WO2005032771A1

WO2005032771A1 - ロボットハンド

Info

Publication number: WO2005032771A1
Application number: PCT/JP2004/012573
Authority: WO
Inventors: Masato Hayakawa; Takafumi Fukushima; Kazuhiro Kishimoto; Kazuyuki Takahashi
Original assignee: Honda Motor Co., Ltd.
Priority date: 2003-09-12
Filing date: 2004-08-31
Publication date: 2005-04-14
Also published as: JP4313125B2; EP1666217A4; US7549688B2; EP1666217B1; JP2005088096A; EP1666217A1; US20070018470A1; DE602004026205D1

Abstract

　ロボットハンド（１０）において、指リンク（末節リンク１４ａ～２２ａ、中節リンク１６ｂ～２２ｂ、基節リンク１４ｂ，１６ｃ～２２ｃ）の少なくとも１個を、第１の部材（１６ａ１）と、第１の部材（１６ａ１）の表面に密着される第２の部材（１６ａ２）と、少なくとも第２の部材を被覆する第３の部材（１６ａ３）とから構成すると共に、第２の部材の剛性を、第１の部材および第３の部材の剛性よりも低く設定するように構成する。これによって、第２の部材によって指部の柔軟性を向上させて第３の部材と対象物との接触面積を増加させることができ、よって対象物を安定して把持することができる。

Description

明細書

ロボットノヽンド

技術分野

[0001] この発明は、ロボットノ、ンドに関し、より詳しくは、ロボットノ、ンドの指部の構造に関する。

背景技術

[0002] ロボットハンドの指部 (より詳しくは指先）は、一般に、適度な摩擦係数を有するゴム系の単一素材 (例えばシリコンゴム）から形成されていた。これに対し、下記の非特許文献 1にあっては、アルミニウムカゝらなる骨格と爪、および前記骨格を被覆する軟質スポンジ力もなる皮膚とから指先を構成することを提案している。また、特許文献 1に記載されるように、骨格たるベース部に取り付けられた触角センサを覆う硬、内部皮膚と、前記内部皮膚を覆う柔らか、外部皮膚とを備えるようにした技術も提案されて、る非特許文献 1：第 16回日本ロボット学会学術講演会予稿集「接触面積調節可能な指先形状を備えた多指ロボットノ、ンドの開発」、日本ロボット学会、 1998年 9月、 ppl43 7—1438

特許文献 1：特公平 7-8477号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0003] ところで、ロボットハンドの指部で対象物を安定に把持するには、指部の摩擦係数が高いことが望ましい。また、指部と対象物との接触面積が大きいことが望ましい。指部と対象物との接触面積を大きくするには、指部 (具体的には、対象物との接触面）に高、柔軟性を与え、対象物の形状に応じて変形させることが必要である。

[0004] し力しながら、従来技術に係る多くのロボットノヽンドのように、摩擦係数を考慮してシリコンゴムなどの比較的硬度の高、ゴム系の単一部材カも指部を形成すると、対象物の形状に応じて変形するほどの高い柔軟性を与えることができな力つた。

[0005] また、上記した非特許文献 1および特許文献 1に記載される技術にお!ヽても、人間の骨格に相当する硬質部材 (リンク）に、人間の皮膚に相当する薄い（一枚ないしは 2 枚の）弾性部材を被覆するに過ぎなカゝつたため、対象物との接触面に十分な柔軟性を得るには至っていなかった。

[0006] 従って、この発明の第 1の目的は上記した不都合を解消することにあり、指部の柔軟性を向上させ、対象物を安定して把持するようにしたロボットハンドを提供することにある。

[0007] 一方、指部に力センサを取り付け、指部に作用する応力を検出する場合、指部の柔軟性を高めるとかかる応力の検出精度が低下してしまうという不具合が生じる。

[0008] 従ってこの発明の第 2の目的は、指部の柔軟性を向上させ、対象物を安定して把持すると共に、指部に取り付けた力センサの検出精度を向上させるようにしたロボットハンドを提供することにある。

課題を解決するための手段

[0009] この発明は、上記の第 1の目的を達成するために、後述する請求項 1に記載する如ぐ複数個の指リンクと、前記指リンクを連接する指関節とからなる指部を備えたロボットハンドにおいて、前記指リンクの少なくとも 1個を、第 1の部材と、前記第 1の部材の表面に密着される第 2の部材と、少なくとも前記第 2の部材を被覆する第 3の部材とから構成すると共に、前記第 2の部材の剛性を、前記第 1の部材および前記第 3の部材の剛性よりも低く設定するように構成した。

