JP3914045B2 - 多指ハンド装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の指機構を有する多指ハンド装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
人の手と同様の構造を有する多指ハンド装置は、腕体の先端部に取り付けた手嘗部から複数の指機構が延設され、その各指機構は、複数の節間部材を複数の指関節を介して順次連接した構成とされている。
【０００３】
この種の多指ハンド装置では、各指機構毎に、各指機構の指関節を駆動するためのアクチュエータを指機構から離間した箇所（例えば手嘗部や腕体等）に設けると共に、このアクチュエータをワイヤ部材やこれを巻き掛けたプーリ部材を介して各指機構に接続し、該ワイヤ部材を該アクチュエータにより引っ張ることで各指機構の屈伸動作を行うようにしたものが従来より知られている（例えば特開昭６０−２０７７９５号公報、特開平６−８１７８号公報等を参照）。
【０００４】
しかし、これらの従来の多指ハンド装置では、各指機構毎にアクチュエータを備えるため、各指機構の屈伸動作をそれぞれ独立的に制御することができるものの、多数のアクチュエータを搭載するための大きなスペースが必要となる。更に、各指機構とそれに対応するアクチュエータとを接続するワイヤ部材が各指機構毎に各別に必要となるため、それらの多数のワイヤ部材を取り回すスペースも要すると共に、該ワイヤ部材の取り回しも複雑なものとなる。
【０００５】
このような不都合を解消するためには、例えば各指機構をその伸ばし側、あるいは曲げ側にバネ等により付勢しておくと共に、各指機構から延設したワイヤ部材を相互に結合しておき、それらの結合したワイヤ部材を単一のアクチュエータにより引っ張ることで、各指機構の曲げ動作や伸ばし動作を一括的に行うことが考えられる。
【０００６】
しかしながら、このようにした場合には、例えば物体を把持するために、各指機構の曲げ動作を行った場合に、いずれか一つの指機構が物体に当接したり、他の障害物に当接したりして、それ以上、曲げ動作を行うことができなくなると、他の指機構も曲げ動作を行うことができなくなり、物体を適正に把持することができなくなることがある。また、各指機構を曲げた状態から伸ばす場合にも、一つの指機構が障害物等に当接して、それ以上、伸ばし動作を行うことができなくなると、他の指機構も伸ばし動作を行うことができなくなってしまう。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はかかる背景に鑑みてなされたものであり、複数の指機構をワイヤ部材を介して屈伸させる多指ハンド装置において、指機構の屈伸動作の駆動源としてのアクチュエータの個数を少ないものとしつつ、物体の把持作業等の際の指機構の円滑な屈伸動作を行うことができる多指ハンド装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、腕体の先端部に取り付けられた手嘗部と、該手嘗部から延設され、それぞれ複数の節間部材を指関節を介して順次連接してなる少なくとも３個以上の指機構と、各指機構をその伸ばし側及び曲げ側のいずれか一方側に付勢する付勢手段と、各指機構から手嘗部側に延設されたワイヤ部材と、各指機構から延設されたワイヤ部材を前記付勢手段の付勢力に抗して引っ張ることにより、該指機構の曲げ動作又は伸ばし動作を行わしめる駆動手段とを備えた多指ハンド装置であって、前記駆動手段は、少なくとも２個の指機構からそれぞれ延設された２本のワイヤ部材の手嘗部側の端部を互いに間隔を存して連結する一対の連結部を備える連結部材と、該連結部材の両連結部の間に設けた支点を介して該連結部材を揺動自在に保持して前記２本のワイヤ部材の引っ張り方向に移動可能な保持部材と、前記２個の指機構以外の他の１個の指機構から延設されたワイヤ部材が巻き掛けられて前記保持部材に回転自在に保持されたプーリ部材とを具備し、前記２個の指機構と前記他の１個の指機構との曲げ動作又は伸ばし動作を行うとき、前記他の１個の指機構から延設されたワイヤ部材を、前記プーリ部材が前記保持部材と共に前記２個の指機構から延設されたワイヤ部材の引っ張り方向に移動する方向に引っ張ることを特徴とする。
【０００９】
前記第１の発明は、少なくとも３個の指機構を屈伸させるのに適した構成である。以下、指機構が３個であるとして説明する。指機構は例えば人の指を模倣して複数の関節を備えて屈伸自在に延びている。前記駆動手段においては、先ず、前記保持部材に保持された連結部材を介して２個の指機構から延設された両ワイヤ部材を同時に前記付勢手段の付勢力に抗して引っ張ることにより、２個の指機構の曲げ動作又は伸ばし動作（以下、単に屈伸動作という）が行えるようになっている。また、他の１個の指機構から延設されたワイヤ部材を引っ張ることで、当該他の１個の指機構の屈伸動作が行えるようになっている。そして、前記駆動手段によれば、当該他の１個の指機構から延設されたワイヤ部材を引っ張ることによって、前記プーリ部材を介して前記保持部材が移動し、これに伴って前記連結部材を介して前記２個の指機構から延設されたワイヤ部材が引っ張られる。これにより、前記他の１個の指機構から延設されたワイヤ部材を引っ張るだけで、当該他の１個の指機構だけでなく前記２個の指機構の屈伸動作をも同時に行うことができる。
そして、このとき、例えば前記他の１個の指機構が物体に当接する等して動くことができない状態となった場合にも、プーリ部材は移動可能な保持部材に設けられているので、該プーリ部材が回転しつつ保持部材が移動され、前記２個の指機構のワイヤ部材が引っ張られるので、該２個の指機構については支障なく屈伸動作を行うことができる。
また、前記２個の指機構については、そのうちのいずれか一方が物体に当接する等して動かなくなっても、前記連結部材が天秤状に揺動して他方の指機構の屈伸動作が阻害されることはなく、更には、前記他の１個の指機構から延設されたワイヤ部材は保持部材のプーリ部材を介して引っ張られるので該他の１個の指機構の屈伸動作も支障なく行なわれる。
【００１０】
従って、かかる本発明によれば、前記２個の指機構と前記他の１個の指機構との３個の指機構のうちのいずれの指機構が物体に当接する等して動かなくなっても、残りの指機構は屈伸動作を行うことができる。そして、当該３個の指機構の屈伸動作は、単一のアクチュエータを用いて、前記他の１個の指機構から延設されたワイヤ部材を引っ張ることで行うことができる。
【００１１】
また、第２の発明は、腕体の先端部に取り付けられた手嘗部と、該手嘗部から延設され、それぞれ複数の節間部材を指関節を介して順次連接してなる少なくとも５個以上の指機構と、各指機構をその伸ばし側及び曲げ側のいずれか一方側に付勢する付勢手段と、各指機構から手嘗部側に延設されたワイヤ部材と、各指機構から延設されたワイヤ部材を前記付勢手段の付勢力に抗して引っ張ることにより、該指機構の曲げ動作又は伸ばし動作を行わしめる駆動手段とを備えた多指ハンド装置であって、前記駆動手段は、少なくとも４個の指機構が２個ずつの２対に分類されて各対の２個の指機構からそれぞれ延設された２本のワイヤ部材の手嘗部側の端部を互いに間隔を存して連結する一対の連結部を備えた２個の連結部材と、それぞれの連結部材の両連結部の間に設けた支点を介して２個の連結部材を間隔を存して揺動自在に保持し、前記４個の指機構からそれぞれ延設されたワイヤ部材の引っ張り方向に移動可能で且つ前記２個の連結部材の間に設けた支点の回りに揺動可能な保持部材と、前記４個の指機構以外の他の１個の指機構から延設されたワイヤ部材が巻き掛けられて前記２個の連結部材の間で前記保持部材に回転自在に保持されたプーリ部材とを具備し、前記４個の指機構と前記他の１個の指機構との曲げ動作又は伸ばし動作を行うとき、前記他の１個の指機構から延設されたワイヤ部材を、前記プーリ部材が前記保持部材と共に前記４個の指機構から延設されたワイヤ部材の引っ張り方向に移動する方向に引っ張ることを特徴とする。
【００１２】
前記第２の発明は、少なくとも５個の指機構を屈伸させるのに適した構成である。以下、指機構が５個であるとして説明する。前記第２の発明における前記駆動手段によれば、前記他の１個の指機構から延設されたワイヤ部材を引っ張るだけで、当該他の１個の指機構の屈伸動作と同時に前記４個の指機構の屈伸動作を行なうことができる。即ち、前記他の１個の指機構から延設されたワイヤ部材を引っ張ると、前記プーリ部材を介して前記保持部材が移動され、該保持部材に保持された２個の連結部材を介して、前記４個の指機構から延設されたワイヤ部材が引っ張られる。そして、このとき、例えば前記他の１個の指機構が物体に当接する等して動くことができない状態となった場合であっても、プーリ部材は移動可能な保持部材に設けられているので、該プーリ部材が回転しつつ保持部材が移動され、２個の連結部材に連結されている前記４個の指機構のワイヤ部材が引っ張られるので、該４個の指機構については支障なく屈伸動作を行うことができる。また、前記４個の指機構については、そのうちのいずれかが物体に当接する等して動かなくなっても、その動かなくなった指機構以外の残りの指機構に対応する前記連結部材が天秤状に揺動して保持部材と共に移動することができるため、当該残りの指機構構の屈伸動作を行うことができる。
従って、かかる本発明によれば、前記４個の指機構と前記他の１個の指機構との５個の指機構のうちのいずれの指機構が物体に当接する等して動かなくなっても、残りの指機構は屈伸動作を行うことができる。そして、当該５個の指機構の屈伸動作は、単一のアクチュエータを用いて、前記他の１個の指機構から延設されたワイヤ部材を引っ張ることで行うことができる。
【００１３】
また、第３の発明は、腕体の先端部に取り付けられた手嘗部と、該手嘗部から延設され、それぞれ複数の節間部材を指関節を介して順次連接してなる複数の指機構と、各指機構をその伸ばし側及び曲げ側のいずれか一方側に付勢する付勢手段と、各指機構から手嘗部側に延設されたワイヤ部材と、各指機構から延設されたワイヤ部材を前記付勢手段の付勢力に抗して引っ張ることにより、該指機構の曲げ動作又は伸ばし動作を行わしめる駆動手段とを備えた多指ハンド装置であって、前記駆動手段は、前記複数の指機構のうちの少なくとも２個の指機構からそれぞれ延設された２本のワイヤ部材の手嘗部側の端部を互いに間隔を存して連結する一対の連結部を備える連結部材と、該連結部材の両連結部の間に設けた支点を介して該連結部材を揺動自在に保持して前記２本のワイヤ部材の引っ張り方向に移動可能な保持部材とを具備し、前記連結部材の両連結部の間に設けられた支点は、何れか一方の連結部寄りに位置されており、前記２個の指機構の曲げ動作又は伸ばし動作を行うとき、前記保持部材を移動させることにより、該２個の指機構から延設されたワイヤ部材を引っ張ることを特徴とする。
【００１４】
前記第３の発明は、少なくとも２個の指機構を屈伸させるのに適した構成である。以下、指機構が２個であるとして説明する。指機構は例えば人の指を模倣して複数の関節を備えて屈伸自在に延びている。各指機構からはワイヤ部材が手嘗部に向かって延出されており、ワイヤ部材を引っ張ることにより、各指機構の曲げ動作又は伸ばし動作が行なえるようになっている。前記駆動手段は、前記保持部材に保持された連結部材を介して２個の指機構から延設された両ワイヤ部材を同時に前記付勢手段の付勢力に抗して引っ張ることにより、２個の指機構の屈伸動作を行う。従って、２個の指機構ついては、各別にアクチュエータを備えずとも、単一のアクチュエータを用いてその屈伸動作を行うことができる。更に、このとき、２個の指機構のいずれか一方が物体等に当接してそのワイヤ部材が引っ張り不能となっても、前記連結部材が支点を介して天秤状に揺動して他方の指機構のワイヤ部材を引っ張りつつ保持部材と共に移動することができ、それにより、他方の指機構の屈伸動作を支障なく行うことができる。
このように、前記第３の発明によれば、指機構の屈伸動作の駆動源としてのアクチュエータの個数を少ないものとしつつ、物体の把持作業等の際の指機構の円滑な屈伸動作を行うことができる。なお、第３の発明は指機構が２個以上である場合にも採用することができ、２個の指機構以外の指機構については、それぞれ各別のアクチュエータを用いて各指機構から延設されたワイヤ部材を引っ張って該指機構の屈伸動作を行うようにしてもよい。或いはまた、後述する本発明の他の構成によって、互いに共通のアクチュエータを用いて屈伸動作を行うようにすることも可能である。
更に、前記連結部材の両連結部の間に設けられた支点を何れか一方の連結部寄りに位置させることにより、２個の指機構について屈伸動作順位を容易に設定することができる。これは基本的には前述した保持部材の支点位置の場合と同様であり、保持部材が移動されるときに、該連結部材がその支点回りに揺動して該支点から近い距離にある一方の連結部に連結されたワイヤ部材が、該支点から遠い距離にある他方の連結部に連結されたワイヤ部材よりも早い時期に引っ張られる。
そして、例えば、本発明の多指ハンド装置において人の手を模倣して４個の指機構を人指し指乃至小指に対応させるとき、連結部材の支点位置と保持部材の支点位置との組み合わせで、小指から順に少しの遅れをもって順次人差し指まで曲がり動作を連続させることができ、人の手を模倣した自然な握る動作を容易に得ることができる。
【００１５】
また、第４の発明は、腕体の先端部に取り付けられた手嘗部と、該手嘗部から延設され、それぞれ複数の節間部材を指関節を介して順次連接してなる少なくとも４個以上の複数の指機構と、各指機構をその伸ばし側及び曲げ側のいずれか一方側に付勢する付勢手段と、各指機構から手嘗部側に延設されたワイヤ部材と、各指機構から延設されたワイヤ部材を前記付勢手段の付勢力に抗して引っ張ることにより、該指機構の曲げ動作又は伸ばし動作を行わしめる駆動手段とを備えた多指ハンド装置であって、前記駆動手段は、前記複数の指機構のうちの少なくとも４個の指機構が２個ずつの２対に分類されて各対の２個の指機構からそれぞれ延設された２本のワイヤ部材の手嘗部側の端部を互いに間隔を存して連結する一対の連結部を備えた２個の連結部材と、それぞれの連結部材の両連結部の間に設けた支点を介して２個の連結部材を間隔を存して揺動自在に保持し、前記４個の指機構からそれぞれ延設されたワイヤ部材の引っ張り方向に移動可能で且つ前記２個の連結部材の間に設けた支点の回りに揺動可能な保持部材とを具備し、前記連結部材の両連結部の間に設けられた支点は、何れか一方の連結部寄りに位置されており、前記４個の指機構の曲げ動作又は伸ばし動作を行うとき、前記保持部材を移動させることにより、該４個の指機構から延設されたワイヤ部材を引っ張ることを特徴とする。
【００１６】
前記第４の発明は、少なくとも４個の指機構を屈伸させるのに適した構成である。以下、指機構が４個であるとして説明する。第４の発明における前記駆動手段は、前記保持部材を移動させることで、２個の連結部材を介して４個の指機構から延設されたワイヤ部材を前記付勢手段の付勢力に抗して引っ張ることができる。それにより、４個の指機構の屈伸動作を同時に行うことができ、４個の指機構の各別にアクチュエータを備えずとも、単一のアクチュエータを用いてその屈伸動作を行うことができる。
ここで、４個の指機構は、２個ずつの２対に分類されて、各ワイヤ部材が２個の連結部材によって連結されている。即ち、２個の指機構から延出された一対のワイヤ部材が１個の前記連結部材によって連結され、残りの２個の指機構から延出された一対のワイヤ部材が他の１個の前記連結部材によって連結されている。そして、４個の指機構のいずれか一つが物体等に当接して動かなくなり、そのワイヤ部材が引っ張り不能となっても、その動かなくなった指機構と対になる指機構から延設されたワイヤ部材は、連結部材の天秤状の揺動により引っ張られ、動かなくなった指機構と対になる指機構の屈伸動作を支障なく行うことができる。しかも、動かなくなった指機構が属する対とは別の対の２個の指機構に対応する連結部材は前記保持部材と共に移動されるので、動かなくなった指機構以外の３個の指機構の屈伸動作を行うことができる。このことは、４個の指機構の２対の一方に属する一つの指機構と、他方の対に属する一つの指機構とが同時に動かなくなった場合でも同様である。この場合にも、両連結部材が揺動しつつ保持部材と共に移動することができ、それにより、動かなくなった２個の指機構以外の２個の指機構の屈伸動作を行うことができる。
また、前記４個の指機構の２対の一方に属する２個の指機構が共に動かなくなった場合には、その対に属する指機構に対応する連結部材は保持部材と共に移動することはできなくなるが、該保持部材がその支点の回りに揺動することで、他方の対の指機構に対応する連結部材を該保持部材と共に移動させることができる。これにより、該他方の対の指機構の屈伸動作を行うことができる。同様に、前記４個の指機構のうちの３個の指機構が動かなくなった場合であっても、可動である一つの指機構に対応する連結部材が揺動し且つ前記保持部材が揺動しつつ移動できるので、可動である一つの指機構の屈伸動作を行うことができる。
このように、前記第４の発明によれば、４個の指機構のうちのいずれの指機構が物体に当接する等して動かなくなっても、残りの指機構は屈伸動作を行うことができる。そして、４個の指機構の屈伸動作は、単一のアクチュエータを用いてプーリ保持部材を移動させることで行うことができる。
従って、前記第４の発明によれば、前記第１実施形態の場合と同様、指機構の屈伸動作の駆動源としてのアクチュエータの個数を少ないものとしつつ、物体の把持作業等の際の指機構の円滑な屈伸動作を行うことができる。なお、該第４の発明は、前記各対の２個の指機構に関しては、前記第３の発明の場合と基本的作動が同様である。
