KR100778299B1

KR100778299B1 - 다지 핸드 장치

Info

Publication number: KR100778299B1
Application number: KR1020037009677A
Authority: KR
Inventors: 마츠다히로시
Original assignee: 혼다 기켄 고교 가부시키가이샤
Priority date: 2001-01-23
Filing date: 2002-01-21
Publication date: 2007-11-22
Also published as: EP1375087A4; WO2002058896A1; JPWO2002058896A1; KR20030075165A; DE60232584D1; EP1375087A1; EP1375087B1; US20050102037A1; JP3914157B2

Abstract

각 손가락 기구(1a∼1e)의 각 마디사이 부재(6∼8,21,22)에는 그 외주면을 덮는 완충 부재(17∼19,26,27)가 장착되고, 이 완충 부재는 서로 이웃하는 것 끼리가 그 사이의 관절(9∼11,23,24)의 개소에서 이간하고 있다. 각 손가락 기구(1a∼1e)에는, 탄성 커버 부재(20a∼20e)가 삽입 이탈 자유롭게 외삽되어 있다. 탄성 커버 부재(20a∼20e)는, 고무 등의 엘라스토머로 이루어진다. 상기 구성에 의해, 물체를 손상시키지 않고 이 물체의 파지작업 등을 행할 수 있고, 더욱이 더러워짐 방지나 메인터넌스성의 향상을 도모할 수 있다.

마디사이 부재, 탄성 커버, 완충 부재, 엘라스토머, 손바닥부, 관절, 오목부

Description

다지 핸드 장치{MULTI-FINGER HAND DEVICE}

본 발명은, 로봇의 다지(多指) 핸드 장치에 관한 것이다.

인형 로봇 등의 로봇의 핸드 장치로는, 물체를 파지하는 등의 작업을 행하기 위해서, 사람의 손가락에 상당하는 복수의 손가락 기구를 손바닥부(手嘗部)로부터 뻗어 설치한 형태의 다지 핸드 장치가 종래부터 알려져 있다. 이 종류의 다지 핸드 장치에서는, 통상, 각 손가락 기구는, 사람의 손가락의 골자에 상당하는 복수의 마디사이 부재를 관절을 통하여 연접한 구조로 되어 있어, 각 관절에서의 마디사이 부재의 회전운동에 의해 굴신 가능하게 되어 있다.

그런데, 상기 다지 핸드 장치의 각 손가락 기구의 마디사이 부재는, 통상, 금속 등의 경질재에 의해 형성되어 있다. 이 때문에, 이 다지 핸드 장치의 복수의 손가락 기구에 의해 물체를 파지할 때에 이 물체를 상처입게 하거나, 다지 핸드 장치를 이동시킬 때에 손가락 기구가 물체에 부딪혀서 이 물체를 상처입히는 등의 문제를 일으킬 우려가 있었다.

본 발명은 이러한 배경을 감안하여 이루어진 것이며, 물체를 손상시키지 않고, 이 물체의 파지작업 등을 행할 수 있고, 더욱이 더러워짐의 방지나 메인터넌스성의 향상을 도모할 수 있는 다지 핸드 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다지 핸드 장치는 이러한 목적을 달성하기 위해서, 손바닥부로부터 뻗어 설치되고, 각각 복수의 마디사이 부재를 손가락 관절을 통하여 순차 연접하여 이루어지는 복수의 손가락 기구를 구비한 다지 핸드 장치에 있어서, 각 손가락 기구의 각 마디사이 부재마다 이 마디사이 부재의 외주면을 덮는 완충 부재를 이 마디사이 부재에 장착하는 동시에 각 손가락 기구의 서로 이웃하는 마디사이 부재에 각각 장착된 상기 완충 부재끼리를 그 이웃하는 마디사이 부재 사이의 관절의 개소에서 이간시켜 설치하고, 상기 완충 부재를 포함하여 각 손가락 기구에 삽입되고, 이 손가락 기구의 선단측이 폐색된 바닥있는 원통형상의 신축 자유로운 탄성 커버 부재를 구비하여, 손가락 기구의 굴곡시에 생기는 탄성 커버 부재의 만곡부분이 서로 이웃하는 완충 부재의 간극에 들어갔을 때, 완충 부재의 배측이, 관절에 의한 이 만곡부분이 물려 들어가는 것을 방지하는 두께로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

이러한 본 발명에 의하면, 각 손가락 기구의 마디사이 부재에 그 외주면을 덮는 완충 부재를 장착하고 있기 때문에, 이 손가락 기구가 어떠한 물체에 부딪쳐도, 그 때의 충격이 완화된다. 또, 각 손가락 기구의 서로 이웃하는 마디사이 부재의 각각에 대응하는 완충 부재는, 그 이웃하는 마디사이 부재 사이의 관절의 개소에서 이간하고 있기 때문에, 각 손가락 기구의 각 관절에서의 굴신 동작 등을 지장없이 행할 수 있다.

따라서, 본 발명의 다지 핸드 장치에 의하면, 물체를 손상시키지 않고 이 물체의 파지작업 등을 지장없이 행하는 것이 가능하게 된다.

또한, 상기 완충 부재의 재질로서는, 예를 들면 우레탄고무 등을 들 수 있다.

또, 상기 각 손가락 기구가 그 각 관절 둘레의 상기 마디사이 부재의 회전 동작에 의해 굴신 가능하게 설치되어져 있을 경우에는, 각 손가락 기구의 서로 이 웃하는 마디사이 부재의 각각에 대응하는 완충 부재끼리 사이의 간극은, 그 이웃하는 마디사이 부재 사이의 관절측으로부터 이 손가락 기구의 배측을 향해서 넓어져 가도록 설치되어 있는 것이 바람직하다. 이와 같이 함으로써, 각 손가락 기구의 각 관절에서의 굴신 동작을 방해하지 않고, 각 손가락 기구의 관절의 개소에서, 완충 부재에 의해 피복되지 않고 노출하는 부분을 적게 할 수 있다.

이러한 본 발명에서, 각 손가락 기구의 완충 부재가 노출해 있으면, 다지 핸드 장치에 의한 물체의 파지작업 등의 때에 각 손가락 기구의 완충 부재가 직접적으로 이 물체에 접촉하기 때문에, 이 완충 부재가 더러워지기 쉽다. 또, 이 완충 부재는, 그 완충 효과를 확보하기 위해서 일반적으로 어느 정도의 두께를 필요로 하므로 비교적 고가인 것으로 되기 쉽다.

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그런데, 본 발명과 같이 각 손가락 기구에 탄성 커버 부재를 외삽하여 구비함으로써, 상기 완충 부재의 더러워짐을 방지할 수 있다. 또, 이 탄성 커버 부재는, 비교적 얇은 것으로 좋기 때문에, 비교적 저렴한 것으로 할 수 있다. 또한, 이 탄성 커버 부재는, 신축 자유로운 것이므로, 각 손가락 기구는 지장 없이 그 굴신 동작 등을 행할 수 있다.
또, 본 발명에 의하면, 완충 부재의 배측의 두께가, 탄성 커버 부재의 만곡부분이, 관절에 세게 눌려지지 않을 정도의 두께로 형성되어 있다. 이 때문에, 이 만곡부분이, 관절에 물려 들어가서 손상을 받거나, 그 물려 들어가는 것에 의해 관절의 작동 불량이 생기는 사태를 방지할 수 있다.

이와 같이 탄성 커버 부재를 각 손가락 기구에 구비한 본 발명의 다지 핸드 장치에 있어서, 상기 각 손가락 기구가 그 각 관절 둘레의 상기 마디사이 부재의 회전 동작에 의해 굴신 가능하게 설치되어져 있을 경우에는, 이 각 손가락 기구의 탄성 커버 부재는, 그 배측 면부가 이 손가락 기구의 굴곡시에 이 손가락 기구의 각 관절의 개소에서 이 관절 근처에 만곡하도록 구성되어 있는 것이 바람직하다.

이것에 의하면, 각 손가락 기구의 굴곡시에, 이 손가락 기구의 탄성 커버 부재의 배측 면부가, 이 손가락 기구의 관절의 개소에서 이 관절 근처에 만곡하여 내측으로 움푹 들어가기 때문에, 이 손가락 기구의 굴곡 개소에서 탄성 커버 부재의 배측 면부가 외측으로(관절로부터 이간하는 방향으로) 돌출하는 것 같은 일이 없다. 이 때문에, 다지 핸드 장치에 의한 작업시에 탄성 커버 부재가 방해되거나, 이물에 걸리거나 하는 것 같은 사태를 회피할 수 있다.

또한, 상기한 바와 같이 탄성 커버 부재의 배측 면부를 손가락 기구의 관절의 개소에서 관절 근처에 만곡시키기 위해서는, 예를 들면 당해 개소에 미리 오목부를 형성하거나, 당해 개소를 미리 관절 근처에 움푹 들어가게 해두는 등을 들 수 있다.

더욱이, 본 발명에서 각 손가락 기구가 그 각 관절 둘레의 상기 마디사이 부재의 회전 동작에 의해 굴신 가능하게 설치되어 있는 경우에는, 이 각 손가락 기구의 탄성 커버 부재는, 이 손가락 기구의 굴곡시에 이 손가락 기구를 그 신장측에 가압하는 복원력을 발생시키도록, 이 손가락 기구의 신장 상태에서 외형 형상에 따른 형상으로 미리 형성되어 있는 것이 바람직하다.

즉, 다지 핸드 장치에서는, 일반적으로, 각 손가락 기구는, 그 신장측으로 스프링 등의 가압 수단에 의해 가압되고, 전동 모터 등의 엑츄에이터의 구동력에 의해 이 손가락 기구의 굽힘 동작이 행해진다. 그리고, 이 손가락 기구의 탄성 커버 부재를, 이 손가락 기구의 신장 상태에서의 외형 형상에 따른 형상으로 형성해 둠으로써, 손가락 기구의 굴곡시에는, 탄성 커버 부재의 복원력에 의해 이 손가락 기구가 펴지는 측으로 가압된다. 이 결과, 상기 가압 수단의 가압력을 경감하는 것이 가능하게 된다.

이 경우, 상기 각 손가락 기구의 탄성 커버 부재는, 적어도 이 손가락 기구의 등측 면부의 일부가 배측 면부 보다도 두껍게 형성되어 있는 것이 바람직하다.

이것에 의하면, 손가락 기구의 굴곡시에, 이 손가락 기구와 함께 굴곡하는 탄성 커버 부재의 복원력이 높아지고, 손가락 기구를 신장측으로 가압하는 스프링 등의 가압수단의 가압력을 보다 경감하는 것이 가능하게 된다.

또, 본 발명에서는, 상기 각 손가락 기구의 탄성 커버 부재중 적어도 1개의 탄성 커버 부재에 일체로 연결되고, 상기 손바닥부의 표면을 덮도록 이 손바닥부에 착탈 자유롭게 장착된 탄성 커버 부재를 구비하는 것이 적합하다.

이것에 의하면, 손가락 기구와 함께 손바닥부를 탄성 커버 부재에 의해 덮어서 핸드 장치의 전체를 더러워짐으로부터 보호하는 것이 가능하게 된다. 또, 손바닥부의 탄성 커버 부재를 적어도 1개의 손가락 기구의 탄성 커버 부재에 일체로 연결해 둠으로써, 그것들의 탄성 커버 부재의 부품수를 삭감하는 것이 가능하게 된다.

또, 본 발명에서는, 상기 각 손가락 기구의 탄성 커버 부재나, 상기 손바닥부의 탄성 커버 부재는, 엘라스토머로 이루어지는 것이 적합하다. 이것에 의하면, 이 탄성 커버 부재를 비교적 염가로 제조할 수 있다.
더욱이 본 발명은, 각 손가락 기구에 외삽된 탄성 커버 부재의 배측 면부에, 각 관절 개소에서 관절을 향하여 움푹 들어간 오목부가 형성되고, 각 오목부에서의 탄성 커버 부재의 두께가 탄성 커버 부재의 다른 부분보다도 얇은 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명은, 오목부가 각 탄성 커버 부재의 배측 면부를 향하여 확장하여 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.
당해 구성에 의하면, 손가락 기구의 굴곡시에 탄성 커버 부재의 배측 면부가, 각 관절 개소에서 보다 확실히게 이 관절 근처에 굴곡한다. 이 결과, 손가락 기구의 굴곡시에, 탄성 커버 부재의 배측 면부가 부분적으로 외방으로 돌축하여 작업의 방해가 되거나 하는 것과 같은 사태를 방지할 수 있다.

도 1은, 본 발명의 제 1 실시형태의 다지 핸드 장치의 손바닥측에서 본 평면도,

도 2는 도 1의 다지 핸드 장치의 주요부의 평면도,

도 3은 도 1의 I-1선 단면도,

도 4는 도 1의 다지 핸드 장치의 손가락 기구의 작동 설명도이다.

도 5는 본 발명의 제 2 실시형태의 다지 핸드 장치의 손가락 기구의 종단면도,

도 6은 본 발명의 제 3 실시형태의 다지 핸드 장치의 손가락 기구의 종단면도,

도 7은 도 6의 손가락 기구의 외관 측면도,

도 8은 본 발명의 제 4 실시형태의 다지 핸드 장치의 손가락 기구의 종단면도이다.

본 발명의 제 1 실시형태를 도 1∼도 4를 참조하여 설명한다.

도 1을 참조하면, 본 실시형태의 다지 핸드 장치는, 사람손과 마찬가지로 5개의 손가락 기구(1a∼1e)를 손바닥부(2)로부터 뻗어 설치한 구성으로 되어 있다. 각 손가락 기구(1a∼1e)는 각각 사람손의 엄지 손가락, 집게 손가락, 가운데 손가락, 약손가락, 새끼 손가락에 상당하는 것이다.

손바닥부(2)는, 그 외면부가, 손바닥측의 면부(도 1의 표면측) 및 손등측의 면부(도 1의 이면측)를 각각 형성하는 손바닥 형성 부재(3) 및 손등 형성 부재(4)를 조립하여 구성되고, 이들 손바닥 형성 부재(3) 및 손등 형성 부재(4) 사이의 공간(손바닥부(2)의 내부공간)은, 손가락 기구(1a∼1e)를 동작시키기 위한 구동 기구(도시하지 않음)의 수용부로 되어 있다. 그리고, 손바닥부(2)의 기단부는, 로봇의 완(腕)체(5)에 연결되어 있다.

손가락 기구(1a∼1e)중, 엄지 손가락에 상당하는 손가락 기구(11a) 이외의 손가락 기구(1b∼1e)는, 손바닥부(2)의 선단부(완체(5)측의 기단부와 반대측의 단부)로부터 대강 전방(도 1이 상방향)을 향해서 뻗어 설치되어 있다. 이들 4개의 손가락 기구(1b∼1e)는, 그 기본구조는 어느 것이나 동일하게 되고, 그 구조를 도 2∼도 4를 참조하여 이하에 설명한다.

또한, 도 2∼도 4는, 정확하게는, 가운데 손가락에 상당하는 손가락 기구(1c)의 구조를 나타내는 도면인데, 손가락 기구(1b∼1e)는, 그 기본구조가 동일하고, 부분적인 사이즈만이 상이하므로, 여기에서의 설명에서는, 손가락 기구(1b∼1e)의 각각의 구조를 표현하는 것으로서 도 2∼도 4를 사용한다.

도 2 및 도 3에 도시하는 바와 같이, 손가락 기구(1b∼1e)의 각각은, 그 본체부재로서, 3개의 마디사이 부재(6∼8)와 3개의 관절(9∼11)을 가지고 있고, 손바닥부(2)에 고정 설치된 고정 부재(12)로부터, 마디사이 부재(6∼8)를 순차, 관절(9∼11)을 통하여 연접한 구조로 되어 있다. 이 경우, 고정 부재(12)는, 도 3에 도시하는 바와 같이 손바닥부(2)의 내부에서 상기 손등 형성 부재(4)에 고정 설치되고, 그 일단부가 손바닥부(2)의 선단부에 각 손가락 기구(1b∼1e)의 각각에 대응하여 형성된 개구 구멍(13)을 통하여 돌출되어 있다. 그리고, 이 고정 부재(12)의 일단부에 관절(9)을 통하여 마디사이 부재(6)가 연결되어 있다.

또한, 도 1에서는 편의상, 대표적으로 손가락 기구(1c,1e)에 대해서만 상기의 구성 요소의 참조 부호를 붙이고, 손가락 기구(1b,1d)에 대해서는 그 구성 요소의 참조 부호를 생략하고 있다.

도 2 및 도 3에 도시하는 바와 같이, 각 관절(9∼11)은, 각각 회전축으로서의 1개의 관절축(9a,10a,11a)을 서로 같은 방향(손바닥부(2)의 대략 폭방향)을 향하게 하여 구비하고 있고, 마디사이 부재(6∼8)은, 각각 고정 부재(12), 마디사이 부재(6), 마디사이 부재(7)에 대해 관절축(9a∼11a)의 축심둘레로 회전 가능하게 되어 있다. 그리고, 손가락 기구(1b∼1e)는, 각각 관절(9∼11)에서의 마디사이 부재(6∼8)의 회전동작에 의해 굴신 가능하게 되어 있다.

