JP6750154B2

JP6750154B2 - Robot hand

Info

Publication number: JP6750154B2
Application number: JP2017235442A
Authority: JP
Inventors: 保幸小林; 中村　一也; 一也中村; 武志古川; 寛則和井田; 松田　広志; 広志松田; 竹村　佳也; 佳也竹村; 松本　隆志; 隆志松本
Original assignee: Honda Motor Co Ltd; Adamant Namiki Precision Jewel Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd; Adamant Namiki Precision Jewel Co Ltd
Priority date: 2017-12-07
Filing date: 2017-12-07
Publication date: 2020-09-02
Anticipated expiration: 2037-12-07
Also published as: JP2019098499A

Description

本発明は、複数の指を備え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 having a plurality of fingers.

特開２０１６−１５０４１１号公報（特許文献１）に記載されたロボットハンド(40)は、一形態としてコの字型をしており、第１指部(40b)をハンド基部(40a)に対して、関節機構を介さずに固定している。これにより、対象物に対する押し動作や引き動作の際に、対象物に大きな荷重を加えても破損が生じにくいロボットハンドを実現している。 The robot hand (40) described in Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2016-150411 (Patent Document 1) has a U-shape as one form, and the first finger portion (40b) is provided with respect to the hand base portion (40a). , It is fixed without going through the joint mechanism. This realizes a robot hand that is less likely to be damaged even when a large load is applied to the object when the object is pushed or pulled.

国際公開第２０１６／１２９５８７（特許文献２）に記載されたロボットハンド(200)は、一形態として入力側に加えられる入力トルクを出力側に伝達するが、出力側に加えられる逆入力トルクは入力側に伝達しない小型のクラッチ機構(1)を指部に内蔵している。これにより、外部から加わる負荷から内部の機構を保護するとともに、駆動源へのエネルギー供給を絶って駆動源が停止した場合でも、指位置の現状態を維持できるロボットハンドを実現している。 The robot hand (200) described in International Publication No. 2016/129587 (Patent Document 2) transmits the input torque applied to the input side to the output side as one form, but the reverse input torque applied to the output side is input. A small clutch mechanism (1) that does not transmit to the side is built into the fingers. This realizes a robot hand that protects the internal mechanism from the load applied from the outside and can maintain the current position of the finger position even when the drive source is stopped by cutting off the energy supply to the drive source.

特許文献１、特許文献２などに開示されている高負荷に対応した信頼性に優れるロボットハンドの技術を用いることで、例えば、災害現場など、より危険で過酷な環境下でも、人間に代わって作業を行うことのできるロボット開発が期待されている。 By using the highly reliable robot hand technology corresponding to the high load disclosed in Patent Document 1 and Patent Document 2, for example, even in a more dangerous and harsh environment such as a disaster site The development of robots that can perform work is expected.

特開２０１６−１５０４１１号公報JP, 2016-150411, A 国際公開第２０１６／１２９５８７International Publication No. 2016/129587

災害現場などで、ロボットに特殊な作業をさせる場合、これに使用するロボットハンドには、高強度であることに加えて、あらゆる作業対象物の形状、サイズ等の条件に対して、より広い範囲で容易に対応できるアクセス性の良さが望まれる。
しかしながら、特許文献１に開示されたロボットハンドでは、基本的にコの字型の内側で作業対象物を処理する形態であるため、大荷重に耐える強度は確保しやすいが、指部で処理できる対象物の範囲は限定的にならざるを得ない。
また、特許文献２に開示されたロボットハンドでは、一定以上の強度を確保しつつ、ロボットハンドとしての自由度を高めることができるが、ロボットハンド装置全体としては、特許文献１の構成ほどには、大荷重に耐えることが困難な場合が考えられる。 When a robot is to perform special work at a disaster site, the robot hand used for this has a high strength and a wider range for conditions such as shape and size of all work objects. Good accessibility that can be easily handled is desired.
However, in the robot hand disclosed in Patent Document 1, since the work object is basically processed inside the U-shape, it is easy to secure the strength to withstand a heavy load, but it can be processed by the finger part. The range of the object must be limited.
In addition, the robot hand disclosed in Patent Document 2 can increase the degree of freedom as a robot hand while ensuring a certain strength or more, but the robot hand device as a whole has a configuration similar to that of Patent Document 1. It may be difficult to withstand a large load.

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、複数の指を備えるロボットハンドにおいて、大荷重に耐える強度を確保しつつ、大型化することなく指部の可動範囲を拡げ、作業対象物へのアクセス性を高めることである。 The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and an object thereof is to secure the strength to withstand a large load in a robot hand including a plurality of fingers, and to increase the size of the finger portion without increasing the size. It is to expand the movable range and improve the accessibility to the work object.

上記課題を解決するための一手段は、ロボットハンドにおいて、複数の指が接続されているハンドユニットと、このハンドユニットが接続されているベースユニットとを備える。そして、ハンドユニットの掌部は、略コの字形状をしている。そして、複数の指は、指関節を屈曲してコの字形状の内側に収まるとともに、指関節を伸展してコの字形状の開口部外側に向かって開くことができるように構成したものである。 One means for solving the above-mentioned problems includes, in a robot hand, a hand unit to which a plurality of fingers are connected and a base unit to which the hand unit is connected. The palm portion of the hand unit has a substantially U shape. The plurality of fingers are configured so that the knuckles can be bent to fit inside the U-shape and that the knuckles can be extended and opened toward the outside of the U-shaped opening. is there.

本発明によれば、大荷重に耐える強度と、作業対象への高いアクセス性を備えるロボットハンドを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a robot hand having a strength capable of withstanding a heavy load and having high accessibility to a work target.

