(57)【要約】【課題】把持した対象物の把持力が検出可能で、かつ位置精度の低下を抑制することのできる把持ハンドおよびロボットを提供すること。【解決手段】把持ハンドは、第１方向に延出している爪部と、前記爪部の一端から前記第１方向に直交する第２方向に延出する根元部とを有する把持部と、前記把持部を固定して移動する移動部と、前記爪部に加わる力を検出する感圧センサーと、を有し、前記把持部は、前記移動部と前記接続部との間に配置されて前記感圧センサーよりも剛性が高い基部と、前記基部から第２方向に沿って延出していて前記移動部に接続している第１延在部と、を備え、前記感圧センサーは、前記根元部と前記第１延在部の間に配置されている。【選択図】図１
2019206063.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１方向に延出している爪部と、前記爪部の一端から前記第１方向に直交する第２方向に延出する根元部とを有する把持部と、
前記把持部を固定して移動する移動部と、
前記爪部に加わる力を検出する感圧センサーと、を有し、
前記把持部は、
前記移動部と前記根元部との間に配置されて前記感圧センサーよりも剛性が高い基部と、
前記基部から前記第２方向に沿って延出していて前記移動部に接続している第１延在部と、を備え、
前記感圧センサーは、前記根元部と前記第１延在部の間に配置されていることを特徴とする把持ハンド。
【請求項２】
前記爪部は前記第２方向を向いている把持面を有し、
前記第１方向からの平面視で、前記基部は、前記把持面と前記感圧センサーとの間に配置されている請求項１に記載の把持ハンド。
【請求項３】
前記把持部は、
前記基部から前記第２方向に沿って前記第１延在部が延出する方向とは反対の方向に延出していて前記根元部に接続している第２延在部を有する請求項２に記載の把持ハンド。
【請求項４】
前記感圧センサーは、予圧されている請求項１ないし３のいずれか１項に記載の把持ハンド。
【請求項５】
前記把持部は、前記感圧センサーの予圧の大きさを調整する予圧調整部を有する請求項４に記載の把持ハンド。
【請求項６】
前記感圧センサーは、樹脂とカーボンナノチューブとを含む樹脂体部と、
前記樹脂体部の表面に配置されている電極と、を有する請求項１ないし５のいずれか１項に記載の把持ハンド。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれか１項に記載の把持ハンドを有することを特徴とするロボット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、把持ハンドおよびロボットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１には、フィンガー部と、フィンガー部を支持する支持面を備えるハンド指ベース部と、フィンガー部とハンド指ベース部との間に挿入され、フィンガー部が支持面に対して加える圧力を検知する複数のシート状圧力センサーと、を有する把持ハンドが記載されている。このような把持ハンドによれば、複数のシート状圧力センサーによって検知された圧力の値および分布に基づいてフィンガー部にかかる力を検知することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−５３６９０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の把持ハンドでは、フィンガー部とハンド指ベース部とが複数のシート状圧力センサーを介して接続されているため、ハンド指ベース部に対するフィンガー部の剛性を高めることが困難である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の把持ハンドは、第１方向に延出している爪部と、前記爪部の一端から前記第１方向に直交する第２方向に延出する根元部とを有する把持部と、
前記把持部を固定して移動する移動部と、
前記爪部に加わる力を検出する感圧センサーと、を有し、
前記把持部は、
前記移動部と前記根元部との間に配置されて前記感圧センサーよりも剛性が高い基部と、
前記基部から前記第２方向に沿って延出していて前記移動部に接続している第１延在部と、を備え、
前記感圧センサーは、前記根元部と前記第１延在部の間に配置されていることを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本発明の第１実施形態に係る把持ハンドを示す平面図である。
