JPS6062492A - 多数の接触シユーを備えた把持装置 - 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】 本発明は、多数の接触シューを備えた把持装置に関し、
評言すれば、安定した方法で物体を把持するために、ベ
ース片に関連して移動すべくした指体に取り付けられた
多数の接触シューを含む把持装置に関するものである。

種々の工具とともにかつとくにマニピュレータまたはプ
ログラムされたロボットの端末似構として利用される把
持装置については極めて多くの截構が知られている。

また、手による把持を再現するために多かれ少かれ変化
される手段を利用する義手も知られている。

それらの大半は、これらの把持装置が把持すべき物体と
表面的な接触を行なう。

最近の把持装置はそれらの間で平行であるがベース片と
一体の２つの軸のまわ９に枢動する締付けを行なう２つ
の指体からなる。これらの２つの指体は一般に平らな、
揚台によっては弾力のある接触面によって終端され、各
面上で面または線接触を行なうとき走行する物体を不動
にせしめる。

最近のこれらの把持装置の変形例においては、締付は指
体の少なくとも１つが筒状かまたは細長い形状の物体を
より良く把持せしめる■形状の顎部によって終端される
０この型の幾つかの把持装置において、■形状の顎部は
２つの指体上で交差される方法で配置され、それは異な
る２つの方向に応じて細長い形状の物体を把持せしめる
０比較的多価のこれらの把持装置以外に、操作されねば
々らない物体に採られる特別な形状の挾み具の顎部もま
た実現される。かかる挾み具は一般にあらゆる自動機に
おいて利用される。

例えば、機械的構体の拘束内の物体の挿入区域において
把持される物体と他の物体との間の相互作用応力を知る
必要があるとき、把持される物体と一体である把持装置
とマニピュレータまたはロボットのアームとの間の６つ
の力の成分および３つの回転トルクの成分が測定される
。

一般に、このように定義される力のテンソルの６つの成
分が把持装置とマニピュレータ″！、たはロボットの手
首との間に挿入される独特な装置によって測定される。

しかしながら、手首と把持装置との間に挿入される６個
の自由度のビツクアンフ。

の利用はこのレベルでまず把持装置の延伸を結果として
生ずる多数の障害を導く。この障害はまた、物体の重力
の中心または他の物体との接触点に１１′１″かれた応
力の印加点と、連接される装置の上流１０センチメート
ルに一般に置かれる応力のトルり測定点との間にずれを
生ずる。

両側制御のまたは応力反覆の特別なマニピュレータの場
合において、応力およびトルクは連接レベルで直接測定
される。この場合に、測定は発生源で、いわゆるマニピ
ュレータの異なる運動または自由度が実現される場所で
直接性なわれる。このように、王、アーム上でまたは制
御装置の内部で、合成力ベクトルおよびマニピュレータ
の端部とその環境との間の、いわゆる把持装置によって
取られる物体とその環境との間の相互作用応力の最終ま
たはねじれ合成トルクベクトルを構成し直すことができ
る。しかしながら、この特別な場合は応力反覆のマスタ
ースレーブと呼ばわるマニピュレータにより特定される
。さらに、使用される機構はマニピュレータおよび把持
される物体によって構成される装置外部に有効に印加さ
れる応力と物体の把持および締付けに必要な内部応力と
の間で区別しなければならないことが認められる。

付随的に、前述されたすべての把持徹構は非常に正確か
位置決めを要することによって把持装置内に物体を動か
なくするという結果になる。実際に、物体がそれ自体そ
の環境に強制によって接続されるとき、把持装置の不正
な位置決めは把持のとき物体を移動するかまたはその場
合に無駄な応力を引き起すようになる。

本発明は、正確には、把持特性を改善し、接触点の出来
るだけ近くに把持装置の指什内で応力をピックアップし
、無駄な応力を働がし／乙９移動したすすることなく物
体の把持をｒ「容し、そして最後にフレームに関連づ−
る指体の杉剪すなしに、把持装置のフレームに関連して
把持される９グ１体の仁かな移動を実現せしめるように
、把持子べき物体との点または仮点接触を実現するら・
数払触鼎持＋′装置を目的とする。

このためにかつ本発明Ｖこよれば、ｌζ元形状の物体を
安定した方法でフレームにＩ！’Ｊ　連して和動すべく
した指体に取９伺はプξｎ個の接触シューを備え、接触
シューが物体との仮点接触面をイコシ、物体と各接触面
間に存する自由度のオ［１が多くても６（ｎ−１）−１
に等しく、そして把持された物体、接触シュー、指体お
よびフレームがｉｌｊ’定第１定休１４体ソスタティッ
ク・アセンブリッジ）を構成し、該静定描体の全結合の
自由度の総和が厳密に６（ｎ−１）に等しいことを特徴
とする多数の接触シューを備えた把持装置が提案される
。

接触シューと把持さ扛る物体との間の自由度の数が６（
ｎ−１）に等しいか一！たはそれ以下であることにより
、把持される物体、接触シュー、指体およびフレームか
らなる構体の静定条件はそれゆえ１または板数の指体が
フレームにより追加の自由度を有することを課する。

追加の自由度は指体の締付けおよび開放を制御する装置
に加えられねばならない。実際上、これらの装置は逆進
不能の機構であり、したがって物体が把持されかつ接触
シュー間に不動にされるとき各追加の自由度をｄ！−か
ないことを考慮することができる。

本発明の有利な態様によれば、追加の自由度は静定条件
をｉＭたすために１”ｌ：＊は複数の指体−フレーム結
合に案内されることができ、それにより締付は装置と指
体との間の応力を指体の締付けおよび開放に対応する方
向に変形可能な弾性↑１１（材を介して伝達する。この
ように、給料けが指体の並進によって制御されるならば
、弾性部材はこの並進によって決められる方向に変形さ
れる０これに反して、締付けが指体の枢動運動に、Ｊ：
９制御されるならば、締付は応力の伝達は枢軸の捷わり
のねじれ弾性部材によってなされる。

指体−フレーム結合内のばねのごときｊＫｌ　１７の存
在は、運動挙上等価な両側結合に反して、物体と対応接
触、シューとの間の接触点で、物体に接触シューによっ
て働かされる応力がその面に対する規準に応じて物体の
内部に向けられた正の成分を常に有することを保証せし
めることが認められる。

この特性は把持装置内での物体の良好な把持に必要であ
る。

本発明の好適な実施例によれば、静的把持装（６によっ
て構成される構体の静定条件は把持される物体のため６
つの独立した自由度をイ」力せしめ、独立のモータがこ
れら６つの自由度に対応する各運動を制御せしめる０実
際に、この条件は滑りなしにかつ接触シューと物体の接
触点のレベルの接触破壊なしにそしてフレームに関連す
る把持装置の指体の移動なしに物体を拶動させしめる０
このように、実際の「把持装置−マニピュレータ」を実
現しそれに、ｌ：、りロボットの支持体の端部への取付
けが例えば２部片の調整に必要な僅かな振幅の方向およ
び位置の変化を実現することを許容する０説明全簡単に
するために、別個に考圧される接触シューに関連して把
持される物体の６つ、４つまたは５つの運動または自由
度を許容する把持装置の接触シューを表現［６つ、４つ
または５つの自由度のシュー」によって示す。

このように、木兄り］が３つの接触シューを備えた把持
装置に関するとき、この把持装置は６つの自由度の１つ
のシューおよび多くても４つの自由度の２つのシュー、
および指体とフレームとの間の少なくとも自由度の結合
を含み、したがって自由度の総和ば１２に等しい。

本発明が４つの接触シューの把持装置に関する場合にお
いて、との把持装置は多くて４つの自由度の３個のシュ
ーおよび多くて５つの自由度の１つのシュー、および指
体とフレームとの間の自由度の少なくとも１つの結合か
らなり、シたがって自由度の総和は１８に等しい。

このような４個の接触シューを備えた把持装置；望の好
適な実施例において、この把持装置は４つの自由度の６
イ固のシューおよび５つの自由度の１つのシュー、指体
とフレームとの間に設けられた自由度の結合、少なくと
も１つの２次元応力ピンクアップおよび４つの自由度の
シューと５つの自由度のシューをそれぞれ支持する指体
にＪ＆　ｖ付けられた少なくとも１つの１次元応力ビッ
クアップからなる。

３つの自由度の各シューはとくに対応する指体に固着さ
れた仮球片の形状で実現されることができる。「仮球片
」によって、球または円環抑の形か近似の形かその有用
な部分に存するすべての部片を意味する。

比較し得る方法で、４つまたは５つの自由度の各シュー
は好ましくは対応する指体上に１つまたは２つの自由度
によ！ｌｌ場合に応じて取り付けられる仮球片からなる
。

実際」二、４つの自由度のシューは穏々の方法で実現さ
れることができる。かくして、仮球片はその回転軸線を
辿る軸の１わりに回転するように取り付けられるか、対
応する指体と一体の軸上で摺動しかつ回転しない方法で
取り付けられることができ、そのとき弾性手段が軸の中
央部に向って仮球片を復帰させるように仮球片と指体と
の間に設けられる。仮脈片は址だ、変形可能な平行四辺
形を画成する平行でかつ同一長さの２つのばね片によっ
て対応する指体に接続されることができる。

