JP3970120B2

JP3970120B2 - Robot hand

Info

Publication number: JP3970120B2
Application number: JP2002214272A
Authority: JP
Inventors: 秀一川崎
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2002-07-23
Filing date: 2002-07-23
Publication date: 2007-09-05
Anticipated expiration: 2022-07-23
Also published as: JP2004050378A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ロボットハンドに関し、特に、把持対象物の形状に柔軟に対応して確実に把持することができるロボットハンドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、地上、宇宙、さらには海底における作業において、ロボットハンドを備えた作業ロボットが広く用いられている。前記ロボットハンドとしては、複数の指部を屈曲可能に連結したフィンガ部材を一対備え、これらフィンガ部材間に把持対象物を挟み込んで把持する構成が一般的となっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、この種のロボットハンドは、わずか２本のフィンガ部材間に把持対象物を把持することと、把持対象物の形状が様々であることとから、把持後にぐらつきを生じる恐れがあった。この問題は、特に、把持対象物を把持した状態のロボットハンドに加速度を与えた場合に生じやすく、ロボットハンドの動きに追従できずに把持対象物が脱落することがあった。
【０００４】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、把持対象物の形状に柔軟に対応して確実に把持することができるロボットハンドの提供を目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。
すなわち、請求項１に記載のロボットハンドは、把持対象物を把持する一対のフィンガ部材を分割基部に連結し、該分割基部を回動可能に連結して多段に重ねた多段フィンガ部材ユニットと、前記各段毎に前記各フィンガ部材の動作を制御する独立制御機構と、前記分割基部が隣り合う各段間の開き角度を可変とする角度調整機構とが備えられていることを特徴とする。
上記請求項１に記載のロボットハンドによれば、把持対象物を把持する際に、各段のフィンガ部材は、把持対象物の把持位置の形状に応じた閉じ具合で鋏み持つ。すなわち、例えば把持対象物がくびれた形状を有する場合、その細い部分に対向する段のフィンガ部材は、他の太い部分に対向する段のフィンガ部材よりも深く閉じて把持する。そして、角度調整機構が隣り合う各段間（分割基部間）の開き角度を可変とするので、把持対象物の形状に合わせて、各段間の開き角度を変えることにより、全ての段のフィンガ部材を使って把持することができるようになる。
【０００６】
請求項２に記載のロボットハンドは、前請求項１に記載のロボットハンドにおいて、前記独立制御機構が、前記各段のうちの何れかが、動作不良を起こした場合に、その段の各フィンガ部材を開いたままの状態に保持することを特徴とする。
上記請求項２に記載のロボットハンドによれば、把持対象物を把持する際のフィンガ部材に、動作不良が認められた場合には、この故障した段のフィンガ部材を開いたままにすることで、他の段のフィンガ部材の把持作業の妨げになることを防止する。
【０００７】
請求項３に記載のロボットハンドは、請求項１に記載のロボットハンドにおいて、前記独立制御機構が、前記各段のうちの何れかが、動作不良を起こした場合に、その段の各フィンガ部材を作業範囲外に退避させることを特徴とする。
上記請求項３に記載のロボットハンドによれば、把持対象物を把持する際のフィンガ部材に、動作不良が認められた場合には、この故障した段のフィンガ部材を作業範囲外に退避させることで、他の段のフィンガ部材の把持作業の妨げになることを防止する。
【０００８】
