WO2020174960A1

WO2020174960A1 - ロボットハンド

Info

Publication number: WO2020174960A1
Application number: PCT/JP2020/002478
Authority: WO
Inventors: 一弘小菅; 潤衣川; 陽成小林; ▲しん▼浩陳; 松田　浩一
Original assignee: 国立大学法人東北大学; ミネベアミツミ株式会社
Priority date: 2019-02-28
Filing date: 2020-01-24
Publication date: 2020-09-03
Also published as: TW202033329A; JP7085736B2; JP2020138291A

Abstract

様々な形状の対象物に対して、容易に種々の作業ができるロボットハンドを提供する。　１）支持部からの突出方向と交差する方向に先端部（１１ａ，１１ｂ，１１ｃ）が動くことで開閉する指部（１０ａ，１０ｂ，１０ｃ）を複数本有し、指部（１０ａ，１０ｂ，１０ｃ）が閉じる際の先端部の動きのベクトル（Ｖ_１１ａ，Ｖ_１１ｂ，Ｖ_１１ｃ）が、中心点（Ｃ）に向かい、指部の少なくとも１本（１０ｂ，１０ｃ）が、中心点（Ｃ）を軸として回動可能。２）支持部から突出し、当該突出方向と交差する方向に先端部が動く指部のうちの少なくとも１本が、前記突出方向の所定の線を中心軸として第１の回動が可能で、一端が前記中心軸を軸として回動可能に固定され、他端が前記回動指部の先端部とは反対側の端部近傍と接続するリンク部を有し、該リンク部が、その中途で、前記第１の回動方向に沿った第２の回動を可能とする連結部で接続された２本のリンク部材を有する。

Description

\¥0 2020/174960 1 卩（：17 2020 /002478 明細書

発明の名称：ロボットハンド

技術分野

[0001 ] 本発明は、ロボットハンドに関するものである。

背景技術

[0002] 従来、産業用ロボットアーム等のロボット装置に取り付けられて、対象物を把持し開放する動作により所定の作業を行うロボットハンドが知られている。近年では、例えば工具を把持して部品の組み付け等の作業を行ったり、微小な部品を把持して精度良く配置したり等、各種作業を 1台で行うことができる多機能なロボットハンドが提案されている（例えば、特許文献 1参照

[0003] しかし、ロボットハンドが把持しようとする対象物の形状や大きさは様々であり、ロボットハンドの指部の配置によっては、把持し難い場合があった。特許文献 1 に記載のロボットハンド装置では、 3本の指 2が 1 2 0 ^° の角度をもって等間隔（回転対称）に配されている（特許文献 1の図 1参照）。このロボットハンド装置において、 3本の指 2の中心に対象物が置かれた場合には、 3方向から均等に包み込まれるように対象物が把持されるため、安定的な把持が可能であった。

[0004] しかし、例えば、長尺状や直方体形状等の対象物では、相互に平行な位置関係にある外表面を挟み込もうとした場合に、 3本の指 2のうちの 1本を当該外表面の一方に垂直方向から当接させても、反対側の外表面では、他の 2 本の指 2が斜めに当接する状態となってしまう。そのため、対象物を把持することが困難であり、把持することができたとしても、把持が不安定であったり、多くの把持力を要したり等の不具合があった。

[0005] また、ロボットハンドが行う作業は、把持のみならず、例えば、対象物に取り付けられた環状の吊り掛け部に指を引っ掛けて持ち上げる作業なども考えられる。特許文献 1 に記載のロボットハンド装置のように指 2の位置が固 \¥0 2020/174960 2 卩（：170? 2020 /002478

定されていると、 3本の指 2のいずれも環状の吊り掛け部に指を引っ掛けるのに適した方向にならず、ロボット装置あるいは対象物の位置乃至角度を適宜調整する等新たな作業が必要になってしまう。

先行技術文献

特許文献

[0006] 特許文献 1 :特開 2 0 1 0 _ 1 1 0 8 5 3号公報

発明の概要

発明が解決しようとする課題

[0007] したがって、本発明は、様々な形状の対象物に対して、容易に種々の作業をすることができるロボットハンドを提供することを _つの課題とする。課題を解決するための手段

[0008] 上記課題は、以下の本発明により解決される。即ち、本発明の第 1の態様は、支持部から突出し、当該突出方向と交差する方向に先端部が動くことで開閉する指部を複数本有し、

前記複数本の指部が閉じる際の先端部の動きのべクトルが、前記突出方向から見て、 1つの中心点に向かっており、かつ、

前記指部のうちの少なくとも 1本が、前記中心点を通る前記突出方向の線を中心軸として回動可能な回動指部である、ロボットハンドである。

[0009] 本発明の第 1の態様においては、前記指部を 3本以上有し、そのうちの少なくとも 2本は前記回動指部であり、

前記 2本の回動指部の回動方向が相互に逆方向であるとともに、当該 2本の回動指部の先端部の対応箇所同士を結ぶ線の中心と、前記指部のうちの前記回動指部以外のいずれかの指部の先端部の中心とを結ぶ線が、前記突出方向からみて、前記中心点を通ることが好ましい。

[0010] —方、本発明の第 2の態様は、支持部から突出し、当該突出方向と交差する方向に先端部が動く指部を 1本以上有し、

前記指部のうちの少なくとも 1本が、前記突出方向の所定の線を中心軸と \¥0 2020/174960 3 卩（：170? 2020 /002478

して第 1の回動が可能な回動指部であり、かつ、

_端が前記中心軸を軸として回動可能に固定され、他端が前記回動指部の先端部とは反対側の端部近傍と接続するリンク部を有するとともに、当該リンク部が、その中途で、前記第 1の回動方向に沿った第 2の回動を可能とする連結部で接続された 2本のリンク部材を有する、ロボットハンドである。

[001 1 ] 本発明の第 2の態様においては、前記 2本のリンク部材のうちの前記中心軸側の第 1のリンク部材における所定方向へのそれ以上の前記第 1の回動を規制する規制部材を備え、

前記第 1のリンク部材が前記規制部材により前記第 1の回動が規制されるまでは、前記 2本のリンク部材が一直線状になって前記第 1の回動をし、前記第 1のリンク部材が前記規制部材により前記第 1の回動が規制された際に、前記 2本のリンク部材のうちの前記回動指部側の第 2のリンク部材が、前記連結部を軸として前記第 2の回動をすることが好ましい。

[0012] この場合に、前記指部を 2本以上有し、そのうちの 2本は、前記回動指部であり、かつ、それらの前記第 1の回動方向が相互に逆方向とすることができる。また、前記 2本の回動指部において、それぞれ、前記第 1のリンク部材が前記規制部材により前記第 1の回動が規制された後、前記第 2のリンク部材に接続する 2本の前記回動指部の先端部の動く方向が平行になるまで、前記第 2のリンク部材が前記第 2の回動をするようにすることができる。

[0013] さらにこの場合に、前記指部を 3本以上有し、前記 2本の回動指部の先端部の動く方向が平行になった際に、

前記指部のうちの前記回動指部以外のいずれかの指部の先端部が、前記 2 本の回動指部の先端部の動く方向と対向する方向に動くようにすることが好ましい。

[0014] また、この場合に、前記第 1のリンク部材が前記規制部材により回動が規制されていない状態における全ての前記指部の先端部の動きのベクトルが、前記突出方向から見て、 1つの中心点に向かっており、

前記回動指部における前記中心軸が、全て前記中心点を通る構成、即ち、 \¥0 2020/174960 4 卩（：170? 2020 /002478

本発明の第 1の態様と第 2の態様とをともに備えることが好ましい。

［0015］本発明の第 1の態様及び第 2の態様のいずれにおいても、前記指部の先端部の動きが、前記突出方向に対して垂直方向の動きであることが望ましい。発明の効果

［0016］本発明の第 1の態様及び第 2の態様によれば、様々な対象物に対して、幅広い作業を可能とするロボットハンドを提供することができる。

図面の簡単な説明

［0017］［図 1］本発明の一例である実施の形態にかかるロボットハンドの斜視図である

［図 2］本発明の一例である実施の形態にかかるロボットハンドの上面図である

［図 3］本発明の一例である実施の形態にかかるロボットハンドの縦断面図であり、図 2における八 _八断面図である。

［図 4］ 3つの指部における先端部が、同心円上に位置せず、回動中心も一致しない状態となっている参考例の指部を模式的に示す模式平面図である。

［図 5］本実施の形態の指部を模式的に示す模式平面図である。

［図 6］本実施の形態の指部において、回動指部が回動して近づいた状態を模式的に表す模式平面図である。

［図 7］本実施の形態の指部において、回動指部が回動して遠ざかった状態を模式的に表す模式平面図である。

［図 8］本発明の一例である実施の形態にかかるロボットハンドの縦断面図であり、図 2における巳 _巳断面図である。

［図 9］本発明の一例である実施の形態におけるギアユニットのみを取り出した拡大斜視図である。

［図 10］本発明の一例である実施の形態におけるギアユニットの図 9における E E断面図である。

［図 1 1］本発明の一例である実施の形態におけるギアユニットの歯車群のみを表した上面図である。 \¥0 2020/174960 5 卩（：170? 2020 /002478

