JP5777331B2 - Finger unit and gripping device - Google Patents

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Description

本発明は、ロボット等において把持対象物たる物品を把持するために使用される指ユニット及び把持装置に関する。   The present invention relates to a finger unit and a gripping device used for gripping an article that is a gripping target in a robot or the like.

従来、下記特許文献1,2に開示されているようなロボットハンド等が、ロボット等において把持対象物を把持するための把持装置として提供されている。   Conventionally, a robot hand or the like as disclosed in the following Patent Documents 1 and 2 is provided as a gripping device for gripping an object to be gripped by a robot or the like.

特許文献1に開示されているロボットハンドは、平面上に載置された物体を持ち上げるように把持する把持動作を可能とするものであり、物体を把持するための屈曲動作を行える指本体を備えた構成とされている。このロボットハンドには、指本体の先端部であって腹部側の部分に弾性体を備えた爪部が設けられており、物体と該物体が配置されている床面との間に爪部を挿入できるようになっている。   The robot hand disclosed in Patent Document 1 enables a gripping operation to grip an object placed on a plane so as to lift it, and includes a finger body that can perform a bending operation for gripping an object. It has been configured. This robot hand is provided with a claw portion provided with an elastic body at a tip portion of the finger body on the abdomen side, and the claw portion is provided between the object and the floor surface on which the object is arranged. It can be inserted.

特許文献2に開示されているロボットハンドは、掌方向への把持力を増大させることにより把持対象物を把持する際の圧力を減少させようとするものであり、指部の付け根側となる根本リンクと、根本リンクに接続された先端リンクとを備えた構成とされている。このロボットハンドでは、先端リンクの中間部分よりも根本側の領域に凹状の湾曲部分を設け、把持により作用する圧力が掌方向に向く構成とすることにより、把持対象物の中心方向への圧力を低減している。   The robot hand disclosed in Patent Document 2 intends to reduce the pressure when gripping a gripping object by increasing the gripping force in the palm direction, and is the root that is the base side of the finger portion. It is set as the structure provided with the link and the front end link connected to the root link. In this robot hand, a concave curved portion is provided in a region closer to the root side than the intermediate portion of the tip link, and the pressure acting by gripping is directed toward the palm direction, so that the pressure toward the center of the grasped object is reduced. Reduced.

特開2010−36328号公報JP 2010-36328 A 特開2009−214269号公報JP 2009-214269 A

しかしながら、上記した従来技術のロボットハンドでは、把持対象物を適切に把持することができない。具体的には、特許文献1に開示されているロボットハンドでは、床面と把持対象物との間に爪部を挿入して持ち上げる構成とされているため、爪部の先端部が把持対象物に接触してしまった場合は、爪部との接触部分に過大な圧力が作用し、把持対象物が破損したり傷付いてしまうおそれがある。また、爪部の先端部と把持対象物との接触を回避することができたとしても、把持対象物が爪部の上に搭載された状態となり、把持が不安定になるといった課題がある。   However, the above-described prior art robot hand cannot properly grip the object to be gripped. Specifically, since the robot hand disclosed in Patent Document 1 is configured to insert and lift the claw portion between the floor surface and the grasped object, the tip portion of the claw portion is the grasped object. In the case of contact with the claw, excessive pressure acts on the contact portion with the claw portion, which may damage or damage the object to be grasped. Further, even if the contact between the tip of the claw portion and the object to be grasped can be avoided, there is a problem that the object to be grasped is mounted on the nail portion and the grasping becomes unstable.

また、特許文献2に開示されているロボットハンドでは、先端リンクの根本側に湾曲部分が設けられているため、把持対象物に作用する応力が掌側に向きやすく、その分だけ把持対象物に作用する圧力が幾分緩和されるものと想定される。しかしながら、把持対象物の外面形状が複雑な形状である場合は、必ずしもこのような効果が期待できる訳ではない。   Further, in the robot hand disclosed in Patent Document 2, since the curved portion is provided on the base side of the tip link, the stress acting on the gripping object is likely to be directed toward the palm side, and the gripping object is correspondingly increased. It is assumed that the applied pressure is somewhat relaxed. However, when the outer surface shape of the grasped object is a complicated shape, such an effect is not necessarily expected.

そこで、本発明は、形状が複雑なものや破損したり傷付きやすい把持対象物であっても適切に掴むことが可能な指ユニット及び把持装置を提供することを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide a finger unit and a gripping device that can be gripped appropriately even if the shape is complicated or a gripping object that is easily damaged or damaged.

上述した課題を解決すべく提供される本発明の指ユニットは、
把持対象物を把持可能な把持装置に用いられ、指腹機構部と、この指腹機構部を支持するベース部材とを備える指ユニットであって、
前記指腹機構部が、
前記把持対象物に対して面接触可能な表層部と、
前記表層部に追従して変形可能な中間部材と、
前記表層部に対して裏面側から押圧可能で、前記表層部の長手方向の一方側または他方側に、前記ベース部材上を移動可能に構成された支持部材と、
前記支持部材に移動動力を与えることが可能なアクチュエータと、を有し、
前記ベース部材と前記表層部との間には、前記中間部材及び前記支持部材が配された構造とされている。そして、前記把持対象物との接触に伴って前記表層部の表面に対して作用する圧力の分布に応じて、前記アクチュエータにより前記支持部材を前記表層部の長手方向の一方側または他方側に、前記ベース部材上を移動させるとともに、前記把持対象物の把持に伴って前記把持対象物に作用する圧力の分布、及び該圧力の方向を制御するようにしたものである。なお、「表層部に対して裏面側から押圧する」とは、例えば、中間部材を圧縮するようなかたちで、表層部に対して支持部材が裏面側から当接又は押し付ける態様が相当する。
The finger unit of the present invention provided to solve the above-described problem is
A finger unit that is used in a gripping device capable of gripping a gripping object and includes a finger pad mechanism and a base member that supports the finger pad mechanism,
The finger pad mechanism part is
A surface layer part capable of surface contact with the gripping object;
An intermediate member that can be deformed following the surface layer, and
A support member configured to be able to be pressed from the back surface side against the surface layer portion and movable on the base member to one side or the other side in the longitudinal direction of the surface layer portion;
An actuator capable of applying a moving power to the support member,
The intermediate member and the support member are arranged between the base member and the surface layer portion. And according to the distribution of the pressure acting on the surface of the surface layer part in contact with the gripping object, the support member is moved to one side or the other side in the longitudinal direction of the surface layer part by the actuator . While moving on the base member, the distribution of pressure acting on the grasped object as the grasped object is grasped and the direction of the pressure are controlled. Note that “pressing against the surface layer portion from the back surface side” corresponds to a mode in which the support member abuts or presses against the surface layer portion from the back surface side, for example, in the form of compressing the intermediate member.

上記構成によれば、指腹機構部の表層部に把持対象物が接触して圧力が作用すると、表層部が支持部材を支点として把持対象物に沿うように姿勢変化し、指腹機構部の表層部が把持対象物を包むような状態になる。そのため、指腹機構部の表層部と把持対象物との接触面積が大きくなり、把持対象物側に作用する圧力が局所に集中するのを回避することができる。すなわち、上記構成によれば、表層部が支持部材によって姿勢変化する前に、表層部及び中間部材を把持物体の形状に倣うように形状変化させつつ、把持対象物の表面に作用する圧力の局所的上昇を抑えることが可能である。また、表層部とベース部材との間に設けられた中間部材が、表層部に追従して変形することにより、把持対象物の表面に作用する圧力(面圧)の局所的上昇を抑制しながら、表層部が把持対象物を包み込むように確実に掴むことで、把持対象物に加わる外部からの力(外乱)による姿勢変化を抑制することが可能である。従って、本発明の指ユニットが用いられる把持装置は、形状が複雑なものや破損しやすい把持対象物であっても、人が指によって把持するときのように、把持対象物にいたずらに外傷を与えることなく安定して掴むことが可能である。また、表層部と把持対象物とが接触した際、支持部材によって支持される予定の表層部の支持位置から偏った位置で表層部の面圧が上がりすぎたような場合、表層部が支持部材に支持されると同時に、上記支持位置を中心として上記偏った位置と反対側の表層部が把持対象物に押しつけられるように、表層部を姿勢変化させることが可能となる。これにより、表層部の押しつけられた部分の面圧が上昇するとともに、面圧が上がりすぎていた部分の表層部の面圧が減少し、表層部の把持対象物に与える面圧を均一化することができる。上記事項から、本発明の把持装置は、人間型のロボットハンド等に対して好適に使用することができる。また、支持部材が前記表層部の長手方向の一方側または他方側に、前記ベース部材上を移動可能であり、表層部の表面に対して作用する圧力の分布に応じて、支持部材の位置を移動させることができるものであることから、表層部における圧力のバランス及び表層部の姿勢をスムーズかつ的確に変化させることができるので、把持対象物を表層部の表面に沿わせることが可能となる。従って、上述した構成によれば、表層部と把持対象物とを確実に面接触させ、把持対象物に作用する圧力の局所的上昇を更に緩和することが可能となる。すなわち、把持対象物との接触に伴って表層部の表面に対して作用する圧力の分布に応じて、アクチュエータにより支持部材を表層部に沿う方向に移動させるとともに、把持対象物の把持に伴って該把持対象物に作用する圧力の分布、及び該圧力の方向を制御することが可能である。 According to the above configuration, when the gripping object comes into contact with the surface layer portion of the finger pad mechanism part and pressure acts, the posture of the surface layer part changes along the gripping object with the support member as a fulcrum, The surface layer portion is in a state of wrapping the object to be grasped. Therefore, the contact area between the surface layer portion of the finger pad mechanism and the grasped object is increased, and it is possible to avoid local concentration of pressure acting on the grasped object side. That is, according to the above configuration, before the surface layer portion is changed in posture by the support member, the surface layer portion and the intermediate member are changed in shape so as to follow the shape of the grasped object, and the pressure acting on the surface of the grasped object is locally changed. Can be suppressed. In addition, the intermediate member provided between the surface layer portion and the base member is deformed following the surface layer portion, thereby suppressing a local increase in pressure (surface pressure) acting on the surface of the object to be grasped. It is possible to suppress a change in posture due to an external force (disturbance) applied to the grasped object by reliably grasping the grasped object so that the surface layer wraps around the grasped object. Therefore, the gripping device using the finger unit of the present invention can easily cause trauma to the gripping object even when the gripping object has a complicated shape or is easily damaged. It is possible to grab stably without giving. In addition, when the surface layer part and the object to be gripped come into contact with each other, the surface layer part may be supported by the support member when the surface pressure of the surface layer part is excessively increased at a position deviated from the support position of the surface layer part to be supported by the support member. At the same time, the posture of the surface layer portion can be changed so that the surface layer portion opposite to the biased position with the support position as the center is pressed against the object to be grasped. As a result, the surface pressure of the pressed portion of the surface layer portion increases, the surface pressure of the surface layer portion of the portion where the surface pressure has increased excessively decreases, and the surface pressure applied to the grasped object of the surface layer portion is made uniform. be able to. From the above, the gripping device of the present invention can be suitably used for a humanoid robot hand or the like. Further, the support member is movable on the base member to one side or the other side in the longitudinal direction of the surface layer portion, and the position of the support member is determined according to the distribution of pressure acting on the surface of the surface layer portion. Since it can be moved, the pressure balance in the surface layer part and the posture of the surface layer part can be changed smoothly and accurately, so that the object to be grasped can be brought along the surface of the surface layer part. . Therefore, according to the configuration described above, the surface layer portion and the gripping object can be brought into surface contact with each other, and the local increase in pressure acting on the gripping object can be further alleviated. That is, the actuator moves the support member in the direction along the surface layer portion according to the distribution of the pressure acting on the surface of the surface layer portion in accordance with the contact with the object to be gripped. It is possible to control the distribution of pressure acting on the object to be grasped and the direction of the pressure.

また、上記構成の指ユニットにおいて、前記中間部材が、表層部に作用する圧力を緩和する緩衝手段を備えることが好ましい。これによれば、把持対象物を把持する際に作用する圧力を中間部材において緩和し、反作用により把持対象物側に作用する圧力の局所的上昇を低減することが可能となり、把持対象物をより一層適度な力で把持できる。   Moreover, in the finger unit having the above-described configuration, it is preferable that the intermediate member includes a buffer unit that relieves pressure acting on the surface layer portion. According to this, it is possible to relieve the pressure acting on the gripping object at the intermediate member and reduce the local increase of the pressure acting on the gripping object side by the reaction, It can be gripped with a more appropriate force.

かかる構成によれば、把持対象物を把持する際に把持対象物の表面に作用する圧力の局所的上昇を抑制し、反作用により把持対象物側に作用する圧力の大きさの分布を均一化し、及び圧力のかかる方向を分散させることが可能になる。   According to such a configuration, when a gripping object is gripped, a local increase in pressure acting on the surface of the gripping object is suppressed, and the distribution of the magnitude of pressure acting on the gripping object side by reaction is made uniform. And it becomes possible to disperse the direction in which the pressure is applied.

