(57)【要約】    【課題】ヒト型ロボットのハンドに作業具を持たせることができるようにする。    【解決手段】ロボット（Ｒ）のハンド（Ｈ）に作業用具を持たせるための作業用具保持装置を、ロボットのハンドが握るグリップ部（２）と、作業用具の装着部（３、３４）と有すると共に、装着部とグリップ部との間に、グリップ部に対する作業用具の角度を所望に応じて調節する角度調節手段（ピン軸４、蛇腹部３５）を有するものとする。これにより、手首や指先の自由度が低くて掌を握る機能しかないハンド構造であっても作業具を保持することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロボットのハンドに作業用具を持たせるための作業用具保持装置であって、
ロボットのハンドが握るグリップ部と、作業用具の装着部とを有すると共に、
前記装着部と前記グリップ部との間に、前記作業用具の前記グリップ部に対する角度を所望に応じて調節する角度調節手段を有することを特徴とするロボットの作業用具保持装置。
【請求項２】
前記グリップ部を前記ハンドに位置決めするための突起を該グリップ部に設けたことを特徴とする請求項１に記載のロボットの作業用具保持装置。
【請求項３】
前記装着部の先端部に位置合わせ用のポイントマークを付したことを特徴とする請求項１若しくは２に記載のロボットの作業用具保持装置。
【請求項４】
前記作業用具が筆記具であり、該筆記具の外周面を弾発保持するクランプ手段と、該筆記具の軸方向位置を弾発的に保持するばね手段とを前記装着部に設けたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のロボットの作業用具保持装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロボットの作業用具保持装置に関し、特に、指先の機能が不十分なロボットのハンドに作業用具を持たせるための保持装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ロボットと言えば、特定の機能に特化された産業用ロボットが一般的であったが、近年、人体を模した構造のヒト型ロボットに対する関心が高まりつつある。分けても、ＣＰＵの発達、普及に伴って二足歩行可能なロボットが出現するに至っては、イベント会場での受け付け業務や案内業務などといった人間にしかできないと思われていた作業における実用性までもが開発目的として掲げられる状況になってきている。
【０００３】
一方、これらのヒト型ロボットは、人間の行うべき作業を代行することを目的とするものではあるが、現実には、構造的にも費用的にも制約が厳しく、人間と同等に道具を扱える程度の器用さを指先に与えることすら儘ならない、というのが実情である。
【０００４】
安価に製造可能なように構成された描画ロボットが特許文献１に提案されているが、これは描画作業に特化されたロボットと言うべきものであり、二足歩行可能なヒト型ロボットに適用し得る構造とは言い難い。
【特許文献１】実開昭５９−１７３５８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような従来技術の問題点、即ち人間と同等に道具を扱える程度の器用さをヒト型ロボットに与えようとすると製造コストが著しく増加せざるを得ないという点に鑑み、本発明の主な目的は、構造の複雑化や製造コストの著しい増加を招かずにヒト型ロボットのハンドに作業具を持たせることができるようにするところにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このような課題を解決するために本発明の請求項１においては、ロボット（Ｒ）のハンド（Ｈ）に作業用具を持たせるための作業用具保持装置を、ロボットのハンドが握るグリップ部（２）と、作業用具の装着部（３）とを有すると共に、前記装着部と前記グリップ部との間に、前記作業用具の前記グリップに対する角度を所望に応じて調節する角度調節手段（ピン軸４による関節或いは蛇腹部３５）を有することを特徴とするものとした。また請求項２においては、前記グリップ部を前記ハンドに位置決めするための突起（５ａ・５ｂ）を該グリップ部に設けるものとした。また請求項３においては、前記装着部の先端部に位置合わせ用のポイントマーク（１２）を付すものとした。そして請求項４においては、前記作業用具が筆記具（フェルトペン６）であり、該筆記具の外周面を弾発保持するクランプ手段（クランプ爪７）と、該筆記具の軸方向位置を弾発的に保持するばね手段（圧縮コイルばね８）とを前記装着部に設けたことを特徴とするものとした。
【発明の効果】
【０００７】
このような本発明の請求項１の構成によれば、手首や指先の自由度が低くて掌を握る機能しかないハンド構造であっても作業具を保持し得るので、肩関節および肘関節の動きだけで作業具を取り扱う動作の実行が可能となる。従って、指先の器用さが不十分なヒト型ロボットにも道具を用いた作業を行わせることが可能となり、ヒト型ロボットの利用範囲を拡大する上に多大な効果を奏することができる。また請求項２の構成によれば、グリップ部がぶれ難くなるので、作業精度を高めることができる。また請求項３の構成によれば、垂直使用の際に作業具の先端をロボットが直視できなくなった場合でも、ポイントマークを目標にして作業を続けることができる。そして請求項４の構成によれば、描画（筆記）業用時に筆記具の違いに対応可能となり、また筆圧の違いにも対応可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下に添付の図面を参照して本発明について詳細に説明する。
【実施例１】
【０００９】
図１は、本発明に基づき構成されたロボット用筆記具保持装置を示している。この筆記具保持装置１は、ヒト型ロボットのハンドが握るグリップ部２と、概ね円筒形をなす筆記具装着部３とを備え、グリップ部２の軸線と筆記具装着部３の軸線とが互いに直交する状態（実線で示す状態）と一直線になる状態（二点鎖線で示す状態）との間で回動可能なように、グリップ部２と筆記具装着部３とがピン軸４による関節を介して連結されている。
【００１０】
グリップ部２には、ロボットのハンドに握らせた際に外力が加わってもぶれないように、掌の幅に対応した位置に２つの突起５ａ・５ｂが形成されている。またグリップ部２は、ロボットの掌に密着する形状にしてあると共に、摩擦係数の高いゴム材などで表面が被覆されている。
【００１１】
筆記具装着部３は、例えば市販のフェルトペン６の外周面を弾発保持するクランプ爪７と、フェルトペン６の軸方向位置を弾発的に保持する圧縮コイルばね８とが内設されている。
【００１２】
クランプ爪７は、弾性に富む合成樹脂材で形成されており、開口側が湾曲して拡開したカンチレバー型板ばね９を中間支持部１０から軸線方向の両方向に延出したものを、円周を等分割する位置に複数個並設してなるものであり、その開口側からフェルトペン６を差し込むと、多少の径寸法の違いは許容してフェルトペン６を弾発的に保持するようになっている。
【００１３】
複数のカンチレバー型板ばね９は、それぞれが互いに等しい弾発力を中心側へ向けて発揮しており、フェルトペン６の中心軸を筆記具装着部３の中心軸上に置くようにされている。つまり筆記具の直径が変わっても中心位置は変わらないようになっている。
【００１４】
筆記具装着部３の奥側には、圧縮コイルばね８で付勢されたペン受け１１が設けられている。これにより、フェルトペン６には突出方向への付勢力が作用している。これにより、一定以上の筆圧がペン先Ｐに作用すると、筆記具装着部３内にフェルトペン６が引っ込むようになっている。つまりロボットの操作力が変わってもペン先Ｐに加わる力に大きな変動がないようにされている。
【００１５】
図２は、上述した筆記具保持装置１を、ヒト型２足歩行ロボットＲのハンドＨに握らせた状態を示している。垂直面に描画（筆記）する際には、図３−ａに示すように、筆記具装着部３の軸線をグリップ部２の軸線に直交させるようにピン軸４を中心に両部分２・３を互いに折り曲げた状態にし、グリップ部２を縦向きにしてハンドＨに握らせる。これにより、ペン先Ｐが横を向き、垂直面への描画（筆記）作業を行えるようになる。
【００１６】
図３−ｂに示すように、グリップ部２の軸線と筆記具装着部３の軸線とが一直線になるように両部分２・３を伸ばし、グリップ部２を縦向きにしてハンドＨに握らせれば、ペン先Ｐが下を向き、水平面への描画（筆記）作業を行えるようになる。
【００１７】
このようにして、ハンドＨの向きを変えずに垂直面並びに水平面の両面への描画（筆記）作業に対応可能となる。
【００１８】
特に垂直使用の際にペン先Ｐをロボットの視覚カメラが直視できなくなることが考えられる。このために、筆記具装着部３の先端部には、位置合わせ用のポイントマーク１２が付されている。これにより、ポイントマーク１２からペン先Ｐの位置を推定し、描画（筆記）作業に支障が生じないようにしている。
【００１９】
図４示すように、全体をピストル型とし、銃身に相当する部分２３をピン軸２４を中心に折り曲げ可能としても良い。これによれば、グリップ２２を持ち替えずにピン軸２４より前側の部分の向きを変えることで垂直面並びに水平面の両面に対応できる。
【実施例２】
【００２０】
図５は、本発明を撒水用具保持装置３１に適用した実施形態を示している。これの場合は、ヒト型ロボットＲのハンドＨが握るグリップ部３２と、撒水ノズル３３を先端に取り付けたノズル装着部３４との間が、撓曲可能な蛇腹部３５で連結されており、グリップ部３２の軸線と撒水ノズル３３の軸線とのなす角度が任意に調節可能なようになっている。なお、撒水ノズル３３は、例えば単一の水流を噴射するジェットノズルと、拡散した水流を噴射するシャワーノズルとを一体化した公知形式のものが適用可能である。
【００２１】
水を供給するホース３６は、グリップ部３２、蛇腹部３５、およびノズル装着部３４内を通過して撒水ノズル３３に連結されている。
【００２２】
これの場合も、図６に示すように、蛇腹部３５を略直角に曲げて撒水ノズル３３を正面に向けて握らせれば広範囲に撒水でき、蛇腹部３５を伸ばして撒水ノズル３３を下向きにして握らせれば主に足下に撒水することができる。
【００２３】
以上、筆記具保持装置並びに撒水ノズル保持装置として構成した２つの実施例について本発明を詳述したが、本発明は、これらに限定されず、例えば、スクリュードライバー、穿孔ドリル、ハンドライト、ポリッシャなど、握ることで保持する作業工具に広汎に適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
本発明にかかるロボットの作業用具保持装置は、指先の機能が不十分なロボットのハンドにも作業用具を持たせることができるので、ヒト型ロボットの利用範囲を拡大する上に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明装置を一部切除して示す構造図である。
【図２】本発明装置の一使用状態を示す斜視図である。
【図３】本発明装置の別の使用状態を示す要部斜視図である。
【図４】本発明装置の変形実施例を示す外観図である。
【図５】本発明装置の別の実施例を示す外観図である。
【図６】図５に示した装置の使用状態を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００２６】
１  筆記具保持装置
２  グリップ部
３  筆記具装着部
４  ピン軸
５ａ・５ｂ  突起
６  フェルトペン
７  クランプ爪
８  圧縮コイルばね
１２  ポイントマーク
３１  撒水用具保持装置
３２  グリップ部
３３  撒水ノズル
３４  ノズル装着部
３５  蛇腹部
Ｒ  ロボット
Ｈ  ハンド
Ｐ  ペン先
【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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