(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
手部（４）が、手掌（１５）と３本の指（１２、１３、１４）とを備え、
それぞれの前記３本の指（１２、１３、１４）が、ばね効果によって維持される休止位置と、前記３本の指（１２、１３、１４）と前記手掌（１５）との間のリンク部（２２、２３、２４）を駆動して、前記ばね効果に対抗することによって得られる圧縮位置との間で、前記手掌（１５）に対して移動することができ、
前記手部が、それぞれの前記３本の指（１２、１３、１４）の前記リンク部（２２、２３、２４）に連結され、少なくとも１本の第２の指（１３）をモーター付シャフト（２０）の第１の回転方向への回転によって、そして、少なくとも１本の第１の指（１２）を前記モーター付シャフト（２０）の前記第１の回転方向とは反対の回転方向への回転によって、前記休止位置から前記圧縮位置まで移動させるように構成されるモーター付シャフト（２０）を備え、
前記シャフト（２０）がさらに、その周縁の第１および第２の部分それぞれ上に、それぞれ第１および第２の半径方向プロファイル（３４ａ、３４ｂ）を備え、
前記第１の半径方向プロファイル（３２ａ、３４ａ）は、前記第１の回転方向への前記シャフト（２０）の回転時に前記第１の指（１２）の前記リンク部（２２）を駆動しないが、他のリンク部（２３、２４）を駆動するように構成され、
前記第２の半径方向プロファイル（３２ｂ、３４ｂ）は、前記第１の回転方向および前記反対の回転方向への前記シャフト（２０）の回転時に前記リンク部（２２、２３、２４）それぞれを駆動するように構成されており、
前記第１の指（１２）の前記リンク部（２２）が、一方側で前記第１の指（１２）に連結され、そして他方側で前記シャフト（２０）のキャビティ（２０２）に収容されるクリンピング（１２２ｂ）に連結されるケーブル（１２２ａ）を備え、
前記ケーブル（１２２ａ）が、前記キャビティ（２０２）と前記第２の半径方向プロファイル（３２ｂ）の１つの端部とを連結するダクト（２０２ａ）を通って前記シャフト（２０）を半径方向に貫通し、前記シャフト（２０）の前記反対の回転方向への回転により、前記第２の半径方向プロファイル（３２ｂ）上に前記ケーブル（１２２ａ）が巻き取られ、前記ケーブル（１２２ａ）を引くことによって前記第１の指（１２）の移動を駆動し、
前記第１の指（１２）の前記リンク部（２２）が、前記シャフト（２０）の回転軸（Ｘ）に中心がおかれるキャビティ（２０２）で自由に回転するように取り付けられるクリンピング（１２２ｂ）を備え、
前記ケーブル（１２２ａ）が前記第１の半径方向プロファイル（３２ａ）の周縁のすべての部分で前記シャフト（２０）を半径方向に貫通できるように前記ダクト（２０２ａ）が構成され、前記第１の指（１２）が、前記シャフト（２０）の前記第１の回転方向への回転時に、前記休止位置に維持されることを特徴とする、
ヒューマノイドロボットを対象とする手部。
【請求項２】
前記第１の指（１２）が、前記反対の回転方向においてのみ、前記シャフト（２０）の回転によって移動する、
請求項１に記載の手部。
【請求項３】
前記手部がさらに、前記手掌（１５）に設置された親指（１１）を備え、
前記休止位置の前記親指（１１）および前記３本の指（１２、１３、１４）が、前記手掌（１５）とともに、開いた手部を表す、
請求項２に記載の手部。
【請求項４】
前記第１の指（１２）が人差し指（１２）であるように前記手掌（１５）に設置されており、前記人差し指（１２）が、前記第１の回転方向への前記シャフトの回転時、前記休止位置に維持され、
前記反対の回転方向への前記シャフト（２０）の回転により、前記手部（４）の前記親指（１１）およびすべての前記３本の指（１２、１３、１４）が、前記手掌（１５）とともに閉じた手部を表すように圧縮位置に移動する、
請求項３に記載の手部。
【請求項５】
前記第２の半径方向プロファイル（３２ｂ）が、前記シャフト（２０）の回転軸（Ｘ）に中心がおかれる半円に近い周縁の一部の上で実質的に円形であり、その上に前記第１の指（１２）の前記ケーブル（１２２ａ）を巻き取ることができ、
