ロボットの駆動装置、ロボットの駆動方法、およびロボット
【課題】多関節の指部を備えたロボットを簡単な制御で駆動する。
【解決手段】対向して設けられた複数本の指部を用いて対象物を把持するに先立って、複
数の関節を備えた指部の形状を、対象物に応じて定められた把持形状に変形しておく。そ
して、指部の形状を把持形状に保持したまま、対向して設けられた複数本の指部を用いて
、対象物を把持する動作を行う。こうすれば、対象物が変更された場合でも、新たな対象
物に応じた把持形状に指部を変形させるだけで、迅速に且つ適切に対象物を把持すること
ができる。しかも把持動作は、グリッパー型のロボットと同様に簡単な制御で実現するこ
とが可能となる。
【解決手段】対向して設けられた複数本の指部を用いて対象物を把持するに先立って、複
数の関節を備えた指部の形状を、対象物に応じて定められた把持形状に変形しておく。そ
して、指部の形状を把持形状に保持したまま、対向して設けられた複数本の指部を用いて
、対象物を把持する動作を行う。こうすれば、対象物が変更された場合でも、新たな対象
物に応じた把持形状に指部を変形させるだけで、迅速に且つ適切に対象物を把持すること
ができる。しかも把持動作は、グリッパー型のロボットと同様に簡単な制御で実現するこ
とが可能となる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロボットハンドを駆動することによって対象物を把持する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年のロボット技術の進歩により、工業製品の製造現場では、多くの産業用ロボットが
使用されるようになっている。例えば、工業製品の組み立てラインでは、ラインに沿って
複数台の産業用ロボットが設置され、ライン上を流れる製造中の製品に対して、ロボット
が自動で各種の部品を組み付けることで、生産効率を向上させることが広く行われている
。あるいは、このようなロボットが組み付ける部品をラインサイドまで搬送する際にも、
ロボットを用いて部品を搬送することで、工場全体としての生産効率を向上させることも
広く行われている。
【０００３】
このように組み立てライン等で用いられる産業用ロボットは、基本的には対象物を掴む
動作、および掴んだ対象物を放す動作の２種類の動作をしているに過ぎないが、対象物に
は、様々な形状あるいは大きさのものが存在しているため、これらの対象物を同じように
掴んだり放したりすることは容易なことではない。そこで、ロボットが対象物を把持する
部分（ロボットハンド）を、対象物の形状や大きさに合わせて複数種類用意しておき、対
象物に合わせて適したロボットハンドを使い分けることが通常である。尚、このように対
象物を掴んだり放したりするだけの単純な動作を行うロボットハンドは、「グリッパー型
ロボットハンド（あるいは、単にグリッパー）」と呼ばれることがある。
【０００４】
もっとも、複数種類のロボットハンドを使い分けるのでは、対象物の形状や大きさが変
わる度に、ロボットハンドを付け替える作業が必要となり、その間は組み立てラインの停
止を余儀なくされるので生産効率が低下してしまう。そこで、異なる形状や大きさの対象
物に対しても同じロボットハンドで対応可能とするために、人間の手を模して複数本の指
を備えたロボットハンドが開発されている（特許文献１）。このロボットハンドは、手の
ひらに相当する部材から複数本の指が立設されており、各指には、複数の関節が設けられ
ている。そして、各指の関節と関節との間の部材（リンクと呼ばれることがある）には、
対象物との接触状態を検知するセンサーが設けられている。尚、以下では、このようなロ
ボットハンドを「多関節指型ロボットハンド」と呼ぶものとする。提案されている多関節
指型ロボットハンドでは、各指に設けられた複数のセンサーで対象物との接触状態を検知
しながら、各指のリンクが対象物と均等に接触するように関節を動かすことで、異なる形
状や異なる大きさを有する対象物であっても適切に把持することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１６６１５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、提案されている多関節指型ロボットハンドは、それぞれの指に設けられた複数
のセンサーからの情報に基づいて、各指に設けられた複数の関節の動きを制御しなければ
ならないので、ロボットハンドを含めたロボット全体の制御がたいへん複雑になってしま
うという問題がある。また、複数の関節がほぼ並行して動作するので、動作を制御するた
めの処理量が多くなってしまい、迅速に動作させることが難しい。更に、複数の関節が同
時に動作するので一度に多くの電力が必要となり、その結果、大容量の電源が必要になる
という問題がある。
【０００７】
この発明は、従来の技術が有する上述した課題の少なくとも一部を解決するためになさ
れたものであり、種々の対象物を適切に把持することができるという特長を損なうことな
く、多関節指型ロボットハンドを備えるロボットを単純な制御で動作させることが可能な
技術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】
【０００８】
上述した課題の少なくとも一部を解決するために、本発明のロボットの駆動装置は次の
構成を採用した。すなわち、
対向して設けられた複数本の指部を備え、少なくとも一方の指部には複数の関節が設け
られており、該複数本の指部を用いて対象物を把持する動作を行うロボットの駆動装置で
あって、
把持しようとする前記対象物に応じて前記複数の関節を動かすことにより、該複数の関
節を備えた前記指部の形状を、該対象物を把持している時の形状である把持形状に変形す
る指形状変形手段と、
前記把持形状を保持したままで、前記複数本の指部を用いて前記対象物を把持する把持
動作手段と
を備えることを要旨とする。
【０００９】
また、上記のロボットの駆動装置に対応する本発明のロボットの駆動方法は、
対向して設けられた複数本の指部を備え、少なくとも一方の指部には複数の関節が設け
られており、該複数本の指部を用いて対象物を把持する動作を行うロボットの駆動方法で
あって、
把持しようとする前記対象物に応じて前記複数の関節を動かすことにより、該複数の関
節を備えた前記指部の形状を、該対象物を把持している時の形状である把持形状に変形す
る第１工程と、
前記把持形状を保持したままで、前記複数本の指部を用いて前記対象物を把持する第２
工程と
を備えることを要旨とする。
【００１０】
こうした本発明のロボットの駆動装置あるいは駆動方法においては、対向して設けられ
た複数本の指部を用いて対象物を把持するに先立って、複数の関節を備えた指部の形状を
、対象物に応じた把持形状に変形する。ここで把持形状とは、対象物を把持している時の
指部の形状である。従って、把持形状は、把持する対象物によって異なった形状となる。
そして、指部の形状を把持形状に保持したまま、対向して設けられた複数本の指部を用い
て、対象物を把持する動作を行う。
【００１１】
こうすれば、指部の形状が対象物に応じた把持形状に変形されているので、対象物を適
切に把持することができる。また、指部を把持形状に保持したままで対象物を把持してい
るので、いわゆるグリッパー型ロボットハンドを備えたロボットと同様に、単純な制御で
対象物を把持することができる。更に、把持する対象物が変更された場合でも、指部の形
状を新たな対象物に応じた把持形状に変形すればよいので、柔軟に且つ迅速に対応するこ
とが可能となる。もちろん、把持しようとする対象物に応じて、適切な把持形状を予め設
定しておかなければならないが、ロボットは把持する対象物の形状が分かっていることが
多いので、ほとんどの場合は、上述した方法でロボットを駆動することで適切に対象物を
把持することができる。特に、製造現場で用いられるロボットの場合には、把持する対象
物の形状は予め決まっているので、上述した方法で駆動することで、全ての対象物を適切
に把持することが可能となる。
【００１２】
また、上述した本発明のロボットの駆動装置あるいは駆動方法においては、次のように
してもよい。先ず、対象物を把持するに先立って指部を把持形状に変形するに際しては、
複数の関節の中から対象物に応じて定められた一の関節よりも先端側の指部を、把持形状
に変形する。そして、対象物に応じて定められた一の関節を動かすことによって、複数本
の指部で対象物を把持するようにしてもよい。
【００１３】
把持しようとする対象物が小さい場合には、指部の先端側の一部を用いて把持した方が
適切に把持できる場合も存在する。そこで、このような場合には、対象物に応じて定めら
れた一の関節よりも先端側の指部を把持形状に変形した後、その一の関節を動かして対象
物を把持することで、小さな対象物でも適切に把持することが可能となる。
【００１４】
また、ロボットに設けられた複数本の指部が基部材から立設されており、それら複数本
の指部のうちで、少なくとも複数の関節を備える指部については関節によって基部材に取
り付けられたロボットを駆動する場合には、次のようにして駆動してもよい。先ず、対象
物を把持するに先立って、複数の関節が設けられた指部の全体を把持形状に変形する。そ
の後、把持形状に変形した指部が基部材に取り付けられた関節を動かすことによって、対
象物を把持することとしてもよい。
【００１５】
対象物を把持すると指部に対象物からの反力がかかるから、対象物を把持する際に動か
す関節は、単に把持形状を保持する関節よりも、大きなトルクを発生させる必要があり、
そのため関節のサイズも大きくなり勝ちである。そして、サイズの大きな関節は、指部の
途中に設けるよりも、指部が基部材に取り付けられている部分に設ける方が容易である。
そこで、複数の関節が設けられた指部の全体で把持形状を形成し、指部が基部材に取り付
けられた関節を動かして対象物を把持してやれば、大きなトルクを発生させて対象物をし
っかりと把持することが可能となる。
【００１６】
また、複数の関節が設けられた指部を複数本備えるロボットを駆動する場合には、次の
ような方法で駆動することとしてもよい。先ず、対象物を把持するに先立って、複数の関
節が設けられた複数本の指部を、指部毎に定められた把持形状に変形する。ここで、複数
の関節が設けられた複数本の指部は、互いに対向して設けられていても良いし、他の指部
に対向するように並べて設けられていても良い。その後、それぞれの指部を把持形状に保
ったまま、対象物を把持することとしてもよい。
【００１７】
こうすれば、指部毎に異なる把持形状に変形して対象物を把持することができるので、
対象物の形状が複雑になっても適切に把持することが可能となる。
【００１８】
また、上述した本発明のロボットの駆動装置あるいは駆動方法は、ロボットとしての態
様で把握することも可能である。このような態様で把握された本発明のロボットは、
対向して設けられた複数本の指部を備え、少なくとも一方の指部には複数の関節が設け
られており、該複数本の指部を用いて対象物を把持するロボットであって、
把持しようとする前記対象物に応じて前記複数の関節を動かすことにより、該複数の関
節を備えた前記指部の形状を、該対象物を把持している時の形状である把持形状に変形さ
せる指部形状変形手段と、
前記把持形状を保持したまま、前記対向して設けられた前記複数本の指部を接近させる
ことにより、該複数本の指部に前記対象物を把持させる把持動作手段と
を備えることを要旨とする。
【００１９】
このような構成を有する本発明のロボットによれば、複数本の指部を用いて対象物を把
持するに先立って、複数の関節を備えた指部の形状を、対象物に応じた把持形状に変形す
る。その後、指部の形状を把持形状に保持したまま、対向して設けられた複数本の指部を
接近させることで、複数本の指部を用いて、対象物を把持することができる。
【００２０】
このようなロボットでは、指部を把持形状に変形するための制御と、把持形状に保持し
たまま、指部を接近させて対象物を把持するための制御を行うだけで、対象物を単純な制
御で把持することができる。また、把持する対象物が変更された場合でも、指部の形状を
対象物に応じた把持形状に変形させるだけ、対象物の変更にも柔軟に且つ迅速に対応する
ことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】ロボットに搭載されたロボットハンド部分の構成を示す説明図である。
【図２】本実施例のロボットハンドを搭載したロボットの大まかな構成を示した説明図である。
【図３】本実施例のロボットの駆動方法によって大きな対象物を把持する様子を示す説明図である。
【図４】本実施例のロボットの駆動方法によって小さな対象物を把持する様子を示す説明図である。
【図５】ロボットの駆動時に行われる把持動作制御処理を示すフローチャートである。
【図６】対象物に応じて記憶された把持形状データを示す説明図である。
【図７】対象物に応じて把持形状を変化させながら把持動作および解放動作を行う様子を例示した説明図である。
【図８】本実施例の駆動方法を適用した場合にロボットハンドの各関節が駆動される様子を示したタイムチャートである。
【図９】一般的なロボットハンドの駆動方法を適用した場合に各関節が駆動される様子を示したタイムチャートである。
【図１０】第１変形例の駆動方法を用いて小さな対象物を把持する様子を示した説明図である。
【図１１】第２変形例の駆動方法を用いて対象物を把持する様子を示した説明図である。
【図１２】複数のリンクから構成される指部と可動部分を持たない固定式の指部とを備えたロボットハンドを用いて対象物を把持する第３変形例のロボットの駆動方法を示した説明図である。
【図１３】複数本ずつの指部が対向して設けられた第４変形例のロボットのロボットハンド部分を例示した説明図である。
【図１４】第４変形例のロボットのロボットハンド部分の他の態様を例示した説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下では、上述した本願発明の内容を明確にするために、次のような順序に従って実施
例を説明する。
Ａ．装置構成：
Ｂ．本実施例の対象物の把持動作：
Ｃ．本実施例の把持動作の制御処理：
Ｄ．変形例：
Ｄ−１．第１変形例：
Ｄ−２．第２変形例：
Ｄ−３．第３変形例：
Ｄ−４．第４変形例：
【００２３】
Ａ．装置構成 ：
図１は、本実施例のロボットに搭載されたロボットハンド１０の構成を示した説明図で
ある。図示されるように本実施例のロボットハンド１０は、略矩形形状の板状部材である
掌部１００や、掌部１００から互いに対向するようにして立設された２本の指部１１０な
どから構成されている。それぞれの指部１１０は、短い棒状の部材（本明細書では、リン
クと呼ぶ）が、関節で他のリンクと接続されることによって、複数個のリンクが連結され
て構成されている。図１に示した例では、３つのリンクが連結されて１つの指部１１０が
構成されている。以下では、これらリンクを、掌部１００に近い方から、第１リンク１１
２、第２リンク１１４、第３リンク１１６と呼ぶものとする。また、掌部１００と第１リ
ンク１１２とは第１関節１１２ａによって連結されており、第１リンク１１２と第２リン
ク１１４とは第２関節１１４ａによって連結され、第２リンク１１４と第３リンク１１６
とは第３関節１１６ａによって連結されている。
【００２４】
尚、図１に例示したロボットハンド１０は、互いに向かい合う指部１１０は全く同じ構
造を有している。このため、図示が煩雑となることを避けるために、一方の指部１１０に
ついてのみ、各リンクおよび関節に符番して表示している。しかし、互いに向かい合う指
部１１０は、必ずしも同じ構造を有する場合に限られるわけではない。たとえば、互いに
向かい合った設けられた指部１１０の間で、リンクや関節の数が異なっていてもよいし、
リンクの大きさが異なっていても構わない。また、掌部１００から立設する指部１１０は
、必ずしも同数ずつの指部１１０が向かい合わせに設けられている必要はなく、たとえば
２本の指部１１０に対向させて、１本の指部１１０が設けられていても構わない。
【００２５】
それぞれの関節１１２ａ，１１４ａ，１１６ａの中には、図示しないアクチュエーター
が内蔵されており、それぞれの関節１１２ａ，１１４ａ，１１６ａを個別に動かすことが
可能となっている。たとえば、第１関節１１２ａは掌部１００と第１リンク１１２とを連
結しているから、第１関節１１２ａに内蔵されたアクチュエーターを駆動することで、掌
部１００に対して第１リンク１１２が立設する角度を変更することができる。また、第２
関節１１４ａは第１リンク１１２と第２リンク１１４とを連結しているから、第２関節１
１４ａに内蔵のアクチュエーターを駆動することで、第１リンク１１２に対する第２リン
ク１１４の角度を変更することができる。同様に、第３関節１１６ａに内蔵のアクチュエ
ーターを駆動すれば、第２リンク１１４に対する第３リンク１１６の角度を変更すること
が可能である。
【００２６】
また、各関節１１２ａ，１１４ａ，１１６ａに内蔵されたアクチュエーターの動作は、
後述する制御部１２によって制御されている。更に、指部１１０を構成する複数のリンク
の一部には、把持する対象物と接する側（他方の指部１１０と対向する側）の表面に圧力
センサー１１０ｓが設けられている。図１に示した例では、第２リンク１１４の表面に圧
力センサー１１０ｓが設けられている。尚、圧力センサー１１０ｓを設けるリンクは、必
ずしも第２リンク１１４である必要はなく、他のリンクに設けても構わない。圧力センサ
ー１１０ｓの出力は制御部１２に入力されている。
【００２７】
図２には、本実施例のロボットハンド１０を搭載したロボット１の大まかな構成が示さ
れている。図示されているように、ロボットの本体部１６には、左右に１本ずつのロボッ
トアーム１４が設けられており、そのロボットアーム１４の先端に本実施例のロボットハ
ンド１０が装着されている。また、本体部１６の内部には、ロボットハンド１０や、ロボ
ットアーム１４の駆動動作を制御したり、あるいはロボット１全体の動作を制御したりす
る制御部１２が搭載されている。この制御部１２が、本発明の駆動装置に対応する。制御
部１２は、ＣＰＵを中心としてＲＯＭやＲＡＭがバスによって相互にデータをやり取り可
能に接続されて構成されている。尚、図２では、ロボット１の本体部１６に制御部１２が
内蔵されているものとしているが、制御部１２は必ずしも本体部１６に内蔵する必要はな
く、ロボット１の外部に別個に設置するようにしてもよい。
【００２８】
一般に、図１に示すような１本の指部に複数の関節が設けられたロボットハンド（多関
節指型ロボットハンド）では、複数の関節を動かして指部の形状を変更することができる
ので、把持しようとする対象物の大きさや形状が変更されても、それぞれの関節を適切に
動作させることによって、対象物を適切に把持することが可能である。しかし、その反面
で、関節の数が多くなるほど制御の対象が多くなるので、対象物を把持するための制御が
複雑になってしまう。そこで本実施例では、指部に多数の関節が設けられていることを有
効に活用して、大きさや形状の異なる対象物を適切に把持可能としながらも、把持するた
めの制御が複雑になることを回避するために、以下のような方法で対象物を把持すること
としている。
【００２９】
Ｂ．本実施例の対象物の把持動作 ：
図３は、本実施例のロボットハンド１０を搭載したロボットの駆動方法を用いて、大き
な対象物Ｗａを把持する様子を示した説明図である。図３（ａ）には、把持動作に入る前
の状態が示されている。図示した状態では、指部１１０の関節に内蔵されたアクチュエー
ターには電力が供給されておらず、このため、ロボットハンド１０の２本の指部１１０は
、重力によって垂れ下がった状態となっている。
【００３０】
この状態から、ロボットハンド１０の下方にある対象物Ｗａを把持する場合には、先ず
始めに、指部１１０の各関節１１２ａ，１１４ａ，１１６ａを動かすことによって、指部
１１０の形状を変形させる。このときの指部１１０を変形させる形状は、把持しようとす
る対象物Ｗａに応じて予め定められており、特に、指部１１０自体の形状（第１リンク１
１２、第２リンク１１４、および第３リンク１１６によって形成される形状）は、指部１
１０が対象物Ｗａを把持したときの形状（以下、把持形状と呼ぶ）に設定されている。図
３（ｂ）には、２本の指部１１０が、対象物Ｗａに応じた把持形状に変形した様子が示さ
れている。
【００３１】
続いて、各関節１１２ａ，１１４ａ，１１６ａの角度を保ったまま（従って、指部１１
０の形状を把持形状に保ったまま）、ロボットアーム１４を動かすことによってロボット
ハンド１０を対象物Ｗａに近付けていく。そして、図３（ｃ）に示したように、ロボット
ハンド１０を対象物Ｗａに対して適切な位置まで近付けたら、指部１１０を把持形状に保
ったままで、指部１１０の根元の第１関節１１２ａのみを回転させる。その結果、図３（
ｄ）に示されるように、２本の指部１１０で対象物Ｗａを把持することができる。
【００３２】
このような把持動作によれば、図３（ｂ）に示すように、把持しようとする対象物Ｗａ
に応じて指部１１０の形状を変形した後は、指部１１０の根元の第１関節１１２ａのみを
動かして対象物Ｗａを把持することができる。そして、第１関節１１２ａを動かして対象
物Ｗａを把持する動作は、いわゆるグリッパーと呼ばれる単純なロボットハンドが対象物
を把持する動作と同様であり、極めて単純な制御で実現することが可能となる。
【００３３】
図４は、本実施例のロボットハンド１０を搭載したロボットの駆動方法を用いて、小さ
な対象物Ｗｂを把持する様子を示した説明図である。前述した図３と同様に、図４（ａ）
には把持動作に入る前の状態が示されており、図４（ｂ）には、指部１１０の形状を把持
形状に変形させた状態が示されている。また、図４（ｃ）には、指部１１０を把持形状に
保ったまま、ロボットハンド１０を対象物Ｗｂに近付けた状態が示されており、図４（ｄ
）には、対象物Ｗｂを把持した状態が示されている。
【００３４】
図３（ｄ）と図４（ｄ）とを比較すれば明らかなように、把持する対象物の大きさ（あ
るいは形状）が異なれば、対象物を把持しているときの指部１１０の形状（把持形状）も
異なったものとなる。たとえば、大きな対象物Ｗａを把持するのであれば、全てのリンク
で抱え込むような形状に指部１１０を変形させることで、対象物Ｗａを適切に把持するこ
とができる。これに対して（図３（ｄ）参照）、小さな対象物Ｗｂの場合は、第２リンク
１１４および第３リンク１１６の部分で挟むような形状に指部１１０を変形させることで
、対象物Ｗｂを適切に把持することが可能となる（図４（ｄ）参照）。
【００３５】
そこで、小さな対象物Ｗｂを把持する場合には、把持動作に入ると先ず始めに、指部１
１０自体の形状（第１リンク１１２、第２リンク１１４、および第３リンク１１６によっ
て形成される形状）を、対象物Ｗｂに対応する把持形状に変形させる（図４（ｂ）参照）
。その後、その把持形状を保ったまま、ロボットハンド１０を対象物Ｗｂに近付けた後（
図３（ｃ）参照）、指部１１０を把持形状に保ったまま指部１１０の根元の第１関節１１
２ａのみを回転させることによって、対象物Ｗｂを把持する。
【００３６】
このように小さな対象物Ｗｂを把持する場合にも、先ず始めに指部１１０の形状を対象
物Ｗｂに応じた把持形状に変形しておき、その後は、指部１１０の根元の第１関節１１２
ａのみを動かして対象物Ｗｂを把持することができる。このため、いわゆるグリッパーと
呼ばれる単純なロボットハンドと同様に、極めて単純な制御で対象物Ｗｂを把持すること
ができる。
【００３７】
また、指部１１０自体の形状は、把持しようとする対象物に応じた把持形状に予め変形
されている。しかも、指部１１０には多くの関節が設けられているので、対象物に応じて
種々の把持形状に変形することができる。その結果、グリッパーと同様な極めて簡単な制
御でありながらも、大きさや形状の異なる多種多様な対象物を、適切に把持することが可
能となる。以下では、こうした把持動作を実現するための制御内処理ついて具体的に説明
する。
【００３８】
Ｃ．本実施例の把持動作の制御処理 ：
図５は、本実施例の把持動作を実現するために実行される把持動作制御処理を示したフ
ローチャートである。この処理は、制御部１２に内蔵されたＣＰＵが、ＲＯＭに記憶され
ているプログラムを実行することによって行われる処理である。図示されるように把持動
作制御処理を開始すると、先ず始めに、把持しようとする対象物を特定するための情報を
取得する（ステップＳ１００）。図３および図４を用いて前述したように、本実施例の把
持動作では、実際に対象物を把持するに先立って、把持しようとする対象物に応じた把持
形状に指部１１０を変形させるので、把持しようとする対象物が予め特定されている必要
がある。そこで、把持動作制御処理を開始すると、先ず始めに、今から把持しようとする
対象物を特定するための情報を取得する。
【００３９】
ここで、対象物を特定するための情報は、制御部１２の操作ボタンを操作することによ
って人間が設定してもよいし、対象物に付けられたＩＣチップやタグ、あるいは識別コー
ドなどを制御部１２が読み取ることによって取得しても良い。更には、今から把持しよう
としている対象物の画像を読み込むことによって取得してもよい。すなわち、把持する可
能性のある対象物の形状を制御部１２のＲＯＭに予め記憶しておき、今から把持しようと
している対象物の画像を読み込んで、予め記憶されている対象物の何れと合致するかを判
断することによって、対象物を特定するようにしてもよい。多くの場合、把持する対象物
は予め決まっており、しかも、ロボットハンド１０に対して対象物が置かれる方向もほぼ
決まっているから、このような方法によっても対象物を容易に特定することができる。
【００４０】
把持しようとしている対象物を特定するための情報を取得したら、続いて、対象物に応
じた指部１１０の把持形状データを読み込む（ステップＳ１０２）。把持形状データは、
制御部１２のＲＯＭ内に、対象物に対応付けて予め記憶されている。図６は、制御部１２
に記憶されている把持形状データを例示した説明図である。ここで、把持形状データとは
、指部１１０の各関節をどのような角度に設定すれば良いかを示したデータである。図６
（ａ）に示されているように、把持形状データは、対象物毎に設定されている。また、図
６（ｂ）には、把持形状データに設定された角度の意味する内容が示されている。たとえ
ば、第１関節１１２ａについて設定されている角度θ１は、掌部１００の表面から第１リ
ンク１１２が立ち上がった角度を示している。また、第２関節１１４ａについて設定され
ている角度θ２は、第１リンク１１２に対して第２リンク１１４が折れ曲がった角度を示
している。更に、第３関節１１６ａについて設定されている角度θ３は、第２リンク１１
４に対して第３リンク１１６が折れ曲がった角度を表している。
【００４１】
図５に示した把持動作制御処理のステップＳ１０２では、ステップＳ１００で取得した
情報に基づいて対象物を特定し、その対象物に対して設定されている把持形状データ（各
関節１１２ａ，１１４ａ，１１６ａの角度θ１〜θ３の値）を、制御部１２のＲＯＭから
読み出す処理を行う。たとえば、把持する対象物が対象物Ｗａであれば、第１関節１１２
ａの角度はθ１ａ、第２関節１１４ａの角度はθ２ａ、第３関節１１６ａの角度はθ３ａ
が、把持形状データとして読み出されることになる（図６（ａ）参照）。
【００４２】
続いて、各関節１１２ａ，１１４ａ，１１６ａに内蔵されているアクチュエーターを、
把持形状データに基づいて駆動することにより、指部１１０の形状を把持形状に変形させ
る（ステップＳ１０４）。尚、図６（ａ）に示されているように、本実施例では、対象物
に応じて１つだけの把持形状データが設定されている。従って、全ての指部１１０が同じ
把持形状に変形することになる。しかし、指部１１０毎に把持形状データを設定しておき
、それぞれの指部１１０を異なる把持形状に変形してもよい。こうすれば、複雑な形状を
有する対象物を把持する場合でも、より適切に把持することが可能となる。
【００４３】
こうして指部１１０の形状を把持形状に変形したら、その後は、いわゆるグリッパーと
呼ばれる単純なロボットハンドと同様にして、予め設定しておいた把持動作および解放動
作を実施する（ステップＳ１０６）。すなわち、先ず、ロボットハンド１０を対象物の処
まで移動させ、続いて、指部１１０の根元の関節（第１関節１１２ａ）を動かすことによ
って、２本の指部１１０で対象物を把持する。このとき、第２関節１１４ａや第３関節１
１６ａは動かさず、従って、指部１１０自体の形状は把持形状に保たれている。また、対
象物を把持する力は、指部１１０の第２リンク１１４に設けられた圧力センサー１１０ｓ
の出力に基づいて制御する。そして、対象物を把持したままロボットハンド１０を所定位
置まで移動させた後、第１関節１１２ａのみを動かして（指部１１０を把持形状に維持し
たまま）、対象物を把持している指部１１０を開放する。その後、ロボットハンド１０を
元の位置まで移動させる。
【００４４】
尚、ロボットハンド１０は、対象物を把持したままの状態で放置されることはあり得な
いので、対象物を把持する動作を行った後は必ず、把持した対象物を解放する動作が行わ
れる。そこで本明細書では、対象物を把持する動作と、把持した対象物を解放する動作を
まとめて「把持解放動作」と呼ぶことにする。
【００４５】
こうして１つの対象物についての把持解放動作を終了したら、把持すべき対象物が残っ
ているか否かを判断する（ステップＳ１０８）。この判断は、種々の方法で行うことがで
きる。たとえば、予め対象物の個数が分かっている場合には、把持解放動作を行った回数
が対象物の個数に達したか否かによって判断することができる。あるいは、把持すべき対
象物が置かれる位置の画像を取り込んで、その位置に対象物が存在するか否かに基づいて
判断したり、対象物にＩＣチップを取り付けておき、ＩＣチップのデータが読み込めるか
否かによっても判断することができる。
【００４６】
その結果、把持すべき対象物が残っていないと判断した場合は（ステップＳ１０８：ｎ
ｏ）、図５の把持動作制御処理を終了する。これに対して、把持すべき対象物が残ってい
ると判断した場合は（ステップＳ１０８：ｙｅｓ）、その対象物が、前回に把持した対象
物と同一形状か否かを判断する（ステップＳ１１０）。この判断も種々の方法で行うこと
ができる。たとえば、把持する対象物の種類、個数、および順序がスケジュールとして予
め定められている場合には、そのスケジュールを参照することによって、次に把持する対
象物が、前回に把持した対象物と同一形状か否かを判断することができる。あるいは、対
象物にＩＣチップやタグなどを設けておき、それらＩＣチップやタグなどから読み取った
データと、前回に把持した対象物のデータとを比較することによって判断することができ
る。更には、対象物の画像を読み込んで、対象物の形状に基づいて判断しても良い。
【００４７】
その結果、次に把持する対象物が、前回に把持した対象物と同一形状であると判断した
場合は（ステップＳ１１０：ｙｅｓ）、指部１１０の形状を把持形状に保ったまま、再び
所定の把持解放動作を実施する（ステップＳ１０６）。すなわち、ロボットハンド１０を
対象物の処まで移動させ、指部１１０の根元の関節（第１関節１１２ａ）のみを動かして
対象物を把持する。そして、対象物を把持したままロボットハンド１０を所定位置まで移
動させた後、第１関節１１２ａのみを動かして、把持している対象物を解放したら、再び
、ロボットハンド１０を元の位置に復帰させる。対象物を解放してからロボットハンド１
０を元の位置に復帰させる際にも、指部１１０の形状は把持形状に維持しておけばよい。
【００４８】
これに対して、次に把持する対象物が、前回に把持した対象物とは同一形状ではないと
判断した場合は（ステップＳ１１０：ｎｏ）、把持動作制御処理の先頭に戻って、上述し
た一連の処理を実行する。すなわち、把持する対象物を特定するための情報を取得して（
ステップＳ１００）、対象物に応じて新たな把持形状データを読み込んだ後（ステップＳ
１０２）、その把持形状データに従って指部１１０を変形させる（ステップＳ１０４）。
その結果、指部１１０の形状は、前回に把持した対象物に応じた把持形状から、新たな把
持形状に変化する。その後は、指部１１０の形状を新たな把持形状に保ったまま、予め設
定しておいた把持解放動作を実施する（ステップＳ１０６）。この把持解放動作では、上
述したように、第２関節１１４ａや第３関節１１６ａは動かさずに、第１関節１１２ａ（
指部１１０の根元の関節）のみを動かすだけなので、いわゆるグリッパー型のロボットハ
ンドと全く同様にして対象物を把持したり、解放したりすることができる。
【００４９】
こうして新たな対象物についての把持解放動作を終了したら、把持すべき対象物が残っ
ているか否かを判断し（ステップＳ１０８）、把持すべき対象物が無くなるまで、上述し
た一連の処理を繰り返す。そして、把持すべき対象物が残っていないと判断したら（ステ
ップＳ１０８：ｎｏ）、図５の把持動作制御処理を終了する。
【００５０】
図７は、上述した把持動作制御処理によって、異なる対象物に対して把持解放動作を行
う様子を示した説明図である。大きな対象物Ｗａを把持する場合には、図７（ａ）に示し
た把持形状に指部１１０を変形させた後、対象物Ｗａを把持したり、解放したりする動作
を繰り返す。この把持解放動作を行っている間は、指部１１０は同じ把持形状に保たれて
いるので、いわゆるグリッパー型のロボットハンドと全く同様に把持解放動作を行うこと
ができる。また、把持する対象物が対象物Ｗａである限りは、指部１１０を変形させる必
要はないので、この点でも、グリッパー型ロボットハンドと全く同様に把持解放動作を行
うことができる。
【００５１】
一方、把持する対象物が小さな対象物Ｗｂに変更された場合は、図７（ｂ）に示した把
持形状に指部１１０を変形させた後、対象物Ｗｂに対して把持解放動作を行う。この場合
も、指部１１０を把持形状に変形した後は、把持する対象物が変更されない限り、指部１
１０を変形させる必要がない。このため、小さな対象物Ｗｂに対しても、グリッパー型ロ
ボットハンドと全く同様に把持解放動作を行うことができる。
【００５２】
このように本実施例のロボットハンド１０を搭載したロボットの駆動方法によれば、把
持しようとする対象物に応じて、指部１１０の形状を予め変形しておくことで、あたかも
グリッパー型のロボットハンドを搭載したロボットと全く同様に簡単な制御で対象物を把
持することができる。また、把持する対象物が変更された場合にも、新たな対象物に応じ
た形状に指部１１０を変形するだけで、適切に把持することができる。その結果、グリッ
パー型ロボットハンドを搭載したロボットのように簡単な制御でありながら、対象物が変
更されても柔軟に且つ迅速に対応して、対象物を適切に把持することが可能となる。
【００５３】
もちろん、このようにして対象物を把持するためには、対象物に応じた把持形状データ
を予め制御部１２のメモリ（ＲＯＭまたはＲＡＭ）に記憶しておく必要がある。しかし、
ロボットでは、把持しようとする対象物の形状が予め分かっていることが多いので、ほと
んどの場合は、把持形状データを予め記憶しておくことができる。また、ロボットが、特
に製造現場で用いられる場合には、把持しようとする対象物は予め決まっているので、そ
れら対象物についての把持形状データを求めておくことが可能である。
【００５４】
更に、上述した本実施例の駆動方法では、ロボットハンド１０を搭載したロボットの制
御動作および駆動動作が時間的に分散して行われるという特徴があり、このことは制御部
１２の制御負荷および電力消費の観点からも大きなメリットを生じる。以下、この点につ
いて説明する。
【００５５】
図８は、本実施例のロボットハンド１０を搭載したロボットの駆動方法によって、指部
１１０の各関節１１２ａ，１１４ａ，１１６ａが駆動される様子を示したタイムチャート
である。図の上段には、ロボットのハンド部分（ロボットハンド１０）の動作状態が示さ
れており、その下方には、指部１１０に設けられた各関節１１２ａ，１１４ａ，１１６ａ
の動作状態が示されている。また、図の下方の欄外には、参考として、ロボットハンド１
０の動作状態と、図３あるいは図４に示した各状態との対応関係が示されている。
【００５６】
前述したように本実施例のロボットハンド１０を搭載したロボットに駆動方法では、新
たな対象物を把持する際には、先ず始めに、指部１１０の形状を、対象物に応じた把持形
状に変形する。このため、図８に示したように、第１関節１１２ａ、第２関節１１４ａ、
第３関節１１６ａが駆動される。図５を用いて前述したように、この動作は、それぞれの
関節を予め定められた角度に動かすだけなので、制御部１２の制御負荷はたいへん小さな
ものに過ぎない。また、第１リンク１１２、第２リンク１１４、第３リンク１１６の何れ
も、対象物からの反力を受けることなく空転している状態なので、電力消費量も僅かであ
る。図８中で、把持形状を形成する際の各関節の駆動が、破線の矩形で表示されているの
は、これらの駆動が制御負荷および電力消費の何れの点についても負担の少ない駆動であ
ることを表したものである。
【００５７】
指部１１０の形状を把持形状に変形した後は、指部１１０を把持形状に保ったまま、対
象物の処までロボットハンド１０を移動させる。この間は、各関節では現在の角度を保持
する電力しか消費しない。また、何れの関節も動かさないので、制御部１２の制御負荷は
たいへんに小さなものに過ぎない。特に、各関節を動かすためのアクチュエーターとして
、いわゆる超音波ピエゾモーターのように、動作させない限りは現在の状態を維持する特
性を有するアクチュエーターを採用すれば、指部１１０を把持形状に維持しておくための
制御負荷や電力消費が発生しないようにすることも可能である。
【００５８】
そして、ロボットハンド１０を対象物の処まで移動させたら、今度は、第１関節１１２
ａ（指部１１０の根元の関節）を駆動することによって、対象物を把持する動作を開始す
る。この段階では、第１リンク１１２、第２リンク１１４、第３リンク１１６が対象物か
ら反力を受けるので、第１関節１１２ａの駆動に伴って、それなりの電力が消費される。
また、指部１１０の一部（本実施例では第２リンク１１４）に設けられた圧力センサー１
１０ｓの出力を検出しながら、対象物が適切な力で把持されるように第１関節１１２ａの
動きを制御しなければならないので、制御部１２にもそれなりの制御負荷が発生する。一
方、第２関節１１４ａあるいは第３関節１１６ａについては、把持の開始後も動かす必要
はないので、現在の角度を保持する電力しか消費せず、制御部１２に対する制御負荷もか
からない。
【００５９】
すなわち、本実施例のロボットハンド１０を搭載したロボットの駆動方法では、制御部
１２の制御負荷あるいは電力消費が大きくなるのは、ロボットハンド１０を対象物の処に
移動させた後、実際に対象物の把持を開始してからの期間となる。しかし、対象物の把持
を開始するよりも前の段階で既に指部１１０を把持形状に変形しているので、実際に対象
物の把持を開始した段階では、第２関節１１４ａや第３関節１１６ａを動かす必要はない
。その結果、制御部１２での制御負荷および電力消費の増加を抑制することが可能となる
。このようなメリットは、従来の一般的な多関節指型ロボットハンドを搭載したロボット
の駆動方法と比較することによってより顕著となる。
【００６０】
図９は、従来の一般的な多関節指型ロボットハンドを搭載したロボットと同様な駆動方
法で対象物を把持した場合の各関節１１２ａ，１１４ａ，１１６ａの動きを示したタイム
チャートである。従来の一般的なロボットの駆動方法では、ロボットハンド１０を対象物
の処まで移動させた後、全て関節を動かして対象物を把持する動作を開始する。この時、
従来の一般的な駆動方法では、各リンクが対象物から受ける反力を検出しながら、全ての
リンクが受ける反力がほぼ均等となるように、各関節の動きを制御する。このため同時に
制御する関節の数が多くなるだけでなく、ある関節の動きが他の関節の動きにも影響を与
えるため、制御部１２の制御負荷がたいへんに大きくなる。その結果、把持動作を迅速に
行うことが困難となる。
【００６１】
また、全ての関節が対象物からの反力を受けた状態で駆動しなければならないので、個
々の関節の駆動に要する電力消費量も大きくなる。そして、図９に示したように、全ての
関節を同時に動かさなければならないため、ロボットハンド１０全体としての電力消費量
がたいへんに大きくなってしまい、その分だけ、ロボット全体としての電力消費量も大き
くなってしまう。これに対して、図８に示した本実施例のロボットハンド１０を搭載した
ロボットの駆動方法では、最も制御負荷や電力消費量が大きくなる段階（対象物を把持す
る段階）では、第１関節１１２ａのみを動かして、第２関節１１４ａや第３関節１１６ａ
は動かさなくて良いので、制御部１２の制御負荷や、電力消費が集中して発生することが
ない。その結果、制御処理速度や電力消費量の点で制約を受けることなく迅速に把持動作
を行うことが可能になる。また、ロボットハンド１０を含めたロボット全体を駆動するた
めの電源も、比較的小さな電源を採用することが可能となる。
【００６２】
尚、図８に示したように、上述した実施例では、指部１１０の形状を把持形状に変形し
た後に、ロボットハンド１０を対象物の処まで移動させるものとして説明した。しかし、
ロボットハンド１０を対象物の処まで移動させている間に、指部１１０の形状を把持形状
に変形しても良い。上述したように、指部１１０を把持形状に変形する動作は、制御負荷
も電力消費も小さいので、ロボットハンド１０を移動させながら実行することも容易であ
る。従って、制御負荷や電力消費を増加させることなく、ロボットハンド１０を迅速に動
作させることが可能となる。
【００６３】
Ｄ．変形例 ：
上述した本実施例のロボットハンド１０を搭載したロボットの駆動方法には種々の変形
例が存在している。以下では、これら変形例について簡単に説明する。
【００６４】
Ｄ−１．第１変形例 ：
上述した実施例では、指部１１０を構成する全てのリンク（第１リンク１１２、第２リ
ンク１１４、第３リンク１１６）を用いて把持形状を形成し、指部１１０の根元の関節（
第１関節１１２ａ）を動かすことによって対象物を把持するものとして説明した。しかし
、対象物を把持する際に動かす関節は、必ずしも指部１１０の根元の関節（第１関節１１
２ａ）に限られるものではない。すなわち、指部１１０の途中に設けられた関節を動かし
て対象物を把持することとして、その関節よりも先端側のリンクを用いて把持形状を形成
するようにしても良い。
【００６５】
図１０は、第１変形例の駆動方法を用いて小さな対象物Ｗｂを把持する様子を示した説
明図である。図４を用いて前述したように小さな対象物Ｗｂは、２本の指部１１０の第２
リンク１１４および第３リンク１１６で挟むようにして把持することができる。そこで、
第２リンク１１４および第３リンク１１６の部分で把持形状を形成することとして、先ず
始めに、指部１１０の形状を、図１０（ｂ）に示すような形状に変形する。次に、変形し
た指部１１０の形状を保ったまま、図１０（ｃ）に示したようにロボットハンド１０を対
象物Ｗｂの処まで移動させる。そして、この状態から、第２リンク１１４および第３リン
ク１１６で形成した把持形状を保ったまま、第２関節１１４ａのみを動かすことによって
も、対象物Ｗｂを適切に把持することができる。
【００６６】
この第１変形例の駆動方法においても、実際に対象物Ｗｂを把持する際には第２関節１
１４ａのみを動かせばよく、他の関節については保持しているだけでよい。このため、い
わゆるグリッパー型のロボットハンドを搭載したロボットと同様に極めて簡単な制御で対
象物を把持することができる。また、制御部１２の制御負荷や電力消費が集中して発生す
ることもない。
【００６７】
Ｄ−２．第２変形例 ：
上述した実施例あるいは変形例では、関節によって指部１１０が掌部１００に取り付け
られているものとして説明した。従って、指部１１０は、掌部１００に対する取付位置を
中心として前後方向に振れるように回転する動きのみが可能となっていた。しかし、指部
１１０を掌部１００の固定した位置に取り付けるのではなく、指部１１０の取付位置が前
後方向に移動するように構成されたロボットハンドを搭載したロボットに対しても、本発
明の駆動方法を適用することができる。
【００６８】
図１１は、第２変形例の駆動方法を用いて対象物Ｗａを把持する様子を示した説明図で
ある。図１１に示したロボットハンド２０は、２本の指部１１０が掌部２００に取り付け
られており、それぞれの指部１１０の取付位置が、前後方向に移動可能となっている。こ
のようなロボットハンド２０を用いて対象物Ｗａを把持する場合にも、先ず始めに、指部
１１０の形状を、対象物Ｗａに応じた把持形状に変形させる。そして、ロボットハンド２
０を対象物Ｗａの処まで移動させた後、把持形状に保ったまま、それぞれの指部１１０の
取付位置を前進させる。図１１（ｂ）には、指部１１０の形状を把持形状に保ったまま、
取付位置を前進させる様子が示されている。こうすれば、図１１（ｃ）に示したように、
対象物Ｗａを把持することができる。
【００６９】
このような第２変形例の駆動方法においても、予め指部１１０を把持形状に変形してか
ら対象物Ｗａを把持するので、実際に対象物Ｗａを把持する際には指部１１０の取付位置
を移動させるだけでよい。このため、いわゆるグリッパー型のロボットハンドを搭載した
ロボットと同様に極めて簡単な制御で対象物を把持することができる。また、制御部１２
の制御負荷や電力消費が集中して発生することもない。加えて、対象物に応じて指部１１
０を適切な把持形状に変形しておくことで、把持する対象物が変更された場合でも柔軟に
且つ迅速に対応することが可能となる。
【００７０】
Ｄ−３．第３変形例 ：
上述した実施例あるいは変形例では、互いに対向して設けられた指部１１０が、同じ形
状の指部１１０であるものとして説明した。しかし、対向する指部１１０は、必ずしも同
じ形状の指部１１０である必要はなく、たとえばリンクの数や大きさが異なっていても良
い。更には、一方の指部については可動部分を持たない固定式の指部であっても構わない
。このような指部を有するロボットハンドを搭載したロボットに対しても、本発明の駆動
方法を適用することができる。
【００７１】
図１２は、複数のリンクから構成される指部３１０と、可動部分を持たない固定式の指
部３２０とを備えたロボットを用いて対象物を把持する様子を示した説明図である。図１
２（ａ）には、把持動作を開始する前のロボットのハンド部分（ロボットハンド３０）が
示されている。図示されているように、指部３１０には、第１関節３１２ａ、第２関節３
１４ａ、第３関節３１６ａ、および第４関節３１８ａの４つの関節が設けられている。そ
して、この指部３１０に対向する位置に、固定式の指部３２０が掌部３００から立設され
ている。
【００７２】
このようなロボットハンド３０を搭載したロボットを用いて対象物を把持する場合にも
、先ず始めに、指部３１０の形状を、対象物に応じた把持形状に変形する。たとえば、大
きな対象物Ｗａを把持するのであれば、図１２（ｂ）に例示したような把持形状に変形す
る。一方、小さな対象物Ｗｂを把持するのであれば、図１２（ｄ）に例示したような把持
形状に変形する。そして、ロボットハンド３０を対象物の処に移動させた後、指部３１０
の根元の関節（第１関節３１２ａ）のみを動かすことによって、指部３１０と指部３２０
との間で対象物を把持する。図１２（ｃ）には、大きな対象物Ｗａを把持した様子が示さ
れており、図１２（ｅ）には、小さな対象物Ｗｂを把持した様子が示されている。
【００７３】
このように、対向して設けられた指部同士が、異なる形状あるいは異なる構造を有する
場合でも、指部の形状を対象物に応じた把持形状に変形しておくことで、種々の対象物を
適切に把持することが可能となる。また、実際に対象物を把持する動作は、いわゆるグリ
ッパー型のロボットハンドと同様であるため、簡単な制御で実現することができる。
【００７４】
Ｄ−４．第４変形例 ：
上述した実施例あるいは変形例においては、１本ずつの指部１１０が対向して設けられ
ているものとして説明した。しかし、本発明の駆動方法は制御負荷が軽く、電力消費量も
少ないという特徴を有していることから、複数本ずつの指部が対向して設けられたハンド
部分（ロボットハンド）を搭載したロボットの駆動方法として特に優れたものということ
ができる。
【００７５】
図１３は、複数本ずつの指部１１０が対向して設けられた第４変形例のロボットのハン
ド部分（ロボットハンド４０）を例示した説明図である。図示した第４変形例のロボット
のハンド部分（ロボットハンド４０）には、４本の指部１１０が同じ方向に向けて横一列
に設けられており、これら４本の指部１１０に対向するようにして、同じく４本の指部１
１０が横一列に設けられている。尚、それぞれの指部１１０の構成は、前述した本実施例
の指部１１０の構成と同様であるため、説明は省略する。また、ここでは、４本ずつの指
部１１０が対向して設けられているものとして説明するが、対向して設けられた指部１１
０の本数は必ずしも同数でなくても良い。たとえば、一方の側には４本の指部１１０を設
けておき、これに対向する側には３本の指部１１０を設けるようにしても良い。
【００７６】
図１３に例示した第４変形例のロボットのハンド部分（ロボットハンド４０）には、８
本の指部１１０のそれぞれに３つずつの関節が設けられているから、これら全ての関節を
同時に動かして対象物を把持しようとすると、制御負荷および電力消費がたいへんに大き
くなってしまう。しかし、本発明の駆動方法を適用すれば、このようなロボットハンド４
０を搭載したロボットであっても、制御負荷や電力消費を抑制しながら適切に駆動するこ
とができる。以下では、図３を流用しながら、ロボットハンド４０を用いて対象物を把持
する動作について説明する。
【００７７】
第４変形例のロボットハンド４０を搭載したロボットを用いて対象物を把持する場合に
も、先ず始めに、指部１１０の形状を、把持しようとする対象物に応じた把持形状に変形
する（図３（ｂ）参照）。ここで、第４変形例のロボットのハンド部分（ロボットハンド
４０）には、全部で８本の指部１１０が設けられているから、これら指部１１０毎に個別
の把持形状データを記憶しておき、それぞれの指部１１０毎に個別の把持形状に変形する
ことができる。その後、ロボットハンド４０を対象物の処まで移動させた後（図３（ｃ）
参照）、各指部１１０を把持形状に保ったまま、それぞれの指部１１０の根元の関節（第
１関節１１２ａ）を動かすことによって、対象物を把持してやる（図３（ｄ）参照）。
【００７８】
このような方法で対象物を把持してやれば、複数本の指部１１０を把持形状に変形する
動作と、対象物を把持する動作とを異なるタイミングで行うことができる。このため、た
とえ指部１１０の本数が多くなっても（図１３に示した例では８本）、制御負荷や電力消
費が集中して発生することがない。また、それぞれの指部１１０を把持形状に変形する動
作は、それぞれの関節を予め定められた角度に動かすだけの極めて単純な制御に過ぎない
ので、たとえ関節の数が多くなっても大きな制御負荷になることはない。更に、その際に
指部１１０が対象物からの反力を受けることもないので電力消費が増加することもない。
加えて、実際に対象物を把持する際には、それぞれの指部１１０の根元の関節（第１関節
１１２ａ）以外は動かす必要がないので、その分だけ制御負荷や電力消費を抑制すること
ができる。その結果、多数の指部１１０のあるロボットハンド４０を搭載したロボットで
あっても、制御負荷や電力消費をほとんど増加させることなく、種々の対象物を適切に把
持することが可能となる。
【００７９】
また、このように複数本ずつの指部１１０が対向して設けられたロボットハンド４０で
は、それぞれの指部１１０を適切な把持形状に変形することで、複雑な形状の対象物であ
っても適切に把持することが可能となる。たとえば、図１３に例示したように、それぞれ
の指部１１０の把持形状を、両端に設けられた指部１１０よりも中央に設けられた指部１
１０の方が大きな対象物を把持するような把持形状に設定しておけば、球形状の対象物を
適切に把持することが可能となる。あるいは逆に、両端に設けられた指部１１０の方が中
央に設けられた指部１１０よりも大きな対象物を把持する把持形状に設定しておけば、鼓
形状の対象物を適切に把持することが可能となる。
【００８０】
更に、このように複数本ずつの指部１１０が対向して設けられたロボットハンド４０で
は、対象物を把持する際にそれぞれの指部１１０を動かすのではなく、複数本ずつの指部
１１０をまとめて動かすようにしても良い。すなわち、図１４に例示したように、指部１
１０の土台となる一対の大きなリンク（土台リンク５１１）を、向かい合わせとなるよう
に掌部１００に取り付けて、それぞれの土台リンク５１１の上に複数本ずつの指部１１０
を取り付けるようにしても良い。
【００８１】
このような構成を有するロボットハンド５０では、対象物を把持するに先立って、指部
１１０の各関節を動かすことによって指部１１０を把持形状に変形しておき、その後、実
際に対象物を把持する際には、指部１１０の各関節は動かさずに土台リンク５１１の根元
の関節のみを動かして対象物を把持するようにしても良い。こうすれば、対象物を把持す
る際に、それぞれの指部１１０を別個に動かす必要がないので、対象物を把持する制御を
より簡単にすることが可能となる。
【００８２】
以上、本実施例のロボットの駆動方法について説明したが、本発明は上記すべての実施
例および変形例に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様
で実施することが可能である。
【符号の説明】
【００８３】
１…ロボット、 １０…ロボットハンド、 １２…制御部、
１４…ロボットアーム、 ２０…ロボットハンド、 ３０…ロボットハンド、
４０…ロボットハンド、 ５０…ロボットハンド、 １００…掌部、
１１０…指部、 １１０ｓ…圧力センサー、 １１２…第１リンク、
１１２ａ…第１関節、 １１４…第２リンク、 １１４ａ…第２関節、
１１６…第３リンク、 １１６ａ…第３関節、 ２００…掌部、
３００…掌部、 ３１０…指部、 ３１２ａ…第１関節、
３１４ａ…第２関節、 ３１６ａ…第３関節、 ３１８ａ…第４関節、
３２０…指部、 ５１１…土台リンク、 Ｗａ…対象物、
Ｗｂ…対象物
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロボットハンドを駆動することによって対象物を把持する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年のロボット技術の進歩により、工業製品の製造現場では、多くの産業用ロボットが
使用されるようになっている。例えば、工業製品の組み立てラインでは、ラインに沿って
複数台の産業用ロボットが設置され、ライン上を流れる製造中の製品に対して、ロボット
が自動で各種の部品を組み付けることで、生産効率を向上させることが広く行われている
。あるいは、このようなロボットが組み付ける部品をラインサイドまで搬送する際にも、
ロボットを用いて部品を搬送することで、工場全体としての生産効率を向上させることも
広く行われている。
【０００３】
このように組み立てライン等で用いられる産業用ロボットは、基本的には対象物を掴む
動作、および掴んだ対象物を放す動作の２種類の動作をしているに過ぎないが、対象物に
は、様々な形状あるいは大きさのものが存在しているため、これらの対象物を同じように
掴んだり放したりすることは容易なことではない。そこで、ロボットが対象物を把持する
部分（ロボットハンド）を、対象物の形状や大きさに合わせて複数種類用意しておき、対
象物に合わせて適したロボットハンドを使い分けることが通常である。尚、このように対
象物を掴んだり放したりするだけの単純な動作を行うロボットハンドは、「グリッパー型
ロボットハンド（あるいは、単にグリッパー）」と呼ばれることがある。
【０００４】
もっとも、複数種類のロボットハンドを使い分けるのでは、対象物の形状や大きさが変
わる度に、ロボットハンドを付け替える作業が必要となり、その間は組み立てラインの停
止を余儀なくされるので生産効率が低下してしまう。そこで、異なる形状や大きさの対象
物に対しても同じロボットハンドで対応可能とするために、人間の手を模して複数本の指
を備えたロボットハンドが開発されている（特許文献１）。このロボットハンドは、手の
ひらに相当する部材から複数本の指が立設されており、各指には、複数の関節が設けられ
ている。そして、各指の関節と関節との間の部材（リンクと呼ばれることがある）には、
対象物との接触状態を検知するセンサーが設けられている。尚、以下では、このようなロ
ボットハンドを「多関節指型ロボットハンド」と呼ぶものとする。提案されている多関節
指型ロボットハンドでは、各指に設けられた複数のセンサーで対象物との接触状態を検知
しながら、各指のリンクが対象物と均等に接触するように関節を動かすことで、異なる形
状や異なる大きさを有する対象物であっても適切に把持することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１６６１５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、提案されている多関節指型ロボットハンドは、それぞれの指に設けられた複数
のセンサーからの情報に基づいて、各指に設けられた複数の関節の動きを制御しなければ
ならないので、ロボットハンドを含めたロボット全体の制御がたいへん複雑になってしま
うという問題がある。また、複数の関節がほぼ並行して動作するので、動作を制御するた
めの処理量が多くなってしまい、迅速に動作させることが難しい。更に、複数の関節が同
時に動作するので一度に多くの電力が必要となり、その結果、大容量の電源が必要になる
という問題がある。
【０００７】
この発明は、従来の技術が有する上述した課題の少なくとも一部を解決するためになさ
れたものであり、種々の対象物を適切に把持することができるという特長を損なうことな
く、多関節指型ロボットハンドを備えるロボットを単純な制御で動作させることが可能な
技術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】
【０００８】
上述した課題の少なくとも一部を解決するために、本発明のロボットの駆動装置は次の
構成を採用した。すなわち、
対向して設けられた複数本の指部を備え、少なくとも一方の指部には複数の関節が設け
られており、該複数本の指部を用いて対象物を把持する動作を行うロボットの駆動装置で
あって、
把持しようとする前記対象物に応じて前記複数の関節を動かすことにより、該複数の関
節を備えた前記指部の形状を、該対象物を把持している時の形状である把持形状に変形す
る指形状変形手段と、
前記把持形状を保持したままで、前記複数本の指部を用いて前記対象物を把持する把持
動作手段と
を備えることを要旨とする。
【０００９】
また、上記のロボットの駆動装置に対応する本発明のロボットの駆動方法は、
対向して設けられた複数本の指部を備え、少なくとも一方の指部には複数の関節が設け
られており、該複数本の指部を用いて対象物を把持する動作を行うロボットの駆動方法で
あって、
把持しようとする前記対象物に応じて前記複数の関節を動かすことにより、該複数の関
節を備えた前記指部の形状を、該対象物を把持している時の形状である把持形状に変形す
る第１工程と、
前記把持形状を保持したままで、前記複数本の指部を用いて前記対象物を把持する第２
工程と
を備えることを要旨とする。
【００１０】
こうした本発明のロボットの駆動装置あるいは駆動方法においては、対向して設けられ
た複数本の指部を用いて対象物を把持するに先立って、複数の関節を備えた指部の形状を
、対象物に応じた把持形状に変形する。ここで把持形状とは、対象物を把持している時の
指部の形状である。従って、把持形状は、把持する対象物によって異なった形状となる。
そして、指部の形状を把持形状に保持したまま、対向して設けられた複数本の指部を用い
て、対象物を把持する動作を行う。
【００１１】
こうすれば、指部の形状が対象物に応じた把持形状に変形されているので、対象物を適
切に把持することができる。また、指部を把持形状に保持したままで対象物を把持してい
るので、いわゆるグリッパー型ロボットハンドを備えたロボットと同様に、単純な制御で
対象物を把持することができる。更に、把持する対象物が変更された場合でも、指部の形
状を新たな対象物に応じた把持形状に変形すればよいので、柔軟に且つ迅速に対応するこ
とが可能となる。もちろん、把持しようとする対象物に応じて、適切な把持形状を予め設
定しておかなければならないが、ロボットは把持する対象物の形状が分かっていることが
多いので、ほとんどの場合は、上述した方法でロボットを駆動することで適切に対象物を
把持することができる。特に、製造現場で用いられるロボットの場合には、把持する対象
物の形状は予め決まっているので、上述した方法で駆動することで、全ての対象物を適切
に把持することが可能となる。
【００１２】
また、上述した本発明のロボットの駆動装置あるいは駆動方法においては、次のように
してもよい。先ず、対象物を把持するに先立って指部を把持形状に変形するに際しては、
複数の関節の中から対象物に応じて定められた一の関節よりも先端側の指部を、把持形状
に変形する。そして、対象物に応じて定められた一の関節を動かすことによって、複数本
の指部で対象物を把持するようにしてもよい。
【００１３】
把持しようとする対象物が小さい場合には、指部の先端側の一部を用いて把持した方が
適切に把持できる場合も存在する。そこで、このような場合には、対象物に応じて定めら
れた一の関節よりも先端側の指部を把持形状に変形した後、その一の関節を動かして対象
物を把持することで、小さな対象物でも適切に把持することが可能となる。
【００１４】
また、ロボットに設けられた複数本の指部が基部材から立設されており、それら複数本
の指部のうちで、少なくとも複数の関節を備える指部については関節によって基部材に取
り付けられたロボットを駆動する場合には、次のようにして駆動してもよい。先ず、対象
物を把持するに先立って、複数の関節が設けられた指部の全体を把持形状に変形する。そ
の後、把持形状に変形した指部が基部材に取り付けられた関節を動かすことによって、対
象物を把持することとしてもよい。
【００１５】
対象物を把持すると指部に対象物からの反力がかかるから、対象物を把持する際に動か
す関節は、単に把持形状を保持する関節よりも、大きなトルクを発生させる必要があり、
そのため関節のサイズも大きくなり勝ちである。そして、サイズの大きな関節は、指部の
途中に設けるよりも、指部が基部材に取り付けられている部分に設ける方が容易である。
そこで、複数の関節が設けられた指部の全体で把持形状を形成し、指部が基部材に取り付
けられた関節を動かして対象物を把持してやれば、大きなトルクを発生させて対象物をし
っかりと把持することが可能となる。
【００１６】
また、複数の関節が設けられた指部を複数本備えるロボットを駆動する場合には、次の
ような方法で駆動することとしてもよい。先ず、対象物を把持するに先立って、複数の関
節が設けられた複数本の指部を、指部毎に定められた把持形状に変形する。ここで、複数
の関節が設けられた複数本の指部は、互いに対向して設けられていても良いし、他の指部
に対向するように並べて設けられていても良い。その後、それぞれの指部を把持形状に保
ったまま、対象物を把持することとしてもよい。
【００１７】
こうすれば、指部毎に異なる把持形状に変形して対象物を把持することができるので、
対象物の形状が複雑になっても適切に把持することが可能となる。
【００１８】
また、上述した本発明のロボットの駆動装置あるいは駆動方法は、ロボットとしての態
様で把握することも可能である。このような態様で把握された本発明のロボットは、
対向して設けられた複数本の指部を備え、少なくとも一方の指部には複数の関節が設け
られており、該複数本の指部を用いて対象物を把持するロボットであって、
把持しようとする前記対象物に応じて前記複数の関節を動かすことにより、該複数の関
節を備えた前記指部の形状を、該対象物を把持している時の形状である把持形状に変形さ
せる指部形状変形手段と、
前記把持形状を保持したまま、前記対向して設けられた前記複数本の指部を接近させる
ことにより、該複数本の指部に前記対象物を把持させる把持動作手段と
を備えることを要旨とする。
【００１９】
このような構成を有する本発明のロボットによれば、複数本の指部を用いて対象物を把
持するに先立って、複数の関節を備えた指部の形状を、対象物に応じた把持形状に変形す
る。その後、指部の形状を把持形状に保持したまま、対向して設けられた複数本の指部を
接近させることで、複数本の指部を用いて、対象物を把持することができる。
【００２０】
このようなロボットでは、指部を把持形状に変形するための制御と、把持形状に保持し
たまま、指部を接近させて対象物を把持するための制御を行うだけで、対象物を単純な制
御で把持することができる。また、把持する対象物が変更された場合でも、指部の形状を
対象物に応じた把持形状に変形させるだけ、対象物の変更にも柔軟に且つ迅速に対応する
ことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】ロボットに搭載されたロボットハンド部分の構成を示す説明図である。
【図２】本実施例のロボットハンドを搭載したロボットの大まかな構成を示した説明図である。
【図３】本実施例のロボットの駆動方法によって大きな対象物を把持する様子を示す説明図である。
【図４】本実施例のロボットの駆動方法によって小さな対象物を把持する様子を示す説明図である。
【図５】ロボットの駆動時に行われる把持動作制御処理を示すフローチャートである。
【図６】対象物に応じて記憶された把持形状データを示す説明図である。
【図７】対象物に応じて把持形状を変化させながら把持動作および解放動作を行う様子を例示した説明図である。
【図８】本実施例の駆動方法を適用した場合にロボットハンドの各関節が駆動される様子を示したタイムチャートである。
【図９】一般的なロボットハンドの駆動方法を適用した場合に各関節が駆動される様子を示したタイムチャートである。
【図１０】第１変形例の駆動方法を用いて小さな対象物を把持する様子を示した説明図である。
【図１１】第２変形例の駆動方法を用いて対象物を把持する様子を示した説明図である。
【図１２】複数のリンクから構成される指部と可動部分を持たない固定式の指部とを備えたロボットハンドを用いて対象物を把持する第３変形例のロボットの駆動方法を示した説明図である。
【図１３】複数本ずつの指部が対向して設けられた第４変形例のロボットのロボットハンド部分を例示した説明図である。
【図１４】第４変形例のロボットのロボットハンド部分の他の態様を例示した説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下では、上述した本願発明の内容を明確にするために、次のような順序に従って実施
例を説明する。
Ａ．装置構成：
Ｂ．本実施例の対象物の把持動作：
Ｃ．本実施例の把持動作の制御処理：
Ｄ．変形例：
Ｄ−１．第１変形例：
Ｄ−２．第２変形例：
Ｄ−３．第３変形例：
Ｄ−４．第４変形例：
【００２３】
Ａ．装置構成 ：
図１は、本実施例のロボットに搭載されたロボットハンド１０の構成を示した説明図で
ある。図示されるように本実施例のロボットハンド１０は、略矩形形状の板状部材である
掌部１００や、掌部１００から互いに対向するようにして立設された２本の指部１１０な
どから構成されている。それぞれの指部１１０は、短い棒状の部材（本明細書では、リン
クと呼ぶ）が、関節で他のリンクと接続されることによって、複数個のリンクが連結され
て構成されている。図１に示した例では、３つのリンクが連結されて１つの指部１１０が
構成されている。以下では、これらリンクを、掌部１００に近い方から、第１リンク１１
２、第２リンク１１４、第３リンク１１６と呼ぶものとする。また、掌部１００と第１リ
ンク１１２とは第１関節１１２ａによって連結されており、第１リンク１１２と第２リン
ク１１４とは第２関節１１４ａによって連結され、第２リンク１１４と第３リンク１１６
とは第３関節１１６ａによって連結されている。
【００２４】
尚、図１に例示したロボットハンド１０は、互いに向かい合う指部１１０は全く同じ構
造を有している。このため、図示が煩雑となることを避けるために、一方の指部１１０に
ついてのみ、各リンクおよび関節に符番して表示している。しかし、互いに向かい合う指
部１１０は、必ずしも同じ構造を有する場合に限られるわけではない。たとえば、互いに
向かい合った設けられた指部１１０の間で、リンクや関節の数が異なっていてもよいし、
リンクの大きさが異なっていても構わない。また、掌部１００から立設する指部１１０は
、必ずしも同数ずつの指部１１０が向かい合わせに設けられている必要はなく、たとえば
２本の指部１１０に対向させて、１本の指部１１０が設けられていても構わない。
【００２５】
それぞれの関節１１２ａ，１１４ａ，１１６ａの中には、図示しないアクチュエーター
が内蔵されており、それぞれの関節１１２ａ，１１４ａ，１１６ａを個別に動かすことが
可能となっている。たとえば、第１関節１１２ａは掌部１００と第１リンク１１２とを連
結しているから、第１関節１１２ａに内蔵されたアクチュエーターを駆動することで、掌
部１００に対して第１リンク１１２が立設する角度を変更することができる。また、第２
関節１１４ａは第１リンク１１２と第２リンク１１４とを連結しているから、第２関節１
１４ａに内蔵のアクチュエーターを駆動することで、第１リンク１１２に対する第２リン
ク１１４の角度を変更することができる。同様に、第３関節１１６ａに内蔵のアクチュエ
ーターを駆動すれば、第２リンク１１４に対する第３リンク１１６の角度を変更すること
が可能である。
【００２６】
また、各関節１１２ａ，１１４ａ，１１６ａに内蔵されたアクチュエーターの動作は、
後述する制御部１２によって制御されている。更に、指部１１０を構成する複数のリンク
の一部には、把持する対象物と接する側（他方の指部１１０と対向する側）の表面に圧力
センサー１１０ｓが設けられている。図１に示した例では、第２リンク１１４の表面に圧
力センサー１１０ｓが設けられている。尚、圧力センサー１１０ｓを設けるリンクは、必
ずしも第２リンク１１４である必要はなく、他のリンクに設けても構わない。圧力センサ
ー１１０ｓの出力は制御部１２に入力されている。
【００２７】
図２には、本実施例のロボットハンド１０を搭載したロボット１の大まかな構成が示さ
れている。図示されているように、ロボットの本体部１６には、左右に１本ずつのロボッ
トアーム１４が設けられており、そのロボットアーム１４の先端に本実施例のロボットハ
ンド１０が装着されている。また、本体部１６の内部には、ロボットハンド１０や、ロボ
ットアーム１４の駆動動作を制御したり、あるいはロボット１全体の動作を制御したりす
る制御部１２が搭載されている。この制御部１２が、本発明の駆動装置に対応する。制御
部１２は、ＣＰＵを中心としてＲＯＭやＲＡＭがバスによって相互にデータをやり取り可
能に接続されて構成されている。尚、図２では、ロボット１の本体部１６に制御部１２が
内蔵されているものとしているが、制御部１２は必ずしも本体部１６に内蔵する必要はな
く、ロボット１の外部に別個に設置するようにしてもよい。
【００２８】
一般に、図１に示すような１本の指部に複数の関節が設けられたロボットハンド（多関
節指型ロボットハンド）では、複数の関節を動かして指部の形状を変更することができる
ので、把持しようとする対象物の大きさや形状が変更されても、それぞれの関節を適切に
動作させることによって、対象物を適切に把持することが可能である。しかし、その反面
で、関節の数が多くなるほど制御の対象が多くなるので、対象物を把持するための制御が
複雑になってしまう。そこで本実施例では、指部に多数の関節が設けられていることを有
効に活用して、大きさや形状の異なる対象物を適切に把持可能としながらも、把持するた
めの制御が複雑になることを回避するために、以下のような方法で対象物を把持すること
としている。
【００２９】
Ｂ．本実施例の対象物の把持動作 ：
図３は、本実施例のロボットハンド１０を搭載したロボットの駆動方法を用いて、大き
な対象物Ｗａを把持する様子を示した説明図である。図３（ａ）には、把持動作に入る前
の状態が示されている。図示した状態では、指部１１０の関節に内蔵されたアクチュエー
ターには電力が供給されておらず、このため、ロボットハンド１０の２本の指部１１０は
、重力によって垂れ下がった状態となっている。
【００３０】
この状態から、ロボットハンド１０の下方にある対象物Ｗａを把持する場合には、先ず
始めに、指部１１０の各関節１１２ａ，１１４ａ，１１６ａを動かすことによって、指部
１１０の形状を変形させる。このときの指部１１０を変形させる形状は、把持しようとす
る対象物Ｗａに応じて予め定められており、特に、指部１１０自体の形状（第１リンク１
１２、第２リンク１１４、および第３リンク１１６によって形成される形状）は、指部１
１０が対象物Ｗａを把持したときの形状（以下、把持形状と呼ぶ）に設定されている。図
３（ｂ）には、２本の指部１１０が、対象物Ｗａに応じた把持形状に変形した様子が示さ
れている。
【００３１】
続いて、各関節１１２ａ，１１４ａ，１１６ａの角度を保ったまま（従って、指部１１
０の形状を把持形状に保ったまま）、ロボットアーム１４を動かすことによってロボット
ハンド１０を対象物Ｗａに近付けていく。そして、図３（ｃ）に示したように、ロボット
ハンド１０を対象物Ｗａに対して適切な位置まで近付けたら、指部１１０を把持形状に保
ったままで、指部１１０の根元の第１関節１１２ａのみを回転させる。その結果、図３（
ｄ）に示されるように、２本の指部１１０で対象物Ｗａを把持することができる。
【００３２】
このような把持動作によれば、図３（ｂ）に示すように、把持しようとする対象物Ｗａ
に応じて指部１１０の形状を変形した後は、指部１１０の根元の第１関節１１２ａのみを
動かして対象物Ｗａを把持することができる。そして、第１関節１１２ａを動かして対象
物Ｗａを把持する動作は、いわゆるグリッパーと呼ばれる単純なロボットハンドが対象物
を把持する動作と同様であり、極めて単純な制御で実現することが可能となる。
【００３３】
図４は、本実施例のロボットハンド１０を搭載したロボットの駆動方法を用いて、小さ
な対象物Ｗｂを把持する様子を示した説明図である。前述した図３と同様に、図４（ａ）
には把持動作に入る前の状態が示されており、図４（ｂ）には、指部１１０の形状を把持
形状に変形させた状態が示されている。また、図４（ｃ）には、指部１１０を把持形状に
保ったまま、ロボットハンド１０を対象物Ｗｂに近付けた状態が示されており、図４（ｄ
）には、対象物Ｗｂを把持した状態が示されている。
【００３４】
図３（ｄ）と図４（ｄ）とを比較すれば明らかなように、把持する対象物の大きさ（あ
るいは形状）が異なれば、対象物を把持しているときの指部１１０の形状（把持形状）も
異なったものとなる。たとえば、大きな対象物Ｗａを把持するのであれば、全てのリンク
で抱え込むような形状に指部１１０を変形させることで、対象物Ｗａを適切に把持するこ
とができる。これに対して（図３（ｄ）参照）、小さな対象物Ｗｂの場合は、第２リンク
１１４および第３リンク１１６の部分で挟むような形状に指部１１０を変形させることで
、対象物Ｗｂを適切に把持することが可能となる（図４（ｄ）参照）。
【００３５】
そこで、小さな対象物Ｗｂを把持する場合には、把持動作に入ると先ず始めに、指部１
１０自体の形状（第１リンク１１２、第２リンク１１４、および第３リンク１１６によっ
て形成される形状）を、対象物Ｗｂに対応する把持形状に変形させる（図４（ｂ）参照）
。その後、その把持形状を保ったまま、ロボットハンド１０を対象物Ｗｂに近付けた後（
図３（ｃ）参照）、指部１１０を把持形状に保ったまま指部１１０の根元の第１関節１１
２ａのみを回転させることによって、対象物Ｗｂを把持する。
【００３６】
このように小さな対象物Ｗｂを把持する場合にも、先ず始めに指部１１０の形状を対象
物Ｗｂに応じた把持形状に変形しておき、その後は、指部１１０の根元の第１関節１１２
ａのみを動かして対象物Ｗｂを把持することができる。このため、いわゆるグリッパーと
呼ばれる単純なロボットハンドと同様に、極めて単純な制御で対象物Ｗｂを把持すること
ができる。
【００３７】
また、指部１１０自体の形状は、把持しようとする対象物に応じた把持形状に予め変形
されている。しかも、指部１１０には多くの関節が設けられているので、対象物に応じて
種々の把持形状に変形することができる。その結果、グリッパーと同様な極めて簡単な制
御でありながらも、大きさや形状の異なる多種多様な対象物を、適切に把持することが可
能となる。以下では、こうした把持動作を実現するための制御内処理ついて具体的に説明
する。
【００３８】
Ｃ．本実施例の把持動作の制御処理 ：
図５は、本実施例の把持動作を実現するために実行される把持動作制御処理を示したフ
ローチャートである。この処理は、制御部１２に内蔵されたＣＰＵが、ＲＯＭに記憶され
ているプログラムを実行することによって行われる処理である。図示されるように把持動
作制御処理を開始すると、先ず始めに、把持しようとする対象物を特定するための情報を
取得する（ステップＳ１００）。図３および図４を用いて前述したように、本実施例の把
持動作では、実際に対象物を把持するに先立って、把持しようとする対象物に応じた把持
形状に指部１１０を変形させるので、把持しようとする対象物が予め特定されている必要
がある。そこで、把持動作制御処理を開始すると、先ず始めに、今から把持しようとする
対象物を特定するための情報を取得する。
【００３９】
ここで、対象物を特定するための情報は、制御部１２の操作ボタンを操作することによ
って人間が設定してもよいし、対象物に付けられたＩＣチップやタグ、あるいは識別コー
ドなどを制御部１２が読み取ることによって取得しても良い。更には、今から把持しよう
としている対象物の画像を読み込むことによって取得してもよい。すなわち、把持する可
能性のある対象物の形状を制御部１２のＲＯＭに予め記憶しておき、今から把持しようと
している対象物の画像を読み込んで、予め記憶されている対象物の何れと合致するかを判
断することによって、対象物を特定するようにしてもよい。多くの場合、把持する対象物
は予め決まっており、しかも、ロボットハンド１０に対して対象物が置かれる方向もほぼ
決まっているから、このような方法によっても対象物を容易に特定することができる。
【００４０】
把持しようとしている対象物を特定するための情報を取得したら、続いて、対象物に応
じた指部１１０の把持形状データを読み込む（ステップＳ１０２）。把持形状データは、
制御部１２のＲＯＭ内に、対象物に対応付けて予め記憶されている。図６は、制御部１２
に記憶されている把持形状データを例示した説明図である。ここで、把持形状データとは
、指部１１０の各関節をどのような角度に設定すれば良いかを示したデータである。図６
（ａ）に示されているように、把持形状データは、対象物毎に設定されている。また、図
６（ｂ）には、把持形状データに設定された角度の意味する内容が示されている。たとえ
ば、第１関節１１２ａについて設定されている角度θ１は、掌部１００の表面から第１リ
ンク１１２が立ち上がった角度を示している。また、第２関節１１４ａについて設定され
ている角度θ２は、第１リンク１１２に対して第２リンク１１４が折れ曲がった角度を示
している。更に、第３関節１１６ａについて設定されている角度θ３は、第２リンク１１
４に対して第３リンク１１６が折れ曲がった角度を表している。
【００４１】
図５に示した把持動作制御処理のステップＳ１０２では、ステップＳ１００で取得した
情報に基づいて対象物を特定し、その対象物に対して設定されている把持形状データ（各
関節１１２ａ，１１４ａ，１１６ａの角度θ１〜θ３の値）を、制御部１２のＲＯＭから
読み出す処理を行う。たとえば、把持する対象物が対象物Ｗａであれば、第１関節１１２
ａの角度はθ１ａ、第２関節１１４ａの角度はθ２ａ、第３関節１１６ａの角度はθ３ａ
が、把持形状データとして読み出されることになる（図６（ａ）参照）。
【００４２】
続いて、各関節１１２ａ，１１４ａ，１１６ａに内蔵されているアクチュエーターを、
把持形状データに基づいて駆動することにより、指部１１０の形状を把持形状に変形させ
る（ステップＳ１０４）。尚、図６（ａ）に示されているように、本実施例では、対象物
に応じて１つだけの把持形状データが設定されている。従って、全ての指部１１０が同じ
把持形状に変形することになる。しかし、指部１１０毎に把持形状データを設定しておき
、それぞれの指部１１０を異なる把持形状に変形してもよい。こうすれば、複雑な形状を
有する対象物を把持する場合でも、より適切に把持することが可能となる。
【００４３】
こうして指部１１０の形状を把持形状に変形したら、その後は、いわゆるグリッパーと
呼ばれる単純なロボットハンドと同様にして、予め設定しておいた把持動作および解放動
作を実施する（ステップＳ１０６）。すなわち、先ず、ロボットハンド１０を対象物の処
まで移動させ、続いて、指部１１０の根元の関節（第１関節１１２ａ）を動かすことによ
って、２本の指部１１０で対象物を把持する。このとき、第２関節１１４ａや第３関節１
１６ａは動かさず、従って、指部１１０自体の形状は把持形状に保たれている。また、対
象物を把持する力は、指部１１０の第２リンク１１４に設けられた圧力センサー１１０ｓ
の出力に基づいて制御する。そして、対象物を把持したままロボットハンド１０を所定位
置まで移動させた後、第１関節１１２ａのみを動かして（指部１１０を把持形状に維持し
たまま）、対象物を把持している指部１１０を開放する。その後、ロボットハンド１０を
元の位置まで移動させる。
【００４４】
尚、ロボットハンド１０は、対象物を把持したままの状態で放置されることはあり得な
いので、対象物を把持する動作を行った後は必ず、把持した対象物を解放する動作が行わ
れる。そこで本明細書では、対象物を把持する動作と、把持した対象物を解放する動作を
まとめて「把持解放動作」と呼ぶことにする。
【００４５】
こうして１つの対象物についての把持解放動作を終了したら、把持すべき対象物が残っ
ているか否かを判断する（ステップＳ１０８）。この判断は、種々の方法で行うことがで
きる。たとえば、予め対象物の個数が分かっている場合には、把持解放動作を行った回数
が対象物の個数に達したか否かによって判断することができる。あるいは、把持すべき対
象物が置かれる位置の画像を取り込んで、その位置に対象物が存在するか否かに基づいて
判断したり、対象物にＩＣチップを取り付けておき、ＩＣチップのデータが読み込めるか
否かによっても判断することができる。
【００４６】
その結果、把持すべき対象物が残っていないと判断した場合は（ステップＳ１０８：ｎ
ｏ）、図５の把持動作制御処理を終了する。これに対して、把持すべき対象物が残ってい
ると判断した場合は（ステップＳ１０８：ｙｅｓ）、その対象物が、前回に把持した対象
物と同一形状か否かを判断する（ステップＳ１１０）。この判断も種々の方法で行うこと
ができる。たとえば、把持する対象物の種類、個数、および順序がスケジュールとして予
め定められている場合には、そのスケジュールを参照することによって、次に把持する対
象物が、前回に把持した対象物と同一形状か否かを判断することができる。あるいは、対
象物にＩＣチップやタグなどを設けておき、それらＩＣチップやタグなどから読み取った
データと、前回に把持した対象物のデータとを比較することによって判断することができ
る。更には、対象物の画像を読み込んで、対象物の形状に基づいて判断しても良い。
【００４７】
その結果、次に把持する対象物が、前回に把持した対象物と同一形状であると判断した
場合は（ステップＳ１１０：ｙｅｓ）、指部１１０の形状を把持形状に保ったまま、再び
所定の把持解放動作を実施する（ステップＳ１０６）。すなわち、ロボットハンド１０を
対象物の処まで移動させ、指部１１０の根元の関節（第１関節１１２ａ）のみを動かして
対象物を把持する。そして、対象物を把持したままロボットハンド１０を所定位置まで移
動させた後、第１関節１１２ａのみを動かして、把持している対象物を解放したら、再び
、ロボットハンド１０を元の位置に復帰させる。対象物を解放してからロボットハンド１
０を元の位置に復帰させる際にも、指部１１０の形状は把持形状に維持しておけばよい。
【００４８】
これに対して、次に把持する対象物が、前回に把持した対象物とは同一形状ではないと
判断した場合は（ステップＳ１１０：ｎｏ）、把持動作制御処理の先頭に戻って、上述し
た一連の処理を実行する。すなわち、把持する対象物を特定するための情報を取得して（
ステップＳ１００）、対象物に応じて新たな把持形状データを読み込んだ後（ステップＳ
１０２）、その把持形状データに従って指部１１０を変形させる（ステップＳ１０４）。
その結果、指部１１０の形状は、前回に把持した対象物に応じた把持形状から、新たな把
持形状に変化する。その後は、指部１１０の形状を新たな把持形状に保ったまま、予め設
定しておいた把持解放動作を実施する（ステップＳ１０６）。この把持解放動作では、上
述したように、第２関節１１４ａや第３関節１１６ａは動かさずに、第１関節１１２ａ（
指部１１０の根元の関節）のみを動かすだけなので、いわゆるグリッパー型のロボットハ
ンドと全く同様にして対象物を把持したり、解放したりすることができる。
【００４９】
こうして新たな対象物についての把持解放動作を終了したら、把持すべき対象物が残っ
ているか否かを判断し（ステップＳ１０８）、把持すべき対象物が無くなるまで、上述し
た一連の処理を繰り返す。そして、把持すべき対象物が残っていないと判断したら（ステ
ップＳ１０８：ｎｏ）、図５の把持動作制御処理を終了する。
【００５０】
図７は、上述した把持動作制御処理によって、異なる対象物に対して把持解放動作を行
う様子を示した説明図である。大きな対象物Ｗａを把持する場合には、図７（ａ）に示し
た把持形状に指部１１０を変形させた後、対象物Ｗａを把持したり、解放したりする動作
を繰り返す。この把持解放動作を行っている間は、指部１１０は同じ把持形状に保たれて
いるので、いわゆるグリッパー型のロボットハンドと全く同様に把持解放動作を行うこと
ができる。また、把持する対象物が対象物Ｗａである限りは、指部１１０を変形させる必
要はないので、この点でも、グリッパー型ロボットハンドと全く同様に把持解放動作を行
うことができる。
【００５１】
一方、把持する対象物が小さな対象物Ｗｂに変更された場合は、図７（ｂ）に示した把
持形状に指部１１０を変形させた後、対象物Ｗｂに対して把持解放動作を行う。この場合
も、指部１１０を把持形状に変形した後は、把持する対象物が変更されない限り、指部１
１０を変形させる必要がない。このため、小さな対象物Ｗｂに対しても、グリッパー型ロ
ボットハンドと全く同様に把持解放動作を行うことができる。
【００５２】
このように本実施例のロボットハンド１０を搭載したロボットの駆動方法によれば、把
持しようとする対象物に応じて、指部１１０の形状を予め変形しておくことで、あたかも
グリッパー型のロボットハンドを搭載したロボットと全く同様に簡単な制御で対象物を把
持することができる。また、把持する対象物が変更された場合にも、新たな対象物に応じ
た形状に指部１１０を変形するだけで、適切に把持することができる。その結果、グリッ
パー型ロボットハンドを搭載したロボットのように簡単な制御でありながら、対象物が変
更されても柔軟に且つ迅速に対応して、対象物を適切に把持することが可能となる。
【００５３】
もちろん、このようにして対象物を把持するためには、対象物に応じた把持形状データ
を予め制御部１２のメモリ（ＲＯＭまたはＲＡＭ）に記憶しておく必要がある。しかし、
ロボットでは、把持しようとする対象物の形状が予め分かっていることが多いので、ほと
んどの場合は、把持形状データを予め記憶しておくことができる。また、ロボットが、特
に製造現場で用いられる場合には、把持しようとする対象物は予め決まっているので、そ
れら対象物についての把持形状データを求めておくことが可能である。
【００５４】
更に、上述した本実施例の駆動方法では、ロボットハンド１０を搭載したロボットの制
御動作および駆動動作が時間的に分散して行われるという特徴があり、このことは制御部
１２の制御負荷および電力消費の観点からも大きなメリットを生じる。以下、この点につ
いて説明する。
【００５５】
図８は、本実施例のロボットハンド１０を搭載したロボットの駆動方法によって、指部
１１０の各関節１１２ａ，１１４ａ，１１６ａが駆動される様子を示したタイムチャート
である。図の上段には、ロボットのハンド部分（ロボットハンド１０）の動作状態が示さ
れており、その下方には、指部１１０に設けられた各関節１１２ａ，１１４ａ，１１６ａ
の動作状態が示されている。また、図の下方の欄外には、参考として、ロボットハンド１
０の動作状態と、図３あるいは図４に示した各状態との対応関係が示されている。
【００５６】
前述したように本実施例のロボットハンド１０を搭載したロボットに駆動方法では、新
たな対象物を把持する際には、先ず始めに、指部１１０の形状を、対象物に応じた把持形
状に変形する。このため、図８に示したように、第１関節１１２ａ、第２関節１１４ａ、
第３関節１１６ａが駆動される。図５を用いて前述したように、この動作は、それぞれの
関節を予め定められた角度に動かすだけなので、制御部１２の制御負荷はたいへん小さな
ものに過ぎない。また、第１リンク１１２、第２リンク１１４、第３リンク１１６の何れ
も、対象物からの反力を受けることなく空転している状態なので、電力消費量も僅かであ
る。図８中で、把持形状を形成する際の各関節の駆動が、破線の矩形で表示されているの
は、これらの駆動が制御負荷および電力消費の何れの点についても負担の少ない駆動であ
ることを表したものである。
【００５７】
指部１１０の形状を把持形状に変形した後は、指部１１０を把持形状に保ったまま、対
象物の処までロボットハンド１０を移動させる。この間は、各関節では現在の角度を保持
する電力しか消費しない。また、何れの関節も動かさないので、制御部１２の制御負荷は
たいへんに小さなものに過ぎない。特に、各関節を動かすためのアクチュエーターとして
、いわゆる超音波ピエゾモーターのように、動作させない限りは現在の状態を維持する特
性を有するアクチュエーターを採用すれば、指部１１０を把持形状に維持しておくための
制御負荷や電力消費が発生しないようにすることも可能である。
【００５８】
そして、ロボットハンド１０を対象物の処まで移動させたら、今度は、第１関節１１２
ａ（指部１１０の根元の関節）を駆動することによって、対象物を把持する動作を開始す
る。この段階では、第１リンク１１２、第２リンク１１４、第３リンク１１６が対象物か
ら反力を受けるので、第１関節１１２ａの駆動に伴って、それなりの電力が消費される。
また、指部１１０の一部（本実施例では第２リンク１１４）に設けられた圧力センサー１
１０ｓの出力を検出しながら、対象物が適切な力で把持されるように第１関節１１２ａの
動きを制御しなければならないので、制御部１２にもそれなりの制御負荷が発生する。一
方、第２関節１１４ａあるいは第３関節１１６ａについては、把持の開始後も動かす必要
はないので、現在の角度を保持する電力しか消費せず、制御部１２に対する制御負荷もか
からない。
【００５９】
すなわち、本実施例のロボットハンド１０を搭載したロボットの駆動方法では、制御部
１２の制御負荷あるいは電力消費が大きくなるのは、ロボットハンド１０を対象物の処に
移動させた後、実際に対象物の把持を開始してからの期間となる。しかし、対象物の把持
を開始するよりも前の段階で既に指部１１０を把持形状に変形しているので、実際に対象
物の把持を開始した段階では、第２関節１１４ａや第３関節１１６ａを動かす必要はない
。その結果、制御部１２での制御負荷および電力消費の増加を抑制することが可能となる
。このようなメリットは、従来の一般的な多関節指型ロボットハンドを搭載したロボット
の駆動方法と比較することによってより顕著となる。
【００６０】
図９は、従来の一般的な多関節指型ロボットハンドを搭載したロボットと同様な駆動方
法で対象物を把持した場合の各関節１１２ａ，１１４ａ，１１６ａの動きを示したタイム
チャートである。従来の一般的なロボットの駆動方法では、ロボットハンド１０を対象物
の処まで移動させた後、全て関節を動かして対象物を把持する動作を開始する。この時、
従来の一般的な駆動方法では、各リンクが対象物から受ける反力を検出しながら、全ての
リンクが受ける反力がほぼ均等となるように、各関節の動きを制御する。このため同時に
制御する関節の数が多くなるだけでなく、ある関節の動きが他の関節の動きにも影響を与
えるため、制御部１２の制御負荷がたいへんに大きくなる。その結果、把持動作を迅速に
行うことが困難となる。
【００６１】
また、全ての関節が対象物からの反力を受けた状態で駆動しなければならないので、個
々の関節の駆動に要する電力消費量も大きくなる。そして、図９に示したように、全ての
関節を同時に動かさなければならないため、ロボットハンド１０全体としての電力消費量
がたいへんに大きくなってしまい、その分だけ、ロボット全体としての電力消費量も大き
くなってしまう。これに対して、図８に示した本実施例のロボットハンド１０を搭載した
ロボットの駆動方法では、最も制御負荷や電力消費量が大きくなる段階（対象物を把持す
る段階）では、第１関節１１２ａのみを動かして、第２関節１１４ａや第３関節１１６ａ
は動かさなくて良いので、制御部１２の制御負荷や、電力消費が集中して発生することが
ない。その結果、制御処理速度や電力消費量の点で制約を受けることなく迅速に把持動作
を行うことが可能になる。また、ロボットハンド１０を含めたロボット全体を駆動するた
めの電源も、比較的小さな電源を採用することが可能となる。
【００６２】
尚、図８に示したように、上述した実施例では、指部１１０の形状を把持形状に変形し
た後に、ロボットハンド１０を対象物の処まで移動させるものとして説明した。しかし、
ロボットハンド１０を対象物の処まで移動させている間に、指部１１０の形状を把持形状
に変形しても良い。上述したように、指部１１０を把持形状に変形する動作は、制御負荷
も電力消費も小さいので、ロボットハンド１０を移動させながら実行することも容易であ
る。従って、制御負荷や電力消費を増加させることなく、ロボットハンド１０を迅速に動
作させることが可能となる。
【００６３】
Ｄ．変形例 ：
上述した本実施例のロボットハンド１０を搭載したロボットの駆動方法には種々の変形
例が存在している。以下では、これら変形例について簡単に説明する。
【００６４】
Ｄ−１．第１変形例 ：
上述した実施例では、指部１１０を構成する全てのリンク（第１リンク１１２、第２リ
ンク１１４、第３リンク１１６）を用いて把持形状を形成し、指部１１０の根元の関節（
第１関節１１２ａ）を動かすことによって対象物を把持するものとして説明した。しかし
、対象物を把持する際に動かす関節は、必ずしも指部１１０の根元の関節（第１関節１１
２ａ）に限られるものではない。すなわち、指部１１０の途中に設けられた関節を動かし
て対象物を把持することとして、その関節よりも先端側のリンクを用いて把持形状を形成
するようにしても良い。
【００６５】
図１０は、第１変形例の駆動方法を用いて小さな対象物Ｗｂを把持する様子を示した説
明図である。図４を用いて前述したように小さな対象物Ｗｂは、２本の指部１１０の第２
リンク１１４および第３リンク１１６で挟むようにして把持することができる。そこで、
第２リンク１１４および第３リンク１１６の部分で把持形状を形成することとして、先ず
始めに、指部１１０の形状を、図１０（ｂ）に示すような形状に変形する。次に、変形し
た指部１１０の形状を保ったまま、図１０（ｃ）に示したようにロボットハンド１０を対
象物Ｗｂの処まで移動させる。そして、この状態から、第２リンク１１４および第３リン
ク１１６で形成した把持形状を保ったまま、第２関節１１４ａのみを動かすことによって
も、対象物Ｗｂを適切に把持することができる。
【００６６】
この第１変形例の駆動方法においても、実際に対象物Ｗｂを把持する際には第２関節１
１４ａのみを動かせばよく、他の関節については保持しているだけでよい。このため、い
わゆるグリッパー型のロボットハンドを搭載したロボットと同様に極めて簡単な制御で対
象物を把持することができる。また、制御部１２の制御負荷や電力消費が集中して発生す
ることもない。
【００６７】
Ｄ−２．第２変形例 ：
上述した実施例あるいは変形例では、関節によって指部１１０が掌部１００に取り付け
られているものとして説明した。従って、指部１１０は、掌部１００に対する取付位置を
中心として前後方向に振れるように回転する動きのみが可能となっていた。しかし、指部
１１０を掌部１００の固定した位置に取り付けるのではなく、指部１１０の取付位置が前
後方向に移動するように構成されたロボットハンドを搭載したロボットに対しても、本発
明の駆動方法を適用することができる。
【００６８】
図１１は、第２変形例の駆動方法を用いて対象物Ｗａを把持する様子を示した説明図で
ある。図１１に示したロボットハンド２０は、２本の指部１１０が掌部２００に取り付け
られており、それぞれの指部１１０の取付位置が、前後方向に移動可能となっている。こ
のようなロボットハンド２０を用いて対象物Ｗａを把持する場合にも、先ず始めに、指部
１１０の形状を、対象物Ｗａに応じた把持形状に変形させる。そして、ロボットハンド２
０を対象物Ｗａの処まで移動させた後、把持形状に保ったまま、それぞれの指部１１０の
取付位置を前進させる。図１１（ｂ）には、指部１１０の形状を把持形状に保ったまま、
取付位置を前進させる様子が示されている。こうすれば、図１１（ｃ）に示したように、
対象物Ｗａを把持することができる。
【００６９】
このような第２変形例の駆動方法においても、予め指部１１０を把持形状に変形してか
ら対象物Ｗａを把持するので、実際に対象物Ｗａを把持する際には指部１１０の取付位置
を移動させるだけでよい。このため、いわゆるグリッパー型のロボットハンドを搭載した
ロボットと同様に極めて簡単な制御で対象物を把持することができる。また、制御部１２
の制御負荷や電力消費が集中して発生することもない。加えて、対象物に応じて指部１１
０を適切な把持形状に変形しておくことで、把持する対象物が変更された場合でも柔軟に
且つ迅速に対応することが可能となる。
【００７０】
Ｄ−３．第３変形例 ：
上述した実施例あるいは変形例では、互いに対向して設けられた指部１１０が、同じ形
状の指部１１０であるものとして説明した。しかし、対向する指部１１０は、必ずしも同
じ形状の指部１１０である必要はなく、たとえばリンクの数や大きさが異なっていても良
い。更には、一方の指部については可動部分を持たない固定式の指部であっても構わない
。このような指部を有するロボットハンドを搭載したロボットに対しても、本発明の駆動
方法を適用することができる。
【００７１】
図１２は、複数のリンクから構成される指部３１０と、可動部分を持たない固定式の指
部３２０とを備えたロボットを用いて対象物を把持する様子を示した説明図である。図１
２（ａ）には、把持動作を開始する前のロボットのハンド部分（ロボットハンド３０）が
示されている。図示されているように、指部３１０には、第１関節３１２ａ、第２関節３
１４ａ、第３関節３１６ａ、および第４関節３１８ａの４つの関節が設けられている。そ
して、この指部３１０に対向する位置に、固定式の指部３２０が掌部３００から立設され
ている。
【００７２】
