JPS63251186A - ロボツト用ハンド - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 〔概　要〕 本発明は、ロボット用ハンドにおいて、種々の寸法形状
の物体の安定的把持と、把持物体の位置の正確な把握と
を可能にするために、夫々が少なくとも２つの関節を有
する複数本の可動指体の動作により、物体を複数本の可
動指体の内面とハンドベースの手の平部とで把持するこ
とができるようにし、しかも、複数本の可動指体の内面
とハンドベースの手の平部とに設けた感圧センサにより
少なくとも３系統の圧力を感知できるようにしたもので
ある。

〔産業上の利用分野〕

本発明はロボット用ハンドに関し、更に詳しくは、関節
を有する複数本の可動指体とハンドベースの手の平部と
で物体を把持するロボット用ハンドに関する。

人間の腕程度の長さの多関節型ロボット等に使用される
ハンドは、その可搬重量が小さいことから、軽量で安価
であることが必要とされる他、組立て作業やブロービン
グテスト等の各種の作業に使用できることが必要とされ
、また、様々な寸法形状の工具やワーク等をしっかり把
持てきることが必要とされる。更に、把持された物体の
位置を正確に計算できることが必要とされる。

〔従来の技術〕

第１０図は従来の多関節型ロボットに用いられている汎
用ハンドの構造を示したものである。第１０図を参照す
ると、従来の汎用ハンドはハンドベースｌと、ハンドベ
ースｌに取り付けられた２本の指体２とを備えている。

２本の指体２は中間部に関節を有しておらず、ハンドベ
ースｌに設けられたアクチュエータ（図示せず）によっ
て２本の指体２の開度を変えることより、２本の指体２
で物体を把持するようになっている。２本の指体２の内
面にはそれぞれ感圧センサ３が取り付けられており、こ
れら感圧センサ３によって２系統の圧力が感知されるよ
うになっている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上述した従来のロボット用ハンドにおいては、一定の形
状寸法の物体のみを把持する場合には、指体２の形状を
物体の形状に対応させることにより、物体をしっかり把
持することができるが、把持すべき物体の大きさや形状
が異なる場合には、物体をしっかり把持することができ
なくなるという問題が生じていた。また、感圧センサ３
が２系統であるため、指体２間に把持された物体の位置
を正確に計算することができないという問題が生じてい
た。

したがって、本発明の目的は、種々の寸法形状の物体を
安定的に把持できるとともに、把持された物体の位置を
正確に計算することができるロボット用ハンドを提供す
ることにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明によれば、ハンドベースと、ハンドベースに取り
付けられて少なくとも２つの関節軸を有する複数本の可
動指体と、可動指体を作動させるためのアクチュエータ
と、各可動指体の内面とハンドベースの手の平部とにそ
れぞれ設けられた少なくとも３系統の感圧センサと、を
備えていることを特徴とするロボット用ハンドが提供さ
れる。

〔作　用〕

本発明によるロボット用ハンドにおいては、夫々が少な
くとも２つの関節軸を有する複数本の可動指体の動作に
より、様々な寸法形状の物体を複数本の可動指体の内面
とハンドベースの手の平部とでしっかり把持することが
できる。しかも、複数本の可動指体の内面とハンドベー
スの手の平部とに設けられている感圧センサにより少な
くとも３系統の圧力を感知できるため、把持された物体
の位置を正確に計算することができるようになる。

〔実施例〕

以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図ないし第９図は本発明の一実施例を示すものであ
る。はじめに第１図ないし第４図を参照すると、ロボッ
ト用ハンドは図示しないロボットｂアーム先端の手首部
に取り付けられるハンドベース１１を備えており、ハン
ドベース１１には第１ないし第３の可動指体１２〜１４
が取り付けられており、ハンドベース１１の内部にはこ
れら可動指体１２〜１４を作動させるためのアクチュエ
ータ１５が設けられている。第２及び第３の可動指体１
３，１４は第１の可動指体１２に対向している。また、
第２及び第３の可動指体１３．１４は同一の動作をする
ように互いに連結されている。

第１図、第２図及び第４図を参照すると、第１の可動指
体１２は、例えばねじ１６によってハンドベース１１に
固定された一対の平行な第１指節骨部１７と、第１指節
骨部１７の先端に第１関節軸１８を介して連結された一
対の平行な第２指節骨部１９と、第２指節骨部１９に一
対の第２関節軸２０を介して連結された平行な一対の第
３指節骨部２１と、第１指節骨部１７と第３指節骨部２
１とに連結ピン２２と一対の連結ピン２３を介して連結
された一対の平行な連結杆２４と、アクチュエータ１５
と第２指節骨部１９とに連結ピン２５．２６を介して連
結された作動杆２７とを有している。

第１図、第３図及び第４図を参照すると、第２及び第３
の可動指体１３，１４の第１指節骨部２８．２９は互い
に平行に配設されて例えばねし３０．３１でハンドベー
ス１１に固定されており、可動指体１３，１４の第２指
節骨部３２，３３は互いに平行に配設されて共通の第１
関節軸３４を介して第１指節骨部２８．２９の先端に連
結されており、可動指体１３．１４の第３指節骨部３５
゜３６は互いに平行に配設されて同軸上に位置する第２
関節軸３７．３８を介してそれぞれ第２指節骨部３２．
３３に連結されており、可動指体１３゜１４の連結杆３
９．４０の後端は共通の連結ピン４１を介して第１指節
骨部２Ｂ、２９に連結されており、連結杆３９．４０の
先端は同軸上に位置する連結ピン４２．４３を介してそ
れぞれ第３指節骨部３５．３６に連結されている。また
、可動指体１３．１４の第２指節骨部３２．３３は共通
の連結ピン４４を介して共通の作動杆４５の先端に連結
されており、作動杆４５の後端は連結ピン４６を介して
アクチュエータ１５に連結されている。

第１図、第４図ないし第７図を参照すると、アクチュエ
ータ１５は駆動用モータ４７を備えており、モータ４７
の出力軸には駆動ギア４８が固定されている。ハンドベ
ース１１にはねじ軸（ボールねじ軸）４９が軸受５０．
５１を介して回転可能に支持されており、ねじ軸４９に
は駆動ギア４８と噛み合う従動ギア５２が固定されてい
る。

ねじ軸４９と平行に延びるガイドバー５３．５４にはブ
ロック５５が摺動可能に支持されており、ブロック５５
にはねじ軸４９に螺合するナツト（ポールナツト）５６
が固定されている。アクチュエータ１５のブロック５５
には上述した作動杆２７．４５がそれぞれ連結ピン２５
．４６を介して連結されている。

第１図、第４図及び第６図に示すように、ハンドベース
１１にはブロック５５が摺動ストロークの両路端に到達
したことを検出するための一対の検出器（ここではフォ
トセンサ）５７．５８が設けられており、更に、ハンド
ベース１１には駆動モータ４７の回転数を検出するため
のロータリエンコーダ５９が設けられており、ロータリ
エンコーダ５９の入力軸に固定されたギア６０は従動ギ
ア５２に噛み合っている。

第１図ないし第３図を参照すると、第１の可動指体１２
の第１ないし第３指節骨部１７．１９゜２１にはそれぞ
れ第１ないし第３の指カバー６１゜６２．６３が設けら
れている。一方、第２及び第３の可動指体１３．１４の
第１指節骨部２８゜２９には共通の第１指カバー６４が
設けられており、第２及び第３の可動指体１３．１４の
第２指節骨部３２，３３にはそれぞれ第２指カバー６５
゜６６が設けられており、第２及び第３の可動指体１３
．１４の第３指節骨部３５．３６にはそれぞれ第３指カ
バー６７．６８が設けられている。

第１図及び第３図に示すように、第１の可動指体１２の
第２及び第３指カバー６２．６３の内面すなわち把持面
には第１感圧センサ６９が取り付けられている。一方、
第１図及び第２図に示すように、第２の可動指体１３の
第２及び第３指カバー６５．６７の内面すなわち把持面
には第２感圧センサ７０が取り付けられており、同様に
、第３の可動指体１４の第２及び第３指カバー６６、　
６８の内面すなわち把持面には第３感圧センサ７１が取
り付けられている。また、第１図に示すように、ハンド
ベース１１の手の平部１１ａには第４感圧センサ７２が
取り付けられている。

第８図に示すように、第１ないし第４感圧センサ６９〜
７２は増幅器７３及びＡ／Ｄ変換器７４を介してロボッ
ト制御装置７５に接続されている。

上記構成を有するロボット用ハンドにおいては、モータ
４７の駆動力によってねじ軸４９を回転させると、ブロ
ック５５がねじ軸４９の軸線方向に移動する。可動指体
１２〜１４の第２指節骨部１９．３２．３３は作動杆２
７．４５を介してブロック５５に連結されているので、
ブロック５５の移動に応じて可動指体１２〜１４の第２
指節骨部１９．３２．３３が第１関節軸１８．３４を支
点にして回動する。更に、第２指節骨部１９，３２゜３
３に第２関節軸２０．３７を介して連結されている第３
指節骨部２１，３５．３６は連結杆２４゜３９．４０を
介して第１指節骨部１７．２８．２９にも連結されてい
るので、第２指節骨部１９．３２゜３３の動きに連動し
て第３指節骨部２１．３５゜３６が第２関節軸２０．２
７を支点として回動する。したがって、第９図（ａ）、
　（ｂ）から判るように、寸法形状の異なる各種物体Ａ
、Ｂを３本の可動指体１２〜１４とハンドベース１１の
手の平部１１Ａとによってしっかり把持することができ
る。また、物体Ａ、　　Ｂを把持したときに、各感圧セ
ンサ６９ないし７２によって４系統の圧力を感知するこ
とができるので、把持された物体Ａ、Ｂのハンドに対す
る位置を正確に計算することができる。

以上、図示実施例につき説明したが、本発明は上記実施
例の態様のみに限定されるものではなく、例えば、可動
指体を２本として３系統の感圧センサを２＊の可動指体
の内面とハンドベースの手の平部とに独立に設けるよう
にしてもよい。また、必要に応じて可動指体の関節数や
関節位置に変更を加えたり、アクチュエータの動力変換
形態等に変更を加えたりすることができる。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、本発明によれば、夫々
が少なくとも２つの関節を有する複数本の可動指体の動
作により、様々な寸法形状の物体を複数本の可動指体の
内面とハンドベースの手の平部とでしっかり把持するこ
とができるようになり、しかも、複数本の可動指体の内
面とハンドベースの手の平部とに設けられている感圧セ
ンサにより少なくとも３系統の圧力を感知できるため、
把持された物体の位置を正確に計算することができるよ
うになる。したがって、種々の寸法形状の物体を安定的
に把持てきるとともに、把持された物体の位置を正確に
計算することができるロボット用ハンドを提供すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すロボット用ハンドの断
面側面図、 第２図は第１図に示すロボット用ハンドの要部平面図、 第３図は第１図に示すロボ７）用ハンドの要部底面図、 第４図は第１図に示すロボット用ハンドの要部正面図、 第５図は第４図中Ｖ−Ｖ線に沿った断面図、第６図は第
４図中Ｖｌ−Ｖｌ線に沿った断面図、第７図は第４図中
■−■線に沿った断面図、第８図は第１図に示すロボッ
ト用ハンドの感圧センサとロボット制御装置との接続状
態を示すブロック図、 第９図（ａ）、　（ｂｌはそれぞれ第１図に示すロボッ
ト用ハンドの動作を示す線図、 第１０図は従来の汎用型ロボット用ハンドの斜視図であ
る。 図において・　１１はハンドベース、１１ａは手の平部
、１２〜１４は可動指体、１５はアクチュエータ、１７
，２８．２９は第１指節骨部、１８゜３４は第１関節軸
、１９，３２．３３は第２指節骨部、２０，３７．３８
は第２関節軸、２１．　３５゜３６は第３指節骨部、２
４，３９．４０は連結杆、２７．４５は作動杆、６９〜
７２は感圧センサをそれぞれ示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ハンドベース（１１）と、 ハンドベース（１１）に取り付けられてハンドベース（
   １１）に対し少なくとも２つの関節軸（１８、２３、３
   ４、３７、３８）を有する複数本の可動指体（１２〜１
   ４）と、 可動指体（１２〜１４）を作動させるためのアクチュエ
   ータ（１５）と、 各可動指体（１２〜１４）の内面とハンドベース（１１
   ）の手の平部（１１ａ）とにそれぞれ設けられた少なく
   とも３系統の独立した感圧センサ（６９〜７２）と、 を備えていることを特徴とするロボット用ハンド。 ２、第１の可動指体（１２）と、第１の可動指体（１２
   ）に対向する第２及び第３の可動指体（１３、１４）と
   を備え、第１ないし第３の可動指体（１２〜１４）の内
   面とハンドベース（１１）の手の平部（１１ａ）とにそ
   れぞれ４系統の独立した感圧センサ（６９〜７２）が設
   けられていることを特徴とする特許請求の範囲第１項に
   記載のロボット用ハンド。 ３、各可動指体（１２〜１４）が、ハンドベース（１１
   ）に固定された第１指節骨部（１７、２８、２９）と、
   該第１指節骨部（１７、２８、２９）に第１関節軸（１
   ８、３４）を介して連結された第２指節骨部（１９、３
   ２、３３）と、該第２指節骨部（１９、３２、３３）に
   第２関節軸（２０、３７、３８）を介して連結された第
   ３指節骨部（２１、３５、３６）と、第１指節骨部（１
   ７、２８、２９）と第３指節骨部（２１、３７、３８）
   とを連結する連結杆（２４、３９、４０）と、アクチュ
   エータ（１５）と第２指節骨部（１９、３２、３３）と
   を連結する作動杆（２７、４５）とを有していることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項に記載のロ
   ボット用ハンド。