JPH0417354Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 Ａ 産業上の利用分野 本考案はマニピユレータの手先駆動機構に関す
るものである。[Detailed Description of the Invention] A. Field of Industrial Application The present invention relates to a hand drive mechanism for a manipulator.

Ｂ 考案の概要 本考案は歯車およびウオームギヤを介して指を
開閉する第１のアクチユエータと該第１のアクチ
ユエータを前記指と共に回転させる第２のアクチ
ユエータとから成るマニピユレータの手先駆動機
構に関するもので、第２のアクチユエータの先端
側の出力軸に取付けられた歯車および基端側のモ
ータの枠を軸受で支持すると共に該枠の一部を凸
としたところにロードセンサを圧接予圧を掛けら
れる弾性体で挟み支持することにより前記指の回
転トルクを検出可能としたことを特徴とするもの
である。B. Summary of the invention The present invention relates to a hand drive mechanism for a manipulator, which is composed of a first actuator that opens and closes a finger via a gear and a worm gear, and a second actuator that rotates the first actuator together with the finger. The gear attached to the output shaft on the distal end side of the actuator No. 2 and the frame of the motor on the proximal end side are supported by bearings, and a load sensor is pressed onto a part of the frame which is made convex. The present invention is characterized in that the rotational torque of the fingers can be detected by supporting them between the fingers.

Ｃ 従来の技術 従来、指を駆動する第１のアクチユエータと該
第１のアクチユエータを前記指と共に回動する第
２のアクチユエータとから成るマニピユレータは
案出されている（特開昭59−182093号公報参照）。C. Prior Art Conventionally, a manipulator including a first actuator that drives a finger and a second actuator that rotates the first actuator together with the finger has been devised (Japanese Unexamined Patent Publication No. 182093/1983). reference).

Ｄ 考案が解決しようとする問題点 しかしながら、従来の技術においては、使い易
く、コンパクトな手先を構成したものがなく、ま
た、手先を連続的に回転可能とし、且つ、その回
転力を検出する構成が簡単にできないでおり問題
となつている。D Problems to be solved by the invention However, in the conventional technology, there is no structure for a hand that is easy to use and compact, and there is also no structure that allows the hand to rotate continuously and detects the rotational force. This is becoming a problem as it cannot be done easily.

本考案はかかる現状に鑑みてなされたものであ
り、コンパクトで使い易く、且つ、手先の回転力
が検出できるマニピユレータの手先駆動機構を提
出することを目的とするものである。 The present invention has been made in view of the current situation, and it is an object of the present invention to provide a hand drive mechanism for a manipulator that is compact, easy to use, and capable of detecting the rotational force of the hand.

Ｅ 問題点を解決するための手段 上記目的を達成するため、本考案の構成は、ケ
ースに回転自在に支持された円筒の中に第１のア
クチユエータを固定し且つ前記円筒の先端には歯
車および指の作動機構の基板を固定すると共に第
１のアクチユエータの出力軸を介してウオームお
よびウオームホイールを回動させて該ウオームホ
イールの回動により指を開閉する如く構成したも
のを、第２のアクチユエータの先端側の出力軸に
取付けられた歯車により前記円筒に固定された歯
車を介して回動するようにしたマニピユレータの
手先駆動機構において、第２のアクチユエータの
先端側の出力軸に取付けられた歯車および基端側
のモータの枠を軸受で支持すると共に該枠の一部
を凸としたところにロードセンサを圧接予圧を掛
けられる弾性体で挟み支持することにより前記指
の回転トルクを検出可能としたことを特徴として
いる。E Means for Solving the Problems In order to achieve the above object, the configuration of the present invention is such that the first actuator is fixed in a cylinder rotatably supported by a case, and a gear and a gear are attached to the tip of the cylinder. A second actuator is configured such that the substrate of the finger actuation mechanism is fixed and a worm and a worm wheel are rotated via the output shaft of the first actuator to open and close the finger by rotation of the worm wheel. In the hand drive mechanism of the manipulator, the gear is rotated via the gear fixed to the cylinder by the gear attached to the output shaft on the tip side of the second actuator. The frame of the motor on the proximal end side is supported by a bearing, and a load sensor is sandwiched and supported by an elastic body that can be pressed and preloaded on a part of the frame that is made convex, thereby making it possible to detect the rotational torque of the finger. It is characterized by what it did.

Ｆ 作用 上記構成とすることにより、指の開閉は第１の
アクチユエータで行い、指の回転は第２のアクチ
ユエータで行うこととなり、しかも、ロードセン
サで指の回転トルクを検出することとなる。F Effect With the above configuration, the opening and closing of the finger is performed by the first actuator, the rotation of the finger is performed by the second actuator, and the rotational torque of the finger is detected by the load sensor.

Ｇ 実施例 以下、本考案の一実施例を一部を破断した側面
図である第１図および一部を破断した要部の正面
図である第２図に基づいて説明する。G. Embodiment An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. 1, which is a partially cutaway side view, and FIG. 2, which is a partially cutaway front view of the main parts.

第１図および第２図において、第１のアクチユ
エータ１は、減速機部１Ｄ、モータ部１Ａ、スリ
ツプリング部１Ｂ、出力軸１Ｃなどで構成され
る。第２のアクチユエータ２は、減速機部２Ｄ、
モータ部２Ａ、回転検出部２Ｂ、出力軸２Ｃなど
で構成される。 In FIGS. 1 and 2, the first actuator 1 is composed of a reduction gear section 1D, a motor section 1A, a slip ring section 1B, an output shaft 1C, and the like. The second actuator 2 includes a reducer section 2D,
It is composed of a motor section 2A, a rotation detection section 2B, an output shaft 2C, etc.

第１のアクチユエータ１は円筒１１内に収めら
れ、円筒１１にはさらに歯車１２が固定されてい
る。そしてそれらを全体のケース３に対して軸受
１３，１４で回転可能に保持している。したがつ
て、モータ１Ａの電源はスリツプリング１Ｂを介
して外から給電される。歯車１２には手の基板４
が固定されていてそれには軸受４１，４２に支持
された指部開閉軸５０と一体のウオーム４３およ
びウオームホイール４４，４４′が連動していて
ピン４５，４６，４７，４８を回転点とする四つ
棒リンクで指４９が開閉するよう公知の機構が構
成されている。 The first actuator 1 is housed in a cylinder 11, and a gear 12 is further fixed to the cylinder 11. These are rotatably held with respect to the entire case 3 by bearings 13 and 14. Therefore, the power for the motor 1A is supplied from the outside via the slip ring 1B. The gear 12 has a hand board 4
is fixed, and a worm 43 integrated with a finger opening/closing shaft 50 supported by bearings 41, 42 and worm wheels 44, 44' are interlocked with each other, and the rotation points are pins 45, 46, 47, 48. A known mechanism is constructed so that the fingers 49 can be opened and closed using four-bar links.

したがつて、第１のアクチユエータ１の出力軸
１Ｃによつて指部開閉軸５０を介してウオームが
駆動され、ウオームホイール４４，４４′が回動
し、平行リンクにて指４９の開閉ができるが、軸
受１３，１４は第１のアクチユエータ１と共に歯
車１２を介して基板４も一体として支持している
ので、手先全体の回転も可能である。この回転は
第２のアクチユエータ２の出力軸歯車２１によつ
て第１のアクチユエータ１の円筒１１に固定され
た歯車１２を駆動することによつてできる。 Therefore, the worm is driven by the output shaft 1C of the first actuator 1 via the finger opening/closing shaft 50, the worm wheels 44, 44' rotate, and the fingers 49 can be opened/closed by the parallel link. However, since the bearings 13 and 14 integrally support the base plate 4 via the gear 12 along with the first actuator 1, rotation of the entire hand is also possible. This rotation is achieved by driving the gear 12 fixed to the cylinder 11 of the first actuator 1 by the output shaft gear 21 of the second actuator 2 .

第２のアクチユエータ２は一端をケース３の一
部３１で軸受２２で支持され、他端は枠２３の端
部２４をケース３の一部３２で軸受２５で支持さ
れている。これだけでは第２のアクチユエータ２
も回転自在に受けられていることになるが第２図
のようにして回転はせずトルク検出が可能となつ
ている。 The second actuator 2 has one end supported by a bearing 22 at a part 31 of the case 3, and the other end supported by a bearing 25 at an end 24 of the frame 23 by a part 32 of the case 3. This alone will cause the second actuator 2
Although the shaft is rotatably supported, as shown in FIG. 2, it does not rotate and torque can be detected.

第２図において、第２のアクチユエータ２の一
部２Ｂの外周に枠２３があり、その一部が凸とな
つた部分２３Ａを形成している。その凸部を片側
にロードセンサ２７、その反対側に調整ネジ２８
を有するＵ字形の弾性体２６で圧縮し保持してい
る。この弾性体２６の一端は図示する如くケース
３の一部３２にボルトで固定してある。 In FIG. 2, there is a frame 23 on the outer periphery of a portion 2B of the second actuator 2, and a portion of the frame 23 forms a convex portion 23A. The load sensor 27 is on one side of the protrusion, and the adjustment screw 28 is on the other side.
It is compressed and held by a U-shaped elastic body 26 having a U-shaped elastic body 26. One end of this elastic body 26 is fixed to a portion 32 of the case 3 with a bolt as shown.

この機構によつて第２のアクチユエータ２に発
生したトルク、または、指先部より加えられた外
力トルクを枠２３に伝え、それを予圧されたロー
ドセンサ２７によつて正逆いずれの方向について
も検出できるものである。 This mechanism transmits the torque generated in the second actuator 2 or the external force torque applied from the fingertip to the frame 23, and the preloaded load sensor 27 detects it in either the forward or reverse direction. It is possible.

Ｈ 考案の効果 以上述べた如く、本考案によれば、指を開閉す
る第１のアクチユエータをその枠を回転可能と
し、第２のアクチユエータで第１のアクチユエー
タを一体的に回転することにより指部の開閉作動
にかかわらず指部を回転可能とすることでねじの
取扱いなど連続的な回転作業をしやすい手の構造
が得られ且つ図示のように歯車の段数が最小で構
成できるため安価且つ小型な手で作業し易いマニ
ピユレータの手先部が構成できる。H. Effect of the invention As described above, according to the invention, the frame of the first actuator for opening and closing the fingers can be rotated, and the first actuator is rotated integrally with the second actuator. By making the finger part rotatable regardless of the opening/closing operation, a hand structure that is easy to perform continuous rotation work such as handling screws is obtained, and as shown in the figure, the number of gear stages can be minimized, making it inexpensive and compact. The hand part of the manipulator can be configured to be easy to work with.

また、指の握力の反力はウオームで受けられる
ためアクチユエータには逆転トルクとならず且つ
第２のアクチユエータの負荷ともならない。ま
た、指先をねじる負荷は第１のアクチユエータの
出力軸と枠側を一体として作用するため第１のア
クチユエータの負荷とはならず第２のアクチユエ
ータの負荷のみとなり、それを検出できる方式と
なつていてバイラテラル制御等に使用できる。 Further, since the reaction force of the grip force of the fingers is received by the worm, it does not become a reverse torque on the actuator and does not become a load on the second actuator. In addition, since the load that twists the fingertips acts on the output shaft of the first actuator and the frame side as one, it is not a load on the first actuator, but only a load on the second actuator, and the system is designed to be able to detect this. It can be used for bilateral control etc.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図および第２図は本考案に係る一実施例を
示すもので、第１図は一部を断面で示した側面
図、第２図は要部の一部を断面で示した正面図で
ある。 また、図中の符号で、１は第１のアクチユエー
タ、１Ｃは出力軸、２は第２のアクチユエータ、
２Ｃは出力軸、３はケース、４は基板、１１は円
筒、１２は歯車、２１は歯車、２３は枠、２３Ａ
は凸部、２６は弾性体、２７はロードセンサ、４
３はウオーム、４４，４４′はウオームホイール、
４９は指である。 Figures 1 and 2 show an embodiment of the present invention, with Figure 1 being a side view partially shown in cross section, and Figure 2 being a front view partially showing main parts in cross section. It is. Also, in the symbols in the figure, 1 is the first actuator, 1C is the output shaft, 2 is the second actuator,
2C is the output shaft, 3 is the case, 4 is the board, 11 is the cylinder, 12 is the gear, 21 is the gear, 23 is the frame, 23A
is a convex portion, 26 is an elastic body, 27 is a load sensor, 4
3 is a worm, 44, 44' are worm wheels,
49 is a finger.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] ケースに回転自在に支持された円筒の中に第１
のアクチユエータを固定し且つ前記円筒の先端に
は歯車および指の作動機構の基板を固定すると共
に第１のアクチユエータの出力軸を介してウオー
ムおよびウオームホイールを回動させて該ウオー
ムホイールの回動により指を開閉する如く構成し
たものを、第２のアクチユエータの先端側の出力
軸に取付けられた歯車により前記円筒に固定され
た歯車を介して回動するようにしたマニピユレー
タの手先駆動機構において、第２のアクチユエー
タの先端側の出力軸に取付けられた歯車および基
端側のモータの枠を軸受で支持すると共に該枠の
一部を凸としたところにロードセンサを圧接予圧
を掛けられる弾性体で挟み支持することにより前
記指の回転トルクを検出可能としたことを特徴と
するマニピユレータの手先駆動機構。 The first tube is placed inside a cylinder rotatably supported by the case.
a first actuator is fixed, and a gear and a base plate of a finger actuation mechanism are fixed to the tip of the cylinder, and a worm and a worm wheel are rotated via the output shaft of the first actuator, and by rotation of the worm wheel. In the hand drive mechanism of the manipulator, the hand drive mechanism of the manipulator is configured such that the fingers configured to open and close are rotated via a gear fixed to the cylinder by a gear attached to the output shaft on the distal end side of the second actuator. The gear attached to the output shaft on the distal end side of the actuator No. 2 and the frame of the motor on the proximal end side are supported by bearings, and a load sensor is pressed onto a part of the frame which is made convex. A hand drive mechanism for a manipulator, characterized in that rotational torque of the fingers can be detected by pinching and supporting them.