JPH01109092A - ロボットハンド - Google Patents
ロボットハンドInfo
- Publication number
- JPH01109092A JPH01109092A JP26226387A JP26226387A JPH01109092A JP H01109092 A JPH01109092 A JP H01109092A JP 26226387 A JP26226387 A JP 26226387A JP 26226387 A JP26226387 A JP 26226387A JP H01109092 A JPH01109092 A JP H01109092A
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- JP
- Japan
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- ductile
- bone member
- flexible
- robot hand
- pole
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明はロボットハンドに間するものである。
特にロボットの骨部材とこれに曲げと捻りを与える筋肉
としてのアクチュエータ集合体に関するものである。
としてのアクチュエータ集合体に関するものである。
（従来技術）
従来のロボットの骨格は鉄鋼であり、剛構造に組立てい
たため、大重量でかつ柔軟性を持たず高価でもあった。
たため、大重量でかつ柔軟性を持たず高価でもあった。
その筋肉としてのアクチュエータもまた大型で大重量の
鉄鋼製の油圧シリンダや空圧シリンダや電動機であった
。この様なロボットの半部材は自ずから用途が制限され
、特に手や指としては単純かつ不器用な動作しか出来な
かった。
鉄鋼製の油圧シリンダや空圧シリンダや電動機であった
。この様なロボットの半部材は自ずから用途が制限され
、特に手や指としては単純かつ不器用な動作しか出来な
かった。
（発明が解決しようとする問題点）
本発明は柔軟性のあるロボットハンドを提供することを
第１の目的とする。また簡便で小型軽量のロボットハン
ドを提供することを第２の目的とする。さらに骨部材に
曲げと捻りを同時に加えることによって複雑な動きを可
能とするロボットハンドを提供することを第３の目的と
する。
第１の目的とする。また簡便で小型軽量のロボットハン
ドを提供することを第２の目的とする。さらに骨部材に
曲げと捻りを同時に加えることによって複雑な動きを可
能とするロボットハンドを提供することを第３の目的と
する。
（問題点を解決するための手段２作用）本発明の詳細な
説明すると、第１図ないし第７図は本発明のロボットハ
ンドの説明図であって。
説明すると、第１図ないし第７図は本発明のロボットハ
ンドの説明図であって。
本発明は両極部Ｃ，Ｄにかけ渡した経線状の複数の非延
性補強線材ｌと一体的に成形した非延性柔軟膜２とから
成る気密袋と、その一極Ｃから圧力流体を導入し、この
極Ｃと骨部材３上の制御弁４とを連結する非延性管状可
とう１１５と、他のシ極りと他の骨部材３とを連結する
非延性可とう１１６により構成することを特徴とするロ
ボットハンドである。
性補強線材ｌと一体的に成形した非延性柔軟膜２とから
成る気密袋と、その一極Ｃから圧力流体を導入し、この
極Ｃと骨部材３上の制御弁４とを連結する非延性管状可
とう１１５と、他のシ極りと他の骨部材３とを連結する
非延性可とう１１６により構成することを特徴とするロ
ボットハンドである。
本発明の気密袋の横断面は第１図に示すように最も中心
寄りの位置を非延性補強線材ｌが経線状に両極を結びそ
の間を外側に膨らみ非延性柔軟膜２に連結する気密構造
とし、内部圧力が高くなると第１図Ｂのように気密袋の
径は膨張して非延性補強線材１は中心から離れて両極の
間隔を縮める。
寄りの位置を非延性補強線材ｌが経線状に両極を結びそ
の間を外側に膨らみ非延性柔軟膜２に連結する気密構造
とし、内部圧力が高くなると第１図Ｂのように気密袋の
径は膨張して非延性補強線材１は中心から離れて両極の
間隔を縮める。
気密袋が延性材料である場合には気密袋に伸びを生じさ
せる余分のエネルギを必要とし、また気密袋の膨出に対
する両極の接近する割合が小さくなるために好ましくな
い、また気密袋の両極に連結する非延性管状可とう１１
５や非延性可とうｌＢ１６も延性材料である場合には、
これらに伸びを生じる余分のエネルギを必要とし、また
鍵自体が伸びれば骨部材の操作量が小さくなり好ましく
ない。
せる余分のエネルギを必要とし、また気密袋の膨出に対
する両極の接近する割合が小さくなるために好ましくな
い、また気密袋の両極に連結する非延性管状可とう１１
５や非延性可とうｌＢ１６も延性材料である場合には、
これらに伸びを生じる余分のエネルギを必要とし、また
鍵自体が伸びれば骨部材の操作量が小さくなり好ましく
ない。
このようにアクチュエータ部材としての気密袋や腫を可
とう材料とすることによって気密袋や鍵のたわみを許容
い あるいは積極的にこれを利用し、アクチュエータの
強度を必要最小限に小さくして小型化軽量化することや
、多数のアクチュエータを骨部材の周りに高密度に集積
することが可能になり、こうすることによって複雑かつ
柔軟な手の動きを可能とする。
とう材料とすることによって気密袋や鍵のたわみを許容
い あるいは積極的にこれを利用し、アクチュエータの
強度を必要最小限に小さくして小型化軽量化することや
、多数のアクチュエータを骨部材の周りに高密度に集積
することが可能になり、こうすることによって複雑かつ
柔軟な手の動きを可能とする。
この社用材料は細径とするためには高分子材料としでは
例えばケブラ、金属材料としては例えばチタン合金ワイ
フや高張力鋼線などが最適である。
例えばケブラ、金属材料としては例えばチタン合金ワイ
フや高張力鋼線などが最適である。
また気密袋から外側へ延在する部分の非延性可とうｌｌ
ｌ５は知覚センサの信号を伝達するリード線とすること
ができ、このリード線の強度上昇が必要ならば前述のよ
うな補強材によりリード線を補強する。
ｌ５は知覚センサの信号を伝達するリード線とすること
ができ、このリード線の強度上昇が必要ならば前述のよ
うな補強材によりリード線を補強する。
気密袋の材料としては前記非延性朧月材料にゴムや高分
子材料で気密処理をしたものや、ビニールやナイロンな
どの高分子材料や伸びを殆どなくしたゴムや容易に変形
するような薄肉の金属繊維布が最適である。
子材料で気密処理をしたものや、ビニールやナイロンな
どの高分子材料や伸びを殆どなくしたゴムや容易に変形
するような薄肉の金属繊維布が最適である。
アクチュエータを作動させる圧力配管や操作用電気配線
や骨部材等は金属やセラミックの様な剛体材料とするこ
とができるが、これを高分子材料や薄肉金属のような可
とう材料とすることによってこれらをたわませることを
考慮して関節部７の回転角度を小さく設計し、装置全体
の小型化軽量化をはかることが望ましい、骨部材を長さ
変化の殆どない弾性材料とすれば、初期位置に戻す時に
動作が迅速になり、場合によっては復元用のアクチュエ
ータを省略あるいは小型化でき、ａ置全体のより一層の
小型化軽量化が可能になる。−゛骨部材を曲げと回転が
自在な杵と白を合わせた機構や二つの白の間に球を挟ん
だ機構や球面軸受は機構やベローやコイルばね等による
関節７によって連結することによって、骨部材の任意の
方向への傾斜が一層容易にかつ自由になる。なおベロー
以外の関節では油圧、水圧、あるいは空圧などの圧力流
体の漏出を防ぐために公知の０リングシール９や密閉膜
やジャバラを設けるのがよい。
や骨部材等は金属やセラミックの様な剛体材料とするこ
とができるが、これを高分子材料や薄肉金属のような可
とう材料とすることによってこれらをたわませることを
考慮して関節部７の回転角度を小さく設計し、装置全体
の小型化軽量化をはかることが望ましい、骨部材を長さ
変化の殆どない弾性材料とすれば、初期位置に戻す時に
動作が迅速になり、場合によっては復元用のアクチュエ
ータを省略あるいは小型化でき、ａ置全体のより一層の
小型化軽量化が可能になる。−゛骨部材を曲げと回転が
自在な杵と白を合わせた機構や二つの白の間に球を挟ん
だ機構や球面軸受は機構やベローやコイルばね等による
関節７によって連結することによって、骨部材の任意の
方向への傾斜が一層容易にかつ自由になる。なおベロー
以外の関節では油圧、水圧、あるいは空圧などの圧力流
体の漏出を防ぐために公知の０リングシール９や密閉膜
やジャバラを設けるのがよい。
第２図ないし第４図の例ではアクチュエータは骨部材ａ
内の圧力流体を制御弁４を経由して気密袋内に導き、こ
の圧力によって非延性可とう１１６゜６Ａ、６Ｂに引張
力を与える。ｍは可とう材料であるので適宜方向に容易
に方向変換できる。
内の圧力流体を制御弁４を経由して気密袋内に導き、こ
の圧力によって非延性可とう１１６゜６Ａ、６Ｂに引張
力を与える。ｍは可とう材料であるので適宜方向に容易
に方向変換できる。
本発明のロボットハンドでは２例えば第２図の例では８
本の気密袋を骨部材の周囲に長さ方向を揃えて並べてお
り、骨部材３に対して互いに逆方向に傾斜せしめた非延
性可とう腱対６Ａ、８Ｂを装備することによって骨部材
３０関節部７に曲げと同時に積極的に捻りを与えること
ができる。また骨部材が弾性体である場合にも骨部材に
曲げと同時に積極的に捻りを与えることができる。これ
らの場合に曲げや捻りの間隔を接近させたり、捻り剛性
の小さな骨部材を用いれば、象の鼻や蛇のように螺旋状
にも自由に変化し物体に巻き付けてこれを取り扱うこと
が可能になる。
本の気密袋を骨部材の周囲に長さ方向を揃えて並べてお
り、骨部材３に対して互いに逆方向に傾斜せしめた非延
性可とう腱対６Ａ、８Ｂを装備することによって骨部材
３０関節部７に曲げと同時に積極的に捻りを与えること
ができる。また骨部材が弾性体である場合にも骨部材に
曲げと同時に積極的に捻りを与えることができる。これ
らの場合に曲げや捻りの間隔を接近させたり、捻り剛性
の小さな骨部材を用いれば、象の鼻や蛇のように螺旋状
にも自由に変化し物体に巻き付けてこれを取り扱うこと
が可能になる。
非延性可とうａ６は第５図ないし第７図に示すように関
節を跨いで何個か先に離れた骨部材と連結すれば、アク
チュエータを装着出来ないような狭い場所や細い骨部材
をも種々の操作を可能にできる。
節を跨いで何個か先に離れた骨部材と連結すれば、アク
チュエータを装着出来ないような狭い場所や細い骨部材
をも種々の操作を可能にできる。
気密袋列はコンパクトにおさまるように鍵会℃１１によ
ってその方向を揃えて束ねることが望ましく、気密袋列
を複数層に重ねることもできる。
ってその方向を揃えて束ねることが望ましく、気密袋列
を複数層に重ねることもできる。
この様な多数のアクチュエータを用意することによフて
非延性可とう１１６を交差させて骨部材３に捻りを与え
ることが容易になるほか、アクチュエータの作動数を変
化させることによって作動力を変化させることも可能に
なる。
非延性可とう１１６を交差させて骨部材３に捻りを与え
ることが容易になるほか、アクチュエータの作動数を変
化させることによって作動力を変化させることも可能に
なる。
第５図ないし第７図にロボットの手及び指に本発明を適
用する場合の概念図を示す、これらの図では何れも指の
先端部には非延性可とう！ＩＩ！６のみが延在し、気密
袋はその手前の設置空間が十分な位置にある０例えば第
５図では板状骨部材１０にアクチュエータを集積し、関
節部７より先は非延性可とうｌ１１６が延在している。
用する場合の概念図を示す、これらの図では何れも指の
先端部には非延性可とう！ＩＩ！６のみが延在し、気密
袋はその手前の設置空間が十分な位置にある０例えば第
５図では板状骨部材１０にアクチュエータを集積し、関
節部７より先は非延性可とうｌ１１６が延在している。
先へ延在する鍵はコンパクトにまとめるために関節部に
おいて鍵ガイド１１によって位置決めしている。指の先
端部には知覚センサ１２を設置し、非延性可とう鍵６が
この知覚センサの信号を伝達するリード線を兼ねている
。第６図の例では第４図に示すような管状骨部材３にア
クチュエータを集積し、関節部７より先は弾性体の骨部
材で構成している。この骨部材は図示のように可とうア
クチュエータとともにたわみ、先端部を目櫟地点に移動
させる。この場合も非延性可とう［１Ｂは知覚センサ１
２のリード線を兼ねている。第６図では肩ガイド１１の
一部は関節部から先に離して設置している。第７図には
ロボットハンドとしての別の完成例を示している。また
これらの図には示していないが本発明のロボットハンド
の手や指はゴムや高分子材料の弾性体により覆って皮膚
とするのが良い。
おいて鍵ガイド１１によって位置決めしている。指の先
端部には知覚センサ１２を設置し、非延性可とう鍵６が
この知覚センサの信号を伝達するリード線を兼ねている
。第６図の例では第４図に示すような管状骨部材３にア
クチュエータを集積し、関節部７より先は弾性体の骨部
材で構成している。この骨部材は図示のように可とうア
クチュエータとともにたわみ、先端部を目櫟地点に移動
させる。この場合も非延性可とう［１Ｂは知覚センサ１
２のリード線を兼ねている。第６図では肩ガイド１１の
一部は関節部から先に離して設置している。第７図には
ロボットハンドとしての別の完成例を示している。また
これらの図には示していないが本発明のロボットハンド
の手や指はゴムや高分子材料の弾性体により覆って皮膚
とするのが良い。
本発明のロボットハンドでは板状の骨部材等を管状に巻
いてコンパクトで強度の強いロボットハンドとすること
ができる。この場合にアクチュエータや圧力配管や電気
配線や切換弁等は管の内面あるいは外面に集中させても
良い、また気密袋や牌は第２図ないし第４図の関節７の
内部に位置させても良い。
いてコンパクトで強度の強いロボットハンドとすること
ができる。この場合にアクチュエータや圧力配管や電気
配線や切換弁等は管の内面あるいは外面に集中させても
良い、また気密袋や牌は第２図ないし第４図の関節７の
内部に位置させても良い。
第５図の板状の骨部材の両側に気密袋を配列した例では
、圧力配管８から制御弁４を経由して気密袋内に導入し
た流体圧力によって気密袋を膨出させる。この例では圧
力配管８と制御用配線ｌＯは骨部材板３の両端に装備さ
れている。圧力配管は強度部材として設計することがで
きるためその位置はその都度最適な場所に決めるのがよ
い。
、圧力配管８から制御弁４を経由して気密袋内に導入し
た流体圧力によって気密袋を膨出させる。この例では圧
力配管８と制御用配線ｌＯは骨部材板３の両端に装備さ
れている。圧力配管は強度部材として設計することがで
きるためその位置はその都度最適な場所に決めるのがよ
い。
以上のようなアクチュエータは束ねあるいは集積しても
、従来のアクチュエータではシリンダチューブ等が変形
あるいは干渉して作動しなかったものが１本発明ではア
クチュエータを可とう材料によって構成することにより
容易に作動できる。
、従来のアクチュエータではシリンダチューブ等が変形
あるいは干渉して作動しなかったものが１本発明ではア
クチュエータを可とう材料によって構成することにより
容易に作動できる。
本発明に於て複数のアクチュエータをその方向を交差し
て骨部材上に集積することができる。すなわち気密袋が
外力によってへこんでもこれが可とう材料で構成されて
いるためにその作動に支障をきたすことはなく、気密袋
は種々の集積の仕方が可能となる。
て骨部材上に集積することができる。すなわち気密袋が
外力によってへこんでもこれが可とう材料で構成されて
いるためにその作動に支障をきたすことはなく、気密袋
は種々の集積の仕方が可能となる。
（発明の効果）
本発明のロボットハンドによフて柔軟性のあるロボット
の手部材が提供できる。またこの装置は簡便で小型軽量
であることは、大重量の金属材料に代わって高分子材料
や金属布や薄肉の金属材料等の可とう材を用いることが
出来ることからも明かである。さらに多数のアクチュエ
ータを集積したことにより複雑微妙な手や指の動きが可
能になる。
の手部材が提供できる。またこの装置は簡便で小型軽量
であることは、大重量の金属材料に代わって高分子材料
や金属布や薄肉の金属材料等の可とう材を用いることが
出来ることからも明かである。さらに多数のアクチュエ
ータを集積したことにより複雑微妙な手や指の動きが可
能になる。
本発明のロボットハンドは歩行ロボットの足部材や胴部
材としても用いることができる。
材としても用いることができる。
本発明のロボットハンドは視覚センサや触覚センサや視
覚と触覚の中間的な近接覚センサを利用することによっ
て実用化の道が開け、今後急速な発展が期待できる。
覚と触覚の中間的な近接覚センサを利用することによっ
て実用化の道が開け、今後急速な発展が期待できる。
第１図ないし第７図は本発明の説明図であり。
第１［３！ＩＡは気密袋内の圧力が低い場合、第１図Ｂ
はその圧力が高くなった場合の気密袋の横断面図。 第２図は管状骨部材と球面関節部の図、第３図は管状骨
部材とコイルばね関節部の図、第４図は管状骨部材とベ
ロー関節部の図、第５図ないし第７図はロボットハンド
としての組立図例である。 １：非延性補強線材、２：非延性柔軟膜、３：骨部材、
４：制御弁、５：非延性柔軟膜どう鍵。 ６：非延性可とう朧、７：関節部、８：圧力配管。
はその圧力が高くなった場合の気密袋の横断面図。 第２図は管状骨部材と球面関節部の図、第３図は管状骨
部材とコイルばね関節部の図、第４図は管状骨部材とベ
ロー関節部の図、第５図ないし第７図はロボットハンド
としての組立図例である。 １：非延性補強線材、２：非延性柔軟膜、３：骨部材、
４：制御弁、５：非延性柔軟膜どう鍵。 ６：非延性可とう朧、７：関節部、８：圧力配管。
Claims (5)
- （１）両極部にかけ渡した経線状の複数の非延性補強線
材と一体的に成形した非延性柔軟膜とから成る気密袋と
、その一極から圧力流体を導入し、この極と骨部材上の
制御弁とを連結する非延性管状可とう腱と、他の一極と
他の骨部材とを連結する非延性可とう腱により構成する
ことを特徴とするロボットハンド。 - （２）圧力配管と操作用電気配線と骨部材とを可とう材
料とすることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
ロボットハンド。 - （３）骨部材を交差する非延性可とう腱対と関節とによ
って連結することを特徴とする特許請求の範囲第１項ま
たは第２項記載のロボットハンド。 - （４）非延性可とう腱を関節部で非延性可とう腱ガイド
によって位置決め案内してこれより先の関節部へ延在さ
せることを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第３
項記載のロボットハンド。 - （５）非延性可とう腱の一部が知覚センサの信号を伝達
するリード線であることを特徴とする特許請求の範囲第
１項ないし第４項記載のロボットハンド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62262263A JPH0675837B2 (ja) | 1987-10-18 | 1987-10-18 | ロボットハンド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62262263A JPH0675837B2 (ja) | 1987-10-18 | 1987-10-18 | ロボットハンド |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01109092A true JPH01109092A (ja) | 1989-04-26 |
| JPH0675837B2 JPH0675837B2 (ja) | 1994-09-28 |
Family
ID=17373353
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62262263A Expired - Lifetime JPH0675837B2 (ja) | 1987-10-18 | 1987-10-18 | ロボットハンド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0675837B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002103270A (ja) * | 2000-09-22 | 2002-04-09 | Nippon Robotics Kk | 空気圧式ロボット及び空気圧式関節駆動装置 |
| GB2418659A (en) * | 2004-10-01 | 2006-04-05 | Shadow Robot Company Ltd | Robotic hand/arm control arrangement |
| JPWO2014045617A1 (ja) * | 2012-09-18 | 2016-08-18 | 国立大学法人電気通信大学 | 人体模擬装置 |
| CN113939386A (zh) * | 2020-03-31 | 2022-01-14 | 株式会社雷片 | 机器人手爪以及机器人 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS598516A (ja) * | 1982-07-07 | 1984-01-17 | Mazda Motor Corp | 水冷エンジン搭載車の暖房装置 |
| JPS5969288A (ja) * | 1982-10-07 | 1984-04-19 | 廣瀬 茂男 | 柔軟把握機構 |
| JPS62127793U (ja) * | 1986-02-03 | 1987-08-13 |
-
1987
- 1987-10-18 JP JP62262263A patent/JPH0675837B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS598516A (ja) * | 1982-07-07 | 1984-01-17 | Mazda Motor Corp | 水冷エンジン搭載車の暖房装置 |
| JPS5969288A (ja) * | 1982-10-07 | 1984-04-19 | 廣瀬 茂男 | 柔軟把握機構 |
| JPS62127793U (ja) * | 1986-02-03 | 1987-08-13 |
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| GB2418659A (en) * | 2004-10-01 | 2006-04-05 | Shadow Robot Company Ltd | Robotic hand/arm control arrangement |
| GB2418659B (en) * | 2004-10-01 | 2008-08-27 | Shadow Robot Company Ltd | Artificial humanoid hand/arm assemblies |
| JPWO2014045617A1 (ja) * | 2012-09-18 | 2016-08-18 | 国立大学法人電気通信大学 | 人体模擬装置 |
| CN113939386A (zh) * | 2020-03-31 | 2022-01-14 | 株式会社雷片 | 机器人手爪以及机器人 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0675837B2 (ja) | 1994-09-28 |
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