WO2024127693A1 - ロボットハンドの指先構造及びロボットハンド - Google Patents

ロボットハンドの指先構造及びロボットハンド Download PDF

Info

Publication number
WO2024127693A1
WO2024127693A1 PCT/JP2023/023426 JP2023023426W WO2024127693A1 WO 2024127693 A1 WO2024127693 A1 WO 2024127693A1 JP 2023023426 W JP2023023426 W JP 2023023426W WO 2024127693 A1 WO2024127693 A1 WO 2024127693A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
fingertip
friction region
robot hand
friction
elastic body
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2023/023426
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
春樹 美濃島
勝也 坂本
博之 戸▲崎▼
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bridgestone Corp
Original Assignee
Bridgestone Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bridgestone Corp filed Critical Bridgestone Corp
Publication of WO2024127693A1 publication Critical patent/WO2024127693A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J15/00—Gripping heads and other end effectors
    • B25J15/08—Gripping heads and other end effectors having finger members

Definitions

  • This disclosure relates to the fingertip structure of a robotic hand and to a robotic hand.
  • JP 2021-88999 A discloses a robot hand.
  • the fingers are made up of fluid pressure actuators.
  • the fingertips are sometimes covered with an elastic body to prevent the object to be grasped from slipping.
  • an elastic body it becomes difficult to insert the fingertips into the gaps between adjacent objects to be grasped when multiple objects to be grasped are placed next to each other.
  • the elastic body is likely to get caught on the object to be grasped that is adjacent to the object to be grasped, making it difficult to smoothly grasp the object to be grasped.
  • the present disclosure aims to smoothly and reliably grasp an object to be grasped, even when multiple objects to be grasped are placed adjacent to each other.
  • the fingertip structure of the robot hand of the first aspect of the present disclosure comprises a first friction region provided on the pad surface of the fingertip of the robot hand, and a second friction region provided on the back surface of the fingertip, the second friction region having a lower friction coefficient than the first friction region.
  • the second aspect of the fingertip structure of the robot hand of the present disclosure is the fingertip structure of the robot hand of the first aspect, in which the second friction region is provided at least in the center of the width of the back surface.
  • the fingertip structure of the robot hand of the third aspect of the present disclosure is the fingertip structure of the robot hand of the first or second aspect, in which the second friction region extends from the tip of the fingertip portion toward the base of the finger.
  • the fourth aspect of the present disclosure is a fingertip structure of a robot hand in any one of the first to third aspects, in which the first friction region is provided at least in the widthwise center of the belly surface.
  • the fifth aspect of the present disclosure is a fingertip structure of a robot hand in any one of the first to fourth aspects, in which the first friction region extends from the tip of the fingertip portion toward the base of the finger.
  • the fingertip structure of the robot hand of the sixth aspect of the present disclosure is a fingertip structure of the robot hand of any one of the first to fifth aspects, in which the material constituting the first friction region is different from the material constituting the second friction region.
  • the seventh aspect of the present disclosure is a fingertip structure of a robot hand of the second aspect, in which the fingertip portion has a base member and an elastic body covering the base member, a portion of the base member is exposed from the base member, the first friction region is constituted by the elastic body, and the second friction region is constituted by the portion of the base member exposed from the elastic body.
  • the eighth aspect of the present disclosure is a fingertip structure of a robot hand in any one of the first to seventh aspects, in which the second friction region includes a smooth curved surface.
  • the fingertip structure of the robot hand of the ninth aspect of the present disclosure is a fingertip structure of the robot hand of any one of the first to seventh aspects, in which the material constituting the first friction region is the same as the material constituting the second friction region.
  • the fingertip structure of a robot hand of a tenth aspect of the present disclosure is the fingertip structure of a robot hand of the ninth aspect, in which the fingertip portion has a base member and an elastic body covering the base member, the first friction region is constituted by an uneven portion provided on the elastic body, and the second friction region is constituted by a smooth curved surface provided on the elastic body.
  • the fingertip structure of the robot hand of the eleventh aspect of the present disclosure is the fingertip structure of the robot hand of any one of the first to tenth aspects, in which the tip shape of the fingertip portion is hemispherical.
  • the robot hand of the twelfth aspect of the present disclosure comprises a finger body of the robot hand, and a fingertip portion attached to the finger body, the fingertip portion having a first friction area on the pad surface and a second friction area on the dorsal surface, the second friction area having a lower friction coefficient than the first friction area.
  • the object to be grasped can be grasped smoothly and reliably.
  • FIG. 1 is a perspective view illustrating a finger of a robotic hand according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the finger shown in FIG. 1 .
  • 3 is an enlarged vertical cross-sectional view of a fingertip portion of the finger shown in FIG. 2.
  • 4 is a cross-sectional view of the fingertip shown in FIG. 3 taken along line 4X-4X.
  • 5 is a front view of the fingertip shown in FIG. 3 as viewed in the direction of arrow 5X.
  • FIG. 3 is an exploded perspective view of the fingertip shown in FIG. 2 .
  • 7 is a cross-sectional view of the fingertip shown in FIG. 6 taken along line 7X-7X.
  • FIG. 11 is an enlarged longitudinal sectional view (enlarged longitudinal sectional view corresponding to FIG. 3 ) of a fingertip portion of a robot hand according to another embodiment of the present disclosure.
  • 9 is a front view of the fingertip shown in FIG. 8 as viewed in the direction of arrow 9X.
  • FIG. 11 is an enlarged longitudinal sectional view (enlarged longitudinal sectional view corresponding to FIG. 3 ) of a fingertip portion of a robot hand according to another embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a transport robot using a robot hand according to an embodiment of the present disclosure.
  • the fingertip structure of the robot hand of one embodiment of the present disclosure is the structure of the fingertips of multiple fingers 22 of a robot hand 20 (see FIG. 11).
  • FIG. 11 shows an example of a transport robot 16 that uses the robot hand 20 of this embodiment.
  • the transport robot 16 comprises a rotatable base 17, a support 18, an extendable arm 19, and a robot hand 20 as a hand portion (also called a gripping portion).
  • the arm 19 extends and retracts, causing the robot hand 20 to approach or move away from the object to be grasped.
  • the arm 19 extends to grasp the object to be grasped with multiple fingers 22 of the robot hand 20, and in this state, the arm 19 is retracted to lift up the object to be grasped.
  • the base 17 is then rotated to lower the object to be grasped in another location. In this way, the transport robot 16 can be used to transport the object to be grasped.
  • the finger 22 has a finger body 30 and a fingertip portion 50.
  • the finger body 30 is a part that bends when a driving force is applied to the part that constitutes the finger 22. Specifically, the finger body 30 is a part that bends when a driving force is applied, bringing the fingertip 50 closer to and into contact with the object to be grasped.
  • the finger body 30 is configured as a fluid pressure actuator that bends due to the pressure of a fluid.
  • the fluid referred to here includes gas and liquid.
  • the finger body 30 includes an actuator portion 32, a sealing mechanism 34, and a sealing mechanism 36.
  • the actuator section 32 is cylindrical, and both ends are sealed by sealing mechanisms 34 and 36. A fluid is supplied to the inside of the actuator section 32. When a fluid is supplied to the inside of the actuator section 32, the actuator section 32 bends.
  • the actuator unit 32 includes a tube 38, a sleeve 40, and a restraining member 42.
  • the tube 38 is a cylindrical body that expands and contracts due to the pressure of the fluid.
  • the tube 38 is made of an elastic material such as rubber, as it repeatedly expands and contracts due to the fluid.
  • the sleeve 40 is cylindrical and covers the outer surface of the tube 38.
  • the sleeve 40 is an elastic structure made by weaving fiber cords oriented in a specific direction, and the oriented cords cross to form a repeated diamond shape.
  • the sleeve 40 deforms like a pantograph because the oriented cords have such a diamond shape, and follows the contraction and expansion of the tube 38 while restricting it.
  • the cords constituting the sleeve 40 are preferably fiber cords made of aromatic polyamide (aramid fiber) or polyethylene terephthalate (PET).
  • aromatic polyamide aromatic polyamide
  • PET polyethylene terephthalate
  • the present disclosure is not limited to this configuration.
  • a high-strength fiber cord such as PBO fiber (polyparaphenylene benzobisoxazole) may be used.
  • the restraining member 42 is provided between the tube 38 and the sleeve 40.
  • the restraining member 42 is a member that resists compression along the axial direction of the actuator part 32 and is deformable in a direction perpendicular to the axial direction (the radial direction of the actuator part 32).
  • This restraining member 42 extends from one end of the tube 38 to the other end.
  • a leaf spring is used as an example of the restraining member 42.
  • the sealing mechanism 34 includes a sealing member 34A and a crimping member 34B.
  • the sealing member 34A seals one end of the tube 38 (the end on the right side in FIG. 2).
  • the crimping member 34B crimps the tube 38 and the sleeve 40 together with the sealing member 34A.
  • the sealing member 34A is provided with a supply path 34C for supplying fluid into the tube 38.
  • a driving pressure source that applies a driving force to the actuator unit 32, specifically, a pipe extending from a gas or liquid compressor, is connected to the supply path 34C.
  • the sealing mechanism 36 includes a sealing member 36A and a crimping member 36B.
  • the sealing member 36A seals the other end of the tube 38 (the left end in Figure 2).
  • the crimping member 36B crimps the tube 38 and the sleeve 40 together with the sealing member 36A.
  • the sealing member 36A has an attachment hole 36C for attaching a fixing member 70, which will be described later.
  • the fingertip portion 50 is the tip portion of the finger 22, and is the portion that comes into contact with the object to be grasped.
  • This fingertip portion 50 includes an elastic body 52, a base member 60, and a fixing member 70.
  • the elastic body 52 has a cavity 54 on the ventral side.
  • the ventral side here refers to the ventral side of the finger 22, and indicates the inside of the finger 22.
  • the inside of the finger is the side indicated by the arrow IN in Figs. 3 and 4.
  • This cavity 54 opens on the surface of the elastic body 52 facing the finger body 30 (in other words, the side opposite the tip of the elastic body 52).
  • the cavity 54 of the elastic body 52 is disposed at least in the center of the width direction of the elastic body 52.
