JP6149204B2 - Robot hand - Google Patents
Robot hand Download PDFInfo
- Publication number
- JP6149204B2 JP6149204B2 JP2013182413A JP2013182413A JP6149204B2 JP 6149204 B2 JP6149204 B2 JP 6149204B2 JP 2013182413 A JP2013182413 A JP 2013182413A JP 2013182413 A JP2013182413 A JP 2013182413A JP 6149204 B2 JP6149204 B2 JP 6149204B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- hand
- force sensor
- base
- force
- elastic body
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 41
- 210000000707 wrist Anatomy 0.000 claims description 41
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 18
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 5
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 5
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 5
- 210000003811 finger Anatomy 0.000 description 80
- 210000003813 thumb Anatomy 0.000 description 23
- 210000004932 little finger Anatomy 0.000 description 19
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 14
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 13
- 241000282412 Homo Species 0.000 description 12
- 230000036544 posture Effects 0.000 description 9
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 6
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 6
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 5
- 210000001503 joint Anatomy 0.000 description 4
- 210000003857 wrist joint Anatomy 0.000 description 4
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 239000012636 effector Substances 0.000 description 3
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 3
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 210000001145 finger joint Anatomy 0.000 description 1
- 210000000245 forearm Anatomy 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Manipulator (AREA)
Description
本発明は、人間型ロボットに用いられるロボットハンド(以下、単に「ハンド」ともいう。)に関し、特には、人間の手に近いプロポーション(ハンドの長さに対する厚みの比率)を実現するとともに、力検出機能を有するロボットハンドに関するものである。 The present invention relates to a robot hand (hereinafter also simply referred to as “hand”) used for a humanoid robot, and in particular, realizes a proportion close to a human hand (ratio of thickness to the length of the hand) and force. The present invention relates to a robot hand having a detection function.
なお、本明細書において、「ハンド」とは人間型ロボットのアームの先端部に装着された、人間の手に対応する部位を意味する。また、「掌」とはハンドの、人間の手の掌側部位に対応する部位を意味し、「甲」とはハンドの、人間の手の甲側部位に対応する部位を意味する。加えて、ハンドの「前後方向」とはアームの先端部からハンドが延在する方向を意味し、ハンドの「厚み方向」とはハンドの「掌」と「甲」を結ぶ方向を意味し、ハンドの「左右方向」とは、ハンドの「前後方向」と直交する方向で且つハンドの「厚み方向」と直交する方向を意味する。 In the present specification, the “hand” means a part corresponding to a human hand attached to the tip of the arm of a humanoid robot. In addition, “palm” means a part of the hand corresponding to the palm side part of the human hand, and “top” means a part of the hand corresponding to the back side part of the human hand. In addition, the “front-rear direction” of the hand means the direction in which the hand extends from the tip of the arm, and the “thickness direction” of the hand means the direction connecting the “palm” and “top” of the hand, The “left-right direction” of the hand means a direction perpendicular to the “front-rear direction” of the hand and perpendicular to the “thickness direction” of the hand.
ロボットハンドが対象物を安定に把持したり、操作を行ったり、更には環境に対して安定した押しつけ力を実現したり、人間との安全なインタラクションを実現したりするためには、ハンドに作用する力の検出機能が重要であり、このような機能を持つロボットとして従来、特許文献1から特許文献4までに記載されているようなロボットが発明されている。
In order for the robot hand to stably hold the object, operate it, realize a stable pressing force against the environment, and realize a safe interaction with humans, it acts on the hand. The function of detecting the force is important, and robots described in
特許文献1や特許文献2に記載のものでは、ハンド等のエンドエフェクタに作用する力を検出するための力センサを、ロボットアームの先端部に位置する手首周辺に配置し、力センサを介してエンドエフェクタが装着されている。この手首周辺に配置された力センサの検出値に基づき、エンドエフェクタに作用する力の制御が行われている。
In the devices described in
特許文献3や特許文献4に記載のものでは、指先に作用する力を検出するための力センサが、指先周辺に配置されている。この指先周辺に配置された力センサの検出値に基づき、対象物と指先の間で発生する力の制御が行われている。 In the thing of patent document 3 and patent document 4, the force sensor for detecting the force which acts on a fingertip is arrange | positioned around the fingertip. Based on the detection value of the force sensor arranged around the fingertip, the force generated between the object and the fingertip is controlled.
人間型ロボットの応用として、人間が生活する環境で人間が行う作業の代替え作業以外にも、人間の生活支援(例えば、床に落ちた対象物を拾い上げ人間に手渡す動作)や、人間用機器の評価(例えば、車の乗り込み時の人間にかかる関節負荷の評価のために同じ動作をさせたロボットの関節トルクや関節可動角の計測とその評価)や、エンターテイメント分野(例えば、イベント会場の司会者やファッションモデル)などへの応用も期待されている。特に、人間型ロボットを人間の生活支援のために活用しようとした場合には、ロボットと人間との安全なインタラクションが求められている。例えば、対象物を人間に手渡す際には、ロボットが過度な力を人間に与えないように、ロボットと人間の間で発生する力を検出し制御する必要がある。また、安全性の観点から、人間が接触する可能性のあるハンドの多くの部位で力を検出し制御することが必要である。さらに、対人親和性の観点からも、ハンドには人間に極めて近いプロポーションの実現も求められている。 As an application of humanoid robots, in addition to the work that humans substitute in the environment where humans live, human life support (for example, picking up objects that have fallen on the floor and handing them to humans) Evaluation (for example, measurement and evaluation of joint torque and joint movable angle of a robot that has been operated in the same way to evaluate joint load on humans when entering a car) and entertainment field (for example, host of an event venue) And fashion models) are also expected. In particular, when an attempt is made to use a humanoid robot for human life support, a safe interaction between the robot and the human is required. For example, when handing an object to a human, it is necessary to detect and control the force generated between the robot and the human so that the robot does not apply excessive force to the human. Also, from the viewpoint of safety, it is necessary to detect and control the force at many parts of the hand that may be touched by humans. Furthermore, from the viewpoint of interpersonal affinity, the hand is also required to realize a proportion very close to humans.
しかしながら、特許文献1や特許文献2に記載のものでは、力センサが手首周辺に配置されていることから、力センサの座標系原点と対象物の重心位置が離れるとともに、力センサに作用するモーメント荷重も大きくなり、その結果、許容モーメント荷重が大きい力センサを採用する必要があった。許容モーメント荷重が大きい力センサは、その体積も大きくなることから、この点でも人間の手に近いプロポーションのハンドを実現することは困難であった。
However, in the ones described in
加えて、特許文献1や特許文献2に記載のものでは、力センサは手首周辺に配置されており、またその取付け面がロボットアームの先端部を向くように配置されていることから、力センサの取付け面の法線方向とハンドの厚み方向を合致させようとすると、アームとハンドの相対姿勢が人間の前腕と手の相対姿勢とは似つかない姿勢になるという問題を有している。
In addition, in the devices described in
また、特許文献3や特許文献4に記載のものでは、力センサが指先周辺に配置されていることから、把持力の検出はできるが、ハンドの掌や甲に作用する力を検出ことができず、人間との安全なインタラクションを実現することは困難であった。 Moreover, in the thing of patent document 3 and patent document 4, since the force sensor is arrange | positioned around a fingertip, although gripping force can be detected, the force which acts on the palm and back of a hand can be detected. Therefore, it was difficult to realize a safe interaction with humans.