また、上記構成の指ユニットにおいて、前記支持部材が、粘性又は/及び弾性を有するものであることが好ましい。支持部材として弾性を有するものを採用することにより、把持対象物を把持するために把持力を増大させていったときに、急峻な面圧上昇が発生するのを防止することが可能となる。また、支持部材として粘性を有するものを採用することにより、把持対象物の振動、及び把持対象物に作用する面圧の振動的変化を抑制できる。従って、上述した構成によれば、把持対象物を破損等させることなく、把持することが可能となる。   In the finger unit configured as described above, it is preferable that the support member has viscosity or / and elasticity. By adopting an elastic support member, it is possible to prevent a sudden increase in surface pressure when the gripping force is increased in order to grip the object to be gripped. Moreover, by adopting a viscous member as the support member, it is possible to suppress the vibration of the object to be grasped and the vibrational change in the surface pressure acting on the object to be grasped. Therefore, according to the configuration described above, it is possible to grip without damaging the gripping object.

また、上記構成の指ユニットにおいては、前記表層部が、同一方向に向けて筋状に延びる凹凸を複数、表面に備えており、前記凹凸が指ユニットの長手方向に向けて延びるように設けられていることが好ましい。これによれば、表層部の表面に形成された凸部において把持対象物が面接触すると共に、凹部において把持対象物の角部(エッジ)を収納できる。また、表層部を構成する各凹凸は、凸部を有する表層部材の小片が複数その表面に並べられた構造で、凹部は個々の小片の隙間によって構成されていてもよい。その際、各小片同士が膜、ワイヤ又は紐状のもの等によって連結されていることが望ましい。これによれば、膜、ワイヤ又は紐状のもの等によって連結された各小片が、把持対象物と接触した表層部の動き(形状変化)に連動して微少移動し、把持対象物を包み込むことが可能となる。さらに、各小片は、連結されながらも互いに拘束されることなく自由となっている。これにより、把持対象物をより一層包み込むことが可能となる。   Further, in the finger unit configured as described above, the surface layer portion includes a plurality of irregularities extending linearly in the same direction on the surface, and the irregularities are provided so as to extend in the longitudinal direction of the finger unit. It is preferable. According to this, the gripping object comes into surface contact with the convex part formed on the surface of the surface layer part, and the corner (edge) of the gripping object can be stored in the concave part. Moreover, each unevenness | corrugation which comprises a surface layer part is the structure where the small piece of the surface layer member which has a convex part was arranged in the surface, and the recessed part may be comprised by the clearance gap between each small piece. At that time, it is desirable that the small pieces are connected to each other by a film, a wire, or a string-like material. According to this, each piece connected by a membrane, a wire, a string-like object, or the like moves slightly in conjunction with the movement (shape change) of the surface layer portion in contact with the object to be grasped, and wraps the object to be grasped. Is possible. Furthermore, each piece is free without being restrained while being connected. Thereby, it becomes possible to further wrap the object to be grasped.

また、上記構成の指ユニットにおいて、前記表層部が、弾性又は粘弾性を有するものであることが好ましい。これによれば、把持により把持対象物に作用する衝撃をより一層緩和することが可能となり、把持対象物の破損等を防止することができる。なお、表層部は、把持する際に作用する圧力により塑性変形しないことが好ましい。   In the finger unit configured as described above, the surface layer portion preferably has elasticity or viscoelasticity. According to this, it is possible to further alleviate the impact acting on the gripping object by gripping, and to prevent damage to the gripping object. In addition, it is preferable that a surface layer part does not plastically deform by the pressure which acts when hold | griping.

また、上記構成の指ユニットにおいて、当該指ユニットの長手方向に沿って複数の指腹機構部が設けられていることが好ましい。これによれば、表面形状が複雑な把持対象物であっても、厚みを持つ把持対象物であっても、把持対象物をより一層丁寧に包むように掴むことが可能となる。また、指ユニットの先端部に設けられた指腹機構部における支持部材を、指ユニットの先端側に設ける又は先端側へ移動させることによって、より一層しっかりと包んだ状態で把持することが可能となる。   Moreover, in the finger unit having the above-described configuration, it is preferable that a plurality of finger pad mechanisms are provided along the longitudinal direction of the finger unit. According to this, even if it is a gripping object having a complicated surface shape or a gripping object having a thickness, it is possible to grip the gripping object more carefully. In addition, it is possible to hold the support member in the finger pad mechanism provided at the tip of the finger unit on the tip side of the finger unit or by moving it to the tip side in a more tightly wrapped state. Become.

さらに、上記のいずれかに記載の指ユニットを複数備え、これら複数の指ユニットによって前記把持対象物を把持可能な把持装置であって、前記複数の指ユニットが、相互に近接離反する方向に移動可能に構成されているとともに、当該複数の指ユニットの間に形成される空間に配された把持対象物を、相互に近接する方向に移動することによって把持可能とされていることが好ましい。すなわち、本発明の把持装置は、相互に近接離反する方向に移動可能な指ユニットを複数備えており、各指ユニットの間に形成される空間に配された把持対象物を把持可能な把持装置であって、前記指ユニットが、前記把持対象物に対して接触する指腹機構部と、前記指腹機構部を支持するベース部材とを有し、前記指腹機構部が、前記把持対象物に対して面接触可能な表層部と、前記表層部に追従して変形可能な中間部材と、前記表層部に対して裏面側から押圧可能な支持部材と、を有し、前記ベース部材と前記表層部との間に前記中間部材及び前記支持部材が配された構造とされている。そして、前記把持対象物との接触に伴って前記表層部に対して圧力が作用することにより、前記表層部に対して裏面側から押圧する支持部材を支点として前記表層部の姿勢が変化しうる。なお、「表層部に対して裏面側から押圧する」とは、例えば、中間部材を圧縮するようなかたちで、表層部に対して支持部材が裏面側から当接又は押し付ける態様が相当する。   Furthermore, it is a gripping device comprising a plurality of the finger units described in any of the above, and capable of gripping the gripping object by the plurality of finger units, wherein the plurality of finger units move in directions approaching and separating from each other. It is preferable that the gripping object is configured to be able to be gripped by moving objects to be gripped arranged in a space formed between the plurality of finger units in directions close to each other. That is, the gripping device of the present invention includes a plurality of finger units that can move in directions close to and away from each other, and can grip a gripping object disposed in a space formed between the finger units. The finger unit includes a finger pad mechanism part that contacts the gripping object and a base member that supports the finger pad mechanism part, and the finger pad mechanism part includes the gripping object. A surface layer part that can be brought into surface contact with the surface layer part, an intermediate member that can be deformed following the surface layer part, and a support member that can be pressed against the surface layer part from the back side, and the base member and the The intermediate member and the support member are arranged between the surface layer portion. Then, when the pressure acts on the surface layer portion in contact with the gripping object, the posture of the surface layer portion can change with a support member that presses the surface layer portion from the back side as a fulcrum. . Note that “pressing against the surface layer portion from the back surface side” corresponds to a mode in which the support member abuts or presses against the surface layer portion from the back surface side, for example, in the form of compressing the intermediate member.

本発明によれば、上述したような原理により、把持対象物を、人が指によって把持するが如く包むように掴むことが可能となるので、形状が複雑なものや破損したり傷付いたりしやすい把持対象物であっても、適切に掴むことが可能な指ユニット及び把持装置を提供することができる。   According to the present invention, the object to be grasped can be grasped so as to be wrapped as if a person grasps it with a finger according to the above-described principle, and therefore, it is easy to be complicated in shape, damaged or damaged. It is possible to provide a finger unit and a gripping device that can properly grip even a gripping object.

本発明の一実施形態に係る把持装置を概念的に示した平面図である。It is the top view which showed notionally the grasping device concerning one embodiment of the present invention. (a)は図1に示す把持装置において採用されている指ユニットを示す斜視図であり、(b)は(a)のA−A断面図である。(A) is a perspective view which shows the finger unit employ | adopted in the holding | grip apparatus shown in FIG. 1, (b) is AA sectional drawing of (a). 指腹機構部の構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of a finger pad mechanism part. (a),(b)はそれぞれ、把持対象物を把持することにより指腹機構部に圧力が作用した状態を示す断面図である。(A), (b) is sectional drawing which respectively shows the state which the pressure acted on the finger pad mechanism part by hold | gripping a holding | grip target object. 図4に示す指腹機構部を備えた指ユニットによって把持対象物を把持した状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the state which hold | gripped the holding target object with the finger unit provided with the finger pad mechanism part shown in FIG. (a)は指腹機構部の第一変形例を示す断面図、(b)は把持対象物を把持することにより(a)に示す指腹機構部に圧力が作用した状態を示す断面図、(c)は移動させた支持部材によって把持対象物を把持することにより(a)に示す指腹機構部に圧力が作用した状態を示す断面図である。(A) is sectional drawing which shows the 1st modification of a finger pad mechanism part, (b) is sectional drawing which shows the state which the pressure acted on the finger pad mechanism part shown to (a) by hold | gripping a holding | grip target object, (C) is sectional drawing which shows the state which pressure acted on the finger pad mechanism part shown to (a) by holding | griping a holding | grip target object with the moved support member. (a)〜(d)はそれぞれ第二変形例、第三変形例、第一参考例、第二参考例に係る指腹機構部の構造を示す断面図である。(A)-(d) is sectional drawing which shows the structure of the finger pad mechanism part which concerns on a 2nd modification , a 3rd modification, a 1st reference example, and a 2nd reference example , respectively. (a)は図3に示す指腹機構部において採用されている表層部の拡大図であり、(b)〜()はそれぞれ(a)の変形例を示す拡大図である。(A) is an enlarged view of the surface layer part employ | adopted in the finger pad mechanism part shown in FIG. 3, (b)-( d ) is an enlarged view which shows the modification of (a), respectively. (a)〜(d)はそれぞれ第三参考例から第六参考例に係る指腹機構部を示す断面図である。(A)-(d) is sectional drawing which shows the finger pad mechanism part which concerns on a 6th reference example from a 3rd reference example, respectively. (a)〜(c)はそれぞれ第七参考例、第四変形例、第五変形例に係る指腹機構部を示す断面図である。(A)-(c) is sectional drawing which shows the finger pad mechanism part which concerns on a 7th reference example, a 4th modification, and a 5th modification , respectively. (a)は第八参考例に係る指腹機構部を備えた指ユニットを示す断面図であり、(b)は(a)の指ユニットを採用した把持装置を示す平面図である。(A) is sectional drawing which shows the finger unit provided with the finger pad mechanism part which concerns on an 8th reference example , (b) is a top view which shows the holding | gripping apparatus which employ | adopted the finger unit of (a). (a)は第九参考例に係る指腹機構部を備えた指ユニットを示す断面図であり、(b)は第十参考例に係る指腹機構部を示す断面図である。(A) is sectional drawing which shows the finger unit provided with the finger pad mechanism part which concerns on a 9th reference example , (b) is sectional drawing which shows the finger pad mechanism part which concerns on a 10th reference example .

本発明の一実施形態に係る指ユニット及びこの指ユニットが複数用いられた把持装置について、図面を参照しつつ説明する。   A finger unit according to an embodiment of the present invention and a gripping device using a plurality of such finger units will be described with reference to the drawings.

図1に示すように、把持装置100は、制御装置12と、これにより動作制御される複数(本実施形態では4基)の指ユニット20(20a,20b,20c,20d)とを備えており、各指ユニット20a,20b,20c,20dの間に形成される空間内に配された把持対象物Wを把持することができる。指ユニット20a,20b,20c,20dは、各指ユニット20の間に形成される空間に対して図1紙面の上下左右方向にそれぞれ配置されている。また、指ユニット20a,20b,20c,20dのそれぞれは、図示しないアクチュエータを作動させることによりレール16に沿ってX方向あるいはY方向に向けて直線的に移動し、各指ユニット20a,20b,20c,20dの間に形成される空間の中心に対して近接離反することができるようになっている。   As shown in FIG. 1, the gripping device 100 includes a control device 12 and a plurality (four in this embodiment) of finger units 20 (20a, 20b, 20c, 20d) that are controlled by the control device 12. The object to be grasped W placed in the space formed between the finger units 20a, 20b, 20c, and 20d can be grasped. The finger units 20 a, 20 b, 20 c, and 20 d are respectively arranged in the vertical and horizontal directions on the paper surface of FIG. 1 with respect to the space formed between the finger units 20. Each of the finger units 20a, 20b, 20c, and 20d moves linearly in the X direction or the Y direction along the rail 16 by operating an actuator (not shown), and each finger unit 20a, 20b, 20c is moved. , 20d can be moved closer to and away from the center of the space formed between them.

