(57)【要約】【課題】少ない可動指を用いて多様な把持対象物を把持することを可能とする。【解決手段】基部２に設定された回転軸１３に対して偏心した状態で回転可能に設けられた可動指３と、前記可動指が前記回転軸に対して所定の方向に回転したときに、当該可動指との間に把持対象物を把持する位置に配設され、前記基部に固定された第１の固定指５及び第２の固定指６と、前記可動指を、少なくとも前記所定の方向へ回転させる駆動部と、を備える。前記第１及び第２の固定指における前記可動指と最接近時に対向する部分の形状、前記第１及び第２の固定指と前記回転軸との位置関係、或いは、前記可動指における前記第１又は第２の固定指と最接近時に対向する部分の形状、が異なり、前記第１の固定指と前記可動指との間とで把持可能な把持対象物と、前記第２の固定指と前記可動指との間とで把持可能な把持対象物とが異なる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基部（２，１０２）と、
前記基部に設定された回転軸（１３，１１３）に対して偏心した状態で回転可能に設けられた可動指（３，２３，６３，８３，９３，１０３）と、
前記可動指が前記回転軸に対して所定の方向に回転したときに、当該可動指との間に把持対象物を把持する位置に配設され、前記基部に固定された第１の固定指（５，１０５）及び第２の固定指（６，１０６）と、
前記可動指を、少なくとも前記所定の方向に回転させるように構成された駆動部（８，４８）と、
を備え、
前記第１の固定指における、前記所定の方向に回転した前記可動指と最接近時に対向する部分の形状と、前記第２の固定指における、前記所定の方向に回転した前記可動指と最接近時に対向する部分の形状とが異なるか、前記第１の固定指と前記回転軸との位置関係が前記第２の固定指と前記回転軸との位置関係と異なるか、前記可動指が前記所定の方向に回転したときに前記第１の固定指と最接近時に対向する前記可動指における部分の形状と前記可動指が前記所定の方向に回転したときに前記第２の固定指と最接近時に対向する前記可動指における部分の形状とが異なるか、により、前記第１の固定指と前記所定の方向に回転した前記可動指との間に把持可能な把持対象物の形状と、前記第２の固定指と前記所定の方向に回転した前記可動指との間に把持可能な把持対象物の形状とが異なる把持装置。
【請求項２】
請求項１に記載の把持装置であって、
前記基部は、平面状の支持面（２Ａ，１０２Ａ）を有し、
前記第１の固定指及び前記第２の固定指は前記支持面上に設けられ、
前記回転軸は前記支持面に直交するように設定され、
前記可動指は前記回転軸に対して前記支持面上を回転するように構成された把持装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の把持装置であって、
前記可動指（３，２３，６３，８３，９３）は第１の可動指であり、
前記回転軸（１３）は第１の回転軸であり、
前記所定の方向は第１の方向であり、
前記基部（２）に前記第１の回転軸と平行に設定された第２の回転軸（１４）に対して偏心した状態で回転可能に設けられ、前記第１の方向とは逆の第２の方向に前記第２の回転軸に対して回転したときに前記第１の固定指又は前記第２の固定指との間に把持対象物を把持するように構成された第２の可動指（４，２４，６４）を、
更に備え、
前記第１の固定指と前記第１の方向に回転した前記第１の可動指と前記第２の方向に回転した前記第２の可動指との間に把持可能な把持対象物の形状と、前記第２の固定指と前記第１の方向に回転した前記第１の可動指と前記第２の方向回転した前記第２の可動指との間に把持可能な把持対象物の形状とが異なる把持装置。
【請求項４】
請求項３に記載の把持装置であって、
前記駆動部（８）は、前記第１の可動指を前記第１の方向に回転させるときに前記第２の可動指を前記第２の方向に回転させるように構成された把持装置。
【請求項５】
請求項３に記載の把持装置であって、
前記駆動部(４８)は第１の駆動部であり、
前記第２の可動指を、前記第１の可動指とは独立して前記第２の方向に回転させるように構成された第２の駆動部（４８）を、
更に備えた把持装置。
【請求項６】
請求項３〜５のいずれか１項に記載の把持装置であって、
前記第１の固定指の中心と前記第２の固定指の中心とを結ぶ線分が、前記第１の回転軸と前記第２の回転軸とを結ぶ線分と交差し、前記第１の固定指は、前記第１の可動指の回転範囲及び前記第２の可動指の回転範囲の外側に配設され、前記第２の固定指は、前記第１の可動指の回転範囲及び前記第２の可動指の回転範囲の内側に配設された把持装置。
【請求項７】
請求項３〜６のいずれか１項に記載の把持装置であって、
前記第１の可動指は、前記第１の回転軸の軸方向に沿って見たときに、前記回転軸に近い側の基端部（３Ｂ，６３Ｂ，９３Ｂ）から遠い側の先端部（３Ａ）に向けて、前記第１の方向に沿って湾曲した形状に構成され、
前記第２の可動指は、前記第２の回転軸の軸方向に沿って見たときに、前記回転軸に近い側の基端部（４Ｂ，６４Ｂ）から遠い側の先端部（４Ａ）に向けて、前記第２の方向に沿って湾曲した形状に構成された把持装置。
【請求項８】
請求項３〜７のいずれか１項に記載の把持装置であって、
前記第１の可動指又は前記第２の可動指の少なくともいずれか一方（３，４，２３，２４，６４）は、少なくとも一部が前記回転軸それぞれの軸方向に間隙を開けて複数層に構成され、
前記第１の可動指又は前記第２の可動指の他方（３，４，２３，２４，６３，８３，９３）は、前記第１の方向又は前記第２の方向への回転に応じて少なくとも一部が前記間隙に挿入されるように構成された把持装置。
【請求項９】
請求項８に記載の把持装置であって、
前記複数層に構成された可動指のいずれか１層又は前記間隔に挿入される可動指（６３，８３，９３）は、前記軸方向に他の層よりも厚く構成された把持装置。
【請求項１０】
請求項３〜９のいずれか１項に記載の把持装置であって、
前記駆動部は、前記第１の可動指を前記第２の方向に回転させ、かつ、前記第２の可動指を前記第１の方向に回転させることも可能に構成され、
前記第１の可動指（２３）における当該可動指が前記第２の方向に回転する際に先頭となる側の側面に形成された第１の切欠き（２３Ｅ）と
