ロボット用ハンドユニットおよびロボット
【課題】指部の複数の姿勢において、関節駆動部に対する負荷を軽減することが可能なロボット用ハンドユニットを提供する。
【解決手段】このハンドユニット１（ロボット用ハンドユニット）は、根元リンク部１２４および中間リンク部１２５と、中間リンク部１２５を根元リンク部１２４に対して相対的に回動させる関節駆動部１２２と、中間リンク部１２５の根元リンク部１２４に対する複数の回動位置において、作業対象を把持する際に根元リンク部１２４に対して係合することによって中間リンク部１２５が根元リンク部１２４に対して相対的に回動するのを規制するストッパ部１６とを含む人差し指部１２を備える。
【解決手段】このハンドユニット１（ロボット用ハンドユニット）は、根元リンク部１２４および中間リンク部１２５と、中間リンク部１２５を根元リンク部１２４に対して相対的に回動させる関節駆動部１２２と、中間リンク部１２５の根元リンク部１２４に対する複数の回動位置において、作業対象を把持する際に根元リンク部１２４に対して係合することによって中間リンク部１２５が根元リンク部１２４に対して相対的に回動するのを規制するストッパ部１６とを含む人差し指部１２を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロボット用ハンドユニットおよびロボットに関し、特に、複数のリンク部を相対的に回動可能な指部を備えるロボット用ハンドユニットおよびロボットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数のリンク部を相対的に回動可能な指部を備えるロボット用ハンドユニットが知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
上記特許文献１には、複数のリンク部と、リンク部間に配置され、隣接するリンク部を相対的に回動させる指駆動手段（関節駆動部）とを含む指部を備えたハンド装置（ロボット用ハンドユニット）が開示されている。このハンド装置は、指部が屈曲した状態では、指駆動手段による駆動力だけで指部に加わる外力に対して抗するように構成されている。また、上記特許文献１のハンド装置は、指部が伸展した状態では、隣接するリンク部同士が互いに当接することによって、外力による指部の反りが規制されるように構成されている。これにより、上記特許文献１のハンド装置では、指部が伸展した状態において、指駆動手段による駆動力とは別に、リンク部同士が当接することによっても指部に加わる外力に対して抗することが可能であるので、指駆動手段に対する負荷を軽減することが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１４９４４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に記載のハンド装置（ロボット用ハンドユニット）では、指部が伸展した状態でしか隣接するリンク部同士が互いに当接されないので、指部が伸展した単一の姿勢でしか指駆動手段に対する負荷を軽減することができないという問題点がある。
【０００６】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、指部の複数の姿勢において、関節駆動部に対する負荷を軽減することが可能なロボット用ハンドユニットおよびロボットを提供することである。
【課題を解決するための手段および発明の効果】
【０００７】
上記目的を達成するために、この発明の第１の局面におけるロボット用ハンドユニットは、第１リンク部および第１リンク部よりも指先側に配置された第２リンク部と、第２リンク部を第１リンク部に対して相対的に回動させる第１関節駆動部と、第２リンク部の第１リンク部に対する複数の回動位置において、作業対象に対して作業する際に第１リンク部および第２リンク部の少なくとも一方に対して係合または当接することによって第２リンク部が第１リンク部に対して相対的に回動するのを規制する第１ストッパ部とを含む第１指部を備える。
【０００８】
この発明の第１の局面によるロボット用ハンドユニットでは、上記のように、第２リンク部の第１リンク部に対する複数の回動位置において、作業対象に対して作業する際に第１リンク部および第２リンク部の少なくとも一方に対して係合または当接することによって第２リンク部が第１リンク部に対して相対的に回動するのを規制する第１ストッパ部を第１指部に設けることによって、第２リンク部の複数の回動位置において、第１ストッパ部による係合または当接により、第１指部に加わる外力に対して抗することができるので、第２リンク部の回動位置が異なる第１指部の複数の姿勢において、第１関節駆動部に対する負荷を軽減することができる。
【０００９】
この発明の第２の局面におけるロボットは、アーム部と、アーム部の先端部に設けられ、指部を含むロボット用ハンドユニットとを備え、指部は、第１リンク部および第１リンク部よりも指先側に配置された第２リンク部と、第２リンク部を第１リンク部に対して相対的に回動させる関節駆動部と、第２リンク部の第１リンク部に対する複数の回動位置において、作業対象に対して作業する際に第１リンク部および第２リンク部の少なくとも一方に対して係合または当接することによって第２リンク部が第１リンク部に対して相対的に回動するのを規制するストッパ部とを有する。
【００１０】
この発明の第２の局面によるロボットでは、上記のように、第２リンク部の第１リンク部に対する複数の回動位置において、作業対象に対して作業する際に第１リンク部および第２リンク部の少なくとも一方に対して係合または当接することによって第２リンク部が第１リンク部に対して相対的に回動するのを規制するストッパ部を指部に設けることによって、第２リンク部の複数の回動位置において、ストッパ部による係合または当接により、指部に加わる外力に対して抗することができるので、第２リンク部の回動位置が異なる指部の複数の姿勢において、関節駆動部に対する負荷を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１実施形態によるハンドユニットを備えるロボットの全体構成を示した概略図である。
【図２】本発明の第１実施形態によるハンドユニットの構成を示した側面図である。
【図３】本発明の第１実施形態によるハンドユニットの人差し指部を示した平面図である。
【図４】本発明の第１実施形態によるハンドユニットの人差し指部の押圧部が押圧されていない状態における図３の５００−５００線に沿った拡大断面図である。
【図５】本発明の第１実施形態によるハンドユニットの人差し指部の押圧部が押圧された状態における図３の５００−５００線に沿った拡大断面図である。
【図６】本発明の第１実施形態によるハンドユニットにより小型軽量の対象物を把持する動作を説明するための側面図である。
【図７】本発明の第１実施形態によるハンドユニットにより大型の対象物を把持する動作を説明するための側面図である。
【図８】本発明の第１実施形態によるハンドユニットにより大型の対象物が把持された状態を示した側面図である。
【図９】本発明の第２実施形態によるハンドユニットにおいて一対のストッパ部の一方のみが係合位置まで移動された状態を示した拡大断面図である。
【図１０】本発明の第２実施形態によるハンドユニットにおいて一対のストッパ部の両方が係合位置まで移動された状態を示した拡大断面図である。
【図１１】本発明の第１および第２実施形態によるハンドユニットの変形例を示した側面図である。
【図１２】本発明の第１および第２実施形態によるハンドユニットの変形例の構成を親指部側から見た概略図である。
【図１３】本発明の第１および第２実施形態によるハンドユニットの変形例の構成において対象物の把持姿勢を変えた状態を示した概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１３】
（第１実施形態）
まず、図１〜図８を参照して、本発明の第１実施形態によるハンドユニット１を備えたロボット１００の構成について説明する。なお、ハンドユニット１は、本発明の「ロボット用ハンドユニット」の一例である。
【００１４】
ロボット１００は、図１に示すように、本発明の第１実施形態によるハンドユニット１と、アーム部２とを備えている。また、ロボット１００は、壁面や床面などの設置面に基台３を介して取り付けられている。
【００１５】
アーム部２は、第１アームリンク２１、第２アームリンク２２、第３アームリンク２３、第４アームリンク２４、第５アームリンク２５、第６アームリンク２６およびフランジ２７が基台３側から先端に向かって順に連結されることによって構成されている。また、アーム部２には、各アームリンクを回動させる第１アクチュエータ２１１、第２アクチュエータ２２１、第３アクチュエータ２３１、第４アクチュエータ２４１、第５アクチュエータ２５１、第６アクチュエータ２６１および第７アクチュエータ２７１が設けられている。
【００１６】
具体的には、第１アームリンク２１は、第１アクチュエータ２１１を介して基台３に連結されている。また、第１アームリンク２１は、第１アクチュエータ２１１の駆動力により設置面に対して垂直な方向である回動軸２１１ａ回りに回動可能に構成されている。また、第２アームリンク２２は、第２アクチュエータ２２１を介して第１アームリンク２１に連結されている。また、第２アームリンク２２は、第２アクチュエータ２２１の駆動力により第１アームリンク２１に対して回動軸２１１ａに対して直交する回動軸２２１ａ回りに回動可能に構成されている。
【００１７】
上記第１アームリンク２１および第２アームリンク２２と同様に、第３アームリンク２３、第４アームリンク２４、第５アームリンク２５、第６アームリンク２６およびフランジ２７は、それぞれ、第２アームリンク２２、第３アームリンク２３、第４アームリンク２４、第５アームリンク２５および第６アームリンク２６に対して回動軸２３１ａ、回動軸２４１ａ、回動軸２５１ａ、回動軸２６１ａおよび回動軸２７１ａ回りに回動可能に構成されている。
【００１８】
また、ハンドユニット１は、アーム部２のフランジ２７に取り付けられている。次に、ハンドユニット１の構成について詳細に説明する。
【００１９】
ハンドユニット１は、図２に示すように、ハンド基部１１と、人間の人差し指に相当する人差し指部１２と、人間の親指に相当する親指部１３とから主として構成されている。また、ハンドユニット１は、人差し指部１２および親指部１３による対象物（作業対象）の把持動作（本実施形態では「作業」の一例として、把持動作を挙げている)を制御する指制御部１４をさらに備えている。また、ハンド基部１１および指制御部１４は、掌部１５により覆われている。なお、人差し指部１２は、本発明の「第１指部」および「指部」の一例であり、親指部１３は、本発明の「第２指部」の一例である。また、指制御部１４は、本発明の「制御部」の一例である。
【００２０】
ハンド基部１１の一方端部（図２のＺ１方向の端部）には、人差し指部１２が取り付けられている。また、ハンド基部１１の他方端部（図２のＺ２方向の端部）には、親指部１３が取り付けられている。
【００２１】
人差し指部１２は、ハンド基部１１から指先に向かって順に配置された関節駆動部１２１、１２２および１２３を含んでいる。関節駆動部１２１、１２２および１２３は、ともにフィードバック制御可能なサーボモータにより構成されている。また、関節駆動部１２１および１２２は、根元リンク部１２４により互いに連結されている。また、関節駆動部１２２および１２３は、中間リンク部１２５により互いに連結されている。また、関節駆動部１２３には、指先側に延びるように先端リンク部１２６が取り付けられている。また、先端リンク部１２６のさらに指先側には、指先端部１２７と爪部１２８とが設けられている。指先端部１２７および爪部１２８は、先端リンク部１２６に固定的に設けられており、先端リンク部１２６と一体的に移動するように構成されている。また、指先端部１２７は、ゴム等の素材により構成され、柔軟性を有するとともに、対象物に対するすべりを抑制するように構成されている。なお、関節駆動部１２２は、本発明の「第１関節駆動部」の一例であり、関節駆動部１２３は、本発明の「第２関節駆動部」の一例である。また、根元リンク部１２４は、本発明の「第１リンク部」の一例であり、中間リンク部１２５は、本発明の「第２リンク部」の一例である。また、先端リンク部１２６は、本発明の「第３リンク部」の一例である。
【００２２】
関節駆動部１２１は、根元リンク部１２４をハンド基部１１に対してＺ方向に延びる回動軸１２１ａ回りに回動可能に構成されている。また、関節駆動部１２２は、中間リンク部１２５を根元リンク部１２４に対して指幅方向に延びる回動軸１２２ａ回りに回動可能に構成されている。また、関節駆動部１２３は、先端リンク部１２６を中間リンク部１２５に対して指幅方向に延びる回動軸１２３ａ回りに回動可能に構成されている。また、人差し指部１２に対して関節駆動部１２１〜１２３の駆動力に抗して関節駆動部１２１〜１２３の駆動力よりも大きい外力が加えられた場合には、各リンク部１２４〜１２６は、駆動方向とは反対方向に他動的に回動されるように構成されている。すなわち、ハンドユニット１では、後述の一対のストッパ部１６および１７が機能していない場合において、トルクリミット制御によりトルクリミット値よりも大きい所定の大きさの外力に対して関節駆動部１２１〜１２３が回動されることによって対象物の形状に追従するように動作する倣い動作が可能となるので、人差し指部１２を対象物に対して柔軟に当接させることが可能となる。
【００２３】
また、根元リンク部１２４は、関節駆動部１２１および１２２を連結するリンク１２４ａと、リンク１２４ａを覆うカバー１２４ｂとを含んでいる。また、中間リンク部１２５は、関節駆動部１２２および１２３を連結するリンク１２５ａと、リンク１２５ａ、関節駆動部１２２および１２３を覆うカバー１２５ｂとを含んでいる。また、カバー１２５ｂの親指部１３が配置される側（図２のＺ２方向側）の表面には、後述の押圧部１８を収納可能な凹部１２５ｃが形成されている。
【００２４】
