(57)【要約】【課題】グリッパー型ロボットハンドと同程度に単純な構造でありながら、人間型ロボットハンドのように高い汎用性を有するロボットハンドを提供する。【解決手段】掌部に３本の指部が取り付けられており、このうちの第２指部と第３指部は同じ向きに並べて取り付けられ、第１指部はこれらに向き合う向きに取り付けられている。また、第２指部の取付位置は、第１指部に向き合う状態となる第１取付位置と、第２指部および第３指部が中心位置で第１指部に向き合う状態となる第２取付位置とに切り換え可能となっている。このため、小さな対象物は第１指部と第２指部とで把持する動作を行い、大きな対象物は３つの指部を用いて把持する動作を行う。こうすれば、グリッパー型のロボットハンドと同程度に単純な構造でありながら、人間型ロボットハンドのように、様々な対象物を把持することが可能となる。【選択図】図１
2011240421.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の指部を用いて対象物を把持する動作を行うロボットハンドであって、
前記指部が取り付けられる掌部と、
前記掌部に取り付けられた第１の前記指部である第１指部と、
前記第１指部と対向する向きで前記掌部に取り付けられて、該第１指部との間で前記対
象物を把持する動作が可能な第２の前記指部である第２指部と、
前記第２指部と同じ向きで前記掌部に取り付けられて、該第２指部と共に前記第１指部
との間で前記対象物を把持する動作が可能な第３の前記指部である第３指部と
を備え、
前記第１指部は、前記掌部への取付位置が、前記第２指部および前記第３指部に向かっ
て接近あるいは離間する方向以外の方向には移動不能な態様で、該掌部に取り付けられた
指部であり、
前記第２指部は、前記掌部への取付位置が、
該第２指部が単独で前記第１指部と向き合う第１取付位置と、
該第２指部と前記第３指部との中心位置で、該第２指部および該第３指部が該第１指
部と向き合う第２取付位置と
に切り換え可能な状態で、該掌部に取り付けられた指部であり、
前記第３指部は、前記掌部への取付位置が、前記第１指部または前記第２指部の何れか
に一方の取付位置に対して相対的に固定された状態で、該掌部に取り付けられた指部であ
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１指部は、前記掌部への取付位置が、前記第２指部および前記第３指部に向かっ
て接近あるいは離間する方向にも移動不能な態様で、該掌部に取り付けられた指部である
ロボットハンド。
【請求項３】
請求項１に記載のロボットハンドであって、
前記第３指部は、前記掌部の固定した位置に取り付けられた指部であるロボットハンド
。
【請求項４】
請求項１に記載のロボットハンドであって、
前記第３指部は、前記第２指部が前記第１取付位置と前記第２取付位置との間で移動す
ると、該第２指部と共に移動する指部であるロボットハンド。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４の何れか一項に記載のロボットハンドを備えるロボット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対象物を掴むことが可能なロボットハンド、および、そのようなロボットハ
ンドを備えたロボットに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年のロボット技術の進歩により、工業製品の製造現場では、多くの産業用ロボットが
使用されるようになっている。例えば、工業製品の組み立てラインでは、ラインに沿って
複数台の産業用ロボットが設置され、ライン上を流れる製造中の製品に対して、ロボット
が自動で各種の部品を組み付けることで、生産効率を向上させることが広く行われている
。あるいは、このようなロボットが組み付ける部品をラインサイドまで搬送する際にも、
ロボットを用いて部品を搬送することで、工場全体としての生産効率を向上させることも
広く行われている。
【０００３】
このように組み立てライン等で用いられる産業用ロボットは、基本的には対象物を掴む
動作、および掴んだ対象物を放す動作の２種類の動作をしているに過ぎないが、対象物に
は、様々な形状あるいは大きさのものが存在しているため、これらの対象物を同じように
掴んだり放したりすることは容易なことではない。そこで、ロボットが対象物を把持する
部分（ロボットハンド）を、対象物の形状や大きさに合わせて複数種類用意しておき、対
象物に合わせて適したロボットハンドを使い分けることが通常である。尚、このように対
象物を掴んだり放したりするだけの単純な動作を行うロボットハンドは、「グリッパー型
ロボットハンド（あるいは、単にグリッパー）」と呼ばれることがある。
【０００４】
もっとも、複数種類のロボットハンドを使い分けるのでは、対象物の形状や大きさが変
