JP4892257B2 - 把持装置 - Google Patents

把持装置 Download PDF

Info

Publication number
JP4892257B2
JP4892257B2 JP2006066003A JP2006066003A JP4892257B2 JP 4892257 B2 JP4892257 B2 JP 4892257B2 JP 2006066003 A JP2006066003 A JP 2006066003A JP 2006066003 A JP2006066003 A JP 2006066003A JP 4892257 B2 JP4892257 B2 JP 4892257B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
node
output node
angle
gripping
driving
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2006066003A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2007237364A (ja
Inventor
雄大 多々良
重樹 菅野
聡 石井
浩康 岩田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Waseda University
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Waseda University
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Waseda University, Toyota Motor Corp filed Critical Waseda University
Priority to JP2006066003A priority Critical patent/JP4892257B2/ja
Publication of JP2007237364A publication Critical patent/JP2007237364A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4892257B2 publication Critical patent/JP4892257B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Manipulator (AREA)
  • Prostheses (AREA)

Description

本発明は、物体を把持する把持装置に関する。より詳細には、ロボットハンド、義手などに好適に採用できる把持装置に関する。
一般にロボットハンドや義手には、物体を把持(或いは挟持)する把持装置が組込まれている。ロボットに関する技術は近年にあって飛躍的に進歩しており、把持装置についても多くの研究がなされている。把持装置は、コップ、ボールなどの把持対象となる種々の物体(以下、把持対象物と称する)を人間が把持するのと同様に把持できることが望ましい。人間の指は複数の関節で形成されており柔軟性を備えているので、例えば把持しようとする把持対象物が複雑な形状であったり、把持対象物を把持する箇所や把持を行う位置が適切でなかったりする場合であっても指先姿勢や把持力を適度に調節して把持することができる。ところが、従来の一般的な把持装置では把持対象物に接触する部分(指に相当する部分)が樹脂や金属などの硬質材で形成されていたので、把持力の調整が不適切である場合には把持対象物が破損したり、把持動作を行う位置が不正確である場合には把持対象物を安定に把持できなかったり、把持・操りの中途に失敗する等の問題が発生していた。
上記に対して、例えば特許文献1は把持フィンガーにバネ(弾性体)を介在させて把持対象物を把持するようにした把持装置を開示する。この把持装置は指本体部分と指先部分との間にバネを備えているので、把持対象物の硬さに多少のバラツキがあっても確実に把持できる。また、特許文献2は、関節を備えた把持フィンガーの指先部分を出没させるようにバネを配置した把持装置を開示する。この把持装置は、把持対象物と接触したときに指先部分が弾性的に受動して必要以上の把持力を発生させないように把持を行うので、把持対象物を確実に把持できる。
実開昭48−82666号公報 実開昭64−38280号公報