  • the width direction of the elastic body 52 is the same direction as the width direction of the finger 22, and is the direction indicated by the arrow W in Fig. 4.
  • the cavity 54 of the elastic body 52 of this embodiment is formed from the center of the width direction of the finger 22 to both ends, as shown in Fig. 4. Furthermore, the cavity 54 of the elastic body 52 extends from the opening side of the elastic body 52 toward the tip, as shown in Fig. 3.
  • a base member 60 is embedded in the elastic body 52 on the side opposite the hollow portion 54 (the back side of the finger 22), and a gap 56 is formed adjacent to this base member 60.
  • a plate portion 72 of a fixing member 70 (described later) is inserted into this gap 56.
  • the elastic body 52 is the part that comes into contact with the object to be grasped, it is preferable that it is made of a low-elasticity material.
  • the elastic body 52 may be made of silicone rubber.
  • the shape of the elastic body 52 can be made closer to a shape suitable for grasping, compared to when the elastic body 52 is made of natural rubber.
  • An anti-slip portion may be provided on the inner outer peripheral surface of the elastic body 52, i.e., the belly surface 50A of the fingertip portion 50. By providing the anti-slip portion, it is possible to prevent the object to be grasped by the finger 22 from falling off.
  • the anti-slip portion may be an uneven portion such as a groove provided on the belly surface 50A.
  • only the anti-slip portion may be formed of an elastic material having properties different from those of the other parts (for example, high friction force).
  • a plurality of grooves 58 extending in the circumferential direction of the elastic body 52 are formed at intervals in the longitudinal direction of the finger 22 as anti-slip portions on the inner outer peripheral surface of the elastic body 52 (see Figures 3 and 5).
  • the longitudinal direction of the finger 22 (also referred to as the extension direction of the finger 22) is the same direction as the axial direction of the actuator portion 32 of the finger main body 30. Therefore, the longitudinal direction of the finger 22 is indicated by the arrow AD in the figure.
  • the symbol CL in the figure indicates the center line of the finger 22 including the finger main body 30 and the fingertip portion 50.
  • a through hole 59 is formed on the outer peripheral surface of the elastic body 52, i.e., on the back surface 50B side of the fingertip portion 50 (see Figures 3 and 4).
  • This through hole 59 is a hole through which a screw member 80 passes as a fastening member for fastening the plate portion 72 inserted into the gap 56 and the base member 60.
  • the diameter of the through hole 59 is larger than the outer diameter of the screw head 80A of the screw member 80.
  • An opening 53 is also formed in the elastic body 52. Specifically, as shown in Figs. 3 and 5, the opening 53 is formed on the tip side of the outer peripheral surface of the elastic body 52. In this embodiment, as an example, the opening 53 is formed on the outer peripheral surface of the elastic body 52 from the tip (tip portion) toward the opening side. A part of the base member 60 is exposed from this opening 53.
  • the base member 60 is embedded in the portion of the elastic body 52 opposite the hollow portion 54. Specifically, the base member 60 is fixed to the elastic body 52 by being embedded in the elastic body 52.
  • the base member 60 may be embedded and fixed (adhered) when the elastic body 52 is molded (e.g., during insert molding), or it may be embedded in the elastic body 52 after molding and fixed with an adhesive or the like.
  • the base member 60 has a plate portion 60A and a raised portion 60B.
  • the plate portion 60A is a portion formed in a plate shape and extends from the opening side of the elastic body 52 toward the tip.
  • the plate portion 60A is provided with a screw hole 62 (see FIG. 6 and FIG. 7) into which a screw member 80 is screwed to fasten the fixing member 70.
  • the raised portion 60B is a raised portion provided at the tip of the plate portion 60A, and is a portion exposed to the outside through the opening 53 of the elastic body 52.
  • the base member 60 is made of a material with a higher elasticity than the elastic body 52. In this embodiment, as an example, the base member 60 is made of a metal material.
  • the fixing member 70 is removably attached to the base member 60.
  • This fixing member 70 is attached to the sealing member 36A of the finger body 30.
  • the fixing member 70 is a plate material bent into an L-shape, one side of which is a plate portion 72 that is fastened to the base member 60 using a screw member 80, and the other side of which is a plate portion 74 that is fastened to the sealing member 36A of the finger body 30 using a screw member 82.
  • the plate portion 72 of the fixing member 70 can be inserted into the gap 56 of the elastic body 52. When the plate portion 72 is inserted into the gap 56, the plate portion 72 is adjacent to the base member 60 as shown in FIG. 3. In this state, the base member 60 and the plate portion 72 are fastened to each other by the screw member 80.
  • the fixing member 70 is made of a material with a higher elasticity than the elastic body 52.
  • the fixing member 70 is made of a metal material.
  • the plate portion 72 of the fixing member 70 is provided with a through hole 72A (see FIG. 6) through which the threaded portion 80B of the screw member 80 passes for fastening to the base member 60.
  • the plate portion 74 of the fixing member 70 is provided with a through hole 74A (see FIG. 6) through which the threaded portion 82B of the screw member 82 passes for fastening to the sealing member 36A.
  • the reference symbol 82A indicates the screw head of the screw member 82.
  • flat head screws are used as the screw members 80 and 82, but the present disclosure is not limited to this configuration.
  • pan head screws or bolts may be used.
  • the mounting surface 36D of the finger body 30 with the fixing member 70 may be provided with a recess 37 as an engaged portion
  • the mounting surface 74B of the fixing member 70 with the finger body 30 may be provided with a protrusion 75 as an engaging portion that engages (fits) with the recess 37 to determine the orientation of the elastic body 52.
  • the recess 37 is provided on the mounting surface 36D, which is the surface on the side where the mounting hole 36C of the sealing member 36A is provided.
  • the protrusion 75 is provided on the mounting surface 74B, which is the outer surface of the plate portion 74 (the surface opposite the plate portion 72). The position (orientation) of the elastic body 52 with respect to the finger body 30 is determined by fitting the protrusion 75 into the recess 37.
  • a first friction region R1 is provided on the pad surface 50A of the fingertip portion 50, and a second friction region R2 having a lower friction coefficient than the first friction region R1 is provided on the back surface 50B of the fingertip portion 50.
  • the first friction region R1 is provided at least in the widthwise center of the belly surface 50A.
  • the first friction region R1 also extends from the tip (tip) of the fingertip portion 50 toward the base side of the finger 22 (see FIG. 3).
  • the first friction region R1 is formed of an elastic body 52.
  • the first friction region R1 is also formed of the elastic body 52.
  • the second friction region R2 is provided at least in the widthwise center of the back surface 50B, as shown in FIG. 5.
  • the second friction region R2 also extends from the tip (tip) of the fingertip portion 50 toward the base side of the finger 22 (see FIG. 3).
  • the second friction region R2 is formed by the raised portion 60B. More specifically, the second friction region R2 is formed by the smoothly curved surface 60C of the raised portion 60B.
  • the material constituting the first friction region R1 is different from the material constituting the second friction region R2.
  • the first friction region R1 is made of the material constituting the elastic body 52
  • the second friction region R2 is made of the material constituting the base member 60
  • the two are made of different materials.
  • the elastic body 52 is made of silicone rubber as an example
  • the base member 60 is made of a metal material as an example, so that it is easy to set the coefficient of friction of the raised portion 60B of the base member 60 against the elastic body 52 low.
  • the tip of the fingertip 50 is hemispherical.
  • a first friction region R1 (elastic body 52) is provided on the pad surface 50A of the fingertip portion 50
  • a second friction region R2 (raised portion 60B) having a lower friction coefficient than the first friction region is provided on the back surface 50B.
  • the second friction region R2 is provided on the back surface 50B, so that the fingertip portion 50 is unlikely to get caught on the adjacent object to be grasped.
  • the fingertip portion 50 can be smoothly inserted into the gap between the adjacent objects to be grasped. This allows the object to be grasped to be grasped smoothly. Furthermore, since the first friction region R1, which has a higher friction coefficient than the second friction region R2, is provided on the pad surface 50A of the fingertip portion 50, the object to be grasped can be securely grasped with the pad surface 50A of the fingertip portion 50.
  • the fingertip structure of the robot hand 20 of this embodiment compared to a case in which the pad and back surfaces of the fingertip have the same coefficient of friction, even when multiple objects to be grasped are placed adjacent to each other, the object to be grasped can be grasped smoothly and reliably.
  • the second friction region R2 is provided at least in the widthwise center of the back surface 50B of the fingertip portion 50.
  • the widthwise center of the ventral surface 50A of the fingertip portion 50 mainly comes into contact with the object to be grasped.
  • the widthwise center of the back surface 50B located opposite the widthwise center of the ventral surface 50A is likely to come into contact with an object to be grasped adjacent to the object to be grasped when multiple objects to be grasped are arranged adjacent to each other.
  • the fingertip portion 50 can be smoothly inserted into the gap between adjacent objects to be grasped, compared to, for example, a configuration in which the second friction region R2 is provided only at both widthwise ends of the back surface 50B of the fingertip portion 50.
  • the second friction region R2 extends from the tip of the fingertip portion 50 toward the base of the finger 22, so that the fingertip portion 50 can be smoothly inserted into the gap between adjacent objects to be grasped from the beginning, compared to, for example, a structure in which the second friction region R2 extends from the middle of the fingertip portion 50 toward the base of the finger 22.
  • the first friction region R1 is provided at least in the widthwise center of the pad surface 50A of the fingertip portion 50, so that the object to be grasped can be reliably grasped with the pad surface 50A of the fingertip portion 50, compared to a configuration in which the first friction region R1 is provided only at both widthwise ends of the pad surface 50A of the fingertip portion 50, for example.
  • the first friction region R1 extends from the tip of the fingertip portion 50 toward the base of the finger 22, so that the object to be grasped can be reliably grasped with the pad surface 50A of the fingertip portion 50, compared to, for example, a structure in which the first friction region R1 extends from the middle of the fingertip portion 50 toward the base of the finger 22.
  • the friction coefficient differs depending on the characteristics of the materials of the elastic body 52 and the base member 60, so it is easier to increase the difference in friction coefficient between the first friction region R1 and the second friction region R2, compared to, for example, the same materials with different friction coefficients.