わる度に、ロボットハンドを付け替える作業が必要となり、その間は組み立てラインの停
止を余儀なくされるので生産効率が低下してしまう。そこで、異なる形状や大きさの対象
物に対しても同じロボットハンドで対応可能とするために、人間の手を模して５本指を備
えたロボットハンド（以下、本明細書では「人間型ロボットハンド」と呼ぶ）が開発され
ている（特許文献１）。この人間型ロボットハンドは、手のひらに相当する部材から立設
された５本の指のそれぞれに、関節に相当する複数の可動部が設けられており、これら可
動部を適切に制御することで、異なる形状や異なる大きさを有する対象物に対しても、柔
軟に対応することが可能と考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１６６１５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、人間型ロボットハンドは、可動部の数が多いために構造が複雑となり、ロボッ
トハンドの大型化および重量化を招いてしまうという問題がある。そして、ロボットハン
ドの大型化および重量化は、ロボット全体としてみると次のような問題を引き起こす。す
なわち、ロボットハンドが大型化すると、狭い箇所に部品を取り付けるなどの作業性が大
きく損なわれる結果となる。また、ロボットハンドの重量増大は、この部分を移動させる
ために必要なエネルギーの増加を引き起こす。特に、サイクルタイムを短縮して生産効率
を向上させる観点から、ロボットハンドは高速で移動させる必要があるので、重量が増加
すると高速で移動させるために大きなエネルギーが消費されてしまい、ロボット全体とし
てのエネルギー効率の低下を引き起こすという問題がある。
【０００７】
この発明は、従来の技術が有する上述した課題の少なくとも一部を解決するためになさ
れたものであり、グリッパー型ロボットハンドと同程度に単純な構造でありながら、人間
型ロボットハンドのように高い汎用性を有するロボットハンドを備えたロボットを提供す
ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題の少なくとも一部を解決するために、本発明のロボットハンドは次の構成
を採用した。すなわち、
複数の指部を用いて対象物を把持する動作を行うロボットハンドであって、
前記指部が取り付けられる掌部と、
前記掌部に取り付けられた第１の前記指部である第１指部と、
前記第１指部と対向する向きで前記掌部に取り付けられて、該第１指部との間で前記対
象物を把持する動作が可能な第２の前記指部である第２指部と、
前記第２指部と同じ向きで前記掌部に取り付けられて、該第２指部と共に前記第１指部
との間で前記対象物を把持する動作が可能な第３の前記指部である第３指部と
を備え、
前記第１指部は、前記掌部への取付位置が、前記第２指部および前記第３指部に向かっ
て接近あるいは離間する方向以外の方向には移動不能な態様で、該掌部に取り付けられた
指部であり、
前記第２指部は、前記掌部への取付位置が、
該第２指部が単独で前記第１指部と向き合う第１取付位置と、
該第２指部と前記第３指部との中心位置で、該第２指部および該第３指部が該第１指
部と向き合う第２取付位置と
に切り換え可能な状態で、該掌部に取り付けられた指部であり、
前記第３指部は、前記掌部への取付位置が、前記第１指部または前記第２指部の何れか
に一方の取付位置に対して相対的に固定された状態で、該掌部に取り付けられた指部であ
ることを要旨とする。
【０００９】
このような構成を有する本発明のロボットハンドにおいては、掌部に取り付けられた３
つの指部で対象物を把持する動作を行う。このうち、第１指部と第２指部とは、互いに対
向する向きに取り付けられており、第３指部は、第２指部と並んで同じ向きに取り付けら
れている。このため、第１指部と第２指部との間で対象物を把持したり、第２指部および
第３指部と、第１指部との間で対象物を把持したりすることが可能である。また、第２指
部の取付位置は、第１取付位置と第２取付位置とに移動可能となっている。ここで第１取
付位置とは、第２指部が第１指部と向き合う状態となる取付位置である。また、第２取付
位置とは、第２指部および第３指部が、第２指部と第３指部との中心位置で第１指部に向
き合う状態となる取付位置である。更に、第３指部は、第１指部または第２指部の何れか
に一方の取付位置に対して相対的に固定された状態で、掌部に取り付けられている。
【００１０】
こうすれば、第２指部を第１取付位置に切り換えて、第１指部と第２指部との間で対象
物を把持したり、あるいは第２指部を第２取付位置に切り換えて、第２指部および第３指
部と第１指部との間で対象物を把持したりすることができる。このため、把持しようとす
る対象物に合わせて第２指部の取付位置を切り換えることで、様々な対象物を把持するこ
とが可能となる。また、第３指部の取付位置は、第１指部または第２指部の一方に対して
相対的な取付位置を固定しておけば、３つの指部を備える単純な構造のロボットハンドに
