[go: up one dir, main page]

CN117897262A - 机器人手 - Google Patents

机器人手 Download PDF

Info

Publication number
CN117897262A
CN117897262A CN202180101861.7A CN202180101861A CN117897262A CN 117897262 A CN117897262 A CN 117897262A CN 202180101861 A CN202180101861 A CN 202180101861A CN 117897262 A CN117897262 A CN 117897262A
Authority
CN
China
Prior art keywords
link portion
finger
link
robot hand
passive joint
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202180101861.7A
Other languages
English (en)
Inventor
白土浩司
横小路泰义
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Publication of CN117897262A publication Critical patent/CN117897262A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J15/00Gripping heads and other end effectors
    • B25J15/08Gripping heads and other end effectors having finger members
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J15/00Gripping heads and other end effectors
    • B25J15/0009Gripping heads and other end effectors comprising multi-articulated fingers, e.g. resembling a human hand
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J15/00Gripping heads and other end effectors
    • B25J15/08Gripping heads and other end effectors having finger members
    • B25J15/10Gripping heads and other end effectors having finger members with three or more finger members

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manipulator (AREA)

Abstract

机器人手(10)具有第1指部(A)、第2指部(B)、基部(20)和驱动部(DA1)。第1指部(A)具有与基部(20)连接的基端连杆部(A1)、与基端连杆部(A1)连接的中间连杆部(A2)、与中间连杆部(A2)连接的前端连杆部(A3)、将基端连杆部(A1)和中间连杆部(A2)能够旋转地支撑的被动关节部(PA2)、将中间连杆部(A2)和前端连杆部(A3)能够旋转地支撑的被动关节部(PA3)和对基端连杆部(A1)和中间连杆部(A2)以成为基本姿态的方式进行保持的弹簧要素(SA2)。