  • the first friction region R1 is formed by the elastic body 52
  • the second friction region R2 is formed by the base member 60.
  • the first friction region R1 and the second friction region R2 can be provided in the fingertip portion 50 with a simple configuration in which the base member 60 is covered with the elastic body 52, in other words, the base member 60 is embedded in the elastic body 52 with a portion exposed.
  • the second friction region R2 includes a smooth curved surface, in other words, the surface of the raised portion 60B is a smooth curved surface 60C, so that the fingertip portion 50 is less likely to get caught on an object to be grasped that is adjacent to the object to be grasped, and the fingertip portion 50 can be smoothly inserted into the gap between adjacent objects to be grasped.
  • the tip shape of the fingertip portion 50 is hemispherical, so that the fingertip portion 50 can be smoothly inserted into the gap between adjacent objects to be grasped, compared to, for example, fingertip portions 50 with an angular tip shape.
  • the embodiment of the present disclosure is not limited to the above, and can be modified in various ways without departing from the spirit of the present disclosure.
  • the curved surface 60C of the base member 60 is continuous with the surface of the elastic body 52, but the present disclosure is not limited to this configuration.
  • the position of the curved surface 60C may be closer to the center line CL by the thickness of the elastic body 52.
  • the first friction region R1 and the second friction region R2 are made of different materials, but the present disclosure is not limited to this configuration.
  • the first friction region R1 and the second friction region R2 may be made of the same material.
  • the outer peripheral surface may be entirely formed of an elastic body 92
  • a groove portion 58 may be formed as the first friction region R1 on the abdominal surface
  • a smooth curved surface 92A may be formed as the second friction region R2 on the back surface.
  • the first friction region R1 and the second friction region R2 are provided on the abdominal surface and back surface of the fingertip portion 90 using the same material, so that the material cost can be reduced compared to, for example, using different materials. Furthermore, since the first friction region R1 is formed by the groove portion 58 provided in the elastic body 92, and the second friction region R2 is formed by the smooth curved surface 92A provided in the elastic body 92, the first friction region R1 and the second friction region R2 can be provided on the fingertip portion 50 with a simple structure in which the base member 60 is covered with the elastic body 52.
  • the uneven portion of the present disclosure may be a convex portion or a concave portion other than the groove portion 58 described above.
  • the first friction region R1 may be formed by processing the ventral surface to form fine grooves or fine unevenness.
  • an opening 53 is formed in the elastic body 52, and the curved surface 60C of the base member 60 is exposed from this opening 53 to form the second friction region R2, but the present disclosure is not limited to this configuration.
  • the entire base member 60 may be covered with the elastic body 52, and a film or sheet material with a smooth surface may be attached to the outer peripheral surface of the elastic body 52 to form the second friction region R2.
  • the first friction region R1 may be formed from a film or sheet material with a high surface friction coefficient.
  • the base member 60 is embedded in and fixed to the elastic body 52, but the present disclosure is not limited to this configuration.
  • the elastic body 52 may be configured to removably cover the base member 60.
  • the elastic body 52 has a hollow portion 54, but the hollow portion 54 does not have to be provided. Instead of providing the hollow portion 54, the size of the base member 60 may be increased.
  • the fingertip portion 50 is configured to be removable from the finger body 30, but the present disclosure is not limited to this configuration.
  • the fingertip portion 50 may be configured not to be removable from the finger body 30.
  • the fingertip structure of a robot hand is provided with:
  • the fingertip structure of the robot hand in Appendix 1 comprises a first friction region provided on the pad surface of the fingertip of the robot hand, and a second friction region provided on the back surface of the fingertip, the second friction region having a lower friction coefficient than the first friction region.
  • a first friction region is provided on the pad surface of the fingertip, and a second friction region having a lower friction coefficient than the first friction region is provided on the back surface.
  • the object to be grasped can be securely grasped with the pad surface of the fingertip.
  • the side of the fingertip that comes into contact with the object to be grasped is referred to as the ventral side.
  • the fingertip structure of the robot hand in Appendix 1 allows the robot hand to grasp the object to be grasped smoothly and reliably, even when multiple objects to be grasped are placed adjacent to each other, compared to a robot hand in which the pad and back surfaces of the fingertip have the same coefficient of friction, for example.
  • Appendix 2 The fingertip structure of a robot hand described in Appendix 1, wherein the second friction region is provided at least in the center of the back surface in the width direction.
  • the second friction region is provided at least in the widthwise center of the back surface of the fingertip.
  • the widthwise center of the pad surface of the fingertip is mainly in contact with the object to be grasped.
  • the widthwise center of the back surface located opposite the widthwise center of the pad surface is likely to come into contact with an object to be grasped adjacent to the object to be grasped when multiple objects to be grasped are arranged adjacent to each other.
  • the fingertip can be smoothly inserted into the gap between adjacent objects to be grasped, compared to, for example, a configuration in which the second friction region is provided only at both widthwise ends of the back surface of the fingertip.
  • the second friction region extends from the tip of the fingertip toward the base of the finger, so that the fingertip can be smoothly inserted into the gap between adjacent objects to be grasped right from the start, compared to, for example, a case in which the second friction region extends from the middle of the fingertip toward the base of the finger.
  • the first friction region is provided at least in the widthwise center of the pad surface of the fingertip.
  • the widthwise center of the pad surface of the fingertip is mainly in contact with the object to be grasped. For this reason, by providing the first friction region at least in the widthwise center of the pad surface of the fingertip, the object to be grasped can be grasped more reliably with the pad surface of the fingertip, compared to, for example, a configuration in which the first friction region is provided only at both widthwise ends of the pad surface of the fingertip.
  • the first friction region extends from the tip of the fingertip toward the base of the finger, so that the object to be grasped can be grasped more reliably with the pad surface of the fingertip, compared to, for example, a case in which the first friction region extends from the middle of the fingertip toward the base of the finger.
  • Appendix 6 The fingertip structure of a robot hand described in any one of Appendix 1 to Appendix 5, wherein a material constituting the first friction region and a material constituting the second friction region are different.
  • the first friction region and the second friction region are provided on the pad and dorsal surfaces of the fingertip using different materials.
  • the friction coefficient differs depending on the properties of the material, so it is easier to increase the difference in friction coefficient between the first friction region and the second friction region compared to, for example, a structure in which the same material has different friction coefficients.
  • the fingertip portion has a base member and an elastic body covering the base member, The base member has a portion exposed from the base member, The first friction region is constituted by the elastic body, The fingertip structure of a robot hand described in Appendix 6, wherein the second friction region is formed by a portion of the base member exposed from the elastic body.
  • the first friction area is formed by an elastic body
  • the second friction area is formed by a base member.
  • the first friction area and the second friction area can be provided on the fingertip portion with a simple structure in which the base member is covered with an elastic body.
  • the second friction region includes a smoothly curved surface, so that the fingertip is less likely to get caught on an object adjacent to the object to be grasped, and the fingertip can be smoothly inserted into the gap between adjacent objects to be grasped.
  • Appendix 9 The fingertip structure of a robot hand described in any one of Appendix 1 to Appendix 5, wherein a material constituting the first friction region and a material constituting the second friction region are the same.
  • the same material is used to provide the first and second friction regions on the pad and back surfaces of the fingertip, which can reduce material costs compared to, for example, those that use different materials.
  • Appendix 10 10. The fingertip structure of a robot hand described in Appendix 9, wherein the fingertip portion has a base member and an elastic body covering the base member, the first friction region is formed by an uneven portion provided on the elastic body, and the second friction region is formed by a smooth curved surface provided on the elastic body.
  • the first friction area is formed by an uneven portion provided on the elastic body
  • the second friction area is formed by a smooth curved surface provided on the elastic body.
  • the first friction area and the second friction area can be provided on the fingertip portion with a simple structure in which the base member is covered with an elastic body.
  • the tip shape of the fingertip is hemispherical, so that the fingertip can be inserted more smoothly into the gap between adjacent objects to be grasped, compared to fingertip tips with angular tips, for example.
  • a finger body of the robot hand A fingertip portion attached to the finger body, the fingertip portion having a first friction region on a pad surface and a second friction region on a dorsal surface, the second friction region having a lower friction coefficient than the first friction region;
  • a robot hand comprising:
  • a first friction region is provided on the pad surface of the fingertip, and a second friction region having a lower friction coefficient than the first friction region is provided on the back surface.
  • the fingertip is unlikely to get caught on the adjacent object to be grasped because the back surface is provided with the second friction region.
  • the fingertip can be smoothly inserted into the gap between the adjacent objects to be grasped. This allows the object to be grasped to be grasped smoothly.
  • the first friction region having a higher friction coefficient than the second friction region is provided on the pad surface of the fingertip, the object to be grasped can be securely grasped with the pad surface of the fingertip.
  • the robot hand of Appendix 12 can grasp the object to be grasped smoothly and reliably, even when multiple objects to be grasped are placed adjacent to each other, compared to a robot hand in which the pad and back surfaces of the fingertips have the same coefficient of friction, for example.

