TW201731647A - 握持機器人及機器人手部的控制方法 - Google Patents

Abstract

在手部內改變握持對象物姿勢並改變拿取方式。握持機器人包括：基部21；基端側被基部21支持的4支以上的指部22。握持機器人使得該等指部22執行後述動作：將握持對象物X1握持的握持動作；將握持著的握持對象物X1之姿勢改變的姿勢改變動作；及將握持著的握持對象物放開的放開動作，其執行後述步驟：第1步驟，藉由上述4支以上的指部22當中的至少2支的指部22之第1握持動作，將握持對象物握持；第2步驟，藉由該等握持狀態的指部22之姿勢改變動作使握持對象物X1的姿勢改變；第3步驟，藉由使用包含該等握持狀態的指部22以外的指部22的2支以上的指部22之第2握持動作，將握持對象物X1握持；第4步驟，使得藉由上述第2握持動作將握持對象物X1握持的指部22以外之指部22進行放開動作。

Description

握持機器人及機器人手部的控制方法

本發明係關於握持機器人及機器人手部的控制方法，其係動作使得被握持的握持對象物之姿勢改變。

過去，例如專利文獻1所記載的，在此類發明之機器人手部具備：將握持對象物握持的2個指部、在各指部的尖端側驅動旋轉的旋轉構件、使得2個指部的旋轉構件之相對位置改變的第1指部移動機構，藉由第1指部移動機構，2個指部的旋轉構件之旋轉軸切換為彼此靠近的方向或者彼此遠離的方向。

依據上述的過去技術，在二個指部的旋轉構件的相對位置靠近的狀態下，若將載置於水平面上的長形的握持對象物之一端側握持拿起，則其另一端側會因為本身重量而相對地下垂，而能夠改變此長形的握持對象物的姿勢，另外，在二個指部的旋轉構件的相對位置遠離的狀態下，藉由指部和握持對象物之間的摩擦力，能夠不使握持對象物旋轉而握持之。

先行技術文獻 專利文獻。

專利文獻1：日本特開2012-171019號公報

但是，在上述的過去技術中，為了改變長形的握持對象物的姿勢，必須將一端側被握持的握持對象物的另一端側抵接放置於水平面上，只能以特定模式改變其姿勢。

於是，提出了如後方式作為另一種手段：在握持對象物由機器人手部握持著的狀態下，使二個指部的旋轉構件旋轉特定量以使得握持對象物的姿勢改變，將握持對象物維持在此姿勢改變狀態並暫時放置於水平面上等，再度用機器人手部握持此暫時放置著的握持對象物。或者，把機器人手部和多自由度的機器人手臂組合，利用手臂側的自由度，以各種模式改變握持對象物的姿勢。

但是，採用此種手段，必須要有用於暫時放置的檯面，容易使得包含機器人手臂的動作範圍變大。另外，難以精確地特定出對於握持對象物的握持位置，因此，難以進行握持並操作人所使用的工具(螺絲起子等)等地複雜的動作。

另外，在例如電子機器或汽車零件的組裝等的將作為握持對象的零件安裝在複雜的對手零件上的作業中，利用機器人手臂的自由度到達對手零件，再利用機器人手部改變握持對象零件的姿勢，有鑑於各種相對尺寸，這樣會更有效率。

因此，為了要建構能夠進行更有效率的作業之機器人系統，亟欲實現一種精巧的機器人手部，其無損於機器人手臂的冗長性，並且具有多種的握持對象物的姿勢改變模式。

有鑑於此課題，本發明具備以下構成。

握持機器人，其包括：基部；基端側被該基部支持的4支以上的指部；及控制該等指部之動作的控制部；該握持機器人使得上述指部執行後述動作：將握持對象物握持的握持動作；將握持著的握持對象物之姿勢改變的姿勢改變動作；及將握持著的握持對象物放開的放開動作；上述控制部執行後述步驟：第1步驟，藉由上述4支以上的指部當中的至少2支的指部之第1握持動作，將握持對象物握持；第2步驟，藉由該等握持狀態的指部之姿勢改變動作使上述握持對象物的姿勢改變；第3步驟，藉由使用包含至少1支該等握持狀態的指部以外的指部的2支以上的指部之第2握持動作，握持上述握持對象物；第4步驟，使得藉由上述第2握持動作握持上述握持對象物的指部以外之指部進行放開動作。

