(57)【要約】【課題】外部から加えられた力に応じてフィードバック制御を可能とする。【解決手段】モータ１と、モータ１により駆動される駆動リンク３０１を含む４つのリンクを有し、１つ以上設けられた４節のリンク機構３と、モータ１の動力を駆動リンク３０１に伝達する、セルフロック機能を有する動力伝達機構と、１つ以上のリンク機構３におけるリンクのうちの何れかに設けられ、変位を検出する変位センサ４と、変位センサ４による検出結果に基づいて、把持力を算出する把持力検出部５と、把持力検出部５による算出結果に基づいて、モータ１を制御する制御部とを備えた。【選択図】図２
2020104203.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータと、
前記モータにより駆動される駆動リンクを含む４つのリンクを有し、１つ以上設けられた４節のリンク機構と、
前記モータの動力を前記駆動リンクに伝達する、セルフロック機能を有する動力伝達機構と、
前記リンク機構のうちの１つ以上のリンク機構における前記リンクのうちの何れかに設けられ、変位を検出する変位センサと、
前記変位センサによる検出結果に基づいて、把持力を算出する把持力検出部と、
前記把持力検出部による算出結果に基づいて、前記モータを制御する制御部と
を備えたロボットハンド。
【請求項２】
前記モータの回転角度を検出するエンコーダを備え、
前記把持力検出部は、前記エンコーダによる検出結果及び前記変位センサによる検出結果に基づいて、把持力を算出し、
前記制御部は、
前記把持力検出部による算出結果に基づいて、前記モータに対する指令角度を算出するコントローラと、
前記エンコーダによる検出結果及び前記コントローラによる算出結果に基づいて、前記モータを制御するモータドライバとを有する
ことを特徴とする請求項１記載のロボットハンド。
【請求項３】
前記コントローラは、
目標把持力から前記把持力検出部により算出された把持力を減算して差分値を得る減算部と、
前記減算部により得られた差分値に対して係数を乗算することで、前記モータに対する指令角度を得る係数乗算部とを有し、
前記モータドライバは、前記エンコーダにより検出された回転角度を前記コントローラにより算出された指令角度に一致させるように前記モータを制御する
ことを特徴とする請求項２記載のロボットハンド。
【請求項４】
前記動力伝達機構は、ウォームギアである
ことを特徴とする請求項１から請求項３のうちの何れか１項記載のロボットハンド。
【請求項５】
前記動力伝達機構は、台形ネジ及び当該台形ネジに螺合した平行スライダから成る平行スライダ機構であり、
前記駆動リンクは、回転自在に直列接続された２つのリンクから成る
ことを特徴とする請求項１から請求項３のうちの何れか１項記載のロボットハンド。
【請求項６】
前記駆動リンクは、一端が前記モータにより駆動される回転軸に接続され、
前記リンク機構は各々、
一端が回転自在に本体に接続された角度保持リンクと、
前記駆動リンクの他端及び前記角度保持リンクの他端が回転自在に接続され、一端にフィンガが連結された従動リンクとを有する
ことを特徴とする請求項１から請求項５のうちの何れか１項記載のロボットハンド。
【請求項７】
モータと、
前記モータにより駆動される駆動リンクを含む複数のリンクを有し、１つ以上設けられた５節以上のリンク機構と、
前記モータの動力を前記駆動リンクに伝達する、セルフロック機能を有する動力伝達機構と、
前記リンク機構のうちの１つ以上のリンク機構における前記駆動リンクに設けられ、変位を検出する変位センサと、
前記変位センサによる検出結果に基づいて、把持力を算出する把持力検出部と、
前記把持力検出部による算出結果に基づいて、前記モータを制御する制御部と
を備えたロボットハンド。
【請求項８】
前記モータの回転角度を検出するエンコーダを備え、
前記把持力検出部は、前記エンコーダによる検出結果及び前記変位センサによる検出結果に基づいて、把持力を算出し、
前記制御部は、
前記把持力検出部による算出結果に基づいて、前記モータに対する指令角度を算出するコントローラと、
前記エンコーダによる検出結果及び前記コントローラによる算出結果に基づいて、前記モータを制御するモータドライバとを有する
ことを特徴とする請求項７記載のロボットハンド。
【請求項９】
前記コントローラは、
目標把持力から前記把持力検出部により算出された把持力を減算して差分値を得る減算部と、
前記減算部により得られた差分値に対して係数を乗算することで、前記モータに対する指令角度を得る係数乗算部とを有し、
前記モータドライバは、前記エンコーダにより検出された回転角度を前記コントローラにより算出された指令角度に一致させるように前記モータを制御する
ことを特徴とする請求項８記載のロボットハンド。
【請求項１０】
前記動力伝達機構は、ウォームギアである
ことを特徴とする請求項７から請求項９のうちの何れか１項記載のロボットハンド。
【請求項１１】
前記動力伝達機構は、台形ネジ及び当該台形ネジに螺合した平行スライダから成る平行スライダ機構であり、
前記駆動リンクは、回転自在に直列接続された２つのリンクから成る
ことを特徴とする請求項７から請求項９のうちの何れか１項記載のロボットハンド。
【請求項１２】
前記駆動リンクは、一端が前記モータにより駆動される回転軸に接続され、
前記リンク機構は各々、
回転自在に直列接続された複数のリンクから成り、一端が回転自在に本体に接続された角度保持リンクと、
前記駆動リンクの他端及び前記角度保持リンクの他端が回転自在に接続され、一端にフィンガが連結された従動リンクとを有する
ことを特徴とする請求項７から請求項１１のうちの何れか１項記載のロボットハンド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、対象物を把持するロボットハンドに関する。
【背景技術】
【０００２】
ロボットハンドが有する機能の一つとして「把持機能」がある。把持とは、例えばロボットハンドを用いて対象物（以降、ワークと称す）を運搬する際に、ワークを持ち上げるために挟み込み等の作用をワークに与える行為である。
ロボットハンドでは、一般的に、駆動源（モータ等）の回転動作を、リンク機構等を用いてフィンガの把持開閉動作に変換している。
【０００３】
このロボットハンドは、より重いワークを持ち上げるため、大きな把持力を有することが望ましい。しかしながら、従来のロボットハンドでは、把持力を大きくするためには、モータのトルクを大きくする必要があった。
【０００４】
これに対し、動力伝達機構としてウォームギアを備えたロボットハンドが知られている（例えば特許文献１参照）。ウォームギアは、セルフロック機能を有し、入力側から出力側を回転させることができるが、出力側からは入力側を回転させることができない。そのため、このロボットハンドでは、フィンガが自然には開方向には動かず、小型化及び軽量化しつつ大きな把持力を実現可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２８８９７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したように、ウォームギアを用いたロボットハンドでは、ワークを保持しているフィンガに力を加えてもウォームギアの入力側には力が伝わらない。よって、このロボットハンドでは、セルフロック機能を有していない動力伝達機構を用いたロボットハンドのように、フィンガに加えた力は動力伝達機構を介してモータに伝えられず、モータ電流変化によるフィードバック制御を実施できない。そのため、このロボットハンドでは、把持したワークを解放する際には、コントローラから位置制御指令を送る、又は、機械的手段によりウォームギアの入力側を動かす必要があった。
【０００７】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、セルフロック機能を有する動力伝達機構を用いたロボットハンドにおいて、外部から加えられた力に応じてフィードバック制御が可能なロボットハンドを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に係るロボットハンドは、モータと、モータにより駆動される駆動リンクを含む４つのリンクを有し、１つ以上設けられた４節のリンク機構と、モータの動力を駆動リンクに伝達する、セルフロック機能を有する動力伝達機構と、リンク機構のうちの１つ以上のリンク機構におけるリンクのうちの何れかに設けられ、変位を検出する変位センサと、変位センサによる検出結果に基づいて、把持力を算出する把持力検出部と、把持力検出部による算出結果に基づいて、モータを制御する制御部とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、上記のように構成したので、セルフロック機能を有する動力伝達機構を用いたロボットハンドにおいて、外部から加えられた力に応じてフィードバック制御が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１Ａは、実施の形態１に係るロボットハンドの構成例を示す模式図であり、図１Ｂは、図１Ａにおける変位センサにより検出される変位を示す図である。
【図２】実施の形態１に係るロボットハンドの構成例を示すブロック図である。
【図３】図３Ａ、図３Ｂは、この発明の実施の形態１における変位センサの構成例（フルブリッジ回路）及び配置例を示す図である。
【図４】実施の形態１における把持力検出部及びコントローラによる把持力制御（目標追従制御）の一例を示すフローチャートである。
【図５】実施の形態１における把持力検出部及びコントローラによる把持力制御（外力追従制御）の一例を示すフローチャートである。
【図６】図６Ａは、この発明の実施の形態１に係るロボットハンドの別の構成例を示す模式図であり、図６Ｂは、図６Ａにおける変位センサにより検出される変位を示す図である。
【図７】この発明の実施の形態１に係るロボットハンドの別の構成例を示す模式図である。
【図８】この発明の実施の形態１に係るロボットハンドの別の構成例を示す模式図である。
【図９】この発明の実施の形態２に係るロボットハンドの構成例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
実施の形態１．
図１，２は実施の形態１に係るロボットハンドの構成例を示す図である。
ロボットハンドは、ワーク（不図示）を把持する。このロボットハンドは、図１，２に示すように、モータ１、１つ以上のウォームギア（動力伝達機構）２、１つ以上のリンク機構３、１つ以上の変位センサ４、把持力検出部５、コントローラ６及びモータドライバ７を備えている。なお図１では、把持力検出部５、コントローラ６及びモータドライバ７の図示を省略している。また、ウォームギア２及びリンク機構３は駆動伝達機構８を構成する。また以下では、同一の構成要素が複数系統存在する場合には、その構成要素を示す符号に系統毎の接尾記号（−１，−２，・・・）を付すものとし、また、特に区別する必要がない場合には接尾記号を付さずに説明を行う。
【００１２】
モータ１は、ロボットハンドに把持力を発生させるための駆動源である。図１では、モータ１が有する出力軸１０１が単軸であり、モータ１が出力軸１０１により回転出力を行う場合を示している。また、図２に示すように、モータ１は、モータ１の回転角度を検出するエンコーダ１０２を有する。
【００１３】
ウォームギア２は、セルフロック機能を有し、モータ１の動力をリンク機構３に伝達する。図１では、ロボットハンドが１つのウォームギア２を有する場合を示している。図１に示すウォームギア２は、モータ１が有する出力軸１０１に接続されたウォーム２０１と、ウォーム２０１に螺合したウォームホイール２０２−１と、ウォーム２０１に螺合したウォームホイール２０２−２とを有する。
【００１４】
なお図１では、モータ１とウォームギア２とが直列接続されている。しかしながら、これに限らず、例えば、モータ１とウォームギア２との間に傘歯ギアを設けてもよい。
【００１５】
リンク機構３は、４節のリンク機構である。図１では、ロボットハンドが２つのリンク機構３−１，３−２を有する場合を示している。
なお、ロボットハンドが１つのリンク機構３のみを有する場合には、ロボットハンドはこのリンク機構３と壁等の固定部材を用いてワークの把持を行う。
【００１６】
リンク機構３−１は、駆動リンク３０１−１、角度保持リンク３０２−１及び従動リンク３０３−１を有する。
【００１７】
駆動リンク３０１−１は、一端がヒンジピン（回転軸）３０４−１ａを介してウォームホイール２０２−１に接続されている。この駆動リンク３０１−１は、モータ１により駆動され、出力軸１０１の回転に応じて一端の揺動量（角度、速度又はトルク等）が制御される。
【００１８】
角度保持リンク３０２−１は、一端が、ヒンジピン３０４−１ｂを介して、ロボットハンドの本体に回転自在に接続されている。
【００１９】
従動リンク３０３−１は、駆動リンク３０１−１の他端がヒンジピン３０４−１ｃを介して回転自在に連結され、角度保持リンク３０２−１の他端がヒンジピン３０４−１ｄを介して回転自在に連結され、一端にフィンガ３０５−１が連結されている。この従動リンク３０３−１は、フィンガ３０５−１と一体に連動して運動する。図１では、駆動リンク３０１−１は従動リンク３０３−１の一端側（フィンガ３０５−１側）に回転自在に接続され、角度保持リンク３０２−１は従動リンク３０３−１の他端側に回転自在に接続されている。
【００２０】
リンク機構３−２は、駆動リンク３０１−２、角度保持リンク３０２−２及び従動リンク３０３−２を有する。
【００２１】
駆動リンク３０１−２は、一端がヒンジピン（回転軸）３０４−２ａを介してウォームホイール２０２−２に接続されている。この駆動リンク３０１−２は、モータ１により駆動され、出力軸１０１の回転に応じて一端の揺動量（角度、速度又はトルク等）が制御される。
【００２２】
角度保持リンク３０２−２は、一端が、ヒンジピン３０４−２ｂを介して、ロボットハンドの本体に回転自在に接続されている。
【００２３】
従動リンク３０３−２は、駆動リンク３０１−２の他端がヒンジピン３０４−２ｃを介して回転自在に連結され、角度保持リンク３０２−２の他端がヒンジピン３０４−２ｄを介して回転自在に連結され、一端にフィンガ３０５−２が連結されている。この従動リンク３０３−２は、フィンガ３０５−２と一体に連動して運動する。図１では、駆動リンク３０１−２は従動リンク３０３−２の一端側（フィンガ３０５−２側）に回転自在に接続され、角度保持リンク３０２−２は従動リンク３０３−２の他端側に回転自在に接続されている。
【００２４】
変位センサ４は、１つ以上のリンク機構３における駆動リンク３０１に設けられ、取付けられた部位の変位を検出する（変位に応じた電気的な出力（抵抗値、静電容量、電圧又は電流等の出力）を行う）。図１では、変位センサ４が、駆動リンク３０１−１の対向する２つの側面（駆動リンク３０１−１の回転軸方向に垂直な方向における２つの側面）にそれぞれ取付けられ、曲げモーメントによる変位を検出する場合を示している（図１Ｂ参照）。
【００２５】
なお、変位センサ４は、例えば金属歪ゲージから構成される。また、例えば図３Ｂのように、変位センサ４として４個の金属歪ゲージ（Ｒ１〜Ｒ４）を貼り、図３Ａのようにフルブリッジ回路（ホイートストンブリッジ回路）を構成することで、変位センサ４は、曲げモーメント以外の歪成分の除去及び温度補償等を行うことができ、高精度化が可能である。なお図３Ａにおいて、Ｅは印加電圧を表し、Ｅｏは出力電圧を表す。
なお、変位センサ４は、上記に示す理由により駆動リンク３０１−１の２つ以上の側面にそれぞれ取付けられる場合もあるが、１つの側面に１つのみ取付けられてもよく、本発明の本質を変更するものではない。
【００２６】
また、変位センサ４は、例えば半導体歪ゲージから構成されてもよい。半導体歪ゲージは、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）により実現される。
【００２７】
把持力検出部５は、エンコーダ１０２による検出結果及び変位センサ４による検出結果に基づいて、ロボットハンドの把持力を算出する。図１に示すロボットハンドでは、リンク機構３を用いているため、ロボットハンドの把持力に対する変位センサ４による検出値がリンク角度によって変化する。そこで、把持力検出部５は、エンコーダ１０２により検出されたモータ１の回転角度に応じて変位センサ４により検出された変位を補正して、ロボットハンドの把持力を算出する。図２において、θＭ［ｒａｄ］はモータ１の回転角度を示し、Ｆｓ［Ｎ］はロボットハンドの現在の把持力を示す。なお、把持力検出部５は、システムＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ  Ｓｃａｌｅ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）等の処理回路、又はメモリ等に記憶されたプログラムを実行するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）等により実現される。
【００２８】
なお、把持力検出部５は、エンコーダ１０２による検出結果を用いずに、変位センサ４による検出結果のみに基づいて、ロボットハンドの把持力を算出してもよい。但し、この場合、把持力検出部５による算出精度はリンク角度による誤差が大きくなるため低くなり、力制御精度は低くなる。
【００２９】
コントローラ６は、把持力検出部５による算出結果に基づいて、モータ１に対する指令角度を算出する。なお、コントローラ６は、システムＬＳＩ等の処理回路、又はメモリ等に記憶されたプログラムを実行するＣＰＵ等により実現される。このコントローラ６は、図２に示すように、減算部６０１及び係数乗算部６０２を有している。
【００３０】
減算部６０１は、ロボットハンドの目標把持力から把持力検出部５により算出されたロボットハンドの把持力を減算して差分値を得る。図２において、Ｆｒ［Ｎ］はロボットハンドの目標把持力を示し、ΔＦ［Ｎ］は差分値を示す。
【００３１】
係数乗算部６０２は、減算部６０１により得られた差分値に対して係数（Ｋｆ）を乗算することで、モータ１に対する指令角度を得る。図２において、θｒ［ｒａｄ］は指令角度を示す。なお、係数乗算部６０２が用いる係数は、コントローラ６が把持力制御として目標追従制御を行う場合には正の値であり、コントローラ６が把持力制御として外力追従制御を行う場合には負の値である。目標追従制御とは、ロボットハンドの把持力を目標把持力に追従させる制御である。また、外力追従制御とは、ロボットハンドの把持力を、ロボットハンドに加えられた外力を０とするように追従させる制御である。
【００３２】
モータドライバ７は、エンコーダ１０２による検出結果及びコントローラ６による算出結果に基づいて、ＰＩＤ制御等により、モータ１を制御する。この際、モータドライバ７は、エンコーダ１０２により検出されたモータ１の回転角度をコントローラ６により算出された指令角度に一致させるようにモータ１を制御する。なお、モータドライバ７は、システムＬＳＩ等の処理回路、又はメモリ等に記憶されたプログラムを実行するＣＰＵ等により実現される。
【００３３】
なお、コントローラ６及びモータドライバ７は、「把持力検出部５による算出結果に基づいて、モータ１を制御する制御部」を構成する。
【００３４】
次に、図２に示す把持力検出部５及びコントローラ６による把持力制御（目標追従制御）の一例について、図４を参照しながら説明する。
把持力検出部５及びコントローラ６が目標追従制御を開始すると、まず、コントローラ６は、ユーザにより設定されたロボットハンドの目標把持力を取得する（ステップＳＴ４０１）。
【００３５】
次いで、把持力検出部５は、エンコーダ１０２により検出されたモータ１の回転角度及び変位センサ４により検出された変位に基づいて、ロボットハンドの現在の把持力を算出する（ステップＳＴ４０２）。
【００３６】
次いで、減算部６０１は、コントローラ６が取得したロボットハンドの目標把持力から把持力検出部５により算出されたロボットハンドの把持力を減算して差分値を得る（ステップＳＴ４０３）。
【００３７】
次いで、係数乗算部６０２は、減算部６０１により得られた差分値に対して係数（Ｋｆ）を乗算することで、モータ１に対する指令角度を得る（ステップＳＴ４０４）。なお、上記係数は正の値である。
【００３８】
次いで、コントローラ６は、係数乗算部６０２により得られた指令角度を示す信号をモータドライバ７に出力する（ステップＳＴ４０５）。その後、モータドライバ７は、エンコーダ１０２により検出されたモータ１の回転角度を上記指令角度に一致させるようにモータ１を制御する。
【００３９】
次いで、コントローラ６は、次の動作指令があるかを判定する（ステップＳＴ４０６）。このステップＳＴ４０６において、コントローラ６が次の動作指令が無いと判定した場合には、シーケンスはステップＳＴ４０２に戻る。これにより、ロボットハンドは把持力が目標把持力となるように動作する。
一方、ステップＳＴ４０６において、コントローラ６は、次の動作指令があると判定した場合には、目標追従制御を終了して次の動作指令を実行する。
【００４０】
次に、図２に示す把持力検出部５及びコントローラ６による把持力制御（外力追従制御）の一例について、図５を参照しながら説明する。上述したように、ロボットハンドではウォームギア２のセルフロック機能によりウォームギア２の出力側からは入力側に力が伝わらない。一方、実施の形態１に係るロボットハンドでは、変位センサ４により検出された変位を把持力検出部５及びコントローラ６を介してモータドライバ７に指令角度としてフィードバックすることで、ユーザがフィンガ３０５を掴んで自由に開閉可能となる。
把持力検出部５及びコントローラ６が外力追従制御を開始すると、まず、把持力検出部５は、エンコーダ１０２により検出されたモータ１の回転角度及び変位センサ４により検出された変位に基づいて、ロボットハンドの現在の把持力を算出する（ステップＳＴ５０１）。
【００４１】
次いで、コントローラ６は、把持力検出部５により算出されたロボットハンドの現在の把持力を、目標把持力に設定する（ステップＳＴ５０２）。
【００４２】
次いで、把持力検出部５は、エンコーダ１０２により検出されたモータ１の回転角度及び変位センサ４により検出された変位に基づいて、ロボットハンドの現在の把持力を算出する（ステップＳＴ５０３）。
【００４３】
次いで、減算部６０１は、コントローラ６が設定したロボットハンドの目標把持力から把持力検出部５により算出されたロボットハンドの把持力を減算して差分値を得る（ステップＳＴ５０４）。
【００４４】
次いで、係数乗算部６０２は、減算部６０１により得られた差分値に対して係数（Ｋｆ）を乗算することで、モータ１に対する指令角度を得る（ステップＳＴ５０５）。なお、上記係数は負の値である。
【００４５】
次いで、コントローラ６は、係数乗算部６０２により得られた指令角度を示す信号をモータドライバ７に出力する（ステップＳＴ５０６）。その後、モータドライバ７は、エンコーダ１０２により検出されたモータ１の回転角度を上記指令角度に一致させるように制御する。
【００４６】
次いで、コントローラ６は、次の動作指令があるかを判定する（ステップＳＴ５０７）。このステップＳＴ５０７において、コントローラ６が次の動作指令が無いと判定した場合には、シーケンスはステップＳＴ５０３に戻る。これにより、ロボットハンドはフィンガ３０５に加えられた外力を０とするように動作する。
一方、ステップＳＴ５０７において、コントローラ６は、次の動作指令があると判定した場合には、外力追従制御を終了して次の動作指令を実行する。
【００４７】
このように構成されたロボットハンドでは、例えばワークを把持した状態で作業者がフィンガ３０５に対して開方向に力を加えた場合、その力が変位センサ４により変位として検出される。そして、このロボットハンドでは、変位センサ４により検出された変位が把持力検出部５及びコントローラ６を介してモータドライバ７に指令角度としてフィードバックされる。その結果、このロボットハンドは、作業者により加えられた上記力に応じて、フィンガ３０５を開方向に動かすことができる。なお、ユーザがフィンガ３０５に力を加えていない場合には、外力は０であるため、モータ１に対する指令角度は０となる。よって、このロボットハンドでは、従来構成のように、把持したワークを解放する際に、コントローラ６から位置制御指令を送る、又は、機械的手段によりウォームギア２の入力側を動かす必要はない。
【００４８】
なお上記では、変位センサ４が曲げモーメントによる変位を検出する場合を示した。しかしながら、これに限らず、変位センサ４はせん断力による変位を検出してもよい（図６Ｂ参照）。この場合、変位センサ４は、例えば図６Ａに示すように、駆動リンク３０１−１の対向する２つの側面（駆動リンク３０１−１の回転軸方向における２つの側面）にそれぞれ取付けられる。
【００４９】
また上記では、角度保持リンク３０２が駆動リンク３０１より外側に配置された場合を示した。しかしながら、これに限らず、角度保持リンク３０２は駆動リンク３０１より内側に配置されてもよい。
また上記では、モータ１の出力軸１０１が単軸である場合を示した。しかしながら、これに限らず、モータ１の出力軸１０１は両軸でもよい。
【００５０】
例えば図７では、角度保持リンク３０２が駆動リンク３０１より内側に配置され、且つ、出力軸１０１が両軸である場合を示している。
図７では、モータ１が有する出力軸１０１が両軸であり、モータ１が出力軸１０１−１，１０１−２により回転出力を行う場合を示している。
【００５１】
この場合、図７に示すように、ロボットハンドが２つのウォームギア２−１，２−２を有する。
ウォームギア２−１は、モータ１が有する出力軸１０１−１に接続されたウォーム２０１−１と、ウォーム２０１−１に螺合したウォームホイール２０２−１とを有する。
ウォームギア２−２は、モータ１が有する出力軸１０１−２に接続されたウォーム２０１−２と、ウォーム２０１−２に螺合したウォームホイール２０２−２とを有する。
【００５２】
また、図７に示す駆動リンク３０１−１は、一端がヒンジピン３０４−１ａを介してウォームホイール２０２−１に接続されている。この駆動リンク３０１−１は、モータ１により駆動され、出力軸１０１−１の回転に応じて、一端の揺動量（角度、速度又はトルク等）が制御される。
また図７では、角度保持リンク３０２−１は従動リンク３０３−１の一端側（フィンガ３０５−１側）に回転自在に接続され、駆動リンク３０１−１は従動リンク３０３−１の他端側に回転自在に接続されている。
【００５３】
同様に、図７に示す駆動リンク３０１−２は、一端がヒンジピン３０４−２ａを介してウォームホイール２０２−２に接続されている。この駆動リンク３０１−２は、モータ１により駆動され、出力軸１０１−２の回転に応じて、一端の揺動量（角度、速度又はトルク等）が制御される。
また図７では、角度保持リンク３０２−２は従動リンク３０３−２の一端側（フィンガ３０５−２側）に回転自在に接続され、駆動リンク３０１−２は従動リンク３０３−２の他端側に回転自在に接続されている。
【００５４】
その他の構成は図１，２に示すロボットハンドと同様であり、その説明を省略する。また、図７に示すロボットハンドの効果及び原理についても、図１，２に示すロボットハンドの効果及び原理と同様である。
なお図７に示すロボットハンドでは、変位センサ４が曲げモーメントによる変位を検出する場合を示しているが、変位センサ４はせん断力による変位を検出してもよい。この場合、変位センサ４の取付け箇所は図６Ａと同様である。
【００５５】
また上記では、出力軸１０１と駆動リンク３０１の回転軸とが直交（略直交の意味を含む）するように構成された場合を示した。しかしながら、これに限らず、平歯車等を用いて、出力軸１０１と駆動リンク３０１の回転軸とが平行（略平行の意味を含む）となるように構成されてもよい。
【００５６】
また上記では、変位センサ４が駆動リンク３０１に設けられた場合を示した。しかしながら、これに限らず、変位センサ４が角度保持リンク３０２又は従動リンク３０３に設けられていてもよい。
【００５７】
また上記では、変位センサ４は、１つのリンク機構３におけるリンク（図１，６，７では駆動リンク３０１−１）に設けられた場合を示した。しかしながら、これに限らず、変位センサ４は、他の一部又は全部のリンク機構３におけるリンクにも設けられていてもよい。このように、複数のリンク機構３に変位センサ４を設けることで、ロボットハンドは把持力の検出精度が向上する。
【００５８】
なお上記では、ロボットハンドが外径把持を行う場合について説明を行ったが、ロボットハンドが内径把持を行う場合についても同様である。
【００５９】
また図１では、動力伝達機構としてウォームギア２を用いた場合を示した。しかしながら、これに限らず、動力伝達機構はセルフロック機能を有する機構であればよい。
例えば図８に示すように、動力伝達機構として、モータ１が有する出力軸１０１に接続された台形ネジ９と、当該台形ネジ９に螺合した平行スライダ１０とから成る平行スライダ機構を用いてもよい。この場合、図８に示すように、駆動リンク３０１は回転自在に直列接続された２つのリンク３０１１，３０１２から構成される。すなわち、駆動リンク３０１−１は、一端がヒンジピン３０４−１ａを介して平行スライダ１０に回転自在に接続されたリンク３０１１−１と、一端がヒンジピン３０４−１ｅを介してリンク３０１１−１の他端に回転自在に接続されたリンク３０１２−１とから構成される。また、駆動リンク３０１−２は、一端がヒンジピン３０４−２ａを介して平行スライダ１０に回転自在に接続されたリンク３０１１−２と、一端がヒンジピン３０４−２ｅを介してリンク３０１１−２の他端に回転自在に接続されたリンク３０１２−２とから構成される。
また、動力伝達機構として、カムを用いてもよい。
【００６０】
以上のように、この実施の形態１によれば、ロボットハンドは、モータ１と、モータ１により駆動される駆動リンク３０１を含む４つのリンクを有し、１つ以上設けられた４節のリンク機構３と、モータ１の動力を駆動リンク３０１に伝達する、セルフロック機能を有する動力伝達機構と、１つ以上のリンク機構３におけるリンクのうちの何れかに設けられ、変位を検出する変位センサ４と、変位センサ４による検出結果に基づいて、把持力を算出する把持力検出部５と、把持力検出部５による算出結果に基づいてモータ１を制御する制御部とを備えた。これにより、実施の形態１に係るロボットハンドは、外部から加えられた力に応じてフィードバック制御が可能である。
【００６１】
また、実施の形態１に係るロボットハンドでは、作業者がフィンガ３０５を掴んで開閉動作を行うダイレクト教示を実施可能である。
【００６２】
実施の形態２．
実施の形態１に係るロボットハンドでは、４節のリンク機構３を用いた場合を示した。これに対し、ロボットハンドは、５節以上のリンク機構３を用いてもよい。具体的には、例えば図９に示すように、角度保持リンク３０２を回転自在に直列接続された複数（Ｍ個）のリンクから構成することで、（４＋Ｍ）節のリンク機構３を構成してもよい。図９では、角度保持リンク３０２−１は、一端がヒンジピン３０４−１ｂを介してロボットハンドの本体に回転自在に接続されたリンク３０２１−１と、一端がヒンジピン３０４−１ｆを介してリンク３０２１−１の他端に回転自在に接続されたリンク３０２２−１とから構成されている。なお図９では、ウォームホイール２０２−２及びリンク機構３−２の図示は省略している。また図９では、駆動リンク３０１が角度保持リンク３０２より内側に配置され、且つ、出力軸１０１が単軸である場合を示しているが、構成がこれに限らない点は実施の形態１と同様である。
また、角度保持リンク３０２が複数のリンクから構成される場合、各リンクのヒンジ部分には、ロボットハンドがワークの把持を行う場合に、外力によってリンクが回転してしまわないようにロック機構が設けられる必要がある。
【００６３】
なお、ロボットハンドが５節以上のリンク機構３を有する場合には、変位センサ４は、１つ以上のリンク機構３における駆動リンク３０１に設けられる。
【００６４】
また、実施の形態１，２に係るロボットハンドでは、モータ１が出力軸１０１により回転出力を行う場合を示した。しかしながら、これに限らず、モータ１は直動出力を行ってもよい。また、モータ１の動力は、電動に限らず、例えばエア又は油圧式であってもよい。
【００６５】
なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組合わせ、或いは各実施の形態の任意の構成要素の変形、若しくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。
【符号の説明】
【００６６】
１  モータ
２  ウォームギア
３  リンク機構
４  変位センサ
５  把持力検出部
６  コントローラ
７  モータドライバ
８  駆動伝達機構
９  台形ネジ
１０  平行スライダ
１０１  出力軸
１０２  エンコーダ
２０１  ウォーム
２０２  ウォームホイール
３０１  駆動リンク
３０２  角度保持リンク
３０３  従動リンク
３０４  ヒンジピン
３０５  フィンガ
６０１  減算部
６０２  係数乗算部
３０１１，３０１２  リンク
３０２１，３０２２  リンク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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