WO2020115889A1 - ロボットハンド - Google Patents

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WO2020115889A1
WO2020115889A1 PCT/JP2018/045046 JP2018045046W WO2020115889A1 WO 2020115889 A1 WO2020115889 A1 WO 2020115889A1 JP 2018045046 W JP2018045046 W JP 2018045046W WO 2020115889 A1 WO2020115889 A1 WO 2020115889A1
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WO
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finger
bellows
link
joint
opening
Prior art date
Application number
PCT/JP2018/045046
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English (en)
French (fr)
Inventor
圭治郎 山本
知江 茂垣
崇之 手塚
Original Assignee
圭治郎 山本
桑原 俊幸
知江 茂垣
崇之 手塚
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Publication date
Application filed by 圭治郎 山本, 桑原 俊幸, 知江 茂垣, 崇之 手塚 filed Critical 圭治郎 山本
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    • 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

Definitions

  • the present invention relates to a robot hand, and more particularly to a robot hand including a finger portion that performs joint movement.
  • Patent Document 1 As one of the robot hands having a finger portion that performs such joint movement, there is one that performs joint movement using an actuator driven by a motor and a wire (see Patent Document 1: hereinafter, referred to as “conventional example”).
  • the drive source includes a rotary motor and a screw element.
  • each finger is provided with a plurality of rotatable joints, each pulley is provided with a pulley having the joint as a fulcrum, and a coil spring for driving the joint in the extension direction.
  • one end of the wire is fixed to the screw element, and one end of the wire is fixed to the tip of the finger via the pulley of each joint.
  • the wire is pulled to extend the finger, and when the screw element is moved in the finger direction, the finger is bent by the restoring force of the coil spring.
  • the wire is wound around the pulley provided in the joint, one end of the wire is fixed to the screw element arranged on the palm of the hand, and the other end of the wire is fixed to the finger tip of the finger part. To be done. Therefore, with the technique of the conventional example, it is not possible to independently control the movements of the plurality of joints provided on the finger. As a result, in the technique of the conventional example, for example, only one joint of each finger cannot be moved, and the movement of the finger is limited.
  • the weight of the robot hand is further increased when the speed reducer is used to obtain a certain torque or more. The occurrence of such a situation is not preferable when the weight reduction of the robot hand is required.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a new robot hand in which a finger can appropriately perform an exercise when gripping an object.
  • the present invention comprises: a base member; at least one finger portion attached to the base member; an adjustment control portion that controls movement of each of the at least one finger portion; and each of the at least one finger portion.
  • a first link portion arranged on the base member; a second link portion movably attached to the first link portion by a first joint portion; and a first link portion on the first joint portion.
  • One end of the first link portion is connected to the end portion of the first link portion on the side of the first joint portion, and the other end is connected to the end portion of the second link portion on the side of the first joint portion.
  • a first bellows the side ends of which are connected to each other, and a first bellows which generates a force for causing the first joint to perform an articulation;
  • the first joint includes an end of the first link portion and the second bellows.
  • the adjustment control unit adjusts the working fluid pressure in the first bellows to control the expansion and contraction of the first bellows, and the expansion and contraction of the first bellows. The second hand moves with respect to the first link using the first joint.
  • the finger portion includes a first link portion arranged on the base member and a second link portion movably attached to the first link portion by the first joint portion. It is configured. And the 1st bellows which can be expanded-contracted is arranged at the 1st joint concerned. With such a configuration, when the first bellows expands or contracts under the adjustment control of the working fluid pressure in the first bellows by the adjustment control unit, the first bellows generates a force for causing the first joint section to perform the joint movement. In this way, the force generated by the first bellows is transmitted to the first link portion and the second link portion. As a result, the second link part moves with respect to the first link part, and the finger part moves.
  • the fingers can appropriately move when gripping the object.
  • the second link portion includes a finger base portion movably attached to the first link portion by the first joint portion; and a second finger base portion to the finger base portion.
  • a fingertip portion movably attached by a joint portion; disposed on the second joint portion, and one end portion is connected to an end portion side of the finger base portion on the second joint portion side, and A second bellows, the other end of which is connected to the end of the fingertip on the side of the second joint, and which generates a force for the second joint to perform joint movement;
  • the joint portion is configured to include an end portion of the finger base portion and an end portion of the fingertip portion, and the adjustment control unit further adjusts the working fluid pressure in the second bellows to set the second bellows.
  • the second link portion is movably attached to the finger base portion by the first joint portion and the finger base portion movably attached to the first link portion, and the second joint portion. And a fingertip portion to be attached.
  • the 2nd bellows which can expand and contract is arranged in the 2nd joint part concerned.
  • a fixed shaft member fixed to the base member; rotatably disposed on the base member with the fixed shaft member as a rotation axis, and one of the first link portions.
  • the adjustment controller further includes: a mounting member to which an end is mounted; and a rotating bellows, one end of which is connected to the mounting member and the other end of which is connected to the fixed shaft member. It is possible to further adjust the working fluid pressure in the rotating bellows to further control the expansion and contraction of the rotating bellows.
  • the attachment member to which the first link portion is attached is rotatable with respect to the fixed shaft member fixed to the base member.
  • the number of fingers is plural, and one end of the first link portion is attached to the shaft of the plurality of fingers, and the fingers can be opened and closed with each other.
  • a restriction member that includes at least one finger pair, is arranged on the base member, is attached with the shaft portion, and restricts an opening/closing range of the finger pair; and one finger of the finger pair.
  • An opening/closing bellows one end of which is connected to the first link part of the pair of parts, and the other end of which is connected to the first link part of the other finger part of the pair of finger parts.
  • the adjustment control unit may further adjust the working fluid pressure in the opening/closing bellows to further control the expansion/contraction of the opening/closing bellows.
  • the plurality of fingers include a pair of fingers that can be opened and closed with each other.
  • the pair of fingers move in the direction of opening each other, and when the opening/closing bellows contracts, the pair of fingers closes. Move toward each other.
  • the opening/closing range of the finger pair is regulated by the regulation member. As a result, the opening/closing angle can be changed by the adjustment control by the adjustment control unit.
  • the robot hand has two thick fingers. be able to. Further, if the opening/closing angle of one finger pair is set to "0 degree” and the opening/closing angle of the other finger pair is set to "90 degrees”, for example, a robot hand having three fingers can be obtained. Furthermore, if the opening/closing angle of each finger pair is set to, for example, “90 degrees”, a four-finger robot hand can be obtained. Therefore, the robot hand can be deformed according to various uses.
  • the first link portion in the one finger portion and the first link portion in the other finger portion can be attached to the restriction member by different shaft portions.
  • the installation position of the opening/closing bellows can be secured even when the opening/closing angle of the finger pair is set to "0 degree". Further, in this case, it is possible to prevent the pair of two finger portions from overlapping.
  • the number of the finger portions is four, and a first connecting member that connects the respective first link portions in the pair of finger portions that are alternately paired; A second connecting member that connects the respective first link portions of the other pair of fingers that are alternately paired; one side end portion is connected to the first connecting member, and the second connecting member And a bellows for opening and closing to which the other end is connected, the first connecting member is fixed to the base member, and the second connecting member is rotatably provided by a shaft portion.
  • the adjustment controller may further adjust the working fluid pressure in the opening/closing bellows to further control the expansion/contraction of the opening/closing bellows.
  • the first connecting member, to which one pair of staggered fingers is connected is fixed to the base member, and the other pair of staggered fingers is connected.
  • the second connecting member is rotatable with respect to the first connecting member by the shaft portion.
  • the robot hand can be made as if it has two thick fingers. Further, when the intersection angle is set to, for example, “90 degrees”, a robot hand with four fingers can be obtained. Therefore, the form of the robot hand can be changed according to various uses.
  • the number of the finger portions is plural, and the plurality of finger portions have a tooth portion formed at one end portion of the first link portion and the one end portion is not formed.
  • Two or more finger portions attached to the shaft portion are included, and a tooth portion formed on one finger portion of the plurality of finger portions meshes with a tooth portion formed on at least one other finger portion.
  • the one side end portion is connected to the first link portion of the one finger portion, and the first finger portion of the other finger portion is formed with the tooth portion that meshes with the tooth portion formed on the one finger portion.
  • An opening and closing bellows whose other end is connected to the link portion; and the adjustment control section further adjusts the working fluid pressure in the opening and closing bellows to further extend and contract the opening and closing bellows. You can do it.
  • the tooth portion formed on one finger portion meshes with the tooth portion formed on at least one other finger portion.
  • the robot hand can be made as if it has two thick fingers. Further, when the opening/closing angle is set to “90 degrees”, a robot hand with four fingers can be obtained. Therefore, the robot hand can be deformed according to various uses.
  • a suction unit provided on the base member is further provided, the suction unit sucks an object, and the second link unit grips the object.
  • the target object is sucked so as to have a stable posture and then Can hold objects. Further, in this case, it is possible to reduce the failure to grasp the object. Further, in this case, it is possible to reduce the fall of the grasped object.
  • the suction portion is a stretchable member, the suction portion that has sucked the object contracts to pull the object and pull it up, and the end portion of the second link portion holds the object in a stable posture. be able to.
  • the suction unit is a member that is expandable and contractible and flexible, and further includes a suction unit deformation drive unit that deforms the suction unit.
  • the flexible suction portion can be deformed in a direction other than the expansion/contraction direction, the target object can be attracted by facing the surface of the target object that easily attracts the target object. After that, the suction portion that has sucked the object contracts, pulls the object by pulling it up, and the end portion of the second link portion can hold the object in a stable posture.
  • the first joint portion may have a hinge structure, and the movement of the second link portion with respect to the first link portion may be bending and extension movements.
  • the first joint section can perform a joint movement suitable for gripping the object with a plurality of fingers.
  • the first joint has a structure formed of a flexible material, and the movement of the second link with respect to the first link is flexion and extension movement. , And a movement including a rotational movement in a plane perpendicular to the plane for performing the flexion and extension movements.
  • the first joint section can perform a joint motion suitable for gripping the target object with a plurality of fingers, and also a joint motion in which the target object is wound and picked up.
  • the first joint portion includes a first plate member attached to the first joint portion side of the first link portion by a hinge structure; and the first joint portion of the second link portion.
  • a second plate member attached to the joint part side by a hinge structure; the first plate member and the second plate member on the same plane with each other in a state where the first plate member and the second plate member are parallel to each other.
  • a shaft member that is rotatably attached; and a surface perpendicular to a surface in which the movement of the second link portion with respect to the first link portion is bending and extending movement, and the bending and extending movement.
  • Motions including rotary motions at.
  • the first joint part can perform a joint motion suitable for gripping the target object with a plurality of fingers, and also can perform a joint motion of winding and picking up the target object.
  • the first link when the movement of the second link part with respect to the first link part performs a bending and extension motion and a motion including a rotational motion in a plane perpendicular to the plane for performing the bending and extension motion, the first link
  • the end of the first link part on the side of the first joint and the end of the second link part on the side of the first joint are elongated plates, and the part of the first link part is elongated.
  • at least one side portion of the elongated plate-shaped portion of the second link portion is connected by a string-like member, and at least one side surface of the elongated plate-shaped portion of the first link portion and the length of the second link portion.
  • a rotation drive unit is further provided that adjusts the length of the string-shaped member between at least one side surface of the plate-shaped portion to perform rotational movement in a plane perpendicular to the plane in which the bending and extension movements are performed.
  • the rotation drive unit includes at least one side surface of the first link portion-side end portion of the first link portion and at least one side surface of the first link portion-side end portion of the second link portion. It is possible to adjust the length of the string-shaped member between and so as to perform the rotational movement in the plane perpendicular to the plane in which the bending and extension movements are performed. Therefore, the finger portion of the robot hand can be moved so as to be able to handle various situations and applications.
  • FIG. 3 is an external view (No. 1) of the robot hand according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is an external view (No. 2) of the robot hand according to the first embodiment of the present invention.
  • It is a figure for demonstrating the structure of the adjustment control part of FIGS.
  • It is a figure (the 1) for explaining the state of grasping of the hand part concerning a 1st embodiment.
  • the 2) for explaining the state of grasping of the hand part concerning a 1st embodiment.
  • It is an external view (the 2) of the robot hand which concerns on 2nd Embodiment of this invention.
  • It is a figure for demonstrating the attachment member of FIGS.
  • FIG. 27 is a diagram for explaining a configuration of a first joint section in FIGS. 24 to 26.
  • FIG. 27 is a diagram for explaining the configuration of the rotation drive unit in FIGS. 24 to 26. It is a figure for demonstrating the joint motion of the finger
  • FIGS. 1 and 2 are external views of the robot hand 100A according to the first embodiment.
  • the coordinate system (X, Y, Z) in FIGS. 1 and 2 is defined as shown.
  • FIG. 1 is a perspective view showing the robot hand 100A in the coordinate system shown in FIG.
  • FIG. 2 is an external view (XZ plan view) of the robot hand 100A as viewed from the ⁇ Y direction side.
  • the robot hand 100A is attached to a support device (not shown) and is movable in the X direction, the Y direction, and the Z direction by the support device.
  • the robot hand 100A includes a hand unit 110A.
  • the robot hand 100A also includes an adjustment control unit 280A.
  • Hand portion 110A as comprehensively shown by FIGS. 1 and 2, comprises a base member 120A, and the mounting member 130A, fingers 140A 1, 140A 2, 140A 3 , and 140A 4. Further, the hand section 110A includes a suction section 180A.
  • the base member 120A is, for example, a steel member, and is a disk-shaped member parallel to the XY plane.
  • a circular opening for attaching the suction portion 180A is formed in the center of the base member 120A.
  • the attachment member 130A and the finger portion 140A j are attached to the surface on the +Z direction side of the base member 120A.
  • the mounting member 130A is, for example, a steel plate-shaped member, and is fixedly mounted on the +Z direction side surface of the base member 120A.
  • the finger portion 140A j is fixed to the mounting member 130A.
  • the mounting member 130A has an opening for mounting the suction portion 180A.
  • the finger portion 140A 1 extends in the +X direction in the extended state
  • the finger portion 140A 2 extends in the ⁇ Y direction in the extended state
  • the finger portion 140A 3 extends in the ⁇ X direction in the extended state
  • the finger portion 140A 4 extends in the +Y direction in the extended state.
  • FIG. 2 shows a configuration diagram of the finger portion 140A 1 .
  • 140A 3 140A 4 , has the same configuration as the fingers 140A 1.
  • each of the finger portions 140A j includes bellows 241 j and 242 j and pipes 251 j and 252 j .
  • the finger base portion 222 j and the fingertip portion 223 j correspond to the second link portion.
  • the first link part 221 j is, for example, a steel member and has a long plate part.
  • the long plate portion is formed with an annular connecting portion that is substantially upright on the other end (“+X direction side” in FIG. 2) and extends along the +Z direction.
  • the finger base portion 222 j is connected to the other end portion of the long plate portion of the first link portion 221 j by the shaft member AX1 j .
  • the connecting portion at the other end of the first link portion 221 j is connected to one end of the bellows 241 j .
  • a mounting member 130A is fixed to one end (“ ⁇ X direction side” in FIG. 2) of the long plate portion of the first link portion 221 j .
  • the long plate portion of the first link portion 221 j is attached to the base member 120A.
  • the finger base portion 222 j is, for example, a member made of steel and has a long plate portion. At both ends of the long plate portion, annular connecting portions extending substantially upright are formed.
  • the first link portion 221 j is connected to an end portion of the finger base portion 222 j on one side of the long plate portion.
  • the connecting portion of the end of one side of the finger base portion 222 j is connected to the other end of the bellows 241 j.
  • one end of the long plate portion of the finger base portion 222 j is rotatably attached to the first link portion 221 j about the shaft member AX1 j (corresponding to the joint shaft of the first joint portion). It is supposed to be connected.
  • a fingertip portion 223 j is connected to the other end portion of the long plate portion of the finger base portion 222 j by a shaft member AX2 j .
  • the end portion side of the connecting portion of the other side of the finger base portion 222 j is connected to one side end portion of the bellows 242 j.
  • the fingertip portion 223 j is a member made of steel, for example, and has a long plate portion.
  • the long plate portion is formed with an annular connecting portion that extends substantially upright at one end portion.
  • the finger base portion 222 j is connected to an end portion of the fingertip portion 223 j on one side of the long plate portion.
  • the connecting portion at one end of the fingertip portion 223 j is connected to the other end of the bellows 242 j .
  • the one end of the long plate portion of the fingertip portion 223 j is rotatably connected to the finger base portion 222 j about the shaft member AX2 j (corresponding to the joint shaft of the second joint portion). It has become so.
  • the other end of the finger base 222 j and the one end of the fingertip 223 j are rotatably connected about the shaft AX2 j, and the second connection is made by the connecting portion.
  • the joint portion JT2 is formed.
  • the bellows 241 j is a member made of a resin that is elastic and has annular grooves at equal intervals, and extends along the circumference of the shaft member AX1 j (joint axis of the first joint portion). (+Z direction side).
  • One side end portion of the bellows 241 j is connected to the other-side connecting portion formed on the end side of the (bellows 241 j side) of the first link portion 221 j, the other end of the bellows 241 j is ,
  • the finger base portion 222 j is connected to a connection portion formed on one end side (bellows 241 j side) of the finger base portion 222 j .
  • the bellows 241 j thus arranged generate a force for performing the joint movement of the first joint portion.
  • the bellows 242 j is a stretchable resin member having annular grooves at equal intervals, and extends along the circumference of the shaft member AX2 j (joint shaft of the second joint portion). , Located on the extension side of the joint. One side end portion of the bellows 242 j, the other side of the finger base portion 222 j is connected to the connection portion formed on the end side of the (bellows 242 j side), the other end of the bellows 242 j is fingertip The portion 223 j is connected to a connecting portion formed on one end side (bellows 242 j side) of the end portion side. The bellows 242 j thus arranged generate a force for performing the joint movement of the second joint portion.
  • the bellows 241 j a flexible resin pipe 251 j having attached, the bellows 241 j is connected to the adjustment control unit 280A through a pipe 251 j (not shown).
  • the bellows 241 j expands and contracts.
  • the bellows 241 j generate a force for performing the above-described joint movement.
  • the bellows 242 j a flexible resin pipe 252 j having attached, the bellows 242 j is connected to the adjustment control unit 280A through a pipe 252 j (not shown). Then, when the air pressure inside the bellows 242 j changes, the bellows 242 j expands and contracts. As a result, the bellows 242 j generate a force for performing the above-described joint movement.
  • the suction portion 180A is a resin bellows that is elastic and flexible, and has an opening formed at the end portion on the ⁇ Z direction side.
  • a ring-shaped suction rubber is attached to the end portion of the suction portion 180A on the ⁇ Z direction side.
  • suction parts are provided in the opening formed in 120 A of base members, and 130 A of attachment members.
  • a flexible resin pipe 253 is attached to the +Z direction side end of the suction unit 180A, and the suction unit 180A is connected to the adjustment control unit 280A via the pipe 253. (Not shown). Then, the suction unit 180A sucks the object under the control of the adjustment control unit 280A.
  • the adjustment control unit 280A is connected to the bellows 241 j of the finger portion 140A j via the pipe 251 j .
  • the adjustment control unit 280A is connected to the bellows 242 j fingers 140A j via the pipe 252 j. In the following description, these bellows are collectively referred to simply as “bellows”.
  • the adjustment control unit 280A is connected to the suction unit 180A via the pipe 253.
  • the adjustment control unit 280A having such a connection relationship includes a pressurization pump 281, a decompression pump 282, an electric-pneumatic control valve 283, and a control unit 284. Further, the adjustment control unit 280A includes pipes 285 and 286.
  • the above-mentioned pressurizing pump 281 is connected to one side of the pump-side connection port of the electro-pneumatic control valve 283 via the pipe 285.
  • the pressurizing pump 281 is used when the air is forcibly supplied to the bellows.
  • the decompression pump 282 is connected to the other side of the pump-side connection port of the electric-pneumatic control valve 283 via the pipe 286.
  • the decompression pump 282 is used when the air is forcibly discharged from the bellows. Further, the decompression pump 282 is used when adsorbing an object using the adsorption unit 180A.
  • the above-mentioned electro-pneumatic control valve 283 includes a flow path switching valve and a pressure control valve (proportional solenoid valve).
  • One of the inlet sides of the flow path switching valve is connected to the pressurizing pump 281, and the other inlet side is connected to the depressurizing pump 282.
  • the flow path switching valve communicates with the pipe 285 connected to the pressurizing pump 281 and the designated bellows when the air is forcibly supplied to the bellows.
  • the flow path is formed by connecting with the piping.
  • the flow path switching valve communicates with the designated bellows and the pipe 286 connected to the pressure reducing pump 282 when the air is forcibly discharged from the bellows under the control of the control unit 284. To form a flow path.
  • fingers 140A j when performing forced supply of air to the bellows 241 j fingers 140A j has a passage switching valve connects the the pipe 285 pipe 251 j to form a flow path. Further, when the air is forcibly discharged from the bellows 241 j , the flow passage switching valve connects the pipe 286 and the pipe 251 j to form a flow passage. Further, when the forced supply of air to the bellows 242 j fingers 140A j has a passage switching valve connects the the pipe 285 pipe 252 j to form a flow path. Further, when the air is forcibly discharged from the bellows 242 j , the flow passage switching valve connects the pipe 286 and the pipe 252 j to form a flow passage.
  • the flow path switching valve connects the pipe 286 and the pipe 253 to form a flow path.
  • the control unit 284 performs forced discharge of air from the bellows, switching of forced supply of air to the bellows, and control of air pressure inside the bellows. Further, the control unit 284 performs suction control when the suction unit 180A is used to suck an object. When the air is forcibly supplied to the bellows in such control, the control unit 284 forms a flow path that connects the electro-pneumatic control valve 283 to the pressurizing pump 281 and the bellows that performs joint movement. Control to regulate the air pressure in the bellows.
  • control unit 284 When the air is forcibly discharged from the bellows, the control unit 284 forms a flow path that connects the electro-pneumatic control valve 283 to the decompression pump 282 and the bellows that performs articulation, and controls the inside of the bellows. Control to regulate air pressure. Further, when adsorbing an object using the adsorption unit 180A, the control unit 284 controls the electro-pneumatic control valve 283 so as to form a flow path connecting the decompression pump 282 and the adsorption unit 180A. To do.
  • the air pressure in the bellows 241 j and 242 j is not adjusted by the adjustment control unit 280A. Further, it is assumed that the suction control operation using the suction unit 180A by the adjustment control unit 280A is not performed.
  • the adjustment control unit 280A When gripping an object, the adjustment control unit 280A first performs control for forcibly discharging air from the bellows 241 j , 242 j . When such control is performed, the air pressure inside the bellows 241 j and 242 j drops. Then, when the air pressure inside the bellows 241 j , 242 j falls, the bellows 241 j , 242 j contract.
  • the bellows 241 j contracts in this manner, the bellows 241 j generates a rotational force that brings the first joint portion into the extended state.
  • the finger base portion 222 j is then the shaft member AX1 j to the rotating shaft, rotates relative to the first link portion 221 j.
  • the bellows 242 j contracts in this manner, the bellows 242 j generates a rotational force that brings the second joint portion into the extended state.
  • the force causes the fingertip portion 223 j to rotate with respect to the finger base portion 222 j with the shaft member AX2 j as the rotation axis.
  • FIGS. The states of the robot hand 100A when the first joint portion and the second joint portion are in the extended state in this way are shown in FIGS.
  • the supporting device moves the robot hand 100A so as to be located near the object.
  • the adjustment control unit 280A uses the suction unit 180A to perform control for suctioning the target object.
  • the suction unit 180A sucks the object existing in the position near the robot hand 100A.
  • the suction unit 180A contracts in a state where the target object is sucked and pulls the target object up to the vicinity of the center of the base member 120A.
  • the adjustment control unit 280A performs control for forcibly supplying air to the bellows 241 j and 242 j .
  • the air pressure inside the bellows 241 j and 242 j rises.
  • the bellows 241 j , 242 j expand.
  • the bellows 241 j When the bellows 241 j expands in this manner, the bellows 241 j generates a rotational force that brings the first joint portion into a bent state. By the force, the finger base portion 222 j is then the shaft member AX1 j to the rotating shaft, rotates relative to the first link portion 221 j. Moreover, in this way when the bellows 242 j is expanded, bellows 242 j is, generates a rotational force to the second joint in flexion. The force causes the fingertip portion 223 j to rotate with respect to the finger base portion 222 j with the shaft member AX2 j as the rotation axis.
  • FIGS. 4 and 5 The state of the robot hand 100A when the first joint portion and the second joint portion are in the bent state in this way is shown in FIGS. 4 and 5.
  • FIG. 4 is a perspective view showing the robot hand 100A in the coordinate system shown in FIG.
  • FIG. 5 is a plan view of the hand unit 110A viewed from a direction in which the finger units 140A 1 and 140A 2 are front surfaces.
  • the suction unit 180A is attracted by suction, the pulled-up object, four fingers 140A 1, 140A 2, 140A 3 , 140A 4 is gripped. 4 and 5, the object is not shown.
  • the bellows 242 j contracts to generate a force in the rotation direction that brings the second joint portion into the extended state, and the fingertip portion 223 j uses the shaft member AX2 j as the rotation axis, It rotates with respect to the finger base 222 j .
  • the supporting device moves the robot hand 100A so as to be located near the object.
  • the adjustment control unit 280A performs control for forcibly supplying air to the bellows 241 j and 242 j .
  • the bellows 241 j expands to generate a rotational force that causes the first joint portion to bend, and the finger base portion 222 j causes the shaft member AX1 j to rotate about the first axis. It rotates with respect to the link portion 221 j .
  • the bellows 242 j expands to generate a rotational force that causes the second joint portion to bend, and the fingertip portion 223 j causes the shaft member AX2 j to rotate, It rotates with respect to the finger base 222 j .
  • the bent fingers 140A j grip the target object.
  • the object can be grasped by the movement of the robot hand 100A having the first and second joint parts having the hinge structure.
  • the suction unit 180A sucks and contracts the target object, pulls the target object to the vicinity of the center of the base member 120A, and pulls it up, and then the finger section 140A j grips the target object. Therefore, it is possible to reduce the possibility that the grasped object will fall. Further, since the suction unit 180A sucks and contracts the target object, and pulls the target object to the vicinity of the center of the base member 120A and pulls it up, the robot hand 100A can grip the target object in a stable posture.
  • the finger portion can appropriately perform the movement when gripping the object.
  • FIG. 6 and 7 are external views of the robot hand 100B according to the second embodiment.
  • FIG. 6 is a perspective view showing the robot hand 100B in the coordinate system shown in FIG.
  • FIG. 7 is an external view (XY plan view) of the robot hand 100B viewed from the +Z direction side.
  • the robot hand 100B is attached to a support device (not shown) and can be moved in the X direction, the Y direction, and the Z direction by the support device.
  • the robot hand 100B is different from the robot hand 100A of the above-described first embodiment in that it has a hand unit 110B instead of the hand unit 110A, and an adjustment control unit.
  • the difference is that an adjustment control unit 280B is provided instead of 280A.
  • description will be given mainly focusing on these differences.
