KR20040004458A

KR20040004458A - 다지 핸드 장치

Info

Publication number: KR20040004458A
Application number: KR10-2003-7007509A
Authority: KR
Inventors: 마츠다히로시
Original assignee: 혼다 기켄 고교 가부시키가이샤
Priority date: 2000-12-06
Filing date: 2001-11-30
Publication date: 2004-01-13
Also published as: AU2002218518A1; EP1354670A4; EP1354670A1; US6913627B2; JPWO2002045918A1; JP3914155B2; KR100802429B1; US20040054424A1; WO2002045918A1; DE60135497D1; EP1354670B1

Abstract

손가락 기구의 굴신 동작의 구동원으로서의 액추에이터의 개수를 적게 하면서, 물체의 파지 작업 등을 할 때의 손가락 기구의 원활한 굴신동작을 행할 수 있는 다지 핸드 장치이다. 스프링(16,25) 등에 의해 펴기 측에 가압한 손가락 기구(2a∼2e)중 손가락 기구(2b,2c)로부터 뻗어 설치한 와이어(30)와 손가락 기구(2d,2e)로부터 뻗어 설치한 와이어(29)를 각각 풀리(33,32)에 감는 동시에, 손가락 기구(2a)로부터 뻗어 설치한 와이어(31)를 풀리(36)에 감아서 완체(5)측으로 끌어낸다. 풀리(32,33,36)는, 지지축(42)의 둘레로 요동 자유롭고 또한 완체(5)측으로 이동 가능한 풀리 유지부재(43)에 회전 자유롭게 유지되어 있다. 완체(5)내에 설치한 액추에이터에 의해 와이어(31)를 끌어당기거나, 그 끌어당김을 해제함으로써, 손가락 기구(2a∼2e)의 굴신 동작이 일괄적으로 행해진다. 손가락 기구(2a∼2e)의 굴신 동작시에 어느 하나의 손가락 기구가 물체에 맞닿는 등 하여 움직이지 못하게 되어도, 다른 손가락 기구의 굴신 동작을 행할 수 있다.

Description

다지 핸드 장치{MULTI-FINGER HAND DEVICE}

사람의 손과 동일한 구조를 갖는 다지 핸드 장치는, 완(腕)체의 선단부에 부착한 수상(手嘗)부로부터 복수의 손가락 기구가 뻗어 설치되고, 그 각 손가락 기구는, 복수의 마디사이 부재(링크 부재)를 복수의 손가락 관절을 통해서 순차적으로 연접한 구성으로 되어 있다.

이 종류의 다지 핸드 장치에서는, 각 손가락 기구마다, 각 손가락 기구의 손가락 관절을 구동하기 위한 액추에이터를 손가락 기구로부터 이간한 개소(예를 들면 수상부나 완체 등)에 설치하는 동시에, 이 액추에이터를 와이어 부재나 이것을 감은 풀리 부재를 통해서 각 손가락 기구에 접속하고, 이 와이어 부재를 이 액추에이터에 의해 끌어당김으로써 각 손가락 기구의 굴신(屈伸) 동작을 행하도록 한 것이 종래부터 알려져 있다(예를 들면 일본 특개소 60-207795호 공보, 일본 특개평 6-8178호 공보 등을 참조).

그렇지만, 이들의 종래의 다지 핸드 장치에서는, 각 손가락 기구마다 액추에이터를 구비하기 때문에, 각 손가락 기구의 굴신 동작을 각각 독립적으로 제어할수 있지만, 다수의 액추에이터를 탑재하기 위한 큰 스페이스가 필요하게 된다. 더욱이, 각 손가락 기구와 그것에 대응하는 액추에이터를 접속하는 와이어 부재가 각 손가락 기구마다 각각 별도로 필요하게 되기 때문에, 그들 다수의 와이어 부재를 둘러싸는 스페이스도 필요로 하는 동시에, 이 와이어 부재를 둘러싸는 것도 복잡한 것이 된다.

이와 같은 문제를 해소하기 위해서는, 예를 들면 각 손가락 기구를 그 펴기 측, 또는 구부리기 측에 스프링 등에 의해 가압하여 두는 동시에, 각 손가락 기구로부터 뻗어 설치한 와이어 부재를 서로 결합해 두고, 그들 결합한 와이어 부재를 단일의 액추에이터에 의해 끌어당김으로써, 각 손가락 기구의 구부리기 동작이나 펴기 동작을 일괄적으로 행하는 것을 생각할 수 있다.

그렇지만, 이와 같이 한 경우에는, 예를 들면 물체를 파지하기 위해, 각 손가락 기구가 구부리기 동작을 행한 경우에, 어느 하나의 손가락 기구가 물체에 맞닿거나, 다른 장애물에 맞닿거나 하여, 그 이상, 구부리기 동작을 행할 수 없게 되면, 다른 손가락 기구도 구부리기 동작을 할 수 없게 되어, 물체를 적정하게 파지할 수 없게 되는 일이 있다. 또, 각 손가락 기구를 구부린 상태로부터 펴는 경우에도, 1개의 손가락 기구가 장애물 등에 맞닿아서, 그 이상, 펴기 동작을 행할 수 없게 되면, 다른 손가락 기구도 펴기 동작을 행할 수 없게 되버린다.

본 발명은 이러한 배경을 감안하여 이루어진 것으로, 복수의 손가락 기구를 와이어 부재를 통해서 굴신시키는 다지 핸드 장치에 있어서, 손가락 기구의 굴신 동작의 구동원으로서의 액추에이터의 개수를 적은 것으로 하면서, 물체의 파지 작업 등을 할 때의 손가락 기구의 원활한 굴신동작을 행할 수 있는 다지 핸드 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은, 복수의 손가락 기구를 갖는 다지(多指) 핸드 장치에 관한 것이다.

도 1은, 본 발명의 1실시형태에서의 다지 핸드 장치의 사시도,

도 2는 그 다지 핸드 장치의 주요부 구성을 도시하는 평면도,

도 3은 도 2의 III-III선 단면도,

도 4는 도 1의 다지 핸드 장치를 부착한 완체의 내부구조를 도시하는 단면도,

도 5는 도 4의 IV-IV선 단면도,

도 6 및 도 7은 도 1의 다지 핸드 장치의 작동 설명도이다.

본 발명의 다지 핸드 장치는, 상기의 목적을 달성하기 위해, 그 기본적 상태로서 제 1 및 제 2 태양이 있고, 그 제 1 태양은, 완체의 선단부에 부착된 수상부와, 이 수상부로부터 뻗어 설치되고, 각각 복수의 마디사이 부재를 손가락 관절을 통해서 순차적으로 연접하여 이루어지는 복수의 손가락 기구와, 각 손가락 기구를 그 펴기 측 및 구부리기 측의 어느 일방측에 가압하는 가압수단과, 각 손가락 기구로부터 수상부측에 뻗어 설치된 와이어 부재와, 각 손가락 기구로부터 뻗어 설치된 와이어 부재를 상기 가압수단의 가압력에 저항하여 끌어당김으로써, 이 손가락 기구가 구부리기 동작 또는 펴기 동작을 행하게 하는 구동수단을 구비한 다지 핸드 장치로서, 상기 복수의 손가락 기구중 적어도 2개의 손가락 기구로부터 각각 뻗어 설치된 2개의 와이어 부재는, 그 수상부측의 단부가 일체로 연결되어 있고, 상기 구동수단은, 일체로 연결한 상기 2개의 와이어 부재를 감은 풀리 부재와, 이 풀리 부재를 회전 자유롭게 유지하는 동시에 상기 2개의 와이어 부재의 끌어당김 방향에 상기 풀리 부재와 함께 이동 가능하게 상기 수상부에 설치된 풀리 유지부재를 구비하고, 상기 2개의 손가락 기구가 구부리기 동작 또는 펴기 동작을 행할 때, 상기 풀리 유지부재를 이동시킴으로써, 그 2개의 손가락 기구로부터 뻗어 설치된 와이어 부재를 끌어당기는 것을 특징으로 하는 것이다.

이러한 본 발명의 제 1 태양에 대하여, 이하에 설명한다. 또한, 이 경우,본 발명의 제 1 태양의 이해의 편의를 위해 적절하게, 도 1의 참조부호를 붙여서 그 제 1 태양를 설명한다.

즉, 제 1 태양의 본 발명에 의하면, 상기 2개의 손가락 기구(예를 들면 2b,2c)에 대해서는, 상기 구동수단은, 기본적으로는 상기 풀리 유지부재(43)를 이동시킴(도 1의 후방측으로 이동시킴)으로써, 그 2개의 손가락 기구(2b,2c)로부터 뻗어 설치된 와이어 부재(30)를 상기 가압수단의 가압력에 저항하여 끌어당길 수 있고, 그것에 의해, 이 2개의 손가락 기구(2b,2c)가 구부리기 동작 또는 펴기 동작(이하, 단지 굴신 동작이라고 함)을 행할 수 있다. 따라서 적어도 이 2개의 손가락 기구(2b,2c)대해서는, 각각 별도로 액추에이터를 구비하지 않아도, 단일의 액추에이터를 사용하여 그 굴신동작을 행할 수 있다. 더욱이, 이때, 이 2개의 손가락 기구(2b,2c)의 어느 일방이 물체 등에 맞닿아서 움직이지 못하게 되어도, 상기 풀리 부재(33)의 동활차 형상의 작용에 의해, 이 풀리 부재(33)가 회전하면서 풀리 유지부재(43)와 함께 이동할 수 있고, 그것에 의해, 타방의 손가락 기구의 굴신 동작을 행할 수 있다.

따라서, 본 발명의 제 1 태양에 의하면, 손가락 기구의 굴신 동작의 구동원으로서의 액추에이터의 개수를 적은 것으로 하면서, 물체의 파지작업 등을 할 때의 손가락 기구의 원활한 굴신 동작을 행할 수 있다. 또한, 이 경우, 상기 2개의 손가락 기구 이외의 손가락 기구에 대해서는, 각각 각별한 엑추에이터를 사용하여 각 손가락 기구로부터 뻗어 설치된 와이어 부재를 끌어당겨서 이 손가락 기구의 굴신 동작을 행하도록 해도 좋지만, 후술하는 본 발명의 다른 구성에 의해, 서로 공통의액추에이터를 사용하여 굴신 동작을 행하도록 할 수도 있다.

또, 본 발명의 제 2 태양의 다지 핸드 장치는, 완체의 선단부에 부착된 수상부와, 그 수상부로부터 뻗어 설치되고, 각각 복수의 마디사이 부재를 손가락 관절을 통해서 순차적으로 연접하여 이루어지는 적어도 4개 이상의 복수의 손가락 기구와, 각 손가락 기구를 그 펴기 측 및 구부리기 측 및 구부리기 측의 어느 일방측에 가압하는 가압수단과, 각 손가락 기구로부터 수상부측으로 뻗어 설치된 와이어 부재와, 각 손가락 기구로부터 뻗어 설치된 와이어 부재를 상기 가압수단의 가압력에 저항하여 끌어당김으로써, 이 손가락 기구가 구부리기 동작 또는 펴기 동작을 행하게 하는 구동수단을 구비한 다지 핸드 장치로서, 상기 복수의 손가락 기구중의 적어도 4개의 손가락 기구는, 2개씩 2쌍으로 분류되고, 각 쌍의 2개의 손가락 기구로부터 각각 뻗어 설치된 2개의 와이어 부재의 수상부측의 단부가 일체로 연결되고 있고, 상기 구동수단은, 각 쌍의 손가락 기구마다의 일체로 연결한 2개의 와이어 부재를 각각 감은 1쌍의 풀리 부재와, 그 1쌍의 풀리 부재를 간격을 두고 회전 자유롭게 유지하고, 상기 4개의 손가락 기구로부터 각각 뻗어 설치된 와이어 부재의 끌어당김 방향으로 상기 1쌍의 풀리 부재와 함께 이동 가능하고 또한 상기 1쌍의 풀리 부재 사이의 중간부에 설치한 지점의 둘레로 요동 가능하게 상기 수상부에 설치된 풀리 유지부재를 구비하고, 상기 4개의 손가락 기구가 구부리기 동작 또는 펴기 동작을 행할 때, 상기 풀리 유지부재를 이동시킴으로써, 이 4개의 손가락 기구로부터 뻗어 설치된 와이어 부재를 끌어당기는 것을 특징으로 하는 것이다.

이러한 본 발명의 제 2 태양에 대하여, 이하에 설명한다. 또한, 이 경우,상기 제 1 태양의 경우와 동일하게, 본 발명의 제 2 태양의 이해의 편의를 위해, 적절하게, 도 1의 참조부호를 붙여서 이 제 2 태양을 설명한다. 즉, 본 발명의 제 2 태양에 의하면, 상기 4개의 손가락 기구(2b,2c,2d,2e)에 대해서는, 상기 구동수단은, 기본적으로는 상기 풀리 유지부재(43)를 이동시킴(도 1의 후방측으로 이동시킴)으로써, 그 4개의 손가락 기구(2b∼2e)로부터 뻗어 설치된 와이어 부재(29,30)를 상기 가압수단의 가압력에 저항하여 끌어당길 수 있고, 그것에 의해, 이 4개의 손가락 기구(2b∼2e)의 굴신 동작을 행할 수 있다. 따라서, 적어도 이 4개의 손가락 기구(2b∼2e)에 대해서는, 각각 별도로 액추에이터를 구비하지 않아도, 단일의 액추에이터를 이용하여 그 굴신 동작을 행할 수 있다. 더욱이, 이 때, 이 4개의 손가락 기구(2b∼2e)중 어느 1개가 물체 등에 맞닿아서 움직이지 못하게 되어도, 그 움직이지 못하게 된 손가락 기구(예를 들면 2e)와 이 손가락 기구(2e)와 대칭되는 손가락 기구(2d)로부터 뻗어 설치된 와이어 부재(29)가 감겨진 풀리 부재(32)가 회전하면서, 풀리 유지부재(43)와 함께 이동할 수 있다. 또, 움직이지 못하게 된 손가락 기구(2e)가 속하는 쌍과는 다른 쌍의 2개의 손가락 기구(2b,2c)에 대응하는 풀리 부재(33)도 풀리 유지부재(43)와 함께 지장없이 이동할 수 있다. 이것에 의해, 움직이지 못하게 된 손가락 기구(2e) 이외의 3개의 손가락 기구(2b∼2d)의 굴신 동작을 행할 수 있다. 이것은, 4개의 손가락 기구(2b∼2e)의 2쌍중 일방에 속하는 1개의 손가락 기구(예를 들면 2e)와, 타방에 속하는 1개의 손가락 기구(예를 들면 2b)가 움직이지 못하게 된 경우에도 동일하다. 이 경우에는, 양 풀리 부재(32,33)가 회전하면서, 풀리 유지부재(43)와 함께 이동할 수 있고, 그것에 의해, 움직이지 못하게 된 손가락 기구(2e,2b) 이외의 2개의 손가락 기구(2c,2d)의 굴신 동작을 행할 수 있다.

또, 상기 4개의 손가락 기구(2b∼2e)의 2쌍중 일방에 속하는 2개의 손가락 기구(예를 들면 2d,2e)가 움직이지 못하게 된 경우에는, 그 쌍의 손가락 기구(2d,2e)에 대응하는 풀리 부재(32)는 풀리 유지부재(43)와 함께 이동할 수 없게 되지만, 이 풀리 유지부재(43)가 그 중간부의 지지점(42)의 주변에 요동함으로써, 타방의 쌍의 손가락 기구(2b,2c)에 대응하는 풀리 부재(33)는, 이동할 수 있다. 이 때문에, 이 타방의 쌍의 손가락 기구(2b,2c)의 굴신 동작을 행할 수 있다. 동일하게, 상기 4개의 손가락 기구(2b∼2e)중의 3개의 손가락 기구(예를 들면 2c,2d,2e)가 움직이지 못하게 된 경우에는, 움직일 수 있는 1개의 손가락 기구(2b)에 대응하는 풀리 부재(33)가 회전하면서, 상기 풀리 유지부재(43)가 요동함으로써 이 풀리 부재(33)가 이동할 수 있다. 그것에 의해, 움직일 수 있는 1개의 손가락 기구(2b)의 굴신 동작을 행할 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 제 2 태양에 의하면, 4개의 손가락 기구중 어느 손가락 기구가 물체에 맞닿는 등 하여 움직이지 못하게 되어도, 나머지 손가락 기구는 굴신 동작을 행할 수 있다. 그리고, 4개의 손가락 기구의 굴신 동작은, 단일의 액추에이터를 사용하여 풀리 유지부재를 이동시킴으로써 행할 수 있다.

따라서 본 발명의 제 2 태양에 의하면, 상기 제 1 실시형태의 경우와 동일하게, 손가락 기구의 굴신 동작의 구동원으로서의 액추에이터의 개수를 적은 것으로 하면서, 물체의 파지작업 등을 할 때의 손가락 기구의 원활한 굴신 동작을 행할 수있다. 또한, 이 제 2 태양은, 상기 각 쌍의 2개의 손가락 기구에 관해서는, 상기 제 1 태양의 경우의 작동과 기본적 작동은 동일하게 된다.

상술한 본 발명의 제 1 태양에서, 상기 손가락 기구가 적어도 3개 이상 구비되어 있는 경우에는, 상기 구동수단은, 상기 2개의 손가락 기구(예를 들면 2b,2c) 이외의 다른 1개의 손가락 기구(2a)로부터 뻗어 설치된 와이어 부재(31)가 감겨지고 상기 풀리 유지부재(43)에 회전 자유롭게 유지된 보조 풀리 부재(36)를 구비하고, 상기 2개의 손가락 기구(2b,2c)와 상기 다른 1개의 손가락 기구(2a)의 구부리기 동작 또는 펴기 동작을 행할 때, 상기 다른 1개의 손가락 기구(2a)로부터 뻗어 설치된 와이어 부재(31)를, 상기 보조 풀리 부재(36)가 상기 풀리 유지부재(43)와 함께 상기 2개의 손가락 기구(2b,2c)로부터 뻗어 설치된 와이어 부재(30)의 끌어당김 방향으로 이동하는 방향으로 끌어당기는 것이 바람직하다.

이것에 의하면, 기본적으로는, 상기 다른 1개의 손가락 기구(2a)로부터 뻗어 설치된 와이어 부재(31)를 끌어당김으로써, 당해 다른 1개의 손가락 기구(2a)의 굴신 동작이 행해지는 동시에, 상기 보조 풀리 부재(36)가 상기 풀리 유지부재(43) 및 이것에 유지된 상기 풀리 부재(33)와 함께 이동하여 상기 2개의 손가락 기구(2b,2c)로부터 뻗어 설치된 와이어 부재(30)가 끌어 당겨지고, 이 2개의 손가락 기구(2b,2c)의 굴신 동작이 행해진다. 그리고, 이 때, 예를 들면 상기 다른 1개의 손가락 기구(2a)에 대해서는, 그것이 물체에 맞닿는 등 하여 작동할 수 없는 상태로 되지 않는 한, 당해 다른 1개의 손가락 기구(2a)를 이것으로부터 뻗어 설치된 와이어 부재(31)를 통해서 끌어당길 수 있기 때문에, 당해 다른 1개의 손가락기구(2a)의 굴신 동작을 할 수가 있다. 또, 상기 2개의 손가락 기구(2b,2c)에 대해서는, 그 중의 어느 일방(2b 또는 2c)이 물체에 맞닿는 등 하여 움직이지 못하게 되어도, 상기 풀리 부재(33)가 보조 풀리 부재(36)와 함께 이동할 수 있기 때문에, 타방의 손가락 기구의 굴신 동작을 행할 수 있다.

따라서 이러한 본 발명에 의하면, 상기 2개의 손가락 기구와 상기 다른 1개의 손가락 기구와의 3개의 손가락 기구중 어느 손가락 기구가 물체에 맞닿는 등 하여 움직이지 못하게 되어도, 나머지 손가락 기구는 굴신 동작을 행할 수 있다. 그리고, 당해 3개의 손가락 기구의 굴신 동작은, 단일의 액추에이터를 사용하여, 상기 다른 1개의 손가락 기구로부터 뻗어 설치된 와이어 부재를 끌어당김으로써 행할 수 있다.

상기의 경우와 동일하게 하여, 상술의 본 발명의 제 2 태양에서는, 상기 손가락 기구가, 적어도 5개 이상 구비되어 있는 경우에는, 상기 구동수단은, 상기 4개의 손가락 기구(2b∼2e) 이외의 다른 1개의 손가락 기구(2a)로부터 뻗어 설치된 와이어 부재(31)가 감겨지고 상기 1쌍의 풀리 부재(32,33)의 사이에서 상기 풀리 유지부재(43)에 회전 자유롭게 유지된 보조 풀리 부재(36)를 구비하고, 상기 4개의 손가락 기구(2b∼2e)와 상기 다른 1개의 손가락 기구(2a)의 구부리기 동작 또는 펴기 동작을 행할 때, 상기 다른 1개의 손가락 기구(2a)로부터 뻗어 설치된 와이어 부재(31)를, 상기 보조 풀리 부재(36)가 상기 풀리 유지부재(43)와 함께 상기 4개의 손가락 기구(2b∼2e)로부터 뻗어 설치된 와이어 부재(29,30)의 인장 방향으로 이동하는 방향으로 끌어당기는 것이 바람직하다.

이것에 의하면, 기본적으로는, 상기 다른 1개의 손가락 기구(2a)로부터 뻗어 설치된 와이어 부재(31)를 끌어당김으로써, 당해 다른 1개의 손가락 기구(2a)의 굴신 동작이 행해지는 동시에, 상기 보조 풀리 부재(36)가 상기 풀리 유지부재(43) 및 이것에 유지된 상기 풀리 부재(32,33)와 함께 이동하여 상기 4개의 손가락 기구(2b∼2e)로부터 뻗어 설치된 와이어 부재(29,30)가 끌어 당겨지고, 이 4개의 손가락 기구(2b∼2e)의 굴신 동작이 행해진다. 그리고, 이 때, 예를 들면 상기 다른 1개의 손가락 기구(2a)에 대해서는, 그것이 물체에 맞닿는 등 하여 작동할 수 없는 상태로 되지 않는 한, 당해 다른 1개의 손가락 기구(2a)를 이것으로부터 뻗어 설치된 와이어 부재(31)를 통해서 끌어당길 수 있기 때문에, 당해 다른 1개의 손가락 기구(2a)의 굴신 동작을 행할 수 있다. 또, 상기 4개의 손가락 기구(2b∼2e)에 대해서는, 그 중 어느 하나가 물체에 맞닿는 등 하여 움직이지 못하게 되어도, 그 움직이지 못하게 된 손가락 기구 이외의 나머지 손가락 기구에 대응하는 상기 풀리 부재가 보조 풀리 부재(36)와 함께 이동할 수 있기 때문에, 당해 나머지 손가락 기구의 굴신 동작을 행할 수 있다.

따라서 이러한 본 발명에 의하면, 상기 4개의 손가락 기구와 상기 다른 1개의 손가락 기구와의 5개의 손가락 기구중 어느 손가락 기구가 물체에 맞닿는 등 하여 움직이지 못하게 되어도, 나머지 손가락 기구는 굴신 동작을 행할 수 있다. 그리고, 당해 5개의 손가락 기구의 굴신 동작은, 단일의 액추에이터를 사용하여, 상기 다른 1개의 손가락 기구로부터 뻗어 설치된 와이어 부재를 끌어당김으로써 행할 수 있다.

이상 설명한 본 발명(제 1 및 제 2 태양의 양자를 포함함)에서는, 각 손가락 기구로부터 뻗어 설치한 와이어 부재는, 예를 들면 각 손가락 기구의 선단부로부터 뻗어 설치해 두도록 하여도 좋지만, 바람직하게는, 상기 복수의 손가락 기구중 적어도 1개의 손가락 기구는, 가장 수상부 근처인 손가락 관절에 이어진 마디사이 부재의 이 손가락 관절 둘레의 회전동작에 연동하게 하여 다른 손가락 관절 둘레의 회전동작을 행하게 하기 위해 이 손가락 기구의 복수의 마디사이 부재에 연결된 링크 기구를 구비한다. 그리고, 이 손가락 기구로부터 뻗어 설치되어 있는 상기 와이어 부재를, 가장 수상부 근처인 마디사이 부재로부터 뻗어 설치한다.

이것에 의하면, 상기 링크 기구를 구비하는 각 손가락 기구에 대해서는, 그 가장 수상부 근처인 마디사이 부재로부터 뻗어 설치된 와이어 부재를 끌어당겨서, 이 수상부 근처의 마디사이 부재를 가장 수상부 근처인 손가락 관절의 둘레로 회전시킴으로써, 이것에 연동하여 다른 관절의 굴신이 행해지고, 이 손가락 기구의 굴신 동작이 행해진다. 이 때문에, 이 와이어 부재는, 수상부로부터 이것에 가장 가까운 마디사이 부재까지 뻗어 있게 해두면 좋아, 그 길이가 짧아도 된다. 이것에 의해, 이 와이어 부재의 길이를 절약하여, 비용절감을 도모할 수 있다.

또, 상기 복수의 손가락 기구중, 2개 이상의 손가락 기구의 각각의 2개 이상의 마디사이 부재는, 동일 구성인 것이 바람직하다.

이것에 의하면, 당해 2개 이상의 손가락 기구에 대해서는, 상기 마디사이 부재를 공용할 수 있기 때문에, 다지 핸드 장치의 필요부품의 종류를 적게 할 수 있어, 그 부품관리나 메인터넌스 등도 용이하게 된다.

또, 본 발명에서는, 상기 수상부가, 상기 완체의 대략 길이 방향으로 뻗어 있는 축심 둘레로 회전 가능하게 설치되어 있는 경우에 있어서는, 상기 구동수단은, 상기 수상부로부터 상기 완체의 내부에 뻗어 설치된 적어도 1개의 구동와이어 부재와, 각 구동와이어 부재를 그 완체의 내부측으로 끌어당기는 구동력을 이 와이어 부재에 부여하는 액추에이터를 구비하고, 각 손가락 기구로부터 뻗어 설치된 와이어 부재를 끌어당기는 힘을 상기 액추에이터로부터 이 구동와이어 부재를 통해서 수상부측에 전달하는 수단이며, 상기 구동와이어 부재는, 상기 수상부의 회전축심을 따라서 상기 완체내에 배치되어 있는 것이 바람직하다.

이것에 의하면, 상기 구동와이어 부재가, 상기 수상부의 회전축심을 따라서 완체내에 배치되어 있기 때문에, 이 수상부를 완체에 대해 회전시켜도, 구동와이어 부재가 끌어 당겨지는 일이 없다. 따라서 수상부로부터 뻗어 설치된 손가락 기구의 굴신 상태를 유지한 채, 수상부를 완체에 대해 회전시킬 수 있다. 또, 액추에이터를 완체내에 배치함으로써, 수상부의 구성의 소형화를 도모할 수 있다.

또한, 다지 핸드 장치가 예를 들면 5개의 손가락 기구를 구비한 경우에 있어서, 상기 제 2 태양의 발명과 같이, 1쌍의 풀리 부재와, 보조 풀리 부재를 구비한 경우에 있어서는, 상기 구동와이어 부재는, 상기 다른 1개의 손가락 기구로부터 뻗어 설치된 와이어 부재와 일체이든지, 혹은, 이 와이어 부재에 결합한 1개의 와이어 부재만으로 족하다.

상기와 같이, 수상부가 완체에 대하여 회전하는 본 발명의 다지 핸드 장치로는, 상기 완체와 상기 수상부 사이는 전기적으로 절연되어 있는 동시에, 상기 구동와이어 부재는 절연재에 의해 형성되어 있는 것이 바람직하다.

이것에 의하면, 수상부 및 손가락 기구를 수중에 침지시켜도, 완체내 등의 전기장치계로부터 수상부측으로 누전 등이 생기는 일이 없다. 이 때문에, 수중의 물체를 파지하는 등의 작업을 다지 핸드 장치에 의해 지장없이 행할 수 있다.

또한, 이상 설명한 본 발명에서, 다지 핸드 장치에 의해 물체를 파지하는 경우의 힘은, 상기 가압수단에 의해 손가락 기구를 펴기 측에 가압한 경우에는, 각 손가락 기구로부터 뻗어 설치된 와이어 부재를 끌어당기는 힘을 제어함으로써 조정할 수 있고, 또, 각 손가락 기구를 가압수단에 의해 구부리기 측으로 가압한 경우에는, 그 가압수단의 가압력을 조정해 둠으로써, 물체를 파지하는 경우의 힘을 조정할 수 있다.

또, 이상 설명한 본 발명에서는, 「와이어 부재」는, 통상적인 의미에서의 와이어 외에, 체인이나 벨트 등의 부재도 포함하는 것으로, 「풀리 부재」는, 통상적인 의미에서의 풀리 외에, 기어나 스프로켓 등도 포함하는 것이다.

본 발명의 다지 핸드 장치의 1실시형태를 도 1∼도 7을 참조하여 설명한다. 도 1은 본 실시형태에서의 다지 핸드 장치의 사시도, 도 2는 이 다지 핸드 장치의 주요부 구성을 도시하는 평면도, 도 3은 도 2의 III-III선 단면도, 도 4는 이 다지 핸드 장치(1)를 부착한 완체의 내부구조를 도시하는 단면도, 도 5는 도 4의 IV-IV선 단면도, 도 6 및 도 7은 이 다지 핸드 장치의 작동 설명도이다. 또한, 본 실시형태는, 본 발명의 제 1 태양 및 제 2 태양의 양 양태에 대응하는 실시형태이다.

도 1을 참조하여, 본 실시형태의 다지 핸드 장치(1)는, 사람의 손과 동일하게 5개의 손가락 기구(2a∼2e)를 수상부(3)로부터 뻗어 설치한 구조의 것이고, 수상부(3)의 손목 기부(4)를 통해서 인형 로봇 등의 로봇 본체(도시하지 않음)의 완체(5)에 부착되어 있다. 손가락 기구(2a∼2e)는, 각각, 사람의 손의 엄지 손가락, 집게 손가락, 중지, 약지, 새끼 손가락에 상당하는 것이다.

여기에서, 상기 수상부(3)는, 손등의 표면부를 형성하는 손등형성부재(3a)와, 상기 손목 기부(4)와, 손바닥측의 외면부를 형성하는 손바닥형성부재(도시 생략)를 조립하여 구성되어 있는데, 도 1을 포함하는 본 실시형태의 도면에서는, 수상부(3)의 내부구조를 도시하기 위해, 손바닥형성부재의 도시를 생략하고 있다. 이 손바닥형성부재는, 손등형성부재(3a)에 조립된 내부부품을 덮도록 하여 손등형성부재(3a)에 부착되는 것이다. 도 1에서는, 수상부(3)의 하부가 손등형성부재(3a)로 되어 있고, 이 손등형성부재(3a)의 상측에 손바닥형성부재가조립된다. 또, 손목 기부(4)는, 대략 통상의 것이고, 그 외주부의 하반부가 손등형성부재(3a)의 완체(5)측의 단부에 조립되고, 상반부가 손바닥형성부재의 완체(5)측의 단부에 조립된다.

상기 손가락 기구(2a∼2e)중, 엄지 손가락에 상당하는 손가락 기구(2a) 이외의 4개의 손가락 기구(2b∼2e)는, 모두 그 기본구조는 동일하다. 우선, 이들 4개의 손가락 기구(2b∼2e)에 관계되는 구조를 이하에 설명한다.

이들 4개의 손가락 기구(2b∼2e)는, 각각, 수상부(3)의 손등형성부재(3a)의 단부(완체(5)측과 반대측의 단부)에 고정 설치된 고정부재(6)로부터, 제 1∼제 3의 3개의 마디사이 부재(7,8,9)를, 제 1∼제 3의 3개의 관절(10∼12)을 순서대로 개재하여 연접한 구조로 되어 있다. 또한, 손가락 기구(2b∼2e)의 기본구조는 상기와 같이 동일하므로, 본 실시형태의 각 도면에서는, 손가락 기구(2b∼2e)중의 몇 개인가의 손가락 기구에 대해서만, 대표적으로 그 구성요소(마디사이 부재, 관절 등)의 참조부호를 기재하고, 다른 손가락 기구에 대해서는 참조부호를 생략한다.

각 손가락 기구(2b∼2e)의 각 관절(10∼12)은, 그것이 연결하는 부재간의 1축둘레의 상대적 회전동작을 행하게 하는 관절이고, 각각 관절 축(10a∼12a)을 가지고 있다. 이들 관절 축(10a∼12a)은, 수상부(3)의 대체로 폭방향(손가락 기구(2b∼2e)가 대체로 병렬하는 방향)으로 서로 평행하게 뻗어 있다. 그리고, 제 1 관절(10)은, 제 1 마디사이 부재(7)가 고정부재(6)에 대해 관절 축(10a)의 축심둘레로 회전 가능하게 양 부재(6,7)를 관절 축(10a)을 통해서 연결하고, 제 2 관절(11)은, 제 2 마디사이 부재(8)가 제 1 마디사이 부재(7)에 대해 관절 축(11a)의 축심 둘레로 회전 가능하게 양 부재(7,8)를 관절 축(11a)을 통해서 연결하고, 제 3 관절(12)은, 제 3 마디사이 부재(9)가 제 2 마디사이 부재(8)에 대해 관절 축(12a)의 축심 둘레로 회전 가능하게 양 부재(8,9)를 관절 축(12a)을 통해서 연결하고 있다. 이와 같은 각 관절(10∼12)에서는 각 마디사이 부재(7∼9)의 상대적인 회전동작에 의해, 각 손가락 기구(2b∼2e)의 굴신 동작이 가능하게 된다.

또, 각 손가락 기구(2b∼2e)에는, 가장 수상부(3) 근처의 마디사이 부재인 제 1 마디사이 부재(7)를 고정부재(6)에 대해 회전시켰을 때에, 그것에 연동하게 하여, 제 2 마디사이 부재(8) 및 제 3 마디사이 부재(9)를 회전시키는 링크 기구(13)가 설치되어 있다.

이 링크 기구(13)의 구조는, 손가락 기구(2b∼2e)의 어느 쪽에 대해서도 동일하고, 그 구조를 예를 들면 손가락 기구(2c)에 대하여 도 3을 참조하여 설명한다. 이 링크 기구(13)는, 고정부재(6) 및 제 2 마디사이 부재(8)를 연결하는 링크 암(14)과, 제 1 마디사이 부재(7) 및 제 3 마디사이 부재(9)를 연결하는 링크 암(15)을 구비하고 있다. 링크 암(14)은, 그 일단부가, 제 1 관절(10)의 관절 축(10a)보다도 손가락 기구(2c)의 등(背)측 면부(도 3의 하면부) 근처의 위치에서 고정부재(6)에 지지축(14a)을 통해서 회전 가능하게 축지지되는 동시에, 타단부(1)가, 제 2 관절(11)의 관절 축(11a)보다도 손가락 기구(2c)의 배(腹)측의 면부(도 3의 상면부) 근처의 위치에서 제 2 마디사이 부재(8)에 지지축(14b)을 통해서 회전 가능하게 축지지되어 있다.

또, 링크 암(15)은, 그 일단부가, 제 2 관절(11)의 관절 축(11a)보다도 손가락 기구(2c)의 등측의 면부 근처의 위치에서 제 1 마디사이 부재(7)에 지지축(15a)을 통해서 회전 가능하게 축지지되는 동시에, 타단부가, 제 3 관절(12)의 관절 축(12a)보다도 손가락 기구(2c)의 등측의 면부 근처의 위치에서 제 3 마디사이 부재(9)에 지지축(15b)을 통해서 회전 가능하게 축지지되어 있다.

이와 같은 구성의 링크 기구(13)를 구비한 손가락 기구(2c)에 있어서는, 이손가락 기구(2c)를 도 3의 실선으로 나타내는 바와 같이 편 상태에서, 제 1 마디사이 부재(7)를 고정부재(6)에 대해 시계방향(제 1 마디사이 부재(7)의 아래쪽 면부가 수상부(3)의 손바닥측의 면부에 접근하는 방향)으로 회전시키면, 이것에 연동하여, 동도에 가상선으로 도시하는 바와 같이, 제 2 마디사이 부재(8)가, 제 1 마디사이 부재(7)에 대해 시계방향으로 회전하는 동시에, 제 3 마디사이 부재(9)가, 제 2 마디사이 부재(8)에 대해 시계방향으로 회전한다. 이것에 의해, 손가락 기구(2c)는, 각 관절(10∼12)에서 굴곡된다. 또, 상기와 반대로, 동도 가상선으로 도시하는 바와 같이 손가락 기구(2c)를 구부린 상태로부터, 제 1 마디사이 부재(7)를 고정부재(6)에 대해 반시계방향으로 회전시켜서 동도 실선으로 도시하는 위치로 되돌리면, 그것에 연동하여, 제 2 마디사이 부재(8) 및 제 3 마디사이 부재(9)가 각각 제 1 마디사이 부재(7), 제 2 마디사이 부재(8)에 대해 반시계방향으로 회전하여, 손가락 기구(2c)가 펴지게 된다. 이와 같이, 손가락 기구(2c)의 굴신은, 제 1 마디사이 부재(7)를 고정부재(6)에 대해 회전시킴으로써 행해진다.

이와 같은 링크 기구(13)의 구조, 및 그것에 따르는 손가락 기구의 굴신 동작은, 손가락 기구(2b,2d,2e)에 대해서도 완전히 동일하다.

또한, 본 실시형태에서는, 손가락 기구(2b∼2e)의, 제 2 관절(11)로부터 손가락 끝쪽의 부분(제 2 마디사이 부재(8), 제 3 마디사이 부재(9), 제 3 관절(12) 및 링크 암(11)으로 구성되는 부분)은, 그 기본구조가 서로 동일할 뿐만아니라, 그 각 부품의 형상, 사이즈도 완전히 동일하게 되어 있다.

도 1 및 도 2를 참조하여, 상술과 같은 구조의 각 손가락 기구(2b∼2e)를 그 펴기 측에 가압하는 가압수단으로서의 스프링(16)이 각 손가락 기구(2b∼2e)마다 수상부(3)내에 설치되어 있다.

각 스프링(16)은, 수상부(3)의 손목 기부(4) 근처의 개소에서 대응하는 각 손가락 기구(2b∼2e)와 대략 동심으로 설치되고, 그 일단부가 손등형성부재(3a)에 일체로 설치된 스프링 걸기부재(17)에 걸려지고, 타단부가 가압용 와이어 부재(18)를 통해서, 대응하는 각 손가락 기구(2b∼2e)의 제 1 마디사이 부재(7)에 걸려져 있다. 이 경우, 각 손가락 기구(2b∼2e)의 제 1 관절(10)의 측면 근처의 개소에는, 그 관절 축(10a)의 둘레로 회전 가능한 가이드 풀리(19)가 그 관절 축(10)과 동심으로 설치되어 있고, 상기 가압용 와이어 부재(18)는, 이 가이드 풀리(19)의 하측(각 손가락 기구(2b∼2e)의 등측)의 외주를 거쳐 제 1 마디사이 부재(7)의 측면부에 고정되어 있다. 또한, 가압용 와이어 부재(18)의 제 1 마디사이 부재(7)에 대한 고정부는, 상하 방향에서 가이드 풀리(19)의 하단보다도 상측의 높이에 존재하고 있다.

이 구성에 의해, 각 손가락 기구(2b∼2e)는, 그것에 대응하는 스프링(16)의 가압력에 의해, 이 손가락 기구(2b∼2e)가 펴진 상태로 가압되어 있다.

또한, 이하의 설명에서는, 설명의 편의상, 편 상태의 손가락 기구(2b∼2e)의 뻗어 있는 방향을 대략적으로 다지 핸드 장치(1)의 전후 방향으로 하고, 손가락 기구(2b∼2e)의 선단측을 다지 핸드 장치(1)의 전측으로 한다.

도 1 및 도 2를 참조하여, 엄지 손가락에 상당하는 손가락 기구(2a)는, 손가락 기구(2b)의 고정부재(6)의 후방에서 수상부(3)의 손등형성부재(3a)에 고정 설치된 고정부재(20)로부터, 제 1 및 제 2의 2개의 마디사이 부재(21,22)를, 제 1 및 제 2의 2개의 관절(23,24)를 순서대로 개재하여 연접한 구조로 되어 있다. 또한, 도 2에서는, 손가락 기구(2a)의 내부구조를 도시하기 위해, 제 1 마디사이 부재(21)를 가상선으로 나타내는 동시에, 제 2 마디사이 부재(22)를 파단하여 도시하고 있다. 또, 동도 2에서는 상기 손목 기부(4)를 생략하고 있다.

손가락 기구(2a)의 각 관절(23,24)은, 그것이 연결하는 부재사이의 1축회전의 상대적 회전운동을 행하게 하는 관절이고, 각각 관절 축(23a,24a)을 가지고 있다. 제 1 관절(23)의 관절 축(23a)은, 다지 핸드 장치(1)의 전후방향에 대해 다소 경사진 방향으로 향해지고, 제 2 관절(24)의 관절 축(24a)은, 제 1 관절(23)의 관절(23a)과 대체로 직행하는 방향으로 향해져 있다. 그리고, 제 1 관절(23)은, 제 1 마디사이 부재(21)가 고정부재(20)에 대하여 관절 축(23a)의 축심 둘레로 회전 가능하게 양 부재(20,21)를 관절 축(23a)을 통해서 연결하고, 제 2 관절(24)은, 제 2 마디사이 부재(22)가 제 1 마디사이 부재(21)에 대해 관절 축(24a)의 축심 둘레로 회전 가능하도록 양 부재(21,22)를 관절 축(24a)을 통해서 연결하고 있다. 이와 같은 각 관절(23,24)에서의 각 마디사이 부재(21,22)의 상대적인 회전운동에 의해, 손가락 기구(2a)의 굴신 동작이 가능하게 된다.

이 경우, 도 1 및 도 2에 도시하는 바와 같이 손가락 기구(2a)를 편 상태로 부터의 구부리기 동작은 다음과 같이 행해진다. 즉, 도 6을 참조하여, 손가락 기구(2a)를 편 상태(도 6의 가상선의 상태)로부터, 손가락 기구(2a)를 구부릴 때에는, 제 1 마디사이 부재(21)가 수상부(3)측에 근접하도록 제 1 관절(23)의 관절 축(23a)의 축심 둘레로 제 1 마디사이 부재(21)를 고정부재(20)에 대해 회전시키는(도 1의 화살표 y1의 방향으로 제 1 마디사이 부재(21)를 회전시키는) 동시에, 제 2 마디사이 부재(22)의 선단부가 다른 손가락 기구(2b∼2e)에 근접하도록 제 2 관절(24)의 관절 축(24a)의 축심 둘레로 제 2 마디사이 부재(22)를 제 1 마디사이 부재(21)에 대해 회전시킨다(도 2의 화살표 y2의 방향으로 제 2 마디사이 부재(22)를 회전시킴). 이것에 의해, 손가락 기구(2a)는, 도 6에 실선으로 도시하는 바와 같이 구부러진다. 또한, 도 6에서는, 편의상, 손가락 기구(2b∼2e)에 관계되는 가압수단으로서의 상기 스프링(16)이나, 와이어(18)는 생략하고 있다.

이 손가락 기구(2a)를 그 펴기 측에 가압하는 가압수단으로서, 도 1에 도시하는 스프링(25)과 도 2에 도시하는 스프링(26)이 구비되어 있다.

도 1에 도시하는 스프링(25)은, 상세한 도시는 생략하지만, 그 일단부가 수상부(3)의 손등형성부재(3a)에 걸려지고, 타단부가 제 1 관절(23)의 관절 축(23a)보다도 수상부(3)의 둘레 가장자리 근처 측(도 2로 말하면 관절 축(23a)의 우측)에서 제 1 마디사이 부재(21)에 걸려져 있다. 이것에 의해, 제 1 마디사이 부재(21)가 스프링(25)의 가압력에 의해, 손가락 기구(2a)가 펴기 측(도 1의 화살표 y1과역방향측)에 가압되어 있다. 또, 도 2에 도시하는 스프링(26)은, 그 일단부(도시하지 않음)가 제 1 마디사이 부재(21)에 걸려져 있는 동시에, 타단부가 제 2 관절(24)의 관절 축(24a)보다도 손가락 기구(2a)의 등측(도 2에서는 관절 축(24a)의 거의 우측)에서 제 2 마디사이 부재(22)에 걸려져 있다. 이것에 의해, 제 2 마디사이 부재(22)가 스프링(26)의 가압력에 의해, 손가락 기구(2a)의 펴기 측(도 1의 화살표 y2와 역방향측)에 가압되어 있다.

도 1, 도 2 및 도 6을 참조하여, 수상부(3)에는, 상술한 바와 같이 구성된 손가락 기구(2a∼2e)의 굴신 동작을 행하게 하기 위한 구동기구(27)가 내장되어 있다. 이 구동기구(27)는, 후술하는 모터(56)(액추에이터)와 더불어 본 발명에서의 구동수단(28)을 구성하는 것이다.

이 구동기구(27)는, 복수(본 실시형태에서는 3개)의 와이어(29,30,31)(와이어 부재)와, 복수(본 실시형태에서는 7개)의 풀리(32∼38)(풀리 부재)를 구비하고 있다.

와이어(29)는, 그 각 단부가, 상호 서로 이웃하는 손가락 기구(2d,2e)의 각각의 제 1 마디사이 부재(7)의 상기 가이드 풀리(19)측의 측면부에 고정되고, 이들 손가락 기구(2d,2e)로부터, 수상부(3)측에 뻗어 설치되어 있다. 달리 말하면, 와이어(29)는, 손가락 기구(2d)의 제 1 마디사이 부재(7)의 측면부로부터 수상부(3)측으로 뻗는 부분과, 손가락 기구(2e)의 제 1 마디사이 부재(7)의 측면부로부터 수상부(3)측으로 뻗는 부분을 일체로 연결한 구성으로 되어 있다.

이 경우, 와이어(29)의 각 단부는, 각 손가락 기구(2d,2e)의 가이드 풀리의상측(각 손가락 기구(2d,2e)의 배측)의 외주를 거쳐 각 손가락 기구(2d,2e)의 제 1 마디사이 부재(7)의 측면부에 고정되어 있다. 그리고, 와이어(29)의 제 1 마디사이 부재(7)에 대한 고정부는, 상하 방향에서 가이드 풀리(19)의 상단보다도 하측이다. 이 때문에, 와이어(29)를 전체적으로 손목 기부(4)측으로 끌어당김으로써, 각 손가락 기구(2d,2e)의 제 1 마디사이 부재(7)의 배측 면부가 수상부(3)측에 근접하도록 이 제 1 마디사이 부재(7)가 제 1 관절(10)의 관절 축(10a)의 축심 둘레로 회전하고, 이것에 의해, 상술과 같이, 손가락 기구(2d,2e)의 구부리기 동작이 행해진다.

상기 와이어(30)는, 그 각 단부가, 서로 이웃하는 손가락 기구(2b,2c)의 각각의 제 1 마디사이 부재(7)의 가이드 풀리(19)측의 측면부에 고정되고, 각 손가락 기구(2b,2c)의 가이드 풀리(19)의 상측의 외주를 거쳐서 수상부(3)측으로 뻗어 설치되어 있다. 따라서 와이어(30)를 전체적으로 손목 기부(4)측으로 끌어당김으로써, 각 손가락 기구(2b,2c)의 제 1 마디사이 부재(7)의 배측 면부가 수상부(3)측에 근접하도록 이 제 1 마디사이 부재(7)가 제 1 관절(10)의 관절 축(10a)의 축심 둘레로 회전하고, 이것에 의해, 상기 손가락 기구(2d,2e)의 경우와 동일하게, 손가락 기구(2b,2c)가 구부리기 동작이 행해진다.

또한, 손가락 기구(2d,2e)의 각각의 고정부재(6)에는, 와이어(29)의 각 손가락 기구(2d,2e)로부터 수상부(3)측으로 뻗는 부분을 대략적으로 각 손가락 기구(2d,2e)의 뻗어있는 방향으로 안내하기 위한 가이드 로드(39)가 돌출 설치되어 있다. 마찬가지로, 손가락 기구(2b,2c)의 각각의 고정부재(6)에도 가이드로드(39)가 돌출 설치되어 있다.

상기 와이어(29,30)는, 각각 수상부(3)내에 배치된 상기 풀리(32,33)에 감겨져 있다. 이들 풀리(32,33)는, 다음과 같이 하여 수상부(3)내에 유지되어 있다.

즉, 수상부(3)의 손등형성부재(3a)의 손목 기부(4) 근처의 개소에는, 수상부(3)의 폭방향으로 뻗는 빔형상의 브래킷(40)이 고정 설치되어 있고, 이 브래킷(40)으로부터, 손가락 기구(2c,2d)의 사이를 향해서 보조부재(41)가 뻗어 설치되어 있다. 이 보조부재(41)의 중심선상에는, 전후 방향으로 뻗어있는 절단 홈(41a)이 형성되어 있고, 이 절단 홈(41a)에, 상하 방향의 축심을 갖는 지지축(42)이 걸어맞추어져 있다. 이 지지축(42)은, 절단 홈(41a)을 따라서 전후 방향으로 이동 자유롭게 되어 있다. 또한, 그 지지축(42)에, 수상부(3)의 폭방향으로 뻗어있는 방형 판형상의 풀리 유지부재(43)가 장착되어 있다. 이 풀리 유지부재(43)는, 지지축(42)의 둘레에 요동 가능하게 되어 있는 동시에, 지지축(42)과 함께, 절단 홈(41a)을 따라서 전후 방향으로 이동 가능하게 되어 있다. 그리고, 이 풀리 유지부재(43)의 양단부에, 상기 와이어(29,30)를 각각 감은 풀리(32,33)가 수상부(3)의 폭방향에 간격을 두고 회전 자유롭게 유지되어 있다.

이 구성에 의해 풀리(32,33)는, 풀리 유지부재(43)와 함께 전후 방향으로 이동 가능하고, 또한, 이들 풀리(32,33)의 사이의 지지축(42)의 둘레에 요동 가능하게 되어 있다.

상기 와이어(31)는, 그 일단부가 도 2에 도시하는 바와 같이, 손가락 기구(2a)의 내부에서, 이 손가락 기구(2a)의 제 2 마디사이 부재(22)의 선단부에고정되고, 이 선단부로부터, 제 2 관절(24)의 관절 축(24a)의, 손가락 기구(2a)의 배측의 외주(도 2의 관절 축(24a)의 좌측의 외주)와, 손가락 기구(2a)의 내부에서 제 1 관절(23)의 관절 축(23a)의 둘레로 회전 자유롭게 이 관절 축(23a)에 장착된 가이드 풀리(44)의 외주를 경유하여, 고정부재(20)로부터 수상부(3)내로 끌어 내어져 있다. 이 경우, 제 1 마디사이 부재(21)의 내부에는, 와이어(31)를 제 2 마디사이 부재(22)의 선단부로부터 가이드 풀리(44)까지 필요한 방향으로 방향을 바꾸면서 안내하기 위한 2개의 가이드 풀리(45,46)가 회전 자유롭게 축지지되어 있고, 와이어(31)의 상기 관절 축(24a)과 가이드 풀리(44)의 사이의 부분은, 가이드 풀리(45,46)에도 감겨져 있다. 그리고, 가이드 풀리(45)는, 와이어(31)의 고정부재(20)로부터 끌어내어진 부분을 끌어당겼을 때에, 제 1 마디사이 부재(21)에 손가락 기구(2a)의 굽힘 방향의 힘이 제 1 관절(23)의 관절 축(23a)의 축심 둘레에 작용하는 위치에 설치되어 있다. 마찬가지로, 가이드 풀리(46)는, 와이어(31)의 고정부재(20)로부터 끌어내어진 부분을 끌어당겼을 때에, 제 2 마디사이 부재(22)에 손가락 기구(2a)의 굽힘 방향의 힘이 제 2 관절(24)의 관절 축(24a)의 축심 둘레에 작용하는 위치에 설치되어 있다.

또, 손가락 기구(2a)의 고정부재(20)로부터 끌어내어진 와이어(31)는, 상기 풀리(33)의 후방인 동시에 고정부재(20) 근처의 위치에서 상기 브래킷(40)에 필요한 자세에서 회전 자유롭게 축지지된 상기 풀리(34,35)의 외주를 순서대로 경유한 후, 상기 지지축(42)과 동심으로 상기 풀리 유지부재(43)에 회전 자유롭게 축지지된 상기 풀리(36)의 전부측의 외주에 감겨져 있다. 이 풀리(36)는, 본 발명에서의보조 풀리 부재에 상당하는 것이다.

또한, 이 와이어(31)는, 풀리(36)로부터 후방으로 끌어내어진 후, 이 풀리(36)의 후방에서 상기 브래킷(40)에 필요한 자세에서 회전 자유롭게 축지지된 상기 풀리(37,38)의 외주를 경유하고, 도 1에 도시하는 바와 같이 손목 기부(4)의 내부를 관통하여, 완체(5)의 내부에 도입되어 있다.

또한, 풀리(34,35,37,38)는, 와이어(31)의 방향이나 배선 위치를 규제하기 위한 것이고, 와이어(31)와의 마찰이 비교적 작은 것이면, 이들 풀리(34,35,37,38) 대신에 단순한 로드형상의 것을 브래킷(40)에 고정하여 설치하고, 이 로드형상의 것의 외주에 와이어(31)를 감도록 해도 좋다. 이것은, 손가락 기구(2a)에 구비한 상기 가이드 풀리(44∼46)에 대해서도 마찬가지이고, 더욱이, 상기 와이어(29,30)나 상기 가압수단에 관계되는 와이어(18)를 감은 손가락 기구(2b∼2e)의 가이드 풀리(19)에 대해서도 마찬가지이다.

다음에, 수상부(3)측으로부터 끌어내어진 상기 와이어(31)가 도입되는 완체(5)의 주요부 구성을 도 4 및 도 5를 참조하여 설명한다.

도 4에 도시하는 바와 같이, 완체(5)는, 그 외주면부를 형성하는 완체 하우징(50)내의 선단부에, 액추에이터 등을 설치한 기기틀(51)이 설치되어 있다. 그리고, 이 기기틀(51)에는, 상기 수상부(3)의 손목 기부(4)를 연결하는 연결 축(52)이 그 축심을 완체(5)의 길이 방향을 향해서 1쌍의 베어링(53,54)을 통해서 회전 자유롭게 지지되어 있는 동시에, 이 연결 축(52)의 후방측에서, 수상부(3)를 완체(5)에 대해 회전시키기 위한 구동 모터(55)(이하, 수상 회전용 모터(55)라고 함)와, 상기와이어(31)를 끌어당기기 위한 구동 모터(56)(이하, 손가락 구동용 모터(56)라고 함)가 부착되어 있다.

