JP7007593B2 - 軟体指、軟体機械爪および軟体ロボット - Google Patents
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Description
b=4a/15・・・(1)
デュアルチャネルの軟体指が円周に分布されるように、分岐アームが円周に配列されたホルダーを設計する。すなわち、軟体三指ロボット、軟体四指ロボット、軟体五指ロボット、軟体六指ロボット、または、軟体九指ロボット等の多指円周軟体ロボットとして組み立てることが可能となる。
本発明の実施例または従来技術における技術案をより明瞭に説明するために、以下、実施例または従来技術の記述に使用すべき図面を簡単に紹介する。明らかなように、以下に記述される図面が本発明の一部の実施例に過ぎず、当業者にとって、進歩性に値する労働を必要としない前提で、さらに、これらの図面に基づいて他の図面を得ることができる。
より柔軟、高効率で安全なフレキシブル掴み取りを実現するために、本発明の実施例は、まず、軟体指を提供する。当該軟体指は、内部エアバッグに対する空気入れ・抜きにより指の湾曲伸縮を実現し、これによって、より軽く、より自然でより柔軟な方式を用いて各種類の規則な形状、不規則な形状または不定の形状の物体を掴み取ることができる。
デュアルエア通路の設置は明らかにガス流動の断面積を大きくし、指のエアバッグの空気入れ・抜きの流量を大幅に上げることができ、空気入れ・抜き効率が向上し、指の応答速度が速まる。
図1B、図1C、図1Dに示すように、本発明で設計されるデュアルチャネル軟体指の内部には、Aエア通路6とBエア通路7が設けられており、Aエア通路6とBエア通路7に対して空気入れを行なう時、入れたガスがAエア通路6とBエア通路7を介してエアバッグ31中に導入される。
本発明では、デュアルチャネル軟体指上の複数のフレキシブル関節3が積層配列されて、プリーツ型構造体になっている。外部のエアポンプから供給される圧縮ガスが、前記エア通路(6、7)と前記エアバッグ31に対して空気入れまたは吸気を行うことにより、デュアルチャネル軟体指が外または内へ湾曲変形することを実現し、物体をピップアップする目的を達成する。
本発明の別の態様では、軟体機械爪をさらに提供する。前記軟体機械爪が、少なくとも2つの軟体指と、少なくとも2つの気流導通バルブを含み、各前記気流導通バルブが上バルブヘッドと下バルブヘッドとを含み、前記上バルブヘッドの内部には、錐体楕円凸状ノズルが設けられており、前記下バルブヘッドの内部には、錐体楕円スルーホールと内ボスが設けられており、各前記軟体指は、端部が外側凸状環状体であって且つ遷移セグメントが錐状体である指ジョイントを含み、前記遷移セグメントの錐状体が、前記錐体楕円凸状ノズルと前記錐体楕円スルーホールとの間に挟持され、前記端部の外側凸状環状体が、前記内ボス内に固定して位置規制される。
本発明で設計されるデュアルチャネル軟体二指ロボットが物体を掴む動作の模式図が図2に示されている。本発明で設計されるデュアルチャネル軟体二指ロボットが物体を放す動作の模式図が図2A所示に示されている。
図2、図2A、図2Cに示すように、Aホルダー3Aには、取付パネル3A1、A分岐アーム3A2、B分岐アーム3A3が取り付けられており、取付パネル3A1が(デュアルチャネル軟体二指ロボットを)外部機器と固定するためのものであり、A分岐アーム3A2がA気流導通バルブ4Aを接続するためのものであり、B分岐アーム3A3がB気流導通バルブ4Bを接続するためのものである。
図2B、図2D、図2E、図2Fに示すように、A気流導通バルブ4AがA上バルブヘッド4A1とA下バルブヘッド4A2とからなり、A上バルブヘッド4A1には、A空気入れノズル2Aが取り付けられ、A下バルブヘッド4A2の下方には、Aデュアルチャネル軟体指1Aの指ジョイントが取り付けられている。
図2、図2Aに示すように、B気流導通バルブ4BがB上バルブヘッド4B1とB下バルブヘッド4B2とからなり、B上バルブヘッド4B1には、B空気入れノズル2Bが取り付けられ、B下バルブヘッド4B2の下方には、Bデュアルチャネル軟体指1Bの指ジョイントが取り付けられている。
本発明で設計されるデュアルチャネル軟体三指ロボットが物体を掴む動作の模式図が、図3に示されている。本発明で設計されるデュアルチャネル三指軟体ロボットが物体を放す動作の模式図が、図3Aに示されている。
図3、図3A、図3B、図3Cに示すように、Bホルダー3Bには、取付パネル3B1、C分岐アーム3B2、D分岐アーム3B3、E分岐アーム3B4が設けられており、取付パネル3B1がデュアルチャネル三指軟体ロボットを外部機器と固定するためのものであり、C分岐アーム3B2がC気流導通バルブ4Cを接続するためのものであり、D分岐アーム3B3がD気流導通バルブ4Dを接続するためのものであり、E分岐アーム3B4がE気流導通バルブ4Eを接続するためのものである。
図3、図3A、図3B、図3Cに示すように、C気流導通バルブ4CがC上バルブヘッド4C1とC下バルブヘッド4C2とからなり、C上バルブヘッド4C1には、C空気入れノズル2Aが取り付けられ、C下バルブヘッド4C2の下方には、Cデュアルチャネル軟体指1Cの指ジョイントが取り付けられている。
図3、図3A、図3B、図3Cに示すように、D気流導通バルブ4DがD上バルブヘッド4D1とD下バルブヘッド4D2とからなり、D上バルブヘッド4D1には、D空気入れノズル2Dが取り付けられ、D下バルブヘッド4D2の下方には、Dデュアルチャネル軟体指1Dの指ジョイントが取り付けられている。
図3、図3A、図3B、図3Cに示すように、E気流導通バルブ4EがE上バルブヘッド4E1とE下バルブヘッド4E2とからなり、E上バルブヘッド4E1には、E空気入れノズル2Eが取り付けられ、E下バルブヘッド4E2の下方には、Eデュアルチャネル軟体指1Eの指ジョイントが取り付けられている。
図4、図4Aに示すように、本発明で設計されるデュアルチャネル四指軟体ロボット、は、Fデュアルチャネル軟体指1Fと、Gデュアルチャネル軟体指1Gと、Hデュアルチャネル軟体指1Hと、Iデュアルチャネル軟体指1Iと、F気流導通バルブ4Fと、G気流導通バルブ4Gと、H気流導通バルブ4Hと、I気流導通バルブ4Iと、F空気入れノズル2Fと、G空気入れノズル2Gと、H空気入れノズル2Hと、I空気入れノズル2Iと、Cホルダー3Cとを含んでいる。Fデュアルチャネル軟体指1F、Gデュアルチャネル軟体指1G、Hデュアルチャネル軟体指1Hは構成がIデュアルチャネル軟体指1Iと同じであり、F気流導通バルブ4F、G気流導通バルブ4G、H気流導通バルブ4Hは構成がI気流導通バルブ4Iと同じであり、F空気入れノズル2F、G空気入れノズル2G、H空気入れノズル2Hは構成がI空気入れノズル2Iと同じである。
図4、図4A、図4Bに示すように、Cホルダー3Cには、取付パネル3C1、F分岐アーム3C2、G分岐アーム3C3、H分岐アーム3C4、I分岐アーム3C5が設けられており、取付パネル3C1がデュアルチャネル四指軟体ロボットを外部機器と固定するためのものであり、F分岐アーム3C2がF気流導通バルブ4Fを接続するためのものであり、G分岐アーム3C3がG気流導通バルブ4Gを接続するためのものであり、H分岐アーム3C4がH気流導通バルブ4Hを接続するためのものであり、I分岐アーム3C5がI気流導通バルブ4Iを接続するためのものである。
図4、図4Aに示すように、F気流導通バルブ4FがF上バルブヘッド4F1とF下バルブヘッド4F2とからなり、F上バルブヘッド4F1には、F空気入れノズル2Fが取り付けられ、F下バルブヘッド4F2の下方には、Fデュアルチャネル軟体指1Fの指ジョイントが取り付けられている。
図4、図4Aに示すように、G気流導通バルブ4GがG上バルブヘッド4G1とG下バルブヘッド4G2とからなり、G上バルブヘッド4G1には、G空気入れノズル2Gが取り付けられ、G下バルブヘッド4G2の下方には、Gデュアルチャネル軟体指1Gの指ジョイントが取り付けられている。
図4、図4Aに示すように、H気流導通バルブ4HがH上バルブヘッド4H1とH下バルブヘッド4H2とからなり、H上バルブヘッド4H1には、H空気入れノズル2Hが取り付けられ、H下バルブヘッド4H2の下方には、Hデュアルチャネル軟体指1Hの指ジョイントが取り付けられている。
図4、図4Aに示すように、I気流導通バルブ4IがI上バルブヘッド4I1とI下バルブヘッド4I2とからなり、I上バルブヘッド4I1には、I空気入れノズル2Iが取り付けられ、I下バルブヘッド4I2の下方には、Iデュアルチャネル軟体指1Iの指ジョイントが取り付けられている。
Claims (21)
- 指末端(1)と、指ジョイント(2)と、フレキシブル関節(3)と、指の指板(4)と、フレキシブルショルダー(5)とを含み、
指末端(1)と指ジョイント(2)との間には、指の指板(4)の上部に間隔をおいて設けられるフレキシブル関節(3)とフレキシブルショルダー(5)が複数含まれ、
フレキシブル関節(3)内部のキャビティがエアバッグ(31)を形成し、フレキシブルショルダー(5)内部のキャビティがエアバッグ(31)に連通するエア通路を形成し、
前記エア通路が少なくとも2組設けられていることを特徴とする軟体指。 - 前記指の指板(4)の下部には、複数の突起(41)が設けられていることを特徴とする請求項1に記載の軟体指。
- 前記突起(41)が波線形であることを特徴とする請求項2に記載の軟体指。
- 各組の前記エア通路が連続して全てのエアバッグに連通することを特徴とする請求項1に記載の軟体指。
- 前記指ジョイント(2)の端部が外側凸状環状体(22)であり、前記指ジョイント(2)の端部と前記フレキシブル関節(3)との遷移セグメントが錐状体(23)であることを特徴とする請求項1に記載の軟体指。
- 前記軟体指がシリコンゴム材質であることを特徴とする請求項1に記載の軟体指。
- 前記軟体指の幅をb、前記軟体指の長さをaとしたときに、下記の条件式(1)を満たすことを特徴とする請求項1に記載の軟体指。
b=4a/15・・・(1) - 前記フレキシブル関節(3)は、前記フレキシブルショルダー(5)よりも大きい高さを有することを特徴とする請求項1に記載の軟体指。
- 前記エアバッグ(31)は、前記エア通路よりも大きい断面積および体積を有することを特徴とする請求項8に記載の軟体指。
- 前記指末端(1)の構造体およびその内部のキャビティが何れも徐々に前記指末端へ収束することを特徴とする請求項1に記載の軟体指。
- 少なくとも2つの請求項1~10の何れか一項に記載の軟体指を含むことを特徴とする軟体機械爪。
- 前記軟体機械爪が少なくとも2つの気流導通バルブと、少なくとも2つの空気入れノズルと、ホルダーとを含み、
前記気流導通バルブが前記ホルダーに固定して取り付けられ、各前記気流導通バルブが上バルブヘッドと下バルブヘッドとを含み、前記上バルブヘッドと前記下バルブヘッドとの間に前記軟体指の指ジョイントが挟持して固定され、前記上バルブヘッドには前記空気入れノズルが取り付けられており、前記空気入れノズルが前記上バルブヘッドの中心のスルーホールを介して前記軟体指のエア通路に連通することを特徴とする請求項11に記載の軟体機械爪。 - 前記指ジョイントの端部が外側凸状環状体であり、前記指ジョイントの端部と前記軟体指のフレキシブル関節との遷移セグメントが錐状体であり、前記上バルブヘッドの内部には、錐体楕円凸状ノズルが設けられており、前記下バルブヘッドの内部には、錐体楕円スルーホールと内ボスが設けられており、前記遷移セグメントの錐状体が前記錐体楕円凸状ノズルと前記錐体楕円スルーホールとの間に挟持され、前記端部の外側凸状環状体が前記内ボス内に固定して位置規制されることを特徴とする請求項12に記載の軟体機械爪。
- 前記上バルブヘッドと前記下バルブヘッドとの間がねじを介して固定されることを特徴とする請求項12または13に記載の軟体機械爪。
- 前記ホルダーには、少なくとも2つの分岐アームが含まれており、各前記分岐アームは一方端が前記ホルダーに接続され、他方端が前記気流導通バルブを固定して取り付けることを特徴とする請求項12に記載の軟体機械爪。
- 前記少なくとも2つの分岐アームが前記ホルダーの円周に均一に配列されることを特徴とする請求項15に記載の軟体機械爪。
- 前記ホルダーには、取付パネルが設けられており、前記軟体機械爪が前記取付パネルを介して軟体ロボットに固定して取り付けられることを特徴とする請求項12に記載の軟体機械爪。
- 軟体機械爪であって、
少なくとも2つの軟体指と、少なくとも2つの気流導通バルブとを含み、
各前記気流導通バルブが上バルブヘッドと下バルブヘッドとを含み、前記上バルブヘッドの内部には、錐体楕円凸状ノズルが設けられており、前記下バルブヘッドの内部には、錐体楕円スルーホールと内ボスが設けられており、
各前記軟体指は、外側凸状環状体である端部と錐状体である遷移セグメントとを有する指ジョイントを含み、
前記遷移セグメントの錐状体が前記錐体楕円凸状ノズルと前記錐体楕円スルーホールとの間に挟持され、前記端部の外側凸状環状体が前記内ボス内に固定して位置規制されることを特徴とする軟体機械爪。 - 請求項11~18の何れか一項に記載の軟体機械爪を1つ以上含むことを特徴とする軟体ロボット。
- 前記軟体ロボットが1つ以上の機械アームを含み、各機械アームには、1つ以上の前記軟体機械爪が取り付けられていることを特徴とする請求項19に記載の軟体ロボット。
- 各前記軟体機械爪を独立で制御する制御機器をさらに含むことを特徴とする請求項19に記載の軟体ロボット。
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