JP6466460B2 - ヒューマノイドロボットに設けるように意図された手の作動 - Google Patents

ヒューマノイドロボットに設けるように意図された手の作動 Download PDF

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Description

本発明は、ヒューマノイドロボット向けの手に関する。
人間の手は、人体の中で極めて複雑な部分である。人間の手は、手のひらの周りに連接された複数の指を備える。さらに、各指は、相互に連接された複数の指骨を有する。各関節は、筋肉によって動かすことができる。手の様々な関節によって特に、様々な形状の対象物を把持することができる。人間の機能性に最高に近づけるために、ヒューマノイドロボットにおいて多くの試みがなされてきた。把持機能は、ロボット化されたシステムで生じさせることが最も困難な機能のうちの1つであり、様々な対象物を確実に把持するために、多数の独立したアクチュエータを必要とする。これにより、設けるべき独立したアクチュエータの数の点、および連携して制御しなければならないこれらの異なるアクチュエータの駆動の点の両方で、ロボットがより複雑になる。
本発明は、ヒューマノイドロボットの手であって、複数の指を有し、手の指ごとの独立したアクチュエータの数を減らすことによって様々な対象物の形状に容易に適応することを可能にする手を提案することを目的とする。
この目的のために、本発明の主題は、手のひらと、手のひらに対して動力化される複数の指とを備えるヒューマノイドロボット向けの手であって、複数の指に共通のアクチュエータ、およびアクチュエータによってかかる力を指の方へ分散することを可能にするスプレッダを備えることを特徴とする手である。
本発明の有利な変形例では、アクチュエータによってかかる力が向く方向に直角の前額面と呼ばれる平面において、アクチュエータによってかかる力のスプレッダ上の作用点の投影部、および指によってかかる力のスプレッダ上の作用点の投影部が画定される。前額面において、前額面の交線と、アクチュエータによってかかる力が向き、かつ手のひらが主に延在する方向を含む水平面と呼ばれる平面の交線とに直角の垂直方向と呼ばれる方向が画定される。垂直方向に従って、アクチュエータによってかかる力のスプレッダ上の作用点の投影部が、指によってかかる力のスプレッダ上の作用点の投影部の重心に実質的に位置決めされ、指によってかかる力のスプレッダ上の作用点の投影部は、すべて一致するわけではない。
用語スプレッダは、航空分野で使用されることが多い。類推によって、スプレッダは、力を分散することを可能にする任意の機械部品であると理解され得る。分散は、機械部品上の力それぞれの支持点の幾何学的配置に応じてなされる。分散は、機械部品の平衡状態を保つ。機械部品に加わる力がゆっくり発展する場合、静的平衡方程式から異なる力を決定することができる。本発明では、スプレッダによって、力を単一のアクチュエータから複数の指に分散することができる。スプレッダが存在することによって、遭遇する可能性のある対象物の形状への手の追従性を改善することができる。手の追従性は、手にかかる応力および力に適応する手の能力を意味するものと理解されるべきである。
スプレッダを実装することによって、人間の動きに近い滑らかで自然な動きを再現することで手を閉じることができる。単一のアクチュエータをスプレッダと関連付けることによって、スプレッダに連結された様々な指の動きを完全に同期させることができるようになる。
本発明による手を備えるヒューマノイドロボットもまた、本発明の主題である。
ヒューマノイドロボットは、人体との類似性を示すロボットであることが理解されるべきである。ヒューマノイドロボットは、本体の上部、または人間の手に例え得るクランプを終端とする単なる多関節アームであってもよい。本発明では、ロボットの手の動作は、人間の手の動作に似ている。本発明による手によって、その指の動き、および指が対象物にかけ得る力で対象物を把持することができる。
添付図面によって示す、例として挙げる実施形態の詳細な説明を読むことで、本発明が一層よく理解され、他の利点が明らかになる。
ヒューマノイドロボット向けの手の斜視図を示す。 手のスプレッダの異なる平面図を示す。 手のスプレッダの異なる平面図を示す。 手のスプレッダの異なる平面図を示す。 対象物を把持する手を示す。 対象物を把持する手を示す。 対象物を把持する手を示す。 別の対象物を把持する手を示す。 手の複数の変形例における斜視図である。 手の複数の変形例における斜視図である。 手の複数の変形例における斜視図である。 手のひら側から見た開いた手を示す。 本発明の手を実装するヒューマノイドロボットを示す。
明瞭にするために、異なる図において、同じ要素には同じ参照符号を付す。