［図 12］本発明の一例である実施の形態にかかるロボットハンドの横拡大断面図であり、図 8における 1\1 _ 1\1拡大断面図である。

［図 13］本実施の形態の指部における中心軸〇から先端部 1 1 匕， 1 1 〇までの構造を単なる直線状のリンクに置き換えた場合の、回動指部が回動して近づいて干渉した状態を模式的に表す模式平面図である。

［図 14］図 4に示す参考例の指部において、 2つの回動指部の先端部の移動方向の両べクトルが、残りの指部の先端部の移動方向のべクトルに対向するまで、 2つの回動指部を近づけた状態を模式的に示す模式平面図である。

［図 15］本実施の形態の指部において、回動指部の先端部の移動方向の両べクトルが、残りの指部の先端部の移動方向のベクトルに対向するまで、 2つの回動指部を近づけた状態を模式的に示す模式平面図である。

［図 16］本実施の形態におけるリンク部の第 2の回動を説明するための図であり、対象箇所のみを抜き出し、下方から見た模式平面図である。

［図 17］図 1 6の構成を横方向から見た模式側面図である。

［図 18］図 1 6におけるリンク部及びその周辺部のみを抜き出し、かつ、駆動リンクを除した状態で示す模式平面図である。

［図 19］図 1 8の状態から、第 1のリンク部材が回動した状態を示す模式平面図である。

［図 20］図 1 6におけるリンク部及びその周辺部のみを抜き出した模式平面図である。

［図 21］図 2 0の状態から、第 1の遊星歯車 4 2 6あるいは第 2の遊星歯車 4 2 7と、回動シャフト 2 4と、の回動（公転）がさらに進み、第 2のリンク部材 2 7が第 2の回動をした状態を示す模式平面図である。

［図 22］図 2 0に示す構成から、主としてリンク部のみを抜き出して示す模式平面図である。

［図 23］本実施の形態のロボットハンドから指部及びその回動機構のみを抜き出した、上方から見た平面図である。

［図 24］図 2 3に示す状態から、回動指部の先端部の移動方向の両べクトルが \¥02020/174960 6 卩（：170? 2020 /002478

、残りの指部の先端部の移動方向のベクトルに対向するまで、 2つの回動指部を近づけた状態を示す平面図である。

［図 25］本実施の形態における指部の構造を説明するための概略図である。

［図 26］本発明を実現し得る変形例のギアユニットの歯車群及びその周辺部材を表した斜視図である。

発明を実施するための形態

［0018］以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

以下説明する実施の形態は、本発明の第 1の態様と本発明の第 2の態様の両構成を併せ持つものである。

図 1は、本発明の一例である実施の形態にかかるロボットハンド 1の斜視図であり、図 2は、ロボットハンド 1の上面図である。また、図 3は、ロボットハンド 1の縦断面図であり、図 2における八一八断面図である。

［0019］なお、本実施の形態の説明において、上下、あるいは、上方、下方と云う時は、図 1 における上下関係を意味し、重力方向における上下関係とは、必ずしも一致しない。

ロボットハンド 1は、

^ O b, 1 0〇（第 1指部 1 0 3、第 2指部 1 0匕、第 3指部 1 0〇）と、これら指部

1 06, 1

〇〇を支持する支持部 20と、

1 013, 1 0〇を駆動する第1 駆動部 30及び第 2駆動部 40と、を備えて概略構成されている。

［0020］支持部 20は、ケーシング 50に固定された支持台 2 1 と、支持台 2 1 に回転可能に固定されるとともに、当該支持台 2 1から垂直に立ち上がるシャフト 22と、シャフト 22が嵌揷され、 3つの指部 1 03 , ］ 0 b, 1 0〇の基端部が接続される支持環 23とを有する。

［0021］指部 1 〇 ₃, 1 06, 1 0〇は、支持部 20から上方（突出方向 X）に突出しており、その先端には、対象物を主として把持するための先端部 1 1 3 , 1 1 匕， 1 1 〇が設けられている。この突出方向 Xは、シャフト 22の軸（中心軸〇）と平行である。なお、指部 1 〇 3, 1 〇匕， 1 0〇のそれぞれが突出する方向は、突出方向 Xに対して角度を有して、例えば上方に向けて \¥02020/174960 7 卩（：170? 2020 /002478

広がっていたり窄まっていたりしてもよく、複数の指部が突出する方向の平均（ベクトルで説明すれば、突出方向への 3つのベクトルの和となる方向）が突出方向 Xと一致していればよい。即ち、本発明において、複数の指部の突出方向とは、指部が突出する方向の平均（ベクトルの和）を意味するものとする。

[0022] 第 1駆動部 30は、ケーシング 50に固定された第 1モータ 3 1 と、シャフト 22の下端に取り付けられたプーリ 32と、第 1モータ 3 1の回転駆動力をプーリ 32に伝えるために両者間に架け渡された無端べルト 33と、を有する。

シャフト 22の外周には、ボールねじを構成するネジ溝（不図示）が形成されており、支持環 23の内周に設けられた内ネジ状のネジ溝（不図示）と螺合している。支持環 23は、シャフト 22を軸とする回転方向の動きが規制されており、シャフト 22が回転すると上下方向（シャフト 22の軸方向）に動くようになっている。

[0023] 支持環 23の上下動は、指部 1 0

1 013, 1 0〇の基端部の上下動となり、

^ O b, 1 0〇のリンク構造から、

1 0匕

, 1 0〇の先端部 1 1 3, 1 1 匕， 1 1 〇の水平方向への移動に変換され、先端部 1

1 1 匕， 1 1 〇が、図 2における、中心点〇に向かう方向（矢印 01方向、閉方向）、あるいは、中心点〇から遠ざかる方向（矢印口 2 方向、開方向）に移動する。すなわち、指部 1 〇 3, 1 013, 1 0〇の開閉動作を第 1駆動部 30が担っている。なお、先端部 1 1 3, 1 1 匕， 1 1 〇の水平方向への移動に変換する構成やその動きについては、後に詳述する。

[0024] 3つの指部 1 0

1 013, 1 0〇の開閉動作に伴う全開状態および全閉状態において、それぞれの先端部 1 1 3, 1 1 6, 1 1 〇の位置は、図 2に示す平面視で中心軸〇を中心とした同心円上に位置している。また、 3つの

1 06, 1 0〇のうち、第 1指部 1 03は、中心軸〇を中心とする周方向には移動せず固定されており、第 2指部 1 0匕および第 3指部 1 0〇は、第 2駆動部 40によって、中心軸〇を中心とする周方向に回動可能 \¥02020/174960 8 卩（：170? 2020 /002478

に設けられている。即ち、第 2指部 1 0匕および第 3指部 1 0〇は、本発明に云う「回動指部」に相当する。

[0025] 図 2において、先端部 1 1 3, 1 1 匕， 1 1 〇は、 1 20° の角度をもって等間隔（回転対称）に位置している。そして、本実施の形態においては、これら 3つの先端部 1 1 3, 1 1 匕， 1 1 〇が、中心軸〇を中心とした同心円上に位置したまま、 2つの先端部 1 1 匕， 1 1 〇が、互いに近づいたり遠ざかったりするように、回動可能になっている。

[0026] 図 4は、 3つの先端部が、第 1指部 1 1 03から見た中心点〇 1の同心円上に位置せず、回動中心も一致しない状態となっている参考例の指部を模式的に示す模式平面図である。第 1指部 1 1 0₃は中心点〇 1 を中心とする周方向には移動せず固定されている。また、回動可能な第 2指部 1 1 〇匕および第 3指部 1 1 0〇は、それぞれ回動中心が 02及び 03となっており、相互に一致しておらず、いずれも中心点〇 1 とも一致していない。なお、図 4 において、それぞれの先端部 1 1 1 3, 1 1 1 6, 1 1 1 〇は、模式的に丸形状で示している（以降の模式平面図において同様）。

[0027] 図 4に示すように、本例では、第 1指部 1 1 03から見た中心点〇 1 に対して、第 2指部 1 1 0匕および第 3指部 1 1 0〇の回動中心〇2, 〇3は、相互に逆方向に距離分だけずれた位置にある。

図 4においては、指部が閉じる際のそれぞれの先端部 1 1 1 3, 1 1 1 匕 , 1 1 1 〇の移動方向を矢印 V_{! ! 13}, V _{! ! !} ^

で示している。これら矢印 _{1 1 13}, _{1 1 113}, V_! 。は、それぞれの先端部 1 1 1 3, 1 1 1 匕 , 1 1 1 〇の動きのベクトルと捉えることができる（これらベクトルを「ベクトル V 1 ! ! ₃, V ! ! ! ^ V ! ! !。」と表記する。）。また、先端部 1 1 1 3 , 1 1 1 匕， 1 1 1 〇の移動方向の延長が、図中一点鎖線で表されている。このように、本例では、先端部 1 1 1 3, 1 1 1 6, 1 1 1 〇の動きのべク