図2に示すように、指ユニット20は、長手状のものであり、ベース部材22と指腹機構部24とを有する。ベース部材22は、指ユニット20の芯材として機能するものであり、樹脂、金属、木材等のように、把持対象物Wを把持する際の反力によって永久変形を生じない素材によって形成される。また、ベース部材22は、例えば円筒体のような筒体によって構成されているが、柱状体であってもよい。   As shown in FIG. 2, the finger unit 20 has a longitudinal shape and includes a base member 22 and a finger pad mechanism 24. The base member 22 functions as a core material of the finger unit 20 and is formed of a material that does not cause permanent deformation due to a reaction force when gripping the gripping target object W, such as resin, metal, or wood. . Further, the base member 22 is configured by a cylindrical body such as a cylindrical body, but may be a columnar body.

指腹機構部24は、ベース部材22の外周側に配された機構であり、把持対象物Wに対して面接触する部分である。また、指腹機構部24は、指ユニット20の長手方向に複数(本実施形態では3つ)、並べた状態で配置されており、それぞれ独立的に作動可能とされている。具体的には、指ユニット20は、人の指において指先から第一関節に至る部分に相当する領域、第一関節から第二関節に至る部分に相当する領域、第二関節から第三関節に至る部分に相当する領域のそれぞれに対応するかたちで指腹機構部24が設けられている。   The finger pad mechanism 24 is a mechanism disposed on the outer peripheral side of the base member 22, and is a portion that makes surface contact with the grasped object W. In addition, a plurality of finger pad mechanism parts 24 (three in the present embodiment) are arranged in the longitudinal direction of the finger unit 20 and are arranged to be independently operable. Specifically, the finger unit 20 includes a region corresponding to a portion from a fingertip to a first joint, a region corresponding to a portion from a first joint to a second joint, and a second joint to a third joint. The finger pad mechanism portion 24 is provided in a form corresponding to each of the regions corresponding to the reaching portions.

また、指腹機構部24は、図2(b)及び図3に示すように、表層部26、中間部材28、支持部材30、及び圧力センサ32を有している。なお、図3においては、指腹機構部24のうち、便宜上、図1に示した指ユニット20a,20b,20c,20dの間に形成される空間側部分のみの断面を示しており、その他の図示は省略している。   The finger pad mechanism 24 includes a surface layer 26, an intermediate member 28, a support member 30, and a pressure sensor 32, as shown in FIGS. 3 shows a cross section of only the space side portion formed between the finger units 20a, 20b, 20c, and 20d shown in FIG. Illustration is omitted.

表層部26は、指腹機構部24において最も表面側に設けられており、図1に示した指ユニット20a,20b,20c,20dの間に形成される空間に配置された把持対象物Wを把持する際に、把持対象物Wに対して面接触する層である。また、表層部26は、中間部材28に比べて薄く柔軟性を有する筋状の表層部材26a(課題を解決するための手段に記載の「小片」に相当)が、略同一方向(本実施形態では図1におけるZ方向)に複数並ぶことによって構成されている(すなわち、表層部26は、複数の表層部材26aの集合体である)。この表層部材26aは、例えば、ポリ塩化ビニル、ポリウレタン等の可撓性を有する素材によって形成することができるが、天然ゴム、スチレンブタジエンゴム(SBR)、ニトリルブタジエンゴム(NBR)、ブタジエンゴム素材(BR)、イソプレンゴム(IR)、ブチルゴム(IIR)、ハロゲン化ブチルゴム(X−IIR)、クロロプレンゴム(CR)等のゴム素材の他、竹、木材、又は、ピアノ線若しくはバネ部材等の金属によって形成してもよい。   The surface layer portion 26 is provided on the most surface side in the finger pad mechanism portion 24, and holds the grasped object W arranged in the space formed between the finger units 20a, 20b, 20c, and 20d shown in FIG. This is a layer in surface contact with the object to be grasped W when grasping. Further, the surface layer portion 26 has a thin and flexible streaky surface layer member 26a (corresponding to the “small piece” described in the means for solving the problem) in substantially the same direction (this embodiment). In FIG. 1, the plurality of the surface layer portions 26 are arranged in the Z direction (that is, the surface layer portion 26 is an aggregate of a plurality of surface layer members 26a). The surface layer member 26a can be formed of a flexible material such as polyvinyl chloride or polyurethane. For example, natural rubber, styrene butadiene rubber (SBR), nitrile butadiene rubber (NBR), butadiene rubber material ( In addition to rubber materials such as BR), isoprene rubber (IR), butyl rubber (IIR), halogenated butyl rubber (X-IIR), and chloroprene rubber (CR), metal such as bamboo, wood, or piano wire or spring member It may be formed.

また、表層部26は、図2や図8(a)等に示すように、中間部材28の表面に円柱状の表層部材26aが略同一方向に複数並べて配置されることにより、凹凸34(図3、図4等、一部の図面においては図示せず省略)が複数形成されている。この凹凸34は、凸部34a及び凹部34bによって構成されており、指ユニット20の略全周を包囲するように形成されている(すなわち、指ユニット20の略全周を包囲するように上述の表層部材26aが配置されている)。また、図2に示すように、凸部34a及び凹部34bは、それぞれ指ユニット20の長手方向に向けて筋状に延びるように設けられている。また、図8(a)において、凸部34aは、円状の断面形状部分(より詳しくは、円状の断面形状部分のうち凸部として機能しうる上半円部分)が相当し、凹部34bは、指ユニット20の周方向に並んだ凸部34a,34a間に形成された谷状の部分が相当する。   Further, as shown in FIG. 2 and FIG. 8A, the surface layer portion 26 has a plurality of cylindrical surface layer members 26a arranged in the substantially same direction on the surface of the intermediate member 28, thereby providing unevenness 34 (FIG. 3, FIG. 4, etc. (not shown in some drawings) are formed. The unevenness 34 is constituted by a convex portion 34a and a concave portion 34b, and is formed so as to surround substantially the entire circumference of the finger unit 20 (that is, as described above so as to surround substantially the entire circumference of the finger unit 20). A surface layer member 26a is disposed). Further, as shown in FIG. 2, the convex portion 34 a and the concave portion 34 b are provided so as to extend in a streak shape in the longitudinal direction of the finger unit 20. In FIG. 8A, the convex portion 34a corresponds to a circular cross-sectional portion (more specifically, an upper semicircular portion that can function as a convex portion of the circular cross-sectional shape portion), and the concave portion 34b. Corresponds to a valley-like portion formed between the convex portions 34a, 34a arranged in the circumferential direction of the finger unit 20.

このように表層部26の表面26bに凹凸34が形成されることで、把持対象物Wを把持する際に、凸部34aにおいて把持対象物Wが線接触すると共に、凹部34bにおいて把持対象物Wの角部(エッジ)を収納できる。これにより、形状が複雑な把持対象物Wであっても包むように掴むことができるだけでなく、柔らかくて傷付きやすい又は形状が崩れやすい把持対象物Wであっても、当該把持対象物Wを破損等させることなく、包むように掴むことが可能となる。なお、本実施形態では、表層部26を露出させた構成を例示するが、表層部26の外側に更に別のカバーを装着させることも可能である。   Since the unevenness 34 is formed on the surface 26b of the surface layer portion 26 as described above, when the gripping target object W is gripped, the gripping target object W is in line contact with the convex portion 34a and the gripping target object W is formed in the concave portion 34b. Can be stored. Thereby, not only the gripping object W having a complicated shape can be gripped so as to be wrapped, but also the gripping object W that is soft and easily damaged or easily deforms is damaged. It is possible to grip the envelope without equating. In the present embodiment, the configuration in which the surface layer portion 26 is exposed is illustrated, but another cover can be attached to the outside of the surface layer portion 26.

中間部材28は、ベース部材22と表層部26との間に設けられた層である。図4に示すように、中間部材28は、把持対象物Wの把持に伴って表層部26に圧力が作用した際に、表層部26に追従して変形可能とされている。具体的には、中間部材28は、弾性及び/又は粘弾性を有する素材によって形成されており、例えば天然ゴム、スチレンブタジエンゴム(SBR)、ニトリルブタジエンゴム(NBR)、ブタジエンゴム素材(BR)、イソプレンゴム(IR)、ブチルゴム(IIR)、ハロゲン化ブチルゴム(X−IIR)、クロロプレンゴム(CR)等のゴム素材、これらのゴム素材に高減衰性を発揮する添加剤を加えて生成された高減衰性ゴム組成物、ポリウレタン等の素材によって形成することができる。このような構成とすることにより、把持対象物Wを把持する際に表層部26に作用した圧力を中間部材28において緩和し、把持対象物W側に作用する圧力の局所的上昇を防止することが可能となる。   The intermediate member 28 is a layer provided between the base member 22 and the surface layer portion 26. As shown in FIG. 4, the intermediate member 28 can be deformed following the surface layer portion 26 when a pressure is applied to the surface layer portion 26 as the object to be grasped W is gripped. Specifically, the intermediate member 28 is formed of a material having elasticity and / or viscoelasticity. For example, natural rubber, styrene butadiene rubber (SBR), nitrile butadiene rubber (NBR), butadiene rubber material (BR), Rubber materials such as isoprene rubber (IR), butyl rubber (IIR), halogenated butyl rubber (X-IIR), chloroprene rubber (CR), and the like produced by adding additives that exhibit high damping to these rubber materials It can be formed of a material such as a damping rubber composition or polyurethane. By adopting such a configuration, the pressure acting on the surface layer portion 26 when gripping the gripping target object W is relieved in the intermediate member 28, and the local increase of the pressure acting on the gripping target object W side is prevented. Is possible.

支持部材30は、主として表層部26に作用する圧力分布を制御する機能を有する部材である。支持部材30の位置を変化させることにより、表層部26に作用する圧力の分布状態を変化させることができる。支持部材30は、樹脂等の、粘性又は/及び弾性を有するものであることが好ましく、さらには、想定される外力が加わっても塑性変形し難い部材によって構成されることが好ましい。本実施形態における支持部材30は、図3及び図4に示すように、ベース部材22と接している表面を基端部30aとし、先端部30bが中間部材28側に向けて突出するように設けられた突状の部材(本実施形態では、ベース部材22の周囲にリング状に設けられた部材)である。支持部材30の高さ(基端部30aから先端部30bまでの長さ)は、上述した中間部材28の厚みよりも小さくなるように構成されている。そのため、図3に示すように、表層部26に対して指腹機構部24の厚み方向(圧縮方向)への圧力が作用していない状態においては、支持部材30の先端部30bは表層部26の裏面26c側と接触していない。また、図5に示すように、指先に位置する指腹機構部24における支持部材30は、ベース部材22の先端(指先)付近に設けられている。   The support member 30 is a member having a function of controlling a pressure distribution mainly acting on the surface layer portion 26. By changing the position of the support member 30, the distribution state of the pressure acting on the surface layer portion 26 can be changed. The support member 30 is preferably made of a resin or the like having a viscosity or / and elasticity, and more preferably formed of a member that is not easily plastically deformed even when an assumed external force is applied. As shown in FIGS. 3 and 4, the support member 30 in the present embodiment is provided such that the surface in contact with the base member 22 is a base end portion 30 a and the tip end portion 30 b protrudes toward the intermediate member 28 side. It is a protruding member (in this embodiment, a member provided in a ring shape around the base member 22). The height of the support member 30 (the length from the base end portion 30a to the tip end portion 30b) is configured to be smaller than the thickness of the intermediate member 28 described above. Therefore, as shown in FIG. 3, in the state where the pressure in the thickness direction (compression direction) of the finger pad mechanism portion 24 is not acting on the surface layer portion 26, the distal end portion 30 b of the support member 30 is the surface layer portion 26. It is not in contact with the back surface 26c side. Further, as shown in FIG. 5, the support member 30 in the finger pad mechanism 24 located at the fingertip is provided in the vicinity of the tip (fingertip) of the base member 22.

ここで、支持部材30の高さに依存して、表層部26の姿勢の可動角度が決定される。また、中間部材28の高さから支持部材30の高さを差し引いた部分は、中間部材28にバネ的作用及びダンパ的作用(バネ・ダンパ作用)を発揮させ、把持対象物Wの形状に倣うように形状変化させるため、及び把持対象物Wの位置姿勢を回復させるための可動しろとして用いられる。支持部材30の高さは、これらの点を考慮した上で最適な高さに調整されている。   Here, depending on the height of the support member 30, the movable angle of the posture of the surface layer portion 26 is determined. Further, the portion obtained by subtracting the height of the support member 30 from the height of the intermediate member 28 causes the intermediate member 28 to exhibit a spring action and a damper action (spring / damper action), and follows the shape of the grasped object W. Thus, it is used as a movable margin for changing the shape and for recovering the position and orientation of the grasped object W. The height of the support member 30 is adjusted to an optimum height in consideration of these points.