  • the hand portion 110B is different from the hand portion 110A of the above-described first embodiment in that the base member 120A is provided instead of the base member 120A, and the attachment member 130A is used instead.
  • the hand unit 110B is different from the hand unit 110A of the first embodiment described above in that it further includes opening/closing bellows 151, 152.
  • the attachment member 130B corresponds to the restriction member.
  • the base member 120B described above is different from the base member 120A of the first embodiment described above in that an opening is not formed in the center.
  • the attachment member 130B and the finger portion 140B j are attached to the surface on the +Z direction side of the base member 120B.
  • the mounting member 130B is, for example, a member made of steel, and includes a substantially rectangular plate portion extending along the X-axis direction, as shown in FIGS. It is a member formed in a U shape when viewed from the side.
  • Four insertion holes for inserting the shaft portions 141B j attached to the finger portions 140B j are formed in the central portion of the attachment member 130B, and the finger portions 140B j are rotatably attached to the attachment member 130B. ing. Then, the +X direction side end and the ⁇ X direction side end of the mounting member 130B to which the shaft portion 141B j is mounted are fixed and attached to the +Z direction side surface of the base member 120B.
  • the difference is that the shaft portion 141B j is fixed to the end portion on one side.
  • the finger portion 140B 1 is arranged on the +X direction side in the ⁇ Y direction side of the mounting member 130B, and the shaft portion 141B 1 is inserted into the insertion hole formed in the mounting member 130B, so that the base member 120B and the mounting member 130B. It is rotatably attached to 130B.
  • the finger portion 140B 2 is arranged on the ⁇ X direction side of the mounting member 130B in the ⁇ Y direction side, and the shaft portion 141B 2 is inserted into the insertion hole formed in the mounting member 130B, so that the base member 120B and the mounting member 120B. It is rotatably attached to 130B.
  • the finger portions 140B 1 and 140B 2 are arranged on the ⁇ Y direction side of the mounting member 130B. Therefore, the rotation range of the finger portions 140B 1 and 140B 2 is on the ⁇ Y direction side of the mounting member 130B.
  • the finger portion 140B 3 is arranged on the ⁇ X direction side of the mounting member 130B on the +Y direction side, and the shaft portion 141B 3 is inserted into the insertion hole formed in the mounting member 130B, whereby the base member 120B and the mounting member 130B. Rotatably attached to.
  • the finger portion 140B 4 is arranged on the +X direction side of the mounting member 130B in the +Y direction side, and the shaft portion 141B 4 is inserted into the insertion hole formed in the mounting member 130B, so that the base member 120B and the mounting member 130B are attached. It is attached so that it can rotate.
  • the finger portions 140B 3 and 140B 4 are arranged on the +Y direction side of the mounting member 130B. Therefore, the rotation range of the finger portions 140B 3 and 140B 4 is the +Y direction side of the mounting member 130B.
  • the opening/closing bellows 151 is an expandable resin member having annular grooves at equal intervals. One side edge of the opening and closing bellows 151 is connected to the first link portion 221 1 of the fingers 140B 2 side of the finger portion 140B 1, the other end portion of the opening and closing bellows 151, the fingers 140B 2 The first link portion 221 2 is connected to the finger portion 140B 1 side. The opening/closing bellows 151 thus connected generates a force for opening/closing the finger 140B 1 and the finger 140B 2 which are a pair of fingers.
  • the opening/closing bellows 152 is a stretchable resin member having annular grooves at equal intervals.
  • One side edge of the opening and closing bellows 152 is connected to the finger portion 140B 4 side of the first link portion 221 3 of the fingers 140B 3, the other end portion of the opening and closing bellows 152, the fingers 140B 4
  • the first link portion 221 4 is connected to the finger portion 140B 3 side.
  • the opening/closing bellows 152 thus connected generates a force for performing the opening/closing movement of the finger portion 140B 3 and the finger portion 140B 4 which are a pair of fingers.
  • a flexible resin pipe 261 is attached to the opening/closing bellows 151, and the opening/closing bellows 151 is connected to the adjustment control unit 280B via the pipe 261 (not shown).
  • the opening/closing bellows 151 expands and contracts.
  • the opening/closing bellows 151 generates a force for performing the above-described opening/closing movement.
  • a flexible resin pipe 262 is attached to the opening/closing bellows 152, and the opening/closing bellows 152 is connected to the adjustment control unit 280B via the pipe 262 (not shown).
  • the opening/closing bellows 152 expands and contracts.
  • the opening/closing bellows 152 generates a force for performing the above-described opening/closing motion.
  • the adjustment controller 280B uses the suction unit 180A because the robot hand 100B of the second embodiment does not include the suction unit 180A, as compared with the adjustment control unit 280A of the first embodiment described above. The difference is that no adsorption treatment is performed. Further, the adjustment control unit 280B is provided with the opening and closing bellows 151 and 152 as compared with the adjustment control unit 280A of the first embodiment described above, so that the air is forced to the opening and closing bellows 151 and 152. The difference is that the supply and the forced discharge of air from the opening/closing bellows 151, 152 are further performed.
  • the adjustment control unit 280B does not adjust the air pressures in the bellows 241 j and 242 j and the opening/closing bellows 151 and 152.
  • the adjustment control unit 280B performs control to change the air pressure in the open/close bellows 151, 152.
  • the finger portion 140B 1 and the finger portion 140B 2 which are one finger pair are in an open state (hereinafter, also referred to as “open state”), and the finger portion 140B 3 and the finger portion 140B 4 which are the other finger pair.
  • the adjustment control unit 280B performs control for forcibly supplying air to the opening/closing bellows 151 and controls for forcibly supplying air to the opening/closing bellows 152. I do.
  • the opening/closing bellows 151 When air is supplied to the opening/closing bellows 151, the air pressure in the opening/closing bellows 151 rises. When the air pressure inside the opening/closing bellows 151 rises, the opening/closing bellows 151 expands. When the opening/closing bellows 151 expands in this manner, the opening/closing bellows 151 generates a force for opening the finger portions 140B 1 and 140B 2 . Due to the force, the angle formed by the finger portions 140B 1 and 140B 2 is widened, and the finger portions 140B 1 and 140B 2 are opened.
  • the opening/closing bellows 152 when air is supplied to the opening/closing bellows 152, the air pressure in the opening/closing bellows 152 increases. When the air pressure inside the opening/closing bellows 152 rises, the opening/closing bellows 152 expands. When the opening/closing bellows 152 expands in this manner, the opening/closing bellows 152 generates a force for opening the finger portions 140B 3 and 140B 4 . Due to the force, the angle formed by the finger portions 140B 3 and 140B 4 is widened, and the finger portions 140B 3 and 140B 4 are opened.
  • 6 and 7 show the states of the robot hand 100B when the finger portions 140B 1 and 140B 2 are in the open state and the finger portions 140B 3 and 140B 4 are in the open state in this way.
  • the adjustment control unit 280B performs control for forcibly supplying air to the opening/closing bellows 151 and forcibly discharging air from the opening/closing bellows 152. Control.
  • the finger portions 140B 1 and 140B 2 are opened as described above. Further, when the air is discharged from the opening/closing bellows 152, the air pressure in the opening/closing bellows 152 is lowered. When the air pressure inside the opening/closing bellows 152 drops, the opening/closing bellows 152 contracts. When the opening/closing bellows 152 contracts in this manner, the opening/closing bellows 152 generates a force for closing the finger portions 140B 3 and 140B 4 . Due to the force, the finger portions 140B 3 and 140B 4 become parallel to each other, and the finger portions 140B 3 and 140B 4 are closed.
  • FIG. 9 shows the state of the hand portion 110B in the robot hand 100B when the finger portions 140B 1 and 140B 2 are in the open state and the finger portions 140B 3 and 140B 4 are in the closed state in this way. ..
  • FIG. 9 is an external view (XY plan view) of the hand unit 110B viewed from the +Z direction side.
  • the adjustment control unit 280B performs control for forcibly discharging air from the opening/closing bellows 151 and performs control for forcibly supplying air to the opening/closing bellows 152.
  • the air pressure in the opening/closing bellows 151 decreases. Then, when the air pressure inside the opening/closing bellows 151 drops, the opening/closing bellows 151 contracts. When the opening/closing bellows 151 contracts in this manner, the opening/closing bellows 151 generates a force for closing the finger portions 140B 1 and 140B 2 . Due to the force, the finger portions 140B 1 and 140B 2 become parallel to each other, and the finger portions 140B 1 and 140B 2 are closed. Further, when the air is supplied to the opening/closing bellows 152, as described above, the finger portions 140B 3 and 140B 4 are opened.
  • the adjustment control unit 280B performs control for forcibly discharging air from the opening/closing bellows 151, and performs control for performing forced discharge of air from the opening/closing bellows 152.
  • FIG. 10 shows the state of the hand unit 110B in the robot hand 100B when the finger units 140B 1 and 140B 2 are closed and the finger units 140B 3 and 140B 4 are closed. ..
  • FIG. 10 is an external view (XY plan view) of the hand unit 110B viewed from the +Z direction side.
  • the adjustment control unit 280B opens and closes the finger unit 140B j based on the input result by the user performed using the input unit.
  • the adjustment controller 280B forces the supply of air to the opening/closing bellows 151 in order to open the finger 140B 1 and the finger 140B 2 which are a pair of fingers. Control to perform.
  • opening and closing the bellows 151 expands and generates a force to the finger portions 140B 1 and finger portion 140B 2 in the open state, the finger portions 140B 1 and finger portion 140B 2 is in the open state.
  • the adjustment controller 280B performs control for forcibly discharging air from the opening/closing bellows 151. ..
  • opening and closing bellows 151 contracts, the fingers 140B 1 and finger portion 140B 2 generates a force in the closed state, the finger portions 140B 1 and finger portion 140B 2 are parallel, closed become.
  • the two finger portions 140B 1 and 140B 2 can be used as two finger portions by changing the opening/closing angle or can be used as if they were one thick finger.
  • the adjustment control unit 280B performs control for forcibly supplying air to the opening/closing bellows 152. ..
  • opening and closing the bellows 152 expands and generates a force to the finger portion 140B 3 and finger portion 140B 4 in an open state, the finger portions 140B 3 and finger portion 140B 4 is in the open state.
  • the adjustment controller 280B performs control for forcibly discharging air from the opening/closing bellows 152. .. When performing such control, opening and closing bellows 152 contracts and the force that the finger portions 140B 3 and finger portion 140B 4 closed occurs, fingers 140B 3 and finger portion 140B 4 are parallel, closed become.
  • the two fingers 140B 3, 140B 4, or used as two fingers by changing the opening angle may be used in the as if one finger thick.
  • the two opening and closing bellows 151 and 152 opening and closing between the finger portion 140B 1 and the finger portion 140B 2 and between the finger portion 140B 3 and the finger portion 140B 4.
  • the angle is controlled independently. Therefore, the opening/closing angles between the finger portions 140B 1 and 140B 2 and between the finger portions 140B 3 and 140B 4 can be made different.
  • the adjustment control unit 280B forcibly supplies air to the bellows 241 j and 242 j of the finger portion 140B j. Control. When such control is performed, the first and second joints are in a bent state. Therefore, the finger 140B j whose joint is bent can grip the object.
  • the finger portion can appropriately perform the movement when gripping the object.
  • FIG. 11 and 12 are external views of the robot hand 100C according to the third embodiment.
  • FIG. 11 is a perspective view showing the robot hand 100C in the coordinate system shown in FIG.
  • FIG. 12 is an external view (XY plan view) of the robot hand 100C viewed from the +Z direction side.
  • the robot hand 100C is attached to a support device (not shown) and can be moved in the X direction, the Y direction, and the Z direction by the support device.
  • the robot hand 100C is different from the robot hand 100B of the second embodiment described above in that the robot hand 100C includes a hand unit 110C instead of the hand unit 110B, and an adjustment control unit.
  • the difference is that an adjustment control unit 280C is provided instead of the 280B.
  • description will be given mainly focusing on these differences.
  • the base member 120C is different from the base member 120B of the second embodiment described above in that four shaft portions 121C j are provided in the central portion of the surface on the +Z direction side.
  • the finger portion 140C 1 is arranged on the +X direction side of the ⁇ Y direction side of the base member 120C, and the gear portion 142C 1 is rotatably attached to the base member 120C about the shaft portion 121C 1.
  • the finger portion 140C 2 is arranged on the ⁇ X direction side of the ⁇ Y direction side of the base member 120C, and the gear portion 142C 2 is rotatably attached to the base member 120C with the shaft portion 121C 2 as an axis. ..
  • the finger portion 140C 3 is arranged on the ⁇ X direction side of the +Y direction side of the base member 120C, and the gear portion 142C 3 is rotatably attached to the base member 120C with the shaft portion 121C 3 as an axis. Further, the finger portion 140B 4 is arranged on the +X direction side of the +Y direction side of the base member 120C, and the gear portion 142C 4 is rotatably attached to the base member 120C about the shaft portion 121C 4 . Although not shown in FIGS. 11 and 12 and FIG.
  • a lid portion that covers the gear portion 142C j is attached to the +Z direction side of the gear portions 142C 1 , 142C 2 , 142C 3 , 142C 4 , and
  • the gear portion 142C j is designed not to come off the shaft portion 121C j .
  • the gear of the gear portion 142C 1 meshes with the gear of the gear portion 142C 2 and the gear of the gear portion 142C 4 .
  • the gear of the gear portion 142C 2 meshes with the gear of the gear portion 142C 1 and the gear of the gear portion 142C 3 .
  • the gear of the gear portion 142C 3 meshes with the gear of the gear portion 142C 2 and the gear of the gear portion 142C 4 .
  • the gear of the gear portion 142C 4 meshes with the gear of the gear portion 142C 1 and the gear of the gear portion 142C 3 .
  • the gear portion 142C 1, 142C 2, 142C 3 , 142C 4 is adapted to rotate together.
  • the opening/closing bellows 153 is a stretchable resin member having annular grooves at equal intervals.
  • one side edge portion of the opening and closing bellows 153 is connected to the first link portion 221 1 of the finger portion 140C 2 side of the finger portion 140C 1, the other end portion of the opening and closing bellows 153 , it is connected to the first link portion 221 and second finger portions 140C 1 side of the finger portion 140C 2.
  • the opening/closing bellows 153 thus connected generates a force for opening/closing the fingers 140C 1 , 140C 2 , 140C 3 , 140C 4 .
  • a flexible resin pipe 263 is attached to the opening/closing bellows 153, and the opening/closing bellows 153 is connected to the adjustment control unit 280C via the pipe 263 (not shown).
  • the opening/closing bellows 153 expands and contracts.
  • the opening/closing bellows 153 generates a force for performing the above-described opening/closing movement of the finger portion.
  • the adjustment control unit 280C corresponds to the robot hand 100C of the third embodiment including an opening/closing bellows 153 instead of the opening/closing bellows 151, 152, as compared with the adjustment control unit 280B of the second embodiment described above. The difference is that forced air supply to the open/close bellows 153 and forced air discharge from the open/close bellows 153 are further performed without adjusting the air pressure to the open/close bellows 151, 152.
  • the adjustment control unit 280C has not adjusted the air pressures in the bellows 241 j and 242 j and the opening/closing bellows 153.
  • the adjustment control unit 280C performs control to change the air pressure inside the opening/closing bellows 153. For example, when the finger portions 140C 1 and 140C 2 are opened and the finger portions 140C 3 and 140C 4 are opened, the adjustment controller 280C forces air to the opening/closing bellows 153. Control for supply.
  • the opening/closing bellows 153 When air is supplied to the opening/closing bellows 153, the air pressure in the opening/closing bellows 153 increases. When the air pressure inside the opening/closing bellows 153 rises, the opening/closing bellows 153 expands. When the opening/closing bellows 153 expands in this manner, the opening/closing bellows 153 generates a force for opening the finger portions 140C 1 and 140C 2 in the open state. By the force, the gear unit is fixed to the finger 140C 1 142C 1 and a finger portion 140C is gear portion 142C 2 and the engagement position fixed in 2 changes, the angle between the fingers 140C 1 and a finger portion 140C 2 Spread, and the finger portions 140C 1 and 140C 2 are opened.
  • the gear portion 142C 1 rotates counterclockwise (hereinafter also simply referred to as “counterclockwise”) in the XY plane view with the ⁇ Z direction as the line-of-sight direction, and the gear portion 142C 2 rotates clockwise. To do.
  • 11 and 12 show the state of the robot hand 100C when the finger portions 140C 1 and 140C 2 are in the open state and the finger portions 140C 3 and 140C 4 are in the open state in this way.
  • the adjustment controller 280C causes the air from the opening/closing bellows 153 to move. Control to perform forced discharge.
  • the air pressure in the opening/closing bellows 153 decreases.
  • the opening/closing bellows 153 contracts.
  • the opening/closing bellows 153 contracts in this manner, the opening/closing bellows 153 generates a force for closing the finger portions 140C 1 and 140C 2 .
  • the gear unit is fixed to the finger 140C 1 142C 1 and a finger portion 140C is gear portion 142 2 and the engagement position fixed in 2 changes, the finger portion 140C 1 and a finger portion 140C 2 and is parallel , The finger portions 140C 1 and 140C 2 are closed.
  • the gear portion 142C 1 rotates clockwise
  • the gear portion 142C 2 rotates counterclockwise.
  • FIG. 13 shows the state of the hand unit 110C in the robot hand 100C when the finger units 140C 1 and 140C 2 are closed and the finger units 140C 3 and 140C 4 are closed. ..
  • FIG. 13 is an external view (XY plan view) of the hand unit 110C viewed from the +Z direction side.
  • the adjustment control unit 280C opens and closes the finger unit 140C j based on the input result by the user performed using the input unit.
  • the adjustment control unit 280C moves to the opening and closing bellows 153. Performs control for forcibly supplying air.
  • opening and closing the bellows 153 expands and generates a force to the finger portion 140C 1 and finger portion 140C 2 in the open state, the finger unit 140C 1 and finger portion 140C 2 is in the open state. In this way, when the finger portions 140C 1 and 140C 2 are opened, the finger portions 140C 3 and 140C 4 are interlocked and opened.
  • the four finger portions 140C 1 , 140C 2 , 140C 3 , 140C 4 can be used as four finger portions by changing the opening/closing angle.
  • the adjustment control unit 280C forces the air discharge from the opening/closing bellows 153. Take control to do so.
  • opening and closing the bellows 153 is contracted, the fingers 140C 1 and finger portion 140C 2 generates a force in the closed state, the finger unit 140C 1 and finger portion 140C 2 is closed.
  • the finger portions 140C 1 and 140C 2 are closed in this way, the finger portions 140C 3 and 140C 4 are interlocked to be closed.
  • the two finger portions 140C 1 , 140C 2 , 140C 3 , 140C 4 are used as if they were one thick finger, and the two finger portions 140C 3 , 140C 4 can be used as if it were one thick finger.
  • it can be used as a robot hand 100C with four fingers, or as a robot hand 100C with two thick fingers.
  • the opening/closing angles between the finger portions 140C 1 and 140C 2 and between the finger portions 140C 3 and 140C 4 are set. , Are controlling at the same time. Therefore, the opening/closing angles between the finger portions 140C 1 and 140C 2 and between the finger portions 140C 3 and 140C 4 can be the same. In addition, opening/closing control between the finger portions can be simplified.
  • the adjustment control unit 280C forcibly supplies air to the bellows 241 j and 242 j of the finger portion 140C j. Control. When such control is performed, the first and second joints are in a bent state. Therefore, the finger 140C j whose joint is bent can grip the object.
  • the finger portion can appropriately perform the movement when gripping the object.
  • FIG. 14 is a perspective view showing the robot hand 100D in the coordinate system shown in FIG.
  • FIG. 15 is an external view (XY plan view) of the robot hand 100D viewed from the +Z direction side.
  • the robot hand 100D is attached to a support device (not shown) and is movable in the X direction, the Y direction, and the Z direction by the support device.
  • the opening/closing angle between the finger portions 140D 1 and 140D 2 and between the finger portions 140D 3 and 140D 4 is approximately 40 degrees.
  • the robot hand 100D is different from the robot hand 100B of the second embodiment described above in that it has a hand unit 110D instead of the hand unit 110B, and an adjustment control unit.
  • the difference is that an adjustment controller 280D is provided instead of the 280B.
  • description will be given mainly focusing on these differences.
  • the hand part 110D is different from the hand part 110B of the second embodiment described above in that an opening/closing bellows 154 is provided instead of the opening/closing bellows 151, 152.
  • the mounting member 131D corresponds to the first connecting member
  • the mounting member 132D corresponds to the second connecting member.
  • the base member 120D is different from the base member 120B of the second embodiment described above in that the shaft portion AXD is provided at the center of the surface on the +Z direction side.
  • the above-mentioned attachment member 131D is, for example, a member made of steel, and is a member including two surface portions that are perpendicular to the XY plane and a connecting portion that connects the two surface portions.
  • the two surface portions are arranged so as to be parallel to the YZ plane and not to be on the same straight line, and a hole through which the shaft portion AXD is formed is formed in the connecting portion.
  • the mounting member 131D has a point-symmetrical shape with the center point of the base member 120B as the point of symmetry.
  • the attachment member 131D is fixedly attached to the central portion of the +Z direction side surface of the base member 120D.
  • the length of the connecting portion in the Z direction is shorter than the length of the two surface portions in the Z direction.
  • An end portion of one side of the first link portion 221 1 of the finger portion 140D 1 is fixed to the surface portion on one side (“ ⁇ Y direction side” in FIGS. 14 and 15) of the attachment member 131D. Further, an end portion of one side of the first link portion 221 3 of the finger portion 140D 3 is fixed to the other surface side (“+Y direction side” in FIGS. 14 and 15) of the attachment member 131D.
  • the finger portions 140D 1 and 140D 3 are arranged such that the extending directions thereof are opposite to each other and are not on the same straight line, and are fixed to the attachment member 131D.
  • the above-mentioned attachment member 132D is, for example, a member made of steel, and is a member including two surface portions that are perpendicular to the XY plane and a connecting portion that connects the two surface portions.
  • the two surface portions are parallel to each other and arranged so as not to be on the same straight line, and a hole through which the shaft portion AXD passes is formed in the connecting portion.
  • the mounting member 132D has a point-symmetrical shape with the center point of the base member 120B as the point of symmetry.
  • the mounting member 132D is a central portion of the surface of the base member 120D on the +Z direction side, and is rotatably mounted on the +Z direction side of the mounting member 131D about the shaft portion AXD.
  • An end portion of one side of the first link portion 221 2 of the finger portion 140D 2 is fixed to a surface portion of one side (“ ⁇ X direction side” in FIGS. 14 and 15) of the attachment member 132D. Further, an end portion of one side of the first link portion 221 4 of the finger portion 140D 4 is fixed to the other surface side (“+X direction side” in FIGS. 14 and 15) of the attachment member 132D.
  • the finger portions 140D 2 and 140D 4 are arranged such that the extending directions thereof are opposite to each other and are not on the same straight line, and are fixed to the attachment member 132D.
  • the mounting member 131D and the mounting member 132D intersect each other when viewed from the +Z direction side, so that the mounting member 132D rotates with respect to the mounting member 131D with the shaft portion AXD as the rotation axis. It is arranged.
  • the finger portion 140D 1 has a surface portion on one side of the attachment member 131D fixed to an end portion on one side of the first link portion 221 1 .
  • the points are different.
  • the finger portion 140D 3 has a surface portion on the other side of the attachment member 131D fixed to an end portion on one side of the first link portion 221 3 .
  • the points are different.
  • the open/close bellows 154 is a stretchable resin member having annular grooves at equal intervals.
  • one side edge portion of the opening and closing bellows 154 is connected to one face of the mounting member 131D of the first link portion 221 1 of the fingers 140D 2 side of the finger portion 140D 1, for opening and closing the other side end portion of the bellows 154 is connected to one face of the mounting member 132D of the first link portion 221 2 of the fingers 140D 1 side of the finger portion 140D 2.
  • the opening/closing bellows 154 thus connected generates a force for opening/closing the fingers 140D 1 , 140D 2 , 140D 3 , 140D 4 .
  • a flexible resin pipe 264 is attached to the opening/closing bellows 154, and the opening/closing bellows 154 is connected to the adjustment control unit 280D via the pipe 264 (not shown).
  • the opening/closing bellows 154 expands and contracts.
  • the opening/closing bellows 154 generates a force for performing the above-described opening/closing movement.
  • the adjustment control unit 280D corresponds to the robot hand 100D of the fourth embodiment including an opening/closing bellows 154 instead of the opening/closing bellows 151, 152, as compared with the adjustment control unit 280B of the second embodiment described above.
  • the difference is that forced air supply to the open/close bellows 154 and forced air discharge from the open/close bellows 154 are further performed without adjusting the air pressure to the open/close bellows 151, 152.
  • the air pressure in the bellows 241 j and 242 j and the opening/closing bellows 154 is not adjusted by the adjustment control unit 280D.
  • the adjustment control unit 280D performs control to change the air pressure inside the opening/closing bellows 154. For example, when the fingers 140D 1 and 140D 2 are in the open state and the fingers 140D 3 and 140D 4 are in the open state, the adjustment controller 280D forces the air to the opening/closing bellows 154. Control for supply.
  • the opening/closing bellows 154 When air is supplied to the opening/closing bellows 154, the air pressure in the opening/closing bellows 154 increases. When the air pressure inside the opening/closing bellows 154 rises, the opening/closing bellows 154 expands. When the opening/closing bellows 154 expands in this manner, the opening/closing bellows 154 generates a force for opening the finger portions 140D 1 and 140D 2 . By the force, the fingers 140D 2 is rotated, spread angle between the finger portion 140D 1 and the finger 140D 2, fingers 140D 1 and finger portion 140D 2 is in the open state.
  • the attachment member 132D rotates, and the finger 140D 4 fixed to the attachment member 132D rotates in the same direction in conjunction with the rotation of the finger 140D 2 .
  • the spread angle formed between the finger portion 140D 3 and the finger portion 140D 4 is in the open state.
  • the adjustment control unit 280D causes the air from the opening/closing bellows 154 to move. Control to perform forced discharge.
  • the air pressure in the opening/closing bellows 154 decreases. Then, when the air pressure inside the opening/closing bellows 154 decreases, the opening/closing bellows 154 contracts. When the opening/closing bellows 154 contracts in this way, the opening/closing bellows 154 generates a force for closing the finger portions 140D 1 and 140D 2 . The force causes the finger 140D 2 to rotate, the finger 140D 1 and the finger 140D 2 become parallel, and the finger 140D 1 and the finger 140D 2 are closed.
  • the attachment member 132D rotates, and the finger 140D 4 fixed to the attachment member 132D rotates in the same direction in conjunction with the rotation of the finger 140D 2 .
  • the finger portions 140D 3 and 140D 4 are parallel to each other, and the finger portions 140D 3 and 140D 4 are closed.
  • FIG. 16 shows the state of the hand unit 110D in the robot hand 100D when the finger units 140D 1 and 140D 2 are closed and the finger units 140D 3 and 140D 4 are closed. ..
  • FIG. 16 is an external view (XY plan view) of the hand unit 110D viewed from the +Z direction side.
