(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
指関節の可動部を有する手部及び前記可動部を駆動する駆動力を発生する腕部を有するロボットハンドであって、
前記手部は、
前記可動部に配置され可動方向に回動する第１のプーリー、
前記可動部に対して手首側に配置される第２のプーリー、
前記第２のプーリーを回転させる駆動力を伝達する第１の駆動力伝達部材、
前記第１のプーリーに固定され、かつ、前記第２のプーリーに固定される線状部材であって、当該第１のプーリーと当該第２のプーリーとを接続する線状部材、
を有し、
前記第１の駆動力伝達部材は、前記第２のプーリーと一体として構成され、前記第２のプーリーの回転軸と同軸上に存在する回転軸を有し、
前記腕部は、
前記第１の駆動力伝達部材に前記駆動力を伝達する第２の駆動力伝達部材、
前記駆動力を発生する駆動部、
を有し、
前記可動部を動作させる、ことを特徴とするロボットハンド。
【請求項２】
指関節の可動部を有する手部及び前記可動部を駆動する駆動力を発生する腕部を有するロボットハンドであって、
前記手部は、
前記可動部に配置され可動方向に回動する第１のプーリー、
前記可動部に対して手首側に配置される第２のプーリー、
前記第２のプーリーを回転させる駆動力を伝達する第１の駆動力伝達部材、
前記第１のプーリーに固定され、かつ、前記第２のプーリーに固定される線状部材であって、当該第１のプーリーと当該第２のプーリーとを接続する線状部材、
を有し、
前記第１の駆動力伝達部材は、前記第２のプーリーと一体として構成され、前記第２のプーリーの回転軸と同軸上に存在する回転軸を有し、
前記腕部は、
前記第１の駆動力伝達部材に前記駆動力を伝達する第２の駆動力伝達部材、
前記駆動力を発生する駆動部、
前記駆動部を制御する制御部、
を有し、
前記指関節の可動部が、第１基節骨部、第２基節骨部、中節骨部の可動部であり、複数の前記可動部に対応して、複数の前記第１のプーリー、複数の前記第２のプーリー、複数の前記第１の駆動力伝達部材が設けられ、
前記制御部は、
前記第１の駆動力伝達部材の回転で発生する前記第１のプーリーの動作干渉を補償するため、前記第１のプーリーの回転角度補正値を予め算出し、該回転角度補正値を用いて、前記第２の駆動力伝達部材の回転角度制御を行い、
前記可動部を動作させる、ことを特徴とするロボットハンド。
【請求項３】
前記指関節の可動部は、指関節のうち、第１基節骨部、第２基節骨部、中節骨部のいずれかの可動部である請求項１又は２に記載のロボットハンド。
【請求項４】
複数の前記指関節の可動部に対応して、複数の前記第１のプーリーが設けられ、当該第１のプーリーに前記線状部材を介して接続される複数の前記第２のプーリーが設けられ、当該第２のプーリーと一体化され同軸で回転する複数の前記第１の駆動力伝達部材が、同軸上に設けられることを特徴とする請求項１又は２に記載のロボットハンド。
【請求項５】
前記指関節の可動部は、第１指〜第５指における第１基節骨部，第２基節骨部，中節骨部の少なくとも１５個の可動部であり、各々の当該可動部に対応する少なくとも１５個の前記第１の駆動力伝達部材が同軸上に設けられたことを特徴とする請求項１又は２に記載のロボットハンド。
【請求項６】
前記第１の駆動力伝達部材は、手首の回転軸と同軸上に設置したことを特徴とする請求項１又は２に記載のロボットハンド。
【請求項７】
前記手部と前記腕部は、前記第１の駆動力伝達部材と前記第２の駆動力伝達部材を介して連結・分離されることを特徴とする請求項１又は２に記載のロボットハンド。
【請求項８】
前記第２の駆動力伝達部材は、前記第１の駆動力伝達部材と１対１で対応するものであることを特徴とする請求項１又は２に記載のロボットハンド。
【請求項９】
前記第２の駆動力伝達部材は、複数の前記第１の駆動力伝達部材とＮ対１（Ｎは２以上）で対応するものであることを特徴とする請求項１又は２に記載のロボットハンド。
【請求項１０】
前記第２の駆動力伝達部材は、第３指〜第５指の前記可動部に対応する複数の前記第１の駆動力伝達部材を一括で動作させるものであることを特徴とする請求項５に記載のロボットハンド。
【請求項１１】
関連する前記可動部についての前記第２のプーリーが隣接して配置されている、
ことを特徴とする請求項５に記載のロボットハンド。
【請求項１２】
第１指〜第５指における第１基節骨部，第２基節骨部，中節骨部の関節に相当する少なくとも１５個の前記指関節の可動部に対応する少なくとも１５個の前記第１の駆動力伝達部材、および手首関節の可動部に対応する手首の駆動力伝達部材が同軸上に設けられたことを特徴とする請求項１又は２に記載のロボットハンド。
【請求項１３】
前記手部は、
ある前記可動部に隣接する隣接可動部に配置される回転部材であって、当該隣接可動部の可動方向に回転する第１回転部材、
ある前記可動部に対応する前記第１のプーリーと同軸の第２回転部材と前記隣接可動部に対応する前記第１回転部材とを連結する連結部材、
を有すること、
を特徴とする請求項１又は２に記載のロボットハンド。
【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し、特に、メンテナンス性に優れ、小型でありながら指先力が得られるものに関する。
【背景技術】
【０００２】
（１）従来のロボットハンドの一例について説明する。図１５は、人間の手に類似した５本指のロボットハンドの母指を示している。ロボットハンドは、母指、示指、中指、環指、小指、掌を有している。図１５に示される母指は、前屈の第１関節１０７、内外転の第２関節１０８、前屈の第３関節１０９、前屈の第４関節１１０、第１モータ１１１、第２モータ１１２、第３モータ１１３、第４モータ１１４、第１モータ用エンコーダ１１５、第２モータ用エンコーダ１１６、第３モータ用エンコーダ１１７、第４モータ用エンコーダ１１８、非対称型差動減速機１１９、関節軸一体型減速機１２０、ウオーム減速機１２１、６軸力覚センサー１２２で構成されている。
ここで、モータ１１１〜１１４の回転量は、モータ軸に直結したモータ用エンコーダ１１５〜１１８にて検出できる。関節１０７、１０９、１１０のそれぞれの軸は、互いに平行であり、関節１０７の関節軸と関節１０８の関節軸とは１点で交差し直交している。第１モータ１１１と第２モータ１１２は、掌に重ねて固定している。【０００３】
図１５に示す母指の動作は以下のとおりである。第４モータ１１４により、ウオーム減速機１２１を介してモータ軸と９０度軸回転した関節１１０の関節軸を駆動できる。第３モータ１１３により、関節軸一体型減速機１２０を介してモータ軸と９０度軸回転した関節１０９の関節軸を駆動できる。非対称型差動減速機１１９では、第３傘歯車（図示せず）の軸を中空とし、第４傘歯車（図示せず）の軸を貫通させることにより、第２関節１０８の軸まわりの回転と第１関節１０７の軸まわりの回転が可能な機構となっている。
ここで、第１モータ１１１と第２モータ１１２とは、それらが逆の方向に同じ角度回転すると、非対称型差動減速機１１９の内部の傘歯車を介して、第２関節１０８の軸まわりで指が回転する。また、第１モータ１１１を固定し、第２モータ１１２を回転させると第一関節１０７の軸のまわりで指が回転する。また、非対称型差動減速機１１９の採用により関節１０７の軸まわりの回転角度が大きくとることができ、かつ、掌の表面側に近い位置に関節軸を設けられるため、外観上も人間の手の動きに似た動きができる。（特許文献１）【０００４】
（２）また、従来のロボットハンドの他の一例について図１６を用いて説明する。図１６に示すロボットハンドは、各節部８１６〜８１８が真っ直ぐに延びた指８１４ａの伸長状態（図中点線）において、指８１４ａを掌８１２（図示せず）に対して揺動させるために、モータ８２２により駆動軸８２１（図示せず）を回転駆動する。このように駆動軸８２１を回転駆動すると、これに応じて関節軸８２０が駆動軸８２１との交点を支点として揺動し、その結果、指８１４ａが掌８１２に対して揺動することとなる。【０００５】
一方、上記伸長状態から指８１４ａを折り曲げるには、モータ８３４によりベベルギア８４４を回転駆動する。このようにベベルギア８４４を駆動すると、その回転駆動力がベベルギア８２８およびベベルギア８２４を介して基節部８１６に伝達され、その結果、関節軸８２０回りに基節部８１６が回動し、指８１４ａが手の腹側に傾倒することとなる。なお、この場合にはベベルギア８３８（図示せず）の駆動と共にベベルギア８４４を回転駆動してリンク８４６（ベベルギア８２６）を回転させる。すなわち、上記の通り、指８１４ａはその基節部８１６と中節部８１７とがリンク８４８により連結されているため、基節部８１６だけを関節軸８２０回りに回動させようとするとリンク８４８によりその動きが妨げられる。従って、これを避けるため基節部８１６の回動量（角度）に応じてカム８４６を同図中に矢印で示すように回動させるようにする。具体的には、モータ８３２によりプーリー８３８（図示せず）を回転駆動する。このようにプーリー８３８を駆動すると、その回転駆動力がベベルギア８３０（図示せず）を介してベベルギア８２６に伝達され、その結果、該ベベルギア８２６に一体に組付けられたリンク８４６が回動することとなる。【０００６】
上記の動作は指８１４ａを伸長状態のまま掌８１２に対して手の腹側に折り曲げる場合であるが、指８１４ａをその途中部分から折り曲げる場合には、上記の位置からリンク８４６（ベベルギア８２６）をさらに回転させる。このようにカム８４６を回転させると、リンク８４８を介して中節部８１７が手の腹側に引かれ、その結果、関節軸８１９ａを支点として中節部８１７が回動し、基節部８１６に対して中節部８１７が手の平側に折れ曲がることとなる。そして、このように中節部８１７が基節部８１６に対して折れ曲がると、リンク８５０を介して末節部８１８が引かれ、その結果、関節軸８１９ｂを支点として末節部８１８が回動し、中節部８１７に対して末節部８１８が手の腹側に折れ曲がることとなる。【０００７】
ここでは、関節軸８２０を支点として指８１４ａ全体を掌８１２に対して折り曲げる動作と、関節軸８１９ａ、８１９ｂを支点として中節部８１７および基節部８１６を折り曲げる動作とを分けて説明しているが、これらの動作を並行して行うことにより指８１４ａの屈折動作をスムーズに行うことができる。また、上記のような動作と逆の動作を行うことにより、指８１４ａを伸長状態に戻すことができる。（特許文献２）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許３２４５０９５号公報
【特許文献２】特開２００５−６６８０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、前述のロボットハンド１００には、以下のような改善すべき点がある。
すなわち、ロボットハンド１００では、母指に第１モータ１１１、第２モータ１１２、第３モータ１１３、及び第４モータ１１４を配置している。他の指についても同様である。このため、各モータ１１１〜１１４の大きさが、ロボットハンド１００の大きさを決定づけることになる。つまり、ロボットハンド１００の小型化を優先すると、モータを小さくせざるを得なくなり、結果として、指先力が得られない、という改善すべき点がある。【００１０】
また、前述のロボットハンド８１０には、以下のような改善すべき点がある。ロボットハンド８１０では、モータ８２２、８３２、８３４によって、各節部８１６〜８１８を動作させている。このため、末節部８１８における指先力を得ようとすると、モータを大きくせざるを得なくなり、結果として、ロボットハンド８１０が大型化する、という改善すべき点がある。【００１１】
そこで、本発明は、人型のロボットハンドの形状にでき、メンテナンス性に優れ、指先力が得られるロボットハンドを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明における課題を解決するための手段を以下に示す。
本発明に係るロボットハンドは、指関節の可動部を有する手部及び可動部を駆動する駆動力を発生する腕部を有するロボットハンドであって、
１）手部は、
可動部に配置され可動方向に回動する第１のプーリー、
可動部に対して手首側に配置される第２のプーリー、
第２のプーリーを回転させる駆動力を伝達する第１の駆動力伝達部材、
第１のプーリーに固定され、かつ、第２のプーリーに固定される線状部材であって、当該第１のプーリーと当該第２のプーリーとを接続する線状部材、
を有し、
第１の駆動力伝達部材は、第２のプーリーと一体として構成され、第２のプーリーの回転軸と同軸上に存在する回転軸を有し、
２）腕部は、
第１の駆動力伝達部材に駆動力を伝達する第２の駆動力伝達部材、
駆動力を発生する駆動部、
を有する構成とされ、可動部を動作させるものである。【００１３】
かかる構成によれば、手部と腕部がそれぞれユニット化でき分離可能となる。また、腕部に存在する駆動部から指関節を動かす駆動力が出され、その駆動力に基づいて第２の駆動力伝達部材が駆動できる。ここで、第２の駆動力伝達部材とは、例えば、複数の独立の対になった歯車とプーリーであり、駆動部とは、例えば、モータである。【００１４】
駆動部で発生された駆動力は、第２の駆動力伝達部材を介して、手部の第１の駆動力伝達部材に駆動力が伝達される。第１の駆動力伝達部材とは、複数の独立の対になった歯車などである。第１の駆動力伝達部材は、プーリー（第２のプーリー）と一体として構成されており、それにより、第１の駆動力伝達部材に連結された複数の指関節に対応する第２のプーリーが駆動される。弟２のプーリーから、ワイヤーなどの線状部材を介して連結された第１のプーリーに駆動力が伝達され、その結果、ある一つの指関節あるいは複数の指関節が駆動されることになる。【００１５】
すなわち、人型のロボットハンドの形状に近づけるため、腕部には、駆動部と第２の駆動力伝達部材を配置し、手部には、第１の駆動力伝達部材（第２のプーリーと一体化）、手指関節となる第１のプーリーを配置させた。第２の駆動力伝達部材と第１の駆動力伝達部材で駆動力を伝達できるようにすることで、腕部の第２の駆動力伝達部材を駆動させて、第１の駆動力伝達部材を駆動させることによって、第２のプーリーを動作させることができ、ひいては第１のプーリーを動作させることができる。つまり、腕部の第２の駆動力伝達部材の動作を制御することによって、指関節の第１のプーリーの動作を制御することができることになる。【００１６】
第１の駆動力伝達部材と第２の駆動力伝達部材を設けることにより手部と腕部を完全にかつ容易に分離することが可能となり、修理や点検などのメンテナンス性が向上できるといった利点がある。【００１７】
後述するが、第１の駆動力伝達部材を、手首の回転軸と同軸上に設置することにより、手部を動作させた場合に他のプーリーに対する動作の補償を容易に行うことが可能となる。これは、手部の動作により全てのプーリーが回転することになるが、これらのプーリーが同軸上にあるため、駆動部に送る指関節の関節角度指令値に対する関節角度の補正値あるいは補正係数の算出が容易となるのである。
これにより、指関節や手部を動作させた場合に、他の指関節に対する動作の補償を容易に行うことが可能となる利点がある。
【００１８】
また、本発明に係るロボットハンドは、指関節の可動部を有する手部及び可動部を駆動する駆動力を発生する腕部を有するロボットハンドであって、
１）手部は、
可動部に配置され可動方向に回動する第１のプーリー、
可動部に対して手首側に配置される第２のプーリー、
第２のプーリーを回転させる駆動力を伝達する第１の駆動力伝達部材、
第１のプーリーに固定され、かつ、第２のプーリーに固定される線状部材であって、当該第１のプーリーと当該第２のプーリーとを接続する線状部材、
を有し、
第１の駆動力伝達部材は、第２のプーリーと一体として構成され、第２のプーリーの回転軸と同軸上に存在する回転軸を有し、
２）腕部は、
第１の駆動力伝達部材に前記駆動力を伝達する第２の駆動力伝達部材、
駆動力を発生する駆動部、
駆動部を制御する制御部、
を有し、
指関節の可動部が、第１基節骨部、第２基節骨部、中節骨部の可動部であり、複数の前記可動部に対応して、複数の第１のプーリー、複数の第２のプーリー、複数の第１の駆動力伝達部材が設けられ、
３）制御部は、
第１の駆動力伝達部材の回転で発生する前記第１のプーリーの動作干渉を補償するため、第１のプーリーの回転角度補正値を予め算出し、該回転角度補正値を用いて、第２の駆動力伝達部材の関節角度制御を行う構成とされ、可動部を動作させるものである。
【００１９】
かかる構成によれば、手部と腕部がそれぞれユニット化され、腕部に存在する制御部から指関節を動かす信号が出され、その信号に基づいて第２の駆動力伝達部材が駆動される。第２の駆動力伝達部材は、手部の第１の駆動力伝達部材に駆動力が伝達され、さらに第１の駆動力伝達部材に連結された複数の指関節に対応するプーリーが駆動される。その結果、ある一つの指関節あるいは複数の指関節が駆動される。【００２０】
ここで、制御部において、駆動部に送る指関節の関節角度指令値は動作によって変わるため、当該指令値に対する関節角度の補正値あるいは補正係数を記憶して制御に用いていることにしている。
後述するが、第１の駆動力伝達部材を、手首の回転軸と同軸上に設置することにより、手部を動作させた場合に他のプーリーに対する動作の補償を容易に行うことが可能となる。これは、手部の動作により全てのプーリーが回転することになるが、これらのプーリーが同軸上にあるため、駆動部に送る指関節の関節角度指令値に対する関節角度の補正値あるいは補正係数の算出が容易となるのである。
これにより、指関節や手部を動作させた場合に、他の指関節に対する動作の補償を容易に行うことが可能となる利点がある。
【００２１】
ここで、本発明に係るロボットハンドにおける可動部は、指関節のうち、第１基節骨部、第２基節骨部、中節骨部のいずれかの可動部であることが好ましい。
制御部において、例えばプログラミングされた各指の独立の運動及び従属的な運動に対応する信号により、第２の駆動力伝達部材から第１の駆動力伝達部材に駆動力が伝達されて手首の回転を可能とし、また、第１基節骨部，第２基節骨部、中節骨部の指関節に対応する第１基節骨部プーリー、第２基節骨部プーリー、中節骨部プーリーに伝達されて、指関節が駆動されることになる。【００２２】
また、本発明に係るロボットハンドにおける複数の指関節の可動部に対応して、複数の第１のプーリーが設けられ、当該第１のプーリーに線状部材を介して接続される複数の第２のプーリーが設けられ、当該第２のプーリーと一体化され同軸で回転する複数の第１の駆動力伝達部材が、同軸上に設けられる構成とされるのが好ましい。
かかる構成によれば、第２のプーリーが配置される軸を中心に手部を動作させた場合、各第２のプーリーが同じように動作させることができることから、第１のプーリーの動作に対する補償を容易に行うことができる。
【００２３】
また、本発明に係るロボットハンドにおける指関節の可動部は、第１指〜第５指における第１基節骨部，第２基節骨部，中節骨部の少なくとも１５個の可動部であり、各々の当該可動部に対応する少なくとも１５個の第１の駆動力伝達部材が同軸上に設けられることが好ましい。
かかる構成によれば、第１指〜第５指における第１基節骨部，第２基節骨部，中節骨部の関節に相当する少なくとも１５個の可動部を動作させることができる。
【００２４】
また、本発明に係るロボットハンドにおける第１の駆動力伝達部は、手首の回転軸と同軸上に設置することが好ましい。
かかる構成により、手首関節の動作は、第１の駆動力伝達部材の回転軸を中心に回転させる動作とすることができる。
第１の駆動力伝達部材を、手首の回転軸と同軸上に設置することにより、手部を動作させた場合に他のプーリーに対する動作の補償を容易に行うことが可能となる。これは、手部の動作により全てのプーリーが回転することになるが、これらのプーリーが同軸上にあるため、駆動部に送る指関節の関節角度指令値に対する関節角度の補正値あるいは補正係数の算出が容易となる。
【００２５】
また、本発明に係るロボットハンドにおける手部と腕部は、第１の駆動力伝達部材と第２の駆動力伝達部材を介して連結・分離されることが好ましい。
手部と腕部が分離可能になることで、部品交換や動作点検などのメンテナンスを別々に行うことが可能であるという利点があるからである。【００２６】
また、本発明に係るロボットハンドにおける第２の駆動力伝達部材は、前記第１の駆動力伝達部材と１対１で対応するものであることが好ましい。
かかる構成によれば、第２の駆動力伝達部材が可動部の数だけ必要となり、アクチュエータの数が多くなるが、可動部を独立に制御可能であり、より人間の指関節の動作に近づけることが可能となる。【００２７】
また、本発明に係るロボットハンドにおける第２の駆動力伝達部材は、複数の第１の駆動力伝達部材とＮ対１（Ｎは２以上）で対応するものであることが好ましい。
第２の駆動伝達部材を、複数の第１の駆動力伝達部材に対応させることにより、駆動させる指関節より少ないアクチュエータの数で複数の指を制御することが可能となるといった利点がある。これにより、手部を変更することなく用途に合わせて機能を変化させることが可能となる。
制御をシンプルにしたい場合や複雑な動作が必要ない場合に有用である。【００２８】
また、本発明に係るロボットハンドにおける第２の駆動力伝達部材は、第３指〜第５指の可動部に対応する複数の第１の駆動力伝達部材を一括で動作させるものであることが好ましい。
第２の駆動伝達部材を、第３指〜第５指の可動部に対応する複数の第１の駆動力伝達部材に対応させることにより、第３指〜第５指の可動部を１台のアクチュエータの数で制御することが可能となり、アクチュエータの台数を大幅に減少できるといった利点がある。
制御をシンプルにしたい場合や複雑な動作が必要ない場合に有用である。【００２９】
また、本発明に係るロボットハンドにおける関連する可動部についての第２のプーリーが隣接して配置されていることが好ましい。
これにより、関連する可動部についての第２のプーリーを一の駆動力発生部によって動作させることができるので、アクチュエータの数を減少させることができる。【００３０】
また、本発明に係るロボットハンドにおいて、第１指〜第５指における第１基節骨部，第２基節骨部，中節骨部の関節に相当する少なくとも１５個の指関節の可動部に対応する少なくとも１５個の第１の駆動力伝達部材、および手首関節の可動部に対応する手首の駆動力伝達部材が同軸上に設けられることが好ましい。
かかる構成によれば、第１指〜第５指における第１基節骨部，第２基節骨部，中節骨部の関節に相当する少なくとも１５個の指関節の可動部、手首関節の可動部を動作させることができる。
【００３１】
また、本発明に係るロボットハンドにおける手部は、ある可動部に隣接する隣接可動部に配置される回転部材であって、当該隣接可動部の可動方向に回転する第１回転部材、ある前記可動部に対応する第１のプーリーと同軸の第２回転部材と隣接可動部に対応する第１回転部材とを連結する連結部材、を有することが好ましい。
これにより、一の第１のプーリーを動作させることによって、隣接可動部も動作させることができる。よって、手部の各可動部を動作させるためのアクチュエータの数を減少させることができる。
【発明の効果】
【００３２】
本発明は、人型のロボットハンドの形状にでき、手部と腕部が分離可能でメンテナンス性に優れ、指先力が得られるといった効果がある。指関節や手部を動作させた場合に、他の指関節に対する動作の補償を容易に行うことが可能となるといった効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明に係るロボットハンド１を示した図である。
【図２】人の手の構造を示す図である。
【図３】手部３の構成を示す図である。
【図４】第二指部３２の構成を示す図である。
【図５】第一の基節骨部プーリーｐ３２１ａの構成を示す図である。
【図６】第二指部３２の一部展開を示す図である。
【図７】掌部３６の一部展開を示す図である。
【図８】手首配置プーリーｇ３２１ａの構成を示す図である。
【図９】ロボットハンド１を手部３と腕部５とに分離した状態を示す図である。
【図１０−１】第２の駆動力伝達部材の構成の一実施例を示す図である。
【図１０−２】第２の駆動力伝達部材の構成の他の実施例を示す図である。
【図１１】手部の各関節の関節角度を制御するため手順を示す説明図である。
【図１２】手部の各関節の関節角度の制御フローチャートを示す。
【図１３】ロボットハンド１の腕部のモータから手部の指関節の２つのプーリーに駆動力が伝達される様子を模式的に示す。
【図１４】ロボットハンド１の腕部のモータから手部の指関節の３つのプーリーに駆動力が伝達される様子を模式的に示す。
【図１５】従来のロボットハンド１００を説明するための図である。
【図１６】従来のロボットハンド８１０を説明するための図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明していく。
【実施例１】
【００３５】
第一  ロボットハンド１の構成
１．全体構成
本実施例に係るロボットハンド１の全体構成について、図１を用いて説明する。ロボットハンド１は、手部３及び腕部５を有している。手部３は、人間の手首から先に該当する部分に対応する。腕部５は、駆動装置ｄ５を有し、手部３の可動部を駆動するための駆動力を発生する。手部３と腕部５とは、手首配置プーリー群ｇ３６と腕部プーリー群ｒ５とが噛み合うことによって、駆動装置ｄ５が発生した駆動力を手部３に伝達する。【００３６】
２．人の手の構造
手部３の構成を説明する前に、人の手の構造について図２を用いて説明する。人の手は、第一指（親指）ｈ１、第二指（人差し指）ｈ２、第三指（中指）ｈ３、第四指（薬指）ｈ４、第五指（小指）ｈ５、及び掌ｈ６を有している。第二指ｈ２は、基節骨ｂ２１、中節骨ｂ２２、末節骨ｂ２３といった三つの指節骨により構成されている。また、掌ｈ６の第二指に対応する中手骨ｂ６２と第二指ｈ２の基節骨ｂ２１と間に中手指節間関節ｊ２１、第二指ｈ２の基節骨ｂ２１と中節骨ｂ２２との間に近位指節間関節ｊ２２、第二指ｈ２の中節骨ｂ２２と末節骨ｂ２３との間に遠位指節間関節ｊ２３が形成される。第三指ｈ３、第四指ｈ４、及び第五指ｈ５についても、同様である。
なお、第一指ｈ１は、第二指ｈ２〜第五指ｈ５とは異なり、二つの指節骨ｂ１１、ｂ１２により構成されている。また、掌ｈ６の第一指に対応する中手骨ｂ６１と第一指ｈ１の指節骨ｂ１１との間に中手指節間関節ｊ１１、第一指ｈ１の指節骨ｂ１１と指節骨ｂ１２との間に指節間関節ｊ１２が形成される。【００３７】
３．手部３の構成
手部３の構成を図３を用いて説明する。手部３は、人の第一指（親指）、第二指（人差し指）、第三指（中指）、第四指（薬指）、第五指（小指）、及び掌に対応する第一指部３１、第二指部３２、第三指部３３、第四指部３４、第五指部３５及び掌部３６を有している。
第二指部３２は、第一の基節骨部３２１ａ、第二の基節骨部３２１ｂ、中節骨部３２２、及び末節骨部３２３を有している。なお、第一の基節骨部３２１ａ及び第二の基節骨部３２１ｂは人の第二指における基節骨ｂ２１に、中節骨部３２２は人の第二指における中節骨ｂ２２に、及び末節骨部３２３は人の第二指における末節骨ｂ２３に、それぞれ対応する。【００３８】
また、掌部３６と第二指部３２の第一の基節骨部３２１ａとの接続部には第一の中手指節間ジョイントｊ３２１ａが、第一の基節骨部３２１ａと第二の基節骨部３２１ｂとの接続部には第二の中手指節間ジョイントｊ３２１ｂが、基節骨部３２１と中節骨部３２２との接続部には近位指節間ジョイントｊ３２２が、中節骨部３２２と末節骨部３２３との接続部には遠位指節間ジョイントｊ３２３が、それぞれ形成されている。なお、第一の中手指節間ジョイントｊ３２１ａ及び第二の中手指節間ジョイントｊ３２１ｂは中手指節間関節ｊ２１に、近位指節間ジョイントｊ３２２は近位指節間関節ｊ２２に、遠位指節間ジョイントｊ３２３は遠位指節間関節ｊ２３に、それぞれ対応する。
第三指部３３、第四指部３４、及び第五指部３５についても、同様である。【００３９】
４．各指部の構成
（１）第二指部３２の構成
次に、第二指部３２の構成を図３における図４を用いて説明する。図４には、図３における矢印ａ３方向からみた第二指部３２を示している。【００４０】
・第一の基節骨部３２１ａ
第一の基節骨部３２１ａは、コの字形状を有している。第一の基節骨部３２１ａは、上面３２１１ａ、下面３２１２ａ、及び突出部３２１３ａを有している。上面３２１１ａ及び下面３２１２ａ、は軸ａｘ２１が貫通する孔を有している。第一の基節骨部３２１ａは、掌部３６の第二指部固定部材３６２と軸ａｘ２１を介して接続されている。第一の基節骨部３２１ａは、軸ａｘ２１に対して矢印ａ４１方向へ回転動作する。突出部３２１３ａは、軸ａｘ２２が貫通する孔（図示せず）を有している。【００４１】
第一の基節骨部プーリーｐ３２１ａは、上面３２１１ａ及び下面３２１２ａのそれぞれに対して固定されている。従って、第一の基節骨部プーリーｐ３２１ａは、第一の基節骨部３２１ａと一体となって動作する。また、第一の基節骨部プーリーｐ３２１ａは、軸ａｘ２１を介して第一の基節骨部３２１ａの動作方向である矢印ａ４１方向へ回転する。【００４２】
ここで、第一の基節骨部プーリーｐ３２１ａの構成を図５を用いて説明する。第一の基節骨部プーリーｐ３２１ａは、蓋部ｐ３２１ａ１、底部ｐ３２１ａ２、及び中間部ｐ３２１ａ３を有している。蓋部ｐ３２１ａ１は、円盤形状を有している。また、蓋部ｐ３２１ａ１は、一つの孔ｐ３２１ａ４及び四つの孔ｐ３２１ａ５を有している。孔ｐ３２１ａ４には、軸ａｘ２１が貫通する。孔ｐ３２１ａ５には、蓋部ｐ３２１ａ１と中間部ｐ３２１ａ３、底部ｐ３２１ａ２を固定するネジ（図示せず）が貫通する。底部ｐ３２１ａ２についても同様である。【００４３】
中間部ｐ３２１ａ３は、蓋部ｐ３２１ａ１及び底部ｐ３２１ａ２の径より小さい径を有する円筒形状を有している。従って、蓋部ｐ３２１ａ１、底部ｐ３２１ａ２、及び中間部ｐ３２１ａ３を一体とすることによって、中間部ｐ３２１ａ３にはワイヤーを配置する溝ｐ３２１ａ１０を形成することができる。中間部ｐ３２１ａ３は、一つの孔ｐ３２１ａ７、二つのネジ溝付き孔ｐ３２１ａ９、及びのネジ溝無し孔ｐ３２１ａ８を有している。孔ｐ３２１ａ７には、軸ａｘ２１が貫通する。孔ｐ３２１ａ８には、蓋部ｐ３２１ａ１と中間部ｐ３２１ａ３、底部ｐ３２１ａ２を固定するネジ（図示せず）が貫通する。孔ｐ３２１ａ９には、蓋部ｐ３２１ａ１と中間部ｐ３２１ａ３、底部ｐ３２１ａ２を固定するネジと螺合するネジ溝が形成されている。【００４４】
また、中間部ｐ３２１ａ３は、内部に、孔ｐ３２１ａ７の周囲を取り囲むように形成されたワイヤー配置孔ｐ３２１ａ６を有している。従って、溝ｐ３２１ａ１０及びワイヤー配置孔ｐ３２１ａ６を通るようにワイヤーを配置することによって、ワイヤーの動作と一体に第一の基節骨部プーリーｐ３２１ａを動作させることができる。
なお、第一の基節骨部プーリーｐ３２１ａ、軸ａｘ２１、第一の基節骨部３２１ａの上面３２１１ａ及び下面３２１２ａによって、第一の中手指節間ジョイントｊ３２１ａが形成される。【００４５】
・第二の基節骨部３２１ｂ
図４に示すように、第二の基節骨部３２１ｂは、四角柱形状を有している。第二の基節骨部３２１ｂは、第一の側部３２１１ｂ、第二の側部３２１２ｂ、及び突出部３２１３ｂを有している。第一の側部３２１１ｂ及び第二の側部３２１２ｂは、第一の基節骨部３２１ａ側の端部に軸ａｘ２２が貫通する孔（図示せず）を有している。第二の基節骨部３２１ｂは、第一の基節骨部３２１ａと軸ａｘ２２を介して接続されている。第二の基節骨部３２１ｂは、軸ａｘ２２に対して矢印ａ４２方向へ回転動作する。突出部３２１３ｂは、軸ａｘ２３が貫通する孔（図示せず）を有している。第一の側部３２１１ｂ及び第二の側部３２１２ｂは、取り外し可能に構成されている。【００４６】
第二の基節骨部プーリーｐ３２１ｂは、第一の側部３２１１ｂ及び第二の側部３２１２ｂのそれぞれに対して固定されている。従って、第二の基節骨部プーリーｐ３２１ｂは、第二の基節骨部３２１ｂと一体となって動作する。また、第二の基節骨部プーリーｐ３２１ｂは、軸ａｘ２２を介して第二の基節骨部３２１ｂの動作方向である矢印ａ４２方向へ回転する。第二の基節骨部プーリーｐ３２１ｂの構成については、第一の基節骨部プーリーｐ３２１ａと同様である。
なお、第二の基節骨部プーリーｐ３２１ｂ、軸ａｘ２２、第一の基節骨部３２１ａの突出部３２１３ａによって、第二の中手指節間ジョイントｊ３２１ｂが形成される。【００４７】
・中節骨部３２２
図４に示すように、中節骨部３２２は、四角柱形状を有している。中節骨部３２２は、第一の側部３２２１、第二の側部３２２２、及び中間部３２２３を有している。第一の側部３２２１及び第二の側部３２２２は、第二の基節骨部３２１ｂ側の端部に軸ａｘ２３が貫通する孔を有している。第一の側部３２２１及び第二の側部３２２２は、中間部３２２３に対して取り外し可能に構成されている。中節骨部３２２は、第二の基節骨部３２１ｂと軸ａｘ２３を介して接続されている。中節骨部３２２は、軸ａｘ２３に対して矢印ａ４３方向へ回転動作する。【００４８】
中節骨部プーリーｐ３２２は、第一の側部３２２１及び第二の側部３２２２のそれぞれの第二の基節骨部３２１ｂの突出部３２１３ｂ側に固定されている。従って、中節骨部プーリーｐ３２２は、中節骨部３２２と一体となって動作する。また、中節骨部プーリーｐ３２２は、軸ａｘ２３を介して中節骨部３２２の動作方向である矢印ａ４３方向へ回転する。中節骨部プーリーｐ３２２の構成については、第一の基節骨部プーリーｐ３２１ａと同様である。【００４９】
なお、中節骨部プーリーｐ３２２、軸ａｘ２３、カムＣ３２３（後述）、リンク棒Ｌ３２（後述）、第二の基節骨部３２１ｂの突出部３２１３ｂによって、近位指節間ジョイントｊ３２２が形成される。【００５０】
中間部３２２３から第一の側部３２２１及び中節骨部プーリーｐ３２２を取り外した状態を図６に示す。なお、図６おいては、図４における第二指部３２を近位指節間ジョイントｊ３２２及び遠位指節間ジョイントｊ３２３において屈曲させた状態を示している。
中間部３２２３は、リンク配置溝３２２４を有している。リンク配置溝３２２４には、リンク棒Ｌ３２が配置される。リンク棒Ｌ３２の第二の基節骨部３２１ｂ側の一端Ｔ３２１は、軸ａｘ２３と同軸に配置されるカムＣ３２３に接続される。また、リンク棒Ｌ３２の末節骨部３２３側の一端Ｔ３２２は、軸ａｘ２４と同軸に配置されるカムＣ３２４に接続される。このように、リンク棒Ｌ３２は、カムＣ３２３とカムＣ３２４とを接続するように配置される。よって、中節骨部３２２の屈曲に連動して、末節骨部３２３を屈曲させることができる。
なお、軸ａｘ２４、カムＣ３２４、リンク棒Ｌ３２によって、遠位指節間ジョイントｊ３２３が形成される。【００５１】
（２）第一指部、第三指部〜第五指部の構成
第一の側部３１、第三指部３３〜第五指部３５についは、第二指部３２と同様の構成を有している。【００５２】
５．掌部３６の構成
掌部３６の構成について、図３を用いて説明する。掌部３６は、第一指部固定部材３６１、第二指部固定部材３６２、第三指部固定部材３６３、第四指部固定部材３６４、第五指部固定部材３６５、本体部３６６、接続部３６７、及び手首配置プーリー群ｇ３６を有している。
第一指部固定部材３６１は、第一指部３１第一の基節骨部３１１ａを介して第一指部３１を本体部３６６に固定する。第二指部固定部材３６２〜第五指部固定部材３６５についても、それぞれ同様である。
本体部３６６は、各指部側に第一指部固定部材３６１〜３６５を、手首側に接続部３６７を、それぞれ有している。本体部３６６では、左右の側面に接続部３６７が固定される。
接続部３６７は、本体部３６６を横断するように配置されるプーリー固定軸ａｘ３６を有している。プーリー固定軸ａｘ３６には、第一指部３１〜第五指部３５に配置されている各プーリーとワイヤーを介して接続されるプーリーである手首配置プーリーからなる手首配置プーリー群ｇ３６が配置される。【００５３】
ここで、手首配置プーリー群ｇ３６を図７を用いて説明する。図７は、掌部３６の本体部３６６の上面部を取り除いた状態を示している。手首配置プーリー群ｇ３６は、第一指部３１から見て、手首配置プーリーｇ３１１ａ、手首配置プーリーｇ３１２、手首配置プーリーｇ３１１ｂ、手首配置プーリーｇ３２１ａ、手首配置プーリーｇ３２２、手首配置プーリーｇ３２１ｂ、手首配置プーリーｇ３３１ａ、手首配置プーリーｇ３４１ａ、手首配置プーリーｇ３５１ａ、手首配置プーリーｇ３３２、手首配置プーリーｇ３４２、手首配置プーリーｇ３５２、手首配置プーリーｇ３３１ｂ、手首配置プーリーｇ３４１ｂ、手首配置プーリーｇ３５１ｂの順番で配置されている。ここで、手首配置プーリーｇ３１１ａ、手首配置プーリーｇ３１２、手首配置プーリーｇ３１１ｂは、それぞれ、第一指部３１の第一の基節骨部プーリーｐ３１１ａに接続されるプーリー、第二の基節骨部３１１ｂに接続されるプーリー、中節骨部プーリーｐ３１２に接続されるプーリーを表している。他の手首配置プーリーについても同様である。【００５４】
このように、第一指部３１〜第五指部３５に配置されている各プーリーとワイヤーを介して接続される手首配置プーリーｇ３１１ａ〜ｇ３５２とを用いて各指部を動作させることにより、手部３と腕部５とを分離することができる。また、手首配置プーリー群ｇ３６をプーリー固定軸ａｘ３６に配置することによって、プーリー固定軸ａｘ３６を中心に手部３を腕部５に対して屈曲させたとしても、屈曲に基づく各指部の動作への動作補償を容易に行うことができる。
また、手首配置プーリーｇ３３１ｂ、ｇ３４１ｂ、ｇ３５１ｂを隣接して配置している。このように、各指部の第二の基節骨部３３１ｂ、３４１ｂ、３５１ｂを動作させる手首配置プーリーｇ３３１ｂ、ｇ３４１ｂ、ｇ３５１ｂを隣接して配置することによって、手首配置プーリーｇ３３１ｂ、ｇ３４１ｂ、ｇ３５１ｂを一つの駆動装置ｄ５（後述）で動作させることができる。よって、各指部を動作させるための駆動装置ｄ５の数を減少させることができる。手首配置プーリーｇ３３２、ｇ３４２、ｇ３５２、及び、手首配置プーリーｇ３３１ａ、ｇ３４１ａ、ｇ３５１ａについても同様である。【００５５】
ここで、手首配置プーリーｇ３２１ａの構成を図８を用いて説明する。手首配置プーリーｇ３２１ａは、ギア部ｇ３２１ａ１、底部ｇ３２１ａ２、及び中間部ｇ３２１ａ３を有している。ギア部ｇ３２１ａ１は、円盤形状を有しており、側面にギア歯が形成されている。また、ギア部ｇ３２１ａ１は、中央に配置される一つの孔ｇ３２１ａ４及びその回りに配置される四つの孔ｇ３２１ａ５を有している。孔ｇ３２１ａ４には、プーリー固定軸ａｘ３６が貫通する。孔ｇ３２１ａ５には、ギア部ｇ３２１ａ１と中間部ｇ３２１ａ３、底部ｇ３２１ａ２を固定するネジ（図示せず）が貫通する。
底部ｇ３２１ａ２は、円盤形状を有している。また、底部ｇ３２１ａ２は、中央に配置される一つの孔及びその周りに配置される四つの孔を有している。中央に配置される孔には、プーリー固定軸ａｘ３６が貫通する。周りに配置される孔には、ギア部ｇ３２１ａ１と中間部ｇ３２１ａ３、底部ｇ３２１ａ２を固定するネジ（図示せず）が貫通する。【００５６】
中間部ｇ３２１ａ３は、ギア部ｇ３２１ａ１及び底部ｇ３２１ａ２の径より小さい径を有する円筒形状を有している。従って、ギア部ｇ３２１ａ１、底部ｇ３２１ａ２、及び中間部ｇ３２１ａ３を一体とすることによって、中間部ｇ３２１ａ３の外周面にはワイヤーを配置する溝ｇ３２１ａ９を形成することができる。中間部ｇ３２１ａ３は、中央に配置される一つの孔ｇ３２１ａ７及びその周りに配置される四つの孔ｇ３２１ａ８を有している。孔ｇ３２１ａ７には、プーリー固定軸ａｘ３６が貫通する。孔ｇ３２１ａ８には、ギア部ｇ３２１ａ１と中間部ｇ３２１ａ３、底部ｇ３２１ａ２を固定するネジ（図示せず）が貫通する。また、中間部ｇ３２１ａ３は、内部に形成されるワイヤー配置溝ｇ３２１ａ６を有している。従って、溝ｇ３２１ａ９及びワイヤー配置溝ｇ３２１ａ６を通るようにワイヤーを配置することによって、ワイヤーの動作と一体に手首配置プーリーｇ３２１ａを動作させることができる。なお、孔ｇ３２１ａ８には、ギア部ｇ３２１ａ１と中間部ｇ３２１ａ３、底部ｇ３２１ａ２を固定するネジと螺合するネジ溝が形成されている。他の手首配置プーリーについても同様である。
このように、プーリー及びギアを薄型化し、一体として構成することによって、手首配置プーリーｇ３１１ａ〜ｇ３５２をプーリー固定軸ａｘ３６上に一列に配置することができる。これにより、手部３と腕部５とを分離することができる。【００５７】
６．腕部５の構成
腕部５の構成を図９を用いて説明する。図９は、ロボットハンド１における手部３と腕部５とを分離した状態を示している。腕部５は、掌部３６の手首配置プーリー群ｇ３６に属する手首配置プーリーのそれぞれと噛み合う腕部プーリーによって形成される腕部プーリー群ｒ５を有している。腕部プーリー群ｒ５は、腕部プーリーｒ３１１ａ、３１１ｂ、３１２、・・・（図示せず）を有している。腕部プーリーｒ３１１ａは手首配置プーリーｇ３１１ａと、腕部プーリーｒ３１１ｂは手首配置プーリーｇ３１１ｂと、腕部プーリーｒ３１２は手首配置プーリーｇ３１２と、それぞれ噛み合う。他の腕部プーリーについても同様である。腕部プーリー群ｒ５に属する腕部プーリーは、腕部プーリー固定軸ａｘ５に一列に固定されている。【００５８】
これにより、腕部５は、腕部プーリー群ｒ５に加えて、腕部プーリー群ｒ５を動作させる制御回路、アクチュエータからなる駆動装置ｄ５を有している。腕部プーリー群ｒ５に属する腕部プーリーのそれぞれは、駆動装置ｄ５によって動作する。
このように、制御回路を介したアクチュエータによる動作制御が可能となるので、各指部の動作制御を容易に行うことができる。また、手部３と腕部５とを分離することができるので、それぞれのメンテナンス性を向上させることができる。さらに、腕部５に駆動装置ｄ５を配置することとしたので、ロボットハンド１の用途に合わせて、自由に駆動装置ｄ５を選択することができる。【００５９】
次に、図１０−１および図１０−２を用いて、第２の駆動力伝達部材の構成実施例を説明する。
上述したように、第１の駆動力伝達部材は手首の回転軸と同軸上に設置することにより、手部を動作させた場合に他のプーリーに対する動作の補償を容易に行うことが可能となる。駆動力伝達部材は、歯車で構成されており、それらの歯車は同軸上に配置されることになる。第１の駆動力伝達部材と第２の駆動力伝達部材のそれぞれの歯車の対応関係は自由に変更することが可能である。例えば、図１０−１に示す図では、第２の駆動力伝達部材の歯車と第１の駆動力伝達部材の歯車を１対１で対応させた場合の実施例である。この実施例の特徴は各関節を個別に駆動させることが可能である点である。
【００６０】
一方、図１０−２に示す図では、第２の駆動力伝達部材の歯車と第１の駆動力伝達部材の歯車を１対複数で対応させた場合の実施例である。この実施例の特徴は少ないアクチュエータで複数の関節を動作させることが可能である点である。制御をシンプルにしたい場合や複雑な動作が必要ない場合に有効となる。
上記の例に限らず、自由に第１の駆動力伝達部材の配置を決定することができ、また、第２の駆動力伝達部材の歯車と第１の駆動力伝達部材の歯車の対応関係を自由に決定することができる。【００６１】
次に、図１１を用いて、手部の各関節の関節角度を制御するため手順について説明する。図１１は、手部の各関節（手首関節を含む）の関節角度を制御するための実施例である。制御用パソコン（ＰＣ）に目標関節角度を入力し、ロボットハンドの機構寸法の設計仕様に基づいて、駆動力伝達部材と第一の基節骨部などで発生する動作干渉を補償するための補正値を計算して、モータに送る関節角度指令値を予め決定する。
ロボットハンド１における腕部５では、与えられた関節角度指令値に対してＰＩＤ制御などによるトルク制御を行う。腕部で発生するモータトルクは、ワイヤーと歯車を介して各関節に伝えられる。【００６２】
図１２に、手部の各関節の関節角度の制御フローチャートを示す。先ず、手部の各関節および手首関節の目標関節角度を入力し（ステップＳ０１）、ロボットハンドの機構寸法の設計仕様に基づいて、手部の各関節の干渉補正値を算出する（ステップＳ０３）。
ロボットハンドの機構寸法の設計仕様とは、第１のプーリーと第２のプーリーを連結するワイヤーのルートを誘導するプーリーの直径から決定される。そして、手部の各関節および手首関節の関節角度の補正係数をロボットハンドの腕部の制御部に出力する（ステップＳ０５）。
腕部の制御部では、予め設定された関節角度の補正係数に従って、各モータの回転角度を制御する（ステップＳ０７）。腕部の第２の駆動力伝達部材の歯車が回転し（ステップＳ０９）、それに伴い、手部の第１の駆動力伝達部材の歯車が回転する（ステップＳ１１）。第１の駆動力伝達部材の歯車が回転することにより、手部の第１の駆動力伝達部材と一体化された第２のプーリーが回転し（ステップＳ１３）、手部の各関節の第１のプーリーが回転し（ステップＳ１５）、手指関節などの可動部が動くことになる。【００６３】
次に、図１３に、ロボットハンド１の腕部のモータから手部の指関節の２つのプーリー（図４における第二の基節骨部プーリーｐ３２１ｂと中節骨部プーリーｐ３２２）に駆動力が伝達される様子を模式的に示す。なお、図１３では、中節骨部プーリーｐ３２２に対して、干渉補正を行わない場合（図１３（１））と、干渉補正を行った場合（図１３（２））の違いを示している。
干渉補正を行わずに第二の基節骨３２１ｂの関節の第二の基節骨部プーリーｐ３２１ｂを駆動した場合、中節骨部３２２において、第二の基節骨３２１ｂの回転に伴って、第二の基節骨部プーリーｐ３２１ｂにつながる中節骨部プーリーｐ３２２が回転してしまう（図１３（１）を参照）。この干渉に対して予め計算された設計値に基づいて回転角度補正を行うことにより、図１３（２）に示すように、中節骨部プーリーｐ３２２を逆回転するように第１の駆動力伝達部材の歯車を回転させるように、第２の駆動力伝達部材の歯車に駆動力を与えることにより、中節骨部３２２で発生する中節骨部プーリーｐ３２２の回転をキャンセルすることが可能となる。
【００６４】
また、図１４に、ロボットハンド１の腕部のモータから手部の指関節の３つのプーリー（図４における第一の基節骨部プーリーｐ３２１ａ、第二の基節骨部プーリーｐ３２１ｂ、および中節骨部プーリーｐ３２２）に駆動力が伝達される様子を模式的に示す。なお、図１４では、第二の基節骨部プーリーｐ３２１ｂおよび中節骨部プーリーｐ３２２に対して、干渉補正を行わない場合（図１４（１））と、干渉補正を行った場合（図１４（２））の違いを示している。【００６５】
ここで、図１４および以下の説明においては、第一の基節骨部の関節をＭＰロール、第二の基節骨部の関節をＭＰピッチ、中節骨部の関節をＰＩＰピッチと称して説明する。
干渉補正を行わずに、第一の基節骨部３２１ａの関節（ＭＰロール）を駆動した場合、第一基節骨部３２１ａ（MPロール）の回転に伴って、第二の基節骨部プーリーｐ３２１ｂならびに中節骨部プーリーｐ３２２が回転してしまう。この干渉に対して予め計算された設計値に基づいて回転角度補正を行うことにより、第一基節骨部３２１ａ（MPロール）で発生する第二の基節骨部プーリーｐ３２１ｂならびに中節骨部プーリーｐ３２２の回転をキャンセルすることが可能となる。
【００６６】
設計値に基づいて回転角度補正を行う計算式の１例を下記式に示す。ＭＰピッチおよびＰＩＰピッチの指令値の算出は、ＭＰピッチおよびＰＩＰピッチの目標値に対して、第１のプーリーと第２のプーリーの間に配置されている誘導プーリーの直径で決定された補正係数による補正を行って算出している。
【００６７】
【数１】
0005482664.tif 000002
【００６８】
なお、本発明のロボットハンドにおいては、第１の駆動力伝達部材の歯車を同一軸上に配置しているため、手首の稼働による干渉を設計寸法から容易に角度補正値を計算することが可能である。【００６９】
[他の実施例]
（１）リンク棒Ｌ３２、カムＣ３２４
前述の実施例１においては、回転部材としてのカムＣ３２４及び連結部材としてのリンク棒Ｌ３２を用いて、中節骨部プーリーｐ３２２を動作させることによって、隣接可動部である遠位指節間ジョイントｊ３２２も動作させることとしたが、中節骨部プーリーｐ３２２を動作させることによって、遠位指節間ジョイントｊ３２２ができるものであれば、例示のものに限定されない。例えば、ワイヤーとプーリーとを用いた機構を用いるようにしてもよい。他の遠位指節間ジョイントについても同様である。【００７０】
（２）手首配置プーリーｇ３１１ａ〜ｇ３５２
前述の実施例１においては、第１の駆動力伝達部材である手首配置プーリーｇ３１１ａ〜ｇ３５２のギア（歯車）は、前記第２のプーリーである手首配置プーリーｇ３１１ａ〜ｇ３５２のプーリーの回転軸であるプーリー固定軸ａｘ３６と同軸上に存在する回転軸を有するとしたが、回転軸がプーリー固定軸ａｘ３６と同軸上に存在するものであれば、例示のものに限定されない。例えば、ベルト、チェーン、マグネット、カム等用いて同軸上に配置でき駆動力が伝達できる部材を用いるようにしてもよい。【００７１】
（３）手部の各関節の干渉補正の制御方法について
ロボットハンドの機構寸法の設計仕様に基づいて、手部の各関節の干渉補正値の算出する以外にも、ロボットハンドの各関節に角度センサーをつけて、その信号をフィードバックして制御を行う方法や力センサーをつけて力制御を行う方法でも構わない。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明は、ロボットハンドに用いることができ、例えば、ロボットマニピュレータ、義手等に用いることができる。
【符号の説明】
【００７３】
１・・・・・ロボットハンド
３・・・・・手部
５・・・・・腕部
３１・・・・・第一指部
３２・・・・・第二指部
３３・・・・・第三指部
３４・・・・・第四指部
３５・・・・・第五指部
３６・・・・・掌部
ｐ３１１ａ、ｐ３２１ａ、ｐ３３１ａ、ｐ３４１ａ、ｐ３５１ａ・・・・・第一の基節骨部プーリー
ｐ３１１ｂ、ｐ３２１ｂ、ｐ３３１ｂ、ｐ３４１ｂ、ｐ３５１ｂ・・・・・第二の基節骨部プーリー
ｍ３２１ａ，ｍ３２１ｂ，ｍ３２２・・・モータ
ｐ３１２、ｐ３２２、ｐ３３２、ｐ３４２、ｐ３５２・・・・・中節骨部プーリー
ｇ３１１ａ、ｇ３１２、ｇ３１１ｂ、ｇ３２１ａ、ｇ３２２、ｇ３２１ｂ、ｇ３３１ａ、ｇ３３１ａ、ｇ３３１ａ、ｇ３３２、ｇ３４２、ｇ３５２、ｇ３３１ｂ、ｇ３４１ｂ、ｇ３５１ｂ、ｇ３００・・・・・手首配置プーリー（手部の第１の駆動力伝達部材）
ｒ３１１ａ、ｒ３１２、ｒ３１１ｂ、ｒ３２１ａ、ｒ３２２、ｒ３２１ｂ、ｒ３３１ａ、ｒ３３１ａ、ｒ３３１ａ、ｒ３３２、ｒ３４２、ｒ３５２、ｒ３３１ｂ、ｒ３４１ｂ、ｒ３５１ｂ、ｒ３００・・・・・腕部の第２の駆動力伝達部材
【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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【図１０−１】
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【図１０−２】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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