハンドであって、伝達部は、モーターの回転軸が連結され回転する駆動側マグネットと、この駆動側マグネットの近傍に爪部毎に対応して配置して、磁力によって駆動側マグネットの回転力が伝達され回転する受動側マグネットと、を有しているロボットハンドが開示されている。

特許文献３には、基台に複数の指機構を設けてなり、複数の指機構が互いの指先部を接離させるよう動作する構成のロボットハンドであって、複数の指機構の少なくとも１つが、基台に支持される基端部を中心にして回転駆動される原動節と、基端部が基台に揺動可能に連結された従動節と、基端部が原動節の先端部に揺動可能に連結されて中央部が従動節の先端部に揺動可能に連結された中間節と、を備えるチェビシェフリンク機構によって構成され、中間節の先端部に指先部が設けられるロボットハンドが開示されている。

特許文献４には、基部と、基部に回転可能に連結される第一の指リンクと、第一の指リンクに回転可能に連結される第二の指リンクと、第二の指リンクに回転可能に連結される第三の指リンクと、第一の指リンクに対する第二の指リンクの相対的な回転と第二の指リンクに対する第三の指リンクの相対的な回転を連動させる補助リンクと、基部に対して第一の指リンクが相対的に回転するように、第一の指リンクに駆動力を付与する第一のアクチュエータと、第一の指リンクに対して第二の指リンクが相対的に回転し、かつ第二の指リンクに対して第三の指リンクが相対的に回転するように、第二の指リンク及び第三の指リンクの少なくとも一方に駆動力を付与する第二のアクチュエータと、を備えるロボットハンドが開示されている。

国際公開ＷＯ２０１６／０６３３１４号公報 特開２０１５－２３１６５２号公報 国際公開ＷＯ２０１０／００７７９５号公報 特開２０１４－９７５４６号公報

一方側ギアが一方側の２つのリンクを動作させ、他方側ギアが他方側の２つのリンクを動作させる構成は考えられる。しかしながら、このような構成では、一方側の２つのリンクも、他方側の２つのリンクも、常に同期して動作することになる。従って、このような構成では、一方側の２つのリンクと他方側の２つのリンクとを開閉動作させると共に一方側の２つのリンクを連結するリンクと他方側の２つのリンクを連結するリンクとを同期して動作させるようなことはできない。

本発明の目的は、一方側の２つのリンクと他方側の２つのリンクとを開閉動作させると共に一方側の２つのリンクを連結するリンクと他方側の２つのリンクを連結するリンクとを同期して動作させることを可能にすることにある。

かかる目的のもと、本発明は、一方側アクチュエータにより回動する一方側第１ギアと、他方側アクチュエータにより回動する他方側第１ギアと、他方側第１ギアと連動して逆方向に回動する一方側第２ギアと、一方側第１ギアと連動して逆方向に回動する他方側第２ギアと、一方側第１ギアの回動と連動する一方側第１リンクと、一方側第２ギアの回動と連動する一方側第２リンクと、一方側第１リンクの一方側第１ギアの側とは反対の側と、一方側第２リンクの一方側第２ギアの側とは反対の側とを連結する一方側第３リンクと、他方側第２ギアの回動と連動する他方側第１リンクと、他方側第１ギアの回動と連動する他方側第２リンクと、他方側第１リンクの他方側第２ギアの側とは反対の側と、他方側第２リンクの他方側第１ギアの側とは反対の側とを連結する他方側第３リンクとを備えたロボットハンドを提供する。

ロボットハンドは、一方側アクチュエータと他方側アクチュエータとを同時に動作させることにより、一方側第１リンク及び一方側第２リンクと、他方側第１リンク及び他方側第２リンクとが開閉動作をするように制御し、一方側アクチュエータを停止して他方側アクチュエータを動作させることにより、一方側第２リンク及び一方側第３リンクと、他方側第２リンク及び他方側第３リンクとが同期して動作するように制御する制御装置を更に備えた、ものであってよい。

ロボットハンドは、一方側第３リンクに連結された一方側指先部を更に備えた、ものであってよい。その場合、一方側指先部は、一方側第１リンク及び一方側第２リンクとは反対側に延伸し、一方側第１リンク及び一方側第２リンクの側に折り曲げ可能に構成されている、ものであってよい。また、一方側指先部は、一方側指先部が把持する物体の落下を防止するためのストッパを備えた、ものであってよい。

また、ロボットハンドは、他方側第３リンクに連結された他方側指先部を更に備えた、ものであってよい。その場合、他方側指先部は、一方側指先部により固定された物体の方向へ送風可能な送風機構を備えた、ものであってよい。また、ロボットハンドは、一方側指先部と他方側指先部との中間に設けられたクリッパを更に備えた、ものであってよい。また、他方側指先部は、一方側指先部よりも短い、ものであってよい。

更に、ロボットハンドは、一方側指先部に設けられた一方側吸着部と、他方側指先部に設けられた他方側吸着部とを更に備えた、ものであってよい。その場合、ロボットハンドは、一方側指先部と他方側指先部との中間に設けられた中間吸着部を更に備えた、ものであってよい。

ロボットハンドは、一方側第３リンクに連結された一方側指先部及び他方側第３リンクに連結された他方側指先部の少なくとも１つである指先部と、一方側指先部に設けられた一方側吸着部、他方側指先部に設けられた他方側吸着部、及び一方側指先部と他方側指先部との中間に設けられた中間吸着部の少なくとも１つである吸着部とを更に備えた、ものであってよい。その場合、ロボットハンドは、物体を認識し、物体の把持方法として指先部で把持する方法が登録されている場合に、物体を指先部で把持するように制御し、物体の把持方法として吸着部で把持する方法が登録されている場合に、物体を吸着部で把持するように制御する制御装置を更に備えた、ものであってよい。その場合、制御装置は、物体の把持方法として指先部及び吸着部の両方で把持する方法が登録されている場合に、物体を指先部及び吸着部の両方で把持するように制御する、ものであってよい。

また、制御装置は、物体の把持方法が登録されていない場合に、物体の指先部での把持、及び物体の吸着部での把持の少なくとも１つを行うように制御し、物体の指先部での把持が成功した場合に、物体の把持方法として指先部で把持する方法を登録し、物体の吸着部での把持が成功した場合に、物体の把持方法として吸着部で把持する方法を登録する、ものであってよい。その場合、制御装置は、物体の指先部での把持が成功したことを触覚センサもしくは力覚センサが検出するように、又は、電流センサがトルクセンシングにより検出するように制御し、物体の吸着部での把持が成功したことを気圧センサが検出するように制御する、ものであってよい。また、制御装置は、物体の把持方法が登録されていない場合に、指先部及び吸着部の両方での把持を行うように制御し、物体の指先部及び吸着部の両方での把持が成功した場合に、物体の把持方法として指先部及び吸着部の両方で把持する方法を登録する、ものであってよい。

本発明によれば、一方側の２つのリンクと他方側の２つのリンクとを開閉動作させると共に一方側の２つのリンクを連結するリンクと他方側の２つのリンクを連結するリンクとを同期して動作させることが可能になる。

本発明の第１の実施の形態におけるロボットの全体構成例を示した図である。 本発明の第１の実施の形態におけるロボットのハンド部の斜視図である。 図２におけるハンド部を切断したときの断面を示す斜視図である。 図３におけるハンド部を切断したときの断面を示す斜視図である。 本発明の第１の実施の形態におけるロボットのコントローラの機能構成例を示したブロック図である。 本発明の第１の実施の形態におけるロボットのコントローラの動作例を示したフローチャートである。 本発明の第１の実施の形態におけるロボットのコントローラの動作例を示したフローチャートである。 （ａ），（ｂ）は、本発明の第２の実施の形態におけるハンド部について説明するための図である。 （ａ）～（ｃ）は、本発明の第３の実施の形態におけるハンド部について説明するための図である。 本発明の第４の実施の形態におけるハンド部について説明するための図である。 （ａ），（ｂ）は、本発明の第５の実施の形態におけるハンド部について説明するための図である。 （ａ），（ｂ）は、本発明の第６の実施の形態におけるハンド部について説明するための図である。 （ａ），（ｂ）は、本発明の第７の実施の形態におけるハンド部について説明するための図である。 （ａ）～（ｃ）は、本発明の第８の実施の形態におけるハンド部について説明するための図である。

［第１の実施の形態］
図１は、第１の実施の形態におけるロボット１０の全体構成例を示した図である。ロボット１０は、アーム部１００と、三次元情報取得装置１５０と、インターフェースケーブル１５１と、ハンド部２００と、インターフェースケーブル２０１と、コントローラ３００とを備える。

アーム部１００は、ハンド部２００を所望の位置に位置付ける。アーム部１００は、これに限るものではないが、リンク１１１～１１７と、関節１２１～１２６とを含む。リンク１１１～１１７は、人間の下腕、上腕、手首等に相当する部分である。関節１２１～１２６は、人間の関節に相当する部分であり、リンク１１１～１１７のうちの隣接するリンクを少なくとも１つの方向に回転可能に連結する。図では、これに限るものではないが、関節１２１～１２６はそれぞれ、隣接するリンクを、以下のように回転可能としている。関節１２１は、リンク１１１に対してリンク１１２を、リンク１１１の中心軸周りに回転可能としている。関節１２２は、リンク１１２に対してリンク１１３を、リンク１１２，１１３を含む平面に垂直な軸周りに回転可能としている。関節１２３は、リンク１１３に対してリンク１１４を、関節１２５は、リンク１１５に対してリンク１１６を、関節１２２と同様に回転可能としている。関節１２４は、リンク１１４に対してリンク１１５を、関節１２６は、リンク１１６に対してリンク１１７を、関節１２１と同様に回転可能としている。

三次元情報取得装置１５０は、例えば、ハンド部２００に設けられた装置であり、扇形の半径方向の破線で挟まれた範囲内の三次元情報を取得する。三次元情報とは、その範囲内の物体の輪郭上の点群からなる情報である。ここで、三次元情報取得装置１５０は、三次元情報を取得可能な装置であれば、如何なる装置でもよい。例えば、３Ｄカメラであってもよいし、超音波等を用いたセンサであってもよい。

インターフェースケーブル１５１は、三次元情報取得装置１５０からコントローラ３００へ三次元情報を送信するためのケーブルである。

ハンド部２００は、ロボット１０の用途に応じた実際の操作を行う部分である。ハンド部２００は、アーム部１００の先端に取り付けられている。ハンド部２００の詳細については、後述する。

インターフェースケーブル２０１は、コントローラ３００からハンド部２００へ動作指示を送信したり、ハンド部２００からコントローラ３００へ後述する各種センサ信号を送信したりするためのケーブルである。

コントローラ３００は、ロボット１０全体を制御する。コントローラ３００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）３０１と、ＲＯＭ（Read Only Memory）３０２と、ＲＡＭ（Random Access Memory）３０３と、インターフェース（Ｉ／Ｆ）３０４とが、バス３０５を介して接続されることにより構成されている。ＣＰＵ３０１は、ＲＯＭ３０２等に記憶された各種プログラムをＲＡＭ３０３にロードして実行することにより、後述する各機能を実現する。ＲＯＭ３０２は、ＣＰＵ３０１が実行する各種プログラム等を記憶するメモリである。ＲＡＭ３０３は、ＣＰＵ３０１の作業用メモリ等として用いられるメモリである。Ｉ／Ｆ３０４は、三次元情報取得装置１５０との間でインターフェースケーブル１５１を介して、ハンド部２００との間でインターフェースケーブル２０１を介して、各種情報の送受信を行う。また、Ｉ／Ｆ３０４は、アーム部１００との間、及びネットワークとの間でも各種情報の送受信を行う。

図２は、第１の実施の形態におけるロボット１０のハンド部２００の斜視図である。尚、以下では、図中左側を単に「左側」と称し、図中右側を単に「右側」と称する。視点位置によっては、左側が手前側になって右側が奥側になること、左側が右側になって右側が左側になること、左側が奥側になって右側が手前側になること等があるので、左側は一方側の一例であり、右側は他方側の一例である。

図示するように、ハンド部２００は、基部２０５を含む。基部２０５は、ハンド部２００の基礎となる部分である。

ハンド部２００は、モータ２１１ａ，２１１ｂを含む。モータ２１１ａは、基部２０５の左側の部分に配置された動力源である。モータ２１１ｂは、基部２０５の右側の部分に配置された動力源である。モータ２１１ａは一方側アクチュエータの一例であり、モータ２１１ｂは他方側アクチュエータの一例である。モータ２１１ａ，２１１ｂは、これらを区別する必要がない場合は、モータ２１１と称することもある。

ハンド部２００は、第１ギア２２１ａ，２２１ｂを含む。第１ギア２２１ａは、基部２０５の左側でモータ２１１ａに接続するように配置され、モータ２１１ａが回転することにより回転する。第１ギア２２１ｂは、基部２０５の右側でモータ２１１ｂに接続するように配置され、モータ２１１ｂが回転することにより回転する。第１ギア２２１ａは一方側第１ギアの一例であり、第１ギア２２１ｂは他方側第１ギアの一例である。第１ギア２２１ａ，２２１ｂは、これらを区別する必要がない場合は、第１ギア２２１と称することもある。

ハンド部２００は、第２ギア２２２ａ，２２２ｂを含む。第２ギア２２２ａは、基部２０５の左側で第１ギア２２１ｂと噛み合うように配置され、第１ギア２２１ｂが回転することによりこれとは逆方向に回転する。第２ギア２２２ｂは、基部２０５の右側で第１ギア２２１ａと噛み合うように配置され、第１ギア２２１ａが回転することによりこれとは逆方向に回転する。第２ギア２２２ａは一方側第２ギアの一例であり、第２ギア２２２ｂは他方側第２ギアの一例である。第２ギア２２２ａ，２２２ｂは、これらを区別する必要がない場合は、第２ギア２２２と称することもある。

ここで、第１ギア２２１ａ及び第２ギア２２２ａは、第１関節Ｊ１ａを構成し、第１ギア２２１ｂ及び第２ギア２２２ｂは、第１関節Ｊ１ｂを構成する。第１関節Ｊ１ａ，Ｊ１ｂは、これらを区別する必要がない場合は、第１関節Ｊ１と称することもあり、第２関節Ｊ２ａ，Ｊ２ｂは、これらを区別する必要がない場合は、第２関節Ｊ２と称することもある。

ハンド部２００は、第１リンク２３１ａ，２３１ａ’，２３１ｂを含む。第１リンク２３１ａ，２３１ａ’，２３１ｂは、各指の内側のリンクである。第１リンク２３１ａ，２３１ａ’は、第１ギア２２１ａに連結され、第１ギア２２１ａが回転することにより指が開閉する方向に動く。第１リンク２３１ａと第１リンク２３１ａ’とは、剛体として一体化している。第１リンク２３１ｂは、第２ギア２２２ｂに連結され、第２ギア２２２ｂが回転することにより指が開閉する方向に動く。第１リンク２３１ａ，２３１ａ’は一方側第１リンクの一例であり、第１リンク２３１ｂは他方側第１リンクの一例である。第１リンク２３１ａ，２３１ａ’，２３１ｂは、これらを区別する必要がない場合は、第１リンク２３１と称することもある。

ハンド部２００は、第２リンク２３２ａ，２３２ａ’，２３２ｂを含む。第２リンク２３２ａ，２３２ａ’，２３２ｂは、各指の外側のリンクである。第２リンク２３２ａ，２３２ａ’は、第２ギア２２２ａに連結され、第２ギア２２２ａが回転することにより指が開閉する方向に動く。第２リンク２３２ａと第２リンク２３２ａ’とは、剛体として一体化している。第２リンク２３２ｂは、第１ギア２２１ｂに連結され、第１ギア２２１ｂが回転することにより指が開閉する方向に動く。第２リンク２３２ａ，２３２ａ’は一方側第２リンクの一例であり、第２リンク２３２ｂは他方側第２リンクの一例である。第２リンク２３２ａ，２３２ａ’，２３２ｂは、これらを区別する必要がない場合は、第２リンク２３２と称することもある。

ハンド部２００は、第３リンク２３３ａ，２３３ａ’，２３３ｂを含む。第３リンク２３３ａ，２３３ａ’，２３３ｂは、各指の内側のリンクと外側のリンクとをつなぐリンクである。第３リンク２３３ａは、第１リンク２３１ａの第１ギア２２１ａに連結されていない側の端部と、第２リンク２３２ａの第２ギア２２２ａに連結されていない側の端部とを連結する。第３リンク２３３ａ’は、第１リンク２３１ａ’の第１ギア２２１ａに連結されていない側の端部と、第２リンク２３２ａ’の第２ギア２２２ａに連結されていない側の端部とを連結する。第３リンク２３３ｂは、第１リンク２３１ｂの第１ギア２２１ｂに連結されていない側の端部と、第２リンク２３２ｂの第２ギア２２２ｂに連結されていない側の端部とを連結する。第３リンク２３３ａ，２３３ａ’は一方側第３リンクの一例であり、第３リンク２３３ｂは他方側第３リンクの一例である。第３リンク２３３ａ，２３３ａ’，２３３ｂは、これらを区別する必要がない場合は、第３リンク２３３と称することもある。

ここで、第１リンク２３１ａと第２リンク２３２ａと第３リンク２３３ａとが連結する部分は、第２関節Ｊ２ａを構成する。また、第１リンク２３１ａ’と第２リンク２３２ａ’と第３リンク２３３ａ’とが連結する部分は、第２関節Ｊ２ａ’を構成する。更に、第１リンク２３１ｂと第２リンク２３２ｂと第３リンク２３３ｂとが連結する部分は、第２関節Ｊ２ｂを構成する。第２関節Ｊ２ａ，Ｊ２ａ’，Ｊ２ｂは、これらを区別する必要がない場合は、第２関節Ｊ２と称することもある。

図３は、図２におけるハンド部２００を第１ギア２２１ａ及び第２ギア２２２ｂを含む平面で切断したときの断面を示す斜視図である。また、図４は、図２におけるハンド部２００を第１ギア２２１ｂ及び第２ギア２２２ａを含む平面で切断したときの断面を示す斜視図である。

以下、図２乃至図４を参照して、モータ２１１ａ，２１１ｂが、第１リンク２３１ａ，２３１ａ’，２３１ｂ、第２リンク２３２ａ，２３２ａ’，２３２ｂ、及び第３リンク２３３ａ，２３３ａ’，２３３ｂを回転させる場合の動作について説明する。

まず、第１リンク２３１ａ，２３１ａ’，２３１ｂを回転させる場合の動作について説明する。

この場合は、モータ２１１ａを回転させる。これにより、モータ２１１ａに接続された第１ギア２２１ａが、図３の矢印Ｒ１ａで示すように回転する。そして、第１ギア２２１ａに連結された第１リンク２３１ａ’が、図３の矢印Ｓ１ａで示すように回転する。また、第１リンク２３１ａは、第１リンク２３１ａ’に固定されているので、第１リンク２３１ａ’と同時に回転する。

一方、第１ギア２２１ａが回転すると、第１ギア２２１ａと噛み合う第２ギア２２２ｂが、図３の矢印Ｒ１ｂで示すように回転する。そして、第２ギア２２２ｂに連結された第１リンク２３１ｂが、図３の矢印Ｓ１ｂで示すように回転する。

このように、モータ２１１ａを回転させると、それに連動して第１リンク２３１ａ，２３１ａ’がモータ２１１ａの回転軸周りに回転し、第１リンク２３１ｂがモータ２１１ｂの回転軸周りに第１リンク２３１ａ，２３１ａ’とは逆回りに同じ角度だけ回転する。

次に、第２リンク２３２ａ，２３２ａ’，２３２ｂを回転させる場合の動作について説明する。

この場合は、モータ２１１ｂを回転させる。これにより、モータ２１１ｂに接続された第１ギア２２１ｂが、図４の矢印Ｒ２ｂで示すように回転する。そして、第１ギア２２１ｂに連結された第２リンク２３２ｂが、図４の矢印Ｓ２ｂで示すように回転する。尚、図４では、切断面の位置の関係で第２リンク２３２ｂが第１ギア２２１ｂに連結していないようになっているが、実際には連結しているものとする。

一方、第１ギア２２１ｂが回転すると、第１ギア２２１ｂと噛み合う第２ギア２２２ａが、図４の矢印Ｒ２ａで示すように回転する。そして、第２ギア２２２ａに連結された第２リンク２３２ａ’が、図４の矢印Ｓ２ａで示すように回転する。また、第２リンク２３２ａは、第２リンク２３２ａ’に固定されているので、第２リンク２３２ａ’と同時に回転する。

このように、モータ２１１ｂを回転させると、それに連動して第２リンク２３２ｂがモータ２１１ｂの回転軸周りに回転し、第２リンク２３２ａ，２３２ａ’がモータ２１１ａの回転軸周りに第２リンク２３２ｂとは逆回りに同じ角度だけ回転する。

次いで、第３リンク２３３ａ，２３３ａ’，２３３ｂを回転させる場合の動作について説明する。

この場合は、例えばモータ２１１ａを停止し、モータ２１１ｂを回転させる。これにより、モータ２１１ｂに接続された第１ギア２２１ｂと、第１ギア２２１ｂに連結された第２リンク２３２ｂとが回転する。

一方、第１ギア２２１ｂと噛み合う第２ギア２２２ａが回転し、第２ギア２２２ａに連結された第２リンク２３２ａ’が回転する。また、第２リンク２３２ａは、第２リンク２３２ａ’に固定されているので、第２リンク２３２ａ’と同時に回転する。

前述のように、モータ２１１ｂを回転させると、それに連動して第２リンク２３２ｂがモータ２１１ｂの回転軸周りに回転し、第２リンク２３２ａ，２３２ａ’がモータ２１１ａの回転軸周りに第２リンク２３２ｂとは逆回りに同じ角度だけ回転する。しかしながら、モータ２１１ａが停止しており、第１リンク２３１ａ，２３１ａ’，２３１ｂが動かないので、第３リンク２３３ａ，２３３ａ’，２３３ｂが連動して各指の第２関節Ｊ２周りに回転する。つまり、第３リンク２３３ａ，２３３ａ’，２３３ｂが同期して内側に曲がるように動作する。

即ち、モータ２１１ａとモータ２１１ｂとを同時に同じ角度回転させれば、３本の指の第１関節Ｊ１が同時に回転し、モータ２１１ａを停止してモータ２１１ｂを回転させれば、３本の指の第２関節Ｊ２だけが同時に回転する。この動きの組み合わせにより、第１関節Ｊ１及び第２関節Ｊ２を３本の指どうしで連動させて、任意の角度に回転させることができる。

尚、ここでは、第１ギア２２１と第２ギア２２２とが直接噛み合うようにしたが、これには限らない。第１ギア２２１と第２ギア２２２とは連動して互いに逆方向に回動するようにしてもよい。

例えば、第１ギア２２１の側から第２ギア２２２の側へ順に第１中間ギア、第２中間ギアを設け、これらの中間ギアを介して第１ギア２２１と第２ギア２２２とを連動させてもよい。その具体的な態様としては、次の２つの態様が例示される。

第１の態様は、第１ギア２２１と第１中間ギアとをチェーンで繋ぎ、第１中間ギアと第２中間ギアとを直接噛み合うようにし、第２ギア２２２と第２中間ギアとをチェーンで繋いだ態様である。

第２の態様は、第１ギア２２１と第１中間ギア、第１中間ギアと第２中間ギア、第２中間ギアと第２ギア２２２をそれぞれ、直接噛み合うようにした態様である。

また、再び図２乃至図４を参照して、ハンド部２００の構成の説明を続ける。

ハンド部２００は、指先部２４１ａ，２４１ａ’，２４１ｂと、指腹部２４２ａ，２４２ａ’，２４２ｂと、触覚センサ２４３ａ，２４３ａ’，２４３ｂとを含む。

指先部２４１ａ，２４１ａ’，２４１ｂはそれぞれ、第３リンク２３３ａ，２３３ａ’，２３３ｂに連結されており、人間の指先に相当する部分である。指先部２４１ａ，２４１ａ’は一方側指先部の一例であり、指先部２４１ｂは他方側指先部の一例である。指先部２４１ａ，２４１ａ’，２４１ｂは、これらを区別する必要がない場合は、指先部２４１と称することもある。また、上記では指先部２４１ａ，２４１ａ’，２４１ｂを設けたが、このうち少なくとも１つを設けることとしてもよい。その意味で、指先部２４１は、一方側第３リンクに連結された一方側指先部及び他方側第３リンクに連結された他方側指先部の少なくとも１つである指先部の一例と捉えることもできる。