  • ⁇ Bending motion of the joint of the finger 140D j In the hand unit 110D of the robot hand 100D that has performed the opening/closing motion processing of the finger unit 140D j , the moving operation to the vicinity of the object and the bending motion of the joint of the finger unit 140D j are performed in the above-described first embodiment. The same movement operation and bending movement operation of the robot hand 100A in FIG. As a result, the four finger portions 140D 1 , 140D 2 , 140D 3 , 140D 4 grip the target object.
  • the adjustment control unit 280D opens and closes the finger unit 140D j based on the input result by the user performed using the input unit.
  • the adjustment controller 280D moves to the opening and closing bellows 154. Performs control for forcibly supplying air.
  • opening and closing the bellows 154 expands and generates a force to the finger portion 140D 1 and finger portion 140D 2 in the open state, the finger portions 140D 1 and finger portion 140D 2 is in the open state.
  • the finger portions 140D 1 and 140D 2 are opened in this way, the finger portions 140D 3 and 140D 4 are interlocked and are opened.
  • the four finger portions 140D 1 , 140D 2 , 140D 3 , 140D 4 can be used as four finger portions by changing the opening/closing angle.
  • the adjustment control unit 280D forces the air discharge from the opening/closing bellows 154. Take control to do so.
  • opening and closing the bellows 154 is contracted, the fingers 140D 1 and finger portion 140D 2 generates a force in the closed state, the finger portions 140D 1 and finger portion 140D 2 is closed.
  • the finger portions 140D 3 and 140D 4 are interlocked to be closed.
  • the two finger portions 140D 1 , 140D 2 , 140D 3 , 140D 4 are used as if they were one thick finger, and the two finger portions 140D 3 , 140D 4 can be used as if it were one thick finger.
  • it can be used as a robot hand 100D with four fingers or as if it were a robot hand 100D with two thick fingers.
  • one opening/closing bellows 154 is used to adjust the opening/closing angle between the finger portions 140D 1 and 140D 2 and between the finger portions 140D 3 and 140D 4. .
  • the opening and closing angles between the finger portions 140D 1 and 140D 2 and between the finger portions 140D 3 and 140D 4 can be the same.
  • opening/closing control between the finger portions can be simplified.
  • the adjustment control unit 280D forcibly supplies the air to the bellows 241 j and 242 j of the finger portion 140D j. Control. When such control is performed, the first and second joints are in a bent state. Therefore, the finger 140D j whose joint is bent can grip the object.
  • the finger portion can appropriately perform the movement when gripping the object.
  • FIG. 17 and 18 are external views of the robot hand 100E according to the fifth embodiment.
  • FIG. 17 is a perspective view showing the robot hand 100E in the coordinate system shown in FIG. 18 is an external view (XY plan view) of the robot hand 100E as viewed from the +Z direction side.
  • the robot hand 100E is attached to a support device (not shown) and can be moved in the X direction, the Y direction, and the Z direction by the support device.
  • the robot hand 100E includes a hand unit 110E instead of the hand unit 110B as compared with the robot hand 100B of the second embodiment described above, and an adjustment control unit.
  • the difference is that an adjustment controller 280E is provided instead of the 280B.
  • description will be given mainly focusing on these differences.
  • the hand part 110E is different from the hand part 110B of the second embodiment described above in that the hand part 110E includes a mounting member 130E instead of the mounting member 130B. .. Further, the hand portion 110E is different from the hand portion 110B of the above-described second embodiment in that the hand portion 110E further includes a fixed shaft member AXE and a rotation bellows 155.
  • the attachment member 130E corresponds to the restriction member.
  • the mounting member 130E has a base in which an insertion hole into which the fixed shaft member AXE is inserted is formed, with the fixed shaft member AXE serving as an axis. The difference is that it is attached to the base member 120B so as to be rotatable with respect to the member 120B. Further, the attachment member 130E is formed with a connection portion RBA that extends along the +Z direction side and is perpendicular to the XY plane. The connection portion RBA is connected to one end portion of the rotating bellows 155.
  • the fixed shaft member AXE is fixed to the center of the +Z direction side surface of the base member 120B. Further, the fixed shaft member AXE is formed with a connection portion ABA perpendicular to the XY plane. The connection portion ABA is connected to the other end portion of the rotating bellows 155.
  • the above-mentioned rotating bellows 155 is an expandable and contractible resin member having annular grooves at equal intervals.
  • one end of the rotating bellows 155 is connected to the connecting portion RBA formed on the mounting member 130E, and the other end of the rotating bellows 155 is formed on the fixed shaft member AXE.
  • the connection portion ABA is connected.
  • the rotating bellows 155 thus connected generates a force for rotating the fingers 140B 1 , 140B 2 , 140B 3 , 140B 4 .
  • a flexible resin pipe 265 is attached to the rotating bellows 155, and the opening/closing bellows 155 is connected to the adjustment control unit 280E via the pipe 265 (not shown).
  • the opening/closing bellows 155 expands and contracts.
  • the bellows 155 for rotation generate
  • the adjustment control unit 280E will be described.
  • the adjustment control unit 280E is different from the adjustment control unit 280B of the second embodiment described above in that the robot hand 100E of the fifth embodiment further includes the rotation bellows 155, and therefore the adjustment control unit 280E is provided to the rotation bellows 155.
  • the difference is that the forced supply of air and the forced discharge of air from the rotating bellows 155 are further performed.
  • the adjustment controller 280E does not adjust the air pressures in the bellows 241 j and 242 j , the opening and closing bellows 151 and 152, and the rotating bellows 155.
  • the object gripped by the robot hand 100E is assumed to have a storage portion having an opening and a lid portion (for example, a bottle). Further, it is assumed that the lid part and the opening of the storage part of the object are threaded, and the storage part is closed by the screw part.
  • the storage part is assumed to be fixed at a predetermined position.
  • the object gripped by the robot hand 100E may be something other than the object having the storage section and the lid section.
  • the adjustment control unit 280E performs control to change the air pressure inside the rotating bellows 155. For example, when the finger 140B j is rotated counterclockwise (hereinafter also simply referred to as “counterclockwise”) in the XY plane view with the ⁇ Z direction as the line-of-sight direction, the adjustment control unit 280E is Control is performed to forcibly supply air to the bellows 155.
  • the air pressure inside the rotating bellows 155 increases.
  • the rotating bellows 155 expands.
  • the rotation bellows 155 generates a force that rotates the finger portion 140B j counterclockwise. Due to the force, the mounting member 130E to which the one end portion of the rotating bellows 155 is connected rotates counterclockwise about the fixed shaft member AXE to which the other end portion of the rotating bellows 155 is connected. ..
  • the fixed shaft member AXE is fixed to the base member 120B.
  • the finger portion 140B j is rotatably attached to the attachment member 130E with respect to the attachment member 130E. As a result, the finger 140B j rotates counterclockwise with respect to the base member 120B.
  • FIG. 19 is an external view (XY plan view) of the hand unit 110E viewed from the +Z direction side.
  • the joint of the finger portion 140B j is in the extended state.
  • the lid of the grasped object can be rotated counterclockwise to remove the lid from the storage.
  • the adjustment control unit 280E uses Control is performed to forcibly discharge air from the bellows 155.
  • the air pressure in the rotating bellows 155 decreases.
  • the rotating bellows 155 contracts.
  • the rotation bellows 155 contracts in this manner, the rotation bellows 155 generates a force that rotates the finger portion 140B j clockwise.
  • the force causes the mounting member 130E to rotate clockwise with the fixed shaft member AXE as the rotation axis.
  • the fixed shaft member AXE is fixed to the base member 120B.
  • the finger portion 140B j is rotatably attached to the attachment member 130E with respect to the attachment member 130E. As a result, the finger portion 140B j rotates clockwise with respect to the base member 120B.
  • FIG. 17 and 18 show the state of the robot hand 100E when the finger 140B j rotates counterclockwise with respect to the base member 120B from the state shown in FIG. Note that, for example, by rotating the finger portion 140B j whose joint is in a bent state in the clockwise direction, the lid portion of the grasped object can be rotated in the clockwise direction and the lid portion can be attached to the storage portion.
  • the adjustment control unit 280E opens and closes the finger 140B j based on the input result by the user performed using the input unit. Therefore, it can be used as a four-finger robot hand 100E or as a three-finger robot hand 100E, or as a thick two-finger robot hand 100E according to various applications. Can be used.
  • the adjustment control unit 280E forcibly supplies air to the bellows 241 j and 242 j of the finger portion 140B j. Control. When such control is performed, the first and second joints are in a bent state. Therefore, the finger 140B j whose joint is bent can grip the object.
  • the adjustment control part 280E after gripping the lid part of the object having the lid part and the storage part, the adjustment control part 280E, based on the input result by the user performed using the input part, the finger part.
  • Rotate 140B j .
  • the adjustment controller 280E performs control for forcibly supplying air to the rotating bellows 155.
  • the rotating bellows 155 expands and a force that rotates the finger 140B j counterclockwise is generated, and the finger 140B j rotates counterclockwise with respect to the base member 120B. Therefore, the finger can be rotated without deforming the shape.
  • the finger 140B j gripping the lid of the object (for example, bottle), the finger 140B j can be rotated counterclockwise to remove the lid from the storage.
  • the adjustment control unit 280E performs control for forcibly discharging air from the rotating bellows 155.
  • the rotating bellows 155 contracts to generate a force that rotates the finger 140B j clockwise, and the finger 140B j rotates clockwise with respect to the base member 120B.
  • the finger 140B j gripping the lid of the object, the finger 140B j can be rotated clockwise to attach the lid to the storage.
  • the finger portion can appropriately perform the movement when gripping the object.
  • FIG. 20 shows an external view of the robot hand 100F according to the sixth embodiment.
  • FIG. 20 is a perspective view showing the robot hand 100F in the coordinate system shown in FIG.
  • the robot hand 100F is attached to a support device (not shown), and is movable in the X direction, the Y direction, and the Z direction by the support device.
  • the robot hand 100E is different from the robot hand 100A of the first embodiment described above in that a hand unit 110F is provided instead of the hand unit 110A, and an adjustment is performed instead of the adjustment control unit 280A.
  • the difference is that the controller 280F is provided.
  • description will be given mainly focusing on these differences.
  • FIG. 21 is a plan view of the finger portions 140A 2 and 140A 3 viewed from the front side.
  • the attraction section deformation drive section 160 is fixed to the attachment member 130A and the first link section 221 j of the finger section 140A j .
  • FIG. 22(A) and 22(B) are configuration diagrams of the suction unit deformation drive unit 160.
  • FIG. 22A is a perspective view showing the suction unit deformation drive unit 160 in the coordinate system shown in FIG.
  • FIG. 22B is an external view (XY plan view) of the suction unit deformation drive unit 160 viewed from the +Z direction side.
  • the suction unit deformation drive unit 160 includes a fixing member 165 and drive bellows 161, 162, 163, as generally shown in FIGS. 20, 21, 22A, and 22B. ..
  • the suction unit deformation drive unit 160 includes cord-shaped members 171, 172, 173.
  • the fixing member 165 is, for example, a steel member, and is a member including a bottom portion and three elongated plate portions 166, 167, 168 connected to the bottom portion and extending along the Z direction.
  • the bottom part is fixed to the attachment member 130A and the first link part 221 j .
  • the bottom portion has holes through which the cord-shaped members 171, 172, 173 are inserted. In the sixth embodiment, even in the mounting member 130A and the first link portion 221 j, a hole through which the string-shaped member 171, 172 and 173 are formed.
  • the long plate portion 166 On the +Z direction side of the long plate portions 166, 167, 168, a connection portion having a surface parallel to the XY plane is formed.
  • the connecting portions of the long plate portions 166, 167, 168 are connected to one end portions of the driving bellows 161, 162, 163, respectively.
  • the long plate portion 166 is arranged on the +X direction side and the +Y direction side of the center of the base member 120A.
  • the long plate portion 167 is arranged on the ⁇ Y direction side of the center of the base member 120A.
  • the long plate portion 168 is arranged on the ⁇ X direction side of the center of the base member 120A.
  • the above-mentioned drive bellows 161 is an expandable resin member having annular grooves at equal intervals.
  • One end portion of the driving bellows 161 is connected to the connecting portion of the long plate portion 166.
  • the other end of the driving bellows 161 is connected to one end of the cord-shaped member 171.
  • the driving bellows 161 is arranged on the +X direction side and the +Y direction side of the center of the base member 120A, and generates a force that deforms the suction portion 180F.
  • the above-mentioned drive bellows 162 is a stretchable resin member having annular grooves at equal intervals. One end of the driving bellows 162 is connected to the connecting portion of the long plate portion 167. The other end of the driving bellows 162 is connected to one end of the cord-shaped member 172.
  • the drive bellows 162 is disposed on the ⁇ Y direction side of the center of the base member 120A and generates a force that deforms the suction portion 180F.
  • the above-mentioned drive bellows 163 is a stretchable resin member having annular grooves at equal intervals. One end portion of the driving bellows 163 is connected to the connecting portion of the long plate portion 168. The other end of the driving bellows 163 is connected to one end of the cord-shaped member 178.
  • the drive bellows 163 is disposed on the ⁇ X direction side of the center of the base member 120A and generates a force that deforms the suction portion 180F.
  • a flexible resin pipe 271 is attached to the drive bellows 161, and the drive bellows 161 is connected to the adjustment control unit 280F via the pipe 271 (not shown).
  • the driving bellows 161 expands and contracts.
  • the driving bellows 162 generates a force that deforms the suction portion 180F.
  • a flexible resin pipe 272 is attached to the drive bellows 162, and the drive bellows 162 is connected to the adjustment control unit 280F via the pipe 272 (not shown).
  • the driving bellows 162 expands and contracts.
  • a flexible resin pipe 273 is attached to the drive bellows 163, and the drive bellows 163 is connected to the adjustment control unit 280F via the pipe 273 (not shown).
  • the driving bellows 163 expands and contracts.
  • the driving bellows 162 and 163 generate a force that deforms the suction portion 180F.
  • the above-mentioned string-shaped member 171 is a flexible non-stretchable member.
  • One end of the string-shaped member 171 is connected to the other end of the driving bellows 161. Further, the string-shaped member 171 is passed through the hole of the fixing member 165 and the hole of the base member 120A formed on the ⁇ Z direction side of the driving bellows 161. The other end of the string-shaped member 171 is connected to the +X direction side and the +Y direction side of the ⁇ Z direction side end of the suction portion 180F.
  • the string-shaped member 172 is a flexible, non-stretchable member. One end of the string-shaped member 172 is connected to the other end of the driving bellows 162. Further, the string member 172, the fixing member 165 formed on the -Z direction side of the driving bellows 162 is passed through the hole of the first link portion 221 2 and the base member 120A. The other end of the string-shaped member 172 is connected to the ⁇ Y direction side of the ⁇ Z direction side end of the suction portion 180F.
  • the string-shaped member 173 is a flexible non-stretchable member. One end of the string member 173 is connected to the other end of the driving bellows 163. Further, the string member 173, the hole of the fixing member 165 formed on the -Z direction side of the driving bellows 163 is passed through the hole of the first link portion 221 3 of the hole and the base member 120A. The other end of the string-shaped member 173 is connected to the ⁇ X direction side of the ⁇ Z direction side end of the suction portion 180F.
  • the suction portion 180F is a resin bellows that is elastic and flexible, and has a ring-shaped suction rubber attached to the end portion on the ⁇ Z direction side as compared with the suction portion 180A of the first embodiment described above. Has been.
  • the other ends of the string-shaped members 171, 172, 173 are connected to the end on the ⁇ Z direction side of the suction portion 180F.
  • the adjustment control unit 280F will be described.
  • the adjustment control unit 280F is different from the adjustment control unit 280A of the first embodiment described above in that the robot hand 100F of the sixth embodiment further includes drive bellows 161, 162, 163 for driving. The difference is that the forced supply of air to the bellows 161, 162, 163 and the forced discharge of air from the driving bellows 161, 162, 163 are further performed.
  • the adjustment control unit 280F does not adjust the air pressures in the bellows 241 j and 242 j and the driving bellows 161, 162, 163. Further, it is assumed that the suction processing using the suction unit 180F by the adjustment control unit 280F has not been performed.
  • the supporting device moves the robot hand 100F so as to be located near the object.
  • the adjustment control unit 280F controls the deformation of the suction unit 180 in the direction in which the target object exists, based on the input result by the user performed using the input unit. I do.
  • the adjustment control portion 280F performs control to change the air pressure inside the driving bellows 161, 162, 163.
  • the adjustment control unit 280F determines that the ⁇ Z direction side end of the suction unit 180 is the +X direction side and the +Y direction side. The control is performed so that it is deformed so as to face. In order to perform such control, the adjustment control unit 280F performs control for forcibly discharging air from the drive bellows 161 and forcibly supplying air to the drive bellows 162, 163.
  • FIG. 23 is a plan view of the hand unit 110F viewed from the direction in which the finger portions 140A 1 and 140A 2 are front surfaces.
  • the adjustment control unit 280F sets the ⁇ Z direction side end of the suction unit 180 to face the ⁇ Y direction side. Control to deform.
  • the adjustment control unit 280F performs control for forcibly discharging air from the driving bellows 162 and forcibly supplying air to the driving bellows 161 and 163.
  • the driving bellows 162 contracts and the driving bellows 161 and 163 expand.
  • the string-shaped member 172 connected to the driving bellows 162 pulls the ⁇ Z direction side end of the suction member 180F toward the ⁇ Y direction, and the end is deformed toward the ⁇ Y direction. ..
  • the adjustment control unit 280F sets the ⁇ Z direction side end of the suction unit 180 to face the ⁇ X direction side. Control to deform.
  • the adjustment control unit 280F performs control for forcibly discharging air from the driving bellows 163 and forcibly supplying air to the driving bellows 161 and 162.
  • the driving bellows 163 contracts and the driving bellows 161 and 162 expand.
  • the string-like member 173 connected to the driving bellows 163 pulls the ⁇ Z direction side end of the suction member 180F toward the ⁇ X direction, and the end is deformed toward the ⁇ X direction. ..
  • the adjustment control unit 280F uses the suction unit 180F to perform control for suctioning the target object.
  • the adsorption unit 180F adsorbs the object.
  • the suction unit 180F contracts to draw the target object and pull it up.
  • the adjustment control unit 280F performs control to bend the joint of the finger 140A j in the state where the target object is pulled up. Such control is performed in the same manner as the bending motion of the robot hand 100A in the first embodiment described above. As a result, four fingers 140A 1, 140A 2, 140A 3 , 140A 4 is to grip the object.
  • the adjustment control unit 280F determines that the end of the suction unit 180F is suitable for suctioning the target object based on the input result by the user performed using the input unit.
  • the object is deformed so as to face the surface.
  • the adjustment control portion 280F forcibly discharges air from the driving bellows 161. , For controlling the forced supply of air to the driving bellows 162, 163. By such control, the driving bellows 161 expands, and the end portion of the suction portion 180F on the ⁇ Z direction side is pulled in the +X direction and +Y direction side.
  • the adjustment control portion 280F forcibly discharges air from the driving bellows 162.
  • Control for forcibly supplying air to the driving bellows 161 and 163.
  • the driving bellows 162 contracts, and the ⁇ Z direction side end of the suction portion 180F is pulled toward the ⁇ Y direction side.
  • the adjustment controller 280F forcibly discharges air from the driving bellows 163.
  • the driving bellows 163 contracts, and the end portion of the suction portion 180F on the ⁇ Z direction side is pulled toward the ⁇ X direction side.
  • the suction section 180F can be deformed so that the end portion on the ⁇ Z direction side of the suction section 180F faces the direction in which the target object exists and is suitable for suctioning the target object.
  • the suction unit 180F contracts and pulls the target object up.
  • the adjustment control unit 280F performs control for forcibly supplying air to the bellows 241 j and 242 j of the finger portion 140A j .
  • the first and second joints are in a bent state. Therefore, the finger 140A j whose joint is bent can grip the object.
  • the finger portion can appropriately perform the movement when gripping the object.
  • FIG. 24 and 25 are external views of the robot hand 100G according to the seventh embodiment.
  • FIG. 24 is a perspective view showing the robot hand 100G in the coordinate system shown in FIG.
  • FIG. 25 is an external view (XY plan view) of the robot hand 100G viewed from the +Z direction side.
  • the robot hand 100G is attached to a support device (not shown) and is movable in the X direction, the Y direction, and the Z direction by the support device.
  • the robot hand 100G is different from the robot hand 100A of the first embodiment described above in that it has a hand unit 110G instead of the hand unit 110A, and an adjustment control unit.
  • the difference is that an adjustment control unit 280G is provided instead of the 280A.
  • description will be given mainly focusing on these differences.
  • FIG. 26 is an external view (YZ plan view) of the hand unit 110G viewed from the +X direction side.
  • the base member 120G described above is different from the base member 120A of the first embodiment described above in that an opening is not formed in the center.
  • the attachment member 130G and the finger portion 140G k are attached to the surface of the base member 120G on the +Z direction side.
  • the mounting member 130G is, for example, a plate member made of steel, and is fixedly mounted on the surface of the base member 120G on the +Z direction side.
  • the finger portion 140G k is fixed to the mounting member 130G.
  • FIG. 26 shows a configuration diagram of the finger portion 140G 1 .
  • the finger portions 140G 2 and 140G 3 are also configured similarly to the finger portion 140G 1 .
  • the first link portion 221G k is, for example, a member made of steel and has a long plate portion.
  • the long plate portion is formed with an annular connecting portion that is substantially upright at the other end (“+Y direction side” in FIG. 26) and extends along the +Z direction (see FIG. 27).
  • the first plate member 226 k is connected to the other end of the long plate portion of the first link portion 221G k by the shaft member AX6 k (see FIG. 27).
  • the connecting portion at the other end of the first link portion 221G k is connected to one end of the bellows 241 k .
  • the connection portion of the first link portion 221G k and the first plate member 226 k are a part of the first joint portion JTV1 k .
  • the configuration of the first joint JTV1 k will be described later.
  • a mounting member 130G is fixed to one end (“ ⁇ Y direction side” in FIG. 26) of the long plate portion of the first link portion 221G k .
  • the long plate portion of the first link portion 221G k is attached to the base member 120G.
  • the second link part 222G k is, for example, a steel member and has a long plate part.
  • the elongated plate portion is formed with an annular connecting portion that extends substantially upright on one end (see FIG. 27).
  • the second plate member 227 k is connected to the one end of the second link portion 222G k on one side by the shaft member AX7 k (see FIG. 27).
  • the connecting portion at one end of the second link portion 222G k is connected to the other end of the bellows 241 k .
  • the connecting portion of the second link portion 222G k and the second plate member 227 k are a part of the first joint portion JTV1 k .
  • the above-mentioned first joint JTV1 k includes a connecting portion of the above-mentioned first link portion 221G k, a first plate member 226 k, and a connecting portion of the second link portion 222G k. , And the second plate member 227 k .
  • the connecting portion of the first link portion 221G k and the first plate member 226 k are rotatably connected by the shaft member AX6 k .
  • the connecting portion of the second link portion 222G k and the second plate member 227 k are rotatably connected by the shaft member AX7 k .
  • the first plate member 226 k and the second plate member 227 k are rotatably connected by the shaft member AX8.
  • the first joint JTV1 k is now capable of performing triaxial joint movement, as generally shown by (A) to (C) and (a) to (c) of FIG. There is. Although not shown in FIG. 27, through holes through which the cord-shaped members are inserted are formed on both sides of the first joint JTV1 k .
  • 28A and 28B show a configuration diagram of the rotation drive unit 190 1 .
  • the rotation driving unit 190 2, the 190 3 are also configured similarly to the rotary drive unit 190 1.
  • the rotation drive unit 190 k includes cord-like member 195L k, the 195R k.
  • the above-mentioned fixing member 193 k is, for example, a member made of steel, and is a member including a bottom portion and a long plate portion connected to the bottom portion and extending along the Z direction.
  • the bottom part is fixed to the first link part 221G k .
  • the long plate portion is connected to one end portion of the rotary drive bellows 191L k , 191R k .
  • the rotary drive bellows 191L k and 191R k are elastic resin members having annular grooves at equal intervals. One end portion of the rotation driving bellows 191L k , 191R k is connected to the long plate portion of the fixing member 193 k . The other end of the rotary drive bellows 191L k, 191R k is string member 195L k, is connected to one end of the 195R k. The rotary drive bellows 191L k and 191R k connected in this manner generate a force for moving the first joint JTV1 k .
  • the rotation driving bellows 191L k is arranged on the left side (hereinafter, simply referred to as “left side”) along the direction in which the first link portion 221G k extends from the center of the base member 120G when viewed from the +Z direction side.
  • the rotation driving bellows 191R k is arranged on the right side (hereinafter, simply referred to as “right side”) along the direction in which the first link portion 221G k extends from the center of the base member 120G when viewed from the +Z direction side. ..
  • the rotation driving bellows 191L k, the 191R k, flexible pipes 290L k made of resin having, 290R k is mounted, the rotary driving bellows 191L k, 191R k is piping 290L k, 290R k It is connected to the adjustment control unit 280G via (not shown). Then, when the air pressure inside the rotary drive bellows 191L k , 191R k changes, the bellows expand and contract. As a result, the rotation driving bellows 191L k and 191R k generate a force for moving the first joint JTV1 k .
  • the string-like member 195L k is a flexible non-stretchable member. One end of the string member 195L k is connected to the other end of the rotary drive bellows 191L k. Further, the string-shaped member 195L k is passed through a through hole provided on the left side of the first joint portion JTV1 k. The other end of the string member 195L k is connected to the left side of one end of the second link portion 222G k constituting a first joint portion JTV1 k.
  • the string member 195R k is a flexible non-stretchable member. One end of the string member 195R k is connected to the other end of the rotation driving bellows 191R k .
  • the string-shaped member 195R k is passed through the through hole provided on the right side of the first joint JTV1 k .
  • the other end of the string member 195R k is connected to the right side of one end of the second link portion 222G k constituting a first joint portion JTV1 k.
  • the adjustment control section 280G has a robot hand 100G of the seventh embodiment, the rotation driving bellows 191L k, in response to further include a 191R k, rotational driving bellows 191L k, forcing air into 191R k 2 is different in that the air supply from the rotary drive bellows 191L k and 191R k is further forcibly discharged. Further, the adjustment control unit 280G is different from the robot hand 100G according to the seventh embodiment in that it does not perform the suction process using the suction unit 180A in response to the fact that the robot hand 100G does not include the suction unit 180A.
  • the adjustment control unit 280G does not adjust the air pressure in the bellows 241 k and the rotation driving bellows 191L k and 191R k .
  • the bellows 241 k contracts in this manner, the bellows 241 k generates a force that brings the first joint JTV1 k into the extended state. Due to the force, the second link portion 222G k rotates about the shaft members AX6 j and AX7 j with respect to the first link portion 221G k so that the finger portion 140G k is in the extended state.
  • ⁇ Bending motion of joint of finger 140G k The operation of the bending motion of the first joint JTV1 k of the finger 140G k is controlled by the adjustment control unit 280G to forcibly supply air to the bellows 241 k . When such control is performed, the air pressure inside the bellows 241 k rises and the bellows 241 k expands.