前記第２の半径方向プロファイル（３２ｂ）の直径が、前記ケーブル（１２２ａ）の行程および前記休止位置と前記圧縮位置との間の前記第１の指（１２）の移動の振幅を決定する、
請求項１〜４のいずれか一項に記載の手部。
【請求項６】
前記シャフト（２０）が、前記３本の指（１２、１３、１４）の同時の移動のために、前記シャフト（２０）の回転軸（Ｘ）に従って連続して配置されるいくつかの第１および第２の半径方向プロファイル（３２ａ、３２ｂ、３４ａ、３４ｂ）を有する、
請求項１〜５のいずれか一項に記載の手部。
【請求項７】
同一の長さの２本のケーブルおよび２つの同一のクリンピングによって前記シャフトに連結される２本の同一の指（１３、１４）を備え、
前記シャフト（２０）が、前記シャフト（２０）の前記回転軸（Ｘ）からの２つの異なる距離（ｄ）の位置で前記シャフト（２０）に形成される２つの収容キャビティ（２０３、２０４）を備え、前記シャフト（２０）の前記回転軸（Ｘ）からの２つの異なる距離の位置で前記手部（４）の前記手掌（１５）に前記２本の指（１３、１４）を設置することを可能にする、
請求項１〜６のいずれか一項に記載の手部。
【請求項８】
前記３本の指（１２、１３、１４）のうちの１本の前記リンク部が堅固であり、
前記シャフト（２０）が第１および第２のカムを備え、
前記堅固なリンク部が、それぞれ前記第１の回転方向および前記反対の回転方向への前記シャフト（２０）の回転により、前記第１および第２のカムによってそれぞれ移動する、
請求項１〜７のいずれか一項に記載の手部。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一項に記載の手部（４）が装備される、
ヒューマノイドロボット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヒューマノイドロボットを対象とする手部に関するものである。より詳細には、単一のアクチュエータによって休止位置から２つの別の位置まで指を移動させることができる手部に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
人の手部は、人体の中でも非常に複雑な部分である。それは、手部の手掌のまわりにおいて関節でつながれる数本の指を備える。さらに、各指は、数本の互いに関節でつながれた指骨を有する。各関節は、筋肉によって移動可能である。手部のそれぞれの関節によって、異なる形態の物体を握持することができる。また、指および手掌の相対的な位置により、メッセージを伝えることができるサインまたはシンボルを作り出すことができ、たとえば、人差し指を伸ばすことで物体または方向を示し、親指を伸ばすことで承認を意味する、などである。したがって、手部の指の動きの制御は、ロボットの人に似た性質およびその相互作用機能を補強することに特に着目する。１つの困難が、指の動きの独立制御を保証するのに必要な多数のアクチュエータにある。
【０００３】
視覚的なメッセージの伝達と同様に物体を把持するために、手部のそれぞれの指の、それぞれの指骨の動きを独立して駆動することは非現実的である。現実的な目標は、最少の数のアクチュエータで、最大限可能な数の動きを与えることである。周知のように、駆動可能なアクチュエータの数Ａが自由度の数Ｎより小さいとき、すなわち、Ｎ＞Ａのとき、機構は劣駆動であるといわれる。次いで、劣駆動の程度は、差（Ｎ―Ａ）として定義される。たとえば、３本の指骨を有する４本の指および２本の指骨を有する１本の指を、単一のアクチュエータで閉じることができる劣駆動手部が知られている。単一のアクチュエータによって、１４のピボットリンクを介して、１４の自由度を駆動することを可能にすることによって、そのような手部は、高い程度の劣駆動を示す。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
手部を制御する能力を改善し、同時に、手部の劣駆動の高い程度を維持する努力がなされている。たとえば、指のそれぞれに把持力を分散するようにアクチュエータと指との間に配置されるスプレッダの実施態様が知られている。よって手部は単一のアクチュエータによって、それぞれの形態の物体を握持することができる。しかし、手部は開位置と閉位置との間でのみ駆動することができ、閉位置におけるそれぞれの指のそれぞれの位置は、握持される物体の形態に依存する。物体が指の間に入らない場合、指は閉じた点を表す位置まで閉じられる。
【０００５】
ロボットの人に似た性質およびその相互作用機能を補強するために、手部の動きを制御するための可能性を増やし、同時に、劣駆動の高い程度を維持することは、依然として望ましい。明らかに、解決方法は、ロボットの構造的かつ機能的な環境に適合させることができなければならない。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このために、本発明の主題は、ヒューマノイドロボットを対象とする手部であり、手部は手掌と数本の指とを備え、それぞれの指は、ばね効果によって維持される休止位置と、前記指と手掌との間のリンク部を駆動して、ばね効果に対抗することによって得られる圧縮位置との間で、手掌に対して移動することができる。手部は、それぞれの指のリンク部に連結され、少なくとも１本の第１の指および少なくとも１本の第２の指を、休止位置から圧縮位置まで、第１の回転方向および反対方向へのモーター付シャフトのそれぞれの回転によって、それぞれ移動させるように構成されるモーター付シャフトをさらに備える。
【０００７】
有利には、シャフトは、その周縁の第１および第２の部分それぞれの上に、それぞれ第１の方向および反対の回転方向へのシャフトの回転時に指のリンク部を駆動するように構成される第１および第２の半径方向プロファイルを備える。
【０００８】
有利には、手部の指の１本は、２つの回転方向のうちの１つにおいてのみ、シャフトの回転によって移動する。
【０００９】
有利には、休止位置の指は、手掌とともに、開いた手部を表す。
【００１０】
有利には、２本の指はそれぞれ親指および人差し指であるように手掌に設置され、親指または人差し指は、第１の方向へのシャフトの回転時、休止位置に維持され、反対方向へのシャフトの回転により、手部のすべての指は、手掌とともに閉じた手部を表すように圧縮位置に移動する。
【００１１】
有利には、指のうちの１本のリンク部は、シャフトのキャビティに収容されるクリンピングによって、一方側で指に、そして他方側でシャフトに連結されるケーブルを備え、ケーブルは、キャビティと半径方向プロファイルの１つの端部とを連結するダクトを通ってシャフトを半径方向に貫通し、シャフトの１つの回転方向への回転により、前記半径方向プロファイル上にケーブルが巻き取られ、ケーブルを引くことによって指の移動を駆動する。
【００１２】
有利には、指のうちの１本の半径方向プロファイルは、シャフトの回転軸に中心がおかれる半円に近い周縁の一部の上で実質的に円形であり、その上に前記指のケーブルを巻き取ることができ、半径方向プロファイルの直径は、ケーブルの行程および休止位置と圧縮位置との間の指の移動の振幅を決定する。
【００１３】
有利には、指のうちの１本のリンク部は、シャフトの回転軸に中心がおかれるキャビティで自由に回転するように取り付けられるクリンピングを備え、ケーブルが半径方向プロファイルすべてに沿ってシャフトを半径方向に貫通できるようにダクトが構成され、指は、シャフトの回転時、休止位置に維持される。
【００１４】
有利には、シャフトは、数本の指の同時の移動のために、シャフトの回転軸に従って連続して配置されるいくつかの第１および第２の半径方向プロファイルを有する。
【００１５】
有利には、手部は、同一の長さの２本のケーブルおよび２つの同一のクリンピングによってシャフトに連結される２本の同一の指を備える。シャフトは、シャフトの回転軸からの２つの異なる距離の位置でシャフトに形成される２つの収容キャビティを備え、シャフトの回転軸からの２つの異なる距離の位置で手部の手掌に２本の指を設置することを可能にする。
