JP6215029B2 - Hand mechanism - Google Patents
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Description
本発明は、把持対象物を把持するためのハンド機構に関する。 The present invention relates to a hand mechanism for gripping an object to be gripped.
従来、ロボットハンドに人間の指に近い構造を採用し、多様な対象物の把持が試みられている。例えば、特許文献1には、基部が複数の構造材から成り、前記複数の構造材間を支持部を介して回動自在に接続し、磁石で吸着して固定するとともに、弾性体が前記構造材間を離間する方向に付勢する構成が開示されている。当該構成では、磁石の吸着力と弾性体の付勢力の関係を調整することで、ロボットハンドが把持対象物を把持しているときに外力が加わると、フィンガの根元部分でフィンガがハンドの構造体から離間されることになる。これにより、フィンガや把持対象物が印加された外力により破損されるのを回避することができる。
Conventionally, a robot hand adopting a structure close to a human finger has been tried to grip various objects. For example, in
また、特許文献2に示す別のハンド構造は、リンク機構を伴い、複数の部材で指が形成される。そして、当該ハンド機構では、その指の根元の部材が対象物との接触でその回転が阻止されると、当該根元の部材に対して他の部材が回転することで、指全体としては当該対象物を巻き込む動作を実現し、対象物の把持が行われる。 Another hand structure shown in Patent Document 2 is accompanied by a link mechanism, and a finger is formed by a plurality of members. In the hand mechanism, when the member at the base of the finger is prevented from rotating due to contact with the object, the other member rotates with respect to the member at the base, so that the finger as a whole is the target. The operation of winding the object is realized, and the object is gripped.
従来のハンド機構では、一般には駆動力が所定のアクチュエータ等から付与されて、当該ハンド機構が備える指が回転駆動等されて対象物の把持が行われる。ここで、把持対象物を確実に把持しようとし、また、ハンド機構の指を細かく制御しようとするためには、アクチュエータの数を増やしたり、その出力を大きくしたりすればよい。しかし、そのようにするとハンド機構の構成が複雑となったり、ハンド機構の駆動に要するエネルギーが増大したりすることになる。一方で、アクチュエータの数が少なかったり、その出力が小さかったりすると、アクチュエータからの駆動力には限りがあるため、ハンド機構による可搬重量を低くせざるを得ない。また、一般にハンド機構で対象物を把持しようとする場合には、対象物に作用する重力に抗して把持力を掛け続けなければならないため、ハンド機構が発揮すべき機能にもよるが、アクチュエータの定格出力を低くすることは容易ではない。このようにハンド機構において、発揮すべき機能と構成の簡素化を両立するのは容易なことではない。 In a conventional hand mechanism, a driving force is generally applied from a predetermined actuator or the like, and a finger included in the hand mechanism is rotationally driven to grip an object. Here, in order to securely grip the object to be gripped and to finely control the fingers of the hand mechanism, the number of actuators may be increased or the output thereof may be increased. However, such a configuration complicates the structure of the hand mechanism or increases the energy required for driving the hand mechanism. On the other hand, if the number of actuators is small or the output is small, the driving force from the actuators is limited, and thus the loadable weight by the hand mechanism must be reduced. Also, in general, when trying to grip an object with a hand mechanism, it is necessary to continue to apply a gripping force against the gravity acting on the object. It is not easy to reduce the rated output. Thus, in the hand mechanism, it is not easy to achieve both the function to be exhibited and the simplification of the configuration.
折しも、昨今では画像認識技術が発達してきており、その認識結果を利用してFAの分野ではロボットに様々な対象物の把持動作をさせたいという要求が高まってきている。従来では、特定の把持動作に特化した専用のエンドエフェクタを複数用意し、作業目的に応じて選択している場合もある。しかし、それでは、保守性や利便性が好ましくなく、やはり、多様な把持動作を可能とするハンド機構に対する期待は更に高まっているが、そうするとハンド機構の複雑化やアクチュエータの出力増大が避けられない状況となっている。 On the other hand, image recognition technology has been developed recently, and in the field of FA using the recognition result, there is an increasing demand for causing the robot to grip various objects. Conventionally, there are cases where a plurality of dedicated end effectors specialized for a specific gripping operation are prepared and selected according to the work purpose. However, maintenance and convenience are not preferable, and the expectation for a hand mechanism that enables various gripping operations is still increasing, but in that case, the complexity of the hand mechanism and the increase in the output of the actuator cannot be avoided. It has become.
本発明は、上記した問題点に鑑みてなされたものであり、対象物把持のための構造を簡素化しながらも、比較的高い機能を発揮するハンド機構を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object thereof is to provide a hand mechanism that exhibits a relatively high function while simplifying a structure for gripping an object.
本発明において、上記課題を解決するために、2つの多関節指と1つの単関節指を有するハンド機構において、単関節指側に、ハンド機構を閉じる方向の付勢力を掛ける構成を採用することで、ハンド機構の構造の簡素化と比較的高い把持機能との両立を図っている。 In the present invention, in order to solve the above-described problem, in a hand mechanism having two multi-joint fingers and one single-joint finger, a configuration in which a biasing force in the direction of closing the hand mechanism is applied to the single-joint finger side is adopted. Therefore, both the simplification of the structure of the hand mechanism and a relatively high gripping function are achieved.
詳細には、本発明は、取付部材と、指部同士が接続部を介して互いに回転可能となるように接続された複数の指部を含む多関節指であって、その根元側で前記取付部材に対して該複数の指部のうち一つの指部が回転自在に取り付けられる、第1多関節指及び第2多関節指と、前記第1多関節指及び前記第2多関節指に対して、駆動アクチュエータからの駆動力を伝える駆動部と、前記第1多関節指及び前記第2多関節指と接続され、且つ、前記取付部材に対して所定接続部を中心に回転可能となるように接続された、一つの指部から形成される単関節指であって、前記駆動アクチュエータからの駆動力により、該第1多関節指及び該第2多関節とともに該所定接続部を中心に回転する単関節指と、前記単関節指を、前記所定接続部を中心として前記第1多関節指及び前記第2多関節指側に回転させる付勢力を、前記駆動アクチュエータからの駆動力とは別に該単関節指に対して付与する付勢手段と、を備えるハンド機構である。 Specifically, the present invention is an articulated finger including an attachment member and a plurality of fingers connected so that the fingers can rotate with each other via a connecting portion, and the attachment is performed at the base side thereof. The first multi-joint finger and the second multi-joint finger, and the first multi-joint finger and the second multi-joint finger, wherein one of the plurality of finger portions is rotatably attached to the member And a drive unit that transmits a driving force from the drive actuator, and is connected to the first multi-joint finger and the second multi-joint finger, and is rotatable about a predetermined connection unit with respect to the attachment member. A single-joint finger formed from a single finger connected to the first joint and the second multi-joint together with the first multi-joint and rotated about the predetermined joint by the driving force from the drive actuator The single joint finger and the single joint finger centered on the predetermined connection portion. An urging means for applying an urging force for rotating the first articulated finger and the second articulated finger to the single articulated finger separately from the driving force from the drive actuator; is there.
