JP2021122925A - Robot hand - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、指部により物品を操作するロボットハンドに関する。 The present invention relates to a robot hand that operates an article with a finger.
物品を操作する指部と、指部において物品からの外力が作用する箇所に設けられたセンサとを備えるロボットハンドが知られている。このロボットハンドでは、センサにより、物品から作用する外力が検出され、その検出結果に応じた力で指部により物品が操作される。こうした構成を有する工業用のロボットハンドとしては、例えば、特許文献1に記載されたものがある。 A robot hand including a finger portion for operating an article and a sensor provided at a position where an external force from the article acts on the finger portion is known. In this robot hand, the sensor detects an external force acting on the article, and the article is operated by the finger portion with a force according to the detection result. As an industrial robot hand having such a configuration, for example, there is one described in Patent Document 1.
上記ロボットハンドは、工場等において、空気清浄度が確保された部屋では、センサが露出した状態で使用されても支障がない。しかし、接客するロボット、動作を見せるロボット等、顧客の目の前で作動されるロボットに用いられるロボットハンドでは、軟質カバー等の軟質被覆部でセンサを被覆して保護する必要がある。また、顧客の目に触れるため、ロボットハンドに意匠性も求められる。これらの要求に応えようとすると、ロボットハンドの構造が、上記工業用ロボットハンドよりも複雑になる。これに伴い、センサを交換する際等におけるメンテナンス性が低下する問題がある。 The robot hand can be used with the sensor exposed in a room where air cleanliness is ensured in a factory or the like. However, in a robot hand used for a robot that is operated in front of a customer, such as a robot that serves customers and a robot that shows movements, it is necessary to cover and protect the sensor with a soft covering portion such as a soft cover. In addition, the robot hand is also required to have a design so that it can be seen by customers. In order to meet these demands, the structure of the robot hand becomes more complicated than that of the above-mentioned industrial robot hand. Along with this, there is a problem that maintainability is lowered when the sensor is replaced.
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、メンテナンス性の向上を図ることのできるロボットハンドを提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a robot hand capable of improving maintainability.
上記課題を解決するロボットハンドは、物品を操作する指部と、前記指部において前記物品からの外力が作用する箇所に設けられたセンサとを備え、前記センサにより、前記物品から作用する外力を検出し、その検出結果に応じた力で前記指部により前記物品を操作するロボットハンドであって、前記指部の骨格部分は、前記物品に対向する面を内面として有するとともに、前記物品とは反対側の面を外面として有する指本体部により構成され、前記指本体部には、前記外面から前記内面側へ向けて凹む収容凹部と、前記内面及び前記収容凹部を連通させる連通部とが形成され、前記センサは、センサユニットの構成部品の一部として用いられ、かつ同構成部品の一部をなすとともに同センサよりも軟質の材料により形成されたセンサ被覆部により被覆されており、前記連通部を介して前記センサ被覆部の一部を前記指本体部の前記内面から露出させた状態で、前記センサユニットが前記収容凹部に収容されており、前記収容凹部は、カバーにより閉塞されており、前記センサユニット及び前記カバーは、締結具により前記指本体部に対し、前記外面から前記内面に向かう方向に締結されている。 A robot hand that solves the above problems includes a finger portion for operating an article and a sensor provided at a position where an external force from the article acts on the finger portion, and the sensor exerts an external force acting on the article. A robot hand that detects and operates the article by the finger portion with a force according to the detection result, and the skeleton portion of the finger portion has a surface facing the article as an inner surface, and the article is It is composed of a finger body portion having a surface on the opposite side as an outer surface, and the finger body portion is formed with an accommodating recess recessed from the outer surface toward the inner surface side and a communicating portion communicating the inner surface and the accommodating recess. The sensor is used as a part of a component of the sensor unit, and is covered with a sensor covering portion formed of a material softer than the sensor while forming a part of the component, and the communication thereof. The sensor unit is housed in the housing recess in a state where a part of the sensor covering portion is exposed from the inner surface of the finger body portion through the portion, and the housing recess is closed by a cover. The sensor unit and the cover are fastened to the finger body by a fastener in a direction from the outer surface to the inner surface.
上記の構成を有するロボットハンドでは、センサユニットは、収容凹部を塞ぐカバーによって覆われていて、指本体部の外面から露出していない。また、ロボットハンドでは、センサがセンサ被覆部によって覆われていて、指本体部の内面から露出していない。そのため、センサユニットが指本体部の外面から露出したり、センサが指本体部の内面から露出したりするものに比べて、指部の外観が向上する。 In the robot hand having the above configuration, the sensor unit is covered with a cover that closes the accommodating recess and is not exposed from the outer surface of the finger body portion. Further, in the robot hand, the sensor is covered by the sensor covering portion and is not exposed from the inner surface of the finger body portion. Therefore, the appearance of the finger portion is improved as compared with the case where the sensor unit is exposed from the outer surface of the finger body portion or the sensor is exposed from the inner surface of the finger body portion.
また、空気中の塵埃等がセンサに触れることがセンサ被覆部によって規制される。なお、指部が物品を操作する際に物品から作用する外力は、センサ被覆部を介してセンサに伝達される。ここで、センサ被覆部がセンサよりも軟質の材料によって形成されている。そのため、センサ被覆部がセンサよりも硬質の材料によって形成された場合に比べ、センサ被覆部がセンサの検出性能に及ぼす影響が少なくてすむ。 Further, the sensor covering portion regulates that dust and the like in the air come into contact with the sensor. The external force acting on the article when the finger portion operates the article is transmitted to the sensor via the sensor covering portion. Here, the sensor coating is made of a material that is softer than the sensor. Therefore, the influence of the sensor covering on the detection performance of the sensor is smaller than that in the case where the sensor covering is made of a material harder than the sensor.
さらに、指本体部の外面から内面に向かう方向に締結具による締結が行なわれることで、指本体部に対しセンサユニット及びカバーが取付けられる。そのため、指本体部の外面から内面に向かう方向と、内面から外面に向かう方向との両方向から締結具による締結が行なわれる場合に比べ、取付け作業がしやすくなる。 Further, the sensor unit and the cover are attached to the finger body portion by fastening with the fastener in the direction from the outer surface to the inner surface of the finger body portion. Therefore, the mounting work becomes easier as compared with the case where the fastening by the fastener is performed from both the direction from the outer surface to the inner surface of the finger body portion and the direction from the inner surface to the outer surface.
また、締結具による締結は、上記とは逆方向に解除されることにより、すなわち、指本体部の内面から外面に向かう方向に締結解除が行なわれることにより、指本体部からセンサユニット及びカバーがそれぞれ取外される。指本体部の内面から外面に向かう方向と、外面から内面に向かう方向との両方向へ締結解除が行なわれる場合に比べ、取外し作業がしやすくなる。 Further, the fastening by the fastener is released in the direction opposite to the above, that is, the fastening is released in the direction from the inner surface to the outer surface of the finger body portion, so that the sensor unit and the cover are released from the finger body portion. Each is removed. The removal work becomes easier as compared with the case where the fastening is released in both the direction from the inner surface to the outer surface of the finger body portion and the direction from the outer surface to the inner surface.
上記ロボットハンドにおいて、前記締結具として、内締結具及び外締結具が用いられ、前記センサユニットは、前記内締結具により前記指本体部に対し締結され、前記カバーは、前記内締結具による前記センサユニットの前記指本体部に対する締結箇所とは異なる箇所で、前記外締結具により前記指本体部に対し締結されていることが好ましい。 In the robot hand, an inner fastener and an outer fastener are used as the fastener, the sensor unit is fastened to the finger body portion by the inner fastener, and the cover is fastened to the finger body portion by the inner fastener. It is preferable that the sensor unit is fastened to the finger main body by the outer fastener at a place different from the fastening point to the finger main body.
上記の構成によれば、収容凹部に収容されたセンサユニットは、内締結具によって指本体部に対し締結される。また、カバーは、内締結具によるセンサユニットの指本体部に対する締結箇所とは異なる箇所で、外締結具によって指本体部に対し締結される。このように、センサユニット及びカバーが別々に指本体部に対し締結される。そのため、センサユニット及びカバーが共通の締結具によって指本体部に締結される場合に比べ、センサユニットを指本体部に対し高い精度で取付ける作業がしやすくなる。 According to the above configuration, the sensor unit housed in the housing recess is fastened to the finger body portion by the inner fastener. Further, the cover is fastened to the finger main body by the outer fastener at a place different from the fastening point to the finger main body of the sensor unit by the inner fastener. In this way, the sensor unit and the cover are separately fastened to the finger body. Therefore, it becomes easier to attach the sensor unit to the finger body with high accuracy as compared with the case where the sensor unit and the cover are fastened to the finger body with a common fastener.
上記ロボットハンドにおいて、前記指本体部は、自身の基端部においてハンド本体部に対し移動可能に取付けられており、前記指本体部の先端部にはタッチペンが取付けられており、前記タッチペンのアース線は、前記指本体部の前記収容凹部と、前記センサユニットとの間を経由して、前記基端部の外部へ引き出されて前記ハンド本体部に接続されていることが好ましい。 In the robot hand, the finger body is movably attached to the hand body at its base end, and a touch pen is attached to the tip of the finger body to ground the touch pen. It is preferable that the wire is drawn out of the base end portion and connected to the hand main body portion via the accommodating recess of the finger main body portion and the sensor unit.
上記の構成によるように、タッチペンのアース線が、指本体部の収容凹部とセンサユニットとの間を経由して、指本体部の基端部の外部へ引き出されてハンド本体部に接続されることにより、同アース線が指本体部の外部に配置される場合に比べ、外観が向上する。 As described above, the ground wire of the touch pen is pulled out of the base end portion of the finger body portion and connected to the hand body portion via the accommodating recess of the finger body portion and the sensor unit. As a result, the appearance is improved as compared with the case where the ground wire is arranged outside the finger body.
上記ロボットハンドにおいて、前記センサにはセンサ側コネクタが接続され、前記収容凹部には、前記締結具による締結の方向と同一方向から前記センサ側コネクタが結合される本体部側コネクタが固定されていることが好ましい。 In the robot hand, a sensor-side connector is connected to the sensor, and a main body-side connector to which the sensor-side connector is connected is fixed to the accommodating recess from the same direction as the fastening direction by the fastener. Is preferable.
上記の構成によれば、センサ側コネクタは、締結具による締結の方向と同一方向に移動されることで、本体部側コネクタに対し結合される。そのため、センサ側コネクタを上記とは異なる方向へ移動させて、結合を行なう場合に比べ、同センサ側コネクタを本体部側コネクタに対し、結合したり取外したりする作業がしやすくなる。 According to the above configuration, the sensor-side connector is coupled to the main body-side connector by being moved in the same direction as the fastening direction by the fastener. Therefore, as compared with the case where the sensor side connector is moved in a direction different from the above to perform the coupling, the work of connecting or disconnecting the sensor side connector to the main body side connector becomes easier.
上記ロボットハンドによれば、メンテナンス性の向上を図ることができる。 According to the robot hand, maintainability can be improved.
以下、ロボットハンドの一実施形態について、図面を参照して説明する。
図1に示すように、ロボットハンド10は、アーム11に接続されたハンド本体部12と、ハンド本体部12に取付けられた一対の指部13とを備えている。各指部13は、物品Aを操作、本実施形態では把持するためのものである。各指部13の骨格部分は、互いに平行な状態でハンド本体部12から延びる指本体部14によって構成されている。ここで、指部13毎の指本体部14のハンド本体部12に近い側を基端、基端側等といい、ハンド本体部12から遠い側を先端、先端側等というものとする。この点は、指部13の他の構成部材についても同様である。
Hereinafter, one embodiment of the robot hand will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the
指部13毎の指本体部14は、物品Aを把持する際に同物品Aに対向する面を内面17として有するとともに、物品Aとは反対側の面を外面18として有している。
なお、指本体部14の各部の説明に際し、方向を特定する必要がある場合には、上記内面17及び外面18が並ぶ方向を厚み方向といい、基端から先端に向かう方向又はその逆に先端から基端に向かう方向を長さ方向という。また、厚み方向及び長さ方向の両者に対し直交する方向(図1では上下方向)を幅方向というものとする。これらの事項は、指部13を構成する他の部材についても同様である。
The
When it is necessary to specify the direction in the explanation of each part of the
図1及び図3に示すように、指部13毎の指本体部14は、自身の基端部15に挿通されたボルト16によりハンド本体部12に取付けられている。指部13毎の指本体部14において、上記基端部15を除く部分では、長さ方向の寸法が、幅方向の寸法や厚み方向の寸法に比べ長く設定されている。
As shown in FIGS. 1 and 3, the
ハンド本体部12には、各指部13を駆動して、両指部13を互いに平行な状態で接近又は離間する方向へ移動させる電動モータ等の駆動部と、駆動部を制御する制御部(いずれも図示略)とが内蔵されている。両指部13は互いに接近することで物品Aを把持し、互いに離間することで物品Aを放すことが可能である。
The
図5に示すように、指本体部14には、外面18において開口し、かつ内面17へ向けて凹む、図5では上方から下方へ向けて凹む収容凹部19が形成されている。指本体部14のうち収容凹部19の周囲には、指本体部14の外面18よりも若干内面17側へ凹む段差部22が形成されている。
As shown in FIG. 5, the
収容凹部19であって、指本体部14の先端面から基端側へ僅かに離れた箇所には、切欠き部24を有する仕切り壁部23が形成されている。
図3及び図5に示すように、収容凹部19の内底部21であって、仕切り壁部23に対し基端側へ若干離れた箇所には、一対のボルト挿通孔25,26が互いに上記幅方向に離間した状態で形成されている。一方のボルト挿通孔25は、指本体部14の内面17において開口するナット収容部34に繋がっている。他方のボルト挿通孔26は、上記内面17において開口するナット収容部33に繋がっている。
A
As shown in FIGS. 3 and 5, a pair of bolt insertion holes 25 and 26 have the same widths as those of the
図5に示すように、収容凹部19の内底部21であって、両ボルト挿通孔25,26に対し基端側へ若干離れた箇所には、収容凹部19と内面17とを連通させる連通部35が形成されている。連通部35が形成された箇所は、物品Aを操作する際に、指部13が物品Aに接触し、物品Aからの外力が作用する箇所である。連通部35は、上記幅方向よりも上記長さ方向に細長い長円状の孔によって構成されている。上記内底部21であって、連通部35の周囲には、内底部21の内底面よりも若干内面17側へ凹む環状の段差部36が形成されている。
As shown in FIG. 5, a communication portion for communicating the
上記内底部21であって、連通部35及び段差部36に対し基端側へ若干離れた箇所、表現を変えると、連通部35及び段差部36を挟んで上記一対のボルト挿通孔25,26に対し反対側となる箇所には、一対のボルト挿通孔37,38が互いに上記幅方向に離間した状態で形成されている。図3及び図5に示すように、一方のボルト挿通孔37は、指本体部14の内面17において開口するナット収容部42に繋がっている。他方のボルト挿通孔38は、上記内面17において開口するナット収容部41に繋がっている。
The
上記内底部21であって、上記両ボルト挿通孔37,38に対し基端側へ一定距離離れた箇所には、ケーブル支持部43と、1つのボルト挿通孔45とが、互いに上記幅方向に離間した状態で形成されている。ボルト挿通孔45は、上記内面17において開口するナット収容部46に繋がっている。
At the
上記内底部21において、ボルト挿通孔37,38と、ケーブル支持部43及びボルト挿通孔45との間の領域には、図10及び図11に示す本体部側コネクタ47が固定されている。なお、図5及び図7では、本体部側コネクタ47の図示が省略されている。図10及び図11に示すように、本体部側コネクタ47は、ハンド本体部12(図1参照)から延びる図示しないケーブルに接続されている。本体部側コネクタ47は、収容凹部19の内底部21から上記厚み方向における外面18側へ向けて突出しており、後述するセンサ側コネクタ61の挿脱部62が結合される被着部48を有している。
In the
図5に示すように、各指部13は、上記指本体部14の他にセンサ52、センサ取付部63及びセンサ被覆部75を備えてなるセンサユニット51を有している。
センサ52は、上記厚み方向に伸縮動作する誘電エラストマーアクチュエータによって構成されている。図6に示すように、センサ52は、誘電エラストマーからなるシート状の誘電層53と、誘電層53の厚さ方向の両側に配置された電極層としての正極電極54及び負極電極55とが複数、積層された多層構造体によって構成されている。センサ52の最外層には絶縁層56が積層されている。
As shown in FIG. 5, each
The
センサ52は、正極電極54と負極電極55との間に直流電圧が印加されると、印加電圧の大きさに応じて、誘電層53が厚さ方向に圧縮されるとともに誘電層53の面に沿った方向に伸張するように変形する。センサ52は、これを構成する各層の積層方向が、指本体部14の上記厚み方向に一致するように配置されている。
When a DC voltage is applied between the
誘電層53を構成する誘電エラストマーは特に限定されるものではなく、公知の誘電エラストマーアクチュエータに用いられる誘電エラストマーを用いることができる。上記誘電エラストマーとしては、例えば、架橋されたポリロタキサン、シリコーンエラストマー、アクリルエラストマー、ウレタンエラストマーが挙げられる。これら誘電エラストマーのうちの一種が用いられてもよいし、複数種が併用されてもよい。
The dielectric elastomer constituting the
正極電極54及び負極電極55を構成する材料としては、例えば、導電エラストマー、カーボンナノチューブ、ケッチェンブラック(登録商標)、金属蒸着膜が挙げられる。上記導電エラストマーとしては、例えば、絶縁性高分子及び導電性フィラーを含有する導電エラストマーが挙げられる。
Examples of the material constituting the
上記絶縁性高分子としては、例えば、架橋されたポリロタキサン、シリコーンエラストマー、アクリルエラストマー、ウレタンエラストマーが挙げられる。これら絶縁性高分子のうちの一種が用いられてもよいし、複数種が併用されてもよい。上記導電性フィラーとしては、例えば、ケッチェンブラック(登録商標)、カーボンブラック、銅や銀等の金属粒子等が挙げられる。これら導電性フィラーのうちの一種が用いられてもよいし、複数種が併用されてもよい。 Examples of the insulating polymer include crosslinked polyrotaxane, silicone elastomer, acrylic elastomer, and urethane elastomer. One of these insulating polymers may be used, or a plurality of types may be used in combination. Examples of the conductive filler include Ketjen Black (registered trademark), carbon black, metal particles such as copper and silver, and the like. One of these conductive fillers may be used, or a plurality of types may be used in combination.
絶縁層56を構成する絶縁エラストマーは特に限定されるものではなく、公知の誘電エラストマーアクチュエータの絶縁部分に用いられる公知の絶縁エラストマーを用いることができる。上記絶縁エラストマーとしては、例えば、架橋されたポリロタキサン、シリコーンエラストマー、アクリルエラストマー、ウレタンエラストマーが挙げられる。これら絶縁エラストマーのうちの一種が用いられてもよいし、複数種が併用されてもよい。
The insulating elastomer constituting the insulating
誘電エラストマーアクチュエータからなる上記センサ52の静電容量は、電極間の間隔に反比例し、電極の面積(対向面積)に比例するパラメータであり、センサ52の形状に応じて変化する。そのため、センサ52に対して電圧が印加されて、誘電層53の厚さ方向にセンサ52が圧縮されると、センサ52の静電容量も増大する。センサ52への印加電圧と静電容量との間には、一方が大きくなるに従って他方も大きくなる相関関係が成立している。
The capacitance of the
同様に、センサ52に対して外力が作用して、誘電層53の厚さ方向にセンサ52が圧縮されると、センサ52の静電容量が増大する。そのため、センサ52に対する印加電圧が同じであっても、センサ52に対して外力が作用していない状態におけるセンサ52の静電容量と、センサ52に対して外力が作用している状態におけるセンサ52の静電容量との間には違いが生じる。
Similarly, when an external force acts on the
図5に示すように、正極電極54は、ケーブル57を介してセンサ側コネクタ61に接続されている。負極電極55は、ケーブル58を介してセンサ側コネクタ61に接続されている。
As shown in FIG. 5, the
図5、図10及び図11に示すように、センサ側コネクタ61は挿脱部62を有しており、この挿脱部62において、上記厚み方向における外面18側から本体部側コネクタ47の被着部48に対し結合される。
As shown in FIGS. 5, 10 and 11, the sensor-
図5に示すように、上記のように構成されたセンサ52は、センサユニット51の構成部品の一部として用いられている。センサ52において、ケーブル57,58及びセンサ側コネクタ61を除く部分は、センサユニット51のうち上記物品Aに近い側、より具体的には、上記厚み方向におけるセンサ取付部63よりも内面17側に配置されている。
As shown in FIG. 5, the
図5及び図8に示すように、センサ取付部63は、上記センサ52を上記連通部35に対応する箇所に位置させた状態で収容凹部19に取付ける等のために用いられている。センサ取付部63は、少なくとも一部が上記連通部35に挿通されて、指本体部14の上記内面17から突出する挿通部64と、全体が収容凹部19内に配置される取付本体部66とを備えている。
As shown in FIGS. 5 and 8, the
挿通部64の取付本体部66との境界部分の外周には、フランジ部65が形成されている。取付本体部66の外周であって、上記長さ方向における一方(図5では左方)の端部には、ボルト挿通孔68を有する取付突部67が形成され、他方(図5では右方)の端部には、ボルト挿通孔72を有する取付突部71が形成されている。両取付突部67,71は、上記幅方向における取付本体部66の中間部を挟んで互いに反対側に位置している。図5では、取付突部67が上記幅方向における取付本体部66の中間部よりも右側部分に形成され、取付突部71が左側部分に形成されている。また、取付本体部66の外周であって両取付突部67,71間には、同取付本体部66から上記幅方向における一方(図5の左方)へ突出するケーブル押え73が形成されている。本実施形態では、ケーブル押え73が取付本体部66の上記長さ方向における2箇所に形成されているが、1箇所又は3箇所以上の箇所に形成されてもよい。
A
図5及び図9に示すように、センサ被覆部75は、被覆本体部76及び装着部77を備えており、全体がセンサ52よりも軟質の材料、本実施形態では樹脂材料によって形成されている。被覆本体部76は、上記厚み方向における外面18側の面が開口された高さの低い有底の筒状をなしており、上記連通部35に挿通されて、センサ52及び挿通部64を被覆する。装着部77は、被覆本体部76の外面18側の周縁部を対象とし、その周縁部の全周にわたって形成されている。
As shown in FIGS. 5 and 9, the
図4及び図5に示すように、装着部77は、周方向における少なくとも一部に、断面コ字状をなす部分78を有している。装着部77は、この部分78において、センサ取付部63のフランジ部65に嵌合されている。この嵌合により、センサ被覆部75がセンサ取付部63に装着されている。上記厚み方向における装着部77の内面17側の部分は、被覆本体部76の上記周縁部の全周にわたって形成されている。図4及び図9に示すように、装着部77の上記内面17側の部分には、その全周にわたって、突条からなるシール部79が一体に形成されている。
As shown in FIGS. 4 and 5, the mounting
そして、図5に示すように、センサユニット51におけるセンサ取付部63の挿通部64の一部と、センサ被覆部75の被覆本体部76の一部とが、上記連通部35に挿通されている。センサ取付部63におけるフランジ部65及び取付本体部66と、センサ被覆部75における装着部77とは、収容凹部19内に収容されている。
Then, as shown in FIG. 5, a part of the
ここで、図5及び図7に示すように、収容凹部19の先端部には、上述したように、仕切り壁部23が形成されている。収容凹部19において、仕切り壁部23よりも先端側の領域は、被組付け部27とされている。そして、タッチペン81が、自身の先端部分を指本体部14の外部に露出させた状態で、被組付け部27に組付けられている。タッチペン81に接続されたアース線82は、仕切り壁部23における切欠き部24に通されている。アース線82は、仕切り壁部23に接近した箇所では、指本体部14における一対のボルト挿通孔25,26の間を通されている。さらに、アース線82は、連通部35を迂回して配置されている。より詳しくは、図5、図7及び図8に示すように、アース線82の一部は、連通部35と指本体部14における一方(図5及び図7では左方)の側壁部28との間に配置されている。アース線82の上記部分は、指本体部14における収容凹部19の内底部21と、センサ取付部63におけるケーブル押え73との間に配置されている。図5及び図7に示すように、アース線82のうち連通部35よりも基端側の部分は、ケーブル支持部43によって、収容凹部19の内底部21から外面18側へ離間した状態に支持されている。アース線82は、指本体部14の基端部15から引き出されて、ハンド本体部12(図1参照)に接続されている。
Here, as shown in FIGS. 5 and 7, a
そして、図1、図5及び図7に示すように、ボルト83が、センサ取付部63における一方の取付突部67のボルト挿通孔68と、指本体部14のボルト挿通孔26とに対し挿通され、さらにナット収容部33内に収容されたナット84に螺入されている。また、ボルト85が、センサ取付部63における他方の取付突部71のボルト挿通孔72と、指本体部14のボルト挿通孔37とに対し挿通され、さらにナット収容部42内に収容されたナット86に螺入されている。これらのボルト83,85及びナット84,86により、センサ取付部63が指本体部14に締結されている。このように、センサユニット51は、ボルト83及びナット84の組合せからなる内締結具と、ボルト85及びナット86の組合せからなる内締結具とにより、指本体部14に対し、外面18から内面17に向かう方向に締結されている。これらの内締結具は、締結具の一部を構成している。
Then, as shown in FIGS. 1, 5 and 7, the
上記のようにセンサユニット51が指本体部14に締結された状態では、センサ被覆部75におけるシール部79が指本体部14における段差部36に押付けられている。図4及び図5に示すように、指本体部14には連通部35が形成されているが、シール部79により、センサユニット51と段差部36とがシールされていて、水、塵埃等が連通部35を通って収容凹部19内に入り込むのを規制する。
In the state where the
図5に示すように、各指部13は、さらに、上記段差部22に対応した外形形状を有するカバー87を備えている。カバー87において、指本体部14におけるボルト挿通孔25に対応する箇所には、ボルト挿通孔88が形成されている。また、カバー87においてボルト挿通孔38に対応する箇所には、ボルト挿通孔89が形成されている。さらに、カバー87においてボルト挿通孔45に対応する箇所には、ボルト挿通孔91が形成されている。そして、カバー87の周縁部が段差部22上に載置されることで、収容凹部19がカバー87によって閉塞されている。
As shown in FIG. 5, each
さらに、図1、図2及び図5に示すように、ボルト92が、カバー87のボルト挿通孔88と、指本体部14のボルト挿通孔25とに対し挿通され、ナット収容部34内に収容されたナット93に螺入されている。ボルト94が、カバー87のボルト挿通孔89と、指本体部14のボルト挿通孔38とに対し挿通され、ナット収容部41内に収容されたナット95に螺入されている。ボルト96が、カバー87のボルト挿通孔91と、指本体部14のボルト挿通孔45とに対し挿通され、ナット収容部46内に収容されたナット97に螺入されている。
Further, as shown in FIGS. 1, 2 and 5, the
これらのボルト92,94,96及びナット93,95,97により、カバー87が指本体部14に締結されている。このように、カバー87は、ボルト92及びナット93の組合せからなる外締結具と、ボルト94及びナット95の組合せからなる外締結具と、ボルト96及びナット97の組合せからなる外締結具とにより、指本体部14に対し、外面18から内面17に向かう方向に締結されている。これらの外締結具は、締結具の一部を構成している。上記締結は、上記内締結具によるセンサユニット51の指本体部14に対する締結箇所とは異なる箇所でなされている。
The
なお、カバー87の周縁部と段差部22との間には、それらの周縁部及び段差部22に沿って、図示しないシール材が、収容凹部19を取り囲むように設けられている。このシール材により、指部13の外部から段差部22とカバー87の周縁部との間を通って収容凹部19内に水、塵埃等が入り込むのを規制している。
A sealing material (not shown) is provided between the peripheral edge portion of the
ところで、図1のハンド本体部12における上記制御部は、バッテリ等の電源(図示略)からセンサ52に印加される印加電圧を制御する。制御部において、センサ52に対する印加電圧が変更されると、センサ52は印加電圧の大きさに応じた形状に変形する。
By the way, the control unit in the
また、制御部は、上記印加電圧に比べて十分小さな交流電圧を印加電圧に加えることで、センサ52の静電容量を測定する。そして、制御部は、センサ52に対する印加電圧と、測定されたセンサ52の静電容量との関係に基づいて、センサ52に作用する外力を所定の目標値に近づけるようにセンサ52に対する印加電圧を制御する。
Further, the control unit measures the capacitance of the
次に、上記のように構成された本実施形態の作用について説明する。また、作用に伴い生ずる効果についても併せて説明する。
本実施形態のロボットハンド10では、締結具として、ボルト83,85,92,94,96及びナット84,86,93,95,97が用いられている。これらの締結具により、指本体部14の外面18から内面17に向かう方向に締結が行なわれる。上記締結は、ボルト83,85,92,94,96がナット84,86,93,95,97に対し締まる方向へ回転されることによりなされる。上記締結により、指本体部14に対しセンサユニット51及びカバー87がそれぞれ取付けられる。そのため、指本体部14の外面18から内面17に向かう方向と、内面17から外面18に向かう方向との両方向から締結が行なわれる場合に比べ、取付け作業がしやすくなる。
Next, the operation of the present embodiment configured as described above will be described. In addition, the effects caused by the action will also be described.
In the
また、上記とは逆方向に締結が解除されることにより、すなわち、指本体部14の内面17から外面18に向かう方向に締結解除が行なわれることにより、指本体部14からセンサユニット51及びカバー87がそれぞれ取外される。締結解除は、ボルト83,85,92,94,96がナット84,86,93,95,97に対し緩む方向へ回転されることによりなされる。上記回転は、ボルト83,85,92,94,96が、ナット84,86,93,95,97から離脱されるまでなされる。指本体部14の内面17から外面18に向かう方向と、外面18から内面17に向かう方向との両方向へ締結解除が行なわれる場合に比べ、取外し作業がしやすくなる。
Further, by releasing the fastening in the opposite direction to the above, that is, by releasing the fastening in the direction from the
また、本実施形態のロボットハンド10では、図10に示すように、センサ側コネクタ61は、上記締結の方向と同一方向に移動されることで本体部側コネクタ47に対し結合される。また、センサユニット51は、上記締結解除の方向と同一方向へ移動されることで、本体部側コネクタ47から取外される。そのため、センサ側コネクタ61を上記とは異なる方向へ移動させる場合に比べ、例えば、上記長さ方向へ移動させる場合に比べ、同センサ側コネクタ61を本体部側コネクタ47に対し、結合したり取外したりする作業がしやすくなる。
Further, in the
このように、本実施形態のロボットハンド10によると、従来のものよりも、センサユニット51、又はその構成部品等を交換する際等におけるメンテナンス性の向上を図ることができる。
As described above, according to the
さらに、本実施形態では、内締結具として、ボルト83及びナット84の組合せと、ボルト85及びナット86の組合せとが用いられる。また、外締結具として、ボルト92及びナット93の組合せと、ボルト94及びナット95の組合せと、ボルト96及びナット97の組合せとが用いられる。そして、収容凹部19に収容されたセンサユニット51は、上記内締結具によって指本体部14に締結される。また、カバー87は、上記外締結具によって指本体部14に締結される。このように、センサユニット51及びカバー87が別々に指本体部14に締結される。そのため、センサユニット51及びカバー87が共通の締結具によって指本体部14に締結される場合に比べ、センサユニット51を指本体部14に対し高い精度で取付ける作業がしやすくなる。
Further, in the present embodiment, a combination of the
また、本実施形態のロボットハンド10では、センサユニット51は、収容凹部19を塞ぐカバー87によって覆われていて、指本体部14の外面18から露出していない。また、本実施形態のロボットハンド10では、センサ52がセンサ被覆部75によって覆われていて、指本体部14の内面17から露出していない。そのため、センサユニット51が指本体部14の外面18から露出したり、センサ52が指本体部14の内面17から露出したりするものに比べて、指部13の外観が向上する。
Further, in the
また、本実施形態のロボットハンド10では、タッチペン81のアース線82が、指本体部14の収容凹部19と、センサユニット51との間を経由して、指本体部14の基端部15の外部へ引き出されてハンド本体部12に接続されている。そのため、アース線82が指部13の外部に露出しない。指本体部14の外部に配置される場合に比べ、ロボットハンド10の外観が向上する。
Further, in the
また、空気中の塵埃等がセンサ52に触れることがセンサ被覆部75によって規制される。なお、指部13が物品Aを操作する際に物品Aから作用する外力は、センサ被覆部75を介してセンサ52に伝達される。ここで、センサ被覆部75がセンサ52よりも軟質の材料によって形成されている。そのため、センサ被覆部75がセンサ52よりも硬質の材料によって形成された場合に比べ、センサ被覆部75がセンサ52の検出性能に及ぼす影響が少なくてすむ。
Further, the
本実施形態によると、上記以外にも、次の効果が得られる。
・本実施形態では、取付突部67の指本体部14に対する締結と、取付突部71の指本体部14に対する締結とが、連通部35の上記幅方向における中間部を挟んで互いに反対側となる箇所で行なわれている。表現を変えると、上記両締結が、連通部35の中心を挟んで互いに対向する箇所で行なわれている。そのため、少ない締結箇所でありながら、センサ取付部63を指本体部14に対し、効率よく、しかもバランスよく締結することができる。
According to this embodiment, the following effects can be obtained in addition to the above.
In the present embodiment, the fastening of the mounting
・本実施形態では、センサ52として、物品Aからの外力が作用する方向に誘電層53と電極層(正極電極54及び負極電極55)とが積層され、かつ物品Aからの外力が作用する方向に伸縮動作する誘電エラストマーアクチュエータが用いられている。
In the present embodiment, as the
そのため、指部13に設けられたセンサ52が、指部13と物品Aとの間に生じる力(把持力)を調整するアクチュエータとして機能するとともに、指部13と物品Aとの間に生じる力を検出する検出部としても機能する。従って、センサ52とは別に感圧素子等の検出部を設ける必要がない。検出部を別に設ける場合と比較して、検出部自体、及び検出部に接続される配線等を省略することが可能となり、ロボットハンド10の構成を簡略化することができる。
Therefore, the
・本実施形態のロボットハンド10では、センサ52を、指部13における物品Aに接触する部分に設けている。誘電エラストマーアクチュエータからなるセンサ52は弾性を有している。そのため、この弾性により、指部13と物品Aとの接触時における衝撃を緩和することができる。また、物品Aの表面形状に沿ってセンサ52の表面形状を弾性変形させることにより、物品Aとセンサ52との接触面積を確保し、物品Aと指部13との接触状態を安定させることができる。
-In the
・本実施形態のロボットハンド10は指部13を2本備えている。そのため、物品Aを把持した際に、物品Aに対する2箇所の接触点において、それぞれ独立して把持力を調整することにより、物品Aを安定的に把持することが可能となる。例えば、把持した物品Aが振動すると、ある接触点においては把持力が不足し、別の接触点においては把持力が過剰になるといった状態になるが、このような場合にも、接触点毎に適切な把持力に調整することが可能となる。
-The
なお、上記実施形態は、これを以下のように変更した変形例として実施することもできる。上記実施形態及び以下の変形例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。 It should be noted that the above embodiment can also be implemented as a modified example in which this is modified as follows. The above embodiment and the following modifications can be implemented in combination with each other within a technically consistent range.
・締結具として、ボルト83,85,92,94,96及びナット84,86,93,95,97とは異なる部材が用いられてもよい。
・ボルト挿通孔25,26,37,38,45,88,89,91の数及び位置が変更されてもよい。
-As the fastener, members different from the
-The number and position of the bolt insertion holes 25, 26, 37, 38, 45, 88, 89, 91 may be changed.
・センサユニット51(センサ取付部63)及びカバー87が共通の締結具によって指本体部14に締結されてもよい。
例えば、ボルト挿通孔25,26がセンサユニット51及びカバー87を指本体部14に締結するために用いられた場合、上記実施形態と同様に、アース線82が両ボルト挿通孔25,26間に通されることにより、指本体部14の上記幅方向における体格を小さくすることが可能となる。これは、以下の理由による。カバー87の周縁部と段差部22との間に図示しないシール材が介在されることについては、上述した通りである。仮に、アース線82が両ボルト挿通孔25,26間ではない箇所に配置されると、その箇所では、カバー87の周縁部と段差部22との間隔が拡がるが、アース線82を挟んでボルト挿通孔25,26とは反対側の箇所では、ボルト及びナットによる締結が行なわれない。そのため、カバー87の周縁部と段差部22との間のシール性を確保しようとすると、シール材の幅を拡げることで対策することになる。これに対し、アース線82を両ボルト挿通孔25,26間に配置した場合には、アース線82の幅方向における両側でボルト及びナットによる締結が行なわれる。シール材の幅を拡げなくても、カバー87の周縁部と段差部22との間のシール性を確保することが可能である。従って、上述したように、指本体部14の幅方向における体格を小さくすることが可能となる。
The sensor unit 51 (sensor mounting portion 63) and the
For example, when the bolt insertion holes 25 and 26 are used to fasten the
・ロボットハンド10における指部13の数は、1であってもよいし、3以上であってもよい。ただし、物品Aを把持する場合には、把持の安定性の観点から、2本以上の指部13を備えることが好ましく、3本以上の指部13を備えることがより好ましい。
-The number of
・指部13による操作は、物品Aを把持する操作以外の操作であってもよい。例えば、物品Aを把持した状態で、把持力を強める制御と弱める制御とを交互に実行することにより、把持した物品Aを自重により少しずつ滑り落とさせることができる。また、物品Aを把持した状態で、把持力を強める制御と弱める制御とを交互に実行するとともに、そのタイミングを複数の指部13の間でずらすことにより、把持した物品Aを揺らす(振動させる)ことができる。また、紙等のシートを捲る操作に適用することもできる。
-The operation by the
10…ロボットハンド
12…ハンド本体部
13…指部
14…指本体部
15…基端部
17…内面
18…外面
19…収容凹部
35…連通部
47…本体部側コネクタ
51…センサユニット
52…センサ
61…センサ側コネクタ
75…センサ被覆部
81…タッチペン
82…アース線
83,85…ボルト(締結具及び内締結具のそれぞれの一部を構成)
84,86…ナット(締結具及び内締結具のそれぞれの一部を構成)
87…カバー
92,94,96…ボルト(締結具及び外締結具のそれぞれの一部を構成)
93,95,97…ナット(締結具及び外締結具のそれぞれの一部を構成)
A…物品
10 ...
84, 86 ... Nuts (constituting a part of each of the fasteners and the inner fasteners)
87 ...
93, 95, 97 ... Nuts (constituting parts of fasteners and outer fasteners)
A ... Goods
Claims (4)
前記指部の骨格部分は、前記物品に対向する面を内面として有するとともに、前記物品とは反対側の面を外面として有する指本体部により構成され、
前記指本体部には、前記外面から前記内面側へ向けて凹む収容凹部と、前記内面及び前記収容凹部を連通させる連通部とが形成され、
前記センサは、センサユニットの構成部品の一部として用いられ、かつ同構成部品の一部をなすとともに前記センサよりも軟質の材料により形成されたセンサ被覆部により被覆されており、
前記連通部を介して前記センサ被覆部の一部を前記指本体部の前記内面から露出させた状態で、前記センサユニットが前記収容凹部に収容されており、
前記収容凹部は、カバーにより閉塞されており、
前記センサユニット及び前記カバーは、締結具により前記指本体部に対し、前記外面から前記内面に向かう方向に締結されているロボットハンド。 A finger portion for operating the article and a sensor provided at a position where an external force from the article acts on the finger portion are provided, and the sensor detects an external force acting on the article and responds to the detection result. A robot hand that operates the article with the finger by force.
The skeleton portion of the finger portion is composed of a finger body portion having a surface facing the article as an inner surface and a surface opposite to the article as an outer surface.
The finger body portion is formed with a storage recess that is recessed from the outer surface toward the inner surface side, and a communication portion that communicates the inner surface and the storage recess.
The sensor is used as a part of a component of the sensor unit, forms a part of the component, and is covered with a sensor covering portion formed of a material softer than the sensor.
The sensor unit is housed in the housing recess in a state where a part of the sensor covering portion is exposed from the inner surface of the finger body portion via the communication portion.
The accommodating recess is closed by a cover.
A robot hand in which the sensor unit and the cover are fastened to the finger body by a fastener in a direction from the outer surface to the inner surface.
前記センサユニットは、前記内締結具により前記指本体部に対し締結され、
前記カバーは、前記内締結具による前記センサユニットの前記指本体部に対する締結箇所とは異なる箇所で、前記外締結具により前記指本体部に対し締結されている請求項1に記載のロボットハンド。 As the fastener, an inner fastener and an outer fastener are used.
The sensor unit is fastened to the finger body by the inner fastener, and is fastened to the finger body.
The robot hand according to claim 1, wherein the cover is a place different from the place where the sensor unit is fastened to the finger body by the inner fastener, and is fastened to the finger body by the outer fastener.
前記指本体部の先端部にはタッチペンが取付けられており、
前記タッチペンのアース線は、前記指本体部の前記収容凹部と、前記センサユニットとの間を経由して、前記基端部の外部へ引き出されて前記ハンド本体部に接続されている請求項1又は2に記載のロボットハンド。 The finger body is movably attached to the hand body at its base end.
A touch pen is attached to the tip of the finger body.
The ground wire of the touch pen is drawn out to the outside of the base end portion via between the accommodating recess of the finger main body portion and the sensor unit, and is connected to the hand main body portion. Or the robot hand according to 2.
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2023093356A (en) * | 2021-12-22 | 2023-07-04 | 微程式資訊股▲ふん▼有限公司 | Robot arm support device having embedded sensor |
WO2024089940A1 (en) * | 2022-10-24 | 2024-05-02 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Load detector and robot hand |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS49123781U (en) * | 1973-02-20 | 1974-10-23 | ||
JPS5035495Y1 (en) * | 1970-11-17 | 1975-10-16 | ||
JPS59107890A (en) * | 1982-12-10 | 1984-06-22 | 株式会社クボタ | Robot hand |
JPS6156539U (en) * | 1984-09-19 | 1986-04-16 | ||
JP2008126331A (en) * | 2006-11-17 | 2008-06-05 | Toyota Motor Corp | Structure of finger of robot hand, force feeling sensor, and robot hand |
JP2016060041A (en) * | 2014-09-19 | 2016-04-25 | デラウエア キャピタル フォーメイション、インコーポレイテッド | Gripper |
US20160297080A1 (en) * | 2015-04-08 | 2016-10-13 | Hong Fu Jin Precision Industry (Shenzhen) Co., Ltd. | Grasping apparatus |
JP2019181585A (en) * | 2018-04-03 | 2019-10-24 | Thk株式会社 | Hand mechanism and picking robot |
JP2019195897A (en) * | 2018-05-11 | 2019-11-14 | 学校法人早稲田大学 | Articulation structure and robot hand |
-
2020
- 2020-02-10 JP JP2020020320A patent/JP2021122925A/en active Pending
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5035495Y1 (en) * | 1970-11-17 | 1975-10-16 | ||
JPS49123781U (en) * | 1973-02-20 | 1974-10-23 | ||
JPS59107890A (en) * | 1982-12-10 | 1984-06-22 | 株式会社クボタ | Robot hand |
JPS6156539U (en) * | 1984-09-19 | 1986-04-16 | ||
JP2008126331A (en) * | 2006-11-17 | 2008-06-05 | Toyota Motor Corp | Structure of finger of robot hand, force feeling sensor, and robot hand |
JP2016060041A (en) * | 2014-09-19 | 2016-04-25 | デラウエア キャピタル フォーメイション、インコーポレイテッド | Gripper |
US20160297080A1 (en) * | 2015-04-08 | 2016-10-13 | Hong Fu Jin Precision Industry (Shenzhen) Co., Ltd. | Grasping apparatus |
JP2019181585A (en) * | 2018-04-03 | 2019-10-24 | Thk株式会社 | Hand mechanism and picking robot |
JP2019195897A (en) * | 2018-05-11 | 2019-11-14 | 学校法人早稲田大学 | Articulation structure and robot hand |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2023093356A (en) * | 2021-12-22 | 2023-07-04 | 微程式資訊股▲ふん▼有限公司 | Robot arm support device having embedded sensor |
JP7479018B2 (en) | 2021-12-22 | 2024-05-08 | 微程式資訊股▲ふん▼有限公司 | Robotic Arm Support Apparatus with Embedded Sensors |
WO2024089940A1 (en) * | 2022-10-24 | 2024-05-02 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Load detector and robot hand |
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