(57)【要約】【課題】狭い作業スペースでの作業に適用可能で指部材を平行移動させる方式のロボットハンドを提供する。【解決手段】対象物を把持する指部材を移動部材から立設し、中央部材に設けられた移動機構によって移動部材を所定軸方向に移動させることで指部材を移動させて対象物を把持する。移動部材を所定軸方向に移動させるためのガイド部材を移動部材から立設させ、ガイド部材を摺動させることによってガイドする。こうすれば、指部材の間隔を狭める（移動部材の間隔を近づける）と、ロボットハンドが小さくなる。このため、指部材を平行移動させる方式のロボットハンドでありながら、狭い作業スペースで小さな対象物を把持する作業にも適用することが可能となる。【選択図】図１
2014000652.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の指部材を平行移動させて前記指部材の間隔を変更することによって対象物を把持するロボットハンドであって、
前記指部材を移動させるための駆動機構が収容された中央部材と、
前記中央部材を間に挟んで第１方向に設けられた第１周辺部材と、
前記第１周辺部材から前記第１方向に立設されて、前記中央部材の前記駆動機構に接続された第１駆動軸と、
前記中央部材を間に挟んで、前記第１方向と交差する第２方向に設けられた第２周辺部材と、
前記第２周辺部材から前記第２方向に立設されて、前記中央部材の前記駆動機構に接続された第２駆動軸と、
前記第１周辺部材に対しては前記第２方向となり、且つ、前記第２周辺部材に対しては前記第１方向となる位置に配置され、前記指部材が設けられた移動部材と、
前記移動部材から前記第１方向に立設されて、前記第２周辺部材に形成された第１摺動穴に摺動可能に挿入された第１摺動軸と、
前記移動部材から前記第２方向に立設されて、前記第１周辺部材に形成された第２摺動穴に摺動可能に挿入された第２摺動軸と、
少なくとも一方の前記第２周辺部材から前記第２方向に立設されて、前記中央部材に形成された第２中央摺動穴に摺動可能に挿入された第２中央摺動軸と、
を備えるロボットハンド。
【請求項２】
請求項１に記載のロボットハンドであって、
前記第２中央摺動軸および前記第２中央摺動穴の断面が多角形形状に形成されていることを特徴とするロボットハンド。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のロボットハンドであって、
前記第２中央摺動軸および前記第２中央摺動穴を複数備えることを特徴とするロボットハンド。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３の何れか一項に記載のロボットハンドであって、
前記第２中央摺動軸は、前記中央部材を間に挟んで設けられた何れの前記第２周辺部材からも立設されていることを特徴とするロボットハンド。
【請求項５】
請求項１ないし請求項５の何れか一項に記載のロボットハンドであって、
前記第１周辺部材から前記第１方向に立設されて、前記中央部材に形成された第１中央摺動穴に摺動可能に挿入された第１中央摺動軸を備えることを特徴とするロボットハンド。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５の何れか一項に記載のロボットハンドであって、
前記第１中央摺動軸および前記第１中央摺動穴の断面が多角形形状に形成されていることを特徴とするロボットハンド。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６に記載のロボットハンドであって、
前記第１中央摺動軸および前記第１中央摺動穴を複数備えることを特徴とするロボットハンド。
【請求項８】
ロボットハンドを搭載したロボットであって、
前記ロボットハンドは、複数の指部材を平行移動させて前記指部材の間隔を変更することによって対象物を把持するロボットハンドであり、更に、
前記指部材を移動させるための駆動機構が収容された中央部材と、
前記中央部材を間に挟んで第１方向に設けられた第１周辺部材と、
前記第１周辺部材から前記第１方向に立設されて、前記中央部材の前記駆動機構に接続された第１駆動軸と、
前記中央部材を間に挟んで、前記第１方向と交差する第２方向に設けられた第２周辺部材と、
前記第２周辺部材から前記第２方向に立設されて、前記中央部材の前記駆動機構に接続された第２駆動軸と、
前記第１周辺部材に対しては前記第２方向となり、且つ、前記第２周辺部材に対しては前記第１方向となる位置に配置され、前記指部材が設けられた移動部材と、
前記移動部材から前記第１方向に立設されて、前記第２周辺部材に形成された第１摺動穴に摺動可能に挿入された第１摺動軸と、
前記移動部材から前記第２方向に立設されて、前記第１周辺部材に形成された第２摺動穴に摺動可能に挿入された第２摺動軸と、
少なくとも一方の前記第２周辺部材から前記第２方向に立設されて、前記中央部材に形成された第２中央摺動穴に摺動可能に挿入された第２中央摺動軸と、
を備えるロボット。
【請求項９】
請求項８に記載のロボットであって、
前記第２中央摺動軸および前記第２中央摺動穴の断面が多角形形状に形成されていることを特徴とするロボット。
【請求項１０】
請求項８または請求項９に記載のロボットであって、
前記第２中央摺動軸および前記第２中央摺動穴を複数備えることを特徴とするロボット。
【請求項１１】
請求項８ないし請求項１０の何れか一項に記載のロボットであって、
前記第２中央摺動軸は、前記中央部材を間に挟んで設けられた何れの前記第２周辺部材からも立設されていることを特徴とするロボット。
【請求項１２】
請求項８ないし請求項１１の何れか一項に記載のロボットであって、
前記第１周辺部材から前記第１方向に立設されて、前記中央部材に形成された第１中央摺動穴に摺動可能に挿入された第１中央摺動軸を備えることを特徴とするロボット。
【請求項１３】
請求項８ないし請求項１２の何れか一項に記載のロボットであって、
前記第１中央摺動軸および前記第１中央摺動穴の断面が多角形形状に形成されていることを特徴とするロボット。
【請求項１４】
請求項８ないし請求項１３に記載のロボットであって、
前記第１中央摺動軸および前記第１中央摺動穴を複数備えることを特徴とするロボット。
【請求項１５】
複数の当接部材を平行移動させて前記当接部材の間隔を変更することによって対象物を把持する把持機構であって、
前記当接部材を移動させるための駆動機構が収容された中央部材と、
前記中央部材を間に挟んで第１方向に設けられた第１周辺部材と、
前記第１周辺部材から前記第１方向に立設されて、前記中央部材の前記駆動機構に接続された第１駆動軸と、
前記中央部材を間に挟んで、前記第１方向と交差する第２方向に設けられた第２周辺部材と、
前記第２周辺部材から前記第２方向に立設されて、前記中央部材の前記駆動機構に接続された第２駆動軸と、
前記第１周辺部材に対しては前記第２方向となり、且つ、前記第２周辺部材に対しては前記第１方向となる位置に配置され、前記当接部材が設けられた移動部材と、
前記移動部材から前記第１方向に立設されて、前記第２周辺部材に形成された第１摺動穴に摺動可能に挿入された第１摺動軸と、
前記移動部材から前記第２方向に立設されて、前記第１周辺部材に形成された第２摺動穴に摺動可能に挿入された第２摺動軸と、
少なくとも一方の前記第２周辺部材から前記第２方向に立設されて、前記中央部材に形成された第２中央摺動穴に摺動可能に挿入された第２中央摺動軸と、
を備える把持機構。
【請求項１６】
請求項１５に記載の把持機構であって、
前記第２中央摺動軸および前記第２中央摺動穴の断面が多角形形状に形成されていることを特徴とする把持機構。
【請求項１７】
請求項１５または請求項１６に記載の把持機構であって、