更に、前記連結部材の両連結部の間に設けられた支点を何れか一方の連結部寄りに位置させることにより、２個の指機構について屈伸動作順位を容易に設定することができる。これは基本的には前述した保持部材の支点位置の場合と同様であり、保持部材が移動されるときに、該連結部材がその支点回りに揺動して該支点から近い距離にある一方の連結部に連結されたワイヤ部材が、該支点から遠い距離にある他方の連結部に連結されたワイヤ部材よりも早い時期に引っ張られる。
そして、例えば、本発明の多指ハンド装置において人の手を模倣して４個の指機構を人指し指乃至小指に対応させるとき、連結部材の支点位置と保持部材の支点位置との組み合わせで、小指から順に少しの遅れをもって順次人差し指まで曲がり動作を連続させることができ、人の手を模倣した自然な握る動作を容易に得ることができる。
【００１７】
また、前記第３の発明において、前記指機構は少なくとも３個以上備えられ、前記駆動手段は、前記２個の指機構以外の他の１個の指機構から延設されたワイヤ部材が巻き掛けられて前記保持部材に回転自在に保持されたプーリ部材を具備し、前記２個の指機構と前記他の１個の指機構との曲げ動作又は伸ばし動作を行うとき、前記他の１個の指機構から延設されたワイヤ部材を、前記プーリ部材が前記保持部材と共に前記２個の指機構から延設されたワイヤ部材の引っ張り方向に移動する方向に引っ張ることを特徴とする。
【００１８】
これによれば、前記他の１個の指機構から延設されたワイヤ部材を引っ張ることで、当該他の１個の指機構の屈伸動作が行われる。しかも、当該他の１個の指機構から延設されたワイヤ部材を引っ張ることによって、前記プーリ部材を介して前記保持部材が移動し、これに伴って前記連結部材を介して前記２個の指機構から延設されたワイヤ部材が引っ張られる。これにより、前記他の１個の指機構から延設されたワイヤ部材を引っ張るだけで、当該他の１個の指機構だけでなく前記２個の指機構の屈伸動作をも同時に行うことができる。
【００１９】
そして、このとき、例えば前記他の１個の指機構が物体に当接する等して動くことができない状態となった場合にも、プーリ部材は移動可能な保持部材に設けられているので、該プーリ部材が回転しつつ保持部材が移動され、前記２個の指機構のワイヤ部材が引っ張られるので、該２個の指機構については支障なく屈伸動作を行うことができる。
【００２０】
また、前記２個の指機構については、そのうちのいずれか一方が物体に当接する等して動かなくなっても、前記連結部材が天秤状に揺動して他方の指機構の屈伸動作が阻害されることはなく、更には、前記他の１個の指機構から延設されたワイヤ部材は保持部材のプーリ部材を介して引っ張られるので該他の１個の指機構の屈伸動作も支障なく行なわれる。
【００２１】
従って、かかる本発明によれば、前記２個の指機構と前記他の１個の指機構との３個の指機構のうちのいずれの指機構が物体に当接する等して動かなくなっても、残りの指機構は屈伸動作を行うことができる。そして、当該３個の指機構の屈伸動作は、単一のアクチュエータを用いて、前記他の１個の指機構から延設されたワイヤ部材を引っ張ることで行うことができる。
【００２２】
上記の場合と同様にして、前記第４の発明において、前記指機構は少なくとも５個以上備えられ、前記駆動手段は、前記４個の指機構以外の他の１個の指機構から延設されたワイヤ部材が巻き掛けられて前記２個の連結部材の間で前記保持部材に回転自在に保持されたプーリ部材を具備し、前記４個の指機構と前記他の１個の指機構との曲げ動作又は伸ばし動作を行うとき、前記他の１個の指機構から延設されたワイヤ部材を、前記プーリ部材が前記保持部材と共に前記４個の指機構から延設されたワイヤ部材の引っ張り方向に移動する方向に引っ張ることを特徴とする。
【００２３】
これによれば、前記他の１個の指機構から延設されたワイヤ部材を引っ張るだけで、当該他の１個の指機構の屈伸動作と同時に前記４個の指機構の屈伸動作を行なうことができる。即ち、前記他の１個の指機構から延設されたワイヤ部材を引っ張ると、前記プーリ部材を介して前記保持部材が移動され、該保持部材に保持された２個の連結部材を介して、前記４個の指機構から延設されたワイヤ部材が引っ張られる。そして、このとき、例えば前記他の１個の指機構が物体に当接する等して動くことができない状態となった場合であっても、プーリ部材は移動可能な保持部材に設けられているので、該プーリ部材が回転しつつ保持部材が移動され、２個の連結部材に連結されている前記４個の指機構のワイヤ部材が引っ張られるので、該４個の指機構については支障なく屈伸動作を行うことができる。また、前記４個の指機構については、そのうちのいずれかが物体に当接する等して動かなくなっても、その動かなくなった指機構以外の残りの指機構に対応する前記連結部材が天秤状に揺動して保持部材と共に移動することができるため、当該残りの指機構構の屈伸動作を行うことができる。
【００２４】
従って、かかる本発明によれば、前記４個の指機構と前記他の１個の指機構との５個の指機構のうちのいずれの指機構が物体に当接する等して動かなくなっても、残りの指機構は屈伸動作を行うことができる。そして、当該５個の指機構の屈伸動作は、単一のアクチュエータを用いて、前記他の１個の指機構から延設されたワイヤ部材を引っ張ることで行うことができる。
【００２５】
また、前記第２又は第４の各発明においては、前記保持部材の２個の連結部材の間に設けられた支点を何れか一方の連結部材寄りに位置させることにより、各付勢手段の付勢力を一定に設定しておいても、４個の指機構の２対の一方に属する２個の指機構と他方に属する２個の指機構との屈伸動作順位を容易に設定することができる。即ち、例えば各指機構の付勢手段が同じ付勢力を有しており、保持部材が支点を介して移動されるときには、先ず、該保持部材が揺動して該支点から近い距離にある一方の連結部材が、該支点から遠い距離にある他方の連結部材よりも早い時期に移動を開始する。このとき、各付勢手段が各指機構を伸ばし側に付勢している場合には、早い時期に移動された一方の連結部材に連結されたワイヤ部材が、他方の連結部材に連結されたワイヤ部材よりも先に引っ張られるので、一方に属する２個の指機構を他方に属する２個の指機構よりも先に曲げ動作を開始させることができる。また、各付勢手段が各指機構を曲げ側に付勢している場合には、早い時期に移動された一方の連結部材に連結されたワイヤ部材が、他方の連結部材に連結されたワイヤ部材よりも先に緩められるので、一方に属する２個の指機構を他方に属する２個の指機構よりも遅れて伸ばし動作を開始させることができる。このように、前記保持部材の支点位置により指機構の屈伸動作順位が設定できるので、各指機構毎に付勢力の異なる付勢手段を取り付けることなく、同じ付勢力の付勢手段を用いてコスト増加を防止することができる。
【００２８】
また、本発明において、前記連結部材は、前記保持部材に揺動自在に連設されたリンク部材を介して該保持部材に保持されていることが好ましい。これにより、前記保持部材を手嘗部における腕体寄りに設けても、該リンク部材によって前記連結部材を各指機構に接近させることができ、各ワイヤ部材の長さを節約して、コスト低減を図ることができる。しかも、保持部材がその支点回りに揺動したときの円弧起動を揺動自在のリンク部材が吸収して略直線的な動作として連結部材に伝達することができ、安定した指機構の屈伸動作を行なうことができる。
【００２９】
また、本発明において、各指機構から延設するワイヤ部材は、例えば各指機構の先端部から延設しておくようにしてもよいが、より好ましい構成として、前記複数の指機構のうちの少なくとも一つの指機構は、最も手嘗部寄りの指関節に連なる節間部材の該指関節回りの回転動作に連動させて他の指関節回りの回転動作を行わしめるべく該指機構の複数の節間部材に連結されたリンク機構を具備しており、該指機構から延設されている前記ワイヤ部材は、最も手嘗部寄りの節間部材から延設されていることが挙げられる。
【００３０】
これによれば、前記リンク機構を具備する各指機構については、その最も手嘗部よりの節間部材から延設されたワイヤ部材を引っ張って、該手嘗部寄りの節間部材を最も手嘗部寄りの指関節の回りに回転させることで、これに連動して他の関節の屈伸が行われ、該指機構の屈伸動作が行われる。このため、該ワイヤ部材は、手嘗部からこれに最も近い節間部材まで延在していればよく、その長さが短くて済む。これにより、該ワイヤ部材の長さを節約して、コスト低減を図ることができる。
【００３１】
また、前記複数の指機構のうちの、２個以上の指機構のそれぞれの２個以上の節間部材は、同一構成であることが好ましい。
【００３２】
これによれば、当該２個以上の指機構については、前記節間部材を共用することができるため、多指ハンド装置の必要部品の種類を少なくすることができ、その部品管理やメンテナンス等も容易となる。
【００３３】
また、本発明では、前記手嘗部が、前記腕体の略長手方向に延在する軸心回りに回転可能に設けられている場合にあっては、前記駆動手段は、前記手嘗部から前記腕体の内部に延設された少なくとも一つの駆動ワイヤ部材と、各駆動ワイヤ部材を該腕体の内部側に引っ張る駆動力を該ワイヤ部材に付与するアクチュエータとを具備して、各指機構から延設されたワイヤ部材を引っ張る力を前記アクチュエータから該駆動ワイヤ部材を介して手嘗部側に伝達する手段であり、前記駆動ワイヤ部材は、前記手嘗部の回転軸心に沿って前記腕体内に配置されていることが好ましい。
【００３４】
これによれば、前記駆動ワイヤ部材が、前記手嘗部の回転軸心に沿って腕体内に配置されているため、該手嘗部を腕体に対して回転させても、駆動ワイヤ部材が引っ張られることがない。従って、手嘗部から延設された指機構の屈伸状態を維持したまま、手嘗部を腕体に対して回転させることができる。また、アクチュエータを腕体内に配置することで、手嘗部の構成の小型化を図ることができる。
【００３５】
なお、多指ハンド装置が例えば５個の指機構を備えた場合において、前記第２の発明のように、一対の連結部材とプーリ部材とを備えた場合にあっては、前記駆動ワイヤ部材は、前記他の１個の指機構から延設されたワイヤ部材と一体であるか、もしくは、該ワイヤ部材に結合した１本のワイヤ部材だけで済む。
【００３６】
そしてこのように、手嘗部が腕体に対して回転する本発明の多指ハンド装置では、前記腕体と前記手嘗部との間は電気的に絶縁されていると共に、前記駆動ワイヤ部材は絶縁材により形成されていることが好ましい。
【００３７】
これによれば、手嘗部及び指機構を水中に浸漬させても、腕体内等の電装系から手嘗部側に漏電等が生じることがない。このため、水中の物体を把持する等の作業を多指ハンド装置により支障なく行うことができる。
【００３８】
なお、以上説明した本発明において、多指ハンド装置により物体を把持する場合の力は、前記付勢手段により指機構を伸ばし側に付勢した場合には、各指機構から延設されたワイヤ部材を引っ張る力を制御することで調整することができ、また、各指機構を付勢手段により曲げ側に付勢した場合には、その付勢手段の付勢力を調整しておくことによって、物体を把持する場合の力を調整することができる。
【００３９】
また、以上説明した本発明においては、「ワイヤ部材」は、通常的な意味でのワイヤの他、チェーンやベルト等の部材も含むものであり、「プーリ部材」は、通常的な意味でのプーリの他、ギヤやスプロケット等も含むものである。
【００４０】
【発明の実施の形態】
本発明の多指ハンド装置の一実施形態を図１〜図６を参照して説明する。図１は本実施形態における多指ハンド装置の斜視図、図２は該多指ハンド装置の要部構成を示す平面図、図３は図２のIII−III線断面図、図４は該多指ハンド装置１を取り付けた腕体の内部構造を示す断面図、図５は図４のIV−IV線断面図、図６（ａ）及び（ｂ）は該多指ハンド装置の要部の作動説明図である。なお、本実施形態は、第１の発明乃至第４の発明に対応するものである。
【００４１】
図１に示すように、本実施形態の多指ハンド装置１は、人の手を模倣して形成されたものであり、５本の指に対応する５個の指機構２ａ〜２ｅと、手のひらに対応する手嘗部３とを備えている。指機構２ａ〜２ｅは、それぞれ、人の手における親指、人差し指、中指、薬指、小指に対応するものである。手嘗部３は、図４に一部を示す腕体５に手首基部４を介して回転自在に連結されている。腕体５は、図示しない人型ロボット等のロボット本体に設けられている。
【００４２】
ここで、図１に示すように、指機構２ａ〜２ｅはそれぞれが指カバー部材１ａにより屈伸可能に覆われている。前記手嘗部３は、手甲形成部材１ｂによって手甲側が覆われ、図示しない手平形成部材によって手のひら側が覆われている。なお、図１を含む本実施形態の図面では、手嘗部３の内部構造を図示するために、手平形成部材の図示を省略している。図１では、手嘗部３の下部が手甲形成部材１ｂとなっており、この手甲形成部材１ｂの上側に手平形成部材が組み付けられる。
【００４３】
前記指機構２ａ〜２ｅのうち、親指に相当する指機構２ａ以外の４個の指機構２ｂ〜２ｅは、いずれもその基本構造は同一である。まず、これらの４個の指機構２ｂ〜２ｅに係わる構造を以下に説明する。これらの４個の指機構２ｂ〜２ｅは、図２に示すように、それぞれ、手嘗部３の手甲形成部材１ｂの端部（腕体５側と反対側の端部）に固設された固定部材６から、第１〜第３の３個の節間部材７，８，９を、第１〜第３の３個の関節１０〜１２を順に介して連接した構造となっている。なお、指機構２ｂ〜２ｅの基本構造は上記のように同一であることから、本実施形態の各図面では、指機構２ｂ〜２ｅのうちのいくつかの指機構についてのみ、代表的にその構成要素（節間部材、関節等）の参照符号を記載し、他の指機構については参照符号を省略する。
【００４４】
各指機構２ｂ〜２ｅの各関節１０〜１２は、それが連結する部材間の１軸回りの相対的回転動作を行わせる関節であり、それぞれ関節軸１０ａ〜１２ａを有している。これらの関節軸１０ａ〜１２ａは、手嘗部３の概ね幅方向（指機構２ｂ〜２ｅが概ね並列する方向）で互いに平行に延在している。そして、第１関節１０は、第１節間部材７が固定部材６に対して関節軸１０ａの軸心回りに回転可能なように両部材６，７を関節軸１０ａを介して連結し、第２関節１１は、第２節間部材８が第１節間部材７に対して関節軸１１ａの軸心回りに回転可能なように両部材７，８を関節軸１１ａを介して連結し、第３関節１２は、第３節間部材９が第２節間部材８に対して関節軸１２ａの軸心回りに回転可能なように両部材８，９を関節軸１２ａを介して連結している。このような各関節１０〜１２における各節間部材７〜９の相対的な回転動作によって、各指機構２ｂ〜２ｅの屈伸動作が可能となる。
【００４５】
また、各指機構２ｂ〜２ｅには、最も手嘗部３寄りの節間部材である第１節間部材７を固定部材６に対して回転させたときに、それに連動させて、第２節間部材８及び第３節間部材９を回転させるリンク機構１３が設けられている。
【００４６】
このリンク機構１３の構造は、指機構２ｂ〜２ｅのいずれについても同一であり、その構造を例えば指機構２ｃについて図３を参照して説明する。該リンク機構１３は、固定部材６及び第２節間部材８を連結するリンクアーム１４と、第１節間部材７及び第３節間部材９を連結するリンクアーム１５とを具備している。リンクアーム１４は、その一端部が、第１関節１０の関節軸１０ａよりも指機構２ｃの背側の面部（図３の下面部）寄りの位置で固定部材６に支軸１４ａを介して回転可能に軸支されると共に、他端部が、第２関節１１の関節軸１１ａよりも指機構２ｃの腹側の面部（図３の上面部）寄りの位置で第２節間部材８に支軸１４ｂを介して回転可能に軸支されている。
【００４７】
また、リンクアーム１５は、その一端部が、第２関節１１の関節軸１１ａよりも指機構２ｃの背側の面部寄りの位置で第１節間部材７に支軸１５ａを介して回転可能に軸支されると共に、他端部が、第３関節１２の関節軸１２ａよりも指機構２ｃの腹側の面部寄りの位置で第３節間部材９に支軸１５ｂを介して回転可能に軸支されている。
【００４８】
このような構成のリンク機構１３を備えた指機構２ｃにあっては、該指機構２ｃを図３の実線示のように伸ばした状態から、第１節間部材７を固定部材６に対して時計回り方向（第１節間部材７の腹側面部が手嘗部３の手平側の面部に接近する方向）に回転させると、これに連動して、同図に仮想線で示すように、第２節間部材８が、第１節間部材７に対して時計回り方向に回転すると共に、第３節間部材９が、第２節間部材８に対して時計回り方向に回転する。これにより、指機構２ｃは、各関節１０〜１２で屈曲する。また、上記と逆に、同図仮想線示のように指機構２ｃを曲げた状態から、第１節間部材７を固定部材６に対して反時計回り方向に回転させて同図実線示の位置に戻せば、それに連動して、第２節間部材８及び第３節間部材９がそれぞれ第１節間部材７、第２節間部材８に対して反時計回り方向に回転して、指機構２ｃが伸びることとなる。このように、指機構２ｃの屈伸は、第１節間部材７を固定部材６に対して回転させることで行われる。このようなリンク機構１３の構造、及びそれに伴う指機構の屈伸動作は、指機構２ｂ，２ｄ，２ｅについても全く同様である。
【００４９】
なお、本実施形態では、指機構２ｂ〜２ｅの、第２関節１１から指先側の部分（第２節間部材８、第３節間部材９、第３関節１２及びリンクアーム１５から構成される部分）は、その基本構造が互いに同一であるだけではなく、その各部品の形状、サイズも全く同一とされている。
【００５０】
図１及び図２を参照して、上述のような構造の各指機構２ｂ〜２ｅをその伸ばし側に付勢する付勢手段としてのスプリング１６が各指機構２ｂ〜２ｅ毎に手嘗部３内に配設されている。なお、図１においては、指機構２ｂのスプリング１６の一部と、指機構２ｅのスプリング１６とが図示され、図２においては、指機構２ｃ〜２ｅのスプリング１６の一部が図示されている。