  • the bellows 241 k expands, the bellows 241 k is, generates a force to the first joint portion JTV1 k in the bent state.
  • the force causes the second link portion 222G k to rotate about the shaft members AX6 j and AX7 j with respect to the first link portion 221G k so that the finger portion 140G k is in a bent state.
  • the second link portion 222G k rotates to the left with the shaft member AX8 k as the rotation axis.
  • FIGS. 29A and 29B are perspective views showing the hand unit 110G in the coordinate system shown in FIGS. 29A and 29B. Note that the bellows 241 k is not shown in FIG. 29(B).
  • the adjustment control section 280G is, attempts to force the discharge of air from the rotation driving bellows 191R k, the rotary drive Control is performed to forcibly supply air to the bellows 191L k .
  • the direction in which the second link portion 222G k extending in the same as the direction in which the first link portion 221G k extending the adjustment control unit 280G is attempts to force the discharge of air from the rotation driving bellows 191L k , For performing forced discharge of air from the rotary drive bellows 191R k .
  • the robot hand 110 ⁇ /b>G grips an object by appropriately combining “movements of motions other than bending and stretching motions of joints”.
  • the gripping of the object, stretch bending movement of the first joint portion JTV1 k fingers 140G k, as appropriate articulation other than the flexion and extension movements, are performed in combination It
  • the first joint portion is in the extended state.
  • the adjustment controller 280G performs control for forcibly supplying air to the bellows 241 k .
  • the first joint portion is in a bent state.
  • the movement was a shaft member AX8 k of the first joint portion JTV1 k to the rotation axis, the second link portion 222G k, to rotate to the left relative to the first link portion 221G k
  • the adjustment controller 280G performs forced discharge of air from the rotation driving bellows 191L k, performs control for the forced supply of air to the rotary drive bellows 191R k.
  • the rotational driving bellows 191L k is contracted, the string member 195L k pulls the left end of the second link portion 222G k, rotational driving bellows 191R k expands, string-like member 195R k does not pull the right end portion of the second link portion 222G k.
  • the second link portion 222G k rotates to the left with the shaft member AX8 k as the rotation axis.
  • the adjustment control unit 280G performs forced discharge of air from the rotation driving bellows 191R k, the rotary drive Control is performed to forcibly supply air to the bellows 191L k .
  • the rotational driving bellows 191R k is contracted, the string member 195R k pulls the right end portion of the second link portion 222G k, rotational driving bellows 191L k expands, string-like The member 195L k does not pull the left side of the end portion of the second link portion 222G k .
  • the second link portion 222G k rotates rightward with the shaft member AX8 k as the rotation axis.
  • the finger portion can appropriately perform the movement when gripping the object.
  • the second link part is composed of two links, the finger base part and the fingertip part.
  • the second link unit may be composed of one link or may be composed of three or more links.
  • the second link unit is configured by one link, but it may be configured by two or more links.
  • the number of finger portions may be one to three, or may be five or more. ..
  • finger portions are provided, but the number of finger portions may be two or three, or may be five or more.
  • the three finger portions are provided, but the number of finger portions may be one or two, or may be four or more.
  • the robot hand is provided with the suction mechanism including the suction unit.
  • the robot hands of the second to fifth and seventh embodiments may be a mechanism further including a suction mechanism as in the case of the first or sixth embodiment.
  • the storage unit is screwed by the following operation.
  • the attached lid part can be removed from the storage part.
  • the suction portion (bellows) sucks the lid portion.
  • the finger portion 140B j holds the storage portion.
  • the lid part can be removed from the storage part by rotating the finger portion 140B j in the direction of removing the cover part from the storage part (that is, by rotating the storage part). ..
  • the storage part does not have to be fixed at a predetermined position.
  • the lid portion is attached to the storage portion by the following operation. Can be installed. At the time of such attachment, first, the suction portion (bellows) sucks the lid portion and sucks it. Then, the finger portion 140B j holds the storage portion with the opening of the storage portion facing the +Z direction. Then, with the storage part held, the finger part 140B j can be attached to the storage part by rotating in the direction in which the cover part is attached to the storage part (that is, by rotating the storage part). .. In this case as well, unlike the case of the fifth embodiment, the storage part does not have to be fixed at a predetermined position.
  • the robot hand 100F of the fifth embodiment described above is configured to be able to rotate the finger portion of the robot hand 100B of the second embodiment.
  • the finger part rotation mechanism of the robot hand 100F of the fifth embodiment may be incorporated into the robot hands of the first to fourth, sixth, and seventh embodiments to rotate the finger part. ..
  • the suction portion deformation drive unit is provided with three sets of drive bellows and string-like members, but the set of drive bellows and string-like members is one set or two sets. There may be four sets or more.
  • the rotary drive unit includes two sets of the rotary drive bellows and the string-like member, but the set of the rotary drive bellows and the string-like member may be one set. Good.
  • the rotation driving bellows and the string-shaped member are arranged on either the left side or the right side.
  • the first joint portion is a first plate member attached to the first joint portion side of the first link portion by a hinge structure; the first joint portion of the second link portion.
  • a second plate member attached to the side with a hinge structure; a shaft member that rotatably attaches the first plate member and the second plate member to each other on the same plane in a state where the first plate member and the second plate member are parallel to each other.
  • the structure of the first joint part includes, as the movement of the second link part with respect to the first link part, flexion and extension motion, and rotational motion in a plane perpendicular to the plane for performing the flexion and extension motion.
  • the structure may be formed of a flexible material capable of exercise.
  • first link portion of each finger portion and the mounting member may be integrally molded. Further, the first link portion of each finger portion, the mounting member, and the base member may be integrally formed.
  • the robot hand of the present invention can be applied to a robot hand that holds an object.

Abstract

対象物の把持に際して、調整制御部(280A)は、指部(140Aj)(j=1,…,4)のベローズからの空気の強制的排出を行うための制御を行う。かかる制御により、ベローズが収縮して、第1及び第2の関節部を伸展状態にする回転方向の力を発生し、指部140Aが伸展状態になる。第1及び第2の関節部が伸展状態になると、支持装置により、ロボットハンド(100A)は、対象物の近傍に位置するように移動する。引き続き、調整制御部(280A)は、ベローズへの空気の強制的供給を行うための制御を行う。かかる制御により、ベローズが膨張して、第1の関節部及び第2の関節部を屈曲状態にする回転方向の力を発生し、指基部が、軸部材を回転軸にして第1リンク部に対して回転し、指先部が、軸部材を回転軸にして指基部に対して回転する。これにより、屈曲した指部(140Aj)が対象物を把持する。

Description

ロボットハンド
 本発明は、ロボットハンドに係り、より詳しくは、関節運動を行う指部を備えるロボットハンドに関する。
 従来から、対象物を把持する様々なロボットハンドが提案されている。こうしたロボットハンドとしては、関節運動を行う指部を有するものが一般的である。
 かかる関節運動を行う指部を有するロボットハンドの一つとして、モータ及びワイヤによって駆動するアクチュエータを用いて関節運動を行うものがある(特許文献1参照:以下、「従来例」と呼ぶ)。この従来例の技術では、ハンド掌部に、指と当該指の同じ数の駆動源とを配置する。ここで、駆動源は、回転型モータ及びネジ要素を備えている。また、各指には、回転自在な複数の関節を設けて、各関節に当該関節を支点とするプーリと、当該関節を伸展方向に駆動するコイルバネとが設けられている。こうした状態で、ネジ要素にワイヤの一方端を固定し、各関節のプーリを介して指先端にワイヤの片端を固定する。そして、ネジ要素を手首方向に動かすと、ワイヤが引かれて指が伸展し、ネジ要素を手指方向に動かすと、コイルバネの復元力により指が屈曲するようになっている。
特開2009-291853号公報
 上述した従来例の技術では、関節に設けられたプーリにワイヤが巻き付けられ、ワイヤの一端がハンド掌部に配置されたネジ要素に固定され、当該ワイヤの他端が指部の指先端に固定される。したがって、従来例の技術については、指に設けられている複数の関節の運動を、独立して制御することができない。この結果、従来例の技術では、例えば、各指について1つの関節のみを運動させることができず、指の運動が制限されている。
 また、従来例の技術では、関節ごとにプーリを用意する必要がある。このため、運動させる関節の数が多くなるほど、ロボットハンドの重量は増加することになる。さらに、従来例の技術において、一定以上のトルクを得るために減速機を使用した場合には、ロボットハンドの重量は、さらに増加する。こうした事態の発生は、ロボットハンドの軽量化が要求される場合は、好ましくない。
 このため、各関節部を独立して制御することができるとともに、装置の軽量化を図りつつ、指部が関節運動を行うに際して、装置に要求される十分なトルクを確保することができる技術が望まれている。かかる要請に応えることが、本発明が解決すべき課題の一つとして挙げられる。
 本発明は、上記の事情を鑑みてなされたものであり、対象物の把持に際して、指部が適切に運動を行うことができる新たなロボットハンドを提供することを目的とする。
 本発明は、ベース部材と;前記ベース部材に取り付けられる少なくとも1つの指部と;前記少なくとも1つの指部のそれぞれの運動を制御する調整制御部と;を備え、前記少なくとも1つの指部のそれぞれは、前記ベース部材上に配置される第1リンク部と;前記第1リンク部に対して、第1の関節部により、運動可能に取り付けられる第2リンク部と;前記第1の関節部に配置され、前記第1リンク部における前記第1の関節部側の端部側に一方側端部が接続されるとともに、前記第2リンク部における前記第1の関節部側の端部側に他方側端部が接続され、前記第1の関節部が関節運動を行う力を発生させる第1ベローズと;を備え、前記第1の関節部は、前記第1リンク部の端部と前記第2リンク部の端部とを含んで構成され、前記調整制御部は、前記第1ベローズ内の作動流体圧を調整して、前記第1ベローズを伸縮させる制御を行い、前記第1ベローズの伸縮により、前記第1の関節部を利用して、前記第1リンク部に対して前記第2リンク部が運動する、ことを特徴とするロボットハンドである。
 当該ロボットハンドでは、指部は、ベース部材上に配置された第1リンク部と、第1の関節部により、当該第1リンク部に対して運動可能に取り付けられる第2リンク部とを備えて構成されている。そして、当該第1の関節部に、伸縮自在な第1ベローズが配置される。こうした構成で、調整制御部による第1ベローズ内の作動流体圧の調整制御により、第1ベローズが膨張又は収縮すると、第1ベローズが、第1の関節部が関節運動を行う力を発生させる。こうして第1ベローズが発生させた力は、第1リンク部及び第2リンク部に伝達される。この結果、第2リンク部が第1リンク部に対して運動し、指部が運動する。
 したがって、本発明のロボットハンドによれば、対象物の把持に際して、指部が適切に運動を行うことができる。
 なお、軽量の柔らかい樹脂製のベローズを構成要素とすれば、ロボットハンドの重さの軽量化を図ることができ、例えば、ロボットハンドが取り付けられる支持装置の重さについての耐久性能を高くする必要がなくなる。
 本発明のロボットハンドでは、前記第2リンク部は、前記第1リンク部に対して、前記第1の関節部により、運動可能に取り付けられる指基部と;前記指基部に対して、第2の関節部により、運動可能に取り付けられる指先部と;前記第2の関節部に配置され、前記指基部における前記第2の関節部側の端部側に一方側端部が接続されるとともに、前記指先部における前記第2の関節部側の端部側に他方側端部が接続され、前記第2の関節部が関節運動を行う力を発生させる第2ベローズと;を備え、前記第2の関節部は、前記指基部の端部と前記指先部の端部とを含んで構成され、前記調整制御部は、前記第2ベローズ内の作動流体圧を更に調整して、前記第2ベローズを伸縮させる制御を更に行い、前記第2ベローズの伸縮により、前記第2の関節部を利用して、前記指基部に対して、前記指先部が運動する、ようにすることができる。
 この場合には、第2リンク部は、第1の関節部により、第1リンク部に対して運動可能に取り付けられる指基部と、第2の関節部により、当該指基部に対して運動可能に取り付けられる指先部とを備えて構成されている。そして、当該第2の関節部に、伸縮自在な第2ベローズが配置されている。こうした構成で、調整制御部による第2ベローズ内の作動流体圧の調整制御により、第2ベローズが膨張又は収縮すると、第2ベローズが、第2の関節部が関節運動を行う力を発生させる。こうして第2ベローズが発生させた力は、指基部及び指先部に伝達される。この結果、指先部が指基部に対して運動し、指部が運動する。このため、第1の関節部及び第2の関節部を独立して制御し、指部の運動を行うことができる。
 また、本発明のロボットハンドでは、前記ベース部材に固定された固定軸部材と;前記固定軸部材を回転軸にして、回転可能に前記ベース部材上に配置され、前記第1リンク部の一方の端部が取り付けられる取付部材と;前記取付部材に一方側端部が接続されるとともに、前記固定軸部材に他方側端部が接続される回転用ベローズと:を更に備え、前記調整制御部は、前記回転用ベローズ内の作動流体圧を更に調整し、前記回転用ベローズを伸縮させる制御を更に行う、ようにすることができる。
 この場合には、第1リンク部が取り付けられる取付部材が、ベース部材に固定された固定軸部材に対して回転可能となっている。こうした構成で、調整制御部による回転用ベローズ内の作動流体圧の調整制御により、回転用ベローズが膨張すると、取付部材とともに指部が一の方向に回転し、回転用ベローズが収縮すると、取付部材とともに、指部が当該一の方向とは逆の方向に回転する。この結果、調整制御部による調整制御により、形状を変形させずに指部を回転させることができる。このため、例えば、指部により瓶の蓋を把持した状態で、当該指部に回転運動を行わせることにより、瓶の蓋を開けたり、瓶の蓋を閉めたりすることができる。
 本発明のロボットハンドでは、前記指部の数は複数であり、前記複数の指部には、前記第1リンク部の一方の端部が軸部に取り付けられ、互いに指部の開閉が可能な少なくとも1つの指部対が含まれ、前記ベース部材上に配置され、前記軸部が取り付けられるとともに、前記指部対の開閉範囲を規制する規制部材と;前記指部対のうちの一の指部における第1リンク部に一方側端部が接続されるとともに、前記指部対のうちの他の指部における第1リンク部に他方側端部が接続される開閉用ベローズと;を備える構成とし、前記調整制御部は、前記開閉用ベローズ内の作動流体圧を更に調整して、前記開閉用ベローズを伸縮させる制御を更に行う、ようにすることができる。
 この場合には、複数の指部には、互いに指部の開閉が可能な指部対が含まれている。こうした構成で、調整制御部による開閉用ベローズ内の作動流体圧の調整制御により、開閉用ベローズが膨張すると、指部対が互いに開く方向に移動し、開閉用ベローズが収縮すると、当該指部対が互いに閉じる方向に移動する。また、指部対の開閉範囲は、規制部材により規制されている。この結果、調整制御部による調整制御により、当該開閉角度を変化させることができる。ここで、指部対の数が2つ、すなわち、指部の数が4つのときに、各指部対の開閉角度を「0度」にすると、あたかも2本の太い指のロボットハンドとすることができる。また、一の指部対の開閉角度を「0度」にし、他の指部対の開閉角度を例えば「90度」にすると、あたかも3本の指のロボットハンドとすることができる。さらに、各指部対の開閉角度を例えば「90度」にすると、4本の指のロボットハンドとすることができる。このため、様々な用途に応じて、ロボットハンドを変形させることができる。
 ここで、複数の指部に、互いに指部の開閉が可能な指部対が含まれる構成とした場合に、前記一の指部における第1リンク部及び前記他の指部における第1リンク部は、異なる軸部により、前記規制部材に取り付けられる、ようにすることができる。この場合には、指部対の開閉角度を「0度」にしたときにも、開閉用ベローズの設置位置を確保することができる。また、この場合には、対となる2つの指部を重ならないようにすることができる。
 また、本発明のロボットハンドでは、前記指部の数は、4つであり、互い違いに対となっている一の対の指部における各第1リンク部を接続する第1接続部材と;前記互い違いに対となっている他の対の指部における各第1リンク部を接続する第2接続部材と;前記第1接続部材に一方側端部が接続されるとともに、前記第2接続部材に他方側端部が接続される開閉用ベローズと;を更に備える構成とし、前記第1接続部材は、前記ベース部材に固定され、前記第2接続部材は、軸部により、回転可能に前記ベース部材に取り付けられ、前記調整制御部は、前記開閉用ベローズ内の作動流体圧を更に調整し、前記開閉用ベローズを伸縮させる制御を更に行う、ようにすることができる。
 この場合には、互い違いに対となっている一の対の指部が接続された第1接続部材がベース部材に固定され、互い違いに対となっている他の対の指部が接続された第2接続部材が、軸部により、第1接続部材に対して回転可能となっている。こうした構成で、調整制御部による開閉用ベローズ内の作動流体圧の調整制御により、回転用ベローズが膨張すると、一の対の指部に対して他の対の指部が一の方向に回転し、回転用ベローズが収縮すると、一の対の指部に対して他の対の指部が他の方向に回転する。この結果、調整制御部による調整制御により、一の対の指部と他の対の指部とが交差する交差角度を変化させることができる。ここで、当該交差角度を「0度」にすると、あたかも2本の太い指のロボットハンドとすることができる。また、当該交差角度を例えば「90度」にすると、4本の指のロボットハンドとすることができる。このため、様々な用途に応じて、ロボットハンドの形態を変化させることができる。
 本発明のロボットハンドでは、前記指部の数は複数であり、前記複数の指部には、前記第1リンク部の一方の端部に歯部が形成されるとともに、前記一方の端部が軸部に取り付けられた2以上の指部が含まれ、前記複数の指部のうちの一の指部に形成された歯部は、少なくとも1つの他の指部に形成された歯部と噛合し、前記一の指部における第1リンク部に一方側端部が接続されるとともに、前記一の指部に形成された歯部と噛合する歯部が形成された他の指部における第1リンク部に他方側端部が接続される開閉用ベローズと;を備え、前記調整制御部は、前記開閉用ベローズ内の作動流体圧を更に調整して、前記開閉用ベローズを伸縮させる制御を更に行う、ようにすることができる。
 この場合には、一の指部に形成された歯部は、少なくとも1つの他の指部に形成された歯部と噛合している。こうした構成で、調整制御部による開閉用ベローズ内の作動流体圧の調整制御により、開閉用ベローズが膨張すると、一の指部に対して他の指部が一の方向に回転し、開閉用ベローズが収縮すると、一の指部に対して他の指部が他の方向に回転する。ここで、他の指部の数が3つのとき(指部の数が4つのとき)には、開閉用ベローズが接続されていない指部も、開閉用ベローズが接続されている指部と連動して開閉する構成とすることができる。こうした場合に、開閉用ベローズが接続されている指部対の開閉角度を「0度」にすると、あたかも2本の太い指のロボットハンドとすることができる。また、当該開閉角度を「90度」にすると、4本の指のロボットハンドとすることができる。このため、様々な用途に応じて、ロボットハンドを変形させることができる。
 また、本発明のロボットハンドでは、前記ベース部材に設けられた吸着部を更に備える構成とし、前記吸着部は、対象物を吸着し、前記第2リンク部は、前記対象物を把持する、ようにすることができる。この場合には、例えば、対象物の姿勢が、ロボットハンドの指部により安定な姿勢で把持することができないときであっても、対象物を安定な姿勢になるように吸着してから、対象物を把持することができる。また、この場合には、対象物の把持を失敗することを低減することができる。また、この場合には、把持した対象物が落下することを低減することができる。また、吸着部が伸縮自在な部材のときには、対象物を吸着した吸着部が収縮することにより、対象物を引き寄せて引き上げ、第2リンク部の端部は、安定した姿勢で対象物を把持することができる。
