WO2018212205A1 - Hand mechanism, gripping system, and gripping program - Google Patents

Hand mechanism, gripping system, and gripping program Download PDF

Info

Publication number
WO2018212205A1
WO2018212205A1 PCT/JP2018/018821 JP2018018821W WO2018212205A1 WO 2018212205 A1 WO2018212205 A1 WO 2018212205A1 JP 2018018821 W JP2018018821 W JP 2018018821W WO 2018212205 A1 WO2018212205 A1 WO 2018212205A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
finger
hand mechanism
gripping
stopper
state
Prior art date
Application number
PCT/JP2018/018821
Other languages
French (fr)
Japanese (ja)
Inventor
晋治 川畑
嘉将 遠藤
文哉 小泉
松尾 芳一
野村 祐樹
聖也 渡邉
健児 日高
Original Assignee
Thk株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP2018078983A external-priority patent/JP7155479B2/en
Application filed by Thk株式会社 filed Critical Thk株式会社
Priority to DE112018002486.5T priority Critical patent/DE112018002486T5/en
Priority to CN201880031515.4A priority patent/CN110636926B/en
Priority to KR1020197036449A priority patent/KR20200007004A/en
Priority to US16/613,235 priority patent/US11389951B2/en
Publication of WO2018212205A1 publication Critical patent/WO2018212205A1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J15/00Gripping heads and other end effectors
    • B25J15/08Gripping heads and other end effectors having finger members

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manipulator (AREA)

Abstract

Provided is a hand mechanism, wherein, regardless of the attitude and the surrounding circumstances of a target object, the target object is more desirably gripped. In this hand mechanism having three or more finger parts, when gripping a target object, at least one finger part among the three of more finger parts functions as a state changeable finger part which contacts the target object and then changes the attitude or position of the target object. In addition, at least two of finger parts other than the finger part functioning as the state changeable finger part function as gripping finger parts which grip the target object, the position or attitude of which has been changed by the state changeable finger part.