本發明構成如上述說明，因此能夠在手部內改變握持對象物姿勢並改變拿法。

1,2,3‧‧‧節部

1a,2a‧‧‧關節部

4‧‧‧指腹旋轉體

5‧‧‧鉗子部

6‧‧‧指尖旋轉體

10‧‧‧機器人本體部

15‧‧‧控制部

20,20’,20”,30‧‧‧手部(機器人手部)

21‧‧‧基部

22(a~d)‧‧‧指部

A‧‧‧握持機器人

P‧‧‧旋轉軸

X1,X2,X3,X4‧‧‧握持對象物

第1圖為表示本發明之握持機器人之一例的立體圖。

第2圖為表示機器人手部之一例的概略圖。

第3圖在(I)~(V)中依序表示機器人手部之動作程序之一例的立體圖。

第4圖為表示機器人手部的控制程序之一例的流程圖。

第5圖為表示機器人手部之另一例的立體圖。

第6圖為在(I)~(IV)中依序表示第5圖所示之機器人手部的 動作程序之一例的立體圖。

第7圖為表示機器人手部之另一例的立體圖。

第8圖為表示機器人手部之另一例的立體圖。

第9圖為表示機器人手部的握持狀態之一例的模式圖。

本實施形態握持機器人中的第一特徵為，具備：基部、基端側被該基部支持的4支以上的指部、控制該等指部之動作的控制部，該握持機器人使得上述指部執行後述動作：將握持對象物握持的握持動作；將握持著的握持對象物之姿勢改變的姿勢改變動作；及將握持著的握持對象物放開的放開動作；執行後述步驟：第1步驟，藉由上述4支以上的指部當中的至少2支的指部之第1握持動作，將握持對象物握持；第2步驟，藉由該等握持狀態的指部之姿勢改變動作使上述握持對象物的姿勢改變；第3步驟，藉由使用包含至少1支該等握持狀態的指部以外的指部的2支以上的指部之第2握持動作，握持上述握持對象物；第4步驟，使得藉由上述第2握持動作握持上述握持對象物的指部以外之指部進行放開動作(參照第1圖~第7圖)。

在此，上述「姿勢改變動作」即為，使得握持對象物從最初的姿勢改變為不同姿勢的動作，此「姿勢改變動作」的具體例包含：使得握持對象物以該握持對象物內的旋轉軸為中心進行特定量旋轉的動作、使得握持對象物以該握持對象物外的旋轉軸為中心進行特定量旋轉的動作、使得握持對象物進行特定量搖動的動作、使得握持對象物進行特定量傾斜的動作等。

第二特徵為，上述各指部包含：在長邊方向排列的 複數個節部；關節部，其設置於鄰接的節部之間，使得該等鄰接的節部屈曲及伸展(參照第2圖、第5圖、第7圖)。

第三特徵為，上述關節部中包含旋轉關節部，其使得與一方的節部連接的另一方的節部以沿著連接方向的軸為中心，相對於上述一方的節部旋轉(參照第2圖、第5圖、第7圖)。

第四特徵為，在上述各指部的尖端側設有指尖旋轉體，其突出並以突出方向的軸為中心驅動旋轉(參照第8圖、第9圖)。

第五特徵為，上述指尖旋轉體具有圓筒形狀部分，上述突出方向的軸為上述圓筒形狀部分的中心軸，從上述各指部的尖端側觀看時，上述中心軸位於握持方向側，上述圓筒形狀部分的周面的一部分，係相對於上述節部向握持方向側突出(參照第8圖、第9圖)。

第六特徵為，上述第1步驟中，藉由使3支的指部中的尖端側的節部屈曲的第1握持動作，將握持對象物握持；上述第2步驟中，針對上述3支的指部，藉由使上述尖端側的各節部朝向同方向進行特定量旋轉的姿勢改變動作，使得上述握持對象物進行特定量旋轉(參照第6圖)。

第七特徵為，在上述各指部的尖端側設有指腹旋轉體，其朝向握持方向側突出，並以該突出方向的軸為中心驅動旋轉(參照第2圖)。

第八特徵為，上述第1步驟中，藉由使得2支的指部中的尖端側的節部屈曲的第1握持動作，將握持對象物握持 於該等2支的指部的上述指腹旋轉體之間；上述第2步驟中，藉由使上述2支的指部之上述指腹旋轉體分別進行特定量旋轉的姿勢改變動作，使上述握持對象物進行特定量旋轉(參照第3圖)。

第九特徵為，上述各指部以能夠向鄰接的指部側搖動的方式設置於上述基部(參照第2圖)。

第十特徵為，在上述基部的掌側設置有檢知握持對象物的感測器(參照第2圖、第5圖、第7圖)。

另外，在本實施形態中，第十一特徵教示了以下的機器人手部的控制方法。亦即，此控制方法使得基端側被基部支持的4支以上的指部執行後述動作：將握持對象物握持的握持動作；將握持著的握持對象物之姿勢改變的姿勢改變動作；及將握持著的握持對象物放開的放開動作；上述控制方法執行後述步驟：第1步驟，藉由上述4支以上的指部當中的至少2支的指部之第1握持動作，將握持對象物握持；第2步驟，藉由該等握持狀態的指部之姿勢改變動作使上述握持對象物的姿勢改變；第3步驟，藉由使用包含至少1支該等握持狀態的指部以外的指部的2支以上的指部之第2握持動作，握持上述握持對象物；第4步驟，使得藉由上述第2握持動作握持上述握持對象物的指部以外之指部進行放開動作(參照第4圖)。

<第1實施態樣>

繼之，基於圖式，詳細說明具有上記特徵的具體實施態樣。

第1圖表示本發明之握持機器人之一例。

此握持機器人A具備：機器人本體部10，其透過關節部13， 將複數手臂14以可屈曲伸展的方式連接於固定在基台11上的支持桿12；及手部20(機器人手部)，其與該機器人本體部10的最前端的手臂14連接，藉由控制部15的指令，控制手臂14及手部20等的動作。

複數個手臂14當中的一部分或全部，除了屈曲伸展運動之外，還可以因應需要，進行以長邊方向為軸的旋轉運動。

同樣地，支持桿12也可以因應需要，進行以長邊方向為軸的旋轉運動。

機器人本體部10不限定於圖示例的態樣，例如，也可以是關節部13及手臂14的數量不同的態樣、或者構成為人腕型的態樣等。

在此機器人本體部10中，在基台11、支持桿12及/或手臂14等的內部設置用以進行手臂14的上述屈曲伸展運動及上述旋轉運動、或者支持桿12的上述旋轉運動等的驅動源(未圖示)及驅動機構(未圖示)。

控制部15為例如設置於基台11的外部或內部的電腦，其基於記憶裝置中已記憶的程式、或手部20的感測器23獲得的檢知訊號等，控制手臂14或手部20等的動作。

手部20(機器人手部)具備：與機器人本體部10的最前端之手臂14連接的基部21、基端側被該基部21所支持的4支的指部22、以及檢知握持對象物X1的感測器23(參照第2圖)。

基部21形成為周圍的各邊部與指部22連接的多角形箱狀。該基部21的外側面側與手臂14的前端部連接，另外， 掌側則固定有感測器23。

在基部21內的靠近各邊之處，設置了使得各指部22朝向鄰接的指部22側搖動的驅動源(未圖示)及驅動機構(未圖示)。

各指部22具備：在長邊方向排列的複數(依據圖示例為三個)節部1,2,3、設置於鄰接的節部之間的複數(依據圖示例為二個)關節部1a,2a、以及從節部3向握持方向側突出的指腹旋轉體4。