それゆえ本発明は、人間型ロボットに用いられるハンドにおいて、ハンドの長さに対する厚みの比率が従来のものよりも小さい、人間の手に近いプロポーションを実現するとともに、力検出機能を有するロボットハンドを実現することを目的としている。 Therefore, the present invention provides a robot hand having a force detection function while realizing a proportion close to that of a human hand, in which the ratio of the thickness to the length of the hand is smaller than that of a conventional hand in a humanoid robot. It is intended to be realized.
本発明は、上記課題を有利に解決するためになされたものであり、本発明のロボットハンドは、ハンド基部と、そのハンド基部に結合された少なくとも1本の指と、ロボットアームの先端部に結合される手首連結フレームと、一方の取付け面と他方の取付け面とを有して少なくとも1軸の並進力もしくはトルクを検出する力センサと、を備えたロボットハンドにおいて、
前記ハンド基部が、前記ロボットハンドの掌側に位置する掌側フレームと、前記ロボットハンドの甲側に位置するとともに前記掌側フレームに結合される甲側フレームと、を有し、
前記力センサは、前記ハンド基部に内包されるように配置され、前記一方の取付け面が前記手首連結フレームに結合されるとともに、前記他方の取付け面が前記ハンド基部に結合されて、前記ハンド基部に作用する力および前記指に作用する力を検出することを特徴としている。
The present invention has been made to advantageously solve the above problems, and a robot hand according to the present invention includes a hand base, at least one finger coupled to the hand base, and a tip of the robot arm. In a robot hand comprising: a wrist connecting frame to be coupled; and a force sensor having one attachment surface and the other attachment surface to detect translational force or torque of at least one axis,
The hand base has a palm side frame located on the palm side of the robot hand, and a back side frame located on the back side of the robot hand and coupled to the palm side frame;
The force sensor is disposed so as to be included in the hand base, the one mounting surface is coupled to the wrist coupling frame, and the other mounting surface is coupled to the hand base, And a force acting on the finger are detected.
本発明のロボットハンドによれば、一方の取付け面と他方の取付け面とを有して少なくとも1軸の並進力もしくはトルクを検出する力センサを、ハンドの掌側に位置するフレームである掌側フレームと、その掌側フレームに結合されるとともにハンドの甲側に位置するフレームである甲側フレームとを有するハンド基部に内包し、その力センサの一方の取付け面を、ロボットアームの先端部に結合される手首連結フレームに結合するとともに、他方の取付け面をハンド基部に結合しているため、人間が接触する可能性のあるハンドの多くの部位で力を検出することが可能になり、特に、ハンド基部の全ての部位およびそのハンド基部に結合された少なくとも1本の指に対してそれぞれ作用する力を力センサで検出することが可能になる。 According to the robot hand of the present invention, the palm side which is a frame which has one mounting surface and the other mounting surface and which detects a translational force or torque of at least one axis is positioned on the palm side of the hand. Enclosed in a hand base having a frame and a back side frame that is coupled to the palm side frame and located on the back side of the hand, one mounting surface of the force sensor is attached to the tip of the robot arm. Since it is coupled to the wrist connection frame to be coupled and the other mounting surface is coupled to the hand base, it becomes possible to detect the force at many parts of the hand that can be touched by humans. The force sensor can detect the force acting on all the parts of the hand base and at least one finger coupled to the hand base.
加えて、本発明のロボットハンドによれば、力センサを、ハンド基部に内包したことにより、力センサの力検出座標原点を対象物の重心位置に近づけることができるため、許容モーメント荷重が小さい力センサを採用することが可能になる。許容モーメント荷重が小さい力センサは、その体積も小さくなることから、人間の手に近いプロポーションのロボットハンドを実現することが容易になる。 In addition, according to the robot hand of the present invention, since the force sensor is included in the hand base, the force detection coordinate origin of the force sensor can be brought close to the position of the center of gravity of the object. A sensor can be employed. Since the force sensor with a small allowable moment load has a small volume, it becomes easy to realize a robot hand having a proportion close to that of a human hand.
なお、本発明のロボットハンドにおいては、前記一方の取付け面と他方の取付け面とのうち、少なくとも前記他方の取付け面の法線が前記ハンド基部の厚み方向を向いていると好ましい。また、前記力センサの力検出座標原点が前記ハンド基部の掌側表面近くにくるように前記力センサが配置されていると好ましい。これらのようにすれば、掌側表面を対象物に押し付けたり、掌側表面と指とで対象物を把持したりする場合に、力センサの座標系原点を対象物の重心位置に更に近づけることが可能になる。その結果、許容モーメント荷重のより小さい力センサを採用することも可能になる。許容モーメント荷重がより小さい力センサは、その体積もより小さくなることから、人間の手に近いプロポーションのロボットハンドを実現することがより容易になる。 In the robot hand of the present invention, it is preferable that at least a normal line of the other attachment surface of the one attachment surface and the other attachment surface is directed in a thickness direction of the hand base. The force sensor is preferably arranged so that the force detection coordinate origin of the force sensor is close to the palm side surface of the hand base. In this way, when the palm side surface is pressed against the object or the object is gripped by the palm side surface and the finger, the coordinate system origin of the force sensor is made closer to the center of gravity of the object. Is possible. As a result, a force sensor having a smaller allowable moment load can be employed. Since the force sensor having a smaller allowable moment load has a smaller volume, it becomes easier to realize a robot hand having a proportion close to that of a human hand.
また、本発明のロボットハンドにおいては、前記力センサは、前記一方の取付け面が前記手首連結フレームに結合されるとともに、前記他方の取付け面が衝撃力吸収機構を介して前記ハンド基部に結合されて、前記ハンド基部および前記指に作用する力を検出するものであると好ましい。このようにすれば、ロボットハンドが環境や対象物や人間と接触した際に発生する衝撃力を衝撃力吸収機構が吸収し、接触時のロボットハンド自体の破損を抑制するとともに、環境や対象物の破損も抑制し、人間に与える衝撃力も緩和することが可能になる。 Further, in the robot hand of the present invention, the force sensor has the one attachment surface coupled to the wrist connecting frame and the other attachment surface coupled to the hand base via an impact force absorbing mechanism. Thus, it is preferable to detect a force acting on the hand base and the finger. In this way, the impact force absorbing mechanism absorbs the impact force generated when the robot hand comes into contact with the environment, an object, or a human being, thereby preventing damage to the robot hand itself at the time of contact. It is also possible to suppress the damage to the human body and reduce the impact force applied to humans.