 ここで、吸着部を更に備える構成とした場合に、前記吸着部は、伸縮自在で可撓性を有する部材であり、前記吸着部を変形させる吸着部変形駆動部を更に備える、構成とすることができる。この場合には、可撓性を有する吸着部は、伸縮方向以外の方向にも変形できるため、対象物を吸着し易い当該対象物の表面を向いて、対象物を吸着することができる。この後、対象物を吸着した吸着部が収縮して、対象物を引き寄せて引き上げ、第2リンク部の端部は、安定した姿勢で対象物を把持することができる。
 本発明のロボットハンドでは、前記第1の関節部は、蝶番構造を有し、前記第1リンク部に対する前記第2リンク部の運動が、屈曲及び伸展運動である、ようにすることができる。この場合には、第1の関節部は、複数の指で対象物を把持するのに適した関節運動を行うことができる。
 また、本発明のロボットハンドでは、前記第1の関節部は、可撓性の材質で成形された構造を有し、前記第1リンク部に対する前記第2リンク部の運動が、屈曲及び伸展運動、並びに、前記屈曲及び伸展運動を行う面と垂直な面での回転運動を含む運動である、ようにすることができる。この場合には、第1の関節部は、複数の指で対象物を把持するのに適した関節運動を行うことができるとともに、対象物を巻きつけて取り上げる関節運動を行うことができる。
 本発明のロボットハンドでは、前記第1の関節部は、前記第1リンク部における前記第1の関節部側に蝶番構造で取り付けられる第1板部材と;前記第2リンク部における前記第1の関節部側に蝶番構造で取り付けられる第2板部材と;前記第1板部材と前記第2板部材とが平行な状態で、前記第1板部材及び前記第2板部材を互いに同一平面上で回転可能に取り付ける軸部材と;を備えた構造を有し、前記第1リンク部に対する前記第2リンク部の運動が、屈曲及び伸展運動、並びに、前記屈曲及び伸展運動を行う面と垂直な面での回転運動を含む運動である、ようにすることができる。この場合にも、第1の関節部は、複数の指で対象物を把持するのに適した関節運動を行うことができるとともに、対象物を巻きつけて取り上げる関節運動を行うことができる。
 ここで、第1リンク部に対する第2リンク部の運動が、屈曲及び伸展運動、並びに、屈曲及び伸展運動を行う面と垂直な面での回転運動を含む運動を行う場合に、前記第1リンク部における前記第1の関節部側の端部、及び、前記第2リンク部における前記第1の関節部側の端部は、長板形状であり、前記第1リンク部の長板形状の部分及び前記第2リンク部の長板形状の部分の少なくとも一方の側部を紐状部材でつなぎ、前記第1リンク部の長板形状の部分の少なくとも一方の側面と、前記第2リンク部の長板形状の部分の少なくとも一方の側面との間における前記紐状部材の長さを調整して、前記屈曲及び伸展運動を行う面と垂直な面での回転運動を行わせる回転駆動部を更に備える、構成とすることができる。この場合には、回転駆動部が、第1リンク部における第1の関節部側の端部の少なくとも一方の側面と、第2リンク部における第1の関節部側の端部の少なくとも一方の側面との間における紐状部材の長さを調整して、屈曲及び伸展運動を行う面と垂直な面での回転運動を行うようにすることができる。このため、様々な状況や用途に対応できるように、ロボットハンドの指部を運動させることができる。
 以上説明したように、本発明のロボットハンドによれば、対象物の把持に際して、様々な状況に応じて、適切に運動を行うことができるという効果を奏する。
本発明の第1実施形態に係るロボットハンドの外観図(その1)である。 本発明の第1実施形態に係るロボットハンドの外観図(その2)である。 図1,2の調整制御部の構成を説明するための図である。 第1実施形態に係るハンド部の把持の状態を説明するための図(その1)である。 第1実施形態に係るハンド部の把持の状態を説明するための図(その2)である。 本発明の第2実施形態に係るロボットハンドの外観図(その1)である。 本発明の第2実施形態に係るロボットハンドの外観図(その2)である。 図6,7の取付部材を説明するための図である。 第2実施形態に係るハンド部における指部の開閉を説明するための図(その1)である。 第2実施形態に係るハンド部における指部の開閉を説明するための図(その2)である。 本発明の第3実施形態に係るロボットハンドの外観図(その1)である。 本発明の第3実施形態に係るロボットハンドの外観図(その2)である。 第3実施形態に係るハンド部における指部の開閉を説明するための図である。 本発明の第4実施形態に係るロボットハンドの外観図(その1)である。 本発明の第4実施形態に係るロボットハンドの外観図(その2)である。 第4実施形態に係るハンド部における指部の開閉を説明するための図である。 本発明の第5実施形態に係るロボットハンドの外観図(その1)である。 本発明の第5実施形態に係るロボットハンドの外観図(その2)である。 第5実施形態に係るハンド部における指部の開閉を説明するための図である。 本発明の第6実施形態に係るロボットハンドの外観図である。 第6実施形態に係るハンド部の外観図である。 図20,21の吸着部変形駆動部の構成を説明するための図である。 第6実施形態に係るハンド部における吸着部の状態を説明するための図である。 本発明の第7実施形態に係るロボットハンドの外観図(その1)である。 本発明の第7実施形態に係るロボットハンドの外観図(その2)である。 本発明の第7実施形態に係るロボットハンドの外観図(その3)である。 図24~図26の第1の関節部の構成を説明するための図である。 図24~図26の回転駆動部の構成を説明するための図である。 第7実施形態に係るハンド部における指部の関節運動を説明するための図である。
 100A~100G…ロボットハンド、110A~110G…ハンド部、120A,120B,120C,120D,120G…ベース部材、121Cj(j=1,…,4)…軸部、130A,130B,130G…取付部材、130E…取付部材(規制部材)、131D…取付部材(第1接続部材)、132D…取付部材(第2接続部材)、140Aj,140Bj,140Cj,140Dj,140Gk(k=1,…,3)…指部、141Bj…軸部、142Cj…歯車部、151~154…開閉用ベローズ、155…回転用ベローズ、160…吸着部変形駆動部、161,162,163…駆動用ベローズ、165…固定部材、166,167,168…長板部、171,172,173…紐状部材、180A,180F…吸着部、190k…回転駆動部、191Lk,191Rk…回転駆動用ベローズ、193k…固定部材、195Lk,195Rk…紐状部材、221j,221Gk…第1リンク部、222j…指基部(第2リンク部の一部)、222Gk…第2リンク部、223j…指先部(第2リンク部の一部)、226k…第1板部材(第1の関節部の一部)、227k…第2板部材(第1の関節部の一部)、241j,241k,242j…ベローズ、251j,252j,253,261,262~265,…配管、280A~280E…調整部、281…加圧ポンプ、282…減圧ポンプ、283…電気-空気圧制御弁、284…制御部、285,286…配管、AX1j,AX2j,AX6k,AX7k,AX8k…軸部材、AXD…軸部、AXE…固定軸部材、ABA…接続部、RBA…接続部、JT1j…第1の関節部、JT2j…第2の関節部、JTV1k…第1の関節部
 以下、本発明の実施形態を、添付図面を参照して説明する。なお、以下の説明及び図面においては、同一又は同等の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
 [第1実施形態]
 まず、本発明の第1実施形態を、図1~図5を参照して説明する。
 <構成>
 図1,2には、第1実施形態に係るロボットハンド100Aの外観図が示されている。図1,2における座標系(X,Y,Z)は、図示の通りに定義されている。ここで、図1は、ロボットハンド100Aを、図1に示した座標系で表した斜視図である。また、図2は、ロボットハンド100Aを、-Y方向側から視た外観図(XZ平面視図)である。第1実施形態では、ロボットハンド100Aは、不図示の支持装置に取り付けられ、当該支持装置により、X方向、Y方向及びZ方向に移動可能になっているものとする。
 図1,2により総合的に示されるように、ロボットハンド100Aは、ハンド部110Aを備えている。また、ロボットハンド100Aは、調整制御部280Aを備えている。
 《ハンド部110Aの構成》
 上記のハンド部110Aの構成について、説明する。ハンド部110Aは、図1,2により総合的に示されるように、ベース部材120Aと、取付部材130Aと、指部140A1,140A2,140A3,140A4とを備えている。また、ハンド部110Aは、吸着部180Aを備えている。なお、以下の説明では、指部140A1,140A2,140A3,140A4を総称して、指部140Aj(j=1,…,4)とも記す。
 上記のベース部材120Aは、例えば、鋼鉄製の部材であり、XY平面と平行な円盤状の部材である。ベース部材120Aの中央には、吸着部180Aを取り付けるための円状の開口が形成されている。また、ベース部材120Aにおける+Z方向側の面には、取付部材130A、及び、指部140Ajが取り付けられている。
 上記の取付部材130Aは、例えば、鋼鉄製の板状部材であり、ベース部材120Aにおける+Z方向側の面に固定して取り付けられる。第1実施形態では、当該取付部材130Aには、指部140Ajが固定されている。また、取付部材130Aには、ベース部材120Aと同様に、吸着部180Aを取り付けるための開口が形成されている。
 上記の指部140Aj(j=1,…,4)は、第1実施形態では、取付部材130Aに固定されている。すなわち、指部140Aは、取付部材130Aを介して、ベース部材120Aに取り付けられている。ここで、指部140A1は、伸展状態時に、+X方向に延び、指部140A2は、伸展状態時に、-Y方向に延びている。また、指部140A3は、伸展状態時に、-X方向に延び、指部140A4は、伸展状態時に、+Y方向に延びている。
 ここで、図2には、指部140A1の構成図が示されている。第1実施形態では、指部140A2,140A3,140A4についても、指部140A1と同様に構成されている。
 指部140Aj(j=1,…,4)のそれぞれは、図1,2により総合的に示されるように、第1リンク部221jと、指基部222jと、指先部223jとを備えている。また、指部140Ajのそれぞれは、ベローズ241j,242jと、配管251j,252jとを備えている。ここで、指基部222j及び指先部223jは、第2リンク部に対応している。
 上記の第1リンク部221jは、例えば、鋼鉄製の部材であり、長板部を有している。当該長板部には、他方側(図2における「+X方向側」)の端部に略直立して+Z方向に沿って延びる環状の接続部が形成されている。第1リンク部221jの長板部の他方側の端部には、軸部材AX1jにより、指基部222jが接続されている。そして、第1リンク部221jの他方側の端部の接続部は、ベローズ241jの一方側端部に接続されている。
 また、第1リンク部221jの長板部の一方側(図2における「-X方向側」)の端部には、取付部材130Aが固定されている。当該第1リンク部221jの長板部は、ベース部材120Aに取付けられている。
 上記の指基部222jは、例えば、鋼鉄製の部材であり、長板部を有している。当該長板部の両端部には、略直立して延びる環状の接続部が形成されている。指基部222jの長板部の一方側の端部には、第1リンク部221jが接続されている。そして、指基部222jの一方側の端部の接続部は、ベローズ241jの他方側端部に接続されている。ここで、指基部222jの長板部の一方側の端部は、軸部材AX1j(第1の関節部の関節軸に相当)を軸にして、回転可能に第1リンク部221jに接続されるようになっている。
 このように、第1リンク部221jの他方側の端部、及び、指基部222jの一方側の端部は、軸部AX1jを軸にして、回転可能に接続され、当該接続部分により第1の関節部JT1が形成されている。
 また、指基部222jの長板部の他方側の端部には、軸部材AX2jにより、指先部223jが接続されている。そして、指基部222jの他方側の端部側の接続部は、ベローズ242jの一方側端部に接続されている。
 上記の指先部223jは、例えば、鋼鉄製の部材であり、長板部を有している。当該長板部には、一方側の端部に略直立して延びる環状の接続部が形成されている。指先部223jの長板部の一方側の端部には、指基部222jが接続されている。そして、指先部223jの一方側の端部の接続部は、ベローズ242jの他方側端部に接続されている。ここで、指先部223jの長板部の一方側の端部は、軸部材AX2j(第2の関節部の関節軸に相当)を軸にして、回転可能に指基部222jに接続されるようになっている。
 このように、指基部222jの他方側の端部、及び、指先部223jの一方側の端部は、軸部AX2jを軸にして、回転可能に接続され、当該接続部分により第2の関節部JT2が形成されている。
 上記のベローズ241jは、等間隔の環状溝を有する伸縮自在な樹脂製の部材であり、軸部材AX1j(第1の関節部の関節軸)の周りに沿って、関節部の伸展側(+Z方向側)に配置される。ベローズ241jの一方側端部は、第1リンク部221jの他方側(ベローズ241j側)の端部側に形成された接続部に接続されるとともに、ベローズ241jの他方側端部は、指基部222jの一方側(ベローズ241j側)の端部側に形成された接続部に接続される。こうして配置されたベローズ241jは、第1の関節部の関節運動を行う力を発生する。
 上記のベローズ242jは、ベローズ241jと同様に、等間隔の環状溝を有する伸縮自在な樹脂製の部材であり、軸部材AX2j(第2の関節部の関節軸)の周りに沿って、関節部の伸展側に配置される。ベローズ242jの一方側端部は、指基部222jの他方側(ベローズ242j側)の端部側に形成された接続部に接続されるとともに、ベローズ242jの他方側端部は、指先部223jの一方側(ベローズ242j側)の端部側に形成された接続部に接続される。こうして配置されたベローズ242jは、第2の関節部の関節運動を行う力を発生する。
 ここで、ベローズ241jには、可撓性を有する樹脂製の配管251jが取り付けられ、当該ベローズ241jは、配管251jを介して調整制御部280Aと接続している(不図示)。そして、ベローズ241j内の空気圧が変化すると、当該ベローズ241jが膨縮する。この結果、ベローズ241jが上述した関節運動を行う力を発生させる。
 また、ベローズ242jには、可撓性を有する樹脂製の配管252jが取り付けられ、当該ベローズ242jは、配管252jを介して調整制御部280Aと接続している(不図示)。そして、ベローズ242j内の空気圧が変化すると、当該ベローズ242jが膨縮する。この結果、ベローズ242jが上述した関節運動を行う力を発生させる。
 上記の吸着部180Aは、第1実施形態では、伸縮自在かつ可撓性を有する樹脂製のベローズであり、-Z方向側の端部に開口が形成されている。そして、吸着部180Aの-Z方向側の端部には、輪状の吸着ゴムが取り付けられている。当該吸着部180Aは、ベース部材120A及び取付部材130Aに形成された開口に設けられている。ここで、吸着部180Aの+Z方向側の端部には、可撓性を有する樹脂製の配管253が取り付けられ、当該吸着部180Aは、配管253を介して調整制御部280Aと接続している(不図示)。そして、吸着部180Aは、調整制御部280Aによる制御のもとで、対象物を吸着する。
 《調整制御部280Aの構成》
 上記の調整制御部280Aの構成について、説明する。調整制御部280Aは、配管251jを介して指部140Ajのベローズ241jと接続している。また、調整制御部280Aは、配管252jを介し指部140Ajのベローズ242jと接続している。以下の説明においては、これらのベローズを総称して、単に「ベローズ」とも記す。また、調整制御部280Aは、配管253を介して吸着部180Aと接続している。
 かかる接続関係を有する調整制御部280Aは、図3に示されるように、加圧ポンプ281と、減圧ポンプ282と、電気-空気圧制御弁283と、制御部284とを備えている。また、調整制御部280Aは、配管285,286を備えている。
 上記の加圧ポンプ281は、配管285を介して、電気-空気圧制御弁283のポンプ側接続口の一方側に接続されている。この加圧ポンプ281は、ベローズへの空気の強制的供給を行う際に利用される。上記の減圧ポンプ282は、配管286を介して、電気-空気圧制御弁283のポンプ側接続口の他方側に接続されている。この減圧ポンプ282は、ベローズからの空気の強制的排出を行う際に、利用される。また、減圧ポンプ282は、吸着部180Aを利用した対象物の吸着を行う際に、利用される。
 上記の電気-空気圧制御弁283は、流路切換弁と、圧力制御弁(比例ソレノイドバルブ)とを備えて構成されている。この流路切換弁の入口側の一方が加圧ポンプ281に接続されているとともに、入口側の他方が減圧ポンプ282に接続されている。
 そして、流路切換弁は、制御部284による制御のもとで、ベローズへの空気の強制的供給を行う際には、加圧ポンプ281に接続されている配管285と指定されたベローズと連通している配管とを接続して流路を形成する。また、流路切換弁は、制御部284による制御のもとで、ベローズからの空気の強制的排出を行う際には、減圧ポンプ282に接続されている配管286と指定されたベローズと連通している配管とを接続して流路を形成する。
 例えば、指部140Ajのベローズ241jへの空気の強制的供給を行う際には、流路切換弁は、配管285と配管251jとを接続して流路を形成する。また、ベローズ241jからの空気の強制的排出を行う際には、流路切換弁は、配管286と配管251jとを接続して流路を形成する。さらに、指部140Ajのベローズ242jへの空気の強制的供給を行う際には、流路切換弁は、配管285と配管252jとを接続して流路を形成する。また、ベローズ242jからの空気の強制的排出を行う際には、流路切換弁は、配管286と配管252jとを接続して流路を形成する。
 また、吸着部180Aを使用して対象物を吸着する際には、流路切替弁は、配管286と配管253とを接続して流路を形成する。
 上記の制御部284は、ベローズからの空気の強制的排出、及び、ベローズへの空気の強制的供給の切り換え、並びに、ベローズ内の空気圧の制御を行う。また、制御部284は、吸着部180Aを使用して対象物を吸着する際に、吸着制御を行う。かかる制御に際して、ベローズへの空気の強制的供給を行う場合には、制御部284は、電気-空気圧制御弁283が加圧ポンプ281と関節運動を行うベローズとを接続する流路を形成し、ベローズ内の空気圧力を調整するように、制御する。また、ベローズからの空気の強制的排出を行う場合には、制御部284は、電気-空気圧制御弁283が減圧ポンプ282と関節運動を行うベローズとを接続する流路を形成し、ベローズ内の空気圧力を調整するように、制御する。また、吸着部180Aを使用して対象物を吸着する場合には、制御部284は、電気-空気圧制御弁283が減圧ポンプ282と吸着部180Aとを接続する流路を形成するように、制御する。
 こうした制御は、不図示の入力部を利用して行われる利用者による入力結果に基づき、行われるようになっている。
 <動作>
 以上のようにして構成されたロボットハンド100Aの動作について、指部140Ajの対象物の把持動作を説明する。
 当初においては、ロボットハンド100Aでは、調整制御部280Aによるベローズ241j,242j内の空気圧調整は行われていないものとする。また、調整制御部280Aによる吸着部180Aを使用した吸着処理動作は行われていないものとする。
 対象物の把持を行うに際して、調整制御部280Aが、まず、ベローズ241j,242jからの空気の強制的排出を行うための制御を行う。かかる制御を行うと、ベローズ241j,242j内の空気圧が下降する。そして、ベローズ241j,242j内の空気圧が下降すると、ベローズ241j,242jが収縮する。
 こうしてベローズ241jが収縮すると、ベローズ241jが、第1の関節部を伸展状態にする回転方向の力を発生する。当該力により、指基部222jが、軸部材AX1jを回転軸にして、第1リンク部221jに対して回転する。また、こうしてベローズ242jが収縮すると、ベローズ242jが、第2の関節部を伸展状態にする回転方向の力を発生する。当該力により、指先部223jが、軸部材AX2jを回転軸にして、指基部222jに対して回転する。
 こうして第1の関節部及び第2の関節部が伸展状態となったときのロボットハンド100Aの状態が、図1,2に示されている。第1及び第2の関節部が伸展状態になると、支持装置により、ロボットハンド100Aが、対象物の近傍に位置するように移動する。
 こうしてロボットハンド100Aが、対象物の近傍の上方に移動すると、調整制御部280Aが、吸着部180Aを使用して、対象物を吸着するための制御を行う。かかる制御を行うと、吸着部180Aが、ロボットハンド100Aの近傍の位置に存在する対象物を吸着する。
 こうして対象物を吸着すると、吸着部180Aは対象物を吸着した状態で収縮して、対象物をベース部材120Aの中央近傍まで引き寄せて引き上げる。引き続き、調整制御部280Aが、ベローズ241j,242jへの空気の強制的供給を行うための制御を行う。かかる制御を行うと、ベローズ241j,242j内の空気圧が上昇する。そして、ベローズ241j,242j内の空気圧が上昇すると、ベローズ241j,242jが膨張する。
 こうしてベローズ241jが膨張すると、ベローズ241jが、第1の関節部を屈曲状態にする回転方向の力を発生する。当該力により、指基部222jが、軸部材AX1jを回転軸にして、第1リンク部221jに対して回転する。また、こうしてベローズ242jが膨張すると、ベローズ242jが、第2の関節部を屈曲状態にする回転方向の力を発生する。当該力により、指先部223jが、軸部材AX2jを回転軸にして、指基部222jに対して回転する。
 こうして第1の関節部及び第2の関節部が屈曲状態となったときのロボットハンド100Aの状態が、図4及び図5に示されている。ここで、図4は、ロボットハンド100Aを、上述した図1に示した座標系で表した斜視図である。また、図5は、ハンド部110Aを、指部140A1及び指部140A2が前面となる方向から視た平面視図である。
 この結果、吸着部180Aが吸着して引き寄せて、引き上げた対象物を、4本の指部140A1,140A2,140A3,140A4が把持する。なお、図4及び図5では、対象物の図示を省略している。
 以上説明したように、第1実施形態では、対象物の把持に際して、まず、調整制御部280Aが、指部140Aj(j=1,…,4)のベローズ241j,242jからの空気の強制的排出を行うための制御を行う。かかる制御を行うと、ベローズ241jが収縮して、第1の関節部を伸展状態にする回転方向の力を発生し、指基部222jが、軸部材AX1jを回転軸にして、第1リンク部221jに対して回転する。また、かかる制御を行うと、ベローズ242jが収縮して、第2の関節部を伸展状態にする回転方向の力を発生し、指先部223jが、軸部材AX2jを回転軸にして、指基部222jに対して回転する。
 第1及び第2の関節部が伸展状態になると、支持装置により、ロボットハンド100Aは、対象物の近傍に位置するように移動する。
 こうしてロボットハンド100Aが対象物の近傍の上方に移動すると、調整制御部280Aは、ベローズ241j,242jへの空気の強制的供給を行うための制御を行う。かかる制御を行うと、ベローズ241jが膨張して、第1の関節部を屈曲状態にする回転方向の力を発生し、指基部222jが、軸部材AX1jを回転軸にして、第1リンク部221jに対して回転する。また、かかる制御を行うと、ベローズ242jが膨張して、第2の関節部を屈曲状態にする回転方向の力を発生し、指先部223jが、軸部材AX2jを回転軸にして、指基部222jに対して回転する。これにより、屈曲した指部140Ajが対象物を把持する。
 このため、蝶番構造の第1及び第2の関節部を有するロボットハンド100Aの運動によって、対象物を把持することができる。
 また、第1実施形態では、吸着部180Aが対象物を吸着して収縮し、当該対象物をベース部材120Aの中央近傍まで引き寄せ、引き上げた後に、指部140Ajが対象物を把持する。このため、把持した対象物が落下する可能性を低減することができる。また、吸着部180Aが対象物を吸着して収縮し、当該対象物をベース部材120Aの中央近傍まで引き寄せ、引き上げるので、ロボットハンド100Aは、安定した姿勢で対象物を把持することができる。
 したがって、第1実施形態によれば、対象物の把持に際して、指部が適切に運動を行うことができる。
 [第2実施形態]
 次に、本発明の第2実施形態を、図6~図10を主に参照して説明する。
 <構成>
 図6,7には、第2実施形態に係るロボットハンド100Bの外観図が示されている。ここで、図6は、ロボットハンド100Bを、図6に示した座標系で表した斜視図である。また、図7は、ロボットハンド100Bを、+Z方向側から視た外観図(XY平面視図)である。第2実施形態についても、ロボットハンド100Bは、不図示の支持装置に取り付けられ、当該支持装置により、X方向、Y方向及びZ方向に移動可能になっているものとする。
 図6,7により総合的に示されるように、ロボットハンド100Bは、上述した第1実施形態のロボットハンド100Aと比べて、ハンド部110Aに代えてハンド部110Bを備える点、及び、調整制御部280Aに代えて調整制御部280Bを備える点が異なっている。以下、これらの相違点に主に着目して説明する。
 《ハンド部110Bの構成》
 上記のハンド部110Bの構成について、説明する。ハンド部110Bは、図6,7により総合的に示されるように、上述した第1実施形態のハンド部110Aと比べて、ベース部材120Aに代えてベース部材120Bを備える点、取付部材130Aに代えて取付部材130Bを備える点、指部140Aj(j=1,…,4)に代えて指部140Bjを備える点、及び、吸着部180Aを備えていない点が異なっている。また、ハンド部110Bは、上述した第1実施形態のハンド部110Aと比べて、開閉用ベローズ151,152を更に備える点が異なっている。ここで、取付部材130Bは、規制部材に対応している。
 上記のベース部材120Bは、上述した第1実施形態のベース部材120Aと比べて、中央に開口が形成されていない点が異なっている。当該ベース部材120Bにおける+Z方向側の面には、取付部材130B及び指部140Bjが取り付けられている。
 上記の取付部材130Bは、例えば、鋼鉄製の部材であり、図6,7及び図8により総合的に示されるように、X軸方向に沿って延びる略長方形状の板部を含み、Y方向側から視たときにU字状に形成された部材である。取付部材130Bの中央部には、指部140Bjに取り付けられた軸部141Bjを挿入する4個の挿入穴が形成され、指部140Bjが当該取付部材130Bに対して回転可能に取り付けられている。そして、当該軸部141Bjが取り付けられた取付部材130Bの+X方向側の端部及び-X方向側の端部は、ベース部材120Bにおける+Z方向側の面に固定して取り付けられる。
 図6,7に戻り、上記の指部140Bj(j=1,…,4)は、上述した第1実施形態の指部140Ajと比べて、第1リンク部221j(図2参照)の一方側の端部に、軸部141Bjが固定されている点が異なっている。ここで、指部140B1は、取付部材130Bの-Y方向側における+X方向側に配置され、軸部141B1が取付部材130Bに形成された挿入穴に挿入されて、ベース部材120B及び取付部材130Bに対して回転可能に取り付けられる。また、指部140B2は、取付部材130Bの-Y方向側における-X方向側に配置され、軸部141B2が取付部材130Bに形成された挿入穴に挿入されて、ベース部材120B及び取付部材130Bに対して回転可能に取り付けられる。
 このように、指部140B1及び指部140B2は、取付部材130Bの-Y方向側に配置される。このため、指部140B1及び指部140B2の回転範囲は、取付部材130Bの-Y方向側となっている。
 また、指部140B3は、取付部材130Bの+Y方向側における-X方向側に配置され、軸部141B3が取付部材130Bに形成された挿入穴に挿入されて、ベース部材120B及び取付部材130Bに対して回転可能に取り付けられる。また、指部140B4は、取付部材130Bの+Y方向側における+X方向側に配置され、軸部141B4が取付部材130Bに形成された挿入穴に挿入されて、ベース部材120B及び取付部材130Bに対して回転可能に取り付けられる。
 このように、指部140B3及び指部140B4は、取付部材130Bの+Y方向側に配置される。このため、指部140B3及び指部140B4の回転範囲は、取付部材130Bの+Y方向側となっている。
 上記の開閉用ベローズ151は、等間隔の環状溝を有する伸縮自在な樹脂製の部材である。開閉用ベローズ151の一方側端部は、指部140B1における第1リンク部2211の指部140B2側に接続されるとともに、開閉用ベローズ151の他方側端部は、指部140B2における第1リンク部2212の指部140B1側に接続される。こうして接続された開閉用ベローズ151は、指部対である指部140B1及び指部140B2の開閉運動を行う力を発生させる。
 上記の開閉用ベローズ152は、開閉用ベローズ151と同様に、等間隔の環状溝を有する伸縮自在な樹脂製の部材である。開閉用ベローズ152の一方側端部は、指部140B3における第1リンク部2213の指部140B4側に接続されるとともに、開閉用ベローズ152の他方側端部は、指部140B4における第1リンク部2214の指部140B3側に接続される。こうして接続された開閉用ベローズ152は、指部対である指部140B3及び指部140B4の開閉運動を行う力を発生させる。
 ここで、開閉用ベローズ151には、可撓性を有する樹脂製の配管261が取り付けられ、当該開閉用ベローズ151は、配管261を介して調整制御部280Bと接続している(不図示)。そして、開閉用ベローズ151内の空気圧が変化すると、当該開閉用ベローズ151が膨縮する。この結果、開閉用ベローズ151が上述した開閉運動を行う力を発生させる。