【図２】図１に示す把持ハンドが有する把持部を示す拡大平面図である。
【図３】図２に示す把持部が有する感圧センサーを示す拡大平面図である。
【図４】対象物を把持したときに感圧センサーに加わる力を示す平面図である。
【図５】対象物を把持したときに感圧センサーに加わる力を示す平面図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る把持ハンドが有する把持部を示す拡大平面図である。
【図７】本発明の第３実施形態に係る把持ハンドが有する把持部を示す拡大平面図である。
【図８】本発明の第４実施形態に係るロボットを示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、本発明の把持ハンドおよびロボットを添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
【０００８】
＜第１実施形態＞
まず、本発明の第１実施形態に係る把持ハンドについて説明する。
【０００９】
図１は、本発明の第１実施形態に係る把持ハンドを示す平面図である。図２は、図１に示す把持ハンドが有する把持部を示す拡大平面図である。図３は、図２に示す把持部が有する感圧センサーを示す拡大平面図である。図４および図５は、それぞれ、対象物を把持したときに感圧センサーに加わる力を示す平面図である。
【００１０】
なお、以下では、説明の便宜上、図１中の上側を「上」とも言い、下側を「下」とも言う。また、以下では、説明の便宜上、図１中の縦方向（上下方向）を「第１方向Ｘ」とも言い、図１中の奥行き方向（前後方向）を「第３方向Ｙ」とも言い、図１中の横方向（左右方向）を「第２方向Ｚ」とも言う。したがって、第１方向Ｘ、第３方向Ｙおよび第２方向Ｚは、互いに直交している。また、「直交」とは、第１方向Ｘ、第３方向Ｙおよび第２方向Ｚが、直角で交わる場合の他、例えば８５°〜９５°の範囲で交わる場合を含む意味である。
【００１１】
図１に示す把持ハンド１は、例えば、ロボット等に装着された状態で使用され、２つの把持部３、４を用いて対象物Ｗを把持することのできるハンド（エンドエフェクター）である。把持ハンド１は、ベース２０と、ベース２０に対してスライド可能に支持された一対のスライダー２１、２２と、スライダー２１、２２に固定された把持部３、４と、スライダー２１、２２を第２方向Ｚにスライドさせるモーター５、６と、把持部４に加わる力を検出する感圧センサー９と、を有する。
【００１２】
スライダー２１、２２は、それぞれ、スライドガイドＳＧを介してベース２０に支持され、ベース２０に対して第２方向Ｚにスライド可能となっている。スライダー２１、２２は、例えば、ステンレス鋼、アルミニウム等の金属材料で構成され、十分に高い剛性（ヤング率）を有する。
【００１３】
スライダー２１にはモーター５が接続され、モーター５の駆動によってスライダー２１が第２方向Ｚにスライドする。同様に、スライダー２２にはモーター６が接続され、モーター６の駆動によってスライダー２２が第２方向Ｚにスライドする。スライダー２１、２２をスライドさせることにより、把持部３、４が接近／離間し、把持部３、４で対象物Ｗを把持したり、把持した対象物Ｗをリリースしたりすることができる。このように、スライダー２１およびモーター５によって、把持部３を移動させる移動機構が構成され、スライダー２２およびモーター６によって、把持部４を移動させる移動機構が構成される。
【００１４】
モーター５、６としては、特に限定されず、例えば、電磁モーター、圧電モーター等が挙げられる。図１では、モーター５、６として圧電モーターを用いた構成を図示している。このように、モーター５、６として圧電モーターを用いることにより、電磁モーターを用いる場合と比べて、モーター自体の小型化を図ることができる。また、圧電モーターを用いることにより、モーター５、６の駆動力をスライダー２１、２２に伝達する伝達機構が不要となる。そのため、把持ハンド１の小型化を図ることができる。
【００１５】
把持部３は、スライダー２１に固定された固定部３１と、固定部３１に固定された指部３２と、固定部３１をスライダー２１に固定すると共に、指部３２を固定部３１に固定するねじ３３と、を有する。また、指部３２は、第１方向Ｘに沿って延びる爪部３２１を有する。そして、爪部３２１の把持部４側の面が第１把持面３２１ａを構成し、把持部４と反対側の面が第２把持面３２１ｂを構成する。なお、指部３２は爪部３２１の基端側にあるので根元部と言うことができる。