さらに、本発明のロボットハンドにおいては、前記衝撃力吸収機構は、前記ハンド基部に対しハンド側に位置するハンド側弾性体と前記ハンド基部に対し力センサ側に位置する力センサ側弾性体とを備え、前記ハンド側弾性体の一端部と前記力センサ側弾性体の一端部と前記力センサとの相対位置が崩れないように前記ハンド側弾性体と前記力センサ側弾性体とを配置するとともに、前記ハンド側弾性体の他端部と前記力センサ側弾性体の他端部と前記ハンド基部との相対位置が崩れないように前記ハンド側弾性体と前記力センサ側弾性体とを配置することとすると好ましい。このようにすれば、無負荷時のハンド側弾性体の伸縮位置と無負荷時の力センサ側弾性体の伸縮位置とが同一軸線上に位置しないようにハンド側弾性体と力センサ側弾性体とを互いにずらして配置することが可能になる。その結果、衝撃力吸収機構のハンドの厚み方向の寸法を抑えることができ、ロボットハンドで人間の手に近いプロポーションを実現することが容易になる。 Further, in the robot hand of the present invention, the impact force absorbing mechanism includes a hand side elastic body positioned on the hand side with respect to the hand base and a force sensor side elastic body positioned on the force sensor side with respect to the hand base. And arranging the hand side elastic body and the force sensor side elastic body so that the relative positions of the one end part of the hand side elastic body, the one end part of the force sensor side elastic body and the force sensor do not collapse. The hand side elastic body and the force sensor side elastic body are arranged so that the relative positions of the other end of the hand side elastic body, the other end of the force sensor side elastic body, and the hand base are not collapsed. This is preferable. In this way, the hand side elastic body and the force sensor side elastic body are arranged so that the expansion / contraction position of the hand side elastic body at no load and the expansion position of the force sensor side elastic body at no load are not located on the same axis. Can be shifted from each other. As a result, it is possible to suppress the dimension of the hand of the impact force absorbing mechanism in the thickness direction, and it becomes easy to realize a proportion close to a human hand with the robot hand.
さらに、本発明のロボットハンドにおいては、前記掌側フレームは、互いに離間してハンド外部側に突出するとともに先端で一緒に少なくとも1平面を画成する、例えば第一突起と第二突起と第三突起等の複数の突起を備え、前記手首連結フレームは、前記複数の突起を除いた前記掌側フレームよりも外側に突出する部位を有し、前記突出する部位は、前記複数の突起の先端が画成する平面よりもハンド内部側に位置すると好ましい。このようにすれば、環境(例えば、テーブルや壁等)にロボットハンドを着く際には、複数の突起がそれらの先端で画成する平面で環境に接触するため、環境との接触力の検出が可能になり、ロボットハンドで対象物を把持する際には、手首連結フレームの、複数の突起を除いて掌側フレームよりもハンド外部側に突出する部位で対象物と接触するため、手首連結フレームの突出する部位と指とで対象物を把持した際の把持力の検出が可能になる。 Furthermore, in the robot hand of the present invention, the palm side frame protrudes to the outside of the hand while being spaced apart from each other and defines at least one plane together at the tip, for example, the first protrusion, the second protrusion, and the third A plurality of protrusions such as protrusions, and the wrist connecting frame has a portion protruding outward from the palm side frame excluding the plurality of protrusions, and the protruding portion has a tip of the plurality of protrusions. It is preferable to be located on the inner side of the hand from the plane to be defined. In this way, when the robot hand is attached to the environment (for example, a table or a wall), a plurality of protrusions come into contact with the environment on the plane defined by their tips, so that the contact force with the environment is detected. When gripping an object with a robot hand, the wrist connection frame is in contact with the object at a portion of the wrist connection frame that protrudes outside the palm side frame except for a plurality of protrusions. It becomes possible to detect the gripping force when the object is gripped by the protruding portion of the frame and the finger.
以下、本発明を実施する場合の形態について、図面を参照して説明する。図1(a)および(b)は、この発明の第一実施例のロボットハンドの全体構造を示す甲側から見た斜視図および掌側から見た斜視図である。 Hereinafter, embodiments in the case of carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. FIGS. 1A and 1B are a perspective view showing the entire structure of the robot hand according to the first embodiment of the present invention as seen from the back side and a perspective view seen from the palm side.
図1において、符号1はロボットハンド(ハンド)、2はハンド基部、11は親指、12は人差指、13は中指、14は薬指、15は小指を示す。また、12aは人差指の基節リンク、12bは人差指の中節リンク、12cは人差指の末節リンク、13aは中指の基節リンク、13bは中指の中節リンク、13cは中指の末節リンク、14aは薬指の基節リンク、14bは薬指の中節リンク、14cは薬指の末節リンク、15aは小指の基節リンク、15bは小指の中節リンク、15cは小指の末節リンクを示す。加えて、符号41は手首連結フレーム、43は掌側フレーム、44は甲側サブフレーム、45は甲側フレームを示す。
In FIG. 1,
図1に示すロボットハンド1では、人差指12と中指13と薬指14と小指15の各基節リンクは互いに同じ長さ、各中節リンクも互いに同じ長さ、各末節リンクも互いに同じ長さで構成されているが、これは例示にすぎず特許請求の範囲を限定するものでなく、互いに異なる長さのリンクを使っても良い。符号21は親指関節軸、22は四指のMP(metacarpophalangeal)関節軸、23は四指のPIP(proximal interphalangeal)関節軸、24は四指のDIP(distal
interphalangeal)関節軸(図ではそれらの関節軸の軸線)をそれぞれ示している。
In the
The interphalangeal joint axes (the axes of those joint axes in the figure) are shown respectively.