上記両特許文献で開示する把持装置は指に相当する部分にバネが配置されているので、バネを備えていない従前の把持装置と比較した場合には、種々の把持対象物を的確に把持できる。このように指部分にバネを配置した構造を採用すれば、柔軟性が付与されるので把持対象物を確実に把持できるようになる。しかしながら、組付けされたバネのストローク(バネ変位量)は一定であるので、把持対象物によっては好ましくない把持形態となる場合がある。この点について具体的に説明する。例えば、相対的にストロークが大きなバネを採用していると、把持対象物を把持する際の指部分の受動可能範囲が広くなる。このような把持装置で、大きく、重い把持対象物を把持しようとすると、指先が反り返ってしまい適切に把持できないことになる。また、これとは逆にストロークが小さなバネを採用していると、把持対象物を把持する際の指部分の受動可能範囲が狭くなる。このような把持装置で、小さく、破損し易い把持対象物を把持しようとすると、指先が硬くために把持対象物を正確に把持できない、或いは把持対象物を破損させてしまうことになる。これでは指部分にバネを配置したメリットが失われてしまう。なお、ここでの受動可能範囲とは、把持対象物を把持したときに反力を受けた指部分が逆向きに変位可能な範囲である。
ところで、人間の手による把持動作を詳細に検討すると、把持対象物を把持しようとするとき(或いは、把持対象物を掴もうとするとき)の状態には2形態がある。指の関節を伸ばして把持対象物を把持する状態と、手の平及び指の関節を適度に湾曲させて(曲げて)把持対象物を握るように把持する状態とがある。頑丈で、大きな把持対象物を把持するときには、伝わる把持力が大きくても破損することがないので、指の関節を伸ばし指先が逆向きに反る範囲(前述した受動範囲)を小さくして強く把持する。これに対して、壊れやすく小さな把持対象物を把持するときには、手の平及び指の関節を湾曲させて指先が逆向きに反る範囲を大きくして(即ち、柔軟性を持って)把持対象物を握るように把持する。人間が把持動作を行うときは、把持対象物に応じて適切な把持形態を実行していると言える。把持装置で把持する種々の把持対象物は、人間が使用する物体であるから、人間の手と同様に把持動作を行える把持装置を設計することが望ましいことになる。
上記のように人間の手は指の湾曲に応じて受動範囲が変化するので、把持する把持対象物を的確に把持することができる。しかし、このような見地に基づいて設計された把持装置は現時点においては存在していない。すなわち、従来にあっては特許文献1及び特許文献2で開示されている把持装置のように、指部分にバネを配置して柔軟性を付与するというアイデアはあった。しかし、指部分の湾曲度合いに応じて柔軟性を変更させること、すなわち、指部分の角度に関連付けして上記受動可能範囲を変化させるという発想には到っていない。また、仮にこのような機能を備えた把持装置を実現しようとすると、装置が大型化及び複雑化してしまうという問題もある。
したがって、本発明の目的は、把持対象物をより確実に把持できる把持装置を提供することである。
上記目的は、基端側を軸として回動可能に固定され、把持対象物を把持可能な出力節と、一端部側が前記出力節の基端側と接続し、前記出力節を回動可能に固定する原動節と、一端部側が前記原動節が接続した側と反対側の前記出力節の基端側と接続し、前記出力節を回動可能に固定する連動節と、前記出力節と前記連動節との接続部分に設けられ、前記連動節に対して前記出力節が把持対象物側に回動するよう付勢する弾性体と、前記連動節に対する前記出力節の把持対象物側への回動が可能な範囲を規制する範囲規制機構と、前記出力節と前記原動節との接続部分に設けられ、前記出力節が把持対象物を把持したときの反力で前記原動節に対して前記出力節が把持対象物の反対側に回動する角度である受動角が受動変位することが可能な範囲を規制する受動範囲規制機構と、を備え、前記出力節の基端側を軸として前記原動節と前記連動節とのなす角度を変更することで、前記原動節に対して前記出力節が把持対象物側に屈折する角度である関節角を任意に変更し、前記受動範囲規制機構は、前記原動節側に設けられた円弧状の突起部と、前記出力節側に設けられ、前記出力節の回動に伴って前記突起部の把持対象物側の端部と当接可能な第1壁面、および前記突起部の他端部と当接可能な第2壁面と、を有し、前記関節角がゼロのときに前記突起部の把持対象物側の端部と第1壁面との間隔が前記突起部の他端部と第2壁面との間隔よりも大きくなるように前記突起部、前記第1壁面および前記第2壁面を設けることで、前記関節角が大きくなるほど前記受動角が受動変位することが可能な範囲が拡大する把持装置により達成できる。
本発明によると、出力節と原動節とが成す関節角に応じて、出力節の受動可能範囲を変更することができるので、形状、大きさ、重量等が異なる種々の把持対象物に応じた把持動作を行うことができる。よって、種類の異なる把持対象物でも確実に把持できる把持装置を提供できる。