[0010] また、この発明は、後述する請求項 2に記載する如ぐ前記第 3の部材の摩擦係数を、前記第 1の部材および前記第 2の部材の摩擦係数よりも高く設定するように構成した。

[0011] また、この発明は、後述する請求項 3に記載する如ぐ前記第 3の部材の肉厚を、前記第 2の部材の肉厚よりも小さく設定するように構成した。

[0012] また、この発明は、後述する請求項 4に記載する如ぐ前記第 1の部材が、榭脂系材料からなるように構成した。

[0013] また、この発明は、後述する請求項 5に記載する如ぐ前記第 2の部材が、柔軟材料力なるように構成した。

[0014] また、この発明は、後述する請求項 6に記載する如ぐ前記第 3の部材が、高摩擦係数材料からなるように構成した。

[0015] また、この発明は、後述する請求項 7に記載する如ぐ前記第 3の部材の表面を、凹凸形状とするように構成した。

[0016] また、この発明は、後述する請求項 8に記載する如ぐ前記第 3の部材の表面の一部に密着される第 4の部材を備えると共に、前記第 4の部材の剛性を、前記第 2の部材の剛性よりも高く設定するように構成した。

[0017] また、この発明は、後述する請求項 9に記載する如ぐ前記第 4の部材が、榭脂系材料からなるように構成した。

[0018] また、この発明は、上記した第 2の目的を達成するため、後述する請求項 10に記載する如ぐ複数個の指リンクと、前記指リンクを連接する指関節とからなる指部を備えたロボットノ、ンドにおいて、前記指リンクの少なくとも 1個を、力センサが取り付けられるベース部と、前記力センサを介して前記ベース部に接続される第 1の部材と、前記第 1の部材の表面に密着される第 2の部材と、少なくとも前記第 2の部材を被覆する第 3の部材と、前記第 3の部材の表面の一部に密着される第 4の部材とから構成すると共に、前記第 4の部材を、前記力センサに接続するように構成した。

[0019] また、この発明は、後述する請求項 11に記載する如ぐ前記第 4の部材を、連結部材を介して前記力センサに接続するように構成した。

発明の効果

[0020] 請求項 1にあっては、複数個の指リンクと、前記指リンクを連接する指関節とからなる指部を備えたロボットハンドにおいて、前記指リンクの少なくとも 1個を、第 1の部材と、前記第 1の部材の表面に密着される第 2の部材と、少なくとも前記第 2の部材を被覆する第 3の部材とから構成すると共に、前記第 2の部材の剛性を、前記第 1の部材および前記第 3の部材の剛性よりも低く設定するように構成したので、第 2の部材によつて指部の柔軟性を向上させて第 3の部材と対象物との接触面積を増加させることができ、よって対象物を安定して把持することができる。

[0021] また、請求項 2にあっては、前記第 3の部材の摩擦係数を、前記第 1の部材および前記第 2の部材の摩擦係数よりも高く設定するように構成したので、対象物をより安定して把持することができる。 [0022] また、請求項 3にあっては、前記第 3の部材の肉厚を、前記第 2の部材の肉厚よりも小さく設定するように構成したので、上記した効果に加え、第 2の部材の変形が促進されて指部の柔軟性を一層向上させることができ、よって対象物を一層安定して把持することができる。

[0023] また、請求項 4にあっては、前記第 1の部材が、榭脂系材料力もなるように構成した、即ち、第 1の部材を高い剛性を備え、かつ軽量な部材カも製作するようにしたので、上記した効果に加え、指部の慣性重量を低減することができる。また、高い剛性を備えた第 1の部材にカセンサを取り付けることで、指部に作用する応力を精度良く検出することができる。

[0024] また、請求項 5にあっては、前記第 2の部材が、柔軟材料カゝらなるように構成したので、上記した効果に加え、指部に高い柔軟性を与えてより一層安定した対象物の把持が可能になると共に、指部と対象物との接触が断たれたときに指部を元の形状に復'帰させることができる。

[0025] また、請求項 6にあっては、前記第 3の部材が、高摩擦係数材料カゝらなるように構成したので、上記した効果にカ卩え、指部に高い摩擦係数を与えることができ、よって対象物をより一層安定して把持することができる。

[0026] また、請求項 7にあっては、前記第 3の部材の表面を、凹凸形状とするように構成したので、上記した効果にカ卩え、指部の摩擦係数をより一層向上させることができ、よつて対象物をより一層安定して把持することができる。