Landscapes

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

Abstract

ロボットハンドの指先構造は、ロボットハンドの指先部の腹面に設けられた第一摩擦領域と、前記指先部の背面に設けられ、前記第一摩擦領域よりも摩擦係数が低い第二摩擦領域と、を備える。

Description

ロボットハンドの指先構造及びロボットハンド
　本開示は、ロボットハンドの指先構造及びロボットハンドに関する。
　特開２０２１－８８９９９号公報には、ロボットハンドが開示されている。このロボットハンドでは、指を流体圧アクチュエータで構成している。
　ところで、ロボットハンドでは、把持対象物の滑り止め用として指先に弾性体を被せることがある。このように指先に弾性体を被せると、複数の把持対象物が隣接して配置されている場合に、隣接する把持対象物同士の隙間に指先を入れにくい。つまり、指先を隣接する把持対象物同士の隙間に入れる際に、弾性体が把持予定の把持対象物に隣接する把持対象物に引っ掛かりやすいため、把持予定の把持対象物をスムーズに把持しにくい。
　本開示は、複数の把持対象物が隣接して配置されている場合であっても、把持予定の把持対象物をスムーズ且つ確実に把持することを目的とする。
　本開示の第１態様のロボットハンドの指先構造は、ロボットハンドの指先部の腹面に設けられた第一摩擦領域と、前記指先部の背面に設けられ、前記第一摩擦領域よりも摩擦係数が低い第二摩擦領域と、を備える。
　本開示の第２態様のロボットハンドの指先構造は、第１態様のロボットハンドの指先構造において、前記第二摩擦領域は、前記背面の少なくとも幅方向中央部に設けられている。
　本開示の第３態様のロボットハンドの指先構造は、第１態様又は第２態様のロボットハンドの指先構造において、前記第二摩擦領域は、前記指先部の先端から指の根元側に向けて延びている。
　本開示の第４態様のロボットハンドの指先構造は、第１態様～第３態様のいずれか一態様のロボットハンドの指先構造において、前記第一摩擦領域は、前記腹面の少なくとも幅方向中央部に設けられている。
　本開示の第５態様のロボットハンドの指先構造は、第１態様～第４態様のいずれか一態様のロボットハンドの指先構造において、前記第一摩擦領域は、前記指先部の先端から指の根元側に向けて延びている。
　本開示の第６態様のロボットハンドの指先構造は、第１態様～第５態様のいずれか一態様のロボットハンドの指先構造において、前記第一摩擦領域を構成する材料と前記第二摩擦領域を構成する材料が異なる。
　本開示の第７態様のロボットハンドの指先構造は、第２態様のロボットハンドの指先構造において、前記指先部は、ベース部材と、前記ベース部材を覆う弾性体と、を有し、前記ベース部材は、一部が前記ベース部材から露出し、前記第一摩擦領域は、前記弾性体によって構成され、前記第二摩擦領域は、前記ベース部材の前記弾性体から露出した部分によって構成されている。
　本開示の第８態様のロボットハンドの指先構造は、第１態様～第７態様のいずれか一態様のロボットハンドの指先構造において、前記第二摩擦領域は、滑らかな曲面を含む。
　本開示の第９態様のロボットハンドの指先構造は、第１態様～第７態様のいずれか一態様のロボットハンドの指先構造において、前記第一摩擦領域を構成する材料と前記第二摩擦領域を構成する材料が同じである。
　本開示の第１０態様のロボットハンドの指先構造は、第９態様のロボットハンドの指先構造において、前記指先部は、ベース部材と、前記ベース部材を覆う弾性体と、を有し、前記第一摩擦領域は、前記弾性体に設けられた凹凸部によって構成され、前記第二摩擦領域は、前記弾性体に設けられた滑らかな曲面によって構成されている。
　本開示の第１１態様のロボットハンドの指先構造は、第１態様～第１０態様のいずれか一態様のロボットハンドの指先構造において、前記指先部の先端形状が半球状である。
　本開示の第１２態様のロボットハンドは、ロボットハンドの指本体と、前記指本体に取り付けられ、腹面に第一摩擦領域が設けられると共に背面に第一摩擦領域よりも摩擦係数が低い第二摩擦領域が設けられた指先部と、を備える。
　本開示によれば、複数の把持対象物が隣接して配置されている場合であっても、把持予定の把持対象物をスムーズ且つ確実に把持することができる。
本開示の一実施形態に係るロボットハンドの指を示す斜視図である。 図１に示す指の縦断面図である。 図２に示す指の指先部の拡大縦断面図である。 図３に示す指先部の４Ｘ－４Ｘ線断面図である。 図３に示す指先部を矢印５Ｘ方向から見た正面図である。 図２に示す指先部の分解斜視図である。 図６に示す指先部の７Ｘ－７Ｘ線断面図である。 本開示の他の実施形態に係るロボットハンドの指先部の拡大縦断面図（図３に対応する拡大縦断面図）である。 図８に示す指先部を矢印９Ｘ方向から見た正面図である。 本開示の他の実施形態に係るロボットハンドの指先部の拡大縦断面図（図３に対応する拡大縦断面図）である。 本開示の一実施形態に係るロボットハンドを用いた搬送ロボットの構成例を示す図である。
　以下、本開示を実施するための形態を図面に基づき説明する。各図面において同一の符号を用いて示される構成要素は、同一又は同様の構成要素であることを意味する。なお、以下に説明する実施形態において重複する説明及び符号については、省略する場合がある。また、以下の説明において用いられる図面は、いずれも模式的なものであり、図面に示される、各要素の寸法の関係、各要素の比率等は、現実のものとは必ずしも一致していない。また、複数の図面の相互間においても、各要素の寸法の関係、各要素の比率等は必ずしも一致していない。
　本開示の一実施形態のロボットハンドの指先構造は、ロボットハンド２０（図１１参照）が有する複数の指２２の指先の構造である。図１１には、本実施形態のロボットハンド２０を用いた搬送ロボット１６の一例が示されている。
　搬送ロボット１６は、図１１に示されるように、回転可能な台座部１７と、支柱部１８と、伸縮可能なアーム部１９と、ハンド部（把持部ともいう）としてのロボットハンド２０と、を備える。この搬送ロボット１６では、アーム部１９が伸縮することでロボットハンド２０が把持対象物に接近したり離れたりする。アーム部１９が伸びてロボットハンド２０の複数の指２２で把持対象物を把持し、その状態でアーム部１９を縮ませることで把持対象物が持ち上げられる。その後、台座部１７を回転させて、別の場所に把持対象物を降ろす。このように搬送ロボット１６を用いることで把持対象物を搬送することが可能になる。
　図１及び図２に示されるように、指２２は、指本体３０と、指先部５０と、を備えている。
　指本体３０は、指２２を構成する部分のうち駆動力が付与されることで湾曲する部分である。具体的には、指本体３０は、駆動力の付与により湾曲して指先部５０を把持対象物に近づけ、そして接触させる部分である。本実施系形態では、一例として、指本体３０を流体の圧力によって湾曲する流体圧アクチュエータで構成している。なお、ここでいう流体には、気体、液体が含まれる。
　指本体３０は、図２に示されるように、アクチュエータ部３２と、封止機構３４と、封止機構３６と、を備えている。
　アクチュエータ部３２は、筒状であり、両端部が封止機構３４及び封止機構３６によって封止されている。また、アクチュエータ部３２の内部には、流体が供給されるようになっている。アクチュエータ部３２の内部に流体が供給されると、アクチュエータ部３２が湾曲する。
　アクチュエータ部３２は、図２及び図３に示されるように、チューブ３８と、スリーブ４０と、拘束部材４２と、を備えている。
　チューブ３８は、流体の圧力によって膨張及び収縮する円筒状の筒状体である。チューブ３８は、流体による収縮及び膨張を繰り返すため、ゴムなどの弾性材料によって構成される。
　スリーブ４０は、円筒状であり、チューブ３８の外周面を覆う。このスリーブ４０は、所定方向に配向された繊維コードを編み込んだ伸縮性を有する構造体であり、配向されたコードが交差することによって菱形の形状が繰り返されている。スリーブ４０は、配向されたコードがこのような菱形の形状を有することによって、パンタグラフ変形し、チューブ３８の収縮及び膨張を制限しつつ追従する。スリーブ４０を構成するコードとしては、芳香族ポリアミド（アラミド繊維）やポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）の繊維コードを用いることが好ましい。なお、本開示はこの構成に限定されない。例えば、ＰＢＯ繊維（ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール）などの高強度繊維のコードを用いてもよい。