Description

ハンド機構、把持システム、および把持プログラムHand mechanism, gripping system, and gripping program
 本発明は、複数の指部により対象物を把持するハンド機構、把持システム、および把持プログラムに関する。 The present invention relates to a hand mechanism for gripping an object with a plurality of fingers, a gripping system, and a gripping program.
 従来、ロボットアーム等に取り付けられ、複数の指部によって対象物を把持するハンド機構が開発されている。例えば、特許文献1には、3本の指部(フィンガー)を備えたハンド機構が開示されている。この特許文献1のハンド機構においては、3本の指部が同一の構造を有している。さらに、特許文献1のハンド機構においては、指部の先端部に、該先端部から自由端が突出したプレート部材が設けられている。指部をこのような構成とすることで、平面上に置かれている対象物をハンド機構によって把持する際に、該平面と該対象物との間に指部のプレート部材を押し込んだ上で、該指部によって該対象物を把持することができる。 Conventionally, a hand mechanism that is attached to a robot arm or the like and grips an object with a plurality of fingers has been developed. For example, Patent Document 1 discloses a hand mechanism including three fingers (finger). In the hand mechanism disclosed in Patent Document 1, the three fingers have the same structure. Furthermore, in the hand mechanism of Patent Document 1, a plate member with a free end protruding from the tip is provided at the tip of the finger. By configuring the finger portion in such a manner, when the object placed on the plane is gripped by the hand mechanism, the finger member plate member is pushed between the plane and the object. The object can be held by the finger.
特表2015-533669号公報Special table 2015-533669
 一般に、ハンド機構によって対象物を把持する場合、該対象物の姿勢やその周囲状況が該ハンド機構による把持に適した状態となるように該対象物を予め設置しておく必要がある。しかしながら、様々な対象物に対して、また、様々な状況下において、ハンド機構を使用することを考慮した場合、対象物の設置状態および設置状況による制約は出来るだけ少なくすることが望まれる。 Generally, when a target object is gripped by a hand mechanism, it is necessary to set the target object in advance so that the posture of the target object and its surroundings are suitable for gripping by the hand mechanism. However, considering the use of the hand mechanism for various objects and under various circumstances, it is desirable to reduce the restrictions due to the installation state and the installation state of the object as much as possible.
 本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、ハンド機構において、対象物の姿勢およびその周囲状況に関わらず、該対象物をより好適に把持することが可能な技術を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and provides a technique capable of more suitably gripping an object in a hand mechanism regardless of the posture of the object and its surroundings. With the goal.
 本発明に係るハンド機構は、3本以上の指部を備え、対象物を把持する際には、前記3本以上の指部のうちの少なくとも1本の指部が、該対象物に接触した上で該対象物の姿勢および/または位置を変更する状態変更用指部として機能するとともに、該状態変更用指部として機能する指部以外の指部のうちの少なくとも2本の指部が、該状態変更用指部によって姿勢および/または位置が変更された状態の該対象物を把持する把持用指部として機能する。 The hand mechanism according to the present invention includes three or more fingers, and when gripping an object, at least one of the three or more fingers touches the object. While functioning as a state changing finger unit that changes the posture and / or position of the object above, at least two of the finger units other than the finger unit functioning as the state changing finger unit are: It functions as a gripping finger unit that grips the object in a state in which the posture and / or position has been changed by the state changing finger unit.
 本発明によれば、ハンド機構において、対象物の姿勢およびその周囲状況に関わらず、該対象物をより好適に把持することができる。 According to the present invention, in the hand mechanism, the object can be more appropriately gripped regardless of the posture of the object and the surrounding situation.
実施例に係るロボットアームの概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the robot arm which concerns on an Example. 実施例に係るハンド機構の斜視図である。It is a perspective view of the hand mechanism which concerns on an Example. 実施例に係るハンド機構の上面図である。It is a top view of the hand mechanism which concerns on an Example. 実施例に係るハンド機構の指部の側面図である。It is a side view of the finger | toe part of the hand mechanism which concerns on an Example. 実施例に係るハンド機構の指部の先端部側を図4の矢印Aの方向から見た図である。It is the figure which looked at the front-end | tip part side of the finger | toe part of the hand mechanism which concerns on an Example from the direction of the arrow A of FIG. 実施例に係るハンド機構の、ベース部における指部の接続部近傍部分の内部構造、および、指部における基端部および第2関節部の内部構造を示す図である。It is a figure which shows the internal structure of the connection part vicinity of the finger part in a base part, and the internal structure of the base end part in a finger part, and a 2nd joint part of the hand mechanism which concerns on an Example. 実施例に係るハンド機構の、指部における第1関節部および第2指リンク部の内部構造を示す図である。It is a figure which shows the internal structure of the 1st joint part in a finger part, and the 2nd finger link part of the hand mechanism which concerns on an Example. 実施例に係るハンド機構の指部における第2関節部の可動範囲を示す図である。It is a figure which shows the movable range of the 2nd joint part in the finger | toe part of the hand mechanism which concerns on an Example. 実施例に係るハンド機構の指部における第1関節部の可動範囲を示す図である。It is a figure which shows the movable range of the 1st joint part in the finger | toe part of the hand mechanism which concerns on an Example. 実施例に係るハンド機構の指部の第1リンク部における感圧センサの配置を示す図である。It is a figure which shows arrangement | positioning of the pressure sensor in the 1st link part of the finger | toe part of the hand mechanism which concerns on an Example. 実施例に係るアーム制御装置およびハンド制御装置に含まれる各機能部を示すブロック図である。It is a block diagram which shows each function part contained in the arm control apparatus and hand control apparatus which concern on an Example. ハンド機構によって把持する対象物の形状の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the shape of the target object hold | gripped by a hand mechanism. 複数の対象物が並べられて配置された状態を示す図である。It is a figure showing the state where a plurality of objects were arranged and arranged. 実施例に係るハンド機構の第1指部によって対象物の姿勢を変更する際の動作を示す第一の図である。It is a 1st figure which shows the operation | movement at the time of changing the attitude | position of a target object with the 1st finger | toe part of the hand mechanism which concerns on an Example. 実施例に係るハンド機構の第1指部によって対象物の姿勢を変更する際の動作を示す第二の図である。It is a 2nd figure which shows the operation | movement at the time of changing the attitude | position of a target object with the 1st finger | toe part of the hand mechanism which concerns on an Example. 実施例に係るハンド機構の第2指部、第3指部、および第4指部によって対象物を把持した状態を示す第一の図である。It is a 1st figure which shows the state which hold | gripped the target object with the 2nd finger part, the 3rd finger part, and the 4th finger part of the hand mechanism which concerns on an Example. 実施例に係るハンド機構の第2指部、第3指部、および第4指部によって対象物を把持した状態を示す第二の図である。It is a 2nd figure which shows the state which hold | gripped the target object with the 2nd finger part, the 3rd finger part, and the 4th finger part of the hand mechanism which concerns on an Example. 実施例に係るハンド機構の動作の第1の他の例を示す第一の図である。It is a 1st figure which shows the 1st other example of operation | movement of the hand mechanism which concerns on an Example. 実施例に係るハンド機構の動作の第1の他の例を示す第二の図である。It is a 2nd figure which shows the 1st other example of operation | movement of the hand mechanism which concerns on an Example. 実施例に係るハンド機構の動作の第2の他の例を示す第一の図である。It is a 1st figure which shows the 2nd other example of operation | movement of the hand mechanism which concerns on an Example. 実施例に係るハンド機構の動作の第2の他の例を示す第二の図である。It is a 2nd figure which shows the 2nd other example of operation | movement of the hand mechanism which concerns on an Example. 実施例に係るハンド機構によって対象物を把持する際の制御フローを示すフローチャート。The flowchart which shows the control flow at the time of hold | gripping a target object with the hand mechanism which concerns on an Example. 実施例に係るストッパの概略構成を示した図である。It is the figure which showed schematic structure of the stopper which concerns on an Example. 実施例に係る第2関節部が最も伸展したときの第2関節部付近の断面図である。It is sectional drawing of the 2nd joint part vicinity when the 2nd joint part which concerns on an Example extends most. 実施例に係る第2関節部が最も屈曲したときの第2関節部付近の断面図である。It is sectional drawing of the 2nd joint part vicinity when the 2nd joint part which concerns on an Example is bent most.
 本発明に係るハンド機構は、3本以上の指部を備えている。ここで、ハンド機構によって対象物を把持する際には、指部によって該対象物を挟み込むために該対象物において該指を接触させる部分である所定の把持箇所が該指部の接触が可能な状態で露出している必要がある。しかしながら、対象物を収納している容器の壁面や、複数の対象物が互いに接触した状態で並べられている場合の他の対象物のような、対象物を把持する際に障害物となる物が近接した状態で該対象物が設置されている状況下においては、該対象物における所定の把持箇所が指部の接触が可能な状態で露出していない場合もある。このような場合、対象物がそのままの状態では、該対象物をハンド機構によって把持するのが困難である。ただし、このような場合でも、対象物の姿勢または位置を変更することで該対象物と障害物との間隔を大きくすれば、該対象物における所定の把持箇所を露出させることができる。そして、このようにして対象物における所定の把持箇所を露出させた状態で、該把持箇所に指部を接触させて該対象物を該指部によって挟み込めば、ハンド機構によって対象物を把持することができる。 The hand mechanism according to the present invention includes three or more fingers. Here, when the object is gripped by the hand mechanism, a predetermined gripping portion, which is a portion where the finger is brought into contact with the object in order to sandwich the object with the finger, can be contacted with the finger. It must be exposed in the state. However, an object that becomes an obstacle when grasping an object, such as a wall surface of a container that stores the object or other objects when a plurality of objects are arranged in contact with each other In a situation where the object is installed in a state where the objects are close to each other, a predetermined gripping position on the object may not be exposed in a state where the finger part can be contacted. In such a case, it is difficult to hold the object by the hand mechanism when the object is left as it is. However, even in such a case, if the interval between the object and the obstacle is increased by changing the posture or position of the object, a predetermined gripping position on the object can be exposed. Then, in a state where a predetermined gripping portion of the object is exposed in this way, a finger is brought into contact with the gripping portion and the object is sandwiched between the finger portions, whereby the object is gripped by the hand mechanism. be able to.
 そこで、本発明に係るハンド機構では、対象物を把持する際に、3本以上の指部のうちの少なくとも1本の指部が、該対象物に接触した上で該対象物の姿勢または位置を変更する状態変更用指部として機能する。対象物における所定の把持箇所が指部の接触が可能な状態で露出していない場合であっても、状態変更用指部を対象物に接触させることは可能である。さらに、状態変更用指部を対象物に接触させれば、該状態用指部によって対象物の姿勢または位置を変更することができる。そして、対象物と障害物との間隔が大きくなるように該対象物の姿勢または位置を変更することで、上記のとおり、該対象物における所定の把持箇所を露出させることができる。 Therefore, in the hand mechanism according to the present invention, when gripping an object, the posture or position of the object after at least one of the three or more fingers touches the object. It functions as a state change finger part for changing Even when the predetermined gripping portion of the object is not exposed in a state where the finger part can be contacted, the state changing finger part can be brought into contact with the object. Furthermore, if the state change finger part is brought into contact with the object, the posture or position of the object can be changed by the state finger part. Then, by changing the posture or position of the object so that the distance between the object and the obstacle is increased, a predetermined gripping portion of the object can be exposed as described above.
 また、本発明に係るハンド機構では、対象物を把持する際に、状態変更用指部として機能している指部以外の指部のうちの少なくとも2本の指部が、該状態変更用指部によって姿勢または位置が変更された状態の対象物を把持する把持用指部として機能する。つまり、対象物を把持する際に、状態変更用指部によって対象物の姿勢または位置が変更されることで露出した該対象物における所定の把持箇所に把持用指部が接触する。そして、把持用指部によって対象物が把持される。 Further, in the hand mechanism according to the present invention, when gripping an object, at least two finger parts other than the finger parts functioning as the state change finger parts have the state change fingers. It functions as a gripping finger unit that grips an object whose posture or position has been changed by the unit. That is, when gripping the target object, the gripping finger part comes into contact with a predetermined gripping position of the target object exposed by changing the posture or position of the target object by the state changing finger part. Then, the object is gripped by the gripping fingers.
 ハンド機構が、上記のような状態変更用指部と把持用指部とを備えることで、対象物の姿勢およびその周囲状況に関わらず、該対象物を該ハンド機構によって把持することが可能となる。 Since the hand mechanism includes the state changing finger part and the gripping finger part as described above, the object can be gripped by the hand mechanism regardless of the posture of the object and its surroundings. Become.
 <実施例>
 以下、本発明の具体的な実施例について図面に基づいて説明する。本実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置等は、特に記載がない限りは発明の技術的範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
<Example>
Specific embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. The dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in the present embodiment are not intended to limit the technical scope of the invention to those unless otherwise specified.
 ここでは、本発明に係るハンド機構および把持システムをロボットアームに適用した場合について説明する。図1は、本実施例に係るロボットアームの概略構成を示す図である。ロボットアーム1は、ハンド機構2、アーム機構3、および台座部4を備えている。アーム機構3の一端にハンド機構2が取り付けられている。また、アーム機構3の他端が台座部4に取り付けられている。ハンド機構2は、アーム機構3に接続されたベース部20と、該ベース部20に設けられた4本の指部21とを備えている。なお、ハンド機構2の詳細な構成については後述する。 Here, a case where the hand mechanism and the gripping system according to the present invention are applied to a robot arm will be described. FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of a robot arm according to the present embodiment. The robot arm 1 includes a hand mechanism 2, an arm mechanism 3, and a pedestal portion 4. A hand mechanism 2 is attached to one end of the arm mechanism 3. The other end of the arm mechanism 3 is attached to the pedestal portion 4. The hand mechanism 2 includes a base portion 20 connected to the arm mechanism 3 and four finger portions 21 provided on the base portion 20. The detailed configuration of the hand mechanism 2 will be described later.
 <アーム機構>
 アーム機構3は、第1アームリンク部31、第2アームリンク部32、第3アームリンク部33、第4アームリンク部34、第5アームリンク部35、および接続部材36を備えている。そして、ハンド機構2のベース部20が、アーム機構3の第1アームリンク部31の一端側に形成された第1関節部30aに接続されている。第1関節部30aには、第1アームリンク部31に対してハンド機構2を該第1アームリンク部31の軸周りに回転させるためのモータ(図示略)が設けられている。第1アームリンク部31の他端側は、第2関節部30bで第2アームリンク部32の一端側に接続されている。第1アームリンク部31と第2アームリンク部32とはその中心軸が垂直に交わるように接続されている。そして、第2関節部30bには、第2アームリンク部32に対して、第1アームリンク部31を、その他端側を中心に該第2アームリンク部32の軸周りに回転させるためのモータ(図示略)が設けられている。また、第2アームリンク部32の他端側は、第3関節部30cで第3アームリンク部33の一端側に接続されている。第3関節部30cには、第3アームリンク部33に対して第2アームリンク部32を相対的に回転させるためのモータ(図示略)が設けられている。
<Arm mechanism>
The arm mechanism 3 includes a first arm link portion 31, a second arm link portion 32, a third arm link portion 33, a fourth arm link portion 34, a fifth arm link portion 35, and a connection member 36. The base portion 20 of the hand mechanism 2 is connected to a first joint portion 30 a formed on one end side of the first arm link portion 31 of the arm mechanism 3. The first joint portion 30 a is provided with a motor (not shown) for rotating the hand mechanism 2 around the axis of the first arm link portion 31 with respect to the first arm link portion 31. The other end side of the first arm link portion 31 is connected to one end side of the second arm link portion 32 at the second joint portion 30b. The first arm link part 31 and the second arm link part 32 are connected so that their central axes intersect perpendicularly. A motor for rotating the first arm link part 31 around the axis of the second arm link part 32 around the other end side with respect to the second arm link part 32 is provided in the second joint part 30b. (Not shown) is provided. Further, the other end side of the second arm link portion 32 is connected to one end side of the third arm link portion 33 at the third joint portion 30c. The third joint part 30 c is provided with a motor (not shown) for rotating the second arm link part 32 relative to the third arm link part 33.
 同じように、第3アームリンク部33の他端側は、第4関節部30dで第4アームリンク部34の一端側に接続されている。また、第4アームリンク部34の他端側は、第5関節部30eで第5アームリンク部35に接続されている。そして、第4関節部30dには、第4アームリンク部34に対して第3アームリンク部33を相対的に回転させるためのモータ(図示略)が設けられている。また、第5関節部30eには、第5アームリンク部35に対して第4アームリンク部34を相対的に回転させるためのモータ(図示略)が設けられている。さらに、第5アームリンク部35は、台座部4から垂直に配置された接続部材36に第6関節部30fで接続されている。第5アームリンク部35と接続部材36とは、それぞれの中心軸が同軸となるように接続されている。そして、第6関節部30fには、第5アームリンク部35を、該第5アームリンク部35および接続部材36の軸回りに回転させるためのモータ(図示略)が設けられている。アーム機構3をこのような構成とすることで、例えば、該アーム機構3を6自由度の自由度を有する機構とすることができる。 Similarly, the other end side of the third arm link portion 33 is connected to one end side of the fourth arm link portion 34 at the fourth joint portion 30d. Further, the other end side of the fourth arm link portion 34 is connected to the fifth arm link portion 35 by a fifth joint portion 30e. The fourth joint portion 30d is provided with a motor (not shown) for rotating the third arm link portion 33 relative to the fourth arm link portion 34. Further, the fifth joint portion 30e is provided with a motor (not shown) for rotating the fourth arm link portion 34 relative to the fifth arm link portion 35. Further, the fifth arm link portion 35 is connected to a connection member 36 disposed vertically from the pedestal portion 4 by a sixth joint portion 30f. The fifth arm link portion 35 and the connection member 36 are connected so that their central axes are coaxial. The sixth joint portion 30f is provided with a motor (not shown) for rotating the fifth arm link portion 35 around the axes of the fifth arm link portion 35 and the connection member 36. With the arm mechanism 3 having such a configuration, for example, the arm mechanism 3 can be a mechanism having six degrees of freedom.
 <ハンド機構>
 次に、ハンド機構2の構成について図2から図10に基づいて説明する。図2はハンド機構2の斜視図である。図3はハンド機構2の上面図である。なお、図3において、矢印は、各指部21の回転可動範囲を示している。図2および図3に示すように、ハンド機構2においては、ベース部20に4本の指部21が、ハンド機構2の長手方向(図3において紙面に垂直な方向)の軸を中心とした円周上に、等角度間隔(すなわち90deg間隔)に配置されている。また、4本の指部21は全て同一の構造を有し且つ同一の長さである。但し、各指部21の動作は、それぞれ独立して制御される。
<Hand mechanism>