このようなロボットハンド３０を搭載したロボットを用いて対象物を把持する場合にも
、先ず始めに、指部３１０の形状を、対象物に応じた把持形状に変形する。たとえば、大
きな対象物Ｗａを把持するのであれば、図１２（ｂ）に例示したような把持形状に変形す
る。一方、小さな対象物Ｗｂを把持するのであれば、図１２（ｄ）に例示したような把持
形状に変形する。そして、ロボットハンド３０を対象物の処に移動させた後、指部３１０
の根元の関節（第１関節３１２ａ）のみを動かすことによって、指部３１０と指部３２０
との間で対象物を把持する。図１２（ｃ）には、大きな対象物Ｗａを把持した様子が示さ
れており、図１２（ｅ）には、小さな対象物Ｗｂを把持した様子が示されている。
【００７３】
このように、対向して設けられた指部同士が、異なる形状あるいは異なる構造を有する
場合でも、指部の形状を対象物に応じた把持形状に変形しておくことで、種々の対象物を
適切に把持することが可能となる。また、実際に対象物を把持する動作は、いわゆるグリ
ッパー型のロボットハンドと同様であるため、簡単な制御で実現することができる。
【００７４】
Ｄ−４．第４変形例 ：
上述した実施例あるいは変形例においては、１本ずつの指部１１０が対向して設けられ
ているものとして説明した。しかし、本発明の駆動方法は制御負荷が軽く、電力消費量も
少ないという特徴を有していることから、複数本ずつの指部が対向して設けられたハンド
部分（ロボットハンド）を搭載したロボットの駆動方法として特に優れたものということ
ができる。
【００７５】
図１３は、複数本ずつの指部１１０が対向して設けられた第４変形例のロボットのハン
ド部分（ロボットハンド４０）を例示した説明図である。図示した第４変形例のロボット
のハンド部分（ロボットハンド４０）には、４本の指部１１０が同じ方向に向けて横一列
に設けられており、これら４本の指部１１０に対向するようにして、同じく４本の指部１
１０が横一列に設けられている。尚、それぞれの指部１１０の構成は、前述した本実施例
の指部１１０の構成と同様であるため、説明は省略する。また、ここでは、４本ずつの指
部１１０が対向して設けられているものとして説明するが、対向して設けられた指部１１
０の本数は必ずしも同数でなくても良い。たとえば、一方の側には４本の指部１１０を設
けておき、これに対向する側には３本の指部１１０を設けるようにしても良い。
【００７６】
図１３に例示した第４変形例のロボットのハンド部分（ロボットハンド４０）には、８
本の指部１１０のそれぞれに３つずつの関節が設けられているから、これら全ての関節を
同時に動かして対象物を把持しようとすると、制御負荷および電力消費がたいへんに大き
くなってしまう。しかし、本発明の駆動方法を適用すれば、このようなロボットハンド４
０を搭載したロボットであっても、制御負荷や電力消費を抑制しながら適切に駆動するこ
とができる。以下では、図３を流用しながら、ロボットハンド４０を用いて対象物を把持
する動作について説明する。
【００７７】
第４変形例のロボットハンド４０を搭載したロボットを用いて対象物を把持する場合に
も、先ず始めに、指部１１０の形状を、把持しようとする対象物に応じた把持形状に変形
する（図３（ｂ）参照）。ここで、第４変形例のロボットのハンド部分（ロボットハンド
４０）には、全部で８本の指部１１０が設けられているから、これら指部１１０毎に個別
の把持形状データを記憶しておき、それぞれの指部１１０毎に個別の把持形状に変形する
ことができる。その後、ロボットハンド４０を対象物の処まで移動させた後（図３（ｃ）
参照）、各指部１１０を把持形状に保ったまま、それぞれの指部１１０の根元の関節（第
１関節１１２ａ）を動かすことによって、対象物を把持してやる（図３（ｄ）参照）。
【００７８】
このような方法で対象物を把持してやれば、複数本の指部１１０を把持形状に変形する
動作と、対象物を把持する動作とを異なるタイミングで行うことができる。このため、た
とえ指部１１０の本数が多くなっても（図１３に示した例では８本）、制御負荷や電力消
費が集中して発生することがない。また、それぞれの指部１１０を把持形状に変形する動
作は、それぞれの関節を予め定められた角度に動かすだけの極めて単純な制御に過ぎない
ので、たとえ関節の数が多くなっても大きな制御負荷になることはない。更に、その際に
指部１１０が対象物からの反力を受けることもないので電力消費が増加することもない。
加えて、実際に対象物を把持する際には、それぞれの指部１１０の根元の関節（第１関節
１１２ａ）以外は動かす必要がないので、その分だけ制御負荷や電力消費を抑制すること
ができる。その結果、多数の指部１１０のあるロボットハンド４０を搭載したロボットで
あっても、制御負荷や電力消費をほとんど増加させることなく、種々の対象物を適切に把
持することが可能となる。
【００７９】
また、このように複数本ずつの指部１１０が対向して設けられたロボットハンド４０で
は、それぞれの指部１１０を適切な把持形状に変形することで、複雑な形状の対象物であ
っても適切に把持することが可能となる。たとえば、図１３に例示したように、それぞれ
の指部１１０の把持形状を、両端に設けられた指部１１０よりも中央に設けられた指部１
１０の方が大きな対象物を把持するような把持形状に設定しておけば、球形状の対象物を
適切に把持することが可能となる。あるいは逆に、両端に設けられた指部１１０の方が中
央に設けられた指部１１０よりも大きな対象物を把持する把持形状に設定しておけば、鼓
形状の対象物を適切に把持することが可能となる。
【００８０】
更に、このように複数本ずつの指部１１０が対向して設けられたロボットハンド４０で
は、対象物を把持する際にそれぞれの指部１１０を動かすのではなく、複数本ずつの指部
１１０をまとめて動かすようにしても良い。すなわち、図１４に例示したように、指部１
１０の土台となる一対の大きなリンク（土台リンク５１１）を、向かい合わせとなるよう
に掌部１００に取り付けて、それぞれの土台リンク５１１の上に複数本ずつの指部１１０
を取り付けるようにしても良い。
【００８１】
このような構成を有するロボットハンド５０では、対象物を把持するに先立って、指部
１１０の各関節を動かすことによって指部１１０を把持形状に変形しておき、その後、実
際に対象物を把持する際には、指部１１０の各関節は動かさずに土台リンク５１１の根元
の関節のみを動かして対象物を把持するようにしても良い。こうすれば、対象物を把持す
る際に、それぞれの指部１１０を別個に動かす必要がないので、対象物を把持する制御を
より簡単にすることが可能となる。
【００８２】
以上、本実施例のロボットの駆動方法について説明したが、本発明は上記すべての実施
例および変形例に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様
で実施することが可能である。
【符号の説明】
【００８３】
１…ロボット、 １０…ロボットハンド、 １２…制御部、
１４…ロボットアーム、 ２０…ロボットハンド、 ３０…ロボットハンド、
４０…ロボットハンド、 ５０…ロボットハンド、 １００…掌部、
１１０…指部、 １１０ｓ…圧力センサー、 １１２…第１リンク、
１１２ａ…第１関節、 １１４…第２リンク、 １１４ａ…第２関節、
１１６…第３リンク、 １１６ａ…第３関節、 ２００…掌部、
３００…掌部、 ３１０…指部、 ３１２ａ…第１関節、
３１４ａ…第２関節、 ３１６ａ…第３関節、 ３１８ａ…第４関節、
３２０…指部、 ５１１…土台リンク、 Ｗａ…対象物、
Ｗｂ…対象物
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向して設けられた複数本の指部を備え、少なくとも一方の指部には複数の関節が設け
られており、該複数本の指部を用いて対象物を把持する動作を行うロボットの駆動装置で
あって、
把持しようとする前記対象物に応じて前記複数の関節を動かすことにより、該複数の関
節を備えた前記指部の形状を、該対象物を把持している時の形状である把持形状に変形す
る指形状変形手段と、
前記把持形状を保持したままで、前記複数本の指部を用いて前記対象物を把持する把持
動作手段と
を備える駆動装置。
【請求項２】
請求項１に記載のロボットの駆動装置であって、
前記把持動作手段は、前記複数の関節の中から前記対象物に応じて定められた一の関節
を動かすことによって、前記複数本の指部を用いて該対象物を把持する手段であり、
前記指形状変形手段は、前記対象物に応じて定められた一の関節よりも先端側の前記指
部を前記把持形状に変形する手段である駆動装置。
【請求項３】
請求項２に記載のロボットの駆動装置であって、
前記ロボットは、前記複数本の指部が立設された基部材を備え、
少なくとも前記複数の関節が設けられた指部は、前記基部材に関節によって取り付けら
れており、
前記指形状変形手段は、前記複数の関節が設けられた指部の全体を前記把持形状に変形
する手段であり、
前記把持動作手段は、前記指部が前記基部材に取り付けられた関節を動かすことによっ
て、前記対象物を把持する手段である駆動装置。
【請求項４】
請求項１に記載のロボットの駆動装置であって、
前記ロボットは、前記複数の関節が設けられた指部を複数本備えており、
前記指形状変形手段は、前記複数の関節が設けられた複数本の前記指部を、該指部毎の
前記把持形状に変形する手段である駆動装置。
【請求項５】
対向して設けられた複数本の指部を備え、少なくとも一方の指部には複数の関節が設け
られており、該複数本の指部を用いて対象物を把持する動作を行うロボットの駆動方法で
あって、
把持しようとする前記対象物に応じて前記複数の関節を動かすことにより、該複数の関
節を備えた前記指部の形状を、該対象物を把持している時の形状である把持形状に変形す
る第１の工程と、
前記把持形状を保持したままで、前記複数本の指部を用いて前記対象物を把持する第２
の工程と
を備える駆動方法。
【請求項６】
対向して設けられた複数本の指部を備え、少なくとも一方の指部には複数の関節が設け
られており、該複数本の指部を用いて対象物を把持するロボットであって、
把持しようとする前記対象物に応じて前記複数の関節を動かすことにより、該複数の関
節を備えた前記指部の形状を、該対象物を把持している時の形状である把持形状に変形さ
せる指部形状変形手段と、
前記把持形状を保持したまま、前記対向して設けられた前記複数本の指部を接近させる
ことにより、該複数本の指部に前記対象物を把持させる把持動作手段と
を備えるロボット。
【請求項１】
対向して設けられた複数本の指部を備え、少なくとも一方の指部には複数の関節が設け
られており、該複数本の指部を用いて対象物を把持する動作を行うロボットの駆動装置で
あって、
把持しようとする前記対象物に応じて前記複数の関節を動かすことにより、該複数の関
節を備えた前記指部の形状を、該対象物を把持している時の形状である把持形状に変形す
る指形状変形手段と、
前記把持形状を保持したままで、前記複数本の指部を用いて前記対象物を把持する把持
動作手段と
を備える駆動装置。
【請求項２】
請求項１に記載のロボットの駆動装置であって、
前記把持動作手段は、前記複数の関節の中から前記対象物に応じて定められた一の関節
を動かすことによって、前記複数本の指部を用いて該対象物を把持する手段であり、
前記指形状変形手段は、前記対象物に応じて定められた一の関節よりも先端側の前記指
部を前記把持形状に変形する手段である駆動装置。
【請求項３】
請求項２に記載のロボットの駆動装置であって、
前記ロボットは、前記複数本の指部が立設された基部材を備え、
少なくとも前記複数の関節が設けられた指部は、前記基部材に関節によって取り付けら
れており、
前記指形状変形手段は、前記複数の関節が設けられた指部の全体を前記把持形状に変形
する手段であり、
前記把持動作手段は、前記指部が前記基部材に取り付けられた関節を動かすことによっ
て、前記対象物を把持する手段である駆動装置。
【請求項４】
請求項１に記載のロボットの駆動装置であって、
前記ロボットは、前記複数の関節が設けられた指部を複数本備えており、
前記指形状変形手段は、前記複数の関節が設けられた複数本の前記指部を、該指部毎の
前記把持形状に変形する手段である駆動装置。
【請求項５】
対向して設けられた複数本の指部を備え、少なくとも一方の指部には複数の関節が設け
られており、該複数本の指部を用いて対象物を把持する動作を行うロボットの駆動方法で
あって、
把持しようとする前記対象物に応じて前記複数の関節を動かすことにより、該複数の関
節を備えた前記指部の形状を、該対象物を把持している時の形状である把持形状に変形す
る第１の工程と、
前記把持形状を保持したままで、前記複数本の指部を用いて前記対象物を把持する第２
の工程と
を備える駆動方法。
【請求項６】
対向して設けられた複数本の指部を備え、少なくとも一方の指部には複数の関節が設け
られており、該複数本の指部を用いて対象物を把持するロボットであって、
把持しようとする前記対象物に応じて前記複数の関節を動かすことにより、該複数の関
節を備えた前記指部の形状を、該対象物を把持している時の形状である把持形状に変形さ
せる指部形状変形手段と、
前記把持形状を保持したまま、前記対向して設けられた前記複数本の指部を接近させる
ことにより、該複数本の指部に前記対象物を把持させる把持動作手段と
を備えるロボット。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１２−２４８８２（Ｐ２０１２−２４８８２Ａ）
【公開日】平成２４年２月９日（２０１２．２．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１６５５９０（Ｐ２０１０−１６５５９０）
【出願日】平成２２年７月２３日（２０１０．７．２３）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年２月９日（２０１２．２．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年７月２３日（２０１０．７．２３）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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