JPS63237885A

JPS63237885A - ハンド駆動装置

Info

Publication number: JPS63237885A
Application number: JP6800587A
Authority: JP
Inventors: 古谷　浩之
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Computer Engineering Corp
Current assignee: Toshiba Corp; Toshiba Computer Engineering Corp
Priority date: 1987-03-24
Filing date: 1987-03-24
Publication date: 1988-10-04
Anticipated expiration: 2012-01-29
Also published as: JP2577375B2

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】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、不定形物品などを把持するために適用される
ロボット等のハンド機構の改良に関する。

（従来の技術）近年、産業用ロボットの普及が進み、定形物品以外の不
定形物品も取扱いできるようなロボット等のハンド機構
が実用化されている。

従来、この種口ボット等のハンド機構は、駆動手段によ
り動かされる複数の指を有した構成となっており、これ
ら指をエアーシリンダなどを用い圧縮空気の力により開
閉するようになっている。

（発明が解決しようとする問題点）しかしながら、エアーシリンダなどを用い圧縮空気の力
により指を開閉するようにした場合、把持力の調整およ
び制御が難しく軟い不定形物品を確実に把持てきないば
かりでなく、ハンド機構が大型化し、かつ重くなるとい
った問題があった。

本発明は、上記事情に基づきなされたもので、その目的
とするところは、把持力の調整および制御が容易かつ確
実に行え軟い不定形物品を確実に把持できるとともに、
小形化、軽量化が図れるハンド機構を提供しようとする
ものである。

［発明の構成］（問題点を解決するための手段）本発明は、上記問題点を解決するために、駆動手段によ
り動かされる複数の指を有し、これら指により被把持物
を把持するハンド機構において、上記駆動手段を、指を
開く方向に常時付勢する指開放用ばねと、形状記憶合金
で構成され加熱されることにより上記指を指開放用ばね
の付勢力に抗して閉じる方向に付勢する指閉じ用ばねと
、この指閉じ用ばねを加熱する加熱手段とを具備してな
る構成としたものである。

（作用）すなわち、本発明は、指の駆動手段を１．指を開く方向
に常時付勢する指開放用ばねと、形状記憶合金で構成さ
れ加熱されることにより上記指を指開放用ばねの付勢力
に抗して閉じる方向に付勢する指閉じ用ばねと、この指
閉じ用ばねを加熱する加熱手段とを具備してなる構成と
したから、従来のようにエアーシリンダなどを用い圧縮
空気の力により指の開閉を行なうようにしたものに比べ
把持力の調整および制御が容易かつ確実に行え軟い不定
形物品を確実に把持できるとともにハンド機構の小形化
、軽量化が可能となる。

（実施例）以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

第１因はハンド機構１を示すものであり、このハンド機
構１はハンド本体２に２本の指３，４を互いに対向する
ように取付けた構成となっており、これら第１．第２の
指３．４により被把持物５を把持するようになっている
。

また、上記第１の指３は人間の親指の如く２個の関節部
６．６を有し、第２の指４は人間の中指の如く３個の関
節部６・・・有した状態となっているとともに各関節部
６・・・に対応して後述する駆動手段７・・・が配置さ
れた状態となっており、指部材３ａ、３ｂおよび４ａ、
４ｂ、４ｃがそれぞれ関節部６・・・を中心に回動でき
るようになっている。

つぎに、第２図を参照して指部材３ａを駆動するための
駆動手段７に付いて説明する。なお、他の指部材３ｂ、
４ａ、４ｂ、４ｃを駆動するための駆動手段７も同様な
構成のため個々の説明は省略する。

すなわち、駆動手段７は、指開放用ばね８．形状記憶合
金からなる指閉じ用ばね９．および指閉じ用ばね９を必
要に応じて加熱する加熱手段２０を備えた構成となって
いる。

上記指開放用ばね８および指閉じ用ばね９は、それぞれ
引張りコイルはねで構成され、これらは同軸状すなわち
指開放用ばね８を指閉じ用ばね９の内径部に収容した状
態に配置されている。

また、これらの一端部８ａ、９ａは指部材３ｂに突設さ
れたばね係止ビン１０に係止された状態となっており、
一方、指開放用ばね８の他端部８ａはリードワイヤ１１
を介して指部材３ｂに突設されたばね固定ビン１２に固
定され、指閉じ用ばね９の他端部９ｂはリードワイヤ１
３を介して指部材３ｂに突設されたばね固定ビン１４固
定された状態となっている。

なお、同軸状態に設けられた指開放用ばね８と指閉じ用
ばね９との間には、ガイド筒１５が介在されていて互い
に伸縮動作を干渉しないようになつている。

また、リードワイヤ１１．１３の中途部は関節部６に形
成されたワイヤガイド部６ａにより案内された状態とな
っていてリードワイヤ１１．１３相互が干渉しないよう
になっている。

また、形状記憶合金からなる上記指閉じ用ばね９は、記
憶形状が収縮状態に設定されており、常温で伸長した状
態となっているものが加熱されると元の記憶形状に戻る
べく収縮するようになっている。

また、指閉じ用ばね９の両端側を固定するための前記ビ
ン１０．１４には、図示しない給電線が接続されていて
指閉じ用ばね９は電気的に導通した状態にあり、必要に
応じて指閉じ用ばね９に直接電流が流されて加熱される
ようになっている。

また、このような加熱手段２ｏにより加熱される上記指
閉じ用ばね９の付勢力は、加熱状態、すなわち伸長した
状態においては指開放用ばね８の付勢力よりも小さく、
また、加熱状態、すなわち収縮した状態においては指開
放用ばね８の付勢力よりも大きくなるように設定されて
いる。

そして、指閉じ用ばね９が非加熱状態（伸長した状態）
にあっては指開放用ばね８の付勢力（収縮力）の方が指
閉じ用ばね９の付勢力（収縮力）よりも強いため破線矢
印ａ方向と逆の方向にり一ドワイヤ１１が引かれた状態
となり指部材３ａは第２図の二点鎖線で示すように外方
に位置した状態となる。また、指閉じ用ばね９が通電状
態となって加熱されると元の記憶形状に戻るべく収縮し
、リードワイヤ１３を指開放用ばね８の付勢力（収縮力
）に抗して実線矢印す方向にリードワイヤ１３が引かれ
た状態となり指部材３ａは関節部６を支点として矢印Ｃ
方向に回動し実線位置に変位した状態となる。

また、他の指部材３ｂ、４ａ、４ｂ、４ｃも同様な動き
をする。

しかして、このような構成のハンド機構１にあっては、
被把持物５を把持する場合など指３．４を閉じる場合に
は、形状記憶合金からなる指閉じ用ばね９・・・に電流
を流して加熱して収縮させればよく、また、指３，４を
開く時には指閉じ用ばね９・・・への電流を切ればよい
。

指閉じ用ばね９・・・への電流を切れると指閉じ用ばね
９・・・の温度が下がり開放用ばね８の力が大きくなっ
た時に指３，４が開く。

また、指３．４の関節部６・・・を介して連結された状
態にある各指部材３ａ、３ｂ、４ａ、４ｂ。

４Ｃの表面には、それぞれ圧力センサ１６が設けられて
おり、被把持物５と指３．４とが接触した時の圧力の大
小に応じて指閉じ用ばね９・・・への通電時間が制御さ
れ、軟く不定形の被把持物５をも確実に把持できるよう
になっている。

このように、本発明のハンド機構１においては、指３（
４）の駆動手段７を、指３（４）を開く方向に常時付勢
する指開放用ばね８と、形状記憶合金で構成され加熱さ
れることにより上記指を指開放用ばね８の付勢力に抗し
て閉じる方向に付勢する指閉じ用ばね９と、この指閉じ
用ばねを加熱する加熱手段２０とを置端してなる構成と
したから、従来のようにエアーシリンダなどを用い圧縮
空気の力により指の開閉を行なうようにしたものに比べ
把持力の調整および制御が容易かつ確実に行え軟い不定
形物品を確実に把持できるとともにハンド機構の小形化
、軽量化が可能となる。

また、名指３，４が２個あるいはそれ以上の関節部６を
有するため不定形のものでも把持状態が゛安定する。ま
た、名指３．４の関節部６・・・毎に指開放用ばね８お
よび形状記憶合金からなる指閉じ用ばね９が１式ずつ納
められているため動きがより自然となる。さらに、指開
放用ばね８および指閉じ用ばね９がコイルばねからなり
同軸状に配置されているため大きな収容スペースを必要
としない。また、指閉じ用はね９を加熱する加熱手段２
０が、指閉じ用ばね９に直接電流を流して加熱するもの
であるため別にヒータなどを設ける必要がなく、より低
コスト化、コンパクト化が可能となる。指閉じ用ばね９
を加熱する加熱手段２０が、指３，４の表面に設けられ
た圧力センサ１６・・・の検知圧力の大小に応じて加熱
時間を制御するようにしたからより微妙な握持力の調整
が可能となり軟い被把持物５でも確実に把持できる。

なお、２本の指を有するハンド機構について説明したが
、指の数や関節部の数もこれに限定されるものではない
ことは勿論である。また、本発明のハンド機構は物を把
持する以外に他のアクチュエータの駆動源としても応用
できる。

その他、本発明は上記一実施例に限らず、要旨を変えな
い範囲で種々変形実施可能なことは勿論である。

［発明の効果コ以上説明したように本発明によれば、指の駆動手段を、
指を開く方向に常時付勢する指開放用ばねと、形状記憶
合金で構成され加熱されることにより上記指を指開放用
ばねの付勢力に抗して閉じる方向に付勢する指閉じ用ば
ねと、この指閉じ用ばねを加熱する加熱手段とを具備し
てなる構成としたから、従来のようにエアーシリンダな
どを用い圧縮空気の力により指の開閉を行なうようにし
たものに比べ把持力の調整およびｌ１ＩＪＩｌｌが容易
かつ確実に行え軟い不定形物品を確実に把持できるとと
もにハンド機構の小形化、軽量化が可能となるといった
効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すもので、第１図はハンド
機構の構成説明図、第２図は要部の構成を概略的に示す
説明図である。１・・・ハンド機構、３．４・・・指、５・・・被把持
物、６・・・関節部、７・・・駆動手段、８・・・指開
放用ばね、９・・・形状記憶合金からなる指閉じ用ばね
、１６・・・圧力センサ、２０・・・加熱手段。出願人代理人　弁理士　鈴　江　武　彦第１図 λ 第２図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）駆動手段により動かされる複数の指を有し、これら指により被把持物を把持するハンド機構
であって、上記駆動手段を、指を開く方向に常時付勢す
る指開放用ばねと、形状記憶合金で構成され加熱される
ことにより上記指を指開放用ばねの付勢力に抗して閉じ
る方向に付勢する指閉じ用ばねと、この指閉じ用ばねを
加熱する加熱手段とを具備してなる構成としたことを特
徴とするハンド機構。
（２）各指が２個あるいはそれ以上の関節部を有することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
のハンド機構。
（３）各指の関節部毎に指開放用ばねおよび形状記憶合金からなる指閉じ用ばねが１式ずつ納めら
れていることを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の
ハンド機構。
（４）指開放用ばねおよび指閉じ用ばねがコイルばねからなり同軸状に配置されていることを特徴
とする特許請求の範囲第１項または第３項記載のハンド
機構。
（５）指閉じ用ばねを加熱する加熱手段が、指閉じ用ば
ねに直接電流を流して加熱するものであることを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載のハンド機構。
（６）指閉じ用ばねを加熱する加熱手段が、指の表面に
設けられた圧力センサの検知圧力の大小に応じて加熱時
間が制御されることを特徴とする特許請求の範囲第１項
または第５項記載のハンド機構。