[0027] また、請求項 8にあっては、前記第 3の部材の表面の一部に密着される第 4の部材を備えると共に、前記第 4の部材の剛性を、前記第 2の部材の剛性よりも高く設定するように構成したので、上記した効果に加え、第 2の部材の過剰な変形を第 4の部材によって抑制することができ、よって対象物をより一層安定して把持することができる

[0028] また、請求項 9にあっては、前記第 4の部材が、榭脂系材料カゝらなるように構成した、即ち、第 4の部材を高い剛性を備え、かつ軽量な部材カも製作するようにしたので、上記した効果に加え、第 2の部材の過剰な変形を一層効果的に抑制することができると共に、指部の慣性重量を低減することができる。 [0029] また、請求項 10にあっては、複数個の指リンクと、前記指リンクを連接する指関節と力もなる指部を備えたロボットハンドにおいて、前記指リンクの少なくとも 1個を、カセンサが取り付けられるベース部と、前記力センサを介して前記ベース部に接続される第 1の部材と、前記第 1の部材の表面に密着される第 2の部材と、少なくとも前記第 2 の部材を被覆する第 3の部材と、前記第 3の部材の表面の一部に密着される第 4の部材とから構成すると共に、前記第 4の部材を、前記力センサに接続するように構成したので、第 2の部材によって指部の柔軟性を向上させて第 3の部材と対象物との接触面積を増加させることができ、よって対象物を安定して把持することができる。また、指部が受けた応力を第 4の部材を介して力センサに正確に伝達することができ、よつて力センサの検出精度を向上させることができる。

[0030] また、請求項 11にあっては、前記第 4の部材を、連結部材を介して前記力センサに接続するように構成したので、上記した効果に加え、第 4の部材の形状が簡素となつてその製作が容易になると共に、第 4の部材とカセンサの接続 (組み付け)を容易に行うことができる。

図面の簡単な説明

[0031] [図 1]この発明の第 1実施例に係るロボットハンドを手平側力も見た平面図である。

[図 2]図 1に示す第 2の指部の構造を模式的に示す説明図である。

[図 3]同様に、図 1に示す第 2の指部の構造を模式的に示す説明図である。

[図 4]図 1に示す第 2の指部のうち、末節リンクの一部を断面で示す斜視図である。

[図 5]図 4に示す第 1の部材の平面図である。

[図 6]図 4に示す第 1の部材の下面図である。

[図 7]図 6の VII— VII線断面図である。

[図 8]図 4に示す第 2の部材の平面図である。

[図 9]図 4に示す第 2の部材の下面図である。

[図 10]図 9の X— X線断面図である。

[図 11]図 4に示す第 3の部材の平面図である。

[図 12]図 4に示す第 3の部材の下面図である。

[図 13]図 12の XIII— XIII線断面図である。 [図 14]図 4に示す第 3の部材の表面形状を示す斜視図である。

[図 15]図 4に示す第 4の部材 16a4の平面図である。

[図 16]図 4に示す第 4の部材 16a4の下面図である。

[図 17]図 15の XVII— XVII線断面図である。

[図 18]この発明の第 2実施例に係るロボットハンドを示す、図 4と同様な斜視図である [図 19]図 18に示す第 4の部材の斜視図である。

[図 20]図 4などに示す第 3の部材の表面形状を示す、図 14と同様な斜視図である。

[図 21]同様に、図 4などに示す第 3の部材の表面形状を示す斜視図である。

発明を実施するための最良の形態

[0032] 以下、添付図面に即してこの発明に係るロボットノ、ンドを実施するための最良の形態について説明する。

実施例 1

[0033] 図 1は、この発明の第 1実施例に係るロボットハンドを手平側力見た平面図である

[0034] 図 1において、符号 10は、ロボットハンドを示す。ロボットハンド 10は、手嘗部 12と、手嘗部 12に接続された第 1から第 5の指部 14一 22とから構成される。第 1から第 5の指部 14一 22は、それぞれ人の手の親指、人差し指、中指、薬指および小指に相当する。

[0035] 手嘗部 12は、手平側の面を形成する手平形成部材 30と、手甲側の面を形成する手甲形成部 32とからなり、その内部には第 1から第 5の指部 14一 22を駆動する電動モータ (ステッピングモータ。図示せず）が配置される。また、手嘗部 12の基端部は、ロボット（図示せず)の腕部 36に接続される。尚、腕部 36を備えるロボットは、具体的には、 2足歩行の人間型ロボットである。