また、先端リンク部１２６は、関節駆動部１２３に取り付けられたリンク１２６ａと、リンク１２６ａを覆うカバー１２６ｂとを含んでいる。また、カバー１２４ｂ、１２５ｂおよび１２６ｂは、図２および３に示すように、指幅（図３のＹ方向の幅）および指の高さ（図２のＺ方向の高さ）が略同じになるように形成されている。これにより、第１実施形態の人差し指部１２は、人の人差し指の形状（姿勢）に近似した形状に形成されている。
【００２５】
親指部１３は、図２に示すように、ハンド基部１１から指先に向かって順に配置された関節駆動部１３１、１３２および１３３を含んでいる。関節駆動部１３１、１３２および１３３は、ともにサーボモータにより構成されている。なお、関節駆動部１３１は、本発明の「第３関節駆動部」の一例である。
【００２６】
また、関節駆動部１３１および１３２は、根元リンク部１３４により互いに連結されている。また、関節駆動部１３２および１３３は、中間リンク部１３５により互いに連結されている。また、関節駆動部１３３には、指先側に延びるように先端リンク部１３６が取り付けられている。また、先端リンク部１３６のさらに指先側には、指先端部１３７と爪部１３８とが設けられている。指先端部１３７および爪部１３８は、先端リンク部１３６に固定的に設けられており、先端リンク部１３６と一体的に移動するように構成されている。また、指先端部１３７は、ゴム等の素材により構成され、柔軟性を有するとともに、対象物に対するすべりを抑制するように構成されている。これにより、図６に示すように、小型の対象物１１０を指先端部１２７および１３７で摘む（把持する）際に、対象物が傷つくのを抑制することが可能である。また、対象物がすべることを抑制することができる。
【００２７】
関節駆動部１３１は、根元リンク部１３４をハンド基部１１に対して指幅方向に延びる回動軸１３１ａ回りに回動可能に構成されている。また、関節駆動部１３１は、人差し指部１２の関節駆動部１２１〜１２３および親指部１３の他の関節駆動部１３２、１３３よりも駆動力が大きくなるように構成されている。具体的には、人差し指部１２の関節駆動部１２１〜１２３および親指部１３の他の関節駆動部１３２、１３３は約２０Ｗの駆動出力を有しており、関節駆動部１３１はそれらの約５倍の約１００Ｗの駆動出力を有している。また、関節駆動部１３２は、中間リンク部１３５を根元リンク部１３４に対して回動軸１３２ａ回りに回動可能に構成されている。また、関節駆動部１３３は、先端リンク部１３６を中間リンク部１３５に対して指幅方向の回動軸１３３ａ回りに回動可能に構成されている。また、関節駆動部１３１〜１３３は、関節駆動部１３１〜１３３の駆動力に抗して関節駆動部１３１〜１３３の駆動力よりも大きい外力が加えられた場合には、駆動方向とは反対方向に他動的に回動されるように構成されている。すなわち、ハンドユニット１では、関節駆動部１３１〜１３３のトルクリミット制御により倣い動作可能であるので、親指部１３を対象物に対して柔軟に当接させることが可能である。
【００２８】
また、中間リンク部１３５は、関節駆動部１３２および１３３を連結するリンク１３５ａと、リンク１３５ａおよび関節駆動部１３３を覆うカバー１３５ｂとを含んでいる。また、先端リンク部１３６は、関節駆動部１３３に取り付けられたリンク１３６ａと、リンク１３６ａを覆うカバー１３６ｂとを含んでいる。また、カバー１３５ｂおよび１３６ｂは、図２に示すように、指の高さ（図２のＺ方向の高さ）が略同じになるように形成されている。また、カバー１３５ｂおよび１３６ｂは、指幅も略同じになるように形成されている。これにより、第１実施形態の親指部１３は、人の親指の形状に近似した形状に形成されている。
【００２９】
ここで、第１実施形態では、図２〜図５に示すように、人差し指部１２の中間リンク部１２５には、一対のストッパ部１６および１７と、押圧部１８とが設けられている。一対のストッパ部１６および１７は、カバー１２５ｂの内部において、人差し指部１２の延びる方向に隣接して配置されている。また、押圧部１８は、隣接する一対のストッパ部１６および１７の間に配置されている。なお、ストッパ部１６は、本発明の「第１ストッパ部」の一例であり、ストッパ部１７は、本発明の「第２ストッパ部」の一例である。
【００３０】
一対のストッパ部１６および１７は、図３〜図５に示すように、それぞれ、圧縮バネ１６ａおよび１７ａを介して中間リンク部１２５のカバー１２５ｂに取り付けられている。具体的には、人差し指部１２の根元側に配置された一方のストッパ部１６は、圧縮バネ１６ａによりカバー１２５ｂの根元側（図３〜図５のＸ２方向側）の壁部の内面に取り付けられている。また、人差し指部１２の指先側に配置された他方のストッパ部１７は、圧縮バネ１７ａによりカバー１２５ｂの指先側（図３〜図５のＸ１方向側）の壁部の内面に取り付けられている。
【００３１】
また、一方のストッパ部１６は、圧縮バネ１６ａの付勢力に抗して根元リンク部１２４側（図３〜図５のＸ２方向側）に向かって中間リンク部１２５の延びる方向に直線移動可能に構成されている。また、ストッパ部１６は、根元リンク部１２４側に向かって延びる突出ピン１６１を有している。突出ピン１６１は、図５に示すように、ストッパ部１６が根元リンク部１２４側に向かって移動する際に、カバー１２５ｂの開口部１２５ｄを介してカバー１２５ｂの外側に突出するように構成されている。また、突出ピン１６１は、カバー１２５ｂの外側に突出することによって根元リンク部１２４のカバー１２４ｂに形成された後述のスリット孔１２４ｃに係合するように構成されている。突出ピン１６１は、スリット孔１２４ｃに係合することによって、中間リンク部１２５が根元リンク部１２４に対して回動するのを規制するように構成されている。
【００３２】
また、ストッパ部１６は、図４および図５に示すように、他方のストッパ部１７に対向する対向面１６２を有している。また、対向面１６２は、押圧部１８の後述の傾斜面１８２ａに対応する形状に形成されている。具体的には、対向面１６２は、ストッパ部１６の移動方向（図４および図５のＸ方向）に対して傾斜するように押圧部１８の傾斜面１８２ａと略同じ傾斜角度に形成されている。また、対向面１６２は、押圧部１８の傾斜面１８２ａに当接するように配置されている。また、ストッパ部１６は、押圧部１８の傾斜面１８２ａにより対向面１６２が押圧されることによって、根元リンク部１２４側（図４および図５のＸ２方向側）に向かって移動するように構成されている。なお、対向面１６２は、本発明の「第２傾斜面」の一例であり、傾斜面１８２ａは、本発明の「第１傾斜面」の一例である。
【００３３】
また、他方のストッパ部１７は、上記一方のストッパ部１６と同様に構成されている。詳細には、他方のストッパ部１７は、圧縮バネ１７ａの付勢力に抗して先端リンク部１２６側（図３〜図５のＸ１方向側）に向かって中間リンク部１２５の延びる方向に直線移動可能に構成されている。また、ストッパ部１７は、先端リンク部１２６側に向かって延びる突出ピン１７１を有している。突出ピン１７１は、図５に示すように、ストッパ部１７が先端リンク部１２６側に向かって移動する際に、カバー１２５ｂの開口部１２５ｅを介してカバー１２５ｂの外側に突出するように構成されている。詳細には、突出ピン１７１は、カバー１２５ｂの外側に突出することによって先端リンク部１２６のカバー１２６ｂに形成された後述のスリット孔１２６ｃに係合するように構成されている。突出ピン１７１は、スリット孔１２６ｃに係合することによって、先端リンク部１２６が中間リンク部１２５に対して回動するのを規制するように構成されている。
【００３４】
また、ストッパ部１７は、図４および図５に示すように、一方のストッパ部１６に対向する対向面１７２を有している。また、対向面１７２は、押圧部１８の後述の傾斜面１８２ｂに対応する形状に形成されている。具体的には、対向面１７２は、ストッパ部１７の移動方向（図４および図５のＸ方向）に対して傾斜するように押圧部１８の傾斜面１８２ｂと略同じ傾斜角度に形成されている。また、対向面１７２は、押圧部１８の傾斜面１８２ｂに当接するように配置されている。また、ストッパ部１７は、押圧部１８の傾斜面１８２ｂにより対向面１７２が押圧されることによって、先端リンク部１２６側（図４および図５のＸ１方向側）に向かって移動するように構成されている。
【００３５】
押圧部１８は、図２〜図５に示すように、中間リンク部１２５の親指部１３が配置される側（図２〜図５のＺ２方向側）に配置されている。また、押圧部１８は、図４および図５に示すように、対象物が当接される当接部１８１と、傾斜面１８２ａおよび１８２ｂを有する挿入部１８２とを含んでいる。また、当接部１８１は、親指部１３に対向するように配置されている。また、当接部１８１は、中間リンク部１２５の延びる方向（図４および図５のＸ方向）に挿入部１８２よりも張り出した張出部１８１ａを有している。また、挿入部１８２は、カバー１２５ｂの凹部１２５ｃに設けられた開口部１２５ｆを介してカバー１２５ｂの内部に挿入されている。また、挿入部１８２は、人差し指部１２の腹側（図４および図５のＺ２方向側）から背側（図４および図５のＺ１方向側）に向かって先細りのテーパ形状に形成されている。具体的には、挿入部１８２の傾斜面１８２ａおよび１８２ｂは、それぞれ、ストッパ部１６および１７に対向するように配置されている。また、傾斜面１８２ａおよび１８２ｂは、対象物による押圧方向（図４および図５のＺ１方向）に対して傾斜するように形成されている。また、傾斜面１８２ａおよび１８２ｂは、人差し指部１２の腹側から背側に向かって互いに徐々に接近する方向に傾斜している。
【００３６】
また、押圧部１８は、当接部１８１が対象物により押圧されることによって、押圧方向（図４および図５のＺ１方向）に移動するように構成されている。具体的には、押圧部１８は、人差し指部１２の腹側から背側に向かって移動可能に構成されている。また、挿入部１８２は、図５に示すように、当接部１８１が押圧された場合に、一対のストッパ部１６および１７を両側に押し退けるようにしてそれらの間に挿入されるように構成されている。具体的には、挿入部１８２は、人差し指部１２の腹側から背側に向かって移動するのに伴って、傾斜面１８２ａおよび１８２ｂにより、それぞれ、対向面１６２および対向面１７２を押圧するように構成されている。この際、挿入部１８２は、圧縮バネ１６ａおよび１７ａの付勢力に抗してストッパ部１６およびストッパ部１７を押圧するように構成されている。また、押圧部１８は、押圧方向に移動する際に、当接部１８１の張出部１８１ａがカバー１２５ｂの開口部１２５ｆの周囲の部分に当接するように構成されている。これにより、押圧部１８が所定量以上押圧方向に移動するのを防止することが可能である。また、当接部１８１は、張出部１８１ａがカバー１２５ｂに当接した状態において、凹部１２５ｃの内部に収納されている。
【００３７】
また、押圧部１８は、図４に示すように、当接部１８１への押圧力が解除されると、圧縮バネ１６ａおよび１７ａの付勢力により、人差し指部１２の背側から腹側に向かって移動されるように構成されている。具体的には、押圧部１８は、ストッパ部１６の対向面１６２およびストッパ部１７の対向面１７２により挿入部１８２の傾斜面１８２ａおよび１８２ｂがそれぞれ押圧されることによって、押圧方向とは反対方向（図４および図５のＺ２方向）に移動されるように構成されている。これにより、押圧部１８は、当接部１８１が凹部１２５ｃの内部に収納された図５の位置から当接部１８１が凹部１２５ｃの外側に配置された図４の位置に移動される。
【００３８】
また、図４および図５に示すように、根元リンク部１２４のカバー１２４ｂの中間リンク部１２５側の端部近傍には、ストッパ部１６の突出ピン１６１に係合可能なようにスリット状に形成された３つのスリット孔１２４ｃが形成されている。詳細には、カバー１２４ｂの中間リンク部１２５側の端部近傍の部分は、半円形状に形成されており、３つのスリット孔１２４ｃは、この半円形状の部分に４５度間隔で形成されている。
【００３９】
より詳細には、３つのスリット孔１２４ｃのうちの１つのスリット孔１２４ｃは、中間リンク部１２５が根元リンク部１２４に対して回動されていない状態（根元リンク部１２４および中間リンク部１２５が互いに伸展された状態）において、突出ピン１６１が挿入可能な位置に配置されている。そして、他の２つのスリット孔１２４ｃは、それぞれ、上記１つのスリット孔１２４ｃに対して±４５度の位置に形成されている。すなわち、３つのスリット孔１２４ｃは、中間リンク部１２５が根元リンク部１２４に対して回動されていない状態（根元リンク部１２４および中間リンク部１２５が互いに伸展された状態）、および、中間リンク部１２５が根元リンク部１２４に対して±４５度回動された屈曲状態において、突出ピン１６１がいずれかのスリット孔１２４ｃに挿入可能なように配置されている。これにより、中間リンク部１２５が根元リンク部１２４に対して０度および±４５度回動された複数の回動位置において、突出ピン１６１により、中間リンク部１２５が根元リンク部１２４に対して回動するのを規制することが可能である。なお、スリット孔１２４ｃは、本発明の「第１係合部」の一例である。
【００４０】
先端リンク部１２６のカバー１２６ｂの中間リンク部１２５側の端部近傍の部分は、上記根元リンク部１２４のカバー１２４ｂの中間リンク部１２５側の端部近傍の部分と同様に構成されている。具体的には、カバー１２６ｂには、３つのスリット孔１２６ｃが形成されている。これら３つのスリット孔１２６ｃは、ストッパ部１６の突出ピン１６１に対するカバー１２４ｂの３つのスリット孔１２４ｃと同様に、ストッパ部１７の突出ピン１７１に対して係合可能に構成されている。また、３つのスリット孔１２６ｃは、先端リンク部１２６が中間リンク部１２５に対して回動されていない状態（先端リンク部１２６および中間リンク部１２５が互いに伸展された状態）、および、先端リンク部１２６が中間リンク部１２５に対して±４５度回動された屈曲状態において、突出ピン１７１がいずれかのスリット孔１２６ｃに挿入可能なように配置されている。これにより、先端リンク部１２６が中間リンク部１２５に対して０度および±４５度回動された複数の回動位置において、突出ピン１７１により、先端リンク部１２６が中間リンク部１２５に対して回動するのを規制することが可能である。なお、スリット孔１２６ｃは、本発明の「第２係合部」の一例である。
【００４１】
