JP5284066B2 - Robot hand - Google Patents

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Description

本発明は、複数の関節を有するフィンガーが複数の駆動軸により夫々駆動されるロボットハンドに関するものである。   The present invention relates to a robot hand in which fingers having a plurality of joints are respectively driven by a plurality of drive shafts.

従来より、製造現場等においてワーク保管場所から目的とするワークを把持して取り出すためのロボットハンドが知られている。このロボットハンドには様々な機構のものがあり、例えば、一対のフィンガーを単一のモータで駆動する連動駆動ハンドや、1つのフィンガーに対して1つの駆動軸が設けられた単軸平行リンクハンドなどが存在する。しかし、連動駆動ハンドでは、重量のあるワークが一対のフィンガーの間の中央に位置されていない場合には、ワークが先に片方のフィンガーにのみ当接すると、その抗力でモータが動けなくなり、ワークを確実に把持することができない。また、単軸平行リンクハンドは、フィンガーが平行を保ったまま近接/離反する構成であるため、角型ワークを安定して把持することはできるが、丸型ワーク等は安定して把持することができない。   Conventionally, a robot hand for grasping and taking out a target workpiece from a workpiece storage place at a manufacturing site or the like is known. There are various types of robot hands, for example, an interlocking driving hand that drives a pair of fingers with a single motor, and a single-axis parallel link hand in which one driving shaft is provided for each finger. Etc. exist. However, in the interlocking drive hand, if the heavy workpiece is not positioned at the center between the pair of fingers, if the workpiece first contacts only one of the fingers, the motor cannot move due to the drag, and the workpiece Cannot be securely gripped. In addition, the single-axis parallel link hand has a configuration in which fingers are close to and away from each other while keeping the fingers parallel, so that a square workpiece can be stably gripped, but a round workpiece or the like must be gripped stably. I can't.

そのような問題に鑑みて、近年は、1つのフィンガーに対して複数のモータで夫々制御される複数の駆動軸が設けられた多軸平行リンクハンドのニーズが高まっている。この多軸平行リンクハンドによれば、フィンガーをワーク形状に倣うように形状変化させることができ、多様な形状のワークを安定保持することが可能となる。しかし、ワーク形状に応じて複数の駆動軸の動作を個別に制御する必要があり、制御が複雑となるという問題が残っている。そこで、フィンガーを構成する複数の関節を夫々駆動する複数の駆動軸を機械的に連動させ、1つのモータで複数の関節を動作させるシリアル型のロボットハンドが提供されている(例えば、特許文献1参照)。このようなロボットハンドによれば、複雑な制御を伴うことなく、フィンガーをワーク形状に倣うように形状変化させることが可能となる。
特許第3179464号公報
In view of such a problem, in recent years, there has been an increasing need for a multi-axis parallel link hand provided with a plurality of drive shafts that are respectively controlled by a plurality of motors with respect to one finger. According to this multi-axis parallel link hand, it is possible to change the shape of the fingers so as to follow the shape of the workpiece, and it is possible to stably hold workpieces of various shapes. However, it is necessary to individually control the operations of the plurality of drive shafts according to the workpiece shape, and there remains a problem that the control becomes complicated. Therefore, a serial type robot hand is provided in which a plurality of drive shafts that respectively drive a plurality of joints constituting a finger are mechanically linked to operate a plurality of joints with a single motor (for example, Patent Document 1). reference). According to such a robot hand, it is possible to change the shape of the finger so as to follow the shape of the workpiece without complicated control.
Japanese Patent No. 3179464

ところで、バラ積みされたワークや、仕切板で区切られた箱に収容されたワークを取り出す場合には、その僅かな隙間にフィンガーの指先を挿入してワークを把持しなければならない。しかしながら、シリアル型のロボットハンドでは、フィンガーが挟持動作を行う際に、指根元側の関節の動作に機械的に連動して指先側の関節も動作することとなる。そうすると、指先が曲がった状態でフィンガーを隙間に挿入しなければならず、ロボット操作が困難になる場合が生じてしまう。よって、1つのモータで複数の関節を駆動しながらも、指根元側の関節と指先側の関節とを互いに連動させずに個別に駆動可能とし、指根元側の関節の動作時に指先が曲がらないようにすることが望まれる。   By the way, when taking out a work stacked in bulk or a work housed in a box partitioned by a partition plate, it is necessary to insert a fingertip of a finger into the slight gap to grip the work. However, in the serial type robot hand, when the finger performs a clamping operation, the fingertip side joint is also mechanically interlocked with the operation of the finger base side joint. If it does so, a finger | toe must be inserted in a clearance gap in the state where the fingertip was bent, and the case where robot operation becomes difficult will arise. Therefore, while driving a plurality of joints with one motor, the joints on the finger base side and the finger tip side joints can be individually driven without being interlocked with each other, and the finger tip does not bend when the finger base side joint is operated. It is desirable to do so.

そこで本発明は、簡素な構成でフィンガーが指根元から指先にかけて順に曲がるような動作を実現可能とすることを目的としている。   Therefore, an object of the present invention is to realize an operation in which a finger bends in order from a finger base to a finger tip with a simple configuration.

本発明は前記事情に鑑みてなされたものであり、本発明に係るロボットハンドは、動力源からの回転動力が入力される遊星歯車ユニットと、前記遊星歯車ユニットから出力される回転動力が伝達される第1及び第2駆動軸と、前記第1駆動軸に駆動される第1関節と、前記第1関節の指先側に設けられて前記第1関節の動作によりワークに対して接離する第1指要素と、前記第1指要素の指先側に設けられて前記第2駆動軸に駆動される第2関節と、前記第2関節の指先側に設けられて前記第2関節の動作により前記第1指要素に対して傾動する第2指要素とを有するフィンガーと、を備え、前記遊星歯車ユニットは、太陽歯車と、前記太陽歯車の外歯に噛み合う遊星歯車と、前記遊星歯車の公転に連動するように前記遊星歯車に接続された遊星腕と、前記遊星歯車の自転に連動するように前記遊星歯車の外歯に噛み合う内歯歯車と、を有し、前記太陽歯車、前記遊星腕及び前記内歯歯車のいずれか1つを動力入力部とし、他の2つをそれぞれ第1動力出力部及び第2動力出力部とし、前記動力入力部が、前記動力源に動力伝達可能に接続され、前記第1動力出力部が、前記第1駆動軸に動力伝達可能に接続され、前記第2動力出力部が、前記第2駆動軸に動力伝達可能に接続され、前記第2動力出力部の運動抵抗を前記第1動力出力部の運動抵抗よりも大きくする抵抗発生手段が設けられ、前記運動抵抗は、前記第1動力出力部が動作可能なとき前記第2動力出力部が動作不可となり、前記第1動力出力部が動作不可となった後に前記第2動力出力部が動作可能となるように設定され、前記動力入力部に回転動力が伝達された際、前記第1指要素にワークからの抗力が働くまでは、前記遊星歯車ユニットからの回転動力が前記第1駆動軸に伝達される一方で前記第2駆動軸には伝達されず、それにより前記第1指要素に対する前記第2指要素の姿勢を変えずに前記第1指要素が駆動され、前記第1指要素がワークからの抗力で移動不可になると、前記遊星歯車ユニットからの回転動力が前記第2駆動軸に伝達される一方で前記第1駆動軸には伝達されず、それにより前記第2指要素がワークに向かうように傾動することを特徴とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and a robot hand according to the present invention receives a planetary gear unit to which rotational power from a power source is input and rotational power output from the planetary gear unit. First and second drive shafts, a first joint driven by the first drive shaft, and a first joint that is provided on a fingertip side of the first joint and is moved toward and away from the workpiece by the operation of the first joint . A first finger element; a second joint provided on a fingertip side of the first finger element and driven by the second drive shaft; and a second joint provided on a fingertip side of the second joint by the operation of the second joint. The planetary gear unit includes a sun gear, a planetary gear meshing with external teeth of the sun gear, and a revolution of the planetary gear. Connected to the planetary gear to interlock A star arm and an internal gear that meshes with the external teeth of the planetary gear so as to interlock with the rotation of the planetary gear, and powers any one of the sun gear, the planetary arm, and the internal gear. The other two are a first power output unit and a second power output unit, the power input unit is connected to the power source so as to be able to transmit power, and the first power output unit is connected to the first power output unit. Power is transmitted to one drive shaft so that power can be transmitted, and the second power output unit is connected to the second drive shaft so that power can be transmitted, and the movement resistance of the second power output unit is determined by the movement of the first power output unit. Resistance generating means for making the resistance larger than the resistance is provided, and the movement resistance is such that when the first power output unit is operable, the second power output unit becomes inoperable and the first power output unit becomes inoperable. After that, the second power output unit is set to be operable When the rotational power is transmitted to the power input unit, the rotational power from the planetary gear unit is transmitted to the first drive shaft until the drag from the workpiece acts on the first finger element. The first finger element is not transmitted to the second drive shaft, thereby driving the first finger element without changing the posture of the second finger element relative to the first finger element, and the first finger element is driven by a drag force from the workpiece. When the movement becomes impossible, the rotational power from the planetary gear unit is transmitted to the second drive shaft, but not transmitted to the first drive shaft, thereby tilting the second finger element toward the workpiece. vinegar Rukoto and features.

