(57)【要約】      （修正有）【課題】把持対象物が慣性力によって抜け落ちるような可能性がほとんどないと同時に、比較的脆弱な把持対象物であっても容易に把持することができるロボットハンドであり、さらに把持対象物の形状に適応して安定的に把持対象物を把持することのできるロボットハンドを提供する。【解決手段】本発明の実施形態１に係るロボットハンド１０００は、指形成体の先端部側に流体の圧力で曲折する軟性曲折部１１３０と、指形成体の基端部以外に剛性をもって関節角度を保持できる剛性関節部１１２０と、を有する。【選択図】    図３
2004181585.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数本の指形成体を有するロボットハンドであって、前記指形成体の少なくとも１本は、指形成体の先端部側に、流体の圧力で曲折する軟性曲折部と、指形成体の基端部以外に、剛性をもって関節角度を保持できる剛性関節部と、を有することを特徴とするロボットハンド。
【請求項２】
請求項１に記載のロボットハンドにおいて、前記軟性曲折部は、自由屈曲可能な硬質屈曲部材によって曲折が制限されていることを特徴とするロボットハンド。
【請求項３】
請求項２に記載のロボットハンドにおいて、前記硬質屈曲部材は、着脱が可能であることを特徴とするロボットハンド。
【請求項４】
複数本の指形成体を有するロボットハンドであって、前記ロボットハンドは、剛性をもって関節角度を保持できる剛性関節部によって可動部が構成される指形成体と、流体の圧力で曲折する軟性曲折部で構成される可動部を備える指形成体と、を有することを特徴とするロボットハンド。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は複数本の指形成体を有するロボットハンドに係る。
【０００２】
【従来の技術】
従来のロボットハンドにおいては、ロボットハンドが複数本の指形成体を備え、各指形成体の各関節にモータと歯車による減速機とを配置することで、指形成体が可動するように構成されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
また、他の従来のロボットハンドにおいては、ロボットハンドが中空袋状の弾性樹脂材で型成形された蛇腹形状の指形成体を備え、各関節に相当する蛇腹部分に流体を供給することで、指形成体が可動するように構成されている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００４】
さらに、他の従来のロボットハンドにおいては、ロボットハンドが硬質部材で自由屈曲可能に形成された指形成体を備え、この指形成体の関節に設けた軟質材の蛇腹に流体を供給することで、指形成体が可動するように構成されている（例えば、特許文献３参照。）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１１−１５６７７８号公報
【特許文献２】
特開平１０−２４９７７５号公報
【特許文献３】
特開平８−３２３６７５号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１のような構成によれば、各関節がモータと歯車による減速機とによって構成されているため、各関節の角度は剛性をもって保持できるような機構となる。そのため、このような指形成体を有するロボットハンドにおいては、ロボットハンドが位置変更する際に、把持対象物が慣性力によって抜け落ちにくいといった効果がある。しかし、各関節の角度が剛性をもって保持できるような高剛性な関節の構成ということは、把持力が把持対象物に急激に伝わるため、微妙な把持力の制御が非常に難しく、脆弱な把持対象物を握り壊したりするといった問題が生じる。
【０００７】
尚、前述で述べたような構成以外にも、高剛性な関節の構成であれば、ワイヤやベルトで可動させる構成であっても把持力が把持対象物に急激に伝わるため、同様な問題が生じる。
【０００８】
また、特許文献２のような構成によれば、中空袋状の弾性樹脂材で型成形された蛇腹形状の指形成体に流体の圧力をかけることで、指形成体が可動するように構成されているため、指形成体の形状が柔軟に変化することが可能となる。そのため、把持対象物との接触面全体に把持力を分散させることができ、比較的脆弱な把持対象物であっても、ある程度把持することが可能となる。しかし、指形成体の形状が柔軟に変化できるということは、各関節の角度が剛性をもって保持することが難しく、そのような指形成体を有するロボットハンドが位置変更すると、把持対象物が慣性力によって抜け落ち易くなるといった問題が生じる。
【０００９】
また、特許文献３のような構成によれば、指形成体の関節に流体の圧力で可動する軟質材の蛇腹が設けてあるが、硬質部材で自由屈曲可能な指形成体を形成することで指形成体の剛性を高めて、把持対象物に強い慣性力が加わった場合であっても、抜け落ちるような可能性がないようにしている。しかし、指形成体が自由屈曲可能な硬質材で形成されるため、指形成体全体の形状が柔軟に変化することができなくなり、把持対象物との接触面が少なくなる。そのため、把持力を分散させることができなくなり脆弱な把持対象物を把持しにくくなると同時に、把持対象物との接触面が少なくなることで安定的に把持することが困難となる問題が生じる。
【００１０】
以上に述べたように、従来のロボットハンドにおいては、軟性の高い指形成体を用いると比較的脆弱な把持対象物を安定的に把持できるが、一方では把持対象物が慣性力によって抜け落ち易くなるといった問題が発生する。逆に、剛性の高い指形成体を用いると把持対象物が慣性力によって抜け落ちるような可能性が少なくなるが、一方では複雑な制御を用いないで脆弱な把持対象物を安定的に把持することや把持対象物の形状に適応して安定的に把持することが難しくなるといった問題が発生する。
【００１１】
したがって、本発明の目的としては、把持対象物が慣性力によって抜け落ちるような可能性がほとんどないと同時に、比較的脆弱な把持対象物であっても容易に把持することができるロボットハンドであり、さらに把持対象物の形状に適応して安定的に把持することのできるロボットハンドを提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
（１）本発明のロボットハンドは、複数本の指形成体を有するロボットハンドであって、前記指形成体の少なくとも１本は、指形成体の先端部側に、流体の圧力で曲折する軟性曲折部と、指形成体の基端部以外に、剛性をもって関節角度を保持できる剛性関節部と、を有することを特徴とする。
【００１３】
このような構成によれば、指形成体の基端部以外に剛性をもって関節角度を保持できる剛性関節部とを有するため、基端部の関節および剛性関節部を利用して把持対象物を囲うように把持することができる。そのため、把持対象物が慣性力によって抜け落ちるような可能性がなくなる。また、指形成体の先端部側に流体の圧力で曲折する軟性曲折部を有するため、剛性関節部で対象物に積極的に把持力を加えなくても軟性曲折部を利用して把持対象物との接触面に把持力を分散してゆっくりと押えつけることができる。そのため、比較的脆弱な把持対象物であっても容易に把持することが可能となり、同時に把持対象物が慣性力によって抜け落ちるような可能性を少なくすることができる。さらに、指形成体の形状が柔軟に変化できるので、把持対象物の形状に適応して安定的に把持対象物を把持することができる。
【００１４】
（２）また、本発明のロボットハンドは、上記（１）に記載のロボットハンドにおいて、前記軟性曲折部が、自由屈曲可能な硬質屈曲部材によって曲折が制限されているものとすることができる。
【００１５】
その結果、自由屈曲可能な硬質屈曲部材によって軟性曲折部の屈曲が制限されるため、軟性曲折部の剛性が高まると同時に、軟性曲折部の一部に剛性の高い屈曲部ができるようになる。したがって、剛性関節部と剛性の高い屈曲部とを組み合わせることで、把持対象物の大きさに適応した剛性の高い把持姿勢を形成することができ、比較的大きい把持対象物を把持する場合であっても、把持対象物が慣性力によって抜け落ちるような可能性を少なくすることができる。また、剛性関節部の一部を硬質屈曲部材で補強した軟性曲折部で代替したようになるため、剛性関節部を多く使うよりも、急激に把持力が伝わるといった危険が軽減されるという効果もある。
【００１６】
（３）また、本発明のロボットハンドは、上記（２）に記載のロボットハンドにおいて、前記硬質屈曲部材が、着脱が可能であるものとすることができる。
【００１７】
その結果、把持対象物が慣性力によって抜け落ちるような可能性を積極的に少なくしたい場合は、前記硬質屈曲部材を装着することで可能となり、また、把持対象物の形状に適応して安定的に把持することを積極的に行いたい場合は、前記硬質屈曲部材を脱することで可能となる。
【００１８】
（４）本発明のロボットハンドは、複数本の指形成体を有するロボットハンドであって、前記ロボットハンドは、剛性をもって関節角度を保持できる剛性関節部によって可動部が構成される指形成体と、流体の圧力で曲折する軟性曲折部で構成される可動部を備える指形成体と、を有することを特徴とする。
【００１９】
このような構成によれば、剛性をもって関節角度を保持できる剛性関節部によって可動部が構成される指形成体を使って、把持対象物を囲うように把持することができる。そのため、把持対象物が慣性力によって抜け落ちるような可能性がなくなる。また、流体の圧力で曲折する軟性曲折部で構成される可動部を備える指形成体を有するため、剛性関節部で対象物に積極的に把持力を加えなくても軟性曲折部を利用して把持対象物との接触面に把持力を分散してゆっくりと押えつけることができる。そのため、比較的脆弱な把持対象物であっても容易に把持することが可能となり、同時に把持対象物が慣性力によって抜け落ちないようにすることができる。さらに、軟性曲折部により、指形成体の形状が柔軟に変化できるので、把持対象物の形状に適応して安定的に把持対象物を把持することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて、本発明の実施の形態を説明する。
【００２１】
（実施形態１）
図１は、実施形態１に係るロボットハンドの斜視図である。図１に示されるように、ロボットハンド１０００は、３本の指形成体１１００ａ，１１００ｂ，１１００ｃを有している。そして、各指形成体１１００ａ，１１００ｂ，１１００ｃの基端部は、それぞれ基端関節部１１１０ａ，１１１０ｂ，１１１０ｃを介して掌形成体１２００に取り付けられている。さらに、掌形成体１２００は、ロボットアーム（図示せず）に接続されている。
【００２２】
次に、指形成体の構成について詳しく説明する。ここでは、指形成体１１００ａを例にして説明するが、指形成体１１００ｂ，１１００ｃに関してもほぼ同じ構成であるため以降での説明は省略する。
【００２３】
図２は、実施形態１に係る指形成体の断面図である。図２に示されるように指形成体１１００ａは、指形成体の基端部に配置された基端関節部１１１０ａと、指形成体の基端部以外に配置された剛性関節部１１２０ａと、指形成体の先端部側に配置された軟性曲折部１１３０ａと、を可動部として備えている。また、基端関節部１１１０ａと剛性関節部１１２０ａの間には、指形成体の一部として指胴体部１１４０ａが配置され、剛性関節部１１２０ａと軟性曲折部１１３０ａの間には、指形成体の一部として指胴体部１１５０ａが配置されている。
【００２４】
各部位について、さらに詳しく説明する。
【００２５】
基端関節部１１１０ａには、歯車列により構成される減速機１１１１ａとステッピングモータ１１１２ａが配置され、基端関節部１１１０ａを可動させるようになっている。よって、ステッピングモータ１１１２ａの回転角度位置を電磁的にブレーキングして保持すれば、減速機１１１１ａを介して、基端関節部の関節角度が剛性をもって保持できるような機構となる。
【００２６】
また、剛性関節部１１２０ａも同様に、歯車列により構成される減速機１１２１ａとステッピングモータ１１２２ａが配置される。そのため、剛性関節部においても関節角度が剛性をもって保持できるような機構となる。
【００２７】
また、軟性曲折部１１３０ａは、中空袋状の弾性樹脂材で型成形された蛇腹形状からなり、液体を供給するポンプ１１３１ａに繋がった流入口と、液体の流出を制限できる流出バルブ１１３２ａに繋がった流出口と、を備えている。そして、流出バルブ１１３２ａを閉じた状態でポンプ１１３１ａから液体が軟性曲折部１１３０ａに供給されると、中空袋状の弾性樹脂材で型成形された蛇腹形状の軟性曲折部１１３０ａは、流体の圧力で曲折する。また、流出バルブを開放すると、流体の圧力が下がり、弾性樹脂材で型成形された軟性曲折部１１３０ａは弾性力で曲折する前の形状に復元する。
【００２８】
そして、指胴体部１１４０ａおよび１１５０ａには、把持対象物との接触部の圧力値を検知するための圧力センサ１１４１ａおよび１１５１ａがそれぞれ配置されている。また、軟性曲折部１１３０ａにも同様の圧力センサ１１３３ａが配置されている。
【００２９】
次に、ロボットハンドの把持状態について詳しく説明する。
【００３０】
図３は、実施形態１に係るロボットハンドの把持状態の一例を示した図である。図３において、把持対象物１３００は、必要以上に高い把持力をかけると壊れてしまう可能性のある比較的脆弱な物体で、例えば動物の卵のようなものを想定している。
【００３１】
図３（ａ）は、把持における前半の把持姿勢の状態を示している。図３（ａ）において、ロボットハンドは、基端関節部１１１０（１１１０ａ，１１１０ｂ，１１１０ｃを示す。）および剛性関節部１１２０（１１２０ａ，１１２０ｂ，１１２０ｃを示す。）の可動により、把持対象物１３００を抜け落ちないように囲みながら把持している。そのとき、指胴体部１１４０（１１４０ａ，１１４０ｂ，１１４０ｃを示す。）および１１５０（１１５０ａ，１１５０ｂ，１１５０ｃを示す。）に取り付けられた圧力センサ１１４１（１１４１ａ，１１４１ｂ，１１４１ｃを示す。）および１１５１（１１５１ａ，１１５１ｂ，１１５１ｃを示す。）によって、把持対象物１３００に十分な把持力が加わる前に、基端関節部１１１０および剛性関節部１１２０の関節角度を停止し、剛性をもって関節角度を保持させている。よって、図３（ａ）の状態においては、把持対象物１３００に把持力をほとんどかけていないため、基端関節部１１１０および剛性関節部１１２０は、複雑な把持力の制御は特に必要としていない。また、剛体関節を利用して指形成体に把持対象物が囲われるため、慣性力によって把持対象物が抜け落ちることはない。
【００３２】
しかし、把持力がほとんど加わっていないため、把持対象物を安定させるためには、図３（ｂ）のように軟性曲折部を可動させることが必要になる。
【００３３】
図３（ｂ）は、把持における後半の把持姿勢の状態を示している。図３（ｂ）において、弾性樹脂材で型成形された蛇腹形状の軟性曲折部１３００は、流体の圧力で曲折し、把持対象物１３００の外形形状に沿った形になる。このとき、剛性関節部で対象物に積極的に把持力を加えなくても、軟性曲折部全体を利用しながら把持力を分散して、ゆっくりと押えつけることができている。よって、図３（ｂ）の状態においては、比較的脆弱な把持対象物１３００であっても容易に把持することができ、同時に把持対象物１３００が慣性力によって抜け落ちるような可能性が少なくなっている。尚、軟性曲折部１１３０にかけられる流体の圧力は、軟性曲折部１１３０に取り付けられた圧力センサ１１３３および圧力センサ１１４１と１１５１によって、適当な把持力で止まるように制御がされている。
【００３４】
続いて、図４により、実施形態１に係るロボットハンドの把持状態と従来のロボットハンドの把持状態との比較の一例を示す。図４（ａ）は実施形態１に係るロボットハンドの把持状態を示し、図４（ｂ）は従来のロボットハンドの把持状態を示している。尚、図４（ａ）のロボットハンド１０００は、指形成体の先端側に軟性曲折部１１３０を備えるのに対し、図４（ｂ）の従来のロボットハンド１００１は、全ての関節が歯車列による減速機とステッピングモータとにより構成される剛性関節部のみを備える点で大きく異なる。
【００３５】
図４（ａ）において、ロボットハンド１０００は、軟性曲折部１１３０での形状が柔軟に変化できるので、把持対象物１３０１の形状に沿って安定的に把持対象物を把持できている。それに対し、図４（ｂ）においては、指形成体の形状が柔軟に変化できないため、把持対象物１３０１の形状に適応して安定的に把持することができていない。
【００３６】
したがって、図３と図４で説明したように、本発明の実施形態１に係るロボットハンド１０００は、指形成体の先端部側に、流体の圧力で曲折する軟性曲折部１１３０と、指形成体の基端部以外に、剛性をもって関節角度を保持できる剛性関節部１１２０と、を有するため、把持対象物が慣性力によって抜け落ちるような可能性がほとんどないと同時に、比較的脆弱な把持対象物であっても容易に把持することができるロボットハンドとなり、さらに把持対象物の形状に適応して安定的に把持対象物を把持することができるロボットハンドとなる。
【００３７】
（実施形態２）
実施形態２に係るロボットハンドについて説明する。ただし、以下に説明する本発明の実施の形態において、前に説明した実施の形態と同一の構成には、同一の符号を付し、共通する動作や作用の説明については省略する。また、同一名称を付している場合には、符号が相違しても機能はほとんど同一であるため基本的な説明は省略する。
【００３８】
図５は、実施形態２に係るロボットハンドの斜視図である。本実施の形態であるロボットハンド２０００は、軟性曲折部に硬質部材で自由屈曲可能な硬質屈曲部材が装着され、軟性曲折部の曲折が制限されている点で先に説明したロボットハンド１０００と大きく異なる。
【００３９】
図５に示されるように、各指形成体の備える軟性曲折部１１３０ａ，１１３０ｂ，１１３０ｃには、硬質屈曲部材２１６０ａ，２１６０ｂ，２１６０ｃが装着されている。硬質屈曲部材は、ステンレス材からなり、ピンを支点にした屈曲部２１６１ａ，２１６１ｂ，２１６１ｃにより自由屈曲可能が可能となっている。これを装着することにより、軟性曲折部の曲折の一部が制限され、硬質屈曲部材に沿ってしか可動できなくなっている。
【００４０】
尚、硬質屈曲部材の一端は、指形成体にネジ２１６２ａ，２１６２ｂ，２１６２ｃによって剛性関節部と連結して固定され、もう一端は、硬質屈曲部材に取り付けた環状部材２１６３ａ，２１６３ｂ，２１６３ｃに軟性曲折部を通すだけで自在に動けるようになっている。したがって、ネジ２１６２ａ，２１６２ｂ，２１６２ｃによって、硬質屈曲部材２１６０ａ，２１６０ｂ，２１６０ｃの着脱が可能となっている。
【００４１】
次に、ロボットハンドの把持状態について詳しく説明する。
【００４２】
図６は、実施形態２に係るロボットハンドの把持状態の一例を示した図である。図６において、把持対象物２３００は、基端関節部および剛性関節部の可動だけでは、囲うように把持できないほど比較的大きいものを想定している。
【００４３】
図６に示されるように、基端関節部１１１０および剛性関節部１１２０では、把持対象物２３００を囲うように把持できないが、硬質屈曲部材２１６０（２１６０ａ，２１６０ｂ，２１６０ｃを示す。）で剛性を高めた屈曲部２１６１（２１６１ａ，２１６１ｂ，２１６１ｃを示す。）を新たに加えることで、把持対象物２３００を抜け落ちないように囲みながら把持することができている。よって、図６の状態においては、把持対象物２３００は、慣性力によって抜け落ちるような可能性が少ない状態で把持されていることになる。また、把持対象物２３００を安定させるための把持力に関しては、硬質屈曲部材２１６０で曲折の制限された軟性曲折部と、曲折の制限されない軟性曲折部と、により、流体の圧力を利用してゆっくりと加えられている。
【００４４】
以上に説明したように、本発明の実施形態２に係るロボットハンドは、指形成体の先端部側に流体の圧力で曲折する軟性曲折部１１３０と、指形成体の基端部以外に剛性をもって関節角度を保持できる剛性関節部１１２０と、を有し、軟性曲折部１１３０が、硬質部材で自由屈曲可能な硬質屈曲部材２１６０によって軟性曲折部の曲折が制限されているため、把持対象物が比較的大きくても、把持対象物の大きさに適応した剛性の高い把持姿勢を形成することができ、把持対象物が慣性力によって抜け落ちるような可能性を少なくすることができる。また、剛性関節部の一部を硬質屈曲部材で補強した軟性曲折部で代替したようになるため、剛性関節部を多く使うよりも、急激に把持力が伝わるといった危険が軽減されるという効果もある。
【００４５】
さらに、硬質屈曲部材２１６０の着脱が可能であるため、把持対象物が慣性力によって抜け落ちるような可能性を積極的に少なくしたい場合は、硬質屈曲部材２１６０を装着することでそれが可能となり、また、比較的脆弱な把持対象物や把持対象物の形状に適応して安定的に把持することを積極的に行いたい場合は、硬質屈曲部材２１６０を脱することでそれが可能となっている。
【００４６】
（実施形態３）
図７は、実施形態３に係るロボットハンドの斜視図である。図７に示されるように、ロボットハンド３０００は、６本の指形成体３１００ａ，３１００ｂ，３１００ｃ，３１００ｄ，３１００ｅ，３１００ｆを有している。そして、各指形成体３１００ａ，３１００ｂ，３１００ｃ，３１００ｄ，３１００ｅ，３１００ｆの基端部は、それぞれ基端関節部３１１０ａ，３１１０ｂ，３１１０ｃ，３１１０ｄ，３１１０ｅ，３１１０ｆを介して掌形成体３２００に取り付けられている。さらに、掌形成体３２００は、ロボットアーム（図示せず）に接続されている。
【００４７】
次に、指形成体の構成について詳しく説明する。ここでは、指形成体３１００ａと３１００ｄを例にして説明する。尚、指形成体３１００ｂ，３１００ｃは指形成体３１００ａとほぼ同じ構成であるため以降での説明は省略する。また、指形成体３１００ｅ，３１００ｆに関しても指形成体３１００ｄとほぼ同じ構成であるため同様に以降での説明は省略する。
【００４８】
図８は、実施形態３に係る剛性の高い指形成体の断面図である。図８に示されるように指形成体３１００ａは、指形成体の基端部に配置された基端関節部３１１０ａと、剛性をもって関節角度を保持できる剛性関節部３１２０ａ，３１７０ａと、を可動部として備えている。また、基端関節部３１１０ａと剛性関節部３１２０ａの間には、指形成体の一部として指胴体部３１４０ａが配置され、剛性関節部３１２０ａと剛性関節部３１７０ａの間には、指形成体の一部として指胴体部３１５０ａが配置されている。そして、剛性関節部３１７０ａの先には指先部３１８０ａが配置されている。
【００４９】
基端関節部３１１０ａには、歯車列により構成される減速機３１１１ａとステッピングモータ３１１２ａが配置され、基端関節部３１１０ａを可動させている。よって、ステッピングモータ３１１２ａの回転角度位置を電磁的にブレーキングして保持すれば、減速機３１１１ａを介して、基端関節部の関節角度が剛性をもって保持できるような機構となる。
【００５０】
また、剛性関節部３１２０ａ，３１７０ａも同様に、歯車列により構成される減速機３１２１ａ，３１７１ａと、ステッピングモータ３１２２ａ，３１７２ａが配置される。そのため、剛性関節部においても関節角度が剛性をもって保持できるような機構となる。
【００５１】
そして、指胴体部３１４０ａおよび３１５０ａには、把持対象物が接触したかどうかを検知するための圧力センサ３１４１ａおよび３１５１ａがそれぞれ配置されている。また、指先部３１８０ａにも同様の圧力センサ３１８１ａが配置されている。
【００５２】
図９は、実施形態３に係る軟性の高い指形成体の断面図である。図９に示されるように指形成体３１００ｄは、指形成体の基端部に配置された基端関節部３１１０ｄと、流体の圧力で曲折する軟性曲折部３１３０ｄと、を可動部として備えている。
【００５３】
基端関節部３１１０ｄには、歯車列により構成される減速機３１１１ｄとステッピングモータ３１１２ｄが配置され、基端関節部３１１０ｄを可動させている。よって、ステッピングモータ３１１２ｄの回転角度位置を電磁的にブレーキングして保持すれば、減速機３１１１ｄを介して、基端関節部の関節角度が剛性をもって保持できるような機構となる。
【００５４】
また、軟性曲折部３１３０ｄは、中空袋状の弾性樹脂材で型成形された蛇腹形状からなり、液体を供給するポンプ３１３１ｄに繋がった流入口と液体の流出を制限できる流出バルブ３１３２ｄに繋がった流出口を備えている。そして、流出バルブ３１３２ｄを閉じた状態でポンプ３１３１ｄから軟性曲折部３１３０ｄに液体が供給されると、中空袋状の弾性樹脂材で型成形された蛇腹形状の軟性曲折部は流体の圧力で曲折する。また、流出バルブを開放すると、流体の圧力が下がり、弾性樹脂材で型成形された軟性曲折部３１３０ｄは弾性力で曲折する前の形状に復元する。
【００５５】
そして、軟性曲折部３１３０ｄには、把持対象物が接触したかどうかを検知するための圧力センサ３１３３ｄが配置されている。
【００５６】
次に、ロボットハンドの把持状態について詳しく説明する。
【００５７】
図１０は、実施形態３に係るロボットハンドの把持状態の一例を示した図である。図１０において、把持対象物３３００は、必要以上に高い把持力をかけると壊れてしまう可能性のある比較的脆弱な物体で、例えば動物の卵のようなものを想定している。
【００５８】
図１０（ａ）は、把持における前半の把持姿勢の状態を示している。図１０（ａ）において、ロボットハンドは、指形成体３１００ａ，３１００ｂ，３１００ｃの可動により、把持対象物３３００を抜け落ちないように囲みながら把持している。そのとき、指胴体部３１４０，３１５０および指先部３１８０に取り付けられた圧力センサ３１４１，３１５１および３１８１によって、把持対象物３３００に十分な把持力が加わる前に、指形成体３１００ａ，３１００ｂ，３１００ｃの各関節角度を停止し、剛性をもって関節角度を保持させている。よって、図１０（ａ）の状態においては、把持対象物３３００に把持力をほとんどかけていないため指形成体３１００ａ，３１００ｂ，３１００ｃは、複雑な把持力の制御は特に必要としない。また、剛体関節を利用して把持対象物が指形成体によって囲われるため、慣性力によって把持対象物が抜け落ちることはない。
【００５９】
しかし、把持力がほとんど加わっていないため、把持対象物を安定させるためには、図１０（ｂ）のように指形成体３１００ｄ，３１００ｅ，３１００ｆを可動させることが必要になる。
【００６０】
図１０（ｂ）は、把持における後半の把持姿勢の状態を示している。図１０（ｂ）において、弾性樹脂材で型成形された蛇腹形状の軟性曲折部を備える指形成体３１００ｄ，３１００ｅ，３１００ｆは、流体の圧力で曲折し、把持対象物３３００の外形形状に沿った形となる。このとき、剛性関節部を備える指形成体３１００ａ，３１００ｂ，３１００ｃで対象物に積極的に把持力を加えなくても軟性曲折部を備える指形成体３１００ｄ，３１００ｅ，３１００ｆを利用しながら把持力を分散して、ゆっくりと押えつけることができている。よって、図１０（ｂ）の状態においては、比較的脆弱な把持対象物３１３０であっても容易に把持することができ、同時に把持対象物３３００が慣性力によって抜け落ちるような可能性が少なくなっている。尚、指形成体３１００ｄ，３１００ｅ，３１００ｆの備える軟性曲折部３１３０にかけられる流体の圧力は、軟性曲折部３１３０に取り付けられた圧力センサ３１３３によって、適当な把持力で止まるように制御がされている。
【００６１】
以上に説明したように、本発明の実施形態３に係るロボットハンド３０００は、剛性をもって関節角度を保持できる剛性関節部で可動部が構成される指形成体３１００ａ，３１００ｂ，３１００ｃと、流体の圧力で曲折する軟性曲折部で構成される可動部を備える指形成体３１００ｄ，３１００ｅ，３１００ｆと、を有するため、把持対象物が慣性力によって抜け落ちるような可能性がほとんどないと同時に、比較的脆弱な把持対象物であっても容易に把持することができるロボットハンドとなる。さらに、軟性曲折部で構成される可動部を備える指形成体３１００ｄ，３１００ｅ，３１００ｆを備えるため、把持対象物の形状に適応して安定的に把持対象物を把持することができるロボットハンドとなる。
【００６２】
尚、ここで説明したいくつかの実施例は一例であり、本発明を限定するものではない。例えば、指形成体の本数や配置の形態、可動部の可動原理、流体の種類、基端関節部の可動部の個数や構成、指形成体のデザイン、ロボットアームのエンドエフェクタ以外の使用方法など、本発明の主旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１に係るロボットハンドの斜視図である。
【図２】本発明の実施形態１に係る指形成体の断面図である。
【図３】本発明の実施形態１に係るロボットハンドの把持状態の一例を示した図である。
【図４】本発明の実施形態１に係るロボットハンドの把持状態と従来のロボットハンドの把持状態との比較の一例を示した図である。
【図５】本発明の実施形態２に係るロボットハンドの斜視図である。
【図６】本発明の実施形態２に係るロボットハンドの把持状態の一例を示した図である。
【図７】本発明の実施形態３に係るロボットハンドの斜視図である。
【図８】本発明の実施形態３に係る剛性の高い指形成体の断面図である。
【図９】本発明の実施形態３に係る軟性の高い指形成体の断面図である。
【図１０】本発明の実施形態３に係るロボットハンドの把持状態の一例を示した図である。
【符号の説明】
１０００，２０００，３０００・・・ロボットハンド
１００１・・・従来のロボットハンド
１１００，１１００ａ，１１００ｂ，１１００ｃ，３１００ａ，３１００ｂ，３１００ｃ，３１００ｄ，３１００ｅ，１１００ｆ・・・指形成体
１１１０，１１１０ａ，１１１０ｂ，１１１０ｃ，３１１０ａ，３１１０ｂ，３１１０ｃ，３１１０ｄ，３１１０ｅ，１１１０ｆ・・・基端関節部
１１１１ａ，１１２１ａ，３１１１ａ，３１１１ｄ，３１２１ａ，３１７１ａ・・・減速機
１１１２ａ，１１２２ａ，３１１２ａ，３１１２ｄ，３１２２ａ，３１７２・・・ステッピングモータ
１１２０，１１２０ａ，３１２０ａ，３１７０ａ・・・剛性関節部
１１３０，１１３０ａ，３１３０ｄ・・・軟性関節部
１１３１ａ，３１３１ｄ・・・ポンプ
１１３２ａ，３１３２ｄ・・・流出バルブ
１１４０，１１５０，３１４０，３１５０，１１４０ａ，１１５０ａ，３１４０ａ，３１５０ａ・・・指胴体部
１１３３，１１４１，１１５１，３１４１，３１５１，１１３３ａ，１１４１ａ，１１５１ａ，３１４１ａ，３１５１ａ・・・圧力センサ
１２００，３２００・・・掌形成体
１３００，１３０１，２３００，３３００・・・把持対象物
２１６０，２１６０ａ，２１６０ｂ，２１６０ｃ・・・硬質屈曲部材
２１６１，２１６１ａ，２１６１ｂ，２１６１ｃ・・・屈曲部
２１６２ａ，２１６２ｂ，２１６２ｃ・・・ネジ、３１８０・・・指先部
【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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