ここで、ロボットハンド1は、親指関節軸21を回転中心にハンド基部2と親指11の相対姿勢を変える親指関節を備えている。また、人差指12と中指13と薬指14と小指15の四指は、MP関節軸22を回転中心にハンド基部2と各四指の基節リンク12a,13a,14a,15aとの相対姿勢を変えるMP関節と、PIP関節軸23を回転中心に各四指の基節リンク12a,13a,14a,15aと中節リンク12b,13b,14b,15bとの相対姿勢を変えるPIP関節と、DIP関節軸24を回転中心に各四指の中節リンク12b,13b,14b,15bと末節リンク12c,13c,14c,15cとの相対姿勢を変えるDIP関節とを備えている。
Here, the
ハンド基部2は、掌側フレーム43と甲側フレーム45とを有し、それらを互いに結合することにより、略薄型直方体形状を有すると共に、中空構造とされている。また、図1に示すロボットハンド1では、ハンド基部2は甲側サブフレーム44も有し、甲側サブフレーム44は、掌側フレーム43と甲側フレーム45との間に挟まれてそれらに結合されている。そしてハンド基部2には、親指11、人差指12、中指13、薬指14、小指15が作動する際にハンド基部2との干渉を避けるための穴が設けられている。また、ハンド基部2には、ロボットハンド1をロボットアームの先端部(例えばロボットアームの手首関節)に結合するための手首連結フレーム41の一端部がハンド基部2から突出するような穴も設けられている。
The
また、図1ではハンド基部2により隠れているが、後述する図5に示すように、力センサ42がハンド基部2に内包されるように配置され、力センサ42の一方の取付け面は、同じく図1ではハンド基部2により隠れた部位で手首連結フレーム41に結合されており、力センサ42の他方の取付け面はハンド基部2の掌側フレーム43に結合されている。加えて、図1ではハンド基部2により隠れている親指11、人差指12、中指13、薬指14、小指15の駆動機構も、後述する図2および図3に示すように、ハンド基部2に内包されている。
Although it is hidden by the
ロボットハンド1ならびにハンド基部2をこのように構成することにより、ロボットハンド1の外観部分は、ハンド基部2、親指11、人差指12、中指13、薬指14、小指15および、ハンド基部2から突出した手首連結フレーム41のみになる。手首連結フレーム41はロボットアームの先端部に結合されているため、ハンド基部2に内包した力センサ42により、ハンド基部2に作用する力および、親指11、人差指12、中指13、薬指14もしくは小指15に作用する力を検出することが可能になる。すなわち、力センサ42により、ロボットハンド1の全ての部位に作用する力を検出することが可能となる。
By configuring the
図2は、上記第一実施例のロボットハンドの構造を示す、甲側から見た分解斜視図、図3は、上記第一実施例のロボットハンドの構造を示す、掌側から見た分解斜視図であり、図2,3中、図1におけると同じ符号については同じ部材を示している。すなわち、図2および図3において、符号42は力センサ、52は基台プレート、53はスペーサ、54はハンド側弾性体、55は力センサ側弾性体、56はハンド側力センサ取付けネジ、57は手首側力センサ取付けネジ、58は凸ガイド、59は凹ガイドを示す。
FIG. 2 is an exploded perspective view showing the structure of the robot hand of the first embodiment, viewed from the back side. FIG. 3 is an exploded perspective view showing the structure of the robot hand of the first embodiment, viewed from the palm side. 2 and 3, the same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same members. 2 and 3,
スペーサ53、ハンド側弾性体54、力センサ側弾性体55、ハンド側力センサ取付けネジ56および手首側力センサ取付けネジ57の数字にそれぞれ付属するa,b,cは、同一部材を複数用いた場合の個々の部材を表すために付加した付属符号であり、省略して説明する場合がある。また、ハンド側弾性体54と力センサ側弾性体55とは機械バネを用いているが、これは例示にすぎず特許請求の範囲を限定するものでなく、ゴムなどの弾性体であっても良い。 A, b, and c attached to the numbers of the spacer 53, the hand side elastic body 54, the force sensor side elastic body 55, the hand side force sensor mounting screw 56, and the wrist side force sensor mounting screw 57, respectively, use a plurality of the same members. It is the attached code | symbol added in order to show each member of a case, and may abbreviate | omit and may explain. The hand side elastic body 54 and the force sensor side elastic body 55 use mechanical springs, but this is only an example and does not limit the scope of the claims, and may be an elastic body such as rubber. good.
凸ガイド58は基台プレート52に設けた略三角柱状の凸形状部位を示し、凹ガイド59は掌側フレーム43に設けた略三角筒状の凹形状部位を示しており、凸ガイド58と凹ガイド59とは互いに遊嵌して、掌側フレーム43と基台プレート52との相対位置および相対姿勢の少なくとも一方が変化する際のガイドを構成しているが、これは例示にすぎず特許請求の範囲を限定するものでなく、凸ガイド58を掌側フレーム43に設け、凹ガイド59を基台プレート52に設けても良い。
The
さらに、符号61は第一モータ、62は第一精密減速装置、63は第二モータ、64は第二精密減速装置、65はベルト式伝動機構、66は平行リンク機構、67は平行リンク機構出力シャフトを示す。本明細書においては、商品名ハーモニックドライブ(登録商標)を用いたハーモニック減速装置や、遊星歯車(不思議遊星歯車を含む)を用いた遊星歯車減速装置や、商品名サイクロ減速機を用いたサイクロ減速装置や、商品名RV減速機を用いたRV減速装置や、商品名ローラドライブを用いたローラドライブ減速装置や、サイクロイドを用いたボール減速機等を「精密減速装置」と言う。
Further,
第一モータ61と第一精密減速装置62とは、ハンド基部2に内包されるように配置されるとともにハンド基部2に固定されている。第一モータ61の出力軸と第一精密減速装置62の入力軸とが結合され、第一精密減速装置62の出力軸が親指関節軸21を構成している。すなわち、第一モータ61を駆動することにより、親指11の内転と外転の動作が可能な構成になっている。
The
また、第二モータ63、第二精密減速装置64、ベルト式伝動機構65、平行リンク機構66もハンド基部2に内包されるように配置されるとともにハンド基部2に固定され、平行リンク機構出力軸67はハンド基部2に内包されるように配置されるとともにハンド基部2に軸支されてMP関節軸22を構成している。第二モータ63の出力は、プーリとタイミングベルトにより構成されるベルト式伝動機構65を介して、第二精密減速装置64の入力軸に伝達される。さらに、第二精密減速装置64の出力は、平行リンク機構66を介して、平行リンク機構出力軸67に伝達される。人差指12と中指13と薬指14と小指15の各基節リンクは、図示しない取付けネジにて平行リンク機構出力軸67に締結されている。すなわち、第二モータ63を駆動することにより、人差指の基節リンク12a、中指の基節リンク13a、薬指の基節リンク14aおよび小指の基節リンク15aを同時に屈曲および伸展動作させることが可能な構成になっている。
Further, the
また、親指11以外の四指のPIP関節軸23とDIP関節軸24とは、例えば特許第3086452号にて開示されたワイヤ式の伝動機構の如き図示しない伝動機構により、MP関節軸22と連動して同方向に回転するように構成されている。すなわち、第二モータ63を駆動することにより、四指を同時に屈曲および伸展動作させることが可能な構成になっている。なお、第二モータ63により四指を同時に屈曲および伸展動作させることが可能な構成は例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものでない。
