(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロボットハンド基部に取り付けられた指機構部で被把持物を把持するロボットハンドにおいて、
複数本の指機構部と、１つの掌機構部とを有し、
前記指機構部は、独立して回転駆動可能で、かつ少なくとも１自由度を有して構成され、
前記掌機構部は、前記ロボットハンド基部に取り付けられるとともに、前記ロボットハンド基部に対する垂直方向の直動に関する自由度、および掌先端部にての前記指機構部の自由度と同一方向の回転に関する自由度の少なくとも２自由度を有して構成され、
前記掌機構部の掌先端部を被把持物の表面に対して姿勢変更可能に接触させるとともに、前記複数本の指機構部の回転駆動動作で、被把持物を前記掌機構部の掌先端部に押しつけ、前記指機構部と前記掌機構部とで被把持物を把持することを特徴とするロボットハンド。
【請求項２】
前記複数本の指機構部は、それぞれ複数本の指リンク部で構成されるとともに、それぞれの指リンク部が、それぞれ独立して駆動される駆動用のモータを有していることを特徴とする請求項１に記載のロボットハンド。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数本の指を有するロボットハンドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ロボットハンドは図３及び図４に示すようになっている。
図３において、ロボットハンド基部１９に、２つの指リンク部６及び７が対向して配置され、指リンク部６及び７の先端に取り付けられた爪２８及び２９によって被把持物２７を矢印Ｂの方向に開閉し、両側から把持して操作する。
図４において、被把持物２７を、被把持物２７の形状及び大きさに応じて取り付けられた専用の爪２８及び２９によって矢印Ｂの方向に開閉し、両側から把持して操作する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
図３に示すロボットハンドは、被把持物２７を把持する方向が矢印Ｂの一方向しかないため、被把持物２７の、座標系ＣのＸ軸回りの回転及びＺ軸方向の滑べりを防止するのが困難であった。回転及び滑べりを防止するには、爪２８及び２９と被把持物２７との接触面の摩擦力を向上させるために強い力で把持する必要があるため、把持する物体によっては破壊してしまうという問題点があった。
また、図４に示すロボットハンドは、指リンク部６及び７の先端に被把持物２７の形状及び大きさに応じて取り付けられた専用の爪２８及び２９によって被把持物２７を把持しているため、被把持物２７の、座標系ＣのＸ軸回りの回転及びＺ軸方向の滑べりは防止することができるが、被把持物２７の形状及び大きさに応じた専用の爪２８及び２９を作成し取り付けなければならないという問題点があった。
一方、ロボットハンドの掌機構部（指で押さえられる物体が押しつけられる部分。掌に相当する）は、特公平６−３０８６２号公報に示されるように、指機構部の根元の回転部分に固定されるものや、特公平６−４１１１５号公報に示されるように、把持安定用の爪を設けるものがあるが、両者とも把持すべき物体の形状が一定のものに限定され、多種多様なワークをハンドリングするケースには適用できなかった。
そこで、本発明は、被把持物を破壊することなく安定して把持し、かつ、被把持物の形状及び大きさに依らずに把持できるロボットハンドを提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記問題を解決するため、本発明は、ロボットハンド基部に取り付けられた指機構部で被把持物を把持するロボットハンドにおいて、複数本の指機構部と、１つの掌機構部とを有し、前記指機構部は、独立して回転駆動可能で、かつ少なくとも１自由度を有して構成され、前記掌機構部は、前記ロボットハンド基部に取り付けられるとともに、前記ロボットハンド基部に対する垂直方向の直動に関する自由度、および掌先端部にての前記指機構部の自由度と同一方向の回転に関する自由度の少なくとも２自由度を有して構成され、前記掌機構部の掌先端部を被把持物の表面に対して姿勢変更可能に接触させるとともに、前記複数本の指機構部の回転駆動動作で、被把持物を前記掌機構部の掌先端部に押しつけ、前記指機構部と前記掌機構部とで被把持物を把持することを特徴とするものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図に基づいて説明する。
図１は本発明の実施例に係わるロボットハンドのリンク構成図、図２は構造説明図である。
図１に示すように、本実施例は、指先端部４及び５と、指リンク部６〜９と、回転ジョイント１０〜１３とで構成される２本の指機構部１及び２と、掌先端部１４と、フリージョイント１５と、掌リンク部１６及び１７と、直動ジョイント１８とで構成される掌機構部３と、ロボットハンド基部１９とを備えている。
２本の指機構部１及び２は、回転ジョイント１０〜１３により自由に回転駆動させることができるので、言い換えると、少なくとも１自由度を有して独立して回転駆動させることができるので、図示なき被把持物を把持できるようになっている。
掌機構部３は、掌先端部１４が、ロボットハンド基部１９に配置されている掌リンク部１７と１６との間に直動ジョイント１８を構成しているため、ロボットハンド基部１９に対して矢印Ａの方向に位置を変更駆動できるようになっている。また、掌リンク部１６と掌先端部１４との間にフリージョイントを構成しているため、ロボットハンド基部１９に対して姿勢を変更できるようになっている。
【０００６】
図２は、図１に示した実施例において、回転ジョイント１０〜１３をモータ２０〜２３で構成し、フリージョイント１５をボールジョイント２４で構成し、直動ジョイント１８をモータ２６で駆動するボールネジ２５で構成した実施例を示したものである。被把持物２７は、少なくとも１自由度を有して独立して回転駆動させることができる２本の指機構部１及び２によって把持されるようになっているので、図２に示すように、被把持物の中心がロボットハンドの軸中心よりも図面において例えば左側にずれていても、２本の指機構部１及び２の曲げ角度をそれぞれ変えることにより把持される。また、掌機構部３によって被把持物２７のロボットハンド基部１９に対する位置及び姿勢が固定される。掌先端部１４はボールジョイント２４によって配置されているので姿勢を変更することができ、前述したように、被把持物の中心がロボットハンドの軸中心よりも図面において例えば左側にずれていても、被把持物２７の表面に対して垂直に接触することができる。従って、被把持物２７の回転及び滑べりを防止することができ、被把持物２７を安定に把持することができる。また、掌先端部１４によって被把持物２７を支持しているので、指機構部１及び２のみの把持に比べ、被把持物２７が不必要な力を受けることがないので、被把持物２７を破壊することなく把持することができる。
【０００８】
なお、上述した実施例では、２本の指機構部１及び２を使用していたが、本発明はこれに限るものではなく、３本以上の指を使用して安定な把持動作を行わせるようにしてもよい。
【０００９】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明は、独立して回転駆動可能で、かつ少なくとも１自由度を有して構成された複数本の指機構部と、前記ロボットハンド基部に取り付けられるとともに、前記ロボットハンド基部に対する垂直方向の直動に関する自由度、および掌先端部にての前記指機構部の自由度と同一方向の回転に関する自由度の少なくとも２自由度を有して構成された１つの掌機構部とを備えてロボットハンドを構成しているので、被把持物の形状及び大きさに依らず、被把持物を破壊することなく安定して把持することができるという効果がある。
また、被把持物の形状に応じた爪の作成及び取り付けを行う必要がないので、作業全体のコスト低減に寄与するという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係わるリンク構成図。
【図２】本発明の実施例に係わる構造説明図。
【図３】従来のロボットハンドを示す構造説明図。
【図４】従来のロボットハンドを示す構造説明図。
【符号の説明】
１〜２      指機構部
３          掌機構部
４〜５      指先端部
６〜９      指リンク部
１０〜１３  回転ジョイント
１４        掌先端部
１５        フリージョイント
１６〜１７  掌リンク部
１８        直動ジョイント
１９        ロボットハンド基部
２０〜２３  モータ
２４        ボールジョイント
２５        ボールネジ
２６        モータ
２７        被把持物
２８〜２９  爪
Ａ〜Ｂ      矢印
Ｃ          座標系
Ｘ          座標系ＣのＸ軸
Ｚ          座標系ＣのＺ軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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