[0036] 第 1から第 5の各指部は、複数個の指リンクと、それらを連接する指関節とからなる。

具体的に説明すると、第 1の指部 14 (親指）は、末節リンク 14aと、基節リンク 14bと、それらを接続する第 1関節 14Aと、基節リンク 14bと手嘗部 12を接続する第 2関節 14 Bと力らなる。また、第 2の指部 16 (人差し指）は、末節リンク 16aと、中節リンク 16bと、基節リンク 16cと、末節リンク 16aと中節リンク 16bを接続する第 1関節 16Aと、中節リンク 16bと基節リンク 16cを接続する第 2関節 16Bと、基節リンク 16cと手嘗部 12を接続する第 3関節 16Cとからなる。尚、第 3の指部 18、第 4の指部 20および第 5の指部 22は、第 2の指部 16と同様に構成される。

[0037] 図 2および図 3は、第 2の指部 16の構造を模式的に示す説明図である。

[0038] 図示の如ぐ基節リンク 16cは、第 3関節 16Cを介して手嘗部 12に固定された固定部材 38に接続される。また、第 2の指部 16は、中節リンク 16bと平行に配置された第 1のアーム 161と、基節リンク 16cと平行に配置された第 2のアーム 162とを備える。

[0039] 第 1のアーム 161は、その一端が、基節リンク 16cにおいて第 2関節の回転軸 16B S付近に接続される一方、他端が、末節リンク 16aにおいて第 1関節の回転軸 16AS 付近に接続される。また、第 2のアーム 162は、その一端が手嘗部 12に固定された固定部材 38に接続される一方、他端が中節リンク 16bにおいて前記第 2関節の回転軸 16BS付近に接続される。

[0040] 第 3関節 16Cには、図示しない電動モータの出力軸が接続される。電動モータの回転出力によって第 3関節 16C (基節リンク 16c)が回動されると、第 2のアーム 162 を介して第 2関節 16B (中節リンク 16b)が回動され、さらに第 1のアーム 161を介して第 1関節 16A (末節リンク 16a)が回動される。これにより、図 3に示す如ぐ第 2の指部 16が屈曲させられる。

[0041] 第 3の指部 18、第 4の指部 20および第 5の指部 22も、第 2の指部 16と同様に第 1 のアームと第 2のアーム（図示せず)を備え、それぞれ第 3関節に接続された電動モータ（図示せず）によって屈曲動作が行われる。また、第 1の指部 14は、基節リンク 14 bと平行に配置された第 1のアーム（図示せず)のみを備え、第 2関節に接続された電動モータ（図示せず）によって屈曲動作が行われる。

[0042] 以上のように、この実施例に係るロボットノヽンド 10にあっては、各指部の第 3関節（または第 2関節）に接続された電動モータを駆動することにより、各指部を屈曲させ、対象物を把持することができる。

[0043] 次いで、図 4から図 17を参照し、この発明に係るロボットノ、ンドの特徴である各指部の指先構造にっ、て説明する。 [0044] 図 4は、第 2の指部 16のうち、末節リンク 16aの一部を断面で示す斜視図である。

[0045] 以下、末節リンク 16aを例示してこの実施例に係るロボットノヽンドの指先構造について説明すると、末節リンク 16aは、図示の如ぐ末節リンク 16aの中心部に位置する第 1の部材 16alと、前記第 1の部材 16alの表面の一部に密着される第 2の部材 16a2 と、前記第 1の部材 16alと第 2の部材 16a2を被覆する第 3の部材 16a3と、前記第 3 の部材の表面の一部に密着される第 4の部材 16a4とを備える。第 1の部材 16alから第 4の部材 16a4は、それぞれ人の指先の骨、肉、皮、爪に相当する。

[0046] また、第 1の部材 16alは、力センサ（3軸力センサ) 40と、それに固定された金属あるいは榭脂系材料カゝらなる高剛性の円柱状部材 40aを介してベース部 42に接続される。尚、ベース部 42は、前記した第 1関節 16Aを介して中節リンク 16bに接続される。

[0047] 図 5は、第 1の部材 16alの平面図（第 4の部材 16a4側から見た図）であり、図 6は、第 1の部材 16alの下面図（図 5の紙面下方力も見た図）である。また、図 7は、図 6の VII— VII線断面図である。

[0048] 図 5から図 7に示すように、第 1の部材 16alは、第 1の穴部 16al lと、第 2の穴部 16 al2と、前記第 2の穴部 16al2と直行する第 3の穴部 16al3とを備える。また、第 1の部材 16alにおいて、符号 16al4で示す面（図 6および図 7に太線で示す）は、第 2の部材 16a2が当接される面 (以下「第 2の部材当接面」という)である。第 2の部材当接面 16al4は、末節リンク 16aの長手方向に対して所定の角度 α (例えば 40度程度）の傾斜が与えられる。尚、第 1の部材 16alは、榭脂系材料 (この実施例では、ェポキシ系の榭脂材とする）からなる。

[0049] 図 8は、第 2の部材 16a2の平面図であり、図 9は、第 2の部材 16a2の下面図（図 8 の紙面下方から見た図）である。また、図 10は、図 9の X— X線断面図である。図 9および図 10において、符号 16a21で示す面 (太線で示す）は、前記した第 2の部材当接面 16al4と当接される面 (以下「第 1の部材当接面」という）である。第 1の部材当接面 16a21は、第 2の部材当接面 16al4の形状に沿うように形成される。尚、第 2の部材 16a2は、 Hs硬度 2— 15程度の柔軟性を有する柔軟材料 (この実施例では、ゲル状エラストマー材とする）からなり、弾性接着剤などを介して第 1の部材 16alに固定される。

[0050] 図 11は、第 3の部材 16a3の平面図であり、図 12は、第 3の部材 16a3の下面図（図 11の紙面下方から見た図）である。また、図 13は、図 12の XIII— XIII線断面図であり、図 14は、第 3の部材 16a3の表面形状を示す斜視図である。図 11から図 13に示すように、第 3の部材 16a3は、袋状に形成される。

[0051] 第 3の咅材 16a3には、第 1の孑し 16a31と、第 2の孑し 16a32と、第 3の孑し 16a33と力 S 穿設される。また、第 3の部材 16a3において、符号 16a34で示す面（図 12および図 13に太線で示す）は、第 4の部材 16a4が当接される面（以下「第 4の部材当接面」という）である。尚、第 3の部材 16a3は、高摩擦係数材料 (この実施例では、ウレタン材とする）力もなると共に、その表面は図 14に示すように、複数個の凹部 16a35が形成された凹凸形状 (ディンプル形状)とされ、 1一 10程度の高い摩擦係数 (より具体的には静摩擦係数)が与えられる。

[0052] 図 15は、第 4の部材 16a4の平面図であり、図 16は、第 4の部材 16a4の下面図（図 15の紙面下方から見た図）である。また、図 17は、図 15の XVII-XVII線断面図である。図 15から図 17に示すように、第 4の部材 16a4には、第 4の孔 16a41が穿設されると共にと、凸部 16a42が形成される。また、第 4の部材 16a4において、符号 16a43 で示す面（図 16および図 17に太線で示す）は、前記した第 4の部材当接面 16a34と当接される面（以下「第 3の部材当接面」という）である。尚、第 4の部材 16a4は、第 1 の部材 16alと同様に榭脂系材料 (この実施例では、エポキシ系の榭脂材とする）からなる。

[0053] 以上を前提に図 4を再度説明すると、第 1の部材 16alの表面の一部（第 2の部材当接面 16al4)には、第 2の部材 16a2 (具体的には、その第 1の部材当接面 16a21 )が密着される。第 1の部材 16alとそれに密着された第 2の部材 16a2は、袋状の第 3の部材 16a3に第 3の孔 16a33から挿入されて被覆される。尚、第 3の部材 16a3の肉厚は、第 2の部材 16a2のそれに比して小さい値に設定される。具体的には、第 3 の部材 16a3において、第 2の部材 16a2と接する部位の肉厚は、第 2の部材 16a2のそれに比しておよそ 6分の 1程度の厚さに設定される。

[0054] また、第 2の部材 16a2の剛性は、第 3の部材 16a3のそれよりも小さく設定される。この実施例にあっては、前述の如ぐ第 2の部材 16a2をゲル状エラストマ一材カも製作し、第 3の部材 16a3をウレタン材力製作することで、第 2の部材 16a2の剛性を第 3 の部材 16a3のそれよりも小さくした。

[0055] また、第 3の部材 16a3の表面の一部（第 4の部材当接面 16a34)には、第 4の部材 16a4 (具体的には、その第 1の部材当接面 16a43)が密着される。このとき、第 4の部材 16a4に形成された凸部 16a42が、第 3の部材 16a3に穿設された第 1の孔 16a 31と第 1の部材 16alに形成された第 1の穴部 16al lとに挿入されることにより、第 1 の部材 16alと第 3の部材 16a3と第 4の部材 16a4とが所定の位置に位置決めされる。尚、以上から明らかなように、第 3の部材 16a3において、第 4の部材 16a4が密着された面 (第 4の部材当接面 16a34)を除いた残余の面が、対象物を把持するときの接触面となる。

[0056] ここで、第 3の部材 16a3を形成するウレタン材は、第 2の部材 16a2を形成するゲル状エラストマ一材ゃ第 1の部材 16a 1を形成するエポキシ系の榭脂材に比し、一般に高い摩擦係数を得ることができる。また、第 3の部材 16a3の表面を凹凸形状 (ディンプル形状）とすることで、指部の摩擦係数をより一層向上させることができ、よってロボットハンド 10が対象物を把持したときに、それを安定して把持することができる。

[0057] また、第 2の部材 16a2を、第 3の部材 16a3よりも剛性の低ぐ高い柔軟性を備えたゲル状エラストマ一材カも製作することで、第 2の部材 16a2およびそれを被覆する第 3の部材 16a3が対象物の形状に応じて容易に変形することが可能となる。即ち、指部に高い柔軟性を与え、指部 (第 3の部材 16a3)と対象物との接触面積を増加させることができ、よって対象物をより安定して把持することが可能となる。さらに、第 2の部材 16a2を形成するゲル状エラストマー材は、高い柔軟性を備えつつ復元力も備えていることから、指部と対象物との接触が断たれたときに、指部を元の形状に復帰させることがでさる。

[0058] また、第 3の部材 16a3の肉厚を、第 2の部材 16a2の肉厚よりも小さく設定したことから、第 2の部材 16a2の変形が促進され、よって指部の柔軟性を一層向上させることがでさる。

[0059] また、第 1の部材 16alが、エポキシ系の榭脂材からなる、即ち、第 1の部材 16alを高い剛性を備え、かつ軽量な部材カも製作するようにしたので、指部の慣性重量を低減することができ、よって電動モータの負荷を軽減させて電動モータの小型化、軽量ィ匕を図ることができる。また、高い剛性を備えた第 1の部材 16alに力センサ 40を取り付けることで、指部に作用する応力を精度良く検出することができる。

[0060] また、前記第 2の部材 16a2の剛性よりも高い剛性を備える第 4の部材 16a4を取り付けるようにしたので、高い柔軟性を備える第 2の部材 16a2が過剰に変形するのを第 4の部材 16a4によって抑制することができ、よって対象物をより一層安定して把持することができる。さらに、第 4の部材 16a4をエポキシ系の榭脂材力も製作することで、第 4の部材 16a4を軽量ィ匕でき、指部の慣性重量を低減することができる。

[0061] 図 4の説明を続けると、第 1の部材 16alに形成された第 3の穴部 16al3には、前記した円柱状部材 40aが取り付けられる。円柱状部材 40aには、孔が穿設されており、力かる孔と、第 1の部材 16alに形成された第 2の穴部 16al2と、第 3の部材 16a3に穿設された第 2の孔 16a32と、第 4の部材 16a4に穿設された第 4の孔 16a41に、金属あるいは榭脂系材料力もなる高剛性のピン 44 (連結部材)を挿入することにより、第 4の部材 16a4と力センサ 40が接続される。

[0062] このように、指リンクの最も外側に位置し、かつ高い剛性を備える第 4の部材 16a4を力センサ 40に接続するようにしたので、指部が受けた応力を第 4の部材 16a4を介して力センサ 40に正確に伝達することができ、よって力センサ 40の検出精度を向上させることができる。

[0063] さらに、第 4の部材 16a4を、円柱状部材 40aおよびピン 44を介して力センサ 40に接続するようにしたので、第 4の部材 16a4の形状が簡素となってその製作が容易になると共に、第 4の部材 16a4と力センサ 40の接続 (組み付け）を容易に行うことができる。

[0064] 尚、上記において、第 2の指部 16の末節リンク 16aを例に挙げて指リンクの構造について説明したが、かかる構造は、細部の形状や寸法こそ相違するものの、他の指部の末節リンクについても妥当する。また、各指部の中節リンクおよび基節リンクは、上記した構造のうち、ベース部、力センサ、および爪に相当する第 4の部材の除いた残余の部材、即ち、第 1、第 2、第 3の部材カも構成されるが、それらの配置順序ゃ材質は上記と同様なため、説明を省略する。また、各指部が接続される手嘗部 12も、第 1、第 2、第 3の部材カも構成されるが、それらの配置順序や材質も上記と同様なため、説明を省略する。

[0065] このように、この実施例にあっては、ロボットノヽンド 10全体に高い摩擦係数と柔軟性を与え、把持能力を一層向上させるようにした。また、骨に相当する第 1の部材を軽量なエポキシ系の榭脂材で形成することで、ロボットの腕部 36の先端に取り付けられるロボットハンド 10の慣性重量を低減させるようにした。

実施例 2

[0066] 次いで、図 18および図 19を参照してこの発明の第 2実施例について説明する。図 18は、この発明の第 2実施例に係るロボットハンドを示す、図 4と同様な斜視図である

[0067] 以下、第 1実施例との相違点に焦点をおいて説明すると、第 2実施例にあっては、第 4の部材 16a4と円柱状部材 40aを接続するピンに代え、第 4の部材 16a4に連結部 16a45を設けるように構成した。

[0068] 図 19は、第 2実施例に係る第 4の部材 16a4の斜視図である。図示の如ぐ第 4の部材 16a4に設けられた連結部 16a45には、揷通孔 16a46が穿設される。揷通孔 16a

46には、図 18に示す如く力センサ 40に固定された円柱状部材 40aが揷通され、よつて第 4の部材 16a4と力センサ 40とが接続される。

[0069] これにより、第 1実施例と同様に、指部が受けた応力を第 4の部材 16a4を介して力センサ 40に正確に伝達することができ、よって力センサ 40の検出精度を向上させることができる。

[0070] 尚、残余の構成は第 1実施例と同様であるので、説明を省略する。

[0071] 以上の如ぐこの発明の第 1および第 2実施例にあっては、複数個の指リンク (末節リンク 14a— 22a、中節リンク 16b— 22b、基節リンク 14b, 16c— 22c)と、前記指リンクを連接する指関節（第 1関節 14A— 22A、第 2関節 14B— 22B、第 3関節 16C— 2 2C)とからなる指部 (第 1から第 5の指部 14一 22)を備えたロボットハンド（10)において、前記指リンクの少なくとも 1個を、第 1の部材（16al)と、前記第 1の部材（16al) の表面に密着される第 2の部材（16a2)と、少なくとも前記第 2の部材（16a2)を被覆する第 3の部材（16a3)とから構成すると共に、前記第 2の部材（16a2)の剛性を、前記第 1の部材（16al)および前記第 3の部材（16a3)の剛性よりも低く設定するように構成した。

[0072] また、前記第 3の部材（16a3)の摩擦係数を、前記第 1の部材（16al)および前記第 2の部材（16a2)の摩擦係数よりも高く設定するように構成した。

[0073] また、前記第 3の部材（16a3)の肉厚を、前記第 2の部材（16a2)の肉厚よりも小さく設定するように構成した。

[0074] また、前記第 1の部材（16al)が、榭脂系材料力もなるように構成した。

[0075] また、前記第 2の部材（16a2)が、柔軟材料力もなるように構成した。

[0076] また、前記第 3の部材（16a3)が、高摩擦係数材料力もなるように構成した。

[0077] また、前記第 3の部材（16a3)の表面を、凹凸形状とするように構成した。

[0078] また、前記第 3の部材（16a3)の表面の一部に密着される第 4の部材（16a4)を備えると共に、前記第 4の部材（16a4)の剛性を、前記第 2の部材（16a2)の剛性よりも高く設定するように構成した。

[0079] また、前記第 4の部材（16a4)が、榭脂系材料力もなるように構成した。

[0080] また、複数個の指リンク（末節リンク 14a— 22a、中節リンク 16b— 22b、基節リンク 1 4b, 16c— 22c)と、前記指リンクを連接する指関節 (第 1関節 14A— 22A、第 2関節 14B— 22B、第 3関節 16C— 22C)とからなる指部（第 1から第 5の指部 14一 22)を備えたロボットノ、ンド（10)において、前記指リンクの少なくとも 1個を、力センサ (40) が取り付けられるベース部 (42)と、前記力センサ (40)を介して前記ベース部 (42) に接続される第 1の部材（16al)と、前記第 1の部材（16al)の表面に密着される第 2 の部材（16a2)と、少なくとも前記第 2の部材（16a2)を被覆する第 3の部材（16a3) と、前記第 3の部材（16a3)の表面の一部に密着される第 4の部材（16a4)とから構成すると共に、前記第 4の部材（16a4)を、前記力センサ (40)に接続するように構成した。

[0081] また、第 1実施例にあっては、前記第 4の部材（16a4)を、連結部材（円柱状部材 4

Oa、ピン 44)を介して前記力センサ (40)に接続するように構成した。

[0082] 尚、上記において、第 1の部材 16alおよび第 4の部材 16a4をエポキシ系の榭脂材力も製作するようにした力 ABSや PEEKなど、他の榭脂系材料を用いても良い。また、第 2の部材 16a2をゲル状エラストマ一材カも製作するようにした力スポンジなど、他の柔軟材料を用いても良い。さらに、第 3の部材 16a3をウレタン材カも製作するようにした力シリコンゴムなど、他の高摩擦係数材料を用いても良い。即ち、各部材の材質は例示したものに限られるものではなぐロボットノヽンドが把持しょうとする対象物に応じて適宜な材質を選択するようにすれば良！ヽ。

[0083] また、全ての指リンク (末節リンク、中節リンクおよび基節リンク）および手嘗部が第 1 力も第 3の部材を備えるようにしたが、ロボットハンドが把持しょうとする対象物に応じ、各指リンクあるいは手嘗部の、ずれかが第 1から第 3の部材を備えるようにしても良ヽ

[0084] また、第 3の部材 16a3の表面形状をディンプル形状とした力例えば、図 20に示すような直線の溝部 16a36が等間隔に複数本形成された縞形状や、図 21に示すような曲線の溝部 16a37が複数本形成された人の指紋を模した形状など、凹凸形状であれば他の態様であっても良！、。

産業上の利用可能性

[0085] この発明によれば、ロボットノヽンドにおいて、指リンクの少なくとも 1個を、第 1の部材と、前記第 1の部材の表面に密着される第 2の部材と、少なくとも前記第 2の部材を被覆する第 3の部材とから構成すると共に、前記第 2の部材の剛性を、前記第 1の部材および前記第 3の部材の剛性よりも低く設定するように構成したので、第 2の部材によつて指部の柔軟性を向上させて第 3の部材と対象物との接触面積を増加させることができ、よって対象物を安定して把持することができる。

Claims

請求の範囲

[1] 複数個の指リンクと、前記指リンクを連接する指関節とからなる指部を備えたロボットハンドにおいて、前記指リンクの少なくとも 1個を、第 1の部材と、前記第 1の部材の表面に密着される第 2の部材と、少なくとも前記第 2の部材を被覆する第 3の部材とから構成すると共に、前記第 2の部材の剛性を、前記第 1の部材および前記第 3の部材の剛性よりも低く設定するように構成したことを特徴とするロボットハンド。

[2] 前記第 3の部材の摩擦係数を、前記第 1の部材および前記第 2の部材の摩擦係数よりも高く設定するように構成したことを特徴とする請求項 1記載のロボットハンド。

[3] 前記第 3の部材の肉厚を、前記第 2の部材の肉厚よりも小さく設定するように構成したことを特徴とする請求項 1または 2記載のロボットノヽンド。

[4] 前記第 1の部材が、榭脂系材料力なることを特徴とする請求項 1から 3のいずれかに記載のロボットハンド。

[5] 前記第 2の部材が、柔軟材料力なることを特徴とする請求項 1から 4のいずれかに記載のロボットノヽンド。

[6] 前記第 3の部材が、高摩擦係数材料力なることを特徴とする請求項 1から 5のいずれかに記載のロボットハンド。

[7] 前記第 3の部材の表面を、凹凸形状としたことを特徴とする請求項 1から 6のいずれかに記載のロボットハンド。

[8] 前記第 3の部材の表面の一部に密着される第 4の部材を備えると共に、前記第 4の部材の剛性を、前記第 2の部材の剛性よりも高く設定するように構成したことを特徴とする請求項 1から 7のいずれかに記載のロボットハンド。

[9] 前記第 4の部材が、榭脂系材料力なることを特徴とする請求項 8記載のロボットノヽンド。

[10] 複数個の指リンクと、前記指リンクを連接する指関節とからなる指部を備えたロボットハンドにおいて、前記指リンクの少なくとも 1個を、力センサが取り付けられるベース部と、前記力センサを介して前記ベース部に接続される第 1の部材と、前記第 1の部材の表面に密着される第 2の部材と、少なくとも前記第 2の部材を被覆する第 3の部材と、前記第 3の部材の表面の一部に密着される第 4の部材とから構成すると共に、前記第 4の部材を、前記力センサに接続するように構成したことを特徴とするロボットハンド。

前記第 4の部材を、連結部材を介して前記力センサに接続するように構成したことを特徴とする請求項 10記載のロボットハンド。