【００５１】
各スプリング１６は、その一端部が手甲形成部材１ｂに設けられた図示しないスプリング係止部に掛止部材１７（図１において一部を示す）を介してそれぞれ掛け止められ、図２に示すように、他端部が付勢用ワイヤ部材１８を介して、対応する各指機構２ｂ〜２ｅの第１節間部材７に係止されている。この場合、各指機構２ｂ〜２ｅの第１関節１０の側面寄りの箇所には、その関節軸１０ａの回りに回転自在なガイドプーリ１９が該関節軸１０と同心に設けられており、前記付勢用ワイヤ部材１８は、このガイドプーリ１９の下側（各指機構２ｂ〜２ｅの背側）の外周を経て第１節間部材７の側面部に固定されている。なお、付勢用ワイヤ部材１８の第１節間部材７に対する固定部は、上下方向でガイドプーリ１９の下端よりも上側の高さに位置している。
【００５２】
この構成により、各指機構２ｂ〜２ｅは、それに対応するスプリング１６の付勢力によって、該指機構２ｂ〜２ｅが伸びた状態に付勢されている。
【００５３】
なお、以下の説明では、説明の便宜上、伸ばした状態の指機構２ｂ〜２ｅの延在方向を大略的に多指ハンド装置１の前後方向とし、指機構２ｂ〜２ｅの先端側を多指ハンド装置１の前側とする。
【００５４】
図２を参照して、親指に相当する指機構２ａは、指機構２ｂの固定部材６の後方で手嘗部３の手甲形成部材１ｂに固設された固定部材２０から、第１及び第２の２個の節間部材２１，２２を、第１及び第２の２個の関節２３，２４を順に介して連接した構造となっている。なお、図２では、指機構２ａの内部構造を図示するために、第１節間部材２１及び第２節間部材２２はその輪郭のみを示す。
【００５５】
指機構２ａの各関節２３，２４は、それが連結する部材間の１軸回りの相対的回転運動を行わせる関節であり、それぞれ関節軸２３ａ，２４ａを有している。第１関節２３の関節軸２３ａは、多指ハンド装置１の前後方向に対して多少傾斜した方向に向けられ、第２関節２４の関節軸２４ａは、第１関節２３の関節２３ａと概ね直行する方向に向けられている。そして、第１関節２３は、第１節間部材２１が固定部材２０に対して関節軸２３ａの軸心回りに回転可能なように両部材２０，２１を関節軸２３ａを介して連結し、第２関節２４は、第２節間部材２２が第１節間部材２１に対して関節軸２４ａの軸心回りに回転可能なように両部材２１，２２を関節軸２４ａを介して連結している。このような各関節２３，２４における各節間部材２１，２２の相対的な回転運動によって、指機構２ａの屈伸動作が可能となる。
【００５６】
この場合、図1及び図２に示すように指機構２ａを伸ばした状態からの曲げ動作は次のように行われる。即ち、指機構２ａを伸ばした状態から、指機構２ａを曲げるときには、第１節間部材２１が手嘗部３側に近づくように第１関節２３の関節軸２３ａの軸心回りに第１節間部材２１を固定部材２０に対して回転させる（図２の矢印y1の向きに第１節間部材２１を回転させる）と共に、第２節間部材２２の先端部が他の指機構２ｂ〜２ｅに近づくように第２関節２４の関節軸２４ａの軸心回りに第２節間部材２２を第１節間部材２１に対して回転させる（図２の矢印y2の向きに第２節間部材２２を回転させる）。
【００５７】
この指機構２ａをその伸ばし側に付勢する付勢手段として、図２に示すスプリング２６と、図示されない他のスプリングが備えられている。図示されない他のスプリングは、その一端部が手嘗部３の手甲形成部材１ｂに係止され、他端部が第１関節２３の関節軸２３ａよりも手嘗部３の周縁寄り側で第１節間部材２１に係止されている。これにより、第１節間部材２１が該他のスプリングの付勢力によって、指機構２ａの伸ばし側（図２の矢印y1と逆向き側）に付勢されている。また、図２に示すスプリング２６は、その一端部が第１節間部材２１に係止されていると共に、他端部が第２関節２４の関節軸２４ａよりも指機構２ａの背側（図２では関節軸２４ａのほぼ右側）で第２節間部材２２に係止されている。これにより、第２節間部材２２がスプリング２６の付勢力によって、指機構２ａの伸ばし側（図２の矢印y2と逆向き側）に付勢されている。
【００５８】
図１及び図２に示すように、手嘗部３には、上述のように構成された指機構２ａ〜２ｅの屈伸動作を行わせるための駆動機構２７が内蔵されている。この駆動機構２７は、後述するモータ５６（アクチュエータ）と併せて本発明における駆動手段２８を構成するものである。
【００５９】
この駆動機構２７は、５本のワイヤ２９ａ，２９ｂ，３０ａ，３０ｂ，３１（ワイヤ部材）と、２個の連結部材３２，３３と、５個のプーリ３４〜３８とを具備している。
【００６０】
図１に示すように、ワイヤ２９ａは、その一端部が指機構２ｅの第１節間部材７の前記ガイドプーリ１９側の側面部に固定され、他端部が一方の連結部材３２の第１連結部３２ａに連結されている。図示されていないが、同じように、ワイヤ２９ｂは、その一端部が指機構２ｄの第１節間部材７の前記ガイドプーリ１９側の側面部に固定され、他端部が一方の連結部材３２の第２連結部３２ｂに連結されている。同じく、ワイヤ３０ａは、その一端部が指機構２ｃの第１節間部材７の前記ガイドプーリ１９側の側面部に固定され、他端部が他方の連結部材３３の第１連結部３３ａに連結され、ワイヤ３０ｂは、その一端部が指機構２ｂの第１節間部材７の前記ガイドプーリ１９側の側面部に固定され、他端部が他方の連結部材３３の第２連結部３３ｂに連結されている。
【００６１】
図１、図２及び図６に示すように、前記連結部材３２，３３は、次のようにして手嘗部３内に保持されている。即ち、手嘗部３の手甲形成部材１ｂの手首寄りの箇所には、手嘗部３の幅方向に延びて先端が屈曲するブラケット４０が固設されており、このブラケット４０から、指機構２ｃ，２ｄの間に向かって補助部材４１が延設されている。この補助部材４１の中心線上には、前後方向に延在する切溝４１ａが形成されており、この切溝４１ａに、上下方向の軸心を有する支軸４２が係合されている。該支軸４２は、切溝４１ａに沿って前後方向に移動自在とされている。更に、該支軸４２に、手嘗部３の幅方向に延在する保持部材４３が装着されている。該保持部材４３は、支軸４２の回りに揺動可能とされていると共に、支軸４２と共に、切溝４１ａに沿って前後方向に移動可能とされている。そして、この保持部材４３の両端部からはリンク部材４３ａ，４３ｂが連結され、各リンク部材４３ａ，４３ｂの先端には、連結部材３２，３３が支軸４４，４５を介して揺動自在に連結されている。
【００６２】
また、連結部材３２は支軸４４から第１連結部３２ａまでの距離が支軸４４から第２連結部３２ｂまでの距離より小とされており、支軸４４を支点とすると該支点は第１連結部３２ａ寄りとされている。連結部材３３は支軸４５から第１連結部３３ａまでの距離が支軸４５から第２連結部３３ｂまでの距離より小とされており、支軸４５を支点とすると該支点は第１連結部３３ａ寄りとされている。更に、保持部材４３はその支軸４２から指機構２ｄ，２ｅ側の連結部材３２の支軸４４までの距離が支軸４２から指機構２ｂ，２ｃ側の連結部材３３の支軸４５までの距離より小とされている。
【００６３】
この構成により連結部材３２，３３は、保持部材４３と共に前後方向に移動可能で、且つ、これらの連結部材３２，３３の間の支軸４２の回りに揺動可能とされる。
【００６４】
前記ワイヤ３１は、その一端部が図２に示すように、指機構２ａの内部で、該指機構２ａの第２節間部材２２の先端部に固定され、該先端部から、第２関節２４の関節軸２４ａの、指機構２ａの腹側の外周（図２の関節軸２４ａの左側の外周）と、指機構２ａの内部で第１関節２３の関節軸２３ａの回りに回転自在に該関節軸２３ａに装着されたガイドプーリ４６ａの外周とを経由して、固定部材２０から手嘗部３内に引き出されている。この場合、第１節間部材２１の内部には、ワイヤ３１を第２節間部材２２の先端部からガイドプーリ４６ａまで所要の方向に向きを変えつつ案内するための２個のガイドプーリ４６ｂ，４６ｃが回転自在に軸支されており、ワイヤ３１の前記関節軸２４ａとガイドプーリ４６ａの間の部分は、ガイドプーリ４６ｂ，４６ｃにも巻き掛けられている。そして、ガイドプーリ４６ｂは、ワイヤ３１の固定部材２０から引き出された部分を引っ張ったときに、第１節間部材２１に指機構２ａの曲げ方向の力が第１関節２３の関節軸２３ａの軸心回りに作用するような位置に設けられている。同様に、ガイドプーリ４６ｃは、ワイヤ３１の固定部材２０から引き出された部分を引っ張ったときに、第２節間部材２２に指機構２ａの曲げ方向の力が第２関節２４の関節軸２４ａの軸心回りに作用するような位置に設けられている。
【００６５】
また、指機構２ａの固定部材２０から引き出されたワイヤ３１は、前記プーリ３６の後方で且つ固定部材２０寄りの位置で前記ブラケット４０に所要の姿勢でで回転自在に軸支された前記プーリ３４，３５の外周を順に経由した後、前記支軸４２と同心に前記保持部材４３に回転自在に軸支されたプーリ３６の前部側の外周に巻き掛けられている。該プーリ３６は、本発明におけるプーリ部材に相当するものである。
【００６６】
更に、該ワイヤ３１は、プーリ３６から後方に引き出された後、該プーリ３６の後方で前記ブラケット４０に所要の姿勢で回転自在に軸支された前記プーリ３７，３８の外周を経由し、図４に示すように手首基部４の内部を貫通して、腕体５の内部に導入されている。
【００６７】
なお、プーリ３４，３５，３７，３８は、ワイヤ３１の向きや配線位置を規制するためのものであり、ワイヤ３１との摩擦が比較的小さいものであれば、これらのプーリ３４，３５，３７，３８の代わりに単なるロッド状のものをブラケット４０に固定して設け、このロッド状のものの外周にワイヤ３１を巻き掛けるようにしてもよい。このことは、指機構２ａに備えた前記ガイドプーリ４６ａ〜４６ｃについても同様であり、更に、前記ワイヤ２９ａ，２９ｂ，３０ａ，３０ｂや前記付勢手段に係わるワイヤ１８を巻き掛けた指機構２ｂ〜２ｅのガイドプーリ１９についても同様である。
【００６８】
次に、手嘗部３側から引き出された前記ワイヤ３１が導入される腕体５の要部構成を図４及び図５を参照して説明する。
【００６９】
図４に示すように、腕体５は、その外周面部を形成する腕体ハウジング５０内の先端部に、アクチュエータ等を取り付ける機枠５１が設けられている。そして、この機枠５１には、前記手嘗部３の手首基部４を連結する連結軸５２がその軸心を腕体５の長手方向に向けて一対のベアリング５３，５４を介して回転自在に支承されていると共に、この連結軸５２の後方側で、手嘗部３を腕体５に対して回転させるための駆動モータ５５（以下、手嘗回転用モータ５５という）と、前記ワイヤ３１を引っ張るための駆動モータ５６（以下、手指駆動用モータ５６という）とが取付けられている。
【００７０】
前記連結軸５２は、その前端部が腕体ハウジング５０内から突出され、その突出部分に手嘗部３の手首基部４がネジ５７を介して連結軸５２と同心に連結されている。これにより、手嘗部３は、連結軸５２と一体にその軸心回りに回転可能とされている。また、該連結軸５２の軸心部には、貫通穴５２ａが穿設されており、前記手嘗部３側から引き出されたワイヤ３１は、この貫通穴５２ａを通って、該連結軸５２の後方に導出されている。
【００７１】
また、連結軸５２の後方には、連結軸５２の軸心と直行する方向に延在する巻取り軸５８が設けられ、この巻取り軸５８は、その両端部が前記機枠５１に回転自在に支承されている。そして、この巻取り軸５８に連結軸５２の貫通穴５２ａから導出されたワイヤ３１が係止され、該巻取り軸５８を所定方向に回転させることで、該ワイヤ３１が巻取り軸５８に巻き取られて引っ張られるようになっている。
【００７２】
前記手指駆動用モータ５６は、巻取り軸５８と平行に並んで機枠５１に取付けられており、該手指駆動用モータ５６の回転駆動軸５６ａに装着された駆動ギヤ５９が巻取り軸５８に装着された被動プーリ６０にベルト部材６１を介して接続されている。従って、この手指駆動用モータ５６の正転作動や逆転作動によって、巻取り軸５８が回転駆動され、該巻取り軸５８にワイヤ３１が巻き取られたり、その巻取りが解除される。
【００７３】
なお、ワイヤ３１の腕体５内の部分は、本発明における駆動ワイヤに相当するものである。
【００７４】
また、前記連結軸５２の外周部には、該連結軸５２と一体に回転自在に被動プーリ６２が挿着されている。そして、前記手嘗回転用モータ５５は、連結軸５２と平行な姿勢で機枠５１に取付けられており、図５に示すように、該手嘗回転用モータ５５の回転駆動軸５５ａに装着されたギヤ６３が、連結軸５２の被動プーリ６２にベルト部材６４を介して接続されている。従って、手嘗回転用モータ５５の正転作動や逆転作動によって、連結軸５２が回転駆動され、これに伴い、該連結軸５２に連結された手首基部４と共に手嘗部３が連結軸５２の軸心回りに回転することとなる。
【００７５】
なお、本実施形態では、前記連結軸５２やワイヤ３１は、樹脂材等の絶縁材により構成されている。また、腕体ハウジング５０は、それが手首基部４に接触する部分５０ａ（図４参照）を含めて樹脂材により構成されている。従って、腕体５と手嘗部３とは電気的に絶縁されている。
【００７６】
また、図示は省略するが、腕体ハウジング５０内には、前記手嘗回転用モータ５５の回転位置（これは、手嘗部３の腕体５に対する回転位置に相当する）や、手指駆動用モータ５６の回転位置（これは、ワイヤ３１の巻取り軸５８への巻取り量に相当する）を検出するためのエンコーダが備えられている。そして、手嘗回転用モータ５５や手指駆動用モータ５６の作動の制御は、該エンコーダの検出データ等に基づいて、図示しないコントローラにより行われる。
【００７７】
次に、本実施形態の多指ハンド装置１の作動を説明する。まず、多指ハンド装置１の基本的な作動を説明する。前記指機構２ａ〜２ｅのうち、指機構２ｂ〜２ｅは、通常時は、それぞれに対応するスプリング１６の付勢力によって図１及び図２に示すように伸びている。同様に、指機構２ａは、通常時は、前記スプリング２６及び図示しない他のスプリングの付勢力によって、図１及び図２に示すように伸びている。
【００７８】
この状態で、腕体５内の手指駆動用モータ５６を作動させて、前記巻取り軸５８を手嘗部３から腕体５内に延びるワイヤ３１の巻取り方向に回転駆動すると、該ワイヤ３１が、図１及び図２の矢印y3で示す方向に引っ張られる。このとき、指機構２ａの曲げ側に該指機構２ａの第２節間部材２２の先端部がワイヤ３１を介して引っ張られると共に、プーリ３６が後方に引っ張られる。そして、基本的には、このプーリ３６と共に保持部材４３及び連結部材３２，３３が図６（ａ）の状態から図６（ｂ）に示すように後方に移動し、その結果、ワイヤ２９ａ，２９ｂを介して指機構２ｄ，２ｅの曲げ側に該指機構２ｄ，２ｅの第１節間部材７，７が引っ張られると共に、ワイヤ３０ａ，３０ｂを介して指機構２ｂ，２ｃの曲げ側に該指機構２ｂ，２ｃの第１節間部材７，７が引っ張られる。これにより、指機構２ａ〜２ｅの全てがこれらの間に図示しない物体を把持するようにして曲げられる。つまり、単一の指駆動用モータ５６の駆動力により、ワイヤ３１を手嘗部３側から腕体５側に引っ張って、巻取り軸５８に巻き取ることによって、５本の指機構２ａ〜２ｅの曲げ動作が一括的に行われる。これにより、指機構２ａ〜２ｅを用いて物体を把持する等の作業を行うことができる。
【００７９】
一方、本実施形態の多指ハンド装置１では、指機構２ａ〜２ｅの上述のような曲げ動作の際に、保持部材４３及び連結部材３２，３３が後方に移動すると、図６（ｂ）に示すように、保持部材４３の支軸４２から指機構２ｄ，２ｅ側の連結部材３２の支軸４４までの距離が支軸４２から指機構２ｂ，２ｃ側の連結部材３３の支軸４５までの距離より小とされていることにより、保持部材４３が傾いて指機構２ｄ，２ｅ側の連結部材３２が僅かに早い時期に移動する。更に、連結部材３２，３３においては、各支軸４４，４５から第２連結部３２ｂ，３３ｂまでの距離より各支軸４４，４５から第１連結部３２ａ，３３ａまでの距離が小とされていることにより、各連結部材３２，３３が傾いてワイヤ２９ｂよりもワイヤ２９ａが早い時期に引っ張られ、ワイヤ３０ｂよりもワイヤ３０ａが早い時期に引っ張られる。これによって、指機構２ｅ，２ｄ，２ｃ，２ｂの順に僅かに遅れをもって連続して曲げられ、人の手のような握る動作を自然な形で模倣することが可能となる。なお、このような指機構２ａ〜２ｅの曲げ動作順位は、前記スプリング１６の付勢力を、指機構２ｅ，２ｄ，２ｃ，２ｂの順に弱く設定することでも実現できるが、付勢力の異なる複数種のスプリング１６を用いなければならず、取り扱いが煩わしくなるだけでなく取り付けミスが生じるおそれがある。それに対して、本実施形態のように、保持部材４３の支軸４２に対応する支点位置及び各連結部材３２，３３の支軸４４，４５に対応する支点位置によって指機構の屈伸動作順位を機械的に設定することができ、複数種の付勢力のスプリング１６を用いるよりも容易に人の手を模した指機構の屈伸動作順位を得ることができる。
【００８０】
そして、本実施形態の多指ハンド装置１によれば、いずれか一つの指機構が把持しようとする物体に当接してそれ以上曲がることができなくなっても、他の指機構の曲げ動作を行うことができる。即ち、指機構２ａ〜２ｅの曲げ動作中に例えば、指機構２ｅが図示しない物体に当接してそれ以上曲がらなくなっても、この指機構２ｅに連結されたワイヤ２９ａが連結された連結部材３２は、指機構２ｅの隣の指機構２ｄが更に曲がることができる限り、ワイヤ２９ａを引っ張れなくなった分を支軸４４を介した天秤状の傾動により吸収し、指機構２ｄのワイヤ２９ｂを引っ張りながら後方側に移動することができる。
【００８１】