1つの中心点に向かっておらず、先端部

1 1 1 3と先端部 1 1 1 匕， 1 1 1 〇とで、把持しようとする対象物に対する把持力が有効に生かされていない状態になっていることがわかる。 \¥02020/174960 9 卩（：170? 2020 /002478

[0028] 即ち、把持しようとする対象物に対して、先端部 1 1 1 3, 1 1 1 6, 1

1 1 〇がずれた方向からアクセスしているため、把持力が有効には生かされていない。また、把持しようとする対象物に、 3つの先端部 1 1 1

1 1 1 匕， 1 1 1 〇のうちのいずれかが最初に接触した際には、その接触した先端部のベクトルの方向に当該対象物が移動してしまい、特に先端部 1 1 1 匕 , 1 1 1 〇のいずれかが最初に接触した場合には、把持の中心位置となるベき中心点〇 1からずれた方向に前記対象物が移動してしまう。そのため、把持がより困難になったり、把持力がより作用しづらくなり、把持の安定性が低下したりしてしまう。

[0029] 第 2指部 1 1 0匕および第 3指部 1 1 0〇を回動中心〇2, 〇3を軸として回動させた場合にも、ベクトル

V _{1 1} ^₁ V_{! ! !}。が、 1つの中心点で交差する状態以外では、上記の如きずれが生じたままであり把持力や把持の安定性の低下は避けられない。特に、先端部 1 1 1 匕と先端部 1 1 1 〇との間の距離が近くなる（べクトル V】】】 ₃とべクトル V】】との成す角が小さくなる）方向へ、第 2指部 1 1 0匕および第 3指部 1 1 0〇が回動して行くと、上記の如きずれによる影響がより顕著となってくる。

[0030] この先端部のべクトルの方向のずれによる把持力や把持の安定性の低下は

、中心点＜31 と回動中心 02 , 03との間の距離が大きいほど顕著となる。これは逆に、この ¢1の値が小さいほど把持力や把持の安定性が向上することを意味する。本実施の形態では、この距離がゼロになっている、即ち、中心点＜31 と回動中心 02, 03とが全て一致している。

[0031] 図 5に、本実施の形態の指部を模式的に表す模式平面図を示す。図 5に示されるように、本実施の形態では、 3つの指部 1 03 , 1 0匕， 1 0〇が閉じる際の先端部 1 1 3, 1 1 匕， 1 1 〇の動きのべクトル V_{! 13}, V_{! 113}, V が、 1つの中心点＜3に向かっている。また、回動指部を構成する第 2指部 1 0匕および第 3指部 1 0〇は、中心点〇を通る突出方向 Xの線を中心軸〇として回動可能となっている。そのため、第 2指部 1 0匕および第 3指部 1 0〇が回動してどの位置にあったとしても、

1 06, 1 0〇が \¥02020/174960 10 卩（：170? 2020 /002478

閉じる際の先端部 1

1 1 匕， 1 1 〇の動きのベクトル V_{! 13}, V_{! 113}, V 。が、 1つの中心点〇に向かっている。

[0032] そのため、本実施の形態の態様によれば、先端部 1 1 3, 1 1 匕， 1 1 〇が全て中心軸〇に向かって動くため、中心軸〇近傍に位置する対象物に対して、把持力が有効に生かされる。また、把持しようとする対象物に、 3つの先端部 1

1 1 匕， 1 1 〇のうちのいずれかが最初に接触した際にも、その接触した先端部のべクトルの方向に当該対象物が移動しても、それは、把持の中心位置となるべき中心点 0に向かって前記対象物が移動することになり、把持力が有効に作用するとともに、把持の安定性が高い。特に、サイズの小さな対象物を把持しようとする場合に、取りこぼすことなく把持することも可能である。

[0033] 図 6は、本実施の形態の指部において、回動指部を構成する第 2指部 1 0 匕および第 3指部 1 0〇が回動して近づいた状態を模式的に表す模式平面図である。図 6に示される通り、第 2指部 1 0匕および第 3指部 1 0〇が回動して近づいても、勿論、指部 1 〇 3, 1 06, 1 0〇が閉じる際の先端部 1 1 3, 1 1 6, 1 1 〇の動きのべクトル V_{] 13}, V _{! !} ^ V_{] ]}。は、 1つの中心点 <3に向かい、中心軸 0近傍に位置する対象物に対して、把持力が有効に作用する。

[0034] また、把持しようとする対象物の形状が長尺状や直方体形状等の場合には、相互に平行な位置関係にある外表面を挟み込む際に、先端部 1 1 3の動きのべクトル _{1 13}と、先端部 1 1 匕， 1 1 〇の動きのべクトル _{1 113}, y^_c とが対向状態に近いため、把持力の無駄が少なく、有効に把持することができる。

[0035] —方、図 7は、本実施の形態の指部において、回動指部を構成する第 2指部 1 0匕および第 3指部 1 0〇が回動して遠ざかった状態を模式的に表す模式平面図である。図 7に示される通り、第 2指部 1 〇匕および第 3指部 1 0 〇が回動して遠ざかっても、勿論、指部 1 〇 3 , 1 0匕， 1 0〇が閉じる際の先端部 1 1 3, 1 1 匕， 1 1 〇の動きのべクトル _{1 13}, _{1 113}, 。は \¥0 2020/174960 1 1 卩（：170? 2020 /002478

、 1つの中心点 0に向かい、中心軸〇近傍に位置する対象物に対して、把持力が有効に作用する。

[0036] また、例えば、長尺物の端部を把持しようとする場合（この場合に当該対象物を本実施の形態のロボットハンド 1で把持するに際しては、対象物の端部を先端部 1 1 3に当接させ、対象物の長手方向が第 2指部 1 0 13および第 3指部 1 0〇の間に位置するようにさせた上で、端部周辺の側面を先端部 1 1 匕， 1 1 〇に当接させることで把持させればよい。）等、把持しようとする対象物の形状によっては、先端部 1 1 匕， 1 1 〇の動きのベクトル V _! V _{! !}。が角度を有していた方がよい場合もあり、そのような対象物の場合に、把持力の無駄が少なく、有効に把持することができる。

[0037] 本実施の形態において、回動指部を構成する第 2指部 1 〇および第 3指部 1 0〇の回動方向は、相互に逆方向となるようになっている。そのため、第 2指部 1 0匕と第 3指部 1 0〇との間の距離を、把持する対象物の大きさや形状に応じた位置に、素早く調整することができる。

[0038] また、図 5に示す通り、回動指部を構成する第 2指部 1 0 13および第 3指部 1 0〇の先端部 1 1 匕， 1 1 〇の対応箇所（図中の丫匕及び丫〇）同士を結ぶ線の中心点と、回動方向には固定された第 1指部 1 〇 3の先端部 1 1 3の中心とを結ぶ線！-が、中心点〇を通るようになっている。そのため、第 1指部 1 〇 3に対する第 2指部 1 0匕および第 3指部 1 0〇の位置関係が対等になり、 3つの指部 1 〇 3 , 1 0 6 , 1 0〇で対象物を均等に包み込むように把持したり、

で挟み込むように把持したり等、いずれの位置においてもバランスよく対象物を把持することができる。

[0039] なお、本発明において、先端部（1 1 匕， 1 1 〇）における「対応箇所」とは、先端部における中心位置同士、重心位置同士、中心軸〇に最も近い位置同士等、両先端部における形状としての対応する位置を指し、先端部 1 1 3の動きのべクトル V _{I 1 3}の延長線 1_を基準として線対称となる位置に相当する。 \¥0 2020/174960 12 卩（：170? 2020 /002478

[0040] 以上の如きロボットハンド

1 0 13 , 1 0〇の動きを実現する、本実施の形態の具体的な装置構成について説明する。

図 8は、本実施の形態にかかるロボットハンド 1の縦断面図であり、図 2 における巳 _巳断面図である。

[0041 ] 第 2駆動部 4 0は、ケーシング 5 0に固定された第 2モータ 4 1 と、第 2 指部 1 0匕および第 3指部 1 0〇を回動移動させるギアユニット 4 2と、第 2モータ 4 1の回転を入カプーリ 4 4に伝えるために両者間に架け渡された無端べルト 4 3と、ギアユニット 4 2に回転を入力するための入カプーリ 4 4と、を有する。ギアユニット 4 2も、ケーシング 5 0に固定されている。

[0042] 図 9は、第 2駆動部 4 0からギアユニット 4 2のみを取り出した拡大斜視図である。また、図 1 0は、ギアユニット 4 2の図 9における巳 _巳断面図であり、図 1 1は、ギアユニット 4 2の歯車群のみを表した（突出方向 Xから見た）上面図である。

ギアユニット 4 2は、回転太陽歯車 4 2 1 と、固定太陽歯車 4 2 2と、伝達歯車 4 2 3と、固定内歯車 4 2 4と、回転内歯車 4 2 5と、第 1の遊星歯車 4 2 6と、第 2の遊星歯車 4 2 7と、を含んで構成される。これらがギアユニットケース 4 2 8内に組み込まれて、一体となったギアユニット 4 2が形成されている。