Further, the four-finger PIP
図4は、上記第一実施例のロボットハンドが対象物を把持している状態の甲側から見た斜視図、図5(a)は、上記第一実施例のロボットハンドが対象物を把持している状態の親指側から見た側面図および部分断面図、図5(b)は、図5(a)中の点線で囲った部分の拡大図である。図4,5中、図1から図3におけると同じ符号については同じ部材を示している。すなわち、図4および図5において、51は衝撃力吸収機構、71は力センサ検出座標原点、72は対象物、73は対象物重心位置を示す。
FIG. 4 is a perspective view of the robot hand according to the first embodiment as viewed from the upper side in a state where the robot hand is gripping the object, and FIG. 5A is a diagram illustrating the robot hand according to the first embodiment gripping the object. FIG. 5B is a side view and a partial cross-sectional view as seen from the thumb side in the state of being performed, and is an enlarged view of a portion surrounded by a dotted line in FIG. 4 and 5, the same reference numerals as those in FIGS. 1 to 3 denote the same members. That is, in FIGS. 4 and 5,
これらの図に示すように、力センサ42の一方の取付け面(図5では上向の面)は、ハンド基部2の内側で手首連結フレーム41に互いの相対位置が崩れないように手首側力センサ取付けネジ57を用いてネジ締結されている。力センサ42の他方の取付け面(図5では下向の面)は、衝撃力吸収機構51を介してハンド基部2に結合されている。一般的に、市販されている力センサは、取付け面の法線方向が他の方向に比べ同等もしくはより大きな荷重を測定できる特性を有しており、また、ロボット基部2に作用する力も、厚み方向の荷重が他の方向の荷重よりも大きく作用するケースが多いことから、この第一実施例のロボットハンド1においては、力センサ42の取付け面の法線がハンド基部2の厚み方向を向くように配置している。このように力センサ42を配置することにより、ハンド基部2の厚み方向に作用する大きな負荷を検出することが可能になり、例えば、掌でテーブルにハンド1を押し付けようなるケースにおいてハンド1にかかる大きな力を検出することが可能になる。
As shown in these drawings, one mounting surface (upward surface in FIG. 5) of the
衝撃力吸収機構51は、基台プレート52、スペーサ53(53a,53b,53c)、ハンド側弾性体54(54a,54b,54c)、力センサ側弾性体55(55a,55b,55c)およびハンド側力センサ取付けネジ56(56a,56b,56c)により、スポット溶接ガンを浮動支持する一般的なイコライジング機構のように構成されている。すなわち、基台プレート52にはスペーサ53の外径と同じ径の穴が設けられており、その穴にスペーサ53を通し、スペーサ53と力センサ42は互いの相対位置が崩れないようにハンド側力センサ取付けネジ56を用いて互いにネジ締結されている。なお、基台プレート52にスペーサ53の外径と同じ径の穴を設けたが、これは例示にすぎず特許請求の範囲を限定するものでなく、基台プレート52にハンド側力センサ取付けネジ56を通す穴を設け、力センサ42とスペーサ53で基台プレート52を挟み、力センサ42と基台プレート52とスペーサ53を互いの相対位置が崩れないようにハンド側力センサ取付けネジ56を用いてネジ締結をしても良い。
The impact
また、ハンド側力センサ取付けネジ56のネジ頭側のスペーサ53の端部には、ハンド側弾性体54の内径と実質的に同じ外径のフランジ形状を有する部位が設けられていて、ハンド側弾性体54の一端部(図5では下端部)とスペーサ53との相対位置が崩れないようになっている。またスペーサ53は力センサ42にハンド側力センサ取付けネジ56でネジ締結されており、その結果、ハンド側弾性体54の一端部と力センサ42との相対位置が崩れないようになっている。
Further, the end of the spacer 53 on the screw head side of the hand side force sensor mounting screw 56 is provided with a portion having a flange shape having substantially the same outer diameter as the inner diameter of the hand side elastic body 54. The relative position between one end (the lower end in FIG. 5) of the elastic body 54 and the spacer 53 is not collapsed. The spacer 53 is screwed to the
加えて、基台プレート52には力センサ側弾性体55の外径と同じ径を有する窪みが設けられていて、力センサ側弾性体55の一端部(図5では上端部)と基台プレート52との相対位置が崩れないようになっている。また基台プレート52と力センサ42は、その互いの相対位置が崩れないように組み立てられており、その結果、力センサ側弾性体55の一端部と力センサ42との相対位置が崩れないようになっている。
In addition, the
ハンド側弾性体54の他端部(図5では上端部)は、ハンド基部2の掌側フレーム43に設けた、ハンド側弾性体54の外径と実質的に同じ内径の窪みで固定している。更に、力センサ側弾性体55の他端部(図5では下端部)も、同じくハンド基部2の掌側フレーム43に設けた、力センサ側弾性体55の外径と実質的に同じ内径の窪みで固定している。その結果、ハンド側弾性体54の他端部と力センサ側弾性体55の他端部とハンド基部2の掌側フレーム43との相対位置が崩れないように配置している。
The other end portion (upper end portion in FIG. 5) of the hand side elastic body 54 is fixed by a depression provided on the
すなわち、衝撃力吸収機構51は、ハンド基部2の掌側フレーム43に対し力センサ42から遠い側であるハンド側に位置するハンド側弾性体54と、ハンド基部2の掌側フレーム43に対し力センサ42に近い側である力センサ側に位置する力センサ側弾性体55とを備え、ハンド側弾性体54の一端部(図5では下端部)と力センサ側弾性体55の一端部(図5では上端部)と力センサ42との相対位置が崩れないように配置するとともに、ハンド側弾性体54の他端部(図5では上端部)と力センサ側弾性体55の他端部(図5では下端部)とハンド基部2の掌側フレーム43との相対位置が崩れないように配置している。
That is, the impact
衝撃力吸収機構51をこのように構成することにより、ハンド基部2に力が作用した際に、ハンド基部2と力センサ42の相対位置の変化のみならず相対姿勢の変化も可能であり、ハンド基部2に作用する並進方向の衝撃力と回転方向の衝撃モーメントとを緩和することが可能である。これにより、ロボットハンド1が環境や対象物や人間と接触した際に発生する衝撃力を吸収し、接触時のロボットハンド1自体の破損を抑制するとともに、環境や対象物の破損も抑制し、人間に与える衝撃力も緩和することができる。
By configuring the impact
また、衝撃力吸収機構51の弾性体として、ハンド側弾性体54と力センサ側弾性体55とをそれぞれ位置決めして配置する構成により、無負荷時のハンド側弾性体54の伸縮位置と無負荷時の力センサ側弾性体55の伸縮位置とが同一軸線上に位置しないように、ハンド側弾性体54と力センサ側弾性体55とを力センサ42の取付け面の中心軸線に対し互いに周方向にずらして配置することが可能になる。その結果、衝撃力吸収機構51のハンドの厚み方向の寸法を抑えることができ、ロボットハンド1で人間の手に近いプロポーションを実現することが容易になる。
Further, as the elastic body of the impact