前記第２中央摺動軸および前記第２中央摺動穴を複数備えることを特徴とする把持機構。
【請求項１８】
請求項１５ないし請求項１７の何れか一項に記載の把持機構であって、
前記第２中央摺動軸は、前記中央部材を間に挟んで設けられた何れの前記第２周辺部材からも立設されていることを特徴とする把持機構。
【請求項１９】
請求項１５ないし請求項１８の何れか一項に記載の把持機構であって、
前記第１周辺部材から前記第１方向に立設されて、前記中央部材に形成された第１中央摺動穴に摺動可能に挿入された第１中央摺動軸を備えることを特徴とする把持機構。
【請求項２０】
請求項１５ないし請求項１９に記載の把持機構であって、
前記第１中央摺動軸および前記第１中央摺動穴を複数備えることを特徴とする把持機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、ロボットハンド、ロボット、および把持機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
ロボットハンドが複数本の指部材を用いて対象物を把持する方式には、指部材の付け根の部分を回転させて把持する方法（たとえば、特許文献１）と、指部材を平行移動させて把持する方式（たとえば、特許文献２）とが知られている。
【０００３】
指部材を付け根の部分で回転させる方式は、把持しようとする対象物の大きさによって、指部材が対象物に接する角度が変化する。このため、対象物に応じて指部材の形状や把持する力を変える必要が生じて、ロボットハンドの構造や制御が複雑になる。この点で、指部材を平行移動させる方式では、指部材が対象物に接する角度が対象物の大きさによって変化することがない。このため、ロボットハンドの構造や制御を簡単にすることが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２０１５３８号公報
【特許文献２】特開平５−２２０６８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、指部材を平行移動させる方式のロボットハンドは、小さな対象物を把持する作業に適用することが困難であるという課題があった。これは次の理由による。先ず、小さな対象物を把持する作業は、狭い作業スペースで行われることが通常である。たとえば、小さな部品を取り上げて所定の位置に組み付ける作業を考えると、組み付ける部品は狭いスペースに間隔を詰めて並べられていることが多く、部品を取り上げるためにロボットハンドを入れるスペースが限られていることが通常である。更に、取り上げた部品を取り付ける場合にも、部品が小さいことに対応して狭いスペースに組み付けなければならないことが多い。そして、指部材を平行移動させる方式のロボットハンドは、移動する指部材を支える部材が大きくなり、その結果、ロボットハンドが大きくなって、狭い作業スペースでの作業に適用することが困難になる。
【０００６】
この発明は、従来の技術が有する上述した課題を解決するためになされたものであり、指部材を平行移動させて対象物を把持する方式でありながら、小型で、狭い作業スペースでの作業にも適用することが可能なロボットハンド、ロボット、および把持機構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】
【０００７】
上述した課題の少なくとも一部を解決するために、本願発明のロボットハンドは次の構成を採用した。すなわち、
複数の指部材を平行移動させて前記指部材の間隔を変更することによって対象物を把持するロボットハンドであって、
前記指部材を移動させるための駆動機構が収容された中央部材と、
前記中央部材を間に挟んで第１方向に設けられた第１周辺部材と、
前記第１周辺部材から前記第１方向に立設されて、前記中央部材の前記駆動機構に接続された第１駆動軸と、
前記中央部材を間に挟んで、前記第１方向と交差する第２方向に設けられた第２周辺部材と、
前記第２周辺部材から前記第２方向に立設されて、前記中央部材の前記駆動機構に接続された第２駆動軸と、
前記第１周辺部材に対しては前記第２方向となり、且つ、前記第２周辺部材に対しては前記第１方向となる位置に配置され、前記指部材が設けられた移動部材と、
前記移動部材から前記第１方向に立設されて、前記第２周辺部材に形成された第１摺動穴に摺動可能に挿入された第１摺動軸と、
前記移動部材から前記第２方向に立設されて、前記第１周辺部材に形成された第２摺動穴に摺動可能に挿入された第２摺動軸と、
少なくとも一方の前記第２周辺部材から前記第２方向に立設されて、前記中央部材に形成された第２中央摺動穴に摺動可能に挿入された第２中央摺動軸と、
を備えることを要旨とする。
【０００８】
このような構成を有する本願発明のロボットハンドにおいては、中央部材に収容された駆動機構を用いて第１駆動軸を駆動すると、中央部材を間に挟んで第１方向に設けられた第１周辺部材の間隔を変更することができ、第２駆動軸を駆動すると、中央部材を間に挟んで第２方向に設けられた第２周辺部材の間隔を変更することができる。また、第１周辺部材に対しては第２方向となり、且つ、第２周辺部材に対しては第１方向となる４つの位置には、移動部材が配置され、移動部材には指部材が取り付けられている。そして、これら移動部材からは、第１方向には第１摺動軸が立設されて、第２周辺部材の第１摺動穴に摺動可能に挿入されており、第２方向には第２摺動軸が立設されて、第１周辺部材の第２摺動穴に摺動可能に挿入されている。更に、第２周辺部材からは第２中央摺動軸が第２方向に立設されて、中央部材の第２中央摺動穴に摺動可能に挿入されている。このため、大きな対象物を把持する時にはロボットハンドが大きくなり、小さな対象物を把持する時にはロボットハンドが小さくなるので、指部材（および移動部材）を平行移動させて対象物を把持する方式でありながら、狭い作業スペースで小さな対象物を把持する作業にも適用することが可能となる。また、指部材（および移動部材）を平行移動させて対象物を把持する方式であるため、指部材が対象物に接する角度が対象物の大きさによって変化することもない。
【０００９】
また、上述した本発明のロボットハンドにおいては、第２中央摺動軸および第２中央摺動穴の断面を、多角形形状（例えば四角形、三角形、五角形など）に形成しておいてもよい。
【００１０】
こうすれば、第２中央摺動穴に挿入された第２中央摺動軸が、第２中央摺動穴の中で回転することを規制できるので、第２中央摺動軸に接続された第２周辺部材が回転することを規制できる。ここで、第２周辺部材には第１摺動軸を介して移動部材および指部材が接続されている。従って、ロボットハンドで対象物を第１方向から把持すると、指部材は対象物からの第１方向の反力を受けることになり、この反力は第１摺動軸を介して第２周辺部材に伝わり、第２中央摺動軸を中心として第２周辺部材を回転させる方向に作用する。第２中央摺動軸および第２中央摺動穴を多角形の断面形状としておけば、この第２周辺部材の回転を規制することができるので、対象物を第１方向から把持する時のロボットハンドの剛性を高めることが可能となる。
【００１１】
また、上述した本発明のロボットハンドにおいては、第２中央摺動軸および第２中央摺動穴を複数備えることとしてもよい。
【００１２】
第２中央摺動軸および第２中央摺動穴を複数備えれば、それだけ第２周辺部材の回転を規制することができるので、ロボットハンドの剛性を高めることができる。
【００１３】
また、上述した本発明のロボットハンドにおいては、中央部材を間に挟んで設けられた何れの第２周辺部材からも、第２中央摺動軸を立設してもよい。
【００１４】
詳細なメカニズムについては後述するが、こうすれば、対象物を第１方向から強い力で把持したときに、対象物を捻るような力（剪断力）が発生することを抑制することができる。