상기 연결 축(52)은, 그 전단부가 완체 하우징(50)내로부터 돌출되고, 그 돌출부분에 수상부(3)의 손목 기부(4)가 나사(57)를 통해서 연결 축(52)과 동심으로 연결되어 있다. 이것에 의해, 수상부(3)는, 연결 축(52)과 일체로 그 축심 둘레로 회전 가능하게 되어 있다. 또, 이 연결 축(52)의 축심부에는, 관통 구멍(52a)이 뚫어 설치되어 있고, 상기 수상부(3)측으로부터 끌어내어진 와이어(31)는, 이 관통 구멍(52a)을 통과하여, 그 연결 축(52)의 후방에 도출되어 있다.

또, 연결 축(52)의 후방에는, 연결 축(52)의 축심과 직행하는 방향으로 뻗어 있는 감기 축(58)이 설치되고, 이 감기 축(58)은, 그 양단부가 상기 기기틀(51)에 회전 자유롭게 지지되어 있다. 그리고, 이 감기 축(58)에 연결 축(52)의 관통 구멍(52a)으로부터 도출된 와이어(31)가 걸려지고, 이 감기 축(58)을 소정 방향으로 회전시킴으로써, 그 와이어(31)가 감기 축(58)에 감겨져 끌어 당겨지도록 되어 있다.

상기 손가락 구동용 모터(56)는, 감기 축(58)과 평행하게 나란히 하고 기기틀(51)에 부착되어 있고, 이 손가락 구동용 모터(56)의 회전 구동축(56a)에 장착된 구동 기어(59)가 감기 축(58)에 장착된 피동 풀리(60)에 벨트 부재(61)를 통해서 접속되어 있다. 따라서 이 손가락 구동용 모터(56)의 정전 작동이나 역전 작동에 의해, 감기 축(58)이 회전 구동되고, 이 감기 축(58)에 와이어(31)가 감기거나, 그 감기가 해제된다.

또한, 와이어(31)의 완체(5)내의 부분은, 본 발명에서의 구동와이어에 상당하는 것이다.

또, 상기 연결 축(52)의 외주부에는, 그 연결 축(52)과 일체로 회전 자유롭게 피동 풀리(62)가 끼워 부착되어 있다. 그리고, 상기 수상 회전용 모터(55)는, 연결축(52)과 평행한 자세로 기기틀(51)에 설치되어 있고, 도 5에 도시하는 바와 같이, 그 수상 회전용 모터(55)의 회전 구동축(55a)에 부착된 기어(63)가, 연결축(52)의 피동 풀리(62)에 벨트 부재(64)를 통해서 접속되어 있다. 따라서, 수상 회전용 모터(55)의 정회전 작동이나 역회전 작동에 의해, 연결 축(52)이 회전 구동되고, 이것에 따라, 이 연결 축(52)에 연결된 손목 기부(4)와 함께 수상부(3)가 연결 축(52)의 축심 둘레로 회전하게 된다.

또한, 본 실시형태에서는, 상기 연결 축(52)이나 와이어(31)는, 수지재 등의 절연재에 의해 구성되어 있다. 또, 완체 하우징(50)은, 그것이 손목 기부(4)에 접촉하는 부분(50a)(도 4 참조)을 포함하여 수지재에 의해 구성되어 있다. 따라서 완체(5)와 수상부(3)란 전기적으로 절연되어 있다.

또, 도시는 생략하지만, 완체 하우징(50)내에는, 상기 수상 회전용 모터(55)의 회전 위치(이것은, 수상부(3)의 완체(5)에 대한 회전 위치에 상당함)나, 손가락 구동용 모터(56)의 회전 위치(이것은, 와이어(31)의 감기 축(58)에의 감기량에 상당함)를 검출하기 위한 인코더가 구비되어 있다. 그리고, 수상 회전용 모터(55)나 손가락 구동용 모터(56)의 작동의 제어는, 이 인코더의 검출 데이터 등에 근거하여, 도시하지 않는 컨트롤러에 의해 행해진다.

다음에, 본 실시형태의 다지 핸드 장치(1)의 작동을 설명한다.

먼저, 다지 핸드 장치(1)의 기본적인 작동을 설명한다. 상기 손가락 기구(2a∼2e)중, 손가락 기구(2b∼2e)는, 통상시는, 각각에 대응하는 스프링(16)의 가압력에 의해 도 1 및 도 2에 도시하는 바와 같이 펴져 있다. 마찬가지로, 손가락 기구(2a)는, 통상시는, 상기 스프링(25,26)의 가압력에 의해, 도 1 및 도 2에 도시하는 바와 같이 펴져 있다.

이 상태에서, 완체(5)내의 손가락 구동용 모터(56)를 작동시켜서, 상기 감기 축(58)을 수상부(3)로부터 완체(5)내로 뻗는 와이어(31)의 감기 방향으로 회전 구동하면, 그 와이어(31)가, 도 1 및 도 2의 화살표(y3)로 나타내는 방향으로 끌어 당겨진다. 이 때, 손가락 기구(2a)의 구부리기 측에 이 손가락 기구(2a)의 제 2 마디사이 부재(22)의 선단부가 와이어(31)를 통해서 끌어 당겨지는 동시에, 풀리(36)가 후방으로 끌어 당겨진다. 그리고, 기본적으로는, 이 풀리(36)와 함께 풀리 유지부재(43) 및 풀리(32,33)가 도 2의 상태로부터 도 6에 도시하는 바와 같이 후방으로 이동하고, 그 결과, 와이어(29)를 통해서 손가락 기구(2d,2e)의 구부리기 측에 그 손가락 기구(2d,2e)의 제 1 마디사이 부재(7,7)가 끌어 당겨지는 동시에, 와이어(30)를 통해서 손가락 기구(2b,2c)의 구부리기 측에 이 손가락 기구(2b,2c)의 제 1 마디사이 부재(7,7)가 끌어 당겨진다. 이것에 의해, 도 6에 도시하는 바와 같이, 손가락 기구(2a∼2e)의 전부가 이들 사이에 도시하지 않은 물체를 파지하게 하여 구부러진다. 즉, 단일의 손가락 구동용 모터(56)의 구동력에 의해, 와이어(31)를 수상부(3)측으로부터 완체(5)측으로 끌어당기고, 감기 축(58)에 감음으로써, 5개의 손가락 기구(2a∼2e)의 구부리기 동작이 일괄적으로 행해진다. 이것에 의해, 손가락 기구(2a∼2e)에 의해 물체를 파지하는 등의 작업을 할 수 있다.

한편, 본 실시형태의 다지 핸드 장치(1)에서는, 손가락 기구(2a∼2e)의 상술과 같은 구부리기 동작시에, 예를 들면 어느 1개의 손가락 기구가 파지하려고 하는 물체에 맞닿아서 그 이상 구부러질 수 없게 되어도, 다른 손가락 기구의 구부리기 동작을 행할 수 있다. 즉, 도 6을 참조하여, 손가락 기구(2a∼2e)의 구부리기 동작중에 예를 들면, 손가락 기구(2e)가 도시하지 않은 물체에 맞닿아서 그 이상 구부러지지 않게 되어도, 이 손가락 기구(2e)에 연결된 와이어(29)가 감겨진 풀리(32)는, 손가락 기구(2e)의 옆의 손가락 기구(2d)가 더 구부러질 수 있는 한, 회전하면서 후방측(손목 기부(4)측)으로 이동할 수 있다. 또, 손가락 기구(2b,2c)로부터 뻗어 설치된 와이어(30)를 감은 풀리(33)는, 손가락 기구(2b,2c)의 적어도 어느 일방이 더 구부러질 수 있는 한, 후방측으로 이동할 수 있다. 또, 손가락 기구(2a)는, 더 구부러질 수 있는 한, 와이어(31)를 완체(5)내의 감기 축(58)에 감음으로써, 이 와이어(31)의 풀리(34)로부터 손가락 기구(2a)의 선단부에 걸친 부분의 길이가 짧아져, 이 손가락 기구(2a)가 구부리기 동작이 행해진다.

따라서, 손가락 기구(2a∼2e)의 구부리기 동작시에, 손가락 기구(2e)가 그 이상 구부러지지 않게 되어도, 와이어(31)를 상기 감기 축(58)에 감으면서, 상기 풀리(32,33)를 풀리 유지부재(43)나 풀리(36)와 함께 완체(5)측에 이동시킬 수 있기 때문에, 다른 손가락 기구(2a∼2e)의 구부리기 동작을 더욱 행할 수 있다.

이것은, 손가락 기구(2b∼2d)중 어느 1개의 손가락 기구가 구부러지지 않게 된 경우에도 마찬가지이다.

또, 손가락 기구(2a)가 그 이상 구부러지지 않게 된 경우에도, 와이어(31)의, 풀리(34)로부터 손가락 기구(2a)의 선단부에 걸친 부분의 길이는 변화하지 않게 되지만, 와이어(31)를 완체(5)내의 감기 축(58)에 감음으로써, 풀리(36)가 그 양측의 풀리(32,33)와 함께 후방측으로 이동한다. 이 때문에, 손가락 기구(2b∼2e)가 구부리기 동작을 행할 수 있다.

이와 같이, 손가락 기구(2a∼2e)의 어느 1개가 그 이상 구부러지지 않게 되어도, 다른 손가락 기구의 구부리기 동작을 와이어(31)의 감기 축(58)에의 감기(와이어(31)의 완체(5)내로의 이동)에 의해 행할 수 있다.

더욱이, 손가락 기구(2a∼2e)가 구부리기 동작할 때, 어느 2개의 손가락 기구가 파지하려고 하는 물체에 맞닿는 등 하여 그 이상 구부러지지 않게 된 경우에도, 다른 손가락 기구가 구부리기 동작을 행할 수 있다.

예를 들면, 손가락 기구(2b∼2e)중, 손가락 기구(2c) 및 손가락 기구(2d)가 구부러지지 않게 된 경우에는, 손가락 기구(2b)에 연결된 와이어(30)를 감은 풀리(33)는, 손가락 기구(2c)만이 구부러지지 않게 된 경우와 동일하게, 회전하면서 후방으로 이동할 수 있다. 동일하게, 손가락 기구(2e)에 연결된 와이어(29)를 감은 풀리(32)도, 회전하면서 후방으로 이동할 수 있다. 또, 손가락 기구(2a)에 대해서는, 와이어(31)의 감기 축(58)에의 감기에 의해, 이 와이어(31)의 풀리(34)로부터 손가락 기구(2a)의 선단부에 걸친 부분의 길이가 짧아져, 이 손가락기구(2a)의 구부리기 동작이 행해진다.

따라서, 손가락 기구(2c) 및 손가락 기구(2d)가 구부러지지 않게 되어도, 와이어(31)를 완체(5)내의 감기 축(58)에 감으면서, 다른 손가락 기구(2a,2b,2e)의 구부리기 동작을 행할 수 있다. 이것은, 손가락 기구(2b,2d)의 쌍, 손가락 기구(2b,2e)의 쌍, 또는, 손가락 기구(2c,2e)의 쌍이 구부러지지 않게 된 경우에도 동일하다.

또, 손가락 기구(2a)와, 손가락 기구(2b∼2e)의 어느 1개가, 구부러지지 않게 된 경우에도, 풀리(32,33)는, 풀리(36)와 함께 후방으로 이동할 수 있기 때문에, 다른 손가락 기구에 대해서는, 와이어(31)의 감기 축(58)에의 감기에 의해 구부리기 동작을 행할 수 있다.

더욱이, 손가락 기구(2b,2c)의 쌍, 또는 손가락 기구(2d,2e)의 쌍이 그 이상 구부러지지 않게 된 경우에도, 다른 손가락 기구의 구부리기 동작을 행할 수 있다.

예를 들면, 손가락 기구(2b,2c)의 쌍이 구부러지지 않은 경우에 있어서, 이들 손가락 기구(2b,2c)로부터 뻗어 설치된 와이어(30)를 감은 풀리(33)는, 후방으로 이동할 수 없게 된다. 그런데, 손가락 기구(2d,2e)로부터 뻗어 설치된 와이어(29)를 감은 풀리(32)와, 풀리 유지부재(43)의 중간부의 풀리(36)는, 도 7에 도시하는 바와 같이, 풀리 유지부재(43)가 가상선으로 도시하는 상태로부터 동도 실선으로 도시하는 바와 같이 상기 지지축(42)의 둘레에 요동함으로써, 후방측(완체(5)측)으로 이동할 수 있다. 이 때문에, 손가락 기구(2b,2c)의 쌍이 구부러지지않아도, 와이어(31)를 완체(5)내의 감기 축(58)에 감으면서, 다른 손가락 기구(2a,2d,2e)의 구부리기 동작을 행할 수 있다. 이것은, 손가락 기구(2d,2e)의 쌍이 구부러지지 않게 된 경우에도 동일하다. 단, 이 경우에는, 풀리 유지부재(43)는, 도 7의 경우와 역방향(시계방향)으로 지지축(42) 둘레로 요동한다.

이와 같이 하여, 손가락 기구(2a∼2e)의 어느 2개의 손가락 기구가 구부러지지 않게 되어도, 다른 손가락 기구의 구부리기 동작을 와이어(31)의 감기 축(58)에의 감기에 의해 행할 수 있다.

이하, 동일하게 하여, 손가락 기구(2a∼2e)의 어느 3개의 손가락 기구가 그 이상 구부러지지 않게 된 경우에도, 나머지 2개의 손가락 기구의 구부리기 동작을 행할 수 있다. 이 경우에는, 기본적으로는, 상기 도 7의 경우와 같이, 풀리 유지부재(43)가 요동함으로써, 나머지 2개의 손가락 기구의 구부리기 동작을 행할 수 있다.

더욱이, 손가락 기구(2a∼2e)의 어느 4개의 손가락 기구가 그 이상 구부러지지 않은 경우에도, 나머지 1개의 손가락 기구의 구부리기 동작을 행할 수 있다. 이 경우, 손가락 기구(2a)와, 손가락 기구(2b∼2e)의 어느 3개의 손가락 기구가 구부러지지 않게 된 경우에는, 기본적으로는, 상기 도 7의 경우와 같이, 풀리 유지부재(43)가 요동함으로써, 나머지 1개의 손가락 기구의 구부리기 동작을 행할 수 있다. 또, 손가락 기구(2a) 이외의 4개의 손가락 기구(2b∼2e)가 구부러지지 않은 경우에는, 풀리 유지부재(43) 및 이것에 축지지된 풀리(32,33,36)는, 후방으로 이동할 수 없게 되는데, 와이어(31)의 감기 축(58)에의 감기에 의해, 이 와이어(31)의 풀리(34)로부터 손가락 기구(2a)의 선단부에 걸친 부분의 길이가 짧아져서, 이손가락 기구(2a)의 구부리기 동작이 행해진다.

이상과 같이, 본 실시형태의 다지 핸드 장치(1)에서는, 단일의 손가락 구동용 모터(56)의 구동력에 의해, 와이어(31)를 감기 축(58)에 감음으로써, 다지 핸드 장치(1)의 모든 손가락 기구(2a∼2e)가 구부리기 동작을 일괄적으로 행할 수 있다. 따라서 각 손가락 기구(2a∼2e)마다 그 작동용의 액추에이터를 구비하거나 하지 않고, 적은 액추에이터로, 5개의 손가락 기구(2a∼2e)에 의해 도시하지 않은 물체를 파지하는 등의 작업을 행할 수 있다. 그리고, 이 경우, 손가락 기구(2a∼2e)의 어느 한쪽이 물체에 맞닿는 등 하여 그 이상 구부러지지 않아도, 다른 손가락 기구의 구부리기 동작을 행할 수 있기 때문에, 손가락 기구(2a∼2e)에 의한 물체의 파지를 확실하게 지장없이 행할 수 있다.

또한, 상기의 설명에서는, 손가락 기구(2a∼2e)가 펴기 상태로부터의 구부리기 동작에 관해서 설명했지만, 손가락 기구(2a∼2e)를 구부리기 상태로부터 펴는 경우에 대해서도 동일한 효과를 이룰 수 있다. 즉, 손가락 기구(2a∼2e)를 구부린 상태로부터, 예를 들면 손가락 구동용 모터(56)에 의한 와이어(31)의 끌어 당기는 힘(감기 축(58)에의 감는 힘)을 해제하면, 기본적으로는, 손가락 기구(2b∼2e)는, 각각에 대응하는 상기 스프링(16)의 가압력에 의해 펴지고, 또, 손가락 기구(2a)는, 스프링(25,26)의 가압력에 의해 펴진다. 그리고, 이 때, 손가락 기구(2a∼2e)의 어느 하나가 장애물에 맞닿는 등 하여 그 이상 펴지지 않게 되어도, 다른 손가락 기구(2a∼2e)는, 풀리(32,33,36)의 전후 방향에서의 이동이나 이들 풀리를 유지하는 풀리 유지부재(43)의 요동에 의해, 지장없이 펼 수 있다.

또, 본 실시형태의 다지 핸드 장치(1)에서는, 완체(5)내의 상기 수상 회전용 모터(55)를 작동시킴으로써, 상기 연결 축(52)과 함께 수상부(3)가 이 연결 축(52)의 축심 둘레로 회전한다. 이 때, 수상부(3)측으로부터 완체(5)내로 뻗는 와이어(31)는, 수상부(3)의 회전축심인 연결 축(52)의 축심을 따라서 뻗어 있기 때문에, 이 와이어(31)가 끌어 당겨지거나 하는 일이 없이, 수상부(3)가 회전한다. 이 때문에, 손가락 기구(2a∼2e)의 굴신 상태에 영향을 미치지 않고, 지장없이 수상부(3)를 완체(5)에 대해 회전시킬 수 있다.

더욱이, 본 실시형태의 다지 핸드 장치(1)에서는, 손가락 기구(2a)를 제외한, 손가락 기구(2b∼2e)의 제 2 관절(11)로부터 선단측의 부분(제 2 마디사이 부재(8), 제 3 마디사이 부재(9), 제 3 관절(12) 및 링크 암(15)으로부터 구성되는 부분)은, 그 각 부품의 형상, 사이즈가 완전히 동일하므로, 상호 예비부품을 공용할 수 있는 동시에, 다지 핸드 장치(1)에 필요한 부품의 종류수가 적어져, 그 부품관리 등이 용이하게 된다.

또, 본 실시형태의 다지 핸드 장치(1)에서는, 손가락 기구(2b∼2e)에 대해서는, 각각 상기 링크 기구(13)에 의해, 가장 수상부(3) 근처의 제 1 마디사이 부재(7)를 고정부재(6)에 대해 제 1 관절(10)의 관절 축(10a)의 축심 둘레로 회전시킴으로써, 이것에 연동하여 제 2 마디사이 부재(8) 및 제 3 마디사이 부재(9)가 각각 제 1 마디사이 부재(7), 제 2 마디사이 부재(8)에 대해 회전하여 각 손가락기구(2b∼2e)의 굴신이 행해지게 되어 있다. 이 때문에, 상기 와이어 부재(29)는, 풀리(32)로부터, 손가락 기구(2d,2e)에 대한 고정점까지의 길이가 짧게 되고, 마찬가지로, 와이어 부재(30)는, 풀리(33)로부터, 손가락 기구(2b,2c)에 대한 고정점까지의 길이가 짧게 된다. 따라서 이들 와이어 부재(29,30)의 전체의 필요 길이가 짧아지고, 비용적으로 유리한 것이 된다.

또, 본 실시형태의 다지 핸드 장치(1)에서는, 상술과 같이, 수상부(3)는, 완체(5)에 대해 전기적으로 절연되어 있기 때문에, 수상부(3)를 물속에 넣어도, 완체(5)내의 모터(55,56) 등의 전장품에 흐르는 전류가 수상부(3)측에 누전되거나 하는 일이 없다. 이 결과, 다지 핸드 장치(1)에 의해, 수중의 물체를 파지하는 등의 작업도 지장없이 행할 수 있다.

또한, 본 발명은, 상술의 실시형태에 한정되는 것이 아니라, 예를 들면 다음과 같은 변형상태도 가능하다.

상기 실시형태에서는, 손가락 기구(2a∼2e)를 펴기 측에 가압하도록 했지만, 구부리기 측에 가압해 두도록 해도 좋다. 이 경우의 실시형태는, 예를 들면 상술의 실시형태의 다지 핸드 장치(1)에 대해 다음과 같은 변경을 시행함으로써, 구성할 수 있다. 즉, 상기 링크 기구(13)를 구비한 각 손가락 기구(2b∼2e)에 대해서는, 스프링(16)을 제 1 마디사이 부재(7)에 접속하는 대신에, 예를 들면, 그 제 1 관절(10)에 설치한 플랫 스파이럴 스프링 등에 의해, 각 손가락 기구(2b∼2e)의 구부리기 측에 가압해 둔다. 그리고, 각 손가락 기구(2b∼2e)의 제 1 마디사이 부재(7)로부터 뻗어 설치한 와이어 부재(29,30)를 각각, 대응하는 각 손가락기구(2b∼2e)의 가이드 풀리(19)의, 하측의 외주(각 손가락 기구(2b∼2e)의 등측의 면부 근처의 외주)를 경유시켜서 수상부(3)측으로 연장시킨다. 또, 손가락 기구(2a)에 대해서는, 스프링(25, 26)에 의해 그 손가락 기구(2a)를 펴기 측에 가압하는 대신에, 예를 들면, 그 제 1 및 제 2 관절(23,24)에 각각 설치한 플랫 스파이럴 스프링 등에 의해, 이 손가락 기구(2a)를 구부리기 측에 가압해 둔다. 그리고, 손가락 기구(2a)의 선단부로부터 뻗어 설치한 와이어(31)를 끌어당겼을 때에, 손가락 기구(2a)가 펴지도록, 이 와이어(31)의 손가락 기구(2a)내에서의 배선 경로를 조정해 둔다(예를 들면, 이 와이어(31)를 손가락 기구(2a)의 등측의 면부를 따르도록 배선해 둔다).

상기 이외의 구조는, 상술의 실시형태의 다지 핸드 장치(1)와 동일해도 좋다. 이와 같이 다지 핸드 장치를 구성했을 때, 와이어(31)를 완체(5)내로 끌어당김으로써, 손가락 기구(2a∼2e)의 펴기 동작이 일괄적으로 행해진다. 그리고, 이 때, 손가락 기구(2a∼2e)의 어느 한쪽이 물체에 맞닿는 등 하여 펴지지 않게 되어도, 상술의 실시형태의 경우와 동일한 작동에 의해, 나머지 손가락 기구가 펴기 동작을 행할 수 있다.

또, 상기 실시형태에서는, 손가락 기구(2a)에 연결한 와이어(31)를 완체(3)내에 도입하여 구동용 모터(56)에 의해 끌어당김으로써, 손가락 기구(2a∼2e)의 구부리기 동작을 행하도록 했는데, 이 와이어(31)의 상기 풀리(38)로부터 도출한 단부를 수상부(3)에 고정해 두고, 이 와이어(31)의 중간부를 끌어당김으로써 손가락 기구(2a∼2e)의 구부리기 동작을 행하도록 할 수도 있다. 이 경우에는, 예를 들면상술의 실시형태에서의 풀리(37)를 전후 방향으로 이동할 수 있는 풀리 유지부재에 회전 자유롭게 유지해 두고, 이 풀리 유지부재로부터 와이어 부재를 완체(5)내로 끌어 내 둔다. 그리고, 이 와이어 부재를 완체(5)내에 설치한 액추에이터에 의해 끌어당기도록 하면, 손가락 기구(2a∼2e)의 구부리기 동작을 행할 수 있다.

또, 상기 실시형태에서는, 손가락 기구(2b∼2e)에 대해서는, 링크 기구(13)를 구비하고, 각 손가락 기구(2b∼2e)의 제 1 마디사이 부재(7)로부터 뻗어 설치한 와이어(29,30)를 끌어당겨서 이 제 1 마디사이 부재(7)를 제 1 관절(10)의 관절 축(10a)의 축심 둘레로 회전시킴으로써, 그것에 연동하여 제 2 마디사이 부재(8,9)가 회전하여 각 손가락 기구(2b∼2e)의 굴신 동작이 행해지도록 했지만, 예를 들면, 각 손가락 기구(2b∼2e)의 제 2 마디사이 부재(8)로부터 뻗어 설치한 와이어 부재를 끌어당겨서 제 2 마디사이 부재(8)를 회전시킴으로써, 각 손가락 기구(2b∼2e)의 굴신 동작을 행하도록 할 수도 있다. 이 경우에는, 예를 들면 상기 실시형태에서의 풀리(32)에 감은 와이어(29)의 양단부를 각각 손가락 기구(2d,2e)의 제 2 마디사이 부재(8)에 그 배 근처의 개소에서 고정하는 동시에, 풀리(33)에 감은 와이어(30)의 양단부를 각각 손가락 기구(2b,2c)의 제 2 마디사이 부재(8)에 그 배 근처의 개소에서 고정해 두고, 풀리(32,33)를 후방측(완체(5)측)에 이동시켜서 와이어(28,30)를 끌어당김으로써, 각 손가락 기구(2b∼2e)의 제 2 마디사이 부재(8) 및 제 1 마디사이 부재(7)가 각각 제 2 관절(11), 제 1 관절(12)의 관절축의 둘레로 회전하도록 해 둔다. 그리고, 상기 실시형태에서의 링크 암(15)에 의해 각 손가락 기구(2b∼2e)의 제 1 마디사이 부재(7)와 제 3 마디사이부재(9)를 연결해 둠으로써, 제 2 마디사이 부재(8)의 회전에 연동하여 제 3 마디사이 부재(9)가 제 3 관절(12)의 관절 축(12a)의 축심 둘레로 회전하도록 해 두면 좋다.

또, 상기 실시형태에서는, 5개의 손가락 기구(2a∼2e)를 구비한 다지 핸드 장치(1)에 대하여 설명했는데, 예를 들면, 3개나 4개의 손가락 기구를 구비한 다지 핸드 장치에 대해서도 본 발명을 적용할 수 있는 것은 물론이다.

이상과 같이 본 발명은, 인형 로봇 등, 수상부로부터 뻗어 설치된 복수의 손가락 기구에 의해 여러 작업을 행하는 로봇의 핸드 장치로서 유용하다.

Claims

완체의 선단부에 부착된 수상부와, 이 수상부로부터 뻗어 설치되고, 각각 복수의 마디사이 부재를 손가락 관절을 통해서 순차적으로 연접하여 이루어지는 복수의 손가락 기구와, 각 손가락 기구를 그 펴기 측 및 구부리기 측의 어느 일방측으로 가압하는 가압수단과, 각 손가락 기구로부터 수상부측에 뻗어 설치된 와이어 부재와, 각 손가락 기구로부터 뻗어 설치된 와이어 부재를 상기 가압수단의 가압력에 저항하여 끌어당김으로써, 이 손가락 기구의 구부리기 동작 또는 펴기 동작을 행하게 하는 구동수단을 구비한 다지 핸드 장치로서,

상기 복수의 손가락 기구중 적어도 2개의 손가락 기구로부터 각각 뻗어 설치된 2개의 와이어 부재는, 그 수상부측의 단부가 일체적으로 연결되어 있고,

상기 구동수단은, 일체로 연결한 상기 2개의 와이어 부재를 감은 풀리 부재와, 이 풀리 부재를 회전 자유롭게 유지하는 동시에 상기 2개의 와이어 부재의 끌어 당김 방향에 상기 풀리 부재와 함께 이동 가능하게 상기 수상부에 설치된 풀리 유지부재를 구비하고, 상기 2개의 손가락 기구의 구부리기 동작 또는 펴기 동작을 행할 때, 상기 풀리 유지부재를 이동시킴으로써, 이 2개의 손가락 기구로부터 뻗어 설치된 와이어 부재를 끌어당기는 것을 특징으로 하는 다지 핸드 장치.
완체의 선단부에 부착된 수상부와, 이 수상부로부터 뻗어 설치되고, 각각 복수의 마디사이 부재를 손가락 관절을 통해서 순차적으로 연접하여 이루어지는 적어도 4개 이상의 복수의 손가락 기구와, 각 손가락 기구를 그 펴기 측 및 구부리기 측의 어느 일방측에 가압하는 가압수단과, 각 손가락 기구로부터 수상부측에 뻗어 설치된 와이어 부재와, 각 손가락 기구로부터 뻗어 설치된 와이어 부재를 상기 가압수단의 가압력에 저항하여 끌어당김으로써, 이 손가락 기구의 구부리기 동작 또는 펴기 동작을 행하게 하는 구동수단을 구비한 다지 핸드 장치로서,

상기 복수의 손가락 기구중의 적어도 4개의 손가락 기구는, 2개씩 2쌍으로 분류되어, 각 쌍의 2개의 손가락 기구로부터 각각 뻗어 설치된 2개의 와이어 부재의 수상부측의 단부가 일체로 연결되어 있고,

상기 구동수단은, 각 쌍의 손가락 기구마다의 일체로 연결한 2개의 와이어 부재를 각각 감은 1쌍의 풀리 부재와, 이 1쌍의 풀리 부재를 간격을 두고 회전 자유롭게 지지하고, 상기 4개의 손가락 기구로부터 각각 뻗어 설치된 와이어 부재의 끌어 당김 방향으로 상기 1쌍의 풀리 부재와 함께 이동 가능하게 또한 상기 1쌍의 풀리 부재의 사이의 중간부에 설치한 지점의 둘레로 요동 가능하게 상기 수상부에 설치된 풀리 유지부재를 구비하고, 상기 4개의 손가락 기구의 구부리기 동작 또는 펴기 동작을 행할 때, 상기 풀리 유지부재를 이동시킴으로써, 이 4개의 손가락 기구로부터 뻗어 설치된 와이어 부재를 끌어당기는 것을 특징으로 하는 다지 핸드 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 손가락 기구는 적어도 3개 이상 구비되고,

상기 구동수단은, 상기 2개의 손가락 기구 이외의 다른 1개의 손가락 기구로부터 뻗어 설치된 와이어 부재가 감겨지고 상기 풀리 유지부재에 회전 자유롭게 유지된 보조 풀리 부재를 구비하고, 상기 2개의 손가락 기구와 상기 다른 1개의 손가락 기구와의 구부리기 동작 또는 펴기 동작을 행할 때, 상기 다른 1개의 손가락 기구로부터 뻗어 설치된 와이어 부재를, 상기 보조 풀리 부재가 상기 풀리 유지부재와 함께 상기 2개의 손가락 기구로부터 뻗어 설치된 와이어 부재의 끌어 당김 방향으로 이동하는 방향으로 끌어당기는 것을 특징으로 하는 다지 핸드 장치.
제 2 항에 있어서, 상기 손가락 기구는, 적어도 5개 이상 구비되고,

상기 구동수단은, 상기 4개의 손가락 기구 이외의 다른 1개의 손가락 기구로부터 뻗어 설치된 와이어 부재가 감겨져서 상기 1쌍의 풀리 부재의 사이에서 상기 풀리 유지부재에 회전 자유롭게 유지된 보조 풀리 부재를 구비하고, 상기 4개의 손가락 기구와 상기 다른 1개의 손가락 기구와의 구부리기 동작 또는 펴기 동작을 행할 때, 상기 다른 1개의 손가락 기구로부터 뻗어 설치된 와이어 부재를, 상기 보조 풀리 부재가 상기 풀리 유지부재와 함께 상기 4개의 손가락 기구로부터 뻗어 설치된 와이어 부재의 끌어 당김 방향으로 이동하는 방향으로 끌어당기는 것을 특징으로 하는 다지 핸드 장치.
제 1 항 내지 제 4 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 손가락 기구중의 적어도 1개의 손가락 기구는, 가장 수상부 근처인 손가락 관절에 이어지는 마디사이 부재의 이 손가락 관절 둘레의 회전동작에 연동시켜서 다른손가락 관절 둘레의회전동작을 행하게 하기 위해 이 손가락 기구의 복수의 마디사이 부재에 연결된 링크 기구를 구비하고 있고, 이 손가락 기구로부터 뻗어 설치되어 있는 상기 와이어 부재는, 가장 수상부 근처인 마디사이 부재로부터 뻗어 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 다지 핸드 장치.
제 1 항 내지 제 4 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 손가락 기구중의, 2개 이상의 손가락 기구의 각각의 2개 이상의 마디사이 부재는, 동일 구성인 것을 특징으로 하는 다지 핸드 장치.
제 1 항 내지 제 4 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 수상부는, 상기 완체의 대략 길이 방향으로 뻗어 있는 축심 둘레로 회전 가능하게 설치되는 동시에,

상기 구동수단은, 상기 수상부로부터 상기 완체의 내부에 뻗어 설치된 적어도 1개의 구동와이어 부재와, 각 구동와이어 부재를 이 완체의 내부측으로 끌어당기는 구동력을 이 와이어 부재에 부여하는 액추에이터를 구비하고, 각 손가락 기구로부터 뻗어 설치된 와이어 부재를 끌어당기는 힘을, 상기 액추에이터로부터 이 구동와이어 부재를 통해서 수상부측에 전달하는 수단으로,

상기 구동와이어 부재는, 상기 수상부의 회전축심을 따라서 상기 완체내에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 다지 핸드 장치.
제 7 항에 있어서, 상기 완체와 상기 수상부 사이는 전기적으로 절연되어 있는 동시에, 상기 구동 와이어부재는 절연재에 의해 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 다지 핸드 장치.