また、この第一実施例のロボットハンド1においては、図5に示す如く、力センサ42の力センサ検出座標原点71がハンド基部2の掌側フレーム43の掌側表面の近くにくるように力センサ42を配置している。より具体的には、力センサ42の力センサ検出座標原点71からハンド基部2の掌側フレーム43の掌側表面までの距離が、力検出座標原点71からハンド基部2の甲側フレーム45の甲側表面までの距離よりも短くなるように力センサ42が配置されている。このように力センサ検出座標原点71が掌側表面側にくるように力センサ42を配置したことにより、力センサ42に掌側表面から加わる力によるモーメントが小さくなり、力センサ42として許容モーメントが小さい力センサを採用することが可能になる。許容モーメントが小さい力センサは、その体積も小さくなることから、人間の手に近いプロポーションのロボットハンド1を実現することが容易になる。
Further, in the
図6(a)および(b)は、この発明の第二実施例のロボットハンドの全体構造を示す甲側から見た斜視図および掌側から見た斜視図であり、図6において、符号31は第一突起、32は第二突起、33は第三突起、34は平原を示す。平原34は、掌側フレーム43の体表面側で、第一突起31と第二突起32と第三突起33とが先端で一緒に画成する1平面よりもハンド内部側に来る略平面形状部位を示している。図6中、図1から図5におけると同じ符号については同じ部材を示している。
6A and 6B are a perspective view seen from the back side and a perspective view seen from the palm side showing the overall structure of the robot hand according to the second embodiment of the present invention. In FIG. Is a first protrusion, 32 is a second protrusion, 33 is a third protrusion, and 34 is a plain. The plain 34 is a substantially planar portion on the body surface side of the palm-
本発明の第一実施例と第二実施例との第一の相違点は、第二実施例のロボットハンド1の掌側フレーム43にはハンド外部側に突出するとともに互いに離間して先端で一緒に1平面を画成する複数の突起として、第一突起31と第二突起32と第三突起33とが設けられていることである。また、第二の相違点は、第二実施例のロボットハンド1においては、ハンド基部2の掌側フレーム43に穴あるいは切欠き部を設けて、手首連結フレーム41の、ロボットアームの先端部(例えばロボットアームの手首関節)に結合する側の端部とは反対側の端部をその掌側フレーム43の穴あるいは切欠き部に挿通し、掌側フレーム43の掌側表面にある平原34から突出させていることである。その他の構成、例えば各指の駆動機構や衝撃力吸収機構51の構成などは、第一実施例と同様であるので詳述は省略する。
The first difference between the first embodiment and the second embodiment of the present invention is that the
図6に示す第二実施例のロボットハンド1においても、第一実施例と同様に、ハンド基部2は、掌側フレーム43と甲側フレーム45とを有し、それらを互いに結合することにより、略薄型直方体形状を有すると共に、中空構造とされている。また、図6に示すロボットハンド1でも、ハンド基部2は甲側サブフレーム44も有し、甲側サブフレーム44は、掌側フレーム43と甲側フレーム45との間にに挟まれてそれらに結合されている。そしてハンド基部2には、親指11、人差指12、中指13、薬指14、小指15が作動する際にハンド基部2との干渉を避けるための穴が設けられている。また、ハンド基部2には、ロボットハンド1をロボットアームの先端部(例えばロボットアームの手首関節)に結合するための手首連結フレーム41の一端部がハンド基部2から突出するような穴が設けられるとともに、手首連結フレーム41の他端部がハンド基部2の掌側フレーム43の掌側表面にある平原34から突出するような穴あるいは切欠き部も設けられている。
Also in the
また、図6ではハンド基部2により隠れているが、後述する図10に示すように、力センサ42がハンド基部2に内包されるように配置され、力センサ41の一方の取付け面は手首連結フレーム41に結合されており、力センサ41の他方の取付け面は図6ではハンド基部2により隠れた部位でハンド基部2の甲側サブフレーム44に結合されている。加えて、図1ではハンド基部2により隠れている親指11、人差指12、中指13、薬指14、小指15の駆動機構も、後述する図2および図3に示すように、ハンド基部2に内包されている。
Although it is hidden by the
ロボットハンド1ならびにハンド基部2をこのように構成することにより、ロボットハンド1の外観部分は、ハンド基部2、親指11、人差指12、中指13、薬指14、小指15および、ロボット基部2から突出した手首連結フレーム41の両端部(ロボットアームの先端部(例えばロボットアームの手首関節)に結合する一端部と、掌側フレーム43から突出する他端部)のみになる。手首連結フレーム41はロボットアームの先端部に結合されているため、ハンド基部2に内包した力センサ42により、ハンド基部2に作用する力および、親指11もしくは人差指12もしくは中指13もしくは薬指14もしくは小指15に作用する力を検出することが可能になる。すなわち、ロボットハンド1の多くの部位、具体的にはハンド基部2の掌側フレーム43の掌側表面にある平原34の穴から突出している手首連結フレーム41の上記他端部以外の部位に作用する力を検出することが可能となる。
By configuring the
図7は、上記第二実施例のロボットハンドの構造を示す、甲側から見た分解斜視図、図8は、上記第二実施例のロボットハンドの構造を示す、掌側から見た分解斜視図である。また、図9は、上記第二実施例のロボットハンドが対象物を把持している状態の甲側から見た斜視図、図10(a)は、上記第二実施例のロボットハンドが対象物を把持している状態の親指側から見た側面図ならびに部分断面図、図10(b)は、図10(a)中の点線で囲った部分の拡大図である。そして、図11は、上記第二実施例のロボットハンドが環境に手を着いている状態の甲側から見た傾斜図、図12は、上記第二実施例のロボットハンドが環境に手を着いている状態の親指側から見た断面図であり、これらの図中、図1から図6におけると同じ符号については同じ部材を示している。 FIG. 7 is an exploded perspective view showing the structure of the robot hand according to the second embodiment, viewed from the back side. FIG. 8 is an exploded perspective view showing the structure of the robot hand according to the second embodiment, viewed from the palm side. FIG. FIG. 9 is a perspective view of the robot hand according to the second embodiment as viewed from the back side in a state where the robot hand is gripping the object. FIG. 10A is a diagram illustrating the robot hand according to the second embodiment. FIG. 10B is an enlarged view of a portion surrounded by a dotted line in FIG. 10A. FIG. 11 is a tilted view of the robot hand according to the second embodiment as seen from the back side in a state where the robot hand is wearing the environment. FIG. 12 is a diagram illustrating the robot hand according to the second embodiment. FIG. 7 is a cross-sectional view seen from the thumb side in the state where the same reference numerals are used to denote the same members as in FIGS. 1 to 6.