[0043] 回転太陽歯車 4 2 1 と固定太陽歯車 4 2 2は、ロボットハンド 1の中心軸〇を軸とする同心上で重ねられて配置された、上面視で同一形状かつ同一個数の外歯を有する外歯車である。ただし、固定太陽歯車 4 2 2が固定されて回転しないのに対して、回転太陽歯車 4 2 1はこれとは独立して回転可能になっている。なお、回転太陽歯車 4 2 1は、固定太陽歯車 4 2 2よりも厚み（中心軸〇方向高さ）が大きくなっている。

[0044] 固定内歯車 4 2 4と回転内歯車 4 2 5は、同心上で重ねられて配置された、上面視で同一形状かつ同一個数の内歯を有する内歯車ではある。ただし、固定内歯車 4 2 4が固定されて回転しないのに対して、回転内歯車 4 2 5はこれとは独立して回転可能になっている。なお、回転内歯車 4 2 5は、固定 \¥0 2020/174960 13 卩（：170? 2020 /002478

内歯車 4 2 4よりも厚み（中心軸〇方向高さ）が大きくなっている。

[0045] 回転太陽歯車 4 2 1は、中心軸〇方向における下方（突出方向 Xとは逆側。以下同様。）に位置し、その下方側の外歯が固定内歯車 4 2 4の内歯と対向し、その上方（突出方向 X側。以下同様。）の外歯が回転内歯車 4 2 5の下方の内歯と対向している。また、回転内歯車 4 2 5の上方の内歯は、固定太陽歯車 4 2 2の外歯と対向している。

[0046] 回転太陽歯車 4 2 1 と固定内歯車 4 2 4との間には、第 1の遊星歯車 4 2

6が、両歯車とギアが嚙み合った状態で介在している。また、回転太陽歯車 4 2 1 と回転内歯車 4 2 5との間には、軸が固定されて回転可能な伝達歯車 4 2 3が、両歯車と歯合しながら介在している。そして、回転内歯車 4 2 5 と固定太陽歯車 4 2 2との間には、第 2の遊星歯車 4 2 7が、両歯車と歯合しながら介在している。

[0047] 入カプーリ 4 4は、シャフト 2 2の上方で当該シャフト 2 2と同軸に配された端部 4 2 9に配されるとともに、当該軸部 4 2 9を介して回転太陽歯車 4 2 1 に回転を入力する。ここでは、入カプーリ 4 4から回転太陽歯車 4 2 1 に、矢印方向（時計回り）の回転が入力された場合を例に挙げて説明する。なお、図 1 1 において、回転太陽歯車 4 2 1は、固定太陽歯車 4 2 2の陰に隠れており、その歯先のみが見えている。

[0048] 回転太陽歯車 4 2 1 に入力された矢印方向の回転は、第 1の遊星歯車 4

2 6に伝達され、第 1の遊星歯車 4 2 6を逆回転（反時計回り）、即ち矢印 ◦方向に自転させる。すると、第 1の遊星歯車 4 2 6は、自転しながら固定内歯車 4 2 4の内周を周回し、矢印 1^~1方向（時計回り）に移動（公転）する

[0049] また、回転太陽歯車 4 2 1 に入力された矢印方向の回転は、伝達歯車 4

2 3にも伝達され、伝達歯車 4 2 3を逆回転（反時計回り）、即ち矢印丨方向に回転させる。すると、伝達歯車 4 2 3は、その場で自転しながら回転内歯車 4 2 5に回転を伝達し、回転内歯車 4 2 5を矢印」方向（反時計回り）に回転させる。 \¥0 2020/174960 14 卩（：170? 2020 /002478

[0050] さらに、回転内歯車 4 2 5に伝達された矢印」方向の回転は、第 2の遊星歯車 4 2 7に伝達され、第 2の遊星歯車 4 2 7を同回転（反時計回り）、即ち矢印 <方向に自転させる。すると、第 2の遊星歯車 4 2 7は、自転しながら固定太陽歯車 4 2 2の外周を周回し、矢印 IV!方向（反時計回り）に移動（公転）する。

[0051 ] 以上のようにして、第 2モータ 4 1から、入カプーリ 4 4を介して、回転太陽歯車 4 2 1 に矢印方向（時計回り）の回転が入力されると、第 1の遊星歯車 4 2 6が矢印 1^~1方向（時計回り）に、第 2の遊星歯車 4 2 7が矢印 IV! 方向（反時計回り）に、それぞれ公転し、両歯車が互いに近づくように移動する。

[0052] それに対して、回転太陽歯車 4 2 1 に矢印方向とは逆方向（反時計回り）の回転が入力された場合には、全ての歯車が、それぞれ以上説明した回転方向とは逆方向に回転する。そして、最終的に、第 1の遊星歯車 4 2 6が矢印 IV!方向（反時計回り）に、第 2の遊星歯車 4 2 7が矢印 1^~1方向（時計回り）に、それぞれ公転し、両歯車が互いに遠ざかるように移動する。

[0053] 図 1 2に、ギアユニット 4 2直下におけるロボットハンド 1の横断面拡大図

拡大断面）を示す。

第 1の遊星歯車 4 2 6には、第 1回動シャフト 2 4匕（図 8、図 1 1及び図 1 2参照。図 9及び図 1 0では不図示）が、回転自在に嵌挿されて取り付けられている。第 1の遊星歯車 4 2 6の矢印 1^~1あるいは矢印 1\/1方向への公転と共に第 1回動シャフト 2 4匕も連れ回り、中心軸〇を軸として、回動移動する。この回動運動が、リンク部 2 5匕を介して第 2指部 1 0匕へと伝達される。

[0054] リンク部 2 5匕は、シャフト 2 2に回転自在に固定される回転リング部 2

5匕 1 と、中途で第 2回動シャフト 2 4〇が回転自在に嵌揷され、シャフト 2 2から離れた側の端部で第 2指部 1 0匕（詳しくは、後述する指リンク部材）に接合される回動リンク部 2 5匕 2と、を有する。これにより、第 1の遊星歯車 4 2 6の公転移動が、第 2指部 1 〇の回動動作となる。 \¥0 2020/174960 1 5 卩（：170? 2020 /002478

[0055] また、第 2の遊星歯車 4 2 7には、第 2回動シャフト 2 4〇（図 9〜図 1

2参照。図 8では不図示）が、回転自在に嵌揷されて取り付けられている。第 2の遊星歯車 4 2 7の矢印 1\/1あるいは矢印 1^~1方向への公転と共に第 2回動シャフト 2 4〇も連れ回り、中心軸〇を軸として、回動移動する。この回動運動が、後述するリンク部 2 5〇を介して第 3指部 1 0〇へと伝達されて、当該第 3指部 1 0〇の回動動作となる。

[0056] リンク部 2 5〇もリンク部 2 5匕と同様、回転リング部と回動リンク部 2

5〇 2と、を有するが、リンク部 2 5〇の回転リング部は、回転リング部 2 5 13 1 と重なった状態でシャフト 2 2に回転自在に固定されているため、図 1 2には現れていない。リンク部 2 5〇の回転リング部は、回動リンク部 2 5 13 1 とは独立して、シャフト 2 2に回転自在に固定されている。そして、リンク部 2 5〇の回転リング部 2 5匕 1は、回動リンク部 2 5匕 2と一体になっており、当該回動リンク部 2 5匕 2に第 3指部 1 0〇（詳しくは、後述する指リンク部材）が接合されている。これにより、第 2の遊星歯車 4 2 7 の公転移動が、第 3指部 1 0〇の回動動作となる。

[0057] なお、リンク部 2 5匕及びリンク部 2 5〇の回転リング部（不図示及び 2

5〇 2）は、後述する支持環 2 3または固定環 5 1 （図 2 5参照）の一部を構成する。支持環 2 3または固定環 5 1のいずれの一部であっても、回転リング部（不図示及び 2 5〇 2）は、支持環 2 3あるいは固定環 5 1の他の部分に回転自在に接続されて構成される。したがって、回転リング部（不図示及び 2 5〇 2）が支持環 2 3の一部を構成する場合には、支持環 2 3の上下動に伴って、回転リング部（不図示及び 2 5〇 2）が上下動する。

[0058] 以上、説明したように、回動指部を構成する第 2指部 1 0 13および第 3指部 1 0〇は、中心軸〇を中心とする周方向に回動可能に設けられている。そのため、図 6に示すように、第 2指部 1 0匕および第 3指部 1 0〇が回動して近づくことによって、先端部 1 1 13 , 1 1 〇の動きのべクトル V _{! 1 13} , V _{! !} 。は、先端部 1 1 3の動きのベクトル V _{! 1 3}の対向状態に近づけることはできる。 \¥0 2020/174960 16 卩（：170? 2020 /002478