本発明に係るハンド機構は、第1多関節指及び第2多関節指と、単関節指とを有し、これらの指により、各指の構成を利用した多様な把持動作を行うことが可能である。なお、これらの3つの指は、駆動アクチュエータからの駆動力が駆動部を介して伝えられることで把持動作が実現されるため、ハンド機構としては簡素な構造により比較的高い機能を発揮するものである。ここで、第1多関節指及び第2多関節指が、複数の指部で形成されているのは、例えば、各指部が回転することで指全体の形状を折りたたんだり伸ばしたりすることで多様な把持動作を可能とするためである。一方で、単関節指部を一つの指部で形成するのは、ハンド機構の構成を可及的に簡素化するためであり、更には、把持対象物の把持を容易に実現するためである。このように、指の構成が明確に異なる二種類の指により、本発明に係るハンド機構は形成されている。 The hand mechanism according to the present invention has a first multi-joint finger, a second multi-joint finger, and a single-joint finger, and these fingers can perform various gripping operations using the configuration of each finger. It is. Note that these three fingers exhibit a relatively high function with a simple structure because the gripping operation is realized by transmitting the driving force from the driving actuator through the driving unit. is there. Here, the reason why the first multi-joint fingers and the second multi-joint fingers are formed by a plurality of finger portions is, for example, that each finger portion rotates to fold or stretch the shape of the entire finger. This is to enable various gripping operations. On the other hand, the reason why the single-joint finger part is formed by one finger part is to simplify the configuration of the hand mechanism as much as possible, and furthermore, to easily grasp the object to be grasped. . In this way, the hand mechanism according to the present invention is formed by two types of fingers that are clearly different in finger configuration.
このような指を有するハンド機構において、単関節指側に、駆動アクチュエータからの駆動力とは区別される付勢力を付与する付勢手段が設けられている。上記の通り、単関節指は、一つの指部により形成され、取付部材に対して回転自在に取り付けられている。したがって、付勢手段によって付与される付勢力は、単関節指の回転駆動に関し一義的な回転モーメントを発生させるものであり、ハンド機構による把持動作を複雑化させるものではない。また、複数の指部を有する第1多関節指及び第2多関節指と単関節指とで把持対象物を把持しようとする場合、単関節指側に上述した付勢力を付与することで、少なくとも把持対象物を把持した状態を維持可能とするモーメントが、単関節指の所定接続部を中心として発生することになる。これは、把持対象物の把持機能の観点から、効果的に駆動アクチュエータの出力を補助することになるため、駆動アクチュエータの出力の小型化や、ハンド機構の構成簡素化に資するものと考えられる。 In such a hand mechanism having fingers, biasing means for applying a biasing force that is different from the driving force from the driving actuator is provided on the single joint finger side. As described above, the single joint finger is formed by one finger portion and is rotatably attached to the attachment member. Therefore, the biasing force applied by the biasing means generates a unique rotational moment with respect to the rotational drive of the single joint finger, and does not complicate the gripping operation by the hand mechanism. Moreover, when it is going to hold | grip a holding object with the 1st multi-joint finger which has a some finger part, a 2nd multi-joint finger, and a single joint finger, by giving the urging | biasing force mentioned above to the single joint finger side, At least a moment that can maintain the state of grasping the grasped object is generated around the predetermined connection portion of the single joint finger. Since this effectively assists the output of the drive actuator from the viewpoint of the grasping function of the object to be grasped, it is considered that this contributes to the miniaturization of the output of the drive actuator and the simplification of the configuration of the hand mechanism.
対象物把持のための構造を簡素化しながらも、比較的高い機能を発揮するハンド機構を提供することができる。 While simplifying the structure for gripping an object, a hand mechanism that exhibits a relatively high function can be provided.
以下、本発明の具体的な実施形態について図面に基づいて説明する。本実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置等は、特に記載がない限りは発明の技術的範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。 Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in the present embodiment are not intended to limit the technical scope of the invention to those unless otherwise specified.
<ハンド機構1の構成>