Description

机器人手
技术领域
本发明涉及一种通过2个指部的夹持对抓持对象物进行抓持的机器人手。
背景技术
现有的机器人手为了进行复杂的作业,大多如人的手指那样由具有多个关节及多个致动器的多个指机构构成。另一方面,致动器的数量相对于系统的自由度少的欠驱动方式的机器人手的开发也正在进行。
例如,为了对形状或者大小未知的物体进行抓持,开发出应用了能够进行卷曲那样的手指动作的欠驱动的机器人手。在专利文献1中,具有包含近端关节、中间关节和远端关节在内的连杆机构的指组件,各关节通过单一的致动器被同步地驱动。具体地说,在各关节设置带轮,通过卷绕于各带轮的扭绳的拉伸使各带轮旋转,且通过间接制动器机构将各关节锁止及锁止解除,由此实现了指组件的各种动作。
专利文献1:日本特开2017-35780号公报
发明内容
专利文献1的机器人手存在构造复杂这一问题。另外,在从多个抓持对象物贴合地整齐排列整齐排列多个的状态向将一个抓持对象物稳定地抓持的状态转换的情况下,在专利文献1的机器人手中,需要精细的状态转换的管理和与其相对应的手指的锁止等复杂的控制。具体地说,在实现进行从整齐排列整齐排列的多个抓持对象物将一个切出的操作,然后直至能够将抓持对象物包裹抓持的状态为止不断滑动的动作的情况下,在专利文献1中,需要用于进行指尖的复杂转换的复杂的控制操作。因此,在专利文献1中,必须针对每个抓持对象物而设计控制动作,有时根据抓持对象物的种类而生成手指运动是困难的。
本发明就是鉴于上述情况而提出的,其目的在于,得到通过能够小型化的简单构造及简单的控制而实现捞取操作及包裹抓持的机器人手。
为了解决上述课题,并达到目的,本发明中的机器人手对抓持对象物进行抓持。机器人手的特征在于,具有:指部,其具有第1指部和与第1指部相对的第2指部;基部,其设置于机器人的臂;以及驱动部,其与基部连接,对第1指部及第2指部之中的至少一个进行旋转驱动。第1指部具有:第1连杆部,其与基部连接;第2连杆部,其与第1连杆部连接;第3连杆部,其与第2连杆部连接;第1被动关节部,其将第1连杆部和第2连杆部能够旋转地支撑;第2被动关节部,其将第2连杆部和第3连杆部能够旋转地支撑;以及第1弹性体,其对第1连杆部和第2连杆部以成为基本姿态的方式进行保持。
发明的效果
根据本发明中的机器人手,具有下述效果,即,通过能够小型化的简单构造及简单的控制而实现捞取操作及包裹抓持。
附图说明
图1是表示应用了实施方式1至12的机器人手的机器人系统的概念图。
图2是表示实施方式1的机器人手的概念图。
图3是表示实施方式1的机器人手的第1变形例的概念图。
图4是表示实施方式1的机器人手的第2变形例的概念图。
图5是用于说明通过图3所示的实施方式1的第1变形例的机器人手对抓持对象物进行抓持时的动作的图。
图6是表示实施方式2的机器人手的前端部的结构的概念图。
图7是表示实施方式2的机器人手的前端部的变形例的结构的概念图。
图8是表示实施方式3的机器人手的前端部的结构的概念图。
图9是表示实施方式3的机器人手对水平放置于地面的扁平的抓持对象物进行抓持时的前端部的姿态的概念图。
图10是表示实施方式4的机器人手的前端部的结构的概念图。
图11是表示实施方式4的机器人手抓持有抓持对象物时的前端部的状态的概念图。
图12是表示实施方式4的机器人手对水平放置于地面的扁平的抓持对象物进行抓持时的前端部的姿态的概念图。
图13是表示实施方式5的机器人手的前端部的结构的概念图。
图14是表示实施方式6的机器人手的结构的概念图。
图15是表示实施方式6的机器人手的结构的斜视图。
图16是表示实施方式7的机器人手的结构的概念图。
图17是表示实施方式8的机器人手的结构的概念图。
图18是表示实施方式9的机器人手的结构的概念图。
图19是表示实施方式10的机器人手的结构的概念图。
图20是表示实施方式10的机器人手的结构的概念图。
图21是表示实施方式11的机器人手的结构的概念图。
图22是表示实施方式12的机器人手的结构的概念图。
图23是表示实施方式12的机器人手的结构的斜视图。
具体实施方式
下面,基于附图对实施方式所涉及的机器人手详细地进行说明。
图1是表示应用了实施方式1至实施方式12的机器人手的机器人系统的概念图。该机器人系统具有机器人1、机器人手10和机器人控制装置2。机器人1具有多个臂5。机器人手10与机器人1的臂5的前端连接。机器人手10由机器人控制装置2控制,对抓持对象物W进行抓持。
实施方式1.
图2是表示实施方式1的机器人手10的概念图。如图2所示,机器人手10具有:基部20;以及第1指部A和第2指部B,它们安装于基部20,彼此相对。第1指部A具有驱动部DA1、作为第1连杆部的基端连杆部A1、作为第1被动关节部的被动关节部PA2、作为第2连杆部的中间连杆部A2、作为第2被动关节部的被动关节部PA3、作为第3连杆部的前端连杆部A3和作为第1弹性体的弹簧要素SA2。第2指部B具有基端连杆部B1。基端连杆部B1还作为前端连杆部起作用。被动关节部是不由电动机等致动器驱动的关节。
基部20例如是圆柱形状,具有中心轴。驱动部DA1固定于基部20。驱动部DA1能够旋转地支撑基端连杆部A1,且对基端连杆部A1进行旋转驱动。基端连杆部A1由驱动部DA1以驱动部DA1为中心进行旋转驱动。被动关节部PA2将基端连杆部A1的前端侧和中间连杆部A2的基端侧能够旋转地连结。中间连杆部A2以被动关节部PA2为中心被旋转驱动。弹簧要素SA2具有预先设定的张力而对基端连杆部A1和中间连杆部A2进行连接,调整为基端连杆部A1和中间连杆部A2以角度θ1取得平衡。即,弹簧要素SA2对基端连杆部A1和中间连杆部A2以成为基本姿态的方式进行保持。θ1大于或等于90度。θ1表示指腹侧的角度。被动关节部PA3将中间连杆部A2的前端侧和前端连杆部A3的基端侧能够旋转地连结。前端连杆部A3以被动关节部PA3为中心被旋转驱动。前端连杆部A3与被动关节部PA3连接,因此如果被环境推压,则其姿态变化。虽然未图示,但前端连杆部A3为了容易抓持抓持对象物而优选为尖细的形状。此外,作为与基端连杆部A1和中间连杆部A2连接的弹簧要素SA2,也可以使用弹簧以外的弹性体。
基端连杆部B1固定于基部20,相对于基部20不移动。
图3是表示实施方式1的机器人手10的第1变形例的概念图。图3所示的机器人手10具有:基部20;以及第1指部A和第2指部B,它们安装于基部20,彼此相对。图3所示的第1指部A和图2所示的第1指部A为相同结构,省略重复的说明。
图3所示的第2指部B具有作为第4连杆部的基端连杆部B1、作为第3被动关节部的被动关节部PB2、作为第5连杆部的前端连杆部B2、以及作为第2弹性体的弹簧要素SB2。基端连杆部B1固定于基部20。被动关节部PB2将基端连杆部B1的前端侧和前端连杆部B2的基端侧能够旋转地连结。前端连杆部B2以被动关节部PB2为中心被旋转驱动。弹簧要素SB2具有预先设定的张力而对基端连杆部B1和前端连杆部B2进行连接,对刚性进行了调整以使得基端连杆部B1和前端连杆部B2以角度θ2取得平衡。θ2大于或等于90度。θ2表示指腹侧的角度。
此外,如图3所示,弹簧要素SA2、SB2连接为以被动关节部PA2、PB2为中心在顺时针方向施加张力,但并不限定于此。例如,弹簧要素SA2、SB2也可以连接为以被动关节部PA2、PB2为中心在逆时针方向施加张力,也可以连接为在顺时针和逆时针这两方向施加张力。
通过设为如上所述的结构,从而能够减少下述状况,即,第1指部A和第2指部B之间的宽度过宽而在抓持中抓持对象物W翻倒,抓持对象物W从第1指部A和第2指部B之间脱离而无法抓持。
此外,环境除了抓持对象物W以外,是指配置有抓持对象物W的地面、壁面或者处于抓持对象物W的周围的物体的表面。即,在对抓持对象物W进行抓持的情况下,是指在使机器人1移动而机器人手10移动的情况下指尖触摸而受到外力。
图4是表示实施方式1的机器人手10的第2变形例的概念图。在图4所示的第2变形例中,在第1指部A的第1被动关节部PA2设置有止动器STA1,在被动关节部PA3设置有止动器STA2。作为第1止动器的止动器STA1,例如是在基端连杆部A1的前端的外侧设置的板部件,设置为对向中间连杆部A2相对于基端连杆部A1扩展的方向的可动范围进行限制。止动器STA2例如是在中间连杆部A2的前端的外侧设置的板部件,设置为对向前端连杆部A3相对于中间连杆部A2扩展的方向的可动范围进行限制。通过设置如上所述的止动器STA1、STA2,从而在对抓持对象物W进行抓持时,相对于第1指部A从抓持对象物W产生反作用力F1、F2。可以将如上所述的止动器设置于图3所示的第2指部B的被动关节部PB2。另外,可以在第1指部A仅设置止动器STA1、STA2的任一者。
图5是用于说明通过图3所示的实施方式1的第1变形例的机器人手10对抓持对象物W1进行抓持时的动作的图。在该动作例中,从以彼此贴合的方式整齐排列整齐排列的多个抓持对象物W1、W2、W3、···对一个抓持对象物W1进行捞取操作,然后对抓持对象物W1进行包裹抓持。抓持对象物W1、W2、W3、···的厚度薄,具有扁平的长方体形状。多个抓持对象物W1、W2、W3、···载置于地面Q。
首先,如图5的左图所示,机器人控制装置2通过机器人1使机器人手10的基部20移动,向整齐排列的多个抓持对象物W1、W2、W3、···之中的处于最前方的抓持对象物W1和处于第2个的抓持对象物W2之间插入第1指部A的前端连杆部A3的前端。基部20的移动是通过机器人1的移动进行的。
在图5的右图中,关于第1指部A示出了3个动作状态,关于第2指部B示出了2个动作状态。接下来,机器人控制装置2通过机器人1使基部20移动,如图5的右图的与第1指部A有关的左侧的动作状态所示,将第1指部A的前端连杆部A3向处于第2个的抓持对象物W2按压。此时,前端连杆部A3与处于第2个的抓持对象物W2接触而进行按压,如箭头E1所示,朝向第2指部B侧的方向,以被动关节部PA3为中心开始旋转运动。此时,前端连杆部A3通过与抓持对象物W2的接触所产生的反作用力而被动地运动。通过该被动的运动,使抓持对象物W1旋转而从整齐排列的抓持对象物的列将抓持对象物W1切离。将如上所述的切离称为“单个分离”,但在实施方式1中,用于实现单个分离的前端连杆部A3的结构成为特征。使用了前端连杆部A3的单个分离操作与单纯地压入指而实施单个分离的情况相比,存在如下的优点。
即,在抓持的初始阶段中,指部进入的间隙变大,夹持抓持对象物的操作变得容易。另外,指部在抓持对象物W1的表面滑动的时间减少,不易对抓持对象物W1造成损伤。
然后,如图5的右图的与第1指部A有关的中央的动作状态及右侧的动作状态所示,通过驱动部DA1使基端连杆部A1旋转运动,通过第1指部A和第2指部B将抓持对象物W1夹持而进行包裹抓持。此时,第2指部B的前端连杆部B2被抓持对象物W1按压,以被动关节部PB2为中心,从虚线所示的状态旋转运动为实线所示的状态。另外,在该抓持动作时,抓持对象物W1通过基端连杆部A1的旋转运动而在地面Q上滑动移动。另外,在第1指部A通过驱动部DA1而不断闭合时,前端连杆部A3及中间连杆部A2沿抓持对象物W1的表面被动地移动。
根据实施方式1的机器人手10,也能够应对图5所示的厚度薄、扁平的抓持对象物W1在地面Q上水平放置一个的情况下的抓持。首先,通过机器人1使机器人手10的基部20移动,将前端连杆部A3的背面侧推压至地面Q,以仿形于地面Q的方式使前端连杆部A3旋转。然后,使基部20移动而将前端连杆部A3相对于抓持对象物W1接近。并且,如果对驱动部DA1进行驱动而向将第1指部A闭合的方向旋转,则能够对配置于地面Q的扁平的抓持对象物W1进行抓持。
接下来,对通过弹簧要素SA2调整为中间连杆部A2相对于基端连杆部A1以角度θ1取得平衡的状态进行说明。
如图2所示,关于被动关节部PA2,即使产生位移,也会由弹簧要素SA2产生恢复为基本姿态的作用力。即,弹簧要素SA2使恢复为基本姿态的复原力起作用。基本姿态示出了机器人手10针对抓持对象物而开始抓持操作时的初始姿态。
作为具体的基本姿态的一个例子,如图5所示,是将机器人手10的基部20的中心轴的方向设为与重力方向大致平行的状态,从机器人手10的基部20起,第1指部A的基端连杆部A1、中间连杆部A2及前端连杆部A3朝下延伸的状态。但是,只要是角度θ1大于或等于90度的姿态,则该姿态并不特别受到限制。
并且,对第1指部A的基本姿态进行说明。移动机器人1的臂5而将机器人手10的基部20如前述所示,设为使基部20的中心轴的方向与重力方向一致的基本姿态状态。在基部20为基本姿态的状态下,将机器人手10设为打开状态,移动臂5而将机器人手10与抓持对象物接近,对机器人手10的驱动部DA1进行驱动而设为闭合状态,对抓持对象物进行抓持。基端连杆部A1向打开的方向旋转而直至与地面水平的姿态为止,向闭合的方向旋转而直至完全闭合的状态为止。
在基端连杆部A1与地面成为水平时,调整为中间连杆部A2与重力方向一致。将中间连杆部A2调整为与重力方向一致的原因在于,以相互重合的方式整齐排列整齐排列的多个抓持对象物的间隙大多成为与重力方向平行或稍微倾斜的方向。在向如上所述的间隙插入机器人手10的第1指部A的前端连杆部A3的情况下,如果设定为使中间连杆部A2与重力方向大致一致,则能够最有效地对抓持对象物进行抓持。
以上,基端连杆部A1成为与水平相比闭合的状态,且中间连杆部A2朝向与重力方向一致的方向的状态成为实施方式1中的适当的基本姿态。在这里,可知如果关注于基端连杆部A1和中间连杆部A2所成的角度θ1,则在从将基端连杆部A1设为水平的状态起闭合的方向存在基本姿态,中间连杆部A2如果仿形于重力方向,则角度θ1一定成为大于或等于90度。即,如果加入基端连杆部A1和中间连杆部A2所成的角度θ1大于或等于90度这一限制条件,则能够在适当的条件下使用实施方式1的机器人手10。
此外,在实施方式1的机器人手10中,如果在进行抓持操作后,将第1指部A设为打开的状态,则通常通过重力会自动地恢复为原来的基本姿态。在被动关节部PA2中追加的弹簧要素SA2在对抓持对象物进行抓持,或中间连杆部A2与环境接触时,期待会产生适当的阻力而阻止位移的效果,但不期待在基本姿态的状态下由于弹簧要素SA2的影响,中间连杆部A2仿形于重力而无法取得朝下的姿态。
即,关于弹簧要素SA2,优选调整为在自然长度的状态下成为基本姿态。弹簧要素SA2的弹簧的硬度在从将一个抓持对象物整齐排列的状态起进行单个分离时调整为适当的硬度即可。具体地说,与对驱动部DA1进行驱动而进行基端连杆部A1不断闭合的运动相匹配,调整为中间连杆部A2无法完全地打开的程度的硬度。
在这里,作为对机器人手10进行安装的机器人1而存在多个构造方式。作为机器人1的机构的具体例,以串联连杆机构或者并联连杆机构为代表。串联连杆机构是从地面固定位置起,以悬臂梁状态串联地排列有连杆的构造,特征在于可动范围大。并联连杆机构成为闭合连杆构造,特征在于刚性高、能够高速地动作。
与机器人1的构造方式相应地在机器人的可动范围存在差异,因此在实现之前说明的机器人手10的动作的情况下,考虑根据系统而在并联连杆中可动范围窄而无法实现的情况。各实施方式在任意机构中,在使机器人1的基部20能够相对于抓持对象物而相对地平移运动及旋转运动的情况下都能够应用。即,各实施方式并不特别对机器人1的构造方式进行限定。
另外,关于驱动部DA1,对构成了旋转关节的情况进行了说明,但如果是进行旋转运动的关节,则例如可以经由未图示的传动带在其他位置配置驱动源。另外,如果能够使基端连杆部A1进行旋转运动,则可以构成为将驱动部DA1置换为被动关节部,通过直线运动的驱动部DA1对基端连杆部A1进行按压。即,基端连杆部A1构成为能够相对于基部20以旋转关节为中心进行运动即可。
另外,关于被动关节部PA2、被动关节部PA3、被动关节部PB2,如果绕一个轴滑动地旋转,则采用滚动轴承、滚子轴承、滑动轴承等任意的轴承即可。被动关节部PA2、被动关节部PA3、被动关节部PB2构成为,通过基于从外部向各连杆部的作用力的旋转扭矩及轴承的旋转摩擦力而进行旋转位移。此外,关于被动关节部PA2、被动关节部PA3、被动关节部PB2,为了在每次作业时恢复为原来的位置,可采取在各被动关节部的固定部和旋转部之间安装弹簧等结构。
如前述所示,在专利文献1中,各关节部通过带轮、扭绳被彼此连结,各关节部进行联动的运动,但实施方式1不是上述的结构。在专利文献1的机构中,在如前述所示从整齐排列的多个抓持对象物的物品将一个抓持对象物单个分离时,在仅对指部的前端的连杆部从外部作用力时,不会发生如前所述的将作为抓持对象物的物品从配置于相邻处的物品拉离那样的动作。与此相对,根据实施方式1的机器人手10,最前端的被动关节部PA3不与其他关节联动地动作,因此仅与前端连杆部A3连接的被动关节部PA3通过来自抓持对象物的反作用力而产生关节位移,能够实现将抓持对象物从配置于相邻处的物品拉离那样的动作。