【００１５】
また、上述した本発明のロボットハンドにおいては、第１周辺部材から第１方向に第１中央摺動軸を立設して、中央部材の第１中央摺動穴に摺動可能に挿入してもよい。
【００１６】
こうすれば、第２方向から対象物を強い力で把持した場合でも、対象物を捻るような力（剪断力）が発生することを抑制することができる。
【００１７】
また、上述した本発明のロボットハンドにおいては、第１中央摺動軸および第１中央摺動穴についても、断面を多角形形状に形成してもよい。
【００１８】
こうすれば、第１中央摺動軸に接続された第１周辺部材が第１中央摺動軸回りに回転することを規制できる。従って、ロボットハンドで対象物を第２方向から把持した時に、指部材が対象物から受ける第２方向の反力で、第１周辺部材が第１中央摺動軸回りに回転する動きを規制することができる。その結果、対象物を第２方向から把持する時のロボットハンドの剛性を高めることが可能となる。
【００１９】
また、上述した本発明のロボットハンドにおいては、第１中央摺動軸および第１中央摺動穴を複数備えることとしてもよい。
【００２０】
第１中央摺動軸および第１中央摺動穴を複数備えれば、それだけ第１周辺部材の回転を規制することができるので、ロボットハンドの剛性を高めることができる。
【００２１】
また本発明は、上述したロボットハンドを備えるロボットの態様で把握することができる。すなわち、ロボットの態様で把握した本発明は、
ロボットハンドを搭載したロボットであって、
前記ロボットハンドは、複数の指部材を平行移動させて前記指部材の間隔を変更することによって対象物を把持するロボットハンドであり、更に、
前記指部材を移動させるための駆動機構が収容された中央部材と、
前記中央部材を間に挟んで第１方向に設けられた第１周辺部材と、
前記第１周辺部材から前記第１方向に立設されて、前記中央部材の前記駆動機構に接続された第１駆動軸と、
前記中央部材を間に挟んで、前記第１方向と交差する第２方向に設けられた第２周辺部材と、
前記第２周辺部材から前記第２方向に立設されて、前記中央部材の前記駆動機構に接続された第２駆動軸と、
前記第１周辺部材に対しては前記第２方向となり、且つ、前記第２周辺部材に対しては前記第１方向となる位置に配置され、前記指部材が設けられた移動部材と、
前記移動部材から前記第１方向に立設されて、前記第２周辺部材に形成された第１摺動穴に摺動可能に挿入された第１摺動軸と、
前記移動部材から前記第２方向に立設されて、前記第１周辺部材に形成された第２摺動穴に摺動可能に挿入された第２摺動軸と、
少なくとも一方の前記第２周辺部材から前記第２方向に立設されて、前記中央部材に形成された第２中央摺動穴に摺動可能に挿入された第２中央摺動軸と、
を備えることを要旨とする。
【００２２】
このような本発明のロボットは、狭い作業スペースで小さな対象物を把持することができる。また、指部材（および移動部材）を平行移動させて対象物を把持するため、指部材が対象物に接する角度が対象物の大きさによって変化することがない。
【００２３】
また、上述した本発明のロボットにおいても、第２中央摺動軸および第２中央摺動穴の断面を、多角形形状（例えば四角形、三角形、五角形など）に形成しておいてもよい。
【００２４】
こうすれば、第２中央摺動軸に接続された第２周辺部材が回転することを規制できる。このため、ロボットが対象物を第１方向から把持する際に、ロボットハンドの剛性を高めることが可能となる。
【００２５】
また、上述した本発明のロボットにおいても、第２中央摺動軸および第２中央摺動穴を複数備えることとしてもよい。
【００２６】
第２中央摺動軸および第２中央摺動穴を複数備えれば、それだけ第２周辺部材の回転を規制することができるので、ロボットが搭載するロボットハンドの剛性を高めることができる。
【００２７】
また、上述した本発明のロボットにおいても、中央部材を間に挟んで設けられた何れの第２周辺部材からも、第２中央摺動軸を立設してもよい。
【００２８】
詳細なメカニズムについては後述するが、こうすれば、対象物を第１方向から強い力で把持したときに、対象物を捻るような力（剪断力）が発生することを抑制することができる。
【００２９】
また、上述した本発明のロボットにおいては、第１周辺部材から第１方向に第１中央摺動軸を立設して、中央部材の第１中央摺動穴に摺動可能に挿入してもよい。
【００３０】
こうすれば、第２方向から対象物を強い力で把持した場合でも、対象物を捻るような力（剪断力）が発生することを抑制することができる。
【００３１】
また、上述した本発明のロボットにおいても、第１中央摺動軸および第１中央摺動穴についても、断面を多角形形状に形成してもよい。
【００３２】
こうすれば、第１中央摺動軸に接続された第１周辺部材が第１中央摺動軸回りに回転することを規制できる。従って、ロボットが、ロボットハンドで対象物を第２方向から把持した時に、指部材が対象物から受ける第２方向の反力で、第１周辺部材が第１中央摺動軸回りに回転する動きを規制することができる。その結果、ロボットが対象物を第２方向から把持する際に、ロボットハンドの剛性を高めることが可能となる。
【００３３】
また、上述した本発明のロボットにおいては、第１中央摺動軸および第１中央摺動穴を複数備えることとしてもよい。
【００３４】
第１中央摺動軸および第１中央摺動穴を複数備えれば、それだけ第１周辺部材の回転を規制することができるので、ロボットが対象物を把持する際のロボットハンドの剛性を高めることができる。
【００３５】
更に本発明は、上述したロボットハンドが対象物を把持するための機構（すなわち把持機構）として把握することができる。すなわち、把持機構の態様で把握した本発明は、
複数の当接部材を平行移動させて前記当接部材の間隔を変更することによって対象物を把持する把持機構であって、
前記当接部材を移動させるための駆動機構が収容された中央部材と、
前記中央部材を間に挟んで第１方向に設けられた第１周辺部材と、
前記第１周辺部材から前記第１方向に立設されて、前記中央部材の前記駆動機構に接続された第１駆動軸と、
前記中央部材を間に挟んで、前記第１方向と交差する第２方向に設けられた第２周辺部材と、
前記第２周辺部材から前記第２方向に立設されて、前記中央部材の前記駆動機構に接続された第２駆動軸と、
前記第１周辺部材に対しては前記第２方向となり、且つ、前記第２周辺部材に対しては前記第１方向となる位置に配置され、前記当接部材が設けられた移動部材と、
前記移動部材から前記第１方向に立設されて、前記第２周辺部材に形成された第１摺動穴に摺動可能に挿入された第１摺動軸と、
前記移動部材から前記第２方向に立設されて、前記第１周辺部材に形成された第２摺動穴に摺動可能に挿入された第２摺動軸と、
少なくとも一方の前記第２周辺部材から前記第２方向に立設されて、前記中央部材に形成された第２中央摺動穴に摺動可能に挿入された第２中央摺動軸と、
を備えることを要旨とする。
【００３６】
このような本発明の把持機構は、狭い作業スペースで小さな対象物を把持することができる。また、指部材（および移動部材）を平行移動させて対象物を把持するため、指部材が対象物に接する角度が対象物の大きさによって変化することがない。従って、ロボットハンドに限らず、対象物を把持する機能を有していれば、あらゆる構造に対して適用することが可能となる。
【００３７】
また、上述した本発明の把持機構においては、第２中央摺動軸および第２中央摺動穴の断面を、多角形形状（例えば四角形、三角形、五角形など）に形成しておいてもよい。
【００３８】
こうすれば、第２中央摺動軸に接続された第２周辺部材が回転することを規制できる。このため、対象物を第１方向から把持する際の剛性を高めることが可能となる。
【００３９】
また、上述した本発明の把持機構においては、第２中央摺動軸および第２中央摺動穴を複数備えることとしてもよい。
【００４０】
第２中央摺動軸および第２中央摺動穴を複数備えれば、それだけ第２周辺部材の回転を規制することができるので、把持機構の剛性を高めることができる。
【００４１】
また、上述した本発明の把持機構においては、中央部材を間に挟んで設けられた何れの第２周辺部材からも、第２中央摺動軸を立設してもよい。
【００４２】
詳細なメカニズムについては後述するが、こうすれば、対象物を第１方向から強い力で把持したときに、対象物を捻るような力（剪断力）が発生することを抑制することができる。
【００４３】
また、上述した本発明の把持機構においては、第１周辺部材から第１方向に第１中央摺動軸を立設して、中央部材の第１中央摺動穴に摺動可能に挿入してもよい。
【００４４】
こうすれば、第２方向から対象物を強い力で把持した場合でも、対象物を捻るような力（剪断力）が発生することを抑制することができる。
【００４５】
また、上述した本発明の把持機構においては、第１中央摺動軸および第１中央摺動穴を複数備えることとしてもよい。
【００４６】
第１中央摺動軸および第１中央摺動穴を複数備えれば、それだけ第１周辺部材の回転を規制することができるので、対象物を把持する際の把持機構の剛性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本実施例のロボットハンドの構造を示す斜視図である。
【図２】本実施例のロボットハンドの構造を示す斜視図である。
【図３】本実施例のロボットハンドの構造を示す側面図である。
【図４】本実施例のロボットハンドの動作を示す説明図である。
【図５】本実施例のロボットハンドの伝達軸ユニットの構造を示す説明図である。
【図６】本実施例の伝達軸ユニットの動作を示した説明図である。
【図７】第２中央ガイド軸が有する機能についての説明図である。
【図８】第２中央ガイド軸が有する機能を説明するためのロボットハンドの上面図である。
【図９】第２中央ガイド軸を設けたことによる効果の実験結果の説明図である。
【図１０】本実施例のロボットハンド１０が薄板形状の小さな対象物Ｗを強い力で把持可能な理由の説明図である。
【図１１】第１変形例のロボットハンドを例示した説明図である。
【図１２】第２変形例のロボットハンドを例示した説明図である。
【図１３】第３変形例のロボットハンドを例示した説明図である。
【図１４】ロボットハンドを備えた単腕のロボットを例示した説明図である。
【図１５】ロボットハンドを備えた複腕のロボットを例示した説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００４８】
以下では、上述した本願発明の内容を明確にするために、次のような順序に従って実施例を説明する。
Ａ．本実施例のロボットハンドの構造：
Ｂ．本実施例のロボットハンドの把持動作：
Ｃ．中央ガイド軸の機能：
Ｄ．先端部材の形状：
Ｅ．変形例：
Ｅ−１．第１変形例：
Ｅ−２．第２変形例：
Ｅ−３．第３変形例：
Ｆ．適用例：
【００４９】
Ａ．本実施例のロボットハンドの構造  ：
図１および図２は、本実施例のロボットハンド１０の構造を示した説明図である。図１に示されるように本実施例のロボットハンド１０は、複数のブロックや、ブロックを接続するラックあるいはガイド部材などを備えている。先ず、ブロックの構成について説明する。尚、図１では、ブロックは斜線を付して表示されている。本実施例のロボットハンド１０は、基部ケース１６０の上に設けられた中央ブロック１００の両側を第１方向から挟むように設けられた２つの第１周辺ブロック１１０Ａ，Ｂと、中央ブロック１００の両側を第２方向から挟むように設けられた２つの第２周辺ブロック１２０Ａ，Ｂと、４つの指ブロック１３０Ａ〜Ｄとを備えている。
【００５０】
このうち指ブロック１３０Ａは、第２周辺ブロック１２０Ｂに対しては第１方向となり、第１周辺ブロック１１０Ａに対しては第２方向となる位置に設けられている。また、指ブロック１３０Ｂは、第２周辺ブロック１２０Ａに対しては第１方向となり、第１周辺ブロック１１０Ａに対しては第２方向となる位置に設けられている。指ブロック１３０Ｃは、第２周辺ブロック１２０Ａに対しては第１方向となり、第１周辺ブロック１１０Ａに対しては第２方向となる位置に設けられている。更に、指ブロック１３０Ｄは、第２周辺ブロック１２０Ｂに対しては第１方向となり、第１周辺ブロック１１０Ａに対しては第２方向となる位置に設けられている。また、指ブロック１３０Ａ〜Ｄの上面には、指部材１４０Ａ〜Ｄが取り付けられている。
【００５１】
尚、本実施例においては、中央ブロック１００が本発明における「中央部材」に対応し、第１周辺ブロック１１０Ａ，Ｂが本発明における「第１周辺部材」に対応し、第２周辺ブロック１２０Ａ，Ｂが本発明における「第２周辺部材」に対応し、指ブロック１３０Ａ〜Ｄが本発明における「移動部材」に対応する。また、本実施例のロボットハンド１０は、本発明における「把持機構」にも対応する。
【００５２】
また指ブロック１３０Ａ〜Ｄには、第１方向に延びるガイド軸と、第２方向に延びるガイド軸とが１本ずつ立設されている。すなわち、指ブロック１３０Ａには、第１方向に延びる第１ガイド軸１３１Ａと、第２方向に延びる第２ガイド軸１３２Ａとが立設されている。このうちの第１ガイド軸１３１Ａは、第２周辺ブロック１２０Ｂを第１方向に貫通して形成された第１ガイド穴１２３Ｂに摺動可能に挿入され、第２ガイド軸１３２Ａは、第１周辺ブロック１１０Ａを第２方向に貫通して形成された第２ガイド穴１１４Ａに摺動可能に挿入されている。指ブロック１３０Ｂには、第１方向に延びる第１ガイド軸１３１Ｂと、第２方向に延びる第２ガイド軸１３２Ｂとが立設されており、第１ガイド軸１３１Ｂは、第２周辺ブロック１２０Ａを第１方向に貫通して形成された第１ガイド穴１２３Ａに摺動可能に挿入され、第２ガイド軸１３２Ｂは、第１周辺ブロック１１０Ａを第２方向に貫通して形成された第２ガイド穴１１４Ａに摺動可能に挿入されている。同様に、指ブロック１３０Ｃには、第１方向に延びる第１ガイド軸１３１Ｃと、第２方向に延びる第２ガイド軸１３２Ｃとが立設され、第１ガイド軸１３１Ｃは、第２周辺ブロック１２０Ａを第１方向に貫通して形成された第１ガイド穴１２３Ａに摺動可能に挿入され、第２ガイド軸１３２Ｃは、第１周辺ブロック１１０Ａを第２方向に貫通して形成された第２ガイド穴１１４Ｂに摺動可能に挿入されている。更に、指ブロック１３０Ｄには、第１方向に延びる第１ガイド軸１３１Ｄと、第２方向に延びる第２ガイド軸１３２Ｄとが立設され、第１ガイド軸１３１Ｄは、第２周辺ブロック１２０Ｂを第１方向に貫通して形成された第１ガイド穴１２３Ｂに摺動可能に挿入され、第２ガイド軸１３２Ｄは、第１周辺ブロック１１０Ａを第２方向に貫通して形成された第２ガイド穴１１４Ｂに摺動可能に挿入されている。
【００５３】
尚、本実施例の第１ガイド軸１３１Ａ〜Ｄは本発明における「第１摺動軸」に対応し、本実施例の第２ガイド軸１３２Ａ〜Ｄは本発明における「第２摺動軸」に対応する。更に、本実施例の第１ガイド穴１２３Ａ，Ｂは本発明における「第１摺動穴」に対応し、本実施例の第２ガイド穴１２４Ａ，Ｂは本発明における「第２摺動穴」に対応する。
【００５４】
また、図２に示されるように、第１周辺ブロック１１０Ａからは第１方向に第１駆動軸１１１Ｂが立設されている。第１駆動軸１１１Ｂは、側面にギアの歯形が形成されており、中央ブロック１００内に設けられたピニオンギアと共にラック・ピニオン機構を構成している。第１周辺ブロック１１０Ａからも同様に、側面にギアの歯形が形成された第１駆動軸１１１Ａが第１方向に立設されている。第１駆動軸１１１Ａも、中央ブロック１００内に設けられたピニオンギアと共にラック・ピニオン機構を構成する。中央ブロック１００の内部構造については後述する。
【００５５】
第２周辺ブロック１２０Ａからは、第２方向に第２駆動軸１２２Ａが立設されている。第２駆動軸１２２Ａにも側面にギアの歯形が形成されており、中央ブロック１００内に設けられたピニオンギアと共にラック・ピニオン機構を構成する。第２周辺ブロック１２０Ｂからも同様に、側面にギアの歯形が形成された第２駆動軸１２２Ｂが第２方向に立設され、第２駆動軸１２２Ｂも、中央ブロック１００内に設けられたピニオンギアと共にラック・ピニオン機構を構成する。
【００５６】
更に、第２周辺ブロック１２０Ｂからは、第２方向に第２中央ガイド軸１２６Ｂが立設されている。そして、第２中央ガイド軸１２６Ｂは、中央ブロック１００を第２方向に貫通して形成された第２中央ガイド穴１０４に摺動可能に挿入されている。第２周辺ブロック１２０Ａについても同様に、第２方向に第２中央ガイド軸１２６Ａが立設されており、第２中央ガイド軸１２６Ａは、中央ブロック１００を第２方向に貫通して形成された第２中央ガイド穴１０４に摺動可能に挿入されている。尚、本実施例では第２中央ガイド軸１２６Ａ、Ｂが本発明における「第２中央摺動軸」に対応し、第２中央ガイド穴１０４が本発明における「第２中央摺動穴」に対応する。
【００５７】
中央ブロック１００の上面の中央からは、外周側面にネジが形成されたネジ軸１５０ａが立設されており、ネジ軸１５０ａの先端には、平板状の先端部材１５０が取り付けられている。また、ネジ軸１５０ａは、中央ブロック１００内の後述する駆動機構（図示せず）に接続されている。更に、中央ブロック１００の上面には、ネジ軸１５０ａの両側の位置からガイド軸１５０ｂが摺動可能な状態で立設されており、ガイド軸１５０ｂの先端は先端部材１５０に取り付けられている。また、先端部材１５０は、第１方向よりも第２方向の方が、幅が狭い形状に形成されている。更に、基部ケース１６０は、ロボットアームのリンク部３１２に取り付けられている。
【００５８】
図３は、本実施例のロボットハンド１０を側面から見ることによって、第１駆動軸１１１Ａ，Ｂ、第２駆動軸１２２Ａ，Ｂ、第２中央ガイド軸１２６Ａ，Ｂ、第１ガイド軸１３１Ａ〜Ｄ、第２ガイド軸１３２Ａ〜Ｄの高さ方向の位置関係を示した説明図である。図３（ａ）には、第１周辺ブロック１１０Ａの側から第１方向に見たロボットハンド１０の側面図が示されており、図３（ｂ）には、第２周辺ブロック１２０Ｂの側から第２方向に見たロボットハンド１０の側面図が示されている。
【００５９】
図示されるように、第１駆動軸１１１Ａ，Ｂ、第２駆動軸１２２Ａ，Ｂ、第２中央ガイド軸１２６Ａ，Ｂ、第１ガイド軸１３１Ａ〜Ｄ、第２ガイド軸１３２Ａ〜Ｄは、４層に配置されている。基部ケース１６０に最も近い層（以下、第１層と呼ぶ）には、第１駆動軸１１１Ａ，Ｂと、第１ガイド軸１３１Ａ，Ｂとが配置されている。その上の層（以下、第２層と呼ぶ）には、第２駆動軸１２２Ａ，Ｂと、第２ガイド軸１３２Ａ，Ｃとが配置されている。更にその上の層（以下、第３層と呼ぶ）には、第１ガイド軸１３１Ｃ，Ｄが配置されている。一番上の層（以下、第４層と呼ぶ）には、第２中央ガイド軸１２６Ａ，Ｂと、第２ガイド軸１３２Ｂ，Ｄとが配置されている。
【００６０】
Ｂ．本実施例のロボットハンドの把持動作  ：
図４は、本実施例のロボットハンド１０が対象物を把持する動作を示す説明図である。対象物を把持する際には、把持しようとする対象物の大きさに合わせて、ロボットハンド１０の幅方向の大きさを変更する。尚、ここでは、幅方向が第２方向であるものとして説明するが、第１方向が幅方向であっても構わない。図４（ａ）には、ロボットハンド１０の幅方向の大きさを変更する様子が示されている。前述したように、指ブロック１３０Ａ〜Ｄから第２方向に立設する第２ガイド軸１３２Ａ〜Ｄは、第１周辺ブロック１１０Ａ，Ｂに形成された第２ガイド穴１１４Ａ，Ｂに摺動可能な状態で挿通されている（図１を参照のこと）。このため、第２周辺ブロック１２０Ａと第２周辺ブロック１２０Ｂとの間隔を変更すれば、それに伴って指ブロック１３０Ａと指ブロック１３０Ｂとの間隔、および指ブロック１３０Ｄと指ブロック１３０Ｃとの間隔を同時に変更することができる。そして、指ブロック１３０Ａ〜Ｄの上面には指部材１４０Ａ〜Ｄが取り付けられているから、これら指ブロック１３０Ａ〜Ｄを移動させることによって、それぞれに取り付けられた指部材１４０Ａ〜Ｄを移動させることができる。第２周辺ブロック１２０Ｂと第２周辺ブロック１２０Ａとの間隔を変更するための駆動機構については後述する。図４（ａ）では、間隔を狭める様子が例示されている。
【００６１】
ロボットハンド１０の幅方向の大きさを調整したら、今度は、把持しようとする対象物の大きさに合わせて、ロボットハンド１０の把持方向の大きさを小さくする。尚、ここでは、把持方向が第１方向であるものとして説明するが、第２方向が把持方向であっても構わない。図４（ｂ）には、ロボットハンド１０の把持方向の大きさを小さくする様子が示されている。前述したように指ブロック１３０Ａ〜Ｄから第１方向に立設する第１ガイド軸１３１Ａ〜Ｄは、第２周辺ブロック１２０Ａ，Ｂに形成された第１ガイド穴１２３Ａ，Ｂに摺動可能な状態で挿通されている（図１を参照のこと）。このため、第１周辺ブロック１１０Ａと第１周辺ブロック１１０Ｂとの間隔を狭めていけば、それに伴って指ブロック１３０Ａと指ブロック１３０Ｄとの間隔、および指ブロック１３０Ｂと指ブロック１３０Ｃとの間隔を狭めることができ、その結果、指部材１４０Ａと指部材１４０Ｄとの間隔、および指部材１４０Ｂと指部材１４０Ｃとの間隔を同時に狭めて、対象物を把持することができる。第１周辺ブロック１１０Ａと第１周辺ブロック１１０Ｂとの間隔を狭めるための機構については後述する。
【００６２】
更に、本実施例のロボットハンド１０では、先端部材１５０を上下方向に移動させて、先端部材１５０の上面を対象物に当接させることができる。こうすれば、４本の指部材１４０Ａ〜Ｄと、先端部材１５０とを用いて対象物を把持することができるので、小さな対象物でも安定して把持することができる。図４（ｃ）には、先端部材１５０を上方に移動させる様子が示されている。
【００６３】
次に、ロボットハンド１０の第１方向あるいは第２方向の大きさを変更したり、先端部材１５０を上下方向に移動したりするための駆動機構について説明する。
【００６４】
図５は、本実施例のロボットハンド１０に搭載された伝達軸ユニット２００を示した説明図である。図５では、図が複雑となることを避けるために、伝達軸ユニット２００、および伝達軸ユニット２００を駆動する圧電モーターのみが実線で示されており、それ以外は、破線によって大まかな外形のみが示されている。
【００６５】
本実施例の伝達軸ユニット２００は、３つの伝達軸が同軸状に組み込まれた三重管構造となっている。伝達軸ユニット２００の一番外側の伝達軸には、中空の円管形状の第２伝達軸２１２が設けられており、第２伝達軸２１２の上端外周には第２ピニオンギア２０６が形成され、第２伝達軸２１２の下端には駆動ギア２１２Ｇが取り付けられている。
【００６６】
第２伝達軸２１２の内側には、中空の円管形状の図示しない第１伝達軸２１０（図６（ｂ）を参照）が、第２伝達軸２１２に対して回転可能に収納されている。第１伝達軸２１０は、第２伝達軸２１２よりも長く形成されており、第１伝達軸２１０の上端外周には第１ピニオンギア２０４が形成され、第１伝達軸２１０の下端には駆動ギア２１０Ｇが取り付けられている。また、第２ピニオンギア２０６と第１ピニオンギア２０４とは同じ外径に形成されている。
【００６７】
更に、第１伝達軸２１０の内側には、中空の円管形状の図示しない第３伝達軸２０８（図６（ｃ）を参照）が、第１伝達軸２１０に対して回転可能に収納されている。第３伝達軸２０８は、第１伝達軸２１０よりも更に長く形成されており、第３伝達軸２０８の上端外周には、内側にネジが切られたネジ部２０２が設けられており、第３伝達軸２０８の下端には駆動ギア２０８Ｇが形成されている。ネジ部２０２は、先端部材１５０に接続されたネジ軸１５０ａと螺合している。
【００６８】
このような構造の伝達軸ユニット２００の上側の略半分は中央ブロック１００内に収容されており、伝達軸ユニット２００の下側の略半分は基部ケース１６０内に収容されている。更に基部ケース１６０内には、第２伝達軸２１２の駆動ギア２１２Ｇを駆動するための図示しない駆動モーターや、第１伝達軸２１０の駆動ギア２１０Ｇを駆動するための図示しない駆動モーターや、第３伝達軸２０８の駆動ギア２０８Ｇを駆動するための図示しない駆動モーターなどが収容されている。尚、本実施例では、伝達軸ユニット２００が本発明における「駆動機構」に対応する。
【００６９】
図６は、本実施例のロボットハンド１０が第１方向あるいは第２方向の大きさを変更したり、先端部材１５０を上下方向に移動したりする動作を示した説明図である。図６（ａ）には、第２伝達軸２１２の駆動ギア２１２Ｇを駆動する様子が示されている。尚、図示が煩雑となることを避けるため、図６（ａ）では、関係する部分だけを太い実線で表し、その他の部分は細い破線で表している。
【００７０】
図示されるように、駆動ギア２１２Ｇを駆動すると第２伝達軸２１２が回転して、第２伝達軸２１２の上端の第２ピニオンギア２０６が回転する。第２ピニオンギア２０６は、第２駆動軸１２２Ａ，Ｂと嵌合しており、第２駆動軸１２２Ａは第２周辺ブロック１２０Ａに接続され、第２駆動軸１２２Ｂは第２周辺ブロック１２０Ｂに接続されている。このため第２ピニオンギア２０６が回転すると、第２周辺ブロック１２０Ａと第２周辺ブロック１２０Ｂとの間隔（第２方向（ここでは幅方向）の間隔）を変更する。たとえば、図６（ａ）で第２ピニオンギア２０６を時計回りに回転させると、第２周辺ブロック１２０Ａと第２周辺ブロック１２０Ｂとの間隔が広がる方向に移動する。逆に、第２ピニオンギア２０６を反時計回りに回転させると、第２周辺ブロック１２０Ａと第２周辺ブロック１２０Ｂとの間隔が狭まる方向に移動する。
【００７１】
図６（ｂ）には、第１伝達軸２１０の駆動ギア２１０Ｇを駆動する様子が示されている。尚、図示が煩雑となることを避けるため、図６（ｂ）でも、関係する部分だけを太い実線で表し、その他の部分は細い破線で表している。駆動ギア２１０Ｇを駆動すると第１伝達軸２１０が回転して、第１伝達軸２１０の上端の第１ピニオンギア２０４が回転する。第１ピニオンギア２０４は、第１駆動軸１１１Ａ，Ｂと嵌合しており、第１駆動軸１１１Ａは第１周辺ブロック１１０Ａに接続され、第１駆動軸１１１Ｂは第１周辺ブロック１１０Ｂに接続されている。このため第１ピニオンギア２０４を回転させると、第１周辺ブロック１１０Ａと第１周辺ブロック１１０Ｂとの間隔（第１方向（ここでは把持方向）の間隔）を変更する。たとえば、図６（ｂ）で第１ピニオンギア２０４を時計回りに回転させると、第１周辺ブロック１１０Ａと第１周辺ブロック１１０Ｂとの間隔が広がる方向に移動する。逆に、第１ピニオンギア２０４を反時計回りに回転させると、第１周辺ブロック１１０Ａと第１周辺ブロック１１０Ｂとの間隔が狭まる方向に移動する。
【００７２】
図６（ｃ）には、第３伝達軸２０８の駆動ギア２０８Ｇを駆動する様子が示されている。尚、図６（ｃ）においても、関係する部分だけを太い実線で表し、その他の部分は細い破線で表している。駆動ギア２０８Ｇを駆動すると第３伝達軸２０８が回転して、第３伝達軸２０８の上端のネジ部２０２が回転する。ネジ部２０２は、ネジ軸１５０ａと螺合しており、ネジ軸１５０ａの上端には先端部材１５０が取り付けられている。更に、中央ブロック１００の上面からはガイド軸１５０ｂが立設されて、先端部材１５０に取り付けられている。このため先端部材１５０は、中央ブロック１００に対して上下方向には移動し得るが、回転はできない状態となっている。このためネジ部２０２を回転させると、ネジ部２０２に螺合したネジ軸１５０ａが上下方向に移動し、それに伴って先端部材１５０が上下方向に移動する。たとえば、図６（ｃ）に示した例では、ネジ部２０２を時計回りに回転させると、先端部材１５０が下がる方向に移動し、逆に、ネジ部２０２を反時計回りに回転させると、先端部材１５０が上がる方向に移動する。
【００７３】
Ｃ．中央ガイド軸の機能  ：
上述した本実施例のロボットハンド１０には、第２周辺ブロック１２０Ａ，Ｂから第２中央ガイド軸１２６Ａ，Ｂが第２方向に立設されており、第２中央ガイド軸１２６Ａ，Ｂは、中央ブロック１００の第２中央ガイド穴１０４に摺動可能に挿入されている。これら第２中央ガイド軸１２６Ａ，Ｂは、強い力で対象物を把持した時に、対象物を捻るような力（剪断力）が加わらないようにする機能を有している。以下、この点について説明する。
【００７４】
図７は、第２中央ガイド軸１２６Ａ，Ｂが有する機能についての説明図である。図７（ａ）には、対象物Ｗを把持するロボットハンド１０を、第２周辺ブロック１２０Ｂの側から第２方向に見た側面図が示されている。尚、ここでは、指部材１４０Ａ，Ｄと、指ブロック１３０Ａ，Ｄと、第２周辺ブロック１２０Ｂとに注目して説明する関係上、図７（ａ）では、これらに関連する部材を太い実線で表し、その他は細い破線で表している。
【００７５】
先ず始めに、指部材１４０Ａおよび指ブロック１３０Ａに注目すると、指部材１４０Ａは対象物Ｗからの反力Ｆを受けており、そのため指部材１４０Ａおよび指ブロック１３０Ａは、第２ガイド軸１３２Ａを中心として回転しようとする（回転方向は図７（ａ）上では反時計回り）。その結果、第１ガイド軸１３１Ａと第２周辺ブロック１２０Ｂとが当接する箇所にＲ１の力が発生して、第２周辺ブロック１２０Ｂを回転させようとする（回転方向は図７（ａ）上では時計回り）。このＲ１の力は、モーメントの釣り合いを考えて、Ｆ×ＬＢ１／ＬＢ２に等しくなる（ＬＢ１，ＬＢ２については図７（ａ）を参照のこと）。
【００７６】
次に、指部材１４０Ｄおよび指ブロック１３０Ｄに注目すると、指部材１４０Ｄは対象物Ｗからの反力Ｆを受けており、そのため指部材１４０Ｄおよび指ブロック１３０Ｄは、第２ガイド軸１３２Ｄを中心として回転しようとする（回転方向は図７（ａ）上では時計回り）。その結果、第１ガイド軸１３１Ｄと第２周辺ブロック１２０Ｂとが当接する箇所にＲ２の力が発生して、第２周辺ブロック１２０Ｂを回転させようとする（回転方向は図７（ａ）上では反時計回り）。このＲ２の力は、モーメントの釣り合いを考えて、Ｆ×ＬＢ３／ＬＢ４に等しくなる（ＬＢ３，ＬＢ４については図７（ａ）を参照のこと）。
【００７７】
そして、図７（ａ）から明らかなように、Ｒ１の作用点から第２駆動軸１２２Ｂまでの距離ＬＢ５と、Ｒ２の作用点から第２駆動軸１２２Ｂまでの距離ＬＢ６とを比べるとＬＢ５の方が長いので、第２周辺ブロック１２０Ｂは第２駆動軸１２２Ｂを中心として、図７（ａ）の図面上で時計回りに回転しようとする。この時の回転モーメントは、Ｒ１×ＬＢ５−Ｒ２×ＬＢ６となる。
【００７８】
以上では、第２周辺ブロック１２０Ｂ側の指部材１４０Ａ，Ｄに注目して説明したが、第２周辺ブロック１２０Ａ側の指部材１４０Ｂ，Ｃについても、ほぼ同様なことが当て嵌まる。図７（ｂ）には、対象物Ｗを把持するロボットハンド１０を、第２周辺ブロック１２０Ａの側から第２方向に見た側面図が示されている。尚、ここでは、指部材１４０Ｂ，Ｃと、指ブロック１３０Ｂ，Ｃと、第２周辺ブロック１２０Ａとに注目して説明する関係上、図７（ｂ）では、これらに関連する部材を太い実線で表し、その他は細い破線で表している。
【００７９】
図７（ｂ）に示されるように、指部材１４０Ｃも対象物Ｗからの反力Ｆを受けており、そのため指部材１４０Ｃおよび指ブロック１３０Ｃは、第２ガイド軸１３２Ｃを中心として回転しようとする（回転方向は図７（ｂ）上では反時計回り）。その結果、第１ガイド軸１３１Ｃと第２周辺ブロック１２０Ａとが当接する箇所にＲ３の力が発生して、第２周辺ブロック１２０Ａを回転させようとする（回転方向は図７（ｂ）上では時計回り）。このＲ３の力は、モーメントの釣り合いを考えて、Ｆ×ＬＡ１／ＬＡ２に等しくなる（ＬＡ１，ＬＡ２については図７（ｂ）を参照のこと）。
【００８０】
次に、指部材１４０Ｂおよび指ブロック１３０Ｂに注目すると、指部材１４０Ｂは対象物Ｗからの反力Ｆを受けており、そのため指部材１４０Ｂおよび指ブロック１３０Ｂは、第２ガイド軸１３２Ｂを中心として、時計回りに回転させようとする。その結果、第１ガイド軸１３１Ｂと第２周辺ブロック１２０Ａとが当接する箇所にＲ４の力が発生して、第２周辺ブロック１２０Ａを反時計回りに回転させようとする。このＲ４の力は、モーメントの釣り合いを考えて、Ｆ×ＬＡ３／ＬＡ４に等しくなる（ＬＡ３，ＬＡ４については図７（ｂ）を参照のこと）。
【００８１】
そして、図７（ｂ）から明らかなように、Ｒ３が作用する点から第２駆動軸１２２Ａまでの距離ＬＡ５と、Ｒ４が作用する点から第２駆動軸１２２Ａまでの距離ＬＡ６とを比べるとＬＡ５の方が長いので、第２周辺ブロック１２０Ａは第２駆動軸１２２Ａを中心として、図７（ｂ）の図面上で時計回りに回転しようとする。この時の回転モーメントは、Ｒ３×ＬＡ５−Ｒ４×ＬＡ６となる。
【００８２】
図８には、対象物Ｗを把持するロボットハンド１０の上面視が示されている。図７を用いて前述したように、第２周辺ブロック１２０Ｂは図８の図面上では下向きに回転しようとし、第２周辺ブロック１２０Ａは図８の図面上では上向きに回転しようとする。このため、対象物Ｗを強い力で把持しようとすると、対象物Ｗを捻るような力（剪断力）が発生し得る。しかし、本実施例のロボットハンド１０では、第２周辺ブロック１２０Ａには第２中央ガイド軸１２６Ａが立設されているので、第２周辺ブロック１２０Ａが第２駆動軸１２２Ａを中心に回転しようとする力を第２中央ガイド軸１２６Ａで支えることができる。同様に、第２周辺ブロック１２０Ｂには第２中央ガイド軸１２６Ｂが立設されているので、第２周辺ブロック１２０Ｂが第２駆動軸１２２Ｂを中心に回転しようとする力を第２中央ガイド軸１２６Ｂで支えることができる。このため、第２周辺ブロック１２０Ａ，Ｂの逆向きの回転（図８参照）が抑制されるので、強い力で対象物Ｗを把持した場合でも、対象物Ｗを捻るような力（剪断力）が発生することを抑制することができる。
【００８３】
図９は、第２中央ガイド軸１２６Ａ，Ｂを設けたことによる効果の実験結果を示した説明図である。実験では、先ず始めに、指部材１４０Ａと指部材１４０Ｄとを接触させ、指部材１４０Ｂと指部材１４０Ｃとを接触させた状態とする（図９（ａ）参照）。そして、この状態から、指部材１４０Ａと指部材１４０Ｄとを互いに押し付け、且つ、指部材１４０Ｂと指部材１４０Ｃとを互いに押し付けると、それぞれの指部材１４０Ａ〜Ｄには反力が働く。その結果、図７を用いて説明したメカニズムによって、第２周辺ブロック１２０Ａは図９（ａ）上で時計方向に、第２周辺ブロック１２０Ｂは図９（ａ）上で反時計方向に回転しようとする。その結果、指部材１４０Ａと指部材１４０Ｄとが合わさる位置と、指部材１４０Ｂと指部材１４０Ｃとが合わさる位置とが、第１方向にずれるようになる。そして、このズレ量は、指部材１４０Ａと指部材１４０Ｄとの間の押し付け力（対象物Ｗの把持力Ｆに対応）、および指部材１４０Ｂと指部材１４０Ｃとの間の押し付け力（把持力Ｆに対応）が強くなるほど大きくなる。
【００８４】
図９（ｂ）には、第２中央ガイド軸１２６Ａ，Ｂがない場合とある場合とについて、押し付け力（保持力Ｆ）を変えながらズレ量を実測した結果が示されている。図示されるように、第２中央ガイド軸１２６Ａ，Ｂを設けることによってズレ量は大幅に減少している。このことから、第２中央ガイド軸１２６Ａ，Ｂを有する本実施例のロボットハンド１０では、対象物Ｗを強い力で把持しても、対象物Ｗを捻るような力（剪断力）が発生することを抑制することが可能となる。
【００８５】
Ｄ．先端部材の形状  ：
また、図１および図２に示したように、本実施例のロボットハンド１０には先端部材１５０が設けられており、この先端部材１５０の形状は、第１方向への幅よりも第２方向への幅の方が狭くなっている。このため、薄板形状の小さな対象物Ｗであっても、確実に把持することができる。これは、次のような理由による。
【００８６】
先ず、薄板形状の対象物Ｗが十分に幅を有していたとする。この場合は、指部材１４０Ａ〜Ｄの第２方向への間隔を広げた状態で、指部材１４０Ａ〜Ｄを第１方向に狭めていけば、薄板形状の対象物Ｗを把持することができる。また、対象物Ｗを支えるために先端部材１５０を上昇させても、第２方向には指部材１４０Ａ〜Ｄの間隔が広くなっているので、指部材１４０Ａ〜Ｄが先端部材１５０に干渉することはない。従って、対象物Ｗに接触するまで先端部材１５０を上昇させることができる。
【００８７】
一方、薄板形状で幅の狭い（小さな）対象物Ｗを把持する場合には、指部材１４０Ａ〜Ｄの第２方向への間隔もある程度まで狭くした状態で、指部材１４０Ａ〜Ｄを第１方向に狭めていく必要がある。ここで、対象物Ｗを支えるために先端部材１５０を上昇させると、指部材１４０Ａ〜Ｄの第２方向への間隔が狭くなっているので、指部材１４０Ａ〜Ｄが先端部材１５０に干渉する可能性がある。対象物Ｗに接触するまで先端部材１５０を上昇させることができなければ、対象物Ｗをしっかりと把持することはできない。
【００８８】
しかし、本実施例のロボットハンド１０の先端部材１５０は、第２方向の幅が狭く形成されているので、指部材１４０Ａ〜Ｄの第２方向への間隔が狭くなっていても、先端部材１５０が指部材１４０Ａ〜Ｄに干渉し難くなっている。このため、薄板形状の小さな対象物Ｗであっても、先端部材１５０で支えて確実に把持することができる。
【００８９】
加えて、本実施例のロボットハンド１０では、先端部材１５０の幅が狭く形成されている方向（第２方向）が、第２中央ガイド軸１２６Ａ，Ｂが延設された方向と一致している。このため、薄板形状の小さな対象物Ｗを強い力で把持しても、対象物Ｗが剪断力で破損することがない。
【００９０】
図１０は、本実施例のロボットハンド１０が薄板形状の小さな対象物Ｗを強い力で把持可能な理由の説明図である。図１０（ａ）には、本実施例のロボットハンド１０が、薄板形状の対象物Ｗを把持した状態が示されている。図示するように先端部材１５０は、第２方向への幅が狭く形成されている。このため、指部材１４０Ａと指部材１４０Ｄとの間隔（第１方向への間隔）、および指部材１４０Ｂと指部材１４０Ｃとの間隔（第１方向への間隔）をたいへん狭くしても、先端部材１５０は指部材１４０Ａと指部材１４０Ｂとの間、および指部材１４０Ｄと指部材１４０Ｃとの間を通過することができる。その結果、先端部材１５０を上昇させても指部材１４０Ａ〜Ｄに干渉し難くなっている。
【００９１】
また、図１０（ｂ）には、薄板形状の小さな対象物Ｗを把持したロボットハンド１０の上面視が示されている。仮に、第２中央ガイド軸１２６Ａ，Ｂを設けなければ、図８を用いて説明したように対象物Ｗを捻るような力（剪断力）が発生する。従って、図１０（ｂ）に示すように薄い形状の対象物Ｗを強い力で把持すると、剪断力で対象物Ｗが破損するおそれがある。しかし、第２中央ガイド軸１２６Ａ，Ｂを設けた本実施例のロボットハンド１０は、対象物Ｗを捻るような力（剪断力）は発生しないので、強い力で把持しても薄板形状の対象物Ｗが破損するおそれは生じない。
【００９２】
Ｅ．変形例  ：
Ｅ−１．第１変形例  ：
上述した本実施例のロボットハンド１０では、第２方向に２本の第２中央ガイド軸１２６Ａ，Ｂを有するものとして説明した。しかし、必ずしも２本の第２中央ガイド軸１２６Ａ，Ｂを備える必要はない。例えば、図１１（ａ）に示すように、第２中央ガイド軸１２６Ａのみ（あるいは第２中央ガイド軸１２６Ｂのみ）を備えるものとしてもよい。このようにしても、少なくとも第２中央ガイド軸１２６Ａ（あるいは第２中央ガイド軸１２６Ｂ）を備える側では、対象物Ｗを捻るような力（剪断力）が加わることを抑制することが可能となる。
【００９３】
また、上述した本実施例のロボットハンド１０では、第１方向には、第２中央ガイド軸１２６Ａ，Ｂに相当する軸が設けられていないものとして説明した。しかし、図１１（ｂ）に示すように、第１方向にも、第２中央ガイド軸１２６Ａ，Ｂに相当する軸（以下、第１中央ガイド軸）を設けることとしても良い。すなわち、第１周辺ブロック１１０Ａから第１中央ガイド軸１１６Ａを第１方向に立設させて、中央ブロック１００に設けられた第１中央ガイド穴１０３に摺動可能に挿入する。また、第１周辺ブロック１１０Ｂからは第１中央ガイド軸１１６Ｂを第１方向に立設させて、中央ブロック１００に設けられた第１中央ガイド穴１０３に摺動可能に挿入する。こうすれば、第２方向に対象物を把持する場合でも、対象物を捻るような力（剪断力）が発生することを回避することが可能となる。尚、変形例の第１中央ガイド軸１１６Ａ，Ｂは、本発明における「第１中央摺動軸」に対応し、第１中央ガイド軸１１６Ａ，Ｂが挿入される中央ブロック１００の図示しない第１中央ガイド穴１０３は、本発明における「第１中央摺動穴」に対応する。
【００９４】
Ｅ−２．第２変形例  ：
また、上述した実施例では、第２中央ガイド軸１２６Ａ，１２６Ｂや、これらが挿入される第２中央ガイド穴１０４は、円形の断面形状であるものとして説明した。しかし、これらの断面形状は円形に限らず、多角形としてもよい。例えば、図１２に例示したように、第２中央ガイド軸１２６Ａ，１２６Ｂや、これらが挿入される第２中央ガイド穴１０４の断面形状を四角形としてもよい。
【００９５】
こうすれば、第２中央ガイド軸１２６Ａ，１２６Ｂやが第２中央ガイド穴１０４の中で回転することを規制することができるので、第１方向から対象物を把持する際のロボットハンド１０の剛性を高めることができる。もちろん、第１中央ガイド軸１１６Ａ，１１６Ｂを設ける場合には、第１中央ガイド軸１１６Ａ，１１６Ｂや、これらが挿入される第１中央ガイド穴１０４の断面形状を多角形にしてもよい。このようにしても、第２方向から対象物を把持する際のロボットハンド１０の剛性を高めることが可能となる。
【００９６】
Ｅ−３．第３変形例  ：
また、上述した実施例では、第２周辺ブロック１２０Ａからは第２中央ガイド軸１２６Ａが１本だけ立設され、第２周辺ブロック１２０Ｂからは第２中央ガイド軸１２６Ｂが１本だけ立設されているものとして説明した。しかし、第２周辺ブロック１２０Ａ，１２０Ｂから立設する第２中央ガイド軸１２６Ａ，１２６Ｂは必ずしも１本に限らず、複数本の第２中央ガイド軸１２６Ａ、１２６Ｂを立設させても良い。例えば、図１３に例示したように、第２周辺ブロック１２０Ａ、１２０Ｂからは２本ずつの第２中央ガイド軸１２６Ａ、１２６Ｂを立設させても良い。
【００９７】
こうすれば、第２周辺ブロック１２０Ａ、１２０Ｂが、第２中央ガイド軸１２６Ａ回りあるいは第２中央ガイド軸１２６Ｂ回りに回転する動きを規制することができるので、第１方向から対象物を把持する際のロボットハンド１０の剛性を高めることができる。
【００９８】
もちろん、第１周辺ブロック１１０Ａ、１１０Ｂからも複数本の第１中央ガイド軸１１６Ａ、１１６Ｂを立設しても良い。こうすれば、第１周辺ブロック１１０Ａ、１１０Ｂが、第１中央ガイド軸１１６Ａ回りあるいは第１中央ガイド軸１１６Ｂ回りに回転する動きを規制することができるので、第２方向から対象物を把持する際のロボットハンド１０の剛性を高めることができる。
【００９９】
Ｆ．適用例  ：
上述した本実施例および変形例のロボットハンド１０は、以下のようなロボットに適用することができる。
【０１００】
図１４は、ロボットハンド１０を備えた単腕のロボット３００を例示した説明図である。図示されるようにロボット３５０は、複数本のリンク部３１２と、それらリンク部３１２の間を屈曲可能な状態で接続する関節部３２０とを備えたアーム３１０を有している。そして、ロボットハンド１０はアーム３１０の先端に接続されている。このため、アーム３１０を駆動してロボットハンド１０を対象物の位置まで接近させて、ロボットハンド１０で対象物を把持することが可能である。
【０１０１】
図１５は、ロボットハンド１０を備えた複腕のロボット３５０を例示した説明図である。図示されるようにロボット３５０は、複数本のリンク部３１２と、それらリンク部３１２の間を屈曲可能な状態で接続する関節部３２０とを備えたアーム３１０を複数本（図示した例では２本）有している。アーム３１０の先端には、ロボットハンド１０や、工具３０１が接続されている。また、頭部３５２には複数台のカメラ３５３が搭載され、本体部３５４の内部には全体の動作を制御する制御部３５６が搭載されている。更に、本体部３５４の底面に設けられたキャスター３５８によって搬送可能である。このロボット３５０にも、アーム３１０を駆動してロボットハンド１０を対象物の位置まで接近させて、ロボットハンド１０で対象物を把持することができる。
【０１０２】
以上、各種実施例のロボットハンドおよびロボットについて説明したが、本発明は上記すべての実施例および変形例に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様で実施することが可能である。
【符号の説明】
【０１０３】
１０…ロボットハンド、    １００…中央ブロック、
１０４…第２中央ガイド穴、    １１０Ａ，Ｂ…第１周辺ブロック、
１１１Ａ，Ｂ…第１駆動軸、    １１４Ａ，Ｂ…第２ガイド穴、
１１６Ａ，Ｂ…第１中央ガイド軸、    １２０Ａ，Ｂ…第２周辺ブロック、
１２２Ａ，Ｂ…第２駆動軸、    １２３Ａ，Ｂ…第１ガイド穴、
１２６Ａ，Ｂ…第２中央ガイド軸、    １３０Ａ〜Ｄ…指ブロック、
１３１Ａ〜Ｄ…第１ガイド軸、    １３２Ａ〜Ｄ…第２ガイド軸、
１４０Ａ〜Ｄ…指部材、    １５０…先端部材、    １５０ａ…ネジ軸、
１５０ｂ…ガイド軸、    １６０…基部ケース、    ２００…伝達軸ユニット、
２０２…ネジ部、    ２０４…第１ピニオンギア、    ２０６…第２ピニオンギア、
２０８…第３伝達軸、    ２０８Ｇ…駆動ギア、    ２１０…第１伝達軸、
２１０Ｇ…駆動ギア、    ２１２…第２伝達軸、    ２１２Ｇ…駆動ギア、
３００…ロボット、    ３０１…工具、    ３１０…アーム、
３１２…リンク部、    ３２０…関節部、    ３５０…ロボット、
３５２…頭部、    ３５３…カメラ、    ３５４…本体部、    ３５６…制御部、
３５８…キャスター
【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】
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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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