JP2014210330A - ロボット指ユニット、ロボットハンド及びロボット - Google Patents

Abstract

【課題】ワークを把持する際の指の先端に側方から作用する荷重を検出でき、かつ過大な荷重が作用しても感圧センサの損傷を抑制できるロボット指ユニット、ロボットハンド及びロボットを提供する。【解決手段】ロボットに設けられる指４０のケース４３と、ケース４３の基端側から先端側に亘って設けられると共に、中央部を第１の支点４４ａとしてケース４３に揺動可能に支持され、かつ先端側に配置され荷重を受ける受圧部４４ｂと、基端側に配置され荷重を伝達する伝達部４４ｃとを有する第１の揺動部材４４と、ケース４３に支持され、伝達部４４ｃに対向する対向部４８と、伝達部４４ｃと対向部４８との間に配置される感圧センサ４５と、荷重により感圧センサ４５に作用する加圧力を、弾性変形により低減する弾性部４６と、を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、複数の関節が制御されることにより駆動する多関節アームのロボットハンドに用いられるのに好適なロボット指ユニットと、これを利用するロボットハンド及びロボットに関する。

従来、垂直多関節アーム及びエンドエフェクタ（以下、ロボット本体という）と、これらを制御する制御装置と、を備えたロボット装置が普及しており、エンドエフェクタとしては複数の指を備えてワークを把持可能なロボットハンドが普及している。ロボットハンドにおいては、ワークを把持しているか否かを検出したり、あるいはワークを把持する把持力（荷重）を検出するために、指先に感圧センサを備えることが望まれている。

感圧センサとしては、外部からの荷重を受ける受圧部材と、該受圧部材から荷重が伝達されて該加圧力を計測するセンサ部とを備えたものが普及している。また、受圧部材からセンサ部への荷重が過剰でセンサ部が損傷することを防止するために、受圧部材が過剰な荷重を受けた場合に、受圧部材がセンサ部から離れてセンサ部に荷重が作用しないようにするセンサ装置が知られている（特許文献１参照）。

しかし、受圧部材は直線状に往復動するので、荷重の作用方向の延長線上の近傍にセンサ部や戻りばね等の構造物を配置しなければならない。これに対し、ロボットハンドの指の先端部では、ワークを把持する際は指の長手方向に対して垂直に作用する荷重を計測する必要があるため、上述のセンサ装置をロボットハンドの指の先端に設けると指を大型化しなければならず、実装するのは困難であった。

一方、中央部を揺動中心として揺動可能なシーソーロッドを備え、該シーソーロッドの一端部をプッシュロッドにより揺動方向に押圧可能とし、他端部により検出スイッチをオンオフさせるスイッチ装置が知られている（特許文献２参照）。このスイッチ装置によれば、プッシュロッドからシーソーロッドを介して検出スイッチに荷重を伝達できるので、プッシュロッドの押圧方向とは異なる方向に検出スイッチを離隔して配置することができ、ロボットハンドの指を大型化せずに設置可能となる。

特開平７−２６０６０４号公報 特開２００６−２１６２６５号公報

しかしながら、特許文献２に記載されたスイッチ装置では、プッシュロッドからシーソーロッドの一端部に荷重が作用すると、シーソーロッドの他端部は検出スイッチから離れる方向に揺動してしまう。これにより、仮に検出スイッチの代わりに感圧センサを設けたとしても、荷重が大きい場合はシーソーロッドが感圧センサから離れてしまい、それより大きな荷重を計測することができなくなる。また、シーソーロッドと感圧センサとを離隔しないように固着した場合は、プッシュロッドから過大な荷重が作用した時に、その荷重がシーソーロッドを介して感圧センサに伝達され、感圧センサが損傷してしまう可能性がある。

本発明は、ワークを把持する際の指の先端に側方から作用する荷重を検出でき、かつ過大な荷重が作用しても感圧センサの損傷を抑制できるロボット指ユニット、ロボットハンド及びロボットを提供することを目的とする。

