JP4997078B2 - Robot hand - Google Patents
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Description
本発明は、ロボットハンドに関する。 The present invention relates to a robot hand.
ロボットハンドは、各種産業用ロボットや人型ロボット等に組み付けられて様々な分野で利用されている。ロボットハンドは、所定の形状を有する物体を所定の方向から把持するものが主流であった。近年、ロボットハンドは、多指ロボットハンドを有するものが開発され、多自由度を有する多指ロボットハンドにより任意の形状の物体を任意の方向から把持することが可能となり、様々な作業を行うことができる。ロボットハンドの指における物体を把持するための指先は、円錐タイプ、指先端の半球とその半球に接続する円柱タイプ、四角タイプ、平面部を備えるなどのその他のタイプなど様々な形状で形成されている(特許文献1等参照)。
人間の指と同様にロボットハンドの指の表面に用いられるシリコンゴムなどの柔軟な材質の摩擦係数(ひいては、摩擦力)は、物体との接触面積に比例して変化する。そのため、物体を安定して把持する場合、接触面積を大きくし、摩擦力を大きくする必要がある。一方、物体を滑らせながら巧みに操ったり、持ち替えたりする場合、接触面積を小さくし、摩擦力を小さくする必要がある。しかし、従来の指先の形状では、物体を把持するときの安定性と巧緻性とを両立することができない。 Similar to a human finger, the friction coefficient (and hence the frictional force) of a flexible material such as silicon rubber used on the surface of the finger of the robot hand changes in proportion to the contact area with the object. Therefore, when the object is stably held, it is necessary to increase the contact area and the frictional force. On the other hand, when skillfully manipulating or holding an object while sliding, it is necessary to reduce the contact area and the frictional force. However, the conventional fingertip shape cannot achieve both stability and skill when grasping an object.
例えば、指先が円推タイプの場合、指先の接触面積を十分に確保できないので、安定な把持が難しい。半球+円柱タイプの場合、指先端の半球部分で曲率が一様なため、指先の垂直方向から約45°までは接触面積を変えることができないので、安定性と巧緻性を両立できない。四角タイプや平面部を有するタイプの場合、指先の平面部分では物体を把持したときに接触面積を十分に確保でき、安定して物体を把持することができるが、平面部分以外の角などの部分では接触面積が極端に小さくなり、接触面積を十分に確保できない。そのため、その大きな接触面積の変化によって摩擦力も大きく変化するため、ある平面部分から他の平面部分への滑らせるような持ち替えや操り動作のときに物体を落とし易くなる。 For example, when the fingertip is of the circular thrust type, a sufficient gripping area cannot be secured, so that stable gripping is difficult. In the case of the hemisphere + cylinder type, since the curvature is uniform in the hemispherical portion at the tip of the finger, the contact area cannot be changed up to about 45 ° from the vertical direction of the fingertip. In the case of a square type or a type having a flat part, the flat part of the fingertip can secure a sufficient contact area when the object is gripped and can stably hold the object. In this case, the contact area becomes extremely small, and a sufficient contact area cannot be secured. For this reason, the frictional force also changes greatly due to the large change in the contact area, so that it is easy to drop an object when changing or manipulating it from one plane part to another plane part.
そこで、本発明は、物体を把持するときの安定性と巧緻性とを両立した指を有するロボットハンドを提供することを課題とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a robot hand having a finger that has both stability and skill when grasping an object.