【００１６】
固定部３１および指部３２は、例えば、ステンレス鋼、アルミニウム等の金属材料で構成され、十分に高い剛性（ヤング率）を有する。なお、本実施形態では、固定部３１および指部３２が別体で構成されているが、これに限定されず、これらが一体で構成されていてもよい。
【００１７】
また、図１および図２に示すように、把持部４は、スライダー２２に固定された固定部４１と、固定部４１に固定された指部４２と、固定部４１をスライダー２２に固定すると共に、指部４２を固定部４１に固定するねじ４３と、を有する。固定部４１および指部４２は、例えば、ステンレス鋼、アルミニウム等の金属材料で構成されており、感圧センサー９（後述する樹脂体部９１）に対して十分に高い剛性（ヤング率）を有する。なお、本実施形態では、固定部４１および指部４２が別体で構成されているが、これに限定されず、例えば、これらが一体で構成されていてもよい。
【００１８】
固定部４１および指部４２のヤング率としては、それぞれ、樹脂体部９１のヤング率よりも大きければ特に限定されないが、後述するように、樹脂体部９１のヤング率が４〜６ＧＰａ程度の場合も考えられるため、それよりも十分に大きな値、具体的には、１０ＧＰａ以上であることが好ましく、５０ＧＰａ以上であることがより好ましい。
【００１９】
また、把持部４は、図１および図２中の右側の端部（第２方向Ｚのマイナス側）と第３方向Ｙの両側に開口する（開放する）第１切り欠き４４と、図１および図２中の左側の端部（第２方向Ｚのプラス側）と第３方向Ｙの両側に開口する（開放する）第２切り欠き４５と、を有する。第１切り欠き４４と第２切り欠き４５とは、溝状の形状を成しているので溝部と言うことができる。本実施形態では、固定部４１をクランク状とすることにより、固定部４１と指部４２との間に第１切り欠き４４を形成し、固定部４１とスライダー２２との間に第２切り欠き４５を形成している。固定部４１をクランク状とすることにより、第１、第２切り欠き４４、４５を容易に形成することができる。
【００２０】
固定部４１について具体的に説明すると、固定部４１は、スライダー２２と指部４２との間に配置された基部４１１を有する。基部４１１は、その下面４１１ａがスライダー２２の上面２２ａと接触し、その上面４１１ｂが指部４２の下面４２ｂと接触している。また、基部４１１を貫通してねじ４３が設けられ、基部４１１を間に挟んで指部４２がスライダー２２にねじ止めされている。なお、指部４２のスライダー２２への固定方法は、ねじ止めに限定されず、例えば、嵌合、螺合、接着、溶接等の方法であってもよい。
【００２１】
前述したように、固定部４１は、ステンレス鋼、アルミニウム等の金属材料等で構成され、十分に高い剛性を有する。そのため、指部４２が基部４１１を介してスライダー２２に高い剛性で固定される。したがって、従来のように、指部４２が感圧センサー９を介してスライダー２２に固定されている場合と比べて、スライダー２２に対する把持部４の変位が抑制される。そのため、把持部３、４で対象物Ｗを把持した際の対象物Ｗの位置精度を高めることができ、その後の作業において、より精度よく、対象物Ｗを所定の位置に移動させたり、所定の部品と組み合わせたりすることができる。このように、把持部４とスライダー２２とを高剛性で接続することにより、対象物Ｗのハンドリング性が向上する。
【００２２】
また、固定部４１は、基部４１１から第２方向Ｚのマイナス側（把持部３と反対側）に延出する第１延在部４１２と、基部４１１から第２方向Ｚのプラス側（把持部３側）に延出する第２延在部４１３と、を有する。第１延在部４１２および第２延在部４１３は、それぞれ、基部４１１よりも薄く、第１延在部４１２は、スライダー２２側（第１方向Ｘのマイナス側）へ偏って配置され、第２延在部４１３は、指部４２側（第１方向Ｘのプラス側）に偏って配置されている。そして、第１延在部４１２と指部４２との間に第１切り欠き４４が形成され、第２延在部４１３とスライダー２２との間に第２切り欠き４５が形成される。
【００２３】