【００１６】
有利には、指のうちの１本のリンク部は堅固であり、シャフトは第１および第２のカムを備え、堅固なリンク部は、それぞれ第１の方向および反対の方向へのシャフトの回転により、第１および第２のカムによってそれぞれ移動する。
【００１７】
本発明は、前記の特徴を有する手部が装備されるヒューマノイドロボットにも関するものである。
【００１８】
以下の図で一例として与えられる実施形態の詳細な記述を読みとることにより、本発明はよりよく理解され、他の利点が明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１ａ】本発明による２つの手部を装備することができるヒューマノイドロボットの２つの例を表す。
【図１ｂ】本発明による２つの手部を装備することができるヒューマノイドロボットの２つの例を表す。
【図２ａ】「開いた手部」、「閉じた手部」、および「伸ばした人差し指」の構成における手部を示すように設置される手掌と指とを備えるヒューマノイドロボットの手部の例を表す。
【図２ｂ】「開いた手部」、「閉じた手部」、および「伸ばした人差し指」の構成における手部を示すように設置される手掌と指とを備えるヒューマノイドロボットの手部の例を表す。
【図２ｃ】「開いた手部」、「閉じた手部」、および「伸ばした人差し指」の構成における手部を示すように設置される手掌と指とを備えるヒューマノイドロボットの手部の例を表す。
【図３ａ】それぞれ「伸ばした指」および「折り曲げた指」の位置における、数本の指骨からなるヒューマノイドロボットの指の例を表す。
【図３ｂ】それぞれ「伸ばした指」および「折り曲げた指」の位置における、数本の指骨からなるヒューマノイドロボットの指の例を表す。
【図４ａ】「開いた手部」構成から、それぞれ「閉じた手部」構成および「伸ばした人差し指」構成への手部の指の移動のための、本発明による原理を示す。
【図４ｂ】「開いた手部」構成から、それぞれ「閉じた手部」構成および「伸ばした人差し指」構成への手部の指の移動のための、本発明による原理を示す。
【図５】本発明によるヒューマノイドロボットの手部が実装されるモーター付シャフトおよびリンク部を表す。
【図６ａ】２つの表示による、ロボットの手部のシャフトと３本の指との間のモーター付シャフトおよびリンク部を表す。
【図６ｂ】２つの表示による、ロボットの手部のシャフトと３本の指との間のモーター付シャフトおよびリンク部を表す。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
明瞭さのために、同じ要素はそれぞれの図において同じ参照記号を有する。
【００２１】
図１ａおよび１ｂは、ＡＬＤＥＢＡＲＡＮ  ＲＯＢＯＴＩＣＳ（商標）社によって開発されたヒューマノイドロボットの２つの例を表す。図１ａに表されるヒューマノイドロボット１は、頭部１０と、胴部２と、２本の腕３と、２つの手部４と、２本の脚５と、２つの足部６とを備える。図１ｂに表されるヒューマノイドロボット１’は、頭部１０と、胴部２と、２本の腕３と、２つの手部４と、スカート７とを備える。本発明は、これらのタイプのヒューマノイドロボットが装備することができる手部に関するものである。
【００２２】
本発明は、手掌に設置される４本の指を備える手部の特定の場合について、以下に記載される。３本の指骨からなる３本の指は、人差し指、中指、および薬指のようである。２本の指骨からなる第４の指は、親指のようである。明らかに、本発明はこの特定の例に限定されないが、人間のように手掌に対して指を移動させることを可能にする、手掌および何本かのモーター付の指を備える手部を、より広く網羅する。さらにまた、本発明は手部に実装され、たとえば視覚的な伝達を改善することによって、ロボットの人に似た性質を補強する。本発明は、同じ原理によって、そして、たとえばヒューマノイドロボットの足部または動物の性質のロボットの足といった他の部材に対する同じ利益を有して、実装できることが理解される。以下で、用語「手部」は一般に、手掌と、手掌に対してモーター駆動される指とを備える部材を示す。
