(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２つの把持部材と、
各把持部材を移動させるアクチュエータと、
少なくとも１つの把持部材に作用する荷重を検出する荷重検出手段と、
前記アクチュエータを駆動させて少なくとも２つの把持部材で物体の側面を把持して持ち上げている状態で、これらの把持部材により前記物体を挟む把持力を徐々に小さくして、前記荷重検出手段により検出される前記物体の表面に沿った方向に作用する荷重が立ち下がったときの前記把持力を、前記物体を持ち上げる際に必要な把持力として決定する制御部と
を備えたことを特徴とするロボットハンド。
【請求項２】
前記アクチュエータは、圧電素子を振動体として用いる超音波アクチュエータからなり
前記荷重検出手段は、前記超音波アクチュエータの圧電素子により形成され、前記圧電素子に発生する逆圧電効果を利用して荷重を検出する請求項１に記載のロボットハンド。
【請求項３】
前記制御部は、少なくとも２つの把持部材による前記物体の把持力と、前記荷重検出手段により検出される前記物体の表面に沿った方向に作用する荷重とに基づいて、前記物体の重さを検出すると共に、前記物体を把持する少なくとも２つの把持部材と前記物体の表面との間の摩擦係数を検出する請求項１又は２に記載のロボットハンド。
【請求項４】
前記アクチュエータは２自由度以上の多自由度アクチュエータであり、前記アクチュエータは前記把持部材を物体を把持する方向と物体に対して滑らせる方向の少なくとも２方向に移動可能である請求項１〜３のいずれか一項に記載のロボットハンド。
【請求項５】
前記把持部材は指部からなり、各指部に対応して配置され且つそれぞれ対応する指部を移動させる少なくとも２つの前記アクチュエータを備えた請求項１〜４のいずれか一項に記載のロボットハンド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ロボットハンドに係り、特に物体を把持する多指ハンドに関する。
【背景技術】
【０００２】
ロボットハンドにより物体を把持して持ち上げるためには、把持力が必要となるが、把持しようとする物体の重さに応じた把持力が要求される。必要以上の把持力で物体を把持すると、その物体を破壊したり変形するおそれを生じることとなる。そこで、把持する物体に適した把持力を決定することが望まれる。
特許文献１には、多関節ロボットのアームの先端に物体を取り付けた状態でサーボモータによりアームを動かし、サーボモータの駆動電流から物体の重量を算出する方法が開示されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２５３８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１のロボットでは、物体の重量を検知することはできるものの、種々の重量の物体毎に適正な把持力を決定することはできないという問題がある。
この発明はこのような問題点を解消するためになされたもので、把持する物体に適した把持力を決定する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】
【０００５】
この発明に係るロボットハンドは、少なくとも２つの把持部材と、各把持部材を移動させるアクチュエータと、少なくとも１つの把持部材に作用する荷重を検出する荷重検出手段と、アクチュエータを駆動させて少なくとも２つの把持部材で物体の側面を把持し、アクチュエータを駆動させて少なくとも２つの把持部材で物体を把持して持ち上げている状態で、これらの把持部材により物体を挟む把持力を徐々に小さくして、荷重検出手段により検出される物体の表面に沿った方向に作用する荷重が立ち下がったときの把持力を、物体を持ち上げる際に必要な把持力として決定する制御部とを備えたものである。
【０００７】
なお、アクチュエータが圧電素子を振動体として用いる超音波アクチュエータからなり、荷重検出手段が超音波アクチュエータの圧電素子により形成され、圧電素子に発生する逆圧電効果を利用して荷重を検出するように構成することができる。
また、少なくとも２つの把持部材による物体の把持力と、荷重検出手段により検出される物体の表面に沿った方向に作用する荷重とに基づいて、制御部が、物体の重さを検出すると共に、物体を把持する少なくとも２つの把持部材と物体の表面との間の摩擦係数を検出することもできる。
アクチュエータとして、把持部材を物体を把持する方向と物体に対して滑らせる方向の少なくとも２方向に移動可能な２自由度以上の多自由度アクチュエータを用いることができる。
把持部材が指部からなり、各指部に対応して配置され且つそれぞれ対応する指部を移動させる少なくとも２つのアクチュエータを備えることもできる。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、少なくとも２つの把持部材による物体の把持力を変化させながら物体の表面に対して把持部材を滑らせる状態と把持部材が物体を移動させる状態との間で状態を変化させることにより、把持する物体に適した把持力を決定することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
実施の形態１
図１に、この発明の実施の形態１に係るロボットハンドの構成を示す。ロボットハンドは、それぞれ超音波アクチュエータにより駆動される少なくとも２つの指部Ａを有しており、各指部Ａの超音波アクチュエータに制御部１が接続されている。
図２に示されるように、ロボットハンドの各指部Ａは、互いに順次連結された第１節Ｃ１、第２節Ｃ２及び第３節Ｃ３を有している。第１節Ｃ１は、この第１節Ｃ１に対して第２節Ｃ２を移動させるための第１の超音波アクチュエータＵ１を構成する振動体２と回転子３を有しており、回転子３に第２節Ｃ２が固定されている。同様に、第２節Ｃ２は、この第２節Ｃ２に対して第３節Ｃ３を移動させるための第２の超音波アクチュエータＵ２を構成する振動体４と回転子５を有しており、回転子５に第３節Ｃ３が固定されている。
そして、第１の超音波アクチュエータＵ１の振動体２と第２の超音波アクチュエータＵ２の振動体４がそれぞれ制御部１に接続されている。
【００１０】
ここで、図３に第１の超音波アクチュエータＵ１の構造を示す。基部１１と固定子１２との間に振動体２が挟持され、基部１１と固定子１２とが振動体２内に通された連結ボルト１３を介して互いに連結されている。固定子１２には、振動体２に接する面とは反対側に凹部１４が形成されており、この凹部１４内に略球体状の回転子３の下部が収容されている。
なお、説明の便宜上、基部１１から回転子３に向かってＺ軸が延び、Ｚ軸に対して垂直方向にＸ軸が、Ｚ軸及びＸ軸に対して垂直にＹ軸がそれぞれ延びているものとする。
【００１１】
固定子１２の凹部１４内には、ＸＹ平面上に位置する環状の段差１５が形成されており、回転子３はこの凹部１４の段差１５に当接した状態で回転可能に支持されている。この回転子３に第２節Ｃ２が固定され、第２節Ｃ２の外周部と固定子１２とを連結する保持部材１６によって回転子３が固定子１２の段差１５に対して加圧接触されている。
【００１２】
振動体２は、それぞれＸＹ平面上に位置し且つ互いに重ね合わされた平板状の第１〜第３の圧電素子部２１〜２３を有しており、これら第１〜第３の圧電素子部２１〜２３がそれぞれ制御部１に電気的に接続されている。
【００１３】
具体的には、図４に示されるように、第１の圧電素子部２１は、それぞれ円板形状を有する電極板２１ａ、圧電素子板２１ｂ、電極板２１ｃ、圧電素子板２１ｄ及び電極板２１ｅが順次重ね合わされた構造を有している。同様に、第２の圧電素子部２２は、それぞれ円板形状を有する電極板２２ａ、圧電素子板２２ｂ、電極板２２ｃ、圧電素子板２２ｄ及び電極板２２ｅが順次重ね合わされた構造を有し、第３の圧電素子部２３は、それぞれ円板形状を有する電極板２３ａ、圧電素子板２３ｂ、電極板２３ｃ、圧電素子板２３ｄ及び電極板２３ｅが順次重ね合わされた構造を有している。これらの圧電素子部２１〜２３が絶縁シート２４〜２７を介して固定子１２及び基部１１から、また互いに絶縁された状態で配置されている。
【００１４】
図５に示されるように、第１の圧電素子部２１の一対の圧電素子板２１ｂ及び２１ｄは、Ｙ軸方向に２分割された部分が互いに逆極性を有してそれぞれＺ軸方向（厚み方向）に膨張と収縮の反対の変形挙動を行うように分極されており、圧電素子板２１ｂと圧電素子板２１ｄは互いに裏返しに配置されている。
第２の圧電素子部２２の一対の圧電素子板２２ｂ及び２２ｄは、２分割されることなく全体がＺ軸方向（厚み方向）に膨張あるいは収縮の変形挙動を行うように分極されており、圧電素子板２２ｂと圧電素子板２２ｄは互いに裏返しに配置されている。
第３の圧電素子部２３の一対の圧電素子板２３ｂ及び２３ｄは、Ｘ軸方向に２分割された部分が互いに逆極性を有してそれぞれＺ軸方向（厚み方向）に膨張と収縮の反対の変形挙動を行うように分極されており、圧電素子板２３ｂと圧電素子板２３ｄは互いに裏返しに配置されている。
【００１５】
第１の圧電素子部２１の両面部分に配置されている電極板２１ａ及び電極板２１ｅと、第２の圧電素子部２２の両面部分に配置されている電極板２２ａ及び電極板２２ｅと、第３の圧電素子部２３の両面部分に配置されている電極板２３ａ及び電極板２３ｅがそれぞれ電気的に接地されている。また、第１の圧電素子部２１の一対の圧電素子板２１ｂ及び２１ｄの間に配置されている電極板２１ｃと、第２の圧電素子部２２の一対の圧電素子板２２ｂ及び２２ｄの間に配置されている電極板２２ｃと、第３の圧電素子部２３の一対の圧電素子板２３ｂ及び２３ｄの間に配置されている電極板２３ｃがそれぞれ制御部１に電気的に接続されている。
【００１６】
これら圧電素子部２１〜２３のうち少なくとも２つの圧電素子部に制御部１から超音波アクチュエータＵ１の固有振動数に近い周波数の交流電圧を印加することにより、固定子１２の段差１５に超音波振動が発生し、摩擦力を介して回転子３を任意の方向に回転することができる。この回転子３の回転に伴って第２節Ｃ２が移動する。
【００１７】
また、外力が第２節Ｃ２に加わる等に起因して、振動体２の圧電素子部２１〜２３に応力が作用すると、その応力の方向に応じて圧電素子部２１〜２３のうち少なくとも１つを構成する一対の圧電素子板間に逆圧電効果により電圧が発生する。このため、各圧電素子部２１〜２３の一対の圧電素子板間に発生する電圧を測定することによって振動体２に作用する応力を検出することができる。
【００１８】
第２の超音波アクチュエータＵ２は、第１の超音波アクチュエータＵ１と同様の構成を有し、振動体４を形成する第１〜第３の圧電素子部のうち少なくとも２つの圧電素子部に制御部１から超音波アクチュエータＵ２の固有振動数に近い周波数の交流電圧を印加することにより、回転子５を任意の方向に回転することができる。この回転子５の回転に伴って第３節Ｃ３が移動する。
また、振動体４を形成する第１〜第３の圧電素子部の一対の圧電素子板間に発生する電圧を測定することにより、振動体４に作用する応力を検出することができる。
【００１９】
次に、この実施の形態１に係るロボットハンドの動作について説明する。
図１に示されるように、制御部１は、各指部Ａの超音波アクチュエータＵ１及びＵ２を駆動することにより２つの指部Ａを移動させて、載置面Ｔ上に載置されている物体Ｓを双方の指部Ａの第３節Ｃ３で把持させる。ただし、この時点では、把持力Ｇは小さくし、第３節Ｃ３が物体Ｓに軽く接触する程度にしておく。
このとき、図６に示されるように、物体Ｓは、重力Ｗと等しい大きさの垂直抗力Ｎ０を載置面Ｔから受けており、これら重力Ｗと垂直抗力Ｎ０とがつり合った状態にある。
【００２０】
この状態で、制御部１は、各指部Ａの第１節Ｃ１に対して第２節Ｃ２を水平方向Ｈで且つ互いに内方へ移動させるように双方の指部Ａの超音波アクチュエータＵ１を駆動することにより、各指部Ａの第３節Ｃ３から物体Ｓに徐々に増大する把持力Ｇを作用させると共に、双方の指部Ａの超音波アクチュエータＵ２を駆動することにより、図７に示されるように、各指部Ａの第２節Ｃ２に対して第３節Ｃ３を鉛直方向Ｖへ上昇させる。
【００２１】
各指部Ａの第３節Ｃ３から物体Ｓに作用する把持力Ｇが小さいときには、物体Ｓは持ち上がることなく、双方の指部Ａの第３節Ｃ３が物体Ｓの側面上を上方へ滑ることとなる。このとき、図８に示されるように、物体Ｓと第３節Ｃ３との接触部に動摩擦力が生じ、動摩擦係数をμとして大きさμＧの上方を向いた動摩擦力がそれぞれの指部Ａの第３節Ｃ３から物体Ｓに作用する。このため、双方の指部Ａにより２μＧの動摩擦力が物体Ｓに及び、この動摩擦力２μＧと物体Ｓが載置面Ｔから受ける垂直抗力Ｎとの和が物体Ｓに作用する重力Ｗとつり合って、
Ｎ＋２μＧ＝Ｗ      ・・・（１）
の関係が成り立つ。
一方、物体Ｓの側面上を上方へ滑る各指部Ａの第３節Ｃ３には、物体Ｓから下方に向いた荷重Ｆが作用する。この荷重Ｆは、各指部Ａの第３節Ｃ３から物体Ｓに作用する動摩擦力μＧに等しい大きさを有している。すなわち、
Ｆ＝μＧ      ・・・（２）
となる。
【００２２】
なお、把持力Ｇは、制御部１から各指部Ａの第１の超音波アクチュエータＵ１の振動体２に供給する駆動電圧に基づいて把握することができる。また、荷重Ｆは、各指部Ａの第２の超音波アクチュエータＵ２の振動体４を形成する第１〜第３の圧電素子部の一対の圧電素子板間に発生する電圧を測定することにより、検出することができる。
【００２３】
そこで、各指部Ａの第３節Ｃ３による把持力Ｇと各指部Ａの第３節Ｃ３に作用する荷重Ｆと物体Ｓが載置面Ｔから受ける垂直抗力Ｎの関係をグラフに示すと図９のようになる。時刻Ｔ０から把持力Ｇを徐々に増大させると、それに比例して荷重Ｆが増大し、物体Ｓが載置面Ｔから受ける垂直抗力Ｎは初期値Ｎ０から徐々に減少する。
そして、把持力Ｇが
μＧ＝Ｗ／２      ・・・（３）
を満たす値Ｇ１にまで増大する時刻Ｔ１になると、物体Ｓが載置面Ｔから受ける垂直抗力Ｎは０となり、各指部Ａの第３節Ｃ３と物体Ｓの側面との間の滑りが終了して、図１０及び１１に示されるように、物体Ｓは載置面Ｔから離れて持ち上げられることとなる。このとき各指部Ａの第３節Ｃ３に作用する荷重Ｆ１は、
Ｆ１＝Ｗ／２      ・・・（４）
となる。
【００２４】
このように物体Ｓが一旦持ち上がると、把持力Ｇをさらに増大させても、それぞれの指部Ａの第３節Ｃ３から物体Ｓに作用する摩擦力はＷ／２のまま変化しなくなり、各指部Ａの第３節Ｃ３に作用する荷重Ｆも、Ｆ１＝Ｗ／２のまま一定となる。
そこで、制御部１は、各指部Ａの第２の超音波アクチュエータＵ２の振動体４により検出される荷重Ｆが一定値Ｆ１＝Ｗ／２になったときの把持力Ｇ１を、物体Ｓを持ち上げる際に必要な把持力として決定することができる。
このようにして物体Ｓを持ち上げる際に必要な把持力を決定すれば、過剰な把持力を物体Ｓに作用させることが回避され、物体Ｓを破壊したり変形するおそれを未然に防ぐことが可能となる。
【００２５】
また、上記の式（４）により、荷重Ｆ１の値から物体Ｓに作用する重力Ｗ、すなわち物体Ｓの重さを検出することができ、上記の式（２）により、把持力Ｇと荷重Ｆの値から物体Ｓと第３節Ｃ３との間の動摩擦係数μを検出することができる。このため、指部Ａの第３節Ｃ３で物体Ｓを把持して移動させたり、物体Ｓを操作する際のトルク制御、速度制御等をより精度よく行うことが可能となる。
【００２６】
上記の実施の形態１では、各指部Ａの第１の超音波アクチュエータＵ１を水平方向Ｈに１軸駆動して第３節Ｃ３に把持力Ｇを発生させると共に第２の超音波アクチュエータＵ２を鉛直方向Ｖに１軸駆動して第３節Ｃ３を上昇させ、第２の超音波アクチュエータＵ２の振動体４により荷重Ｆを検出したが、これに限るものではない。
例えば、図１２に示されるように、各指部Ａの第１の超音波アクチュエータＵ１を２軸駆動して第１節Ｃ１に対して第２節Ｃ２を水平方向Ｈへ移動させると共に鉛直方向Ｖへ移動させることにより、第３節Ｃ３に把持力Ｇを発生させつつ第３節Ｃ３を上昇させ、第２の超音波アクチュエータＵ２の振動体４を荷重Ｆの検出に専用に使用することもできる。
【００２７】
逆に、第２の超音波アクチュエータＵ２を２軸駆動して第２節Ｃ２に対して第３節Ｃ３を水平方向Ｈへ移動させると共に鉛直方向Ｖへ移動させることにより、第３節Ｃ３に把持力Ｇを発生させつつ第３節Ｃ３を上昇させ、第１の超音波アクチュエータＵ１の振動体２を荷重Ｆの検出に専用に使用してもよい。
また、図１３に示されるように、第１節Ｃ１を省略して第２節Ｃ２と第３節Ｃ３のみの１関節の指部とし、第２の超音波アクチュエータＵ２を２軸駆動して第２節Ｃ２に対して第３節Ｃ３を水平方向Ｈへ移動させると共に鉛直方向Ｖへ移動させることにより、第３節Ｃ３に把持力Ｇを発生させつつ第３節Ｃ３を上昇させる一方、この第２の超音波アクチュエータＵ２の振動体４により荷重Ｆを検出することもできる。
【００２８】
実施の形態２
図１４は、実施の形態２に係るロボットハンドにおける各指部Ａの第３節Ｃ３による把持力Ｇと各指部Ａの第３節Ｃ３に作用する荷重Ｆとの関係を示すグラフである。この実施の形態２に係るロボットハンドは、実施の形態１のロボットハンドと同様の構成を有しているが、既に把持して持ち上げている状態の物体Ｓに対して、適正な把持力を決定しようとするものである。
【００２９】
制御部１は、各指部Ａの超音波アクチュエータＵ１及びＵ２を駆動することにより２つの指部Ａを移動させ、時刻Ｔ０に物体Ｓを双方の指部Ａの第３節Ｃ３で把持して持ち上げる。なお、各指部Ａの第３節Ｃ３から物体Ｓに作用する把持力Ｇ０は、適当な値とする。また、このとき、既に物体Ｓが持ち上げられているので、各指部Ａの第３節Ｃ３に作用する荷重Ｆ０は、
Ｆ０＝Ｗ／２      ・・・（５）
である。
【００３０】
ここで、制御部１は、各指部Ａの第１節Ｃ１に対して第２節Ｃ２を水平方向Ｈの外方へ移動させるように双方の指部Ａの超音波アクチュエータＵ１を駆動することにより、各指部Ａの第３節Ｃ３から物体Ｓに作用する把持力Ｇを徐々に減少させる。ただし、物体Ｓが双方の指部Ａの第３節Ｃ３で支持され、静止している限り、各指部Ａの第３節Ｃ３に作用する荷重Ｆ０は、Ｗ／２のまま変わることはない。
そして、把持力Ｇの減少に伴い、物体Ｓと第３節Ｃ３との間の静止摩擦係数をμ０として、時刻Ｔ２に物体Ｓと各指部Ａの第３節Ｃ３との間に作用する最大摩擦力μ０Ｇが物体Ｓに作用する重力Ｗの半値Ｗ／２を下回ると、物体Ｓは双方の指部Ａの第３節Ｃ３の間から滑落し始める。この時刻Ｔ２における把持力Ｇ２は、
μ０Ｇ２＝Ｗ／２      ・・・（６）
で表される。
【００３１】
このようにして物体Ｓが滑り始めると、物体Ｓと第３節Ｃ３との間には最大摩擦力μ０Ｇより小さい動摩擦力μＧが作用するため、各指部Ａの第３節Ｃ３に作用する荷重Ｆは、Ｗ／２からＦ２に急激に立ち下がる。このときの荷重Ｆ２は、
Ｆ２＝μＧ２      ・・・（７）
により表される。
【００３２】
そこで、制御部１は、各指部Ａの第２の超音波アクチュエータＵ２の振動体４により検出される荷重Ｆが立ち下がったときの把持力Ｇ２を、物体Ｓを持ち上げる際に必要な把持力として決定することができる。
この後、さらに把持力Ｇが減少されるに従い、荷重Ｆも減少することとなるので、再度把持力Ｇを増大させて物体Ｓの落下を防止した上、把持力をＧ２あるいはＧ２よりわずかに大きな値とすればよい。
このようにして物体Ｓを持ち上げる際に必要な把持力を決定することにより、実施の形態１と同様に、過剰な把持力を物体Ｓに作用させることが回避され、物体Ｓを破壊したり変形するおそれを未然に防ぐことが可能となる。
【００３３】
また、上記の式（５）により、荷重Ｆ０の値から物体Ｓに作用する重力Ｗ、すなわち物体Ｓの重さを検出することができ、上記の式（６）により、把持力Ｇと荷重Ｆの値から物体Ｓと第３節Ｃ３との間の静止摩擦係数μ０を検出することができる。このため、指部Ａの第３節Ｃ３で物体Ｓを把持して移動させたり、物体Ｓを操作する際のトルク制御、速度制御等をより精度よく行うことが可能となる。
【００３４】
この実施の形態２では、把持力Ｇを単調変化させるだけで物体Ｓを持ち上げる際に必要な把持力を決定することができるので、図１３に示したような１関節で且つ第３節Ｃ３を水平方向Ｈにのみ移動し得る１軸駆動の指部を有するロボットハンドへの適用が可能である。
【００３５】
その他の実施の形態
上記の実施の形態１及び２では、２本の指部Ａで物体Ｓを把持したが、同様にして、３本以上の指部を有する多指ハンドを構成し、３本以上の指部で物体Ｓを挟んで把持し、それぞれの指部から把持力を発生させてもよい。この場合、それぞれの指部と物体Ｓの側面との間に作用する摩擦力の合力と物体Ｓに作用する重力とを比較することとなる。
上記の実施の形態１及び２では、各指部Ａに作用する荷重を検出する荷重検出手段として、各指部Ａを駆動するための超音波アクチュエータＵ１及びＵ２の振動体２及び４を構成する圧電素子板を用いたが、これに限るものではなく、指部Ａを駆動するアクチュエータとは別個に専用の力センサを各指部Ａに取り付け、この力センサにより荷重を検出するようにしてもよい。ただし、実施の形態１及び２のように、各指部Ａを駆動するための超音波アクチュエータＵ１及びＵ２の振動体２及び４を利用して荷重の検出を行えば、より小型で簡単な構成のロボットハンドを実現することができる。
上述した実施の形態１及び２のロボットハンドは、それぞれ自走式ロボットに搭載して使用することができる。
【００３６】