[0059] しかし、両指部の中心軸〇から先端部 1 1 匕， 1 1 〇までの構造が単に直線状のリンク（模式図である図 4〜 6及び図 1 3の指部 1 0匕， 1 0〇の状態）であると、図 1 3に示すように干渉が生じてしまうため、対向状態（ベクトルの向きが逆の平行状態）になるまで近づけることはできない。

[0060] なお、図 1 3は、本実施の形態の指部における中心軸 0から先端部 1 1 匕 , 1 1 〇までの構造を単なる直線状のリンクに置き換えた場合の、回動指部を構成する第 2指部 1 0匕および第 3指部 1 0〇が回動して近づいた状態を模式的に表す模式平面図である。第 2指部 1 0匕と第 3指部 1 0〇とが近づきすぎると、第 2指部 1 0匕および第 3指部 1 0〇におけるいずれかの箇所が干渉してしまい、それ以上第 2指部 1 0匕と第 3指部 1 0〇とを近づけることができない限界がある。

[0061 ] 一方、図 1 4は、図 4に示す参考例の指部において、回動指部を構成する第 2指部 1 1 0匕および第 3指部 1 1 0〇の先端部 1 1 1 匕， 1 1 1 〇の移動方向の両ベクトルが、第 1指部 1 1 0 3の先端部 1 1 1 3の移動方向のベクトルに対向するまで、第 2指部 1 1 0匕および第 3指部 1 1 0〇を近づけた状態を模式的に示す模式平面図である。

[0062] このように、第 1指部 1 1 0 3から見た中心点〇 1 に対して、回動指部を構成する第 2指部 1 1 0匕および第 3指部 1 1 0〇の回動中心〇2 , 〇3が、相互に逆方向にずれた状態になっているため、第 2指部 1 1 0匕と第 3指部 1 1 0〇との間で干渉が生じることがない。よって、この参考例においては、図 1 4に示されるように、第 2指部 1 1 0匕と第 3指部 1 1 0〇とを、先端部 1 1 1 3の動きのべクトル V _{! ! 1 3}と、先端部 1 1 1 匕， 1 1 1 〇の動きのベクトル V _I

とが、対向状態（ベクトルの向きが逆の平行状態）になるまで、近づけることができることがわかる。

[0063] そこで本実施の形態においては、回動指部を構成する第 2指部 1 1 〇匕および第 3指部 1 1 0〇と、中心軸〇と、の間に、 2本のリンク部材からなるリンク部を介在させることで、先端部 1 1 13 , 1 1 〇の動きのベクトル V _{! 1 13} , V 。が、先端部 1 1 3の動きのベクトル V ₃に対して対向状態となるこ \¥0 2020/174960 17 卩（：170? 2020 /002478

とを実現している。

[0064] 図 1 5は、本実施の形態の指部において、回動指部を構成する第 2指部 1

0匕および第 3指部 1 0〇の先端部 1 1 匕， 1 1 〇の移動方向の両ベクトルが、第 1指部 1 0 3の先端部 1 1 3の移動方向のベクトルに対向するまで、第 2指部 1 0匕および第 3指部 1 0〇を近づけた状態を模式的に示す模式平面図である。

[0065] なお、図 1 5においては、リンク部 2 5匕の中心点〇（中心軸〇）とは反対側の端部が、第 2指部 1 0匕および第 3指部 1 0〇の先端部 1 1 匕， 1 1 〇とは反対側の端部近傍と接続しているのであるが、模式的に途中の指リンク部等（後述する）の構成の図示を省略し、先端部 1 1 匕， 1 1 〇のみを図示している。また、リンク部 2 5匕と中心点 0 （中心軸〇）との接続部に形成される、既述の回転リング部 2 5匕 1の図示も省略し、既述の回動リンク部 2 5匕 2 , 2 5〇 2 （符号 2 5〇 2は図 1 2において不図示）のみリンク部 2 5 13 , 2 5〇として図示している。

[0066] 図 1 5に示されるように、本実施の形態のロボットハンド 1では、一端が中心軸〇（中心点〇）を軸として回動可能に固定され、他端が回動指部 1 0 匕（詳しくは、先端部 1 1 13とは反対側の端部近傍）と接続するリンク部 2 5 13 , 2 5〇を有する。また、当該リンク部 2 5匕， 2 5〇が、その中途で、それぞれのリンク部 2 5匕， 2 5〇の既述の回動方向（矢印 IV!及び矢印 1^~1 、本発明に云う「第 1の回動方向」）に沿った第 2の回動（両矢印

3）を可能とする連結部 2 8匕， 2 8〇で接続された第 1のリンク部材 2 6匕，

2 7匕及び第 2のリンク部材 2 6〇, 2 7〇を有する。

[0067] このように、本実施の形態では、リンク部 2 5 13 , 2 5〇における第 1のリンク部材 2 6匕， 2 6〇を第 2指部 1 0匕および第 3指部 1 0〇の間に干渉が生じない程度まで近づけるように矢印 IV!及び矢印 1^~1方向（第 1の回動方向）にそれぞれ回動させる。同時に、または、前後して、連結部 2 8匕， 2 8〇を軸として、第 2のリンク部材 2 7匕， 2 7〇を矢印及び矢印 3方向の回動（第 2の回動）のうちの互いに近づく方向に回動させる。 \¥0 2020/174960 18 卩（：170? 2020 /002478

[0068] 以上のようにして、本実施の形態では、第 2指部 1 0 1^と第3指部1 0〇とを、先端部 1 1 3の動きのべクトル V _{! 1 3}と、先端部 1 1 匕， 1 1 〇の動きのベクトル V V 。とが、対向状態（ベクトルの向きが逆の平行状態）になるまで、近づけることができることがわかる。

[0069] 回動指部を構成する第 2指部 1 0匕および第 3指部 1 0〇における以上の動きについて、本実施の形態で採用した例を、模式的に示す図 1 6〜図 2 2 を用いて、以下に詳細に説明する。なお、以下の説明においては、第 2指部 1 0匕および第 3指部 1 0〇に共通の構成を説明するため、両者の別を識別するための末尾の符号 1〇, 〇を省略する。

[0070] 図 1 6は、リンク部 2 5の第 2の回動を説明するための図であり、対象箇所のみを抜き出し、下方から見た模式平面図である。また、図 1 7は、図 1 6の構成を横方向から見た模式側面図である。図 1 6及び図 1 7に示すように、リンク部 2 5は、一端（図 1 2における回転リング部 2 5匕 1 に相当）がシャフト 2 2に回動可能に固定された第 1のリンク部材 2 6と、当該第 1 のリンク部材 2 6に、連結部 2 8で回動可能に接続された第 2のリンク部材 2 7を有する。当該第 2のリンク部材 2 7は、指部 1 0 （正確には、先端部 1 1 とは反対側の端部近傍）と接続している。

[0071 ] また、第 2のリンク部材 2 7には、駆動リンク 2 9の一端が回転自在に接続部 2 9 1で接続されている。この駆動リンク 2 9の他端は、シャフト 2 2 に接続部 2 9 2で回転可能に接続されている。また、駆動リンク 2 9の中途の接続部 2 9 3から、回動シャフト 2 4 （既述の第 1回動シャフト 2 4匕または第 2回動シャフト 2 4〇）が上下方向に延伸している。この回動シャフ卜 2 4は、第 1の遊星歯車 4 2 6あるいは第 2の遊星歯車 4 2 7とともに回動移動（公転）するようになっている。

[0072] 図 1 8は、リンク部 2 5及びその周辺部のみを抜き出し、かつ、駆動リンク 2 9を除した状態で示す模式平面図である。第 1のリンク部材 2 6には、下方に向けて突出する凸部 2 6 1が設けられていて、ロックリンク 5 2の一端に形成された長手方向に長孔状の開口 5 2 2が係止されている。ロックリ \¥0 2020/174960 19 卩（：170? 2020 /002478

ンク 5 2の他端では、接続部 5 2 1で、ケーシング 5 0に対して回転自在に接続されている（不図）〇

[0073] 第 1のリンク部材 2 6が矢印丁方向へ回動すると、図 1 9に示すように、凸部 2 6 1がロックリンク 5 2の長孔状の開口 5 2 2の端部に達した段階で、回動が規制されるようになっている。そのため、第 1のリンク部材 2 6は、矢印丁方向への第 1の回動が規制される。その段階までは、第 1のリンク部材 2 6と第 2のリンク部材 2 7とが、一直線上になって第 1の回動がされるようになっている。以下、これを前提に説明を進める。

なお、図 1 9は、図 1 8の状態から、第 1のリンク部材 2 6が矢印丁方向へ回動した状態を示す模式平面図である。

[0074] 図 2 0は、リンク部 2 5及びその周辺部のみを抜き出した模式平面図である。当該図では、駆動リンク 2 9は現れているが、ロックリンク 5 2は陰に隠れて、図 1 6及び図 1 7と同様、不図示となっている。この状態は、図 1 6の状態から、矢印丁方向への回動が進み、ロックリンク 5 2の作用によって、第 1のリンク部材 2 6の第 1の回動が規制され始めた状態を表している