図1は、ヒューマノイドロボット向けの手10を示す。手10は、手のひら11と、5本の指13〜17とを備える。指は、指13〜17の間に対象物を把持することができるように、手のひら11に連接される。人間の手のように、指13は親指である。手で把持した対象物は、親指13と他の指14〜17との間に保持される。本発明は、5本の指を有する手に限定されない。指の数は、手の設計を単純化するために減らすことができ、または、特定の対象物を把持することができるように増やすことさえできる。
より一般的には、本発明の手は、対象物を把持することを可能にするクランプによって形成することができる。クランプは、把持した対象物と複数の点で接触可能にする少なくとも2本の多関節指を備える。これらの多関節指に対向して、固定指、または直接的に、手のひらを配置することができる。
本発明によれば、手10は、複数の指に共通のアクチュエータと、アクチュエータによってかかる力を指の方へ分散することを可能にするスプレッダとを備える。図1に示す例では、手10は、2つのアクチュエータ101および102と、2つのスプレッダ103および104とを備える。アクチュエータ101は、タイロッド105によってスプレッダ103に連結され、アクチュエータ102は、タイロッド106によってスプレッダ104に連結される。スプレッダ103は、タイロッド107、108、109および110を介して、それぞれ4本の指14〜17に力をかけることができる。同様に、スプレッダ104は、タイロッド117、118、119および120を介して、それぞれ4本の指14〜17に力をかけることができる。
アクチュエータ101および102は、シリンダなどのリニアアクチュエータであり得る。本発明において、例えばロータリアクチュエータまたは人工筋肉などの任意の他のタイプのアクチュエータを実装することができる。
図1に示す例では、スプレッダ103および104によって、人差し指14、中指15、薬指16および小指17を示す4本の指の方へ力を分散することができる。また、分散に親指13を含めることができる。より一般的には、1つのスプレッダまたは複数のスプレッダ103および104によって、1つのアクチュエータまたは複数のアクチュエータ101および102によってかかる力を、親指13および少なくとも1本の他の指14〜17の方へ分散することができる。
2つのスプレッダ103および104はそれぞれ、関連するアクチュエータによってかかる力が向き、かつ手10の手のひらが主に延在する方向を含む水平面と呼ばれる平面内に主に延在する。
指は、2本のタイロッドよって作動させることができ、例えば人差し指14では、タイロッド107および117であり、一方が指14を伸ばし、他方が指14を折り曲げる。次いで、2本のタイロッド107および117は、連携して動作する。アクチュエータ101および102もまた、連携して動作する。タイロッドのうちの一方105または106を引っ張り、同時に他方を押す単一のアクチュエータを使用することができる。手10は、指14、15、16および17のそれぞれを動力化することを可能にする2つのスプレッダ103および104を備える。スプレッダ103によって、スプレッダ103に連結される指を伸ばし、ひいては手10を開くことができる。スプレッダ104によって、スプレッダ104に連結される指を折り曲げ、ひいては手10を閉じることができる。
手10の手のひら11に関連付けられた基準座標系が画定される。手のひらは、水平面と呼ばれる平面125内に主に延在する。指14〜17は、完全に広がり、または開いた時、平面125内に延在する。図1に示す構成では、スプレッダ103および104は、水平面125内に主に延在する。タイロッド105および106も、水平面125内に延在する。結果として、アクチュエータ101および102によって力がかかる方向は、平面125内に含まれる。
水平面125と、アクチュエータ101および102によってかかる力が向く方向とに直角である前額面126が画定される。
最後に、平面125と126とに直角である、垂直面と呼ばれる第3の平面127が画定される。指14〜17が閉じ、または伸びる時、指骨は本質的に垂直面内で変位する。
図2aは、スプレッダのうちの一方、例えばスプレッダ103を、前額面において投影によって示す。
図2bは、水平面において投影によって同じスプレッダ103を示し、図2cは、垂直面におけるスプレッダ103を示す。
スプレッダ103は、水平面内に主に延在する。しかしながらスプレッダ103は、水平面に対して特定の湾曲を有し得る。この湾曲は、図2aにおいてはっきり見ることができる。この図は、スプレッダ103上の異なる力の作用点の、前額面における投影部を示す。より具体的には、タイロッド105、107、108、109および110は、ケーブルの端部上にかしめられ、または成形された突起部、それぞれ135、137、138、139および140を端部が有するケーブルであり得る。ケーブルそれぞれの突起部は、スプレッダ103内に製造されたチャンネル内に保持される。力の作用点は、突起部とスプレッダ103との接点である。アクチュエータ101によってスプレッダ103にかかる力は、F5で特定される。指14、15、16および17によってかかる力は、それぞれF1、F2、F3およびF4で特定される。タイロッド105を介してアクチュエータ101によってかかる力の作用点には、参照符号145を付す。タイロッド107によってかかる力の作用点には、参照符号147を付す。タイロッド108によってかかる力の作用点には、参照符号148を付す。タイロッド109によってかかる力の作用点には、参照符号149を付し、タイロッド110によってかかる力の作用点には、参照符号150を付す。
前額面126では、前額面126の交線と、水平面125の交線とに直角である垂直方向142が画定される。アクチュエータ101によってかかる力の作用点145の投影部は、指14〜17によってかかる力のスプレッダ上の作用点137〜140の投影部の重心に実質的に位置決めされることが有利である。
より具体的には、垂直方向142において、作用点145の投影部の横座標が原点として画定される。作用点147〜150の投影部の横座標の和は、0である。指14〜17によってかかる力F1〜F4のスプレッダ103上の作用点147〜150における垂直方向142の投影部は、すべてが一致するわけではない。
スプレッダ103上の力F1〜F5の異なる作用点がこのように相対的に位置することによって、手10の手のひら11内にスプレッダ103の安定位置を保持することができる。実際に、指によってスプレッダ103にかかる力F1〜F4は、手10で把持する対象物の形状に応じて発展し得る。このように画定される、スプレッダ103上の力F1〜F5の異なる作用点の相対位置によって、水平面125に対して実質的に一定の相対位置にスプレッダ103を保持することができる。スプレッダ103は、水平面125が実質的に含む方向に平行移動で変位させることができる。
さらに、図2bに見ることができる正面方向152が画定される。方向152は、アクチュエータ101によってかかる力F5が向く方向と平行である。正面方向152に従って、アクチュエータ101によってかかる力F5のスプレッダ103上の作用点145の投影部を原点としてみなし、アクチュエータ101がスプレッダ103を引っ張る方向を正方向としてみなす。指14〜17によってかかる力F1〜F4のスプレッダ103上の作用点147〜150の投影部の横座標は、すべて負である。
スプレッダ103上の力F1〜F5の異なる作用点がこのように相対的に位置することによって、手10の手のひら11内でのスプレッダ103のいかなる突き当たりも避けることができる。
最後に、方向142と152とに直角の第3の方向162を画定することができる。方向162に従って、アクチュエータ101によってかかる力の作用点145の投影部は、作用点148および149の投影部の真ん中に実質的に位置決めされることが有利である。同様に、さらに方向162に従って、作用点145の投影部は、作用点147および150の投影部の真ん中に実質的に位置決めされることが有利である。言いかえれば、方向162に従って、作用点145の投影部を他の投影部から離す複数の距離、すなわち点148の投影部に対するL1、点149の投影部に対するL2、点147の投影部に対するL3、および点150の投影部に対するL4が画定される。有利には、L1=L2およびL3=L4である。
指2本ずつの真ん中に作用点145の位置を維持することによって、アクチュエータ101の力を異なる指14〜17の方へバランスよく分散することができる。言いかえれば、アクチュエータ101によって加わる所与の引張力に対して、4本の指14〜17それぞれにかかる力は、アクチュエータ101によってかかる力の4分の1と等しい。
スプレッダ103に連結された指の数にかかわらず、この構成を一般化することができる。より具体的には、方向162に従って、アクチュエータ101によってかかる力の作用点145の投影部は、スプレッダ103に連結された指14〜17によってかかる力の作用点の投影部の重心に位置する。
スプレッダに連結された異なる指の力をバランスよく分散させることによって、単一のアクチュエータ101であっても、対象物の形状にかかわらず人間の握りに近い、把持する対象物の握りを採用することができる。
図3a、図3bおよび図3cは、例えば携帯電話などの矩形対象物165を把持する手10を示す。5本の指13〜17は、対象物165と接触している。対象物165の形状では、スプレッダ103および104に連結された指14〜17のそれぞれを、異なるように折り曲げる必要がある。より具体的には、人差し指14はわずかに折り曲げられ、対照的に、小指17は大きく折り曲げられる。対象物を把持していない図1では、スプレッダ103および104に連結された指14〜17が、実質的に同様に折り曲げられる。対象物165が存在すると、指14〜17それぞれによって対象物165にかかる実質的に一定の力を保持しながら、指14〜17の折曲げが修正される。
対象物165に適応するために、スプレッダ103と104との間に回転が加えられる。この回転は、対象物を把持していない図1と、対象物165を備えた図3a〜図3cとの間に見ることができる。1つまたは2つのスプレッダが存在することによって、把持した対象物の形状に手が適応することができる。
図4は、例えばビーカーなどの円形対象物166を把持する手10を示す。対象物166は、単に、5本の指のうちの3本によって保持される。対象物166は、片側を親指13で、反対側を人差し指14および中指15で保持される。スプレッダ103および104によって、他の2本の指16および17が、例えば手10の手のひらに当接するように完全に折り曲げられる。指14〜17によってかかる力の均等性は、ビーカー166のような対象物の場合には完全ではない。しかしながら、異なる指14〜17の力は、スプレッダがない場合より、バランスがとれている。
一般に、スプレッダを実装することによって、このスプレッダに関連付けられたアクチュエータによってかかる力を異なる指にわたって分散することができる。したがって、異なる指は、対象物の形状が変わりやすくても、手で把持した対象物に実質的に一定の力をかけることができる。
代替方法として、アクチュエータ101の作用点145を、指14〜17に連結されたタイロッドの作用点147〜150の重心に位置決めすることによって得られる平衡から離れることができる。例えば、作用点145を人差し指14の方へ変位させ、ひいては、より多くの力を人差し指14に分散することができる。人差し指14は、他の指より早く閉じる傾向となる。次いで、人差し指14は、把持した対象物に他の指より大きい力をかける。
極限では、手10の人差し指の作用点147を、アクチュエータ101の作用点145と合わせることができる。これにより、親指13と人差し指14との間にのみ対象物が確実に把持され得る。
図5は、その中で複動アクチュエータ170が2つのスプレッダ103および104に作用する手10の変形例を示す。図1の変形例で示す2本のタイロッド105および106が、スプレッダ103および104のうちの一方にそれぞれ固定された2つの端部を有するケーブル171と置き換えられる。より具体的には、ケーブルの一端部が、突起部135によって形成される。図5で見ることができないケーブル171の他端部も同様であり、スプレッダ104に固定される。アクチュエータ170は、2つのスプレッダ103および104に共通である。アクチュエータ170は、例えば、滑車172を回転駆動するロータリアクチュエータである。ケーブル171は、滑車172に巻き付く。滑車172が回転すると、スプレッダ103および104のうちの一方を引っ張り、かつ他方を押すケーブル171が変位する。
2つのスプレッダ103および104が実質的に平行である場合、ケーブル171は、滑車172の直径の約半分にわたって滑車172と接触している。ケーブル171を滑車172に巻き付けることによって、滑車172と接触するケーブル171の長さの関数であるトルクを伝達することができる。伝達されるトルクはまた、滑車172に対するケーブル171の摩擦係数の関数、ひいてはケーブル171用および滑車172用に選択される接触する材料の性質の関数である。これらの材料を、指14〜17上にトルクリミッタ、ひいては力のリミッタを生成するように画定することができる。例えば、大きい外力が指14〜17に加えられる場合、特にアクチュエータ170を保護するために、ケーブル171を滑車172に対して滑らせることができる。
代替方法として、特にアクチュエータ170に、指14〜17の位置を決定することを可能にする位置センサが設けられる場合、滑車172に対するケーブル171のいかなる滑りも避けることが所望され得る。いかなる滑りも避けるために、例えば、ケーブル171を滑車171の周りに1巻きより多く巻き付けることができる。また、ケーブル171を滑車に固定することができる。
図6は、ケーブル175および複動アクチュエータ176によって作動する単一のスプレッダ103のみを有する手10の別の変形例を示す。各指14〜17は、例えば、折り曲げられ、または伸ばされた極限位置に指14〜17を保つ傾向のあるばねなどの弾性要素を備える。スプレッダ103を介して、アクチュエータ176は、指それぞれをその極限位置から遠ざける。例えば、ばねによって伸びた位置に保持された指14〜17は、アクチュエータ176によって折り曲げられる。
図7は、リターンスプリングがすべての指14〜17に共通である、図6の変形例を示す。この変形例もまた、2つのスプレッダ103および104を有する。図6の変形例でのように、スプレッダ103は、ケーブル175を介してアクチュエータ176に連結される。さらに、スプレッダ104は、ばね178を介して手のひら11の本体に連結される。したがって、アクチュエータ176がスプレッダ103を引っ張ると、スプレッダ104によって指14〜17に共通の復帰力が加えられる。復帰力は、スプレッダ104によって指14〜17にわたって分散される。
別の構成は、2つのスプレッダ103および104を使用し、それぞれが指14〜17の異なる指骨に作用することにある。次いで、2つのアクチュエータ101および102は独立している。
図5、図6および図7に示す変形例では、アクチュエータ170または176は、1つのスプレッダまたは複数のスプレッダ103および104とは独立して、親指13に力をかける。
この目的のために、図5の変形例では、アクチュエータ170は、力を親指13に伝達することを可能にするケーブル181が巻き付けられる第2の滑車180を回転駆動する。ケーブル171のように、ケーブル181によって、親指13を折り曲げたり、伸ばしたりすることができる。ケーブル181が押圧する2つの自由滑車182を設けて、アクチュエータ170と親指13との間のその方向を修正することができる。それぞれが滑車172および180と関連付けられたケーブル171および181は、アクチュエータ170を同じように回転させると親指13および他の指14〜17を折り曲げるように構成される。アクチュエータ170を逆回転させることによって、親指13および他の指14〜17を伸ばすことができる。
したがって、単一のアクチュエータによって、把持した対象物上で手10を閉じ、または手10を開くことができる。
親指13および他の4本の指14〜17が同じアクチュエータによって制御されるこの構成は、図6および図7の他の変形例に置き換えることができる。したがって、図6の変形例では、親指13は、スプレッダ103とは独立して、アクチュエータ176に連結されたケーブル185によって作動する。図7の変形例では、ばね188を介して親指13に復帰力がかかる。この復帰力は、ケーブル185によってかかる力に対向する。
有利には、手10は、1つのスプレッダまたは複数のスプレッダ103および104の変位を制限する止具を備える。止具191および192は、例えば指14および17の高さで手のひら10内に形成される。対応するタイロッドが移動距離の終端にある場合、スプレッダ103および104は、1つの止具、または2つの止具191および192を押圧する。より具体的には、人差し指14が所望の最大限度まで伸ばされると、スプレッダ104は、止具191を押圧するようになる。スプレッダ104が止具191を押圧することによって、人差し指14がその伸びた位置を越えて後戻りするのを避ける。この後戻りは、人体構造における指骨の関節の1つが脱臼することに似ているであろう。言いかえれば、止具を押圧することによって、関係する指の関節の移動角距離を制限することができる。同様に、スプレッダ104を止具192に押圧することによって、小指17の伸びを制限することができる。最端の指14および17の高さに位置決めされた2つの止具191および192は、スプレッダ104と関連付けられたすべての指の伸びを制限するのに十分である。同様にスプレッダ103も、指14〜17の折曲げを制限するために、止具191および192を押圧するようになり得る。
図8は、手のひら側から見た開いた手を示す。この図によって、スプレッダに連結された指の作用点の位置および指の相互配向を特定することができる。より具体的には、図2bを使用して、正面方向152に対して、スプレッダ103上の作用点147〜150の投影部の横座標がすべて負であることが特定されている。横座標の原点は、アクチュエータによって加わる力の作用点145の投影部である。正面方向152の作用点147〜150の投影部の異なる横座標を区別することによって、人体構造により良好に近づけることができる。より具体的には、絶対値として、小指17によってかかる力F4の作用点150の横座標が最小である。絶対値として、中指15によってかかる力F2の作用点148の横座標が最大である。絶対値として、人差し指14および薬指16によってかかる力F1およびF3の作用点147および149の横座標が、作用点148と150との横座標間に位置する中間値を有する。
有利には、スプレッダに連結された4本の指14〜17は同一である。これにより、指を構成する機械部品を標準化することによって、指の製造を単純化することができる。手10の指は同一であるが、人間の手はそうではなく、作用点147〜150を互い違いに配置することによって、ひいては指を手のひら11に取り付けることによって、指14〜17の端部の配置に関して、手10は人体構造に近づき得る。
さらに、指が閉じた時に指それぞれの端部が互いに近づく傾向があるように、4本の指14〜17を前額面で異なるように配向させることができる。より具体的には、関係する指の作用点が、力F5の加えられる方向から遠ざかるにつれ、力F5が加えられる方向に対して、関係するスプレッダに連結された指の伸びる方向が角度をつけてますます開く。指が伸びる方向は、指が伸ばされた時の指の主方向であると理解されるべきである。示す例では、中指および薬指は、力F5が加えられる方向と約6°の角度をそれぞれ形成する方向に伸びる。薬指16および小指17は、それらの間に約12°の角度を形成する方向に伸びる。同様に、人差し指14および中指15も、それらの間に約12°の角度を形成する方向に伸びる。閉じると、指の端部が互いに近づき、4本の指14〜17と親指13との間で把持しやすくなる。明らかに、これらの角度値は単に例として挙げる。言うまでもなく、他の値も可能である。
図8は、2つの手10を有するヒューマノイドロボット200を示す。

Claims (13)

  1. 手のひら(11)と、前記手のひら(11)に対して動力化される複数の指(13、14、15、16、17)とを備えるヒューマノイドロボット向けの手(10)において、前記手が、複数の指(13、14、15、16、17)に共通のアクチュエータ(101、102又は170又は176)、および前記アクチュエータ(101、102又は170又は176)によってかかる力(F5)を前記指(14、15、16、17)の方へ分散することを可能にするスプレッダ(103、104又は103)を備えることと、前記アクチュエータ(101、102又は170又は176)によってかかる前記力が向く方向に直角の前額面(126)と呼ばれる平面において、前記アクチュエータ(101、102又は170又は176)によってかかる前記力(F5)の前記スプレッダ(103、104又は103)上の作用点(145)、および前記指(14、15、16、17)によってかかる力(F1、F2、F3、F4)の前記スプレッダ(103、104又は103)上の作用点(147、148、149、150)が投影されていることと、前記前額面(126)に垂直な第2の方向(152)と、前記アクチュエータ(101、102又は170又は176)によって前記スプレッダ(103、104又は103)にかかる前記力(F5)が向き、かつ前記手(10)の前記手のひら(11)が主に延在する方向を含む水平面(125)と呼ばれる平面に垂な第1の方向(142)と、前記第1の方向(142)および前記第2の方向(152)に垂直な第3の方向(162)存在することと、前記前額面において、前記第1の方向(142)に従って、前記アクチュエータ(101、102又は170又は176)によってかかる前記力(F5)の前記スプレッダ(103、104又は103)上の投影された前記作用点(145)、前記指(14、15、16、17)によってかかる前記力(F1、F2、F3、F4)の前記スプレッダ(103、104又は103)上の投影された前記作用点(147、148、149、150)重心に実質的に位置決めされ、前記指(14、15、16、17)によってかかる前記力(F1、F2、F3、F4)の前記スプレッダ(103、104又は103)上の投影された前記作用点(147、148、149、150)が第1の方向(142)において、すべて一致するわけではないことと、前記アクチュエータ(101、102又は170又は176)は、タイロッド又はケーブルによって前記スプレッダ(103、104又は103)に連結されており、前記スプレッダ(103、104又は103)は、他のタイロッド又はケーブルによって前記指(14、15、16、17)に連結されており、前記スプレッダ(103、104又は103)は、前記アクチュエータ(101、102又は170又は176)によってかかる力を、前記指(14、15、16、17)に分散するように構成されていることとを特徴とする手。
  2. 前記アクチュエータ(101、102又は170又は176)によってかかる前記力(F5)が向き、かつ前記手(10)の前記手のひら(11)が主に延在する方向を含む水平面(125)おいて、前記アクチュエータ(101、102又は170又は176)によってかかる前記力(F5)の前記スプレッダ(103)上の前記作用点(145)、および前記指(14、15、16、17)によってかかる前記力(F1、F2、F3、F4)の前記スプレッダ(103、104又は103)上の前記作用点(147、148、149、150)が投影されていることと、前記第2の方向(152)は、前記アクチュエータ(101、102又は170又は176)によってかかる前記力(F5)が向く前記方向と平行であることと、前記水平面(125)において、前記第2の方向(152)に従って、前記アクチュエータ(101、102又は170又は176)によってかかる前記力(F5)の前記スプレッダ(103、104又は103)上の投影された前記作用点(145)原点として、また前記アクチュエータ(101、102又は170又は176)が前記スプレッダ(103、104又は103)を引っ張る方向を正方向としてみなすことによって、前記指(14、15、16、17)によってかかる前記力(F1、F2、F3、F4)の前記スプレッダ(103、104又は103)上の投影された前記作用点(147、148、149、150)横座標が、すべて負であることとを特徴とする、請求項1に記載の手。
  3. 前記手が、前記スプレッダ(103、104又は103)に連結された4本の指(14、15、16、17)を備え、前記指(14、15、16、17)のうち、第1の指が人差し指(14)を形成し、第2の指が中指(15)を形成し、第3の指が薬指(16)を形成し、第4の指が小指(17)を形成することと、前記第2の方向(152)に対して、かつ絶対値として、前記小指(17)によってかかる前記力(F4)の前記作用点(150)の前記横座標が最小であり、前記中指(15)によってかかる前記力(F2)の前記作用点(148)の前記横座標が最大であり、前記人差し指(14)および前記薬指(16)によってかかる前記力(F1、F3)の前記作用点(147、149)の前記横座標が中間値を有することとを特徴とする、請求項2に記載の手。
  4. 前記スプレッダ(103、104又は103)に連結された前記4本の指(14、15、16、17)が同一であることを特徴とする、請求項3に記載の手。
  5. 前記アクチュエータ(101、102又は170又は176)によってかかる前記力(F5)が向き、かつ前記手(10)の前記手のひら(11)が主に延在する方向を含む前記水平面(125)において、前記アクチュエータ(101、102又は170又は176)によってかかる前記力(F5)の前記スプレッダ(103、104又は103)上の前記作用点(145)、および前記指(14、15、16、17)によってかかる前記力(F1、F2、F3、F4)の前記スプレッダ(103、104又は103)上の前記作用点(147、148、149、150)が投影されていることと、前記前額面(126)において、前記アクチュエータ(101、102又は170又は176)によって前記スプレッダ(103、104又は103)にかかる前記力(F5)が向く方向に直角の前記水平面(125)の前記第3の方向(162)に従って、前記アクチュエータ(101、102又は170又は176)によって前記スプレッダ(103、104又は103)にかかる前記力の投影された前記作用点(145)が、前記スプレッダ(103、104又は103)に連結された前記指(14、15、16、17)によってかかる前記力(F1、F2、F3、F4)の投影された前記作用点前記重心に位置することとを特徴とする、請求項1〜4のいずれか一項に記載の手。
  6. 前記スプレッダ(103、104又は103)が、前記アクチュエータ(101、102又は170又は176)によってかかる前記力(F5)が向き、かつ前記手(10)の前記手のひら(11)が主に延在する方向を含む前記水平面(125)内に主に延在することを特徴とする、請求項1〜5のいずれか一項に記載の手。
  7. 前記アクチュエータが複動アクチュエータ(176)であることと、前記手が、前記複動アクチュエータ(176)に連結された単一のスプレッダ(103)を備えることとを特徴とする、請求項1〜6のいずれか一項に記載の手。
  8. 複動式で前記指(14、15、16、17)のそれぞれを動力化することを可能にする2つのスプレッダ(103、104)を備えることを特徴とする、請求項1〜6のいずれか一項に記載の手。
  9. 前記2つのスプレッダ(103、104)に共通の複動アクチュエータ(170)を備えることを特徴とする、請求項8に記載の手。
  10. 前記2つのスプレッダ(103、104)に共通の前記アクチュエータ(170)が、前記2つのスプレッダ(103、104)に共通の前記アクチュエータ(170)によって回転駆動される滑車(172)に巻き付くケーブル(171)を介して、前記2つのスプレッダ(103、104)に作用することを特徴とする、請求項9に記載の手。
  11. 前記スプレッダ(103、104又は103)の変位を制限する止具(191192)を備えることを特徴とする、請求項1〜10のいずれか一項に記載の手。
  12. 前記手が親指(13)を備えることと、前記アクチュエータ(170又は176)が、前記スプレッダ(103、104又は103)とは独立して、前記親指(13)に力をかけることとを特徴とする、請求項10のいずれか一項に記載の手。
  13. 請求項1〜12のいずれか一項に記載の手(10)を備えることを特徴とする、ヒューマノイドロボット。
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