JPH0630862B2 - 指マニピュレータ - Google Patents
指マニピュレータInfo
- Publication number
- JPH0630862B2 JPH0630862B2 JP2153921A JP15392190A JPH0630862B2 JP H0630862 B2 JPH0630862 B2 JP H0630862B2 JP 2153921 A JP2153921 A JP 2153921A JP 15392190 A JP15392190 A JP 15392190A JP H0630862 B2 JPH0630862 B2 JP H0630862B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- finger
- mechanisms
- finger mechanisms
- manipulator
- joint
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Manipulator (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、物を把持し、操作する指マニピュレータに関
し、ロボット等の手先部等に設けられるものである。
し、ロボット等の手先部等に設けられるものである。
〈従来の技術〉 第4図及び第5図に従来の指マニピュレータを示す。
第4図に示すものは、二つの指機構01,02を有するグリ
ッパと呼ばれるものである。指機構01,02は対向して配
置され、曲げ関節を有さないため、指機構01,02を単に
相互に平行移動させて、物を挟む機能しかない。
ッパと呼ばれるものである。指機構01,02は対向して配
置され、曲げ関節を有さないため、指機構01,02を単に
相互に平行移動させて、物を挟む機能しかない。
第5図は三つの指機構03,04,05よりなる指マニピュレー
タである。指機構03,04は並列に配置されると共に指機
構05は指機構03,04に対向して配置されている。各指機
構03,04,05は三つの曲げ関節及び一つの横振り関節を有
し、人間に指と同様な自由度を有している。このため、
指機構03,04,05を曲げ、横振りさせることにより物を把
持するだけでなく、把持した物を回転させることが可能
である。
タである。指機構03,04は並列に配置されると共に指機
構05は指機構03,04に対向して配置されている。各指機
構03,04,05は三つの曲げ関節及び一つの横振り関節を有
し、人間に指と同様な自由度を有している。このため、
指機構03,04,05を曲げ、横振りさせることにより物を把
持するだけでなく、把持した物を回転させることが可能
である。
〈発明が解決しようとする課題〉 第4図に示す指マニピュレータは、指機構01,02の自由
度が1自由度しかないため、制御は非常に簡単であるも
のの、逆に物を挟む自由度しかない。このため、一旦挟
んだ物を捻じったり、回転させる、傾ける等の運動をさ
せるためには指マニピュレータの取り付け架台そのもの
を回転させなければならず、機構が大掛かりとなるばか
りか、微妙な動作が困難である。又、第4図の指機構0
1,02は、平行に移動して把持する機能しかない為、把持
する物体によっては安定に把持できない問題がある。
度が1自由度しかないため、制御は非常に簡単であるも
のの、逆に物を挟む自由度しかない。このため、一旦挟
んだ物を捻じったり、回転させる、傾ける等の運動をさ
せるためには指マニピュレータの取り付け架台そのもの
を回転させなければならず、機構が大掛かりとなるばか
りか、微妙な動作が困難である。又、第4図の指機構0
1,02は、平行に移動して把持する機能しかない為、把持
する物体によっては安定に把持できない問題がある。
第5図に示す指マニピュレータは、三つの指機構03,04,
05を有するから、複雑な物体でも3方向より安定に保持
することができる、更に把持した物を捻じり、回転さ
せ、傾斜させる等の操り動作する事が可能である。
05を有するから、複雑な物体でも3方向より安定に保持
することができる、更に把持した物を捻じり、回転さ
せ、傾斜させる等の操り動作する事が可能である。
しかしながら、各指機構03,04,05の自由度は曲げ3自由
度と横振り1自由度の計4自由度であるため、指先端位
置決めに際しては1自由度冗長である。このため、指先
端の位置だけでなく姿勢も考慮して制御しなければなら
ず、制御が非常に複雑となる。
度と横振り1自由度の計4自由度であるため、指先端位
置決めに際しては1自由度冗長である。このため、指先
端の位置だけでなく姿勢も考慮して制御しなければなら
ず、制御が非常に複雑となる。
また、物を安定に保持するためには三つの指機構が必要
であるが、更に、保持した物体に対して連続的な動作を
加えたい場合には、三つの指機構だけでは不十分であ
る。例えば、指機構によりナットを保持して、ボルトに
締結する場合には、絶えずナットをボルトに押しつけた
定位置を保持しつつ、ナットをボルトの軸心を中心にし
て1回転以上させなければならない。
であるが、更に、保持した物体に対して連続的な動作を
加えたい場合には、三つの指機構だけでは不十分であ
る。例えば、指機構によりナットを保持して、ボルトに
締結する場合には、絶えずナットをボルトに押しつけた
定位置を保持しつつ、ナットをボルトの軸心を中心にし
て1回転以上させなければならない。
しかし、第5図に示す指マニピュレータでは三つの指機
構によりナットを保持した後は、指機構の可動範囲内で
ナットを回しうるのみであり、連続した運動を起こさせ
るような操り運動、即ち把持しながら物を持ち替える動
作はできなかった。
構によりナットを保持した後は、指機構の可動範囲内で
ナットを回しうるのみであり、連続した運動を起こさせ
るような操り運動、即ち把持しながら物を持ち替える動
作はできなかった。
本発明は、上記従来技術に鑑みて成されたものであり、
複雑な物でも安定して把持することができる人間の指と
同様な構成の指構造を有し、且つ、把持した物を持ち替
えられる制御容易な指マニピュレータを提供することを
目的とする。
複雑な物でも安定して把持することができる人間の指と
同様な構成の指構造を有し、且つ、把持した物を持ち替
えられる制御容易な指マニピュレータを提供することを
目的とする。
〈課題を解決するための手段〉 斯かる目的を達成する本発明の構成は複数本の指機構を
有する指マニピュレータにおいて、各指機構は指先端側
より指根本側へ向かって二つの連続した曲げ関節と該曲
げ関節と直交し、指先端側を側方へ傾ける横振り関節と
を連結して構成され、前記指機構のうちの少なくとも三
つを他の一つと対向して平行に配置すると共に平行に配
置された少なくとも三つの前記指機構を指根本側で前記
曲げ関節と平行な手掌関節で根本構造体に連結して当該
指機構と他の一つの前記指機構との成す角度を可変にし
たことを特徴とする。
有する指マニピュレータにおいて、各指機構は指先端側
より指根本側へ向かって二つの連続した曲げ関節と該曲
げ関節と直交し、指先端側を側方へ傾ける横振り関節と
を連結して構成され、前記指機構のうちの少なくとも三
つを他の一つと対向して平行に配置すると共に平行に配
置された少なくとも三つの前記指機構を指根本側で前記
曲げ関節と平行な手掌関節で根本構造体に連結して当該
指機構と他の一つの前記指機構との成す角度を可変にし
たことを特徴とする。
〈作用〉 各指機構は多関節であるので、少なくとも三つの指機構
を内側に握り込むように曲げると、複雑な形状のもので
も安定して把持することができる。
を内側に握り込むように曲げると、複雑な形状のもので
も安定して把持することができる。
更に、四つの指機構により物を把持すれば、その後、そ
の内の一つの指機構を離して移動させることを順次各指
機構について繰り返して実施すれば、握り変えを含む連
続した操り運動を行うことが可能である。
の内の一つの指機構を離して移動させることを順次各指
機構について繰り返して実施すれば、握り変えを含む連
続した操り運動を行うことが可能である。
また、平行に並んだ三つの指機構を手掌関節により同時
に同一方向に曲げて、他の指機構との成す角度を調整す
れば、把持する物の大きさ、形状に応じて把持し易くす
ることが可能である。
に同一方向に曲げて、他の指機構との成す角度を調整す
れば、把持する物の大きさ、形状に応じて把持し易くす
ることが可能である。
〈実施例〉 以下、本発明について、図面を参照して詳細に説明す
る。
る。
第1図及び第2図に本発明の一実施例に係る指マニピュ
レータを示す。両図に示すように本実施例は4本の指機
構1,2,3,4を有するものであり、指機構1,2,
3は平行に配列される一方、指機構4はこれら指機構
1,2,3に対向して配置されている。
レータを示す。両図に示すように本実施例は4本の指機
構1,2,3,4を有するものであり、指機構1,2,
3は平行に配列される一方、指機構4はこれら指機構
1,2,3に対向して配置されている。
ここで、各指機構1〜4は、二つの連続する曲げ関節
5,6と、これらの曲げ関節5,6と直交し、指先端側
を側方へ傾ける横振り関節7とを有している。曲げ関節
5,6、横振り関節7は指先端側より指根本側へ向かっ
て骨構造8にて順に連結している。従って、横振り関節
7は指根本側に位置し、曲げ関節5,6は指先端側に位
置する。
5,6と、これらの曲げ関節5,6と直交し、指先端側
を側方へ傾ける横振り関節7とを有している。曲げ関節
5,6、横振り関節7は指先端側より指根本側へ向かっ
て骨構造8にて順に連結している。従って、横振り関節
7は指根本側に位置し、曲げ関節5,6は指先端側に位
置する。
曲げ関節5,6は指を握り込む方向に曲がるよう、つま
り指機構が相互に接近し、離反する方向に曲がるように
設計されている。また、横振り関節7は向かい合う指機
構が平行移動するよう、つまり横に広がる方向に曲がる
ように設計さている。
り指機構が相互に接近し、離反する方向に曲がるように
設計されている。また、横振り関節7は向かい合う指機
構が平行移動するよう、つまり横に広がる方向に曲がる
ように設計さている。
更に、上述した指機構1〜4は根本構造材10に連結さ
れている。ここで、指機構1,2,3は手掌関節9を介
して根本構造材10に連結される一方、指機構4は直接
に根本構造材10に連結されている。また、指機構4は
三つの指機構1〜3に対向して位置している。
れている。ここで、指機構1,2,3は手掌関節9を介
して根本構造材10に連結される一方、指機構4は直接
に根本構造材10に連結されている。また、指機構4は
三つの指機構1〜3に対向して位置している。
手掌関節9は曲げ関節5,6と平行な方向の軸を有し、
この手掌関節9を曲げることにより、三つの指機構1〜
3を同時に同方向に移動させることが可能である。つま
り、指機構1〜3は、あたかも、もう一つの関節を有す
るが如く、それらの指先姿勢を変えることが可能であ
る。なお、特に必要がないときは、手掌関節9は曲げな
くても良い。
この手掌関節9を曲げることにより、三つの指機構1〜
3を同時に同方向に移動させることが可能である。つま
り、指機構1〜3は、あたかも、もう一つの関節を有す
るが如く、それらの指先姿勢を変えることが可能であ
る。なお、特に必要がないときは、手掌関節9は曲げな
くても良い。
上述した合計13個の関節1〜3,7,9にはそれぞれ
プーリが取り付けられると共に各プーリに対して両方向
に二本のワイヤが巻き掛けられ、これらのワイヤに引張
力を加えることにより、各関節を独立して操作すること
ができ、複雑な指先の動きを実現できる 上記構成を有する指マニピュレータは、四つの指機構1
〜4を有しているから、複雑な物であっても、少なくと
も三つの指機構を使用すれば安定に把持することがで
き、更に必要に応じて残りの指機構を適宜加えることに
より、操り動作が可能になる。
プーリが取り付けられると共に各プーリに対して両方向
に二本のワイヤが巻き掛けられ、これらのワイヤに引張
力を加えることにより、各関節を独立して操作すること
ができ、複雑な指先の動きを実現できる 上記構成を有する指マニピュレータは、四つの指機構1
〜4を有しているから、複雑な物であっても、少なくと
も三つの指機構を使用すれば安定に把持することがで
き、更に必要に応じて残りの指機構を適宜加えることに
より、操り動作が可能になる。
即ち、三つの指機構1,2,4により物を把持した後、
残りの指機構3を加えて四つの指機構により把持する。
その後、指機構1を物から離して、他の位置に移動さ
せ、再び四つの指機構で把持する。同様な動作を指機構
2,3についても順次繰り返し行う。これにより、物を
絶えず三つの指機構で安定に把持しながら、持ち替え動
作を含む連続した操り動作が可能になる。つまり、4指
機構把持→3指機構把持・1指移動→4指機構把持の動
作を順次繰り返すのである。
残りの指機構3を加えて四つの指機構により把持する。
その後、指機構1を物から離して、他の位置に移動さ
せ、再び四つの指機構で把持する。同様な動作を指機構
2,3についても順次繰り返し行う。これにより、物を
絶えず三つの指機構で安定に把持しながら、持ち替え動
作を含む連続した操り動作が可能になる。つまり、4指
機構把持→3指機構把持・1指移動→4指機構把持の動
作を順次繰り返すのである。
また、指機構1〜4は3自由度を有するから、指先端の
位置は各関節5,6,7の角度により一義的に定まり、
複雑な制御をすることなく位置決めが可能である。この
為、制御装置、ソフトウェア等が簡便となる。
位置は各関節5,6,7の角度により一義的に定まり、
複雑な制御をすることなく位置決めが可能である。この
為、制御装置、ソフトウェア等が簡便となる。
更に、平行に配置された三つの指機構1〜3は手掌関節
9により、同時に同方向に曲げることができるから、指
先の姿勢を変化させることや、把持する物の形状、大き
さにより、三つの指機構1〜3と対向して配置された指
機構4との成す角度を調整して把持し易くすることが可
能である。例えば、第3図(a)に示すように、小さな物
11を摘み上げる場合には、三つの指機構1〜3と指機
構4との成す角度を小さくしておき、また同図(b)に示
すように中程度の物12を把持する場合には、その角度
を広げ、更に同図(c)に示すように大きな物13を把持
する場合には、その角度を一層大きくするのである。
9により、同時に同方向に曲げることができるから、指
先の姿勢を変化させることや、把持する物の形状、大き
さにより、三つの指機構1〜3と対向して配置された指
機構4との成す角度を調整して把持し易くすることが可
能である。例えば、第3図(a)に示すように、小さな物
11を摘み上げる場合には、三つの指機構1〜3と指機
構4との成す角度を小さくしておき、また同図(b)に示
すように中程度の物12を把持する場合には、その角度
を広げ、更に同図(c)に示すように大きな物13を把持
する場合には、その角度を一層大きくするのである。
このように本実施例の指マニピュレータは、あらゆる形
状の物を安定に把持して連続的に操ることができるもの
であり、しかも制御容易なものである。
状の物を安定に把持して連続的に操ることができるもの
であり、しかも制御容易なものである。
尚、上述した実施例では、四つの指機構1〜4を使用し
ていたが、本発明はこれに限るものではなく、五つ以上
の指機構を使用して更に高度な操り動作を行わせるよう
にしてもよい。
ていたが、本発明はこれに限るものではなく、五つ以上
の指機構を使用して更に高度な操り動作を行わせるよう
にしてもよい。
〈発明の効果〉 以上、実施例に基づいて具体的に説明したように、本発
明の指マニピュレータは、簡単な操作により物の形状、
大きさを問わず、複雑な形状の物でも常に安定して把持
することができ、更に連続的な操り動作をさせることが
できる。従って、従来の技術では困難であった細かい作
業がさほど複雑な制御システムなしでできるようにな
り、人間の近寄り難い悪環境の下での作業を人間に代わ
って代行することが可能となる。これにより、人間の危
険度を大きく低減することができ、ひいては作業全体の
コスト低減に寄与する。
明の指マニピュレータは、簡単な操作により物の形状、
大きさを問わず、複雑な形状の物でも常に安定して把持
することができ、更に連続的な操り動作をさせることが
できる。従って、従来の技術では困難であった細かい作
業がさほど複雑な制御システムなしでできるようにな
り、人間の近寄り難い悪環境の下での作業を人間に代わ
って代行することが可能となる。これにより、人間の危
険度を大きく低減することができ、ひいては作業全体の
コスト低減に寄与する。
第1図は本発明の一実施例にかかる指マニピュレータの
観念図、第2図(a)は本発明の一実施例にかかる指マニ
ピュレータの側面図、第2図(b)は、同図(a)中のA−A
矢視図、第3図(a)(b)(c)はそれぞれ本発明の一実施例
にかかる指マニピュレータの使用態様の説明図、第4
図、第5図(a)(b)はそれぞれ従来の指マニピュレータの
説明図である。 図面中、 1,2,3,4は指機構、 5,6は曲げ関節、 7は横振り関節、 8は骨構造、 9は手掌関節、 10は根本構造材である。
観念図、第2図(a)は本発明の一実施例にかかる指マニ
ピュレータの側面図、第2図(b)は、同図(a)中のA−A
矢視図、第3図(a)(b)(c)はそれぞれ本発明の一実施例
にかかる指マニピュレータの使用態様の説明図、第4
図、第5図(a)(b)はそれぞれ従来の指マニピュレータの
説明図である。 図面中、 1,2,3,4は指機構、 5,6は曲げ関節、 7は横振り関節、 8は骨構造、 9は手掌関節、 10は根本構造材である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭52−2951(JP,A) 特開 昭49−58564(JP,A)
Claims (1)
- 【請求項1】複数本の指機構を有する指マニピュレータ
において、各指機構は指先端側より指根本側へ向かって
二つの連続した曲げ関節と該曲げ関節と直交し、指先端
側を側方へ傾ける横振り関節とを連結して構成され、前
記指機構のうちの少なくとも三つを他の一つと対向して
平行に配置すると共に平行に配置された少なくとも三つ
の前記指機構を指根本側で前記曲げ関節と平行な手掌関
節で根本構造体に連結して当該指機構と他の一つの前記
指機構との成す角度を可変にしたことを特徴とする指マ
ニピュレータ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2153921A JPH0630862B2 (ja) | 1990-06-14 | 1990-06-14 | 指マニピュレータ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2153921A JPH0630862B2 (ja) | 1990-06-14 | 1990-06-14 | 指マニピュレータ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0446788A JPH0446788A (ja) | 1992-02-17 |
JPH0630862B2 true JPH0630862B2 (ja) | 1994-04-27 |
Family
ID=15573008
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2153921A Expired - Lifetime JPH0630862B2 (ja) | 1990-06-14 | 1990-06-14 | 指マニピュレータ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0630862B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2474394A1 (en) | 2011-01-06 | 2012-07-11 | Seiko Epson Corporation | Robot hand |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4137601B2 (ja) * | 2002-11-12 | 2008-08-20 | シャープ株式会社 | ロボットハンドの制御方法、ロボットハンド |
JP4365341B2 (ja) * | 2005-03-31 | 2009-11-18 | 独立行政法人科学技術振興機構 | ロボットハンド |
-
1990
- 1990-06-14 JP JP2153921A patent/JPH0630862B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2474394A1 (en) | 2011-01-06 | 2012-07-11 | Seiko Epson Corporation | Robot hand |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0446788A (ja) | 1992-02-17 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
EXPY | Cancellation because of completion of term |