指腹部２４２ａ，２４２ａ’，２４２ｂはそれぞれ、指先部２４１ａ，２４１ａ’，２４１ｂの内側に取り付けられており、人間の指の腹に相当する部分である。指腹部２４２ａ，２４１ａ’，２４１ｂは、例えば、弾性のある軟質材料で構成されるとよい。指腹部２４２ａ，２４２ａ’，２４２ｂは、これらを区別する必要がない場合は、指腹部２４２と称することもある。

触覚センサ２４３ａ，２４３ａ’，２４３ｂはそれぞれ、指先部２４１ａ，２４１ａ’，２４１ｂ内に設けられている。触覚センサ２４３ａ，２４３ａ’，２４３ｂは、図２では見えないので図示していない。触覚センサ２４３ｂは、図３及び図４の断面図では見えるので図示しているが、触覚センサ２４３ａ，２４３ａ’は、図３及び図４の断面図でも見えないので図示していない。触覚センサ２４３ａ，２４３ａ’，２４３ｂはそれぞれ、指先部２４１ａ，２４１ａ’，２４１ｂが物体を把持したことを検知する。具体的には、指先部２４１ａ，２４１ａ’，２４１ｂが物体を把持した際に、指腹部２４２ａ，２４２ａ’，２４２ｂが所定の支点を中心として若干の角度回転して触覚センサ２４３ａ，２４３ａ’，２４３ｂに接触することにより、このような検知を行う。触覚センサ２４３ａ，２４３ａ’，２４３ｂは、これらを区別する必要がない場合は、触覚センサ２４３と称することもある。尚、触覚センサ２４３に代えて、力覚センサを設けてもよい。或いは、触覚センサ２４３に代えて、電流センサを設け、電流センサがトルクセンシングにより同様の検知を行うようにしてもよい。

また、ハンド部２００は、吸着パッド２５１ａ，２５１ａ’，２５１ｂ，２５１ｃと、吸引ポンプ２５２ａ，２５２ａ’，２５２ｂ，２５２ｃとを含む。

吸着パッド２５１ａ，２５１ａ’，２５１ｂはそれぞれ、指先部２４１ａ及び指腹部２４２ａ、指先部２４１ａ’及び指腹部２４２ａ’、指先部２４１ｂ及び指腹部２４２ｂに取り付けられている。吸着パッド２５１ａ，２５１ａ’，２５１ｂはそれぞれ、指先部２４１ａ及び指腹部２４２ａ、指先部２４１ａ’及び指腹部２４２ａ’、指先部２４１ｂ及び指腹部２４２ｂで物体を吸着して把持するためのものである。これにより、例えば、吸着パッド２５１ａ，２５１ａ’で名刺の一端を吸着して持ち上げ、吸着パッド２５１ｂでその一端を反対側から挟むように吸着して名刺を把持し、名刺入れに収納するようなことも可能となる。或いは、例えば、布や紙のしわを、吸着パッド２５１ａ，２５１ａ’でその一端を吸着し、吸着パッド２５１ｂでその他端を吸着させて、指先部２４１ａ，２４１ａ’と指先部２４１ｂとを広げることにより、伸ばすようなことも可能となる。ここで、吸着パッド２５１ａ，２５１ａ’，２５１ｂは着脱可能になっているので、図の取り付け位置はあくまで一例であり、指先部２４１ａ，２４１ａ’，２４１ｂ又は指腹部２４２ａ，２４２ａ’，２４２ｂの任意の位置に取り付けられてよい。吸着パッド２５１ａ，２５１ａ’は一方側吸着部の一例であり、吸着パッド２５１ｂは他方側吸着部の一例である。また、吸着パッド２５１ａ，２５１ａ’，２５１ｂを指腹部２４２ａ，２４２ａ’，２４２ｂに取り付けるのに代えて、指腹部２４２ａ，２４２ａ’，２４２ｂをジャミング転移表皮とし、指腹部２４２ａ，２４２ａ’，２４２ｂで物体を把持できるようにしてもよい。この場合、指腹部２４２ａ，２４２ａ’は一方側吸着部の一例であり、指腹部２４２ｂは他方側吸着部の一例である。

吸着パッド２５１ｃは、指先部２４１ａ，２４１ａ’と指先部２４１ｂとの中間の基部２０５の上面、つまり、人間の手で言えば手のひらの部分に設けられている。吸着パッド２５１ｃは、指を広げた状態で物体を吸着して把持するためのものである。吸着パッド２５１ｃは中間吸着部の一例である。

吸着パッド２５１ａ，２５１ａ’，２５１ｂ，２５１ｃは、これらを区別する必要がない場合は、吸着パッド２５１と称することもある。また、上記では吸着パッド２５１ａ，２５１ａ’，２５１ｂ，２５１ｃを設けたが、このうち少なくとも１つを設けることとしてもよい。その意味で、吸着パッド２５１は、一方側指先部に設けられた一方側吸着部、他方側指先部に設けられた他方側吸着部、及び一方側指先部と他方側指先部との中間に設けられた中間吸着部の少なくとも１つである吸着部の一例と捉えることもできる。

吸引ポンプ２５２ａ，２５２ａ’，２５２ｂはそれぞれ、指先部２４１ａ，２４１ａ’，２４１ｂ内に設けられ、吸着パッド２５１ａ，２５１ａ’，２５１ｂに吸引管路を介して接続される。吸引ポンプ２５２ｃは、基部２０５内に設けられ、吸着パッド２５１ｃに吸引管路を介して接続される。吸引ポンプ２５２ａ，２５２ａ’，２５２ｂ，２５２ｃは、図２では見えないので図示していない。吸引ポンプ２５２ａ，２５２ａ’，２５２ｂ，２５２ｃは、図３及び図４の断面図でも見えないので図示していない。吸引ポンプ２５２ａ，２５２ａ’，２５２ｂ，２５２ｃはそれぞれ、吸着パッド２５１ａ，２５１ａ’，２５１ｂ，２５１ｃ内から空気を吸引して、吸着パッド２５１ａ，２５１ａ’，２５１ｂ，２５１ｃに物体を吸着させる。ここで、上記の吸引ポンプ２５２ａ，２５２ａ’，２５２ｂ，２５２ｃの設置位置はあくまで一例である。吸引ポンプ２５２ａ，２５２ａ’，２５２ｂ，２５２ｃの全てを基部２０５内に設けてもよい。吸引ポンプ２５２ａ，２５２ａ’，２５２ｂ，２５２ｃは、これらを区別する必要がない場合は、吸引ポンプ２５２と称することもある。

尚、上記では、吸着パッド２５１ｃとして３つの吸着パッドを設けたが、これには限らない。例えば、これら３つの吸着パッドを包含する大きさの１つの吸着パッドを設けてもよい。

また、ハンド部２００は、気圧センサ２６１ａ，２６１ａ’，２６１ｂ，２６１ｃを含む。気圧センサ２６１ａ，２６１ａ’，２６１ｂはそれぞれ、指先部２４１ａ，２４１ａ’，２４１ｂ内の吸引管路に接続される。気圧センサ２６１ｃは、基部２０５内の吸引管路に接続される。気圧センサ２６１ａ，２６１ａ’，２６１ｂ，２６１ｃは、図２では見えないので図示していない。気圧センサ２６１ａ，２６１ａ’，２６１ｂ，２６１ｃは、図３及び図４の断面図でも見えないので図示していない。気圧センサ２６１ａ，２６１ａ’，２６１ｂはそれぞれ、吸着パッド２５１ａと吸引ポンプ２５２ａとの間、吸着パッド２５１ａ’と吸引ポンプ２５２ａ’との間、吸着パッド２５１ｂと吸引ポンプ２５２ｂとの間の吸引管路内の気圧を検知する。気圧センサ２６１ｃは、吸着パッド２５１ｃと吸引ポンプ２５２ｃとの間の吸引管路内の気圧を検知する。ここで、上記の気圧センサ２６１ａ，２６１ａ’，２６１ｂ，２６１ｃの設置位置はあくまで一例である。例えば、吸引ポンプ２５２ａ，２５２ａ’，２５２ｂ，２５２ｃの全てが基部２０５内に設けられている場合は、気圧センサ２６１ａ，２６１ａ’，２６１ｂ，２６１ｃの全てを基部２０５内に設けてもよい。気圧センサ２６１ａ，２６１ａ’，２６１ｂ，２６１ｃは、これらを区別する必要がない場合は、気圧センサ２６１と称することもある。

また、ハンド部２００は、爪部２７１ａ，２７１ａ’，２７１ｂを含む。爪部２７１ａ，２７１ａ’，２７１ｂはそれぞれ、指先部２４１ａ，２４１ａ’，２４１ｂの先端に設けられる。爪部２７１ａ，２７１ａ’，２７１ｂはそれぞれ、指先部２４１ａ，２４１ａ’，２４１ｂだけでは把持し難い物体を、引っ掛けることにより把持するためのものである。これにより、例えば、薄い板が床に寝かせて配置されている場合に、これを爪部２７１ａ，２７１ａ’及び爪部２７１ｂで両側から引っ掛けて持ち上げるようなことも容易になる。或いは、例えば、本棚に密接して収納された複数の本の中から所望の本を、爪部２７１ａ，２７１ａ’及び爪部２７１ｂで両側から引っ掛けて取り出すようなことも容易になる。爪部２７１ａ，２７１ａ’，２７１ｂは、これらを区別する必要がない場合は、爪部２７１と称することもある。

また、図には明示していないが、ハンド部２００では、指先部２４１ａ，２４１ａ’がそれぞれ、指先部２４１ａ，２４１ａ’の中心軸を回転軸として回転可能な構成が採用されている。

更に、ハンド部２００では、各指に第１関節Ｊ１及び第２関節Ｊ２を設けたが、各指に３つ以上の関節を設けてもよい。

更にまた、ハンド部２００では、一方側に２本の指を設け、他方側に１本の指を設けたが、これには限らない。一方側及び他方側にそれぞれ１本の指を設けてもよいし、一方側及び他方側にそれぞれ２本以上の指を設けてもよい。

図５は、第１の実施の形態におけるロボット１０のコントローラ３００の機能構成例を示したブロック図である。但し、図５では、コントローラ３００の機能構成以外に、コントローラ３００により制御される装置や、コントローラ３００へ入力される情報を取得する装置も示している。具体的には、コントローラ３００へ入力される三次元情報を取得する三次元情報取得装置１５０、及び、コントローラ３００により制御されたり、コントローラ３００へ入力されるセンサ信号を取得したりするハンド部２００も示している。

図示するように、第１の実施の形態におけるロボット１０のコントローラ３００は、三次元情報処理部３１１と、記憶部３１２と、判定部３１３と、動作指示部３１４と、センサ信号処理部３１５とを備える。

三次元情報処理部３１１は、三次元情報取得装置１５０から三次元情報を受信して処理する。ここで、三次元情報とは、上述したように、空間内の物体の輪郭上の点群からなる情報である。三次元情報処理部３１１は、点群からなる情報から、空間内に存在する物体を認識する。また、三次元情報処理部３１１は、点群からなる情報から、認識した物体の位置を特定する。この場合の位置は、例えば、三次元情報取得装置１５０に対する物体の相対的な位置であってよい。本実施の形態では、物体を認識する手段の一例として、三次元情報処理部３１１を設けている。

記憶部３１２は、物体の種別と物体の把持方法との対応を記憶する。ここで、物体の把持方法には、例えば、物体を指先部２４１で把持する方法と、物体を吸着パッド２５１で把持する方法とがある。或いは、物体を指先部２４１及び吸着パッド２５１による複合動作で把持する方法を追加してもよい。

判定部３１３は、三次元情報処理部３１１により認識された物体の把持方法が記憶部３１２に記憶されている場合は、その物体の把持方法として記憶部３１２に記憶された方法を特定する。そして、判定部３１３は、この特定した方法を動作指示部３１４に伝える。

また、判定部３１３は、三次元情報処理部３１１により認識された物体の把持方法が記憶部３１２に記憶されていない場合は、その旨を動作指示部３１４に伝える。そして、判定部３１３は、センサ信号処理部３１５から取得したセンサ信号に基づいて、物体を把持するのに成功した方法を特定し、その物体の把持方法としてこの成功した方法を記憶部３１２に記憶する。本実施の形態では、物体の把持方法を登録する手段の一例として、判定部３１３を設けている。

動作指示部３１４は、記憶部３１２に記憶された物体の把持方法が判定部３１３から伝えられた場合は、物体をこの把持方法で把持するようにハンド部２００を制御する。例えば、動作指示部３１４は、物体の把持方法として指先部２４１で把持する方法が判定部３１３から伝えられた場合は、第１リンク２３１及び第２リンク２３２を開閉する動作と、第３リンク２３３を内側に曲げる動作とを行うようモータ２１１に指示する。また、例えば、動作指示部３１４は、物体の把持方法として吸着パッド２５１で把持する方法が判定部３１３から伝えられた場合は、吸着パッド２５１内の空気を吸引するよう吸引ポンプ２５２に指示する。或いは、例えば、動作指示部３１４は、物体の把持方法として指先部２４１及び吸着パッド２５１による複合動作で把持する方法が判定部３１３から伝えられた場合は、モータ２１１及び吸引ポンプ２５２にこれらの両方の指示を行うようにする。本実施の形態では、物体を指先部及び吸着部の一方又は両方で把持するように制御する手段の一例として、動作指示部３１４を設けている。

動作指示部３１４は、物体の把持方法が記憶部３１２に記憶されていない旨が判定部３１３から伝えられた場合は、物体の指先部２４１での把持、及び、物体の吸着パッド２５１での把持の少なくとも１つを行うようにハンド部２００を制御する。例えば、動作指示部３１４は、物体の指先部２４１での把持を行う場合は、第１リンク２３１及び第２リンク２３２を開閉する動作と、第３リンク２３３を内側に曲げる動作とを行うようモータ２１１に指示する。また、例えば、動作指示部３１４は、物体の吸着パッド２５１での把持を行う場合は、吸着パッド２５１内の空気を吸引するよう吸引ポンプ２５２に指示する。或いは、例えば、動作指示部３１４は、物体の指先部２４１及び吸着パッド２５１による複合動作での把持を行う場合は、モータ２１１及び吸引ポンプ２５２に上記の両方の指示を行うようにする。本実施の形態では、物体の指先部での把持及び物体の吸着部での把持の少なくとも１つを行うように制御する手段の一例として、動作指示部３１４を設けている。

センサ信号処理部３１５は、動作指示部３１４がモータ２１１に指示することにより行われた物体の指先部２４１での把持の結果を示すセンサ信号を触覚センサ２４３から取得する。また、センサ信号処理部３１５は、動作指示部３１４が吸引ポンプ２５２に指示することにより行われた物体の吸着パッド２５１での把持の結果を示すセンサ信号を気圧センサ２６１から取得する。本実施の形態では、物体の把持が成功したことを検出するように制御する手段の一例として、センサ信号処理部３１５を設けている。

図６－１及び図６－２は、第１の実施の形態におけるロボット１０のコントローラ３００の動作例を示したフローチャートである。

図６－１に示すように、コントローラ３００では、まず、三次元情報処理部３１１が、三次元情報取得装置１５０から三次元情報を受信する（ステップ３２１）。そして、三次元情報処理部３１１は、ステップ３２１で受信した三次元情報を処理することにより、把持対象の物体を認識する（ステップ３２２）。また、三次元情報処理部３１１は、ステップ３２１で受信した三次元情報に基づいて、ステップ３２２で認識した物体の位置を特定する（ステップ３２３）。

次に、判定部３１３が、ステップ３２２で認識された物体が、記憶部３１２に記憶された学習登録済の指先部２４１のみで把持する物体であるかどうかを判定する（ステップ３２４）。

その結果、ステップ３２２で認識された物体が、記憶部３１２に記憶された学習登録済の指先部２４１のみで把持する物体であると、ステップ３２４で判定されれば、動作指示部３１４が、ハンド部２００に対して、指先部２４１のみによる把持動作を指示する（ステップ３２５）。具体的には、動作指示部３１４は、モータ２１１に対して、第１リンク２３１及び第２リンク２３２の開閉動作と、第３リンク２３３を内側に曲げる動作とを行うように指示する。

これにより、センサ信号処理部３１５は、触覚センサ２４３からセンサ信号である触覚情報を受信する（ステップ３２６）。

一方、ステップ３２２で認識された物体が指先部２４１のみで把持する物体であるとステップ３２４で判定しなければ、判定部３１３は、その物体が、記憶部３１２に記憶された学習登録済の吸着パッド２５１のみで把持する物体であるかどうかを判定する（ステップ３２７）。

その結果、ステップ３２２で認識された物体が、記憶部３１２に記憶された学習登録済の吸着パッド２５１のみで把持する物体であると、ステップ３２７で判定されれば、動作指示部３１４が、ハンド部２００に対して、吸着パッド２５１のみによる把持動作を指示する（ステップ３２８）。具体的には、動作指示部３１４は、吸引ポンプ２５２に対して、吸着パッド２５１内の空気を吸い込むように指示する。

これにより、センサ信号処理部３１５は、気圧センサ２６１からセンサ信号である気圧情報を受信する（ステップ３２９）。

一方、ステップ３２２で認識された物体が吸着パッド２５１のみで把持する物体であるとステップ３２７で判定しなければ、判定部３１３は、その物体が、記憶部３１２に記憶された学習登録済の指先部２４１及び吸着パッド２５１による複合動作で把持する物体であるかどうかを判定する（ステップ３３０）。

その結果、ステップ３２２で認識された物体が、記憶部３１２に記憶された学習登録済の指先部２４１及び吸着パッド２５１による複合動作で把持する物体であると、ステップ３３０で判定されれば、動作指示部３１４が、ハンド部２００に対して、指先部２４１及び吸着パッド２５１による複合動作での把持動作を指示する（ステップ３３１）。具体的には、動作指示部３１４は、モータ２１１に対して、第１リンク２３１及び第２リンク２３２の開閉動作と、第３リンク２３３を内側に曲げる動作とを行うように指示する。加えて、動作指示部３１４は、吸引ポンプ２５２に対して、吸着パッド２５１内の空気を吸い込むように指示する。

これにより、センサ信号処理部３１５は、触覚センサ２４３及び気圧センサ２６１からそれぞれ、センサ信号である触覚情報及び気圧情報を受信する（ステップ３３２）。

その後、判定部３１３は、ステップ３２２で認識された物体の把持に成功したかどうかを判定する（ステップ３３３）。具体的には、判定部３１３は、ステップ３２６で受信された触覚情報、ステップ３２９で受信された気圧情報、及びステップ３３２で受信された触覚情報及び気圧情報の何れかに基づいて、このような判定を行う。

その結果、ステップ３２２で認識された物体の把持に成功したと、ステップ３３３で判定しなければ、判定部３１３は、把持動作の実行回数が限界回数を超えたかどうかを判定する（ステップ３３４）。そして、ステップ３３４で把持動作の実行回数が限界回数を超えたと判定しなければ、判定部３１３は、ステップ３２４へ処理を戻し、ステップ３３３までの処理を繰り返す。

一方、ステップ３２２で認識された物体の把持に成功したと、ステップ３３３で判定されれば、動作指示部３１４は、アーム部１００、ハンド部２００等に対して、把持した物体を所望の位置に移動するように指示する（ステップ３３５）。ここで、移動先の位置は、例えば、物体の種類に対して予め登録しておけばよい。そして、コントローラ３００は、処理を終了する。

また、ステップ３３４で把持動作の実行回数が限界回数を超えたと判定した場合も、コントローラ３００は処理を終了する。

ところで、上記では、ステップ３２２で認識された物体が指先部２４１及び吸着パッド２５１による複合動作で把持する物体であると、ステップ３３０で判定されなかった場合について、述べなかったので、ここではその場合について述べる。即ち、ここでは、ステップ３２２で認識された物体が記憶部３１２に学習登録されていない場合について述べる。

この場合は、図６－２に示すように、動作指示部３１４が、ハンド部２００に対して、指先部２４１のみによる把持動作を指示する（ステップ３４１）。具体的には、動作指示部３１４は、モータ２１１に対して、第１リンク２３１及び第２リンク２３２の開閉動作と、第３リンク２３３を内側に曲げる動作とを行うように指示する。

これにより、センサ信号処理部３１５は、触覚センサ２４３からセンサ信号である触覚情報を受信する（ステップ３４２）。

その後、判定部３１３は、ステップ３２２で認識された物体の把持に成功したかどうかを判定する（ステップ３４３）。具体的には、判定部３１３は、ステップ３４２で受信された触覚情報に基づいて、このような判定を行う。

その結果、ステップ３２２で認識された物体の把持に成功したと、ステップ３４３で判定しなければ、判定部３１３は、把持動作の実行回数が限界回数を超えたかどうかを判定する（ステップ３４４）。そして、ステップ３４４で把持動作の実行回数が限界回数を超えたと判定しなければ、判定部３１３は、ステップ３４１へ処理を戻し、ステップ３４３までの処理を繰り返す。

また、ステップ３４４で把持動作の実行回数が限界回数を超えたと判定されれば、動作指示部３１４が、ハンド部２００に対して、吸着パッド２５１のみによる把持動作を指示する（ステップ３４５）。具体的には、動作指示部３１４は、吸引ポンプ２５２に対して、吸着パッド２５１内の空気を吸い込むように指示する。

これにより、センサ信号処理部３１５は、気圧センサ２６１からセンサ信号である気圧情報を受信する（ステップ３４６）。

その後、判定部３１３は、ステップ３２２で認識された物体の把持に成功したかどうかを判定する（ステップ３４７）。具体的には、判定部３１３は、ステップ３４６で受信された気圧情報に基づいて、このような判定を行う。

その結果、ステップ３２２で認識された物体の把持に成功したと、ステップ３４７で判定しなければ、判定部３１３は、把持動作の実行回数が限界回数を超えたかどうかを判定する（ステップ３４８）。そして、ステップ３４８で把持動作の実行回数が限界回数を超えたと判定しなければ、判定部３１３は、ステップ３４５へ処理を戻し、ステップ３４７までの処理を繰り返す。

また、ステップ３４８で把持動作の実行回数が限界回数を超えたと判定されれば、動作指示部３１４が、ハンド部２００に対して、指先部２４１及び吸着パッド２５１による複合動作での把持動作を指示する（ステップ３４９）。具体的には、動作指示部３１４は、モータ２１１に対して、第１リンク２３１及び第２リンク２３２の開閉動作と、第３リンク２３３を内側に曲げる動作とを行うように指示する。加えて、動作指示部３１４は、吸引ポンプ２５２に対して、吸着パッド２５１内の空気を吸い込むように指示する。

これにより、センサ信号処理部３１５は、触覚センサ２４３及び気圧センサ２６１からそれぞれ、センサ信号である触覚情報及び気圧情報を受信する（ステップ３５０）。

その後、判定部３１３は、ステップ３２２で認識された物体の把持に成功したかどうかを判定する（ステップ３５１）。具体的には、判定部３１３は、ステップ３５０で受信された触覚情報及び気圧情報に基づいて、このような判定を行う。

その結果、ステップ３２２で認識された物体の把持に成功したと、ステップ３５１で判定しなければ、判定部３１３は、把持動作の実行回数が限界回数を超えたかどうかを判定する（ステップ３５２）。そして、ステップ３５２で把持動作の実行回数が限界回数を超えたと判定しなければ、判定部３１３は、ステップ３４９へ処理を戻し、ステップ３５１までの処理を繰り返す。

一方、ステップ３２２で認識された物体の把持に成功したと、ステップ３４３、ステップ３４７、又はステップ３５１で判定すれば、判定部３１３は、物体の学習結果を記憶部３１２に記憶する（ステップ３５３）。具体的は、判定部３１３は、ステップ３４１で物体の指先部２４１のみによる把持動作が行われて、ステップ３４３で把持に成功したと判定した場合は、その物体を指先部２４１のみで把持する物体として記憶部３１２に記憶する。また、判定部３１３は、ステップ３４５で物体の吸着パッド２５１のみによる把持動作が行われて、ステップ３４７で把持に成功したと判定した場合は、その物体を吸着パッド２５１のみで把持する物体として記憶部３１２に記憶する。更に、判定部３１３は、ステップ３４９で物体の指先部２４１及び吸着パッド２５１による複合動作での把持動作が行われて、ステップ３５１で把持に成功したと判定した場合は、その物体を指先部２４１及び吸着パッド２５１による複合動作で把持する物体として記憶部３１２に記憶する。

次に、動作指示部３１４は、アーム部１００、ハンド部２００等に対して、把持した物体を所望の位置に移動するように指示する（ステップ３５４）。ここで、移動先の位置は、例えば、物体の種類に対して予め登録しておけばよい。そして、コントローラ３００は、処理を終了する。

また、ステップ３５２で把持動作の実行回数が限界回数を超えたと判定した場合も、コントローラ３００は処理を終了する。

［第２の実施の形態］
図７（ａ），（ｂ）は、第２の実施の形態におけるハンド部４１０について説明するための図である。ハンド部４１０としては、２本の指を有するものを示している。

第２の実施の形態におけるハンド部４１０は、第１の実施の形態におけるハンド部２００の指先部２４１ａ，２４１ｂから吸着パッド２５１ａ，２５１ｂを取り外し、少なくとも１つの指先部２４１に送風機構４１１を設けたものである。ここでは、一例として、指先部２４１ｂに送風機構４１１を設けている。

例えば、図７（ａ）に示すように、布や紙等の物体Ｐを床に置いて、指先部２４１ａが物体Ｐを押さえた状態で、矢印で示すように送風機構４１１により送風すると、物体Ｐの一端が風によってめくれる。これにより、図７（ｂ）に示すように、指先部２４１ｂが指先部２４１ａとは反対側から物体Ｐを押さえることにより、物体Ｐが把持される。

尚、第２の実施の形態では、指先部２４１ａ，２４１ｂの両方から吸着パッド２５１を取り外すこととしたが、これには限らない。指先部２４１ａ，２４１ｂの一方からは吸着パッド２５１を取り外さないこととしてもよい。

［第３の実施の形態］
図８（ａ）～（ｃ）は、第３の実施の形態におけるハンド部４２０について説明するための図である。ハンド部４２０としては、２本の指を有するものを示している。

第３の実施の形態におけるハンド部４２０は、第１の実施の形態におけるハンド部２００の少なくとも１つの指先部２４１に送風機構４２１を追加したものである。ここでは、一例として、指先部２４１ｂに送風機構４２１を追加している。

例えば、図８（ａ）に示すように、プラスチックバッグ等の物体Ｐを床に置いて、指先部２４１ａの吸着パッド２５１ａが物体Ｐを吸着した状態で、矢印で示すように送風機構４２１により送風すると、物体Ｐの一端が風によってめくれる。これにより、図８（ｂ）に示すように、指先部２４１ｂの吸着パッド２５１ｂが指先部２４１ａの吸着パッド２５１ａとは反対側から物体Ｐを吸着することにより、物体Ｐが把持される。そして、図８（ｃ）に示すように、指先部２４１ａ及び指先部２４１ｂが広がるように第１リンク２３１ａ，２３１ｂ、第２リンク２３２ａ，２３２ｂ、第３リンク２３３ａ，２３３ｂを動かすことで、物体Ｐを開けることができる。

［第４の実施の形態］
図９は、第４の実施の形態におけるハンド部４３０について説明するための図である。ハンド部４３０としては、２本の指を有するものを示している。また、吸着パッド２５１は図示を省略している。

第４の実施の形態におけるハンド部４３０は、第１の実施の形態におけるハンド部２００の基部２０５に、物体を一時的に固定するためのクリッパ４３１を設けたものである。

例えば、皿を把持する場合、まず、指先部２４１ａ，２４１ｂで皿を挟んで近寄せてクリッパ４３１で皿の端部を固定してから指全体で皿を把持することにより、指の強い力で皿を持ち上げることが可能となる。また、クリッパ４３１で端部を固定した皿を、指先部２４１ａ，２４１ｂで押し出したり重力によりクリッパ４３１から落下させたりすることにより、皿置き場に皿を立てて収納することも可能となる。

［第５の実施の形態］
図１０（ａ），（ｂ）は、第５の実施の形態におけるハンド部４４０について説明するための図である。ハンド部４４０としては、２本の指を有するものを示している。また、吸着パッド２５１は図示を省略している。

第５の実施の形態におけるハンド部４４０は、第１の実施の形態におけるハンド部２００の２本の指の一方を他方よりも短くしたものである。具体的には、図１０（ａ）のハンド部４４０は、第１の実施の形態におけるハンド部２００から指先部２４１ｂを取り除いたものである。図１０（ｂ）のハンド部４４０は、第１の実施の形態におけるハンド部２００の指先部２４１ｂを短くしたものである。

例えば、皿を把持する場合、短い方の指を皿の下の短い空間に滑り込ませることが可能となる。また、このように短い方の指を皿の下に滑り込ませて皿を把持することにより、強い力で皿を把持することが可能となる。

［第６の実施の形態］
図１１（ａ），（ｂ）は、第６の実施の形態におけるハンド部４５０について説明するための図である。ハンド部４５０としては、２本の指を有するものを示している。また、吸着パッド２５１は図示を省略している。

第６の実施の形態におけるハンド部４５０は、第１の実施の形態におけるハンド部２００の指を長くしたり短くしたりできるようにしたものである。図１１（ａ）は、ハンド部４５０の指先部２４１ａ，２４１ｂを外側に曲げて指を短くした状態を示す。これは、指先部が第１リンク及び第２リンクの側に折り曲げられた状態の一例である。図１１（ｂ）は、ハンド部４５０の指先部２４１ａ，２４１ｂを伸ばして指を長くした状態を示す。これは、指先部が第１リンク及び第２リンクとは反対側に延伸している状態の一例である。第６の実施の形態におけるハンド部４５０では、第１の実施の形態におけるハンド部２００と異なり、指先部２４１ａ，２４１ｂを外側に曲げることができるように第２リンク２３２ａ，２３２ｂが外側に湾曲している。

例えば、図１１（ａ）の状態で皿を把持すれば、摩擦力が小さく皿が回転し易いという弱点はあるものの、高いトルクで皿を把持することが可能となる。一方、図１１（ｂ）の状態で皿を把持すれば、摩擦力が大きく皿が回転し難くなる。

尚、上記では、指先部２４１ａ，２４１ｂの両方を折り曲げ可能に構成したが、これには限らない。指先部２４１ａ，２４１ｂの一方のみを折り曲げ可能に構成してもよい。

［第７の実施の形態］
図１２（ａ），（ｂ）は、第７の実施の形態におけるハンド部４６０について説明するための図である。ハンド部４６０としては、２本の指を有するものを示している。また、吸着パッド２５１は図示を省略している。

第７の実施の形態におけるハンド部４６０は、第１の実施の形態におけるハンド部２００の指先部２４１ａ，２４１ｂにストッパ４６１ａ，４６１ｂを設けたものである。図１２（ａ）は、ハンド部４６０が物体を把持する前の状態を示す。図１２（ｂ）は、ハンド部４６０が物体Ｐを把持したときの状態を示す。ストッパ４６１ａ，４６１ｂが、重力とは逆方向に物体Ｐを支えることにより、物体Ｐの落下を防いでいる。

例えば、茶碗の縁等の湾曲した形状を有する物体を把持する場合、ストッパ４６１ａ，４６１ｂを軟質材料で構成すれば、ストッパ４６１ａ，４６１ｂがその形状に沿って曲がるので、指先部２４１ａ，２４１ｂは物体を固定して把持することが可能となる。

尚、上記では、指先部２４１ａ，２４１ｂにそれぞれストッパ４６１ａ，４６１ｂを設ける構成を採用したが、これには限らない。指先部２４１ａにストッパ４６１ａを設け、指先部２４１ｂにはストッパ４６１ｂを設けない構成を採用してもよいし、指先部２４１ａにはストッパ４６１ａを設けず、指先部２４１ｂにストッパ４６１ｂを設ける構成を採用してもよい。

［第８の実施の形態］
図１３（ａ）～（ｃ）は、第８の実施の形態におけるハンド部４７０について説明するための図である。ハンド部４７０としては、２本の指を有するものを示している。また、吸着パッド２５１は図示を省略している。

第８の実施の形態におけるハンド部４７０は、第１の実施の形態におけるハンド部２００の指先部２４１にストッパ４７１を設けたものである。第７の実施の形態におけるストッパ４６１ａ，４６１ｂは、指先部２４１の外部に設けられていたが、第８の実施の形態におけるストッパ４７１は、指先部２４１の内部から飛び出すように設けられている。ストッパ４７１は、指先部２４１ａ，２４１ｂの両方に設けてもよいが、ここでは、指先部２４１ｂのみに設けた場合を例にとっている。

図１３（ａ）は、ハンド部４７０がペットボトル等の物体Ｐを把持しようとしている状態を示す。図１３（ｂ）は、図１３（ａ）のＡ－Ａ断面図の物体Ｐを把持する前の状態を示す。この状態では、指先部２４１ａと、指先部２４１ｂのストッパ４７１とは、まだ物体Ｐに接していない。図１３（ｃ）は、図１３（ａ）のＡ－Ａ断面図の物体Ｐを把持したときの状態を示す。この状態では、指先部２４１ａと、指先部２４１ｂのストッパ４７１とは、物体Ｐに接している。そして、ストッパ４７１は、バネ４７２の力で物体Ｐに押し付けられることにより、物体Ｐの落下を防いでいる。

［実施の形態の効果］
このように、本実施の形態では、一方側ギアが一方側の１つのリンク及び他方側の対応する１つのリンクと連動し、他方側ギアが他方側の１つのリンク及び一方側の対応する１つのリンクと連動するように構成した。これにより、一方側の２つのリンクと他方側の２つのリンクとを開閉動作させると共に一方側の２つのリンクを連結するリンクと他方側の２つのリンクを連結するリンクとを同期して動作させることができるようになった。

１０…ロボット、１００…アーム部、１５０…三次元情報取得装置、２００，４１０，４２０，４３０，４４０，４５０，４６０，４７０…ハンド部、２０５…基部、２１１…モータ、２２１…第１ギア、２２２…第２ギア、２３１…第１リンク、２３２…第２リンク、２３３…第３リンク、２４１…指先部、２４２…指腹部、２４３…触覚センサ、２５１…吸着パッド、２５２…吸引ポンプ、２６１…気圧センサ、２７１…爪部、３００…コントローラ、３１１…三次元情報処理部、３１２…記憶部、３１３…判定部、３１４…動作指示部、３１５…センサ信号処理部

Claims (17)

1. 一方側アクチュエータにより回動する一方側第１ギアと、
   他方側アクチュエータにより回動する他方側第１ギアと、
   前記他方側第１ギアと連動して逆方向に回動する一方側第２ギアと、
   前記一方側第１ギアと連動して逆方向に回動する他方側第２ギアと、
   前記一方側第１ギアの回動と連動する一方側第１リンクと、
   前記一方側第２ギアの回動と連動する一方側第２リンクと、
   前記一方側第１リンクの前記一方側第１ギアの側とは反対の側と、前記一方側第２リンクの前記一方側第２ギアの側とは反対の側とを連結する一方側第３リンクと、
   前記他方側第２ギアの回動と連動する他方側第１リンクと、
   前記他方側第１ギアの回動と連動する他方側第２リンクと、
   前記他方側第１リンクの前記他方側第２ギアの側とは反対の側と、前記他方側第２リンクの前記他方側第１ギアの側とは反対の側とを連結する他方側第３リンクと
   を備えたことを特徴とするロボットハンド。
2. 前記一方側アクチュエータと前記他方側アクチュエータとを同時に動作させることにより、前記一方側第１リンク及び前記一方側第２リンクと、前記他方側第１リンク及び前記他方側第２リンクとが開閉動作をするように制御し、
   前記一方側アクチュエータを停止して前記他方側アクチュエータを動作させることにより、前記一方側第２リンク及び前記一方側第３リンクと、前記他方側第２リンク及び前記他方側第３リンクとが同期して動作するように制御する
   制御装置を更に備えたことを特徴とする請求項１に記載のロボットハンド。
3. 前記一方側第３リンクに連結された一方側指先部を更に備えたことを特徴とする請求項１に記載のロボットハンド。
4. 前記一方側指先部は、前記一方側第１リンク及び前記一方側第２リンクとは反対側に延伸し、当該一方側第１リンク及び当該一方側第２リンクの側に折り曲げ可能に構成されていることを特徴とする請求項３に記載のロボットハンド。
5. 前記一方側指先部は、当該一方側指先部が把持する物体の落下を防止するためのストッパを備えたことを特徴とする請求項３に記載のロボットハンド。
6. 前記他方側第３リンクに連結された他方側指先部を更に備えたことを特徴とする請求項３に記載のロボットハンド。
7. 前記他方側指先部は、前記一方側指先部により固定された物体の方向へ送風可能な送風機構を備えたことを特徴とする請求項６に記載のロボットハンド。
8. 前記一方側指先部と前記他方側指先部との中間に設けられたクリッパを更に備えたことを特徴とする請求項６に記載のロボットハンド。
9. 前記他方側指先部は、前記一方側指先部よりも短いことを特徴とする請求項６に記載のロボットハンド。
10. 前記一方側指先部に設けられた一方側吸着部と、
    前記他方側指先部に設けられた他方側吸着部と
    を更に備えたことを特徴とする請求項６に記載のロボットハンド。
11. 前記一方側指先部と前記他方側指先部との中間に設けられた中間吸着部を更に備えたことを特徴とする請求項１０に記載のロボットハンド。
12. 前記一方側第３リンクに連結された一方側指先部及び前記他方側第３リンクに連結された他方側指先部の少なくとも１つである指先部と、
    前記一方側指先部に設けられた一方側吸着部、前記他方側指先部に設けられた他方側吸着部、及び前記一方側指先部と前記他方側指先部との中間に設けられた中間吸着部の少なくとも１つである吸着部と
    を更に備えたことを特徴とする請求項１に記載のロボットハンド。
13. 物体を認識し、
    前記物体の把持方法として前記指先部で把持する方法が登録されている場合に、当該物体を当該指先部で把持するように制御し、
    前記物体の把持方法として前記吸着部で把持する方法が登録されている場合に、当該物体を当該吸着部で把持するように制御する
    制御装置を更に備えたことを特徴とする請求項１２に記載のロボットハンド。
14. 前記制御装置は、前記物体の把持方法として前記指先部及び前記吸着部の両方で把持する方法が登録されている場合に、当該物体を当該指先部及び当該吸着部の両方で把持するように制御することを特徴とする請求項１３に記載のロボットハンド。
15. 前記制御装置は、
    前記物体の把持方法が登録されていない場合に、当該物体の前記指先部での把持、及び当該物体の前記吸着部での把持の少なくとも１つを行うように制御し、
    前記物体の前記指先部での把持が成功した場合に、当該物体の把持方法として当該指先部で把持する方法を登録し、
    前記物体の前記吸着部での把持が成功した場合に、当該物体の把持方法として当該吸着部で把持する方法を登録する
    ことを特徴とする請求項１３に記載のロボットハンド。
16. 前記制御装置は、
    前記物体の前記指先部での把持が成功したことを触覚センサもしくは力覚センサが検出するように、又は、電流センサがトルクセンシングにより検出するように制御し、
    前記物体の前記吸着部での把持が成功したことを気圧センサが検出するように制御する
    ことを特徴とする請求項１５に記載のロボットハンド。
17. 前記制御装置は、
    前記物体の把持方法が登録されていない場合に、前記指先部及び前記吸着部の両方での把持を行うように制御し、
    前記物体の前記指先部及び前記吸着部の両方での把持が成功した場合に、当該物体の把持方法として当該指先部及び当該吸着部の両方で把持する方法を登録する
    ことを特徴とする請求項１５に記載のロボットハンド。

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