　拘束部材４２は、チューブ３８とスリーブ４０との間に設けられている。拘束部材４２は、アクチュエータ部３２の軸方向に沿った圧縮に対して抵抗し、軸方向に直交する方向（アクチュエータ部３２の径方向）に変形可能な部材である。この拘束部材４２は、チューブ３８の一端から他端まで延びている。なお、本実施形態では、拘束部材４２の一例として、板バネを用いている。
　封止機構３４は、図２に示されるように、封止部材３４Ａ及びかしめ部材３４Ｂを備える。封止部材３４Ａは、チューブ３８の一端部（図２では右側の端部）を封止する。また、かしめ部材３４Ｂは、チューブ３８及びスリーブ４０を封止部材３４Ａと共にかしめる。封止部材３４Ａには、チューブ３８内に流体を供給するための供給路３４Ｃが設けられている。供給路３４Ｃには、アクチュエータ部３２に駆動力を付与する駆動圧力源、具体的には、気体や液体のコンプレッサから延びる配管が接続される。
　封止機構３６は、図２及び図３に示されるように、封止部材３６Ａ及びかしめ部材３６Ｂを備える。封止部材３６Ａは、チューブ３８の他端部（図２では左側の端部）を封止する。また、かしめ部材３６Ｂは、チューブ３８及びスリーブ４０を封止部材３６Ａと共にかしめる。封止部材３６Ａには、後述する固定部材７０を取り付けるための取付孔３６Ｃが設けられている。
　指先部５０は、指２２の先端部分であり、把持対象物に接する部分である。この指先部５０は、弾性体５２と、ベース部材６０と、固定部材７０と、を備えている。
　弾性体５２は、図３及び図４に示されるように、腹側に空洞部５４を有している。なお、ここでいう腹側とは、指２２の腹側であり、指２２の内側を指している。指の内側は図３及び図４において、矢印ＩＮで示す側である。この空洞部５４は、弾性体５２における指本体３０側（言い換えると、弾性体５２の先端と反対側）の面に開口している。また、弾性体５２の空洞部５４は、少なくとも弾性体５２の幅方向中央部に配置されている。なお、弾性体５２の幅方向は、指２２の幅方向と同じ方向であり、図４において、矢印Ｗで示す方向である。本実施形態の弾性体５２の空洞部５４は、図４に示されるように、指２２の幅方向中央部から両端部にわたって形成されている。さらに、弾性体５２の空洞部５４は、図３に示されるように、弾性体５２の開口側から先端に向けて延びている。
　また、弾性体５２には、空洞部５４と反対側（指２２の背側）にベース部材６０が埋め込まれており、このベース部材６０に隣接して隙間５６が形成されている。この隙間５６には、後述する固定部材７０の板部７２が挿入されている。
　弾性体５２は、把持対象物に接する部分であるため、低弾性な材料で形成されることが好ましい。例えば、弾性体５２をシリコンゴムで形成してもよい。弾性体５２をシリコンゴムで形成する場合、弾性体５２を天然ゴムで形成する場合と比べて、弾性体５２の形状を把持に適した形状に近づけられる。
　また、弾性体５２の内側外周面、すなわち、指先部５０の腹面５０Ａに滑り止め部を設けてもよい。滑り止め部を設けることで、指２２で把持した把持対象物の脱落を抑制することができる。なお、滑り止め部は、腹面５０Ａに設けた溝等の凹凸部でもよい。また、弾性体５２において、滑り止め部のみ他の部分と性質の異なる（例えば、摩擦力の高い）弾性材料で形成してもよい。なお、本実施形態では、弾性体５２の内側外周面に、滑り止め部として、弾性体５２の周方向に延びる溝部５８を指２２の長手方向に間隔をあけて複数形成している（図３及び図５参照）。なお、指２２の長手方向（指２２の延在方向ともいう）は指本体３０のアクチュエータ部３２の軸方向と同じ方向である。したがって、指２２の長手方向を図中矢印ＡＤ方向で示す。また、図面における符号ＣＬは指本体３０及び指先部５０を含めた指２２の中心線を示している。
　また、弾性体５２の外側外周面、すなわち、指先部５０の背面５０Ｂ側に貫通孔５９が形成されている（図３及び図４参照）。この貫通孔５９は、隙間５６に挿入された板部７２とベース部材６０を締結する締結部材としてのねじ部材８０が通過するための孔である。本実施形態では、貫通孔５９の孔径がねじ部材８０のねじ頭８０Ａの外径よりも大径とされている。
　また、弾性体５２には開口部５３が形成されている。具体的には、図３及び図５に示されるように、開口部５３は、弾性体５２の外側外周面の先端側に形成されている。本実施形態では、一例として、弾性体５２の外側外周面において先端（先端部）から開口側に向けて開口部５３が形成されている。この開口部５３からはベース部材６０の一部が露出している。
　ベース部材６０は、図４に示されるように、弾性体５２の空洞部５４と反対側の部分に埋め込まれている。具体的には、ベース部材６０は弾性体５２に埋め込まれることで弾性体５２に固定されている。なお、ベース部材６０は、弾性体５２の成形時（例えば、インサート成形時）に埋め込まれると共に固定（固着）されてもよいし、成形後の弾性体５２に埋め込むと共に接着剤等で固定されてもよい。
　ベース部材６０は、図３に示されるように、板部６０Ａと、盛上り部６０Ｂとを備えている。板部６０Ａは、板状に形成された部分であり、弾性体５２の開口側から先端に向けて延びている。この板部６０Ａには、固定部材７０を締結固定するためのねじ部材８０がねじ込まれるねじ孔６２（図６及び図７参照）が設けられている。盛上り部６０Ｂは、板部６０Ａの先端に設けられた盛り上がった部分であり、弾性体５２の開口部５３を通して外部に露出する部分である。なお、ベース部材６０は、弾性体５２よりも高弾性材料によって構成されている。本実施形態では、一例としてベース部材６０を金属材料で形成している。
　図３及び図６に示されるように、ベース部材６０には、固定部材７０が取り外し可能に取り付けられている。この固定部材７０は、指本体３０の封止部材３６Ａに取り付けられている。具体的には、固定部材７０は、Ｌ字状に折り曲げられた板材であり、板材の一方側がベース部材６０にねじ部材８０を用いて締結固定される板部７２とされ、板材の他方側が指本体３０の封止部材３６Ａにねじ部材８２を用いて締結固定される板部７４とされている。固定部材の７０の板部７２は、弾性体の５２の隙間５６に挿入可能とされている。板部７２を隙間５６に挿入した状態では、図３に示されるように、ベース部材６０に板部７２が隣接する。この状態でベース部材６０と板部７２がねじ部材８０によって締結固定される。
　固定部材７０は、弾性体５２よりも高弾性材料によって構成されている。本実施形態では、一例として固定部材７０を金属材料で形成している。この固定部材７０の板部７２には、ベース部材６０に締結固定するためのねじ部材８０のねじ部８０Ｂが通過する通過孔７２Ａ（図６参照）が設けられている。一方、固定部材７０の板部７４には、封止部材３６Ａに締結固定するためのねじ部材８２のねじ部８２Ｂが通過する通過孔７４Ａ（図６参照）が設けられている。なお、符号８２Ａはねじ部材８２のねじ頭を指す。
　なお、本実施形態では、図６に示されるように、ねじ部材８０及びねじ部材８２として皿ねじを用いているが、本開示はこの構成に限定されない。例えば、なべねじやボルトを用いてもよい。
　また、指本体３０の固定部材７０との取付面３６Ｄには、図３及び図６に示されるように、被係合部としての凹部３７が設けられ、固定部材７０における指本体３０との取付面７４Ｂには、凹部３７と係合（嵌合）して弾性体５２の向きを決める係合部としての凸部７５が設けられてもよい。具体的には、封止部材３６Ａの取付孔３６Ｃが設けられた側の面である取付面３６Ｄに凹部３７が設けられている。一方、板部７４の外面（板部７２と反対側の面）である取付面７４Ｂに凸部７５が設けられている。凸部７５を凹部３７に嵌合させることで、指本体３０に対して弾性体５２の位置（向き）が決まる。
　ここで、本実施形態では、図３及び図５に示されるように、指先部５０の腹面５０Ａに第一摩擦領域Ｒ１が設けられ、指先部５０の背面５０Ｂに第一摩擦領域Ｒ１よりも摩擦係数が低い第二摩擦領域Ｒ２が設けられている。
　第一摩擦領域Ｒ１は、図５に示されるように、腹面５０Ａの少なくとも幅方向中央部に設けられている。また、第一摩擦領域Ｒ１は、指先部５０の先端（先端部）から指２２の根元側に向けて延びている(図３参照）。具体的には、図３及び図５に示されるように、第一摩擦領域Ｒ１は、弾性体５２によって構成されている。言い換えると、本実施形態では、指先部５０の腹面５０Ａ全体が弾性体５２によって構成されているため、第一摩擦領域Ｒ１も弾性体５２によって構成されている。
