(57)【要約】【課題】様々な形状、材質の対象物を容易に取り扱うことができるロボットハンドを提供する。【解決手段】保持する対象の物体を吸着するための第１吸着部を有する本体部と、本体部に設けられており、物体を把持するための複数の指部と、第１吸着部に物体を吸着させる場合に、複数の指部を移動させ、第１吸着部が本体部から突出するように第１吸着部を移動させる制御部とを備える、ロボットハンド及びロボットハンドシステムを提供する。ロボットハンドは、第１吸着部及び複数の指部を移動させる駆動部を更に備え、制御部は、第１吸着部を移動させるように駆動部を制御してもよい。【選択図】図２
2022001401.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
保持する対象の物体を吸着するための第１吸着部を有する本体部と、
前記本体部に設けられており、前記物体を把持するための複数の指部と、
前記第１吸着部に前記物体を吸着させる場合に、複数の前記指部を移動させ、前記第１吸着部が前記本体部から突出するように前記第１吸着部を移動させる制御部と
を備える、ロボットハンド。
【請求項２】
前記第１吸着部及び複数の前記指部を移動させる駆動部を更に備え、
前記制御部は、前記第１吸着部に前記物体を吸着させる場合に、前記第１吸着部が前記本体部から突出する方向において、複数の前記指部の先端と前記物体との間の距離が前記第１吸着部の前記物体側の端部と前記物体との間の距離よりも大きくなるまで複数の前記指部を移動させ、前記第１吸着部が前記本体部から前記物体に向けて突出するように前記第１吸着部を移動させるように前記駆動部を制御する、
請求項１に記載のロボットハンド。
【請求項３】
複数の前記指部は、前記第１吸着部の周囲に配置されている、請求項１または２に記載のロボットハンド。
【請求項４】
前記制御部は、複数の前記指部を移動した後に、前記第１吸着部に吸着動作をさせる、
請求項１から３のいずれか一項に記載のロボットハンド。
【請求項５】
前記制御部は、前記第１吸着部を前記物体に向けて移動した後に、前記第１吸着部に吸着動作をさせる、
請求項１から４のいずれか一項に記載のロボットハンド。
【請求項６】
複数の前記指部のうち少なくとも一部は、前記物体と接する指先プレートを有しており、
前記制御部は、
前記物体を把持させる場合、複数の前記指部の間の距離を変化させ、
前記物体を前記第１吸着部に吸着させる場合、前記第１吸着部が複数の前記指先プレート及び複数の前記指部の先端よりも前記物体に突出させた状態で前記第１吸着部に前記物体を吸着させる、
請求項１から５のいずれか一項に記載のロボットハンド。
【請求項７】
複数の前記指部の少なくとも一部は、前記物体を吸着するための前記第１吸着部と異なる第２吸着部を更に有し、
前記第２吸着部は、前記第１吸着部が前記本体部から突出する方向に対して直交する方向を軸として前記指先プレートと共に回転可能に前記指部に設けられており、
前記制御部は、前記指先プレートが前記第２吸着部よりも前記物体に近い状態と、前記第２吸着部が前記指先プレートよりも前記物体に近い状態とを切り替える、
請求項６に記載のロボットハンド。
【請求項８】
前記第２吸着部は、前記第１吸着部よりも小さい形状である、請求項７に記載のロボットハンド。
【請求項９】
前記制御部は、前記物体を前記第２吸着部に吸着させる場合、前記第２吸着部が前記指先プレートよりも前記物体に近い状態において、前記第２吸着部に前記物体を吸着させる、請求項７または８に記載のロボットハンド。
【請求項１０】
少なくとも１つの前記指先プレートは、前記物体に接触すると、前記物体の形状に対応して前記物体に接する面が傾斜可能となるように前記指部に取り付けられている、
請求項６から９のいずれか一項に記載のロボットハンド。
【請求項１１】
少なくとも２つの前記指部は、前記指先プレートをそれぞれ有しており、
少なくとも２つの前記指先プレートは、
前記物体を把持する場合に前記物体を挟むように配置され、
前記物体に接触すると、前記物体の形状に対応して前記物体に接する接触面が傾斜するように、
前記指部に取り付けられている、
請求項１０に記載のロボットハンド。
【請求項１２】
少なくとも２つの前記指部は、前記物体を挟んで把持する場合に前記物体と対向する第１面において、前記物体の方向に突出する突起部を更に有し、
少なくとも２つの前記指部において、前記指先プレートは、前記第１面と平行な方向を回転軸として回転可能となるように前記突起部にそれぞれ取り付けられている、
請求項１１に記載のロボットハンド。
【請求項１３】
２つの前記指部が前記物体を挟んで把持する場合において、
２つの前記突起部は、対向するようにそれぞれの前記指部に設けられており、
２つの前記指先プレートは、前記回転軸が同一の方向を向くようにそれぞれの前記突起部に設けられている、
請求項１２に記載のロボットハンド。
【請求項１４】
少なくとも２つの前記指先プレートは、第１方向に並び形状が異なる２つの前記物体を把持する場合、２つの前記物体の形状と配置とに対応して２つの前記物体に接触するように前記接触面が互いに異なる方向に傾斜可能に少なくとも２つの前記指部にそれぞれ取り付けられている、請求項１１から１３のいずれか一項に記載のロボットハンド。
【請求項１５】
請求項１から１４のいずれか一項に記載のロボットハンドと、
複数の前記指部または前記第１吸着部と前記物体とを撮像する撮像装置と、
前記撮像装置が撮像した画像をユーザに表示する表示装置と、
前記ユーザから前記ロボットハンドを動作させるための指示を受け付ける入力装置と
を備え、
前記制御部は、前記第１吸着部を前記本体部から前記物体に向けて突出させる場合、前記撮像装置の視野に前記第１吸着部の端部が含まれるように、複数の前記指部を移動させる、
ロボットハンドシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロボットハンド及びロボットハンドシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の可動部を有し、人の手のような動きをするロボットハンドが知られている（例えば、特許文献１を参照）。このようなロボットハンドは、対象物の移動、組み立て、製造、配置、梱包といった様々な作業分野、手術等の医療分野等に広く用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−１４５０５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ロボットハンドが用いられる分野は多く、また、ロボットハンドに要求される作業は、より複雑化、精密化される傾向にある。例えば、ロボットハンドに要求される作業には、対象物を安定に保持し、所定の位置に移動して配置させる作業がある。このような作業において、形状、材質等が異なる複数種類の対象物を１つのロボットハンドで正確に保持して移動することが望まれている。
【０００５】
そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、様々な形状、材質の対象物を容易に取り扱うことができるロボットハンド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】