対して、第２指部を移動させる自由度を１つ追加するだけでよい。すなわち、第３指部の
取付位置を第１指部に対して相対的に固定するのであれば、第２指部だけを移動させれば
よいし、また、第３指部の取付位置を第２指部に対して相対的に固定するのであれば、第
２指部と一緒に第３指部も移動させればよい。このように自由度を１つ増加させるだけで
あれば、ロボットハンドの構造が複雑となって、大型化および重量化することを最小限に
抑制することが可能となる。更に加えて、第２指部が第１取付位置にあるときは、把持す
る対象物の重心位置が、第１指部と第２指部との間に来るような状態で対象物を把持する
ことで、安定した状態で把持することができる。また、第２指部が第２取付位置にあると
きは、第２指部および第３指部の中心位置と、第１指部との間に、把持する対象物の重心
位置が来るような状態で把持すると、安定した状態で対象物を把持することができる。す
なわち、第２指部が第１取付位置あるいは第２取付位置の何れにある場合でも、第１指部
が屈曲する方向に把持する対象物の重心位置が来るような状態で対象物を把持したときに
、安定した状態で対象物を把持することができる。そして、第１指部は、第１指部が屈曲
する方向（第２指部および第３指部に向かって接近あるいは離間する方向）以外の方向に
は移動不能な態様で掌部に取り付けられているから、結局、どのような対象物を把持する
場合でも、対象物の重心位置が掌部に対して常に同じ位置にあるような状態で把持したと
きに、最も安定して把持することが可能となる。そして、このような特性（把持する対象
物によって、掌部に対する対象物の重心位置が変わらないという特性）は、ロボットハン
ドを備えるロボットの制御負荷を大きく軽減することとなり、ロボット全体の制御が複雑
化することを回避す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１指部を、第２指部および第３
指部に向かって接近あるいは離間する方向にも移動不能な態様で、掌部に取り付けるよう
にしてもよい。
【００１２】
こうすれば、第１指部の取付位置を固定しておくことができるので、把持可能な対象物
の範囲をほとんど狭めることなく、ロボットハンドの構造をたいへん単純なものとするこ
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、第３指部を、掌部の固定した位置
に取り付けることとしてもよい。
【００１４】
このようにしても、第３指部の取付位置を固定しておくことができるので、ロボットハ
ンドの構造をたいへん単純なものとすることができる。
【００１５】
また、上述した本発明のロボットハンドにおいては、第２指部が第１取付位置と第２取
付位置との間で移動すると、第３指部も第２指部と共に移動するようにしてもよい。
【００１６】
こうすれば、第２指部を移動させる機構に加えて、別途、第３指部を移動させるための
機能を設ける必要がないので、ロボットハンドの構造が複雑化することを回避することが
可能となる。
【００１７】
また、上述した本発明のロボットハンドは、何れもたいへん構造が単純で、小型化およ
び軽量化が容易である。従って、これら本発明のロボットハンドを用いてロボットを構成
すれば、小型で高性能なロボットを構成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】第１実施例のロボットハンドの構成を示す説明図である。
【図２】第１実施例のロボットハンドが大きな対象物を把持する様子を示す説明図である。
【図３】第１実施例のロボットハンドが小さな対象物を把持する様子を示す説明図である。
【図４】一般的なグリッパー型ロボットハンドを示す説明図である。
【図５】第１実施例のロボットハンドの第１指部、第２指部、および第３指部の位置関係を示した説明図である。
【図６】第２指部の代わりに第１指部の位置を移動させるロボットハンドを例示した説明図である。
【図７】第１実施例のロボットハンドが第１指部の位置を移動させずに対象物を把持する効果を示した説明図である。
【図８】第２実施例のロボットハンドの構成を示す説明図である。
【図９】第２実施例のロボットハンドが種々の対象物を把持する様子を示す説明図である。
【図１０】変形例のロボットハンドの構成を示す説明図である。
【図１１】ロボットハンドを備えたロボットを示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
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．第１実施例：
Ｂ．第２実施例：
Ｃ．変形例：
【００２０】
Ａ．第１実施例  ：
図１は、第１実施例のロボットハンド１０の構成を示した説明図である。図示されるよ
うに第１実施例のロボットハンド１０は、略矩形形状の板状部材である掌部１００や、３