本願発明の実施の形態に係わるロボットハンドが全ての指関節を伸展した状態を示す斜視図である。It is a perspective view showing the state where all the knuckles of the robot hand concerning an embodiment of the invention in this application were extended. 本願発明の実施の形態に係わるロボットハンドが全ての指関節を伸展した状態を示す側面図である。FIG. 3 is a side view showing a state in which the robot hand according to the embodiment of the present invention extends all of the finger joints. 本願発明の実施の形態に係わるロボットハンドが全ての指関節を完全に屈曲した状態を示す斜視図である。It is a perspective view showing the state where all the knuckles of the robot hand according to the embodiment of the present invention are completely bent. 本願発明の実施の形態に係わるロボットハンドが全ての指関節を完全に屈曲した状態を示す側面図である。FIG. 3 is a side view showing a state in which the robot hand according to the exemplary embodiment of the present invention completely bends all finger joints. 本願発明の実施の形態に係わるロボットハンドの指関節を伸展した状態での指機構ユニットを示す図である。It is a figure which shows the finger mechanism unit in the state which extended the finger joint of the robot hand concerning embodiment of this invention. 本願発明の実施の形態に係わるロボットハンドの指関節を屈曲した状態での指機構ユニットを示す図である。It is a figure which shows the finger mechanism unit in the state which bent the finger joint of the robot hand which concerns on embodiment of this invention. 本願発明の実施の形態に係わるロボットハンドを主要ユニット毎に分解した状態を示す斜視図である。FIG. 3 is a perspective view showing a state in which the robot hand according to the embodiment of the present invention is disassembled into main units. 本願発明の実施の形態に係わるロボットハンドの指収納形態で掌回転軸を中心とした可動範囲を示す正面図である。FIG. 6 is a front view showing a movable range around the palm rotation axis in the finger storage form of the robot hand according to the embodiment of the present invention. 本願発明の実施の形態に係わるロボットハンドが掌回転軸を中心として動作している状態を背面側から視た図である。It is the figure which looked at the state where the robot hand concerning the embodiment of the invention of this application is operating centering on the palm rotation axis from the back side. 本願発明の実施の形態に係わるロボットハンドが細い棒材を把持した状態を示す図である。It is a figure which shows the state which the robot hand which concerns on embodiment of this invention hold|grips a thin rod. 本願発明の実施の形態に係わるロボットハンドが太い棒材を把持した状態を示す図である。It is a figure which shows the state which the robot hand concerning embodiment of this invention hold|grips a thick bar. 本願発明の実施の形態に係わるロボットハンドが細いケーブルを把持した状態を示す図である。It is a figure which shows the state which the robot hand which concerns on embodiment of this invention hold|maintains a thin cable. 本願発明の実施の形態に係わるロボットハンドが板材を把持した状態を示す図である。It is a figure which shows the state which the robot hand which concerns on embodiment of this invention grips the board|plate material. 本願発明の実施の形態に係わるロボットハンドがレンガ材を把持した状態を示す図である。It is a figure which shows the state which the robot hand which concerns on embodiment of this invention hold|grips the brick material. 本願発明の実施の形態に係わるロボットハンドがドアレバーにアプローチする状態を示す図である。It is a figure which shows the state which the robot hand which concerns on embodiment of this invention approaches a door lever. 本願発明の実施の形態に係わるロボットハンドが備えるロック機構の構造を示す図である。It is a figure which shows the structure of the lock mechanism with which the robot hand concerning embodiment of this invention is equipped. 本願発明の実施の形態に係わるロボットハンドが備えるロック機構の動作説明図である。FIG. 9 is an operation explanatory view of the lock mechanism provided in the robot hand according to the embodiment of the present invention.

本実施の形態のロボットハンドは、複数の指が接続されており掌部が略コの字形状をしているハンドユニットと、このハンドユニットが接続されているベースユニットとを備える。そして、複数の指は、指関節を屈曲してコの字形状の内側に収めることができるとともに、指関節を伸展してコの字形状の開口部外側に向かって開くことができるようにしたことを基本的な特徴の一つとしている。
この構成によれば、ロボットハンドにおいて、外部からの大きな荷重に耐える強度を確保しつつ、大型化することなく指部の可動範囲を拡げ、作業対象物へのアクセス性を高めることができる。 The robot hand according to the present embodiment includes a hand unit to which a plurality of fingers are connected and a palm portion has a substantially U-shape, and a base unit to which the hand unit is connected. The fingers can be bent so that the knuckles can be stored inside the U-shape, and the fingers can be extended to open toward the outside of the U-shaped opening. This is one of the basic characteristics.
With this configuration, in the robot hand, it is possible to expand the movable range of the finger portion without increasing the size and increase the accessibility to the work target while ensuring the strength to withstand a large load from the outside.

他の特徴としては、上記の特徴に加え、ハンドユニットがベースユニットに対して可動域を有することにある。
この構成によれば、作業対象物へのアクセス性を更に高めることができる。 Another feature is that, in addition to the above features, the hand unit has a range of motion with respect to the base unit.
With this configuration, accessibility to the work target can be further enhanced.

他の特徴としては、上記の特徴に加え、ハンドユニットが、ベースユニットに対して回転軸シャフトを介して回動可能に保持されており、可動域の範囲で揺動する動作を行えることにある。
この構成によれば、高いアクセス性を示す具体的な態様として、斜めの手すりにアプローチしたり、ドアノブを捻るといった動作を容易に行える。 As another feature, in addition to the above features, the hand unit is rotatably held with respect to the base unit via a rotary shaft, and is capable of swinging in a range of a movable range. ..
According to this configuration, as a specific mode showing high accessibility, an operation such as approaching an oblique handrail or twisting a door knob can be easily performed.

他の特徴としては、上記の特徴に加え、複数の指における各指の指関節は複数有り、各指における指関節のうち少なくとも２関節は、９０°以上の範囲で屈曲・伸展できることにある。
この構成によれば、コの字形状をした掌部の内側に、スペースの無駄がなく効率的に複数の指を収納できるともに、取り扱い可能な作業対象物の大きさ、形状等の範囲をひろげることができる。 As another feature, in addition to the above features, there are a plurality of knuckles of each finger in a plurality of fingers, and at least two of the knuckles of each finger can be bent/extended within a range of 90° or more.
With this configuration, a plurality of fingers can be efficiently stored inside the U-shaped palm portion without wasting space, and the range of sizes, shapes, etc. of workable objects can be expanded. be able to.

他の特徴としては、上記の特徴に加え、指関節が屈曲及び伸展する方向の厚みが、指先に向かって小さい指先形状をしていることにある。
この構成によれば、指先の先端部分と、厚みが大きい部分から小さくなっていく部分の面を、作業対象物に応じて使い分けて、指同士又は指と掌部分との間で、比較的小さなものから大きいサイズのものまで、様々な形態の作業対象物を確実に把持することなどができる。 Another feature is that, in addition to the above features, the thickness of the finger joint in the direction of flexion and extension is a fingertip shape that is smaller toward the fingertip.
According to this configuration, the tip portion of the fingertip and the surface of the portion where the thickness increases from the portion where the thickness becomes smaller are selectively used according to the work object, and the fingers are relatively small or between the finger and the palm portion. It is possible to reliably grip various types of work objects, from objects to large sizes.

他の特徴としては、上記の特徴に加え、複数の指に外部からの負荷を受けて指関節が動くことを防ぐロック機構が組み込まれていることにある。
この構成によれば、外部から衝撃を受けた場合にも作業対象物を把持しているなどの指の状態を維持できる。 Another feature is that, in addition to the above features, a lock mechanism that prevents movement of the knuckles due to external loads on a plurality of fingers is incorporated.
According to this configuration, even when an impact is applied from the outside, it is possible to maintain the state of the finger such as holding the work target.

また、本実施の形態のロボットハンドは、複数の指が接続されているハンドユニットと、ハンドユニットを複数のボルトで接続しているベースユニットとを備える。そして、ハンドユニットは、ベースユニットに対して回転軸シャフトを介して揺動可能であり、指には外部からの負荷を受けて指関節が動くことを防ぐロック機構が組み込まれている。そして、ハンドユニットは、第１のハンドユニットと第２のハンドユニットとで構成されており、第１のハンドユニットと第２のハンドユニットは、各々１本以上の指が接続されている。そして、第１のハンドユニットと第２のハンドユニットとは、互いに分離可能な状態で複数の結合ピンにより結合されている。そして、ボルトの中心軸と回転軸シャフトの中心軸と結合ピンの中心軸とが平行であることを基本的な特徴の一つとしている。
この構成によれば、外部からの大きな荷重に耐える強度を備えるとともに、外部からの負荷で指関節が動くことを防ぐことができるロック機構を備え、更に、複数のユニットに容易に分解できるので、故障時などのリカバリー性やメンテナンス性に優れるロボットハンドを実現できる。 In addition, the robot hand of the present embodiment includes a hand unit to which a plurality of fingers are connected and a base unit that connects the hand unit with a plurality of bolts. The hand unit is swingable with respect to the base unit via a rotary shaft, and the finger has a lock mechanism incorporated therein to prevent the finger joint from moving under external load. The hand unit is composed of a first hand unit and a second hand unit, and one or more fingers are connected to each of the first hand unit and the second hand unit. Then, the first hand unit and the second hand unit are coupled to each other by a plurality of coupling pins in a separable state. One of the basic features is that the central axis of the bolt, the central axis of the rotary shaft, and the central axis of the connecting pin are parallel to each other.
According to this configuration, while having strength to withstand a large external load, a lock mechanism that can prevent the knuckle from moving due to an external load is provided, and further, it can be easily disassembled into a plurality of units. It is possible to realize a robot hand that has excellent recoverability and maintainability in case of failure.