これに対し、図4に示すように、表層部26に対して前述した圧力が作用している状態になると、中間部材28が圧縮変形し、支持部材30の先端部30bが表層部26に対して裏面26c側から当接可能な状態となる(表層部26の裏面26cとの間に中間部材28を介する場合には、支持部材30と表層部26の裏面26cとが当接することなく、中間部材28を押圧する状態となる)。そのため、把持対象物Wとの接触により表層部26の表面26bに圧力が作用すると、支持部材30を支点として表層部26の姿勢(傾きや湾曲状態)を変化させることが可能となる。   On the other hand, as shown in FIG. 4, when the pressure described above is applied to the surface layer portion 26, the intermediate member 28 is compressed and deformed, and the distal end portion 30 b of the support member 30 is against the surface layer portion 26. (The intermediate member 28 is interposed between the back surface 26c of the surface layer portion 26 and the support member 30 and the back surface 26c of the surface layer portion 26 are not in contact with each other) The member 28 is pressed). Therefore, when a pressure acts on the surface 26b of the surface layer portion 26 due to contact with the grasped object W, the posture (tilt or curved state) of the surface layer portion 26 can be changed with the support member 30 as a fulcrum.

支持部材30は、把持対象物Wを把持する際、表層部26に対して分布的に加わる力に対してモーメント的にバランスをとる際の支点として機能させるために設けられている。表層部26を水平姿勢とした状態でモーメント的にバランスをとることが望ましい場合には、表層部26の略中央部を支持できる位置に支持部材30が配置される。また、表層部26の姿勢(傾きや湾曲状態)を傾斜あるいは湾曲させた状態でモーメント的にバランスをとることが望ましい場合には、図4(a)に示したように、圧力の作用方向(図4(a)中の矢印参照)と支持部材30の突出方向とが相対することなくずれた位置となるように、支持部材30を移動又は配置する。   The support member 30 is provided so as to function as a fulcrum when momentarily balancing the force applied to the surface layer portion 26 in a distributed manner when the object to be grasped W is grasped. When it is desirable to balance momentarily in a state where the surface layer portion 26 is in a horizontal posture, the support member 30 is disposed at a position where the substantially central portion of the surface layer portion 26 can be supported. In addition, when it is desirable to balance momentarily in a state where the posture (inclination or bending state) of the surface layer portion 26 is inclined or curved, as shown in FIG. The support member 30 is moved or arranged so that the position in which the protrusion direction of the support member 30 deviates without being opposed to each other (see the arrow in FIG. 4A).

また、図4(b)に示したように、支持部材30を指腹機構24の中心に対して指先側に配置し、図4(b)中の矢印方向に圧力が作用した場合は、表層部26の姿勢は指ユニット20の根本側(指先と反対側)がベース部材22に近づくように傾いて、把持対象物Wに対する接触位置が支持部材30より指ユニット20の根本側(指先と反対側)となるため、把持対象物Wの脱落を抑制することが可能となる。このように、支持部材30を指先側に配置することで、表層部26の根本側がベース部材22に近づくように傾きやすくなり、把持対象物Wに作用する圧力の方向が指ユニット20の根本方向に向かいやすくなるため、より一層、指ユニット20の指先方向への把持対象物Wの移動を抑制することができる。   Further, as shown in FIG. 4B, when the support member 30 is arranged on the fingertip side with respect to the center of the finger pad mechanism 24 and pressure is applied in the direction of the arrow in FIG. The position of the portion 26 is tilted so that the base side of the finger unit 20 (the side opposite to the fingertip) approaches the base member 22, and the contact position with respect to the grasped object W is the base side of the finger unit 20 (opposite to the fingertip) from the support member 30. Therefore, it is possible to prevent the grasped object W from falling off. As described above, by disposing the support member 30 on the fingertip side, the base side of the surface layer portion 26 is easily inclined so as to approach the base member 22, and the direction of the pressure acting on the grasped object W is the root direction of the finger unit 20. Therefore, the movement of the grasped object W in the fingertip direction of the finger unit 20 can be further suppressed.

従って、支持部材30は、表層部26に沿って(例えば指ユニット20の長手方向(図3及び図4における左右方向)に沿って)移動可能に構成されていることが好ましい。このように、把持対象物Wとの接触により表層部26の表面26bに作用する圧力の位置及び圧力の分布に応じて支持部材30が適切な位置まで移動できるように構成することで、表層部26を、把持対象物Wに沿う状態に姿勢変化させることが可能となる。これにより、把持対象物Wを把持する場合に、当該把持対象物Wに対して表層部26を面接触(表層部26としてみれば面接触であるが、上述した表層部材26a単体でみると線接触である)させることが可能となり、把持に伴って把持対象物Wに作用する圧力の分布、及び圧力の方向を機構的に制御することが可能になる。   Therefore, it is preferable that the supporting member 30 is configured to be movable along the surface layer portion 26 (for example, along the longitudinal direction of the finger unit 20 (the left-right direction in FIGS. 3 and 4)). In this way, the surface layer portion is configured such that the support member 30 can move to an appropriate position according to the position of the pressure acting on the surface 26b of the surface layer portion 26 and the pressure distribution by the contact with the grasped object W. 26 can be changed in posture along the grasped object W. Thereby, when gripping the gripping target object W, the surface layer portion 26 is in surface contact with the gripping target object W (surface contact is considered as the surface layer portion 26, but when the surface layer member 26 a alone is viewed as a line, It is possible to control the distribution of the pressure acting on the object to be grasped W and the direction of the pressure mechanically.

また、中間部材28は、オープンセル構造のスポンジのような柔らかいものによって構成されることが好ましい。中間部材28は、把持対象物Wの形状に表層部26の形状を倣わせる機能、及び把持対象物Wが目標姿勢、もしくは安定していた把持位置姿勢から外乱等によってずれたときに、目標姿勢もしくは安定していた把持位置姿勢に復元させる力及び復元モーメントを発生させる機能を発揮する。   The intermediate member 28 is preferably made of a soft material such as an open cell sponge. The intermediate member 28 has a function of copying the shape of the surface layer portion 26 to the shape of the grasped object W, and a target when the grasped object W deviates from a target posture or a stable grasping position and posture due to disturbance or the like. A function to generate a force and a restoring moment to restore the posture or a stable gripping position and posture is exhibited.

図3に示すように、圧力センサ32は、ベース部材22に沿って指ユニット20の長手方向に所定の間隔毎に設けられている。圧力センサ32は、圧力を検出可能な位置であればいずれの位置に配置されても良いが、表層部26の表面26bが把持対象物Wに傷を付けたり永久変形させたりしないような面圧の範囲で把持しているのかを判断可能とする出力特性が得られるように配置されることが好ましい。本実施形態では、表層部26の中立点を境として左右に分布するように配置されており、これにより表層部26の姿勢もしくは把持対象物Wに加わっている力の方向を推定することができる。なお、図4では、説明の便宜のため、圧力センサ32を省略している。   As shown in FIG. 3, the pressure sensors 32 are provided at predetermined intervals along the base member 22 in the longitudinal direction of the finger unit 20. The pressure sensor 32 may be disposed at any position as long as the pressure can be detected, but the surface pressure that prevents the surface 26b of the surface layer portion 26 from scratching or permanently deforming the grasped object W. It is preferable to arrange so as to obtain an output characteristic that makes it possible to determine whether or not the user is gripping within the range. In this embodiment, it arrange | positions so that it may distribute to right and left with the neutral point of the surface layer part 26 as a boundary, Thereby, the direction of the force applied to the attitude | position of the surface layer part 26 or the holding | grip target object W can be estimated. . In FIG. 4, the pressure sensor 32 is omitted for convenience of explanation.

次に、把持装置100の動作について説明する。図1に示すように、把持装置100は、図1紙面の上下に配置された指ユニット20a,20bと、図1紙面の左右に配された指ユニット20c,20dとを有し、制御装置12から発信される指令に基づいて各指ユニット20が動作する。把持装置100は、指ユニット20a〜20dの間に形成される空間に把持対象物Wが配置された際に、制御装置12からの指令により指ユニット20a,20bがY方向、指ユニット20c,20dがX方向に移動し、指ユニット20a〜20dの間に形成される空間の中心側に集まる。これにより、把持対象物Wの表面に各指ユニット20a〜20dの表層部26が接触した状態になる。   Next, the operation of the gripping device 100 will be described. As shown in FIG. 1, the gripping device 100 includes finger units 20a and 20b arranged above and below the page of FIG. 1, and finger units 20c and 20d arranged on the left and right of the page of FIG. Each finger unit 20 operates on the basis of a command transmitted from. When the gripping object W is arranged in a space formed between the finger units 20a to 20d, the gripping device 100 is configured so that the finger units 20a and 20b are in the Y direction and the finger units 20c and 20d are in response to a command from the control device 12. Moves in the X direction and gathers on the center side of the space formed between the finger units 20a to 20d. Thereby, the surface layer part 26 of each finger unit 20a-20d will be in the state which contacted the surface of the holding | grip target object W. FIG.

支持部材30が例えば図示しないアクチュエータから動力を受けることにより表層部26に沿って移動できる場合、各指ユニット20a〜20dが把持対象物Wに接触すると、指腹機構部24に作用している圧力の大きさ及び分布が圧力センサ32によって検知される。この検知結果に基づき、制御装置12は、支持部材30を移動させて表層部26における圧力のバランスを変化させる。すなわち、支持部材30は、表層部26を把持対象物Wに沿う状態に姿勢変化させるための支点として適切な位置(圧力と支持部材30が相対しないよう互いにずれた位置)まで移動する。これにより、図5に示すように、指ユニット20a〜20dに設けられた指腹機構部24の表層部26が、それぞれ、把持対象物Wの外面に沿うように傾き、湾曲した状態になる。なお、支持部材30は、必ずしも動力を受けることによって移動できるものに限られず、指腹機構部24に作用した圧力によって移動できるものであってもよい。   When the support member 30 can move along the surface layer portion 26 by receiving power from an actuator (not shown), for example, when each finger unit 20a to 20d comes into contact with the grasped object W, the pressure acting on the finger pad mechanism portion 24 Is detected by the pressure sensor 32. Based on the detection result, the control device 12 moves the support member 30 to change the pressure balance in the surface layer portion 26. That is, the support member 30 moves to an appropriate position (position shifted from each other so that the pressure and the support member 30 do not face each other) as a fulcrum for changing the posture of the surface layer portion 26 along the grasped object W. Thereby, as shown in FIG. 5, the surface layer part 26 of the finger pad mechanism part 24 provided in the finger units 20a to 20d is inclined and curved along the outer surface of the grasped object W, respectively. The support member 30 is not necessarily limited to one that can be moved by receiving power, but may be one that can be moved by pressure applied to the finger pad mechanism 24.

図5の状態を例に挙げて更に詳細に説明すると、指ユニット20の指先側から2番目及び3番目の指腹機構部24では、支持部材30が略中央に存在し、モーメントバランス点(支持点)が略中央近傍に設定された状態となっている。また、指先側から1番目の指腹機構部24は、支持部材30が指先側に偏った位置に存在し、モーメントバランス点(支持点)が略中央よりも指先側に偏るように設定された状態となっている。これにより、図5に示した指先側から1番目の指腹機構部24においては、支持部材30におけるモーメントバランス点(支持点)の左側の分布圧力の総和が右側の分布圧力の総和よりも大きくなり、指ユニット20の根本側に向けて力を発生させることができる。また、これにより把持対象物Wが指先方向に移動することを抑制することができる。   In more detail, taking the state of FIG. 5 as an example, in the second and third finger pad mechanisms 24 from the fingertip side of the finger unit 20, the support member 30 exists substantially at the center, and the moment balance point (support Point) is set in the vicinity of the center. Further, the first finger pad mechanism 24 from the fingertip side is set so that the support member 30 is located at a position biased toward the fingertip side, and the moment balance point (support point) is biased toward the fingertip side from the approximate center. It is in a state. Accordingly, in the first finger pad mechanism 24 shown in FIG. 5 from the fingertip side, the sum of the distributed pressures on the left side of the moment balance point (support point) in the support member 30 is larger than the sum of the distributed pressures on the right side. Thus, a force can be generated toward the base side of the finger unit 20. Moreover, it can suppress that the holding | grip target object W moves to a fingertip direction by this.

また、指ユニット20a〜20dに設けられた指腹機構部24の表層部26が、それぞれ、把持対象物Wの外面に沿うように傾き、湾曲した状態になると(図5参照)、中間部材28は、表層部26の傾きや湾曲などの形状変化に追従するように変形する。これにより、把持に伴って把持対象物Wに作用する圧力Rの局所的上昇が緩和され、把持対象物Wを包むように掴まれた状態になる。なお、図5においては、指腹機構部24のうち、図1に示した指ユニット20a〜20dの間に形成される空間側部分のみの断面を示し、その他の図示は省略している。   Further, when the surface layer portion 26 of the finger pad mechanism 24 provided in the finger units 20a to 20d is inclined and curved along the outer surface of the grasped object W (see FIG. 5), the intermediate member 28 is provided. Is deformed so as to follow a shape change of the surface layer portion 26 such as an inclination or a curve. As a result, the local increase in the pressure R acting on the gripping object W accompanying gripping is alleviated and the gripping object W is gripped. 5, only the space side portion formed between the finger units 20a to 20d shown in FIG. 1 in the finger pad mechanism 24 is shown, and the other illustrations are omitted.