つの指部などから構成されている。これら３つの指部は、大まかには、２つの部材が関節
によって接続されており、一方の部材の他端側が関節によって掌部１００に接続された構
造となっている。このうちの第１指部１１０は、掌部１００の一辺のほぼ中央位置に取り
付けられており、残りの２つの指部である第２指部１２０および第３指部１３０は、第１
指部１１０が取り付けられた辺の向かい側の辺の両端よりの位置に、取り付けられている
。尚、本明細書中では、指部には、掌部１００に取り付けられる根元の部分と、途中の部
分との２箇所に関節が設けられているものとして説明するが、必ずしもこのような形態に
限られるものではない。例えば、根元の部分のみに関節が設けられた単純な構造の指部と
することもできるし、あるいは、途中のより多くの箇所の関節が設けられた複雑な構造の
指部とすることもできる。
【００２１】
また、これら３つの指部の内、第１指部１１０および第３指部１３０は、掌部１００へ
の取付位置が固定されているが、第２指部１２０の取付位置は、掌部１００の辺に沿った
方向（第３指部１３０に接近あるいは離間する方向）に移動可能となっている。このため
、第１実施例のロボットハンド１０は、第２指部１２０の取付位置を切り換えることによ
って、２つの態様で動作させることが可能である。
【００２２】
図１（ａ）には、第１実施例のロボットハンド１０の第１の動作態様が示されている。
図示されているように、第１の動作態様では、第２指部１２０を第３指部１３０から遠ざ
けた位置に移動して、第２指部１２０と第３指部１３０との中間の位置に、これら指部と
向き合う第１指部１１０が来るような状態で動作させる。また、図１（ｂ）には、第１実
施例のロボットハンド１０の第２の動作態様が示されている。図示されているように、第
２の動作態様では、第２指部１２０を第１指部１１０と向き合う位置に移動させた状態で
動作させる。このように、第１実施例のロボットハンド１０には２つの動作態様を備えて
おり、第２指部１２０の位置によって動作態様を切り換えることにより、形状や大きさの
異なる様々な対象物に対して柔軟に対応することが可能となっている。
【００２３】
図２は、第１実施例のロボットハンド１０を用いて大きな対象物を把持する様子を示し
た説明図である。図２（ａ）には、ロボットハンド１０が円柱形の大きな対象物Ｗを把持
する様子を、掌部１００に向き合う方向（以下では、この方向を「正面方向」と呼ぶこと
にする）から見た様子が示されている。また、図２（ｂ）には、ロボットハンド１０が同
じ対象物Ｗを把持する様子を、側面方向から見た様子が示されている。
【００２４】
このように、比較的大きな対象物Ｗを把持する場合には、第２指部１２０を、第３指部
１３０に対して遠い位置に移動させることにより、図１（ａ）に示した第１の動作態様で
ロボットハンド１０を使用する。こうすれば、第１指部１１０と、第２指部１２０と、第
３指部１３０との３点で対象物Ｗを把持することができるので、大きな対象物Ｗや重い対
象物Ｗであっても、しっかりと把持することが可能である。
【００２５】
図３は、第１実施例のロボットハンド１０を用いて小さな対象物を把持する様子を示し
た説明図である。図３（ａ）には、ロボットハンド１０が立方体形状の小さな対象物Ｗを
正面方向から見た様子が示されており、図３（ｂ）には、同じ対象物Ｗを把持する様子を
、側面方向から見た様子が示されている。
【００２６】
このように、小さな対象物Ｗを把持する場合には、第２指部１２０を、第１指部１１０
と向き合う位置まで移動させることにより、図１（ｂ）に示した第２の動作態様でロボッ
トハンド１０を使用する。こうすれば、第１指部１１０と、第２指部１２０とで対象物Ｗ
を挟むようにして把持することができるので、小さな対象物Ｗを狭い箇所から取り上げた
り、その対象物Ｗを狭い箇所に取り付けたりすることが可能となる。また、このように第
２の動作態様で使用する場合は、第３指部１３０は不要となるので、図３（ｂ）に例示し
たように、第１指部１１０および第２指部１２０の動作の邪魔にならない位置に退避して
おけばよい。こうすれば、例えば、奥まった狭い箇所から小さな部品を取り上げて、奥ま
った狭い箇所に部品を取り付けるといった動作を行う際に、第３指部１３０が邪魔になる
ことがない。
【００２７】
図４は、参考として一般的なグリッパー型のロボットハンド２０を例示した説明図であ
る。図示したロボットハンド２０は、掌部２００の上に、２本の指部（第１指部２１０お
よび第２指部２２０）が、互いに向かい合わせに取り付けられた極めて単純な構成となっ
ている。このような一般的なロボットハンド２０は、対象物Ｗが、図２に例示したような
比較的大きな対象物Ｗであれば、２本の指部（第１指部２１０および第２指部２２０）に
よってしっかりと把持することができる。しかし、図３に示したような小さな対象物Ｗを
把持する為には、第１指部２１０および第２指部２２０の幅が広すぎる。このため、対象