【０００６】
本発明の第１の態様においては、保持する対象の物体を吸着するための第１吸着部を有する本体部と、前記本体部に設けられており、前記物体を把持するための複数の指部と、前記第１吸着部に前記物体を吸着させる場合に、複数の前記指部を移動させ、前記第１吸着部が前記本体部から突出するように前記第１吸着部を移動させる制御部とを備える、ロボットハンドを提供する。
【０００７】
前記第１吸着部及び複数の前記指部を移動させる駆動部を更に備え、前記制御部は、前記第１吸着部に前記物体を吸着させる場合に、前記第１吸着部が前記本体部から突出する方向において、複数の前記指部の先端と前記物体との間の距離が前記第１吸着部の前記物体側の端部と前記物体との間の距離よりも大きくなるまで複数の前記指部を移動させ、前記第１吸着部が前記本体部から前記物体に向けて突出するように前記第１吸着部を移動させるように前記駆動部を制御してもよい。
【０００８】
複数の前記指部は、前記第１吸着部の周囲に配置されていてもよい。前記制御部は、複数の前記指部を移動した後に、前記第１吸着部に吸着動作をさせてもよい。前記制御部は、前記第１吸着部を前記物体に向けて移動した後に、前記第１吸着部に吸着動作をさせてもよい。
【０００９】
複数の前記指部のうち少なくとも一部は、前記物体と接する指先プレートを有しており、前記制御部は、前記物体を把持させる場合、複数の前記指部の間の距離を変化させ、前記物体を前記第１吸着部に吸着させる場合、前記第１吸着部が複数の前記指先プレート及び複数の前記指部の先端よりも前記物体に突出させた状態で前記第１吸着部に前記物体を吸着させてもよい。
【００１０】
複数の前記指部の少なくとも一部は、前記物体を吸着するための前記第１吸着部と異なる第２吸着部を更に有し、前記第２吸着部は、前記第１吸着部が前記本体部から突出する方向に対して直交する方向を軸として前記指先プレートと共に回転可能に前記指部に設けられており、前記制御部は、前記指先プレートが前記第２吸着部よりも前記物体に近い状態と、前記第２吸着部が前記指先プレートよりも前記物体に近い状態とを切り替えてもよい。
【００１１】
前記第２吸着部は、前記第１吸着部よりも小さい形状であってもよい。前記制御部は、前記物体を前記第２吸着部に吸着させる場合、前記第２吸着部が前記指先プレートよりも前記物体に近い状態において、前記第２吸着部に前記物体を吸着させてもよい。
【００１２】
少なくとも１つの前記指先プレートは、前記物体に接触すると、前記物体の形状に対応して前記物体に接する面が傾斜可能となるように前記指部に取り付けられていてもよい。
【００１３】
少なくとも２つの前記指部は、前記指先プレートをそれぞれ有しており、少なくとも２つの前記指先プレートは、前記物体を把持する場合に前記物体を挟むように配置され、前記物体に接触すると、前記物体の形状に対応して前記物体に接する接触面が傾斜するように、前記指部に取り付けられていてもよい。
【００１４】
少なくとも２つの前記指部は、前記物体を挟んで把持する場合に前記物体と対向する第１面において、前記物体の方向に突出する突起部を更に有し、少なくとも２つの前記指部において、前記指先プレートは、前記第１面と平行な方向を回転軸として回転可能となるように前記突起部にそれぞれ取り付けられていてもよい。
【００１５】
２つの前記指部が前記物体を挟んで把持する場合において、２つの前記突起部は、対向するようにそれぞれの前記指部に設けられており、２つの前記指先プレートは、前記回転軸が同一の方向を向くようにそれぞれの前記突起部に設けられていてもよい。
【００１６】
少なくとも２つの前記指先プレートは、第１方向に並び形状が異なる２つの前記物体を把持する場合、２つの前記物体の形状と配置とに対応して２つの前記物体に接触するように前記接触面が互いに異なる方向に傾斜可能に少なくとも２つの前記指部にそれぞれ取り付けられていてもよい。
【００１７】
本発明の第２の態様においては、第１の態様のロボットハンドと、複数の前記指部または前記第１吸着部と前記物体とを撮像する撮像装置と、前記撮像装置が撮像した画像をユーザに表示する表示装置と、前記ユーザから前記ロボットハンドを動作させるための指示を受け付ける入力装置とを備え、前記制御部は、前記第１吸着部を前記本体部から前記物体に向けて突出させる場合、前記撮像装置の視野に前記第１吸着部の端部が含まれるように、複数の前記指部を移動させる、ロボットハンドシステムを提供する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、ロボットハンドが様々な形状、素材の対象物を容易に取り扱うことができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本実施形態に係るロボットハンドシステム１０の構成例を示す。
【図２】本実施形態に係るロボットハンド１００が把持モードで動作している状態を示す。
【図３】本実施形態に係るロボットハンド１００が第１吸着モードで動作している状態を示す。
【図４】本実施形態に係るロボットハンド１００が第２吸着モードで動作している状態を示す。
【図５】本実施形態に係るロボットハンド１００が第２吸着モードで動作している状態における斜視図の一例を示す。
【図６】図５に示すロボットハンド１００の正面図の一例を示す。
【図７】図５に示すロボットハンド１００の左側面図の一例を示す。
【図８】図５に示すロボットハンド１００の右側面図の一例を示す。
【図９】図５に示すロボットハンド１００の平面図の一例を示す。
【図１０】図５に示すロボットハンド１００の底面図の一例を示す。
【図１１】図５に示すロボットハンド１００の背面図の一例を示す。
【図１２】本実施形態に係るロボットハンド１００の変形例を示す。
【図１３】本実施形態に係る２つの指先プレート１３２が２つの物体３０を把持している例を示す。
【図１４】本実施形態に係る指部１３０および指先プレート１３２の変形例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
＜ロボットハンドシステム１０の構成例＞
図１は、本実施形態に係るロボットハンドシステム１０の構成例をユーザ２０および操作対象の物体３０と共に示す。ロボットハンドシステム１０は、ユーザ２０の入力に対応する動作をロボットハンド１００に実行させる。本実施例において、ロボットハンド１００が物体３０を保持して移動するようにユーザ２０が操作する例を説明する。図１においては、ユーザ２０がロボットの近くに示されているが、ユーザ２０は、ロボットを視認できない場所において操作してもよい。ロボットハンドシステム１０は、撮像装置４０と、表示装置５０と、入力装置６０と、ロボットハンド１００と、腕部１１０とを備える。撮像装置４０、表示装置５０、入力装置６０、ロボットハンド１００、および腕部１１０は、専用の配線又はネットワーク等で接続されている。
【００２１】
撮像装置４０は、周辺を撮像するために設けられており、物体３０とロボットハンド１００の少なくとも一部とを撮像することが可能である。撮像装置４０は、ユーザ２０がロボットハンド１００を用いて物体３０を取り扱うことができるように、物体３０とロボットハンド１００との間の距離、当該距離の時間的な変化等を判別できる動画像を生成することが望ましい。撮像装置４０は、ロボットハンド１００と物体３０とが接触する部分を撮像できるように配置されていることが望ましい。