指制御部１４は、図示しない上位装置からの指示に基づいて、ハンドユニット１の把持動作を制御するように構成されている。また、指制御部１４は、図示しない配線により各関節駆動部１２１〜１２３および１３１〜１３３に接続されている。また、指制御部１４は、各関節駆動部１２１〜１２３および１３１〜１３３を互いに独立して駆動させることが可能に構成されている。これにより、ハンドユニット１では、把持する対象物の形状に応じて人差し指部１２および親指部１３の姿勢を変動させることが可能である。また、指制御部１４は、各関節駆動部１２１〜１２３および１３１〜１３３の回動角度、回動速度および回動トルクを制御可能に構成されている。また、上位装置は、対象物の図示しないＩＤタグ等を検出したり画像認識したりすることによって、対象物の外形寸法や重量等の情報を取得して取得結果を指制御部１４に通知するように構成されている。
【００４２】
次に、図６を参照して、人差し指部１２の指先端部１２７および親指部１３の指先端部１３７により、ネジ等の小型軽量の対象物１１０を把持する動作について説明する。
【００４３】
まず、指制御部１４により、小型の対象物を人差し指部１２の指先端部１２７および親指部１３の指先端部１３７により挟み込むように、各関節駆動部１２１〜１２３を駆動して人差し指部１２の姿勢を把持する対象物１１０の形状に応じた姿勢とするとともに関節駆動部１３１〜１３３を駆動して親指部１３の形状を把持する対象物１１０に応じた姿勢とする。この際、指制御部１４により、中間リンク部１２５に設けられた押圧部１８に対象物が当接されないように、人差し指部１２および親指部１３の姿勢を調整する。これにより、突出ピン１６１および１７１が共にスリット孔１２４ｃおよび１２６ｃのいずれにも係合されていない状態で、人差し指部１２の指先端部１２７および親指部１３の指先端部１３７により小型の対象物１００を把持することが可能である。この状態において、人差し指部１２に対して関節駆動部１２１〜１２３の駆動力に抗して関節駆動部１２１〜１２３の駆動力よりも大きい外力が加えられた場合には、関節駆動部１２１〜１２３の駆動力が外力に負けて、各リンク部１２４〜１２６が関節駆動部１２１〜１２３の駆動力による回動方向とは反対方向に回動される。すなわち、各リンク部１２４〜１２６が外力に対して倣い動作可能であるので、人差し指部１２が対象物１１０に対して柔軟に当接される。また、親指部１３についても同様に、各リンク部１３４〜１３６が外力に対して倣い動作可能であるので、親指部１３が対象物１１０に対して柔軟に当接される。
【００４４】
次に、図４、図５、図７および図８を参照して、第１実施形態の構成において、人差し指部１２および親指部１３により、大型の対象物１２０を把持する動作について説明する。
【００４５】
まず、図７に示すように、指制御部１４により、対象物１２０の形状に対応するように、各関節駆動部１２１〜１２３を駆動して人差し指部１２の姿勢を調整する。具体的には、図４に示すように、指制御部１４は、突出ピン１６１が係合可能な位置に３つのスリット孔１２４ｃのいずれかが配置されるように関節駆動部１２２を駆動するとともに、突出ピン１７１が係合可能な位置に３つのスリット孔１２６ｃのいずれかが配置されるように関節駆動部１２３を駆動する。すなわち、突出ピン１６１、中間リンク部１２５の開口部１２５ｄおよび根元リンク部１２４のスリット孔１２４ｃが互いに同一直線上に配置されるとともに、突出ピン１７１、中間リンク部１２５の開口部１２５ｅおよび先端リンク部１２６のスリット孔１２６ｃが互いに同一直線上に配置される。この際、中間リンク部１２５に設けられた押圧部１８は、対象物１２０に当接されていない。
【００４６】
そして、指制御部１４により、対象物１２０の形状に対応するように、各関節駆動部１３１〜１３３を駆動して親指部１３の姿勢を調整する。この際、指制御部１４により、親指部１３の人差し指部１２側の表面に対象物１２０が当接されるように親指部１３を配置する。その後、指制御部１４により、関節駆動部１３１を駆動して、親指部１３により対象物１２０を人差し指部１２側に移動させて押圧部１８に押し付ける。これにより、図５および図８に示すように、押圧部１８は、当接部１８１が対象物により押圧されて押圧方向に移動される。そして、図５に示すように、押圧部１８の挿入部１８２により押圧されたストッパ部１６および１７が、それぞれ、根元リンク部１２４側および先端リンク部１２６側に移動される。これにより、ストッパ部１６の突出ピン１６１が根元リンク部１２４の対応するスリット孔１２４ｃに係合されるとともに、ストッパ部１７の突出ピン１７１が先端リンク部１２６の対応するスリット孔１２６ｃに係合される。このようにストッパ部１６（１７）の突出ピン１６１（１７１）がスリット孔１２４ｃ（１２６ｃ）に係合されることによって、中間リンク部１２５（先端リンク部１２６）が根元リンク部１２４（中間リンク部１２５）に対して回動するのが規制される。
【００４７】
第１実施形態では、上記のように、中間リンク部１２５の根元リンク部１２４に対する複数の回動位置において、対象物を把持する際に根元リンク部１２４および中間リンク部１２５の少なくとも一方に対して係合することによって中間リンク部１２５が根元リンク部１２４に対して相対的に回動するのを規制するストッパ部１６を人差し指部１２に設けることによって、中間リンク部１２５の複数の回動位置において、ストッパ部１６による係合により、人差し指部１２に加わる外力に対して抗することができるので、中間リンク部１２５の回動位置が異なる人差し指部１２の複数の姿勢において、関節駆動部１２２に対する負荷を軽減することができる。
【００４８】
また、第１実施形態では、上記のように、対象物を把持する際に対象物により押圧される押圧部１８を人差し指部１２に設け、対象物により押圧された押圧部１８が押圧方向（Ｚ１方向）に移動するのに伴って中間リンク部１２５側から根元リンク部１２４側に向かって移動されるとともに、根元リンク部１２４に対して係合することによって中間リンク部１２５が根元リンク部１２４に対して相対的に回動するのを規制するようにストッパ部１６を構成する。これによって、押圧部１８の押圧方向への移動に伴ってストッパ部１６を容易に根元リンク部１２４側に移動させることができるので、ストッパ部１６を容易に根元リンク部１２４に対して係合させることができる。
【００４９】
また、第１実施形態では、上記のように、押圧方向（Ｚ１方向）に対して傾斜する傾斜面１８２ａを押圧部１８に設け、押圧部１８の傾斜面１８２ａに対応する形状の対向面１６２をストッパ部１６に設けるとともに、押圧部１８が押圧方向に移動する際に対向面１６２が傾斜面１８２ａにより押圧されることによって、中間リンク部１２５側から根元リンク部１２４側に向かって押圧部１８に対する押圧方向と交差する方向に移動するようにストッパ部１６を構成する。これによって、押圧部１８に対する押圧方向と交差する方向に容易にストッパ部１６を移動させることができるので、押圧部１８に対する押圧方向と中間リンク部１２５側から根元リンク部１２４側に向かう方向とが異なる場合にも、容易に、ストッパ部１６を中間リンク部１２５側から根元リンク部１２４側に向かって移動させることができる。
【００５０】
また、第１実施形態では、上記のように、押圧部１８が押圧方向（Ｚ１方向）に移動するのに伴って中間リンク部１２５側から根元リンク部１２４側に向かってストッパ部１６が移動される際に、根元リンク部１２４側に設けられた複数のスリット孔１２４ｃのいずれかに係合することによって中間リンク部１２５が根元リンク部１２４に対して相対的に回動するのを規制するようにストッパ部１６を構成する。これによって、ストッパ部１６とスリット孔１２４ｃとの係合により、確実に、中間リンク部１２５が根元リンク部１２４に対して相対的に回動するのを規制することができる。また、複数のスリット孔１２４ｃを設けることによって、根元リンク部１２４に対する中間リンク部１２５の複数の回動位置で容易にストッパ部１６とスリット孔１２４ｃとを係合させることができる。
【００５１】
また、第１実施形態では、上記のように、中間リンク部１２５よりも指先側に配置された先端リンク部１２６と、先端リンク部１２６を中間リンク部１２５に対して相対的に回動させる関節駆動部１２３と、押圧部１８により押圧されることによって中間リンク部１２５側から先端リンク部１２６側に向かって移動される際に、先端リンク部１２６側に設けられた複数のスリット孔１２６ｃのいずれかに係合することによって先端リンク部１２６が中間リンク部１２５に対して相対的に回動するのを規制するストッパ部１７とを設けるとともに、押圧部１８を、ストッパ部１６および１７がそれぞれの係合位置まで移動されるようにストッパ部１６および１７の両方を押圧するように構成する。これによって、１つの押圧部１８を用いる簡易な方法でストッパ部１６および１７の両方を係合位置まで移動させることができるので、容易に、中間リンク部１２５の根元リンク部１２４に対する回動および先端リンク部１２６の中間リンク部１２５に対する回動の両方を規制することができる。
【００５２】
また、第１実施形態では、上記のように、根元リンク部１２４に対してストッパ部１６が係合していない状態において、関節駆動部１２２による駆動力に抗する所定の大きさの外力が加えられた場合に、関節駆動部１２２による回動方向とは反対方向に回動することによって倣い動作可能に人差し指部１２を構成する。これによって、根元リンク部１２４に対してストッパ部１６が係合しないように対象物を把持すれば、対象物を柔軟に把持することができる。これにより、本発明の第１実施形態によるハンドユニット１では、ストッパ部１６を機能させて対象物を強固に把持することができるとともに、ストッパ部１６を機能させずに対象物を柔軟に把持することもできる。
【００５３】
また、第１実施形態では、上記のように、人差し指部１２との間に対象物を挟み込むことによって対象物を把持する親指部１３と、親指部１３を人差し指部１２側に向かって回動させる関節駆動部１３１とを設け、関節駆動部１３１により親指部１３が回動されることによって対象物が人差し指部１２側に移動されて押圧部１８が押圧されるように構成する。これによって、親指部１３を回動させる関節駆動部１３１を用いて、押圧部１８を確実に押圧することができるので、ストッパ部１６を確実に機能させることができる。
【００５４】
また、第１実施形態では、上記のように、親指部１３側の関節駆動部１３１を、人差し指部１２側の関節駆動部１２２よりも駆動力が大きくなるように構成する。これによって、大きな駆動力を有する親指部１３側の関節駆動部１３１により対象物を人差し指部１２に押し付ける場合でも、押圧部１８が押圧されてストッパ部１６が機能するので、より強固に対象物を把持することができる。したがって、人差し指部１２側に駆動力の小さい関節駆動部１２２を用いた場合でも、親指部１３側の関節駆動部１３１の駆動力をより有効に用いることができる。
【００５５】
また、第１実施形態では、上記のように、把持動作を制御する指制御部１４を設け、指制御部１４を、人差し指部１２を対象物に対応した姿勢とした状態で、押圧部１８が対象物により押圧されるように制御するように構成する。これによって、指制御部１４により、人差し指部１２の姿勢が対象物に対応するように形成された状態で容易に押圧部１８を押圧することができるので、容易に、対象物に対応する姿勢に形成された人差し指部１２により対象物を強固に把持することができる。
【００５６】
（第２実施形態）
次に、図９および図１０を参照して、第２実施形態について説明する。この第２実施形態では、突出ピン１６１、開口部１２５ｄおよびスリット孔１２４ｃを互いに同一直線上に配置させるとともに、突出ピン１７１、開口部１２５ｅおよびスリット孔１２６ｃを互いに同一直線上に配置させた状態で押圧部１８を押圧する構成の上記第１実施形態とは異なり、スリット孔１２４ｃおよび１２６ｃの配置位置に拘わらず押圧部２１８を押圧可能な構成について説明する。なお、第２実施形態では、上記第１実施形態と同じ構成については同じ符号を付してその説明を省略する。
【００５７】
第２実施形態では、押圧部２１８は、弾性変形可能なゴム部材により構成されている。これにより、図９に示すように、ストッパ部１６の突出ピン１６１、開口部１２５ｄおよびスリット孔１２４ｃが互いに同一直線上に配置されていない状態であっても、ストッパ部１６に当接する挿入部１８２が弾性変形されるので、押圧部２１８を押圧して押圧方向（図９のＺ１方向）に移動することが可能である。
【００５８】
次に、図７〜図１０を参照して、第２実施形態の構成において、人差し指部１２および親指部１３により大型の対象物１２０を把持する動作について説明する。
【００５９】
まず、図７に示すように、指制御部１４により、対象物１２０の形状に対応するように、各関節駆動部１２１〜１２３を駆動して人差し指部１２の姿勢を調整する。第２実施形態では、上記第１実施形態とは異なり、スリット孔１２４ｃ（１２６ｃ）を突出ピン１６１（１７１）および中間リンク部１２５の開口部１２５ｄ（１２５ｅ）に対して同一直線上に配置させる必要がない。また、指制御部１４により、対象物１２０の形状に対応するように、各関節駆動部１３１〜１３３を駆動して親指部１３の姿勢を調整する。そして、指制御部１４により、関節駆動部１３１を駆動して、親指部１３により対象物１２０を人差し指部１２側に移動させて押圧部１８に押し付ける。これにより、図８に示すように、押圧部１８は、当接部１８１が対象物１２０により押圧されて押圧方向に移動される。
【００６０】
この際、たとえば、図９に示すように、突出ピン１７１、開口部１２５ｅおよびスリット孔１２６ｃが互いに同一直線上に配置されている一方、突出ピン１６１、開口部１２５ｄおよびスリット孔１２４ｃが互いに同一直線上に配置されていない場合には、ストッパ部１７は、突出ピン１７１がスリット孔１２６ｃに係合される係合位置まで移動されるように押圧部１８の傾斜面１８２ｂにより押圧されるとともに、ストッパ部１６は、突出ピン１６１が根元リンク部１２４のカバー１２４ｂの外側表面に当接されて係合位置まで移動されない。すなわち、押圧部１８は、弾性変形することによって一対のストッパ部１６および１７の一方のみを係合位置まで移動させることが可能である。
【００６１】
