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ロボットハンド

国内特許コード P110003877
整理番号 B26P14
掲載日 2011年7月1日
出願番号 特願2006-511834
登録番号 特許第5122134号
出願日 平成17年3月31日(2005.3.31)
登録日 平成24年11月2日(2012.11.2)
国際出願番号 JP2005006403
国際公開番号 WO2005095066
国際出願日 平成17年3月31日(2005.3.31)
国際公開日 平成17年10月13日(2005.10.13)
優先権データ
  • 特願2004-107754 (2004.3.31) JP
発明者
  • 川渕 一郎
  • 星野 聖
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 把持対象物を優しくつまむ機能を備えたロボットハンドを提供する。末節骨部7と中節骨部9との間の接続部に屈伸を行うための1自由度のジョイントを設け、このジョイントに所定の角度範囲内の回転運動を行わせる駆動機構を設ける。この駆動機構14を中節骨部9に内蔵されてジョイントを回転させる駆動力を発生するジョイント駆動用のモータ15と、モータ15の回転力を減速して上記ジョイントに伝達する減速機17とから構成する。ジョイント及び駆動機構14を、中節骨部9に対して末節骨部7が真っ直ぐに伸びた状態から末節骨部7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ように構成する。
従来技術、競合技術の概要


特開2003-117873号公報に示されたロボットハンドでは、各指機構の自由度を適切に選択することにより、人間の指に近い動作を実現している。その結果、小型軽量なロボットハンドでありながら、重いものでもしっかりと把持することが可能になった。
【特許文献1】
特開2003-117873号公報

産業上の利用分野


本発明は、複数本の指に相当する複数本の指機構を備えた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】
複数本の指に相当する複数本の指機構を備え、
前記複数本の指機構が、それぞれ複数の骨部によって構成されているロボットハンドであって、
前記複数の骨部は、指先から順に末節骨部、該末節骨部に隣接する中節骨部、該中節骨部に隣接する基節骨部及び該基節骨部に隣接する中手骨部からなり、
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独立して回動させる指先回転機構を備え、
前記指先回転機構は、前記末節骨部と前記中節骨部との間の接続部に屈伸を行うための1自由度のジョイントを有し、さらに前記ジョイントに所定の角度範囲内の回転運動を行わせる駆動機構を有し、
前記ジョイント及び前記駆動機構が、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おり、
前記駆動機構は、前記中節骨部に内蔵されて前記ジョイントを回転させる駆動力を発生するジョイント駆動用のモータと、前記モータの回転力を減速して前記ジョイントに伝達する減速機とから構成され、
前記複数本の指機構のうち人間の親指に相当する第1の指機構を、該第1の指機構を構成する前記複数の骨部が並ぶ方向に延びる中心線を中心にして所定の角度回転させる回転駆動機構を備え、前記第1の指機構の指腹部分と他の指機構の指腹部分とが正対するように構成し、
前記第1の指機構の前記基節骨部は、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て前記第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し、
前記回転ジョイントと前記回転ジョイント駆動用の駆動機構とにより前記回転駆動機構が構成されていることを特徴とするロボットハンド。

【請求項2】
前記減速機は、前記モータの出力軸に固定された第1のピニオン歯車と、前記中節骨部に回転自在に支持された回転軸に固定されて前記第1のピニオン歯車と噛み合う第1の平歯車と、前記回転軸に固定された第2のピニオン歯車と、前記ジョイントの回転中心を回転中心とするように前記末節骨部に対して固定されて前記第2のピニオン歯車と噛み合う第2の平歯車とからなることを特徴とする請求項1に記載のロボットハンド。

【請求項3】
前記末節骨部及び前記中節骨部は、それぞれ幅方向に対向する第1及び第2の側壁部を有し、
前記ジョイントは前記末節骨部の前記第1及び第2の側壁部と前記中節骨部の前記第1及び第2の側壁部とを回転可能に接続するように設けられ、
前記モータは前記幅方向に前記出力軸の軸線が延びるように前記中節骨部の前記第1及び第2の側壁部間に配置され、
前記第1の平歯車を支持する前記回転軸の軸線及び前記第2の平歯車の回転中心線が、ともに前記出力軸の軸線と平行になり、
前記第1の平歯車が前記モータの前記出力軸が突出する方向に位置する前記中節骨部の前記第1の側壁部に沿い、前記第2の平歯車が前記末節骨部の前記第1の側壁部に沿うようにそれぞれ配置されていることを特徴とする請求項2に記載のロボットハンド。

【請求項4】
前記モータの前記出力軸は前記中節骨部の前記第1の側壁部に回転自在に支持され、前記モータのハウジングは前記中節骨部の前記第2の側壁部に支持され、
前記回転軸が前記中節骨部の前記第1の側壁部に支持され、
前記第2の平歯車が前記末節骨部の前記第1の側壁部に固定されていることを特徴とする請求項3に記載のロボットハンド。

【請求項5】
前記中節骨部の前記第2の側壁部には、前記末節骨部の回転位置を検出する回転位置検出センサが取り付けられている請求項に記載のロボットハンド。

【請求項6】
前記末節骨部の腹部の外表面には接触圧力分布を計測するための圧力センサが装着されている請求項1に記載のロボットハンド。

【請求項7】
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5本の指機構が、それぞれ複数の骨部によって構成されているロボットハンドであって、
前記5本の指機構が、それぞれ指先から順にそれぞれ末節骨部、中節骨部、基節骨部及び中手骨部を備え、少なくとも前記末節骨部と前記中節骨部との間の接続部に屈伸を行うための1自由度のジョイントを有し、さらに前記ジョイントに所定の角度範囲内の回転運動を行わせる駆動機構を有し、
前記駆動機構は、前記中節骨部に内蔵されて前記ジョイントを回転させる駆動力を発生するジョイント駆動用のモータと、前記モータの回転力を減速して前記ジョイントに伝達する減速機とから構成され、
前記ジョイント及び前記駆動機構は、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独立して回動させることができるように構成され、
前記末節骨部を前記中節骨部に対して外側に反らせた状態で、前記末節骨部の指腹部分を、つまむ対象物の面に広く押し当てることができる構造とし、
前記5本の指機構のうち前記第1指に相当する第1の指機構を、該第1の指機構を構成する前記複数の骨部が並ぶ方向に延びる中心線を中心にして所定の角度回転させる回転駆動機構を備え、前記第1の指機構の指腹部分と他の指機構の指腹部分とが正対するように構成し、
前記第1の指機構の前記基節骨部は、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て前記第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し、
前記回転ジョイントと前記回転ジョイント駆動用の駆動機構とにより前記回転駆動機構が構成されていることを特徴とするロボットハンド。
国際特許分類(IPC)
Fターム
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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