(57)【要約】【課題】ロボットハンドの汎用性を向上させる。【解決手段】一対の指部３１，３２の開閉によって把持対象物を挟持するロボットハンドであって、一対の指部３１，３２のそれぞれは、一対の指部３１，３２の開閉端に、開閉方向に沿って伸延して設けられ、一対の指部が閉状態となった場合に互い違いに噛み合う爪部４２，５２と、一対の指部３１，３２の開閉端に、開閉軸方向に沿って伸延して設けられ、前記一対の指部が閉状態となった場合に互いに隣接する突起部４３，５３と、が一体的に形成されたハンド構造物を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の指部の開閉によって把持対象物を挟持するロボットハンドであって、
前記一対の指部のそれぞれは、
前記一対の指部の開閉端に、開閉方向に沿って伸延して設けられ、前記一対の指部が閉状態となった場合に互い違いに噛み合う爪部と、
前記一対の指部の開閉端に、開閉軸方向に沿って伸延して設けられ、前記一対の指部が閉状態となった場合に互いに隣接する突起部と、
が一体的に形成されたハンド構造物を備えるロボットハンド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロボットハンドに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、このような分野の技術として、特開２０１７−０６１０３０号公報がある。この公報に記載されたロボットハンドでは、把持部では一対の指部が開閉することによって把持対象物を挟持する。ここで一対の指部の端部には爪部が設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−０６１０３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前述した従来のロボットハンドでは、指部に爪部が設けられていることによって、地面に載置されている把持対象物を挟持しやすくなるという機能がある。しかしながら、地面に載置されている把持対象物だけでなく、より生活環境に合わせ、多目的な機能を有する把持構造とすることにより汎用性をもたせた把持構造を実現したいという課題がある。
本発明は、汎用性の向上を実現したロボットハンドを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明にかかるロボットハンドは、一対の指部の開閉によって把持対象物を挟持するロボットハンドであって、前記一対の指部のそれぞれは、前記一対の指部の開閉端に、開閉方向に沿って伸延して設けられ、前記一対の指部が閉状態となった場合に互い違いに噛み合う爪部と、前記一対の指部の開閉端に、開閉軸方向に沿って伸延して設けられ、前記一対の指部が閉状態となった場合に互いに隣接する突起部と、が一体的に形成されている。
これにより、ロボットハンドにより突起部を使って引き出しの開閉や、ボタンの押圧を実行できる。
【発明の効果】
【０００６】
これにより、ロボットハンドの汎用性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】ロボットの概略を示した図である。
【図２】指部が開状態であるロボットハンドの図である。
【図３】指部が閉状態であるロボットハンドの図である。
【図４】右指部及び左指部についてそれぞれの曲面側から示した図である。
【図５】指部を形成するためのゴムパッドとプレートを示した図である。
【図６】ゴムパッドにプレートを挿入中の状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１は、ロボット１の概略を示した模式図である。図１に示すように、ロボット１は、本体部１１と、本体部１１に一端部が接続されているアーム部１２と、を備える自走型のロボットである。
【０００９】
典型的には、本体部１１の下部には、接地する複数の車輪が設けられている。例えば、車輪は本体部１１の下部の３箇所に設けられており、後述する制御部からの信号に応じて動作することでロボット１の走行状態を変化させる。
【００１０】
また本体部１１の上部近傍には、ロボット１の周囲の環境や、把持対象物の情報を取得する１個以上のカメラが設けられている。なおカメラには、ＣＣＤカメラを用いるほか、赤外線カメラ等のカメラを用いても良く、その種類は問わない。
【００１１】
本体部１１の内部には、カメラで取得した環境等の情報を処理し、車輪の動作やアーム部１２の動作を制御する制御部が設けられている。例えば、制御部により生成された制御信号は、アーム部１２の各関節や先端部、車輪に伝達される。例えば、制御信号に基づいてこれらの部位に設けられたモータの動作を制御することで、アーム部１２を構成する各間接の動作、後述するアーム部１２の先端に設けられたロボットハンド１３の動作、車輪の動作を制御する。
【００１２】
さらに、本体部１１には、人がロボット１に指示を入力するための入力部や、外部で入力された指示信号を受けるための受信部などが設けられていても良い。
【００１３】
アーム部１２は、一端部が本体部１１に連結されており、他端部には把持対象物を挟持するロボットハンド１３が設けられている。なお、アーム部１２は、本体部１１の前面側に配置されているものであって、アーム部１２の一端部が本体部１１の前面部に連結されているものとして説明する。
【００１４】
ロボットハンド１３は、一対の指部である右指部３１と左指部３２とにより構成されている。ここで指部２１は、例えば右指部３１の形状を形成しているゴムパッド２２の内部に、ゴムパッド２２の形状を保持するためのプレート２３を挿入することにより形成される。なお以下では、このようにゴムパッド２２とプレート２３により形成した右指部３１及び左指部３２を、アーム部１２の先端に取り付けることで、ロボットハンド１３を形成しているものとして説明する。なお、ゴムパッド２２及びプレート２３の構造については後に詳述する。
【００１５】
ここで図２及び図３に示すように、右指部３１はロボット１の本体部１１側からの視点で右側に配置され、左指部３２は本体部１１側からの視点で左側に配置され、互いに略水平に揃うように配置されたものとして説明する。ここで図２及び図３は、後述する開閉端側からの視点により右指部３１及び左指部３２を示した図である。なお、左指部３２の構造は、右指部３１の構造と略同一である。
【００１６】
さらに図２に示すように、アーム部１２とロボットハンド１３とを連結する箇所には、指部２１を動作させる開閉軸が設けられている。すなわち、アーム部１２と右指部３１の根元に該当する箇所とを連結する箇所に開閉軸が設けられている。また同様に、アーム部１２と左指部３２の根元とを連結する箇所にも開閉軸が設けられている。ここでは、開閉軸は上下方向に延在するものであって、軸周りに右指部３１及び左指部３２が開閉動作を行うものとして説明する。なお例えば図１及び図２に示すように、アーム部１２と右指部３１との間を連結する右指側連結部、及び、アーム部１２と左指部３２とを連結する左指側連結部が設けられている場合には、アーム部１２と右指側連結部との接続箇所、アーム部１２と左指側連結部との接続箇所のそれぞれに開閉軸が配される。また以下では、開閉軸を軸中心として開閉させる右指部３１と左指部３２の指先にあたる箇所を、開閉端あるいは先端と表現する。
【００１７】
ここでロボットハンド１３を構成するハンド構造物について説明する。図４に示すように、右指部３１は、ゆるやかな曲面状であって左指部３２に対向するように設けられた曲面部４１と、曲面部４１の先端に設けられた複数の爪部４２と、曲面部４１における先端側かつ上部から上方に突起した突起部４３と、を備える。
【００１８】
左指部３２は、ゆるやかな曲面状であって右指部３１に対向するように設けられた曲面部５１と、曲面部５１の先端に設けられた複数の爪部５２と、曲面部５１における先端側かつ上部から上方に突起した突起部５３と、を備える。
【００１９】
例えば、右指部３１の曲面部４１は、左指部３２の曲面部５１側から見た場合に、略四角形状である。同様に、左指部３２の曲面部５１を、右指部３１の曲面部４１側から見た場合も同様に、略四角形状である。
【００２０】
右指部３１と左指部３２を用いて把持対象物の把持を行う際には、曲面部４１と曲面部５１とが近接する方向に動作する。なおこのとき、右指部３１と左指部３２の先端が近接するように動作する。逆に、把持状態を解除する際には、右指部３１と左指部３２は、曲面部４１，５１同士が離れるとともに、右指部３１と左指部３２の先端も離れるように動作する。
【００２１】
ここで、曲面部４１の下側は、床面に配置された把持対象物を把持するために床面ギリギリまで曲面部４１を下げることができるように、略水平に設けられている。
【００２２】
また曲面部４１は、把持対象物が当接して把持する場合にグリップの摩擦力を向上させるために、複数の凹凸部４１ａが形成されている。例えば、凹凸部４１ａは、曲面部４１の先端寄りであって、所定の前後方向の幅を有し、かつ上下方向に長く設けられている。
【００２３】
なお、左指部３２の曲面部５１の下側についても同様に、略水平である。また、曲面部５１にも曲面部４１と同様に、複数の凹凸部５１ａが形成されている。
【００２４】
右指部３１の爪部４２は、開閉端に配置されているとともに、複数の爪が左指部３２側に伸延して形成されている。これと対応するように、左指部３２の爪部５２は、開閉端に配置されているとともに、複数の爪が右指部３１側に伸延して形成されている。すなわち、爪部４２，５２はそれぞれ指部２１の開閉方向に沿って伸延して形成されている。
【００２５】
例えば、爪部４２の凹凸は、右指部３１と左指部３２を閉状態としたときに、左指部３２の爪部５２の凹凸と噛み合うように配置されている。これにより、ロボット１は、爪部４２及び爪部５２を用いて薄肉の把持対象物を把持することができる。
【００２６】
さらに、爪部４２と爪部５２は、右指部３１と左指部３２を閉状態としたときに、凹凸の位置が互い違いとなるように形成されている。これによりロボット１は、爪部４２及び爪部５２に挟むことで、小さい物体を把持することができる。
【００２７】
なお、爪部４２及び爪部５２では、把持対象物が小さい場合に三点支持を可能とするように、爪のサイズを可能な限り小さく形成していてもよい。逆に、爪部４２及び爪部５２では、爪の強度を確保するために、可能な限り大きく形成していてもよい。
【００２８】
右指部３１の突起部４３は、曲面部４１の先端の上部から、上方に突起した突起部である。同様に、左指部３２の突起部５３は、曲面部５１の先端近傍の上部から、上方に突起した突起部である。すなわち突起部４３及び突起部５３は、開閉軸方向である上下方向に沿って伸延して設けられている。なお、突起部４３及び突起部５３は、右指部３１と左指部３２が閉状態となった場合には、その開閉端において、互いに隣接するように配置されている。
【００２９】
ここで、突起部４３及び突起部５３において、後側面４３ａ，５３ａの形状はそれぞれ直角形状とする。ここで後側面とは、指部２１における先端側とは逆側であって、例えば本体部１１側の面である。これにより、突起部４３，５３を引き出しに引っ掛ける際には、指部２１の先端を引き出しに押し当ててから、真っ直ぐに上昇させることで、引っ掛け代を十分に確保して引っ掛けることができ、その後、引き出しを引っ張ることができる。なお、突起部４３，５３はそれぞれ、曲面部４１，５１の先端近傍の上部から真上方向であり、すなわち、水平に対して略９０°の角度で上方に突起した形状とすることにより、指部２１による動作の制御性を確保することができる。
【００３０】
なお右指部３１において、爪部４２及び突起部４３は一体的に形成されている。同様に、左指部３２において、爪部５２及び突起部５３は一体的に形成されている。
【００３１】
次に、図５及び図６を用いて、指部２１を構成しているゴムパッド２２と、プレート２３について説明する。なお以下では、右指部３１を構成するゴムパッド２２及びプレート２３を例に挙げて説明するが、左指部３２についても同様である。
【００３２】
図５に示すように、ゴムパッド２２は、突起部４３に該当する突起部２２ｃを有する略直方体状であって、片面側からプレート２３を挿入可能であるように開口２２ａが設けられた袋状である。ここで、曲面部４１となる面に対向する面に相当する箇所に、開口２２ａが形成されている。また開口２２ａの周囲には、ゴムパッド２２内部に挿入させたプレート２３が開口２２ａから外れにくくなるように、折り返し２２ｂが設けられている。
【００３３】
ここで折り返し２２ｂは、開口２２ａから、プレート２３がゴムパッド２２から外れにくくなるように、可能な限り長くなるように形成されていてもよい。逆に、折り返し２２ｂは、プレート２３によってかかる負荷が大きくなり過ぎないように、可能な限り短くなるように形成されていても良い。
【００３４】
なお、ゴムパッド２２において、突起部２２ｃの箇所についても、後述のプレート２３に設けられた突起２３ｂが挿入可能であるように、袋状になっている。
【００３５】
折り返し２２ｂは、下部側の一部に切込み２２ｄが設けられている。言い換えると、折り返し２２ｂは、上部に設けられる突起部２２ｃとは反対側の一部に、切込み２２ｄが設けられている。これにより、開口２２ａにおけるプレート２３をゴムパッド２２内への挿入性を向上する。
【００３６】
プレート２３は、略平板状のプレート部２３ａと、プレート部２３ａの先端側の上部から上方に突起した突起２３ｂと、を有する。
【００３７】
図６に示すように、プレート２３をゴムパッド２２に入れる際には、突起２３ｂをゴムパッド２２の突起部２２ｃの袋内に入れるようにしながら、開口２２ａから挿入する。その後、袋状のゴムパッド２２内にプレート２３の全体が収まる状態とする。
【００３８】
ここで、ゴムパッド２２とプレート２３により形成して右指部３１及び左指部３２を形成し、ロボットハンド１３に用いている。この場合、アーム部１２とのロボットハンド１３の連結箇所に開閉軸を用いており、開閉軸を本体部１１からの動作指示に応じて動作させることで右指部３１と左指部３２の開閉を行う。これにより、把持対象物の把持、あるいは把持状態の解除などを実行できる。
【００３９】
ここで前述したように、右指部３１及び左指部３２には、それぞれ爪部４２，５２が設けられていることから、これらの爪部４２，５２を利用することで、薄肉物体や小さい物体を把持することができる。
【００４０】
また、前述したように、右指部３１及び左指部３２の位置をアーム部１２の間接の動作により調整し、突起部４３，５３を引っ掛けることで、引き出しの開閉等を行うことができる。また、突起部４３，５３を利用してボタンの押圧などを行っても良い。
【００４１】
以上により、汎用性の向上を実現したロボットハンドを実現することができる。
【００４２】
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、ロボット１の本体部１１の前面側に一本の、アーム部１２の端部が固定して連結されているものとして説明したがこれに限られず、例えば、アーム部１２が複数本であることや、本体部１１とアーム部１２が連結されている位置が変更可能であっても良い。また上記では、右指部３１と左指部３２とが略水平に配置された状態であるものとして配置や動作を説明したが、アーム部１２の間接の動作により、右指部３１と左指部３２の角度等が変更されてもよい。ゴムパッド２２の折り返し２２ｂに設けられた切込み２２ｄは、上記に示したような下側の１箇所に限られず、複数箇所に設けられていてもよい。
【符号の説明】
【００４３】
１            ロボット
１１            本体部
１２            アーム部
１３            ロボットハンド
２１            指部
２２            ゴムパッド
２２ａ            開口
２２ｂ            折り返し
２２ｃ            突起部
２３            プレート
２３ａ            プレート部
２３ｂ            突起
３１            右指部
３２            左指部
４１            曲面部
４１ａ            凹凸部
４２            爪部
４３            突起部
４３ａ，５３ａ        後側面
５１            曲面部
５１ａ            凹凸部
５２            爪部
５３            突起部
【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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