　第二摩擦領域Ｒ２は、図５に示されるように、背面５０Ｂの少なくとも幅方向中央部に設けられている。また、第二摩擦領域Ｒ２は、指先部５０の先端（先端部）から指２２の根元側に向けて延びている（図３参照）。具体的には、図３及び図５に示されるように、第二摩擦領域Ｒ２は、盛上り部６０Ｂによって構成されている。より具体的には、第二摩擦領域Ｒ２は、盛上り部６０Ｂの滑らかに湾曲する曲面６０Ｃによって構成されている。
　また、指先部５０は、第一摩擦領域Ｒ１を構成する材料と第二摩擦領域Ｒ２を構成する材料が異なる。具体的には、第一摩擦領域Ｒ１は弾性体５２を構成する材料によって構成され、第二摩擦領域Ｒ２はベース部材６０を構成する材料によって構成されており、双方は材料が異なる。ここで、本実施形態では、弾性体５２が一例としてシリコンゴムで構成され、ベース部材６０が一例として金属材料で構成されるため、弾性体５２に対してベース部材６０の盛上り部６０Ｂの摩擦係数を低く設定しやすい。
　また、図３及び図５に示されるように、指先部５０の先端形状は半球状である。
（作用）
　次に本実施形態の作用について説明する。
　本実施形態のロボットハンド２０の指先構造では、指先部５０を構成する弾性体５２の腹側に空洞部５４があるため、指先部５０（弾性体５２）で把持対象物を把持する際に、弾性体５２の腹面５０Ａが空洞部５４側に弾性変形しやすい。このため、指先部５０から把持対象物に作用する把持力を軽減することができる。したがって、本実施形態では、弾性体５２の腹側に空洞部５４がないものと比べて、指先部５０から把持対象物に作用する把持力を軽減することができる。
　また、指先部５０の腹面５０Ａに第一摩擦領域Ｒ１（弾性体５２）を設け、背面５０Ｂに第一摩擦領域よりも摩擦係数が低い第二摩擦領域Ｒ２（盛上り部６０Ｂ）を設けている。ここで、複数の把持対象物が隣接して配置されている場合に、把持予定の把持対象物に隣接する把持対象物に指先部５０の背面５０Ｂが接しても、背面５０Ｂに第二摩擦領域Ｒ２が設けられているため、指先部５０が隣接する把持対象物に引っ掛かりにくい。すなわち、指先部５０の背面５０Ｂに第二摩擦領域Ｒ２を設けることにより、互いに隣接する把持対象物間の隙間にスムーズに指先部５０を入れることができる。これにより、把持予定の把持対象物をスムーズに把持することができる。
　また、指先部５０の腹面５０Ａに第二摩擦領域Ｒ２よりも摩擦係数が高い第一摩擦領域Ｒ１を設けていることから、指先部５０の腹面５０Ａで把持予定の把持対象物を確実に把持することができる。
　以上のように、本実施形態のロボットハンド２０の指先構造によれば、例えば、指先部の腹面及び背面が同じ摩擦係数のものと比べて、複数の把持対象物が隣接して配置されている場合であっても、把持予定の把持対象物をスムーズ且つ確実に把持することができる。
　本実施形態の指先構造では、第二摩擦領域Ｒ２が指先部５０の背面５０Ｂの少なくとも幅方向中央部に設けられている。指先部５０で把持対象物を把持する場合、指先部５０の腹面５０Ａにおける幅方向中央部が把持対象物に主に接する。一方で、指先部５０において、腹面５０Ａの幅方向中央部の反対側に位置する背面５０Ｂの幅方向中央部は、複数の把持対象物が隣接して配置されている場合に、把持予定の把持対象物に隣接する把持対象物に接しやすい。このため、指先部５０の背面５０Ｂの少なくとも幅方向中央部に第二摩擦領域Ｒ２を設けることによって、例えば、指先部５０の背面５０Ｂの幅方向両端部にのみ第二摩擦領域Ｒ２を設ける構成と比べて、互いに隣接する把持対象物間の隙間にスムーズに指先部５０を入れることができる。
　本実施形態の指先構造では、第二摩擦領域Ｒ２が指先部５０の先端から指２２の根元側に向けて延びているため、例えば、第二摩擦領域Ｒ２が指先部５０の途中から指２２の根元側に向けて延びているものと比べて、互いに隣接する把持対象物間の隙間に最初からスムーズに指先部５０を入れることができる。
　本実施形態の指先構造では、第一摩擦領域Ｒ１が指先部５０の腹面５０Ａの少なくとも幅方向中央部に設けられているため、例えば、指先部５０の腹面５０Ａの幅方向両端部にのみ第一摩擦領域Ｒ１を設ける構成と比べて、指先部５０の腹面５０Ａで把持予定の把持対象物を確実に把持することができる。
　本実施形態の指先構造では、第一摩擦領域Ｒ１が指先部５０の先端から指２２の根元側に向けて延びているため、例えば、第一摩擦領域Ｒ１が指先部５０の途中から指２２の根元側に向けて延びているものと比べて、指先部５０の腹面５０Ａで把持予定の把持対象物を確実に把持することができる。
　本実施形態の指先構造では、弾性体５２及びベース部材６０の各々の材料の特性によって摩擦係数が異なるため、例えば、同じ材料で摩擦係数を異ならせるものと比べて、第一摩擦領域Ｒ１と第二摩擦領域Ｒ２との摩擦係数の差を大きくしやすい。
　本実施形態の指先構造では、弾性体５２によって第一摩擦領域Ｒ１が構成され、ベース部材６０によって第二摩擦領域Ｒ２が構成される。ここで、上記指先構造では、ベース部材６０を弾性体５２で覆う、言い換えると、弾性体５２にベース部材６０を埋め込み且つ一部を露出させる簡単な構成で指先部５０に第一摩擦領域Ｒ１と第二摩擦領域Ｒ２を設けることができる。
　本実施形態の指先構造では、第二摩擦領域Ｒ２が滑らかな曲面を含む、言い換えると、盛上り部６０Ｂの表面が滑らかな曲面６０Ｃであるため、指先部５０が把持予定の把持対象物に隣接する把持対象物に引っ掛かりにくく、互いに隣接する把持対象物間の隙間にスムーズに指先部５０を入れることができる。特に、本実施形態の指先構造では、指先部５０の先端形状が半球状であるため、例えば、指先部５０の先端形状が角張っている形状のものと比べて、互いに隣接する把持対象物の間の隙間にスムーズに指先部５０を入れることができる。
［他の実施形態］
　以上、本開示の実施形態の一例について説明したが、本開示の実施形態は、上記に限定されるものでなく、上記以外にも、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。例えば、前述の実施形態では、図３及び図５に示されるように、ベース部材６０の曲面６０Ｃが弾性体５２の表面と連続しているが、本開示はこの構成に限定されない。例えば、図８及び図９に示されるように、曲面６０Ｃの位置が弾性体５２の肉厚分中心線ＣＬよりに位置してもよい。
　前述の実施形態では、第一摩擦領域Ｒ１を構成する材料と第二摩擦領域Ｒ２を構成する材料が異なる材料であったが、本開示はこの構成に限定されない。例えば、第一摩擦領域Ｒ１を構成する材料と第二摩擦領域Ｒ２を構成する材料が同じであってもよい。具体的には、図１０に示される指先部９０のように外周面（腹面及び背面）が全て弾性体９２で形成され、腹面の第一摩擦領域Ｒ１として溝部５８が形成され、背面の第二摩擦領域Ｒ２として滑らかな曲面９２Ａが形成されてもよい。このように同じ材料を用いて指先部９０の腹面及び背面に第一摩擦領域Ｒ１と第二摩擦領域Ｒ２を設けているので、例えば、異なる材料を用いるものと比べて、材料費を削減することができる。さらに、弾性体９２に設けられた溝部５８によって第一摩擦領域Ｒ１が構成され、弾性体９２に設けられた滑らかな曲面９２Ａによって第二摩擦領域Ｒ２が構成されることから、ベース部材６０を弾性体５２で覆う簡単な構造で指先部５０に第一摩擦領域Ｒ１と第二摩擦領域Ｒ２を設けることができる。なお、本開示の凹凸部としては、上記の溝部５８以外に凸部又は凹部を用いてもよい。また、微細な溝や微細な凹凸を形成する加工を腹面に施して第一摩擦領域Ｒ１を形成してもよい。
　前述の実施形態では、弾性体５２に開口部５３を形成し、この開口部５３からベース部材６０の曲面６０Ｃを露出させて、第二摩擦領域Ｒ２を構成しているが、本開示はこの構成に限定されない。例えば、弾性体５２でベース部材６０の全体を覆い、弾性体５２の外側外周面に表面が滑らかなフィルム又はシート材を貼り付けて、第二摩擦領域Ｒ２を形成してもよい。同様に、第一摩擦領域Ｒ１を表面の摩擦係数が高いフィルム又はシート材で形成してもよい。
　前述の実施形態では、弾性体５２にベース部材６０を埋め込んで固定しているが、本開示はこの構成に限定されない。例えば、弾性体５２をベース部材６０に取り外し可能に被せる構成でもよい。
　前述の実施形態では、弾性体５２に空洞部５４を設けたが、空洞部５４は設けなくてもよい。なお、空洞部５４を設ける代わりにベース部材６０のサイズを大きくしてもよい。
　前述の実施形態では、指先部５０が指本体３０から取り外し可能な構成としているが、本開示はこの構成に限定されない。指先部５０が指本体３０から取り外せない構成であってもよい。
　次に、本実施形態に関し、以下の付記を開示する。
　（付記１）
