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CN109968383B - 把持用手 - Google Patents

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CN109968383B
CN109968383B CN201811599216.9A CN201811599216A CN109968383B CN 109968383 B CN109968383 B CN 109968383B CN 201811599216 A CN201811599216 A CN 201811599216A CN 109968383 B CN109968383 B CN 109968383B
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soft finger
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Fanuc Corp
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Abstract

该把持用手具有基座部件(50);围绕通过基座部件(50)的轴线(CL)配置的多个手指(20),各手指(20)具备具有挠性的柔软手指部(22);支撑柔软手指部的基端侧的手指基座部件(21);支撑于基座部件(50)并且分别支撑多个手指基座部件(21)的多个连杆机构(30),各连杆机构(30)以所支撑的手指基座部件(21)的姿态相对于基座部件(50)不发生实质性变化的方式,容许所支撑的手指基座部件(21)相对于基座部件(50)移动。

Description

把持用手
技术领域
本发明涉及一种把持用手。
背景技术
以往,周知的把持用手具备基座部件和各自支撑于基座部件的八根连杆部件的多个手手指,所述基座部件由八根连杆部件串联连结而成且能够变形为正八角形形状且也能变形为长方形,各手指具有多个关节,根据把持对象物的形状改变基座部件的形状(例如,参照专利文献1。)。
另外,周知的把持用手有基座部件和支撑于基座部件的所述预定方向的一方以及另一个多个手指,所述基座部件具有四根连杆部件以在预定方向上并列连接的方式形成,各手指具有多个关节,在把持较大的把持对象物时,将基座部件变形为使四根连杆部件在一条直线上并列,在把持较小的把持对象物时,以所述预定方向的一端以及另一端的连杆部件相互接近的方式,折叠所述预定方向的中央的连杆部件(例如,参照专利文献2。)。
另外,周知的把持用手具有基座部件和分别可回转地安装在基座部件的多个手指,各手指具有多个关节,通过弯曲各手指的关节对把持对象物进行把持(例如,专利文献3参照。)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2010-076050号公报
专利文献2:日本特开2008-178939号公报
专利文献3:日本特开2015-533669号公报
发明内容
发明要解决的问题
专利文献1以及专利文献2中的把持用手,能够根据把持对象物的大小改变基座部件的形状,但相对于基座部件无法变更各手指的根部的位置。因此,相对于基座部件无法变更各手指的根部的位置会制约能够把持的把持对象物的种类。
另外,所述各把持用手具备具有多个关节的手指,通过弯曲各手指的关节对把持对象物进行把持。近年来对食品等不规则并且精巧的把持对象物的把持要求也越来越高,通过弯曲各手指的关节而进行的把持无法对食品等精巧的把持对象物进行适当把持情况时有出现。
为了把持食品等精巧的把持对象物,提出了利用通过压力控制流体的供给以及排出进行变形的柔软手指,但柔软手指相对于具有多个关节的手指来说,其有效可动范围狭窄,难以进行准确的控制。因此,在所述各把持用手中,即使使用通过压力控制流体的供给以及排出进行变形的柔软手指部,也无法应对各种种类的把持对象物。
鉴于此,本发明目的在于提供一种把持用手,其能够利用通过压力控制流体的供给以及排出进行变形的柔软手指部,能够把持各种种类的把持对象物。
用于解决问题的方案
为了解决上述课题,本发明采用以下手段。
本发明的第一方案中,把持用手具有:基座部件、围绕穿过或插入通过该基座部件的轴线配置的多个手指,所述各手指具有:柔软手指部,其具有挠性;以及手指基座部件,其支撑该柔软手指部的基端侧,把持用手具备多个连杆机构,该多个连杆机构支撑于所述基座部件或支撑于安装在该基座部件上的部件,并且分别支撑所述多个手指基座部件,该各连杆机构以所支撑的所述手指基座部件的姿态相对于所述基座部件不发生实质性变化的方式,容许所支撑的所述手指基座部件相对于所述基座部件的移动。
在第一方案中,各手指的手指基座部件分别经由连杆机构支撑于基座部件或安装在基座部件的部件上,各连杆机构以支撑的手指基座部件的姿态相对于基座部件不发生实质性变化的方式,容许支撑的各手指基座部件相对于基座部件的移动。即,以各手指的根部部分的姿态相对于基座部件不发生实质性变化的方式,能够变更各手指相对于彼此的位置。
例如,在把持相对较小的把持对象物的情况下,以各手指的根部部分的姿态相对于基座部件不发生实质性变化的方式,使多个手指相互接近地移动,由此,以使基座部件实质上变窄的方式,使把持用手动作,在把持较大的把持对象物的情况下,以各手指的根部部分的姿态相对于基座部件不发生实质性变化的方式,使多个手指相互远离地移动,由此,能够以使基座部件实质性变宽的方式使把持用手动作。
因此,即使在各手指的可动范围小或几乎没有的情况下,也能够对把持对象物进行把持。另外,由于各手指具有柔软手指部,因此能够适当地把持食品等不规则并且精巧的把持对象物。
在上述方案中,优选地,支撑于所述基座部件的部件为围绕所述轴线配置的多个回转部件,所述各回转部件围绕回转轴线能够回转的方式安装于所述基座部件,所述回转轴线在实质上沿所述轴线的方向上延伸,所述多个连杆机构分别支撑于所述多个回转部件。
在该结构中,多个手指经由连杆机构分别支撑于多个回转部件,各回转部件相对于基座部件能够回转。因此,通过连杆机构,能够以各手指的根部部分的姿态相对于基座部件不发生实质性变化的方式,调整多个手指相对于彼此的位置,并且能够调整各手指的围绕回转轴的姿态。这对扩大把持对象物的适用范围方面是有利的。
优选地,上述方案的把持用手还具备围绕所述回转轴线驱动所述各回转部件的回转驱动装置。
在该结构中,能够将各回转部件通过回转驱动装置进行回转,因此有利于减轻对各手指的围绕回转轴的姿态的调整作业以及缩短调整时间。
在上述方案中,优选地,所述连杆机构由平行连杆构成。
利用上述结构,能够以手指基座部件的姿态相对于基座部件不发生变化的方式,变更多个手指的彼此相对位置。因此,能够容易地推断各柔软手指部相对于基座部件的姿态,有利于利用柔软手指部准确地进行把持用手的控制。
优选地,上述方案的把持用手具备在所述各连杆机构的可动范围内使所述手指基座部件相对于所述基座部件或所述回转部件移动的驱动机构。
在该结构中,能够通过驱动机构移动各手指基座部件,因此有利于减轻各手指的位置的调整作业以及缩短调整时间。
在上述方案中,优选地,所述驱动机构具备:轴向移动部件,其相对于所述基座部件在沿所述轴线的方向上移动;以及至少一个驱动连杆部件,连结该轴向移动部件和所述手指基座部件或所述连杆机构的所述手指基座部件侧。
围绕轴线配置有多个手指,因此设置在沿着轴线的方向上移动的轴向移动部件的示例,与例如设置在与轴线正交的方向上移动的移动部件的情况相比较而言,在减小与把持用手的轴线正交的方向上的尺寸方面有利。
在上述方案中,优选地,所述驱动机构使所述多个手指基座部件分别独立地相对于所述基座部件或所述回转部件移动。
利用上述结构,能够通过驱动机构使多个手指基座部件相对于基座部件或回转部件的位置各自独立地进行调整,因此在扩大把持对象物的使用范围方面有利。
优选地,上述方式中的把持用手具备控制所述驱动机构的控制部,该控制部以在与把持对象物的种类对应的位置上配置所述各手指基座部件的方式,控制所述驱动机构。
利用上述结构,根据把持对象物的种类,各手指的位置能够自动变更,由此在提高利用柔软手指部的把持用手的把持质量方面有利。
优选地,上述方案中的把持用手具备:控制部,其控制所述驱动机构;流体供排装置,其对所述各柔软手指部的内部供排压力控制流体;以及存储装置,其保存有由该流体供排装置供排的所述压力控制流体的量以及压力、与所述各柔软手指部的举动以及物理性质的变化之间的对应关系信息。所述控制部至少利用由所述流体供排装置对所述各柔软手指部供排的所述压力控制流体的量以及压力、和所述对应关系信息,确定要由所述驱动机构移动所述各手指基座部件的位置。
柔软手指部的变形量等举动以及弹簧常数等物理性质,根据其内部供给以及排出的压力控制流体的量以及压力产生变化,例如当供给的压力控制流体的量增加时,向各柔软手指部的手内侧的变形量增大,并且各柔软手指部的弹簧常数增大。因此,当多个手指基座部件相对于彼此的位置固定时,在把持大小各异的把持对象物的情况等时,对较大的把持对象物施加的把持力与对较小的把持对象物施加的把持力之间会产生较大的差。
与此相对地,根据上述结构,至少利用由流体供排装置对各柔软手指部供排的压力控制流体的量以及压力、和对应关系信息,确定要由驱动机构移动各手指基座部件的位置。因此,能够适当调整对大小各异把持对象物施加的把持力。
优选地,上述方案的把持用手具备:流体供排装置,其对所述各柔软手指部的内部供排压力控制流体;存储装置,其保存有由该流体供排装置供排的所述压力控制流体的量以及压力、与所述各柔软手指部的举动以及物理性质的变化之间的对应关系信息;以及控制部,其在由所述各柔软手指部对把持对象物进行把持时,至少利用由所述流体供排装置对所述各柔软手指部供排的所述压力控制流体的量以及压力、和所述对应关系信息,对在所述各柔软手指部中把持所述把持对象物的把持位置进行推断。
利用上述结构,通过对各柔软手指部中对把持对象物W进行把持的位置、范围等把持位置进行推断,能够在对把持对象物进行把持时控制把持位置,在提高把持质量方面有利
优选地,上述方案的把持用手具备:流体供排装置;连接该流体供排装置和所述各柔软手指部的管。所述基座部件和所述各柔软手指部之间的所述管的一部分,在沿所述回转部件的所述回转轴线的方向上延伸且配置在该回转轴线的附近。
利用上述结构,基座部件和各柔软手指部之间的管在驱动把持用手的可动部时不会成为障碍,也有助于防止管的破损和脱落。
在上述方案中,优选地,所述各柔软手指部装卸自如地连结于所述各手指基座部件。
柔软手指部具有挠性,因此比起金属制部件需要进行频繁的更换和维护。因此,上述能够将柔软手指件装卸自如地连结于手指基座部件21上的构造,在缩短更换作业和维护作业所需的时间方面有利。
在上述方案中,优选地,在所述各柔软手指部的基端上设置有筒状部,所述筒状部比所述各柔软手指部刚性高,且与所述各柔软手指部的中空部连通所述各手指基座部件上设置有具有用于对所述各柔软手指部供排压力控制流体的流路的联接器,所述各柔软手指部的所述筒状部装卸自如地连结于所述各手指基座部件的所述联接器。
利用上述结构,将柔软手指部的基端的筒状部在手指基座部件的联接器上装卸,由此能够进行柔软手指部的装卸,从而缩短更换作业和维护作业所需的时间。
优选地,上述方案的把持用手具备:流体供排装置;多个流体流路,其分别连接该流体供排装置和所述多个柔软手指部;以及多个流量调整阀,其分别设置于所述多个流体流路的中途。分别对应于所述多个柔软手指部的所述多个流量调整阀,根据对应的所述柔软手指部的所述回转部件的回转,使阀开度发生变化。
利用上述结构,相对于各手指的柔软手指部22进行压力控制流体供排的管的阀开度调整,根据各手指的回转位置机械地进行,因此能够省略向电磁阀等发送控制信号的控制处理,另外通过省略由控制信号控制各流量调整阀的步骤,能够提高阀开度调整机构的可靠性。
优选地,上述方案的把持用手具备:控制所述驱动机构的控制部;视觉传感器。所述控制部利用由所述视觉传感器获得的视觉数据,确定要由所述驱动机构移动所述各手指基座部件的位置。
例如,控制部能够基于视觉数据中的把持对象物的姿态,调整各手指基座部件在与所述轴线相交的方向上的位置。在把持对象物具有圆柱形状的情况下,通过改变从轴向对把持对象物进行把持时的各手指基座部件的位置和从径向把持时的各手指基座部件的位置,能够提高把持质量。
优选地,上述方案的把持用手具备:流体供排装置,其对所述各柔软手指部的内部供排压力控制流体;存储装置,其保存利用该流体供排装置供排的所述压力控制流体的量以及压力、与所述各柔软手指部的变形量之间的对应关系信息;以及控制部,其在对把持对象物进行把持时,至少利用所述流体供排装置对所述各柔软手指部供排的所述压力控制流体的量以及压力、和所述对应关系信息,推断所述各柔软手指部中把持所述把持对象物的位置或范围
如此构成时,即使不用肉眼、视觉传感器等监视各柔软手指部和把持对象物的接触状态,通过利用对各柔软手指部供排的压力控制流体的量以及压力,能够推断各柔软手指部中对把持对象物进行把持的位置或范围,因此在提高把持质量和进行确认等方面有利。另外,还能够将推断的把持位置或范围作为把持质量的历史进行保存,并在接下来灵活运用该历史。
发明的效果
根据本发明,利用通过压力控制流体的供给以及排出进行变形的柔软手指部,能够把持各种种类的把持对象物。
附图说明
图1是本发明的第一实施方式的手的立体图。
图2是第一实施方式的手的侧视图。
图3是第一实施方式的手的主视图。
图4是第一实施方式的手的结构示意图。
图5是第一实施方式的手的动作说明图。
图6是第一实施方式的手的动作说明图。
图7是第一实施方式的手的动作说明图。
图8是第一实施方式的手的动作说明图。
图9是第一实施方式的手的控制装置的框图。
图10是表示由手进行把持模式的图。
图11是表示第一实施方式的手的把持模式的图。
图12是表示第一实施方式的手的把持状态的图,(a)表示柔软手指部配置在不面向把持对象物的旋转位置的状态,(b)表示柔软手指部配置在面向把持对象物的旋转位置的状态。
图13是表示第一实施方式的手的把持状态的图,(a)表示柔软手指部配置在不面向把持对象物的旋转位置的状态,(b)表示柔软手指部配置在面向把持对象物的旋转位置的状态。
图14是第一实施方式的手的动作说明图,(a)表示把持对象物的上端与柔软手指部接触的状态,(b)表示柔软手指部移动触碰至间隙位置的状态,(c)表示柔软手指部移动触碰到把持位置的状态。
图15是表示第一实施方式的手的配管例的模型图。
图16是表示第一实施方式的手的其他配管例的模型图。
图17是本发明的第二实施方式的手的模型图。
图18是第二实施方式的手的动作说明图。
图19是第二实施方式的手的动作说明图。
图20是第二实施方式的手的动作说明图。
图21是表示第二实施方式的手的第一变形例的模型图。
图22是表示第二实施方式的手的第二变形例的模型图。
图23是表示第一实施方式的手的第一变形例的模型图。
图24是表示第一实施方式的手的第二变形例的模型图。
图25是表示第一实施方式的手的第三变形例的模型图。
图26是表示第一实施方式的手的第四变形例的模型图。
图27是表示本发明的第三实施方式的手指的图。
图28是第三实施方式的手指的操作说明图。
图29是第三实施方式的手指的操作说明图。
图30是表示第三实施方式的柔软手指部单元的第一变形例的图。
图31是表示第三实施方式的柔软手指部单元的第二变形例的图。
图32是表示本发明的第四实施方式的手的基座部件附近的图。
图33是表示第四实施方式的手的基座部件附近的图。
图34是第四实施方式的手的动作说明图。
图35是第四实施方式的手的动作说明图。
图36是表示第四实施方式的手的流量调整阀的概略构造的图。
附图标记说明
20 手指
21 手指基座部件
21a 联接器
21b 管
21c 通路
21d 枢毂
21e 管
21f 管保持部件
21g 回转接头
22 柔软手指部
22a 把持用壁
22b 伸长壁
23 基端部件
23a 第一部件
23b 第二部件
23c 筒状部
24 联接器
24a 联接器主体
24b 基端侧孔
24c 前端侧孔
24d 倾斜面
24e 密封部件
25 卡定部件
25a 缩放部
25b 凸缘部
26、27 筒状部
30 平行连杆
31 第一连杆部件
31a、31b 转动轴线
32 第二连杆部件
32a、32b 转动轴线
33 施力部件
34 金属线(驱动连杆部件)
35 挠性部件
35a 基端侧部件
35b 前端侧部件
36 连杆部件
36c 第一滑轮
36d 第二滑轮
36e 绕挂部件
36f 齿轮
36g、36h 转动轴线
40 回转部件
40a 回转轴线
40b 切口
50 基座部件
51 流量调整阀
51a 转动轴线
52 阀壳
53 第一阀芯
53a 流路
54 第二阀芯
54a 流路
54b 突出部
61 第一促动器
62、63 第二促动器
62a 输出轴
70、80 轴向移动部件
71 第一驱动连杆部件
71a 回转轴线
72 第二驱动连杆部件
72a、72b 转动轴线
73 轴(驱动连杆部件)
100 压缩机(流体供排装置)
110 控制器
200 控制装置
201 控制部
202 显示装置
203 存储装置
203a 系统程序
203b 动作程序
203c 把持调整程序
204 操作盘
CL 手中心轴线
W 把持对象物
G 间隙
具体实施方式
参照附图对本发明的第一实施方式中的把持用手进行以下说明。本实施方式的把持用手是安装在例如机器人(未图示)的前端使用的。
如图1至图3所示,该把持用手具有三根手指20。手指20的数量不限于三根,可以是两根,也可以是四根以上。
三根手指20的各个经由平行连杆(连杆机构)30以及回转部件40支撑于基座部件50。三个回转部件40的一端能够围绕各自的回转轴线40a回转地支撑于基座部件50,基座部件50上安装有使三个回转部件40围绕各自的回转轴线40a旋转的三个第一促动器(回转驱动装置)61。例如,各第一促动器61由旋转马达构成,其具备用于检测其输出轴的旋转位置的编码器等旋转位置传感器,并且具备检测其驱动电流的驱动电流传感器。
在本实施方式中,三条回转轴线40a与手中心轴线CL平行配置,距离手中心轴线CL的距离相同,围绕手中心轴线CL等角度间隔地配置。另外,在本实施方式中,手中心轴线CL与基座部件50的中心轴线一致。在以下的说明中,有时称与手中心轴线CL平行的方向为手轴向,称经过手中心轴线CL且与手中心轴线CL正交的方向为手径向。另外,在以下的说明中,有时称经过回转轴线40a且与回转轴线40a正交的方向为手指径向。
在各回转部件40的另一端上,围绕转动轴线31a能够转动地连结有第一连杆部件31的一端,围绕转动轴线32a能够转动地连结有第二连杆部件32的一端。另外,第一连杆部件31的另一端围绕转动轴线31b能够转动地连结于手指20的手指基座部件21,第二连杆部件32的另一端围绕转动轴线32b能够转动地连结于手指基座部件21。转动轴线31a、转动轴线31b、转动轴线32a以及转动轴线32b相互平行。
转动轴线31a以及转动轴线32a距离回转轴线40a的距离彼此不同,转动轴线31b以及转动轴线32b距离回转轴线40a的距离彼此不同。在本实施方式中,转动轴线32a距离回转轴线40a比转动轴线31a更远,转动轴线32b距离回转轴线40a比转动轴线31b更远。
如此,通过第一连杆部件31以及第二连杆部件32的一端能够转动地连结于回转部件40的另一端,第一连杆部件31以及第二连杆部件32的另一端能够转动地连结于手指20的手指基座部件21,构成平行连杆30。通过平行连杆30,手指基座部件21能够不改变相对于回转部件40的姿态而向各连杆部件31、32的转动方向移动。
例如,当在通过第一促动器61以转动轴线31a和转动轴线32a在手径向上排列的方式使回转部件40定位的状态下,第一连杆部件31以及第二连杆部件32转动时,手指基座部件21沿手径向移动,但相对于手指基座部件21的回转部件40的姿态不发生变化。换言之,在维持沿手径向(手指径向)经过转动轴线31a和转动轴线32a的虚拟线、与沿手径向(手指径向)经过转动轴线31b和转动轴线32b的虚拟线平行的状态下,手指基座部件21沿手径向(手指径向)移动。
如图1以及图3所示,该把持用手具有:与基座部件50在手轴向上隔开间隔配置的轴向移动部件(驱动机构)70;支撑于轴向移动部件70的三个第一驱动连杆部件(驱动机构)71;以及分别连结于三个第一驱动连杆部件71的三个第二驱动连杆部件(驱动机构)72。
各第一驱动连杆部件71的一端围绕与回转轴线40a平行的回转轴线71a能够回转地支撑于轴向移动部件70(参照图1)。
本实施方式中,三个第一驱动连杆部件71的回转轴线71a分别与三个回转部件40的回转轴线40a一致。另外,第二驱动连杆部件72的一端,围绕与转动轴线31a以及转动轴线32a平行的转动轴线72a能够转动地连结于第一驱动连杆部件71的另一端,第二驱动连杆部件72的另一端,围绕与转动轴线31b以及转动轴线32b平行的转动轴线72b能够转动地连结于手指基座部件21、第一连杆部件31的另一端侧或第二连杆部件32的另一端侧。
在本实施方式中,作为一个例子,转动轴线72a与转动轴线32b一致,第一驱动连杆部件71的另一端侧或第二驱动连杆部件72的一端侧配置在形成于回转部件40的另一端侧的切口40b内,并且它们与回转部件40的另一端侧在手指径向排列地构成,但不限于此。
由于构成为上述结构,相对于基座部件50使回转部件40利用第一促动器61围绕回转轴线40a回转时,第一驱动连杆部件71也追随回转部件40回转。
第二驱动连杆部件72,其一端围绕转动轴线72a能够转动地连结于第一驱动连杆部件71的另一端,相对于回转轴线40a能够倾斜。另外,基座部件50上安装有由旋转马达构成的第二促动器(驱动机构)62,第二促动器62的输出轴62a经由梯形螺纹、滚珠丝杠等螺纹部,卡接于轴向移动部件(驱动机构)70。因此,当使第二促动器62的输出轴62a旋转时,能够使轴向移动部件70沿手中心轴线CL方向(手轴向)移动。根据上述构造,根据利用第二促动器62使轴向移动部件70沿手中心轴线CL的移动,第一连杆部件31以及第二连杆部件32沿手指径向转动,手指基座部件21沿手指径向移动。第二促动器62具备用于检测其输出轴62a的旋转位置的编码器等旋转位置传感器,并且具备检测其驱动电流的驱动电流传感器。
各手指基座部件21的一个面上安装由具有挠性的材料构成的柔软手指22的基端,例如,所述柔软手指22由具有橡胶状弹性的材料构成并且在内部具有能够供给流体(空气)的中空部。柔软手指部22的中空部在柔软手指部22的基端由手指基座部件21的所述一个面封闭。另外,在手指基座部件21的与所述一个面的相反侧,连结有平行连杆30的第一连杆部件31以及第二连杆部件32的另一端侧。
在柔软手指部22配置在手中心轴线CL侧的一侧,成为难以伸长的把持用壁22a,在柔软手指部22中配置于比把持用壁22a距离手中心轴线CL更远的位置的一侧成为容易伸长的伸长壁22b。伸长壁22b成为例如波浪形状(波纹形状)。
因此,在中空部的气压与外部的气压相同的状态下,各柔软手指部22的把持用壁22a的延伸方向与手中心轴线CL的延伸方向大致一致,但是当中空部内的气压高于外部的气压时,柔软手指部22的伸长壁22b伸长,柔软手指部22的前端侧朝向手中心轴线CL侧弯折。
各手指20的柔软手指部22的中空部连接于压气机等压缩机(流体供排装置)100。如图4所示,各手指基座部件21的所述相反侧上固定有联接器21a,在联接器21a连接有管(流体流路)21b的一端。联接器21a具有能够装卸管21b的端的周知构造即可。在各手指基座部件21内,形成有连接联接器21a内和柔软手指部22的中空部的通路21c。各管21b的另一端经由枢毂21d以及管21e连接于压缩机100。
该把持用手具备控制装置200,如图9所示,控制装置200具有:例如具有CPU、RAM等的控制部201;显示装置202;具有非易失性存储器、ROM等的存储装置203;以及连接于控制装置200且能够由操作者搬运的操作盘204。操作盘204也可以通过与控制装置200进行无线通信的方式构成。
控制装置200与第一促动器61、第二促动器62以及压缩机100的控制器110连接并对它们进行控制。压缩机100能够检测对各柔软手指部22供排的压力控制流体的压力以及供排的流量,该检测压力以及检测流量经由控制器110发送至控制装置200。此外,也可以是如下构成:在各柔软手指部22内,利用设置于各手指基座部件21等的传感器,检测对各柔软手指部22供排的压力控制流体的压力以及流量,该检测压力以及检测流量发送至控制装置200。
以下对如此构成的把持用手的基本动作进行说明。此外,在该情况下,在控制装置200的存储装置203储存有手指配置数据,手指配置数据为使把持对象物W的种类和与各手指基座部件21的手轴向相交的方向的位置对应并且使把持对象物W的种类与各手指基座部件21的回转方向的姿态对应。
如图5所示,在对外形较大的把持对象物W开始把持作业的情况下,控制部201,首先接收进行把持作业的把持对象物W的种类信息,并且利用第二促动器62将轴向移动部件70朝向柔软手指部22的前端侧移动,即朝向手前端侧移动,由此,使各手指20的手指基座部件21向手径向(手指径向)的外侧移动,进行把持作业前的各手指基座部件21的位置调整。
接着,利用第二促动器62将轴向移动部件70朝向基座部件50侧移动,即朝向手基端侧移动,由此,将各手指20的手指基座部件21向手径向(手指径向)的内侧移动,并且利用压缩机100进行向各柔软手指部22内供给压力控制流体(压缩空气)的把持动作。
由此,各柔软手指部22的前端侧向手径向(手指径向)的内侧弯折,由此,利用各柔软手指部22把持把持对象物W。此外,不是利用第二促动器62使各手指基座部件21向手径向(手指径向)的内侧移动,而是仅利用压缩机100对各柔软手指部22的内部供排压力控制流体进行把持动作也是可以的。
另一方面,如图6所示,在把持外形较小的把持对象物W的情况下,控制部201,首先接收进行把持作业的把持对象物W的种类信息,并且利用第二促动器62将轴向移动部件70朝向基座部件50移动,即朝向手基端侧移动,由此,使各手指20的手指基座部件21向手径向(手指径向)的内侧移动,进行把持作业前的各手指基座部件21的位置调整。把持动作与把持外形较大的把持对象物W的情况一样。
另外,如图7所示,例如在把持从手中心轴线CL的延伸方向观察为圆形状的把持对象物W的情况下,控制部201,首先接收进行把持作业的把持对象物W的种类信息,并且利用各第一促动器61,使各回转部件40旋转以使各柔软手指部22的把持用壁22a朝向手中心轴线CL侧,进行把持作业前的各手指基座部件21的姿态调整。如此,当利用第二促动器62使轴向移动部件70移动时,各手指基座部件21沿手径向移动,当利用压缩机100供给压力控制流体时,各柔软手指部22的前端侧成为向手径向的内侧弯折。把持动作与在把持外形较大的把持对象物W的情况相同。
另外,如图8所示,例如在把持在与手中心轴线CL正交的方向上具有长度的把持对象物W的情况下,控制部201,首先利用各第一促动器61,以使一部分(本实施方式中为一个)柔软手指部22的把持用壁22a与其他(本实施方式中为两个)柔软手指部22的把持用壁22a相互朝向相反方向的方式,使各回转部件40旋转,进行把持作业前的各手指基座部件21的位置调整。换言之,一部分(本实施方式中为一个)手指20的第一连杆部件31和第二连杆部件32排列的方向、与其他(本实施方式中为两个)手指20的第一连杆部件31和第二连杆部件32排列的方向平行。另外,各手指20的第一连杆部件31配置在比第二连杆部件32更靠近手径向的内侧的位置。把持动作与把持外形较大的把持对象物W的情况相同。
存储装置203中储存有:承担把持用手的控制的基本功能的系统程序203a;利用把持用手对把持对象物W进行预定作业的动作程序203b;以及例如进行用于搬运把持对象物W的把持及其解除的情况下的一系列动作程序203b。另外,在存储装置203中,还储存有进行把持对象物W的把持调整的把持调整程序203c。
例如,控制部201,当利用系统程序203a工作,在对把持对象物W进行预定作业时,基于动作程序203b控制第一促动器61、第二促动器62以及压缩机100,当利用动作程序203b使各手指20接触把持对象物W时,基于把持调整程序203c控制各第一促动器61、第二促动器62、压缩机100等。在把持对象物W的形状、把持方向不固定的情况下,上述把持调整格外有效。在把持调整的过程中,把持调整程序203c对后述的把持位置以及把持力进行推断或计算。
当利用各手指20的柔软手指部22对把持对象物W进行把持时,控制装置200接收各第一促动器61以及第二促动器62的旋转位置传感器的检测值、各第一促动器61以及第二促动器62的驱动电流传感器的检测值(施加到各促动器的转矩)、对各柔软手指部22供排的压力控制流体的压力以及流量的检测值等。另外,控制装置200的控制部201基于这些检测值,对包括手指基座部件21的位置以及姿态和柔软手指部22的位置以及姿态中的至少一个手指位置进行计算或推断,对各柔软手指部22中把持把持对象物W的位置、范围等把持位置进行推断,对利用各柔软手指部22把持把持对象物W的把持力进行计算或推断等。控制部201以使这些位置以及力接近各自的目标值的方式进行上述把持调整,这有利于提高把持对象物W的把持质量。
能够通过预先利用多个把持对象物W,在使手指位置、把持位置以及把持力中的至少一个变化的同时进行把持测试,基于该把持测试的结果制作数据库,根据该数据库对所述各自的目标值进行设定。另外,在模拟装置上制作把持用手以及多个把持对象物W的模型,在模拟装置上进行与上述测试同样的模拟,能够基于该模拟的结果制作所述数据库。另外,在模拟装置上制作把持用手以及把持对象物W的模型,将控制装置200接收的所述检测值,输入到模拟装置,由此对把持状态进行推断,基于该推断能够设定所述各自的目标值。
所述目标值,除了上述的制作数据库的方法之外,能够在正在把持把持对象物W的过程中进行利用了各柔软手指部22以及把持对象物W的模型的物理模拟并逐次获得,也能够通过深层学习等进行推断。在实机或模拟的任意一种中可构成为,以各促动器61、62以及压缩机100的检测值或视觉数据等信息,作为学习用数据使深层学习程序预先进行学习,或在把持过程中持续学习。由此,以把持过程中的各种检测值的信息为基础,深层学习程序能够推断目标值。通过利用深层学习,即使数据库中没有完全一致的内容,也可以在一定程度上进行应对。
控制装置200基于把持用手的模型的数据等,能够利用各第一促动器61以及第二促动器62的旋转位置传感器的检测值,计算在所述手指位置中的各手指基座部件21的位置以及姿态。
对所述手指位置中的各柔软手指部22的把持用壁22a的长度方向的预定位置(中间位置,前端位置等)的未把持把持对象物W的状态(无负荷状态)下的位置以及姿态,预先进行供给或排出各种压力以及量的压力控制流体的柔软手指部测试,当基于该柔软手指部测试的结果制作数据库时,能够基于该数据库进行计算。