他の特徴としては、この基本的な特徴に加え、ベースユニットには、結合ピンの中心軸と平行な面を持つ段付き部があり、ハンドユニットの一部が前記段付き部に面接触するようにしたことにある。
この構成によれば、面接触により荷重を受けるので、より強度を上げることができる。 As another feature, in addition to this basic feature, the base unit has a stepped portion having a surface parallel to the central axis of the coupling pin, and a part of the hand unit makes surface contact with the stepped portion. I have done so.
According to this structure, since the load is applied by the surface contact, the strength can be further increased.

更に、本実施の形態のロボットハンドは、上記のロック機構を備える構成において、ロック機構が以下のようなものであることを特徴としている。
ロック機構は、円柱状空間を有する収納室と、この収納室に同軸状に収納された出力回転体と、この出力回転体に対し同軸状に設けられた入力回転体と、収納室の内周面と出力回転体の外周面との間に設けられた係合子と、係合子を周方向の一方側へ付勢する付勢部材とを備える。そして、出力回転体の外周面に、一方側へ向かって収納室の内周面との間を徐々に狭めるカム面が形成されている。入力回転体が回転していないときには、付勢部材によって、係合子が収納室の内周面とカム面との間に押し付けられている。そして、入力回転体が一方側に対する他方側に回転した際、入力回転体を係合子に当接した後に、同入力回転体を出力回転体に当接して出力回転体を押動するようにしたものである。
この構成によれば、小型化可能なロック機構を各指の内部に配置できるので、小型のロボットハンドにも対応することができる。 Furthermore, the robot hand of the present embodiment is characterized in that, in the configuration including the above-mentioned lock mechanism, the lock mechanism is as follows.
The lock mechanism includes a storage chamber having a cylindrical space, an output rotor coaxially stored in the storage chamber, an input rotor provided coaxially with the output rotor, and an inner circumference of the storage chamber. An engaging element provided between the surface and the outer peripheral surface of the output rotator, and an urging member for urging the engaging element to one side in the circumferential direction. A cam surface is formed on the outer peripheral surface of the output rotator so as to gradually narrow the distance from the inner peripheral surface of the storage chamber toward one side. When the input rotating body is not rotating, the urging member presses the engagement element between the inner peripheral surface of the storage chamber and the cam surface. Then, when the input rotating body rotates to the other side with respect to the one side, after the input rotating body abuts on the engaging element, the input rotating body abuts on the output rotating body to push the output rotating body. It is a thing.
According to this configuration, since the lock mechanism that can be miniaturized can be arranged inside each finger, it can be applied to a small robot hand.

次に、上記特徴を有する好ましい実施例を、図面に基づいて詳細に説明する。
図１〜図１５は、本実施例のロボットハンドＨを示している。 Next, a preferred embodiment having the above features will be described in detail with reference to the drawings.
1 to 15 show a robot hand H of this embodiment.

＜基本構成＞
ロボットハンドＨは、主にハンドユニット１０とベースユニット３０で構成されている。
ハンドユニット１０の掌部１４は、略コの字形をしている。そして、ハンドユニット１０にはナックルカバー１５が備わる。また、ハンドユニット１０には、指１１が複数（図示例では３本）接続されている。指１１は電動モータを駆動源として、ギヤ等の減速機構、ボールねじ等の直動機構、後述するロック機構、関節部のリンク機構等を介して力を伝達し、指関節を屈曲・伸展することができる。
この構成によって、例えば、ナックルカバー１５を介して外部からはたらく力の大部分を、ハンドユニット１０のコの字形状部で受けることができるので、指１１の関節は保護される。 <Basic configuration>
The robot hand H is mainly composed of a hand unit 10 and a base unit 30.
The palm portion 14 of the hand unit 10 has a substantially U shape. The hand unit 10 is equipped with a knuckle cover 15. A plurality of fingers 11 (three in the illustrated example) are connected to the hand unit 10. The finger 11 uses an electric motor as a drive source to transmit force through a speed reducing mechanism such as a gear, a linear motion mechanism such as a ball screw, a lock mechanism described later, a link mechanism of a joint portion, and the like to bend and extend a finger joint. be able to.
With this configuration, for example, most of the force exerted from the outside via the knuckle cover 15 can be received by the U-shaped portion of the hand unit 10, so that the joint of the finger 11 is protected.

＜指関節を全て伸展／屈曲している状態＞
図１及び図２は、ロボットハンドＨが全ての指関節を伸展した状態を示している。
３本の指１１の各々には、第１関節１２と第２関節１３の２つの関節がある。
第１関節１２と第２関節１３の全てを伸展した状態で、掌部１４を横から見るとき、略コの字形の空間が表れる（図２参照）。また、このとき指１１は、掌部１４のコの字形状の開口部外側に向かって伸びている状態となる。
図３及び図４は、ロボットハンドＨが全ての指関節を屈曲した状態を示している。
指１１の第１関節１２と第２関節１３を完全に伸展している状態から、第１関節１２と第２関節１３の全てを９０°以上屈曲し、３本の指１１の全てがコの字形状の掌部１４の内側に収まっている。このとき３本の指１１同士は接触していない。 <Extension/flexion of all finger joints>
1 and 2 show a state in which the robot hand H extends all the finger joints.
Each of the three fingers 11 has two joints, a first joint 12 and a second joint 13.
When the palm portion 14 is viewed from the side with all the first joint 12 and the second joint 13 extended, a substantially U-shaped space appears (see FIG. 2 ). At this time, the finger 11 is in a state of extending toward the outside of the U-shaped opening of the palm portion 14.
3 and 4 show a state in which the robot hand H bends all the finger joints.
From the state where the first joint 12 and the second joint 13 of the finger 11 are completely extended, all the first joint 12 and the second joint 13 are bent by 90° or more, and all the three fingers 11 are bent. It fits inside the V-shaped palm portion 14. At this time, the three fingers 11 are not in contact with each other.