【００２２】
なお、撮像装置４０は、ロボットの顔の部分に設けられていることが望ましい。これにより、ロボットの顔の姿勢に応じて撮像装置４０の撮像範囲が変化することとなる。そして、ユーザ２０の顔の動きに連動してロボットの顔も動かすように制御することで、ユーザ２０にとっては、ロボットの撮像装置４０による撮像範囲をあたかも自身が見ているように感じることができる。また、撮像装置４０は、被写体の動きに追従して撮像範囲に被写体を継続して含めるように被写体を追尾する機能を有してもよい。この場合、撮像装置４０が取り付けられているロボットが被写体の動きに対応して撮像装置４０の配置を動かしてもよい。
【００２３】
表示装置５０は、撮像装置４０が撮像した画像をユーザに表示する。表示装置５０は、例えば、ユーザ２０の頭部に装着されるゴーグル型のヘッドマウントディスプレイである。これに代えて、表示装置５０は、机上等に設置されているディスプレイであってもよい。表示装置５０は、例えば、二次元または三次元の動画像を表示する。ユーザ２０は、表示装置５０に表示された画像を確認しつつ、ロボットハンド１００を操作する。
【００２４】
入力装置６０は、ユーザ２０からロボットハンド１００を動作させるための指示を受け付ける。入力装置６０は、例えば、ユーザ２０に装着可能に形成されている。入力装置６０は、例えば、ユーザ２０が入力装置６０を装着した手を動かしたことに応じて、ロボットハンド１００を動作させるための指示を受け付ける。
【００２５】
入力装置６０は、例えば、ユーザ２０の手の動きと同様の動作をロボットハンド１００に再現させるための指示を受け付ける。この場合、入力装置６０は、ユーザ２０が手を上方に挙げたことに応じて、ロボットハンド１００を上方に動かす指示を受け付ける。また、入力装置６０は、ユーザ２０が手を握ったことに応じて、ロボットハンド１００が同様の動作を実行する指示を受け付ける。
【００２６】
また、入力装置６０は、ユーザ２０からロボットハンド１００の動作モードの入力を受け付けてもよい。例えば、入力装置６０には、動作モードを入力するための入力デバイスが設けられている。また、ユーザは、入力デバイスを用いてロボットハンド１００に実行させる動作を入力してもよい。入力デバイスは、ユーザ２０が入力装置６０を装着したまま操作できるタッチパネル、入力ボタン、スイッチ等であることが望ましい。これにより、ユーザ２０はロボットハンド１００の動作モードを切り替えつつ、入力装置６０が装着されている手を動かしてロボットハンド１００を操作する。
【００２７】
ロボットハンド１００は、様々な形状、材質の物体３０を保持し、移動できることが望ましい。ロボットハンド１００は、図１に示すように、人の形状に形成されたロボットの手の部分に設けられている。図１は、ロボットの右手として１つのロボットハンド１００が設けられている例を示すが、ロボットには複数のロボットハンド１００が設けられていてもよい。ロボットハンド１００は、腕部１１０によってロボットと接続されている。
【００２８】
腕部１１０は、ロボットハンド１００を移動させる。腕部１１０は、例えば、ユーザ２０の肩から手首の間の少なくとも一部に対応する部材である。腕部１１０は、ユーザ２０の腕の動きに対応して動作できるように複数の関節部を有し、ロボットハンド１００を移動させる。なお、腕部１１０は、ロボットハンド１００を移動できればよく、人体の腕とは全く異なる形状であってもよい。腕部１１０は、既知の技術で構成されてよく、ここでは詳細な説明を省略する。
【００２９】
ロボットハンド１００は、動作モードとして、例えば、物体３０を把持する「把持モード」、及び物体３０を吸着する「吸着モード」を有し、適切な動作モードで物体３０を取り扱えるように構成されている。このようなロボットハンド１００について、次に説明する。
【００３０】
＜ロボットハンド１００の把持モードの構成例＞
図２は、本実施形態に係るロボットハンド１００が把持モードで動作している状態を示す。図２に示すロボットハンド１００は、ユーザ２０が把持モードを選択した場合のロボットハンド１００の例を示す。図２において、直交する３つの軸をＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸とする。図２Ａは、ユーザ２０が指を広げた動作の入力に対応するロボットハンド１００の例を示す。また、図２Ｂは、ユーザ２０が手を握って物をつかむ動作の入力に対応するロボットハンド１００の例を示す。ロボットハンド１００は、本体部１２０と、指部１３０と、駆動部１４０と、制御部１５０とを備える。
【００３１】
腕部１１０は、本体部１２０を移動させる。腕部１１０は、例えば、ユーザ２０の肩から手首の間の少なくとも一部に対応する部材である。腕部１１０は、ユーザ２０の腕の動きに対応して動作できるように複数の関節部を有し、本体部１２０を移動させる。なお、腕部１１０は、本体部１２０を移動できればよく、人体の腕とは全く異なる形状であってもよい。腕部１１０は、既知の技術で構成されてよく、ここでは詳細な説明を省略する。
【００３２】
本体部１２０は、ユーザ２０の手首から先の手のひら、手の甲等を含む部位に対応する部材である。本体部１２０はロボットの腕部１１０に接続されており、腕部１１０が本体部１２０を移動させる。本体部１２０は、保持する対象の物体３０を吸着するための第１吸着部２１０を有する。第１吸着部２１０については後述する。
【００３３】
指部１３０は、物体３０を把持するために本体部１２０に複数設けられている。複数の指部１３０は、第１吸着部２１０の周囲に配置されていることが望ましい。図２は、第１吸着部２１０の吸着面がＸＹ面と略平行な面であり、ＸＹ面と略平行な面において、２つの指部１３０が第１吸着部２１０の周囲に設けられている例を示す。なお、図２の例のように、複数の指部１３０が本体部１２０に設けられている場合、少なくとも２つの指部１３０は、対向するように設けられていることが望ましい。指部１３０は、ユーザ２０の指の動きに対応して動作できるように複数の関節部を有する。
【００３４】
複数の指部１３０のうち少なくとも一部は、物体３０と接する指先プレート１３２を有する。指先プレート１３２は、ユーザ２０の指先に対応する部材である。図２は、２つの指部のそれぞれが略同一形状の指先プレート１３２を有し、２つの指先プレート１３２が物体３０に接触して把持する例を示す。なお、指先プレート１３２には、物体３０を把持するために、Ｖ溝、凹凸形状等によるすべり止め等が形成されていてもよい。複数の指先プレート１３２は、それぞれ異なる形状に形成されていてもよい。また、指部１３０の一部は、このような指先プレート１３２を有さなくてもよい。この場合、指部１３０の先端は、物体３０を把持するために、指の形状、Ｖ溝を有する形状、プレート形状等に加工されていてもよい。
【００３５】
駆動部１４０は、第１吸着部２１０及び複数の指部１３０を移動させる。駆動部１４０は、制御部１５０からの制御信号に対応して、複数の指部１３０を駆動する。駆動部１４０は、より少ない数のモータで複数の指部１３０を駆動できることが望ましい。駆動部１４０は、例えば、駆動可能な複数の指部１３０を曲げる動作、伸ばす動作等を連動させる。これにより、駆動部１４０は、より少ない個数のモータで（一例として１つのモータで）、複数の指部１３０を駆動することができる。このような駆動部１４０は、ロボットハンドとして既知の技術で構成されてよく、ここでは駆動部１４０を構成するモータ、ギア、駆動回路等の詳細な説明は省略する。