また、同じように、指機構２ｂ，２ｃから延設されたワイヤ３０ａ，３０ｂが連結された連結部材３３は、指機構２ｂ，２ｃの少なくともいずれか一方が更に曲がることが可能である限り、支軸４５を介して傾動しながら後方側に移動することができる。また、指機構２ａは、更に曲がることが可能である限り、ワイヤ３１を腕体５内の巻取り軸５８に巻き取ることで、該ワイヤ３１のプーリ３４から指機構２ａの先端部にかけての部分の長さが短くなって、該指機構２ａの曲げ動作が行われる。
【００８２】
更にまた、指機構２ａがそれ以上曲がらなくなった場合には、ワイヤ３１の、プーリ３４から指機構２ａの先端部にかけての部分の長さは変化しなくなるが、ワイヤ３１を腕体５内の巻取り軸５８に巻き取ることで、プーリ３６が保持部材４３を介してその両側の連結部材３２，３３と共に後方側に移動する。このため、指機構２ｂ〜２ｅの曲げ動作を支障なく行うことができる。
【００８３】
このように、いずれか一つの指機構が曲がらなくなった場合でもワイヤ３１を前記巻取り軸５８に巻取りつつ、前記連結部材３２，３３をプーリ保持部材４３やプーリ３６と共に腕体５側に移動させることができるため、曲がることができる他の指機構の曲げ動作を支障なく行うことができる。
【００８４】
更に、指機構２ａ〜２ｅの曲げ動作に際して、いずれか２本の指機構が把持しようとする物体に当接する等してそれ以上曲がらなくなった場合でも、他の指機構の曲げ動作を行うことができる。例えば、指機構２ｂ〜２ｅのうち、指機構２ｃと指機構２ｄとが共に曲がらなくなった場合には、各連結部材３２，３３が共に支軸４４，４５を介して傾動して引っ張れなくなったワイヤ２９ｂ，３０ａの分を吸収し、ワイヤ２９ａ，３０ｂを引っ張りながら後方に移動することができる。この間、指機構２ａについては、ワイヤ３１の巻取り軸５８への巻取りにより、該ワイヤ３１のプーリ３４から指機構２ａの先端部にかけての部分の長さが短くなって、該指機構２ａの曲げ動作が行われる。このことは、指機構２ｂ，２ｄの対、指機構２ｂ，２ｅの対、あるいは、指機構２ｃ，２ｅの対が曲がらなくなった場合でも同様である。
【００８５】
また、指機構２ａと、指機構２ｂ〜２ｅのいずれか一つとが、曲がらなくなった場合でも、前述の場合と同様にして、連結部材３２，３３は、プーリ３６と共に後方に移動することができるため、他の指機構については、ワイヤ３１の巻取り軸５８への巻取りにより曲げ動作を行うことができる。
【００８６】
更に、指機構２ｂ，２ｃの対、あるいは指機構２ｄ，２ｅの対がそれ以上曲がらなくなった場合でも、他の指機構の曲げ動作を行うことができる。例えば、指機構２ｂ，２ｃの対が曲がらなくなった場合には、ワイヤ３０ａ，３０ｂが共に引っ張れなくなるので、ワイヤ３０ａ，３０ｂに連結された連結部材３３は後方に移動できない。一方、両連結部材３２，３３をリンク部材４３ａ，４３ｂを介して保持する保持部材４３は、連結部材３３が移動できない分を支軸４２を介しての天秤状の傾動により吸収することで後方側（腕体５側）に移動できる。これによって、引っ張ることができるワイヤ２９ａ，２９ｂに連結された連結部材３２は傾動した保持部材４３により後方側へ移動する。このように、指機構２ｂ，２ｃの対が曲がらなくなっても、ワイヤ３１を腕体５内の巻取り軸５８に巻取りつつ、他の指機構２ａ，２ｄ，２ｅの曲げ動作を行うことができる。このことは、指機構２ｄ，２ｅの対が曲がらなくなった場合でも同様である。
【００８７】
同様に、指機構２ａ〜２ｅのいずれか３個の指機構がそれ以上曲がらなくなった場合にも、残りの２個の指機構の曲げ動作を行うことができ、更に、指機構２ａ〜２ｅのいずれか４個の指機構がそれ以上曲がらなくなった場合にも、残りの１個の指機構の曲げ動作を行うことができる。この場合、指機構２ａと、指機構２ｂ〜２ｅのいずれか３個の指機構が曲がらなくなった場合には、基本的には、保持部材４３が揺動することで、残りの１個の指機構の曲げ動作を行うことができる。また、指機構２ａ以外の４個の指機構２ｂ〜２ｅが曲がらなくなった場合には、保持部材４３及びこれに軸支された連結部材３２，３３、プーリ３６は、後方に移動できなくなるが、ワイヤ３１の巻取り軸５８への巻取りにより、該ワイヤ３１のプーリ３４から指機構２ａの先端部にかけての部分の長さが短くなって、該指機構２ａの曲げ動作が行われる。
【００８８】
以上のように、本実施形態の多指ハンド装置１では、単一の指駆動用モータ５６の駆動力により、ワイヤ３１を巻取り軸５８に巻き取ることで、多指ハンド装置１の全ての指機構２ａ〜２ｅの曲げ動作を一括的に行うことができる。従って、各指機構２ａ〜２ｅ毎にその作動用のアクチュエータを備えたりすることなく、少ないアクチュエータで、５個の指機構２ａ〜２ｅにより図示しない物体を把持する等の作業を行うことができる。そして、この場合、指機構２ａ〜２ｅのいずれかが物体に当接する等してそれ以上曲がらなくなっても、他の指機構の曲げ動作を行うことができるため、指機構２ａ〜２ｅによる物体の把持を確実に支障なく行うことができる。
【００８９】
なお、上記の説明では、指機構２ａ〜２ｅの伸ばし状態からの曲げ動作に関して説明したが、指機構２ａ〜２ｅを曲げ状態から伸ばす場合についても同様の効果を奏することができる。即ち、指機構２ａ〜２ｅを曲げた状態から、例えば指駆動用モータ５６によるワイヤ３１の引っ張り力（巻取り軸５８への巻取り力）を解除すれば、基本的には、指機構２ｂ〜２ｅは、それぞれに対応する前記スプリング１６の付勢力によって伸び、また、指機構２ａは、スプリング２６及び図示しない他のスプリングの付勢力によって伸びる。そして、このとき、指機構２ａ〜２ｅのいずれかが障害物に当接する等してそれ以上伸びなくなっても、他の指機構２ａ〜２ｅは、連結部材３２，３３及びプーリ３６の前後方向での移動やこれらを保持する保持部材４３の揺動によって、支障なく伸びることができる。
【００９０】
また、本実施形態の多指ハンド装置１では、腕体５内の前記手嘗回転用モータ５５を作動させることによって、前記連結軸５２と共に手嘗部３が該連結軸５２の軸心回りに回転する。このとき、手嘗部３側から腕体５内に延びるワイヤ３１は、手嘗部３の回転軸心である連結軸５２の軸心に沿って延在しているため、該ワイヤ３１が引っ張られたりすることなく、手嘗部３が回転する。このため、指機構２ａ〜２ｅの屈伸状態に影響を及ぼすことなく、支障なく手嘗部３を腕体５に対して回転させることができる。
【００９１】
更に、本実施形態の多指ハンド装置１では、指機構２ａを除く、指機構２ｂ〜２ｅの第２関節１１より先端側の部分（第２節間部材８、第３節間部材９、第３関節１２及びリンクアーム１５から構成される部分）は、その各部品の形状、サイズが全く同一であるので、相互に予備部品を共用することができると共に、多指ハンド装置１に必要な部品の種類数が少ないものとなって、その部品管理等が容易になる。
【００９２】
また、本実施形態の多指ハンド装置１では、指機構２ｂ〜２ｅについては、それぞれ前記リンク機構１３によって、最も手嘗部３寄りの第１節間部材７を固定部材６に対して第１関節１０の関節軸１０ａの軸心回りに回転させることで、これに連動して第２節間部材８及び第３節間部材９がそれぞれ第１節間部材７、第２節間部材８に対して回転して各指機構２ｂ〜２ｅの屈伸が行われるようになっている。このため、前記ワイヤ２９ａ，２９ｂは、連結部材３２から指機構２ｄ，２ｅに対する固定点までの長さが短くて済み、同様に、ワイヤ３０ａ，３０ｂは、連結部材３３から指機構２ｂ，２ｃに対する固定点までの長さが短くて済む。従って、これらのワイヤ２９ａ，２９ｂ，３０ａ，３０ｂの全体の必要長が短くなって、コスト的に有利なものとなる。
【００９３】
また、本実施形態の多指ハンド装置１では、前述したように、手嘗部３は、腕体５に対して電気的に絶縁されているため、手嘗部３を水の中に入れても、腕体５内のモータ５５，５６等の電装品に流れる電流が手嘗部３側に漏電したりすることがない。この結果、多指ハンド装置１により、水中の物体を把持する等の作業も支障なく行うことができる。
【００９４】
なお、本発明は、前述の実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような変形態様も可能である。前記実施形態では、指機構２ａ〜２ｅを伸ばし側に付勢するようにしたが、曲げ側に付勢しておくようにしてもよい。この場合の実施形態は、例えば前述の実施形態の多指ハンド装置１に対して次のような変更を施すことで、構成することが可能である。即ち、前記リンク機構１３を具備した各指機構２ｂ〜２ｅについては、スプリング１６を第１節間部材７に接続する代わりに、例えば、その第１関節１０に設けたゼンマイバネ等により、各指機構２ｂ〜２ｅの曲げ側に付勢しておく。そして、各指機構２ｂ〜２ｅの第１節間部材７から延設したワイヤ２９ａ，２９ｂ，３０ａ，３０ｂをそれぞれ、対応する各指機構２ｂ〜２ｅのガイドプーリ１９の、下側の外周（各指機構２ｂ〜２ｅの背側の面部寄りの外周）を経由させて手嘗部３側に延ばす。また、指機構２ａについては、スプリング２６及び図示しない他のスプリングにより該指機構２ａを伸ばし側に付勢する代わりに、例えば、その第１及び第２関節２３，２４にそれぞれ設けたゼンマイバネ等により、該指機構２ａを曲げ側に付勢しておく。そして、指機構２ａの先端部から延設したワイヤ３１を引っ張ったときに、指機構２ａが伸びるように、該ワイヤ３１の指機構２ａ内における配線経路を調整しておく（例えば、該ワイヤ３１を指機構２ａの背側の面部に沿わせるように配線しておく）。
【００９５】
上記以外の構造は、前述の実施形態の多指ハンド装置１と同一でよい。このように多指ハンド装置を構成したとき、ワイヤ３１を腕体５内に引っ張ることにより、指機構２ａ〜２ｅの伸ばし動作が一括的に行われる。そして、このとき、指機構２ａ〜２ｅのいずれかが物体に当接する等して伸びなくなっても、前述の実施形態の場合と同様の作動によって、残りの指機構の伸ばし動作を行うことができる。
【００９６】
また、前記実施形態では、指機構２ａに連結したワイヤ３１を腕体３内に導入して指駆動用モータ５６により引っ張ることで、指機構２ａ〜２ｅの曲げ動作を行うようにしたが、該ワイヤ３１の前記プーリ３８から導出した端部を手嘗部３に固定しておき、該ワイヤ３１の中間部を引っ張ることで指機構２ａ〜２ｅの曲げ動作を行うようにすることも可能である。この場合には、例えば前述の実施形態におけるプーリ３７を前後方向に移動可能なプーリ保持部材に回転自在に保持しておき、この保持部材４３からワイヤ部材を腕体５内に引き出しておく。そして、このワイヤ部材を腕体５内に設けたアクチュエータにより引っ張るようにすれば、指機構２ａ〜２ｅの曲げ動作を行うことができる。
【００９７】
また、前記実施形態では、指機構２ｂ〜２ｅについては、リンク機構１３を備えて、各指機構２ｂ〜２ｅの第１節間部材７から延設したワイヤ２９ａ，２９ｂ，３０ａ，３０ｂを引っ張って該第１節間部材７を第１関節１０の関節軸１０ａの軸心回りに回転させることで、それに連動して第２節間部材８，９が回転して各指機構２ｂ〜２ｅの屈伸動作が行われるようにしたが、例えば、各指機構２ｂ〜２ｅの第２節間部材８から延設したワイヤ部材を引っ張って第２節間部材８を回転させることで、各指機構２ｂ〜２ｅの屈伸動作を行うようにすることも可能である。この場合には、例えば前記実施形態におけるワイヤ２９ａ，２９ｂの一端部をそれぞれ指機構２ｄ，２ｅの第２節間部材８にその腹寄りの箇所で固定すると共に、ワイヤ３０ａ，３０ｂ一端部をそれぞれ指機構２ｂ，２ｃの第２節間部材８にその腹寄りの箇所で固定しておく。そして、連結部材３２，３３を後方側（腕体５側）に移動させてワイヤ２９ａ，２９ｂ，３０ａ，３０ｂを引っ張ることで、各指機構２ｂ〜２ｅの第２節間部材８及び第１節間部材７がそれぞれ第２関節１１、第３関節１２の関節軸の回りに回転するようにしておく。更に、前記実施形態におけるリンクアーム１５により各指機構２ｂ〜２ｅの第１節間部材７と第３節間部材９とを連結しておき、第２節間部材８の回転に連動して第３節間部材９が第３関節１２の関節軸１２ａの軸心回りに回転するようにしておけばよい。
【００９８】
また、前記実施形態では、５個の指機構２ａ〜２ｅを備えて人の手を模した多指ハンド装置１について説明したが、例えば、３個や４個の指機構を備えた多指ハンド装置についても本発明を適用することができることはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態における多指ハンド装置の斜視図。
【図２】図１の多指ハンド装置の要部構成を示す平面図。
【図３】図２のIII−III線断面図。
【図４】図１の多指ハンド装置を取り付けた腕体の内部構造を示す断面図。
【図５】図４のIV−IV線断面図。
【図６】図１の多指ハンド装置の要部の作動説明図。
【符号の説明】
１…多指ハンド装置、２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ…指機構、３…手嘗部、４…手首基部、５…腕体、７，８，９，２１，２２…節間部材、１０，１１，１２，２３，２４…関節、１３…リンク機構、１６，２６…スプリング（付勢手段）、２８…駆動手段、２９ａ，２９ｂ，３０ａ，３０ｂ，３１…ワイヤ（ワイヤ部材）、３２，３３…連結部材、３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂ…連結部、３６…プーリ（プーリ部材）、４２，４４，４５…支軸（支点）、４３…保持部材、４３ａ，４３ｂ…リンク部材、５６…指駆動用モータ（アクチュエータ）。
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の指機構を有する多指ハンド装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
人の手と同様の構造を有する多指ハンド装置は、腕体の先端部に取り付けた手嘗部から複数の指機構が延設され、その各指機構は、複数の節間部材を複数の指関節を介して順次連接した構成とされている。
【０００３】
この種の多指ハンド装置では、各指機構毎に、各指機構の指関節を駆動するためのアクチュエータを指機構から離間した箇所（例えば手嘗部や腕体等）に設けると共に、このアクチュエータをワイヤ部材やこれを巻き掛けたプーリ部材を介して各指機構に接続し、該ワイヤ部材を該アクチュエータにより引っ張ることで各指機構の屈伸動作を行うようにしたものが従来より知られている（例えば特開昭６０−２０７７９５号公報、特開平６−８１７８号公報等を参照）。
【０００４】
しかし、これらの従来の多指ハンド装置では、各指機構毎にアクチュエータを備えるため、各指機構の屈伸動作をそれぞれ独立的に制御することができるものの、多数のアクチュエータを搭載するための大きなスペースが必要となる。更に、各指機構とそれに対応するアクチュエータとを接続するワイヤ部材が各指機構毎に各別に必要となるため、それらの多数のワイヤ部材を取り回すスペースも要すると共に、該ワイヤ部材の取り回しも複雑なものとなる。
【０００５】
このような不都合を解消するためには、例えば各指機構をその伸ばし側、あるいは曲げ側にバネ等により付勢しておくと共に、各指機構から延設したワイヤ部材を相互に結合しておき、それらの結合したワイヤ部材を単一のアクチュエータにより引っ張ることで、各指機構の曲げ動作や伸ばし動作を一括的に行うことが考えられる。
【０００６】
しかしながら、このようにした場合には、例えば物体を把持するために、各指機構の曲げ動作を行った場合に、いずれか一つの指機構が物体に当接したり、他の障害物に当接したりして、それ以上、曲げ動作を行うことができなくなると、他の指機構も曲げ動作を行うことができなくなり、物体を適正に把持することができなくなることがある。また、各指機構を曲げた状態から伸ばす場合にも、一つの指機構が障害物等に当接して、それ以上、伸ばし動作を行うことができなくなると、他の指機構も伸ばし動作を行うことができなくなってしまう。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はかかる背景に鑑みてなされたものであり、複数の指機構をワイヤ部材を介して屈伸させる多指ハンド装置において、指機構の屈伸動作の駆動源としてのアクチュエータの個数を少ないものとしつつ、物体の把持作業等の際の指機構の円滑な屈伸動作を行うことができる多指ハンド装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、腕体の先端部に取り付けられた手嘗部と、該手嘗部から延設され、それぞれ複数の節間部材を指関節を介して順次連接してなる少なくとも３個以上の指機構と、各指機構をその伸ばし側及び曲げ側のいずれか一方側に付勢する付勢手段と、各指機構から手嘗部側に延設されたワイヤ部材と、各指機構から延設されたワイヤ部材を前記付勢手段の付勢力に抗して引っ張ることにより、該指機構の曲げ動作又は伸ばし動作を行わしめる駆動手段とを備えた多指ハンド装置であって、前記駆動手段は、少なくとも２個の指機構からそれぞれ延設された２本のワイヤ部材の手嘗部側の端部を互いに間隔を存して連結する一対の連結部を備える連結部材と、該連結部材の両連結部の間に設けた支点を介して該連結部材を揺動自在に保持して前記２本のワイヤ部材の引っ張り方向に移動可能な保持部材と、前記２個の指機構以外の他の１個の指機構から延設されたワイヤ部材が巻き掛けられて前記保持部材に回転自在に保持されたプーリ部材とを具備し、前記２個の指機構と前記他の１個の指機構との曲げ動作又は伸ばし動作を行うとき、前記他の１個の指機構から延設されたワイヤ部材を、前記プーリ部材が前記保持部材と共に前記２個の指機構から延設されたワイヤ部材の引っ張り方向に移動する方向に引っ張ることを特徴とする。
【０００９】