図９の状態において、先端リンク部１２６は、ストッパ部１７の突出ピン１７１により、中間リンク部１２５に対して回動が規制されているとともに、中間リンク部１２５は、ストッパ部１６の突出ピン１６１がスリット孔１２４ｃに係合されていないので、根元リンク部１２４に対して倣い動作可能（関節駆動部１２２の駆動力に抗して回動可能）な状態になっている。そして、人差し指部１２側の関節駆動部１２２、１２３よりも駆動力が大きい親指部１３側の関節駆動部１３１により、対象物１２０を押圧部１８にさらに押し付けると、図１０に示すように、中間リンク部１２５が根元リンク部１２４に対して回動されて、根元リンク部１２４のスリット孔１２４ｃが突出ピン１６１および開口部１２５ｄに対して同一直線上に配置される。この際、ストッパ部１６が係合位置まで移動されることによって、突出ピン１６１がスリット孔１２４ｃに係合される。これにより、中間リンク部１２５は、根元リンク部１２４に対して回動するのが突出ピン１６１により規制される。
【００６２】
なお、第２実施形態のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。
【００６３】
第２実施形態では、上記のように、押圧部２１８を、変形可能に構成するとともに、変形することによってストッパ部１６および１７の一方のみが係合位置まで移動されるようにストッパ部１６および１７を押圧することが可能に構成する。これによって、上記第１実施形態の場合とは異なり、スリット孔１２４ｃおよび１２６ｃの両方が係合可能な位置に配置されるように人差し指部１２の姿勢を調整する必要がなく、押圧部２１８により、ストッパ部１６および１７を互いに独立して係合位置に移動させることができるので、把持動作を容易に行うことができる。
【００６４】
第２実施形態では、上記のように、人差し指部１２側の関節駆動部１２２（１２３）よりも駆動力が大きくなるように親指部１３側の関節駆動部１３１を構成することによって、人差し指部１２側の関節駆動部１２２（１２３）を回動させやすくなるので、ストッパ部１６（１７）が係合可能な状態になるようにスリット孔１２４ｃ（１２６ｃ）を容易に移動させることができる。
【００６５】
なお、第２実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。
【００６６】
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【００６７】
たとえば、上記第１および第２実施形態では、本発明のハンドユニットを、主としてアーム部からなるロボットに適用する例について説明したが、本発明はこれに限られない。本発明のハンドユニットを、たとえば、人型ロボットなど、主としてアーム部からなるロボット以外のロボットに適用してもよい。
【００６８】
また、上記第１および第２実施形態では、一対のストッパ部を設けて２つの回動部分（人間の関節に相当する部分）の回動を規制する構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、１つのストッパ部を設けて１つの回動部分の回動を規制する構成であってもよいし、３つ以上のストッパ部を設けて３つ以上の回動部分の回動を規制する構成であってもよい。たとえば、図１１に示すように、人差し指部１２の根元の関節駆動部３２１が指幅方向に延びる回動軸３２１ａ回りに回動可能なハンドユニット３０１の構成において、中間リンク部１２５に加えて、根元リンク部１２４にもストッパ部３１６を設けることによって、押圧部３１８が押圧された際に根元リンク部１２４が回動するのをストッパ部３１６により規制するように構成してもよい。
【００６９】
また、上記第１および第２実施形態では、本発明のストッパ部を人差し指部に設ける例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、ストッパ部を親指部に設けてもよいし、人差し指部および親指部の両方に設けてもよい。また、図１２および図１３に示すように、ハンドユニット４０１に、人差し指部１２および親指部１３に加えて、人間の小指に相当する小指部４０２を設けて、人差し指部１２および小指部４０２の両方に本発明のストッパ部を設けてもよい。この場合、ストッパ部を機能させながら、人差し指部１２および小指部４０２の姿勢を独立して変形させることによって把持する対象物の角度を変えることができる。これにより、たとえば、ドリル等の工具を把持する場合に、周辺の作業スペースを考慮して工具の向きを変えながら作業することができるので、作業性を向上させることができる。
【００７０】
また、上記第１および第２実施形態では、第２指部としての親指部を用いて対象物を押圧部に押し付けることによって押圧部を押圧する構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、たとえば、親指部を用いることなく、第１指部としての人差し指を移動させることによって押圧部を対象物に押し付ける構成であってもよい。この場合、親指部を用いることなく人差し指部だけで、鉄棒にぶら下がったり買い物袋をぶら下げたりすることができる。また、押圧部を対象物に押し付けるようにしながら人差し指部を対象物に引っ掛けることによって、ストッパ部を機能させた状態で対象物を引き寄せることができる。
【００７１】
また、上記第１および第２実施形態では、（第１および第２）係合部としてのスリット孔を４５度間隔で３つ設ける例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、スリット孔を４５度間隔以外の間隔で設けてもよいし、複数であれば、２つまたは４つ以上のスリット孔を設ける構成であってもよい。
【００７２】
また、上記第１および第２実施形態では、（第１および第２）係合部の一例として、スリット孔を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、ストッパ部と係合可能であれば、たとえば、凸部などスリット孔以外の係合部であってもよい。
【００７３】
また、上記第１および第２実施形態では、ストッパ部を第１係合部としてのスリット孔に係合させることによって回動を規制する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、係合により回動を規制する場合に限らず、ストッパ部が第１リンク部および第２リンク部の少なくとも一方に対して当接することによって回動を規制してもよい。たとえば、ストッパ部と第１リンク部および第２リンク部の少なくとも一方との間の摩擦力によって回動を規制する構成であってもよい。このように構成しても、係合の場合と同様に、中間リンク部１２５の複数の回動位置において、ストッパ部１６による当接により、人差し指部１２に加わる外力に対して抗することができるので、人差し指部１２の複数の姿勢において、関節駆動部１２２に対する負荷を軽減することができる。
【００７４】
また、上記第１および第２実施形態では、第２リンク部としての中間リンク部に設けられたストッパ部１６を第１リンク部としての根元リンク部に対して係合させることによって第２リンク部の第１リンク部に対する回動を規制する構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、ストッパ部を第２リンク部に係合（当接）させることによって第２リンク部の第１リンク部に対する回動を規制する構成であってもよいし、ストッパ部を第１リンク部および第２リンク部の両方に係合（当接）させることによって第２リンク部の第１リンク部に対する回動を規制する構成であってもよい。
【００７５】
また、上記第２実施形態では、押圧部をゴム部材により構成する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、押圧部を、変形可能に構成すれば、ゴム部材以外の材質で構成してもよい。
【符号の説明】
【００７６】
１、３０１、４０１ ハンドユニット（ロボット用ハンドユニット）
２ アーム部
１２ 人差し指部（第１指部、指部）
１３ 親指部（第２指部）
１４ 指制御部（制御部）
１６ ストッパ部（第１ストッパ部）
１７ ストッパ部（第２ストッパ部）
１８、２１８、３１８ 押圧部
１００ ロボット
１２２ 関節駆動部（第１関節駆動部）
１２３ 関節駆動部（第２関節駆動部）
１２４ 根元リンク部（第１リンク部）
１２４ｃ スリット孔（第１係合部）
１２５ 中間リンク部（第２リンク部）
１２６ 先端リンク部（第３リンク部）
１２６ｃ スリット孔（第２係合部）
１３１ 関節駆動部（第３関節駆動部）
１６２ 対向面（第２傾斜面）
１８２ａ 傾斜面（第１傾斜面）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロボット用ハンドユニットおよびロボットに関し、特に、複数のリンク部を相対的に回動可能な指部を備えるロボット用ハンドユニットおよびロボットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数のリンク部を相対的に回動可能な指部を備えるロボット用ハンドユニットが知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
上記特許文献１には、複数のリンク部と、リンク部間に配置され、隣接するリンク部を相対的に回動させる指駆動手段（関節駆動部）とを含む指部を備えたハンド装置（ロボット用ハンドユニット）が開示されている。このハンド装置は、指部が屈曲した状態では、指駆動手段による駆動力だけで指部に加わる外力に対して抗するように構成されている。また、上記特許文献１のハンド装置は、指部が伸展した状態では、隣接するリンク部同士が互いに当接することによって、外力による指部の反りが規制されるように構成されている。これにより、上記特許文献１のハンド装置では、指部が伸展した状態において、指駆動手段による駆動力とは別に、リンク部同士が当接することによっても指部に加わる外力に対して抗することが可能であるので、指駆動手段に対する負荷を軽減することが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１４９４４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に記載のハンド装置（ロボット用ハンドユニット）では、指部が伸展した状態でしか隣接するリンク部同士が互いに当接されないので、指部が伸展した単一の姿勢でしか指駆動手段に対する負荷を軽減することができないという問題点がある。
【０００６】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、指部の複数の姿勢において、関節駆動部に対する負荷を軽減することが可能なロボット用ハンドユニットおよびロボットを提供することである。
【課題を解決するための手段および発明の効果】
【０００７】
上記目的を達成するために、この発明の第１の局面におけるロボット用ハンドユニットは、第１リンク部および第１リンク部よりも指先側に配置された第２リンク部と、第２リンク部を第１リンク部に対して相対的に回動させる第１関節駆動部と、第２リンク部の第１リンク部に対する複数の回動位置において、作業対象に対して作業する際に第１リンク部および第２リンク部の少なくとも一方に対して係合または当接することによって第２リンク部が第１リンク部に対して相対的に回動するのを規制する第１ストッパ部とを含む第１指部を備える。
【０００８】
この発明の第１の局面によるロボット用ハンドユニットでは、上記のように、第２リンク部の第１リンク部に対する複数の回動位置において、作業対象に対して作業する際に第１リンク部および第２リンク部の少なくとも一方に対して係合または当接することによって第２リンク部が第１リンク部に対して相対的に回動するのを規制する第１ストッパ部を第１指部に設けることによって、第２リンク部の複数の回動位置において、第１ストッパ部による係合または当接により、第１指部に加わる外力に対して抗することができるので、第２リンク部の回動位置が異なる第１指部の複数の姿勢において、第１関節駆動部に対する負荷を軽減することができる。
【０００９】
この発明の第２の局面におけるロボットは、アーム部と、アーム部の先端部に設けられ、指部を含むロボット用ハンドユニットとを備え、指部は、第１リンク部および第１リンク部よりも指先側に配置された第２リンク部と、第２リンク部を第１リンク部に対して相対的に回動させる関節駆動部と、第２リンク部の第１リンク部に対する複数の回動位置において、作業対象に対して作業する際に第１リンク部および第２リンク部の少なくとも一方に対して係合または当接することによって第２リンク部が第１リンク部に対して相対的に回動するのを規制するストッパ部とを有する。
【００１０】
この発明の第２の局面によるロボットでは、上記のように、第２リンク部の第１リンク部に対する複数の回動位置において、作業対象に対して作業する際に第１リンク部および第２リンク部の少なくとも一方に対して係合または当接することによって第２リンク部が第１リンク部に対して相対的に回動するのを規制するストッパ部を指部に設けることによって、第２リンク部の複数の回動位置において、ストッパ部による係合または当接により、指部に加わる外力に対して抗することができるので、第２リンク部の回動位置が異なる指部の複数の姿勢において、関節駆動部に対する負荷を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１実施形態によるハンドユニットを備えるロボットの全体構成を示した概略図である。
【図２】本発明の第１実施形態によるハンドユニットの構成を示した側面図である。
【図３】本発明の第１実施形態によるハンドユニットの人差し指部を示した平面図である。
【図４】本発明の第１実施形態によるハンドユニットの人差し指部の押圧部が押圧されていない状態における図３の５００−５００線に沿った拡大断面図である。
【図５】本発明の第１実施形態によるハンドユニットの人差し指部の押圧部が押圧された状態における図３の５００−５００線に沿った拡大断面図である。