＜指機構ユニットについて＞
ハンドユニット１０において、複数本が接続されている各指１１は、駆動源の電動モータと、電動モータの駆動力を伝達する機構部分を含め指機構ユニットを構成している。図５及び図６では、ハンドユニット１０から複数ある指機構ユニット２０の一つを抜き出して示している。
図５は、指１１の関節（１２、１３）を伸展した状態における指機構ユニット２０を示している。この図５において、図５（ａ）は、指機構ユニット２０の斜視図である。そして、図５（ｂ）は、指機構ユニット２０の正面図であって、図５（ｃ）は、図５（ｂ）で指示しているＡ−Ａの断面図である。
図６は、指１１の関節（１２、１３）を屈曲した状態における指機構ユニット２０を示している。この図６において、図６（ａ）は、指機構ユニット２０の斜視図である。そして、図６（ｂ）は、指機構ユニット２０の正面図であって、図６（ｃ）は、図６（ｂ）で指示しているＢ−Ｂの断面図である。
指機構ユニット２０は電動モータとロック機構と減速機構とが一体となったモータユニット２１、基節フレーム２２に収められたボールねじ２３、中節、末節、末節と中節間の第１関節１２を駆動する従属リンク２４、中節と基節間の第２関節１３を駆動するメインリンク２５等からなる。電動モータとロック機構と減速機構とが一体となったモータユニット２１の構造例としては、例えば、国際公開第２０１３／１６４９６９号公報に開示されているものがある。
電動モータの駆動力をロック機構と減速機構を介して出力するモータユニット２１は、その出力を歯車機構２６を介してボールねじ２３に伝え、ボールねじ２３を回転させる。そして、ボールねじ２３のナット２７に回転可能に接続されたメインリンク２５を駆動することにより各関節（１２、１３）を屈曲・伸展させることができる。指１１の末節、中節、基節および従属リンク２４は４節リンクを構成しており、第１関節１２の屈曲・伸展に応じて第２関節１３も従属して駆動する。
ロボットハンドＨは、モータユニット２１にロック機構を含む単純な構成により指関節の大きさおよび消費電流を抑えることができ、コの字形状の空間を確保しつつ複数の指機構ユニット２０を配置することができる。 <About finger mechanism unit>
In the hand unit 10, each finger 11 to which a plurality of fingers are connected constitutes a finger mechanism unit including an electric motor as a drive source and a mechanism portion that transmits the driving force of the electric motor. 5 and 6, one of the plurality of finger mechanism units 20 is extracted from the hand unit 10 and shown.
FIG. 5 shows the finger mechanism unit 20 in a state where the joints (12, 13) of the finger 11 are extended. In FIG. 5, FIG. 5A is a perspective view of the finger mechanism unit 20. And FIG.5(b) is a front view of the finger mechanism unit 20, and FIG.5(c) is sectional drawing of AA indicated by FIG.5(b).
FIG. 6 shows the finger mechanism unit 20 in a state where the joints (12, 13) of the finger 11 are bent. In FIG. 6, FIG. 6A is a perspective view of the finger mechanism unit 20. And FIG.6(b) is a front view of the finger mechanism unit 20, and FIG.6(c) is sectional drawing of BB indicated by FIG.6(b).
The finger mechanism unit 20 includes a motor unit 21 in which an electric motor, a lock mechanism, and a speed reduction mechanism are integrated, a ball screw 23 housed in a base joint frame 22, a middle joint, a last joint, and a first joint 12 between the last joint and the middle joint. The subordinate link 24 drives the second joint 13 between the middle and the base joints, and the like. As an example of the structure of the motor unit 21 in which the electric motor, the lock mechanism, and the speed reduction mechanism are integrated, there is one disclosed in International Publication No. 2013/164969.
The motor unit 21 that outputs the driving force of the electric motor through the lock mechanism and the speed reduction mechanism transmits the output to the ball screw 23 through the gear mechanism 26 and rotates the ball screw 23. Then, by driving the main link 25 rotatably connected to the nut 27 of the ball screw 23, the joints (12, 13) can be bent and extended. The end joint, middle joint, base joint and dependent link 24 of the finger 11 constitute a four-joint link, and the second joint 13 is also driven dependently according to the bending/extension of the first joint 12.
The robot hand H can reduce the size of the finger joint and the current consumption by a simple configuration in which the motor unit 21 includes the lock mechanism, and arranges the plurality of finger mechanism units 20 while ensuring a U-shaped space. be able to.

＜分割ユニット構造について＞
図７は、ロボットハンドＨを主要ユニット毎に分解した状態を示している。
ロボットハンドＨは、ハンドユニット１０とベースユニット３０とに分解することができ、ハンドユニット１０は、第１のハンドユニット１０Ａと第２のハンドユニット１０Ｂとで構成されている。
第１のハンドユニット１０Ａには、２本の指１１が接続されている。ロボットハンドＨの指を屈曲したときに、第１のハンドユニット１０Ａの２本の指１１の間に位置するように、１本の指１１が第２のハンドユニット１０Ｂに接続されている。第１のハンドユニット１０Ａと第２のハンドユニット１０Ｂとは、互いに分離可能な状態で、結合ピン１６により結合される。
第１のハンドユニット１０Ａと第２のハンドユニット１０Ｂは、ベースユニットに対してボルト４９で固定される。
ロボットハンドＨは、この様な分割ユニット構造としていることによって、洗浄やメンテナンスが容易である。また、特許文献２のロボットハンドのように、駆動源へのエネルギー供給が無くても指の位置を維持できる機構を各指１１に備えている場合に、何らかの不具合で作業対象物を把持している状態のままとなった場合にも、ボルト４９を外して把持している物を取り出すことができる。 <About split unit structure>
FIG. 7 shows a state in which the robot hand H is disassembled into main units.
The robot hand H can be disassembled into a hand unit 10 and a base unit 30, and the hand unit 10 is composed of a first hand unit 10A and a second hand unit 10B.
Two fingers 11 are connected to the first hand unit 10A. One finger 11 is connected to the second hand unit 10B so as to be located between the two fingers 11 of the first hand unit 10A when the finger of the robot hand H is bent. The first hand unit 10A and the second hand unit 10B are coupled to each other by a coupling pin 16 in a separable state.
The first hand unit 10A and the second hand unit 10B are fixed to the base unit with bolts 49.
Since the robot hand H has such a divided unit structure, cleaning and maintenance are easy. Further, when each finger 11 is provided with a mechanism capable of maintaining the position of the finger even if the energy is not supplied to the drive source, like the robot hand of Patent Document 2, the work target is gripped due to some trouble. Even in the case where it remains in the state of being held, it is possible to remove the bolt 49 and take out the held object.