前記第１の発明は、少なくとも３個の指機構を屈伸させるのに適した構成である。以下、指機構が３個であるとして説明する。指機構は例えば人の指を模倣して複数の関節を備えて屈伸自在に延びている。前記駆動手段においては、先ず、前記保持部材に保持された連結部材を介して２個の指機構から延設された両ワイヤ部材を同時に前記付勢手段の付勢力に抗して引っ張ることにより、２個の指機構の曲げ動作又は伸ばし動作（以下、単に屈伸動作という）が行えるようになっている。また、他の１個の指機構から延設されたワイヤ部材を引っ張ることで、当該他の１個の指機構の屈伸動作が行えるようになっている。そして、前記駆動手段によれば、当該他の１個の指機構から延設されたワイヤ部材を引っ張ることによって、前記プーリ部材を介して前記保持部材が移動し、これに伴って前記連結部材を介して前記２個の指機構から延設されたワイヤ部材が引っ張られる。これにより、前記他の１個の指機構から延設されたワイヤ部材を引っ張るだけで、当該他の１個の指機構だけでなく前記２個の指機構の屈伸動作をも同時に行うことができる。
そして、このとき、例えば前記他の１個の指機構が物体に当接する等して動くことができない状態となった場合にも、プーリ部材は移動可能な保持部材に設けられているので、該プーリ部材が回転しつつ保持部材が移動され、前記２個の指機構のワイヤ部材が引っ張られるので、該２個の指機構については支障なく屈伸動作を行うことができる。
また、前記２個の指機構については、そのうちのいずれか一方が物体に当接する等して動かなくなっても、前記連結部材が天秤状に揺動して他方の指機構の屈伸動作が阻害されることはなく、更には、前記他の１個の指機構から延設されたワイヤ部材は保持部材のプーリ部材を介して引っ張られるので該他の１個の指機構の屈伸動作も支障なく行なわれる。
【００１０】
従って、かかる本発明によれば、前記２個の指機構と前記他の１個の指機構との３個の指機構のうちのいずれの指機構が物体に当接する等して動かなくなっても、残りの指機構は屈伸動作を行うことができる。そして、当該３個の指機構の屈伸動作は、単一のアクチュエータを用いて、前記他の１個の指機構から延設されたワイヤ部材を引っ張ることで行うことができる。
【００１１】
また、第２の発明は、腕体の先端部に取り付けられた手嘗部と、該手嘗部から延設され、それぞれ複数の節間部材を指関節を介して順次連接してなる少なくとも５個以上の指機構と、各指機構をその伸ばし側及び曲げ側のいずれか一方側に付勢する付勢手段と、各指機構から手嘗部側に延設されたワイヤ部材と、各指機構から延設されたワイヤ部材を前記付勢手段の付勢力に抗して引っ張ることにより、該指機構の曲げ動作又は伸ばし動作を行わしめる駆動手段とを備えた多指ハンド装置であって、前記駆動手段は、少なくとも４個の指機構が２個ずつの２対に分類されて各対の２個の指機構からそれぞれ延設された２本のワイヤ部材の手嘗部側の端部を互いに間隔を存して連結する一対の連結部を備えた２個の連結部材と、それぞれの連結部材の両連結部の間に設けた支点を介して２個の連結部材を間隔を存して揺動自在に保持し、前記４個の指機構からそれぞれ延設されたワイヤ部材の引っ張り方向に移動可能で且つ前記２個の連結部材の間に設けた支点の回りに揺動可能な保持部材と、前記４個の指機構以外の他の１個の指機構から延設されたワイヤ部材が巻き掛けられて前記２個の連結部材の間で前記保持部材に回転自在に保持されたプーリ部材とを具備し、前記４個の指機構と前記他の１個の指機構との曲げ動作又は伸ばし動作を行うとき、前記他の１個の指機構から延設されたワイヤ部材を、前記プーリ部材が前記保持部材と共に前記４個の指機構から延設されたワイヤ部材の引っ張り方向に移動する方向に引っ張ることを特徴とする。
【００１２】
前記第２の発明は、少なくとも５個の指機構を屈伸させるのに適した構成である。以下、指機構が５個であるとして説明する。前記第２の発明における前記駆動手段によれば、前記他の１個の指機構から延設されたワイヤ部材を引っ張るだけで、当該他の１個の指機構の屈伸動作と同時に前記４個の指機構の屈伸動作を行なうことができる。即ち、前記他の１個の指機構から延設されたワイヤ部材を引っ張ると、前記プーリ部材を介して前記保持部材が移動され、該保持部材に保持された２個の連結部材を介して、前記４個の指機構から延設されたワイヤ部材が引っ張られる。そして、このとき、例えば前記他の１個の指機構が物体に当接する等して動くことができない状態となった場合であっても、プーリ部材は移動可能な保持部材に設けられているので、該プーリ部材が回転しつつ保持部材が移動され、２個の連結部材に連結されている前記４個の指機構のワイヤ部材が引っ張られるので、該４個の指機構については支障なく屈伸動作を行うことができる。また、前記４個の指機構については、そのうちのいずれかが物体に当接する等して動かなくなっても、その動かなくなった指機構以外の残りの指機構に対応する前記連結部材が天秤状に揺動して保持部材と共に移動することができるため、当該残りの指機構構の屈伸動作を行うことができる。
従って、かかる本発明によれば、前記４個の指機構と前記他の１個の指機構との５個の指機構のうちのいずれの指機構が物体に当接する等して動かなくなっても、残りの指機構は屈伸動作を行うことができる。そして、当該５個の指機構の屈伸動作は、単一のアクチュエータを用いて、前記他の１個の指機構から延設されたワイヤ部材を引っ張ることで行うことができる。
【００１３】
また、第３の発明は、腕体の先端部に取り付けられた手嘗部と、該手嘗部から延設され、それぞれ複数の節間部材を指関節を介して順次連接してなる複数の指機構と、各指機構をその伸ばし側及び曲げ側のいずれか一方側に付勢する付勢手段と、各指機構から手嘗部側に延設されたワイヤ部材と、各指機構から延設されたワイヤ部材を前記付勢手段の付勢力に抗して引っ張ることにより、該指機構の曲げ動作又は伸ばし動作を行わしめる駆動手段とを備えた多指ハンド装置であって、前記駆動手段は、前記複数の指機構のうちの少なくとも２個の指機構からそれぞれ延設された２本のワイヤ部材の手嘗部側の端部を互いに間隔を存して連結する一対の連結部を備える連結部材と、該連結部材の両連結部の間に設けた支点を介して該連結部材を揺動自在に保持して前記２本のワイヤ部材の引っ張り方向に移動可能な保持部材とを具備し、前記連結部材の両連結部の間に設けられた支点は、何れか一方の連結部寄りに位置されており、前記２個の指機構の曲げ動作又は伸ばし動作を行うとき、前記保持部材を移動させることにより、該２個の指機構から延設されたワイヤ部材を引っ張ることを特徴とする。
【００１４】
前記第３の発明は、少なくとも２個の指機構を屈伸させるのに適した構成である。以下、指機構が２個であるとして説明する。指機構は例えば人の指を模倣して複数の関節を備えて屈伸自在に延びている。各指機構からはワイヤ部材が手嘗部に向かって延出されており、ワイヤ部材を引っ張ることにより、各指機構の曲げ動作又は伸ばし動作が行なえるようになっている。前記駆動手段は、前記保持部材に保持された連結部材を介して２個の指機構から延設された両ワイヤ部材を同時に前記付勢手段の付勢力に抗して引っ張ることにより、２個の指機構の屈伸動作を行う。従って、２個の指機構ついては、各別にアクチュエータを備えずとも、単一のアクチュエータを用いてその屈伸動作を行うことができる。更に、このとき、２個の指機構のいずれか一方が物体等に当接してそのワイヤ部材が引っ張り不能となっても、前記連結部材が支点を介して天秤状に揺動して他方の指機構のワイヤ部材を引っ張りつつ保持部材と共に移動することができ、それにより、他方の指機構の屈伸動作を支障なく行うことができる。
このように、前記第３の発明によれば、指機構の屈伸動作の駆動源としてのアクチュエータの個数を少ないものとしつつ、物体の把持作業等の際の指機構の円滑な屈伸動作を行うことができる。なお、第３の発明は指機構が２個以上である場合にも採用することができ、２個の指機構以外の指機構については、それぞれ各別のアクチュエータを用いて各指機構から延設されたワイヤ部材を引っ張って該指機構の屈伸動作を行うようにしてもよい。或いはまた、後述する本発明の他の構成によって、互いに共通のアクチュエータを用いて屈伸動作を行うようにすることも可能である。
更に、前記連結部材の両連結部の間に設けられた支点を何れか一方の連結部寄りに位置させることにより、２個の指機構について屈伸動作順位を容易に設定することができる。これは基本的には前述した保持部材の支点位置の場合と同様であり、保持部材が移動されるときに、該連結部材がその支点回りに揺動して該支点から近い距離にある一方の連結部に連結されたワイヤ部材が、該支点から遠い距離にある他方の連結部に連結されたワイヤ部材よりも早い時期に引っ張られる。
そして、例えば、本発明の多指ハンド装置において人の手を模倣して４個の指機構を人指し指乃至小指に対応させるとき、連結部材の支点位置と保持部材の支点位置との組み合わせで、小指から順に少しの遅れをもって順次人差し指まで曲がり動作を連続させることができ、人の手を模倣した自然な握る動作を容易に得ることができる。
【００１５】
また、第４の発明は、腕体の先端部に取り付けられた手嘗部と、該手嘗部から延設され、それぞれ複数の節間部材を指関節を介して順次連接してなる少なくとも４個以上の複数の指機構と、各指機構をその伸ばし側及び曲げ側のいずれか一方側に付勢する付勢手段と、各指機構から手嘗部側に延設されたワイヤ部材と、各指機構から延設されたワイヤ部材を前記付勢手段の付勢力に抗して引っ張ることにより、該指機構の曲げ動作又は伸ばし動作を行わしめる駆動手段とを備えた多指ハンド装置であって、前記駆動手段は、前記複数の指機構のうちの少なくとも４個の指機構が２個ずつの２対に分類されて各対の２個の指機構からそれぞれ延設された２本のワイヤ部材の手嘗部側の端部を互いに間隔を存して連結する一対の連結部を備えた２個の連結部材と、それぞれの連結部材の両連結部の間に設けた支点を介して２個の連結部材を間隔を存して揺動自在に保持し、前記４個の指機構からそれぞれ延設されたワイヤ部材の引っ張り方向に移動可能で且つ前記２個の連結部材の間に設けた支点の回りに揺動可能な保持部材とを具備し、前記連結部材の両連結部の間に設けられた支点は、何れか一方の連結部寄りに位置されており、前記４個の指機構の曲げ動作又は伸ばし動作を行うとき、前記保持部材を移動させることにより、該４個の指機構から延設されたワイヤ部材を引っ張ることを特徴とする。
【００１６】
前記第４の発明は、少なくとも４個の指機構を屈伸させるのに適した構成である。以下、指機構が４個であるとして説明する。第４の発明における前記駆動手段は、前記保持部材を移動させることで、２個の連結部材を介して４個の指機構から延設されたワイヤ部材を前記付勢手段の付勢力に抗して引っ張ることができる。それにより、４個の指機構の屈伸動作を同時に行うことができ、４個の指機構の各別にアクチュエータを備えずとも、単一のアクチュエータを用いてその屈伸動作を行うことができる。
ここで、４個の指機構は、２個ずつの２対に分類されて、各ワイヤ部材が２個の連結部材によって連結されている。即ち、２個の指機構から延出された一対のワイヤ部材が１個の前記連結部材によって連結され、残りの２個の指機構から延出された一対のワイヤ部材が他の１個の前記連結部材によって連結されている。そして、４個の指機構のいずれか一つが物体等に当接して動かなくなり、そのワイヤ部材が引っ張り不能となっても、その動かなくなった指機構と対になる指機構から延設されたワイヤ部材は、連結部材の天秤状の揺動により引っ張られ、動かなくなった指機構と対になる指機構の屈伸動作を支障なく行うことができる。しかも、動かなくなった指機構が属する対とは別の対の２個の指機構に対応する連結部材は前記保持部材と共に移動されるので、動かなくなった指機構以外の３個の指機構の屈伸動作を行うことができる。このことは、４個の指機構の２対の一方に属する一つの指機構と、他方の対に属する一つの指機構とが同時に動かなくなった場合でも同様である。この場合にも、両連結部材が揺動しつつ保持部材と共に移動することができ、それにより、動かなくなった２個の指機構以外の２個の指機構の屈伸動作を行うことができる。
また、前記４個の指機構の２対の一方に属する２個の指機構が共に動かなくなった場合には、その対に属する指機構に対応する連結部材は保持部材と共に移動することはできなくなるが、該保持部材がその支点の回りに揺動することで、他方の対の指機構に対応する連結部材を該保持部材と共に移動させることができる。これにより、該他方の対の指機構の屈伸動作を行うことができる。同様に、前記４個の指機構のうちの３個の指機構が動かなくなった場合であっても、可動である一つの指機構に対応する連結部材が揺動し且つ前記保持部材が揺動しつつ移動できるので、可動である一つの指機構の屈伸動作を行うことができる。
このように、前記第４の発明によれば、４個の指機構のうちのいずれの指機構が物体に当接する等して動かなくなっても、残りの指機構は屈伸動作を行うことができる。そして、４個の指機構の屈伸動作は、単一のアクチュエータを用いてプーリ保持部材を移動させることで行うことができる。
従って、前記第４の発明によれば、前記第１実施形態の場合と同様、指機構の屈伸動作の駆動源としてのアクチュエータの個数を少ないものとしつつ、物体の把持作業等の際の指機構の円滑な屈伸動作を行うことができる。なお、該第４の発明は、前記各対の２個の指機構に関しては、前記第３の発明の場合と基本的作動が同様である。
更に、前記連結部材の両連結部の間に設けられた支点を何れか一方の連結部寄りに位置させることにより、２個の指機構について屈伸動作順位を容易に設定することができる。これは基本的には前述した保持部材の支点位置の場合と同様であり、保持部材が移動されるときに、該連結部材がその支点回りに揺動して該支点から近い距離にある一方の連結部に連結されたワイヤ部材が、該支点から遠い距離にある他方の連結部に連結されたワイヤ部材よりも早い時期に引っ張られる。
そして、例えば、本発明の多指ハンド装置において人の手を模倣して４個の指機構を人指し指乃至小指に対応させるとき、連結部材の支点位置と保持部材の支点位置との組み合わせで、小指から順に少しの遅れをもって順次人差し指まで曲がり動作を連続させることができ、人の手を模倣した自然な握る動作を容易に得ることができる。
【００１７】
また、前記第３の発明において、前記指機構は少なくとも３個以上備えられ、前記駆動手段は、前記２個の指機構以外の他の１個の指機構から延設されたワイヤ部材が巻き掛けられて前記保持部材に回転自在に保持されたプーリ部材を具備し、前記２個の指機構と前記他の１個の指機構との曲げ動作又は伸ばし動作を行うとき、前記他の１個の指機構から延設されたワイヤ部材を、前記プーリ部材が前記保持部材と共に前記２個の指機構から延設されたワイヤ部材の引っ張り方向に移動する方向に引っ張ることを特徴とする。
【００１８】
これによれば、前記他の１個の指機構から延設されたワイヤ部材を引っ張ることで、当該他の１個の指機構の屈伸動作が行われる。しかも、当該他の１個の指機構から延設されたワイヤ部材を引っ張ることによって、前記プーリ部材を介して前記保持部材が移動し、これに伴って前記連結部材を介して前記２個の指機構から延設されたワイヤ部材が引っ張られる。これにより、前記他の１個の指機構から延設されたワイヤ部材を引っ張るだけで、当該他の１個の指機構だけでなく前記２個の指機構の屈伸動作をも同時に行うことができる。
【００１９】
そして、このとき、例えば前記他の１個の指機構が物体に当接する等して動くことができない状態となった場合にも、プーリ部材は移動可能な保持部材に設けられているので、該プーリ部材が回転しつつ保持部材が移動され、前記２個の指機構のワイヤ部材が引っ張られるので、該２個の指機構については支障なく屈伸動作を行うことができる。
【００２０】
また、前記２個の指機構については、そのうちのいずれか一方が物体に当接する等して動かなくなっても、前記連結部材が天秤状に揺動して他方の指機構の屈伸動作が阻害されることはなく、更には、前記他の１個の指機構から延設されたワイヤ部材は保持部材のプーリ部材を介して引っ張られるので該他の１個の指機構の屈伸動作も支障なく行なわれる。
【００２１】
従って、かかる本発明によれば、前記２個の指機構と前記他の１個の指機構との３個の指機構のうちのいずれの指機構が物体に当接する等して動かなくなっても、残りの指機構は屈伸動作を行うことができる。そして、当該３個の指機構の屈伸動作は、単一のアクチュエータを用いて、前記他の１個の指機構から延設されたワイヤ部材を引っ張ることで行うことができる。
【００２２】
上記の場合と同様にして、前記第４の発明において、前記指機構は少なくとも５個以上備えられ、前記駆動手段は、前記４個の指機構以外の他の１個の指機構から延設されたワイヤ部材が巻き掛けられて前記２個の連結部材の間で前記保持部材に回転自在に保持されたプーリ部材を具備し、前記４個の指機構と前記他の１個の指機構との曲げ動作又は伸ばし動作を行うとき、前記他の１個の指機構から延設されたワイヤ部材を、前記プーリ部材が前記保持部材と共に前記４個の指機構から延設されたワイヤ部材の引っ張り方向に移動する方向に引っ張ることを特徴とする。
【００２３】
これによれば、前記他の１個の指機構から延設されたワイヤ部材を引っ張るだけで、当該他の１個の指機構の屈伸動作と同時に前記４個の指機構の屈伸動作を行なうことができる。即ち、前記他の１個の指機構から延設されたワイヤ部材を引っ張ると、前記プーリ部材を介して前記保持部材が移動され、該保持部材に保持された２個の連結部材を介して、前記４個の指機構から延設されたワイヤ部材が引っ張られる。そして、このとき、例えば前記他の１個の指機構が物体に当接する等して動くことができない状態となった場合であっても、プーリ部材は移動可能な保持部材に設けられているので、該プーリ部材が回転しつつ保持部材が移動され、２個の連結部材に連結されている前記４個の指機構のワイヤ部材が引っ張られるので、該４個の指機構については支障なく屈伸動作を行うことができる。また、前記４個の指機構については、そのうちのいずれかが物体に当接する等して動かなくなっても、その動かなくなった指機構以外の残りの指機構に対応する前記連結部材が天秤状に揺動して保持部材と共に移動することができるため、当該残りの指機構構の屈伸動作を行うことができる。