Next, the configuration of the hand mechanism 2 will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a perspective view of the hand mechanism 2. FIG. 3 is a top view of the hand mechanism 2. In FIG. 3, the arrows indicate the rotation movable ranges of the finger portions 21. As shown in FIGS. 2 and 3, in the hand mechanism 2, the four fingers 21 on the base 20 are centered on the axis in the longitudinal direction of the hand mechanism 2 (direction perpendicular to the paper surface in FIG. 3). On the circumference, they are arranged at equiangular intervals (ie, 90 deg intervals). The four finger portions 21 all have the same structure and the same length. However, the operation of each finger 21 is controlled independently.
 図4から図10は、ハンド機構2の指部21の構成およびその駆動機構について説明するための図である。図4は指部21の側面図である。なお、図4では、ベース部20が透過された状態で記載されており、ベース部20の内部に位置する指部21の一部の内部構造をも示している。また、図5は、指部21の先端部側を図4の矢印Aの方向から見た図である。なお、図4および図5では、後述する指部21の第2指リンク部212の一部が透過された状態で記載されており、該第2指リンク部212の内部構造をも示されている。 4 to 10 are diagrams for explaining the configuration of the finger portion 21 of the hand mechanism 2 and its driving mechanism. FIG. 4 is a side view of the finger part 21. In FIG. 4, the base portion 20 is shown in a transparent state, and a part of the internal structure of the finger portion 21 located inside the base portion 20 is also shown. FIG. 5 is a view of the distal end side of the finger portion 21 as viewed from the direction of arrow A in FIG. 4 and 5, a part of a second finger link part 212 of the finger part 21 to be described later is shown in a transparent state, and the internal structure of the second finger link part 212 is also shown. Yes.
 図2および図4に示すとおり、各指部21は、第1指リンク部211、第2指リンク部212、および基端部213を有している。そして、指部21の基端部213がベース部20に接続されている。ここで、基端部213は、図3において矢印で示すように、ベース部20に対して指部21の長手方向(図3において紙面に垂直な方向)の軸回りに回転可能に接続されている。また、指部21において、基端部213に第2指リンク部212の一端が接続されている。そして、この第2指リンク部212と基端部213との接続部に第2関節部23が形成されている。 2 and 4, each finger portion 21 has a first finger link portion 211, a second finger link portion 212, and a base end portion 213. The base end portion 213 of the finger portion 21 is connected to the base portion 20. Here, the base end portion 213 is connected to the base portion 20 so as to be rotatable about the longitudinal axis of the finger portion 21 (direction perpendicular to the paper surface in FIG. 3) with respect to the base portion 20, as indicated by an arrow in FIG. Yes. In the finger part 21, one end of the second finger link part 212 is connected to the base end part 213. A second joint portion 23 is formed at a connection portion between the second finger link portion 212 and the base end portion 213.
 ここで、図6に基づいて基端部213の駆動機構および第2関節部23の駆動機構について説明する。図6は、ベース部20における指部21の接続部近傍部分の内部構造、および、指部21における基端部213および第2関節部23の内部構造を示す図である。この図6に示すように、ベース部20の内部には歯車65、歯車66、第2モータ52、および第3モータ53が設けられている。歯車65は、指部21全体を回転させるための歯車であり、基端部213の回転軸に接続されている。歯車66は第3モータ53の回転軸に接続されている。そして、歯車65と歯車66とが噛み合っている。このような構成により、第3モータ53が回転すると、その回転力が二つの歯車65、66を介して基端部213の回転軸に伝達される。その結果、基端部213が回転駆動され、それに伴って、図3において矢印で示す範囲で指部21全体が回転駆動される。 Here, the drive mechanism of the base end portion 213 and the drive mechanism of the second joint portion 23 will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a diagram illustrating an internal structure of the base portion 20 in the vicinity of the connection portion of the finger portion 21 and an internal structure of the proximal end portion 213 and the second joint portion 23 in the finger portion 21. As shown in FIG. 6, a gear 65, a gear 66, a second motor 52, and a third motor 53 are provided inside the base portion 20. The gear 65 is a gear for rotating the entire finger portion 21, and is connected to the rotation shaft of the base end portion 213. The gear 66 is connected to the rotation shaft of the third motor 53. The gear 65 and the gear 66 are engaged with each other. With such a configuration, when the third motor 53 rotates, the rotational force is transmitted to the rotation shaft of the base end portion 213 via the two gears 65 and 66. As a result, the base end portion 213 is rotationally driven, and accordingly, the entire finger portion 21 is rotationally driven within a range indicated by an arrow in FIG.
 また、第2関節部23の内部には、ウォームホイール63と、該ウォームホイール63に噛み合ったウォーム64が設けられている。そして、第2関節部23における第2指リンク部212の回転軸にウォームホイール63が接続されている。また、ベース部20の内部に設けられた第2モータ52の回転軸にウォーム64が接続されている。このような構成により、第2モータ52が回転駆動すると、その回転力がウォーム64およびウォームホイール63によって第2指リンク部212の回転軸に伝達される。その結果、第2指リンク部212が、基端部213に対して相対的に回転駆動される。ここで、図7は、第2モータ52の駆動力により実現される、指部21における第2関節部23の可動範囲を示す図である。この図7に示すように、第2関節部23は屈曲および伸展可能に形成されている。なお、第2モータ52による駆動力と第3モータ53による駆動力とは、それぞれ独立してその作動対象に伝わるように構成されている。 Further, a worm wheel 63 and a worm 64 meshed with the worm wheel 63 are provided inside the second joint portion 23. The worm wheel 63 is connected to the rotation shaft of the second finger link part 212 in the second joint part 23. A worm 64 is connected to the rotating shaft of the second motor 52 provided in the base portion 20. With such a configuration, when the second motor 52 is rotationally driven, the rotational force is transmitted to the rotation shaft of the second finger link portion 212 by the worm 64 and the worm wheel 63. As a result, the second finger link part 212 is rotationally driven relative to the base end part 213. Here, FIG. 7 is a diagram showing a movable range of the second joint portion 23 in the finger portion 21 realized by the driving force of the second motor 52. As shown in FIG. 7, the second joint portion 23 is formed to be able to bend and extend. The driving force by the second motor 52 and the driving force by the third motor 53 are configured to be transmitted independently to the operation target.
 また、図4および図5に示すように、指部21においては、第2指リンク部212の他端に第1指リンク部211の一端が接続されている。そして、この第1指リンク部211と第2指リンク部212との接続部に第1関節部22が形成されている。ここで、図8に基づいて第1関節部22の駆動機構について説明する。図8は、指部21における第1関節部22および第2指リンク部212の内部構造を示す図である。第1関節部22の内部には、互いに噛み合った二つの傘歯車61、62が設けられている。そして、第1関節部22における第1指リンク部211の回転軸に一方の傘歯車61が接続されている。また、第2指リンク部212の内部に設けられた第1モータ51の回転軸に他方の傘歯車62が接続されている。このような構成により、第1モータ51が回転駆動すると、その回転力が二つの傘歯車61、62によって第1指リンク部211の回転軸に伝達される。その結果、第1指リンク部211が、第2指リンク部212に対して相対的に回転駆動される。ここで、図9は、第1モータ51の駆動力により実現される、指部21における第1関節部22の可動範囲を示す図である。この図9に示すように、第1関節部22は屈曲および伸展可能に形成されている。 As shown in FIGS. 4 and 5, in the finger portion 21, one end of the first finger link portion 211 is connected to the other end of the second finger link portion 212. A first joint portion 22 is formed at a connection portion between the first finger link portion 211 and the second finger link portion 212. Here, the drive mechanism of the 1st joint part 22 is demonstrated based on FIG. FIG. 8 is a diagram illustrating an internal structure of the first joint portion 22 and the second finger link portion 212 in the finger portion 21. Two bevel gears 61 and 62 meshing with each other are provided inside the first joint portion 22. One bevel gear 61 is connected to the rotation shaft of the first finger link portion 211 in the first joint portion 22. The other bevel gear 62 is connected to the rotation shaft of the first motor 51 provided inside the second finger link portion 212. With such a configuration, when the first motor 51 is rotationally driven, the rotational force is transmitted to the rotation shaft of the first finger link portion 211 by the two bevel gears 61 and 62. As a result, the first finger link portion 211 is rotationally driven relative to the second finger link portion 212. Here, FIG. 9 is a diagram illustrating a movable range of the first joint portion 22 in the finger portion 21 realized by the driving force of the first motor 51. As shown in FIG. 9, the first joint portion 22 is formed to be able to bend and extend.
 また、図2および図4に示すように、本実施例では、指部21において、第1関節部22よりも先端部側の第1指リンク部211よりも、該第1関節部22よりベース部20側(基端部213側)の第2指リンク部212の方が長くなっている。 Further, as shown in FIGS. 2 and 4, in the present embodiment, the finger portion 21 is based on the first joint portion 22 rather than the first finger link portion 211 on the distal end side of the first joint portion 22. The second finger link part 212 on the part 20 side (base end part 213 side) is longer.
 また、図2、図4、図5、および図10に示すように、本実施例では、指部21の第1指リンク部211の先端側に感圧センサ70が設けられている。感圧センサ70は、第1指リンク部211の先端部に作用する外力(圧力)を検出するセンサである。また、図4に示すように、感圧センサ70は、第1指リンク部211における、第1関節部22の屈曲方向側の壁面(以下、「屈曲側壁面」と称する場合もある。)215および伸展方向側の壁面(以下、「伸展側壁面」と称する場合もある。)216の両面に設けられている。ここで、本実施例では、第1指リンク部211の先端側における屈曲側壁面215は曲面状に形成されている。そこで、図10に示すように、第1指リンク部211の先端側における屈曲側壁面215には、複数の感圧センサ70をその曲面形状に沿って並べて設置してもよい。なお、感圧センサ70としては、圧電式やひずみゲージ式、静電容量式等、周知のどのような方式のセンサを用いてもよい。また、本実施例においては、感圧センサ70が、本発明に係る「接触圧検知手段」に相当する。 In addition, as shown in FIGS. 2, 4, 5, and 10, in this embodiment, a pressure-sensitive sensor 70 is provided on the distal end side of the first finger link portion 211 of the finger portion 21. The pressure-sensitive sensor 70 is a sensor that detects an external force (pressure) acting on the distal end portion of the first finger link portion 211. Further, as shown in FIG. 4, the pressure-sensitive sensor 70 is a wall surface on the bending direction side of the first joint portion 22 in the first finger link portion 211 (hereinafter also referred to as “bending sidewall surface”) 215. Further, it is provided on both surfaces of the wall surface 216 on the extension direction side (hereinafter also referred to as “extension side wall surface”) 216. Here, in this embodiment, the bent side wall surface 215 on the distal end side of the first finger link portion 211 is formed in a curved surface shape. Therefore, as shown in FIG. 10, a plurality of pressure-sensitive sensors 70 may be arranged side by side along the curved shape on the bent side wall surface 215 on the distal end side of the first finger link portion 211. As the pressure sensor 70, any known type of sensor such as a piezoelectric type, a strain gauge type, or a capacitance type may be used. In this embodiment, the pressure-sensitive sensor 70 corresponds to “contact pressure detecting means” according to the present invention.
 <台座部>
 次に、台座部4に内蔵された、アーム制御装置42およびハンド制御装置43の構成について図11に基づいて説明する。アーム制御装置42はロボットアーム1のアーム機構3を制御するための制御装置である。ハンド制御装置43はロボットアーム1のハンド機構2を制御するための制御装置である。図11は、アーム制御装置42およびハンド制御装置43に含まれる各機能部を示すブロック図である。
<Pedestal part>
Next, configurations of the arm control device 42 and the hand control device 43 built in the pedestal portion 4 will be described with reference to FIG. The arm control device 42 is a control device for controlling the arm mechanism 3 of the robot arm 1. The hand control device 43 is a control device for controlling the hand mechanism 2 of the robot arm 1. FIG. 11 is a block diagram illustrating each functional unit included in the arm control device 42 and the hand control device 43.
 アーム制御装置42は、アーム機構3の各関節部に設けられたモータを駆動するための駆動信号を生成する複数のドライバを含み、各ドライバからの駆動信号が対応する各モータに供給されるように構成される。また、アーム制御装置42は、演算処理装置及びメモリを有するコンピュータを含んでいる。そして、アーム制御装置42は、機能部として、アーム制御部420およびモータ状態量取得部421を有している。これらの機能部は、アーム制御装置42に含まれるコンピュータにおいて所定の制御プログラムが実行されることで形成される。 The arm control device 42 includes a plurality of drivers that generate drive signals for driving the motors provided at the joints of the arm mechanism 3 so that the drive signals from the drivers are supplied to the corresponding motors. Configured. The arm control device 42 includes a computer having an arithmetic processing device and a memory. The arm control device 42 includes an arm control unit 420 and a motor state quantity acquisition unit 421 as functional units. These functional units are formed by executing a predetermined control program in a computer included in the arm control device 42.
 アーム制御部420は、ハンド制御装置43が有する機能部である後述の対象物情報取得部430によって取得された対象物情報に基づいて各ドライバから駆動信号を供給することで、アーム機構3の各関節部30a、30b、30c、30d、30e、30fに設けられたモータを制御する。そして、アーム制御部420は、各モータを制御することでアーム機構3を動かし、それによって、ハンド機構2を、対象物の把持のために適した所定の把持可能位置に移動させる。また、アーム機構3の各関節部30a、30b、30c、30d、30e、30fに設けられたモータには、それぞれの回転状態に関する状態量(モータの回転軸の回転位置や回転速度等)を検出するエンコーダ(図示略)が設けられている。そして、各モータのエンコーダによって検出された各モータの状態量が、アーム制御装置42のモータ状態量取得部421に入力される。そして、アーム制御部420は、モータ状態量取得部421に入力された各モータの状態量に基づいて、例えば、ハンド機構2が所定の把持可能位置に移動するように各モータをサーボ制御する。 The arm control unit 420 supplies each driver of the arm mechanism 3 by supplying a drive signal from each driver based on target information acquired by a target information acquisition unit 430 described later, which is a functional unit of the hand control device 43. The motors provided in the joint portions 30a, 30b, 30c, 30d, 30e, and 30f are controlled. The arm controller 420 moves the arm mechanism 3 by controlling each motor, thereby moving the hand mechanism 2 to a predetermined grippable position suitable for gripping the object. In addition, the motors provided in the joint portions 30a, 30b, 30c, 30d, 30e, and 30f of the arm mechanism 3 detect state quantities (such as the rotational position and rotational speed of the rotation shaft of the motor) related to the respective rotational states. An encoder (not shown) is provided. Then, the state quantity of each motor detected by the encoder of each motor is input to the motor state quantity acquisition unit 421 of the arm control device 42. Then, the arm control unit 420 servo-controls each motor so that, for example, the hand mechanism 2 moves to a predetermined grippable position based on the motor state quantity input to the motor state quantity acquisition unit 421.
 また、ハンド制御装置43は、ハンド機構2に設けられた各モータを駆動するための駆動信号を生成する複数のドライバを含み、各ドライバからの駆動信号が対応する各モータに供給されるように構成される。また、ハンド制御装置43は、演算処理装置及びメモリを有するコンピュータを含んでいる。そして、ハンド制御装置43は、機能部として、対象物情報取得部430、ハンド制御部431、モータ状態量取得部432、センサ情報取得部433を有している。これらの機能部は、ハンド制御装置43に含まれるコンピュータにおいて所定の制御プログラムが実行されることで形成される。 The hand control device 43 includes a plurality of drivers that generate drive signals for driving the motors provided in the hand mechanism 2 so that the drive signals from the drivers are supplied to the corresponding motors. Composed. The hand control device 43 includes a computer having an arithmetic processing device and a memory. And the hand control apparatus 43 has the target object information acquisition part 430, the hand control part 431, the motor state quantity acquisition part 432, and the sensor information acquisition part 433 as a function part. These functional units are formed by executing a predetermined control program in a computer included in the hand control device 43.
 対象物情報取得部430は、ハンド機構2よって把持すべき対象物に関する情報である対象物情報を取得する。ここで、対象物情報には、対象物の形状、寸法、およびその位置に関する情報、並びに、対象物周囲の環境情報(対象物の周囲に存在する該対象物以外の物に関する情報であり、例えば、対象物が収容されている容器の形状や当該容器における対象物の並びに関する情報)等が含まれる。この対象物情報取得部430は、ユーザーによって入力された対象物情報を取得してもよい。また、対象物を含む画像を撮像する視覚センサが設けられている場合、対象物情報取得部430は、該視覚センサによって撮像された画像から対象物情報を取得してもよい。 The object information acquisition unit 430 acquires object information that is information regarding an object to be gripped by the hand mechanism 2. Here, the object information includes information on the shape, dimensions, and position of the object, and environmental information around the object (information on objects other than the object existing around the object, for example, , Information on the shape of the container in which the object is stored and the arrangement of the objects in the container). The object information acquisition unit 430 may acquire object information input by the user. When a visual sensor that captures an image including an object is provided, the object information acquisition unit 430 may acquire object information from an image captured by the visual sensor.
 また、ハンド制御部431は、対象物情報取得部430によって取得された対象物情報に基づいて各ドライバから駆動信号を供給することで、ハンド機構2の各指部21を駆動させる各第1モータ51、各第2モータ52、および各第3モータ53を制御する。例えば、ハンド制御部431は、アーム制御部420によってアーム機構3が制御されることで所定の把持可能位置に移動されたハンド機構2によって対象物を把持するために、ハンド機構2の各第1モータ51、各第2モータ52、および各第3モータ53を制御する。また、ハンド機構2の各第1モータ51、各第2モータ52、および各第3モータ53には、それぞれの回転状態に関する状態量(モータの回転軸の回転位置や回転速度等)を検出するエンコーダ(図示略)が設けられている。そして、各モータ51、52、53のエンコーダによって検出された各モータ51、52、53の状態量が、ハンド制御装置43のモータ状態量取得部432に入力される。そして、ハンド制御部431は、モータ状態量取得部432に入力された各モータ51、52、53の状態量に基づいて、例えば、複数の指部21によって対象物を把持するように、各指部21における各モータ51、52、53をサーボ制御する。 In addition, the hand control unit 431 supplies the driving signal from each driver based on the object information acquired by the object information acquiring unit 430, thereby driving each finger unit 21 of the hand mechanism 2. 51, each 2nd motor 52, and each 3rd motor 53 are controlled. For example, the hand control unit 431 controls each of the first mechanisms of the hand mechanism 2 in order to grip the object by the hand mechanism 2 that has been moved to a predetermined grippable position by controlling the arm mechanism 3 by the arm control unit 420. The motor 51, each second motor 52, and each third motor 53 are controlled. In addition, the first motor 51, the second motor 52, and the third motor 53 of the hand mechanism 2 detect state quantities (such as the rotational position and rotational speed of the rotation shaft of the motor) related to the respective rotational states. An encoder (not shown) is provided. Then, the state quantities of the motors 51, 52, 53 detected by the encoders of the motors 51, 52, 53 are input to the motor state quantity acquisition unit 432 of the hand control device 43. Then, based on the state quantities of the motors 51, 52, 53 input to the motor state quantity acquisition unit 432, the hand control unit 431, for example, moves each finger so as to hold the object with the plurality of finger parts 21. Servo-control each motor 51,52,53 in the part 21. FIG.