図1は、本発明の実施形態にかかるハンド機構1の斜視図である。そして、図2はハンド機構1の側面図、図3はハンド機構1の上面図、図4はハンド機構1の正面図である。また、図5は、ハンド機構1を形成する多関節指80A、80B、単関節指80Cを含むリンク機構の状態が把握可能となるように、ハンド機構1の内部を可視化させた図である。なお、図1は、後述する第2の実施例に係るハンド機構1の構成も開示するものである。これらの図に示すように、ハンド機構1は、取付部材10と、取付部材10に取り付けられる駆動機構30と、取付部材10に取り付けられ駆動機構30によって駆動される一対の多関節指80A、80Bと単関節指80Cを具備して構成されている。この一対の多関節指80A、80Bは、複数の指部が互いに回転可能となるように複数の接続部によって接続され、その根元の指部が取付部材10に取り付けられた多関節指である。また、単関節指80Cは、一つの指部により形成され、当該指部の根元において接続部を介して取付部材10に接続される単関節指である。各指の詳細な構造は、後述する。なお、以下の説明において、指80A、80B、80Cが折れ曲がっていく方向(図2において、多関節指80A、80Bと単関節指80Cとの間の空間が狭まる方向)を内側又は掌側、その反対方向(図2において当該空間が広がる方向)を外側又は甲側ということとする。
<Configuration of
FIG. 1 is a perspective view of a
図1においては、取付部材10は、その内部が可視化されるようにその一部が省略して
記載されている。取付部材10は、駆動機構30のリニアアクチュエータ31を取り付ける場であるとともに、連結部材50と第1指部81を第1接続部87の位置においてそれぞれ独立に回転自在に軸支している。駆動機構30は、リニアアクチュエータ31と連結部材50とを具備して構成されている。リニアアクチュエータ31は、概略円筒形をなすアクチュエータ本体33とアクチュエータ本体33の一方の端面から進退可能に突出するロッド35とを有している。リニアアクチュエータ31は電動で、取付部材10内に配置された制御装置からの指令に従いロッド35の進退量を調節することができる。
In FIG. 1, the mounting
図6は、連結部材50の斜視図である。同図に示すように連結部材50は、側面から見て概略V字形となっているブロック形状である。連結部材50の下部中央には回転自在に第1接続部用シャフト61が挿通され、また連結部材50の2つに分かれる一方の上部には回転自在に第3接続部用シャフト63が挿通され、さらに連結部材50のもう一方の上部には一対の側壁部55間を回転自在に連結する連結ロッド65が取り付けられている。
FIG. 6 is a perspective view of the connecting
連結部材50はその第1接続部用シャフト61の両側部分が取付部材10に取り付けられるとともに、取付部材10を貫通してその両外側に突出した第1接続部用シャフト61の両端にそれぞれ下記する第1指部81の第1接続部87を回転自在に取り付けている。つまり、連結部材50と第1指部81はそれぞれ独立して回転自在となるように取付部材10に取り付けられている。なお、後述するように、この第1指部81には、連結部190を介して単関節指80Cが連結されている。一方、連結部材50の連結ロッド65の中央には、リニアアクチュエータ31のロッド35の先端が取り付けられている。また連結部材50の第3接続部用シャフト63の両端には後述する第1駆動部111の第3接続部113が取り付けられている。このように、連結部材50を介して、ハンド機構1における1つのリニアアクチュエータ31と、2本の多関節指80A、80Bと単関節指80Cとが連結されている。
The connecting
次に、多関節指80A、80Bの構造について詳細に説明する。なお、多関節指80A、80Bは同一構造であるため、本明細書では代表として多関節指80Aについて説明する。多関節指80Aは、根元側(取付部材10側)の第1接続部87にて取付部材10に回転自在に接続される第1指部81と、第1指部81の先端側(取付部材10と離れる側)の第2接続部97にて根元側が回転自在に接続される第2指部91と、第2指部91の先端側の第5接続部107にて根元側が回転自在に接続される第3指部101と、を有する。更に、多関節指80Aには、先端側が第2指部91の根元側の第4接続部115にて回転自在に接続され且つ根元側が駆動動力を印加する前記第3接続部113に接続される第1駆動部111と、先端側が第3指部101の根元側の第7接続部125に回転自在に接続され且つ根元側が第1指部81の先端側の第6接続部123に回転自在に接続される第2駆動部121とが連結されており、これらの駆動部111、121は、後述するように駆動機構30からの駆動力を多関節指80Aの各指部に伝えるための構成である。
Next, the structure of the articulated
ここで、図7は第1指部81を示す図であり、図7(a)は第1指部81の側面図、図7(b)は図7(a)のA−A断面図である。同図及び図1、図3に示すように第1指部81は、1枚の平板(板材)を下辺において略U字状に折り曲げることで、中央の底面部82の両側に平行になるように一対の側面部83を設けて構成されている。一対の側面部83の根元側部分には前述のように第1接続部87が設けられており、この部分において第1指部81は取付部材10に回転自在に接続され、その際中央の底面部82は内側(掌側)に向けて、換言すれば、開口部分85が外側(甲側)を向くように第1指部81は配置される。第1接続部87にはベアリングが設置されている(以下の各接続部においても、同様にベアリングによる軸支が行われているものとする)。第1指部81の先端側には第2接続部97が設けられ、さらに第2接続部97よりも先端側に突出させた部分に第6接続部123が設けられている。第1指部81の第2接続部97付近から先端側の下部に
は、底面部82が切り欠かれて第2指部挿入部821が形成されている。また、図7(a)に示すように、第1接続部87と第2接続部97との間であって、第1接続部87寄りに第10接続部202が設けられている。この第10接続部202は、後述するように第1指部81とリンク部材190とが互いに回転自在となるように両者を軸支する接続部である。
Here, FIG. 7 is a view showing the
次に図8は、第2指部91の側面図である。第2指部91も、第1指部81と同じように、1枚の平板(板材)を下辺において略U字状に折り曲げることで、中央の底面部92の両側に平行になるように一対の側面部93を設けて構成されている。一対の側面部93の根元側部分には第2接続部97が設けられており、この部分において第1指部81の一対の側面部83に回転自在に接続される。第2接続部97では、両側面部83、93間に軸が渡されている。第2指部91の両側面部93には第2接続部97よりも根元側に突出する部分を設け、その部分に第1駆動部111に回転自在に接続される第4接続部115を設けている。また、第2指部91の左右両側面部93の甲側の辺93aの第2接続部97よりも先端側の位置には、第6接続部123を挿入する略U字状の第6接続部挿入凹部931が形成されている。甲側の辺93aの第6接続部挿入凹部931よりも根元側の部分は先端側の部分よりも高さを低くしている(図8中の高さh1を参照)。
Next, FIG. 8 is a side view of the
また、第2指部91の左右両側面部93の内側(掌側)の辺93bの第5接続部107よりも根元側の位置には、第7接続部125を挿入する略U字状の第7接続部挿入凹部933が形成されている。内側の辺93bの第7接続部挿入凹部933よりも先端側の部分は根元側の部分よりも高さを高くしている(図8中の高さh2を参照)。第2指部91の両側面部93の外側面間の幅寸法は、前記第1指部81の両側面部83の内側面間の幅寸法よりも若干小さい寸法に形成されている。これにより、第2指部91と第1指部81を第2接続部97において接続する際は、第2指部91の根元側部分が第1指部81の先端側部分の左右両側面部83の間に挿入される。このとき第6接続部挿入凹部931は、第1指部81の両側面部83の間に配置される。また第2指部91の根元側部分は第1指部81の第2指部挿入部821に嵌り込む。また第2指部91の中央の底面92が掌側に向くように、多関節指80Aにおいて第2指部91が配置される。
In addition, a substantially U-shaped
次に、図9は、第3指部101の側面図である。第3指部101も、第1指部81、第2指部91と同じように、1枚の平板(板材)を下辺において略U字状に折り曲げることで、中央の底面部102の両側に平行になるように一対の側面部103を設けて形成されている。一対の側面部103の根元側の上部には第5接続部107が設けられており、この部分において第2指部91に回転自在に接続されている。第5接続部107の下部には第7接続部125が設けられている。
Next, FIG. 9 is a side view of the
次に、第1駆動部111及び第2駆動部121について説明する。第1駆動部111は棒状の平板であり、上述の通り、その根元側の第3接続部113において、連結部材50に回転自在に接続されている。一方、第1駆動部111の先端側は第2指部91の第2接続部97よりも根元側に突出させた部分の第4接続部115において回転自在に接続されている。さらに第4接続部115は、図1に示すように、その一部が、第2指部挿入部821を介して第1指部81の外側(甲側)の開口部分85内に入り込んでいる。
