(57)【要約】【課題】把持部を備え、一つの駆動源を利用して把持部の把持動作と回転動作とを制御可能なロボットハンドにおいて、把持部を無制限に回転できるようにする。【解決手段】ロボットハンド（２）は、対象物を把持するための把持部（１０）と、出力軸（２２）を双方向に回転駆動可能な一つの駆動源（２０）と、出力軸がそれぞれ異なる方向に回転しているときに、出力軸の回転力を伝達する二つの動力分割機構（３２、３４）と、一方の動力分割機構を介して伝達される回転力にて前記把持部を把持動作させる第１動力伝達機構（４０、４２、４４、４６）と、他方の動力分割機構を介して伝達される回転力にて把持部を回転させる第２動力伝達機構（５０、５２）と、を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物を把持するための把持部（１０）と、
出力軸（２２）を双方向に回転駆動可能な一つの駆動源（２０）と、
前記出力軸がそれぞれ異なる方向に回転しているときに、前記出力軸の回転力を伝達する二つの動力分割機構（３２、３４）と、
前記二つの動力分割機構のうち、一方の動力分割機構を介して伝達される回転力にて前記把持部を把持動作させる第１動力伝達機構（４０、４２、４４、４６）と、
前記二つの動力分割機構のうち、他方の動力分割機構を介して伝達される回転力にて前記把持部を回転させる第２動力伝達機構（５０、５２）と、
を備えたロボットハンド。
【請求項２】
前記第１動力伝達機構は、
前記一方の動力分割機構を介して伝達される回転力にて回転するカム（４０）と、
前記カムの回転中心軸と同軸上に、軸方向に変位可能に配置され、前記カムの回転運動を直線運動へ変換するカムフォロア（４２）と、
前記カムフォロアを前記カムに向けて付勢し、前記カムに当接させる付勢部材（４６）と、
を備え、前記カムフォロアの直線運動にて、前記把持部を把持動作させるように構成されている、請求項１に記載のロボットハンド。
【請求項３】
前記カムの前記カムフォロアとの対向面には、前記回転中心軸と同心円上で前記カムフォロアに当接される当接部（４０Ａ）が設けられており、
前記当接部における前記カムフォロアとの対向面は、前記カムの回転に応じて前記カムフォロアが前記軸方向に変位するよう、前記回転中心軸周りで前記軸方向に変位する波形形状になっている、請求項２に記載のロボットハンド。
【請求項４】
前記当接部における前記カムフォロアとの対向面の波形形状は、前記カムの回転に応じて前記カムフォロアが前記カムから徐々に離れ、前記カムの所定の回転位置で前記カムフォロアが前記カムに最接近するよう非正弦波形状になっている、請求項３に記載のロボットハンド。
【請求項５】
前記当接部における前記カムフォロアとの対向面の波形形状は、前記カムの回転に応じて前記カムフォロアが前記軸方向に連続的に変位するよう、正弦波形状になっている、請求項３に記載のロボットハンド。
【請求項６】
前記当接部には、前記カムの所定の回転位置で前記カムフォロアが前記カムに接近するよう、切り欠き（４１）が設けられている、請求項５に記載のロボットハンド。
【請求項７】
前記駆動源が前記把持部を把持動作させる方向に前記出力軸を回転駆動しているときの駆動パラメータの変化から、前記把持部の基準把持位置を検出する把持位置検出部（７３、８０、Ｓ１７０）、を備えている、請求項４又は請求項６に記載のロボットハンド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、対象物を把持するための把持部を備え、把持部の把持動作及び回転動作を制御可能なロボットハンドに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のロボットハンドには、特許文献１に記載のように、一つの駆動源を用いて、把持部の把持動作及び回転動作を制御できるようにしたものが知られている。
特許文献１に記載の装置は、駆動源であるモータの出力軸に設けられた歯車に噛合されて、出力軸の一方向への回転により平行移動及び回転する駆動カムと、駆動カムの平行移動及び回転により変形又は回転する平行リンクとを備える。
【０００３】
そして、この装置では、この平行リンクの変形又は回転により、把持部のフィンガを移動又は回転させることで、把持部に対象物を把持させ、対象物を回転させる。また、フィンガによる対象物の把持を解除する際には、モータを逆方向へ回転させることで、把持部を初期位置に戻す。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−２４５５９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来装置は、把持部による対象物の把持及び回転を制御することはできるものの、対象物を把持した状態で把持部を回転動作させる際の回転量は、平行リンク等のリンク機構によって、モータの１回転未満に制限されてしまう。
【０００６】
このため、上記従来装置は、対象物を把持した状態で対象物を１回転以上回転させる作業を実施することができないという問題があった。
本開示の一局面は、対象物を把持するための把持部を備え、一つの駆動源を利用して把持部の把持動作と回転動作とを制御可能なロボットハンドにおいて、把持部を無制限に回転できるようにすることが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示の一局面のロボットハンドは、対象物を把持するための把持部と、出力軸を双方向に回転駆動可能な一つの駆動源と、出力軸がそれぞれ異なる方向に回転しているときに、出力軸の回転力を伝達する二つの動力分割機構と、第１及び第２動力伝達機構を備える。
【０００８】
そして、第１動力伝達機構は、二つの動力分割機構のうち、一方の動力分割機構を介して伝達される回転力にて把持部を把持動作させ、第２動力伝達機構は、二つの動力分割機構のうち、他方の動力分割機構を介して伝達される回転力にて把持部を回転させる。
【０００９】
従って、本開示のロボットハンドによれば、把持部を把持動作させるか回転動作させるかを駆動源の回転方向だけで切り替えることができ、把持部による対象物の把持動作と対象物の回転動作とを各々独立して制御することが可能となる。
【００１０】
よって、本開示のロボットハンドによれば、把持部を回転させる際に、把持部の回転量が制限されることはなく、把持部を無制限に回転させることができるようになり、ロボットハンドの用途を広げ、ロボットハンドの使い勝手を向上することができる。
【００１１】
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、本開示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】
【００１２】
【図１】実施形態のロボットハンドの外観を表す斜視図であり、図１Ａは把持部を閉じた状態を表し、図１Ｂは把持部を開いた状態を表す。
【図２】ロボットハンドをモータの出力軸に直交する方向から見た断面図である。
【図３】モータの回転力を回転方向に応じて２系統に分割する動力分割系の構成を表し、図３Ａは動力分割系をモータの斜め前方から見た断面図であり、図３Ｂはカムとカムフォロアの構成を表す斜視図である。
【図４】ロボットハンドを把持部の斜め前方から見た断面図であり、図４Ａは把持部を閉じた状態を表し、図４Ｂは把持部を開いた状態を表す。
【図５】カムのカムロッドとの当接部の形状を表し、図５Ａはカムを当接部側からみた平面図、図５Ｂは図５Ａの側面図、図５Ｃはカムの当接部を中心軸周りに展開した説明図である。
【図６】カムの回転位置とカムフォロアの変位及び把持部の開度との関係を表す説明図である。
【図７】モータを駆動する駆動系の回路構成を表すブロック図である。
【図８】モータによるカムの回転駆動時に生じるモータ負荷の変化を表す説明図である。
【図９】実施形態のロボットハンドを利用して果実を収穫する際の説明図である。
【図１０】図９に示すように果実を収穫する際の手順を説明するフローチャートである。
【図１１】第２実施形態のカムのカムロッドとの当接部の形状を表し、図１１Ａはカムを当接部側からみた平面図、図１１Ｂは図１１Ａの側面図、図１１Ｃはカムの当接部を中心軸周りに展開した説明図、図１１Ｄはカムの斜視図である。
【図１２】第２実施形態のカムの回転位置とカムフォロアの変位及び把持部の開度との関係を表す説明図である。
【図１３】第２実施形態のカムの当接部に切り欠きを設けた変形例を表し、図１３Ａは変形例のカムを当接部側からみた平面図、図１３Ｂは図１３Ａの側面図、図１３Ｃは変形例のカムの当接部を中心軸周りに展開した説明図、図１３Ｄは変形例のカムの斜視図である。
【図１４】変形例のカムの回転駆動時に生じるモータ負荷の変化を表す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に本開示の実施形態を図面と共に説明する。
［第１実施形態］
図１に示すように、本実施形態のロボットハンド２は、対象物を把持する把持部１０と、駆動源としてのモータ２０と、モータ２０の回転を把持部１０に伝達して、把持部１０を把持動作及び回転動作させる動力伝達部３０と、を備える。
【００１４】
把持部１０は、モータ２０の回転中心軸周りに略１２０度間隔で配置された３つの指部１２と、各指部１２を、図１Ａに示す閉位置と図１Ｂに示す開位置との間で変位可能に支持するベース部１４とを備える。
【００１５】
ベース部１４は、円筒形状であり、各指部１２が突出される先端側が閉塞されている。そして、その閉塞された底部から先端方向に側壁にかけて、各指部１２の後端側を挿通するための切り欠き１５が設けられている。
【００１６】
図２に示すように、ベース部１４の切り欠き１５に挿通される各指部１２の後端側は、ベース部１４の側壁に、ピン１６を介して固定されている。なお、各指部１２には、ピン１６を介してベース部１４の側壁に固定された状態で、ベース部１４の側壁から外方向に各指部１２を開閉できるように、長孔１３が設けられており、ピン１６はこの長孔１３に挿通されている。
【００１７】
また、ベース部１４の底部には、円筒内で中心軸に沿って後方に突出された支持軸１７が設けられており、この支持軸１７には、中心軸方向に摺動可能なホルダ１８が設けられている。
【００１８】
ホルダ１８には、各指部１２の後端がピン１９を介して固定されている。なお、ピン１９は、各指部１２の長孔１３よりも中心軸側に設けられた孔に挿通されている。
このため、ホルダ１８が支持軸１７周りで、各指部１２の先端方向に摺動すると、ピン１６が長孔１３内を移動することで、図４Ｂに示すように各指部１２の先端側が開いて、各指部１２の間に対象物を配置し得る状態となる。
【００１９】
また、この状態で、ホルダ１８が支持軸１７周りで、各指部１２の後端方向に摺動すると、図４Ａに示すように各指部１２の先端が閉じて、各指部１２の間に配置された対象物を把持する把持状態となる。
【００２０】
つまり、本実施形態では、ベース部１４の支持軸１７周りでホルダ１８を中心軸方向に摺動させることで、各指部１２を開閉させて、把持部１０を把持動作させることができる。また、支持軸１７を中心軸周りに回転させることで、把持部１０を回転動作させることができる。
【００２１】
次に、モータ２０は、巻線への直流電圧の印加方向を変更することで回転方向を変更し得る直流モータにて構成されており、出力軸２２を双方向に回転駆動可能である。なお、図７に示すように、モータ２０と出力軸２２との間には変速用のギヤ２１が設けられている。
【００２２】
そして、動力伝達部３０は、モータ２０の出力軸２２がそれぞれ異なる方向に回転しているときに、出力軸２２の回転力を伝達する二つの動力分割機構として、ワンウェイクラッチ３２、３４を備えている。
【００２３】
図３Ａに示すように、この２つのワンウェイクラッチ３２、３４は、円筒形状であり、ワンウェイクラッチ３２の径は、ワンウェイクラッチ３４よりも大きくなっている。そして、モータ２０の出力軸２２には、この２つのワンウェイクラッチ３２、３４が装着されるアダプタ２４が固定されている。
【００２４】
アダプタ２４は、径の小さいワンウェイクラッチ３４が固定される固定部２４Ｂと、この固定部２４Ｂの周りにワンウェイクラッチ３４を囲むように設けられ、ワンウェイクラッチ３２が固定される固定部２４Ａと、を備える。
【００２５】
そして、ワンウェイクラッチ３２は、モータ２０が図３Ａに示すＣＣＷ方向に回転しているときに、ワンウェイクラッチ３２に外嵌されたカム４０に回転力を伝達して、カム４０を回転させる。なお、図３Ａに示すＣＣＷ方向は、反時計回りの回転方向を表し、図３Ａに示すＣＷ方向は、時計回りの回転方向を表す。
【００２６】
図３Ｂに示すように、カム４０は、ワンウェイクラッチ３２に外嵌可能な円筒形状であり、把持部１０が配置される先端側の開口端縁が、カムフォロア４２に当接されることにより、自身の回転運動を、カムフォロア４２の中心軸方向への直線運動に変換させる。なお、カムフォロア４２は、カム４０と同じ円筒形状であり、カム４０と同心円上に、中心軸方向に変位可能に配置されている。
【００２７】
そして、ベース部１４の支持軸１７に設けられたホルダ１８には、カムフォロア４２の直線運動が、図２に示すホルダガイド４４を介して伝達される。また、ベース部１４の支持軸１７周りには、ホルダ１８を、ホルダガイド４４、延いてはカムフォロア４２に向けて付勢するスプリング４６が設けられている。
【００２８】
従って、ホルダ１８は、モータ２０がＣＣＷ方向に回転しているときに、ベース部１４の支持軸１７周りを回転軸方向に摺動し、各指部１２を開閉させて、把持部１０を把持動作させることになる。
【００２９】
なお、ホルダガイド４４は、ホルダ１８を中心軸周りに回転自在とするため、ベアリング４８を介して、ホルダ１８に連結されている。
そして、モータ２０の回転が停止するか、或いは、モータ２０がＣＷ方向に回転しているときには、ワンウェイクラッチ３２はカム４０に回転力を伝達しないことから、カム４０、カムフォロア４２、及び、ホルダガイド４４は停止状態となる。
【００３０】
従って、本実施形態では、カム４０、カムフォロア４２、ホルダガイド４４、及び、付勢部材としてのスプリング４６が、本開示の第１動力伝達機構として機能する。
次に、ワンウェイクラッチ３４は、モータ２０がＣＷ方向に回転しているときに、ワンウェイクラッチ３４に外嵌されたセンターシャフト５０に回転力を伝達して、センターシャフト５０を回転させる。
【００３１】
センターシャフト５０は、棒状のシャフト５２を介して、ベース部１４の支持軸１７に連結されており、ベース部１４は、センターシャフト５０の回転により回転する。
従って、ベース部１４、延いては把持部１０は、モータ２０がＣＷ方向に回転しているときに、同方向に回転し、把持部１０に把持された対象物を回転させることができるようになる。
【００３２】
また、モータ２０の回転が停止するか、或いは、モータがＣＣＷ方向に回転しているときには、ワンウェイクラッチ３４はセンターシャフト５０に回転力を伝達しないことから、ベース部１４及び把持部１０は回転停止状態となる。
【００３３】
そして、本実施形態では、センターシャフト５０及びシャフト５２が、本開示の第２動力伝達機構として機能する。
なお、動力分割機構としてのワンウェイクラッチ３２、３４やカム４０及びカムフォロア４２は、モータ２０の出力軸２２側に固定された円筒状のケース６０内に収納されている。
【００３４】
また、カムフォロア４２及びセンターシャフト５０からベース部１４への動力伝達系は、ケース６０及びベース部１４にこれら各部を連結するように固定された円筒状のケース６２内に収納されている。
【００３５】
次に、カムフォロア４２は、カム４０と同じ円筒形状であり、カム４０側の開口端縁が、カム４０の開口端縁に当接される。
そして、カム４０とカムフォロア４２との開口端縁は、カム４０の回転角度θが図５Ａ、図５Ｃに示す０°及び１８０°となる基準回転位置で、カムフォロア４２がカム４０全域で接触するように構成されている。
【００３６】
また、カム４０のカムフォロア４２との当接部４０Ａは、図５Ｂ、図５Ｃに示すように、カム４０が基準回転位置からＣＣＷ方向に回転するに従い、カムフォロア４２との接触領域が狭くなって、カムフォロア４２がＺ軸方向に徐々に離れるように、構成されている。
【００３７】
つまり、本実施形態では、カム４０のカムフォロア４２との当接部４０Ａは、カム４０の回転中心軸であるＺ軸を中心として、周方向に展開した際、図５Ｃに示すように、鋸歯状波形状となるように構成されている。
【００３８】
このため、図６に示すように、カムフォロア４２は、カム４０が基準回転位置にあるときにカム４０に最接近し、基準回転位置からＣＣＷ方向に回転するに従い、その回転角度に応じてカム４０からＺ軸方向に徐々に離れ、次の基準回転位置で離隔量ΔＨが最大となる。
【００３９】
そして、把持部１０の各指部１２は、カムフォロア４２が基準回転位置でカム４０に最接近したときに、最も閉じた状態となり、カム４０が基準回転位置からＣＣＷ方向に回転するに従い開方向に変位し、離隔量ΔＨが最大となる回転位置にて最も開いた状態となる。
【００４０】
従って、把持部１０に対象物を把持させる際には、カム４０を所定の回転位置まで回転させて各指部１２を所望開度まで開いた状態で、各指部１２の間に対象物を配置させ、その後、カム４０を基準回転位置まで回転させるようにすればよい。また、把持部１０による対象物の把持を解除するには、カム４０を更にＣＣＷ方向に回転させて、各指部１２を開状態にすればよい。
【００４１】
次に、把持部１０を把持動作させたり、把持部１０を回転動作させたりするのに用いられるモータ２０の駆動系は、図７に示すように、モータ駆動用の直流電源であるバッテリ７０と、駆動回路７２と、ホールセンサ７４と、制御回路８０とにより構成される。
【００４２】
ホールセンサ７４は、出力軸２２の回転に応じた検出信号を出力する周知の回転センサであり、駆動回路７２には、ホールセンサ７４からの検出信号に基づき出力軸２２の回転速度や回転量を検出する回転検出回路が設けられている。
【００４３】
また、制御回路８０は、ロボットハンド２の動作を制御する電子制御回路であり、例えば、パソコン等のコンピュータシステムにて構成されている。そして、制御回路８０は、ロボットハンド２を駆動する際には、モータ２０の回転方向、回転速度、回転量等を設定して、駆動回路７２に指令する。
【００４４】
駆動回路７２は、制御回路８０からの指令に従い、バッテリ７０からモータ２０への通電経路を切り替え、モータ２０をＣＷ方向若しくはＣＣＷ方向に回転させるためのものであり、例えば、４つのスイッチング素子にて構成されるＨブリッジ回路を備える。
【００４５】
また、駆動回路７２には、モータ２０への通電電流を検出する電流検出回路７３も設けられている。電流検出回路７３は、例えば、モータ２０への通電経路に直列に設けられた抵抗器にて構成されており、抵抗器の両端電圧を、モータ駆動時に加わる負荷を表す電流値として検出する。
【００４６】
そして、駆動回路７２から制御回路８０には、回転検出回路にて検出された出力軸２２の回転速度や回転量、電流検出回路７３にて検出された電流値が出力され、制御回路８０は、これら各駆動パラメータに基づき、モータ２０の駆動を制御する。
【００４７】
また、制御回路８０は、電流検出回路７３にて検出された電流値の変化から、モータ２０をＣＣＷ方向に駆動して把持部１０を把持動作させる際のカム４０の基準回転位置、換言すれば把持部１０の基準把持位置を検出する。
【００４８】
つまり、モータ２０をＣＣＷ方向に駆動してカム４０を回転させると、カム４０が基準回転位置に達したときに、カムフォロア４２がカム４０側に瞬時に変位し、把持部１０が最も閉じた基準把持位置となる。そして、カム４０が基準回転位置に達して、カムフォロア４２がカム４０側に変位したときには、図８に示すように、スプリング４６からモータ２０に加わる負荷値も大きく低下する。
【００４９】
そこで、制御回路８０は、こうした負荷変化を駆動回路７２から入力される電流値の変化に基づき検出することで、カム４０の基準回転位置を検知し、その後の出力軸２２の回転量から、カム４０の回転位置、延いては、把持部１０の各指部１２の開度を把握する。
【００５０】
つまり、制御回路８０は、本開示の把持位置検出部としての機能を有し、把持部１０を把持動作させる際には、モータ２０をＣＣＷ方向に駆動して、カム４０を基準回転位置まで回転させ、この回転位置を初期位置として、把持部１０の開度を制御する。
【００５１】
以上説明したように、本実施形態のロボットハンド２は、モータ２０をＣＣＷ方向に回転させることで、把持部１０を把持動作させ、モータ２０をＣＷ方向に回転させることで、把持部１０を回転させることができる。
【００５２】
このため、本実施形態のロボットハンド２によれば、把持部１０による対象物の把持動作と、把持部１０の回転動作とを各々独立して制御することができ、従来装置のように把持部１０の回転量が制限されることがない。
【００５３】
従って、図９に示すように、ロボットハンド２を用いて、リンゴ等の果実を収穫する際には、把持部１０にて収穫対象物９０を把持した状態で、把持部１０を無制限に回転させることが可能となり、収穫作業を効率よく実施することができる。
【００５４】
なお、ロボットハンド２を利用して、果実の収穫作業を実施する際には、制御回路８０は、図１０に示す手順で、ロボットハンド２及びマニピュレータを制御するように構成すればよい。
【００５５】
つまり、この場合、制御回路８０は、まずＳ１１０にて、モータ２０を初期位置から所定量回転させて、把持部１０を開く。そして、続くＳ１２０では、作業者からの入力指令に従い、ロボットハンド２の腕部となるマニピュレータを駆動し、把持部１０で収穫対象物９０を把持できるように、ロボットハンド２を収穫対象物９０の下方に移動させる。
【００５６】
次に、Ｓ１３０では、モータ２０をＣＣＷ方向に駆動することで、把持部１０を閉じて、把持部１０に収穫対象物９０を把持させる。そして、続くＳ１４０では、モータ２０をＣＷ方向に駆動することで、把持部１０を介して収穫対象物９０を回転させて、収穫対象物９０である果実を茎から分離する。なお、Ｓ１４０での果実の収穫時には、果実を茎から分離できるまで把持部１０を回転させる。
【００５７】
Ｓ１４０にて、収穫対象物９０を収穫すると、Ｓ１５０に移行して、マニピュレータを駆動し、把持部１０を収穫対象物９０の回収位置まで移動させる。そして、続くＳ１６０では、モータ２０をＣＣＷ方向に駆動することで、把持部１０を開き、把持部１０から収穫対象物９０を回収する。
【００５８】
また、このように収穫対象物９０の回収が終了すると、Ｓ１７０に移行し、モータ２０をＣＣＷ方向に駆動して、カム４０を初期位置である基準回転位置まで回転させる。
そして、Ｓ１７０にて、カム４０を初期位置に戻すと、続くＳ１８０にて、収穫作業の終了指令が入力されたか否かを判断し、収穫作業の終了指令が入力されていなければ、Ｓ１１０に移行して、上記一連の制御を再度実行する。また、収穫作業の終了指令が入力されていれば、図１０に示した制御処理を終了する。
【００５９】
なお、このＳ１７０の処理は、電流検出回路７３にて検出された電流値を監視し、電流値が予め設定された閾値以上の変化速度で低下したときに、カム４０が基準回転位置に到達したことを検知する。従って、Ｓ１７０の処理は、本開示の把持位置検出部として機能する。
【００６０】
そして、Ｓ１７０の処理により、カム４０は、収穫対象物９０を収穫する度に、初期位置に戻されることになる。このため、モータ２０をＣＷ方向に駆動して、収穫対象物９０を収穫する際に、ワンウェイクラッチ３２が動いてカム４０の回転位置がずれたとしても、次回の収穫作業では把持部１０の把持動作を適正に実施できるようになる。
【００６１】
ここで、本実施形態では、カム４０のカムフォロア４２との当接部４０Ａは、カム４０の回転中心軸であるＺ軸を中心として、周方向に展開した際、鋸歯状波形状となるように構成されているものとして説明した。
【００６２】
これは、カム４０が０°又は１８０°の基準回転位置にあることを検出できるようにするためであるが、このためには、カム４０の当接部４０Ａの波形形状を、図５Ｃに実線で示すようにきれいな鋸歯状波形状にする必要はなく、非正弦波形状にしてもよい。
【００６３】
例えば、カム４０のカムフォロア４２との当接部４０Ａは、図５Ｃに一点鎖線で示すように、カム４０の回転に応じてＺ軸方向の高さが非線形に変化するように構成されていてもよい。また、図５Ｃに二点鎖線で示すように、基準回転位置から次の基準回転位置までの間でＺ軸方向の高さが低くなるように構成されていてもよい。
【００６４】
つまり、カム４０のカムフォロア４２との当接部４０Ａは、カム４０の回転に応じてＺ軸方向の高さが変化し、カム４０が基準回転位置に到達した際に、高さが急変してカムフォロア４２が最接近するように構成されていればよい。
【００６５】
また、カムフォロア４２のカム４０との対向面は、カム４０の当接部４０Ａの形状に対応させる必要はなく、カムフォロア４２の対向面から突出された一部がカム４０の当接部４０Ａに当接されるように、突起を設けるようにしてもよい。
【００６６】
このようにしても、その突起がカム４０の当接部４０Ａに当接されることにより、カム４０の回転に応じて、カムフォロア４２の高さが変化することになるため、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
［第２実施形態］
次に、本開示の第２実施形態について説明する。
【００６７】
本実施形態のロボットハンド２は、第１実施形態と略同様に構成されており、第１実施形態と異なる点は、カム４０のカムフォロア４２との当接部４０Ａの形状である。そこで、以下の説明では、この相違点について説明する。
【００６８】
図１１に示すように、本実施形態では、カム４０のカムフォロア４２との当接部４０Ａが、カム４０の回転中心軸であるＺ軸を中心として周方向に展開した際、正弦波形状になるように構成されている。また、カムフォロア４２のカム４０との対向面も、カムフォロア４２の当接部４０Ａの形状に対応して、正弦波形状になっている。
【００６９】
このため、図１２に示すように、カムフォロア４２は、カム４０の回転位置が０°若しくは１８０°であるときに、カム４０との対向面全域が当接部４０Ａに当接されてカム４０に最接近し、カム４０がＣＣＷ方向に回転するにつれて、カム４０から徐々に離れるようになる。
【００７０】
また、カムフォロア４２は、カム４０の回転位置が９０°若しくは２７０°であるときに、カム４０から最も離れ、その後、カム４０がＣＣＷ方向に回転するにつれて、カム４０に徐々に接近するようになる。
【００７１】
従って、本実施形態のロボットハンド２においても、モータ２０をＣＣＷ方向に駆動することにより、第１実施形態と同様、カム４０に対しカムフォロア４２をＺ軸方向に移動させて、把持部１０を開閉させることができる。
【００７２】
なお、本実施形態のように、カム４０の当接部４０Ａを正弦波形状にした場合、カムフォロア４２はカム４０の回転に応じて連続的に変位し、負荷電流の変化等から基準回転位置にあることを検出できない。
【００７３】
そこで、図１３に示すように、カム４０の当接部４０Ａを正弦波形状にした場合には、カム４０がＣＣＷ方向に回転して、その回転位置が９０°又は２７０°に達した後に段差ができるように、当接部４０Ａに切り欠き４１を設けるようにしてもよい。なお、この場合、カムフォロア４２には、カム４０の切り欠き４１に対応した凸部を設けるようにする。
【００７４】
このようにすれば、カムフォロア４２がカム４０から最も離れた後で、カム４０に急接近し、負荷変動が生じることになる。
そして、この負荷変動は、電流検出回路７３にて検出される電流値等の駆動パラメータの変化から検出できることから、図１４に示すように、負荷変動が生じた回転位置を、カム４０の基準回転位置、つまり、０°、１８０°として検出するようにすればよい。
【００７５】
つまり、このようにカム４０及びカムフォロア４２を図１３に示すように構成することで、上記実施形態と同様、モータ２０をＣＣＷ方向に回転させて、カム４０の基準回転位置を検出することができるようになる。
【００７６】
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は上記実施形態に限定されることはなく、種々変形して実施することができる。
例えば、上記実施形態では、カム４０はカムフォロア４２をＺ軸方向に変位させることで、ホルダ１８をベース部１４の支持軸１７周りでＺ軸方向に摺動させて、把持部１０の各指部１２を開閉させるものとして説明した。
【００７７】
これに対し、カム４０は、Ｚ軸周りの外周に凹凸を設け、この外周を把持部１０の各指部１２に直接当接させることで、カム４０の回転により各指部１２を直接開閉するように構成してもよい。
【００７８】
また、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、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上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】
【００７９】
２…ロボットハンド、１０…把持部、２０…モータ、２２…出力軸、３２，３４…ワンウェイクラッチ、４０…カム、４０Ａ…当接部、４１…切り欠き、４２…カムフォロア、４６…スプリング、５０…センターシャフト、５２…シャフト、７３…電流検出回路、８０…制御回路。
【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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