【図６】本発明の第１実施形態によるハンドユニットにより小型軽量の対象物を把持する動作を説明するための側面図である。
【図７】本発明の第１実施形態によるハンドユニットにより大型の対象物を把持する動作を説明するための側面図である。
【図８】本発明の第１実施形態によるハンドユニットにより大型の対象物が把持された状態を示した側面図である。
【図９】本発明の第２実施形態によるハンドユニットにおいて一対のストッパ部の一方のみが係合位置まで移動された状態を示した拡大断面図である。
【図１０】本発明の第２実施形態によるハンドユニットにおいて一対のストッパ部の両方が係合位置まで移動された状態を示した拡大断面図である。
【図１１】本発明の第１および第２実施形態によるハンドユニットの変形例を示した側面図である。
【図１２】本発明の第１および第２実施形態によるハンドユニットの変形例の構成を親指部側から見た概略図である。
【図１３】本発明の第１および第２実施形態によるハンドユニットの変形例の構成において対象物の把持姿勢を変えた状態を示した概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１３】
（第１実施形態）
まず、図１〜図８を参照して、本発明の第１実施形態によるハンドユニット１を備えたロボット１００の構成について説明する。なお、ハンドユニット１は、本発明の「ロボット用ハンドユニット」の一例である。
【００１４】
ロボット１００は、図１に示すように、本発明の第１実施形態によるハンドユニット１と、アーム部２とを備えている。また、ロボット１００は、壁面や床面などの設置面に基台３を介して取り付けられている。
【００１５】
アーム部２は、第１アームリンク２１、第２アームリンク２２、第３アームリンク２３、第４アームリンク２４、第５アームリンク２５、第６アームリンク２６およびフランジ２７が基台３側から先端に向かって順に連結されることによって構成されている。また、アーム部２には、各アームリンクを回動させる第１アクチュエータ２１１、第２アクチュエータ２２１、第３アクチュエータ２３１、第４アクチュエータ２４１、第５アクチュエータ２５１、第６アクチュエータ２６１および第７アクチュエータ２７１が設けられている。
【００１６】
具体的には、第１アームリンク２１は、第１アクチュエータ２１１を介して基台３に連結されている。また、第１アームリンク２１は、第１アクチュエータ２１１の駆動力により設置面に対して垂直な方向である回動軸２１１ａ回りに回動可能に構成されている。また、第２アームリンク２２は、第２アクチュエータ２２１を介して第１アームリンク２１に連結されている。また、第２アームリンク２２は、第２アクチュエータ２２１の駆動力により第１アームリンク２１に対して回動軸２１１ａに対して直交する回動軸２２１ａ回りに回動可能に構成されている。
【００１７】
上記第１アームリンク２１および第２アームリンク２２と同様に、第３アームリンク２３、第４アームリンク２４、第５アームリンク２５、第６アームリンク２６およびフランジ２７は、それぞれ、第２アームリンク２２、第３アームリンク２３、第４アームリンク２４、第５アームリンク２５および第６アームリンク２６に対して回動軸２３１ａ、回動軸２４１ａ、回動軸２５１ａ、回動軸２６１ａおよび回動軸２７１ａ回りに回動可能に構成されている。
【００１８】
また、ハンドユニット１は、アーム部２のフランジ２７に取り付けられている。次に、ハンドユニット１の構成について詳細に説明する。
【００１９】
ハンドユニット１は、図２に示すように、ハンド基部１１と、人間の人差し指に相当する人差し指部１２と、人間の親指に相当する親指部１３とから主として構成されている。また、ハンドユニット１は、人差し指部１２および親指部１３による対象物（作業対象）の把持動作（本実施形態では「作業」の一例として、把持動作を挙げている)を制御する指制御部１４をさらに備えている。また、ハンド基部１１および指制御部１４は、掌部１５により覆われている。なお、人差し指部１２は、本発明の「第１指部」および「指部」の一例であり、親指部１３は、本発明の「第２指部」の一例である。また、指制御部１４は、本発明の「制御部」の一例である。
【００２０】
ハンド基部１１の一方端部（図２のＺ１方向の端部）には、人差し指部１２が取り付けられている。また、ハンド基部１１の他方端部（図２のＺ２方向の端部）には、親指部１３が取り付けられている。
【００２１】
人差し指部１２は、ハンド基部１１から指先に向かって順に配置された関節駆動部１２１、１２２および１２３を含んでいる。関節駆動部１２１、１２２および１２３は、ともにフィードバック制御可能なサーボモータにより構成されている。また、関節駆動部１２１および１２２は、根元リンク部１２４により互いに連結されている。また、関節駆動部１２２および１２３は、中間リンク部１２５により互いに連結されている。また、関節駆動部１２３には、指先側に延びるように先端リンク部１２６が取り付けられている。また、先端リンク部１２６のさらに指先側には、指先端部１２７と爪部１２８とが設けられている。指先端部１２７および爪部１２８は、先端リンク部１２６に固定的に設けられており、先端リンク部１２６と一体的に移動するように構成されている。また、指先端部１２７は、ゴム等の素材により構成され、柔軟性を有するとともに、対象物に対するすべりを抑制するように構成されている。なお、関節駆動部１２２は、本発明の「第１関節駆動部」の一例であり、関節駆動部１２３は、本発明の「第２関節駆動部」の一例である。また、根元リンク部１２４は、本発明の「第１リンク部」の一例であり、中間リンク部１２５は、本発明の「第２リンク部」の一例である。また、先端リンク部１２６は、本発明の「第３リンク部」の一例である。
【００２２】
関節駆動部１２１は、根元リンク部１２４をハンド基部１１に対してＺ方向に延びる回動軸１２１ａ回りに回動可能に構成されている。また、関節駆動部１２２は、中間リンク部１２５を根元リンク部１２４に対して指幅方向に延びる回動軸１２２ａ回りに回動可能に構成されている。また、関節駆動部１２３は、先端リンク部１２６を中間リンク部１２５に対して指幅方向に延びる回動軸１２３ａ回りに回動可能に構成されている。また、人差し指部１２に対して関節駆動部１２１〜１２３の駆動力に抗して関節駆動部１２１〜１２３の駆動力よりも大きい外力が加えられた場合には、各リンク部１２４〜１２６は、駆動方向とは反対方向に他動的に回動されるように構成されている。すなわち、ハンドユニット１では、後述の一対のストッパ部１６および１７が機能していない場合において、トルクリミット制御によりトルクリミット値よりも大きい所定の大きさの外力に対して関節駆動部１２１〜１２３が回動されることによって対象物の形状に追従するように動作する倣い動作が可能となるので、人差し指部１２を対象物に対して柔軟に当接させることが可能となる。
【００２３】
また、根元リンク部１２４は、関節駆動部１２１および１２２を連結するリンク１２４ａと、リンク１２４ａを覆うカバー１２４ｂとを含んでいる。また、中間リンク部１２５は、関節駆動部１２２および１２３を連結するリンク１２５ａと、リンク１２５ａ、関節駆動部１２２および１２３を覆うカバー１２５ｂとを含んでいる。また、カバー１２５ｂの親指部１３が配置される側（図２のＺ２方向側）の表面には、後述の押圧部１８を収納可能な凹部１２５ｃが形成されている。
【００２４】
また、先端リンク部１２６は、関節駆動部１２３に取り付けられたリンク１２６ａと、リンク１２６ａを覆うカバー１２６ｂとを含んでいる。また、カバー１２４ｂ、１２５ｂおよび１２６ｂは、図２および３に示すように、指幅（図３のＹ方向の幅）および指の高さ（図２のＺ方向の高さ）が略同じになるように形成されている。これにより、第１実施形態の人差し指部１２は、人の人差し指の形状（姿勢）に近似した形状に形成されている。
【００２５】
親指部１３は、図２に示すように、ハンド基部１１から指先に向かって順に配置された関節駆動部１３１、１３２および１３３を含んでいる。関節駆動部１３１、１３２および１３３は、ともにサーボモータにより構成されている。なお、関節駆動部１３１は、本発明の「第３関節駆動部」の一例である。
【００２６】
また、関節駆動部１３１および１３２は、根元リンク部１３４により互いに連結されている。また、関節駆動部１３２および１３３は、中間リンク部１３５により互いに連結されている。また、関節駆動部１３３には、指先側に延びるように先端リンク部１３６が取り付けられている。また、先端リンク部１３６のさらに指先側には、指先端部１３７と爪部１３８とが設けられている。指先端部１３７および爪部１３８は、先端リンク部１３６に固定的に設けられており、先端リンク部１３６と一体的に移動するように構成されている。また、指先端部１３７は、ゴム等の素材により構成され、柔軟性を有するとともに、対象物に対するすべりを抑制するように構成されている。これにより、図６に示すように、小型の対象物１１０を指先端部１２７および１３７で摘む（把持する）際に、対象物が傷つくのを抑制することが可能である。また、対象物がすべることを抑制することができる。
【００２７】
関節駆動部１３１は、根元リンク部１３４をハンド基部１１に対して指幅方向に延びる回動軸１３１ａ回りに回動可能に構成されている。また、関節駆動部１３１は、人差し指部１２の関節駆動部１２１〜１２３および親指部１３の他の関節駆動部１３２、１３３よりも駆動力が大きくなるように構成されている。具体的には、人差し指部１２の関節駆動部１２１〜１２３および親指部１３の他の関節駆動部１３２、１３３は約２０Ｗの駆動出力を有しており、関節駆動部１３１はそれらの約５倍の約１００Ｗの駆動出力を有している。また、関節駆動部１３２は、中間リンク部１３５を根元リンク部１３４に対して回動軸１３２ａ回りに回動可能に構成されている。また、関節駆動部１３３は、先端リンク部１３６を中間リンク部１３５に対して指幅方向の回動軸１３３ａ回りに回動可能に構成されている。また、関節駆動部１３１〜１３３は、関節駆動部１３１〜１３３の駆動力に抗して関節駆動部１３１〜１３３の駆動力よりも大きい外力が加えられた場合には、駆動方向とは反対方向に他動的に回動されるように構成されている。すなわち、ハンドユニット１では、関節駆動部１３１〜１３３のトルクリミット制御により倣い動作可能であるので、親指部１３を対象物に対して柔軟に当接させることが可能である。
【００２８】
また、中間リンク部１３５は、関節駆動部１３２および１３３を連結するリンク１３５ａと、リンク１３５ａおよび関節駆動部１３３を覆うカバー１３５ｂとを含んでいる。また、先端リンク部１３６は、関節駆動部１３３に取り付けられたリンク１３６ａと、リンク１３６ａを覆うカバー１３６ｂとを含んでいる。また、カバー１３５ｂおよび１３６ｂは、図２に示すように、指の高さ（図２のＺ方向の高さ）が略同じになるように形成されている。また、カバー１３５ｂおよび１３６ｂは、指幅も略同じになるように形成されている。これにより、第１実施形態の親指部１３は、人の親指の形状に近似した形状に形成されている。
【００２９】
ここで、第１実施形態では、図２〜図５に示すように、人差し指部１２の中間リンク部１２５には、一対のストッパ部１６および１７と、押圧部１８とが設けられている。一対のストッパ部１６および１７は、カバー１２５ｂの内部において、人差し指部１２の延びる方向に隣接して配置されている。また、押圧部１８は、隣接する一対のストッパ部１６および１７の間に配置されている。なお、ストッパ部１６は、本発明の「第１ストッパ部」の一例であり、ストッパ部１７は、本発明の「第２ストッパ部」の一例である。
【００３０】
一対のストッパ部１６および１７は、図３〜図５に示すように、それぞれ、圧縮バネ１６ａおよび１７ａを介して中間リンク部１２５のカバー１２５ｂに取り付けられている。具体的には、人差し指部１２の根元側に配置された一方のストッパ部１６は、圧縮バネ１６ａによりカバー１２５ｂの根元側（図３〜図５のＸ２方向側）の壁部の内面に取り付けられている。また、人差し指部１２の指先側に配置された他方のストッパ部１７は、圧縮バネ１７ａによりカバー１２５ｂの指先側（図３〜図５のＸ１方向側）の壁部の内面に取り付けられている。
【００３１】
また、一方のストッパ部１６は、圧縮バネ１６ａの付勢力に抗して根元リンク部１２４側（図３〜図５のＸ２方向側）に向かって中間リンク部１２５の延びる方向に直線移動可能に構成されている。また、ストッパ部１６は、根元リンク部１２４側に向かって延びる突出ピン１６１を有している。突出ピン１６１は、図５に示すように、ストッパ部１６が根元リンク部１２４側に向かって移動する際に、カバー１２５ｂの開口部１２５ｄを介してカバー１２５ｂの外側に突出するように構成されている。また、突出ピン１６１は、カバー１２５ｂの外側に突出することによって根元リンク部１２４のカバー１２４ｂに形成された後述のスリット孔１２４ｃに係合するように構成されている。突出ピン１６１は、スリット孔１２４ｃに係合することによって、中間リンク部１２５が根元リンク部１２４に対して回動するのを規制するように構成されている。
【００３２】
また、ストッパ部１６は、図４および図５に示すように、他方のストッパ部１７に対向する対向面１６２を有している。また、対向面１６２は、押圧部１８の後述の傾斜面１８２ａに対応する形状に形成されている。具体的には、対向面１６２は、ストッパ部１６の移動方向（図４および図５のＸ方向）に対して傾斜するように押圧部１８の傾斜面１８２ａと略同じ傾斜角度に形成されている。また、対向面１６２は、押圧部１８の傾斜面１８２ａに当接するように配置されている。また、ストッパ部１６は、押圧部１８の傾斜面１８２ａにより対向面１６２が押圧されることによって、根元リンク部１２４側（図４および図５のＸ２方向側）に向かって移動するように構成されている。なお、対向面１６２は、本発明の「第２傾斜面」の一例であり、傾斜面１８２ａは、本発明の「第１傾斜面」の一例である。
【００３３】
また、他方のストッパ部１７は、上記一方のストッパ部１６と同様に構成されている。詳細には、他方のストッパ部１７は、圧縮バネ１７ａの付勢力に抗して先端リンク部１２６側（図３〜図５のＸ１方向側）に向かって中間リンク部１２５の延びる方向に直線移動可能に構成されている。また、ストッパ部１７は、先端リンク部１２６側に向かって延びる突出ピン１７１を有している。突出ピン１７１は、図５に示すように、ストッパ部１７が先端リンク部１２６側に向かって移動する際に、カバー１２５ｂの開口部１２５ｅを介してカバー１２５ｂの外側に突出するように構成されている。詳細には、突出ピン１７１は、カバー１２５ｂの外側に突出することによって先端リンク部１２６のカバー１２６ｂに形成された後述のスリット孔１２６ｃに係合するように構成されている。突出ピン１７１は、スリット孔１２６ｃに係合することによって、先端リンク部１２６が中間リンク部１２５に対して回動するのを規制するように構成されている。
【００３４】
また、ストッパ部１７は、図４および図５に示すように、一方のストッパ部１６に対向する対向面１７２を有している。また、対向面１７２は、押圧部１８の後述の傾斜面１８２ｂに対応する形状に形成されている。具体的には、対向面１７２は、ストッパ部１７の移動方向（図４および図５のＸ方向）に対して傾斜するように押圧部１８の傾斜面１８２ｂと略同じ傾斜角度に形成されている。また、対向面１７２は、押圧部１８の傾斜面１８２ｂに当接するように配置されている。また、ストッパ部１７は、押圧部１８の傾斜面１８２ｂにより対向面１７２が押圧されることによって、先端リンク部１２６側（図４および図５のＸ１方向側）に向かって移動するように構成されている。
【００３５】
押圧部１８は、図２〜図５に示すように、中間リンク部１２５の親指部１３が配置される側（図２〜図５のＺ２方向側）に配置されている。また、押圧部１８は、図４および図５に示すように、対象物が当接される当接部１８１と、傾斜面１８２ａおよび１８２ｂを有する挿入部１８２とを含んでいる。また、当接部１８１は、親指部１３に対向するように配置されている。また、当接部１８１は、中間リンク部１２５の延びる方向（図４および図５のＸ方向）に挿入部１８２よりも張り出した張出部１８１ａを有している。また、挿入部１８２は、カバー１２５ｂの凹部１２５ｃに設けられた開口部１２５ｆを介してカバー１２５ｂの内部に挿入されている。また、挿入部１８２は、人差し指部１２の腹側（図４および図５のＺ２方向側）から背側（図４および図５のＺ１方向側）に向かって先細りのテーパ形状に形成されている。具体的には、挿入部１８２の傾斜面１８２ａおよび１８２ｂは、それぞれ、ストッパ部１６および１７に対向するように配置されている。また、傾斜面１８２ａおよび１８２ｂは、対象物による押圧方向（図４および図５のＺ１方向）に対して傾斜するように形成されている。また、傾斜面１８２ａおよび１８２ｂは、人差し指部１２の腹側から背側に向かって互いに徐々に接近する方向に傾斜している。
【００３６】
また、押圧部１８は、当接部１８１が対象物により押圧されることによって、押圧方向（図４および図５のＺ１方向）に移動するように構成されている。具体的には、押圧部１８は、人差し指部１２の腹側から背側に向かって移動可能に構成されている。また、挿入部１８２は、図５に示すように、当接部１８１が押圧された場合に、一対のストッパ部１６および１７を両側に押し退けるようにしてそれらの間に挿入されるように構成されている。具体的には、挿入部１８２は、人差し指部１２の腹側から背側に向かって移動するのに伴って、傾斜面１８２ａおよび１８２ｂにより、それぞれ、対向面１６２および対向面１７２を押圧するように構成されている。この際、挿入部１８２は、圧縮バネ１６ａおよび１７ａの付勢力に抗してストッパ部１６およびストッパ部１７を押圧するように構成されている。また、押圧部１８は、押圧方向に移動する際に、当接部１８１の張出部１８１ａがカバー１２５ｂの開口部１２５ｆの周囲の部分に当接するように構成されている。これにより、押圧部１８が所定量以上押圧方向に移動するのを防止することが可能である。また、当接部１８１は、張出部１８１ａがカバー１２５ｂに当接した状態において、凹部１２５ｃの内部に収納されている。
【００３７】
また、押圧部１８は、図４に示すように、当接部１８１への押圧力が解除されると、圧縮バネ１６ａおよび１７ａの付勢力により、人差し指部１２の背側から腹側に向かって移動されるように構成されている。具体的には、押圧部１８は、ストッパ部１６の対向面１６２およびストッパ部１７の対向面１７２により挿入部１８２の傾斜面１８２ａおよび１８２ｂがそれぞれ押圧されることによって、押圧方向とは反対方向（図４および図５のＺ２方向）に移動されるように構成されている。これにより、押圧部１８は、当接部１８１が凹部１２５ｃの内部に収納された図５の位置から当接部１８１が凹部１２５ｃの外側に配置された図４の位置に移動される。
【００３８】
また、図４および図５に示すように、根元リンク部１２４のカバー１２４ｂの中間リンク部１２５側の端部近傍には、ストッパ部１６の突出ピン１６１に係合可能なようにスリット状に形成された３つのスリット孔１２４ｃが形成されている。詳細には、カバー１２４ｂの中間リンク部１２５側の端部近傍の部分は、半円形状に形成されており、３つのスリット孔１２４ｃは、この半円形状の部分に４５度間隔で形成されている。
【００３９】
より詳細には、３つのスリット孔１２４ｃのうちの１つのスリット孔１２４ｃは、中間リンク部１２５が根元リンク部１２４に対して回動されていない状態（根元リンク部１２４および中間リンク部１２５が互いに伸展された状態）において、突出ピン１６１が挿入可能な位置に配置されている。そして、他の２つのスリット孔１２４ｃは、それぞれ、上記１つのスリット孔１２４ｃに対して±４５度の位置に形成されている。すなわち、３つのスリット孔１２４ｃは、中間リンク部１２５が根元リンク部１２４に対して回動されていない状態（根元リンク部１２４および中間リンク部１２５が互いに伸展された状態）、および、中間リンク部１２５が根元リンク部１２４に対して±４５度回動された屈曲状態において、突出ピン１６１がいずれかのスリット孔１２４ｃに挿入可能なように配置されている。これにより、中間リンク部１２５が根元リンク部１２４に対して０度および±４５度回動された複数の回動位置において、突出ピン１６１により、中間リンク部１２５が根元リンク部１２４に対して回動するのを規制することが可能である。なお、スリット孔１２４ｃは、本発明の「第１係合部」の一例である。
【００４０】
先端リンク部１２６のカバー１２６ｂの中間リンク部１２５側の端部近傍の部分は、上記根元リンク部１２４のカバー１２４ｂの中間リンク部１２５側の端部近傍の部分と同様に構成されている。具体的には、カバー１２６ｂには、３つのスリット孔１２６ｃが形成されている。これら３つのスリット孔１２６ｃは、ストッパ部１６の突出ピン１６１に対するカバー１２４ｂの３つのスリット孔１２４ｃと同様に、ストッパ部１７の突出ピン１７１に対して係合可能に構成されている。また、３つのスリット孔１２６ｃは、先端リンク部１２６が中間リンク部１２５に対して回動されていない状態（先端リンク部１２６および中間リンク部１２５が互いに伸展された状態）、および、先端リンク部１２６が中間リンク部１２５に対して±４５度回動された屈曲状態において、突出ピン１７１がいずれかのスリット孔１２６ｃに挿入可能なように配置されている。これにより、先端リンク部１２６が中間リンク部１２５に対して０度および±４５度回動された複数の回動位置において、突出ピン１７１により、先端リンク部１２６が中間リンク部１２５に対して回動するのを規制することが可能である。なお、スリット孔１２６ｃは、本発明の「第２係合部」の一例である。
【００４１】
指制御部１４は、図示しない上位装置からの指示に基づいて、ハンドユニット１の把持動作を制御するように構成されている。また、指制御部１４は、図示しない配線により各関節駆動部１２１〜１２３および１３１〜１３３に接続されている。また、指制御部１４は、各関節駆動部１２１〜１２３および１３１〜１３３を互いに独立して駆動させることが可能に構成されている。これにより、ハンドユニット１では、把持する対象物の形状に応じて人差し指部１２および親指部１３の姿勢を変動させることが可能である。また、指制御部１４は、各関節駆動部１２１〜１２３および１３１〜１３３の回動角度、回動速度および回動トルクを制御可能に構成されている。また、上位装置は、対象物の図示しないＩＤタグ等を検出したり画像認識したりすることによって、対象物の外形寸法や重量等の情報を取得して取得結果を指制御部１４に通知するように構成されている。
【００４２】
次に、図６を参照して、人差し指部１２の指先端部１２７および親指部１３の指先端部１３７により、ネジ等の小型軽量の対象物１１０を把持する動作について説明する。
【００４３】
まず、指制御部１４により、小型の対象物を人差し指部１２の指先端部１２７および親指部１３の指先端部１３７により挟み込むように、各関節駆動部１２１〜１２３を駆動して人差し指部１２の姿勢を把持する対象物１１０の形状に応じた姿勢とするとともに関節駆動部１３１〜１３３を駆動して親指部１３の形状を把持する対象物１１０に応じた姿勢とする。この際、指制御部１４により、中間リンク部１２５に設けられた押圧部１８に対象物が当接されないように、人差し指部１２および親指部１３の姿勢を調整する。これにより、突出ピン１６１および１７１が共にスリット孔１２４ｃおよび１２６ｃのいずれにも係合されていない状態で、人差し指部１２の指先端部１２７および親指部１３の指先端部１３７により小型の対象物１００を把持することが可能である。この状態において、人差し指部１２に対して関節駆動部１２１〜１２３の駆動力に抗して関節駆動部１２１〜１２３の駆動力よりも大きい外力が加えられた場合には、関節駆動部１２１〜１２３の駆動力が外力に負けて、各リンク部１２４〜１２６が関節駆動部１２１〜１２３の駆動力による回動方向とは反対方向に回動される。すなわち、各リンク部１２４〜１２６が外力に対して倣い動作可能であるので、人差し指部１２が対象物１１０に対して柔軟に当接される。また、親指部１３についても同様に、各リンク部１３４〜１３６が外力に対して倣い動作可能であるので、親指部１３が対象物１１０に対して柔軟に当接される。
【００４４】
次に、図４、図５、図７および図８を参照して、第１実施形態の構成において、人差し指部１２および親指部１３により、大型の対象物１２０を把持する動作について説明する。
【００４５】
まず、図７に示すように、指制御部１４により、対象物１２０の形状に対応するように、各関節駆動部１２１〜１２３を駆動して人差し指部１２の姿勢を調整する。具体的には、図４に示すように、指制御部１４は、突出ピン１６１が係合可能な位置に３つのスリット孔１２４ｃのいずれかが配置されるように関節駆動部１２２を駆動するとともに、突出ピン１７１が係合可能な位置に３つのスリット孔１２６ｃのいずれかが配置されるように関節駆動部１２３を駆動する。すなわち、突出ピン１６１、中間リンク部１２５の開口部１２５ｄおよび根元リンク部１２４のスリット孔１２４ｃが互いに同一直線上に配置されるとともに、突出ピン１７１、中間リンク部１２５の開口部１２５ｅおよび先端リンク部１２６のスリット孔１２６ｃが互いに同一直線上に配置される。この際、中間リンク部１２５に設けられた押圧部１８は、対象物１２０に当接されていない。
【００４６】
そして、指制御部１４により、対象物１２０の形状に対応するように、各関節駆動部１３１〜１３３を駆動して親指部１３の姿勢を調整する。この際、指制御部１４により、親指部１３の人差し指部１２側の表面に対象物１２０が当接されるように親指部１３を配置する。その後、指制御部１４により、関節駆動部１３１を駆動して、親指部１３により対象物１２０を人差し指部１２側に移動させて押圧部１８に押し付ける。これにより、図５および図８に示すように、押圧部１８は、当接部１８１が対象物により押圧されて押圧方向に移動される。そして、図５に示すように、押圧部１８の挿入部１８２により押圧されたストッパ部１６および１７が、それぞれ、根元リンク部１２４側および先端リンク部１２６側に移動される。これにより、ストッパ部１６の突出ピン１６１が根元リンク部１２４の対応するスリット孔１２４ｃに係合されるとともに、ストッパ部１７の突出ピン１７１が先端リンク部１２６の対応するスリット孔１２６ｃに係合される。このようにストッパ部１６（１７）の突出ピン１６１（１７１）がスリット孔１２４ｃ（１２６ｃ）に係合されることによって、中間リンク部１２５（先端リンク部１２６）が根元リンク部１２４（中間リンク部１２５）に対して回動するのが規制される。
【００４７】
第１実施形態では、上記のように、中間リンク部１２５の根元リンク部１２４に対する複数の回動位置において、対象物を把持する際に根元リンク部１２４および中間リンク部１２５の少なくとも一方に対して係合することによって中間リンク部１２５が根元リンク部１２４に対して相対的に回動するのを規制するストッパ部１６を人差し指部１２に設けることによって、中間リンク部１２５の複数の回動位置において、ストッパ部１６による係合により、人差し指部１２に加わる外力に対して抗することができるので、中間リンク部１２５の回動位置が異なる人差し指部１２の複数の姿勢において、関節駆動部１２２に対する負荷を軽減することができる。
【００４８】
また、第１実施形態では、上記のように、対象物を把持する際に対象物により押圧される押圧部１８を人差し指部１２に設け、対象物により押圧された押圧部１８が押圧方向（Ｚ１方向）に移動するのに伴って中間リンク部１２５側から根元リンク部１２４側に向かって移動されるとともに、根元リンク部１２４に対して係合することによって中間リンク部１２５が根元リンク部１２４に対して相対的に回動するのを規制するようにストッパ部１６を構成する。これによって、押圧部１８の押圧方向への移動に伴ってストッパ部１６を容易に根元リンク部１２４側に移動させることができるので、ストッパ部１６を容易に根元リンク部１２４に対して係合させることができる。
【００４９】
また、第１実施形態では、上記のように、押圧方向（Ｚ１方向）に対して傾斜する傾斜面１８２ａを押圧部１８に設け、押圧部１８の傾斜面１８２ａに対応する形状の対向面１６２をストッパ部１６に設けるとともに、押圧部１８が押圧方向に移動する際に対向面１６２が傾斜面１８２ａにより押圧されることによって、中間リンク部１２５側から根元リンク部１２４側に向かって押圧部１８に対する押圧方向と交差する方向に移動するようにストッパ部１６を構成する。これによって、押圧部１８に対する押圧方向と交差する方向に容易にストッパ部１６を移動させることができるので、押圧部１８に対する押圧方向と中間リンク部１２５側から根元リンク部１２４側に向かう方向とが異なる場合にも、容易に、ストッパ部１６を中間リンク部１２５側から根元リンク部１２４側に向かって移動させることができる。