또, 본 실시형태의 다지 핸드 장치에서는, 이들 손가락 기구(1b∼1e)는, 각각 고정 부재(12)와 마디사이 부재(7)를 연결하는 링크 암(14), 및 마디사이 부재(6)와 마디사이 부재(8)를 연결하는 링크 암(15)으로 이루어지는 링크 기구(16)를 구비하고 있다. 이 경우, 링크 암(14)은, 그 일단부가 관절축(9a) 보다도 각 손가락 기구(1b∼1e)의 등측(도 3의 하측)의 개소에서 고정 부재(12)에 회전 자유롭게 축지지되고, 타단부가 관절축(10a) 보다도 각 손가락 기구(1b∼1e)의 배측(도 3의 상측)의 개소에서 마디사이 부재(7)에 회전 자유롭게 축지지되어 있다. 또, 링크 암(15)은, 그 일단부가 관절축(10a) 보다도 각 손가락 기구(1b∼1e)의 등측의 개소에서 마디사이 부재(6)에 회전 자유롭게 축지지되고, 타단부가 관절 축(11a) 보다도 각 손가락 기구(1b∼1e)의 배측의 개소에서 마디사이 부재(8)에 회전 자유롭게 축지지되어 있다.

이와 같은 링크 암(14,15)으로 이루어지는 링크 기구(16)에 의해, 마디사이 부재(6)가 고정 부재(12)에 대해 회전하면, 이것에 연동하여 마디사이 부재(7)가 마디사이 부재(6)에 대해 회전하고, 더욱이, 이 마디사이 부재(7)의 회전에 연동하여 마디사이 부재(8)가 마디사이 부재(7)에 대해 회전하게 되어 있다. 따라서, 각 손가락 기구(1b∼1e)의 굴신 동작은, 마디사이 부재(6)를 고정 부재(12)에 대해 관절축(9a)의 둘레로 회전 구동함으로써 행해지도록 되어 있다.

여기에서, 본 발명의 본질을 이루는 것은 아니므로 도시는 생략하지만, 이들 손가락 기구(1b∼1e)는 각각, 그 마디사이 부재(6)가 스프링(가압 수단)에 의해 신장 상태(도 3에 도시하는 상태)로 가압되는(결과적으로 각 손가락 기구(1b∼1e)의 전체가 신장 상태로 가압되는) 동시에, 와이어나 풀리, 전동 모터 등을 사용하여 구성된 구동 기구에 의해, 상기 스프링의 가압력에 저항하여 마디사이 부재(6)에 회전 구동력을 부여함으로써, 도 4에 도시하는 바와 같이, 각 손가락 기구(1b∼1e)의 굽힘 동작(각 마디사이 부재(6∼8)가 손바닥부(2)의 손바닥측에 접근하도록 회전하는 동작)이 행해진다.

도 1∼도 3에 도시하는 바와 같이, 각 손가락 기구(1b∼1e)의 각 마디사이 부재(6∼8)에는, 각각의 외주면을 덮는 완충 부재(17∼19)가 각각 장착되어 있다. 이들 완충 부재(17∼19)의 재질은, 예를 들면 우레탄고무 등이다.

도 3에 도시하는 바와 같이, 이들 완충 부재(17∼19)중, 마디사이 부재(6)에 장착된 완충 부재(17)와, 이것에 이웃하는 마디사이 부재(7)에 장착된 완충 부재(18)는, 양 마디사이 부재(6,7) 사이의 관절(10)의 개소에서 이간하여 설치되어 있다. 동일하게, 마디사이 부재(7)에 장착된 완충 부재(18)와, 마디사이 부재(8)에 장착된 완충 부재(19)는, 양 마디사이 부재(7,8) 사이의 관절(11)의 개소에서 이간하여 설치되어 있다. 이 경우, 서로 이웃하는 완충부재(17,18)는, 각 손가락 기구(1b∼1e)가 신장 상태로부터 굴곡할 때에는, 이 완충 부재(17,18)의 관절축(10a) 보다도 각 손가락 기구(1b∼1e)의 배측의 개소에서 접근하고, 이 관절축(10a) 보다도 각 손가락 기구(1b∼1e)의 등측의 개소에서 이반한다. 이 때문에, 완충 부재(17,18) 사이의 간극은, 특히, 관절축(10a) 보다도 각 손가락 기구(1b∼1e)의 배측의 개소에서, 각 손가락 기구(1b∼1e)의 굴곡시에 맞닿아서 간섭하는 일이 없도록, 각 손가락 기구(1b∼1e)의 배측 면부를 향하여 확장해 가도록 설치되어 있다(도 3 참조). 이것은, 서로 이웃하는 완충 부재(18,19)의 간극에 대해서도 동일하고, 이 간극은, 관절축(11a) 보다도 각 손가락 기구(1b∼1e)의 배측의 개소에서, 각 손가락 기구(1b∼1e)의 배측 면부를 향하여 확장해 가도록 설치되어 있다(도 3 참조).

또, 손가락 기구(1b∼1e)에는, 각각 완충 부재(17∼19)를 포함하여 각 기구(1b∼1e)의 외표면을 덮도록 손가락용 탄성 커버 부재(20b∼20e)가 삽입 이탈 가능하게 외삽되어 있다. 이들 각 손가락용 탄성 커버 부재(20b∼20e)는, 손가락 기구(1b∼1e)의 선단측의 일단부가 폐색된 엷은 통형상의 부재이며, 각각 대응하는 손가락 기구(1b∼1e)의 신장 상태에서의 외형 형상에 따라 형성되어 있다(각 손가락용 탄성 커버 부재(20b∼20e)의 직경이 각 손가락 기구(1b∼1e)의 완충 부재(17∼19)의 외경과 대략 동등하게 되어 있음). 이 경우, 각 손가락용 탄성 커버 부재(20b∼20e)의 타단부(개구 단부)는, 도 3에 도시하는 바와 같이, 손바닥부(2)의 개구 구멍(13)을 통해서 손바닥부(2)의 내부에 삽입되어 있다. 이 손가락용 탄성 커버 부재(20b∼20e)는, 그 재질이 예를 들면 고무 등의 엘라스토머이고, 신축 가능하게 되어 있다.

한편, 엄지 손가락에 상당하는 손가락 기구(1a)는, 도 1에 도시하는 바와 같이, 손바닥부(2)의 측부(손가락 기구(1b)의 후방)로부터 경사 전방을 향해서 뻗어 설치되고, 그 본체부재로서, 2개의 마디사이 부재(21,22)와 2개의 관절(23,24)을 가지고 있다. 그리고, 이 손가락 기구(1a)는, 손바닥부(2)의 내부에서 상기 손등 형성 부재(4)에 고정 설치된 고정 부재(25)로부터, 마디사이 부재(21,22)를 순차, 관절(23,24)을 통하여 연접한 구조로 되어 있다.

각 관절(23,24)은, 각각 회전축으로서의 1개의 관절축(23a,24a)을 구비하고 있고, 마디사이 부재(21,22)는, 각각 고정 부재(25), 마디사이 부재(21)에 대해 관절축(23a,24a)의 축심둘레로 회전 가능하게 되어 있다. 그리고, 손가락 기구(1a)는, 관절(23,24)에서의 마디사이 부재(21,22)의 회전 동작에 의해 굴신 가능하게 되어 있다.

여기에서, 도시는 생략하지만, 손가락 기구(1a)는, 그 마디사이 부재(21,22)가 각각 스프링(가압 수단)에 의해 신장 상태(도 1에 도시하는 상태)로 가압되는 동시에, 와이어나 풀리, 전동 모터 등을 사용하여 구성된 구동 기구에 의해, 상기 스프링의 가압력에 저항하여 마디사이 부재(22)에 회전 구동력을 부여함으로써, 이 손가락 기구(1a)의 굽힘 동작(손가락 기구(1b∼1e)의 굴곡시에 손가락 기구(1a)의 선단이 손가락 기구(1b∼1e)에 접근하도록 마디사이 부재(21,22)가 회전하는 동작)이 행해지게 되어 있다.

또, 상술의 손가락 기구(1b∼1e)의 경우와 동일하게, 손가락 기구(1a)의 각 마디사이 부재(21,22)에는, 각각의 외주면을 덮는 완충 부재(26,27)가 각각 장착되고, 이들 완충 부재(26,27)는 그 사이의 관절(24)의 개소에서 서로 이간하여 설치되어 있다. 그리고, 완충 부재(26,27) 사이의 간극은, 상술의 손가락 기구(1b∼1e)의 경우와 동일하게, 관절축(24a) 보다도 이 손가락 기구(1a) 배측의 개소가, 이 손가락 기구(1a)의 배측 면부를 향해서 확장해 가도록 설치되어 있다.

더욱이, 손가락 기구(1a)에는, 손가락 기구(1b∼1e)의 경우와 동일하게 완충 부재(27,28)를 포함하여 이 손가락 기구(1a)의 외표면을 덮도록, 이 손가락 기구(1a)의 선단부측의 단부가 폐색된 얇은 통형상의 손가락용 탄성 커버 부재(20a)가 삽입 이탈 가능하게 외삽되어 있다. 이 손가락용 탄성 커버 부재(20a)는, 손가락 기구(1b∼1e)의 손가락용 탄성 커버 부재(20b∼20e)와 동일하게, 고무 등의 엘라스토머에 의해 신축가능하게 형성되고, 손가락 기구(1a)의 신장 상태에서의 외형 형상에 따라서 형성되어 있다(손가락용 탄성 커버 부재(20a)의 직경이 손가락 기구(1a)의 완충 부재(26,27)의 외경과 대략 동등하게 되어 있다.

또한, 본 실시형태에서는, 각 손가락용 커버 부재(20a∼20e)는, 각각 거의 균일한 두께를 갖는 것으로 되어 있다.

또, 손바닥부(2)에는, 각 손가락 기구(1a∼1e)의 뻗어 설치하는 개소를 제외하고 이 손바닥부(2)의 외주면 전체를 덮도록 얇은 수상용 커버 부재(28)(도 1의 가상선 및 도 3 및 도 4를 참조)가 착탈 자유롭게 장착되어 있다. 이 수상용 커버 부재(28)는, 손가락용 커버 부재(20a∼20e)와 동일하게, 엘라스토머에 의해 형성된 것이다.

이러한 본 실시형태의 다지 핸드 장치에서 각 손가락 기구(1a∼1e)의 각 마디부재(6∼8,21,22)에 완충 부재(17∼19,26,27)이 장착되어 있기 때문에, 도시하지 않은 물체를 파지할 때 등에, 손가락 기구(1a∼1e)가 이 물체에 맞닿아도, 이 물체에 과대한 충격이 작용하지 않고, 이 물체의 손상을 회피할 수 있다. 또, 각 손가락 기구(1a∼1e)의 완충 부재(17∼19,26,27)는, 서로 이웃하는 것끼리가 그들 사이의 관절의 개소에서 이간하고 있다. 특히 그 관절축 보다도 배측의 개소에서, 이웃하는 것끼리의 사이의 간극이 각 손가락 기구(1a∼1e)의 배측 면부를 향하여 확장하도록 설치되어 있기 때문에, 각 손가락 기구(1a∼1e)의 굴신 동작의 때에 이웃하는 완충 부재끼리가 맞닿지 않고, 그 굴신 동작을 지장 없이 행할 수 있다.

더욱이, 각 손가락 기구(1a∼1e)는, 그 완충 부재(17∼19,26,27)를 포함하고 손가락용 탄성 커버 부재(20a∼20e)에 의해 덮어져 있기 때문에, 각 손가락 기구(1a∼1e)의 본체 부재나 완충 부재(17∼19,26,27)의 더러워짐이나 마모를 방지할 수 있다. 특히, 완충 부재(17∼19,26,27)는, 그 완충 효과를 확보하는 점에서, 비교적 두꺼워 고가인 것이 되기 쉽지만, 그 더러워짐이나 마모를 방지할 수 있으므로, 완충 부재(17∼19,26,27)의 내용기간을 높일 수 있다. 또, 각 손가락 기구(1a∼1e)의 각 관절(9∼11,23,24)에는, 그리스 등의 윤활제가 부여되는 경우가 많은데, 손가락 기구(1a∼1e)가 손가락용 탄성 커버 부재(20a∼20e)에 의해 덮어져 있기 때문에, 그 윤활제가 다지 핸드 장치의 표면에 부착되거나 비산하거나 하는 것을 방지할 수 있다.

또한, 손가락용 탄성 커버 부재(20a∼20e)나, 수상용 탄성 커버 부재(28)는, 다지 핸드 장치에 의한 작업 등에 의해 더러워져 가지만, 이것들은, 얇은 것이고, 비교적 염가로 제조할 수 있기 때문에, 교환 비용이 염가로 해결된다. 또, 그들 탄성 커버 부재(20a∼20e,28)는, 다지 핸드 장치로부터 분리하여 세정할 수도 있다.

또, 예를 들면 손가락 기구(1b∼1e)의 굴곡시에는, 그 각 손가락 기구(1b∼1e)의 손가락용 탄성 커버 부재(20b∼20e)의 배측 면부는, 기본적으로는, 도 4에 도시하는 바와 같이, 각 관절(9∼11)의 개소에서, 각 관절(9∼11) 근처에 만곡한다. 이 때, 이 만곡 부분은, 관절(10,11)의 개소에서는, 서로 이웃하는 완충 부재((17,18),(18,19))의 배측의 간극에 들어간다. 이 경우, 본 실시형태에서는, 완충 부재(17∼19)의 배측의 두께는, 손가락용 탄성 커버 부재(20b∼20e)의 만곡 부분이, 관절(9∼11)에 세게 눌리는 일이 없을 정도로의 두께로 형성되어 있고, 이것에 의해, 이 만곡 부분이, 관절(9∼11)에 물려 들어가서 손상을 받거나, 그 물려 들어감으로써 관절(9∼11)의 작동 불량이 생기는 사태를 방지할 수 있다. 이것은, 도시에서의 설명은 생략하지만, 엄지 손가락에 상당하는 손가락 기구(1a)의 손가락용 탄성 커버 부재(20a)에 대해서도 동일하다.

또, 각 손가락 기구(1a∼1e)의 손가락용 탄성 커버 부재(20a∼20e)는, 각 손가락 기구(1a∼1e)의 신장 상태에서의 외형 형상에 따른 형상으로 형성된 탄성부재이기 때문, 각 손가락 기구(1a∼1e)의 굴곡시에는, 각 손가락 기구(1a∼1e)를 신장측으로 가압하는 복원력을 발생한다. 이 때문에, 각 손가락 기구(1a∼1e)를 신장 상태로 가압하는 스프링(도시하지 않음)의 가압력을 경감할 수 있고, 나아가서는, 이 스프링의 경량화, 소형화를 향상시킬 수 있다.

다음에 본 발명의 제 2 실시형태를 도 5를 참조하여 설명한다. 또한, 본 실시형태의 다지 핸드 장치는, 그 기본구성은 상기 제 1 실시형태의 것과 동일하고, 손가락용 탄성 커버 부재 및 수상용 탄성 커버 부재에 관계되는 부분적 구성만이 상기 제 1 실시형태의 것과 상이한 것이다. 이 때문에, 본 실시형태의 설명에서는, 상기 제 1 실시형태와 동일한 참조 부호를 사용하고, 이 제 1 실시형태와 동일부분에 대해서는 설명을 생략한다.

도 5는, 상기 도 3과 동일하게 엄지 손가락에 상당하는 손가락 기구(1a) 이외의 각 손가락 기구(1b∼1e)의 구조를 도시하는 도면이며, 동 도 5에 도시하는 바와 같이, 이들 각 손가락 기구(1b∼1e)에 외삽된 각 손가락용 탄성 커버 부재(20b∼20e)는, 그 손바닥부(2)측의 단부가, 손바닥부(2)에 장착된 수상용 탄성 커버 부재(28)에 일체로 연결되어 있다. 도시는 생략하지만, 엄지 손가락에 상당하는 손가락 기구(1a)에 외삽된 손가락용 탄성 커버 부재(20a)에 대해서도 동일하고, 그 손바닥부(2)측의 단부가 수상용 탄성 커버 부재(28)에 일체로 연결되어 있다. 따라서, 본 실시형태에서는, 각 손가락용 탄성 커버 부재(20a∼20e) 및 수상용 커버 부재(28)는, 그것들을 합쳐 일체로 장갑 형상으로 형성되어 있다. 이것 이외의 구성은, 상기 제 1 실시형태의 것과 완전히 동일하다.

이러한 본 실시형태의 것에서는, 상기 제 1 실시형태의 것과 동일한 작용 효과를 이루는 것은 물론, 다지 핸드 장치에 장착하는 손가락용 탄성 커버 부재(20a∼20e) 및 수상용 커버 부재(28)가 일체이기 때문에, 이 커버 부재의 부품점수를 상기 제 1 실시형태의 것 보다도 삭감할 수 있어, 그 부품관리가 용이하게 된다.

또한, 본 실시형태에서는, 손가락용 탄성 커버 부재(20a∼20e)의 모두를 수상용 커버 부재(28)와 일체로 형성했는데, 이들 커버 부재의 다지 핸드 장치로의 장착의 용이함 등을 고려하고, 손가락용 탄성 커버 부재(20a∼20e)중의 일부만(1∼4개)을 수상용 커버 부재(28)와 일체로 형성하도록 해도 좋다.

다음에, 본 발명의 제 3 실시형태를 도 6 및 도 7을 참조하여 설명한다. 또한, 본 실시형태의 다지 핸드 장치는, 그 기본구성은 상기 제 1 실시형태의 것과 동일하고, 손가락용 탄성 커버 부재에 관계되는 부분적 구성만이 상기 제 1 실시형태의 것과 상이한 것이다. 이 때문에, 본 실시형태의 설명에서는, 상기 제 1 실시형태와 동일한 참조 부호를 사용하고, 이 제 1 실시형태와 동일부분에 대해서는 설명을 생략한다.

도 6은, 상기 도 3과 동일하게 엄지 손가락에 상당하는 손가락 기구(1a) 이외의 각 손가락 기구(1b∼1e)의 구조를 도시하는 도면이며, 동 도 6에 도시하는 바와 같이, 이들 각 손가락 기구(1b∼1e)에 외삽된 각 손가락용 탄성 커버 부재(20b∼20e)의 배측 면부에는, 각 관절(9∼11)의 개소에서 각각 이 관절(9∼11)을 향해 서 움푹 들어간 오목부(29a,29b,29c)가 형성되어 있다. 이들 오목부(29a∼29c)는, 도 7에 도시하는 바와 같이, 각 손가락용 탄성 커버 부재(20b∼20e)의 배측 면부에서 측면부에 걸쳐서 설치되어 있다. 그리고, 각 오목부(29a∼29c)에서의 각 손가락용 탄성 커버 부재(20b∼20e)의 두께는, 도 6에 도시하는 바와 같이, 이 손가락용 탄성 커버 부재(20b∼20e)의 다른 부분 보다도 얇은 것으로 되어 있다. 도시는 생략하지만, 엄지 손가락에 상당하는 손가락 기구(1a)에 외삽된 손가락용 탄성 커버 부재(20a)에 대해서도 동일하며, 이 경우, 손가락용 탄성 커버 부재(20a)의 오목부는, 관절(23,24)의 개소에서 형성되어 있다. 이것 이외의 구성은, 상기 제 1 실시형태의 것과 완전히 동일하다.

이러한 본 실시형태의 다지 핸드 장치에서는, 상기 제 1 실시형태의 것과 동일한 작용 효과를 이루는 것과 더불어, 더욱 다음과 같은 효과가 있다.

즉, 상기 제 1 실시형태의 것에서는, 각 손가락 기구(1a∼1e)의 손가락용 탄성 커버 부재(20a∼20e)는, 그 배측의 면부가 전체적으로 균일한 두께이고 평활하게 형성되어 있기 때문에(도 3 참조), 이 손가락용 탄성 커버 부재(20a∼20e)의 열화 정도 등의 상태에 따라서는, 손가락 기구(1a∼1e)의 굴곡시에, 각 관절(9∼11)의 개소에서의 배측의 면부가 외방으로 돌출하도록 만곡하는 경우도 있다.

이것에 대해, 본 실시형태의 것에서는, 예를 들면 손가락 기구(1b∼1e)의 각각의 손가락용 탄성 커버 부재(20b∼20e)의 배측 면부는, 도 6 및 도 7에 도시하는 바와 같이, 각 관절(9∼11)의 개소에서 움푹 들어간 오목부(29a∼29c)로 되어 있고, 게다가, 그 오목부(29a∼29c)의 두께가 다른 부분 보다도 얇은 것으로 되어 있 다.

이 때문에, 손가락 기구(1b∼1e)의 굴곡시에는, 각 손가락용 탄성 커버 부재(20b∼20e)의 배측 면부는, 각 관절(9∼11)의 개소에서, 보다 확실하게 이 관절(9∼11) 근처에 만곡한다. 즉, 상기 도 4에 도시한 형태와 동일한 형태에서, 각 손가락용 탄성 커버 부재(20b∼20e)의 배측 면부가 각 관절(9∼11)의 개소에서 만곡하고, 이와 같은 형태에서의 만곡이 보다 확실한 것으로 된다. 이것은, 엄지 손가락에 상당하는 손가락 기구(1a)의 손가락용 탄성 커버 부재(20a)에 대해서도 동일하다.

이 결과, 본 실시형태의 다지 핸드 장치에 의하면, 손가락 기구(1a∼1e)의 굴곡시에, 각 손가락용 탄성 커버 부재(20a∼20e)의 배측 면부가 부분적으로 외방으로 돌출하여 작업의 방해가 되거나 하는 것 같은 사태를 방지할 수 있다.

또한, 본 실시형태에 관해서, 손가락용 탄성 커버 부재(20a∼20e)의 전부, 또는, 그 몇인가를 상기 제 2 실시형태의 경우와 동일하게, 수상용 커버 부재(28)에 일체로 연결하도록 해도 좋다.

다음에 본 발명의 제 4 실시형태를 도 8을 참조하여 설명한다. 또한, 본 실시형태의 다지 핸드 장치는, 그 기본구성은 상기 제 1 실시형태의 것과 동일하고, 손가락용 탄성 커버 부재에 관계되는 부분적 구성만이 상기 제 1 실시형태의 것과 상이한 것이다. 이 때문에, 본 실시형태의 설명에서는, 상기 제 1 실시형태와 동일한 참조 부호를 사용하고, 이 제 1 실시형태와 동일부분에 대해서는 설명을 생략한다.

도 8은, 상기 도 3과 동일하게 엄지 손가락에 상당하는 손가락 기구(1a) 이외의 각 손가락 기구(1b∼1e)의 구조를 도시하는 도면이며, 동 도 8에 도시한 바와 같이, 이들 각 손가락 기구(1b∼1e)에 외삽된 각 손가락용 탄성 커버 부재(20b∼20e)는, 그 등측의 면부가 배측의 면부 보다도 두꺼운 두께로 형성되어 있다. 도시는 생략하지만, 엄지 손가락에 상당하는 손가락 기구(1a)에 외삽된 손가락용 탄성 커버 부재(20a)에 대해서도 동일하며, 이 손가락용 탄성 커버 부재(20a)의 등측의 면부는, 배측 면부 보다도 두꺼운 두께로 형성되어 있다. 이것 이외의 구성은, 상기 제 1 실시형태의 것과 완전히 동일하다.

이러한 본 실시형태의 것에서는, 상기 제 1 실시형태의 것과 동일한 작용 효과를 이루는 것은 물론, 각 손가락 기구(1a∼1e)의 손가락용 탄성 커버 부재(20a∼20e)의 두께가, 그 배측 면부 보다도 등측 면부쪽이 두껍기 때문에, 각 손가락 기구(1a∼1e)의 굴곡시에, 상기 제 1 실시형태의 것 보다도, 각 손가락용 탄성 커버 부재(20a∼20e)의 신장측으로의 복원력이 커진다. 그 결과, 각 손가락 기구(1a∼1e)를 신장 상태로 가압하는 스프링(도시하지 않음)의 가압력을 보다 경감하는 것이 가능하게 되어, 이 스프링의 경량화, 소형화를 더 한층 향상시킬 수 있다.

또한, 본 실시형태에 관해서, 손가락용 탄성 커버 부재(20a∼20e)의 전부, 또는, 그 몇개인가를 상기 제 2 실시형태의 경우와 동일하게, 수상용 커버 부재(28)에 일체로 연결하도록 해도 좋다.

이상과 같이, 본 발명의 다지 핸드 장치는, 복수의 손가락 기구의 굴신 동작에 의해 여러 다양한 작업을 행하는 로봇의 다지 핸드 장치로서 유용하다.

Claims

손바닥부로부터 뻗어 설치되고, 각각 복수의 마디사이 부재를 손가락 관절을 통하여 순차 연접하여 이루어지는 복수의 손가락 기구를 구비한 다지 핸드 장치에 있어서,

각 손가락 기구의 각 마디사이 부재마다 이 마디사이 부재의 외주면을 덮는 완충 부재를 이 마디사이 부재에 장착하는 동시에 각 손가락 기구의 서로 이웃하는 마디사이 부재에 각각 장착된 상기 완충 부재끼리를 그 이웃하는 마디사이 부재 사이의 관절의 개소에서 이간시켜 설치하고, 상기 완충 부재를 포함하여 각 손가락 기구에 외삽되고, 이 손가락 기구의 선단측의 단부가 폐색된 바닥있는 통형상의 신축 자유로운 탄성 커버 부재를 구비하고, 손가락 기구의 굴곡시에 생기는 탄성 커버 부재의 만곡부분이 서로 이웃하는 완충 부재의 간극에 들어갔을 때, 완충 부재의 배측이, 관절에 의해 이 만곡부분이 물려 들어가는 것을 방지하는 두께로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 다지 핸드 장치.
삭제
제 1 항에 있어서, 상기 각 손가락 기구는, 그 각 관절 둘레의 상기 마디사이 부재의 회전동작에 의해 굴신 가능하게 설치되고, 이 각 손가락 기구의 탄성 커버 부재는, 그 배측 면부가 이 손가락 기구의 굴곡시에 이 손가락 기구의 각 관절의 개소에서 이 관절 근처에 만곡하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 다지 핸드 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 각 손가락 기구는, 그 각 관절 둘레의 상기 마디사이 부재의 회전 동작에 의해 굴신 가능하게 설치되고,

이 각 손가락 기구의 탄성 커버 부재는, 이 손가락 기구의 굴곡시에 이 손가락 기구를 그 신장측으로 가압하는 복원력을 생기게 하도록, 이 손가락 기구의 신장 상태에서 외형 형상에 따른 형상으로 미리 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 다지 핸드 장치.
제 3 항에 있어서, 상기 각 손가락 기구의 탄성 커버 부재는, 이 손가락 기구의 굴곡시에 이 손가락 기구를 그 신장측으로 가압하는 복원력을 생기게 하도록, 이 손가락 기구의 신장 상태에서 외형 형상을 따른 형상으로 미리 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 다지 핸드 장치.
제 4 항에 있어서, 상기 각 손가락 기구의 탄성 커버 부재는, 적어도 이 손가락 기구의 등측 면부의 일부가 배측 면부 보다도 두껍게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 다지 핸드 장치.
제 5 항에 있어서, 상기 각 손가락 기구의 탄성 커버 부재는, 적어도 이 손가락 기구의 등측 면부의 일부가 배측 면부 보다도 두껍게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 다지 핸드 장치.
제 1 항 및 제 3 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 각 손가락 기구의 탄성 커버 부재중 적어도 1개의 탄성 커버 부재에 일체로 연결되고, 상기 손바닥부의 표면을 덮도록 이 손바닥부에 착탈 자유롭게 장착된 탄성 커버 부재를 구비한 것을 특징으로 하는 다지 핸드 장치.
제 1 항 및 제 3 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 각 손가락 기구의 탄성 커버 부재는, 엘라스토머로 이루어지는 것을 특징으로 하는 다지 핸드 장치.
제 8 항에 있어서, 상기 각 손가락 기구의 탄성 커버 부재 및 상기 손바닥부의 탄성 커버 부재는, 엘라스토머로 이루어지는 것을 특징으로 하는 다지 핸드 장치.
제 1 항에 있어서, 각 손가락 기구에 외삽된 탄성 커버 부재의 배측 면부에, 각 관절 개소에서 관절을 향하여 움푹 들어간 오목부가 형성되고, 각 오목부에서의 탄성 커버 부재의 두께가 탄성 커버 부재의 다른 부분 보다도 얇은 것을 특징으로 하는 다지 핸드 장치.
제 11 항에 있어서, 오목부가 각 탄성 커버 부재의 배측 면부를 향하여 확장하여 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 다지 핸드 장치.