JP6682074B2

JP6682074B2 - 把持装置

Info

Publication number: JP6682074B2
Application number: JP2015221976A
Authority: JP
Inventors: 哲也毛利; 晴久川▲崎▼; 中村　一也; 一也中村; 保幸小林; 森　賢一; 賢一森
Original assignee: Gifu University; Adamant Namiki Precision Jewel Co Ltd
Current assignee: Gifu University; Adamant Namiki Precision Jewel Co Ltd
Priority date: 2015-11-12
Filing date: 2015-11-12
Publication date: 2020-04-15
Anticipated expiration: 2035-11-12
Also published as: WO2017082101A1; JP2017087367A

Description

本発明は、把持対象物を挟むようにして把持する把持装置に関するものである。

従来、この種の発明には、例えば特許文献１に記載されるもののように、複数の指体を備えたロボットハンドがある。このロボットハンドは、各指体を構成する複数のリンクや、隣接するリンク間のギアや減速機、モータ等を備え、前記モータの駆動によって各指体を曲げたり伸ばしたりするようにしている。

特開２００７−１５２５２８号公報

ところで、前記従来技術によれば、複数の指体によって把持対象物を把持した場合、その把持状態を維持するには、前記モータへの電力供給を継続する必要がある。
そこで、従来構造の把持装置に対し、ブレーキ等の係止手段や、無通電位置保持機構などを具備して、無通電状態でも把持力を維持することが考えられる。
しかしながら、このような把持装置では、電力供給を遮断した後は、把持装置自体の弾性により把持対象物を把持しなければならず、十分な把持力を得るためには工夫を要する。

このような課題に鑑みて、本発明は、以下の構成を具備するものである。
複数の把持ユニットの間を開閉させて、これら把持ユニット間で把持対象物を把持したり解放したりする把持装置において、前記複数の把持ユニットのうちの少なくとも一つには、駆動源側から入力部に加わる駆動力を出力部に伝達可能であって且つ出力側から前記出力部に力が加わった際には前記出力部をロックする一方向動力伝達機構と、前記入力部に駆動力を付与する駆動源と、前記出力部の駆動力により受け部材を前記開閉の方向へ移動する動作部と、把持対象物に押圧されるように前記動作部における前記受け部材の閉方向側の部分に設けられた弾性体と、が具備され、前記把持ユニットのバックラッシュによる変位量と、予め設定された押圧力が前記弾性体よりも駆動源側に加わった際に生じる前記把持ユニットの弾性変形の量とを加えた変化量よりも大きく前記弾性体が弾性変形するように、前記弾性体の弾性率を設定し、（把持対象物を把持したときの前記弾性体の弾性変形量−振動による前記受け部材の位置変動）／前記弾性体の弾性率＞把持対象物の把持に必要な把持力という条件と、前記把持力×前記弾性体の弾性率＞前記動作部の移動分解能という条件との二つの条件を満たすようにしたことを特徴とする把持装置。
また、本発明の他例としては、以下の構成を具備する。
複数の把持ユニットの間を開閉させて、これら把持ユニット間で把持対象物を把持したり解放したりする把持装置において、前記複数の把持ユニットのうちの少なくとも一つには、駆動源側から入力部に加わる駆動力を出力部に伝達可能であって且つ出力側から前記出力部に力が加わった際には前記出力部をロックする一方向動力伝達機構と、前記入力部に駆動力を付与する駆動源と、前記出力部の駆動力により前記開閉の方向へ移動する動作部と、把持対象物に押圧されるように前記動作部の閉方向側の部分に設けられた弾性体と、が具備され、前記一方向動力伝達機構は、円柱状空間を有する収納室と、前記収納室に同軸状に回転するように収納された前記出力部と、前記出力部に対し同軸状に回転するように係合した前記入力部と、前記収納室の内周面と出力部の外周面との間に設けられた係合子と、前記係合子を周方向の一方側へ付勢する付勢部材とを備え、前記出力部の外周面に、前記一方側へ向かって前記収納室の内周面との間を徐々に狭めるカム面を形成し、前記入力部が前記一方側に対する他方側に回転した際に、前記入力部を前記係合子に当接した後に、同入力部を前記出力部に当接して前記出力部を押動するように構成され、さらに、前記一方向動力伝達機構の出力側には、雄ネジ状部材の回転により該雄ネジ状部材に螺合する雌ネジ状部材を軸方向へ進退させる他の動力伝達機構が設けられ、前記一方向動力伝達機構の前記出力部と前記他の動力伝達機構の前記雄ネジ状部材とを中心軸が平行になるように並設し、前記出力部の回転力を歯車により前記雄ネジ状部材に伝達し、前記雄ネジ状部材の回転に伴う前記雌ネジ状部材の進退により前記動作部を前記開閉の方向へ移動するようにしたことを特徴とする把持装置。