[0075] 図 2 1は、図 2 0の状態から、第 1の遊星歯車 4 2 6あるいは第 2の遊星歯車 4 2 7、及び、回動シャフト 2 4の回動（公転）がさらに進み、第 2のリンク部材 2 7が第 2の回動をした状態を示す模式平面図である。ロックリンク 5 2の作用により第 1のリンク部材 2 6の第 1の回動が規制されても、回動シャフト 2 4との接続点の回動はそのまま進み、連結部 2 8を軸として、第 2のリンク部材 2 7の第 2の回動を生じさせる。

[0076] 本実施の形態では、以上のようにして、リンク部 2 5における第 1の回動と第 2の回動を実現している。

図 2 2は、図 2 0に示す構成から、主としてリンク部 2 5のみを抜き出して示す模式平面図である。

[0077] 以上説明した回動を実現するために、図 2 2に示すように、回動シャフト

2 4の移動を許容するべく、第 1のリンク部材 2 6には、当該回動シャフト \¥0 2020/174960 20 卩（：170? 2020 /002478

2 4が貫通する長孔状の開口部 2 6 2が設けられている。また、第 2のリンク部材 2 7の第 2の回動が所定の位置（図 1 5に示す状態）で終了するように、駆動リンク 2 9との接続点 2 9 1が適度に移動できるように、第 2のリンク部材 2 7における接続箇所が、長孔状の開口部 2 7 1 となっている。

[0078] 図 2 3は、本実施の形態のロボットハンド 1から指部及びその回動機構のみを抜き出した、上方から見た平面図である。また、図 2 4は、図 2 3に示す状態から、回動指部の先端部の移動方向の両ベクトルが、残りの指部の先端部の移動方向のべクトルに対向するまで、 2つの回動指部を近づけた状態を示す平面図である。

[0079] 図 2 3及び図 2 4において、ロックリンク 5 2匕， 5 2〇は現れているが、駆動リンク 2 9は陰に隠れて現れていない。また、リンク部 2 5 6 , 2 5 〇についても、第 2のリンク部材 2 7 13 , 2 7〇の一部のみが現れているが、第 1のリンク部材 2 6 1〇, 2 6〇は陰に隠れて現れていない。

[0080] 図 2 3において、第 1指部 1 〇 3、第 2指部 1 〇匕および第 3指部 1 0〇は、中心軸〇を中心にして、相互に 1 2 0 ^° の等間隔で（回転対称に）位置している。この状態から、既述の通り、ギアユニット 4 2における第 1の遊星歯車 4 2 6及び第 2の遊星歯車 4 2 7の動きが第 1回動シャフト 2 4匕及び第 2回動シャフト 2 4〇を介してリンク部 2 5匕， 2 5〇に伝えられ、第 2指部 1 0匕および第 3指部 1 〇〇が矢印丁方向（図 1 5で云えば、矢印 IV!

, !^~1方向）に移動する。

[0081 ] ロックリンク 5 2 13 , 5 2〇が作用して、図 2 3では不図示の第 1のリンク部材 2 6匕， 2 6〇の回動が規制されるが、駆動リンク 2 9に伝えられた第 1回動シャフト 2 4 13及び第 2回動シャフト 2 4〇の回動によって、図 2 4に示すように、第 2のリンク部材 2 7匕， 2 7〇の矢印 II方向への回動となる。そして最終的に、図 2 4に示すように、第 2指部 1 0匕および第 3指部 1 0〇が平行に並び、第 1指部 1 0 3と完全に対向した状態となる。

[0082] 図 2 4に示す状態では、第 2指部 1 0匕と第 3指部 1 0〇とを、先端部 1

1 3の動きのべクトル V _{! 1 3}と、先端部 1 1 13 , 1 1 〇の動きのべクトル V】】 \¥02020/174960 21 卩（：170? 2020 /002478

V 。とが、対向状態（ベクトルの向きが逆の平行状態）になっている。

[0083] 次に、本実施の形態における指部の開閉動作について説明する。

本実施の形態において、 3つの指部 1 〇 3, 1 013, 1 0〇の開閉による先端部 1 1 3, 1 1 1〇, 1 1 〇の動きは、突出方向（矢印 X方向）に対して垂直方向の動きになっている。単純にリンクを繫いで指部を形成しようとすると、指部を閉じる際に、先端部が円弧を描いて突出するような軌跡を描いてしまう。この指部の先端部の動きの軌跡が、ロボットハンド 1 を実際に操作する際に、指部の先端部の位置を意識しながら行う必要があり、操作の困難さに繫がっていた。

[0084] 本実施の形態では、スコットラッセルのリンク機構を採用することで、支持環 23 （図 3を参照）の上下方向（突出方向 X、中心軸 0）の移動を、指部 1 〇 3, ^ 0 b, 1 0〇の先端部 1 1 3, 1 1 匕， 1 1 〇の水平方向への動きに変換している。

図 25は、本実施の形態における指部 1 03 , 1 0匕， 1 0〇の構造を説明するための概略図である。図 25においては、 3つの指部 1 〇 8, 1 0匕 , 1 0〇のうち、 2つが描かれているが、指部の開閉機構については、指毎の差が無いので、指の別を識別するための末尾の符号 13, 〇を省略する。したがって、図 25による説明は、指部毎の相違に触れた記載を除き、 3 つの指部

1 013, 1 0〇に共通するものである。

[0085] 指部 1 0は、第 1指リンク部 1 2と、第 1補助指リンク部 1 3と、第 2指リンク部 1 4と、第 2補助指リンク部 1 5と、第 3指リンク部 1 6と、を含んで構成されている。なお、図 25においては、先端部 1 1 3, 1 1 6, 1 1 〇の図示は、省略されている。

シャフト 22には、図 3で説明した支持環 23が上下動可能に嵌挿されている他、その上端には固定環 5 1が位置している。当該固定環 5 1は、シャフト 22を回転可能に、ケーシング 50に対して支持している。

[0086] 第 1指リンク部 1 2は、その一端（指部の基端部）が支持環 23の下方の接続部 23 1 に回転可能に接続され、斜め上方に延伸して、その他端が第 3 \¥0 2020/174960 22 卩（：170? 2020 /002478

指リンク部 1 6の下端の接続部 1 6 1 に回転可能に接続されている。また、第 1補助指リンク部 1 3は、その一端が固定環 5 1の下方の接続部 5 1 1 に回転可能に接続され、斜め下方に延伸して、その他端が第 1指リンク部 1 2 の長手方向の中心の接続部 1 2 1 に回転可能に接続されている。

[0087] なお、回動指部を構成する第 2指部 1 0匕及び第 3指部 1 0〇においては、第 1指リンク部 1 2や第 1補助指リンク部 1 3が支持環 2 3や固定環 5 1 に直接接続されるのではなく、第 2指部 1 0匕及び第 3指部 1 0〇における既述の水平方向の回動機構の一部を担うリンク部 2 5 6 , 2 5〇を介して支持環 2 3や固定環 5 1 に接続されている。このとき、第 1指リンク部 1 2及び第 1補助指リンク部 1 3のいずれか一方のみがリンク部 2 5匕， 2 5〇を介し、他方は、リンク部 2 5匕， 2 5〇による水平方向の回動に追従可能に構成されたフリーのリンクが介在していればよい。図 2 5においては、リンク部 2 5 13 , 2 5〇の存在を省略して、指部 1 0の開閉機構の構造に絞って説明する。

[0088] 第 1指リンク部 1 2及び第 1補助指リンク部 1 3の背面側には、第 2指リンク部 1 4及び第 2補助指リンク部 1 5が、やや上方であることを除き、第 1指リンク部 1 2及び第 1補助指リンク部 1 3と並んで配されている。即ち、第 2指リンク部 1 4は、その一端（指部の基端部）が支持環 2 3の上方に回転可能に接続され、斜め上方に延伸して、その他端が第 3指リンク部 1 6 の下端からやや上方の位置に回転可能に接続されている。また、第 2補助指リンク部 1 5は、その一端が固定環 5 1の上方に回転可能に接続され、斜め下方に延伸して、その他端が第 2指リンク部 1 4の長手方向の中心に回転可能に接続されている。なお、第 2指部 1 0匕及び第 3指部 1 0〇において、リンク部 2 5匕， 2 5〇等を介することは、第 1指リンク部 1 2及び第 1補助指リンク部 1 3と同様である。

[0089] 第 1指リンク部 1 2と第 2指リンク部 1 4の長さは等しく、その半分の長さで、第 1補助指リンク部 1 3と第 2補助指リンク部 1 5も等しい。また、高さ方向（突出方向 X）において、接続部 2 3 1 と接続部 2 3 2との間の距 \¥0 2020/174960 23 卩（：170? 2020 /002478

離、接続部 5 1 1 と接続部 5 1 2との間の距離、及び、接続部 1 6 1 と接続部 1 6 2との間の距離は、全て等しくなっている。

[0090] 第 1モータ 3 1 によりシャフト 2 2が回転されると、その回転方向に応じて、支持環 2 3が上下いずれかに移動する。それに応じて、指部 1 0の各リンクが動かされて、指部 1 0の開閉動作に変換される。

[0091 ] 先ず、支持環 2 3が上方（矢印 V I方向）に移動すると、支持環 2 3と固定環 5 1 との間が近づき、第 1指リンク部 1 2及び第 1補助指リンク部 1 3 並びに第 2指リンク部 1 4及び第 2補助指リンク部 1 5が、水平方向に寝るように動く。すると、第 1指リンク部 1 2及び第 2指リンク部 1 4の第 3指リンク部 1 6との接続部 1 6 1 , 1 6 2が外方に突き出されるように移動し、第 3指リンク部 1 6を水平に開く方向（矢印 \^/ 1方向）に移動させる。

[0092] また、第 1 モータ 3 1の回転方向を逆転させて、支持環 2 3が下方（矢印 ▽ 2方向）に移動すると、支持環 2 3と固定環 5 1 との間が遠ざかり、第 1 指リンク部 1 2及び第 1補助指リンク部 1 3並びに第 2指リンク部 1 4及び第 2補助指リンク部 1 5が、垂直方向に立つように動く。すると、第 1指リンク部 1 2及び第 2指リンク部 1 4の第 3指リンク部 1 6との接続部 1 6 1 , 1 6 2がシャフト 2 2側に引き寄せられるように移動し、第 3指リンク部 1 6を水平に閉じる方向（矢印 \^ 2方向）に移動させる。

[0093] 本実施形態においては、以上のように、指部 1 0が突出方向 Xに突出することなく、水平方向（矢印 \^/ 1 , \^/ 2）に移動して、開閉動作が行われる。したがって、対象物を把持しようとする場合に、指部 1 0の先端位置が変わることがなく、把持の操作が容易に、かつ、安全に行うことができる。

[0094] 以上、本発明のロボットハンドについて、好ましい実施の形態を挙げて説明したが、本発明のロボットハンドは上記実施の形態の構成に限定されるものではない。例えば、上記実施の形態においては、ロボットハンド 1の回動指部を構成する第 2指部 1 〇および第 3指部 1 0〇の水平方向の回動動作を実現する機構として、遊星歯車を利用したギアユニット 4 2による構成を例に挙げたが、第 2指部 1 0匕および第 3指部 1 0〇の水平方向の回動動作 \¥0 2020/174960 24 卩（：170? 2020 /002478

を実現することができれば、どのような機構を採用しても問題ない。

以下に、傘歯車の組み合わせを利用したギアユニットによる構成で、第 2 指部 1 〇および第 3指部 1 0〇の水平方向の回動動作を実現する変形例について説明する。

[0095] 図 2 6は、本発明を実現し得る変形例のギアユニットの歯車群及びその周辺部材を表した斜視図である。変形例のギアユニット 6は、モータからの回転が入力される入力歯車 6 1 と、第 1の傘歯車 6 2と、第 3の傘歯車 6 4とが下からこの順で同一軸上に配置されている。この軸は、例えば、実施の形態のロボットハンド 1 に適用する場合には、中心軸〇と一致する。

なお、本図においても、図面上の上下方向をそのまま上下として以下説明するが、実際のロボットハンドに組み込んだ場合の上下関係とは全く無関係である。

[0096] 第 1の傘歯車 6 2と第 3の傘歯車 6 4は、傘歯側が対向するように配される。入力歯車 6 1 と第 1の傘歯車 6 2は、筒状の中空シャフト 6 5に固定され一緒に回る。中空シャフト 6 5は、第 3の傘歯車 6 4の直下の位置が上端となっている。また、第 3の傘歯車 6 4は、中空シャフト 6 5を貫通する貫通シャフト 6 6に固定され一緒に回る。

[0097] 第 1の傘歯車 6 2と第 3の傘歯車 6 4との間には、第 2の傘歯車 6 3が、回転軸を水平方向に向け、第 1の傘歯車 6 2及び第 3の傘歯車 6 4の双方とギアが嚙み合った状態で配されている。そのため、第 2の傘歯車 6 3は、第 1の傘歯車 6 2と連れ回り、第 3の傘歯車 6 4にも回転を伝達するように構成されている。

[0098] 中空シャフト 6 5の上端には、第 1の回動リンク部 6 7の下足部 6 7 1が中空シャフト 6 5の周面から放射方向に延びるように固定され、第 1の回動リンク部 6 7が中空シャフト 6 5と一緒に回る。第 1の回動リンク部 6 7は、上足部 6 7 3が貫通シャフト 6 6の上端に回転自在に接続されている。第 1の回動リンク部 6 7の下足部 6 7 1 と上足部 6 7 3との間は、縦リンク 6 7 2で繫がっており、その上下方向のやや上方には、固定部 6 7 4が回転の \¥0 2020/174960 25 卩（：170? 2020 /002478

外方向に突出するように突き出した状態で固定されている。

[0099] 貫通シャフト 6 6における第 3の傘歯車 6 4の少し上には、第 2の回動リンク部 6 8の下足部 6 8 1が、また、貫通シャフト 6 6の上端には、第 2の回動リンク部 6 8の上足部 6 8 3が、それぞれ貫通シャフト 6 6の周面から放射方向に延びるように固定されている。そのため、第 2の回動リンク部 6 8が貫通シャフト 6 6と一緒に回る。第 2の回動リンク部 6 8の下足部 6 8 1 と上足部 6 8 3との間は、縦リンク 6 8 2で繫がっており、その上下方向の中央辺りには、固定部 6 8 4が回転の外方向に突出するように突き出した状態で固定されている。固定部 6 7 4と固定部 6 8 4は、高さ方向の位置が同じになっている。

[0100] 入力歯車 6 1 に入力された矢印丫方向の回転は、中空シャフト 6 5を介して第 1の傘歯車 6 2及び第 1の回動リンク部 6 7に伝達され、これらも矢印丫方向に回転される。したがって、固定部 6 7 4は矢印丫方向へ回動される第 1の傘歯車 6 2の矢印丫方向の回転は、ギアが嚙み合った第 2の傘歯車 6 3に伝達され、第 2の傘歯車 6 3が矢印〇方向に回転される。

[0101 ] 第 2の傘歯車 6 3の矢印〇方向の回転は、ギアが嚙み合った第 3の傘歯車

6 4に伝達され、第 3の傘歯車 6 4が矢印方向に回転される。

第 3の傘歯車 6 4の矢印方向の回転は、貫通シャフト 6 6を介して第 2 の回動リンク部 6 8に伝達され、これも矢印方向に回転される。したがって、固定部 6 8 4は矢印方向へ回動される。

[0102] 以上のようにして、入力歯車 6 1 に矢印丫方向（上方から見て反時計回り）の回転が入力されると、固定部 6 7 4が同じ矢印丫方向（上方から見て反時計回り）に、固定部 6 8 4が矢印方向（上方から見て時計回り）に、それぞれ回動し、両者が互いに遠ざかるように移動する。

[0103] これに対して、入力歯車 6 1 に矢印丫方向とは逆方向（上方から見て時計回り）の回転が入力された場合には、全ての歯車が、それぞれ以上説明した回転方向とは逆方向に回転する。そして、最終的に、固定部 6 7 4が矢印丫 \¥0 2020/174960 26 卩（：170? 2020 /002478

方向とは逆方向（上方から見て時計回り）に、固定部 6 8 4が矢印方向とは逆方向（上方から見て反時計回り）に、それぞれ回動し、両者が互いに近づくように移動する。

[0104] この固定部 6 7 4及び固定部 6 8 4に、第 2指部 1 0匕および第 3指部 1 〇〇を、リンク等を介して、あるいは介さずに接続することで、第 2指部 1 0匕および第 3指部 1 0〇の水平方向の回動動作を実現することができる。勿論、遊星歯車や傘歯車を利用した構成以外の構成であっても構わない。

[0105] なお、上記実施の形態では、回動機構としてのギアユニット 4 2が、第 2 モータ 4 1や第 2駆動部 4 0等の駆動機構よりも上方に位置する例を挙げているが、ギアユニット 4 2の位置としては、これら駆動機構よりも下方の位置に配しても構わない。所望の駆動機構が構成されるように設計することができれば、その配置に制限はない。ただし、本実施の形態のようにギアユニット 4 2をこれら駆動機構よりも上方に位置するようにすることで、装置内の空間を有効に活用することができ、ロボットハンド 1の装置の中心軸〇方向の長さを短縮することができる点で好ましい。

[0106] また、上記実施の形態では、指部の数が 3つの例を挙げて説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、 2つ、あるいは、 4つ以上であってもよい。いずれの場合であっても、回動指部の数は、 1個以上であれば、他の指部との距離を近づけたり遠ざけたりすることができ、様々な形状の対象物に対して、把持等の作業の最適化を図ることができる。さらに、回動指部の数が 3個以上であってもよく、例えば、指部が全て回動指部であっても構わない。それぞれの指部の水平方向の回動位置を適宜制御することで、様々な形状の対象物に対して、把持等の作業の最適化を図ることができる。さらにまた、本実施の形態で説明したように、相互に近づいたり遠ざかったりするように回動する一対の指部を含んでもよいし、それぞれの指部の水平方向の回動位置を自由に調整できるようにしても構わない。