一方、指ユニット20a〜20dの間に形成される空間内において把持されている把持対象物Wを放す場合、制御装置12は、指ユニット20a〜20dを上記空間から離れる方向に移動させる。これにより、各指腹機構部24に作用していた圧力が解除され、中間部材28が図3に示すような元の状態に戻る。また、これに追従して、表層部26がベース部材22に対して略平行な状態に戻る。   On the other hand, when releasing the gripping object W gripped in the space formed between the finger units 20a to 20d, the control device 12 moves the finger units 20a to 20d in a direction away from the space. Thereby, the pressure which acted on each finger pad mechanism part 24 is cancelled | released, and the intermediate member 28 returns to the original state as shown in FIG. Following this, the surface layer portion 26 returns to a state substantially parallel to the base member 22.

上述したように、本実施形態の把持装置100では、把持対象物Wを把持する際に各指ユニット20の指腹機構部24の表層部26に圧力が作用すると、支持部材30を支点として表層部26が把持対象物Wに沿うように姿勢変化する。これにより、表層部26と把持対象物Wとが面接触した状態になり、把持対象物Wとの接触面積が大きくなって、把持対象物W側に作用する圧力が局所集中するのを回避することができる。従って、把持装置100によれば、形状が複雑な把持対象物Wであっても包むように掴むことができるだけでなく、柔らかくて傷付きやすい又は形状が崩れやすい把持対象物Wであっても、当該把持対象物Wを破損等させることなく、包むように掴むことが可能となる。   As described above, in the gripping device 100 according to the present embodiment, when pressure is applied to the surface layer portion 26 of the finger pad mechanism 24 of each finger unit 20 when gripping the gripping target object W, the surface layer is used with the support member 30 as a fulcrum. The posture of the unit 26 changes so as to follow the grasped object W. As a result, the surface layer portion 26 and the gripping target object W are brought into surface contact with each other, the contact area with the gripping target object W is increased, and the pressure acting on the gripping target object W side is prevented from being concentrated locally. be able to. Therefore, according to the gripping device 100, not only the gripping object W having a complicated shape can be gripped so as to be wrapped, but also the gripping target object W that is soft and easily damaged or whose shape tends to collapse is affected. The gripping target object W can be gripped without being damaged.

また、上述した指腹機構部24は、中間部材28が弾性及び/又は粘弾性を有する素材によって形成されており、表層部26に追従して変形し、把持対象物W側に作用する圧力の局所的上昇を抑制することができる。これにより、人が指によって把持する場合と同様に包むように掴む、すなわち、把持対象物Wに傷を付けたり永久変形させたりしないような面圧の範囲で把持することが可能となる。   In the finger pad mechanism 24 described above, the intermediate member 28 is formed of a material having elasticity and / or viscoelasticity, deforms following the surface layer 26, and has a pressure acting on the grasped object W side. Local rise can be suppressed. As a result, it can be gripped as if a person is gripping with a finger, that is, can be gripped within a surface pressure range that does not damage or permanently deform the gripping object W.

本実施形態の把持装置100では、例えば図2に示すように、人の指の如く指ユニット20の長手方向に複数の指腹機構部24が設けられている。そのため、表面形状が複雑な把持対象物Wであっても、把持対象物Wをより一層丁寧に包むように掴む、すなわち、把持対象物Wに傷を付けたり永久変形させたりしないような面圧の範囲で把持することが可能となる。   In the gripping device 100 of the present embodiment, for example, as shown in FIG. 2, a plurality of finger pad mechanisms 24 are provided in the longitudinal direction of the finger unit 20 like a human finger. For this reason, even if the gripping target object W has a complicated surface shape, the gripping target object W is gripped so as to be wrapped more carefully, that is, the gripping target object W is not damaged or permanently deformed. It is possible to grip within the range.

なお、本発明は、上記の好ましい実施形態に記載されているが、本発明はそれだけに制限されない。例えば、以下の変形例として説明するように、本発明の精神と範囲から逸脱することのない様々な実施形態が可能である。   In addition, although this invention is described in said preferable embodiment, this invention is not restrict | limited only to it. For example, various embodiments are possible without departing from the spirit and scope of the invention, as described below as variations.

≪指腹機構部の第一変形例≫
本実施形態では、中間部材28を、天然ゴム、スチレンブタジエンゴム等のゴム素材、高減衰性ゴム組成物等の粘弾性又は弾性を有する素材により形成されたオープンセル構造のスポンジのような柔らかいものによって構成した例を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば図6に示す指腹機構部241のようなものとすることが可能である。以下、指腹機構部241について説明する。なお、表層部261、支持部材301、ベース部材221の構成、機能及び効果については、順に、上述した表層部26、支持部材30、ベース部材22と同様であるため、詳細な説明については省略する。
≪First modification of finger pad mechanism part≫
In the present embodiment, the intermediate member 28 is a soft material such as a sponge having an open cell structure formed of a rubber material such as natural rubber or styrene butadiene rubber, or a viscoelastic or elastic material such as a high-damping rubber composition. However, the present invention is not limited to this. For example, the finger pad mechanism 241 shown in FIG. 6 can be used. Hereinafter, the finger pad mechanism 241 will be described. In addition, about the structure, the function, and the effect of the surface layer part 261, the support member 301, and the base member 221, since it is the same as that of the surface layer part 26, the support member 30, and the base member 22 in order, detailed description is abbreviate | omitted. .

指腹機構部241は、上述した指腹機構部24と略同一の構成を有するが、中間部材28の代わりに、表層部261とベース部221との間の空間281に緩衝手段40を有する点で相違する。緩衝手段40は、線形若しくは非線形の特性を有するバネ42とダンパ44との組み合わせからなり、指腹機構部241の長手方向一端側と他端側との両方に配置されており、表層部261の姿勢が把持対象物Wの外形に沿う姿勢又は形状に変化可能となるように支持している。このような構成とした場合についても、上記した指ユニット20のように粘弾性又は弾性を有する素材によって中間部材28を形成した場合と同様に、表層部261に追従して空間281の形状を変化させ、表層部261に作用した圧力の分布状態を穏やかにすることが可能となる。また、このように中間部材28として機能する緩衝手段40をバネ42及びダンパ44によって構成した場合は、支持部材301を作動させるためのスペースを十分確保しつつ、装置構成の簡略化を図ることが可能となる。また、本変形例のような構成とすることにより、中間部材28としてスポンジ状のものを採用した場合に比べて耐久性を向上させることが可能となる。 The finger pad mechanism 241 has substantially the same configuration as the finger pad mechanism 24 described above, but has a buffer means 40 in the space 281 between the surface layer part 261 and the base part 221 instead of the intermediate member 28. Is different. The buffer means 40 is composed of a combination of a spring 42 and a damper 44 having linear or non-linear characteristics, and is disposed on both the one end side and the other end side in the longitudinal direction of the finger pad mechanism 241 . The posture is supported so that the posture can be changed to a posture or shape along the outer shape of the grasped object W. For the case of such a configuration, similarly to the case of forming the intermediate member 28 of a material having viscoelastic or elastic as the finger unit 20 described above, the shape of the space 281 to follow the surface portion 261 It is possible to make the distribution state of the pressure acting on the surface layer portion 261 gentle by changing. Further, when the buffer means 40 functioning as the intermediate member 28 is configured by the spring 42 and the damper 44 as described above, it is possible to simplify the apparatus configuration while ensuring a sufficient space for operating the support member 301. It becomes possible. Further, by adopting the configuration as in this modification, it is possible to improve the durability as compared with the case where a sponge-like member is employed as the intermediate member 28.

更に、指腹機構部241は、指腹機構部24と同様に支持部材301が表層部261に沿う方向に自由に移動可能とされており、表層部261の表面に対して作用する圧力の位置や分布に応じて支持部材301が移動することにより表層部261における圧力のバランスを変化させることが可能とされている。そのため、指腹機構部241は、把持対象物Wの表面に沿うように表層部261の姿勢を的確かつスムーズに変化させることが可能となる。従って、指腹機構部241を用いれば、表層部261と把持対象物Wとを確実に面接触させ、把持対象物Wに作用する圧力の局所的上昇を更に緩和することが可能となる。 Further, in the finger pad mechanism 241, like the finger pad mechanism 24, the support member 301 can freely move in the direction along the surface layer part 261, and the position of the pressure acting on the surface of the surface layer part 261. The balance of the pressure in the surface layer portion 261 can be changed by moving the support member 301 according to the distribution. Therefore, the finger pad mechanism 241 can accurately and smoothly change the posture of the surface layer part 261 along the surface of the grasped object W. Therefore, if the finger pad mechanism 241 is used, the surface layer portion 261 and the grasped object W can be reliably brought into surface contact, and the local increase in pressure acting on the grasped object W can be further alleviated.

≪指腹機構部の第二変形例≫
上述した指腹機構部24は、支持部材30を樹脂又は金属などによって構成したものであるが、本発明はこれに限定されるものではなく、支持部材30に代えて粘性及び/又は弾性を有するもの等を採用し、緩衝手段としての機能、並進自由度を向上させる機能、バネ要素及びダンパ要素としての機能等を備えたものとすることも可能である。具体的には、図7(a)に示す指腹機構部242のようなものとすることが可能である。以下、指腹機構部242について、詳細に説明する。なお、表層部262、ベース部材222、緩衝手段402、この緩衝手段402を構成するバネ422,ダンパ442の構成、機能及び効果については、順に、上述した表層部26、ベース部材22、緩衝手段40、緩衝手段40を構成するバネ42、ダンパ44と同様であるため、詳細な説明については省略する。
≪Second modification of finger pad mechanism part≫
The finger pad mechanism 24 described above is configured such that the support member 30 is made of resin or metal, but the present invention is not limited to this, and has viscosity and / or elasticity instead of the support member 30. It is also possible to adopt a structure having a function as a buffer means, a function for improving the degree of translational freedom, a function as a spring element and a damper element, and the like. Specifically, the finger pad mechanism 242 shown in FIG. 7A can be used. Hereinafter, the finger pad mechanism 242 will be described in detail. In addition, about the structure, function, and effect of the surface layer part 262, the base member 222, the buffer means 402, and the spring 422 and the damper 442 constituting the buffer means 402, the above-described surface layer part 26, the base member 22, and the buffer means 40 are sequentially described. Since it is the same as the spring 42 and the damper 44 constituting the buffer means 40, a detailed description thereof will be omitted.

支持部材302は、オープンセル型の粘弾性素材、気体、液体又はゲル状の物質等を、可撓性を有する袋又は膜で包んだものであり、上述した支持部材30と同様に表層部262とベース部222との間の空間282に配されている。このような支持部材302を採用することにより、上記した支持部材30を用いた場合と同様の効果に加え、把持対象物Wを把持することにより表層部262側から作用する圧力を支持部材302において受け止め、かかる圧力を緩和することが可能となり、把持対象物Wをより一層柔らかく掴む、すなわち把持対象物Wに傷を付けたり永久変形させたりしないように把持することが可能となる。   The support member 302 is obtained by wrapping an open cell viscoelastic material, a gas, a liquid, a gel-like substance, or the like with a flexible bag or film, and the surface layer portion 262 is the same as the support member 30 described above. Is disposed in a space 282 between the base portion 222 and the base portion 222. By adopting such a support member 302, in addition to the same effect as the case where the support member 30 described above is used, a pressure acting from the surface layer portion 262 side by gripping the gripping object W is applied to the support member 302. It is possible to relieve the pressure, and the gripping target object W can be gripped softer, that is, the gripping target object W can be gripped without being damaged or permanently deformed.

≪指腹機構部の第三変形例≫
上述した第二変形例と同様の知見から、支持部材を、上述した第二変形例の支持部材302に代えて、図7(b)に示す指腹機構部243における支持部材303のような構成とすることができる。以下、この支持部材303を有する第三変形例の指腹機構部243について説明する。なお、表層部263、ベース部材223、緩衝手段403、緩衝手段403を構成するバネ423,ダンパ443の構成、機能及び効果については、順に、上述した表層部26、ベース部材22、緩衝手段40、緩衝手段40を構成するバネ42、ダンパ44と同様であるため、詳細な説明については省略する。
≪Third modification of finger pad mechanism part≫
From the same knowledge as the second modification described above, the support member is replaced with the support member 302 of the second modification described above, and the configuration like the support member 303 in the finger pad mechanism 243 shown in FIG. It can be. Hereinafter, the finger pad mechanism 243 of the third modified example having the support member 303 will be described. In addition, about the structure of the spring 423 and the damper 443 which comprise the surface layer part 263, the base member 223, the buffer means 403, and the buffer means 403, a function, and an effect, in order, the surface layer part 26, the base member 22, the buffer means 40, which were mentioned above. Since it is the same as the spring 42 and the damper 44 which comprise the buffer means 40, detailed description is abbreviate | omitted.

指腹機構部243は、基端部303a側の部位と先端部303b側の部位とを別部材によって構成し、両者の間にバネとダンパとを内蔵させたものである。この場合、図7(b)に示すように、先端部303bが常時表層部263の裏面側に当接した状態となる。このような構成とした場合であっても、上記した支持部材301を用いた場合と同様に、圧力の一部を、表層部263とベース部223との間の空間283に配置された支持部材303において受け止め、かかる圧力を緩和することが可能となり、把持対象物Wを包むように掴むことが可能となる。   The finger pad mechanism portion 243 is configured such that a portion on the base end portion 303a side and a portion on the distal end portion 303b side are formed by separate members, and a spring and a damper are built in between them. In this case, as shown in FIG. 7B, the tip 303b is always in contact with the back side of the surface layer 263. Even in the case of such a configuration, as in the case of using the support member 301 described above, a support member in which part of the pressure is disposed in the space 283 between the surface layer portion 263 and the base portion 223. At 303, the pressure can be relieved, and the object to be grasped W can be gripped.

≪指腹機構部の第一参考例
上記実施形態では、中間部材28及び支持部材30を別々の部材で構成した例を示したが、上述したように中間部材28及び支持部材30の双方とも粘弾性又は弾性を有する性質を備えたものとする場合は、中間部材28及び支持部材30の双方の機能を兼ね備えた単一の部材(以下、「中間・支持部材464」とも称す)によって置換することも可能である。具体的には、図7(c)に示す指腹機構部244のような構成とすることが可能である。以下、指腹機構部244の構成、機能、効果について詳細に説明する。なお、指腹機構部244が有する表層部264及びベース部材224は、それぞれ、上述した表層部26及びベース部材22と同様であるため、詳細な説明については省略する。
≪First reference example of finger pad mechanism part≫
In the above embodiment, an example in which the intermediate member 28 and the support member 30 are configured as separate members has been described. However, as described above, both the intermediate member 28 and the support member 30 have viscoelasticity or elasticity. In this case, it is possible to replace with a single member (hereinafter also referred to as “intermediate / support member 464”) having both functions of the intermediate member 28 and the support member 30. Specifically, a configuration like a finger pad mechanism 244 shown in FIG. Hereinafter, the configuration, function, and effect of the finger pad mechanism 244 will be described in detail. In addition, since the surface layer part 264 and the base member 224 which the finger pad mechanism part 244 has are the same as the surface layer part 26 and the base member 22 mentioned above, respectively, detailed description is abbreviate | omitted.

指腹機構部244において採用されている中間・支持部材464は、粘弾性を有するグミ状の物質、又は、流体や気体を包んだエアスプリング状のものである。表層部264とベース部材224との間の空間284に中間・支持部材464を設ける場合は、上記実施形態における中間部材28のように表層部26の裏面全体に亘って設けることも可能であるが、図7(c)に示すように、表層部264とベース部材224との間の空間284において指腹機構部244の長手方向(図7(c)紙面の左右方向)に所定の間隔毎に設けてもよい。なお、図7(c)に示す指腹機構部244では、並列配置された中間・支持部材464に亘って表層部264が繋がった構成を例示したが、各中間・支持部材464同士の中間点において表層部264が切断されていても良い。   The intermediate / support member 464 employed in the finger pad mechanism 244 is a gummy material having viscoelasticity, or an air spring-like material enclosing a fluid or gas. When the intermediate / support member 464 is provided in the space 284 between the surface layer portion 264 and the base member 224, it can be provided over the entire back surface of the surface layer portion 26 as in the intermediate member 28 in the above embodiment. As shown in FIG. 7 (c), in the space 284 between the surface layer portion 264 and the base member 224, at a predetermined interval in the longitudinal direction of the finger pad mechanism portion 244 (FIG. 7 (c) right and left direction on the paper surface). It may be provided. In addition, in the finger pad mechanism 244 shown in FIG. 7C, the configuration in which the surface layer portion 264 is connected to the intermediate / support member 464 arranged in parallel is illustrated, but the intermediate point between the intermediate / support members 464 is illustrated. The surface layer portion 264 may be cut.

≪指腹機構部の第二参考例
上記第一参考例の指腹機構部244では、中間・支持部材464を長手方向に所定の間隔毎に設けた構成を例示したが図7(d)の指腹機構部245のような構成とすることも可能である。なお、指腹機構部245が有する表層部265、ベース部材225は、順に、上述した第一参考例の表層部264、ベース部材224と同様の構成、機能、及び効果を有するものであるため、詳細な説明については省略する。
≪Second reference example of finger pad mechanism part≫
In the finger pad mechanism 244 of the first reference example , the configuration in which the intermediate / support members 464 are provided at predetermined intervals in the longitudinal direction is exemplified. However , the structure like the finger pad mechanism 245 of FIG. It is also possible. In addition, since the surface layer part 265 and the base member 225 which the finger pad mechanism part 245 has have the same structure, function, and effect as the surface layer part 264 and the base member 224 of the first reference example described above in order. Detailed description is omitted.

指腹機構部245において採用されている中間・支持部材465は、上述した中間・支持部材464よりも幅(指腹機構部245の長手方向(図7(d)紙面の左右方向)の長さ)が大きく、表層部265とベース部材225との間の空間285に略隙間無く並べて配置されている。このような構成とした場合についても、上記第一参考例の場合と同様に、各中間・支持部材465において把持対象物W側から作用する圧力を吸収し、圧力の局所的上昇を緩和することが可能となる。なお、図7(d)に示す指腹機構部245では、並列配置された中間・支持部材465に亘って表層部265が繋がった構成を例示したが、各中間・支持部材465同士の中間点において表層部265が切断されていても良い。 The intermediate / support member 465 employed in the finger pad mechanism 245 has a width (longitudinal direction of the finger pad mechanism 245 (the left-right direction in FIG. 7D)) of the intermediate / support member 464 described above. ) Are large, and are arranged side by side in the space 285 between the surface layer portion 265 and the base member 225 with almost no gap. Also in the case of such a configuration, as in the case of the first reference example , each intermediate / support member 465 absorbs the pressure acting from the grasped object W side and alleviates the local increase in pressure. Is possible. In addition, in the finger pad mechanism part 245 shown in FIG. 7D, the configuration in which the surface layer part 265 is connected to the intermediate / support member 465 arranged in parallel is illustrated, but the intermediate point between the intermediate / support members 465 is illustrated. The surface layer portion 265 may be cut.

≪指腹機構部の第三参考例
上記実施形態の指腹機構部24が有する表層部26及び第一変形例〜第変形例、第一参考例、及び第二参考例に係る指腹機構部241〜245の表層部261〜265は、いずれも一体的に形成されたものであったが複数の領域に分かれていても良い。以下、このような構成を有する指腹機構部246について説明する。なお、中間部材286、支持部材306、ベース部材226の構成、機能及び効果については、上述した中間部材28、支持部材30、ベース部材22と順に同様であるため、詳細な説明については省略する。
≪Third reference example of finger pad mechanism part≫
The surface layer part 26 which the finger pad mechanism part 24 of the said embodiment has , and the surface layer parts 261 to 265 of the finger pad mechanism parts 241 to 245 according to the first to third modifications , the first reference example, and the second reference example. is either were those integrally formed, it may be divided into a plurality of regions. Hereinafter, the finger pad mechanism 246 having such a configuration will be described. Note that the configurations, functions, and effects of the intermediate member 286, the support member 306, and the base member 226 are the same as those of the intermediate member 28, the support member 30, and the base member 22 described above, and thus detailed descriptions thereof are omitted.

図9(a)に示すように、指腹機構部246が備える表層部266は、指腹機構部246の長手方向(図9(a)の左右方向)に複数の領域(図示状態では5領域)に分割されており、それぞれ独立的に変形可能とされている。そのため、把持対象物Wを把持して表層部266に圧力が作用した場合に、指腹機構部が分割されていない場合と比べて、表層部266が把持対象物Wの表面に沿うように姿勢変化しやすい。   As shown in FIG. 9A, the surface layer portion 266 provided in the finger pad mechanism 246 has a plurality of regions (5 regions in the illustrated state) in the longitudinal direction of the finger pad mechanism 246 (left and right direction in FIG. 9A). ) And can be independently transformed. Therefore, when the gripping target object W is gripped and pressure is applied to the surface layer part 266, the posture is such that the surface layer part 266 follows the surface of the gripping target object W compared to the case where the finger pad mechanism part is not divided. Easy to change.

≪指腹機構部の第四参考例
上記第三参考例の表層部266と同様に、表層部が複数の領域に分かれている場合は、指腹機構部を、図9(b)に示す指腹機構部247のような構成とすることが可能である。この指腹機構部247は、上述した第二変形例の支持部材302と同様の構成及び機能を備えた支持部材307を、表層部267の各領域の下方(すなわち、中間部材287の内部)に有している。中間部材287は、上述した中間部材28と同様に粘弾性又は弾性を有する素材によって構成されている。ベース部材227は、上述したベース部材22と同様のものである。このような構成とすることにより、表層部267の各領域に作用した圧力を、これに対応して設けられた各支持部材307において受け止めることが可能となる。図9(b)に示すように支持部材307の両脇に等間隔で圧力センサ327を配置することにより、両圧力センサ327の出力から表層部267の位置姿勢の推定が可能となる。なお、圧力センサ327の配置は、必ずしも等間隔である必要はなく、圧力センサ327の間隔が既知であれば表層部267の位置姿勢を推定することが可能である。
≪Fourth reference example of finger pad mechanism part≫
Similarly to the surface layer portion 266 of the third reference example , when the surface layer portion is divided into a plurality of regions, the finger pad mechanism portion is configured like a finger pad mechanism portion 247 shown in FIG. It is possible. The finger pad mechanism 247 is configured so that the support member 307 having the same configuration and function as the support member 302 of the second modification described above is disposed below each region of the surface layer portion 267 (that is, inside the intermediate member 287). Have. The intermediate member 287 is made of a material having viscoelasticity or elasticity like the intermediate member 28 described above. The base member 227 is the same as the base member 22 described above. By adopting such a configuration, it is possible to receive the pressure applied to each region of the surface layer portion 267 at each support member 307 provided corresponding thereto. As shown in FIG. 9B, by disposing the pressure sensors 327 at equal intervals on both sides of the support member 307, the position and orientation of the surface layer portion 267 can be estimated from the outputs of the pressure sensors 327. Note that the arrangement of the pressure sensors 327 is not necessarily equal, and the position and orientation of the surface layer portion 267 can be estimated if the intervals of the pressure sensors 327 are known.

≪指腹機構部の第五参考例
第五参考例に係る指腹機構部248は、図9(c)に示すように、上記第三参考例及び第四参考例の表層部266,267と同様に複数の領域に分割された表層部268を有している。指腹機構部248の中間・支持部材468、ベース部材228の構成及び効果は、順に、上述した第一参考例に係る指腹機構部244の中間・支持部材464、ベース部材224と同様である。なお、中間・支持部材468は、表層部268とベース部材228との間の空間288に配置されている。このような構成とすることにより、表層部268の傾斜を柔軟に変化させることが可能となり、比較的小さな凸凹がある把持対象物Wを把持する際に特に有効である。
≪Fifth reference example of finger pad mechanism part≫
As shown in FIG. 9C, the finger pad mechanism 248 according to the fifth reference example has a surface layer divided into a plurality of regions in the same manner as the surface layer portions 266 and 267 of the third reference example and the fourth reference example. Part 268. The configurations and effects of the intermediate / support member 468 and the base member 228 of the finger pad mechanism 248 are the same as those of the intermediate / support member 464 and the base member 224 of the finger pad mechanism 244 according to the first reference example described above. . The intermediate / support member 468 is disposed in a space 288 between the surface layer portion 268 and the base member 228. By adopting such a configuration, the inclination of the surface layer portion 268 can be flexibly changed, which is particularly effective when gripping the gripping object W having relatively small unevenness.

≪指腹機構部の第六参考例
図9(d)に示すように、第六参考例に係る指腹機構部249は、上記第三参考例第五参考例の表層部266〜268と同様に複数の領域に分割された表層部269を備えている。指腹機構部249の中間・支持部材469、ベース部材229の構成及び効果は、それぞれ、上述した第二参考例に係る中間・支持部材465、ベース部材225と同様である。なお、中間・支持部材469は、表層部269とベース部材229との間の空間289に配置されている。このような構成とすることによっても、上述した指腹機構部24及び指腹機構部241〜248と同様に、人が指で掴むが如く把持対象物Wを包むように掴むこと、言い換えれば把持対象物Wに傷を付けたり永久変形させたりしないような面圧の範囲で把持することが可能となる。また、このような構成とすることにより、把持対象物Wの表面の形状に表層部269を均一に変形させることが可能となるため、比較的穏やかな凹凸を有する把持対象物Wを把持する際に特に有効である。
≪Sixth reference example of finger pad mechanism part≫
As shown in FIG. 9D, the finger pad mechanism 249 according to the sixth reference example is a surface layer divided into a plurality of regions in the same manner as the surface layer portions 266 to 268 of the third reference example to the fifth reference example. Part 269 is provided. The configurations and effects of the intermediate / support member 469 and the base member 229 of the finger pad mechanism 249 are the same as those of the intermediate / support member 465 and the base member 225 according to the second reference example described above. The intermediate / support member 469 is disposed in a space 289 between the surface layer portion 269 and the base member 229. Even with such a configuration, as with the finger pad mechanism unit 24 and finger pad mechanism units 241 to 248 described above, the user grips the grip target object W as if it is gripped by a finger, in other words, the grip target. The object W can be gripped within a surface pressure range that does not damage or permanently deform the object W. In addition, with such a configuration, the surface layer portion 269 can be uniformly deformed to the shape of the surface of the grasped object W. Therefore, when grasping the grasped object W having relatively gentle irregularities. Is particularly effective.