前記構成によれば、遊星歯車ユニットの動力入力部に入力された回転動力が、第1動力出力部と第2動力出力部とに分流され、第1動力出力部及び第2動力出力部のうち何れか一方の回転が不可となっても、何れか他方が回転可能であるので、第1駆動軸と第2駆動軸とが個別に回転しうる。そして、第2動力出力部の運動抵抗は第1動力出力部の運動抵抗よりも大きいので、第1動力出力部の回転運動が第2動力出力部の回転運動よりも優先して行われる。そうすると、動力源からの回転動力を動力入力部に伝達するだけで、第1関節が第2関節よりも優先して動き、第1指要素が第2指要素よりも優先して動くこととなる。したがって、特別な制御を行うことなく、フィンガーが指根元から指先にかけて順に曲がるような動作を実現することが可能となる。   According to the above configuration, the rotational power input to the power input unit of the planetary gear unit is divided into the first power output unit and the second power output unit, and the first power output unit and the second power output unit. Even if any one of them cannot be rotated, the other can rotate, so that the first drive shaft and the second drive shaft can rotate individually. And since the movement resistance of the 2nd power output part is larger than the movement resistance of the 1st power output part, the rotation movement of the 1st power output part is performed with priority over the rotation movement of the 2nd power output part. Then, only by transmitting the rotational power from the power source to the power input unit, the first joint moves with priority over the second joint, and the first finger element moves with priority over the second finger element. . Therefore, it is possible to realize an operation in which the finger is bent in order from the finger base to the finger tip without performing special control.

また、第1関節が駆動されて指根元側の第1指要素が移動しても、第2関節は駆動されず指先側の第2指要素は移動しないので、フィンガーによるワークの把持動作の際にフィンガーを僅かな隙間に挿入しやすくなる。よって、バラ積みされたワークや、仕切板で区切られた箱に収容されたワークも容易に把持して取り出すことが可能となる。また、指根元側の第1指要素でワークを挟持した後には、指先側の第2指要素がワークを挟持し、フィンガーがワーク形状に倣うように形状変化するので、多様な形状のワークを安定保持することが可能となる。Further, even if the first joint is driven and the first finger element on the finger base side moves, the second joint is not driven and the second finger element on the fingertip side does not move. It becomes easy to insert a finger into a slight gap. Therefore, it is possible to easily grip and take out workpieces stacked in bulk or workpieces housed in boxes partitioned by a partition plate. In addition, after holding the work with the first finger element on the finger base side, the second finger element on the fingertip side holds the work, and the shape changes so that the finger follows the work shape. It becomes possible to hold stably.

前記フィンガーが、指根元側でケーシングに回転可能に支持され且つ指先側で前記第1指要素に前記第1関節を介して回転可能に連結される指根元部材を更に有し、前記遊星歯車ユニットからの回転動力が前記第1駆動軸に伝達されると、前記指根元部材が前記ケーシング側の回転軸周りに回転する一方、前記第1指要素は前記ケーシングに対する姿勢を変えずに平行移動してもよい。The planetary gear unit further includes a finger base member that is rotatably supported by the casing on the finger base side and rotatably connected to the first finger element on the finger tip side via the first joint. Is transmitted to the first drive shaft, the finger base member rotates around the casing-side rotation shaft, while the first finger element moves in parallel without changing the posture with respect to the casing. May be.

前記抵抗発生手段は、前記第2動力出力部から前記第2駆動軸までの第2動力伝達機構における動力伝達抵抗を、前記第1動力出力部から前記第1駆動軸までの第1動力伝達機構における動力伝達抵抗よりも大きくすることで構成されてもよい。   The resistance generating means includes a power transmission resistance in a second power transmission mechanism from the second power output unit to the second drive shaft, and a first power transmission mechanism from the first power output unit to the first drive shaft. It may be constituted by making it larger than the power transmission resistance in.

前記構成によれば、第1動力伝達機構における動力伝達抵抗と第2動力伝達機構における動力伝達抵抗との間に差をつけるだけで(例えば、動力伝達機構として用いられるギアの数を第1動力伝達機構と第2動力伝達機構との間で異ならせる等)、容易に第2動力出力部の運動抵抗を第1動力出力部の運動抵抗よりも大きくすることが可能となる。   According to the above configuration, it is only necessary to make a difference between the power transmission resistance in the first power transmission mechanism and the power transmission resistance in the second power transmission mechanism (for example, the number of gears used as the power transmission mechanism is set to the first power transmission mechanism). For example, the movement resistance of the second power output unit can be made larger than the movement resistance of the first power output unit.

前記抵抗発生手段は、前記第2動力出力部から前記第2駆動軸までの動力伝達経路に存在する部材に接触抵抗を付与するボールプランジャであってもよい。   The resistance generating means may be a ball plunger that applies contact resistance to a member existing in a power transmission path from the second power output unit to the second drive shaft.

前記構成によれば、ボールプランジャのボールを第2動力出力部から前記第2駆動軸までの動力伝達経路に存在する部材に接触させることで、第2動力出力部に所定の運動抵抗を容易に付与することが可能となる。しかも、ボールプランジャのボールは転動するため、前記動力伝達経路に存在する部材の磨耗も抑止することが可能となる。   According to the above configuration, the ball of the ball plunger is brought into contact with a member existing in the power transmission path from the second power output unit to the second drive shaft, so that a predetermined movement resistance can be easily applied to the second power output unit. It becomes possible to grant. In addition, since the ball of the ball plunger rolls, it is possible to suppress wear of members existing in the power transmission path.

前記抵抗発生手段は、前記第2動力出力部から前記第2駆動軸までの動力伝達経路に存在する部材に回転抵抗を付与するバネであってもよい。   The resistance generating means may be a spring that imparts rotational resistance to a member existing in a power transmission path from the second power output unit to the second drive shaft.

前記構成によれば、バネの弾性力により第2動力出力部から前記第2駆動軸までの動力伝達経路に存在する部材に回転抵抗を付与することで、第2動力出力部に運動抵抗を容易かつ安価に付与することが可能となる。   According to the above configuration, the rotational resistance is easily imparted to the second power output unit by applying rotational resistance to the member existing in the power transmission path from the second power output unit to the second drive shaft by the elastic force of the spring. In addition, it can be applied at low cost.