 また、開閉用ベローズ152には、可撓性を有する樹脂製の配管262が取り付けられ、当該開閉用ベローズ152は、配管262を介して調整制御部280Bと接続している(不図示)。そして、開閉用ベローズ152内の空気圧が変化すると、当該開閉用ベローズ152が膨縮する。この結果、開閉用ベローズ152が上述した開閉運動を行う力を発生させる。
 《調整制御部280B》
 上記の調整制御部280Bについて説明する。調整制御部280Bは、上述した第1実施形態の調整制御部280Aと比べて、第2実施形態のロボットハンド100Bが、吸着部180Aを備えていないことに対応して、吸着部180Aを使用した吸着処理を行わないことが異なっている。また、調整制御部280Bは、上述した第1実施形態の調整制御部280Aと比べて、開閉用ベローズ151,152を更に備えることに対応して、開閉用ベローズ151,152への空気の強制的供給、及び、開閉用ベローズ151,152からの空気の強制的排出を更に行う点が異なっている。
 <動作>
 以上のようにして構成されたロボットハンド100Bの動作について、指部140Bjの開閉運動の動作に主に着目して説明する。
 当初においては、ロボットハンド100Bでは、調整制御部280Bによるベローズ241j,242j、及び、開閉用ベローズ151,152内の空気圧調整は行われていないものとする。
 《指部140Bjの関節の伸展運動の動作》
 指部140Bjの関節の伸展運動の動作は、上述した第1実施形態におけるロボットハンド100Aの伸展運動の動作と同様に行われる。
 《指部140Bjの開閉運動の動作》
 第1及び第2の関節部が伸展状態になった指部140Bjを開閉させるには、調整制御部280Bが、開閉用ベローズ151,152内の空気圧を変化させる制御を行う。例えば、一の指部対である指部140B1及び指部140B2を開いた状態(以下、「開状態」とも記す)にし、他の指部対である指部140B3及び指部140B4を開状態にする際には、調整制御部280Bは、開閉用ベローズ151への空気の強制的供給を行うための制御を行い、開閉用ベローズ152への空気の強制的供給を行うための制御を行う。
 かかる開閉用ベローズ151に空気を供給する制御を行うと、開閉用ベローズ151内の空気圧が上昇する。そして、開閉用ベローズ151内の空気圧が上昇すると、開閉用ベローズ151が膨張する。こうして開閉用ベローズ151が膨張すると、開閉用ベローズ151が、指部140B1及び指部140B2を開状態にする力を発生させる。当該力により、指部140B1と指部140B2とのなす角が広がり、指部140B1及び指部140B2が開状態になる。
 また、かかる開閉用ベローズ152に空気を供給する制御を行うと、開閉用ベローズ152内の空気圧が上昇する。そして、開閉用ベローズ152内の空気圧が上昇すると、開閉用ベローズ152が膨張する。こうして開閉用ベローズ152が膨張すると、開閉用ベローズ152が、指部140B3及び指部140B4を開状態にする力を発生させる。当該力により、指部140B3と指部140B4とのなす角が広がり、指部140B3及び指部140B4が開状態になる。
 こうして指部140B1及び指部140B2が開状態となり、指部140B3及び指部140B4が開状態となったときのロボットハンド100Bの状態が、図6,7に示されている。
 また、例えば、一の指部対である指部140B1及び指部140B2を開状態にし、他の指部対である指部140B3及び指部140B4を閉じた状態(以下、「閉状態」とも記す)にする際には、調整制御部280Bは、開閉用ベローズ151への空気の強制的供給を行うための制御を行い、開閉用ベローズ152からの空気の強制的排出を行うための制御を行う。
 かかる開閉用ベローズ151に空気を供給する制御を行うと、上述したように、指部140B1及び指部140B2が開状態になる。また、かかる開閉用ベローズ152から空気を排出する制御を行うと、開閉用ベローズ152内の空気圧が下降する。そして、開閉用ベローズ152内の空気圧が下降すると、開閉用ベローズ152が収縮する。こうして開閉用ベローズ152が収縮すると、開閉用ベローズ152が、指部140B3及び指部140B4を閉状態にする力を発生させる。当該力により、指部140B3と指部140B4とが平行となり、指部140B3及び指部140B4が閉状態になる。
 こうして指部140B1及び指部140B2が開状態となり、指部140B3及び指部140B4が閉状態となったときのロボットハンド100Bにおけるハンド部110Bの状態が、図9に示されている。ここで、図9は、ハンド部110Bを、+Z方向側から視た外観図(XY平面視図)である。
 また、例えば、一の指部対である指部140B1及び指部140B2を閉状態にし、他の指部対である指部140B3及び指部140B4を開状態にする際には、調整制御部280Bは、開閉用ベローズ151からの空気の強制的排出を行うための制御を行い、開閉用ベローズ152への空気の強制的供給を行うための制御を行う。
 かかる開閉用ベローズ151から空気を排出する制御を行うと、開閉用ベローズ151内の空気圧が下降する。そして、開閉用ベローズ151内の空気圧が下降すると、開閉用ベローズ151が収縮する。こうして開閉用ベローズ151が収縮すると、開閉用ベローズ151が、指部140B1及び指部140B2を閉状態にする力を発生させる。当該力により、指部140B1と指部140B2とが平行となり、指部140B1及び指部140B2が閉状態になる。また、かかる開閉用ベローズ152に空気を供給する制御を行うと、上述したように、指部140B3及び指部140B4が開状態になる。
 また、例えば、一の指部対である指部140B1及び指部140B2を閉状態にし、他の指部対である指部140B3及び指部140B4を閉状態にする際には、調整制御部280Bは、開閉用ベローズ151からの空気の強制的排出を行うための制御を行い、開閉用ベローズ152からの空気の強制的排出を行うための制御を行う。
 かかる開閉用ベローズ151から空気を排出する制御を行うと、上述したように、指部140B1及び指部140B2が閉状態になる。また、かかる開閉用ベローズ152から空気を排出する制御を行うと、上述したように、指部140B3及び指部140B4が閉状態になる。こうして指部140B1及び指部140B2が閉状態となり、指部140B3及び指部140B4が閉状態となったときのロボットハンド100Bにおけるハンド部110Bの状態が、図10に示されている。ここで、図10は、ハンド部110Bを、+Z方向側から視た外観図(XY平面視図)である。
 《指部140Bjの関節の屈曲運動の動作》
 指部140Bjの開閉運動処理を行ったロボットハンド100Bにおいて、対象物の近傍への移動動作、及び、指部140Bjの関節の屈曲運動の動作は、上述した第1実施形態におけるロボットハンド100Aの移動動作及び屈曲運動の動作と同様に行われる。この結果、4本の指部140B1,140B2,140B3,140B4が、対象物を把持する。
 以上説明したように、第2実施形態では、対象物の把持に際して、まず、調整制御部280Bが、指部140Bj(j=1,…,4)のベローズ241j,242jからの空気の強制的排出を行うための制御を行う。かかる制御を行うと、第1及び第2の関節部が伸展状態となる。第1及び第2の関節部が伸展状態になると、不図示の支持装置により、ロボットハンド100Bにおけるハンド部110Bは、対象物の近傍に移動する。
 こうしてハンド部110Bが対象物の近傍の上方に移動すると、調整制御部280Bは、入力部を利用して行われる利用者による入力結果に基づき、指部140Bjを開閉させる。かかる指部140Bjの開閉に際して、一の指部対である指部140B1及び指部140B2を開状態にするには、調整制御部280Bは、開閉用ベローズ151への空気の強制的供給を行うための制御を行う。かかる制御を行うと、開閉用ベローズ151が膨張して、指部140B1及び指部140B2を開状態にする力を発生し、指部140B1及び指部140B2が開状態になる。また、一の指部対である指部140B1及び指部140B2を閉状態にするには、調整制御部280Bは、開閉用ベローズ151からの空気の強制的排出を行うための制御を行う。かかる制御を行うと、開閉用ベローズ151が収縮して、指部140B1及び指部140B2を閉状態にする力を発生し、指部140B1及び指部140B2が平行になり、閉状態になる。
 したがって、2本の指部140B1,140B2について、開閉角度を変化させて2本の指部として使用したり、あたかも太い1本の指にして使用することができる。
 また、他の指部対である指部140B3及び指部140B4を開状態にするには、調整制御部280Bは、開閉用ベローズ152への空気の強制的供給を行うための制御を行う。かかる制御を行うと、開閉用ベローズ152が膨張して、指部140B3及び指部140B4を開状態にする力を発生し、指部140B3及び指部140B4が開状態になる。また、他の指部対である指部140B3及び指部140B4を閉状態にするには、調整制御部280Bは、開閉用ベローズ152からの空気の強制的排出を行うための制御を行う。かかる制御を行うと、開閉用ベローズ152が収縮して、指部140B3及び指部140B4を閉状態にする力を発生し、指部140B3及び指部140B4が平行になり、閉状態になる。
 したがって、2本の指部140B3,140B4について、開閉角度を変化させて2本の指部として使用したり、あたかも太い1本の指にして使用することができる。
 このため、様々な用途に応じて、4本の指部のロボットハンド100Bとして使用したり、あたかも3本の指のロボットハンド100Bとして使用したり、また、あたかも太い2本の指のロボットハンド100Bとして使用することができる。
 また、第2実施形態では、2つの開閉用ベローズ151,152を使用して、指部140B1と指部140B2との間、及び、指部140B3と指部140B4との間の開閉角度を、独立に制御している。このため、指部140B1と指部140B2との間、及び、指部140B3と指部140B4との間の開閉角度を異ならせることができる。
 また、第2実施形態では、指部の開閉角度を指定された角度に調整した後、調整制御部280Bは、指部140Bjのベローズ241j,242jへの空気の強制的供給を行うための制御を行う。かかる制御を行うと、第1及び第2の関節部が屈曲状態となる。このため、関節が屈曲した指部140Bjが対象物を把持することができる。
 したがって、第2実施形態によれば、上述した第1実施形態と同様に、対象物の把持に際して、指部が適切に運動を行うことができる。
 [第3実施形態]
 次いで、本発明の第3実施形態を、図11~図13を主に参照して説明する。
 <構成>
 図11,12には、第3実施形態に係るロボットハンド100Cの外観図が示されている。図11は、ロボットハンド100Cを、図11に示した座標系で表した斜視図である。また、図12は、ロボットハンド100Cを、+Z方向側から視た外観図(XY平面視図)である。第3実施形態についても、ロボットハンド100Cは、不図示の支持装置に取り付けられ、当該支持装置により、X方向、Y方向及びZ方向に移動可能になっているものとする。
 図11,12により総合的に示されるように、ロボットハンド100Cは、上述した第2実施形態のロボットハンド100Bと比べて、ハンド部110Bに代えてハンド部110Cを備える点、及び、調整制御部280Bに代えて調整制御部280Cを備える点が異なっている。以下、これらの相違点に主に着目して説明する。
 《ハンド部110Cの構成》
 上記のハンド部110Cの構成について、説明する。ハンド部110Cは、図11,12により総合的に示されるように、上述した第2実施形態のハンド部110Bと比べて、ベース部材120Bに代えてベース部材120Cを備える点、指部140Bj(j=1,…,4)に代えて指部140Cjを備える点、及び、取付部材130Bを備えていない点が異なっている。また、ハンド部110Bは、上述した第2実施形態のハンド部110Bと比べて、開閉用ベローズ151,152に代えて開閉用ベローズ153を備える点が異なっている。
 上記のベース部材120Cは、上述した第2実施形態のベース部材120Bと比べて、+Z方向側の面の中央部分に、4個の軸部121Cjが設けられている点が異なっている。
 上記の指部140Cj(j=1,…,4)は、上述した第2実施形態の指部140Bjと比べて、第1リンク部221jの一方側の端部に、歯車部142Cjが固定されている点が異なっている。当該歯車部142Cjの中央には、軸部121Cjに挿入される挿入穴が形成されている。
 ここで、指部140C1は、ベース部材120Cの-Y方向側における+X方向側に配置され、歯車部142C1が軸部121C1を軸にして、ベース部材120Cに対して回転可能に取り付けられる。また、指部140C2は、ベース部材120Cの-Y方向側における-X方向側に配置され、歯車部142C2が軸部121C2を軸にして、ベース部材120Cに対して回転可能に取り付けられる。
 また、指部140C3は、ベース部材120Cの+Y方向側における-X方向側に配置され、歯車部142C3が軸部121C3を軸にして、ベース部材120Cに対して回転可能に取り付けられる。また、指部140B4は、ベース部材120Cの+Y方向側における+X方向側に配置され、歯車部142C4が軸部121C4を軸にして、ベース部材120Cに対して回転可能に取り付けられる。なお、図11,12及び後述する図13において不図示であるが、歯車部142C1,142C2,142C3,142C4の+Z方向側に、当該歯車部142Cjを覆う蓋部が取り付けられ、歯車部142Cjが軸部121Cjから外れないようになっている。
 ここで、歯車部142C1の歯車は、歯車部142C2の歯車及び歯車部142C4の歯車と噛合している。また、歯車部142C2の歯車は、歯車部142C1の歯車及び歯車部142C3の歯車と噛合している。さらに、歯車部142C3の歯車は、歯車部142C2の歯車及び歯車部142C4の歯車と噛合している。また、歯車部142C4の歯車は、歯車部142C1の歯車及び歯車部142C3の歯車と噛合している。このため、歯車部142C1,142C2,142C3,142C4は、連動して回転するようになっている。
 上記の開閉用ベローズ153は、等間隔の環状溝を有する伸縮自在な樹脂製の部材である。第3実施形態では、開閉用ベローズ153の一方側端部は、指部140C1における第1リンク部2211の指部140C2側に接続されるとともに、開閉用ベローズ153の他方側端部は、指部140C2における第1リンク部2212の指部140C1側に接続される。こうして接続された開閉用ベローズ153は、指部140C1,140C2,140C3,140C4の開閉運動を行う力を発生させる。
 ここで、開閉用ベローズ153には、可撓性を有する樹脂製の配管263が取り付けられ、当該開閉用ベローズ153は、配管263を介して調整制御部280Cと接続している(不図示)。そして、開閉用ベローズ153内の空気圧が変化すると、当該開閉用ベローズ153が膨縮する。この結果、開閉用ベローズ153が上述した指部の開閉運動を行う力を発生させる。
 《調整制御部280C》
 上記の調整制御部280Cについて説明する。調整制御部280Cは、上述した第2実施形態の調整制御部280Bと比べて、第3実施形態のロボットハンド100Cが、開閉用ベローズ151,152に代えて開閉用ベローズ153を備えることに対応して、開閉用ベローズ151,152に対する空気圧調整を行わずに、開閉用ベローズ153への空気の強制的供給、及び、開閉用ベローズ153からの空気の強制的排出を更に行う点が異なっている。
 <動作>
 以上のようにして構成されたロボットハンド100Cの動作について、指部140Cjの開閉運動の動作に主に着目して説明する。
 当初においては、ロボットハンド100Cでは、調整制御部280Cによるベローズ241j,242j、及び、開閉用ベローズ153内の空気圧調整は行われていないものとする。
 《指部140Cjの関節の伸展運動の動作》
 指部140Cjの関節の伸展運動の動作は、上述した第1実施形態におけるロボットハンド100Aの伸展運動の動作と同様に行われる。
 《指部140Cjの開閉運動の動作》
 第1及び第2の関節部が伸展状態になった指部140Cjを開閉させるには、調整制御部280Cが、開閉用ベローズ153内の空気圧を変化させる制御を行う。例えば、指部140C1及び指部140C2を開状態にし、指部140C3及び指部140C4を開状態にする際には、調整制御部280Cは、開閉用ベローズ153への空気の強制的供給を行うための制御を行う。
 かかる開閉用ベローズ153に空気を供給する制御を行うと、開閉用ベローズ153内の空気圧が上昇する。そして、開閉用ベローズ153内の空気圧が上昇すると、開閉用ベローズ153が膨張する。こうして開閉用ベローズ153が膨張すると、開閉用ベローズ153が、指部140C1及び指部140C2を開状態にする力を発生させる。当該力により、指部140C1に固定された歯車部142C1と指部140C2に固定された歯車部142C2と噛み合い位置が変化して、指部140C1と指部140C2とのなす角が広がり、指部140C1及び指部140C2が開状態になる。ここで、歯車部142C1は、-Z方向を視線方向としたXY平面視で反時計回り(以下、単に「反時計回り」とも記す)に回転し、歯車部142C2は、時計回りに回転する。
 また、歯車部142C1が反時計回りに回転すると、当該歯車部142C1に噛合している歯車部142C4が、歯車部142C1の回転と逆方向である時計回りに回転する。そして、歯車部142C2及び歯車部142C4が時計回りに回転すると、当該歯車部142C2及び歯車部142C4に噛合している歯車部142C3が、歯車部142C2及び歯車部142C4の回転と逆方向である反時計回りに回転する。この結果、指部140C3に固定された歯車部142C3と指部140C4に固定された歯車部142C4と噛み合い位置が変化して、指部140C3と指部140C4とのなす角が広がり、指部140C3及び指部140C4が開状態になる。
 こうして指部140C1及び指部140C2が開状態となり、指部140C3及び指部140C4が開状態となったときのロボットハンド100Cの状態が、図11,12に示されている。
 また、例えば、指部140C1及び指部140C2を閉状態にし、指部140C3及び指部140C4を閉状態にする際には、調整制御部280Cは、開閉用ベローズ153からの空気の強制的排出を行うための制御を行う。
 かかる開閉用ベローズ153から空気を排出する制御を行うと、開閉用ベローズ153内の空気圧が下降する。そして、開閉用ベローズ153内の空気圧が下降すると、開閉用ベローズ153が収縮する。こうして開閉用ベローズ153が収縮すると、開閉用ベローズ153が、指部140C1及び指部140C2を閉状態にする力を発生させる。当該力により、指部140C1に固定された歯車部142C1と指部140C2に固定された歯車部1422と噛み合い位置が変化して、指部140C1と指部140C2とが平行となり、指部140C1及び指部140C2が閉状態になる。ここで、歯車部142C1は、時計回りに回転し、歯車部142C2は、反時計回りに回転する。
 歯車部142C1が時計回りに回転すると、当該歯車部142C1に噛合している歯車部142C4が、歯車部142C1の回転と逆方向である反時計回りに回転する。また、歯車部142C2及び歯車部142C4が反時計回りに回転すると、当該歯車部142C2及び歯車部142C4に噛合している歯車部142C3が、歯車部142C2及び歯車部142C4の回転と逆方向である時計回りに回転する。この結果、指部140C3に固定された歯車部142C3と指部140C4に固定された歯車部142C4と噛み合い位置が変化して、指部140C3と指部140C4とが平行となり、指部140C3及び指部140C4が閉状態になる。
 こうして指部140C1及び指部140C2が閉状態となり、指部140C3及び指部140C4が閉状態となったときのロボットハンド100Cにおけるハンド部110Cの状態が、図13に示されている。ここで、図13は、ハンド部110Cを、+Z方向側から視た外観図(XY平面視図)である。
 《指部140Cjの関節の屈曲運動の動作》
 指部140Cjの開閉運動処理を行ったロボットハンド100Cにおけるハンド部110Cにおいて、対象物の近傍への移動動作、及び、指部140Cjの関節の屈曲運動の動作は、上述した第1実施形態におけるハンド部110Aの移動運動及び屈曲運動の動作と同様に行われる。この結果、4本の指部140C1,140C2,140C3,140C4が、対象物を把持する。
 以上説明したように、第3実施形態では、対象物の把持に際して、まず、調整制御部280Cが、指部140Cj(j=1,…,4)のベローズ241j,242jからの空気の強制的排出を行うための制御を行う。かかる制御を行うと、第1及び第2の関節部が伸展状態となる。第1及び第2の関節部が伸展状態になると、支持装置により、ロボットハンド100Cにおけるハンド部110Cは、対象物の近傍に位置するように移動する。
 こうしてハンド部100Cが対象物の近傍の上方に移動すると、調整制御部280Cは、入力部を利用して行われる利用者による入力結果に基づき、指部140Cjを開閉させる。かかる指部140Cjの開閉に際して、指部140C1及び指部140C2を開状態にし、指部140C3及び指部140C4を開状態するには、調整制御部280Cは、開閉用ベローズ153への空気の強制的供給を行うための制御を行う。かかる制御を行うと、開閉用ベローズ153が膨張して、指部140C1及び指部140C2を開状態にする力を発生し、指部140C1及び指部140C2が開状態になる。こうして指部140C1及び指部140C2が開状態になると、指部140C3及び指部140C4が連動して開状態になる。
 したがって、4本の指部140C1,140C2,140C3,140C4について、開閉角度を変化させて4本の指部として使用することができる。
 また、指部140C1及び指部140C2を閉状態にし、指部140C3及び指部140C4を閉状態するには、調整制御部280Cは、開閉用ベローズ153からの空気の強制的排出を行うための制御を行う。かかる制御を行うと、開閉用ベローズ153が収縮して、指部140C1及び指部140C2を閉状態にする力を発生し、指部140C1及び指部140C2が閉状態になる。こうして指部140C1及び指部140C2が閉状態になると、指部140C3及び指部140C4が連動して閉状態になる。
 したがって、4本の指部140C1,140C2,140C3,140C4について、2本の指部140C1,140C2をあたかも太い1本の指にして使用し、2本の指部140C3,140C4をあたかも太い1本の指にして使用することができる。
 このため、様々な用途に応じて、4本の指部のロボットハンド100Cとして使用したり、また、あたかも太い2本の指のロボットハンド100Cとして使用することができる。
 また、第3実施形態では、1つの開閉用ベローズ153を使用して、指部140C1と指部140C2との間、及び、指部140C3と指部140C4との間の開閉角度を、同時に制御している。このため、指部140C1と指部140C2との間、及び、指部140C3と指部140C4との間の開閉角度を同じにすることができる。また、指部間の開閉制御を簡易にすることができる。
 また、第3実施形態では、指部の開閉角度を指定された角度に調整した後、調整制御部280Cは、指部140Cjのベローズ241j,242jへの空気の強制的供給を行うための制御を行う。かかる制御を行うと、第1及び第2の関節部が屈曲状態となる。このため、関節が屈曲した指部140Cjが対象物を把持することができる。
 したがって、第3実施形態によれば、上述した第1及び第2実施形態と同様に、対象物の把持に際して、指部が適切に運動を行うことができる。
 [第4実施形態]
 次に、本発明の第4実施形態を、図14~図16を主に参照して説明する。
 <構成>
 図14,15には、第4実施形態に係るロボットハンド100Dの外観図が示されている。図14は、ロボットハンド100Dを、図14に示した座標系で表した斜視図である。また、図15は、ロボットハンド100Dを、+Z方向側から視た外観図(XY平面視図)である。第4実施形態についても、ロボットハンド100Dは、不図示の支持装置に取り付けられ、当該支持装置により、X方向、Y方向及びZ方向に移動可能になっているものとする。ここで、図14では、指部140D1と指部140D2との間、及び、指部140D3と指部140D4との間の開閉角度は、約40度となっている。
 図14,15により総合的に示されるように、ロボットハンド100Dは、上述した第2実施形態のロボットハンド100Bと比べて、ハンド部110Bに代えてハンド部110Dを備える点、及び、調整制御部280Bに代えて調整制御部280Dを備える点が異なっている。以下、これらの相違点に主に着目して説明する。
 《ハンド部110Dの構成》
 上記のハンド部110Dの構成について、説明する。ハンド部110Dは、図14,15により総合的に示されるように、上述した第2実施形態のハンド部110Bと比べて、ベース部材120Bに代えてベース部材120Dを備える点、指部140Bj(j=1,…,4)に代えて指部140Djを備える点、及び、取付部材130Bに代えて取付部材131D,132Dを備えている点が異なっている。また、ハンド部110Dは、上述した第2実施形態のハンド部110Bと比べて、開閉用ベローズ151,152に代えて開閉用ベローズ154を備える点が異なっている。ここで、取付部材131Dは第1接続部材に対応し、取付部材132Dは第2接続部材に対応している。
 上記のベース部材120Dは、上述した第2実施形態のベース部材120Bと比べて、+Z方向側の面における中央に、軸部AXDが設けられている点が異なっている。
 上記の取付部材131Dは、例えば、鋼鉄製の部材であり、XY平面に垂直な2つの面部と、当該2つの面部を連結する連結部を含む部材である。当該2つの面部は互いにYZ平面と平行であり、かつ、同一直線上とならないように配置され、連結部には、軸部AXDを通す穴が形成されている。取付部材131Dは、ベース部材120Bの中心点を対称点とする点対称の形状となっている。当該取付部材131Dは、ベース部材120Dにおける+Z方向側の面の中心部分に固定して取り付けられる。なお、第4実施形態では、取付部材131Dについては、連結部のZ方向の長さは、2つの面部のZ方向の長さより短くなっている。
 取付部材131Dの一方側(図14,15における「-Y方向側」)の面部には、指部140D1の第1リンク部2211の一方側の端部が固定されている。また、取付部材131Dの他方側(図14,15における「+Y方向側」)の面部には、指部140D3の第1リンク部2213の一方側の端部が固定されている。ここで、指部140D1及び指部140D3は、互いに延びる方向が逆向きとなり、かつ、同一直線上とならないように配置され、取付部材131Dに固定されている。
 上記の取付部材132Dは、例えば、鋼鉄製の部材であり、XY平面に垂直な2つの面部と、当該2つの面部を連結する連結部を含む部材である。当該2つの面部は互いに平行であり、かつ、同一直線上とならないように配置され、連結部には、軸部AXDを通す穴が形成されている。取付部材132Dは、ベース部材120Bの中心点を対称点とする点対称の形状となっている。当該取付部材132Dは、ベース部材120Dにおける+Z方向側の面の中心部分であり、取付部材131Dの+Z方向側に、軸部AXDを軸にして、回転可能に取り付けられる。
 取付部材132Dの一方側(図14,15における「-X方向側」)の面部には、指部140D2の第1リンク部2212の一方側の端部が固定されている。また、取付部材132Dの他方側(図14,15における「+X方向側」)の面部には、指部140D4の第1リンク部2214の一方側の端部が固定されている。ここで、指部140D2及び指部140D4は、互いに延びる方向が逆向きとなり、かつ、同一直線上とならないように配置され、取付部材132Dに固定されている。
 ここで、取付部材131Dと、取付部材132Dとは、+Z方向側から視たときに、互いに交差し、取付部材131Dに対して取付部材132Dが、軸部AXDを回転軸にして回転するように配置されている。
 上記の指部140D1は、上述した第2実施形態の指部140B1と比べて、第1リンク部2211の一方側の端部に、取付部材131Dの一方側の面部が固定されている点が異なっている。また、上記の指部140D2は、上述した第2実施形態の指部140B2と比べて、第1リンク部2212の一方側の端部に、取付部材132Dの一方側の面部が固定されている点が異なっている。
 上記の指部140D3は、上述した第2実施形態の指部140B3と比べて、第1リンク部2213の一方側の端部に、取付部材131Dの他方側の面部が固定されている点が異なっている。また、上記の指部140D4は、上述した第2実施形態の指部140B4と比べて、第1リンク部2214の一方側の端部に、取付部材132Dの他方側の面部が固定されている点が異なっている。
 上記の開閉用ベローズ154は、等間隔の環状溝を有する伸縮自在な樹脂製の部材である。第4実施形態では、開閉用ベローズ154の一方側端部は、指部140D1における第1リンク部2211の指部140D2側の取付部材131Dの一方の面部に接続されるとともに、開閉用ベローズ154の他方側端部は、指部140D2における第1リンク部2212の指部140D1側の取付部材132Dの一方の面部に接続される。こうして接続された開閉用ベローズ154は、指部140D1,140D2,140D3,140D4の開閉運動を行う力を発生させる。
 ここで、開閉用ベローズ154には、可撓性を有する樹脂製の配管264が取り付けられ、当該開閉用ベローズ154は、配管264を介して調整制御部280Dと接続している(不図示)。そして、開閉用ベローズ154内の空気圧が変化すると、当該開閉用ベローズ154が膨縮する。この結果、開閉用ベローズ154が上述した開閉運動を行う力を発生させる。
 《調整制御部280D》
 上記の調整制御部280Dについて説明する。調整制御部280Dは、上述した第2実施形態の調整制御部280Bと比べて、第4実施形態のロボットハンド100Dが、開閉用ベローズ151,152に代えて開閉用ベローズ154を備えることに対応して、開閉用ベローズ151,152に対する空気圧調整を行わずに、開閉用ベローズ154への空気の強制的供給、及び、開閉用ベローズ154からの空気の強制的排出を更に行う点が異なっている。