本発明に係るロボットハンドでは、複数本の指を有するロボットハンドであって、複数本の指は、指先における物体の把持部分の形状が異なる第1の指と第2の指を含み、第1の指は、複数本あり、指先の先端部の曲率が第2の指より大きくかつ指先の中央部の曲率が第2の指より小さく、物体を把持するときに物体との接触角度に対する接触面積の変化度合いが第2の指より大きく、第2の指は、複数本あり、指先の先端部の曲率が第1の指より小さくかつ指先の中央部の曲率が第1の指より大きく、物体を把持するときに物体との接触角度に対する接触面積の変化度合いが第1の指より小さく、巧緻性が要求される物体把持のときには複数本の第1の指を用い、安定性が要求される物体把持のときには複数本の第2の指を用いることを特徴とする。 The robot hand according to the present invention is a robot hand having a plurality of fingers, and the plurality of fingers includes a first finger and a second finger having different shapes of gripping portions of the object at the fingertip, There are a plurality of fingers, the curvature of the tip of the fingertip is larger than that of the second finger and the curvature of the center of the fingertip is smaller than that of the second finger, and the contact area with respect to the contact angle with the object when gripping the object greater than the degree of change is a second finger, the second finger is located a plurality of curvature of the fingertip of the tip curvature of the central portion of the small and the fingertip than the first finger is rather larger than the first finger, When gripping an object, the degree of change of the contact area with respect to the contact angle with the object is smaller than that of the first finger, and when gripping an object that requires skill, a plurality of first fingers are used and stability is required. Patent the use of the second finger of the plurality of the time that the object grasping To.
このロボットハンドは、指先における物体の把持部分の形状が異なる第1の指と第2の指を含む複数本の指を有しており、第1の指と第2の指とでは曲率構成が異なっている。第1の指は、指先における先端部の曲率が第2の指より大きくかつ中央部の曲率が第2の指より小さく、真円形状に比較的近い楕円形状を有している。そのため、物体を把持するときに物体との接触角度に対する接触面積の変化度合いが大きく、指先のどの部分で接触するかによって物体との摩擦力を小さい領域から大きい領域まで自在に調整することができ、巧緻性に優れている。一方、第2の指は、指先における先端部の曲率が第1の指より小さくかつ中央部の曲率が第1の指より大きく、矩形状に比較的近い楕円形状を有している。そのため、物体を把持するときに物体との接触角度に対する接触面積の変化度合いが小さく、指先のどの部分でも物体との摩擦力を十分に得ることができ、把持安定性に優れている。このように、このロボットハンドでは、指先の物体の把持部分の曲率構成が異なる第1の指と第2の指を有し、この2種類の指を使い分けることにより、物体を把持するときの安定性と巧緻性とを両立させることができる。なお、指先における先端部は、指先(末節)において指尖の部分である。指先における中央部は、指先(末節)において先端部より中節側の部分である。 This robot hand has a plurality of fingers including a first finger and a second finger with different shapes of the gripping portion of the object at the fingertip, and the first finger and the second finger have a curvature configuration. Is different. The first finger has an elliptical shape that has a curvature at the tip of the fingertip that is greater than that of the second finger and a curvature at the center that is smaller than that of the second finger and is relatively close to a perfect circle. Therefore, the degree of change of the contact area with respect to the contact angle with the object is large when gripping the object, and the frictional force with the object can be freely adjusted from a small region to a large region depending on which part of the fingertip contacts. , Excellent in elaborateness. On the other hand, the second finger has an elliptical shape that is relatively close to a rectangle and has a curvature at the tip of the fingertip that is smaller than that of the first finger and a curvature at the center that is greater than that of the first finger. Therefore, the degree of change of the contact area with respect to the contact angle with the object is small when the object is gripped, and a sufficient frictional force with the object can be obtained at any part of the fingertip, and the gripping stability is excellent. As described above, this robot hand has a first finger and a second finger with different curvature configurations of the grip portion of the object at the fingertip, and by using these two types of fingers properly, stability when gripping the object is achieved. It is possible to achieve both sexiness and sophistication. In addition, the front-end | tip part in a fingertip is a fingertip part in a fingertip (end node). The central portion of the fingertip is a portion on the middle node side of the tip portion at the fingertip (end node).
本発明の上記ロボットハンドでは、指は、物体の把持部分の曲率に基づいて肉厚が設定される構成としてもよい。肉厚が薄いほど、直接的に力が作用し易くなるので、精度が要求される細かい作業(例えば、小さい物を持ったり、持ち替えたり、操ったりする作業)に適している。一方、肉厚が厚いほど、物体の形状に合わせて十分に変形でき、物を安定して把持するのに適している。そのため、上記のように指先の曲率構成によって安定性と巧緻性を両立させる指では、その曲率に基づいて肉厚をすることにより、把持するときの安定性や巧緻性をより向上させることができる。 In the robot hand of the present invention, the finger may have a thickness that is set based on the curvature of the grip portion of the object. As the wall thickness is thinner, the force is more likely to be applied directly, so it is suitable for fine work that requires high precision (for example, work for holding, changing, or manipulating small objects). On the other hand, the thicker the wall is, the more it can be deformed in accordance with the shape of the object, which is suitable for stably grasping the object. Therefore, with a finger that achieves both stability and sophistication due to the curvature configuration of the fingertip as described above, the stability and sophistication when grasping can be further improved by increasing the thickness based on the curvature. .
特に、本発明の上記ロボットハンドでは、曲率が大きい場合、曲率が小さい場合と比較して肉厚を厚くすると好適である。曲率が大きい部分では、物体を安定して把持することできるので、肉厚を厚くすることによって把持安定性をより向上させることができる。一方、曲率が小さい部分では、物体を巧みに操ることできるので、肉厚を薄くすることによって巧緻性をより向上させることができる。 In particular, in the robot hand of the present invention, it is preferable that the wall thickness is larger when the curvature is large than when the curvature is small. Since the object can be stably gripped in the portion having a large curvature, the gripping stability can be further improved by increasing the thickness. On the other hand, since the object can be manipulated skillfully in the portion where the curvature is small, the elaboration can be further improved by reducing the thickness.
本発明の上記ロボットハンドでは、曲率は、矢状面内及び/又は前額面内の指先の先端部の曲率であると好適である。矢状面は、指先を側面方向から見た面である。前額面は、指先を正面方向から見た面であり、爪が上側に、指の腹が下側にくる向きである。 In the robot hand of the present invention, the curvature is preferably the curvature of the tip of the fingertip in the sagittal plane and / or the frontal plane. The sagittal plane is a plane obtained by viewing the fingertip from the side direction. The frontal face is a face when the fingertip is viewed from the front direction, and the nails are on the upper side and the belly of the finger is on the lower side.
本発明は、指先の曲率構成が異なる複数本の指を有することにより、物体を把持するときの安定性と巧緻性とを両立させることができる。 According to the present invention, by having a plurality of fingers with different fingertip curvature configurations, both stability and elaboration when grasping an object can be achieved.
以下、図面を参照して、本発明に係るロボットハンドの実施の形態を説明する。 Hereinafter, an embodiment of a robot hand according to the present invention will be described with reference to the drawings.
本実施の形態には、本発明に係るロボットハンドを、4本の指のロボットハンドに適用する。本実施の形態には、2つの形態があり、第1の実施の形態が曲率構成が異なる2種類の指先を持つ形態であり、第2の実施の形態が第1の実施の形態において指先の被覆部の肉厚を曲率に基づいて設定する形態である。なお、本実施の形態では、ロボットハンドの各指における指先(末節)に特徴を有しているので、指先についてのみ詳細に説明する。また、本実施の形態では、指先における側面をx−y平面とする。また、本実施の形態では、曲率は、矢状面(指先を側面方向から見た面)内の指先の先端部の曲率である。 In this embodiment, the robot hand according to the present invention is applied to a robot hand with four fingers. In this embodiment, there are two forms, the first embodiment is a form having two types of fingertips having different curvature configurations, and the second embodiment is a fingertip in the first embodiment. It is a form which sets the thickness of a coating | coated part based on a curvature. In this embodiment, since there is a feature in the fingertips (end points) of each finger of the robot hand, only the fingertip will be described in detail. Moreover, in this Embodiment, let the side surface in a fingertip be an xy plane. Moreover, in this Embodiment, a curvature is a curvature of the front-end | tip part of the fingertip in a sagittal surface (surface which looked at the fingertip from the side surface direction).
本実施の形態に係るロボットハンドは、構造部、センサ部、被覆部を備えている。構造部は、リンク機構、関節機構及びアクチュエータなどからなり、アルミニウムなどの硬い材質で形成されている。構造部は、指の末節(指先)、中節及び基節、手のひら、母指球から構成され、アクチュエータで関節機構を駆動することによって各部が動作する。センサ部は、構造部の表面の手のひら側に設けられ、分布型圧力センサなどで構成される。センサ部は、少なくとも物体を把持するときに用いられる末節に設けられる。センサ部は、物体がロボットハンドにおける何処のどの程度のエリアで接触しているのか及び物体がどの程度の強さの圧力で接触しているかを検出するセンサである。被覆部は、構造部の表面の手のひら側であり、センサ部の上側に設けられ、被覆材で構成される。被覆部は、少なくとも物体を把持するときに用いられる末節に設けられ、物体と接触する部分に設けられる。被覆材は、柔軟な材料(少なくとも構造部よりも柔軟な材料)で形成され、例えば、ゲル、シリコンゴムからなる。被覆部は、物体と接触したときに変形し、物体との接触面積を大きくする。 The robot hand according to the present embodiment includes a structure part, a sensor part, and a covering part. The structure portion includes a link mechanism, a joint mechanism, an actuator, and the like, and is formed of a hard material such as aluminum. The structural part is composed of a terminal node (fingertip), a middle node and a proximal node, a palm, and a thumb ball, and each part operates by driving a joint mechanism with an actuator. The sensor unit is provided on the palm side of the surface of the structure unit, and includes a distributed pressure sensor or the like. The sensor unit is provided at least at the last node used when gripping an object. The sensor unit is a sensor that detects where and how much the object is in contact with the robot hand and how much pressure the object is in contact with. The covering portion is on the palm side of the surface of the structure portion, is provided on the upper side of the sensor portion, and is made of a covering material. The covering portion is provided at least at the terminal node used when gripping the object, and is provided at a portion in contact with the object. The covering material is formed of a soft material (a material softer than at least the structure portion), and is made of, for example, gel or silicon rubber. The covering portion deforms when it comes into contact with the object, and increases the contact area with the object.
図1〜図5を参照して、第1の実施の形態に係るロボットハンド10について説明する。図1は、本実施の形態に係るロボットハンドの側面図である。図2は、第1の実施の形態に係るロボットハンドの第1指先の側面図である。図3は、第1の実施の形態に係るロボットハンドの第2指先の側面図である。図4は、本実施の形態に係る接触角度と接触面積との関係を示す指先の側面図である。図5は、本実施の形態に係る指先の接触角度と接触面積との関係を示すグラフである。 A robot hand 10 according to a first embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a side view of the robot hand according to the present embodiment. FIG. 2 is a side view of the first fingertip of the robot hand according to the first embodiment. FIG. 3 is a side view of the second fingertip of the robot hand according to the first embodiment. FIG. 4 is a side view of the fingertip showing the relationship between the contact angle and the contact area according to the present embodiment. FIG. 5 is a graph showing the relationship between the contact angle of the fingertip and the contact area according to the present embodiment.
ロボットハンド10は、物体を把持するために4本の指(親指A、人差指B、中指C、薬指D)を有しており、指先で物体に対して様々な作業を行う。特に、ロボットハンド10は、物体を把持するときの安定性と巧緻性を兼ね備えた第1指先(末節)11と第2指先12を持つ指を有している。
The robot hand 10 has four fingers (thumb A, index finger B, middle finger C, and ring finger D) to hold an object, and performs various operations on the object with the fingertip. In particular, the robot hand 10 has a finger having a first fingertip (final node) 11 and a
第1指先11は、物体に対して持ち替えや操りなどの細かい作業を行うときに用いる対向する2本の親指Aと人差指Bに設けられる。第1指先11は、側面形状が式(1)で示す楕円形状11aであり(図2参照)、爪11bと屈曲動作時に必要な根元側の干渉避け部分11c以外の部分の表面形状が被覆部によって形成される。この干渉避け部分11cは、屈曲動作時の最大可動角がα°なので、α/2°の角度でカットされている。
The
第2指先12は、物体を安定して把持するときなどに用いる2本の中指Cと薬指Dに設けられる。第2指先12は、側面形状が式(2)で示す楕円形状12aであり(図3参照)、第1指先11と同様に表面形状が被覆部によって形成される。
The
楕円形状は、真円のように曲率が一定ではなく、曲率が変化している。式(1)に示すような楕円形状を表す式において、左辺の後項の乗数(変数y、定数bの乗数)が小さいほど楕円形状が真円形状に近い形状となり、乗数が大きくなるほど矩形状に近い形状となる。真円形状に近くなるほど、曲部の変化が少なくなるので、曲率が徐々に変化する。矩形状に近くなるほど、角状の部分が形成されていくので、曲率が小さい値から大きい値(角状の部分)に変化し、さらに、その大きい値から小さい値に変化する。 In the elliptical shape, the curvature is not constant like a perfect circle, and the curvature changes. In the equation representing the elliptical shape as shown in Equation (1), the smaller the multiplier (variable y, the multiplier of the constant b) of the rear term of the left side, the closer the elliptical shape is to a perfect circular shape, and the larger the multiplier, the rectangular shape. The shape is close to. The closer the shape is to a perfect circle, the less the change in the music part, so the curvature gradually changes. As it becomes closer to a rectangular shape, a corner portion is formed, so that the curvature changes from a small value to a large value (corner portion), and further changes from the large value to a small value.
第1指先11の楕円形状11aは、式(1)に示すように、変数yと定数bの乗数が3であり、楕円形状12aと比較して真円形状に近い形状である。一方、第2指先12の楕円形状12aは、式(2)に示すように、変数yと定数cの乗数が4であり、楕円形状11aと比較して矩形状に近い形状である。したがって、第1指先11では、先端部11dが第2指先12の先端部12dよりも曲率が大きく、かつ、中央部11eが第2指先12の中央部12eよりも曲率が小さい。一方、第2指先12では、先端部12dが第1指先11の先端部11dよりも曲率が小さく、かつ、中央部12eが第1指先11の中央部11eよりも曲率が大きい。先端部11d,12dは、指先11,12における指尖の部分である。中央部11e,12eは、指先11,12における先端部11d,12dよりも中節寄りの部分である。なお、式(1)、式(2)における定数a,b,c,d及びb,d,yの乗数については、第1指先11による把持巧緻性と第2指先12による把持安定性などを考慮し、予め実験で設定される。
As shown in Expression (1), the
第1指先11、第2指先12は、側面形状が楕円形状を有しているので、図4に示すように、側面において物体との接触面積θが変化すると接触面積Sが変化する。また、第1指先11と第2指先12とは、側面形状において異なる楕円形状11aと楕円形状12aとを有しており、曲率構成が異なっている。このように、曲率構成が異なっていると、接触角度θの変化に対して接触面積Sの変化が異なってくる。なお、接触角度θは、指先の先端側に接触するほど(すなわち、指先を立てるほど)大きくなる。
Since the side surfaces of the
図5に示すように、符号K1で示す第1指先11の場合、接触角度θの変化に対して接触面積Sの変化が比較的大きい。つまり、先端部11d側に接触するほど接触面積Sが小さくなり、中央部11e側に接触するほど接触面積Sが大きくなり、どの部分で接触するかによって接触面積Sが大きく変わる。一方、符号K2で示す第2指先12の場合、接触角度θの変化に対して接触面積Sの変化が比較的小さい。つまり、先端部12d側に接触するほど接触面積Sが小さくなり、中央部12e側に接触するほど接触面積Sが大きくなるが、その接触面積Sの変化の度合いは小さく、どの部分で接触しても比較的大きな接触面積Sが得られる。
As shown in FIG. 5, in the case of the
したがって、第1指先11を用いて物体を把持する場合、接触角度θを変化させて接触面積Sを自在に変化させることができので、その接触面積Sの変化に応じて摩擦力(摩擦係数)も自在に調整することができる。一方、第2指先12を用いて物体を把持する場合、どのように接触させてもあまり変化しない比較的大きな接触面積Sが得られるので、安定した把持に必要十分な摩擦力が得られる。
Accordingly, when the object is gripped using the
このように構成したロボットハンド10では、第1指先11が設けられる親指Aや人差指Bを用いた場合には物体を把持する際に巧緻な持ち替えや操りなどの細かい作業を行うのに適しており、第2指先12が設けられる中指Cや薬指Dを用いた場合には物体を安定に把持(保持)するのに適している。
The robot hand 10 configured as described above is suitable for performing detailed operations such as skillful holding and manipulation when gripping an object when the thumb A or index finger B provided with the
例えば、テーブル上の皿を持ち上げる作業を行う場合、まず、親指Aや人差指Bを用いて、その第1指先11の先端部11dで皿の端を持ち上げ、皿の下に第1指先11を十分に挿入できるスペースを確保する。このとき、先端部11dでは接触面積Sが小さく、小さい摩擦力しか作用しないので、第1指先11を皿の下面で滑らせて先端部11dから中央部11eまで移動させ、中央部11eで皿を保持する。このとき、中央部11eでは接触面積Sが大きくなり、大きな摩擦力が作用している。
For example, when performing the work of lifting the dish on the table, first, using the thumb A or index finger B, lift the end of the dish with the
複雑な形状や容易に変形してしまう物体を把持する場合、中指Cや薬指Dを用いて、第2指先12をあてがうだけでも必要十分な接触面積S(ひいては、摩擦力)を得ることができ、その物体を安定して把持することができる。この場合、物体が滑り落ちないように、接触角度θを高精度に制御する必要がない。
When a complicated shape or an object that easily deforms is gripped, the necessary and sufficient contact area S (and hence the frictional force) can be obtained simply by applying the
ライタで火を着ける場合、2本の中指Cと薬指Dを用いて、その第2指先12によってしっかりとライタを把持する。その状態で、親指Aや人差指Bを用いて、その第1指先11によって小さな摩擦力で滑らせながら着火部を回し、火を着ける。
When igniting with a writer, the middle finger C and ring finger D are used to hold the writer firmly with the
このロボットハンド10によれば、曲率構成が異なる第1指先11、第2指先12を構成し、この2種類の指先を使い分けることにより、物体を把持するときの安定性と巧緻性とを両立させることができる。
According to the robot hand 10, the
図1、図6及び図7を参照して、第2の実施の形態に係るロボットハンド20について説明する。図6は、第2の実施の形態に係るロボットハンドの第1指先の一部破断した側面図である。図7は、第2の実施の形態に係るロボットハンドの第2指先の一部破断した側面図である。 A robot hand 20 according to a second embodiment will be described with reference to FIGS. 1, 6, and 7. FIG. 6 is a partially cutaway side view of the first fingertip of the robot hand according to the second embodiment. FIG. 7 is a partially cutaway side view of the second fingertip of the robot hand according to the second embodiment.
ロボットハンド20は、第1の実施の形態に係るロボットハンド10の構成に加えて、さらに、指先の被覆部の構成に特徴を有している。ロボットハンド20は、物体を把持するときの安定性と巧緻性を兼ね備えた第1指先21と第2の指先22を持つ指を有している。
In addition to the configuration of the robot hand 10 according to the first embodiment, the robot hand 20 is further characterized by the configuration of the fingertip covering portion. The robot hand 20 has a finger having a
第1指先21は、2本の親指Aと人差指Bに設けられ、第1の実施の形態に係る第1指先11と同様の表面形状を有している。第1指先21は、構造部23を覆うように被覆部21fが設けられ、この被覆部21fによって表面形状を形成している。一方、第2指先22は、2本の中指Cと薬指Dに設けられ、第1の実施の形態に係る第2指先12と同様の表面形状を有している。第2指先22は、構造部23を覆うように被覆部22fが設けられ、この被覆部22fによって表面形状を形成している。
The
被覆部21f,22fは、指先21,22の表面形状の曲率に応じた肉厚を有しており、曲率が大きいほど肉厚が厚い。したがって、第1指先21の中央部21eでは、曲率が第2指先22の中央部22eよりも小さいので、被覆部21fの肉厚t1が比較的薄い。一方、第2指先22の中央部22eでは、曲率が第1指先21の中央部21eよりも大きいので、被覆部22fの肉厚t2(>t1)が比較的厚い。
The covering
被覆部21f,22fは薄いほど、直接的に力が作用し易くなるので、精度が要求される細かい作業(例えば、小さい物を持ったり、持ち替えたり、操ったりする作業)に適している。一方、被覆部が厚いほど、物体の形状に沿って変形し易くなるので、物をしっかりと把持するのに適している。したがって、第1指先21では、被覆部21fの薄い肉厚により、第2指先22よりも物体を把持する際の巧緻性が高い。一方、第2指先22では、被覆部22fの厚い肉厚により、第1指先21よりも物体を把持する際の安定性が高い。
As the covering
このロボットハンド20によれば、指先21,22の表面形状の曲率に応じて被覆部21f,22fの肉厚を設定することにより、物体を把持するときの安定性や巧緻性をより向上させることができる。特に、第1指先21の場合、小さい曲率に応じて被覆部21fの肉厚が薄くなるため、物体を巧みに操ることができる。また、第2指先22の場合、大きい曲率に応じて被覆部22fの肉厚が厚くなるため、物体を安定して把持することができる。
According to this robot hand 20, the thickness and thickness of the covering
以上、本発明に係る実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されることなく様々な形態で実施される。 As mentioned above, although embodiment which concerns on this invention was described, this invention is implemented in various forms, without being limited to the said embodiment.
例えば、本実施の形態では4指のロボットハンドにおける各指の指先に適用したが、3指や5指などの複数本の指を持つ様々なロボットハンドに適用可能である。 For example, in the present embodiment, the present invention is applied to the fingertip of each finger in a four-finger robot hand, but the present invention can be applied to various robot hands having a plurality of fingers such as three or five fingers.
また、本実施の形態では曲率を矢状面内の指先の先端部の曲率としたが、前額面(指先を正面方向から見た面であり、爪が上側に、指の腹が下側にくる向き)内の指先の先端部の曲率としてもよい。 Further, in this embodiment, the curvature is the curvature of the tip of the fingertip in the sagittal plane, but the frontal plane (the surface when the fingertip is viewed from the front direction, the nail is on the upper side, and the belly of the finger is on the lower side. It is good also as a curvature of the front-end | tip part of the fingertip in the direction).
また、第1の実施の形態では曲率構成の異なる2種類の指先で構成したが、曲率構成の異なる3種類以上の指先で構成してもよい。例えば、第2指先よりも先端部の曲率が更に小さく、中央部の曲率が更に大きい第3指先を追加する構成としてもよい。 In the first embodiment, two types of fingertips having different curvature configurations are used. However, three or more types of fingertips having different curvature configurations may be used. For example, it is good also as a structure which adds the 3rd fingertip in which the curvature of a front-end | tip part is still smaller than a 2nd fingertip, and the curvature of a center part is still larger.
また、母指は1本だけ対向するため、安定性を持たせておくことで、対向する把持全体の安定性が高まることが期待できる(あるいは、母指の指先での接触が安定しなければ、把持全体の安定性が損なわれる可能性がある)ことから、母指に安定性を与える構成としてもよい。この構成としては、例えば、対向する複数本の指を備え、他の指と比べて曲率の大きい指先形状の指を少なくとも1本は備えたロボットハンド、対向する複数本の指を備え、本数が少ない側に、曲率の大きい指先形状を有する指が少なくとも1本は配設されているロボットハンド、対向する母指と他の指のうち、他の指の指先の曲率よりも大きい曲率を有する指先が母指に搭載されているロボットハンド、対向する複数本の指のうち、少なくとも母指に曲率の大きい指先形状を持たせたロボットハンドがある。 In addition, since only one thumb is opposed, it can be expected that the stability of the entire gripping that is opposite will increase by providing stability (or if the contact of the thumb with the fingertip is not stable). Therefore, there is a possibility that the stability of the entire grip may be impaired), and thus the thumb may be configured to be stable. As this configuration, for example, a robot hand provided with a plurality of opposing fingers and at least one fingertip shaped finger having a larger curvature than the other fingers, provided with a plurality of opposing fingers, the number of which is A robot hand in which at least one finger having a fingertip shape with a large curvature is arranged on the small side, and a fingertip having a curvature larger than the curvature of the fingertip of the other finger among the opposing thumb and other fingers There is a robot hand mounted on the thumb and a robot hand in which at least the thumb has a fingertip shape with a large curvature among a plurality of opposing fingers.
10,20…ロボットハンド、11,21…第1指先、11a…楕円形状、11b…爪、11c…干渉避け部分、11d…先端部、11e,21e…中央部、21f…被覆部、12,22…第2指先、12a…楕円形状、12d…先端部、12e,22e…中央部、22f…被覆部、23…構造部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10,20 ... Robot hand, 11, 21 ... 1st fingertip, 11a ... Ellipse shape, 11b ... Nail, 11c ... Interference avoidance part, 11d ... Tip part, 11e, 21e ... Center part, 21f ... Cover part, 12, 22 ... 2nd fingertip, 12a ... Ellipse shape, 12d ... Tip, 12e, 22e ... Central part, 22f ... Covering part, 23 ... Structure part
Claims (4)
前記複数本の指は、指先における物体の把持部分の形状が異なる第1の指と第2の指を含み、
前記第1の指は、複数本あり、指先の先端部の曲率が前記第2の指より大きくかつ指先の中央部の曲率が前記第2の指より小さく、物体を把持するときに物体との接触角度に対する接触面積の変化度合いが前記第2の指より大きく、
前記第2の指は、複数本あり、指先の先端部の曲率が前記第1の指より小さくかつ指先の中央部の曲率が前記第1の指より大きく、物体を把持するときに物体との接触角度に対する接触面積の変化度合いが前記第1の指より小さく、
巧緻性が要求される物体把持のときには前記複数本の第1の指を用い、安定性が要求される物体把持のときには前記複数本の第2の指を用いることを特徴とするロボットハンド。 A robot hand having a plurality of fingers,
The plurality of fingers include a first finger and a second finger having different shapes of gripping portions of an object at a fingertip,
There are a plurality of the first fingers, the curvature of the tip of the fingertip is larger than that of the second finger, and the curvature of the central portion of the fingertip is smaller than that of the second finger . The degree of change of the contact area with respect to the contact angle is larger than that of the second finger,
Said second finger is located a plurality of, and the object when the curvature of the fingertip of the tip of curvature of the central portion of the first small and finger on the finger rather greater than the first finger to grip the object The degree of change of the contact area with respect to the contact angle is smaller than that of the first finger,
A robot hand characterized in that the plurality of first fingers are used when gripping an object that requires elaborateness, and the plurality of second fingers are used when gripping an object that requires stability .
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