＜掌回転構造について＞
ハンドユニット１０は、ベースユニット３０の主要部に対して可動域を有する。図８は、この可動域の一例を示したロボットハンドＨの正面図あり、図９（ａ）は、この図８の状態に対応する背面図である。また、図９（ｂ）は、可動域の範囲内でハンドユニット１０を動作させるための動力部を主に、図９（ａ）の背面図側斜め後方から抜き出して視た分解斜視図である。
ベースユニット３０は、アンダープレート３１、サイドプレート３２Ａ，３２Ｂ、センターフレーム３３、バックプレート３４などで構成されている（図７参照）。
センターフレーム３３には、回転軸シャフト３５が軸受３６を介して回転可能に支持されている。また、回転軸シャフト３５の一端はバックプレート３４に固定されており、動力部４０にある電動モータを駆動源として一体に動作する。
回転軸シャフト３５の他端（バックプレート３４の反対側）は、ハンドユニット１０を支持している。また、ハンドユニット１０は、ボルト４９によってバックプレート３４に固定されている。
掌回転構造の動力部４０はバックプレート３４の下方、センターフレーム３３の後方に位置し、アンダープレート３１に固定されている。
この動力部４０は電動モータとロック機構と減速機構とが一体となったモータユニット４１、歯車機構４６、フレーム４２に収められたボールねじ４３、ボールねじナット４７に回転可能に接続されたスリーブ４４等からなる。
バックプレート３４の下方にはレバー部品３７が固定されている。一方、スリーブ４４には、丸穴４４ｈが形成されており、この丸穴４４ｈにレバー部品３７の円筒形状部３７ｃの少なくとも一部が摺動可能な状態で挿入される。
歯車機構４６は、モータユニット４１の回転出力軸に固定されているピニオン歯車４６ａと、大歯車部と小歯車部のある有段歯車４６ｂと、ボールねじに固定されている歯車４６ｃとで構成されている。モータユニット４１は、その出力をピニオン歯車４６ａから有段歯車４６ｂの大歯車に伝達し、更に有段歯車４６ｂの小歯車から歯車４６ｃに伝達して、ボールねじ４３を回転させる。ボールねじ４３が回転するとき、ボールねじ４３のナット４７に回転可能に接続されたスリーブ４４とレバー部品３７を介して力を伝達して、ハンドユニット１０をベースユニット３０に対して回動される。より具体的には、スリーブ４４とレバー部品３７は、レバー部品３７の円筒形状部３７ｃの軸方向に摺動可能に結合されているため、ナット４７の移動によるハンドユニット１０の回動中心とナット４７間の距離の変化に合わせて軸方向に摺動しながら、スリーブ４４からハンドユニット１０を回動するために必要なトルクを伝達することができる。これにより、例えば、モータユニット４１の回転出力の方向を一定の時間で繰り返し変えることで、ハンドユニット１０がベースユニット３０に対して、繰り返し揺動する動作をさせることができる。
この構成によって、ハンドユニット１０又はバックプレート３４が、アンダープレート３１、サイドプレート３２Ａ，３２Ｂ、センターフレーム３３などベースユニット３０の主要部に対して干渉しない範囲で、ハンドユニット１０は、ベースユニット３０に対して回動できる。
図８は、ロボットハンドＨを正面からみたときに、ハンドユニット１０を、回転軸シャフト３５を中心として左側にα度回動した状態を示している。この構成によりロボットハンドＨは、ハンドユニット１０を±α度の範囲で左右に揺動させるような動作を行うことができる。
この様な掌回転構造を備えることで、ロボットハンドＨは、個々の指の根本で内外転できる機構を備えなくとも手首の面に対して傾いた物体に対しても容易にアクセスすることが可能となっている。例えば、斜めの手すりにアプローチしたり、ドアノブを捻るといった動作を容易に行える。 <Palm rotation structure>
The hand unit 10 has a movable range with respect to the main part of the base unit 30. FIG. 8 is a front view of the robot hand H showing an example of this range of motion, and FIG. 9A is a rear view corresponding to the state of FIG. Further, FIG. 9B is an exploded perspective view of the power unit for operating the hand unit 10 within the range of the movable range, mainly the rear view side of FIG. ..
The base unit 30 includes an under plate 31, side plates 32A and 32B, a center frame 33, a back plate 34, etc. (see FIG. 7).
A rotary shaft 35 is rotatably supported by the center frame 33 via a bearing 36. Further, one end of the rotary shaft 35 is fixed to the back plate 34, and integrally operates using an electric motor in the power unit 40 as a drive source.
The other end of the rotary shaft 35 (the opposite side of the back plate 34) supports the hand unit 10. The hand unit 10 is fixed to the back plate 34 with bolts 49.
The power unit 40 of the palm rotation structure is located below the back plate 34, behind the center frame 33, and is fixed to the under plate 31.
The power unit 40 includes a motor unit 41 in which an electric motor, a lock mechanism, and a reduction mechanism are integrated, a gear mechanism 46, a ball screw 43 housed in a frame 42, and a sleeve 44 rotatably connected to a ball screw nut 47. Etc.
A lever component 37 is fixed below the back plate 34. On the other hand, a round hole 44h is formed in the sleeve 44, and at least a part of the cylindrical portion 37c of the lever component 37 is slidably inserted into the round hole 44h.
The gear mechanism 46 includes a pinion gear 46a fixed to the rotation output shaft of the motor unit 41, a stepped gear 46b having a large gear portion and a small gear portion, and a gear 46c fixed to a ball screw. ing. The motor unit 41 transmits its output from the pinion gear 46a to the large gear of the stepped gear 46b and further from the small gear of the stepped gear 46b to the gear 46c to rotate the ball screw 43. When the ball screw 43 rotates, the hand unit 10 is rotated with respect to the base unit 30 by transmitting a force via the sleeve 44 rotatably connected to the nut 47 of the ball screw 43 and the lever component 37. .. More specifically, since the sleeve 44 and the lever component 37 are slidably coupled to each other in the axial direction of the cylindrical portion 37c of the lever component 37, the rotation center of the hand unit 10 by the movement of the nut 47 and the nut. The torque required to rotate the hand unit 10 can be transmitted from the sleeve 44 while sliding in the axial direction according to the change in the distance between the 47. As a result, for example, by repeatedly changing the direction of the rotational output of the motor unit 41 for a certain period of time, the hand unit 10 can be caused to repeatedly swing with respect to the base unit 30.
With this configuration, the hand unit 10 is installed in the base unit 30 within a range in which the hand unit 10 or the back plate 34 does not interfere with main parts of the base unit 30, such as the under plate 31, the side plates 32A and 32B, and the center frame 33. It can be turned against.
FIG. 8 shows a state in which the hand unit 10 is rotated leftward about the rotary shaft 35 by α degrees when the robot hand H is viewed from the front. With this configuration, the robot hand H can perform an operation of swinging the hand unit 10 left and right within a range of ±α degrees.
By providing such a palm rotation structure, the robot hand H can easily access an object tilted with respect to the wrist surface even if it does not have a mechanism capable of inward and outward rotation at the base of each finger. Has become. For example, an operation such as approaching an oblique handrail or twisting a door knob can be easily performed.

＜ロック機構について＞
モータユニット２１には、特許文献２などに開示されている逆入力防止のロック機構が組み込まれている。このロック機構の基本的な構成と、特徴的な作用効果について図１６と図１７を用いて説明する。
図１６は、ロック機構Ｌの構造を示す図である。ロック機構Ｌは、入力回転体７０と出力回転体６０が、同じ中心軸を有しており、図１６（ａ）は、この中心軸を通る縦断面図である。また、図１６（ｂ）は、図１６（ａ）で指示しているＣ−Ｃの横断面図である。図１７は、ロック機構Ｌの動作説明図である。
ロック機構Ｌは、円柱状空間を有する収納室９１と、この収納室９１に同軸状に収納された出力回転体６０と、出力回転体６０に対し同軸状に設けられた入力回転体７０と、収納室９１の内周面９１ａと出力回転体６０の外周面との間に設けられた係合子８１，８２と、この係合子８１，８２を周方向の一方側へ付勢する付勢部材８５とを備える。そして、出力回転体６０の外周面に、一方側へ向かって収納室９１の内周面９１ａとの間を徐々に狭めるカム面６１，６３が形成されている。
出力回転体６０及び入力回転体７０の何れにも回転力が加わっていない状態〔図１６（ｂ）参照〕では、係合子８１，８２が、それぞれ、付勢部材８５に押圧されて、カム面６１，６３と収納室９１の内周面９１ａとの間の楔状部分に押し付けられる。
したがって、出力回転体６０は、一方向〔図１６（ｂ）によれば時計方向〕と他方向〔図１６（ｂ）によれば反時計方向〕の何れにも回転しないように、静止した状態に維持される。この状態から、出力回転体６０に、外部から、例えば一方向〔図１６（ｂ）によれば時計方向〕の回転力が加わった場合には、一方向へ回転しようとする出力回転体６０のカム面６３と収納室内周面９１ａとの間に、係合子８２が食い込むようにして強く押し付けられるため、出力回転体６０の一方向への回転が阻まれる。
同様にして、出力回転体６０に、外部から、例えば他方向〔図１６（ｂ）によれば反時計方向〕の回転力が加わった場合には、他方向へ回転しようとする出力回転体６０のカム面６１と収納室内周面９１ａとの間に、係合子８１が食い込むようにして強く押し付けられるため、出力回転体６０の他方向への回転が阻まれる。
また、例えば、図１７に示すように、入力回転体７０に、上記一方向の回転力が加わった場合〔図１７（ａ）〕には、入力回転体７０の押圧伝達部７１の当接面７１ｂが、先ず係合子８２に当接する〔図１７（ｂ）〕ことで、該係合子８２とカム面６３との摩擦、および該係合子８２と収納室内周面９１ａとの摩擦が小さくなり、その後で、押圧伝達部７１の当接面７１ｂが凹部６２内の被押圧面６２ｂに当接して出力回転体６０を押動する〔図１７（ｃ）〕ため、出力回転体６０が一方向へスムーズに回転する。
また、入力回転体７０に上記他方向の回転力が加わった場合には、図示を省略するが、入力回転体７０の押圧伝達部７１の当接面７１ａが、先ず係合子８１に当接することで、該係合子８１とカム面６１との摩擦、および該係合子８１と収納室内周面９１ａとの摩擦が小さくなり、その後で、当接面７１ａが凹部６２内の被押圧面６２ａに当接して出力回転体６０を押動するため、出力回転体６０が他方向へスムーズに回転する。
このロック機構Ｌによって、入力側からの回転力を伝達する一方で、出力側外部からの負荷は入力側に伝達されるのを防ぐことができる。尚、ロック機構Ｌに対しては、入力回転体７０と一体の入力軸７３に固定配置した歯車等（図示しない）を介して、回転力を入力できる。また、出力回転体６０と一体の出力軸６４に固定配置した歯車等（図示しない）を介して、回転力を出力させることができる。
このようなロック機構が組み込まれていることにより、指１１が作業対象物を把持している状態で、駆動源の電動モータが停止した場合にも、作業対象物を把持している状態のまま指１１の位置を維持できる。例えば、図１３に示すように、３本（図示上は２本）の指１１で作業対象物である板材５４を把持している状態で、駆動源の電動モータに電流を供給できなくなったとしても、板材５４を把持している状態を維持することができる。また、特許文献２などに開示される逆入力防止のロック機構は、外径数ｍｍ程度のサイズでも構成できるので、比較的小型のロボットハンドでも容易に適用することができる。
このようなロック機構は、上述の掌回転のための機構に組み込むこともできる。この場合、ハンドユニット１０を回動した状態で、駆動源の電動モータへの電流供給を停止しても、その状態を維持できる。
他にも無通電での逆入力防止のロック機構としては、すべりネジによる送りネジ機構等の不可逆動作機構や、無励磁動作型の電磁ブレーキ等の使用が考えられる。このような無通電ロック機構を備えるロボットハンドは、駆動源への通電を切っても指の位置などの状態を維持できるので、消費電力と温度上昇を抑制できる。 <Lock mechanism>
The motor unit 21 incorporates a reverse input preventing lock mechanism disclosed in Patent Document 2 and the like. The basic structure of the lock mechanism and the characteristic operation and effect thereof will be described with reference to FIGS. 16 and 17.
FIG. 16 is a view showing the structure of the lock mechanism L. In the lock mechanism L, the input rotary body 70 and the output rotary body 60 have the same central axis, and FIG. 16A is a vertical sectional view passing through the central axis. 16(b) is a cross-sectional view taken along the line CC of FIG. 16(a). FIG. 17 is an operation explanatory view of the lock mechanism L.
The lock mechanism L includes a storage chamber 91 having a cylindrical space, an output rotary body 60 coaxially stored in the storage chamber 91, and an input rotary body 70 coaxially provided with the output rotary body 60. Engaging members 81, 82 provided between the inner peripheral surface 91a of the storage chamber 91 and the outer peripheral surface of the output rotating body 60, and a biasing member 85 for urging the engaging elements 81, 82 to one side in the circumferential direction. With. Then, on the outer peripheral surface of the output rotator 60, cam surfaces 61 and 63 are formed which gradually narrow toward the one side with the inner peripheral surface 91a of the storage chamber 91.
In a state where no rotational force is applied to either the output rotary body 60 or the input rotary body 70 [see FIG. 16(b)], the engaging elements 81 and 82 are respectively pressed by the biasing member 85 to cause the cam surface to move. It is pressed against the wedge-shaped portion between 61, 63 and the inner peripheral surface 91a of the storage chamber 91.
Therefore, the output rotating body 60 is in a stationary state so as not to rotate in one direction (clockwise according to FIG. 16B) and the other direction (counterclockwise according to FIG. 16B). Maintained at. From this state, when a rotational force in one direction (clockwise according to FIG. 16B) is applied to the output rotary body 60 from the outside, the output rotary body 60 that tries to rotate in one direction is rotated. Since the engaging element 82 is strongly pressed against the cam surface 63 and the peripheral surface 91a of the storage chamber, the output rotating body 60 is prevented from rotating in one direction.
Similarly, when a rotational force in the other direction (counterclockwise according to FIG. 16B) is applied to the output rotator 60 from the outside, the output rotator 60 tries to rotate in the other direction. The engaging element 81 is strongly pressed against the cam surface 61 and the inner peripheral surface 91a of the storage chamber so that the output rotating body 60 is prevented from rotating in the other direction.
Further, for example, as shown in FIG. 17, when the rotational force in the one direction is applied to the input rotary body 70 [FIG. 17( a )], the contact surface of the pressure transmission portion 71 of the input rotary body 70. By first contacting the engagement element 82 with the engagement element 82 [FIG. 17(b)], the friction between the engagement element 82 and the cam surface 63 and the friction between the engagement element 82 and the storage chamber inner peripheral surface 91a are reduced. After that, the contact surface 71b of the pressure transmitting portion 71 contacts the pressed surface 62b in the recess 62 to push the output rotating body 60 [FIG. 17(c)], so that the output rotating body 60 moves in one direction. It rotates smoothly.
Further, when the rotational force in the other direction is applied to the input rotary body 70, although not shown, the contact surface 71a of the pressure transmission portion 71 of the input rotary body 70 first contacts the engaging element 81. Then, the friction between the engagement element 81 and the cam surface 61 and the friction between the engagement element 81 and the inner peripheral surface 91a of the storage chamber are reduced, and then the contact surface 71a contacts the pressed surface 62a in the recess 62. Since the output rotary body 60 is pushed in contact with the output rotary body 60, the output rotary body 60 smoothly rotates in the other direction.
By this lock mechanism L, the rotational force from the input side can be transmitted, while the load from the output side outside can be prevented from being transmitted to the input side. A rotational force can be input to the lock mechanism L via a gear or the like (not shown) fixedly arranged on the input shaft 73 integrated with the input rotary body 70. Further, the rotational force can be output via a gear or the like (not shown) fixedly arranged on the output shaft 64 integrated with the output rotating body 60.
By incorporating such a lock mechanism, even when the electric motor of the drive source is stopped while the finger 11 is holding the work object, the work object is still held. The position of the finger 11 can be maintained. For example, as shown in FIG. 13, when it is impossible to supply current to the electric motor of the drive source in a state where the plate material 54 as the work target is held by the three fingers 11 (two in the figure). Also, the state in which the plate member 54 is gripped can be maintained. Further, the reverse input preventing lock mechanism disclosed in Patent Document 2 and the like can be configured with an outer diameter of about several mm, so that it can be easily applied to a relatively small robot hand.
Such a lock mechanism can be incorporated in the above-mentioned mechanism for palm rotation. In this case, even if the current supply to the electric motor of the drive source is stopped while the hand unit 10 is rotated, that state can be maintained.
In addition, as a lock mechanism for preventing reverse input when no power is supplied, it is conceivable to use an irreversible operation mechanism such as a feed screw mechanism using a slide screw or a non-excitation operation type electromagnetic brake. Since the robot hand including such a non-energization lock mechanism can maintain the state such as the position of the finger even when the drive source is de-energized, the power consumption and the temperature rise can be suppressed.

＜耐荷重構造について＞
ロボットハンドＨにおける略コの字形をしている掌部１４と反対側（略コの字形の外側）であって、ナックルカバー１５が配置されている部位をナックル側、バックプレート３４が配置されている部位側を甲側とする。ハンドユニット１０は、甲側からバックプレート３４に複数（図示例では４本）のボルト４９を挿入してハンドユニット１０とバックプレート３４とを締結している。締結されたボルト４９の中心軸と、ハンドユニット１０における第１のハンドユニット１０Ａと第２のハンドユニット１０Ｂとの結合ピン１６の中心軸は平行である。そして、バックプレート３４には、結合ピン１６とボルト４９の中心軸と平行な面を持つ段付き部３４ａが形成されている。（主に図７参照）
ハンドユニット１０の一部は、段付き部３４ａに接触部ｃ（図２、図４、図７参照）で面接触している。
これにより、ハンドユニット１０とベースユニット３０との間で可動域を備えるとともに、比較的容易に分離可能な機能を備えつつ、耐荷重性に優れる構造となっている。
複数のボルト４９を甲側に集中して配置していることにより、比較的大きい径のボルトを適用して締結及び解除の作業を行いやすい。また、作業対象物を把持している最中でもハンドユニット１０とベースユニット３０とを容易に分離することができる。
平行に配置されたボルト４９、結合ピン１６、回転軸シャフト３５とこれを支持する軸受３６及び、バックプレート３４の段付き部３４ａによって、ロボットハンドＨが外部から受ける荷重の大部分に耐えることができる。また、ベースユニット３０は、ハンドユニット１０の一部を面接触で受けるので、より強度を上げることができる。
具体的には、図２に示すように、ハンドユニット１０で掌部１４のコの字形状上側に向かう力Ｆを受けたとき、ロボットハンドＨには、力Ｆと同じ向きに働く力である荷重Ｐａと、力Ｆと反対の向きに働く力である荷重Ｐｂが、主に発生する。このとき荷重Ｐａを、結合ピン１６、回転軸シャフト３５とこれを支持する軸受３６等で受けるとともに、荷重Ｐｂを段付き部３４ａの面で受ける。ボルト４９、結合ピン１６、回転軸シャフト３５とこれを支持する軸受３６とが、向きを統一して配置していることと、段付き部３４ａに形成していることによって、耐荷重性を上げている。 <About load bearing structure>
The side of the robot hand H opposite to the substantially U-shaped palm portion 14 (outside of the substantially U-shape), where the knuckle cover 15 is arranged, is the knuckle side, and the back plate 34 is arranged. The side where the part is located is the instep side. The hand unit 10 fastens the hand unit 10 and the back plate 34 by inserting a plurality of (four in the illustrated example) bolts 49 into the back plate 34 from the instep side. The central axis of the bolt 49 that has been fastened is parallel to the central axis of the connecting pin 16 of the first hand unit 10A and the second hand unit 10B of the hand unit 10. Then, the back plate 34 is formed with a stepped portion 34 a having a surface parallel to the central axes of the coupling pin 16 and the bolt 49. (Mainly refer to Figure 7)
A part of the hand unit 10 is in surface contact with the stepped portion 34a at a contact portion c (see FIGS. 2, 4, and 7).
As a result, a structure is provided that has a movable range between the hand unit 10 and the base unit 30 and has a function capable of being relatively easily separated, and has excellent load resistance.
By arranging the plurality of bolts 49 in a concentrated manner on the instep side, it is easy to apply bolts having a relatively large diameter to perform fastening and releasing operations. Further, the hand unit 10 and the base unit 30 can be easily separated even while gripping the work target.
The bolt 49, the connecting pin 16, the rotating shaft 35, the bearing 36 that supports the rotating shaft 35, and the stepped portion 34a of the back plate 34, which are arranged in parallel, can withstand most of the load that the robot hand H receives from the outside. it can. Further, since the base unit 30 receives a part of the hand unit 10 in surface contact, the strength can be further increased.
Specifically, as shown in FIG. 2, when the hand unit 10 receives a force F directed upward in the U-shape of the palm portion 14, the robot hand H acts in the same direction as the force F. A load Pa and a load Pb, which is a force acting in the direction opposite to the force F, are mainly generated. At this time, the load Pa is received by the coupling pin 16, the rotary shaft 35 and the bearing 36 that supports the same, and the load Pb is received by the surface of the stepped portion 34a. The bolt 49, the connecting pin 16, the rotary shaft 35, and the bearing 36 supporting the rotary shaft 35 and the bearing 36 supporting the same are arranged in the same direction and are formed on the stepped portion 34a, so that the load resistance is improved. ing.

＜指先形状と様々な把持形態について＞
ロボットハンドＨの指先１７は、第１関節１２が屈曲及び伸展する方向の厚みが、指先に向かって小さくなっている形状をしている。指１１が９０°以上の角度範囲で屈曲・伸展ができる複数の関節を持つこと、掌部１４がコの字形状をしていることに加え、この指先１７の形状により、様々な形態の作業対象物を確実に扱うことができる。
例えば、図１０に示すように、指先１７が掌部１４のコの字形状内側に位置するように、指１１を屈曲して、指先１７と掌部１４との間に細い棒材５１を確実に保持することができる。
また、図１１に示すように、第１関節１２を大きく屈曲した状態で指先１７が掌部１４のコの字形状の少し外側に位置するようにして、指先１７と掌部１４との間に太い棒材５２を確実に保持することができる。
また、図１２に示すように、壁Ｗの壁際に沿って位置する細いケーブル５３を複数の指１１の指先１７の先端部分で把持することができる。
また、図１３に示すように、指先１７が掌部１４から離れた位置で、厚みの小さい板材５４を複数の指先１７の先端部分で把持することができる。
また、図１４に示すように、第２関節１３を完全に伸展し、第１関節１２をわずかに屈曲させて、厚みのあるブロック材５５の端を掌部１４で受けながら、複数の指１１の指先１７の先端部分で安定して把持することができる。
また、図１５に示すように、第１関節１２と第２関節１３を伸展して、指先１７からドアレバー５６にアプローチすることができる。
図１０〜１２で示したように、第１関節１２が屈曲及び伸展する方向の厚みが、指先に向かって小さくなっている形状をしている指先１７の先端部分又は、厚みが大きい部分から小さくなっていく部分の面を、作業対象物に応じて巧みに使うことで、様々な形態の作業対象物を確実に保持することなどができる。 <About fingertip shape and various gripping forms>
The fingertip 17 of the robot hand H has a shape in which the thickness in the direction in which the first joint 12 bends and extends decreases toward the fingertip. In addition to the fact that the finger 11 has a plurality of joints that can be bent/extended in an angle range of 90° or more, and the palm portion 14 has a U-shape, the shape of the fingertip 17 allows various forms of work. The object can be handled reliably.
For example, as shown in FIG. 10, the finger 11 is bent so that the fingertip 17 is located inside the U-shaped portion of the palm portion 14, and the thin bar member 51 is securely provided between the fingertip 17 and the palm portion 14. Can be held at.
Further, as shown in FIG. 11, with the first joint 12 largely bent, the fingertip 17 is positioned slightly outside the U-shape of the palm portion 14 so as to be located between the fingertip 17 and the palm portion 14. The thick bar member 52 can be securely held.
Further, as shown in FIG. 12, the thin cable 53 positioned along the wall W can be grasped by the tip portions of the fingertips 17 of the plurality of fingers 11.
Further, as shown in FIG. 13, the plate material 54 having a small thickness can be gripped by the tip portions of the plurality of fingertips 17 at a position where the fingertips 17 are separated from the palm portion 14.
In addition, as shown in FIG. 14, the second joint 13 is completely extended, the first joint 12 is slightly bent, and the palm portion 14 receives the end of the thick block material 55 while the plurality of fingers 11 are being received. The tip of the fingertip 17 can be stably held.
Further, as shown in FIG. 15, the first joint 12 and the second joint 13 can be extended to approach the door lever 56 from the fingertip 17.
As shown in FIGS. 10 to 12, the thickness in the direction in which the first joint 12 bends and extends decreases from the tip portion of the fingertip 17 having a shape that decreases toward the fingertip or the portion with a large thickness. By skillfully using the surface of the gradually changing portion according to the work object, it is possible to reliably hold work objects of various forms.

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施例に限定されず、本発明の要旨を変更しない範囲で適宜変更が可能である。
Although the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately modified without departing from the scope of the invention.

Ｈ：ロボットハンド
Ｌ：ロック機構
１０：ハンドユニット
１１：指
１２：第１関節
１３：第２関節
１４：掌部
１５：ナックルカバー
１６：結合ピン
１７：指先
２０：指機構ユニット
２１：モータユニット
２２：基節フレーム
２３：ボールねじ
２４：従属リンク
２５：メインリンク
２６：歯車機構
２７：ナット
３０：ベースユニット
３１：アンダープレート
３２Ａ，３２Ｂ：サイドプレート
３３：センターフレーム
３４：バックプレート
３５：回転軸シャフト
３６：軸受
３７：レバー部品
４０：動力部
４１：モータユニット
４２：フレーム
４３：ボールねじ
４４：スリーブ
４６：歯車機構
４７：ナット
４９：ボルト
５１：棒材（作業対象物）
５２：棒材（作業対象物）
５３：ケーブル（作業対象物）
５４：板材（作業対象物）
５５：ブロック材（作業対象物）
５６：ドアレバー（作業対象物）
６０：出力回転体
６１，６３：カム面
６４：出力軸
７０：入力回転体
７１：押圧伝達部
７３：入力軸
８１，８２：係合子
８５：付勢部材
９１：収納室 H: Robot hand L: Lock mechanism 10: Hand unit 11: Finger 12: First joint 13: Second joint 14: Palm part 15: Knuckle cover 16: Coupling pin 17: Fingertip 20: Finger mechanism unit 21: Motor unit 22 : Base frame 23: Ball screw 24: Subordinate link 25: Main link 26: Gear mechanism 27: Nut 30: Base unit 31: Under plate 32A, 32B: Side plate 33: Center frame 34: Back plate 35: Rotating shaft 36: Bearing 37: Lever part 40: Power part 41: Motor unit 42: Frame 43: Ball screw 44: Sleeve 46: Gear mechanism 47: Nut 49: Bolt 51: Bar (work target)
52: Bar (work target)
53: Cable (work target)
54: Plate material (work target)
55: Block material (work target)
56: Door lever (work target)
60: Output rotary body 61, 63: Cam surface 64: Output shaft 70: Input rotary body 71: Press transmission part 73: Input shaft 81, 82: Engagement member 85: Energizing member 91: Storage chamber

Claims

A hand unit to which multiple fingers are connected,
A base unit to which the hand unit is connected,
The palm portion of the hand unit has a substantially U shape when viewed from the side,
There are a plurality of knuckles of each of the plurality of fingers,
The plurality of fingers bends the knuckle along a plane perpendicular to the lateral direction to fit inside the U-shape,
The robot hand according to claim 1, wherein the plurality of fingers can extend the knuckles along a plane perpendicular to the lateral direction and open toward the outside of the U-shaped opening.

The robot hand according to claim 1, wherein at least two joints of the knuckles of each of the fingers can be bent and extended within a range of 90° or more.

The robot hand according to claim 1 or 2, wherein the hand unit has a movable range with respect to the base unit.

The robot hand according to claim 3, wherein the hand unit is rotatably held with respect to the base unit via a rotary shaft, and can swing in the range of the movable range.

The robot hand according to any one of claims 1 to 4, wherein a thickness in a direction in which the knuckle bends and extends has a small fingertip shape toward the fingertip.

The robot hand according to any one of claims 1 to 5, wherein a lock mechanism for preventing the finger joints from moving due to an external load is incorporated in the plurality of fingers.

The lock mechanism includes a storage chamber having a cylindrical space, an output rotary body coaxially stored in the storage chamber, an input rotary body coaxially provided with the output rotary body, and the storage chamber An engaging member provided between the inner peripheral surface and the outer peripheral surface of the output rotating body, and a biasing member for biasing the engaging member to one side in the circumferential direction, the outer peripheral surface of the output rotating body, Forming a cam surface that gradually narrows between the inner peripheral surface of the storage chamber toward the one side,
When the input rotating body is not rotating, the engaging member is pressed by the biasing member between the inner peripheral surface of the storage chamber and the cam surface,
When the input rotating body rotates to the other side with respect to the one side, after the input rotating body contacts the engaging element, the input rotating body contacts the output rotating body and pushes the output rotating body. The robot hand according to claim 6, which is configured to move.