【００２３】
図２ａ、２ｂ、および２ｃは、「開いた手部」、「閉じた手部」、および「伸ばした人差し指」の構成における手部を表すように設置される手掌と指とを備える、本発明によるヒューマノイドロボットの手部の例を表す。図に表される例において、手部は、手掌１５と、３本の指骨からなる３本の指１２、１３、および１４と、２本の指骨からなる１本の指１１とを備える。それらの形態および手部の手掌におけるそれらの位置によって、指１１、１２、１３、および１４はそれぞれ、手部４の親指、人差し指、中指、および薬指となる。図２ａは「開いた手部」構成、図２ｂは「閉じた手部」構成、図２ｃは「伸ばした人差し指」構成の手部を表す。
【００２４】
図３ａおよび３ｂは、それぞれ「伸ばした指」および「折り曲げた指」の位置における、数本の指骨からなるヒューマノイドロボットの指の例を表す。限定された数のアクチュエータによって、手部の指の最大の数の自由度を駆動しようとするさまざまなタイプの劣駆動手部が知られている。図に示される１つの広く使われている設計において、各指は、互いに引き継いで連結される数本の指骨を備える。たとえば、指１２は、手掌１５に連結される近位指骨６１と、中央指骨６２と、手掌から最も遠く離れた遠位指骨６３とを連続して備える。指骨はともに連結され、１つまたは複数の自由度を有するリンク、たとえばピボットリンクによって手掌と連結される。たとえば、手掌１５と指骨６１はピボットリンク７１ａによって連結され、指骨６１と６２はピボットリンク７２ａによって連結され、指骨６２と６３はピボットリンク７３ａによって連結される。以下で休止位置と呼ばれるデフォルト位置において、指の指骨は、ばね効果によって所定の位置に維持される。この維持は、ピボットリンクの角度のある行程を制限する機械式接合および機械式接合に指骨を設置するばね機構によって各ピボットリンクで得ることができる。したがって、指骨６１、６２、および６３は、ピボットリンク７１ａ、７２ａ、および７３ａのまわりに巻き取られるコイルばね７１ｂ、７２ｂ、および７３ｂによって、伸ばした指を表す休止位置に維持される。
【００２５】
各指は、ばね効果に対抗する力を与えることによって、休止位置から別の位置への手掌に対する指の移動を駆動するように構成される指と手掌との間のリンク部をさらに備える。たとえば、リンク部は、指の指骨を貫通し、一方側でたとえばクリンピング７５ａによって遠位指骨６３に連結され、他方側で手掌の電動アクチュエータ（図示せず）に連結されるケーブル７５を備えることができる。ばねの戻り力より大きい引張力を与えることによって、アクチュエータは指骨のそれぞれの回転を駆動し、その休止位置から、図３ｂで表され、圧縮位置と呼ばれる一番端の位置まで指を移動させる。
【００２６】
アクチュエータの数を最小化する劣駆動手部において、指のそれぞれのケーブルは、単一のアクチュエータに連結され、すべての指を休止位置から圧縮位置へ同時に移動させることが可能である。さまざまな形態の物体の握持を可能とするために、前述のように、それぞれのケーブルに伝達される引張力を分散するように、アクチュエータと指のそれぞれのケーブルとの間にスプレッダを入れることも想定されている。
【００２７】
ここで、手部が数本の指を備え、各指がばね機構およびリンクケーブルによって１つの位置に維持される数本の指骨を備え、アクチュエータによるその引張りがばね効果に対抗することによって各指骨を回転可能に駆動することを可能にする、この特定の場合における、本発明による劣駆動手部について以下で説明する。この実施態様は本発明における制限ではない。他の実施態様も想定することができる。たとえば指が、２つの一番端の位置の間で移動することができる単一の指骨を備えることができる。指が数本の指骨を備えるとき、指を休止位置に維持するばね効果は、図３ａおよび３ｂによって示されるようにそれぞれの指骨のピボットリンクのそれぞれと関連付けられる一組のコイルばねによって、または、指骨のそれぞれを連結し、すべての指骨を休止位置に維持する戻り力を与える単一の部分によって形成されるばね機構によって、得ることができる。同様に、指と手掌との間のリンク部は、金属ケーブルなどの可撓ケーブル７５を備えることができ、遠位指骨へのケーブルの引張りを保証するモーター付アクチュエータを連結する。カムが設けられるシャフトを備えるモーター付アクチュエータと一端で接触する堅固な機械部品からなるリンク部も想定され、その回転が、指を移動させる動きにおいて堅固な部分を駆動する。