本発明は、以上説明したように構成されているので、駆動力が遮断された後であっても把持力を十分に維持することができる。

本発明に係る把持装置の一例を示す構造図である。一方向動力伝達機構及び調速機構等の一例を示す断面図である。図２における(III)-(III)線に沿う断面図である。図２における(IV)-(IV)線に沿う断面図である。一方向動力伝達機構の動作説明図である。

本実施の形態の特徴の一つは、複数の把持ユニットの間を開閉させて、これら把持ユニット間で把持対象物を把持したり解放したりする把持装置において、前記複数の把持ユニットのうちの少なくとも一つには、駆動源側から入力部に加わる駆動力を出力部に伝達可能であって且つ出力側から前記出力部に力が加わった際には前記出力部をロックする一方向動力伝達機構と、前記入力部に駆動力を付与する駆動源と、前記出力部の駆動力により前記開閉の方向へ移動する動作部と、把持対象物に押圧されるように前記動作部の閉方向側の部分に設けられた弾性体と、が具備されている。
ここで、前記「複数の把持ユニット」には、これら複数の把持ユニットの全部がそれぞれ動作して、これら把持ユニット間が開閉するようにした態様や、これら複数の把持ユニットのうちの一部の把持ユニットのみが動作するとともに他の把持ユニットが不動に固定され、前記一部の把持ユニットと前記他の把持ユニットとの間が開閉するようにした態様等を含む。
また、前記「一方向動力伝達機構」には、回転運動により一方向へ駆動力を伝達する態様や、直線運動により一方向へ駆動力を伝達する態様、回転運動と直線運動の双方により駆動力を一方向へ伝達する態様等を含む。
前記構成によれば、前記駆動源の駆動力により前記把持ユニットを閉鎖動作させ、複数の把持ユニット間に把持対象物を把持した際、弾性体が把持ユニットの動作部と把持対象部との間に押圧されて弾性変形する。この後、前記駆動源の駆動力が遮断した場合には、一方向動力伝達機構により逆方向の動作が阻止され、前記弾性体の復元力により把持対象物を把持した状態が維持される。

他の特徴として、より効果的に弾性力を得るために、前記弾性体は、前記把持ユニットのバックラッシュによる変位量よりも大きく弾性変形するように形成されている。

他の特徴として、より効果的に弾性力を得るために、前記弾性体は、予め設定された押圧力が前記弾性体よりも駆動源側に加わった際に生じる前記把持ユニットの弾性変形の量よりも大きく弾性変形するように形成されている。

他の特徴として、前記一方向動力伝達機構は、円柱状空間を有する収納室と、前記収納室に同軸状に回転するように収納された前記出力部と、前記出力部に対し同軸状に回転するように係合した前記入力部と、前記収納室の内周面と出力部の外周面との間に設けられた係合子と、前記係合子を周方向の一方側へ付勢する付勢部材とを備え、前記出力部の外周面に、前記一方側へ向かって前記収納室の内周面との間を徐々に狭めるカム面を形成し、前記入力部が前記一方側に対する他方側に回転した際に、前記入力部を前記係合子に当接した後に、同入力部を前記出力部に当接して前記出力部を押動するように構成されている（図３及び図５参照）。

＜具体的実施態様＞
次に、上記特徴を有する具体的な実施態様について、図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明に係る把持装置の一例を示す構造図である。
この把持装置Ａは、ベース部材１と、該ベース部材１に支持された複数（図示例によれば二つ）の把持ユニット２とを備え、複数の把持ユニット２の間を開閉させて、これら把持ユニット２の間で把持対象物Ｂを把持したり解放したりする。

