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ロボットハンド

国内特許コード P110003472
整理番号 B26P08
掲載日 2011年6月21日
出願番号 特願2005-105202
公開番号 特開2006-281380
登録番号 特許第4365341号
出願日 平成17年3月31日(2005.3.31)
公開日 平成18年10月19日(2006.10.19)
登録日 平成21年8月28日(2009.8.28)
発明者
  • 星野 聖
  • 川渕 一郎
出願人
  • 国立研究開発法人科学技術振興機構
  • 川渕 一郎
発明の名称 ロボットハンド
発明の概要 【課題】 指機構の屈伸動作に加えて、指機構の中節骨部と末節骨部との間の接続部の中心の軌跡を変えることができるロボットハンドを提供する
【解決手段】 第1のプーリP1と中手骨部13との間の接続部に設けられて、第1の回転ジョイントPn,1の回転中心と同心的に配置された回転中心を中心にして回転する1自由度の第3の回転ジョイント(S1,H1)と、第3の回転ジョイントに所定の角度範囲内の回転運動を行わせる第3の回転ジョイント駆動用の駆動機構(M,G1~G4,R)とを設ける。駆動機構により第3の回転ジョイントを回転させることにより、第1のプーリP1を所定の角度回転させると、末節骨部7と中節骨部9の間の接続部の中心の軌跡は、第1のプーリP1を回転させない場合の固定軌跡を、第1の回転ジョイント回りに回転させたものに変位する。
【選択図】図6
従来技術、競合技術の概要


特開2003-117873号公報の図3乃至図6には、人型ロボットハンドの指機構において、ワイヤとプーリとを用いた連動機構を利用して、指機構を屈伸させる構造が示されている。具体的には、指機構の中手骨部と基節骨部との間の接続部に1自由度の第1の回転ジョイントを設け、基節骨部と中節骨部との間の接続部に1自由度の第2の回転ジョイントを設け、また第2の回転ジョイントに所定の角度範囲内の回転運動を行わせる第2の回転ジョイント駆動用の駆動機構を設ける。そして中手骨部に第1の回転ジョイントと同心的に設けた第1のプーリと、中節骨部に第2の回転ジョイントと同心的に設けた第2のプーリと、第1のプーリと第2のプーリとの間にクロス掛けされたワイヤとを用いて、連動機構を構成している。この連動機構は、第2の回転ジョイントの回動に連動して基節骨部を第1の回転ジョイントを中心にして回動させている。
【特許文献1】
特開2003-117873号公報 図3乃至図6

産業上の利用分野


本発明は、人間の第1指乃至第5指に相当する5本の指機構を備えた人型ロボットハンドに関するものである。

特許請求の範囲 【請求項1】
複数本の指機構と、前記複数本の指機構を支持する掌部とを備え、
前記複数本の指機構の中で少なくとも1本の指機構は、指先から順にそれぞれ末節骨部、中節骨部、基節骨部、中手骨部の計4骨部を備え、
前記少なくとも1本の指機構が、前記中手骨部と前記基節骨部との間の接続部に1自由度の第1の回転ジョイントを有し、前記基節骨部と前記中節骨部との間の接続部に1自由度の第2の回転ジョイントを有し、また前記第2の回転ジョイントに所定の角度範囲内の回転運動を行わせる第2の回転ジョイント駆動用の駆動機構を有し、さらに前記中手骨部に第1の回転ジョイントと同心的に設けられた第1のプーリと、前記中節骨部に第2の回転ジョイントと同心的に設けられた第2のプリーと、前記第1のプーリと前記第2のプーリとの間にクロス掛けされたワイヤとから構成されて前記第2の回転ジョイントの回動に連動して前記基節骨部を前記第1の回転ジョイントを中心にして回動させる連動機構を有するロボットハンドであって、
前記ワイヤは前記第1のプーリと前記中節骨部とに一部が固定され、
前記第1のプーリと前記中手骨部との間の接続部に設けられて、前記第1の回転ジョイント及び前記第1のプーリと同心的に設けられた1自由度の第3の回転ジョイントと、前記第3の回転ジョイントに所定の角度範囲内の回転運動を行わせる第3の回転ジョイント駆動用の駆動機構とを有することを特徴とするロボットハンド。

【請求項2】
人間の第1指乃至第5指に相当する5本の指機構と、前記5本の指機構を支持する人間の掌に相当する掌部とを備え、
前記第1指乃至第5指に相当する5本の指機構が、指先から順にそれぞれ末節骨部、中節骨部、基節骨部、中手骨部の計4骨部を備え、第2指乃至第4指に相当する4本の指機構は、それぞれ前記中手骨部と前記基節骨部との間の接続部に1自由度の第1の回転ジョイントを有し、前記基節骨部と前記中節骨部との間の接続部に1自由度の第2の回転ジョイントを有し、また前記第2の回転ジョイントに所定の角度範囲内の回転運動を行わせる第2の回転ジョイント駆動用の駆動機構を有し、さらに前記中手骨部に第1の回転ジョイントと同心的に設けられた第1のプーリと、前記中節骨部に第2の回転ジョイントと同心的に設けられた第2のプーリと、前記第1のプーリと前記第2のプーリとの間にクロス掛けされたワイヤとから構成されて前記第2の回転ジョイントの回動に連動して前記基節骨部を前記第1の回転ジョイントを中心にして回動させる連動機構を有するロボットハンドであって、
前記ワイヤは前記第1のプーリと前記中節骨部とに一部が固定され、
前記第1のプーリと前記中手骨部との間の接続部に設けられて、前記第1の回転ジョイント及び前記第1のプーリと同心的に設けられた1自由度の第3の回転ジョイントと、前記第3の回転ジョイントに所定の角度範囲内の回転運動を行わせる第3の回転ジョイント駆動用の駆動機構とを有することを特徴とするロボットハンド。

【請求項3】
前記第3の回転ジョイント駆動用の駆動機構は、前記中手骨部に固定されたモータと、前記モータの回転を減速する減速機構と、前記減速機構と前記第1のプーリとの間に配置されて前記減速機構の回転出力を前記第1のプーリに対して伝達する伝達機構とから構成され、
前記中手骨部と前記掌部との間の接続部に1自由度の第4の回転ジョイントを有し、
前記第4の回転ジョイントは、前記第1の回転ジョイントの前記回転中心と直交する方向に延びる回転中心を中心にして前記中手骨部が回転するように構成され、
前記モータは回転軸の軸線が前記第4の回転ジョイントの前記回転中心と平行に並ぶように設けられ、
前記減速機構は、前記モータの回転軸に固定された第1の歯車と、前記第1の歯車と噛み合い且つ前記第4の回転ジョイントの前記回転中心と平行に延びる別の回転中心を中心にして回転する第2の歯車と、前記第2の歯車に対して固定されて前記第4の回転ジョイントの前記回転中心を中心にして回転するウォームギアと、前記ウォームギアと噛み合って前記第1の回転ジョイントの前記回転中心を中心にして回動するウォームホイールギアとから構成され、
前記伝達機構は、前記ウォームホイールギアと前記第1のプーリとを機械的に連結する構造を有している請求項1または2に記載のロボットハンド。

【請求項4】
前記末節骨部と前記中節骨部との間の接続部に1自由度の第5の回転ジョイントを有し、さらに前記第5の回転ジョイントに所定の角度範囲内の回転運動を行わせる第5の回転ジョイント駆動用の駆動機構を有し、
前記第5の回転ジョイント及び前記第5の回転ジョイント駆動用の駆動機構は、前記中節骨部に対して前記末節骨部が真っ直ぐに伸びた状態から前記末節骨部を内側方向と外側方向の二方向に所定の角度範囲内で回動させることができるように構成されていることを特徴とする請求項1または2に記載のロボットハンド。

【請求項5】
前記第1指に相当する前記指機構の前記基節骨部は、前記中手骨部に対して、前記中手骨部から前記基節骨部に向かう方向に延びる中心線を中心にして所定の角度範囲内で回動する請求項2に記載のロボットハンド。

【請求項6】
前記第1指の前記基節骨部は、前記基節骨部及び前記中手骨部が並ぶ方向に分割された第1の基節骨部半部と第2の基節骨部半部とから構成され、
前記第1の基節骨部半部が前記中手骨部側に位置し、前記第2の基節骨部半部が前記中節骨部側に位置し、
前記第1の基節骨部半部と前記第2の基節骨部半部との間には、前記第1の基節骨部半部の中心と前記第2の基節骨部半部の中心とを通る中心線を中心にし前記第1の基節骨部半部に対して前記第2の基節骨部半部を所定の角度範囲内で回転させることを可能にする1自由度の回転ジョイントを有し、
さらに前記回転ジョイントに前記所定の角度範囲内の回転運動を行わせる回転ジョイント駆動用の駆動機構を有することを特徴とする請求項2に記載のロボットハンド。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2005105202thum.jpg
出願権利状態 登録
参考情報 (研究プロジェクト等) SORST 平成13年度採択課題
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