 さらに、ハンド制御装置43はセンサ情報取得部433を有している。センサ情報取得部433には、ハンド機構2の各指部21の第1指リンク部211に設けられた感圧センサ70の検出値が入力される。そして、ハンド制御部431は、センサ情報取得部433によって取得された各感圧センサ70の検出値に基づいて、各指部21の対象物への接触を検知でき、その検知信号に基づいて各指部21における各モータ51、52、53を制御することもできる。 Furthermore, the hand control device 43 has a sensor information acquisition unit 433. The sensor information acquisition unit 433 receives a detection value of the pressure sensor 70 provided in the first finger link unit 211 of each finger unit 21 of the hand mechanism 2. And the hand control part 431 can detect the contact to the target object of each finger | toe part 21 based on the detection value of each pressure sensor 70 acquired by the sensor information acquisition part 433, and each based on the detection signal Each motor 51, 52, 53 in the finger part 21 can also be controlled.
 <指部の機能>
 次に、ハンド機構2によって対象物を把持する際の各指部21の機能について説明する。ここで、図12は、ハンド機構2によって把持する対象物10の形状の一例を示す図である。また、図13は、複数の対象物10(10´)が並べられて配置された状態を示す図である。図12および図13に示すように、対象物10は、6つの面(S1~S6)を有する直方体である。ただし、図12に示す対象物10の形状はあくまでも一例であって、ハンド機構2によって把持する対象物の形状は直方体に限られるものではない。
<Finger functions>
Next, the function of each finger part 21 when the object is gripped by the hand mechanism 2 will be described. Here, FIG. 12 is a diagram illustrating an example of the shape of the object 10 held by the hand mechanism 2. FIG. 13 is a diagram showing a state in which a plurality of objects 10 (10 ′) are arranged and arranged. As shown in FIGS. 12 and 13, the object 10 is a rectangular parallelepiped having six surfaces (S1 to S6). However, the shape of the object 10 shown in FIG. 12 is merely an example, and the shape of the object gripped by the hand mechanism 2 is not limited to a rectangular parallelepiped.
 ここで、ハンド機構2によって対象物10を把持する際には、該対象物10の6つの面のうち少なくとも2つの面を所定の把持面(所定の把持箇所に相当)とし、該所定の把持面それぞれにハンド機構2のいずれかの指部21を接触させて該指部21によって該対象物10を挟み込む必要がある。そして、以下においては、対象物10の6つの面のうち最も面積の大きい2つの面S5、S6を所定の把持面として該対象物10を把持する場合について説明する。 Here, when the object 10 is gripped by the hand mechanism 2, at least two of the six surfaces of the object 10 are defined as predetermined gripping surfaces (corresponding to predetermined gripping locations), and the predetermined gripping is performed. One of the fingers 21 of the hand mechanism 2 needs to be brought into contact with each surface, and the object 10 needs to be sandwiched between the fingers 21. In the following, a case will be described in which the object 10 is gripped using the two surfaces S5 and S6 having the largest area among the six surfaces of the object 10 as predetermined gripping surfaces.
 対象物10における面S5、S6を所定の把持面として該対象物10をハンド機構2によって把持しようとした場合、これらの面S5、S6の両方が、ハンド機構2のいずれかの指部21が接触可能な状態で露出している必要がある。しかしながら、図13に示すように、順次ハンド機構2による把持の対象となる複数の対象物10(10´)が互いに接触した状態で並べられて配置された状態では、対象物10の所定の把持面が、隣接する対象物10´と接触した状態に置かれる場合がある。図13の場合、対象物10における2つの所定の把持面S5、S6のうちの一方の把持面S6が、隣接する対象物10´と接触した状態となっている。このような場合、対象物10の把持面S6が露出していない状態となる。そのため、対象物10が図13に示す状態のままでは、ハンド機構2の指部21を該対象物10の把持面S6に接触させることができないため、該対象物10を該ハンド機構2によって把持することができない。 When the object 10 is to be gripped by the hand mechanism 2 with the surfaces S5 and S6 of the object 10 as predetermined gripping surfaces, both of the surfaces S5 and S6 are connected to any of the finger portions 21 of the hand mechanism 2. It must be exposed so that it can be touched. However, as shown in FIG. 13, in a state where a plurality of objects 10 (10 ′) to be grasped sequentially by the hand mechanism 2 are arranged and arranged in contact with each other, a predetermined grasping of the object 10 is performed. The surface may be placed in contact with the adjacent object 10 '. In the case of FIG. 13, one of the two predetermined gripping surfaces S5 and S6 of the object 10 is in a state of being in contact with the adjacent object 10 ′. In such a case, the gripping surface S6 of the object 10 is not exposed. Therefore, if the target object 10 remains in the state shown in FIG. 13, the finger part 21 of the hand mechanism 2 cannot be brought into contact with the gripping surface S6 of the target object 10, so that the target object 10 is gripped by the hand mechanism 2. Can not do it.
 そこで、本実施例では、上記のような状況下にある対象物10をハンド機構2によって把持する場合、先ず、該ハンド機構2における4本の指部21のうち状態変更用指部として機能する1つの指部によって対象物10の姿勢を変更する。そして、その後で、該ハンド機構2における4本の指部21のうち、状態変更用指部として機能する指部以外の3本の指部であって把持用指部として機能する指部によって対象物10を把持する。 Thus, in this embodiment, when the hand mechanism 2 grips the target object 10 in the above-described situation, first, it functions as a state changing finger portion of the four finger portions 21 in the hand mechanism 2. The posture of the object 10 is changed by one finger part. After that, among the four finger portions 21 in the hand mechanism 2, the three finger portions other than the finger portions functioning as state changing finger portions and the finger portions functioning as gripping finger portions are targeted. Hold the object 10.
 以下、本実施例において、図13に示した状態に置かれた対象物10をハンド機構2によって把持する際の手順の詳細について、図14から図17に基づいて説明する。なお、ここでは、ハンド機構2の各指部21を、それぞれ、第1指部21A、第2指部21B、第3指部21C、第4指部21Dと称する。そして、以下においては、状態変更用指部として機能する指部を第1指部21Aをとし、把持用指部として機能する指部を第2~4指部21B、21C、21Cとした場合について説明する。また、図14および図15は、ハンド機構2の第1指部21Aによって対象物10の姿勢を変更する際の動作を示す図である。また、図16および図17は、ハンド機構2の第2指部21B、第3指部21C、および第4指部21Dによって対象物10を把持した状態を示す図である。また、以下に説明するようなハンド機構2による対象物10の把持手順は、アーム制御装置42によってアーム機構3が制御されることでハンド機構2が所定の把持可能位置に移動した後で、ハンド制御装置43によって該ハンド機構2を制御することで実現される。 Hereinafter, in the present embodiment, details of a procedure for gripping the object 10 placed in the state shown in FIG. 13 by the hand mechanism 2 will be described based on FIGS. 14 to 17. Here, each finger part 21 of the hand mechanism 2 is referred to as a first finger part 21A, a second finger part 21B, a third finger part 21C, and a fourth finger part 21D, respectively. In the following description, the first finger portion 21A is used as a finger portion functioning as a state changing finger portion, and the second to fourth finger portions 21B, 21C, and 21C are used as finger portions functioning as gripping finger portions. explain. 14 and 15 are diagrams illustrating an operation when the posture of the target object 10 is changed by the first finger portion 21A of the hand mechanism 2. FIG. 16 and 17 are diagrams showing a state in which the object 10 is held by the second finger part 21B, the third finger part 21C, and the fourth finger part 21D of the hand mechanism 2. The procedure of gripping the object 10 by the hand mechanism 2 as described below is performed after the hand mechanism 2 is moved to a predetermined grippable position by the arm mechanism 3 being controlled by the arm control device 42. This is realized by controlling the hand mechanism 2 by the control device 43.
 図13に示すように、対象物10が、一方の把持面S6を接触面として隣接する対象物10´に接触した状態に置かれている場合であっても、その上面S4は露出している。そのため、ハンド機構2の指部21を対象物10の上面S4に接触させることができる。そこで、本実施例では、図14に示すように、先ず、今回の対象物10の把持において状態変更用指部として機能する第1指部21Aの第1指リンク部211Aを対象物10の上面S4に接触させる。なお、第1指部21Aの第1指リンク部211Aの対象物10への接触は、該第1指リンク部211Aに設けられた感圧センサ70によって検知することができる。また、このときに、第1指部21Aを対象物10の上面S4に接触させた状態では、ハンド機構2における他の指部21B、21C、21Dは、対象物10には接触していない。 As shown in FIG. 13, even when the object 10 is placed in a state where it is in contact with an adjacent object 10 ′ with one gripping surface S <b> 6 as a contact surface, the upper surface S <b> 4 is exposed. . Therefore, the finger part 21 of the hand mechanism 2 can be brought into contact with the upper surface S4 of the object 10. Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 14, first, the first finger link portion 211 </ b> A of the first finger portion 21 </ b> A that functions as a state change finger portion in the current gripping of the target object 10 is used as the upper surface of the target object 10. Contact S4. Note that the contact of the first finger link portion 211A to the object 10 of the first finger link portion 211A can be detected by the pressure-sensitive sensor 70 provided on the first finger link portion 211A. At this time, in a state where the first finger part 21 </ b> A is in contact with the upper surface S <b> 4 of the object 10, the other finger parts 21 </ b> B, 21 </ b> C, 21 </ b> D in the hand mechanism 2 are not in contact with the object 10.
 そして、次に、図15に示すように、第1指部21Aによって、その第1指リンク部211Aを対象物10の上面S4に接触させた状態で、該対象物10を手前に傾ける。すなわち、対象物10の把持面S6が、隣接する対象物10´から離間する方向に、該対象物10を傾ける。このように、状態変更用指部として機能する第1指部21Aによって対象物10の姿勢を変更することで、該対象物10と、隣接する対象物10´との間隔を大きくすることができる。これにより、対象物10における把持面S6を露出させることができる。その結果、対象物10における他方の把持面S5のみならず一方の把持面S6にも、ハンド機構2における第1指部21A以外の指部を接触させることが可能となる。なお、このようにして、対象物10における所定の把持面S5、S6の両方にハンド機構2の指部21を接触させることが可能なった該対象物10の状態を、以下においては「所定の把持可能状態」と称する。 Then, as shown in FIG. 15, the object 10 is tilted forward by the first finger part 21 </ b> A in a state where the first finger link part 211 </ b> A is in contact with the upper surface S <b> 4 of the object 10. That is, the object 10 is tilted in a direction in which the gripping surface S6 of the object 10 is separated from the adjacent object 10 ′. Thus, by changing the posture of the object 10 by the first finger part 21A functioning as the state changing finger part, the interval between the object 10 and the adjacent object 10 ′ can be increased. . Thereby, the gripping surface S6 of the object 10 can be exposed. As a result, not only the other gripping surface S5 of the object 10 but also the one gripping surface S6 can be brought into contact with fingers other than the first finger 21A in the hand mechanism 2. In this way, the state of the object 10 in which the finger portion 21 of the hand mechanism 2 can be brought into contact with both of the predetermined gripping surfaces S5 and S6 of the object 10 in the following is referred to as “predetermined This is referred to as a “gripable state”.
 そして、次に、図16および図17に示すように、第1指部21Aによって対象物10を傾けることで該対象物10の姿勢を所定の把持可能状態とした上で、今回の対象物10の把持において把持用指部として機能する第2指部21B、第3指部21C、および第4指部21Dによって該対象物10を把持する。このとき、図16および図17においては、対象物10の姿勢が変更されることで露出した対象物10における一方の把持面S6に、第2指部21Bの第1指リンク部211Bおよび第4指部21Dの第1指リンク部211Dを接触させている。また、対象物10における他方の把持面S5に第3指部21Cの第1指リンク部211Cを接触させている。ただし、必ずしも、対象物10における一方の把持面S6に2本の指部を接触させる必要はない。つまり、対象物10における一方の把持面S6に1本の指部を接触させるとともに、該対象物10における他方の把持面S5に2本の指部を接触させた状態で、該対象物10を把持してもよい。なお、第2指部21Bの第1指リンク部211B、第3指部21Cの第1指リンク部211C、および第4指部21Dの第1指リンク部211Dそれぞれの対象物10への接触は、各第1指リンク部211B、211C、211Dに設けられた感圧センサ70によって検知することができる。 Then, as shown in FIGS. 16 and 17, the object 10 of this time is set after the object 10 is tilted by the first finger portion 21 </ b> A so that the posture of the object 10 becomes a predetermined grippable state. The object 10 is grasped by the second finger part 21B, the third finger part 21C, and the fourth finger part 21D that function as a grasping finger part. At this time, in FIGS. 16 and 17, the first finger link portion 211 </ b> B and the fourth finger portion 21 </ b> B of the second finger portion 21 </ b> B are formed on one gripping surface S <b> 6 of the target object 10 exposed by changing the posture of the target object 10. The first finger link portion 211D of the finger portion 21D is brought into contact. Further, the first finger link portion 211C of the third finger portion 21C is brought into contact with the other gripping surface S5 of the object 10. However, it is not always necessary to bring two fingers into contact with one gripping surface S6 of the object 10. That is, one finger part is brought into contact with one gripping surface S6 of the object 10, and the two objects are brought into contact with the other gripping surface S5 of the object 10, It may be gripped. The contact of the first finger link part 211B of the second finger part 21B, the first finger link part 211C of the third finger part 21C, and the first finger link part 211D of the fourth finger part 21D to the object 10 is as follows. , And can be detected by the pressure sensitive sensor 70 provided in each first finger link portion 211B, 211C, 211D.
 以上説明したように、本実施例に係るハンド機構2によれば、対象物10が他の対象物10´と接触した状態で配置されているために該対象物10の所定の把持面が露出しておらず、そのままの状態では該対象物10の所定の把持面に該ハンド機構2の指部21を接触させることができない場合であっても、4本の指部21のうちの1本の指部(上述の例では第1指部21A)を状態変更用指部として機能させることで、該対象物10の姿勢を所定の把持可能状態に変更することができる。そして、状態変更用指部として機能する指部によって対象物10の姿勢を所定の把持可能状態に変更することで、他の対象物10´に接触していた該対象物10の所定の把持面を露出させることができる。その結果、対象物10の所定の把持面に、ハンド機構2における、状態変更用指部として機能する指部以外の指部であって把持用指部として機能する指部(上述の例では、第2指部21B、第3指部21C、および第4指部21D)を接触させることが可能となる。そのため、ハンド機構2において把持用指部として機能する3本の指部によって対象物10を挟み込むことが出来るようになり、以て該対象物10を把持することが可能となる。 As described above, according to the hand mechanism 2 according to the present embodiment, the predetermined gripping surface of the target object 10 is exposed because the target object 10 is arranged in contact with the other target object 10 '. Even if the finger part 21 of the hand mechanism 2 cannot be brought into contact with the predetermined gripping surface of the object 10 in the state as it is, one of the four finger parts 21 , The posture of the object 10 can be changed to a predetermined grippable state. Then, the predetermined gripping surface of the target object 10 that has been in contact with the other target object 10 ′ is changed by changing the posture of the target object 10 to a predetermined grippable state by the finger part functioning as the state changing finger part. Can be exposed. As a result, on the predetermined gripping surface of the target object 10, a finger unit other than the finger unit functioning as the state changing finger unit in the hand mechanism 2 and functioning as the gripping finger unit (in the above example, The second finger 21B, the third finger 21C, and the fourth finger 21D) can be brought into contact with each other. Therefore, the object 10 can be sandwiched between the three finger portions that function as the gripping finger portions in the hand mechanism 2, and thus the object 10 can be gripped.
 さらに、本実施例に係るハンド機構2は4本の指部21を備えており、そのうち状態変更用指部として機能している1本の指部によって対象物10の姿勢が変更されている状態においても、他の3本の指部を把持用指部として機能させて対象物10を把持することができる。なお、本実施例に係るハンド機構2は必ずしも4本の指部21を備えている必要はない。つまり、ハンド機構2が少なくとも3本の指部21を備えていれば、状態変更用指部として機能する1本の指部以外の2本の指部を把持用指部として機能させることで対象物10を把持することができる。ただし、上記のように、ハンド機構2が4本の指部21を備えていれば、1本の指部21が状態変更用指部として機能している状態であっても、3本の指部21を把持用指部として機能させることができる。そして、図16および図17に示すように、3本の指部21によって対象物10を挟み込むことで、把持された状態の対象物10にモーメントが作用することを抑制することができる。つまり、3本の指部21を把持用指部として機能させることによって、対象物10をより安定した状態で把持することができる。 Furthermore, the hand mechanism 2 according to the present embodiment includes four finger portions 21, and the posture of the object 10 is changed by one finger portion functioning as a state changing finger portion. Also, the object 10 can be gripped by causing the other three fingers to function as gripping fingers. Note that the hand mechanism 2 according to the present embodiment does not necessarily include the four finger portions 21. In other words, if the hand mechanism 2 includes at least three finger portions 21, two fingers other than the one finger that functions as a state change finger can function as gripping fingers. The object 10 can be gripped. However, as described above, if the hand mechanism 2 includes the four finger portions 21, even if one finger portion 21 functions as a state change finger portion, The part 21 can function as a gripping finger part. And as shown in FIG.16 and FIG.17, it can suppress that a moment acts on the target object 10 of the hold | gripped state by pinching the target object 10 with the three finger | toe parts 21. FIG. That is, the object 10 can be gripped in a more stable state by causing the three finger portions 21 to function as gripping finger portions.
 また、本実施例に係るハンド機構2では、4本の指部21が、ベース部20において周方向に等角度間隔で配置されている。そして、4本の指部21のいずれもが同一構造であり、さらに、その長さも同一である。そのため、4本の指部21のいずれも同様の動作が可能であり、且つ、対象物10に対して同様の動作を行った場合における該対象物10に対する作用も同一である。したがって、ハンド機構2においては、4本の指部21のいずれもが、状態変更用指部としても把持用指部としても機能することが可能である。つまり、上述の例では第1指部21Aが状態変更用指部として機能したが、第2指部21B、第3指部21C、および第4指部21Dのいずれか1本を状態変更用指部として機能させ、第1指部21Aを含む他の指部を把持用指部として機能させることもできる。そのため、状態変更用指部によって対象物10の姿勢を所定の把持可能状態に変更した上でで、把持用指部によって該対象物10を把持する場合に、該対象物10に対するハンド機構2の位置や姿勢に関し制約を受けることを可及的に抑制することができる。 Further, in the hand mechanism 2 according to the present embodiment, the four finger portions 21 are arranged at equiangular intervals in the circumferential direction in the base portion 20. And all of the four finger | toe parts 21 are the same structures, Furthermore, the length is also the same. Therefore, any of the four finger portions 21 can perform the same operation, and the effect on the target object 10 when the same operation is performed on the target object 10 is the same. Therefore, in the hand mechanism 2, any of the four finger portions 21 can function as both a state change finger portion and a gripping finger portion. That is, in the above example, the first finger 21A functions as the state change finger, but any one of the second finger 21B, the third finger 21C, and the fourth finger 21D is used as the state change finger. The other finger parts including the first finger part 21A can also function as gripping finger parts. For this reason, when the object 10 is gripped by the gripping finger part after the posture of the object 10 is changed to a predetermined grippable state by the state changing finger part, the hand mechanism 2 with respect to the object 10 is It is possible to suppress as much as possible the restriction on the position and posture.
 また、本実施例に係るハンド機構2によれば、一つの該ハンド機構2によって、対象物10の姿勢を所定の把持可能状態に変更しつつ該対象物10を把持することができる。したがって、本実施例とは異なり、対象物を把持するハンド機構とは別個の装置を用いて該対象物の姿勢を所定の把持可能状態に変更し、その後で該ハンド機構によって該対象物を把持するような場合に比べて、タクトタイムを短縮することができる。 Also, according to the hand mechanism 2 according to the present embodiment, the single object mechanism 10 can be used to hold the object 10 while changing the posture of the object 10 to a predetermined holdable state. Therefore, unlike this embodiment, the posture of the object is changed to a predetermined gripping state using a device separate from the hand mechanism for gripping the object, and then the object is gripped by the hand mechanism. Compared to such a case, the tact time can be shortened.