ベース部材１は、その一端側と他端側に、それぞれ、後述する把持ユニット２の基端側の部分を有する。
このベース部材１は、例えば、筒状の中空部材や、枠状部材、長尺板状の部材、その他の構造の部材とすることが可能である。

各把持ユニット２は、該把持ユニット２の先端側で開閉方向へ移動する第１の動作部１０と、第１の動作部１０の閉方向側の部分に設けられた弾性体２０と、第１の動作部１０の基端側を回転可能に支持するとともにベース部材１に対し回動するように支持された第２の動作部３０と、第１の動作部１０を動作させるための駆動源４２を有する第１の駆動源ユニット４０と、第１の駆動ユニット４０の駆動力を第１の動作部１０に伝達する第１の動力伝達機構５０と、第２の動作部３０を動作させるための駆動源６２を有する第２の駆動源ユニット６０と、第２の駆動源ユニット６０の駆動力を第２の動作部３０に伝達する第２の動力伝達機構７０とを具備している。

第１の動作部１０は、長尺状の一片部１１ａと該一片部１１ａに対し略へ字状に曲がって接続された短尺状の他片部１１ｂとからなる可動アーム１１と、前記一片部１１ａに略平行に設けられたパラレルリンク１２と、これら可動アーム１１及びパラレルリンク１２の先端側に設けられた受け部材１３とを具備している。
可動アーム１１における基端側は、一片部１１ａと他片部１１ｂの交差する部分が、第２の動作部３０の先端側に回転自在に支持され、他片部１１ｂの先端側が、後述する第１の動力伝達機構５０の先端側に回転自在に支持されている。
また、パラレルリンク１２の基端側は、第２の動作部３０の先端側に回転自在に支持されている。

受け部材１３は、弾性体２０を受ける面を平坦面状に形成するとともに、その逆側の部分が、一片部１１ａの先端部に回転自在に支持され、さらに、パラレルリンク１２の先端部にも回転自在に支持されている。
この受け部材１３、可動アーム１１及びパラレルリンク１２は、いわゆる平行クランク機構を構成しており、可動アーム１１およびパラレルリンク１２を第２の動作部３０に対し回動させて、弾性体２０を移動させた際に、その移動の前後の弾性体２０の受け面が平行になるようにしている。

また、弾性体２０は、受け部材１３の前記受け面に固定された平坦状の部材である。この弾性体２０は、例えば、ニトリルゴムや、シリコン樹脂、ウレタン樹脂等、適宜な弾性を有し、且つ把持対象物Ｂを滑らせないように適宜な摩擦係数の材料が選定される。
この弾性体２０は、把持ユニット２全体のバックラッシュによる変位量と、予め設定された一定の押圧力が弾性体２０よりも駆動源側に加わった際に生じる把持ユニット２全体の弾性変形の量と、を加えた変化量よりも大きい必要最小限の弾性変形をするように、弾性率が適宜に設定されている。
前記バックラッシュは、可動アーム１１やパラレルリンク１２の前後の接続箇所や、後述する第１の動力伝達機構５０の各接続箇所および歯車間等に生じる極僅かな隙間やがたつき等に起因するものである。
把持ユニット２の前記弾性変形の量とは、把持ユニット２を構成する各部材（前述した可動アーム１１やパラレルリンク１２等を含む）の全体の弾性変形の量である。前記各部材は、主に金属材料であるが、弾性的な撓みを含む若干の弾性変形をする。
また、前記「予め設定された一定の押圧力」とは、弾性体２０を外した状態で左右の受け部材１３間に把持対象物Ｂを把持した場合に、把持対象物Ｂが容易に滑り落ちることのない必要最小限の押圧力であり、予め実験または計算によって求められた一定の押圧力である。この押圧力は、予定される把持対象物Ｂの重量や形状、被把持部位の摩擦係数等に応じて、異なる値になる。

仮に第１の動作部１０（例えば、ロボットの指）の移動分解能を０．１ｍｍとし、弾性体２０を省いた把持ユニット２を用いて、把持対象物Ｂを１０Ｎの把持力で把持した際の把持ユニット２全体の弾性変形量が０．０１ｍｍである場合には、把持力（指先力）を調整するために逆方向へ指を移動すると、把持対象物Ｂは落下する。
しかしながら、受け部材１３に弾性体２０を取り付け、前記把持力（１０Ｎ）を受けた場合に弾性変形量が１ｍｍとなるように弾性体２０を設計しておけば、把持力を１０％刻みで調整可能となり、把持対象物Ｂの落下も防ぐことができる。
なお、把持装置（図示例によれば、把持装置Ａ）が安定的に把持対象物を把持するためには、（把持対象物を把持したときの弾性体２０の弾性変形量 - 振動による受け部材の位置変動）／弾性体２０の弾性率＞把持対象物Ｂの把持に必要な力、把持力 × 弾性体２０の弾性率＞第１の動作部１０（例えば、ロボットの指）の移動分解能の２つの条件を満たす必要がある。
また、把持力の調整可能分解能は、把持力×弾性体２０の弾性率／動作部（図示例によれば、第１の動作部１０）の移動分解能で計算できる。把持対象物Ｂを落下させずに把持力を調整可能とするためには、把持力の調整可能分解能を１未満にする必要があるが、弾性体２０の弾性率を適切に設定することにより、安定的に把持対象物Ｂを把持し続けるとともに、把持力の調整可能分解能を調整することが可能となる。
また、当該把持装置Ａでは、把持ユニット２全体の弾性変形量に加えバックラッシュも考慮して、上述したように弾性体２０の弾性率を設定している。

また、第２の動作部３０は、先端側に第１の動作部１０の基端側を支持する長尺状の支持片部３１と、該支持片部３１の基端側に一体状に接続されるとともに略Ｌ字状に曲げられた形状の基片部３２とを具備している。

支持片部３１は、その先端側に、パラレルリンク１２の基端側を回転自在に支持し、さらに先端側には、可動アーム１１における一片部１１ａと他片部１１ｂが交差する部分を回転自在に支持している。
そして、この支持片部３１には、後述する第１の駆動源ユニット４０及び第１の動力伝達機構５０等が支持されている。

基片部３２は、支持片部３１の基端側に接続された一片部３２ａと、後述する第２の動力伝達機構７０に接続された他片部３２ｂとなる略Ｌ字状に形成され、これら一片部３２ａと他片部３２ｂの交差部分が、ベース部材１に対し支持ブラケット１ａ等を介して回転自在に支持されている。

また、第１の駆動源ユニット４０は、円筒状のケース４１内に、回転駆動力を発生する駆動源４２と、該駆動源４２の回転力を調整して伝達する調速機構４３と、駆動源側から入力部４４ａに加わる駆動力を出力部４４ｂに伝達可能であって且つ出力側（具体的には第１の動力伝達機構５０側）から出力部４４ｂに力が加わった際には出力部４４ｂをロックする一方向動力伝達機構４４とを具備している（図１及び図２参照）。

駆動源４２は、出力軸４２ａを前方へ突出させた電動の回転式モータである。この駆動源４２の具体例としては、回転角を制御するようにしたステッピングモータや、ＤＣブラシレスモータ等が挙げられる。

調速機構４３は、入力部４４ａの中心軸周りに複数配設され各々が自転する複数の第１の遊星歯車４３ａと、これら第１の遊星歯車４３ａに対し中央側から噛み合う太陽歯車４３ｂと、該太陽歯車４３ｂの軸方向の後端側に固定された支持回転体４３ｃと、該支持回転体４３ｃの後端面において中心軸周りに複数配設されそれぞれが自転する第２の遊星歯車４３ｄ（連接遊星歯車）と、第１及び第２の遊星歯車４３ａ，４３ｄに噛み合うケース４１内周面の内歯車４１ｂとを具備して、遊星歯車機構を構成している（図２及び図４参照）。
そして、この調速機構４３は、駆動源４２の出力軸４２ａから支持回転体４３ｃに伝達される回転力を、予め設定された適宜な比率で減速し、一方向動力伝達機構４４の入力部４４ａに伝達する。

一方向動力伝達機構４４は、図２、図３および図５に示すように、ケース４１の軸方向前端側の収納室４１ａ内に、該収納室４１ａと同軸状に回転するように設けられた円形状の出力部４４ｂと、出力部４４ｂに対し同軸状に係合した円形状の入力部４４ａと、ケース４１内周面と入力部４４ａの外周面との間に位置する一対の係合子４４ｃ，４４ｄと、一方の係合子４４ｃを周方向の一方側（図３によれば時計方向側）へ付勢するとともに他方の係合子４４ｄを周方向の他方側（図３によれば反時計方向側）へ付勢する付勢部材４４ｇ（図示例によれば略Ｙ字状の板バネ）とを具備してなる。
そして、この一方向動力伝達機構４４は、調速機構４３から、入力部４４ａに回転力を受けた際に、この回転力を出力部４４ｂに伝達して出力部４４ｂを回転させ、また、出力部４４ｂに対し出力側（後述する第１の動力伝達機構５０側）から回転力が加わった際には、該出力部４４ｂを回転不能にロックする。

詳細に説明すれば、入力部４４ａが、例えば、図５に示すように、反時計方向へ回転した場合には、入力部４４ａのブロック状の押圧伝達部４４ａ１が、先ず一方の係合子４４ｃに当接することで、該係合子４４ｃと出力部４４ｂ外周側の傾斜状のカム面４４ｅとの摩擦、および該係合子４４ｃとケース４１内周面との摩擦が小さくなり、その後で、押圧伝達部４４ａ１が出力部４４ｂ外周側の凹部４４ｂ２内の側面に当接して出力部４４ｂを押動するため、出力部４４ｂが反時計方向へスムーズに回転する。
また、入力部４４ａに時計方向の回転力が加わった場合には、図示を省略するが、前述したのと逆方向への移動、当接、押動等によって、出力部４４ｂが時計方向へスムーズに回転する。

また、出力部４４ｂに、その出力側（第１の動力伝達機構５０側）から、例えば時計方向の回転力が加わった場合には、時計方向へ回転しようとする出力部４４ｂの他方のカム面４４ｆと収納室４１ａ内周面との間に、他方の係合子４４ｄが食い込むようにして強く押し付けられるため、出力部４４ｂの時計方向への回転が阻まれる。
同様にして、出力部４４ｂに、第１の動力伝達機構５０側から、例えば反時計方向の回転力が加わった場合には、反時計方向へ回転しようとする出力部４４ｂの一方のカム面４４ｅと収納室４１ａ内周面との間に、一方の係合子４４ｃが食い込むようにして強く押し付けられるため、出力部４４ｂの反時計方向への回転が阻まれる。

なお、この一方向動力伝達機構４４は、例えば、再公表特許ＷＯ２０１３／１３３１６２号公報に開示される発明を用いることが可能である。

また、第１の動力伝達機構５０は、第１の駆動源ユニット４０の回転力によって回転するように設けられた雄ネジ状部材５１、雄ネジ状部材５１に螺合する雌ネジ状部材５２、雌ネジ状部材５２の駆動力を可動アーム１１へ伝達する駆動リンク５３等を具備している。

雄ネジ状部材５１は、外周面に雄ネジ状の螺旋溝を有する軸状の部材であり、軸受５４及びブラケット等を介して第２の動作部３０に対し回転自在且つ軸方向へ移動しないように支持されている。
この雄ネジ状部材５１の後端側と、第１の駆動源ユニット４０の出力部４４ｂとの間には、出力部４４ｂの回転力を雄ネジ状部材５１へ伝達するように、複数の歯車５５が設けられている。

雌ネジ状部材５２は、内周面に雌ネジ状の螺旋溝を有するナット状の部材であり、雄ネジ状部材５１の先端側の外周部に螺合している。
この雌ネジ状部材５２は、雄ネジ状部材５１の一方向の回転により前進し、同雄ネジ状部材５１の他方向の回転により後退する。
これら雄ネジ状部材５１及び雌ネジ状部材５２は、周知のボールねじ機構又はすべりねじ機構によって構成することが可能である。なお、この機構は、雌ネジ状部材５２に加わる軸方向の力によって雄ネジ状部材５１が回転することのないように構成される。すなわち、この機構は、上記一方向動力伝達機構４４と同様の機能を有する。

駆動リンク５３は、一端側が雌ネジ状部材５２に対し回転自在に支持されるとともに、他端側を可動アーム１１の他片部１１ｂに対し回転自在に接続した直線状の部材である。

また、第２の駆動源ユニット６０は、第１の駆動源ユニット４０と同構成のケース６１、駆動源６２、調速機構６３、一方向動力伝達機構６４等によって構成され、ベース部材１の一端から一方向動力伝達機構６４の出力部を突出させるようにして、ベース部材１内に支持されている。

第２の動力伝達機構７０も、第１の動力伝達機構５０と同構成の雄ネジ状部材７１、雌ネジ状部材７２、駆動リンク７３、軸受７４および複数の歯車７５等から構成される。この第２の動力伝達機構７０は、第２の駆動源ユニット６０と略平行に並ぶようにベース部材１内に支持され、第２の駆動源ユニット６０の駆動力を第２の動作部３０に伝達するように、駆動リンク６３の先端側を、第２の動作部３０の他片部３２ｂに回転自在に接続している。

複数の把持ユニット２のうち、上述した把持ユニット２以外の把持ユニット２は、上記把持ユニット２と同構成である。図１に例示するように、複数の把持ユニット２は互いに線対称に配設される。
なお、複数の把持ユニット２の他例としては、非対称に配置した態様とすることも可能である。例えば、３つの把持ユニット２を角度１２０毎に配設した態様や、複数の把持ユニット２を人間の手指や腕等と同様に配設した態様等とすることも可能である。

次に、上記構成の把持装置Ａについて、その特徴的な作用効果を詳細に説明する。
当該把持装置Ａによって把持対象物Ｂを挟む際、二つの把持ユニット２について、それぞれ、駆動源４２（モータ）に電力が供給され、該駆動源４２が一方向へ回転する。
駆動源４２の回転力は調速機構４３によって調速され、一方向動力伝達機構４４を介して第１の動力伝達機構５０に伝達される。
第１の動力伝達機構５０は、雄ネジ状部材５１を回転させることで雌ネジ状部材５２を前進させ、この前進に伴って前進する駆動リンク５３が、可動アーム１１の他片部１１ｂを押し動かし、可動アーム１１が回動する。この際、受け部材１３により連結されたパラレルリンク１２も同時に回動することになる。

そして、この回動に伴い、一方の把持ユニット２の弾性体２０と、他方の把持ユニット２の弾性体２０とが、略平行状態のまま、これらの間の幅Ｗを狭め、左右の弾性体２０の間に把持対象物Ｂが把持（挟持）される。弾性体２０は、把持対象物Ｂに押圧されて弾性変形する。
駆動源４２は、図示しない制御装置によって動作が制御される。
この制御装置は、例えば、電源、モータドライバ、演算増幅器等を含む制御回路等により構成されている。この制御装置は、把持ユニット２が把持対象物Ｂを把持する際の押圧力を、図示しない検知手段により駆動源４２の負荷電流として検知する。
そして、前記制御装置は、通常の把持動作時においては、前記負荷電流値が予めプログラム設定している基準値を超えない範囲で、駆動源４２が駆動することによって、把持対象物Ｂを把持する動作を行う。また、前記負荷電流値が前記基準値を超えたときには、駆動源４２の供給電力を自動的に遮断する。
なお、前記検知手段は、駆動源４２の負荷電流を検知するものではなく、トルクセンサ、圧力センサ或いは力覚センサなどを用いて前記押圧力を測定するものとし、この測定値が、予め適宜に設定した基準値を超えた場合に、駆動源４２の供給電力を遮断するようにしてもよい。

前記電力遮断状態では、第１の動力伝達機構５０及び一方向動力伝達機構４４が逆方向の力を伝達せずに出力部４４ｂをロックするため、受け部材１３及び第１の動作部１０が逆方向へ動作するようなことがない。このため、弾性体２０が把持対象物Ｂに押圧されて弾性変形した状態が維持され、この結果、左右の弾性体２０の間に把持対象物Ｂが把持された状態が維持される。

そして、前記把持状態において、駆動源４２を逆回転させるように該駆動源４２に電力を供給すれば、駆動源４２の逆方向の回転力が一方向動力伝達機構４４及び第１の動力伝達機構５０を介して第１の動作部１０等に伝達されるため、第１の動作部１０が逆方向へ回動し、左右の弾性体２０の間から把持対象物Ｂが解放される。
なお、一方向動力伝達機構４４及び第１の動力伝達機構５０の作用により把持対象物Ｂを把持する際、把持力が目標値を超えてしまう場合がある。このような場合には、必要に応じて前記把持力を低減させるために、前記把持力を目標値に一致させるように駆動源４２を逆回転させ、第１の動作部１０を逆方向に回動させる。この時、仮に弾性体２０がない場合には把持対象物Bを把持する力が急激に減少し、把持対象物Ｂを落下させてしまう恐れがあるが、本実施態様の把持装置Ａでは、弾性体２０を含む上記構成によって、回動量に対する把持力の変化を前述の通り緩やかにすることができ、その結果として、把持対象物Ｂを落下させることなく把持力を維持することが可能である。

また、第２の駆動源ユニット６０の駆動源６２を動作させれば、第２の動作部３０を回動させることができ、この回動によって、弾性体２０の把持面の角度を変えたり、把持可能な最大幅を変化させたり等することができる。

よって、上記構成の把持装置Ａによれば、把持対象物Ｂを把持した後に、駆動力を遮断したとしても、弾性体２０の弾性（復元力）及び摩擦等によって、把持対象物Ｂに対する把持力を十分に保持することができる。この結果、把持対象物Ｂに対する把持状態を維持する際の消費電力を大幅に軽減することができる。
また、把持対象物Ｂを把持した際に、把持ユニット２のバックラッシュや固有の弾性変形量等を含む必要最小限の弾性変形となるように、弾性体２０の弾性率が設定されているため、高速に動作させた場合でも、把持の確実性が低下するようなことを防ぐことができる。

なお、上記実施態様によれば、駆動源４２，６２として電動の回転式モータを用いたが、この駆動源の他例としては、エアー式の回転式モータや直動機構、出力軸を振動によって回転させたり直動させたりする機構、電磁ソレノイドによって出力軸を直動させるようにした機構、これらの機構を適宜に組み合わせた機構等とすることが可能である。

また、上記実施態様によれば、調速機構４３として遊星歯車機構を用いたが、この調速機構の他例としては、複数の歯車を適宜に組み合わせた機構や、直動ねじ機構、ハーモニックドライブ（登録商標）を用いた機構、これらの機構を適宜に組み合わせた機構等とすることも可能である。

また、上記実施態様によれば、弾性体２０の復元力により第１の動作部１０が逆方向へ動作しないように、一方向動力伝達機構４４や第１の動力伝達機構５０のボールねじ機構又はすべりねじ機構等を設けたが、同様の機能を有する他例としては、ウォームギア機構を用いた態様や、これらの機構を適宜に組み合わせた態様等とすることも可能である。

また、上記実施態様によれば、特に好ましい具体例として、把持ユニット２のバックラッシュと固有の弾性変形量の合計の変化量を含むように弾性体２０の弾性率を設定したが、他例としては、バックラッシュのみを含むように前記弾性率を設定したり、前記弾性変形量のみを含むように前記弾性率を設定することも可能である。

また、上記実施態様によれば、第１の動作部１０、第１の駆動源ユニット４０および第１の動力伝達機構５０と、第２の動作部３０、第２の駆動源ユニット６０および第２の動力伝達機構７０との二つの動作部分を具備するようにしたが、他例としては、いずれか一方の動作部分を省いたり、上記同様の構成によって動作部分を三以上設けたりすることも可能である。

また、上記実施態様によれば、二つの把持ユニット２が何れも動作する態様としたが、他例としては、一方の把持ユニット２を不動に固定された一体の部材とし、該部材と、動作可能な他の把持ユニット２との間で、把持対象物Ｂを把持する構成とすることも可能である。

また、上記実施態様によれば、二つの把持ユニット２の間で把持対象物Ｂを把持するようにしたが、他例としては、三以上の把持ユニット２の間で把持対象物Ｂを把持する態様や、人間の手指状に構成された複数の把持ユニット２の間で把持対象物Ｂを把持する態様等とすることも可能である。

また、本発明は上述した実施態様に限定されず、本発明の要旨を変更しない範囲で適宜変更可能である。

１：ベース部材
２：把持ユニット
１０：第１の動作部
２０：弾性体
３０：第２の動作部
４０：第１の駆動源ユニット
４１：ケース
４１ａ：収納室
４２，６２：駆動源
４３，６３：調速機構
４４，６４：一方向動力伝達機構
４４ｃ，４４ｄ：係合子
４４ｅ，４４ｆ：カム面
４４ｇ：付勢部材
４４ａ：入力部
４４ｂ：出力部
６０：第２の駆動源ユニット
Ａ：把持装置
Ｂ：把持対象物

Claims

複数の把持ユニットの間を開閉させて、これら把持ユニット間で把持対象物を把持したり解放したりする把持装置において、
前記複数の把持ユニットのうちの少なくとも一つには、
駆動源側から入力部に加わる駆動力を出力部に伝達可能であって且つ出力側から前記出力部に力が加わった際には前記出力部をロックする一方向動力伝達機構と、
前記入力部に駆動力を付与する駆動源と、
前記出力部の駆動力により受け部材を前記開閉の方向へ移動する動作部と、
把持対象物に押圧されるように前記動作部における前記受け部材の閉方向側の部分に設けられた弾性体と、が具備され、
前記把持ユニットのバックラッシュによる変位量と、予め設定された押圧力が前記弾性体よりも駆動源側に加わった際に生じる前記把持ユニットの弾性変形の量とを加えた変化量よりも大きく前記弾性体が弾性変形するように、前記弾性体の弾性率を設定し、
（把持対象物を把持したときの前記弾性体の弾性変形量−振動による前記受け部材の位置変動）／前記弾性体の弾性率＞把持対象物の把持に必要な把持力という条件と、
前記把持力×前記弾性体の弾性率＞前記動作部の移動分解能という条件との二つの条件を満たすようにしたことを特徴とする把持装置。
複数の把持ユニットの間を開閉させて、これら把持ユニット間で把持対象物を把持したり解放したりする把持装置において、
前記複数の把持ユニットのうちの少なくとも一つには、
駆動源側から入力部に加わる駆動力を出力部に伝達可能であって且つ出力側から前記出力部に力が加わった際には前記出力部をロックする一方向動力伝達機構と、
前記入力部に駆動力を付与する駆動源と、
前記出力部の駆動力により前記開閉の方向へ移動する動作部と、
把持対象物に押圧されるように前記動作部の閉方向側の部分に設けられた弾性体と、が具備され、
前記一方向動力伝達機構は、円柱状空間を有する収納室と、前記収納室に同軸状に回転するように収納された前記出力部と、前記出力部に対し同軸状に回転するように係合した前記入力部と、前記収納室の内周面と出力部の外周面との間に設けられた係合子と、前記係合子を周方向の一方側へ付勢する付勢部材とを備え、前記出力部の外周面に、前記一方側へ向かって前記収納室の内周面との間を徐々に狭めるカム面を形成し、前記入力部が前記一方側に対する他方側に回転した際に、前記入力部を前記係合子に当接した後に、同入力部を前記出力部に当接して前記出力部を押動するように構成され、
さらに、前記一方向動力伝達機構の出力側には、雄ネジ状部材の回転により該雄ネジ状部材に螺合する雌ネジ状部材を軸方向へ進退させる他の動力伝達機構が設けられ、
前記一方向動力伝達機構の前記出力部と前記他の動力伝達機構の前記雄ネジ状部材とを中心軸が平行になるように並設し、前記出力部の回転力を歯車により前記雄ネジ状部材に伝達し、前記雄ネジ状部材の回転に伴う前記雌ネジ状部材の進退により前記動作部を前記開閉の方向へ移動するようにしたことを特徴とする把持装置。