(57)【要約】【課題】大型化することなく、部品の組み立て作業の際に、部品を安定して押さえ付けることができるロボットハンドを提供すること。【解決手段】支持部材２５に取り付けられたカバー部材２６は、指先部１３を指機構１２の基端側へ揺動させた際に、指先部１３よりも指機構１２の先端側に位置することで部品に接触可能な押さえ部である。カバー部材２６は、指先部１３の表皮１３ｂよりも硬く形成されている。そして、部品の組み立て作業の際には、各指先部１３を指機構１２の基端側へ揺動させて、カバー部材２６によって部品を押さえ付けることで、部品を位置決めして、部品が予め定められた位置から動かないようにする。【選択図】図３
2015037826.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
把持対象物を把持可能な複数の指機構を有するロボットハンドであって、
各指機構は、それぞれ、モータを有する基部と、前記基部に対して揺動自在に前記モータの回転軸に支持された指先部とを備え、
前記指先部は、前記把持対象物との接触面を形成する柔軟な表皮を備えており、
前記基部は、前記回転軸を回転可能に支持する支持部材を有し、
前記支持部材には、前記指先部を前記指機構の基端側へ揺動させた際に、前記指先部よりも前記指機構の先端側に位置することで前記把持対象物に接触可能となる押さえ部が設けられており、
前記押さえ部は、前記指先部の表皮よりも硬く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２】
前記押さえ部は、前記モータにおける前記指機構の先端側を覆うように設けられていることを特徴とする請求項１に記載のロボットハンド。
【請求項３】
前記押さえ部は、先端側が前記指先部の揺動方向に沿って湾曲する湾曲面を備えていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のロボットハンド。
【請求項４】
前記押さえ部は、先端側が前記指先部の揺動方向に沿って延びる複数の平面を備えていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のロボットハンド。
【請求項５】
前記指先部は、前記基部に対して１８０度以上揺動可能であることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載のロボットハンド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロボットハンドに関する。
【背景技術】
【０００２】
ロボットハンドの一例として、例えば特許文献１が挙げられる。このようなロボットハンドには、把持対象物を把持するために、複数の指機構が設けられている。各指機構の先端には指先部が設けられている。各指先部は、基部に対して揺動自在となるようにモータの回転軸に支持されており、モータの駆動により揺動して角度が調節される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−６６６８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、このようなロボットハンドを二つ用いて、人間の手のように部品の組み立て作業を行うことが考えられる。このような組み立て作業としては、例えば、一つのロボットハンドにより部品を把持した状態で、もう一つのロボットハンドによりねじ締めを行うといったねじ締め作業が挙げられる。このねじ締め作業を行う場合においては、指先部によって部品を押さえ付けることで、部品を位置決めして、部品が予め定められた位置から動かないようにする必要がある。しかし、通常、指先部は、様々な部品を安定的に把持するために部品の形状に倣って変形する柔軟な表皮を備えており、ねじ締め作業において部品に加わるねじ締め力によって、柔軟な表皮がねじれるように変形して部品が回転してしまうという問題があった。すなわち、ロボットハンドで把持している部品が回転してしまうと、それ以上、ねじ締め作業を行うことが困難になり、ねじ締め作業の後に部品を別の装置に組み付けるような動作をしようとしても、部品が初期状態からずれているため、復帰動作が必要となり作業時間が長くなってしまうという問題がある。そこで、例えば、部品を押さえ付ける専用の指を別途設けることが考えられるが、そうなると、ロボットハンドが大型化してしまうという新たな問題が発生する。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、大型化することなく、部品の組み立て作業の際に、部品を安定して押さえ付けることができるロボットハンドを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するロボットハンドは、把持対象物を把持可能な複数の指機構を有するロボットハンドであって、各指機構は、それぞれ、モータを有する基部と、前記基部に対して揺動自在に前記モータの回転軸に支持された指先部とを備え、前記指先部は、前記把持対象物との接触面を形成する柔軟な表皮を備えており、前記基部は、前記回転軸を回転可能に支持する支持部材を有し、前記支持部材には、前記指先部を前記指機構の基端側へ揺動させた際に、前記指先部よりも前記指機構の先端側に位置することで前記把持対象物に接触可能となる押さえ部が設けられており、前記押さえ部は、前記指先部の表皮よりも硬く形成されている。
【０００７】
これによれば、把持対象物としての部品の組み立て作業の際には、指先部を指機構の基端側へ揺動させて、支持部材の押さえ部によって部品を押さえ付けることで、部品を位置決めして、部品が予め定められた位置から動かないようにする。押さえ部は、指先部の表皮よりも硬く形成されているため、指先部によって部品を押さえ付ける場合に比べると、部品を安定して押さえ付けることができる。その結果、部品を押さえ付ける専用の指を別途設ける必要が無いため、ロボットハンドが大型化することなく、部品の組み立て作業の際に、部品を安定して押さえ付けることができる。
【０００８】
上記ロボットハンドにおいて、前記押さえ部は、前記モータにおける前記指機構の先端側を覆うように設けられていることが好ましい。これによれば、例えば、モータにおける指機構の先端側からモータに異物が付着してしまうことを押さえ部によって防止することができる。また、モータの潤滑油がモータにおける指機構の先端側から飛び出して、把持対象物や部品に付着してしまうことを押さえ部によって防止することができる。
【０００９】
上記ロボットハンドにおいて、前記押さえ部は、先端側が前記指先部の揺動方向に沿って湾曲する湾曲面を備えていることが好ましい。これによれば、押さえ部によって、様々な部品の形状に対応した部品の押さえ付けを容易に行うことができる。
【００１０】
上記ロボットハンドにおいて、前記押さえ部は、先端側が前記指先部の揺動方向に沿って延びる複数の平面を備えていることが好ましい。これによれば、部品の形状に直線部分が存在する場合、部品の直線部分に対して、押さえ部の平面を押し付けることで、部品と押さえ部とを面接触させることができ、部品と押さえ部とが線接触（点接触）している場合に比べると、部品の組み立て作業の際の部品の押さえ付けをさらに安定させることができる。
【００１１】
上記ロボットハンドにおいて、前記指先部は、前記基部に対して１８０度以上揺動可能であることが好ましい。これによれば、部品の組み立て作業の際には、部品の形状に合わせて、指先部における指機構の基端側への揺動方向を決めることができる。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によれば、大型化することなく、部品の組み立て作業の際に、部品を安定して押さえ付けることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施形態におけるロボットハンドの概略図。
【図２】（ａ）及び（ｂ）は指機構の一部を示す斜視図。
【図３】指機構の一部を示す側面図。
【図４】指先部によって把持対象物が把持された状態を示す側面図。
【図５】カバー部材によって部品が押さえ付けられた状態を示す側面図。
【図６】別の実施形態における指機構の一部を示す側面図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、ロボットハンドを具体化した一実施形態を図１〜図５にしたがって説明する。
図１に示すように、ロボットハンド１０は、掌部１１と、掌部１１に揺動可能に支持されるとともに把持対象物としての部品Ｈ（図４参照）を把持する一対の指機構１２とを有している。掌部１１には駆動装置１１ａが接続されている。各指機構１２は、指機構１２の先端に設けられる指先部１３と、指先部１３を揺動自在に支持する関節部を備える基部１４とを有する。各基部１４は、掌部１１に揺動自在に支持されている。ロボットハンド１０は、駆動装置１１ａの駆動により任意の位置に位置合わせされる。また、ロボットハンド１０は、駆動装置１１ａの駆動により昇降動作が行われる。
【００１５】
掌部１１及び各基部１４は、各基部１４又は各指先部１３の角度を調節可能であるとともに各基部１４又は各指先部１３の動力源であるモータとしての超音波モータ２０を備えている。そして、掌部１１に配置された超音波モータ２０の駆動により、各基部１４が揺動して各基部１４の角度が調節されるとともに、各基部１４に配置された超音波モータ２０の駆動により、各指先部１３が揺動して各指先部１３の角度が調節される。
【００１６】
超音波モータ２０の回転軸２１は、ベアリング２２を介して支持部材２５に回転可能に支持されている。支持部材２５は、回転軸２１の周りを取り囲むとともにベアリング２２を保持する一対の保持片２５ａ，２５ｂと、一対の保持片２５ａ，２５ｂ同士を繋ぐ連繋部２５ｃとから構成されている。支持部材２５は基部１４に連結されている。
【００１７】
指先部１３には、回転軸２１に支持されて回転軸２１の回転に伴って揺動する支持部１３ａが設けられている。よって、指先部１３は、基部１４に対して揺動自在に回転軸２１に支持されている。さらに、指先部１３は、支持部１３ａよりも柔軟な表皮１３ｂで覆われている。表皮１３ｂは、部品Ｈとの接触面１３１ｂを形成する。さらに、表皮１３ｂは、シリコーンゲルやウレタン樹脂等の柔軟性を有する材料により形成されている。支持部１３ａは、例えばアルミニウム等の金属材料により形成されている。
【００１８】
一対の保持片２５ａ，２５ｂには、一対の保持片２５ａ，２５ｂの外面及び超音波モータ２０における指機構１２の先端側を覆うカバー部材２６が取り付けられている。カバー部材２６はＡＢＳ樹脂等の樹脂材料により形成されており、指先部１３の表皮１３ｂよりも硬くなっている。カバー部材２６は、先端側が指先部１３の揺動方向に沿って湾曲する湾曲面２６ａを備えている。
【００１９】
図３に示すように、カバー部材２６の湾曲面２６ａは、指先部１３の揺動動作を阻害することのない形状になっている。よって、カバー部材２６の湾曲面２６ａは、指先部１３における支持部１３ａ側の端部の揺動軌跡（図３において仮想線Ｌで示す）に干渉しないようになっている。
【００２０】
指先部１３は、図３において実線で示すように、指先部１３の背面よりも腹面が指機構１２の基端側に近づくように指機構１２の基端側へ揺動可能になっている。また、指先部１３は、図３において二点鎖線で示すように、腹面よりも背面が指機構１２の基端側に近づくように指機構１２の基端側へ揺動可能になっている。指先部１３は、基部１４に対して１８０度以上揺動可能になっている。
【００２１】
次に、本実施形態の作用について説明する。
図４に示すように、箱Ｈ１の中に収容された部品Ｈを各指先部１３によって把持したとき、各指先部１３の表皮１３ｂが変形する。各指先部１３は、カバー部材２６よりも柔らかいため、各指先部１３がカバー部材２６よりも硬い場合に比べると、各指先部１３によって部品Ｈを把持したときに、各指先部１３が部品Ｈの形状に倣って変形し易い。よって、各指先部１３における部品Ｈの把持が安定する。
【００２２】
ところで、このようなロボットハンド１０を二つ用いて、人間の手のように部品Ｈの組み立て作業を行うことが考えられる。このような組み立て作業としては、例えば、一つのロボットハンド１０により部品Ｈを位置決めした状態で、もう一つのロボットハンド１０によりねじ締めを行うといったねじ締め作業が挙げられる。このような組み立て作業を行う場合においては、ロボットハンド１０によって部品Ｈを押さえ付けることで、部品Ｈを位置決めして、部品Ｈが予め定められた位置から動かないようにする必要がある。
【００２３】
図５に示すように、ロボットハンド１０によって把持された部品Ｈに対して、ねじ締め作業等の組み立て作業を行う場合においては、まず、各指先部１３により把持した部品Ｈを予め定められた載置部Ｈ２に載置する。続いて、各指先部１３を指機構１２の基端側へ揺動させる。そして、カバー部材２６の湾曲面２６ａに部品Ｈを接触させて、カバー部材２６によって部品Ｈを押さえ付けることで、部品Ｈを位置決めして、部品Ｈが予め定められた位置から動かないようにする。よって、カバー部材２６は、指先部１３を指機構１２の基端側へ揺動させた際に、指先部１３よりも指機構１２の先端側に位置することで部品Ｈに接触可能となる押さえ部である。
【００２４】
カバー部材２６は、指先部１３の表皮１３ｂよりも硬く形成されているため、指先部１３によって部品Ｈを押さえ付ける場合に比べると、部品Ｈの押さえ付けが安定する。その結果、部品Ｈを押さえ付ける専用の指を別途設ける必要が無いため、ロボットハンド１０が大型化することが無い。
【００２５】
上記実施形態では以下の効果を得ることができる。
（１）支持部材２５の一対の保持片２５ａ，２５ｂに取り付けられたカバー部材２６は、指先部１３を指機構１２の基端側へ揺動させた際に、指先部１３よりも指機構１２の先端側に位置することで部品Ｈに接触可能な押さえ部である。カバー部材２６は、指先部１３の表皮１３ｂよりも硬く形成されている。そして、部品Ｈの組み立て作業の際には、各指先部１３を指機構１２の基端側へ揺動させて、カバー部材２６によって部品Ｈを押さえ付けることで、部品Ｈを位置決めして、部品Ｈが予め定められた位置から動かないようにする。カバー部材２６は、指先部１３の表皮１３ｂよりも硬く形成されているため、指先部１３によって部品Ｈを押さえ付ける場合に比べると、部品Ｈを安定して押さえ付けることができる。その結果、部品Ｈを押さえ付ける専用の指を別途設ける必要が無いため、ロボットハンド１０が大型化することなく、部品Ｈの組み立て作業の際に、部品Ｈを安定して押さえ付けることができる。
【００２６】
（２）カバー部材２６によって超音波モータ２０における指機構１２の先端側が覆われている。これによれば、例えば、超音波モータ２０における指機構１２の先端側から超音波モータ２０に異物が付着してしまうことをカバー部材２６によって防止することができる。また、超音波モータ２０の潤滑油が超音波モータ２０における指機構１２の先端側から飛び出して、部品Ｈに付着してしまうことをカバー部材２６によって防止することができる。
【００２７】
（３）カバー部材２６は、先端側が指先部１３の揺動方向に沿って湾曲する湾曲面２６ａを備えている。これによれば、カバー部材２６によって、様々な部品Ｈの形状に対応した部品Ｈの押さえ付けを容易に行うことができる。
【００２８】
（４）指先部１３は、基部１４に対して１８０度以上揺動可能である。これによれば、部品Ｈの組み立て作業の際には、部品Ｈの形状に合わせて、指先部１３における指機構１２の基端側への揺動方向を決めることができる。
【００２９】
（５）カバー部材２６の湾曲面２６ａが、指先部１３の揺動動作を阻害することのない形状になっている。これによれば、指先部１３の揺動動作をスムーズに行うことができる。
【００３０】
（６）指先部１３を駆動させるモータとして超音波モータ２０を用いた。これによれば、指先部１３を駆動させるモータとして、例えばサーボモータを用いる場合に比べると、指機構１２を小型化及び軽量化することができる。
【００３１】
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○  図６に示すように、カバー部材２６は、先端側が指先部１３の揺動方向に沿って延びる複数の平面２６１Ａ，２６２Ａ，２６３Ａを備えていてもよい。平面２６１Ａ，２６２Ａは、指機構１２の先端側に向かうにつれて互いに近づくように直線状に傾斜している。平面２６３Ａは、各平面２６１Ａ，２６２Ａの先端縁同士を繋ぐとともに直線状に延びている。これによれば、部品Ｈの形状に直線部分が存在する場合、部品Ｈの直線部分に対して、平面２６１Ａ，２６２Ａ，２６３Ａのいずれかを押し付けることで、部品Ｈとカバー部材２６とを面接触させることができ、部品Ｈとカバー部材２６とが線接触（点接触）している場合に比べると、部品Ｈの組み立て作業の際の部品Ｈの押さえ付けがさらに安定する。
【００３２】
○  実施形態において、カバー部材２６の先端側の形状は特に限定されるものではない。
○  実施形態において、カバー部材２６を削除するとともに、支持部材２５の先端部自体を押さえ部としてもよい。
【００３３】
○  実施形態において、指機構１２の数は、部品Ｈを把持可能であれば、特に限定されるものではない。
○  実施形態において、各基部１４及び各指先部１３を駆動させるモータとして、例えばサーボモータを用いてもよい。
【符号の説明】
【００３４】
１０…ロボットハンド、１２…指機構、１３…指先部、１３ｂ…表皮、１３１ｂ…接触面、１４…基部、２０…モータとしての超音波モータ、２１…回転軸、２５…支持部材、２６…押さえ部であるカバー部材、２６ａ…湾曲面、２６１Ａ，２６２Ａ，２６３Ａ…平面、Ｈ…把持対象物としての部品。
【図１】
2015037826.tif 000003
【図２】
2015037826.tif 000004
【図３】
2015037826.tif 000005
【図４】
2015037826.tif 000006
【図５】
2015037826.tif 000007
【図６】
2015037826.tif 000008