ロボットハンド及びロボット装置
【課題】簡素に低コストで異種形状や寸法違いを含む多種の対象物を把持することが可能なロボットハンドを提供する。
【解決手段】第１の指部１０３と第２の指部１０４とを含む３以上の指部と、３以上の指部を開閉動作させる駆動部ＭＴＲと、第１の指部１０３と第２の指部１０４の開閉動作を行う向きを変更する指部移動機構と、を備え、指部移動機構は、ウオームホイール１３１と、モーターと、ウオーム１３３と、を備え、第１の指部１０３にはウオーム１３３の回転に連動してウオーム１３３の回転方向とは異なる方向に回転する第１歯車１４１が設けられ、第２の指部１０４にはウオーム１３３の回転に連動して第１歯車１４１の回転方向とは反対の方向に回転する第２歯車１４２が設けられており、第１の指部１０３と第２の指部１０４とは、モーターが回転することにより互いに近づく方向もしくは遠ざかる方向に回転する。
【解決手段】第１の指部１０３と第２の指部１０４とを含む３以上の指部と、３以上の指部を開閉動作させる駆動部ＭＴＲと、第１の指部１０３と第２の指部１０４の開閉動作を行う向きを変更する指部移動機構と、を備え、指部移動機構は、ウオームホイール１３１と、モーターと、ウオーム１３３と、を備え、第１の指部１０３にはウオーム１３３の回転に連動してウオーム１３３の回転方向とは異なる方向に回転する第１歯車１４１が設けられ、第２の指部１０４にはウオーム１３３の回転に連動して第１歯車１４１の回転方向とは反対の方向に回転する第２歯車１４２が設けられており、第１の指部１０３と第２の指部１０４とは、モーターが回転することにより互いに近づく方向もしくは遠ざかる方向に回転する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロボットハンド及びロボット装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
産業用ロボットアーム等のロボット装置に取り付けて、対象物を把持又は開放することで所定の作業を行うロボットハンドが知られている。近年では、例えば工具を把持して部品の組み付け等の作業を行うと共に、微小な部品を把持して精度良く配置する多機能なロボットハンドが提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１のロボットハンドでは、カムフォロア機構により、対象物を把持する３本の指部が開閉可能とされ、更に、３本の指部のうち２本の指部が同一平面上に形成された一対の周溝に案内されて対称に旋回可能とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−５５５３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の技術にあっては、カムフォロア機構により、指部の開閉動作と旋回動作とが制御されるので、異種形状や寸法違いを含む多種の対象物を把持することができると考えられる。
しかしながら、カムフォロア機構は構造が複雑であるため、カムフォロア機構を備えたロボットハンドの構成を実現することは容易ではなく、製造コストが高くなるという問題が生じる。
【０００６】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、簡素に低コストで異種形状や寸法違いを含む多種の対象物を把持することが可能なロボットハンド及びロボット装置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】
【０００７】
上記の課題を解決するため、本発明のロボットハンドは、第１の指部と第２の指部とを含む３以上の指部と、前記３以上の指部を開閉動作させる駆動部と、前記第１の指部と前記第２の指部の開閉動作を行う向きを変更する指部移動機構と、を備え、前記指部移動機構は、ウオームホイールと、前記ウオームホイールを回転させるモーターと、前記ウオームホイールの回転に連動して前記ウオームホイールの回転方向とは異なる方向に回転するウオームと、を備え、前記第１の指部には前記ウオームの回転に連動して前記ウオームの回転方向とは異なる方向に回転する第１歯車が設けられ、前記第２の指部には前記ウオームの回転に連動して前記第１歯車の回転方向とは反対の方向に回転する第２歯車が設けられており、前記第１の指部と前記第２の指部とは、前記モーターが回転することにより互いに近づく方向もしくは遠ざかる方向に回転することを特徴とする。
【０００８】
このロボットハンドによれば、モーターが回転することにより、３以上の指部のうち第１の指部と第２の指部の開閉動作を行う向きが変更されるので、対象物の形状に応じて各指部が対象物を把持する方向を変更することができる。例えば、対象物が球体の場合は、各指部が対象物を包み込むよう（各指部が対象物を中心に均等に配置されるよう）に変更することができる。一方、対象物が棒状部材の場合は、各指部が対象物を挟み込むよう（各指部が対象物を介して対向するよう）に変更することもできる。このような指部の開閉動作を行う向きの変更によって、球体や棒状部材を安定して把持することができる。したがって、異種形状や寸法違いを含む多種の対象物を把持することが可能なロボットハンドを提供することができる。また、ウオームホイールとウオームとを組み合わせた機構（ウオームギア機構）を採用しており、カムフォロア機構を必要としないので、簡素な構造とすることができ、低コスト化を図ることができる。
【０００９】
前記ロボットハンドにおいて、前記第１歯車の回転軸と前記第２歯車の回転軸との間の間隔は一定の間隔に保持されていてもよい。
【００１０】
このロボットハンドによれば、第１歯車が設けられた第１の指部、第２歯車が設けられた第２の指部がそれぞれ定位置で回転するので、第１歯車の回転軸と第２歯車の回転軸との間の間隔が変動する構成に比べて、装置構成の簡素化を図ることができる。
【００１１】
前記ロボットハンドにおいて、前記第１歯車と前記第２歯車とが同じ回転数で回転した場合に、前記第１歯車が回転して前記第１の指部が回転する回転角度と前記第２歯車が回転して前記第２の指部が回転する回転角度とは互いに等しくてもよい。
【００１２】
このロボットハンドによれば、第１歯車が設けられた第１の指部、第２歯車が設けられた第２の指部が同一回転数において互いに同じ角度で回転するので、対象物の姿勢制御が容易となる。また、第１歯車と第２歯車とが同じ回転数で回転した場合に第１歯車の回転角度と第２歯車の回転角度とが異なる構成に比べて、装置構成を簡素化することができる。
【００１３】
前記ロボットハンドにおいて、前記３以上の指部は３つの指部により構成されており、前記指部移動機構は、前記３つの指部のうち２つの指部の開閉動作を行う向きを変更してもよい。
【００１４】
このロボットハンドによれば、モーターが回転することにより、３つの指部のうち２つの指部の開閉動作を行う向きが変更されるので、対象物の形状に応じて３つの指部が対象物を把持する方向を変更することができる。例えば、対象物が球体の場合は、３つの指部が対象物を包み込むよう（３つの指部が対象物を中心に均等に配置されるよう）に変更することができる。一方、対象物が棒状部材の場合は、３つの指部が対象物を挟み込むよう（２つの指部と１つの指部とが対象物を介して対向するよう）に変更することもできる。よって、指部の配置数を必要最小限に抑えつつ、球体や棒状部材を安定して把持することができる。
【００１５】
前記ロボットハンドにおいて、前記３以上の指部は４つ以上の指部により構成されていてもよい。
【００１６】
このロボットハンドによれば、４つ以上の指部で対象物を把持することになる。よって、対象物を所定の位置で安定して把持しやすくなる。また、重い物を把持することも容易となる。
【００１７】
前記ロボットハンドにおいて、前記３以上の指部の一端部と連結する連結部を備え、前記駆動部は、前記連結部を駆動させることにより前記３以上の指部が同期して互いに近づくまたは遠ざかる方向に移動させてもよい。
【００１８】
このロボットハンドによれば、３以上の指部で対象物を把持しやすくなる。よって、対象物を所定の位置で安定して把持しやすくなる。
【００１９】
前記ロボットハンドにおいて、前記第１の指部の前記連結部と連結する部分には前記ウオームの回転に連動して前記第１歯車の回転方向と同じ方向に回転する第１連結部材が設けられ、前記第２の指部の前記連結部と連結する部分には前記ウオームの回転に連動して前記第２歯車の回転方向と同じ方向に回転する第２連結部材が設けられていてもよい。
【００２０】
このロボットハンドによれば、第１の指部と第２の指部とが連結部に連結した状態で回転するので、第１の指部と第２の指部の開閉動作を行う向きの変更が安定する。
【００２１】
前記ロボットハンドにおいて、前記連結部は、ねじ軸に取り付けられており、前記駆動部の駆動により前記ねじ軸に沿って移動し、前記第１の指部と前記第２の指部とは、前記連結部の移動に従って前記第１連結部材と前記第２連結部材とが移動することにより開閉動作を行ってもよい。
【００２２】
このロボットハンドによれば、第１の指部と第２の指部の開閉動作を行う向きの変更と、第１の指部と第２の指部の開閉動作とを同時に行うことができる。例えば、連結部を上下方向に移動させつつ指部移動機構を駆動させることにより実現することが可能である。
【００２３】
前記ロボットハンドにおいて、前記第１歯車の回転軸と前記第１連結部材の回転軸とは互いに同軸であり、前記第２歯車の回転軸と前記第２連結部材の回転軸とは互いに同軸であってもよい。
【００２４】
このロボットハンドによれば、第１の指部と第２の指部の開閉動作を行う向きの変更が安定する。また、第１連結部材の回転軸及び第２連結部材の回転軸を新たに設けた構成に比べて、装置構成の簡素化を図ることができる。
【００２５】
前記ロボットハンドにおいて、前記駆動部は、前記３以上の指部を、互いに異なる方向から近づかせ、互いに異なる方向に遠ざけてもよい。
【００２６】
このロボットハンドによれば、３以上の指部が互いに干渉することなく中心に向かって閉じることとなる。これにより、例えば微小な部品を把持する場合においても安定な把持が可能となる。
【００２７】
前記ロボットハンドにおいて、前記３以上の指部のうち少なくとも１つの指部は、屈曲部を有する接触部材と、前記接触部材を前記屈曲部で回転可能に支持する支持部材と、前記接触部材と前記支持部材とを接続する弾性部材と、を備えていてもよい。
【００２８】
このロボットハンドによれば、指部が対象物に接触する部分を、対象物の位置や形状に対して受動的に変化させることができる。これにより、指部の大部分において対象物との接触が可能となるため、安定して対象物を把持することができる。なお、対象物が所定位置から僅かにずれる場合であっても、指部が閉じていく過程で把持対象が所定位置に移動するので、結果的に安定した把持が可能となる。
【００２９】
前記ロボットハンドにおいて、前記接触部材は前記指部が閉じる方向へ屈曲していてもよい。
【００３０】
このロボットハンドによれば、接触部材が対象物に接触しやすくなる。よって、対象物を所定の位置で安定して把持しやすくなる。
【００３１】
前記ロボットハンドにおいて、前記３以上の指部のうち少なくとも１つの指部は、前記接触部材が回転する場合の回転角度を規制するストッパーを有していてもよい。
【００３２】
このロボットハンドによれば、弾性部材の機能を一時的に停止させることができる。これにより、駆動部の駆動力に応じて能動的に接触部材に発生する力を制御することができる。
【００３３】
本発明に係るロボット装置は、上記のロボットハンドを備えたことを特徴とする。
【００３４】
このロボット装置によれば、簡素に低コストで異種形状や寸法違いを含む多種の対象物を把持することが可能なロボット装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の第１実施形態に係るロボットハンドの全体構成を示す側面図である。
【図２】同、ロボットハンドの全体構成を示す斜視図である。
【図３】同、ロボットハンドの全体構成を示す平面図である。
【図４】同、ロボットハンドの連結部を示す部分拡大図である。
【図５】同、ロボットハンドの動作時の状態を示す図である。
【図６】同、ロボットハンドの動作時の状態を示す図である。
【図７】同、２つの指部の開閉動作を行う向きを変更する動作を示す平面図である。
【図８】同、ロボットハンドの動作時の状態を示す図である。
【図９】本発明の第２実施形態に係るロボット装置の全体構成を示す図である。
【図１０】ロボットハンドの第１変形例を示す図である。
【図１１】同、ロボットハンドの動作時の状態を示す図である。
【図１２】同、ロボットハンドの動作時の状態を示す図である。
【図１３】同、４つの指部の開閉動作を行う向きを変更する動作を示す平面図である。
【図１４】同、４つの指部の開閉動作を行う向きを変更する動作を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。かかる実施の形態は、本発明の一態様を示すものであり、この発明を限定するものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。また、以下の図面においては、各構成をわかりやすくするために、実際の構造と各構造における縮尺や数等が異なっている。
【００３７】
以下の説明においては、図１中に示されたＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部材について説明する。ＸＹＺ直交座標系は、Ｘ軸及びＹ軸が水平面に対して平行かつ互いに直交する方向に設定され、Ｚ軸がＸ軸及びＹ軸のそれぞれと直交する方向（鉛直方向）に設定されている。
【００３８】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係るロボットハンドＲＨの全体構成を示す側面図である。図２は、ロボットハンドＲＨの全体構成を示す斜視図である。図３は、ロボットハンドＲＨの全体構成を示す平面図である。図４は、ロボットハンドＲＨの連結部ＣＮを示す部分拡大図である。
図１に示すように、ロボットハンドＲＨは、３つの指部１０２〜１０４（第１の指部１０３、第２の指部１０４、第３の指部１０２）と、指部１０２〜１０４を連結する連結部ＣＮと、連結部ＣＮを駆動する駆動部ＡＣＴと、連結部ＣＮ及び駆動部ＡＣＴを収容するカバー１０９と、第１の指部１０３と第２の指部１０４の開閉動作を行う向きを変更する指部移動機構１３０と、を備えている。
【００３９】
なお、「開閉動作を行う向き」とは、第１の指部１０３については、３つの指部１０２〜１０４の基端部（指部の先端と反対側の根本の部分、例えば歯車が取り付けられる部分）が配置される面と交差する面であって第１の指部１０３の中心線（第１の指部１０３の長手方向に沿う線）を含む面において当該第１の指部１０３が開く方向もしくは閉じる方向を意味し、第２の指部１０４については、３つの指部１０２〜１０４の基端部が配置される面と交差する面であって第２の指部１０４の中心線（第２の指部１０４の長手方向に沿う線）を含む面において当該第２の指部１０４が開く方向もしくは閉じる方向を意味する。
【００４０】
このロボットハンドＲＨは、例えば工具や部品などの対象物を把持する産業用ロボットの把持装置として用いられる。なお、ロボットハンドＲＨとしては、産業ロボットに限られず、他の用途（宇宙関連、遊具など）に用いても構わない。
【００４１】
指部１０２〜１０４は、対象物を把持する部分である。第１の指部１０３、第２の指部１０４は、それぞれ接触部材１１１と、関節部１１２と、支持部材１２０、弾性部材１１３と、固定部材１２２と、を備えている。第１の指部１０３の固定部材１２１の基端部には第１歯車１４１が取り付けられ、第２の指部１０４の固定部材１２１の基端部には第２歯車１４２が取り付けられている。第３の指部１０２は、対象物に接触する接触部材１１１と、関節部１１２と、接触部材１１１を回転可能に支持する支持部材１２０と、弾性部材１１３と、支持部材１２０を回転可能に支持する固定部材１２２と、を備えている。なお、第１の指部１０３、第２の指部１０４のそれぞれの固定部材１２１と第３の指部１０２の固定部材１２２とは形状が異なっている。
【００４２】
接触部材１１１は、指部が閉じる方向へ屈曲している。接触部材１１１は、屈曲部１１１Ｃを有するように例えばＬ字型に形成された剛性部材である。例えば、接触部材１１１の屈曲部１１１Ｃには貫通穴（図示略）が形成されており、この貫通穴に両端が支持部材１２０に固定された軸状の関節部１１２が挿通された構成となっている。これにより、接触部材１１１は、関節部１１２を中心に回転可能になっている。なお、これに限らず、支持部材１２０の屈曲部１１１Ｃに重なる部分に貫通穴が形成されており、この貫通穴に中央部が接触部材１１１の屈曲部１１１Ｃに固体された軸状の関節部１１２の両端部が挿通された構成であっても、接触部材１１１は関節部１１２を中心に回転可能となる。
【００４３】
接触部材１１１には、複数（２つ）の接触部（第１接触部１１１Ａ及び第２接触部１１１Ｂ）が設けられている。第１接触部１１１Ａ及び第２接触部１１１Ｂは、対象物に接触する部分である。第１接触部１１１Ａは、接触部材１１１のうち屈曲部１１１Ｃから一方の端部までの間（屈曲部１１１Ｃに対して指部の先端側）に設けられている。第２接触部１１１Ｂは、接触部材１１１のうち屈曲部１１１Ｃから他方の端部までの間（屈曲部１１１Ｃに対して指部の基端側）に設けられている。
【００４４】
接触部材１１１は、関節部１１２を中心として第１接触部１１１Ａが対象物に接する方向に回転可能に設けられるとともに、関節部１１２を中心として第２接触部１１１Ｂが対象物に接する方向に回転可能に設けられている。
【００４５】
接触部材１１１と支持部材１２０との間には、弾性部材１１３が接続されている。具体的には、接触部材１１１の第２接触部１１１Ｂには弾性部材１１３の一端が接続されており、支持部材１２０には弾性部材１１３の他端が接続されている。弾性部材１１３としては、例えばバネなどを用いることができる。
【００４６】
支持部材１２０は、例えばＬ字状に形成された剛性部材である。支持部材１２０は、接触部材１１１を、関節部１１２を介して屈曲部１１１Ｃで回転可能に支持している。
【００４７】
固定部材１２２は、第３の指部１０２の基端に位置する剛性部材である。固定部材１２２は、第３の指部１０２の支持部材１２０を、関節部１１４を介して回転可能に支持している。例えば、固定部材１２２の支持部材１２０と重なる部分には貫通穴（図示略）が形成されており、この貫通穴に両端が支持部材１２０に固定された軸状の関節部１１４が挿通された構成となっている。これにより、支持部材１２０は関節部１１４を中心に回転可能になっている。なお、これに限らず、支持部材１２０の固定部材１２２と重なる部分に貫通穴が形成されており、この貫通穴に中央部が固定部材１２２に固定された軸状の関節部１１４の両端部が挿通された構成であっても、支持部材１２０は関節部１１４を中心に回転可能となる。
【００４８】
固定部材１２１は、第１の指部１０３（第２の指部１０４）の基端に位置する剛性部材である。固定部材１２１は、第１の指部１０３（第２の指部１０４）の支持部材１２０を、関節部１１４を介して回転可能に支持している。例えば、固定部材１２１の支持部材１２０と重なる部分には貫通穴（図示略）が形成されており、この貫通穴に両端が支持部材１２０に固定された軸状の関節部１１４が挿通された構成となっている。これにより、支持部材１２０は関節部１１４を中心に回転可能になっている。なお、これに限らず、支持部材１２０の固定部材１２１と重なる部分に貫通穴が形成されており、この貫通穴に中央部が固定部材１２１に固定された軸状の関節部１１４の両端部が挿通された構成であっても、支持部材１２０は関節部１１４を中心に回転可能となる。
【００４９】
指部１０２〜１０４には、接触部材１１１の回転を規制するストッパー１１７が設けられている。ストッパー１１７は、例えば支持部材１２０から接触部材１１１の第１接触部１１１Ａ側に伸びるように突出した部分である。ストッパー１１７は、例えば接触部材１１１が関節部１１２を基準に所定角度以上回転しないように回転角度（接触部材１１１が関節部１１２を中心として回転する場合の回転角度）を規制する機能を有している。例えば弾性部材１１３が自然長の場合においては、接触部材１１１（接触部１１１Ａと反対側の面）がストッパー１１７に接触した状態になっている。
【００５０】
連結部ＣＮは、連結板１２３、連結部材１２４、関節部１１５，１１６及び連結基板１０５を有している。連結板１２３は、例えば板状の剛性部材である。２つの連結板１２３は、支持部材１２０を挟んで対向して配置されており、それぞれの一端が関節部１１５を介して支持部材１２０の基端部に取り付けられているとともに、それぞれの他端が関節部１１６を介して連結部材１２４に取り付けられている。
【００５１】
連結板１２３の一端部は、関節部１１５の周りに回転可能になっている。例えば、支持部材１２０の連結板１２３と重なる部分には貫通穴（図示略）が形成されており、この貫通穴に両端が連結板１２３に固定された軸状の関節部１１５が挿通された構成となっている。なお、これに限らず、連結板１２３の支持部材１２０と重なる部分に貫通穴が形成されており、この貫通穴に中央部が支持部材１２０に固定された軸状の関節部１１５の両端部が挿通された構成であってもよい。
【００５２】
一方、連結板１２３の他端部は、関節部１１６の周りに回転可能になっている。例えば、連結部材１２４の連結板１２３と重なる部分には貫通穴（図示略）が形成されており、この貫通穴に両端が連結板１２３に固定された軸状の関節部１１６が挿通された構成となっている。なお、これに限らず、連結板１２３の連結部材１２４と重なる部分に貫通穴が形成されており、この貫通穴に中央部が連結部材１２４に固定された軸状の関節部１１６の両端部が挿通された構成であってもよい。連結部材１２４の関節部１１６が設けられた側とは反対側の部分は、連結基板１０５とカバー１４３とを挿通する回転軸１４４に回転可能に取り付けられている。連結基板１０５は、駆動部ＡＣＴに接続されている。
【００５３】
駆動部ＡＣＴは、連結基板１０５に含まれるボールネジのナット部に接続され、連結基板１０５を一体的に昇降させるボールネジのねじ軸１０７と、ねじ軸１０７を駆動する駆動部ＭＴＲと、駆動部ＭＴＲの回転を伝達するプーリー１０８とを有している。
【００５４】
指部移動機構１３０は、ウオームホイール１３１と、ウオームホイール１３１を回転させるモーター１３２と、ウオームホイール１３１の回転に連動してウオームホイール１３１の回転方向とは異なる方向に回転するウオーム１３３と、を備えている。例えば、ウオームホイール１３１は、モーター１３２の回転によりＺ軸周りに回転し、ウオーム１３３は、ウオームホイール１３１の回転に連動してウオームホイール１３１の回転軸（モーター１３２の回転軸）と直交する軸を中心に（Ｘ軸周りに）回転する。
【００５５】
第１の指部１０３の基端部（第１の指部１０３の固定部材１２１の基端）には、ウオーム１３３の回転に連動してウオーム１３３の回転方向とは異なる方向に回転する第１歯車１４１が設けられている。第２の指部１０４の基端部（第２の指部１０４の固定部材１２１の基端）には、ウオーム１３３の回転に連動して第１歯車１４１の回転方向とは反対の方向に回転する第２歯車１４２が設けられている。例えば、第１の指部１０３は、ウオーム１３３の回転に連動してＺ軸周りに回転し、第２の指部１０４は、ウオーム１３３の回転に連動してＺ軸周りに回転するとともに第１の指部１０３の回転方向とは反対の方向に回転する。例えば、第２の指部１０４は、第１の指部１０３がＺ軸を中心に右回りに回転したときはＺ軸を中心に左回りに回転し、第１の指部１０３がＺ軸を中心に左回りに回転したときはＺ軸を中心に右回りに回転する。
【００５６】
第１歯車１４１と第２歯車１４２とが同じ回転数で回転した場合に、第１歯車１４１が回転して第１の指部１０３が回転する回転角度と第２歯車１４２が回転して第２の指部１０４が回転する回転角度とは互いに等しい。つまり、第１の指部１０３と第２の指部１０４とは、同一回転数においてＺ軸周りに互いに反対の方向に同じ角度だけ回転するようになっている。なお、第１の指部１０３と第２の指部１０４とでウオーム１３３のピッチを異ならせることで、第１歯車１４１と第２歯車１４２とが同じ回転数で回転した場合に、第１歯車１４１が回転して第１の指部１０３が回転する回転角度と第２歯車１４２が回転して第２の指部１０４が回転する回転角度とを互いに異ならせることもできる。この構成によれば、非対称物などの特殊な形状を把持することも可能となる。
【００５７】
第１歯車１４１と第２歯車１４２との間の間隔は一定の間隔に保持されている。第１歯車１４１と第２歯車１４２とは、それぞれの固定部材１２１の基端部に固定された状態で、軸１４４を介して連結基板１０５とカバー１４３との間に挟まれている。
【００５８】
例えば、連結基板１０５には軸１４４の一端が挿通されており、カバー１４３には軸１４４の他端が固定されている。第１歯車１４１、第２歯車１４２、及び固定部材１２１には軸１４４を挿入する貫通穴（図示略）が形成されている。これにより、第１歯車１４１、第２歯車１４２、及び固定部材１２１、つまり第１の指部１０３及び第２の指部１０４は、軸１４４の周りに回転可能になっている。
【００５９】
ウオーム１３３には、螺旋状の溝１３３Ａ０，１３３Ａ１，１３３Ａ２が形成されている。ウオーム１３３がウオームホイール１３１と噛み合う位置には溝１３３Ａ０が形成されている。ウオーム１３３が第１歯車１４１と噛み合う位置には溝１３３Ａ１が形成されている。ウオーム１３３が第２歯車１４２と噛み合う位置には溝１３３Ａ２が形成されている。溝１３３Ａ１と溝１３３Ａ２とは互いに異なる形状となっている。例えば、溝１３３Ａ１と溝１３３Ａ２とはウオーム１３３の中心を基準に対称形状となっている。これにより、第１の指部１０３と第２の指部１０４とは、それぞれウオーム１３３の回転に連動してＺ軸周りに互いに反対の方向に回転するようになっている。また、第１の指部１０３の回転角度と第２の指部１０４の回転角度が互いに等しくなるようになっている。
【００６０】
図３に示すように、接触部材１１１は、所定位置Ｐの周辺に互いに所定の間隔を空けて配置されている。接触部材１１１は、例えば所定位置Ｐを中心とした同一円周上に配置されている。接触部材１１１は、所定位置Ｐに対してそれぞれ異なる方向から近づく。接触部材１１１は、第１接触部１１１Ａ及び第２接触部１１１Ｂが所定位置Ｐに向くように構成されている。
【００６１】
なお、図３では、接触部材１１１が所定位置Ｐを中心とした同一円周上に配置された構成を示しているが、これに限らず、他の構成としても構わない。また、図３では、接触部材１１１が、所定位置Ｐを中心とした同一円周上の異なる角度ずつずれた位置に配置されているが、この位置に限られることはない。例えば、接触部材１１１が所定位置Ｐを中心としてそれぞれ等しい角度だけ回転した位置に配置された構成としてもよい。これにより、球体の対象物を把持しやすくなる。
【００６２】
図４に示すように、第１の指部１０３の連結部ＣＮと連結する部分にはウオーム１３３の回転に連動して第１歯車１４１の回転方向と同じ方向に回転する連結部材（第１連結部材）１２４が設けられている。第２の指部１０４の連結部ＣＮと連結する部分にはウオーム１３３の回転に連動して第２歯車１４２の回転方向と同じ方向に回転する連結部材（第２連結部材）１２４が設けられている。例えば、第１の指部１０３の連結部材１２４は、第１歯車１４１がＺ軸を中心に右回りに回転したときはＺ軸を中心に右回りに回転する。また、第２の指部１０４の連結部材１２４は、第２歯車１４２がＺ軸を中心に左回りに回転したときはＺ軸を中心に左回りに回転する。
【００６３】
連結部ＣＮは、駆動部ＭＴＲの駆動によりねじ軸１０７に沿って上下方向に移動する。第１の指部１０３と第２の指部１０４とは、連結部ＣＮの上下方向の移動に従って各連結部材１２４が上下方向に移動することにより開閉動作を行うようになっている。
【００６４】
第１歯車１４１の回転軸と第１の指部１０３の連結部材１２４の回転軸とは互いに同軸となっている。第２歯車１４２の回転軸と第２の指部１０４の連結部材１２４の回転軸とは互いに同軸となっている。
【００６５】
第１の指部１０３の固定部材１２１と連結部材１２４との間、第２の指部１０４の固定部材１２１と連結部材１２４との間には、スペーサー１２５が設けられている。これにより、第１の指部１０３と第２の指部１０４の開閉動作を行う向きをスムーズに変更することが可能となる。
【００６６】
スペーサー１２５の一端は連結基板１０５と固定されている。このため、第１の指部１０３の連結部材１２４と第２の指部１０４の連結部材１２４とは、連結基板１０５及びスペーサー１２５に挟まれた状態で移動する。つまり、第１の指部１０３の連結部材１２４と第２の指部１０４の連結部材１２４とは、連結部ＣＮの上下方向の移動に従って、連結基板１０５及びスペーサー１２５と一体に上下方向に移動するようになっている。
【００６７】
図５及び図６は、ロボットハンドＲＨの動作時の状態を示す図である。なお、図５はロボットハンドＲＨが対象物を把持していない状態、図６はロボットハンドＲＨが対象物として球体Ｒ１を把持している状態を示している。
【００６８】
例えば、図５に示すように、駆動部ＭＴＲが回転するとプーリー１０８を介してボールネジ１０７が回転する。ボールネジのねじ軸１０７が回転すると、ボールネジのナット部を含む連結基板１０５が、ねじ軸１０７に対して相対的に上下に運動する。関節部１１６、連結板１２３、連結部材１２４は、連結基板１０５の上下運動に伴って上下に運動する（図２参照）。
【００６９】
指部１０２〜１０４は、それぞれ支持部材１２０の基端部が連結板１２３を介して連結基板１０５に取り付けられている。このため、連結基板１０５が上下に運動すると、各指部１０２〜１０４は関節部１１４を中心に一体として回転する。例えば連結基板１０５が下方に移動すると、指部１０２〜１０４が所定位置Ｐ（図３参照）に近づく方向に同期して移動する。また、連結基板１０５が上方に移動すると、指部１０２〜１０４が所定位置Ｐから遠ざかる方向に同期して移動する。
【００７０】
指部１０２〜１０４がそれぞれ所定位置Ｐに近づく方向に同期して移動する場合、例えば接触部材１１１の第２接触部１１１Ｂが対象物に接触すると、第２接触部１１１Ｂには関節部１１２を軸とするモーメントが発生する。第２接触部１１１Ｂの関節部１１２を軸とするモーメントが、弾性部材１１３の関節部１１２を軸とするモーメントよりも大きければ、接触部材１１１が関節部１１２を中心にして回転する。また、第２接触部１１１Ｂの関節部１１２を軸とするモーメントと弾性部材１１３の関節部１１２を軸とするモーメントとが釣り合えば、接触部材１１１の関節部１１２を中心とした回転が停止する。
【００７１】
このように、連結基板１０５が昇降することにより、指部１０２〜１０４を同期させて所定位置Ｐに対して近づく又は遠ざかる方向に移動させることができる。例えば所定位置Ｐに対象物Ｒが配置されている場合には、連結基板１０５の昇降動作により、指部１０２〜１０４の各接触部材１１１によって少なくとも３点で対象物Ｒが把持されることになる。
【００７２】
なお、接触部材１１１の回転運動がストッパー１１７によって規制された状態で指部１０２〜１０４を移動させる場合には、弾性部材１１３が機能しなくなる。このため、駆動部ＭＴＲが発生するトルクを制御することにより、各接触部材１１１の先端に発生する力を制御することが出来るようになるため、能動的に力を制御することが可能になる。
【００７３】
また、図６に示すように、第１接触部１１１Ａと第２接触部１１１Ｂとが同時に対象物Ｒ１に接触することも可能である。この場合、接触部材１１１の回転運動は、第１接触部１１１Ａが対象物Ｒ１に接触することで発生するモーメント（第１接触部１１１Ａの関節部１１２を軸とするモーメント）と、弾性部材１１３の関節部１１２を軸とするモーメントと、第２接触部１１１Ｂが対象物に接触することで発生するモーメント（第２接触部１１１Ｂの関節部１１２を軸とするモーメント）の合モーメントが０になると停止する。
【００７４】
この時、対象物Ｒ１と各指部１０２〜１０４との間では、第１接触部１１１Ａ上の点（各指部１０２〜１０４における３点）と、第２接触部１１１Ｂ上の点（各指部１０２〜１０４における３点）の、計６点で接触している。これにより、対象物Ｒ１と３本の指部１０２〜１０４との間の摩擦力が増大し、安定した把持が可能となる。
【００７５】
図７は、ロボットハンドＲＨを構成する第１の指部１０３、第２の指部１０４の開閉動作を行う向きを変更する動作を示す平面図である。なお、図７においては、第１の指部１０３、第２の指部１０４が遠ざかった方向から近づく方向に回転する場合の動作を例に挙げて説明する。また、図７において、符号ＣＬ０は第１歯車１４１と第２歯車１４２との間の中心線、符号ＣＬ１は第１の指部１０３の中心線、符号ＣＬ２は第２の指部１０４の中心線、符号Ｐは所定位置、符号ＣＰは第１の指部１０３の中心線ＣＬ１と第２の指部１０４の中心線ＣＬ２との交点である。
【００７６】
例えば、図７（ａ）に示すように、モーター１３２の回転開始時においては、第１の指部１０３の先端と第２の指部１０４の先端とが互いに遠い位置に配置されている。このとき、第１歯車１４１が回転して第１の指部１０３が回転する回転角度θ１ａ（中心線ＣＬ０と中心線ＣＬ１とのなす角度）と第２歯車１４２が回転して第２の指部１０４が回転する回転角度θ２ａ（中心線ＣＬ０と中心線ＣＬ２とのなす角度）とは互いに等しくなっている（θ１ａ＝θ２ａ）。
【００７７】
図７（ｂ）に示すように、モーター１３２を回転させるとウオームホイール１３１が同期してＺ軸周りに回転し、ウオームホイール１３１のＺ軸周りの回転に連動してウオーム１３３がＸ軸周りに回転する。すると、ウオーム１３３のＸ軸周りの回転に連動して第１歯車１４１がＺ軸を中心に右回りに回転するとともに、ウオーム１３３のＸ軸周りの回転に連動して第２歯車１４２がＺ軸を中心に左周りに回転する。このとき、第１歯車１４１が回転して第１の指部１０３が回転する回転角度θ１ｂ、第２歯車１４２が回転して第２の指部１０４が回転する回転角度θ２ｂは、それぞれモーター１３２の回転開始時における回転角度θ１ａ、θ２ａよりも小さくなっている（θ１ｂ＜θ１ａ、θ２ｂ＜θ２ａ）。また、回転角度θ１ｂと回転角度θ２ｂとは互いに等しくなっている（θ１ｂ＝θ２ｂ）。また、交点ＣＰと所定位置Ｐとの間の距離は、モーター１３２の回転開始時に比べて長くなっている。
【００７８】
図７（ｃ）に示すように、モーター１３２をさらに回転させると、ウオーム１３３のＸ軸周りの回転に連動して第１歯車１４１がＺ軸を中心にさらに右回りに回転するとともに、ウオーム１３３のＸ軸周りの回転に連動して第２歯車１４２がＺ軸を中心にさらに左周りに回転する。このとき、第１歯車１４１が回転して第１の指部１０３が回転する回転角度θ１ｃ、第２歯車１４２が回転して第２の指部１０４が回転する回転角度θ２ｃは、それぞれモーター１３２の回転時における回転角度θ１ｂ、θ２ｂよりも小さくなっている（θ１ｃ＜θ１ｂ、θ２ｃ＜θ２ｂ）。また、回転角度θ１ｃと回転角度θ２ｃとは互いに等しくなっている（θ１ｃ＝θ２ｃ）。また、交点ＣＰと所定位置Ｐとの間の距離は、モーター１３２の回転時に比べて長くなっている。
【００７９】
このように、モーター１３２を回転させることにより、２つの指部１０３，１０４が互いに遠ざかった方向から近づく方向に回転するようになる。これにより、例えばモーター１３２の回転前においては所定位置Ｐを中心に各指部１０２〜１０４が等間隔に開いた状態にすることができ、モーター１３２の回転後においては第３の指部１０２と第１の指部１０３、第２の指部１０４とが所定位置Ｐを挟んで対向した状態（第１の指部１０３と第２の指部１０４とが閉じた状態）にすることができる。具体的には、モーター１３２の回転前においては回転角度θ１ａ，θ２ａをそれぞれ６０度に調整し、モーター１３２の回転後においては回転角度θ１ａ，θ２ａをそれぞれ０度（交点ＣＰと所定位置Ｐとの間の距離を無限遠）に調整する。なお、第１歯車１４１と第２歯車１４２との間の間隔は、モーター１３２の回転前後を通じて終始一定の間隔に保持されている。
【００８０】
図８は、ロボットハンドＲＨの動作時の状態を示す図である。なお、図８はロボットハンドＲＨが対象物として円柱部材Ｒ２を把持している状態を示している。円柱部材Ｒ２としては、円柱状の工具（例えば、ドライバーなど）などが挙げられる。このような円柱部材Ｒ２を把持する場合には、指部１０２〜１０４の中心を通るように工具Ｒ２を配置させるようにする。また、第３の指部１０２と第１の指部１０３、第２の指部１０４とが所定位置Ｐを挟んで対向した状態（第１の指部１０３と第２の指部１０４とが閉じた状態）にすることにより、安定した保持が可能となる。
【００８１】
本実施形態のロボットハンドＲＨによれば、モーター１３２が回転することにより、３つの指部のうち第１の指部１０３と第２の指部１０４の開閉動作を行う向きが変更されるので、対象物の形状に応じて各指部１０２〜１０４が対象物を把持する方向を変更することができる。例えば、対象物が球体の場合は、各指部１０２〜１０４が対象物を包み込むよう（各指部１０２〜１０４が対象物を中心に均等に配置されるよう）に変更することができる。一方、対象物が棒状部材の場合は、各指部１０２〜１０４が対象物を挟み込むよう（各指部１０２〜１０４が対象物を介して対向するよう）に変更することもできる。このような指部の開閉動作を行う向きの変更によって、球体や棒状部材を安定して把持することができる。したがって、異種形状や寸法違いを含む多種の対象物を把持することが可能なロボットハンドＲＨを提供することができる。また、ウオームホイール１３１とウオーム１３３とを組み合わせた機構（ウオームギア機構）を採用しており、カムフォロア機構を必要としないので、簡素な構造とすることができ、低コスト化を図ることができる。
【００８２】
この構成によれば、第１歯車１４１が設けられた第１の指部１０３、第２歯車１４２が設けられた第２の指部１０４がそれぞれ定位置で回転するので、第１歯車の回転軸と第２歯車の回転軸との間の間隔が変動する構成に比べて、装置構成の簡素化を図ることができる。
【００８３】
この構成によれば、第１歯車１４１が設けられた第１の指部１０３、第２歯車１４２が設けられた第２の指部１０４が同一回転数において互いに同じ角度で回転するので、対象物の姿勢制御が容易となる。また、第１歯車と第２歯車とが同じ回転数で回転した場合に第１歯車の回転角度と第２歯車の回転角度とが異なる構成に比べて、装置構成を簡素化することができる。
【００８４】
この構成によれば、モーター１３２が回転することにより、３つの指部１０２〜１０４のうち２つの指部１０３，１０４の開閉動作を行う向きが変更されるので、対象物の形状に応じて３つの指部１０２〜１０４が対象物を把持する方向を変更することができる。例えば、対象物が球体の場合は、３つの指部１０２〜１０４が対象物を包み込むよう（３つの指部１０２〜１０４が対象物を中心に均等に配置されるよう）に変更することができる。一方、対象物が棒状部材の場合は、３つの指部１０２〜１０４が対象物を挟み込むよう（２つの指部１０３，１０４と１つの指部１０２とが対象物を介して対向するよう）に変更することもできる。よって、指部の配置数を必要最小限に抑えつつ、球体や棒状部材を安定して把持することができる。
【００８５】
この構成によれば、連結部ＣＮを備え、駆動部ＭＴＲが連結部ＣＮを駆動させることにより３つの指部１０２〜１０４が同期して互いに近づくまたは遠ざかる方向に移動させるので、３つの指部１０２〜１０４で対象物を把持しやすくなる。よって、対象物を所定の位置で安定して把持しやすくなる。
【００８６】
この構成によれば、第１の指部１０３と第２の指部１０４とが連結部ＣＮに連結した状態で回転するので、第１の指部１０３と第２の指部１０４の開閉動作を行う向きの変更が安定する。
【００８７】
この構成によれば、第１の指部１０３と第２の指部１０４の開閉動作を行う向きの変更と、第１の指部１０３と第２の指部１０４の開閉動作とを同時に行うことができる。例えば、連結部ＣＮを上下方向に移動させつつ指部移動機構１３０を駆動させることにより実現することが可能である。
【００８８】
この構成によれば、各歯車の回転軸と各連結部材の回転軸が同軸であるので、第１の指部１０３と第２の指部１０４の開閉動作を行う向きの変更が安定する。また、第１連結部材の回転軸及び第２連結部材の回転軸を新たに設けた構成に比べて、装置構成の簡素化を図ることができる。
【００８９】
この構成によれば、駆動部ＭＴＲが３つの指部１０２〜１０４を互いに異なる方向から近づかせ、互いに異なる方向に遠ざけるので、３つの指部１０２〜１０４が互いに干渉することなく中心に向かって閉じることとなる。これにより、例えば微小な部品を把持する場合においても安定な把持が可能となる。
【００９０】
この構成によれば、各指部１０２〜１０４が接触部材１１１と支持部材１２０と弾性部材１１３とを備えているので、各指部１０２〜１０４が対象物に接触する部分を、対象物の位置や形状に対して受動的に変化させることができる。これにより、各指部１０２〜１０４の大部分において対象物との接触が可能となるため、安定して対象物を把持することができる。なお、対象物が所定位置から僅かにずれる場合であっても、各指部１０２〜１０４が閉じていく過程で把持対象が所定位置Ｐに移動するので、結果的に安定した把持が可能となる。
【００９１】