前記第２の可動指（２４）における当該可動指が前記第１の方向に回転する際に先頭となる側の側面に形成された第２の切欠き（２４Ｅ）と
を備え、
前記第１の可動指が前記第２の方向に回転し、かつ、前記第２の可動指が前記第１の方向に回転したとき、前記第１の切欠きと前記第２の切欠きとが対向して両者の間に把持対象物を把持可能に構成された把持装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の把持装置であって、
把持対象物から前記可動指（６３，８３，９３）に加わる荷重を検出するように構成された検出部（６９，７８，７９，８９，９９）を、
更に備えた把持装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の把持装置であって、
前記検出部は、前記可動指（６３）の表面に取り付けられた面状の圧力センサ（６９）である把持装置。
【請求項１３】
請求項１１に記載の把持装置であって、
前記検出部は、前記可動指（６３）の表面に取り付けられ、密閉された中空空間を有するゴム部（７９）と、前記中空空間内の気圧を検出するように構成された気圧センサ（７８）と、を備えた把持装置。
【請求項１４】
請求項１１に記載の把持装置であって、
前記検出部は、前記可動指（８３，９３）の歪を検出するように構成された歪センサ（８９，９９）である把持装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、把持対象物を把持する把持装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ロボットの腕の先端やマニピュレータの先端には、把持対象物を把持する把持装置が取り付けられる場合がある。この種の把持装置としては、例えば、特許文献１に記載のように、３つの把持指によって把持対象物を把持するものが提案されている。特許文献１に記載の把持装置では、装置に設定された中心軸心の周囲に１２０°間隔で３つの回転軸を設け、その回転軸に対して先端が偏心してそれぞれ取り付けられた把持指を、その回転軸と一体に３つ同時に回転させている。その回転によって３つの把持指を前記中心軸心の延長線に向けて寄せることで、前記中心軸心の延長線上に配置された把持対象物を把持することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２９１８７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の把持装置は、３つの把持指(すなわち、可動指)を必要とするため、製造コストを十分に低減することができない。また、特許文献１に記載の把持装置では、把持対象物の３方向から同様の構成の把持指を近接させて把持しているため、中心軸心と同軸上に配置された円柱状の把持対象物しか把持することができない。そこで、本開示の一局面は、少ない可動指を用いて多様な把持対象物を把持することのできる技術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】
【０００５】
本開示の一態様としての把持装置は、基部(２，１０２)と、可動指（３，２３，６３，８３，９３，１０３）と、第１の固定指（５，１０５）と、第２の固定指（６，１０６）と、駆動部（８，４８）と、を備える。
【０００６】
可動指は、基部に設定された回転軸（１３，１１３）に対して偏心した状態で回転可能に設けられている。第１の固定指及び第２の固定指は、前記可動指が前記回転軸に対して所定の方向に回転したときに、当該可動指との間に把持対象物を把持する位置に配設され、前記基部に固定されている。駆動部は、前記可動指を、少なくとも前記所定の方向に回転させるように構成されている。
【０００７】
また、前記第１の固定指における、前記所定の方向に回転した前記可動指と最接近時に対向する部分の形状と、前記第２の固定指における、前記所定の方向に回転した前記可動指と最接近時に対向する部分の形状とが異なるか、前記第１の固定指と前記回転軸との位置関係が前記第２の固定指と前記回転軸との位置関係と異なるか、前記可動指が前記所定の方向に回転したときに前記第１の固定指と最接近時に対向する前記可動指における部分の形状と前記可動指が前記所定の方向に回転したときに前記第２の固定指と最接近時に対向する前記可動指における部分の形状とが異なるか、により、前記第１の固定指と前記所定の方向に回転した前記可動指との間に把持可能な把持対象物の形状と、前記第２の固定指と前記所定の方向に回転した前記可動指との間に把持可能な把持対象物の形状とが異なる。
【０００８】
このため、本開示によれば、仮に１つの可動指しか備えない場合であっても、当該可動指と第１の固定指との間に把持対象物を把持するか、当該可動指と第２の固定指との間に把持対象物を把持するかによって、異なる把持対象物を把持することができる。従って、少ない可動指を用いて多様な把持対象物を把持することが可能となる。
【０００９】
なお、この欄及び特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１実施形態の把持装置の構成を表す下面図である。
【図２】その把持装置の構成を表す上面図である。
【図３】その把持装置の構成を表す側面図である。
【図４】図１におけるIV−IV線断面図である。
【図５】その把持装置による第１の把持動作を表す説明図である。
【図６】その把持装置による第２の把持動作を表す説明図である。
【図７】その第２の把持動作の他の例を表す説明図である。
【図８】第２実施形態の把持装置の構成及び動作を表す下面図である。
【図９】第３実施形態の把持装置の構成を表す下面図である。
【図１０】第４実施形態の把持装置における駆動部の構成を表す断面図である。
【図１１】その把持装置による第１の把持動作を表す説明図である。
【図１２】第５実施形態の把持装置の構成及び第１の把持動作を表す下面図である。
【図１３】その把持装置による第２の把持動作を表す説明図である。
【図１４】第６実施形態の把持装置の構成を表す下面図である。
【図１５】その把持装置の要部の構成を模式的に表す側面図である。
【図１６】第７実施形態の把持装置の構成を表す下面図である。
【図１７】その把持装置の要部の構成及び動作を模式的に表す説明図である。