　ロボットハンドの指先部の腹面に設けられた第一摩擦領域と、
　前記指先部の背面に設けられ、前記第一摩擦領域よりも摩擦係数が低い第二摩擦領域と、
　を備えるロボットハンドの指先構造。
　付記１のロボットハンドの指先構造は、ロボットハンドの指先部の腹面に設けられた第一摩擦領域と、前記指先部の背面に設けられ、前記第一摩擦領域よりも摩擦係数が低い第二摩擦領域と、を備える。
　付記１のロボットハンドの指先構造では、指先部の腹面に第一摩擦領域を設け、背面に第一摩擦領域よりも摩擦係数が低い第二摩擦領域を設けている。ここで、複数の把持対象物が隣接して配置されている場合に、把持予定の把持対象物に隣接する把持対象物に指先部の背面が接しても、背面に第二摩擦領域が設けられているため、指先部が隣接する把持対象物に引っ掛かりにくい。すなわち、指先部の背面に第二摩擦領域を設けることにより、互いに隣接する把持対象物間の隙間にスムーズに指先部を入れることができる。これにより、把持予定の把持対象物をスムーズに把持することができる。
　また、指先部の腹面に第二摩擦領域よりも摩擦係数が高い第一摩擦領域を設けていることから、指先部の腹面で把持予定の把持対象物を確実に把持することができる。
　なお、指先部において把持対象物と接触する側を腹側と言う。
　以上のように、付記１のロボットハンドの指先構造によれば、例えば、指先部の腹面及び背面が同じ摩擦係数のものと比べて、複数の把持対象物が隣接して配置されている場合であっても、把持予定の把持対象物をスムーズ且つ確実に把持することができる。
　（付記２）
　前記第二摩擦領域は、前記背面の少なくとも幅方向中央部に設けられている、付記１に記載のロボットハンドの指先構造。
　付記２のロボットハンドの指先構造では、第二摩擦領域が指先部の背面の少なくとも幅方向中央部に設けられている。指先部で把持対象物を把持する場合、指先部の腹面における幅方向中央部が把持対象物に主に接する。一方で、指先部において、腹面の幅方向中央部の反対側に位置する背面の幅方向中央部は、複数の把持対象物が隣接して配置されている場合に、把持予定の把持対象物に隣接する把持対象物に接しやすい。このため、指先部の背面の少なくとも幅方向中央部に第二摩擦領域を設けることによって、例えば、指先の背面の幅方向両端部にのみ第二摩擦領域を設ける構成と比べて、互いに隣接する把持対象物間の隙間にスムーズに指先部を入れることができる。
　（付記３）
　　前記第二摩擦領域は、前記指先部の先端から指の根元側に向けて延びている、付記１又は付記２に記載のロボットハンドの指先構造。
　付記３のロボットハンドの指先構造では、第二摩擦領域が指先部の先端から指の根元側に向けて延びているため、例えば、第二摩擦領域が指先部の途中から指の根元側に向けて延びているものと比べて、互いに隣接する把持対象物間の隙間に最初からスムーズに指先部を入れることができる。
　（付記４）
　前記第一摩擦領域は、前記腹面の少なくとも幅方向中央部に設けられている、付記１～付記３のいずれか１項に記載のロボットハンドの指先構造。
　付記４のロボットハンドの指先構造では、第一摩擦領域が指先部の腹面の少なくとも幅方向中央部に設けられている。指先部で把持対象物を把持する場合、指先部の腹面における幅方向中央部が把持対象物に主に接する。このため、指先部の腹面の少なくとも幅方向中央部に第一摩擦領域を設けることによって、例えば、指先の腹面の幅方向両端部にのみ第一摩擦領域を設ける構成と比べて、指先部の腹面で把持予定の把持対象物を確実に把持することができる。
　（付記５）
　前記第一摩擦領域は、前記指先部の先端から指の根元側に向けて延びている、付記１～付記４のいずれか１項に記載のロボットハンドの指先構造。
　付記５のロボットハンドの指先構造では、第一摩擦領域が指先部の先端から指の根元側に向けて延びているため、例えば、第一摩擦領域が指先部の途中から指の根元側に向けて延びているものと比べて、指先部の腹面で把持予定の把持対象物を確実に把持することができる。
　（付記６）
　　前記第一摩擦領域を構成する材料と前記第二摩擦領域を構成する材料が異なる、付記１～付記５のいずれか１項に記載のロボットハンドの指先構造。
　付記６のロボットハンドの指先構造では、互いに異なる材料を用いて第一摩擦領域と第二摩擦領域を指先部の腹面及び背面に設けている。上記指先構造では、材料の特性によって摩擦係数が異なるため、例えば、同じ材料で摩擦係数を異ならせるものと比べて、第一摩擦領域と第二摩擦領域との摩擦係数の差を大きくしやすい。
　（付記７）
　前記指先部は、ベース部材と、前記ベース部材を覆う弾性体と、を有し、
　前記ベース部材は、一部が前記ベース部材から露出し、
　前記第一摩擦領域は、前記弾性体によって構成され、
　前記第二摩擦領域は、前記ベース部材の前記弾性体から露出した部分によって構成されている、付記６に記載のロボットハンドの指先構造。
　付記７のロボットハンドの指先構造では、弾性体によって第一摩擦領域が構成され、ベース部材によって第二摩擦領域が構成される。ここで、上記指先構造では、ベース部材を弾性体で覆う簡単な構成で指先部に第一摩擦領域と第二摩擦領域を設けることができる。
　（付記８）
　前記第二摩擦領域は、滑らかな曲面を含む、付記１～付記７のいずれか１項に記載のロボットハンドの指先構造。
　付記８のロボットハンドの指先構造では、第二摩擦領域が滑らかな曲面を含むため、指先部が把持予定の把持対象物に隣接する把持対象物に引っ掛かりにくく、互いに隣接する把持対象物間の隙間にスムーズに指先部を入れることができる。
　（付記９）
　前記第一摩擦領域を構成する材料と前記第二摩擦領域を構成する材料が同じである、付記１～付記５のいずれか１項に記載のロボットハンドの指先構造。
　付記９のロボットハンドの指先構造では、同じ材料を用いて指先部の腹面及び背面に第一摩擦領域と第二摩擦領域を設けているので、例えば、異なる材料を用いるものと比べて、材料費を削減することができる。
　（付記１０）
　前記指先部は、ベース部材と、前記ベース部材を覆う弾性体と、を有し、前記第一摩擦領域は、前記弾性体に設けられた凹凸部によって構成され、前記第二摩擦領域は、前記弾性体に設けられた滑らかな曲面によって構成されている、付記９に記載のロボットハンドの指先構造。
　付記１０のロボットハンドの指先構造では、弾性体に設けられた凹凸部によって第一摩擦領域が構成され、弾性体に設けられた滑らかな曲面によって第二摩擦領域が構成されている。ここで、上記指先構造では、ベース部材を弾性体で覆う簡単な構造で指先部に第一摩擦領域と第二摩擦領域を設けることができる。
　（付記１１）
　前記指先部の先端形状が半球状である、付記１～付記５のいずれか１項に記載のロボットハンドの指先構造。
　付記１１のロボットハンドの指先構造では、指先部の先端形状が半球状であるため、例えば、指先部の先端形状が角張っている形状のものと比べて、互いに隣接する把持対象物の間の隙間にスムーズに指先部を入れることができる。
　（付記１２）
　ロボットハンドの指本体と、
　前記指本体に取り付けられ、腹面に第一摩擦領域が設けられると共に背面に第一摩擦領域よりも摩擦係数が低い第二摩擦領域が設けられた指先部と、
　を備えるロボットハンド。
　付記１２のロボットハンドでは、指先部の腹面に第一摩擦領域を設け、背面に第一摩擦領域よりも摩擦係数が低い第二摩擦領域を設けている。ここで、複数の把持対象物が隣接して配置されている場合に、把持予定の把持対象物に隣接する把持対象物に指先部の背面が接しても、背面に第二摩擦領域が設けられているため、指先部が隣接する把持対象物に引っ掛かりにくい。すなわち、指先部の背面に第二摩擦領域を設けることにより、互いに隣接する把持対象物間の隙間にスムーズに指先部を入れることができる。これにより、把持予定の把持対象物をスムーズに把持することができる。
　また、指先部の腹面に第二摩擦領域よりも摩擦係数が高い第一摩擦領域を設けていることから、指先部の腹面で把持予定の把持対象物を確実に把持することができる。
　以上のように、付記１２のロボットハンドによれば、例えば、指先部の腹面及び背面が同じ摩擦係数のものと比べて、複数の把持対象物が隣接して配置されている場合であっても、把持予定の把持対象物をスムーズ且つ確実に把持することができる。
　本明細書に記載された全ての文献、特許出願及び技術規格は、個々の文献、特許出願及び技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書中に参照により取り込まれる。また、２０２２年１２月１３日に出願された日本国出願番号第２０２２－１９８９２５の開示は、その全体が本明細書中に参照により取り込まれる。