【００３６】
制御部１５０は、ユーザ２０の動作に対応して、腕部１１０と駆動部１４０とを制御する。制御部１５０は、撮像装置４０、表示装置５０、および入力装置６０と接続され、各部と情報を授受する。制御部１５０は、ロボットの全体を動作させる制御装置として構成されていてもよい。例えば、制御部１５０は、撮像装置４０が撮像した画像を表示装置５０に表示させる。また、制御部１５０は、入力装置６０から入力された指示に対応して、腕部１１０および／または駆動部１４０を動作させる。なお、制御部１５０による腕部１１０の制御動作については、既知の技術であり、ここでは詳細を省略する。
【００３７】
制御部１５０は、例えば、ＣＰＵ等で構成されている。制御部１５０は、サーバ等のコンピュータであってもよい。制御部１５０は、腕部１１０および本体部１２０から分離されていてもよく、これに代えて、制御部１５０の少なくとも一部は、腕部１１０および／または本体部１２０の中に設けられていてもよい。また、制御部１５０の少なくとも一部は、ロボットの胴体部分に設けられていてもよい。
【００３８】
制御部１５０は、記憶部を有する。記憶部は、ロボットハンド１００が動作の過程で生成する、または動作の過程で利用する、中間データ、算出結果、閾値、およびパラメータ等を記憶してもよい。記憶部は、ロボットハンド１００内の各部の要求に応じて、記憶したデータを要求元に供給してもよい。
【００３９】
記憶部は、コンピュータが制御部１５０として動作する場合、制御部１５０として機能するＯＳ（Operating System）、およびプログラムの情報を格納してもよい。また、記憶部は、当該プログラムの実行時に参照されるデータベースを含む種々の情報を格納してもよい。例えば、コンピュータは、記憶部に記憶されたプログラムを実行することによって、制御部１５０として機能する。
【００４０】
記憶部は、例えば、コンピュータ等のＢＩＯＳ（Basic Input Output System）等を格納するＲＯＭ（Read Only Memory）、および作業領域となるＲＡＭ（Random Access Memory）を含む。また、記憶部は、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）および／またはＳＳＤ（Solid State Drive）等の大容量記憶装置を含んでもよい。また、コンピュータは、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）等を更に備えてもよい。
【００４１】
このような制御部１５０は、指部１３０に物体３０を把持させる場合、複数の指部１３０の間の距離を変化させる。制御部１５０は、例えば、ユーザ２０が指を広げた動作に対応して、複数の指部１３０の間の距離を大きくする。図２Ａは、制御部１５０が２つの指部１３０の間の距離を大きくした状態を示す。そして図２Ａは、制御部１５０が２つの指先プレート１３２をＹＺ面と略平行な状態にしたままＸ軸方向の距離をユーザ２０の指の間隔に対応する距離に広げている状態を示す。ここで、２つの指先プレート１３２のＹＺ座標は略一致していることが望ましい。少なくとも、２つの指先プレート１３２の本体部１２０から最も離れている端部のＺ軸の位置は、略一致していることが望ましい。
【００４２】
また、制御部１５０は、例えば、ユーザ２０の物をつかむ動作に対応して、複数の指部１３０の間の距離を小さくする。図２Ｂは、制御部１５０が２つの指部１３０の間の距離を小さくした状態を示す。図２Ｂは、図２Ａに示すロボットハンド１００の状態から、２つの指先プレート１３２のＸ方向の距離を小さくするように、制御部１５０が２つの指先プレート１３２を移動させた状態を示す。
【００４３】
なお、制御部１５０は、物体３０に対応して、複数の指部１３０の間の距離を予め定められた距離になるように移動させてもよい。例えば、把持モードにおいて、ユーザ２０が把持すべき物体３０の情報を入力装置６０に入力した場合、制御部１５０は、複数の指部１３０の間の距離が物体３０を把持するために予め設定された第１距離となるように複数の指部１３０を移動させる。この場合、制御部１５０は、ユーザ２０の物をつかむ動作に対応して、物体３０を把持することが可能となる予め設定された第２距離となるように複数の指部１３０を移動させてもよい。ここで、第１距離および第２距離の情報は、制御部１５０が有する記憶部に記憶されていることが望ましい。このようにすることにより、ユーザ２０は物体３０を把持するために指の間隔を微調整する必要がなく、操作性が向上する。また、物体３０を把持する際に指部１３０間の距離が必要以上に小さくなることによる物体３０の破損等のリスクを低減することができる。
【００４４】
以上のように、ロボットハンド１００は、複数の指先プレート１３２の間の距離を変更可能に構成されている。したがって、ユーザ２０は、指を広げた状態で物体３０の位置まで本体部１２０を移動させ、物をつかむ動作をすることにより、ロボットハンド１００に物体３０を把持させることができる。そして、ユーザ２０は、物をつかんだ状態のまま物体３０の移動先まで本体部１２０を移動させて指を広げることにより、ロボットハンド１００に物体３０を移動させた後に把持を解除することができる。
【００４５】
以上により、ロボットハンド１００は、複数の指部１３０の間に入る物体３０を安定に保持して移動することができる。また、ロボットハンド１００は、複数の指先プレート１３２の間隔を調整して物体３０を把持するので、スポンジ等の柔らかい物、不定形な物、袋またはパッケージに入った物等を物体３０として容易に保持することができる。
【００４６】
その一方で、ロボットハンド１００は、液体等が入っているボトル、缶等のように、比較的重い物は、安定に把持できない場合がある。また、一部のプラスチック容器等は、指先プレート１３２で把持すると大きく変形してしまい、安定に保持することができなくなってしまう場合がある。更に、複数の指先プレート１３２を最大に広げても把持できない程度の大きさを有する対象物は、把持モードで保持することができない。そこで、ロボットハンド１００は、本体部に第１吸着部２１０を有し、指部１３０に代えて、物体３０を吸着して保持する。このようなロボットハンド１００の動作について、次に説明する。
【００４７】
＜ロボットハンド１００の第１吸着モードの構成例＞
図３は、本実施形態に係るロボットハンド１００が第１吸着モードで動作している状態を示す。図３において、直交する３つの軸をＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸とする。第１吸着モードのロボットハンド１００は、例えば、図２等の第１吸着モードとは異なる動作モードのロボットハンド１００の状態からユーザ２０が第１吸着モードに切り替えた場合の例である。
【００４８】
この場合、例えば、入力装置６０がユーザ２０からの第１吸着モードに切り替える指示を受け付けたことに応じて、制御部１５０が第１吸着モードに対応する構成に切り替える。なお、ロボットハンド１００が備える部材は、図２に示すロボットハンド１００と同様なので、それぞれの部材の説明は省略する。