【００５０】
また、第１実施形態では、上記のように、押圧部１８が押圧方向（Ｚ１方向）に移動するのに伴って中間リンク部１２５側から根元リンク部１２４側に向かってストッパ部１６が移動される際に、根元リンク部１２４側に設けられた複数のスリット孔１２４ｃのいずれかに係合することによって中間リンク部１２５が根元リンク部１２４に対して相対的に回動するのを規制するようにストッパ部１６を構成する。これによって、ストッパ部１６とスリット孔１２４ｃとの係合により、確実に、中間リンク部１２５が根元リンク部１２４に対して相対的に回動するのを規制することができる。また、複数のスリット孔１２４ｃを設けることによって、根元リンク部１２４に対する中間リンク部１２５の複数の回動位置で容易にストッパ部１６とスリット孔１２４ｃとを係合させることができる。
【００５１】
また、第１実施形態では、上記のように、中間リンク部１２５よりも指先側に配置された先端リンク部１２６と、先端リンク部１２６を中間リンク部１２５に対して相対的に回動させる関節駆動部１２３と、押圧部１８により押圧されることによって中間リンク部１２５側から先端リンク部１２６側に向かって移動される際に、先端リンク部１２６側に設けられた複数のスリット孔１２６ｃのいずれかに係合することによって先端リンク部１２６が中間リンク部１２５に対して相対的に回動するのを規制するストッパ部１７とを設けるとともに、押圧部１８を、ストッパ部１６および１７がそれぞれの係合位置まで移動されるようにストッパ部１６および１７の両方を押圧するように構成する。これによって、１つの押圧部１８を用いる簡易な方法でストッパ部１６および１７の両方を係合位置まで移動させることができるので、容易に、中間リンク部１２５の根元リンク部１２４に対する回動および先端リンク部１２６の中間リンク部１２５に対する回動の両方を規制することができる。
【００５２】
また、第１実施形態では、上記のように、根元リンク部１２４に対してストッパ部１６が係合していない状態において、関節駆動部１２２による駆動力に抗する所定の大きさの外力が加えられた場合に、関節駆動部１２２による回動方向とは反対方向に回動することによって倣い動作可能に人差し指部１２を構成する。これによって、根元リンク部１２４に対してストッパ部１６が係合しないように対象物を把持すれば、対象物を柔軟に把持することができる。これにより、本発明の第１実施形態によるハンドユニット１では、ストッパ部１６を機能させて対象物を強固に把持することができるとともに、ストッパ部１６を機能させずに対象物を柔軟に把持することもできる。
【００５３】
また、第１実施形態では、上記のように、人差し指部１２との間に対象物を挟み込むことによって対象物を把持する親指部１３と、親指部１３を人差し指部１２側に向かって回動させる関節駆動部１３１とを設け、関節駆動部１３１により親指部１３が回動されることによって対象物が人差し指部１２側に移動されて押圧部１８が押圧されるように構成する。これによって、親指部１３を回動させる関節駆動部１３１を用いて、押圧部１８を確実に押圧することができるので、ストッパ部１６を確実に機能させることができる。
【００５４】
また、第１実施形態では、上記のように、親指部１３側の関節駆動部１３１を、人差し指部１２側の関節駆動部１２２よりも駆動力が大きくなるように構成する。これによって、大きな駆動力を有する親指部１３側の関節駆動部１３１により対象物を人差し指部１２に押し付ける場合でも、押圧部１８が押圧されてストッパ部１６が機能するので、より強固に対象物を把持することができる。したがって、人差し指部１２側に駆動力の小さい関節駆動部１２２を用いた場合でも、親指部１３側の関節駆動部１３１の駆動力をより有効に用いることができる。
【００５５】
また、第１実施形態では、上記のように、把持動作を制御する指制御部１４を設け、指制御部１４を、人差し指部１２を対象物に対応した姿勢とした状態で、押圧部１８が対象物により押圧されるように制御するように構成する。これによって、指制御部１４により、人差し指部１２の姿勢が対象物に対応するように形成された状態で容易に押圧部１８を押圧することができるので、容易に、対象物に対応する姿勢に形成された人差し指部１２により対象物を強固に把持することができる。
【００５６】
（第２実施形態）
次に、図９および図１０を参照して、第２実施形態について説明する。この第２実施形態では、突出ピン１６１、開口部１２５ｄおよびスリット孔１２４ｃを互いに同一直線上に配置させるとともに、突出ピン１７１、開口部１２５ｅおよびスリット孔１２６ｃを互いに同一直線上に配置させた状態で押圧部１８を押圧する構成の上記第１実施形態とは異なり、スリット孔１２４ｃおよび１２６ｃの配置位置に拘わらず押圧部２１８を押圧可能な構成について説明する。なお、第２実施形態では、上記第１実施形態と同じ構成については同じ符号を付してその説明を省略する。
【００５７】
第２実施形態では、押圧部２１８は、弾性変形可能なゴム部材により構成されている。これにより、図９に示すように、ストッパ部１６の突出ピン１６１、開口部１２５ｄおよびスリット孔１２４ｃが互いに同一直線上に配置されていない状態であっても、ストッパ部１６に当接する挿入部１８２が弾性変形されるので、押圧部２１８を押圧して押圧方向（図９のＺ１方向）に移動することが可能である。
【００５８】
次に、図７〜図１０を参照して、第２実施形態の構成において、人差し指部１２および親指部１３により大型の対象物１２０を把持する動作について説明する。
【００５９】
まず、図７に示すように、指制御部１４により、対象物１２０の形状に対応するように、各関節駆動部１２１〜１２３を駆動して人差し指部１２の姿勢を調整する。第２実施形態では、上記第１実施形態とは異なり、スリット孔１２４ｃ（１２６ｃ）を突出ピン１６１（１７１）および中間リンク部１２５の開口部１２５ｄ（１２５ｅ）に対して同一直線上に配置させる必要がない。また、指制御部１４により、対象物１２０の形状に対応するように、各関節駆動部１３１〜１３３を駆動して親指部１３の姿勢を調整する。そして、指制御部１４により、関節駆動部１３１を駆動して、親指部１３により対象物１２０を人差し指部１２側に移動させて押圧部１８に押し付ける。これにより、図８に示すように、押圧部１８は、当接部１８１が対象物１２０により押圧されて押圧方向に移動される。
【００６０】
この際、たとえば、図９に示すように、突出ピン１７１、開口部１２５ｅおよびスリット孔１２６ｃが互いに同一直線上に配置されている一方、突出ピン１６１、開口部１２５ｄおよびスリット孔１２４ｃが互いに同一直線上に配置されていない場合には、ストッパ部１７は、突出ピン１７１がスリット孔１２６ｃに係合される係合位置まで移動されるように押圧部１８の傾斜面１８２ｂにより押圧されるとともに、ストッパ部１６は、突出ピン１６１が根元リンク部１２４のカバー１２４ｂの外側表面に当接されて係合位置まで移動されない。すなわち、押圧部１８は、弾性変形することによって一対のストッパ部１６および１７の一方のみを係合位置まで移動させることが可能である。
【００６１】
図９の状態において、先端リンク部１２６は、ストッパ部１７の突出ピン１７１により、中間リンク部１２５に対して回動が規制されているとともに、中間リンク部１２５は、ストッパ部１６の突出ピン１６１がスリット孔１２４ｃに係合されていないので、根元リンク部１２４に対して倣い動作可能（関節駆動部１２２の駆動力に抗して回動可能）な状態になっている。そして、人差し指部１２側の関節駆動部１２２、１２３よりも駆動力が大きい親指部１３側の関節駆動部１３１により、対象物１２０を押圧部１８にさらに押し付けると、図１０に示すように、中間リンク部１２５が根元リンク部１２４に対して回動されて、根元リンク部１２４のスリット孔１２４ｃが突出ピン１６１および開口部１２５ｄに対して同一直線上に配置される。この際、ストッパ部１６が係合位置まで移動されることによって、突出ピン１６１がスリット孔１２４ｃに係合される。これにより、中間リンク部１２５は、根元リンク部１２４に対して回動するのが突出ピン１６１により規制される。
【００６２】
なお、第２実施形態のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。
【００６３】
第２実施形態では、上記のように、押圧部２１８を、変形可能に構成するとともに、変形することによってストッパ部１６および１７の一方のみが係合位置まで移動されるようにストッパ部１６および１７を押圧することが可能に構成する。これによって、上記第１実施形態の場合とは異なり、スリット孔１２４ｃおよび１２６ｃの両方が係合可能な位置に配置されるように人差し指部１２の姿勢を調整する必要がなく、押圧部２１８により、ストッパ部１６および１７を互いに独立して係合位置に移動させることができるので、把持動作を容易に行うことができる。
【００６４】
第２実施形態では、上記のように、人差し指部１２側の関節駆動部１２２（１２３）よりも駆動力が大きくなるように親指部１３側の関節駆動部１３１を構成することによって、人差し指部１２側の関節駆動部１２２（１２３）を回動させやすくなるので、ストッパ部１６（１７）が係合可能な状態になるようにスリット孔１２４ｃ（１２６ｃ）を容易に移動させることができる。
【００６５】
なお、第２実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。
【００６６】
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【００６７】
たとえば、上記第１および第２実施形態では、本発明のハンドユニットを、主としてアーム部からなるロボットに適用する例について説明したが、本発明はこれに限られない。本発明のハンドユニットを、たとえば、人型ロボットなど、主としてアーム部からなるロボット以外のロボットに適用してもよい。
【００６８】
また、上記第１および第２実施形態では、一対のストッパ部を設けて２つの回動部分（人間の関節に相当する部分）の回動を規制する構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、１つのストッパ部を設けて１つの回動部分の回動を規制する構成であってもよいし、３つ以上のストッパ部を設けて３つ以上の回動部分の回動を規制する構成であってもよい。たとえば、図１１に示すように、人差し指部１２の根元の関節駆動部３２１が指幅方向に延びる回動軸３２１ａ回りに回動可能なハンドユニット３０１の構成において、中間リンク部１２５に加えて、根元リンク部１２４にもストッパ部３１６を設けることによって、押圧部３１８が押圧された際に根元リンク部１２４が回動するのをストッパ部３１６により規制するように構成してもよい。
【００６９】
また、上記第１および第２実施形態では、本発明のストッパ部を人差し指部に設ける例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、ストッパ部を親指部に設けてもよいし、人差し指部および親指部の両方に設けてもよい。また、図１２および図１３に示すように、ハンドユニット４０１に、人差し指部１２および親指部１３に加えて、人間の小指に相当する小指部４０２を設けて、人差し指部１２および小指部４０２の両方に本発明のストッパ部を設けてもよい。この場合、ストッパ部を機能させながら、人差し指部１２および小指部４０２の姿勢を独立して変形させることによって把持する対象物の角度を変えることができる。これにより、たとえば、ドリル等の工具を把持する場合に、周辺の作業スペースを考慮して工具の向きを変えながら作業することができるので、作業性を向上させることができる。
【００７０】
また、上記第１および第２実施形態では、第２指部としての親指部を用いて対象物を押圧部に押し付けることによって押圧部を押圧する構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、たとえば、親指部を用いることなく、第１指部としての人差し指を移動させることによって押圧部を対象物に押し付ける構成であってもよい。この場合、親指部を用いることなく人差し指部だけで、鉄棒にぶら下がったり買い物袋をぶら下げたりすることができる。また、押圧部を対象物に押し付けるようにしながら人差し指部を対象物に引っ掛けることによって、ストッパ部を機能させた状態で対象物を引き寄せることができる。
【００７１】
また、上記第１および第２実施形態では、（第１および第２）係合部としてのスリット孔を４５度間隔で３つ設ける例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、スリット孔を４５度間隔以外の間隔で設けてもよいし、複数であれば、２つまたは４つ以上のスリット孔を設ける構成であってもよい。
【００７２】
また、上記第１および第２実施形態では、（第１および第２）係合部の一例として、スリット孔を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、ストッパ部と係合可能であれば、たとえば、凸部などスリット孔以外の係合部であってもよい。
【００７３】
また、上記第１および第２実施形態では、ストッパ部を第１係合部としてのスリット孔に係合させることによって回動を規制する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、係合により回動を規制する場合に限らず、ストッパ部が第１リンク部および第２リンク部の少なくとも一方に対して当接することによって回動を規制してもよい。たとえば、ストッパ部と第１リンク部および第２リンク部の少なくとも一方との間の摩擦力によって回動を規制する構成であってもよい。このように構成しても、係合の場合と同様に、中間リンク部１２５の複数の回動位置において、ストッパ部１６による当接により、人差し指部１２に加わる外力に対して抗することができるので、人差し指部１２の複数の姿勢において、関節駆動部１２２に対する負荷を軽減することができる。
【００７４】
また、上記第１および第２実施形態では、第２リンク部としての中間リンク部に設けられたストッパ部１６を第１リンク部としての根元リンク部に対して係合させることによって第２リンク部の第１リンク部に対する回動を規制する構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、ストッパ部を第２リンク部に係合（当接）させることによって第２リンク部の第１リンク部に対する回動を規制する構成であってもよいし、ストッパ部を第１リンク部および第２リンク部の両方に係合（当接）させることによって第２リンク部の第１リンク部に対する回動を規制する構成であってもよい。
【００７５】
また、上記第２実施形態では、押圧部をゴム部材により構成する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、押圧部を、変形可能に構成すれば、ゴム部材以外の材質で構成してもよい。
【符号の説明】
【００７６】
１、３０１、４０１ ハンドユニット（ロボット用ハンドユニット）
２ アーム部
１２ 人差し指部（第１指部、指部）
１３ 親指部（第２指部）
１４ 指制御部（制御部）
１６ ストッパ部（第１ストッパ部）
１７ ストッパ部（第２ストッパ部）
１８、２１８、３１８ 押圧部
１００ ロボット
１２２ 関節駆動部（第１関節駆動部）
１２３ 関節駆動部（第２関節駆動部）
１２４ 根元リンク部（第１リンク部）
１２４ｃ スリット孔（第１係合部）
１２５ 中間リンク部（第２リンク部）
１２６ 先端リンク部（第３リンク部）
１２６ｃ スリット孔（第２係合部）
１３１ 関節駆動部（第３関節駆動部）
１６２ 対向面（第２傾斜面）
１８２ａ 傾斜面（第１傾斜面）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１リンク部および前記第１リンク部よりも指先側に配置された第２リンク部と、
前記第２リンク部を前記第１リンク部に対して相対的に回動させる第１関節駆動部と、
前記第２リンク部の前記第１リンク部に対する複数の回動位置において、作業対象に対して作業する際に前記第１リンク部および前記第２リンク部の少なくとも一方に対して係合または当接することによって前記第２リンク部が前記第１リンク部に対して相対的に回動するのを規制する第１ストッパ部とを含む第１指部を備える、ロボット用ハンドユニット。
【請求項２】
前記第１指部は、前記作業対象に対して作業する際に前記作業対象に接触する部分に設けられ、前記作業対象により押圧される押圧部をさらに含み、
前記第１ストッパ部は、前記作業対象により押圧された前記押圧部が押圧方向に移動するのに伴って前記第１リンク部および前記第２リンク部の一方側から他方側に向かって移動されるとともに、前記第１リンク部および前記第２リンク部の他方に対して係合または当接することによって前記第２リンク部が前記第１リンク部に対して相対的に回動するのを規制するように構成されている、請求項１に記載のロボット用ハンドユニット。
【請求項３】
前記押圧部は、前記押圧方向に対して傾斜する第１傾斜面を有し、
前記第１ストッパ部は、前記押圧部の第１傾斜面に対応する形状の第２傾斜面を有し、
前記押圧部が前記押圧方向に移動する際に前記第２傾斜面が前記第１傾斜面により押圧されることによって、前記第１リンク部および前記第２リンク部の一方側から他方側に向かって前記押圧部に対する前記押圧方向と交差する方向に移動するように構成されている、請求項２に記載のロボット用ハンドユニット。
【請求項４】
前記第１ストッパ部は、前記押圧部が前記押圧方向に移動するのに伴って前記第１リンク部および前記第２リンク部の一方側から他方側に向かって移動される際に、前記他方側に設けられた複数の第１係合部のいずれかに係合することによって前記第２リンク部が前記第１リンク部に対して相対的に回動するのを規制するように構成されている、請求項２または３に記載のロボット用ハンドユニット。
【請求項５】
前記第１ストッパ部は、前記押圧部により押圧されることによって前記第２リンク部側から前記第１リンク部側に向かって移動される際に、前記第１リンク部に設けられた前記複数の第１係合部のいずれかに係合するように構成されており、
前記第１指部は、前記第２リンク部よりも指先側に配置された第３リンク部と、前記第３リンク部を前記第２リンク部に対して相対的に回動させる第２関節駆動部と、前記押圧部により押圧されることによって前記第２リンク部側から前記第３リンク部側に向かって移動される際に、前記第３リンク部側に設けられた複数の第２係合部のいずれかに係合することによって前記第３リンク部が前記第２リンク部に対して相対的に回動するのを規制する第２ストッパ部とをさらに含み、
前記押圧部は、前記第１ストッパ部および前記第２ストッパ部がそれぞれの係合位置まで移動されるように前記第１ストッパ部および前記第２ストッパ部の両方を押圧するように構成されている、請求項４に記載のロボット用ハンドユニット。
【請求項６】
前記押圧部は、変形可能に構成されているとともに、変形することによって前記第１ストッパ部および前記第２ストッパ部の一方のみが係合位置まで移動されるように前記第１ストッパ部および前記第２ストッパ部を押圧することが可能に構成されている、請求項５に記載のロボット用ハンドユニット。
【請求項７】
前記第１指部は、前記第１リンク部および前記第２リンク部の少なくとも一方に対して前記第１ストッパ部が係合または当接していない状態において、前記第１関節駆動部による駆動力に抗する所定の大きさの外力が加えられた場合に、前記第１関節駆動部による回動方向とは反対方向に回動することによって倣い動作可能に構成されている、請求項１〜６のいずれか１項に記載のロボット用ハンドユニット。
【請求項８】
前記第１指部との間に前記作業対象を挟み込むことによって前記作業対象を把持する第２指部と、
前記第２指部を前記第１指部側に向かって回動させる第３関節駆動部とをさらに備え、
前記第３関節駆動部により前記第２指部が回動されることによって前記作業対象が前記第１指部側に移動されて前記押圧部が押圧されるように構成されている、請求項２〜７のいずれか１項に記載のロボット用ハンドユニット。
【請求項９】
前記第３関節駆動部は、前記第１関節駆動部よりも駆動力が大きくなるように構成されている、請求項８に記載のロボット用ハンドユニット。
【請求項１０】
把持動作を制御する制御部をさらに備え、
前記制御部は、前記第１指部を前記作業対象に対応した姿勢にした状態で、前記押圧部が前記作業対象により押圧されるように制御するように構成されている、請求項２〜９のいずれか１項に記載のロボット用ハンドユニット。
【請求項１１】
アーム部と、
前記アーム部の先端部に設けられ、指部を含むロボット用ハンドユニットとを備え、
前記指部は、
第１リンク部および前記第１リンク部よりも指先側に配置された第２リンク部と、
前記第２リンク部を前記第１リンク部に対して相対的に回動させる関節駆動部と、
前記第２リンク部の前記第１リンク部に対する複数の回動位置において、作業対象に対して作業する際に前記第１リンク部および前記第２リンク部の少なくとも一方に対して係合または当接することによって前記第２リンク部が前記第１リンク部に対して相対的に回動するのを規制するストッパ部とを有する、ロボット。
【請求項１】
第１リンク部および前記第１リンク部よりも指先側に配置された第２リンク部と、
前記第２リンク部を前記第１リンク部に対して相対的に回動させる第１関節駆動部と、
前記第２リンク部の前記第１リンク部に対する複数の回動位置において、作業対象に対して作業する際に前記第１リンク部および前記第２リンク部の少なくとも一方に対して係合または当接することによって前記第２リンク部が前記第１リンク部に対して相対的に回動するのを規制する第１ストッパ部とを含む第１指部を備える、ロボット用ハンドユニット。
【請求項２】
前記第１指部は、前記作業対象に対して作業する際に前記作業対象に接触する部分に設けられ、前記作業対象により押圧される押圧部をさらに含み、
前記第１ストッパ部は、前記作業対象により押圧された前記押圧部が押圧方向に移動するのに伴って前記第１リンク部および前記第２リンク部の一方側から他方側に向かって移動されるとともに、前記第１リンク部および前記第２リンク部の他方に対して係合または当接することによって前記第２リンク部が前記第１リンク部に対して相対的に回動するのを規制するように構成されている、請求項１に記載のロボット用ハンドユニット。
【請求項３】
前記押圧部は、前記押圧方向に対して傾斜する第１傾斜面を有し、
前記第１ストッパ部は、前記押圧部の第１傾斜面に対応する形状の第２傾斜面を有し、
前記押圧部が前記押圧方向に移動する際に前記第２傾斜面が前記第１傾斜面により押圧されることによって、前記第１リンク部および前記第２リンク部の一方側から他方側に向かって前記押圧部に対する前記押圧方向と交差する方向に移動するように構成されている、請求項２に記載のロボット用ハンドユニット。
【請求項４】
前記第１ストッパ部は、前記押圧部が前記押圧方向に移動するのに伴って前記第１リンク部および前記第２リンク部の一方側から他方側に向かって移動される際に、前記他方側に設けられた複数の第１係合部のいずれかに係合することによって前記第２リンク部が前記第１リンク部に対して相対的に回動するのを規制するように構成されている、請求項２または３に記載のロボット用ハンドユニット。
【請求項５】
前記第１ストッパ部は、前記押圧部により押圧されることによって前記第２リンク部側から前記第１リンク部側に向かって移動される際に、前記第１リンク部に設けられた前記複数の第１係合部のいずれかに係合するように構成されており、
前記第１指部は、前記第２リンク部よりも指先側に配置された第３リンク部と、前記第３リンク部を前記第２リンク部に対して相対的に回動させる第２関節駆動部と、前記押圧部により押圧されることによって前記第２リンク部側から前記第３リンク部側に向かって移動される際に、前記第３リンク部側に設けられた複数の第２係合部のいずれかに係合することによって前記第３リンク部が前記第２リンク部に対して相対的に回動するのを規制する第２ストッパ部とをさらに含み、
前記押圧部は、前記第１ストッパ部および前記第２ストッパ部がそれぞれの係合位置まで移動されるように前記第１ストッパ部および前記第２ストッパ部の両方を押圧するように構成されている、請求項４に記載のロボット用ハンドユニット。
【請求項６】
前記押圧部は、変形可能に構成されているとともに、変形することによって前記第１ストッパ部および前記第２ストッパ部の一方のみが係合位置まで移動されるように前記第１ストッパ部および前記第２ストッパ部を押圧することが可能に構成されている、請求項５に記載のロボット用ハンドユニット。
【請求項７】
前記第１指部は、前記第１リンク部および前記第２リンク部の少なくとも一方に対して前記第１ストッパ部が係合または当接していない状態において、前記第１関節駆動部による駆動力に抗する所定の大きさの外力が加えられた場合に、前記第１関節駆動部による回動方向とは反対方向に回動することによって倣い動作可能に構成されている、請求項１〜６のいずれか１項に記載のロボット用ハンドユニット。
【請求項８】
前記第１指部との間に前記作業対象を挟み込むことによって前記作業対象を把持する第２指部と、
前記第２指部を前記第１指部側に向かって回動させる第３関節駆動部とをさらに備え、
前記第３関節駆動部により前記第２指部が回動されることによって前記作業対象が前記第１指部側に移動されて前記押圧部が押圧されるように構成されている、請求項２〜７のいずれか１項に記載のロボット用ハンドユニット。
【請求項９】
前記第３関節駆動部は、前記第１関節駆動部よりも駆動力が大きくなるように構成されている、請求項８に記載のロボット用ハンドユニット。
【請求項１０】
把持動作を制御する制御部をさらに備え、
前記制御部は、前記第１指部を前記作業対象に対応した姿勢にした状態で、前記押圧部が前記作業対象により押圧されるように制御するように構成されている、請求項２〜９のいずれか１項に記載のロボット用ハンドユニット。
【請求項１１】
アーム部と、
前記アーム部の先端部に設けられ、指部を含むロボット用ハンドユニットとを備え、
前記指部は、
第１リンク部および前記第１リンク部よりも指先側に配置された第２リンク部と、
前記第２リンク部を前記第１リンク部に対して相対的に回動させる関節駆動部と、
前記第２リンク部の前記第１リンク部に対する複数の回動位置において、作業対象に対して作業する際に前記第１リンク部および前記第２リンク部の少なくとも一方に対して係合または当接することによって前記第２リンク部が前記第１リンク部に対して相対的に回動するのを規制するストッパ部とを有する、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２】
【図３】
【図４】
【図５】
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【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１２−６６３５１（Ｐ２０１２−６６３５１Ａ）
【公開日】平成２４年４月５日（２０１２．４．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２１３８５４（Ｐ２０１０−２１３８５４）
【出願日】平成２２年９月２４日（２０１０．９．２４）
【出願人】（０００００６６２２）株式会社安川電機 (2,482)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月５日（２０１２．４．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月２４日（２０１０．９．２４）
【出願人】（０００００６６２２）株式会社安川電機 (2,482)
【Ｆターム（参考）】
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