また、一端部側が前記連動節の他端部側と接続し、前記連動節を回動可能に固定する従動節と、一端部側が前記原動節の他端部側と接続し、かつ、他端部側が前記従動節の他端部側と接続し、前記原動節および前記従動節を回動可能に連結する固定節と、を有し、前記固定節に対して前記原動節を把持対象物側に稼動させる角度である稼動角を変化させることで、前記出力節の基端側を軸として前記原動節と前記連動節とのなす角度を変更して前記関節角を任意に変更するリンク機構を備える構造として実現してもよい。
この場合には上記受動可能範囲が関節角、或いは稼動角及び関節角に連動して大きくなる。この状態は原動節に対して出力節が折れ曲がった姿勢となるので、出力節の柔軟性を増して把持対象物を把持できる。
本発明によれば、把持対象物をより確実に把持できる把持装置を提供できる。
以下、本発明の実施形態に係る把持装置について説明する。把持装置は把持対象物を把持するものであるから、少なくとも把持対象物を両側から把持(或いは挟持)する構造を備えている。ただし、ここでは発明の特徴的部分の理解を容易とするため、まず実施例に係る把持装置の要部構造を取出して説明する。図1は把持装置の要部構造1Aを示した図であり、(A)は要部構造1Aを前方側から示した外観斜視図、(B)は同構造1Aを後方側から示した外観斜視図である。また、図2は要部構造1Aの分解斜視図である。なお、以下の説明において必要な場合は、A矢視方向へ見た面を表面、B矢視方向へ見た面を裏面と称する。
把持装置の要部構造1Aは、4個の節10、20、30、40を組合せた4節リンク機構と、この4節リンク機構によって駆動される出力節50とを含んでいる。4節リンク機構は、第1節となる固定節10、第2節となる原動節20、第3節となる従動節30及び第4となる連動節40を含んでいる。これらの節は、互いに長短差や厚み差があるが大略において棒状体であり、それぞれの両端部には嵌合穴が形成されている。これらの嵌合穴にシャフト等を挿入することで4個の節が直接的、間接的に接続されている。なお、各節10〜40に形成した嵌合穴は、図2で示すように、10Ha,10Hb、20Ha,20Hb、30Ha,30Hb、40Ha,40Hbの符号で示す。
ここで固定節10は基準となるリンクであり、図示しない把持装置本体などの定位置にセットされている。すなわち、この固定節10を基部として他の3個の節20〜40が揺動する。固定節10の嵌合穴10Haと原動節20の嵌合穴20Haには第1シャフト2が嵌め込まれている。固定節10の反対側の嵌合穴10Hbと従動節30の嵌合穴30Haには第2シャフト3が嵌め込まれている。また、従動節30の反対側の嵌合穴30Hbと連動節40の嵌合穴40Haには第3シャフト4が嵌め込まれている。
そして、原動節20の反対側の嵌合穴20Hbと連動節40の反対側の嵌合穴40Hbとは、出力節50を介して接続されている。ここで出力節50は表裏面のそれぞれに突起部50Pa,50Pbを備えており、これらがシャフトとして機能して嵌合穴20Hbと嵌合穴40Hbとに嵌め込まれている。連動節40と出力節50との間には、弾性体としてコイルバネ5が介挿されている。コイルバネ5の端部は、連動節40に設けた突起係止部45と出力節50に設けた突起係止部55に係止されおり(図1(B)参照)、連動節40に対して出力節50が反時計方向に付勢されている。
各節10、20、30、40及び50は、以上で説明したように組付けられている。ここで原動節20にはステップモータなどのアクチュエータによる回転力が作用している。例えば図1(B)で示すようにステップモータMの駆動軸が第1シャフト2と同軸に設定されている。この第1シャフト2は原動節20の嵌合穴20Haと固着しているが、固定節10の嵌合穴10Haには所定の遊び(空間)をもって嵌合されている。よって、ステップモータMを回動させると、第1シャフト2を中心に原動節20を揺動(稼動)させることができる。これに伴って、他の節30〜50が所定の揺動動作を行うことができる。
上記図1及び図2で示した構造では、原動節20と出力節50とが把持対象物を把持する指部分に相当している。特に、出力節50が指先部分に相当している。原動節20は、出力節50との接続部分に第1関節6、固定節10との接続部分に第2関節7を有した構造となっている。第1関節6は出力節50と連動節40との間に配置したコイルバネ5の付勢力に基づいて、把持力を発生させている。その一方で、出力節50が把持対象物を把持したときに受ける外力(反力F)を受けると反対側に変位する(出力節50が反対側に反る)ように形成されている。すなわち、第1関節6は把持対象物を把持するときに受動して把持力を弾性的に伝達する弾性受動関節となっている。また、第2関節7は原動節20を稼動させる稼動関節となっている。
そして、出力節50の受動可能範囲(変位できる範囲)は原動節20と出力節50とが成す角(以下、関節角と称する)に応じて、変更するように形成されている。より具体的には、人間の指の場合と同様に、把持対象物を把持するときに出力節50が原動節20に対して屈折させる関節角が大きくなる程、受動可能範囲が拡大するように設計されている。
ところで、前述したように受動可能範囲は把持対象物から受けた出力節50が反対側に変位する範囲であるが、出力節50は第1関節6を中心に回動するので受動可能範囲も角度により規定できる。出力節50が把持対象物から反力Fを受け、この反力がコイルバネ5の付勢力より大きいと反対側へ反る(回動する)ことになる。この反りより発生する傾きを受動角と称する。この受動角が受動可能範囲に相当することになる。よって、関節角が大きくなる程、受動角の角度が拡大するように前記の各節10、20、30、40及び50が組付けられている。
また、原動節20が固定節10に対して稼動したとき(この実施例では反時計方向へ回転したとき)、すなわち原動節20の稼動角が大きくなるのと連動して関節角も大きくなるようにリンクが組上げられている。このように、図1及び図2に示す把持装置の構造は、固定節10に対する稼動角が拡大すると関節角も拡大して指先部分を湾曲させたのと同様の形態を実現できるように設計されている。
以下さらに、原動節20の稼動に伴って出力節10の受動可能範囲を変更させるように形成した構造を、各節の動作と交えながら説明する。図3は、原動節20の移動位置に対して出力節50の受動可能範囲が変化する様子まとめて示した図である。
図3で、(I)は原動節20及び出力節50が垂直に立ち上がった状態であり、出力節50は原動節20に対してほぼ直線状態となっている(I)で示す状態は、原動節20が稼動される前の初期位置にある状態である。この初期状態を基準にして、原動節20の稼動角α、原動節20に対する出力節50の関節角β及び出力節50の受動角γを規定する。稼動角αは垂直線Vに対して反時計方向へ回動した原動節20が成す角である。関節角βは、原動節20の長手方向Lに対して出力節50が成す角である。そして、受動角γは、反力Fを作用させたときに出力節50が時計方向へ回動する角度である。
図3で(II)は原動節20が稼動され反時計方向へ約90度、移動した後の状態を示しているまた、図3の(III)は、(I)に示す初期状態のときの受動角mγ、(IV)は(III)に示す状態に稼動されたときの受動角Mγを示している。この受動角を生じさせる力は把持対象物を把持したときに出力軸50が受ける反力Fであり、受動角mγ、Mγは受動可能範囲に相当することになる。
図3で示す(III)の状態は、稼動角αの増加に応じて関節角βも大きくなっている。この状態は、人間の指が壊れやすく小さな把持対象物を把持するときの形態に対応している。(III)の状態は、出力軸50の受動角が原動節20を稼動する前の小さなmγに対して、稼動後では大きなMγとなっているので指先部分に相当する出力節50に十分な柔軟性を備えて把持対象物をソフトに保持できる。
原動節20が稼動されて稼動角αが変化したときに、関節角βも角度を大きくするという連動の動作する構成は、前述した各節10、20、30、40の接続関係、及び節40と節50に介挿したコイルバネ5によって実現されている。さらに、図4及び図5を参照して関節角βが大きくなるほど受動角も拡大する構造について説明する。
弾性受動関節となる第1関節6は、出力節50を原動節20と連動節40で両側から挟持した状態で形成されている。図4の各図は、第1関節6を形成する各節の対向面を拡大して示した図である。図4(A)は原動節20の端部の裏面、同(B)は出力節50の端部の表面を示している。なお、前述したように図2でA矢視方向へ見た面が表面、B矢視方向へ見た面が裏面である。図4(A)、(B)で示す両者が互いに対向し、出力節50の突起部50Paが原動節20の嵌合穴20Hbに嵌合される。
ここで、原動節20には嵌合穴20Hbより外側にストッパとして機能する円弧状の突起部21が形成されている。一方、出力節50の対向面は段状に形成されており、突起部50Paの両側にほぼ垂直な壁面51a、51bが形成されている。この両壁面51a、51bは、原動節20の突起部21の両端部21a、21bに当接させるように形成したものである。原動節20と出力節50は互いに回動するので、壁面51a、51b間での突起部21の位置は変化する。原動節20側の突起部21の端部21bと、出力節50側の壁面51bの間隔が、前述した受動角を規定している。この点については、後に図5を参照して詳細に説明する。
図4(C)は連動節40の端部の表面、同(D)は出力節50の端部の裏面を示している。この両者も互いに対向し、出力節50の突起部50Pbが連動節40の嵌合穴40Hbに嵌合される。連動節40には嵌合穴40Hbの略半分を含むようにして段部が形成されている。そして、嵌合穴40Hbを間にしてほぼ垂直な壁面41a、41bが形成されている。一方、出力節50の対向面には突起部52が形成されている。この突起部52の両端52a、52bは、壁面41a、41bに当接させるように形成されている。連動節40と出力節50も互いに回動するので、壁面41a、41b間での突起部51の位置は変化する。図4(A)、(B)で示すストッパ構造は受動角を規定するものである。図4(C)、(D)で示すストッパ構造はコイルバネが許容応力を超えないように保護するためのものである。この点についても後に図5を参照して詳細に説明する。
図5は、受動関節6のC−C断面、及びD−D断面での変化をまとめて示した図である。図5の上段はC−C断面を示しており、原動節20の突起部21と出力節50に形成した壁面51a、51bとの位置関係で受動角γが変化する様子を示している。一方、下段は連動節40に形成した連動節40の壁面41a、41bと出力節50に形成した突起部52との位置変化の様子を示している。なお、図5の(I)〜(IV)は、図2で示している状態に対応している。また、図5では原動節20の構造は突起部21だけが図示される。
先ず、受動角γの変化について説明する。稼動前受動前(I)では反力Fが作用していないのでコイルバネ5の付勢力によって出力節50は反時計方向で連動節40に当接されている。(I)の下段に示すように出力節50の突起部52の端部52bが、連動節40の壁面41bに当接して止められている。このときには、原動節20の突起部21の端部21bと出力節50の壁面51bとの間には角度θ1による間隔がある。この角度θ1が受動角mγに対応する。
よって、反力Fを受動して変位した状態を示す(III)では、出力節50が受動角mγ分だけ時計方向に反り返る(傾斜する)ことになる。なお、(I)の下段で示すように出力節50の突起部52は右側に十分に大きな可動角θ4が設定されているので、出力節50が(I)から(III)に姿勢を変化させる際の障害になることはない。(III)下段の突起部52の可動角θ5は、受動角mγに対応する。
(II)の状態は原動節20が反時計方向へ稼動して、稼動角α及び関節角βが大きくなって出力節50が下向きとなった状態である(図3(II)参照)。このときにも(III)の下段に示すように出力節50の突起部52の端部52bが、連動節40の壁面41bに当接して止められている。ところが、原動節20の突起部21の端部21bと出力節50の壁面51bとの間の角度が角度θ2に拡大している。この角度θ2が受動角Mγに対応する。このように受動角がmγからMγに拡大するのは、原動節20が稼動したときに原動節20の突起部21と出力節50の壁面51bの相対位置が広がるように設計されているからである。よって、反力Fを受動して変位した状態を示す(IV)では、出力節50が拡大された受動角Mγ分だけ時計方向に大きく反り返る(傾斜する)ことになる。なお、(II)の下段で示すように出力節50の突起部52は右側に十分に大きな可動角θ6が設定されているので、出力節50が(II)から(IV)に姿勢を変化させる際の障害となることはない。(IV)下段の突起部52の可動角θ7は、受動角Mγに対応している。
以上詳述したところから明らかなように、原動節20が稼動して稼動角αが増加すると関節角βが増加する。関節角βが大きくなるとこれに応じて受動角γが拡大する。よって、原動節20に対して出力節50が直線状態にあるときより、折り曲がった状態の方が受動角γが大きくなる。なお、図5(III)下段に示す可動角θ6は、θ2よりθ3だけ小さく形成されている。よって、(IV)の稼動後受動後の状態を形成したときには出力節50の突起部52の端部52aが連動節40の壁面41aに当接して受動角Mγを規定する。この受動角Mγはθ2よりθ3だけ小さな角度となっている。このように可動角θ6を小さめに設定しとおくことで許容応力を超えてコイルバネ5が変形しないよう保護している。
以上で説明した実施例は、発明の理解を容易とするため把持装置の要部構造1Aの詳細な構成について説明している。前述したように把持対象物を把持する場合には少なくとも把持対象物を両側から挟む状態(或いは握る状態)を形成することが必要である。例えば図6に示すように、実施例で示した要部構造1Aを左右対称に配置することで、実際に把持対象物Wを把持する把持装置100を構成することができる。(A)は関節角βがゼロであり出力節50が原動節20に対して曲がっていない状態で把持対象物Wを把持する様子を示している。(B)は関節角βが約90度であり出力節50が原動節20に対して大きく屈折している状態で把持対象物Wを把持する様子を示している。
(A)で示す把持形態は、相対的に重量があって大きめの把持対象物Wを把持するのに適している。この場合には受動角(受動可能範囲)を小さくし、出力節50を把持対象物Wに広く接触させ、把持力を十分に把持対象物Wに伝達する把持を行う。これとは逆に(B)で示す把持形態は、相対的に把持し難く、壊れやすい把持対象物Wを把持するのに適している。この場合には受動角を大きく出力節50を柔らかくして把持対象物Wを掴むように把持する。このように実施例の要部構造1Aを備える把持装置100は、確りした把持と繊細な把持とを使いかけて把持対象物を確実に把持できる。なお、図6は左右に要部構造1Aを配置する構造例を示すが、このような形態に限るものではない。片側にのみ要部構造1Aを配置して他方は単純な棒状の部材としてもよい。また、前述した実施例では説明の便宜から第1の節10を位置が一定である固定節10としたが、図6(B)に示すように第1の節10を原動節20の稼動時に対応させて駆動させれば、原動節20の姿勢を一定に維持して図示のように関節角βを屈折させることができる。
さらに、図6(A)で例示的に示すように把持対象物Wの形状を認識する画像認識装置101、原動節20の位置確認センサ102、出力節50の開度を検出する角度センサ103及びこれらを全体的に制御するマイクロコンピュータ104などを配置することで把持装置100を作製することができる。図6(A)で示している確りした把持と、(B)で示している指先を柔らかくした把持のどちらを実行するかは、例えばマイクロコンピュータ104に格納したプログラムに基づいて定めれるようにすればよい。その際、把持対象物Wを画像認識装置101で認識して、マイクロコンピュータ104が適した把持形態を判断するように設定すればよい。
図7及び図8は、要部構造1Aの変形例について示している。上記実施例は4個の棒状リンク10、20、30、40を組んで、関節角に対応して出力節50の受動角を拡大させる構造を示している。しかし、上記実施例の構造は一例であり、他に種々の構造で実現できる。図7は、ギアにより原動節20を稼動させる第1変形例について示している。なお、上記実施例と同様の節には同じ符号を付している。
図7(A)は原動節20の稼動前、(B)は原動節20の稼動後について示している。図7で示す構造1Bでは、第1のギア31と第2のギア32に互いに噛合している。第1のギア31には固定節10が固定され、第2のギアには連動節40が固定されている。この構造1Bでは第1のギア31と第2のギア32とが、実施例の従動節30の機能を果たしている。すなわち、図7で示している構造1Bは図1〜図3で示した実施例の要部構造1Aと等価な構造となる。
図8は、プーリとプーリベルトにより原動節20を稼動させる第2変形例について示している。図8(A)は原動節20の稼動前、(B)は原動節20の稼動後について示している。図8で示す構造1Cの場合は、第1のプーリ35と第2のプーリ36とがタスキ掛けしたプーリベルト37により接続されている。固定節10に第1のプーリ35が回動自在には固定され、第2のプーリ36の軸が連動節40の嵌合穴40Hbに嵌合され固定されている。この構造1Cでは第1のプーリ35、第2のプーリ36及びプーリベルト37によって、実施例の従動節30の機能が果されている。すなわち、図8で示す構造1Cは図1〜図3で示した実施例の要部構造1Aと等価な構造となる。なお、プーリベルト37に替えてワイヤを採用してもよい。
上記した実施例と特許請求の範囲との関係では、固定節10が第3の節、原動節20が第2の節、出力節50が第1の節が対応する。また、特許請求の範囲の受動範囲規制機構は、その一形態が節10,20、30、40、50及びコイルバネ5によって実現されている。
以上本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
実施例の把持装置の要部構造を示した図であり、(A)は要部構造を前方側から示した外観斜視図、(B)は同構造を後方側から示した外観斜視図である。 図1で示す要部構造の分解斜視図である。 原動節の移動位置に対して出力節の受動可能範囲が変化する様子まとめて示した図である。 各図は第1関節を形成する各節の対向面を拡大して示した図である。 受動関節のC−C断面、及びD−D断面での変化をまとめて示した図である。 要部構造を備えた把持装置の一例を示した図である。 要部構造の第1の変形例について示した図である。 要部構造の第2の変形例について示した図である。
符号の説明
1A〜1C 把持装置の要部構造
5 コイルバネ
6 第1関節(弾性受動関節)
7 第2関節(稼動関節)
10 固定節(第3の節)
20 原動節(第2の節)
30 従動節
40 連動節
50 出力節(第1の節)
W 把持対象物
F 反力
α 稼動角
β 関節角
γ 受動角(受動可能範囲)

Claims (2)

  1. 基端側を軸として回動可能に固定され、把持対象物を把持可能な出力節と、
    一端部側が前記出力節の基端側と接続し、前記出力節を回動可能に固定する原動節と、
    一端部側が前記原動節が接続した側と反対側の前記出力節の基端側と接続し、前記出力節を回動可能に固定する連動節と、
    前記出力節と前記連動節との接続部分に設けられ、前記連動節に対して前記出力節が把持対象物側に回動するよう付勢する弾性体と、
    前記連動節に対する前記出力節の把持対象物側への回動が可能な範囲を規制する範囲規制機構と、
    前記出力節と前記原動節との接続部分に設けられ、前記出力節が把持対象物を把持したときの反力で前記原動節に対して前記出力節が把持対象物の反対側に回動する角度である受動角が受動変位することが可能な範囲を規制する受動範囲規制機構と、を備え、
    前記出力節の基端側を軸として前記原動節と前記連動節とのなす角度を変更することで、前記原動節に対して前記出力節が把持対象物側に屈折する角度である関節角を任意に変更し、
    前記受動範囲規制機構は、前記原動節側に設けられた円弧状の突起部と、前記出力節側に設けられ、前記出力節の回動に伴って前記突起部の把持対象物側の端部と当接可能な第1壁面、および前記突起部の他端部と当接可能な第2壁面と、を有し、前記関節角がゼロのときに前記突起部の把持対象物側の端部と第1壁面との間隔が前記突起部の他端部と第2壁面との間隔よりも大きくなるように前記突起部、前記第1壁面および前記第2壁面を設けることで、前記関節角が大きくなるほど前記受動角が受動変位することが可能な範囲が拡大することを特徴とする把持装置。
  2. 一端部側が前記連動節の他端部側と接続し、前記連動節を回動可能に固定する従動節と、
    一端部側が前記原動節の他端部側と接続し、かつ、他端部側が前記従動節の他端部側と接続し、前記原動節および前記従動節を回動可能に連結する固定節と、を有し、
    前記固定節に対して前記原動節を把持対象物側に稼動させる角度である稼動角を変化させることで、前記出力節の基端側を軸として前記原動節と前記連動節とのなす角度を変更して前記関節角を任意に変更するリンク機構を備えることを特徴とする請求項1記載の把持装置。
JP2006066003A 2006-03-10 2006-03-10 把持装置 Expired - Fee Related JP4892257B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006066003A JP4892257B2 (ja) 2006-03-10 2006-03-10 把持装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006066003A JP4892257B2 (ja) 2006-03-10 2006-03-10 把持装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2007237364A JP2007237364A (ja) 2007-09-20
JP4892257B2 true JP4892257B2 (ja) 2012-03-07