比較し得る方法で、５つの自由度を備えたシューは寸た
机々の方法で実施されることができる。

かくして、仮球片は玉軸受に取り伺けられた球によって
４１′）成されることができる０シユーは１１ζ４つの
自由度のシューと同じ方法で４１）成されることができ
、仮球点はさらに場合に応じてその回転まプこは並進軸
線の寸わりの追加の回転自由度を翁する。最後に、仮球
点はまた２つの交差方向に応じて変形可能な２つの平行
四辺形を画成する平行でかつ同一長さの２対のばね片に
より対応する指体に接続されることができる。

見い出されかつ無駄な応力を働かせることなく把持する
複数の点において物体に連続的に接触せしめる本発明の
他の態様によれば、個々の手段は把持装置がロボットの
支持機構の端部と固着されるフレームに関連して把持装
置イ、の指体の各々を移動するために設けられる０ 以下に本発明の種々の実施例を図面に基づき説明する。

本発明の第１実施例を示″ｊために、第１図に（は、各
々点捷たは仮点接触を画成する６つの接触シュー−を備
えた６本指の把持装置を示す。この把持装置はそれらの
間で平行で、正方形断面かつ同一長さの直線状の３本の
指体Ｉ　Ｄａ、Ｉ　Ｄｂ、１０ｃからなる。これらの指
体は把持装置がマニピュレータまたはロボットにそれに
より固着されるベース片またはフレーム１２に動き得る
ように取り付けられる。このため、各指体１０ａ、ＩＵ
ｂ、１ｔＪｃは、ベース片１２の側部から、移動案内片
１４ａ。

１４ｂ、１４Ｃをそれぞれ備えている。各案内移動片は
ボルト１６ａ、１６ｂ、　１６ｃがそれに受容される雌
ネジおよび案内軸１８ａ、１８　ｂ、１８ｃがそれに受
容されるソケットをそ扛ぞれ含んでいる０ 第１図の実施例において、ボルトと案内軸はそれらの間
で平行でかつ指体１０ａ、１０ｂ、ｉ、Ｄｃに対して垂
直である。したがって、それらは指体に対してボルト１
６ａ、１６ｂ、１６ｃを作動する６個の独立した歯車付
き電動機２０ａ、２０ｂ。

２０（によって制御さ扛る平行移動を決定する。

これらのボルト、案内軸、ならびに歯車付き電動機はベ
ース片１２に取り付けられる。したがって、各指体は他
の指体から独立して移動することができる。

好１しくは、かつ３５１図に示すごとく、ボルト１６ａ
のごとき、１本のボルトおよび対応する案内軸１８ａは
他の２本のポル）１６ｂおよび１６Ｃ１′ｒ′ｉ」でか
つ他の２本の案内軸１８ｂおよび１８ｃ間本発明によれ
ば、各指体ＩＵａ、１０ｂお工び１０Ｃはそれらの端部
にそれぞれ把持シュー２２ａ。

２２ｂ、２２Ｃを支持する。各シューは物体−Ｏとの摩
擦による点または仮点接触Ａ、Ｂ、Ｃ’を画成する球ま
たは仮球外面を画成する。これら６つの接触点は３本の
指体の端部平面内に、いわゆる指体に対して垂直が平面
内に実際上置かれ／ξ没形可能な６角形を画成する。

シュー２２ａ、２２ｂ、２２ｃによって画ｌ戎される点
接触は多少硬い合成樹脂エジストマまたには溝付き金属
片のごとき高摩擦係数を有する拐料でシューを作ること
によｐ実隙に得られることができる摩擦接触である。

上記構造により、名歯車付き電動機２０　ａ＋　２’Ｊ
ｂ＋２０ｃを作用することによって、各指体を把持すべ
き物体から対応するシューがこの物体に圧力なしに接触
するまで独立して近づくことができる０６角形配Ｆｊｌ
のシューおよびこれらと物体とのＴｇ　／独点に存する
１１ｆｉ擦のために、そこで把持装置￥Ｌ内の物体の続
刊けを行なうために６本の指体のいずれ力１１つを作＃
することができる。

揶１図に示すごとく仮球シュー２２ａが指体１１］ａの
端部に固着されると仮定すれば、把持すべき物体がこの
シュー２２＆に接触する場合、以下のように定義される
６つの自由度を規定する。−ｊなわぢ、 ／ニー２２＆の中心お・よび接触点Ａを通る軸勝の壕わ
９の物体の枢動、 シュー２２＆の中心を通りかつそれらの間でかつ第１の
軸線に対して垂直な２つの軸線のまわりの物体の他の２
つの枢動運動に価　のシュー上の物体の２つの回転運動
である。

シュー２２ｂが同様に指体１０ｂの端部に固着されると
仮定すれば、シュー２２＆の接触以前の物体とシュー２
２ｂの接融は、２つの接触点ＡおよびＢを通る軸線のま
わりの１つの枢動の可能を除いて、物体のすべての動き
を抑制する。そのとき締付は応力が働くならば、突張り
が存在しその軸線の長さおよび締付は作用は、第６のシ
ュー２２０がシュー上の物体の滑動が生ずることを除け
ば、第６のシューが接触する場合に、物体がこのシュー
にその圧力を伝達することを許容しない。

これに反して、第１図に示した本発明の好適な実施例に
よってシュー２２ｂが指体ｉｏｂの端部に固着されかつ
例えば指体の延長部に置かれる軸２４ｂ上に回転可能に
取り付けられるとすれば、シュー２２＆および２２ｂの
一方または他方への締付は応力の印加は、物体とシュー
２２＆、２２ｂとの間の摩擦による接触破壊なしに、第
６０シユー２２Ｃに締付は圧力を伝達することを計容す
る０シユー２２ａおよび２２ｂに関してなさノｔでいる
推論ハシュー２’２ａおよび２２Ｃに関しても同様にな
される。したがって、かつ少力、くとも本発明の好適な
実施例によれば、シュー２２Ｃは指体１０Ｃの端部に、
例えばその延長部に固着された軸２４Ｃ上に回転可能に
取り付けられる。

第１図に示された本発明の好適な実施例において、６個
の接触シューを備えた把持装置は、それゆえ、６つの自
由度の仮球接触シュー２２＆および追加の自由度、すな
わち物体への接触の４つの自由度を含む２つの接触シュ
ー２２ｂおよび２２ｃを含んでいる。これら４つの自由
度は３つの自由度に対応しそれによりシュー２２ｂまた
は２２ｃお工び軸２４ｂまたは２４Ｃのまわりで接触す
る物体の回転により高められる球２２ａのような一定の
月、の接几虫であるとき物体を自由にする。

この方法で、６本の指体のいずれか１つへの締付は応力
の印加はそれにより物体が把持装置に接続される６つの
点Ａ、ＢおよびＣへのこの応力のＬＥＡ和のとれた分配
を生ずる。このように笑施される把持装ぼにおいて、そ
れゆえ、締付けに関連する単なる拘束のみが存在する。

これに反してかつ前述したごとく、２個のシューが固箔
されるとき、対応する２個の指体間の関連の拘束が締付
けに基づく拘束に加わる。同様に、追加の拘束は６個の
シューが固着されるとき６本の指体間に導かれる。故に
、本発明は同様に２または６個のシューが固着される場
合に関するけれども、その好適な形は他の２つのシュー
が４つの自由度を許容するとき１つのシューが６つの自
由度を許容する場合に関する。この場合に、把持装置は
３つの接触点に累積された１１の自由度を画成する。こ
の累積された１１の自由度はｎ個の接触点を備えた把持
装置の各シューと把持される物体間に存する累積された
自由度の数が６　（ｎ　−１）−１に等しい式を満足す
る。

式６（ｎ−１）に対する１の引き算は物体の締付けを許
容するために少なくとも１つの拘束を把持装置が引き起
さねばならないということに対応する。前述のごとく、
４つの自由度の１または２個のシューを６つの自由度の
シュー（一定の仮球シュー）に置き換えるならば２つま
たは６つの拘束が存在することができる。

把持装置をその全体において、づ−なわち、把持される
物体、接触シュー、指体お工びフレームによって構成さ
れる４１１体において検討するならば、本発明よυ静定
される追加の条件を満足させなければならない。この条
件はこの４’ｕ一体のすべての結合の自由度の総和が６
（ｎ−ｉ）に等しいということによって決定される。

シューと把持される物体の結合の自由度の和が６（ｎ−
１）−１に等しい第１図に示した場合において、静定の
糸件はそ扛ゆえ指体の１つへの追加の自由度を導入する
ことを課する。把持装置が２つまたは６つの拘束を有す
るならば、静定の条件は２つまたは６つの指体にそれぞ
扛追加の自由度を４４人することを課する。

締付は装置によって形成される機構が逆転不能であるこ
とは前述した、したがって指体−フレームの結合は物体
が把持されるとき、自由度のない結合として考えられる
ことができる。それゆえ、追加の自由度は締付けに対応
する移動の方向に変形し得る弾性部材によって得られね
ばならず、この部材は対応する結合内に案内される。第
１図の」ノ名合において、かかる部材は、物体０がシュ
ー２２ａ、２２ｂ、２２ｃ間に把持されるときフレーム
１２に関連して指体１０ａの軸１８ａに対して平行に関
連の移動を許容するために、例えば、部片１４ａとそれ
を支持する雌ネジの間に配置される。

把持装置が給料けの拘束のみを導く本発明の好適な実施
例は本発明が説明された２つの追加の態様を有する場合
にとくに適応させられることが理解されよう。

かくして、把持装置および把持される物体によって構成
される装置の唯一の拘束が細伺けであるとき、各指体１
０ａ、１０ｂおよび１ｏｅを構成する正方形のベースの
プリズム面上に応力ビックアップを配置することにより
環境によって物体−把持装置構体に印加される応力を測
定することができる。

このように、第１図に示すごとく、ゲージ２６゜２８（
ゲージ２６のみを目視可能）の第１ブリツジは指体１０
ａの対向２面上に置かれそしてゲージ３０．３２（ゲー
ジ６０のみを目イ兄可能）のＭ’ｒ２ブリッジはその指
体の他の２面上に置かれる。

ゲージ２６．２８のブリッジはボルト１６ａに父差する
矢印Ｆ１に従う応力の測定を許容する０ゲージ３０．３
２の第２ブリツジは矢印Ｆ　１　ｖｃ２ｇして、垂直、
すなわちポル）１６ａに対して平行に矢印Ｆ２に従う応
力の測定を許容する。応力Ｆ１およびＦ２の測定点は指
体１０ａの軸線に沿って置かれるすべての点により、か
つとくに第１図に示すととくシュー２２＆の中心によっ
て構成される０応力Ｆ１およびＦ２の測定点と物体上の
接触点Ａとの間のずれは、それがほぼ仮球シュー２２ａ
の半径であるので、僅かであることが明らかである。

このため、指体の軸線のまわりのシューの半径はまた、
物体の部分ＡＢＣに関連して出来るだけ小さい。点ＡＢ
Ｃの正確な認知は物体の幾何学的形状がとくに簡単な幾
何学的形状であるとき可能である。把持の安定性は摩擦
角度が、６つの点Ａ、　ＢＣの各々において、Ａにおい
てかつ平面ＡＢＣ以外に超えない平面ＡＢ、Ｃ内にある
と仮定する０このように、指体の軸線に対して平行に筒
状物体の把持のために、オリーブ形の円環面をなすシュ
ーを利用することが有利であるかも知れない。

さらに、ゲージ２６．２８および３０．３２のブリッジ
が組合せで、矢印Ｆ３またはＦ’３に従つて、軸方向に
指体１０ａに印加される応力を容易に測定する。

シュー２２ａと把持すべき物体との間に存づ−る摩擦力
の単側特性のため、力Ｆ１およびＦ２は常に他の指体に
向けられる。これに反し、で、＋１ｉｌｉ＋方向の力は
引張９方向Ｆ６または押圧方向Ｆ’３における値を取る
ことができる。

第１図の把持装置の指体１０ａおよび１０Ｃ上に同一の
拘束ゲージ装置を配置すれば、それゆえ９個の力を測定
することができる。把持装置上の物体により加えられる
締付は応力および応力のトルクをそこで減じるために行
なわれる測定と７つの力を知る必要との間に冗長がある
。この応力のトルクが、物体のすべての締付は以外に、
重力および／または環境との物体の接触の拘束の／ζめ
、合成力にかつ把持装置に物体によって加えられる合成
トルクに対応することに留意すべきである。

接触点Ａ、ＢおよびＣのジオメトリの認知が６つの力の
認知からこのように５１４’Ａさ九た応力のトルクの減
少を許容することが解かる。

第１図の特別な実施例において、６本の指体１０ａ、　
１ｏｂおよび１０Ｃは平行でかつその移動ベクトルも同
様に平行であり、かくして測定される９つの力はそれら
の間で２つづつすべて平行、であり、そのことは応力の
トルクの簡単な方法での計算を許容する。さらに、それ
によりシュー２２ｂおよび２２Ｃが利益を受ける追加の
自由度は指体間の関連の移動に結合される拘束の物体で
はない冗長な応力の測定の実施を許容する。応力のトル
クはかくして極めて容易に取り四せ扛ることができる。

第１図に示したように、冗長な応力の測定を行なうこと
ができない。この場合に、かつ前述された指体１０ａ上
で６次元の測定を維持するならば、指体１０ａ上での測
定を例えばゲージ３０．３２のブリッジに比較し得るゲ
ージ３４．３６（ゲージ３４のみ目視可能）のブリッジ
によってボルト１６ｂＶＣ対して平行に矢印Ｆ４の測定
に限定することができる。ゲージ３４．３６のブリッジ
は同様にシュー２２ｂによって指体１０ｂに伝達される
長手方向の応力Ｆ５．Ｆ’５を測定するのに利用さｇる
。比較し得る方法で、指体１０ｂは、ボルト１６Ｃに対
して垂直な矢印Ｆ６のかつ指体１１ｊｃに働かされる長
手方向の応力Ｆ７またはＦ’７の６ｉ１１定を許容する
ように、ゲージ２６および２８に比較し得る方法で配置
されたゲージ３８．４０（ゲージ５８のみ目視可能）の
ブリッジを備えることができる。かくして応力のトルク
および厳密にｂえは締付けＶこ対応する７番目の力を有
゛！■成し直すことを許容する７つの測定を行なう。

前述の記彰：は、物体の接触に対する応力の測定をそれ
によ！１１　簡単な方法で行なうことができ、それによ
りマニピュレータまたはロボットの手首とその把持装置
との間に置かズｔた６つの自由度の測定装置の良く知ら
ｎた複雑さを回赴する本発明の特徴の利益を理解させし
める。

紀１図を参照して説明された実施例において、追加の自
由度はシュー２２ｂおよび２２　ｃ、ｅ回転軸２４ｂお
よび２４Ｃ上で回転するように取り付けたときシュー２
２ｂおよび２２Ｃにもたらされた。しかしながら、接触
する物体に４つの自由度を照合するシューの実施はこの
解決に限定されないＯ かくして、第２ａ図を参照すると、第４の自由度がフォ
ーク４２を介して対応する指体１０ｂの端部に固着され
たプリズム部分（図では６角形）の直線状軸２４′ｂ上
に滑動するが回転しないように２２′ｂのごとき仮球シ
ューを取り付けることによって得られることができるこ
とが解かる。軸２４′ｂは、８１５１図の仰１２４ｂお
よび２４Ｃのごとく、シュー２２′ｂの回転軸糸丑にし
たがって配置される。滑動軸２４′ｂが第２ａ図に示す
ごとく指体１０ｂに対して沖・直であるとき、シュ−２
２’ｂｌＣ第１図のシュー２２ｂの回転によって実現さ
れる自由度に比較されることかで・きる追加の自由度を
照合する。

第２ａ図の実施例におけるような第１図の実施例におい
て、４つの自由度のシューと物体との間じ得られる接触
は、接触点が置かれる場所でも、同一平面内に静−かれ
る。

シュー２２′ｂがフォーク４２の端部の１方に対して極
めて急激に受け内に来ないことを避けるために、好まし
くは一方で軸２４′ｂのかつ他方でシュー２２′ｂのま
わりに２つの玉流ばね４４を配置する。

したがってシ二一は物体と接触してないとき軸の中央部
に向って自動的に心出しされる。かくして、物体が把持
装置内に把持されるとき物体の締付けまたは僅かな移動
が必要とするとき一定の衝程の場合においてすべてを規
定する。

第２ａ図の変形例においてプリズム）、：１分の軸とシ
ューに形成された同一部分の孔との間の調整の実施を有
する困難を考ｌψブ、して、第２ｂ図にはその不都合を
有していない４つの自由度のシューの他の実施例を示し
た。

この場合に、仮球シュー２２＃ｂは平行でかつ同一長さ
の２つのばね片４６によって指体１０ｂの端部に接続さ
れる。より厳密には、ばね片は、その回転軸線にしたが
って、一方でかつ他方でシュー２２＃ｂ　に固着されそ
して指体１０ｂの端部と一体のブロック４８に固着され
る。かくして２つのはね片４６はシュー２２１ｂの軸わ
！およびブロック４８によ！ｌｌ変形可能な平行四辺形
を画成する。シュー２２　＃ｂはそれゆえ、その移動が
円弧上でかつ垂直腺にしたがってではなく行なわれるけ
れども、第２ａ図のシュー２２　＃ｂの追加の自由度に
比較し得る追加の自由度を所有する。

第１図の把持装置において、それゆえ、回転軸のシュー
２２ｂおよび２２　、Ｃを第２ａ図または第２ｂ図によ
って実現されるシューに置き換えることができる。この
場合に、紬付けが対応する方向にシューを直接移動する
結果とならないように、第２ａ図および第２ｂ図の実施
例において得られる追加の自由度はその締付けに対して
物体の表面に対して決して垂直であってはならない。こ
の茶件は指体の移動方向に対して垂直にこのようにし得
られる追加の自由度の軸口を向ける場合に満たされる。

本発明の他の態様によれば、軸２４ｂおよび２４Ｃに対
して平行な軸線上で回転するように取ジ付けられるシュ
ーの形の固定シュー２２＆を実現しかつ回転作動子によ
ってシューの回転を制御することができる。この作動子
が使われない限り、シュー２２ａは固定シューとして動
きそして第１図に関連して前述されたすべてが有効であ
る。かくして物体が把持装置内にあるとき、この作動子
の使用は軸２４ｂお工び２４Ｃに対して平行な軸のまわ
りにシュー２２ａを回転させる結果となり、それは把持
装置内での部片の回転を引き起す。この部片が把持装置
の指体に対して平行な軸の回転シリンダであると仮定す
ると、かくして作動子の使用はその軸線のまわりの部片
の回転の取得を許容する。

比較し得る方法で、適応された直線作動子の使用時軸２
４ｂおよび２４Ｃに従って移動することができるように
取り付けるならば、物体Ｏの接触面Ａ、Ｂ、Ｃの異なる
２方向を制御することができる。

かくして、各シュー２２ａ、２２ｂおよび２２Ｃに適合
された作動子によって制御される追加の自由度を加える
ならば、方向の３つの自由度に応じて把持装置により把
持された後物体を移動できることが解かる。、Ｊ：り一
般的な場合において、物体が指体１０ａ、１ｉ１ｂおよ
び１０ｃに対して平行な軸線のシリンダではないとき、
６つの指体の１つが、ピックアップによって供給される
情報を利用しながら、本質がらして遅い移動および僅か
な振幅からなる移動時の接触および締付けの永続を維持
することが必須である。

前述の説明は、本発明にょる把持装置が一方で把持製置
の指体上の応力のピックアップの最良の適合を、かつ他
方で、各シューに適した自由度に対して垂直な軸線に応
じる方向の運動の付加全許容する。

さらに、汀り１図の実施例は指体の移動方向における物
体の全体の移動の実現を許容する利点を有する。この精
神において、同様に物体の形状を前座しながら、３本の
指体の異なる移動によって互いの方向への物体の僅かな
移動を制御することができる。

前記で定義された物体の方向の自由度にそれらの回転軸
線に応じるシュー２２ａ、２２ｂおよび２２Ｃの滑動の
安定性を加えるならば、そのとき、６つの自由度を配置
することによって僅かな振幅の移動を実現することがで
き、物体−シュー−指体−７レームからなる構体の静定
く９件は滑動なくかつシューと物体との間の接触破壊な
しに物体を移動させしめる。かかる把持装置の実施例は
泥８図および第９図を参照して後で説明する。

小さい寸法の物体を把持することを望むならば、第１図
の把持装置は、指体１１Ｊａ、１０ｂおよび１Ｄｃの平
行移動のため、シュー２２ｂお工び２２Ｃの接触点が各
場合においてそれらの案内および移動を保証する２本の
ボルト間の間隔よりＪ決近することができないために、
急に適合できなくなる。

このため、第３図には、はぼ３つの回転対称軸線ｘ　ｘ
’に関連して、互いに常に平行である指体１ｏａ、１０
ｂお↓びＩＯＣが、例えば互いに１２０°の半径方向並
進運動の物体である第１図の把持装置の変形例を示す。

このため、制御ボルトｉ６’　ａ、　１６’、ｂおよび
１６’ｃ、ならびに案内軸ｉａ’ａ。

１８′ｂおよび１８′Ｃは第３図に示すごとく半径方向
に配置される。その場合に、ボルトと軸は軸線ｘ　ｘ’
に沿って異なるレベルに配置されねばならず、したがっ
て指体１０ａ、１．０ｂおよび１０Ｃはシュー２２＆、
２２ｂおよび２２Ｃが同一レベルに置かれることを望む
ならば異なる長さでなければならない。

説明を簡単にするために、第６図には、ボルト、案内軸
およびボルトを作動する歯車付き電動様２０’　ａ、　
２０’　ｂおよび２０′Ｃが収納されるベース片は示し
てない。第１図の実施例におけるように、物体−シュー
−指体−フレームからなる構体の静定の特徴は指体１Ｏ
ａと歯車付き電動機２０′ａとの間にばねのごとき弾性
機構を配置することによって実現される。

第６図の実施例において６本の指体は締付は時軸）４Ｈ
ｘ　ｘ’の方向に半径方向に移動し、それはシュー２２
ａ、２２ｂおよび２２Ｃの間に最小断面の物体の把持を
許容することが解かる。

第１図および第６図の実施例において、単一の作動子に
よって締付けを制御することができる。

このように、指体の中の２本の以前の位置決めが有利で
あるならば、物体は’ＪＳ　３の指体をｉｉｉ：４御す
る作動子を作動することによって把持されることができ
る。しかしながら、物体はそれが第１のシューに接触し
ているとき、第６の指体によって把持されることができ
るにすぎない。換言す扛ば、把持製置は物体を移動しか
つこの物体に同一最小応力を働かす危険なしに物体を把
持することができない。

それに反して、単一の作動子を含む把持製置の機械的構
造はとくに簡単である。評言すれば、化６図におけるご
とく半径方向の把持が有するときボルトおよび案内軸に
沿う指体の並進移動は髪形可能な平行四辺形に取り付け
られる平行な指体装置によって回動指体によって置き換
えられることができる。かくして、より小さな物体に適
合されかつ独特な機械的ｆｌｉｌＪ御による締付けを許
Ｈするより簡単な締付は運動を備えた把持装置を実現す
ることができる。このような把持装置の実施例を第４図
に示す。

より正確には、第４図には独特な作動によって３つの点
の把持の実現を許容する２本の指体の把持装置を示す。

遠隔操作において良く知られているように、第４図の把
持装置はベース片１１２を含み、該ベース片には指体支
持ブロック１５２ａおよび１５２ｂの各々に関して屈曲
およびねじりでそれぞれ作用する２本のリンク１５０ａ
および１５０ｂの各々に形成される２つの小さな平行四
辺形が連続される。

普通、この型の挾み具はブロック１５２ａおよび１５０
ｂに取り付けられかつエジストマまたは金属の平らな支
持面またはさらに■形状の顎部を備えた取換え可能な指
体によって終端される。本発明によれば、ブロック１５
２ａおよび１５２ｂはそれぞれ記１図の指体ＩＤａｉＣ
類似の指体１１０ａおよび独特な支軸１５６によって第
１図のシュー２２１）お工び２２ＣＫ類似のシュー１２
２ｂおよび１２２Ｃを支持する延長部１５４ｂを支持す
る。該延長部は前記の独特な支軸によって画成される平
行四辺形の作用下で指体１１０ａに対して絶えず平行で
ある。

独特な支軸１５６はその中央において１＞技部およびア
ーム１１０ａを通る平面に対して垂直に、延長部に固着
されそしてそれらの端部にシュー１２２ｂおよび１２２
Ｃを支持する。このようにして支軸上に形成される２個
のシューは第１図の指体１０ｂおよび１υＣと類似する
。

第１図の実施例におけるように、指体１１０ａは固定の
仮球シュー１２２ａを支持する。同様に、シュー１２２
ｂお工び１２２ＣＩ−１：延長部１５４ｂに対して平行
な軸１２４ｂお工び１２４Ｃにそれぞれ回転するように
取り付けられる。良く理解されるように、４２　ａ図お
よび第２ｂ図を参照しながら前述された解決は同様に第
４図の実施例に移されることができる。

本発明によれば、把持装置はフレーム１１２と連係する
作動装置と指体１１０ａとの間への弾性部材の挿入によ
って静定され、この部材はこの指体の締付けに対応する
方向において変形可能である。

延長部１５４ｂＫよるシュー１２２ｂおよび１２２Ｃの
支持は脛々の方法でかつとくに軸１２４ｂおよび１２４
Ｃの延長部に配置される２本の平行な指体によって実現
されることができる。

第１図を参照しながら説明されたと同じ方法で、′拘束
のゲージのブリッジは応力のトルクならびに締付けのト
ルクを決定することができるように好ましくは指体１１
０ａ上にかつ支軸１５６のシュー１１０ｂおよび１１０
Ｃ上に取り付けられる。とくに、６次元応力のピンクア
ンプを構成する拘束ゲージ１２６．１２８および１３０
，１３２（ゲージ１２６および１６０のみ目視可能）の
２つのブリッジが指体１１０ａ上に設けられる。反軸１
５６のシュー１１０ｂはそれについてはシュー１２２ｂ
の軸１２４ｂに応じて力を測定するゲージ１３４，１３
６（ゲージ１６４のみ目視可能）のブリッジを含むこと
ができる。支軸１５６のシュー１１０Ｃは軸１２４Ｃに
対して垂直な応力を測定するゲージ１３８゜１４０（ゲ
ージ１６８のみ目視可能）のブリッジを支持する。支軸
によって支持されたゲージの２つのブリッジの組合せは
そ才ｌＫより決定さ詐る方向に従う力の測定を許容する
。

冗長な形状において、支軸１５６の各シューはゲージの
２つのブリッジを含みかつしたがって全体の基準のため
対称の確認を許容することができる０ 前述の実施例におけるように、延長部１５４ｂまたは指
体１１０ａに対して平行な延長、または延長方向に対し
て平行な軸線のまわ９のシュー１２２ａの回転運動から
発するような把持装置の内部への物体の方向付けを制御
することができる。

現在まで、説明された種々の実施例は６つの接触点を備
えた把持装置に関する。しかしながら、本発明は同様に
より増大された数の接触点を有する把持装置にも適用さ
れる０ かくして、第５図に示すごとく、本発明による把持装置
は同様に４つの払触点を含むことができる。この把持装
置は、重要な締付は応力の印加がその場合に逃げること
ができる物体の滑動に至る危険があるので、前述された
把持装置によって把持されることができない球に近い形
状の物体を把持するのにと＜ＶＣ，適合される。

第５図の実施例において、把持装置により画成された接
触点Ａ、Ｂ、ＣおよびＤは四面体の４つの頂部に近い。

点Ａ、ＢおよびＣは６本の連接指体２１Ｄａ、２１Ｄｂ
お工び２１０Ｃの端部に取り付けらｎる３つのシュー２
２２ａ、２２２ｂおよび２２２ｃの物体０上の接触によ
って得られる。点Ｄ！′ｉ、、第５図に示された実施例
では伸縮自在な指体である追加の指体２１０ｄによって
支持される新たなシュー　２２２ｄの接触によって得ら
扛る〇参照符号は２００を加えて第１図で利用された符
号と同一である。したがって、３角形の形でここでは略
示される把持装置のベース片２１２があり、これに６本
の指体２１０ａ、２１０ｂおよび２１０ｃが連接される
。ベース片２１２上の各指体の回動は作動子２２０ａ、
２２０ｂおよび２２０Ｃによって制御される。各指体は
厳密には指体上の偶発的な接触の危険なしにほぼ球形状
の物体Ｏを収容づ−ることができるように指体２１０ｄ
に向って屈曲さ、ｆ′Ｌも谷指体ばしたがってその回動
軸線に対して直角なかつ第４の指体２１０ｄの軸線と合
流する把持装置の軸線に対して半径方向Ｖて配置される
平面を画成する０ 接触シュー２２２ａは４つの自由度の１９擦による点接
触を画成する。このため、詮シューは指体２１０ａの平
面に対して実質的に垂直な軸２２４ａの平面に対して実
質的に垂直な軸２２４ａのまわ！ｌｌに回転するように
取り付けられた仮球の形を有づ゛る。

シュー２２２ａの回動軸線はしたがって指体２１０ａの
回動軸線とζ゛１ぼ平行である。

第１図のシュー２２ｂおよび２２Ｃと同じ方法で、シュ
ー２２２ｂお工び２２２Ｃは物体Ｏのため各々４つの自
由度を画成する。より正確には、それらは対応する指体
の直線状端部の延長部にそれぞれ配置された＄、ＩＩ　
２２４　ｂお工び２２４Ｃ上に回転するように取り付け
られた仮球によって構成される。

したがって、軸２２４ｂおよび２２４Ｃはそれらを支持
する指体の回動軸線に対してほぼ交差する。

把持すべき物体が第５図の把持装置の内部にあるとき、
６つのシュー２２２ａ、２２２ｂお工び２２２Ｃが接触
した後、物体をさらに回動することができない。このた
め、シュー２２２ａがシュー２２２ｂおよび２２２ｃの
回動’ｌ′ｊ’　＋ｔ’ｌと同様な軸線のまわりに回動
するならば、物体は把持装置の対称軸線とほぼ合流され
る軸線のまわりに回転することができる。

しかしながら、この対称軸線を横切らない軸上へのシュ
ー２２２ａの取付けはこのような物体の回転を導く。

第５図の実施例において、はぼ球形状の物体Ｏは、それ
ゆえ、それがシュー上で摩擦接触しているとき各々回転
運動を有することができない。こｎを考慮すると、本発
明によれば、シュー２２２ｄによって画成された第４の
接触点が５つの自由度を画成しかつ締付は応力を伝達す
るだけに使用するのが好ましい。したがって、クユー２
２２ｄは玉軸受２５８内に取り付けられた真球によって
好寸しくは構成される。

第５図を参照して説゛明された構造によって、伸縮自在
の指体２１０ｄ上に締付は応力を働かすとき、多かれ少
なかれ規則的な四面体の４つの頂部にほぼ類似の４つの
点Ａ、Ｂ、ＣおよびＤ内に物体０を支持する。このよう
に、前記された３つの点を備えた把持装置に対して非割
に関心のある利点を有する物体のまわりに堅固にされる
把持を実現する。とくに、すべての接触点が四面体の頂
部にある々らば、これら接触点の各々と同じ高さで物体
Ｏに回転トルクを働かｊためにレバーのアームを出来だ
け良好に配置することが解かる。

付随的に、本発明の主たる特徴によれば、接触点の各々
から累積さ才りる自由度の数は１７に等しく、それは前
述された式を満足することが認めら−れる。さらに、第
５図に示された実施例は締付けの拘束のみが物体および
把持装ｇｌによ＃）ｔｆ；成される装置に適用される出
来るだけ良好な配置に対応する。付随的に、静定榮件は
作動子２２０　ａ　、　２２０ｈお工び２２０Ｃの１つ
と対応する指体との間にねじりばねを配置することによ
って、または指体２１０ｄとその作動子との間にばねを
配置することに裏って満足させられる。

この配置は応力トルクを決定するために応力ビツクアン
プのより良好な配置を許容する。かくして、指体２１０
ａに配置された応力ビックアンプ２２６．２２８（ピッ
クアップ２２６のみ目視可能）のブリッジによって、シ
ュー２２０ａの回動軸線に応じて働かされる応力を測定
することができる。同様に、指体２１０ａの他面に取り
付けられたビックアンプ（ピックアップ２ろ０のみ目視
可能）の他のブリッジは指体の平面内で該指体の端部の
軸線に対して垂直に印加される応力の測定を許容する。

それは、その回転軸線のまわ９のシュー２２２ａに照合
される自由度のために、ピックアップの２つのプリンジ
間の直ｌｉ＆Ｊ状の組合せによって近づき得る指体２１
０ａに応じて引張り応力を測定するのに役立たない。

同様な方法で、ピックアンプ２３４，２３６（ピンクア
ップ２３４のみ目視可能）のブリッジは指体の平面内の
Ｂにおける支持応力お工びシュー２２２ｂの回動軸線に
沿う引張り応力を測定するようにアーム２１０ｂに取り
付けられる。最後に、ビックアンプ２３８，２４０（ピ
ックアンプ２６８のみ目視可能）のブリッジは、指体２
１０Ｃの同一の測定を実現せしめるように、指体２１Ｑ
Ｃの上方部分からの対向面に取り付けられる。

かくして６つの指体上で６つの測定を実現し、これらの
測定はシューに許容された自由度に応じて方向づけられ
る。このように、各シューの回動軸線に応じて適用され
る応力の測定およびこの但ｊ動軸線に対して直角の半径
方向の測定を行なう。

最後に、その玉軸受２５８によって摩擦なしの支持の等
価に対応するシュー２２２ｂは伸縮自在の」構体２１０
ｄの押圧軸線に応じる圧縮測定の物体である。

このようにして、応力トルクの伺力され７ｊ　６　（ｉ
７ｉ１およびここでは指体２１０ｄに応じる圧縮の６１
１１定によって直接得られる締付は応力を冗長なしにθ
ｅ　５ｊｌするのに必要な７つの測定を得る。

良く理解さ扛るように、第１図の把持装置にｌ＆、Ｊ連
して既述されたごとく、兜５図を参照し′ｆｒ、力Ｓら
記載されたような接触シューによって許容さｔしる自由
度は把持装置の指体内で出来るだけＩｌｌさ７’Ｌる方
法で応力トルクの測定を許容する。しかしながら、本発
明はこの最適な解決に限定されずかつ同様に、物体−シ
ュー−指体−フレームからなる構体の自由間の数が６（
ｎ−１）に等しいという条件で、接触シューが僅かに少
ない数の自由度を画成するすべての把持装置に関する。

かくして、シュー２２２ａお工び２２２（１１ｍ前述さ
れた自由度を保持しながら、シュー２２２ｂお工び２２
２Ｃの一方を固着することをとくに考察することができ
る。その場合に、第２のねじればねが第２の作動子と対
応する指体との間に配置されるＯ同一静定条件において
、シュー２２２ｄをベース２１２によって形成される平
面に対して平行な回転軸線上に回転するように取り付け
られかつ指体２１０ａ。

２１０に＋および２１０Ｃの各々を通らないシューに置
き換えることによってシュー２２２ｄの自由度を抑制す
ることを考察することができる。この推論を追求すると
、作動子と対応する指体との間の追加の自由度の導入に
よってシューと物体との間の自由度の各抑ｔｌｊ！ｌを
補償するという条件で、対応するアームに固着された返
球形状のシューによって記載されたすべてのシューを置
き換えることができる。その場合、物体の極めて良好な
把持を保証しながら、最大の拘束を導入する。その場合
、４つの接触点の幾何学的位置お工び把持装置の各部層
の適切な弾性を同時に考慮する必要があるために、応力
トルクおよび締付は応力の解析は各相体止の６次元応力
の測定を行なうことを必要としかつ極めて複雑な計算を
要求する。

既に前述したごとく、第５図の把持装置は理解されした
がって物体は、物体の締付けが伸縮自在の単一の指体２
１０ｄを作動することによって実現されることができる
とき、６本の指体２１０　ａ　、２１０ｂお工び２１０
Ｃを作動しなから把持装置内に位置決めされる０このた
め、伸縮自在の指体２１０（１は好ましくはシュー２２
２ｄを物体上に永続的に当てる支持ばねを備える。

この考察を考慮して、６つの作動子２２　Ｕ　ａ　、２
２１Ｊｂおよび２２０Ｃが独立しているならば、シュー
に連係されるばねによって前記シュー２２２ｄ上への物
体の接触をすべて保持しながら物体を移動することがで
きる。かくして物体の幾らかの移動性が得られることが
できる。

前述の記載において、５つの自由度をもつシュー　２２
２ｄが球の台床または流体軸受によって一般に実現され
る球軸受に取り付けられた堅固な球に、ｃり構成されて
いるように記載された。しかしながら、このシュー２２
２ｄの実施は限定されずかつｇｕ　ｂ　ａ図および第６
ｂ図を参照することにより５つの自由度を備えたシュー
が才た異なる方法で実施されることが解かる。

このように、第６ａ図には返球外面を含むシュー２２２
’ｄ　を示す。このシューは指体２１０ｄと一体の端部
のブロック２４８に対して平行に配置された釉２６０上
で回転するように取り付けられ、該軸２６０はこれとブ
ロック２４８により変形可能な平行四辺形を画成する平
行でかつ同一長さの２つのばね片２４６によってブロッ
ク２４８に接続される。第６ａ図のこの変形例は第２１
：１図の４つの自由度を有するシューの変形例に類似し
、追加の自由度が２つのばね片によって対応する指体に
接続される軸２６０に回転するようにシューを取り付け
ることにより得られることがカイかる０第６ｂ図に示し
た５つの自由度を有する接触シューの第２変形例は同様
に第２ｂ図の変形例に同様に類似する。かくして、この
場合に返球外面を有しかつ２つのばね片２４６じよりシ
ューの軸線に対して平行に配置されたブロック２４８に
接続されるシュー２２２＃ｄを認める。この場合におい
て、追加の自由度は指体２１０ｄの端部に同角されたブ
ロック２６２に対してブロック２４８を可動にすること
によって得られる。ブロック２４８と２６２はそれらの
間で平行になっており、その可動性はばね片２４６によ
って画成さ扛る平行四辺形の平面に対して垂直な平面内
に変形可能な平行四辺形をブロック２４８お工び２６２
とともに画成する平行でかつ同一長さの２つのばね片２
６４によって両ブロックを接続することにより得られる
〇再び第５図を参照するならば、指体２１０ｄの制御を
許容する作動子は、作動子２２０ａ、２２０ｂおよび２
２０Ｃがより典型的な概念からなるとき、好寸しくは油
圧式捷たは空気式作動子であることが認められる。これ
ら３つの作動子はまた、例えば公知の連接棒軸受を使用
することにより、３本の指体の締付けを同時に制御する
独特な作動子によって置き換えら詐ることができる。最
後に、球形の物体を把持すべくなさｎた特別な把持装置
の場合において、４本の指体の移動を良好に同期するこ
とができる。このため、締付けを行なう指体２１０ｄの
移動は良く知られた連続装置の技術にしたがって他の６
本の指体の締付けを同時に実現する連続装置によって制
御されることができる。

しかしながら、兜５図の把持装置は指体の運動の振幅が
制限されかつ非常に変化のある大きさの物体の把持を許
容しないという欠点を有する。付随的に、指体はそれら
の間て平行でないので、応力のトルクを変えることがで
きるように各指体の位置を知ることが必要である。

これらの欠点を抑制するために、第７図には４つの接触
点を有する把持装置の好適な実施例を示す。この実施例
において、主要な３本の指体は第４図を参照しながら前
述した平行四辺形と同じ型の平行四辺形によってそれら
の間で永続的に平行に維持される。さらに、第７図の把
持装置は独特な締付は機構を含んでいる。

第７図に示すごとく、把持装置はベース片３１２からな
り該ベース片に５対のリンク３５０ａ、３５υｂおよび
６５０Ｃを介して、３本の指体３１　Ｄａ、　３１０ｂ
および６１０Ｃが連接される。各対のリンクは把持装置
の３ａ分対称軸線ｘ　ｘ’に対して半径方向の平面内に
変形可能な平行四辺形を画成する。３本の指体３１０ａ
、３１０ｂお工び６１０Ｃは軸線ｘｘ’のまわりに相対
的に１２０°に置かれた３つの半径方向平面内にそれら
の間で平行に移動するＯ第７図において、指体６１０Ｃ
お裏びこれを支持するリンクは実際土兄ることができな
い。

第４の指体６１０ｄは、第５図におけるように、対称軸
線ｘ　ｘ’にしたがって配置された伸縮自在の指体であ
る。第７図において、指体６１０ｄの移動は該指体にか
つリンク対３５０ａ、３５０ｂお工び３５ＤＣの各々に
近いリンクに同時に連続される６つのリンク６６６によ
って他の６つの指体の移動に結合される０これらの種々
のリンクの傾斜は結果として生ずる指体の連結がその大
きさがまた出来るだけ減じられる物体のまわりの４つの
シューの結合を許容するように計算される０ 第７図の実施例において、種々のシューは第５図を参照
しながら説明さ扛たシューと比較し得る方法で実現され
る。したがって、指体６１０ａは対応する指体がその中
を移動する半径方向平面に対してほぼ垂直な軸６２４ａ
のまわりに回転するように返球シュー３２２ａを支持す
る。指体３１０ｂおよび３１０Ｃによってそれぞれ支持
されたシュー６２２ｂおよび３２２Ｃは同じく返球形状
でかつ対応する指体の上方部の延長部内に、すなわち対
称軸線ｘ　ｘ’に対して約６０°で指体の移動の半径方
向平面内に置かれた３２４ｂのごとき軸上に回動するよ
うに取り付けられる。最後に、指体３１０ｄＫ↓って支
持されたシュー３２２ｄは玉軸受３５８内に受容された
堅固な球によって構成される。

付随的に、構体の静定条件は、例えはシュー６２２ｄと
リンク３６６がそ扛に連続さ：ｊ′シる指体６１０ｄの
一部との間に圧縮ばねを配置することに、ｌ：ｖＳ第５
図についてと同様に実現される０第７図の実施例は指体
３’１０ａ、３ｊＯｂおよび３１０Ｃの各々のベースと
同じ高さで、すなわち把持装置の対称軸線ｘ　ｘ’に対
して常に平行または直角である方向にしたがって応力の
トルクを決定するのに使用する拘束のゲージの運転を許
容する利点を有する。

したがって、指体６１０ａの移動平面に対して垂直に応
力を測定する指体３１０ａ上に配ＩＫされたゲージ３２
６，３２８（ゲージ６２６のみ目視可能）および対称軸
線ｘ　ｘ’に対して平行に前記平面内で応力を測定する
ゲージ３５０および３３２（ゲージ３６０のみ目視可能
）がある。同様に、指体３１０ｂは軸線ｘ　ｘｌに対し
て平行なその部分内に指体の移動平面内で軸線ｘ　ｘ’
に対して垂直の方向に応じてかつ引張り方向に応力を測
定する拘束ゲージ６６４および３３６を有する。最後に
、アーム６１０ｂ上のと同じ型の測定を行なうように、
軸線ｘ　ｘ’に対して平行な指体３１ＤＣの一部にもゲ
ージ（図示せず）が配置さ牡る。

第８図および８９図には、把持装置が６個の作動子によ
って独立して制御される６つの追加の自由度を規定する
本発明の改良された実施例を示す。

第８図の把持装置は５つの同一モジュールが取り付けら
れるフレーム４１２からなる。各モジュールはその歯車
箱がフレームに固着される締付は制御歯車付き電動機構
体４２０ａ、４２０ｂ、４２０Ｃ。

対応する歯車付き電動機を介してフレーム４１２に回動
するように取り付けられた指体４１０　ａ　、４１０ｂ
。

４１０ｃお工び対応する指体の端部に取り付けられた接
触シュー４２２ａ、４２２ｂ、４２２ｃ　を備えている
０ 歯車付き電動機の軸に対応するフレーム４１２上の指体
４１０ａ、４１０ｂ、４１０ｃの連接軸はシューによっ
て把持さ肛る物体Ｏの追加の無駄な運動を導かないよう
にら装置される。このため、とくに物体−シューの接触
点がそれに対して平行な平面内に指体の回動軸線がある
ことができ、これらの軸線が平行でかつそれらのうちの
２つが一直線に並べられるかまたはさらに２つの接触点
が第６の指体の連接軸に対して平行な部分を画成するこ
とができ、指体の軸線がそれらの間で平行でかつそれら
のうちの２つが一直線に並べられるのを回北する必要が
ある。

第８図に示した実施例において、各シュー４２２ａ。

４２２ｂ、４２２ｃは対流する指体の端部に固着される
よ・うにみなされることができる０そのほぼ半球状の形
状は物体と３つの自由度の摩擦結合を画成することによ
りどのような形状の物体とも点接触を許容せしめる。静
定条件を満たすために、各歯車付き電動機４２０ａ、４
２０ｂ、４２０ｃはそれゆえねじれ弾性部材（ばね）を
介して対応する指体を作動する。

第８図および第９図の実施例は、把持装置が、連係する
作動子を介して、締付けおよび開放を制御する歯車付き
電動機構体４２０　ａ　、　４２　Ｄ　ｂ　、　４２Ｕ
ｃへの何等の作用もなしに、把持装置のベース４１２に
関連して、把持される物体Ｏを僅かな振幅で方向付けし
かつ位置決めすることを許容する６つの追加の自由度を
規定するという事実によって前述した実施例とは実値的
に異なる。

第８図において、各指体は該指体の長手方向軸線に応じ
て対応するシュー４２２ａ、４２２ｂ、４２２ｃの並進
を制御するモータ４７０ａ、４７０ｂ、４７０ｃおよび
前記長方向軸線のまわりの対応するシューの回転を制御
するモータ４７２ａ、　／１７２ｂ、　４７２Ｃを含ん
でいる。このため、各指体は対応する歯車付電動機４２
０ａ、４２０ｂ、４２０ｃ　Ｋよって回転されかつそれ
ぞれモータ４７０ａ、　４７０ｂ、　４７０ｃのケース
を支持する第１部分４１０’　ａ、　４１０’　ｂ、　
４１０’　Ｃからなる。

モータ４７２ａ、４７２ｂ、４７２Ｃのケースは対応す
る歯車付き電動機の軸線に対して垂直でかつ指体の軸線
を画成する軸にしたがって第１部分４ｉｏ’ａ。

４１０’　ｂ、　４１０’　Ｃ内で滑動するように受容
される〇ラック４７４！ｌ、４７４ｂ、４７４Ｃは、指
体の軸線に対して平行に、モータケース４７２ａ、４７
２ｂ。

４７２Ｃの谷々に固是される。各歯車付き電動機４７０
ａ、４７０ｂ、４７０Ｃの出力軸と−イ本のピニオン（
図示せず）は対応するラックに係合し、したがってこれ
らの歯車付き電動機のいずれか１つの運転は指体の軸線
に対して平行に対応するシューを移動する結果となる。

対応する指体の軸線のまわりの各シューの回転運動は対
応する指体の軸４１０　’ａ、　４１０　ｌｂ、　４１
０　’ｃの形の第２部分から直角に曲げられた端部上に
各シュー　４２２ａ、４２２ｂ、４２２ｃ　を取９付け
ることによって得られ、この部分は歯車付き電動機４７
２ａ。

４７２ｂ、４７２Ｃの出力軸と一体である。

要部に関して、指体の締付けおよび開放運動を制御する
歯車付き電動機４２０ａ、４２０ｂ、４２０ｃ。

指体の軸線に応じてシューの僅かな振幅の移動全制御す
る歯車付き電動機４７Ｄ＆、４７［］ｂ、４７０ｃお工
び指体の軸線のまわりのシューの僅かな振幅の回動を制
御する歯車付き電動機４７：２ａ、４７２ｂ。

４７２Ｃは同一方法で実現される。歯車付き電動機４７
２ａのみがそれゆえ第９図を参照して詳細に説明する。

この図に示すように、歯車付電動機４７２ａは先と先と
を合せて相対位置コーグ（パルス発生器）４８４がその
中に収容される筒状ケース４７６、電動機４７８、減速
機４８０および絶対角度位置コーグ４８２からなる０よ
り正確には、モータ４７８のロータは一端にパルス発生
器４８４の円Ｉ板４８４ａをかつ反対端に減速機４８０
の親歯車４８０ａを支持する軸４８６と一体であり、こ
れは「ハーモニック・ドライブ」と呼ばｎる型の場合で
ある。減速機の従動歯車４８０ｂは出力軸４８８と一体
である。該出力軸４８８はそれ自体応力の一エリ良好な
解析を保証するねじりはね４９０によって対応する指体
の軸４１０’ａの形の部分に接続される。位置コーグ４
８２の円板４８２ａは軸４１［］７ａに直接固着される
。

この態様のために、コーグ４８２によって、指体の軸線
のまわりのシュー４２２ａの回動の方向および振幅を知
ることができることが解かる。

同様に第９図において、シュー４２２ａの物体上への接
触を検知する手段が設けられることが解かる（比較し得
る手段がシュー４２２ｂおよび４２２Ｃに関しても設け
られることは良く理解される）。

図示実施例において、この検知はシュー４２２ａを極め
て僅かな弾性のはね４９２によって指体の部分４１０＃
ａに接続することにエフ許容される。板ばねに工９記載
された例において構成されるばね４９２は、シューが物
体と接触してないとき、指体の部分４１０ｆ＆に形成さ
れる軸受４９４から離してシュー　４２２ａを維持する
。ばね４９２が把持すべき物体の方向に指体の軸線に対
して平行にシューを移動すると、物体へのシューの接触
は（ばねによって働かされる応力が僅かであることを考
慮して）直ちにシューを軸受４９４に対して持ち来たす
結果となる０この位置はアナログ装置または図示のごと
く何等かの電気的接点４９６のごとき手段によって検知
される０この装置は即時の運動停止を保証するように、
制御回路に接続される。

この接触検知装置は、物体が把持装置内にあるとき、シ
ューが指体の端部に形成される４９４のごとき面に対し
て軸受内にあるためシューと同じ程度の追加の自由度を
導入しないことが認められる０ 理解されるように、本発明は例として説明された実施例
に限定されず、すべての変形を穏う。とくに、第１図、
第２ａ図および第２ｂ図を参照して説明された４つの自
由度のシューのすべての変形例は第５図および第７図の
把持装置において利用された４つの自由度のシューに適
用されることができることが解かる。同様に、第４図の
６つの接触点をもつ把持装置の教示は第５図および第７
図の４つの接触点をもつ把持装置に置き換えられること
ができ、その場合に上方の３つの接触指体の２つが唯一
の連接指体によって支持される。

同様に、好ましくは正方形の把持装置の指体の断面は、
ゲージのブリッジが存在するとき、これを、はぼ平らで
かつ応力のトルクを出来るだけ簡単に変えることを許容
する方向において応力を測定するように方向付けられる
面上に配置することを許容する他のすべての形状を取る
ことができることが認められる。ゲージのブリッジは、
とくに各シューと物体との間に存する自由度の和が６（
ｎ−１）−１以下であるとき、省略されることもできる
。その場合に指体の断面はどのようなものであってもよ
い。

第２ｂ図の４つの自由度のシューまたは第６ａ図および
第６ｂ図の５つの自由度を有するシューのごとく、直線
でない移動の接触シューを利用する場合において、この
移動は、応力ビックアップを利用するとき、応力の測定
において非常に重要な誤差を導かないように、比較的僅
かでなければならない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明により実現される３つの接触シューの６
本の指体の把持装置を示す斜視図、第２ａ図および第２
ｂ図は第１図の把持装置に利用される４つの自由度の接
触シューの２つの変形例をそれぞれ拡大して示す斜視図
、 第３図は本発明による３つの接触シューの６本の指体の
把持装置の他の実施例を示す第１図に比較し得る斜視図
、 第４図は本発明によって実現される３つの接触シューの
２本の指体の把持装置を示す斜視図、第５図は本発明に
よって実現される４つの接触点をもつ把持装置を示す斜
視図、 第６ａ図および第６ｂ図は第５図の把持装置の５つの自
由度を有する接触シューの２つの変形例をそれぞれ拡大
して示す斜視図、 第７図は本発明による４つの接触シューをもつ把持装置
の変形例を示す第５図に比較し得る斜視図、 第８図は指体が把持装置のケースに関連して、僅かな振
幅により、把持される物体を位置決めかつ方向付けする
ことを許容する６つの追加の自由度を画成する本発明に
よる静定把持装置を略示する斜視図、 第９図は追加の自由度の１つによってシューの移動を制
御する歯車付き電動機を組み込んでいる、第８図の把持
装置の指体の１つを示す部分断面図である。 図中、符号１０ａ、１０ｂ、１０ｃは指体、１２はフレ
ーム（ベース片）、２０ａ、２０ｂ。 ２０ｃは締付は手段、２２ａ、２２ｂ、２２ｃ。 ２２ｄは接触シュー、２６，２８，３０，３２゜３４．
３６，３８．４０は応力ピランアップ、２４ａ、２４ｂ
、２４ｃは軸、２４′ｂは軸、４４は弾性手段、４６は
ばね、２５８，３５８は玉軸受、２６０は軸、４７ｏａ
、４７０ｂ、４７０ｃ、４７２ａ。 ４７２ｂ、４７２ｃは補助移動手段、４９２，４９４゜
４９６は検知手段である。なお、各図中、上記符号にＩ
　Ｏｏ、２０．０．３００および４００を付して示す部
分は上記符号と同一または相当部分を示すものとする。 （外６名） 第１頁の続き ■発明者　サイ・ツエグルール　フラ゛ルヴ。 ０発　明　者　フィリップ・ピトー　フラ：ポン ／ス国、８６０００ボアテイエ、アパルトマン　１３＆
ブーｒ−ル拳すヴアリ　４ ／ス国、８６０００ポアテイエ、リュ・フオブール・デ
・−フェノ　２４５

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）６次元形状の物体を安定した方法でフレームＶこ
   関連して移動すべくした指体に取り付けたｎ個の接触シ
   ュー全備えた把持装置において、前記接触シューが簿記
   物体との仮点接触面を有し、前記物体と各接触面間に存
   する自由度の和が多くても６（ｎ−１）−１に等しく、
   そして把持された物体、接触シュー、指体およびフレー
   ムが静定構体を措成し、該静定構体の全結合の自由度の
   総和が厳密に６（ｎ−１）に等しいことを特徴とする多
   数の接触シューを備えた把持装置。 （２）前記フレームにト１」シて与えられた方向に応じ
   て各指体を移動すべくした締付は手段からなり、前記縄
   付は手段は前記静定構体の自由度の１つを画成するため
   に前記方向に応じて移動すべくなした弾性部材を介して
   前記指体の少なくとも１つに作用することを特徴とする
   特許請求の範囲第１項に記載の多数の接触シューを備え
   た把持＋：　ｆｔｉ　０（８）６つの自由度の１つの接
   触シューおよび多・＜ても４つの自由度の２つの接触シ
   ュー、およびｉ’＋ｉｓ記指体と前記フレームとの間の
   自由度の少なくとも１つの結合からなり、したがって前
   記自［、ｌ」度の総和が１２に等しいことを特徴とする
   特許ｉｆｆ　′Ａｒの範囲第１項および第２項のいずれ
   かに記載の多数の接触シューを備えた把持装置。 （４）６つの自由度の１つの接触シュー、４つの■」山
   鹿の２つの接触シュー、前記指体の１つとＭｉＪ　ｆｔ
   己フレームとの間に設けられた自由度の結合、６つの自
   由度の接触シューを支持する指体に取９イ」けられた３
   次元応力のピックアップ、および４つの自由度の接触シ
   ューを支持する各指体に工反りイ・」りられた少なくと
   も２次元応力のピックアップからなることを特徴とする
   特許請求の範囲第６万１にＨ記載の多数の接触シューを
   備えた把持装置。 （５１多くて４つの自由度の６個の接触シューツタ工び
   多くて５つの自由度の１個の接触シュー、および前記指
   体と前記フレームとの間の自由度の少凶二くとも１つの
   結合からなり、したがって、前記自由度の総オロが１８
   に等しいことを特徴とする特許請求の範囲第１項および
   第２項のいずれかに記載の多数の接触シューを備えた把
   持装置。 （Ｏ）４つの自由度の３髄の接触シューおよび５つの自
   由度の１個の接触シュー、指体の１つと前記フレームと
   の間に設けられた自由度の結合、４つの自由度の１つの
   接触シューを支持する各指体に取り付けられた少なくと
   も２次元応力のピックアンプ、および５つの自由度の接
   触シューに取９付けられた少なくとも１次元応力のピッ
   クアップからなることを特徴とする特許請求の範囲第５
   項に記載の多数の接触シューを備えた把持装置。 （７）３つの自由度の各接触シューが対応する指体に固
   着された仮球片からなることを特徴とする特許請求の範
   囲第３項ないし第５項のいずれかに記載の多数の接触シ
   ューを備えた把持装置。 （８）４つの自由度の各接触７ユーが対応する指体に１
   つの自由度で取り付けられた仮球片からなることを特徴
   とする特許請求の範囲第３項ないし第７項のいずれかに
   記載の多数の接触シューを備えた把持装置。 （９）前記仮球片は少なくとも１つの回転軸Ｉｎ画成し
   かつ該回転軸線を通る軸のまわりに対応する指体上で回
   転するように取り付けられることを特徴とする特許請求
   の範囲第８項に記載の多数の接触シューを備えた把持装
   置。 α０）前記仮球片は対応する指体に固定した軸上で摺動
   しかつ回転しないように取り付けられ、弾性手段が前記
   軸の中央部に向けて前記仮球片を復帰させるために前記
   仮球片と前記指体との間に設けられることを特徴とする
   特許請求の範囲第８．！Ｊ１に記載の多数の接触シュー
   を備えた把持装置。 （１１）前記仮球片は変形可能な平行四辺彫金画成する
   平行かつ同一長さの２つのばね片によって対応する指体
   に接続されることを特徴とする特許請求の範囲第８項に
   記載の多数の接触シューを備えた把持装置。 （１２）　５つの自由度の各接触シューは対応する指体
   に２つの自由度で取り付けられた仮球片からなることを
   特徴とする特許請求の範囲第５項ないし第１１項のいず
   れかに記載の多数の接触シューを備えた把持装置。 （坤前記仮球片は玉軸受内に取り付けられた球であるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１２項に記載の多数の
   接触シューを備えた把持装Ｒ８（１４）前記仮球片は少
   なくとも１つの回転軸線を画成しかつ前記回転軸線を通
   りかつ対応する指体と固定の軸に回転かつ摺動するよう
   に取り付けられ、弾性手段が前記軸の中央部に向けて前
   記仮球片を復帰させるように該仮球片と指体との間に設
   けられることを特徴とする特許請求の範囲第１２項に記
   載の多数の接触シューを備えた把持装置。 （１５）前記仮球片は少なくとも１つの回転軸Ｉｎ画成
   しそして前記回転軸線を通りかつ変形可能な平行四辺形
   を画成する平行で同一長さの２つのばね片によって対応
   する指体に接続されることを特徴とする特許請求の範囲
   第１２項に記載の多数の接触シューを備えた把持装置。 （１６）前記仮球片は第１の方向に応じて変形可能な平
   行四辺形を画成するようにブロックにそれ自体固着され
   た平行で同一長さの２つのばね片に同情され、前記ブロ
   ックが前記第１の方向と直交する第２の方向に応じて変
   形可能な平行四辺彫金画成するように平行で同一長さの
   他のはね片により対応する指体に接続されることを特徴
   とする特許請求の範囲第１２項に記載の多数の接触シュ
   ーｆ：備えた把持装置。 （Ｌ７）前記接触シューの少なくとも１つが少なくとも
   １つの追加の自由度を有し、この追加の自由度に従かう
   前記接触シューの移動がこの把持装置によって把持され
   る物体の補助移動手段によって制御されることを特徴と
   する特許請求の範囲の前項いずれかに記載の多数の接触
   シュー金偏えた把持装置。 （１８）仮球片を含む前記接触シューが少なくとも１つ
   の回転軸線を画成し、前記追加の自由度が前記軸線のま
   わりの回転であることを特徴とする特許請求の範囲第１
   ７項に記載の多数の接触シュー金偏えた把持装置。 （１９）前記接触シューが仮球片を含み、前記追加の自
   由度が並進運動であることを特徴とする特許請求の範囲
   第１７項に記載の多数の接触シューを備えた把持装置。 （２０）前記接触シューが独立の補助移動手段によって
   各々制御される６個の追加の自由度を有することを特徴
   とする特許請求の範囲第１７ないし１９のいずれかに記
   載の多数の接触シューを備えた把持装置。 （２１）ベース片に連接されかつ各々１つの接触シュー
   を支持する少なくとも６つの指体からなり、各相体はそ
   の指体の長手方向軸線のまわりの対応する接触シューの
   枢動を制御する手段および前記軸線に対して平行に対応
   する接触シューの移動を制御する手段を含むことを特徴
   とする特許請求の範囲第２０項に記載の多数の接触シュ
   ーを備えた把持装置。 吃）独立のモータが前記フレームに関連する指体の移動
   を制御するために各指体と連係することを特徴とする特
   許請求の範囲の前項いずれかに記載の多数の接触シュー
   を備えた把持装置。 １８３）各接触シューの物体との接触を検知する手段を
   含むことを特徴とする特許請求の範囲の前項いずれかに
   記載の多数の接触シューを備えた把持装置。 （財）前記検知手段は通常対応する指体に形成さ扛た受
   け台から離して各接触シューを維持する弾性機構および
   前記受は台上での各接触シューの接触を検知するための
   装置を含むことを特徴とする特許請求の範囲第２６項に
   記載の多数の接触シューを備えた把持装置。