これらの図に示すように、力センサ42の一方の取付け面(図10では下向きの面)は、手首連結フレーム41に互いの相対位置が崩れないように手首側力センサ取付けネジ57を用いてネジ締結されている。力センサ42の他方の取付け面(図10では上向きの面)は、衝撃力吸収機構51を介してハンド基部2の甲側フレーム44に結合されている。一般的に、市販されている力センサは、取付け面の法線方向が他の方向に比べ同等もしくはより大きな荷重を測定できる特性を有しており、また、ロボット基部2に作用する力も、厚み方向の荷重が他の方向の荷重よりも大きく作用するケースが多いことから、この第二実施例のロボットハンド1においても、力センサ42の取付け面の法線がハンド基部2の厚み方向を向くように配置している。このように力センサ42を配置することにより、ハンド基部2の厚み方向に作用する大きな負荷を検出することが可能になる。
As shown in these drawings, one mounting surface (downward surface in FIG. 10) of the
なお、先の第一実施例およびこの第二実施例のロボットハンド1においては、手首連結フレーム41に結合される力センサ42の一方の取付け面の法線の向きと、衝撃力吸収機構51を介してハンド基部2に結合される力センサの他の取付け面の法線の向きが、互いに同じ方向であるハンド基部2の厚み方向を向いているが、これは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものでなく、例えば、手首連結フレーム41に結合される力センサ42の一方の取付け面の法線の向きは、衝撃力吸収機構51を介してハンド基部2に結合される力センサの他の取付け面の法線の向きに対して交差する方向を向いていても良い。
In the
また、第二実施例のロボットハンド1においては、ハンド基部2の掌側フレーム43の掌側表面にある平原34から突出している手首連結フレーム41の端部が、掌側フレーム43のハンド外部側に設けた第一突起31と第二突起32と第三指突起33とが先端で画成する平面よりもハンド内部側にくるように構成している。このような構成により、図11および図12に示すように、掌でテーブルにハンド1を押し付けようなるケースにおいてハンド1にかかる大きな力を検出することが可能になる。ここで、第一突起31と第二突起32と第三指突起33との三個の突起に代えて、先端で一緒に平面を画成する複数の突起として、四個以上の突起あるいは二本以上の突条を設けてもよく、あるいは突条と突起とを組み合わせて設けても良い。
Further, in the
また、この第二実施例のロボットハンド1においても、第一実施例の衝撃吸収機構51と同じ構成の衝撃吸収機構51を設けているため、ハンド基部2に力が作用した際に、ハンド基部2と力センサ42との相対位置の変化のみならず相対姿勢の変化も可能であり、ハンド基部2に作用する並進方向の衝撃力と回転方向の衝撃モーメントとを緩和することが可能である。これにより、ロボットハンドが環境や対象物や人間と接触した際に発生する衝撃力を吸収し、接触時のロボットハンド自身の破損を抑制するとともに、環境や対象物の破損も抑制し、人間に与える衝撃力も緩和することができる。
Also in the
また、衝撃力吸収機構51に用いる弾性体として、ハンド側弾性体54と力センサ側弾性体55とをそれぞれ位置決めして配置する構成により、無負荷時のハンド側弾性体54の伸縮位置と無負荷時の力センサ側弾性体55の伸縮位置とが同一軸線上に位置しないようにハンド側弾性体54と力センサ側弾性体55とを力センサ42の取付け面の中心軸線に対し互いに周方向にずらして配置することが可能になる。その結果、衝撃力吸収機構51のハンドの厚み方向の寸法を抑えることができ、人間の手に近いプロポーションのロボットハンド1を実現することが容易になる。
Further, as the elastic body used for the impact
さらに、この第二実施例のロボットハンド1においても、図10に示す如く、力センサ42の力センサ検出座標原点71がハンド基部2の掌側フレーム43の掌側表面の近くにくるように力センサ42を配置している。より具体的には、力センサ42の力センサ検出座標原点71からハンド基部2の掌側フレーム43の掌側表面までの距離が、力検出座標原点71からハンド基部2の甲側フレーム45の甲側表面までの距離よりも短くなるように力センサ42が配置されている。このように力センサ検出座標原点71が掌側表面側にくるように力センサ42を配置したことにより、力センサ42に掌側表面から加わる力によるモーメントが小さくなり、力センサ42として許容モーメントが小さい力センサを採用することも可能になる。許容モーメントが小さい力センサは、その体積も小さくなることから、人間の手に近いプロポーションのロボットハンド1を実現することが容易になる。
Further, also in the
加えて、この第二実施例のロボットハンド1においては、図10に示すように、対象物72を把持する際、ロボット基部2もしくはそこに設けた指11〜15と、ハンド基部2の掌側フレーム43の掌側表面にある平原34から突出している手首連結フレーム41の端部とで対象物72を把持することにより、それらの指11〜15と、第一突起31と第二突起32と第三突起33とを除いた掌側フレーム43よりもハンド外部側に突出する手首連結フレーム41の端部とで対象物72と接触するため、その把持の際の把持力を力センサ42で検出することができる。
In addition, in the
以上、本発明の具体例を図面に基づき詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形し、変更したものが含まれる。また、本明細書または図面に説明した技術要素は単独で、あるいは各種の組み合わせによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項に記載された組み合わせに限定させるものではない。さらに、本明細書または図面に例示した技術は、複数の目的を同時に達成するが、そのうちの1つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。 As mentioned above, although the specific example of this invention was demonstrated in detail based on drawing, these are only illustrations and do not limit a claim. The technology described in the claims includes various modifications and changes of the specific examples illustrated above. Further, the technical elements described in the present specification or the drawings exhibit technical usefulness alone or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims at the time of filing. Furthermore, although the technique illustrated in this specification or the drawings achieves a plurality of objects at the same time, the achievement of one of the objects itself has technical utility.
かくして本発明のロボットハンドによれば、一方の取付け面と他方の取付け面とを有して少なくとも1軸の並進力もしくはトルクを検出する力センサを、ハンドの掌側に位置するフレームである掌側フレームと、その掌側フレームに結合されるとともにハンドの甲側に位置するフレームである甲側フレームとを有するハンド基部に内包し、その力センサの一方の取付け面を、ロボットアームの先端部に結合される手首連結フレームに結合するとともに、他方の取付け面をハンド基部に結合しているため、人間が接触する可能性のあるハンドの多くの部位で力を検出することが可能になり、特に、ハンド基部の全ての部位およびそのハンド基部に結合された少なくとも1本の指に対して加わる力を力センサで検出することが可能になる。 Thus, according to the robot hand of the present invention, the force sensor that has one attachment surface and the other attachment surface and detects the translational force or torque of at least one axis is a palm positioned on the palm side of the hand. It is contained in a hand base having a side frame and a back side frame that is coupled to the palm side frame and located on the back side of the hand, and one mounting surface of the force sensor is attached to the tip of the robot arm. Since the other attachment surface is connected to the hand base while being connected to the wrist connection frame that is connected to the hand, it becomes possible to detect the force at many parts of the hand that humans may contact, In particular, the force applied to all the parts of the hand base and at least one finger coupled to the hand base can be detected by the force sensor.
加えて、本発明のロボットハンドによれば、力センサを、ハンド基部に内包していることにより、力センサの力検出座標原点を対象物の重心位置に近づけることができるため、許容モーメント荷重が小さい力センサを採用することが可能になる。許容モーメント荷重が小さい力センサは、その体積も小さくなることから、人間の手に近いプロポーションのロボットハンドを実現することが容易になる。 In addition, according to the robot hand of the present invention, since the force sensor is included in the hand base, the force detection coordinate origin of the force sensor can be brought close to the position of the center of gravity of the object. It becomes possible to employ a small force sensor. Since the force sensor with a small allowable moment load has a small volume, it becomes easy to realize a robot hand having a proportion close to that of a human hand.
1 ロボットハンド
2 ハンド基部
11 親指
12 人差指
12a 人差指の基節リンク
12b 人差指の中節リンク
12c 人差指の末節リンク
13 中指
13a 中指の基節リンク
13b 中指の中節リンク
13c 中指の末節リンク
14 薬指
14a 薬指の基節リンク
14b 薬指の中節リンク
14c 薬指の末節リンク
15 小指
15a 小指の基節リンク
15b 小指の中節リンク
15c 小指の末節リンク
21 親指関節軸
22 MP関節軸
23 PIP関節軸
24 DIP関節軸
31 第一突起
32 第二突起
33 第三突起
34 平原
41 手首連結フレーム
42 力センサ
43 掌側フレーム
44 甲側サブフレーム
45 甲側フレーム
51 衝撃力吸収機構
52 基台プレート
53,53a,53b,53c スペーサ
54,54a,54b,54c ハンド側弾性体
55,55a,55b,55c 力センサ側弾性体
56,56a,56b,56c ハンド側力センサ取付けネジ
57,57a,57b,57c 手首側力センサ取付けネジ
58 凸ガイド
59 凹ガイド
61 第一モータ
62 第一精密減速装置
63 第二モータ
64 第二精密減速装置
65 ベルト式伝動機構
66 平行リンク機構
67 平行リンク機構出力軸
71 力センサ検出座標原点
72 対象物
73 対象物重心位置
74 環境
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記ハンド基部は、前記ロボットハンドの掌側に位置する掌側フレームと、前記ロボットハンドの甲側に位置するとともに前記掌側フレームに結合される甲側フレームと、を有し、
前記力センサは、前記ハンド基部に内包されるように配置され、前記一方の取付け面が前記手首連結フレームに結合されるとともに、前記他方の取付け面が前記ハンド基部に結合されて、前記ハンド基部に作用する力および前記指に作用する力を検出することを特徴とするロボットハンド。 A hand base, at least one finger coupled to the hand base, a wrist connecting frame coupled to the tip of the robot arm and supporting the hand base, one mounting surface and the other mounting surface A robot hand having at least one translational force or torque sensor for detecting torque,
The hand base has a palm side frame located on the palm side of the robot hand, and a back side frame located on the back side of the robot hand and coupled to the palm side frame,
The force sensor is disposed so as to be included in the hand base, the one mounting surface is coupled to the wrist coupling frame, and the other mounting surface is coupled to the hand base, A robot hand characterized by detecting a force acting on the finger and a force acting on the finger.
前記ハンド側弾性体の一端部と前記力センサ側弾性体の一端部と前記力センサとの相対位置が崩れないように前記ハンド側弾性体と前記力センサ側弾性体とを配置するとともに、前記ハンド側弾性体の他端部と前記力センサ側弾性体の他端部と前記ハンド基部との相対位置が崩れないように前記ハンド側弾性体と前記力センサ側弾性体とを配置することを特徴とする、請求項4記載のロボットハンド。 The impact force absorbing mechanism includes a hand side elastic body positioned on the hand side with respect to the hand base and a force sensor side elastic body positioned on the force sensor side with respect to the hand base,
The hand side elastic body and the force sensor side elastic body are arranged so that the relative positions of the one end of the hand side elastic body, the one end of the force sensor side elastic body, and the force sensor are not collapsed, and The hand side elastic body and the force sensor side elastic body are arranged so that the relative positions of the other end of the hand side elastic body, the other end of the force sensor side elastic body, and the hand base are not collapsed. The robot hand according to claim 4, wherein the robot hand is characterized.
前記手首連結フレームは、前記複数の突起を除いた前記掌側フレームよりも外側に突出する部位を有し、
前記突出する部位は、前記複数の突起の先端に接する共通の平面よりもハンド内部側に位置することを特徴とする、請求項1から請求項5までの何れか1項記載のロボットハンド。 The palm side frame includes a plurality of protrusions that are spaced apart from each other and protrude to the outside of the hand and define at least one common plane at the tip.
The wrist connection frame has a portion protruding outward from the palm side frame excluding the plurality of protrusions,
The robot hand according to any one of claims 1 to 5, wherein the projecting portion is located on the inner side of the hand with respect to a common plane in contact with tips of the plurality of projections.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013182413A JP6149204B2 (en) | 2013-09-03 | 2013-09-03 | Robot hand |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013182413A JP6149204B2 (en) | 2013-09-03 | 2013-09-03 | Robot hand |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2015047680A JP2015047680A (en) | 2015-03-16 |
JP6149204B2 true JP6149204B2 (en) | 2017-06-21 |
Family
ID=52698140
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013182413A Active JP6149204B2 (en) | 2013-09-03 | 2013-09-03 | Robot hand |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6149204B2 (en) |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3400377B2 (en) * | 1999-03-10 | 2003-04-28 | 富士通株式会社 | Foot sensor and humanoid robot having the same |
DE60135497D1 (en) * | 2000-12-06 | 2008-10-02 | Honda Motor Co Ltd | MORE FINGER HAND DEVICE |
WO2005065264A2 (en) * | 2003-12-30 | 2005-07-21 | Strider Labs | Robotic hand with extendable palm |
JP4643429B2 (en) * | 2005-12-13 | 2011-03-02 | 本田技研工業株式会社 | Hand device |
JP5300623B2 (en) * | 2009-03-27 | 2013-09-25 | 本田技研工業株式会社 | Robot hand device |
JP5335551B2 (en) * | 2009-05-14 | 2013-11-06 | 本田技研工業株式会社 | Robot hand and its control system, control method and control program |
-
2013
- 2013-09-03 JP JP2013182413A patent/JP6149204B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2015047680A (en) | 2015-03-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1876505B1 (en) | Haptic device gravity compensation | |
Odhner et al. | A compliant, underactuated hand for robust manipulation | |
Kim | Design of low inertia manipulator with high stiffness and strength using tension amplifying mechanisms | |
JP5767563B2 (en) | Multi-finger type hand device | |
US10028880B2 (en) | Hand exoskeleton device | |
JP4801534B2 (en) | Robot joint mechanism | |
JP5916320B2 (en) | Remote control device | |
US20080295637A1 (en) | Parallel manipulator | |
US9314934B2 (en) | Gravity-counterbalanced robot arm | |
WO2012081402A1 (en) | Lateral face installation-type force sense display interface | |
EP2732937A1 (en) | Robotic hand and robot | |
JP2016068192A (en) | Robot hand and robot | |
US10618182B2 (en) | Underactuated mechanical finger capable of linear motion with compensatory displacement, mechanical gripper and robot containing the same | |
JP2016094967A (en) | Annular spring, and torque detection device and robot articulation mechanism having the same | |
JP5086778B2 (en) | Robot arm | |
Whitney et al. | A passively safe and gravity-counterbalanced anthropomorphic robot arm | |
JP6293033B2 (en) | Annular spring and robot joint mechanism using the same | |
US11440182B2 (en) | Expansion device and movable body | |
KR101907536B1 (en) | Humanoid robot hand and robot having the same | |
JP2009078341A (en) | Robot hand | |
JP6149204B2 (en) | Robot hand | |
EP1498797A1 (en) | Device for transmitting a movement having a parallel kinematics transmission structure providing three translational degrees of freedom | |
JP6852677B2 (en) | Parallel link robot and operating device | |
JP2003266357A (en) | Leg type robot and palm structure of its hand | |
JP4863277B2 (en) | Daily life support robot arm device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20160610 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20160610 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20170206 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20170215 |
|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20170316 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20170317 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20170316 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20170414 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6149204 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |