人間型ハンド
【課題】実用性を高めた簡潔構造の人間型ハンドを提供することである。
【解決手段】手の骨格を有する人間型ハンド１００において、前記人間型ハンド１００の掌骨格に複数の掌部２、３、４を固定し、前記複数の掌部２、３、４のそれぞれが、シート部材２１、３１、４１に弾性部材２２、２３、２４、３２、４２を貼付して成り、前記人間型ハンド１００によって対象物を掴む際に、前記複数のシート部材２、３、４同士が重なり合うとともに該シート部材２１、３１、４１が撓んで、前記弾性部材２２、２３、２４、３２、４２が前記対象物を支持することを特徴とする。
【解決手段】手の骨格を有する人間型ハンド１００において、前記人間型ハンド１００の掌骨格に複数の掌部２、３、４を固定し、前記複数の掌部２、３、４のそれぞれが、シート部材２１、３１、４１に弾性部材２２、２３、２４、３２、４２を貼付して成り、前記人間型ハンド１００によって対象物を掴む際に、前記複数のシート部材２、３、４同士が重なり合うとともに該シート部材２１、３１、４１が撓んで、前記弾性部材２２、２３、２４、３２、４２が前記対象物を支持することを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軽量で操作を容易とし、ロボット用や、身体障害者などの義手用に適した簡潔構造の人間型ハンドに関する。
【背景技術】
【０００２】
人間型ハンドは、ロボットや義手に使用されるものであり、人の手の構造と動作は極めて複雑であるため、従来から一般的に知られている人間型ハンドは、多数のアクチュータを有し、また、センサ類などによる情報を得る必要があり、そのコントロールシステムも極めて複雑である。
【０００３】
特に、人型ロボットや義手用の人間型ハンドは、例えば、１個の物体を掴むだけでも複雑な機構で複数のアクチエータを操作せねばならず、また、重量も重くならざるを得ないため、それを取り付ける装着者にとって操作も煩雑で負担も多いものとなっていた。
【０００４】
これに対し、特許文献１では、軽量で操作を容易とし、ロボット用や、身体障害者などの義手用に適した簡潔構造の人間型ハンドを開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４４６２７４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特許文献１に記載の人間型ハンドでは、その骨格の作り、各指への駆動力の伝達に開示したが、さらに実用性を高める構造の検討が必要であった。
【０００７】
本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、実用性を高めた簡潔構造の人間型ハンドを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、手の骨格を有する人間型ハンドにおいて、前記人間型ハンドの掌骨格に複数の掌部を固定し、前記複数の掌部のそれぞれが、シート部材に弾性部材を貼付して成り、前記人間型ハンドによって対象物を掴む際に、掌部の動きに連動して前記複数のシート部材同士が重なり合うとともに該シート部材が撓んで隆起ないしは屈曲することによって、前記弾性部材が指等の他部位と共に前記対象物を支持することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、実用性を高めた簡潔構造の人間型ハンドを提供することができる。
【００１０】
たとえば、本発明は、人間型ハンドが物を掴む際、シート部材上の弾性部材もまた指と連動して掴む対象物を適切に支持可能であるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明による人間型ハンドの一実施の形態を示す平面図であって、掌側を見た図である。
【図２】図１に示した人間型ハンド１００において掌部２、３、４を外した状態を示す平面図である。
【図３】掌部３の斜視図である。
【図４】図１に示した人間型ハンド１００において、図２の状態に対して掌部２を取り付けた状態を示す平面図である。
【図５】図１に示した人間型ハンド１００において、図４の状態に対して掌部３を取り付けた状態を示す平面図である。
【図６】図１に示した人間型ハンド１００において、小指機構２０および薬指機構３０を曲げた状態を、手の甲の側から見た概略斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１３】
図１は、本発明による人間型ハンドの一実施の形態を示す平面図であって、掌側を見た図である。
【００１４】
本実施の形態の人間型ハンド１００は、指の各骨を例えば金属や樹脂等のロッド（棒状部材）で成し、指の関節を例えばユニバーサルジョイントで成し、これらを接続して成る。人間型ハンド１００は、掌機構６０と、中指機構１０と、小指機構２０と、薬指機構３０と、人指し指機構４０と、親指機構５０とを有して成る。
【００１５】
掌機構６０は、掌骨格の所定箇所に、弾性部材を貼付したシート部材から成る掌部２、３および４を、固定して成る。
【００１６】
掌機構６０、中指機構１０、小指機構２０、薬指機構３０、人指し指機構４０および親指機構５０の各機構は、例えばユニバーサルジョイントによって接続することで、人間の手の骨格と同様の動きを実現する。
【００１７】
掌部２、３、４のそれぞれは、掌骨格の掌側の所定箇所１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅに固定される。
【００１８】
図２は、図１に示した人間型ハンド１００において掌部２、３、４を外した状態を示す平面図である。
【００１９】
人間型ハンド１００において、中指機構１０、小指機構２０、薬指機構３０、人指し指機構４０および親指機構５０の付け根には、例えばユニバーサルジョイントを介して各指の根元が接続される掌基板１ｆを有する。
【００２０】
掌部２を構成するシート部材２１、掌部３を構成するシート部材３１、掌部４を構成するシート部材４１のそれぞれは、可撓性を有する樹脂等をシート状（薄板状）に成形した部材であり、そのシート面が掌に応じた所定形状に成るように成形、裁断して成る。
【００２１】
各シート部材２１、３１、４１のそれぞれには、人間の掌の肉丘の形状に応じた形状の弾性部材２２、２３、２４、３２、４２が、接着剤等によって例えば貼付され固定されている。弾性部材２２、２３、２４、３２、４２は、ゴムやゲル状部材等の弾性を有するものであればよい。
【００２２】
すなわち、シート部材２１には、弾性部材２２、２３、２４が貼付され、シート部材３１には、弾性部材３２が貼付され、シート部材４１には、弾性部材４２が貼付されている。各弾性部材２２、２３、２４、３２、４２の高さは、人間の掌の肉丘の高さに応じて調節してもよいし、土台であるシート部材２１、３１、４１が撓むことによって各弾性部材２２、２３、２４、３２、４２の高さが変化するものであってもよい。掌部の代表例として、図３に掌部３の斜視図を示す。この例では、弾性部材３２はほぼ一定の高さを有する。
【００２３】
また、シート部材２１には、貫通孔２５、２６、２７、２８を設けている。これにより、貫通孔２５、２６、２７、２８の周辺で幅が狭く撓みやすくなり、例えば指を曲げた際に連動して動く掌骨格が、土台であるシート部材２１に作用する。シート部材２１はこの作用により撓んで隆起ないしは溝状に湾曲し、これによって、貫通孔２５、２６上の弾性部材３２や、貫通孔２７、２８上の弾性部材４２が人間の掌の肉丘の形状に応じて隆起ないしは溝状に湾曲しつつ変形しながらハンドの指では接触できない位置において対象物に適切に接触する作用を担い、しっかりと把持する。すなわち対象物にフィットする。
【００２４】
図４は、図１に示した人間型ハンド１００において、図２の状態に対して掌部２を取り付けた状態を示す平面図である。
【００２５】
図４に示すように、掌部２のシート部材２１の裏面は、人指し指機構４０の所定箇所１ｂ（例えば指の付け根）、中指機構１０の所定箇所１ｃ（例えば指の付け根）および掌基板１ｆに、固定される。
【００２６】
図５は、図１に示した人間型ハンド１００において、図４の状態に対して掌部３を取り付けた状態を示す平面図である。
【００２７】
図５に示すように、掌部３のシート部材３１は、掌部２のシート部材２１の上に載り、滑るように動くよう構成されている。また、掌部３のシート部材３１の裏面は、シート部材２１の貫通孔２６を介して薬指機構３０の所定箇所１ｄ（例えば指の付け根）、シート部材２１の貫通孔２５を介して小指機構２０の所定箇所１ｅ（例えば指の付け根）に、固定される。
【００２８】
さらに、図１に示したように、掌部４のシート部材４１は、掌部２のシート部材２１の上に載り、親指機構５０の所定箇所１ａ（例えば指の付け根）に固定される。このとき、掌部４のシート部材４１の図中左側は、シート部材２１の上に載っており、親指機構５０の動きに応じてシート部材２１上を滑りつつ適宜撓むように盛り上がる。