物Ｗを１つだけ取り上げたり、狭い箇所から対象物Ｗを取り上げたり、あるいは狭い箇所
に対象物Ｗを取り付ける動作を行うことは困難である。従って、こうした動作を行う場合
には、より幅の狭い指部を有するロボットハンドに付け替えることが必要となる。
【００２８】
これに対して、第１実施例のロボットハンド１０は、大きな対象物Ｗに対しては図２に
示した第１の動作態様で使用し、小さな対象物Ｗに対しては図３に示した第２の動作態様
で使用することができるので、ロボットハンド１０を付け替えることなく様々な対象物Ｗ
に対応することが可能となる。
【００２９】
それでいながら、第１実施例のロボットハンド１０は、５本指を備えたいわゆる人間型
のロボットハンドに比べて、極めて単純な構造となっている。すなわち、図１に示した第
１実施例のロボットハンド１０と、図３に例示した最も単純なグリッパー型のロボットハ
ンド２０とを比較すれば明らかなように、第１実施例のロボットハンド１０は、最も単純
なグリッパー型のロボットハンド２０に対して、移動式の第２指部１２０が１本追加され
ているに過ぎない。しかも、第２指部１２０の位置は、第３指部１３０から遠い位置と、
第１指部１１０に向かい合う位置の２箇所に切り換えるだけでよいので、第２指部１２０
を移動させるための機構も、第２指部１２０を屈曲させるための機構もたいへんに単純な
構造とすることができる。このため、従来の一般的なグリッパー型のロボットハンドと同
レベルの単純な構造でありながら、５本指を備えたいわゆる人間型のロボットハンドに近
いレベルで、様々な対象物Ｗに対して柔軟に対応可能なロボットハンドを実現することが
可能となっている。
【００３０】
また、第１実施例のロボットハンド１０は、このような極めて単純な構造でありながら
、いわゆる人間型のロボットハンドに近いレベルの柔軟性を実現するために、第１指部１
１０、第２指部１２０、および第３指部１３０の位置関係が、特別な位置関係に設定され
ている。以下では、この点について詳しく説明する。
【００３１】
図５は、第１の動作態様での第１指部１１０、第２指部１２０、および第３指部１３０
の位置関係を示した説明図である。図示されるように、第２指部１２０および第３指部１
３０は、同じ方向に向かって並んで取り付けられており、これら第２指部１２０および第
３指部１３０は、互いに平行な方向に屈曲するようになっている。また、第２指部１２０
と第３指部１３０との中間の位置に向かい合うようにして、第１指部１１０が取り付けら
れている。換言すれば、第１指部１１０が屈曲する方向に対して、左右に等距離ずつオフ
セットした位置に第２指部１２０および第３指部１３０が設けられており、第２指部１２
０および第３指部１３０は、それぞれ第１指部１１０が屈曲する方向と平行な方向に屈曲
するようになっている。
【００３２】
また、第１指部１１０の取付位置は、第２指部１２０および第３指部１３０と、第１指
部１１０との間の距離「ｂ」が、第２指部１２０と第３指部１３０との間隔「２ａ」の約
０．８倍から約１．２倍の範囲となるように設定されている。更に、各指部の長さは、第
１指部１１０と、第２指部１２０および第３指部１３０との間隔「ｂ」と同程度、あるい
は間隔「ｂ」よりも若干長め（代表的には、約１．２倍）に設定されている。
【００３３】
そして、第２の動作態様では、第２指部１２０の取付位置を、第１指部１１０と向き合
う位置まで（すなわち、第１指部１１０の屈曲方向と、第２指部１２０の屈曲方向とが重
なる位置まで）移動させる。図５には、第２の動作態様での第２指部１２０の外形が破線
によって示されている。結局、第１実施例のロボットハンド１０では、３つの指部（第１
指部１１０、第２指部１２０、および第３指部１３０）の内の第２指部１２０についてだ
け、取付位置が移動可能となっており、第２指部１２０の取付位置を、図５中に「Ａ」と
表示した位置と、図５中に「Ｂ」と表示した位置とに切り換えていることになる。こうす
ることで、図４に例示した最も単純なグリッパー型のロボットハンド２０と、ほとんど同
じレベルの単純な構造でありながら、５本指を備える人間型のロボットハンドに近いレベ
ルで、様々な対象物Ｗに対して柔軟に対応することが可能となる。
【００３４】
実際に、ある製品の組み立て作業について確認したところ、第１実施例のロボットハン
ド１０であれば、１つのロボットハンド１０で、８割以上の組み立て作業をカバー可能な
ことが確認された。従って、組み立てライン上を流れる製造物が変更された場合でも、ロ
ボットハンドを付け替えるためにラインを停止させる必要がなくなるので、生産効率を維
持することができる。また、同じロボットハンド１０で、ほとんどの組み立て作業に対応
することができるので、組み立てラインを組み替える場合でも、新たなロボットを導入す
る必要がなく、簡単にラインを組み替えることが可能となる。
【００３５】
加えて、ロボットハンド１０は極めて単純な構造なので、ロボットハンド１０を小型化
および軽量化することが可能である。このため、サイクルタイムを向上させるために、ロ
ボットハンド１０を高速移動させる場合でも、そのために必要なエネルギーの増加を抑制
することができるので、ロボット全体（あるいはライン全体）としてのエネルギー効率が
低下することを回避することが可能となる。更に加えて、ロボットハンド１０の構造が極
めて単純なことから、このような優れた特性を有するロボットハンド１０を安価に提供す
ることも可能となる。
【００３６】
また、図５を用いて前述したように、第１実施例のロボットハンド１０では、第１指部
１１０の取付位置は固定したままで、第１指部１１０に向かい合う２つの指部の内の一方
の指部（第２指部１２０）を移動させている。このようにすることで、次のような優れた
効果も得ることが可能である。以下では、この点について詳しく説明する。
【００３７】
図６は、参考のために、第２指部の代わりに第１指部を移動させた場合を例示した説明
図である。図６（ａ）に示されるように、例示のロボットハンド３０も、掌部３００に３
つの指部（第１指部３１０、第２指部３２０、および第３指部３３０）が取り付けられて
おり、第１指部３１０は、２つの第２指部３２０および第３指部３３０に対して向き合う
ように設けられている。但し、例示したロボットハンド３０は、第２指部３２０ではなく
、第１指部３１０の取付位置が移動可能となっている。
【００３８】
このようなロボットハンド３０も、第１指部３１０の取付位置を移動させることによっ
て、２つの動作態様で使用することができる。すなわち、図６（ｂ）に示したように、第
２指部３２０と第３指部３３０との中間の位置に向き合うように、第１指部３１０を移動
させれば、大きな対象物Ｗを把持することができる。また、図６（ｃ）に示したように、
第１指部３１０を、第２指部３２０または第３指部３３０の何れか一方（図６（ｃ）では
第３指部３３０）と向き合う位置に移動させれば、小さな対象物Ｗを把持することができ
る。
【００３９】
このように、大きさの異なる対象物Ｗを把持可能な点では、図６に例示したロボットハ
ンド３０も、第１実施例のロボットハンド１０と同様である。しかし、把持した対象物Ｗ
の重心位置に着目すると、これらロボットハンドには大きな違いが生じている。先ず、図
６に例示したロボットハンド３０について説明する。このロボットハンド３０が３本の指
部で対象物Ｗを把持する場合には、図６（ｂ）に示したように、対象物Ｗの重心位置Ｇが
、第１指部３１０の屈曲方向にほぼ一致するような状態で対象物Ｗを把持する。こうする
と、３本の指部で対象物Ｗを安定して把持することができる。また、２本の指部（ここで
は第１指部３１０および第３指部３３０）で対象物Ｗを把持する場合には、対象物Ｗの重
心位置Ｇは当然ながら、２つの指部の間に来る（図６（ｃ）を参照）。
【００４０】
図６（ｂ）と図６（ｃ）とを比較すれば直ちに了解できるように、図６に例示したロボ
ットハンド３０では、３本の指部を用いて対象物Ｗを把持する場合と、２本の指部を用い
て対象物Ｗを把持する場合とで、掌部３００に対する対象物Ｗの重心位置Ｇが移動してし
まう。そして、このように対象物Ｗの重心位置Ｇが移動すると、ロボットの制御を行うに
際して大きな制御上の負担となってしまう。
【００４１】
例えば、ロボットアームの先端に図６に示したロボットハンド３０が取り付けられてい
るものとして、作業台の上に載った対象物Ｗを、上から把持して持ち上げたものとする。
ロボットハンド３０の掌部３００を下方に向けたまま、対象物Ｗの向きを変えるために、
図６（ｃ）中に破線の矢印で示したようにロボットハンド３０を回転させる動作は頻繁に
発生するが、このとき、対象物Ｗの重心位置Ｇが移動していると、ロボットハンド３０全
体としての慣性モーメントが変わってしまうので、ロボットハンド３０を回転させるため
の駆動トルクや、回転しているロボットハンド３０を止めるための停止トルクが変化して
しまう。このため、対象物Ｗを迅速に組み付けるために、ロボットハンド３０を速やかに
回転させようとすると、把持した対象物Ｗの大きさによって重心位置Ｇの違いも考慮して
、ロボットハンド３０を回転させる制御や停止させる制御が必要となる。
【００４２】
また、把持した対象物Ｗを、組み立てラインを流れる製造物の側面に組み付ける場合に
は、ロボットハンド３０の掌部３００が下方を向いた状態から水平方向を向いた状態とな
るようにロボットアームを動かすことになる。このとき、ロボットハンド３０に把持され
た対象物Ｗの重心位置Ｇが、ロボットハンド３０とロボットアームとの接続位置に対して
重力方向になかった場合には、対象物Ｗの重さによってロボットアームを捻るような回転
トルクが発生する。そして、対象物Ｗの大きさによって重心位置Ｇが移動すると、たとえ
対象物Ｗの重さが同じであってもロボットアームにかかる回転トルクは異なった値となる
。従って、把持した対象物Ｗを正確な位置に組み付けるためには、対象物Ｗの大きさによ
ってロボットアームにかかる回転トルクが異なる点も考慮して、対象物Ｗが正しい向きと
なるように、ロボットアームの保持トルクや回転角度を制御する必要が生じる。
【００４３】
こうした複雑な制御は、ロボット全体の制御の複雑化や、ロボットの大型化を引き起こ
す結果となる。これに対して、第１実施例のロボットハンド１０では、第１指部１１０の
取付位置は固定したまま、第２指部１２０の取付位置を移動させているために、対象物Ｗ
の重心位置Ｇに伴って生じる上述した問題が生じることがない。
【００４４】
図７は、第１実施例のロボットハンド１０では、対象物Ｗの大きさが違っても重心位置
Ｇの移動に伴う弊害が生じないことを示した説明図である。例えば、大きな対象物Ｗを把
持する場合には、図２を用いて前述したように第１の動作態様でロボットハンド１０を使
用する。このため、図７（ａ）に示したように、対象物Ｗを安定して把持することができ
るのは、対象物Ｗの重心位置Ｇが第１指部１１０の屈曲方向と一致するように、対象物Ｗ
を把持した状態となる。また、小さな対象物Ｗを把持する場合には、図３を用いて前述し
た第２の動作態様でロボットハンド１０を使用する。すると、図７（ｂ）に示したように
、対象物Ｗは、重心位置Ｇが第１指部１１０の屈曲方向と一致する状態で把持されること
になる。更に、異形の対象物Ｗを把持する場合でも、図７（ｃ）に示したように、対象物
Ｗの重心位置Ｇが第１指部１１０の屈曲方向と一致するような状態で把持することで、対
象物Ｗを安定して把持することができる。
【００４５】
このように、第１実施例のロボットハンド１０では、対象物Ｗの大きさによらず重心位
置Ｇが第１指部１１０の屈曲方向と一致するような状態で把持することで、対象物Ｗを安
定に把持することが可能である。そして、第１指部１１０は、掌部１００に対して固定さ
れている。従って、第１実施例のロボットハンド１０では、把持する対象物Ｗの大きさに
よらず、掌部１００に対して重心位置Ｇが同じ位置となる状態で、安定して対象物Ｗを把
持することが可能となる。このため、対象物Ｗの大きさの違いよって重心位置Ｇが移動す
ることに伴う上述した弊害が生じることがない。
【００４６】
特に、ロボットハンド１０がロボットアームに接続されている位置が、第１指部１１０
の屈曲方向と一致するように、第１指部１１０を取り付けておけば、対象物Ｗの重心位置
Ｇが、ロボットアームの軸線上（ロボットアームがロボットハンド１０を回転させる際の
回転軸上）に来るような状態で対象物Ｗを把持することができる。こうすれば、対象物Ｗ
を回転させる際の慣性モーメントを最も小さくすることができるので、小さな回転トルク
で速やかに対象物Ｗを回転させて、迅速に組み付けることが可能となる。
【００４７】
Ｂ．第２実施例  ：
以上に説明した第１実施例のロボットハンド１０は、第１指部１１０および第３指部１
３０が掌部１００に対して固定されており、第２指部１２０のみが移動し得るようになっ
ていた。しかし、第１指部１１０のみを固定しておき、第２指部１２０および第３指部１
３０が同時に移動するような構成とすることも可能である。以下では、このような第２実
施例のロボットハンド１５について簡単に説明する。
【００４８】
図８は、第２実施例のロボットハンド１５の構成を示した説明図である。図示されるよ
うに第２実施例のロボットハンド１５も、前述した第１実施例のロボットハンド１０と同
様に、略矩形形状の掌部１５０に、３つの指部（第１指部１１０、第２指部１２０、およ
び第３指部１３０）を備えた構造となっている。これら３つの指部自体は、第１実施例の
指部と全く同じであることから、第２実施例の３つの指部には、第１実施例と同じ符番が
付されている。しかし、第２実施例のロボットハンド１５では、第２指部１２０と第３指
部１３０とが連結されており、第２指部１２０が移動すると、第２指部１２０との間隔を
一定に保ったまま第３指部１３０も移動するようになっている。
【００４９】
このような第２実施例のロボットハンド１５も、前述した第１実施例のロボットハンド
１０と同様に、第２指部１２０を移動させることによって、２つの動作態様で使用するこ
とが可能である。図８（ａ）には、第１指部１１０が、第２指部１２０と第３指部１３０
との中間の位置と向き合う状態となる第１の動作態様が示されている。また、図８（ｂ）
には、第１指部１１０が、第２指部１２０または第３指部１３０の何れか一方（図示した
例では、第２指部１２０）と向き合う状態となる第２の動作態様が示されている。
【００５０】
図９は、第２実施例のロボットハンド１５が、大きさの異なる対象物Ｗを把持する様子
を示した説明図である。図９（ａ）には、円柱形の大きな対象物Ｗを把持する様子が示さ
れている。また、図９（ｂ）には、立方体形状の小さな対象物Ｗが示されている。このよ
うに、第２実施例のロボットハンド１５においても、第２指部１２０の位置を移動させて
、第１の動作態様と第２の動作態様とを切り換えることにより、様々な大きさの対象物Ｗ
に対しても柔軟に対応することが可能となる。
【００５１】
加えて、第２実施例のロボットハンド１５の構造も、前述した第１実施例のロボットハ
ンド１０と同様に極めて単純な構造であるため、ロボットハンド１５を小型化および軽量
化することができる。このため、ロボットハンド１５を高速移動させる際に必要なエネル
ギーを抑制することができる。更に、ロボットハンド１５の構造が極めて単純なことから
、安価に提供することも可能となる。
【００５２】
また、第２実施例のロボットハンド１５も、前述した第１実施例のロボットハンド１０
と同様に、図９に示したように異なる大きさの対象物Ｗを把持した場合でも、対象物Ｗの
重心位置Ｇが掌部１５０に対して移動することがない。このため、把持する対象物Ｗの大
きさによって重心位置Ｇが移動することによる上述した弊害が生じることを回避すること
が可能となる。
【００５３】
Ｃ．変形例  ：
以上に説明した第１実施例および第２実施例では、第１指部１１０の取付位置は掌部１
００あるいは掌部１５０に固定されているものとして説明した。こうすることで、把持す
る対象物Ｗの大きさによらず、重心位置Ｇが移動することを回避することが可能となる。
しかし、第１指部１１０が屈曲する方向であれば、第１指部１１０の取付位置を移動させ
ても、対象物Ｗの重心位置Ｇが移動することはない。
【００５４】
図１０は、第１指部１１０の屈曲方向に向かって第１指部１１０の取付位置が移動可能
な変形例のロボットハンド１７を示した説明図である。図示されるように、変形例のロボ
ットハンド１７は、掌部１７０に３つの指部（第１指部１１０、第２指部１２０、および
第３指部１３０）が取り付けられている。これらの指部自体は、前述した第１実施例の指
部と全く同じである。しかし、変形例のロボットハンド１７では、第１指部１１０の取付
位置が、第１指部１１０の屈曲方向に移動可能となっている。尚、第２指部１２０および
第３指部１３０については、前述した第１実施例のロボットハンド１０のように、第２指
部１２０のみが移動可能で、第３指部１３０は固定されていてもよいし、あるいは第２実
施例のロボットハンド１５のように、第２指部１２０および第３指部１３０が同時に移動
可能であっても構わない。
【００５５】
図１０（ａ）には、第１指部１１０の取付位置を、第２指部１２０および第３指部１３
０に近づける方向に移動させた状態が示されている。このように第１指部１１０の取付位
置を移動させれば、細長い対象物Ｗであっても、より一層しっかりと保持することが可能
となる。また、図１０（ｂ）には、第１指部１１０の取付位置を、第２指部１２０および
第３指部１３０から遠ざかる方向に移動させた状態が示されている。このように第１指部
１１０の取付位置を移動させれば、より大きな対象物Ｗも把持可能となる。その結果、ロ
ボットハンド１７の構造が複雑となることを最小限に抑制しながら、対応可能な対象物Ｗ
の範囲をより拡張することが可能となる。
【００５６】
以上、各種実施例のロボットハンド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。
【００５７】
例えば、上述した各種実施例および変形例のロボットハンドは、構造がたいへん単純で
あるため、小型化および軽量化が容易である。従って、図１１に示したように、ロボット
アーム１２の先端に、これらのロボットハンドを装着してロボット５００を構成すれば、
様々な対象物Ｗに対して対応可能でありながら、小型で軽量で、尚且つサイクルタイムを
短くしてもエネルギー効率が低下し難い高性能のロボット５００を得ることが可能となる
。
【符号の説明】
【００５８】
１０…ロボットハンド、    １２…ロボットアーム、    １５…ロボットハンド、
１７…ロボットハンド、    ２０…ロボットハンド、    ３０…ロボットハンド、
１００…掌部、            １１０…第１指部、        １２０…第２指部、
１３０…第３指部、        １５０…掌部、            １７０…掌部、
２００…掌部、            ２１０…第１指部、        ２２０…第２指部、
３００…掌部、            ３１０…第１指部、        ３２０…第２指部、
３３０…第３指部、        ５００…ロボット、            Ｗ…対象物、
Ｇ…重心位置
【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】
2011240421.tif 000009
【図８】
2011240421.tif 000010
【図９】
2011240421.tif 000011
【図１０】
2011240421.tif 000012
【図１１】
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