JPH03131489A - ２指ハンド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概　　要〕 ロボット等に用いられる２指ハンドに関し、各種物体の
操作を、物体の形状及び把持力の大小に関係なく確実に
行えるようにすることを目的とし、 第１の方向に対向配置され、前記第１の方向にのみ移動
可能な１対の第１の支持部材により回動自在に支持され
るとともに、前記第１の方向にのみ移動可能な１対の第
２の支持部材により回動かつ摺動自在に支持される１対
の指と、前記各第１の支持部材を前記第１の方向に移動
させる第１の移動機構と、前記各第２の支持部材を前記
第１の方向に移動させる第２の移動機構とを備えた構成
とする。

〔産業上の利用分野〕

本発明はロボット等に使用される２指ハンドに関するも
のである。

〔従来の技術〕

従来の２指ハンドは、−ａ的に、第４図（ａ）に示す平
行型と、第４図（ｂ）に示す回転型とに分けられる。第
４図（ａ）の２指ハンド１は、矢印で示す対向方向に移
動可能な２本の指２．３により物体１００Ａを把持し、
第４図（ｂ）の２指ハンド４は、矢印方向に回動可能な
２本の指５゜６により物体１００Ａを把持する。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、第５図に示すように部品１００Ｂを軸１００Ｃ
に嵌合させる作業を行う際には、ハンド本体１ａが軸１
００Ｃに当たるのを避けるためにハンドの指２，３を軸
１００ｃより長くする必要がある。長い指２．３は、指
先端部が部品１００Ｂから受ける反力Ｐにより根本に大
きなモーメントが働くので、指先が外側に傾き易い。こ
れにより、部品１００Ｂを把持している点における指が
平行でなくなり、部品１００Ｂを指先に押しやる力が働
き、部品１００Ｂを落とすことがある。これを解決する
ため、第６図に示すように、指先間が指根本間より少し
短くなったハンド２．３を用いることも考えられるが、
把持力が小さく指が外側に傾かない物体１００Ａを把持
したときに、指の先端が内側に向いているために物体１
００Ａを指根本側に押しやる力が働く等の別の問題が生
じる。なお、第５，６図では平行型の２指ハンド１を使
用する例を示したが、回転型の２指ハンドでも同様の問
題が生じる。

本発明は、各種物体の操作を、物体の形状及び把持力の
大小に関係なく確実に行うことのできる２指ハンドを提
供することを目的としている。

（課題を解決するための手段） 第１図は本発明の原理説明図で、図中、１１゜１２は第
１の支持部材、１３．１４は第２の支持部材、１５．１
６は１対の指である。

第１の支持部材１１．１２は、第１の方向に対向配置さ
れ、第１の移動機構３１により駆動されて第１の方向に
移動可能である。本図では、各支持部材１１．１２が中
央部を境にねじ方向を異にした送りねじ１７に螺合する
例を示し、各支持部材１１．１２はモータ、ギア系等を
含む第１の移動機構３１により送りねじ１７を回転させ
ることによって相反する方向に移動する。

第２の支持部材１３．１４は、第１の方向に対向配置さ
れ、第２の移動機構３２により駆動されて第１の方向に
移動可能である。本図では、各支持部材１３．１４が中
央部を境にねじ方向を異にした送りねじ１８に螺合する
例を示し、各支持部材１３．１４は、モータ、ギア系等
を含む第２の移動機構３２により送りねじ１８を回転さ
せることによって相反する方向に移動する。

指１５．１６は、第１の支持部材１１．１２により回動
可能に支持されるとともに、第２の支持部材１３．１４
により回動かつ摺動自在に支持されている。本図では、
指１５．１６に設けた穴１９．２０に支持部材１１．１
２に突設されたピン２１．２２が嵌合するとともに、指
１５．１６に設けた長大２３．２４に、支持部材１３．
１４に突設されたピン２５．２６がブツシュ２７゜２８
を介し嵌合する例を示しており、これらの嵌合によって
指１５．１６の上記動作が実現される。

〔作　　用〕

本発明は以上のように構成されており、第１゜第２の移
動機構３１．３２の作動を適当に制御することによって
、指１５．１６の先端（物品把持部分）の間隔及び指１
５．１６の傾きを自由に設定することができる。

従って、把持力が小さく指が外側に傾かない物体を把持
する場合は名指を平行にし、また、把持力が大きく指先
が外側に傾き易い物体を把持する場合は名指を根本の間
隔が先端の間隔より少し大きくなるように傾けて把持を
行うようにする。後者の場合は、指先の傾きが、物体か
らの反力により指先が外側に傾くことによって相殺され
、物体を把持した位置の各指先は平行となって物体の確
実な把持が可能となる。さらに、第１図に示すように、
名指の根本の幅を指先の幅よりある程度大きくすること
により、部品１００Ｄから受ける反力の、指の軸方向と
垂直方向（指を傾かせる方向）の分力Ｑを減らすことが
できるので、見掛は上の指の剛性を高めることになり、
指先が外側に傾き易い物体の把持が可能となる。

すなわち、本発明によれば、各種物体の操作を、物体の
形状及び把持力の大小に関係なく確実に行うことが可能
になる。

なお、穴１９．２０とピン２１．２２の間には、指１５
．１６の回動方向の摩擦を減らすためのべアリング４０
．４１が設けられ、長大２３．２４の内側には、ブツシ
ュ２７．２８との摩擦を減らすためのプラスチックの長
円軸４２．４３が入れられている。

〔実施例〕

以下、第２図及び第３図に関連して本発明の詳細な説明
する。

第２図に第１の実施例を示す。

第２図は本例の２指ハンドの構造を示す正面図で、図中
、３１は第１の移動機構、３２は第２の移動機構である
。なお、第１図と同様の部材には同符号を用いている。

第１の移動機構３１は、固設されたモータ３３と、該モ
ータ３３の出力軸に固定されたギア３４と、送りねじ１
７に固定されたギア３５と、ギア３４．３５に掛は渡さ
れたタイミングベルト３６とより構成される。

第２の移動機構３２は、固設されたモータ３７と、該モ
ータ３７の出力軸に固定されたギア３８と、送りねじ１
８に固定されてギア３８と噛合するギア３９とより構成
される。

送りねじ１７は、モータ３３により、ギア３４゜タイミ
ングベルト３６．ギア３５を介し駆動されて回転し、送
りねじ１８は、モータ３７により、ギア３８．３９を介
し駆動されて回転する。そして、送りねじ１７の回転に
より指１５．１６の間隔が設定され、送りねじ１８の回
転により指１５゜１６の傾きが設定される。

このような構成の２指ハンドの作用は第１図に関連して
前述した通りで、把持力が小さく指が外側に傾かない物
体を把持する場合は各指１５゜１６を平行にし、また把
持力が大きく指先が外側に傾き易い物体を把持する場合
は各指１５．１６を根本の間隔が先端の間隔より少し大
きく傾けて把持するようにする。後者の場合は、指先の
傾きが、物体からの反力により指先が外側に傾くことに
よって相殺され、物体を把持した位置の各指先は平行と
なって物体の確実な把持が可能となる。

さらに、第１図に示したように、各指の根本の幅を指先
の幅よりある程度大きくすることにより、部品から受け
る反力のうちの指を傾かせる方向の分力Ｑを減らすこと
ができるので、見掛は上の指の剛性を高めることになり
、指先が外側に傾き易い物体（大きな把持力を要する物
体）の把持が可能となる。

すなわち、本例によれば、各物体の操作を、物体の形状
及び把持力の大小に関係なく確実に行うことが可能にな
る。

第３図に第２の実施例を示す。

第３図は本例の２指ハンドの構造を示す正面図で、前例
と同様の部材には同符号を用いている。

図中、５１は送りねじ１７駆動用のモータ、５２は送り
ねじ１８駆動用のモータである。

モータ５１，５２には、Ｚ相（１回転に１点だけパルス
を出力する）を備えたエンコーダ５３゜５４が連結され
ており、該エンコーダ５３．５４による各支持部材の位
置制御が可能である。支持部材１１．１２及び支持部材
１３．１４が最大に開いた位置には、リミットスイッチ
５５及びリミットスイッチ５６が設けられ、該リミット
スイッチ５５．５６とＺ相を用いて原点合わせをするこ
とにより各支持部材の開き幅の再現性は保たれる。

各指すなわち各支持部材の位置制御を行う制御装置は、
現在位置から目標位置への位置決めの際に、制御回路へ
の指令位置の変化（指令速度、指令加速度）を指定でき
、各支持部材１１．１２及び１３．１４の開閉速度、開
閉加速度が同一となるように設定できるものが必要であ
る。これにより、支持部材１１．１２及び１３．１４は
同一速度で開閉するので、指の傾きは一定に保たれる。

このような構成の２指ハンドによる各種物体の把持は、
前例と同様に次の要領で行われる。

（１）把持力が小さく指が外側に傾かない物体に対して
は、支持部材１１．１２間及び支持部材１３゜１４間を
同じ幅とし、同一速度で開閉することにより、指先を平
行に保ったままで把持する。

（２）把持力が大きく、指先が外側に傾き易い物体に対
しては、 ■　支持部材１１．１２間の幅を支持部材１３゜１４間
の幅に対し少し大きｘして、同一速度で開閉することに
より指先を少し内側に同番だ状態で把持する。

■　支持部材１１．１２間の幅を支持部材１３１４間の
幅に対しある程度大きくして、同一速度で開閉すること
により、指先をかなりμ側に向けた状態で把持（指の見
掛は上の剛ｔを高める）する。

本例の場合も前例と同様の効果が得られる。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明によれば、各種物伺の操作を
、物体の形状及び把持力の大小に関係ろく確実に行うこ
とが可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理説明図、 第２図は本発明の第１の実施例の２指ハンドＣ構造を示
す正面図、 第３図は本発明の第２の実施例の２指ハンドＣ構造を示
す正面図、 第４図（ａ）、（ｂ）は従来の各種２指ハントの構造２
作用説明図、 第５図及び第６図は従来の２指ハンドによる各種把持要
領説明図で、 図中、 １１．１２は第１の支持部材、 １３．１４は第２の支持部材、 １５．１６は指、 ３１は第１の移動機構、 ３２は第２の移動機構である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 第１の方向に対向配置され、前記第１の方向にのみ移動
   可能な１対の第１の支持部材（１１、１２）により回動
   自在に支持されるとともに、前記第１の方向にのみ移動
   可能な１対の第２の支持部材（１３、１４）により回動
   かつ摺動自在に支持される１対の指（１５、１６）と、 前記各第１の支持部材（１１、１２）を前記第１の方向
   に移動させる第１の移動機構（３１）と、前記各第２の
   支持部材（１３、１４）を前記第１の方向に移動させる
   第２の移動機構（３２）とを備えたことを特徴とする２
   指ハンド。