如上所述,该根据实施方式1,最前端的被动关节部PA3不与其他关节联动地动作,因此通过能够小型化的简单的结构且简单的控制实现包含稳定的捞取操作及包裹抓持在内的单个分离操作,能够使单个分离操作的成功率提高。由此,能够使自动化机器人系统的生产率提高。
实施方式2.
图6是表示实施方式2的机器人手的前端部的结构的概念图。在实施方式2中,在实施方式1的第1指部A及第2指部B中的与抓持对象物接触的部分还设置有尖细形状的指腹部21。作为第1指腹部的指腹部21成为基端侧粗、朝向前端侧变细的形状。在图6中示出了第1指部A的前端部,在前端连杆部A3的前端固定有指腹部21。指腹部21是为了增加与抓持对象物的接触面积而设置的,是适于与抓持对象物直接接触的形状,采用柔软的材料。例如能够选择使摩擦系数增加的材料,或者为了与抓持对象物接触时的卫生,也能够选择抗菌材料。
图7是表示实施方式2的机器人手的前端部的变形例的结构的概念图。在图7中,将前端连杆部A3’由连杆部21a和尖细形状的指腹部21b构成,将连杆部21a和指腹部21b由柔软的同一材料构成。
如上所述,根据实施方式2,在第1指部A及第2指部B的前端设置有柔软的材料的指腹部,因此抓持成功率提高,成品率提高。
实施方式3.
图8是表示实施方式3的机器人手的前端部的结构的概念图。在实施方式3中,使实施方式1的第1指部A的前端连杆部A3的形状变化。在实施方式3的前端连杆部A3中,背面部22由与中间连杆部A2的中心轴平行的平面构成。在实施方式3的前端连杆部A3中,背面部22由与中间连杆部A2的中心轴延伸的方向平行的平面构成。并且,在实施方式3的前端连杆部A3的指腹侧,与被动关节部PA3接近的基端部23成为与被动关节部PA3相比向内侧即表面侧凸出的凸部形状,且前端部24呈尖细的锥形状。另外,基端部23和前端部24不是连接为斜面状,而是连接为存在陡峭的台阶,前端部24相对于凸部形状的基端部23而凹陷。
实施方式3的机器人手的特征点在于,能够对难以单纯地通过左右对称的尖细的爪尖构造取出的抓持对象物进行抓持。如图5所示,为了执行向抓持对象物和抓持对象物之间插入指的动作,前端连杆部A3的构造需要成为尖细。另外,在将最后一个抓持对象物取出时,在使指对倚靠壁面的抓持对象物插入的情况下,必须是指沿着壁的形状。在实施方式3的机器人手中,在如上所述的情况下,成为容易插入指的构造。
对实施方式3中的机器人手的动作进行说明。使用机器人1使机器人手10的基部20移动,将前端连杆部A3对环境进行推压,其结果,被动地转换为前端连杆部A3沿环境的状态。在开始抓持前,取得抓持容易成功的基本姿态,使机器人手10在设计的抓持接近方向进行动作。
在这里,作为用于抓持的基本姿态,创建前端连杆部A3相对于中间连杆部A2由于自重而下垂的状态。机器人手10如图8所示,前端连杆部A3的指腹部侧具有凸部形状的基端部23,具有朝向前端而不断变细的前端部24。
另外,前端连杆部A3的背面部22在由于自重而下垂的状态下,成为取得与壁面平行的姿态的形状。即,设计为在前端连杆部A3的背面部22由于自重而下垂时,指尖和背面部22排列为大致同一直线状。另外,指腹部侧具有凸部形状的基端部23,具有朝向前端而不断变细的前端部24。通过在指腹部侧设置凸部形状的基端部23,从而能够相对于抓持对象物而增多接触面。如上所述,在实施方式3的机器人手中,具有朝向前端而不断变细的前端部24,因此单个分离变得容易,在指腹部侧设置有凸部形状的基端部23,因此能够稳定地对抓持对象物进行抓持。
在将实施方式3的机器人手装载于机器人1而使用时,设计为作为机器人手的指尖的基本姿态,在重力的状态下前端连杆部A3和中间连杆部A2所成的角小于或等于180度。例如如图5所示,在中间连杆部A2相对于地面铅垂的情况下,中间连杆部A2和前端连杆部A3所成的角成为180度。
另一方面,也能够将机器人手的基部20在顺时针的方向设为稍微倾斜的姿态,在该情况下,中间连杆部A2成为相对于地面与铅垂相比具有稍微倾斜的姿态。另一方面,前端连杆部A3相对于地面取得大致铅垂的姿态,因此中间连杆部A2和前端连杆部A3所成的角比180度稍小。
图9是表示实施方式3的机器人手对水平放置于地面的扁平的抓持对象物进行抓持时的前端部的姿态的概念图。如图9所示,如果是实施方式3的机器人手,则能够向水平放置于地面的扁平物体和地面之间插入前端连杆部A3。首先,将基部20的轴向设为稍微倾斜的状态,将中间连杆部A2设为相对于地面比直角倾斜的状态,设为前端连杆部A3的背面部侧与地面接触的状态。在该状态的姿态下,使机器人1的臂5移动,使基部20在向地面推压的方向移动。伴随基部20的移动,前端连杆部A3通过从地面产生的反作用力,以被动关节部PA3为中心进行旋转。对机器人控制装置2进行控制,由此前端连杆部A3保持由于被动关节部PA3的旋转而变化的姿态,在对水平放置于地面的抓持对象物和地面之间插入前端连杆部A3的方向使第1指部A或者机器人1的臂5移动。在插入前端连杆部A3的方向移动的动作,存在通过驱动部DA1使第1指部A驱动的方法和通过机器人1的臂5使基部20移动的方法,可以是任意的方法。如果将前端连杆部A3在对地面和抓持对象物的下表面之间插入的方向移动,则前端连杆部A3被地面约束,前端连杆部A3顺利地滑入至地面和抓持对象物的下表面之间,能够转换为前端连杆部A3对抓持对象物的下表面进行支撑的状态。
另外,在使前端连杆部A3向地面和抓持对象物之间插入时,在采取通过驱动部DA1对第1指部A进行驱动的方法的情况下,伴随通过驱动部DA1进行的第1指部A的整体的旋转运动而中间连杆部A2与地面接近。此时,前端连杆部A3随着来自地面的反作用力和与中间连杆部A2的连接部的运动这两者而被动地旋转。由此,作为被动的运动而接近前端连杆部A3的背面部与地面成为大致平行的姿态。通过该运动,前端连杆部A3顺利地滑入至抓持对象物的下表面,能够转换为前端连杆部A3对抓持对象物的下表面进行支撑的状态。
在以上的例子中,对配置于地面的扁平的抓持对象物进行了说明,但在将竖立在壁面的扁平的抓持对象物从壁面单个分离而抓持时,也能够期待相同的效果。
此外,前端连杆部A3的指腹部优选前端凹陷而成为尖细形状,但由于在指腹部之中的与抓持对象物接触的部分粘贴柔软的材料,与抓持对象物的表面形状贴合的方式,使抓持对象物难以掉落,因此可以在指腹部还具有柔软的部件。
如上所述,在实施方式3的前端连杆部A3中,背面部22由与中间连杆部A2平行的平面构成,在指腹侧具有凸部形状的基端部23及成为尖细的前端部24,因此能够将在地面或者壁面贴合地配置的抓持对象物顺利地单个分离。由此,自动化机器人系统的生产效率提高。
实施方式4.
图10是表示实施方式4的机器人手的前端部的结构的概念图。图11是表示实施方式4的机器人手抓持有抓持对象物时的前端部的状态的概念图。在实施方式4的机器人手的第1指部A的前端连杆部A3中,在背面部具有与被动关节部PA3相比延伸至上侧为止,且向背面侧凸出的凸出部25。换言之,实施方式4的机器人手的第1指部A的前端连杆部A3在由于自重而下垂的姿态中,具有与被动关节部PA3相比延伸至上侧为止,且与被动关节部PA3相比向背面侧凸出的凸出部25。另外,前端连杆部A3的对指腹部侧的抓持对象物W进行抓持的抓持部26具有弯折形状,在表面设置有橡胶等摩擦部件27。换言之,实施方式4的机器人手的第1指部A的前端连杆部A3的从被动关节部PA3起的前端侧为尖细形状,前端连杆部A3的从被动关节部PA3起的前端侧的基端部向背面侧及表面侧凸出。
图12是表示实施方式4的机器人手对水平放置于地面的扁平的抓持对象物进行抓持时的前端部的姿态的概念图。图12的左图示出了前端连杆部A3的前端侧与地面(或者壁面)接触时的状态,图12的右图示出了前端连杆部A3的根部侧的凸出部25与地面(或者壁面)接触时的状态。如图12的左图所示,在前端连杆部A3的前端侧与地面接触时,通过箭头所示的来自地面的反作用力而前端连杆部A3在逆时针的方向旋转。另一方面,如图12的右图所示,在前端连杆部A3的根部侧的凸出部25与地面接触时,通过箭头所示的来自地面的反作用力而前端连杆部A3在顺时针的方向旋转。因此,能够自动地将前端连杆部A3调整为前端连杆部A3的前端部容易进入至抓持对象物和地面(或者壁面)之间的姿态。
如上所述,根据实施方式4,在前端连杆部A3的背面部设置有与被动关节部PA3相比延伸至上侧为止且向背面侧凸出的凸出部25,因此能够自动地将前端连杆部A3调整为前端连杆部A3的前端部容易进入至抓持对象物和地面(或者壁面)之间的姿态。由此,能够将在地面(或者壁面)贴合配置的抓持对象物顺利地单个分离。由此,自动化机器人系统的生产效率提高。
实施方式5.
图13是表示实施方式5的机器人手的前端部的结构的概念图。图13的左图示出了机器人手为初始姿态时的姿态,图13的右图示出了对机器人手的驱动部DA1赋予箭头所示的重力方向的力时的姿态。在实施方式5中,相对于实施方式1的机器人手10,在被动关节部PA3的周围也追加有弹簧要素SA3。弹簧要素SA3的弹性力比被动关节部PA2的周围的弹簧要素SA2的刚性弱。即,由越向前端行进则越弱的弹簧构成。
在该结构中,前端侧的弹簧要素SA3先弯折,然后,弹簧要素SA2能够弯折,因此如前所示,示出了前端连杆部A3仿形于壁面或者地面的举动,并且能够恢复为一定的基本姿态。作为弹簧的安装方式,可以是以被动关节部PA3为中心在顺时针方向施加张力的情况、在逆时针方向施加张力的情况和从两者施加张力的情况这3种模式的任意者。
在重复相同的抓持操作时,会受到摩擦等影响,在进行被动的动作的前端连杆部A3的初始位置每次变化的情况下,或者在指尖被壁面或者地面那样的形状推压的情况下,前端连杆部A3的指尖与抓持对象物接触,有时不会发生期望的指尖的动作。
根据实施方式5,前端侧的弹簧要素SA3先弯折,然后弹簧要素SA2弯折,因此能够每次稳定地进行将指尖从壁面或者地面单个分离的操作,抓持成功率提高。其结果,能够提高生产系统的生产效率。
实施方式6.
图14是表示实施方式6的机器人手的结构的概念图。图15是表示实施方式6的机器人手的结构的斜视图。在实施方式6中,相对于实施方式1的机器人手10,还具有用于与机器人1连接的机器人固定部30,在机器人手10的基部20和机器人固定部30之间还具有作为第4被动关节部的被动关节部P0,还具有用于将被动关节部P0保持于初始位置的作为第3弹性体的弹簧要素S0。被动关节部P0的初始位置是以机器人手10的指尖与重力方向成为平行的方式而基部20的中心轴的方向倾斜的位置。
在将机器人手的指尖以壁面或者地面的形状推压的情况下,在现有机构中,需要将机器人的臂的手腕部设为相对于壁面或者地面具有倾斜度的状态。此时,臂的手腕部具有倾斜度,由此臂的肘位置成为向环境伸出的形状,手腕部与环境发生干涉,或者,可动范围不足,产生无法得到相对于壁面或者地面具有倾斜度的状态这一问题。
通过设为实施方式6的结构,从而不通过机器人1的臂5对基部20大幅地进行姿态变更,在如实施方式3所示对地面或者壁面推压前端连杆部A3的情况下,能够设为前端连杆部A3的前端部自动地进入至扁平的抓持对象物和地面或者壁面之间的状态。
特别地,在机器人系统中,在通过机器人臂的动作对机器人手前端的姿态进行了变更时,有时机器人臂的肘部会与环境发生干涉。在实施方式6的结构中,具有机器人固定部30及被动关节部P0,因此能够减少机器人1的臂5的姿态变化,因此能够避免向环境的干涉,提高抓持动作的效率。其结果,能够提高生产系统的生产效率。
实施方式7.
图16是表示实施方式7的机器人手的结构的概念图。在实施方式7的机器人手中,第1指部A和第2指部B的结构相同,第1指部A和第2指部B设为左右对称的构造。第1指部A具有作为第7被动关节部的被动关节部PA1、基端连杆部A1、被动关节部PA2、中间连杆部A2、被动关节部PA3、前端连杆部A3、作为第2止动器的止动器STA1、弹簧要素SA2和橡胶等柔软的摩擦部件27。第2指部B具有作为第8被动关节部的被动关节部PB1、作为第6连杆部的基端连杆部B1、作为第5被动关节部的被动关节部PB2、作为第7连杆部的中间连杆部B2’、作为第6被动关节部的被动关节部PB3、作为第8连杆部的前端连杆部B3、作为第2止动器的止动器STB1、作为第4弹性体的弹簧要素SB2和摩擦部件27。
实施方式7的第1指部A将实施方式1的驱动部DA1置换为不具有驱动机构的被动关节部PA1。在基部20具有作为驱动源的旋转驱动部D0和将旋转驱动部D0的旋转传递至被动关节部PA1、PB1的传递机构部G0。如果旋转驱动部D0进行旋转驱动,则被动关节部PA1、PB1同步地旋转。传递机构部G0可以是齿轮,也可以是同步带和带轮的组合。另外,机构可以构成为左右对称,传递机构部仅对第1指部A、第2指部B之中的任一者传递动力,为了使第1指部A或者第2指部B的任一者进行夹持而进行驱动。
通过设为如上所述的实施方式7的结构,从而如实施方式3所示,在对地面或者壁面推压前端连杆部A3的情况下,第1指部A及第2指部B都能够以相同的方式进行单个分离操作。因此,在通过第1指部A或者第2指部B进行单个分离操作时,用于将指尖的位置朝向抓持对象物的方向的机器人手的姿态变化变小,能够减小由机器人1的臂5产生的移动。其结果,抓持成功率及抓持效率提高,系统的生产率提高。
实施方式8.
图17是表示实施方式8的机器人手的结构的概念图。在实施方式8的机器人手中,第1指部A将实施方式1的驱动部DA1置换为不具有驱动机构的作为第10被动关节部的被动关节部PA1。第1指部A具有被动关节部PA1、基端连杆部A1、被动关节部PA2、中间连杆部A2、被动关节部PA3、前端连杆部A3、作为第6弹性体的弹簧要素SA1和弹簧要素SA2。弹簧要素SA1将被动关节部PA1保持于初始位置,弹簧要素SA2将被动关节部PA2保持于初始位置。
另外,第2指部B具有对基端连杆部B1进行旋转驱动的驱动部DB1、作为第9连杆部的基端连杆部B1、作为第9被动关节部的被动关节部PB2、作为第10连杆部的前端连杆部B2和作为第5弹性体的弹簧要素SB2。在该实施方式8中,第1指部A的全部关节是不具有驱动机构的被动关节,通过驱动部DB1对第2指部B进行旋转驱动。
在实施方式8的机器人手中,通过由机器人1的臂5进行的机器人手10的基部20的平移移动,使机器人手10和抓持对象物W接触,进行抓持对象物W的单个分离动作。并且,对驱动部DB1进行驱动而使第2指部B向闭合的方向运动,由此同时地进行通过第1指部A实施的单个分离动作和通过第1指部A及第2指部B实施的抓持动作。由此,能够与实施方式4的结构相比高速地使机器人手内的抓持对象物转换为抓持完成状态。
即,在实施方式8中,使第2指部B担任进行用于夹着抓持对象物W的使用了驱动部DB1的连杆移动的手指,使第1指部A担任用于对抓持对象物进行单个分离操作的手指,通过将功能分开,从而不等待至单个分离操作的完成为止,就能够转换为夹着抓持对象物的动作。因此,根据实施方式8,抓持1次所花费的动作时间缩短,其结果,能够提高生产系统的生产效率。
实施方式9.
图18是表示实施方式9的机器人手的结构的概念图。实施方式9的机器人手与实施方式7的机器人手相同,第1指部A和第2指部B的结构相同,第1指部A和第2指部B设为左右对称的构造。在实施方式9中,取代实施方式7的旋转驱动部D0、传递机构部G0、被动关节部PA1、PB1而配置有旋转关节部JT0和驱动部D0。
实施方式9的机器人手的第1指部A具有基端连杆部A1、被动关节部PA2、中间连杆部A2、被动关节部PA3、前端连杆部A3、弹簧要素SA2和对中间连杆部A2向打开方向的旋转进行限制的作为第4止动器的止动器STA1。实施方式9的机器人手的第2指部B具有作为第11连杆部的基端连杆部B1、作为第11被动关节部的被动关节部PB2、作为第12连杆部的中间连杆部B2’、作为第12被动关节部的被动关节部PB3、作为第13连杆部的前端连杆部B3、作为第7弹性体的弹簧要素SB2和对中间连杆部B2’向打开方向的旋转进行限制的作为第5止动器的止动器STB1。
第1指部A的基端连杆部A1及第2指部B的基端连杆部B1从旋转关节部JT0向驱动部D0的方向延伸。即,第1指部A的基端连杆部A1具有向与中间连杆部A2的反方向延伸的第1延伸部,第2指部B的基端连杆部B1具有向与中间连杆部B2’的反方向延伸的第2延伸部。驱动部D0对基端连杆部A1的第1延伸部和基端连杆部B1的第2延伸部进行连结,以连结点为作用点对第1延伸部及第2延伸部进行按压,对基端连杆部A1、B1以旋转关节部JT0为支点进行旋转驱动。在实施方式9中,驱动部D0进行动作,由此经由旋转关节部JT0对第1指部A和第2指部B在同一旋转轴上相交叉的状态下进行旋转驱动。此时的指的动作以与剪刀相同的原理进行动作。
通过设为实施方式9的结构,从而能够将机器人手中的作为致动器的驱动部D0配置于从指尖进一步分离的位置。另外,通过将机器人手中的作为致动器的驱动部D0的作用点从旋转关节部JT0分离而配置,从而能够通过该原理而减小所需的输出,在致动器的选定时能够抑制输出。由此,能够对驱动部D0的输出小的小型的致动器进行选定,能够减少机器人手的厚度,能够小型化。
如上所述,根据实施方式9,能够减少由于与环境的干涉而无法抓持的情形,抓持所花费的平均动作时间缩短,其结果,能够提高生产系统的生产效率。
实施方式10.
图19是表示实施方式10的机器人手的结构的概念图。图20是表示实施方式10的机器人手的结构的概念图。在图20中示出了从斜向观察机器人手的前端部的状态。在实施方式10的机器人手中,第1指部A将实施方式1的被动关节部PA3置换为多个被动关节部PA3α、PA3β、PA3γ,将前端连杆部A3置换为多个前端连杆部A3α、A3β、A3γ。多个被动关节部PA3α、PA3β、PA3γ同轴地连接,多个被动关节部PA3α、PA3β、PA3γ的旋转轴的方向与被动关节部PA2相同。具体地说,被动关节部PA3α与中间连杆部A2连结,在其同轴上对被动关节部PA3β、PA3γ进行连结。在被动关节部PA3α、PA3β、PA3γ分别对前端连杆部A3α、A3β、A3γ进行连接。前端连杆部A3α、A3β、A3γ各自的基端侧粗,具有形成朝向前端侧而变细的形状的指腹部。
根据实施方式10的结构,具有多个前端连杆部A3α、A3β、A3γ,因此在抓持对象物的单个分离操作中,在进行向抓持对象物插入指的动作的情况下,与第1指部A的前端连杆部为1根的情况相比,容易插入指。在将前端连杆部设为1根的方式中,在抓持对象物的形状存在凹凸的情况下,难以顺利地插入指尖。特别地,在如食品那样存在凹凸、各个形状存在波动的情况下,前端连杆部存在多根能够顺利地使指滑入至抓持对象物和抓持对象物之间。其原因在于,一边仿形于抓持对象物的表面、一边各个指独立地动作,由此前端连杆部的前端分别仿形于抓持对象物的形状,各前端连杆部A3α、A3β、A3γ成为可靠地接触的状态。如上所述,使第1指部的姿态转换而单个分离操作不仅能够顺利地转换,接触面增加,由此也能够实现稳定的抓持。
在实施方式10中,前端连杆部的个数并不限于3个,只要是大于或等于2个即可,可以采用任意的个数。另外,实施方式10在如图17所示的实施方式8的结构那样,在第2指部B由驱动部DB1进行驱动的情况下,第2指部B如图19、图20所示的第1指部A那样,具有基端连杆部、中间连杆部和前端连杆部的情况下也能够应用。在应用了实施方式10的情况下,第2指部B具有作为第14连杆部的基端连杆部、作为第15连杆部的中间连杆部、作为第16连杆部的前端连杆部、对基端连杆部和中间连杆部进行连接的作为第13被动关节部的被动关节部、对中间连杆部和前端连杆部进行连接的作为第14被动关节部的被动关节部和对基端连杆部和中间连杆部进行连接的作为第8弹性体的弹簧要素,前端连杆部的基端侧粗,具有朝向前端侧而变细的形状的指腹部。另外,具有指腹部的前端连杆部为多个,对前端连杆部进行连接的被动关节部为多个,多个被动关节部在同轴上连接。另外,也可以在图16所示的实施方式7或者图18所示的实施方式9的第1指部A及第2指部B的至少一者应用实施方式10。
如上所述,根据实施方式10,将前端连杆部的个数设为多个,因此抓持成功率及抓持效率提高,系统的生产率提高。
实施方式11.
图21是表示实施方式11的机器人手的结构的概念图。在实施方式11中,将在图16所示的实施方式7的机器人手中的第1指部A的被动关节部PA2安装的弹簧要素SA2及在第2指部B的被动关节部PB2安装的弹簧要素SB2拆下,通过具有弹性的包覆部件40将机器人手整体覆盖。在实施方式11中,适于进行不希望通过机器人手直接与抓持对象物接触的作业的情况。
在这里,在实施方式11的机器人手中,具有被动的连杆指尖,因此为了在旋转方向以希望位移的位移量进行位移,需要对包覆部件40的弹性的强度进行选定。即,在将机器人手向环境按压时,需要使被动关节部PA2、PA3被动地移动,使各连杆部位移。在将被动关节部PA2的初始角度设为θA2,将被动关节部PA3的初始角度设为θA3时,将设计上的各被动关节部PA2、PA3的驱动范围规定为θA2MIN≤θA2≤θA2MAX、θA3MIN≤θA3≤θA3MAX。关于规定出的驱动范围,是通过使具有弹性的包覆部件40的一部分具有松弛部40b和薄壁部40a而实现的。
为了具有松弛部而如下所述。关于与被动关节部PA2、PA3连接的连杆部,存在相对于环境进行接触侧和对抓持对象物进行抓持侧,但在被动关节部PA2、PA3中的相对于环境进行接触的外侧的部分形成松弛部40b。在第2指部B也实施相同的处理。另外,关于薄壁部40a,从具有松弛部40b的位置设置于相对于被动关节部PA2、PA3对称的内侧的位置。由此,在使第1指部A或者第2指部B相对于环境而接触的情况下,容易向内侧弯曲。并且,通过具有弹性的包覆部件40覆盖,因此在相对于环境接触之后,如果对抓持对象物进行抓持后将抓持对象物放开,即,将相对于手作用的力解除,则通过整体试图恢复至平衡的位置的作用,即使在被动关节部没有弹簧要素SA2、SB2,第1指部A及第2指部B也能够返回至原来的位置。
此外,作为具有弹性的包覆部件40,能够例示出食品生产现场所使用的手套的材料。具体地说,存在丁腈橡胶、天然橡胶、胶乳等,但并不对材料特别限制。另外,也能够聚乙烯那样不具有弹性,但卫生且低价的部件进行选定,构成为仅在被动关节部,从内侧对具有弹性的包覆部件进行粘接而使关节具有弹性。通过该结构,关节具有适于旋转的适当的松弛部,并且能够使恢复至原来的位置的力进行作用。
如上所述,根据实施方式11,能够提供具有卫生且可一次性使用的手套的机器人手,从抑制维护所花费的费用的观点出发,能够使生产效率提高。此外,在实施方式1~11中,将在第1指部A的被动关节部PA2安装的弹簧要素SA2、在被动关节部PA3安装的弹簧要素SA3及在第2指部B的被动关节部PB2安装的弹簧要素SB2拆下,使具有松弛部40b和薄壁部40a的具有弹性的包覆部件40由机器人手覆盖,由此可以实现各弹簧要素的功能。另外,包覆部件40可以至少将基端连杆部的一部分、中间连杆部的一部分和被动关节部PA2覆盖。
实施方式12.
图22是表示实施方式12的机器人手的结构的概念图。图23是表示实施方式12的机器人手的结构的斜视图。在实施方式12中,将实施方式1的机器人手10的止动器STA1置换为具有将中间连杆部A2受到限制的位置在旋转方向可变的机构的止动器STA3。止动器STA3如图23所示,由在中间连杆部A2的基端部形成的凸部50、在基端连杆部A1的前端部形成的长孔51和固定于基端连杆部A1的销52构成。销52固定于基端连杆部A1,将长孔51贯通。销52能够固定于长孔51内的任意的位置。通过使销52的固定位置可变,从而能够使销52与凸部50抵接时的中间连杆部A2的旋转角度可变。由此,能够使中间连杆部A2受到限制的位置可变。
如上所述,根据实施方式12,设置了具有使在中间连杆部A2打开的方向被限制的位置在旋转方向可变的机构的止动器STA3,因此对被动关节部PA2施加外力的状态,即,中间连杆部A2完全闭合时的姿态改变。因此,机器人手的抓持完成姿态变化,能够具有对多样的抓持对象物容易抓持的指姿态而进行抓持。由此,针对更多品种的抓持对象物,能够通过同一机构、结构进行抓持。
以上的实施方式所示的结构,表示本发明的内容的一部分,也能够与其他公知技术进行组合,在不脱离本发明的主旨的范围,也能够适当地组合,或者对结构的一部分进行省略、变更。
标号的说明
1机器人,2机器人控制装置,5臂,10机器人手,20基部,21、21b指腹部,22背面部,23基端部,24前端部,25凸出部,26抓持部,27摩擦部件,30机器人固定部,40包覆部件,40a薄壁部,40b松弛部,50凸部,51长孔,52销,A第1指部,A1、B1基端连杆部,A2、B2’中间连杆部,A3、A3’、A3α、A3β、A3γ、B2、B3前端连杆部,B第2指部,D0、DA1、DB1驱动部(旋转驱动部),G0传递机构部,JT0旋转关节部,P0、PA2、PA3、PB1、PB2、PA3α、PA3β、PA3γ被动关节部,Q地面,S0、SA1、SA2、SA3、SB1、SB2弹簧要素,STA1、STA2、STA3、STB1止动器,W、W1、W2、W3抓持对象物。

Claims (19)

1.一种机器人手,其对抓持对象物进行抓持,
该机器人手的特征在于,
具有:
指部,其具有第1指部和与所述第1指部相对的第2指部;
基部,其设置于机器人的臂;以及
驱动部,其与所述基部连接,对所述第1指部及所述第2指部之中的至少一个进行旋转驱动,
所述第1指部具有:
第1连杆部,其与所述基部连接;
第2连杆部,其与所述第1连杆部连接;
第3连杆部,其与所述第2连杆部连接;
第1被动关节部,其能够旋转地支撑所述第1连杆部和所述第2连杆部;
第2被动关节部,其能够旋转地支撑所述第2连杆部和所述第3连杆部;以及
第1弹性体,其对所述第1连杆部和所述第2连杆部以成为基本姿态的方式进行保持。
2.根据权利要求1所述的机器人手,其特征在于,
所述驱动部对所述第1指部的所述第1连杆部进行旋转驱动。
3.根据权利要求2所述的机器人手,其特征在于,
第2指部具有:
第4连杆部,其与所述基部连接;
第5连杆部,其与所述第4连杆部连接;
第3被动关节部,其能够旋转地支撑所述第4连杆部和所述第5连杆部;以及
第2弹性体,其对所述第4连杆部和所述第5连杆部以成为基本姿态的方式进行保持。
4.根据权利要求2所述的机器人手,其特征在于,
所述第1弹性体的刚性设定为,所述第1连杆部与水平相比成为闭合的状态,且使所述第2连杆部与重力方向一致的状态成为所述基本姿态。
5.根据权利要求2或3所述的机器人手,其特征在于,
设置第1止动器,该第1止动器对所述第2连杆部及所述第3连杆部之中的至少所述第2连杆部向打开方向的旋转进行限制。
6.根据权利要求2至4中任一项所述的机器人手,其特征在于,
所述第3连杆部具有基端侧粗,朝向前端侧而变细的形状的第1指腹部。
7.根据权利要求2至4中任一项所述的机器人手,其特征在于,
所述第3连杆部具有背面部及指腹部,
所述背面部具有与所述第2连杆部的中心轴平行的平面,
所述指腹部的基端侧成为向表面侧凸出的凸部形状,所述指腹部的前端侧呈尖细形状。
8.根据权利要求2至4中任一项所述的机器人手,其特征在于,
所述第3连杆部在由于自重而下垂的姿态下,具有与第2被动关节部相比延伸至上侧为止,且与第2被动关节部相比向背面侧凸出的凸出部。
9.根据权利要求8所述的机器人手,其特征在于,
所述第3连杆部的从所述第2被动关节部起的前端侧为尖细形状,
所述第3连杆部的从所述第2被动关节部起的前端侧的基端部向背面侧及表面侧凸出。
10.根据权利要求2至9中任一项所述的机器人手,其特征在于,
还具有第3弹性体,该第3弹性体与所述第1弹性体相比刚性小,对所述第2连杆部和所述第3连杆部以成为基本姿态的方式进行保持。
11.根据权利要求2至10中任一项所述的机器人手,其特征在于,
还具有:
机器人固定部,其固定于所述机器人的所述臂;
第4被动关节部,其能够旋转地支撑所述机器人固定部和所述基部;以及
第3弹性体,其对所述机器人固定部和所述基部以成为基本姿态的方式进行保持。
12.根据权利要求1所述的机器人手,其特征在于,
所述第1指部还具有第2止动器,该第2止动器对所述第2连杆部向打开方向的旋转进行限制,
所述第2指部具有:
第6连杆部,其与所述基部连接;
第7连杆部,其与所述第6连杆部连接;
第8连杆部,其与所述第7连杆部连接;
第5被动关节部,其能够旋转地支撑所述第6连杆部和所述第7连杆部;
第6被动关节部,其能够旋转地支撑所述第7连杆部和所述第8连杆部;
第4弹性体,其对所述第6连杆部和所述第7连杆部以成为基本姿态的方式进行保持;以及
第3止动器,其对所述第7连杆部向打开方向的旋转进行限制,
所述第1指部具有相对于所述基部能够旋转地支撑所述第1连杆部的第7被动关节部,
所述第2指部具有相对于所述基部能够旋转地支撑所述第6连杆部的第8被动关节部,
所述驱动部对所述第7被动关节部及所述第8被动关节部进行旋转驱动。
13.根据权利要求1所述的机器人手,其特征在于,
所述第2指部具有:
第9连杆部,其与所述基部连接;
第10连杆部,其与所述第9连杆部连接;
第9被动关节部,其能够旋转地支撑所述第9连杆部和所述第10连杆部;以及
第5弹性体,其对所述第9连杆部和所述第10连杆部以成为基本姿态的方式进行保持,
所述驱动部对所述第2指部的所述第9连杆部进行旋转驱动,
所述第1指部具有:
第10被动关节部,其相对于所述基部能够旋转地支撑所述第1连杆部;以及
第6弹性体,其对所述基部和所述第1连杆部以成为基本姿态的方式进行保持。
14.根据权利要求1所述的机器人手,其特征在于,
所述第1指部还具有第4止动器,该第4止动器对所述第2连杆部向打开方向的旋转进行限制,
所述第2指部具有:
第11连杆部,其与所述基部连接;
第12连杆部,其与所述第11连杆部连接;
第13连杆部,其与所述第12连杆部连接;
第11被动关节部,其能够旋转地支撑所述第11连杆部和所述第12连杆部;
第12被动关节部,其能够旋转地支撑所述第12连杆部和所述第13连杆部;
第7弹性体,其对所述第11连杆部和所述第12连杆部以成为基本姿态的方式进行保持;以及
第5止动器,其对所述第11连杆部向打开方向的旋转进行限制,
所述基部具有旋转关节部,该旋转关节部以所述第1指部的所述第1连杆部和所述第2指部的所述第11连杆部相交叉的方式,能够旋转地支撑所述第1连杆部及所述第11连杆部,
所述第1连杆部具有在与所述第2连杆部的反方向延伸的第1延伸部,
所述第11连杆部具有在与所述第12连杆部的反方向延伸的第2延伸部,
所述驱动部对所述第1延伸部及所述第2延伸部进行按压,使所述第1连杆部及所述第11连杆部以所述旋转关节部为支点进行旋转。
15.根据权利要求6所述的机器人手,其特征在于,
所述第3连杆部为多个,
所述第2被动关节部为多个,
所述第1指腹部为多个,
多个所述第2被动关节部在同轴上连接。
16.根据权利要求1所述的机器人手,其特征在于,
所述第2指部具有:
第14连杆部,其与所述基部连接;
第15连杆部,其与所述第14连杆部连接;
第16连杆部,其与所述第15连杆部连接;
第13被动关节部,其能够旋转地支撑所述第14连杆部和所述第15连杆部;
第14被动关节部,其能够旋转地支撑所述第15连杆部和所述第16连杆部;以及
第8弹性体,其对所述第14连杆部和所述第15连杆部以成为基本姿态的方式进行保持,
所述驱动部对所述第2指部的所述第14连杆部进行旋转驱动,
所述第16连杆部具有基端侧粗,朝向前端侧而变细的形状的第2指腹部,
所述第16连杆部为多个,
所述第14被动关节部为多个,
所述第2指腹部为多个,
多个所述第14被动关节部在同轴上连接。
17.根据权利要求1至16中任一项所述的机器人手,其特征在于,
所述第1弹性体是至少将所述第1连杆部的一部分、所述第2连杆部的一部分和所述第1被动关节部覆盖的具有弹性的包覆部件。
18.根据权利要求17所述的机器人手,其特征在于,
所述包覆部件在所述第1被动关节部的外侧具有松弛部,在所述第1被动关节部的内侧具有薄壁部。
19.根据权利要求5所述的机器人手,其特征在于,
所述第1止动器具有使所述第2连杆部受到限制的位置在旋转方向可变的机构。
CN202180101861.7A 2021-09-08 2021-09-08 机器人手 Pending CN117897262A (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2021/032987 WO2023037439A1 (ja) 2021-09-08 2021-09-08 ロボットハンド

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN117897262A true CN117897262A (zh) 2024-04-16

Family

ID=83637958

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202180101861.7A Pending CN117897262A (zh) 2021-09-08 2021-09-08 机器人手

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP7154463B1 (zh)
CN (1) CN117897262A (zh)
DE (1) DE112021008207T5 (zh)
WO (1) WO2023037439A1 (zh)

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4576247B2 (ja) * 2005-01-24 2010-11-04 東洋プレス工業株式会社 関節装置及び関節装置を用いたフィンガーユニット
CN102821918A (zh) * 2010-03-24 2012-12-12 株式会社安川电机 机器人手和机器人装置
US8833826B2 (en) 2011-03-21 2014-09-16 Sri International Mobile robotic manipulator system
EP2732937A4 (en) * 2011-07-12 2015-05-27 Yaskawa Denki Seisakusho Kk ROBOTIC HAND AND ROBOT
JP7155479B2 (ja) * 2017-05-15 2022-10-19 Thk株式会社 ハンド機構、把持システム、および把持プログラム

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2023037439A1 (zh) 2023-03-16
JP7154463B1 (ja) 2022-10-17
DE112021008207T5 (de) 2024-07-11
WO2023037439A1 (ja) 2023-03-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5590355B2 (ja) ロボットハンド及びロボット装置
US8052185B2 (en) Robot hand with humanoid fingers
JP5010382B2 (ja) マニピュレータおよびロボット
US6244644B1 (en) Compact dexterous robotic hand
US10618182B2 (en) Underactuated mechanical finger capable of linear motion with compensatory displacement, mechanical gripper and robot containing the same
WO2018180782A1 (ja) 指機構およびこの指機構を組み込んだ人間型ハンド
KR101454779B1 (ko) 백래쉬와 제어 특성을 개선한 그리퍼
Mishima et al. Design of a robotic finger using series gear chain mechanisms
CN101214655A (zh) 齿条欠驱动机器人手指装置
JP4729745B2 (ja) ロボットの駆動機構及びロボットハンド
JPWO2018193500A1 (ja) 動力伝達機構および処置具
CN115151388A (zh) 机器人手
Liu et al. A single-actuator gripper with a working mode switching mechanism for grasping and rolling manipulation
JPH01274987A (ja) グリッパ装置
US11628577B2 (en) Robot hand
KR102175274B1 (ko) 휴머노이드 로봇에 구비된 핸드
CN114131644A (zh) 机械手
CN117897262A (zh) 机器人手
Hermann et al. A joint-selective robotic gripper with actuation mode switching
JP7023435B1 (ja) ロボットハンド
JP7620566B2 (ja) 複数の指を持つ機構及び装置
CN112809727B (zh) 一种绳牵引刚柔耦合变刚度夹持器
Fumagalli et al. Analysis of an underactuated robotic finger with variable pinch and closure grasp stiffness
CN115210050A (zh) 机器人手
Birglen et al. Grasping vs. manipulating

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination