(57)【要約】【課題】省配線化することができるロボットを提供する。【解決手段】第１の指および第２の指を備え、前記第１の指および第２の指が複数の関節で構成される多指多関節ロボットハンドにおいて、前記第１の指または第２の指は、前記関節を回転させるための回転駆動手段を内蔵した第１の関節部と、所定の力以上の外力が加えられると当該外力に倣って回転する回転手段を備える第２の関節部と、を備える。【選択図】図２
2008207305.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の指および第２の指を備え、前記第１の指および第２の指が複数の関節で構成される多指多関節ロボットハンドにおいて、
前記第１の指または第２の指は、前記関節を回転させるための回転駆動手段を内蔵した第１の関節部と、
所定の力以上の外力が加えられると当該外力に倣って回転する回転手段を備える第２の関節部と、を備えたことを特徴とする多指多関節ロボットハンド。
【請求項２】
複数の関節からなる複数の指を備え、少なくとも１つの関節に当該関節を独立に動かすための回転駆動手段を内蔵した多指多関節ロボットハンドにおいて、
第１の指の基端に設けられた前記第１の指を側方に振るための第１歯車と、
第２の指の基端に設けられた前記第２の指を側方に振るための第２歯車と、
前記第１および第２歯車に噛み合う第３歯車と、を備え、
前記第３歯車が回転すると、前記第１の指および第２の指が同一方向に振られることを特徴とする多指多関節ロボットハンド。
【請求項３】
複数の関節からなる複数の指を備え、少なくとも１つの関節に当該関節を独立に動かすための回転駆動手段を内蔵した多指多関節ロボットハンドにおいて、
第１の指の基端に設けられた前記第１の指を側方に振るための第１歯車と、
第２の指の基端に設けられた前記第２の指を側方に振るための第２歯車と、を備え、
前記第１歯車と、第２歯車が噛み合い、前記第１歯車が回転すると、前記第１指および第２指が反対方向に振られることを特徴とする多指多関節ロボットハンド。
【請求項４】
複数の関節からなる複数の指を備え、少なくとも１つの関節に当該関節を独立に動かすための回転駆動手段を内蔵した多指多関節ロボットハンドにおいて、
隣接する基端側の関節の回転駆動手段の回転が回転伝達手段を介して伝達されて回転する関節を備えたことを特徴とする多指多関節ロボットハンド。
【請求項５】
前記回転伝達手段は、ベルトであることを特徴とする請求項４記載の多指多関節ロボットハンド。
【請求項６】
複数の関節からなる複数の指を備え、少なくとも１つの関節に当該関節を独立に動かすための回転駆動手段を内蔵した多指多関節ロボットハンドにおいて、
弾性体によって屈曲位を保つように付勢された関節を備えたことを特徴とする多指多関節ロボットハンド。
【請求項７】
前記弾性体は、コイルバネであることを特徴とする請求項６記載の多指多関節ロボットハンド。
【請求項８】
前記弾性体は、曲げ板ばねであることを特徴とする請求項６記載の多指多関節ロボットハンド。
【請求項９】
前記回転駆動手段は減速機とモータが一体化されたアクチュエータであることを特徴とする請求項１、２、３、４、６いずれかに記載の多指多関節ロボットハンド。
【請求項１０】
請求項１乃至９いずれかに記載の多指多関節ロボットハンドを備えた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、マニピュレータの配線を省配線化するロボットに関し、特にロボットハンドに関する。  
【背景技術】
【０００２】
従来のロボットは、多くの関節で駆動部と駆動軸ならびに駆動関節の間に動力伝達部が介在した多関節構造をしている（例えば、特許文献１参照）。また、関節の近くにモータを配置しているものもある（例えば、特許文献２参照）。
【０００３】
図９において、９１は第１駆動部、９２は第１関節、９３は第２駆動部、９４は第２関節、９５は第３関節である。第１駆動部９１は動力伝達部を介して第１関節９２を駆動させ、第２駆動部９３は動力伝達部を介して第２関節９４および第３関節９５を駆動させる。
【０００４】
図１０において、１０１は第１駆動部、１０２は第１駆動軸、１０３は第２駆動部、１０４は第２関節、１０５は第３駆動部、１０６は第３関節である。第１駆動部１０１は動力伝達部を介して第１駆動軸１０２を駆動させ、第２駆動部１０３は動力伝達部を介して第２関節１０４を駆動させ、第３駆動部１０５は動力伝達部を介して第３関節１０６を駆動させる。
【特許文献１】特開２００６−１１６６６７号公報（第４−１８頁、図１）
【特許文献２】特開平５−６９３７４号公報（第３−７頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来のロボットは、多くの関節で駆動部と駆動軸ならびに駆動関節の間に動力伝達部が介在した多関節構造をしており、機構が複雑になり、配線が多く煩雑になっているという問題があった。
【０００６】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、１つ以上の関節を受動的に回転させる事で省配線化することができる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】
【０００７】
上記問題を解決するため、本発明は、次のように構成した。
【０００８】
請求項１に記載の発明は、第１の指および第２の指を備え、前記第１の指および第２の指が複数の関節で構成される多指多関節ロボットハンドにおいて、前記第１の指または第２の指は、前記関節を回転させるための回転駆動手段を内蔵した第１の関節部と、所定の力以上の外力が加えられると当該外力に倣って回転する回転手段を備える第２の関節部と、を備えたことを特徴とするものである。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、複数の関節からなる複数の指を備え、少なくとも１つの関節に当該関節を独立に動かすための回転駆動手段を内蔵した多指多関節ロボットハンドにおいて、第１の指の基端に設けられた前記第１の指を側方に振るための第１歯車と、第２の指の基端に設けられた前記第２の指を側方に振るための第２歯車と、前記第１および第２歯車に噛み合う第３歯車と、を備え、前記第３歯車が回転すると、前記第１の指および第２の指が同一方向に振られることを特徴とするものである。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、複数の関節からなる複数の指を備え、少なくとも１つの関節に当該関節を独立に動かすための回転駆動手段を内蔵した多指多関節ロボットハンドにおいて、第１の指の基端に設けられた前記第１の指を側方に振るための第１歯車と、第２の指の基端に設けられた前記第２の指を側方に振るための第２歯車と、を備え、前記第１歯車と、第２歯車が噛み合い、前記第１歯車が回転すると、前記第１指および第２指が反対方向に振られることを特徴とするものである。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、複数の関節からなる複数の指を備え、少なくとも１つの関節に当該関節を独立に動かすための回転駆動手段を内蔵した多指多関節ロボットハンドにおいて、隣接する基端側の関節の回転駆動手段の回転が回転伝達手段を介して伝達されて回転する関節を備えたことを特徴とするものである。
【００１２】
請求項５に記載の発明は、前記回転伝達手段は、ベルトであることを特徴とするものである。
【００１３】
請求項６に記載の発明は、複数の関節からなる複数の指を備え、少なくとも１つの関節に当該関節を独立に動かすための回転駆動手段を内蔵した多指多関節ロボットハンドにおいて、弾性体によって屈曲位を保つように付勢された関節を備えたことを特徴とするものである。
【００１４】
請求項７に記載の発明は、前記弾性体は、コイルバネであることを特徴とするものである。
【００１５】
請求項８に記載の発明は、前記弾性体は、曲げ板ばねであることを特徴とするものである。
【００１６】
請求項９に記載の発明は、前記回転駆動手段は減速機とモータが一体化されたアクチュエータであることを特徴とするものである。
【００１７】
請求項１０に記載の発明は、請求項１乃至９いずれかに記載の多指多関節ロボットハンドを備えたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１、９に記載の発明によると、多関節構造のマニピュレータの関節部モータを減らすことができ、省配線化することができる。
【００１９】
また、請求項２、３、９に記載の発明によると、歯車を設けた関節のモータを省くことができ、省配線化することができる。
【００２０】
また、請求項４、５、９に記載の発明によると、駆動ベルトを設けた関節のモータを省くことができ、省配線化することができる。
【００２１】
また、請求項６、７、８、９に記載の発明によると、従動軸を設けた関節のモータを省くことができ、省配線化することができる。
【００２２】
また、請求項１０に記載の発明によると、ロボットの省配線化をすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。
【実施例１】
【００２４】
図１は、本発明の先端にロボットハンドを有するロボットアームを備えたロボットの構成を示す全体構成図である。図１において、１はロボット本体、２はロボットアーム、３は制御部、４はロボット、５は１つ以上の関節が受動的に回転するロボットハンドとなっている。また、図２に前記ロボットハンド５の例として、指１本に３関節を有し、１つのロボットハンドに指３本を有する物の拡大図を示す。
【００２５】
本発明が従来技術と異なる部分は、１本の指に２つ以上の関節を持つロボットハンドにおいて１つ以上の関節が駆動モータと駆動関節が同じ位置にあり、他の１つ以上の関節が受動的に回転する軸を備えた部分である。
【００２６】
図２において、６−１、６−２、６−３は第１関節、７−１、７−２、７−３は第２関節、８−１、８−２、８−３は第３関節、９はアンプ部である。また、６−１、７−１、８−１は第１指、６−２、７−２、８−２は第２指、６−３、７−３、８−３は第３指である。
【００２７】
第１指から第３指は、アンプ部に設けられている。
【００２８】
第１関節と第２関節は減速機とモータが一体化されたアクチュエータ（回転駆動手段）により駆動する駆動軸、第３関節は他の駆動軸からの力や外部からの力により受動的に回転する受動回転軸（回転駆動手段）である。
【００２９】
ここで、受講的に回転する受動回転軸とは、所定の力以上の外力が加わらない限り、回転しない軸であり、自重のみで回転しないだけの保持力を持った軸である。
【００３０】
なお、受動回転軸は第３関節以外でも良く、駆動軸が１つ以上あり、受動回転軸が１つ以上あればどのような軸構成でも良い。
【００３１】
このように、多関節構造マニピュレータの１つ以上の関節を受動的に回転する関節とする事で、関節部モータを減らすことができ、省配線化することができる。
【実施例２】
【００３２】
図３および図４は第２実施例の構成を示す図であり、図３において１０は第１関節駆動軸である。図３では図２における第２指および第３指の第１関節が第１関節駆動軸１０によって連動するように駆動され、前記第１関節駆動軸１０が駆動することで、第２指と第３指が同じ方向に動く。図４では図２における第２指および第３指の第１関節の片側が駆動し、他方の第１関節は駆動する第１関節に連動するように駆動され、第２指と第３指は反対の方向（開閉する方向）へ動く。
【００３３】
なお、図４では第２指の第１関節が駆動軸、第３指の第１関節が連動軸という構成をとっているが、第３指の第１関節が駆動軸、第２指の第１関節が連動軸という構成でも良い。また、図３および図４では、第２指と第３指の第１関節が連動する構成をとっているが、歯車で連動する構成をとっていれば、連動する軸が隣合わせである必要はない。さらに、駆動軸が１つに対して歯車を介して連動する軸が２つ以上でも良い。
【００３４】
このように、１つ以上の関節が他の関節駆動部と歯車を介して連動して駆動するような構成をしているので、多関節構造のマニピュレータの関節部モータを減らすことができ、省配線化することができる。
【実施例３】
【００３５】
図５および図６は第３実施例の構成を示す図であり、図５において１１は連動ベルトA（回転伝達手段）であり、図６において１２は連動ベルトB（回転伝達手段）である。図５では図２における第２関節および第３関節が連動ベルトA１１によって連動するように駆動され、駆動軸と連動軸が同じ方向に回転する。図６では第２関節および第３関節が連動ベルトB１２によって連動するように駆動され、駆動軸と連動軸が反対方向に回転する。
【００３６】
なお、図５および図６では第２関節が駆動軸、第３関節が連動軸という構成をとっているが、第３関節が駆動軸、第２関節が連動軸という構成でも良く、駆動ベルトで連動する構成をとっていれば、連動する軸が隣合わせである必要はない。また、駆動軸１つに対して連動軸が２つ以上でも良い。
【００３７】
このように、１つ以上の関節が他の関節駆動部と連動ベルトを介して連動して駆動するような構成をしているので、多関節構造のマニピュレータの関節部モータを減らすことができ、省配線化することができる。
【実施例４】
【００３８】
図７および図８は第４実施例の構成を示す図であり、図７において１３は従動軸（コイルバネ）であり、図８において１４は従動軸（曲げ板バネ）である。図７では、コイルバネによって第３関節が常に屈曲位を保つように張力が発生している。図８では、曲げ板バネによって第３関節が常に屈曲位を保つように張力が発生している。
【００３９】
すなわち、第３関節は、外力が全く加わらない場合は、初期の屈曲位置を保持することとなる。
【００４０】
なお、図７および図８では第３関節が従動軸という構成をとっているが、第１関節または第２関節が連動軸という構成でも良く、駆動軸が１つ以上あれば従動軸が２つ以上でも良い。また、従動軸はコイルバネや曲げ板バネ以外でも一定方向に張力を発生する弾性体であれば良い。
【００４１】
このように、１つ以上の関節が一定方向に張力を発生する構成をしているので、多関節構造のマニピュレータの関節部モータを減らすことができ、省配線化することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
１つ以上の関節が受動的に回転するような構成をしているので、多関節構造のマニピュレータの関節部モータを減らすことができ、省配線化することができるので、サービスロボットなどの用途にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明を実施する先端にロボットハンドを有するマニピュレータを備えたロボットの構成を示す全体構成図
【図２】指１本に３関節を有するロボットハンドにて１つ以上の関節が回転的に駆動する機構例の概略図
【図３】指１本に３関節を有するロボットハンドにて１関節が歯車で連動される機構例１の概略図
【図４】指１本に３関節を有するロボットハンドにて１関節が歯車で連動される機構例２の概略図
【図５】指１本に３関節を有するロボットハンドにて１関節が駆動ベルトで連動される機構例１の概略図
【図６】指１本に３関節を有するロボットハンドにて１関節が駆動ベルトで連動される機構例２の概略図
【図７】指１本に３関節を有するロボットハンドにて１関節が従動軸で駆動される機構例１の概略図
【図８】指１本に３関節を有するロボットハンドにて１関節が従動軸で駆動される機構例２の概略図
【図９】従来のロボットハンドの説明図
【図１０】従来のロボットハンドの説明図
【符号の説明】
【００４４】
１  ロボット本体
２  ロボットアーム
３  処理部
４  ロボット
５  ロボットハンド
６  第１関節
７  第２関節
８  第３関節
９  アンプ部
１０  第１関節駆動軸
１１  連動ベルトA（回転伝達手段）
１２  連動ベルトB（回転伝達手段）
１３  従動軸（コイルバネ）
１４  従動軸（曲げ板バネ）
９１  第１関節駆動部
９２  第１関節
９３  第２関節駆動部
９４  第２関節
９５  第３関節
１０１  第１駆動部
１０２  第１駆動軸
１０３  第２駆動部
１０４  第２関節
１０５  第３駆動部
１０６  第３関節
【図１】
2008207305.tif 000003
【図２】
2008207305.tif 000004
【図３】
2008207305.tif 000005
【図４】
2008207305.tif 000006
【図５】
2008207305.tif 000007
【図６】
2008207305.tif 000008
【図７】
2008207305.tif 000009
【図８】
2008207305.tif 000010
【図９】
2008207305.tif 000011
【図１０】
2008207305.tif 000012