上記実施の形態１及び２では、各指部Ａに作用する荷重が一定になったとき、または、立ち下がったときの把持力Ｇを物体Ｓを持ち上げる際に必要な把持力として決定したが、それには限定されず、各指部Ａと物体Ｓとの状態が変化した際に現れる荷重の変化を検知して、その際の把持力を物体Ｓを持ち上げる際に必要な把持力として決定すればよい。例えば、実施の形態１において、物体Ｓが持ち上がる瞬間に荷重が瞬間的に下がるような場合、その時の把持力Ｇを物体Ｓを持ち上げる際に必要な把持力として決定してもよい。
上記実施の形態１及び２では、２つの指部Ａに作用する荷重を検知していたが、１つの指部Ａに作用する荷重を検知するのみであっても同様のことを行うことができる。
上記実施の形態１及び２では、各指部に対応して配置され且つそれぞれ対応する指部を移動させる２つのアクチュエータが備えられていたが、２つの指部を同時に動かせる単一のアクチュエータを用いても良い。
上記実施の形態１及び２では、載置された物体を宙に持ち上げるのに必要な把持力を決定したが、宙に持ち上げる代わりに、物体を引きずるように移動させるのに必要な把持力を求めることもできる。
また、上記実施の形態１及び２では、把持部材として指部Ａを用いたが、これに限るものではなく、例えば、ロボットハンドの腕部を把持部材として使用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】この発明の実施の形態１に係るロボットハンドを示す斜視図である。
【図２】実施の形態１のロボットハンドの指部の構成を示す側面図である。
【図３】実施の形態１における指部を駆動する超音波アクチュエータの構成を示す断面図である。
【図４】実施の形態１における超音波アクチュエータに用いられた振動体の構成を示す部分断面図である。
【図５】実施の形態１における振動体の３対の圧電素子板の分極方向を示す斜視図である。
【図６】実施の形態１において物体を２つの指部で把持した状態を示す正面図である。
【図７】実施の形態１において２つの指部を物体の側面に対して滑らせた状態を示す側面図である。
【図８】実施の形態１において２つの指部を物体の側面に対して滑らせた状態を示す正面図である。
【図９】実施の形態１における各指部による把持力と各指部に作用する荷重と物体が受ける垂直抗力の関係を示すグラフである。
【図１０】実施の形態１において２つの指部により物体が持ち上げられた状態を示す正面図である。
【図１１】実施の形態１において２つの指部により物体が持ち上げられた状態を示す側面図である。
【図１２】実施の形態１の変形例に係るロボットハンドを示す斜視図である。
【図１３】実施の形態１の他の変形例に係るロボットハンドを示す斜視図である。
【図１４】実施の形態２における各指部による把持力と各指部に作用する荷重の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００３８】
１  制御部、２，４  振動体、３，５  回転子、１１  基部、１２  固定子、１３  連結ボルト、１４  凹部、１５  段差、１６  保持部材、２１〜２３  圧電素子部、Ａ  指部、Ｃ１  第１節、Ｃ２  第２節、Ｃ３  第３節、Ｕ１，Ｕ２  超音波アクチュエータ、Ｓ  物体、Ｔ  載置面、Ｗ  重力、Ｇ  把持力、Ｆ  荷重、Ｎ  垂直抗力。
【図１】
0004888375.tif 000002
【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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