請求項４に記載のロボットハンドは、請求項３に記載のロボットハンドにおいて、前記各段に、そのフィンガ部材が配された前面とは反対側の裏面側に、一対の補助フィンガ部材が備えられており、前記独立制御機構は、前記各段のうちの何れかが、動作不良を起こした場合に、その段の各フィンガ部材を作業範囲外に退避させるとともに、前記補助フィンガ部材を作業範囲内に移動させることを特徴とする。
上記請求項４に記載のロボットハンドによれば、把持対象物を把持する際のフィンガ部材に、動作不良が認められた場合には、この故障した段のフィンガ部材を作業範囲外に退避させることで、他の段のフィンガ部材の把持作業の妨げになることを防止する。これと同時に、補助フィンガ部材が、故障したフィンガ部材に代行して把持対象物を把持する。
【００１０】
請求項５に記載のロボットハンドは、請求項１に記載のロボットハンドにおいて、前記角度調整機構は前記分割基部間を連結する流体圧シリンダとされ、前記把持対象物を把持した後、前記流体圧シリンダが前記開き角度をさらに変える方向に伸縮動作して負荷を加えることを特徴とする。
上記請求項５に記載のロボットハンドによれば、流体圧シリンダが開き角度をさらに変える方向に伸縮動作して負荷を加えるので、各フィンガ部材及び把持対象物間の各接触箇所における摩擦力を大きくすることができる。
【００１１】
請求項６に記載のロボットハンドは、請求項１から請求項５の何れか１項に記載のロボットハンドにおいて、前記各一対のフィンガ部材間に前記把持対象物が入り込んだことを検知するゲートセンサと、前記把持対象物との間の距離を計測する距離センサとがさらに備えられていることを特徴とする。
上記請求項６に記載のロボットハンドによれば、このロボットハンドを把持対象物に向けて接近させた際に、ゲートセンサが反応することで、把持対象物が各フィンガ部材間に入り込んだことが確認される。そして、距離センサの検出値によって各フィンガ部材が把持対象物を掴める位置に来たと確認された後、各フィンガ部材を閉じることで、把持対象物の把持が行われる。この時、ゲートセンサまたは距離センサが反応しているにもかかわらず各フィンガ部材が閉じない場合には、これらフィンガ部材が故障状態にあることが確認される。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明のロボットハンドの各実施形態を、図面を参照しながら以下に説明するが、本発明がこれらのみに限定解釈されるものでないことは勿論である。
まず、図１から図３を参照しながら、本発明の第１実施形態について以下に説明する。
【００１３】
図１及び図２に示すように、本実施形態のロボットハンド１は、基部２と、該基部２に接続された一対（２本）のフィンガ部材３を多段（同図の例では４段）に重ねた多段フィンガ部材ユニット４と、各段毎に各フィンガ部材３の動作を制御する独立制御機構（図示せず）とを備え、各段の各フィンガ部材３間に把持対象物Ｏを把持する概略構成となっている。
【００１４】
図３に示すように、各フィンガ部材３は、それぞれ、３本の指部３ａ，３ｂ，３ｃ間を関節３ｄ，３ｅで連結した多関節フィンガ部材であり、関節３ｆにおいて基部２に連結されている。そして、これらフィンガ部材３は、図示を省略するが、基部２内に内蔵されたモータにより、プーリ及び巻き取り装置及びワイヤを備える駆動力伝達機構を介して駆動され、図１の開いた状態から図２の閉じた状態に動作するようになっている。この閉じる際の各フィンガ部材３は、把持対象物Ｏの外形になじむように変形するため、各指部３ａ，３ｂ，３ｃのそれぞれが把持対象物Ｏの表面に当接して把持する。
【００１５】
前記独立制御機構は、各段に備えられている前記各モータに接続されており、各モータの起動タイミング、回転速度、回転トルクを、個別に制御することが可能となっている。したがって、各フィンガ部材３は、各段独立して開閉動作できるものとなっている。
また、図３に示すように、各段毎に、一対のフィンガ部材３間には、これらの間に把持対象物Ｏが入り込んだことを検知するゲートセンサ５と、把持対象物Ｏ及び基部２間の距離を計測する距離センサ６とがさらに備えられている。
【００１６】
ゲートセンサ５は、一方のフィンガ部材３の先端側の指部３ａに備えられた発光器５ａと、該発光器５ａからの光ｌ１を受光する受光器５ｂとを備えて構成されている。発光器５は、常に受光器５ｂに向けて発光しているが、この光ｌ１を把持対象物Ｏが遮った場合には、受光器５ｂが光ｌ１を確認できなくなるため、各フィンガ部材３間に把持対象物Ｏが入り込んだことを確認することができる。距離センサ６は、基部２の前面に設けられており、各フィンガ部材３間に入り込んだ把持対象物Ｏに向けて光ｌ２を発する発光器と、把持対象物Ｏに当たって戻ってきた光ｌ２を受光する受光器とを備えており、基部２と把持対象物Ｏ間の距離をリアルタイムで測定することが可能となっている。
【００１７】
そして、前記独立制御機構は、ゲートセンサ５及び距離センサ６に接続されており、把持対象物Ｏ及びロボットハンド１間の相対位置を把握することが可能となっている。すなわち、ロボットハンド１を把持対象物Ｏに向けて接近させた際に、ゲートセンサ５が反応することで、把持対象物Ｏが各フィンガ部材３間に入り込んだことが確認される。そして、距離センサ６の検出値によって各フィンガ部材３が把持対象物Ｏを掴める位置に来たと確認された後、各フィンガ部材３を閉じることで、把持対象物Ｏの把持が行われる。
【００１８】
この時、ゲートセンサ５または距離センサ６が反応しているにもかかわらず各フィンガ部材３が閉じない場合には、これらフィンガ部材３が故障状態にあると判断される。その場合、前記独立制御機構は、動作不良を起こした段の各フィンガ部材３を開いたままに保持する。これにより、この故障した段のフィンガ部材３が他の段のフィンガ部材３の把持作業の妨げになることを防止することが可能となっている。
【００１９】
以上説明の本実施形態のロボットハンド１によれば、多段フィンガ部材ユニット４と前記独立制御機構を備えたことにより、各フィンガ部材３の閉じ具合を各段毎に変えることができるので、把持対象物Ｏの形状に柔軟に対応して確実に把持することが可能となる。
また、本実施形態のロボットハンド１によれば、動作不良を起こした場合に、その段のフィンガ部材３を開いたままにすることで、他の段のフィンガ部材３が把持対象物Ｏを把持する作業に支障を及ぼすのを防止することが可能となる。
また、本実施形態のロボットハンド１によれば、ゲートセンサ５及び距離センサ６を備えることにより、把持対象物Ｏの把持を適切なタイミングで行うことが可能となる。また、各フィンガ部材３の故障の有無を確認することも可能となる。
【００２０】
なお、上記実施形態では、各段のうちの何れかが動作不良を起こした場合に、その段のフィンガ部材３を開いたままにする構成を採用したが、この他に、図４に示す構成も採用可能である。
すなわち、基部２を、各段毎に分割し、これら各段の重ね方向を軸線として互いに回動可能に連結する。さらに、図４（ａ）に示すように、分割した各段の基部２ａに、そのフィンガ部材３が配された前面とは反対側の裏面側に、一対の補助フィンガ部材３Ａをそれぞれ設ける（図４（ａ），（ｂ）では、説明のため、各段のうちの１段のみを図示している。）。
【００２１】
これにより、例えば図４（ａ）に示すように、前面側のフィンガ部材３が動作不良を起こした場合には、前記軸線回りに基部２ａを反転させる。すると、図４（ｂ）に示すように、故障したフィンガ部材３が作業範囲外に退避すると同時に、補助フィンガ部材３Ａが作業範囲内に移動する。そして、この補助フィンガ部材３Ａが、故障したフィンガ部材３の代わりに把持作業を行うので、把持能力の低下を防ぐことが可能となる。
【００２２】
続いて、図５及び図６を参照しながら、本発明の第２実施形態について以下に説明する。なお、以下の説明においては、上記第１実施形態と同一構成要素のものには同一符号を付し、その説明を省略する。
本実施形態のロボットハンド１１は、分割基部１２に連結された一対のフィンガ部材３を多段（同図の例では４段）に重ねた多段フィンガ部材ユニット１３と、各段毎に各フィンガ部材３の動作を制御する前記独立制御機構とを備え、各段の各フィンガ部材３間に把持対象物Ｏ１を把持する概略構成となっている。さらに、本実施形態のロボットハンド１１は、隣り合う各段間（すなわち各分割基部１２間）の開き角度θ１〜θ３を可変とする角度調整機構１４を備えた点が特に特徴的となっている。
【００２３】
各分割基部１２は、ヒンジ１５によって互いに回動可能に連結されている。また、角度調整機構１４は、各分割基部１２間を接続する流体圧シリンダ１４ａであり、その伸縮動作により、各ヒンジ１５を中心として前記各開き角度θ１〜θ３を個別に調整することが可能となっている。
したがって、図６に示すように、把持対象物Ｏ１の曲がり形状に合わせて、多段フィンガ部材ユニット１３の形状を湾曲させることが可能となっている。
【００２４】
このロボットハンド１１によれば、まず、把持対象物Ｏ１の形状に合わせて角度調整機構１４により多段フィンガ部材ユニット１３の形状を反らせた後、把持対象物Ｏ１に接近させ、各段毎に各フィンガ部材３を閉じさせることで、把持作業が行われる。この時、角度調整機構１４が把持対象物Ｏ１を把持した後、各開き角度θ１〜θ３をさらに広げる方向（もしくは、狭める方向）に負荷を加えることで、各フィンガ部材３及び把持対象物Ｏ１間の各接触箇所における摩擦力を大きくすることができるので、より強固に把持対象物Ｏ１を把持することが可能となる。
【００２５】
なお、上記第１実施形態及び第２実施形態では、フィンガ部材３の段数が４段の場合について説明したが、これに限らず、２〜３段、もしくは５段以上としても良い。
また、各フィンガ部材３は、３本の指部３ａ，３ｂ，３ｃからなるものとしたが、これに限らず、１本または２本、もしくは４本以上としても良い。
【００２６】
【発明の効果】
本発明の請求項１に記載のロボットハンドによれば、多段フィンガ部材ユニットと独立制御機構を備えたことにより、各フィンガ部材の閉じ具合を各段毎に変えることができるので、把持対象物の形状に柔軟に対応して確実に把持することが可能となる。さらに、角度調整機構を備えたことにより、例えば湾曲形状を有する把持対象物でも、その湾曲形状に合わせた反り具合に多段フィンガ部材ユニットを変形させることができるため、全ての段のフィンガ部材を使って把持することができるようになる。したがって、把持対象物の形状に柔軟に対応して確実に把持することが可能となる。
【００２７】
また、請求項２に記載のロボットハンドによれば、動作不良を起こした場合に、その段のフィンガ部材を開いたままにすることで、他の段のフィンガ部材が把持対象物を把持する作業に支障を及ぼすのを防止することが可能となる。
【００２８】
また、請求項３に記載のロボットハンドによれば、動作不良を起こした場合に、その段のフィンガ部材を作業範囲外に退避させることで、他の段のフィンガ部材が把持対象物を把持する作業に支障を及ぼすのを防止することが可能となる。
【００２９】
また、請求項４に記載のロボットハンドによれば、動作不良を起こした場合に、その段のフィンガ部材を作業範囲外に退避させることで、他の段のフィンガ部材が把持対象物を把持する作業に支障を及ぼすのを防止することが可能となる。さらに、この故障したフィンガ部材に代行して補助フィンガ部材が把持作業を行うので、把持能力の低下を防ぐことも可能となる。
【００３１】
また、請求項５に記載のロボットハンドによれば、流体圧シリンダが把持後の開き角度をさらに変える方向に伸縮動作して負荷を加えることにより、各フィンガ部材及び把持対象物間の各接触箇所における摩擦力を大きくすることができるので、より強固に把持対象物を把持することが可能となる。
【００３２】
また、請求項６に記載のロボットハンドによれば、ゲートセンサ及び距離センサをさらに備えることにより、把持対象物の把持を適切なタイミングで行うことが可能となる。また、各フィンガ部材の故障の有無を確認することも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のロボットハンドの第１実施形態を示す図であって、把持対象物を把持する前の状態を示す斜視図である。
【図２】同ロボットハンドを示す図であって、把持対象物を把持した状態を示す斜視図である。
【図３】同ロボットハンドのフィンガ部材を示す図であって、把持対象物を把持する工程を説明するための平面図である。
【図４】同ロボットハンドのフィンガ部材の変形例を示す要部斜視図であって、（ａ）はフィンガ部材の故障を発見した状態を示し、（ｂ）は復旧後の状態を示している。
【図５】本発明のロボットハンドの第２実施形態を示す図であって、把持対象物を把持する前の状態を示す斜視図である。
【図６】同ロボットハンドを示す図であって、把持対象物を把持した状態を示す平面図である。
【符号の説明】
１，１１・・・ロボットハンド
３・・・フィンガ部材
３Ａ・・・補助フィンガ部材
４，１３・・・多段フィンガ部材ユニット
５・・・ゲートセンサ
６・・・距離センサ
１４・・・角度調整機構
Ｏ，Ｏ１・・・把持対象物[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a robot hand, and more particularly to a robot hand that can be securely gripped in a flexible manner corresponding to the shape of an object to be gripped.
[0002]
[Prior art]
In recent years, work robots equipped with robot hands have been widely used in work on the ground, in space, and on the sea floor. The robot hand is generally configured to include a pair of finger members in which a plurality of finger portions are connected so as to be bendable, and to hold a gripping target object between the finger members.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, this type of robot hand grips the object to be grasped between only two finger members and has various shapes of the object to be grasped, which may cause wobbling after grasping. This problem is likely to occur particularly when acceleration is applied to the robot hand that is holding the gripping object, and the gripping object may fall off without following the movement of the robot hand.
[0004]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a robot hand that can be securely grasped in a flexible manner corresponding to the shape of the object to be grasped.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The present invention employs the following means in order to solve the above problems.
That is, the robot hand according to claim 1 is a multi-stage finger member unit in which a pair of finger members for gripping an object to be grasped are connected to a split base, the split bases are rotatably connected and stacked in multiple stages, An independent control mechanism that controls the operation of each finger member for each stage and an angle adjustment mechanism that makes the opening angle between the stages adjacent to the divided base portion variable are provided.
According to the robot hand of the first aspect, when gripping the gripping object, the finger members at each stage hold the gripping object in a closed state corresponding to the shape of the gripping position of the gripping object. That is, for example, when the object to be grasped has a constricted shape, the finger member of the step facing the thin portion is closed and gripped deeper than the finger member of the step facing the other thick portion. Since the angle adjustment mechanism makes the opening angle between adjacent steps (between divided bases) variable, changing the opening angle between the steps according to the shape of the object to be grasped allows the fingers of all steps to be changed. It can be gripped using a member.
[0006]
A robot hand according to a second aspect is the robot hand according to the first aspect, wherein when the independent control mechanism causes a malfunction in any one of the stages, each finger of the stage. The member is held in an open state.
According to the robot hand of the second aspect, when a malfunction is recognized in the finger member when grasping the grasped object, the finger member at the failed stage is left open. This prevents the gripping operation of the finger member at the other stage from being hindered.
[0007]
According to a third aspect of the present invention, in the robot hand according to the first aspect, when the independent control mechanism causes a malfunction in any one of the stages, each finger member of the stage. Is retracted outside the working range.
According to the robot hand described in claim 3, when a malfunction is recognized in the finger member when grasping the object to be grasped, the finger member at the failed stage is retracted out of the working range. Therefore, it is possible to prevent the gripping operation of the finger member at the other stage from being hindered.
[0008]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the robot hand according to the third aspect, wherein a pair of auxiliary finger members are provided on the back side opposite to the front side on which the finger members are arranged at each stage. The independent control mechanism retracts each finger member at that stage out of the work range and causes the auxiliary finger member to fall within the work range when any of the stages causes a malfunction. It is made to move to.
According to the robot hand described in claim 4, when a malfunction is found in the finger member when gripping the gripping object, the finger member at the failed stage is retracted out of the working range. Therefore, it is possible to prevent the gripping operation of the finger member at the other stage from being hindered. At the same time, the auxiliary finger member grips the object to be gripped on behalf of the failed finger member.
[0010]
The robot hand according to claim 5 is the robot hand according to claim 1 , wherein the angle adjusting mechanism is a fluid pressure cylinder that connects between the divided bases, and after gripping the gripping object, the fluid pressure The cylinder is expanded and contracted in a direction to further change the opening angle to apply a load.
According to the robot hand described in claim 5 , since the fluid pressure cylinder expands and contracts in a direction to further change the opening angle and applies a load, the frictional force at each contact point between each finger member and the object to be grasped is increased. can do.
[0011]
The robot hand according to claim 6 , wherein the robot hand according to any one of claims 1 to 5 is configured to detect that the grasped object has entered between the pair of finger members. And a distance sensor for measuring the distance between the object to be grasped.
According to the robot hand described in claim 6, when the robot hand approaches the object to be grasped, the grasping object has entered between the finger members due to the gate sensor reacting. It is confirmed. Then, after confirming that each finger member has come to a position where the grasped object can be grasped by the detection value of the distance sensor, the grasping object is grasped by closing each finger member. At this time, if each finger member does not close even though the gate sensor or distance sensor is reacting, it is confirmed that these finger members are in a failure state.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Each embodiment of the robot hand of the present invention will be described below with reference to the drawings, but the present invention is of course not limited to these.
First, a first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
[0013]
As shown in FIGS. 1 and 2, the robot hand 1 of the present embodiment includes a base 2 and a pair (two) of finger members 3 connected to the base 2 in a multi-stage (four stages in the example shown in the figure). And a multi-stage finger member unit 4 stacked on each other and an independent control mechanism (not shown) for controlling the operation of each finger member 3 for each stage, and grips the object to be grasped O between each finger member 3 at each stage. The general configuration is as follows.
[0014]
As shown in FIG. 3, each finger member 3 is an articulated finger member in which three fingers 3a, 3b, 3c are connected by joints 3d, 3e, and is connected to the base 2 at the joint 3f. Yes. Although not shown, these finger members 3 are driven by a motor built in the base portion 2 through a driving force transmission mechanism including a pulley, a winding device, and a wire, and from the opened state of FIG. It operates in the closed state of FIG. Since each finger member 3 at the time of closing is deformed so as to be adapted to the outer shape of the object to be grasped O, each finger part 3a, 3b, 3c abuts on the surface of the object to be grasped O and is grasped.
[0015]
The independent control mechanism is connected to each motor provided in each stage, and can individually control the start timing, rotational speed, and rotational torque of each motor. Therefore, each finger member 3 can be opened and closed independently at each stage.
Further, as shown in FIG. 3, between each pair of finger members 3, a gate sensor 5 that detects that the grasped object O has entered between them, and the grasped object O and the base 2 are provided between the pair of finger members 3. A distance sensor 6 for measuring the distance between them is further provided.
[0016]
The gate sensor 5 includes a light emitter 5a provided on the finger portion 3a on the distal end side of one finger member 3, and a light receiver 5b that receives light l1 from the light emitter 5a. The light emitter 5 always emits light toward the light receiver 5b. However, when the light O1 is blocked by the object to be grasped O, the light receiver 5b cannot confirm the light l1. It is possible to confirm that the grasped object O has entered. The distance sensor 6 is provided on the front surface of the base 2, and receives a light emitter that emits light 12 toward the gripping object O that has entered between the finger members 3, and light 12 that has returned upon hitting the gripping object O. It is possible to measure the distance between the base 2 and the grasped object O in real time.
[0017]
The independent control mechanism is connected to the gate sensor 5 and the distance sensor 6 so that the relative position between the grasped object O and the robot hand 1 can be grasped. That is, when the robot hand 1 is approached toward the gripping object O, it is confirmed that the gripping object O has entered between the finger members 3 by the gate sensor 5 reacting. Then, after it is confirmed that each finger member 3 has come to a position where the grasped object O can be grasped by the detection value of the distance sensor 6, the grasping object O is grasped by closing each finger member 3.
[0018]
At this time, if each finger member 3 does not close despite the gate sensor 5 or the distance sensor 6 reacting, it is determined that these finger members 3 are in a failure state. In that case, the independent control mechanism holds each finger member 3 at the stage where the malfunction occurred in an open state. Thereby, it is possible to prevent the finger member 3 at the failed stage from hindering the gripping operation of the finger member 3 at the other stage.
[0019]
According to the robot hand 1 of the present embodiment described above, since the multi-stage finger member unit 4 and the independent control mechanism are provided, the degree of closing of each finger member 3 can be changed for each stage. The object O can be securely gripped in a flexible manner.
Further, according to the robot hand 1 of the present embodiment, when a malfunction occurs, the finger member 3 at that stage is kept open so that the finger member 3 at the other stage holds the object to be grasped O. It is possible to prevent the work to be performed from being hindered.
Further, according to the robot hand 1 of the present embodiment, the gripping object O can be gripped at an appropriate timing by including the gate sensor 5 and the distance sensor 6. It is also possible to check whether or not each finger member 3 has failed.
[0020]
In addition, in the said embodiment, when any of each step | paragraph raise | generates malfunction, the structure which leaves the finger member 3 of the step | stage open is employ | adopted, but in addition to this, the structure shown in FIG. Can also be adopted.
That is, the base portion 2 is divided into each step, and is connected so as to be rotatable with respect to each other with the overlapping direction of these steps as an axis. Further, as shown in FIG. 4 (a), a pair of auxiliary finger members 3A are provided on the rear surface side opposite to the front surface on which the finger members 3 are arranged on the divided base portions 2a (see FIG. 4). 4 (a) and (b) show only one of the stages for the sake of explanation.)
[0021]
Accordingly, for example, as shown in FIG. 4A, when the finger member 3 on the front side malfunctions, the base 2a is reversed around the axis. Then, as shown in FIG. 4B, at the same time as the failed finger member 3 is retracted out of the working range, the auxiliary finger member 3A moves into the working range. And since this auxiliary finger member 3A performs a gripping operation instead of the failed finger member 3, it is possible to prevent a decrease in gripping ability.
[0022]
Next, a second embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. In the following description, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
The robot hand 11 according to the present embodiment includes a multi-stage finger member unit 13 in which a pair of finger members 3 connected to the divided base portion 12 are stacked in multiple stages (four stages in the example in the figure), and each finger member 3 for each stage. And an independent control mechanism for controlling the movement of the gripper, and has a schematic configuration for gripping the gripping object O1 between the finger members 3 at each stage. Furthermore, the robot hand 11 of the present embodiment is particularly characterized in that it includes an angle adjustment mechanism 14 that makes the opening angles θ1 to θ3 between adjacent stages (that is, between the divided base portions 12) variable. .
[0023]
The divided base portions 12 are connected to each other by a hinge 15 so as to be rotatable. Further, the angle adjusting mechanism 14 is a fluid pressure cylinder 14a that connects between the divided bases 12, and the opening angles θ1 to θ3 can be individually adjusted around the hinges 15 by the expansion and contraction operation thereof. It has become.
Therefore, as shown in FIG. 6, the shape of the multi-stage finger member unit 13 can be curved in accordance with the bent shape of the grasped object O1.
[0024]
According to this robot hand 11, first, after the shape of the multi-stage finger member unit 13 is warped by the angle adjusting mechanism 14 in accordance with the shape of the gripping object O 1, the gripper object O 1 is approached, and each finger is moved for each stage. A gripping operation is performed by closing the member 3. At this time, after the angle adjusting mechanism 14 grips the gripping object O1, a load is applied in a direction in which each of the opening angles θ1 to θ3 is further expanded (or narrowed), so that each finger member 3 and the gripping object O1 are connected. Since the frictional force at each contact point can be increased, the object to be gripped O1 can be gripped more firmly.
[0025]
In the first embodiment and the second embodiment, the case where the number of stages of the finger members 3 is four has been described. However, the present invention is not limited to this, and the number of stages may be two to three or five or more.
Each finger member 3 is composed of three finger portions 3a, 3b, 3c, but is not limited to this, and may be one, two, or four or more.
[0026]
【The invention's effect】
According to the robot hand of the first aspect of the present invention, since the multi-stage finger member unit and the independent control mechanism are provided, the degree of closing of each finger member can be changed for each stage. It is possible to reliably grip the shape flexibly. In addition, by providing an angle adjustment mechanism, for example, even a gripping object having a curved shape can deform the multi-stage finger member unit to warp in accordance with the curved shape. Can be gripped. Therefore, it is possible to reliably grip the object to be gripped in a flexible manner.
[0027]
According to the robot hand according to claim 2, when a malfunction occurs, the operation is performed such that the finger member at the other stage holds the object to be grasped by keeping the finger member at that stage open. Can be prevented.
[0028]
According to the robot hand of the third aspect, when a malfunction occurs, the finger member at the other stage grips the object to be grasped by retracting the finger member at the other stage from the working range. It is possible to prevent the work from being hindered.
[0029]
According to the robot hand according to claim 4, when a malfunction occurs, the finger member at the other stage grips the object to be grasped by retracting the finger member at that stage out of the working range. It is possible to prevent the work from being hindered. Furthermore, since the auxiliary finger member performs a gripping operation on behalf of the failed finger member, it is possible to prevent a decrease in gripping ability.
[0031]
Further, according to the robot hand according to claim 5 , each contact location between each finger member and the object to be grasped by applying a load by expanding and contracting the fluid pressure cylinder in a direction to further change the opening angle after grasping. Since the frictional force can be increased, the object to be gripped can be gripped more firmly.
[0032]
According to the robot hand of the sixth aspect , it is possible to grip the object to be gripped at an appropriate timing by further including the gate sensor and the distance sensor. It is also possible to confirm whether or not each finger member has a failure.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment of a robot hand according to the present invention, and is a perspective view showing a state before gripping an object to be gripped.
FIG. 2 is a diagram showing the robot hand, and is a perspective view showing a state in which a gripping target is gripped.
FIG. 3 is a diagram showing a finger member of the robot hand, and is a plan view for explaining a process of gripping a gripping object.
FIGS. 4A and 4B are perspective views showing a principal part of a modification of the finger member of the robot hand, where FIG. 4A shows a state in which a failure of the finger member has been found, and FIG. 4B shows a state after restoration; .
FIG. 5 is a diagram showing a second embodiment of the robot hand of the present invention, and is a perspective view showing a state before gripping an object to be gripped.
FIG. 6 is a view showing the robot hand, and is a plan view showing a state where a grasped object is grasped.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,11 ... Robot hand 3 ... Finger member 3A ... Auxiliary finger member 4, 13 ... Multi-stage finger member unit 5 ... Gate sensor 6 ... Distance sensor 14 ... Angle adjustment mechanism O, O1 ... object to be grasped

Claims

把持対象物を把持する一対のフィンガ部材を分割基部に連結し、該分割基部を回動可能に連結して多段に重ねた多段フィンガ部材ユニットと、前記各段毎に前記各フィンガ部材の動作を制御する独立制御機構と、前記分割基部が隣り合う各段間の開き角度を可変とする角度調整機構とが備えられていることを特徴とするロボットハンド。A pair of finger members for gripping the object to be grasped are connected to the divided base, and the divided base is rotatably connected, and the multi-stage finger member unit is stacked in multiple stages, and the operation of each finger member for each of the stages. A robot hand , comprising: an independent control mechanism for controlling; and an angle adjustment mechanism for changing an opening angle between each adjacent stage of the divided base .

前請求項１に記載のロボットハンドにおいて、
前記独立制御機構は、前記各段のうちの何れかが、動作不良を起こした場合に、その段の各フィンガ部材を開いたままの状態に保持することを特徴とするロボットハンド。In the robot hand according to claim 1,
The robot hand according to claim 1, wherein the independent control mechanism holds each finger member of the stage in an open state when any of the stages has malfunctioned.

請求項１に記載のロボットハンドにおいて、
前記独立制御機構は、前記各段のうちの何れかが、動作不良を起こした場合に、その段の各フィンガ部材を作業範囲外に退避させることを特徴とするロボットハンド。The robot hand according to claim 1, wherein
The robot hand according to claim 1, wherein the independent control mechanism retracts each finger member of the stage out of a working range when any of the stages has malfunctioned.

請求項３に記載のロボットハンドにおいて、
前記各段には、そのフィンガ部材が配された前面とは反対側の裏面側に、一対の補助フィンガ部材が備えられており、
前記独立制御機構は、前記各段のうちの何れかが、動作不良を起こした場合に、その段の各フィンガ部材を作業範囲外に退避させるとともに、前記補助フィンガ部材を作業範囲内に移動させることを特徴とするロボットハンド。The robot hand according to claim 3, wherein
Each of the steps is provided with a pair of auxiliary finger members on the back side opposite to the front side on which the finger members are arranged,
The independent control mechanism retracts each finger member of the stage out of the working range and moves the auxiliary finger member into the working range when any of the stages malfunctions. Robot hand characterized by that.

請求項１に記載のロボットハンドにおいて、
前記角度調整機構は前記分割基部間を連結する流体圧シリンダとされ、前記把持対象物を把持した後、前記流体圧シリンダが前記開き角度をさらに変える方向に伸縮動作して負荷を加えることを特徴とするロボットハンド。The robot hand according to claim 1 , wherein
The angle adjusting mechanism is a fluid pressure cylinder that connects between the divided bases, and after gripping the object to be gripped, the fluid pressure cylinder extends and contracts in a direction to further change the opening angle and applies a load. A robot hand.

請求項１から請求項５の何れか１項に記載のロボットハンドにおいて、
前記各一対のフィンガ部材間に前記把持対象物が入り込んだことを検知するゲートセンサと、前記把持対象物との間の距離を計測する距離センサとがさらに備えられていることを特徴とするロボットハンド。The robot hand according to any one of claims 1 to 5 ,
A robot further comprising: a gate sensor that detects that the grasped object has entered between the pair of finger members; and a distance sensor that measures a distance between the grasped object. hand.