【００４９】
図３は、物体３０を第１吸着部２１０に吸着させる場合に、複数の指部１３０を移動させ、第１吸着部２１０が本体部１２０から突出するように第１吸着部２１０を移動させたロボットハンド１００の一例を示す。この場合、駆動部１４０は、複数の指部１３０を駆動し、また、第１吸着部２１０を突出させるように駆動する。そして、制御部１５０は、駆動部１４０を制御して、第１吸着部２１０を突出させる。
【００５０】
なお、駆動部１４０は、複数の指部１３０を駆動するモータ等を含む駆動系を用いて第１吸着部２１０を突出させるように構成されていることが望ましい。この場合、駆動部１４０は、複数の指部１３０と第１吸着部２１０とを連動させて、共通の駆動系で駆動する。これにより、駆動部１４０は、より少ない個数のモータで構成することができ、本体部１２０のサイズが大きくなることを抑制できる。
【００５１】
例えば、制御部１５０は、複数の指部１３０を移動させてから第１吸着部２１０を突出させる。これにより、突出する第１吸着部２１０が指部１３０に接触することを防止することができる。言い替えると、制御部１５０は、第１吸着部２１０が突出しても第１吸着部２１０が指部１３０に接触しない位置まで、複数の指部１３０を移動させる。
【００５２】
また、制御部１５０は、複数の指部１３０を移動した後に、第１吸着部２１０に吸着動作をさせてよい。ユーザ２０は、ロボットハンド１００を物体３０に近接するように移動させることで、物体３０を第１吸着部２１０に吸着できる。これにより、第１吸着部２１０に物体３０を吸着させる場合に、指部１３０と物体３０とが接触することを防止することができる。言い替えると、制御部１５０は、第１吸着部２１０が物体３０に接触して吸着する場合に、物体３０と指部１３０とが接触しない位置まで、複数の指部１３０を移動させる。制御部１５０は、例えば、第１吸着部２１０の突出する向きとは逆向きに複数の指部１３０を移動させる。
【００５３】
また、制御部１５０は、第１吸着部２１０に物体３０を吸着させる場合に、複数の指部１３０を第１吸着部２１０の突出する向きとは逆向きにより大きく移動させてもよい。例えば、制御部１５０は、第１吸着部２１０が本体部１２０から突出する方向（Ｚ軸方向）において、複数の指部１３０の先端と物体３０との間の距離が第１吸着部２１０の物体３０側の端部と物体３０との間の距離よりも大きくなるまで複数の指部１３０を移動させる。そして、制御部１５０は、第１吸着部２１０が本体部１２０から物体３０に向けて突出するように第１吸着部２１０を移動させるように駆動部１４０を制御する。
【００５４】
図３は、Ｚ軸方向において、複数の指部１３０の先端と物体３０との間の距離が本体部１２０の物体３０とは反対側の端部と物体３０との間の距離よりも大きくなるまで、制御部１５０が複数の指部１３０を移動させた例を示す。このように、制御部１５０は、物体３０を第１吸着部２１０に吸着させる場合、第１吸着部２１０が複数の指先プレート１３２よりも物体３０に突出させた状態で第１吸着部２１０に物体３０を吸着させる。なお、後述するように、指先プレート１３２が指部１３０の先端になっていないこともある。この場合、制御部１５０は、第１吸着部２１０が複数の指部１３０よりも物体３０に突出させた状態で第１吸着部２１０に物体３０を吸着させることが望ましい。制御部１５０は、例えば、指部１３０と本体部１２０と接続している関節を９０度以上１８０度未満の範囲で回転させることにより、指部１３０の先端が向く方向を変更する。
【００５５】
以上のように、制御部１５０が複数の指部１３０を第１吸着部２１０から離れた位置に移動させることにより、第１吸着部２１０が物体３０を吸着する部分の視認性を向上させることができる。例えば、把持モードの場合、撮像装置４０は、複数の指部１３０と物体３０とを撮像する。この場合、撮像装置４０と指部１３０の先端との間に障害物等が存在しても、障害物を移動するか、撮像装置４０の位置を移動することで、撮像装置４０の視野に指部１３０の先端と物体３０とを含めることができる。
【００５６】
一方、ユーザ２０が動作モードを切り替えて、第１吸着モードにした場合、撮像装置４０は、複数の指部１３０または第１吸着部２１０と物体３０とを撮像する。この場合、撮像装置４０と第１吸着部２１０の間に指部１３０が位置してしまうことがある。そこで、制御部１５０は、第１吸着部２１０を本体部１２０から物体３０に向けて突出させる場合、撮像装置４０の視野に第１吸着部２１０の端部が含まれるように、複数の指部１３０を移動させる。
【００５７】
これにより、ユーザ２０が第１吸着部２１０を用いて物体３０を吸着する際に、指部１３０が、ユーザ２０に対して第１吸着部２１０と物体３０とが接する位置を遮って視認性の悪い死角を形成してしまうことを低減できる。したがって、ユーザ２０は、物体３０と第１吸着部２１０とを確認しつつ、ロボットハンド１００の吸着動作を容易に操作することができる。
【００５８】
制御部１５０は、第１吸着部２１０を物体３０に向けて移動した後に、第１吸着部２１０に吸着動作をさせる。例えば、ユーザ２０は、ロボットハンド１００を物体３０に近接するように移動させた後に、物体３０を吸着させる指示を入力装置６０に入力する。そして、制御部１５０は、例えば、不図示のポンプ等のバルブを制御して、第１吸着部２１０の吸着面を低圧にして物体３０を吸着させる。これにより、第１吸着部２１０は、物体３０を安定に保持することができる。
【００５９】
なお、ユーザ２０がロボットハンド１００を物体３０に近接するように移動させる場合、制御部１５０は、予め定められた速度以上でロボットハンド１００が移動しないように、腕部１１０を動作させることが望ましい。例えば、制御部１５０は、第１吸着モードに切り替わったことに応じて、ロボットハンド１００の移動速度を制限する。これに代えて、ロボットハンド１００は、第１吸着部２１０及び物体３０の間の距離を測定する距離センサを更に備え、制御部１５０は、距離センサによる距離の測定結果が閾値以下になったことに応じて、ロボットハンド１００の移動速度を制限してもよい。これにより、第１吸着部２１０は、物体３０に強い衝撃を与えることなく、物体３０に接触させることができ、物体３０を安定に保持できる。
【００６０】
また、第１吸着部２１０を用いて物体３０を吸着させる場合、制御部１５０は、物体３０を保持する面の向きに対応させて、第１吸着部２１０の吸着面を調節可能であることが望ましい。例えば、制御部１５０は、撮像装置４０が撮像した画像を解析して、第１吸着部２１０に近接する物体３０の面の向きを算出する。制御部１５０は、吸着面と物体３０の面との相対的な角度の差を算出してもよい。そして、制御部１５０は、第１吸着部２１０の突出方向が、算出した物体３０の面の向きと略垂直となるように物体３０に対する本体部１２０の角度を変更する。これにより、第１吸着部２１０は、物体３０にスムーズに接触させることができ、物体３０を安定に保持できる。
【００６１】
また、物体３０を第１吸着部２１０が吸着した状態において、ユーザ２０は、物体３０の移動先まで腕を動かし、物体３０の吸着を解除する指示を入力装置６０に入力する。これにより、ロボットハンド１００が物体３０を移動先に移動させた後に、制御部１５０は、第１吸着部２１０の吸着面を常圧に戻して吸着を解除させる。これにより、ロボットハンド１００は、把持モードでは安定に把持することが困難な物体３０等であっても、第１吸着部２１０の吸着面に対応する平面を有する物体３０であれば、安定に移動させることができる。
【００６２】
以上のように、本実施形態に係るロボットハンド１００は、様々な形状、素材の対象物を容易に取り扱うことができる。また、ロボットハンド１００は、物体３０を取り扱っている状態の視認性を向上させることができるので、ユーザ２０はロボットハンド１００を用いて物体３０を容易に取り扱うことができる。
【００６３】
なお、以上のロボットハンド１００において、第１吸着部２１０の吸着面に対応していない平面を有する物体３０の場合、安定に保持することが困難となる場合がある。例えば、より大きく、より重い対象物を移動させる場合、第１吸着部２１０の吸着面は、より大きい方がよい。しかしながら、このような対象物を想定した場合、第１吸着部２１０の吸着面よりも小さい面積の平面しか有さない物体３０を吸着することは困難になってしまう。
【００６４】
そこで、ロボットハンド１００の本体部１２０に第１吸着部２１０と同等の複数の吸着部を設けることが考えられるが、この場合、本体部１２０等の大きさが大きくなってしまい、取扱いが困難になってしまうことがあった。そこで、本体部１２０のサイズの大型化を抑制しつつ、複数種類の吸着部を設けたロボットハンド１００について、次に説明する。
【００６５】
＜ロボットハンド１００の第２吸着モードの構成例＞
図４は、本実施形態に係るロボットハンド１００の第２吸着モードの構成例を示す。図４において、直交する３つの軸をＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸とする。第２吸着モードのロボットハンド１００は、例えば、図２、図３等の第２吸着モードとは異なる動作モードのロボットハンド１００の状態からユーザ２０が第２吸着モードに切り替えた場合の例である。
【００６６】
この場合、例えば、入力装置６０がユーザ２０から第２吸着モードに切り替える指示を受け付けたことに応じて、制御部１５０が第２吸着モードに対応する構成に切り替える。第２吸着モードに切り替え可能なロボットハンド１００は、第２吸着部２２０を更に有する。
【００６７】
第２吸着部２２０は、物体３０を吸着するための部材であり、複数の指部１３０の少なくとも一部に設けられている。第２吸着部２２０は、第１吸着部２１０と異なる。第２吸着部２２０は、例えば、吸着面の面積が第１吸着部２１０とは異なる。図４は、２つの指部１３０が第１吸着部２１０よりも小さい形状の第２吸着部２２０を有する例を示す。
【００６８】
第２吸着部２２０は、物体３０の把持手段として、指先プレート１３２と変更可能に設けられている。例えば、第２吸着部２２０は、第１吸着部２１０が本体部１２０から突出する方向に対して直交する方向を軸として指先プレート１３２と共に回転可能に指部１３０に設けられている。図４は、Ｚ軸に垂直なＹ軸と略平行な方向を軸として指先プレート１３２および第２吸着部２２０が回転して、指部１３０の先端が指先プレート１３２に切り替わった例を示す。
【００６９】
この場合、例えば、駆動部１４０が指先プレート１３２および第２吸着部２２０を回転させる。そして、制御部１５０は、駆動部１４０を制御して、指先プレート１３２が第２吸着部２２０よりも物体３０に近い状態と、第２吸着部２２０が指先プレート１３２よりも物体３０に近い状態とを切り替える。
【００７０】
そして、制御部１５０は、物体３０を第２吸着部２２０に吸着させる場合、第２吸着部２２０が指先プレート１３２よりも物体３０に近い状態において、第２吸着部２２０に吸着動作をさせる。例えば、入力装置６０は、ユーザ２０から物体３０を吸着させる指示を受け付ける。そして、制御部１５０は、例えば、不図示のポンプ等のバルブを制御して、第２吸着部２２０の吸着面を低圧にして物体３０を吸着させる。これにより、第２吸着部２２０は、物体３０を安定に保持することができる。
【００７１】
また、物体３０を第２吸着部２２０が吸着した状態において、ユーザ２０は、物体３０の移動先まで腕を動かし、物体３０の吸着を解除する指示を入力装置６０に入力する。これにより、ロボットハンド１００が物体３０を移動先に移動させた後に、制御部１５０は、第２吸着部２２０の吸着面を常圧に戻して吸着を解除させる。以上のように、ロボットハンド１００は、把持モードおよび第１吸着モードでは安定に保持することが困難な物体３０等であっても、第２吸着部２２０の吸着面に対応する平面を有する物体３０であれば、安定に移動させることができる。
【００７２】
第２吸着部２２０は、第１吸着部２１０とは異なる形状の吸着面を有するので、第１吸着部２１０を用いて吸着することが困難な物体３０を吸着することができる。例えば、第２吸着部２２０は、液体が入っているボトルのキャップの上面といったように、比較的表面積が小さい面を有する物体３０を吸着する。この場合、第１吸着部２１０は、ボトルのキャップの上面よりも面積が大きい面を有する物体３０、複数の指先プレート１３２を最大に広げても把持できない程度の大きさを有する物体３０等を吸着することが望ましい。
【００７３】
なお、複数の指部１３０が第２吸着部２２０を有する場合、複数の指部１３０は、それぞれ異なる大きさの第２吸着部２２０を有してもよい。また、１つの指部１３０が複数の第２吸着部２２０を有してもよい。これにより、例えば、１つのロボットハンド１００が複数のボトルを保持して移動させることができる。
【００７４】
以上の本実施形態に係るロボットハンド１００は、物体３０を把持する複数の指部１３０と、物体３０を吸着する第１吸着部２１０、第２吸着部２２０を備える例を説明したが、これに限定されることはない。例えば、本体部１２０に設けられている第１吸着部２１０は、指部１３０と異なる動作で物体３０を保持する部材の例であり、物体３０を保持できる部材であれば他の構成でもよい。例えば、指部１３０よりも小さいピンセット形状の部材、物体３０と勘合して保持する部材等である。
【００７５】
以上のように、ロボットハンド１００は、本体部１２０に第１吸着モードで用いる第１吸着部２１０が設けられており、第１吸着部２１０の周囲に把持モードで用いる複数の指部１３０が設けられており、指部１３０の先端に指先プレート１３２と交換可能に第２吸着モードで用いる第２吸着部２２０が設けられている。このように、ロボットハンド１００は、異なる種類の吸着部を本体部１２０と指部１３０とに配置するので、本体部１２０の大型化を抑制しつつ、複数種類の物体３０を保持できる。
【００７６】
以上のロボットハンド１００において、本体部１２０および第１吸着部２１０の少なくとも一方は、第１吸着部２１０の突出方向を軸として回転可能に構成されていることが望ましい。言い替えると、ロボットハンド１００は、物体３０を保持したまま物体３０を回転させる機能を有することが望ましい。これにより、例えば、物体３０が様々な方向を向いていても、ロボットハンド１００は、物体３０を保持して回転させてから保持を解除することにより、物体３０を所定の配置方向に変更することができる。よって、例えば商品に貼付されている商品ラベルの向きを揃えて棚に陳列する際等に有効である。
【００７７】