【００２９】
図６は、図１に示した人間型ハンド１００において、小指機構２０および薬指機構３０を曲げた状態を、手の甲の側から見た概略斜視図である。
【００３０】
小指機構２０および薬指機構３０を曲げると（中手骨を曲げると）、掌側のシート部材２１も屈曲する。このとき、シート部材３１は、小指、薬指の付け根に接合されているため、中手骨と一緒に屈曲してシート部材２１を折り曲げる。この結果、シート部材２１は撓み、掌において、盛り上がる部分とへこむ部分とが生じる。
【００３１】
以上、説明した本発明によれば、指骨格を有するとともに掌骨格が屈曲する人間型ハンドにおいて適切な把持を実現することができる。
【００３２】
以上、本発明による人間型ハンドを説明したが、本発明は、この説明に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で数々の変形および組み合わせが出来ることは勿論であり、各実施の形態の構成の各種組合せも本発明に含まれるものである。
【符号の説明】
【００３３】
１００ 人間型ハンド
１０ 中指機構
２０ 中指機構
３０ 薬指機構
４０ 人指し指機構
５０ 親指機構
６０ 掌機構
２、３、４ 掌部
２１、３１、４１ シート部材
２２、２３、２４、３２、４２ 弾性部材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軽量で操作を容易とし、ロボット用や、身体障害者などの義手用に適した簡潔構造の人間型ハンドに関する。
【背景技術】
【０００２】
人間型ハンドは、ロボットや義手に使用されるものであり、人の手の構造と動作は極めて複雑であるため、従来から一般的に知られている人間型ハンドは、多数のアクチュータを有し、また、センサ類などによる情報を得る必要があり、そのコントロールシステムも極めて複雑である。
【０００３】
特に、人型ロボットや義手用の人間型ハンドは、例えば、１個の物体を掴むだけでも複雑な機構で複数のアクチエータを操作せねばならず、また、重量も重くならざるを得ないため、それを取り付ける装着者にとって操作も煩雑で負担も多いものとなっていた。
【０００４】
これに対し、特許文献１では、軽量で操作を容易とし、ロボット用や、身体障害者などの義手用に適した簡潔構造の人間型ハンドを開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４４６２７４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特許文献１に記載の人間型ハンドでは、その骨格の作り、各指への駆動力の伝達に開示したが、さらに実用性を高める構造の検討が必要であった。
【０００７】
本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、実用性を高めた簡潔構造の人間型ハンドを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、手の骨格を有する人間型ハンドにおいて、前記人間型ハンドの掌骨格に複数の掌部を固定し、前記複数の掌部のそれぞれが、シート部材に弾性部材を貼付して成り、前記人間型ハンドによって対象物を掴む際に、掌部の動きに連動して前記複数のシート部材同士が重なり合うとともに該シート部材が撓んで隆起ないしは屈曲することによって、前記弾性部材が指等の他部位と共に前記対象物を支持することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、実用性を高めた簡潔構造の人間型ハンドを提供することができる。
【００１０】
たとえば、本発明は、人間型ハンドが物を掴む際、シート部材上の弾性部材もまた指と連動して掴む対象物を適切に支持可能であるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明による人間型ハンドの一実施の形態を示す平面図であって、掌側を見た図である。
【図２】図１に示した人間型ハンド１００において掌部２、３、４を外した状態を示す平面図である。
【図３】掌部３の斜視図である。
【図４】図１に示した人間型ハンド１００において、図２の状態に対して掌部２を取り付けた状態を示す平面図である。
【図５】図１に示した人間型ハンド１００において、図４の状態に対して掌部３を取り付けた状態を示す平面図である。
【図６】図１に示した人間型ハンド１００において、小指機構２０および薬指機構３０を曲げた状態を、手の甲の側から見た概略斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１３】
図１は、本発明による人間型ハンドの一実施の形態を示す平面図であって、掌側を見た図である。
【００１４】
本実施の形態の人間型ハンド１００は、指の各骨を例えば金属や樹脂等のロッド（棒状部材）で成し、指の関節を例えばユニバーサルジョイントで成し、これらを接続して成る。人間型ハンド１００は、掌機構６０と、中指機構１０と、小指機構２０と、薬指機構３０と、人指し指機構４０と、親指機構５０とを有して成る。
【００１５】
掌機構６０は、掌骨格の所定箇所に、弾性部材を貼付したシート部材から成る掌部２、３および４を、固定して成る。
【００１６】
掌機構６０、中指機構１０、小指機構２０、薬指機構３０、人指し指機構４０および親指機構５０の各機構は、例えばユニバーサルジョイントによって接続することで、人間の手の骨格と同様の動きを実現する。
【００１７】
掌部２、３、４のそれぞれは、掌骨格の掌側の所定箇所１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅに固定される。
【００１８】
図２は、図１に示した人間型ハンド１００において掌部２、３、４を外した状態を示す平面図である。
【００１９】
人間型ハンド１００において、中指機構１０、小指機構２０、薬指機構３０、人指し指機構４０および親指機構５０の付け根には、例えばユニバーサルジョイントを介して各指の根元が接続される掌基板１ｆを有する。
【００２０】
掌部２を構成するシート部材２１、掌部３を構成するシート部材３１、掌部４を構成するシート部材４１のそれぞれは、可撓性を有する樹脂等をシート状（薄板状）に成形した部材であり、そのシート面が掌に応じた所定形状に成るように成形、裁断して成る。
【００２１】
各シート部材２１、３１、４１のそれぞれには、人間の掌の肉丘の形状に応じた形状の弾性部材２２、２３、２４、３２、４２が、接着剤等によって例えば貼付され固定されている。弾性部材２２、２３、２４、３２、４２は、ゴムやゲル状部材等の弾性を有するものであればよい。
【００２２】
すなわち、シート部材２１には、弾性部材２２、２３、２４が貼付され、シート部材３１には、弾性部材３２が貼付され、シート部材４１には、弾性部材４２が貼付されている。各弾性部材２２、２３、２４、３２、４２の高さは、人間の掌の肉丘の高さに応じて調節してもよいし、土台であるシート部材２１、３１、４１が撓むことによって各弾性部材２２、２３、２４、３２、４２の高さが変化するものであってもよい。掌部の代表例として、図３に掌部３の斜視図を示す。この例では、弾性部材３２はほぼ一定の高さを有する。
【００２３】
また、シート部材２１には、貫通孔２５、２６、２７、２８を設けている。これにより、貫通孔２５、２６、２７、２８の周辺で幅が狭く撓みやすくなり、例えば指を曲げた際に連動して動く掌骨格が、土台であるシート部材２１に作用する。シート部材２１はこの作用により撓んで隆起ないしは溝状に湾曲し、これによって、貫通孔２５、２６上の弾性部材３２や、貫通孔２７、２８上の弾性部材４２が人間の掌の肉丘の形状に応じて隆起ないしは溝状に湾曲しつつ変形しながらハンドの指では接触できない位置において対象物に適切に接触する作用を担い、しっかりと把持する。すなわち対象物にフィットする。
【００２４】
図４は、図１に示した人間型ハンド１００において、図２の状態に対して掌部２を取り付けた状態を示す平面図である。
【００２５】
図４に示すように、掌部２のシート部材２１の裏面は、人指し指機構４０の所定箇所１ｂ（例えば指の付け根）、中指機構１０の所定箇所１ｃ（例えば指の付け根）および掌基板１ｆに、固定される。
【００２６】
図５は、図１に示した人間型ハンド１００において、図４の状態に対して掌部３を取り付けた状態を示す平面図である。
【００２７】
図５に示すように、掌部３のシート部材３１は、掌部２のシート部材２１の上に載り、滑るように動くよう構成されている。また、掌部３のシート部材３１の裏面は、シート部材２１の貫通孔２６を介して薬指機構３０の所定箇所１ｄ（例えば指の付け根）、シート部材２１の貫通孔２５を介して小指機構２０の所定箇所１ｅ（例えば指の付け根）に、固定される。
【００２８】
さらに、図１に示したように、掌部４のシート部材４１は、掌部２のシート部材２１の上に載り、親指機構５０の所定箇所１ａ（例えば指の付け根）に固定される。このとき、掌部４のシート部材４１の図中左側は、シート部材２１の上に載っており、親指機構５０の動きに応じてシート部材２１上を滑りつつ適宜撓むように盛り上がる。
【００２９】
図６は、図１に示した人間型ハンド１００において、小指機構２０および薬指機構３０を曲げた状態を、手の甲の側から見た概略斜視図である。
【００３０】
小指機構２０および薬指機構３０を曲げると（中手骨を曲げると）、掌側のシート部材２１も屈曲する。このとき、シート部材３１は、小指、薬指の付け根に接合されているため、中手骨と一緒に屈曲してシート部材２１を折り曲げる。この結果、シート部材２１は撓み、掌において、盛り上がる部分とへこむ部分とが生じる。
【００３１】
以上、説明した本発明によれば、指骨格を有するとともに掌骨格が屈曲する人間型ハンドにおいて適切な把持を実現することができる。
【００３２】
以上、本発明による人間型ハンドを説明したが、本発明は、この説明に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で数々の変形および組み合わせが出来ることは勿論であり、各実施の形態の構成の各種組合せも本発明に含まれるものである。
【符号の説明】
【００３３】
１００ 人間型ハンド
１０ 中指機構
２０ 中指機構
３０ 薬指機構
４０ 人指し指機構
５０ 親指機構
６０ 掌機構
２、３、４ 掌部
２１、３１、４１ シート部材
２２、２３、２４、３２、４２ 弾性部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
手の骨格を有する人間型ハンドにおいて、
前記人間型ハンドの掌骨格に複数の掌部を固定し、
前記複数の掌部のそれぞれが、シート部材に弾性部材を貼付して成り、
前記人間型ハンドによって対象物を掴む際に、掌部の動きに連動して前記複数のシート部材同士が重なり合うとともに該シート部材が撓んで隆起ないしは屈曲することによって、前記弾性部材が指等の他部位と共に前記対象物を支持する
ことを特徴とする人間型ハンド。
【請求項１】
手の骨格を有する人間型ハンドにおいて、
前記人間型ハンドの掌骨格に複数の掌部を固定し、
前記複数の掌部のそれぞれが、シート部材に弾性部材を貼付して成り、
前記人間型ハンドによって対象物を掴む際に、掌部の動きに連動して前記複数のシート部材同士が重なり合うとともに該シート部材が撓んで隆起ないしは屈曲することによって、前記弾性部材が指等の他部位と共に前記対象物を支持する
ことを特徴とする人間型ハンド。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−１９２４９６（Ｐ２０１２−１９２４９６Ａ）
【公開日】平成２４年１０月１１日（２０１２．１０．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５８７５６（Ｐ２０１１−５８７５６）
【出願日】平成２３年３月１７日（２０１１．３．１７）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成２２年度経済産業省、戦略的基盤技術高度化支援事業、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願
【出願人】（５９３０５８１９０）ダブル技研株式会社 (12)
【出願人】（３０５０２７４０１）公立大学法人首都大学東京 (385)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月１１日（２０１２．１０．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月１７日（２０１１．３．１７）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成２２年度経済産業省、戦略的基盤技術高度化支援事業、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願
【出願人】（５９３０５８１９０）ダブル技研株式会社 (12)
【出願人】（３０５０２７４０１）公立大学法人首都大学東京 (385)
【Ｆターム（参考）】
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