 なお、ハンド機構2における4本の指部21のうち、どの指部を状態変更用指部として機能させ、どの指部を把持用指部として機能させるかについては、ユーザーが適宜選択してもよく、また、対象物情報取得部430によって取得された対象物情報に基づいてハンド制御部431が選択してもよい。 Note that, among the four finger portions 21 in the hand mechanism 2, which finger portion functions as the state change finger portion and which finger portion functions as the gripping finger portion may be appropriately selected by the user. In addition, the hand control unit 431 may select based on the object information acquired by the object information acquisition unit 430.
 また、本実施例に係るハンド機構2においては、5本以上の指部21を有する構成を採用してもよい。このような場合でも、5本以上の指部21をベース部20において周方向に等角度間隔で配置するとともに、いずれの指部21も同一構造としてもよい。そして、5本以上の指部21のいずれもが、状態変更用指部としても把持用指部としても機能することが可能な構成としてもよい。 Moreover, in the hand mechanism 2 according to the present embodiment, a configuration having five or more finger portions 21 may be adopted. Even in such a case, five or more finger parts 21 may be arranged at equiangular intervals in the circumferential direction in the base part 20, and any of the finger parts 21 may have the same structure. And any of the five or more finger parts 21 is good also as a structure which can function as a finger part for a state change, and a finger part for a holding | grip.
 また、本実施例においては、状態変更用指部によって対象物10の姿勢を所定の把持可能状態に変更する際にも、把持用指部によって対象物10を把持する際にも、各指部21の先端部の該対象物10への接触を、各指部21の第1指リンク部211に設けられた感圧センサ70によって検知する必要がある。そのためには、感圧センサ70が対象物10に確実に接触する必要がある。ここで、ハンド機構2においては、上述したとおり、各指部21が、該指部21の軸回りに回転可能にベース部20に取り付けられている。また、各指部21には二箇所の関節部22、23が形成されている。さらに、二箇所の関節部22、23はいずれも屈曲および伸展可能に形成されている。指部21がこのように構成されることで、該指部21全体としてその動作の自由度が比較的高く且つその可動範囲も比較的大きくなっている。そのため、指部21の先端部を対象物10に接触させる際に、その接触角度(接触方向)を適宜調整することができる。したがって、指部21の第1指リンク部211に設けられた感圧センサ70をより確実に対象物10に接触させることができる。 Further, in this embodiment, each finger unit is used both when the posture of the object 10 is changed to a predetermined grippable state by the state changing finger unit and when the object 10 is held by the gripping finger unit. It is necessary to detect the contact of the tip portion of 21 with the object 10 by the pressure sensor 70 provided on the first finger link portion 211 of each finger portion 21. For that purpose, the pressure-sensitive sensor 70 needs to be surely brought into contact with the object 10. Here, in the hand mechanism 2, as described above, each finger portion 21 is attached to the base portion 20 so as to be rotatable around the axis of the finger portion 21. Each finger portion 21 is formed with two joint portions 22 and 23. Furthermore, the two joint portions 22 and 23 are both formed to be able to bend and extend. By configuring the finger portion 21 in this way, the finger portion 21 as a whole has a relatively high degree of freedom of movement and a relatively large movable range. Therefore, when the tip part of the finger part 21 is brought into contact with the object 10, the contact angle (contact direction) can be appropriately adjusted. Therefore, the pressure-sensitive sensor 70 provided in the first finger link portion 211 of the finger portion 21 can be brought into contact with the object 10 more reliably.
 なお、指部21に形成される関節部は必ずしも二箇所である必要はなく、一箇所であってもよい。しかしながら、指部21において関節部を二箇所に設けることで、関節部が一箇所のみの場合に比べて、該指部21全体として、その動作の自由度をより高くでき、且つ、その可動範囲をより大きくすることができる。また、指部21において関節部を三箇所以上に設けてもよい。 In addition, the joint part formed in the finger | toe part 21 does not necessarily need to be two places, and may be one place. However, by providing the joint portion at two locations in the finger portion 21, as compared with the case where the joint portion is only one location, the finger portion 21 as a whole can have a higher degree of freedom of movement and its movable range. Can be made larger. Further, the joint portion may be provided at three or more locations in the finger portion 21.
 さらに、本実施例に係るハンド機構2では、各指部21の第1指リンク部211における屈曲側壁面215および伸展側壁面216の両面に感圧センサ70が設けられている。このような構成により、第1指リンク部211における屈曲側壁面215が対象物10に接触した場合でも、第1指リンク部211における伸展側壁面216が対象物10に接触した場合でも、その接触を感圧センサ70によって検知することができる。したがって、指部21の第1指リンク部211における屈曲側壁面215および伸展側壁面216のどちらを対象物10に接触させた状態でも、該指部21によって、該対象物10の姿勢を変更させたり、該対象物10を把持したりすることができる。 Furthermore, in the hand mechanism 2 according to the present embodiment, pressure-sensitive sensors 70 are provided on both the bent side wall surface 215 and the extended side wall surface 216 of the first finger link portion 211 of each finger portion 21. With such a configuration, even when the bent side wall surface 215 of the first finger link portion 211 is in contact with the object 10, even when the extended side wall surface 216 of the first finger link portion 211 is in contact with the object 10, the contact is made. Can be detected by the pressure-sensitive sensor 70. Accordingly, the posture of the object 10 can be changed by the finger 21 regardless of which of the bent side wall surface 215 and the extended side wall surface 216 of the first finger link portion 211 of the finger portion 21 is in contact with the object 10. Or the object 10 can be gripped.
 また、上述したように、本実施例に係るハンド機構2では、各指部21において、第1指リンク部211よりも第2指リンク部212の方が長くなっている。このような構成によれば、図16および図17に示すように、対象物10の姿勢を変更させることで形成された、該対象物10と、隣接する対象物10´との間の空間(隙間)に、把持用指部の先端部を入れ込んでから該対象物10を該把持用指部によって把持しようとした場合に、把持用指部として機能する指部の第1指リンク部211を該空間に入れ込むことがより容易となる。また、ハンド機構2における3本の指部21によって対象物10を挟み込んだ場合に、第2指リンク部212よりも第1指リンク部211の方が長くなっている構成に比べて、対象物10に対し各指部21による押圧力をより安定的に作用させることができる。そのため、ハンド機構2によって対象物10をより安定的に把持することができる。 Further, as described above, in the hand mechanism 2 according to the present embodiment, the second finger link portion 212 is longer than the first finger link portion 211 in each finger portion 21. According to such a configuration, as shown in FIGS. 16 and 17, the space between the target object 10 and the adjacent target object 10 ′ formed by changing the posture of the target object 10 ( The first finger link part 211 of the finger part that functions as the gripping finger part when the object 10 is to be gripped by the gripping finger part after the tip part of the gripping finger part is inserted into the gap) It becomes easier to put the in the space. Further, when the object 10 is sandwiched between the three finger parts 21 in the hand mechanism 2, the object is compared with the configuration in which the first finger link part 211 is longer than the second finger link part 212. 10, the pressing force of each finger 21 can be applied more stably. Therefore, the object 10 can be gripped more stably by the hand mechanism 2.
 なお、上記においては、対象物10が他の対象物10´と接触した状態で配置されているために該対象物10の所定の把持面が露出していない場合を例に挙げて説明した。しかしながら、対象物10の所定の把持面にハンド機構2の指部21を接触させようとした場合に障害物となり得る物は他の対象物10´に限られない。例えば、対象物10を収納する容器の壁面に接触した状態で該対象物10が配置されているために該対象物10の所定の把持面が露出していない場合、該容器の壁面が障害物となる。そして、このような場合であっても、ハンド機構2によって対象物10を把持する際に、上記と同様の把持手順を適用することで、該対象物10を把持することができる。 In addition, in the above, since the target object 10 was arrange | positioned in the state which contacted other target object 10 ', the case where the predetermined holding surface of the target object 10 was not exposed was demonstrated as an example. However, an object that can be an obstacle when the finger portion 21 of the hand mechanism 2 is brought into contact with a predetermined gripping surface of the object 10 is not limited to the other object 10 ′. For example, when the predetermined gripping surface of the object 10 is not exposed because the object 10 is arranged in contact with the wall surface of the container that stores the object 10, the wall surface of the container 10 is obstructed. It becomes. Even in such a case, the object 10 can be grasped by applying the same grasping procedure as described above when grasping the object 10 by the hand mechanism 2.
 <対象物の状態変更の他の例>
 ここで、本実施例に係るハンド機構2を用いて対象物を把持する際に該対象物の状態を所定の把持可能状態とする場合における該ハンド機構2の動作は図14および図15に示すような動作に限られるものではない。以下、対象物の状態を所定の把持可能状態とする場合におけるハンド機構2の動作の他の例について図18から図21に基づいて説明する。図18および図19は、ハンド機構2の動作の第1の他の例を示す図である。図20および図21は、ハンド機構2の動作の第2の他の例を示す図である。
<Other examples of object state change>
Here, when gripping an object using the hand mechanism 2 according to the present embodiment, the operation of the hand mechanism 2 when the state of the object is set to a predetermined grippable state is shown in FIGS. 14 and 15. It is not limited to such an operation. Hereinafter, another example of the operation of the hand mechanism 2 when the state of the object is set to a predetermined grippable state will be described with reference to FIGS. 18 and 19 are diagrams illustrating a first other example of the operation of the hand mechanism 2. 20 and 21 are diagrams illustrating a second other example of the operation of the hand mechanism 2.
 図18では、直方体の対象物11が、他の対象物11´と互いに接触した状態で並べられて配置されている。そして、対象物11では、他の対象物11´と接触している面S5と、該面S5の反対側の面S6が、所定の把持面として設定されている。つまり、対象物11の一方の把持面S5が露出していない状態となっている。そのため、図18に示す状態のままでは、対象物11の一方の把持面S5にハンド機構2の指部21を接触させることができない。 In FIG. 18, the rectangular parallelepiped objects 11 are arranged side by side in contact with the other objects 11 ′. In the object 11, a surface S5 that is in contact with the other object 11 ′ and a surface S6 opposite to the surface S5 are set as predetermined gripping surfaces. That is, one gripping surface S5 of the object 11 is not exposed. Therefore, in the state shown in FIG. 18, the finger part 21 of the hand mechanism 2 cannot be brought into contact with one gripping surface S5 of the object 11.
 この図18に示すような場合においても、ハンド機構2によって対象物11を把持するためには、先ず対象物11の状態を所定の把持可能状態とする必要がある。そこで、この場合でも、ハンド機構2の4本の指部21のうち第1指部21Aを状態変更用指部として対象物11の姿勢を変更する。なお、図18および図19においては、第1指部21A以外のハンド機構2の図示を省略している。 Even in the case shown in FIG. 18, in order to grip the object 11 by the hand mechanism 2, it is necessary to first set the state of the object 11 to a predetermined grippable state. Therefore, even in this case, the posture of the object 11 is changed using the first finger portion 21A as the state changing finger portion among the four finger portions 21 of the hand mechanism 2. 18 and 19, illustration of the hand mechanism 2 other than the first finger portion 21A is omitted.
 そして、図18では、第1指部21Aの第1指リンク部211Aを、対象物11の上面S4における他方の把持面S6側の端部近傍に接触させる。そして、そのまま対象物11の上面S4を第1指部21Aによって押圧することで、該対象物11を白抜き矢印で示す方向に旋回させる。そうすることで、図19に示すように、対象物11の一方の把持面S5側が持ち上がって該対象物11が傾いた状態となる。これにより、対象物11における他方の把持面S6のみならず一方の把持面S5にも、ハンド機構2における把持用指部として機能する指部が接触可能となる。つまり、対象物11の状態が所定の把持可能状態となる。なお、図18および図19に示すように対象物11の姿勢を変更する場合においても、ハンド機構2の4本の指部21のうち第1指部21A以外の指部を状態変更用指部として用いることもできる。 In FIG. 18, the first finger link portion 211A of the first finger portion 21A is brought into contact with the vicinity of the end portion on the other gripping surface S6 side of the upper surface S4 of the object 11. Then, by pressing the upper surface S4 of the object 11 with the first finger portion 21A as it is, the object 11 is turned in the direction indicated by the white arrow. By doing so, as shown in FIG. 19, the one gripping surface S5 side of the object 11 is lifted, and the object 11 is inclined. As a result, not only the other gripping surface S6 of the object 11 but also the one gripping surface S5 can be brought into contact with a finger portion that functions as a gripping finger portion in the hand mechanism 2. That is, the state of the object 11 becomes a predetermined grippable state. 18 and 19, even when the posture of the object 11 is changed, the finger portions other than the first finger portion 21A among the four finger portions 21 of the hand mechanism 2 are used as the state changing finger portions. Can also be used.
 また、図20では、直方体の対象物12が、他の対象物12´と互いに接触した状態で並んで配置されている。そして、対象物12では、他の対象物12´と接触している面S5と、該面S5の反対側の面S6が、所定の把持面として設定されている。つまり、図20に示す状態のままでは、対象物12の一方の把持面S5にハンド機構2の指部21を接触させることができない。 In FIG. 20, the rectangular parallelepiped objects 12 are arranged side by side in contact with the other objects 12 ′. And in the target object 12, surface S5 which is contacting other target object 12 ', and surface S6 on the opposite side to this surface S5 are set as a predetermined | prescribed holding surface. That is, in the state shown in FIG. 20, the finger part 21 of the hand mechanism 2 cannot be brought into contact with one gripping surface S5 of the object 12.
 そこで、この場合は、ハンド機構2の4本の指部21のうち第1指部21Aを状態変更用指部として対象物12の位置を変更する。なお、図20および図21においては、第1指部21A以外のハンド機構2の図示を省略している。 Therefore, in this case, the position of the object 12 is changed using the first finger 21A among the four fingers 21 of the hand mechanism 2 as the state changing finger. 20 and 21, illustration of the hand mechanism 2 other than the first finger portion 21A is omitted.
 そして、図20では、第1指部21Aの第1指リンク部211Aを、対象物12の他方の把持面S6における上方部分に接触させる。そして、そのまま、第1指部21Aによって対象物12の他方の把持面S6を押圧することで該対象物12を対象物12´に押し当てつつ、該第1指部21Aによって該対象物12の位置を白抜き矢印で示す方向にずらす。そうすることで、図21に示すように、対象物12の位置が上方に移動し、その結果、該対象物12が、対象物12´の上面S4の高さよりも上方に突出した状態となる。つまり、対象物12の一方の把持面S5の上方部分が露出した状態となる。これにより、対象物12における他方の把持面S6のみならず一方の把持面S5にも、ハンド機構2における把持用指部として機能する指部が接触可能となる。つまり、対象物12の状態が所定の把持可能状態となる。なお、図20および図21に示すような場合においても、ハンド機構2の4本の指部21のうち第1指部21A以外の指部を状態変更用指部として用いることもできる。 In FIG. 20, the first finger link portion 211 </ b> A of the first finger portion 21 </ b> A is brought into contact with the upper portion of the other gripping surface S <b> 6 of the object 12. Then, the first finger 21A presses the other gripping surface S6 of the object 12 to press the object 12 against the object 12 ′, and the first finger 21A presses the object 12 ′. Shift the position in the direction indicated by the white arrow. By doing so, as shown in FIG. 21, the position of the object 12 moves upward, and as a result, the object 12 protrudes above the height of the upper surface S4 of the object 12 ′. . That is, the upper part of one gripping surface S5 of the object 12 is exposed. Thereby, not only the other gripping surface S6 of the object 12 but also the one gripping surface S5 can be brought into contact with the finger portion functioning as the gripping finger portion in the hand mechanism 2. That is, the state of the object 12 becomes a predetermined grippable state. 20 and 21, finger portions other than the first finger portion 21A among the four finger portions 21 of the hand mechanism 2 can also be used as the state change finger portions.
 上記の図18~21にも示すとおり、本実施例に係るハンド機構2によれば、4本の指部21が、その動作の自由度が比較的高く且つその可動範囲も比較的大きくなるように構成されているため、状態変更用指部として機能する指部を用いた多様な動作によって対象物の状態を所定の把持可能状態に変更することができる。さらに、それぞれの動作により所定の把持可能状態となった対象物を、把持用指部として機能する指部を用いて把持することができる。 As shown in FIGS. 18 to 21 described above, according to the hand mechanism 2 according to the present embodiment, the four fingers 21 have a relatively high degree of freedom of movement and a relatively large movable range. Therefore, the state of the object can be changed to a predetermined grippable state by various operations using the finger part functioning as the state changing finger part. Furthermore, an object that has become a predetermined grippable state by each operation can be gripped by using a finger part that functions as a gripping finger part.
 <制御フロー>
 次に、ハンド機構2によって対象物を把持する際の制御フローついて図22に示すフローチャートに基づいて説明する。この制御フローは、アーム制御装置42及びハンド制御装置43において所定の制御プログラムが実行されることで実現される。本フローでは、先ずS101において、今回の把持対象となる対象物についての対象物情報が対象物情報取得部430によって取得される。
<Control flow>
Next, a control flow for gripping an object by the hand mechanism 2 will be described based on a flowchart shown in FIG. This control flow is realized by executing a predetermined control program in the arm control device 42 and the hand control device 43. In this flow, first, in S101, object information about the object to be grasped this time is acquired by the object information acquisition unit 430.
 次に、S102において、ハンド機構2における4本の指部21のうち状態変更用指部として選択した指部を対象物に接触させる。このとき、S101で対象物情報取得部430によって取得された対象物情報に基づいて、現状の対象物において指部を接触させることが可能な壁面を選択し、該選択された対象物の壁面に状態変更用指部を接触させる。次に、S103において、対象物に接触させた状態変更用指部によって対象物の姿勢および/または位置を変更することで、該対象物の状態を所定の把持可能状態に変更させる。次に、S104において、S103の処理が実行されることで所定の把持可能状態となった対象物を、ハンド機構2における4本の指部21のうち状態変更用指部以外の指部であって把持用指部として選択した指部によって把持する。このとき、対象物における所定の把持面にハンド機構2の把持用指部を接触させた上で、該把持用指部によって該対象物を把持する。 Next, in S102, the finger part selected as the state changing finger part among the four finger parts 21 in the hand mechanism 2 is brought into contact with the object. At this time, based on the object information acquired by the object information acquisition unit 430 in S101, a wall surface that can be touched with the finger part in the current object is selected, and the wall surface of the selected object is selected. Touch the state change finger. Next, in S103, the state and / or position of the object is changed by the state change finger unit brought into contact with the object, thereby changing the state of the object to a predetermined grippable state. Next, in S104, an object that has become a predetermined grippable state by executing the process of S103 is a finger part other than the state change finger part among the four finger parts 21 in the hand mechanism 2. And gripping with the finger selected as the gripping finger. At this time, the gripping finger portion of the hand mechanism 2 is brought into contact with a predetermined gripping surface of the target object, and then the target finger is gripped by the gripping finger portion.
 上記制御フローにおける各ステップがアーム制御装置42及びハンド制御装置43よって実行されることで、対象物の姿勢およびその周囲状況に関わらず、該対象物をハンド機構2によって把持することが可能となる。 Each step in the control flow is executed by the arm control device 42 and the hand control device 43, so that the object can be gripped by the hand mechanism 2 regardless of the posture of the object and its surroundings. .