なお、以上の本実施形態に係るロボットハンド１００は、ユーザ２０の指示に対応して、ほぼリアルタイムで物体３０の処理を実行できることが望ましいが、これに限定されることはない。例えば、ユーザ２０の指示等を予め記憶部等に記憶し、ユーザ２０が指示した時間とは異なる所定の時間にユーザ２０の指示等を読み出して物体３０の処理を実行してもよい。
【００７８】
以上の本実施形態に係るロボットハンド１００において、第１吸着部２１０および第２吸着部２２０がポンプ等に接続されており、物体３０を吸着して保持する例を説明した。この場合、第１吸着部２１０の吸着面および／または第２吸着部２２０の吸着面とポンプとの間には、圧力センサが設けられていることが望ましい。また、制御部１５０は、圧力センサの検出結果を受け取れるように構成されていることがより望ましい。これにより、例えば、制御部１５０は、圧力の検出結果と閾値とを比較することにより、吸着面が物体３０に密着して安定に吸着できているか否かを判定できる。
【００７９】
この場合、制御部１５０は、吸着面の吸着状態の判定結果を表示装置５０に表示してもよく、また、音声等により通知してもよい。そして、制御部１５０は、吸着面の吸着状態が良好な判定結果となるまで、ユーザ２０の指示に対応する次の動作へは移行せず、吸着動作を継続させることが望ましい。この場合、制御部１５０は、表示装置５０に次の動作に移行できないことを表示してもよく、また、音声等により通知してもよい。
【００８０】
更に、制御部１５０は、ロボットハンド１００が物体３０を吸着した状態を継続している場合、圧力センサの検出結果の変化を継続して監視することが望ましい。これにより、例えば、制御部１５０は、ロボットハンド１００から物体３０が落下した場合、吸着面から物体３０がずれてしまった場合等を速やかに検出することができ、また、ユーザ２０に通知することできる。
【００８１】
また、制御部１５０は、吸着面を常圧に戻して吸着を解除させる場合に、圧力センサの検出結果を確認してもよい。例えば、制御部１５０は、圧力センサの検出結果が常圧に戻るまで、ユーザ２０の指示に対応する次の動作へは移行しない。ここで、制御部１５０は、所定の時間が経過しても圧力センサの検出結果が常圧に戻らなかった場合、ユーザ２０に異常を通知することが望ましい。
【００８２】
以上の本実施形態に係るロボットハンド１００において、制御部１５０が圧力センサの検出結果を用いて物体３０の保持状態を確認する例を説明したが、これに限定されることはない。例えば、吸着面に接触センサが設けられていてもよく、また、本体部１２０に距離センサが設けられていてもよい。制御部１５０は、このようなセンサの検出結果を用いることにより、物体３０の保持状態を確認することができる。
【００８３】
以上の本実施形態に係るロボットハンド１００において、ユーザ２０は物体３０に対応して把持モードおよび吸着モードを切り替えて物体３０を保持する例を説明したが、これに限定されることはない。例えば、ロボットハンド１００は、複数の指部１３０で物体３０を把持しつつ、第１吸着部２１０で物体３０を吸着してもよい。例えば、制御部１５０は、複数の指部１３０で物体３０を把持した後に、第１吸着部２１０を突出させて吸着動作をさせる。これにより、把持モードおよび吸着モードのいずれかで物体３０を保持する場合と比較して、より安定に物体３０を保持することができ、ロボットハンド１００は、より多くの種類の物体３０に対応して取り扱うことができる。
【００８４】
＜ロボットハンド１００の六面図の例＞
図５から図１１には、本実施形態に係るロボットハンド１００を実際に設計及び制作した場合の斜視図および六面図を示す。図５は、本実施形態に係るロボットハンド１００が第２吸着モードで動作している状態における斜視図の一例を示す。図６は、図５に示すロボットハンド１００の正面図の一例を示す。ここで、ロボットハンド１００が物体３０と対向する面を正面とした。図７は、図５に示すロボットハンド１００の左側面図の一例を示す。図８は、図５に示すロボットハンド１００の右側面図の一例を示す。図９は、図５に示すロボットハンド１００の平面図の一例を示す。図１０は、図５に示すロボットハンド１００の底面図の一例を示す。図１１は、図５に示すロボットハンド１００の背面図の一例を示す。
【００８５】
＜ロボットハンド１００の変形例＞
以上の本実施形態に係るロボットハンド１００において、指先プレート１３２が物体３０に接触して把持する例を説明した。ここで、指先プレート１３２は、物体３０に接触すると、物体３０の形状に対応して揺動するように指部１３０に設けられていてもよい。このような指先プレート１３２を備えるロボットハンド１００について次に説明する。
【００８６】
図１２は、本実施形態に係るロボットハンド１００の変形例を示す。本変形例のロボットハンド１００において、図２から図４に示された本実施形態に係るロボットハンド１００の動作と略同一のものには同一の符号を付け、説明を省略する。図１２Ａは、本変形例のロボットハンド１００の全体の構成例を示す。また、図１２Ｂは、図１２Ａに矢印で示した＋Ｚ向きの方向から見た本変形例のロボットハンド１００の指部１３０および指先プレート１３２の一例を示す。
【００８７】
本変形例のロボットハンド１００は、少なくとも１つの指先プレート１３２が、物体３０に接触すると、物体３０の形状に対応して物体３０に接する面が傾斜可能となるように指部に取り付けられている。例えば、物体３０の形状の一部が傾斜していることがある。このような場合、１つの指先プレート１３２が物体３０の形状に対応して傾斜するだけでも、ロボットハンド１００は、物体３０との接触面を増加させつつ物体３０を把持できる。したがって、ロボットハンド１００は、様々な形状の物体３０をより安定に把持することができる。
【００８８】
また、ロボットハンド１００は、複数の指先プレート１３２が物体３０の形状に対応して傾斜してもよい。例えば、少なくとも２つの指部１３０は、指先プレート１３２をそれぞれ有する。そして、少なくとも２つの指先プレート１３２は、物体３０を把持する場合に物体３０を挟むように配置され、物体３０に接触すると、物体３０の形状に対応して物体３０に接する接触面が傾斜するように、指部に取り付けられている。図１２は、２つの指先プレート１３２ａおよび指先プレート１３２ｂが物体３０の形状に対応して傾斜可能となるように指部１３０ａおよび指部１３０ｂのそれぞれに設けられている例を示す。
【００８９】
この場合、例えば、２つの指部１３０は、物体３０を挟んで把持する場合に物体３０と対向する第１面１３４において、物体３０の方向に突出する突起部１３６を更に有する。図１２は、指部１３０ａが第１面１３４ａにおいて突起部１３６ａを有し、指部１３０ｂが第１面１３４ｂにおいて突起部１３６ｂを有する例を示す。
【００９０】
そして、指先プレート１３２は、突起部１３６に取り付けられている。例えば、指部１３０ａにおいて、指先プレート１３２ａは、第１面１３４ａと平行な方向を回転軸として回転可能となるように突起部１３６ａに取り付けられている。同様に、指部１３０ｂにおいて、指先プレート１３２ｂは、第１面１３４ｂと平行な方向を回転軸として回転可能となるように突起部１３６ｂに取り付けられている。例えば、突起部１３６が指部１３０に固定され、指先プレート１３２が可動するように、指先プレート１３２および突起部１３６がヒンジ状に組み合わされている。
【００９１】
また、図１２は、２つの指部１３０が物体３０を挟んで把持する場合において、２つの突起部１３６が対向するようにそれぞれの指部１３０に設けられている例を示す。そして、２つの指先プレート１３２は、回転軸が同一の方向を向くようにそれぞれの突起部１３６に設けられている。図１２は、２つの指先プレート１３２の回転軸がＺ方向と略同一の方向をそれぞれ向いている例を示す。この場合、ロボットハンド１００は、より複雑な形状の物体３０を安定に把持することができる。また、以上のロボットハンド１００は、異なる大きさの物体３０を複数把持することも可能となる。
【００９２】
図１３は、本実施形態に係る２つの指先プレート１３２が２つの物体３０を把持している例を示す。この場合、２つの指先プレート１３２ａおよび指先プレート１３２ｂは、２つの物体３０ａおよび物体３０ｂの形状と配置とに対応して、接触面が互いに異なる方向に傾斜可能となるように２つの指部１３０ａおよび指部１３０ｂにそれぞれ取り付けられている。これにより、２つの指先プレート１３２ａおよび指先プレート１３２ｂは、第１方向に並び形状が異なる２つの物体３０ａおよび物体３０ｂに接触することができ、２つの物体３０ａおよび物体３０ｂを把持することができる。なお、図１３において、第１方向をＹ軸方向と略平行な方向としている。
【００９３】
なお、指先プレート１３２が傾斜可能な角度の範囲は、予め定められた角度範囲であることが望ましい。例えば、指先プレート１３２は、物体３０に接触する面と反対側の面が指部１３０の第１面１３４に衝突する範囲において、傾斜可能となるように設けられている。また、指先プレート１３２の傾斜可能な角度範囲は、調節可能であることがより望ましい。これに加えて、指先プレート１３２は、傾斜角度が所定の角度に固定されている状態と傾斜角度が調節可能な状態とが切り換え可能に設けられていてもよい。
【００９４】
例えば、指部１３０の第１面１３４には、突起部１３６と略同一の方向に突出している１または複数の調節部１３８が設けられている。この場合、指先プレート１３２は、調節部１３８に突き当たる範囲において、傾斜可能となるように設けられている。ここで、調節部１３８が第１面１３４から突出している距離は、手動または駆動部１４０等により、調節可能であることが望ましい。そして、例えば、突起部１３６が第１面１３４から突出している距離（高さ）と、調節部１３８が第１面１３４から突出している距離（高さ）とを略一致させることにより、指先プレート１３２を傾斜角度０度の状態で固定することができる。図１３には、指部１３０ａに２つの調節部１３８ａが設けられており、指部１３０ｂに２つの調節部１３８ｂが設けられている例を示す。
【００９５】
これに代えて、または、これに加えて、指部１３０の突起部１３６が第１面１３４から突出している距離が調節可能であってもよい。言い換えると、突起部１３６は、第１面１３４からの高さが調節可能に設けられており、これにより、指先プレート１３２の回転軸と指部１３０の第１面１３４との間の距離が調節可能となる。例えば、突起部１３６の高さが高くなると指先プレート１３２の傾斜可能な角度範囲は大きくなり、突起部１３６の高さが低くなると指先プレート１３２の傾斜可能な角度範囲は小さくなる。なお、突起部１３６の高さを設定できる最低の高さにすることで、指先プレート１３２の少なくとも一部が指部１３０に密着して指先プレート１３２を傾斜角度０度の状態で固定できることが望ましい。突起部１３６の高さは、手動または駆動部１４０等により、調節可能であることが望ましい。
【００９６】
以上の指先プレート１３２の動作は、ロボットハンド１００が把持モードで動作している場合に限定されることはない。例えば、ロボットハンド１００が第１吸着モードおよび／または第２吸着モードで動作する場合に、指先プレート１３２は傾斜角度が所定の角度となって指部１３０に固定されてもよい。これにより、ロボットハンド１００は、指先プレート１３２が固定されて安定化された状態で、物体３０を吸着する動作を実行できる。特に、突起部１３６を指部１３０に格納し（突起部１３６の高さを０にし）、指先プレート１３２を指部１３０に密着させる（傾斜角度０度の状態で固定する）ことにより、吸着動作を行う際に指先プレート１３２が外側に張り出すことがなく、操作性を改善できる。
【００９７】
以上の本実施形態に係るロボットハンド１００において、指先プレート１３２の回転軸がＺ方向と略同一の方向を向いている例を説明したが、これに限定されることはない。指先プレート１３２の回転軸は、第１面１３４ａと平行な方向であることが好ましく、例えば、Ｙ方向と略同一の方向を向いていてもよい。
【００９８】
以上の本実施形態に係るロボットハンド１００において、指先プレート１３２が指部１３０の突起部１３６に傾斜可能に取り付けられている例を説明したが、これに限定されることはない。指先プレート１３２は、物体３０に接触すると、物体３０の形状に対応して物体に接する面が傾斜可能であればよい。例えば、指先プレート１３２と指部１３０との間に、弾性を有する材料が設けられていてもよい。
【００９９】
図１４は、本実施形態に係る指部１３０および指先プレート１３２の変形例を示す。図１４は、指先プレート１３２と指部１３０との間に複数のバネが設けられている例を示す。複数のバネは、Ｙ方向またはＺ方向に配列されていてもよく、また、Ｙ方向およびＺ方向に配列されていてもよい。このように、指先プレート１３２と指部１３０との間に弾性を有する材料が設けられていることにより、指先プレート１３２が物体３０に接触すると指先プレート１３２は物体３０の形状に対応して種々の方向に傾斜することができる。
【０１００】
なお、複数のバネは、一部のバネの弾性係数が他のバネの弾性係数よりも異なるように設けられていてもよい。例えば、図１４の例において、Ｙ方向に配列されている複数のバネのうち、＋Ｙ側および−Ｙ側の外側のバネの弾性係数よりも中央に配列されているバネの弾性係数の方が大きくなるように設けられる。これにより、指先プレート１３２は、予め定められた方向に傾斜しやすくすることができる。なお、図１４は、弾性を有する材料として、複数のバネが設けられている例を示したが、これに限定されることはない。弾性を有する材料は、板バネ、ゴム、低反発材料等でもよい。
【０１０１】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、装置の全部又は一部は、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。また、複数の実施の形態の任意の組み合わせによって生じる新たな実施の形態も、本発明の実施の形態に含まれる。組み合わせによって生じる新たな実施の形態の効果は、もとの実施の形態の効果を併せ持つ。
【符号の説明】
【０１０２】
１０  ロボットハンドシステム
２０  ユーザ
３０  物体
４０  撮像装置
５０  表示装置
６０  入力装置
１００  ロボットハンド
１１０  腕部
１２０  本体部
１３０  指部
１３２  指先プレート
１３４  第１面
１３６  突起部
１３８  調節部
１４０  駆動部
１５０  制御部
２１０  第１吸着部
２２０  第２吸着部
【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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