JPH06104310B2 - 3指ハンド装置における作動方法 - Google Patents

3指ハンド装置における作動方法

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JPH06104310B2
JPH06104310B2 JP1097474A JP9747489A JPH06104310B2 JP H06104310 B2 JPH06104310 B2 JP H06104310B2 JP 1097474 A JP1097474 A JP 1097474A JP 9747489 A JP9747489 A JP 9747489A JP H06104310 B2 JPH06104310 B2 JP H06104310B2
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bending
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【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ロボット、マニピュレータ等のハンド部に用
いる3指ハンド装置における作動方法に関するものであ
る。
〔従来の技術〕
従来の上記3指ハンド装置は第8図に示すようになって
いて、手掌部dの周囲に3本の指、すなわち、第1、第
2、第3の指a、b、cを取付けた構成となっている。
そしてこの各指a、b、cはそれぞれ第1、第2の関節
a1,a2,b1,b2,c1,c2を有し、かつそれぞれは屈曲2自由
度構成となっており、この3本の指a、b、cが共動し
て把持作動を行なうようになっている。
〔発明が解決しようとする課題〕
上記した従来の3指ハンド装置にあっては、3本の各指
a、b、cの手掌部dにおける配置が常時3本の指が共
動して把持作動してワークを把持するようになっている
ため、2本の指だけを共動させてのつまみ作動を行なう
ことができなかった。
本発明は上記のことにかんがみなされたもので、手掌部
に対して3本の指のうちの2本の指によるつまみ作動を
行なうことができるようにした3指ハンド装置における
作動方法を提供することを目的とするものである。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的を達成するために、本発明に係る3指ハンド装
置における作動方法は、同一方向に屈曲可能にした第1,
第2等複数の屈曲関節を有する第1,第2,第3の指を手掌
部の周囲に取付けてなり、かつ上記3本の指のうちの2
本の指の第1の屈曲関節の基部側に、この2本の各指を
手掌部に対して旋回する旋回関節を設け、上記各関節の
それぞれに作動用のアクチュエータを連結してなる3指
ハンド装置において、両旋回関節を作動させて2本の指
を対向させ、この2本の指でつまみ作動を行なうときに
他の指を上記つまみ作動の邪魔にならない姿勢に固定す
ると共に、つまみ作動する2本の指の先端部をつまみ作
動可能な姿勢に固定し、この2本の指の第1の屈曲関節
のみでつまみ動作を行なうようにしている。
〔作 用〕
3本の指のうちの2本の指がつまみ配置の状態では、対
向した2本の指によりつまみ把持が行なわれる。このと
き、他の指は上記つまみ作動の邪魔にならない姿勢に固
定すると共に、つまみ作動する2本の指の先端部をつま
み作動可能な姿勢に固定し、2本の指の第1屈曲関節の
みでつまみ動作を行なう。
〔実 施 例〕
本発明の第1の実施例を第1図から第4図に基づいて説
明する。
図中1,2,3はそれぞれ第1、第2、第3の指であり、こ
れらは手掌部4の周囲に取付けられている。そして各指
1,2,3は屈曲関節1a,1b,2a,2b,3a,3bを有している。そし
てこのうち、第1の指1の第1の屈曲関節1aが手掌部4
に取付けられており、また第2、第3の指2,3のそれぞ
れの第1の屈曲関節2a,3aは、第2、第3の指2,3をそれ
ぞれ手掌部4に対して旋回する旋回関節2c,3cを介して
手掌部4に取付けられている。これにより第1の指1は
第1、第2の屈曲関節1a,1bによる屈曲2自由度とな
り、また第2、第3の指2,3はそれぞれ第1、第2の屈
曲関節2a,2b,3a,3bの屈曲2自由度と旋回関節2c,3cによ
る旋回自由度の3自由度となる。
上記のようになる3指ハンド装置において、各種形状の
ワークを把持しようとする場合の各指1,2,3の作用は第
2図(A)、(B)、(C)に示すようになり、また上
記各作用における第2、第3の指2,3の配置及び第1、
第2、第3の各指1,2,3の屈曲方向は第3図(A)、
(B)、(C)に示すようになる。
第2図(A)及び第3図(A)は円柱状のワーク5を横
向きに把持する場合であり、第2、第3の指2,3の旋回
関節2c,3cを、両指2,3が互いに近づく方向に作動して第
2、第3の指2,3が第1の指1と対向するように配置す
る。これにより各指1,2,3は対向配置となり、この状態
で各関節を内側へ屈曲することにより、第2図(A)に
示すようにワーク5が横向きに把持される。
第2図(B)及び第3図(B)は円柱状のワーク5を縦
向きに把持する場合であり、第2、第3の指2,3の旋回
関節2c,3cを中立に戻して各屈曲関節の屈曲方向が手掌
部4上で交わる方向となるように配置する。これにより
各指1,2,3は放射配置となり、この状態で各指1,2,3の各
屈曲関節を内側へ屈曲することにより、第2図(B)に
示すようにワーク5が縦向きに把持される。
第2図(C)及び第3図(C)は2本の指によりつまみ
把持する場合であり、第2、第3の指2,3の旋回関節2c,
3cを、上記対向配置とは逆方向に作動して両指2,3が互
いに遠くなる方向に旋回して第2、第3の指2,3が互い
に対向するように配置する。これにより両指2,3はつま
み配置となり、この状態で第2、第3の指2,3の第1の
関節2a,3aを互いに近ずく方向に屈曲すると共に、それ
ぞれの第2関節2b,3bを少し遠ざかる方向に屈曲するこ
とにより、第2図(C)に示すようにこの第2の関節2
b,3bより先の部分で針金状のワーク5′がつまみ把持さ
れる。このとき、第1の指1はつまみ把持の邪魔になら
ないよう外側へ屈曲させておく。
第4図は上記構成の各指1,2,3の具体的な構成を示すも
のである。
各指1,2,の各第1の屈曲関節1a,2a,3aはそれぞれの基端
側に設けた1対づつの第1関節用の収縮アクチュエータ
6a,6b,7a,7b,8a,8bの選択的な収縮により屈曲作動する
ようになっている。また各指1,2,3の各第2の関節1b,2
b,3bはそれぞれの両側に対向する2対づつの第2関節用
の収縮アクチュエータ9a,9b,9a′,9b′,10a,10b,10a′,
10b′,11a,11b,11a′,11b′の選択的な収縮により屈曲
作動するようになっている。さらに上記第2、第3の指
2,3の第1の屈曲関節2a,3aの基端側に設けられた旋回関
節2c,3cはそれぞれ1対の旋回関節用の収縮アクチュエ
ータ12a,12b,13a,13bの選択的な収縮により旋回作動す
るようになっている。
上記各収縮アクチュエータはマッキベン筋等のゴムチュ
ーブ型人工筋が用いられ、これは、流体圧の供給を受け
て内圧が高くなると直径方向に膨大してその軸方向に収
縮し、また内圧が低くなると直径方向が縮小してその軸
方向に伸長する構成となっており、これを複数本拮抗さ
せて用い、その一方を収縮し、他方を伸長することによ
り関節が屈曲あるいは旋回するようになっている。
すなわち、例えば第4図における第1の指1において、
第1関節用の一対の収縮アクチュエータ6a,6bの一方を
収縮(あるいは伸長)し、他方を伸長(あるいは収縮)
することにより第1の屈曲関節1aが屈曲作動され、また
第2の関節1bにあっては対向する一方の収縮アクチュエ
ータ9a,9a′を収縮(あるいは伸長)し、他の収縮アク
チュエータ9b,9b′を伸長(あるいは収縮)することに
より第2の関節1bが屈曲作動されるようになっている。
上記各収縮アクチュエータのうち、第1の指1の第1関
節用の収縮アクチュエータ6a,6bは第1の圧力制御弁14
を介して流体圧源15に接続されている。
また第2、第3の指2,3の各第1関節用の収縮アクチュ
エータ7a,7b及び8a,8bは第2の圧力制御弁16を介して流
体圧源15に接続されている。
さらに、第1、第2、第3の指1,2,3の各第2関節用の
収縮アクチュエータ9a,9b,…11a′,11b′はそれぞれ第
3の圧力制御弁17を介して流体圧源15に接続されてい
る。
そしてさらに、第2、第3の指2,3の旋回関節用の収縮
アクチュエータ12a,12b,13a,13bは旋回用の圧力制御弁1
8を介して流体圧源15に接続されている。
上記構成における作用を以下に説明する。
(1)にぎりモード (a)対向配置 まず旋回用の圧力制御弁18により第2、第3の指2,3の
旋回関節2c,3cのそれぞれの一対の一方の収縮アクチュ
エータを収縮し、他方を伸長して、第3図(A)に示す
ように第2、第3の指2,3が第1の指1に対向する配置
にする。
ついで第1、第2、第3の圧力制御弁14,16,17により各
関節用の収縮アクチュエータを収縮することにより、各
指1,2,3の各関節は第3図(A)で矢印で示す方向に屈
曲して第2図(A)に示すようにワーク5が横向きにに
ぎり把持される。
上記第1、第2、第3の圧力制御弁14,16,17を逆方向に
制御することにより各指1,2,3は開放作動される。
(b)放射配置 まず第4の圧力制御弁18により第3図(B)に示すよう
に、第2、第3の指2,3がそれぞれ手掌部4の中央へ向
いて各指1,2,3が放射状に向くように配置する。
ついで、第1、第2、第3の圧力制御弁14,16,17により
各関節用の収縮アクチュエータを収縮することにより、
各指1,2,3の各関節は第3図(B)で矢印で示す方向に
屈曲して第2図(B)に示すようにワーク5が縦向きに
にぎり把持される。
上記第1、第2、第3の圧力制御弁14,16,17を逆方向に
制御することにより各指1,2,3は開放作動される。
(2)つまみモード まず旋回用の圧力制御弁18により第2、第3の指2,3の
旋回関節2c,3cのそれぞれの一対の収縮アクチュエータ
を上記「対向配置」とは逆方向に操作して第3図(C)
に示すように第2、第3の指2,3が互いに対向する配置
にする。
ついで第1の圧力制御弁14により第1の指の第1の屈曲
関節1aを外側へ屈曲操作して第1の指1が第2、第3の
指2,3のつまみ作動の邪魔にならないようにする。また
これと同時に第2の圧力制御弁16により第1、第2、第
3の指1,2,3の各第2の屈曲関節1b,2b,3bを外側へ屈曲
して第1の指1が第2、第3の指2,3のつまみ動作の邪
魔にならないようにし、さらに第2、第3の指2,3の先
端部がつまみに適した位置になるようにこれらの第2の
屈曲関節2b,3b用の収縮アクチュエータへ圧力流体を供
給する。
その後、第3の圧力制御弁17により第2、第3の指2,3
の第1の屈曲関節2a,3aを第3図(C)で矢印で示す方
向に屈曲することにより、第2図(C)に示すように第
2、第3の指2,3の先端部にて針金状のワーク5′がつ
まみ把持される。
上記実施例では第1の指1の第1の屈曲関節1aと、第
2、第3の指2,3の第1の屈曲関節2a,3a、第1、第2、
第3の指1,2,3の各第2の屈曲関節1b,2b,3bのそれぞれ
を屈曲操作するために第1、第2、第3の3個の圧力制
御弁14,16,17を用いた例を示したが、第2、第3の指の
旋回関節に連動するようロータリ切換弁を設け、上記3
個の圧力制御弁を1個にしても良い。
以下にその実施例を第5図、第6図(A)、(B)、
(C)に基づいて説明する。なおこの実施例の説明にお
いて、上記第1の実施例で示したものと同一部材は同一
符号を付して説明を省略する。
第2、第3の指2,3の旋回関節2c,3cの旋回部にロータリ
切換弁20a,20bが同軸上に取付けてある。この両ロータ
リ切換弁20a,20bはそれぞれ対向配置位置aと、放射配
置位置bと、つまみ配置位置cの3位置を有している。
なお、両ロータリ切換弁20a,20bにおいて、対向配置位
置aと放射配置位置bとは同一であるからこれを同一位
置にしてもよい。
第1,2,3の指1,2,3の第1の関節用の1対の収縮アクチュ
エータのうちの一方の収縮アクチュエータ6a,7b,8bと、
第1、第2、第3の指1,2,3の第2の関節用の収縮アク
チュエータの一方の対の収縮アクチュエータ9a,9a′,10
b,10b′,11b,11b′が第4の圧力制御弁21のポートBに
接続されており、また第1の指1の第1の関節用の他方
の収縮アクチュエータ6bと各指の第2の関節の他の収縮
アクチュエータ9b,9b′,10a,10a′,11a,11a′が一方の
ロータリ切換弁20bを介して上記第4の圧力制御弁21の
ポートAに接続されていると共に、他方のロータリ切換
弁20aを介してドレンに接続されている。さらに第3の
指3の第1の関節の一方の収縮アクチュエータ8aは第4
の圧力制御弁21のポートAに接続されている。第4の圧
力制御弁21はポートA,B間の差圧を連続的に制御するよ
うになっている。
第6図(A)、(B)、(C)は第1、第2、第3の指
1,2,3を支持する手掌部4の断面部を用いてロータリ切
換弁20a,20bの切換方向及び各指1,2,3の屈曲方向を矢印
で示すもので、以下この各図及び第5図を用いてこの実
施例の作用を説明する。
(1)にぎりモード (a)対向配置[第6図(A)] まず旋回用の圧力制御弁18により第2、第3の指2,3の
旋回関節2c,3cのそれぞれの一対の一方の収縮アクチュ
エータを収縮し、他方を伸長して第2、第3の指2,3が
第1の指1に対向する配置にする。
この状態で両ロータリ切換弁20a,20bのうち、第2の指
2のロータリ切換弁20aはドレンが閉じられ、第3の指
3のロータリ切換弁20bは連通状態になるから、第4の
圧力制御弁21により、第1、第2、第3の指1,2,3は第
6図(A)の矢印で示す方向に屈曲して第2図(A)に
示すような横方向ににぎり作動する。
(b)放射配置〔第6図(B)〕 まず旋回用の圧力制御弁18により第6図(B)に示すよ
うに第2、第3の指2,3がそれぞれ手掌部4′の中央へ
向いて各指1,2,3が放射状に向くように配置する。
この状態での両ロータリ切換弁20a,20bは上記対向配置
と同様になるから、第4の圧力制御弁21により、第1、
第2、第3の指1,2,3は第6図(B)の矢印で示す方向
に屈曲して第2図(B)に示すような縦方向ににぎり作
動する。
(2)つまみモード〔第6図(C)〕 まず旋回用の圧力制御弁18により第2、第3の指2,3の
旋回関節2c,3cのそれぞれの一対の収縮アクチュエータ
を上記「対向位置」とは逆方向に操作して第6図(C)
に示すように第2、第3の指2,3が互いに対向する配置
にする。
この状態でロータリ切換弁20a,20bはそれぞれ上記「対
向配置」の場合と逆になり、第4の圧力制御弁21からの
圧力流体は第3の指3のロータリ切換弁20bを経て第2
の指2のロータリ切換弁20aからドレンされる状態とな
る。
この状態で第4の圧力制御弁21により、第2、第3の指
1,2が第6図(C)の矢印で示す方向に屈曲して第2図
(C)に示すようなつまみ把持作動を行なう。
なお、このとき第1の指1の第1、第2の屈曲関節1a,1
b及び第2、第3の指2,3の第2の屈曲関節2b,3bは外側
方向へ屈曲されて各指1,2,3は第2図(C)に示すよう
になる。
上記第2の実施例では第2、第3の指2,3のそれぞれに
ロータリ切換弁20a,20bを設けた例を示したが、これは
第7図に示すように旋回する指の一方にだけロータリ切
換弁20′を設けるようにしてもよい。
〔発明の効果〕
本発明によれば、同一方向に屈曲可能にした第1,第2等
複数の屈曲関節を有する第1,第2,第3の指1,2,3を手掌
部4の周囲に取付けてなり、かつ上記3本の指のうちの
2本の指2,3の第1の屈曲関節2a,3aの基部側に、この2
本の各指2,3を手掌部4に対して旋回する旋回関節2c,3c
を設け、上記各関節のそれぞれに作動用のアクチュエー
タを連結してなる3指ハンド装置において、つまみ把持
作動時には、このつまみ把持作動に加わらない指が邪魔
になることがなくなり、つまみ把持作動を円滑に行なう
ことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の原理的な構成説明図、第2図から第4
図は本発明の第1の実施例を、第5図、第6図は本発明
の第2の実施例を示すもので、第2図(A)、(B)、
(C)は各指の作動説明図、第3図(A)、(B)、
(C)は各指の配置及び屈曲方向を示す作動説明図、第
4図、第5図は各指を作動する収縮用アクチュエータの
回路図、第6図(A)、(B)、(C)はロータリ切換
弁の切換方向等を示す作動説明図、第7図はさらに他の
実施例を示す回路図、第8図は従来例の原理的な構成説
明図である。 1,2,3は指、1a,1b,2a,2b,3a,3bは屈曲関節、2c,3cは旋
回関節、4は手掌部、5,5′はワーク、6a,6b,7a,7b,8a,
8b,9a,9b,9a′,9b′,10a,10b,10a′,10b′,11a,11b,11
a′,11b′,12a,12b,13a,13bは収縮アクチュエータ、14,
16,17,18,21は圧力制御弁、15は流体圧力源、22a,22bは
ロータリ切換弁。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】同一方向に屈曲可能にした第1,第2等複数
    の屈曲関節を有する第1,第2,第3の指1,2,3を手掌部4
    の周囲に取付けてなり、かつ上記3本の指のうちの2本
    の指2,3の第1の屈曲関節2a,3aの基部側に、この2本の
    各指2,3を手掌部4に対して旋回する旋回関節2c,3cを設
    け、上記各関節のそれぞれに作動用のアクチュエータを
    連結してなる3指ハンド装置において、両旋回関節2c,3
    cを作動させて2本の指を対向させ、この2本の指でつ
    まみ作動を行なうときに、他の指を上記つまみ作動の邪
    魔にならない姿勢に固定すると共に、つまみ作動する2
    本の指の先端部をつまみ作動可能な姿勢に固定し、この
    2本の指の第1の屈曲関節のみでつまみ動作を行なうよ
    うにしたことを特徴とする3指ハンド装置における作動
    方法。
JP1097474A 1989-04-19 1989-04-19 3指ハンド装置における作動方法 Expired - Lifetime JPH06104310B2 (ja)

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