≪指腹機構部の第七参考例
上述した指腹機構部24は、図3に示すように、圧力センサ32を支持部材30の基端部30a側の位置に配置しているが例えば図10(a)に示す指腹機構部250のような構成としてもよい。以下、この指腹機構部250について説明する。なお、表層部270、ベース部材230、中間部材290、支持部材500、圧力センサ330の構成、機能及び効果については、順に、上述した表層部26、ベース部材22、中間部材28、支持部材30、圧力センサ32と同様であるため、詳細な説明については省略する。
≪Seventh reference example of finger pad mechanism part≫
Finger pad mechanism portion 24 described above, as shown in FIG. 3, but are arranged the pressure sensor 32 to the position of the base end portion 30a of the support member 30, for example finger pad mechanism shown in Fig. 10 (a) It is good also as a structure like 250. Hereinafter, the finger pad mechanism 250 will be described. In addition, about the structure, function, and effect of the surface layer part 270, the base member 230, the intermediate member 290, the support member 500, and the pressure sensor 330, in order, the surface layer part 26, the base member 22, the intermediate member 28, the support member 30, Since it is the same as that of the pressure sensor 32, detailed description is abbreviate | omitted.

指腹機構部250は、支持部材500の先端側の位置(図10(a)では、支持部材500の先端部よりも表層部270側の位置)に圧力センサ330が配置されている。かかる位置に圧力センサ330を配置することにより、中間部材290の変形も圧力センサ330の出力に影響を与え、その分だけ感度が向上することになる。また、表層部270から圧力センサ330までの距離が、指腹機構部24の表層部26から圧力センサ32までの距離よりも短くなり、これによる圧力センサ330の検知精度の向上も見込まれる。従って、支持部材500が移動可能である場合には、より一層的確な位置に支持部材500を移動させることが可能となる。また、圧力センサ33から発信される情報を用いた把持制御、又は、支持部材500を用いた指腹機構部250の姿勢制御をより一層精度良く実施可能となる。   In the finger pad mechanism 250, the pressure sensor 330 is disposed at a position on the distal end side of the support member 500 (in FIG. 10A, a position closer to the surface layer portion 270 than the distal end portion of the support member 500). By disposing the pressure sensor 330 at such a position, the deformation of the intermediate member 290 also affects the output of the pressure sensor 330, and the sensitivity is improved accordingly. Moreover, the distance from the surface layer part 270 to the pressure sensor 330 becomes shorter than the distance from the surface layer part 26 of the finger pad mechanism part 24 to the pressure sensor 32, and the improvement of the detection accuracy of the pressure sensor 330 by this is also anticipated. Therefore, when the support member 500 is movable, the support member 500 can be moved to a more accurate position. In addition, grip control using information transmitted from the pressure sensor 33 or posture control of the finger pad mechanism unit 250 using the support member 500 can be performed with higher accuracy.

≪指腹機構部の第四変形例
上述した第一変形例の指腹機構部241が有する緩衝手段40と同様の緩衝手段411を備えた変形例として、図10(b)に示す指腹機構部251のような構成とすることも可能である。以下、指腹機構部251について説明する。なお、表層部271、ベース部材231、支持部材501、圧力センサ331の構成、機能及び効果については、順に、上述した表層部26、ベース部材22、支持部材30、圧力センサ32と同様であるため、詳細な説明については省略する。ここで、支持部材501、緩衝部材411及び圧力センサ331は、いずれも、表層部271とベース部材231との間の空間291に配置されている。
≪Fourth modification of finger pad mechanism part≫
As a modification provided with the buffering means 411 similar to the buffering means 40 included in the finger pad mechanism 241 of the first modification described above, a configuration like a finger pad mechanism 251 shown in FIG. Is possible. Hereinafter, the finger pad mechanism 251 will be described. The configuration, function, and effect of the surface layer portion 271, the base member 231, the support member 501, and the pressure sensor 331 are the same as those of the surface layer portion 26, the base member 22, the support member 30, and the pressure sensor 32 described above in order. Detailed description will be omitted. Here, the support member 501, the buffer member 411, and the pressure sensor 331 are all disposed in a space 291 between the surface layer portion 271 and the base member 231.

緩衝手段411は、バネ431及びダンパ451を有している。圧力センサ331及び圧力センサ332は、それぞれ、バネ431の基端部(ベース部材231側の端部)及びダンパ451の基端部(ベース部材231側の端部)に設けられている。かかる構成とした場合は、表層部271に作用する圧力が、バネ431及びダンパ451を伝達して直接的に圧力センサ331及び圧力センサ332に各々作用することになり、圧力の検出精度をより一層向上させることが可能となる。   The buffer unit 411 includes a spring 431 and a damper 451. The pressure sensor 331 and the pressure sensor 332 are provided at the base end portion (end portion on the base member 231 side) of the spring 431 and the base end portion (end portion on the base member 231 side) of the damper 451, respectively. In the case of such a configuration, the pressure acting on the surface layer portion 271 is directly transmitted to the pressure sensor 331 and the pressure sensor 332 by transmitting the spring 431 and the damper 451, thereby further improving the pressure detection accuracy. It becomes possible to improve.

≪指腹機構部の第五変形例
上述した実施形態及び第四変形例において示した圧力センサ32331に代えて、直動ポテンショメータ又は非接触測距センサなどによって構成されたセンサ321を用いることも可能である。以下、直動ポテンショメータによって構成されたセンサ321を適用した指腹機構部252について説明する。なお、指腹機構部252において、表層部272、ベース部材232、支持部材502、緩衝手段412の構成、機能及び効果については、順に、上述した表層部26、ベース部材22、支持部材30、緩衝手段40と同様であるため、詳細な説明については省略する。
≪Fifth modification of finger pad mechanism part≫
Instead of the pressure sensors 32 and 331 shown in the above-described embodiment and the fourth modification , it is also possible to use a sensor 321 constituted by a linear motion potentiometer or a non-contact distance measuring sensor. Hereinafter, the finger pad mechanism 252 to which the sensor 321 configured by a direct acting potentiometer is applied will be described. Note that in the finger pad mechanism 252, the structure, function, and effect of the surface layer portion 272, the base member 232, the support member 502, and the buffering means 412 are sequentially described in the surface layer portion 26, the base member 22, the support member 30, and the buffer. Since it is the same as that of the means 40, detailed description is abbreviate | omitted.

図10(c)に示すように、指腹機構部252は、直動ポテンショメータによって構成されたセンサ321を、表層部272とベース部材232との間の空間292であって、各緩衝手段412に対して隣接する位置に設けたものである。かかる構成とした場合についても、バネ432及びダンパ452の特性を事前に把握しておくことにより、圧力センサ32を用いた場合と同様に圧力の大きさ及び分布を的確に把握することができ、支持部材502を適切な位置まで移動させることが可能となる。   As shown in FIG. 10 (c), the finger pad mechanism 252 includes a sensor 321 configured by a linear motion potentiometer in a space 292 between the surface layer portion 272 and the base member 232. It is provided at a position adjacent to it. Also in the case of such a configuration, by grasping the characteristics of the spring 432 and the damper 452 in advance, the magnitude and distribution of the pressure can be accurately grasped similarly to the case where the pressure sensor 32 is used, It becomes possible to move the support member 502 to an appropriate position.

なお、本変形例の変形例として、上述した指腹機構部244,245,248,249の中間・支持部材464,465,468,469、又は、指腹機構部247の支持部材307のように、一定の位置に留まって表層部264,265,268,269又は267を支持するような構成とした場合は、圧力センサを配置する必要がなく、その分だけ装置構成をシンプルにすることが可能となる。 In addition, as a modified example of this modified example, like the above-described intermediate / support members 464, 465, 468, 469 of the finger pad mechanism parts 244, 245, 248, 249, or the support member 307 of the finger pad mechanism part 247, When the structure is such that it stays at a fixed position and supports the surface layer portions 264, 265, 268, 269 or 267 , it is not necessary to arrange a pressure sensor, and the device structure can be simplified accordingly. It becomes.

≪指腹機構部の第八参考例、並びに、指ユニット及び把持装置の参考例
上記実施形態に示した指腹機構部24等は、いずれも芯材となるベース部材22等の全周に亘って表層部26を設けた構成とされているが、以下のような構成としてもよい。例えば、図11(a)に示す指ユニット201に採用されている指腹機構部253のように、ベース部材233の全周を包囲するように中間部材293と支持部材503とが設けられる一方で、ベース部材233の周方向の一部にのみ表層部273が設けられる構成にしてもよい。
«Eighth Example of finger pad mechanism, as well as reference examples of the finger unit and the gripping device»
Like finger pad mechanism portion 24 shown in the above embodiment, although both are a structure in which a surface portion 26 over the entire circumference of the base member 22 such as a core material, have the following configurations Good . For example, like the finger pad mechanism 253 employed in the finger unit 201 shown in FIG. 11A, the intermediate member 293 and the support member 503 are provided so as to surround the entire circumference of the base member 233. The base layer 273 may be provided only on a part of the base member 233 in the circumferential direction.

以下に、図11(a)に示す指ユニット201を備えた把持装置101について、図面を参照しつつ説明する。なお、以下の説明において、表層部273、中間部材293、支持部材503、ベース部材233、レール161の構成、機能及び効果については、順に、上述した表層部26、中間部材28、支持部材30、ベース部材22、レール16と同様であるため、詳細な説明については省略する。   Hereinafter, the gripping device 101 including the finger unit 201 illustrated in FIG. 11A will be described with reference to the drawings. In the following description, the configuration, function, and effect of the surface layer portion 273, the intermediate member 293, the support member 503, the base member 233, and the rail 161 will be described in the order of the surface layer portion 26, the intermediate member 28, the support member 30, and the like. Since it is the same as that of the base member 22 and the rail 16, detailed description is abbreviate | omitted.

把持装置101は、図11(b)に示すように、各指ユニット201はいずれも、表層部273が設けられた部分が把持装置101の中心側に向くように配置されており、レール161に沿って把持装置101の中心に対して近接する方向と離反する方向とに移動可能に構成されている。これにより、把持装置101は、図1に示す把持装置100と同様に把持対象物Wを包むように掴むことが可能となる。   As shown in FIG. 11B, the gripping device 101 is arranged such that each finger unit 201 has a portion where the surface layer portion 273 is provided and faces the center side of the gripping device 101. Along the direction along the center of the gripping device 101, and a direction away from the center. Thereby, the gripping device 101 can be gripped so as to wrap the gripping target object W in the same manner as the gripping device 100 shown in FIG.

≪指腹機構部の第九参考例及び指ユニットの参考例
上述した指ユニット20及び指ユニット201は、いずれも、ベース部材22,233の外周全体を取り巻くように指腹機構部24、253を取り付けた柱状体であったが、図12(a)に示す指ユニット202のような構成としてもよい。以下、指腹機構部254及び指ユニット202について、図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の説明において、表層部274、中間部材294、支持部材504、ベース部材234の構成、機能及び効果については、順に、上述した表層部26、中間部材28、支持部材30、ベース部材22と同様であるため、詳細な説明については省略する。
«Reference Example of the ninth reference examples and finger unit of the finger pad mechanism»
Finger unit 20 and finger units 201 described above are all, was the columnar body fitted with finger pad mechanism portion 24,253 so as to surround the entire outer periphery of the base member 22,233, shown in FIG. 12 (a) It is good also as a structure like the finger unit 202. FIG. Hereinafter, the finger pad mechanism 254 and the finger unit 202 will be described in detail with reference to the drawings. In the following description, the structure, function, and effect of the surface layer portion 274, the intermediate member 294, the support member 504, and the base member 234 will be described in order, in the order of the surface layer portion 26, the intermediate member 28, the support member 30, and the base member 22. Therefore, the detailed description is omitted.

指腹機構部254は、上述した指腹機構部24等と同様の構成を有する。指腹機構部254によれば、上述した実施形態、変形例、参考例のものを採用した場合と同様に、(1)把持対象物Wの形状に倣うように変形する、(2)把持対象物Wの位置姿勢を保持する、(3)把持制御における指部の位置・姿勢の要求精度を緩和する、(4)把持対象物Wの表面に作用する圧力分布を穏やかにする等の効果が得られる。 The finger pad mechanism 254 has the same configuration as the finger pad mechanism 24 described above. According to the finger pad mechanism 254, (1) deformation to follow the shape of the object to be grasped W, (2) object to be grasped, as in the case of employing the above-described embodiment, modification, and reference example There are effects such as maintaining the position and orientation of the object W, (3) relaxing the required accuracy of the position and orientation of the finger part in the grip control, and (4) relaxing the pressure distribution acting on the surface of the object W to be gripped. can get.