【図１８】第８実施形態の把持装置の構成を表す下面図である。
【図１９】その把持装置の歪みゲージの出力特性を表すグラフである。
【図２０】第９実施形態の把持装置の構成を表す下面図である。
【図２１】その把持装置の構成を表す部分断面図である。
【図２２】第１０実施形態の把持装置の構成及び第１の把持動作を表す下面図である。
【図２３】その把持装置による第２の把持動作を表す下面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照しながら、本開示の実施形態を説明する。
［１．第１実施形態］
［１−１．構成］
図１に示す第１実施形態の把持装置１は、基部２と、第１の可動指３と、第２の可動指４と、第１の固定指５と、第２の固定指６とを備える。基部２は、略円形の平面状の支持面２Ａを有し、その支持面２Ａの表面に、第１の可動指３，第２の可動指４，第１の固定指５，第２の固定指６が設けられている。
【００１２】
なお、支持面２Ａは、把持装置１が何らかの把持対象物を把持するとき、多くの場合は下方に向けられる。ただし、これに限るものではなく、支持面２Ａを上方に向けて把持対象物を把持したり、支持面２Ａを側方に向けて把持対象物を把持したりするように、把持装置１が使用されてもよい。また、図２に示すように、基部２における支持面２Ａとは反対側の面（以下、上面）には、基部２をロボットの腕の先端等に装着するための固定穴２Ｂ(例えば、雌ネジ穴)が形成されている。更に、基部２の上面には、減速装置７を介して第１の可動指３及び第２の可動指４を回転させる駆動部８(例えば、モータ)が設けられている。更に、当該上面には、駆動部８及び第１の固定指５及び第２の固定指６を基部２に固定する六角穴付ボルト１１が螺合されている。なお、図３に模式的に示すように、駆動部８には、当該駆動部８を任意の方向に回転させる制御装置１２が接続されている。
【００１３】
図１に戻って、第１の可動指３は、第１の回転軸１３に対して基部２上を回転可能に取り付けられ、その外周面(すなわち、支持面２Ａの外周側の面)は支持面２Ａの外周面に沿って円弧状に湾曲している。第１の可動指３の内周面も、外周面と同様に円弧状に湾曲している。第１の可動指３における自由端としての先端部３Ａは、丸みを帯びた（すなわち、曲面状の端面を有する）三角状に構成され、その頂点は第１の可動指３の内周面寄りに位置する。
【００１４】
第２の可動指４は、第２の回転軸１４に対して基部２上を回転可能に取り付けられている。この第２の回転軸１４は、第１の回転軸１３と共に基部２の一端側に設けられ、第２の固定指６を挟んで第１の回転軸１３と隣接配置されている。第１の可動指３と同様に、第２の可動指４の外周面(すなわち、支持面２Ａの外周側の面)も支持面２Ａの外周面に沿って円弧状に湾曲している。第２の可動指４の内周面も、外周面と同様に円弧状に湾曲している。第２の可動指４における自由端としての先端部４Ａも、丸みを帯びた三角状に構成され、その頂点は第２の可動指４の内周面寄りに位置する。
【００１５】
図３及び図４に示すように、第１の回転軸１３が貫通する第１の可動指３の基端部３Ｂは、第１の可動指３の厚さ方向（すなわち、回転軸１３，１４の軸方向）全体に亘って延びる円柱状に構成されている。これに対して、可動指３の他の部分は、前記厚さ方向に所定の間隙を空けて複数の層３Ｃによって構成されたいわゆる櫛歯状の構造を有している。第２の可動指４も同様に、第２の回転軸１４が貫通する基端部４Ｂは、第２の可動指４の厚さ方向全体に亘って延びる円柱状に構成されているが、他の部分は前記厚さ方向に所定の間隙を空けて複数の層４Ｃによって構成された櫛歯状の構造を有している。
【００１６】
そして、図１における時計回り方向（以下、第１の方向:所定の方向の一例）に第１の可動指３が回転したとき、当該第１の可動指３の各層３Ｃは、第２の可動指４の各層４Ｃの間隙に挿入される。同様に、図１における反時計回り方向（以下、第２の方向）に第２の可動指４が回転したとき、当該第２の可動指４の各層４Ｃは、第１の可動指３の各層３Ｃの間隙に挿入される。
【００１７】
また、図１に示すように、第１の固定指５は、第１の可動指３の回転範囲及び第２の可動指４の回転範囲の外側に固定されている。このため、第１の可動指３は、支持面２Ａ上を、図１に矢印で示す範囲で回転可能である。すなわち、第１の方向へは、各層３Ｃの少なくともいずれか１つが第２の可動指４の基端部４Ｂに当接するまで、第２の方向へは、各層３Ｃの少なくともいずれか１つが第２の固定指６に当接するまで、それぞれ回転可能である。同様に、第２の可動指４は、第２の方向へは、各層４Ｃの少なくともいずれか１つが第１の可動指３の基端部３Ｂに当接するまで、第１の方向へは、各層４Ｃの少なくともいずれか１つが第２の固定指６に当接するまで、それぞれ回転可能である。
【００１８】
第１の回転軸１３は、軸状の部材によって構成され、基部２及び第１の可動指３の基端部３Ｂを貫通している。第１の回転軸１３における第１の可動指３側の端部には、回転軸１３より大径のフランジ１３Ａが当該第１の回転軸１３と一体に回転可能に設けられている。また、第１の回転軸１３と第１の可動指３の基端部３Ｂとは接着剤にて接続されている。このため、第１の回転軸１３と第１の可動指３とは一体に回転する。第２の回転軸１４も、同様に、軸状の部材によって構成され、基部２及び第２の可動指４の基端部４Ｂを貫通し、フランジ１４Ａが当該第２の回転軸１４と一体に回転可能に設けられている。また、第２の回転軸１４と第２の可動指４の基端部４Ｂとは接着剤にて接続されている。このため、第２の回転軸１４と第２の可動指４とは一体に回転する。
【００１９】
また、第１の回転軸１３の基部２側端部には、ピニオンギヤ１７が固定され、第２の回転軸１４の基部２側端部には、ピニオンギヤ１８が固定されている。この２つのピニオンギヤ１７，１８は、減速装置７としてのウォームギヤに噛み合っている。なお、減速装置７は、駆動部８の回転軸（すなわち、出力軸）に直接接続されたウォームギヤによって構成されてもよく、駆動部８の回転軸とウォームギヤとの間に更に減速ギヤ等の減速機構を備えたものであってもよい。
【００２０】