本発明のロボット指ユニットは、ロボットに設けられる指本体と、前記指本体の基端側から先端側に亘って設けられると共に、中央部を第１の支点として前記指本体に揺動可能に支持され、かつ先端側に配置され荷重を受ける受圧部と、基端側に配置され前記荷重を伝達する伝達部とを有する第１の揺動部材と、前記指本体に支持され、前記伝達部に対向する対向部と、前記伝達部と前記対向部との間に配置される感圧センサと、前記荷重により前記感圧センサに作用する加圧力を、弾性変形により低減する弾性部と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、第１の揺動部材が指本体の基端側から先端側に亘って設けられ、ワークを把持する際の側方からの荷重が揺動により感圧センサまで伝達されるので、指の先端に作用する荷重を検出することができる。また、弾性部が弾性変形することにより、外部からの荷重に基づいて感圧センサに作用する加圧力を低減するので、指先に過大な荷重が作用しても感圧センサの損傷を抑制することができる。

本発明の実施の形態に係るロボット装置の概略構成を示す説明図である。 本発明の実施の形態に係るロボット指ユニットを示す説明図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）はワークを把持する際に揺動部材が揺動する順を示す断面図、（ｅ）は感圧センサにおける押圧部の接触線の位置を示す平面図である。 本発明の実施の形態に係るロボット指ユニットを示す断面図であり、（ａ）は圧縮コイルばねを使用した場合、（ｂ）はゴムを使用した場合、（ｃ）は揺動部材に弾性変形部を設けた場合、（ｄ）は揺動部材に感圧センサを設けた場合である。

以下、本発明を実施するための形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。

図１に示すように、ロボット装置１は、ロボット２と、ロボット２を制御する制御装置３と、を備えている。

ロボット２は、６軸の垂直多関節アーム（以下、アームと呼ぶ）５と、エンドエフェクタであるハンド（ロボットハンド）４とを有している。本実施形態では、アーム５として６軸の垂直多関節アームを適用しているが、軸数は用途や目的に応じて適宜変更してもよい。

アーム５は、７つのリンク６１〜６７と、各リンク６１〜６７を揺動又は回動可能に連結する６つの関節７１〜７６とを備えている。各リンク６１〜６７としては、長さが固定されたものを採用している。但し、例えば、直動アクチュエータにより伸縮可能なリンクを採用してもよい。各関節７１〜７６には、各関節７１〜７６を各々駆動するモータと、モータの回転角度を検知するエンコーダと、各モータに供給する電流を検知する電流センサと、各関節７１〜７６のトルクを検知するトルクセンサと、が設けられている。

ハンド４は、アーム５の先端リンク６７に取り付けられて支持され、アーム５の動作により位置及び姿勢の少なくとも一自由度が調整されるようになっている。ハンド４は、２本の指４０，４１と、これら指４０，４１の間隔を開閉可能に支持するハンド本体４２とを備え、指４０，４１同士が接近する閉動作によりワークＷを把持可能になっている。一方の指（ロボット指ユニット）４０は、後述する感圧センサ４５を内蔵し、ワークＷを把持した際に指４０に作用する把持力を計測可能になっている。他方の指４１は、感圧センサ４５を内蔵せず、ワークＷを把持するための機能のみを有する。

ハンド本体４２には、指４０，４１を動作させるためのモータと、該モータの回転角度を検知するエンコーダと、先端リンク６７に連結される連結部とが設けられている。尚、本実施の形態では、ハンド４は指４０，４１を２本有するものとしているが、これには限られず、ワークＷを把持するために指の数は２本以上あればよい。

制御装置３は、コンピュータにより構成され、ロボット２を制御するようになっている。制御装置３を構成するコンピュータは、例えばＣＰＵと、各部を制御するためのプログラムを記憶するＲＯＭと、データを一時的に記憶するＲＡＭと、入力インターフェース回路と、出力インターフェース回路とを備えている。

次に、本実施形態に係るロボット装置１の特徴部である指４０について、図２に基づいて詳細に説明する。

指４０は、ケース（指本体）４３の内部に、長手方向に沿った揺動部材（第１の揺動部材）４４と、該揺動部材４４に押圧される感圧センサ４５と、該感圧センサ４５をケース４３に対して支持する板ばね（弾性部、板部材）４６とを備えている。

ケース４３は、断面矩形の略筒状で、例えば金属や合成樹脂等、外部から荷重が作用しても殆ど変形しない程度の剛性を有する材質で構成された剛体としている。ケース４３の先端部には、対向する指４１とは反対の側部（指４０の外側）から先端側に突出する爪部４３ａが形成されており、ワークＷを高精度に位置決めして把持できるようになっている。爪部４３ａには、ワークＷを把持した際に指４０の長手方向に垂直かつ外側に向け、荷重が作用するようになっている。爪部４３ａの内側の中心部には、長手方向に沿ってケース４３の内部まで連通する溝４３ｂが形成されており、該溝４３ｂに揺動部材４４の受圧部４４ｂが収容されている。

揺動部材４４は、ケース４３の基端側から先端側に亘り、ほぼ中心部を第１の支点４４ａとしてケース４３に支持されて揺動可能に設けられている。また、揺動部材４４は、例えば金属や合成樹脂等、外部から荷重が作用しても殆ど変形しない程度の剛性を有する材質で構成された剛体としている。

揺動部材４４は、先端側に配置されワークＷを把持する際の把持力（荷重）をケース４３の側方から受ける受圧部４４ｂと、基端側に配置され荷重を伝達する伝達部４４ｃと、を備えている。尚、第１の支点４４ａの位置は、本実施の形態ではほぼ中心部であるが、これには限られず、受圧部４４ｂと伝達部４４ｃとの間の部位（中央部）であればどこでもよく、検出する荷重と感圧センサ４５との力やストロークの関係から適宜設定することができる。

受圧部４４ｂは、揺動部材４４の揺動に伴い、爪部４３ａの溝４３ｂに対して出没可能になっており、突出時には把持したワークＷからの荷重を受圧して溝４３ｂに押し込まれるようになっている（図２（ｂ）〜（ｄ）参照）。

伝達部４４ｃは、感圧センサ４５に対向して配置されており、感圧センサ４５側に向けて該感圧センサ４５を押圧可能な押圧部４７が設けられている。押圧部４７は、伝達部４４ｃと一体形成されており、感圧センサ４５に向けて突出した形状であると共に、第１の支点４４ａと平行な中心軸を有する円柱面形状となっている。押圧部４７が円柱面形状を有することにより、ワークＷの把持時に押圧部４７が感圧センサ４５を押圧する際に、感圧センサ４５を安定的に線押しするようになっている。尚、押圧部４７と揺動部材４４とは一体形成されたものとしているが、これには限られず、揺動部材４４とは別部材の押圧部４７を接着等により伝達部４４ｃに取り付けるようにしてもよい。また、押圧部４７の形状は、円柱面形状に限られるものではなく、角柱面形状や平面状等、適宜設定することができる。更に、押圧部４７は必ずしも設けなくてもよい。

感圧センサ４５は感圧導電ゴムセンサからなり、押圧部４７に対向して配置されている。感圧導電ゴムセンサは、ゴムに導電粒子を含有しており、部材に荷重が作用していない状態では、ゴムに含有されている導電粒子同士の接触が無い若しくは少ないため、電気的に絶縁状態若しくは高抵抗状態となっている。感圧導電ゴムに荷重が作用すると、ゴムが歪み、導電粒子同士が接近して接触状態の導電粒子数が増加するため、電気抵抗は低下する。このように、感圧導電ゴムセンサは荷重に応じて電気抵抗が変化する特性を利用することにより、感圧センサとして機能するようになっている。

また、感圧センサ４５は、ＣＰＵに接続されており、ＣＰＵは、感圧センサ４５の受けた荷重に応じて変化する抵抗値を読み取るようになっている。これにより、ＣＰＵは、感圧センサ４５に作用する荷重の大きさを測定可能になっており、測定結果に基づいてロボット２の動作を制御するようになっている。

板ばね４６は、弾性変形可能な金属あるいはゴムやプラスチック等の樹脂製で、基端側をケース４３にねじ止めや接着等により片持ち支持され、先端側の押圧部４７側に感圧センサ４５が押圧部４７に接触するように接着等により取り付けられている。板ばね４６としては、単一材料からなる部材であってもよく、あるいは両端部が剛体の金属で中央部が弾性体の樹脂からなるようモールド成形等により一体化した部材であってもよい。尚、板ばね４６の感圧センサ４５が取り付けられている側面が、本発明の対向部４８となっている。

感圧センサ４５と押圧部４７とが接触していることにより、揺動部材４４は板ばね４６により図２中、左回転方向に付勢されるようになっている。このため、受圧部４４ｂにワークＷから荷重が作用していない場合は、例えば図２（ｂ）に示すように、板ばね４６の湾曲は最小であると共に、受圧部４４ｂが溝４３ｂから大きく突出している。これに対し、受圧部４４ｂにワークＷから荷重が大きく作用している場合は、例えば図２（ｄ）に示すように、受圧部４４ｂが溝４３ｂに押し込まれると共に、板ばね４６の湾曲は大きくなっている。これにより、感圧センサ４５がケース４３に直接固定されている場合に比べて、過大な荷重による破損を抑制することができるようになる。

上述したロボット装置１の指４０，４１を利用してワークＷを把持する際に、指４０により把持力を検出する動作を以下に説明する。

予め、感圧センサ４５の校正作業を行っておく。この校正作業では、感圧センサ４５への加圧力から板ばね４６による弾性変形分による誤差を校正する。校正方法は、特に限られないが、例えば既存の感圧センサの校正方法と同様に、既知の基準感圧センサと押し合わせて、該基準感圧センサの計測値を利用するようにしてもよい。

ハンド４がワークＷを把持する際は、アーム５が２本の指４０，４１の間にワークＷを位置させるような位置姿勢を取り、ハンド４は２本の指４０，４１を互いに接近させるように閉動作させ、指４０，４１によりワークＷを把持する。

指４０，４１がワークＷを挟んで閉動作する際、図２（ｂ）に示すように、ワークＷが受圧部４４ｂに当接した時点では、受圧部４４ｂが溝４３ｂから大きく突出すると共に、板ばね４６の湾曲は最小になっている。この時、押圧部４７から感圧センサ４５への加圧力は最小であるので、感圧センサ４５の抵抗値は最大になっている。尚、この時の感圧センサ４５における押圧部４７との接触線、即ち押圧位置を、図中符号４５ａで示す。

そして、指４０，４１の閉動作が進行すると、図２（ｃ）に示すように、ワークＷが受圧部４４ｂを押圧するようになる。これにより、受圧部４４ｂは溝４３ｂに徐々に押し込まれると共に、揺動部材４４が傾斜して板ばね４６の湾曲が徐々に大きくなり、押圧部４７から感圧センサ４５への加圧力も徐々に大きくなるので、感圧センサ４５の抵抗値は小さくなる。板ばね４６の弾性変形量は、受圧部４４ｂに作用する荷重の大きさに応じて変化する。尚、この時の感圧センサ４５における押圧部４７との接触線の位置を、図中符号４５ｂで示す。

更に、指４０，４１の閉動作が進行すると、図２（ｄ）に示すように、ワークＷが受圧部４４ｂを大きく押し込み、爪部４３ａの側面に当接するようになる。これにより、受圧部４４ｂは溝４３ｂに最も大きく押し込まれると共に、揺動部材４４が更に傾斜して板ばね４６の湾曲が最も大きくなり、押圧部４７から感圧センサ４５への加圧力も更に大きくなるので、感圧センサ４５の抵抗値は最小になる。尚、この時の感圧センサ４５における押圧部４７との接触線の位置を、図中符号４５ｃで示す。

ＣＰＵは、所望の時点において、感圧センサ４５の抵抗値を計測し、得られた計測値と予め得ている校正値とに基づいて、その時点での指４０，４１の把持力を演算し、その結果に基づいてロボット２の動作を制御する。ここでは、ＣＰＵは指４０，４１での把持力の値を求めるようにしているが、これには限られず、例えば、指４０，４１がワークＷを把持しているか否かを検出するためのオンオフスイッチとして利用することもできる。

このように、ワークＷが受圧部４４ｂを押圧するに伴って、揺動部材４４が図２中、右回転方向に揺動し、押圧部４７が感圧センサ４５を押圧して、板ばね４６が先端側を揺動するように弾性変形により湾曲する。感圧センサ４５は板ばね４６により支持されているので、ケース４３に直接固定されている場合に比べて、過大な荷重による破損が抑制される。

ここで、感圧センサ４５への過負荷防止の観点から、受圧部４４ｂに最大荷重が作用した時に、押圧部４７による感圧センサ４５への加圧力を感圧センサ４５の耐荷重未満となるようにする必要がある。本実施の形態では、外部から荷重が作用した時の押圧部４７による感圧センサ４５への加圧力は、板ばね４６が弾性変形することにより低減される。このように、最大荷重が作用した時に、押圧部４７による感圧センサ４５への加圧力が感圧センサ４５の耐荷重未満になるように、板ばね４６の材質や形状、厚みを調整してばね定数を設定することにより、感圧センサ４５への過負荷防止を図っている。

また、図２（ｅ）に示すように、感圧センサ４５における押圧部４７との接触線４５ａ〜４５ｃの位置は、荷重の大きさによって移動するようになっている。これは、揺動部材４４の第１の支点４４ａと板ばね４６の回転中心（片持ち支持されている部位）とが異なる位置であり、感圧センサ４５と押圧部４７とが互いに位置ずれするように揺動することに起因する。特に本実施の形態では、各点が押圧部４７と感圧センサ４５との接触点を挟んで反対側に位置しているので、感圧センサ４５と押圧部４７とが互いに離れる方向に揺動し、揺動角度が小さくても接触線４５ａ〜４５ｃの位置が比較的大きく移動するようになる。

このように、荷重の大きさで感圧センサ４５の接触線４５ａ〜４５ｃの位置が変わることにより、受圧に起因する感圧センサ４５の劣化を感圧センサ４５と押圧部４７との接触面の全体に分散することができ、感圧センサ４５の劣化防止及び長寿命化が図られる。

上述したように本実施の形態の指４０によれば、揺動部材４４がケース４３の基端側から先端側に亘って設けられ、ワークＷを把持する際の側方からの荷重が揺動により感圧センサ４５まで伝達されるので、指４０の先端に作用する荷重を検出することができる。また、板ばね４６が弾性変形することにより、外部からの荷重に基づいて感圧センサ４５に作用する加圧力を低減するので、指先に過大な荷重が作用しても感圧センサ４５の損傷を抑制することができる。

ここで、感圧センサ４５は、繰り返しの押圧や経年劣化等により、感圧センサ４５の押圧部４７により押圧される接触面に形状や厚みの変化等が生じることがある。これに対し、本実施の形態の指４０によれば、押圧部４７及び感圧センサ４５のいずれも揺動し、かつ揺動中心が異なっている。このため、感圧センサ４５の接触面の形状変化に応じて、感圧センサ４５を押圧したときの弾性を有する板ばね４６の変形量が変わるため、感圧センサ４５の接触線４５ａ〜４５ｃの位置も変化する。

よって、感圧センサ４５の接触面の形状や厚みに変化が生じた場合であっても、感圧センサ４５の押圧位置が変わることにより、受圧部４４ｂに外部荷重が作用した時に確実に感圧センサ４５を押圧することができる。これにより、受圧に起因する感圧センサ４５の劣化を感圧センサ４５の接触面で広く分散することができ、感圧センサ４５の劣化防止及び長寿命化を図ることができる。

また、本実施の形態の指４０によれば、押圧部４７が円柱面形状であるので、押圧部４７と感圧センサ４５とが接触する際に、押圧部４７が板状でその端部が接触する場合に比べて接触面積を大きくすることができる。これにより、受圧に起因する感圧センサ４５の劣化を感圧センサ４５の接触面でより広く分散することができ、感圧センサ４５の劣化防止及び長寿命化を図ることができる。

上述した本実施の形態では、板部材である板ばね４６を弾性部として適用した場合について説明したが、これには限られない。例えば、図３（ａ）に示すように、ケース４３に支持される第２の支点５１ａを中心に揺動可能な支持部材（第２の揺動部材）５１を備え、該支持部材５１の押圧部４７側に感圧センサ４５を設け、反対側に圧縮コイルばね５２を設けるようにしてもよい。支持部材５１は、例えば金属や合成樹脂等、外部から荷重が作用しても殆ど変形しない程度の剛性を有する材質で構成されている。この場合、圧縮コイルばねが、本発明の付勢部材及び弾性部になると共に、支持部材５１の感圧センサ４５が取り付けられている側面が、本発明の対向部４８になる。

この場合も、圧縮コイルばね５２が弾性変形することにより、荷重により感圧センサ４５に作用する加圧力を低減するので、指先に過大な荷重が作用しても感圧センサ４５の損傷を抑制することができる。また、この場合も、押圧部４７及び感圧センサ４５のいずれもが揺動し、かつ揺動中心が異なっているので、押圧部４７及び感圧センサ４５の接触線が荷重により移動する。このため、受圧に起因する感圧センサ４５の劣化を感圧センサ４５の接触面で広く分散することができ、感圧センサ４５の劣化防止及び長寿命化を図ることができる。しかも、支持部材５１は剛体であり弾性変形しないので、感圧センサ５４を安定して支持できるようになる。

また、例えば、図３（ｂ）に示すように、ケース４３に支持される弾性体（弾性部）５３を備え、該弾性体５３の押圧部４７側に感圧センサ４５を設けるようにしてもよい。弾性体５３は、例えばゴム等の樹脂等、弾性変形する材質で構成されている。この場合、弾性体５３の感圧センサ４５が取り付けられている側面が、本発明の対向部４８になる。この場合も、弾性体５３が弾性変形することにより、荷重により感圧センサ４５に作用する加圧力を低減するので、指先に過大な荷重が作用しても感圧センサ４５の損傷を抑制することができる。

また、本実施の形態では、揺動部材４４を剛体としているが、これには限られない。例えば、図３（ｃ）に示すように、第１の支点４４ａと伝達部４４ｃとの間に薄肉のばね部（弾性変形部、弾性部）４４ｄを形成して、該ばね部４４ｄが弾性変形するようにしてもよい。ばね部４４ｄは、揺動部材４４の他の部位よりも弾性変形し易い構造であれば、薄肉状には限られない。この場合、荷重が作用した時に、板ばね４６及びばね部４４ｄの両方が弾性変形することにより、押圧部４７と感圧センサ４５との相対的な揺動角がより大きくなって接触線の移動量がより大きくなる。これにより、受圧に起因する感圧センサ４５の劣化を感圧センサ４５の接触面で更に広く分散することができ、感圧センサ４５の劣化防止及び長寿命化を図ることができる。

ここで、第１の支点４４ａと伝達部４４ｃとの間にばね部４４ｄを設けた場合、板ばね４６を用いずに感圧センサ４５をケース４３に直接取り付けてもよい。この場合も、ばね部４４ｄが弾性変形することにより、荷重により感圧センサ４５に作用する加圧力を低減するので、指先に過大な荷重が作用しても感圧センサ４５の損傷を抑制することができる。また、この場合も、押圧部４７が揺動するので、押圧部４７及び感圧センサ４５の接触線が荷重により移動する。このため、受圧に起因する感圧センサ４５の劣化を感圧センサ４５の接触面で広く分散することができ、感圧センサ４５の劣化防止及び長寿命化を図ることができる。

また、図３（ｃ）に想像線で示すように、第１の支点４４ａと受圧部４４ｂとの間に薄肉のばね部（弾性変形部、弾性部）４４ｅを設けるようにしてもよい。この場合、板ばね４６やばね部４４ｄを設けてもよく、あるいは設けなくてもよい。板ばね４６やばね部４４ｄを設けない場合でも、ばね部４４ｅが弾性変形することにより、荷重により感圧センサ４５に作用する加圧力を低減するので、指先に過大な荷重が作用しても感圧センサ４５の損傷を抑制することができる。

また、本実施の形態では、揺動部材４４に押圧部４７を設けると共に、ケース４３側に感圧センサ４５を設ける場合について説明したが、これには限られない。例えば、図３（ｄ）に示すように、伝達部４４ｃに感圧センサ４５を設けると共に、板ばね４６に押圧部４７を設けるようにしてもよい。

この場合も、板ばね４６が弾性変形することにより、荷重により感圧センサ４５に作用する加圧力を低減するので、指先に過大な荷重が作用しても感圧センサ４５の損傷を抑制することができる。また、この場合も、押圧部４７及び感圧センサ４５のいずれも揺動し、かつ揺動中心が異なっているので、押圧部４７及び感圧センサ４５の接触線が荷重により移動する。このため、受圧に起因する感圧センサ４５の劣化を感圧センサ４５の接触面で広く分散することができ、感圧センサ４５の劣化防止及び長寿命化を図ることができる。しかも、伝達部４４ｃは剛体であり弾性変形しないので、感圧センサ５４を安定して支持できるようになる。

上述したように、感圧センサ４５は、ケース４３に支持される対向部４８と揺動部材４４の一部である伝達部４４ｃとの間に配置されればよい。また、弾性部の配置箇所は限定されず、荷重により感圧センサ４５に作用する加圧力を弾性変形により低減するものであればよい。更に、感圧センサ４５は、伝達部４４ｃ及び対向部４８の一方に配置されると共に、押圧部４７は、伝達部４４ｃ及び対向部４８の他方に配置されるものであればよい。

また、本実施の形態では、感圧センサ４５として感圧導電ゴムセンサを適用する場合について説明したが、これには限られず、押圧された力を検出するセンサであれば、用途に応じて種々の検出原理のセンサを使うことができる。例えば、電導性エラストマセンサ全般であってもよく、あるいはその他の歪ゲージ等を適用してもよい。

また、本実施の形態では、受圧部４４ｂは、ケース４３の先端の１箇所のみから露出しているが、これには限られず、ケース４３の先端部の内側を段形状にして、複数の段部から露出するようにしてもよい。この場合、大きさの異なるワークＷを異なる段部を利用して把持する際に、どの段部で把持されても把持力を検出できるようになる。

また、本実施の形態では、ハンド４が有する２本の指４０，４１の片方のみが感圧センサ４５を有している場合について説明したが、これには限られず、両方の指４０，４１が感圧センサ４５を備えていてもよい。また、ハンド４が３本以上の指を有していても、少なくとも１本の指４０が感圧センサ４５を有していればよいが、複数の指が感圧センサを有するようにしてもよい。

２…ロボット、４…ハンド（ロボットハンド）、４０…指（ロボット指ユニット）、４３…ケース（指本体）、４４…揺動部材（第１の揺動部材）、４４ａ…第１の支点、４４ｂ…受圧部、４４ｃ…伝達部、４４ｄ…ばね部（弾性部、弾性変形部）、４４ｅ…ばね部（弾性部、弾性変形部）、４５…感圧センサ、４６…板ばね（弾性部、板部材）、４８…対向部、５１…支持部材（第２の揺動部材）、５１ａ…第２の支点、５２…圧縮コイルばね（弾性部、付勢部材）、５３…弾性体（弾性部）

Claims (10)

1. ロボットに設けられる指本体と、
   前記指本体の基端側から先端側に亘って設けられると共に、中央部を第１の支点として前記指本体に揺動可能に支持され、かつ先端側に配置され荷重を受ける受圧部と、基端側に配置され前記荷重を伝達する伝達部とを有する第１の揺動部材と、
   前記指本体に支持され、前記伝達部に対向する対向部と、
   前記伝達部と前記対向部との間に配置される感圧センサと、
   前記荷重により前記感圧センサに作用する加圧力を、弾性変形により低減する弾性部と、を備える、
   ことを特徴とするロボット指ユニット。
2. 前記伝達部及び前記対向部の一方に前記感圧センサが配置されると共に、前記伝達部及び前記対向部の他方に前記感圧センサを押圧可能な押圧部が配置される、
   ことを特徴とする請求項１記載のロボット指ユニット。
3. 前記押圧部は、前記感圧センサに向けて突出した形状であると共に、前記第１の支点と平行な中心軸を有する円柱面形状である、
   ことを特徴とする請求項２記載のロボット指ユニット。
4. 前記感圧センサは、感圧導電ゴムセンサである、
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のロボット指ユニット。
5. 前記伝達部に対向する側面に前記対向部を有すると共に、前記指本体により片持ち支持され、弾性変形可能な板部材を備え、
   前記弾性部は、前記板部材で構成される、
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のロボット指ユニット。
6. 前記伝達部に対向する側面に前記対向部を有すると共に、第２の支点を有し、該第２の支点を中心として前記指本体に揺動可能に支持される第２の揺動部材と、
   前記第２の揺動部材を前記伝達部に向けて付勢する弾性変形可能な付勢部材と、を備え、
   前記弾性部は、前記付勢部材で構成される、
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のロボット指ユニット。
7. 前記第１の揺動部材は、該第１の揺動部材の他の部位よりも弾性変形し易い弾性変形部を有する、
   ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のロボット指ユニット。
8. 前記弾性変形部は、前記第１の揺動部材における前記第１の支点から前記伝達部までの間に配置される、
   ことを特徴とする請求項７記載のロボット指ユニット。
9. 請求項１乃至８のいずれか１項に記載のロボット指ユニットを備える、
   ことを特徴とするロボットハンド。
10. 請求項１乃至８のいずれか１項に記載のロボット指ユニットを備える、
    ことを特徴とするロボット。

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