指腹機構部254は、ベース部材234の周方向の一部にのみ取り付けられており、他の部分はベース部材234が露出している。かかる構成とする場合についても、図11(b)に示した把持装置101と同様に、指腹機構部254が設けられた部分が装置中心側に向くように各指ユニット202を配することにより、図1に示す把持装置100と同様の効果が得られる。   The finger pad mechanism 254 is attached only to a part of the base member 234 in the circumferential direction, and the base member 234 is exposed at the other part. Also in the case of such a configuration, similarly to the gripping device 101 shown in FIG. 11B, by arranging each finger unit 202 so that the portion provided with the finger pad mechanism 254 faces the device center side. An effect similar to that of the gripping device 100 shown in FIG. 1 is obtained.

≪指腹機構部の第十参考例
上記実施形態では、筒体あるいは柱状体によってベース部材22等を構成し、この外周側に指腹機構部24等を設けた構成を例示したが例えば図12(b)に示す指腹機構部255のような構成としてもよい。以下、指腹機構部255について説明するが、表層部275、中間部材295、支持部材505、ベース部 材235の構成、機能及び効果については、順に、上述した表層部26、中間部材28、支持部材30、ベース部材22と同様であるため、詳細な説明については省略する。

≪Tenth reference example of finger pad mechanism part≫
The above embodiment constitutes a base member 22 and the like by the tubular body or the columnar body, has been illustrated a structure in which a finger pad mechanism portion 24 or the like to the outer peripheral side, for example finger pad mechanism shown in FIG. 12 (b) It is good also as a structure like 255. Hereinafter, the finger pad mechanism portion 255 will be described. The configuration, function, and effect of the surface layer portion 275, the intermediate member 295, the support member 505, and the base member 235 are sequentially described above. Since it is the same as that of the member 30 and the base member 22, detailed description is abbreviate | omitted.

指腹機構部255は、平板状のものによって構成されたベース部材235の表面に表層部275、中間部材295及び支持部材505を設けたものである。ベース部材235は、表面が平坦な板体によって構成することが可能であるが、図12(b)に示す例においては表面が凹状となるように湾曲した板体によって構成されている。これにより、表面を平坦な形状とする場合に比べて面圧を均一化することが可能となり、より包み込むように把持すること、すなわち把持対象物Wに傷を付けたり永久変形させたりしないような面圧の範囲で把持すること、及び、把持しながら把持面を移動させること、すなわち把持対象物Wを軽くつかんでなでるように動作することが可能な指腹機構部255を提供できる。   The finger pad mechanism portion 255 is provided with a surface layer portion 275, an intermediate member 295, and a support member 505 on the surface of a base member 235 formed of a flat plate. The base member 235 can be configured by a plate having a flat surface, but in the example illustrated in FIG. 12B, the base member 235 is configured by a plate that is curved so that the surface is concave. As a result, the surface pressure can be made uniform as compared with the case where the surface is made flat, and gripping is performed so as to wrap more, that is, the gripping target W is not damaged or permanently deformed. It is possible to provide the finger pad mechanism 255 that can be gripped within the surface pressure range, and can be moved so that the gripping surface is moved while being gripped, that is, the gripping object W is gently gripped.

≪表層部の変形例≫
上記実施形態では、図8(a)に示すように、断面形状が略円形の凸部34aと谷状の凹部34bとによって形成された凹凸34を、表層部26の表面26bに設けた例を示したが、本発明はこれに限定される訳ではなく、表層部が凹凸34を有していないものであってもよい。この場合、凹部において把持対象物Wの角部(エッジ)が吸収されることはないものの、把持対象物Wを包むように掴むことはできる。
≪Modification of surface layer part≫
In the above embodiment, as shown in FIG. 8A, an example in which the unevenness 34 formed by the convex portion 34 a having a substantially circular cross section and the valley-shaped concave portion 34 b is provided on the surface 26 b of the surface layer portion 26. Although shown, the present invention is not limited to this, and the surface layer portion may not have the unevenness 34. In this case, the corners (edges) of the grasped object W are not absorbed in the recesses, but can be grasped so as to wrap the grasped object W.

また、表層部の表面に凹凸が形成されている場合であっても、かかる凹凸の形状が上述の凹凸34と相違していてもよく、図8(b)〜(d)に示す表層部276〜278が有する凹凸341〜343のような形状としてもよい。このような場合についても、上述した表層部26又は凹凸34と同様の作用効果が得られる。   Further, even when the surface of the surface layer portion is uneven, the shape of the unevenness may be different from the above-described unevenness 34, and the surface layer portion 276 shown in FIGS. It is good also as a shape like the unevenness | corrugation 341-343 which -278 has. Also in such a case, the same effect as the surface layer part 26 or the unevenness | corrugation 34 mentioned above is acquired.

具体的には、図8(b)に示す表層部276のように、断面形状が半円状の凸部341aと谷状の凹部341bとからなる凹凸341を有するもの、又は、図8(c),(d)の表層部277278のように断面形状が矩形状の凸部342a,343aと、凹部342b,343bとからなる凹凸342,343を備えたものであってもよい。 Specifically, as in the surface layer portion 276 shown in FIG. 8B, the cross-sectional shape has a concavo-convex portion 341 composed of a semicircular convex portion 341a and a valley-shaped concave portion 341b, or FIG. ), (D) surface layer portions 277 and 278 may include projections 342a and 343a having a rectangular cross-sectional shape and projections and depressions 342 and 343 including recesses 342b and 343b.

図8(b)に示すような凹凸341を設けた場合は、図8(a)のように略円状の断面形状の凸部34aを設けた場合と同様に、半円状の凸部341a,341aの間に形成される谷状の凹部341bに把持対象物Wのエッジを吸収させることが可能となる。また、図8(c),(d)のように断面形状が矩形状の凸部342a,343aを設けた場合は、凸部342a,343aにおける把持対象物Wとの接触面積が大きくなり、把持対象物Wの表面に作用する圧力を小さくすることができる。なお、柔軟性を有する素材により表層部342、343を形成した場合において矩形状の凸部342a,343aを設けた場合は、図8(c),(d)のように把持対象物Wと直接接触する部分を凹状に形成することにより把持対象物Wと面接触することとなり、図8(a)で示した凸部34aに対して線接触することにより作用する圧力を分散させることが可能となり、より一層把持対象物Wの表面に作用する圧力の局所的上昇を抑制することができる。また、凸部342a,343aのように矩形状の凸部を設ける場合は、図8(c)に示すように凸部342a,343aの角を湾曲させることが好ましい。   When the unevenness 341 as shown in FIG. 8B is provided, the semicircular protrusion 341a is provided in the same manner as the case where the substantially circular cross-sectional protrusion 34a is provided as shown in FIG. 8A. , 341a can absorb the edge of the object W to be gripped by the valley-shaped recess 341b. 8C and 8D, when the convex portions 342a and 343a having a rectangular cross-sectional shape are provided, the contact area of the convex portions 342a and 343a with the gripping object W increases, and the gripping is performed. The pressure acting on the surface of the object W can be reduced. In the case where the surface layer portions 342 and 343 are formed of a material having flexibility, when the rectangular convex portions 342a and 343a are provided, the gripping object W is directly connected as shown in FIGS. 8C and 8D. By forming the contact portion in a concave shape, the gripping object W is brought into surface contact, and it is possible to disperse the pressure acting by the line contact with the convex portion 34a shown in FIG. Further, the local increase in pressure acting on the surface of the grasped object W can be further suppressed. Moreover, when providing a rectangular-shaped convex part like convex part 342a, 343a, it is preferable to curve the angle | corner of convex part 342a, 343a as shown in FIG.8 (c).

100,101 把持装置
20,201,202 指ユニット
22,221〜234 ベース部材
24,241〜255 指腹機構部
26,261〜275 表層部
28,281〜296 中間部材
30,301〜303,306,307,500〜505 支持部材
34,341〜347 凹凸
464,465,468,469 中間・支持部材
W 把持対象物
100, 101 Grasping device 20, 201, 202 Finger unit 22, 221-234 Base member 24, 241-255 Finger pad mechanism 26, 261-275 Surface layer 28, 281-296 Intermediate member 30, 301-303, 306, 307, 500 to 505 Support member 34, 341 to 347 Unevenness 464, 465, 468, 469 Intermediate / support member W Grasping object

Claims (8)

把持対象物を把持可能な把持装置に用いられ、指腹機構部と、この指腹機構部を支持するベース部材とを備える指ユニットであって、
前記指腹機構部が、
前記把持対象物に対して面接触可能な表層部と、
前記表層部に追従して変形可能な中間部材と、
前記表層部に対して裏面側から押圧可能で、前記表層部の長手方向の一方側または他方側に、前記ベース部材上を移動可能に構成された支持部材と、
前記支持部材に移動動力を与えることが可能なアクチュエータと、を有し、
前記ベース部材と前記表層部との間には、前記中間部材及び前記支持部材が配されており、
前記把持対象物との接触に伴って前記表層部の表面に対して作用する圧力の分布に応じて、前記アクチュエータにより前記支持部材を前記表層部の長手方向の一方側または他方側に、前記ベース部材上を移動させるとともに、前記把持対象物の把持に伴って前記把持対象物に作用する圧力の分布、及び該圧力の方向を制御するようにしたことを特徴とする指ユニット。
A finger unit that is used in a gripping device capable of gripping a gripping object and includes a finger pad mechanism and a base member that supports the finger pad mechanism,
The finger pad mechanism part is
A surface layer part capable of surface contact with the gripping object;
An intermediate member that can be deformed following the surface layer, and
A support member configured to be able to be pressed from the back surface side against the surface layer portion and movable on the base member to one side or the other side in the longitudinal direction of the surface layer portion;
An actuator capable of applying a moving power to the support member,
Between the base member and the surface layer portion, the intermediate member and the support member are arranged,
Depending on the distribution of the pressure acting on the surface of the surface layer portion in contact with the object to be grasped , the base is moved to one side or the other side in the longitudinal direction of the surface layer portion by the actuator. A finger unit that moves on a member and controls the distribution of pressure acting on the gripping object as the gripping object is gripped, and the direction of the pressure.
前記中間部材が、表層部に作用する圧力を緩和する緩衝手段を有することを特徴とする請求項1に記載の指ユニット。   The finger unit according to claim 1, wherein the intermediate member includes a buffer unit that relieves pressure acting on the surface layer portion. 前記緩衝手段が、弾性又は粘弾性を有する素材により構成されている請求項2に記載のユニット。 The finger unit according to claim 2, wherein the buffer means is made of a material having elasticity or viscoelasticity. 前記支持部材が、粘性又は/及び弾性を有するものである請求項1〜3のいずれかに記載の指ユニット。   The finger unit according to claim 1, wherein the support member has viscosity or / and elasticity. 前記表層部が、同一方向に向けて筋状に延びる凹凸を複数、表面に備えているとともに、前記指ユニットの略全周を包囲するように配置されており、
前記凹凸が、前記指ユニットの長手方向に向けて延びるように設けられている請求項1〜4のいずれかに記載の指ユニット。
The surface layer portion has a plurality of irregularities extending in a streak shape in the same direction on the surface, and is disposed so as to surround substantially the entire circumference of the finger unit,
The finger unit according to any one of claims 1 to 4, wherein the unevenness is provided so as to extend in a longitudinal direction of the finger unit.
前記表層部が、弾性又は粘弾性を有するものである請求項1〜5のいずれかに記載の指ユニット。   The finger unit according to claim 1, wherein the surface layer portion has elasticity or viscoelasticity. 前記指腹機構部が、前記指ユニットの長手方向に沿って複数設けられている請求項1〜6のいずれかに記載の指ユニット。   The finger unit according to any one of claims 1 to 6, wherein a plurality of finger pad mechanisms are provided along a longitudinal direction of the finger unit. 請求項1〜7のいずれかに記載の指ユニットを複数備え、これら複数の指ユニットによって前記把持対象物を把持可能な把持装置であって、
前記複数の指ユニットが、
相互に近接離反する方向に移動可能に構成されているとともに、当該複数の指ユニットの間に形成される空間に配された把持対象物を、相互に近接する方向に移動することによって把持可能とされていることを特徴とする把持装置。
A gripping device comprising a plurality of finger units according to any one of claims 1 to 7, wherein the gripping object can be gripped by the plurality of finger units,
The plurality of finger units are
It is configured to be movable in a direction that is close to and away from each other, and can be gripped by moving a gripping object disposed in a space formed between the plurality of finger units in a direction that is close to each other. A gripping device characterized by being made.
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