各個節部1,2,3為前後端部開口的略筒狀的構件。

各節部1(2或3)的內部設有驅動源(未圖示)及驅動機構(未圖示)等，用以使得鄰接的其他節部2(1或2)屈曲伸展運動及/或旋轉運動。

關節部1a,2a為用以使得鄰接的節部1,2(或者2,3)間進行屈曲伸展運動、或旋轉運動地連接之機構，其係由例如周知的萬向接頭、軸及軸承構件等構成。

依據圖示例，連接最基端側的節部1和中間的節部2之關節部1a，使得另一方的節部2相對於一方的節部1進行屈曲伸展運動，並且以沿著其連接方向的軸為中心進行旋轉運動(參照第2圖中的箭頭)。

另外，連接中間的節部2和最前端側的節部3之關節部2a，使得另一方的節部3相對於一方的節部2進行屈曲伸展運動(參照第2圖中的箭頭)。

另外，指腹旋轉體4，從各指部22的最前端側之節部3朝向握持方向側突出，並且以其突出方向的軸為中心進行驅動旋轉。

依據圖示例，該指腹旋轉體4為將突端側形成為半球狀的圓筒狀構件，其基端側透過旋轉軸(未圖示)以可相對於節部3旋轉的方式連接。

該指腹旋轉體4係藉由節部3內的驅動源(未圖示)及驅動機構(未圖示)驅動旋轉。

另外，使得上述支持桿12、手臂14、節部1,2,3、指腹旋轉體4等運動的上記驅動源及上記驅動機構可以為，例如，將步進馬達、齒輪、連結機構等組合而成的周知的機構。

另外，感測器23係單數或複數的攝影元件(例如，CCD或CMOS等)，其拍攝握持對象物X1，並將該攝影資料轉送至控制部15。

上記構成的手部20(機器人手部)，依據控制部15下達的指令控制上記各驅動源，藉此執行包括後述的複數動作：將握持對象物X1握持的握持動作、將握持著的握持對象物X1的姿勢改變的姿勢改變動作、及將握持著的握持對象物X1放開的放開動作。

繼之，參照第3圖及第4圖詳細說明握持機器人A控制手部20(機器人手部)的動作之方法。

首先，握持機器人A的控制部15，用感測器23拍攝握持對象物X1，基於該攝影資料，算出握持對象物X1相對於特定基準位置的位置座標、握持對象物X1的輪廓形狀、握持對象物X1的姿勢等的資料。

然後，控制部15，為了使得已拍攝的握持對象物X1之姿勢改變為事先輸入的目標姿勢，算出該姿勢改變的旋轉軸P(參照 第4圖步驟1)。

繼之，控制部15，藉由手臂14的動作移動手部20，用4支的指部22圍住握持對象物X1，用上述4支的指部22當中的2支的指部22(a),22(c)，從旋轉軸P的軸方向兩側將握持對象物X1握持(參照第3圖(I)及第4圖步驟2(第1步驟))，再藉由手臂14的動作拿起握持對象物X1。

之後，控制部15，使得上述握持狀態的指部22(a),22(c)進行姿勢改變動作，藉此使得握持對象物X1的姿勢改變(參照第3圖(II)及第4圖步驟3(第2步驟))。

在此，具體說明上述姿勢改變動作為：使得指部22(a),22(c)以旋轉軸P為中心進行特定量旋轉的動作。藉由此動作，握持對象物X1以旋轉軸P為中心軸進行特定量旋轉，成為其姿勢相對於原來的狀態已有改變的狀態(參照第3圖(II))。

繼之，控制部15，藉由使用該等握持狀態的指部22(a),22(c)以外的1支指部22(d)、還有不是指部22(d)的另一支指部22(b)的第2握持動作，將握持對象物X1握持(參照第3圖(III)、第4圖步驟4(第3步驟))。

之後，控制部15使得藉由上述第2握持動作將握持對象物X1握持著的指部22(d),22(b)以外的指部22(a),22(c)進行放開動作(參照第4圖步驟5(第4步驟))。

藉由此動作，握持對象物X1成為只有被2支的指部22(d),22(b)握持著的狀態(參照第3圖(IV))。

繼之，控制部15，使支持桿12或手臂14等動作，藉此使得被握持著的握持對象物X1移動到所欲的位置(參照第 4圖步驟6)，然後，使2支的指部22(d),22(b)進行開放動作，藉此將握持對象物X1從手部20放開(參照第3圖(V)、第4圖步驟7)。

因此，依據上記構成握持機器人A，無須像過去技術等那樣，進行將握持著的握持對象物X1先暫時放置在基台上並改變拿法等的動作，僅藉由手部20內的相對較小的動作就能夠使得握持對象物X1精確地改變姿勢，能夠使得該握持對象物X1從最初握持著的指部22換以同手部20內的其他指部22握持。亦即，能夠動作以使得用指尖就能改變被握持著的握持對象物的姿勢。

<第2實施態樣>

繼之，說明本發明的握持機器人的第2實施態樣(參照第5圖~第6圖)。

相較於上述的握持機器人A，本握持機器人係將手部20置換為手部20’，因此主要針對手部20’詳細說明，並省略重複的詳細說明。

相對於上記手部20，手部20’省略了指腹旋轉體4，並改變關節部1a和關節部2a的動作，用4支的指部22之尖端側部分將握持對象物X2握持。

連接最基端側的節部1和中間的節部2之關節部1a構成為，使得另一方的節部2相對於一方的節部1進行屈曲伸展運動(參見第5圖中的箭頭)。

連接中間的節部2和最前端側的節部3之關節部2a構成為，使得另一方的節部3相對於一方的節部2進行屈曲伸展運 動，並且以沿著其連接方向的軸為中心進行旋轉運動(參見第5圖中的箭頭)。

繼之，詳細說明上記構成的手部20’(機器人手部)的控制方法。

手部20’和上記手部20一樣，係安裝在機器人本體部10上，依據控制部15下達的指令動作。

第6圖表示手部20’的指部22之動作。併用上述第1實施態樣的流程圖(第4圖)說明控制部15的處理。

首先，控制部15用感測器23拍攝握持對象物X2，基於該攝影資料，算出握持對象物X2相對於特定基準位置的位置座標、握持對象物X2的輪廓形狀、握持對象物X2的姿勢等的資料。

在圖示例中，握持對象物X2為圓筒狀的工作件。

然後，控制部15，為了使得已拍攝的握持對象物X2之姿勢改變為事先輸入的目標姿勢，算出該姿勢改變的旋轉軸P(參照第5圖、及第4圖步驟1)。

繼之，控制部15，用4支的指部22圍住握持對象物X2(參照第5圖)，用上述4支的指部22當中的3支的指部22(a),22(b),22(c)之最前端側(詳言之為3支的節部3)將握持對象物X1中的圍繞旋轉軸P的外周部握持住(參照第6圖(I)及第4圖步驟2(第1步驟))，再藉由手臂14的動作拿起握持對象物X2。

之後，控制部15，使得上述握持狀態的指部22(a),22(b),22(c)進行姿勢改變動作，藉此使得握持對象物X2的姿勢改變(參照第6圖(II)及第4圖步驟3(第2步驟))。

在此，具體說明上述姿勢改變動作為：使得指部22(a),22(b),22(c)的尖端側(詳言之為3支的節部3)進行特定量旋轉的動作。藉由此動作，握持對象物X2以旋轉軸P為中心軸進行特定量旋轉，成為其姿勢相對於原來的狀態已有改變的狀態(參照第6圖(II))。

繼之，控制部15，藉由使用該等握持狀態的指部22(a),22(b),22(c)以外的1支指部22(d)、還有不是指部22(d)的另一支指部22(b)的第2握持動作，將握持對象物X2握持(參照第6圖(III)、第4圖步驟4(第3步驟))。

之後，控制部15使得藉由上述第2握持動作將握持對象物X2握持著的指部22(d),22(b)以外的指部22(a),22(c)進行放開動作(參照第6圖(IV)、第4圖步驟5(第4步驟))。

藉由此動作，握持對象物X2成為只有被2支的指部22(d),22(b)握持著的狀態。

繼之，控制部15再因應需要，將被握持著的握持對象物X2移動到所欲的位置(參照第4圖步驟6)，然後，使2支的指部22(d),22(b)進行開放動作，藉此將握持對象物X2從手部20放開(圖4步驟7参照)。

因此，依據第5圖所示的手部20’，僅藉由手部20內的相對較小的動作就能夠使得握持對象物X2精確地改變姿勢，能夠使得握持對象物X2在同手部20內改變拿取方式。

<第3實施態樣>

繼之，說明本發明的握持機器人的第3實施態樣(參照第8圖~第9圖)。

相較於上述的握持機器人A，本握持機器人係將手部20置換為手部20”，因此主要針對手部20”詳細說明，並省略重複的詳細說明。

相對於上記手部20，手部20”不設置手部20的指腹旋轉體4，而改設置指尖旋轉體6。指尖旋轉體6，從節部3突出於各指部22的最前端側，並以該突出方向的軸為中心驅動旋轉。該指尖旋轉體6，依據第8圖所示之例，為使突端側為半球狀的圓筒狀的構件，其基端側係透過旋轉軸(未圖示)以可相對於節部3旋轉的方式連接。

另外，從尖端側觀看指部22時，指尖旋轉體6的旋轉軸，位於略握持方向側，藉此，指尖旋轉體6的圓筒部的周面相對於節部3朝向握持方向側突出。亦即，從指部22觀看尖端側時，若指尖旋轉體6的輪廓表現為圓形，而節部3的輪廓表現為正方形，則指尖旋轉體6的旋轉軸與作為指尖旋轉體6之輪廓的圓的中心一致，相對於作為節部3輪廓之正方形中的對角線之交點，此輪廓圓的中心點向握持方向側略為偏移(參照第9圖(b))。

用手部20”的4支的指部22圍住握持對象物，能夠用各指部22的指尖旋轉體6的圓筒部分進行握持。此時，指尖旋轉體6的圓筒部的周面係相對於節部3朝向握持方向側突出，藉此，能夠防止握持對象物干擾節部3，因此能夠握持更小尺寸的握持對象物。

第9圖為表示從指尖側觀看手部20”的4支指部22握持著圓筒形狀握持對象物之狀態的模式圖。在此第9圖中， 第9圖(a)顯示用4支指部22握持著握持對象物X4的狀態，其中該4支指部22配置為，使得指尖旋轉體6的圓筒部的外周之一部分對齊節部3握持方向側的側面的位置，從指尖側觀看時，指尖旋轉體6不會從節部3突出。另外，圓筒形狀握持對象物X4的直徑為第9圖(a)所示之4支的指部22能夠握持的最小的直徑尺寸。第9圖(b)顯示用4支指部22握持著握持對象物X3的狀態，其中該4支指部22配置為，從指尖側觀看時，指尖旋轉體6的圓筒部的周面相對於節部3朝向握持方向側突出。另外，圓筒形狀握持對象物X3的直徑為，第9圖(b)所示之4支指部22能夠握持的最小直徑尺寸。

由第9圖(a)及第9圖(b)明顯可知，藉由使得指尖旋轉體6的圓筒部的周面相對於節部3朝向握持方向側突出，能夠防止握持對象物干擾節部3，因此，在第9圖(a)的情況下，能夠握持尺寸較握持對象物X4還要小的握持對象物X3。

手部20”用例如4支指部22圍住握持對象物X3(參照第8圖)，用上述4支指部22當中的3支指部22(a),22(b),22(c)的各指尖旋轉體6的圓筒部的周面，將握持對象物X3中的圍繞旋轉軸P的外周部握持住，再藉由手臂14的動作拿起握持對象物X3。而且，如同在第2實施態樣的手部20’中使用第6圖說明的握持對象物X2的改變拿取方式的動作，能夠使得握持對象物X3精確地改變姿勢，並使得握持對象物X3在同手部20”內改變拿取方式。

<第4實施態樣>

繼之，說明本發明的握持機器人之第3實施態樣(參照第7 圖)。

相較於上述的握持機器人A，本握持機器人將手部20置換為手部30，因此主要針對手部30詳細說明，並省略重複的詳細說明。

手部30(機器人手部)包括：與機器人本體部10中的最前端的手臂14連接的基部31、基端側被該基部31所支持的4支以上(依據圖示例為4支)的指部32、以及檢知握持對象物的感測器23(參照第7圖)。

基部31包括一體的2片板狀構件31a、以及被夾在該等板狀構件間並使得尖端側呈現放射狀突出的複數個支持構件31b。

各指部32的基端側連接於各支持構件31b，其係藉由關節部1a，使得能向鄰接的指部32側搖動，且以各指部32的突出方向為中心軸旋轉。

而且，在該基部31的掌側固定了和第1實施態樣中相同的感測器23。

另外，在各支持構件31b內設有使得各指部22向鄰接的指部22側搖動的驅動源(未圖示)及驅動機構(未圖示)。

各指部32具備：在長邊方向排列的複數(依據圖示例為二個)節部1,2、設置在該等節部間的關節部1b、以及設置在尖端側的節部2的最前端部的鉗子部5。

關節部1b，使得另一方的節部2相對於一方的節部1進行屈曲伸展運動，並且以沿著其連接方向的軸為中心進行旋轉運動(參照第7圖中的箭頭)。

鉗子部5為使得設置為剪刀狀的一片部和他片部之間開閉的機構。

上述關節部1b及鉗子部5的驅動係藉由設置在節部1,2內的驅動源(未圖示)及驅動機構(未圖示)執行。

上記構成的手部30和上述的手部20,20’,20”一樣，係安裝在機器人本體部10，依據控制部15下達的指令動作。

依據此手部30，係能夠藉由各鉗子部5抓住握持對象物(未圖示)的部分，例如，即使握持對象物為生物體等的柔軟的物體，也能夠握持住該握持對象物不讓其滑落。

而且，依據該手部30，和上述的手部20,20’一樣，執行後述步驟，能夠使得握持對象物在手部30內改變拿取方式：藉由4支指部32當中的至少2支指部32的第1握持動作，將握持對象物(未圖示)握持的第1步驟；之後，藉由該等握持狀態的指部32的姿勢改變動作(具體而言是屈曲動作等)，使上述握持對象物的姿勢改變的第2步驟；繼之，藉由使用包含至少1支該等握持狀態的指部32以外的指部32的2支以上的指部32支第2握持動作，握持上述握持對象物的第3步驟；繼之，使得藉由上述第2握持動作握持上述握持對象物的指部32以外的指部32進行放開動作的第4步驟。

在此，用4支指部32當中單獨1支的鉗子部5就可以容易且確實地握持住上述握持對象物的情況下，可以用2支指部32進行改變拿取方式的動作。此時，可以將構成鉗子部5的一片部和他片部套用解釋為第1步驟到第4步驟中的指部。

另外，依據上述實施形態，改變握持對象物的姿 勢的姿勢改變動作為，藉由至少2支指部22(或32)中的各指部的一部分(具體而言，為指腹旋轉體4節部3等)的旋轉使得握持對象物旋轉，以使其姿勢改變，此姿勢改變動作的另一例為，藉由握持著的指部22(或32)的屈曲運動或伸展運動使握持對象物轉動，以改變其姿勢的態樣。

另外，握持對象物並不限定為圖示例的物件，其可以為例如電動螺絲起子、噴膠器等、將人所使用的工具作為握持對象物，即使是此類工具，本實施態樣的機器人手部也能夠使其在單一手部20(20’,20”或30)內改變姿勢並改變拿取方式。

另外，在上記實施態樣中，關於各指部22(或32)的各部之運動，可以改變為其他的運動態樣，或改變為將屈曲伸展運動、搖動運動、旋轉運動適當組合而成的運動等。另外，可以因應任務而適當選擇上述指部的數量或配置、各指部中的節部的數量等。

另外，上記實施態樣中，使用攝影元件作為感測器23的一例，感測器23的其他例可以為，紅外線感測器等地被接觸式感測器、限位開關等地接觸式感測器、或將這些感測器組合而成的複合感測器等。

另外，上記實施態樣之握持機器人A、手部20,20’,20”,30(機器人手部)及其控制方法等也可以適用於例如組裝作業用機器人、機械加工用機器人、焊接機器人、塗裝機器人、測定用機器人、醫療用機器人(包含治療用機器人或檢查用機器人等)、以及其他機器人。

另外，本發明不限定於上述的實施態樣，在不改變本發明要旨的範圍可以適當改變。

22(a~d)‧‧‧指部

P‧‧‧旋轉軸

X1‧‧‧握持對象物

Claims (11)

1. 一種握持機器人，其包括：基部；基端側被該基部支持的4支以上的指部；及控制該等指部之動作的控制部；該握持機器人使得上述指部執行後述動作：將握持對象物握持的握持動作；將握持著的握持對象物之姿勢改變的姿勢改變動作；及將握持著的握持對象物放開的放開動作；上述控制部執行後述步驟：第1步驟，藉由上述4支以上的指部當中的至少2支的指部之第1握持動作，將握持對象物握持；第2步驟，藉由該等握持狀態的指部之姿勢改變動作使上述握持對象物的姿勢改變；第3步驟，藉由使用包含至少1支該等握持狀態的指部以外的指部的2支以上的指部之第2握持動作，握持上述握持對象物；第4步驟，使得藉由上述第2握持動作握持上述握持對象物的指部以外之指部進行放開動作。
2. 如申請專利範圍第1項所記載的握持機器人，上述各指部包含：在長邊方向排列的複數個節部；及關節部，其設置於鄰接的節部之間，使得該等鄰接的節部屈曲及伸展。
3. 如申請專利範圍第2項所記載的握持機器人，上述關節部中包含旋轉關節部，其使得與一方的節部連接的另一方的節部以沿著連接方向的軸為中心，相對於上述一方的節部旋轉。
4. 如申請專利範圍第1到3項中任一項所記載的握持機器人，設有指尖旋轉體，其突出於上述各指部的尖端側，並以該突出方向的軸為中心驅動旋轉。
5. 如申請專利範圍第4項所記載的握持機器人，其中，上述指尖旋轉體具有圓筒形狀部分，上述突出方向的軸為上述圓筒形狀部分的中心軸，從上述各指部的尖端側觀看時，上述中心軸位於握持方向側，上述圓筒形狀部分的周面的一部分，係相對於上述節部向握持方向側突出。
6. 如申請專利範圍第3到5項中任一項所記載的握持機器人，其中：上述第1步驟中，藉由使3支的指部中的尖端側的節部屈曲的第1握持動作，將握持對象物握持；上述第2步驟中，針對上述3支的指部，藉由使上述尖端側的各節部朝向同方向進行特定量旋轉的姿勢改變動作，使得上述握持對象物進行特定量旋轉。
7. 如申請專利範圍第1到3項中任一項所記載的握持機器人，在上述各指部的尖端側設有指腹旋轉體，其朝向握持方向側突出，並以該突出方向的軸為中心驅動旋轉。
8. 如申請專利範圍第7項所記載的握持機器人，其中： 上述第1步驟中，藉由使得2支的指部中的尖端側的節部屈曲的第1握持動作，將握持對象物握持於該等2支的指部的上述指腹旋轉體之間；上述第2步驟中，藉由使上述2支的指部之上述指腹旋轉體分別進行特定量旋轉的姿勢改變動作，使上述握持對象物進行特定量旋轉。
9. 如申請專利範圍第1到8項中任一項所記載的握持機器人，上述各指部以能夠向鄰接的指部側搖動的方式設置於上述基部。
10. 如申請專利範圍第1到9項中任一項所記載的握持機器人，在上述基部的掌側設置有檢知握持對象物的感測器。
11. 一種機器人手部的控制方法，其係使得基端側被基部支持的4支以上的指部執行後述動作：將握持對象物握持的握持動作；將握持著的握持對象物之姿勢改變的姿勢改變動作；及將握持著的握持對象物放開的放開動作；上述控制方法執行後述步驟：第1步驟，藉由上述4支以上的指部當中的至少2支的指部之第1握持動作，將握持對象物握持；第2步驟，藉由該等握持狀態的指部之姿勢改變動作使上述握持對象物的姿勢改變；第3步驟，藉由使用包含至少1支該等握持狀態的指部以外的指部的2支以上的指部之第2握持動作，握持上述握持對象物； 第4步驟，使得藉由上述第2握持動作握持上述握持對象物的指部以外之指部進行放開動作。