 <動作>
 以上のようにして構成されたロボットハンド100Dの動作について、指部140Djの開閉運動の動作に主に着目して説明する。
 当初においては、ロボットハンド100Dでは、調整制御部280Dによるベローズ241j,242j、及び、開閉用ベローズ154内の空気圧調整は行われていないものとする。
 《指部140Djの関節の伸展運動の動作》
 指部140Djの関節の伸展運動の動作は、上述した第1実施形態におけるロボットハンド100Aの伸展運動の動作と同様に行われる。
 《指部140Djの開閉運動の動作》
 第1及び第2の関節部が伸展状態になった指部140Djを開閉させるには、調整制御部280Dが、開閉用ベローズ154内の空気圧を変化させる制御を行う。例えば、指部140D1及び指部140D2を開状態にし、指部140D3及び指部140D4を開状態にする際には、調整制御部280Dは、開閉用ベローズ154への空気の強制的供給を行うための制御を行う。
 かかる開閉用ベローズ154に空気を供給する制御を行うと、開閉用ベローズ154内の空気圧が上昇する。そして、開閉用ベローズ154内の空気圧が上昇すると、開閉用ベローズ154が膨張する。こうして開閉用ベローズ154が膨張すると、開閉用ベローズ154が、指部140D1及び指部140D2を開状態にする力を発生させる。当該力により、指部140D2が回転して、指部140D1と指部140D2とのなす角が広がり、指部140D1及び指部140D2が開状態になる。
 指部140D2が回転すると、取付部材132Dが回転し、当該取付部材132Dに固定されている指部140D4が指部140D2の回転に連動して同じ方向に回転する。この結果、指部140D3と指部140D4とのなす角が広がり、指部140D3及び指部140D4が開状態になる。
 こうして指部140D1及び指部140D2が開状態となり、指部140D3及び指部140D4が開状態となったときのロボットハンド100Dの状態が、図14,15に示されている。
 また、例えば、指部140D1及び指部140D2を閉状態にし、指部140D3及び指部140D4を閉状態にする際には、調整制御部280Dは、開閉用ベローズ154からの空気の強制的排出を行うための制御を行う。
 かかる開閉用ベローズ154から空気を排出する制御を行うと、開閉用ベローズ154内の空気圧が下降する。そして、開閉用ベローズ154内の空気圧が下降すると、開閉用ベローズ154が収縮する。こうして開閉用ベローズ154が収縮すると、開閉用ベローズ154が、指部140D1及び指部140D2を閉状態にする力を発生させる。当該力により、指部140D2が回転して、指部140D1と指部140D2とが平行となり、指部140D1及び指部140D2が閉状態になる。
 指部140D2が回転すると、取付部材132Dが回転し、当該取付部材132Dに固定されている指部140D4が指部140D2の回転に連動して同じ方向に回転する。この結果、指部140D3と指部140D4とが平行となり、指部140D3及び指部140D4が閉状態になる。
 こうして指部140D1及び指部140D2が閉状態となり、指部140D3及び指部140D4が閉状態となったときのロボットハンド100Dにおけるハンド部110Dの状態が、図16に示されている。ここで、図16は、ハンド部110Dを、+Z方向側から視た外観図(XY平面視図)である。
 《指部140Djの関節の屈曲運動の動作》
 指部140Djの開閉運動処理を行ったロボットハンド100Dにおけるハンド部110Dにおいて、対象物の近傍への移動動作、及び、指部140Djの関節の屈曲運動の動作は、上述した第1実施形態におけるロボットハンド100Aの移動動作及び屈曲運動の動作と同様に行われる。この結果、4本の指部140D1,140D2,140D3,140D4が、対象物を把持する。
 以上説明したように、第4実施形態では、対象物の把持に際して、まず、調整制御部280Dが、指部140Dj(j=1,…,4)のベローズ241j,242jからの空気の強制的排出を行うための制御を行う。かかる制御を行うと、第1及び第2の関節部が伸展状態となる。第1及び第2の関節部が伸展状態になると、支持装置により、ロボットハンド100Dにおけるハンド部110Dは、対象物の近傍に位置するように移動する。
 こうしてハンド部110Dが対象物の近傍の上方に移動すると、調整制御部280Dは、入力部を利用して行われる利用者による入力結果に基づき、指部140Djを開閉させる。かかる指部140Djの開閉に際して、指部140D1及び指部140D2を開状態にし、指部140D3及び指部140D4を開状態するには、調整制御部280Dは、開閉用ベローズ154への空気の強制的供給を行うための制御を行う。かかる制御を行うと、開閉用ベローズ154が膨張して、指部140D1及び指部140D2を開状態にする力を発生し、指部140D1及び指部140D2が開状態になる。こうして指部140D1及び指部140D2が開状態になると、指部140D3及び指部140D4が連動して開状態になる。
 したがって、4本の指部140D1,140D2,140D3,140D4について、開閉角度を変化させて4本の指部として使用することができる。
 また、指部140D1及び指部140D2を閉状態にし、指部140D3及び指部140D4を閉状態するには、調整制御部280Dは、開閉用ベローズ154からの空気の強制的排出を行うための制御を行う。かかる制御を行うと、開閉用ベローズ154が収縮して、指部140D1及び指部140D2を閉状態にする力を発生し、指部140D1及び指部140D2が閉状態になる。こうして指部140D1及び指部140D2が閉状態になると、指部140D3及び指部140D4が連動して閉状態になる。
 したがって、4本の指部140D1,140D2,140D3,140D4について、2本の指部140D1,140D2をあたかも太い1本の指にして使用し、2本の指部140D3,140D4をあたかも太い1本の指にして使用することができる。
 このため、様々な用途に応じて、4本の指部のロボットハンド100Dとして使用したり、また、あたかも太い2本の指のロボットハンド100Dとして使用することができる。
 また、第4実施形態では、1つの開閉用ベローズ154を使用して、指部140D1と指部140D2との間、及び、指部140D3と指部140D4との間の開閉角度を、同時に制御している。このため、指部140D1と指部140D2との間、及び、指部140D3と指部140D4との間の開閉角度を同じにすることができる。また、指部間の開閉制御を簡易にすることができる。
 また、第4実施形態では、指部の開閉角度を指定された角度に調整した後、調整制御部280Dは、指部140Djのベローズ241j,242jへの空気の強制的供給を行うための制御を行う。かかる制御を行うと、第1及び第2の関節部が屈曲状態となる。このため、関節が屈曲した指部140Djが対象物を把持することができる。
 したがって、第4実施形態によれば、上述した第1~第3実施形態と同様に、対象物の把持に際して、指部が適切に運動を行うことができる。
 [第5実施形態]
 次いで、本発明の第5実施形態を、図17~図19を主に参照して説明する。
 <構成>
 図17,18には、第5実施形態に係るロボットハンド100Eの外観図が示されている。図17は、ロボットハンド100Eを、図17に示した座標系で表した斜視図である。また、図18は、ロボットハンド100Eを、+Z方向側から視た外観図(XY平面視図)である。第5実施形態についても、ロボットハンド100Eは、不図示の支持装置に取り付けられ、当該支持装置により、X方向、Y方向及びZ方向に移動可能になっているものとする。
 図17,18により総合的に示されるように、ロボットハンド100Eは、上述した第2実施形態のロボットハンド100Bと比べて、ハンド部110Bに代えてハンド部110Eを備える点、及び、調整制御部280Bに代えて調整制御部280Eを備える点が異なっている。以下、これらの相違点に主に着目して説明する。
 《ハンド部110Eの構成》
 上記のハンド部110Eの構成について、説明する。ハンド部110Eは、図17,18より総合的に示されるように、上述した第2実施形態のハンド部110Bと比べて、取付部材130Bに代えて取付部材130Eを備えている点が異なっている。また、ハンド部110Eは、上述した第2実施形態のハンド部110Bと比べて、固定軸部材AXEを更に備える点、回転用ベローズ155を更に備える点が異なっている。ここで、取付部材130Eは、規制部材に対応している。
 上記の取付部材130Eは、上述した第2実施形態の取付部材130Bと比べて、中央に、固定軸部材AXEが挿入される挿入穴が形成されている点、固定軸部材AXEを軸にしてベース部材120Bに対して回転可能に、当該ベース部材120Bに取り付けられている点が異なっている。また、取付部材130Eには、+Z方向側に沿って延びるXY平面に垂直な接続部RBAが形成されている。当該接続部RBAは、回転用ベローズ155の一方側端部に接続されている。
 上記の固定軸部材AXEは、ベース部材120Bの+Z方向側の面における中央に、固定される。また、固定軸部材AXEには、XY平面に垂直な接続部ABAが形成されている。当該接続部ABAは、回転用ベローズ155の他方側端部に接続されている。
 上記の回転用ベローズ155は、等間隔の環状溝を有する伸縮自在な樹脂製の部材である。第5実施形態では、回転用ベローズ155の一方側端部は、取付部材130Eに形成された接続部RBAに接続されるとともに、回転用ベローズ155の他方側端部は、固定軸部材AXEに形成された接続部ABAに接続される。こうして接続された回転用ベローズ155は、指部140B1,140B2,140B3,140B4の回転運動を行う力を発生させる。
 ここで、回転用ベローズ155には、可撓性を有する樹脂製の配管265が取り付けられ、当該開閉用ベローズ155は、配管265を介して調整制御部280Eと接続している(不図示)。そして、回転用ベローズ155内の空気圧が変化すると、当該開閉用ベローズ155が膨縮する。この結果、回転用ベローズ155が上述した回転運動を行う力を発生させる。
 《調整制御部280E》
 上記の調整制御部280Eについて説明する。調整制御部280Eは、上述した第2実施形態の調整制御部280Bと比べて、第5実施形態のロボットハンド100Eが、回転用ベローズ155を更に備えることに対応して、回転用ベローズ155への空気の強制的供給、及び、回転用ベローズ155からの空気の強制的排出を更に行う点が異なっている。
 <動作>
 以上のようにして構成されたロボットハンド100Eの動作について、指部140Bjの回転運動の動作に主に着目して説明する。
 当初においては、ロボットハンド100Eでは、調整制御部280Eによるベローズ241j,242j、開閉用ベローズ151,152、及び、回転用ベローズ155内の空気圧調整は行われていないものとする。
 第5実施形態では、ロボットハンド100Eが把持する対象物は、開口が形成された収納部、及び、蓋部を有しているものとする(例えば、瓶)。そして、当該対象物における蓋部と収納部の開口とにネジ山が切ってあり、ネジ式で、収納部に蓋部が閉められているものとする。ここで、収納部は、所定位置に固定されているものとする。なお、ロボットハンド100Eが把持する対象物は、収納部と蓋部と有する物以外であってもよいことは勿論である。
 《指部140Bjの関節の伸展運動の動作》
 指部140Bjの関節の伸展運動の動作は、上述した第1実施形態におけるロボットハンド100Aの伸展運動の動作と同様に行われる。
 《指部140Bjの開閉運動の動作》
 第1及び第2の関節部が伸展状態になった指部140Bjの開閉運動は、上述した第2実施形態におけるロボットハンド100Bの開閉運動の動作と同様に行われる。
 《指部140Bjの関節の屈曲運動の動作》
 指部140Bjの開閉運動処理を行ったロボットハンド100Eにおいて、対象物の近傍への移動動作、及び、指部140Bjの関節の屈曲運動の動作は、上述した第1実施形態におけるロボットハンド100Aの移動動作及び屈曲運動の動作と同様に行われる。この結果、4本の指部140B1,140B2,140B3,140B4が、対象物の蓋部を把持する。
 《指部140Bjの回転運動の動作》
 対称物の蓋部を把持した指部140Bjを回転させるには、調整制御部280Eが、回転用ベローズ155内の空気圧を変化させる制御を行う。例えば、指部140Bjを、-Z方向を視線方向としたXY平面視で反時計回り(以下、単に「反時計回り」とも記す)に回転させる際には、調整制御部280Eは、回転用ベローズ155への空気の強制的供給を行うための制御を行う。
 かかる回転用ベローズ155に空気を供給する制御を行うと、回転用ベローズ155内の空気圧が上昇する。そして、回転用ベローズ155内の空気圧が上昇すると、回転用ベローズ155が膨張する。こうして回転用ベローズ155が膨張すると、回転用ベローズ155が、指部140Bjを反時計回りに回転させる力を発生させる。当該力により、回転用ベローズ155の一方側端部が接続された取付部材130Eが、回転用ベローズ155の他方側端部が接続された固定軸部材AXEを回転軸として、反時計回りに回転する。ここで、固定軸部材AXEはベース部材120Bに固定されている。また、指部140Bjは、取付部材130Eに、当該取付部材130Eに対して回転可能に取り付けられている。この結果、指部140Bjがベース部材120Bに対して、反時計回りに回転する。
 図17,18に示される状態から、指部140Bjがベース部材120Bに対して、反時計回りに回転したときのロボットハンド100Eにおけるハンド部110Eの状態が、図19に示されている。ここで、図19は、ハンド部110Eを、+Z方向側から視た外観図(XY平面視図)である。
 ここで、図17,18及び図19では、指部140Bjの関節が伸展状態となっている。なお、屈曲状態の指部140Bjを反時計回りに回転させることで、把持した対象物の蓋部を反時計回りに回転させて、蓋部を収納部から取り外すことができる。
 また、例えば、指部140Bjを、-Z方向を視線方向としたXY平面視で時計回り(以下、単に「時計回り」とも記す)に回転させる際には、調整制御部280Eは、回転用ベローズ155からの空気の強制的排出を行うための制御を行う。
 かかる回転用ベローズ155から空気を排出する制御を行うと、回転用ベローズ155内の空気圧が下降する。そして、回転用ベローズ155内の空気圧が下降すると、回転用ベローズ155が収縮する。こうして回転用ベローズ155が収縮すると、回転用ベローズ155が、指部140Bjを時計回りに回転させる力を発生させる。当該力により、取付部材130Eが固定軸部材AXEを回転軸として、時計回りに回転する。ここで、固定軸部材AXEはベース部材120Bに固定されている。また、指部140Bjは、取付部材130Eに、当該取付部材130Eに対して回転可能に取り付けられている。この結果、指部140Bjがベース部材120Bに対して、時計回りに回転する。
 図19に示される状態から、指部140Bjがベース部材120Bに対して、反時計回りに回転したときのロボットハンド100Eの状態が、図17,18に示されている。なお、例えば、関節が屈曲状態の指部140Bjを時計回りに回転させることで、把持した対象物の蓋部を時計回りに回転させて、蓋部を収納部に取り付けることができる。
 以上説明したように、第5実施形態では、対象物の把持に際して、まず、調整制御部280Eが、指部140Bj(j=1,…,4)のベローズ241j,242jからの空気の強制的排出を行うための制御を行う。かかる制御を行うと、第1及び第2の関節部が伸展状態となる。第1及び第2の関節部が伸展状態になると、支持装置により、ロボットハンド100Eは、対象物の近傍に位置するように移動する。
 こうしてロボットハンド100Eが対象物の近傍の上方に移動すると、調整制御部280Eは、入力部を利用して行われる利用者による入力結果に基づき、指部140Bjを開閉させる。したがって、様々な用途に応じて、4本の指部のロボットハンド100Eとして使用したり、あたかも3本の指のロボットハンド100Eとして使用したり、また、あたかも太い2本の指のロボットハンド100Eとして使用することができる。
 また、第5実施形態では、指部の開閉角度を指定された角度に調整した後、調整制御部280Eは、指部140Bjのベローズ241j,242jへの空気の強制的供給を行うための制御を行う。かかる制御を行うと、第1及び第2の関節部が屈曲状態となる。このため、関節が屈曲した指部140Bjが対象物を把持することができる。
 また、第5実施形態では、蓋部と収納部とを有する対象物の蓋部を把持した後、調整制御部280Eは、入力部を利用して行われる利用者による入力結果に基づき、指部140Bjを回転させる。かかる指部140Bjの回転に際して、指部140Bjを反時計回りに回転させるには、調整制御部280Eは、回転用ベローズ155への空気の強制的供給を行うための制御を行う。かかる制御を行うと、回転用ベローズ155が膨張して、指部140Bjを反時計回りに回転させる力を発生し、指部140Bjがベース部材120Bに対して反時計回りに回転する。このため、形状を変形させずに指部を回転させることができる。
 したがって、指部140Bjにより対象物(例えば、瓶)の蓋部を把持した状態で、指部140Bjを反時計回りに回転させて、蓋部を収納部から取り外すことができる。
 また、指部140Bjを時計回りに回転させるには、調整制御部280Eは、回転用ベローズ155からの空気の強制的排出を行うための制御を行う。かかる制御を行うと、回転用ベローズ155が収縮して、指部140Bjを時計回りに回転させる力を発生し、指部140Bjがベース部材120Bに対して時計回りに回転する。
 したがって、指部140Bjにより対象物の蓋部を把持した状態で、指部140Bjを時計回りに回転させて、蓋部を収納部に取り付けることができる。 
 したがって、第5実施形態によれば、上述した第1~第4実施形態と同様に、対象物の把持に際して、指部が適切に運動を行うことができる。
 [第6実施形態]
 次に、本発明の第6実施形態を、図20~図23を主に参照して説明する。
 <構成>
 図20には、第6実施形態に係るロボットハンド100Fの外観図が示されている。図20は、ロボットハンド100Fを、図20に示した座標系で表した斜視図である。第6実施形態についても、ロボットハンド100Fは、不図示の支持装置に取り付けられ、当該支持装置により、X方向、Y方向及びZ方向に移動可能になっているものとする。
 図20に示されるように、ロボットハンド100Eは、上述した第1実施形態のロボットハンド100Aと比べて、ハンド部110Aに代えてハンド部110Fを備える点、及び、調整制御部280Aに代えて調整制御部280Fを備える点が異なっている。以下、これらの相違点に主に着目して説明する。
 《ハンド部110Fの構成》
 上記のハンド部110Fの構成について、説明する。ハンド部110Fは、図20及び図21より総合的に示されるように、上述した第1実施形態のハンド部110Aと比べて、吸着部180Aに代えて吸着部180Fを備える点、及び、吸着部変形駆動部160を更に備える点が異なっている。ここで、図21は、指部140A2及び指部140A3が前面となる方向から視た平面視図である。
 上記の吸着部変形駆動部160は、取付部材130A及び指部140Ajにおける第1リンク部221jに固定されている。
 図22(A),(B)には、吸着部変形駆動部160の構成図が示されている。ここで、図22(A)は、吸着部変形駆動部160を、図22(A)に示した座標系で表した斜視図である。また、図22(B)は、吸着部変形駆動部160を、+Z方向側から視た外観図(XY平面視図)である。
 吸着部変形駆動部160は、図20、図21及び図22(A),(B)により総合的に示されるように、固定部材165と、駆動用ベローズ161,162,163とを備えている。また、吸着部変形駆動部160は、紐状部材171,172,173を備えている。
 上記の固定部材165は、例えば、鋼鉄製の部材であり、底部と、当該底部に接続されたZ方向に沿って延びる3つの長板部166,167,168とを含む部材である。底部は、取付部材130A及び第1リンク部221jに固定されている。当該底部には、紐状部材171,172,173を通す穴が形成されている。また、第6実施形態では、取付部材130A及び第1リンク部221jにおいても、紐状部材171,172,173を通す穴が形成されている。
 長板部166,167,168の+Z方向側には、XY平面と平行な面を有する接続部が形成されている。そして、長板部166,167,168の接続部は、それぞれ、駆動用ベローズ161,162,163の一方側端部に接続されている。第6実施形態では、長板部166は、ベース部材120Aの中央の+X方向側かつ+Y方向側に配置される。また、長板部167は、ベース部材120Aの中央の-Y方向側に配置される。また、長板部168は、ベース部材120Aの中央の-X方向側に配置される。
 上記の駆動用ベローズ161は、等間隔の環状溝を有する伸縮自在な樹脂製の部材である。駆動用ベローズ161の一方側端部は、長板部166の接続部に接続される。また、駆動用ベローズ161の他方側端部は、紐状部材171の一方の端部に接続される。当該駆動用ベローズ161は、ベース部材120Aの中央の+X方向側かつ+Y方向側に配置され、吸着部180Fを変形させる力を発生させる。
 上記の駆動用ベローズ162は、等間隔の環状溝を有する伸縮自在な樹脂製の部材である。駆動用ベローズ162の一方側端部は、長板部167の接続部に接続される。また、駆動用ベローズ162の他方側端部は、紐状部材172の一方の端部に接続される。当該駆動用ベローズ162は、ベース部材120Aの中央の-Y方向側に配置され、吸着部180Fを変形させる力を発生させる。
 上記の駆動用ベローズ163は、等間隔の環状溝を有する伸縮自在な樹脂製の部材である。駆動用ベローズ163の一方側端部は、長板部168の接続部に接続される。また、駆動用ベローズ163の他方側端部は、紐状部材178の一方の端部に接続される。当該駆動用ベローズ163は、ベース部材120Aの中央の-X方向側に配置され、吸着部180Fを変形させる力を発生させる。
 ここで、駆動用ベローズ161には、可撓性を有する樹脂製の配管271が取り付けられ、当該駆動用ベローズ161は、配管271を介して調整制御部280Fと接続している(不図示)。そして、駆動用ベローズ161内の空気圧が変化すると、当該駆動用ベローズ161が膨縮する。この結果、駆動用ベローズ162が吸着部180Fを変形させる力を発生させる。
 また、駆動用ベローズ162には、可撓性を有する樹脂製の配管272が取り付けられ、当該駆動用ベローズ162は、配管272を介して調整制御部280Fと接続している(不図示)。そして、駆動用ベローズ162内の空気圧が変化すると、当該駆動用ベローズ162が膨縮する。また、駆動用ベローズ163には、可撓性を有する樹脂製の配管273が取り付けられ、当該駆動用ベローズ163は、配管273を介して調整制御部280Fと接続している(不図示)。そして、駆動用ベローズ163内の空気圧が変化すると、当該駆動用ベローズ163が膨縮する。この結果、駆動用ベローズ162,163が吸着部180Fを変形させる力を発生させる。
 上記の紐状部材171は、可撓性を有する非伸縮性の部材である。紐状部材171の一方の端部は、駆動用ベローズ161の他方側端部に接続されている。また、紐状部材171は、駆動用ベローズ161の-Z方向側に形成された固定部材165の穴及びベース部材120Aの穴に通される。そして、紐状部材171の他方の端部は、吸着部180Fの-Z方向側の端部の+X方向側かつ+Y方向側に接続されている。
 上記の紐状部材172は、可撓性を有する非伸縮性の部材である。紐状部材172の一方の端部は、駆動用ベローズ162の他方側端部に接続されている。また、紐状部材172は、駆動用ベローズ162の-Z方向側に形成された固定部材165、第1リンク部2212及びベース部材120Aの穴に通される。そして、紐状部材172の他方の端部は、吸着部180Fの-Z方向側の端部の-Y方向側に接続されている。
 上記の紐状部材173は、可撓性を有する非伸縮性の部材である。紐状部材173の一方の端部は、駆動用ベローズ163の他方側端部に接続されている。また、紐状部材173は、駆動用ベローズ163の-Z方向側に形成された固定部材165の穴、第1リンク部2213の穴及びベース部材120Aの穴に通される。そして、紐状部材173の他方の端部は、吸着部180Fの-Z方向側の端部の-X方向側に接続されている。
 上記の吸着部180Fは、伸縮自在かつ可撓性を有する樹脂製のベローズであり、上述した第1実施形態の吸着部180Aと比べて、-Z方向側の端部に輪状の吸着ゴムが取り付けられている。また、吸着部180Fの-Z方向側の端部には、紐状部材171,172,173の他方の端部が接続されている。
 《調整制御部280F》
 上記の調整制御部280Fについて説明する。調整制御部280Fは、上述した第1実施形態の調整制御部280Aと比べて、第6実施形態のロボットハンド100Fが、駆動用ベローズ161,162,163を更に備えることに対応して、駆動用ベローズ161,162,163への空気の強制的供給、及び、駆動用ベローズ161,162,163からの空気の強制的排出を更に行う点が異なっている。
 <動作>
 以上のようにして構成されたロボットハンド100Fの動作について、対象物の把持動作を説明する。
 当初においては、ロボットハンド100Fでは、調整制御部280Fによるベローズ241j,242j、及び、駆動用ベローズ161,162,163内の空気圧調整は行われていないものとする。また、調整制御部280Fによる吸着部180Fを使用した吸着処理は行われていないものとする。
 《指部140Ajの関節の伸展運動の動作》
 指部140Ajの関節の伸展運動の動作は、上述した第1実施形態におけるロボットハンド100Aの伸展運動の動作と同様に行われる。
 《吸着部180Fの変形の動作》
 第1及び第2の関節部が伸展状態になると、支持装置により、ロボットハンド100Fが、対象物の近傍に位置するように移動する。こうしてロボットハンド100Fが、対象物の近傍に移動すると、調整制御部280Fは、入力部を利用して行われる利用者による入力結果に基づき、対象物が存在する方向へ吸着部180を変形させる制御を行う。吸着部180を変形させるには、調整制御部280Fが、駆動用ベローズ161,162,163内の空気圧を変化させる制御を行う。
 例えば、対象物が、ベース部材120Aの中心から+X方向側かつ+Y方向側にある場合には、調整制御部280Fは、吸着部180の-Z方向側の端部が+X方向側かつ+Y方向側に向くように変形させる制御を行う。かかる制御を行うには、調整制御部280Fは、駆動用ベローズ161からの空気の強制的排出を行い、駆動用ベローズ162,163への空気の強制的供給を行うための制御を行う。
 これにより、駆動用ベローズ161内の空気圧が下降して、駆動用ベローズ161が収縮し、駆動用ベローズ162,163内の空気圧が上昇して、駆動用ベローズ162,163が膨張する。こうした状態になると、図23に示されるように、駆動用ベローズ161に接続された紐状部材171が、吸着部材180Fの-Z方向側の端部を、+X方向側かつ+Y方向側に引っ張り、当該端部が+X方向側かつ+Y方向側に変形する。ここで、図23は、ハンド部110Fを、指部140A1及び指部140A2が前面となる方向から視た平面視図である。
 また、例えば、対象物が、ベース部材120Aの中心から-Y方向側にある場合には、調整制御部280Fは、吸着部180の-Z方向側の端部が-Y方向側に向くように変形させる制御を行う。かかる制御を行うには、調整制御部280Fは、駆動用ベローズ162からの空気の強制的排出を行い、駆動用ベローズ161,163への空気の強制的供給を行うための制御を行う。これにより、駆動用ベローズ162が収縮し、駆動用ベローズ161,163が膨張する。こうした状態になると、駆動用ベローズ162に接続された紐状部材172が、吸着部材180Fの-Z方向側の端部を、-Y方向側に引っ張り、当該端部が-Y方向側に変形する。
 また、例えば、対象物が、ベース部材120Aの中心から-X方向側にある場合には、調整制御部280Fは、吸着部180の-Z方向側の端部が-X方向側に向くように変形させる制御を行う。かかる制御を行うには、調整制御部280Fは、駆動用ベローズ163からの空気の強制的排出を行い、駆動用ベローズ161,162への空気の強制的供給を行うための制御を行う。これにより、駆動用ベローズ163が収縮し、駆動用ベローズ161,162が膨張する。こうした状態になると、駆動用ベローズ163に接続された紐状部材173が、吸着部材180Fの-Z方向側の端部を、-X方向側に引っ張り、当該端部が-X方向側に変形する。
 こうしてロボットハンド100Fの吸着部180Fが、対象物の方向を向くと、調整制御部280Fが、吸着部180Fを使用して、対象物を吸着するための制御を行う。かかる制御を行うと、吸着部180Fが、対象物を吸着する。こうして吸着部180Fが対象物を吸着すると、吸着部180Fが収縮して対象物を引き寄せて、引き上げる。
 《指部140Ajの関節の屈曲運動の動作》
 こうして対象物を吸着して引き寄せ、引き上げると、対象物を引き上げた状態で、調整制御部280Fが、指部140Ajの関節を屈曲運動させる制御を行う。かかる制御は、上述した第1実施形態におけるロボットハンド100Aの屈曲運動の動作と同様に行われる。この結果、4本の指部140A1,140A2,140A3,140A4が、対象物を把持する。
 以上説明したように、第6実施形態では、対象物の把持に際して、まず、調整制御部280Fが、指部140Aj(j=1,…,4)のベローズ241j,242jからの空気の強制的排出を行うための制御を行う。かかる制御を行うと、第1及び第2の関節部が伸展状態となる。第1及び第2の関節部が伸展状態になると、支持装置により、ロボットハンド100Fは、対象物の近傍に位置するように移動する。
 こうしてロボットハンド100Fが対象物の近傍に移動すると、調整制御部280Fは、入力部を利用して行われる利用者による入力結果に基づき、吸着部180Fの端部が対象物の吸着に適した当該対象物の表面に対向するように変形させる。かかる吸着部180Fの変形に際して、吸着部180Fの端部を+X方向かつ+Y方向側を向くように変形させる際には、調整制御部280Fは、駆動用ベローズ161からの空気の強制的排出を行い、駆動用ベローズ162,163へ空気の強制的供給を行うための制御を行う。かかる制御により、駆動用ベローズ161が膨張して、吸着部180Fの-Z方向側の端部が+X方向かつ+Y方向側に引っ張られる。
 また、かかる吸着部180Fの変形に際して、吸着部180Fの端部を-Y方向側を向くように変形させる際には、調整制御部280Fは、駆動用ベローズ162からの空気の強制的排出を行い、駆動用ベローズ161,163へ空気の強制的供給を行うための制御を行う。かかる制御により、駆動用ベローズ162が収縮して、吸着部180Fの-Z方向側の端部が-Y方向側に引っ張られる。
 また、かかる吸着部180Fの変形に際して、吸着部180Fの端部を-X方向側を向くように変形させる際には、調整制御部280Fは、駆動用ベローズ163からの空気の強制的排出を行い、駆動用ベローズ161,162へ空気の強制的供給を行うための制御を行う。かかる制御により、駆動用ベローズ163が収縮して、吸着部180Fの-Z方向側の端部が-X方向側に引っ張られる。
 したがって、吸着部180Fの-Z方向側の端部が、対象物が存在する方向を向いて、当該対象物の吸着に適するように、吸着部180Fを変形させることができる。
 そして、吸着部180Fが対象物を吸着すると、吸着部180Fが収縮して、対象物を引き寄せ、引き上げる。引き続き、調整制御部280Fは、指部140Ajのベローズ241j,242jへの空気の強制的供給を行うための制御を行う。かかる制御を行うと、第1及び第2の関節部が屈曲状態となる。このため、関節が屈曲した指部140Ajが対象物を把持することができる。
 したがって、第6実施形態によれば、上述した第1~第5実施形態と同様に、対象物の把持に際して、指部が適切に運動を行うことができる。
 [第7実施形態]
 次いで、本発明の第7実施形態を、図24~図29を主に参照して説明する。
 <構成>
 図24,25には、第7実施形態に係るロボットハンド100Gの外観図が示されている。図24は、ロボットハンド100Gを、図24に示した座標系で表した斜視図である。また、図25は、ロボットハンド100Gを、+Z方向側から視た外観図(XY平面視図)である。第7実施形態についても、ロボットハンド100Gは、不図示の支持装置に取り付けられ、当該支持装置により、X方向、Y方向及びZ方向に移動可能になっているものとする。
 図24,25により総合的に示されるように、ロボットハンド100Gは、上述した第1実施形態のロボットハンド100Aと比べて、ハンド部110Aに代えてハンド部110Gを備える点、及び、調整制御部280Aに代えて調整制御部280Gを備える点が異なっている。以下、これらの相違点に主に着目して説明する。
 《ハンド部110Gの構成》
 上記のハンド部110Gの構成について、説明する。ハンド部110Gは、図24,25及び図26により総合的に示されるように、上述した第1実施形態のハンド部110Aと比べて、ベース部材120Aに代えてベース部材120Gを備える点、取付部材130Aに代えて取付部材130Gを備える点、指部140Aj(j=1,…,4)に代えて指部140Gk(k=1,…,3)を備える点、回転駆動部190kを更に備える点、及び、吸着部180Aを備えていない点が異なっている。ここで、図26は、ハンド部110Gを、+X方向側から視た外観図(YZ平面視図)である。
 上記のベース部材120Gは、上述した第1実施形態のベース部材120Aと比べて、中央に開口が形成されていない点が異なっている。当該ベース部材120Gにおける+Z方向側の面には、取付部材130G及び指部140Gkが取り付けられている。
 上記の取付部材130Gは、例えば、鋼鉄製の板状部材であり、ベース部材120Gにおける+Z方向側の面に固定して取り付けられる。第7実施形態では、当該取付部材130Gには、指部140Gkが固定されている。
 上記の指部140Gk(k=1,…,3)は、第7実施形態では、取付部材130Gに固定されて、ベース部材120Gに取り付けられている。ここで、図26には、指部140G1の構成図が示されている。第7実施形態では、指部140G2,140G3についても、指部140G1と同様に構成されている。
 指部140Gk(k=1,…,3)のそれぞれは、図24~図26により総合的に示されるように、第1リンク部221Gkと、第2リンク部222Gkとを備えている。また、指部140Gkのそれぞれは、ベローズ241kと、配管251kとを備えている。
 上記の第1リンク部221Gkは、例えば、鋼鉄製の部材であり、長板部を有している。当該長板部には、他方側(図26における「+Y方向側」)の端部に略直立して+Z方向に沿って延びる環状の接続部が形成されている(図27参照)。第1リンク部221Gkの長板部の他方側の端部には、軸部材AX6kにより、第1板部材226kが接続されている(図27参照)。そして、第1リンク部221Gkの他方側の端部の接続部は、ベローズ241kの一方側端部に接続されている。ここで、第1リンク部221Gkの接続部及び第1板部材226kは、第1の関節部JTV1kの一部となっている。第1の関節部JTV1kの構成については、後述する。
 また、第1リンク部221Gkの長板部の一方側(図26における「-Y方向側」)の端部には、取付部材130Gが固定されている。当該第1リンク部221Gkの長板部は、ベース部材120Gに取付けられている。
 上記の第2リンク部222Gkは、例えば、鋼鉄製の部材であり、長板部を有している。当該長板部には、一方側の端部に略直立して延びる環状の接続部が形成されている(図27参照)。第2リンク部222Gkの長板部の一方側の端部には、軸部材AX7kにより、第2板部材227kが接続されている(図27参照)。そして、第2リンク部222Gkの一方側の端部の接続部は、ベローズ241kの他方側端部に接続されている。ここで、第2リンク部222Gkの接続部及び第2板部材227kは、第1の関節部JTV1kの一部となっている。
 ((第1の関節部JTV1kの構成))
 上記の第1の関節部JTV1kは、図27に示されるように、上述した第1リンク部221Gkの接続部と、第1板部材226kと、第2リンク部222Gkの接続部と、第2板部材227kとから構成されている。ここで、第1リンク部221Gkの接続部、及び、第1板部材226kは、軸部材AX6kにより、回転可能に接続されている。また、第2リンク部222Gkの接続部、及び、第2板部材227kは、軸部材AX7kにより、回転可能に接続されている。そして、第1板部材226k及び第2板部材227kが、軸部材AX8により、回転可能に接続されている。
 すなわち、第1の関節部JTV1kは、図27の(A)~(C)及び(a)~(c)により総合的に示されるように、3軸性の関節運動を行えるようになっている。なお、図27では、不図示であるが、第1の関節部JTV1kの両側には、紐状部材を通す貫通穴が形成されている。
 (回転駆動部190kの構成)
 上記の回転駆動部190k(k=1,…,3)について、説明する。図28(A),(B)には、回転駆動部1901の構成図が示されている。第7実施形態では、回転駆動部1902,1903についても、回転駆動部1901と同様に構成されている。
 回転駆動部190k(k=1,…,3)のそれぞれは、図24~図26及び図28(A),(B)により総合的に示されるように、固定部材193kと、回転駆動用ベローズ191Lk,191Rkとを備えている。また、回転駆動部190kは、紐状部材195Lk,195Rkを備えている。
 上記の固定部材193kは、例えば、鋼鉄製の部材であり、底部と、当該底部に接続されたZ方向に沿って延びる長板部とを含む部材である。底部は、第1リンク部221Gkに固定されている。長板部は、回転駆動用ベローズ191Lk,191Rkの一方側端部に接続されている。
 上記の回転駆動用ベローズ191Lk,191Rkは、等間隔の環状溝を有する伸縮自在な樹脂製の部材である。回転駆動用ベローズ191Lk,191Rkの一方側端部は、固定部材193kの長板部に接続される。また、回転駆動用ベローズ191Lk,191Rkの他方側端部は、紐状部材195Lk,195Rkの一方の端部に接続される。こうして接続された回転駆動用ベローズ191Lk,191Rkは、第1の関節部JTV1kの運動を行う力を発生させる。
 ここで、回転駆動用ベローズ191Lkは、+Z方向側から視て、ベース部材120Gの中心から第1リンク部221Gkが伸びる方向に沿って左側(以下、単に「左側」という)に配置されている。また、回転駆動用ベローズ191Rkは、+Z方向側から視て、ベース部材120Gの中心から第1リンク部221Gkが伸びる方向に沿って右側(以下、単に「右側」という)に配置されている。
 また、回転駆動用ベローズ191Lk,191Rkには、可撓性を有する樹脂製の配管290Lk,290Rkが取り付けられ、当該回転駆動用ベローズ191Lk,191Rkは、配管290Lk,290Rkを介して調整制御部280Gと接続している(不図示)。そして、回転駆動用ベローズ191Lk,191Rk内の空気圧が変化すると、当該ベローズが膨縮する。この結果、回転駆動用ベローズ191Lk,191Rkが第1の関節部JTV1kを運動させる力を発生させる。
 上記の紐状部材195Lkは、可撓性を有する非伸縮性の部材である。紐状部材195Lkの一方の端部は、回転駆動用ベローズ191Lkの他方側端部に接続されている。また、紐状部材195Lkは、第1の関節部JTV1kの左側に設けられた貫通穴に通される。そして、紐状部材195Lkの他方の端部は、第1の関節部JTV1kを構成する第2リンク部222Gkの一方側の端部の左側に接続されている。
 上記の紐状部材195Rkは、可撓性を有する非伸縮性の部材である。紐状部材195Rkの一方の端部は、回転駆動用ベローズ191Rkの他方側端部に接続されている。また、紐状部材195Rkは、第1の関節部JTV1kの右側に設けられた貫通穴に通される。そして、紐状部材195Rkの他方の端部は、第1の関節部JTV1kを構成する第2リンク部222Gkの一方側の端部の右側に接続されている。
 《調整制御部280G》
 上記の調整制御部280Gについて説明する。調整制御部280Gは、上述した第1実施形態の調整制御部280Aと比べて、第7実施形態のロボットハンド100Gが、指部140Aj(j=1,…,4)に代えて指部140Gk(k=1,…,3)を備えることに対応して、ベローズ241kへの空気の強制的供給、及び、ベローズ241kからの空気の強制的排出を行う点が異なっている。また、調整制御部280Gは、第7実施形態のロボットハンド100Gが、回転駆動用ベローズ191Lk,191Rkを更に備えることに対応して、回転駆動用ベローズ191Lk,191Rkへの空気の強制的供給、及び、回転駆動用ベローズ191Lk,191Rkからの空気の強制的排出を更に行う点が異なっている。また、調整制御部280Gは、第7実施形態のロボットハンド100Gが、吸着部180Aを備えていないことに対応して、吸着部180Aを使用した吸着処理を行わないことが異なっている。
 <動作>
 以上のようにして構成されたロボットハンド100Gの動作について、第1の関節部JTV1kの関節運動の動作に主に着目して説明する。
 当初においては、ロボットハンド100Gでは、調整制御部280Gによるベローズ241k、及び、回転駆動用ベローズ191Lk,191Rk内の空気圧調整は行われていないものとする。
 《指部140Gkの関節の伸展運動の動作》
 指部140Gkの第1の関節部JTV1kの伸展運動の動作は、調整制御部280Gが、ベローズ241kからの空気の強制的排出を行うための制御を行う。かかる制御を行うと、ベローズ241k内の空気圧が下降して、ベローズ241kが収縮する。
 こうしてベローズ241kが収縮すると、ベローズ241kが、第1の関節部JTV1kを伸展状態にする力を発生する。当該力により、第2リンク部222Gkが、軸部材AX6j,AX7jを回転軸にして、指部140Gkが伸展状態となるように第1リンク部221Gkに対して回転する。
 《指部140Gkの関節の屈曲運動の動作》
 指部140Gkの第1の関節部JTV1kの屈曲運動の動作は、調整制御部280Gが、ベローズ241kへの空気の強制的供給を行うための制御を行う。かかる制御を行うと、ベローズ241k内の空気圧が上昇して、ベローズ241kが膨張する。
 こうしてベローズ241kが膨張すると、ベローズ241kが、第1の関節部JTV1kを屈曲状態にする力を発生する。当該力により、第2リンク部222Gkが、軸部材AX6j,AX7jを回転軸にして、第1リンク部221Gkに対して、指部140Gkが屈曲状態となるように回転する。
 《指部140Gkの関節の伸展屈曲運動以外の運動の動作》
 指部140Gの伸展屈曲運動以外の運動、すなわち、軸部材AX8k(図27参照)を回転軸にした運動について、説明する。第2リンク部222Gkを、第1リンク部221Gkに対して左側に回転させるには、調整制御部280Gが、回転駆動用ベローズ191Lkからの空気の強制的排出を行い、回転駆動用ベローズ191Rkへ空気の強制的供給を行うための制御を行う。
 かかる制御により、回転駆動用ベローズ191Lk内の空気圧が下降して、回転駆動用ベローズ191Lkが収縮し、回転駆動用ベローズ191Rk内の空気圧が上昇して、回転駆動用ベローズ191Rkが膨張する。こうした状態になると、図29(A),(B)に示されるように、回転駆動用ベローズ191Lkに接続された紐状部材195Lkが、第2リンク部222Gkの端部の左側を引っ張り、回転駆動用ベローズ191Rkに接続された紐状部材195Rkが、第2リンク部222Gkの端部の右側を引っ張らない状態になる。この結果、第2リンク部222Gkが、軸部材AX8kを回転軸にして、左側に回転する。
 ここで、図29(A),(B)は、ハンド部110Gを、図29(A),(B)に示した座標系で表した斜視図である。なお、図29(B)では、ベローズ241kでの図示を省略している。
 また、第2リンク部222Gkを、第1リンク部221Gkに対して右側に回転させるには、調整制御部280Gが、回転駆動用ベローズ191Rkからの空気の強制的排出を行い、回転駆動用ベローズ191Lkへ空気の強制的供給を行うための制御を行う。
 かかる制御により、回転駆動用ベローズ191Rk内の空気圧が下降して、回転駆動用ベローズ191Rkが収縮し、回転駆動用ベローズ191Lk内の空気圧が上昇して、回転駆動用ベローズ191Lkが膨張する。こうした状態になると、回転駆動用ベローズ191Rkに接続された紐状部材195Rkが、第2リンク部222Gkの端部の右側を引っ張り、回転駆動用ベローズ191Lkに接続された紐状部材195Lkが、第2リンク部222Gkの端部の左側を引っ張らない状態になる。この結果、第2リンク部222Gkが、軸部材AX8kを回転軸にして、右側に回転する。
 また、第2リンク部222Gkが延びる方向を、第1リンク部221Gkが延びる方向と同じにするには、調整制御部280Gが、回転駆動用ベローズ191Lkからの空気の強制的排出を行い、回転駆動用ベローズ191Rkからの空気の強制的排出を行うための制御を行う。
 かかる制御により、回転駆動用ベローズ191Lk内の空気圧が下降して、回転駆動用ベローズ191Lkが収縮し、回転駆動用ベローズ191Rk内の空気圧が下降して、回転駆動用ベローズ191Rkが収縮する。こうした状態になると、図24~図26に示されるように、回転駆動用ベローズ191Lkに接続された紐状部材195Lkが、第2リンク部222Gkの端部の左側を引っ張り、回転駆動用ベローズ191Rkに接続された紐状部材195Rkが、第2リンク部222Gkの端部の右側を引っ張る。この結果、第2リンク部222Gkが延びる方向が、第1リンク部221Gkが延びる方向と同じになる。
 第1の関節部JTV1kの関節運動の動作は、上述した「指部140Gkの関節の伸展運動の動作」、「指部140Gkの関節の屈曲運動の動作」及び「指部140Gkの関節の屈伸運動以外の運動の動作」を適宜組み合せて、ロボットハンド110Gは、対象物を把持する。
 以上説明したように、第7実施形態では、対象物の把持は、指部140Gkの第1の関節部JTV1kの伸展屈曲運動、当該屈曲伸展運動以外の関節運動を適宜、組み合せて実行される。第1の関節部JTV1kの伸展運動に際しては、調整制御部280Gは、指部140Gk(k=1,…,3)のベローズ241kからの空気の強制的排出を行うための制御を行う。かかる制御を行うと、第1の関節部が伸展状態となる。また、第1の関節部JTV1kの屈曲運動に際しては、調整制御部280Gは、ベローズ241kへの空気の強制的供給を行うための制御を行う。かかる制御を行うと、第1の関節部が屈曲状態となる。
 また、第1の関節部JTV1kの軸部材AX8kを回転軸にした運動について、第2リンク部222Gkを、第1リンク部221Gkに対して左側に回転させるには、調整制御部280Gは、回転駆動用ベローズ191Lkからの空気の強制的排出を行い、回転駆動用ベローズ191Rkへ空気の強制的供給を行うための制御を行う。かかる制御を行うと、回転駆動用ベローズ191Lkが収縮して、紐状部材195Lkが第2リンク部222Gkの端部の左側を引っ張り、回転駆動用ベローズ191Rkが膨張して、紐状部材195Rkが第2リンク部222Gkの端部の右側を引っ張らない。この結果、第2リンク部222Gkが、軸部材AX8kを回転軸にして、左側に回転する。
 また、第2リンク部222Gkを、第1リンク部221Gkに対して右側に回転させるには、調整制御部280Gは、回転駆動用ベローズ191Rkからの空気の強制的排出を行い、回転駆動用ベローズ191Lkへ空気の強制的供給を行うための制御を行う。かかる制御を行うと、回転駆動用ベローズ191Rkが収縮して、紐状部材195Rkが第2リンク部222Gkの端部の右側を引っ張り、回転駆動用ベローズ191Lkが膨張して、紐状部材195Lkが第2リンク部222Gkの端部の左側を引っ張らない。この結果、第2リンク部222Gkが、軸部材AX8kを回転軸にして、右側に回転する。
 したがって、第7実施形態によれば、上述した第1~第6実施形態と同様に、対象物の把持に際して、指部が適切に運動を行うことができる。
 [実施形態の変形]
 本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。
 例えば、上記の第1~第6実施形態では、第2リンク部は、指基部及び指先部の2つのリンクから構成されるとした。これに対し、第2リンク部は、1つのリンクから構成されるようにしてもよいし、3つ以上のリンクから構成されるようにしてもよい。
 また、上記の第7実施形態では、第2リンク部は、1つのリンクから構成されるとしたが、2つ以上のリンクから構成されるようにしてもよい。
 また、上記の第1及び第6実施形態では、4本の指部を備えるようにしたが、指部の数は1本~3本であってもよいし、5本以上であってもよい。
 また、上記の第2~5実施形態では、4本の指部を備えるようにしたが、指部の数は2本または3本であってもよいし、5本以上であってもよい。
 また、上記の第7実施形態では、3本の指部を備えるようにしたが、指部の数は1本または2本であってもよいし、4本以上であってもよい。
 また、上記の第1及び第6実施形態では、ロボットハンドが吸着部を備える吸着機構を備えるようにした。これに対し、第2~第5及び第7実施形態のロボットハンドについても、第1又は第6実施形態の場合と同様に、吸着機構を更に備える機構にしてもよい。
 特に、第5実施形態に係る指部の回転機構を有するロボットハンドが、第1又は第6実施形態の場合と同様の吸着機構を備える場合には、以下の動作により、収納部にネジ式で取り付けられた蓋部を、収納部から取り外すことができる。かかる取り外しに際して、まず、吸着部(ベローズ)が蓋部を吸着する。次いで、指部140Bjが収納部を保持する。そして、収納部を保持した状態で、指部140Bjを、収納部から蓋部を取り外す方向に回転させることによって(すなわち収納部を回転させることによって)、蓋部を収納部から取り外すことができる。この場合には、第5実施形態の場合のように、収納部が所定位置に固定されている必要はない。
 また、第5実施形態に係る指部の回転機構を有するロボットハンドが、第1又は第6実施形態の場合と同様の吸着機構を備える場合には、以下の動作により、収納部に蓋部を取り付けることができる。かかる取り付けに際して、まず、吸着部(ベローズ)が蓋部を吸い寄せて吸着する。次いで、指部140Bjが、収納部の開口が+Z方向を向くようにして当該収納部を保持する。そして、収納部を保持した状態で、指部140Bjを、収納部に蓋部を取り付ける方向に回転させることによって(すなわち収納部を回転させることによって)、収納部に蓋部を取り付けることができる。この場合にも、第5実施形態の場合のように、収納部が所定位置に固定されている必要はない。
 また、上記の第5実施形態のロボットハンド100Fは、第2実施形態のロボットハンド100Bの指部を回転することができる構成とした。これに対し、第5実施形態のロボットハンド100Fの指部の回転機構を、第1~第4及び第6、第7実施形態のロボットハンドに組み込んで、指部を回転させるようにしてもよい。
 また、上記の第6実施形態では、吸着部変形駆動部は、駆動用ベローズ及び紐状部材を3組備えるようにしたが、駆動用ベローズ及び紐状部材の組は、1組または2組であってもよいし、4組以上であってもよい。
 また、上記の第7実施形態では、回転駆動部は、回転駆動用ベローズ及び紐状部材を2組備えるようにしたが、回転駆動用ベローズ及び紐状部材の組は、1組であってもよい。この場合には、左側又は右側のいずれかに回転駆動用ベローズ及び紐状部材を配置する。
 また、上記の第7実施形態では、第1の関節部は、第1リンク部における第1の関節部側に蝶番構造で取り付けられる第1板部材と;第2リンク部における第1の関節部側に蝶番構造で取り付けられる第2板部材と;第1板部材と第2板部材とが平行な状態で、第1板部材及び第2板部材を互いに同一平面上で回転可能に取り付ける軸部材と;を備えた構造を有することとした。これに対し、第1の関節部の構造を、第1リンク部に対する第2リンク部の運動として、屈曲及び伸展運動、並びに、屈曲及び伸展運動を行う面と垂直な面での回転運動を含む運動を行うことができる可撓性の材質で成形された構造としてもよい。
 また、第1、第6及び第7実施形態に係るロボットハンドについて、各指部における第1リンク部と、取付部材とが一体成形されていてもよい。また、各指部における第1リンク部と、取付部材と、ベース部材とが一体成形されていてもよい。
 以上説明したように、本発明のロボットハンドは、対象物を把持するロボットハンドに適用することができる。

Claims (13)

  1.  ベース部材と;
     前記ベース部材に取り付けられる少なくとも1つの指部と;
     前記少なくとも1つの指部のそれぞれの運動を制御する調整制御部と;を備え、
     前記少なくとも1つの指部のそれぞれは、
      前記ベース部材上に配置される第1リンク部と;
      前記第1リンク部に対して、第1の関節部により、運動可能に取り付けられる第2リンク部と;
      前記第1の関節部に配置され、前記第1リンク部における前記第1の関節部側の端部側に一方側端部が接続されるとともに、前記第2リンク部における前記第1の関節部側の端部側に他方側端部が接続され、前記第1の関節部が関節運動を行う力を発生させる第1ベローズと;を備え、
     前記第1の関節部は、前記第1リンク部の端部と前記第2リンク部の端部とを含んで構成され、
     前記調整制御部は、前記第1ベローズ内の作動流体圧を調整して、前記第1ベローズを伸縮させる制御を行い、
     前記第1ベローズの伸縮により、前記第1の関節部を利用して、前記第1リンク部に対して前記第2リンク部が運動する、
     ことを特徴とするロボットハンド。
  2.  前記第2リンク部は、
      前記第1リンク部に対して、前記第1の関節部により、運動可能に取り付けられる指基部と;
      前記指基部に対して、第2の関節部により、運動可能に取り付けられる指先部と;
      前記第2の関節部に配置され、前記指基部における前記第2の関節部側の端部側に一方側端部が接続されるとともに、前記指先部における前記第2の関節部側の端部側に他方側端部が接続され、前記第2の関節部が関節運動を行う力を発生させる第2ベローズと;を備え、
     前記第2の関節部は、前記指基部の端部と前記指先部の端部とを含んで構成され、
     前記調整制御部は、前記第2ベローズ内の作動流体圧を更に調整して、前記第2ベローズを伸縮させる制御を更に行い、
     前記第2ベローズの伸縮により、前記第2の関節部を利用して、前記指基部に対して、前記指先部が運動する、
     ことを特徴とする請求項1に記載のロボットハンド。
  3.  前記ベース部材に固定された固定軸部材と;
     前記固定軸部材を回転軸にして、回転可能に前記ベース部材上に配置され、前記第1リンク部の一方の端部が取り付けられる取付部材と;
     前記取付部材に一方側端部が接続されるとともに、前記固定軸部材に他方側端部が接続される回転用ベローズと:を更に備え、
     前記調整制御部は、前記回転用ベローズ内の作動流体圧を更に調整し、前記回転用ベローズを伸縮させる制御を更に行う、
     ことを特徴とする請求項1又は2に記載のロボットハンド。
  4.  前記指部の数は複数であり、
     前記複数の指部には、前記第1リンク部の一方の端部が軸部に取り付けられ、互いに指部の開閉が可能な少なくとも1つの指部対が含まれ、
     前記ベース部材上に配置され、前記軸部が取り付けられるとともに、前記指部対の開閉範囲を規制する規制部材と;
     前記指部対のうちの一の指部における第1リンク部に一方側端部が接続されるとともに、前記指部対のうちの他の指部における第1リンク部に他方側端部が接続される開閉用ベローズと;を備え、
     前記調整制御部は、前記開閉用ベローズ内の作動流体圧を更に調整して、前記開閉用ベローズを伸縮させる制御を更に行う、
     ことを特徴とする請求項1~3のいずれか一項に記載のロボットハンド。
  5.  前記一の指部における第1リンク部及び前記他の指部における第1リンク部は、異なる軸部により、前記規制部材に取り付けられる、ことを特徴とする請求項4に記載のロボットハンド。
  6.  前記指部の数は、4つであり、
     互い違いに対となっている一の対の指部における各第1リンク部を接続する第1接続部材と;
     前記互い違いに対となっている他の対の指部における各第1リンク部を接続する第2接続部材と;
     前記第1接続部材に一方側端部が接続されるとともに、前記第2接続部材に他方側端部が接続される開閉用ベローズと;を更に備え、
     前記第1接続部材は、前記ベース部材に固定され、
     前記第2接続部材は、軸部により、回転可能に前記ベース部材に取り付けられ、
     前記調整制御部は、前記開閉用ベローズ内の作動流体圧を更に調整し、前記開閉用ベローズを伸縮させる制御を更に行う、
     ことを特徴とする請求項1~3のいずれか一項に記載のロボットハンド。
  7.  前記指部の数は複数であり、
     前記複数の指部には、前記第1リンク部の一方の端部に歯部が形成されるとともに、前記一方の端部が軸部に取り付けられた2以上の指部が含まれ、
     前記複数の指部のうちの一の指部に形成された歯部は、少なくとも1つの他の指部に形成された歯部と噛合し、
     前記一の指部における第1リンク部に一方側端部が接続されるとともに、前記一の指部に形成された歯部と噛合する歯部が形成された他の指部における第1リンク部に他方側端部が接続される開閉用ベローズと;を備え、
     前記調整制御部は、前記開閉用ベローズ内の作動流体圧を更に調整して、前記開閉用ベローズを伸縮させる制御を更に行う、
     ことを特徴とする請求項1~3のいずれか一項に記載のロボットハンド。
  8.  前記ベース部材に設けられた吸着部を更に備え、
     前記吸着部は、対象物を吸着し、
     前記第2リンク部は、前記対象物を把持する、
     ことを特徴とする請求項1~7のいずれか一項に記載のロボットハンド。
  9.  前記吸着部は、伸縮自在で可撓性を有する部材であり、
     前記吸着部を変形させる吸着部変形駆動部を更に備える、
     ことを特徴とする請求項7に記載のロボットハンド。
  10.  前記第1の関節部は、蝶番構造を有し、
     前記第1リンク部に対する前記第2リンク部の運動は、屈曲及び伸展運動である、
     ことを特徴とする請求項1~9のいずれか一項に記載のロボットハンド。
  11.  前記第1の関節部は、可撓性の材質で成形された構造を有し、
     前記第1リンク部に対する前記第2リンク部の運動は、屈曲及び伸展運動、並びに、前記屈曲及び伸展運動を行う面と垂直な面での回転運動を含む運動である、
     ことを特徴とする請求項1~9のいずれか一項に記載のロボットハンド。
  12.  前記第1の関節部は、
      前記第1リンク部における前記第1の関節部側に蝶番構造で取り付けられる第1板部材と;
      前記第2リンク部における前記第1の関節部側に蝶番構造で取り付けられる第2板部材と;
      前記第1板部材と前記第2板部材とが平行な状態で、前記第1板部材及び前記第2板部材を互いに同一平面上で回転可能に取り付ける軸部材と;を備えた構造を有し、
     前記第1リンク部に対する前記第2リンク部の運動は、屈曲及び伸展運動、並びに、前記屈曲及び伸展運動を行う面と垂直な面での回転運動を含む運動である、
     ことを特徴とする請求項1~9のいずれか一項に記載のロボットハンド。
  13.  前記第1リンク部における前記第1の関節部側の端部、及び、前記第2リンク部における前記第1の関節部側の端部は、長板形状であり、
     前記第1リンク部の長板形状の部分及び前記第2リンク部の長板形状の部分の少なくとも一方の側部を紐状部材でつなぎ、前記第1リンク部の長板形状の部分の少なくとも一方の側面と、前記第2リンク部の長板形状の部分の少なくとも一方の側面との間における前記紐状部材の長さを調整して、前記屈曲及び伸展運動を行う面と垂直な面での回転運動を行わせる回転駆動部を更に備える、
     ことを特徴とする請求項11又は12に記載のロボットハンド。
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