前記第1動力出力部又は第2動力出力部と前記第1駆動軸又は第2駆動軸との間に、第2の遊星歯車ユニットが介設され、前記第2の遊星歯車ユニットの動力入力部に、前記第1動力出力部又は第2動力出力部が動力伝達可能に接続され、前記第2の遊星歯車ユニットの第1動力出力部に、前記第1駆動軸又は前記第2駆動軸が動力伝達可能に接続され、前記第2の遊星歯車ユニットの第2動力出力部に、第3駆動軸が動力伝達可能に接続されていてもよい。   A second planetary gear unit is interposed between the first power output unit or the second power output unit and the first drive shaft or the second drive shaft, and the power input unit of the second planetary gear unit. The first power output unit or the second power output unit is connected to the first power output unit of the second planetary gear unit so that the first power output unit or the second power output unit can transmit power. The third drive shaft may be connected so as to be able to transmit power, and connected to the second power output portion of the second planetary gear unit.

前記構成によれば、遊星歯車ユニットが2つ連なって設けられているので、1つの動力源からの回転動力が3つに分流されることとなる。よって、1つの動力源からの回転動力で第1〜第3駆動軸をそれぞれ独立して駆動することが可能となる。   According to the above configuration, since two planetary gear units are provided in series, the rotational power from one power source is divided into three. Therefore, the first to third drive shafts can be independently driven by the rotational power from one power source.

以上の説明から明らかなように、本発明によれば、特別な制御を行うことなく、フィンガーが指根元から指先にかけて順に曲がるような動作を実現することが可能となる。   As is apparent from the above description, according to the present invention, it is possible to realize an operation in which the finger bends in order from the finger base to the fingertip without performing special control.

以下、本発明に係る実施形態を図面を参照して説明する。   Embodiments according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

(第1実施形態)
図1は本発明の第1実施形態に係るロボットハンド1の平面図である。図2は図1のII-II線断面図である。図3は図1のIII-III線断面図である。図1に示すように、ロボットハンド1は、ケーシング2と、そのケーシング2に設けられた左右一対のフィンガーF1,F2とを有し、ケーシング2を産業用ロボット(図示せず)のアーム先端に取り付けて使用するものである。なお、図1では見易さのために、図中右側においてフィンガーF1の駆動軸3,4より動力伝達下流のリンク構造を主に図示し、図中左側においてフィンガーF2の駆動軸3,4より動力伝達上流のギア構造を主に図示しているが、左右のフィンガーF1,F2は左右対称の略同一構成である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a plan view of a robot hand 1 according to the first embodiment of the present invention. 2 is a cross-sectional view taken along line II-II in FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line III-III in FIG. As shown in FIG. 1, the robot hand 1 has a casing 2 and a pair of left and right fingers F1, F2 provided on the casing 2, and the casing 2 is attached to the arm tip of an industrial robot (not shown). It is used by attaching. For the sake of clarity, FIG. 1 mainly shows the link structure downstream of power transmission from the drive shafts 3 and 4 of the fingers F1 on the right side of the drawing, and from the drive shafts 3 and 4 of the fingers F2 on the left side of the drawing. Although a gear structure upstream of power transmission is mainly illustrated, the left and right fingers F1 and F2 have substantially the same configuration with left-right symmetry.

まず、フィンガーF1,F2のリンク構造について説明する。図1及び2に示すように、ケーシング2には、第2駆動軸4が軸受6を介して回動自在に支持されており、その第2駆動軸4に指根元部材8の一端部が軸受7を介して回動自在に支持されている。指根元部材8の他端部には、第1関節軸9(第1関節)が軸受10を介して回動自在に支持されている。第1関節軸9には、指腹部材12(第1指要素)が軸受11を介して回動自在に支持されている。指腹部材12は、指根元側の一端部がもう一方のフィンガーF2から離反するように斜めに屈曲した形状であり、その屈曲部12aに第1関節軸9が支持されている。指腹部材12の他端部には、第2関節軸13(第2関節)が軸受14を介して回動自在に支持されている。第2関節軸13には、指先部材15(第2指要素)の一端部が回動自在に支持されている。   First, the link structure of the fingers F1 and F2 will be described. As shown in FIGS. 1 and 2, a second drive shaft 4 is rotatably supported on the casing 2 via a bearing 6, and one end portion of a finger base member 8 is a bearing on the second drive shaft 4. 7 is rotatably supported via 7. A first joint shaft 9 (first joint) is rotatably supported on the other end portion of the finger base member 8 via a bearing 10. A finger pad member 12 (first finger element) is rotatably supported on the first joint shaft 9 via a bearing 11. The finger pad member 12 has a shape that is bent obliquely so that one end portion on the finger base side is separated from the other finger F2, and the first joint shaft 9 is supported by the bent portion 12a. A second joint shaft 13 (second joint) is rotatably supported on the other end portion of the finger pad member 12 via a bearing 14. One end of a fingertip member 15 (second finger element) is rotatably supported on the second joint shaft 13.

図1及び3に示すように、ケーシング2には、第2駆動軸4に対してフィンガーF1の指先から離れた側で且つもう一方のフィンガーF2から離れた側において、第2駆動軸4と平行な軸線を有する第1駆動軸3が軸受5を介して回動自在に支持されている。第1駆動軸3には、帯板状のリンク部材16の一端部が回動自在に支持されている。リンク部材16の他端部には、回転軸17が軸受18を介して回動自在に支持されている。回転軸17には、指腹部材12の一端部が回動自在に支持されている。   As shown in FIGS. 1 and 3, the casing 2 is parallel to the second drive shaft 4 on the side away from the fingertip of the finger F <b> 1 and the side away from the other finger F <b> 2 with respect to the second drive shaft 4. A first drive shaft 3 having an arbitrary axis is rotatably supported via a bearing 5. One end of a strip-like link member 16 is rotatably supported on the first drive shaft 3. A rotating shaft 17 is rotatably supported on the other end portion of the link member 16 via a bearing 18. One end of the finger pad member 12 is rotatably supported on the rotary shaft 17.

図1及び2に示すように、第2駆動軸4には、リンク部材19の一端部が一体的に接続されている。リンク部材19の他端部には、回転軸20が軸受21を介して回動自在に支持されている。回転軸20には、リンク部材22の一端部が回動自在に支持されている。リンク部材22の他端部には、回転軸23が回動自在に支持されている。回転軸23には、リンク部材25の一端部が軸受24を介して回動自在に支持されている。リンク部材25の他端部は第1関節軸9に回動自在に支持されている。   As shown in FIGS. 1 and 2, one end of a link member 19 is integrally connected to the second drive shaft 4. A rotating shaft 20 is rotatably supported on the other end of the link member 19 via a bearing 21. One end of a link member 22 is rotatably supported on the rotary shaft 20. A rotating shaft 23 is rotatably supported at the other end of the link member 22. One end of a link member 25 is rotatably supported on the rotating shaft 23 via a bearing 24. The other end of the link member 25 is rotatably supported by the first joint shaft 9.

図1及び3に示すように、リンク部材25の中間部には、回転軸26が軸受27を介して回動自在に支持されている。回転軸26には、リンク部材28の一端部が回動自在に支持されている。リンク部材28の他端部は、指先部材15が回転軸29を介して回動自在に支持されている。指先部材15は、もう一方のフィンガーF2から離れるように突出した突出部15aを有し、回転軸29はその突出部15aに支持されている。   As shown in FIGS. 1 and 3, a rotation shaft 26 is rotatably supported via a bearing 27 at an intermediate portion of the link member 25. One end of a link member 28 is rotatably supported on the rotation shaft 26. At the other end of the link member 28, the fingertip member 15 is rotatably supported via a rotation shaft 29. The fingertip member 15 has a protruding portion 15a that protrudes away from the other finger F2, and the rotation shaft 29 is supported by the protruding portion 15a.

以上のリンク構造によれば、例えば、右側のフィンガーF1の第1駆動軸3が図1において時計回りに回転すると、リンク部材16が時計回りに傾動し、第1関節軸9のある第1関節を屈曲させながら、指腹部材12が右方に平行移動する。そして、フィンガーF1の第2駆動軸4が図1において反時計回りに回転すると、リンク部材19が反時計回りに傾動し、リンク部材22,25,28を介して指先部材15が反時計回りに傾動する。   According to the above link structure, for example, when the first drive shaft 3 of the right finger F1 rotates clockwise in FIG. 1, the link member 16 tilts clockwise, and the first joint with the first joint shaft 9 exists. The finger pad member 12 translates to the right while bending. When the second drive shaft 4 of the finger F1 rotates counterclockwise in FIG. 1, the link member 19 tilts counterclockwise, and the fingertip member 15 rotates counterclockwise via the link members 22, 25, 28. Tilt.

次に、フィンガーF1,F2のギア構造について説明する。図1及び2に示すように、ケーシング2には、第1及び第2駆動軸3,4と略平行の出力軸32を有するモータ31(動力源)が取り付けられている。このモータ31には、コントローラ(図示せず)が接続されており、当該コントローラからの指令でモータ31が駆動されるようになっている。モータ31の出力軸32には、ケーシング33に軸受34を介して回動自在に支持された第1ギア35が固定されている。第1ギア35には、ケーシング33に軸受38を介して回動自在に支持された第2ギア40が噛み合っている。第2ギア40の中心にはギア軸37が固定されており、そのギア軸37はケーシング36に軸受39を介して回動自在に支持されている。   Next, the gear structure of the fingers F1 and F2 will be described. As shown in FIGS. 1 and 2, a motor 31 (power source) having an output shaft 32 substantially parallel to the first and second drive shafts 3 and 4 is attached to the casing 2. A controller (not shown) is connected to the motor 31 and the motor 31 is driven by a command from the controller. A first gear 35 that is rotatably supported by a casing 33 via a bearing 34 is fixed to the output shaft 32 of the motor 31. The first gear 35 is engaged with a second gear 40 that is rotatably supported by the casing 33 via a bearing 38. A gear shaft 37 is fixed to the center of the second gear 40, and the gear shaft 37 is rotatably supported by the casing 36 via a bearing 39.

図1及び3に示すように、第2ギア40には、ケーシング33に軸受42を介して回動自在に支持された第3ギア41が噛み合っている。第3ギア41の中心には、ギア軸43が固定されている。ギア軸43は、ケーシング2,36に支持された遊星歯車ユニット44に入力軸として接続されている。   As shown in FIGS. 1 and 3, the second gear 40 meshes with a third gear 41 that is rotatably supported by a casing 33 via a bearing 42. A gear shaft 43 is fixed at the center of the third gear 41. The gear shaft 43 is connected as an input shaft to the planetary gear unit 44 supported by the casings 2 and 36.

図4は図1に示すロボットハンド1の遊星歯車ユニット44の模式図である。図5は図4に示す遊星歯車ユニット44の模式断面図である。図4及び5に示すように、遊星歯車ユニット44は、ギア軸43が入力軸として一体的に接続される太陽歯車65と、太陽歯車65の外歯に噛み合う複数の遊星歯車66と、遊星歯車66の公転に連動するように遊星歯車66に接続された遊星腕68と、遊星歯車66の自転に連動するように遊星歯車66の外歯に噛み合う内歯歯車67とを有している。そして、太陽歯車65を動力入力部とし、遊星腕68を第1動力出力部とし、内歯歯車67を第2動力出力部としている。   FIG. 4 is a schematic diagram of the planetary gear unit 44 of the robot hand 1 shown in FIG. FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of the planetary gear unit 44 shown in FIG. As shown in FIGS. 4 and 5, the planetary gear unit 44 includes a sun gear 65 to which the gear shaft 43 is integrally connected as an input shaft, a plurality of planetary gears 66 meshing with the external teeth of the sun gear 65, and the planetary gears. A planetary arm 68 connected to the planetary gear 66 so as to interlock with the revolution of the planetary gear 66; and an internal gear 67 meshing with the external teeth of the planetary gear 66 so as to interlock with the rotation of the planetary gear 66. The sun gear 65 is a power input unit, the planetary arm 68 is a first power output unit, and the internal gear 67 is a second power output unit.

再び図3に戻って、遊星歯車ユニット44の遊星腕68には、第1波動歯車減速機48の入力部49が一体的に接続されている。第1波動歯車減速機48の出力部50は第1駆動軸3に一体的に接続されている。遊星歯車ユニット44の内歯歯車67(図4及び5参照)には、ケーシング36に軸受45を介して回動自在に支持された第4ギア46が一体的に外嵌されている。第4ギア46には、第5ギア51(図2参照)が噛み合っている。図2に示すように、第5ギア51の中心にはギア軸53が固定されており、そのギア軸53はケーシング36に軸受52を介して回動自在に支持されている。ギア軸53には、第2波動歯車減速機55の入力部56が一体的に接続されている。第2波動歯車減速機55の出力部57は第2駆動軸4に一体的に接続されている。   Returning to FIG. 3 again, the input portion 49 of the first wave gear reducer 48 is integrally connected to the planetary arm 68 of the planetary gear unit 44. The output unit 50 of the first wave gear reducer 48 is integrally connected to the first drive shaft 3. A fourth gear 46 that is rotatably supported on the casing 36 via a bearing 45 is integrally fitted onto the internal gear 67 (see FIGS. 4 and 5) of the planetary gear unit 44. The fourth gear 46 is engaged with the fifth gear 51 (see FIG. 2). As shown in FIG. 2, a gear shaft 53 is fixed to the center of the fifth gear 51, and the gear shaft 53 is rotatably supported by the casing 36 via a bearing 52. An input portion 56 of the second wave gear reducer 55 is integrally connected to the gear shaft 53. The output portion 57 of the second wave gear reducer 55 is integrally connected to the second drive shaft 4.

以上のギア構造によれば、モータ31からの回転動力が、第1〜第3ギア35,40,41及びギア軸43を介して遊星歯車ユニット44の太陽歯車65に入力され、その回転動力が遊星歯車ユニット44において遊星腕68と内歯歯車67との2つに分流出力される。そして、遊星腕68の回転動力が第1波動歯車減速機48を含む第1動力伝達機構61を介して第1駆動軸3を回転駆動し、内歯歯車67の回転動力が第4ギア46、第5ギア51及び第2波動歯車減速機48を含む第2動力伝達機構62を介して第2駆動軸4を回転駆動する。つまり、第2動力伝達機構62には、第1動力伝達機構61に比べて、動力伝達抵抗となるギア(例えば、第4ギア46等)が多く設けられることで、第2動力伝達機構62の動力伝達抵抗が第1動力伝達機構61の動力伝達抵抗よりも大きくなっており、これにより内歯歯車67の運動抵抗を遊星腕68の運動抵抗よりも大きくする抵抗発生手段が構成されている。   According to the above gear structure, the rotational power from the motor 31 is input to the sun gear 65 of the planetary gear unit 44 via the first to third gears 35, 40, 41 and the gear shaft 43, and the rotational power is In the planetary gear unit 44, a shunt current is output to the planetary arm 68 and the internal gear 67. The rotational power of the planetary arm 68 rotationally drives the first drive shaft 3 via the first power transmission mechanism 61 including the first wave gear reducer 48, and the rotational power of the internal gear 67 is the fourth gear 46, The second drive shaft 4 is rotationally driven via a second power transmission mechanism 62 including a fifth gear 51 and a second wave gear reducer 48. That is, the second power transmission mechanism 62 is provided with more gears (for example, the fourth gear 46 and the like) that serve as power transmission resistance than the first power transmission mechanism 61, so that the second power transmission mechanism 62 The power transmission resistance is larger than the power transmission resistance of the first power transmission mechanism 61, thereby constituting resistance generating means for making the movement resistance of the internal gear 67 larger than the movement resistance of the planetary arm 68.