Claims (12)

  1. 　ロボットハンドの指先部の腹面に設けられた第一摩擦領域と、
    　前記指先部の背面に設けられ、前記第一摩擦領域よりも摩擦係数が低い第二摩擦領域と、
    　を備えるロボットハンドの指先構造。
  2. 　前記第二摩擦領域は、前記背面の少なくとも幅方向中央部に設けられている、請求項１に記載のロボットハンドの指先構造。
  3. 　前記第二摩擦領域は、前記指先部の先端から指の根元側に向けて延びている、請求項１又は請求項２に記載のロボットハンドの指先構造。
  4. 　前記第一摩擦領域は、前記腹面の少なくとも幅方向中央部に設けられている、請求項１～請求項３のいずれか１項に記載のロボットハンドの指先構造。
  5. 　前記第一摩擦領域は、前記指先部の先端から指の根元側に向けて延びている、請求項１～請求項４のいずれか１項に記載のロボットハンドの指先構造。
  6. 　前記第一摩擦領域を構成する材料と前記第二摩擦領域を構成する材料が異なる、請求項１～請求項５のいずれか１項に記載のロボットハンドの指先構造。
  7. 　前記指先部は、ベース部材と、前記ベース部材を覆う弾性体と、を有し、
    　前記ベース部材は、一部が前記ベース部材から露出し、
    　前記第一摩擦領域は、前記弾性体によって構成され、
    　前記第二摩擦領域は、前記ベース部材の前記弾性体から露出した部分によって構成されている、請求項６に記載のロボットハンドの指先構造。
  8. 　前記第二摩擦領域は、滑らかな曲面を含む、請求項１～請求項７のいずれか１項に記載のロボットハンドの指先構造。
  9. 　前記第一摩擦領域を構成する材料と前記第二摩擦領域を構成する材料が同じである、請求項１～請求項５のいずれか１項に記載のロボットハンドの指先構造。
  10. 　前記指先部は、ベース部材と、前記ベース部材を覆う弾性体と、を有し、
    　前記第一摩擦領域は、前記弾性体に設けられた凹凸部によって構成され、
    　前記第二摩擦領域は、前記弾性体に設けられた滑らかな曲面によって構成されている、請求項９に記載のロボットハンドの指先構造。
  11. 　前記指先部の先端形状が半球状である、請求項１～請求項５のいずれか１項に記載のロボットハンドの指先構造。
  12. 　ロボットハンドの指本体と、
    　前記指本体に取り付けられ、腹面に第一摩擦領域が設けられると共に背面に第一摩擦領域よりも摩擦係数が低い第二摩擦領域が設けられた指先部と、
    　を備えるロボットハンド。
PCT/JP2023/023426 2022-12-13 2023-06-23 ロボットハンドの指先構造及びロボットハンド Ceased WO2024127693A1 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022198925A JP2024084585A (ja) 2022-12-13 2022-12-13 ロボットハンドの指先構造及びロボットハンド
JP2022-198925 2022-12-13

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2024127693A1 true WO2024127693A1 (ja) 2024-06-20

Family

ID=91484715

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2023/023426 Ceased WO2024127693A1 (ja) 2022-12-13 2023-06-23 ロボットハンドの指先構造及びロボットハンド

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP2024084585A (ja)
WO (1) WO2024127693A1 (ja)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009101424A (ja) * 2006-12-14 2009-05-14 Yaskawa Electric Corp ロボット
JP2010221357A (ja) * 2009-03-24 2010-10-07 Toyota Industries Corp ロボットハンド用フィンガ
JP2016002607A (ja) * 2014-06-13 2016-01-12 Nok株式会社 被覆材及びロボット把持部の被覆構造

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009101424A (ja) * 2006-12-14 2009-05-14 Yaskawa Electric Corp ロボット
JP2010221357A (ja) * 2009-03-24 2010-10-07 Toyota Industries Corp ロボットハンド用フィンガ
JP2016002607A (ja) * 2014-06-13 2016-01-12 Nok株式会社 被覆材及びロボット把持部の被覆構造

Also Published As

Publication number Publication date
JP2024084585A (ja) 2024-06-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7549688B2 (en) Robot hand
JP7112699B2 (ja) 空気圧アクチュエータ及び空気圧アクチュエータを備えたグリッパ
JP2010221357A (ja) ロボットハンド用フィンガ
WO2024180860A1 (ja) ロボットハンド
CN102853170B (zh) 软管夹
WO2017138663A1 (ja) 流体圧式アクチュエータ用弾性体チューブ及びアクチュエータ
JP2024084585A (ja) ロボットハンドの指先構造及びロボットハンド
JP7109893B2 (ja) アクチュエータ
WO2023171111A1 (ja) ロボットハンド
WO2023171113A1 (ja) ロボットハンド
WO2023171110A1 (ja) 流体圧アクチュエータ
US20260077512A1 (en) Fingertip structure of robot hand, fingertip component of robot hand, and robot hand
US20250027517A1 (en) Fluid pressure actuator
WO2024057656A1 (ja) ロボットハンドの指先構造及びロボットハンド
WO2023171112A1 (ja) カバー付き流体圧アクチュエータ
US12359683B2 (en) Holding member with actuator cover and actuator cover
US20260070237A1 (en) Robot hand
TWI908590B (zh) 塗膜轉印具
JP2013240855A (ja) 把持装置用外皮
US20260078781A1 (en) Actuator curved inner length measurement apparatus and method for measuring actuator curved inner length
JP2023090574A (ja) 流体圧アクチュエータおよびロボット
JP2024039555A (ja) ロボットハンド
WO2024247311A1 (ja) 流体圧アクチュエータ
WO2024232114A1 (ja) 流体圧アクチュエータ
WO2025126869A1 (ja) 流体圧アクチュエータ

Legal Events

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

Ref document number: 23903000

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 23903000

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1