【００２４】
従って、かかる本発明によれば、前記４個の指機構と前記他の１個の指機構との５個の指機構のうちのいずれの指機構が物体に当接する等して動かなくなっても、残りの指機構は屈伸動作を行うことができる。そして、当該５個の指機構の屈伸動作は、単一のアクチュエータを用いて、前記他の１個の指機構から延設されたワイヤ部材を引っ張ることで行うことができる。
【００２５】
また、前記第２又は第４の各発明においては、前記保持部材の２個の連結部材の間に設けられた支点を何れか一方の連結部材寄りに位置させることにより、各付勢手段の付勢力を一定に設定しておいても、４個の指機構の２対の一方に属する２個の指機構と他方に属する２個の指機構との屈伸動作順位を容易に設定することができる。即ち、例えば各指機構の付勢手段が同じ付勢力を有しており、保持部材が支点を介して移動されるときには、先ず、該保持部材が揺動して該支点から近い距離にある一方の連結部材が、該支点から遠い距離にある他方の連結部材よりも早い時期に移動を開始する。このとき、各付勢手段が各指機構を伸ばし側に付勢している場合には、早い時期に移動された一方の連結部材に連結されたワイヤ部材が、他方の連結部材に連結されたワイヤ部材よりも先に引っ張られるので、一方に属する２個の指機構を他方に属する２個の指機構よりも先に曲げ動作を開始させることができる。また、各付勢手段が各指機構を曲げ側に付勢している場合には、早い時期に移動された一方の連結部材に連結されたワイヤ部材が、他方の連結部材に連結されたワイヤ部材よりも先に緩められるので、一方に属する２個の指機構を他方に属する２個の指機構よりも遅れて伸ばし動作を開始させることができる。このように、前記保持部材の支点位置により指機構の屈伸動作順位が設定できるので、各指機構毎に付勢力の異なる付勢手段を取り付けることなく、同じ付勢力の付勢手段を用いてコスト増加を防止することができる。
【００２８】
また、本発明において、前記連結部材は、前記保持部材に揺動自在に連設されたリンク部材を介して該保持部材に保持されていることが好ましい。これにより、前記保持部材を手嘗部における腕体寄りに設けても、該リンク部材によって前記連結部材を各指機構に接近させることができ、各ワイヤ部材の長さを節約して、コスト低減を図ることができる。しかも、保持部材がその支点回りに揺動したときの円弧起動を揺動自在のリンク部材が吸収して略直線的な動作として連結部材に伝達することができ、安定した指機構の屈伸動作を行なうことができる。
【００２９】
また、本発明において、各指機構から延設するワイヤ部材は、例えば各指機構の先端部から延設しておくようにしてもよいが、より好ましい構成として、前記複数の指機構のうちの少なくとも一つの指機構は、最も手嘗部寄りの指関節に連なる節間部材の該指関節回りの回転動作に連動させて他の指関節回りの回転動作を行わしめるべく該指機構の複数の節間部材に連結されたリンク機構を具備しており、該指機構から延設されている前記ワイヤ部材は、最も手嘗部寄りの節間部材から延設されていることが挙げられる。
【００３０】
これによれば、前記リンク機構を具備する各指機構については、その最も手嘗部よりの節間部材から延設されたワイヤ部材を引っ張って、該手嘗部寄りの節間部材を最も手嘗部寄りの指関節の回りに回転させることで、これに連動して他の関節の屈伸が行われ、該指機構の屈伸動作が行われる。このため、該ワイヤ部材は、手嘗部からこれに最も近い節間部材まで延在していればよく、その長さが短くて済む。これにより、該ワイヤ部材の長さを節約して、コスト低減を図ることができる。
【００３１】
また、前記複数の指機構のうちの、２個以上の指機構のそれぞれの２個以上の節間部材は、同一構成であることが好ましい。
【００３２】
これによれば、当該２個以上の指機構については、前記節間部材を共用することができるため、多指ハンド装置の必要部品の種類を少なくすることができ、その部品管理やメンテナンス等も容易となる。
【００３３】
また、本発明では、前記手嘗部が、前記腕体の略長手方向に延在する軸心回りに回転可能に設けられている場合にあっては、前記駆動手段は、前記手嘗部から前記腕体の内部に延設された少なくとも一つの駆動ワイヤ部材と、各駆動ワイヤ部材を該腕体の内部側に引っ張る駆動力を該ワイヤ部材に付与するアクチュエータとを具備して、各指機構から延設されたワイヤ部材を引っ張る力を前記アクチュエータから該駆動ワイヤ部材を介して手嘗部側に伝達する手段であり、前記駆動ワイヤ部材は、前記手嘗部の回転軸心に沿って前記腕体内に配置されていることが好ましい。
【００３４】
これによれば、前記駆動ワイヤ部材が、前記手嘗部の回転軸心に沿って腕体内に配置されているため、該手嘗部を腕体に対して回転させても、駆動ワイヤ部材が引っ張られることがない。従って、手嘗部から延設された指機構の屈伸状態を維持したまま、手嘗部を腕体に対して回転させることができる。また、アクチュエータを腕体内に配置することで、手嘗部の構成の小型化を図ることができる。
【００３５】
なお、多指ハンド装置が例えば５個の指機構を備えた場合において、前記第２の発明のように、一対の連結部材とプーリ部材とを備えた場合にあっては、前記駆動ワイヤ部材は、前記他の１個の指機構から延設されたワイヤ部材と一体であるか、もしくは、該ワイヤ部材に結合した１本のワイヤ部材だけで済む。
【００３６】
そしてこのように、手嘗部が腕体に対して回転する本発明の多指ハンド装置では、前記腕体と前記手嘗部との間は電気的に絶縁されていると共に、前記駆動ワイヤ部材は絶縁材により形成されていることが好ましい。
【００３７】
これによれば、手嘗部及び指機構を水中に浸漬させても、腕体内等の電装系から手嘗部側に漏電等が生じることがない。このため、水中の物体を把持する等の作業を多指ハンド装置により支障なく行うことができる。
【００３８】
なお、以上説明した本発明において、多指ハンド装置により物体を把持する場合の力は、前記付勢手段により指機構を伸ばし側に付勢した場合には、各指機構から延設されたワイヤ部材を引っ張る力を制御することで調整することができ、また、各指機構を付勢手段により曲げ側に付勢した場合には、その付勢手段の付勢力を調整しておくことによって、物体を把持する場合の力を調整することができる。
【００３９】
また、以上説明した本発明においては、「ワイヤ部材」は、通常的な意味でのワイヤの他、チェーンやベルト等の部材も含むものであり、「プーリ部材」は、通常的な意味でのプーリの他、ギヤやスプロケット等も含むものである。
【００４０】
【発明の実施の形態】
本発明の多指ハンド装置の一実施形態を図１〜図６を参照して説明する。図１は本実施形態における多指ハンド装置の斜視図、図２は該多指ハンド装置の要部構成を示す平面図、図３は図２のIII−III線断面図、図４は該多指ハンド装置１を取り付けた腕体の内部構造を示す断面図、図５は図４のIV−IV線断面図、図６（ａ）及び（ｂ）は該多指ハンド装置の要部の作動説明図である。なお、本実施形態は、第１の発明乃至第４の発明に対応するものである。
【００４１】
図１に示すように、本実施形態の多指ハンド装置１は、人の手を模倣して形成されたものであり、５本の指に対応する５個の指機構２ａ〜２ｅと、手のひらに対応する手嘗部３とを備えている。指機構２ａ〜２ｅは、それぞれ、人の手における親指、人差し指、中指、薬指、小指に対応するものである。手嘗部３は、図４に一部を示す腕体５に手首基部４を介して回転自在に連結されている。腕体５は、図示しない人型ロボット等のロボット本体に設けられている。
【００４２】
ここで、図１に示すように、指機構２ａ〜２ｅはそれぞれが指カバー部材１ａにより屈伸可能に覆われている。前記手嘗部３は、手甲形成部材１ｂによって手甲側が覆われ、図示しない手平形成部材によって手のひら側が覆われている。なお、図１を含む本実施形態の図面では、手嘗部３の内部構造を図示するために、手平形成部材の図示を省略している。図１では、手嘗部３の下部が手甲形成部材１ｂとなっており、この手甲形成部材１ｂの上側に手平形成部材が組み付けられる。
【００４３】
前記指機構２ａ〜２ｅのうち、親指に相当する指機構２ａ以外の４個の指機構２ｂ〜２ｅは、いずれもその基本構造は同一である。まず、これらの４個の指機構２ｂ〜２ｅに係わる構造を以下に説明する。これらの４個の指機構２ｂ〜２ｅは、図２に示すように、それぞれ、手嘗部３の手甲形成部材１ｂの端部（腕体５側と反対側の端部）に固設された固定部材６から、第１〜第３の３個の節間部材７，８，９を、第１〜第３の３個の関節１０〜１２を順に介して連接した構造となっている。なお、指機構２ｂ〜２ｅの基本構造は上記のように同一であることから、本実施形態の各図面では、指機構２ｂ〜２ｅのうちのいくつかの指機構についてのみ、代表的にその構成要素（節間部材、関節等）の参照符号を記載し、他の指機構については参照符号を省略する。
【００４４】
各指機構２ｂ〜２ｅの各関節１０〜１２は、それが連結する部材間の１軸回りの相対的回転動作を行わせる関節であり、それぞれ関節軸１０ａ〜１２ａを有している。これらの関節軸１０ａ〜１２ａは、手嘗部３の概ね幅方向（指機構２ｂ〜２ｅが概ね並列する方向）で互いに平行に延在している。そして、第１関節１０は、第１節間部材７が固定部材６に対して関節軸１０ａの軸心回りに回転可能なように両部材６，７を関節軸１０ａを介して連結し、第２関節１１は、第２節間部材８が第１節間部材７に対して関節軸１１ａの軸心回りに回転可能なように両部材７，８を関節軸１１ａを介して連結し、第３関節１２は、第３節間部材９が第２節間部材８に対して関節軸１２ａの軸心回りに回転可能なように両部材８，９を関節軸１２ａを介して連結している。このような各関節１０〜１２における各節間部材７〜９の相対的な回転動作によって、各指機構２ｂ〜２ｅの屈伸動作が可能となる。
【００４５】
また、各指機構２ｂ〜２ｅには、最も手嘗部３寄りの節間部材である第１節間部材７を固定部材６に対して回転させたときに、それに連動させて、第２節間部材８及び第３節間部材９を回転させるリンク機構１３が設けられている。
【００４６】
このリンク機構１３の構造は、指機構２ｂ〜２ｅのいずれについても同一であり、その構造を例えば指機構２ｃについて図３を参照して説明する。該リンク機構１３は、固定部材６及び第２節間部材８を連結するリンクアーム１４と、第１節間部材７及び第３節間部材９を連結するリンクアーム１５とを具備している。リンクアーム１４は、その一端部が、第１関節１０の関節軸１０ａよりも指機構２ｃの背側の面部（図３の下面部）寄りの位置で固定部材６に支軸１４ａを介して回転可能に軸支されると共に、他端部が、第２関節１１の関節軸１１ａよりも指機構２ｃの腹側の面部（図３の上面部）寄りの位置で第２節間部材８に支軸１４ｂを介して回転可能に軸支されている。
【００４７】
また、リンクアーム１５は、その一端部が、第２関節１１の関節軸１１ａよりも指機構２ｃの背側の面部寄りの位置で第１節間部材７に支軸１５ａを介して回転可能に軸支されると共に、他端部が、第３関節１２の関節軸１２ａよりも指機構２ｃの腹側の面部寄りの位置で第３節間部材９に支軸１５ｂを介して回転可能に軸支されている。
【００４８】
このような構成のリンク機構１３を備えた指機構２ｃにあっては、該指機構２ｃを図３の実線示のように伸ばした状態から、第１節間部材７を固定部材６に対して時計回り方向（第１節間部材７の腹側面部が手嘗部３の手平側の面部に接近する方向）に回転させると、これに連動して、同図に仮想線で示すように、第２節間部材８が、第１節間部材７に対して時計回り方向に回転すると共に、第３節間部材９が、第２節間部材８に対して時計回り方向に回転する。これにより、指機構２ｃは、各関節１０〜１２で屈曲する。また、上記と逆に、同図仮想線示のように指機構２ｃを曲げた状態から、第１節間部材７を固定部材６に対して反時計回り方向に回転させて同図実線示の位置に戻せば、それに連動して、第２節間部材８及び第３節間部材９がそれぞれ第１節間部材７、第２節間部材８に対して反時計回り方向に回転して、指機構２ｃが伸びることとなる。このように、指機構２ｃの屈伸は、第１節間部材７を固定部材６に対して回転させることで行われる。このようなリンク機構１３の構造、及びそれに伴う指機構の屈伸動作は、指機構２ｂ，２ｄ，２ｅについても全く同様である。
【００４９】
なお、本実施形態では、指機構２ｂ〜２ｅの、第２関節１１から指先側の部分（第２節間部材８、第３節間部材９、第３関節１２及びリンクアーム１５から構成される部分）は、その基本構造が互いに同一であるだけではなく、その各部品の形状、サイズも全く同一とされている。
【００５０】
図１及び図２を参照して、上述のような構造の各指機構２ｂ〜２ｅをその伸ばし側に付勢する付勢手段としてのスプリング１６が各指機構２ｂ〜２ｅ毎に手嘗部３内に配設されている。なお、図１においては、指機構２ｂのスプリング１６の一部と、指機構２ｅのスプリング１６とが図示され、図２においては、指機構２ｃ〜２ｅのスプリング１６の一部が図示されている。
【００５１】
各スプリング１６は、その一端部が手甲形成部材１ｂに設けられた図示しないスプリング係止部に掛止部材１７（図１において一部を示す）を介してそれぞれ掛け止められ、図２に示すように、他端部が付勢用ワイヤ部材１８を介して、対応する各指機構２ｂ〜２ｅの第１節間部材７に係止されている。この場合、各指機構２ｂ〜２ｅの第１関節１０の側面寄りの箇所には、その関節軸１０ａの回りに回転自在なガイドプーリ１９が該関節軸１０と同心に設けられており、前記付勢用ワイヤ部材１８は、このガイドプーリ１９の下側（各指機構２ｂ〜２ｅの背側）の外周を経て第１節間部材７の側面部に固定されている。なお、付勢用ワイヤ部材１８の第１節間部材７に対する固定部は、上下方向でガイドプーリ１９の下端よりも上側の高さに位置している。
【００５２】
この構成により、各指機構２ｂ〜２ｅは、それに対応するスプリング１６の付勢力によって、該指機構２ｂ〜２ｅが伸びた状態に付勢されている。
【００５３】
なお、以下の説明では、説明の便宜上、伸ばした状態の指機構２ｂ〜２ｅの延在方向を大略的に多指ハンド装置１の前後方向とし、指機構２ｂ〜２ｅの先端側を多指ハンド装置１の前側とする。
【００５４】
図２を参照して、親指に相当する指機構２ａは、指機構２ｂの固定部材６の後方で手嘗部３の手甲形成部材１ｂに固設された固定部材２０から、第１及び第２の２個の節間部材２１，２２を、第１及び第２の２個の関節２３，２４を順に介して連接した構造となっている。なお、図２では、指機構２ａの内部構造を図示するために、第１節間部材２１及び第２節間部材２２はその輪郭のみを示す。
【００５５】
指機構２ａの各関節２３，２４は、それが連結する部材間の１軸回りの相対的回転運動を行わせる関節であり、それぞれ関節軸２３ａ，２４ａを有している。第１関節２３の関節軸２３ａは、多指ハンド装置１の前後方向に対して多少傾斜した方向に向けられ、第２関節２４の関節軸２４ａは、第１関節２３の関節２３ａと概ね直行する方向に向けられている。そして、第１関節２３は、第１節間部材２１が固定部材２０に対して関節軸２３ａの軸心回りに回転可能なように両部材２０，２１を関節軸２３ａを介して連結し、第２関節２４は、第２節間部材２２が第１節間部材２１に対して関節軸２４ａの軸心回りに回転可能なように両部材２１，２２を関節軸２４ａを介して連結している。このような各関節２３，２４における各節間部材２１，２２の相対的な回転運動によって、指機構２ａの屈伸動作が可能となる。
【００５６】
この場合、図1及び図２に示すように指機構２ａを伸ばした状態からの曲げ動作は次のように行われる。即ち、指機構２ａを伸ばした状態から、指機構２ａを曲げるときには、第１節間部材２１が手嘗部３側に近づくように第１関節２３の関節軸２３ａの軸心回りに第１節間部材２１を固定部材２０に対して回転させる（図２の矢印y1の向きに第１節間部材２１を回転させる）と共に、第２節間部材２２の先端部が他の指機構２ｂ〜２ｅに近づくように第２関節２４の関節軸２４ａの軸心回りに第２節間部材２２を第１節間部材２１に対して回転させる（図２の矢印y2の向きに第２節間部材２２を回転させる）。
【００５７】
この指機構２ａをその伸ばし側に付勢する付勢手段として、図２に示すスプリング２６と、図示されない他のスプリングが備えられている。図示されない他のスプリングは、その一端部が手嘗部３の手甲形成部材１ｂに係止され、他端部が第１関節２３の関節軸２３ａよりも手嘗部３の周縁寄り側で第１節間部材２１に係止されている。これにより、第１節間部材２１が該他のスプリングの付勢力によって、指機構２ａの伸ばし側（図２の矢印y1と逆向き側）に付勢されている。また、図２に示すスプリング２６は、その一端部が第１節間部材２１に係止されていると共に、他端部が第２関節２４の関節軸２４ａよりも指機構２ａの背側（図２では関節軸２４ａのほぼ右側）で第２節間部材２２に係止されている。これにより、第２節間部材２２がスプリング２６の付勢力によって、指機構２ａの伸ばし側（図２の矢印y2と逆向き側）に付勢されている。
【００５８】
図１及び図２に示すように、手嘗部３には、上述のように構成された指機構２ａ〜２ｅの屈伸動作を行わせるための駆動機構２７が内蔵されている。この駆動機構２７は、後述するモータ５６（アクチュエータ）と併せて本発明における駆動手段２８を構成するものである。
【００５９】