制御装置１２は、外部からの指令等に応じて、駆動部８の回転軸を任意の方向に回転させ、又は当該回転軸を停止させる。このため、駆動部８は、第１の可動指３を第１の方向に回転させるときは第２の可動指４を第２の方向に回転させ、第１の可動指３を前記第２の方向に回転させるときは前記第２可動指を前記第１の方向に回転させる。
【００２１】
また、第１の固定指５の中心と第２の固定指６とを結ぶ線分は、第１の回転軸１３の中心と第２の回転軸１４の中心とを結ぶ線分と直交している。更に、第１の固定指５における第２の固定指６と対向する面、すなわち、第１の可動指３及び第２の可動指４の回転範囲と対向する側の面は、第１の固定指５の中心と第２の固定指６とを結ぶ線分に直交する略平面状に構成されている。より厳密には、当該面は、第１の回転軸１３及び第２の回転軸１４と平行な軸を有する円柱面に沿って中央部が若干凹んだ形状に構成されている。これに対して、第２の固定指６の側面は、第１の固定指５と対向する面を含めて略円柱面状に構成されている。
【００２２】
［１−２．動作］
このように構成された把持装置１では、第１の固定指５における第２の固定指６と対向する面、すなわち、第１の固定指５における第１の可動指３及び第２の可動指４と最接近時に対向する部分が、前述のような略平面状に構成されている。このため、当該面に長尺の四角柱状の把持対象物９０１における側面（すなわち、長尺に延びた面）を図５に示すように当接させ、その反対面に第１の可動指３及び第２の可動指４を当接させれば、当該把持対象物９０１を把持することができる。このとき、駆動部８は、第１の可動指３を第１の方向に回転させ、かつ、第２の可動指４を第２の方向に回転させることにより、第１の可動指３の先端部３Ａと第２の可動指４の先端部４Ａとを、把持対象物９０１に当接させる。
【００２３】
また、第１の可動指３を更に第１の方向に回転させ、かつ、第２の可動指４を更に第２の方向に回転させれば、図６に示すように、円柱状の把持対象物９０２の円柱面を第１の可動指３と第２の可動指４と第２の固定指６とで三方から挟んで、当該把持対象物９０２を把持することができる。
【００２４】
また、第１の可動指３を更に第１の方向に回転させ、かつ、第２の可動指４を更に第２の方向に回転させれば、第１の可動指３の各層３Ｃと第２の可動指４の各層４Ｃとが互いの間隙に挿入される。すると、図７に示すように、より小径の円柱状の把持対象物９０３の円柱面を第１の可動指３と第２の可動指４と第２の固定指６とで三方から挟んで、当該把持対象物９０３を把持することができる。なお、図５〜図７では、基部２，第１の可動指３，第２の可動指４，第１の固定指５，第２の固定指６の形状を模式的に示した。
【００２５】
［１−３．効果］
以上詳述した第１実施形態によれば、以下の効果を奏する。
（１Ａ）本実施形態では、第１の固定指５における、第１の方向に回転した第１の可動指３及び第２の方向に回転した２の可動指４と最接近時に対向する部分の形状が略平面状である。これに対して、第２の固定指における、第１の方向に回転した第１の可動指３又は第２の方向に回転した第２の可動指４と最接近時に対向する部分の形状は円柱面状である。また、第１の固定指５と第１の回転軸１３及び第２の回転軸１４との位置関係は、第２の固定指６と第１の回転軸１３及び第２の回転軸１４との位置関係と異なる。具体的な位置関係としては、第１の固定指５は第１の可動指３及び第２の可動指４の回転範囲外にあるのに対し、第２の固定指６は第１の可動指３及び第２の可動指４の回転範囲内にある。すなわち、各回転軸１３，１４から各固定指５，６の最も近い位置までの距離が異なる。また、各回転軸１３，１４から各固定指５，６の最も近い位置に向かう方向も異なる。更に、第１の可動指３及び第２の可動指４における第１の固定指５と最接近時に対向する部分の形状と、当該各可動指３，４における第２の固定指６と最接近時に対向する部分の形状とが異なる。具体的には、前者が丸みを帯びた三角形状であるのに対し、後者は、第２の固定指６に対して凹んだ円柱面状である。
【００２６】
このため、前述のように、第１の固定指５と第１の方向に回転した第１の可動指３と第２の方向に回転した第２の可動指４との間に把持可能な把持対象物（例えば、把持対象物９０１）の形状と、第２の固定指６と第１の方向に回転した第１の可動指３と第２の方向回転した第２の可動指４との間に把持可能な把持対象物（例えば、把持対象物９０２又は９０３）の形状とが異なる。従って、少ない可動指３，４を用いて多様な把持対象物を把持することが可能となる。よって、把持装置１の製造コストを抑制しつつ、多様な把持対象物を把持することが可能となる。
【００２７】
（１Ｂ）また、本実施形態では、基部２は平面状の支持面２Ａを有し、第１の固定指５及び前記第２の固定指６は支持面２Ａ上に設けられ、第１の回転軸１３及び第２の回転軸１４は支持面２Ａに直交するように設定され、第１の可動指３及び第２の可動指４は各回転軸１３，１４に対して支持面２Ａ上を回転する。このため、第１の可動指３及び第２の可動指４と第１の固定指５又は第２の固定指６との間に挟んで把持された把持対象物は、支持面２Ａによっても支持され、把持対象物を一層安定して把持することができる。
【００２８】
（１Ｃ）また、本実施形態では、第１の可動指３と、第２の可動指４と、第１の固定指５又は第２の固定指６との、三者で把持対象物を把持しているので、当該把持対象物を一層安定して把持することができる。
【００２９】
（１Ｄ）また、本実施形態では、第１の可動指３と、第２の可動指４とを、共通の駆動部８によって同時に回転させている。このため、駆動部８及びその駆動部８を制御する制御装置１２は１系統でよく、把持装置１の製造コストを一層良好に抑制することができる。
【００３０】
（１Ｅ）また、本実施形態では、第１の固定指５の中心と第２の固定指６の中心とを結ぶ線分が、第１の回転軸１３と前記第２の回転軸１４とを結ぶ線分と交差し、第１の固定指５は、第１の可動指３の回転範囲及び第２の可動指４の回転範囲の外側に配設され、第２の固定指６は、第１の可動指３の回転範囲及び第２の可動指４の回転範囲の内側に配設されている。このため、第１の可動指３及び第２の可動指４によって把持対象物９０１の一方の面を押圧し、第１の固定指５によって把持対象物９０１の他方の面を押圧するといった第１の把持動作と、第１の可動指３及び第２の可動指４及び第２の固定指６によって把持対象物９０２等を三方から挟んで把持するといった第２の把持動作とが実行可能となる。
【００３１】
特に、第１の固定指５が第１の可動指３の回転範囲及び第２の可動指４の回転範囲の外側に配設され、かつ、第１の可動指３の各層３Ｃと第２の可動指４の各層４Ｃとが互いの間隙に挿入されるので、把持対象物９０３のように小径の把持対象物も第２の把持動作によって把持することができる。従って、本実施形態の把持装置１は、極めて多様な把持対象物を把持することができる。
【００３２】
（１Ｆ）また、本実施形態では、第１の回転軸１３の中心と第２の回転軸１４の中心とを結ぶ線分の垂直二等分線上に第１の固定指５の中心と第２の固定指６の中心とが存在する。このため、把持装置１の構成は、当該垂直二等分線を含み支持面２Ａに直交する面に対して対称となる。従って、第１の可動指３及び第２の可動指４に係る把持動作の制御が容易になる。
【００３３】
（１Ｇ）また、本実施形態では、第１の固定指５は、第１の可動指３の回転範囲及び第２の可動指４の回転範囲の外側で、当該各回転範囲に比較的近接した位置に設けられている。このため、把持対象物９０１が薄肉であっても、前述のような第１の把持動作が実行可能となる。従って、本実施形態の把持装置１は、一層多様な把持対象物を把持することができる。
【００３４】
（１Ｈ）また、本実施形態では、第１の回転軸１３と第２の回転軸１４との間に第２の固定指６が隣接して設けられている。より具体的には、第２の固定指６の外周面と第１の固定指５の外周面との最短距離よりも、第１の回転軸１３及び第２の回転軸１４の外周面と第１の固定指５の外周面との最短距離の方が短い。このため、第１の可動指３の各層３Ｃと第２の可動指４の各層４Ｃとが互いの間隙に挿入される構成と相俟って、一層小径の把持対象物も第２の把持動作によって良好に把持することができる。
【００３５】
（１Ｉ）また、本実施形態では、第１の可動指３は、第１の回転軸１３の軸方向に沿って見たときに、回転軸１３に近い側の基端部３Ｂから遠い側の先端部３Ａに向けて、前記第１の回転方向に沿って湾曲した形状に構成されている。同様に、第２の可動指４は、第２の回転軸１４の軸方向に沿って見たときに、回転軸１４に近い側の基端部４Ｂから遠い側の先端部４Ａに向けて、前記第２の回転方向に沿って湾曲した形状に構成されている。
【００３６】
このため、把持対象物９０１のような長尺状の把持対象物を第１の固定指５との間に把持する場合は、把持対象物の側面に対して垂直に近い方向から可動指３，４の先端部３Ａ，４Ａを当接させることができ、当該把持対象物を一層安定して把持することができる。また、第１の可動指３及び第２の可動指４及び第２の固定指６によって把持対象物９０２等を三方から挟んで把持する場合は、可動指３，４の内周面が把持対象物９０１等の外周面に面接触に近い状態で当接し、当該把持対象物を一層安定して把持することができる。
【００３７】
（１Ｊ）また、本実施形態では、各可動指３，４の先端部３Ａ，４Ａは、丸みを帯びた三角状に構成されている。このため、（１Ｉ）で挙げた構成と相俟って、把持対象物９０１のような長尺状の把持対象物を第１の固定指５との間に把持する場合、当該把持対象物の厚さに拘わらず先端部３Ａ，４Ａは面接触に近い状態で当該把持対象物の側面に当接する。すなわち、各可動指３，４と把持対象物との接触角が異なっても、ほぼ同様の把持力を得ることができる。従って、把持対象物の厚さに拘わらず、当該把持対象物を一層安定して把持することができる。
【００３８】
［２．第２実施形態］
［２−１．第１実施形態との相違点］
第２実施形態は、基本的な構成は第１実施形態と同様であるため、相違点について以下に説明する。なお、第１実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。
【００３９】
前述した第１実施形態では、第１の可動指３及び第２の可動指４及び第２の可動指４の外周面は円弧状に構成されている。これに対して、第２実施形態の把持装置２１は、図８に示すように、第１の可動指２３の外周面に第１の切欠き２３Ｅが形成され、第２の可動指２４の外周面に第２の切欠き２４Ｅが形成された点で異なる。すなわち、第１の可動指２３における当該可動指２３が第２の方向に回転する際に先頭となる側の側面に第１の切欠き２３Ｅが形成され、第２の可動指２４における当該可動指２４が第１の方向に回転する際に先頭となる側の側面に第２の切欠き２４Ｅが形成されている。また、これらの切欠き２３Ｅ，２４Ｅは、図８に仮想線で示すように、第１の可動指２３が第２の方向に回転し、かつ、第２の可動指２４が第１の方向に回転したとき、互いに対向して両者の間に把持対象物９０４を把持可能となる位置に形成されている。
【００４０】
［２−２．効果」
以上説明した第２実施形態によれば、前述した第１実施形態の効果（１Ａ）〜（１Ｊ）を奏し、更に、以下の効果を奏する。
【００４１】
（２Ａ）本実施形態では、切欠き２３Ｅ，２４Ｅの間、すなわち、各可動指２３，２４の外周面同士の間に把持対象物９０４等を把持することができる。このため、一層多様な把持対象物を把持することができる。
【００４２】
［３．第３実施形態］
［３−１．第１実施形態との相違点］
第３実施形態は、基本的な構成は第１実施形態と同様であるため、相違点について以下に説明する。なお、第１実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。
【００４３】
前述した第１実施形態では、基部２における支持面２Ａは穴等のない平坦な面であった。これに対して、第３実施形態の把持装置３１は、図９に模式的に示すように、基部３２が可動指３，４の回転範囲との対向部に開口部３２Ｅを有し、支持面３２Ａもその部分で開口している点で異なる。なお、図９では、基部２，第１の可動指３，第２の可動指４，第１の固定指５，第２の固定指６の形状を模式的に示しているが、これらの形状は第１実施形態の把持装置１と同様であってもよい。
【００４４】
［３−２．効果」
以上説明した第３実施形態によれば、前述した第１実施形態の効果（１Ａ）〜（１Ｊ）を奏し、更に、以下の効果を奏する。
【００４５】
（３Ａ）本実施形態では、把持対象物に開口部３２Ｅを貫通させた状態で、当該把持対象物を第１の可動指３及び第２の可動指４と第１の固定指５又は第２の固定指６との間に挟んで把持することができる。このため、一層多様な把持対象物を把持することができる。
【００４６】
（３Ｂ）また、第１の回転軸１３と第２の回転軸１４との間に第２の固定指６が設けられているので、把持対象物を挿入可能な開口部３２Ｅの面積を良好に広げることができ、図６，図７に示したような把持動作も一層良好に実行することができる。
【００４７】
［４．第４実施形態］
［４−１．第１実施形態との相違点］
第４実施形態は、基本的な構成は第１実施形態と同様であるため、相違点について以下に説明する。なお、第１実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。
【００４８】
前述した第１実施形態では、１つの駆動部８によって第１の可動指３及び第２の可動指４を同時に回転させている。これに対して、第４実施形態の把持装置４１は、図１０に示すように、第１の回転軸１３及び第２の回転軸１４に対して、それらを個々に回転させる駆動部４８（例えば、モータ）を直接取り付けた点で異なる。
【００４９】
［４−２．効果」
以上説明した第４実施形態によれば、前述した第１実施形態の効果（１Ａ）〜（１Ｃ）、（１Ｅ）〜（１Ｊ）を奏し、更に、以下の効果を奏する。
【００５０】
（４Ａ）本実施形態では、第１の可動指３及び第２の可動指４を個別に任意に回転させることができる。このため、図１１に示す把持対象物９１０のように、薄肉部９１１と厚肉部９１２とを有する（すなわち、一部にテーパが付いた）把持対象物を、第１の把持動作によって把持することも容易に実行することができる。すなわち、各可動指３，４を、把持対象物におけるそれぞれが当接する部分の肉厚に応じた角度まで個々に回転させることができる。従って、本実施形態では、一層多様な把持対象物を一層安定して把持することができる。
【００５１】
［５．第５実施形態］
［５−１．第１実施形態との相違点］
第５実施形態は、基本的な構成は第１実施形態と同様であるため、相違点について以下に説明する。なお、第１実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。
【００５２】
前述した第１実施形態では、第１の回転軸１３と第２の回転軸１４との間に第２の固定指６が設けられた。これに対して、第５実施形態の把持装置５１は、図１２，図１３に模式的に示すように、第１実施形態における第２の固定指６の配置よりも更に第１の固定指５に近い位置に、第２の固定指６を設けた点で異なる。なお、図１２，図１３では、基部２，第１の可動指３，第２の可動指４，第１の固定指５，第２の固定指６の形状を模式的に示しているが、これらの形状は第１実施形態の把持装置１と同様であってもよい。
【００５３】
［５−２．効果」
以上説明した第５実施形態によれば、前述した第１実施形態の効果（１Ａ）〜（１Ｇ）（１Ｉ）（１Ｊ）を奏し、更に、以下の効果を奏する。
【００５４】
（５Ａ）本実施形態の把持装置５１では、図１２に示すように、第１の可動指３及び第２の可動指４と第１の固定指５との間に長尺の把持対象物９１３等を把持する第１の把持動作は、第１実施形態の把持装置１と同様に実行することができる。これに対して、図１３に示すように、第１の可動指３及び第２の可動指４及び第２の固定指６によって円柱状の把持対象物９１４等を三方から挟んで把持するといった第２の把持動作は、第１実施形態に比べて第１の固定指５に近い位置で実行することができる。これにより、第１実施形態の櫛歯構造を取らず小径の把持対象物の把持が可能となり、把持装置５１の製造コストを一層良好に抑制することができる。すなわち、本実施形態でも、第１実施形態と同様に層３Ｃ，４Ｃを設けた櫛歯構造を採用すれば、一層小径の把持対象物が把持可能である。しかしながら、本実施形態では、そのような櫛歯構造を採用しなくても、第１実施形態において櫛歯構造を採用しなかった場合に比べ、一層小径の把持対象物が把持可能となる。
【００５５】
［６．第６実施形態］
［６−１．第１実施形態との相違点］
第６実施形態は、基本的な構成は第１実施形態と同様であるため、相違点について以下に説明する。なお、第１実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。
【００５６】
本実施形態の把持装置６１は、図１４に示すように、第１の可動指６３の外周に、面状の圧力センサ６９（例えば、面状の圧電体又は半導体センサ）を貼着した点で、第１実施形態と異なる。なお、図１４では、基部２，第１の可動指６３，第２の可動指６４，第１の固定指５，第２の固定指６の形状を模式的に示しているが、これらの形状は第１実施形態の把持装置１と同様であってもよい。
【００５７】
より具体的には、本実施形態では、図１５に要部のみ模式的に示すように、第２の可動指６４の層６４Ｃは基端部６４Ｂの軸方向（すなわち、各回転軸１３，１４の軸方向）両端に、第１実施形態における層４Ｃと同様の厚さで２層だけ形成されている。第１の可動指６３は、当該２つ層６４Ｃの間に若干の余裕を持って挿入可能な程度の肉厚を有する１層に構成され、基端部６３Ｂの軸方向中心に形成されている。そして、当該厚肉に構成された第１の可動指６３の表面に、少なくとも各種把持対象物との当接位置を覆うように面状の圧力センサ６９が貼着されている。第１の可動指６３は厚肉に構成されているので、面状の圧力センサ６９等を容易に貼着することができる。
【００５８】
［６−２．効果」
以上説明した第６実施形態によれば、前述した第１実施形態の効果（１Ａ）〜（１Ｊ）を奏し、更に、以下の効果を奏する。
【００５９】
（６Ａ）本実施形態の把持装置６１では、把持対象物から第１の可動指６３に加わる荷重を、圧力センサ６９を介して検出することができる。このため、駆動部８から各可動指６３，６４に加えるトルクを適切に制御して、把持対象物を適切な強度で把持することができる。なお、本実施形態において、圧力センサ６９は検出部に対応する。
【００６０】
［７．第７実施形態］
［７−１．第６実施形態との相違点］
第７実施形態は、基本的な構成は第６実施形態と同様であるため、相違点について以下に説明する。なお、第６実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。
【００６１】
第６実施形態の把持装置６１では、第１の可動指６３の表面に、圧力センサ６９が貼着された。これに対して、本実施形態の把持装置７１では、図１６に示すように、第１の可動指６３の表面に、密閉された中空空間を有するゴム部７９が貼着されている。また、第１の可動指６３の基端部６３Ｂには、気圧センサ７８が設けられている。図１７における左側の図に模式的に示すように、気圧センサ７８は、ゴム部７９の中空空間内の気圧を検出する。このため、図１７における右側の図に模式的に示すように、第１の可動指６３によって把持対象物９１５が把持され、ゴム部７９が把持対象物９１５に押されて凹むと、前記中空空間の気圧が上昇する。このため、気圧センサ７８が検出した気圧に基づいて、把持対象物９１５から第１の可動指６３に加わる荷重を検出することができる。
【００６２】
［７−２．効果」
以上説明した第７実施形態によれば、第６実施形態の把持装置６１と同様に、前述した第１実施形態の効果（１Ａ）〜（１Ｊ）及び第６実施形態の効果（６Ａ）を奏する。なお、本実施形態において、ゴム部７９及び気圧センサ７８は検出部に対応する。
【００６３】
［８．第８実施形態］
［８−１．第６実施形態との相違点］
第８実施形態は、基本的な構成は第６実施形態と同様であるため、相違点について以下に説明する。なお、第６実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。
【００６４】
第６実施形態の把持装置６１では、第１の可動指６３の表面に、圧力センサ６９が貼着された。これに対して、本実施形態の把持装置８１では、図１８に示すように、第１の可動指８３の表面に、歪センサ８９（例えば、歪ゲージ）が取り付けられている点で異なる。より詳細には、第１の可動指８３は第６実施形態における第１の可動指６３と同様の肉厚に構成されているが、歪センサ８９が取り付けられた部分に矩形の切欠き８３Ｆが形成されている。すなわち、切欠き８３Ｆによって断面二次モーメントが小さくなり、把持対象物から加わる荷重が歪として反映され易くなった箇所に、歪センサ８９が取り付けられている。
【００６５】
図１９は、切欠き８３Ｆより先端側に設定した図１８におけるＡ，Ｂ，又はＣの点にプルゲージにて矢印方向の荷重を付加した際の、歪センサ８９の出力電圧と回転軸１３回りにかかるトルクの関係性を示している。どの点においても出力電圧とトルクの関係は同じ比例関係を持つこと分かり、この手法によりトルク（すなわち、把持対象物から加わる荷重）が計測可能なことが分かる。なお、図１９において、□はＡの点に荷重を付加した場合の前記関係性を表し、△はＢの点に荷重を付加した場合の前記関係性を表し、◇はＣの点に荷重を付加した場合の前記関係性を表す。
【００６６】
［８−２．効果」
以上説明した第８実施形態によれば、第６実施形態の把持装置６１と同様に、前述した第１実施形態の効果（１Ａ）〜（１Ｊ）及び第６実施形態の効果（６Ａ）を奏する。なお、本実施形態において、歪センサ８９は検出部に対応する。
【００６７】
［９．第９実施形態］
［９−１．第８実施形態との相違点］
第９実施形態は、基本的な構成は第８実施形態と同様であるため、相違点について以下に説明する。なお、第８実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。
【００６８】
第８実施形態の把持装置８１では、第１の可動指８３に形成した切欠き８３Ｆに歪センサ８９が取り付けられた。これに対して、本実施形態の把持装置９１では、図２０及び図２１に模式的に示すように、第１の可動指９３の表面に有底穴９３Ｇを形成することによって当該第１の可動指９３を中空構造とし、その有底穴９３Ｇの内壁面に、歪センサ９９を取り付けた点で異なる。なお、より詳細には、歪センサ９９は、第１の可動指９３が第１の方向に回転するときに先頭になる側の内壁面と、第１の可動指９３が第２の方向に回転するときに先頭になる側の内壁面とに、それぞれ設けられている。また、各歪センサ９９は、前記各内壁面における基端部９３Ｂ寄りの位置に設けられている。
【００６９】
［９−２．効果」
この場合も、歪センサ９９の出力電圧に基づいて把持対象物から可動指９３に加わる荷重が計測可能となる。従って、以上説明した第９実施形態によれば、第６実施形態の把持装置６１と同様に、前述した第１実施形態の効果（１Ａ）〜（１Ｊ）及び第６実施形態の効果（６Ａ）を奏する。なお、本実施形態において、歪センサ９９は検出部に対応する。また、前記第６〜第９実施例における可動指６３〜９４にも、第２実施形態における切欠き２３Ｅ，２４Ｅと同様の切欠きを設けてもよい。
【００７０】
［１０．第１０実施形態］
［１０−１．第１〜第９実施形態との相違点］
以上説明した第１〜第９実施形態では、可動指として第１の可動指と第２の可動指とが備えられたが、図２２に示す第１０実施形態の把持装置１０１は、可動指１０３を１つだけしか備えない点で前記各実施形態と異なる。本実施形態では、略円形の平面状の支持面１０２Ａを有する基部１０２には、支持面１０２Ａを垂直に貫通する回転軸１１３が設けられている。図示省略するが、回転軸１１３は、第４実施形態と同様に駆動部４８に直結されて回転駆動される。回転軸１１３には、長尺の直方体状に構成された可動指１０３における一端（すなわち、基端部）が、接続されている。このため、可動指１０３は、回転軸１１３と一体に回転する。
【００７１】
第１の固定指５と同様に構成された第１の固定指１０５は、可動指１０３の回転範囲の外側に固定されている。また、第１の固定指１０５における前述のように中央部が若干凹んだ略平面状の面１０５Ａが、可動指１０３が所定の回転位置に配設されたときに当該可動指１０３の側面と対向するように、第１の固定指１０５は支持面１０２Ａ上に固定されている。
【００７２】
更に第１実施形態等と同様に円柱状に構成された第２の固定指１０６は、可動指１０３の回転範囲の内側における支持面１０２Ａ上に固定されている。また、回転軸１１３から第１の固定指１０５の中心へ向かう方向は、回転軸１１３から第２の固定指１０６の中心へ向かう方向と異なる。
【００７３】
このため、可動指１０３を前述の所定の回転位置に配設することにより、図２２に示すように、直方体状の把持対象物９１６を第１の固定指１０５と可動指１０３との間に把持することができる。また、一方の側面に切欠き９２１を有し、他方の側面に平面部９２２を有する把持対象物９２０は、図２３に示すようにして当該把持装置１０１によって把持することができる。すなわち、切欠き９２１を第２の固定指１０６に係合させ、平面部９２２を可動指１０３の側面で押圧することにより、第２の固定指１０６と可動指１０３との間に把持することができる。
【００７４】
［１０−２．効果］
以上説明した第１０実施形態によれば、前述した第１実施形態の効果（１Ａ）（１Ｂ）を奏し、更に、以下の効果を奏する。
【００７５】
（１０Ａ）本実施形態の把持装置１０１は、可動指として１本の可動指１０３のみを備えている。従って、構成が簡略化し、把持装置１０１の製造コストを極めて良好に低減することができる。
【００７６】
［１１．他の実施形態］
以上、本開示を実施するための形態について説明したが、本開示は上述の実施形態に限定されることなく、種々変形して実施することができる。
【００７７】
（１１Ａ）基部、可動指、第１の可動指、第２の可動指、第１の固定指、第２の固定指等の形状は、前記各実施形態において例示した形状に限定されるものではない。例えば、図９等では、基部，第１の可動指，第２の可動指，第１の固定指，第２の固定指の形状を模式的に示したが、これらの形状は、前記模式的に示した通りの形状であってもよい。すなわち、第１の可動指３及び第２の可動指４は直線状に構成されてもよく、第２の固定指６は円柱状に構成されてもよい。また、第１の固定指と第２の固定指とは同一の形状であってもよい。これらの形状変更は、第１実施形態及び第２実施形態に対しても同様に行うことができる。
【００７８】
（１１Ｂ）前記各実施形態では、回転軸を、基部、可動指、第１の可動指、第２の可動指等とは独立した部材として構成したが、これに限定されるものではない。回転軸は、何らかの形で基部に対して設定されていればよい。例えば、回転軸は、基部又は可動指に設けられたボスであってもよく、軸部材として存在しなくてもよい。
【００７９】
（１１Ｃ）前記各実施形態では、可動指又は第１の可動指及び第２の可動指と第１の固定指との間に挟む方法で把持可能な把持対象物と、可動指又は第１の可動指及び第２の可動指と第１の固定指との間に挟む方法で把持可能な把持対象物とが、異なる例を示したがこれに限定されるものではない。前記いずれの場合方法でも把持可能な把持対象物が存在してもよい。
【００８０】
（１１Ｄ）前記各実施形態では、駆動部としてモータ等を想定して説明したが、これに限定されるものではない。駆動部としては、ソレノイド等を利用した構成を採用することも可能であり、バネやゴム等の弾性体とストッパとを利用した構成を採用することも可能であり、その他の構成を採用することも可能である。後者の場合、可動指はストッパが外されることによって弾性体の付勢力により第１の方向へ回転し、第２の方向へは手動で戻されてもよい。但し、第１実施形態のようにウォームギヤとピニオンギヤとの噛み合いを利用した場合、可動指に加わった力がモータの回転軸を回す力として伝達され難く、把持対象物を一層安定して把持することができる。また、第４実施形態のように把持対象物９１０を把持するためには、駆動部を複数設ける代わりに、ディファレンシャルギヤ等の機構が応用されてもよい。
【００８１】
（１１Ｅ）前記各実施形態では、ロボットの腕の先端やマニピュレータの先端に取り付けられる把持装置について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、身体障害者用の義手等の先端に取り付けられる把持装置にも本開示は適用することができる。また、その他、何らかの把持対象物を把持する各種把持装置対して、本開示は適用することができる。
【００８２】
（１１Ｆ）前記実施形態における１つの構成要素が有する複数の機能を、複数の構成要素によって実現したり、１つの構成要素が有する１つの機能を、複数の構成要素によって実現したりしてもよい。また、複数の構成要素が有する複数の機能を、１つの構成要素によって実現したり、複数の構成要素によって実現される１つの機能を、１つの構成要素によって実現したりしてもよい。また、前記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、前記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の前記実施形態の構成に対して付加又は置換してもよい。なお、特許請求の範囲に記載した文言のみによって特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本発明の実施形態である。
【符号の説明】
【００８３】
２１，３１，４１，５１，６１，７１，８１，９１，１０１…把持装置
２，３２，１０２…基部      ２Ａ，３２Ａ，１０２Ａ…支持面
３，２３，６３，８３，９３…第１の可動指      ３Ａ，４Ａ…先端部
３Ｂ，４Ｂ，６３Ｂ，６４Ｂ，９３Ｂ…基端部      ３Ｃ，４Ｃ，６４Ｃ…層
４，２４，６４…第２の可動指      ５，１０５…第１の固定指
６，１０６…第２の固定指        ８，４８…駆動部      １２…制御装置
１３…第１の回転軸      １４…第２の回転軸      ２３Ｅ…第１の切欠き
２４Ｅ…第２の切欠き      ３２Ｅ…開口部      ６９…圧力センサ
７８…気圧センサ      ７９…ゴム部      ８３Ｆ…切欠き      ８９，９９…歪センサ
９３Ｇ…有底穴      １０３…可動指      １１３…回転軸
【図１】
2018199171.tif 000003
【図２】
2018199171.tif 000004
【図３】
2018199171.tif 000005
【図４】
2018199171.tif 000006
【図５】
2018199171.tif 000007
【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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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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