よって、遊星腕68に負荷が掛かっていない状態(例えば、遊星腕68に動力伝達可能に接続された指腹部材12にワークからの反力等が掛かっていない状態)では、太陽歯車65の回転動力は全て遊星腕68に伝達され、内歯歯車67は回転しない。即ち、第2駆動軸4が回転せず指先部材15が傾動しない状態で、第1駆動軸3が回転して指腹部材12が平行移動する。一方、遊星腕68に負荷が掛かった状態(例えば、遊星腕68に動力伝達可能に接続された指腹部材12にワークからの反力等が掛かった状態)では、当該負荷が第2動力伝達機構62の動力伝達抵抗を超えることで、内歯歯車67が回転し始めて、太陽歯車65の回転動力が内歯歯車67に分流され、第2駆動軸4が回転駆動して指先部材15が傾動する。   Therefore, in a state where no load is applied to the planetary arm 68 (for example, a reaction force or the like from the workpiece is not applied to the finger pad member 12 connected to the planetary arm 68 so that power can be transmitted), the rotation of the sun gear 65 is performed. All power is transmitted to the planetary arm 68 and the internal gear 67 does not rotate. That is, in the state where the second drive shaft 4 does not rotate and the fingertip member 15 does not tilt, the first drive shaft 3 rotates and the finger pad member 12 moves in parallel. On the other hand, in a state in which a load is applied to the planetary arm 68 (for example, a state in which a reaction force or the like from the workpiece is applied to the finger pad member 12 connected to the planetary arm 68 so as to be able to transmit power), the load causes the second power transmission. By exceeding the power transmission resistance of the mechanism 62, the internal gear 67 begins to rotate, the rotational power of the sun gear 65 is diverted to the internal gear 67, the second drive shaft 4 is rotationally driven, and the fingertip member 15 tilts. To do.

次に、ロボットハンド1のワーク把持動作について説明する。図6は図1に示すロボットハンド1の右半分のみを表した動作図である。図6(a)に示すように、ロボットハンド1は、初期状態において、フィンガーF1の指根元部材8、指腹部材12及び指先部材15が一直線上に並んだ指閉じ状態となっている。次いで、図6(b)に示すように、コントローラ(図示せず)によりモータ31(図1等参照)に指開き動作が指令されると、ボールプランジャ60(図3参照)による運動抵抗で第2駆動軸4は回転せず、第1駆動軸3が時計回りに回転する。そうすると、指腹部材12と指先部材15とが、一直線上に並んだまま、もう一方のフィンガーF2(図1参照)から離れるように平行移動し、指腹部材12と指根元部材8とが直交する状態となった最大開き位置で停止する。   Next, the workpiece gripping operation of the robot hand 1 will be described. FIG. 6 is an operation diagram showing only the right half of the robot hand 1 shown in FIG. As shown in FIG. 6A, in the initial state, the robot hand 1 is in a finger-closed state in which the finger base member 8, the finger pad member 12, and the fingertip member 15 of the finger F1 are aligned. Next, as shown in FIG. 6B, when a finger opening operation is commanded to the motor 31 (see FIG. 1 and the like) by a controller (not shown), the movement resistance by the ball plunger 60 (see FIG. 3) is increased. 2 The drive shaft 4 does not rotate, and the first drive shaft 3 rotates clockwise. Then, while the finger pad member 12 and the fingertip member 15 are aligned, the finger pad member 12 and the finger base member 8 are orthogonally moved in parallel to move away from the other finger F2 (see FIG. 1). Stops at the maximum opening position where it is in a state of being engaged.

次いで、図6(c)に示すように、コントローラ(図示せず)によりモータ31(図1等参照)に指閉じ動作が指令されると、第2動力伝達機構62の動力伝達抵抗が第1動力伝達機構61の動力伝達抵抗よりも大きいことで第2駆動軸4は回転せず、第1駆動軸3が反時計回りに回転する。そうすると、指腹部材12と指先部材15とが、一直線上に並んだまま、もう一方のフィンガーF2(図1参照)に近づくように平行移動して、指腹部材12がワークWに当接する。この際、図6では図示していないが、もう一方のフィンガーF2(図1参照)の指腹部材12もワークWの反対側に当接する。   Next, as shown in FIG. 6C, when a finger closing operation is commanded to the motor 31 (see FIG. 1 and the like) by a controller (not shown), the power transmission resistance of the second power transmission mechanism 62 is the first. By being larger than the power transmission resistance of the power transmission mechanism 61, the second drive shaft 4 does not rotate, and the first drive shaft 3 rotates counterclockwise. Then, the finger pad member 12 and the fingertip member 15 are moved in parallel so as to approach the other finger F2 (see FIG. 1) while being aligned, so that the finger pad member 12 contacts the workpiece W. At this time, although not shown in FIG. 6, the finger pad member 12 of the other finger F <b> 2 (see FIG. 1) also contacts the opposite side of the workpiece W.

次いで、図6(d)に示すように、指腹部材12がワークWからの抗力でそれ以上動けなくなると、第4ギア46(図3参照)のトルクが第2動力伝達機構62の動力伝達抵抗に打ち勝ち、第2駆動軸4が反時計回りに回転できるようになる。そうすると、指先部材15が、もう一方のフィンガーF2(図1参照)に向けて傾動(即ち、ワークWに向って移動)して、ワークWに当接し、フィンガーF1がワークWの形状に倣うようにワークWを把持することとなる。この把持状態で、ロボットハンド1が取り付けられた産業用ロボットのアームを動作させ、ワークWを所要の場所に移動させる。   Next, as shown in FIG. 6 (d), when the finger pad member 12 can no longer move due to the drag force from the workpiece W, the torque of the fourth gear 46 (see FIG. 3) causes the power transmission of the second power transmission mechanism 62. The resistance is overcome and the second drive shaft 4 can rotate counterclockwise. Then, the fingertip member 15 tilts toward the other finger F2 (see FIG. 1) (that is, moves toward the workpiece W) and comes into contact with the workpiece W so that the finger F1 follows the shape of the workpiece W. The workpiece W will be gripped. In this gripping state, the arm of the industrial robot to which the robot hand 1 is attached is operated to move the workpiece W to a required location.

次いで、図6(e)に示すように、コントローラ(図示せず)によりモータ31(図1等参照)に指開き動作が指令されると、第1駆動軸3が時計回りに回転し、指腹部材12及び指先部材15がもう一方のフィンガーF2(図1参照)から離れるように平行移動し、指腹部材12と指根元部材8とが直交する状態となった最大開き位置で停止する。その際、第2動力伝達機構62の動力伝達抵抗で第2駆動軸4は回転しにくいが、リンク干渉により指先部材15がある程度開いた状態となる。   Next, as shown in FIG. 6E, when a finger opening operation is commanded to the motor 31 (see FIG. 1 or the like) by a controller (not shown), the first drive shaft 3 rotates clockwise, The abdominal member 12 and the fingertip member 15 move in parallel so as to be separated from the other finger F2 (see FIG. 1), and stop at the maximum opening position where the finger abdominal member 12 and the finger base member 8 are orthogonal to each other. At this time, the second drive shaft 4 is difficult to rotate due to the power transmission resistance of the second power transmission mechanism 62, but the fingertip member 15 is opened to some extent due to link interference.

次いで、図6(f)に示すように、モータ31(図1参照)が開き方向に駆動され続けることで、指腹部材12は最大開き位置ではそれ以上動けないため、第4ギア46(図3参照)のトルクが増大して第2動力伝達機構62の動力伝達抵抗に打ち勝ち、第2駆動軸4が時計回りに回転し、指先部材15が指腹部材12と一直線上に並んだ位置まで開く。次いで、図6(g)に示すように、コントローラ(図示せず)によりモータ31(図1等参照)に指閉じ動作が指令され、初期状態に戻る。   Next, as shown in FIG. 6 (f), the motor 31 (see FIG. 1) continues to be driven in the opening direction, so that the finger pad member 12 cannot move any more at the maximum opening position. 3) and the power transmission resistance of the second power transmission mechanism 62 is overcome, the second drive shaft 4 rotates clockwise, and the fingertip member 15 reaches a position aligned with the finger pad member 12 in a straight line. open. Next, as shown in FIG. 6G, a finger closing operation is commanded to the motor 31 (see FIG. 1 etc.) by a controller (not shown), and the initial state is restored.

以上に説明した構成によれば、遊星歯車ユニット44の太陽歯車65に入力された回転動力が遊星腕68と内歯歯車67とに分流され、遊星腕68が回転不可となっても、内歯歯車67が回転可能であるので、第1駆動軸3と第2駆動軸4とが個別に回転しうる。そして、内歯歯車67から第2駆動軸4までの第2動力伝達機構62における動力伝達抵抗は、遊星腕68から第1駆動軸3までの第1動力伝達機構61における動力伝達抵抗よりも大きいので、遊星腕68の回転運動が内歯歯車67の回転運動よりも優先して行われる。そうすると、モータ31からの回転動力を太陽歯車65に伝達するだけで、指腹部材12が指先部材15よりも優先して動かされる。よって、特別な制御を行うことなく、第1関節軸9を第2関節軸13よりも優先して動かすことができ、フィンガーF1、F2が指根元から指先にかけて順に曲がるような動作を実現することが可能となる。   According to the configuration described above, even if the rotational power input to the sun gear 65 of the planetary gear unit 44 is diverted to the planetary arm 68 and the internal gear 67 and the planetary arm 68 is unable to rotate, the internal teeth Since the gear 67 is rotatable, the first drive shaft 3 and the second drive shaft 4 can rotate individually. The power transmission resistance in the second power transmission mechanism 62 from the internal gear 67 to the second drive shaft 4 is larger than the power transmission resistance in the first power transmission mechanism 61 from the planetary arm 68 to the first drive shaft 3. Therefore, the rotational movement of the planetary arm 68 is performed with priority over the rotational movement of the internal gear 67. Then, the finger pad member 12 is moved with priority over the fingertip member 15 only by transmitting the rotational power from the motor 31 to the sun gear 65. Therefore, the first joint shaft 9 can be moved with priority over the second joint shaft 13 without performing special control, and the operation in which the fingers F1 and F2 bend in order from the finger base to the fingertip is realized. Is possible.

また、第1関節軸9が駆動されて指腹部材12が移動しても、第2関節軸13は駆動されず指先部材15は移動しないので、フィンガーF1,F2によるワークWの把持動作の際にフィンガーF1、F2を僅かな隙間に挿入しやすくなる。よって、バラ積みされたワークや、仕切板で区切られた箱に収容されたワークも容易に把持して取り出すことが可能となる。そして、指腹部材12でワークWを挟持した後には、指先部材15がワークWを挟持し、フィンガーF1,F2がワーク形状に倣うように形状変化するので、多様な形状のワークWを安定保持することが可能となる。   Further, even if the first joint shaft 9 is driven and the finger pad member 12 moves, the second joint shaft 13 is not driven and the fingertip member 15 does not move. Therefore, the gripping operation of the workpiece W by the fingers F1 and F2 is performed. It becomes easy to insert the fingers F1 and F2 into a slight gap. Therefore, it is possible to easily grip and take out workpieces stacked in bulk or workpieces housed in boxes partitioned by a partition plate. After the workpiece W is clamped by the finger pad member 12, the fingertip member 15 clamps the workpiece W, and the fingers F1 and F2 change in shape so as to follow the workpiece shape, so that the workpiece W having various shapes can be stably held. It becomes possible to do.

(第2実施形態)
図7は本発明の第2実施形態に係るロボットハンド101の図3相当の図面である。図8は図7に示すロボットハンド101のボールプランジャ70の断面図である。なお、第1実施形態と共通する構成については同一符号を付して説明を省略する。図7及8に示すように、本実施形態では、内歯歯車67の運動抵抗を遊星腕68の運動抵抗よりも大きくする抵抗発生手段としてボールプランジャ70が設けられている。ボールプランジャ70は第4ギア46に押し付けられ、第4ギア46に連動する内歯歯車67に接触抵抗を付与している。
(Second Embodiment)
FIG. 7 is a drawing corresponding to FIG. 3 of the robot hand 101 according to the second embodiment of the present invention. FIG. 8 is a sectional view of the ball plunger 70 of the robot hand 101 shown in FIG. In addition, about the structure which is common in 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted. As shown in FIGS. 7 and 8, in this embodiment, a ball plunger 70 is provided as resistance generating means for making the movement resistance of the internal gear 67 larger than the movement resistance of the planetary arm 68. The ball plunger 70 is pressed against the fourth gear 46 and imparts contact resistance to the internal gear 67 interlocked with the fourth gear 46.

ボールプランジャ70は、バネ収容空間73を有するハウジング71と、ハウジング71の先端に設けられた開口部71aと、開口部71aの内径よりも大きい外径を有するボール72と、バネ収容空間73に配置されてボール72の一部を開口部71aから突出させるように付勢するコイルバネ74とを備えている。ボール72は、回動自在に設けられており、開口部71aから出没可能となっている。このボールプランジャ70は、ハウジング71がケーシング33,36に固定されており、ボール72がコイルバネ74の弾性力により第4ギア46の回転軸線に垂直な表面に押し付けられている。これにより、第4ギア46にはボール72からの圧力により回転抵抗が生じ、内歯歯車67の運動抵抗が遊星腕68の運動抵抗よりも大きくなっている。   The ball plunger 70 is disposed in a housing 71 having a spring accommodating space 73, an opening 71a provided at the tip of the housing 71, a ball 72 having an outer diameter larger than the inner diameter of the opening 71a, and the spring accommodating space 73. And a coil spring 74 that urges a part of the ball 72 to protrude from the opening 71a. The ball 72 is provided so as to be rotatable, and can be projected and retracted from the opening 71a. In the ball plunger 70, the housing 71 is fixed to the casings 33 and 36, and the ball 72 is pressed against the surface perpendicular to the rotation axis of the fourth gear 46 by the elastic force of the coil spring 74. Thereby, rotation resistance is generated in the fourth gear 46 by the pressure from the ball 72, and the movement resistance of the internal gear 67 is larger than the movement resistance of the planetary arm 68.

遊星腕68に負荷が掛かっていない状態(例えば、遊星腕68に動力伝達可能に接続された指腹部材12にワークからの反力等が掛かっていない状態)では、太陽歯車65の回転動力は全て遊星腕68に伝達され、内歯歯車67は回転しない。即ち、第2駆動軸4が回転せず指先部材15が傾動しない状態で、第1駆動軸3が回転して指腹部材12が平行移動する。一方、遊星腕68に負荷が掛かった状態(例えば、遊星腕68に動力伝達可能に接続された指腹部材12にワークからの反力等が掛かった状態)では、当該負荷がボールプランジャ70のボール72の第4ギア46への押付力を超えることで、第4ギア46が回転し始めて、太陽歯車65の回転動力が内歯歯車67に分流され、第2駆動軸4が回転駆動して指先部材15が傾動する。この際、ボールプランジャ70のボール72は第4ギア46に接触しながら転がるので、第4ギア46の磨耗が抑止される。   In a state where no load is applied to the planetary arm 68 (for example, a state where no reaction force or the like from the workpiece is applied to the finger pad member 12 connected to the planetary arm 68 so that power can be transmitted), the rotational power of the sun gear 65 is All are transmitted to the planetary arm 68 and the internal gear 67 does not rotate. That is, in the state where the second drive shaft 4 does not rotate and the fingertip member 15 does not tilt, the first drive shaft 3 rotates and the finger pad member 12 moves in parallel. On the other hand, in a state in which a load is applied to the planetary arm 68 (for example, a state in which a reaction force or the like from the workpiece is applied to the finger pad member 12 connected to the planetary arm 68 so that power can be transmitted), the load is applied to the ball plunger 70. When the pressing force of the ball 72 against the fourth gear 46 is exceeded, the fourth gear 46 begins to rotate, the rotational power of the sun gear 65 is diverted to the internal gear 67, and the second drive shaft 4 is rotationally driven. The fingertip member 15 tilts. At this time, the ball 72 of the ball plunger 70 rolls in contact with the fourth gear 46, so that wear of the fourth gear 46 is suppressed.

なお、他の構成は前述した第1実施形態と同様であるため説明を省略する。また、本実施形態では、抵抗発生手段であるボールプランジャ60は、第4ギア46に当接して接触抵抗を付与しているが、内歯歯車67から第2駆動軸4までの動力伝達機構に存在する部材であれば、他の部材(例えば、第5ギア51等)にボールプランジャを当接させて接触抵抗を付与するようにしてもよい。また、ボールプランジャ60を設ける代わりに、内歯歯車67から第2駆動軸4までの動力伝達経路に存在する回転部材(例えば、第5ギア51の中心に固定されたギア軸53)に抵抗発生手段としてコイルバネ115を設け、その弾性力により前記部材(例えば、ギア軸53)に回転抵抗を付与することで、ギア軸53に連動する内歯歯車67の運動抵抗を遊星腕68の運動抵抗よりも大きくしてもよい。   Since other configurations are the same as those of the first embodiment described above, description thereof is omitted. Further, in this embodiment, the ball plunger 60 which is a resistance generating means abuts against the fourth gear 46 to provide contact resistance. However, in the power transmission mechanism from the internal gear 67 to the second drive shaft 4. If it is a member that exists, the ball plunger may be brought into contact with another member (for example, the fifth gear 51 or the like) to provide contact resistance. Further, instead of providing the ball plunger 60, resistance is generated in the rotating member (for example, the gear shaft 53 fixed to the center of the fifth gear 51) existing in the power transmission path from the internal gear 67 to the second drive shaft 4. A coil spring 115 is provided as a means, and rotational resistance is applied to the member (for example, the gear shaft 53) by its elastic force, so that the movement resistance of the internal gear 67 interlocked with the gear shaft 53 is determined by the movement resistance of the planetary arm 68. May be larger.

(第3実施形態)
図9は本発明の第3実施形態に係るロボットハンドの遊星歯車ユニット44,244の模式断面図である。図9に示すように、本実施形態のロボットハンドは、遊星歯車ユニット44,244を二段に繋げて回転動力を3つに分流する構成となっている。具体的には、第1の遊星歯車ユニット44の遊星腕68が、第2の遊星歯車ユニット244の太陽歯車265に入力軸として接続されている。そして、第1の遊星歯車ユニット44の内歯歯車67に第1駆動軸(図示せず)が動力伝達可能に接続され、第2の遊星歯車ユニット244の遊星腕268に第2駆動軸(図示せず)が動力伝達可能に接続され、第2の遊星歯車ユニット244の内歯歯車267に第3駆動軸(図示せず)が動力伝達可能に接続されている。
(Third embodiment)
FIG. 9 is a schematic cross-sectional view of the planetary gear units 44 and 244 of the robot hand according to the third embodiment of the present invention. As shown in FIG. 9, the robot hand according to the present embodiment has a configuration in which the planetary gear units 44 and 244 are connected in two stages to divide the rotational power into three. Specifically, the planetary arm 68 of the first planetary gear unit 44 is connected to the sun gear 265 of the second planetary gear unit 244 as an input shaft. A first drive shaft (not shown) is connected to the internal gear 67 of the first planetary gear unit 44 so that power can be transmitted, and the second drive shaft (see FIG. 5) is connected to the planetary arm 268 of the second planetary gear unit 244. The third drive shaft (not shown) is connected to the internal gear 267 of the second planetary gear unit 244 so as to be able to transmit power.

これら第1〜第3駆動軸は、1本のフィンガーが有する第1〜第3関節(図示せず)をそれぞれ駆動するもので、第1関節、第2関節、第3関節の順番で指先側に向けて配置されている。第1の遊星歯車ユニット44の内歯歯車67が第1関節を駆動する第1駆動軸に接続され、第2の遊星歯車ユニット244の遊星腕268が第2関節を駆動する第2駆動軸に接続され、第2の遊星歯車ユニット244の内歯歯車267が第3関節を駆動する第3駆動軸に接続されている。そして、第1の遊星歯車ユニット44の内歯歯車67、第2の遊星歯車ユニット244の遊星腕268、第2の遊星歯車ユニット244の内歯歯車267の順で、運動抵抗が大きくなるように設定されている。なお、運動抵抗の調整は、前述したように、ギア数やボールプランジャやバネにより容易に実施可能である。   These first to third drive shafts drive the first to third joints (not shown) of one finger, respectively, and the first joint, the second joint, and the third joint in this order. It is arranged toward the. The internal gear 67 of the first planetary gear unit 44 is connected to the first drive shaft that drives the first joint, and the planetary arm 268 of the second planetary gear unit 244 serves as the second drive shaft that drives the second joint. The internal gear 267 of the second planetary gear unit 244 is connected to a third drive shaft that drives the third joint. The movement resistance increases in the order of the internal gear 67 of the first planetary gear unit 44, the planetary arm 268 of the second planetary gear unit 244, and the internal gear 267 of the second planetary gear unit 244. Is set. The movement resistance can be easily adjusted by the number of gears, a ball plunger, or a spring as described above.

このような構成によれば、遊星歯車ユニット44,244が2つ連なって設けられているので、1つのモータからの回転動力が3つに分流され、1つのモータからの回転動力で第1〜第3駆動軸をそれぞれ独立して駆動することができる。そして、分流される各動力に対する抵抗を調整することで、1本のフィンガーに3つ以上の関節がある場合でも、特別な制御を行うことなく、指根元から指先にかけて順に曲がるような動作を実現することが可能となる。   According to such a configuration, since the two planetary gear units 44 and 244 are provided in series, the rotational power from one motor is divided into three, and the first to the first are driven by the rotational power from one motor. The third drive shafts can be driven independently. And by adjusting the resistance to each power to be diverted, even if there are 3 or more joints in one finger, it realizes an operation that bends in order from the finger base to the fingertip without performing special control It becomes possible to do.

以上のように、本発明に係るロボットハンドは、特別な制御を行うことなくフィンガーが指根元から指先にかけて順に曲がる動作を実現可能とする優れた効果を有し、産業用ロボットのアーム先端に取り付けるロボットハンドに広く適用すると有益である。   As described above, the robot hand according to the present invention has an excellent effect that enables the finger to bend in order from the finger base to the fingertip without performing special control, and is attached to the arm tip of the industrial robot. It is beneficial to apply widely to robot hands.

本発明の第1実施形態に係るロボットハンドの平面図である。It is a top view of the robot hand concerning a 1st embodiment of the present invention. 図1のII-II線断面図である。It is the II-II sectional view taken on the line of FIG. 図1のIII-III線断面図である。It is the III-III sectional view taken on the line of FIG. 図1に示すロボットハンドの遊星歯車ユニットの模式図である。It is a schematic diagram of the planetary gear unit of the robot hand shown in FIG. 図4に示す遊星歯車ユニットの模式断面図である。It is a schematic cross section of the planetary gear unit shown in FIG. 図1に示すロボットハンドの右半分を表した動作図である。It is an operation | movement figure showing the right half of the robot hand shown in FIG. 本発明の第2実施形態に係るロボットハンドの図3相当の図面である。It is drawing equivalent to FIG. 3 of the robot hand which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 図7に示すロボットハンドのボールプランジャの断面図である。It is sectional drawing of the ball plunger of the robot hand shown in FIG. 本発明の第3実施形態に係るロボットハンドの遊星歯車ユニットの模式断面図である。It is a schematic cross section of the planetary gear unit of the robot hand according to the third embodiment of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

1,101 ロボットハンド
3 第1駆動軸
4 第2駆動軸
8 指根元部材
9 第1関節軸(第1関節)
12 指腹部材(第1指要素)
13 第2関節軸(第2関節)
15 指先部材(第2指要素)
31 モータ(動力源)
44,244 遊星歯車ユニット
60 ボールプランジャ
65 太陽歯車
66 遊星歯車
67 内歯歯車
68 遊星腕
244 第2の遊星歯車ユニット
1,101 Robot hand 3 First drive axis 4 Second drive axis 8 Finger base member 9 First joint axis (first joint)
12 finger pad (first finger element)
13 Second joint axis (second joint)
15 Fingertip member (second finger element)
31 Motor (Power source)
44,244 Planetary gear unit 60 Ball plunger 65 Sun gear 66 Planetary gear 67 Internal gear 68 Planetary arm 244 Second planetary gear unit

Claims (6)

動力源からの回転動力が入力される遊星歯車ユニットと、
前記遊星歯車ユニットから出力される回転動力が伝達される第1及び第2駆動軸と、
前記第1駆動軸に駆動される第1関節と、前記第1関節の指先側に設けられて前記第1関節の動作によりワークに対して接離する第1指要素と、前記第1指要素の指先側に設けられて前記第2駆動軸に駆動される第2関節と、前記第2関節の指先側に設けられて前記第2関節の動作により前記第1指要素に対して傾動する第2指要素とを有するフィンガーと、を備え、
前記遊星歯車ユニットは、太陽歯車と、前記太陽歯車の外歯に噛み合う遊星歯車と、前記遊星歯車の公転に連動するように前記遊星歯車に接続された遊星腕と、前記遊星歯車の自転に連動するように前記遊星歯車の外歯に噛み合う内歯歯車と、を有し、
前記太陽歯車、前記遊星腕及び前記内歯歯車のいずれか1つを動力入力部とし、他の2つをそれぞれ第1動力出力部及び第2動力出力部とし、
前記動力入力部が、前記動力源に動力伝達可能に接続され、前記第1動力出力部が、前記第1駆動軸に動力伝達可能に接続され、前記第2動力出力部が、前記第2駆動軸に動力伝達可能に接続され、
前記第2動力出力部の運動抵抗を前記第1動力出力部の運動抵抗よりも大きくする抵抗発生手段が設けられ、前記運動抵抗は、前記第1動力出力部が動作可能なとき前記第2動力出力部が動作不可となり、前記第1動力出力部が動作不可となった後に前記第2動力出力部が動作可能となるように設定され、
前記動力入力部に回転動力が伝達された際、
前記第1指要素にワークからの抗力が働くまでは、前記遊星歯車ユニットからの回転動力が前記第1駆動軸に伝達される一方で前記第2駆動軸には伝達されず、それにより前記第1指要素に対する前記第2指要素の姿勢を変えずに前記第1指要素が駆動され、
前記第1指要素がワークからの抗力で移動不可になると、前記遊星歯車ユニットからの回転動力が前記第2駆動軸に伝達される一方で前記第1駆動軸には伝達されず、それにより前記第2指要素がワークに向かうように傾動することを特徴とするロボットハンド。
A planetary gear unit to which rotational power from a power source is input;
First and second drive shafts to which rotational power output from the planetary gear unit is transmitted;
A first joint that is driven by the first drive shaft; a first finger element that is provided on a fingertip side of the first joint and contacts and separates from a work by the operation of the first joint; and the first finger element A second joint provided on the fingertip side and driven by the second drive shaft, and a second joint provided on the fingertip side of the second joint and tilted with respect to the first finger element by the operation of the second joint . A finger having a two-finger element;
The planetary gear unit includes a sun gear, a planetary gear meshing with external teeth of the sun gear, a planetary arm connected to the planetary gear so as to interlock with the revolution of the planetary gear, and the rotation of the planetary gear. An internal gear that meshes with the external teeth of the planetary gear,
Any one of the sun gear, the planetary arm, and the internal gear is a power input unit, and the other two are a first power output unit and a second power output unit, respectively.
The power input unit is connected to the power source so as to be able to transmit power, the first power output unit is connected to the first drive shaft so as to be able to transmit power, and the second power output unit is connected to the second drive. Connected to the shaft to transmit power,
Resistance generating means for making the movement resistance of the second power output section larger than the movement resistance of the first power output section is provided, and the movement resistance is generated when the first power output section is operable. The output unit is disabled and the second power output unit is set to be operable after the first power output unit is disabled.
When rotational power is transmitted to the power input unit,
Until the drag from the workpiece acts on the first finger element, the rotational power from the planetary gear unit is transmitted to the first drive shaft while not transmitted to the second drive shaft, thereby the first finger element. The first finger element is driven without changing the posture of the second finger element with respect to the one finger element;
When the first finger element cannot move due to a drag force from the workpiece, the rotational power from the planetary gear unit is transmitted to the second drive shaft while not transmitted to the first drive shaft, thereby robot hand second finger element characterized that you tilts toward the workpiece.
前記フィンガーが、指根元側でケーシングに回転可能に支持され且つ指先側で前記第1指要素に前記第1関節を介して回転可能に連結される指根元部材を更に有し、
前記遊星歯車ユニットからの回転動力が前記第1駆動軸に伝達されると、前記指根元部材が前記ケーシング側の回転軸周りに回転する一方、前記第1指要素は前記ケーシングに対する姿勢を変えずに平行移動することを特徴とする請求項1に記載のロボットハンド。
The finger further includes a finger base member rotatably supported by the casing on the finger base side and rotatably connected to the first finger element on the finger tip side via the first joint,
When the rotational power from the planetary gear unit is transmitted to the first drive shaft, the finger base member rotates around the rotation shaft on the casing side, while the first finger element does not change the attitude with respect to the casing. The robot hand according to claim 1, wherein the robot hand moves in parallel .
前記抵抗発生手段は、前記第2動力出力部から前記第2駆動軸までの第2動力伝達機構における動力伝達抵抗を、前記第1動力出力部から前記第1駆動軸までの第1動力伝達機構における動力伝達抵抗よりも大きくすることで構成されていることを特徴とする請求項1又は2に記載のロボットハンド。   The resistance generating means includes a power transmission resistance in a second power transmission mechanism from the second power output unit to the second drive shaft, and a first power transmission mechanism from the first power output unit to the first drive shaft. The robot hand according to claim 1, wherein the robot hand is configured to have a power transmission resistance larger than that of the robot hand. 前記抵抗発生手段は、前記第2動力出力部から前記第2駆動軸までの動力伝達機構に存在する部材に接触抵抗を付与するボールプランジャであることを特徴とする請求項1又は2に記載のロボットハンド。   The said resistance generation means is a ball plunger which provides contact resistance to the member which exists in the power transmission mechanism from the said 2nd power output part to the said 2nd drive shaft, The Claim 1 or 2 characterized by the above-mentioned. Robot hand. 前記抵抗発生手段は、前記第2動力出力部から前記第2駆動軸までの動力伝達機構に存在する部材に回転抵抗を付与するバネであることを特徴とする請求項1又は2に記載のロボットハンド。   3. The robot according to claim 1, wherein the resistance generating unit is a spring that imparts rotational resistance to a member existing in a power transmission mechanism from the second power output unit to the second drive shaft. hand. 前記第1動力出力部又は第2動力出力部と前記第1駆動軸又は第2駆動軸との間に、第2の遊星歯車ユニットが介設され、
前記第2の遊星歯車ユニットの動力入力部に、前記第1動力出力部又は第2動力出力部が動力伝達可能に接続され、
前記第2の遊星歯車ユニットの第1動力出力部に、前記第1駆動軸又は前記第2駆動軸が動力伝達可能に接続され、
前記第2の遊星歯車ユニットの第2動力出力部に、第3駆動軸が動力伝達可能に接続されていることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載のロボットハンド。
A second planetary gear unit is interposed between the first power output unit or the second power output unit and the first drive shaft or the second drive shaft,
The power input unit of the second planetary gear unit is connected to the first power output unit or the second power output unit so that power can be transmitted,
The first drive shaft or the second drive shaft is connected to the first power output portion of the second planetary gear unit so that power can be transmitted,
The robot hand according to any one of claims 1 to 5, wherein a third drive shaft is connected to the second power output portion of the second planetary gear unit so that power can be transmitted.
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