この構成によれば、接触部材１１１が指部が閉じる方向へ屈曲しているので、接触部材１１１が対象物に接触しやすくなる。よって、対象物を所定の位置で安定して把持しやすくなる。
【００９２】
この構成によれば、各指部１０２〜１０４がストッパー１１７を有するので、弾性部材１１３の機能を一時的に停止させることができる。これにより、駆動部ＭＴＲの駆動力に応じて能動的に接触部材１１１に発生する力を制御することができる。
【００９３】
なお、本実施形態では、３つの指部１０２〜１０４のうち２つの指部１０３，１０４の開閉動作を行う向きが指部移動機構１３０によって変更される構成となっているが、これに限らない。例えば、３つの指部１０２〜１０４のすべての指部の開閉動作を行う向きが指部移動機構１３０によって変更される構成となっていてもよい。具体的には、第３の指部にもウオームの回転に連動してウオームの回転方向とは異なる方向に回転する歯車を設けることにより実現することができる。
【００９４】
また、本実施形態では、各指部１０２〜１０４がストッパー１１７を有する構成としたが、これに限らない。例えば、指部１０２〜１０４にストッパー１１７が設けられないようにした構成であってもよい。また、３以上の指部のうち一部の指部のみにストッパー１１７が設けられない構成であってもよい。このような構成によれば、ストッパー１１７を設けない分だけ構成部品が削減されるため、低コスト化を図ることができる。
【００９５】
（第２実施形態）
図９は、本実施形態に係るロボット装置ＲＡの構成を示す斜視図である。
図９に示すように、ロボット装置ＲＡは、例えば産業用ロボットアームとして用いられる。ロボット装置ＲＡは、取付部ＡＴＣ、第一関節１０、第二関節２０、第三関節３０、第四関節４０、第五関節５０及び第六関節６０を有している。
【００９６】
取付部ＡＴＣは、例えば床部や壁部、天井部などに取り付けられる部分である。第一関節１０〜第六関節６０は、例えば取付部ＡＴＣから順に直列に接続されている。第一関節１０〜第六関節６０は、例えば隣接する関節との間で回転軸を介して接続されており、互いにその回転軸を中心に回転可能に設けられている。第一関節１０〜第六関節６０のそれぞれが回転可能に設けられているため、それぞれの関節を適宜回転させることで、ロボットアームＲＡ全体としての複合的な動作が可能になっている。
【００９７】
第六関節６０は、ロボット装置ＲＡの先端部分である。この第六関節６０の先端部に、上記実施形態に記載のロボットハンドＲＨが取り付けられている。
【００９８】
本実施形態のロボット装置ＲＡによれば、簡素に低コストで異種形状や寸法違いを含む多種の対象物を把持することが可能なロボット装置ＲＡを提供することができる。
【００９９】
（変形例１）
図１０は、本発明に係るロボットハンドの第１変形例を示す図である。図１０（ａ）は、本変形例に係るロボットハンドＲＨ１を示す平面図である。図１０（ｂ）は、本変形例に係るロボットハンドＲＨ１を示す側面図である。なお、図１０においては便宜上指部移動機構の図示を省略している。
【０１００】
本変形例のロボットハンドＲＨ１は、指部が４つ設けられている点で、上述の第１実施形態で説明したロボットハンドＲＨと異なる。その他の構成は、上述の第１実施形態で説明したロボットハンドＲＨと同様であるので詳細な説明は省略する。
【０１０１】
図１０に示すように、４つの指部２０１〜２０４は、所定位置Ｐを向くように配置されている。４つの指部２０１〜２０４は、所定位置Ｐに対して９０度ずつ回転させた位置、すなわち、正方形の４つの頂点の位置に配置された構成となっている。なお、４つの指部２０１〜２０４の配置構成は、これに限らず、例えば長方形の４つの頂点の位置に配置された構成としても構わないし、他の四角形（例えば、平行四辺形、ひし形、台形など）の頂点の位置に配置された構成であっても構わない。
【０１０２】
本変形例のロボットハンドＲＨ１によれば、４つの指部２０１〜２０４で対象物を把持することになる。よって、対象物を所定の位置で安定して把持しやすくなる。また、重い物を把持することも容易となる。さらに、細い物、薄い物及び弾性部材を安定して把持しやすくなる。これに対して、３つの指部の場合は、細い物、薄い物及び弾性部材を把持したときに対象物が撓んでしまうことがある。また、３つの指部の場合は全く異なる部分を３点で支持する構成であるが、４つの指部の場合は、対になる２箇所だけで支持する構成であるため、３点で支持することができない形状（例えば、中央が極端にくびれて細い段つきシャフトなど）をも把持することができる。
【０１０３】
図１１及び図１２は、ロボットハンドＲＨ１の動作時の状態を示す図である。なお、図１１はロボットハンドＲＨ１が対象物として球体Ｒ１を把持している状態を示している。図１２はロボットハンドＲＨ１が対象物として円柱部材Ｒ２を把持している状態を示している。円柱部材Ｒ２としては、円柱状の工具（例えば、ドライバーなど）、円柱状の材料（例えば、細い線材、ゴムや樹脂の配管チューブ、電線など）が挙げられる。なお、円柱部材に替えて板状部材（例えば、薄板など）でもよい。
【０１０４】
図１１に示すように、球体Ｒ１を把持する場合には、４つの指部２０１〜２０４を、所定位置Ｐに対して９０度ずつ回転させた位置に配置させるようにする。第１の指部２０１と第３の指部２０３、第２の指部２０２と第４の指部２０４とが所定位置Ｐを挟んで対向した状態にすることにより、安定した保持が可能となる。
【０１０５】
図１２に示すように、円柱部材Ｒ２を把持する場合には、指部２０１〜２０４の中心を通るように工具Ｒ２を配置させるようにする。第１の指部２０１と第４の指部２０４、第２の指部２０２と第３の指部２０３とが所定位置Ｐを挟んで対向した状態（第１の指部２０１と第２の指部２０２とが閉じた状態であり第３の指部２０３と第４の指部２０４とが閉じた状態）にすることにより、安定した保持が可能となる。
【０１０６】
図１３は、ロボットハンドＲＨ１を構成する第１の指部２０１、第２の指部２０２、第３の指部２０３、第４の指部２０４の開閉動作を行う向きを変更する動作（４指同時駆動）を示す平面図である。なお、図１３においては、第１の指部２０１、第２の指部２０２（第３の指部２０３、第４の指部２０４）が遠ざかった方向から近づく方向に回転する場合の動作を例に挙げて説明する。
【０１０７】
例えば、図１３（ａ）に示すように、モーターの回転開始時においては、第１の指部２０１の先端と第２の指部２０２の先端とが互いに遠い位置に配置されている。一方、第３の指部２０３の先端と第４の指部２０４の先端とも互いに遠い位置に配置されている。
【０１０８】
図１３（ｂ）に示すように、モーターを回転させるとウオームホイール２３１が回転し、ウオームホイール２３１の回転に連動してウオーム２３３が回転する。すると、ウオーム２３３の回転に連動して第１歯車２４１が回転軸を中心に右回りに回転するとともに、ウオーム２３３の回転に連動して第２歯車２４２が回転軸を中心に左周りに回転する。一方、ウオーム２３３の回転に連動して第３歯車２４３が回転軸を中心に右回りに回転するとともに、ウオーム２３３の回転に連動して第４歯車２４４が回転軸を中心に左周りに回転する。
【０１０９】
図１３（ｃ）に示すように、モーターをさらに回転させると、ウオーム２３３の回転に連動して第１歯車２４１が回転軸を中心にさらに右回りに回転するとともに、ウオーム２３３の回転に連動して第２歯車２４２がＺ軸を中心にさらに左周りに回転する。一方、ウオーム２３３の回転に連動して第３歯車２４３が回転軸を中心にさらに右回りに回転するとともに、ウオーム２３３の回転に連動して第４歯車２４４がＺ軸を中心にさらに左周りに回転する。
【０１１０】
このように、モーターを回転させることにより、２つの指部２０１，２０２（２つの指部２０３，２０４）が互いに遠ざかった方向から近づく方向に回転するようになる。これにより、例えばモーターの回転前においては所定位置Ｐを中心に各指部２０１〜２０４が等間隔に開いた状態にすることができ、モーターの回転後においては第１の指部２０１と第４の指部２０４とが所定位置Ｐを挟んで対向した状態、第２の指部２０２と第３の指部２０３とが所定位置Ｐを挟んで対向した状態（第１の指部２０１と第２の指部２０２とが閉じた状態、第３の指部２０３と第４の指部２０４とが閉じた状態）にすることができる。
【０１１１】
図１４は、ロボットハンドＲＨ１を構成する第１の指部２０１、第２の指部２０２、第３の指部２０３、第４の指部２０４の開閉動作を行う向きを変更する動作（２指ごとに独立駆動）を示す平面図である。
【０１１２】
図１４に示すように、第１の指部２０１及び第２の指部２０２を第１ウオームホイール２３１Ａ及び第１ウオーム２３３Ａにより回転させ、第３の指部２０３及び第４の指部２０４を第２ウオームホイール２３１Ｂ及び第２ウオーム２３３Ｂにより回転させる構成とすることもできる。これにより、第１の指部２０１及び第２の指部２０２、第３の指部２０３及び第４の指部２０４をそれぞれ別個に独立して駆動させることができる。
【０１１３】
なお、本変形例では、ロボットハンドＲＨ１が４つの指部２０１〜２０４を備える構成を例に挙げて説明したが、これに限らない。例えば、ロボットハンドが５つ以上の指部を備える構成となっていてもよい。この構成によれば、さらに重い物を把持することが容易となる。
【符号の説明】
【０１１４】
１０３…第１の指部、１０４…第２の指部、１０７…ねじ軸、１１１…接触部材、１１１Ｃ…屈曲部、１１３…弾性部材、１１７…ストッパー、１２０…支持部材、１２４…第１連結部材、第２連結部材、１３０…指部移動機構、１３１…ウオームホイール、１３２…モーター、１３３…ウオーム、１４１…第１歯車、１４２…第２歯車、１４４…回転軸、ＣＮ…連結部、ＭＴＲ…駆動部、Ｒ１，Ｒ２…対象物、ＲＡ…ロボット装置、ＲＨ，ＲＨ１…ロボットハンド、θ１ａ，θ１ｂ，θ１ｃ…第１の指部が回転する回転角度、θ２ａ，θ２ｂ，θ２ｃ…第２の指部が回転する角度
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロボットハンド及びロボット装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
産業用ロボットアーム等のロボット装置に取り付けて、対象物を把持又は開放することで所定の作業を行うロボットハンドが知られている。近年では、例えば工具を把持して部品の組み付け等の作業を行うと共に、微小な部品を把持して精度良く配置する多機能なロボットハンドが提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１のロボットハンドでは、カムフォロア機構により、対象物を把持する３本の指部が開閉可能とされ、更に、３本の指部のうち２本の指部が同一平面上に形成された一対の周溝に案内されて対称に旋回可能とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−５５５３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の技術にあっては、カムフォロア機構により、指部の開閉動作と旋回動作とが制御されるので、異種形状や寸法違いを含む多種の対象物を把持することができると考えられる。
しかしながら、カムフォロア機構は構造が複雑であるため、カムフォロア機構を備えたロボットハンドの構成を実現することは容易ではなく、製造コストが高くなるという問題が生じる。
【０００６】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、簡素に低コストで異種形状や寸法違いを含む多種の対象物を把持することが可能なロボットハンド及びロボット装置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】
【０００７】
上記の課題を解決するため、本発明のロボットハンドは、第１の指部と第２の指部とを含む３以上の指部と、前記３以上の指部を開閉動作させる駆動部と、前記第１の指部と前記第２の指部の開閉動作を行う向きを変更する指部移動機構と、を備え、前記指部移動機構は、ウオームホイールと、前記ウオームホイールを回転させるモーターと、前記ウオームホイールの回転に連動して前記ウオームホイールの回転方向とは異なる方向に回転するウオームと、を備え、前記第１の指部には前記ウオームの回転に連動して前記ウオームの回転方向とは異なる方向に回転する第１歯車が設けられ、前記第２の指部には前記ウオームの回転に連動して前記第１歯車の回転方向とは反対の方向に回転する第２歯車が設けられており、前記第１の指部と前記第２の指部とは、前記モーターが回転することにより互いに近づく方向もしくは遠ざかる方向に回転することを特徴とする。
【０００８】
このロボットハンドによれば、モーターが回転することにより、３以上の指部のうち第１の指部と第２の指部の開閉動作を行う向きが変更されるので、対象物の形状に応じて各指部が対象物を把持する方向を変更することができる。例えば、対象物が球体の場合は、各指部が対象物を包み込むよう（各指部が対象物を中心に均等に配置されるよう）に変更することができる。一方、対象物が棒状部材の場合は、各指部が対象物を挟み込むよう（各指部が対象物を介して対向するよう）に変更することもできる。このような指部の開閉動作を行う向きの変更によって、球体や棒状部材を安定して把持することができる。したがって、異種形状や寸法違いを含む多種の対象物を把持することが可能なロボットハンドを提供することができる。また、ウオームホイールとウオームとを組み合わせた機構（ウオームギア機構）を採用しており、カムフォロア機構を必要としないので、簡素な構造とすることができ、低コスト化を図ることができる。
【０００９】
前記ロボットハンドにおいて、前記第１歯車の回転軸と前記第２歯車の回転軸との間の間隔は一定の間隔に保持されていてもよい。
【００１０】
このロボットハンドによれば、第１歯車が設けられた第１の指部、第２歯車が設けられた第２の指部がそれぞれ定位置で回転するので、第１歯車の回転軸と第２歯車の回転軸との間の間隔が変動する構成に比べて、装置構成の簡素化を図ることができる。
【００１１】
前記ロボットハンドにおいて、前記第１歯車と前記第２歯車とが同じ回転数で回転した場合に、前記第１歯車が回転して前記第１の指部が回転する回転角度と前記第２歯車が回転して前記第２の指部が回転する回転角度とは互いに等しくてもよい。
【００１２】
このロボットハンドによれば、第１歯車が設けられた第１の指部、第２歯車が設けられた第２の指部が同一回転数において互いに同じ角度で回転するので、対象物の姿勢制御が容易となる。また、第１歯車と第２歯車とが同じ回転数で回転した場合に第１歯車の回転角度と第２歯車の回転角度とが異なる構成に比べて、装置構成を簡素化することができる。
【００１３】
前記ロボットハンドにおいて、前記３以上の指部は３つの指部により構成されており、前記指部移動機構は、前記３つの指部のうち２つの指部の開閉動作を行う向きを変更してもよい。
【００１４】
このロボットハンドによれば、モーターが回転することにより、３つの指部のうち２つの指部の開閉動作を行う向きが変更されるので、対象物の形状に応じて３つの指部が対象物を把持する方向を変更することができる。例えば、対象物が球体の場合は、３つの指部が対象物を包み込むよう（３つの指部が対象物を中心に均等に配置されるよう）に変更することができる。一方、対象物が棒状部材の場合は、３つの指部が対象物を挟み込むよう（２つの指部と１つの指部とが対象物を介して対向するよう）に変更することもできる。よって、指部の配置数を必要最小限に抑えつつ、球体や棒状部材を安定して把持することができる。
【００１５】
前記ロボットハンドにおいて、前記３以上の指部は４つ以上の指部により構成されていてもよい。
【００１６】
このロボットハンドによれば、４つ以上の指部で対象物を把持することになる。よって、対象物を所定の位置で安定して把持しやすくなる。また、重い物を把持することも容易となる。
【００１７】
前記ロボットハンドにおいて、前記３以上の指部の一端部と連結する連結部を備え、前記駆動部は、前記連結部を駆動させることにより前記３以上の指部が同期して互いに近づくまたは遠ざかる方向に移動させてもよい。
【００１８】
このロボットハンドによれば、３以上の指部で対象物を把持しやすくなる。よって、対象物を所定の位置で安定して把持しやすくなる。
【００１９】
前記ロボットハンドにおいて、前記第１の指部の前記連結部と連結する部分には前記ウオームの回転に連動して前記第１歯車の回転方向と同じ方向に回転する第１連結部材が設けられ、前記第２の指部の前記連結部と連結する部分には前記ウオームの回転に連動して前記第２歯車の回転方向と同じ方向に回転する第２連結部材が設けられていてもよい。
【００２０】
このロボットハンドによれば、第１の指部と第２の指部とが連結部に連結した状態で回転するので、第１の指部と第２の指部の開閉動作を行う向きの変更が安定する。
【００２１】
前記ロボットハンドにおいて、前記連結部は、ねじ軸に取り付けられており、前記駆動部の駆動により前記ねじ軸に沿って移動し、前記第１の指部と前記第２の指部とは、前記連結部の移動に従って前記第１連結部材と前記第２連結部材とが移動することにより開閉動作を行ってもよい。
【００２２】
このロボットハンドによれば、第１の指部と第２の指部の開閉動作を行う向きの変更と、第１の指部と第２の指部の開閉動作とを同時に行うことができる。例えば、連結部を上下方向に移動させつつ指部移動機構を駆動させることにより実現することが可能である。
【００２３】
前記ロボットハンドにおいて、前記第１歯車の回転軸と前記第１連結部材の回転軸とは互いに同軸であり、前記第２歯車の回転軸と前記第２連結部材の回転軸とは互いに同軸であってもよい。
【００２４】
このロボットハンドによれば、第１の指部と第２の指部の開閉動作を行う向きの変更が安定する。また、第１連結部材の回転軸及び第２連結部材の回転軸を新たに設けた構成に比べて、装置構成の簡素化を図ることができる。
【００２５】
前記ロボットハンドにおいて、前記駆動部は、前記３以上の指部を、互いに異なる方向から近づかせ、互いに異なる方向に遠ざけてもよい。
【００２６】
このロボットハンドによれば、３以上の指部が互いに干渉することなく中心に向かって閉じることとなる。これにより、例えば微小な部品を把持する場合においても安定な把持が可能となる。
【００２７】
前記ロボットハンドにおいて、前記３以上の指部のうち少なくとも１つの指部は、屈曲部を有する接触部材と、前記接触部材を前記屈曲部で回転可能に支持する支持部材と、前記接触部材と前記支持部材とを接続する弾性部材と、を備えていてもよい。
【００２８】
このロボットハンドによれば、指部が対象物に接触する部分を、対象物の位置や形状に対して受動的に変化させることができる。これにより、指部の大部分において対象物との接触が可能となるため、安定して対象物を把持することができる。なお、対象物が所定位置から僅かにずれる場合であっても、指部が閉じていく過程で把持対象が所定位置に移動するので、結果的に安定した把持が可能となる。
【００２９】
前記ロボットハンドにおいて、前記接触部材は前記指部が閉じる方向へ屈曲していてもよい。
【００３０】
このロボットハンドによれば、接触部材が対象物に接触しやすくなる。よって、対象物を所定の位置で安定して把持しやすくなる。
【００３１】
前記ロボットハンドにおいて、前記３以上の指部のうち少なくとも１つの指部は、前記接触部材が回転する場合の回転角度を規制するストッパーを有していてもよい。
【００３２】
このロボットハンドによれば、弾性部材の機能を一時的に停止させることができる。これにより、駆動部の駆動力に応じて能動的に接触部材に発生する力を制御することができる。
【００３３】
本発明に係るロボット装置は、上記のロボットハンドを備えたことを特徴とする。
【００３４】
このロボット装置によれば、簡素に低コストで異種形状や寸法違いを含む多種の対象物を把持することが可能なロボット装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の第１実施形態に係るロボットハンドの全体構成を示す側面図である。
【図２】同、ロボットハンドの全体構成を示す斜視図である。
【図３】同、ロボットハンドの全体構成を示す平面図である。
【図４】同、ロボットハンドの連結部を示す部分拡大図である。
【図５】同、ロボットハンドの動作時の状態を示す図である。
【図６】同、ロボットハンドの動作時の状態を示す図である。
【図７】同、２つの指部の開閉動作を行う向きを変更する動作を示す平面図である。
【図８】同、ロボットハンドの動作時の状態を示す図である。
【図９】本発明の第２実施形態に係るロボット装置の全体構成を示す図である。
【図１０】ロボットハンドの第１変形例を示す図である。
【図１１】同、ロボットハンドの動作時の状態を示す図である。
【図１２】同、ロボットハンドの動作時の状態を示す図である。
【図１３】同、４つの指部の開閉動作を行う向きを変更する動作を示す平面図である。
【図１４】同、４つの指部の開閉動作を行う向きを変更する動作を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。かかる実施の形態は、本発明の一態様を示すものであり、この発明を限定するものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。また、以下の図面においては、各構成をわかりやすくするために、実際の構造と各構造における縮尺や数等が異なっている。
【００３７】
以下の説明においては、図１中に示されたＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部材について説明する。ＸＹＺ直交座標系は、Ｘ軸及びＹ軸が水平面に対して平行かつ互いに直交する方向に設定され、Ｚ軸がＸ軸及びＹ軸のそれぞれと直交する方向（鉛直方向）に設定されている。
【００３８】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係るロボットハンドＲＨの全体構成を示す側面図である。図２は、ロボットハンドＲＨの全体構成を示す斜視図である。図３は、ロボットハンドＲＨの全体構成を示す平面図である。図４は、ロボットハンドＲＨの連結部ＣＮを示す部分拡大図である。
図１に示すように、ロボットハンドＲＨは、３つの指部１０２〜１０４（第１の指部１０３、第２の指部１０４、第３の指部１０２）と、指部１０２〜１０４を連結する連結部ＣＮと、連結部ＣＮを駆動する駆動部ＡＣＴと、連結部ＣＮ及び駆動部ＡＣＴを収容するカバー１０９と、第１の指部１０３と第２の指部１０４の開閉動作を行う向きを変更する指部移動機構１３０と、を備えている。
【００３９】
なお、「開閉動作を行う向き」とは、第１の指部１０３については、３つの指部１０２〜１０４の基端部（指部の先端と反対側の根本の部分、例えば歯車が取り付けられる部分）が配置される面と交差する面であって第１の指部１０３の中心線（第１の指部１０３の長手方向に沿う線）を含む面において当該第１の指部１０３が開く方向もしくは閉じる方向を意味し、第２の指部１０４については、３つの指部１０２〜１０４の基端部が配置される面と交差する面であって第２の指部１０４の中心線（第２の指部１０４の長手方向に沿う線）を含む面において当該第２の指部１０４が開く方向もしくは閉じる方向を意味する。
【００４０】
このロボットハンドＲＨは、例えば工具や部品などの対象物を把持する産業用ロボットの把持装置として用いられる。なお、ロボットハンドＲＨとしては、産業ロボットに限られず、他の用途（宇宙関連、遊具など）に用いても構わない。
【００４１】
指部１０２〜１０４は、対象物を把持する部分である。第１の指部１０３、第２の指部１０４は、それぞれ接触部材１１１と、関節部１１２と、支持部材１２０、弾性部材１１３と、固定部材１２２と、を備えている。第１の指部１０３の固定部材１２１の基端部には第１歯車１４１が取り付けられ、第２の指部１０４の固定部材１２１の基端部には第２歯車１４２が取り付けられている。第３の指部１０２は、対象物に接触する接触部材１１１と、関節部１１２と、接触部材１１１を回転可能に支持する支持部材１２０と、弾性部材１１３と、支持部材１２０を回転可能に支持する固定部材１２２と、を備えている。なお、第１の指部１０３、第２の指部１０４のそれぞれの固定部材１２１と第３の指部１０２の固定部材１２２とは形状が異なっている。
【００４２】
接触部材１１１は、指部が閉じる方向へ屈曲している。接触部材１１１は、屈曲部１１１Ｃを有するように例えばＬ字型に形成された剛性部材である。例えば、接触部材１１１の屈曲部１１１Ｃには貫通穴（図示略）が形成されており、この貫通穴に両端が支持部材１２０に固定された軸状の関節部１１２が挿通された構成となっている。これにより、接触部材１１１は、関節部１１２を中心に回転可能になっている。なお、これに限らず、支持部材１２０の屈曲部１１１Ｃに重なる部分に貫通穴が形成されており、この貫通穴に中央部が接触部材１１１の屈曲部１１１Ｃに固体された軸状の関節部１１２の両端部が挿通された構成であっても、接触部材１１１は関節部１１２を中心に回転可能となる。
【００４３】
接触部材１１１には、複数（２つ）の接触部（第１接触部１１１Ａ及び第２接触部１１１Ｂ）が設けられている。第１接触部１１１Ａ及び第２接触部１１１Ｂは、対象物に接触する部分である。第１接触部１１１Ａは、接触部材１１１のうち屈曲部１１１Ｃから一方の端部までの間（屈曲部１１１Ｃに対して指部の先端側）に設けられている。第２接触部１１１Ｂは、接触部材１１１のうち屈曲部１１１Ｃから他方の端部までの間（屈曲部１１１Ｃに対して指部の基端側）に設けられている。
【００４４】
接触部材１１１は、関節部１１２を中心として第１接触部１１１Ａが対象物に接する方向に回転可能に設けられるとともに、関節部１１２を中心として第２接触部１１１Ｂが対象物に接する方向に回転可能に設けられている。
【００４５】
接触部材１１１と支持部材１２０との間には、弾性部材１１３が接続されている。具体的には、接触部材１１１の第２接触部１１１Ｂには弾性部材１１３の一端が接続されており、支持部材１２０には弾性部材１１３の他端が接続されている。弾性部材１１３としては、例えばバネなどを用いることができる。
【００４６】
支持部材１２０は、例えばＬ字状に形成された剛性部材である。支持部材１２０は、接触部材１１１を、関節部１１２を介して屈曲部１１１Ｃで回転可能に支持している。
【００４７】
固定部材１２２は、第３の指部１０２の基端に位置する剛性部材である。固定部材１２２は、第３の指部１０２の支持部材１２０を、関節部１１４を介して回転可能に支持している。例えば、固定部材１２２の支持部材１２０と重なる部分には貫通穴（図示略）が形成されており、この貫通穴に両端が支持部材１２０に固定された軸状の関節部１１４が挿通された構成となっている。これにより、支持部材１２０は関節部１１４を中心に回転可能になっている。なお、これに限らず、支持部材１２０の固定部材１２２と重なる部分に貫通穴が形成されており、この貫通穴に中央部が固定部材１２２に固定された軸状の関節部１１４の両端部が挿通された構成であっても、支持部材１２０は関節部１１４を中心に回転可能となる。
【００４８】
固定部材１２１は、第１の指部１０３（第２の指部１０４）の基端に位置する剛性部材である。固定部材１２１は、第１の指部１０３（第２の指部１０４）の支持部材１２０を、関節部１１４を介して回転可能に支持している。例えば、固定部材１２１の支持部材１２０と重なる部分には貫通穴（図示略）が形成されており、この貫通穴に両端が支持部材１２０に固定された軸状の関節部１１４が挿通された構成となっている。これにより、支持部材１２０は関節部１１４を中心に回転可能になっている。なお、これに限らず、支持部材１２０の固定部材１２１と重なる部分に貫通穴が形成されており、この貫通穴に中央部が固定部材１２１に固定された軸状の関節部１１４の両端部が挿通された構成であっても、支持部材１２０は関節部１１４を中心に回転可能となる。
【００４９】
指部１０２〜１０４には、接触部材１１１の回転を規制するストッパー１１７が設けられている。ストッパー１１７は、例えば支持部材１２０から接触部材１１１の第１接触部１１１Ａ側に伸びるように突出した部分である。ストッパー１１７は、例えば接触部材１１１が関節部１１２を基準に所定角度以上回転しないように回転角度（接触部材１１１が関節部１１２を中心として回転する場合の回転角度）を規制する機能を有している。例えば弾性部材１１３が自然長の場合においては、接触部材１１１（接触部１１１Ａと反対側の面）がストッパー１１７に接触した状態になっている。
【００５０】
連結部ＣＮは、連結板１２３、連結部材１２４、関節部１１５，１１６及び連結基板１０５を有している。連結板１２３は、例えば板状の剛性部材である。２つの連結板１２３は、支持部材１２０を挟んで対向して配置されており、それぞれの一端が関節部１１５を介して支持部材１２０の基端部に取り付けられているとともに、それぞれの他端が関節部１１６を介して連結部材１２４に取り付けられている。
【００５１】
連結板１２３の一端部は、関節部１１５の周りに回転可能になっている。例えば、支持部材１２０の連結板１２３と重なる部分には貫通穴（図示略）が形成されており、この貫通穴に両端が連結板１２３に固定された軸状の関節部１１５が挿通された構成となっている。なお、これに限らず、連結板１２３の支持部材１２０と重なる部分に貫通穴が形成されており、この貫通穴に中央部が支持部材１２０に固定された軸状の関節部１１５の両端部が挿通された構成であってもよい。
【００５２】
一方、連結板１２３の他端部は、関節部１１６の周りに回転可能になっている。例えば、連結部材１２４の連結板１２３と重なる部分には貫通穴（図示略）が形成されており、この貫通穴に両端が連結板１２３に固定された軸状の関節部１１６が挿通された構成となっている。なお、これに限らず、連結板１２３の連結部材１２４と重なる部分に貫通穴が形成されており、この貫通穴に中央部が連結部材１２４に固定された軸状の関節部１１６の両端部が挿通された構成であってもよい。連結部材１２４の関節部１１６が設けられた側とは反対側の部分は、連結基板１０５とカバー１４３とを挿通する回転軸１４４に回転可能に取り付けられている。連結基板１０５は、駆動部ＡＣＴに接続されている。
【００５３】
駆動部ＡＣＴは、連結基板１０５に含まれるボールネジのナット部に接続され、連結基板１０５を一体的に昇降させるボールネジのねじ軸１０７と、ねじ軸１０７を駆動する駆動部ＭＴＲと、駆動部ＭＴＲの回転を伝達するプーリー１０８とを有している。
【００５４】
指部移動機構１３０は、ウオームホイール１３１と、ウオームホイール１３１を回転させるモーター１３２と、ウオームホイール１３１の回転に連動してウオームホイール１３１の回転方向とは異なる方向に回転するウオーム１３３と、を備えている。例えば、ウオームホイール１３１は、モーター１３２の回転によりＺ軸周りに回転し、ウオーム１３３は、ウオームホイール１３１の回転に連動してウオームホイール１３１の回転軸（モーター１３２の回転軸）と直交する軸を中心に（Ｘ軸周りに）回転する。
【００５５】
第１の指部１０３の基端部（第１の指部１０３の固定部材１２１の基端）には、ウオーム１３３の回転に連動してウオーム１３３の回転方向とは異なる方向に回転する第１歯車１４１が設けられている。第２の指部１０４の基端部（第２の指部１０４の固定部材１２１の基端）には、ウオーム１３３の回転に連動して第１歯車１４１の回転方向とは反対の方向に回転する第２歯車１４２が設けられている。例えば、第１の指部１０３は、ウオーム１３３の回転に連動してＺ軸周りに回転し、第２の指部１０４は、ウオーム１３３の回転に連動してＺ軸周りに回転するとともに第１の指部１０３の回転方向とは反対の方向に回転する。例えば、第２の指部１０４は、第１の指部１０３がＺ軸を中心に右回りに回転したときはＺ軸を中心に左回りに回転し、第１の指部１０３がＺ軸を中心に左回りに回転したときはＺ軸を中心に右回りに回転する。
【００５６】
第１歯車１４１と第２歯車１４２とが同じ回転数で回転した場合に、第１歯車１４１が回転して第１の指部１０３が回転する回転角度と第２歯車１４２が回転して第２の指部１０４が回転する回転角度とは互いに等しい。つまり、第１の指部１０３と第２の指部１０４とは、同一回転数においてＺ軸周りに互いに反対の方向に同じ角度だけ回転するようになっている。なお、第１の指部１０３と第２の指部１０４とでウオーム１３３のピッチを異ならせることで、第１歯車１４１と第２歯車１４２とが同じ回転数で回転した場合に、第１歯車１４１が回転して第１の指部１０３が回転する回転角度と第２歯車１４２が回転して第２の指部１０４が回転する回転角度とを互いに異ならせることもできる。この構成によれば、非対称物などの特殊な形状を把持することも可能となる。
【００５７】
第１歯車１４１と第２歯車１４２との間の間隔は一定の間隔に保持されている。第１歯車１４１と第２歯車１４２とは、それぞれの固定部材１２１の基端部に固定された状態で、軸１４４を介して連結基板１０５とカバー１４３との間に挟まれている。
【００５８】
例えば、連結基板１０５には軸１４４の一端が挿通されており、カバー１４３には軸１４４の他端が固定されている。第１歯車１４１、第２歯車１４２、及び固定部材１２１には軸１４４を挿入する貫通穴（図示略）が形成されている。これにより、第１歯車１４１、第２歯車１４２、及び固定部材１２１、つまり第１の指部１０３及び第２の指部１０４は、軸１４４の周りに回転可能になっている。
【００５９】
ウオーム１３３には、螺旋状の溝１３３Ａ０，１３３Ａ１，１３３Ａ２が形成されている。ウオーム１３３がウオームホイール１３１と噛み合う位置には溝１３３Ａ０が形成されている。ウオーム１３３が第１歯車１４１と噛み合う位置には溝１３３Ａ１が形成されている。ウオーム１３３が第２歯車１４２と噛み合う位置には溝１３３Ａ２が形成されている。溝１３３Ａ１と溝１３３Ａ２とは互いに異なる形状となっている。例えば、溝１３３Ａ１と溝１３３Ａ２とはウオーム１３３の中心を基準に対称形状となっている。これにより、第１の指部１０３と第２の指部１０４とは、それぞれウオーム１３３の回転に連動してＺ軸周りに互いに反対の方向に回転するようになっている。また、第１の指部１０３の回転角度と第２の指部１０４の回転角度が互いに等しくなるようになっている。
【００６０】
図３に示すように、接触部材１１１は、所定位置Ｐの周辺に互いに所定の間隔を空けて配置されている。接触部材１１１は、例えば所定位置Ｐを中心とした同一円周上に配置されている。接触部材１１１は、所定位置Ｐに対してそれぞれ異なる方向から近づく。接触部材１１１は、第１接触部１１１Ａ及び第２接触部１１１Ｂが所定位置Ｐに向くように構成されている。
【００６１】
なお、図３では、接触部材１１１が所定位置Ｐを中心とした同一円周上に配置された構成を示しているが、これに限らず、他の構成としても構わない。また、図３では、接触部材１１１が、所定位置Ｐを中心とした同一円周上の異なる角度ずつずれた位置に配置されているが、この位置に限られることはない。例えば、接触部材１１１が所定位置Ｐを中心としてそれぞれ等しい角度だけ回転した位置に配置された構成としてもよい。これにより、球体の対象物を把持しやすくなる。
【００６２】
図４に示すように、第１の指部１０３の連結部ＣＮと連結する部分にはウオーム１３３の回転に連動して第１歯車１４１の回転方向と同じ方向に回転する連結部材（第１連結部材）１２４が設けられている。第２の指部１０４の連結部ＣＮと連結する部分にはウオーム１３３の回転に連動して第２歯車１４２の回転方向と同じ方向に回転する連結部材（第２連結部材）１２４が設けられている。例えば、第１の指部１０３の連結部材１２４は、第１歯車１４１がＺ軸を中心に右回りに回転したときはＺ軸を中心に右回りに回転する。また、第２の指部１０４の連結部材１２４は、第２歯車１４２がＺ軸を中心に左回りに回転したときはＺ軸を中心に左回りに回転する。
【００６３】
連結部ＣＮは、駆動部ＭＴＲの駆動によりねじ軸１０７に沿って上下方向に移動する。第１の指部１０３と第２の指部１０４とは、連結部ＣＮの上下方向の移動に従って各連結部材１２４が上下方向に移動することにより開閉動作を行うようになっている。
【００６４】
第１歯車１４１の回転軸と第１の指部１０３の連結部材１２４の回転軸とは互いに同軸となっている。第２歯車１４２の回転軸と第２の指部１０４の連結部材１２４の回転軸とは互いに同軸となっている。
【００６５】
第１の指部１０３の固定部材１２１と連結部材１２４との間、第２の指部１０４の固定部材１２１と連結部材１２４との間には、スペーサー１２５が設けられている。これにより、第１の指部１０３と第２の指部１０４の開閉動作を行う向きをスムーズに変更することが可能となる。
【００６６】
スペーサー１２５の一端は連結基板１０５と固定されている。このため、第１の指部１０３の連結部材１２４と第２の指部１０４の連結部材１２４とは、連結基板１０５及びスペーサー１２５に挟まれた状態で移動する。つまり、第１の指部１０３の連結部材１２４と第２の指部１０４の連結部材１２４とは、連結部ＣＮの上下方向の移動に従って、連結基板１０５及びスペーサー１２５と一体に上下方向に移動するようになっている。
【００６７】
図５及び図６は、ロボットハンドＲＨの動作時の状態を示す図である。なお、図５はロボットハンドＲＨが対象物を把持していない状態、図６はロボットハンドＲＨが対象物として球体Ｒ１を把持している状態を示している。
【００６８】
例えば、図５に示すように、駆動部ＭＴＲが回転するとプーリー１０８を介してボールネジ１０７が回転する。ボールネジのねじ軸１０７が回転すると、ボールネジのナット部を含む連結基板１０５が、ねじ軸１０７に対して相対的に上下に運動する。関節部１１６、連結板１２３、連結部材１２４は、連結基板１０５の上下運動に伴って上下に運動する（図２参照）。
【００６９】
指部１０２〜１０４は、それぞれ支持部材１２０の基端部が連結板１２３を介して連結基板１０５に取り付けられている。このため、連結基板１０５が上下に運動すると、各指部１０２〜１０４は関節部１１４を中心に一体として回転する。例えば連結基板１０５が下方に移動すると、指部１０２〜１０４が所定位置Ｐ（図３参照）に近づく方向に同期して移動する。また、連結基板１０５が上方に移動すると、指部１０２〜１０４が所定位置Ｐから遠ざかる方向に同期して移動する。
【００７０】
指部１０２〜１０４がそれぞれ所定位置Ｐに近づく方向に同期して移動する場合、例えば接触部材１１１の第２接触部１１１Ｂが対象物に接触すると、第２接触部１１１Ｂには関節部１１２を軸とするモーメントが発生する。第２接触部１１１Ｂの関節部１１２を軸とするモーメントが、弾性部材１１３の関節部１１２を軸とするモーメントよりも大きければ、接触部材１１１が関節部１１２を中心にして回転する。また、第２接触部１１１Ｂの関節部１１２を軸とするモーメントと弾性部材１１３の関節部１１２を軸とするモーメントとが釣り合えば、接触部材１１１の関節部１１２を中心とした回転が停止する。
【００７１】
このように、連結基板１０５が昇降することにより、指部１０２〜１０４を同期させて所定位置Ｐに対して近づく又は遠ざかる方向に移動させることができる。例えば所定位置Ｐに対象物Ｒが配置されている場合には、連結基板１０５の昇降動作により、指部１０２〜１０４の各接触部材１１１によって少なくとも３点で対象物Ｒが把持されることになる。
【００７２】
なお、接触部材１１１の回転運動がストッパー１１７によって規制された状態で指部１０２〜１０４を移動させる場合には、弾性部材１１３が機能しなくなる。このため、駆動部ＭＴＲが発生するトルクを制御することにより、各接触部材１１１の先端に発生する力を制御することが出来るようになるため、能動的に力を制御することが可能になる。
【００７３】
また、図６に示すように、第１接触部１１１Ａと第２接触部１１１Ｂとが同時に対象物Ｒ１に接触することも可能である。この場合、接触部材１１１の回転運動は、第１接触部１１１Ａが対象物Ｒ１に接触することで発生するモーメント（第１接触部１１１Ａの関節部１１２を軸とするモーメント）と、弾性部材１１３の関節部１１２を軸とするモーメントと、第２接触部１１１Ｂが対象物に接触することで発生するモーメント（第２接触部１１１Ｂの関節部１１２を軸とするモーメント）の合モーメントが０になると停止する。
【００７４】
この時、対象物Ｒ１と各指部１０２〜１０４との間では、第１接触部１１１Ａ上の点（各指部１０２〜１０４における３点）と、第２接触部１１１Ｂ上の点（各指部１０２〜１０４における３点）の、計６点で接触している。これにより、対象物Ｒ１と３本の指部１０２〜１０４との間の摩擦力が増大し、安定した把持が可能となる。
【００７５】
図７は、ロボットハンドＲＨを構成する第１の指部１０３、第２の指部１０４の開閉動作を行う向きを変更する動作を示す平面図である。なお、図７においては、第１の指部１０３、第２の指部１０４が遠ざかった方向から近づく方向に回転する場合の動作を例に挙げて説明する。また、図７において、符号ＣＬ０は第１歯車１４１と第２歯車１４２との間の中心線、符号ＣＬ１は第１の指部１０３の中心線、符号ＣＬ２は第２の指部１０４の中心線、符号Ｐは所定位置、符号ＣＰは第１の指部１０３の中心線ＣＬ１と第２の指部１０４の中心線ＣＬ２との交点である。
【００７６】
例えば、図７（ａ）に示すように、モーター１３２の回転開始時においては、第１の指部１０３の先端と第２の指部１０４の先端とが互いに遠い位置に配置されている。このとき、第１歯車１４１が回転して第１の指部１０３が回転する回転角度θ１ａ（中心線ＣＬ０と中心線ＣＬ１とのなす角度）と第２歯車１４２が回転して第２の指部１０４が回転する回転角度θ２ａ（中心線ＣＬ０と中心線ＣＬ２とのなす角度）とは互いに等しくなっている（θ１ａ＝θ２ａ）。
【００７７】
図７（ｂ）に示すように、モーター１３２を回転させるとウオームホイール１３１が同期してＺ軸周りに回転し、ウオームホイール１３１のＺ軸周りの回転に連動してウオーム１３３がＸ軸周りに回転する。すると、ウオーム１３３のＸ軸周りの回転に連動して第１歯車１４１がＺ軸を中心に右回りに回転するとともに、ウオーム１３３のＸ軸周りの回転に連動して第２歯車１４２がＺ軸を中心に左周りに回転する。このとき、第１歯車１４１が回転して第１の指部１０３が回転する回転角度θ１ｂ、第２歯車１４２が回転して第２の指部１０４が回転する回転角度θ２ｂは、それぞれモーター１３２の回転開始時における回転角度θ１ａ、θ２ａよりも小さくなっている（θ１ｂ＜θ１ａ、θ２ｂ＜θ２ａ）。また、回転角度θ１ｂと回転角度θ２ｂとは互いに等しくなっている（θ１ｂ＝θ２ｂ）。また、交点ＣＰと所定位置Ｐとの間の距離は、モーター１３２の回転開始時に比べて長くなっている。
【００７８】
図７（ｃ）に示すように、モーター１３２をさらに回転させると、ウオーム１３３のＸ軸周りの回転に連動して第１歯車１４１がＺ軸を中心にさらに右回りに回転するとともに、ウオーム１３３のＸ軸周りの回転に連動して第２歯車１４２がＺ軸を中心にさらに左周りに回転する。このとき、第１歯車１４１が回転して第１の指部１０３が回転する回転角度θ１ｃ、第２歯車１４２が回転して第２の指部１０４が回転する回転角度θ２ｃは、それぞれモーター１３２の回転時における回転角度θ１ｂ、θ２ｂよりも小さくなっている（θ１ｃ＜θ１ｂ、θ２ｃ＜θ２ｂ）。また、回転角度θ１ｃと回転角度θ２ｃとは互いに等しくなっている（θ１ｃ＝θ２ｃ）。また、交点ＣＰと所定位置Ｐとの間の距離は、モーター１３２の回転時に比べて長くなっている。
【００７９】
このように、モーター１３２を回転させることにより、２つの指部１０３，１０４が互いに遠ざかった方向から近づく方向に回転するようになる。これにより、例えばモーター１３２の回転前においては所定位置Ｐを中心に各指部１０２〜１０４が等間隔に開いた状態にすることができ、モーター１３２の回転後においては第３の指部１０２と第１の指部１０３、第２の指部１０４とが所定位置Ｐを挟んで対向した状態（第１の指部１０３と第２の指部１０４とが閉じた状態）にすることができる。具体的には、モーター１３２の回転前においては回転角度θ１ａ，θ２ａをそれぞれ６０度に調整し、モーター１３２の回転後においては回転角度θ１ａ，θ２ａをそれぞれ０度（交点ＣＰと所定位置Ｐとの間の距離を無限遠）に調整する。なお、第１歯車１４１と第２歯車１４２との間の間隔は、モーター１３２の回転前後を通じて終始一定の間隔に保持されている。
【００８０】
図８は、ロボットハンドＲＨの動作時の状態を示す図である。なお、図８はロボットハンドＲＨが対象物として円柱部材Ｒ２を把持している状態を示している。円柱部材Ｒ２としては、円柱状の工具（例えば、ドライバーなど）などが挙げられる。このような円柱部材Ｒ２を把持する場合には、指部１０２〜１０４の中心を通るように工具Ｒ２を配置させるようにする。また、第３の指部１０２と第１の指部１０３、第２の指部１０４とが所定位置Ｐを挟んで対向した状態（第１の指部１０３と第２の指部１０４とが閉じた状態）にすることにより、安定した保持が可能となる。
【００８１】
本実施形態のロボットハンドＲＨによれば、モーター１３２が回転することにより、３つの指部のうち第１の指部１０３と第２の指部１０４の開閉動作を行う向きが変更されるので、対象物の形状に応じて各指部１０２〜１０４が対象物を把持する方向を変更することができる。例えば、対象物が球体の場合は、各指部１０２〜１０４が対象物を包み込むよう（各指部１０２〜１０４が対象物を中心に均等に配置されるよう）に変更することができる。一方、対象物が棒状部材の場合は、各指部１０２〜１０４が対象物を挟み込むよう（各指部１０２〜１０４が対象物を介して対向するよう）に変更することもできる。このような指部の開閉動作を行う向きの変更によって、球体や棒状部材を安定して把持することができる。したがって、異種形状や寸法違いを含む多種の対象物を把持することが可能なロボットハンドＲＨを提供することができる。また、ウオームホイール１３１とウオーム１３３とを組み合わせた機構（ウオームギア機構）を採用しており、カムフォロア機構を必要としないので、簡素な構造とすることができ、低コスト化を図ることができる。
【００８２】
この構成によれば、第１歯車１４１が設けられた第１の指部１０３、第２歯車１４２が設けられた第２の指部１０４がそれぞれ定位置で回転するので、第１歯車の回転軸と第２歯車の回転軸との間の間隔が変動する構成に比べて、装置構成の簡素化を図ることができる。
【００８３】
この構成によれば、第１歯車１４１が設けられた第１の指部１０３、第２歯車１４２が設けられた第２の指部１０４が同一回転数において互いに同じ角度で回転するので、対象物の姿勢制御が容易となる。また、第１歯車と第２歯車とが同じ回転数で回転した場合に第１歯車の回転角度と第２歯車の回転角度とが異なる構成に比べて、装置構成を簡素化することができる。
【００８４】
この構成によれば、モーター１３２が回転することにより、３つの指部１０２〜１０４のうち２つの指部１０３，１０４の開閉動作を行う向きが変更されるので、対象物の形状に応じて３つの指部１０２〜１０４が対象物を把持する方向を変更することができる。例えば、対象物が球体の場合は、３つの指部１０２〜１０４が対象物を包み込むよう（３つの指部１０２〜１０４が対象物を中心に均等に配置されるよう）に変更することができる。一方、対象物が棒状部材の場合は、３つの指部１０２〜１０４が対象物を挟み込むよう（２つの指部１０３，１０４と１つの指部１０２とが対象物を介して対向するよう）に変更することもできる。よって、指部の配置数を必要最小限に抑えつつ、球体や棒状部材を安定して把持することができる。
【００８５】
この構成によれば、連結部ＣＮを備え、駆動部ＭＴＲが連結部ＣＮを駆動させることにより３つの指部１０２〜１０４が同期して互いに近づくまたは遠ざかる方向に移動させるので、３つの指部１０２〜１０４で対象物を把持しやすくなる。よって、対象物を所定の位置で安定して把持しやすくなる。
【００８６】
この構成によれば、第１の指部１０３と第２の指部１０４とが連結部ＣＮに連結した状態で回転するので、第１の指部１０３と第２の指部１０４の開閉動作を行う向きの変更が安定する。
【００８７】
この構成によれば、第１の指部１０３と第２の指部１０４の開閉動作を行う向きの変更と、第１の指部１０３と第２の指部１０４の開閉動作とを同時に行うことができる。例えば、連結部ＣＮを上下方向に移動させつつ指部移動機構１３０を駆動させることにより実現することが可能である。
【００８８】
この構成によれば、各歯車の回転軸と各連結部材の回転軸が同軸であるので、第１の指部１０３と第２の指部１０４の開閉動作を行う向きの変更が安定する。また、第１連結部材の回転軸及び第２連結部材の回転軸を新たに設けた構成に比べて、装置構成の簡素化を図ることができる。
【００８９】
この構成によれば、駆動部ＭＴＲが３つの指部１０２〜１０４を互いに異なる方向から近づかせ、互いに異なる方向に遠ざけるので、３つの指部１０２〜１０４が互いに干渉することなく中心に向かって閉じることとなる。これにより、例えば微小な部品を把持する場合においても安定な把持が可能となる。
【００９０】
この構成によれば、各指部１０２〜１０４が接触部材１１１と支持部材１２０と弾性部材１１３とを備えているので、各指部１０２〜１０４が対象物に接触する部分を、対象物の位置や形状に対して受動的に変化させることができる。これにより、各指部１０２〜１０４の大部分において対象物との接触が可能となるため、安定して対象物を把持することができる。なお、対象物が所定位置から僅かにずれる場合であっても、各指部１０２〜１０４が閉じていく過程で把持対象が所定位置Ｐに移動するので、結果的に安定した把持が可能となる。
【００９１】
この構成によれば、接触部材１１１が指部が閉じる方向へ屈曲しているので、接触部材１１１が対象物に接触しやすくなる。よって、対象物を所定の位置で安定して把持しやすくなる。
【００９２】
この構成によれば、各指部１０２〜１０４がストッパー１１７を有するので、弾性部材１１３の機能を一時的に停止させることができる。これにより、駆動部ＭＴＲの駆動力に応じて能動的に接触部材１１１に発生する力を制御することができる。
【００９３】
なお、本実施形態では、３つの指部１０２〜１０４のうち２つの指部１０３，１０４の開閉動作を行う向きが指部移動機構１３０によって変更される構成となっているが、これに限らない。例えば、３つの指部１０２〜１０４のすべての指部の開閉動作を行う向きが指部移動機構１３０によって変更される構成となっていてもよい。具体的には、第３の指部にもウオームの回転に連動してウオームの回転方向とは異なる方向に回転する歯車を設けることにより実現することができる。
【００９４】
また、本実施形態では、各指部１０２〜１０４がストッパー１１７を有する構成としたが、これに限らない。例えば、指部１０２〜１０４にストッパー１１７が設けられないようにした構成であってもよい。また、３以上の指部のうち一部の指部のみにストッパー１１７が設けられない構成であってもよい。このような構成によれば、ストッパー１１７を設けない分だけ構成部品が削減されるため、低コスト化を図ることができる。
【００９５】
（第２実施形態）
図９は、本実施形態に係るロボット装置ＲＡの構成を示す斜視図である。
図９に示すように、ロボット装置ＲＡは、例えば産業用ロボットアームとして用いられる。ロボット装置ＲＡは、取付部ＡＴＣ、第一関節１０、第二関節２０、第三関節３０、第四関節４０、第五関節５０及び第六関節６０を有している。
【００９６】
取付部ＡＴＣは、例えば床部や壁部、天井部などに取り付けられる部分である。第一関節１０〜第六関節６０は、例えば取付部ＡＴＣから順に直列に接続されている。第一関節１０〜第六関節６０は、例えば隣接する関節との間で回転軸を介して接続されており、互いにその回転軸を中心に回転可能に設けられている。第一関節１０〜第六関節６０のそれぞれが回転可能に設けられているため、それぞれの関節を適宜回転させることで、ロボットアームＲＡ全体としての複合的な動作が可能になっている。
【００９７】
第六関節６０は、ロボット装置ＲＡの先端部分である。この第六関節６０の先端部に、上記実施形態に記載のロボットハンドＲＨが取り付けられている。
【００９８】
本実施形態のロボット装置ＲＡによれば、簡素に低コストで異種形状や寸法違いを含む多種の対象物を把持することが可能なロボット装置ＲＡを提供することができる。
【００９９】
（変形例１）
図１０は、本発明に係るロボットハンドの第１変形例を示す図である。図１０（ａ）は、本変形例に係るロボットハンドＲＨ１を示す平面図である。図１０（ｂ）は、本変形例に係るロボットハンドＲＨ１を示す側面図である。なお、図１０においては便宜上指部移動機構の図示を省略している。
【０１００】
本変形例のロボットハンドＲＨ１は、指部が４つ設けられている点で、上述の第１実施形態で説明したロボットハンドＲＨと異なる。その他の構成は、上述の第１実施形態で説明したロボットハンドＲＨと同様であるので詳細な説明は省略する。
【０１０１】
図１０に示すように、４つの指部２０１〜２０４は、所定位置Ｐを向くように配置されている。４つの指部２０１〜２０４は、所定位置Ｐに対して９０度ずつ回転させた位置、すなわち、正方形の４つの頂点の位置に配置された構成となっている。なお、４つの指部２０１〜２０４の配置構成は、これに限らず、例えば長方形の４つの頂点の位置に配置された構成としても構わないし、他の四角形（例えば、平行四辺形、ひし形、台形など）の頂点の位置に配置された構成であっても構わない。
【０１０２】
本変形例のロボットハンドＲＨ１によれば、４つの指部２０１〜２０４で対象物を把持することになる。よって、対象物を所定の位置で安定して把持しやすくなる。また、重い物を把持することも容易となる。さらに、細い物、薄い物及び弾性部材を安定して把持しやすくなる。これに対して、３つの指部の場合は、細い物、薄い物及び弾性部材を把持したときに対象物が撓んでしまうことがある。また、３つの指部の場合は全く異なる部分を３点で支持する構成であるが、４つの指部の場合は、対になる２箇所だけで支持する構成であるため、３点で支持することができない形状（例えば、中央が極端にくびれて細い段つきシャフトなど）をも把持することができる。
【０１０３】
図１１及び図１２は、ロボットハンドＲＨ１の動作時の状態を示す図である。なお、図１１はロボットハンドＲＨ１が対象物として球体Ｒ１を把持している状態を示している。図１２はロボットハンドＲＨ１が対象物として円柱部材Ｒ２を把持している状態を示している。円柱部材Ｒ２としては、円柱状の工具（例えば、ドライバーなど）、円柱状の材料（例えば、細い線材、ゴムや樹脂の配管チューブ、電線など）が挙げられる。なお、円柱部材に替えて板状部材（例えば、薄板など）でもよい。
【０１０４】
図１１に示すように、球体Ｒ１を把持する場合には、４つの指部２０１〜２０４を、所定位置Ｐに対して９０度ずつ回転させた位置に配置させるようにする。第１の指部２０１と第３の指部２０３、第２の指部２０２と第４の指部２０４とが所定位置Ｐを挟んで対向した状態にすることにより、安定した保持が可能となる。
【０１０５】
図１２に示すように、円柱部材Ｒ２を把持する場合には、指部２０１〜２０４の中心を通るように工具Ｒ２を配置させるようにする。第１の指部２０１と第４の指部２０４、第２の指部２０２と第３の指部２０３とが所定位置Ｐを挟んで対向した状態（第１の指部２０１と第２の指部２０２とが閉じた状態であり第３の指部２０３と第４の指部２０４とが閉じた状態）にすることにより、安定した保持が可能となる。
【０１０６】
図１３は、ロボットハンドＲＨ１を構成する第１の指部２０１、第２の指部２０２、第３の指部２０３、第４の指部２０４の開閉動作を行う向きを変更する動作（４指同時駆動）を示す平面図である。なお、図１３においては、第１の指部２０１、第２の指部２０２（第３の指部２０３、第４の指部２０４）が遠ざかった方向から近づく方向に回転する場合の動作を例に挙げて説明する。
【０１０７】
例えば、図１３（ａ）に示すように、モーターの回転開始時においては、第１の指部２０１の先端と第２の指部２０２の先端とが互いに遠い位置に配置されている。一方、第３の指部２０３の先端と第４の指部２０４の先端とも互いに遠い位置に配置されている。
【０１０８】
図１３（ｂ）に示すように、モーターを回転させるとウオームホイール２３１が回転し、ウオームホイール２３１の回転に連動してウオーム２３３が回転する。すると、ウオーム２３３の回転に連動して第１歯車２４１が回転軸を中心に右回りに回転するとともに、ウオーム２３３の回転に連動して第２歯車２４２が回転軸を中心に左周りに回転する。一方、ウオーム２３３の回転に連動して第３歯車２４３が回転軸を中心に右回りに回転するとともに、ウオーム２３３の回転に連動して第４歯車２４４が回転軸を中心に左周りに回転する。
【０１０９】
図１３（ｃ）に示すように、モーターをさらに回転させると、ウオーム２３３の回転に連動して第１歯車２４１が回転軸を中心にさらに右回りに回転するとともに、ウオーム２３３の回転に連動して第２歯車２４２がＺ軸を中心にさらに左周りに回転する。一方、ウオーム２３３の回転に連動して第３歯車２４３が回転軸を中心にさらに右回りに回転するとともに、ウオーム２３３の回転に連動して第４歯車２４４がＺ軸を中心にさらに左周りに回転する。
【０１１０】
このように、モーターを回転させることにより、２つの指部２０１，２０２（２つの指部２０３，２０４）が互いに遠ざかった方向から近づく方向に回転するようになる。これにより、例えばモーターの回転前においては所定位置Ｐを中心に各指部２０１〜２０４が等間隔に開いた状態にすることができ、モーターの回転後においては第１の指部２０１と第４の指部２０４とが所定位置Ｐを挟んで対向した状態、第２の指部２０２と第３の指部２０３とが所定位置Ｐを挟んで対向した状態（第１の指部２０１と第２の指部２０２とが閉じた状態、第３の指部２０３と第４の指部２０４とが閉じた状態）にすることができる。
【０１１１】
図１４は、ロボットハンドＲＨ１を構成する第１の指部２０１、第２の指部２０２、第３の指部２０３、第４の指部２０４の開閉動作を行う向きを変更する動作（２指ごとに独立駆動）を示す平面図である。
【０１１２】
図１４に示すように、第１の指部２０１及び第２の指部２０２を第１ウオームホイール２３１Ａ及び第１ウオーム２３３Ａにより回転させ、第３の指部２０３及び第４の指部２０４を第２ウオームホイール２３１Ｂ及び第２ウオーム２３３Ｂにより回転させる構成とすることもできる。これにより、第１の指部２０１及び第２の指部２０２、第３の指部２０３及び第４の指部２０４をそれぞれ別個に独立して駆動させることができる。
【０１１３】
なお、本変形例では、ロボットハンドＲＨ１が４つの指部２０１〜２０４を備える構成を例に挙げて説明したが、これに限らない。例えば、ロボットハンドが５つ以上の指部を備える構成となっていてもよい。この構成によれば、さらに重い物を把持することが容易となる。
【符号の説明】
【０１１４】
１０３…第１の指部、１０４…第２の指部、１０７…ねじ軸、１１１…接触部材、１１１Ｃ…屈曲部、１１３…弾性部材、１１７…ストッパー、１２０…支持部材、１２４…第１連結部材、第２連結部材、１３０…指部移動機構、１３１…ウオームホイール、１３２…モーター、１３３…ウオーム、１４１…第１歯車、１４２…第２歯車、１４４…回転軸、ＣＮ…連結部、ＭＴＲ…駆動部、Ｒ１，Ｒ２…対象物、ＲＡ…ロボット装置、ＲＨ，ＲＨ１…ロボットハンド、θ１ａ，θ１ｂ，θ１ｃ…第１の指部が回転する回転角度、θ２ａ，θ２ｂ，θ２ｃ…第２の指部が回転する角度
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の指部と第２の指部とを含む３以上の指部と、
前記３以上の指部を開閉動作させる駆動部と、
前記第１の指部と前記第２の指部の開閉動作を行う向きを変更する指部移動機構と、を備え、
前記指部移動機構は、
ウオームホイールと、
前記ウオームホイールを回転させるモーターと、
前記ウオームホイールの回転に連動して前記ウオームホイールの回転方向とは異なる方向に回転するウオームと、を備え、
前記第１の指部には前記ウオームの回転に連動して前記ウオームの回転方向とは異なる方向に回転する第１歯車が設けられ、前記第２の指部には前記ウオームの回転に連動して前記第１歯車の回転方向とは反対の方向に回転する第２歯車が設けられており、
前記第１の指部と前記第２の指部とは、前記モーターが回転することにより互いに近づく方向もしくは遠ざかる方向に回転することを特徴とするロボットハンド。
【請求項２】
前記第１歯車の回転軸と前記第２歯車の回転軸との間の間隔は一定の間隔に保持されていることを特徴とする請求項１に記載のロボットハンド。
【請求項３】
前記第１歯車と前記第２歯車とが同じ回転数で回転した場合に、前記第１歯車が回転して前記第１の指部が回転する回転角度と前記第２歯車が回転して前記第２の指部が回転する回転角度とは互いに等しいことを特徴とする請求項１または２に記載のロボットハンド。
【請求項４】
前記３以上の指部は３つの指部により構成されており、
前記指部移動機構は、前記３つの指部のうち２つの指部の開閉動作を行う向きを変更することを特徴とする請求項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３以上の指部は４つ以上の指部により構成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のロボットハンド。
【請求項６】
前記３以上の指部の一端部と連結する連結部を備え、
前記駆動部は、前記連結部を駆動させることにより前記３以上の指部を同期させて互いに近づくまたは遠ざかる方向に移動させることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のロボットハンド。
【請求項７】
前記第１の指部の前記連結部と連結する部分には前記ウオームの回転に連動して前記第１歯車の回転方向と同じ方向に回転する第１連結部材が設けられ、前記第２の指部の前記連結部と連結する部分には前記ウオームの回転に連動して前記第２歯車の回転方向と同じ方向に回転する第２連結部材が設けられていることを特徴とする請求項６に記載のロボットハンド。
【請求項８】
前記連結部は、ねじ軸に取り付けられており、前記駆動部の駆動により前記ねじ軸に沿って移動し、
前記第１の指部と前記第２の指部とは、前記連結部の移動に従って前記第１連結部材と前記第２連結部材とが移動することにより開閉動作を行うことを特徴とする請求項７に記載のロボットハンド。
【請求項９】
前記第１歯車の回転軸と前記第１連結部材の回転軸とは互いに同軸であり、
前記第２歯車の回転軸と前記第２連結部材の回転軸とは互いに同軸であることを特徴とする請求項７または８に記載のロボットハンド。
【請求項１０】
前記駆動部は、前記３以上の指部を、互いに異なる方向から近づかせ、互いに異なる方向に遠ざけることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載のロボットハンド。
【請求項１１】
前記３以上の指部のうち少なくとも１つの指部は、
屈曲部を有する接触部材と、
前記接触部材を前記屈曲部で回転可能に支持する支持部材と、
前記接触部材と前記支持部材とを接続する弾性部材と、
を備えていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載のロボットハンド。
【請求項１２】
前記接触部材は前記指部が閉じる方向へ屈曲していることを特徴とする請求項１１に記載のロボットハンド。
【請求項１３】
前記３以上の指部のうち少なくとも１つの指部は、前記接触部材が回転する場合の回転角度を規制するストッパーを有することを特徴とする請求項１１または１２に記載のロボットハンド。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれか一項に記載のロボットハンドを備えたロボット装置。
【請求項１】
第１の指部と第２の指部とを含む３以上の指部と、
前記３以上の指部を開閉動作させる駆動部と、
前記第１の指部と前記第２の指部の開閉動作を行う向きを変更する指部移動機構と、を備え、
前記指部移動機構は、
ウオームホイールと、
前記ウオームホイールを回転させるモーターと、
前記ウオームホイールの回転に連動して前記ウオームホイールの回転方向とは異なる方向に回転するウオームと、を備え、
前記第１の指部には前記ウオームの回転に連動して前記ウオームの回転方向とは異なる方向に回転する第１歯車が設けられ、前記第２の指部には前記ウオームの回転に連動して前記第１歯車の回転方向とは反対の方向に回転する第２歯車が設けられており、
前記第１の指部と前記第２の指部とは、前記モーターが回転することにより互いに近づく方向もしくは遠ざかる方向に回転することを特徴とするロボットハンド。
【請求項２】
前記第１歯車の回転軸と前記第２歯車の回転軸との間の間隔は一定の間隔に保持されていることを特徴とする請求項１に記載のロボットハンド。
【請求項３】
前記第１歯車と前記第２歯車とが同じ回転数で回転した場合に、前記第１歯車が回転して前記第１の指部が回転する回転角度と前記第２歯車が回転して前記第２の指部が回転する回転角度とは互いに等しいことを特徴とする請求項１または２に記載のロボットハンド。
【請求項４】
前記３以上の指部は３つの指部により構成されており、
前記指部移動機構は、前記３つの指部のうち２つの指部の開閉動作を行う向きを変更することを特徴とする請求項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３以上の指部は４つ以上の指部により構成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のロボットハンド。
【請求項６】
前記３以上の指部の一端部と連結する連結部を備え、
前記駆動部は、前記連結部を駆動させることにより前記３以上の指部を同期させて互いに近づくまたは遠ざかる方向に移動させることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のロボットハンド。
【請求項７】
前記第１の指部の前記連結部と連結する部分には前記ウオームの回転に連動して前記第１歯車の回転方向と同じ方向に回転する第１連結部材が設けられ、前記第２の指部の前記連結部と連結する部分には前記ウオームの回転に連動して前記第２歯車の回転方向と同じ方向に回転する第２連結部材が設けられていることを特徴とする請求項６に記載のロボットハンド。
【請求項８】
前記連結部は、ねじ軸に取り付けられており、前記駆動部の駆動により前記ねじ軸に沿って移動し、
前記第１の指部と前記第２の指部とは、前記連結部の移動に従って前記第１連結部材と前記第２連結部材とが移動することにより開閉動作を行うことを特徴とする請求項７に記載のロボットハンド。
【請求項９】
前記第１歯車の回転軸と前記第１連結部材の回転軸とは互いに同軸であり、
前記第２歯車の回転軸と前記第２連結部材の回転軸とは互いに同軸であることを特徴とする請求項７または８に記載のロボットハンド。
【請求項１０】
前記駆動部は、前記３以上の指部を、互いに異なる方向から近づかせ、互いに異なる方向に遠ざけることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載のロボットハンド。
【請求項１１】
前記３以上の指部のうち少なくとも１つの指部は、
屈曲部を有する接触部材と、
前記接触部材を前記屈曲部で回転可能に支持する支持部材と、
前記接触部材と前記支持部材とを接続する弾性部材と、
を備えていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載のロボットハンド。
【請求項１２】
前記接触部材は前記指部が閉じる方向へ屈曲していることを特徴とする請求項１１に記載のロボットハンド。
【請求項１３】
前記３以上の指部のうち少なくとも１つの指部は、前記接触部材が回転する場合の回転角度を規制するストッパーを有することを特徴とする請求項１１または１２に記載のロボットハンド。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれか一項に記載のロボットハンドを備えたロボット装置。
【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２０１２−１６６２９７（Ｐ２０１２−１６６２９７Ａ）
【公開日】平成２４年９月６日（２０１２．９．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２８５７４（Ｐ２０１１−２８５７４）
【出願日】平成２３年２月１４日（２０１１．２．１４）
【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９月６日（２０１２．９．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月１４日（２０１１．２．１４）
【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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