[0107] ところで、図 1 5〜図 2 2を用いて説明した、連結部で接続された 2本のリンク部材を有する本発明の第 2の態様については、指部の数は 1つでも構 \¥0 2020/174960 27 卩（：170? 2020 /002478

わない。指部の閉じる向きを、第 1の回動のみならず第 2の回動で微調整することができるので、例えば、対象物に取り付けられた環状の吊り掛け部に指部を引っ掛けて持ち上げる作業のように、指部の向きの僅かな違いにより作業性に影響が生じるような用途にロボットハンドを用いる場合であっても、容易に作業を行うことができる。

[0108] また、上記実施の形態においては、本発明の第 1の態様と本発明の第 2の態様の両構成を併せ持つ例を挙げて説明したが、本発明の第 1の態様の構成単独でも、本発明の第 2の態様の構成単独でも、それぞれの発明に基づく作用乃至効果が奏されるため、好ましい。

例えば、連結部で接続された 2本のリンク部材を有しない（即ち、本発明の第 2の態様に当たらない）本発明の第 1の態様の構成のみであっても、図 5〜図 7を用いて説明したように、対象物を良好に把持することができる。

[0109] 一方、例えば、回動指部の回動軸が他の指部の開閉動作の中心と一致しない（即ち、本発明の第 1の態様に当たらない）、図 4や図 1 4に示すような構成の場合であっても、対象物や作業内容に応じて指部の向きを適宜微調整できるため、作業性を向上させることができる。

勿論、本発明の第 1の態様と本発明の第 2の態様の両構成を併せ持つ構成であることが、より好ましい。

[01 10] さらに、上記実施形態では、指部 1 〇の先端部の動きが、突出方向 Xに対して垂直方向の動きとなる例を挙げて説明したが、閉じる動作の際に、指部 1 〇が円弧を描いて突出方向 Xに突出するような構成であっても、本発明に特有な効果は奏される。即ち、指部の開閉動作としては、指部の突出方向（矢印 X方向）と交差する方向に先端部が動く動作であればよい。勿論、指部 1 〇の先端部の動きとしては、突出方向 Xに対して垂直方向の動きであることが好ましい。

[01 1 1 ] また、本発明の第 2の態様を実現する機構について、図 1 6〜図 2 2を用いて具体例を説明しているが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明の第 2の態様を実現することができれば、どのような機構を採用しても \¥02020/174960 28 卩（：17 2020 /002478

構わない。例えば、規制部材としてロックリンク 52， 526, 52〇を用いた例を挙げているが、第 1のリンク部材 266， 26〇の回動を規制できればどのような構成でもよく、リブや凸部等の形状の規制部材でも構わない

〇

[0112] その他、当業者は、従来公知の知見に従い、本発明のロボットハンドを適宜改変することができる。かかる改変によってもなお本発明の構成を具備する限り、勿論、本発明の範疇に含まれるものである。符号の説明

[0113] 1 ロボットハンド、 1 0 指部、 1 〇 3〜第1指部、 1 01^ 第2指部（回動指部）、 1 〇〇第 3指部（回動指部）、

1 1 匕， 1 1 〇先端部、 1 2 第 1指リンク部、 1 3 第 1補助指リンク部、 1 4 第 2指リンク部、 1 5 第 2補助指リンク部、 1 6 第 3指リンク部、 1 6 1 , 1 6 2 接続部、 20 支持部、 2 1 支持台、 22 シャフト、 23 支持環、 23 1 , 232 接続部、 24 回動シャフト、 24匕第 1回動シャフ卜、 24〇第 2回動シャフト、 25 リンク咅1 25匕リンク咅1 25 匕 1回転リング部、 25 2回動リンク咅1 25（^ リンク咅1 25〇 2回動リンク部、 266, 26〇第 1のリンク部材、 26 1 凸部、 2 62 開口部、 2713, 27〇第 2のリンク部材、 27 1 開口部、 28 13, 28 ¢; 連結部、 29 駆動リンク、 29 1 接続部、 292 接続部、 30 第 1駆動部、 3 1 第 1モータ、 32 プーリ、 33 無端べルト、 40 第 2駆動部、 4 1 第 2モータ、 42 ギアユニット、 42 1 回転太陽歯車、 422 固定太陽歯車、 423 伝達歯車、 424 固定内歯車、 425 回転内歯車、 426 第 1の遊星歯車、 427 第 2の遊星歯車、 428 ギアユニットケース、 429 軸部、 43 無端べルト、 44 入カプーリ、 50 ケーシング、 5 1 固定環、 5 1 1 , 5 1 2 接続部、 52, 526, 52 ¢; ロックリンク（規制部材）、 52 1 接続部、 5 22 開口、 6 ギアユニット、 6 1 入力歯車、 62 第 1の傘歯車、 6 3 第 2の傘歯車、 64 第 3の傘歯車、 65 中空シャフト、 66 貫通 \¥02020/174960 29 卩（：170? 2020 /002478 シャフト、 67 第 1の回動リンク咅1 67 1 下足部、 672··縦リンク、 673 上足部、 674 固定部、 68 第 2の回動リンク部、 681 下足部、 682 縦リンク、 683 上足部、 684 固定部、 1

第 1指部、 1 1 〇匕第 2指部、 1 1 〇〇第 3指部、 1 1 1 3, 1 1 1 匕 , 1 1 1 〇先端部

Claims

\¥0 2020/174960 30 ?01/1?2020/002478 請求の範囲

[請求項 1 ] 支持部から突出し、当該突出方向と交差する方向に先端部が動くことで開閉する指部を複数本有し、

前記指部のうちの少なくとも 1本が、前記中心点を通る前記突出方向の線を中心軸として回動可能な回動指部である、ロボットハンド。

[請求項 2] 前記指部を 3本以上有し、そのうちの少なくとも 2本は前記回動指部であり、

前記 2本の回動指部の回動方向が相互に逆方向であるとともに、当該 2本の回動指部の先端部の対応箇所同士を結ぶ線の中心と、前記指部のうちの前記回動指部以外のいずれかの指部の先端部の中心とを結ぶ線が、前記突出方向からみて、前記中心点を通る、請求項 1 に記載のロボットハンド。

[請求項 3] 支持部から突出し、当該突出方向と交差する方向に先端部が動く指部を 1本以上有し、

前記指部のうちの少なくとも 1本が、前記突出方向の所定の線を中心軸として第 1の回動が可能な回動指部であり、かつ、

_端が前記中心軸を軸として回動可能に固定され、他端が前記回動指部の先端部とは反対側の端部近傍と接続するリンク部を有するとともに、当該リンク部が、その中途で、前記第 1の回動方向に沿った第 2の回動を可能とする連結部で接続された 2本のリンク部材を有する、ロボットハンド。

[請求項 4] 前記 2本のリンク部材のうちの前記中心軸側の第 1のリンク部材における所定方向へのそれ以上の前記第 1の回動を規制する規制部材を備え、

前記第 1のリンク部材が前記規制部材により前記第 1の回動が規制されるまでは、前記 2本のリンク部材が一直線状になって前記第 1の \¥0 2020/174960 31 卩（：170? 2020 /002478

回動をし、

前記第 1 のリンク部材が前記規制部材により前記第 1 の回動が規制された際に、前記 2本のリンク部材のうちの前記回動指部側の第 2のリンク部材が、前記連結部を軸として前記第 2の回動をする、請求項 3に記載のロボットハンド。

[請求項 5] 前記指部を 2本以上有し、そのうちの 2本は、前記回動指部であり

、かつ、それらの前記第 1 の回動方向が相互に逆方向である、請求項 4に記載のロボットハンド。

[請求項 6] 前記 2本の回動指部において、それぞれ、前記第 1 のリンク部材が前記規制部材により前記第 1 の回動が規制された後、前記第 2のリンク部材に接続する 2本の前記回動指部の先端部の動く方向が平行になるまで、前記第 2のリンク部材が前記第 2の回動をする、請求項 5に記載のロボットハンド。

[請求項 7] 前記指部を 3本以上有し、前記 2本の回動指部の先端部の動く方向が平行になった際に、

前記指部のうちの前記回動指部以外のいずれかの指部の先端部が、前記 2本の回動指部の先端部の動く方向と対向する方向に動く、請求項 6に記載のロボットハンド。

[請求項 8] 前記第 1 のリンク部材が前記規制部材により回動が規制されていない状態における全ての前記指部の先端部の動きのべクトルが、前記突出方向から見て、 1 つの中心点に向かっており、

前記回動指部における前記中心軸が、全て前記中心点を通る、請求項 6または 7に記載のロボットハンド。

[請求項 9] 前記指部の先端部の動きが、前記突出方向に対して垂直方向の動きである、請求項 1〜 8のいずれかに記載のロボットハンド。