第１切り欠き４４は、第１方向Ｘからの平面視で、基部４１１に対して把持部３と反対側（第２方向Ｚのマイナス側）に位置し、把持部４の把持部３とは反対側（第２方向Ｚのマイナス側）の端部に開口している。一方、第２切り欠き４５は、第１方向Ｘからの平面視で、基部４１１に対して把持部３側（第２方向Ｚのプラス側）に位置し、把持部４の把持部３側（第２方向Ｚのプラス側）の端部に開口している。このように、基部４１１の両側に第１切り欠き４４および第２切り欠き４５を形成することにより、図２中の矢印Ａで示すように、基部４１１を支点として、指部４２がスライダー２２に対して変位し易くなる。なお、ここで言う「変位」とは、前述した対象物Ｗの位置ずれを実質的に無視でき、かつ、感圧センサー９で検出可能な微小な変位（数μｍ程度の変位）を言う。
【００２４】
特に、本実施形態では、第３方向Ｙからの平面視で、第１切り欠き４４と第２切り欠き４５とが第１方向Ｘにずれている。このように、第１切り欠き４４と第２切り欠き４５とを第１方向Ｘにずらすことにより、把持部４の局所的な機械的強度の低下を効果的に抑制することができる。なお、「第１切り欠き４４と第２切り欠き４５とが第１方向Ｘにずれている」とは、例えば、第１切り欠き４４の厚さ方向（第１方向Ｘ）の中心を通り、Ｚ軸に沿う第１中心軸と、第２切り欠き４５の厚さ方向（第１方向Ｘ）の中心を通り、Ｚ軸に沿う第２中心軸と、が第１方向Ｘにずれていることを言い、例えば、第１切り欠き４４の一部が第２切り欠き４５と重なっていてもよい。
【００２５】
具体的には、仮に、第１、第２切り欠き４４、４５が第２方向Ｚに並んで形成されていると、これらの間に位置する部分が細くなり易く、当該部分の機械的強度が局所的に低下するおそれがある。これに対して、第１、第２切り欠き４４、４５を第１方向Ｘにずらすことにより、そのような問題を低減することができる。そのため、第１、第２切り欠き４４、４５を第１方向Ｘにずらして配置することにより、把持部４の機械的強度を高めることができる。
【００２６】
指部４２は、基部４１１を介してスライダー２２にねじ止めされた接続部４２２と、接続部４２２から第１方向Ｘに延出する爪部４２１と、を有する。また、爪部４２１の把持部３側の面が第１把持面４２１ａを構成し、把持部３と反対側の面が第２把持面４２１ｂを構成する。また、第１方向Ｘからの平面視で、爪部４２１は、基部４１１からずれて位置している。特に、本実施形態では、爪部４２１は、基部４１１に対して第２方向Ｚの把持部３側にずれて位置している。また、爪部４２１は、その基端（固定端）が第２切り欠き４５と重なって配置されている。なお、指部４２は爪部４２１の基端側にあるので根元部と言うことができる。
【００２７】
感圧センサー９は、第１切り欠き４４内に配置されている。さらに、感圧センサー９は、第１方向Ｘからの平面視で、基部４１１からずれて位置している。より正確には、感圧センサー９は、基部４１１に対して第２方向Ｚのマイナス側にずれて位置している。このように、感圧センサー９を基部４１１からずらして配置することにより、把持部３、４で対象物Ｗを把持した際に生じる力をより確実に感圧センサー９に伝えることができる。したがって、感圧センサー９によって、より確実に、把持部３、４で対象物Ｗを把持した際に生じる力を検出することができる。特に、本実施形態では、感圧センサー９は、第１方向Ｘからの平面視で、基部４１１に対して爪部４２１と反対側に位置している。すなわち、第１方向Ｘからの平面視で、爪部４２１と感圧センサー９との間に基部４１１が位置している。これにより、感圧センサー９を基部４１１から離間して配置することが容易となり、より大きな力を感圧センサー９に伝えることができる。
【００２８】
ここで、基部４１１と感圧センサー９とを「ずらす」とは、第１方向Ｘからの平面視で、基部４１１と感圧センサー９とが全く重なっていない場合の他、基部４１１と感圧センサー９とが部分的に重なっている場合を含む。
【００２９】
また、感圧センサー９は、第１切り欠き４４を介して対向配置された第１延在部４１２と接続部４２２とに挟まれている。すなわち、感圧センサー９は、第１延在部４１２と接続部４２２との間に配置されている。そして、感圧センサー９は、第１延在部４１２と接続部４２２とによって予圧されている。そのため、感圧センサー９は、自然状態において第１方向Ｘへの圧縮応力を受けている。このように、感圧センサー９を予圧することにより、感圧センサー９を予圧しない場合と比べて、ヒステリシスを低減することができると共に、検出値のバラつきを低減することができる。そのため、感圧センサー９によって、より精度よく、把持部３、４で対象物Ｗを把持した際に生じる力を検出することができる。また、感圧センサー９を予圧することにより、感圧センサー９への圧縮応力が増大する方向の力と、感圧センサー９への圧縮応力が減少する方向の力と、の両方を検出することができる。
【００３０】
図３に示すように、感圧センサー９は、第１延在部４１２と接続部４２２との間に配置されたシート状の樹脂体部９１と、第１延在部４１２と樹脂体部９１との間に配置された第１電極９２と、第１延在部４１２と第１電極９２との間に位置し第１電極９２を支持する第１支持基板９３と、接続部４２２と樹脂体部９１との間に配置された第２電極９４と、接続部４２２と第２電極９４との間に位置し第２電極９４を支持する第２支持基板９５と、を有する。
【００３１】
樹脂体部９１は、ベースとなる絶縁性の樹脂９１１と導電性材料であるカーボンナノチューブ９１２とを含む材料（感圧導電性樹脂）で構成されている。このような構成によれば、容易に樹脂体部９１をシート状に成形することができ、感圧センサー９の薄型化および軽量化を図ることができる。
【００３２】
導電性材料としてカーボンナノチューブ９１２を用いることにより、樹脂体部９１が温度の影響を受け難くなり、温度変化による測定値の変動を低減することができる。そのため、例えば、過度な温度補正の必要がなくなり、受けた荷重を精度よく検出することができる。なお、樹脂体部９１のヤング率としては、特に限定されないが、例えば、４ＧＰａ以上６ＧＰａ以下程度であることが好ましい。これにより、樹脂体部９１が十分に硬くなり、検出可能範囲が広くなるため、より高荷重まで検出することができる。また、過度に硬くなってしまうことを抑制することができ、検出特性の低下を効果的に抑制することができる。
【００３３】
樹脂９１１としては、特に限定されないが、熱可塑性樹脂であることが好ましい。これにより、樹脂９１１とカーボンナノチューブ９１２との混練が容易となり、分散性もよく、樹脂体部９１の製造が容易となる。熱可塑性樹脂としては、特に限定されず、例えば、ＡＢＳ樹脂、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＥ（ポリエチレン）、ＰＳ（ポリスチレン）、ＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＰＥ（ポリフェニレンエーテル）、ＰＡ（ポリアミド）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＯＭ（ポリアセタール）、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を混合して用いることができる。
【００３４】
これらの中でも、樹脂９１１として、ＰＣ（ポリカーボネート）を用いることが好ましい。これにより、安価で、取り扱い易い樹脂９１１となり、樹脂９１１とカーボンナノチューブ９１２との混練も容易となる。また、樹脂体部９１を硬くし易い。そのため、単位面積当たりの許容荷重が大きくなり、感圧センサー９の機械的強度を高めることができると共に、測定可能範囲を広く確保することもできる。また、樹脂体部９１の経時的な変形やへたりが抑えられ、経時的な検出特性の低下や変動を抑制することができる。
【００３５】
また、第１電極９２および第２電極９４は、樹脂体部９１を間に挟み込むようにして配置されている。また、第１電極９２は、樹脂体部９１の下面と接合されることなく接触しており、第２電極９４は、樹脂体部９１の上面と接合されることなく接触している。このように、第１、第２電極９２、９４を樹脂体部９１の主面と接合しないことにより、荷重に応じて、第１、第２電極９２、９４と樹脂体部９１との接触抵抗が変化し易くなる。
【００３６】
また、第１電極９２は、第１支持基板９３の上面に設けられ、第１支持基板９３が有する図示しない配線と電気的に接続されている。これにより、第１電極９２を切り欠き４４から簡単に引き出すことができる。同様に、第２電極９４は、第２支持基板９５の下面に設けられ、第２支持基板９５が有する図示しない配線と電気的に接続されている。これにより、第２電極９４を切り欠き４４から簡単に引き出すことができる。ただし、第１、第２支持基板９３、９５は、省略してもよい。
【００３７】
第１支持基板９３および第２支持基板９５としては、それぞれ、特に限定されず、例えば、フレキシブルプリント配線基板、リジッドプリント配線基板等の各種プリント基板を用いることができる。
【００３８】
このような構成の把持ハンド１では、例えば、図４に示すように、把持部３、４の第１把持面３２１ａ、４２１ａ同士で対象物Ｗを外側から把持した場合には、指部４２に矢印Ｂ１の応力が加わり、基部４１１を支点にして指部４２が矢印Ｂ２に変位する。そのため、第１切り欠き４４が縮まり、それに伴って感圧センサー９に加わる力が増大する（予圧に矢印Ｂ２の応力が加わる）。一方、図５に示すように、把持部３、４の第２把持面３２１ｂ、４２１ｂ同士で環状の対象物Ｗを内側から把持した場合には、指部４２に矢印Ｃ１の応力が加わり、基部４１１を支点にして指部４２が矢印Ｃ２に変位する。そのため、第１切り欠き４４が広がり、それに伴って感圧センサー９に加わる力が減少する（予圧から矢印Ｃ２の応力が減る）。このように、把持ハンド１によれば、第１把持面３２１ａ、４２１ａ同士で対象物Ｗを把持した場合と第２把持面３２１ｂ、４２１ｂ同士で対象物Ｗを把持した場合とのそれぞれにおいて、把持力を検出することができる。
【００３９】
以上、把持ハンド１について説明した。把持ハンド１は、前述したように、把持部４と、把持部４を支持する支持部としてのスライダー２２と、把持部４に加わる力を検出する感圧センサー９と、を有する。また、把持部４は、対象物Ｗを把持する把持面としての第１、第２把持面４２１ａ、４２１ｂと、スライダー２２に接続され、感圧センサー９よりも剛性の高い基部４１１と、を有する。さらに、感圧センサー９は、把持部４およびスライダー２２が並ぶ第１方向Ｘからの平面視で、基部４１１からずれて位置している。このような構成によれば、把持部４が基部４１１においてスライダー２２に高い剛性で固定される。したがって、例えば、把持部３、４で対象物Ｗを把持した際に生じる力により、把持部４がスライダー２２に対して変位するのを効果的に抑制することができる。したがって、把持部３、４で対象物Ｗを把持した際の対象物Ｗの位置精度を高めることができ、その後の作業において、より精度よく、対象物Ｗを所定の位置に移動させたり、所定の部品と組み合わせたりすることができる。
【００４０】
また、前述したように、基部４１１は、第１方向Ｘからの平面視で、第１、第２把持面４２１ａ、４２２ｂと感圧センサー９との間に位置している。これにより、第１、第２把持面４２１ａ、４２２ｂで対象物Ｗを把持した際に生じる力を、より確実に、感圧センサー９に伝えることができる。したがって、感圧センサー９によって、より確実に、把持部３、４で対象物Ｗを把持した際に生じる力を検出することができる。さらには、感圧センサー９を基部４１１から離間して配置することが容易となり、第１、第２把持面４２１ａ、４２２ｂで対象物Ｗを把持した際に生じる力を感圧センサー９により効率的に伝えることができる。
【００４１】
また、前述したように、把持部４は、第１方向Ｘからの平面視で、基部４１１に対して第１、第２把持面４２１ａ、４２１ｂと反対側（第２方向Ｚのマイナス側）に位置し、反対側の端部に開口する第１切り欠き４４を有し、感圧センサー９は、第１切り欠き４４内に配置されている。これにより、感圧センサー９の配置が容易となる。
【００４２】
また、前述したように、把持部４は、第１方向Ｘからの平面視で、基部４１１に対して第１、第２把持面４２１ａ、４２１ｂと同じ側（第２方向Ｚのプラス側）に位置し、同じ側の端部に開口する第２切り欠き４５を有する。これにより、把持部４が基部４１１を支点として、その両側に変位し易くなる。そのため、第１、第２把持面４２１ａ、４２２ｂで対象物Ｗを把持した際に生じる力を、その向きに関係なく、より確実に、感圧センサー９に伝えることができる。
【００４３】
また、前述したように、第１方向Ｘに直交する第３方向Ｙからの平面視で、第１切り欠き４４と第２切り欠き４５とは、第１方向Ｘにずれて配置されている。これにより、把持部４の機械的強度の低下を効果的に抑制することができる。
【００４４】
また、前述したように、感圧センサー９は、予圧されている。これにより、感圧センサー９を予圧しない場合と比べて、ヒステリシスを低減することができると共に、受けた荷重の検出値のバラつきを低減することができる。そのため、感圧センサー９によって、より精度よく、把持部３、４で対象物Ｗを把持した際に生じる力を検出することができる。
【００４５】
また、前述したように、感圧センサー９は、樹脂９１１とカーボンナノチューブ９１２とを含む樹脂体部９１と、樹脂体部９１の表面に配置されている電極としての第１電極９２および第２電極９４と、を有する。これにより、感圧センサー９の構成が簡単なものとなる。また、感圧センサー９の小型化を図ることもできる。
【００４６】
以上、把持ハンド１について説明したが、把持ハンド１の構成としては、本実施形態の構成に限定されない。例えば、本実施形態では、把持ハンド１が、２つの把持部３、４を有しているが、把持部の数としては、特に限定されず、１つであってもよいし、３つ以上であってもよい。また、本実施形態では、複数の把持部３、４のうちの把持部４にしか感圧センサー９が配置されていないが、これに限定されず、例えば、全ての把持部３、４に感圧センサー９を配置してもよい。また、本実施形態では、把持部３、４が共にベース２０に対してスライド可能となっているが、これに限定されず、例えば、把持部３、４のうちの一方がベース２０に固定されていてもよい。また、本実施形態では、第１切り欠き４４内に感圧センサー９が配置されているが、これに限定されず、例えば、第２切り欠き４５内に感圧センサー９が配置されていてもよいし、第１、第２切り欠き４４、４５の両方に感圧センサー９が配置されていてもよい。また、本実施形態では、感圧センサー９として、カーボンナノチューブを含む樹脂体部９１を用いた構成となっているが、これに限定されず、例えば、水晶等の圧電体を用いた構成となっていてもよい。
【００４７】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態に係る把持ハンドについて説明する。
【００４８】
図６は、本発明の第２実施形態に係る把持ハンドが有する把持部を示す拡大平面図である。
【００４９】
本実施形態に係る把持ハンドは、感圧センサー９を予圧するための構造が異なること以外は、前述した第１実施形態の把持ハンドと同様である。なお、以下の説明では、第２実施形態の把持ハンドに関し、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、図６では、前述した実施形態と同様の構成について、同一符号を付している。
【００５０】
図６に示すように、本実施形態の把持部４では、第１切り欠き４４の厚さＴ１が感圧センサー９の厚さＴ２よりも大きい。また、把持部４は、基部４１１に固定され、第１切り欠き４４内に突出するばね部４９を有し、このばね部４９によって感圧センサー９が予圧されている。すなわち、本実施形態では、ばね部４９と第１延在部４１２との間に感圧センサー９が挟まれることによって、感圧センサー９に第１方向Ｘへの圧縮応力が加わっている。このような構成によれば、例えば、前述した第１実施形態のように、第１切り欠き４４の厚さＴ１が感圧センサー９の厚さＴ２よりも小さい場合と比べて、第１切り欠き４４に感圧センサー９を容易に配置することができる。また、例えば、ばね部４９の形状や硬さ（弾性率）を調整することにより、感圧センサー９への予圧の大きさを調整することができる。また、ばね部４９によって感圧センサー９に一定の予圧を加えることができるため、把持ハンド１の個体差を低減することができる。
【００５１】
このような第２実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。
【００５２】
＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態に係る把持ハンドについて説明する。
【００５３】
図７は、本発明の第３実施形態に係る把持ハンドが有する把持部を示す拡大平面図である。
【００５４】
本実施形態に係る把持ハンドは、感圧センサー９の予圧を調整する機構を有すること以外は、前述した第１実施形態の把持ハンドと同様である。なお、以下の説明では、第３実施形態の把持ハンドに関し、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、図７では、前述した実施形態と同様の構成について、同一符号を付している。
【００５５】
図７に示すように、本実施形態の把持部４では、第１切り欠き４４の厚さＴ１が感圧センサー９の厚さＴ２よりも大きい。このような構成によれば、例えば、前述した第１実施形態のように、Ｔ１＜Ｔ２の場合と比べて、第１切り欠き４４に感圧センサー９を容易に配置することができる。
【００５６】
また、把持部４は、感圧センサー９の予圧を調整する予圧調整部８を有する。予圧調整部８は、接続部４２２を貫通して設けられた１本のねじ８１を有する。ねじ８１は、その下面において感圧センサー９の上面に接触しており、感圧センサー９は、ねじ８１と第１延在部４１２との間に挟まれることにより予圧されている。このような構成によれば、ねじ８１の締め込み量を調整することにより、感圧センサー９への予圧の大きさを簡単に調整することができる。そのため、例えば、把持ハンド１の個体差を低減することもできる。
【００５７】
このような第３実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。
【００５８】
＜第４実施形態＞
次に、本発明の第４実施形態に係るロボットについて説明する。
【００５９】
図８は、本発明の第４実施形態に係るロボットを示す斜視図である。
【００６０】
図８に示すロボット１０００は、精密機器やこれを構成する部品の給材、除材、搬送および組立等の作業を行うことができる。ロボット１０００は、ロボット本体１１００と、ロボット本体１１００に装着されている把持ハンド１と、を有する。なお、把持ハンド１としては、特に限定されないが、例えば、前述した第１〜第３実施形態のいずれかを用いることができる。
【００６１】
ロボット本体１１００は、６軸ロボットであり、床や天井に固定されるベース１１１０と、ベース１１１０に回動自在に連結されたアーム１１２０と、アーム１１２０に回動自在に連結されたアーム１１３０と、アーム１１３０に回動自在に連結されたアーム１１４０と、アーム１１４０に回動自在に連結されたアーム１１５０と、アーム１１５０に回動自在に連結されたアーム１１６０と、アーム１１６０に回動自在に連結されたアーム１１７０と、これらアーム１１２０、１１３０、１１４０、１１５０、１１６０、１１７０の駆動を制御する制御装置１１８０と、を有する。また、アーム１１７０にはハンド接続部が設けられており、ハンド接続部にはロボット本体１１００に実行させる作業に応じたエンドエフェクターとして、把持ハンド１が装着される。
【００６２】
以上のように、ロボット１０００は、把持ハンド１を有する。そのため、ロボット１０００は、前述した把持ハンド１の効果を享受でき、優れた信頼性を発揮することができる。
【００６３】
なお、ロボット１０００の構成としては、特に限定されず、例えば、アームの数が１本〜５本であってもよいし、７本以上であってもよい。また、ロボット１０００は、水平関節ロボット（スカラロボット）であってもよいし、双腕ロボットであってもよい。
【００６４】
以上、本発明の把持ハンドおよびロボットについて、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、本発明に、他の任意の構成物が付加されていてもよい。また、各実施形態を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００６５】
１…把持ハンド、２０…ベース、２１、２２…スライダー、２２ａ…上面、３…把持部、３１…固定部、３２…指部、３２１…爪部、３２１ａ…第１把持面、３２１ｂ…第２把持面、３３…ねじ、４…把持部、４１…固定部、４１１…基部、４１１ａ…下面、４１１ｂ…上面、４１２…第１延在部、４１３…第２延在部、４２…指部、４２ｂ…下面、４２１…爪部、４２１ａ…第１把持面、４２１ｂ…第２把持面、４２２…接続部、４２２ｂ…第２把持面、４３…ねじ、４４…第１切り欠き、４５…第２切り欠き、４９…ばね部、５、６…モーター、８…予圧調整部、８１…ねじ、９…感圧センサー、９１…樹脂体部、９１１…樹脂、９１２…カーボンナノチューブ、９２…第１電極、９３…第１支持基板、９４…第２電極、９５…第２支持基板、１０００…ロボット、１１００…ロボット本体、１１１０…ベース、１１２０〜１１７０…アーム、１１８０…制御装置、Ａ、Ｂ１、Ｂ２、Ｃ１、Ｃ２…矢印、ＳＧ…スライドガイド、Ｗ…対象物、Ｘ…第１方向、Ｙ…第３方向、Ｚ…第２方向
【図１】
2019206063.tif 000003
【図２】
2019206063.tif 000004
【図３】
2019206063.tif 000005
【図４】
2019206063.tif 000006
【図５】
2019206063.tif 000007
【図６】
2019206063.tif 000008
【図７】
2019206063.tif 000009
【図８】
2019206063.tif 000010