Next, the
また、第2駆動部121は、第1駆動部111と同じように棒状の平板であり、その根元側の第6接続部123において第1指部81の第2接続部97よりも先端側に突出させた部分に回転自在に接続されている。一方、第2駆動部121の先端側の第7接続部125において第3指部101の根元側の部分が回転自在に接続されている。
The
更に、第2指部91と第3指部101の間には、引っ張りバネからなる付勢手段140
が取り付けられ、第2指部91と第3指部101との間が常に開く方向(第5接続部107を中心にして第2指部91に対して第3指部101の先端側部分が外側(甲側)に移動する方向)の付勢力が付与されている。なお、第5接続部107は付勢手段140の第2指部91側の支点a1より内側(掌側)に位置している。換言すると、付勢手段140は、第2指部91に係止された支点a1と第3指部101に係止された支点a2間の離間距離が近づくように付勢しており、第2指部91に対して第3指部101を内側(掌側)に移動した際は両支点a1、a2間が遠ざかるので、付勢手段140は元の開いた位置に向けてより強く付勢することになる。これにより、第1指部81と第2指部91間も開く方向に付勢され、結局、第1指部81、第2指部91、第3指部101全体は開く方向に付勢されることになる。なお付勢手段140は、このような配置に代わって、第1指部81、第2指部91間に、第1指部81、第2指部91間が常に開く方向の付勢力が付与されるように、取り付けてもよい。
Further, between the
In the direction in which the gap between the
ここで、図1〜図5からも分かるように、ハンド機構1には2つの多関節指80A、80Bとともに、一つの単関節指80Cが備えられている。この単関節指80Cは、一つの指部である第4指部180から形成されており、2つの多関節指80A、80Bに対向するように、且つ第8接続部200を中心に取付部材10に対して回転自在となるように取付部材10に取り付けられている。なお、接続部200は、第4指部180の根元側から先端側に向かって一定距離の位置に設けられており、その第4指部180の根元側には更に接続部201が設けられている。この接続部201は、上記の通り第1指部81に対して第10接続部202を介して回転自在に接続された連結部190を、第4指部180に対して回転自在に接続するための接続部である。このようなリンク構成により、単関節指80Cは、多関節指80A、80Bを形成する第1指部81の動きに連動して、換言すると第1指部81に駆動力を付与する駆動機構30からの駆動力の一部が連結部190を介して伝えられることで、接続部200を中心に取付部材10に対して回転する。
Here, as can be seen from FIGS. 1 to 5, the
このような指に関する構成を有するハンド機構1では、多関節指80A及び多関節指80Bと単関節指80Cとの間の空間(把持空間300:図2、図5を参照)に位置する把持対象物を把持することが可能となる。すなわち、駆動機構30からの駆動力によって把持空間300が狭まるように、後述する2つの把持動作モードが実行されることで、ハンド機構1は多様な把持動作を実現することができる。
In the
なお、図5に示すように、第4指部180の根元側であって接続部201の近傍位置と、アクチュエータ本体33近くの支点182との間、すなわち、取付部材10の内部にバネ181が配置されている。バネ181は、第4指部180の接続部200を中心とした回転範囲において、常時、第4指部180を、接続部200を中心に図5中の矢印m1の方向(図中において時計回り方向)に回転させるモーメントを発生するように付勢する。そして、このようにバネ181によって常時図5中の矢印m1方向にモーメントが掛かると、多関節指80A及び多関節指80Bに対しては、連結部190を介して図5中の矢印m2の方向(図中において反時計回り方向)に回転させるモーメントが発生することになる。したがって、バネ181は、ハンド機構1を構成する各指80A、80B、80Cを常時閉じる方向に付勢していることになる。しかも、バネ181は多関節指80A、80Bの第1指部81に対しては付勢するが、第2指部91と第3指部101に対しては付勢しないので、付勢手段140の付勢力を阻害することはない。したがって、付勢手段140による第2指部91及び第3指部101への付勢力と、バネ181による第1指部81への付勢力は、相殺されることなく各々有効に働く。
As shown in FIG. 5, a
ここでハンド機構1では、図1〜図4に示すように多関節指80Aの回転面(後述する第1モード及び第2モードにより指が回転するときの軌跡、以下、他の指の回転面についても同じ)及び多関節指80Bの回転面、単関節指80Cの回転面が互いに平行となるよ
うに、各指における指部が構成され、且つ各指が取付部材10に取り付けられている。したがって、後述する第1モード及び第2モードが実行されても、多関節指80A、80B、単関節指80Cは互いに交差することなく、把持対象物の把持に影響を及ぼすことはない。また、図4から分かるように、ハンド機構1を正面から見たとき、単関節指80Cの回転面が、多関節指80A、80Bの回転面に挟まれるように、各指の相対位置が決定されている。このような配置により、第1モード及び第2モードを通して、把持対象物に対して単関節指80Cの両側を2つの多関節指80A、80Bが把持する形になるため、常に安定的に把持対象物を3点支持することが可能となる。
Here, in the
また、図2に示すように、多関節指80A、80Bの第1指部81と単関節指80Cの第4指部180とを連結する連結部190は、その大部分が取付部材10の内部に隠れ、その一部だけが把持空間300に露出されている。このような構成にすることで、連結部190の大部分が把持空間300に露出している構成と比べて連結部190により把持空間300が狭くなるのを回避でき、ハンド機構1によって把持対象物をより的確に把持でき、又は、把持対象物を把持しようとするときのハンド機構1の位置決めや姿勢決めの制御が容易となる。好ましくは、後述する第1モード及び第2モードが実行されている間にわたって、連結部190の把持空間300側への露出量を可及的に少なく抑えるように、連結部190の第1指部81への連結部位である第10接続部202及び第4指部180への連結部位である第9接続部201の位置が決定される。また、第4指部180に付勢力を付与しているバネ181も取付部材10内に納められているので、バネ181がハンド機構1による把持対象物の把持動作を邪魔することはない。
As shown in FIG. 2, most of the connecting
<ハンド機構1の動作>
ここで、ハンド機構1の把持動作について詳細に説明する。ハンド機構1においては、多関節指80A、80Bと単関節指80Cとによる把持対象物のつまみ動作を行う第1モードと、主に多関節指80A、80Bによる把持対象物の巻き込み動作を行う第2モードが実行される。これらのモードにおけるハンド機構1の動作について、ハンド機構1の各指が最大に開いている状態(例えば、図5に示す状態)から、第1モード、第2モードが順次実行される形態を例として説明する。
<Operation of
Here, the gripping operation of the
(1)第1モード
第1モードでは、把持対象物のつまみ動作が行われる。ここで、図5は、リニアアクチュエータ31のロッド35をアクチュエータ本体33内に最も引き込んだ状態を示しており、この状態では連結部材50は第1接続部87を中心にしてリニアアクチュエータ側に最も引き込まれた状態になっている。このとき、多関節指80A、80Bは、各指に含まれる指部および駆動部によるリンク構造上、指全体が最も外側に回転した状態であって、各指が図5に示すように真っ直ぐに伸ばされた状態となっている。この状態においては、第1指部81が第1接続部87を中心として外側に最も回転した位置にあるため、連結部190を介して、単関節指80Cの第4指部180も第8接続部200を中心として外側に最も回転した位置に置かれる。その結果、多関節指80A、80Bと、単関節指80Cは最も開いた状態となり、把持空間300が最も大きく形成されることになる。
(1) First mode In the first mode, the gripping operation of the object to be grasped is performed. Here, FIG. 5 shows a state in which the
この状態からリニアアクチュエータ31を駆動してそのロッド35を押し出す。このとき把持空間300に把持対象物が存在しないとすると、連結部材50が第1接続部87を中心にして図5中左回転し、第3接続部113が第4接続部115方向に向かって押し出される。これによって、第1接続部87を中心として第1指部81、第2指部91、第3指部101全体がそのまま一体になって、すなわち、多関節指80A、80Bが真っ直ぐ伸びた状態のままで内側に回転していく。このように第1指部81、第2指部91、第3指部101全体がそのまま一体に回転するのは、付勢手段140によって多関節指80A、80Bでの各指部の姿勢を維持する付勢力が付与されているからである。
From this state, the
また、多関節指80A、80Bの全体が第1接続部87を中心に内側に回転すると、連結部190を介して、単関節指80Cの第4指部180も第8接続部200を中心として内側に回転する。この結果、多関節指80A、80Bと単関節指80Cとは、それぞれの指が伸びた状態で、多関節指80A、80Bの先端部と単関節指80Cの先端部との距離が狭まるようにハンド機構1が閉じていく動作、すなわちつまみ動作が行われることになり、例えば、図10に示す状態となる。なお、このつまみ動作が行われている過程では、バネ181によって第4指部180に対して内側に付勢力が付与されているため、つまみ動作が円滑に行われる。
When the entire
図10は、第1モードでのつまみ動作により、ハンド機構1の側面から見たときに多関節指80A、80Bの先端部と単関節指80Cの先端部との距離が極小となった状態を示している。本実施例では、このように両先端部間の距離が小さくなる状態で、先端部同士が対向するように、各指が構成されている。そこで、この両先端部間に把持対象物が位置するようにハンド機構1の位置および姿勢を制御すれば、多関節指80A、80Bと単関節指80Cの各先端部により、図11に示すように把持対象物をつまんだ状態で把持することが可能となる。なお、この把持対象物を把持している状態においても、図10に示すようにバネ181によって第4指部180に対して内側に付勢力が付与されている。そのため、第1モードでは、当該付勢力が、先端部間での把持対象物の把持状態を維持しようと作用することになり、以て把持対象物を把持した状態でハンド機構1全体の位置や姿勢が変動しても、安定して把持対象物を把持し続けることが可能となる。また、リニアアクチュエータ31の電源が切られ駆動力の供給が絶たれた場合でも、バネ181の付勢力により把持対象物を把持し続けることが可能となる。
FIG. 10 shows a state in which the distance between the tip of the
また、上記のようなつまみ動作を行うときの、多関節指80A、80Bと単関節指80Cの各先端部の位置は、図12に示すように把持対象物の把持方向、すなわち各先端部が把持対象物に接近し、把持力を作用させる方向において、多関節指80A、80Bの取付部材10への取付位置である第1接続部87と、単関節指80Cの取付部材10への取付位置である第8接続部200との間に位置するように、ハンド機構1が構成されている。上記の通り、第1モードでは、多関節指80A、80Bは指全体で第1接続部87を中心に回転し、単関節指80Cは第8接続部200を中心に回転するため、第1接続部87と第8接続部200との間で、その回転動作時に各指の先端部が最も把持対象物側の遠方に飛び出た状態となる。そこで、各指の先端部を図12のように配置することで、つまみ動作時に各指の先端部がたどる軌跡を把握しやすくなり、各指が把持対象物が置かれる床面FL等に干渉することを回避しやすくなる。特に、把持対象物をつまんでいる状態での各指の先端部を基準点とした第1接続部87の傾斜角θ1(基準点での法線と、基準点と接続部を結ぶ線とのなす角)と、第8接続部200の傾斜角θ2が概ね等しくなるように、各指が取付部材10に取り付けられるのが好ましい。
Further, the position of each tip of the
なお、リニアアクチュエータ31を駆動して前記押し出したロッド35を後方に引き込むと、上述とは逆の動作によって多関節指80A、80B全体がそのまま第1接続部87を中心にして一体に回転するとともに、単関節指80Cの第4指部180も第8接続部200を中心として回転することで、多関節指80A、80Bと単関節指80Cが開き、図5に示す状態に戻る。
When the
なお、第1モードでは、図11に示したように、多関節指80A、80Bの先端部と単関節指80Cの先端部で把持対象物をつまむだけではなく、図13に示すように、多関節指80A、80Bの中腹部や単関節指80Cの中腹部で把持対象物を挟むように把持してもよい。すなわち、第1モードでは、多関節指80A、80B全体が第1接続部87を中心に回転するとともに単関節指80Cが第8接続部200を中心に回転する動作によって
、各指により把持対象物を把持する把持動作が行われることになる。
In the first mode, as shown in FIG. 11, not only the gripping object is pinched by the tip of the
(2)第2モード
次に、ハンド機構1での第2モードについて図14、図15に基づいて説明する。図14は、図2と同様にハンド機構1の側面図であり、図15は、多関節指80A、80Bの構造が内側から把握しやすいように、単関節指80Cに関連する構成の記載を省略して多関節指80A、80Bの構成を示す斜視図である。第2モードは、上記第1モードに続いて行われる把持動作である。ここで、把持空間300に把持対象物(図中、2点鎖線で示される)が配置された状態で、上述の第1モードが実行されて、第1指部81が第1接続部を中心に内側に回転している過程で、その第1指部81が把持対象物に当接した状態を想定する。この状態から更にリニアアクチュエータ31を駆動してロッド35を押し出すことで連結部材50を第1接続部87を中心に回転させると、第3接続部113が第4接続部115方向に向かって押し出される。ここで連結部材50に接続されている第1駆動部111は、第2指部91に第4接続部115において連結され、更に第1指部81は、第4接続部115よりも内側の第2接続部97において第2指部91に連結されているので、駆動機構30に連結した第1駆動部111の駆動力が、まず第2指部91に伝わり、次に第1指部81に伝わっていく。そして、第1指部81、第2指部91に、それぞれ第1接続部87、第2接続部97を中心とするトルクが生じることになる。このとき、第1指部81は把持対象物が存在するためその回転は事実的に阻止されているので、結果として、駆動機構30からの駆動力が付勢手段140の付勢力に打ち勝つと、図14に示すように第2指部91が第2接続部97を中心に内側に回転していく。
(2) Second Mode Next, the second mode in the
このとき図14に示すように、第1指部81に設けた静止している第6接続部123は、第2接続部97を中心に回転する第4接続部115に対して近接した状態となるため、第2駆動部121が第2指部91に対して後方に引き込められ、第6接続部123が相対的に第6接続部挿入凹部931内から抜け出た状態となる。これによって、第7接続部125が、後方に引き込められて第7接続部挿入凹部933内に入り込み、第3指部101は第2指部91に対して第5接続部107を中心に内側に回転していく。そして図14に示すように、第1指部81に対して第2指部91を内側に折り曲げた際、第4接続部115は第1指部81の開口部分85内から外側に向けて露出していく。
At this time, as shown in FIG. 14, the stationary
これによって第2指部91と第3指部101が折れ曲がり、把持対象物に対してこれらの指部が巻き込んでいく形で把持対象物が把持される。換言すると、第1指部81の先端側の第6接続部123において第2駆動部121を接続し、その第6接続部123の根元側の第2接続部97において第2指部91を第1指部81に対して接続しているので、第1指部81に対して第2指部91が回転した際は、第2駆動部121が第3指部101を第5接続部107の内側の第7接続部125において引っ張り又は移動を規制し、その結果、第2指部91と第3指部101は同時に内側に向かって回転し、折れ曲がり、把持対象物を巻き込むように把持する。つまり、第1指部81に対して第2指部91が回転した際は必ず同時に第3指部101が第2指部91に対して回転することになる。
As a result, the
なお、第2モードの実行中は、第1指部81は回転しないため、連結部190で連結されている単関節指80Cの第4指部180も回転しない。したがって、第2モードにおいては多関節指80A、80Bを主とした、巻き込み動作による把持対象物の把持動作が行われることになる。ただし、把持対象物が比較的小さいときには、図16に示すように、第1指部81が把持対象物を第4指部180との間に挟んだ状態で、その回転動作が阻止される場合がある。このような場合には、第2指部91、第3指部101による把持対象物の直接の巻き込みは生じず、多関節指80A、80Bの第1指部81と単関節指80Cの第4指部180によって把持対象物が把持されることになる。
In addition, since the
ここで、第2モードにおいてリニアアクチュエータ31によりロッド35が引き込むように駆動すると、第1接続部87を中心に連結部材50が取付部材10側に回転し、上述とは逆の動作によって第2接続部97、第5接続部107を中心に第2指部91、第3指部101が回転して、これらの指部による把持対象物の巻き込み状態が解消される。そして、第2指部91、第3指部101が、第1モードから第2モードに移り変わる際に第1指部81が把持対象物に当接したときの状態に戻ると、その後は、ハンド機構1の動作モードが切り替わり、上述した第1モードが実行される。そのため、多関節指80A、80Bは指全体が、第1接続部87を中心とした回転を行うとともに、単関節指80Cが第8接続部200を中心とした回転を行う。
Here, in the second mode, when the
このようにハンド機構1では、第1指部81に対して把持対象物が接触し、その回転を阻止しない限りは、第1モードによる把持動作が行われ、第1指部81の回転が把持対象物によって阻止されると、第1モードから第2モードによる把持動作に切り替わる。そのため、把持空間300に位置する把持対象物を少なくとも第1モードか第2モードによる把持動作で確実に把持することができる。また、上述の通り、多関節指80A、80B、単関節指80Cのそれぞれの回転面は互いに交差しないようにハンド機構1が形成されている。そのため、第1モードおよび第2モードにわたって、各指がどのように回転しても、指同士が干渉することはなく、以て、把持空間300に存在しうる限りにおいて把持対象物を的確に把持することが可能となる。また、上述の通り第1モード及び第2モードにわたってバネ181の付勢力は付与され、ハンド機構1の指が閉じる方向の駆動力に対して補助が行われる。この付勢力は、構造の簡素な単関節指80C側に付与されることで、ハンド機構1の構造をいたずらに複雑化することなく、また、ハンド機構1の制御性を悪化させることなく、効果的なリニアアクチュエータ31の出力補助を実現し、ハンド機構1の小型化を促進し得るものである。
As described above, in the
ところで、ハンド機構1において、把持対象物が一方の多関節指80Aの第1指部81に当接する位置と、他方の指80Bの第1指部81に当接する位置とが異なっている場合、両者の第3接続部113の位置は同一位置のまま、多関節指80Aと多関節指80Bは、第2モードにおいてそれぞれ異なる独立した動作を行う。即ち、並列に配置した2組の多関節指80A、80Bを同時に単一の駆動機構30によって駆動するだけで、把持しようとする把持対象物の形状に応じて多関節指80A、80Bそれぞれの第1指部81、第2指部91、第3指部101の屈曲状態を容易に異ならせることができ、以て、安定した把持対象物の把持が可能となる。
By the way, in the
また、上述のハンド機構1では、第1指部81と第2指部91と第3指部101は何れも板材をU字状に折り曲げてその中央の底面部82、92、102を内側に向けて配置しているので、これら底面部82、92、102を把持対象物との当接面として直接機能させることができる。このため当接面となる部品を別途取り付ける必要がなく、構造の簡素化、軽量化が図れる。
In the
また、ハンド機構1においては、第2指部91の第2接続部97よりも根元側に突出させた部分に第4接続部115を設けたので、第2接続部97、第4接続部115が高さ方向に重ならず、これによって第1指部81、第2指部91を接続した第2接続部97近傍部分の高さ寸法の薄型化を図ることができる。同じように、第4接続部115の一部が第1指部81の外側に開口する開口部分85内に入り込むことで、第1指部81の内部を第4接続部115の揺動スペースの一部として使用することになる。この結果、第1指部81に対して第2指部91を内側に折り曲げた際に第4接続部115が第1指部81の開口部分85内から外側に向けて突出する突き出し量(突き出し寸法)を小さくすることができる。これにより、第1指部81、第2指部91間の折り曲げ状態にかかわらず、第1指部81、第2指部91を接続した第2接続部97近傍部分の高さ寸法の薄型化を図ること
ができる。
In the
一方、第2接続部97よりも先端側に突出させた部分に第6接続部123を設けているので、第2接続部97、第6接続部123は高さ方向に重ならない。第6接続部123は第3指部101を駆動する第2駆動部121を連結するために第1指部81に設けたものであるが、これによっても第1指部81および第2指部91を接続した第2接続部97近傍部分の高さ寸法の薄型化を図ることができる。また、第2指部91に設けた第6接続部挿入凹部931を第1指部81の左右両側面部83の間に配置したので、第6接続部123が第2指部91から外側に向けて突出する突き出し量(突き出し寸法)を小さくできる。つまり、第1指部81、第2指部91間の折り曲げ状態にかかわらず、第1指部81、第2指部91を接続した第2接続部97近傍部分の高さ寸法の薄型化を、この構成からも図ることができる。
On the other hand, since the
なお、第1駆動部111、第2駆動部121は何れも棒状の平板なので、第2指部91の両側面部93の間に嵌り込む構成を採用しても、両側面部93間の幅を小さくでき、第2指部91を必要最小限の幅寸法にすることができる。
Since both the
<変形例1>
上記実施例のハンド機構1では、第4接続部115の一部を第1指部81の開口部分85内に入り込ませたが、第4接続部115の全部を第1指部81の開口部分85内に入り込ませてもよい。また、連結部材50以外の部材(例えばリニアガイド等)によってリニアアクチュエータ31の駆動力を第3接続部113に伝達してもよい。
<
In the
<変形例2>
また上記実施例のハンド機構1では、多関節指80Aと多関節指80Bにおけるリンク機構は同一としているが、両多関節指におけるリンク機構の構成を異ならせてもよい。すなわち、第1接続部87、第2接続部97、第3接続部113、第4接続部115の何れかの位置を両多関節指80A、80B間で異ならせてもよい。
<Modification 2>
In the
<変形例3>
また、上記実施例のハンド機構1において、多関節指及80Aと多関節指80Bの先端部の、特に第1モードで把持対象物をつまみ動作によって把持する際に把持対象物に接触する部位に溝部を設け、単関節指80Cの先端部の、特に第1モードで把持対象物をつまみ動作によって把持する際に把持対象物に接触する部位に、把持対象物との接触により変形可能な変形部を設けてもよい。溝部の形成は、つまみ動作によって把持対象物を滑らずに把持するために有効であるが、多関節指及80A及び多関節指80Bの先端部と、単関節指80Cの先端部の両方に溝部が形成されると、仮に溝部に把持対象物の一部が嵌まってしまった場合に、把持対象物を非常に不安定な状態でつまみ上げてしまう可能性がある。そこで、このような不安定なつまみ動作を回避するために、一方の指の先端部を把持対象物の形状にならって変形しうる変形部を形成することで、第1モードでの把持動作を確実なものとすることができる。したがって、溝部が形成されるのが単関節指80Cの先端部であって、変形部が形成されるのが多関節指及80Aと多関節指80Bの先端部であってもかまわない。
<Modification 3>
Further, in the
第2の実施例に係るハンド機構1について、図1及び図17、18に基づいて説明する。本実施例に係るハンド機構1は、図1に示すように、多関節指80A、80Bの第1指部81に吸着機構400が設けられている。この吸着機構400は、エアの吸引により吸着対象物を吸着し保持する吸着面403を有する吸着ノズル402が、支持部材401を介して第1指部81に取り付けられている。なお、吸着ノズル402から吸入したエアを
ポンプ側に送るホースは、本実施例の図における記載を省略している。上記第1の実施例で述べたように、第1指部81はその断面がU字形状に形成され、その内部の空間に第1駆動部111が嵌まり込んだ状態で、第2指部91への駆動力伝達を行っている。そのため、第1指部81の開口部分85の上方の空間は、第1駆動部111のリンク動作に必要とされる空間である。そこで、この第1駆動部111のリンク動作を吸着機構400が阻害しないように、図1に示すように、支持部材401は、第1指部81の長手方向(すなわち、第1駆動部111の長手方向)に沿って延在する一対の側壁401aが、先端側において接続壁401bで接続された構成を有する。そして、この接続壁401bにおいて、吸着ノズル402が支持されている。このように吸着ノズル402が保持されることで、第1指部81の上方の空間を占有することなく、吸着機構400を第1指部81の甲側に固定することができる。
A
吸着機構400は、吸着ノズル402からエアを吸入することで吸着対象物を吸着面403に接触した状態で保持することができる。したがって、図1に示すハンド機構1は、上述した第1モード及び第2モードによる把持対象物の把持動作に加えて、吸着機構400による吸着対象物の保持も可能となる。このようにハンド機構1では、様々な態様で対象物を把持又は保持することができるため、例えば、工場等の製造現場において、製造ラインに適した状態で加工対象物の把持等が可能となり、また、その把持等の対象となる対象物の範囲を可及的に広く設定することができる。
The
なお、吸着機構400は第1指部81に固定されているが、第1指部81は、第1モードでは多関節指80A、80B全体が回転するときに第1接続部87を中心として回転する指部であり、また、第2モードでは回転が阻止さる指部であるから、上述した把持動作を行うハンド機構1において、第2指部91、第3指部101と比べてその動きは単純である。したがって、吸着機構400を第1指部81に取り付けることで、ハンド機構1において行われている把持動作、すなわち多関節指80A、80Bの指部の動きに影響されにくい状態で吸着機構400の姿勢を制御できることになり、ハンド機構1の利便性が向上する。なお、別法として吸着機構400は、多関節指80A、80Bにおいて、第1指部81以外の指部に取り付けられてもよく、また、単関節指80Cの第4指部180に取り付けられてもよい。
The
また、吸着機構400により吸着対象物を吸着するためには、吸着面403に吸着対象物を接触した状態でエアの吸入を行う必要がある。しかし、多関節指80A、80Bに対する吸着機構400の相対位置、特に、吸着面403の相対位置によっては、吸着面403と吸着対象物とを接触するために、ハンド機構1における各指の姿勢を、吸着対象物の吸着に適した状態とする必要がある。そこで、以下に、吸着機構400による吸着対象物の吸着状態を例示する。
Further, in order to adsorb the object to be adsorbed by the
(第1の例)
ハンド機構1において第1モードが実行されている状態(把持空間300が最も広く形成される図5に示す状態も含む)では、多関節指80A、80Bは、指全体が第1接続部87を中心に回転する。この状態において、吸着面403が多関節指80A、80Bの先端部から吸着対象物側に突出しないように吸着機構400が取り付けられている場合、第1モード中では多関節指80A、80Bが吸着対象物と干渉して、吸着のために吸着面403を吸着対象物に接触させた状態とすることができない場合がある。また、吸着面403が多関節指80A、80Bの先端部から吸着対象物側に突出している場合であっても、第1モードでは、多関節指80A、80Bと単関節指80Cが比較的広く開いているため、この単関節指80Cが吸着対象物やその周囲の構造物と干渉して、吸着のために吸着面403を吸着対象物に接触させた状態とすることができない場合がある。
(First example)
In the state in which the first mode is executed in the hand mechanism 1 (including the state shown in FIG. 5 where the
このような場合においては、まず、第1モードによって第1指部81が構造的に回転しうる限界まで第1指部81を回転させる。その結果、第1指部81が、把持対象物によってその回転が阻止された状態と同じように、回転ができない状態となるため、第2モードによる回転動作が開始される。そして、図17に示すように、ハンド機構1によっては把持対象物を把持していないが第2モードの把持動作により、多関節指80A、80B及び単関節指80Cが折りたたまれた状態となり、吸着面403が、多関節指80A、80Bから吸着対象物側に大きく突出した状態となる。このような状態であれば、吸着面403を吸着対象物に容易に接触させることができるため、吸着機構400による吸着対象物の吸着保持が可能となる。
In such a case, first, the
なお、1つのハンド機構1に搭載された吸着機構400(本実施例の場合は、2つの吸着機構400)による吸着保持力が、吸着対象物の吸着保持に対して十分でない場合には、図17に示すように、複数のハンド機構1を利用して、それらに搭載された吸着機構400で吸着保持を行えばよい。
In addition, when the suction holding force by the suction mechanism 400 (two
(第2の例)
第1モードが実行されている状態において、吸着面403が多関節指80A、80Bの先端部から吸着対象物側に突出するように吸着機構400が取り付けられている場合(図18においては、吸着面403がδ突出している状態を示す)は、基本的には多関節指80A、80Bの姿勢にかかわらず吸着面403を吸着対象物に接触させることができる。しかし、上述したように単関節指80Cが開いた状態のままでは、単関節指80Cが吸着対象物やその周囲の構造物と干渉する場合があるため、上記第1の例のように多関節指80A、80Bと単関節指80Cをともに折りたたむか、または、図18に示すように、第1モードによってつまみ動作を行うときのように、多関節指80A、80Bと単関節指80Cを閉じ、両指の先端部間の距離を極力小さくした状態で吸着を行えばよい。これにより単関節指80Cに邪魔されることなく、吸着機構400による吸着保持を行うことができる。
(Second example)
In a state where the first mode is being executed, when the
1・・・ハンド、10・・・取付部材、30・・・駆動機構、31・・・リニアアクチュエータ、50・・・連結部材、80A、80B・・・多関節指、80C・・・単関節指、81・・・第1指部、82・・・底面部、83・・・側面部、87・・・第1接続部、91・・・第2指部、92・・・底面部、93・・・側面部、93a・・・甲側の辺、931・・・第6接続部挿入凹部、97・・・第2接続部、101・・・第3指部、107・・・第5接続部、111・・・第1駆動部、113・・・第3接続部、115・・・第4接続部、121・・・第2駆動部、123・・・第6接続部、125・・・第7接続部、180・・・第4指部、190・・・連結部、200・・・第8接続部、201・・・第9接続部、202・・・第10接続部、300・・・把持空間、400・・・吸着機構、401・・・支持部材、402・・・吸着ノズル、403・・・吸着面
DESCRIPTION OF
Claims (5)
指部同士が接続部を介して互いに回転可能となるように接続された複数の指部を含む多関節指であって、その根元側で前記取付部材に対して該複数の指部のうち一つの指部が回転自在に取り付けられる、第1多関節指及び第2多関節指と、
前記第1多関節指及び前記第2多関節指に対して、駆動アクチュエータからの駆動力を伝える駆動部と、
前記第1多関節指及び前記第2多関節指と接続され、且つ、前記取付部材に対して所定接続部を中心に回転可能となるように接続された、一つの指部から形成される単関節指であって、前記駆動アクチュエータからの駆動力により、該第1多関節指及び該第2多関節とともに該所定接続部を中心に回転する単関節指と、
前記単関節指を、前記所定接続部を中心として前記第1多関節指及び前記第2多関節指側に回転させる付勢力を、前記駆動アクチュエータからの駆動力とは別に該単関節指に対して付与する付勢手段と、
を備えるハンド機構。 A mounting member;
An articulated finger including a plurality of fingers connected so that the fingers can rotate with each other via a connecting portion, and one of the plurality of fingers with respect to the attachment member on the base side A first multi-joint finger and a second multi-joint finger to which two fingers are rotatably attached;
A driving unit for transmitting a driving force from a driving actuator to the first multi-joint finger and the second multi-joint finger;
A single finger portion connected to the first multi-joint finger and the second multi-joint finger and connected to the attachment member so as to be rotatable around a predetermined connection portion. A single-joint finger that rotates around the predetermined connecting portion together with the first multi-joint finger and the second multi-joint by a driving force from the drive actuator;
A biasing force for rotating the single joint finger toward the first multi-joint finger and the second multi-joint finger around the predetermined connection portion is applied to the single joint finger separately from the drive force from the drive actuator. Energizing means to grant
Hand mechanism comprising.
前記付勢手段は、前記取付部材の内部において、前記単関節指を形成する指部における前記所定部位の近傍と前記取付部材との間に設けられる、
請求項1に記載のハンド機構。 The finger part rotatably attached to the attachment member in the first articulated finger and the finger part rotatably attached to the attachment member in the second articulated finger are connected to the unit via a connecting member. In a predetermined part located on the inner side of the mounting member from the predetermined connection part in the finger part forming the joint finger, the single finger is linked and linked.
The urging means is provided between the attachment member and the vicinity of the predetermined portion in a finger portion forming the single joint finger inside the attachment member.
The hand mechanism according to claim 1.
請求項2に記載のハンド機構。 At least a part of the connecting member does not pass through the grasping space where the grasped object between the first articulated finger and the second articulated finger and the single articulated finger is located, and the first articulated finger A finger part rotatably attached to the attachment member and a finger part rotatably attached to the attachment member in the second articulated finger are connected to the single joint finger,
The hand mechanism according to claim 2.
前記駆動アクチュエータから前記駆動部を介して駆動力が付与されると、前記第1多関節指及び前記第2多関節指が前記取付部材との接続部を介して各指全体が同じ方向に回転する第1モードと、
前記第1多関節指に含まれる第1所定指部及び前記第2多関節指に含まれる第2所定指部の前記第1モードでの回転が阻止された場合に、該第1多関節指に含まれる該第1所定指部以外の指部が該第1所定指部に対して回転し、且つ、該第2多関節指に含まれる該第2所定指部以外の指部が該第2所定指部に対して回転する第2モードと、を実行可能であり、
前記第1モードでは、前記単関節指は、前記第1多関節指及び前記第2多関節指の回転方向と反対の方向であって、該第1多関節指の先端部と該単関節指の先端部との距離、及び該第2多関節指の先端部と該単関節指の先端部との距離がともに狭まる方向に回転し、
前記第2モードでは、前記第1所定指部及び前記第2所定指部の回転停止と同時に、前記単関節指の前記所定接続部を中心とした回転が停止される、
請求項1から請求項3の何れか1項に記載のハンド機構。 The hand mechanism is
When a driving force is applied from the drive actuator via the drive unit, the first multi-joint finger and the second multi-joint finger rotate in the same direction through the connection portion with the attachment member. A first mode to
When rotation of the first predetermined finger part included in the first multi-joint finger and the second predetermined finger part included in the second multi-joint finger in the first mode is prevented, the first multi-joint finger A finger part other than the first predetermined finger part included in the first predetermined finger part is rotated relative to the first predetermined finger part, and a finger part other than the second predetermined finger part included in the second articulated finger is 2 is capable of executing the second mode of rotating with respect to the predetermined finger part,
In the first mode, the single-joint finger is in a direction opposite to the rotation direction of the first multi-joint finger and the second multi-joint finger, and the tip of the first multi-joint finger and the single joint finger And the distance between the tip of the second articulated finger and the tip of the single articulated finger are both reduced in the direction of narrowing,
In the second mode, simultaneously with the rotation stop of the first predetermined finger portion and the second predetermined finger portion, the rotation of the single joint finger around the predetermined connection portion is stopped.
The hand mechanism according to any one of claims 1 to 3.
請求項4に記載のハンド機構。 During the execution of the first mode and the second mode, the urging force of the urging means is always such that the single articulated finger is centered on the predetermined connection portion and the first multi-joint finger and the second multi-finger. The urging force to rotate the joint finger side,
The hand mechanism according to claim 4.
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