 なお、本実施例に係るハンド機構2によれば、全ての所定の把持面が該ハンド機構2の指部21による接触可能に露出した状態で対象物が配置されている場合、当然のことながら、該対象物の状態を変更することなく、指部21を所定の把持面に接触させて該対象物を把持することができる。また、この場合は、4本の指部21全てを把持用指部として、該4本の指部21で対象物を挟み込んで該対象物を把持することもできる。 In addition, according to the hand mechanism 2 which concerns on a present Example, when the target object is arrange | positioned in the state in which all the predetermined holding surfaces were exposed so that the finger | toe part 21 of this hand mechanism 2 could contact, it is natural. Without changing the state of the object, the object can be gripped by bringing the finger portion 21 into contact with a predetermined gripping surface. Further, in this case, all the four finger portions 21 can be used as gripping finger portions, and the object can be gripped by sandwiching the object with the four finger portions 21.
 <ハンド機構の変形例>
 上記のように、第2関節部23の内部には、ねじ機構として、ウォームホイール63と、該ウォームホイール63に噛み合ったウォーム64が設けられている。そして、第2関節部23における第2指リンク部212の回転軸にウォームホイール63が接続されている。また、ベース部20の内部に設けられた第2モータ52の回転軸にウォーム64が接続されている。このような構成により、第2モータ52が回転駆動すると、その回転力がウォーム64およびウォームホイール63によって第2指リンク部212の回転軸に伝達される。その結果、第2指リンク部212が、基端部213に対して相対的に回転駆動される。
<Modification of hand mechanism>
As described above, the worm wheel 63 and the worm 64 meshed with the worm wheel 63 are provided in the second joint portion 23 as a screw mechanism. The worm wheel 63 is connected to the rotation shaft of the second finger link part 212 in the second joint part 23. A worm 64 is connected to the rotating shaft of the second motor 52 provided in the base portion 20. With such a configuration, when the second motor 52 is rotationally driven, the rotational force is transmitted to the rotation shaft of the second finger link portion 212 by the worm 64 and the worm wheel 63. As a result, the second finger link part 212 is rotationally driven relative to the base end part 213.
 第2モータ52の駆動力により図7に示した可動範囲内で第2関節部23が屈曲および伸展するときの可動範囲の両端位置において、第2指リンク部212の回転を物理的に制限するためのストッパを設けている。図23は、ストッパ230の概略構成を示した図である。ストッパ230は、基端部213に設けられる第1ストッパ231と、第2指リンク部212に設けられる第2ストッパ232と、基端部213に設けられる第3ストッパ233と、を含んで構成されている。 The rotation of the second finger link portion 212 is physically limited at both end positions of the movable range when the second joint portion 23 bends and extends within the movable range shown in FIG. 7 by the driving force of the second motor 52. A stopper is provided. FIG. 23 is a diagram showing a schematic configuration of the stopper 230. The stopper 230 includes a first stopper 231 provided at the base end portion 213, a second stopper 232 provided at the second finger link portion 212, and a third stopper 233 provided at the base end portion 213. ing.
 第1ストッパ231は、基端部213においてウォームホイール63の外側を覆う外周面631であって、第2指リンク部212の回転軸を中心として形成される外周面631上に、該外周面631から突出するように設けられている。この外周面631の中心軸は、ウォームホイール63の中心軸と一致している。また、第2ストッパ232は、第2指リンク部212の側面であって第2関節部23が伸展する際の進行方向を向く面に設けられている。さらに、第2ストッパ232は、第2関節部23の伸展時に基端部213の外周面631から離間しつつ外周面631に沿って回転する箇所に設けられている。第2ストッパ232と外周面631との距離は、第1ストッパ231の外周面631からの突出量よりも小さい。第2ストッパ232は、第2指リンク部212にボルト234を用いて固定されている。なお、第1ストッパ231は、基端部213の外周面631に溶接またはボルトによって固定してもよく、または、外周面631に第1ストッパ231を形成してもよい。 The first stopper 231 is an outer peripheral surface 631 that covers the outer side of the worm wheel 63 at the base end portion 213, and the outer peripheral surface 631 is formed on the outer peripheral surface 631 formed around the rotation axis of the second finger link portion 212. It is provided so as to protrude from. The central axis of the outer peripheral surface 631 coincides with the central axis of the worm wheel 63. Further, the second stopper 232 is provided on a side surface of the second finger link portion 212 that faces the traveling direction when the second joint portion 23 extends. Further, the second stopper 232 is provided at a location that rotates along the outer peripheral surface 631 while being separated from the outer peripheral surface 631 of the base end portion 213 when the second joint portion 23 extends. The distance between the second stopper 232 and the outer peripheral surface 631 is smaller than the protruding amount of the first stopper 231 from the outer peripheral surface 631. The second stopper 232 is fixed to the second finger link portion 212 using bolts 234. The first stopper 231 may be fixed to the outer peripheral surface 631 of the base end portion 213 by welding or bolts, or the first stopper 231 may be formed on the outer peripheral surface 631.
 図24は、第2関節部23が最も伸展したときの第2関節部23付近の断面図である。第2ストッパ232と外周面631との距離が、第1ストッパ231の外周面631からの突出量よりも小さいために、第2関節部23が最も伸展したときに、第2ストッパ232の第1当接部2321が第1ストッパ231に当接する。この第1当接部2321は、第2指リンク部212の軸方向の基端部213側における第2ストッパ232の端部に形成される面であって第2指リンク部212の軸方向と直交する面である。この第1当接部2321の形状は、第1ストッパ231の形状に合わせて形成され、第2関節部23が最も伸展したときに、第1当接部2321に係る平面と第1ストッパ231に係る平面とが平行になって当接するように形成される。このように、第2関節部23がこれ以上伸展しないように、第1ストッパ231が物理的な制限を加えている。第2ストッパ232が第1ストッパ231に当接した状態で、ボルト234を外すことにより、第2ストッパ232は、ボルト234の軸方向に移動可能である。 FIG. 24 is a cross-sectional view of the vicinity of the second joint portion 23 when the second joint portion 23 is most extended. Since the distance between the second stopper 232 and the outer peripheral surface 631 is smaller than the protruding amount of the first stopper 231 from the outer peripheral surface 631, when the second joint portion 23 extends most, the first of the second stopper 232 The abutting portion 2321 abuts on the first stopper 231. The first contact portion 2321 is a surface formed at the end portion of the second stopper 232 on the proximal end portion 213 side in the axial direction of the second finger link portion 212, and the axial direction of the second finger link portion 212. It is an orthogonal plane. The shape of the first contact portion 2321 is formed in accordance with the shape of the first stopper 231, and when the second joint portion 23 is extended most, the first contact portion 2321 has a flat surface and the first stopper 231. It forms so that the plane concerned may become parallel and contact. Thus, the first stopper 231 imposes a physical restriction so that the second joint portion 23 does not extend any further. With the second stopper 232 in contact with the first stopper 231, the second stopper 232 can be moved in the axial direction of the bolt 234 by removing the bolt 234.
 一方、図25は、第2関節部23が最も屈曲したときの第2関節部23付近の断面図である。第2関節部23が最も屈曲したときに、第2ストッパ232の第1当接部2321とは異なる第2当接部2322が、基端部213の外面632に当接する。この外面632は、ベース部20から突出する基端部213の頂面であって、ベース部20の頂面と平行になるように形成されており、外周面631の接線上に形成されている。なお、第2ストッパ232が当接する外面632を第3ストッパ233とする。第2関節部23が伸展している場合には、第2ストッパ232と外周面631との距離が一定に維持されるが、第2関節部23が屈曲する場合には、屈曲する角度が大きくなるほど、第2ストッパ232と外面632との距離が短くなる。そして、第2関節部23が最も屈曲したときに、第2ストッパ232の第2当接部2322が第3ストッパ233に当接する。第2当接部2322は、第2指リンク部212の中心軸側を向くように形成される面であって、第2指リンク部212の軸方向に対して傾斜する面である。この第2当接部2322の形状は、第3ストッパ233の形状に合わせて形成され、第2関節部23が最も屈曲したときに、第2当接部2322に係る平面と第3ストッパ233に係る平面とが平行になって当接するように形成される。このように、第2関節部23がこれ以上屈曲しないように、第3ストッパ233が物理的な制限を加えている。第2ストッパ232が第3ストッパ233に当接した状態で、ボルト234を外すことにより、第2ストッパ232は、ボルト234の軸方向に移動可能である。 On the other hand, FIG. 25 is a cross-sectional view of the vicinity of the second joint portion 23 when the second joint portion 23 is bent most. When the second joint portion 23 is bent most, a second contact portion 2322 different from the first contact portion 2321 of the second stopper 232 contacts the outer surface 632 of the base end portion 213. The outer surface 632 is a top surface of the base end portion 213 protruding from the base portion 20, is formed so as to be parallel to the top surface of the base portion 20, and is formed on a tangent line of the outer peripheral surface 631. . The outer surface 632 with which the second stopper 232 comes into contact is referred to as a third stopper 233. When the second joint portion 23 is extended, the distance between the second stopper 232 and the outer peripheral surface 631 is maintained constant. However, when the second joint portion 23 is bent, the bending angle is large. The distance between the second stopper 232 and the outer surface 632 becomes shorter. Then, when the second joint portion 23 is bent most, the second contact portion 2322 of the second stopper 232 contacts the third stopper 233. The second contact portion 2322 is a surface formed so as to face the central axis side of the second finger link portion 212, and is a surface inclined with respect to the axial direction of the second finger link portion 212. The shape of the second contact portion 2322 is formed in accordance with the shape of the third stopper 233. When the second joint portion 23 is bent most, the second contact portion 2322 has a flat surface and the third stopper 233. It forms so that the plane concerned may become parallel and contact. Thus, the third stopper 233 imposes physical restrictions so that the second joint portion 23 does not bend any more. The second stopper 232 can be moved in the axial direction of the bolt 234 by removing the bolt 234 while the second stopper 232 is in contact with the third stopper 233.
 このように、第2関節部23が最も伸展したときに、第2ストッパ232が第1ストッパ231に当接し、第2関節部23が最も屈曲したときに、第2ストッパ232が第3ストッパ233に当接するように、ストッパ230が形成されている。これらストッパ230によって、第2関節部23の屈曲及び伸展の可動範囲を制限することができる。なお、ハンド機構2においては、通常、第2ストッパ232が第1ストッパ231及び第3ストッパ233に当接しないようにハンド制御装置43によって制御されている。ハンド制御装置43は、第2関節部23が屈曲も伸展もしていない状態の位置である基準位置を記憶しており、この基準位置からの第2指リンク部212の回転角度が、第2ストッパ232が第1ストッパ231及び第3ストッパ233に当接しない回転角度となるように、第2モータ52を制御している。 As described above, when the second joint portion 23 extends the most, the second stopper 232 contacts the first stopper 231, and when the second joint portion 23 is bent most, the second stopper 232 becomes the third stopper 233. A stopper 230 is formed so as to abut against. These stoppers 230 can limit the movable range of bending and extension of the second joint portion 23. In the hand mechanism 2, the second stopper 232 is normally controlled by the hand control device 43 so as not to contact the first stopper 231 and the third stopper 233. The hand control device 43 stores a reference position that is a position in which the second joint portion 23 is not bent or extended, and the rotation angle of the second finger link portion 212 from the reference position is determined by the second stopper. The second motor 52 is controlled so that the rotation angle 232 does not contact the first stopper 231 and the third stopper 233.
 しかし、ハンド制御装置43の電源が切られるなどによって第2指リンク部212の基準位置がメモリから消去されたり、ハンド機構2の使用時間が長くなることによって実際の基準位置とメモリに記憶している基準位置とにずれが生じたりすることがある。このような場合には、第2ストッパ232が第1ストッパ231または第3ストッパ233に当接することがある。第2ストッパ232が第1ストッパ231または第3ストッパ233に当接した状態でウォーム64に駆動力が供給されていると、ウォーム64とウォームホイール63との間の接触部分の荷重が大きくなることにより摩擦力が大きくなる。そのため、ウォーム64を逆方向に回転させることが困難となり、第2関節部23がロックされた状態となって第2関節部23の屈曲及び伸展が困難となり得る。 However, the reference position of the second finger link unit 212 is erased from the memory, for example, when the power of the hand control device 43 is turned off, or the actual use position of the hand mechanism 2 is stored in the memory as the usage time of the hand mechanism 2 increases. There may be a deviation from the reference position. In such a case, the second stopper 232 may come into contact with the first stopper 231 or the third stopper 233. When driving force is supplied to the worm 64 with the second stopper 232 in contact with the first stopper 231 or the third stopper 233, the load at the contact portion between the worm 64 and the worm wheel 63 increases. This increases the frictional force. Therefore, it becomes difficult to rotate the worm 64 in the reverse direction, and the second joint portion 23 may be locked and it may be difficult to bend and extend the second joint portion 23.
 これに対して、本実施例に係る第2ストッパ232は、移動可能に構成されている。すなわち、第2ストッパ232を固定しているボルト234を外すことにより、第2ストッパ232が着脱可能(すなわち、移動可能)になる。第2関節部23がロックされた場合に第2ストッパ232を移動させることにより、第2ストッパ232が第1ストッパ231または第3ストッパ233に当接していない状態となる。これにより、ウォーム64とウォームホイール63との間の接触部分の荷重が低下して摩擦力が小さくなるため、ロックを解消する方向にウォーム64が回転可能となる。このようにして、第2関節部23のロックを解消することができる。このロックを解消した後に、ボルト234を用いて第2ストッパ232を第2指リンク部212に再度取り付ける。 In contrast, the second stopper 232 according to the present embodiment is configured to be movable. In other words, by removing the bolt 234 that fixes the second stopper 232, the second stopper 232 can be attached and detached (that is, movable). By moving the second stopper 232 when the second joint portion 23 is locked, the second stopper 232 is not in contact with the first stopper 231 or the third stopper 233. As a result, the load at the contact portion between the worm 64 and the worm wheel 63 is reduced and the frictional force is reduced, so that the worm 64 can be rotated in the direction of releasing the lock. In this way, the lock of the second joint portion 23 can be released. After releasing the lock, the second stopper 232 is reattached to the second finger link portion 212 using the bolt 234.
 なお、ストッパ230の形状は、上記形状に限らず、第2関節部23の屈曲側及び伸展側の夫々において、基端部213に対する第2指リンク部212の相対的な回転を物理的に制限する形状であればよい。また、本実施例では、1つの第2ストッパ232が、第2関節部23の屈曲側及び伸展側の夫々において、第2指リンク部212の回転を物理的に制限しているが、これに代えて、第2指リンク部212の回転を屈曲側と伸展側とで別々に制限するストッパを第2指リンク部212に2つ設け、夫々が移動可能に構成されていてもよい。すなわち、第1ストッパ231と、第3ストッパ233との夫々に異なるストッパが当接してもよい。また、本実施例では、第2ストッパ232が移動可能に構成されているが、これに代えて、第1ストッパ231及び第3ストッパ233が移動可能に構成されていてもよい。また、全てのストッパ230が移動可能に構成されていてもよい。また、上記説明では、屈曲側及び伸展側の夫々において、第2指リンク部212の回転を物理的に制限しているが、屈曲側または伸展側の一方のみにおいて第2指リンク部212の回転を物理的に制限する構成であってもよい。すなわち、第1ストッパ231または第3ストッパ233の一方を省略してもよい。 The shape of the stopper 230 is not limited to the above shape, and the relative rotation of the second finger link portion 212 with respect to the proximal end portion 213 is physically limited on each of the bent side and the extended side of the second joint portion 23. Any shape can be used. In this embodiment, one second stopper 232 physically restricts the rotation of the second finger link portion 212 on each of the bending side and the extension side of the second joint portion 23. Instead, two stoppers that restrict the rotation of the second finger link part 212 separately on the bending side and the extension side may be provided on the second finger link part 212, and each may be configured to be movable. In other words, different stoppers may contact the first stopper 231 and the third stopper 233. In the present embodiment, the second stopper 232 is configured to be movable. Alternatively, the first stopper 231 and the third stopper 233 may be configured to be movable. Further, all the stoppers 230 may be configured to be movable. In the above description, the rotation of the second finger link portion 212 is physically limited on each of the bent side and the extended side. However, the rotation of the second finger link portion 212 is limited only on one of the bent side and the extended side. May be configured to physically limit the above. That is, one of the first stopper 231 or the third stopper 233 may be omitted.
 また、本実施例では、第2ストッパ232を固定しているボルト234を外すことにより、第2ストッパ232が移動可能になるが、第2ストッパ232を移動可能にする構造はこれに限らない。例えば、第2ストッパ232が回転したり、進退したりすることにより、第2ストッパ232が移動してもよい。また、第2ストッパ232を固定するのはボルト234に限らず、他の公知の固定手段を用いることができる。 In the present embodiment, the second stopper 232 can be moved by removing the bolt 234 that fixes the second stopper 232. However, the structure that allows the second stopper 232 to move is not limited thereto. For example, the second stopper 232 may move as the second stopper 232 rotates or advances and retreats. Further, the second stopper 232 is not limited to the bolt 234, and other known fixing means can be used.
 なお、上記のストッパ230は、対象物を把持する際に、対象物の姿勢および/または位置を変更しない場合のハンド機構においても適用可能である。また、上記のストッパ230は第2関節部23に設けられているが、他の関節部においてウォーム及びウォームホイールを用いた回転が行われる場合には、その間接部にストッパを設けることもできる。また、ねじ機構としてウォームホイール63及びウォーム64を例に挙げて説明したが、セルフロックが可能なねじ機構であればウォームホイール63及びウォーム64以外にも適用可能である。 Note that the above-described stopper 230 can also be applied to a hand mechanism in the case where the posture and / or position of the object is not changed when the object is gripped. The stopper 230 is provided at the second joint portion 23. However, when rotation using a worm and a worm wheel is performed at another joint portion, a stopper can be provided at the indirect portion. Further, the worm wheel 63 and the worm 64 have been described as examples of the screw mechanism, but the screw mechanism can be applied to other than the worm wheel 63 and the worm 64 as long as the screw mechanism can be self-locked.
1・・・ロボットアーム、2・・・ハンド機構、20・・・ベース部、21・・・指部、22・・・第1関節部、23・・・第2関節部、211・・・第1指リンク部、212・・・第2指リンク部、213・・・基端部、3・・・アーム機構、30a・・・第1関節部、30b・・・第2関節部、30c・・・第3関節部、30d・・・第4関節部、30e・・・第5関節部、30f・・・第6関節部、31・・・第1アームリンク部、32・・・第2アームリンク部、33・・・第3アームリンク部、34・・・第4アームリンク部、35・・・第5アームリンク部、36・・・接続部材、4・・・台座部、42・・・アーム制御装置、420・・・アーム制御部、421・・・モータ状態量取得部、43・・・ハンド制御装置、430・・・対象物情報取得部、431・・・ハンド制御部、432・・・モータ状態量取得部、433・・・センサ情報取得部、51・・・第1モータ、52・・・第2モータ、53・・・第3モータ、61、62・・・傘歯車、63・・・ウォームホイール、64・・・ウォーム、65、66・・・歯車、70・・・感圧センサ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Robot arm, 2 ... Hand mechanism, 20 ... Base part, 21 ... Finger part, 22 ... 1st joint part, 23 ... 2nd joint part, 211 ... 1st finger link part, 212 ... 2nd finger link part, 213 ... Base end part, 3 ... Arm mechanism, 30a ... 1st joint part, 30b ... 2nd joint part, 30c ... 3rd joint part, 30d ... 4th joint part, 30e ... 5th joint part, 30f ... 6th joint part, 31 ... 1st arm link part, 32 ... 1st 2 arm link part, 33 ... 3rd arm link part, 34 ... 4th arm link part, 35 ... 5th arm link part, 36 ... connecting member, 4 ... pedestal part, 42 ... Arm control device, 420 ... Arm control unit, 421 ... Motor state quantity acquisition unit, 43 ... Hand control device, 430 ..Object information acquisition unit, 431... Hand control unit, 432... Motor state quantity acquisition unit, 433 .. sensor information acquisition unit, 51... First motor, 52. 53 ... 3rd motor, 61, 62 ... Bevel gear, 63 ... Worm wheel, 64 ... Worm, 65, 66 ... Gear, 70 ... Pressure sensor

Claims (13)

  1.  3本以上の指部を備え、
     対象物を把持する際には、前記3本以上の指部のうちの少なくとも1本の指部が、該対象物に接触した上で該対象物の姿勢および/または位置を変更する状態変更用指部として機能するとともに、該状態変更用指部として機能する指部以外の指部のうちの少なくとも2本の指部が、該状態変更用指部によって姿勢および/または位置が変更された状態の該対象物を把持する把持用指部として機能するハンド機構。
    With 3 or more fingers,
    When gripping an object, for changing the state in which at least one of the three or more fingers touches the object and changes the posture and / or position of the object A state in which the posture and / or the position of at least two finger parts other than the finger parts functioning as the state change finger parts are changed by the state change finger parts while functioning as the finger parts A hand mechanism that functions as a gripping finger for gripping the object.
  2.  前記3本以上の指部のいずれもが、前記状態変更用指部としても前記把持用指部としても機能することが可能に構成された請求項1に記載のハンド機構。 2. The hand mechanism according to claim 1, wherein any of the three or more fingers can function as both the state changing finger and the gripping finger.
  3.  ベース部をさらに備え、
     前記3本以上の指部が前記ベース部において周方向に等角度間隔で配置されており、且つ、前記3本以上の指部がいずれも同一構造である請求項2に記載のハンド機構。
    A base portion,
    3. The hand mechanism according to claim 2, wherein the three or more finger parts are arranged at equal angular intervals in the circumferential direction in the base part, and the three or more finger parts all have the same structure.
  4.  前記3本以上の指部全ての長さが略同一である請求項3に記載のハンド機構。 The hand mechanism according to claim 3, wherein the lengths of all the three or more fingers are substantially the same.
  5.  前記指部を4本以上備え、
     前記対象物を把持する際には、前記状態変更用指部として機能する指部以外の指部のうちの少なくとも3本の指部が前記把持用指部として機能する請求項1から4のいずれか一項に記載のハンド機構。
    Comprising four or more fingers
    5. The device according to claim 1, wherein when gripping the object, at least three finger portions other than the finger portions functioning as the state changing finger portions function as the gripping finger portions. The hand mechanism according to claim 1.
  6.  前記指部が、該指部の軸回りに回転可能に設けられ、且つ、
     前記指部が、屈曲および伸展可能な関節部を有し、
     前記指部の先端部に接触圧検知手段が設けられている請求項1から5のいずれか一項に記載のハンド機構。
    The finger portion is provided to be rotatable around an axis of the finger portion; and
    The finger has a joint that can bend and extend;
    The hand mechanism according to any one of claims 1 to 5, wherein a contact pressure detection unit is provided at a distal end portion of the finger portion.
  7.  前記指部の先端部における、複数の壁面または周囲壁面に前記接触圧検知手段が設けられている請求項6に記載のハンド機構。 The hand mechanism according to claim 6, wherein the contact pressure detecting means is provided on a plurality of wall surfaces or surrounding wall surfaces at a tip portion of the finger portion.
  8.  前記指部が、前記関節部を二箇所以上有している請求項6または7に記載のハンド機構。 The hand mechanism according to claim 6 or 7, wherein the finger portion has two or more joint portions.
  9.  前記指部が、該指部の軸回りに回転可能に設けられ、且つ、
     前記指部が、屈曲および伸展可能な関節部を有し、
     前記指部における前記関節部より先端部側の第1指リンク部よりも、前記指部における前記関節部より前記ベース部側の第2指リンク部の方が長い請求項1から5のいずれか一項に記載のハンド機構。
    The finger portion is provided to be rotatable around an axis of the finger portion; and
    The finger has a joint that can bend and extend;
    The second finger link part on the base part side is longer than the first finger link part on the tip part side of the joint part in the finger part than the joint part of the finger part. The hand mechanism according to one item.
  10.  指部を有するハンド機構において、
     前記指部が、
     ねじ機構によって屈曲および伸展可能な関節部と、
     前記屈曲又は伸展可能な範囲を制限するストッパと、
     を有し、
     前記ストッパが移動可能であるハンド機構。
    In a hand mechanism having a finger part,
    The finger is
    A joint that can be bent and extended by a screw mechanism;
    A stopper for limiting the range in which the bending or extension is possible;
    Have
    A hand mechanism in which the stopper is movable.
  11.  前記ねじ機構が、ウォーム及びウォームホイールを含み、
     前記指部が、
     基端部と、
     前記関節部において前記基端部に接続され、前記関節部の屈曲及び伸展にしたがって前記ウォームホイールの軸回りに前記基端部に対して相対的に回転する指リンク部と、
     を有し、
     前記ストッパが、前記基端部に設けられる第1ストッパと、前記指リンク部に設けられる第2ストッパと、前記基端部に設けられる第3ストッパと、を含み、
     前記関節部が最も伸展したときに、前記第1ストッパと前記第2ストッパとが当接することにより、前記関節部が伸展可能な範囲を制限し、
     前記関節部が最も屈曲したときに、前記第3ストッパと前記第2ストッパとが当接することにより、前記関節部が屈曲可能な範囲を制限し、
     前記第2ストッパにおいて、前記第1ストッパに当接する箇所と、前記第3ストッパに当接する箇所とが異なる、
     請求項10に記載のハンド機構。
    The screw mechanism includes a worm and a worm wheel;
    The finger is
    A proximal end;
    A finger link portion connected to the base end portion in the joint portion and rotating relative to the base end portion around the axis of the worm wheel according to bending and extension of the joint portion;
    Have
    The stopper includes a first stopper provided at the base end portion, a second stopper provided at the finger link portion, and a third stopper provided at the base end portion,
    When the joint portion is extended most, the first stopper and the second stopper are in contact with each other, thereby limiting the range in which the joint portion can be extended,
    When the joint portion is bent most, the third stopper and the second stopper are in contact with each other, thereby limiting the range in which the joint portion can be bent,
    In the second stopper, a location that contacts the first stopper is different from a location that contacts the third stopper.
    The hand mechanism according to claim 10.
  12.  請求項1から11のいずれか一項に記載のハンド機構と、
     前記ハンド機構によって前記対象物を把持する際に該ハンド機構を制御する制御装置と、を備える把持システムであって、
     前記ハンド機構によって前記対象物を把持する際に、前記制御装置が、前記ハンド機構の前記3本以上の指部のうち前記状態変更用指部として選択した指部を前記対象物に接触させるとともに、該状態変更用指部として選択した指部によって前記対象物の姿勢および/または位置を変更することで前記対象物の状態を所定の把持可能状態とし、さらに、該所定の把持可能状態となった前記対象物を前記ハンド機構の前記3本以上の指部のうち前記把持用指部として選択した指部によって把持させる把持システム。
    The hand mechanism according to any one of claims 1 to 11,
    A gripping system comprising: a control device that controls the hand mechanism when gripping the object by the hand mechanism;
    When gripping the object by the hand mechanism, the control device causes the finger part selected as the state changing finger part among the three or more finger parts of the hand mechanism to contact the object. The posture of the object is changed by the finger selected as the state changing finger to change the state of the object to a predetermined grippable state, and the predetermined grippable state is obtained. A gripping system in which the object is gripped by a finger portion selected as the gripping finger portion among the three or more finger portions of the hand mechanism.
  13.  請求項1から11のいずれか一項に記載のハンド機構を制御する制御装置に、
     前記ハンド機構の前記3本以上の指部のうち前記状態変更用指部として選択した指部を前記対象物に接触させるステップと、
     前記対象物に接触させた前記状態変更用指部によって前記対象物の姿勢および/または位置を変更することで前記対象物の状態を所定の把持可能状態とするステップと、
     前記所定の把持可能状態となった前記対象物を前記ハンド機構の前記3本以上の指部のうち前記把持用指部として選択した指部によって把持させるステップと、を実行させる把持プログラム。
    A control device for controlling the hand mechanism according to any one of claims 1 to 11,
    Contacting the object with a finger selected as the state changing finger among the three or more fingers of the hand mechanism;
    Changing the posture and / or position of the object by the state changing finger brought into contact with the object to make the state of the object a predetermined grippable state;
    A gripping program for executing the step of gripping the object in the predetermined grippable state by a finger part selected as the gripping finger part among the three or more finger parts of the hand mechanism.
PCT/JP2018/018821 2017-05-15 2018-05-15 Hand mechanism, gripping system, and gripping program WO2018212205A1 (en)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE112018002486.5T DE112018002486T5 (en) 2017-05-15 2018-05-15 HAND MECHANISM, GRIP SYSTEM AND GRIP PROGRAM
CN201880031515.4A CN110636926B (en) 2017-05-15 2018-05-15 Robot mechanism, gripping system, and computer-readable storage medium storing gripping program
KR1020197036449A KR20200007004A (en) 2017-05-15 2018-05-15 Hand instruments, gripping systems and gripping programs
US16/613,235 US11389951B2 (en) 2017-05-15 2018-05-15 Hand mechanism, gripping system, and non-transitory storage medium

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017-096830 2017-05-15
JP2017096830 2017-05-15
JP2018-078983 2018-04-17
JP2018078983A JP7155479B2 (en) 2017-05-15 2018-04-17 Hand Mechanism, Grasping System, and Grasping Program

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2018212205A1 true WO2018212205A1 (en) 2018-11-22

Family

ID=64273821

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2018/018821 WO2018212205A1 (en) 2017-05-15 2018-05-15 Hand mechanism, gripping system, and gripping program

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2018212205A1 (en)

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09323281A (en) * 1996-05-31 1997-12-16 Shinko Electric Co Ltd Robot hand for book fetching
JP2005349491A (en) * 2004-06-08 2005-12-22 Sharp Corp Robot hand and gripping state changing method for gripped object in robot hand
JP2006102920A (en) * 2004-10-08 2006-04-20 Fanuc Ltd Grip-type hand
JP2010064155A (en) * 2008-09-08 2010-03-25 Toyota Motor Corp Holding device
WO2011118646A1 (en) * 2010-03-24 2011-09-29 株式会社安川電機 Robot hand and robot device
JP2012055999A (en) * 2010-09-07 2012-03-22 Canon Inc System and method for gripping object, program and robot system
WO2012039479A1 (en) * 2010-09-24 2012-03-29 国立大学法人岐阜大学 Humanoid electric hand
JP2014097555A (en) * 2012-11-15 2014-05-29 Precision Machinery Research Development Center End effector
JP2014172116A (en) * 2013-03-07 2014-09-22 Seiko Epson Corp Holding member for robot hand, robot hand, method of producing holding member for robot hand, and robot device
US20140324189A1 (en) * 2011-08-18 2014-10-30 Touch Emas Limited Prosthetics and orthotics
JP2015071207A (en) * 2013-10-03 2015-04-16 株式会社豊田自動織機 Robot hand and control method thereof

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09323281A (en) * 1996-05-31 1997-12-16 Shinko Electric Co Ltd Robot hand for book fetching
JP2005349491A (en) * 2004-06-08 2005-12-22 Sharp Corp Robot hand and gripping state changing method for gripped object in robot hand
JP2006102920A (en) * 2004-10-08 2006-04-20 Fanuc Ltd Grip-type hand
JP2010064155A (en) * 2008-09-08 2010-03-25 Toyota Motor Corp Holding device
WO2011118646A1 (en) * 2010-03-24 2011-09-29 株式会社安川電機 Robot hand and robot device
JP2012055999A (en) * 2010-09-07 2012-03-22 Canon Inc System and method for gripping object, program and robot system
WO2012039479A1 (en) * 2010-09-24 2012-03-29 国立大学法人岐阜大学 Humanoid electric hand
US20140324189A1 (en) * 2011-08-18 2014-10-30 Touch Emas Limited Prosthetics and orthotics
JP2014097555A (en) * 2012-11-15 2014-05-29 Precision Machinery Research Development Center End effector
JP2014172116A (en) * 2013-03-07 2014-09-22 Seiko Epson Corp Holding member for robot hand, robot hand, method of producing holding member for robot hand, and robot device
JP2015071207A (en) * 2013-10-03 2015-04-16 株式会社豊田自動織機 Robot hand and control method thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2018192612A (en) Hand mechanism, gripping system, and gripping program
JP6756166B2 (en) Force sensor unit and robot
JP7149277B2 (en) Hand mechanism and grasping system
US9919422B1 (en) Methods and systems to provide mechanical feedback during movement of a robotic system
WO2018212203A1 (en) Gripping system
WO2019013259A1 (en) Gripping system
JP7126817B2 (en) Grasping system and method
JP2019042853A (en) Image information processing apparatus, gripping system, and image information processing method
WO2018212205A1 (en) Hand mechanism, gripping system, and gripping program
WO2018212189A1 (en) Gripping system
US11400589B2 (en) Gripping system and gripping method
JP2009214257A (en) Robot teaching method
WO2018212190A1 (en) Grasping system
JP7014497B2 (en) Gripping system
WO2019102913A1 (en) Gripping system
JP7069512B2 (en) Gripping system and its control method
JP2019038077A (en) Hand mechanism and cover
JP2019089179A (en) Holding system and method for controlling the same
JP2019177441A (en) Robot arm

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 18801287

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20197036449

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 18801287

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1