JPH0392283A - Robot hand with determinable configuration - Google Patents
Robot hand with determinable configurationInfo
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- JPH0392283A JPH0392283A JP22638889A JP22638889A JPH0392283A JP H0392283 A JPH0392283 A JP H0392283A JP 22638889 A JP22638889 A JP 22638889A JP 22638889 A JP22638889 A JP 22638889A JP H0392283 A JPH0392283 A JP H0392283A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
L皇ユJυ月艷乱1
本発明は一般に、物体の形状に関する情報を得るために
、そして遠隔操作機器とともに使用するために、該物体
に接触/把持する装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention generally relates to an apparatus for touching/grasping an object to obtain information regarding the shape of the object and for use with remote control equipment.
特に、本発明は、物体に接触/把持するための、そして
、例えオペレータがその物体を見ることができない場合
でもその物体の形状を推測可能にする情報を発生するよ
うになされた、遠隔操作の「ロボットハンド」に関する
。In particular, the present invention provides a remote control device adapted to touch/grasp an object and generate information that allows the operator to infer the shape of the object even if the operator cannot see the object. Regarding "robot hand".
従来の技術、及び発明が解決しようとする課題遠隔操作
されるマニビュレータの技術分野に於いては、物体を把
持してその物体を或る1つの位置から他の位置へ運んだ
り、或る種の動作的な仕事を遂行する等のために、様々
な形式の「ハンド」ユニットが開発されてきた。このよ
うなハンドユニット(一般に「エンドエフエクター」と
称される)は簡単には一対のフィンガーもしくはトング
とされ、これらが平行関係の下で互いに接近離反される
。典型的には、物体を把持するためのトングは弾性的な
表面を有し、把持機能を向上ざれている。又、或るユニ
ットは圧力に関するフィードバックを備え、適正な把持
力を保証するようになっている。PRIOR ART AND PROBLEMS TO BE SOLVED BY THE INVENTION In the technical field of remotely controlled manibulators, manipulators are used to grip an object and transport it from one position to another, or to Various types of "hand" units have been developed for purposes such as performing kinetic tasks. Such a hand unit (generally referred to as an "end effector") is simply a pair of fingers or tongs that are moved toward and away from each other in a parallel relationship. Typically, tongs for gripping objects have resilient surfaces to enhance gripping capabilities. Some units also include pressure feedback to ensure proper gripping force.
従来技術によるこれらの装置を使用して物体を把持する
ためには、その装置を直接にもしくはビデオ装置を使用
して見ることができ、これによって物体の適当な把持部
分を把持し、不注意による離脱を最少限に抑制できると
いうことが必要である。例えば、全体的に球形の物体は
大径にて把持しなければならず、括れた形状の物体はそ
の括れ部分にて把持しな番プればならない、等のことが
必要である。特定の形状の物体が日常作業として把持さ
れる場合には、その物体の形状に合わせた形状のトング
ユニットが使用できる。不規則性の高い形状の物体、特
に斜面を有する物体、は恐らく数回の試みの後に非常に
!It(ML,て把持される。更に、把持するときに物
体の形状が知られていない場合には、その形状を確認す
るために直接もしくは間接にその物体を視認しなければ
ならない。例えば、1つの機器を組み立てるのに使用す
るにはボルトは把持されるが、ヘッド形式(6角或いは
4角)、ねじ部の長さ、等を確認するためにはそのボル
トの視認が必要である。In order to grasp an object using these devices according to the prior art, the device can be viewed directly or using video equipment, thereby allowing the user to grasp the appropriate gripping portion of the object and avoid inadvertent It is necessary to be able to suppress withdrawal to a minimum. For example, a generally spherical object must be gripped with a large diameter, and a constricted object must be gripped at its constricted portion. When an object with a specific shape is to be held as part of daily work, a tong unit with a shape matching the shape of the object can be used. Objects with highly irregular shapes, especially objects with slopes, will probably be very difficult to find after several attempts! It(ML) is grasped.Furthermore, if the shape of the object is not known at the time of grasping, the object must be visually recognized directly or indirectly to confirm the shape.For example, 1 When used to assemble one piece of equipment, a bolt is grasped, but it is necessary to visually check the bolt to confirm the head type (hexagonal or square), thread length, etc.
物体が局部的にしか見ることのできない場所や、通常の
手段で見ることができないような場所で、遠隔操作され
る接触/把持装置を使用する場合がある。例えば水中で
の探査に於いては、暗黒の水が一般にあらゆる視認を妨
げてしまう。又、光の歪みによって装置の正確に位置決
めが邪魔されてしまう。従って、正確な位置決めを行わ
ずして物体が把持されねばならないことが重要となる。Remotely operated contact/grasping devices may be used in locations where objects are only locally visible or cannot be seen by normal means. For example, in underwater exploration, dark water generally obstructs any visibility. Furthermore, the distortion of the light hinders accurate positioning of the device. It is therefore important that the object must be grasped without precise positioning.
又、接触/把持されるべき物体の形状を推測するのに利
用できる情報を得ることが重要となる。ここで使用して
いる「接触/把持」なる用語は、あらゆる目的のために
物体に単に触れるだけ(通常は移動させない)、そして
物体が動く基本的な機能をもって物体を把持すること、
のような様々な意味を包含することを意図されている。It is also important to obtain information that can be used to estimate the shape of the object to be touched/grasped. As used herein, the term "touch/grasp" refers to simply touching an object (usually without moving it) for any purpose, and grasping an object with the basic ability to move it;
is intended to encompass a variety of meanings, such as
この操作に係わる他の適当な用語は「保合する」、「係
合」及び「保合される」である。Other suitable terms for this operation are "collocate,""engage," and "locked."
様々な形状を有する把持装画が開発されてきた。Grasping devices having a variety of shapes have been developed.
それらの幾つかは一般的でない外形の物体を把持するよ
うに設計されている。そのような装置の1つは1986
年2月27日付けでティー・エム・シツボラに付与され
た米国特許第4.572.564号に記載されている。Some of them are designed to grip objects of unusual geometry. One such device was in 1986
No. 4,572,564 issued to T.M. Citubola on February 27, 2006.
他の典型的な装置は、1977年9月13日付けでビー
・エス・ジエー・サイバーグその他に付与された米国特
許第4,047,709号、1986年12月30日付
けでエム・アール・マーチネツその他に付与された同第
4.632,444号、そして、1978年5月9日付
けでNASAに付与された同第4,088,312号、
に記載されている。これらの装置の何れも遠隔操作装置
のハンドとして使用するのに適用されるものではなく、
又、米国特許第4.632,444号以外は何れも接触
/把持した物体の形状に関する信号を与えるものではな
い。Other typical devices include US Pat. No. 4,632,444 to Martinets et al., and No. 4,088,312 to NASA dated May 9, 1978;
It is described in. None of these devices are applicable for use as a remote control device hand;
Also, none of the devices other than U.S. Pat. No. 4,632,444 provide a signal regarding the shape of the touched/grasped object.
発明の目的
本発明の基本的な目的は、遠隔操作装置に使用するハン
ドユニットであって、規則的な又は規則的でない何れの
形状の表面を接触/把持することのできるハンドユニッ
トを提供することである。OBJECTS OF THE INVENTION The basic object of the present invention is to provide a hand unit for use in a remote control device, which is capable of contacting/grasping surfaces of either regular or irregular shapes. It is.
本発明の他の目的は、表面形状の判らない物体を接触/
把持するのに使用されるVAtiであって、物体の形状
を推測することが可能となる情報を発生する上記′装置
を提供することである。Another object of the present invention is to touch/contact an object whose surface shape is unknown.
It is an object of the present invention to provide a VAti device used for grasping, which generates information that makes it possible to estimate the shape of an object.
本発明の更に他の目的は、物体を把持した後にその物体
を選定した新たな配向状態に方向決めすることのできる
装置を提供することである。Yet another object of the invention is to provide an apparatus that is capable of gripping an object and then orienting the object to a selected new orientation.
本発明のこれらの目的及びその他の目的はその詳細な説
明に合わせて添付図面を参照することで明白になろう。These and other objects of the invention will become apparent by reference to the accompanying drawings in conjunction with the detailed description thereof.
課題を解決するための手段
本発明によれば、物体を接触/把持するためのユニット
が提供される。この装置は、形状(輪郭)を決定するた
めの情報及び接触/把持した表面に係わるその他のパラ
メータを与える。更に詳しくは、この装置はハウジング
部材と、該ハウジング部材の外部へ移動してあらゆる表
面形状の物体を少なくとも2つのほぼ対向する両方向か
ら接触/把持するようになされる複数のフィンガーと、
を有する。これらのフィンガーはそれらの中心軸線に沿
う方向へ移動するように強制される。しかし、それらの
フィンガーはあらゆる適当な横断面形状を有して形成さ
れることができる。これらのフインガーは、単独で又は
集団としてハウジングの外部へ移動されて物体の表面を
接触/把持するようになされることができる。流体圧、
空気圧、或いは電気機械的手段がこの動きを行わせるの
に好ましく使用できる。フィンガーの各々は、ハウジン
グ外部への移動距離に関する信号を与えるために適当な
手段を備えている。この移動距離はしかる後に物体の形
状を決定するのに使用される。典型的な位置検出は、抵
抗手段、コンデンサー手段、デジタルコード手段、又は
誘導手段によって行われる。これらのセンサーの出力は
、必要とされもしくは望まれる場合には、適当なプログ
ラミングを経て変換されて形状決定される。物体に関す
るその他のパラメータも演算できるのである。SUMMARY OF THE INVENTION According to the invention, a unit for contacting/grasping an object is provided. This device provides information for determining the shape (contour) and other parameters related to the touched/grasped surface. More particularly, the apparatus includes a housing member and a plurality of fingers adapted to move externally of the housing member to contact/grasp objects of any surface configuration from at least two generally opposing directions;
has. These fingers are forced to move in a direction along their central axis. However, the fingers can be formed with any suitable cross-sectional shape. These fingers can be moved out of the housing individually or in groups to contact/grasp the surface of an object. fluid pressure,
Pneumatic or electromechanical means can preferably be used to effect this movement. Each of the fingers is provided with suitable means for providing a signal regarding the distance of movement outside the housing. This distance traveled is then used to determine the shape of the object. Typical position detection is performed by resistive means, capacitor means, digital code means or inductive means. The outputs of these sensors are transformed and shaped, if needed or desired, through appropriate programming. Other parameters related to the object can also be calculated.
実施例の説明
第1図に符号10で全体的に示されているのは、本発明
の原理を具現した装置の1つの実施例に関する前面斜視
図である。この実施例はハウジング12を有する。ハウ
ジング12は2つの側室14,16を有して構成され、
これらの側室は頂部サボ一ト18によって連結されてい
る。これらの側室は物体受け入れ開口20を規制してい
る。側室14.16の各々から複数のフィンガーアレー
22.24がそれぞれ伸長できるようになっている。こ
れらのフィンガー(以下にフィンガーユニットとも称さ
れている)は、例えば図示したように複数の行及び列に
配置された直而づるフィンガー群のように、選定された
アレーとして配置されている。DESCRIPTION OF THE EMBODIMENTS Shown generally at 10 in FIG. 1 is a front perspective view of one embodiment of an apparatus embodying the principles of the present invention. This embodiment has a housing 12. The housing 12 has two side chambers 14 and 16,
These side chambers are connected by a top sabot 18. These side chambers define an object receiving opening 20. A plurality of finger arrays 22.24 are respectively extendable from each of the side chambers 14.16. These fingers (hereinafter also referred to as finger units) are arranged in selected arrays, such as straight fingers arranged in a plurality of rows and columns as shown.
従って、一方のアレーのフィンガー26は、対面するア
レーのフィンガー28と直面されている。Thus, the fingers 26 of one array are faced with the fingers 28 of the opposing array.
勿論これ以外の対面する関係でないアレーも使用するこ
とができる。説明の目的で、例えば1列のフィンガーが
26.26A.26B.260.26Dとして識別され
ている。行に於いては、同じ識別にてフィンガーは1つ
の行では26.26’・・として、又、次の行では26
A、26八′・とじて識別されている。同様に、アレ−
24に於けるフィンガーは図示したように28.28A
〜28D1そして、28′及び28A′〜28D’ ・
・・・・・とじて識別されている。この図面には物体3
0が示されており、この物体は本発明によるこの装置に
よって接触/把持されている。Of course, other non-facing arrays can also be used. For illustrative purposes, for example, one row of fingers may be 26.26A. 26B. It is identified as 260.26D. In the rows, the fingers with the same identification are 26.26'... in one row and 26 in the next row.
A, 268'. Similarly, array
The finger at 24 is 28.28A as shown.
~28D1 and 28' and 28A'~28D'・
It is identified as... This drawing shows object 3
0 is shown, the object being touched/grasped by the device according to the invention.
以下に更に詳しく説明されるように、アレ−22.24
のフィンガーはピストン状部材であり、それらの個々の
長軸に沿って軸線方向へと固定的な通路内を移動できる
ようになされている。第1図(並びに第2図及び第3図
)の実施例は流体(ガス又は液体)の圧力を使用してい
る。この流体圧力は、導管34に取り付けられているヘ
ッダー32を通して側室14.16内部へ導かれる。Array 22.24, as explained in more detail below.
The fingers are piston-like members and are adapted to move in fixed passages axially along their respective long axes. The embodiment of FIG. 1 (as well as FIGS. 2 and 3) uses fluid (gas or liquid) pressure. This fluid pressure is directed into the side chamber 14.16 through a header 32 attached to conduit 34.
勿論、望まれるならば頂部サポート18をヘツダーとし
て使用することができる。導管34及びヘッダ−32を
通した流体圧力の付与によって、フィンガーアレ−22
.24は物体30へ向けて動くようになされて、該物体
に接触できるようになされる。例えば、フィンガー26
及び28は物体と接触していないが、フィンガー26B
.288,260及び280は物体に接触しているのが
見られる。その他のフィンガーの中の或るフィンガーは
物体と接触する前に全距離を移動していない。Of course, the top support 18 can be used as a header if desired. Application of fluid pressure through conduit 34 and header 32 causes finger array 22 to
.. 24 is made to move towards object 30 so that it can come into contact with the object. For example, finger 26
and 28 are not in contact with the object, but the finger 26B
.. 288, 260 and 280 are seen touching the object. Some of the other fingers do not travel the full distance before contacting the object.
圧力が維持されるならば、物体はしっかりと保持され、
装置10を移動することで物体を或る場所から他の場所
へ運ぶことができるということが判るであろう。圧力を
反転する、即ち側室14.16内部の圧力を外圧よりも
低くすることによって、各アレー22.24の各々のフ
ィンガーを物体から引き戻すようになすことができる。If the pressure is maintained, the object will be held firmly;
It will be appreciated that objects can be transported from one location to another by moving the device 10. By reversing the pressure, ie making the pressure inside the side chamber 14.16 lower than the external pressure, each finger of each array 22.24 can be caused to be pulled back from the object.
第1図に示されていないが、アレ−22.24のフィン
ガーのそれぞれはチャンバー14.16の外部へ移動す
る量(距離)確かめるための手段を備えている。Although not shown in FIG. 1, each of the fingers of array 22.24 is provided with means for ascertaining the amount (distance) of movement out of chamber 14.16.
典型的な距離測定手段の詳細は後述される。距離測定手
段の各々は電気的リード線を有し、これらのリード線は
第1図(もしくは第2図〜第5図〉には示されていない
が、これらのリード線は頂部サポート18を通して外部
回路に導かれる。この図示実施例は取り外し可能な端部
カバ−36.38を側室14.16に備えている。これ
らのカバーは典型的にはスクリュー40によって取り付
けられている。勿論、これらの側室は装置10を適用す
る様々な状態に適当なその他の構造として形成されるこ
とができることは理解されよう。Details of typical distance measuring means will be discussed below. Each of the distance measuring means has electrical leads, which are not shown in FIG. The illustrated embodiment includes removable end covers 36, 38 in the side chambers 14, 16. These covers are typically attached by screws 40. Of course, these It will be appreciated that the side chambers can be formed as other structures suitable for the various situations in which the device 10 is applied.
さて第2図を参照すれば、第1図の112−2に沿う垂
直断面が示されている。このように側室16は前述の頂
部サポート18及び壁部42.44.46.48 (及
びカバー38)により形成されている。これらの壁部及
びカバーはフィンガーを取り巻く空・間50@規制して
いる。フィンガーは壁部48を貫通している。例えばフ
ィンガー28.28B及び28Dは開口20(第1図を
参照されたい)の内方へ完全に伸長されているので、そ
れらのフィンガーの端部をこの横断面で見ることができ
る。しかしながらフィンガー28’ 28A.28八
′等は完全に伸長されていないので、図示したようにそ
れらのフィンガーを通る横断面が示されている。物体3
0の後部は第1図にて見ることができないが、行28.
28’ 28“・・の後方のフィンガーの位置は物
体30が後部に突起を有していて、その突起にそれらの
フィンガーが接触していることを示している。第2図に
於いて、カラー51が点線で示されている。このカラー
51は本発明の装置を例えばマニビュレータアームに取
り付けるのに有用である。勿論その他の適当な取り付け
手段を使用することができる。Referring now to FIG. 2, a vertical cross-section along 112-2 of FIG. 1 is shown. The side chamber 16 is thus formed by the aforementioned top support 18 and walls 42, 44, 46, 48 (and cover 38). These walls and covers define the space surrounding the fingers. The fingers pass through the wall 48. For example, fingers 28.28B and 28D are fully extended into opening 20 (see FIG. 1) so that the ends of the fingers are visible in this cross-section. However, fingers 28' 28A. 288' etc. are not fully extended, so a cross section through those fingers is shown as shown. Object 3
The rear part of line 28.0 is not visible in FIG.
The positions of the rear fingers 28', 28", etc. indicate that the object 30 has a protrusion at the rear, and that the fingers are in contact with the protrusion. In FIG. 51 is shown in dotted lines. This collar 51 is useful for attaching the device of the invention to, for example, a manipulator arm. Of course, other suitable attachment means can be used.
第3図は、第1図の装置を線3−3に沿って示す垂直横
断面図である。しかしフィンガーの動きを更に説明する
ために別の形状の物体30′が図示されている。例えば
、アレ−24のフィンガーは壁部48に形戒されている
緊密な閤口49を通過していることが見られる(側室1
4に於ける構造は同じである)。これらの開口は「ガイ
ド手段]を形成しており、このガイド手段によってフィ
ンガーユニットが固定的な通路に沿って移動できるよう
になされる。各フィンガーはフィンガー28″に示した
ように僅かに拡径したヘッド52を有している。このヘ
ッド52はフィンガーがIp1室16から脱落して失わ
れるのを防止している。勿論、その他の確保手段も使用
できる。弾性パッド54.56がカバー36.38の内
壁にそれぞれ取り付けられて示されている。これらの弾
性パツド54.56はフィンガーが側室14.16内へ
引き戻される際の緩衝作用を果たす。FIG. 3 is a vertical cross-sectional view of the device of FIG. 1 taken along line 3--3. However, another shaped object 30' is shown to further explain the movement of the fingers. For example, the fingers of array 24 can be seen passing through a tight opening 49 formed in wall 48 (side chamber 1
The structure in 4 is the same). These openings form "guiding means" by which the finger unit can be moved along a fixed path. Each finger has a slightly enlarged diameter as shown in finger 28". It has a head 52. This head 52 prevents the fingers from falling out of the Ip1 chamber 16 and being lost. Of course, other securing means can also be used. Resilient pads 54,56 are shown attached to the inner walls of covers 36,38, respectively. These elastic pads 54,56 provide a damping effect when the fingers are pulled back into the side chambers 14,16.
本発明の全体的な装置の更に他の実施例を説明する前に
、図面に示されたフィンガーはこれ以外の横断面形状を
有することができるということを理解しなければならな
い。このような他の横断面形状の1つは、横断面が矩形
即ち4角とされて第9図に符号58で示されている。こ
のフィンガーは支持壁(ガイド)60を貫通しており、
そのフィンガーをシール62が取り巻いてフィンガー周
囲に於ける漏れを最少限に抑制している。完全に直線的
な動きが使用され、回転が不要とされフィンガーは3角
形、交差形、楕円形等の他の横断面形状を有することが
できる。Before describing further embodiments of the overall device of the invention, it must be understood that the fingers shown in the drawings can have other cross-sectional shapes. One such other cross-sectional shape is rectangular or square in cross-section and is shown at 58 in FIG. This finger passes through the support wall (guide) 60,
A seal 62 surrounds the finger to minimize leakage around the finger. Fully linear motion is used, no rotation is required, and the fingers can have other cross-sectional shapes such as triangular, crossed, oval, etc.
再び第1図を参照して、この実施例の作動が説明される
。外部圧力に対する側室14.16の内部圧力を低下さ
せることによって、各アレー22,24に於ける全ての
フィンガーは最外端部を開口20内へ突出させた状態で
完全に引っ込められる。Referring again to FIG. 1, the operation of this embodiment will be explained. By reducing the internal pressure of the side chambers 14,16 relative to the external pressure, all fingers in each array 22, 24 are fully retracted with their outermost ends protruding into the opening 20.
この装置が物体30の上から配置される。物体にとっで
は図示したように中心位置に定められたり垂直方向に配
向される必要は全くない。即ち、物体は何れの位置にあ
っても、又何れの配向状態であっても良いのである。物
体が開口20内に位置されると、側室14.16の内部
に圧力が付与ざれ、フィンガーはそれらの固定的な通路
に沿って外方へと移動して、図示したように物体と接触
される。この物体は、圧力を低下させてフィンガーを引
っ込めることによって解放される。このことをここでは
「逆圧力」を付与すると表現する。This device is placed over the object 30. There is no need for the object to be centered or vertically oriented as shown. That is, the object can be in any position and in any orientation. When an object is placed within the opening 20, pressure is applied inside the side chamber 14.16 and the fingers are moved outwardly along their fixed path into contact with the object as shown. Ru. This object is released by reducing the pressure and retracting the finger. This is expressed here as applying "counter pressure."
上述したように、各フィンガーは物体へ向けて移動した
距離を決定するための手段を備えている。As mentioned above, each finger is provided with means for determining the distance traveled towards the object.
これらの手段はそれらの距離に直接に係わる電気信号を
発生する。従って、それらの信号に関する適当なブOグ
ラミングを経て物体の形状の「識別」が行なえるのであ
る。後述するような通常の信弓処理を使用して、形状の
正確な描写を与えることができるのである。These means generate electrical signals that are directly related to their distance. Therefore, the shape of the object can be "identified" through appropriate programming of these signals. Normal bow processing, as described below, can be used to provide an accurate depiction of the shape.
第1図〜第3図の実施例に於いては、フィンガーは全て
のフィンガーに同じ圧力を付与することで集団として伸
長させ又は引っ込められている。In the embodiment of Figures 1-3, the fingers are extended or retracted as a group by applying the same pressure to all fingers.
更に、これらのフィンガーは1つの壁部によって支持さ
れているだけである(他のガイド手段を付加することは
できる)。本発明の装置の或る適用に関してはこの′a
造は適当であるが、その他の適用では個々のフィンガー
の駆動及び/又は支持強化が好ましく必要とされる。こ
の個々の駆動及び支持ガイドの強化を達或するフィンガ
ーユニットが第10図及び第11図に示されている。Moreover, these fingers are only supported by one wall (other guide means can be added). For certain applications of the device of the invention, this 'a
Although the structure is suitable, other applications require enhanced drive and/or support for the individual fingers. A finger unit that accomplishes this reinforcement of individual drive and support guides is shown in FIGS. 10 and 11.
先ず第10図を参照すれば、支持壁64の1部が図示さ
れている。この壁部に、フィンガー支持ガイドスリーブ
66が取り付けられている。このフィンガー支持ガイド
スリーブ66は内部に円筒形の凹所68が形成されてい
る。この凹部68の内部にピストン状フィンガー70が
嵌め込まれている。この壁部には凹部68と連通された
開口72が形成されており、この開口72を通して圧力
(又は逆圧力)が供給源71から付与され、これにより
フィンガーを凹部の中で軸線方向に駆動できるようにな
されている。代替例として、支持壁を貫通する開口の代
わりに、その壁部64に穴を形成せず、壁部の近くにて
開口を凹部68と連通させることができる。何れの構造
に於いても、適当なバルブ75を備えた別個のフィード
ライン73がその開口と連通され、そのバブルが円筒形
四部の各々もしくは小グループに対して圧力〈又は逆圧
力〉を付与するように制御して、これにより選択的に個
々のフィンガーもしくはフィンガー集団を駆動できるよ
うにする。Referring first to FIG. 10, a portion of support wall 64 is illustrated. A finger support guide sleeve 66 is attached to this wall. This finger support guide sleeve 66 has a cylindrical recess 68 formed therein. A piston-like finger 70 is fitted inside this recess 68 . This wall has an opening 72 in communication with the recess 68 through which pressure (or counterpressure) is applied from a source 71 to drive the finger axially within the recess. It is done like this. Alternatively, instead of an opening through the support wall, no hole may be formed in the wall 64, but an opening may communicate with the recess 68 in the vicinity of the wall. In either configuration, a separate feed line 73 with a suitable valve 75 is in communication with the opening, the bubble of which exerts a pressure (or counter-pressure) on each or subgroup of the cylindrical quadrants. This makes it possible to selectively drive individual fingers or groups of fingers.
第11図のフィンガーの実施閏は、僅かに異なる方法で
同じく支持、ガイド及び個別の作動を行うものである。The finger embodiment of FIG. 11 similarly provides support, guidance and individual actuation in a slightly different manner.
この実施例に於いては、支持壁64′は支持チューブ6
6′を担持しており、この支持チューブ66′が実質的
に軸線方向の通路68′を有している。この通路との連
通は開口72′ (又は支持チューブ66′の壁部を員
通ずる開口)を通して行われる。この支持チューブ66
′の周囲にピストン状のフィンガー74が嵌装されてい
る。このフィンガー74は支持チューブを受け入れるた
めの円筒形四部76を形成されている。第10図の実施
例と同様に、フィンガーアレーに於ける個々のフィンガ
ーの駆動を行うために、圧力(逆圧力〉の供給源に対し
て個別に接続されることができる。In this embodiment, the support wall 64' is connected to the support tube 6.
6', which support tube 66' has a substantially axial passage 68'. Communication with this passage is through opening 72' (or an opening through the wall of support tube 66'). This support tube 66
A piston-shaped finger 74 is fitted around the . The finger 74 is formed with a cylindrical quadrant 76 for receiving a support tube. Similar to the embodiment of FIG. 10, individual fingers in the finger array can be individually connected to a source of pressure (counterpressure) to drive the individual fingers.
第4図には本発明の他の実施例10Aが示されている。FIG. 4 shows another embodiment 10A of the present invention.
この実施例は第1図〜第3図の実施例と同様に機能する
が、3つの側室78.80及び82を使用して構成され
ている。これらの3つの側室はそれぞれフィンガー84
.86及び88のアレーを備えている。第4図は装11
10Aの底面図であるので、アレー列に於ける他のフィ
ンガーは示されていない。これらのアレーは符号90に
より示されている大体円筒形の物体を把持する位置にて
示されている。ここに図示されていないが、側室は適当
なフレームもしくはサポートに対して取り付けられてハ
ウジングを形成し、これにより側室の間の位置関係は装
置10Aの作動の間に固定的な関係に維持されるように
なされている。フレームもしくはサポートは、望まれる
ならば側室を選択的に位置決めできるように構成できる
ということか理解されよう。更に、これらの側室は図示
されているような等しい角度圏係(120゜〉の他に、
別の互いに対する位置関係を有することができる。側室
の各々は、各アレーに於けるフィンガーの軸線方向の駆
動を行うように圧力もしくは逆圧力を付与するために、
ボート92A,928.92Gを備えている。This embodiment functions similarly to the embodiment of FIGS. 1-3, but is constructed using three side chambers 78, 80 and 82. These three side chambers each have a finger 84
.. It has 86 and 88 arrays. Figure 4 shows outfit 11.
10A, the other fingers in the array are not shown. These arrays are shown in position gripping a generally cylindrical object designated by the numeral 90. Although not shown here, the side chambers are mounted to a suitable frame or support to form a housing so that the positional relationship between the side chambers is maintained in a fixed relationship during operation of the device 10A. It is done like this. It will be appreciated that the frame or support can be configured to selectively position the side chambers if desired. Furthermore, these side chambers, in addition to the equal angular range (120°) as shown,
They can have different positional relationships with respect to each other. Each of the side chambers is configured to apply a pressure or counter-pressure to effect axial drive of the fingers in each array.
It is equipped with boats 92A and 928.92G.
さて第5図を参照すれば、大体半球形の装置(実質的に
同じ構造で大体半円筒形の装置を使用できる)が符号1
0Bで示されている。この実施例はボディー94から作
られており、このボディー94には複数のキャビテイ9
6.96A・・が形成されている。これらのキャビテイ
は、ボデー94の中心位置を中心にした円形通路の周囲
に沿って形成されている。これらのキャビテイの各々は
第10図の構造の場合と同様に、開口1 00,100
A・・を通して共通のヘッダ−98と連通されている。Referring now to FIG.
It is indicated by 0B. This embodiment is constructed from a body 94 that includes a plurality of cavities 9.
6.96A... is formed. These cavities are formed along the circumference of a circular passage centered on the central position of the body 94. Each of these cavities has an opening 100,100, as in the structure of FIG.
It communicates with the common header 98 through A.
このヘツグーに、従ってキャビテイに圧力もしくは逆圧
力を付与するためにボート102が備えられている。各
キャピテイの内部には円形断面のフィンガー104.1
04A・・が配置されており、キャビテイによって確立
された固定的通路内をその長軸線に沿う1つの自由度に
於いて移動されるようになされている。このようにして
、これらのフィンガーはボディー94の内部へ引っ込め
られるか、或いは、符号106にて示されるような物体
を把持ずるために球体(又は円筒形〉の残余部分に相当
する領域105へ向かって伸長できるようになされるの
である。この図面を明確にするために、ボディー94の
後方位置にあるフィンガーは(半球形であるならば)図
示されていない。A boat 102 is provided to apply pressure or counterpressure to this pressure and thus the cavity. Inside each cavity is a finger 104.1 of circular cross section.
04A... is arranged and adapted to be moved in one degree of freedom along its longitudinal axis within the fixed passage established by the cavity. In this way, these fingers can be retracted into the interior of the body 94 or directed towards a region 105 corresponding to the remainder of the sphere (or cylinder) in order to grip an object as indicated at 106. For clarity of this drawing, the fingers in the rearward position of the body 94 (if hemispherical) are not shown.
実施例10Bの横断面図が第6図に示されている。全横
断面に於けるほぼ半分の部分のみが示されている。残り
の部分はここに示された部分と鏡像関係にある。この視
図に於いては他のキャビテイ及びそれらのフィンガーが
示されており、ここでは対称的なアレーが描写されてい
る。この実施例10Bに於いては、全てのフィンガーユ
ニットが同じ横断面寸法を有している。フィンガーの「
列」の角度関係は約30゜として示されているが、物体
をフィンガーで接触/把持して所要の動作を達成するそ
の他の選定した均一又は不均一な関係状態を使用するこ
とができる。A cross-sectional view of Example 10B is shown in FIG. Only approximately half of the total cross section is shown. The remaining parts are mirror images of the parts shown here. Other cavities and their fingers are shown in this view, where a symmetrical array is depicted. In this embodiment 10B, all finger units have the same cross-sectional dimensions. Finger's
Although the angular relationship of the rows is shown as approximately 30 degrees, any other selected uniform or non-uniform relationship may be used to contact/grasp the object with the fingers to achieve the desired motion.
第7図は第6図に類似した図面であり、実施例10Bと
同様な実施例10B′の部分的な横断面図である。相違
点はキャビテイ(例えば96′96八′ ・・〉及びそ
れぞれのフィンガーく例えば104’ .104A’
・・)の直径が中央部分から外側部分へ向かって変化
されていることである。この構造は、望まれもしくは必
要とされる場合に非常に多数のフィンガー「列」を使用
できることである。FIG. 7 is a drawing similar to FIG. 6, and is a partial cross-sectional view of embodiment 10B', which is similar to embodiment 10B. The difference is the cavity (e.g. 96'968'...) and each finger (e.g. 104'.104A').
...) whose diameter changes from the central part to the outer part. This structure allows for the use of a very large number of finger "rows" if desired or required.
幾つかの適用例に於いては、中空の物体で内面に通じる
開口を有する該内面を把持/接触1−ることが望まれる
場合がある。このようなバイアスに適用する本発明の実
施例が第8図に符号10Gにより示されている。この実
施例はボディー10Bを有し、このボディーからフィン
ガーアレ−110.112が反対方向へ突出されて物体
116の内面114に接触されるようになされる。アレ
ー110.112のフィンガーの1列のみが示されてい
るが、内面114の形状を決定するために更に他の列が
使用される。他の実施例の場合と同様に、圧力もしくは
逆圧力が導管118を通してボデー108に付与され、
フィンガーを軸線方向へ駆動するようになされる。In some applications, it may be desirable to grasp/contact an inner surface with a hollow object having an opening leading to the inner surface. An embodiment of the invention adapted for such biasing is shown in FIG. 8 by the reference numeral 10G. This embodiment has a body 10B from which finger arrays 110, 112 project in opposite directions and are brought into contact with the inner surface 114 of the object 116. Although only one row of fingers of array 110, 112 is shown, additional rows are used to determine the shape of inner surface 114. As in other embodiments, pressure or counterpressure is applied to body 108 through conduit 118;
It is adapted to drive the finger in the axial direction.
上述に・記載した実施例では、ロボット装置のフィンガ
ーは空気圧又は流体圧の装置を介して流体によって作動
される。ガス又は液体の特別な選択はその装置が使用さ
れる環境条件によって決まる。In the above-described embodiments, the fingers of the robotic device are actuated by fluids via pneumatic or hydraulic devices. The particular choice of gas or liquid will depend on the environmental conditions in which the device will be used.
例えば空気中で使用される場合は、空気を作動流体とし
て使用することができる。同様に、水環境の中で使用さ
れる場合には、水が適当な作動流体となる。勿論、これ
らの環境の下でこれらが唯一の流体ではなく、当業者は
適当な選択をなし得る。For example, when used in air, air can be used as the working fluid. Similarly, when used in an aqueous environment, water is a suitable working fluid. Of course, these are not the only fluids under these circumstances and one skilled in the art can make appropriate choices.
更に、フィンガー周囲からの流体の漏れが有害とならな
い場合がある。その他の使用に於いて漏れが防止されね
ばならないならば、シールが使用できる(第9図に示さ
れるように)。Additionally, fluid leakage around the fingers may not be harmful. In other applications, if leakage is to be prevented, a seal can be used (as shown in Figure 9).
本発明はフィンガーを流体圧で駆動することに制限され
ない。例えば、第12図に符号120で示されるような
フィンガーの実施例が使用できる。The invention is not limited to hydraulically driving the fingers. For example, a finger embodiment such as that shown at 120 in FIG. 12 can be used.
これは直線的なモーターであり、支持壁124内もしく
はその近くのコイル122を順々に付勢してフィンガー
120を「リニャモーター」のように該壁部に対して軸
線方向へ駆動させるようにする。第12図にはこれ迄に
図示したフィンガーユニットの接触端部と比較して異な
る形状の接触端部を有するフィンガー120が示されて
いる。極度に不規則な表面が演算されるべき場合には、
鋭い尖端を有する接触端部が一般に好ましいとされる(
何故ならば、チップは一般にその後方の部分で接触する
ように物体に接触し易いから)が、ほぼ4角や円筒形の
ようにより規則的な表面を有する物体は、他の形状のフ
ィンガーチップによって把持され且つその輪郭を予測す
ることができるからである。フィンガーの移動距離を正
確に決定することが問題であり、又、形状に関する情報
を与えるフィンガーチップ形状が問題である。This is a linear motor that sequentially energizes coils 122 in or near the support wall 124 to drive the finger 120 axially relative to the wall like a "linear motor." Make it. FIG. 12 shows a finger 120 having a contact end of a different shape compared to the contact ends of the finger units previously illustrated. If extremely irregular surfaces are to be computed,
Contact edges with sharp points are generally preferred (
Objects with more regular surfaces, such as square or cylindrical shapes, are more easily affected by fingertips of other shapes (because the tip is generally more likely to contact objects with its rear part), but objects with more regular surfaces, such as approximately square or cylindrical, are This is because it can be grasped and its contour can be predicted. Accurately determining the distance traveled by the finger is a problem, as is the shape of the finger tip, which provides information about the shape.
本発明による各々の且つ全てのフィンガーの正確な位置
は様々な方法を利用して決定できる。直線的な移動を検
出する装置に使用するのが特に適当とされるフィンガー
は、第13図、第13A図及び第13B図に符号128
で示されている。このフィンガーはヘッダ−130に支
持されガイドされている。又、このフィンガーはその長
さ方向に沿って拡径ヘッド134の付近から物体接触端
部136の付近に迄平面部分132を形成されている。The exact location of each and every finger according to the present invention can be determined using a variety of methods. A finger particularly suitable for use in devices for detecting linear movement is shown at 128 in FIGS. 13, 13A and 13B.
It is shown in This finger is supported and guided by header 130. Further, this finger has a flat portion 132 formed along its length from the vicinity of the enlarged diameter head 134 to the vicinity of the object contacting end 136.
この構造はこの平面部分132の付近に適当な検出手段
138の配置を可能にし、例えば、コード情報の読み取
り器が第18図に示すように使用できるのである。This structure allows suitable detection means 138 to be placed in the vicinity of this planar portion 132, so that, for example, a code information reader can be used as shown in FIG.
平面部分132を有するフィンガーユニット128の更
に他の使用が第14図に示されている。Yet another use of the finger unit 128 having a planar portion 132 is shown in FIG.
この平面部分132には抵抗要素140が適用されてい
る。この実施例ではこの抵抗要素はU字形をしている。A resistive element 140 is applied to this planar portion 132 . In this embodiment, this resistive element is U-shaped.
このヘッダ−130から一対のスライダーユニット14
2,144が絶縁されて取り付けられている。フィンガ
ーが移動すると(あらゆる形式の動きの下に)、スライ
ダーユニットの間の抵抗値が変化する。この変化する抵
抗が測定回路の1部を構戊するならば、抵抗値の変化は
直接に付議ユニットの移動距離に関係し、それ故にチッ
プ136の位置の移動距離に関係することになる。A pair of slider units 14 from this header 130
2,144 are insulated and installed. As the fingers move (under any form of movement), the resistance between the slider units changes. If this changing resistance forms part of the measuring circuit, the change in resistance will be directly related to the distance traveled by the discussion unit and therefore the distance moved by the position of the chip 136.
同様な抵抗方式の動き検出装置が第15図に示されてい
る。この実施例では抵抗要素146はフィンガーユニッ
ト148に沿って伸長している。A similar resistive motion detection device is shown in FIG. In this embodiment, resistive element 146 extends along finger unit 148.
この抵抗要素は電源150(叩も電圧源)に接続されて
この抵抗要素に沿って電圧を作用させるようになってい
る。固定的なスライダー接点152はフィンガーユニッ
トの動きに応じてこの抵抗要素に沿って移動する。従っ
て、サンプルアンドホールド(S/H)回路154はフ
ィンガーユニットの位置に比例する。これはアナログ信
号であるから、アナ口グーデジタル(A/D)回路15
6へ送られる。デジタル出力は適当なプロセツイナ機器
158へ送られる。S/ト1回路、A/D回路及びプロ
セッサは通常の回路であり、当業者には知られている。This resistive element is connected to a power source 150 (also known as a voltage source) to apply a voltage across the resistive element. A fixed slider contact 152 moves along this resistance element in response to movement of the finger unit. Therefore, the sample and hold (S/H) circuit 154 is proportional to the position of the finger unit. Since this is an analog signal, the Anaguchi digital (A/D) circuit 15
Sent to 6. The digital output is sent to the appropriate processor device 158. The S/D circuit, A/D circuit, and processor are conventional circuits and known to those skilled in the art.
各フィンガーユニットは同様にしてモニターされる。高
速スイッチング装置(マルチブレキシング)が組み付け
られてS/H回路及びA/D回路を多数のフィンガーユ
ニットに対して使用することができる。Each finger unit is monitored in the same way. A high speed switching device (multiplexing) is installed to allow S/H circuits and A/D circuits to be used for multiple finger units.
これらのフィンガーユニットの位置は第16図及び第1
7図にそれぞれ示すようにコンデンサー及び誘導の技術
によっても決定できる。例えば第16図に於いては、コ
ンデンサーの一方の「プレート」として働くフィンガー
ユニット160はスリーブ162の内部を移動し、この
スリーブが他方の「プレート」となされている。このコ
ンデンサーはオツシレーター回路164の1部を構成し
、その出力周波数はフィンガーユニット160の位置の
関数となる。オツシレーター回路の出力はゲートカウン
ター(CTR)1 66へ送られる。このゲートカウン
ターはその周波数を測定して、それに関するデジタル信
号をプ0セツサ168へ送って、フィンガーユニット位
置からそれらのフィンガーユニットが接触している物体
回りの形状情報に変換させるようになす。The positions of these finger units are shown in Figure 16 and Figure 1.
It can also be determined by capacitor and induction techniques as shown in Figure 7, respectively. For example, in FIG. 16, finger unit 160, which serves as one "plate" of the capacitor, moves inside a sleeve 162, which serves as the "plate" for the other capacitor. This capacitor forms part of an oscillator circuit 164 whose output frequency is a function of the position of finger unit 160. The output of the oscillator circuit is sent to a gate counter (CTR) 166. The gate counter measures the frequency and sends a digital signal thereto to a processor 168 to convert the finger unit positions into shape information about the object that the finger units are contacting.
同様な周波数変化の測定が第17図に示された装置によ
って行われる。フィンガーユニット160はインダクダ
−170の内部を動く。このインダクターはフィンガー
ユニット160の位置の関数としてインピーダンスを変
化させる。このインダクターはオツシレーター回路16
4′の1部を構成しているので、CTR回路166が周
波数の変化を検出してそれに対応する信号をプロセッサ
168へ送る。Similar frequency change measurements are made with the apparatus shown in FIG. Finger unit 160 moves inside inductor 170. This inductor changes impedance as a function of the position of finger unit 160. This inductor is the oscillator circuit 16
CTR circuit 166 detects changes in frequency and sends a corresponding signal to processor 168.
既に参照したように、エンコーダトラック172を第1
8図に示すようにフィンガーユニット174の表面に配
置することができる。このようなエンコーダトラックを
形成する典型的な手段には、磁気ヘッドーディスクヘッ
ドの位置トラックに一般に使用されるような磁気的手段
や、反射型又は透過型の何れもの商業的に入手可能「光
学的エンコーダ」に備えられている光学的手段、或いは
、商業的に入手可能な「ブラシ」エンコーダに見つける
ことができる導体、が含まれる。典型的には、これらの
コードは幾つかのパイナリコードの1つとして配置され
る。ナチュルバイナリ、グレイバイナリ又はバイナリコ
ード化された十進数がある。As already referenced, encoder track 172 is
As shown in FIG. 8, it can be arranged on the surface of the finger unit 174. Typical means for forming such encoder tracks include magnetic means, such as those commonly used for magnetic head-disk head position tracks, and commercially available "optical" means, either reflective or transmissive. optical means included in a commercially available "brush" encoder, or conductors that can be found in commercially available "brush" encoders. Typically these codes are arranged as one of several pinary codes. There are natural binary, gray binary, or binary coded decimal numbers.
従って、このコードはフィンガーユニットに沿う距離を
描写できるのである,フィンガーユニットに接近させて
ビックアップユニット176が配置される。このビック
アップユニットによって読み取られたエンコーダトラッ
クの「読み値」情報はメモリーユニット178へ送られ
、更に信号プロセッサ180へ送られる。このメモリー
ユニットは望まれるならばプロセッサの1部とすること
ができる。Therefore, this code can describe the distance along the finger unit, and the big-up unit 176 is placed close to the finger unit. The encoder track "reading" information read by this pickup unit is sent to a memory unit 178 and then to a signal processor 180. This memory unit can be part of the processor if desired.
再びフィンガーユニットに於ける偶々の作動もしくは小
グループとしての作動について考えれば(第10図、第
11図、第12図を参照されたい)、この構造は本発明
による更に他の利点を与えるのである。例えば、ロボッ
トハンドによって把持される物体がその把持された位置
から再整列されるような場合に適用できるのである。こ
れはボルトをねじ付きりセブターに適当に係合させるだ
めのボルトの再整列を行う。これは選択した部分のフィ
ンガーユニットを引っ込め且つ他のフィンガーユニット
を伸長させることによって、物体を完全に解放せずに、
物体の位置を所要の整列状態にシフトするようになすこ
とで、達或される。If we consider again the occasional actuation or actuation in small groups in the finger units (see FIGS. 10, 11 and 12), this structure provides yet another advantage according to the invention. . For example, it can be applied to a case where an object grasped by a robot hand is realigned from the grasped position. This realigns the bolt to properly engage the bolt with the threaded septer. This is done by retracting finger units in selected areas and extending other finger units, without completely releasing the object.
This is achieved by shifting the position of the object into the desired alignment.
物体上に複数の表面位置が位置決めされた場合は、物体
の形状に関する全体的に情報を与えるための通常の演算
方法が知られている《繰返してフィット状態を与える)
。しかる後、体積に関する情報、物体の体積中心及び/
又は主軸を確認することができる。又、例えば物体の造
作を認識するために、「未知」の形状からの情報を既知
の形状情報とマッチさせることができるのである。更に
、フィンガーユニットチップの形状を考慮することで形
状決定を洗練させるように知られている技術を使用でき
るのである。When multiple surface positions are positioned on an object, conventional computational methods are known to give global information about the shape of the object (repeating to give a fit).
. After that, information about the volume, the center of volume of the object and/or
Or you can check the main axis. Also, information from "unknown" shapes can be matched with known shape information, for example to recognize features of an object. Additionally, known techniques can be used to refine the shape determination by taking into account the shape of the finger unit tips.
表面形状の決定、並びに物体のその他の特徴の決定は、
第19図を参照して説明される。幾つかの段隋がイエス
/ノーの選択を伴う。当業者には良く知られているアル
ゴリズムが情報信号の所望の処理を遂行するのである。Determination of surface shape, as well as other characteristics of objects, is
This will be explained with reference to FIG. Some dansui involve yes/no choices. Algorithms well known to those skilled in the art accomplish the desired processing of the information signal.
符号182で示す入力信号が典型的には第15図〜第1
8図に示されたアナ口グーデジタル(A/D’)コンバ
ータ、ゲートカウンター(CTR)、又はメモリー(M
)から導かれる。勿論、各フィンガーの位置を決定する
ためにその他の装置が使用されるならば、入力信号18
2はそれらの装置からの信号とされる。The input signal shown at 182 is typically shown in FIGS.
Analog digital (A/D') converter, gate counter (CTR), or memory (M
). Of course, if other devices are used to determine the position of each finger, the input signal 18
2 is a signal from those devices.
標準的なアルゴリズムを使用して、或いはフィンガーの
直線的な移動に対するフィンガーチップの3次元的な位
置の演算表(ハウジングに対するフィンガーの位置の知
られている固定的な軌跡から導出される〉を使用して、
この入力信号が符号184で示す3次元的な信号に変換
される。これにより3次元的な表面データアレーに情報
が与えられる。このデータから、その表面を有する物体
の中心位置が技術的に知られているアルゴリズムを使用
して符号186で示す位置にて決定される。Using standard algorithms or using a calculation table of the three-dimensional position of the finger tip relative to the linear movement of the finger (derived from a known fixed trajectory of the position of the finger relative to the housing) do,
This input signal is converted into a three-dimensional signal indicated by reference numeral 184. This provides information to a three-dimensional surface data array. From this data, the center position of the object with its surface is determined at a location indicated at 186 using algorithms known in the art.
この決定がなされると、本発明の装置の使用者はその形
状を表示するか否かに関する選択を行う。Once this decision is made, the user of the device of the invention makes a choice as to whether or not to display the shape.
この選択は通常はディスプレーを観察する者がいるか否
かによって決められる。This selection is usually determined by whether or not someone is viewing the display.
この情報がディスプレーされるものと仮定すれば、符号
190で示す位置にてデータに関する適当なスケールが
選択される。このスケール化されたデータは符号192
で示す位置にて通常のアルゴリズムを使用して2次元的
情報に変換され、しかる後に適当なディスプレーユニッ
ト194(通常はCRT)上に表示される。物体の適正
な認識に応して、符号196で示す位置に於いて、認識
できる即ち十分に詳細な表面を有する物体を表示するた
めに更に洗練させる必要があるか否かに関する選択が行
われる。それ以上洗練することが望まれない場合には、
物体のその他の祝図が望まれるか否かが選択(符号19
8で示される位置に於いて行われる)される。その選択
が「ノー」であるならば作業は完了される。その選択が
「イエス」であるならば、この情報は符号200で示す
位置にて「回転」又は「移動」が与えられて、その情報
はオリジナル情報が表示されたように所要の視図にて表
示されることができるようになされるのである。Assuming this information is to be displayed, the appropriate scale for the data is selected at location 190. This scaled data has the code 192
It is converted into two-dimensional information using conventional algorithms at the location indicated by , and then displayed on a suitable display unit 194 (usually a CRT). Depending on the proper recognition of the object, a selection is made at 196 as to whether further refinement is required to display the object with a recognizable or sufficiently detailed surface. If further refinement is not desired,
Select whether or not other congratulatory images of the object are desired (symbol 19
8). If the selection is "no" then the work is completed. If the selection is ``yes'', this information is given a ``rotation'' or ``translation'' at the location indicated by 200, so that the information is in the required view as the original information was displayed. It is done so that it can be displayed.
物体の表面形状及びフィンガーの端部の形状に応して、
フィンガーのチップ位置は物体表面に対する接触点にの
み常に位置するものでないことが認識ざれよう。このこ
とは例えば第5図に見ることができる。フィンガーの幾
つかはその尖端が物体106の表面に接触されているが
(例えば104B〜1 04D) 、他のフィンガーは
斜面もしくは斜面のヒール箇所に沿って接触している(
例えば104)。このようにして、チップを接触させる
表面へ向けてのフィンガーの移動距離は、ヒール箇所で
接触されている場合には相違することになる。このこと
は、第12図に示された丸いチップ126のようなその
他のチップ形状の場合にも当てはまる。従って、データ
の洗練は通常は符号202で示す位置でのフィンガーチ
ップ形状に関する調整を伴うのである。この洗練された
データはしかる後に表示等のために再処理されるように
入力部へ戻されるのである。Depending on the surface shape of the object and the shape of the end of the finger,
It will be appreciated that the tip position of the finger is not always located only at the point of contact with the object surface. This can be seen for example in FIG. Some of the fingers have their points in contact with the surface of the object 106 (e.g., 104B-104D), while other fingers have contact along the slope or the heel of the slope (eg, 104B-104D).
For example, 104). In this way, the distance traveled by the finger toward the surface that contacts the tip will be different if it is being contacted at the heel. This also applies to other tip shapes, such as the round tip 126 shown in FIG. Therefore, data refinement typically involves adjustments to the fingertip shape at the location shown at 202. This refined data is then returned to the input for reprocessing, such as for display.
符号188で示す位置での決定が「ノー」である場合に
は、中心データが既知のデータハンドリング技術を使用
して符号204で示す位置にて「座標のゼロ位置」に変
換される。これにより標準化されたデータが得られるの
であり、このデータから符号206で示す位置にて体積
、基本軸線等の様々な特徴が抽出される。特定の特徴に
関するこの情報は、選択された既知形状に関するストア
ーされている情報と符号208で示す位置にて比較する
ことができる。例えば、特別な形状のボルトに関するデ
ータがストアーされているのである。このデータは入力
されたデータと比較され、そのデータが特定のボルトに
合致するならば決定するようになされる。合致しないな
らば、合致を得られる迄他のストアーざれているデータ
と比較されるのである。通常は物体はこの比較によって
識別することができる(符号210でしめず位置にて行
われる)。識別されたならば、符号212で示す位置に
て何れかの適当な操作が行われる。If the determination at location 188 is "no", the center data is converted to a "coordinate zero location" at location 204 using known data handling techniques. This results in standardized data, from which various features such as volume and basic axis are extracted at the position indicated by reference numeral 206. This information regarding the particular feature may be compared with stored information regarding the selected known shape at location 208 . For example, data regarding bolts of special shapes may be stored. This data is compared to the input data to determine if the data matches a particular bolt. If there is no match, it is compared with other unstored data until a match is found. Usually the object can be identified by this comparison (performed at position 210). Once identified, any appropriate operations are performed at location 212.
物体が識別できないならば、そのデータを視認できるよ
うに表示する(上述の段階を使用する)かの判定が符号
214で示す位置にてなされるか、既に説明したように
フィンガーチップ形状(例えば)に関するデータを更に
洗練するかの判定が符号216で示す位置にてなされる
。再び強講するが、本発明の装置に於けるフィンガーの
各々の位置に関する情報信号を得る方法を選択したなら
ば、データの処理は既知技術を使用して達或されるので
ある。このような技術状況はコンピューターグラフィッ
クの分野に関して開発されてきているのである。If the object cannot be identified, a decision is made whether to display the data visibly (using the steps described above) at 214 or in the form of a fingertip (for example) as previously described. A determination is made at 216 whether to further refine the data relating to the data. Once again, once a method has been chosen to obtain information signals regarding the position of each of the fingers in the device of the present invention, processing of the data is accomplished using known techniques. Such a state of technology has been developed in the field of computer graphics.
発明の効果
本発明の幾つかの実施例の構造を本発明により得られた
データの処理装置と一緒に完全に説明したが、当業者に
は本発明が様々な適用性を有していて、比較できるよう
な既知装置が現在のところ全くないことが理解されよう
。例えば、水がしばしば暗黒であるような水中探査の場
合には、本発明は物体を接触/把持し、そして、完全な
視認をすることなくその識別を行うのに使用できるので
ある。同様な判別が人間にとって危険であったり4。Effects of the Invention Although the structure of several embodiments of the present invention has been fully described together with the apparatus for processing data obtained by the present invention, those skilled in the art will appreciate that the present invention has various applicability. It will be appreciated that there are currently no known devices available for comparison. For example, in the case of underwater exploration where the water is often dark, the present invention can be used to touch/grasp objects and identify them without full visibility. Similar discrimination may be dangerous for humans4.
ハンディキャップのあるようなその他の状況の下で成し
得るのである。更に、フィンガーが個々にme手段を備
えている場合には、本発明の装置によって把持された物
体は把持された状態のまま再配向されることができ、そ
の物体の新しいデータを導出したり配置を容易にするこ
とができる。従って、このことによって従来の遠隔操作
マニピュレータでは不可能であった別の自由度を加える
ことができるのである。It can be done under other circumstances, such as handicaps. Furthermore, if the fingers are individually equipped with me means, an object gripped by the device of the invention can be reoriented while being gripped, and new data for the object can be derived or positioned. can be facilitated. This therefore adds another degree of freedom not possible with conventional remote control manipulators.
本発明に関して特定の実施例のみをここに説明してきた
が、これらは本発明を限定するために与えられたもので
はなく、単なる例として与えられているのである。従っ
て、本発明は特許請求の範囲の欄の記載並びにこの詳細
な説明とともに与えられる等価装置によってのみ限定さ
れるのである。Although only specific embodiments of the invention have been described herein, these are not offered as limitations on the invention, but rather by way of example only. The invention is, therefore, limited only by the claims and equivalents given in conjunction with this detailed description.
第1図は、本発明の原理を具現する装置であって、不規
則な形状の物体を接触/把持した状態で示されている装
置の菊面斜視図。
第2図は、第1図の装置の[12−2に沿う垂直断面図
。
第3図は、物体が別の外形を有していることを除いて、
第1図の装置のIa3−3に沿う垂直断面図。
第4図は、複数のフィンガーを有する3つのセットがそ
れらの間のほぼ中央に位置した物体を接触/把持するの
に使用されている他の実施例の底面図。
第5図は、フィンガーが円形通路に沿って物体に接近離
反するように移動されるようになされた本発明による実
質的に球形の接触/把持装置を通る垂直断面図。
第6図は、第5図の実施例のIa6−6を通る横断面図
。
第7図は、内側のユニットのフィンガーの横断面積部分
が小さくされ、望まれるもしくは必要とされるならば多
数のフィンガーを使用できるようにしたことを除いて、
第5図の実施例と同様の実施例の横断面図。
第8図は、不規則な形状の中空物体の内面を接触/把持
するように構成された本発明の実施例を示す図面。
第9図は、矩形横断面を有している本発明で使用される
フィンガーの斜視図。
第10図は、望まれるか必要とされる場合の、フィンガ
ーを軸線方向に駆動する別の支持構造及び個々のフィン
ガーを駆動するための手段を示す概略図。
第11図は、望まれるか必要とされる場合の、フィンガ
ーを軸線方向に駆動する更に別の支持構造及び個々のフ
ィンガーを駆動するための手段を示す概略図。
第12図は、本発明の実施例に於いて個々のフィンガー
を軸線方向に駆動する目的でリニャモーターの原理の採
用を示す図面。
第13図は、大体円筒形のフィンガーの長さ部分に沿っ
て平たい面積部分を形成することによって動きの測定手
段を適用できるようになされた本発明のフィンガーユニ
ットの構造を示す図面。
11 3A図は、第13図のフィンガーユニットの端面
図。
第13B図は、第13図のフィンガーユニットの線1
3B−1 3Bに沿う横断面図であって、接近させた信
号ビツクオフユニットの配置を示す横断面図。
第14図は、第13図のフィンガーの平たい面積部分に
抵抗ユニットを配置した状態を一対のスライド接点とと
もに示す図面。
第15図は、フィンガーユニットに沿う抵抗要素によっ
てフィンガーユニットの移動を測定する回路を示す概略
図。
第16図は、フィンガーユニットの移動の関数としてオ
ツシレータ一周波数を変化させるためにコンデンサーの
1部としてフィンガーユニットを使用することを示す概
略図。
第17図は、フィンガーユニットの移動の関数としてオ
ツシレーター周波数を変化させるために誘導部材の中に
フィンガーユニットを使用することを示す概略図。
第18図は、エンコーダトラック及びそれらのトラック
の読み取り機がフィンガーユニットの移動を決定するよ
うになされた回路の概略図。
第19A図及び第19B図は、フィンガーユニットから
導かれた位置信号を接触/把持した物体の形状及びその
他のパラメータの決定信号に変換する演算段階を示すフ
ローチャートの補完図。
1o・・・本発明の装置、12・・・ハウジング、14
,16・・・側室、18・・・頂部サポート、20・・
・物体受け入れ開口、22.24−・・フィンガーアレ
− 26.28・・・フィンガー、30・・・物体、3
2・・・ヘツダー、34・・・導管、36.38・・・
カバー、42〜48・・・壁部、49・・・開口、50
・・・空間、51・・・カラー、52・・・ヘッド、5
4.56・・・弾性パッド、60・・・支持壁、62・
・・シール、64・・・壁部、66・・・スリーブ、6
8・・・凹部、70・・・フィンガー、72・・・開口
、73・・・フイードライン、75・・・バルブ、76
・・・凹部、78〜82・・・側室、84〜86・・・
フィンガー、90・・・物体、92・・・ボート、94
・・・ボディー、96・・・キャビテイ、98・・・ヘ
ッダ− 100・・・開口、104・・・フィンガー
106・・・物体、110.112・・・フィンガーア
レ− 114・・・表面、118・・・導管、120・
・・フィンガーユニット、122・・・コイル、124
・・・支持壁、128・・・動き検出装置、130・・
・ヘッダ− 132・・・平たい面積部分、134・・
・ヘッド、136・・・物体と接触する端部、138・
・・検出手段、140・・・抵抗要素、142.144
・・・スライダーユニット、146・・・抵抗要素、1
48・・・フィンガーユニット、150・・・電源、1
52・・・接点、154・・・サンプルアンドホールド
回路、156・・・アナログーデジタル回路、160・
・・フィンガーユニット、162・・・スリーブ、16
4・・・オツシレーター回路、166・・・ゲートカウ
ンター 168・・・プロセッサ、170・・・インダ
クタ− 172・・・エンコーダトラック、174・・
・フィンガーユニット。FIG. 1 is a front perspective view of an apparatus embodying the principles of the invention, shown contacting/grasping an irregularly shaped object; FIG. FIG. 2 is a vertical sectional view taken along line [12-2] of the device of FIG. Figure 3 shows that except the object has a different outline,
FIG. 2 is a vertical cross-sectional view along Ia3-3 of the device of FIG. 1; FIG. 4 is a bottom view of another embodiment in which three sets of fingers are used to contact/grasp an object located approximately centrally between them. FIG. 5 is a vertical cross-section through a substantially spherical contact/grip device according to the invention in which the fingers are moved toward and away from an object along a circular path; FIG. 6 is a cross-sectional view through Ia6-6 of the embodiment of FIG. FIG. 7 shows that the cross-sectional area of the inner unit fingers has been reduced to allow for the use of multiple fingers if desired or required.
FIG. 6 is a cross-sectional view of an embodiment similar to that of FIG. 5; FIG. 8 is a diagram illustrating an embodiment of the invention configured to contact/grasp the inner surface of an irregularly shaped hollow object. FIG. 9 is a perspective view of a finger used in the invention having a rectangular cross section. FIG. 10 is a schematic diagram showing an alternative support structure for axially driving the fingers and means for driving the individual fingers, if desired or required; FIG. 11 is a schematic diagram showing further support structures for axially driving the fingers and means for driving individual fingers, if desired or required; FIG. 12 is a diagram illustrating the employment of the linear motor principle for axially driving individual fingers in an embodiment of the invention. FIG. 13 shows the construction of a finger unit of the invention adapted to accommodate movement measuring means by forming a flat area along the length of a generally cylindrical finger; 11 3A is an end view of the finger unit of FIG. 13. Figure 13B shows line 1 of the finger unit in Figure 13.
3B-1 is a cross-sectional view along 3B, showing the arrangement of signal off units brought close to each other. FIG. 14 is a drawing showing a state in which a resistance unit is arranged on a flat area portion of the finger of FIG. 13 together with a pair of sliding contacts. FIG. 15 is a schematic diagram showing a circuit for measuring movement of a finger unit by means of a resistive element along the finger unit. FIG. 16 is a schematic diagram illustrating the use of a finger unit as part of a capacitor to vary the oscillator frequency as a function of movement of the finger unit. FIG. 17 is a schematic diagram illustrating the use of a finger unit within a guiding member to vary the oscillator frequency as a function of movement of the finger unit. FIG. 18 is a schematic diagram of a circuit in which encoder tracks and readers of those tracks are adapted to determine finger unit movement; FIGS. 19A and 19B are supplementary views of a flowchart showing calculation steps for converting position signals derived from finger units into signals for determining the shape and other parameters of the object touched/grasped. 1o... Device of the present invention, 12... Housing, 14
, 16... side chamber, 18... top support, 20...
・Object receiving opening, 22.24--finger array 26.28...finger, 30...object, 3
2... Header, 34... Conduit, 36.38...
Cover, 42-48...Wall portion, 49...Opening, 50
...Space, 51...Color, 52...Head, 5
4.56... Elastic pad, 60... Supporting wall, 62...
... Seal, 64 ... Wall section, 66 ... Sleeve, 6
8... Recess, 70... Finger, 72... Opening, 73... Feed line, 75... Valve, 76
... Concavity, 78-82... Side chamber, 84-86...
finger, 90...object, 92...boat, 94
...Body, 96...Cavity, 98...Header 100...Opening, 104...Finger
106... Object, 110. 112... Finger array 114... Surface, 118... Conduit, 120...
... Finger unit, 122 ... Coil, 124
...Supporting wall, 128...Motion detection device, 130...
・Header 132...Flat area part, 134...
・Head, 136... End that comes into contact with the object, 138.
...Detection means, 140...Resistance element, 142.144
...Slider unit, 146...Resistance element, 1
48...Finger unit, 150...Power supply, 1
52... Contact, 154... Sample and hold circuit, 156... Analog-digital circuit, 160...
...Finger unit, 162...Sleeve, 16
4... Oscillator circuit, 166... Gate counter 168... Processor, 170... Inductor 172... Encoder track, 174...
・Finger unit.
Claims (34)
る情報信号を発生する装置であつて、前記物体の前記表
面に接近して配置されるハウジングと、 前記ハウジングに担持された複数のフィンガーユニット
であつて、該フィンガーユニットのそれぞれは前記表面
と係合される第1の端部及び前記ハウジング内部に位置
された他端部を有しており、前記第1の端部で前記物体
に係合したときに該物体を支持することができる十分な
本数とされている前記フィンガーユニットと、 前記フィンガーユニットの各々に関するガイド手段であ
つて、前記ハウジングに対して固定的な通路に沿つて前
記フィンガーユニットを移動させるようになすガイド手
段と、 前記フィンガーユニットの各々に組み付けられ、該フィ
ンガーユニットを前記固定的な通路内を個個の軸線に沿
つて前記ハウジング内部に収容された基準とする第1の
位置から第2の位置へ選択的に移動させて前記第1の端
部で前記物体の前記表面に係合させ、又、選択的に前記
基準の第1の位置へ復帰させて前記物体の表面から解放
させるように動かすための駆動手段と、 前記フィンガーユニットの各々に組み付けられ、前記フ
ィンガーユニットの前記第1の端部を前記物体の表面に
係合させるために、前記フィンガーユニットの各々の前
記第1の端部が前記固定的通路に沿つて前記基準とする
第1の位置から前記第2の位置へ移動される距離に係わ
る電気信号を発生する距離測定手段であつて、該電気信
号は前記表面の前記形状に独特に関する信号とされてい
る前記距離測定手段と、 を含んで成ることを特徴とする装置。(1) A device that engages an object having a surface and generates an information signal regarding the surface of the object, the device comprising: a housing disposed in close proximity to the surface of the object; and a plurality of objects carried by the housing. finger units, each finger unit having a first end engaged with the surface and an other end located within the housing, the first end engaging the object; a sufficient number of finger units to support the object when engaged with the housing; and guide means for each of the finger units along a path fixed relative to the housing. guide means adapted to move said finger units; and assembled to each of said finger units to guide said finger units within said stationary passageways along respective axes to references housed within said housing. selectively moved from a first position to a second position to engage the surface of the object with the first end, and selectively returned to the reference first position to engage the surface of the object with the first end; drive means assembled to each of said finger units for moving said finger units disengaged from a surface of said object, said finger units for engaging said first end of said finger unit with said surface of said object; distance measuring means for generating an electrical signal related to the distance that each said first end is moved along said fixed path from said reference first position to said second position; the distance measuring means, wherein the electrical signal is a signal uniquely related to the shape of the surface.
固定距離だけ離間された第1及び第2の側室を有し、こ
れらの側室が両者間に前記物体を少なくとも部分的に受
け入れるための作業空間を形成しており、又、前記側室
はそれぞれ前記複数のフィンガーユニットよりなるセッ
トを備えており、前記第1の側室に於ける前記フィンガ
ーユニットセットは前記駆動手段によつて前記作業空間
内を前記第2の側室へ向かい且つ又離れる方向へ移動可
能とされ、又、前記第2の側室に於ける前記フィンガー
ユニットセットは前記駆動手段によつて前記作業空間内
を前記第1の側室へ向かい且つ又離れる方向へ移動可能
とされていて、前記フィンガーユニットが前記第2の位
置とされるときにフィンガーユニットの前記2つのセッ
トの第1の端部によつて前記物体が係合されるのであり
、又、前記フィンガーユニットは前記第1及び第2の側
室内の前記基準とする第1の位置に収容されるときに前
記第1の端部が前記表面から解放されるようになされて
いることを特徴とする装置。(2) The apparatus according to claim 1, wherein the housing has first and second side chambers spaced apart a fixed distance, the side chambers at least partially receiving the object therebetween. The side chambers each include a set of the plurality of finger units, and the set of finger units in the first side chamber is moved within the work space by the drive means. The finger unit set in the second side chamber is movable toward and away from the second side chamber, and the finger unit set in the second side chamber is moved within the work space toward the first side chamber by the driving means. and also movable in a direction away from each other, such that the object is engaged by the first ends of the two sets of finger units when the finger units are in the second position. and the finger unit is configured such that the first end portion is released from the surface when the finger unit is accommodated in the reference first position within the first and second side chambers. A device characterized by:
配置され且つ又両者間に前記物体を受け入れるための空
間を形成するように隔てられた複数の側室を前記ハウジ
ングが有しており、前記側室の各々は前記複数のフィン
ガーユニットよりなるセットを備えていて、各側室に於
けるフィンガーユニットは前記駆動手段によつて前記軸
線に向かい且つ又離れる方向へ移動できるようになされ
ていることを特徴とする装置。(3) The apparatus according to claim 1, wherein the housing has a plurality of side chambers arranged about a central axis and separated so as to form a space therebetween for receiving the object. , each of said side chambers comprising a set of said plurality of finger units, the finger units in each side chamber being movable towards and away from said axis by said drive means; A device featuring:
前記物体の中央に配置され、前記物体は内部表面を有し
ていて、前記複数のフィンガーユニットが前記ハウジン
グの外面に対して往復動して該物体の内面と係合される
ようになされていることを特徴とする装置。4. The apparatus according to claim 1, wherein the housing is centrally located on the object, the object has an internal surface, and the plurality of finger units reciprocate relative to an external surface of the housing. 1. A device adapted to be engaged with an inner surface of the object.
実質的に半球形で中央に空間を形成しており、前記フィ
ンガーユニットは前記ハウジングに対して固定的な円弧
通路に沿つて往復動して、その球体の残余部分に相当す
る領域内へ且つ又領域から出るように移動されるように
なされており、前記残余部分は前記作業空間内に物体が
位置決めされたときに物体に係合する部分となり、前記
フィンガーユニットはそれぞれの軸線に沿つて円弧形と
されて前記半球形の様々な半径位置に配置されているこ
とを特徴とする装置。(5) The device according to claim 1, wherein the housing is substantially hemispherical and defines a space in the center, and the finger unit reciprocates along a fixed circular arc path with respect to the housing. and is adapted to be moved into and out of a region corresponding to a residual portion of the sphere, said residual portion engaging an object when the object is positioned within said workspace. device, characterized in that the finger units are arcuate along their respective axes and are arranged at different radial positions of the hemisphere.
記フィンガーユニットを集団として駆動することを特徴
とする装置。6. A device according to claim 1, characterized in that said drive means drives said finger units as a group.
記フィンガーユニットを個別に駆動することを特徴とす
る装置。7. Device according to claim 1, characterized in that said drive means drives said finger units individually.
記フィンガーユニットの他端部に対して流体圧を作用さ
せ且つ又解除するための装置を含み、これにより前記フ
ィンガーユニットの駆動を行うことを特徴とする装置。(8) The device according to claim 1, wherein the driving means includes a device for applying and releasing fluid pressure to the other end of the finger unit, thereby driving the finger unit. A device characterized by:
内部に空間を形成しており、又、前記フィンガーユニッ
トの前記他端部に対して流体圧を作用させ且つ又解除す
るための装置が前記内部空間と通じていて、これにより
前記フィンガーユニットが集団として駆動されるように
なつていることを特徴とする装置。(9) The device according to claim 8, wherein the housing defines a space therein, and further includes a device for applying and releasing fluid pressure to the other end of the finger unit. Device, characterized in that it communicates with the interior space and is adapted to drive the finger units as a group.
が前記フィンガーユニットの本数に等しい数の複数の通
路を形成しており、前記通路は作動的に組み付けられた
フインガーユニツトの前記他端部に通じる第1の端部と
、第2の端部とを有しており、又、流体圧を選択的に作
用させ且つ又解除するための前記装置が前記通路の各々
の前記第2の端部に接続されていることを特徴とする装
置。10. The apparatus according to claim 8, wherein the housing defines a plurality of passages equal in number to the number of finger units, the passages being connected to the other end of the operatively assembled finger units. a first end communicating with the passageway, and a second end communicating with the passageway, wherein the device for selectively applying and releasing fluid pressure is connected to the second end of each of the passageways. A device characterized in that it is connected to a part.
的に作用させ且つ又解除するための前記装置が前記通路
の各々に関してバルブ手段を備えており、これにより前
記バルブ手段の選択された作動で前記フィンガーユニッ
トを個別に選択的に駆動するようになされていることを
特徴とする装置。11. A device according to claim 10, wherein said device for selectively applying and releasing fluid pressure comprises valve means for each of said passageways, whereby selected Apparatus characterized in that actuation is adapted to individually and selectively drive said finger units.
に作用させ且つ又解除するための前記装置が空気圧式装
置であることを特徴とする装置。12. The device according to claim 8, wherein said device for selectively applying and releasing fluid pressure is a pneumatic device.
に作用させ且つ又解除するための前記装置がハイドロ装
置とされることを特徴とする装置。(13) A device according to claim 8, characterized in that said device for selectively applying and releasing fluid pressure is a hydro device.
前記フィンガーユニットの各々を取り巻く前記ハウジン
グ内の電磁コイルを含み、前記フィンガーユニットが前
記コイルに電流を流すことで直線的に駆動されるように
なされていることを特徴とする装置。(14) The device according to claim 7, wherein the driving means includes an electromagnetic coil in the housing surrounding each of the finger units, and the finger units are driven linearly by passing a current through the coils. A device characterized by:
段が、 前記フィンガーユニットの各々の少なくとも1部に沿つ
て形成され、選択された抵抗値を有する抵抗面積部分と
、 前記ハウジングによつて担持され、前記抵抗面積部分と
スライド係合するようになされた少なくとも1つの電気
的接点と、 前記抵抗面積部分と電気的に係合される更に他の少なく
とも1つの電気的接点と、 前記フィンガーユニットの動きによつて前記抵抗面積部
分に沿う前記電気的接点の動きによつて引き起こされた
抵抗値の変化であつて、前記ハウジングから前記フィン
ガーユニットが移動する距離に比例した前記抵抗値の変
化、を検出するための回路手段と、 を含んでいる、 ことを特徴とする装置。15. The device according to claim 1, wherein the distance measuring means comprises: a resistive area formed along at least a portion of each of the finger units and having a selected resistance value; and the housing. at least one electrical contact carried and adapted for sliding engagement with the resistive area; at least one further electrical contact electrically engaged with the resistive area; and the finger unit. a change in resistance caused by movement of the electrical contact along the resistive area by movement of the electrical contact, the change in resistance being proportional to the distance traveled by the finger unit from the housing; An apparatus characterized in that it comprises: circuit means for detecting;
段が、 前記ハウジング内に形成されたコンデンサーであつて、
その第1のプレートが該ハウジング内に位置決めされ、
前記フィンガーユニットが第2のプレートを形成するよ
うになされているコンデンサーと、 前記第1のプレートと第2のプレートとの間を接続する
回路手段であつて、これにより前記コンデンサーが前記
回路に於けるオツシレーター回路の1部を形成し、前記
オツシレーター回路は前記ハウジングからの前記フィン
ガーユニットの移動距離に比例した出力周波数信号を発
生するようになされている前記回路手段と、 を含んでいる、 ことを特徴とする装置。(16) The device according to claim 1, wherein the distance measuring means is a capacitor formed within the housing,
the first plate is positioned within the housing;
circuit means for connecting between a capacitor, the finger unit being adapted to form a second plate, and the first plate and the second plate, whereby the capacitor is placed in the circuit; said circuit means forming part of an oscillator circuit adapted to generate an output frequency signal proportional to the distance of movement of said finger unit from said housing; Featured device.
段が、 前記ハウジング内に形成されたインダクターであつて、
前記フィンガーユニットの各々を取り巻くコイルを有し
、前記コイル内を前記フィンガーユニットが移動して前
記インダクターのインダクタンスを変化させるようにな
つている前記インダクターと、 前記インダクターに接続された回路手段であつて、前記
インダクターが前記回路手段に於けるオツシレーター回
路の1部を形成し、前記オツシレーター回路は前記ハウ
ジングからの前記フィンガーユニットの移動距離に比例
した周波数信号出力を発生するようになされている前記
回路手段と、を含んでいる、 ことを特徴とする装置。(17) The device according to claim 1, wherein the distance measuring means is an inductor formed within the housing,
the inductor having a coil surrounding each of the finger units, the finger unit moving within the coil to change the inductance of the inductor; and circuit means connected to the inductor. , said inductor forming part of an oscillator circuit in said circuit means, said oscillator circuit being adapted to generate a frequency signal output proportional to the distance of movement of said finger unit from said housing. A device comprising: and.
段が、 前記フィンガーユニットの各々によつて担持されている
デジタルエンコードされたマーキングであつて、前記フ
ィンガーユニットに沿う予め定めたコードの軸線方向の
距離ユニットを定めているマーキングと、 前記フィンガーユニット上の前記マーキングに接近され
て前記ハウジング内に配置されたエンコーダ読み取りヘ
ッドと、 前記読み取りヘッドに接続され、前記マーキング及び前
記読み取りヘッドにより決定されるように、前記ハウジ
ングからの前記フィンガーユニットの移動距離に比例し
た電気的信号出力を発生するようになされている前記回
路手段と、 を含んでいる、 ことを特徴とする装置。18. The device according to claim 1, wherein the distance measuring means is a digitally encoded marking carried by each of the finger units, the axis of the predetermined code along the finger unit. a marking defining a directional distance unit; an encoder read head disposed within the housing proximate the marking on the finger unit; and an encoder read head connected to the read head and defined by the marking and the read head. and said circuit means adapted to generate an electrical signal output proportional to the distance of movement of said finger unit from said housing.
エンコーダマーキングが磁気的手段であり、前記読み取
りヘッドが前記磁気的手段に応答するものとされている
ことを特徴とする装置。19. The apparatus according to claim 18, wherein said digital encoder marking is a magnetic means and said read head is responsive to said magnetic means.
エンコーダマーキングが光学的手段であり、前記読み取
りヘッドが前記光学的手段に応答するものとされている
ことを特徴とする装置。20. The apparatus according to claim 18, wherein said digital encoder marking is an optical means and said reading head is responsive to said optical means.
エンコーダマーキングが導体手段であり、前記読み取り
ヘッドが前記導体手段に応答するものとされていること
を特徴とする装置。21. Apparatus according to claim 18, characterized in that said digital encoder marking is a conductive means and said read head is responsive to said conductive means.
表面と係合される前記複数のフィンガーユニットの各々
に於ける前記第1の端部が頂点を中央に規制しているこ
とを特徴とする装置。(22) The device according to claim 1, characterized in that the first end of each of the plurality of finger units that is engaged with the surface of the object restricts the apex to the center. A device that does this.
表面と係合される前記複数のフィンガーユニットの各々
に於ける前記第1の端部が半球形の表面を規制している
ことを特徴とする装置。(23) The device according to claim 1, wherein the first end of each of the plurality of finger units engaged with the surface of the object defines a hemispherical surface. Featured device.
ユニットの各々の前記距離測定手段で発生された前記電
気的信号を入力し、そして該物体の前記形状及びその他
のパラメータを演算するための信号処理手段を更に含ん
で構成されたことを特徴とする装置。(24) The apparatus according to claim 1, wherein the electrical signal generated by the distance measuring means of each of the finger units is input, and a signal for calculating the shape and other parameters of the object. An apparatus further comprising processing means.
面形状に関する情報を独特に発生する装置であつて、 固定距離だけ離間されて両者の間に前記物体の少なくと
も1部を受け入れるようになされる第1及び第2の側室
を有するハウジングと、 前記第1及び第2の側室に担持された複数のフィンガー
ユニットであつて、各々が前記表面と係合される第1の
端部及び前記側室内に位置された別の端部を有していて
、前記側室内に収容された第1の位置から前記作業空間
内へ移動して前記表面と係合される第2の位置へ移動さ
れるように固定的な通路に沿つて移動できるようになさ
れているフィンガーユニットと、 前記フィンガーユニットの各々のガイド手段であつて、
前記固定的通路に対する前記フィンガーユニットの動き
を規制するガイド手段と、 前記第1及び第2の側室に関する前記第1の位置から、
前記フィンガーユニットの前記第1の端部が前記物体の
前記表面と係合する前記第2の位置へ向けて、個々の軸
線に沿つて前記フィンガーユニットを往復動させ、又、
前記第1の位置へ選択的に復帰させるために、前記第1
及び第2の側室の前記フィンガーユニットの各々に組み
付けられた駆動手段であつて、前記第1及び第2の位置
の間で前記フィンガーユニットを往復動させるために前
記フィンガーユニットの前記他端部に対して流体圧を選
択的に作用させ且つ又解除するための装置を含んでいる
駆動手段と、 前記フィンガーユニットの各々に組み付けられ、前記第
1の位置から前記作業空間内へ移動されて前記物体の前
記表面に前記フィンガーユニットの前記第1の端部が係
合される迄の移動距離に関する電気的信号を発生するた
めの距離測定手段であつて、該電気的信号が前記表面の
前記形状に対して独特に関係するようになされている前
記距離測定手段と、 を含んでいることを特徴とする装置。(25) A device that engages an object having an external surface to uniquely generate information regarding the external shape of the object, the device being spaced a fixed distance apart and adapted to receive at least a portion of the object between them. a plurality of finger units carried by the first and second side chambers, each finger unit having a first end portion engaged with the surface; having another end located within the side chamber and moving from a first position received within the side chamber into the work space and into a second position engaged with the surface. a finger unit adapted to be movable along a fixed path such that the finger unit is moved along a fixed path; and guide means for each of said finger units,
guide means for restricting movement of the finger unit relative to the fixed passage; and from the first position relative to the first and second side chambers;
reciprocating the finger units along respective axes toward the second position in which the first ends of the finger units engage the surface of the object;
the first position to selectively return to the first position;
and a drive means assembled to each of the finger units in the second side chamber, the drive means being attached to the other end of the finger unit for reciprocating the finger unit between the first and second positions. drive means including a device for selectively applying and releasing fluid pressure to the object; distance measuring means for generating an electrical signal relating to the distance traveled by the first end of the finger unit until the first end of the finger unit is engaged with the surface of the finger unit, wherein the electrical signal corresponds to the shape of the surface; said distance measuring means adapted to be uniquely related to said device.
ーユニットの各々が実質的に細長い円筒形とされ、又、
前記表面に係合される前記フィンガーユニットの前記第
1の端部が中央に頂点の位置された実質的な円錐面を形
成していることを特徴とする装置。(26) The apparatus according to claim 25, wherein each of the finger units is substantially elongated and cylindrical;
Apparatus characterized in that the first end of the finger unit engaged with the surface forms a substantially conical surface with a centrally located apex.
第2の側室の各々が内部に空間を形成しており、又、前
記フィンガーユニットの前記他端に前記流体圧を作用さ
せ且つ又解除するための前記装置が前記両方の内部空間
と連通されて、前記フィンガーユニットが集団として移
動されるようになされていることを特徴とする装置。(27) The device according to claim 25, wherein each of the first and second side chambers defines a space therein, and the fluid pressure is applied to the other end of the finger unit; Device characterized in that said device for releasing is in communication with both said internal spaces, such that said finger units are moved as a group.
記表面形状を演算するために、前記フィンガーユニット
の各々の前記距離測定手段からの前記電気的信号を受け
入れる信号処理手段を更に含んでいることを特徴とする
装置。(28) The apparatus according to claim 25, further comprising signal processing means for receiving the electrical signal from the distance measuring means of each of the finger units in order to calculate the surface shape of the object. A device characterized by:
手段が、 前記フィンガーユニットの各々によつて担持されている
エンコードされたマーキングであつて、前記フィンガー
ユニットに沿う予め定めたコードの軸線方向の距離ユニ
ットを定めているマーキングと、 前記フィンガーユニット上の前記マーキングに接近され
て前記ハウジング内に配置されたエンコーダ読み取りヘ
ッドと、 前記読み取りヘッドに接続され、前記マーキング及び前
記読み取りヘッドにより決定されるように、前記ハウジ
ングからの前記フィンガーユニットの移動距離に比例し
た電気的信号出力を発生するようになされている前記回
路手段と、 を含んでいる、 ことを特徴とする装置。(29) The apparatus according to claim 25, wherein the distance measuring means is an encoded marking carried by each of the finger units, the distance measuring means being an encoded marking carried by each of the finger units in a predetermined axial direction of the code along the finger unit. a marking defining a distance unit of; an encoder read head disposed within the housing in close proximity to the marking on the finger unit; and an encoder read head connected to the read head and defined by the marking and the read head. and circuit means adapted to generate an electrical signal output proportional to the distance of movement of the finger unit from the housing.
第2の側室の各々がそれらの側室の前記フィンガーユニ
ットの本数と等しい個数の複数の通路を形成しており、
これらの通路は作動的に組み付けられたフィンガーユニ
ットの前記他端と連通する第1の端部を有しており、前
記流体圧を選択的に作用させ且つ又解除するための前記
装置が前記通路の各々に於ける第2の端部に対して各通
路用のバルブ手段を介して接続されていて、該バルブ手
段の選択的な作動で前記フィンガーユニットを個別に選
択的に駆動するようになされていることを特徴とする装
置。(30) The device according to claim 25, wherein each of the first and second side chambers defines a plurality of passages, the number of which is equal to the number of the finger units of the side chambers,
The passageways have first ends in communication with the other ends of the operatively assembled finger units, and the apparatus for selectively applying and releasing the fluid pressure is in communication with the passageways. are connected to second ends of each of the passages through valve means for each passage, and selective actuation of the valve means selectively drives the finger units individually. A device characterized by:
グの動きを容易にして前記作業空間が前記物体を受け入
れるようにするために、マニピュレータ手段に対して前
記ハウジングを取り付けるための取り付け手段を更に前
記ハウジング上に有することを特徴とする装置。31. The apparatus according to claim 25, further comprising attachment means for attaching the housing to the manipulator means to facilitate movement of the housing so that the workspace receives the object. A device characterized in that it has on a housing.
の前記表面の形状に関する情報を与えるようになされた
装置であつて、 離間された第1及び第2の側室を有し、これらの側室の
それぞれが内部空間を形成するとともに、前記物体を少
なくとも部分的に受け入れるための作業空間を側室間に
更に形成しているハウジングと、 前記第1及び第2の側室のそれぞれに担持された複数の
フィンガーユニットであつて、これらのフィンガーユニ
ットは中心軸線を有する実質的に細長い円筒形で、前記
表面に係合される中央に尖端を位置決めした実質的に円
錐面の前記第1の端部と、前記側室内部に位置される他
端部とを有しており、又、前記フィンガーユニットは前
記側室から前記作業空間へ向けて固定的な通路に沿つて
移動できるようになされており、又、前記第1の側室に
於ける前記フィンガーユニットは前記第2の側室に於け
る前記フィンガーユニットと実質的に対面されているフ
ィンガーユニットと、 前記フィンガーユニットの各々のガイド手段であつて、
前記フィンガーユニットの動きを前記固定的な通路に沿
う動きに強制するガイド手段と、前記第1及び第2の側
室の各々に於ける前記フィンガーユニットと組み付けら
れた駆動手段であつて、前記フィンガーユニットを個々
の軸線に沿つて前記固定的な通路内で前記第1及び第2
の側室並びに前記作業空間に対して往復動させるように
なし、又、前記往復動を起こさせるために前記フィンガ
ーユニットの前記他端部に流体圧を選択的に作用させ且
つ又解除するための装置を有している駆動手段と、 前記フィンガーユニットの各々に組み付けられ、前記フ
ィンガーユニットの前記第1の端部が前記作業空間内部
で前記表面と係合するために該フィンガーユニットの移
動した距離に関する電気的信号を発生し、又、前記フィ
ンガーユニットに沿う軸線方向の距離を定めるエンコー
ダマーキングと、前記側室内にて前記フィンガーユニッ
トの各々に隣接させて配置されたエンコーダ読み取りヘ
ッドと、前記読み取りヘッドに接続され、前記マーキン
グ及び前記読み取り手段によつて決定された前記フィン
ガーユニットの前記側室からの移動距離に対応する電気
的出力信号を発生する回路手段と、を含んで成る距離測
定手段であつて、この距離測定手段により発生された前
記電気的信号は前記表面形状に関する信号とされている
、前記距離測定手段と、 を含んで構成されたことを特徴とする装置。(32) A device that is brought into contact with an object having an external surface and is adapted to provide information regarding the shape of the surface of the object, the device having first and second spaced-apart side chambers; a housing, each of the side chambers defining an interior space and further defining a working space between the side chambers for at least partially receiving the object; and a plurality of housings carried in each of the first and second side chambers. finger units having a substantially elongated cylindrical shape having a central axis and a substantially conical first end portion having a centrally positioned point engaged with the surface; , and the other end portion located inside the side chamber, and the finger unit is movable along a fixed path from the side chamber toward the work space, and The finger unit in the first side chamber substantially faces the finger unit in the second side chamber, and guide means for each of the finger units,
a guide means for forcing movement of the finger unit along the fixed path; and a drive means assembled with the finger unit in each of the first and second side chambers, the finger unit within the fixed passageway along respective axes of the first and second
and a device for selectively applying and releasing fluid pressure to the other end of the finger unit in order to cause the finger unit to reciprocate with respect to the side chamber and the work space, and to cause the reciprocating movement. a drive means assembled to each of said finger units and having a drive means associated with said first end of said finger unit relating to the distance traveled by said finger unit to engage said surface within said working space; an encoder marking for generating an electrical signal and defining an axial distance along the finger unit; an encoder read head disposed adjacent each of the finger units in the side chamber; circuit means connected to each other for generating an electrical output signal corresponding to the distance traveled of the finger unit from the side chamber as determined by the marking and the reading means, An apparatus comprising: the distance measuring means, wherein the electrical signal generated by the distance measuring means is a signal related to the surface shape.
ニットの移動距離に対応する前記電気的信号出力を発生
するために前記回路手段に接続された前記信号処理手段
を更に含み、この信号処理手段は前記フィンガーユニッ
トの全ての前記距離測定手段の前記出力信号から前記物
体の前記表面形状を演算するようになつていることを特
徴とする装置。(33) The apparatus according to claim 32, further comprising: said signal processing means connected to said circuit means for generating said electrical signal output corresponding to a distance of movement of said finger unit; An apparatus characterized in that the surface shape of the object is calculated from the output signals of all the distance measuring means of the finger units.
グの動きを容易にして前記作業空間が前記物体を受け入
れるようにするために、マニピュレータ手段に対して前
記ハウジングを取り付けるための取り付け手段を更に前
記ハウジング上に有することを特徴とする装置。34. The apparatus according to claim 32, further comprising attachment means for attaching the housing to the manipulator means to facilitate movement of the housing so that the workspace receives the object. A device characterized in that it has on a housing.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22638889A JPH0392283A (en) | 1989-08-31 | 1989-08-31 | Robot hand with determinable configuration |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22638889A JPH0392283A (en) | 1989-08-31 | 1989-08-31 | Robot hand with determinable configuration |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0392283A true JPH0392283A (en) | 1991-04-17 |
Family
ID=16844344
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP22638889A Pending JPH0392283A (en) | 1989-08-31 | 1989-08-31 | Robot hand with determinable configuration |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0392283A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0546869U (en) * | 1991-12-05 | 1993-06-22 | 川崎重工業株式会社 | Steel plate suction attracting device |
JP2008291643A (en) * | 2008-08-06 | 2008-12-04 | Fujisash Co | Support structure of upper windbreak plate |
-
1989
- 1989-08-31 JP JP22638889A patent/JPH0392283A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0546869U (en) * | 1991-12-05 | 1993-06-22 | 川崎重工業株式会社 | Steel plate suction attracting device |
JP2008291643A (en) * | 2008-08-06 | 2008-12-04 | Fujisash Co | Support structure of upper windbreak plate |
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