この駆動機構２７は、５本のワイヤ２９ａ，２９ｂ，３０ａ，３０ｂ，３１（ワイヤ部材）と、２個の連結部材３２，３３と、５個のプーリ３４〜３８とを具備している。
【００６０】
図１に示すように、ワイヤ２９ａは、その一端部が指機構２ｅの第１節間部材７の前記ガイドプーリ１９側の側面部に固定され、他端部が一方の連結部材３２の第１連結部３２ａに連結されている。図示されていないが、同じように、ワイヤ２９ｂは、その一端部が指機構２ｄの第１節間部材７の前記ガイドプーリ１９側の側面部に固定され、他端部が一方の連結部材３２の第２連結部３２ｂに連結されている。同じく、ワイヤ３０ａは、その一端部が指機構２ｃの第１節間部材７の前記ガイドプーリ１９側の側面部に固定され、他端部が他方の連結部材３３の第１連結部３３ａに連結され、ワイヤ３０ｂは、その一端部が指機構２ｂの第１節間部材７の前記ガイドプーリ１９側の側面部に固定され、他端部が他方の連結部材３３の第２連結部３３ｂに連結されている。
【００６１】
図１、図２及び図６に示すように、前記連結部材３２，３３は、次のようにして手嘗部３内に保持されている。即ち、手嘗部３の手甲形成部材１ｂの手首寄りの箇所には、手嘗部３の幅方向に延びて先端が屈曲するブラケット４０が固設されており、このブラケット４０から、指機構２ｃ，２ｄの間に向かって補助部材４１が延設されている。この補助部材４１の中心線上には、前後方向に延在する切溝４１ａが形成されており、この切溝４１ａに、上下方向の軸心を有する支軸４２が係合されている。該支軸４２は、切溝４１ａに沿って前後方向に移動自在とされている。更に、該支軸４２に、手嘗部３の幅方向に延在する保持部材４３が装着されている。該保持部材４３は、支軸４２の回りに揺動可能とされていると共に、支軸４２と共に、切溝４１ａに沿って前後方向に移動可能とされている。そして、この保持部材４３の両端部からはリンク部材４３ａ，４３ｂが連結され、各リンク部材４３ａ，４３ｂの先端には、連結部材３２，３３が支軸４４，４５を介して揺動自在に連結されている。
【００６２】
また、連結部材３２は支軸４４から第１連結部３２ａまでの距離が支軸４４から第２連結部３２ｂまでの距離より小とされており、支軸４４を支点とすると該支点は第１連結部３２ａ寄りとされている。連結部材３３は支軸４５から第１連結部３３ａまでの距離が支軸４５から第２連結部３３ｂまでの距離より小とされており、支軸４５を支点とすると該支点は第１連結部３３ａ寄りとされている。更に、保持部材４３はその支軸４２から指機構２ｄ，２ｅ側の連結部材３２の支軸４４までの距離が支軸４２から指機構２ｂ，２ｃ側の連結部材３３の支軸４５までの距離より小とされている。
【００６３】
この構成により連結部材３２，３３は、保持部材４３と共に前後方向に移動可能で、且つ、これらの連結部材３２，３３の間の支軸４２の回りに揺動可能とされる。
【００６４】
前記ワイヤ３１は、その一端部が図２に示すように、指機構２ａの内部で、該指機構２ａの第２節間部材２２の先端部に固定され、該先端部から、第２関節２４の関節軸２４ａの、指機構２ａの腹側の外周（図２の関節軸２４ａの左側の外周）と、指機構２ａの内部で第１関節２３の関節軸２３ａの回りに回転自在に該関節軸２３ａに装着されたガイドプーリ４６ａの外周とを経由して、固定部材２０から手嘗部３内に引き出されている。この場合、第１節間部材２１の内部には、ワイヤ３１を第２節間部材２２の先端部からガイドプーリ４６ａまで所要の方向に向きを変えつつ案内するための２個のガイドプーリ４６ｂ，４６ｃが回転自在に軸支されており、ワイヤ３１の前記関節軸２４ａとガイドプーリ４６ａの間の部分は、ガイドプーリ４６ｂ，４６ｃにも巻き掛けられている。そして、ガイドプーリ４６ｂは、ワイヤ３１の固定部材２０から引き出された部分を引っ張ったときに、第１節間部材２１に指機構２ａの曲げ方向の力が第１関節２３の関節軸２３ａの軸心回りに作用するような位置に設けられている。同様に、ガイドプーリ４６ｃは、ワイヤ３１の固定部材２０から引き出された部分を引っ張ったときに、第２節間部材２２に指機構２ａの曲げ方向の力が第２関節２４の関節軸２４ａの軸心回りに作用するような位置に設けられている。
【００６５】
また、指機構２ａの固定部材２０から引き出されたワイヤ３１は、前記プーリ３６の後方で且つ固定部材２０寄りの位置で前記ブラケット４０に所要の姿勢でで回転自在に軸支された前記プーリ３４，３５の外周を順に経由した後、前記支軸４２と同心に前記保持部材４３に回転自在に軸支されたプーリ３６の前部側の外周に巻き掛けられている。該プーリ３６は、本発明におけるプーリ部材に相当するものである。
【００６６】
更に、該ワイヤ３１は、プーリ３６から後方に引き出された後、該プーリ３６の後方で前記ブラケット４０に所要の姿勢で回転自在に軸支された前記プーリ３７，３８の外周を経由し、図４に示すように手首基部４の内部を貫通して、腕体５の内部に導入されている。
【００６７】
なお、プーリ３４，３５，３７，３８は、ワイヤ３１の向きや配線位置を規制するためのものであり、ワイヤ３１との摩擦が比較的小さいものであれば、これらのプーリ３４，３５，３７，３８の代わりに単なるロッド状のものをブラケット４０に固定して設け、このロッド状のものの外周にワイヤ３１を巻き掛けるようにしてもよい。このことは、指機構２ａに備えた前記ガイドプーリ４６ａ〜４６ｃについても同様であり、更に、前記ワイヤ２９ａ，２９ｂ，３０ａ，３０ｂや前記付勢手段に係わるワイヤ１８を巻き掛けた指機構２ｂ〜２ｅのガイドプーリ１９についても同様である。
【００６８】
次に、手嘗部３側から引き出された前記ワイヤ３１が導入される腕体５の要部構成を図４及び図５を参照して説明する。
【００６９】
図４に示すように、腕体５は、その外周面部を形成する腕体ハウジング５０内の先端部に、アクチュエータ等を取り付ける機枠５１が設けられている。そして、この機枠５１には、前記手嘗部３の手首基部４を連結する連結軸５２がその軸心を腕体５の長手方向に向けて一対のベアリング５３，５４を介して回転自在に支承されていると共に、この連結軸５２の後方側で、手嘗部３を腕体５に対して回転させるための駆動モータ５５（以下、手嘗回転用モータ５５という）と、前記ワイヤ３１を引っ張るための駆動モータ５６（以下、手指駆動用モータ５６という）とが取付けられている。
【００７０】
前記連結軸５２は、その前端部が腕体ハウジング５０内から突出され、その突出部分に手嘗部３の手首基部４がネジ５７を介して連結軸５２と同心に連結されている。これにより、手嘗部３は、連結軸５２と一体にその軸心回りに回転可能とされている。また、該連結軸５２の軸心部には、貫通穴５２ａが穿設されており、前記手嘗部３側から引き出されたワイヤ３１は、この貫通穴５２ａを通って、該連結軸５２の後方に導出されている。
【００７１】
また、連結軸５２の後方には、連結軸５２の軸心と直行する方向に延在する巻取り軸５８が設けられ、この巻取り軸５８は、その両端部が前記機枠５１に回転自在に支承されている。そして、この巻取り軸５８に連結軸５２の貫通穴５２ａから導出されたワイヤ３１が係止され、該巻取り軸５８を所定方向に回転させることで、該ワイヤ３１が巻取り軸５８に巻き取られて引っ張られるようになっている。
【００７２】
前記手指駆動用モータ５６は、巻取り軸５８と平行に並んで機枠５１に取付けられており、該手指駆動用モータ５６の回転駆動軸５６ａに装着された駆動ギヤ５９が巻取り軸５８に装着された被動プーリ６０にベルト部材６１を介して接続されている。従って、この手指駆動用モータ５６の正転作動や逆転作動によって、巻取り軸５８が回転駆動され、該巻取り軸５８にワイヤ３１が巻き取られたり、その巻取りが解除される。
【００７３】
なお、ワイヤ３１の腕体５内の部分は、本発明における駆動ワイヤに相当するものである。
【００７４】
また、前記連結軸５２の外周部には、該連結軸５２と一体に回転自在に被動プーリ６２が挿着されている。そして、前記手嘗回転用モータ５５は、連結軸５２と平行な姿勢で機枠５１に取付けられており、図５に示すように、該手嘗回転用モータ５５の回転駆動軸５５ａに装着されたギヤ６３が、連結軸５２の被動プーリ６２にベルト部材６４を介して接続されている。従って、手嘗回転用モータ５５の正転作動や逆転作動によって、連結軸５２が回転駆動され、これに伴い、該連結軸５２に連結された手首基部４と共に手嘗部３が連結軸５２の軸心回りに回転することとなる。
【００７５】
なお、本実施形態では、前記連結軸５２やワイヤ３１は、樹脂材等の絶縁材により構成されている。また、腕体ハウジング５０は、それが手首基部４に接触する部分５０ａ（図４参照）を含めて樹脂材により構成されている。従って、腕体５と手嘗部３とは電気的に絶縁されている。
【００７６】
また、図示は省略するが、腕体ハウジング５０内には、前記手嘗回転用モータ５５の回転位置（これは、手嘗部３の腕体５に対する回転位置に相当する）や、手指駆動用モータ５６の回転位置（これは、ワイヤ３１の巻取り軸５８への巻取り量に相当する）を検出するためのエンコーダが備えられている。そして、手嘗回転用モータ５５や手指駆動用モータ５６の作動の制御は、該エンコーダの検出データ等に基づいて、図示しないコントローラにより行われる。
【００７７】
次に、本実施形態の多指ハンド装置１の作動を説明する。まず、多指ハンド装置１の基本的な作動を説明する。前記指機構２ａ〜２ｅのうち、指機構２ｂ〜２ｅは、通常時は、それぞれに対応するスプリング１６の付勢力によって図１及び図２に示すように伸びている。同様に、指機構２ａは、通常時は、前記スプリング２６及び図示しない他のスプリングの付勢力によって、図１及び図２に示すように伸びている。
【００７８】
この状態で、腕体５内の手指駆動用モータ５６を作動させて、前記巻取り軸５８を手嘗部３から腕体５内に延びるワイヤ３１の巻取り方向に回転駆動すると、該ワイヤ３１が、図１及び図２の矢印y3で示す方向に引っ張られる。このとき、指機構２ａの曲げ側に該指機構２ａの第２節間部材２２の先端部がワイヤ３１を介して引っ張られると共に、プーリ３６が後方に引っ張られる。そして、基本的には、このプーリ３６と共に保持部材４３及び連結部材３２，３３が図６（ａ）の状態から図６（ｂ）に示すように後方に移動し、その結果、ワイヤ２９ａ，２９ｂを介して指機構２ｄ，２ｅの曲げ側に該指機構２ｄ，２ｅの第１節間部材７，７が引っ張られると共に、ワイヤ３０ａ，３０ｂを介して指機構２ｂ，２ｃの曲げ側に該指機構２ｂ，２ｃの第１節間部材７，７が引っ張られる。これにより、指機構２ａ〜２ｅの全てがこれらの間に図示しない物体を把持するようにして曲げられる。つまり、単一の指駆動用モータ５６の駆動力により、ワイヤ３１を手嘗部３側から腕体５側に引っ張って、巻取り軸５８に巻き取ることによって、５本の指機構２ａ〜２ｅの曲げ動作が一括的に行われる。これにより、指機構２ａ〜２ｅを用いて物体を把持する等の作業を行うことができる。
【００７９】
一方、本実施形態の多指ハンド装置１では、指機構２ａ〜２ｅの上述のような曲げ動作の際に、保持部材４３及び連結部材３２，３３が後方に移動すると、図６（ｂ）に示すように、保持部材４３の支軸４２から指機構２ｄ，２ｅ側の連結部材３２の支軸４４までの距離が支軸４２から指機構２ｂ，２ｃ側の連結部材３３の支軸４５までの距離より小とされていることにより、保持部材４３が傾いて指機構２ｄ，２ｅ側の連結部材３２が僅かに早い時期に移動する。更に、連結部材３２，３３においては、各支軸４４，４５から第２連結部３２ｂ，３３ｂまでの距離より各支軸４４，４５から第１連結部３２ａ，３３ａまでの距離が小とされていることにより、各連結部材３２，３３が傾いてワイヤ２９ｂよりもワイヤ２９ａが早い時期に引っ張られ、ワイヤ３０ｂよりもワイヤ３０ａが早い時期に引っ張られる。これによって、指機構２ｅ，２ｄ，２ｃ，２ｂの順に僅かに遅れをもって連続して曲げられ、人の手のような握る動作を自然な形で模倣することが可能となる。なお、このような指機構２ａ〜２ｅの曲げ動作順位は、前記スプリング１６の付勢力を、指機構２ｅ，２ｄ，２ｃ，２ｂの順に弱く設定することでも実現できるが、付勢力の異なる複数種のスプリング１６を用いなければならず、取り扱いが煩わしくなるだけでなく取り付けミスが生じるおそれがある。それに対して、本実施形態のように、保持部材４３の支軸４２に対応する支点位置及び各連結部材３２，３３の支軸４４，４５に対応する支点位置によって指機構の屈伸動作順位を機械的に設定することができ、複数種の付勢力のスプリング１６を用いるよりも容易に人の手を模した指機構の屈伸動作順位を得ることができる。
【００８０】
そして、本実施形態の多指ハンド装置１によれば、いずれか一つの指機構が把持しようとする物体に当接してそれ以上曲がることができなくなっても、他の指機構の曲げ動作を行うことができる。即ち、指機構２ａ〜２ｅの曲げ動作中に例えば、指機構２ｅが図示しない物体に当接してそれ以上曲がらなくなっても、この指機構２ｅに連結されたワイヤ２９ａが連結された連結部材３２は、指機構２ｅの隣の指機構２ｄが更に曲がることができる限り、ワイヤ２９ａを引っ張れなくなった分を支軸４４を介した天秤状の傾動により吸収し、指機構２ｄのワイヤ２９ｂを引っ張りながら後方側に移動することができる。
【００８１】
また、同じように、指機構２ｂ，２ｃから延設されたワイヤ３０ａ，３０ｂが連結された連結部材３３は、指機構２ｂ，２ｃの少なくともいずれか一方が更に曲がることが可能である限り、支軸４５を介して傾動しながら後方側に移動することができる。また、指機構２ａは、更に曲がることが可能である限り、ワイヤ３１を腕体５内の巻取り軸５８に巻き取ることで、該ワイヤ３１のプーリ３４から指機構２ａの先端部にかけての部分の長さが短くなって、該指機構２ａの曲げ動作が行われる。
【００８２】
更にまた、指機構２ａがそれ以上曲がらなくなった場合には、ワイヤ３１の、プーリ３４から指機構２ａの先端部にかけての部分の長さは変化しなくなるが、ワイヤ３１を腕体５内の巻取り軸５８に巻き取ることで、プーリ３６が保持部材４３を介してその両側の連結部材３２，３３と共に後方側に移動する。このため、指機構２ｂ〜２ｅの曲げ動作を支障なく行うことができる。
【００８３】
このように、いずれか一つの指機構が曲がらなくなった場合でもワイヤ３１を前記巻取り軸５８に巻取りつつ、前記連結部材３２，３３をプーリ保持部材４３やプーリ３６と共に腕体５側に移動させることができるため、曲がることができる他の指機構の曲げ動作を支障なく行うことができる。
【００８４】
更に、指機構２ａ〜２ｅの曲げ動作に際して、いずれか２本の指機構が把持しようとする物体に当接する等してそれ以上曲がらなくなった場合でも、他の指機構の曲げ動作を行うことができる。例えば、指機構２ｂ〜２ｅのうち、指機構２ｃと指機構２ｄとが共に曲がらなくなった場合には、各連結部材３２，３３が共に支軸４４，４５を介して傾動して引っ張れなくなったワイヤ２９ｂ，３０ａの分を吸収し、ワイヤ２９ａ，３０ｂを引っ張りながら後方に移動することができる。この間、指機構２ａについては、ワイヤ３１の巻取り軸５８への巻取りにより、該ワイヤ３１のプーリ３４から指機構２ａの先端部にかけての部分の長さが短くなって、該指機構２ａの曲げ動作が行われる。このことは、指機構２ｂ，２ｄの対、指機構２ｂ，２ｅの対、あるいは、指機構２ｃ，２ｅの対が曲がらなくなった場合でも同様である。
【００８５】
また、指機構２ａと、指機構２ｂ〜２ｅのいずれか一つとが、曲がらなくなった場合でも、前述の場合と同様にして、連結部材３２，３３は、プーリ３６と共に後方に移動することができるため、他の指機構については、ワイヤ３１の巻取り軸５８への巻取りにより曲げ動作を行うことができる。
【００８６】
更に、指機構２ｂ，２ｃの対、あるいは指機構２ｄ，２ｅの対がそれ以上曲がらなくなった場合でも、他の指機構の曲げ動作を行うことができる。例えば、指機構２ｂ，２ｃの対が曲がらなくなった場合には、ワイヤ３０ａ，３０ｂが共に引っ張れなくなるので、ワイヤ３０ａ，３０ｂに連結された連結部材３３は後方に移動できない。一方、両連結部材３２，３３をリンク部材４３ａ，４３ｂを介して保持する保持部材４３は、連結部材３３が移動できない分を支軸４２を介しての天秤状の傾動により吸収することで後方側（腕体５側）に移動できる。これによって、引っ張ることができるワイヤ２９ａ，２９ｂに連結された連結部材３２は傾動した保持部材４３により後方側へ移動する。このように、指機構２ｂ，２ｃの対が曲がらなくなっても、ワイヤ３１を腕体５内の巻取り軸５８に巻取りつつ、他の指機構２ａ，２ｄ，２ｅの曲げ動作を行うことができる。このことは、指機構２ｄ，２ｅの対が曲がらなくなった場合でも同様である。
【００８７】
同様に、指機構２ａ〜２ｅのいずれか３個の指機構がそれ以上曲がらなくなった場合にも、残りの２個の指機構の曲げ動作を行うことができ、更に、指機構２ａ〜２ｅのいずれか４個の指機構がそれ以上曲がらなくなった場合にも、残りの１個の指機構の曲げ動作を行うことができる。この場合、指機構２ａと、指機構２ｂ〜２ｅのいずれか３個の指機構が曲がらなくなった場合には、基本的には、保持部材４３が揺動することで、残りの１個の指機構の曲げ動作を行うことができる。また、指機構２ａ以外の４個の指機構２ｂ〜２ｅが曲がらなくなった場合には、保持部材４３及びこれに軸支された連結部材３２，３３、プーリ３６は、後方に移動できなくなるが、ワイヤ３１の巻取り軸５８への巻取りにより、該ワイヤ３１のプーリ３４から指機構２ａの先端部にかけての部分の長さが短くなって、該指機構２ａの曲げ動作が行われる。
【００８８】
以上のように、本実施形態の多指ハンド装置１では、単一の指駆動用モータ５６の駆動力により、ワイヤ３１を巻取り軸５８に巻き取ることで、多指ハンド装置１の全ての指機構２ａ〜２ｅの曲げ動作を一括的に行うことができる。従って、各指機構２ａ〜２ｅ毎にその作動用のアクチュエータを備えたりすることなく、少ないアクチュエータで、５個の指機構２ａ〜２ｅにより図示しない物体を把持する等の作業を行うことができる。そして、この場合、指機構２ａ〜２ｅのいずれかが物体に当接する等してそれ以上曲がらなくなっても、他の指機構の曲げ動作を行うことができるため、指機構２ａ〜２ｅによる物体の把持を確実に支障なく行うことができる。
【００８９】
なお、上記の説明では、指機構２ａ〜２ｅの伸ばし状態からの曲げ動作に関して説明したが、指機構２ａ〜２ｅを曲げ状態から伸ばす場合についても同様の効果を奏することができる。即ち、指機構２ａ〜２ｅを曲げた状態から、例えば指駆動用モータ５６によるワイヤ３１の引っ張り力（巻取り軸５８への巻取り力）を解除すれば、基本的には、指機構２ｂ〜２ｅは、それぞれに対応する前記スプリング１６の付勢力によって伸び、また、指機構２ａは、スプリング２６及び図示しない他のスプリングの付勢力によって伸びる。そして、このとき、指機構２ａ〜２ｅのいずれかが障害物に当接する等してそれ以上伸びなくなっても、他の指機構２ａ〜２ｅは、連結部材３２，３３及びプーリ３６の前後方向での移動やこれらを保持する保持部材４３の揺動によって、支障なく伸びることができる。
【００９０】
また、本実施形態の多指ハンド装置１では、腕体５内の前記手嘗回転用モータ５５を作動させることによって、前記連結軸５２と共に手嘗部３が該連結軸５２の軸心回りに回転する。このとき、手嘗部３側から腕体５内に延びるワイヤ３１は、手嘗部３の回転軸心である連結軸５２の軸心に沿って延在しているため、該ワイヤ３１が引っ張られたりすることなく、手嘗部３が回転する。このため、指機構２ａ〜２ｅの屈伸状態に影響を及ぼすことなく、支障なく手嘗部３を腕体５に対して回転させることができる。
【００９１】
更に、本実施形態の多指ハンド装置１では、指機構２ａを除く、指機構２ｂ〜２ｅの第２関節１１より先端側の部分（第２節間部材８、第３節間部材９、第３関節１２及びリンクアーム１５から構成される部分）は、その各部品の形状、サイズが全く同一であるので、相互に予備部品を共用することができると共に、多指ハンド装置１に必要な部品の種類数が少ないものとなって、その部品管理等が容易になる。
【００９２】
また、本実施形態の多指ハンド装置１では、指機構２ｂ〜２ｅについては、それぞれ前記リンク機構１３によって、最も手嘗部３寄りの第１節間部材７を固定部材６に対して第１関節１０の関節軸１０ａの軸心回りに回転させることで、これに連動して第２節間部材８及び第３節間部材９がそれぞれ第１節間部材７、第２節間部材８に対して回転して各指機構２ｂ〜２ｅの屈伸が行われるようになっている。このため、前記ワイヤ２９ａ，２９ｂは、連結部材３２から指機構２ｄ，２ｅに対する固定点までの長さが短くて済み、同様に、ワイヤ３０ａ，３０ｂは、連結部材３３から指機構２ｂ，２ｃに対する固定点までの長さが短くて済む。従って、これらのワイヤ２９ａ，２９ｂ，３０ａ，３０ｂの全体の必要長が短くなって、コスト的に有利なものとなる。
【００９３】
また、本実施形態の多指ハンド装置１では、前述したように、手嘗部３は、腕体５に対して電気的に絶縁されているため、手嘗部３を水の中に入れても、腕体５内のモータ５５，５６等の電装品に流れる電流が手嘗部３側に漏電したりすることがない。この結果、多指ハンド装置１により、水中の物体を把持する等の作業も支障なく行うことができる。
【００９４】
なお、本発明は、前述の実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような変形態様も可能である。前記実施形態では、指機構２ａ〜２ｅを伸ばし側に付勢するようにしたが、曲げ側に付勢しておくようにしてもよい。この場合の実施形態は、例えば前述の実施形態の多指ハンド装置１に対して次のような変更を施すことで、構成することが可能である。即ち、前記リンク機構１３を具備した各指機構２ｂ〜２ｅについては、スプリング１６を第１節間部材７に接続する代わりに、例えば、その第１関節１０に設けたゼンマイバネ等により、各指機構２ｂ〜２ｅの曲げ側に付勢しておく。そして、各指機構２ｂ〜２ｅの第１節間部材７から延設したワイヤ２９ａ，２９ｂ，３０ａ，３０ｂをそれぞれ、対応する各指機構２ｂ〜２ｅのガイドプーリ１９の、下側の外周（各指機構２ｂ〜２ｅの背側の面部寄りの外周）を経由させて手嘗部３側に延ばす。また、指機構２ａについては、スプリング２６及び図示しない他のスプリングにより該指機構２ａを伸ばし側に付勢する代わりに、例えば、その第１及び第２関節２３，２４にそれぞれ設けたゼンマイバネ等により、該指機構２ａを曲げ側に付勢しておく。そして、指機構２ａの先端部から延設したワイヤ３１を引っ張ったときに、指機構２ａが伸びるように、該ワイヤ３１の指機構２ａ内における配線経路を調整しておく（例えば、該ワイヤ３１を指機構２ａの背側の面部に沿わせるように配線しておく）。
【００９５】
上記以外の構造は、前述の実施形態の多指ハンド装置１と同一でよい。このように多指ハンド装置を構成したとき、ワイヤ３１を腕体５内に引っ張ることにより、指機構２ａ〜２ｅの伸ばし動作が一括的に行われる。そして、このとき、指機構２ａ〜２ｅのいずれかが物体に当接する等して伸びなくなっても、前述の実施形態の場合と同様の作動によって、残りの指機構の伸ばし動作を行うことができる。
【００９６】
また、前記実施形態では、指機構２ａに連結したワイヤ３１を腕体３内に導入して指駆動用モータ５６により引っ張ることで、指機構２ａ〜２ｅの曲げ動作を行うようにしたが、該ワイヤ３１の前記プーリ３８から導出した端部を手嘗部３に固定しておき、該ワイヤ３１の中間部を引っ張ることで指機構２ａ〜２ｅの曲げ動作を行うようにすることも可能である。この場合には、例えば前述の実施形態におけるプーリ３７を前後方向に移動可能なプーリ保持部材に回転自在に保持しておき、この保持部材４３からワイヤ部材を腕体５内に引き出しておく。そして、このワイヤ部材を腕体５内に設けたアクチュエータにより引っ張るようにすれば、指機構２ａ〜２ｅの曲げ動作を行うことができる。
【００９７】
また、前記実施形態では、指機構２ｂ〜２ｅについては、リンク機構１３を備えて、各指機構２ｂ〜２ｅの第１節間部材７から延設したワイヤ２９ａ，２９ｂ，３０ａ，３０ｂを引っ張って該第１節間部材７を第１関節１０の関節軸１０ａの軸心回りに回転させることで、それに連動して第２節間部材８，９が回転して各指機構２ｂ〜２ｅの屈伸動作が行われるようにしたが、例えば、各指機構２ｂ〜２ｅの第２節間部材８から延設したワイヤ部材を引っ張って第２節間部材８を回転させることで、各指機構２ｂ〜２ｅの屈伸動作を行うようにすることも可能である。この場合には、例えば前記実施形態におけるワイヤ２９ａ，２９ｂの一端部をそれぞれ指機構２ｄ，２ｅの第２節間部材８にその腹寄りの箇所で固定すると共に、ワイヤ３０ａ，３０ｂ一端部をそれぞれ指機構２ｂ，２ｃの第２節間部材８にその腹寄りの箇所で固定しておく。そして、連結部材３２，３３を後方側（腕体５側）に移動させてワイヤ２９ａ，２９ｂ，３０ａ，３０ｂを引っ張ることで、各指機構２ｂ〜２ｅの第２節間部材８及び第１節間部材７がそれぞれ第２関節１１、第３関節１２の関節軸の回りに回転するようにしておく。更に、前記実施形態におけるリンクアーム１５により各指機構２ｂ〜２ｅの第１節間部材７と第３節間部材９とを連結しておき、第２節間部材８の回転に連動して第３節間部材９が第３関節１２の関節軸１２ａの軸心回りに回転するようにしておけばよい。
【００９８】
また、前記実施形態では、５個の指機構２ａ〜２ｅを備えて人の手を模した多指ハンド装置１について説明したが、例えば、３個や４個の指機構を備えた多指ハンド装置についても本発明を適用することができることはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態における多指ハンド装置の斜視図。
【図２】図１の多指ハンド装置の要部構成を示す平面図。
【図３】図２のIII−III線断面図。
【図４】図１の多指ハンド装置を取り付けた腕体の内部構造を示す断面図。
【図５】図４のIV−IV線断面図。
【図６】図１の多指ハンド装置の要部の作動説明図。
【符号の説明】
１…多指ハンド装置、２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ…指機構、３…手嘗部、４…手首基部、５…腕体、７，８，９，２１，２２…節間部材、１０，１１，１２，２３，２４…関節、１３…リンク機構、１６，２６…スプリング（付勢手段）、２８…駆動手段、２９ａ，２９ｂ，３０ａ，３０ｂ，３１…ワイヤ（ワイヤ部材）、３２，３３…連結部材、３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂ…連結部、３６…プーリ（プーリ部材）、４２，４４，４５…支軸（支点）、４３…保持部材、４３ａ，４３ｂ…リンク部材、５６…指駆動用モータ（アクチュエータ）。
Claims (12)
- 腕体の先端部に取り付けられた手嘗部と、該手嘗部から延設され、それぞれ複数の節間部材を指関節を介して順次連接してなる少なくとも３個以上の指機構と、各指機構をその伸ばし側及び曲げ側のいずれか一方側に付勢する付勢手段と、各指機構から手嘗部側に延設されたワイヤ部材と、各指機構から延設されたワイヤ部材を前記付勢手段の付勢力に抗して引っ張ることにより、該指機構の曲げ動作又は伸ばし動作を行わしめる駆動手段とを備えた多指ハンド装置であって、
前記駆動手段は、少なくとも２個の指機構からそれぞれ延設された２本のワイヤ部材の手嘗部側の端部を互いに間隔を存して連結する一対の連結部を備える連結部材と、該連結部材の両連結部の間に設けた支点を介して該連結部材を揺動自在に保持して前記２本のワイヤ部材の引っ張り方向に移動可能な保持部材と、前記２個の指機構以外の他の１個の指機構から延設されたワイヤ部材が巻き掛けられて前記保持部材に回転自在に保持されたプーリ部材とを具備し、
前記２個の指機構の曲げ動作又は伸ばし動作を行うとき、前記保持部材を移動させることにより、該２個の指機構から延設されたワイヤ部材を引っ張り、
前記２個の指機構と前記他の１個の指機構との曲げ動作又は伸ばし動作を行うとき、前記他の１個の指機構から延設されたワイヤ部材を、前記プーリ部材が前記保持部材と共に前記２個の指機構から延設されたワイヤ部材の引っ張り方向に移動する方向に引っ張ることを特徴とする多指ハンド装置。 - 腕体の先端部に取り付けられた手嘗部と、該手嘗部から延設され、それぞれ複数の節間部材を指関節を介して順次連接してなる少なくとも５個以上の複数の指機構と、各指機構をその伸ばし側及び曲げ側のいずれか一方側に付勢する付勢手段と、各指機構から手嘗部側に延設されたワイヤ部材と、各指機構から延設されたワイヤ部材を前記付勢手段の付勢力に抗して引っ張ることにより、該指機構の曲げ動作又は伸ばし動作を行わしめる駆動手段とを備えた多指ハンド装置であって、
前記駆動手段は、少なくとも４個の指機構が２個ずつの２対に分類されて各対の２個の指機構からそれぞれ延設された２本のワイヤ部材の手嘗部側の端部を互いに間隔を存して連結する一対の連結部を備えた２個の連結部材と、それぞれの連結部材の両連結部の間に設けた支点を介して２個の連結部材を間隔を存して揺動自在に保持し、前記４個の指機構からそれぞれ延設されたワイヤ部材の引っ張り方向に移動可能で且つ前記２個の連結部材の間に設けた支点の回りに揺動可能な保持部材と、前記４個の指機構以外の他の１個の指機構から延設されたワイヤ部材が巻き掛けられて前記２個の連結部材の間で前記保持部材に回転自在に保持されたプーリ部材とを具備し、
前記４個の指機構の曲げ動作又は伸ばし動作を行うとき、前記保持部材を移動させることにより、該４個の指機構から延設されたワイヤ部材を引っ張り、
前記４個の指機構と前記他の１個の指機構との曲げ動作又は伸ばし動作を行うとき、前記他の１個の指機構から延設されたワイヤ部材を、前記プーリ部材が前記保持部材と共に前記４個の指機構から延設されたワイヤ部材の引っ張り方向に移動する方向に引っ張ることを特徴とする多指ハンド装置。 - 腕体の先端部に取り付けられた手嘗部と、該手嘗部から延設され、それぞれ複数の節間部材を指関節を介して順次連接してなる複数の指機構と、各指機構をその伸ばし側及び曲げ側のいずれか一方側に付勢する付勢手段と、各指機構から手嘗部側に延設されたワイヤ部材と、各指機構から延設されたワイヤ部材を前記付勢手段の付勢力に抗して引っ張ることにより、該指機構の曲げ動作又は伸ばし動作を行わしめる駆動手段とを備えた多指ハンド装置であって、
前記駆動手段は、前記複数の指機構のうちの少なくとも２個の指機構からそれぞれ延設された２本のワイヤ部材の手嘗部側の端部を互いに間隔を存して連結する一対の連結部を備える連結部材と、該連結部材の両連結部の間に設けた支点を介して該連結部材を揺動自在に保持して前記２本のワイヤ部材の引っ張り方向に移動可能な保持部材とを具備し、
前記連結部材の両連結部の間に設けられた支点は、何れか一方の連結部寄りに位置されており、
前記２個の指機構の曲げ動作又は伸ばし動作を行うとき、前記保持部材を移動させることにより、該２個の指機構から延設されたワイヤ部材を引っ張ることを特徴とする多指ハンド装置。 - 腕体の先端部に取り付けられた手嘗部と、該手嘗部から延設され、それぞれ複数の節間部材を指関節を介して順次連接してなる少なくとも４個以上の複数の指機構と、各指機構をその伸ばし側及び曲げ側のいずれか一方側に付勢する付勢手段と、各指機構から手嘗部側に延設されたワイヤ部材と、各指機構から延設されたワイヤ部材を前記付勢手段の付勢力に抗して引っ張ることにより、該指機構の曲げ動作又は伸ばし動作を行わしめる駆動手段とを備えた多指ハンド装置であって、
前記駆動手段は、前記複数の指機構のうちの少なくとも４個の指機構が２個ずつの２対に分類されて各対の２個の指機構からそれぞれ延設された２本のワイヤ部材の手嘗部側の端部を互いに間隔を存して連結する一対の連結部を備えた２個の連結部材と、それぞれの連結部材の両連結部の間に設けた支点を介して２個の連結部材を間隔を存して揺動自在に保持し、前記４個の指機構からそれぞれ延設されたワイヤ部材の引っ張り方向に移動可能で且つ前記２個の連結部材の間に設けた支点の回りに揺動可能な保持部材とを具備し、
前記連結部材の両連結部の間に設けられた支点は、何れか一方の連結部寄りに位置されており、
前記４個の指機構の曲げ動作又は伸ばし動作を行うとき、前記保持部材を移動させることにより、該４個の指機構から延設されたワイヤ部材を引っ張ることを特徴とする多指ハンド装置。 - 前記指機構は少なくとも３個以上備えられ、
前記駆動手段は、前記２個の指機構以外の他の１個の指機構から延設されたワイヤ部材が巻き掛けられて前記保持部材に回転自在に保持されたプーリ部材を具備し、
前記２個の指機構と前記他の１個の指機構との曲げ動作又は伸ばし動作を行うとき、前記他の１個の指機構から延設されたワイヤ部材を、前記プーリ部材が前記保持部材と共に前記２個の指機構から延設されたワイヤ部材の引っ張り方向に移動する方向に引っ張ることを特徴とする請求項３記載の多指ハンド装置。 - 前記指機構は少なくとも５個以上備えられ、
前記駆動手段は、前記４個の指機構以外の他の１個の指機構から延設されたワイヤ部材が巻き掛けられて前記２個の連結部材の間で前記保持部材に回転自在に保持されたプーリ部材を具備し、
前記４個の指機構と前記他の１個の指機構との曲げ動作又は伸ばし動作を行うとき、前記他の１個の指機構から延設されたワイヤ部材を、前記プーリ部材が前記保持部材と共に前記４個の指機構から延設されたワイヤ部材の引っ張り方向に移動する方向に引っ張ることを特徴とする請求項４記載の多指ハンド装置。 - 前記保持部材の２個の連結部材の間に設けられた支点は、何れか一方の連結部材寄りに位置されていることを特徴とする請求項２、４、６の何れか１項に記載の多指ハンド装置。
- 前記連結部材は、前記保持部材に揺動自在に連設されたリンク部材を介して該保持部材に保持されていることを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載の多指ハンド装置。
- 前記複数の指機構のうちの少なくとも一つの指機構は、最も手嘗部寄りの指関節に連なる節間部材の該指関節回りの回転動作に連動させて他の指関節回りの回転動作を行わしめるべく該指機構の複数の節間部材に連結されたリンク機構を具備しており、該指機構から延設されている前記ワイヤ部材は、最も手嘗部寄りの節間部材から延設されていることを特徴とする請求項１乃至８の何れか１項に記載の多指ハンド装置。
- 前記複数の指機構のうちの、２個以上の指機構のそれぞれの２個以上の節間部材は、同一構成であることを特徴とする請求項１乃至９の何れか１項に記載の多指ハンド装置。
- 前記手嘗部は、前記腕体の略長手方向に延在する軸心回りに回転可能に設けられると共に、
前記駆動手段は、前記手嘗部から前記腕体の内部に延設された少なくとも一つの駆動ワイヤ部材と、該駆動ワイヤ部材を該腕体の内部側に引っ張る駆動力を該駆動ワイヤ部材に付与するアクチュエータとを具備して、各指機構から延設されたワイヤ部材を引っ張る力を前記アクチュエータから該駆動ワイヤ部材を介して手嘗部側に伝達する手段であり、
前記駆動ワイヤ部材は、前記手嘗部の回転軸心に沿って前記腕体内に配置されていることを特徴とする請求項１乃至１０の何れか１項に記載の多指ハンド装置。 - 前記腕体と前記手嘗部との間は電気的に絶縁されていると共に、前記駆動ワイヤ部材は絶縁材により形成されていることを特徴とする請求項１１記載の多指ハンド装置。
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