JP7143178B2 - Finger structure for robot hand, robot hand and robot arm - Google Patents
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Description
この発明は、屈伸可能な指関節部を少なくとも一つ有する複数本の指本体を有し、この指本体によって対象物を把持可能なロボットハンド用指構造、ロボットハンド及びロボットアームに関するものである。 The present invention relates to a finger structure for a robot hand, a robot hand, and a robot arm, which have a plurality of finger bodies each having at least one bendable finger joint, and which are capable of gripping an object with the finger bodies.
複数体の指本体を有し、対象物が把持可能なロボットハンドは周知である（例えば特許文献１参照）。このようなロボットハンドにおいて、各々の指本体には、この指本体を例えば屈曲させて複数の指本体により対象物を把持させるためのアクチュエータやモータが設けられていることがある。そして、このアクチュエータ等が電動式の場合、このアクチュエータ等に駆動電力を供給する電源が必要となる。 A robot hand having a plurality of finger bodies and capable of gripping an object is well known (see Patent Document 1, for example). In such a robot hand, each finger body may be provided with an actuator or a motor for, for example, bending the finger body to grip an object with a plurality of finger bodies. If the actuator or the like is of an electric type, a power supply for supplying driving power to the actuator or the like is required.
ロボットハンドのアクチュエータ等に駆動電力を供給する電源は、ロボットハンドの軽量化を図る目的から、このロボットハンドとは別体の、ロボットハンドの制御装置と一体にまとめられて設けられることが多い。 A power source that supplies drive power to actuators of a robot hand, etc., is often integrated with a controller for the robot hand, separate from the robot hand, for the purpose of reducing the weight of the robot hand.
しかしながら、アクチュエータ等へ駆動電力を供給する電源がロボットハンドと別体に設けられ、かつ、一箇所にまとめられていると、各々のアクチュエータ等への駆動電力供給用の電線として長いものが必要となり、また電源からアクチュエータまでの間で外力によって電線が切断されることを避けるために、この電線として外力に駆動電力に耐えうるだけの太いものが必要となり、ロボットハンドの円滑な動作に支障を与える可能性があった。 However, if the power supply for supplying the driving power to the actuators and the like is provided separately from the robot hand and is gathered in one place, a long electric wire is required for supplying the driving power to each actuator and the like. In addition, in order to prevent the electric wire from being cut by the external force between the power supply and the actuator, the electric wire must be thick enough to withstand the external force and drive power, which hinders the smooth operation of the robot hand. It was possible.
また、アクチュエータ等の起動時には大電流となる突入電流が流れることがあり、上述した駆動電力供給用の電線もこの突入電流を考慮した大電流に耐える仕様のものであることが要求される。 In addition, when an actuator or the like is activated, a large inrush current may flow, and it is required that the electric wire for supplying driving power is designed to withstand the large current in consideration of the inrush current.
例えば、突入電流を考慮したモータ駆動回路として、モータを駆動する主電源部と充電可能な補助電源部とを有し、モータ始動時の突入電流による電流の増加分を補助電源部の放電で補うモータ駆動回路が提案されているが（特許文献２参照）、かかる技術であっても、アクチュエータ等へ駆動電力を供給するための主電源部からの電線は長くなり、外力の影響を受け易いために細線化することは困難である。 For example, as a motor drive circuit that considers inrush current, it has a main power supply unit that drives the motor and a rechargeable auxiliary power supply unit. A motor drive circuit has been proposed (see Patent Document 2). It is difficult to thin the line to
そこで、この発明は、電力供給源を分散配置することで、関節駆動装置を制御するための信号線の短線化と細線化を可能とするロボットハンド用指構造、ロボットハンド及びロボットアームを提供することを目的とするものである。 Accordingly, the present invention provides a finger structure for a robot hand, a robot hand, and a robot arm that enable shortening and thinning of signal lines for controlling a joint driving device by distributing power supply sources. It is intended to
この目的を達成するため、この発明は、屈伸可能な指関節部を少なくとも一つ有する複数本の指本体を有し、指本体によって対象物が把持可能なロボットハンド用指構造において、指関節部を駆動する関節駆動装置は、一個の関節駆動装置に対して関節駆動装置の電力供給用である少なくとも一個のリチウムイオン電池が接続され、リチウムイオン電池が対応する指関節部に隣接して配置されている。 In order to achieve this object, the present invention provides a finger structure for a robot hand, which has a plurality of finger bodies each having at least one bendable finger joint and is capable of gripping an object with the finger bodies. At least one lithium ion battery for powering the joint drive is connected to one joint drive, and the lithium ion battery is arranged adjacent to the corresponding finger joint. ing.
ここで、リチウムイオン電池を構成する正極活物質層が正極活物質粒子の非結着体であり、リチウムイオン電池を構成する負極活物質層が負極活物質粒子の非結着体であることが好ましい。 Here, the positive electrode active material layer constituting the lithium ion battery is a non-bound body of the positive electrode active material particles, and the negative electrode active material layer constituting the lithium ion battery is a non-bound body of the negative electrode active material particles. preferable.
また、リチウムイオン電池は指関節部の屈曲方向内側の指本体表面に配置されていることが好ましい。 Moreover, it is preferable that the lithium ion battery is arranged on the surface of the finger body inside the bending direction of the finger joint.
さらに、関節駆動装置の動作を制御する感圧センサを有し、感圧センサがリチウムイオン電池に接続されていることが好ましい。 Furthermore, it is preferable to have a pressure sensor for controlling the operation of the joint driving device, the pressure sensor being connected to the lithium ion battery.
さらに、この目的を達成するため、この発明は、上述の構成を有するロボットハンド用指構造を備えたロボットハンドを設け、そして、上述の構成を有するロボットハンドを備えたロボットアームを設けた。 Furthermore, in order to achieve this object, the present invention provides a robot hand having a finger structure for a robot hand having the above configuration, and a robot arm having the robot hand having the above configuration.
このような本発明のロボットハンド用指構造は、一個の関節駆動装置に対して少なくとも一個のリチウムイオン電池が接続され、リチウムイオン電池が対応する指関節部に隣接して配置されている。すなわち、電力供給源たるリチウムイオン電池は一箇所にまとめられることなく、関節駆動装置ごとに分散配置されている。従って、関節駆動装置とリチウムイオン電池とを接続する電力供給用の電線と、関節駆動装置制御用の信号線とを別系統化することができ、これにより、関節駆動装置を制御するための信号線の短線化と細線化とを図ることが可能となる。 In such a finger structure for a robot hand of the present invention, at least one lithium ion battery is connected to one joint driving device, and the lithium ion battery is arranged adjacent to the corresponding finger joint. That is, the lithium-ion batteries, which are power supply sources, are not put together in one place, but are distributed for each joint driving device. Therefore, the electric wire for power supply connecting the joint driving device and the lithium ion battery and the signal line for controlling the joint driving device can be separated from each other. It is possible to shorten and thin the wires.
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態であるロボットハンドについて説明する。 A robot hand according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
（第１実施形態）
図１は、本発明であるロボットハンド用指構造が適用された第１実施形態であるロボットハンドの概略構成を示す一部破断斜視図である。図１において、本実施形態のロボットハンドＡは、基部１の先端に複数（図示例では５本）の指本体２が設けられ、これら指本体２が、指本体２により囲まれる空間の内方に向けて詳細構成を後述するアクチュエータ（関節駆動装置）３により屈伸自在に構成されることで、対象物Ｗが把持可能とされている。
(First embodiment)
FIG. 1 is a partially broken perspective view showing a schematic configuration of a robot hand according to a first embodiment to which a finger structure for a robot hand according to the present invention is applied. In FIG. 1, a robot hand A of this embodiment has a plurality of (five in the illustrated example)
指本体２は、図１及び図２に示すように、概略板状に形成された複数の骨部材４を有し、それぞれの骨部材４の基部１側の端部には、骨部材４の長手方向に直交する回転軸を備え、隣り合う骨部材４、または骨部材４と基部１とを連結する指関節部５が形成されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
そして、アクチュエータ３は、指関節部５により連結されている一対の骨部材４または骨部材４と基部１とを跨ぐように設けられ、一方の骨部材４を他方の骨部材４または基部１に対して指関節部５の回転軸に沿って相対的に回動自在にしている。これにより、指関節部５が屈伸自在に構成されている。
The
本実施形態のロボットハンドＡに用いられる関節駆動装置であるアクチュエータの詳細について、図５及び図６を参照して説明する。図５は、本発明の第１実施形態であるロボットハンドに用いられるアクチュエータの概略構成を示す斜視図、図６は第１実施形態におけるアクチュエータを示す一部破断斜視図である。 Details of the actuator, which is a joint driving device used in the robot hand A of the present embodiment, will be described with reference to FIGS. 5 and 6. FIG. FIG. 5 is a perspective view showing a schematic configuration of an actuator used in the robot hand that is the first embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a partially broken perspective view showing the actuator in the first embodiment.
本実施形態のアクチュエータ３は、一方の骨部材４の一面、より正確には対象物Ｗが把持される側と反対側の面（図５及び図６において上面）に設けられたギアボックス６と、このギア比を駆動するモータ７と、他方の骨部材４の図５及び図６において上面に設けられたナット部８と、これらギアボックス６とナット部８との間に架け渡された一対のコイル状スプリング９ａ、９ｂとを有する。
The
図６に示すように、ギアボックス６の内部には、互いに噛合する一対の平歯車１０ａ、１０ｂが設けられており、一方の平歯車１０ａの中心部にはモータ７の回転駆動軸（図略）が嵌め込まれている一方、他方の平歯車１０ｂは図略の回転軸に軸支されている。これにより、モータ７の回転駆動力が平歯車１０ａ、１０ｂに伝達され、これら平歯車１０ａ、１０ｂが互いに逆方向に回転駆動される。
As shown in FIG. 6, inside the
一対のコイル状スプリング９ａ、９ｂは、その巻き方向が互いに逆方向にされている。これらコイル状スプリング９ａ、９ｂの一端は、平歯車１０ａ、１０ｂから突設された固定部１１ａ、１１ｂに巻回されて固定され、他端部はナット部８に設けられた一対の貫通孔８ａ、８ｂに挿通されている。また、ナット部８には、これら貫通孔８ａ、８ｂの内面から内方に突出する突起部８ｃがそれぞれの貫通孔８ａ、８ｂに一対（図６では１つの突起部８ｃのみ図示している）形成され、この突起部８ｃはコイル状スプリング９ａを構成する線状部材の間に嵌合されている。
The pair of coiled
以上の構成により、モータ７を回転駆動すると平歯車１０ａ、１０ｂを介してコイル状スプリング９ａ、９ｂが逆方向に回転駆動され、そして、このコイル状スプリング９ａ、９ｂの回転によりギアボックス６とナット部８との間の距離が離隔または近接させられる。これにより、指関節部５を中心として一方の骨部材４が他方の骨部材４または基部１に対して回動自在とされ、よって、指関節部５が屈伸自在とされる。
With the above configuration, when the
図１及び図２に戻って、本実施形態のロボットハンドＡの骨部材４の他方の面、より正確には、指関節部５に隣接した位置であって、その屈曲方向の内側の指本体２の表面であり対象物Ｗが把持される側の面（図２において下面）には、指関節部５を駆動するアクチュエータ３への電力供給用としての略平板状のリチウムイオン電池Ｌが設けられている。
1 and 2, the other surface of the
本実施形態のロボットハンドＡに用いられるリチウムイオン電池Ｌの詳細について、図３及び図４を参照して説明する。図３は第１実施形態のロボットハンドに用いられるリチウムイオン電池Ｌを示す断面図、図４は第１実施形態のリチウムイオン電池Ｌを示す斜視図である。 Details of the lithium ion battery L used in the robot hand A of the present embodiment will be described with reference to FIGS. 3 and 4. FIG. FIG. 3 is a sectional view showing the lithium ion battery L used in the robot hand of the first embodiment, and FIG. 4 is a perspective view showing the lithium ion battery L of the first embodiment.
これら図において、本実施形態のリチウムイオン電池Ｌは、リチウムイオン電池Ｌの外殻をなす、可撓性を有する容器３０内に外形略平板状の単電池２１が直列に複数積層された積層型電池モジュール３１が収納されて構成されている。
In these figures, the lithium ion battery L of this embodiment is a laminated type in which a plurality of
単電池２１は、図３に詳細を示すように、略平板状の樹脂集電体である正極集電体２７の表面に正極電極活物質と電解液とを含む略平板状の正極活物質層２５が形成された正極２２と、同様に略平板状の樹脂集電体である負極集電体２８の表面に負極電極活物質と電解液とを含む略平板状の負極活物質層２６が形成された負極２３とが、同様に略平板状のセパレータ２４を介して積層されて構成され、全体として略平板状に形成されている。これにより、対向する正極集電体２７及び負極集電体２８を図中上面及び下面にそれぞれ有する単電池２１が構成される。
As shown in detail in FIG. 3, the
正極活物質層２５及び負極活物質層２６は、正極活物質又は負極活物質粒子と電解液とを含む正極電極組成物及び負極電極組成物からなり、正極活物質層２５及び負極活物質層２６は、それぞれ正極活物質又は負極活物質粒子の非結着体であることが好ましい。なお、非結着体とは正極活物質粒子同士及び負極活物質粒子同士が正極活物質層２５及び負極活物質層２６中で不可逆的に接着固定化されていないことを意味する。そして非結着体である正極活物質層２５及び負極活物質層２６は、スラリー状、ゲル状物質又は粉体に近い状態になることもある。
The positive electrode
図３に最もよく示されるように、正極集電体２７及び負極集電体２８は、単電池２１の端部に形成されたシール部材２９により所定間隔をもって対向するように位置決めされている。また、セパレータ２４の端部がこのシール部材２９内に埋め込まれることで、このセパレータ２４が支持されるとともに、セパレータ２４と正極集電体２７及び負極集電体２８との位置関係が定められている。
As best shown in FIG. 3, the positive electrode
正極集電体２７とセパレータ２４との間の間隔、及び、負極集電体２８とセパレータ２４との間の間隔はリチウムイオン電池Ｌの容量に応じて調整され、これら正極集電体２７、負極集電体２８及びセパレータ２４の位置関係は必要な間隔が得られるように定められている。
The distance between the positive electrode
図３に示す単電池２１は、隣り合う単電池２１の正極集電体２７の上面と負極集電体２８の下面とが隣接するように直列に積層されて積層型電池モジュール３１が形成され、そして、この積層型電池モジュール３１が容器３０に減圧封止されて収納されて、図３及び図４に示す本実施形態のリチウムイオン電池Ｌが構成されている。
The
本実施形態のリチウムイオン電池Ｌを構成する容器３０は、図３に詳細を示すように、上容器３０ａ及び下容器３０ｂに分割されて構成されている。上容器３０ａ及び下容器３０ｂは略同一の形状に形成されており、上面が開口した上容器本体３０ｃ及び下容器本体３０ｄと、これら上容器本体３０ｃ及び下容器本体３０ｄの図１において左右の端部から側方に突出する一対の上容器縁部３０ｅ及び下容器縁部３０ｆとを備える。
As shown in detail in FIG. 3, the
そして、上容器３０ａ及び下容器３０ｂが相対向して配置されることで形成される内部空間に積層型電池モジュール３１が収納され、この内部空間が減圧された状態で、上容器縁部３０ｅ及び下容器縁部３０ｆが図略のシール部材により封止されることで、本実施形態のリチウムイオン電池Ｌが構成される。
Then, the stacked
ここで、図４に示すように、上容器３０ａ及び下容器３０ｂと積層型電池モジュール３１との間には電極端子３３、３４がそれぞれ介在されており、この電極端子３３、３４の一部３３ａ、３４ａは上容器縁部３０ｅ及び下容器縁部３０ｆを通ってリチウムイオン電池Ｌの外方にまで延出している。
Here, as shown in FIG. 4,
そして、電極端子３３、３４とアクチュエータ駆動制御部４０との間、及びアクチュエータ駆動制御部４０とアクチュエータ３との間は、図７に示すように、それぞれ電力供給用の電線４１を介して電気的に接続されている。ここで、アクチュエータ駆動制御部４０は、図１～図２では図示を省略しているが、例えばアクチュエータ３のモータ７の近傍に設けられ、個々のアクチュエータ３の駆動量、ひいては指本体２の屈曲量を制御する。また、アクチュエータ駆動制御部４０には、図略のロボットハンド制御部からの制御信号が供給される信号線４２が接続されている。
Between the
さらに、図１及び図２に示すように、リチウムイオン電池Ｌの対象物Ｗに接触する面（図２では下面）には、ゴムや柔軟性を有する高分子からなる把持用シート１２が貼り付けられている。特に、指本体２の先端側に位置するリチウムイオン電池Ｌには、図２においてその下面及び左側面（指本体２の先端部）を覆うように把持用シート１２が貼り付けられていることが好ましい。
Further, as shown in FIGS. 1 and 2, a gripping
正極活物質層２５に含まれる正極活物質粒子としては、公知のリチウムイオン電池に用いられる正極活物質を使用でき、リチウムと遷移金属との複合酸化物（例えばＬｉＣｏＯ２、ＬｉＮｉＯ２、ＬｉＭｎＯ２及びＬｉＭｎ２Ｏ４）、遷移金属酸化物（例えばＭｎＯ２及びＶ２Ｏ５）、遷移金属硫化物（例えばＭｏＳ２及びＴｉＳ２）及び導電性高分子（例えばポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアセチレン、ポリ－ｐ－フェニレン及びポリカルバゾール）等が挙げられる。
As the positive electrode active material particles contained in the positive electrode
また、負極活物質層２６に含まれる負極活物質粒子としては、公知のリチウムイオン電池に用いられる負極活物質を使用でき、黒鉛、難黒鉛化性炭素、アモルファス炭素、高分子化合物焼成体（例えばフェノール樹脂及びフラン樹脂等を焼成し炭素化したもの等）、コークス類（例えばピッチコークス、ニードルコークス及び石油コークス等）、炭素繊維、導電性高分子（例えばポリアセチレン及びポリキノリン等）、スズ、シリコン、及び金属合金（例えばリチウム－スズ合金、リチウム－シリコン合金、リチウム－アルミニウム合金及びリチウム－アルミニウム－マンガン合金等）、リチウムと遷移金属との複合酸化物（例えばＬｉ４Ｔｉ５Ｏ１２等）等が挙げられる。
In addition, as the negative electrode active material particles contained in the negative electrode
本発明のリチウムイオン電池においては、正極活物質粒子又は負極活物質粒子が、その表面の少なくとも一部に被覆用樹脂組成物を含む被覆層を有する被覆正極活物質粒子又は被覆負極活物質粒子を用いることができる。被覆層を有する正極活物質粒子を被覆正極活物質粒子ともいい、被覆層を有する負極活物質粒子を被覆負極活物質粒子ともいい、これらを被覆電極活物質ともいう。 In the lithium ion battery of the present invention, the positive electrode active material particles or the negative electrode active material particles are coated positive electrode active material particles or coated negative electrode active material particles having a coating layer containing a coating resin composition on at least part of the surface thereof. can be used. A positive electrode active material particle having a coating layer is also called a coated positive electrode active material particle, and a negative electrode active material particle having a coating layer is also called a coated negative electrode active material particle, and these are also called a coated electrode active material.
活物質粒子の表面が被覆層を有すると、充放電時に生じる電極の体積変化が緩和され、電極の膨脹を抑制することができる。 When the surface of the active material particles has a coating layer, the volume change of the electrode that occurs during charging and discharging can be mitigated, and expansion of the electrode can be suppressed.
また、電解液を含んだ被覆層が粘着性を示すため、非結着体の成形が容易となる。 In addition, since the coating layer containing the electrolytic solution exhibits adhesiveness, molding of the non-bonded body is facilitated.
被覆層としては、特開２０１７－０５４７０３号公報に非水系二次電池活物質被覆用樹脂として記載されたもの等を好適に用いることができ、被覆電極活物質粒子は、特開２０１７－０５４７０３号公報等に記載された公知の方法で電極活物質粒子の周囲を被覆用樹脂組成物により被覆することができる。
例えば、被覆用樹脂及び必要により用いる下記の導電助剤を含む被覆用樹脂組成物と電極活物質粒子を混合することによって製造することができる。被覆用樹脂組成物が導電助剤を含む場合には、例えば、被覆用樹脂及び導電助剤と、電極活物質粒子を混合することによって製造してもよく、被覆用樹脂と導電助剤とを混合して被覆材を準備したのち、該被覆材と電極活物質粒子とを混合することにより製造してもよい。
As the coating layer, those described as non-aqueous secondary battery active material coating resins in JP-A-2017-054703 can be suitably used, and the coated electrode active material particles are described in JP-A-2017-054703. The periphery of the electrode active material particles can be coated with the coating resin composition by a known method described in publications.
For example, it can be produced by mixing the electrode active material particles with a coating resin composition containing a coating resin and, if necessary, the following conductive aid. When the coating resin composition contains a conductive aid, it may be produced, for example, by mixing the coating resin and the conductive aid with the electrode active material particles. After preparing the coating material by mixing, the coating material may be mixed with the electrode active material particles.
上記方法により、被覆用樹脂からなる被覆用樹脂組成物によって電極活物質粒子の表面の少なくとも一部が被覆される。 By the above method, at least a part of the surface of the electrode active material particles is coated with the coating resin composition comprising the coating resin.
被覆層はさらに導電助剤を含んでもよく、導電助剤は導電性を有する材料から選択される。 The coating layer may further contain a conductive aid, and the conductive aid is selected from materials having conductivity.
導電性を有する材料としては、具体的には、金属［アルミニウム、ステンレス（ＳＵＳ）、銀、金、銅及びチタン等］、カーボン［グラファイト、カーボンブラック（アセチレンブラック、ケッチェンブラック、ファーネスブラック、チャンネルブラック、サーマルランプブラック等）、カーボンナノチューブ（単層、多層及びこれらの混合物等）等］、及びこれらの混合物等が挙げられるが、これらに限定されるわけではない。 Specific examples of conductive materials include metals [aluminum, stainless steel (SUS), silver, gold, copper, titanium, etc.], carbon [graphite, carbon black (acetylene black, ketjen black, furnace black, channel black, thermal lamp black, etc.), carbon nanotubes (single-walled, multi-walled, mixtures thereof, etc.)], and mixtures thereof, etc., but not limited thereto.
これらの導電助剤は１種単独で用いられてもよいし、２種以上併用してもよい。また、これらの合金又は金属酸化物が用いられてもよい。電気的安定性の観点から、好ましくはアルミニウム、ステンレス、カーボン、銀、金、銅、チタン及びこれらの混合物であり、より好ましくは銀、金、アルミニウム、ステンレス及びカーボンであり、さらに好ましくはカーボンである。またこれらの導電助剤とは、粒子系セラミック材料や樹脂材料の周りに導電性材料（上記した導電助剤の材料のうち金属のもの）をメッキ等でコーティングしたものでもよい。 One of these conductive aids may be used alone, or two or more thereof may be used in combination. Alloys or metal oxides of these may also be used. From the viewpoint of electrical stability, aluminum, stainless steel, carbon, silver, gold, copper, titanium, and mixtures thereof are preferred, silver, gold, aluminum, stainless steel and carbon are more preferred, and carbon is even more preferred. be. Further, these conductive aids may be obtained by coating a conductive material (a metal among the materials of the conductive aids described above) around a particulate ceramic material or a resin material by plating or the like.
導電助剤として導電性繊維を用いることも可能である。導電性繊維としては、ＰＡＮ系炭素繊維、ピッチ系炭素繊維等の炭素繊維、合成繊維の中に導電性のよい金属や黒鉛を均一に分散させてなる導電性繊維、ステンレス鋼のような金属を繊維化した金属繊維、有機物繊維の表面を金属で被覆した導電性繊維、有機物繊維の表面を導電性物質を含む樹脂で被覆した導電性繊維等が挙げられる。これらの導電性繊維の中では炭素繊維が好ましい。 It is also possible to use a conductive fiber as a conductive aid. Examples of conductive fibers include carbon fibers such as PAN-based carbon fibers and pitch-based carbon fibers, conductive fibers obtained by uniformly dispersing highly conductive metals and graphite in synthetic fibers, and metals such as stainless steel. Examples include fibrillated metal fibers, conductive fibers obtained by coating the surface of organic fibers with metal, and conductive fibers obtained by coating the surfaces of organic fibers with a resin containing a conductive substance. Among these conductive fibers, carbon fibers are preferred.
被覆活物質粒子が有する被覆層が導電助剤を含んでいる場合、被覆層の重量は、活物質粒子と被覆用樹脂組成物と必要により用いる導電助剤との合計重量に対して、３～２５重量％であることが好ましい。 When the coating layer possessed by the coated active material particles contains a conductive aid, the weight of the coating layer is 3 to 3 with respect to the total weight of the active material particles, the coating resin composition, and the optionally used conductive aid. 25% by weight is preferred.
電解液としては、リチウムイオン電池の製造に用いられる公知の電解質及び非水溶媒を含有する電解液を使用することができる。 As the electrolytic solution, an electrolytic solution containing a known electrolyte and a non-aqueous solvent used in the production of lithium ion batteries can be used.
電解質としては、通常の電解液に用いられているもの等が使用でき、例えば、ＬｉＰＦ６、ＬｉＢＦ４、ＬｉＳｂＦ６、ＬｉＡｓＦ６及びＬｉＣｌＯ４等の無機酸のリチウム塩、ＬｉＮ（ＣＦ３ＳＯ２）２、ＬｉＮ（Ｃ２Ｆ５ＳＯ２）２及びＬｉＣ（ＣＦ３ＳＯ２）３等の有機酸のリチウム塩等が挙げられる。これらの内、電池出力及び充放電サイクル特性の観点から好ましいのはＬｉＰＦ６である。 As the electrolyte , those used in ordinary electrolytic solutions can be used. 2 , lithium salts of organic acids such as LiN ( C2F5SO2 ) 2 and LiC ( CF3SO2 ) 3 . Among these, LiPF 6 is preferable from the viewpoint of battery output and charge-discharge cycle characteristics.
非水溶媒としては、通常の電解液に用いられているもの等が使用でき、例えば、ラクトン化合物、環状又は鎖状炭酸エステル、鎖状カルボン酸エステル、環状又は鎖状エーテル、リン酸エステル、ニトリル化合物、アミド化合物、スルホン、スルホラン等及びこれらの混合物を用いることができる。 As the non-aqueous solvent, those used in ordinary electrolytic solutions can be used. compounds, amide compounds, sulfones, sulfolane, etc. and mixtures thereof can be used.
非水溶媒は１種を単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。 The non-aqueous solvent may be used singly or in combination of two or more.
非水溶媒の内、電池出力及び充放電サイクル特性の観点から好ましいのは、ラクトン化合物、環状炭酸エステル、鎖状炭酸エステル及びリン酸エステルであり、より好ましいのはラクトン化合物、環状炭酸エステル及び鎖状炭酸エステルであり、さらに好ましいのは環状炭酸エステル、鎖状炭酸エステル及び環状炭酸エステルと鎖状炭酸エステルとの混合液である。特に好ましいのはプロピレンカーボネート(ＰＣ)、エチレンカーボネート（ＥＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）及びこれらから選ばれる２種以上の混合液である。 Among non-aqueous solvents, lactone compounds, cyclic carbonates, chain carbonates and phosphates are preferable from the viewpoint of battery output and charge-discharge cycle characteristics, and lactone compounds, cyclic carbonates and chains are more preferable. more preferred are cyclic carbonates, chain carbonates, and mixtures of cyclic carbonates and chain carbonates. Particularly preferred are propylene carbonate (PC), ethylene carbonate (EC), diethyl carbonate (DEC) and mixtures of two or more selected from these.
正極活物質層２５及び負極活物質層２６を構成する正極電極組成物及び負極電極組成物は、活物質粒子を電解液に公知の分散装置を用いて混合分散することで得られ、正極電極組成物及び負極電極組成物にそれぞれ含まれる活物質粒子の重量は、電解液の重量に基づいて１０～６０重量％の濃度であることが好ましい。なお、正極電極組成物及び負極電極組成物に含まれる活物質粒子として前記の被覆活物質粒子を用いた場合には、正極電極組成物及び負極電極組成物に含まれる活物質粒子の重量は、被覆活物質粒子の重量を用いて計算される。
The positive electrode composition and the negative electrode composition that constitute the positive electrode
正極活物質層２５及び負極活物質層２６のうち、少なくとも一方が、被覆活物質粒子が有する被覆層に含まれる導電助剤とは別に、さらに導電助剤を含んでもよい。さらに含む導電助剤としては前記の被覆剤に含まれている導電助剤と同じものをもちいることができ、好ましいものとしては、前記の導電助剤として例示した導電性繊維があげられ、炭素繊維がさらに好ましい。
At least one of the positive electrode
さらに導電助剤を含む正極活物質層２５及び負極活物質層２６は、活物質粒子、電解液及び導電助剤を混合分散して得られる正極電極組成物及び負極電極組成物を用いて活物質層を形成することで得られる。さらに導電助剤を含む正極活物質層２５及び負極活物質層２６は活物質粒子の間に導電助剤を含有し、それによって活物質中での電子移動が良好となる。
Furthermore, the positive electrode
本発明において、正極活物質層２５及び負極活物質層２６には、リチウムイオン電池用結着剤（バインダともいう）を含まないことが好ましい。ここでいう結着剤としては、リチウムイオン電池の電極において活物質粒子と集電体との結着及び活物質粒子同士の結着を目的として用いられる公知の結着剤（デンプン、ポリフッ化ビニリデン、ポリビニルアルコール、カルボキシメチルセルロース、ポリビニルピロリドン、テトラフルオロエチレン、スチレン－ブタジエンゴム、ポリエチレン及びポリプロピレン等の高分子化合物）等が挙げられる。前記の結着剤は溶媒成分を揮発させることで乾燥、固体化して電極活物質同士及び電極活物質と集電体とを強固に固定するものであり、これらの結着剤を含む場合、正極活物質粒子同士及び負極活物質粒子同士が正極活物質層２５及び負極活物質層２６中で不可逆的に接着固定化されて非結着体を得ることができない。
結着剤を含まないことによって、活物質粒子が電極内に固定化されないため活物質粒子の体積変化や活物質層の変形に対する緩和能力が良好となり好ましい。
In the present invention, the positive electrode
By not containing a binder, the active material particles are not immobilized in the electrode, so that the volume change of the active material particles and the ability to relax the deformation of the active material layer are improved, which is preferable.
正極活物質層２５及び負極活物質層２６は、正極活物質又は負極活物質粒子と電解液とを含む正極電極組成物及び負極電極組成物を集電体上に所定の厚さで塗布する方法、並びに正極電極組成物及び負極電極組成物を所定の形状に圧縮成形する方法等で得ることができる。
The positive electrode
セパレータ２４としては、公知のリチウムイオン電池用セパレータを用いることができ、ポリエチレン、ポリプロピレン等、ポリオレフィン製の微多孔膜フィルム、多孔性のポリエチレンフィルムとポリプロピレンとの多層フィルム、合成繊維（ポリエステル繊維、アラミド繊維及びガラス繊維等）からなる不織布、及びそれらの表面にシリカ、アルミナ、チタニア等のセラミック微粒子を付着させたもの等が挙げられる。
As the
正極集電体２７及び負極集電体２８は一対の集電体であり、集電体としては公知のリチウムイオン電池用集電体［公知の金属集電体及び導電材料と樹脂とから構成されてなる樹脂集電体（特開２０１２－１５０９０５号公報及び国際公開番号ＷＯ２０１５／００５１１６号等に記載されている樹脂集電体）等］を用いることができる。
The positive electrode
金属集電体としては、例えば、銅、アルミニウム、チタン、ニッケル、タンタル、ニオブ、ハフニウム、ジルコニウム、亜鉛、タングステン、ビスマス、アンチモン及びこれらの金属を１種以上含む合金、並びに、ステンレス合金からなる群から選択される一種以上の金属材料が挙げられる。これらの金属材料は薄板や金属箔等の形態で用いてもよい。また、上記金属材料以外で構成される基材表面にスパッタリング、電着、塗布等の方法により上記金属材料を形成したものを金属集電体として用いてもよい。 Metal current collectors include, for example, copper, aluminum, titanium, nickel, tantalum, niobium, hafnium, zirconium, zinc, tungsten, bismuth, antimony, alloys containing one or more of these metals, and the group consisting of stainless alloys. and one or more metal materials selected from These metal materials may be used in the form of thin plates, metal foils, or the like. Alternatively, a metal current collector formed by forming the above metal material on the surface of a base material other than the above metal material by sputtering, electrodeposition, coating, or the like may be used.
樹脂集電体を構成する導電材料は、上述した導電助剤と同様のものを好適に用いることができる。 As the conductive material that constitutes the resin current collector, the same conductive material as the above-described conductive aid can be suitably used.
樹脂集電体を構成する樹脂としては、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリメチルペンテン（ＰＭＰ）、ポリシクロオレフィン（ＰＣＯ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエーテルニトリル（ＰＥＮ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、ポリメチルアクリレート（ＰＭＡ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂又はこれらの混合物等が挙げられる。 Resins constituting the resin current collector include polyethylene (PE), polypropylene (PP), polymethylpentene (PMP), polycycloolefin (PCO), polyethylene terephthalate (PET), polyethernitrile (PEN), polytetra Fluoroethylene (PTFE), styrene-butadiene rubber (SBR), polyacrylonitrile (PAN), polymethyl acrylate (PMA), polymethyl methacrylate (PMMA), polyvinylidene fluoride (PVdF), epoxy resin, silicone resin, mixture thereof, etc. is mentioned.
電気的安定性の観点から、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリメチルペンテン（ＰＭＰ）及びポリシクロオレフィン（ＰＣＯ）が好ましく、さらに好ましくはポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）及びポリメチルペンテン（ＰＭＰ）である。 From the viewpoint of electrical stability, polyethylene (PE), polypropylene (PP), polymethylpentene (PMP) and polycycloolefin (PCO) are preferred, and polyethylene (PE), polypropylene (PP) and polymethylpentene are more preferred. (PMP).
シール部材２９を構成する材料としては、集電体２７、２８との接着性を有し、電解液に対して耐久性のある材料であれば特に限定されないが、高分子材料、特に熱硬化性樹脂が好ましい。具体的には、エポキシ系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリフッ化ビニリデン樹脂等が挙げられ、耐久性が高く取り扱いが容易であることからエポキシ系樹脂が好ましい。
The material constituting the sealing
容器３０を構成する材料は、容器３０内に積層型電池モジュール３１を収納しうる材料であれば、任意の材料が好適に適用可能である。但し、単電池２１と容器３０とが接触する可能性があることを考慮して、容器３０を構成する材料は絶縁性を有する材料であることが好ましい。加えて、容器３０は、積層型電池モジュール３１を内部に収納した状態で減圧封止することから、容器３０を構成する材料は可撓性及び気密性を有する材料であることが好ましい。このような材料としては、ラミネートフィルムが好ましい。ラミネートフィルムの一例としては、アルミニウム又はニッケル等の金属層の両面を高分子フィルムで覆ったフィルムが挙げられ、金属層の両面に配置される高分子フィルムのうち、容器の内面となる高分子フィルムがポリエチレン及びポリプロピレン等の熱融着性樹脂からなる高分子フィルムであるラミネートフィルムが挙げられる。
Any material can be suitably used as the material constituting the
次に、本実施形態のリチウムイオン電池の製造方法について説明する。 Next, a method for manufacturing the lithium ion battery of this embodiment will be described.
まず、正極集電体２７及び負極集電体２８のそれぞれの表面に、正極電極活物質と電解液とを含む正極活物質層２５、及び負極電極活物質と電解液とを含む負極活物質層２６を形成して正極２２及び負極２３を形成する。正極２２及び負極２３を形成する手法は任意であり、正極集電体２７及び負極集電体２８のそれぞれの表面に正極活物質２５及び負極活物質２６を塗布する、正極集電体２７及び負極集電体２８のそれぞれの表面に、ノズル等を介して正極活物質層２５及び負極活物質層２６を載置した後に所定厚になるようにヘラ等で均す、など、種々の手法が挙げられる。その後、セパレータ２４を介して正極２２及び負極２３を積層し、正極集電体２７及び負極集電体２８の端部、さらにセパレータ２４の端部をシール部材２９により封止することで単電池２１を製造することができる。
First, a positive electrode
次いで、上述の工程により製造された単電池２１を、隣り合う単電池２１の正極集電体２７の上面と負極集電体２８の下面とが隣接するように直列に積層して積層型電池モジュール３１を形成し、さらに、この積層型電池モジュール３１及び電極端子３３、３４を容器３０内に収納し、容器３０内を脱気した後にシール部材で封止することで、本実施形態のリチウムイオン電池Ｌを製造することができる。
Next, the
上述したように本実施形態のロボットハンドＡでは、指本体２を屈伸させるアクチュエータ３と、アクチュエータ３の電力供給用であるリチウムイオン電池Ｌとが、一個のアクチュエータ３に対して一個のリチウムイオン電池Ｌを組み合わせて接続されており、指本体２の指関節部５の近傍に対応するリチウムイオン電池Ｌが設けられている。すなわち、電力供給源たるリチウムイオン電池Ｌがアクチュエータ３に対応して分散配置されている。従って、アクチュエータ３とリチウムイオン電池Ｌとを接続する電力供給用の電線４１と、アクチュエータ制御用の信号線４２とを別系統化することができ、これにより、アクチュエータ３を制御するための信号線４２の短線化及び細線化を図ることが可能となる。
As described above, in the robot hand A of the present embodiment, the
加えて、リチウムイオン電池Ｌをアクチュエータ３の近傍に配置したので、電力供給用の電線４１を太線化してもロボットハンドＡの操作性に影響を与えることが少ない。これにより、アクチュエータ３起動時の突入電流を考慮した電線４１を配線することが可能となる。
In addition, since the lithium ion battery L is arranged in the vicinity of the
また、本実施形態の単電池２１は、正極活物質層２５が正極活物質粒子の非結着体であり、負極活物質層２６が負極活物質粒子の非結着体であるので、活物質粒子は隣接する活物質粒子との接触を維持したまま動くことが出来る。これにより、リチウムイオン電池Ｌを屈曲させる方向に応力が作用してリチウムイオン電池Ｌが変形した場合であっても、活物質層での亀裂の発生や集電体との界面での剥離を起こすことなく、正極集電体２７と負極集電体２８との間における導電経路を維持することができ、十分な充放電特性を発揮し続けることができる。かかる効果は、骨部材４の対象物Ｗを把持する側にリチウムイオン電池Ｌを設けた本実施形態のロボットハンドＡにおいて、対象物Ｗの把持に伴いリチウムイオン電池Ｌに応力が作用する可能性が高いことを考慮すると、有利な効果である。
In the
さらには、正極活物質層２５が正極活物質粒子の非結着体であり、負極活物質層２６が負極活物質粒子の非結着体であるため、リチウムイオン電池Ｌ全体を柔軟に形成することができる。従って、このリチウムイオン電池Ｌに緩衝性能を持たせることができ、指本体２により対象物Ｗを把持しても対象物Ｗにかかる応力を緩和させ、対象物Ｗとリチウムイオン電池Ｌとが接触した場合に出会っても対象物Ｗに影響を与えることが無いという有利な効果を発揮することができる。
Furthermore, since the positive electrode
（第２実施形態）
次に、図８～図９を参照して、本発明のロボットハンド用指構造が適用された第２実施形態であるロボットハンドについて説明する。図８は、本発明の第２実施形態であるロボットハンドに用いられる電源の一例を示す縦断面図、図９は本発明の第２実施形態であるロボットハンドに用いられる電源の一例を示す横断面図である。なお、以下の説明において、第１実施形態と同一の構成要素については同一の符号を付し、その説明を簡略化する。
(Second embodiment)
Next, a robot hand, which is a second embodiment to which the finger structure for a robot hand of the present invention is applied, will be described with reference to FIGS. 8 and 9. FIG. FIG. 8 is a longitudinal sectional view showing an example of a power source used in the robot hand according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 9 is a cross-sectional view showing an example of the power source used in the robot hand according to the second embodiment of the present invention. It is a plan view. In the following description, the same reference numerals are given to the same constituent elements as in the first embodiment, and the description thereof will be simplified.
本実施形態のロボットハンドＡにおいては、第１実施形態におけるリチウムイオン電池Ｌに加えて、後述する回路部、センサ部等が一体化された電源５０が、骨部材４の対象物Ｗ側の面に設けられている。
In the robot hand A of this embodiment, in addition to the lithium ion battery L in the first embodiment, a
回路部５１は、一面（図中上面）に図略の回路パターンが形成されたフレキシブル基板５１ａの対象物Ｗ側の面（図中上面）にＩＣ５１ｂ等が配置され、さらにシール部材５１ｃにより回路パターン及びＩＣ５１ｃがシールされて、全体として略平板状に構成されている。
In the
この回路部５１の図中上面にはリチウムイオン電池Ｌが設けられ、さらに、このリチウムイオン電池Ｌの図中上面にはセンサ部５２が設けられている。センサ部５２は、略平板状の感圧センサ５２ａと、この感圧センサ５２ａの図中上面に設けられた、ゴムや柔軟性を有する高分子からなる把持用カバー５２ｂとを有する。
A lithium ion battery L is provided on the upper surface of the
感圧センサ５２ａは、一例として感圧導電性エラストマーを電極で挟み込んで構成され、感圧導電性エラストマーに圧力が作用するとその部分の抵抗値が減少することでこの感圧センサ５２ａに圧力が作用したことを検出するものである。
As an example, the pressure-
把持用カバー５２ｂは、図９に最もよく示すように、山形の断面を有し、その内部に空洞５２ｃが形成されているとともに、空洞５２ｃの図中上部内面から感圧センサ５２ａに向けて突設され、先端がこの感圧センサ５２ａに接触する突部５２ｄが形成されている。
As best shown in FIG. 9, the grasping
従って、指本体２により対象物Ｗが把持され、把持用カバー５２ｂの図中上面、すなわち対象物Ｗ側の面から図中下方に向けて圧力が作用すると、把持用カバー５２ｂの突部５２ｄが感圧センサ５２ａを押圧する。この押圧力を感圧センサ５２ａが検出し、電圧の変化として検出結果を出力する。
Therefore, when the object W is gripped by the
ここで、図９に示す例では突部５２ｄが１つのみ設けられていたが、図１０に示すように複数の突部５２ｄを把持用カバー５２ｂに形成してもよい。図９に示す例では感圧点は１点であるが、図１０に示す例では感圧点が複数設けられることになる。
Here, although only one
図１１に、第２実施形態のロボットハンドの回路構成の概略を示す。回路部５１とリチウムイオン電池Ｌ、及び回路部５１とセンサ部５２とはそれぞれ電線４３により接続され、センサ部５２の駆動用電力が電線４３を介して回路部５１及びセンサ部５２にそれぞれ供給される。また、回路部５１と上述したアクチュエータ駆動制御部４０（図１１において図略）とは、アクチュエータ駆動制御部４０及びアクチュエータ３（図１１において図略）への電源供給用電線４１及びアクチュエータ駆動制御部４０への信号線４２とで接続されている。
FIG. 11 shows an outline of the circuit configuration of the robot hand of the second embodiment. The
センサ部５２による対象物Ｗの把持検出がない状態では、回路部５１のみ起動しており、アクチュエータ駆動制御部４０への電源供給はされていない。そして、回路部５１はセンサ部５２に印加する電圧の変化を常時監視し、電圧の変化があった、すなわち、指本体２により対象物Ｗが把持されたことを検出すると、回路部５１はアクチュエータ駆動制御部４０に起動指示のための信号を信号線４２を介して供給するとともに、アクチュエータ駆動制御部４０への駆動電力を電線４１を介して供給する。このようにして、感圧センサ５２ａを備えるセンサ部５２により関節駆動装置であるアクチュエータ３の動作が制御される。
In a state where the gripping of the object W is not detected by the
次に、図１２を参照して、本実施形態のロボットハンドＡに好適に用いられるリチウムイオン電池Ｌについて説明する。図１２は、第２実施形態のロボットハンドに用いられるリチウムイオン電池Ｌを示す一部破断斜視図である。 Next, with reference to FIG. 12, a lithium ion battery L suitable for use in the robot hand A of this embodiment will be described. FIG. 12 is a partially broken perspective view showing the lithium ion battery L used in the robot hand of the second embodiment.
図１２に示すリチウムイオン電池Ｌは、フレキシブル基板５１ａの図中上面に形成されている。フレキシブル基板５１ａの上面には、電源取り出し用の回路パターン５３ａ、５３ｂが形成されており、正極集電体２７及び負極集電体２８の端部は、その一部がこれら回路パターン５３ａ、５３ｂの上部に重畳されて形成されている。また、正極集電体２７の上面を覆うように保護膜５４が形成されている。
The lithium ion battery L shown in FIG. 12 is formed on the upper surface of the
次に、図１３を参照して、図１２に示すリチウムイオン電池Ｌの製造方法について説明する。 Next, a method for manufacturing the lithium ion battery L shown in FIG. 12 will be described with reference to FIG.
まず、図１３（ａ）に示すように、フレキシブル基板５１ａの上面に、一部が回路パターン５３ａに重畳するように負極集電体２８を形成する。フレキシブル基板５１ａの上面に負極集電体２８を形成する手法は任意であるが、一例として、インクジェット機や３Ｄプリンタ等、ノズル６０を所定箇所に移動制御して所定量の部材を吐出できる機構により負極集電体２８を形成する部材を吐出する手法が好適に挙げられる。
First, as shown in FIG. 13A, the negative electrode
次に、図１３（ｂ）に示すように、負極集電体２８の上面に、負極電極活物質と電解液とを含む負極活物質層２６を形成して負極２３を形成する。負極活物質層２６を形成する手法も任意であり、負極集電体２８と同様に、ノズル６１を所定箇所に移動制御して所定量の部材を吐出できる機構により負極活物質層２６を形成する部材を吐出する手法が好適に挙げられる。
Next, as shown in FIG. 13B, the
次に、図１３（ｃ）に示すように、負極２３を形成する負極集電体２８及び負極活物質層２６の図中上面を覆うように、セパレータ２４を形成する。セパレータ２４を形成する手法も任意であり、負極集電体２８及び負極活物質層２６と同様に、ノズル６２を所定箇所に移動制御して所定量の部材を吐出できる機構によりセパレータ２４を形成する部材を吐出する手法が好適に挙げられる。
Next, as shown in FIG. 13C, the
次に、図１３（ｄ）に示すように、セパレータ２４の上面の一部を覆うように、正極電極活物質と電解液とを含む正極活物質層２５形成する。正極活物質層２５を形成する手法は、負極活物質層２６を形成する手法と略同一であるので、ここではその説明を省略する。
次に、図１３（ｅ）に示すように、正極活物質層２５の上面に、一部が回路パターン５３ｂに重畳するように正極集電体２７を形成して正極２２を形成する。正極集電体２７を形成する手法は、負極集電体２８を形成する手法と略同一であるので、ここではその説明を省略する。
Next, as shown in FIG. 13D, a positive electrode
Next, as shown in FIG. 13E, the
そして、図１３（ｆ）に示すように、回路パターン５３ａ、５３ｂ、正極２２及びセパレータ２４の上面を覆うように、保護膜５４を形成し、図１３（ｇ）に示すようなリチウムイオン電池Ｌを形成する。保護膜５４を形成する手法は任意であるが、正極２２及び負極２３と同様に、インクジェット機や３Ｄプリンタ等、ノズル６３を所定箇所に移動制御して所定量の部材を吐出できる機構により保護膜５４を形成する部材を吐出する手法が好適に挙げられる。
Then, as shown in FIG. 13(f), a
従って、本実施形態のロボットハンドＡによっても、上述した第１実施形態のロボットハンドＡと同様の効果を奏することができる。加えて、本実施形態のロボットハンドＡでは、センサ部５２の近傍にリチウムイオン電池Ｌが配置されているので、回路部５１とアクチュエータ駆動制御部４０とを接続する電線４１及び信号線４２の短線化と細線化を図ることができる。特に、回路部５１を構成するフレキシブル基板５１ａの上面にアクチュエータ駆動制御部４０を形成すれば、電線４１、信号線４２を省略して回路パターンにより接続することが可能になり、電線４１等を省略することができ、さらなる短線化が実現できる。
Therefore, the robot hand A of this embodiment can also achieve the same effects as the robot hand A of the first embodiment described above. In addition, in the robot hand A of the present embodiment, since the lithium ion battery L is arranged in the vicinity of the
また、上述したように本実施形態のリチウムイオン電池Ｌは柔軟に形成することができるので、このリチウムイオン電池Ｌに緩衝性能を持たせることができ、指本体２により対象物Ｗを把持しても対象物Ｗにかかる応力を緩和させることができる。特に、本実施形態のロボットハンドＡでは、感圧センサ５２ａ及び把持用カバー５２ｂがいずれも柔軟性を有する材料から形成されているので、電源５０全体の柔軟性をより高めることができる。
In addition, since the lithium ion battery L of the present embodiment can be formed flexibly as described above, the lithium ion battery L can be provided with a buffering performance, and the object W can be gripped by the
さらに、図１３に示す工程により、フレキシブル基板５１ａの上面に柔軟なリチウムイオン電池Ｌを形成することができ、しかも、印刷工程と同様の簡易な工程でリチウムイオン電池Ｌを製造することができる。
Furthermore, by the process shown in FIG. 13, a flexible lithium ion battery L can be formed on the upper surface of the
（変形例）
以上、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施の形態及び実施例に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。
(Modification)
Although the embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to these embodiments and examples, and design modifications that do not deviate from the gist of the present invention are possible. are included in the present invention.
一例として、本発明のロボットハンドに用いられるアクチュエータ（駆動部）は上述の各実施形態に開示されたものに限定されず、指本体２を屈曲自在にするものであれば特段の限定はない。一例として、圧電素子や人工筋肉等のアクチュエータが好適に挙げられる。特に、圧電素子をアクチュエータとして用いた場合、指本体２の開閉により圧電素子から電力を回収してもよい。
As an example, the actuator (driving unit) used in the robot hand of the present invention is not limited to those disclosed in the above-described embodiments, and is not particularly limited as long as it allows the
また、ロボットハンドを構成する指構造の構成も上述の各実施形態に限定されず、既知のロボットハンドの構成が好適に採用可能である。加えて、上述した各実施の形態であるロボットハンドを用いたロボットアームも好適に実現可能である。 Also, the configuration of the finger structure that constitutes the robot hand is not limited to the above-described embodiments, and the configuration of known robot hands can be preferably adopted. In addition, a robot arm using the robot hand of each embodiment described above can also be suitably realized.
さらに、上述の各実施の形態では一個のアクチュエータ（関節駆動装置）３に対してこのアクチュエータ３への電力供給用であるリチウムイオン電池Ｌを一個接続していたが、一個のアクチュエータ３に対して二個以上のリチウムイオン電池Ｌを接続する構成であってもよい。つまり、上述の各実施の形態に示した個数よりも多くのリチウムイオン電池Ｌを指本体２、さらにはロボットハンドＡに配置してもよい。
Furthermore, in each of the above-described embodiments, one lithium-ion battery L for power supply to the
Ａ ロボットハンド
Ｌ リチウムイオン電池
Ｗ 対象物
２ 指本体
３ アクチュエータ（関節駆動装置）
４ 骨部材
５ 指関節部
１２ 把持用シート
２１ 単電池
２２ 正極
２３ 負極
２４ セパレータ
２５ 正極活物質層
２６ 負極活物質層
２７ 正極集電体
２８ 負極集電体
４０ アクチュエータ駆動制御部
４１、４３ 電線
４２ 信号線
５２ センサ部
５２ａ 感圧センサ
A robot hand L lithium ion battery
4
Claims (6)
前記指関節部を駆動する関節駆動装置は、一個の前記関節駆動装置に対して前記関節駆動装置の電力供給用である少なくとも一個のリチウムイオン電池が関節駆動制御部を介して接続され、前記リチウムイオン電池が対応する前記指関節部に隣接して配置され、
前記リチウムイオン電池と前記関節駆動制御部とは、フレキシブル基板上に積層されているロボットハンド用指構造。 A finger structure for a robot hand having a plurality of finger bodies each having at least one bendable finger joint, and capable of gripping an object with the finger bodies,
At least one lithium ion battery for power supply of the joint driving device is connected to one of the joint driving devices via a joint driving control unit, and the joint driving device for driving the finger joint is connected to the joint driving device. an ion battery is positioned adjacent to the corresponding knuckle ;
In the finger structure for a robot hand, the lithium ion battery and the joint drive control unit are stacked on a flexible substrate .
前記リチウムイオン電池を構成する正極活物質層が正極活物質粒子の非結着体であり、前記リチウムイオン電池を構成する負極活物質層が負極活物質粒子の非結着体であるロボットハンド用指構造。 The finger structure for a robot hand according to claim 1,
For a robot hand, wherein the positive electrode active material layer constituting the lithium ion battery is a non-bound body of positive electrode active material particles, and the negative electrode active material layer constituting the lithium ion battery is a non-bound body of negative electrode active material particles. finger structure.
前記リチウムイオン電池は前記指関節部の屈曲方向内側の前記指本体の表面に配置され
ているロボットハンド用指構造。 The finger structure for a robot hand according to claim 2,
The finger structure for a robot hand, wherein the lithium ion battery is arranged on the surface of the finger main body on the inner side of the finger joint in the bending direction.
さらに前記関節駆動装置の動作を制御する感圧センサを有し、前記感圧センサが前記リチウムイオン電池に接続されたロボットハンド用指構造。 The finger structure for a robot hand according to any one of claims 1 to 3,
A finger structure for a robot hand, further comprising a pressure sensor for controlling the operation of the joint driving device, wherein the pressure sensor is connected to the lithium ion battery.
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| CN114368001A (en) * | 2022-01-19 | 2022-04-19 | 江苏科技大学 | Soft gripper capable of being bent step by step and preparation method thereof |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005081538A (en) | 2003-09-11 | 2005-03-31 | Seiko Epson Corp | Manipulator and device equipped with it |
| JP2009066683A (en) | 2007-09-11 | 2009-04-02 | Sony Corp | Robot hand, control method, and program |
| JP2012189067A (en) | 2011-03-14 | 2012-10-04 | Sekisui Chem Co Ltd | Variable sheet and body mounting device using the same |
| JP2016528483A (en) | 2013-06-11 | 2016-09-15 | ソマティス センサー ソリューションズ エルエルシー | System and method for detecting an object |
| JP2018001359A (en) | 2016-07-05 | 2018-01-11 | 並木精密宝石株式会社 | Control method of hand robot |
| JP2018133237A (en) | 2017-02-16 | 2018-08-23 | 三洋化成工業株式会社 | Lithium-ion battery |
-
2018
- 2018-10-10 JP JP2018192090A patent/JP7143178B2/en active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005081538A (en) | 2003-09-11 | 2005-03-31 | Seiko Epson Corp | Manipulator and device equipped with it |
| JP2009066683A (en) | 2007-09-11 | 2009-04-02 | Sony Corp | Robot hand, control method, and program |
| JP2012189067A (en) | 2011-03-14 | 2012-10-04 | Sekisui Chem Co Ltd | Variable sheet and body mounting device using the same |
| JP2016528483A (en) | 2013-06-11 | 2016-09-15 | ソマティス センサー ソリューションズ エルエルシー | System and method for detecting an object |
| JP2018001359A (en) | 2016-07-05 | 2018-01-11 | 並木精密宝石株式会社 | Control method of hand robot |
| JP2018133237A (en) | 2017-02-16 | 2018-08-23 | 三洋化成工業株式会社 | Lithium-ion battery |
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| Publication number | Publication date |
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