【００２８】
以下で、指のそれぞれの休止位置は、人の手の伸ばした指に対応し、すべての指が図２ａで表される「開いた手部」構成の休止位置にある。指のそれぞれの圧縮位置は、手掌に対して折り曲げられる指に対応し、すべての指が図２ｂで表される「閉じた手部」構成の圧縮位置にある。休止位置および圧縮位置に関する手掌に対する指のそれぞれのこの位置は、慣例によって選択される。この選択は、モーターの消費、寿命、または転倒への抵抗に関して特定の利点を提供する。しかし、本発明の範囲から逸脱することなく、指のうちの１本またはすべての休止位置に関して、指（単数または複数）が手掌に対して折り曲げられた位置を選択することが可能である。次いで、モーター付アクチュエータが、手部の指（単数または複数）を広げることを可能にする。
【００２９】
本発明の一般概念は、手部に動きの可能性を付加し、同時に、同じ劣駆動の程度を維持することである。本発明は、それらの休止位置からの、第１の方向へのモーター付シャフトの回転による１つまたは複数の指の駆動、および、反対の回転方向への回転による１つまたは複数の指の駆動にある。本発明は、回転アクチュエータの２つのモーター機能を有利なことには利用し、同じ初期構成からの手部の指の２つの異なる動きを可能にする。図に表される実施形態において、第１の方向への回転アクチュエータの回転は「開いた手部」構成から「閉じた手部」構成への切替えを可能にし、反対の方向への回転は「開いた手部」構成から「伸ばした人差し指」構成への切替えを可能にする。前述のように、３つの構成についての指のそれぞれの位置は任意である。手部は、指のそれぞれが、第１の回転方向、反対の回転方向、両方の回転方向、または、どちらでもない回転方向への回転時に移動できるように適合させることができる。一般に、本発明は、それぞれ少なくとも１本の第１の指および少なくとも１本の第２の指を、それぞれ第１の回転方向および反対の方向へのモーター付シャフトの回転によって、それらの休止位置から圧縮位置へ移動させるように構成されるモーター付シャフトに関するものである。
【００３０】
図４ａおよび４ｂは、「開いた手部」構成から、それぞれから「閉じた手部」構成および「伸ばした人差し指」構成への手部の指の移動の、本発明による原理を示す。２つの図は、手部の３本の指、人差し指１２、中指１３、および薬指１４を示す。手掌および親指は表されていない。２つの図の左部分において、３本の指はそれらの休止位置にあり、ばね効果によって維持されている。図４ａの右部分において、３本の指はそれらの圧縮位置（「閉じた手部」構成）にある。図４ｂの右部分において、中指１３および薬指１４はそれらの圧縮位置にあり、人差し指１２は休止位置（「伸ばした人差し指」構成）に維持されている。
【００３１】
手部は、リンク部２２、２３、および２４によって指１２、１３、および１４のそれぞれに連結されるモーター付シャフト２０を備え、ここでリンク部は、一方側で指に、そして他方側でモーター付シャフト２０に連結される可撓ケーブルからなる。モーター付シャフト２０は、手部の手掌１５に、または他にロボットの前腕に、またはリンク部の長さを適合させることによってロボットの胴にさえ設置することができる。左部分に表される初期構成において、リンクケーブルは、指のばねによって与えられる戻り力によって引っ張られる。この初期構成から、モーター付シャフト２０は、Ｘで参照される主軸のまわりで２つの回転方向に駆動することができる。シャフトの回転は、ばね効果に対抗する引張力を与えることによってシャフトのまわりで巻き取られるケーブルを駆動する。その休止位置からその圧縮位置まで移動することによって、指は折り曲げられる。有利なことには、シャフトは、ケーブルが第１の回転方向への回転時に巻き取られる第１の半径方向プロファイルと、ケーブルが反対の回転方向への回転時に巻き取られる第２の半径方向プロファイルとを有することができる。同様に、シャフトは、主軸Ｘに沿って連続して形成されるいくつかの第１および第２のプロファイルを有することができ、各指は、指のそれぞれのケーブルを巻き取ることができる第１および第２の半径方向プロファイルをそれと関連付けている。第１および第２の半径方向プロファイルの定義は、大きな設計の柔軟性を有して、全く同一の回転アクチュエータによって駆動することができる手部の２つの動きを定義することを可能にする。
【００３２】
図５は、手部の例において実装されるモーター付シャフトおよびリンク部を表す。図の左部分は、上部２０ａおよび下部２０ｂによって形成されるモーター付シャフト２０、ならびに、可撓ケーブル１２２ａとクリンピング１２２ｂとを備える指１２のリンク部２２を、分解図によって示す。リンク部２２は、一方側で指１２に、そして他方側でシャフト２０に、シャフト２０のキャビティ２０２に収容されるクリンピング１２２ｂによって連結される。
【００３３】
図の中央部分は、シャフト２０、ならびに指１２および１４のリンク部２２および２４を側面図によって示す。図の右部分は、断面Ａ−ＡおよびＢ−Ｂにおける２つの図によって同じ構成要素を示す。これらの図で表されるように、ケーブル１２２ａは、ダクト２０２ａを通ってシャフトを半径方向に貫通し、キャビティ２０２および第１の半径方向プロファイル３２ａの端部および第２の半径方向プロファイル３２ｂの端部を連結する。したがって、シャフトの回転方向に応じて、人差し指１２のケーブル２２は、断面図Ａ−Ａで表される２つの半径方向プロファイル３２ａまたは３２ｂのうちの１つに巻き取ることができる。同様に、中指１３および小指１４のケーブル２３および２４は、断面図Ａ−Ａで表される２つの半径方向プロファイル３４ａまたは３４ｂのうちの１つに巻き取ることができる。
【００３４】
各指について、第１および第２の半径方向プロファイルは、周縁の第１および第２の部分まで及ぶことに留意されたい。第１および第２の半径方向プロファイルは、ケーブルが貫通する通路ダクトの端部に対応する、共通の端部を有する。第１および第２の半径方向プロファイルは実質的に円形とすることができ、指１３および１４と関連付けられる半径方向プロファイル３４ａおよび３４ｂの場合のように、半円に近い周縁の一部にあるようにすることができる。次いで、第１および第２の半径方向プロファイルの直径は、ケーブルの行程および指の移動の振幅を決定する。この選択は、本発明における制限ではない。非円形半径方向プロファイルを想定することができ、シャフトの回転時の指の移動の速度を適合させることを可能にする。同様に、シャフトは、半径方向プロファイルの長さ全体、または単にその一部をカバーするように駆動することができる。
【００３５】
モーター付シャフトの回転時に指を休止位置に維持するようにモーター付シャフトを構成することも可能である。これは、特に、人差し指１２について図３ｂで示される場合であり、第１の回転方向へのシャフトの回転にもかかわらず、休止位置にとどまる。そのために、リンク部２２のクリンピング１２２ｂは、たとえば実質的に円筒状または球面などの１つの可能な回転軸を有している形態であり、シャフトの回転の主軸と統合される軸のまわりをキャビティ２０２で自由に回転するように取り付けられる。さらにまた、ダクトは、第１の半径方向プロファイルの周縁のすべての部分でシャフトを半径方向に貫通する。よって、構成されるとき、ケーブル１２２ａは、第１の半径方向プロファイルの周縁のすべての部分で、シャフトを半径方向に貫通することができる。第１の回転方向へのシャフトの回転は、その収容キャビティ２０２に対するクリンピング１２２ｂの回転を駆動し、ケーブル１２２ａはばね効果によってしっかりととどまる。指は、第１の回転方向へのシャフトの回転時、休止位置に維持されてとどまる。逆に、反対の方向へのシャフトの回転は、第２の半径方向プロファイル３２ｂに対してケーブルを巻き取り、人差し指の移動を駆動する。
【００３６】
有利なことには、第１および第２の半径方向プロファイルの定義は、大きな設計の柔軟性を手部の指の２つの動きに対して提供する。何本かの指は有利なことには、指が同じ速度プロファイルおよび同じ振幅に従って移動するような共通の半径方向プロファイルによってシャフトに連結することができる。表される例において、それは、中指１３および薬指１４の場合である。
【００３７】
図６ａおよび６ｂは、２つの表示による、ロボットの手部のシャフトと３本の指との間のモーター付シャフトおよびリンク部を表す。
【００３８】
ロボットの製造を簡略化し、その製造コストを減少させるために、本発明は、数本の厳密に同一の指を実装する手部を想定する。表される例において、人差し指１２、中指１３、および薬指１４は、３本の同一の指骨を有し、同じ構成要素からなる３本の指である。３本の指は、手部の手掌におけるそれらの位置によってのみ区別される。手部の人に似た性質を補強するために、３本の指は、実質的に円弧を形成する３点で、手部の手掌に連結され、設置されている人差し指１２および薬指１４は、中指１３に対して後方に設定される。有利なことには、シャフトは、人差し指１２および薬指１４は、シャフトの回転軸から実質的に全く同一の距離であるように手部の手掌に設置される。したがって、２つの厳密に同一のリンク部２２および２４は、これらの２本の指のために実装することができる。図５ａに表されるように、リンク部２２および２４のためのクリンピングは、シャフトの主軸上でシャフトに形成される２つのキャビティ２０２および２０４に収容される。同一のリンク部２３はまた、中指１３のために実装することができる。そのために、リンク部２３のクリンピングは、シャフトの主軸から「ｄ」で参照される距離でシャフトに形成されるキャビティ２０３に収容される。したがって、距離「ｄ」は、手掌の指のオフセットされた位置に対応し、したがって、前述の円弧を形成する。リンク手段２３および２４の収容キャビティが、シャフトの回転軸からの２つの異なる距離でシャフトに形成されるが、回転中のケーブルの行程は、半径方向プロファイルが同一であることと同程度に同一である。したがって、中指および薬指の移動は同一である。
【００３９】
有利なことには、リンク手段は、特にリンクケーブルの長さと厳密に同一とすることができ、モーター付シャフト上のそれらの異なる位置によって、モーター付シャフトからの異なる距離での位置を可能にする。
【００４０】
最後に、手部のすべての指をモーター付シャフトに連結すること、特に、図５ｂで表されるリンク部２１によって親指を連結することも想定されることに留意されたい。
【００４１】
上記のように、モーター付プーリのまわりで巻き取ることによって指の移動を駆動する可撓ケーブルを備えるリンク部の実施態様は、１つの特定の例であるのみである。リンク部の他の形態、たとえば、第１の方向および反対の方向へのシャフトの回転により、シャフトの第１および第２のカムによって駆動される堅固なリンクも想定される。これらのそれぞれの実施形態は有利なことには、回転アクチュエータの２つのモーター機能を利用して、劣駆動手部の指に２つの可能な動きを与える。そのために、これらのそれぞれの実施形態は、以下の主クレームで説明される特定の特徴を共通して有する。
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図２ｃ】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図５】
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【図６ａ】
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【図６ｂ】
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