Family

ID=38583383

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006066003A Expired - Fee Related JP4892257B2 (ja) 2006-03-10 2006-03-10 把持装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4892257B2 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10744653B2 (en) 2017-03-17 2020-08-18 Kabushiki Kaisha Toshiba Holding mechanism, transfer device, handling robot system, and robot handling method

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014076522A (ja) 2012-10-11 2014-05-01 Seiko Epson Corp ロボットハンド及びロボット装置

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4882666A (ja) * 1972-01-27 1973-11-05
JPS63144985A (ja) * 1986-12-09 1988-06-17 工業技術院長 把持機構
JPS6438280A (en) * 1987-08-03 1989-02-08 Takamatsu Yushi Kk Thermal transfer coating agent
JPH01252386A (ja) * 1988-03-30 1989-10-09 Toyama Pref Gov ロボットハンド
JP3170903B2 (ja) * 1992-10-28 2001-05-28 三菱電機株式会社 ロボットハンド
JP2003220589A (ja) * 2002-01-29 2003-08-05 Seiko Epson Corp ロボットハンドの指関節機構及びそれを用いたロボットハンドの指関節機構ユニット
JP3759916B2 (ja) * 2002-07-09 2006-03-29 独立行政法人科学技術振興機構 電動義手
JP2005131719A (ja) * 2003-10-29 2005-05-26 Kawada Kogyo Kk 歩行型ロボット
JP4618769B2 (ja) * 2003-12-18 2011-01-26 国立大学法人 東京大学 回転伸縮リンク機構
JP2006000992A (ja) * 2004-06-18 2006-01-05 Toyota Motor Corp ロボットハンド
JP4933805B2 (ja) * 2006-03-09 2012-05-16 学校法人東海大学 マニピュレータ、及び駆動力伝達機構

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10744653B2 (en) 2017-03-17 2020-08-18 Kabushiki Kaisha Toshiba Holding mechanism, transfer device, handling robot system, and robot handling method
US11110613B2 (en) 2017-03-17 2021-09-07 Kabushiki Kaisha Toshiba Holding mechanism, transfer device, handling robot system, and robot handling method

Also Published As

Publication number Publication date
JP2007237364A (ja) 2007-09-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2964199C (en) Mechanical finger for grasping apparatus
US9327412B2 (en) Compliant underactuated grasper
US8720964B2 (en) Self-adaptive mechanical finger and method
JP7009072B2 (ja) 指機構およびこの指機構を組み込んだ人間型ハンド
JP2009028859A (ja) マニピュレータおよびロボット
US8991885B2 (en) Compliant underactuated grasper
EP2917002B1 (en) Compliant underactuated grasper
US20210197403A1 (en) Robot hand
KR101731326B1 (ko) 공간 순응 손가락 모듈 및 이를 구비한 그리퍼
CN110014443B (zh) 用于机器人的关节结构
JP2019063886A (ja) ロボットハンドの指の駆動機構、および、その駆動機構を具備する指を備えるロボットハンド
Salvietti et al. Soft hands with embodied constraints: The soft scoopgripper
JP2011062788A (ja) マニピュレータ装置およびマニピュレータの制御方法
JP4892257B2 (ja) 把持装置
JPH06143179A (ja) ロボットハンド
Cai et al. In-hand manipulation in power grasp: Design of an adaptive robot hand with active surfaces
US20100286828A1 (en) Lip moving device for use in robots
JP2005131719A (ja) 歩行型ロボット
JP2021159999A (ja) 複数の指を有するロボットハンドの駆動機構
KR101358399B1 (ko) 물체의 형태에 따라 파지할 수 있는 로봇 핸드
Samuels et al. Two-finger multi-DOF folding robot grippers
JP5013476B2 (ja) ロボットハンド装置
Palli et al. Design and modeling of variable stiffness joints based on compliant flexures
Dollar et al. Simple, reliable robotic grasping for human environments
JP7524550B2 (ja) 物体把持装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20090224

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20100826

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110614

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20110804

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20111206

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20111219

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20141222

Year of fee payment: 3

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees