JP2023129842A - データグローブ - Google Patents

Abstract

【課題】簡素な構成で把持動作に関する正確なデータを出力可能とするデータグローブを提供することを目的とする。【解決手段】把持動作に関するデータを出力するデータグローブ１であって、基部材２０と、基部材２０から延び人差し指Ｆの腹側に当接可能な延設部材２１と、延設部材２１に沿って配置される曲げセンサ４と、を少なくとも有し、基部材２０は、人差し指ＦのＭＰ関節ＦＪ３と親指ＴのＭＰ関節ＴＪ２と間に位置し、これら両関節ＦＪ３，ＴＪ２の相対的な近接を阻止するようになっている【選択図】図６

Description

本発明は、動作に関するデータを出力するためのデータグローブに関する。

近年、通信技術の発展に伴い、遠隔操作、仮想空間内の操作等が身近な技術となりつつある。このような操作において、直感的な操作を可能とするべく、手の動作に応じて当該動作に関するデータを出力可能としたデータグローブが知られている。

例えば、特許文献１に示されるデータグローブは、親指または人差し指の背面側に沿って架設される複数の曲げセンサと、親指と人差し指それぞれの先端にアーチ状に架設されている指間センサと、を備えている。曲げセンサおよび指間センサは、可撓性を有し、弾性変形した量に応じて抵抗値が変化するように構成されている。曲げセンサの抵抗値を基に、指の曲げ量を得ることができる。また、指間センサの抵抗値を基に、親指と人差し指との相対位置を得ることができる。

また、特許文献２に示されるデータグローブは、手の平側に配置される本体部材と、本体部材より各指側に延びる複数の突設部材を備えている。各突設部材には、本体部材より延びる曲げセンサが長手方向に沿って埋設されている。これにより、データグローブを手で掴んだ状態で、指を動かすことによって、対応する突設部材が弾性変形し、この変形に基づくデータを得ることで、指の曲げ、屈曲等を含む５本の指の動きをキャプチャすることができる。

特開２０１２－５０１０２０号公報（第１３～１５頁、第３図） 特開２００５－５３７５９６号公報（第７，８頁、第３図）

特許文献１のようなデータグローブにおいては、親指と人差し指それぞれの曲げ量に応じたデータと、親指と人差し指とが協働した両指の相対的な位置関係に応じたデータを出力することができるため、多くの動作を伝達することが可能となっている

また、特許文献２のようなデータグローブにおいては、親指の曲げ量に応じたデータと、人差し指の曲げ量に応じたデータを出力し、これらデータから両指の相対的な位置を特定することができる。

ところで、最近のＥコマースの急速な普及に伴って物流倉庫における仕事量が増大していることにより、仕事量に対する人材不足が深刻になってきている。そこで、遠隔操作を利用して物流倉庫における作業を実施可能とすることで、隙間時間の活用を望む人、身体的な事情を抱える人等の参画による人材不足の解消を期待することができる。このような遠隔操作に特許文献１，２のようなデータグローブを活用することで、物の仕分けを行うピッキング作業が可能となる。具体的には、データグローブを装着した状態で物を掴む把持動作を行うことで、直感的なロボットアームの操作を可能として、現地にある物を掴ませることができる。

しかしながら、特許文献１，２のようなデータグローブは、平手状、拳状、把持状等様々に変化する手・指の相対位置や形状を各指の曲げ量に応じたデータや各指の相対位置に応じたデータとして出力するものであり、上述したようなロボットアームによる把持操作にも適用することができるものの、把持動作に応じたデータを得るには構造が複雑であってそのデータを得る演算量が多い。これらは遠隔操作の普及における障壁の一つとなっている。

本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、簡素な構成で把持動作に関する正確なデータを出力可能とするデータグローブを提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、本発明のデータグローブは、
把持動作に関するデータを出力するデータグローブであって、
基部材と、
前記基部材から延び人差し指の腹側に当接可能な延設部材と、
前記延設部材に沿って配置される曲げセンサと、を少なくとも有し、
前記基部材は、前記人差し指のＭＰ関節と親指のＭＰ関節と間に位置し、これら両関節の相対的な近接を阻止するようになっていることを特徴としている。
この特徴によれば、人差し指のＭＰ関節と親指のＭＰ関節との相対的な近接をないものとして人差し指の曲げ動作を可能とすることにより、人差し指の曲げ量を捕捉した比較的軽いデータに基づいて正確な把持動作に関するデータを出力することができる。

少なくとも中指と薬指とで把持されるグリップが前記基部材から延設されていることを特徴としている。
この特徴によれば、グリップによって中指、薬指等の指を固定可能であるため、人差し指を安定して正確に動作させることができる。

前記基部材、前記延設部材および前記グリップは、軟質材にて形成されていることを特徴としている。
この特徴によれば、延設部材、基部材およびグリップは弾性変形可能であり把持時に延設部材は円滑に把持状態となり得、かつデータグローブを脱いだときに弾性復帰可能である。

前記基部材には、前記軟質材よりも固い硬質材が配置されていることを特徴としている。
この特徴によれば、基部材の強度が補強されているため、より確実に人差し指のＭＰ関節と親指のＭＰ関節との相対的な近接を阻止することができる。

前記基部材には、手の甲側に配置される甲カバーが連結されていることを特徴としている。
この特徴によれば、手の甲を甲カバーに当てることでもデータグローブ全体を支持可能となっている。

前記硬質材は、前記甲カバーの上方に延びており、
前記甲カバーを構成する前記軟質材と、前記硬質材との間に、データ出力手段が配置されていることを特徴としている。
この特徴によれば、手の平側の構成を小さくすることでデータグローブの装着による違和感を生じにくくすることができる。

前記曲げセンサは、前記基部材から延びていることを特徴としている。
この特徴によれば、人差し指のＭＰ関節の曲げ量を測定可能とすることで、使用者の手のサイズを広く許容することができる。

本発明の実施例におけるデータグローブの斜視図である。 データグローブの上面図である。 データグローブの側面図である。 データグローブの（ａ）は正面図、（ｂ）は後面図である。 データグローブを装着した状態を一部破断して示す側面図である。 データグローブを装着して把持動作している状態を一部破断して示す側面図である。 データグローブのグリップを把持した状態を示す正面図である。

本発明に係るデータグローブを実施するための形態を実施例に基づいて以下に説明する。

実施例に係るデータグローブにつき、図１から図７を参照して説明する。以下、図１の紙面左下側をデータグローブの正面側（前方側）として説明する。また、手が挿入される側、すなわちグリップと甲カバーとの間をデータグローブの内方側として説明する。

データグローブ１は、物流倉庫においてピッキング作業を行うためのロボットアームを遠隔操作する入力操作手段であって、データグローブ１から出力されたデータは無線通信によりデータグローブの近傍に配置された図示しない通信装置（通信手段）に送信され、通信装置は公衆通信網を介して遠方のロボットアームに操作指令データを出力するために用いられるものである。

図１～図４に示されるように、データグローブ１は、軟質部材２と、補強部材３と、曲げセンサ４と、データ出力手段としての制御装置５と、振動モータ６（図４（ｂ）参照）と、から主に構成されている。なお、軟質部材２とは別部材であることを明確にするべく、各図において補強部材３には、ドット柄を付している。

軟質部材２は、シリコーン（軟質材）によって一体形成されており、基部２０（基部材）と、基部２０の前端より前方側に延びる延設部２１（延設部材）と、基部２０の左壁より左方側に延びるグリップ２２と、基部２０の右壁より上方側に円弧状に延びる連結部２３と、連結部２３の上端より左方側に延びる甲カバー２４と、から構成されている。

基部２０および延設部２１は、長手方向に連続しており、長手方向に見て断面視Ｕ字状に形成されている。これにより、基部２０から延設部２１の長手方向に亘って、上方に開放され下方に向かって凹む断面視半円状の半円状溝２５が構成されている。なお、図２，３において一点鎖線Ｂにて示すグリップ２２および連結部２３が連続している部分までが基部２０であり、それよりも前方が延設部２１である。

また、基部２０の底部は、延設部２１の底部よりも肉厚となっている（図５参照）。これにより、基部２０は延設部２１よりも変形しにくくなっている。延設部２１は前後に亘って略同じ肉厚である、より詳細には後端側の方が前端側よりもわずかに肉厚である。

グリップ２２は、左右方向に延び、左右方向中央部にくびれを有する略円柱状に形成されている。また、グリップ２２は、必要な剛性かつ中指等で握りやすいように、適度な太さに形成されている。

連結部２３は、正面視において上下方向両端から上下方向中央に向かって外方側、すなわち右方側に湾曲するアーチ状に形成されている。また、連結部２３は、図３に示されるように、甲カバー２４との連結部分から基部２０との連結部分に近付くにつれて側面視幅狭となる形状に形成されている。

甲カバー２４は、上面視矩形状に形成されており、その中央部には、外方側から内方側に向かって凹設された凹部が形成されている。この凹部には、制御装置５が収納される。

また、基部２０、連結部２３および甲カバー２４の外方側には、外方側に開放され内方側に向かって凹む外溝が形成されている。この軟質部材２の外溝は、補強部材３の芯部３０を内嵌可能に構成されているとともに、甲カバー２４の凹部に連通している。

補強部材３は、軟質部材２を構成するシリコーンよりも固いポリ塩化ビニル（硬質材）により形成されており、軟質部材２の外溝に内嵌される芯部３０と、甲カバー２４の上端部に外嵌される矩形状のカバー部３１と、から構成されている。なお、硬質材はポリ塩化ビニルに限定されるものではなく、軟質材よりも固いものであれば適宜変更されてもよい。

芯部３０は、軟質部材２の外溝に沿うアーチ状に形成されている。また、芯部３０は、図３に示されるように、カバー部３１との連結部分から基部２０側に近付くにつれて側面視幅狭となる形状に形成されている。

また、芯部３０は、長手方向に見て断面三角形状に形成されている（図１参照）。特に、軟質部材２の基部２０に近付くほど外方側に膨出するように形成されている。そのため、連結部２３よりも前後方向の幅が短く形成されていながらも、連結部２３の弾性変形を抑止するに足る剛性を有している。これにより、連結部２３と基部２０との接触する領域を小さくすることで基部２０を小型にしつつ、連結部２３の強度を補うことが可能となっている。

図１，２に示されるように、カバー部３１の前端部には、長孔形状のＬＥＤ確認窓Ｌが設けられている。ＬＥＤ確認窓Ｌは、半透過部材によって形成されており、制御装置５のＬＥＤ（light-emitting diode）の発光を確認するためのものである。制御装置５のＬＥＤは、電源が入ると黄色に点灯し、制御装置５が通信装置と通信可能に接続されると青色に点灯し、バッテリＶを充電中には赤色に点灯する。なお、各状態におけるＬＥＤの発光色は適宜変更されてもよい。また、各状態におけるＬＥＤの発光色を個別に設定する構成に限られず、点滅パターンを変更するように構成してもよく、点灯・点滅するＬＥＤの数・配置等を変更してもよい。

図４（ｂ）に示されるように、カバー部３１の後側部には、制御装置５に電源を投入するための電源スイッチ３１ａと、後述するデータグローブ１のホームポジションを設定するためのホームポジションスイッチ３１ｂと、制御装置５に設けられたＵＳＢ（Universal Serial Bus）ポート５０を露出させるための孔部３１ｃが設けられている。

曲げセンサ４は、弾性変形可能であり、弾性変形に応じて抵抗値が変化するセンサである。曲げセンサ４は、軟質部材２の基部２０の前端部から延設部２１の前端部にかけて、これらの長手方向（前後方向）に沿って（図２参照）、短手方向（左右方向）中央（図３参照）である延設部２１の底部に挿入されている。曲げセンサ４は、補強部材３を取り付けることで基部２０から脱落しないようになっている。このことから、曲げセンサ４の取り付け安定性と曲げセンサ４のメンテナンスが容易となっている。

制御装置５は、各種設定、演算等を行う演算制御部と、通信装置とデータをやり取り可能な通信部と、充電用のＵＳＢコネクタを接続可能なＵＳＢポート５０と、ＵＳＢポート５０に導線Ｃ_３および充電制御部を介して接続されているバッテリＶと、データグローブ１のホームポジションに対する位置および角度を特定するための位置センサと、演算制御部に電気的に接続されているＬＥＤを備えている。なお、位置センサは、データグローブ１の角度を検出可能なジャイロセンサだけであってもよく、データグローブとは別体のカメラを用いたモーションキャプチャであってもよく、その構成は適宜変更されてもよい。

制御装置５は、電源スイッチ３１ａがオンされると、そのときの曲げセンサ４の抵抗値（すなわちそのときの曲げセンサ４の形状）を初期ポジションとして設定する。その後、データグローブ１の使用時には、初期ポジションにおける抵抗値（初期値）からの抵抗値の変化量に基づいて曲げ量に応じたデータを演算する。

また、制御装置５は、ホームポジションスイッチ３１ｂがオンされると、データグローブ１のホームポジション設定を行う。ホームポジション設定は公知の技術を用いることができる。本実施例では、データグローブ１が水平状態となったときの位置や角度をホームポジションとして設定する。その後、データグローブ１の使用時には、制御装置５の演算制御部は、データグローブ１のホームポジションを基準としてのｘ軸、ｙ軸、ｚ軸における移動量および角度の変化に応じたデータを演算する。

また、制御装置５は、曲げセンサ４および振動モータ６に導線Ｃ_１，Ｃ_２によって接続されている。導線Ｃ_１，Ｃ_２は、軟質部材２の外溝に沿って配設され、補強部材３の芯部３０によって被覆されている。これにより、補強部材３を軟質部材２から取外すことでアクセスできるようになっている。そのため、導線Ｃ_１，Ｃ_２のメンテナンスが容易である。

振動モータ６は、電力値に応じて振動強度を可変可能となっている。具体的には、演算制御部は、操作者がデータグローブ１を装着した状態で人差し指を曲げる曲げ動作が行われたときに、曲げセンサ４の抵抗値の変化量に応じた電流を振動モータ６に出力する、これにより振動モータ６は入力された電流値に応じた強度で振動する。なお、ロボット―アームの指の把持位置・角度に対応するデータに応じた電流を振動モータ６に与えるようにしてもよい。

また、図４（ｂ）に示されるように、振動モータ６は、軟質部材２の基部２０における左壁に埋設されている。これにより、延設部２１に配置されているような構成と比較して、振動モータ６による振動が曲げ動作を行う人差し指に直接振動が伝わりにくいため、曲げ動作に影響が及びにくくなっている。加えて、振動が連結部２３および甲カバー２４を通じて制御装置５に伝わりにくくなっているため、制御装置５が誤動作しにくくなっている。

次に、データグローブ１の使用方法について説明する。本説明を行うにあたって、親指と人差し指の骨に関する構成について説明する。

図５に示されるように、親指（第１指）Ｔを構成する骨は、指先側から順に、第１指末節骨Ｔ１、第１指基節骨Ｔ２があり、第１指基節骨Ｔ２は、掌を構成する第１中手骨Ｔ３と接している。これにより構成される親指Ｔの関節は、指先側から順に、第１指末節骨Ｔ１および第１指基節骨Ｔ２によって構成されるＩＰ（Inter Phalangeal）関節ＴＪ１、第１指基節骨Ｔ２および第１中手骨Ｔ３によって構成されるＭＰ（Metacarpo Phalangeal）関節ＴＪ２がある。

人差し指（第２指）Ｆを構成する骨は、指先側から順に、第２指末節骨Ｆ１、第２指中節骨Ｆ２、第２指基節骨Ｆ３がある。また、第２指基節骨Ｆ３は、掌を構成する第２中手骨Ｆ４と接している。これらにより人差し指Ｆの関節は、指先側から順に、第２指末節骨Ｆ１および第２指中節骨Ｆ２から構成されるＤＩＰ（Distal Inter Phalangeal）関節ＦＪ１、第２指中節骨Ｆ２および第２指基節骨Ｆ３から構成されるＰＩＰ（Proximal Inter Phalangeal）関節ＦＪ２、第２指基節骨Ｆ３および第２中手骨Ｆ４から構成されるＭＰ関節ＦＪ３がある。

まず、データグローブ１の装着方法について説明する。最初に、電源スイッチ３１ａを操作し、曲げセンサ４の初期ポジションを設定する。次いで、図５を参照して、親指Ｔは略水平な人差し指Ｆに対してやや下方に向かって延ばした状態とする。この状態のまま、基部２０と甲カバー２４の間に人差し指Ｆ、中指Ｍ、薬指Ｒ、小指Ｐ（図７参照）を後方側から前方側に向かって挿入する。そして、半円状溝２５内に人差し指Ｆを挿入し、半円状溝２５の内面、すなわち延設部２１に人差し指Ｆの腹を沿わせる。

一方、基部２０の部分に、親指Ｔと人差し指Ｆとの間の第１指間腔における指間みずかきＷの一部（第２中手骨Ｆ４の頭近傍）を沿わせる。

ここで、基部２０は後方側から前方側に向かって上方側に湾曲する円弧状に形成されている。また、延設部２１は、前端および後端からこれらの中央に向かって上方側に湾曲する円弧状に形成されている。すなわち、親指Ｔと人差し指Ｆが把持動作を行うときの姿勢となるように、基部２０および延設部２１は形成されている。

また、半円状溝２５は上方側ばかりでなく前方側に開放されていることから、人差し指Ｆの指先を半円状溝２５よりも前方側に進出させることができる。例えば袋状に指先が覆われている構成と比較して、人差し指Ｆの長さの制限を受けにくく、必ず基部２０の部分に指間みずかきＷの一部を当接させることができる。これにより、安定して基部２０を支点として機能させることができるため、人差し指Ｆの曲げ動作を行いやすい。また、指が挿入されることによって袋状の延設部が弾性変形し、これを受けて曲げセンサ４が変形されることを回避できるため、簡素なプログラミングで演算量が少なく安定して把持動作に関するデータを作成することができる。

また、上述したように、基部２０が小型であることから、使用者の指間みずかきＷの大きさによって装着の可否が左右されにくくなっている。

続けて、図７に示されるように、グリップ２２を中指Ｍ、薬指Ｒ、小指Ｐで把持する。最後に、二の腕を体側に沿わせて肘を略９０度に曲げ手を体の前方側に突き出す等して、制御装置５を水平に配置した状態でホームポジションスイッチ３１ｂをオンし、データグローブ１（位置センサ）のホームポジションを設定する。

以上のように、データグローブ１を装着する手順について説明したが、データグローブ１を装着する手順は適宜変更されてもよく、例えばグリップ２２を中指Ｍ、薬指Ｒ、小指Ｐで把持した後、人差し指Ｆを半円状溝２５に沿って配置してもよい。

次に、データグローブ１を手に装着し、把持を行う前のデータグローブ１について説明する。図５に示される状態では、人差し指Ｆは伸びており、図１～４と同様に、軟質部材２の延設部２１は自然状態すなわち曲げ動作がなされていない状態である。このとき、曲げセンサ４は変形量がほぼゼロの状態、初期ポジションにある。

この初期ポジションにおいて、片持ち形状の延設部２１は重力により僅かに弓なりに湾曲しており、曲げセンサ４は基部２０および延設部２１同様僅かに弓なり形状、すなわち直線状から僅かに弾性変形した状態となっている。

この実施例では、初期ポジションにおいて、延設部２１が僅かに弓なりに湾曲しているとともに、延設部２１の上方に人差し指Ｆが位置するので、人差し指Ｆを一直線状ないし反らせても延設部２１および曲げセンサ４は変形しないようになっている。このようにすることで、把持動作に関係のない手の動作を曲げセンサ４が検出しないため、データの演算量が少なくなっている。

次に、把持動作中のデータグローブ１について説明する。この把持動作は、データグローブ１の使用者がロボットアームおよびターゲットとしての物品が映し出されているモニタを見ながら行う。

図６に示されるように、使用者はデータグローブ１を装着した状態で人差し指Ｆの曲げ動作をすることで、基部２０の一部および延設部２１がこれに応じて弾性変形する。

本実施例では、制御装置５の演算制御部は、図５における初期ポジションから、人差し指Ｆの曲げ動作を開始した後、曲げセンサ４の弾性変形が所定以上に到達するまで、曲げ量がゼロであるものとして処理している。これにより、初期ポジションにいわゆる不感帯を設けているため、人差し指Ｆが意図せず微動する等により、データグローブ１からデータが出力されることを抑止している。そのため、意図しないロボットアームの動作を抑止することができる。

また、制御装置５の演算制御部は、曲げセンサ４の抵抗値の変化に基づいて所定量を超える曲げ量に達したと判定した場合には、曲げに応じた把持動作に関するデータを演算し、通信部を介して通信装置に出力する。これとともに、演算制御部は振動モータ６を振動させるため、曲げ量、言い換えれば把持状態をデータグローブ１の使用者に把握させることができる。なお、不感帯は設けられていなくてもよい。

また、延設部２１の底部は、後端側よりも前端側の方が薄肉に形成されていることから、ＤＩＰ関節ＦＪ１が最も曲げやすくなっており、次にＰＩＰ関節ＦＪ２が曲げやすくなっており、ＭＰ関節ＦＪ３が最も曲げにくくなっている。これにより、一般的に細かい曲げ動作を行いにくく、力を籠めにくいＤＩＰ関節ＦＪ１であっても、延設部２１越しに曲げセンサ４を弾性させることができる。そのため、使用者によらず人差し指Ｆの曲げ動作を行いやすくなっている。

また、基部２０の後端部の底部は最も肉厚であり弾性変形しにくい。さらに、基部２０の前端部は、一体に形成されているグリップ２２および連結部２３によっても剛性が高められている。これらにより、確実に基部２０を支点として機能させることができる。

また、親指ＴのＭＰ関節ＴＪ２が人差し指ＦのＭＰ関節ＦＪ３側に接近するように親指Ｔが移動しようとしても、親指Ｔが基部２０に当接することでそれ以上の近接が防止される。これにより、使用者によらず把持動作を統一させやすくなっている。さらに、親指Ｔの曲げ量や位置が曲げセンサ４の弾性変形に影響することを防止できる。これらにより、把持動作に関するデータを算出するためのプログラムを簡素にすることができる。

一方、基部２０および延設部２１は、人差し指Ｆの曲げ動作の範囲内では弾性復帰可能に構成されている。これにより、人差し指Ｆによる曲げ動作を緩める、または解除する動作に追従するため、応答性が良い。

以上説明したように、本実施例のデータグローブ１は、人差し指ＦのＭＰ関節ＦＪ３と親指ＴのＭＰ関節ＴＪ２との相対的な近接をないものとして人差し指Ｆの曲げ動作を可能とすることにより、人差し指Ｆの曲げ量を捕捉しただけの比較的軽いデータに基づいて正確な把持動作に関するデータを出力することができる。

また、人差し指Ｆの曲げ量のみで把持動作を特定することができるため、親指側まで延設部および曲げセンサが延設されている構成と比較して、構造が簡素である。

また、本実施例の基部２０および延設部２１は、同じ素材で一体に成形されているため、簡素に設計することができる。例えば、基部と延設部が異なる素材で形成されていると接続部分の強度設計が困難である。加えて、基部２０および延設部２１は、適度な摩擦と弾性を有するシリコーンで形成され、上面側に亘って設けられている、言い換えると、上面側に補強部材３が露出していないから、人差し指Ｆや指間みずかきＷに軟質の基部２０および延設部２１が当接する。このことから、基部２０および延設部２１は、人差し指Ｆの曲げ動作にあたって適度な摩擦を有し人差し指Ｆや指間みずかきＷに対して滑りにくくかつ曲げ時の追従性が良好となっている。これにより、安定して操作することができる。

また、グリップ２２によって中指Ｍ、薬指Ｒおよび小指Ｐが固定されるため、人差し指Ｆだけを安定して正確に動作させることができる。

また、グリップ２２が中指Ｍ、薬指Ｒおよび小指Ｐに把持されることにより、人差し指Ｆの曲げ動作に応じてデータグローブ１全体が相対的に移動しにくくなるため、継続して安定した操作を繰り返すことができる。

また、弾性変形可能である延設部２１は、把持時に円滑に把持状態となり得、かつデータグローブ１を脱いだときに弾性復帰可能である。

また、基部２０、延設部２１およびグリップ２２は、弾性変形可能であるため、データグローブ１装着時のフィット感が良く、データグローブ１を脱いだときに弾性復帰することから、使用者の手のサイズによらず操作性が良好である。

また、基部２０は、補強部材３の芯部３０によって強度が補強されているため、より強力に人差し指ＦのＭＰ関節ＦＪ３と親指ＴのＭＰ関節ＴＪ２との相対的な近接を阻止することができる。

また、データグローブ１を装着した状態で一時的に操作を中断するにあたって、装着している手の甲に甲カバー２４を当てることでもデータグローブ１全体を保持可能となっている。

また、甲カバー２４と補強部材３のカバー部３１との間に制御装置５が配置されているため、例えばグリップ内に制御装置を埋設したような構成と比較して、データグローブ１の手の平側の構成を小さくすることができる。これにより、データグローブ１の装着による違和感を生じにくくすることができる。

また、基部２０と甲カバー２４を接続している連結部２３は、補強部材３の芯部３０によって補強されているため、データグローブ１の取り回しや人差し指Ｆの曲げ動作をするにあたって、揺動しにくくなっている。これにより、データグローブ１を取り回すにあたって甲カバー２４が相対的に揺動しても、その影響が基部２０および延設部２１に及びにくくなっている。さらに、連結部２３の揺動を受けて導線Ｃ_１が振動するまたは圧迫される等によりノイズが混じりにくくなるため、人差し指Ｆの曲げ動作に応じた正確な位置データを出力することができる。

また、曲げセンサ４は、基部２０より延びているため、使用者の手の大きさに関わらず、人差し指ＦのＭＰ関節ＦＪ３の曲げ量を測定することができる。これにより、使用者の手のサイズを広く許容することができる。

また、手が直接触れる軟質部材２は、シリコーンで形成されているため、人の汗、紫外線等を受けて変質しにくく、長期に亘って使用することができる。

また、基部２０および延設部２１には、半円状溝２５が形成されていることから、人差し指Ｆの曲げ動作を行うにあたって、人差し指Ｆが基部２０および延設部２１から脱落しにくくなっている。

以上、本発明の実施例を図面に基づいて説明してきたが、具体的な構成はこれら実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内における追加や変更があっても、本発明に含まれる。

例えば、前記実施例では、データグローブ１は、物流倉庫においてピッキング作業の遠隔操作を行うために用いられるとして説明したが、これに限られず、製造工場の組み立て、検品等の遠隔操作に用いられてもよく、いわゆるメタバース等の仮想空間における操作に用いられてもよく、把持動作を伴う作業であればよく、ピッキング作業に限定されるものではない。

また、前記実施例では、軟質部材２はシリコーンで形成されている構成として説明したが、これに限られず、シリコーン以外の素材で形成されていてもよい。

また、前記実施例では、基部２０は、軟質部材２を構成する他の延設部２１、グリップ２２、連結部２３および甲カバー２４と共に一体成型されている構成として説明したが、これに限られず、これらの少なくとも一つと別体であってもよい。例えば、別体の甲カバー、弾性変形する金属等によって、基部材が別体の延設部材と連結されていてもよい。より詳しくは、基部材は、人差し指ＦのＭＰ関節ＦＪ３と親指ＴのＭＰ関節ＴＪ２との相対的な近接を阻止可能であればよい。

また、前記実施例では、基部２０および曲げセンサ４は、親指ＴのＭＰ関節ＴＪ２まで達していない構成として説明したが、これに限られず、基部材および曲げセンサが親指ＴのＭＰ関節ＴＪ２を跨いで親指Ｔ側さらにはその先端側に延びていてもよい。このような構成であっても、基部材によって、人差し指ＦのＭＰ関節ＦＪ３と親指ＴのＭＰ関節ＴＪ２との相対的な近接が阻止されるため、人差し指Ｆの曲げ動作だけを検出することができる。

また、前記実施例では、基部２０、延設部２１および曲げセンサ４は、親指ＴのＭＰ関節ＴＪ２まで達していない構成として説明したが、これに限られず、基部材より親指Ｔ側に延びる別の延設部材を有し、当該別の延設部材まで曲げセンサが延設されていてもよい。このような構成であっても、基部材によって、人差し指ＦのＭＰ関節ＦＪ３と親指ＴのＭＰ関節ＴＪ２との相対的な近接が阻止されるとともに、人差し指Ｆと親指Ｔによる曲げ動作を一つの曲げセンサだから得られる抵抗値の変位量だけで把持動作を特定することができるため、比較的軽いデータに基づいて正確な把持動作に関するデータを出力することができる。

また、前記実施例では、軟質部材２は、連結部２３および甲カバー２４を有する構成として説明したが、これに限られず、連結部２３および甲カバー２４を省略してもよい。このような構成であれば、データ出力手段は、基部材、グリップ等に設けられていてもよい。

また、前記実施例では、基部２０および延設部２１には、半円状溝２５が形成されている断面Ｕ字状として説明したが、これに限らず、単に平板状に形成されていてもよく、袋状に形成されていてもよく、適宜変更されてもよい。

また、前記実施例では、制御装置５の演算制御部は、振動モータ６を曲げセンサ４の曲げ量に応じた強度で振動させる構成として説明したが、これに限られず、ロボットアームからの出力に応じた強度で振動させる構成としてもよい。このような構成であれば、例えば物品を把持することでロボットアームに生じた反力が強くなるにつれて振動モータ６の振動を強くすることにより、確実に物品を把持したことを認識できるとともに、物品を過度な力で把持することにより破損が生じることを抑止することができる。さらに、曲げセンサ４の曲げ量に応じた振動と、ロボットアームからの出力に応じた振動とを共用する場合には、それぞれの振動のリズムや振動する時間・回数を異なる構成とすることが状況を把握できる観点から好ましい。

１ データグローブ
２ 軟質部材
３ 補強部材
４ 曲げセンサ
５ 制御装置
６ 振動モータ
２０ 基部（基部材）
２１ 延設部（延設部材）
２２ グリップ
２４ 甲カバー
Ｆ 人差し指
ＦＪ３ ＭＰ関節（人差し指のＭＰ関節）
Ｍ 中指
Ｐ 小指
Ｒ 薬指
Ｔ 親指
ＴＪ２ ＭＰ関節（親指のＭＰ関節）

Claims (7)

1. 把持動作に関するデータを出力するデータグローブであって、
   基部材と、
   前記基部材から延び人差し指の腹側に当接可能な延設部材と、
   前記延設部材に沿って配置される曲げセンサと、を少なくとも有し、
   前記基部材は、前記人差し指のＭＰ関節と親指のＭＰ関節と間に位置し、これら両関節の相対的な近接を阻止するようになっていることを特徴とするデータグローブ。
2. 少なくとも中指と薬指とで把持されるグリップが前記基部材から延設されていることを特徴とする請求項１に記載のデータグローブ。
3. 前記基部材、前記延設部材および前記グリップは、軟質材にて形成されていることを特徴とする請求項２に記載のデータグローブ。
4. 前記基部材には、前記軟質材よりも固い硬質材が配置されていることを特徴とする請求項３に記載のデータグローブ。
5. 前記基部材には、手の甲側に配置される甲カバーが連結されていることを特徴とする請求項４に記載のデータグローブ。
6. 前記硬質材は、前記甲カバーの上方に延びており、
   前記甲カバーを構成する前記軟質材と、前記硬質材との間に、データ出力手段が配置されていることを特徴とする請求項５に記載のデータグローブ。
7. 前記曲げセンサは、前記基部材から延びていることを特徴とする請求項１～６のいずれかに記載のデータグローブ。

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