关于所述把持位置的推断或计算方法,首先根据图10所示的简易模型进行说明。此外,此处所示的简易模型为一个例子,当然也可以使用其他模型。把持调整程序203c也可以构成为,在所述把持调整的过程中,像后述一样也对把持位置以及把持力进行推断或计算。在图10中,将未供给压力控制流体的状态下的各柔软手指部22的把持用壁22a的前端位置作为中立位置xR。在一个例子中,xR是与手指基座部件21的预定部分的手径向位置相同的位置。另外,在施加了流体压力P和流体流量Q的状态下,将无把持对象物W的状态下的把持用壁22a的前端的位置作为xR+L,将有把持对象物W的状态下的把持用壁22a的前端的位置作为把持位置xW。L能够通过所述无负荷状态下的把持用壁22a的位置以及姿态的测试等获得。
简易地考虑,在把持把持对象物W时,在将柔软手指部22的把持用壁22a的前端通过把持对象物W推回Δx的距离的情况下,Δx可以通过下述式(1)获得。
Δx=L-(xW-xR)···(1)
另外,柔软手指部22的把持用壁22a的前端的弹簧常数(柔软手指部22的物理性质)K是随着流体压力P、流体流量Q以及Δx变化的函数,由下述式(2)表示。
K=f(P,Q,Δx)···(2)
因此,把持力F由下述式(3)的函数定义。
F=K·Δx=f(P,Q,Δx)·Δx=f(P,Q,xR,xW)···(3)
流体压力P、流体流量Q、中立位置xR是由控制部201控制的变量,把持力F由控制部201计算或推断。因此,把持位置xW能够根据下述式(4)的函数推断。
xW=f(P,Q,xR,F)···(4)
当构成为控制部201基于各促动器61、62的驱动电流推断把持力F时,无需设置其他传感器等就能够推断把持力F,在手的小型化及降低制造成本上有利。
上述模型也适用于对置的手指20,在适用于本实施方式的把持用手的情况下,如图11所示,视作利用作为弹簧产生作用的各手指20的柔软手指部22,把持把持对象物W的模型。
通过改变流体压力P、流体流量Q,并且利用各促动器61、62改变各手指基座部件21的中立位置xR,由此能够通过控制部201控制把持位置和把持力。例如,像上述那样,通过进行模型化并控制把持位置以及把持力,能够提高把持质量。
根据柔软手指部22的形状、特性,针对流体压力P以及流体流量Q的柔软手指部22的变形量(柔软手指部22的变形量)L以及柔软手指部22的弹簧常数K产生变化。因此,当按照柔软手指部22的每个种类将针对流体压力P以及流体流量Q的变形量L以及弹簧常数K的对应关系信息,预先保存到存储装置203时,能够准确地推断或计算上述把持位置。
另一方面,也可以构成为,把持调整程序203c在所述把持调整的过程中,像后述一样检测各柔软手指部22是否单侧接触,修正单侧接触。
例如,如图12(a)以及图13(a)所示,在柔软手指部22的把持用壁22a不与把持对象物W的接触面对置的情况下,该柔软手指部22成为与接触面单侧接触。并且,以该状态进行把持时,由于回转部件40产生围绕回转轴线40a的旋转反作用力,因此,控制部201能够根据第一促动器61的驱动电流检测其旋转反作用力。此外,也可以另行设置检测围绕回转轴线40a的旋转反作用力的转矩传感器。
在围绕回转轴线40a的旋转反作用力较大的情况下,例如旋转反作用力超过预定值的情况下,由于已知柔软手指部22成为没有向适当的方向施加力的状态,控制部201以对其进行修正的方式,根据把持调整程序203c控制各第一促动器61。例如,以从图12(a)的状态成为图12(b)的状态的方式进行控制,以从图13(a)的状态成为图13(b)的状态的方式进行控制。
另外,也可以是如下构成:把持调整程序203c,除了前述的单侧接触以外,还在各柔软手指部22接触被接触部件时,检测其接触状态,根据检测结果控制各第一促动器61、第二促动器62、压缩机100等。
与基于第一促动器61的驱动电流检测作用于柔软手指部22的围绕回转轴线40a的旋转反作用力同样地,控制部201能够基于第二促动器62的驱动电流,检测作用于各柔软手指部22的手轴向的反作用力(轴向反作用力)。此外,能够在各手指20设置用于检测向柔软手指部22施加的轴向反作用力的力传感器。
例如,如图14(c)所示,当在向预定方向上排列的多个把持对象物W的间隙G中插入各柔软手指部22,从而对把持对象物W进行把持的情况下,控制部201检测向各柔软手指部22施加的轴向反作用力,由此,能够推断对把持对象物W的各柔软手指部22的状态。
例如,当在为了把持把持对象物W,而将各柔软手指部22相对于把持对象物W移动至手轴向的预定位置的途中,当图14(a)所示,各柔软手指部22的前端在手轴向上接触把持对象物W时,该接触作为轴向反作用力被控制部201检测出来。此时,控制部201基于把持调整程序203c对各促动器61、62进行控制,或者向安装有把持用手的机器人的控制装置发送指令。
由此,各柔软手指部22相对于把持对象物W沿手径向(与手中心轴线CL相交的方向)移动。此时,各柔软手指部22的前端以在把持对象物W的上表面滑动的方式移动。并且,当各柔软手指部22的前端到达把持对象物W的间隙G时,图14(b)中的各柔软手指部22的前端进入间隙G,此时,利用控制部201检测到各柔软手指部22的轴向反作用力变小(轴向反作用力的变化)。
各柔软手指部22具有挠性,因此如前所述,通过与把持对象物W接触使各柔软手指部22稍微变形,在该状态下相对于把持对象物W使各柔软手指部22相对移动,检测出此时轴向反作用力的变化,由此能够推断各柔软手指部22和把持对象物W的相对位置关系。
如上所述,当能够利用各柔软手指部22的挠性,将各柔软手指部22滑入到多个把持对象物W之间时,能够容易进行对散装状态的多个把持对象物W的把持作业、密集地配置的多个把持对象物W的取出作业等。
此外,在本实施方式中,作为一个例子,能够将对各柔软手指部22供排压力控制流体的图4中的管21b,配置为如图15所示。即,能够将从手指基座部件21延伸的管21b,以沿第二连杆部件32以及回转部件40延伸至到达基座部件50的方式进行配置。为了使管21b沿第二连杆部件32以及回转部件40,还能够使管21b通过管保持部件21f分别保持在第二连杆部件32以及回转部件40。
利用上述结构,由于从沿回转部件40的部分至基座部件50之间的管21b的至少一部分,沿手轴向延伸,并且配置在回转轴线40a的附近,在驱动把持用手的可动部时管21b不会成为障碍,也有助于防止管21b的破损和脱落。
另外,如图16所示,从沿回转部件40的部分至基座部件50之间的管21b的一部分,也可以由回转接头21g构成。在该情况下,回转接头21g的固定部以沿手轴向延伸的方式固定在回转轴线40a的附近。另外,回转接头21g的可动部相对于所述固定部围绕沿回转轴线40a的轴线能够转动。并且,可动部连接于柔软手指部22侧的管,固定部连接于压缩机100侧的管。
利用上述结构,能够有效防止在回转部件40回转时或平行连杆30驱动时向管21b施加非意图的牵引力,并能够有效防止管21b摆动,对于防止管21b的破损和脱落等有利。
以下参照附图对本发明的第二实施方式的把持用手进行说明。第一实施方式中设置了单一的轴向移动部件70以及第二促动器62,而在第二实施方式中在多个手指20上分别设置轴向移动部件80以及第二促动器63,这一点上存在差异。在第二实施方式中,对与第一实施方式同样的结构标注同样的附图标记,省略对其的说明。
如图17所示,第二实施方式中的把持用手在多个手指20上分别设置有第二促动器63,并且多个手指20上分别设置有轴向移动部件80。多个轴向移动部件80通过分别对应的第二促动器63以沿手轴向移动的方式构成。各第二促动器63安装于基座部件50,各第二促动器63的输出轴经由梯形螺纹、滚珠丝杠等螺纹部卡接于轴向移动部件80。各第二促动器63具备用于检测其输出轴的旋转位置的编码器等旋转位置传感器,并且具有检测其驱动电流的驱动电流传感器。
利用上述结构,当使第二促动器63的输出轴旋转时,能够使轴向移动部件80沿手中心轴线CL方向(手轴向)移动。
在第一实施方式中,多个第一驱动连杆部件71的一端支撑于轴向移动部件70,在第二实施方式中,多个第一驱动连杆部件71的一端由分别对应的轴向移动部件80支撑。
由于如此构成,当在第一实施方式中,驱动第二促动器62时,全部的平行连杆30同时动作,而在第二实施方式中,能够利用各第二促动器63使各个平行连杆30独立动作。即,能够分别调整多个手指20的手指基座部件21的手径向位置。
如此,能够分别调整多个手指20的手指基座部件21的手径向位置,因此能够实现相对于各种把持对象物W各柔软手指部22的适当的把持状态。另外,当保持利用各柔软手指部22把持把持对象物W的状态下,还可以分别调整多个手指20的手指基座部件21的与手轴向相交的方向的位置,由此,这有助于在对把持对象物W进行把持的状态下使相对于把持用手的把持对象物W的姿态的变更(In-Hand操作)容易化、多样化。
例如,如从图18所示的支撑把持对象物W的状态到如图19所示,使多个手指基座部件21中的至少一部分的位置沿与手轴向相交的方向移动,由此使各柔软手指部22和把持对象物W的接触位置发生变化,使把持对象物W旋转。
另一方面,在如图18所示的支撑把持对象物W的状态到如图20所示,使多个手指基座部件21的位置沿与手轴向相交的同一方向移动,由此能够变更相对于基座部件50的把持对象物W的手径向位置。
另外,在通过多个手指20的柔软手指部22对把持对象物W进行把持的状态下,能够利用例如第一促动器61,将一对手指20的柔软手指部22以对置的方式配置,并且使其他手指20从把持对象物W退避。由此,有助于利用多个手指20使把持对象物W的交替操作(相对于把持用手的把持对象物W的姿态的变更)容易化、多样化。
在第一实施方式以及第二实施方式中,还能够将第二促动器62、63安装在回转部件40上。
例如,在第二实施方式中,如图21所示,能够将各第二促动器63安装于对应的回转部件40。在该情况下,能够省略第一驱动连杆部件71,第二驱动连杆部件72的一端围绕转动轴线72a能够转动地连结于轴向移动部件80。如此,将第二促动器63安装在回转部件40上,有助于减少零件数量、使构造简化、提高设计自由度等。
另外,如图22所示,还能够将多个回转部件40的回转轴线40a同轴状配置。在该情况下,回转轴线40a的奇异点统一在一处,因此,回转轴线40a的奇异点统一更有利于容易把持的把持对象物W。
另外,在第一实施方式、第二实施方式以及上述变形例中,代替第一驱动连杆部件71以及第二驱动连杆部件72,能够设置将各手指20的手指基座部件21朝向预定的方向施力的施力机构、和抵抗该施力机构的施力并使手指基座部件21移动的驱动连杆部件。
例如,在第一实施方式中,在图23中表示设置所述施力机构以及所述驱动连杆部件的例子。如图23所示,各平行连杆30中,作为施力机构,设置有连接第一连杆部件31和第二连杆部件32的螺旋弹簧等施力部件33,施力部件33的一端连接于第一连杆部件31的另一端侧,施力部件33的另一端连接于第二连杆部件32的一端侧。另外,施力部件33向第一连杆部件31的另一端侧和第二连杆部件32的一端侧靠近的方向产生作用力。
利用施力部件33,各平行连杆30以使第一连杆部件31的另一端侧和第二连杆部件32的一端侧靠近的方式施力,由此,手指基座部件21向手径向的外侧移动。
另一方面,如图23所示,在各平行连杆30的手指基座部件21、第一连杆部件31的另一端侧或第二连杆部件32的另一端侧上,连接有金属线(驱动连杆部件)34的一端,金属线34的另一端连接于轴向移动部件70。在该情况下,驱动连杆部件可以是能够传递牵引力的部件,也可以是能够在长度方向上弹性变形的部件,也可以像金属线34一样是不具有挠性的棒。
在上述结构中,利用第二促动器62使轴向移动部件70移动,由此能够变更各手指基座部件21的位置。该结构在省去第一驱动连杆部件71以及第二驱动连杆部件72的同时能够使各手指基座部件21移动,因此有助于节省空间、使构造简化、提高设计自由度等。
此外,施力部件33也可以是产生使第一连杆部件31的另一端侧与第二连杆部件32的一端侧远离的作用力的部件。在该情况下,使用棒来代替金属线34,由此能够实现各手指基座部件21的移动。
另外,施力部件33也可以是连接第一连杆部件31的一端侧和第二连杆部件32的另一端侧的部件。
此外,在第二实施方式中设置所述施力部件33以及金属线34的情况下,将施力部件33以前述方式设置,并且将金属线34的另一端连接到对应的轴向移动部件80。
另外,在第一实施方式、第二实施方式以及上述各种变形例中,能够将手指基座部件21和回转部件40的另一端利用如图24所示的多个挠性部件35进行连接,而不是利用第一连杆部件31以及第二连杆部件32。在该情况下,当各回转部件40配置在预定的回转位置时,多个挠性部件35以沿手径向排列的方式进行配置。
各挠性部件35由例如由塑料、金属等形成的细长部件构成。各挠性部件35的一端固定于回转部件40的另一端或固定于其上所固定的部件,另一端固定于手指基座部件21或固定于固定在其上的部件,由此支撑于手指基座部件21和回转部件40的另一端。即,各挠性部件35在手指基座部件21和回转部件40的另一端固定有两端部,实质上发挥了两端固定梁的作用。
因此,各挠性部件35如图24所示,在长度方向的伸缩量比较小的状态下在与长度方向相交的方向上弯曲,由此,与第一以及第二实施方式同样地,无需改变手指基座部件21相对于回转部件40的姿态即可进行移动。即,连杆机构由各挠性部件35构成,所述连杆机构相对于回转部件40无需改变手指基座部件21的姿态而在与手轴向相交的方向上能够移位地支撑手指基座部件21。
此外,在图24中,各平行连杆30上设置有一对挠性部件35,一对挠性部件35的一端彼此由基端侧部件35a连接,一对挠性部件35的另一端彼此由前端侧部件35b连接。即,在图24中,使用了由一对挠性部件35、基端侧部件35a以及前端侧部件35b构成的矩形状的一体部件。另外,在图24中,基端侧部件35a固定于回转部件40的另一端侧,前端侧部件35b固定于手指基座部件21。
此外,也能够不设置图24中的基端侧部件35a以及前端侧部件35b,将各挠性部件35的一端直接固定于回转部件40的另一端侧,将各挠性部件35的另一端直接固定到手指基座部件21,由此使各挠性部件35实现上述功能。
另外,在第一实施方式、第二实施方式以及上述各种变形例中,手指基座部件21和回转部件40的另一端可以不设置第一连杆部件31以及第二连杆部件32,而是如图25(a)所示设置:一端连结于回转部件40的另一端侧,另一端连结于手指基座部件21的连杆部件36;固定于回转部件40的另一端侧的第一滑轮36c;固定于手指基座部件21的第二滑轮36d;以及绕挂在第一滑轮36c和第二滑轮36d的链、带等绕挂部件36e。绕挂部件36e以相对于第一滑轮36c以及第二滑轮36d不会打滑的方式绕挂。第一滑轮36c以及第二滑轮36d也可以是齿轮。
在该情况下,连杆部件36的一端围绕转动轴线36g能够转动地连结于回转部件40的另一端,连杆部件36的另一端围绕转动轴线36h能够转动地连结于手指基座部件21。第一滑轮36c与转动轴线36g同轴,第二滑轮36d与转动轴线36h同轴。另外,第一滑轮36c的外径与第二滑轮36d的外径相同。
在上述结构中,当手指基座部件21与轴向移动部件70、80通过轴(驱动连杆部件)73等连结时,如图25(b)所示,通过第二促动器62、63以使手指基座部件21的姿态不发生实质性改变地在与手轴向相交的方向上移位。即,连杆机构由连杆部件36、第一滑轮36c、第二滑轮36d以及绕挂部件36e构成,所述连杆机构相对于回转部件40使手指基座部件21的姿态不发生实质性改变地在与手轴向相交的方向上能够移位地支撑。
另外,如图26(a)所示,代替绕挂部件36e,能够设置奇数个齿轮36f。在该情况下,第一滑轮36c以及第二滑轮36d也是齿轮。奇数个齿轮36f以串联排列的方式能够旋转地支撑于连杆部件36,齿轮36f彼此啮合。另外,齿轮阵列的一个齿轮36f与第一滑轮36c啮合,齿轮阵列的另一个齿轮36f与第二滑轮36d啮合。
即使在该情况下,如图26(b)所示,能够通过第二促动器62、63使手指基座部件21以其姿态不发生实质性改变地在与手轴向相交的方向上移位。即,相对于回转部件40使手指基座部件21的姿态不发生实质的改变地在与手轴向相交的方向上能够移位地支撑的连杆机构,由连杆部件36、第一滑轮36c、第二滑轮36d以及奇数个齿轮36f构成。齿轮36f可以是一个,也可以是5个以上。
以下参照附图对本发明的第三实施方式中的把持用手进行说明。在第一实施方式、第二实施方式以及上述各种变形例中,各柔软手指部22如图4所示,利用螺栓固定于手指基座部件21。与此相对地,第三实施方式如图27至图29所示,各手指20,由具有柔软手指部22以及基端部件23的柔软手指模块FM、和装卸自如地安装有柔软手指模块FM的手指基座部件21构成。基端部件23由塑料、金属等构成,是比柔软手指部22刚性更高的部件。在以下的说明中,在手指20中将柔软手指部22的前端侧称为手指前端侧,在手指20中将设置有手指基座部件21的联接器21a的一侧称为手指基端侧。
在图27至图29的例子中,基端部件23上设置有第一部件23a以及第二部件23b,第一部件23a以及第二部件23b沿手轴向夹持柔软手指部22的基端的外形变大的凸缘状的部分。第一部件23a与第二部件23b通过螺栓紧固,在配置于比第一部件23a靠近手指基端侧的第二部件23b上,安装有朝向手指基端侧延伸的筒状部23c。
另一方面,手指基座部件21的手指前端侧上固定有由塑料构成的联接器24。联接器24具有筒状的联接器主体24a、和安装在联接器主体24a的手指前端侧的内周面的筒状的卡定部件25。联接器主体24a的内孔与各手指基座部件21内的通路21c连通。
联接器主体24a的内孔的手指基端侧成为具有与筒状部23c的外形同等或稍大的内形的基端侧孔24b,联接器主体24a的内孔的手指前端侧成为具有比基端侧孔24b大的内形的前端侧孔24c。前端侧孔24c的手指基端侧上安装有O型圈等密封部件24e,密封部件24e的内形小于筒状部23c的外形。另外,前端侧孔24c的手指前端侧成为内形逐渐变小的倾斜面24d。
卡定部件25的手指基端侧配置在前端侧孔24c内。卡定部件25的手指基端侧上安装有缩放部25a,卡定部件25的手指前端侧上设置有凸缘部25b。凸缘部25b的外形大于联接器主体24a的手指前端侧的开口的内形。另外,缩放部25a的外形小于前端侧孔24c的手指基端侧的外形,但大于联接器主体24a的手指前端侧的开口的内形。因此,当卡定部件25沿手指前端侧移动时,缩放部25a与倾斜面24d接触,当在该状态下使卡定部件25进一步向手指前端侧移动时,缩放部25a的内形变小。
卡定部件25的缩放部25a在不与倾斜面24d接触的状态下,具有与筒状部23c的外形同等的内形。
在将柔软手指模块FM安装到手指基座部件21时,如图27以及图28所示,在筒状部23c配置在联接器主体24a的基端侧孔24b内之前,将柔软手指模块FM的筒状部23c插入到手指基座部件21的联接器24的卡定部件25的内孔。当在该状态下向柔软手指模块FM施加朝向手指前端侧的力时,卡定部件25与筒状部23c一起向手指前端侧移动,卡定部件25的缩放部25a握住筒状部23c,因此柔软手指模块FM不会从手指基座部件21脱落。
此外,在联接器24具有高刚性的情况下,也可以只通过联接器24接收施加到柔软手指模块FM的力。与此相对地,也可以在手指基座部件21设置用于支撑柔软手指模块FM的支撑部件,通过该支撑部件以及联接器24接收施加到柔软手指模块FM的力。
另一方面,如图29所示,在向手指基端侧按压卡定部件25的同时将筒状部23c从联接器24拔出,由此能够将柔软手指模块FM从手指基座部件21取下。
柔软手指部22由具有例如橡胶状弹性的弹性体材料构成,因此比起金属制部件需要进行频繁的更换和维护。因此,上述能够将柔软手指模块FM容易地在手指基座部件21上装卸的构造,在缩短更换作业和维护作业所需的时间方面有利。
此外,在第三实施方式中,柔软手指模块FM可以构成为如图30所示。图30中的柔软手指模块FM在其手指基端侧具有塑料制或金属制的筒状部26。具体而言,柔软手指部22的手指基端侧形成为筒状,在形成为该筒状的部分的外周面上,通过粘接等方式固定有塑料制或金属制的筒状部件。在如此构成的情况下,柔软手指模块FM的筒状部26装卸自如地安装于手指基座部件21的联接器24。
另外,在第三实施方式中,柔软手指模块FM可以构成为如图31所示。图31中的柔软手指模块FM,在柔软手指部22的手指基端侧的筒状部27的内部加入有以螺旋状配置的金属线、加固用纤维和其他加固部件,筒状部27的刚性高于柔软手指部22的其他部分的刚性。在如此构成的情况下,柔软手指模块FM的筒状部27装卸自如地安装于手指基座部件21的联接器24。
参照附图对本发明的第四实施方式中的把持用手进行说明。第四实施方式为在第一至第三实施方式以及上述各种变形例中,在分别对多个柔软手指部22供排压力控制流体的管21b的中途,安装流量调整阀51。
如图32至图36所示,各流量调整阀51具有阀壳52、和收容在阀壳52内的第一阀芯53以及第二阀芯54。阀壳52的一端侧经由管21与压缩机100侧连通,并且阀壳52的另一端侧经由管21b连接于手指基座部件21。
在本实施方式中,第一阀芯53和第二阀芯54能够围绕转动轴线51a相对地转动,并且具有使第一阀芯53以及第二阀芯54的至少一个阀芯转动的阀转动机构。在本实施方式中,第一阀芯53固定于基座部件50,第二阀芯54利用阀转动机构围绕转动轴线50a转动。在本实施方式中,如图36所示,沿相对于转动轴线51a正交的方向从第二阀芯54突出的突出部54b,构成阀转动机构。
第二阀芯54与回转部件40的回转联动并围绕转动轴线51a转动。例如,以使三个手指20从图34的状态成为图35的状态的方式,使回转部件40中的两个围绕回转轴线40a大致回转30°时,对应的两个流量调整阀51的第二阀芯54以从图33的状态成为图32的状态的方式围绕转动轴线51a转动。在图32以及图33中,第一阀芯53的流路53a和第二阀芯54的流路54a重叠的范围(相当于阀开度)以斜线表示。在本实施方式中,各转动轴线51a和各回转轴线40a同轴状配置,但各转动轴线51a和各回转轴线40a无需同轴状配置。
在本实施方式中,各突出部54b连接于对应的回转部件40。由此,回转部件40的回转和第二阀芯54的转动联动。另一方面,在第二阀芯54的外周面上形成有齿轮,该齿轮上啮合有至少一个其他齿轮,该其他齿轮啮合于设置在第一促动器61或回转部件40的齿轮,通过如此构成,还能够使回转部件40的回转和第二阀芯54的转动联动。在该情况下,各转动轴线51a和各回转轴线40a无需配置为同轴状。
如此,当构成为根据回转部件40的回转,第一阀芯53和第二阀芯54相对地转动的构成时,如图32以及图33所示,各流量调整阀51的阀开度根据各回转部件40的回转发生变化。
例如,在如图34所示的三个手指20的柔软手指部22的把持用壁22a朝向手中心轴线CL的状态下,如图33所示,全部的流量调整阀51的阀开度相等,然而如图35所示,当在两个手指20的回转部件40大致回转30°,成为朝向与该两个手指20的柔软手指部22的把持用壁22a未回转的一个手指20的柔软手指部22的把持用壁22a相反的方向时,与回转的两个手指20对应的两个流量调整阀51的阀开度变小。阀开度大的手指20相比于阀开度小的手指20对柔软手指部22的内部供排的压力控制流体的量多,因此手指20的柔软手指部22产生的把持力根据阀开度发生变化。
并且,例如,图35所示,相比于全部的手指20的把持力相等,回转的两个手指20的各自的把持力小于未回转的一个手指20的把持力的情况,有时能实现稳定的把持。相对于各手指20的柔软手指部22进行压力控制流体供排的管21b的阀开度调整,根据各手指20的回转位置机械地进行,因此能够省略向电磁阀等发送控制信号的控制处理,另外,通过省略由控制信号控制各流量调整阀51的步骤,能够提高阀开度调整机构的可靠性。
此外,在第一至第四实施方式以及上述各种变形例中,还能够设置覆盖手指基座部件21、平行连杆30、回转部件40、基座部件50、第一促动器61以及第二致动器62、63、以及轴向移动部件70、80的罩。罩可以由具有橡胶状弹性的材料形成,也可以由塑料形成。
通过设置罩,能够使把持用手在非意图地与把持对象物W、其他部件、人等接触时,降低或消除对把持对象物W、其他部件、人等造成的损伤,并且还能够降低或消除把持用手所受到的损伤。
此外,在第一至第四实施方式以及上述各种变形例中,能够构成同时使用把持用手和摄像头等视觉传感器的手系统或机器人系统。在该情况下,视觉传感器可以设置在与把持用手不同的场所,也可以安装于把持用手。另外,视觉传感器也可以配置在把持用手的手指20的柔软手指部22的中空部内。
在该情况下,利用视觉传感器所得到的视觉数据向控制装置200发送,控制装置200的控制部201基于视觉数据进行把持用手的控制。例如,控制装置200的存储装置203储存有所把持的把持对象物W的模型,控制部201基于模型判定视觉数据中的把持对象物W的位置以及姿态,并且利用该判定结果对第一促动器61、第二促动器62、压缩机100等进行控制。
另外,存储装置203预先存储手指配置数据,该手指配置数据为,与对应于所把持的把持对象物W的种类的各手指20的手指基座部件21的手轴向相交的方向的位置以及回转方向的位置的数据,当控制装置200接收到所把持的把持对象物W的种类时,控制部201能够参照手指配置数据,根据该把持对象物W的种类,调整与各手指基座部件21的手轴向相交的方向的位置以及回转方向的姿态。
另外,控制部201还能够基于模型,判定视觉数据中的把持对象物W的位置以及姿态,基于所判定的把持对象物W的姿态,调整与各手指基座部件21的手轴向相交的方向的位置以及回转方向的姿态。例如,在将柱状的把持对象物W从其轴向进行把持时,如图34所示,配置各手指基座部件21,在将该柱状的把持对象物W从其径向把持时,如图35所示,配置各手指基座部件21。如此根据把持对象物W的位置、姿态等,对各手指基座部件21的位置以及姿态进行调整,在提高把持对象物W的把持作业的自由度方面有利。
另外,如图34和图35所示,以使各柔软手指部22的把持用壁22a与把持对象物W的面对置的方式,控制各手指基座部件21的围绕回转轴线40a的姿态,由此,能够将各柔软手指部22接收的把持反作用力向适当的方向集中。另外,各柔软手指部22难以向不利的方向弯折,在提高各柔软手指部22的耐久性方面有利。
进一步而言,能够使各柔软手指部22的把持用壁22a朝向适当的方向,因此,相比较于无法使各柔软手指部22的把持用壁22a朝向适当的方向的情况,能够减轻各柔软手指部22必须施加的力。这意味着各柔软手指部22的把持能力能够提高。
另外,还能够使控制部201构成为,对视觉数据中的所要把持的把持对象物W以外的把持对象物W、障碍物等的位置、姿态以及形状中的至少一个进行判定,利用该判定的结果,调整各手指基座部件21的位置以及姿态。
上述第一至第四实施方式以及上述各种变形例中的把持用手具有:基座部件50;围绕通过基座部件50的手中心轴线CL配置的多个手指20。各手指20具有:具有挠性的柔软手指部22;支撑柔软手指部22的基端侧的手指基座部件21。把持用手具备:分别支撑于安装在基座部件50的多个回转部件40,分别支撑多个手指基座部件21的多个连杆机构(平行连杆30;使用多个挠性部件35的上述连杆机构;使用连杆部件36、第一滑轮36c、第二滑轮36d以及绕挂部件的上述连杆机构;使用连杆部件36、第一滑轮36c、第二滑轮36d以及奇数个齿轮36f的上述连杆机构)。
另外,多个所述连杆机构中的各个连杆机构,以所支撑的手指基座部件21的姿态相对于基座部件50不发生实质性变化的方式,容许所支撑的手指基座部件21相对于基座部件50的移动。该移动的方向在本实施方式中为与手轴向相交的方向。
由于如此构成,能够以各手指20的根部部分的姿态相对于基座部件50不发生实质性变化的方式,变更各手指20相对于彼此的位置。
例如,能够在把持较小的把持对象物W的情况下,以各手指20的根部部分的姿态相对于基座部件50不产生实质性变化的方式,使多个手指20彼此靠近地移动,由此,把持用手以基座部件50实质上变窄的方式动作,在把持较大的把持对象物W的情况下,以各手指20的根部部分的姿态相对于基座部件50不产生实质性变化的方式使多个手指20彼此远离地移动,由此,把持用手以基座部件50实质上能够以变宽的方式动作。
因此,假设在各手指20的可动范围小或几乎没有的情况下,利用所述连杆机构使多个手指20以彼此靠近的方式移动,因此能够把持把持对象物W。另外,由于各手指20具备柔软手指部22,因此能够适当地把持食品等不规则且精巧的把持对象物。
另外,在用于使各手指基座部件21移动时不使用滑动轨道,因此在把持用手的紧凑化方面有利。
在此,利用具有挠性的柔软手指部22对把持对象物W进行把持,因此柔软手指部22根据把持对象物W的形状柔软地变形。这关系到增大把持对象物W和柔软手指部22的接触面积,在实现把持对象物W的稳定把持方面有利。
另外,各手指基座部件21的位置,能够通过所述连杆机构在与手中心轴线CL相交的方向上调整,因此,相较于无法进行这样的手指基座部件21的位置调整的情况,能够降低保持相同的把持对象物W时的压力流体的压力。
另外,利用具有挠性的柔软手指部22对把持对象物W进行把持,因此,即使在各手指20的前端侧非意图地与把持对象物W或障碍物发生碰撞时,也能够减轻施加在支撑各手指20的机构的负荷,降低把持用手产生故障的风险。
此外,在本实施方式中,将在柔软手指部22中配置在比把持用壁22a更远离手中心轴线CL的位置的壁(伸长壁22b),设为波浪形状,因此在供给压力控制流体时,柔软手指部22的前端侧以朝向手中心轴线CL侧弯折的方式构成。
与此相对,能够以在柔软手指部22的把持用壁22a内沿柔软手指部22的长度方向延伸的方式,设置多个加固用纤维。在该情况下,即使不将伸长壁22b设为波浪形状,在供给压力控制流体时,柔软手指部22的前端侧朝向手中心轴线CL侧弯折。相反地,无需在伸长壁22b上设置波浪形状,可在把持用壁22a上设置波浪形状。在该情况下,在排出压力控制流体时柔软手指部22的前端侧朝向手中心轴线CL侧弯折。利用其他周知的方法,能够构成为在供给或排出压力控制流体时柔软手指部22的前端侧朝向手中心轴线CL侧弯折。
另外,在本实施方式中,表示了围绕手中心轴线CL设置有三个手指20的例子,但是也可以围绕手中心轴线CL设置四个以上的手指20。
另外,在本实施方式中,表示了围绕圆板状的基座部件50的手中心轴线CL设置有多个手指20的例子,但是基座部件50也可以为块状或其他复杂的形状等,即使在该情况下,能够围绕穿过基座部件50的手中心轴线CL设置多个手指20。此外,在基座部件50为在面包圈状的圆板等在中央附近具有孔的部件的情况下,手中心轴线CL插入通过基座部件50。
另外,虽然能够以各种方式确定手中心轴线CL,但在本实施方式中,例如,可以是,在设置于把持用手的多个柔软手指部22分别配置在预定位置的状态下,定义穿过多个柔软手指部22的各个基端面的虚拟面,将其作为与该虚拟面垂直,并且穿过与距离所述各个基端面的距离相等的位置的线。
所述预定位置可以是,例如以使多个柔软手指部22彼此离开最远的方式使所述各连杆机构活动时的各柔软手指部22的位置,以使多个柔软手指部22彼此最靠近的方式使所述各连杆机构活动时的各柔软手指部22的位置等。
此外,在本实施方式中,围绕基座部件50的中心轴线设置有多个手指20。这样,围绕基座部件50的中心轴线、围绕穿过或插入通过基座部件50的其他轴线,设置多个手指20,也能够起到与前述内容同样的作用效果。
此外,在本实施方式中,所述多个连杆机构分别支撑于安装在基座部件50的多个回转部件40,并且分别支撑于多个手指基座部件21。
与此相对地,还可以以如下方式构成把持用手:不设置回转部件40,多个连杆机构分别支撑于基座部件50,并且多个手指20分别由连杆机构支撑。
例如,在第一实施方式中,各平行连杆30的第一连杆部件31以及第二连杆部件32的一端,能够可转动地连结于基座部件50。即使在该情况下,也能够以使各手指20的根部部分的姿态相对于基座部件50不产生实质性变化的方式,变更各手指20相对于彼此的位置,产生与前述内容同样的作用效果。
另外,在上述第一至第四实施方式以及上述各种变形例中的把持用手中,设置有围绕手中心轴线CL配置的多个回转部件40,各回转部件40围绕回转轴线40a能够回转地安装于基座部件50,该回转轴线40a实质上在沿手中心轴线CL的方向上延伸,所述多个连杆机构分别支撑于回转部件40。
因此,能够通过所述连杆机构以各手指20的根部部分的姿态相对于基座部件50不产生实质性变化的方式,调整多个手指20相对于彼此的位置,并且能够调整各手指20围绕回转轴线40a的姿态。这样,在增加可把持的把持对象物W的种类上有利。
另外,上述第一至第四实施方式以及上述各种变形例的把持用手,能够通过第一促动器61使各回转部件40回转,因此,在减轻对各手指20围绕回转轴线40a的姿态的调整作业和缩短调整时间上有利。
另外,在上述第一至第四实施方式以及上述各种变形例中的把持用手中,连杆机构由平行连杆30构成。利用上述结构,能够以手指基座部件21的姿态相对于基座部件50完全不变化或几乎不变化的方式,变更多个手指20相对于彼此的位置。因此,容易推断相对于基座部件50的各柔软手指部22的姿态,在对使用了柔软手指部的把持用手准确进行控制上有利。
另外,在上述第一至第四实施方式以及上述各种变形例中的把持用手中,由于能够利用第二促动器62、63移动各手指基座部件21,因此在减轻各手指20的位置的调整作业和缩短调整时间的缩短上有利。
另外,在本实施方式中,具备:利用第二促动器62、63相对于基座部件50在沿手中心轴线CL的方向上移动的轴向移动部件70、80;以及连结轴向移动部件70、80和手指基座部件21或所述连杆机构的手指基座部件21侧的驱动连杆部件34、71、72、73。
多个手指20围绕手中心轴线CL配置,因此设置在沿手中心轴线CL的方向上移动的轴向移动部件70、80的示例,相较于设置在与手中心轴线CL正交的方向上移动的移动部件的情况,在减小与把持用手的手中心轴线CL正交的方向上的尺寸方面有利。
另外,如前所述,当构成为使多个手指基座部件21分别独立地相对于基座部件50或回转部件40移动时,能够利用各第二促动器63,使多个手指基座部件21相对于基座部件50或回转部件40的位置分别独立地进行调整,因此在扩大把持对象物W的适用范围方面有利。
另外,在上述第一至第四实施方式以及上述各种变形例中的把持用手中,具备控制各第二促动器62、63的控制部201,控制部201以在对应于把持对象物W的种类的位置上配置各手指基座部件21的方式,控制各第二促动器62、63。
利用上述结构,对应于把持对象物W的种类,各手指20的位置能够自动变更,由此在提高利用柔软手指部22的把持用手的把持质量方面有利。
另外,能够对应于把持对象物W的种类,将各手指20配置在适当的位置,因此能够使沿把持对象物W变形的各柔软手指部22沿更靠近把持对象物W的位置。如此,能够利用一个把持用手稳定地把持多种把持对象物W,能够兼顾提高把持质量以及加快把持作业效率。
另外,在上述第一至第四实施方式以及上述各种变形例中的把持用手具备:控制各第二促动器62、63的控制部201;对各柔软手指部22的内部供排压力控制流体的压缩机100;以及保存有由压缩机100供排的压力控制流体的量以及压力、与各柔软手指部22的举动以及物理性质的变化之间的对应关系信息的存储装置203。控制部201至少利用由压缩机100对各柔软手指部22供排的压力控制流体的量以及压力、和对应关系信息,确定要由各第二促动器62、63移动各手指基座部件的位置。
柔软手指部22的变形量等举动以及弹簧常数等物理性质,根据供给以及排出的压力控制流体的量以及压力发生变化,例如,当供给的压力控制流体的量增加时,向各柔软手指部22的手内侧的变形量变大,并且各柔软手指部22的弹簧常数变大。因此,当多个手指基座部件21相对于彼此的位置被固定时,在把持大小不同的把持对象物W时等,施加到较大的把持对象物W的把持力与施加到较小的把持对象物W得把持力之间会产生较大的差。
与此相对,根据上述结构,至少利用由压缩机100对各柔软手指部22供排的压力控制流体的量以及压力、和对应关系信息,确定要由各第二促动器62、63移动各手指基座部件21的位置。因此,能够适当地调整施加到大小不同的把持对象物W的把持力。
另外,在上述第一至第四实施方式以及上述各种变形例中的把持用手具备:对各柔软手指部22的内部供排压力控制流体的压缩机100;保存有由压缩机100供排的压力控制流体的量以及压力、与各柔软手指部22的举动以及物理性质的变化之间的对应关系信息的存储装置203;以及利用各柔软手指部22对把持对象物W进行把持时,至少利用压缩机100对各柔软手指部22供排的压力控制流体的量以及压力、和对应关系信息,对各柔软手指部22中的把持把持对象物W的把持位置进行推断的控制部201。
由于如此构成,在各柔软手指部22中对把持对象物W进行把持的位置、范围等把持位置进行推断,能够在对把持对象物W进行把持时,控制把持位置,在提高把持质量方面有利。
另外,上述第一至第四实施方式以及上述各种变形例中的把持用手具备压缩机100、以及用于连接压缩机100和各柔软手指部22的管21b。基座部件50和各柔软手指部22之间的管21b的一部分,在沿回转部件40的回转轴线40a的方向上延伸,并且配置在回转轴线40a的附近。因此,基座部件50和各柔软手指部22之间的管21b在驱动把持用手的可动部时不会成为障碍,也有助于防止管21b的破损和脱落。
在上述第三实施方式以及其变形例中的把持用手中,各柔软手指部22装卸自如地连结于各手指基座部件21。
柔软手指部22具有挠性,因此相比起金属制部件需要频繁地进行更换和维护。因此,上述柔软手指部22装卸自如地连结于手指基座部件21的构造,在缩短更换作业和维护作业的所需时间方面有利。
具体地说,各柔软手指部22的基端上,设置有具有比各柔软手指部22更高的刚性且连通各柔软手指部的中空部的筒状部23c、26、27,在所述各手指基座部件上,设置有具有用于对各柔软手指部22供排压力控制流体的流路的联接器24,各柔软手指部22的筒状部23c、26、27装卸自如地连结于各手指基座部件21的联接器24。
利用上述结构,将柔软手指部22的基端的筒状部23c、26、27在手指基座部件21的联接器24上装卸,由此能够进行柔软手指部22的装卸,缩短更换作业和维护作业所需的时间。
在上述第四实施方式以及其变形例中的把持用手具备:压缩机100;分别连接压缩机100和所述多个柔软手指部22的多个管21b;以及分别设置在多个管21b的中途的多个流量调整阀51。分别对应于多个柔软手指部22的多个流量调整阀51,根据对应的柔软手指部22的回转部件40的回转使阀开度发生变化。
利用上述结构,相对于各手指20的柔软手指部22进行压力控制流体供排的管21b的阀开度调整,根据各手指20的回转位置机械地进行,因此能够省略向电磁阀等发送控制信号的控制处理,另外通过省略由控制信号控制各流量调整阀51的步骤,能够提高阀开度调整机构的可靠性。
另外,控制部201能够利用由视觉传感器获得的视觉数据,确定要由各第二促动器62、63移动各手指基座部件的位置,例如,控制部201能够基于视觉数据中的把持对象物W的姿态,调整各手指基座部件21在与手中心轴线CL相交的方向上的位置。在把持对象物W具有圆柱形状的情况下,改变从轴向对把持对象物W进行把持时的各手指基座部件21的位置和从径向把持时的各手指基座部件21的位置,由此能够提高把持质量。

Claims (29)

1.一种把持用手,具有基座部件、以及围绕穿过或插入通过所述基座部件的轴线而配置的多个手指,其特征在于,
各所述手指具有:柔软手指部,其具有挠性;以及手指基座部件,其支撑所述柔软手指部的基端侧,
所述把持用手具备:
多个连杆机构,其支撑于所述基座部件或支撑于安装在所述基座部件上的部件,并且分别支撑多个所述手指基座部件;
流体供排装置,其对各所述柔软手指部的内部供排压力控制流体;
存储装置,其保存有由所述流体供排装置供排的所述压力控制流体的量以及压力、与各所述柔软手指部的举动以及物理性质的变化之间的第一对应关系信息;以及
控制部,其在由各所述柔软手指部对把持对象物进行把持时,至少利用由所述流体供排装置对各所述柔软手指部供排的所述压力控制流体的量以及压力、和所述第一对应关系信息,对在各所述柔软手指部中把持所述把持对象物的把持位置进行推断,
各所述连杆机构以所支撑的所述手指基座部件的姿态相对于所述基座部件不发生实质性变化的方式,容许所支撑的所述手指基座部件相对于所述基座部件的移动。
2.根据权利要求1所述的把持用手,其特征在于,
支撑于所述基座部件的部件为围绕所述轴线配置的多个回转部件,
各所述回转部件以围绕回转轴线能够回转的方式安装于所述基座部件,所述回转轴线在实质上沿所述轴线的方向上延伸,
所述多个连杆机构分别支撑于所述多个回转部件。
3.根据权利要求2所述的把持用手,其特征在于,
所述把持用手具备围绕所述回转轴线驱动各所述回转部件的回转驱动装置。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的把持用手,其特征在于,
所述连杆机构由平行连杆构成。
5.根据权利要求2所述的把持用手,其特征在于,
所述把持用手具备驱动机构,所述驱动机构在各所述连杆机构的可动范围内使所述手指基座部件相对于所述基座部件或所述回转部件移动。
6.根据权利要求5所述的把持用手,其特征在于,
所述驱动机构具备:
轴向移动部件,其相对于所述基座部件在沿所述轴线的方向上移动;以及
至少一个驱动连杆部件,其连结所述轴向移动部件和所述手指基座部件或所述连杆机构的所述手指基座部件侧。
7.根据权利要求5所述的把持用手,其特征在于,
所述驱动机构使多个所述手指基座部件分别独立地相对于所述基座部件或所述回转部件移动。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的把持用手,其特征在于,
所述控制部以在与把持对象物的种类对应的位置上配置各所述手指基座部件的方式,控制所述驱动机构。
9.根据权利要求2或3所述的把持用手,其特征在于,
所述把持用手具备管,其连接所述流体供排装置和各所述柔软手指部,
所述基座部件和各所述柔软手指部之间的所述管的一部分,在沿所述回转部件的所述回转轴线的方向上延伸,且配置在所述回转轴线的附近。
10.根据权利要求1至3中任一项所述的把持用手,其特征在于,
各所述柔软手指部装卸自如地连结于各所述手指基座部件。
11.根据权利要求10所述的把持用手,其特征在于,
在各所述柔软手指部的基端设置有筒状部,所述筒状部比各所述柔软手指部刚性高,且与各所述柔软手指部的中空部连通,
在各所述手指基座部件上设置有联接器,所述联接器具备用于对各所述柔软手指部供排压力控制流体的流路,
各所述柔软手指部的所述筒状部装卸自如地连结于各所述手指基座部件的所述联接器。
12.根据权利要求5至7中任一项所述的把持用手,其特征在于,
所述控制部控制所述驱动机构,
所述把持用手具备视觉传感器,
所述控制部利用由所述视觉传感器获得的视觉数据,确定要由所述驱动机构移动各所述手指基座部件的位置。
13.一种把持用手,具有基座部件、以及围绕穿过或插入通过所述基座部件的轴线而配置的多个手指,其特征在于,
各所述手指具有:柔软手指部,其具有挠性;以及手指基座部件,其支撑所述柔软手指部的基端侧,
所述把持用手具备:
多个连杆机构,其支撑于所述基座部件或支撑于安装在所述基座部件上的部件,并且分别支撑多个所述手指基座部件;
流体供排装置,其对各所述柔软手指部的内部供排压力控制流体;以及
控制部,
各所述连杆机构以所支撑的所述手指基座部件的姿态相对于所述基座部件不发生实质性变化的方式,容许所支撑的所述手指基座部件相对于所述基座部件的移动,
所述控制部利用所述流体供排装置向各所述柔软手指部的所述内部供给所述压力控制流体,从而使各所述柔软手指部弯折以利用多个所述手指对把持对象物进行把持,
支撑于所述基座部件的部件为围绕所述轴线配置的多个回转部件,
各所述回转部件以围绕回转轴线能够回转的方式安装于所述基座部件,所述回转轴线在实质上沿所述轴线的方向上延伸,
所述多个连杆机构分别支撑于所述多个回转部件,
所述把持用手具备:
多个流体流路,其分别连接所述流体供排装置和多个所述柔软手指部;以及
多个流量调整阀,其分别设置于所述多个流体流路的中途;
分别对应于多个所述柔软手指部的所述多个流量调整阀,根据对应的所述柔软手指部的所述回转部件的回转,使阀开度发生变化。
14.一种把持用手,具有基座部件、以及围绕穿过或插入通过所述基座部件的轴线而配置的多个手指,其特征在于,
各所述手指具有:柔软手指部,其具有挠性;以及手指基座部件,其支撑所述柔软手指部的基端侧,
所述把持用手具备:
多个连杆机构,其支撑于所述基座部件或支撑于安装在所述基座部件上的部件,并且分别支撑多个所述手指基座部件;
流体供排装置,其对各所述柔软手指部的内部供排压力控制流体;
存储装置,其保存有由所述流体供排装置供排的所述压力控制流体的量以及压力、与各所述柔软手指部的举动以及物理性质的变化之间的第一对应关系信息;
驱动机构,其在各所述连杆机构的可动范围内使所述手指基座部件相对于所述基座部件或支撑于所述基座部件的部件移动;以及
控制部,其控制所述驱动机构,
各所述连杆机构以所支撑的所述手指基座部件的姿态相对于所述基座部件不发生实质性变化的方式,容许所支撑的所述手指基座部件相对于所述基座部件的移动,
所述控制部至少利用由所述流体供排装置对各所述柔软手指部供排的所述压力控制流体的量以及压力、和所述第一对应关系信息,确定要由所述驱动机构移动各所述手指基座部件的位置。
15.一种把持用手,具有基座部件、以及围绕穿过或插入通过所述基座部件的轴线而配置的多个手指,其特征在于,
各所述手指具有:柔软手指部,其具有挠性;以及手指基座部件,其支撑所述柔软手指部的基端侧,
所述把持用手具备:
多个连杆机构,其支撑于所述基座部件或支撑于安装在所述基座部件上的部件,并且分别支撑多个所述手指基座部件;
流体供排装置,其对各所述柔软手指部的内部供排压力控制流体;
存储装置,其保存有由所述流体供排装置供排的所述压力控制流体的量以及压力、与各所述柔软手指部的变形量之间的第二对应关系信息;以及
控制部,其在对把持对象物进行了把持时,至少利用由所述流体供排装置对各所述柔软手指部供排的所述压力控制流体的量以及压力、和所述第二对应关系信息,推断在各所述柔软手指部中把持所述把持对象物的位置或范围,
各所述连杆机构以所支撑的所述手指基座部件的姿态相对于所述基座部件不发生实质性变化的方式,容许所支撑的所述手指基座部件相对于所述基座部件的移动。
16.根据权利要求15所述的把持用手,其特征在于,
支撑于所述基座部件的部件为围绕所述轴线配置的多个回转部件,
各所述回转部件以围绕回转轴线能够回转的方式安装于所述基座部件,所述回转轴线在实质上沿所述轴线的方向上延伸,
所述多个连杆机构分别支撑于所述多个回转部件。
17.根据权利要求16所述的把持用手,其特征在于,
所述把持用手具备围绕所述回转轴线驱动各所述回转部件的回转驱动装置。
18.根据权利要求15至17中任一项所述的把持用手,其特征在于,
所述连杆机构由平行连杆构成。
19.根据权利要求16所述的把持用手,其特征在于,
所述把持用手具备驱动机构,所述驱动机构在各所述连杆机构的可动范围内使所述手指基座部件相对于所述基座部件或所述回转部件移动。
20.根据权利要求19所述的把持用手,其特征在于,
所述驱动机构具备:
轴向移动部件,其相对于所述基座部件在沿所述轴线的方向上移动;以及
至少一个驱动连杆部件,其连结所述轴向移动部件和所述手指基座部件或所述连杆机构的所述手指基座部件侧。
21.根据权利要求19所述的把持用手,其特征在于,
所述驱动机构使多个所述手指基座部件分别独立地相对于所述基座部件或所述回转部件移动。
22.根据权利要求19至21中任一项所述的把持用手,其特征在于,
所述控制部以在与把持对象物的种类对应的位置上配置各所述手指基座部件的方式,控制所述驱动机构。
23.根据权利要求19至21中任一项所述的把持用手,其特征在于,
所述控制部控制所述驱动机构;
所述存储装置保存有由所述流体供排装置供排的所述压力控制流体的量以及压力、与各所述柔软手指部的举动以及物理性质的变化之间的第一对应关系信息,
所述控制部至少利用由所述流体供排装置对各所述柔软手指部供排的所述压力控制流体的量以及压力、和所述第一对应关系信息,确定要由所述驱动机构移动各所述手指基座部件的位置。
24.根据权利要求16或17所述的把持用手,其特征在于,
所述把持用手具备管,其连接所述流体供排装置和各所述柔软手指部,
所述基座部件和各所述柔软手指部之间的所述管的一部分,在沿所述回转部件的所述回转轴线的方向上延伸,且配置在所述回转轴线的附近。
25.根据权利要求15至17中任一项所述的把持用手,其特征在于,
各所述柔软手指部装卸自如地连结于各所述手指基座部件。
26.根据权利要求25所述的把持用手,其特征在于,
在各所述柔软手指部的基端设置有筒状部,所述筒状部比各所述柔软手指部刚性高,且与各所述柔软手指部的中空部连通,
在各所述手指基座部件上设置有联接器,所述联接器具备用于对各所述柔软手指部供排压力控制流体的流路,
各所述柔软手指部的所述筒状部装卸自如地连结于各所述手指基座部件的所述联接器。
27.根据权利要求16或17所述的把持用手,其特征在于,
所述把持用手具备:
多个流体流路,其分别连接所述流体供排装置和多个所述柔软手指部;以及
多个流量调整阀,其分别设置于所述多个流体流路的中途;
分别对应于多个所述柔软手指部的所述多个流量调整阀,根据对应的所述柔软手指部的所述回转部件的回转,使阀开度发生变化。
28.根据权利要求19至21中任一项所述的把持用手,其特征在于,
所述控制部控制所述驱动机构,
所述把持用手具备视觉传感器,
所述控制部利用由所述视觉传感器获得的视觉数据,确定要由所述驱动机构移动各所述手指基座部件的位置。
29.一种机器人,具备具有基座部件、以及围绕穿过或插入通过所述基座部件的轴线而配置的多个手指的把持用手,其特征在于,
各所述手指具有:柔软手指部,其具有挠性;以及手指基座部件,其支撑所述柔软手指部的基端侧,
所述机器人具备:
多个连杆机构,其支撑于所述基座部件或支撑于安装在所述基座部件上的部件,并且分别支撑多个所述手指基座部件;
控制装置;以及
多个电动促动器,其分别驱动所述多个连杆机构,
各所述连杆机构以所支撑的所述手指基座部件的姿态相对于所述基座部件不发生实质性变化的方式,容许所支撑的所述手指基座部件相对于所述基座部件的移动,
所述控制装置构成为根据力传感器的检测值或者所述多个电动促动器各自的驱动电力来检测作用于各所述柔软手指部的手轴向的反作用力,
所述控制装置在将各所述柔软手指部插入多个把持对象物的间隙从而对所述把持对象物进行把持时,若检测到施加于各所述柔软手指部的预定的轴向反作用力,则使各所述柔软手指部相对于所述把持对象物在与所述轴线相交的方向上移动,若各所述柔软手指部的前端到达所述把持对象物的间隙从而所述轴向反作用力变小,则判断为各所述柔软手指部的前端进入了所述把持对象物的间隙。
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